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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der zum
Beispiel für Klimaanlagen für Fahrzeuge benutzt wird, und insbesondere auf einen
Wärmetauscher mit einem Tank und einer in dem Tank vorgesehenen Trennwand.
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Ein Tankaufbau für einen Wärmetauscher mit einer Trennwand zum Unterteilen
eines Inneren eines Tankes in mindestens zwei Kammern ist gut bekannt. Zum
Beispiel offenbart die JP HEI 7-103683 A einen Aufbau, wie er in Fig. 4 gezeigt ist.
Bei diesem Aufbau weist ein Tank 30 mindestens zwei Tankteile 31 und 32 auf,
und die Tankteile 31 und 32 bilden den Tank 30, in dem sie miteinander durch
zum Beispiel Löten verbunden sind. Eine Trennwand 33 ist in den Tank 30 zum
Unterteilen des Inneren des Tankes 30 in getrennte Kammern vorgesehen. Diese
Trennwand 33 weist einen Vorsprung 34 zum Positionieren auf. Der Vorsprung 34
ist in eine in der Wand des Tankteiles 32 abgegrenzten Öffnung 35 eingeführt,
wodurch die Trennwand 33 in den Tank 30 positioniert wird. Weiter ist ein
Flußführungsloch 36 in den Tankteil 31 zum Einführen eines Flusses zum Löten in das
Innere des Tankes 30 vorgesehen.
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Bei solch einem Tankaufbau für einen Wärmetauscher wird die Trennwand 33 in
den Tank 30 wie folgt eingefügt und befestigt. Nachdem der Vorsprung 34 der
Trennwand 33 in die Öffnung 35 des Tankteiles 32 eingeführt ist, werden das
Tankteil 32 und das Tankteil 31 zusammengesetzt. Dann werden die
entsprechenden zusammengesetzten Teile miteinander durch zum Beispiel Löten in
einem Ofen zu einer Zeit miteinander verbunden. Bei dem Löten wird ein Flußmittel
F von dem Loch 36 des Tankteiles 31 in das Innere des Tankes 30 injiziert. Das
injizierte Flußmittel wird zwischen der inneren Oberfläche des Tankes 30 und der
Kante der Trennwand 33 vorgesehen, wodurch die Lötbedingung verbessert wird.
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Weiter offenbart die japanische Gebrauchsmusteranmeldung HEI 2-54078, auf der
der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht, einen anderen Tankaufbau, wie er in Fig.
5 gezeigt ist. Ein Schlitz 38 ist in der Wand eines Tankes 37 zum Einführen einer
Trennwand 40 in das Innere des Tankes 37 durch den Schlitz 38 abgegrenzt. Eine
bogenartige Rille 39 ist auf der inneren Oberfläche des Tankes 37 an einer
Positi
on, die dem Schlitz 38 zugewandt ist, zum Befestigen der Trennwand 40 durch
den Eingriff der Kante der Trennwand 40 in die Rille 39 definiert.
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Bei dem in der JP HEI 7-103683 A offenbarten Tankaufbau muß jedoch der
Vorsprung 34 der Trennwand 33 in das Loch 35 des Tankteiles 32 vor der Verbindung
der Tankteile 31 und 32 zum Bilden des Tankes 30 eingeführt werden, und
danach müssen die Tankteile 31 und 32 zusammengesetzt werden. Daher ist die
Tätigkeit zum Zusammenbau mühselig, und der Freiheitsgrad zum Zusammenbau
ist niedrig. Weiter ist es extrem schwierig bei dem Löten, obwohl das Flußmittel F
in das Innere des Tankes 30 durch das Loch 36 injiziert wird, da der Querschnitt
des Tankes 30 kreisförmig ist, daß Flußmittel F gleichförmig zu allen Abschnitten
zwischen der inneren Oberfläche des Tankes 30 und der Kante der Trennwand 33
zu liefern. Als Resultat würde es schwierig sein, einen guten Lötzustand zu
erzielen.
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Auf der anderen Seite muß bei dem oben beschriebenen Tankaufbau, der in der
japanischen Gebrauchsmusteranmeldung HEI 2-54078 offenbart ist, in einem Fall,
in dem ein Flußmittel auf der inneren Oberfläche des Tankes 37 vorgesehen ist,
das Flußmittel vor dem Einführen der Trennwand 40 in den Tank 37 aufgebracht
werden. Da weiter die Rille 39 auf der inneren Oberfläche des Tankes 37 definiert
ist, wird die Dicke der Tankwand ziemlich klein an dem Abschnitt, an dem die Rille
39 definiert ist, und eine Spannung tritt wahrscheinlich konzentriert an dem
Abschnitt auf, wodurch eine Abnahme der Festigkeit an dem Tankabschnitt
verursacht wird.
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Weiter offenbart die EP 0 514 248 A einen Wärmetauscher mit einem Tank,
mindestens einer in dem Tank vorgesehenen Trennwand zum Unterteilen eines
Inneren des Tankes in mindestens zwei Kammern. Ein Paar von Vorsprüngen, die sich
in einer Umfangsrichtung einer inneren Oberfläche des Tankes erstrecken und in
einer axialen Richtung des Tankes angeordnet sind, sind auf einer inneren
Oberfläche des Tankes zum Halten eines Kantenabschnittes der Trennwand
dazwischen vorgesehen.
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Es würde wünschenswert sein, einen Wärmetauscher vorzusehen mit einem
Tankaufbau, der eine Trennwand in einem Tank zum Unterteilen eines Inneren des
Tankes in getrennte Kammern aufnehmen kann, ohne daß eine Abnahme der
Festigkeit des Tankes verursacht wird, und der den Freiheitsgrad des
Zusammenbaus des Tankes vergrößern kann, die Bearbeitbarkeit für den Zusammenbau
verbessert und die Verbindungseigenschaft der entsprechenden Teile,
insbesondere die Lötbedingung verbessert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmetauscher, wie er in Anspruch 1
angegeben ist.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Bei dem Wärmetauscher kann das Paar von Vorsprüngen, das auf der inneren
Oberfläche des ersten Tankteiles so vorgesehen ist, daß sie sich in die
Umfangsrichtung erstrecken und in der axialen Richtung angeordnet sind, mindestens
einen Kantenabschnitt der Trennwand zwischen dem Paar von Vorsprüngen halten.
Die gehaltene Trennwand kann an einer gewünschten vorbestimmten Position in
dem Tank mit hoher Genauigkeit vorgesehen werden. Dieses Positionieren kann
leicht erzielt werden einfach durch Einführen des Kantenabschnittes der
Trennwand zwischen das Paar von Vorsprüngen. In einem Zustand, in dem die
Trennwand somit in dem Tank positioniert ist, werden die entsprechenden Teile
einschließlich der Trennwand gelötet. Daher kann die Trennwand genau an einer
vorbestimmten Position in dem Tank befestigt werden.
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Ein notwendiger Betrag von Flußmittel, der zum Erzielen eines guten Lötens
benötigt wird, kann leicht zwischen dem Paar von Vorsprüngen gehalten werden,
indem einfach Flußmittel an einem Abschnitt zwischen dem Paar von Vorsprüngen
vor dem Löten angebracht wird. Zu der Zeit des Lötens fließt geschmolzenes
Lötmaterial in den Abschnitt zwischen dem Paar von Vorsprüngen auf natürliche
Weise, und ein ausreichend großer Betrag des Lötmaterials kann an diesem
Abschnitt gehalten werden. Als Resultat können die Trennwand und die innere
Ober
fläche des Tankes mit großer Festigkeit gelötet werden. Da weiterhin der
Kantenabschnitt der Trennwand zwischen dem Paar von Vorsprüngen gehalten wird,
kann, selbst wenn es einen kleinen Abmessungsfehler in den Positionen oder
Formen der Vorsprünge oder der Trennwand gibt, eine durch den
Abmessungsfehler verursachte Lücke durch den oben beschriebenen ausreichend großen Betrag
des Lötmaterials absorbiert werden.
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Wenn weiter das Paar von Vorsprüngen durch die Wand selbst des ersten
Tankteiles durch Bearbeiten gebildet wird, zum Beispiel durch Ziehen, Biegen oder
Pressen der Wand so, daß ein Teil der Wand in das Innere des Tankes vorsteht,
kann das Paar von Vorsprüngen mit einer Funktion zum Positionieren der
Trennwand in dem Tank vorgesehen werden, ohne daß ein Abschnitt mit kleiner Dicke
der Wand erzeugt wird, wie es bei dem herkömmlichen Aufbau der Fall ist, bei
dem eine Rille auf der inneren Oberfläche des Tankes definiert wird, wie in Fig. 6
gezeigt ist. Daher tritt eine Abnahme der Festigkeit des Tankes nicht auf.
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Wenn weiterhin ein Schlitz in dem zweiten Tankteil abgegrenzt ist, kann die
Trennwand leicht in das Innere des Tankes durch den Schlitz unabhängig von
einem Zustand vor oder nach Zusammenbau des Tankes eingeführt werden. Daher
kann die Bearbeitbarkeit verbessert werden als auch der Arbeitsfreiheitsgrad bei
dem Vorgang zum Zusammenbauen vergrößert werden. Das Anbringen des
Flußmittels kann ebenfalls trotzdem vor oder nach dem Zusammenbau des
Tankes ausgeführt werden. Und zum Beispiel kann Flußmittel leicht durch den Schlitz,
der in dem zweiten Tankteil abgegrenzt ist, an einem Zustand des zeitweiligen
Zusammenbaus des Tankes vorgesehen werden.
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Wenn weiter die Trennwand und/oder das erste und zweite Tankteil aus einem
Material gebaut sind, die ein Aufbau derart aufweisen, daß sie mit Lötmaterial
beschichtet sind, können beide Teile miteinander sehr leicht verlötet werden.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die
geeigneten Figuren beschrieben, die nur als Beispiel gegeben werden und nicht
die vorliegende Erfindung begrenzen sollen.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 ist eine vergrößerte auseinandergezogene perspektivische Teilansicht
eines Tankes des in Fig. 1 gezeigten Wärmetauschers.
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Fig. 3 ist eine vertikale Teilschnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Tankes.
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Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Tankes eines herkömmlichen
Wärmetauschers.
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Fig. 5 ist eine Teilseitenansicht eines Tankes eines anderen herkömmlichen
Wärmetauschers.
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Es wird Bezug genommen auf Fig. 1 bis 3, ein Wärmetauscher 1 ist gemäß
der Erfindung vorgesehen. Der Wärmetauscher 1 ist als Heizer für Kraftfahrzeuge
aufgebaut, der durch Wasser geheizt wird, das nach Kühlen eines Motors geliefert
wird. Der Wärmetauscher 1 enthält ein Paar von Köpfen, die als ein erster Tank 6
und ein zweiter Tank 7 aufgebaut sind. Eine Mehrzahl von flachen
Wärmeübertragungsröhren 2 (zum Beispiel Wasserröhren oder Kühlmittelröhren) sind fluidmäßig
zwischen dem ersten und zweiten Tank 6 und 7 verbunden. Bei dieser
Ausführungsform ist die flache Wärmeübertragungsröhre 2 als eine flache Röhre
gebildet. Gewellte Rippen 3 sind auf beiden Oberflächen einer jeden
Wärmeübertragungsröhre 2 vorgesehen. Seitenteile 4 und 5 sind auf der oberen Oberfläche der
obersten Rippe 3 bzw. der unteren Oberfläche der untersten Rippe 3 vorgesehen.
Jeder der Tanke 6 und 7 ist an beiden offenen Enden durch eine Verschlußkappe
21 bzw. 22 abgedichtet.
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Eine Trennwand 10 ist in dem ersten Tank 6 zum Unterteilen des Inneren des
ersten Tankes 6 in zwei Kammern 6a und 6b vorgesehen. Ein Einlaßrohr 8 zum
Einführen eines Wärmeübertragungsmediums, zum Beispiel Kühlmittel oder
Wasser in das Innere des ersten Tankes 6 ist mit der Kammer 6a verbunden. Ein
Aus
laßrohr 9 zum Ausgeben des Wärmeübertragungsmediums von dem Inneren des
ersten Tankes 6 ist mit der Kammer 6b verbunden. Der zweite Tank 7 weist keine
Trennwand darin auf. Obwohl nur eine Trennwand 10 in dem ersten Tank 6 dieser
Ausführungsform vorgesehen ist, kann eine Mehrzahl von Trennwänden darin
vorgesehen werden, und das Innere eines Tankes kann in drei oder mehr
Kammern unterteilt werden, wie es notwendig ist. Weiter kann der zweite Tank 7 eine
Trennwand aufweisen, wenn es notwendig ist.
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Der erste Tank 6 weist mindestens zwei Teile auf, die miteinander verbunden sind.
In dieser Ausführungsform weist der erste Tank 6, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein
erstes Tankteil 11 und ein zweites Tankteil 12 auf, die miteinander verbunden sind.
Das erste Tankteil 11 ist als ein Teil aufgebaut, das einen U-förmigen Querschnitt
mit einer Öffnung an seinem oberen Ende aufweist. Das zweite Tankteil 12 ist als
ein plattenartiges Teil aufgebaut, das durch Biegen oder Pressen an beiden
Endabschnitten in der breiten Richtung gebildete Verbindungsabschnitte 12a und 12b
aufweist. Die oberen Kantenabschnitte 11a und 11b des ersten Tankteiles 11 sind
in die entsprechenden Verbindungsabschnitte 12a und 12b des zweiten Tankteiles
12 eingelassen und damit zum Bilden des ersten Tankes 6 verbunden.
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Ein Paar von Vorsprüngen 13a und 13b ist auf der Innenoberfläche des ersten
Tankteiles 11 vorgesehen. Das Paar von Vorsprüngen 13a und 13b erstreckt sich
in der Umfangsrichtung der Innenoberfläche des ersten Tankes 6, und sie sind in
der axialen Richtung des ersten Tankes 6 an einer vorbestimmten Position
angeordnet. Das Paar von Vorsprüngen 13a und 13b hält einen Kantenabschnitt 10a
(unterer Kantenabschnitt und Seitenkantenabschnitte) der Trennwand 10 in einem
konkaven Abschnitt 16, der zwischen dem Paar von Vorsprüngen 13a und 13b
gebildet ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Obwohl das Paar von Vorsprüngen 13a und
13b durch Ziehen eines Teiles der Wand selbst des ersten Tankteiles 11 bei
dieser Ausführungsform gebildet ist, können sie durch Vorbereiten anderer Teile und
Verbinden der Teile mit der Innenoberfläche des ersten Tankteiles 11 gebildet
werden.
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Ein Schlitz 15 ist in dem zweiten Tankteil 12 an einer Mittelposition in der
Längsrichtung des zweiten Tankteiles 12 abgegrenzt, und der Schlitz 15 erstreckt sich in
der breiten Richtung des zweiten Tankteiles 12. Die Trennwand 10 ist in das
Innere des ersten Tankes 6 durch den Schlitz 15 nach unten zu einer Position
eingesetzt, an der das untere Ende der Trennwand 10 in Kontakt mit der
Innenoberfläche des ersten Tankteiles 11 kommt. Die mit dem Schlitz 15 versehene Position ist
derart bestimmt, daß der Schlitz 15 an einer Position gerade oberhalb des
konkaven Abschnittes 16, der zwischen dem Paar von Vorsprüngen 13a und 13b
gebildet ist, angeordnet ist, wenn das erste und zweite Tankteil 11 und 12
zusammengesetzt sind.
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Eine Mehrzahl von anderen Schlitzen 14 sind in dem zweiten Tankteil 12
abgegrenzt. Ein Öffnungsendabschnitt einer jeden Röhre 2 ist in jeden Schlitz 14
eingesetzt und mit dem zweiten Tankteil 12 zur Herstellung eines Fluidweges einer
jeden Röhre 12 mit dem Inneren des ersten Tankes 6 verbunden.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Trennwand 10 und/oder das erste und zweite
Tankteil 11 und 12 aus einem Material hergestellt, dessen Aufbau mit einem
Lötmaterial beschichtet ist, zum Beispiel ein Aluminiumlegierungsmaterial, das mit
einem Lötmaterial beschichtet ist. Die Trennwand 10 wird mit dem ersten und
zweiten Tankteil 11 und 12 an Positionen der Seitenoberflächen des Paares von
Vorsprüngen 13a und 13b, an einem Abschnitt zwischen dem Paar von
Vorsprüngen 13a und 13b und an dem inneren Kantenabschnitt des Schlitzes 15 gelötet.
Bei dem Wärmetauscher fließt ein Wärmeübertragungsmedium (zum Beispiel
Wasser oder Kühlmittel), das in das Einlaßrohr 8 eingeführt ist, in die Kammer 6a
des ersten Tankes 6 und wird in die entsprechenden Röhren 2 verteilt, die auf der
oberen Seite in Fig. 1 vorgesehen sind. Nachdem das
Wärmeübertragungsmedium in die entsprechenden Röhren 2 fließt, treffen sich entsprechende Flüsse des
Wärmeübertragungsmediums in dem zweiten Tank 7. Das vereinigte
Wärmeübertragungsmedium fließt in dem zweiten Tank 7 in der Axialrichtung, und dann wird
das Wärmeübertragungsmedium in die entsprechenden Röhren 2 verteilt, die an
der niedrigeren Seite in Fig. 1 vorgesehen sind. Danach fließt das
Wärmeübertragungsmedium in den entsprechenden Röhren 2, die entsprechenden Flüsse des
Wärmeübertragungsmediums treffen sich in der Kammer 6b des ersten Tankes 6,
und das Wärmeübertragungsmedium wird dann durch das Auslaßrohr 9
ausgegeben.
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Das Paar von Vorsprüngen 13a und 13b ist auf der Innenoberfläche des ersten
Tankteiles 11 gebildet, und der Kantenabschnitt 10a der Trennwand 10 wird in
dem konkaven Abschnitt 16 gehalten, der zwischen dem Paar von Vorsprüngen
13a und 13b gebildet ist, wenn die Trennwand 10 zusammengebaut ist. Daher
kann die Trennwand 10 genau an einer vorbestimmten Position in dem ersten
Tank 6 vorgesehen werden. In dem genau positionierten Zustand wird die
Trennwand 10 zu dem ersten Tank 6 gelötet.
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Da weiter die Trennwand 10 von dem Paar von Vorsprüngen 13a und 13b
gehalten wird, die sich in die Umfangsrichtung auf der Innenoberfläche des Tankes 6
erstrecken, können die entsprechenden Kantenabschnitte der Trennwand 10
sicher zeitweilig vor dem Löten befestigt werden und dann an die Innenoberfläche
des Tankes 6 an einem gewünschten Zustand gelötet werden. Bei dem Löten
fließt geschmolzenes Lötmaterial natürlicherweise in den konkaven Abschnitt 16
zwischen dem Paar von Vorsprüngen 13a und 13b, und ein ausreichend großer
Betrag des Lötmaterials kann in dem konkaven Abschnitt 16 zum Erzielen eines
besseren Lötzustandes gehalten werden. Selbst wenn zum Beispiel eine Lücke
zwischen der unteren Kantenoberfläche der Trennwand 10 und der
Bodenoberfläche des konkaven Abschnittes 16 auftritt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann der oben
beschriebene ausreichend große Betrag von Lötmaterial leicht die Lücke
ausfüllen. Als Resultat kann ein guter Lötzustand sichergestellt werden, und eine große
Festigkeit des gelöteten Abschnittes kann leicht erhalten werden.
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Für das Löten kann ein Flußmittel auf einer Oberfläche, die zu löten ist,
aufgebracht werden. Bei dieser Ausführungsform kann das Flußmittel leicht auf den
konkaven Abschnitt 16 zwischen dem Paar von Vorsprüngen 13a und 13b vor dem
Zusammensetzen des ersten und zweiten Tankteiles 11 und 12 aufgebracht
werden. Alternativ kann das Flußmittel selbst nach dem Zusammenbau des ersten
und zweiten Tankteiles 11 und 12 das Flußmittel leicht auf den konkaven
Ab
schnitt 16 von der Oberseite durch den Schlitz 15 zum Beispiel durch Injizieren
vorgesehen werden. Als Resultat kann ein noch besserer Zustand zum Löten vor
dem tatsächlichen Löten realisiert werden.
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Da weiter das Paar von Vorsprüngen 13a und 13b aus der Wand selbst des ersten
Tankteiles 11 durch Ziehen gebildet wird, kann das Paar von Vorsprüngen 13a
und 13b mit einer guten Funktion zum Positionieren und Halten der Trennwand 10
wirksam in dem Tank 6 ohne Bilden eines dünneren und schwächeren Abschnittes
vorgesehen werden, wie es bei dem herkömmlichen Aufbau, wie bei dem in Fig. 6
gezeigten, der Fall ist. Daher kann eine ausreichend große Festigkeit des Tankes
6 sichergestellt werden.
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Da weiter bei dieser Ausführungsform der Schlitz 15 in dem zweiten Tankteil 12
abgegrenzt ist, kann die Trennwand 10 leicht in den Tank 6 durch den Schlitz 15
eingesetzt werden und leicht an einer vorbestimmten Position in dem Tank 6
unabhängig von einem Zustand vor oder nach dem Verbinden des ersten und
zweiten Tankteiles 11 und 12 vorgesehen werden. Daher kann die Arbeitseffektivität
zum Zusammenbau stark verbessert werden und der Freiheitsgrad des
Zusammenbaus kann erhöht werden.