DE112021001106T5

DE112021001106T5 - Rohrverbindungsanordnung eines wärmetauschers

Info

Publication number: DE112021001106T5
Application number: DE112021001106.5T
Authority: DE
Inventors: Duck-Ho Lee; Neung Kwon; Ho Chang Sim; Jong Du Lee
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2022-12-15
Also published as: US20230141369A1; WO2021167305A1; CN115053109A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers zum Verbinden eines Sammelbehälters und eines Rohrs des Wärmetauschers, in der ein Mittel zum Verhindern des Eindringens eines Schweißrings, der einen Verteiler und ein Rohr fixiert, in einen Hohlraum an einem Ende des Verteilers vor dem Schweißen angeordnet ist, und ein Raum zwischen der Innenfläche des einen Endes des Verteilers und der Außenfläche des Rohrs gebildet wird, wodurch das Herausfließen des geschmolzenen Schweißrings verhindert wird.

Description

[Gebiet der Technik]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers, insbesondere eine Baugruppe, die einen Einlass und einen Auslass, die an einem Sammelbehälter eines Wärmetauschers ausgebildet sind, und ein Rohr miteinander verbindet.
[Technischer Hintergrund]
Im Allgemeinen sind Wärmetauscher Vorrichtungen, die in bestimmten Strömungswegen installiert sind, um einen Wärmeaustausch in der Weise durchzuführen, dass ein im Inneren zirkulierendes Wärmetauschermedium Wärme von außen aufnimmt oder Wärme nach außen abgibt. Solche Wärmetauscher werden je nach Verwendungszweck unterschiedlich hergestellt, z. B. ein Kondensator und ein Verdampfer, die ein Kältemittel als Wärmeaustauschmedium verwenden, ein Kühler und ein Heizungskern, die ein Kühlmittel als Wärmeaustauschmedium verwenden, ein Ölkühler, der Öl, das in einem Motor, einem Getriebe usw. verwendet wird, als Wärmeaustauschmedium verwendet, oder Ähnliches.
In diesem Fall hat der Wärmetauscher im Allgemeinen eine Form, bei der ein Sammelbehälter mit beiden Enden einer Vielzahl von Rohren verbunden ist, durch die eine Wärmeübertragung zwischen einem internen Fluid und einem externen Fluid erfolgt. Darüber hinaus ist ein Verteiler mit einem Einlass und einem Auslass, durch den ein Wärmetauschermedium fließt, in dem Sammelbehälter konfiguriert, und ein Rohr ist fest mit dem Verteiler verbunden, so dass ein Wärmetauschermedium von einem anderen Motor eingeführt wird oder ein Wärmetauschermedium, von dem eine Wärmeübertragung durchgeführt wird, an einen anderen Motor abgegeben wird. Ein Verdampfer, der eine Art eines solchen Wärmetauschers ist, ist in der koreanischen Patentschrift Nr. 10-2016-0026750 (mit dem Titel „Verdampfer“ und im Folgenden als „Dokument 1 aus dem Stand der Technik“ bezeichnet) offenbart.
Bezugnehmend auf 1 kann ein Verdampfer 1 gemäß dem Dokument 1 aus dem Stand der Technik so konfiguriert sein, dass er einen ersten Sammelbehälter 2a, einen zweiten Sammelbehälter 2b, ein Einlassrohr 3, ein Auslassrohr 4 und ein Kernteil 5 umfasst. In diesem Fall kann der Verdampfer 1 die Funktion haben, die von einem Gebläse eingeleitete Luft durch Wärmeaustausch zu kühlen, wobei ein flüssiges Wärmeaustauschmedium in einen gasförmigen Zustand überführt wird, und die gekühlte Luft in den Innenraum zu leiten. Darüber hinaus kann das Wärmetauschermedium in die Einlassleitung 3 eingeleitet und aus der Auslassleitung 4 abgeleitet werden und kann auf den ersten Sammelbehälter 2a oder den zweiten Sammelbehälter 2b strömen, der durch eine innere Trennwand in zwei Reihen unterteilt ist. Dementsprechend hat das Dokument 1 aus dem Stand der Technik den Verdampfer 1 mit einer Vielzahl von Durchflüssen bereitgestellt, indem ein Verteiler mit dem Einlassrohr 3 und dem Auslassrohr 4 in einem der ersten Sammelbehälter 2a oder dem zweiten Sammelbehälter 2b angeordnet wurde.
In Bezug auf 2 wurde im Stand der Technik ein Schweiß verfahren durch eine Rohrverbindungsbaugruppe mit einem Schweiß ring 7c durchgeführt, um den Verteiler 7a mit dem Einlassrohr oder dem Auslassrohr, wie oben beschrieben, und ein Rohr 7b, dessen Strömungsweg mit anderen Komponenten in einem Fahrzeug verbunden ist, miteinander zu verbinden. In diesem Fall wurde bei dem Schweiß verfahren nach dem verwandten Stand der Technik ein Schweißring 7c auf einer Außenfläche des Rohrs 7b angeordnet, und wenn das Rohr 7b teilweise in den Verteiler 7a eingeführt ist, wurden das Rohr 7b und der Verteiler 7a durch Aufbringen von Wärme auf den Schwei Bring 7c mittels eines Schweißbrenners oder dergleichen aneinander befestigt. Im Stand der Technik ist jedoch das Problem aufgetreten, dass der geschmolzene Schweißring 7c aufgrund eines engen Raums zwischen der Außenfläche des Rohrs 7b und einer Öffnung des Verteilers 7a nach außen überläuft. Dementsprechend war es nachteilig, dass der Wärmetauscher durch den an der Außenseite des Verteilers 7a und des Rohrs 7b befindlichen Schweißringrest 7c verunreinigt wurde.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, sind derzeit Technologien wie die koreanische Patentveröffentlichung Nr. 10-2016-0087940 (mit dem Titel „Welded Construction of Inlet and Outlet Pipes of Heat Exchanger“ und im Folgenden als „Related Art Document 2“ bezeichnet) offengelegt worden. Wie in 3 dargestellt, ist im Dokument 2 zum Stand der Technik eine Öffnung eines Verteilers 8a mit einem größeren Durchmesser als ein Schweiß ring 8c ausgebildet, so dass ein Teil des Schweiß rings 8c in die Öffnung des Verteilers 8a eingeführt wird. Da jedoch ein Schweißbrenner, der in einem Schweißverfahren verwendet wird, zunächst einen äußeren Abschnitt des Schweißrings 8c erhitzt, besteht das Problem, dass ein Abschnitt des Schweißrings 8c, der in die Öffnung des Verteilers 8a eingeführt wird, relativ langsam geschmolzen wird, so dass der erste geschmolzene äußere Abschnitt des Schweißrings 8c entlang eines distalen Endabschnitts der Öffnung nach außen überläuft.
[Disclosure]
[Technisches Problem]
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers bereitzustellen, in der ein Raum zwischen einer Innenfläche eines Endes eines Verteilers und einer Außenfläche eines Rohrs so befestigt werden kann, dass ein geschmolzener Schweißring aufgenommen wird und der Schweißring bei einem Schweißvorgang nach außen freiliegen kann.
[Technische Lösung]
In einem allgemeinen Aspekt umfasst eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers, die einen Sammelbehälter und ein Rohr des Wärmetauschers miteinander verbindet: einen Verteiler, dessen eines Ende mit dem Rohr verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem inneren Abschnitt des Sammelbehälters verbunden ist, so dass ein Wärmetauschermedium fließt; und einen Schweißring, der an einem Ende des Verteilers angeordnet ist, so dass der Verteiler und das Rohr fest miteinander verbunden sind, wobei der Schweißring an einer Endfläche des Verteilers angeordnet ist und ein Raum zwischen einer Innenfläche eines Endes des Verteilers und einer Außenfläche des eingeführten Rohrs gebildet ist, so dass der geschmolzene Schweißring aufgenommen wird.
Darüber hinaus kann der Verteiler einen Vorsprung aufweisen, der in Richtung eines hohlen inneren Abschnitts vorsteht und an einer Innenfläche eines Endes angeordnet ist.
Darüber hinaus kann ein Ende des Verteilers einen ersten Körper und einen zweiten Körper umfassen, der mit einem Ende des ersten Körpers verbunden ist und einen größeren Innendurchmesser als der erste Körper aufweist, und der vorstehende Teil kann auf dem zweiten Körper angeordnet sein.
Darüber hinaus kann der Schweißring so angeordnet werden, dass er auf dem vorstehenden Teil aufsitzt.
Darüber hinaus kann der Innendurchmesser des zweiten Körpers im Verteiler kleiner als der Außendurchmesser des Schweißrings sein, so dass ein Teil des Schweißrings auf dem zweiten Körper aufsitzt.
Darüber hinaus kann im Verteiler ein Längenunterschied zwischen dem Außendurchmesser des Schweißrings und dem Innendurchmesser des zweiten Körpers so ausgebildet sein, dass er kleiner ist als der Abstand zwischen einer Innenfläche des Schweißrings und der Außenfläche des Rohrs.
Außerdem kann der Innendurchmesser des zweiten Körpers größer sein als der Außendurchmesser des Schweißrings, so dass die Dicke der Innen- und Außenseite des Schweißrings kleiner ist als der Abstand zwischen der Innenfläche des zweiten Körpers und der Außenfläche des Rohrs.
Darüber hinaus kann der zweite Körper einen Innendurchmesser haben, der sich zum ersten Körper hin verengt.
Außerdem kann ein Teil des Rohrs nach innen gedrückt werden, so dass sich der Abstand zwischen einer Innenfläche des zweiten Körpers und der Außenfläche des Rohrs vergrößert.
Darüber hinaus kann die Anzahl der vorstehenden Teile eine Vielzahl sein, und die Vielzahl der vorstehenden Teile kann so angeordnet sein, dass sie entlang einer inneren Umfangsfläche des zweiten Körpers voneinander beabstandet sind.
Außerdem kann der Schweißring einen nach außen ragenden Vorsprung aufweisen, der an einer Außenfläche des Rings angeordnet ist.
Darüber hinaus kann der Außendurchmesser des Vorsprungs größer sein als der Innendurchmesser einer Endseite des Verteilers, so dass der Schweißring an einer Endfläche des Verteilers angeordnet ist.
Darüber hinaus kann die Anzahl der Vorsprungteile eine Vielzahl sein, und die mehreren Vorsprungteile können so angeordnet sein, dass sie entlang einer äußeren Umfangsfläche des Schweißrings voneinander beabstandet sind.
In einem anderen allgemeinen Aspekt umfasst ein Wärmetauscher: ein Paar von Sammelbehältern, die so angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind; ein Kernteil, das eine Vielzahl von Rohren umfasst, deren beide Enden jeweils mit dem Paar von Sammelbehältern verbunden sind und die so angeordnet sind, dass sie in beiden Seitenrichtungen voneinander beabstandet sind, und eine Vielzahl von Rippen, die zwischen der Vielzahl von Rohren angeordnet sind; und eine Rohrverbindungsbaugruppe, die mit einem oder mehreren der Sammelbehälter des Paars von Sammelbehältern verbunden ist, wobei das Wärmetauschermedium, das innerhalb des Sammelbehälters fließt, durch die Rohrverbindungsbaugruppe eingeleitet oder abgeleitet wird.
[Vorteilhafte Wirkungen]
In der Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Erfindung, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist an einem Endabschnitt des Verteilers ein becherförmiger Raum ausgebildet, so dass ein geschmolzener Schweißring aufgenommen werden kann, und der Schweißring kann daran gehindert werden, vor einem Schweißvorgang in den Raum eingeführt zu werden. Dementsprechend hat die vorliegende Erfindung nicht nur den Vorteil, dass Schweißnebenprodukte des Schweißrings daran gehindert werden, zur Außenseite eines Verteilers zu fließen, sondern auch den Vorteil, dass ein Problem wie ein Schweißfehler zum Zeitpunkt der Durchführung des Schweißens mit einem Brenner gelöst wird.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung es ermöglichen, dass ein geschmolzener Schweißring ordnungsgemäß in den Raum eingeführt wird, wenn Wärme von außen auf den Schweißring aufgebracht wird, je nach Einstellung der Durchmesser (oder Radien) zwischen den Komponenten der Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verdampfers nach dem Stand der Technik.
2 und 3 sind Querschnittsansichten einer Rohrverbindungsbaugruppe nach dem Stand der Technik.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Rohrverbindungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils eines Verteilers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A und 7B sind Ansichten, die einen Montageprozess der Rohrverbindungsbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
8A, 8B und 9 sind Querschnittsansichten der Rohrverbindungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Rohrverbindungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11A und 11B sind Ansichten, die einen Montageprozess einer Rohrverbindungsbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
12 ist eine Draufsicht auf den Querschnitt der Rohrverbindungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Rohrverbindungsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Draufsicht auf die Rohrverbindungsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[Beste Ausführungsform]
Nachfolgend wird eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
4 und 5 zeigen eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 4 eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers und 5 eine perspektivische Explosionsansicht der Rohrverbindungsbaugruppe ist.
Gemäß 4 kann der erfindungsgemäße Wärmetauscher ein Verteileranschlussteil 10, Sammelbehälter 20 und ein Kernteil 30 umfassen. In diesem Fall kann das Verteileranschlussteil 10 mit einem Wärmetauschermedium versehen sein, das in das Verteileranschlussteil 10 eingeleitet (F_in) und aus dem Verteileranschlussteil 10 abgeleitet (F_out) wird, und fest mit dem Sammelbehälter 20 verbunden sein. Darüber hinaus können die Sammelbehälter 20 als ein Paar ausgebildet und so angeordnet sein, dass sie in einer Höhenrichtung voneinander beabstandet sind, und beide Enden der Rohre 31 des Kernteils 30 können in der Höhenrichtung jeweils mit dem Paar der Sammelbehälter 20 verbunden sein. Darüber hinaus kann das Verteileranschlussteil 10 einen Einlass, durch den das Wärmetauschermedium eingeleitet wird (F_in), und einen Auslass, durch den das Wärmetauschermedium abgeleitet wird (F_out), aufweisen, und der Einlass und der Auslass können in verschiedenen Strukturen konfiguriert sein, wie z. B. einer Struktur, in der sie beide mit einem Sammelbehälter 20 bzw. mit dem Paar von Sammelbehältern 20 gekoppelt sind, oder eine Vielzahl von Einlässen und Auslässen sind konfiguriert und mit den Sammelbehältern 20 gekoppelt. Darüber hinaus kann der Kernteil 30 eine Vielzahl von Rohren 31 umfassen, die so angeordnet sind, dass sie in einer Längsrichtung voneinander beabstandet sind, und ferner Rippen 32 umfassen, die zwischen der Vielzahl der Rohre 31 angeordnet sind. Da der Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung als Verdampfer ausgebildet sein kann, kann das Wärmetauschermedium im Inneren des Verteileranschlussteils 10, der Sammelbehälter 20 und der Rohre 31 strömen, und von einem Gebläse eingeleitete Luft kann zu den Rippen 32 strömen. Daher kann die Luft gekühlt und dem Innenraum eines Fahrzeugs zugeführt werden, während das strömende Wärmetauschermedium verdampft wird. Darüber hinaus, obwohl nicht dargestellt, kann eine Trennwand, die den Innenraum in zwei oder mehr Reihen unterteilt, ein Ablenkblech, das eine Vielzahl von Pass-Ströme, oder dergleichen, weiter in den Sammelbehälter 20 gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
Das Wärmetauschermedium wird anhand einer Struktur zwischen den oben genannten Komponenten näher beschrieben. Wenn das Wärmetauschermedium in den Einlass des Verteileranschlussteils 10 eingeführt wird, kann das Wärmetauschermedium durch den Sammelbehälter 20 auf die Vielzahl von Rohren 31 verteilt und mit einem außerhalb des Rohrs 31 fließenden Fluid wärmegetauscht werden. Darüber hinaus kann das Wärmetauschermedium entlang von Pfaden fließen, die durch den Sammelbehälter 20 und die Rohre 31 gebildet werden, und das wärmegetauschte Wärmetauschermedium kann durch den Auslass des Verteileranschlussteils 10 abgeleitet werden. Dabei können der Einlass und der Auslass des Verteileranschlussteils 10 mit Rohrleitungen verbunden sein, die so zu konfigurieren sind, dass das Wärmetauschermedium von einem anderen Motor zugeführt oder zu einem anderen Motor abgeleitet wird.
Bezugnehmend auf 5 kann das Verteileranschlussteil 10 einen oder mehrere Verteiler 100 umfassen, und der Verteiler 100 kann als Einlass 110 oder Auslass 120 ausgebildet sein. Darüber hinaus kann ein Schweißring 300 zwischen dem Verteiler 100 und einem Rohr 200 angeordnet sein, so dass der Verteiler 100 und das Rohr 200 fest miteinander verbunden werden können. In diesem Fall kann der Schwei Bring 300 durch ein Schweißverfahren geschmolzen werden, um den Verteiler 100 und das Rohr 200 fest miteinander zu verbinden. Nachfolgend kann die zu beschreibende Rohrverbindungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Struktur zwischen dem Verteiler 100 und dem oben beschriebenen Rohr 200 umfassen, und ein Endabschnitt des mit dem Rohr 200 verbundenen Verteilers 100 wird als ein Ende definiert, und eine Richtung, in der der Verteiler 100 mit dem Sammelbehälter 20 verbunden ist, wird als die andere Endrichtung definiert. In diesem Fall kann der Verteiler 100 mit dem Sammelbehälter 20 durch ein separates Gehäuse des Verteileranschlussteils 10 verbunden sein, wie dargestellt, oder er kann so installiert werden, dass er direkt mit dem Sammelbehälter 20 verbunden ist, obwohl er nicht dargestellt ist, und die dargestellte Struktur ist lediglich ein Beispiel, um die vorliegende Erfindung deutlicher zu beschreiben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
6, 7A bis 7B veranschaulichen die Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 6 eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils eines Verteilers ist, und 7A und 7B Ansichten sind, die einen Montagevorgang der Rohrverbindungsbaugruppe veranschaulichen.
Bezugnehmend auf 6 kann der Verteiler 100 gemäß der vorliegenden Erfindung auf einer Seite geöffnet werden, und im Folgenden wird, um die vorliegende Erfindung klarer zu beschreiben, eine Seite, auf der der Verteiler 100 geöffnet ist, als eine obere Seite D₁₁ definiert, eine der oberen Seite entgegengesetzte Richtung wird als eine untere Seite D₁₂ definiert, allgemein als eine vertikale Richtung D₁. Darüber hinaus kann der Verteiler 100 einen Körper haben, der sich so erstreckt, dass ein innerer Teil davon auf der Basis einer vorderen und hinteren (D₂) und linken und rechten (D₃) Ebene senkrecht zur vertikalen Richtung D₁ hohl ist, und kann sich in einer Form wie einer Kreisform oder einer polygonalen Form entsprechend einer Form des Verteilers 100 erstrecken. In diesem Fall wird auf der Grundlage der vorderen und hinteren und linken und rechten Ebene eine Richtung zu einem Mittelpunkt des Hohlraums als eine innere Seite definiert, und eine entgegengesetzte Richtung zu der inneren Seite wird als eine äußere Seite definiert. Darüber hinaus wird, während sich der Körper mit einer vorbestimmten Dicke erstreckt, ein Durchmesser einer äußeren Oberfläche des Körpers als ein äußerer Durchmesser definiert, ein Durchmesser einer inneren Oberfläche des Körpers wird als ein innerer Durchmesser definiert, ein Abstand von der Mitte des Hohlraums zu der äußeren Oberfläche wird als ein äußerer Radius bezeichnet, und ein Abstand von der Mitte des Hohlraums zu der inneren Oberfläche wird als ein innerer Radius bezeichnet. Wenn die vordere und hintere sowie die linke und rechte Ebene des Körpers eine unregelmäßige oder polygonale Form haben, werden der Außendurchmesser und der Innendurchmesser als das Zweifache des Außenradius bzw. das Zweifache des Innenradius definiert.
Der Verteiler 100 kann einen ersten Körper 101 und einen zweiten Körper 102 umfassen, und ein hohler Teil 100a, der in vertikaler Richtung durchdringt, kann in dem Verteiler 100 hohl sein. In diesem Fall kann der erste Körper 101 ein Körper sein, der sich vertikal erstreckt, und der zweite Körper 102 kann mit einem oberen Ende des ersten Körpers 101 verbunden sein und sich nach oben erstrecken. Hier kann ein Innendurchmesser des zweiten Körpers 102 größer als ein Innendurchmesser des ersten Körpers 101 ausgebildet sein, und der zweite Körper 102 kann einen Innendurchmesser aufweisen, der als 1-1-ter Radius M₀ ausgebildet ist. Darüber hinaus kann der zweite Körper 102 ein Verlängerungselement 102a mit dem 1-1-ten Radius M₀ und ein Vorsprungteil 102b mit einer Form aufweisen, in der es in Richtung des hohlen Teils 100a auf dem Verlängerungselement 102a vorsteht. In diesem Fall kann ein innerer Endabschnitt des Vorsprungteils 102b einen 1-2-ten Radius M₁ aufweisen, der kleiner als der 1-1-te Radius M₀ ausgebildet sein kann. Hier kann die Anzahl der Vorsprungteile 102b eine Vielzahl sein, die mehreren Vorsprungteile 102b können so geformt und angeordnet sein, dass sie entlang einer inneren Umfangsfläche des zweiten Körpers 102 voneinander beabstandet sind, und einige der mehreren Vorsprungteile 102b können in Richtungen angeordnet sein, die in Bezug auf die Mitte des hohlen Teils 100a symmetrisch zueinander sind.
Unter Bezugnahme auf die 7A und 7B zusammen kann bei einem Schweißverfahren unter Verwendung der Rohrverbindungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung der Schweiß ring 300 vor dem Schweiß en an einer oberen Endfläche des Verteilers 100 angeordnet werden, und das Rohr 200 kann in den hohlen Teil 100a des Verteilers 100 in einem Zustand eingeführt werden, in dem der Schweißring 300 angeordnet ist. In diesem Fall kann, wie oben beschrieben, in dem zweiten Körper 102 des Verteilers 100 ein Zwischenraum gebildet werden, da das Verlängerungselement 102a am obersten Ende angeordnet ist und eine Innenfläche von einer Außenfläche des Rohrs 200 beabstandet ist, so dass ein Zwischenraum gebildet werden kann. Wenn der Schwei Bring 300 geschmolzen ist, kann der Schwei Bring 300 in den Zwischenraum eingeführt werden. Darüber hinaus kann der vorstehende Teil 102b des zweiten Körpers 102 verhindern, dass der Schwei ß ring 300 in den Zwischenraum eingeführt wird, um den Schwei ß ring 300 zu stützen, damit er vor dem Schwei ß en nach außen freiliegt.
8A, 8B und 9 veranschaulichen die Rohrverbindungsanordnung eines Wärmetauschers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 8A, 8B und 9 seitliche Querschnittsansichten der Rohrverbindungsanordnung sind. In diesem Fall sind die 8A und 9 seitliche Querschnittsansichten, die entlang des Verlängerungselements eines Endes des Verteilers aufgenommen wurden, und 8B ist ein seitlicher Querschnittsschnitt, der entlang des vorstehenden Teils eines Endes des Verteilers aufgenommen wurde.
Unter Bezugnahme auf 8A und 8B kann das Rohr 200 so geformt werden, dass ein Durchmesser 2Y einer Auß enfläche davon einen zweiten Radius Y hat, und der Schweiß ring 300 kann so geformt werden, dass ein Durchmesser 2R einer Auß enfläche und ein Durchmesser 2R₀ einer Innenfläche davon einen dritten Radius R bzw. einen 3-1-ten Radius R₀ haben. In diesem Fall können, wie oben beschrieben, Innenflächen des Verlängerungselements 102a und des Vorsprungteils 102b des zweiten Körpers 102 so geformt werden, dass sie den 1-1-ten Radius M₀ bzw. den 1-2-ten Radius M₁ aufweisen, wobei die jeweiligen Radien Längen aufweisen können, die gemäß der folgenden Beziehungsgleichung 1 gebildet werden. $O < Y \leq R_{0} < M_{1} < M_{0} < R$
Das heißt, da der 1-1-te Radius M₀ und der 1-2-te Radius M₁ des zweiten Körpers 102 so ausgebildet sind, dass sie kleiner sind als der dritte Radius R der Außenfläche des Schweiß rings 300, kann ein Teil einer unteren Fläche des Schweiß rings 300 auf dem Verlängerungselement 102a des zweiten Körpers 102 sitzen, und der andere Teil der unteren Fläche des Schweiß rings 300 kann auf dem Vorsprungteil 102b des zweiten Körpers 102 sitzen. Da die innere Oberfläche des zweiten Körpers 102 und die äußere Oberfläche des Rohres 200 um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, wird ein Leerraum gebildet. Wenn der Schweiß ring 300 geschmolzen ist, kann der Schweiß ring 300 daher in den Zwischenraum eingeführt werden. In diesem Fall kann der Innendurchmesser des ersten Körpers 100 so geformt sein, dass er dem Außendurchmesser des Rohrs 200 entspricht oder sich von diesem unterscheidet, und wenn der Innendurchmesser des ersten Körpers 100 dem Außendurchmesser des Rohrs 200 entspricht, können der erste Körper 100 und das Rohr 200 so miteinander verbunden werden, dass sie fest miteinander in Eingriff stehen.
Alternativ können der oben beschriebene zweite Körper 102, das Rohr 200 und der Schweiß ring 300 so geformt werden, dass sie Längen gemäß der folgenden Verhältnisgleichung (2) aufweisen. $O < Y \leq R_{0} < M_{1} < R < M_{0}$
Dies bedeutet, dass der Innendurchmesser des Verlängerungselements 102a des zweiten Körpers 102 größer als der Außendurchmesser des Schweiß rings 300 und der Innendurchmesser des vorstehenden Teils 102b des zweiten Körpers 102 kleiner als der Außendurchmesser des Schweiß rings 300 ausgebildet ist, und der Schweiß ring 300 kann daran gehindert werden, vor dem Schweißen durch den vorstehenden Teil 102b in den leeren Raum eingeführt zu werden.
Unter Bezugnahme auf 9 kann zwischen dem Innendurchmesser des Schweiß rings 300 und dem Außendurchmesser des Rohrs 200 ein Spiel (R₀ - Y) gebildet werden, um die Montagefreundlichkeit zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann, wie oben beschrieben, der Innendurchmesser des Verlängerungselements 102a größer als der Außendurchmesser des Schweiß rings 300 ausgebildet sein, und eine Längendifferenz (R - M₀) zwischen dem Innendurchmesser des Verlängerungselements 102a und dem Außendurchmesser des Schweiß rings 300 kann so ausgebildet sein, dass sie gleich oder verschieden von dem Abstand (R₀ - Y) ist. Beispielsweise können das Spiel und die Längendifferenz (R - M₀) durch die folgende Beziehungsgleichung (3) gebildet werden. $R - M_{0} < R_{0} - Y$
In einem Fall, in dem der Abstand und die Längendifferenz (R - M₀) wie in der Relationsgleichung (3) gebildet werden, wenn der Schweiß ring 300 zu einer Seite hin vorgespannt ist, kann der Schweiß ring 300 in den Raum zwischen der Innenfläche des zweiten Körpers 102 und der Außenfläche des Rohrs 200 eingeführt werden, aber das Einführen des Schweiß rings 300 kann durch den oben beschriebenen vorstehenden Teil 102b des zweiten Körpers 102 begrenzt werden.
<Zweite Ausführungsform>
10 zeigt eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 10 ist eine seitliche Querschnittsansicht der Rohrverbindungsbaugruppe.
Bezug nehmend auf 10 kann das Rohr 200 der Rohrverbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung so geformt sein, dass eine Außenfläche eines unteren Endes davon nach innen eingedrückt ist. In diesem Fall kann das Rohr 200 einen ersten Rohrkörper 210 umfassen, der sich in vertikaler Richtung erstreckt, so dass sein Außendurchmesser einen zweiten Radius Y aufweist, und einen zweiten Rohrkörper 220, der mit einem unteren Ende des ersten Rohrkörpers 210 verbunden ist und einen Außendurchmesser aufweist, der so ausgebildet ist, dass er einen 2-1-ten Radius Y₁ aufweist, wie oben beschrieben. In diesem Fall ist der 2-1-te Radius Y₁ so geformt, dass seine Länge kleiner ist als der zweite Radius Y, und somit kann der zweite Rohrkörper 220 in einer Form konfiguriert sein, in der er nach innen gedrückt ist. In diesem Fall kann der Begriff „nach innen“ eine hohle Innenrichtung des Rohrs 200 sein, und der zweite Radius Y und der 2-1-te Radius Y₁ sind Radien, die auf dem Zentrum eines hohlen inneren Abschnitts des Rohrs 200 basieren.
Darüber hinaus kann das Rohr 200 auch einen dritten Rohrkörper 230 umfassen, der mit einem unteren Ende des zweiten Rohrkörpers 220 verbunden ist. In diesem Fall kann der dritte Rohrkörper 230 einen Außendurchmesser aufweisen, der als 2-2-ter Radius Y₂ ausgebildet ist, und der 2-2-te Radius Y₂ kann größer als der 2-1-te Radius Y₁ ausgebildet sein. Außerdem kann der 2-2-te Radius Y₂ als eine Länge ausgebildet sein, die gleich oder verschieden von der des zweiten Radius Y ist.
Darüber hinaus kann der Verteiler 100 auch einen dritten Körper 103 umfassen, der sich vom ersten Körper 101 nach unten erstreckt. In diesem Fall ist der Innendurchmesser des dritten Körpers 103 kleiner als der Innendurchmesser des ersten Körpers 101 und der Außendurchmesser des unteren Endes des Rohrs 200, so dass die Einstecktiefe des Rohrs 200 begrenzt sein kann.
<Dritte Ausführungsform>
11A, 11B und 12 zeigen eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 11A und 11B Ansichten sind, die einen Montagevorgang der Rohrverbindungsbaugruppe veranschaulichen, und 12 eine Draufsicht auf die Rohrverbindungsbaugruppe ist.
Wie in den 11A und 11B dargestellt, kann der Schweiß ring 300 an einem Punkt angeordnet werden, an dem der Verteiler 100 und das Rohr 200 miteinander in Kontakt stehen. Wenn ein Ende des Verteilers 100 mit dem Rohr 200 verbunden ist, wie in 6 dargestellt, und das andere Ende des Verteilers 100 mit dem Sammelbehälter verbunden ist, wie oben beschrieben, kann der Schweiß ring 300 an einer Endseite des Verteilers 100 angeordnet sein, wie in 11A dargestellt. Darüber hinaus kann in jedem Ende des Verteilers 100 und des Schweiß rings 300 ein Hohlraum gebildet werden, und wie in 11B dargestellt, kann das Rohr 200 in den Hohlraum eingeführt werden. Wenn das Rohr 200 in den Hohlraum des Verteilers 100 eingeführt wird, wird der Schweiß ring 300 durch einen Schweißbrenner oder ähnliches geschmolzen, so dass der Verteiler 100 und das Rohr 200 verschweißt und miteinander verbunden werden können. In diesem Fall ist bei einer Ausführungsform des Schweiß verfahrens ein Ende des Verteilers 100 so angeordnet, dass es nach oben zeigt, und der Schweißring 300 kann so geformt sein, dass er auf einer Oberseite eines Endes des Verteilers 100 sitzt. Darüber hinaus kann der Schweißring 300 geschmolzen werden, um aufgenommen zu werden, während er in einen Spalt zwischen der Außenfläche des Rohrs 200 und der Innenfläche des Verteilers 100 eindringt. Dabei kann die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, dass an der Außenfläche des Schweiß rings 300 ein nach außen vorstehender Vorsprung 310 ausgebildet ist. Darüber hinaus kann die Anzahl der Vorsprungteile 310 ein oder mehrere sein, und wenn die mehreren Vorsprungteile 310 konfiguriert sind, können die mehreren Vorsprungteile 310 so angeordnet sein, dass sie entlang einer äußeren Umfangsfläche des Schweiß rings 300 voneinander beabstandet sind.
Eine Strukturbeziehung zwischen dem Verteiler 100, dem Rohr 200 und dem Schweiß ring 300 wird unter Bezugnahme auf 12 näher beschrieben. Wenn der Verteiler 100, das Rohr 200 und der Schweißring 300 in einer zylindrischen oder ringförmigen Form konfiguriert sind, können Radien auf der Basis eines konstanten Mittelpunkts O gebildet werden. In diesem Fall ragt der Vorsprungteil 310 des Schweiß rings 300 nach außen, und daher kann ein 3-2-ter Radius R₁, der ein äußerer Radius des Vorsprungteils 310 des Schweißrings 300 ist, so gebildet werden, dass er größer ist als ein dritter Radius R, der ein äußerer Radius des Schweiß rings 300 ist. Darüber hinaus können an einem Ende des Verteilers 100 ein erster Radius M, der ein Außenradius ist, und ein 1-1-ter Radius M₀, der ein Innenradius ist, gebildet werden. Hier ist der 3-2-te Radius R₁ so ausgebildet, dass er kleiner als der erste Radius M, aber größer als der 1-1-te Radius M₀ ist, so dass der Vorsprungteil 310 auf einer Endfläche des Verteilers 100 sitzen kann. Darüber hinaus kann der dritte Radius R so geformt sein, dass er eine kleinere Länge als der 1-1-te Radius M₀ hat. Dementsprechend wird, wenn der Schweiß ring 300 geschmolzen ist, der Schwei ß ring 300 in dem Raum untergebracht, der durch die innere Oberfläche des zweiten Körpers 102 des Verteilers 100 und die äußere Oberfläche des Rohrs 200, wie oben beschrieben, gebildet wird, und ist vollständig nach außen freigelegt, so dass das Auftreten eines Schweißfehlers verhindert werden kann, und ein Phänomen, dass der geschmolzene Schwei ß ring 300 aufgrund des Schweiß rings 300 des inneren Abschnitts, der nicht geschmolzen ist, nach außen überläuft, kann ebenfalls verhindert werden. Hier kann die Außenfläche des Rohres 200 auch einen Durchmesser haben, der als zweiter Radius Y ausgebildet ist, und der zweite Radius Y kann so ausgebildet sein, dass er dem 3-1-ten Radius R₀ entspricht, der ein Innenradius des Schweiß rings 300 ist. In diesem Fall kann der 3-1-te Radius R₀ mit Rücksicht auf die Montierbarkeit größer als der zweite Radius Y ausgebildet werden.
<Vierte Ausführungsform>
13 und 14 zeigen eine Rohrverbindungsbaugruppe eines Wärmetauschers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 13 eine perspektivische Explosionsansicht der Rohrverbindungsbaugruppe ist und 14 eine Querschnittsansicht der Rohrverbindungsbaugruppe ist.
Bezug nehmend auf 13 umfasst die Rohrverbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Verbindungskörper 400, der den Verteiler 100 und das Rohr 200 miteinander verbindet. In diesem Fall können an einer Innenfläche eines oberen Endes des Verbindungskörpers 400 nach innen vorspringende Vorsprungteile 410 ausgebildet sein, und der Schwei ß ring 300 kann auf einer Endfläche der Vorsprungteile 410 sitzen und so angeordnet sein, dass er die Außenfläche des Rohrs 200 umgibt.
Eine Struktur zwischen den jeweiligen Komponenten wird unter Bezugnahme auf 14 näher beschrieben. Wie in 14 dargestellt, umfasst der Verbindungskörper 400 die nach innen vorstehenden Vorsprungteile 410, und eine Innenseite des Verbindungskörpers 400 und eine Innenseite des Vorsprungteils 410 können Innendurchmesser aufweisen, die als vierter Radius N bzw. als 4-1-ter Radius N₁ auf der Grundlage eines bestimmten Mittelpunkts O ausgebildet sind. Hier kann der 4-1-te Radius N₁ kleiner als der vierte Radius N ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der Schwei Bring 300 einen dritten Radius R, der ein äußerer Radius ist, und einen 3-1-ten Radius R₀ aufweisen, der ein innerer Radius ist, der auf der Grundlage des Mittelpunkts O gebildet wird, und der 3-1-te Radius R₀ kann so gebildet werden, dass er kleiner als der vierte Radius N, aber größer als der 4-1-te Radius N₁ ist. Dementsprechend kann der Schweißring 300 auf den Vorsprungteilen 410 des Verbindungskörpers 400 sitzen und nach außen hin offen sein. Darüber hinaus ist der 3-1-te Radius R₀ so ausgebildet, dass er größer ist als der zweite Radius Y, der der Außenradius des Rohrs 200 ist, so dass der SchweiBring 300 so ausgebildet werden kann, dass er das Rohr 200 umgibt. Darüber hinaus wird ein Raum zwischen einer Innenfläche einer oberen Endseite des Verbindungskörpers 400 und einer Außenfläche einer unteren Endseite des Rohrs 200 gebildet, und wenn der Schweißring 300, der auf dem Vorsprungteil 410 sitzt, geschmolzen ist, kann der Schweißring 300 in dem Raum untergebracht werden. Hier kann eine Vielzahl von Vorsprungteilen 410 gemäß der vorliegenden Erfindung so angeordnet werden, dass sie entlang einer inneren Umfangsfläche des Verbindungskörpers 400 voneinander beabstandet sind, und die Vorsprungsflächen der Vorsprungteile 410 können in verschiedene Formen modifiziert werden, wie z.B. in eine Form, in der sie parallel zu oder geneigt in Bezug auf eine Endfläche des Verbindungskörpers 400 sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedenen Gebieten angewendet werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung von den Fachleuten auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Kern der in den Ansprüchen beanspruchten vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020160026750 [0003]
KR 1020160087940 [0006]

Claims

Rohverbindungsanordnung eines Wärmetauschers, die einen Sammelbehälter und ein Rohr des Wärmetauschers miteinander verbindet, umfassend: einen Verteiler, dessen eines Ende mit dem Rohr und dessen anderes Ende mit einem inneren Teil des Sammelbehälters verbunden ist, so dass ein Wärmeaustauschmedium fließt; und einen Schweißring, der an einem Ende des Verteilers angeordnet ist, so dass der Verteiler und das Rohr fest miteinander verbunden sind, wobei der Schweißring an einer Endfläche des Verteilers angeordnet ist, und zwischen einer Innenfläche eines Endes des Verteilers und einer Außenfläche des eingesetzten Rohres ein Raum gebildet wird, in dem der geschmolzene Schweißring untergebracht wird.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 1, bei der der Verteiler einen Vorsprungteil aufweist, der in Richtung eines hohlen Innenabschnitts vorsteht und an einer Innenfläche eines Endes angeordnet ist.
Rohrverbindungsanordnung nach Anspruch 2, bei der ein Ende des Verteilers einen ersten Körper und einen zweiten Körper aufweist, der mit einem Ende des ersten Körpers verbunden ist und einen größeren Innendurchmesser als der erste Körper hat, und der vorspringende Teil ist auf dem zweiten Körper angeordnet.
Rohrverbindungsanordnung nach Anspruch 3, bei der der Schweißring so angeordnet ist, dass er auf dem vorstehenden Teil sitzt.
Rohrverbindungsanordnung nach Anspruch 4, bei der im Verteiler ein Innendurchmesser des zweiten Körpers kleiner als ein Außendurchmesser des Schweißrings ausgebildet ist, so dass ein Teil des Schweißrings auf dem zweiten Körper sitzt.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 5, bei der in dem Verteiler ein Längenunterschied zwischen dem Außendurchmesser des Schweißrings und dem Innendurchmesser des zweiten Körpers so ausgebildet ist, dass er kleiner ist als ein Abstand zwischen einer Innenfläche des Schweißrings und der Außenfläche des Rohrs.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 5, bei der der Innendurchmesser des zweiten Körpers größer als der Außendurchmesser des Schweißrings ausgebildet ist, so dass die Dicke der Innen- und Außenseiten des Schweißrings kleiner ist als der Abstand zwischen einer Innenfläche des zweiten Körpers und der Außenfläche des Rohrs.
Rohrverbindungsanordnung nach Anspruch 3, bei der der zweite Körper einen Innendurchmesser hat, der zum ersten Körper hin schmaler wird.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 3, bei der ein Teil des Rohrs nach innen gedrückt wird, so dass der Abstand zwischen einer Innenfläche des zweiten Körpers und der Außenfläche des Rohrs zunimmt.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 3, bei der die Anzahl der Vorsprungteile eine Vielzahl ist und die Vielzahl der Vorsprungteile so angeordnet ist, dass sie entlang einer inneren Umfangsfläche des zweiten Körpers voneinander beabstandet sind.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 1, bei der der Schweißring einen nach außen vorstehenden Vorsprung aufweist, der an einer Außenfläche des Rings angeordnet ist.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 11, bei der ein Außendurchmesser des Vorsprungteils größer als ein Innendurchmesser einer Endseite des Verteilers ausgebildet ist, so dass der Schweißring an einer Endfläche des Verteilers angeordnet ist.
Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 11, bei der die Anzahl der Vorsprungteile eine Vielzahl ist und die mehreren Vorsprungteile so angeordnet sind, dass sie entlang einer äußeren Umfangsfläche des Schweißrings voneinander beabstandet sind.
Wärmetausche, umfassend: ein Paar Sammelbehälter, die so angeordnet sind, dass sie einen gewissen Abstand zueinander haben; ein Kernteil mit einer Vielzahl von Rohren, deren beide Enden jeweils mit dem Paar von Sammelbehältern verbunden sind und die so angeordnet sind, dass sie in beiden Seitenrichtungen voneinander beabstandet sind, und einer Vielzahl von Rippen, die zwischen der Vielzahl von Rohren angeordnet sind; und die Rohrverbindungsbaugruppe nach Anspruch 1, die mit einem oder mehreren der Sammelbehälter des Paars von Sammelbehältern verbunden ist, wobei das im Sammelbehälter fließende Wärmetauschermedium durch die Rohrverbindungsbaugruppe eingeleitet oder abgeleitet wird.