DE10215091A1 - Spiralförmige Rippe/Röhre als Wärmeaustauscher - Google Patents

Abstract

Es wird ein Wärmeaustauscher (12A, 12B, 12C, 12D), der als Ölkühler zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid verwendet werden kann, bereitgestellt. Der Wärmetauscher hat einen äußeren Umfang (112, 156, 58', 366), der von der Zentralachse (56) beabstandet ist. Der Wärmetauscher umfasst einen Einlass (42, 378) und einen Auslass (44, 380) für einen Strom des ersten Fluids, ein Paar nebeneinander liegender Röhrensegmente (52, 54), die um die Zentralachse (56) gewickelt sind, um eine Mehrzahl von alternierenden konzentrischen Wicklungen (58) zu bilden, einen Einlass (46) für einen Strom des zweiten Fluids in den Wärmetauscher (12A, 12B, 12C, 12D), einen Auslass (48) für den Strom des zweiten Fluids aus dem Wärmeaustauscher (12A, 12B, 12C, 12D), und Strukturen (50) zum Einkapseln des Paars von Röhrensegmenten (52, 54) um das zweite Fluid innerhalb des Wärmeaustauschers (12A, 12B, 12C, 12D) zu halten, während es von dem Einlass (46) zum Auslass (48) fließt. Das Röhrensegment (52) weist ein Ende (64) auf, das mit dem Einlass (42) verbunden ist, um Strom des ersten Fluids daraus aufzunehmen. Das Röhrensegment (54) weist ein Ende (66) auf, das mit dem Auslass (44) verbunden ist, um Strom des ersten Fluids dorthin zu liefern. Das Paar von Röhrensegmenten (52, 54) ist nahe der Zentralachse (56) verbunden, um den Strom des Fluids zwischen den Röhrensegmenten (52, 54) zu übertragen. Der Einlass und der Auslass (42, 44) für das erste Fluid sind neben dem ...

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Wärmeaustauscher insbesondere Wärmeaustauscher, die als Ölkühler im Fahrzeugbereich Anwendung finden.

Hintergrund der Erfindung

Die Verwendung von Wärmeaustauschern zum Kühlen von Schmieröl in Schmiersystemen von Verbrennungsmotoren ist seit langem bekannt. Eine Form derartiger Wärmeaustauscher wird derzeit in sogenannten "Donut-Ölkühlern" verwendet. Diese Ölkühler haben eine axiale Länge von nur ein paar Inches oder weniger, und sind so konstruiert, dass sie zwischen dem Motorblock und dem Ölfilter angeordnet werden können, wobei sie an einem Ort direkt an dem Block angebracht sind, der früher durch den Ölfilter eingenommen wurde. Typischerweise umfassen Ölkühler dieses Typs ein mehrteiliges Gehäuse, das mit dem Fahrzeug-Kühlsystem verbunden ist, um Kühlflüssigkeit zu erhalten und das einen Stapel von relativ dünnen, scheibenartigen Kammern oder Wärmeaustauschereinheiten enthält, durch die das zu kühlende Öl zirkuliert wird. Beispiele für solche Ölkühler sind in den US-Patenten 4,967,835; 4,561,494; 4,360,055; und 3,743,011 offenbart, deren gesamter Offenbarungsgehalt in die Beschreibung aufgenommen wird. Die oben genannten Wärmeaustauscher haben sich als besonders erfolgreich erwiesen, insbesondere bei der Kühlung des Schmieröls eines Verbrennungsmotors. Die Strukturen dieser Wärmeaustauscher sind verhältnismäßig einfach hinsichtlich der Konstruktion, kostengünstig zu fabrizieren und leicht einsatzfähig, wenn sie benötigt werden. Nichtsdestoweniger besteht ein anhaltender Bedarf, zusätzliche Vorteile für Wärmeaustauscherstrukturen zu schaffen, wie beispielsweise verbesserte Wärmeübergangscharakteristika, verbesserte Druckabfallcharakteristika, verminderte Anzahl von Bauteilen, verbesserte strukturelle Integrität und Sauberkeit und eine verbesserte Flexibilität hinsichtlich der Form, Größe und der Herstellung des Wärmeaustauschers.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das vorrangige Ziel dieser Erfindung, einen neuen und verbesserten Wärmeaustauscher bereitzustellen, genauer, einen verbesserten Wärmeaustauscher für die Verwendung im Ölkühlungs- und Fahrzeugbereich. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeaustauscher zum Austauschen von Wärme zwischen einer ersten und einer zweiten Flüssigkeit bereitgestellt. Der Wärmeaustauscher hat einen äußeren Umfang, der radial von der zentralen Achse beabstandet ist. Der Wärmeaustauscher umfasst einen ersten Einlass für einen Strom des ersten Fluids, einen ersten Auslass für einen Strom des ersten Fluids, ein Paar nebeneinander liegende Röhrensegmente, die um die zentrale Achse gewickelt werden, um eine Vielzahl von alternierenden, konzentrischen Windungen zu bilden, einen zweiten Einlass zum Einströmen des zweiten Fluids in den Wärmeaustauscher, einen zweiten Auslass zum Ausströmen des zweiten Fluids aus dem Wärmeaustauscher, und Strukturen zum Einkapseln des Paars von Röhrensegmenten, um das zweite Fluid im Wärmeaustauscher zurückzuhalten, während es vom zweiten Einlass zum zweiten Auslass strömt. Der erste Einlass ist nahe dem äußeren Umfang angeordnet und der erste Auslass ist nahe dem äußeren Umfang angeordnet. Eines der nebeneinander liegenden Röhrensegmente hat ein Ende, welches mit dem ersten Einlass verbunden ist, um davon Zustrom des ersten Fluids zu erhalten. Das andere der beiden nebeneinander liegenden Röhrensegmente hat ein Ende, welches mit dem ersten Auslass verbunden ist, um einen Strom des ersten Fluids dorthin zu liefern. Das Paar Röhrensegmente ist nahe der zentralen Achse miteinander verbunden, um einen Strom des ersten Fluids zwischen den Röhrensegmenten zu übertragen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Paar Röhrensegmente aus einer einheitlichen Röhre gebildet, die eine haarnadelförmige Biegung aufweist, die die an die zentralen Achse angrenzenden Segmente verbindet, um einen Strom des ersten Fluids zwischen den beiden Segmenten zu übertragen.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, umfasst der Wärmeaustauscher weiterhin einen Verteiler, der die an die zentrale Achse angrenzenden Röhrensegmente verbindet, um einen Strom des ersten Fluids zwischen den Segmenten zu übertragen.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Wärmeaustauscher bereitgestellt, um Wärme zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid auszutauschen. Der Wärmeaustauscher hat einen äußeren Umfang, der radial von der zentralen Achse beabstandet ist. Der Wärmeaustauscher umfasst einen Ständer, der im wesentlichen zentriert an der zentralen Achse angeordnet ist und eine Außenfläche mit einem spiralförmigen Querschnitt aufweist, ein Röhrensegment, das um die Außenfläche des Ständers gewickelt ist, um spiralförmige Röhrenwindungen um die zentrale Achse zu bilden, damit der Strom des ersten Fluids durch den Wärmeaustauscher geleitet werden kann, einen Einlass für den Strom des zweiten Fluids in den Wärmeaustauscher, einen Auslass für den Strom des zweiten Fluids aus dem Wärmeaustauscher und eine Struktur zum Einkapseln des Röhrensegments, um das zweite Fluid in dem Wärmeaustauscher zurückzuhalten, während es vom zweiten Einlass zum zweiten Auslass strömt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid bereitgestellt. Der Wärmeaustauscher umfasst ein Paar Kopfscheiben, um einen Strom des zweiten Fluids durch den Wärmeaustauscher zu leiten und einen Kern, der ein Röhrensegment enthält, das um eine zentrale Achse gewickelt ist, um eine Vielzahl von konzentrischen Wicklungen zu bilden. Das Röhrensegment hat mindestens einen inneren Durchgang für Strom des ersten Fluids. Mindestens eine der Wicklungen definiert einen äußersten Umfang des Wärmeaustauschers und hat eine erste Oberfläche, die gegen eine der Kopfplatten abgedichtet ist und eine zweite Oberfläche, die gegen die andere Kopfplatte abgedichtet ist. Mindestens eine der Wicklungen ist gegen mindestens eine angrenzende Wicklung abgedichtet, um das zweite Fluid innerhalb des Wärmeaustauschers zurückzuhalten, während es durch den Kern fließt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Wärmeaustauscher bereitgestellt, um Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid auszutauschen. Der Wärmeaustauscher hat einen äußeren Umfang, der von einer zentralen Achse beabstandet ist. Der Wärmeaustauscher umfasst einen Kern, der die zentrale Achse umschließt und ein Paar gegenüberliegender Kopfplatten. Der Kern umfasst innere Durchgänge, um einen Strom des ersten Fluids aufzunehmen, und äußere Oberflächen, um einen Strom des zweiten Fluids aufzunehmen. Der Kern hat ein Paar gegenüberliegende Seiten, die durch eine Weite W entlang der zentralen Achse voneinander beabstandet sind, wobei jede Seite zu den Außenflächen hin offen ist. Eine der Kopfplatten liegt auf einer der Seiten des Kerns auf und die andere Kopfplatte liegt auf der anderen Seite des Kerns auf. Eine der Platten hat erste und zweite Verteilerkammern, die über die zentrale Achse winklig voneinander beabstandet sind, um den Strom des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung hat die andere Kopfplatte eine dritte Verteilerkammer, um den Strom des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten. Die erste Kammer ist mit der dritten Kammer ausgerichtet, um einen Strom von der ersten Kammer über ein erstes winkliges Segment der Außenflächen des Kerns zur dritten Kammer zu leiten. Die dritte Kammer ist mit der zweiten Kammer ausgerichtet, um einen Strom von der dritten Kammer über ein zweites winkliges Segment der Außenflächen des Kerns zu der zweiten Kammer zu leiten. Das erste und das zweite winklige Segment sind über die zentrale Achse winklig voneinander beabstandet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die andere Kopfplatte dritte und vierte Verteilerkammern, die über die zentrale Achse winklig voneinander beabstandet sind, um einen Strom des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten. Die erste Kammer ist mit der dritten Kammer ausgerichtet, um einen Strom von der ersten Kammer über ein erstes winkliges Segment der Außenflächen des Kerns zu der dritten Kammer zu leiten. Die dritte Kammer ist mit der zweiten Kammer ausgerichtet, um einen Strom von der dritten Kammer über ein zweites winkliges Segment der Außenflächen des Kern zu der zweiten Kammer zu leiten. Die zweite Kammer ist mit der vierten Kammer ausgerichtet, um einen Strom von der zweiten Kammer über ein drittes winkliges Segment der Außenflächen des Kerns zu der vierten Kammer zu leiten. Das erste, zweite und dritte winklige Segment sind über die zentrale Achse winklig voneinander beabstandet.

Andere Ziele und Vorteile werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Schnittansicht eines Motorblocks, auf dem ein Wärmeaustauscher in Form eines erfindungsgemäßen Ölkühlers angebracht ist, wobei ein Teil eines gewöhnlichen Filters dem Ölkühler überlagert ist und als gepunktete Linie gezeigt wird;

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Wärmeaustauschers aus Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmeaustauschers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Kopfteil, wie es im Wärmeaustauscher aus Fig. 4 verwendet wird, entlang der Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf ein anderes Kopfteil, das im Wärmeaustauscher aus Fig. 4 verwendet wird, entlang der Linie 6-6 in Fig. 4;

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Kern, der im Wärmeaustauscher aus Fig. 4 verwendet wird, entlang der Linie 7-7 in Fig. 4;

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht des Wärmeaustauschers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf ein Kopfteil, das im Wärmeaustauscher aus Fig. 8 verwendet wird, entlang der Linie 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf ein anderes Kopfteil, das im Wärmeaustauscher aus Fig. 8 verwendet wird, entlang der Linie 10-10 in Fig. 8;

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf einen Kern, der im Wärmeaustauscher aus Fig. 8 verwendet wird, entlang der Linie 11-11 in Fig. 8;

Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ständers wie er in jedem der Wärmeaustauscher gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 13 zeigt eine fragmentarische Draufsicht auf den Ständer aus Fig. 12 in Kombination mit einem Teil eines Wärmeaustauscherkerns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 zeigt eine fragmentarische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Ständers aus Fig. 12 in Kombination mit einem Teil eines Wärmeaustauscherkerns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Ständers aus Fig. 12 mit einem Teil eines Wärmeaustauscherkerns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmeaustauschers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 17-17 in Fig. 16;

Fig. 18 zeigt eine Draufsicht gemäß Linie 18-18 in Fig. 16;

Fig. 19 ist eine Draufsicht gemäß Linie 19-19 in Fig. 16;

Fig. 20A bis 20E zeigen eine Serie von perspektivischen Ansichten, die den Ablauf des Zusammenbaus eines Kerns für einen Wärmeaustauscher aus Fig. 16 veranschaulichen; und

Fig. 21A bis 21C zeigen eine Serie von auseinandergezogenen Ansichten, die eine Serie von Schritten für den Zusammenbau eines Wärmeaustauschers aus Fig. 16 veranschaulichen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Wärmeaustauschern werden an dieser Stelle beschrieben und in den Zeichnungen zusammen mit einem Ölkühler zum Kühlen von Schmieröl eines Verbrennungsmotors veranschaulicht. Die Erfindung kann jedoch auch für andere Anwendungen gebraucht werden und es ist keine Einschränkung auf die Verwendung als Ölkühler beabsichtigt, außer insoweit als es in den beigefügten Ansprüchen ausdrücklich angegeben ist.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist der Block eines Verbrennungsmotors fragmentarisch dargestellt mit der Bezugsziffer 10 und darauf angeordnet ist ein Ölkühler 12A für das Schmieröl des Motors. An dem Ölkühler 12A ist ein Ölfilter 14 befestigt, wobei der Ölkühler zusätzlich Kühlmitteleinlass- und Auslassleitungen 16 und 18 hat, die sich bis zum Kühlsystem des Motors erstrecken, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Wie in Fig. 1 am besten zu sehen ist, wird Schmieröl über einen Durchgang 20 im Block 10 zum Ölkühler 12 geleitet und zurückströmendes Schmieröl wird vom Motor über einen Durchgang 22 aufgenommen. Der Durchgang 22 wird durch eine Buchse 24 definiert, die starr an dem Motorblock 10 befestigt ist und mit einem mit einem Gewinde versehenen Ende 26 abschließt und ihrerseits eine mit einem Innengewinde versehene Übertragungsröhre 28 aufnimmt, die durch eine zentrale Öffnung 30 in den Ölkühler 12 eingesetzt wird. Die Übertragungsröhre 28 umfasst ein mit einem Außengewinde versehenes Ende 32, an welches der Ölfilter 14 abnehmbar auf konventionelle Weise angeschlossen wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, umfasst der Ölkühler 12A einen Rippen/Röhrenkern 40A, einen Kühlmitteleinlass 42, einen Kühlmittelauslass 44, einen Öleinlass 46, einen Ölauslass 48 und Mittel 50, gezeigt in Form einer mehrteiligen Gehäuseanordnung 51 zum Einkapseln des Kerns 40a, um das Öl im Ölkühler 12A zurückzuhalten, während es vom Öleinlass 46 zum Ölauslass 48 fließt. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, umfasst der Kern 40a ein Paar nebeneinander liegender Röhrensegmente 52 und 54, die um eine zentrale Achse 56 gewickelt sind, um eine Vielzahl von alternierenden konzentrischen Wicklungen 58 mit einem hohlen Zentrum 59 zu bilden. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, haben die Röhrensegmente 52, 54 mehrere innere Durchgänge 60, um einen Strom des Kühlmittels durch den Ölkühler 12A aufzunehmen und zu leiten, und äußere Oberflächen 62, um einen Strom des Öls durch den Ölkühler 12A aufzunehmen und zu leiten. Die Wicklungen 58 sind voneinander beabstandet, um Ölstrom- Durchgänge 63 zwischen den äußeren Oberflächen 62 der Röhrensegmente 52, 54 zu definieren. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist ein Ende 64 des Röhrensegments 52 mit dem Kühlmitteleinlass 42 verbunden, um von ihm Kühlmittel aufzunehmen, und ein Ende 66 des Röhrensegments 54 ist mit dem Kühlmittelauslass 44 verbunden, um Kühlmittel von seinem inneren Durchgang 60 zum Kühlmittelauslass 44 zu liefern. Die Enden 64 und 66 sind auf abdichtende Weise mit jeweils passenden Schlitzen (nicht gezeigt) verbunden, die in dem Kühlmitteleinlass 42 und Kühlmittelauslass 44 vorhanden sind. Die Röhrensegmente 52, 54 haben entsprechende Enden 68, 70, die angrenzend an die zentrale Achse 56 verbunden sind, um Kühlmittel von den inneren Durchgängen 60 des ersten Röhrensegments 52 zu dem zweiten Röhrensegment 54 zu übertragen. Die Enden 68, 70 sind mittels einer Haarnadel-Biegung 72 verbunden. Daher sind die Röhrensegmente 52, 54 tatsächlich Teil einer einheitlichen Haarnadel-Röhre 74 mit den Enden 64, 66, die von der Haarnadel-Biegung 72 beabstandet sind.

Während die Röhrensegmente 52, 54 jede bekannte Bauform annehmen können, haben die Röhrensegmente 52, 54 vorzugsweise eine Flachröhrenkonstruktion mit vielen inneren Stromdurchgängen 60, welche durch viele Stege 76 definiert sind, die zwischen den gegenüberliegenden Stirnwänden 78 von jedem der Röhrensegmente 52, 54 angeordnet sind, und die die flachen Seitenwände 80 von jedem der Röhrensegmente 52, 54 verbinden, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Vorzugsweise werden solche Flachröhren aus extrudiertem Aluminium geformt, obwohl sogenannte "vorgefertigte Röhren" bekanntermaßen auch verwendet werden können. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, erstrecken sich die Wände 80 vorzugsweise im wesentlichen parallel zur zentralen Achse 56. Weiterhin definieren die Stirnwände 78 vorzugsweise gegenüberliegende Kernseiten 82 und 84, die sich im wesentlichen senkrecht zur zentralen Achse 56 erstrecken und die durch eine Weite W entlang der zentralen Achse 56 beabstandet sind, die nominell gleich der Weite der beiden Hauptachsen der Flachröhrensegmente 52, 54 ist.

Der Kern 40a umfasst weiterhin Wärmeaustauschrippen 90, die in den Ölstromdurchgängen 63 zwischen den Außenflächen 62 der Röhrensegmente 52, 54 angeordnet sind. Die Rippen können jede konventionelle Form haben, einschließlich, ohne Beschränkung, mit Kühlschlitzen versehene, gekräuselte, oder Schlitz-Serpentinen-Rippen; "abgetragene" ("skived") Rohrrippen; breite Plattenrippen und lanzenförmige (lanced) und versetzte Rippen. Ebenso können die Rippen aus jedem geeigneten Material geformt werden, das eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, wie beispielsweise Stahl, Kupfer, Messing oder Aluminium. Vorzugsweise werden die Rippen 90 verbunden oder anderweitig mit den Oberflächen 62 zusammengefügt, um eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit zu gewährleisten. In der Ausführungsform in Fig. 2 werden die Rippen in Form von Aluminium-Serpentinen-Rippen 92, 94 gezeigt, die spiralförmig zwischen den Röhrensegmenten 52, 54 gewickelt sind.

Wie in den Fig. 1 und 3 besonders deutlich gezeigt wird, umfasst die mehrteilige Gehäuseanordnung 51 eine Filterplatte 96, einen Behälter 98, eine Kombination Kopfteil/Ständer 100 und eine Dichtungsplatte 102. Die Filterplatte 96 ist donutförmig und umfasst eine nominell flache obere Oberfläche 104, um mit der Dichtung des Filters 14 zusammenzupassen und eine kreisförmige Öffnung 106, die an der Achse 56 zentriert ist und Öl zu dem Ölauslass 48 leitet. Die Filterplatte 96 umfasst weiterhin vier Positionsstreifen 108 (nur in Fig. 1 gezeigt), die von zugehörigen Löchern 110 im Behälter 98 aufgenommen werden, um die Filterplatte 96 fest in Relation zu dem Behälter 98 zu positionieren. Der Behälter 98 hat eine umfängliche Wand 112, die an eine nominelle flache Endoberfläche 114 anschließt, um eine Schüsselform für den Behälter 98 zu definieren. Der Behälter 98 umfasst des weiteren einen Stützring 116, der über vier Stützarme 118 mit der Endoberfläche 114 verbunden ist. Zusammen definieren die Endoberfläche 114, der Ring 116 und die Arme 118 vier Öffnungen 120, die den Strom von Öl zum Ölauslass 48 gewährleisten. Die Wand in dem Behälter 98 umfasst ein Paar Schlitze 120 (nur in Fig. 3 gezeigt), von denen sich jeder nominell an die Außenfläche 62 von einem der Enden 64, 66 der Rohrsegmente 52, 54 anpasst, um zu gewährleisten, dass der Behälter 98 über dem Kern 40A angeordnet werden kann. Das Kopfteil/Ständer 100 umfasst einen zylindrischen Mittelständer 122, der sich durch das hohle Zentrum des Kerns 40A erstreckt und die zylindrische Öffnung 30 definiert, die das Übertragungsrohr 28 aufnimmt. Vorzugsweise weist der Ständer 122 einen Presssitz auf oder ist mit den innersten Rippen 90 im Zentrum 59 des Kerns 40A verbunden. Das Kopfteil/Ständer 100 umfasst weiterhin einen äußeren Ring 124 und vier Arme 126 (von denen nur drei in Fig. 3 gezeigt sind), die sich zwischen dem Ständer 122 und dem äußeren Ring 124 erstrecken, um den Ständer 122 und den Kern 40A relativ zu der Gehäuseanordnung 51 zu stützen und zu positionieren. Der Ring 124 hat einen äußeren Umfang 128, der sich an das Innere der umfänglichen Wand 112 anpasst und daran anstößt, und flüssigkeitsdicht mit dieser abschließt. Der Ständer 122, die Arme 126 und der äußere Ringe 124 definieren zusammen vier Öffnungen 130, die einen Durchflussweg zum Öleinlass 46 bieten. Die Dichtungsplatte 102 ist donutförmig und weist eine zentrale Öffnung 131 auf. Die Dichtungsplatte 102 umfasst eine nominell flache Oberfläche 132 zum Befestigen des äußeren Rings 124 und des Stützbalkens 126 des Kopfteils/Ständers 100. Die Dichtungsplatte 102 umfasst weiterhin vier Positionierstreifen 134 (nur in Fig. 1 gezeigt), die von korrespondierenden Löchern 136 (nur drei davon sind in Fig. 3 gezeigt) im Kopfteil/Ständer 100 aufgenommen werden, um den Kopfteil/Ständer 100 und die Dichtungsplatte 102 fest relativ zueinander anzuordnen. Wie in Fig. 1 besonders gut zu sehen ist, umfasst die Dichtungsplatte 102 weiterhin eine ringförmige Aussparung oder eine Dichtungsstopfbüchse (gasket gland) 140, die eine Dichtung 142 aufnimmt, um den Ölkühler 12A zum Motorblock 10 abzudichten.

Während die Komponenten der Gehäuseanordnung 51 aus jedem geeigneten Material und nach jedem Verfahren hergestellt werden können, werden vorzugsweise die Filterplatte 96, die Dichtungsplatte 102 und der Kopfteil/Ständer 100 aus gepresstem Aluminium hergestellt. Des weiteren können die Grenzflächen zwischen dem Kern 40A, der Filterplatte 96, dem Behälter 98, dem Kopfteil/Ständer 100 und der Dichtungsplatte 102 verbunden sein, oder durch jegliche geeignete Mittel zusammengefügt sein, um flüssigkeitsdichte Abdichtungen von geeigneter struktureller Integrität zwischen dem Öleinlass 46 und dem Ölauslass 48 bereitzustellen. Geeignete Verbindungsmethoden sind, ohne Einschränkung, Schweißen, Vakuumlöten oder Nocolok™-Fluß-Löten.

Im Betrieb vollführt das Öl, dass durch den Ölkühler 12A fließt nur einen einzigen Durchlauf durch den Kern 40A. Genauer gesagt, tritt das Öl durch den Einlass 46 über die Öffnungen 131, 130 in den Ölkühler 12A ein und fließt dann nominell parallel zur Achse 56 durch die Durchgänge 63, um durch den Auslass 48 über die Öffnungen 120 und 106 aus dem Ölkühler auszutreten. Kühlmittel aus der Kühlmitteleinlassleitung 16 strömt über den Kühlmitteleinlass 42 in den inneren Durchgang 60 des Röhrensegments 52. Das Kühlmittel fließt anschließend radial einwärts durch die konzentrischen Wicklungen 58, bevor es durch die Haarnadel-Biegung 72 in die inneren Durchgänge 60 des Röhrensegments 54 übertragen wird. Der Kühlmittelstrom wird durch den Auslass 44 zurück in die Kühlmittelleitung 18 übertragen, nachdem er radial auswärts durch die konzentrischen Wicklungen 58 des Röhrensegments 54 geflossen ist.

Ein Ölkühler 12B, der gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde, wird in den Fig. 4 bis 7 gezeigt. Der Ölkühler 12B nutzt den Kern 40A wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Ölkühler 12A beschrieben, aber er weist ein Mittel 50 zum Einkapseln der Röhrensegmente 52, 54 auf, welches sich von der mehrteiligen Gehäuseanordnung 51 des Ölkühlers 12A unterscheidet. Wie in Fig. 4 genauer zu sehen ist, ist der Ölkühler 12B mit einem Mittel 50 in Form einer Gehäuseanordnung 150 ausgestattet, welches eine Filterplatte 152, einen zylindrischen Zentralständer 154, eine umfängliche Seitenwand 156 und eine Kopfplatte 158 umfasst.

Wie in Fig. 4 zu sehen ist, weist die Filterplatte 152 entgegengesetzte, nominell flache Oberflächen 160 und 162 auf, die von einer umfänglichen Randoberfläche 163 umschlossen werden. Die Oberfläche 160 ist so ausgestaltet, das sie mit der abdichtenden Dichtung des Filters 14 zusammenpasst. Die Oberfläche 162 ist so ausgestaltet, dass sie die Seite 82 des Kerns 40A bedeckt und anstößt. Wie in Fig. 6 gezeigt, umfasst die Filterplatte 152 weiterhin ein Paar nierenförmige Verteilerkammern 164 und 166, die durch Aussparungen definiert sind, die in der Oberfläche 162 gebildet sind und durch die Wände 167 und 168 getrennt sind. Die Filterplatte 152 umfasst auch eine zentrale Öffnung 170, die an der Achse 56 zentriert und angepasst ist, um eine ringförmige Schulter 172 in dem zentralen Ständer 154 aufzunehmen, um den zentralen Ständer 154 und den Kern 40A relativ zur Filterplatte 152 fest zu positionieren. Die Filterplatte 152 umfasst weiterhin eine nierenförmige Öffnung 174, die sich von der Verteilerkammer 164 zur Oberfläche 160 erstreckt, um einen Durchflussweg für den Ölauslass 48 zu schaffen.

Wie am besten in Fig. 4 zu sehen ist, umfasst die Kopfplatte 158 ein Paar nominell flache, entgegengesetzte Oberflächen 176 und 178, die von einer umfänglichen Randoberfläche 179 umgeben werden. Die Oberfläche 176 ist so ausgestaltet, dass sie mit dem Motorblock 10 zusammenpasst und eine ringförmige Aussparung oder Stopfbüchse 180 aufweist, um die Dichtung 142 aufzunehmen, damit der Ölkühler 12B gegenüber dem Motorblock 10 abgedichtet ist. Die Oberfläche 178 ist so ausgestaltet, dass sie die Seite 84 des Kerns 40A überdeckt und an ihr anstößt. Die Kopfplatte 158 umfasst auch ein Paar nierenförmiger Verteilerkammern 182 und 184, die durch Ausnehmungen definiert sind, die in der Oberfläche 178 gebildet sind und die durch die Wände 185 und 186 getrennt sind. Die Kopfplatte 158 umfasst weiterhin eine zentrale Öffnung 188, die an der Achse 56 zentriert ist und so angepasst ist, um eine in dem Ständer 154 gebildete ringförmige Schulter 190 aufzunehmen, um den Ständer 154, den Kern 40A und die Filterplatte 152 relativ zu der Kopfplatte 158 fest zu positionieren. Eine nierenförmige Öffnung 192 ist in der Kopfplatte 158 angeordnet, die sich zwischen der Verteilerkammer 182 und der Oberfläche 176 erstreckt, um einen Durchflussweg für den Öleinlass 46 zu schaffen.

Die Wand 156 wird durch einen Materialstreifen gebildet, der um die Oberflächen 163, 179 der Platten 152, 158 gewickelt und mit ihnen verbunden ist, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zu schaffen. Wie die umfängliche Wand 112 des Behälters 98, umfasst die Wand 156 Öffnungen oder Schlitze (nicht gezeigt), die nominell an die äußeren Oberflächen 62 der Enden 64, 66 der Röhrensegmente 52, 54 angepasst sind.

Während vorzugsweise alle Komponenten der Gehäuseanordnung 150 aus Aluminium hergestellt sind, kann jede der Komponenten auch aus einem anderen geeigneten Material hergestellt sein.

Weiterhin können die Grenzflächen zwischen dem Kern 40A, der Filterplatte 152, dem Zentralständer 154, der umfänglichen Seitenwand 156, und der Kopfplatte 158 verbunden oder durch andere geeignete Mittel zusammengefügt sein, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung von geeigneter struktureller Integrität zwischen dem Öleinlass 46 und dem Ölauslass 48 zu gewährleisten. Geeignete Verbindungsmethoden umfassen, ohne Einschränkung, Schweißen, Vakuumlöten oder Nocolok™-Fluß-Löten.

Während des Betriebs vollführt das Öl, das durch den Ölkühler 12B fließt, drei Durchläufe durch den Kern 40A. Genauer gesagt sind die Verteilerkammern 182, 166 im montierten Zustand winklig ausgerichtet, um für einen ersten Durchlauf durch den Kern 40A einen Strom von der Kammer 182 über ein erstes winkliges Segment 200 des Kerns 40A zu der Kammer 166 zu leiten. Das winklige Segment 200 wird in Fig. 7 gezeigt, wo es einerseits von der gestrichelten Linie 202 begrenzt wird, die der Wand 185 entspricht und andererseits von der gestrichelten Linie 204, die den Wänden 186 und 167 entspricht. Die Kammer 166 ist winklig mit der Kammer 184 ausgerichtet, um Strom für einen zweiten Durchlauf durch den Kern 40A von der Kammer 166 über ein zweites winkliges Segment 206 des Kerns 40A zu der Kammer 184 zu leiten. Das winklige Segment 206 ist in Fig. 7 gezeigt, wo es von der gestrichelten Linie 202 und der gestrichelten Linie 208 begrenzt wird, wobei die gestrichelte Linie 208 der Wand 168 entspricht. Die Kammer 184 ist winklig mit der Kammer 164 ausgerichtet, um Ölstrom von der Kammer 184 über ein drittes winkliges Segment 210 des Kerns 40A zu der Kammer 164 zu leiten, so dass das Öl den Ölkühler 12B durch die Öffnung 174 verlassen kann, nachdem es seinen dritten Durchlauf durch den Kern 40A vollführt hat. Das winklige Segment 210 wird in Fig. 7 gezeigt, wo es von der Linie 204 und der Linie 208 begrenzt wird. Jedes der winkligen Segmente 200, 206, 210 entspricht nominell einem Drittel des Gesamtvolumens des Kerns 40A. Es versteht sich, dass die Wände 167, 168, 185, 186; die Oberflächen 162, 178; und die Rippen 90 zusammenwirken, um Ölstrom von einem der winkligen Segmente 200, 206, 210 zu einem anderen der winkligen Segmente 200, 206, 210 zu minimieren oder zu verhindern, während der Ölstrom durch jedes der winkligen Segmente 200, 206, 210 läuft.

Ein Ölkühler 12C, der gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde, wird in den Fig. 8 bis 11 gezeigt. Der Ölkühler 12C wird für filterlose Anwendungen verwendet und benutzt einen Verbinder (nicht gezeigt) mit einem Kopf, einem bis zum Kopf hohlen Inneren, und radialen Löchern, um Öl zwischen dem Ölkühler 12C und dem hohlen Inneren des Verbinders und dem Durchgang 22 des Motorblocks 10 zu übertragen. Der Ölkühler 12C umfasst ein Einkapselungsmittel 50, das sich von der mehrteiligen Gehäuseanordnung 51 des Ölkühlers 12A und der Gehäuseanordnung 150 des Ölkühlers 12B unterscheidet. Genauer gesagt wird das Einkapselungsmittel 50 des Ölkühlers 12C bereitgestellt in Form einer Verschleißplatte 212, dem Zentralständer 154, einer Kopfplatte 214 und Teilen der äußersten Wicklungen 58' der Röhrensegmente 52, 54 des Kerns 40B, der mit dem Kern 40A identisch ist, mit Ausnahme der äußersten Wicklungen 58' der Röhrensegmente 52, 54, die, wie in Fig. 11 gezeigt, an den Stellen 216, 218 gegeneinander abgedichtet sind, um das Öl innerhalb des Ölkühlers 12B zurückzuhalten, während es durch die Durchgänge 63 des Kerns 40B fließt.

Wie in Fig. 8 gezeigt wird, besitzt die Verschleißplatte 212 entgegengesetzte, nominell flache Oberflächen 216 und 218, die von einer umfänglichen Randoberfläche 220 umgeben werden. Die Oberfläche 216 ist so ausgestaltet, dass sie die Seite 82 des Kerns 40B bedeckt und an ihr anstößt. Wie in Fig. 10 zu sehen, umfasst die Verschleißplatte 212 weiterhin eine donutförmige Verteilerkammer 222, die durch eine in der Oberfläche 216 gebildete Aussparung definiert wird. Ebenso wie die Verschleißplatte 152, umfasst auch die Verschleißplatte 212 eine zentrale Öffnung 170, die an der Achse 56 zentriert ist und so ausgestaltet ist, dass sie die winklige Schulter 172 in dem Zentralständer 154 aufnehmen kann, um den Zentralständer 154 und den Kern 40B relativ zu der Verschleißplatte 212 fest zu positionieren.

Wie am besten in Fig. 8 zu sehen ist, umfasst die Kopfplatte 214 ein Paar nominell flache, gegenüberliegende Oberflächen 224 und 226, die von einer umfänglichen Randoberfläche 228 umgeben werden. Die Oberfläche 224 ist so ausgestaltet, dass sie die Seite 84 des Kerns 40B überdeckt und an ihr anstößt. Die Oberfläche 226 ist so ausgestaltet, dass sie mit dem Motorblock 10 zusammenpasst und umfasst eine ringförmige Aussparung oder Stopfbüchse 230 zum Aufnehmen der Dichtung 142, um den Ölkühler 12C am Motorblock 10 abzudichten. Zusätzlich umfasst die Oberfläche 226 eine andere ringförmige Aussparung oder Stopfbüchse 232 zum Aufnehmen einer anderen Dichtung (nicht gezeigt), um das heiße einströmende Öl, das sich zwischen den Stopfbüchsen 230 und 232 sammeln kann, von dem kalten zurückströmenden Öl, das sich in dem von der Stopfbüchse 232 umschlossen Raum sammeln kann, abzutrennen, wobei ein Ölbypass be- oder verhindert wird.

Wie am besten in Fig. 9 zu sehen, ist die Kopfplatte 214 eine Oberfläche, die auch ein Paar nierenförmige Verteilerkammern 234 und 236 umfasst, die durch Aussparungen in der Oberfläche 224 definiert sind und durch die Wände 238 und 240 getrennt sind. Die Kopfplatte 214 umfasst weiterhin eine zentrale Öffnung 242, die an der Achse 56 zentriert ist und so ausgestaltet ist, dass sie die ringförmige Schulter 190, die in dem Zentralständer 154 gebildet ist, aufnimmt, um den Ständer 154, den Kern 40B, und die Verschleißplatte 212 relativ zu der Kopfplatte 214 fest zu positionieren. Die Öffnung 242 wird von der Verteilerkammer 234 durch eine gekrümmte Wand 244 verschlossen. Eine nierenförmige Öffnung 246, die sich zwischen dem Verteiler 234 und der Oberfläche 226 erstreckt wird in der Kopfplatte 214 bereitgestellt, um einen Durchflussweg zu dem Öleinlass 46 zu schaffen. Zusätzlich ist die Verteilerkammer 236 zu der zentrale Öffnung 242 hin geöffnet, um einen Durchflussweg für den Ölauslass 48 zu ermöglichen. Wie in Fig. 8 zu sehen ist, wirken speziell im montierten Zustand der Ständer 154 und die Verteilerkammer 236 zusammen, um einen ringförmigen Schlitz 248 zu definieren, damit ein Durchflussweg für den Ölauslass 48 geschaffen wird. In dieser Hinsicht sollte festgehalten werden, dass die radialen Löcher des Verbinders (nicht gezeigt) es ermöglichen, dass Öl von dem Auslass 48 durch den Durchgang 22 zu dem Motorblock 10 fließen kann.

Im montierten Zustand sind die Stirnwände 78 der äußersten Wicklungen 58' jeweils abdichtend mit den Oberflächen 216 und 224 der Platten 212 und 214 verbunden, um Öl innerhalb des Ölkühlers 12C zurückzuhalten, während es von dem Einlass 46 durch den Durchgang 63 zu dem Auslass 48 fließt. Des weiteren dienen die äußersten Wicklungen 58' als ein äußerer Umfang des Ölkühlers 12C, weil sie über ihre ganze Weite W an den Stellen 216 und 218 abdichtend miteinander verbunden sind, wodurch sie den Ölkühler 12C zu einem sogenannten "behälterlosen" Wärmeaustauscher machen.

Die Platten 212, 214 können aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, wobei Aluminium ein bevorzugtes Beispiel ist. Des weiteren können die Verbindungsstellen zwischen dem Kern 40B, der Filterplatte 112, dem Zentralständer 154, und der Kopfplatte 214 durch alle geeigneten Mittel verbunden oder zusammengefügt werden, um flüssigkeitsdichte Abdichtungen von geeigneter struktureller Integrität zwischen dem Öleinlass 46 und dem Ölauslass 48 bereitzustellen. Geeignete Verbindungsmethoden umfassen, ohne Einschränkungen, Schweißen, Vakuumlöten oder Nocolok™-Fluß-Löten.

Während des Betriebs vollführt das Öl, das durch den Ölkühler 12C fließt zwei Durchläufe durch den Kern 40B. Genauer gesagt ist im montierten Zustand die Einlassverteilerkammer 234 mit der zwischengeordneten Verteilerkammer 222 ausgerichtet, um für einen ersten Durchlauf durch den Kern 40B einen Strom von der Kammer 234 über ein erstes winkliges Segment 250 des Kerns 40B zu der Kammer 222 zu leiten. Das winklige Segment 250 wird in Fig. 11 gezeigt, wo es durch die Linie 252, die der Wand 238 entspricht und durch die Linie 254, die der Wand 240 entspricht, begrenzt wird. Die Kammer 222 ist winklig mit der Kammer 236 ausgerichtet, um einen Strom von der Kammer 222 über ein zweites winkliges Segment 256 des Kerns 40B zur Kammer 236 zu leiten, so dass das Öl den Ölkühler 12C durch die Öffnungen 242, 248 verlassen kann, nachdem es einen zweiten Durchlauf durch den Kern 40B vollführt hat. Das winklige Segment 256 wird in Fig. 11 gezeigt, wo es durch die Linien 252 und 254 begrenzt wird. Aus Fig. 11 kann entnommen werden, dass jedes der winkligen Segmente in etwa der Hälfte des Gesamtvolumens des Kerns 40B entspricht. Es sollte festgehalten werden, dass die Wände 238, 240; die Oberflächen 216, 224; und die Rippen 90 zusammenwirken, um den Ölstrom von jedem der winkligen Segmente 250, 256 zu dem jeweils anderen der winkligen Segmente 250, 256 zu minimieren oder zu verhindern, während das Öl durch jedes der winkligen Segmente 250, 256 strömt.

Es sollte auch festgehalten werden, dass die Filterplatte 152 und die Kopfplatte 158 des Ölkühlers 12B auch mit dem Kern 40B verwendet werden können, um einen behälterlosen Wärmeaustauscher zu bilden, bei dem drei Öldurchläufe durch den Kern 40B vorgesehen sind. Auf ähnliche Weise können die Filterplatte 212 und die Kopfplatte 214 mit dem Kern 40A und der Wand 156 des Ölkühlers 12B verwendet werden, um einen Wärmeaustauscher für zwei Durchläufe mit den Einkapselungsmitteln 50 des Ölkühlers 12C zu bilden.

Eine alternative Ausführungsform für die Ständer 122, 154 wird in den Fig. 12 bis 15 in Form eines Ständer 260 gezeigt, der eine äußere Oberfläche 262 mit einem spiralförmigen Querschnitt umfasst, um den die Röhrensegmente 52, 54 und die Rippen 90 gewickelt werden können, um eine spiralförmige Röhrenwicklung 58 um die zentrale Achse 56 zu bilden. Die spiralförmige Oberfläche 262 erstreckt sich parallel zu der Achse 56 über die Weite W. Wie am besten in den Fig. 12 und 13 zu sehen ist, wird in einer Ausführungsform des Ständers 260 eine Stirnwand 264 vorgesehen, um an die Haarnadel-Biegung 72 anzustoßen, welche die Röhrensegmente 52, 54 miteinander verbindet. Der Spiralständer 260 verhindert einen Ölbypass, und die Spiralform hilft dabei, die Röhrensegmente 52, 54 und die Rippen 90 zu umwickeln. Wie in Fig. 14 gezeigt, wird in einer anderen Ausführungsform des Ständers 260 die Stirnwand 264 ausgespart, um eine Verteilerkammer 266 zu definieren, die sich nominell parallel zu der Achse 56 erstreckt und von einer Endplatte 268 geschlossen wird. Die Endplatte 268 ist mit Schlitzen (nicht gezeigt) versehen, die nominell angepasst sind und mit dem entsprechenden Ende 68, 70 der Röhrensegmente 52, 54 abgedichtet sind, so dass der Kühlmittelstrom zwischen den beiden Röhrensegmenten 52, 54 durch die Kammer 266 übertragen werden kann. Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ständers 260, bei der ein Verteilerkanal 270 in der Stirnwand 264 gebildet wird, der sich nominell parallel zu der Achse 56 erstreckt und von einer ersten Scheibe 272 und einer zweiten Scheibe 274 eingeschlossen wird, von denen beide vorzugsweise einen äußeren Umfang aufweisen, der nominell mit dem Spiralprofil der Oberfläche 262 übereinstimmt und einen inneren Umfang, der so ausgestaltet ist, dass er jeweils die ringförmigen Schultern 172 und 190 aufnehmen kann. Die Scheibe 272 umfasst ein Paar Träger 276 und 278, die sich nominell parallel zu der Länge des Kanals 270 erstrecken. Die Enden der Träger 276, 278 werden jeweils von Öffnungen 280 und 282 in der Scheibe 274 aufgenommen, um verlängerte Schlitze 284 und 286 zu definieren, die nominell übereinstimmen und mit den jeweiligen Enden 68, 70 der Röhrensegmente 52, 54 abgedichtet sind, so dass Kühlmittelstrom zwischen den Röhrensegmenten 52, 54 durch den Verteilerkanal 270 übertragen werden kann. Es versteht sich, dass jede der oben beschriebenen Ausführungsformen des Ständers 260 in jeden der Ölkühler 12A, 12B und 12C und die Kerne 40A und 40B eingebaut werden kann.

Während die offenbarten Ausführungsformen zwischen den Ständern 122, 154 und 260 und der radial innersten Wicklung 58, Rippen 90 aufweisen, kann es in manchen Anwendungen vorteilhaft sein, keine Rippen 90 zwischen der radial innersten Wicklung 58 und den Ständern 122, 154 und 260 zu haben.

Ein Ölkühler 12D gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in den Fig. 16 bis 21C gezeigt. Der Ölkühler ist eine Einheit mit einem Durchlauf ähnlich dem Ölkühler 12A, aber er umfasst einen Kern 40C der sich in seinen Einzelheiten von den Kernen 40A und 40B unterscheidet, und ein Einkapselungsmittel 50, dass sich von den Mitteln 50 der Ölkühler 12A, 12B und 12C unterscheidet.

Spezieller, wie am besten in den Fig. 16 und 17 zu sehen ist, ist der Ölkühler 12D mit einem Mittel 50 in Form einer Gehäuseanordnung 300 ausgestattet, die eine Filterplatte 302; eine interne, umfängliche Seitenwand 304; eine externe, umfängliche Seitenwand 306; eine Kopfplatte 308; eine Dichtungsplatte 310; und einen Spiralzentralständer 312 der eine andere Ausführungsform des Zentralständers 260 darstellt wie er in den Fig. 12 bis 15 gezeigt wird, umfasst.

Wie am besten in den Fig. 18 und 21C zu sehen ist, hat die Filterplatte 302 entgegengesetzt gerichtete, nominell flache Oberflächen 314 und 316, die von einer umfänglichen Randoberfläche 318 umschlossen werden. Die Filterplatte 302 ist mit einem zentral angeordneten Stützring 320 ausgestattet, der mit der übrigen Filterplatte über drei Stützarme 322, 324 und 326 verbunden ist. Der Stützring 320 umfasst eine spiralförmige, äußere umfängliche Randoberfläche 328, die sich zwischen jedem der Arme 322, 324 und 326 erstreckt und die nominell mit der Spiralform des Zentralständers 312 übereinstimmt, so dass der Stützring 320 im montierten Zustand des Ölkühlers 12D abdichtend mit dem Zentralständer 312 verbunden werden kann. Der Stützring 320 umfasst auch eine kreisförmige Öffnung 329, die an der Achse 56 zentriert ist. Drei Öffnungen, 330, 332 und 334, die den Strom von Öl zum Ölauslass 48 gewährleisten, sind durch den Stützring 320, die Arme 322, 324 und 326 und drei radiale Randoberflächen 336, die von der Achse 56 mit einem Radius R beabstandet sind, definiert. Wie am besten in Fig. 21C zu sehen ist, ist in dem Stützring 320 an einer den Zentralständer 212 überlagernden Position ein Loch 338 vorgesehen, um ein Befestigungsmittel 340 mit Gewinde (gezeigt in Fig. 18) aufzunehmen, das sich durch die Filterplatte 302 erstreckt, um mit dem Zentralständer 312 in Eingriff zu gelangen.

Wie am besten in den Fig. 17 und 21B gezeigt wird, umfasst die innere umfängliche Wand 304 eine im wesentlichen zylindrische äußere Oberfläche 350, eine im wesentlichen zylindrische innere Oberfläche 352, eine obere Randoberfläche 354, eine untere Randoberfläche 356, ein Paar gegenüberliegender Endoberflächen 358 und 360, und ein Paar Schlitze 362 und 364 (nur einer in Fig. 21b gezeigt), die so ausgestaltet sind, dass sie jeweils die Enden 64, 66 der Röhrensegmente 52 und 54 frei aufnehmen können. Vorzugsweise sind in der Wand 304 ein Paar planarer Segmente 365 vorgesehen, wobei die Schlitze 362, 364 in den planaren Segmenten 365 angeordnet sind.

Wie am besten in den Fig. 17 und 21C gezeigt wird, umfasst die äußere umfängliche Wand 306 eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 366, und eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 368, eine obere Randoberfläche 370, eine untere Randoberfläche 372 und ein Paar kreisrunde Öffnungen 374 und 376, die jeweils ein Kühlmitteleinlass-Anschlussstück 378 und ein Kühlmittelauslass-Anschlussstück 380 aufnehmen. Vorzugsweise ist in der Wand 306 ein planares Segment 382 vorgesehen, wobei die Öffnungen 374, 376 in dem planaren Segment 382 angeordnet sind. Wie am besten in den Fig. 16 und 21C zu sehen ist, ist die Innenfläche 368 so geformt, dass sie sich an die Randoberfläche 318 der Filterplatte 302 anpasst. Des weiteren ist, wie in Fig. 17 am besten zu sehen ist, die Innenfläche 368 so geformt, dass sie sich an ausgewählte Teile der Außenfläche 350 der inneren Wand 304 anpasst, um zusammen mit der Außenfläche 350 der inneren Wand 304 eine Einlassverteilerkammer 382 und ein Auslassverteilerkammer 384 für die Gehäuseanordnung 300 zu definieren.

Wie am besten in den Fig. 16, 19 und 21A zu sehen ist, hat die Kopfplatte 308 entgegengesetzt gerichtete, nominell flache Oberflächen 390 und 392, die von einem umfänglichen Rand 394 umgeben sind. Die Oberfläche 392 ist so ausgestaltet, dass sie jeweils abdichtend mit den Randoberflächen 356 und 372 der inneren Wand 304 und der äußeren Wand 306 verbunden werden kann. Die Randoberfläche 394 ist so geformt, dass sie sich nominell an die Form der Außenfläche 366 der äußeren Wand 306 anpasst. Wie am besten in Fig. 21A zu sehen ist, ist die Kopfplatte 308 mit einem zentral angeordneten Stützring 396 ausgestattet, der mit der übrigen Kopfplatte 308 über drei Arme 398, 400 und 402 verbunden ist. Der Stützring besitzt eine äußere umfängliche Randoberfläche 404, die sich zwischen den Armen 398, 400 und 402 erstreckt und so geformt ist, dass sie sich nominell an die Spiralform des Zentralständers 312 anpasst. Der Stützring 396 umfasst weiterhin eine kreisförmige Öffnung 405, die auf der Achse 56 zentriert ist. Drei Öffnungen 406, 408 und 410 gewährleisten den Ölstrom vom Öleinlass 46 und sind durch die Randoberfläche 404, die Arme 398, 400 und 402, und die übrige Kopfplatte 308 definiert. Die Kopfplatte 308 umfasst weiterhin ein Paar Öffnungen 412 zum Aufnehmen von Stegen, deren Zweck weiter unten genauer ausgeführt wird. Zusätzlich umfasst die Kopfplatte 308 ein Paar Positioniervertiefungen 416 (nur eine in Fig. 16 gezeigt), die mit der Dichtungsplatte 310 in Eingriff gebracht werden können, um die Dichtungsplatte 310 während der Montage zu positionieren.

Wie am besten in den Fig. 16 und 21A zu sehen ist, ist die Dichtungsplatte 310 donutförmig und umfasst eine ringförmige Aussparung oder Dichtungsstoptbüchse (gasket gland) 420, die die Dichtung 142 aufnimmt, damit der Ölkühler 12D zum Motorblock 10 abgedichtet werden kann. Die Dichtungsplatte 310 umfasst weiterhin eine obere, nominell flache Oberfläche 422, die mit der Oberfläche 390 der Kopfplatte 308 zusammenpasst. Vorzugsweise umfasst die Dichtungsplatte 310 weiterhin einen zentral angeordneten Stützring 424, der mit der übrigen Dichtungsplatte 310 durch drei Arme 426, 428 und 430 verbunden ist. Der Stützring 424 umfasst eine äußere umfängliche Randoberfläche 432, die sich zwischen den Armen 426, 428 und 430 erstreckt und so geformt ist, dass sie sich nominell an die Randoberfläche 404 der Kopfplatte 308 und die Spiralform des Zentralständers 312 anpasst. Der Stützring 424 umfasst auch eine kreisförmige Öffnung 433, die an der Achse 56 zentriert ist. Drei Öffnungen 434, 436 und 438 gewährleisten Ölstrom vom Öleinlass 46 und werden durch die Randoberflächen 432, die Arme 426, 428 und 430 und die übrige Dichtungsplatte 310 definiert. Vorzugsweise passen der Stützring 424, die Randoberfläche 432, die Arme 426, 428, 430 und die Öffnungen 434, 436, 438 der Dichtungsplatte 310 jeweils zusammen mit dem Stützring 396, der Randoberfläche 404, den Armen 398, 400, 402 und den Öffnungen 406, 408, 410 der Kopfplatte 308. Vorzugsweise umfasst die Dichtungsplatte 310 weiterhin ein Paar Öffnungen 442, die die Vertiefungen (dimples) 416 der Kopfplatte 308 aufnehmen, um die Kopfplatte 308 während der Montage relativ zu der Dichtungsplatte 310 zu positionieren.

Wie in den Fig. 16 und 21A am besten zu sehen ist, umfasst der Ölkühler 12D vorzugsweise des weiteren einen Abstandhalter 450, der bauliche Unterstützung für die Röhrensegmente 52, 54 und die Rippen 90 des Kerns 40C bringt, und die Röhrensegmente 52, 54 und die Rippen 90 von der Kopfplatte 308 beabstandet. Wie am besten in Fig. 21A zu sehen, ist der Abstandhalter 450 generell ringförmig und umfasst drei Arme 452, die die Arme 398, 400 und 402 der Kopfplatte 308 überdecken, wobei jeder der Arme 452 eine nominell flache obere Oberfläche 454 aufweist, die mit dem Boden des Kern 40C zusammenpasst. Jeder der Arme 452 erstreckt sich radial einwärts zu einem Fuß 456, der an den Zentralständer 312 anstößt. In dieser Hinsicht sollte festgehalten werden, dass sich jeder der Arme 452 radial einwärts über eine unterschiedliche Länge erstreckt, was auf der Spiralform des Zentralständers 312 beruht. Der Abstandhalter 450 umfasst weiterhin ein Paar Stege 458, die mit den stegeaufnehmenden Öffnungen 412 in der Kopfplatte 308 zusammenpassen, um den Abstandhalter 450 während der Montage relativ zu der Kopfplatte 308 zu positionieren.

Wie am besten in den Fig. 16, 17 und 20B zu sehen ist, umfasst der Zentralständer 312 eine Außenfläche 460 mit einem spiralförmigen Querschnitt, um den die Röhrensegmente 52, 54 und die Rippen 90 gewickelt sind, um die spiralförmigen Röhrenwicklungen um die zentrale Achse 56 zu bilden. Die spiralförmige Oberfläche 460 erstreckt sich parallel zu der Achse 56 über eine Weite W2, die vorzugsweise größer ist, als der Außendurchmesser der Röhrensegmente 52 und 54. Der Ständer 312 umfasst weiterhin eine Stirnwand 462, die sich parallel zu der Achse 56 über die gesamte Weite W2 der Oberfläche 460 erstreckt. Wie am besten in den Fig. 17 und 20B zu sehen ist, sind in der Außenfläche 460 ein Paar Schlitze 464, 466 vorgesehen, die sich parallel zu der Achse 56 über die gesamte Weite W2 der Oberfläche 460 erstrecken und nahe den entgegengesetzten Seiten der Stirnwand 462 angeordnet sind. Der Zweck der Schlitze 464, 466 wird weiter unten detaillierter in Zusammenhang mit der Konstruktion des Kerns 40C beschrieben. Der Zentralständer 312 umfasst außerdem eine nominell flache obere Oberfläche 468, die mit der Oberfläche 316 der Filterplatte 302 zusammenpasst, eine nominell flache untere Oberfläche 470, die mit der Oberfläche 392 der Kopfplatte 308 zusammenpasst und eine nominell zylindrische Oberfläche 472, die sich von der Oberfläche 470 erstreckt, um jeweils von den Öffnungen 405, 433 der Stützringe 396, 424 der Kopfplatte 308 und der Dichtungsplatte 310 aufgenommen und in ihnen abdichtend verbunden zu werden. Wie am besten in Fig. 20C zu sehen ist, können wahlweise eine Reihe von Erleichterungslöchern 474 in dem Zentralständer 312 vorgesehen sein, die sich parallel zu der Achse 56 erstrecken, wobei Anordnung und Größe der Löcher so ausgestaltet sind, dass sie nicht mit den Öffnungen 329 in der Filterplatte 302 oder den Öffnungen 405, 433 der Kopfplatte 308 und der Dichtungsplatte 310 überlappen. Eines der Löcher 474 ist vorzugsweise so angeordnet, dass es unterhalb des Lochs 338 in der Filterplatte 302 liegt, und mit einem Gewinde versehen, um über das Gewinde mit dem Befestigungselement 340 in Eingriff zu gelangen.

Wie am besten in den Fig. 17 und 20A bis E zu sehen ist, umfasst der Kern 40C eine Verteilerplatte 480 mit einem nominell J-förmigen Querschnitt quer zur Achse 56. Die Verteilerplatte 480 umfasst ein Paar Öffnungen 482 und 484, die nominell an die jeweiligen Enden 68, 70 der Röhrensegmente 52, 54 angepasst und mit ihnen abgedichtet sind. Die Verteilerplatte 480 umfasst ein Paar Randoberflächen 486 und 488, die sich parallel zu der Achse 56 erstrecken und jeweils mit den Schlitzen 464 und 466 des Zentralständers 312 abdichtend verbunden sind. Die Verteilerplatte 480 umfasst weiterhin eine obere Randoberfläche 490 und eine untere Randoberfläche 492. Ist die Verteilerplatte 480 am Zentralständer 312 installiert, befindet sich die obere Randoberfläche 490 auf gleicher Höhe mit der Oberfläche 468 des Zentralständers 312 und die untere Randoberfläche 492 befindet sich auf gleicher Höhe mit der Oberfläche 470 des Zentralständers 312, wie es am besten in Fig. 20C zu sehen ist. Wie am besten in den Fig. 16 und 20E zu sehen ist, umfasst der Kern 40C außerdem einen Federbügel 494, der mit den äußersten Wicklungen der Röhrensegmente 52, 54 in Eingriff ist, um die Röhrensegmente 52, 54 während der Montage des Kerns 40C mit dem Rest des Ölkühlers 12D, in ihrem spiralgewickelten Zustand um den Zentralständer 312 zu halten.

Um den Kern 40C zu montieren, werden die Röhrenenden 68, 70 in die jeweiligen Öffnungen 482, 484 der Verteilerplatte 480 eingebracht und an der Platte 480 befestigt, indem jedes der Röhrenenden 68, 70 an vier Stellen in die Platte 480 eingesetzt wird, vorzugsweise durch Erweitern von vier Durchlaufwegen in jedem der Röhrenenden 68 und 70, wie am besten in Fig. 20A zu sehen ist. Die Ränder 486, 488 der Platte 480 werden dann jeweils in die Schlitze 464 und 466 des Zentralständers 312 eingesetzt, um eine Verteilerkammer 496 zu schaffen, wie am besten in den Fig. 20B und 20C zu sehen ist. Als nächstes wird eine der Rippen 90 zwischen den Röhren 52, 54 angeordnet und die Röhren 52, 54 und die Rippe 90 werden dann um ungefähr 360° um die Außenfläche 460 des Ständers 312 gewickelt. Wie am besten in Fig. 20D zu sehen, wird anschließend ein zweiter Rippenstreifen 90 zwischen dem zusammengerollten Bereich des Röhrensegments 52 und dem an die Verteilerplatte 480 angrenzenden geraden Segment der Röhre 54 eingesetzt, und dann werden die Röhrensegmente 52, 54 und die Rippen 90 um den Zentralständer 312 gewickelt, bis die endgültige spiralgewickelte Form des Kerns 40C, wie sie in Fig. 20E gezeigt wird, erreicht ist. Der Federbügel 494 wird anschließend über den äußersten Wicklungen der Röhrensegmente 52, 54 angebracht.

Nachdem der Kern 40C montiert ist, werden die Dichtungsplatte 310, die Kopfplatte 308 und der Abstandhalter 450 zusammengesetzt, wobei die Vorsprünge 416 in den vorsprungaufnehmenden Öffnungen 442 aufgenommen werden, und wobei die Stege 458 von den stegeaufnehmenden Löchern 412 aufgenommen werden, wie in den Fig. 21A und 21B gezeigt. Als nächstes wird der Kern 40C auf dem Abstandhalter 450 montiert, wobei die zylindrische Oberfläche 472 sich durch die Öffnungen 405, 433 in den Stützringen 396, 424 erstreckt, wie in Fig. 21B zu sehen ist. Die innere Wand 304 wird dann über dem Kern 40C angeordnet, indem der Spalt zwischen den Stirnflächen 358, 360 so lange erweitert wird, bis die Wand 304 über dem Kern 40C angeordnet werden kann, wobei die Röhrenenden 64, 66 von den Öffnungen 362, 364 aufgenommen werden, und die untere Randoberfläche auf die Oberfläche 392 der Kopfplatte 308 aufgesetzt wird. Ein Paar verlängerter Dichtungsscheiben 498 wird dann auf den Röhrenenden 62, 64 angeordnet, und an die flachen Segmente 365 der Außenfläche 350 angestoßen, um abdichtend damit verbunden zu werden. Vorzugsweise werden die Dichtungen 498 befestigt, indem die Röhrenenden 62, 64 an vier Stellen eingesteckt werden, wie beispielsweise durch Erweitern von vier der inneren Durchlaufwege von jedem der Röhrenenden 62, 64. Als nächstes wird die äußere Wand 306 ausgerichtet mit und über die innere Wand 304 geschoben, bis die untere Randoberfläche 372 sich an die obere Oberfläche 392 der Kopfplatte 308 anpasst. Die Filterplatte 302 wird dann mit der äußeren Wand 306 ausgerichtet und auf dem Rest des Ölkühlers 12D montiert, so dass die Randoberfläche 318 sich an die innere Oberfläche 366 der Wand 306 anpasst, und die untere Oberfläche 316 sich an die obere Oberfläche 468 des Zentralständers 312 und die obere Randoberfläche 354 der Wand 304 anpasst, wie am besten in Fig. 16 zu sehen ist. Als nächstes wird das gewindete Befestigungsmittel 340 mit dem aufnehmenden Loch 474 des Zentralständers 312 in Eingriff gebracht, um die Filterplatte 302 während des Lötens zu halten. Schließlich wird der Ölkühler 12D gelötet, wobei jeder geeignete Lötprozess angewendet werden kann, so dass alle passenden Oberflächen strukturell verbunden und flüssigkeitsdicht abgedichtet werden.

Während des Betriebs wird Kühlmittel in den Ölkühler 12D über den Einlass 378 in den Verteiler 382 geleitet, wo es dann auf die inneren Durchgänge des Röhrenendes 64 verteilt wird. Das Kühlmittel läuft dann durch das Röhrensegment 52 in die Verteilerkammer 496, die durch die Verteilerplatte 480, den Zentralständer 312, die untere Oberfläche 316 der Filterplatte 302, und die obere Oberfläche 392 der Kopfplatte 308 definiert ist. Das Kühlmittel wird dann in den inneren Durchgängen des Röhrensegments 54 verteilt und durch die inneren Durchgänge des Auslassverteilers 384 geleitet, so dass das Kühlmittel den Ölkühler 12D durch den Auslass 380 verlassen kann. Das Öl tritt durch den Einlass 46 ein und wird von den Öffnungen 406, 408, 410 und 434, 436, 438 durch die Rippen 90 geleitet. Nachdem es durch den Kern 40C gelaufen ist, wird das Öl von den Öffnungen 330, 332, 334 der Filterplatte 302 zum Auslass 48 geleitet.

Es sollte gewürdigt werden, dass der Kühlmittelstrom durch die Ölkühler 12A, 12B, 12C, 12D gleichmäßig verteilt ist und durch die Bereitstellung der Röhrensegmente 52, 54 zum Leiten des Kühlmittelstroms durch die Ölkühler 12A, 12B, 12C, 12D kontrolliert wird, wodurch der Wärmeaustausch verbessert wird.

Es sollte außerdem gewürdigt werden, dass die Konstruktion der Kerne 40A, 40B, 40C für eine gleichmäßige Verteilung des Ölstroms durch die Kerne 40A, 40B, 40C mit minimalen Eingangs- und Ausgangsverlusten sorgt.

Es sollte des weiteren gewürdigt werden, dass die Kerne 40A, 40B, 40C durch Verwendung der Rippen 90 in den Öldurchgängen 63 ein relativ großes Gebiet an ölseitiger Oberfläche bereitstellen können, wodurch der Wärmeaustausch weiter verbessert wird. In dieser Hinsicht sollte gewürdigt werden, dass die Verwendung von Serpentinenrippen, Plattenrippen, lanzenförmigen (lanced) und versetzten Rippen oder "abgetragenen" ("skived") Rippen 90 in den Kernen 40A, 40B, 40C nur wenige, wenn überhaupt irgendwelche, Verunreinigungen auf der Ölseite des Kerns verursacht.

Zusätzlich sollte gewürdigt werden, dass die Ölkühler 12A, 12B, 12C, 12D relativ robust im Hinblick auf öldruckzyklische Ermüdung und Bruch sind, im Vergleich zu konventionellen Ölkühlern, die eine Vielzahl von verbundenen Zweiplatten- Wärmeaustauschereinheiten verwenden, von denen jede strukturellen Defekten durch öldruckzyklische Ermüdung und Bruch ausgesetzt ist.

Es sollte auch gewürdigt werden, dass die Ölkühler 12A, 12B, 12C, 12D Formflexibilität aufweisen, weil die Kerne 40A, 40B, 40C gewickelt werden können, um eine Form wie beispielsweise eine rechtwinklige oder quadratische Form zu schaffen, die sich an den für den Ölkühler zur Verfügung stehenden Platz anpasst.

Es sollte auch gewürdigt werden, dass die Ölkühler 12A, 12B, 12C, 12D eine reduzierte Anzahl von Bauteilen im Vergleich mit den meisten konventionellen Ölkühlern aufweisen, die typischerweise mindestens 30 bis 40 Teile, einschließlich der Komponenten für jede der zwei Plattenwärmeaustauschereinheiten, aufweisen. Insbesondere, wenn Rippen 90 bereitgestellt werden, kann der Ölkühler 12A mit nur 9 Teilen gebaut werden, der Ölkühler 12B mit nur 9 Teilen, der Ölkühler 12C mit nur 8 Teilen und der Ölkühler 12D kann mit nur 15 Teilen gebaut werden. In dieser Hinsicht weisen die Ölkühler 12A, 12B, 12C, 12D Größenflexibilität auf, weil sie anders als die meisten konventionellen Ölkühler keine zusätzlichen Teile zur Verbesserung der Wärmeübertragung des Ölkühlers benötigen. Eher wird einfach die Weite W der Kerne 40A, 40B, 40C vergrößert, indem die Weite der Röhren, Rippen und Ständer vergrößert wird.

Es sollte weiterhin gewürdigt werden, dass der Vielfach-Durchlauf des Ölstroms durch die Ölkühler 12B und 12C die Wärmeübertragung der Ölkühler 12B, 12C verbessern kann. In diesem Zusammenhang ist es verständlich, dass naheliegende Modifikationen an den Platten 152, 158, 212, 214 der Ölkühler 12B, 12C vorgenommen werden können, um zusätzliche Durchläufe des Ölstroms durch die Kerne 40A, 40B zu schaffen, die über die zwei bzw. drei Durchläufe der beispielhaften Ausführungsformen aus den Fig. 4 bis 11 hinausgehen.

Claims (19)

1. Ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeaustauscher einen äußeren Umfang aufweist, der radial von der Zentralachse beabstandet ist, und wobei der Wärmeaustauscher aufweist:
einen ersten Einlass für einen Strom des ersten Fluids, wobei der erste Einlass angrenzend an den äußeren Umfang angeordnet ist;
einen ersten Auslass für den Strom des ersten Fluids, wobei der erste Auslass angrenzend an den äußeren Umfang angeordnet ist;
ein Paar nebeneinander liegender Röhrensegmente, die um die Zentralachse gewickelt sind, um eine Mehrzahl von alternierenden konzentrischen Wicklungen zu bilden, wobei eines dieser Segmente ein Ende aufweist, das mit dem ersten Einlass verbunden ist, um den Strom des ersten Fluids daraus aufzunehmen, wobei das andere der Segmente ein Ende aufweist, das mit dem ersten Auslass verbunden ist, um den Strom des ersten Fluids dorthin zu liefern, wobei die Röhrensegmente des weiteren nahe der Zentralachse verbunden sind, um den Strom des ersten Fluids zwischen den Röhrensegmenten zu übertragen;
einen zweiten Einlass für einen Strom des zweiten Fluids in den Wärmeaustauscher;
einen zweiten Auslass für den Strom des zweiten Fluids aus dem Wärmeaustauscher; und
Mittel zum Einkapseln des Paares von Röhrensegmenten, um das zweite Fluid innerhalb des Wärmeaustauschers zu halten, während es vom zweiten Einlass zum zweiten Auslass strömt.

2. Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1, wobei das Paar von Röhrensegmenten aus einer einheitliche Röhre gebildet wird, die eine Haarnadel-Biegung aufweist, die die beiden Segmente nahe der Zentralachse verbindet, um den Strom des ersten Fluids zwischen den Röhrensegmenten zu übertragen.

3. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1 weiterhin aufweisend einen Verteiler, der die Röhrensegmente nahe der Zentralachse verbindet, um den Strom des ersten Fluids zwischen den Röhrensegmenten zu übertragen.

4. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1, wobei die Röhrensegmente abgeflachte Querschnitte aufweisen, wobei sich die Hauptachsen parallel zu der Zentralachse erstrecken.

5. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1, wobei die Röhrensegmente spiralförmig um die Zentralachse gewickelt sind, um einen äußeren Umfang der gewickelten Röhrensegmente zu definieren, der in etwa rund ist.

6. Der Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 weiterhin aufweisend eine Serpentinenrippe, die zwischen dem Paar von nebeneinander liegenden Röhrensegmenten angeordnet ist.

7. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1, wobei das Einkapselungsmittel einen Behälter aufweist, der die Röhrensegmente umgibt.

8. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1, wobei mindestens eine der Wicklungen den äußeren Umfang des Wärmeaustauschers definiert und wobei das Einkapselungsmittel die zumindest eine der Wicklungen umfasst.

9. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1 weiterhin aufweisend einen Verteiler, der eines der Enden der Röhrensegmente entweder mit dem ersten Einlass oder mit dem ersten Auslass verbindet.

10. Ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeaustauscher einen äußeren Umfang aufweist, der radial von einer Zentralachse beabstandet ist, wobei der Wärmeaustauscher umfasst:
einen ersten Einlass für einen Strom des ersten Fluids in den Wärmeaustauscher;
einen ersten Auslass für den Strom des ersten Fluids aus dem Wärmeaustauscher;
eine Haarnadel-Röhre mit einem Paar Enden, die von einer Haarnadel- Biegung beabstandet sind, wobei die Enden durch ein Paar von nebeneinander liegenden Röhrensegmenten mit der Biegung verbunden sind, wobei eines der Enden mit dem ersten Einlass verbunden ist, um den Strom des ersten Fluids daraus aufzunehmen, wobei das andere Ende mit dem ersten Auslass verbunden ist, um den Strom des ersten Fluids dorthin zu liefern, wobei die Röhre um die Zentralachse gewickelt ist, um das Paar von nebeneinanderliegenden Röhrensegmenten in eine Vielzahl alternierender konzentrischer Wicklungen umzuformen;
einen zweiten Einlass für einen Strom des zweiten Fluids in den Wärmeaustauscher;
einen zweiten Auslass für den Strom des zweiten Fluids aus dem Wärmeaustauscher; und
Mittel zum Einkapseln der Röhre, um das zweite Fluid innerhalb des Wärmeaustauschers zu halten, während es vom zweiten Einlass zum zweiten Auslass strömt.

11. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 10, wobei das Paar Enden nahe dem Umfang angeordnet ist und wobei die Biegung nahe der zentralen Achse angeordnet ist.

12. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 10, wobei die Röhre einen abgeflachten Querschnitt aufweist, und wobei sich der Hauptdurchmesser parallel zu der zentralen Achse erstreckt.

13. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 10 weiterhin aufweisend einen Verteiler, der eines der Enden der Röhrensegmente mit dem ersten Einlass oder dem ersten Auslass verbindet.

14. Ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeaustauscher einen äußeren Umfang aufweist, der radial von der zentralen Achse beabstandet ist, wobei der Wärmeaustauscher aufweist:
einen Ständer, der im wesentlichen an der Zentralachse zentriert ist, und eine Außenfläche mit einem spiralförmigen Querschnitt aufweist;
ein Röhrensegment, das um die Außenfläche des Ständers gewickelt ist, um spiralförmige Röhrenwicklungen um die Zentralachse zu bilden, um Strom des ersten Fluids durch den Wärmeaustauscher zu leiten;
einen Einlass für einen Strom des zweiten Fluids in den Wärmeaustauscher;
einen Auslass für den Strom des zweiten Fluids aus dem Wärmeaustauscher; und
Mittel zum Einkapseln des Röhrensegments, um das zweite Fluid innerhalb des Wärmeaustauschers zu halten, während es vom zweiten Einlass zum zweiten Auslass strömt.

15. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 14, wobei die Röhre einen abgeflachten Querschnitt aufweist, wobei der Hauptdurchmesser sich parallel zu der Zentralachse erstreckt.

16. Ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeaustauscher aufweist:
ein Paar Kopfplatten, um Strom des zweiten Fluids durch den Wärmeaustauscher zu leiten; und
einen Kern, der ein Röhrensegment umfasst, das um eine Zentralachse gewickelt ist, um eine Mehrzahl konzentrischer Wicklungen zu bilden, wobei das Röhrensegment mindestens einen inneren Durchgang für Strom des ersten Fluids aufweist, wobei mindestens eine der Wicklungen einen äußersten Umfang des Wärmeaustauschers definiert, und eine erste Oberfläche umfasst, die gegen eine der Kopfplatten abgedichtet ist und eine zweite Oberfläche, die gegen die andere der Kopfplatten abgedichtet ist, wobei mindestens eine der Wicklungen gegen mindestens eine angrenzende Wicklung abgedichtet ist, um das zweite Fluid innerhalb des Wärmeaustauschers zu halten, während es um den Kern strömt.

17. Der Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 16, wobei das Röhrensegment einen abgeflachten Querschnitt aufweist, der durch gegenüberliegende flache Wandoberflächen, die die gegenüberliegenden Enden trennen, definiert wird, wobei sich die Wandoberflächen im wesentlichen parallel zu der Zentralachse erstrecken.

18. Ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeaustauscher einen äußeren Umfang aufweist, der von einer Zentralachse beabstandet ist, und wobei der Wärmeaustauscher umfasst:
einen Kern, der die Zentralachse umschließt und innere Durchgänge zum Aufnehmen von einem Strom des ersten Fluids und Außenflächen zum Aufnehmen von einem Strom des zweiten Fluids umfasst, wobei der Kern ein Paar von gegenüberliegenden Seiten aufweist, die durch die Weite W entlang der Zentralachse voneinander beabstandet sind, wobei jede Seite zu den Außenflächen hin offen ist; und
ein Paar gegenüberliegender Kopfplatten, wobei eine der Platten eine Seite des Kerns und die andere Platte die andere Seite des Kerns überdeckt, wobei eine der Platten eine erste und zweite Verteilerkammer aufweist, die winklig voneinander um die Zentralachse beabstandet sind, um Fluss des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten, wobei die andere Platte eine dritte Verteilerkammer aufweist, um den Strom des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten, wobei die erste Kammer mit der dritten Kammer ausgerichtet ist, um den Strom des zweiten Fluids von der ersten Kammer über ein erstes winkliges Segment des Kerns zu der dritten Kammer zu leiten, wobei die dritte Kammer mit der zweiten Kammer ausgerichtet ist, um den Strom des zweiten Fluids von der dritten Kammer über ein zweites winkliges Segment des Kerns zur zweiten Kammer zu leiten, wobei das erste und das zweite winklige Segment winklig voneinander um die Zentralachse beabstandet sind.

19. Ein Wärmeaustauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeaustauscher einen äußeren Umfang aufweist, der von einer Zentralachse beabstandet ist, wobei der Wärmeaustauscher aufweist:
einen Kern, der die Zentralachse umschließt und innere Durchgänge zum Aufnehmen von einem Strom des ersten Fluids und Außenflächen zum Aufnehmen von einem Strom des zweiten Fluids umfasst, wobei der Kern ein Paar von gegenüberliegenden Seiten aufweist, die durch eine Weite W entlang der Zentralachse voneinander beabstandet sind, wobei jede Seite zu den Außenflächen hin offen ist; und
ein Paar von gegenüberliegenden Kopfplatten, wobei eine der Platten eine Seite des Kerns, die andere Platte die andere Seite des Kerns überdeckt, wobei eine der Platten eine erste und eine zweite Verteilerkammer aufweist, die winklig voneinander um die Zentralachse beabstandet sind, um den Strom des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten, und wobei die andere Platte eine dritte und eine vierte Verteilerkammer aufweist, die winklig voneinander um die Zentralachse beabstandet sind, um den Strom des zweiten Fluids über die Außenflächen des Kerns zu leiten, wobei die erste Kammer mit der dritten Kammer ausgerichtet ist, um den Strom des zweiten Fluids von der ersten Kammer über ein erstes winkliges Segment des Kerns zur dritten Kammer zu leiten, wobei die dritte Kammer mit der zweiten Kammer ausgerichtet ist, um den Strom des zweiten Fluids von der dritten Kammer über ein zweites winkliges Segment des Kerns zur zweiten Kammer zu leiten, wobei die zweite Kammer mit der vierten Kammer ausgerichtet ist, um den Strom des zweiten Fluids von der zweiten Kammer über ein drittes winkliges Segment des Kerns zur vierten Kammer zu leiten, wobei das erste, zweite und das dritte winklige Segment winklig voneinander um die Zentralachse beabstandet sind.