DE112020006927T5

DE112020006927T5 - Wärmetauscher-Rohrverteiler, Wärmetauscher, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrverteilers und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers

Info

Publication number: DE112020006927T5
Application number: DE112020006927.3T
Authority: DE
Inventors: Kodai Miyakawa; Norihiro Yoneda; Hiroshi Nagatomo; Yoshihiko Matsuo; Yuki Otani; Anderson Tetsuo Une Bastos
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2023-01-12
Also published as: WO2021186766A1; JP7471392B2; JPWO2021186766A1

Abstract

Ein Wärmetauscher-Rohrverteiler (100) umfasst ein erstes Rohrverteiler-Element (110) und ein zweites Rohrverteiler-Element (120). Das erste Rohrverteiler-Element (110) umfasst ein erstes Rohr (111) mit einem Bypass-Strömungspfad (Bf) für ein Wärmeträger zum Zirkulieren durch den Bypass-Strömungspfad (Bf), und einen Rohr-Begrenzer (112), der ein Teil eines zweiten Rohrs (150) ist, das einen kreisförmigen Haupt-Strömungspfad (Mf) für den Wärmeträger zum Zirkulieren durch den Haupt-Strömungspfad (Mf) umfasst. Das zweite Rohrverteiler-Element (120) ist mit dem Rohr-Begrenzer (112) verbunden und legt zusammen mit dem Rohr-Begrenzer (112) das zweite Rohr (150) fest. Der Rohr-Begrenzer (112) weist entlang des Haupt-Strömungspfads (Mf) zwei Kanten auf. Die zwei Kanten umfassen in einem Außenflächenbereich des Rohr-Begrenzers (112) Verbindungsabschnitte (113). Die Verbindungsabschnitte (113) weisen mehrere Oberflächen auf, die den Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements (120) zugewandt und mit diesen verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Wärmetauscher-Rohrverteiler, einen Wärmetauscher, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrverteilers und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers.
Technologischer Hintergrund
Ein vorbekannter Wärmetauscher, der beispielsweise in einer Klimaanlage oder einer Kältemaschine enthalten ist, umfasst einen Rippenrohr-Wärmetauscher, der durch Zirkulation eines Wärmeträgers durch Wärmeübertragungsrohre, an denen flache Strahlungsrippen angebracht sind, einen Wärmeaustausch durchführt. Der Rippenrohr-Wärmetauscher umfasst einen Wärmetauscher-Rohrverteiler, der den Wärmeträger zwecks Zirkulation des Wärmeträgers in die Wärmeübertragungsrohre verteilt.
Patentliteratur 1 beschreibt einen Wärmetauscher, der einen Wärmetauscher-Rohrverteiler mit einem Haupt-Strömungspfad umfasst. Der Haupt-Strömungspfad im Wärmetauscher-Rohrverteiler weist einen rechteckigen Querschnitt auf, um die Kühleffizienz zu verbessern.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer JP 2004 - 239 592 A
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Wärmetauscher-Rohrverteiler, der den Haupt-Strömungspfad mit dem rechteckigen Querschnitt umfasst, neigt dazu, eine Spannungskonzentration an einer den Haupt-Strömungspfad definierenden begrenzenden Wand aufzuweisen, insbesondere an einem Abschnitt mit einer starken Krümmung.
Als Reaktion auf das vorstehende Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Wärmetauscher-Rohrverteiler, einen Wärmetauscher, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrverteilers und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers mit erhöhter Druckbeständigkeit bereitzustellen.
Lösung des Problems
Ein Wärmetauscher-Rohrverteiler gemäß eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung umfasst ein erstes Rohrverteiler-Element und ein zweites Rohrverteiler-Element. Das erste Rohrverteiler-Element umfasst ein erstes Rohr und einen Rohr-Begrenzer. Das erste Rohr umfasst einen Bypass-Strömungspfad für einen Wärmeträger, zum Zirkulieren durch den Bypass-Strömungspfad. Der Rohr-Begrenzer ist Teil eines zweiten Rohrs, das einen Haupt-Strömungspfad für den Wärmeträger umfasst, zum Zirkulieren durch den Haupt-Strömungspfad. Der Haupt-Strömungspfad ist kreisförmig. Das zweite Rohrverteiler-Element ist mit dem Rohr-Begrenzer verbunden und bildet zusammen mit dem Rohr-Begrenzer das zweite Rohr. Der Rohr-Begrenzer weist entlang des Haupt-Strömungspfads zwei Kanten auf. Die beiden Kanten umfassen in einem Außenflächenbereich des Rohr-Begrenzers Verbindungsabschnitte. Die Verbindungsabschnitte haben mehrere Oberflächen, die den Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements gegenüberliegen und mit diesen verbunden sind.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Der Wärmetauscher-Rohrverteiler gemäß dem vorstehenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst den kreisförmigen Haupt-Strömungspfad, um den Druckwiderstand zu erhöhen.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht auf einen Wärmetauscher gemäß Ausführungsform 1;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragungsrohrs aus Ausführungsform 1;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Wärmetauscher-Rohrverteilers gemäß Ausführungsform 1;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Wärmetauscher-Rohrverteilers gemäß Ausführungsform 1, an dem eine Kappe angebracht ist;
5 ist eine Querschnittsansicht des Wärmetauscher-Rohrverteilers gemäß Ausführungsform 1;
6 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils von 5;
7 ist ein Diagramm, welches den Fluss eines Wärmeträgers durch den Wärmetauscher gemäß Ausführungsform 1 beschreibt;
8 ist ein Diagramm, welches das Verfahren zum Zusammenbauen des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 1 beschreibt und ein Anschlussrohr und eine Kappe zeigt, die an einem ersten Rohrverteiler-Element befestigt sind;
9 ist ein Diagramm des ersten Rohrverteiler-Elements aus Ausführungsform 1, auf das eine Hartlöt-Paste aufgetragen wird;
10 ist ein Diagramm eines zweiten Rohrverteiler-Elements und des ersten Rohrverteiler-Elements aus Ausführungsform 1, die miteinander verbunden sind;
11 ist eine Querschnittsansicht des Rohrverteilers gemäß Ausführungsform 1 unter auf den Rohrverteiler wirkendem Innendruck;
12A ist eine Querschnittsansicht einer Verbindung zwischen dem ersten Rohrverteiler-Element und dem zweiten Rohrverteiler-Element aus Ausführungsform 1;
12B ist eine Querschnittsansicht einer Verbindung zwischen einem ersten Rohrverteiler-Element und einem zweiten Rohrverteiler-Element in einem Vergleichsbeispiel;
13 ist ein Diagramm eines ersten Rohrverteiler-Elements in Ausführungsform 2, auf das eine Hartlöt-Paste aufgetragen wird;
14A ist eine Querschnittsansicht eines Rohrverteilers gemäß Ausführungsform 2; und
14B ist eine vergrößerte Ansicht des Rohrverteilers gemäß Ausführungsform 2, die den eingekreisten Teil aus 14A zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein Wärmetauscher-Rohrverteiler, ein Wärmetauscher, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrverteilers und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Ein Wärmetauscher 1 gemäß Ausführungsform 1 führt einen Wärmeaustausch zwischen außerhalb des Wärmetauschers 1 strömender Luft und einem durch den Wärmetauscher 1 strömenden Wärmeträger durch. Wie in 1 dargestellt, umfasst der Wärmetauscher 1 Wärmeübertragungsrohre 20, damit der Wärmeträger durch die Wärmeübertragungsrohre 20 zirkulieren kann, einen Wärmetauscher-Rohrverteiler 100, der mit den Wärmeübertragungsrohren 20 verbunden ist, damit der Wärmeträger in die Wärmeübertragungsrohre 20 hineinströmen kann, ein Anschlussrohr 130, damit der Wärmeträger in den Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 strömen kann, einen Wärmetauscher-Rohrverteiler 200, der mit den Wärmeübertragungsrohren 20 verbunden ist, damit der Wärmeträger aus den Wärmeübertragungsrohren 20 herausströmen kann, und Strahlungsrippen 30, die an den Wärmeübertragungsrohren 20 angebracht sind.
Wie in 2 dargestellt, weist jedes Wärmeübertragungsrohr 20 einen flachen Querschnitt mit bogenförmigen kurzen Seiten und geraden langen Seiten auf. Genauer gesagt weist jedes Wärmeübertragungsrohr 20 Zirkulationsöffnungen 20a, damit der Wärmeträger durch die Zirkulationsöffnungen 20a durch das Wärmeübertragungsrohr 20 zirkulieren kann. Jedes Wärmeübertragungsrohr 20 mit diesem flachen Querschnitt kann den Belüftungswiderstand um das Wärmeübertragungsrohr 20 herum verringern und die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessern.
Die Wärmeübertragungsrohre 20 werden mit einer bekannten Verarbeitungstechnik wie Strangpressen oder Ziehen geformt. Die Wärmeübertragungsrohre 20 bestehen aus einer Aluminiumlegierung mit einer Außenfläche, auf die Zink aufgesprüht ist, um eine Opferanodenschicht zu bilden, sie können aber auch aus einem anderen Metall hergestellt werden. Diese Struktur kann das Austreten des Wärmeträgers aufgrund von Korrosion an den Wärmeübertragungsrohren 20 verringern.
Jedes Wärmeübertragungsrohr 20 weist ein Ende auf, das von einer Befestigungsöffnung 120a im Wärmetauscher-Rohrverteiler 100, der in den 1 und 3 dargestellt ist, aufgenommen und durch Hartlöten an den Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 geschweißt und befestigt ist. Das andere Ende jedes Wärmeübertragungsrohrs 20 wird von einer Befestigungsöffnung 220a in dem in 1 dargestellten Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 aufgenommen und durch Hartlöten mit dem Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 verschweißt und befestigt.
Die Strahlungsrippen 30 sind flache Elemente mit einer großen Fläche, die der Luft ausgesetzt ist, um die Kühleffizienz zu verbessern. Wie in 1 dargestellt, sind die Strahlungsrippen 30 an jedem Wärmeübertragungsrohr 20 angebracht. Die Strahlungsrippen 30 bestehen beispielsweise aus einem beschichteten Material, das eine Aluminiumplatte mit einem auf die Oberfläche aufgetragenen Hartlötmaterial umfasst. Jede Strahlungsrippe 30 weist eine Dicke von etwa 0,09 bis 0,2 mm auf.
Wie in 1 dargestellt, weist jede Strahlungsrippe 30 mehrere Durchgangsöffnungen 30a auf, durch die sich die Wärmeübertragungsrohre 20 erstrecken. Jede Durchgangsöffnung 30a ist ein flaches Loch, das es dem entsprechenden flachen Wärmeübertragungsrohr 20 erlaubt, sich durch das Loch zu erstrecken. Jede Durchgangsöffnung 30a nimmt das entsprechende Wärmeübertragungsrohr 20 auf. Die Verbindungen zwischen den aufgenommenen Wärmeübertragungsrohren 20 und den Strahlungsrippen 30 sind hartgelötet, um die Strahlungsrippen 30 und die Wärmeübertragungsrohre 20 miteinander zu verbinden.
Wie in 1 dargestellt, sind die Strahlungsrippen 30 in Längsrichtung bzw. in Strömungsrichtung des Wärmeträgers nebeneinander an den Wärmeübertragungsrohren 20 angebracht.
Die Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 und 200 sind ein Paar von Rohren zum Zuführen und Abführen des Wärmeträgers oder eines Fluids zum und vom Wärmetauscher 1. Der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 weist die Befestigungsöffnungen 120a auf, und der Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 weist die Befestigungsöffnungen 220a auf. Jedes Wärmeübertragungsrohr 20 wird in den entsprechenden Befestigungsöffnungen 120a und 220a aufgenommen, um mit den Wärmetauscher-Rohrverteilern 100 und 200 verbunden zu werden.
Wie in 3 und 4 dargestellt, umfasst der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 ein erstes Rohrverteiler-Element 110, ein zweites Rohrverteiler-Element 120 und Kappen 140.
Das erste Rohrverteiler-Element 110 umfasst ein erstes Rohr 111 mit einem Bypass-Strömungspfad Bf und einen Rohr-Begrenzer 112, der zusammen mit dem zu verbindenden zweiten Rohrverteiler-Element 120 ein zweites Rohr 150 mit einem Haupt-Strömungspfad Mf festlegt. Das erste Rohrverteiler-Element 110 ist ein Bauteil aus einer Aluminiumlegierung, welches das erste Rohr 111 und den Rohr-Begrenzer 112 umfasst, und ist einstückig durch Strangpressen hergestellt. Die Außenfläche des ersten Rohrverteiler-Elements 110 ist mit Zink besprüht, um eine Opferanodenschicht zu bilden. Diese Struktur kann den Austritt des Wärmeträgers aufgrund von Korrosion des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 verringern.
Das erste Rohr 111 weist eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsöffnung 111a mit kreisförmigem Querschnitt auf. Die Durchgangsöffnung 111a dient als Bypass-Strömungspfad Bf für die Zirkulation des Wärmeträgers. Wie in 3 dargestellt, umfasst das erste Rohr 111 einen Anschlussrohr-Verbinder 111b, der mit dem Anschlussrohr 130 (nachfolgend beschrieben) verbunden ist. Der Anschlussrohr-Verbinder 111b ist ein Einschnitt in der Mitte des ersten Rohrs 111. Der Anschlussrohr-Verbinder 111b ist so geformt und bemessen, dass er das Anschlussrohr 130 aufnehmen kann.
Wie in 3 dargestellt, legt der Rohr-Begrenzer 112 einen Teil des Haupt-Strömungspfads Mf fest, der sich parallel zum Bypass-Strömungspfad Bf erstreckt. Der Rohr-Begrenzer 112 ist über die Länge des ersten Rohrs 111 einstückig mit diesem ausgebildet. Der Rohr-Begrenzer 112 weist einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Wie in den 3 und 7 dargestellt, weist der Rohr-Begrenzer 112 in einem Abschnitt, der dem Anschlussrohr-Verbinder 111b entspricht, eine Anschlussrohr-Öffnung 112a auf. Die Anschlussrohr-Öffnung 112a weist einen Öffnungsdurchmesser auf, der kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Anschlussrohrs 130 ist. Daher wird das Anschlussrohr 130 in die Anschlussrohr-Öffnung 112a eingepresst, um vorübergehend an dem ersten Rohrverteiler-Element 110 befestigt zu werden.
Wie in 3 dargestellt, weist der Rohr-Begrenzer 112 entlang der beiden Kanten des Rohr-Begrenzers 112, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich der Haupt-Strömungspfad Mf erstreckt, Verbindungsabschnitte 113 auf, um mit dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 über die Länge des Rohr-Begrenzers 112 verbunden zu werden. Wie in den 5 und 6 dargestellt, ist jeder Verbindungsabschnitt 113 ein Rücksprung an einer Außenfläche 112b des Rohr-Begrenzers 112 in Richtung einer Innenfläche 112c. Genauer gesagt, ist jeder Verbindungsabschnitt 113 in einem Außenflächenbereich des Rohr-Begrenzers 112 definiert. Wie in 6 dargestellt, weist jeder Verbindungsabschnitt 113 eine erste Stirnfläche 113a und eine zweite Stirnfläche 113b auf, die dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 zugewandt sind. Die zweite Stirnfläche 113b erstreckt sich von der Außenfläche 112b in Richtung der Innenfläche 112c. Die erste Stirnfläche 113a ist orthogonal zur zweiten Stirnfläche 113b. Wie nachfolgend beschrieben, ist, wenn jede Kante des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 mit dem Verbindungsabschnitt 113 verbunden ist, die erste Stirnfläche 113a einer Innenfläche 120b des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 zugewandt, und die zweite Stirnfläche 113b einer Endfläche 120c des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 zugewandt.
Wie in 7 dargestellt, weist das erste Rohrverteiler-Element 110 eine Bypass-Öffnung 110a auf, um den Haupt-Strömungspfad Mf mit dem Bypass-Strömungspfad Bf zu verbinden. Die Bypass-Öffnung 110a und die Durchgangsöffnungen 130a im Anschlussrohr 130 (nachfolgend beschrieben) bilden einen Bypass-Kreislauf für den Wärmeträger, der vom Anschlussrohr 130 in die Pfade strömt.
Wie in den 3 und 5 dargestellt, ist das zweite Rohrverteiler-Element 120 ein längliches Bauteil mit einem U-förmigen Querschnitt, das mit dem ersten Rohrverteiler-Element 110 verbunden ist, um einen Teil des Haupt-Strömungspfads Mf im Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 festzulegen. Genauer gesagt legt das zweite Rohrverteiler-Element 120 einen anderen Teil des zweiten Rohrs 150 fest, als den Teil, der durch den Rohr-Begrenzer 112 festgelegt wird. Das zweite Rohrverteiler-Element 120 besteht aus einer Aluminiumlegierung mit einer Außenfläche, die mit Zink besprüht ist, um eine Opferanodenschicht zu bilden; es kann aber auch aus einem anderen Metall bestehen.
Das zweite Rohrverteiler-Element 120 weist die Befestigungsöffnungen 120a zur Aufnahme der Wärmeübertragungsrohre 20 auf. Die Befestigungsöffnungen 120a legen eine flache Form fest, die mit dem Profil der Wärmeübertragungsrohre 20 übereinstimmt. Wie in 5 dargestellt, umfasst das zweite Rohrverteiler-Element 120 einen halbkreisförmigen Abschnitt 121 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt und zwei flache Abschnitte 122, die mit den Enden des halbkreisförmigen Abschnitts 121 verbunden sind. Die Innenfläche 120b des durch Biegen gebildeten halbkreisförmigen Abschnitts 121 weist den gleichen Radius wie die Innenfläche 112c des Rohr-Begrenzers 112 auf. Mit anderen Worten weist die Innenfläche 120b die gleiche Krümmung wie die Innenfläche 112c auf. In der Folge kann der Haupt-Strömungspfad Mf im Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Der Haupt-Strömungspfad Mf wird teilweise durch die flachen Abschnitte 122 ohne Krümmung festgelegt. Die flachen Abschnitte 122 erleichtern die Verbindung zwischen dem ersten Rohrverteiler-Element 110 und dem zweiten Rohrverteiler-Element 120. Obwohl die flachen Abschnitte 122 dazu führen, dass der Haupt-Strömungspfad Mf einen nicht-perfekten kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist die den Haupt-Strömungspfad Mf begrenzende Wand größtenteils kreisförmig, wie vorstehend beschrieben. Der Querschnitt des Haupt-Strömungspfads Mf kann daher kreisförmig erscheinen. In einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der kreisförmige Querschnitt sowohl des Haupt-Strömungspfads Mf als auch des Bypass-Strömungspfads Bf zusätzlich zu einem perfekten kreisförmigen Querschnitt auch auf einen allgemein kreisförmig erscheinenden Querschnitt, und der Kreis kann infolge des Herstellungsverfahrens teilweise einen anderen Teil als einen Bogen umfassen.
Wie in den 5 und 6 dargestellt, ist das zweite Rohrverteiler-Element 120 an das erste Rohrverteiler-Element 110 hartgelötet, wobei die Endflächen 120c den zweiten Stirnflächen 113b des ersten Rohrverteiler-Elements 110 zugewandt sind und die Innenfläche 120b an den Kanten den ersten Stirnflächen 113a zugewandt ist.
Wie in 3 und 4 dargestellt, sind die Kappen 140 an den beiden Enden in Längsrichtung des ersten Rohrverteiler-Elements 110 und des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 angebracht. Somit verschließen die Kappen 140 den Haupt-Strömungspfad Mf und den Bypass-Strömungspfad Bf im Wärmetauscher-Rohrverteiler 100. Die Kappen 140 bestehen aus einem beschichteten Material, das eine Aluminiumplatte mit einem auf die Oberfläche aufgetragenen Hartlötmaterial umfasst. Die Kappen 140 werden durch Stanzen geformt.
Wie in den 4 und 7 dargestellt, umfasst jede Kappe 140 einen ersten Vorsprung 141, der im Haupt-Strömungspfad Mf aufgenommen werden kann, und einen zweiten Vorsprung 142, der im Bypass-Strömungspfad Bf aufgenommen werden kann. Der erste Vorsprung 141 ist kreisförmig und weist einen Radius auf, der größer oder gleich dem Radius des Haupt-Strömungspfads Mf ist. Der zweite Vorsprung 142 ist kreisförmig und weist einen Radius auf, der größer oder gleich dem Radius des Bypass-Strömungspfads Bf ist. Wenn daher die Kappen 140 in die beiden Enden des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 geschoben werden, werden die ersten Vorsprünge 141 in den Haupt-Strömungspfad Mf und die zweiten Vorsprünge 142 in den Bypass-Strömungspfad Bf eingepasst. Die Kappen 140 können so vor dem Hartlöten vorübergehend an den Enden des ersten Rohrverteiler-Elements 110 und des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 befestigt werden.
Wie in 3 dargestellt, ist das Anschlussrohr 130 L-förmig und ermöglicht es dem Wärmeträger, in den Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 zu strömen. Das Anschlussrohr 130 wird in der Anschlussrohr-Öffnung 112a im ersten Rohrverteiler-Element 110 aufgenommen, wodurch der Innenraum des Anschlussrohrs 130 mit dem Haupt-Strömungspfad Mf verbunden wird. Das Anschlussrohr 130 weist auch die Durchgangsöffnungen 130a auf, die den Innenraum des Anschlussrohrs 130 mit dem Bypass-Strömungspfad Bf verbinden. Die Durchgangsöffnungen 130a erstrecken sich durch das Anschlussrohr 130 entlang des Durchmessers eines kreisförmigen Querschnitts in zwei Abschnitten des Anschlussrohrs 130, wie in 7 dargestellt.
Wie in 1 dargestellt, ist der Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 mit dem Ende jedes Wärmeübertragungsrohrs 20 verbunden, das dem Ende gegenüberliegt, mit dem der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 verbunden ist. Der Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 weist die gleiche Grundstruktur wie der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 auf und umfasst ein erstes Rohrverteiler-Element 210, ein zweites Rohrverteiler-Element 220 und Kappen 240.
Der Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 ist mit einem (nicht dargestellten) Auslassrohr verbunden. Der Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 sammelt den aus dem Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 durch die Wärmeübertragungsrohre 20 strömenden Wärmeträger und lässt den Wärmeträger zum Auslassrohr abfließen.
Der Fluss des Wärmeträgers durch den Wärmetauscher 1 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In 7 ist die Strömung des Wärmeträgers durch Pfeile angegeben. Dabei fließt ein Teil des durch den Pfeil Y1 angegebenen Wärmeträgers im Anschlussrohr 130 in den Haupt-Strömungspfad Mf, wie durch den Pfeil Y2 angegeben, und der Rest des Wärmeträgers fließt in den Bypass-Strömungspfad Bf, wie durch die Pfeile Y3 angegeben. Wie durch Pfeil Y4 angegeben, tritt der Wärmeträger im Bypass-Strömungspfad Bf durch die Bypass-Öffnung 110a um in den Haupt-Strömungspfad Mf zu strömen. Der Wärmeträger im Haupt-Strömungspfad Mf strömt zwecks Wärmeaustausch in die Wärmeübertragungsrohre 20, wie durch die Pfeile Y5 angegeben. Der Wärmeträger in den Wärmeübertragungsrohren 20 strömt nach dem Wärmeaustausch in den in 1 dargestellten Wärmetauscher-Rohrverteiler 200 und strömt durch das (nicht dargestellte) Auslassrohr aus.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Bypass-Strömungspfad Bf, der die Wärmeübertragungsrohre 20 nicht aufnimmt, den Druckabfall innerhalb des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 verringern und die Rückführung des Kältemaschinenöls in einen (nicht dargestellten) Kompressor erhöhen. Darüber hinaus ermöglicht es der Bypass-Strömungspfad Bf, dass der Wärmeträger gleichmäßig in den Haupt-Strömungspfad Mf strömt und jedes Wärmeübertragungsrohr 20 mit im Wesentlichen der gleichen Strömungsgeschwindigkeit durchströmt. Die Bypass-Öffnung 110a kann sich an einem in Schwerkraftrichtung unteren Teil des Wärmetauschers 1 befinden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Zusammenfügen der Komponenten des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 beschrieben. Wie in 8 dargestellt, wird zunächst das Anschlussrohr 130 an dem ersten Rohrverteiler-Element 110 befestigt. Genauer gesagt wird ein Hartlöt-Ring 135 an dem Anschlussrohr 130 befestigt, und ein Ende 130b des Anschlussrohrs 130 wird in die Anschlussrohr-Öffnung 112a im ersten Rohrverteiler-Element 110 eingepresst. Auf diese Weise wird das Anschlussrohr 130 vorübergehend am ersten Rohrverteiler-Element 110 befestigt.
Anschließend wird, wie in 8 dargestellt, eine Kappe 140 an einem Ende in Längsrichtung des ersten Rohrverteiler-Elements 110 angebracht. Genauer gesagt wird der zweite Vorsprung 142 an der Kappe 140 in den Bypass-Strömungspfad Bf eingepresst. Dadurch wird die Kappe 140 vorübergehend am ersten Rohrverteiler-Element 110 befestigt.
Anschließend wird, wie in 9 dargestellt, eine Düse 160, die eine Hartlöt-Paste 190 ausgibt, orthogonal zur Seite der Figur bewegt, um die Hartlöt-Paste 190 auf die Verbindungsabschnitte 113 des ersten Rohrverteiler-Elements 110 aufzubringen. In diesem Zustand wird das erste Rohrverteiler-Element 110, das auf einem Montagetisch 180 liegt, von mehreren in Längsrichtung angeordneten Pressern 170 gepresst. Dadurch wird jeglicher Verzug des ersten Rohrverteiler-Elements 110 korrigiert und die durch die Düse 160 ausgestoßene Hartlöt-Paste 190 kann präzise auf die Verbindungsabschnitte 113 aufgebracht werden.
Anschließend wird, wie in 10 dargestellt, das zweite Rohrverteiler-Element 120 mit dem ersten Rohrverteiler-Element 110 zusammengebaut. Genauer gesagt werden die Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 an den Verbindungsabschnitten 113 des ersten Rohrverteiler-Elements 110, bei denen es sich um die Rücksprünge im Außenflächenbereich handelt, ausgerichtet. Dadurch werden die Hartlöt-Pasten 190a und 190b in einen Spalt zwischen dem ersten Rohrverteiler-Element 110 und dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 eingebracht, wie in der vergrößerten Ansicht in 10 dargestellt.
Anschließend wird am anderen Ende des ersten Rohrverteiler-Elements 110 und des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 eine Kappe 140 angebracht. Diese Kappe 140 ist in 7 eine obere Kappe. Genauer gesagt wird der erste Vorsprung 141 an der Kappe 140 in den Haupt-Strömungspfad Mf und der zweite Vorsprung 142 in den Bypass-Strömungspfad Bf eingepresst. Dadurch wird die Kappe 140 vorübergehend an dem ersten Rohrverteiler-Element 110 und dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 befestigt.
Der auf diese Weise zusammengesetzte Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 wird in einem Lötofen (nicht abgebildet) erhitzt, um das Lot zu schmelzen, und dann abgekühlt. Auf diese Weise werden die Komponenten zur Bildung des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 zusammengefügt.
Wirkungen
In der vorstehenden Ausführungsform können der Bypass-Strömungspfad Bf im ersten Rohr 111 und der Haupt-Strömungspfad Mf im zweiten Rohr 150, welche die kreisförmigen Querschnitte aufweisen, den Druckwiderstand des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 erhöhen. Wenn beispielsweise der durch den Haupt-Strömungspfad Mf strömende Wärmeträger den Druck erhöht, wie in 11 dargestellt, wirkt ein Innendruck P nach außen auf die begrenzende Wand des Haupt-Strömungspfads Mf. Dadurch wirkt eine Zugkraft T gleichmäßig in Umfangsrichtung auf das zweite Rohr 150, das den Haupt-Strömungspfad Mf festlegt. Auf diese Weise kann das zweite Rohr 150 Spannungskonzentrationen vermeiden, ohne dass eine übermäßige Kraft auf das zweite Rohr 150 wirkt. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 unter normalen Einsatzbedingungen bricht, und erhöht somit die Druckfestigkeit. Die höhere Druckfestigkeit verringert die Dicke des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 und die Größe der Bauteile.
Der erste Vorsprung 141 an jeder Kappe 140, der in den Haupt-Strömungspfad Mf eingepresst wird, und der zweite Vorsprung 142 an jeder Kappe 140, der in den Bypass-Strömungspfad Bf eingepresst wird, können kreisförmige Formen aufweisen, die den Formen der Strömungspfade entsprechen. Auf diese Weise können der erste Vorsprung 141 und der zweite Vorsprung 142 auf der Grundlage eines einzigen Parameters, nämlich des Durchmessers eines Kreises, geformt werden, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.
Wie in 6 dargestellt, weist jeder Verbindungsabschnitt 113 im Außenflächenbereich des Rohr-Begrenzers 112 vom zweiten Rohr 150 nach außen. Dies erleichtert, wie in 12A dargestellt, die Sichtprüfung, um festzustellen, ob die zweite Stirnfläche 113b des Rohr-Begrenzers 112 und die Endfläche 120c des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 mittels eines erkalteten und ausgehärteten Hartlöt-Mittels 191 miteinander verbunden sind. Der Innendruck, der auf das zweite Rohr 150 einwirkt, erzeugt eine Zugkraft, die auf das Hartlöt-Mittel 191 zwischen der zweiten Stirnfläche 113b und der Endfläche 120c wirkt. Viele Materialien, einschließlich beispielsweise Metalle, weisen eine höhere Zugfestigkeit als Scherfestigkeit auf. Genauer gesagt erleichtert die Struktur der vorliegenden Ausführungsform die Sichtprüfung, um festzustellen, ob sich das Hartlöt-Mittel in einem Bereich befindet, auf den die Zugkraft wirkt und in dem die Festigkeit der Hartlöt-Mittel wirksam ist.
Wie in 12A dargestellt, empfängt die zweite Stirnfläche 113b eine Verbindungsschicht des abgekühlten und ausgehärteten Hartlöt-Mittels 191 zwischen der zweiten Stirnfläche 113b und der Endfläche 120c und ist daher so bemessen, dass sie die beabsichtigte Festigkeit für den Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 aufweist. Dies ermöglicht die Feststellung, ob der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 die vorgesehene Festigkeit aufweist, indem einfach von außerhalb des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 visuell geprüft wird, ob sich die Verbindungsschicht des Hartlöt-Mittels 191 zwischen der zweiten Stirnfläche 113b und der Endfläche 120c befindet, was die Sichtprüfung zur Bestimmung der Qualität des Wärmetauscher-Rohrverteilers 100 erleichtert.
12B stellt ein zweites Rohr 1150 in einem Vergleichsbeispiel zur vorliegenden Ausführungsform dar, mit einem Verbindungsabschnitt 1113, der sich in einem Innenflächenbereich des zweiten Rohrs 1150 befindet. Das zweite Rohr 1150 umfasst ein Hartlöt-Mittel 1191 an einer von der Außenseite des zweiten Rohrs 1150 sichtbaren Verbindungsstelle der Verbindungen eines ersten Rohrverteiler-Elements 1110 und eines zweiten Rohrverteiler-Elements 1120. Das Hartlöt-Mittel 1191 befindet sich an einer Position, die eine Scherkraft S aufnimmt, wenn ein Innendruck auf das zweite Rohr 1150 wirkt, oder genauer gesagt an einer Position, die eine geringere Verbindungsfestigkeit zwischen dem ersten Rohrverteiler-Element 1110 und dem zweiten Rohrverteiler-Element 1120 bewirkt. Das Hartlöt-Mittel 1191 an der von außen sichtbaren Verbindungsstelle des zweiten Rohres 1150 erlaubt daher keine Bestimmung der beabsichtigten Verbindungsfestigkeit des zweiten Rohres 1150.
Die Theorien über die Bedingung der Streckgrenze eines Objekts umfassen die Theorie der maximalen Scherdehnungsenergie (Von-Mises-Kriterium), die für Metalle einschließlich Stahl anwendbar ist. Diese Theorie wird mit den beiden nachstehenden Formeln als Näherungswert dritter Ordnung ausgedrückt. $(σ_{11}^{' 2} + σ_{22}^{' 2} + σ_{33}^{' 2}) / 2 + σ_{12}^{2} + σ_{23}^{2} + σ_{31}^{2} = k^{2}$
${{(σ_{1} - σ_{2})}^{2} + {(σ_{2} - σ_{3})}^{2} + {(σ_{3} - σ_{1})}^{2}} / 6 = k^{2}$
In den Formeln ist σ_ii' die Abweichungsspannung, σ_ij die Scherspannung und σ_i die Hauptspannung. Bei einem einfachen Scherversuch sind σ₁₁', σ₂₂', σ₃₃', σ₂₃, σ₃₁=0, und daher wird die Scherfestigkeit τ_y nach Formel 1 ausgedrückt durch $τ_{y} = σ_{12} = k .$
Wenn die Beziehung σ₁ = σ_y, σ₂ = σ₃ = 0 in einem ungespannten Druckbruchzustand in Formel 2 eingesetzt wird, wird $σ_{y} = k \sqrt 3$
erhalten. Aus den Formeln 3 und 4 wird $τ_{y} = σ_{y} / \sqrt 3$
erhalten. Genauer gesagt besagt die Formel, dass die Zugfestigkeit √3-mal größer als die Scherfestigkeit ist.
Wie in 9 dargestellt, ermöglichen die als Verbindungsabschnitte 113 dienenden Rücksprünge, die vom ersten Rohrverteiler-Element 110 nach außen weisen, das Auftragen der Hartlöt-Paste 190 mittels der Düse 160 von außerhalb des ersten Rohrverteiler-Elements 110. Dies ermöglicht beispielsweise eine gute Verarbeitbarkeit beim Auftragen der Hartlöt-Paste 190, eine kürzere Herstellungszeit, geringere Investitionen in die Herstellungsausrüstung und geringere Verarbeitungskosten. Wie in 9 dargestellt, kommt die Düse 160 zum Auftragen der Hartlöt-Paste 190 von außerhalb des ersten Rohrverteiler-Elements 110 nicht mit den Pressern 170, welche die Innenseite des ersten Rohrverteiler-Elements 110 pressen, in Konflikt. Dies ermöglicht ebenfalls eine gute Verarbeitbarkeit.
Wie in 6 dargestellt, verhindert die erste, der Innenfläche 120b des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 zugewandte Stirnfläche 113a jedes Verbindungsabschnitts 113, dass die Hartlöt-Paste 190 auf dem Verbindungsabschnitt 113 in den Innenraum des zweiten Rohrs 150 überläuft. Diese Struktur verhindert, dass das schmelzende Hartlöt-Mittel in den Innenraum des zweiten Rohrs 150 fließt und die Wärmeübertragungsrohre 20 verstopft (1).
Die Hartlöt-Paste 190 wird auf die Verbindungsabschnitte 113 aufgetragen, um das erste Rohrverteiler-Element 110 und das zweite Rohrverteiler-Element 120 durch Hartlöten zu verbinden. Dies ermöglicht das Auftragen eines geeigneten Hartlöt-Mittels auf die Verbindungsabschnitte 113 und die Bestimmung, ob das geeignete Hartlöt-Mittel aufgetragen wurde. Diese Struktur kann somit Defekte wie beispielsweise Mangel an Hartlöt-Mittel zwischen dem ersten Rohrverteiler-Element 110 und dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 reduzieren.
Ausführungsform 2
Nachfolgend wird Ausführungsform 2 beschrieben. In Ausführungsform 2 weisen die Verbindungsabschnitte 113 eine andere Form als in der vorstehenden Ausführungsform auf. Die Struktur gemäß der nachstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst viele Komponenten, die der Ausführungsform 1 gemeinsam sind. Daher wird die Ausführungsform 2 mit Schwerpunkt auf den Komponenten beschrieben, die sich von den Komponenten der Ausführungsform 1 unterscheiden. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gemeinsamen Komponenten, und solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Wie in 13 dargestellt, weisen die Verbindungsabschnitte 313 in einem ersten Rohrverteiler-Element 310 jeweils eine erste Stirnfläche 313a, eine zweite Stirnfläche 313b und eine dritte Stirnfläche 313c auf. Die erste Stirnfläche 313a ist der dritten Stirnfläche 313c zugewandt und befindet sich innerwärts der dritten Stirnfläche 313c. Die zweite Stirnfläche 313b verbindet die erste Stirnfläche 313a und die dritte Stirnfläche 313c. Wie in 14A dargestellt, sind das erste Rohrverteiler-Element 310 und das zweite Rohrverteiler-Element 120 miteinander verbunden, um einen Wärmetauscher-Rohrverteiler 300 zu bilden. Wie in 14B dargestellt, weist das erste Rohrverteiler-Element 310, das mit dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 verbunden ist, die erste Stirnfläche 313a auf, die der Innenfläche 120b des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 an der Kante zugewandt ist, die zweite Stirnfläche 313b auf, die der Endfläche 120c des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 zugewandt ist, und die dritte Stirnfläche 313c auf, die einer Außenfläche 120d des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 an der Kante zugewandt ist. Die erste Stirnfläche 313a weist ausgehend von der zweiten Stirnfläche 313b eine Höhe H1 auf, die höher ist als eine Höhe H2 der dritten Stirnfläche 313c ausgehend von der zweiten Stirnfläche 313b, die auswärts der ersten Stirnfläche 313a liegt. Somit öffnet sich jeder Verbindungsabschnitt 313 von dem ersten Rohrverteiler-Element 310 nach außen. Dies ermöglicht, wie in 13 dargestellt, das Auftragen einer Hartlöt-Paste 390 mit der Düse 160 von außerhalb des ersten Rohrverteiler-Elements 310. Dies ermöglicht beispielsweise eine gute Verarbeitbarkeit beim Auftragen, eine kürzere Herstellungszeit, geringere Investitionen in die Herstellungsausrüstung und geringere Herstellungskosten. Wie in 13 dargestellt, kommt die Düse 160, welche die Hartlöt-Paste 390 von außerhalb des ersten Rohrverteiler-Elements 310 aufträgt, nicht mit den Pressern 170, welche die Innenseite des ersten Rohrverteiler-Elements 310 pressen, in Konflikt. Dies ermöglicht auch eine gute Verarbeitbarkeit.
In Ausführungsform 2 wird die Hartlöt-Paste 390 auf die Verbindungsabschnitte 313 aufgetragen, die jeweils durch die erste Stirnfläche 313a, die zweite Stirnfläche 313b und die dritte Stirnfläche 313c festgelegt sind, so dass das schmelzende Hartlöt-Mittel weniger wahrscheinlich aus den Verbindungsabschnitten 313 überläuft. Die Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements 120 werden an die Verbindungsabschnitte 313 im ersten Rohrverteiler-Element 310 eingesetzt, um das zweite Rohrverteiler-Element 120 zu positionieren und eine hohe Verarbeitbarkeit zu ermöglichen. Wie in 14B dargestellt, werden das erste Rohrverteiler-Element 310 und das zweite Rohrverteiler-Element 120 an den Verbindungsabschnitten 313 zusammengefügt, wobei die Hartlöt-Paste 390 auf die drei Oberflächen aufgetragen ist, wodurch die beabsichtigte Verbindungsfestigkeit erreicht wird.
Die Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise geändert oder modifiziert werden. In den vorstehenden Ausführungsformen umfasst das zweite Rohrverteiler-Element 120, wie in 5 dargestellt, die flachen Abschnitte 122, um die Verbindung mit dem ersten Rohrverteiler-Element 110 zu erleichtern. Die Fläche der flachen Abschnitte 122 kann jedoch verringert werden, oder die flachen Abschnitte 122 können weggelassen werden. In diesem Fall kann der sich über einen 180-Grad-Halbkreis erstreckende Rohr-Begrenzer 112 mit dem zweiten Rohrverteiler-Element 120 verbunden werden, das ebenfalls die Form eines 180-Grad-Halbkreises oder eine ähnliche Form aufweist. Dies ermöglicht es, die Form des Haupt-Strömungspfads Mf einer Kreisform noch mehr anzunähern.
Der Rohr-Begrenzer 112 und das zweite Rohrverteiler-Element 120, die zusammen den kreisförmigen Haupt-Strömungspfad Mf bilden, können jeweils einen beliebigen Anteil des Haupt-Strömungspfads Mf ausmachen. Zum Beispiel kann der Rohr-Begrenzer 112 einen Sektor-förmigen Querschnitt mit einem Zentrumswinkel von mehr als 180 Grad aufweisen, und das zweite Rohrverteiler-Element 120 kann einen Sektor-förmigen Querschnitt mit einem Zentrumswinkel von weniger als 180 Grad aufweisen. Somit kann der Rohr-Begrenzer 112 einen großen Teil des Haupt-Strömungspfads Mf ausmachen.
Der Wärmetauscher-Rohrverteiler kann mit einem anderen als dem vorstehend beschriebenen Verfahren zusammengebaut werden. Zum Beispiel können das erste Rohrverteiler-Element 110 und das zweite Rohrverteiler-Element 120 zuerst zusammengefügt werden, und können danach das Anschlussrohr 130 und die Kappen 140 in das erste Rohrverteiler-Element 110 und das zweite Rohrverteiler-Element 120 eingepresst werden. In einem anderen Beispiel kann das Anschlussrohr 130 zunächst in das erste Rohrverteiler-Element 110 eingepresst werden, kann das zweite Rohrverteiler-Element 120 danach mit dem ersten Rohrverteiler-Element 110 verbunden werden, und können die Kappen 140 in die beiden Enden eingepresst werden.
In den vorstehenden Ausführungsformen sind die Verbindungsabschnitte 113 vom ersten Rohrverteiler-Element 110 umfasst, aber diese sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt und können auch vom zweiten Rohrverteiler-Element 120 umfasst sein. Auch bei dieser Struktur können die vom zweiten Rohrverteiler-Element 120 nach außen weisenden Verbindungsstellen die Effekte der vorstehenden Ausführungsformen bewirken.
In den vorstehenden Ausführungen ist jeder Verbindungsabschnitt 113 ein Rücksprung, bei dem die erste Stirnfläche 113a und die zweite Stirnfläche 113b einander in einem Winkel von 90 Grad schneiden. Die erste Stirnfläche 113a und die zweite Stirnfläche 113b können sich jedoch in jedem beliebigen Winkel schneiden, solange die mit der Düse 160 aufgebrachte Hartlöt-Paste 190 an Ort und Stelle bleiben kann. Zum Beispiel können sich die erste Stirnfläche 113a und die zweite Stirnfläche 113b in einem Winkel von mehr oder weniger als 90 Grad schneiden.
Jedes Wärmeübertragungsrohr 20, das mit den Wärmetauscher-Rohrverteilern 100 und 200 verbunden ist, kann einen von dem flachen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen. So kann beispielsweise ein Wärmeübertragungsrohr mit einem kreisförmigen, quadratischen oder dreieckigen Querschnitt an die Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 und 200 angeschlossen werden.
Der Bypass-Strömungspfad Bf ist im Inneren des ersten Rohrverteiler-Elements 110 festgelegt, das durch Strangpressen integral geformt ist. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Form des Bypass-Strömungspfads Bf den Druckwiderstand der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 und 200 beeinflusst. Der Bypass-Strömungspfad Bf, der den Druckwiderstand der Wärmetauscher-Rohrverteiler 100 und 200 nicht beeinträchtigt, kann einen von dem kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen.
Das Vorstehende beschreibt einige Ausführungsbeispiele zu Erläuterungszwecken. Obwohl in der vorangegangenen Erörterung spezifische Ausführungsformen vorgestellt wurden, erkennt der Fachmann, dass Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom allgemeinen Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Zeichnungen eher in einem illustrativen als in einem einschränkenden Sinne zu verstehen. Diese ausführliche Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, und der Schutzumfang der Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche festgelegt, zusammen mit dem vollen Umfang an Äquivalenten, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind.
Diese Anmeldung beansprucht den Zeitrang der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-048779 , die am 19. März 2020 eingereicht wurde, und deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme einbezogen wird.
Bezugszeichenliste

1: Wärmetauscher
20: Wärmeübertragungsrohr
20a: Zirkulationsöffnung
30: Strahlungsrippe
30a: Durchgangsöffnung
100: Wärmetauscher-Rohrverteiler
110: erstes Rohrverteiler-Element
110a: Bypass-Öffnung
111: erstes Rohr
111a: Durchgangsöffnung
111b: Anschlussrohr-Verbinder
112: Rohr-Begrenzer
112a: Anschlussrohr-Öffnung
112b: Außenfläche
112c: Innenfläche
113: Verbindungsabschnitt
113a: erste Stirnfläche
113b: zweite Stirnfläche
120: zweites Rohrverteiler-Element
120a: Befestigungsöffnung
120b: Innenfläche
120c: Endfläche
120d: Außenfläche
121: halbkreisförmiger Abschnitt
122: flacher Abschnitt
130: Anschlussrohr
130a: Durchgangsöffnung
130b: Ende
135: Hartlöt-Ring
140: Kappe
141: erster Vorsprung
142: zweiter Vorsprung
150: zweites Rohr
160: Düse
170: Presser
180: Montagetisch
190, 190a, 190b: Hartlöt-Paste
191: Hartlöt-Mittel
200: Wärmetauscher-Rohrverteiler
210: erstes Rohrverteiler-Element
220: zweites Rohrverteiler-Element
220a: Befestigungsöffnung
240: Kappe
300: Wärmetauscher-Rohrverteiler
310: erstes Rohrverteiler-Element
313: Verbindungsabschnitt
313a: erste Stirnfläche
313b: zweite Stirnfläche
313c: dritte Stirnfläche
390: Hartlöt-Paste
1110: erstes Rohrverteiler-Element
1113: Verbindungsabschnitt
1120: zweites Rohrverteiler-Element
1150: zweites Rohr
1191: Hartlöt-Mittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004239592 A [0004]
JP 2020048779 [0062]

Claims

Wärmetauscher-Rohrverteiler, aufweisend: ein erstes Rohrverteiler-Element, welches ein erstes Rohr und einen Rohr-Begrenzer umfasst, wobei das erste Rohr einen Bypass-Strömungspfad für einen Wärmeträger zum Zirkulieren durch den Bypass-Strömungspfad umfasst, wobei der Rohr-Begrenzer ein Teil eines zweiten Rohrs ist, das einen Haupt-Strömungspfad für den Wärmeträger zum Zirkulieren durch den Haupt-Strömungspfad umfasst, wobei der Haupt-Strömungspfad kreisförmig ist; und ein zweites Rohrverteiler-Element, das mit dem Rohr-Begrenzer verbunden ist und zusammen mit dem Rohr-Begrenzer das zweite Rohr festlegt, wobei der Rohr-Begrenzer entlang des Haupt-Strömungspfads zwei Kanten aufweist, die zwei Kanten in einem Außenflächenbereich des Rohr-Begrenzers Verbindungsabschnitte umfassen und die Verbindungsabschnitte mehrere Oberflächen aufweisen, die den Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements zugewandt und mit diesen verbunden sind.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach Anspruch 1, wobei jeder der Verbindungsabschnitte eine einer Innenfläche des zweiten Rohrverteiler-Elements zugewandte erste Stirnfläche und eine einer Endfläche des zweiten Rohrverteiler-Elements zugewandte zweite Stirnfläche aufweist.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach Anspruch 2, wobei das zweite Rohrverteiler-Element eine Außenfläche aufweist, die sich außerhalb einer Außenfläche des Rohr-Begrenzers an einer Verbindungsstelle zwischen dem Rohr-Begrenzer und dem zweiten Rohrverteiler-Element entlang des Haupt-Strömungspfads befindet.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach Anspruch 2, wobei jeder der Verbindungsabschnitte eine einer Außenfläche des zweiten Rohrverteiler-Elements zugewandte dritte Stirnfläche aufweist, und die erste Stirnfläche eine höhere Höhe als eine Höhe der dritten Stirnfläche aufweist.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine Kappe, die sich an Enden des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs befindet und den Bypass-Strömungspfad und den Haupt-Strömungspfad verschließt, wobei die Kappe umfasst: einen kreisförmigen ersten Vorsprung, der in den Haupt-Strömungspfad passt, und einen zweiten Vorsprung, der in den Bypass-Strömungspfad passt.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Rohr-Begrenzer einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite Rohrverteiler-Element mindestens einen halbkreisförmigen Abschnitt umfasst, und der halbkreisförmige Abschnitt die gleiche Krümmung aufweist, wie ein halbkreisförmiger Querschnitt des Rohr-Begrenzers.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die beiden Kanten des Rohr-Begrenzers und die Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements miteinander mit einem Hartlöt-Mittel verbunden sind.
Wärmetauscher-Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Haupt-Strömungspfad einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Wärmetauscher, aufweisend: den Wärmetauscher-Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9; ein Wärmeübertragungsrohr, das sich durch das zweite Rohrverteiler-Element erstreckt und mit dem Haupt-Strömungspfad verbunden ist; und eine an dem Wärmeübertragungsrohr befestigte Rippe.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrverteilers, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines ein erstes Rohr und einen Rohr-Begrenzer umfassenden ersten Rohrverteiler-Elements, wobei das erste Rohr einen Bypass-Strömungspfad für einen Wärmeträger zum Zirkulieren durch den Bypass-Strömungspfad umfasst und der Rohr-Begrenzer Teil eines zweiten Rohrs ist, das einen Haupt-Strömungspfad für den Wärmeträger zum Zirkulieren durch den Haupt-Strömungspfad umfasst, wobei der Haupt-Strömungspfad kreisförmig ist; Pressen des ersten Rohrverteiler-Elements mit einem Presser, um eine Verformung des ersten Rohrverteiler-Elements zu korrigieren; Aufbringen eines Hartlöt-Mittels auf Verbindungsabschnitte in einem Außenflächenbereich des Rohr-Begrenzers, während das erste Rohrverteiler-Element gepresst wird, wobei die Verbindungsabschnitte an zwei Kanten des Rohr-Begrenzers entlang des Haupt-Strömungspfads angeordnet sind; Anbringen eines zweiten Rohrverteiler-Elements so, dass Kanten des zweiten Rohrverteiler-Elements mehreren Oberflächen der Verbindungsabschnitte zugewandt sind; und Erhitzen des auf die Verbindungsabschnitte aufgetragenen Hartlöt-Mittels und Zusammenfügen des ersten Rohrverteiler-Elements und des zweiten Rohrverteiler-Elements zur Bildung des zweiten Rohrs.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, das Verfahren aufweisend: das Bereitstellen, das Pressen, das Aufbringen, das Anbringen, das Erhitzen und das Zusammenfügen, die in dem Verfahren nach Anspruch 11 enthalten sind; Einsetzen eines Wärmeübertragungsrohrs in eine Durchgangsöffnung in einer Rippe; Anbringen des Wärmeübertragungsrohrs durch eine Befestigungsöffnung im zweiten Rohrverteiler-Element, um das Wärmeübertragungsrohr mit dem Haupt-Strömungspfad zum Zirkulieren des Wärmeträgers durch den Haupt-Strömungspfad zu verbinden; und Erhitzen des zusammengebauten zweiten Rohrverteiler-Elements, des Wärmeübertragungsrohrs und der Rippe, um das zweite Rohrverteiler-Element, das Wärmeübertragungsrohr und die Rippe miteinander zu verbinden.