DE60102847T2 - Wärmetauscher - Google Patents

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DE60102847T2 DE2001602847 DE60102847T DE60102847T2 DE 60102847 T2 DE60102847 T2 DE 60102847T2 DE 2001602847 DE2001602847 DE 2001602847 DE 60102847 T DE60102847 T DE 60102847T DE 60102847 T2 DE60102847 T2 DE 60102847T2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0391Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits a single plate being bent to form one or more conduits

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus JP-A-06 185 885 bekannt.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher, welcher wirksam auf ein großes Fahrzeug wie einen Lastwagen oder einen Omnibus anwendbar ist, welches einen hohen Wärmefreisetzungsbedarf aufweist.
  • 2. Beschreibung des verwandten Bereichs der Technik
  • Wie wohlbekannt ist, weist der Radiator einen Aufbau auf, welcher eine Mehrzahl von flachen Rohren, in welchen das Kühlwasser strömt, einen Sammlertank, der an jeden der Längsenden des Rohrs angeordnet ist, und Kühlrippen enthält. Das Kühlwasser, welches in den Rohren strömt, und die Kühlluft tauschen über die Rohre Wärme aus. Die Wärmetauschleistung des Radiators wird im wesentlichen durch die folgenden Parameter bestimmt.
    • 1. Der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen dem Kühlwasser und den Rohren (nachfolgend als der erste Wärmeübertragungskoeffizient bezeichnet);
    • 2. Die Kontaktfläche zwischen dem Kühlwasser und den Rohren (nachfolgend als die erste Abstrahlfläche bezeichnet);
    • 3. Der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen dem Rohr und den Kühlrippen einerseits und der Luft andererseits (nachfolgend als der zweite Wärmeübertragungskoeffizient bezeichnet);
    • 4. Die Kontaktfläche zwischen den Rohren und den Kühlrippen einerseits und der Luft andererseits (nachfolgend als die zweite Abstrahlfläche bezeichnet);
    • 5. Die Wärmeleitfähigkeit der Rohre und der Kühlrippen.
  • Der Motor eines großen Fahrzeugs weist einen hohen Heizwert auf, und erfordert deshalb einen Radiator mit hoher Abstrahlleistung. Dieses Erfordernis wird im allgemeinen getroffen, indem die Größe des Radiators erhöht wird, und dadurch die ersten und zweiten Abstrahlflächen erhöht werden, wie aus den vorstehend beschriebenen Parametern offensichtlich ist. Bei einem Kraftfahrzeug-Radiator erschwert es der begrenzte Ausstattungsraum im allgemeinen, die Abstrahlflächen zu erhöhen, indem die Anzahl der Rohre und der Kühlrippen erhöht wird. In vielen Fällen werden deshalb die ersten und zweiten Abstrahlflächen durch Vergrößern des langen Durchmessers der Rohre erhöht.
  • In dem Fall, in welchem die Querschnittsfläche des Rohrs durch Vergrößern des langen Durchmessers desselben erhöht wird, sinkt jedoch die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, welches in dem Rohr strömt. Die resultierende gesenkte Reynolds-Zahl bewirkt eine laminare Strömung des Kühlwassers in dem Rohr, welche ihrerseits den ersten Wärmeübertragungskoeffizienten reduziert, wodurch die Wärmetauschleistung des Radiators gesenkt wird.
  • Dieses Problem kann durch einen Radiator-Aufbau gelöst werden, in welchem eine Mehrzahl von Rohren mit einer kleinen Querschnittsfläche entlang des langen Durchmessers desselben angeordnet sind, um eine turbulente Strömung des Kühlwassers in den Rohren sicherzustellen. Eine erhöhte Anzahl von Rohren erhöht jedoch die Anzahl von erforderlichen Teilen und deshalb die Herstellungskosten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Blick auf die vorstehend genannten Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der keine erhöhten Herstellungskosten hat und für große Fahrzeuge geeignet ist.
  • Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, ist ein Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Mit diesem Aufbau kann die wesentliche Querschnittsfläche des Strömungspfads, welche eine starke Wirkung auf die Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren (110) hat, reduziert werden, ohne die Gesamtzahl der Rohre (110) zu erhöhen. Selbst in dem Fall, in welchem die Abstrahlfläche durch Erhöhung der Größe der Rohre (110) entlang des langen Durchmessers derselben erhöht ist, kann deshalb eine turbulente Kühlmittelströmung in Zusammenarbeit mit der Umwälzfunktion der Vorsprünge (112) hergestellt werden.
  • Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen dem Kühlmittel und den Rohren (110) sinkt. Deshalb kann die Abstrahlleistung des Wärmetauschers (100) erhöht werden, während die Erhöhung der Anzahl der Teile und der Herstellungskosten des Wärmetauschers verhindert wird, und ein für große Fahrzeuge geeigneter Wärmetauscher kann hergestellt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem erwünschterweise der Quotient des kurzen Durchmessers (H) zu dem langen Durchmesser (L) der Rohre (110) von nicht weniger als 0,05 aber nicht mehr als 0,09 ist, der Quotient des Abstands (d1) zwischen der Unterteilungswand (111) und den Vorsprüngen (112) zu dem langen Durchmesser (L) der Rohre (110) von nicht weniger als 0,2 aber nicht mehr als 0,25 ist, der Quotient der Größe (A) des Abschnitts der Vorsprünge (112) parallel zu dem lan gen Durchmesser (L) der Rohre (110) zu dem langen Durchmesser (L) der Rohre (110) von nicht weniger als 0,07 aber nicht mehr als 0,12 ist, der Quotient des Abstands (d2) zwischen den Vorsprüngen (112) zu dem langen Durchmesser (L) der Rohre (110) von nicht weniger als 0,2 aber nicht mehr als 0,23 ist, und der Quotient der Erstreckung (h) der Vorsprünge (112) zu dem kurzen Durchmesser (H) der Rohre (110) von nicht weniger als 0,18 aber nicht mehr als 0,2 ist.
  • Im übrigen stellen die Bezugsziffern, welche in Klammern nach den vorstehend beschriebenen Mitteln angegeben sind, ein Beispiel der Entsprechung mit den spezifischen Mitteln dar, welche später unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung kann vollständiger aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, welche nachfolgend zusammen mit den begleitenden Zeichnungen ausgeführt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Radiators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine Querschnittsansicht eines Rohrs, welches für den Radiator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
  • 3 ein Diagramm zum Erläutern der Schritte (a) bis (g) des Verfahrens zur Herstellung des Rohrs, welches für den Radiator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
  • 4 ein Modelldiagramm, welches den Zustand einer Temperaturgrenzschicht und einer Geschwindigkeitsgrenzschicht darstellt, welche für den Radiator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
  • 5 einen Graph, welcher das Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers und dem Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kühlwasser und dem Rohr 110 zeigt;
  • 6A bis 6D Graphen, welche das Verhältnis zwischen der Wärmefreisetzung und den Spezifikationen der Rohre zeigt, welche für den Radiator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;
  • 7 einen Graph, welcher das Verhältnis zwischen der Wärmefreisetzung der Rohre, welche für den Radiator verwendet werden, und der Strömungsgeschwindigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 8 eine Querschnittsansicht des Rohrs, welches für den Radiator gemäß einer Modifikation der Erfindung verwendet wird;
  • 9 ein Diagramm zur Erläuterung der Schritte (a) bis (e) des Verfahrens zur Herstellung des Rohrs, welches für den Radiator gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
  • 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Schritte (a) bis (d) des Verfahrens zur Herstellung des Rohrs, welches für den Radiator gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
  • BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Wärmetauscher gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird für den Radiator eines großen Fahrzeugs verwendet. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Radiators 100 gemäß dieser Ausführungsform. Das große Fahrzeug wird als ein Lastwagen oder ein Omnibus definiert, welcher einen großen Motor von nicht weniger als 7000 cm3 im Hubraum oder nicht weniger als 200 tausend W im Heizwert aufweist.
  • In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 110 eine Mehrzahl von Rohren, in welchen das Kühlwasser strömt. Eine gewellte Kühlrippe (nachfolgend einfach als die Rippe bezeichnet) 120 zum Erhöhen der Abstrahlfläche durch Berühren der äußeren Oberfläche jedes Rohrs 110 ist zwischen den Rohren 110 angeordnet. Sowohl die Rohre 110 als auch die Rippen 120 sind aus Aluminium hergestellt und miteinander durch Löten integriert, wodurch ein Wärmetauschkern zum Austausch von Wärme zwischen dem Kühlwasser und der Luft gebildet wird.
  • Ein erster Sammlertank 130 zur Zufuhr durch Verteilung des Kühlwassers an die Rohre 110 ist an einem Längsende (dem oberen Ende in dieser Ausführungsform) der oberen Rohre 110 angeordnet, und ein zweiter Sammlertank 140 zur Rückgewinnung des Kühlwassers, welches aus den Rohren 110 ausströmt, ist an dem anderen Längsende (dem unteren Ende in dieser Ausführungsform) der Rohre 110 angeordnet.
  • 2 zeigt einen Abschnitt (den Abschnitt bei rechten Winkeln zu der Länge des Rohrs 110) des Rohrs 110. Dieses Rohr 110 ist durch Biegen eines Plattenmaterials ausgebildet, welches aus Aluminium hergestellt ist, welches mit einem Lötmaterial auf der Oberfläche desselben beschichtet ist. Das Lötmaterial ist hinsichtlich seinem Schmelzpunkt niedriger als Aluminium (das Kernelement) und entspricht gemäß dieser Ausführungsform dem Japanese Industrial Standards (JIS) A4045.
  • Das Rohr 110 weist einen flachen Querschnitt auf und Unterteilungswände 111a bis 111c, welche infolge Biegens eines Teils oder eines Endes des Plattenmaterials einwärts des Rohres 110 herausragen, sind bei dem im wesentlichen zentralen Abschnitt entlang des langen Durchmessers des Rohrs 110 ausgebildet. Diese Unterteilungswände 111a bis 111c sind aufeinander entlang des langen Durchmessers des Rohrs 110 übereinander gelegt und in eine einzelne Wand gelötet, wobei die zu dem kurzen Durchmesser des Rohrs 110 parallelen Oberflächen in Kontakt miteinander gehalten werden.
  • Deshalb ist der Raum 110a in dem Rohr 110 in zwei Räume 110b, 110c entlang der Länge des Rohrs 110 durch die Unterteilungswände 111a bis 111c (welche insgesamt die Unterteilungswand 111 genannt wird) unterteilt.
  • Die innere Wand des Rohrs 110 ist mit einer Mehrzahl von innenseitigen Herausragungen (Eindrücken) 112 über die gesamte Fläche entlang der Länge des Rohrs 110 ausgebildet. Gemäß dieser Ausführungsform sind, wie später beschrieben wird, die Eindrücke 112 durch Pressbearbeitung (plastische Bearbeitung) ausgebildet. Die Abschnitte der äußeren Wand der Rohre 110, welche mit den Eindrücken 112a ausgebildet sind, sind deshalb mit Ausnehmungen 112a ausgebildet, welche nach innen auf das Rohr 110 gedrückt sind.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des Rohrs 110 kurz beschrieben.
  • 3 ist ein Diagramm zur kurzen Erläuterung der Schritte des Verfahrens zur Herstellung des Rohrs 110. Das Herstellungsverfahren enthält einen Zuschneideschritt, welcher in 3(a) gezeigt ist, einen U-Biegungsschritt, welcher in 3(b) gezeigt ist, einen Biegeschritt, der in 3(c) gezeigt ist, einen Eindrück-Formungsschritt, der in 3(d) gezeigt ist, einen U-Formungsschritt, der in 3(e) gezeigt ist, einen Biegeschritt, der in 3(f) gezeigt ist, und den abschließenden Schritt, der in 3(g) gezeigt ist, wobei die Schritte in der vorstehenden Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Insbesondere wird der Abschnitt, welcher der Ausdehnungsdimension des Rohrs 110 entspricht, aus einem Plattenmaterial (siehe 3(a)) ausgeschnitten, und ein Abschnitt, welcher der Unterteilungswand 111b entspricht, wird durch U-Biegen ausgebildet. Dann werden die Abschnitte, welche den Unterteilungswänden 111a, 111c entsprechen, durch Biegen ausgebildet (siehe 3(c)), nach dem die Eindrücke 112 durch Pressen ausgebildet werden (siehe 3(d)). Das entstehende Plattenmaterial ist wie in den 3(e), 3(f) und 3(g) gezeigt, und in dieser Reihenfolge gebogen, wodurch die Räume 110b, 110c ausgebildet werden.
  • Nachfolgend werden die Merkmale dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird der Raum 110a in einem Rohr 110 in eine Mehrzahl von (zwei in dieser Ausführungsform) Räumen durch die Unterteilungswände 111 unterteilt. Deshalb kann der wesentliche Querschnittsbereich des Strömungspfads, welcher eine große Wirkung auf die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Rohr 110 aufweist, erhöht werden, ohne die Gesamtzahl der Rohre 110 zu erhöhen.
  • Somit kann, selbst in dem Fall, in welchem die Abstrahlfläche durch Erhöhen des langen Durchmessers der Rohre 110 vergrößert wird, eine turbulente Strömung des Kühlwassers in Zusammenarbeit mit der Umwälzfunktion der Eindrücke 112 erzeugt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Senkung des Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kühlwasser und den Rohren 110 zu verhindern.
  • Des weiteren kann die Abstrahlleistung des Radiators 110 erhöht werden, während gleichzeitig die Erhöhung der Anzahl der Teile und der Herstellungskosten des Radiators 100 vermieden wird, und deshalb kann ein Radiator hergestellt werden, der für große Fahrzeuge geeignet ist.
  • In dem Rohr 110 sind, wie in 4 gezeigt ist, eine Temperaturgrenzschicht und eine Geschwindigkeitsgrenzschicht erzeugt, welche von dem Ende der Unterteilungswand 111 entlang der Länge des Rohrs 110 und jeder der Eindrücke 112 stammen. In der Nachbarschaft der Unterteilungswand 111 treffen jedoch die zwei Arten von Grenzschichten, die Temperaturgrenzschicht und die Geschwindigkeitsgrenzschicht (welche nachfolgend als die erste Grenzschicht bezeichnet wird), die durch die Unterteilungswand 111 erzeugt wird, und die zwei Arten von Grenzschichten (welche nachfolgend als die zweite Grenzschicht bezeichnet wird), die durch die Eindrücke 112 erzeugt wird, aufeinander. Deshalb kann verhindert werden, dass die Dicke der ersten und zweiten Grenzschichten ansteigen (wachsen).
  • Als ein Ergebnis kann die Kühlwasserströmung sicher umgewälzt werden und deshalb kann der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen dem Kühlwasser und den Rohren 110 für eine höhere Abstrahlleistung erhöht werden.
  • Im übrigen bezeichnet in 5 die durchgezogene Linie den Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kühlwasser in dem Rohr 110 und dem Rohr 110, die strichlierte Linie bezeichnet den Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kühlwasser in dem Rohr 110, von welchem angenommen wird, dass die Unterteilungswand 111 fehlt, und dem speziellen Rohr 110, und die strichpunktierte Linie bezeichnet den Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kühlwasser, von welchem angenommen wird, dass die Unterteilungswand 111 fehlt, und den Eindrücken 112 und dem speziellen Rohr 110. Wie aus 5 ersichtlich, steigt mit dem Rohr 110 gemäß dieser Ausführungsform der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen dem Kühlwasser und dem Rohr 110 für eine verbesserte Abstrahlungsleistung. In 5 bezeichnen die Buchstaben Rew die Reynolds-Zahl für das Wasser, Nuw die Nusselt-Zahl für das Wasser, und Prw die Prandtl-Zahl für das Wasser.
  • Die Graphen von 6A bis 6D zeigen das Verhältnis zwischen der Abstrahlleistung und dem Quotient des Abstands d1 zwischen der Unterteilungswand 111 und einem gegebenen Eindruck 112 zu dem langen Durchmesser L des Rohrs 110 (wobei der Quotient nachfolgend als eine Eindrückposition d1/L bezeichnet wird), dem Quotient der Größe A des Abschnitts eines Eindrucks 112 parallel zu dem langen Durchmesser des Rohrs 110 zu dem langen Durchmesser L des Rohrs 110 (wobei der Quotient nachfolgend als eine Eindrücklänge A/L bezeichnet wird), dem Quotient des Abstands d2 zwischen einer Mehrzahl von Ein drücken 112 zu dem langen Durchmesser L des Rohrs 110 (wobei der Quotient nachfolgend als ein Eindrückabstand d2/L bezeichnet wird), und dem Quotient der Größe h des Vorsprungs des Eindrucks 112 zu dem kurzen Durchmesser H des Rohrs 110 (wobei der Quotient nachfolgend als die Eindrückhöhe h/H bezeichnet wird). Die Wärmefreisetzung wird als der Quotient davon zu der Wärmefreisetzung eines einfachen flachen glatten Rohrs ausgedrückt, welches frei von den Eindrücken 112 und der Unterteilungswand 111 ist.
  • Diese Graphen zeigen erkennbar, dass in dem Fall, in welchem die Dicke t des Rohrs 110 von nicht weniger als 0,1 mm aber nicht mehr als 0,5 mm ist, und der Quotient des kurzen Durchmessers H zu dem langen Durchmesser L des Rohrs 110 (wobei die Quotient nachfolgend als die Flachheit H/L bezeichnet wird) von nicht weniger als 0,35 aber nicht mehr als 0,1 ist, es wünschenswert ist, die Eindrückposition d1/L von nicht weniger als 0,15 aber nicht mehr als 0,3, die Eindrücklänge A/L von nicht weniger als 0,05 aber nicht mehr als 0,15, den Eindrückabstand d2/L von nicht weniger als 0,15 aber nicht mehr als 0,25, und die Eindrückhöhe h/H von nicht weniger als 0,15 aber nicht mehr als 0,25 sicherzustellen.
  • Des weiteren ist es in dem Fall, in welchem die Flachheit H/L nicht weniger als 0,05 aber nicht mehr als 0,09 ist, wünschenswert, die Eindrückposition d1/L von nicht weniger als 0,2 aber nicht mehr als 0,25, die Eindrücklänge A/L von nicht weniger als 0,07 aber nicht mehr als 0,12, den Eindrückabstand d2/L von nicht weniger als 0,2 aber nicht mehr als 0,23, und die Eindrückhöhe h/H von nicht weniger als 0,18 aber nicht mehr als 0,2 sicherzustellen.
  • Im übrigen sind, wie in 2 gezeigt ist, der lange Durchmesser L und der kurze Durchmesser H in Ausdrücken der äußeren Durchmesser der Rohre 110 gemessen, der Abstand d1 ist die Länge von der inneren Wandoberfläche der Unterteilungswand 111 zu der Mitte des Eindrucks 112, und der Abstand d2 zwischen einer Mehrzahl der Eindrücke 112 ist als ein Mittenabstand zwischen den Eindrücken 112 gemessen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird die Strömungsgeschwindigkeit durch die Unterteilungswand 111 erhöht und eine turbulente Strömung des Kühlwassers wird in dem Rohr 110 in Zusammenarbeit mit der Umwälzfunktion der Eindrücke 112 erhalten. In dem Fall, in welchem die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, welches in dem Rohr 110 strömt, übermäßig klein ist, ist es jedoch schwierig, eine turbulente Strömung des Kühlwassers selbst in dieser Ausführungsform zu erhalten.
  • In dem Fall, in welchem die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, welches in das Rohr 110 strömt, übermäßig hoch ist, steigt andererseits der Druckverlust des Rohrs 110 übermäßig, so dass die Abstrahlleistung zum Sinken neigt.
  • Als ein Ergebnis der Untersuchung dieses Problems sind die Erfinder zu der Folgerung gelangt, dass, wie in 7 gezeigt ist, der Wärmetauscher wünschenswerterweise in einem Zustand verwendet wird, in welchem die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers ungefähr nicht kleiner als 1,5 m/sec aber höher als 6 m/sec ist. Im übrigen ist die Wärmefreigabe als der Quotient davon zu dem eines einfachen flachen glatten Rohrs unter Abwesenheit der Eindrücke 112 und der Unterteilungswand 111 ausgedrückt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform mit der Unterteilungswand 111 ist der innere lange Durchmesser des Rohrs 110 wesentlich reduziert, und deshalb wird verhindert, dass das Rohr 110 in der Richtung entlang des kurzen Durchmessers desselben deformiert wird. Somit sind die Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit und die Spannung der Rippen 120, welche sonst durch die expansive Deformation des Rohrs 110 entlang des kurzen Durchmessers desselben bewirkt werden kann, gelindert. Deshalb kann die Haltbarkeit (Zuverlässigkeit) des Radiators 100 verbessert werden, während gleichzeitig verhindert wird, dass die Abstrahlleistung verschlechtert wird.
  • Ebenso kann, mit Blick auf die Tatsache, dass die Unterteilungswand 111 integral aus einem einzelnen Plattenmaterial ausgebildet ist, die Erhöhung der Herstellungskosten des Rohrs 110 verhindert werden.
  • Andere Ausführungsformen
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Innere des Rohrs 110 in die zwei Räume 110b, 110c mit dem gleichen Volumen (L1 = L2) unterteilt. Alternativ können die Volumina der zwei Räume 110b, 110c unterschiedlich zueinander sein.
  • Des weiteren kann, anders als in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, das Innere des Rohrs 110 in drei oder mehr Räume anstelle der zwei Räume 110b, 110c unterteilt sein.
  • Des weiteren ist die Form der Unterteilungswand 111 nicht auf die in 2 gezeigte beschränkt, sondern kann, wie in 8 gezeigt ist, beispielsweise die Unterteilungswand 111b weggelassen werden, so dass die Unterteilungswand 111 nur die Unterteilungswände 111a, 111c enthält.
  • Die 9 und 10 zeigen die Schritte des Verfahrens zur Herstellung des Rohrs 110 gemäß einer anderen Ausführungsform. In diesem Fall ist die Unterteilungswand 111 zum Unterteilen des Rohrs 110 in eine Mehrzahl von Räumen 110b aus einem Nutabschnitt 111d, welcher auf einer Seite eines Plattenmaterials ausgebildet ist, und einem Einsetzabschnitt 111e, welcher auf der anderen Seite desselben ausgebildet ist, gebildet. Speziell ist, wie in 9(b) gezeigt ist, ein ansteigender Abschnitt 111f auf dem Plattenmaterial durch eine Walze ausgebildet (Vorsprungs-Ausbildungsverfahren). Dann werden, wie in 9(c), 9(d) und 9(e) gezeigt in dieser Reihenfolge eine Seite und die andere Seite des Plattenmaterials gebogen, wodurch der Nutabschnitt 111d und der Einsetzabschnitt 111e ausgebildet werden (End-Ausbildungsverfahren). In dem Schritt von 9(e) werden gleichzeitig Vorsprünge (Eindrücke) 112 ausgebildet.
  • Anschließend wird das Plattenmaterial, wie in den 10(a), 10(b), 10(c) und 10(d) gezeigt ist in dieser Reihenfolge gebogen (gekrümmt), so dass der Einsetzabschnitt 111e zusammengebaut wird, indem er in den Nutabschnitt 111d eingesetzt wird (Einsetz-Ausbildungsverfahren).
  • Hierdurch wird das Rohr 110 mit der Unterteilungswand 111 ausgebildet.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt, in welchen die Eindrücke 112 in gestaffelter Anordnung auf den zwei gegenüberliegenden Seiten der inneren Wand entlang der Richtung des kurzen Durchmessers des Rohrs 110 ausgebildet sind. Alternativ können die Eindrücke 112 nur auf einer Seite der inneren Wand des Rohrs 110 ausgebildet werden.

Claims (2)

  1. Wärmetauscher zum Kühlen des Kühlmittels eines flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge durch Austausch von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Luft, umfassend: eine Mehrzahl von Rohren (110) mit einem flachen Abschnitt, in welchen das Kühlmittel strömt; eine Mehrzahl von Kühlrippen (120), die zwischen den Rohren (110) zur Erhöhung der Abstrahlungsfläche durch Kontaktieren der äußeren Oberfläche der Rohre (110) angeordnet sind; einen ersten Sammeltank (130), der an einem Längsende der Rohre (110) zur Zufuhr durch Verteilen des Kühlmittels zu den Rohren (110) angeordnet ist; und einen zweiten Sammeltank (140), der an dem anderen Längsende der Rohre (110) zur Rückgewinnung durch Sammeln des aus den Rohren (110) strömenden Kühlmittels angeordnet ist; wobei die Rohre (110) alle in sich eine Trennwand (111) zum Trennen des inneren Raumes (110a) des Rohres (110) in eine Mehrzahl von Räumen (110b, 110c) entlang der Länge des Rohres (110) aufweisen, und die innere Wand der Rohre (110) mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen (112) im Inneren des Rohres (110) ausgebildet ist, und dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des kürzeren Durchmessers (H) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,035, aber nicht größer als 0,1 ist, das Verhältnis des Abstandes (d1) von der Trennwand (111) zu einem gegebenen Vorsprung (112) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,15, aber nicht größer als 0,3 ist, das Verhältnis der Größe (A) des Abschnitts des Vorsprungs (112) parallel zu den Rohren (110) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,05, aber nicht größer als 0,15 ist, das Verhältnis des Abstandes (d2) zwischen den Vorsprüngen (112) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,15, aber nicht größer als 0,25 ist, und das Verhältnis der Größe (h) des Abschnittes des Vorsprungs parallel zu dem kurzen Durchmesser des Rohres (110) zu dem kurzen Durchmesser (H) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,15, aber nicht größer als 0,25 ist.
  2. Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis des kurzen Durchmessers (H) zu dem langen Durchmesser (L) jedes der Rohre (110) nicht kleiner als 0,05, aber nicht größer als 0,09 ist, das Verhältnis des Abstandes (d1) zwischen der Trennwand (111) und einem gegebenen der Vorsprünge (112) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,2, aber nicht größer als 0,25 ist, das Verhältnis der Größe (A) des Abschnitts des Vorsprungs (112) parallel zu dem langen Durchmesser der Rohre (110) zu dem langen Durchmesser (L) der Rohre (110) nicht kleiner als 0,07, aber nicht größer als 0,12 ist, das Verhältnis des Abstandes (d2) zwischen den Vorsprüngen (112) zu dem langen Durchmesser (L) des Rohres (110) nicht kleiner als 0,2, aber nicht größer als 0,23 ist, und das Verhältnis der Größe (h) des Abschnittes des Vorsprungs parallel zu dem kurzen Durchmesser des Rohres (110) zu dem kurzen Durchmesser (H) der Rohre (110) nicht kleiner als 0,18, aber nicht größer als 0,2 ist.
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