DE112021005174T5 - Sammelplattenstruktur von wärmetauscher - Google Patents

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DE112021005174T5
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Akira Komuro
Taiji Sakai
Atsushi Okubo
Hiro Kubota
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T Rad Co Ltd
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T Rad Co Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers, die einen in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilten Kern aufweist, wobei die Sammelplattenstruktur an die Flachrohre und eine Sammelplatte davon angelegte thermische Spannung und Belastung reduziert.Mindestens eines der Endrohreinführungslöcher (5) weist einen hartgelöteten Endteil (8a), der sich an beiden Enden eines Längsseitenteils (3) befindet, und einen ersten hartgelöteten Teil (8b) neben dem hartgelöteten Endteil (8a) auf, jeder dieser hartgelöteten Teile (8a, 8b) bildet eine hartgelötete Verbindungslinie mit einem Flachrohr (32), und bei Betrachtung der Höhe (H) von einer Gratunterseite (15) im Umfangsbereich des Endrohreinführungslochs (5) bis zu der Position jedes der hartgelöteten Teile (8a, 8b) ist die Höhe (H1) bis zu dem ersten hartgelöteten Teil (8b) geringer als die Höhe (H2) bis zu dem hartgelöteten Endteil (8a).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelplattenstruktur für einen Wärmetauscher, der für einen Wärmetauscher mit einem in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilten Kern optimal ist, und insbesondere eine Struktur zum Reduzieren von an ein Flachrohr an einer den Kern und eine Sammelplatte trennenden Grenze angelegter thermischer Spannung und Belastung.
  • Stand der Technik
  • Die nachfolgend beschriebene Patentliteratur 1 ist als ein Wärmetauscher bekannt, der einen in eine Mehrzahl von Abschnitten in einer Längsrichtung eines Tanks unterteilten Kern aufweist.
  • Bei diesem Wärmetauscher beinhaltet der Kern viele Flachrohre 32, die parallel zueinander angeordnet sind, und die Enden der Flachrohre 32 sind in Rohreinführungslöchern 4 eingeführt, die in Unterseiten 10 eines Paars Sammelplatten 1 ausgebildet sind, wie in den 9 und 10 gezeigt ist. Eine Wellrippe 33 ist zwischen den Flachrohren 32 angeordnet.
  • Ein Tankkörper 21 ist an dem Paar Sammelplatten 1 unter Bildung eines Tanks angebracht. Wie in 11 dargestellt ist, ist der Tankkörper 21 durch Crimpen von Klauenteilen 13, die an den Sammelplatten 1 vorgesehen sind, an einem kleinen Flansch 25 des Tankkörpers 21 an der Sammelplatte 1 fixiert.
  • Der Tankkörper 21 ist mit einem Paar Trennwandteilen 22 versehen, die einen Strömungsweg für ein den Kern durchströmendes Wärmemedium definieren.
  • Wie in 10(B) dargestellt ist, ist in den Unterseiten 10 der Sammelplatten 1 in einem Teil, in dem sich das Paar Trennwandteile 22 des Tankkörpers 21 befindet, ein Blindrohreinführungsloch 6 ausgebildet, und das Flachrohr 32 ist in dem Blindrohreinführungsloch 6 eingeführt. Das Wärmemedium strömt nicht in das in dem Blindrohreinführungsloch 6 eingeführte Flachrohr 32. Wenn der Tankkörper 21 an den Sammelplatten 1 angebracht ist, ist der Tankkörper 21 in Längsrichtung mit dem Blindrohreinführungsloch 6 als Grenze in einen ersten Tankteil 23 und einen zweiten Tankteil 24 unterteilt.
  • Ein durch den ersten Tankteil 23 definiertes Gebiet des Kerns bildet einen ersten Kern 34, und ein durch den zweiten Tankteil 24 definiertes Gebiet des Kerns bildet einen zweiten Kern 35, wie in 9 dargestellt ist. Es können verschiedene Heizmedien durch den ersten Kern 34 und den zweiten Kern 35 strömen.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: JP 2002-115991 A
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Wärmetauscher kommt es jedoch, wenn in den in die Kerne 34 und 35 strömenden Heizmedien eine Temperaturdifferenz besteht, zu thermischer Belastung zwischen den Kernen 34 und 35. Jedes Mal, wenn der Wärmetauscher betrieben wird, wird zwischen den Kernen 34 und 35 eine thermische Spannung erzeugt, und das Flachrohr 32, das in der Nähe der Trennwandteile 22 des Tankkörpers 21 angeordnet ist und in das das Wärmemedium strömt, kann bei Langzeiteinsatz Risse erleiden.
  • Angesichts dessen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Reduzierung von thermischer Spannung und Belastung, die in dem in der Nähe der Trennwandteile 22 des Tankkörpers 21 angeordneten Flachrohr 32 erzeugt werden.
  • Lösung des Problems
  • Die in Anspruch 1 angeführte Erfindung stellt eine Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers bereit, wobei die Sammelplattenstruktur Folgendes umfasst:
    • eine Sammelplatte 1, die lang ist und mit vielen Rohreinführungslöchern 4 in einer Unterseite 10 gebildet ist, wobei jedes der Rohreinführungslöcher 4 flach ist und ein Paar Kurzseitenteile 2, die einander zugekehrt sind, und ein Paar Längsseitenteile 3, die die Kurzseitenteile 2 verbinden, aufweist;
    • einen Tankkörper 21, der an der Sammelplatte 1 mit einem zwischen der Sammelplatte 1 und dem Tankkörper 21 angeordneten Dichtungsring 31 gecrimpt und fixiert ist; und
    • ein Flachrohr 32, das ein in die Sammelplatte 1 eingeführtes Ende aufweist, wobei das Flachrohr 32, das einen Kern mit einem Einführungsteil bildet, hartgelötet ist,
    • wobei die Sammelplattenstruktur eine Konfiguration aufweist, bei der sich die Kurzseitenteile 2 der vielen Rohreinführungslöcher 4 in einer Breitenrichtung der Sammelplatte 1 befinden, die vielen Rohreinführungslöcher 4 in einer Längsrichtung der Sammelplatte 1 voneinander beabstandet sind,
    • der Tankkörper 21 ein Paar Trennwandteile 22 beinhaltet, die den Tankkörper 21 in Längsrichtung in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilen, das Rohreinführungsloch 4, das sich zwischen den Trennwandteilen 22 unter den Rohreinführungslöchern 4 befindet, als Blindrohreinführungsloch 6 dient, und der Kern an einer Position des Blindrohreinführungslochs 6 unterteilt ist, wobei
    • ein Grat 8 an einem Rand jedes der Rohreinführungslöcher 4 und 6 gebildet ist, das Flachrohr 32 in jedes der Einführungslöcher 4 und 6 eingeführt ist, das Flachrohr 32 mit einer Innenfläche eines oberen Teils des Grats 8 jedes der Rohreinführungslöcher 4 und 6 verbunden ist, mindestens eines der Rohreinführungslöcher 4 ein Rohreinführungsloch 5a beinhaltet, das einen hartgelöteten Endteil 8a an beiden Enden der Längsseitenteile 3 und einen ersten hartgelöteten Teil 8b neben dem hartgelöteten Endteil 8a aufweist,
    • jedes der hartgelöteten Teile 8a und 8b eine hartgelötete Verbindungslinie mit dem Flachrohr 32 bildet, und bei Betrachtung einer Höhe H von einer Gratunterseite 15 in einem Umfangsbereich des Rohreinführungslochs 4 bis zu einer Position jedes der hartgelöteten Teile 8a und 8b eine Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b geringer als eine Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a ist.
  • Die in Anspruch 2 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach Anspruch 1
    das Rohreinführungsloch 5a einen zweiten hartgelöteten Teil 8c aufweist, der sich auf einer Seite näher an einer Mitte neben dem ersten hartgelöteten Teil 8b befindet, jeder der hartgelöteten Teile 8a, 8b und 8c eine hartgelötete Verbindungslinie bildet, und
    bei Betrachtung der Höhe H von der Gratunterseite 15 in einem Umfangsbereich des Rohreinführungslochs 5a bis zu einer Position jedes der hartgelöteten Teile 8a, 8b und 8c jede Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b geringer als eine Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c ist.
  • Die in Anspruch 3 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach Anspruch 2
    die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a und die Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gleich sind.
  • Die in Anspruch 4 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 3
    die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a 1,1 oder mehr der Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b beträgt.
  • Die in Anspruch 5 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 4
    die Rohreinführungslöcher 4, die sich neben dem Blindrohreinführungsloch 6 auf jeder Seite des Blindrohreinführungslochs 6 befinden, als Endrohreinführungslöcher 5 gebildet sind, und mindestens eines der Endrohreinführungslöcher 5 als das Rohreinführungsloch 5a dient.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Die in Anspruch 1 angeführte Erfindung stellt eine Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers bereit, bei der mindestens eines der Rohreinführungslöcher 4 ein Rohreinführungsloch 5a beinhaltet, das an beiden Enden der Längsseitenteile 3 des Endrohreinführungslochs 5 einen hartgelöteten Endteil 8a und neben beiden Enden einen ersten hartgelöteten Teil 8b aufweist, wobei jeder der hartgelöteten Teile 8a und 8b mit dem Flachrohr 32 eine hartgelötete Verbindungslinie bildet, und bei Betrachtung einer Länge von einer Gratunterseite 15 in einem Umfangsbereich des Endrohreinführungslochs 5 bis zu einer Position jedes der hartgelöteten Teile 8a und 8b jede Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b geringer als eine Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a ist.
  • Bei dieser Struktur ist es wahrscheinlich, dass thermische Spannung in dem ersten hartgelöteten Teil 8b erzeugt wird und in dem hartgelöteten Endteil 8a erzeugte thermische Spannung dementsprechend reduziert werden kann.
  • Die in Anspruch 2 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Erfindung nach Anspruch 1 das Rohreinführungsloch 5a einen zweiten hartgelöteten Teil 8c aufweist, der sich auf einer Seite näher an einer Mitte neben dem ersten hartgelöteten Teil 8b befindet, jeder der hartgelöteten Teile 8a, 8b und 8c eine hartgelötete Verbindungslinie bildet und bei Betrachtung der Höhe H von der Gratunterseite 15 in einem Umfangsbereich des Rohreinführungslochs 5a bis zu einer Position jedes der hartgelöteten Teile 8a, 8b und 8c jede Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b geringer als eine Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c ist.
  • Bei dieser Struktur ist die Höhe H3 bis zu der hartgelöteten Linie des zweiten hartgelöteten Teils 8c vergrößert, so dass in dem zweiten hartgelöteten Teil 8c erzeugte thermische Spannung reduziert werden kann.
  • Die in Anspruch 3 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Erfindung nach Anspruch 2 die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a und die Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gleich sind.
  • Bei dieser Struktur sind die Position des Vorderendes des Grats 8 an dem zweiten hartgelöteten Teil 8c und die Position des Vorderendes des Grats 8 an dem hartgelöteten Endteil 8a aufeinander ausgerichtet, wodurch es leicht ist, die Außenumfangsfläche des Flachrohrs 32 in Kontakt mit der Innenfläche des Rohreinführungslochs 5a zu bringen, indem das Ende des Rohrs aufgeweitet wird, und das Rohreinführungsloch 5a der Sammelplatte 1 kann leicht gebildet werden.
  • Die in Anspruch 4 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a 1,1 oder mehr der Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b beträgt.
  • Bei dieser Struktur kann in dem hartgelöteten Endteil 8a erzeugte thermische Spannung effektiv zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b verteilt werden, und dementsprechend kann in dem hartgelöteten Endteil 8a erzeugte thermische Spannung effektiv reduziert werden.
  • Die in Anspruch 5 angeführte Erfindung stellt eine Konfiguration bereit, bei der bei der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 die sich neben dem Blindrohreinführungsloch 6 auf jeder Seite des Blindrohreinführungslochs 6 befindenden Rohreinführungslöcher 4 als Endrohreinführungslöcher 5 gebildet sind und mindestens eines der Endrohreinführungslöcher 5 als das Rohreinführungsloch 5a dient.
  • Bei dieser Struktur ist es möglich, am Verbindungsteil, an dem wahrscheinlich thermische Spannung auftritt, zwischen dem Flachrohr 32 und dem Endrohreinführungsloch 5, das sich neben dem Blindrohreinführungsloch 6 befindet, erzeugte Spannung effizient zu reduzieren.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine Draufsicht eines Hauptteils einer in der Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Sammelplatte 1.
    • 2(A) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIA-IIA in 1, und 2(B) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIB-IIB in 1.
    • 3 (A) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIIA-IIIA in 1, 3(B) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB in 1, und 3(C) ist seine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIIC-IIIC in 1.
    • 4 ist ein erklärendes Schaubild, das die Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 5 ist eine Draufsicht eines Hauptteils einer Sammelplatte 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist eine Draufsicht eines Hauptteils einer Sammelplatte 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist eine Draufsicht eines Hauptteils einer Sammelplatte 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist eine Draufsicht eines Hauptteils einer Sammelplatte 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist eine Vorderansicht eines Wärmetauschers, der einen Tank mit einer herkömmlichen Sammelplattenstruktur beinhaltet.
    • 10 (A) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 9, und 10 (B) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 10 (A) .
    • 11 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XI-XI in 10 (A).
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Als Nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Dieser Wärmetauscher ist zum Beispiel zur Verwendung in einem Kühler oder dergleichen, der Motorkühlwasser kühlt, geeignet.
  • Ein Tank des Wärmetauschers beinhaltet einen Tankkörper 21 und eine Sammelplatte 1.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Tankkörper 21 aus einem Kunstharzmaterial hergestellt und ist zu einer Kastenform mit einer Öffnung an einer Seite, die mit der Sammelplatte 1 verbunden ist, gebildet. Ein Boden ist so gebildet, dass er der Öffnung zugekehrt ist. Ein kleiner Flansch 25, der von dem Tankkörper 1 nach außen hervorsteht, ist an einem Rand der Öffnung gebildet.
  • In dem Tankkörper 21 ist ein Paar Trennwandteile 22 so angeordnet, dass die einander zugekehrt sind, während sie beispielsweise in einem der Breite eines Flachrohrs 32 entsprechenden Abstand voneinander getrennt sind. Die Trennwandteile 22 sind an einer Zwischenposition in der Längsrichtung des Tankkörpers 21 so vorgesehen, dass sie sich von dem Boden des Tankkörpers 21 zu der Unterseite 10 der Sammelplatte 1 erstrecken, wie in 4 gezeigt ist. Endteile der Trennwandteile 22 sind mit der Unterseite 10 der Sammelplatte 1 mit einem Dichtungsring 31 dazwischen verbunden.
  • Das Innere des Tankkörpers 21 ist durch das Paar Trennwandteile 22 unterteilt, und somit ist bezüglich des Paars Trennwandteile 22 auf einer Seite ein erster Tankteil 23 gebildet und auf der anderen Seite ein zweiter Tankteil 24 gebildet.
  • Die Sammelplatte 1 weist in Draufsicht eine lange Rechteckform auf. Die Unterseite 10 der Sammelplatte 1 ist mit einer Mehrzahl von Flachrohreinführungslöchern 4 gebildet, die jeweils ein Paar Kurzseitenteile 2, die einander zugekehrt sind, und einen Paar Längsseitenteile 3, die die Kurzseitenteile 2 verbinden, beinhalten, wie in 1 dargestellt ist. Die Kurzseitenteile 2 der Rohreinführungslöcher 4 sind in der Breitenrichtung der Sammelplatte 1 positioniert, und die Rohreinführungslöcher 4 sind in der Längsrichtung der Sammelplatte 1 voneinander beabstandet.
  • Ein Blindrohreinführungsloch 6 (das wie bei dem Rohreinführungsloch 4 ein Paar Kurzseitenteile 2 und ein Paar Längsseitenteile 3 aufweist) ist in der Längsrichtung an einer Zwischenposition der Sammelplatte 1, insbesondere an einer Position, die einem Bereich zwischen dem Paar in dem Tankkörper 1 gebildeten Trennwandteilen 22 entspricht, gebildet.
  • Auf jeder Seite des Blindrohreinführungslochs 6 sind über das Blindrohreinführungsloch 6 Spannungsreduzierungsteile gebildet. Die Endrohreinführungslöcher 5 (die wie bei dem Rohreinführungsloch 4 jeweils ein Paar Kurzseitenteile 2 und ein Paar Längsseitenteile 3 aufweisen) sind in den Spannungsreduzierungsteilen gebildet, und die Rohreinführungslöcher 4 sind außerhalb der Spannungsreduzierungsteile hintereinander parallel angeordnet.
  • Die Innenumfänge der Rohreinführungslöcher 4, der Endrohreinführungslöcher 5 und des Blindrohreinführungslochs 6 sind gleich. An einem Rand jedes der Einführungslöcher 4, 5 und 6 ist ein zum Inneren des Tankkörpers 21 hervorstehender Grat 8 gebildet.
  • Der Grat 8 weist eine gekrümmte Oberfläche auf, die den oberen Teil davon und die Basis einer Gratunterseite 15 der Sammelplatte 1 glatt verbindet. Der Grat 8 weist eine Verbindungsfläche 9 auf, die eine flache Fläche ist und die an der Innenseite in der Nähe des oberen Teils vorgesehen ist, so dass sie leicht mit dem Flachrohr 32 verbunden werden kann. Die Gratunterseite 15 befindet sich an der Hinterseite der Unterseite 10 der Sammelplatte 1, wie in den 2 und 3 dargestellt ist.
  • Eine zu dem Tankkörper 21 erhabene Außenumfangswand ist an einem Außenumfang der Sammelplatte 1 gebildet, und an einem Vorderende davon ist, wie in 2(B) dargestellt ist, ein Crimpklauenteil 13 gebildet.
  • Ein zum Inneren des Tankkörpers 21 erhabener erhabener Teil 14 ist an der Unterseite 10, in der die Rohreinführungslöcher 4 gebildet sind, gebildet, wie in 3 dargestellt ist. Die Unterseite 10, an der der erhabene Teil 14 gebildet ist, ist höher als die Unterseite 10, in der das Blindrohreinführungsloch 6 und das Endrohreinführungsloch 5 gebildet sind.
  • Zwischen einem Außenumfangsrand der Unterseite 10, wo der erhabene Teil 14 gebildet ist, und der Außenumfangswand der Sammelplatte 1 ist eine Nut 11 gebildet, wie in 1 gezeigt ist. Die Starrheit des Gebiets der Unterseite 10 mit dem erhabenen Teil 14 ist höher als die Starrheit der Unterseite 10, in der das Blindrohreinführungsloch 6 und das Endrohreinführungsloch 5 gebildet sind.
  • Bei diesem Wärmetauscher wird eine große Anzahl von Flachrohren 32 unter Bildung eines Kerns parallel angeordnet. Jedes der Flachrohre 32 weist eine vertikale zentrale Achse 7 auf, die innerhalb des Flachrohrs 32 durch die Mitte verläuft. Das Ende des Flachrohrs 32 wird in jedes der Einführungslöcher 4, 5 und 6 eingeführt, und das Flachrohr 32 und die Verbindungsfläche 9 des Grats 8 jedes der Einführungsteile 4, 5 und 6 werden hartgelötet und fixiert. Es kann zwischen den Flachrohren 32 eine Wellrippe 33 angeordnet werden, wie in 4 dargestellt ist.
  • Der Dichtungsring 31 wird in der Nut 11 der Sammelplatte 1 und einer Zwischenrohrdichtungsfläche zwischen dem Blindrohreinführungsloch 6 und dem Endrohreinführungsloch 5 daneben angeordnet, wie in 1 dargestellt ist. Eine Öffnung des Tankkörpers 21 wird mit dem Dichtungsring 31 dazwischen an der Sammelplatte 1 angebracht. Dann wird der Tankkörper 21 durch Crimpen der an der Sammelplatte 1 vorgesehene Klauenteile 13 an dem kleinen Flansch 25 des Tankkörpers 21 an der Sammelplatte 1 fixiert.
  • Das Vorderende jedes der Trennwandteile 22 des Paars Trennwandteile 22 steht an der Position der Zwischenrohrdichtungsfläche 12 mit dem Dichtungsring 31 in Kontakt, wie in 4 dargestellt ist.
  • Der Kern wird entlang der Längsrichtung des Blindrohreinführungslochs 6 über das Blindrohreinführungsloch 6, das Paar Trennwandteile 22 in dem Tankkörper 21 und das in das Blindrohreinführungsloch 6 eingeführte Flachrohr 32 unterteilt.
  • Ein erster Kern 34 wird auf der Seite des ersten Tankteils 23 angeordnet, und ein zweiter Kern 35 wird auf der Seite des zweiten Tankteils 24 angeordnet. Es können verschiedene Heizmedien durch die Kerne 34 und 35 strömen. Als ein Beispiel kann Motorkühlwasser durch den ersten Kern 34 strömen und kann Hilfsmaschinenkühlwasser durch den zweiten Kern 35 strömen.
  • Bei dem oben beschriebenen Wärmetauscher kommt es zwischen den Kernen 34 und 35 zu thermischer Belastung, wenn in den in die Kerne 34 und 35 strömenden Heizmedien eine Temperaturdifferenz vorliegt, und jedes Mal, wenn der Wärmetauscher betrieben wird, kommt es zwischen den Kernen 34 und 35 zu thermischer Spannung. Insbesondere ist es wahrscheinlich, dass thermische Spannung in dem sich in der Nähe der Trennwandteile 22 des Tankkörpers 21, die als Grenze zwischen den Kernen 34 und 35 dienen, befindenden Flachrohr 32 auftritt.
  • Der Spannungsreduzierungsteil der Unterseite 10, in dem das Blindrohreinführungsloch 6 und das Endrohreinführungsloch 5 gebildet sind, ist nicht mit dem erhabenen Teil 14 gebildet, um die Starrheit der Umfangsränder der Einführungslöcher 5 und 6 so einzustellen, dass sie geringer als die Starrheit der anderen Teile ist. Bei dieser Konfiguration wird in den in dem Blindrohreinführungsloch 6 eingeführten Flachrohren 32 und dem sich in der Nähe der Trennwandteile 22 des Tankkörpers 21 befindenden Endrohreinführungsloch 5 erzeugte Spannung aufgenommen. Diese Wirkung ist mit zunehmender Anzahl der Endrohreinführungslöcher 5 ausgeprägter. In diesem Beispiel sind auf jeder Seite des Blindrohreinführungslochs drei Endrohreinführungslöcher 5 neben dem Blindrohreinführungsloch 6 gebildet.
  • Die 1 bis 4 stellen eine erste Ausführungsform der Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Dieser Ausführungsform weist eine Struktur zum effektiveren Reduzieren von in dem Spannungsreduzierungsteil in der Nähe der Trennwandteile 22 erzeugter thermischer Spannung auf.
  • In diesem Beispiel weist ein Rohreinführungsloch 5a neben dem Blindrohreinführungsloch 6 unter den drei Endrohreinführungslöchern auf jeder Seite des Blindrohreinführungslochs 6 einen hartgelöteten Endteil 8a an beiden Enden der Längsseitenteile 3 und einen ersten hartgelöteten Teil 8b neben dem hartgelöteten Endteil 8a auf. Jeder der hartgelöteten Teile 8a und 8b bildet eine hartgelötete Verbindungslinie mit dem Flachrohr 32. Die hartgelötete Verbindungslinie jedes der hartgelöteten Teile 8a und 8b wird an einem Grenzteil zwischen der Verbindungsfläche 9 in der Axialrichtung der vertikalen zentralen Achse 7 auf der Mittenseite und der gekrümmten Fläche des Grats 8 an einem Kontaktteil zwischen der Außenfläche des Flachrohrs 32 und der Verbindungsfläche 9 des Grats 8 gebildet. Eine hartgelötete Verbindungslinie eines zweiten hartgelöteten teils 8c, später beschrieben, wird auch an einem ähnlichen Grenzteil gebildet.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist die Unterseite 10 im Umfangsbereich der Endrohreinführungslöcher 5 flach. Der Grat 8 des Rohreinführungslochs 5a weist eine Höhe H2 (nachfolgend als eine Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a bezeichnet) von der Basis der Gratunterseite 15 bis zu der Position der hartgelöteten Verbindungslinie des hartgelöteten Endteils 8a an der Position des hartgelöteten Endteils 8a auf und weist eine Höhe H1 (nachfolgend als eine Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b bezeichnet) von der Basis der Gratunterseite 15 bis zu der Position der hartgelöteten Verbindungslinie des ersten hartgelöteten Teils 8b an der Position des ersten hartgelöteten Teils 8b auf.
  • Die Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b ist geringer als die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a, wie in den 2 und 3 gezeigt ist. Mit anderen Worten befindet sich der erste hartgelötete Teil 8b in der Axialrichtung der vertikalen zentralen Achse 7, die innerhalb des Flachrohrs 32 durch die Mitte verläuft, in der Axialrichtung der vertikalen zentralen Achse 7 bezüglich der Position des hartgelöteten Endteils 8a auf der Mittenseite.
  • In diesem Beispiel weist das Rohreinführungsloch 5a ferner den zweiten hartgelöteten Teil 8c auf, der sich auf der Seite näher zur Mitte neben dem ersten hartgelöteten Teil 8b befindet, wie in den 1 und 2 gezeigt ist. Der Grat 8 weist eine Höhe H3 (nachfolgend als eine Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c bezeichnet) von der Basis der Gratunterseite 15 bis zu der Position der hartgelöteten Verbindungslinie des zweiten hartgelöteten Teils 8c an der Position des zweiten hartgelöteten Teils 8c auf.
  • Die Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b ist geringer als die Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c. Mit anderen Worten befindet sich in der Axialrichtung der innerhalb des Flachrohrs 32 durch die Mitte verlaufenden vertikalen zentralen Achse 7 der erste hartgelötete Teil 8b in der Axialrichtung der vertikalen zentralen Achse 7 bezüglich der Position des zweiten hartgelöteten Teils 8c auf der Mittenseite. Der hartgelötete Endteil 8a, der erste hartgelötete Teil 8b und der zweite hartgelötete Teil 8c bilden durchgehend eine gewellte hartgelötete Verbindungslinie, wie in 2 gezeigt ist.
  • Die Höhe der hartgelöteten Linie variiert von der Gratunterseite 15 bis zu den hartgelöteten Teilen 8a, 8b und 8c, wie oben beschrieben, wodurch in dem ersten hartgelöteten Teil 8b wahrscheinlich thermische Spannung erzeugt wird und in dem hartgelöteten Endteil 8a und dem zweiten hartgelöteten Teil 8c erzeugte thermische Spannung dementsprechend reduziert werden kann.
  • Insbesondere, wenn an der Zwischenposition des Flachrohrs 32 in der Längsrichtung, wie in 1 gezeigt, eine Trennwand 32a vorgesehen ist, wird an dem Verbindungsteil mit dem Grat 8 an der Position, an der die Trennwand 32a gebildet ist, thermische Spannung erzeugt. Wie oben beschrieben wurde, wird durch Anordnen des zweiten hartgelöteten Teils 8c an einer der Position der Trennwand 32a entsprechenden Position in dem ersten hartgelöteten Teil 8b wahrscheinlich thermische Spannung erzeugt, und in dem zweiten hartgelöteten Teil 8c erzeugte thermische Spannung kann dementsprechend reduziert werden.
  • In diesem Beispiel weist der Grat 8 des Rohreinführungslochs 5a an der Position des hartgelöteten Endteils 8a einen Krümmungsradius R2 auf und weist an der Position des ersten hartgelöteten Teils 8b einen Krümmungsradius R1 auf, wie in 3 gezeigt ist. Der Krümmungsradius R2 des hartgelöteten Endteils 8a ist größer als der Krümmungsradius R1 des ersten hartgelöteten Teils 8b.
  • An der Position des zweiten hartgelöteten Teils 8c beträgt der Krümmungsradius des Grats 8 R3, was größer ist als der Krümmungsradius R1 des ersten hartgelöteten Teils 8b.
  • Da die hartgelöteten Teile 8a, 8b und 8c jeweils die Krümmungsradien R1, R2 und R3, wie oben beschrieben, haben, ist das Rohreinführungsloch 5a neben dem Blindrohreinführungsloch 6 am ersten hartgelöteten Teil 8b verengt, wie in 1 gezeigt ist.
  • In dem Grat 8 des Rohreinführungslochs 5a neben dem Blindrohreinführungsloch 6 ist die Umfangsdistanz von der Gratunterseite 15 der Sammelplatte 1 bis zu dem Verbindungsteil mit dem Flachrohr 32 an der Position des hartgelöteten Endteils 8a und der Position des zweiten hartgelöteten Teils 8c länger als die Umfangsdistanz von der Gratunterseite 15 der Sammelplatte 1 bis zu dem Verbindungsteil an der Position des ersten hartgelöteten Teils 8b. Daher wird aufgrund von thermischer Verformung des Flachrohrs 32 in der Sammelplatte 1 und dem Verbindungsteil erzeugte Spannung an den Positionen des hartgelöteten Endteils 8a und des zweiten hartgelöteten Teils 8c auf die gesamte gekrümmte Oberfläche des Grats 8 verteilt.
  • Somit ist es möglich, in dem Verbindungsteil, an dem es besonders wahrscheinlich ist, dass sich thermische Spannung dort konzentriert, zwischen dem Flachrohr 32 und dem hartgelöteten Endteil 8a des Grats 8 des Rohreinführungslochs 5a (des Endrohreinführungslochs 5 neben dem Blindrohreinführungsloch 6), das in der Nähe der den Kern unterteilenden Trennwandteile 22, an denen wahrscheinlich thermische Spannung erzeugt wird, angeordnet ist, erzeugte Spannung effizient zu reduzieren.
  • Vorzugsweise können die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a und die Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gleich sein. In diesem Fall sind die Vorderendposition des Grats 8 am zweiten hartgelöteten Teil 8c und die Vorderendposition des Grats 8 an dem hartgelöteten Endteil 8a aufeinander ausgerichtet, wodurch die Außenumfangsfläche des Flachrohrs 32 leicht in Kontakt mit der Innenfläche des Rohreinführungslochs 5a gebracht werden kann, indem das Ende des Rohrs aufgeweitet wird, und das Rohreinführungsloch 5a der Sammelplatte 1 kann leicht gebildet werden.
  • Darüber hinaus beträgt die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a vorzugsweise 1,1 oder mehr bezüglich der Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b.
  • In diesem Fall kann in dem hartgelöteten Endteil 8a erzeugte thermische Spannung effektiv auf den ersten hartgelöteten Teil 8b verteilt werden, und dementsprechend kann in dem hartgelöteten Endteil 8a erzeugte thermische Spannung effektiv reduziert werden.
  • Wie in den 3 (A) und 3(C) dargestellt ist, wird bevorzugt, dass die Höhe H2 bis zu dem hartgelöteten Endteil 8a oder die Höhe H3 bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil 8c des Grats 8 des Rohreinführungslochs 5a so eingestellt ist, dass sie größer als die Höhe des Grats 8 des Blindrohreinführungslochs 6 ist.
    Des Weiteren kann der Krümmungsradius R2 des hartgelöteten Endteils 8a oder der Krümmungsradius R3 des zweiten hartgelöteten Teils 8c so gebildet werden, dass er größer als ein Krümmungsradius R4 des Grats 8 des Blindrohreinführungslochs 6 ist.
  • Darüber hinaus können die Höhe des Grats 8 des Blindrohreinführungslochs 6 und die Höhe H1 bis zu dem ersten hartgelöteten Teil 8b des Grats 8 des Rohreinführungslochs 5a im Wesentlichen gleich sein, wie in 3(B) dargestellt ist.
  • Der Krümmungsradius R4 des Grats 8 des Blindrohreinführungslochs 6 und des ersten hartgelöteten Teils R1 des Rohreinführungslochs 5a können im Wesentlichen gleich sein.
  • Die Endrohreinführungslöcher 5, die sich nicht neben dem Blindrohreinführungsloch 6 befinden, sind nicht mit der oben erwähnten verformten hartgelöteten Linie gebildet, wie in den 1 und 3 dargestellt. Die Höhe oder der Krümmungsradius des Grats jedes von ihnen kann die gleiche wie die des Grats 8 des Blindrohreinführungslochs 6 sein.
  • 5 stellt eine zweite Ausführungsform der Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Bei dieser Ausführungsform sind zwei Endrohreinführungslöcher 5, die dem Blindrohreinführungsloch 6 am nächsten sind, als das oben erwähnte Rohreinführungsloch 5a mit dem hartgelöteten Endteil 8a, dem ersten hartgelöteten Teil 8b und dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gebildet.
  • 6 stellt eine dritte Ausführungsform der Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Bei dieser Ausführungsform sind alle drei Endrohreinführungslöcher 5 als das oben erwähnte Rohreinführungsloch 5a mit dem hartgelöteten Endteil 8a, dem ersten hartgelöteten Teil 8b und dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gebildet.
  • 7 stellt eine vierte Ausführungsform der Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Bei dieser Ausführungsform ist das zweite der drei Endrohreinführungslöcher 5 als das oben erwähnte Rohreinführungsloch 5a mit dem hartgelöteten Endteil 8a, dem ersten hartgelöteten Teil 8b und dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gebildet.
  • 8 stellt eine fünfte Ausführungsform der Sammelplattenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Das oben erwähnte Rohreinführungsloch 5a mit dem hartgelöteten Endteil 8a, dem ersten hartgelöteten Teil 8b und dem zweiten hartgelöteten Teil 8c kann auch auf das Rohreinführungsloch 4 angewandt werden, das sich nicht wie bei dieser Ausführungsform in dem Spannungsreduzierungsteil befindet.
  • Die hartgelötete Linie beinhaltet vorzugsweise den zweiten hartgelöteten Teil 8c. Es sei jedoch auch erwähnt, dass die hartgelötete Linie auch ohne Vorsehen des zweiten hartgelöteten Teils 8c gebildet werden kann, das heißt, nur aus dem hartgelöteten Endteil 8a und dem ersten hartgelöteten Teil 8b gebildet werden kann. Wenn die Trennwand 32a nicht in dem Flachrohr 32 gebildet ist, ist es zum Beispiel nicht erforderlich, den zweiten hartgelöteten Teil 8c zu bilden. Wenn eine Mehrzahl der Trennwände 32a in dem Flachrohr 32 gebildet ist, kann eine Mehrzahl der zweiten hartgelöteten Teile 8c gemäß den Positionen der Trennwände 32a gebildet werden.
  • Die Anzahl der Endrohreinführungslöcher 5 ist nicht auf die oben beschriebene Anzahl beschränkt, und das Rohreinführungsloch neben dem Blindrohreinführungsloch 6 kann möglicherweise nur als das Endrohreinführungsloch 5 gebildet sein, und dieses Endrohreinführungsloch 5 kann als das Rohreinführungsloch 5a mit dem hartgelöteten Endteil 8a, dem ersten hartgelöteten Teil 8b und dem zweiten hartgelöteten Teil 8c gebildet sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Sammelplatte
    2
    Kurzseitenteil
    3
    Längsseitenteile
    4
    Rohreinführungsloch
    5
    Endrohreinführungsloch
    5a
    Rohreinführungsloch
    6
    Blindrohreinführungsloch
    7
    vertikale zentrale Achse
    8
    Grat
    8a
    hartgelöteter Endteil
    8b
    erster hartgelöteter Teil
    8c
    zweiter hartgelöteter Teil
    9
    Verbindungsfläche
    10
    Unterseite
    11
    Nut
    12
    Zwischenrohrdichtungsfläche
    13
    Klauenteil
    14
    erhabener Teil
    15
    Gratunterseite
    21
    Tankkörper
    22
    Trennwandteil
    23
    erster Tankteil
    24
    zweiter Tankteil
    25
    kleiner Flansch
    31
    Dichtungsring
    32
    Flachrohr
    32a
    Trennwand
    33
    Wellrippe
    34
    erster Kern
    35
    zweiter Kern
    R1, R2, R3, R4
    Krümmungsradius des Grats
    H1, H2, H3
    Höhe von Gratunterseite 15 bis Verbindungslinie
  • 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 2002115991 A [0008]

Claims (5)

  1. Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers, wobei die Sammelplattenstruktur Folgendes umfasst: eine Sammelplatte (1), die lang ist und mit vielen Rohreinführungslöchern (4) in einer Unterseite (20) gebildet ist, wobei jedes der Rohreinführungslöcher (4) flach ist und ein Paar Kurzseitenteile (2), die einander zugekehrt sind, und ein Paar Längsseitenteile (3), die die Kurzseitenteile (2) verbinden, aufweist; einen Tankkörper (21), der an der Sammelplatte (1) mit einem zwischen der Sammelplatte (1) und dem Tankkörper (21) angeordneten Dichtungsring (31) gecrimpt und fixiert ist; und ein Flachrohr (32), das ein in die Sammelplatte (1) eingeführtes Ende aufweist, wobei das Flachrohr (32), das einen Kern mit einem Einführungsteil bildet, hartgelötet ist, wobei die Sammelplattenstruktur eine Konfiguration aufweist, bei der sich die Kurzseitenteile (2) der vielen Rohreinführungslöcher (4) in einer Breitenrichtung der Sammelplatte (1) befinden, die vielen Rohreinführungslöcher (4) in einer Längsrichtung der Sammelplatte (1) voneinander beabstandet sind, der Tankkörper (21) ein Paar Trennwandteile 22 beinhaltet, die den Tankkörper (21) in Längsrichtung in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilen, das Rohreinführungsloch (4), das sich zwischen den Trennwandteilen (22) unter den Rohreinführungslöchern (4) befindet, als Blindrohreinführungsloch (6) dient, und der Kern an einer Position des Blindrohreinführungslochs (6) unterteilt ist, wobei ein Grat (8) an einem Rand jedes der Rohreinführungslöcher (4, 6) gebildet ist, das Flachrohr (32) in jedes der Einführungslöcher (4, 6) eingeführt ist, das Flachrohr (32) mit einer Innenfläche eines oberen Teils des Grats (8) jedes der Rohreinführungslöcher (4, 6) verbunden ist, mindestens eines der Rohreinführungslöcher (4) ein Rohreinführungsloch (5a) beinhaltet, das einen hartgelöteten Endteil (8a) an beiden Enden der Längsseitenteile (3) und einen ersten hartgelöteten Teil (8b) neben dem hartgelöteten Endteil (8a) aufweist, jedes der hartgelöteten Teile (8a, (8b) eine hartgelötete Verbindungslinie mit dem Flachrohr (32) bildet, und bei Betrachtung einer Höhe (H) von einer Gratunterseite (15) in einem Umfangsbereich des Rohreinführungslochs (4) bis zu einer Position jedes der hartgelöteten Teile (8a, 8b) eine Höhe (H1) bis zu dem ersten hartgelöteten Teil (8b) geringer als eine Höhe (H2) bis zu dem hartgelöteten Endteil (8a) ist.
  2. Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach Anspruch 1, wobei das Rohreinführungsloch (5a) einen zweiten hartgelöteten Teil (8c) aufweist, der sich auf einer Seite näher an einer Mitte neben dem ersten hartgelöteten Teil (8b) befindet, jeder der hartgelöteten Teile (8a, 8b, 8c) eine hartgelötete Verbindungslinie bildet, und bei Betrachtung der Höhe (H) von der Gratunterseite (15) in einem Umfangsbereich des Rohreinführungslochs (5a) bis zu einer Position jedes der hartgelöteten Teile (8a, 8b, 8c) jede Höhe (H1) bis zu dem ersten hartgelöteten Teil (8b) geringer als eine Höhe (H3) bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil (8c) ist.
  3. Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach Anspruch 2, wobei die Höhe (H2) bis zu dem hartgelöteten Endteil (8a) und die Höhe (H3) bis zu dem zweiten hartgelöteten Teil (8c) gleich sind.
  4. Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Höhe (H2) bis zu dem hartgelöteten Endteil (8a) 1,1 oder mehr der Höhe (H1) bis zu dem ersten hartgelöteten Teil (8b) beträgt.
  5. Sammelplattenstruktur eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rohreinführungslöcher (4), die sich neben dem Blindrohreinführungsloch (6) auf jeder Seite des Blindrohreinführungslochs (6) befinden, als Endrohreinführungslöcher (5) gebildet sind, und mindestens eines der Endrohreinführungslöcher (5) als das Rohreinführungsloch (5a) dient.
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