KR20190000288A - Device for heat transfer - Google Patents

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KR20190000288A
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그레구스 젠 꼴라르
조셉 랩시크
요르크 마티니
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한온시스템 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a heat transfer device (1) for transferring heat between a first fluid and a second fluid. The device (1) includes: one or more pipe bottoms (5) having pipe elements (3, 3a, 3b, 3c), through which the first fluid passes, and a through opening (6); and an arrangement including one or more sealing elements (7) having a through opening (8). The pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) include flat pipes each having a first area (10) having a first height (X) and a width (W), and one or more second areas (11) which is arranged at ends of the pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) and has a support surface (13) having a second height (Y). The sealing element (7) is arranged between an edge of a periphery of the through opening (6) of the pipe bottom (5) and the support surface (13), and has a specific wall thickness (G). The pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) having wide sides are arranged in parallel to each other and are spaced apart from each other in the first area (10). Webs (5-1) having a height (H) are provided between the through openings (6) arranged to be adjacent to the pipe bottom (5). The deformation degrees of the ends of the pipe elements (3, 3a, 3b, 3c), which are positioned in a range from a maximum value (CM_max) to a minimum value (CM_min) in the height direction (c) are set in advance with reference to a size relationship.

Description

열 전달 장치{DEVICE FOR HEAT TRANSFER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat transfer device,

본 발명은, 특히 자동차에 사용하기 위한 열 전달 장치에 관한 것이다. 이 장치에서, 열은 바람직하게 제1 유체로서의 냉각재, 예를 들어 물 또는 물-글리콜-혼합물과 제2 유체로서의 공기 사이에서 전달된다. 이 장치는 제1 유체를 통과시키기 위한 파이프 요소, 그리고 각각 파이프 요소를 통과시키기 위한 관통 개구를 갖는 하나 이상의 파이프 바닥 및 하나 이상의 밀봉 요소로 이루어진 어셈블리를 구비한다.The present invention relates to a heat transfer device, particularly for use in automobiles. In this arrangement, the heat is preferably transferred between a coolant as a first fluid, for example a water or water-glycol mixture, and air as a second fluid. The apparatus comprises a pipe element for passing a first fluid, and an assembly comprising at least one pipe bottom and at least one sealing element each having a through opening for passing a pipe element therethrough.

냉각재 순환계로부터 주변 공기로 열을 전달하기 위한, 종래 기술에 공지된 냉각재-공기-열 교환기는 연소 기관의 열을 방출하기 위한 소위 고온 냉각재 순환계에서 사용된다. 알루미늄으로부터 형성된 냉각재-공기-열 교환기는 파이프 바닥 내에 고정된 소수의 파이프, 멀티 디스크 및 측면 요소를 구비하고, 크림프 연결부 위에 배열된 냉각재 수집기는 열 교환을 위해 조립될 다양한 요소들을 구비한다. 서로에 대해 평행하게 정렬된 그리고 매트릭스로서 배열된 파이프들은 수집기들 사이에서 액체 냉각재를 안내하기 위해 이용된다. 파이프 단부에서 양측에 배열된 냉각제 수집기는 종래 방식에 따라, 간략히 EPDM-밀봉부로서 지칭되는 에틸렌-프로필렌-디엔-고무-밀봉 요소에 의해서 파이프 및 파이프 바닥에 대해서 밀봉되어 있다. 파이프, 파이프 바닥, 멀티 디스크 및 측면 요소는 플러깅 방법에서 소위 슬롯 냉각기(slot cooler)로서 완전히 납땜된 상태로 완성되거나 소위 납땜 냉각기로서 완전히 납땜된 상태로 완성된다.The coolant-air-heat exchanger known in the art for transferring heat from the coolant circulation system to ambient air is used in a so-called hot coolant circulation system for releasing the heat of the combustion engine. The coolant-air-heat exchanger formed from aluminum has a small number of pipes, multi-discs and side elements fixed in the bottom of the pipe, and the coolant collector arranged on the crimp connection has various components to be assembled for heat exchange. Pipes arranged in parallel and arranged as a matrix are used to guide the liquid coolant between the collectors. The coolant collectors arranged on both sides of the pipe ends are sealed to the pipe and pipe bottoms by means of an ethylene-propylene-diene-rubber-sealing element, briefly referred to as EPDM-seal, according to conventional methods. The pipe, the pipe bottom, the multi-disk and the side elements are completed in a completely soldered condition as a so-called slot cooler in the plugging method, or are completed in a fully soldered condition as a so-called braze cooler.

간략히 CAB("Controlled Atmospheric Brazing")로서 지칭되는 통제된 분위기에서 납땜 방법을 사용하는 경우에는, 파이프 및 멀티 디스크로 이루어진 매트릭스가 서로 간에 그리고 경우에 따라서는 각각 수집기의 금속 요소로서의 파이프 바닥과 연결된다. 플러깅 방법에서는, 간략히 MA(Mechanical Assembly)로서 지칭되는 매트릭스와 수집기의 기계적인 조립을 사용해서, 이웃하는 금속 부품들의 용접 또는 납땜이 피해진다.In the case of using the soldering method in a controlled atmosphere, which is briefly referred to as CAB ("Controlled Atmospheric Brazing"), the matrix of pipes and multi-discs is connected to each other and possibly to the bottom of the pipe as a metallic element of the collector . In the plugging method, welding or soldering of neighboring metal parts is avoided, using a mechanical assembly of the collector and a matrix, briefly referred to as a mechanical assembly (MA).

냉각재로부터 열을 흡수하는 공기는 파이프의 외부 면에서 흐르고, 이로써 파이프들 사이를 따라서 흐르게 된다. 외부 면에서 파이프들 사이에 배열된 멀티 디스크 또는 리브(rib)는 공기 측 열 전달 면의 확대를 위해서 이용되고, 이로써 열 교환기 출력을 증가시키기 위해서 이용된다.Air that absorbs heat from the coolant flows from the outside surface of the pipe, thereby flowing along the pipes. A multi-disc or rib arranged between the pipes at the outer surface is used for expansion of the air side heat transfer surface and is thus used to increase the heat exchanger output.

공지된 냉각재-공기-열 교환기는, 냉각재의 신속하게 바뀌는 온도에 대항해서 불만족스러운 내구성을 갖는다. 따라서, 냉각재-공기-열 교환기는 극단적인 적용예들에서는 -20℃ 내지 -10℃의 범위 안에 있는 온도까지 냉각될 수 있고, 냉각재 순환계 내에 있는 신속하게 개방되는 밸브로 인해 약 120℃의 온도를 갖는 냉각재에 의해서 작동될 수 있다. 이때, 냉각재-공기-열 교환기는 매우 강한 온도 교체를 겪고, 열 충격(thermal shock)을 경험한다. 개별 파이프의 시간 변위된 열적인 팽창에 의해서 매우 큰 재료 응력이 나타난다.The known coolant-air-heat exchanger has an unsatisfactory durability against the rapidly changing temperature of the coolant. Thus, the coolant-air-heat exchanger can be cooled to temperatures in the range of -20 ° C to -10 ° C in extreme applications and the temperature of about 120 ° C due to the rapidly opening valve in the coolant circulation system Lt; / RTI > At this time, the coolant-air-heat exchanger experiences a very intense temperature change and experiences a thermal shock. A very large material stress appears due to the time-displaced thermal expansion of the individual pipes.

슬롯 냉각기는, 수집기의 요소로서의 파이프와 파이프 바닥 간의 슬라이딩 베어링-연결로 인해 냉각재의 온도 변경에 대하여 매우 높은 저항 능력을 갖지만, 파이프와 멀티 디스크 간의 강제 결합 방식의 연결 때문에 납땜 냉각기보다 적은 냉각 성능을 갖는다. 납땜 냉각기는 재차 파이프와 파이프 바닥 간의 강성의 납땜 연결로 인해 온도 교체에 대하여 그리고 이로 인해 야기되는 개별 파이프의 열적인 팽창에 대하여 제한된 내구성을 갖는다.The slot cooler has a very high resistance to temperature changes of the coolant due to the sliding bearing-connection between the pipe as the element of the collector and the bottom of the pipe, but because of the forced connection between the pipe and the multi- . The brazing cooler has a limited durability against temperature changes due to the rigid solder connection between the pipe and the bottom of the pipe and again against the thermal expansion of the individual pipes caused thereby.

DE 10 2015 113 905 A1호로부터는, 자동차에서 사용하기 위해 기계식으로 장착된 수집기를 갖는 열 교환기, 특히 공기 흐름-열 교환기를 제조 및 장착하기 위한 방법 및 이와 같은 열 교환기가 드러난다. 이 열 교환기는, 병렬로 배열된 복수의 금속 파이프 및 복수의 금속 리브로부터 완전 기계식으로 본딩된 매트릭스를 포함한다. 파이프는, 각각 서로 마주 놓여 있는 2개의 더 긴 측면 및 더 짧은 측면을 갖는 직관형의 횡단면 형상을 갖는 열 전달 섹션을 구비한다. 밀봉을 제공하기 위하여 그리고 매트릭스의 열적인 팽창 및 수축으로 인해 기계식으로 연결된 파이프와 제1 수집기 간에 상대적인 운동을 가능하게 하기 위하여, 하나 이상의 파이프는 제1 단부 섹션에서, 파이프의 제1 단부 섹션만큼 연장되는 하나 이상의 가요성 요소에 의해 제1 수집기와 연결되어 있다.DE 10 2015 113 905 A1 discloses a heat exchanger having a mechanically mounted collector for use in a motor vehicle, in particular a method for manufacturing and mounting an air flow-heat exchanger, and such a heat exchanger. The heat exchanger includes a matrix mechanically bonded from a plurality of metal pipes and a plurality of metal ribs arranged in parallel. The pipe has a heat transfer section having an intimate cross-sectional shape with two longer sides and a shorter side facing each other. In order to provide a seal and allow relative movement between the mechanically connected pipe and the first collector due to the thermal expansion and contraction of the matrix, the one or more pipes may extend in the first end section by a first end section of the pipe RTI ID = 0.0 > 1 < / RTI >

이 경우, 파이프와 멀티 디스크가 파이프 바닥 없이 납땜 된 다음에 파이프 바닥이 프레스 피트(press fit)를 통해 밀봉부 내에서 밀봉된 상태로 파이프 상에 삽입되는 방법에 의해서는, 슬롯 냉각기 및 납땜 냉각기의 제조 방법들의 시너지가 기술된다. 납땜 오븐 내에서의 납땜 동안 600℃를 초과하는 온도가 제공됨으로써 감소된 재료 특성으로 인해, 파이프는 특히 단부 영역에서, 전체 파이프 둘레에 걸쳐 밀봉 장치를 보증하려는 요구에 따라, 프레스 피트에 의한 밀봉에 의해서 제공되는 저항력을 영구적으로 견딜 수 없게 된다.In this case, by means of the method in which the pipe and the multi-disc are soldered without a pipe bottom, and then the bottom of the pipe is inserted into the pipe in a sealed state through a press fit, The synergy of the manufacturing methods is described. Due to the reduced material properties due to the provision of temperatures in excess of 600 [deg.] C during soldering in the soldering oven, the pipe is subjected to a sealing by the press pit, in particular in the end regions, So that it can not withstand permanently the resistance provided by it.

자동차에서 사용되는 열 교환기의 종래의 파이프, 특히 알루미늄 합금으로 이루어진 파이프는 자주, 파이프와 파이프 바닥 사이에 있는 밀봉부의 압축 후에 파이프의 벽에 작용하는 밀봉 압력을 견딜 수 없다. 이 경우, 종래 기술에 공지된 열 교환기 및 이와 같은 열 교환기를 제조하기 위한 방법은, 밀봉 압력에 저항하기 위하여, 대략 11 ㎜까지의 폭 또는 파이프 깊이를 갖는 파이프, 특히 용접된 파이프의 사용에 한정되어 있다. 밀봉부는, 한 편으로는 파이프의 전체 둘레에 걸쳐 10% 내지 50%의 범위 안에서 압축되어야만 하는데, 이 경우 압축된 밀봉부는 파이프의 벽에 가해지는 상기와 같은 힘으로 인해 특히 지지되지 않은 폭 넓은 파이프 벽이 붕괴될 수 있는 상황을 야기한다. 다른 한 편으로는, 밀봉부의 압축이 파이프 벽의 중심 영역에 놓여 있는데, 다시 말하자면 파이프 크라운의 영역 내에서 종종 전술된 목표 값 아래에 놓여 있다.Conventional pipes of heat exchangers used in automobiles, especially pipes made of aluminum alloys, often can not withstand the sealing pressure acting on the walls of the pipes after compression of the seals between the pipes and the bottom of the pipes. In this case, heat exchangers known in the prior art and methods for manufacturing such heat exchangers are limited to the use of pipes having a width or pipe depth of up to approximately 11 mm, in particular welded pipes, . The seal must be compressed in the range of 10% to 50% over the entire circumference of the pipe on one side, in which case the compressed seal will not be supported by the pipe, Causing the wall to collapse. On the other hand, the compression of the seal lies in the central region of the pipe wall, i. E. In the region of the pipe crown, often below the aforementioned target value.

본 발명의 과제는, 두 가지 유체 사이에서, 특히 냉각재로서의 액상 유체와 공기 사이에서 열을 효율적으로 전달하기 위한 장치를 제공하려는 데 있으며, 또한 이와 같은 장치를 의도한 바대로 구성하려는 데 있다. 이때, 열 교환기는, 온도 교체가 큰 경우에도 각각 파이프의 전체 둘레에 걸쳐 밀봉부의 충분하고도 균일한 압축 상태 및 최대의 밀봉 상태, 다시 말해 높은 열 충격 내구성을 가져야만 한다. 열 교환기에 의해서는, 최소의 구조 크기에서 또는 최소의 설치 공간 수요에서 최대의 열 출력이 전달되어야만 한다. 열 교환기는 또한 최소의 중량을 가져야만 하고, 최소의 제조 비용 및 재료 비용을 야기해야만 한다.It is an object of the present invention to provide a device for efficiently transferring heat between two fluids, in particular, between a liquid fluid as a coolant and air, and also to configure such devices as intended. At this time, the heat exchanger must have a sufficient and uniformly compressed state of the seal portion and a maximum sealing state, that is, a high thermal shock endurance, over the entire circumference of the pipe, even if the temperature change is large. With heat exchangers, the maximum heat output must be delivered at minimum structural size or at minimum installation space demand. The heat exchanger must also have a minimum weight and must cause minimal manufacturing and material costs.

상기 과제는, 독립 특허 청구항들의 특징들을 갖는 대상들에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속 특허 청구항들에 명시되어 있다.This problem is solved by objects having the features of the independent patent claims. Improvements are specified in the dependent patent claims.

상기 과제는, 제1 유체와 제2 유체 사이에서 열을 전달하기 위한 본 발명에 따른 장치에 의해서 해결된다. 이 장치는, 관통 개구를 갖는 하나 이상의 파이프 바닥 및 관통 개구를 갖는 하나 이상의 밀봉 요소를 갖춘, 제1 유체를 통과시키기 위한 파이프 요소들로 이루어진 어셈블리를 구비한다.This problem is solved by an apparatus according to the invention for transferring heat between a first fluid and a second fluid. The apparatus comprises an assembly of pipe elements for passing a first fluid, the pipe comprising at least one pipe bottom having a through opening and at least one sealing element having a through opening.

각각 관통 개구를 통과한 상태로 배열된 파이프 요소들은, 각각 제1 높이(X) 및 폭(W)을 갖는 제1 영역, 그리고 제2 높이(Y)를 갖는 파이프 바닥에서 밀봉 및 고정시키기 위한 지지면을 갖고 파이프 요소의 일 단부에 배열된 하나 이상의 제2 영역을 갖춘 플랫 파이프로 이루어질 수 있다. The pipe elements arranged in a state of passing through the through openings respectively have a first region having a first height X and a width W and a second region having a second height Y, And a flat pipe with one or more second regions arranged at one end of the pipe element.

따라서, 파이프 요소들은 각각, 제1 영역에 의해서는 파이프 요소가 제2 유체, 특히 공기에 의해서 순환되는 열 전달 영역을 갖게 되고, 제2 영역에 의해서는 바람직하게 파이프 바닥과 연결된 영역을 갖게 된다.Thus, each of the pipe elements has a heat transfer area in which the pipe element is circulated by the second fluid, in particular air, by the first area, and preferably has an area connected to the pipe bottom by the second area.

밀봉 요소는 각각 파이프 요소의 지지면과 파이프 바닥의 관통 개구의 가장자리의 에지 사이에 배열되고, 특정의 벽 두께(G)를 갖는다. 중간 지지된 밀봉 요소에 의해서는, 관통 개구를 갖는 하나 이상의 파이프 바닥이 파이프 요소들과 유체 밀봉 방식으로 연결되어 있다. 파이프 바닥 및 밀봉 요소의 관통 개구들은 각각 형상에 있어서 서로 부합하고, 파이프 요소의 외부 형상과도 부합한다. 이 경우에는 바람직하게 각각 하나의 파이프 요소가 관통 개구를 통과한 상태로 존재함으로써, 결과적으로 일 파이프 요소의 각각의 단부에는 정확하게 하나의 관통 개구가 할당되어 있다.The sealing elements are each arranged between the support surface of the pipe element and the edge of the edge of the through opening of the pipe bottom and have a specific wall thickness G. [ By means of the intermediate supported sealing element, one or more pipe bottoms with through openings are fluid-tightly connected with the pipe elements. The through-openings of the pipe bottom and of the sealing element correspond to each other in shape and conform to the external shape of the pipe element. In this case, preferably one pipe element is present with each passing through the through opening, so that exactly one through opening is assigned to each end of the one pipe element.

파이프 요소들은 넓은 측을 구비하여, 서로에 대해 평행하게 그리고 제1 영역에서 각각 서로에 대해 간격(F)을 두고 정렬되어 있다. 파이프 바닥의 이웃하여 배열된 관통 개구들 사이에는 또한 사전에 결정된 높이(H)를 갖는 웹이 각각 하나씩 구비될 수 있다. The pipe elements are arranged with a wide side, parallel to each other and at an interval F with respect to each other in the first region. Between the through holes arranged next to each other on the bottom of the pipe, there can also be provided one web each having a predetermined height (H).

본 발명의 컨셉에 따르면, 높이 방향으로 볼 때, 일 파이프 요소의 제1 높이(X) 및 이웃하는 파이프 요소들의 간격(F)으로 구성된 파이프 요소의 제1 영역 내부에서의 팽창은, 일 파이프 요소의 제2 높이(Y), 파이프 바닥의 일 웹의 높이(H) 및 밀봉 요소의 2배의 벽 두께(G)로 구성된 파이프 요소의 제2 영역 내부에서의 팽창에 상응하며, 이 경우에는 하기의 식이 적용된다:According to the inventive concept, the expansion in the first region of the pipe element, which consists in the height direction, consisting of the first height X of one pipe element and the spacing F of neighboring pipe elements, The second height Y of the pipe element, the height H of one web of the pipe bottom and twice the wall thickness G of the sealing element, in this case, The following equation applies:

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 식에서, CM은 높이 방향에서 파이프 요소의 단부의 변형 정도를 나타내고, 최대값(CMmax)과 최소값(CMmin) 사이의 영역에 놓여 있다. 파이프 요소의 제1 높이(X)의 값과 제2 높이(Y)의 값이 동일한 경우에, CMmin은 밀봉 요소의 2배의 벽 두께(G)에 상응하는데, 다시 말하자면

Figure pat00002
이다. 최소값(
Figure pat00003
)에서는, 파이프 요소의 파이프 단부들이 적어도 높이 방향으로 형상 파괴되지 않았거나 변형되지 않았다.In the above equation, CM represents the degree of deformation of the end portion of the pipe element in the height direction, and lies in an area between the maximum value (CM max ) and the minimum value (CM min ). If the value of the first height X of the pipe element is equal to the value of the second height Y, CM min corresponds to twice the wall thickness G of the sealing element,
Figure pat00002
to be. Minimum value (
Figure pat00003
), The pipe ends of the pipe element were not deformed or deformed at least in the height direction.

특히 변형 한계 CMmax를 최대값으로서 규정하고, 변형 한계 CMmin을 최소값으로서 규정함으로써, 파라미터로서의 CM은, 프레스 피트 내에서 주변을 둘러싸는 밀봉 요소에 대한 둘레에 있는 파이프 요소의 견고하고도 확실한 밀봉을 보장하려는 목적으로 이루어지는 파이프 요소의 단부의 적합한 변형을 기술한다.In particular, by defining the deformation limit CM max as the maximum value and by defining the deformation limit CM min as the minimum value, the CM as a parameter is defined by the fact that the CM is a solid and reliable seal of the pipe element around the perimeter- Of the end of the pipe element.

파이프 요소는 바람직하게 금속으로 형성될 수 있다. 파이프 요소의 횡단면은 세로 방향에 대해 수직으로 정렬된 평면에서 제2 영역 내에서 바람직하게 확장되어 있다.The pipe element may preferably be formed of a metal. The cross-section of the pipe element preferably extends within the second region in a plane perpendicular to the longitudinal direction.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 파이프 요소의 유동 횡단면은 각각 서로 마주 놓여 있는 2개의 측면에 의해서 제한되며, 이들 측면은 쌍으로 유동 횡단면의 좁은 측 또는 세로 측을 각각 형성한다.According to an improvement of the invention, the flow cross-sections of the pipe elements are each limited by two sides facing each other, these sides forming a narrow side or a longitudinal side of the flow cross-section, respectively.

본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따라, 서로 이웃하여 배열된 파이프 요소의 측면들은 세로 방향으로 진행하는 접촉 에지들에서 서로에 대해 직각으로 정렬되어 있다. 이 경우, 접촉 에지들은 각각 모서리 반경(R)을 갖는 라운딩 처리된 천이부를 구비한다. According to an alternative first embodiment of the invention, the sides of the pipe elements arranged next to each other are aligned at right angles to each other at the contact edges progressing in the longitudinal direction. In this case, the contact edges are each provided with a rounded transition having a corner radius (R).

파이프 요소의 제1 영역의 제1 높이(X)는 바람직하게 파이프 요소의 2배 모서리 반경(R)의 값보다 크다. 이 경우, 최대값(CMmax)은 하기의 식The first height X of the first area of the pipe element is preferably greater than the value of the double corner radius R of the pipe element. In this case, the maximum value (CM max )

Figure pat00004
Figure pat00004

으로부터 나타나며, 상기 식에서 A는 변형 이전에 파이프 단부에서의 파이프 요소의 둘레 대 변형 이후에 파이프 단부에서의 파이프 요소의 둘레의 비율을 기술한다. 기하학적 구조 및 재료 특성은, 파이프 요소의 재료의 인장 한계에 따른 변형이 재료 균열을 야기할 때까지의 파이프 단부의 최대 변형, 특히 확장을 가능하게 한다.Where A describes the ratio of the circumference of the pipe element at the end of the pipe after deformation of the periphery of the pipe element at the pipe end before deformation. The geometry and material properties enable maximum deformation, particularly expansion, of the pipe ends until deformation along the tensile limit of the material of the pipe element causes material cracking.

본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따라, 파이프 요소의 유동 횡단면의 세로 측에 각각 배열된 측면들은, 반원 중공 실린더 형상으로 외부로 휘어져 있고 외부 반경(R)을 갖는 좁은 측의 측면을 통해 서로 연결되어 있다.According to an alternative second embodiment of the present invention, the side surfaces arranged respectively on the longitudinal side of the flow cross-section of the pipe element are bent outwardly in the form of a semicircular hollow cylinder, It is connected.

파이프 요소의 제1 영역의 제1 높이(X)는 바람직하게 반원 중공 실린더 형상으로 외부로 휘어진 파이프 요소의 좁은 측의 측면의 2배 반경(R)에 상응한다. 이 경우에는 하기의 식The first height X of the first region of the pipe element corresponds to a double radius R of the side of the narrow side of the outwardly bent pipe element, preferably in the form of a half-circle hollow cylinder. In this case,

Figure pat00005
Figure pat00005

으로부터 최대값(CMmax)이 나타나며, 상기 식에서 A는 파이프 팽창 용량에 상응한다.(CM max ), where A corresponds to the pipe expansion capacity.

본 발명의 한 가지 장점은, 세로 방향에 대해 수직으로 정렬된 평면에서 파이프 요소의 제2 영역의 횡단면이 확장될 때에는, 각각 파이프 요소의 벽에 의해 제한된 유동 채널이 실질적으로 직사각형의 횡단면 형상으로부터 타원형의 횡단면 형상으로 변형된다는 데 있다.One advantage of the present invention is that when the cross-section of the second region of the pipe element in a plane vertically aligned with respect to the longitudinal direction is expanded, the flow channels defined by the walls of the respective pipe elements are shifted from a substantially rectangular cross- Sectional shape.

본 발명의 일 개선예에 따라, 파이프 요소는 제1 영역에서는 0.22 ㎜의 벽 두께, 대략 2.5 ㎜의 제1 높이(X) 및 대략 10.8 ㎜의 폭(W)을 갖고, 제2 영역(11)에서는 대략 4.69 ㎜의 제2 높이(Y) 및 대략 10.95 ㎜의 폭을 갖는다.According to an improvement of the invention, the pipe element has a wall thickness of 0.22 mm, a first height X of about 2.5 mm and a width W of about 10.8 mm in the first region, Has a second height (Y) of about 4.69 mm and a width of about 10.95 mm.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따라, 파이프 단부에 있는 파이프 요소가 각각 세로 측의 정점의 영역에서 정면으로부터 출발하여 확장된 상태로 형성됨으로써, 결과적으로 파이프 요소의 벽은 높이 방향에서 각각 외부로 성형부를 갖도록 변형되어 있다. 따라서, 파이프 요소는 각각 상부 면 및 하부 면의 정점의 영역에서 형상을 구비하여 형성되어 있다. 이때, 파이프 요소는 높이 방향으로 성형부의 최대 확장 영역에서는 바람직하게 대략 7.6 ㎜의 연장부를 갖는다.According to another preferred embodiment of the present invention, the pipe elements at the end of the pipe are each formed in an expanded state starting from the front at the area of the vertex of the longitudinal side, As shown in Fig. Thus, the pipe elements are formed with shapes in the regions of the apexes of the upper and lower surfaces, respectively. At this time, the pipe element preferably has an extension of approximately 7.6 mm in the maximum extension area of the forming part in the height direction.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 파이프 바닥은 웹의 영역에서 각각, 밀봉 요소를 수용하기 위한 관통 개구의 개방된 횡단면을 적어도 국부적으로 줄이기 위한 링 요소를 구비할 수 있다. According to a preferred embodiment of the invention, the bottom of the pipe may each comprise a ring element for at least locally reducing the open cross-section of the through-opening for receiving the sealing element in the region of the web.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예는, 파이프 바닥이 열 전달 장치의 수집기의 측벽 요소로서 형성될 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the bottom of the pipe can be formed as a sidewall element of the collector of the heat transfer device.

열 전달 장치는 바람직하게 관통 개구를 갖는 2개의 파이프 바닥 그리고 관통 개구를 갖는 2개의 밀봉 요소를 구비하여 형성될 수 있다. 파이프 바닥들은 각각 파이프 요소들과 유체 밀봉 방식으로 연결되며, 이 경우 관통 개구들은 각각 형상에 있어서 파이프 요소의 외부 형상과 일치하고, 각각의 파이프 요소는 각각 제1 파이프 바닥에 형성된 관통 개구를 통과하는 제1 단부 및 제2 파이프 바닥에 형성된 관통 개구를 통과하는 제2 단부를 구비하여 배열되어 있다.The heat transfer device may be formed with two sealing elements, preferably with two pipe bottoms with through openings and through openings. The pipe bottoms are each connected in a fluid-tight manner with the pipe elements, in which case the through-openings coincide with the external shape of the pipe element in each shape, and each pipe element passes through a through- And having a first end and a second end passing through a through opening formed in the bottom of the second pipe.

파이프 요소들은 바람직하게 직선으로 그리고 바람직하게는 알루미늄 합금으로 형성된다. The pipe elements are preferably formed in a straight line and preferably of an aluminum alloy.

본 발명의 일 개선예에 따라, 파이프 요소들은 배열체 내부에서 1열로 또는 다수의 열로 정렬되어 있다.According to one improvement of the invention, the pipe elements are arranged in a row or in a plurality of rows within the arrangement.

서로 나란히 그리고 평행하게, 그리고 서로에 대해 넓은 측을 구비하여 정렬된 본 발명에 따른 장치의 1열의 파이프 요소들은 바람직하게, 직접 이웃하여 배열된 파이프 요소들 사이에 제2 유체, 특히 공기를 위한 유동 경로가 각각 하나씩 형성되도록 배열되어 있다.The row of pipe elements of the device according to the invention, arranged side by side and parallel to one another and with a wide side relative to one another, are preferably arranged such that the flow of the second fluid, in particular the air, between directly adjacently arranged pipe elements Path are formed one by one.

서로 이웃하여 배열된 파이프 요소들에 의해서 제1 영역 내부에 형성된 유동 경로 내에는 바람직하게, 유동 횡단면을 변경하기 위한 그리고/또는 열 전달 면적을 확대시키기 위한 멀티 디스크 또는 리브가 배열되어 있다. 이 경우, 멀티 디스크는 높이 방향으로 연장부를 가지며, 이 연장부는 이웃하여 배열된 파이프 요소들의 간격(F)에 상응한다. 멀티 디스크 또는 리브는 바람직하게 알루미늄 합금으로 형성된다. Within the flow path formed within the first region by the adjacently arranged pipe elements are preferably arranged a multi-disc or rib for changing the flow cross-section and / or for enlarging the heat transfer area. In this case, the MD has an extension in the height direction, which corresponds to the spacing F of the adjacent pipe elements. The multi-disc or rib is preferably formed of an aluminum alloy.

본 발명의 바람직한 실시예는, 본 발명에 따른 열 전달 장치가 자동차의 냉각재 순환계 내에서, 특히 엔진 냉각재 순환계 내에서 냉각재-공기-열 교환기로서 사용되는 것을 가능하게 한다.The preferred embodiment of the present invention makes it possible for the heat transfer device according to the invention to be used as a coolant-air-heat exchanger in the coolant circulation system of an automobile, in particular in the engine coolant circulation system.

요약해서 말하자면, 본 발명에 따른 열 전달 장치는 다음과 같은 다양한 장점들을 갖는다:In summary, the heat transfer device according to the present invention has the following various advantages:

- 기존의 파이프 포트폴리오의 틀 안에서 CAB/MA-제조 원리의 활용이 확대되고,- The use of CAB / MA-manufacturing principles within the existing pipe portfolio framework is expanding,

- 구조 크기가 최소이거나 설치 공간 수요가 최소인 경우, 다시 말해 전달 가능한 열 출력 대 개장된 용적의 비율이 최적인 경우에는, 최적의 기하학적 구조 비율에 의해서도 최대의 열 출력이 전달되며,- Maximum thermal output is delivered by the optimal geometric ratio if the structure size is minimal or the space requirement is minimal, ie the ratio of deliverable heat output to open volume is optimal,

- 복잡성 및 재료 경비가 줄어들고, 이로써 제조 비용이 줄어들며,- Reduced complexity and material costs, which reduces manufacturing costs,

- 최소의 중량을 갖고,- with a minimum weight,

- 온도 교체가 큰 경우에도 최대의 밀봉도, 다시 말해 온도 교체에 대한 높은 열 충격 내구성 및 높은 저항 능력을 가짐으로써, 결과적으로 파이프 요소, 밀봉 요소와 파이프 바닥 간의 연결이 유연한 경우에는 유체 순환계 내에 있는, 특히 냉각재 순환계 내에 있는 밸브들의 큰 개방 속도 및 폐쇄 속도가 가능해지고, - High sealability, that is, high thermal shock resistance and high resistance to temperature change, even when the temperature change is large. As a result, if the connection between the pipe element, the sealing element and the bottom of the pipe is flexible, , In particular the large opening and closing speeds of the valves in the coolant circulation system,

- 압력 맥동 부하가 높은 경우에도 사용이 보장되며,- It is guaranteed to be used even if the pressure pulsation load is high,

- 규정된 수준에서 균일한 밀봉 압축을 실행하는 프레스 피트에 의해, 파이프 바닥과 밀봉 요소 내부에 있는 파이프 단부의 연결이 영구적으로 보장됨으로써, 최대의 수명이 보증된다.- Maximum life is guaranteed by permanently ensuring the connection of the pipe bottom and the end of the pipe inside the sealing element, by press pits which perform a uniform sealing compression at the specified level.

본 발명의 실시예들의 추가의 세부 사항, 특징들 및 장점들은, 관련 도면들을 참조해서 이루어지는 본 발명의 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 드러난다. 여기서:
도 1은 개별 구성 요소로서 중간 지지된 멀티 디스크, 파이프 바닥 그리고 밀봉 요소 및 수집기를 갖는 파이프 요소 배열체를 갖춘 열 전달 장치를 분해 상세도로 도시하며,
도 2a는 제1 영역 및 제2 영역을 구비하여 플랫 파이프로서 형성된 파이프 요소를 측면도로 도시하고,
도 2b 및 도 2d는 각각 상이한 유동 횡단면을 갖고 플랫 파이프로서 형성된 파이프 요소를 사시도로 도시하며,
도 2c는 도 2b에 도시된 파이프 요소의 상세도를 도시하고,
도 3a는 도 1에 도시된 열 전달 장치의 중간 지지된 멀티 디스크를 갖는 파이프 요소의 배열체를 측면 상세도로 도시하며,
도 3b는 중간 지지된 멀티 디스크, 파이프 바닥 및 도 1에 도시된 열 전달 장치의 밀봉 요소를 갖는 파이프 요소의 배열체를 측면 단면 상세도로 도시하고,
도 3c는 도 3b에 도시된 밀봉 요소를 갖는 파이프 바닥의 상세도를 도시하며,
도 4a 및 도 4b는 파이프 단부에서 부분적으로 확대되었고, 도 2a에 도시된 파이프 요소와 유사하게 타원형의 횡단면을 갖는 파이프 요소를 사시도 및 평면도로 도시하고,
도 4c 내지 도 4f는 도 4a 및 도 4b에 도시된, 파이프 단부에서 최종적으로 확대된 파이프 요소를 사시도 및 평면도로 도시하며,
도 5a 및 도 5b는 파이프 단부에서 부분적으로 확대되었고, 도 4a에 도시된 파이프 요소와 유사하게 타원형의 횡단면을 갖는 파이프 요소를 사시도 및 평면도로 도시하고,
도 6a는 밀봉 요소를 갖는 파이프 바닥의 관통 개구 내에서 도 5a에 도시된 파이프 요소의 배열체를 측면 단면 상세도로 도시하며, 그리고
도 6b는 도 6a에 도시된 밀봉 요소 및 파이프 요소를 갖는 파이프 바닥의 상세도를 도시한다.
Further details, features and advantages of embodiments of the present invention will be apparent from the following detailed description of embodiments of the invention, made with reference to the accompanying drawings. here:
Figure 1 shows a heat transfer device with disassembled detail, with a multi-disc supported as a separate component, a pipe bottom and a pipe element arrangement with a sealing element and collector,
2A shows a side view of a pipe element formed as a flat pipe with a first region and a second region,
Figures 2b and 2d show a pipe element in perspective view, each having a different flow cross section and formed as a flat pipe,
Fig. 2c shows a detailed view of the pipe element shown in Fig. 2b,
Figure 3a shows a side detail view of an arrangement of a pipe element with an intermediate supported multi-disc of the heat transfer device shown in Figure 1,
Fig. 3b shows a side cross-sectional view of an arrangement of pipe elements having a sealing element of the heat transfer device shown in Fig. 1 and an intermediate supported multi-disc,
3C shows a detail view of the pipe bottom with the sealing element shown in Fig. 3B,
4A and 4B are partially enlarged at the pipe end and show a pipe element with an elliptical cross section similar to the pipe element shown in Fig. 2A in a perspective view and a plan view,
Figs. 4C-4F show in perspective and plan view the finally enlarged pipe element at the pipe end, shown in Figs. 4A and 4B,
Figures 5a and 5b are partially enlarged at the end of the pipe and show in a perspective and plan view a pipe element having an elliptical cross section similar to the pipe element shown in Figure 4a,
Figure 6a shows a side cross-sectional view of the arrangement of the pipe elements shown in Figure 5a in the through opening of the pipe bottom with the sealing element,
6B shows a detail view of the pipe bottom with the sealing element and the pipe element shown in Fig. 6A.

도 1에서는, 열 전달 장치(1)의 파이프 바닥(5) 및 밀봉 요소(7)를 갖는 파이프 요소(3), 특히 플랫 파이프의 배열체(2)가 드러난다. 본 도면에는, 개별 구성 요소로서 중간 지지된 멀티 디스크(4), 파이프 바닥(5) 그리고 밀봉 요소(7) 및 수집기(9)를 갖는 파이프 요소(3) 배열체(2)를 갖춘 열 전달 장치(1)의 상세도가 도시되어 있다. 수집기(9)는, 냉각재를 유체로서 사용하는 경우에 냉각제 수집기로서도 지칭된다.1 shows a pipe element 3, in particular a flat pipe arrangement 2, having a pipe bottom 5 and a sealing element 7 of a heat transfer device 1. In Fig. This figure shows a heat transfer device 1 with a multi-disc 4 intermediate supported as individual components, a pipe bottom 5 and an arrangement 2 of pipe elements 3 having a sealing element 7 and a collector 9 (1) is shown in detail. The collector 9 is also referred to as a coolant collector when the coolant is used as a fluid.

플랫 파이프(3)로 이루어지는 배열체(2)는 출력 요구 조건에 따라 1열로 또는 다수의 열로 형성되어 있고, 크기 측면에서, 다시 말해 특히 길이 또는 폭 측면에서 조정 가능하다. 파이프 요소(3)는 2열로 배열되어 있다.The arrangement body 2 made up of the flat pipe 3 is formed in one row or in a plurality of rows in accordance with the output requirement and is adjustable in terms of size, in particular, in terms of length or width. The pipe elements 3 are arranged in two rows.

서로 나란히 그리고 평행하게 정렬된 파이프 요소(3)가 넓은 측을 갖는 1열 내부에서 서로에 대해 정렬됨으로써, 결과적으로 직접 이웃하는 파이프 요소(3) 사이에서는 유체를 위한, 특히 공기를 위한 유동 경로가 각각 생성된다. 이때, 유동 경로는 각각 파이프 요소(3) 사이에서 진행한다. 1열의 파이프 요소(3)는 서로에 대해 일직선상에 배열되고, 각각 2개의 수집기(9) 사이에서 연장된다. 파이프 요소(3)의 내부 용적은 수집기(9)의 내부 용적과 연결되어 있다.By arranging the pipe elements 3 arranged side by side and in parallel to one another in a row with a wide side, the result is a flow path for the fluid, in particular for air, between directly adjacent pipe elements 3 Respectively. At this time, the flow path proceeds between the pipe elements 3, respectively. A row of pipe elements 3 are arranged in a straight line with respect to each other and extend between two collectors 9, respectively. The inner volume of the pipe element (3) is connected to the inner volume of the collector (9).

유동 경로 내에 그리고 이로써 이웃하여 배열된 파이프 요소(3)의 중간 공간 내에는, 유동 횡단면을 변경하기 위한 그리고/또는 열 전달 면적을 확대시키기 위한 요소가 형성되어 있다. 유동 횡단면을 변경하기 위한 그리고/또는 열 전달 면적을 확대시키기 위한 요소로서 멀티 디스크(4)가 제공되어 있다. 대안적으로는, 리브도 사용될 수 있다. 멀티 디스크(4)는, 파이프 요소(3)와 마찬가지로, 바람직하게 알루미늄 합금과 같은 열 전도성이 매우 우수한 재료로 형성된다.Within the flow path and in the intermediate space of the adjacent pipe element 3 there is formed an element for changing the flow cross-section and / or for enlarging the heat transfer area. A multi-disk (4) is provided as an element for changing the flow cross-section and / or for enlarging the heat transfer area. Alternatively, ribs may be used. Like the pipe element 3, the multi-disc 4 is preferably formed of a material having excellent thermal conductivity, such as an aluminum alloy.

장치(1)가 조립된 상태에서, 배열체(2)의 정면에 또는 좁은 측에는, 각각 수집기(9)의 측벽 요소로서도 이용될 수 있는 파이프 바닥(5)이 제공되어 있다. 이 경우에는, 파이프 요소(3)의 단부가 정렬되어 있는 측면이 정면으로서 지칭된다. 파이프 바닥(5)은 각각 금속, 특히 알루미늄 합금으로 실질적으로 직사각형 시트의 형태인 디프 드로잉 가공부, 천공부 또는 하이드로포밍부로서 형성되어 있다. 이 경우, 시트는 금속으로 이루어진 평탄한 압연기 최종 제품으로 이해된다. 고압 변형으로서도 지칭되는 하이드로포밍은, 물-오일-에멀션에 의해 공구 내에서 발생하는 압력을 이용하여, 폐쇄된 몰드 공구 내에서 시트를 변형하는 것으로 간주된다.In the assembled state of the device 1, on the front face or on the narrow side of the arrangement body 2 there is provided a pipe bottom 5 which can also be used as a sidewall element of the collector 9, respectively. In this case, the side on which the end of the pipe element 3 is aligned is referred to as the front face. The pipe bottom 5 is formed as a deep drawing part, perforation or hydroforming part, which is in the form of a substantially rectangular sheet of metal, in particular an aluminum alloy. In this case, the sheet is understood to be a flat mill finished product made of metal. Hydroforming, also referred to as high-pressure deformation, is considered to deform the sheet in a closed mold tool, using the pressure generated in the tool by the water-oil-emulsion.

모서리 영역이 라운딩 처리된 파이프 바닥(5) 뿐만 아니라 밀봉 요소(7)도 파이프 요소(3)를 수용하기 위한 관통 개구(6, 8)를 구비한다. 개별 파이프 요소(3)와 파이프 바닥(5) 사이에 유체 밀봉 연결을 만들기 위하여, 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6) 및 밀봉 요소(7)의 관통 개구(8)가 서로 부합하고, 파이프 요소(3)의 외부 치수와도 부합한다. 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6) 사이에는 각각 웹(5-1)이 형성되어 있다.The sealing element 7 as well as the pipe bottom 5 with rounded edge areas has through openings 6, 8 for receiving the pipe element 3. The through openings 6 of the pipe bottom 5 and the through openings 8 of the sealing element 7 meet to form a fluid tight connection between the individual pipe element 3 and the pipe bottom 5, And also conforms to the external dimensions of the element (3). And a web 5-1 is formed between the through openings 6 of the pipe bottom 5, respectively.

수집기(9)의 서로를 향하는 측에 배열된 파이프 바닥(5)은 파이프 요소(3)와 고정 연결되어 있다. 고정 연결은 각각 밀봉 요소(7)로 인해 기술적으로 밀봉된 제로-누설로서 간주될 수 있다. 파이프 바닥(5)은 파이프 요소(3)의 좁은 측에서 파이프 요소(3)에 대해 수직으로 정렬되어 배열체(2) 상에 배열되어 있다.The pipe bottoms 5 arranged on the side facing each other of the collector 9 are fixedly connected to the pipe element 3. The fixed connection can be regarded as a technically sealed zero-leak due to the sealing element 7, respectively. The pipe bottom 5 is arranged on the arrangement 2 perpendicular to the pipe element 3 on the narrow side of the pipe element 3.

도 2a는, 열 전달 영역으로서의 변형되지 않은 제1 영역(10) 및 변형 영역으로서의 변형되지 않은 제2 영역(11), 그리고 파이프 바닥(5)과의 연결부를 갖는, 플랫 파이프로서 형성된 파이프 요소(3)를 측면도로 보여준다. 파이프 요소의 영역(10, 11)은 세로 방향(a)으로 볼 때 서로 연결된 상태로 형성되어 있다.2a shows a pipe element formed as a flat pipe (not shown) having a first undeformed region 10 as a heat transfer region and a second undeformed region 11 as a deformation region, 3) as a side view. The regions 10 and 11 of the pipe element are formed to be connected to each other when viewed in the longitudinal direction (a).

파이프 요소(3)는 파이프 단부에서 적어도 부분적으로 확장 및 변형되어 있다. 파이프 요소(3)의 벽에 의해 둘러싸인 유동 채널의 횡단면은, 파이프 요소(3)가 유체에 의해 순환되는 제1 영역(10)과 파이프 단부 쪽을 향하는 제2 영역(11) 사이에서 일정하게 그리고 균일하게 확대된다. 영역(10, 11) 내부에서는 유동 채널의 횡단면적이 각각 일정하다. 파이프 요소(3)의 제2 영역(11)은 각각, 바람직하게 평평하게, 다시 말해 노치(notch) 또는 그루브와 같은 구조물 없이 형성되는 밀봉 요소(7)에 대한 지지면으로서 이용된다.The pipe element 3 is at least partially expanded and deformed at the end of the pipe. The cross section of the flow channel surrounded by the wall of the pipe element 3 is constant and constant between the first region 10 in which the pipe element 3 is circulated by the fluid and the second region 11 towards the pipe end, And is uniformly enlarged. In the regions 10 and 11, the cross-sectional areas of the flow channels are constant. The second area 11 of the pipe element 3 is used as a supporting surface for the sealing element 7 which is preferably formed flat, that is to say without a structure such as a notch or a groove.

변형되지 않은 제1 영역(10) 내에서, 파이프 요소(3)는 높이 방향(c)으로 볼 때, 제1 영역(10)의 높이(X)로서도 또한 지칭되는 외부 연장부(X)를 구비한다. 적어도 부분적으로 확장된 파이프 요소(3)의 제2 영역(11)은 높이 방향(c)으로 볼 때, 제2 영역(11)의 높이(Y)로서도 또한 지칭되는 외부 연장부(Y)에 의해서 형성되어 있다. 파이프 요소(3)의 폭은 각각 깊이 방향(b)으로 연장된다.In the unmodified first region 10 the pipe element 3 has an external extension X which is also referred to as the height X of the first region 10 when viewed in the height direction c do. The second region 11 of the at least partially expanded pipe element 3 is defined by an external extension Y which is also referred to as the height Y of the second region 11 in the height direction c Respectively. The widths of the pipe elements 3 extend in the depth direction b, respectively.

도 2b 및 도 2d에는, 각각 상이한 유동 횡단면을 갖고 플랫 파이프로서 형성된 파이프 요소(3a, 3b)가 사시도로 도시되어 있다. 이들 도면에는, 파이프 요소(3a, 3b)의 변형되지 않은 제1 영역(10)의 일 단면이 각각 도시되어 있다. 유동 횡단면은 깊이 방향(b) 및 높이 방향(c)에 의해 설정된 평면 내에서 연장된다.2b and 2d, pipe elements 3a, 3b, each formed as a flat pipe with a different flow cross-section, are shown in perspective view. In these figures, one end face of the first undeformed region 10 of the pipe element 3a, 3b is shown respectively. The flow cross-section extends in the plane defined by the depth direction (b) and the height direction (c).

유동 횡단면들은 각각 서로 마주 놓여 있는 2개의 측면에 의해서 제한되며, 이들 측면은 각각 유동 횡단면의 좁은 측 또는 세로 측을 형성한다. 쌍으로 서로 마주 놓이도록 형성된 측면들은 각각 동일한 치수를 갖는다. 이 경우, 높이 방향(c)에서 제1 쌍으로서의 좁은 측의 측면들은 동일한 높이(X)를 갖는 한편, 서로에 대해 평행하게 정렬된, 깊이 방향(b)에서 제2 쌍으로서의 세로 측의 측면들은 동일한 폭(W)을 갖는다.The flow cross-sections are each confined by two opposing sides, each of which forms a narrow side or a longitudinal side of the flow cross-section. The sides formed to face each other in pairs have the same dimensions. In this case, the narrow sides as the first pair in the height direction c have the same height X, while the longitudinal sides as a second pair in the depth direction b, aligned parallel to each other, And has the same width (W).

도 3a, 도 3b의 실질적인 차이점은, 높이(X)의 치수에 있고, 서로 인접하는 측면들 사이에 있는 천이부의 형상 또는 좁은 측의 측면의 형상에 있다.The substantial difference in Figures 3a and 3b lies in the dimension of the height X and in the shape of the transitions or in the shape of the narrow side of the side between the adjacent sides.

도 2b의 파이프 요소(3a)는 서로에 대해 직각으로 정렬된 측면에서 라운딩 처리된 천이부를 구비하여 형성되어 있다. 천이부는 모서리 반경(R)을 가지며, 이와 같은 상황은 특히 도 2c의 파이프 요소(3a)의 상세도에 도시되어 있다.The pipe element 3a of Fig. 2b is formed with a transition section that is rounded at a side aligned at right angles to each other. The transition has a corner radius R, which is particularly shown in the detailed view of the pipe element 3a of figure 2c.

도 2d에 도시된 파이프 요소(3b)의 유동 횡단면의 세로 측에 각각 배열된 측면들은 각각 좁은 측의 반원 중공 실린더 형상의 측면을 통해 서로 연결되어 있다. 이 경우, 측면의 외부 반경(R)은 높이(X)의 절반에 상응한다.The side surfaces respectively arranged on the longitudinal side of the flow cross-section of the pipe element 3b shown in Fig. 2d are connected to each other via the side of the semicircular hollow cylinder shape on the narrow side. In this case, the outer radius R of the side corresponds to half of the height X. [

도 3a 및 도 3b에서는, 도 1에 도시된 열 전달 장치(1)의 중간 지지된 멀티 디스크(4)를 갖는 파이프 요소(3)의 배열체(2)의 상세도가 드러난다. 이 경우, 도 3a에는 측면도가 도시되어 있는 한편, 도 3b에는 도 3a에 도시된 배열체(2)의 상세도가 파이프 바닥(5) 및 밀봉 요소(7)만큼 확장된 상태에서 측면 단면도로 개시되어 있다.3a and 3b, a detailed view of the arrangement 2 of the pipe element 3 with the intermediate supported multi-disc 4 of the heat transfer device 1 shown in Fig. 1 is shown. In this case, a side view is shown in Fig. 3A, while Fig. 3B shows a detailed view of the arrangement 2 shown in Fig. 3A in a side sectional view with the pipe bottom 5 and the sealing element 7 extended. .

파이프 요소(3)는, 제1 영역(10)에서는 각각 높이(X)에 의해서 그리고 제2 영역(11)에서는 각각 높이(Y)에 의해서 형성되어 있으며, 이 경우 파이프 요소(3)의 연장부는 높이 방향(c)에서 볼 때 제2 영역(11) 내에서보다 제1 영역(10) 내에서 더 작다. 파이프 요소(3)는 제2 영역(11) 내에서 세로 방향(a)으로 정렬된 중심 축 둘레로 균일하게 확장되어 있다.The pipe element 3 is formed by the height X in the first region 10 and by the height Y in the second region 11 respectively and in this case the extension of the pipe element 3 Is smaller in the first region (10) than in the second region (11) as viewed in the height direction (c). The pipe element 3 extends uniformly around the central axis aligned in the longitudinal direction (a) within the second region 11.

넓은 측을 구비하여 서로 나란히 그리고 평행하게 정렬된 파이프 요소(3) 내에 형성된, 제1 영역(10) 내부의 중간 공간 내에는, 유동 횡단면을 변경하기 위한 그리고/또는 열 전달 면적을 확대시키기 위한 요소로서 멀티 디스크(4)가 제공되어 있다. 이웃하여 배열된 파이프 요소(3)의 넓은 측에서 각각 파이프 요소(3)와 연결된 멀티 디스크(4)가 파이프 요소(3) 사이의 중간 공간을 완전히 채움으로써, 결과적으로 이웃하여 배열된 파이프 요소(3)의 간격(F)은 높이 방향(c)에서 볼 때 또한 멀티 디스크(4)의 높이(F)에도 상응한다. 이 경우, 멀티 디스크(4)는 오로지 파이프 요소(3)의 제1 영역(10) 내에만 형성되어 있다.Within the intermediate space within the first region 10, formed in the pipe element 3 arranged parallel and parallel to one another with the wide side, there is provided an element for changing the flow cross-section and / A multi-disc 4 is provided. The multidisk 4 connected to the pipe element 3 on the wide side of the adjacently arranged pipe element 3 completely fills the intermediate space between the pipe elements 3 and consequently the adjacent arranged pipe elements 3 3 also correspond to the height F of the multi-disc 4 when viewed in the height direction c. In this case, the MD 4 is formed only in the first region 10 of the pipe element 3.

파이프 요소(3)는 각각 제2 영역(11)을 구비하여, 밀봉 요소(7) 및 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6, 8) 내에 배열되어 있다. 높이 방향(c)으로 이웃하여 배열된 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6) 사이에는 웹(5-1)이 형성되어 있으며, 이 웹은 관통 개구(6)를 각각 깊이 방향(b)으로 제한하고, 밀봉 요소(7)와 연결된 상태에서 실질적으로 파이프 요소(3)의 넓은 측에 접한다. 도 3c에는, 도 3b에 도시된 밀봉 요소(7)를 갖는 파이프 바닥(5)의 웹(5-1)의 상세도가 도시되어 있다.The pipe elements 3 each have a second region 11 and are arranged in the through openings 6 and 8 of the sealing element 7 and the pipe bottom 5. A web 5-1 is formed between the through openings 6 of the pipe bottom 5 which are arranged adjacent to each other in the height direction c and this web is provided with the through openings 6 in the depth direction b And abuts the broad side of the pipe element 3 substantially in connection with the sealing element 7. Fig. 3c shows a detailed view of the web 5-1 of the pipe bottom 5 with the sealing element 7 shown in Fig. 3b.

넓은 측을 구비하여 서로 나란히 그리고 평행하게 정렬된 파이프 요소(3) 내에 형성된, 제2 영역(11) 내부의 중간 공간 내에는, 파이프 바닥(5)의 웹(5-1) 및 밀봉 요소(7)가 배열되어 있다. 따라서, 높이 방향(c)에서 볼 때 이웃하여 배열된 파이프 요소(3) 사이의 중간 공간은 파이프 바닥(5)의 하나의 웹(5-1) 및 밀봉 요소(7)의 2개의 섹션에 의해서 완전히 채워져 있다. 높이 방향(c)에서 볼 때, 웹(5-1)은 높이(H)로 형성되어 있는 한편, 밀봉 요소(7)의 2개의 섹션은 각각 벽 두께(G)를 갖는다.Within the intermediate space inside the second region 11 formed in the pipe element 3 arranged parallel and parallel to one another with the wide side the web 5-1 and the sealing element 7 of the pipe bottom 5 ) Are arranged. The intermediate space between the adjacent pipe elements 3 as seen in the height direction c is thus formed by two sections of one web 5-1 and the sealing element 7 of the pipe bottom 5 It is completely filled. In the height direction c, the web 5-1 is formed at a height H while the two sections of the sealing element 7 each have a wall thickness G. [

파이프 요소(3)의 제1 영역(10)에서는, 높이 방향(c)에서 멀티 디스크(4)의 높이(F)에 파이프 요소(3)의 높이(X)를 더한 값으로부터, 파이프 요소(3) 및 멀티 디스크(4)로 이루어진 유닛의 연장부가 나타난다. 또한, 파이프 요소(3)의 제2 영역(11)에서는, 높이 방향(c)에서 파이프 바닥의 웹(5-1)의 높이(H) 및 밀봉 요소(7)의 2배 벽 두께(G)에 파이프 요소(3)의 높이(Y)를 더한 값으로부터, 파이프 요소(3), 밀봉 요소(7) 및 파이프 바닥(5)의 웹(5-1)으로 이루어진 유닛의 연장부가 나타나며, 이와 같은 상황은 다음과 같은 방정식을 유도한다:From the value obtained by adding the height X of the pipe element 3 to the height F of the multi disk 4 in the height direction c in the first region 10 of the pipe element 3, ) And a multi-disc (4). In the second region 11 of the pipe element 3, the height H of the web 5-1 at the bottom of the pipe and the double wall thickness G of the sealing element 7 in the height direction c, An extension of the unit consisting of the pipe element 3, the sealing element 7 and the web 5-1 of the pipe bottom 5 is shown from the sum of the height Y of the pipe element 3, The situation leads to the following equation:

Figure pat00006
Figure pat00006

방정식 (1)의 변환 후에는, 하기의 방정식After the conversion of the equation (1), the following equation

Figure pat00007
Figure pat00007

이 나타나며, 상기 식에서 CM은, 파이프 바닥(5)의 이웃하는 관통 개구(6) 사이에 형성된 높이 방향(c)으로의 연장부로서의 파이프 바닥(5)의 웹(5-1)의 높이(H)와 멀티 디스크(4)의 높이(F) 간에 나타나는 차이의 최적의 범위, 및 높이 방향(c)으로 파이프 요소(3)의 단부의 변형 정도를 기술한다.Where CM is the height of the web 5-1 of the pipe bottom 5 as an extension in the height direction c formed between adjacent through openings 6 of the pipe bottom 5 ) And the height F of the multi-disc 4, and the degree of deformation of the end portion of the pipe element 3 in the height direction (c).

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 방정식들은, 반경(R), 폭(W) 및 제1 영역(10)의 높이(X)를 참조하는 파이프 요소(3)의 구조와 제2 영역(11)의 높이(Y), 그리고 멀티 디스크(4)의 높이(F), 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6) 사이에 있는 웹(5-1)의 높이(H) 및 밀봉 요소(7)의 벽 두께(G)를 참조하는 단부에서의 파이프 요소(3)의 변형 간의 최적의 관계를 기술한다. 이 경우에는, 특히 하기의 방정식 (4) 내지 (6)을 참조하여, 파이프 요소(3)의 파이프 단부의 변형이 원형의 유동 횡단면을 유도하는 최대값(CMmax)과 파이프 요소(3)의 파이프 단부가 변형되지 않는 최소값(CMmin) 간의 범위가 지시된다.The above equations are based on the structure of the pipe element 3 referring to the radius R, the width W and the height X of the first region 10, the height Y of the second region 11, The height H of the web 5-1 between the height F of the disk 4 and the through opening 6 of the pipe bottom 5 and the wall thickness G of the sealing element 7 The optimal relationship between the deformation of the pipe element 3 at the end will be described. In this case, with particular reference to the following equations (4) to (6), it is assumed that the deformation of the pipe end of the pipe element 3 has a maximum value CM max leading to a circular flow cross- A range between the minimum value (CM min ) at which the pipe end is not deformed is indicated.

측면이 서로에 대해 직각으로 정렬되어 있고, 서로 인접하는 측면 사이의 천이부가 라운딩 처리된 도 2b 및 도 2c에 따라, 제1 영역(10)의 높이(X)가 파이프 요소(3a)의 2배 모서리 반경(R)의 값보다 크면(

Figure pat00009
), 최대값(CMmax)은 다음과 같이 나타난다:2B and 2C in which the sides are aligned at right angles to each other and the transitional rounding between adjacent sides is processed so that the height X of the first region 10 is twice the height of the pipe element 3a If it is larger than the value of the corner radius R
Figure pat00009
), The maximum value (CM max ) appears as follows:

Figure pat00010
Figure pat00010

각각 좁은 측의 반원 실린더 형상의 측면을 통해 서로 연결된 세로 측의 측면을 갖는 도 2d에 따라, 제1 영역(10)의 높이(X)가 파이프 요소(3b)의 2배 반경(R)과 일치하면(

Figure pat00011
), 최대값(CMmax)은 다음과 같이 나타난다:The height X of the first region 10 coincides with the double radius R of the pipe element 3b in accordance with Figure 2d with the side of the longitudinal side connected to each other through the side of the semi- if(
Figure pat00011
), The maximum value (CM max ) appears as follows:

Figure pat00012
Figure pat00012

파이프 요소(3)가 파이프 단부에서 확장되지 않거나 형태 변경되지 않거나 변형되지 않음으로, 결과적으로 제2 영역(11)의 높이(Y)가 파이프 요소(3, 3a, 3b)의 제1 영역(10)의 높이(X)와 일치함으로써(

Figure pat00013
), 최소 한계(CMmin)가 확정된다. 이로써, 최소값(CMmin)은 항상 다음과 같이 밀봉 요소(7)의 벽 두께(G)의 2배로부터 나타난다:As a result of the fact that the height Y of the second region 11 is smaller than the height Y of the first region 10 of the pipe element 3, 3a, 3b because the pipe element 3 is not extended or deformed or deformed at the end of the pipe, (X) < / RTI >
Figure pat00013
), The minimum limit (CM min ) is confirmed. Thus, the minimum value (min CM) is always displayed in the second multiple of the wall thickness of the sealing element (7) (G), as follows:

Figure pat00014
Figure pat00014

파라미터 A는, 파이프 팽창 용량을 변형 이전에 파이프 단부에서의 파이프 요소의 둘레 대 변형 이후에 파이프 단부에서의 파이프 요소의 둘레의 비율로서 기술한다.The parameter A describes the pipe expansion capacity as a ratio of the circumference of the pipe element at the end of the pipe after deformation of the circumference of the pipe element at the pipe end before deformation.

도 4a 및 도 4b는 각각, 도 2a 또는 도 2b 및 도 2c에 도시된 파이프 요소(3a)와 유사하게 파이프 단부에서 적어도 부분적으로 확대된 파이프 요소(3)를 사시도 및 평면도로 보여준다. 파이프 요소(3)가 파이프 단부의 영역에서 변형 및 확대됨으로써, 결과적으로 파이프 요소(3)의 벽에 의해 제한된 유동 채널은 실질적으로 직사각형의 횡단면 형상으로부터 타원형의 횡단면 형상으로 변형되었다. 유동 채널의 타원형의 횡단면 형상은 외부 압력에 대하여 매우 안정적인데, 특히 압축된 밀봉 요소(7)에 의해 제공되는 압력에 대하여 매우 안정적이다.Figures 4a and 4b show respectively a perspective view and a plan view of a pipe element 3 at least partially enlarged at the pipe end similar to the pipe element 3a shown in Figure 2a or 2b and 2c. As a result of the deformation and expansion of the pipe element 3 in the region of the pipe end, the flow channels limited by the walls of the pipe element 3 have thus been transformed from a substantially rectangular cross-sectional shape to an elliptical cross-sectional shape. The elliptical cross-sectional shape of the flow channel is very stable with respect to the external pressure, in particular with respect to the pressure provided by the compressed sealing element 7.

이 경우, 변형되지 않은 파이프 요소(3)는 0.22 ㎜의 벽 두께 및 대략 10.8 ㎜의 폭(W) 및 2.5 ㎜의 높이(X)로 형성되었다. 적어도 부분적으로 확대된 파이프 요소(3)는 제2 영역(11)에서, 예를 들어 최대 연장부(Y)의 영역에서 폭이 대략 10.95 ㎜인 경우에는, 대략 4.69 ㎜의 높이를 갖는다. 제2 영역(11)은 지시된 치수를 갖는 지지면(13)으로서 형성되어 있으며, 상기 지지면에는 파이프 바닥(5)에 있거나 파이프 요소(3)와 파이프 바닥(5) 사이에서 압축된 밀봉 요소(7)에 있는 파이프 요소(3)의 벽이 접한다.In this case, the undeformed pipe element 3 was formed with a wall thickness of 0.22 mm and a width W of approximately 10.8 mm and a height X of 2.5 mm. The at least partially enlarged pipe element 3 has a height of approximately 4.69 mm in the second region 11, for example approximately 10.95 mm wide in the region of the maximum extension Y. [ The second region 11 is formed as a supporting surface 13 with the indicated dimensions and which is provided with a sealing element 15 on the bottom of the pipe 5 or between the pipe element 3 and the bottom of the pipe 5, The wall of the pipe element 3 in the pipe 7 is tangent.

압축된 밀봉 요소(7)의 저항력을 견디기 위하여, 파이프 요소(3)는 정점(12)의 영역에서 최종적으로 확대된다. 이 경우에는, 밀봉 요소(7)에 대한 지지면(13)의 강성을 더욱 높이기 위하여, 파이프 요소(3)의 벽이 세로 측에서 외부로 변형된다. 최종적으로 변형된 상태에서는, 특히 세로 측에서 파이프 요소(3)의 벽의 구조가 보강된다.In order to withstand the resistance of the compressed sealing element 7, the pipe element 3 is finally enlarged in the region of the apex 12. In this case, the wall of the pipe element 3 is deformed from the longitudinal side to the outside in order to further increase the rigidity of the supporting surface 13 with respect to the sealing element 7. [ In the finally deformed condition, the structure of the wall of the pipe element 3 is reinforced, especially at the longitudinal side.

도 4c 내지 도 4f에서는, 파이프 단부에서 최종적으로 확대된 파이프 요소(3)가 사시도로 그리고 평면도로 드러난다. 도 4a 및 도 4b에 따라 파이프 요소(3)가 적어도 부분적으로 확대된 후에는, 파이프 요소(3)가 각각 파이프 단부의 이미 변형된 영역에서 정면으로부터 출발하여 최종적으로 확대된다. 이 경우에는, 특히 상부 면 및 하부 면의 에지들이 높이 방향(c)으로 각각 외부로 변형된다. 천공 블레이드를 사용함으로써, 제2 영역(11)에서 파이프 요소(3)의 정점(12)이 밀봉 요소(7)에 대하여 확대되고, 밀봉 요소(7)의 압축이 증가된다. 블레이드를 제거한 후에는, 탄력적인 파이프 재료가 출발 위치의 방향으로 최소로 형태 복원되며, 이 경우 밀봉 재료(7)의 압축은 예정된 범위 안에서 그대로 유지된다. 마지막으로, 파이프 요소(3)는 각각 상부 면 및 하부 면의 정점(12)의 영역에 성형부(14)를 구비한다.In Figures 4C-4F, the finally enlarged pipe element 3 at the end of the pipe is shown in perspective and in plan view. After the pipe element 3 has been at least partially enlarged according to Figs. 4a and 4b, the pipe element 3 is finally enlarged starting from the front in the already deformed area of the pipe end. In this case, in particular, the edges of the top and bottom surfaces are deformed outwardly in the height direction c, respectively. By using the piercing blades the apex 12 of the pipe element 3 in the second region 11 is enlarged with respect to the sealing element 7 and the compression of the sealing element 7 is increased. After removing the blades, the resilient pipe material is restored to its minimum in the direction of the starting position, in which case the compression of the sealing material 7 remains within the predetermined range. Finally, the pipe element 3 has a forming part 14 in the region of the apex 12 of the upper and lower surfaces, respectively.

성형부(14)에 의해 파이프 단부에서 변형된 파이프 요소(3)의 벽은 연속적으로 그리고 균열 없이 형성되어 있다. 성형부(14)의 형상은, 한 편으로는 파이프 요소(3)의 벽의 구조적인 강성을 높이기 위해 이용되고, 다른 한 편으로는 파이프 바닥(5) 내 관통 개구(6) 내부에서 고정 및 밀봉을 위해 이용된다. 이 경우에는, 또한 파이프 바닥(5)에 대한 파이프 요소(3)의 상대적인 위치 변경 및 이와 더불어 파이프 바닥(5) 내부에서의 파이프 요소(3)의 이동을 회피하는 고정력도 증가된다.The wall of the pipe element 3 deformed at the pipe end by the forming part 14 is formed continuously and without cracking. The shape of the forming part 14 is used for increasing the structural rigidity of the wall of the pipe element 3 on the one hand and is fixed and fixed in the through opening 6 in the pipe bottom 5 on the other hand. It is used for sealing. In this case, also the clamping force, which avoids the relative displacement of the pipe element 3 relative to the pipe bottom 5 and the movement of the pipe element 3 inside the pipe bottom 5, is also increased.

최종적으로 확대된 파이프 요소(3)는 예를 들어 성형부(14)의 최대 확대 영역에 이제 대략 7.6 ㎜의 연장부(Z)를 구비한다.Finally, the enlarged pipe element 3 has, for example, an extension Z of approximately 7.6 mm in the maximum enlarged area of the forming part 14, for example.

파이프 요소(3)를 구비하여 형성된 장치(1)는, 배열체(2)의 하나 이상의 측면에 형성된, 유연하고 강성이 아닌 파이프 요소-밀봉 요소-파이프 바닥-연결로 인해, 또한 매우 높은 열 충격-내구성을 갖는다.The device 1 formed with the pipe element 3 is also characterized by a flexible and non-rigid pipe element-sealing element-pipe bottom-connection formed on one or more sides of the arrangement 2, - Has durability.

도 5a 및 도 5b에는, 각각 파이프 단부에서 부분적으로 확대되었고, 도 4a에 도시된 파이프 요소와 유사하게 타원형의 횡단면을 갖는 파이프 요소(3)가 사시도로 그리고 외부로부터 제공되는 압력의 작용 방향(15)으로 평면도로 도시되어 있다. 압력은 도면에 도시되지 않은, 전체 범위에 걸쳐서 접하는 밀봉 요소에 의해서 발생된다.5A and 5B show the pipe element 3, which is partially enlarged at the pipe end and has an elliptical cross section similar to the pipe element shown in Fig. 4A, in the direction of action 15 In a plan view. The pressure is generated by a sealing element tangent over the entire range, not shown in the figure.

이 경우, 횡단면 상으로 볼 때, 파이프 요소(3)의 변형된 단부의 좁은 측의 아크 형상의 면은 도 4a에 도시된 파이프 요소(3)의 단부보다 작은 직경을 갖는다. 파이프 요소(3c)의 벽은, 외부로부터 제공되는 압력을 더 우수하게 견디는, 타원형으로 형성된 더 두꺼운 횡단면을 구비하여 형성되었다.In this case, as viewed in cross section, the arc-shaped surface on the narrow side of the deformed end of the pipe element 3 has a smaller diameter than the end of the pipe element 3 shown in Fig. 4A. The wall of the pipe element 3c was formed with a thicker cross section formed in an elliptical shape, which withstands the pressure externally provided better.

파이프 요소(3)는 또한 도 5a에 따른 파이프 단부에서의 횡단면의 타원형 형상 및 도 4c 내지 도 4f에 따른 상부 면 및 하부 면의 정점(12)의 영역에 성형부(14)를 갖는 파이프 단부의 변형과 같은 구조적인 특징들의 조합에 의해서도 형성될 수 있다.The pipe element 3 also has an elliptical shape of the cross section at the pipe end according to figure 5a and a pipe end with the shaping part 14 at the area of the apex 12 of the upper and lower surfaces according to figures 4c to 4f And may be formed by a combination of structural features such as deformation.

도 6a에는, 밀봉 요소(7)를 갖는 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6) 내에서 파이프 요소(3)의 배열체의 상세도가 측면 단면도로 도시되어 있다. 도 6b에서는, 도 6a에 도시된 밀봉 요소(7) 및 파이프 요소(3)를 갖는 파이프 바닥(5)의 상세도가 드러난다.In figure 6a a detailed view of the arrangement of the pipe element 3 in the through opening 6 of the pipe bottom 5 with the sealing element 7 is shown in side sectional view. In Fig. 6b, a detailed view of the pipe bottom 5 with the sealing element 7 and the pipe element 3 shown in Fig. 6a is revealed.

도 6a는, 특히 파이프 바닥(5) 및 밀봉 요소(7) 내에 형성된 관통 개구를 통과해서 배열된 바람직하게 타원형의 횡단면을 갖는 변형 확대된 파이프 요소(3)의 배열체를 보여준다. 파이프 요소(3)의 확대로 인해, 파이프 요소(3)는 파이프 요소(3)와 이 파이프 요소(3)의 관통 개구의 에지 사이에 배열된 밀봉 요소(7)와는 단단히 연결되어 있고, 파이프 바닥(5)과는 유체 밀봉 방식으로 연결되어 있다.Figure 6a shows an arrangement of a deformed enlarged pipe element 3 having a preferably elliptical cross section arranged through a through opening formed in the pipe bottom 5 and the sealing element 7 in particular. Due to the enlargement of the pipe element 3 the pipe element 3 is tightly connected with the sealing element 7 arranged between the pipe element 3 and the edge of the through opening of the pipe element 3, (5) in fluid sealing manner.

파이프 바닥(5)은, 웹(5-1)의 영역(16)에서 각각 링 요소(17)를 구비하여 형성되어 있으며, 이 링 요소는, 영역(16)에서 밀봉 요소(7)의 압축을 국부적으로 증가시키기 위하여, 밀봉 요소(7) 및 파이프 요소(3)를 수용하기 위한 관통 개구(6)의 개방된 횡단면을 적어도 국부적으로 축소시킨다. 링 요소(17)는, 밀봉 요소(7)가 예정된 섹션 또는 예정된 면에서 추가로 압축됨으로써, 결과적으로 그렇지 않은 경우에 특히 파이프 요소(3)의 정점의 영역에서 더 적게 이루어지는 밀봉 요소(7)의 압축이 의도한 바대로 증가하도록 형성되어 있다. 밀봉 요소(7)가 다만 작은 영역에서만 더 강하게 압축되기 때문에, 파이프 벽에 작용하는 결과적인 힘은 더 적어지고, 파이프 벽은 붕괴되지 않는다.The pipe bottom 5 is formed with a ring element 17 in the region 16 of the web 5-1 which respectively compress the sealing element 7 in the region 16 At least locally reduces the open cross-section of the through-opening 6 for receiving the sealing element 7 and the pipe element 3, in order to increase it locally. The ring element 17 is arranged in such a way that the sealing element 7 is further compressed in a predetermined section or in a predetermined plane so that the sealing element 7 is of a lesser extent than in the region of the apex of the pipe element 3, So that compression is increased as intended. Since the sealing element 7 is compressed more strongly only in a small area, the resultant force acting on the pipe wall is less and the pipe wall is not collapsed.

장치(1)는 재차, 특히 정점(12)의 영역(16)에서 전체 파이프 둘레에 걸쳐 밀봉 요소(7)의 효율적인 압축에 도달하기 위하여, 도 5a에 따른 파이프 단부에서의 횡단면의 타원형 형상 및 도 4c 내지 도 4f에 따른 상부 면 및 하부 면의 정점(12)의 영역에 성형부(14)를 갖는 파이프 단부의 변형과 같은 파이프 요소(3)의 구조적인 특징들의 임의의 조합에 의해서, 그리고 파이프 바닥(5)의 웹(5-1)의 영역에 링 요소(17)를 구비하여 형성될 수 있다.The device 1 is again designed to have an elliptical shape and a cross-sectional profile in the cross-section at the pipe end according to figure 5a, in order to reach efficient compression of the sealing element 7, in particular in the region 16 of the apex 12, By any combination of the structural features of the pipe element 3, such as the deformation of the pipe end with the forming portion 14 in the region of the apex 12 of the upper and lower surfaces according to 4c to 4f, And a ring element 17 in the region of the web 5-1 of the bottom 5.

파이프 바닥(5)과 파이프 요소(3)의 연결은, 파이프 요소(3)가 관통 개구(6, 8)의 정확한 위치에 배열되도록 그리고 이로써 확실한 유체 밀봉 방식의 연결부가 생성되도록 보장해준다. 밀봉 요소(7)의 충분하고도 확실한 압축을 보장하기 위하여, 의도된 확대 크기가 파이프 요소(3)의 최종 연장부로서 사전에 결정된다. 이때, 밀봉 요소(7)의 압축은 10% 내지 50%의 범위 안에 놓여 있으며, 이 경우 압축의 대부분은 파이프 요소(3)에 밀봉 요소(7)와 파이프 바닥(5)을 장착한 직후에 성취된다.The connection of the pipe bottom 5 to the pipe element 3 ensures that the pipe element 3 is arranged at the correct position of the through openings 6, 8 and thereby ensures a fluid-tight connection. In order to ensure a sufficient and reliable compression of the sealing element 7, the intended enlargement size is determined in advance as the last extension of the pipe element 3. At this time, the compression of the sealing element 7 lies in the range of 10% to 50%, in which case most of the compression is accomplished immediately after the sealing element 7 and the pipe bottom 5 are mounted on the pipe element 3 do.

1: 장치
2: 배열체
3, 3a, 3b, 3c: 파이프 요소, 플랫 파이프
4: 멀티 디스크
5: 파이프 바닥
5-1: 파이프 바닥(5)의 웹
6: 파이프 바닥(5)의 관통 개구
7: 밀봉 요소
8: 밀봉 요소(7)의 관통 개구
9: 수집기
10: 제1 영역
11: 제2 영역
12: 파이프 요소(3)의 정점
13: 파이프 바닥(5)의 파이프 요소(3)의 지지면
14: 성형부
15: 압력의 작용 방향
16: 밀봉 요소(7)의 국부적으로 증가된 압축 영역
17: 링 요소
a: 방향, 세로 방향
b: 방향, 깊이 방향
c: 방향, 높이 방향
A: 파이프 팽창 용량
F: 파이프 요소(3)의 간격, 멀티 디스크(4)의 높이
G: 밀봉 요소(7)의 벽 두께
H: 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6) 사이에 있는 웹(5-1)의 높이
R: 모서리 반경, 파이프 요소(3)의 반경
CM: 멀티 디스크(4)의 높이(F)와 웹(5-1)의 높이(H) 간의 차
W: 파이프 요소(3)의 폭
X: 연장부, 제1 영역(10)의 높이
Y: 연장부, 제2 영역(11)의 높이
Z: 성형부(14)의 연장부
1: Device
2: arrangement
3, 3a, 3b, 3c: Pipe element, flat pipe
4: MD
5: Pipe floor
5-1: Web of the pipe bottom (5)
6: Through hole of pipe bottom (5)
7: Sealing element
8: Through-hole of sealing element 7
9: Collector
10: first region
11: second region
12: Vertex of the pipe element (3)
13: Support surface of the pipe element (3) of the pipe bottom (5)
14:
15: Direction of action of pressure
16: a locally increased compression area of the sealing element 7
17: Ring element
a: orientation, portrait orientation
b: Direction, Depth direction
c: direction, height direction
A: Pipe expansion capacity
F: the spacing of the pipe element 3, the height of the MD 4
G: wall thickness of the sealing element 7
H: height of the web 5-1 between the through openings 6 of the pipe bottom 5
R: Corner radius, the radius of the pipe element (3)
CM: Difference between the height F of the multi disk 4 and the height H of the web 5-1
W: Width of the pipe element (3)
X: height of the extension portion, first region 10
Y: height of the extension portion, second region 11
Z: an extension of the forming part 14

Claims (19)

제1 유체를 통과시키기 위한 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c) 및 관통 개구(6)를 갖는 하나 이상의 파이프 바닥(5) 그리고 관통 개구(8)를 갖는 하나 이상의 밀봉 요소(7)로 이루어진 배열체(2)를 구비하는, 제1 유체와 제2 유체 사이에서 열을 전달하기 위한 장치(1)로서,
- 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)는, 제1 높이(X) 및 폭(W)을 갖는 제1 영역(10) 그리고 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 일 단부에 배열되고 제2 높이(Y)를 갖는 지지면(13)을 갖는 하나 이상의 제2 영역(11)을 각각 갖는 플랫 파이프로 이루어지며,
- 상기 밀봉 요소(7)는 각각 파이프 바닥(5)의 관통 개구(6)의 가장자리의 에지와 지지면(13) 사이에 배열되고, 벽 두께(G)를 가지며,
- 넓은 측을 갖는 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)는 서로에 대해 평행하게 그리고 제1 영역(10)에서는 각각 서로에 대해 간격(F)을 두고 정렬된 상태로 배열되며,
- 파이프 바닥(5)의 이웃하여 배열된 관통 개구(6) 사이에 각각 높이(H)를 갖는 웹(5-1)이 구비되며,
높이 방향(c)에서 볼 때, 간격(F)에 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 제1 높이(X)를 더한 값으로부터 나타나는 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 제1 영역(10) 내부에서의 연장부는 파이프 바닥(5)의 웹(5-1)의 높이(H) 및 밀봉 요소(7)의 2배 벽 두께(G)에 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 제2 높이(Y)를 더한 값으로부터 나타나는 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 제2 영역(11) 내부에서의 연장부에 상응하며,
Figure pat00015

상기 식에서 CM은 높이 방향(c)에서 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 단부의 변형 정도를 기술하고, 최대값(CMmax)과 최소값(CMmin) 사이의 범위 안에 놓여 있으며, 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 높이(X, Y)가 동일한 경우에는 CMmin
Figure pat00016
로 나타나는, 열 전달 장치(1).
Comprises at least one sealing element (7) having at least one pipe bottom (5) and a through opening (8) with a pipe element (3, 3a, 3b, 3c) An apparatus (1) for transferring heat between a first fluid and a second fluid, the arrangement having an arrangement (2)
(3, 3a, 3b, 3c) comprises a first zone (10) having a first height (X) and a width (W) Each of which has at least one second region (11) arranged with a support surface (13) having a second height (Y)
The sealing element 7 is arranged between the edge of the edge of the through opening 6 of the pipe bottom 5 and the support surface 13 and has a wall thickness G,
The pipe elements 3, 3a, 3b and 3c having a wide side are arranged in alignment with each other in parallel to each other and in the first region 10 with respect to each other at an interval F,
- a web (5-1) having a height (H) between adjacent through-apertures (6) of the pipe bottom (5)
(3, 3a, 3b, 3c) appearing from the value obtained by adding the first height (X) of the pipe element (3, 3a, 3b, 3c) The extension in the interior of the first region 10 is connected to the pipe element 3, 3a, 3b at the height H of the web 5-1 of the pipe bottom 5 and twice the wall thickness G of the sealing element 7, 3a, 3b, 3c, which is represented by the sum of the first height (Y) of the first pipe (3b, 3c) and the second height (Y)
Figure pat00015

CM describes the degree of deformation of the ends of the pipe elements 3, 3a, 3b and 3c in the height direction c and lies in the range between the maximum value CM max and the minimum value CM min , when the height (X, Y) of the elements (3, 3a, 3b, 3c ) , the same CM min
Figure pat00016
(1). ≪ / RTI >
제1항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)가 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).The heat transfer device (1) according to claim 1, characterized in that said pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) are formed of metal. 제1항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 횡단면은 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 세로 방향(a)에 대해 수직으로 정렬된 평면에서 제2 영역(11) 내에서 확장되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).3. A pipe element according to claim 1, characterized in that the cross-section of the pipe element (3, 3a, 3b, 3c) is arranged in a plane perpendicular to the longitudinal direction (a) (11). ≪ / RTI > 제1항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b)의 유동 횡단면은 각각 서로 마주 놓여 있는 2개의 측면에 의해서 제한되며, 상기 측면은 쌍으로 유동 횡단면의 좁은 측 또는 세로 측을 각각 형성하는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).2. A method as claimed in claim 1, characterized in that the flow cross-sections of the pipe elements (3, 3a, 3b) are limited by two sides which are respectively opposed to each other, the sides forming a narrow side or a longitudinal side of the flow cross- (1). ≪ / RTI > 제4항에 있어서, 서로 이웃하여 배열된 상기 파이프 요소(3, 3a)의 측면들이 세로 방향(a)으로 진행하는 접촉 에지들에서 서로에 대해 직각으로 정렬되며, 상기 접촉 에지들은 각각 모서리 반경(R)을 갖는 라운딩 처리된 천이부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).5. A method according to claim 4, characterized in that the sides of the pipe elements (3, 3a) arranged next to each other are arranged at right angles to each other at the contact edges going in the longitudinal direction (a) R). ≪ / RTI > 제5항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a)의 제1 영역(10)의 제1 높이(X)가 상기 파이프 요소(3, 3a)의 2배 모서리 반경(R)의 값보다 크며, 최대값(CMmax)은 하기의 식
Figure pat00017

으로부터 나타나며, 상기 식에서 A는 파이프 팽창 용량에 상응하는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).
6. The method according to claim 5, wherein the first height (X) of the first region (10) of the pipe element (3, 3a) is greater than the value of the double corner radius (R) of the pipe element The maximum value (CM max )
Figure pat00017

, Wherein A represents the pipe expansion capacity.
제4항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3b)의 유동 횡단면의 세로 측에 각각 배열된 측면들은, 반원 중공 실린더 형상으로 외부로 휘어져 있고 외부 반경(R)을 갖는 좁은 측의 측면을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).5. A pipe element according to claim 4, characterized in that the sides arranged respectively on the longitudinal side of the flow cross-section of the pipe element (3, 3b) are bent outwardly in the form of a semicircular hollow cylinder, (1). ≪ / RTI > 제7항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a)의 제1 영역(10)의 제1 높이(X)가 반원 중공 실린더 형상으로 외부로 휘어진 파이프 요소(3, 3b)의 좁은 측의 측면의 2배 반경(R)에 상응하며, 최대값(CMmax)은 하기의 식
Figure pat00018

으로부터 나타나며, 상기 식에서 A는 파이프 팽창 용량에 상응하는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).
8. A pipe element according to claim 7, characterized in that the first height (X) of the first region (10) of the pipe element (3, 3a) Corresponds to the double radius (R), and the maximum value (CM max ) corresponds to the following formula
Figure pat00018

, Wherein A represents the pipe expansion capacity.
제2항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b)가 제1 영역(10)에서는 0.22 ㎜의 벽 두께, 대략 2.5 ㎜의 제1 높이(X) 및 대략 10.8 ㎜의 폭(W)을 갖고, 제2 영역(11)에서는 대략 4.69 ㎜의 제2 높이(Y) 및 대략 10.95 ㎜의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).3. A method according to claim 2, characterized in that the pipe element (3, 3a, 3b) has a wall thickness of 0.22 mm, a first height (X) of approximately 2.5 mm and a width (W) of approximately 10.8 mm in the first region , And has a second height (Y) of about 4.69 mm and a width of about 10.95 mm in the second region (11). 제2항에 있어서, 파이프 단부에 있는 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b)가 각각 세로 측의 정점(12)의 영역에서 정면으로부터 출발하여 확장된 상태로 형성되며, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b)의 벽은 높이 방향(c)에서 각각 외부로 성형부(14)를 갖도록 변형되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).3. A pipe element according to claim 2, characterized in that said pipe element (3, 3a, 3b) at the end of the pipe is formed in an expanded state starting from the front in the region of the vertex (12) , 3b) are deformed so as to have a molded part (14) on the outside in the height direction (c), respectively. 제10항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b)가 높이 방향(c)으로 성형부(14)의 최대 확장 영역에서는 대략 7.6 ㎜의 연장부(Z)를 갖는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).11. A method as claimed in claim 10, characterized in that the pipe element (3, 3a, 3b) has an extension (Z) of approximately 7.6 mm in the maximum extension area of the forming part (14) (1). 제1항에 있어서, 상기 파이프 바닥(5)은 웹(5-1)의 영역(16)에서 각각, 밀봉 요소(7) 및 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)를 수용하기 위한 관통 개구(6)의 개방된 횡단면을 적어도 국부적으로 줄이기 위한 링 요소(17)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).3. A method as claimed in claim 1, characterized in that the pipe bottom (5) comprises a through-hole (5) for receiving the sealing element (7) and the pipe element (3, 3a, 3b, 3c) Characterized in that it comprises a ring element (17) for at least locally reducing the open cross-section of the body (6). 제1항에 있어서, 상기 바닥 영역(5)이 장치(1)의 수집기(9)의 측벽 요소로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).A heat transfer device (1) according to claim 1, characterized in that said bottom region (5) is formed as a sidewall element of the collector (9) of the device (1). 제13항에 있어서, 관통 개구(6)를 갖는 2개의 파이프 바닥(5) 및 관통 개구(8)를 갖는 2개의 밀봉 요소(7)가 형성되며, 상기 파이프 바닥(5)은 각각 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)와 유체 밀봉 방식으로 연결되며, 상기 관통 개구(6, 8)는 각각 형상에 있어서 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 외부 형상과 일치하고, 각각의 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)는 각각 제1 파이프 바닥(5)에 형성된 관통 개구(6)를 통과하는 제1 단부 및 제2 파이프 바닥(5)에 형성된 관통 개구(6)를 통과하는 제2 단부를 구비하여 배열되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).14. A method as claimed in claim 13, characterized in that two sealing elements (7) are formed with two pipe bottoms (5) and a through opening (8) with a through opening (6) 3, 3a, 3b, 3c), the through openings (6, 8) coinciding with the external shape of the pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) The pipe elements 3, 3a, 3b and 3c each pass through a first end passing through a through opening 6 formed in the first pipe bottom 5 and a through opening 6 formed in the second pipe bottom 5, The second end of the heat transfer device (1) being arranged with a second end (12) which is arranged in the first direction. 제2항에 있어서, 상기 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)가 알루미늄 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).The heat transfer device (1) according to claim 2, characterized in that the pipe element (3, 3a, 3b, 3c) is formed of an aluminum alloy. 제1항에 있어서, 서로 나란히 그리고 평행하게, 그리고 서로에 대해 넓은 측을 구비하여 정렬된, 장치(1)의 1열의 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)는, 직접 이웃하여 배열된 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c) 사이에 제2 유체를 위한 유동 경로가 각각 하나씩 형성되도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).3. A device according to claim 1, characterized in that one row of pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) of the device (1), arranged side by side and parallel to one another and wide with respect to each other, Characterized in that a flow path for the second fluid is arranged between the elements (3, 3a, 3b, 3c), one for each. 제16항에 있어서, 서로 이웃하여 배열된 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)에 의해서 제1 영역(10) 내부에 형성된 유동 경로 내에, 유동 횡단면을 변경하기 위한 그리고/또는 열 전달 면적을 확대시키기 위한 멀티 디스크(4) 또는 리브가 배열되며, 상기 멀티 디스크(4)가 높이 방향(c)으로 연장부를 가지며, 상기 연장부는 이웃하여 배열된 파이프 요소(3, 3a, 3b, 3c)의 간격(F)에 상응하는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).A method according to claim 16, characterized by the fact that in the flow path formed inside the first region (10) by means of the adjacent pipe elements (3, 3a, 3b, 3c) (4) or ribs for expanding said multi-discs (4), said multi-discs (4) having an extension in the height direction (c) (F). ≪ / RTI > 제17항에 있어서, 상기 멀티 디스크(4) 또는 리브가 알루미늄 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 열 전달 장치(1).The heat transfer device (1) according to claim 17, characterized in that said multi-disc (4) or rib is formed of an aluminum alloy. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 열 전달 장치(1)를 자동차의 냉각재 순환계 내에서, 특히 엔진 냉각재 순환계 내에서 냉각재-공기-열 교환기로서 사용하는, 장치(1)의 용도.Use of the device (1) according to any one of the claims 1 to 18 in the use of the heat transfer device (1) as a coolant-air-heat exchanger in the coolant circulation system of an automobile, in particular in an engine coolant circulation system.
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