DE10101263A1 - Wärmetauscherröhre - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Wärmetauscherröhre mit einem hohen Druckwiderstand bereit. Eine Wärmetauscherröhre Am mit einem Röhrenkörper (70), dessen Inneres als ein Durchgang (60) für ein Fluid festgelegt ist, und dessen Innen- und Außenflächen als Wärmeaufnahme- und -abgabeflächen für das Fluid festgelegt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein schalenförmiger Wölbungs-Wandabschnitt (80, 80...), der in Richtung der gegenüberliegenden Wandabschnitte gewölbt ist, an einem oder beiden der gegenüberliegenden Wandabschnitte des Röhrenkörpers ausgebildet ist, wobei die Wölbungs-Vorderenden der schalenförmigen Wölbungs-Wandabschnitte (80, 80...) als Verbindungsabschnitte (90, 90...) definiert sind, die linear bzw. linienförmig vorspringen, wobei die Verbindungsabschnitte mit den gegenüberliegenden Wandabschnitten linear in Kontakt gebracht und daran befestigt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die vorzugsweise als Wärmetauscherröhre für ein Kühlmittel o. dgl. verwendet wird, die einen Kondensator bzw. Verflüssiger einer Klimaanlage oder eines Kühlschranks darstellt.

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-13400, deren Inhalt hier durch Bezugnahme einbezogen ist.

Bei einer Kühlvorrichtung, wie z. B. einer Klimaanlage oder einem Kühlschrank o. dgl., wird ein Kühlmittel (Fluid) aus Freon o. dgl. zunächst komprimiert, um ein Gas hoher Temperatur und hohen Drucks zu bilden, und wird dann durch das Kühlen des Gases mit einem Kondensator verflüssigt. In dem Kondensator bzw. Verflüssiger ist eine Wärmetauscherröhre eingebaut, durch die ein Kühlmittel strömt, wobei ein gasförmiges Hochtemperatur- und Hochdruck-Kühlmittel allmählich durch Wärmedissipation gekühlt wird, während es die Röhre passiert, so daß es zu einer Flüssigkeit kondensiert wird. Als diese Art Wärmetauscherröhren ist eine in Fig. 10 dargestellte Wärmetauscherröhre o. dgl. bekannt. Ein Röhrenkörper 7 besteht aus einem mit Lotmaterial plattierten, bandförmigen metallischen Plattenelement 1, das mit einer Faltung 2 in einer Richtung seiner Erstreckung gefaltet oder gebogen ist, wobei Verbindungs-Endabschnitte 5, 5, die jeweils mit in derselben Richtung gefalteten und verlaufenden Endabschnitten von Wandabschnitten 3 und 4 in Kontakt gebracht werden, an diese angeformt und verlötet sind und ein Kühlmitteldurchgang 6 zwischen diesen Wandabschnitten ausgebildet ist.

Des weiteren ist der Krümmungsradius der Faltung 2 kleiner als die Breite des Wandabschnitts 3 oder 4, und der Abstand zwischen den Wandabschnitten 3 und 4 ist geringer als die Breite des Wandabschnitts 3 oder 4. Diese Form ist so definiert, daß sie die erforderliche Zeit zur Wärmedissipation durch Verringern des Abstands vom Zentrum des Röhrenkörpers 7 zum Wandabschnitt reduziert.

Das derart ausgebildete Innere legt einen Kühlmitteldurchgang 6 fest. Eine Mehrzahl von Wölbungs- Wandabschnitten (bulging wall portions) 8, 8 . . ., die sich in einer Schalenform jeweils in Richtung der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Wandabschnitte wölben, ist auf beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten 3 und 4 des Röhrenkörpers 7 ausgebildet, bei dem die Innenfläche und die Außenfläche als Wärmeeingangs- und Ausgangsflächen für das Kühlmittel und die gewölbten Vorderenden der Wölbungs-Wandabschnitte 8, 8 als Verbindungsabschnitte 9, 9 . . . definiert sind. Die Verbindungsabschnitte 9, 9 . . . werden mit gegenüberliegenden Wölbungs-Wandabschnitten in einer Ebene in Kontakt gebracht und durch Löten miteinander verbunden. Ein Kühlmittel, welches im Inneren der Röhre strömt, wird durch diese Wölbungs-Wandabschnitte 8, 8 . . . dazu veranlaßt, eine Wirbelströmung zu erzeugen und wird innerhalb des Röhrenkörpers gleichmäßig bewegt, so daß die Temperaturverteilung eines Fluids in einer Ebene vertikal zur Strömung gleichmäßig gestaltet wird. Außerdem sind die gegenüberliegenden Wandabschnitte 3 und 4 miteinander durch die Mehrzahl gelöteter Wölbungs-Wandabschnitte 8, 8 . . . verbunden und können einem auf die Wandabschnitte 3 und 4 des flachen Röhrenkörpers 7 einwirkenden Druck widerstehen, wenn ein Hochdruck-Kühlmittel in der Röhre strömt, wodurch der Druckwiderstand des Röhrenkörpers 7 verbessert wird.

Die oben genannten Wärmetauscherröhren nach dem Stand der Technik weisen jedoch die folgenden Probleme auf.

Da der Röhrenkörper durch Falten eines bandförmigen metallischen Plattenelements mit einer Faltung ausgebildet ist, neigt er dazu, durch einen Rückfederungseffekt an der Faltung verformt zu werden, d. h. durch die Rückstellung der gebogenen Abschnitte, derart, daß die gegenüberliegenden Wandabschnitte voneinander getrennt werden.

Andererseits sind die in Schalenform gewölbten, gegenüberliegenden, das Kühlmittel bewegenden bzw. verwirbelnden Wölbungsabschnitte in einer Ebene an den miteinander in Kontakt gebrachten Verbindungsabschnitten gelötet. Wenn jedoch eine an der Oberfläche eines Lotmaterials ausgebildete Oxidschicht zur Lötung mittels Flußmittel entfernt worden ist, weist der Wölbungsabschnitt eine Struktur auf, welche ein Abführen der entfernten Oxidschicht von dem Außenumfang des oberflächengeformten Verbindungsabschnitts erschwert. Damit ist es in der Tat schwierig, im Zentrum des Verbindungsabschnitts zu löten.

Daher kommt es zusätzlich zu den Umständen des schwierigen Lötens, wenn eine Kraft, welche die gegenüberliegenden Wandabschnitte durch die Rückfederung trennt, auf den Röhrenkörper einwirkt, zu keiner festen Lötverbindung an dem Verbindungsabschnitt zwischen den Vorderenden der Wölbungs-Wandabschnitte. Infolgedessen hat der Röhrenkörper keinen Rückhalt gegen den Druck des Kühlmittels, wodurch sich der Druckwiderstand des Röhrenkörpers verschlechtert.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben erwähnten Umstände gemacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmetauscherröhre mit einem verbesserten Lötprozeß und hohem Druckwiderstand durch Ausbilden einer Struktur bereitzustellen, die einen mit Flußmittel entfernten Oxidfilm leicht abführt und die Verformung des Röhrenkörpers infolge des Rückfederungseffekts verhindert.

Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre mit dem Röhrenkörper, dessen Inneres als Durchgang für ein Fluid festgelegt ist, und dessen Innen- und Außenflächen als Wärmeaufnahme- und -abgabeflächen für das Fluid festgelegt sind, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein sich in einer Richtung zu gegenüberliegenden Wandabschnitten wölbender Wölbungs- Wandabschnitt an einer oder beiden der gegenüberliegenden Wandschnitte des Röhrenkörpers ausgebildet ist, wobei die Wölbungs-Vorderenden der Wölbungs-Wandabschnitte als Verbindungsabschnitte festgelegt sind, die linear vorspringen, und die Verbindungsabschnitte linear mit den gegenüberliegenden Wandabschnitten in Kontakt gebracht und daran befestigt sind.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration strömt ein Lotmaterial-Oxid, das mit Flußmittel am Verbindungsabschnitt des Vorderendes des Wölbungs-Wandabschnitts entfernt bzw. gelöst wurde, aus einem linearen Verbindungsabschnitt, wodurch die Lötverbindung verbessert und die gegenüberliegenden Wandabschnitte fest zusammengelötet werden, ohne daß ein Lötfehler auftritt.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß diese einen ersten Wölbungs-Wandabschnitt aufweist, der in einer Schalenform in einer Richtung von Wandabschnitten gegenüber dem Wölbungs-Wandabschnitt gewölbt ist, wobei eine Mehrzahl der ersten Wölbungs-Wandabschnitte an dem Röhrenkörper ausgebildet ist.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration werden die gegenüberliegenden Wandabschnitte miteinander an einer Mehrzahl von Stellen durch eine Mehrzahl erster Wölbungs- Wandabschnitte verbunden. Außerdem erzeugt ein im Inneren der Röhre strömendes Fluid eine Wirbelströmung mit der Mehrzahl erster Wölbungs-Wandabschnitte und wird gleichmäßig im Röhrenkörper bewegt.

Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Mehrzahl von Vorsprüngen mit dreieckigen Querschnitten, die linear bzw. linienförmig in Richtung der Erstreckung des Röhrenkörpers vorspringen, an der Innenfläche des Röhrenkörpers derart ausgebildet sind, daß sie aneinandergrenzen, wobei die Vorsprünge als die Verbindungsabschnitte festgelegt sind.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration werden Stellen, die linear gelötet sind, an den Verbindungsabschnitten der Vorderenden der ersten Wölbungs- Wandabschnitte, an denen gegenüberliegende Wandabschnitte miteinander verbunden sind, vergrößert. Damit werden die gegenüberliegenden Wandabschnitte fest miteinander verbunden.

Da ferner der Oberflächenbereich der Innenfläche des Röhrenkörpers, der als Wärmeaufnahme- oder Abgabefläche definiert ist, vergrößert wird, wird eine Kontaktfläche mit dem Fluid vergrößert.

Ein vierter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein zweiter Wölbungs-Wandabschnitt vorgesehen ist, der einen ersten Erstreckungsabschnitt aufweist, welcher sich in der Richtung von Wandabschnitten gegenüber einer Bezugsposition des Wandabschnitts erstreckt, um als der Wölbungs- Wandabschnitt zu dienen, einen Rückführabschnitt, der von dem ersten Erstreckungsabschnitt in die Richtung der Bezugsposition zurückgefaltet ist, sowie einen zweiten Erstreckungsabschnitt, der von dem Rückführabschnitt zu der einen Bezugsposition des Wandabschnitts zurückgefaltet ist.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration werden der gefaltete Abschnitt des zweiten Wölbungs-Wandabschnitts und die gegenüberliegenden Wandabschnitte in einer Richtung der Erstreckung des Röhrenkörpers linear bzw. linienförmig miteinander in Kontakt gebracht, eine Lötlänge wird vergrößert und das von Flußmittel abgelöste Lotmaterial-Oxid strömt rasch aus dem linearen Verbindungsabschnitt heraus, wodurch die Lötung verbessert werden kann. Damit werden gegenüberliegende Wandabschnitte fest miteinander verbunden.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Röhrenkörper durch ein bandförmiges, sich in einer Richtung erstreckendes Plattenelement gebildet ist, wobei das Plattenelement als der eine Wandabschnitt im Zwischenabschnitt des Plattenelements in der Breitenrichtung definiert ist und mit zwei Faltungen in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers an beiden Endabschnitten des einen Wandabschnitts gefaltet ist, wobei sich die gefalteten Abschnitte im wesentlichen in einer Ebene aufeinander zu erstrecken, um den anderen Wandabschnitt zu bilden, und der gefaltete Abschnitt weiter in einer Richtung des einen Wandabschnitts an einer Kontaktstelle gefaltet ist und sich in der gleichen Richtung wie der eine Wandabschnitt erstreckt, um einen dritten Erstreckungsabschnitt zu bilden, wobei der Endabschnitt des dritten Erstreckungsabschnitts in Kontakt mit dem anderen Wandabschnitt gebracht und daran befestigt ist.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration werden der Endabschnitt des dritten Wölbungs-Wandabschnitts und der andere Wandabschnitt linear bzw. linienförmig in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers miteinander in Kontakt gebracht, die Lötlänge vergrößert, und das von Flußmittel abgelöste Lotmaterial-Oxid strömt aus dem linearen Verbindungsabschnitt heraus, wodurch die Lötung bzw. die Lötstelle verbessert werden kann. Damit werden gegenüberliegende Wandabschnitte fest miteinander verbunden.

Da ferner die Lötfläche im dritten Erstreckungsabschnitt, die aus einem gegenseitigen Kontaktabschnitt besteht, von beiden Seiten mit dem Druck eines in dem Durchgang strömenden Fluids beaufschlagt wird, wird sie zusammengepreßt und der Druckwiderstand wird vergrößert.

Ein sechster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Öffnungsabschnitt im dritten Erstreckungsabschnitt ausgebildet ist, um ein Kommunizieren der mit dem dritten Erstreckungsabschnitt unterteilten Fluidverbindungen miteinander zu ermöglichen.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration durchläuft ein durch den Röhrenkörper strömendes Fluid alle mit dem dritten Erstreckungsabschnitt unterteilten Fluiddurchgänge, wobei es durch das gesamte Innere des Röhrenkörpers strömt.

Ein siebter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Röhrenkörper ein Paar Plattenelemente umfaßt, die sich in der Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers erstrecken, die Plattenelemente so ausgebildet sind, daß der Durchgang für das Fluid zwischen den Plattenelementen gebildet ist, und die Plattenelemente auf jeder Seite überhängende und an beiden betreffenden Endabschnitten verbundene Endabschnitte haben, wobei die betreffenden verbundenen Endabschnitte dieser Plattenelemente miteinander in Kontakt gebracht und aneinander befestigt werden bzw. sind.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration werden beide Wandabschnitte des Röhrenkörpers aus einem Paar bandförmiger Plattenelemente ausgebildet. Damit ist es zur Ausbildung beider Wandabschnitte nicht nötig, ein bandförmiges Plattenelemente um 180° mit einer Faltung in einer Erstreckungsrichtung des Plattenelements zu falten, wobei die Rückfederung durch die Größe des Biegewinkels erhöht wird. Entsprechend wird ein zur Bildung des Röhrenkörpers erforderlicher Biegewinkel verkleinert und eine Kraft, die auf die Wandabschnitte durch die Rückfederung einwirkt, vermindert.

Ein achter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verbindungsendabschnitt mit einem U-förmigen, gefalteten Befestigungsplattenelement befestigt bzw. geschlossen ist.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration werden die Verbindungsabschnitte, die miteinander in einer Ebene in Kontakt gebracht und miteinander verlötet sind, extern mit einem Befestigungsplattenelement verstärkt, und eine auf die Lötfläche einwirkende Kraft infolge der Rückfederung oder eine Kraft infolge des Fluiddrucks wird reduziert.

Ein neunter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherröhre mit dem Röhrenkörper, dessen Inneres als Durchgang für ein Fluid festgelegt ist und dessen Innen- und Außenflächen als Wärmeaufnahme- und -abgabeflächen für das Fluid festgelegt sind, wobei in dem Röhrenkörper ein bandförmiges Plattenelement mit einer Faltung in der Richtung der Erstreckung des Plattenelements gefaltet ist, ein Durchgang für das Fluid zwischen einem Wandabschnitt und dem anderen, sich durch die Faltung in derselben Richtung erstreckenden Wandabschnitt ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Rückfederungs-Verhinderungsabschnitten (spring back prevention portions) dort, wo der eine und der andere Wandabschnitt miteinander in Kontakt gebracht und in dem Faltungsabschnitt befestigt sind, ausgebildet ist, wobei die miteinander in Kontakt gebrachten Verbindungs-Endabschnitte an den Endabschnitten des einen und des anderen Wandabschnitts ausgebildet und die Verbindungs-Endabschnitte befestigt sind.

Durch Vorsehen einer solchen Konfiguration wird auf eine Kraft, welche eine Verformung des Röhrenkörpers durch die Rückfederung verursacht, an dem Rückfederungs- Verhinderungsabschnitt lokal eingewirkt, und die Größe der gegenüberliegende Wandabschnitte trennenden Kraft wird verringert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines weiteren Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines anderen Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines weiteren Beispiels (drittes Beispiel) einer Wärmetauscherröhre gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines anderen Beispiels (erstes Beispiel) einer Wärmetauscherröhre gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels einer Wärmetauscherröhre gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer herkömmlichen Wärmetauscherröhre.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Erste bis vierte Ausführungsformen einer Wärmetauscherröhre gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

[Erste Ausführungsform]

Eine erste Ausführungsform einer Wärmetauscherröhre gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. In der in Fig. 1 dargestellten Wärmetauscherröhre A ist ein Röhrenkörper 70 so konfiguriert, daß ein mit Lotmaterial plattiertes, bandförmiges metallisches Plattenelement 10 mit einer Faltung 20 in einer Erstreckungsrichtung des Plattenelements gefaltet ist, Verbindungsabschnitte 50, 50, die miteinander in Kontakt gebracht werden, an Endabschnitten eines Wandabschnitts 30 und eines in derselben Richtung verlaufenden anderen Wandabschnitts 40 durch die Faltung ausgebildet sind und dann durch Löten aneinander befestigt sind, um einen Kühlmitteldurchgang 60 zwischen diesen Wandabschnitten zu bilden. Ferner werden die verlöteten Verbindungsabschnitte 50, 50 mit einem U-förmigen, gefalteten Befestigungsplattenelement 51 befestigt und fixiert, das durch eine Verlängerung des einen Verbindungsendabschnitts 50 gebildet ist.

Dieses Innere des Röhrenkörpers 70 legt den Kühlmitteldurchgang 60 fest. Eine Mehrzahl schalenförmiger Wölbungs-Wandabschnitte (erste Wölbungs-Wandabschnitte) 80, 80 . . ., die in Richtung auf die gegenüberliegenden Wandabschnitte hin in Schalenform gewölbt bzw. ausgebaucht sind, sind an beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten 30 und 40 des Röhrenkörpers 70 ausgebildet, wobei die Innenfläche und die Außenfläche des Wandabschnitts als Wärmeaufnahme- und -abgabeflächen für das Fluid definiert sind.

An der Innenfläche des Röhrenkörpers 70 sind eine Vielzahl von Vorsprungselementen 100, 100 . . . nebeneinander bzw. aneinandergrenzend mit dreieckförmigen Querschnitten mit einem scharfen Vertikalwinkel ausgebildet, die sich linear in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 erstrecken und kleiner sind als die schalenförmigen Wölbungs- Wandabschnitte 80, 80 . . ., wobei die Vorsprungselemente 100, 100 . . . als Verbindungsabschnitte 90, 90 . . . an den Wölbungs- Vorderenden der schalenförmigen Wölbungs-Wandabschnitte 80, 80 . . . definiert sind. Gegenüberliegende, schalenförmige Wölbungsabschnitte 80, 80 sind miteinander durch die Vorsprungselemente 100, 100, an diesen Verbindungsabschnitten 90, 90 linear bzw. linienförmig miteinander in Kontakt gebracht, um aneinandergelötet zu werden.

In der Wärmetauscherröhre A mit dieser Konfiguration fließen die durch Flußmittel abgelösten Lotmaterial-Oxide rasch aus den linearen Kontaktabschnitten der Vielzahl von Vorsprungselementen 100, 100 an den Vorderend- Verbindungsabschnitten 90, 90 der schalenförmigen Wölbungs- Wandabschnitte 80, 80 heraus, um so einen verbesserten Lötvorgang zu ermöglichen. Demgemäß können die gegenüberliegenden Wandabschnitte 30 und 40 ohne Auftreten von Lötfehlern miteinander verbunden werden. Außerdem werden die gegenüberliegenden Wandabschnitte 30 und 40 an zahlreichen Stellen durch die Mehrzahl schalenförmiger Wölbungs-Wandabschnitte 80, 80 . . . fest miteinander verbunden.

Darüber hinaus erzeugt ein in dem Durchgang 60 strömendes Fluid Wirbelströmungen an der Mehrzahl der schalenförmigen Wölbungs-Wandabschnitte 80, 80 . . . Damit wird das Fluid gleichmäßig im Röhrenkörper 70 verteilt und bewegt.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Wärmetauscherröhre A wird eine hochwertige Lötung an den Vorderend- Verbindungsabschnitten 90 und 90 der schalenförmigen Wölbungs-Wandabschnitte 80, 80 . . . ausgeführt, welche gegenüberliegende Wandabschnitte 30 und 40 miteinander verbindet, so daß eine feste Verbindung erhalten wird. Außerdem werden durch Vorsehen dieser schalenförmigen Wölbungs-Wandabschnitte 80, 80 . . . an einer Mehrzahl von Stellen die gegenüberliegenden Wandabschnitte 30 und 40 noch fester miteinander verbunden, so daß dem Röhrenkörper ein hoher Druckwiderstand verliehen wird.

Ferner wird der Verbindungsendabschnitt extern mit dem Befestigungsplattenelement 51 befestigt, und eine Verformung des Röhrenkörpers infolge der Rückfederung wird verhindert, so daß die Lötung leicht ausgeführt werden kann und nach der Bildung des Röhrenkörpers eine Kraft infolge des auf den Verbindungsendabschnitt einwirkenden Strömungsdrucks vermindert wird, so daß dem Röhrenkörper auch diesbezüglich ein hoher Druckwiderstand verliehen wird.

Da ferner das Fluid verwirbelt und bewegt wird, kann eine Temperatur des Fluids in einer Ebene vertikal zur Strömung gleichmäßig gestaltet werden. Da außerdem die Oberfläche der Innenfläche durch die Vielzahl von Vorsprungselementen 100, 100 . . . vergrößert wird, wird die Kontaktfläche zwischen dem Fluid und dem Röhrenkörper vergrößert, und die Wärmeleitfähigkeit von dem Fluid zum Röhrenkörper kann verbessert werden.

Alternativ kann gemäß Fig. 2 die Wärmetauscherröhre A so konfiguriert sein, daß sie aus einem Paar bandförmiger Plattenelemente 11 und 12 zusammengesetzt ist, die sich in der Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 erstrecken, wobei ein Durchgang 60 für das Fluid zwischen diesen Plattenelementen 11 und 12 ausgebildet ist und die Wärmetauscherröhre A so geformt ist, daß sich Verbindungsabschnitte 50, 50 und 52, 52 an den betreffenden beiden Endabschnitten zu den Seiten hin erstrecken, und die betreffenden Verbindungsabschnitte dieser Plattenelemente aneinander gelötet und durch U-förmige, gefaltete Befestigungsplattenelemente 51 bzw. 53 aneinander befestigt sind.

Bei der Wärmetauscherröhre A dieser Konfiguration sind ein Wandabschnitt 30 und der andere Wandabschnitt 40 des Röhrenkörpers durch ein Paar bandförmiger Plattenelemente 11 und 12 gebildet. Daher ist es zur Bildung der beiden Wandabschnitte 30 und 40 nicht nötig, ein bandförmiges Plattenelement um 180° mit einer Faltung in einer Erstreckungsrichtung des Plattenelements zu falten. Da die Rückfederung mit der Erhöhung des Biegewinkels erhöht wird, kann durch Reduzieren des bzw. der für die Bildung des Röhrenkörpers erforderlichen Biegewinkel(s) die Kraft, die durch die Rückfederung auf den Wandabschnitt einwirkt, ebenfalls reduziert werden.

Ferner werden Verbindungen an den Verbindungsendabschnitten mit den Befestigungsplattenelementen 51 und 53 verstärkt, und die aufgrund des Fluiddrucks auf die gelötete oder geschweißte Oberfläche des Verbindungsendabschnitts einwirkende Kraft wird reduziert.

Wie oben beschrieben ist, werden gemäß der in Fig. 2 gezeigten Wärmetauscherröhre A Auswirkungen infolge der Rückfederung reduziert. Dementsprechend kann eine zuverlässige Lötung ausgeführt werden, während die Form des Röhrenkörpers beibehalten wird, und dem Röhrenkörper kann ein höherer Druckwiderstand verliehen werden.

[Zweite Ausführungsform]

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Wärmetauscherröhre gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Wärmetauscherröhre B gemäß Fig. 3 umfaßt einen keilförmigen Wölbungs-Wandabschnitt 200 (zweiter Wölbungs-Wandabschnitt), der aus einem Erstreckungsabschnitt 201 (erster Erstreckungsabschnitt) besteht, welcher sich von der Wandabschnitts-Bezugsposition 30a (eine Wandabschnitts- Bezugsposition) des Wandabschnitts 30 in Richtung des gegenüberliegenden Wandabschnitts 40 erstreckt, einem gefalteten Abschnitt 202, der von dem Erstreckungsabschnitt 201 zu der Bezugsposition verläuft, und einem Erstreckungsabschnitt 203 (zweiter Erstreckungsabschnitt), der von dem gefalteten Abschnitt 202 zu der Wandabschnitts- Bezugsposition 30a zurückgefaltet ist.

Ferner sind der gefaltete Abschnitt 202 des keilförmigen Wölbungs-Wandabschnitts 200 und des gegenüberliegenden Wandabschnitts 40 in der Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 linear miteinander in Kontakt gebracht, wobei das Vorderende (Wölbungsende) des gefalteten Abschnitts 202 des keilförmigen Wölbungs-Wandabschnitts 200 einen Verbindungsabschnitt 90 festlegt, an dem der gefaltete Wandabschnitt mit dem gegenüberliegenden Wandabschnitt durch eine Lötung verbunden ist.

In der in Fig. 3 gezeigten Wärmetauscherröhre B werden Abschnitte, die den in den Fig. 1 bzw. 2 gezeigten Abschnitten entsprechen, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und Details derselben sind weggelassen.

Damit ist bei der Wärmetauscherröhre B mit der oben genannten Konfiguration die Länge des Lötabschnitts in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 vergrößert, und durch Flußmittel losgelöste Lotmaterial-Oxide fließen rasch aus dem linearen Verbindungsabschnitt heraus, um eine bessere Lötverbindung zu erhalten. Die Lötstelle wird entsprechend verstärkt, so daß die gegenüberliegenden Wandabschnitte fest miteinander verbunden sind und dem Röhrenkörper ein hoher Druckwiderstand verliehen wird.

Alternativ kann gemäß Fig. 4 die Wärmetauscherröhre B so konfiguriert sein, daß sie aus einem Paar bandförmiger Plattenelemente 11 und 12 besteht, die sich in der Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 erstrecken, wobei ein Durchgang 60 für das Fluid zwischen diesen Plattenelementen 11 und 12 ausgebildet ist, die Wärmetauscherröhre B so ausgebildet ist, daß sie Verbindungsabschnitte 50, 50 und 52, 52 aufweist, die sich an den beiden betreffenden Endabschnitten zu den Seiten erstrecken, wobei die beiden betreffenden Verbindungsabschnitte dieser Plattenelemente aneinandergelötet und mit U-förmigen, gefalteten Befestigungsplattenelementen 51 bzw. 53 aneinander befestigt sind.

Bei der Wärmetauscherröhre B mit dieser Konfiguration sind ein Wandabschnitt 30 des Röhrenkörpers und der andere Wandabschnitt 40 desselben durch ein Paar bandförmiger Plattenelemente 11 und 12 gebildet. Daher wird wie bei der Ausführungsform der Fig. 2 die Kraft, die durch eine bei einem gefalteten Röhrenkörper auftretende Rückfederung auf den Wandabschnitt einwirkt, ebenfalls reduziert oder ganz vermieden.

Ferner stärken wie bei Fig. 2 die Befestigungsplatten­ elemente 51 und 53 die Verbindung an den Verbindungs- Endabschnitten. Diese Ausführungsform besitzt damit die selben Vorteile hinsichtlich der Erhöhung des Druckwiderstands des Röhrenkörpers.

Alternativ kann gemäß den Fig. 5 und 6 eine Wärmetauscherröhre B durch ein bandförmiges Plattenelement 10 oder ein Paar bandförmiger Plattenelemente 11 und 12 gebildet werden, wobei keilförmige Wölbungs-Wandabschnitte 200, 200 an beiden Seiten gegenüberliegender Wandabschnitte 30 und 40 vorgesehen sind, und die Vorderenden (Wölbungs-Vorderenden) dieser keilförmigen Wölbungs-Wandabschnitte 200, 200 in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 an den betreffenden gefalteten Abschnitten 202, 202 linear bzw. linienförmig miteinander in Kontakt gebracht, um einen Verbindungsabschnitt 90 zu bilden, und durch Löten miteinander verbunden sind.

Jede der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Wärmetauscherröhren weist zwar eine mit einem einzelnen keilförmigen Wölbungs-Wandabschnitt versehene Konfiguration auf, sie können jedoch alternativ auch eine Mehrzahl von solchen Wölbungs-Wandabschnitten aufweisen.

[Dritte Ausführungsform 3]

Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Wärmetauscherröhre gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Wärmetauscherröhre C gemäß Fig. 7 ist aus einem bandförmigen Plattenelement 10 gebildet, das sich in einer Richtung erstreckt. Das Plattenelement 10 ist als ein Wandabschnitt 40 im Zwischenabschnitt in der Breitenrichtung des Plattenelements 10 festgelegt und mit zwei Faltungen 21, 22 in der Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 an beiden Enden des Wandabschnitts 40 gefaltet. Die gefalteten Abschnitte 31 und 32 erstrecken sich in ihren Schließrichtungen, um den anderen Wandabschnitt 30 zu bilden. Außerdem sind die Abschnitte 31 und 32 an der Kontaktstelle 30b in der Richtung des Wandabschnitts 40 gebogen und erstrecken sich in der Richtung des Wandabschnitts 40, um Erstreckungsabschnitte 300, 300 (dritte Erstreckungsabschnitte) zu bilden. Die Endabschnitte 301, 301 der Erstreckungsabschnitte 300, 300 werden mit dem Wandabschnitt 40 in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 linear in Kontakt gebracht, um durch Löten miteinander verbunden zu werden, und dienen als Verbindungsabschnitt 90.

In der in Fig. 7 gezeigten Wärmetauscherröhre C sind den in den Fig. 1 und 6 gezeigten Abschnitten entsprechende Abschnitte durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet und Details derselben weggelassen.

Damit wird in der Wärmetauscherröhre C mit der oben genannten Konfiguration die Länge des gelöteten Abschnitts in einer Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers 70 vergrößert, und Lotmaterial-Oxide, die durch Flußmittel abgelöst wurden, fließen rasch aus dem linearen Verbindungsabschnitt heraus, um eine bessere Lötung zu erhalten. Entsprechend wird die Lötstelle verstärkt, so daß die gegenüberliegenden Wandabschnitte fest miteinander verbunden sind.

Ferner werden die Lötflächen in den Erstreckungsabschnitten 300, 300, die miteinander in Kontakt gebracht sind, durch den Druck von in den Durchgängen 60, 60 strömendem Fluid von beiden Seiten aneinandergepreßt, so daß ein Druckwiderstand erhöht ist.

Gemäß der in Fig. 7 gezeigten Wärmetauscherröhre C übernehmen die beiden Endabschnitte des bandförmigen Plattenelements die Funktion der Wölbungs-Wandabschnitte. Daher kann eine einfache Konfiguration ohne die Notwendigkeit, einen neuen Wölbungs-Wandabschnitt bereitzustellen, erhalten werden, und, da der Rand des Plattenelements am Verbindungsabschnitt an den Röhrenkörper gelötet wird, kann der Druckwiderstand erhöht werden.

Damit wird durch Löten der Erstreckungsabschnitte 300, 300 am Verbindungsabschnitt 90 eine Trennung der gegenüberliegenden Wandabschnitte 30 und 40 verhindert, und dem Röhrenkörper kann ein hoher Druckwiderstand verliehen werden.

Alternativ können in der Wärmetauscherröhre C Öffnungen 400, 400 . . ., die zu den mit den Erstreckungsabschnitten 300, 300 unterteilten Fluiddurchgängen 60, 60 führen, in den Erstreckungsabschnitten 300, 300 gemäß Fig. 8 ausgebildet sein.

Gemäß der in Fig. 8 gezeigten Wärmetauscherröhre C strömt ein Fluid durch das gesamte Innere des Röhrenkörpers 70. Somit kommt es zu keinem Temperaturunterschied des Fluids zwischen den mit den Erstreckungsabschnitten 300, 300 unterteilten Durchgängen 60, 60.

[Vierte Ausführungsform]

Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Wärmetauscherröhre gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der in Fig. 9 gezeigten Wärmetauscherröhre D ist ein bandförmiges Plattenelement 10 mit einer Faltung 20 in einer Richtung seiner Erstreckung gefaltet, und die gefalteten Abschnitte 500, 500 der Wandabschnitte 30 und 40 umfassen eine Mehrzahl von Rückfederungs-Verhinderungsabschnitten 503, 503 . . ., die an Kontaktflächen 501 und 502 aneinander gelötet sind.

In der Wärmetauscherröhre D gemäß Fig. 9 sind den in Fig. 1 bis 8 gezeigten Abschnitten entsprechende Abschnitte durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet, und Einzelheiten davon werden nicht nochmals beschrieben.

Bei der Wärmetauscherröhre D mit der obengenannten Konfiguration konzentriert sich lokal die Rückfederungskraft, welche den Röhrenkörper 70 verformt, an den Rückfederungs- Verhinderungsabschnitten 503, 503, und die Größe der Kraft infolge der Rückfederung, welche die gegenüberliegenden Abschnitte 30 und 40 trennt, verringert sich.

Gemäß der in Fig. 9 gezeigten Wärmetauscherröhre D wird der Rückfederungseffekt durch eine einfache Verstärkung in Form einer Verformung der Gestalt einer Faltung reduziert. Damit kann eine zuverlässige Lötung ausgeführt werden, während die Form des Röhrenkörpers beibehalten wird und dem Röhrenkörper ein hoher Druckwiderstand verliehen werden kann.

Alternativ können die in den Fig. 1, 3, 5, 7 und 8 gezeigten Wärmetauscherröhren A, B und C ebenfalls eine Konfiguration aufweisen, bei der die Rückfederungs- Verhinderungsabschnitte gemäß Fig. 9 an den gefalteten Abschnitten des bandförmigen Plattenelements vorgesehen sind.

Claims (9)

1. Wärmetauscherröhre mit einem Röhrenkörper (70), dessen Inneres als Durchgang für ein Fluid festgelegt ist, und dessen Innen- und Außenflächen als Wärmeaufnahme- und -abgabeflächen für das Fluid definiert sind, wobei mindestens ein Wölbungs-Wandabschnitt (80), der sich in Richtung gegenüberliegender Wandabschnitte wölbt, an einer oder beiden der gegenüberliegenden Wandabschnitte (30, 40) des Röhrenkörpers ausgebildet ist, wobei das bzw. die gewölbte(n) Vorderende(n) des/der Wölbungs-Wandabschnitts bzw. -Wandabschnitte als linear vorspringende Verbindungsabschnitte festgelegt ist bzw. sind und die Verbindungsabschnitte linear in Kontakt mit den gegenüberliegenden Wandabschnitten gebracht und an diesen befestigt sind.

2. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstem Wölbungs-Wandabschnitt (80), der sich in einer Schalenform in Richtung der gegenüberliegenden Wandabschnitte wölbt, um als Wölbungs- Wandabschnitt zu dienen, vorgesehen ist, wobei der erste Wölbungs-Wandabschnitt in Mehrzahl auf dem Röhrenkörper ausgebildet ist.

3. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl von Vorsprungselementen (100), die linear bzw. linienförmig in der Richtung der Erstreckung des Röhrenkörpers mit dreieckigen Querschnitten vorspringen, an der Innenfläche des Röhrenkörpers derart ausgebildet sind, daß sie aneinandergrenzen, wobei die Vorsprungselemente als die Verbindungsabschnitte festgelegt sind.

4. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Wölbungs-Wandabschnitt (200) mit einem ersten Erstreckungsabschnitt (201), der sich in Richtung der gegenüberliegenden Wandabschnitte von einer Bezugsposition des Wandabschnitts aus erstreckt, um als der Wölbungswandabschnitt zu dienen, ein Rückführabschnitt (202), der von dem ersten Erstreckungsabschnitt zu der Bezugsposition hin zurückgefaltet ist, sowie ein zweiter Erstreckungsabschnitt (203), der von dem Rückführabschnitt (202) zu der Bezugsposition des Wandabschnitts hin gefaltet ist, vorgesehen sind.

5. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Röhrenkörper aus einem sich in einer Richtung erstreckenden, bandförmigen Plattenelement gebildet ist, wobei das Plattenelement als der eine Wandabschnitt im Zwischenabschnitt des Plattenelements in der Breitenrichtung festgelegt ist, und mit zwei Faltungen in der Richtung der Erstreckung des Röhrenkörpers in beiden Endabschnitten des einen Wandabschnitts gefaltet ist, wobei sich die Faltabschnitte in Schließrichtungen aufeinander zu erstrecken, um den anderen Wandabschnitt zu bilden, wobei der Faltabschnitt ferner an einer Kontaktstelle in einer Richtung des einen Wandabschnitts gefaltet ist und sich in der Richtung des einen Wandabschnitts erstreckt, um einen dritten Erstreckungsabschnitt (300) zu bilden, dessen Endabschnitt in Kontakt mit dem einen Wandabschnitt gebracht und an diesem befestigt ist.

6. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 5, wobei ein Öffnungsabschnitt (400) zum Ermöglichen einer Verbindung der durch den dritten Erstreckungsabschnitt unterteilten Fluiddurchgänge miteinander im dritten Erstreckungsabschnitt ausgebildet ist.

7. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 1, wobei der Röhrenkörper ein Paar Plattenelemente umfaßt, die sich in der Erstreckungsrichtung des Röhrenkörpers erstrecken, und die Plattenelemente so ausgebildet sind, daß der Durchgang für das Fluid zwischen den Plattenelementen ausgebildet ist und die Plattenelemente Verbindungs-Endabschnitte aufweisen, die sich auf jede Seite an beiden betreffenden Endabschnitten erstrecken, wobei die betreffenden Verbindungs-Endabschnitte dieser Plattenelemente miteinander in Kontakt gebracht und aneinander befestigt sind.

8. Wärmetauscherröhre gemäß Anspruch 7, wobei die Verbindungsendabschnitte mit einer U-förmig gefalteten Befestigungsplatte (51, 53) befestigt sind.

9. Wärmetauscherröhre mit einem Röhrenkörper, dessen Inneres als Durchgang für ein Fluid festgelegt ist und dessen Innen- und Außenflächen als Wärmeaufnahme- und -abgabeflächen für das Fluid festgelegt sind, wobei in dem Röhrenkörper ein bandförmiges Plattenelement mit einer Faltung in der Richtung der Erstreckung des Plattenelements gefaltet ist, ein Durchgang für das Fluid zwischen einem Wandabschnitt und dem anderen, sich durch die Faltung in derselben Richtung erstreckenden Wandabschnitt ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Rückfederungs-Verhinderungsabschnitten (spring back prevention portions) (503) dort, wo der eine und der andere Wandabschnitt miteinander in Kontakt gebracht und befestigt sind, in dem Faltungsabschnitt ausgebildet sind, wobei die miteinander in Kontakt gebrachten Verbindungs-Endabschnitte an den Endabschnitten des einen und des anderen Wandabschnitts ausgebildet sind, und die Verbindungs- Endabschnitte befestigt sind.