DE69720909T2

DE69720909T2 - Wärmetauscher und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69720909T2
Application number: DE69720909T
Authority: DE
Inventors: Akira Kariya-shi Uchikawa; Yasutoshi Kariya-shi Yamanaka; Takaaki Kariya-shi Sakane
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: DE69720909D1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers.
2. Beschreibung des Standes der Technik:
Ein Ölkühler mit einem äußeren zylindrischen Rohr und einem inneren zylindrischen Rohr ist, wie in JP-U-58-52 462 dargestellt ist, derart gestaltet, dass ein Kanal, durch den hindurch Öl strömt, zwischen dem äußeren zylindrischen Rohr und dem inneren zylindrischen Rohr gebildet ist und eine innere Rippe in dem Kanal angeordnet ist. Im Allgemeinen machen die beiden Rohre von nahtlosen Rohren, die keine Naht (Verbindungsfläche) aufweisen, die im Wege des Ziehens oder Extrudierens hergestellt sind, in Hinblick auf die mechanische Festigkeit, die Herstellungskosten und dergleichen Gebrauch.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Wärmeaustauschs (des Kühlens) ist es notwendig, dass die innere Rippe mit beiden Rohren in gesicherter Weise eng in Berührung steht. Daher wird im Allgemeinen, nachdem die innere Rippe in den Kanal (Spalt) eingesetzt worden ist, das innere zylindrische Rohr vergrößert (diese Arbeit wird nachfolgend bezeichnet als "Rohrvergrößerungsarbeit"), indem ein Druck vom Inneren des inneren zylindrischen Rohrs aus vor dem Verlöten aufgebracht wird, sodass die innere Rippe mit beiden Rohren in gesicherter Weise eng in Berührung steht.
Jedoch macht die Rohrvergrößerungsarbeit eine besondere Spannvorrichtung erforderlich. Zusätzlich ist es schwierig, das innere zylindrische Rohr gleichmäßig zu vergrößern; und daher wird die Herabsetzung der Herstellungskosten für den Ölkühler gestört.
Weiter ist es tatsächlich schwierig, zu überprüfen, ob die innere Rippe in gesicherter Weise mit beiden Rohren eng in Berührung steht oder nicht, nachdem die Rohrvergrößerungsarbeit abgeschlossen ist. Daher können, wenn die Rohrvergrößerungsarbeit nicht ordnungsgemäß ist, die innere Rippe und die beiden Rohren miteinander verlötet werden, wobei ein Spalt zwischen ihnen gebildet ist, und kann eine Beeinträchtigung des Wirkungsgrades des Wärmeaustauschs und der Haltbarkeit verursacht sein.
Weiter ist aus JP-A-03-071 942 ein Wärmetauscher gemäß Definition im Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Dieser Wärmetauscher ist aus einem äußeren zylindrischen Rohr (ersten Rohr), einem inneren zylindrischen Rohr (zweiten Rohr) und einer inneren Rippe gebildet, die in einem Kanal angeordnet ist, der zwischen dem inneren und dem äußeren zylindrischen Rohr ausgebildet ist. Das äußere Rohr ist mit einem Verbindungsbereich, der sich in dessen Längsrichtung erstreckt, zur gegenseitigen Verbindung von der seitlichen Randteile des äußeren Rohrmaterials ausgestattet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf das vorstehend angegebene Problem geschaffen worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Rohrvergrößerungsarbeit zu überwinden und die innere Rippe und die beiden Rohre in gesicherter Weise eng zur Berührung zu bringen, wobei die Haltbarkeit der Rohrausbildung verbessert ist.
Erfindungsgemäß sind das erste und das zweite Rohr in einer flachen Gestalt ausgebildet, wobei die beiden Rohre parallele breitere Seiten und schmalere Seiten aufweisen; der Verbindungsbereich des ersten Rohrs ist an einer Seite der schmaleren Seiten angeordnet, die am ersten Rohr ausgebildet sind; und die breitere Seite des ersten und des zweiten Rohrs bilden einen zweiten Verbindungsbereich, der teilweise und direkt mit dem anderen verbunden ist.
Auf diese Weise sind, wenn das Plattenmaterial des ersten Rohrs verbunden ist, das erste und das zweite Rohr in gesicherter Weise mit der inneren Rippe ohne Vergrößerung des zweiten Rohrs eng verbunden. Daher kann, weil es nicht notwendig ist, das zweite Rohr zu vergrößern, eine Beeinträchtigung des Wirkungsgrades des Wärmeaustauschs und der Haltbarkeit infolge einer nicht ordnungsgemäßen Arbeit bei der Vergrößerung des zweiten Rohrs verhindert werden mit der Folge, dass die Herstellungskosten für den Wärmetauscher herabgesetzt werden können. Weiter ist es durch die Ausbildung des ersten und des zweiten Rohrs in flacher Gestalt und durch die Schaffung eines zweiten Verbindungsbereichs an einer breiteren Seite des ersten und der zweiten Rohrs möglich, die Haltbarkeit der beiden Rohre wirksam zu verbessern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leichter aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen derselben bei gemeinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
1A eine perspektivische Ansicht eines Ölkühlers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in einem Behälter eines Wasserkühlers angeordnet ist, und 1B eine perspektivische Ansicht des Ölkühlers gemäß der ersten Ausführungsform;
2 einen Schnitt in Querrichtung durch den Ölkühler gemäß der ersten Ausführungsform;
3 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Ölkühlers gemäß der ersten Ausführungsform;
4 eine Erläuterungszwecken dienende Ansicht eines Herstellungsverfahrens für den Ölkühler gemäß der ersten Ausführungsform;
5 einen Schnitt durch eine Modifikation der vorliegenden Erfindung;
6A einen Schnitt in Längsrichtung durch einen Ölkühler gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 6B einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6A;
7 einen Schnitt entlang der Linie VIA-VIA in 6A
8A und 8B Erläuterungszwecken dienende Ansichten eines in einem Kanal ausgebildeten Ausbreitungsraums;
9A und 9B eine Modifikation eines vorstehenden Bereichs;
10A und 10B eine weitere Modifikation eines vorstehenden Bereichs;
11A und 11B auseinander gezogene perspektivische Ansichten eines Ölkühlers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine Erläuterungszwecken dienende Ansicht eines Lochbereichs eines ersten Rohrs und eines Gratbereichs eines zweiten Rohrs gemäß einer dritten Ausführungsform;
13 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ölkühlers mit einem runden Rohr.
Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform findet ein Wärmetauscher gemäß dar vorliegenden Erfindung bei einem Ölkühler zum Kühlen von Motoröl, das in einem Motor (nicht dargestellt) für die Schmierung sorgt, von Hydrauliköl (ATF) für ein Automatikgetriebe, oder dergleichen (nachfolgend einfach bezeichnet als "Öl"), Anwendung. Gemäß Darstellung in 1A ist der Ölkühler 1 in einem Behälter 101 eines Kühlers 100 zur Kühlung von Motorkühlwasser derart angeordnet, dass seine Längsrichtung mit der Längsrichtung des Behälters 101 zusammenfällt. 1B ist eine vergrößerte Ansicht des Ölkühlers 1.
2 zeigt einen Schnitt in einer Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung des Ölkühlers 1 der Ausführungsform (einen Schnitt in Querrichtung). In einem ersten Rohr (äußeren zylindrischen Rohr) 2, das in einer flachen Gestalt ausgebildet ist, ist ein zweites Rohr (inneres zylindrisches Rohr) 3 angeordnet, dessen Längsrichtung mit dem ersten Rohr zusammenfällt.
Das erste Rohr 2 ist aus einer ersten Platte 21 und einer zweiten Platte 22 gebildet, die je zu einer vorbestimmten Gestalt im Wege des Pressens von aus Aluminium hergestellten Plattenmaterialen gebildet sind. Ein Verbindungsbereich (erster Verbindungsbereich) 2a zur Verbindung der beiden Platten 21 und 22 erstreckt sich in Längsrichtung des ersten Rohrs 2. Das zweite Rohr 3 ist ein nahtloses Rohr ohne eine Naht (einen Verbindungsbereich), das im Wege des Ziehens oder Extrudierens hergestellt ist.
In der Querrichtung der zweiten Platte 22 sind an Endbereichen des Verbindungsbereichs 2a der zweiten Platte 22, wie in 3 dargestellt ist, verstemmte Vorsprünge (verstemmte Bereiche) 22a auf der linken und der rechten Seite des Zeichnungsblatts (von denen nur der rechts gelegene dargestellt ist) ausgebildet, die in Richtung zu der Platte 21 hin vorstehen. Die verstemmten Vorsprünge sind in Richtung zu der Platte 21 hin umgefaltet und plastisch deformiert, sodass beide Platten miteinander im Wege des Verstemmens befestigt sind.
Wie in 2 dargestellt ist, ist zwischen den beiden Rohren 2 und 3 ein Kanal 4 ausgebildet, durch den hindurch das Öl (Fluid) strömt. In dem Kanal 4 ist eine versetzte Rippe 5 in Berührung mit den beiden Rohren 2 und 3 angeordnet, um den Wärmeaustausch (die Kühlung) des Öls zu erleichtern.
Jede Wandfläche des ersten Rohrs 2 (der beiden Platten 21 und 22) und des zweiten Rohrs 3 ist mit einem Lötmaterial mit einem Schmelzpunkt niedriger als derjenige von Aluminium überzogen. Mittels des Lötmaterials sind die Verbindungsbereiche 2a der beiden Platten 21 und 22 und die beiden Rohre 2 und 3 und die innere Rippe 5 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Rohre 2 und 3 mit der dazwischen liegenden inneren Rippe verbunden. Wie in 2 dargestellt ist, sind die beiden Rohre 2 und 3 im Kanal 4 mittels eines konkaven Bereichs (zweiten Verbindungsbereichs) 2b direkt verbunden, der im ersten Rohr 2 ausgebildet ist. Eine Vielzahl von konkaven Bereichen (Vertiefungen) liegt hintereinander auf einer . Linie in der Längsrichtung des ersten Rohrs 2, wobei sie in Richtung zu dem zweiten Rohr 3 hin heruntergedrückt sind. Jeder untere Bereich 2b₁ der konkaven Bereiche 2b ist mit dem zweiten Rohr 3 verbunden. Die konkaven Bereichen 2b sind im Wege des Pressens einstückig mit den beiden Platten 21 und 22 ausgebildet.
Wie in 1B dargestellt ist, sind ein Einströmungsanschluss 6, durch den hindurch Öl vom Motor aus in den Kanal 4 eingeführt wird, und ein Ausströmungsanschluss 7 ausgebildet, durch den hindurch das gekühlte Öl ausströmt.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Ölkühlers gemäß der Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird eine innere Rippe 5 um die äußere Wand des zweiten Rohrs 3 herum angeordnet (erster Verfahrensschritt), und werden die unteren Bereiche 2b₁ der konkaven Bereiche 2b mit dem zweiten Rohr 3 im Wege des Punktschweißens verbunden.
Als Nächstes werden die beiden Platten 21 und 22 eng mit der inneren Rippe 5 derart in Berührung gebracht, dass das zweite Rohr 3 und die innere Rippe 5 in der vertikalen Richtung des Zeichnungsblatts sandwichartig angeordnet, und werden die verstemmten Vorsprünge 22a umgefaltet, sodass die beiden Platten 21 und 22 im Wege des Verstemmens befestigt werden (4B). Die beiden Platten 21 und 22, das zweite Rohr 3, und die innere Rippe 5 werden miteinander verlötet, wobei sie in einem Ofen erhitzt werden (zweiter Verfahrensschritt).
Bei dieser Ausführungsform werden die konkaven Bereiche 2b und das zweite Rohr 3 durch Verschweißung verbunden; jedoch werden die unteren Bereiche 2b, der konkaven Bereiche 2b teilweise mittels eines Stempels oder dergleichen in einem solchen Ausmaß gepresst, dass kein Reißen daran auftritt, sodass die konkaven Bereiche 2b und das zweite Rohr 3 leicht durch Verstemmen (Krimpen) befestigt werden können.
Als Nächstes werden Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Weil gemäß der Ausführungsform das erste Rohr 2 durch Verbinden der ersten Platte 21 und der zweiten Platte 22 gebildet wird, werden, wenn die beiden Platten 21 und 22 verbunden werden, die beiden Rohre 2 und 3 in gesicherter Weise eng mit der inneren Rippe 5 in Berührung gebracht. Daher ist es nicht notwendig, die Rohrvergrößerungsarbeit durchzuführen, nachdem die beiden Rohre 2 und 3 und die innere Rippe 5 vorübergehend zusammengebaut worden sind. Entsprechend ist es möglich, eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Wärmeaustauschs und der Haltbarkeit infolge einer nicht ordnungsgemäßen Rohrvergrößerungsarbeit zu verhindern. Weiter können die Ausbeute des Ölkühlers1 verbessert werden, und die Anzahl der Verfahrensschritte verringert werden mit der Folge, dass die Kosten für die Herstellung des Ölkühlers 2 gesenkt werden können.
Sogar dann, wenn eine fehlerhafte Verlötung infolge einer mangelhaften Berührung (infolge eines Spalts) zwischen den beiden Rohren 2 und 3 und der inneren Rippe 5 verursacht ist, weil die beiden Rohre 2 und 3 direkt durch die konkaven Bereiche 2b verbunden sind, ist es möglich, eine übermäßige Verschlechterung der Haltbarkeit des Ölkühlers 1 zu verhindern. Daher können die Zuverlässigkeit und die Haltbarkeit des Ölkühlers 1 verbessert werden.
Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Gestalt des Rohrs flach ist, eine Biegebeanspruchung durch den Druck im Kanal 4 zusätzlich zu der einfachen Zugbeanspruchung zur Einwirkung gebracht. Bei dieser Ausführungsform ist es, weil die beiden Rohre 2 und 3 im Wesentlichen am Zentrum der Breitenrichtung (Richtung des großen Durchmessers der flachen Gestalt) der beiden Rohre 2 und 3 verbunden sind, möglich, die Haltbarkeit der beiden Rohre 2 und 3 wirksam zu verbessern.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann, wenn die Anzahl der konkaven Bereiche 2b, d. h. die Anzahl der Verbindungsbereiche zur direkten Verbindung zwischen den beiden Rohren 2 und 3, verringert ist, die Haltbarkeit des Ölkühlers 1 verbessert werden.
Jedoch ist die Haltbarkeit nicht nur durch die Anzahl der konkaven Bereiche 2b bestimmt, sondern verändert sie sich mit der Dicke der beiden Rohre 2 und 3, mit der Größe W in Breitenrichtung des Rohrs (siehe 2) und dergleichen. Weiter nimmt, wenn die Anzahl der konkaven Bereiche 2b einfach erhöht wird, die Anzahl der Verfahrensschritte zur Verbindung des konkaven Bereiches 2b mit dem zweiten Rohr 3 mit der Folge zu, dass die Kosten der Herstellung des Ölkühlers ansteigen können. Daher ist es notwendig, die Anzahl der konkaven Bereiche 2b so zu bestimmen, dass sie mit der Haltbarkeit und den Herstellungskosten in Einklang steht.
Die Erfinder haben die Anzahl der konkaven Bereiche 2b unter Verendung einer durchschnittlichen Dicke des Rohrs des Ölkühlers für ein Fahrzeug geprüft. Als Folge sind sie zu der Schlussfolgerung gekommen, dass der Abstand (die Teilung) P zwischen den konkaven Bereichen 2b in bevorzugter Weise 70% bis 200% der Größe W in der Breitenrichtung beträgt. Bei dieser Ausführungsform , isst die Dicke jedes der beiden Rohre 2 und 3 0,6 mm, misst die Größe W in der Breitenrichtung 35 mm, und misst die Teilung 35 mm.
Weiter wird bei dieser Ausführungsform, weil die konkaven Bereiche 2b mit dem zweiten Rohr 3 verbunden werden, bevor die beiden Platten 21 und 22 im Wege des Verstemmens befestigt werden, die innere Rippe 5 durch die beiden Platten 21 und 22 in Richtung zu dem zweiten Rohr 3 hin gedrückt, und wird die innere Rippe 5 an dem zweiten Rohr 3 vorübergehend befestigt.
Daher ist, wenn die beiden Rohre 21 und 22 im Wege des Verstemmens befestigt werden, verhindert, dass sich die innere Rippe 5 bewegt (verschoben wird), sodass die Ausbildung eines Spalts zwischen der inneren Rippe und den beiden Rohren 2 und 3 verhindert werden kann. Entsprechend kann die Ausbeute des Ölkühlers 1 verbessert werden, und können die Herstellungskosten herabgesetzt werden.
Weil die beiden Rohre 2 und 3 im Wege des Verstemmens vor dem Verlöten befestigt werden, ist es weiter nicht notwendig, die beiden Rohre 2 und 3 mittels einer Spannvorrichtung oder dergleichen vorübergehend zu befestigen. Daher kann der Ölkühler 1 in einem Ofen platziert werden, ohne mittels einer Spannvorrichtung zusammengehalten zu sein, und kann in einem einzigen Verlötungsvorgang eine große Anzahl von Ölkühlern im Vergleich mit dem Fall verlötet werden, bei dem der Ölkühler mittels einer Spannvorrichtung zusammengehalten ist. Als Folge können die Kosten der Herstellung des Ölkühlers 1 herabgesetzt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das erste Rohr 2 aus der ersten und der zweiten Platte 21 und 22 gebildet; jedoch kann, wie in Fig. dargestellt ist, das erste Rohr 2 durch Umfalten einer einzigen Platte 23 gebildet sein.
Weiter kann der Verfahrenschritt des Befestigens der beiden Platten 21 und 22 im Wege des Verstemmens (des verstemmten Bereichs 22a) überwunden werden. Jedoch ist es in diesem Fall notwendig, die beiden Platten 21 und 22 zu verlöten, während sie mittels einer Spannvorrichtung oder dergleichen vorübergehend befestigt sind.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der Verfahrensschritt des Verbindens der konkaven Bereiche 2b vor dem Verfahrensschritt des Befestigens der beiden Platten 21 und 22 im Wege des Verstemmens durchgeführt werden; jedoch wird dieser Verfahrensschritt überwunden, und können die konkaven Bereiche 2b gleichzeitig mit dem Verfahrensschritt der Verlötung der beiden Rohre 2 und 3 und der inneren Rippe 5 verlötet werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die konkaven Bereiche 2b in dem ersten Rohr 2 vorgesehen, und sind die beiden Rohre 2 und 3 direkt miteinander verbunden; jedoch sind konvexe Bereiche, die in Richtung zum ersten Rohr 2 hin vorstehen, am zweiten Rohr 3 vorgesehen, und können die oberen Enden der konvexen Bereiche mit dem ersten Rohr 2 verbunden sein. Weiter können die oberen Enden der konvexen Bereiche und die unteren Bereiche 2b, verbunden sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die konkaven Bereiche 2b hintereinander auf einer Linie in der Längsrichtung des erster, Rohrs 2 ausgebildet; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern können die konkaven Bereiche 2b abwechselnd ausgebildet sein.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 6A bis 8B beschrieben.
Bei der zweiten Ausführungsform sind Teile und Bauteile gleich denjenigen der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt.
In 6A und 6B ist ein Einströmungsanschluss 6 zur Einführung des vom Motor aus abgegebenen Öls in den Kanal 4 an einem Ende des Kanals 4 ausgebildet, und ist ein Ausströmungsanschluss 7, durch den hindurch gekühltes Öl in Richtung zum Motor hin ausströmt, am anderen Ende des Kanals 4 ausgebildet. Der Einströmungsanschluss 6 und der Ausströmungsanschluss 7 sind in einer Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung des Kanals 4, d. h. in Richtung zu der rückwärtigen Seite des Fahrzeugs, offen.
Aus Aluminium hergestellte Stütz- bzw. Trägerelemente 8 und 9 sind am ersten Rohr 2 angelötet und bilden den Einströmungsanschluss 6 bzw. den Ausströmungsanschluss 7, um den Ölkühler 1 in dem Behälter 101 des Kühlers 100 zu befestigen. Verbindungsbereiche 8a und 9a, die mit Ölleitungen (nicht dargestellt) des Motors zu verbinden sind, sind mit den Stütz- bzw. Trägerelementen 8 und 9 von der Außenseite des Behälters 101 des Kühlers 100 aus verbunden.
Mindestens an einem Bereich des zweiten Rohrs 3, der dem Einströmungsanschluss 6 zugewandt ist, ist, wie in 6A und 6B dargestellt ist, ein vorstehender Bereich 10, der in Richtung zu dem Einströmungsanschluss 6 hin in einer kugelförmigen Gestalt vorsteht (angehoben ist), einstückig mit dem zweiten Rohr 3 ausgebildet. Eine kugelförmige Fläche 10a des vorstehenden Bereichs 10 bildet eine Ablenkungswand zur Ablenkung des Öls, das vom Einströmungsanschluss 6 aus in einer Richtung mit einer Komponente in entgegengesetzter Richtung zum Ausströmungsanschluss 7 geströmt ist. Die Richtung mit einer Komponente in entgegengesetzter Richtung zum Ausströmungsanschluss 7 ist eine Richtung, die sich von der Hauptströmung des Öls im Kanal 4 und von der Richtung unterscheidet, in der das Öl im Kanal 4 gänzlich ausgebreitet wird. Die innere Rippe 5 ist nicht an einem Endbereich des Kanals 4 und einem Bereich angeordnet, an dem der vorstehende Bereich 10 ausgebildet ist.
Der Öffnungsdurchmesser ∅1 des Einströmungsanschlusses 6 ist im Wesentlich gleich dem Durchmesser ∅2 des vorstehenden Bereichs 10 an dessen unteren Seite. Unter Berücksichtigung der Durchführung des Verlötens und der Durchführung des Zusammenbaus der Stütz- bzw. Trägerelemente 8 und 9 in das erste Rohr 2 ist der Durchmesser ∅2 kleiner als die Größe W in der Breitenrichtung (die Größe in einer Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung des Kanals 4).
Als Nächstes werden Merkmale dieser Ausführungsform beschrieben.
Gemäß dieser Ausführungsform wird das Öl, das vom Einströmungsanschluss 6 aus strömt, in die Richtung mit einer Komponente in entgegengesetzter Richtung zum Ausströmungsanschluss 7 abgelenkt, wie in 6A und 6B dargestellt ist, und wird das Öl im Kanal 4 gänzlich ausgebreitet, sodass das Öl im Kanal 4 gänzlich verteilt werden kann. In 6A ist die Strömung des Öls mittels großer Pfeile dargestellt.
Weil bei dieser Ausführungsform wie vorstehend beschrieben das Öl gänzlich im Kanal 4 ausgebreitet wird, um den Wirkungsgrad des Ölkühlers 1 zu verbessern, ist es, wenn die Position des vorstehenden Bereichs nicht ordnungsgemäß ist, schwierig, den Wirkungsgrad des Ölkühlers 1 ausreichend zu verbessern. Als Folge verschiedener Prüfungen der Erfinder sind diese zu der Schlussfolgerung gekommen, dass der obere Endbereich des vorstehenden Bereichs 10 in bevorzugter Weise an einem Bereich in Entsprechung zum Zentrum des Ausströmungsanschlusses 7 angeordnet ist.
Weiter ist, wenn die Länge des vorstehenden Bereichs 10 (der Abstand vom zweiten Rohr 3 zum oberen Bereich des vorstehenden Bereichs) groß ist, der Druckverlust (Strömungswiderstand) groß mit der Folge, dass der Wirkungsgrad des Kühlens verschlechtert sein kann.
Als Folge weiterer Prüfungen der Erfinder zur Verbesserung des Wirkungsgrads des Kühlens ohne Bewirkung einer Vergrößerung des großen Druckverlustes sind die Erfinder zu der Schlussfolgerung gekommen, dass die Vorsprungslänge h in bevorzugter Weise gleich oder kleiner als 50% der Höhe (Größe des inneren Durchmessers des Kanals 4 parallel zu der Richtung des Vorstehens des vorstehenden Bereichs 10) N des inneren Durchmessers des Kanals 4 ist.
Als Mittel zur Ausbreitung des Öls vom Einströmungsanschluss 6 aus gänzlich in den Kanal 4 hinein kann, wie in 8A und 8B dargestellt ist, ein Ausbreitungsraum 11 ohne innere Rippe 5 an einem Bereich im Kanal 4 in Entsprechung zum Einströmungsanschluss 6 ausgebildet sein. Bei einer solchen Bauweise tritt jedoch das weitere Problem auf, dass der gesamte Oberflächenbereich der inneren Rippe 5 abnimmt und die Verbindungskraft zur Verbindung zwischen den beiden Rohren 2 und 3 über die innere Rippe 5 abnimmt, wodurch die Druckwiderstandsfestigkeit abnimmt.
Weil es im Gegensatz hierzu gemäß dieser Ausführungsform nicht notwendig ist, den Ausbreitungsraum 11 vorzusehen, tritt das vorstehend beschriebene Problem nicht auf, sodass der Wirkungsgrad des Kühlens des Ölkühlers 1 verbessert sein kann.
Weiter kann unter Verwendung der einfachen Bauweise, bei der der vorstehende Bereich 10 einstückig mit den zweiten Rohr 3 ausgebildet ist, der Wirkungsgrad des Kühlens des Ölkühlers 1 verbessert sein. Daher kann die Zunahme der Herstellungskosten des Ölkühlers 1 gemäß der Verbesserung des Wirkungsgrades des Kühlens verbessert sein.
Wenn die innere Rippe 5 an dem Bereich angeordnet ist, wo der vorstehende Bereich 10 ausgebildet ist, ist der Querschnitt des Kanals 4 durch den vorstehenden Bereich 10 verkleinert, und nimmt der Druckverlust durch die innere Rippe 5 mit der Folge zu, dass sich der Wirkungsgrad des Kühlens des Ölkühlers 1 verschlechtern kann. Weil bei dieser Ausführungsform die innere Rippe 5 nicht an dem Bereich angeordnet ist, wo der vorstehende Bereich 10 ausgebildet ist, kann verhindert werden, dass der Druckverlust im Kanal 4 übermäßig zunimmt.
Weiter ist bei dieser Ausführungsform die innere Rippe 5 nicht am Endbereich des Kanals 4 angeordnet, um den konkaven Bereich 2b, der mit dem zweiten Rohr 3 verbunden ist, zu vermeiden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Ablenkungswand durch die kugelförmige Fläche 10a des vorstehenden Bereichs 10 gebildet; jedoch kann der vorstehende Bereich 10 als dreieckige Pyramide (siehe 9A und 9B) oder als viereckige Pyramide (siehe 10A und 10B) ausgebildet sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Ölkühler 1 im Behälter 101 des Kühlers 1 angeordnet; jedoch kann er in einem Motor angeordnet sein.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 11A und 11B dargestellt ist, ist das zweite Rohr 3 aus zwei separaten Platten 31 und 32 gebildet, und ist die innere Rippe 5 aus zwei inneren Rippen 51 und 52 gebildet. In beiden Platten 31 und 32 sind verstemmte Bereiche 31a und 32a, die in Richtung zum ersten Rohr 2 hin vorstehen, in Entsprechung zum unteren Bereich 2b, des ersten Rohrs 2 ausgebildet. Der untere Bereich 2b, weist einen Lochbereich 2b₂ zur Aufnahme des verstemmten Bereichs 31a über einen Lochbereich 51a auf, der in der inneren Rippe 5 ausgebildet ist.
Die äußere Platte 21 und die innere Platte 31 werden zu einer ersten Baugruppe derart zusammengebaut, dass der Gratbereich 31a in den Lochbereich 2b₂ des unteren Bereichs 2b, eingesetzt wird, und werden dann der Gratbereich 31a und der Lochbereich 2b₂ flüssigkeitsdicht durch Vergrößerung des Gratbereichs 31a nach außen verbunden, wie in 12 dargestellt ist. Die Größe sowohl des Gratbereichs 31a als auch des Lochbereichs 2b₂ werden vorab so eingestellt, dass sie eng miteinander in Berührung stehen, wenn sie verbunden sind. Der Gratbereich 31a und der Lochbereich 2b₂ können durch Verstemmen oder Verschweißen verbunden werden. In gleicher Weise werden die äußere Platte 22 und die innere Platte 32 als zweite Baugruppe zur Herstellung des Ölkühlers 1 zusammengebaut. Als Nächstes werden die erste Baugruppe und die zweite Baugruppe durch Verstemmen des Verbindungsbereichs 22a zusammengebaut.
Weil gemäß dieser Ausführungsform das zweite Rohr 3 aus zwei separaten Platten 31 und 32 gebildet ist, ist es leicht, die Platten 31 und 32 im Wege des Pressens mit der Folge herzustellen, dass die Herstellungskosten für das zweite Rohr 3 im Vergleich zu einem Fall gesenkt werden können, bei dem Rohrmaterial (Rohr, das im Wege des Extrudierens hergestellt ist, oder ein Rohr, das eletrisch-widerstandsverschweißt ist) verwendet wird. Weiter ist es möglich, den Ölkühler 1 in einer einzigen Richtung zusammenzubauen.
Weiter ist als Vergleichsbeispiel und als im Stand der Technik auch bereits bekannt in 13 ein Ölkühler 1 mit einer runden rohrförmigen Gestalt dargestellt.

Claims

Wärmetauscher (1 ), umfassend: ein erstes Rohr (2), das durch Verbinden einen Plattenmaterials (21, 22) zu einer rohrförmigen Gestalt gebildet ist, wobei das erste Rohr (2) einen ersten Verbindungsbereich (2a), der sich in seiner Längsrichtung erstreckt, zur Verbindung eines Endbereichs des Plattenmaterials aufweist; ein zweites Rohr (3), das in dem ersten Rohr (2) parallel zu dem ersten Rohr (2) zur Bildung eines Kanals (4) mit diesem angeordnet ist, durch den ein Fluid hindurchtritt; und eine innere Rippe (5), die in dem Kanal (4) in Berührung mit dem ersten Rohr (2) und dem zweiten Rohr (3) angeordnet ist, wobei die innere Rippe (5) zur Erleichterung eines Wärmeaustauschs des Fluids dient, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohr (2) und das zweite Rohr (3) in flacher Gestalt ausgebildet sind, wobei beide Rohre parallele breitere Seiten und schmalere Seiten aufweisen, der erste Verbindungsbereich (2a) an einer der schmaleren Seiten, die an dem ersten Rohr (2) ausgebildet sind, angeordnet ist und die breitere Seite des ersten Rohrs und die breitere Seiten des zweiten Rohrs einen zweiten Verbindungsbereich (2b, 2b2, 31a, 32a) bilden, der teilweise und direkt mit dem anderen verbunden ist.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 1, wobei der erste Verbindungsbereich (2a) einen verstemmten Bereich (22a) zum Befestigen des Endbereichs des Plattenmaterials (21, 22) im Wege des Verstemmens aufweist.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Rohr (2) im Wege des Verbindens von zwei Plattenmaterialien (21, 22) gebildet ist.
Wärmetauscher nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Rohr (3) im Wege des Verbindens von zwei Plattenmaterialien (21, 22) gebildet ist.
Wärmetauscher nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend ein Mittel (8) zur Bildung einer Einströmungsöffnung (6) an einem Ende in der Längsrichtung des Kanals (4) zur Einführung des Fluids in den Kanal (4), wobei die Einströmungsöffnung (6) in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Längsrichtung des Kanals (4) offen ist; ein Mittel (9) zur Bildung einer Ausströmungsöffnung (7) an dem anderen Ende in der Längsrichtung, durch den hindurch das Fluid in dem Kanal (4) ausströmt; und ein Ablenkungselement (10a), das in dem Kanal (4) angeordnet ist, zur Ablenkung des Fluids, das von der Einströmungsöftnung (6) aus in eine Richtung mit einer Komponente in einer entgegengesetzten Richtung zu der Ausströmungsöffnung (7) strömt.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 5, wobei das Ablenkungselement (10a) der Einströmungsöftnung (6) zugewandt angeordnet ist.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Ablenkungselement (10a) einen vorstehenden Bereich (10) aufweist, der von der Außenwand des ersten Rohrs (2) aus in Richtung zu der Einströmungsöffnung (6) hin vorsteht.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 7, wobei der vorstehende Bereich (10) einen oberen Endbereich aufweist, der in Entsprechung zu dem Zentrum der Einströmungsöffnung (6) angeordnet ist.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der vorstehende Bereich (10) eine Vorsprungslänge aufweist, die gleich oder kleiner als 50% des Innendurchmessers des Kanals (4) parallel zu der Vorsprungsrichtung des vorstehenden Bereichs (10) ist.
Wärmetauscher (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 9, wobei das zweite Rohr (3) im Wege des Verbindens eines Plattenmaterials (31, 32) gebildet ist, das zweite Rohr (3) einen Verbindungsbereich zur Verbindung eines Endbereichs des zweiten Plattenmaterials (31, 32) aufweist und der Verbindungsbereich an einer schmaleren Seite des zweiten Rohrs (3) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 10, wobei der zweite Verbindungsbereich (2b2, 31a, 32a) durch einen Lochbereich (2b2), der an dem Plattenmaterial (21, 22) des ersten Rohrs (2) ausgebildet ist, und durch einen Einsetzbereich (31a, 32a) geschaffen ist, der an dem Plattenmaterial des zweiten Rohrs (3) gebildet ist, wobei der Einsetzbereich (31a, 32a) fest in dem Lochbereich (2b2) angeschlossen ist.
Wärmetauscher (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der zweite Verbindungsbereich (2b) durch einen konkaven Bereich geschaffen ist, der in dem ersten Rohr (2) ausgebildet ist
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das erste Rohr (2) im Wege des Verbindens von zwei Plattenmaterialien (21, 22) gebildet ist, das zweite Rohr (3) im Wege des Verbindens von zwei Plattenmaterialien (31, 32) gebildet ist, die innere Rippe (5) eine erste innere Rippe (51), die zwischen den breiteren Seiten des ersten und des zweiten Rohrs angeordnet ist, und eine zweite innere Rippe (52) aufweist, die zwischen den breiteren Seiten des ersten und des zweiten Rohrs angeordnet ist.
Wärmetauscher (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der zweite Verbindungsbereich (2b, 2b2, 31a, 32a) zwischen den beiden Längsenden der Rohre angeordnet ist.
Wärmetauscher (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der zweite Verbindungsbereich (2b, 2b2, 31a, 32a) ein zweiter Verbindungsbereich einer Vielzahl von zweiten Verbindungsbereichen ist, die in Abständen (P) angeordnet sind.
Wärmetauscher (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die innere Rippe (5) einen Lochbereich (51a) aufweist, durch den hindurch der zweite Verbindungsbereich (2b, 2b2, 31a, 32a) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers (1) mit einem ersten Rohr (2), das im Wege des Verbindens eines Plattenmaterials (21, 22) zu einer flachen rohrförmigen Gestalt gebildet ist, mit einem zweiten Rohr (3) mit einer flachen rohrförmigen Gestalt und mit einer inneren Rippe (5), wobei das Verfahren umfasst: das Anordnen der inneren Rippe (5) an der Außenseite des zweiten Rohrs (3); das Anordnen des Plattenmaterials (21, 22) des ersten Rohrs an der Außenseite der inneren Rippe (5) und das Verbinden des Plattenmaterials (21, 22) an einer schmaleren Seite des ersten Rohrs durch Ausbildung eines ersten Verbindungsbereichs, der sich entlang der Längsrichtung des ersten Rohrs (2) erstreckt, um so das erste Rohr 2) derart zu bilden, dass die innere Rippe (5) mit dem ersten Rohr (2) und dem zweiten Rohr (3) in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter umfasst: das Verbinden eines Teils des Plattenmaterials (21, 22) an einer breiteren Seiten des ersten Rohrs (2) direkt mit einem Teil des Materials des zweiten Rohrs (3) zur Ausbildung eines zweiten Verbindungsbereichs (2b, 2b2, 31a, 32a), bevor der Verbindungsschritt des Plattenmaterials abgeschlossen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst den Schritt der Ausbildung eines konkaven Bereichs (2b) an dem der Plattenmaterial (21; 22), wobei der konkave Bereich zur Schaffung des zweiten Verbindungsbereichs ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst den Schritt des Verbindens des Plattenmaterials (31, 32) des zweiten Rohrs (3) nach dem Schritt des Verbindens des zweiten Verbindungsbereichs (2b2, 31a, 32a).