DE102006038463A1

DE102006038463A1 - Wärmetauschereinheit und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102006038463A1
Application number: DE102006038463A
Authority: DE
Inventors: Mitsuharu Kariya Inagaki; Jun Kariya Abei; Kenta Kariya Gocho; Takao Kariya Ikeda; Toshiyuki Kariya Shoji; Shizuo Kariya Maruo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-03-15
Also published as: JP4552805B2; US20070039717A1; JP2007053307A

Abstract

Eine Wärmetauschereinheit weist Rohre (2) jeweils mit einem Körperabschnitt und wenigstens einem eines Innenrohrabschnitts (222) und eines Außenrohrabschnitts (223), die sich von dem Körperabschnitt erstrecken und eine Öffnung an einem Ende definieren, auf. Jeder des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) hat einen ersten Abschnitt (224a, 224b) und einen zweiten Abschnitt (225a, 225b) angrenzend an den ersten Abschnitt (224a, 224b). Die Rohre (2) werden derart gestapelt, dass die Körperabschnitte voneinander beabstandet sind. Weiter wird der Innenrohrabschnitt (222) in dem Außenrohrabschnitt (223) derart aufgenommen, dass der erste Abschnitt (224a) des Innenrohrabschnitts (222) mit dem ersten Abschnitt (224b) des Außenrohrabschnitts (223) überlappt und die zweiten Abschnitte (225a, 225b) des Innen- und des Außenrohrabschnitts (222, 223) auf abgewandten Seiten der überlappenden ersten Abschnitte (224a, 224b) angeordnet sind. Die ersten und zweiten Abschnitte (224a, 225a) des Innenrohrabschnitts (222) haben einen Außendurchmesser (D1) kleiner als ein Innendurchmesser (D2) der ersten und zweiten Abschnitte (224a, 225b) des Außenrohrabschnitts (223).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinheit und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Zum Beispiel ist eine in 20 dargestellte Wärmetauschereinheit 9 des Stapeltyps bekannt. Bei dieser Wärmetauschereinheit 9 sind elektronische Komponenten 4 zwischen den Rohren 92 angeordnet, um durch ein in den Rohren 92 strömendes Wärmemedium durch ihre Seitenflächen hindurch gekühlt zu werden. Diese Art Wärmetauschereinheit ist zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-320005 offenbart.

In der Wärmetauschereinheit 9 sind die Enden der Rohre 92 mit einem ersten Verteiler 94 und einem zweiten Verteiler 95 verbunden. Weil der erste Verteiler 94 und der zweite Verteiler 95 als Einzelteile vorgesehen sind, steigt die Anzahl der Bauteile. Daher steigen wohl auch die Herstellungskosten.

Weiter sind die Rohre 92 an dem ersten Verteiler 94 und dem zweiten Verteiler 95 befestigt. Deshalb ist es schwierig, Räume zwischen benachbarten Rohren 92 zu verändern. Hierdurch ist es schwierig, die elektronischen Komponenten 4 so zwischen die Rohre 92 zu setzen, dass beide Seitenflächen der elektronischen Komponenten 4 die Rohre 92 richtig kontaktieren.

Es ist eine weitere Wärmetauschereinheit des Stapeltyps bekannt, wie sie in 21 dargestellt ist. Bei der in 21 dargestellten Wärmetauschereinheit 90 sind die Rohre 92 derart angeordnet, dass die elektronischen Komponenten 4 zwischen die benachbarten Rohre 92 gesetzt sind. Weiter sind Verbindungselemente 93 zwischen den Rohren 92 angeordnet, sodass die Rohre 92 durch die Verbindungselemente 93 miteinander in Verbindung stehen. Diese Art Wärmetauschereinheit ist zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-26215 offenbart.

Auch bei diesem Wärmetauscher 90 sind die Rohre 92 und die Verbindungselemente 93 als Einzelteile vorgesehen. Es ist notwendig, die Verbindungselemente 93 mit den Rohren 92 zu verbinden. Daher steigen die Herstellungskosten. Weiter ist es schwierig, die Produktivität zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Dinge gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wärmetauschereinheit und ein Verfahren zur Herstellung der Wärmetauschereinheit vorzusehen, die eine unnötige Verformung der Rohre während der Montage verringern können.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Wärmetauschereinheit mehrere Rohre mit jeweils einem flachen Körperabschnitt und wenigstens einem eines Innenrohrabschnitts und eines Außenrohrabschnitts, die sich von dem Körperabschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Körperabschnitts erstrecken und eine Öffnung an einem Ende definieren. Der Körperabschnitt definiert einen Kanal, durch den ein Wärmemedium strömt. Jeder des Innenrohrabschnitts und des Außenrohrabschnitts hat einen ersten Teil und einen an den ersten Teil angrenzenden zweiten Teil. Der erste Teil und der zweite Teil des Innenrohrabschnitts haben einen Außendurchmesser kleiner als ein Innendurchmesser des ersten Teils und des zweiten Teils des Außenrohrabschnitts.

Die Rohre sind so gestapelt, dass die Körperabschnitte zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Wärmemedium und einem zwischen den benachbarten Körperabschnitten existierenden Gegenstand zueinander beabstandet sind, und der Innenrohrabschnitt ist im Außenrohrabschnitt aufgenommen, um dadurch ein Verteilerteil zum Erlauben einer Verbindung zwischen den benachbarten Körperabschnitten zu bilden. Auch ist der Innenrohrabschnitt im Außenrohrabschnitt so aufgenommen, dass der erste Teil des Innenrohrabschnitts mit dem ersten Teil des Außenrohrabschnitts überlappt, und die zweiten Teile des Innenrohrabschnitts und des Außenrohrabschnitts sind in einer axialen Richtung des Innenrohrabschnitts und des Außenrohrabschnitts auf abgewandten Seiten der überlappenden ersten Teile angeordnet.

Demgemäß stehen die Kanäle der benachbarten Rohre miteinander durch die Innenrohrabschnitte und die Außenrohrabschnitte in Verbindung, die miteinander verbunden sind. Daher ist es nicht notwendig, ein zusätzliches Element zum Koppeln der benachbarten Rohre zu verwenden. Daher ist die Anzahl der Bauteile verringert und die Herstellbarkeit verbessert.

Auch sind der Innenrohrabschnitt und der Außenrohrabschnitt durch verbundene Seitenwände davon verbunden. Daher hat das Verteilerteil einen Innendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Innen- und Außenrohrabschnitte. Deshalb ist ein Strömungswiderstand im Verteilerteil reduziert und ein Druckverlust im Verteilerteil wird unterdrückt. Demgemäß kann das Wärmemedium im Wesentlichen gleichmäßig in die mehreren Rohre verteilt werden. Als Ergebnis wird ein Wärmeaustausch gut durchgeführt.

Weiter hat der Innenrohrabschnitt den zweiten Teil, der den Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des ersten Teils des Außenrohrabschnitts hat. Analog hat der Außenrohrabschnitt den zweiten Teil, der den Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des ersten Teils des Innenrohrabschnitts hat. Deshalb haben der Innenrohrabschnitt und der Außenrohrabschnitt keine Teile, die einander in der axialen Richtung des Innenrohrabschnitts und des Außenrohrabschnitts kontaktieren und drücken, während der Innenrohrabschnitt in den Außenrohrabschnitt eingesetzt wird. Demgemäß ist es weniger wahrscheinlich, dass der Innenrohrabschnitt und der Außenrohrabschnitt Belastungen in der axialen Richtung erfahren. Selbst wenn die Längen der Innenrohrabschnitte und der Außenrohrabschnitte etwas ungleich sind, sind Belastungen in der axialen Richtung verringert. Ferner ist es weniger wahrscheinlich, dass der Innenrohrabschnitt, der Außenrohrabschnitt und Teile am Umfang des Innenrohrabschnitts und des Außenrohrabschnitts eine Spannung erfahren und unnötigerweise verformt werden, wenn die Rohre gestapelt werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Wärmetauschereinheit mehrere Rohre mit jeweils einem flachen Körperabschnitt und wenigstens einem eines Innenrohrabschnitts und eines Außenrohrabschnitts, die von dem Körperabschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Körperabschnitts verlaufen und eine Öffnung an einem Ende definieren. Der Körperabschnitt definiert einen Kanal, durch den ein Wärmemedium strömt. Der Außenrohrabschnitt hat einen Flansch am Ende. Ein Ende des Flansches hat einen Durchmesser größer als ein Innendurchmesser eines übrigen Teils des Außenrohrabschnitts.

Die Rohre sind so gestapelt, dass der Innenrohrabschnitt in den Außenrohrabschnitt in einem Zustand eingesetzt wird, dass ein Lötmaterial zwischen dem Flansch des Außenrohrabschnitts und dem Innenrohrabschnitt angeordnet ist. Wenn das Lötmaterial schmilzt und dann aushärtet, werden eine Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts und eine Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts miteinander verlötet.

Da der Außenrohrabschnitt den Flansch hat, wird das Lötmaterial leicht durch den Flansch gehalten, während der Innenrohrabschnitt in den Außenrohrabschnitt eingesetzt wird. Außerdem kann das Lötmaterial leicht zwischen der Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts und der Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts fließen. Demgemäß werden die benachbarten Rohre leicht und gut miteinander verbunden.

Zum Beispiel können elektronische Komponenten zwischen dem Körperabschnitt der Rohre als Gegenstand zum Wärmeaustausch angeordnet werden. Daher kann die Wärmetauschereinheit gemäß dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt eine Kühleinheit für elektronische Komponenten schaffen, die mit reduzierten Kosten hergestellt wird.

Obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet sind, besser verständlich. Darin zeigen:
1 eine Draufsicht einer Wärmetauschereinheit mit einem Wärmetauscher und elektronischen Komponenten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht eines Verteilerteils des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Querschnittsansicht eines Verbindungsabschnitts zwischen einem Innenrohrabschnitt und einem Außenrohrabschnitt, die das Verteilerteil bilden, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines Flansches eines Außenrohrabschnitts mit einer Konusform gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines Flansches eines Außenrohrabschnitts mit einer senkrechten flachen Wand gemäß einer weiteren Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
6 eine schematische Querschnittsansicht eines Flansches eines Außenrohrabschnitts mit einem gebogenen Abschnitt gemäß einer noch weiteren Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
7 eine Perspektivansicht eines Rohrs des Wärmetauschers, teilweise im Schnitt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
8 eine schematische Seitenansicht von Rohren, bevor die Rohre miteinander verbunden werden, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
9 eine schematische Seitenansicht der Rohre, wenn die Rohre miteinander verbunden sind, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
10A bis 10D schematische Querschnittsansichten eines Teils des Wärmetauschers zum Zeigen von Fertigungsschritten, wobei 10A einen Zustand zeigt, dass die Rohre über eine Abstandslehre zwischen ihnen verbunden werden; 10B einen Zustand zeigt, dass die Rohre verlötet worden sind; 10C einen Zustand zeigt, dass eine elektronische Komponente zwischen die Rohre gesetzt ist; und 10D einen Zustand zeigt, dass die elektronische Komponente zwischen den Rohren gehalten wird;
11 eine schematische Querschnittsansicht eines Einleitungsrohrs und eines Einlassanschlusses des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
12 eine schematische Darstellung eines Teils eines Wärmetauschers angrenzend an ein Verteilerteil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine schematische Darstellung eines Teils eines Wärmetauschers angrenzend an ein Verteilerteil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 eine schematische Darstellung eines Teils eines Wärmetauschers angrenzend an ein Verteilerteil gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 eine Draufsicht einer Platte mit einem Paar von Außenplatten für ein Rohr eines Wärmetauschers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 eine Querschnittsansicht der Platte entlang einer Linie XVI-XVI in 15;
17 eine schematische Darstellung eines Teils eines Wärmetauschers angrenzend an ein Verteilerteil gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
18 eine schematische Darstellung eines Teils eines Wärmetauschers angrenzend an ein Verteilerteil gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils eines Wärmetauschers angrenzend an ein Verteilerteil als ein Vergleichsbeispiel;
20 eine Seitenansicht einer Wärmetauschereinheit des Stapeltyps eines Standes der Technik; und
21 eine Querschnittsansicht einer Wärmetauschereinheit des Stapeltyps eines weiteren Standes der Technik.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Wärmetauschereinheit 10 wird unter Bezug auf 1 bis 11 beschrieben. Die Wärmetauschereinheit 10 des ersten Ausführungsbeispiels hat einen Wärmetauscher 1, durch den ein Wärmemedium 5 strömt. Die Wärmetauschereinheit 10 führt einen Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium 5 und einem zwischen Rohren 2 des Wärmetauschers 1 existierenden Wärmetauschgegenstand durch. Zum Beispiel sind elektronische Komponenten 5 zwischen den Rohren 2 als der Wärmetauschgegenstand angeordnet. Diese Wärmetauschereinheit 10 bildet zum Beispiel einen Teil einer Stromrichtervorrichtung.
Wie in 1 dargestellt, ist der Wärmetauscher 1 aus einem Stapel von Rohren 2 gebildet. Die elektronischen Komponenten 4 sind zwischen den benachbarten Rohren 2 angeordnet. Jede der elektronischen Komponenten 4 hat eine flache rechtwinklige Parallelepipedform. Die elektronische Komponente 4 enthält zum Beispiel ein Leistungselement darin zum Regeln eines hohen Stroms. Obwohl nicht dargestellt, verläuft eine Elektrode zur Stromversorgung von einer der Längsseitenwände der elektronischen Komponente 4, und eine Elektrode zum Regeln des Stroms verläuft von der gegenüberliegenden Längsseitenwand der elektronischen Komponente 4.
Weiter sind die elektronischen Komponenten 4 so zwischen die Rohre 2 gesetzt, dass eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche jeder elektronischen Komponente 4 in Kontakt mit Außenflächen der Rohre 2 sind. Daher werden die elektronischen Komponenten 4 durch das in den Rohren 2 strömende Wärmemedium 5 durch die erste und die zweite Hauptfläche gekühlt. Das heißt, die elektronischen Komponenten 4 und die Rohre 2 sind abwechselnd angeordnet. Weiter sind Endrohre 2 an beiden Enden des Stapels der Rohre 2 und der elektronischen Komponenten 4 angeordnet.
Auch bildet der Wärmetauscher 1 ein Zuführverteilerteil (nachfolgend als erstes Verteilerteil bezeichnet) 11 und ein Ausgabeverteilerteil (nachfolgend als ein zweites Verteilerteil bezeichnet) 12 an den Enden der Rohre 2. Die benachbarten Rohre 2 stehen miteinander durch das erste Verteilerteil 11 und das zweite Verteilerteil 12 in Verbindung.
Im Wärmetauscher 1 sind die Rohre 2 so gestapelt, dass die elektronischen Komponenten 4 zu beiden Seiten in Sandwichbauweise angeordnet sind. Jedes der Rohre 2 hat einen Körperabschnitt und vorstehende Rohrabschnitte 22 an den Enden des Körperabschnitts. Der Körperabschnitt hat allgemein eine flache Rohrform und definiert einen Kanal 21 darin, durch den das Wärmemedium 5 strömt.
Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 ragen von dem Körperabschnitt in einer Richtung im Allgemeinen senkrecht zu einer Längsachse des Körperabschnitts. Mit anderen Worten ragen die vorstehenden Rohrabschnitte 22 in einer Richtung parallel zu einer Stapelrichtung (Oben/Unten-Richtung in 1) der Rohre 2. Jeder der vorstehenden Rohrabschnitte 22 bildet eine Öffnung, die in der Stapelrichtung an einem Ende offen ist. Das erste Verteilerteil 11 und das zweite Verteilerteil 12 sind durch Verbinden der vorstehenden Rohrabschnitte 22 der benachbarten Rohre 2 und von verbundenen Seitenwänden der vorstehenden Rohrabschnitte 22 ausgebildet. 2 zeigt einen Fertigungsschritt des Wärmetauschers 1. In dem gezeigten Schritt sind Abstandslehren 6 zwischen die benachbarten Rohre 2 gesetzt.
Die Kanäle 21 der benachbarten Körperabschnitte stehen miteinander durch das erste Verteilerteil 11 und das zweite Verteilerteil 12 in Verbindung. Zum Beispiel wird das Wärmemedium 5 vom ersten Verteilerteil 11 in die Kanäle 21 verteilt. Das Medium 5 strömt nach Durchlaufen der Kanäle 21 in das zweite Verteilerteil 12 und wird vom Wärmetauscher 1 ausgegeben.
Wie in 2 und 3 dargestellt, hat jedes Rohr 2, außer den Endrohren 2, einen Innenrohrabschnitt 222 auf einer Seite (untere Seite in 2) und einen Außenrohrabschnitt 223 auf der abgewandten Seite (obere Seite in 2) als die vorstehenden Rohrabschnitte 22. Der innere Rohrabschnitt 222 definiert einen Kanal darin und bildet eine Öffnung an einem Ende. Ähnlich definiert der Außenrohrabschnitt 223 einen Kanal darin und bildet eine Öffnung an einem Ende. Die Rohre 2 werden so gestapelt, dass die Innenrohrabschnitte 222 in den Außenrohrabschnitten 223 der angrenzenden Rohre 2 aufgenommen werden. So werden das erste Verteilerteil 11 und das zweite Verteilerteil 12 durch die Innenrohrabschnitte 222 und die Außenrohrabschnitte 223 gebildet.
Jeder der Innenrohrabschnitte 222 besitzt einen erweiternden Wandabschnitt 227a, einen angrenzenden Wandabschnitt 225a und einen überlappenden Wandabschnitt 224a. Der erweiternde Wandabschnitt 227a erstreckt sich vom Körperabschnitt des Rohrs 2 in der Richtung senkrecht zur Achse des Kanals 21. Das heißt, der erweiternde Wandabschnitt 227a bildet allgemein ein Basisteil des Innenrohrabschnitts 222. Der angrenzende Wandabschnitt 225a erstreckt sich von dem erweiternden Wandabschnitt 227a und ist mit dem überlappenden Wandabschnitt 224a verbunden.
In ähnlicher Weise besitzt der Außenrohrabschnitt 223 einen erweiternden Wandabschnitt 227b, einen angrenzenden Wandabschnitt 225b und einen überlappenden Wandabschnitt 224b. Weiter besitzt der Außenrohrabschnitt 223 einen Flanschabschnitt 226. Der erweiternde Wandabschnitt 227b erstreckt sich vom Körperabschnitt des Rohrs 2 in der Richtung senkrecht zur Achse des Kanals 21. Das heißt, der erweiternde Wandabschnitt 227b bildet allgemein ein Basisteil des Außenrohrabschnitts 223. Der angrenzende Wandabschnitt 225b erstreckt sich vom erweiternden Wandabschnitt 227b und ist mit dem überlappenden Wandabschnitt 224b verbunden.
Der Flanschabschnitt 226 erweitert sich von einem Ende des überlappenden Wandabschnitts 224b radial und definiert das Ende des Außenrohrabschnitts 223. In einer parallel zu einer Achse des Außenrohrabschnitts 223 definierten Querschnittsebene hat der Flansch 226 eine zum Ende des Außenrohrabschnitts 223 nach außen bördelnde Bördelform, wie in 3 dargestellt. Die Form des Flansches 226 ist jedoch nicht auf das veranschaulichte Beispiel von 3 beschränkt.
Zum Beispiel kann der Flansch 226 eine sich linear zum Ende des Außenrohrabschnitts 223 erweiternde Konusform haben, wie in 4 dargestellt. Alternativ bildet der Flansch 226 eine sich von einem Ende des überlappenden Wandabschnitts 224b in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zum überlappenden Wandabschnitt 224b erstreckende Wand, wie in 5 dargestellt. Weiter erweitert sich der Flansch 226 vom Ende des überlappenden Wandabschnitts 224b nach außen, biegt sich und erstreckt sich weiter in einer Richtung parallel zum überlappenden Wandabschnitt 224b, wie in 6 dargestellt.
Wie in 2 dargestellt, sind der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 der benachbarten Rohre 2 so miteinander verbunden, dass der überlappende Wandabschnitt 224a des Innenrohrabschnitts 222 mit dem überlappenden Wandabschnitt 224b des Außenrohrabschnitts 223 überlappt. Auch sind die angrenzenden Wandabschnitte 225a, 225b in der axialen Richtung des Innen- und des Außenrohrabschnitts 222, 223 auf abgewandten Seiten der überlappenden Wandabschnitte 224a, 224b angeordnet. Das heißt, jeder der angrenzenden Wandabschnitte 225a, 225b ist stromab oder stromauf der überlappenden Wandabschnitte 224a, 224b positioniert.
Weiter ist ein Außendurchmesser D1 des Innenrohrabschnitts 222 kleiner als ein Innendurchmesser D2 des Außenrohrabschnitts 223, zumindest an den überlappenden Wandabschnitten 224a, 224b und den angrenzenden Wandabschnitten 225, 225b. Das heißt, der Außendurchmesser D1 des überlappenden Wandabschnitts 224a und des angrenzenden Wandabschnitts 225a des Innenrohrabschnitts 222 ist kleiner als der Innendurchmesser D2 des überlappenden Wandabschnitts 224b und des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Außenrohrabschnitts 223, wie in 2 dargestellt.
Wie in 3 dargestellt, hat der erweiternde Wandabschnitt 227a des Innenrohrabschnitts 222 einen Außendurchmesser Dt größer als ein Außendurchmesser Dk des überlappenden Wandabschnitts 224a. Weiter haben der erweiternde Wandabschnitt 227a des Innenrohrabschnitts 222 und der erweiternde Wandabschnitt 227b des Außenrohrabschnitts 223, die einander gegenüberliegen, einen im Wesentlichen gleichen Innendurchmesser.
Wie in 7 dargestellt, ist jedes der Rohre 2 aus einem Stapel von Metallplatten mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Aluminiumplatten oder Kupferplatten, aufgebaut. Die Metallplatten werden durch ein Verbindungsverfahren wie beispielsweise durch Löten verbunden. Zum Beispiel hat das Rohr 2 ein Paar Außenplatten 27, eine zwischen die Außenplatten 27 gesetzte Mittelplatte 28 und zwischen die Außenplatten 27 und die Mittelplatte 28 gesetzte Innenrippen 29. Die Innenrippen 29 haben zum Beispiel eine gewellte Form. Der Kanal 21 ist durch Räume definiert, die zwischen der Mittelplatte 28 und den Außenplatten 27 gebildet sind.
Weiter sind die Außenplatten 27, die Mittelplatte 28 und die Innenrippen 29 miteinander verlötet. Die Mittelplatte 28 hat eine rechtwinklige Form. Wie in 2 dargestellt, ist die Mittelplatte 28 an ihren Längsenden, d.h. an Positionen entsprechend dem ersten Verteilerteil 11 und dem zweiten Verteilerteil 12 mit kreisförmigen Löchern (Öffnungen) 284 ausgebildet. Die Enden der Mittelplatte 28 können zwischen den Enden der Außenplatte 27 gehalten werden. Alternativ können die Enden der Mittelplatte 28 gebogen sein, um die Enden der Außenplatte 27 zu halten, wie in 7 dargestellt.
Wie in 1 dargestellt, hat der Wärmetauscher 1 ein Einleitungsrohr 31 zum Einleiten des Wärmemediums 5 in den Wärmetauscher 1 sowie ein Ausgaberohr 32 zum Ausgeben des Wärmemediums 5 aus dem Wärmetauscher 1. Das Einleitungsrohr 31 und das Ausgaberohr 32 sind mit einem Einlassanschluss 13 bzw. einem Auslassanschluss 14 des Endrohrs 2x, das an einer äußersten Lage des Stapels von Rohren 2 angeordnet ist (das untere Endrohr in 1), verbunden. Das Wärmemedium 5 wird in den ersten Verteiler 11 durch das Einleitungsrohr 31 und den Einlassanschluss 13 eingeleitet und aus dem zweiten Verteiler 12 durch den Auslassanschluss 14 und das Ausgaberohr 32 ausgegeben.
Wie in 11 dargestellt, hat das Endrohr 2x vorstehende Abschnitte 24 an den Längsenden des Rohrs 2x. Die vorstehenden Abschnitte 24 ragen vom Körperabschnitt des Endrohrs 2x in der Richtung senkrecht zur Längsachse des Körperabschnitts. Die vorstehenden Abschnitte 24 bilden Öffnungen an ihren Enden. Der Einlassanschluss 13 und der Auslassanschluss 14 sind durch die Öffnungen der vorstehenden Abschnitte 24 definiert. Das Einleitungsrohr 31 und das Ausgaberohr 32 stehen mit den vorstehenden Abschnitten 24 des Endrohrs 2x in Eingriff.
Die vorstehenden Abschnitte 24 werden zum Beispiel durch Abgraten gebildet. Jeder der vorstehenden Abschnitte 24 verläuft etwa 2 mm von der Hauptwand des Körperabschnitts des Rohrs 2 in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hauptwand. Jedes des Einleitungsrohrs 31 und des Ausgaberohrs 32 hat einen Flansch 34 an einer Position etwa 2 mm von einem Ende 33, das eine Öffnung bildet.
Die Enden 33 des Einleitungsrohrs 31 und des Ausgaberohrs 32 stehen mit Innenwänden der vorstehenden Abschnitte 24 des Endrohrs 2x in Eingriff. Zum Beispiel kontaktieren die Flansche 34 die Enden der vorstehenden Abschnitte 24. Daher dringen die Enden 33 des Einleitungsrohrs 31 und des Ausgaberohrs 32 nicht ins Innere der Außenplatte 27 des Rohrs 2x ein. Demgemäß ist es weniger wahrscheinlich, dass der Kanal 21 des Endrohrs 2x durch die Enden 33 geschlossen wird.
Jede der Außenplatten 27 enthält einen Abschnitt zum Bilden des Körperabschnitts und Abschnitte zum Bilden des ersten Verteilerteils 11 und des zweiten Verteilerteils 12. Der Teil zum Bilden des Körperabschnitts enthält eine flache Wand zur Kontaktierung der elektronischen Komponenten 4, um so Wärme von den elektronischen Komponenten 4 zu empfangen. Die Teile zum Bilden des ersten Verteilerteils 11 und des zweiten Verteilerteils 12 sind an den Längsenden der Außenplatten 27 ausgebildet.
Die Teile zum Bilden des ersten Verteilerteils 11 und des zweiten Verteilerteils 12 sind durch die vorstehenden Rohrabschnitte 22 und Blendenteile 23 gekennzeichnet. Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 ragen von dem flachen Wandabschnitt der Außenplatte 27 in der Richtung senkrecht zum flachen Wandabschnitt. Jeder der Blendenteile 23 ist durch den Umfangsabschnitt der Basis des vorstehenden Rohrabschnitts 22 definiert. Das heißt, die Blendenteile 23 sind durch einen ringförmigen Teil mit einer vorbestimmten Weite (Durchmesser) am Umfang der Basis des vorstehenden Rohrabschnitts 22 definiert. Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 sind so verbunden, dass Abschnitte zwischen den benachbarten Rohren 2 in der Stapel richtung verbunden sind, um dadurch das erste Verteilerteil 11 und das zweite Verteilerteil 12 zu bilden. Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 bieten eine solche Festigkeit, dass der erste Verteiler 11 und der zweite Verteiler 12 in der Stapelrichtung nicht einknicken.
Das heißt, jedes der aus den obigen Außenplatten 27 aufgebauten Rohre 2 hat den flachen Körperabschnitt 20, die Blendenteile 23 und die vorstehenden Rohrabschnitte 22, wie in 8 dargestellt. Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 der benachbarten Rohre 2 werden in einer Verzapfungsweise verbunden. Das heißt, der vorstehende Rohrabschnitt 22 enthält den Innenrohrabschnitt 222 und den Außenrohrabschnitt 223. Der Innenrohrabschnitt 222 wird in den Außenrohrabschnitt 223 eingesetzt.
Jedes Rohr 2 ist aus zwei Arten von Außenplatten 27 aufgebaut. Eine erste Außenplatte 27 hat die Innenrohrabschnitte 222 an den Längsenden als die vorstehenden Rohrabschnitte 22. Eine zweite Außenplatte hat die Außenrohrabschnitte 223 an den Längsenden als die vorstehenden Rohrabschnitte 22. In einem Rohr 2 sind die erste Außenplatte 27 und die zweite Außenplatte 27 so verbunden, dass die Innenrohrabschnitte 222 und die Außenrohrabschnitte 223 in einander entgegengesetzten Richtungen nach außen ragen. Weiter sind im Wärmetauscher 1 die ersten Außenplatten und die zweiten Außenplatten abwechselnd und in entgegengesetzten Richtungen gestapelt.
Die an den äußersten Lagen des Wärmetauschers 1 angeordneten Endrohre haben andere Außenplatten. Eine am äußersten Ende (oberstes Ende in 1) des Wärmetauschers 1 angeordnete Außenplatte, die auf einer dem Einleitungsrohr 31 und dem Ausgaberohr abgewandten Seite liegt, hat keine vorstehenden Rohrabschnitte 22. Diese Außenplatte bildet die Enden des ersten Verteilers 11 und des zweiten Verteilers 12. Auch die am äußersten Ende (unterstes Ende in 11 des Wärmetauschers 1 angeordnete Außenplatte hat die vorstehenden Abschnitte 24, mit welchen das Einleitungsrohr 31 und das Ausgaberohr 32 verbunden sind.
Wie oben beschrieben, wird der Innenrohrabschnitt 222 im Außenrohrabschnitt 223 aufgenommen. Ein vorbestimmter Freiraum ist zwischen der Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts 223 und der Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts 222 derart definiert, dass der Innenrohrabschnitt 222 während der Verbindung in den Außenrohrabschnitt 223 eingesetzt werden kann. Die Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts 223 und die Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts 222 werden durch Löten verbunden. Damit wird der Freiraum durch Löten verschlossen.
Der Wärmetauscher 1 wird in der folgenden Weise hergestellt. Zuerst werden die flachen Rohre 2 mit den Innenrohrabschnitten 222 und den Außenrohrabschnitten 223 gebildet. Wie in 2 dargestellt, haben der überlappende Wandabschnitt 224a und der angrenzende Wandabschnitt 225a des Innenrohrabschnitts 222 den Außendurchmesser D1 kleiner als der Innendurchmesser D2 des überlappenden Wandabschnitts 224b und des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Außenrohrabschnitts 223. Auch ist der Flansch 226 am Ende des Außenrohrabschnitts 223 ausgebildet. Wie in 3 dargestellt, ist der Außendurchmesser Dt des erweiternden Wandabschnitts 227a größer als der Außendurchmesser des überlappenden Wandabschnitts 224a des Innenrohrabschnitts 222.
Als nächstes werden die Rohre 2 in einem Zustand gestapelt, dass die Abstandslehren 6 zwischen die benachbarten Rohre 2 gesetzt sind, wie in 8 und 9 dargestellt. Insbesondere werden der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 der benachbarten Rohre 2 durch Einsetzen des Innenrohrabschnitts 222 in den Außenrohrabschnitt 223 in einem Zustand, dass ein Drahtlötmaterial 15 mit einer Ringform zwischen dem Flansch 226 des Außenrohrabschnitts 223 und dem Innenrohrabschnitt 222 angeordnet ist, in Eingriff gebracht. Hierbei ist ein Außendurchmesser Dp des Flansches 226 größer als ein Außendurchmesser Dr des Drahtlötmaterials 15, wie in 3 dargestellt.
Zu dieser Zeit wird der Innenrohrabschnitt 222 in den Außenrohrabschnitt 223 eingeschoben bis der flache Körperabschnitt 20 des Rohrs 2 die Abstandslehre 6 kontaktiert, wie in 9 und 10A dargestellt. Als nächstes wird das Drahtlötmaterial 15 geschmolzen. Danach wird das Lötmaterial 15 ausgehärtet, sodass die Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts 222 und die Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts 223 miteinander verlötet sind. Auf diese Weise werden die mehreren Rohre 2 gestapelt.
Hierbei haben die verlöteten vorstehenden Rohrabschnitte 22 eine Steifigkeit in der axialen Richtung, d.h. in der Stapelrichtung, sodass die Rohrabschnitte 22 nicht einknicken, selbst wenn ein Druck mit einer Größe, die die Blendenteile 23 verformen kann, ausgeübt wird.
Die Abstandslehre 6 wird zwischen die Rohre 2 gesetzt, bis das Drahtlötmaterial 15 ausgehärtet ist, wie in 10A dargestellt. Nachdem das Lötmaterial 15 ausgehärtet ist und die verlöteten Abschnitte fest sind, wird die Abstandslehre 6 entfernt, wie in 10B dargestellt. Dann wird die elektronische Komponente 4 zwischen die benachbarten Rohre 2 gesetzt, wie in 10C dargestellt.
Die Abstandslehre 6 hat eine Dicke etwas größer als eine Dicke der elektronischen Komponente 4. Deshalb gibt es Freiräume zwischen den Rohren 2 und der elektronischen Komponente 4 in der in 10C gezeigten Stufe. Nachdem die mehreren elektronischen Komponenten 4 zwischen die gestapelten Rohre 2 gesetzt sind, wird der Wärmetauscher 1 in der Stapelrichtung zusammengedrückt. Hierbei nehmen die Blendenteile 23 den Druck durch die vorstehenden Rohrabschnitte 22 auf. Deshalb werden die Blendenteile 23 innerhalb der Rohre 2 verformt, d.h. in einer Richtung parallel zur Achse der Verteilerteile 11, 12, wie in 10D dargestellt.
Das heißt, in dem in 10C gezeigten Zustand, d.h. vor dem Ausüben des Drucks, sind die Rohre 2 in einem mit Räumen etwas größer als die Dicke der elektronischen Komponenten 4 gestapelten Zustand. Auch in diesem Zustand sind die Rohre 2 durch die vorstehenden Rohrabschnitte 22 verbunden. Wenn dann der Druck auf die gestapelten Rohre 2 ausgeübt wird, werden die Räume zwischen den benachbarten Rohren 2 verringert, sodass die Rohre 2 mit den elektronischen Komponenten 4 in Kontakt kommen. Demgemäß werden die elektronischen Komponenten 4 zwischen den Rohren gehalten, wie in 10D dargestellt.
Zum Beispiel sind die elektronischen Komponenten 4 als Halbleitermodule mit Halbleiterelementen, wie beispielsweise IGBT (Insulated Gate Bipulare Transistor) und Dioden, aufgebaut. Die Halbleitermodule bilden einen Teil eines Wechselrichters für ein Kraftfahrzeug. Als Wärmemedium 5 wird zum Beispiel Wasser mit einer Ethylenglykol-Frostschutzflüssigkeit verwendet.
Die elektronischen Komponenten 4 können in direktem Kontakt mit den Rohren 2 gehalten werden. Alternativ können Isolierplatten, wie beispielsweise Keramikplatten, oder ein Wärmeleitfett zwischen die elektronischen Komponenten 4 und die Rohre gesetzt werden.
Als nächstes werden die vorteilhaften Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie in 1 und 2 dargestellt, stehen die Kanäle 21 der benachbarten Rohre 2 miteinander durch die vorstehenden Rohrabschnitte 22 in Verbindung, die miteinander verbunden sind. Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 sind integral in das Rohr 2 ausgebildet. Deshalb ist es nicht notwendig, die Rohre 2 unter Verwendung von separaten Elementen zu verbinden. Daher ist die Anzahl der Komponenten reduziert. Ebenso wird der Wärmetauscher 1 einfach hergestellt.
Die vorstehenden Rohrabschnitte 22 werden durch Verbinden der Seitenwände verbunden, wie in 2 dargestellt. Deshalb werden die Kanalflächen des ersten Verteilerteils 11 und des zweiten Verteilerteils 12 durch den Innendurchmesser der vorstehenden Rohrabschnitte 22 gesichert. Das heißt, der Kanaldurchmesser des ersten Verteilerteils 11 und des zweiten Verteilerteils 12 ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der vorstehenden Rohrabschnitte 22. Daher ist ein Strömungswiderstand im ersten Verteiler 11 und im zweiten Verteiler 12 reduziert, und deshalb ist der Druckverlust im ersten Verteiler 11 und im zweiten Verteiler 12 reduziert. Hierdurch wird das Wärmemedium 5 im Wesentlichen gleichmäßig in die mehreren Rohre 2 verteilt. Als Ergebnis werden die mehreren elektronischen Komponenten 4 gleichmäßig gekühlt.
Auch ist der Außendurchmesser D1 des überlappenden Wandabschnitts 224a und des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Innenrohrabschnitts 222 kleiner als der Innendurchmesser D2 des überlappenden Wandabschnitts 224b und des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Außenrohrabschnitts 223. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 aneinander stoßen. Daher erfahren der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 keine Belastung in der axialen Richtung des Innenrohrabschnitts 222 und des Außenrohrabschnitts 223.
Das heißt, selbst wenn der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 kleine Maßfehler in der axialen Richtung haben, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 Belastungen in der axialen Richtung erfahren. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass die vorstehenden Rohrabschnitte 22 und die Umfangsteile der vorstehenden Rohrabschnitte 22, wie beispielsweise die Blendenteile 23, eine Spannung erfahren und verformt werden, während die Rohre 2 gestapelt werden.
Nachdem die Rohre 2 gestapelt sind, werden die elektronischen Komponenten 4 in die Rohre 2 gesetzt, wie in 10C dargestellt. Dann wird der Stapel der Rohre 2 in der Stapelrichtung zusammengedrückt. Daher kontaktieren die Rohre 2 die elektronischen Komponenten 4, wie in 10D dargestellt. Falls die Rohre 2 teilweise verformt sind, bevor die elektronischen Komponenten 4 platziert werden, ist es schwierig, die elektronischen Komponenten 4 zwischen den Rohren 2 zu platzieren. Deshalb ist es wichtig, die Verformung der Rohre 2 während des Stapelns zu reduzieren.
Weiter hat der Außenrohrabschnitt 223 den Flansch 226 am Ende. Deshalb ist es einfach, das Drahtlötmaterial 15 zwischen dem Flansch 226 und dem Innenrohrabschnitt 222, der gegenüber dem Flansch 226 ist, anzuordnen. Weiter fließt das geschmolzene Lötmaterial 15 leicht in den zwischen dem Innenrohrabschnitt 222 und dem Außenrohrabschnitt 223 definierten Raum entlang des Flansches 226. Demgemäß werden die benachbarten Rohre 2 einfach und gut verbunden. So wird der Wärmetauscher 1 einfach hergestellt.
Wie in 3 dargestellt, ist der Außendurchmesser Dt des erweiternden Wandabschnitts 227a größer als der Außendurchmesser Dk des überlappenden Wandabschnitts 224a. Wenn die Rohre 2 gestapelt werden, kann das Drahtlötmaterial 15 durch den erweiternden Wandabschnitt 227a des Innenrohrabschnitts 222 gegen den Flansch 226 gedrückt werden. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass das Drahtlötmaterial 15 verschoben wird. Daher werden der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 gut verlötet.
Die Rohre 2 haben die Blendenteile 23 an den Umfängen der vorstehenden Rohrabschnitte 22. Deshalb werden die Räume zwischen den benachbarten Rohren 2 mit einer Verformung der Blendenteile 23 leicht eingestellt, wie in 10C und 10D dargestellt. Demgemäß werden die elektronischen Komponenten 4 einfach und sicher zwischen den benachbarten Rohren 2 gehalten. Weiter können die elektronischen Komponenten 4 in engem Kontakt zu den Rohren 2 sein.
Wie in 7 dargestellt, ist wenigstens jedes der Zwischenrohre 2 aus dem Paar Außenplatten 27, der Mittelplatte 28 und den Innenrippen 29 aufgebaut. Hierbei sind die Zwischenrohre 2 die Rohre 2, die in einem Mittelabschnitt des Stapels der Rohre 2 angeordnet sind. Das heißt, die Zwischenrohre 2 sind die Rohre 2 außer den Endrohren 2. Die Außenplatten 27, die Mittelplatte 28 und die Innenrippen 29 werden beispielsweise durch Verpressen separat in die vorbestimmten Formen geformt. Dann werden die Außenplatten 27, die Mittelplatte 28 und die Innenrippen 29 miteinander verbunden. Hierdurch können die Rohre 2 mit einer gezogenen Napfstruktur erzeugt werden. Demgemäß werden die Rohre 2 einfach gefertigt. Auch die Endrohre 2 können aus den Außenplatten 27, der Mittelplatte 28 und den Innenrippen 29 gebildet werden.
Außerdem ist es einfach, die Innenrippen 29 an gewünschten Positionen auszubilden. Weil die Innenrippen 29 nicht an Positionen entsprechend dem ersten Verteiler 11 und dem zweiten Verteiler 12 angeordnet sind, ist es einfach, den ersten Verteiler 11 und den zweiten Verteiler 12 zu bearbeiten.
Wie in 7 dargestellt, hat jedes der Rohre 2 zweischichtige Kanäle 21 in der Stapelrichtung. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass Wärme zwischen den benachbarten elektronischen Komponenten 4, die auf abgewandten Seiten des Rohrs 2 angeordnet sind, übertragen wird. Daher wird, selbst wenn die Temperatur der auf einer Seite des Rohrs 2 angeordneten elektronischen Komponenten 4 schnell ansteigt, die auf der anderen Seite des Rohrs 2 angeordnete elektronische Komponente 4 nicht beeinflusst.
Im Rohr 2 haben der Innendurchmesser des erweiternden Wandabschnitts 227a und der Innendurchmesser des erweiternden Wandabschnitts 227b, der dem erweiternden Wandabschnitt 227a im gleichen Rohr 2 gegenüberliegt, den gleichen Innendurchmesser. Deshalb haben der Blendenteil 23 auf der einen Seite des Rohrs 2 und der Blendenteil 23 auf der anderen Seite des gleichen Rohrs 2 den gleichen Durchmesser. Demgemäß ist das Verformungsmaß in dem Paar Blendenteile 23 im gleichen Rohr 2 gleich.
Weiter werden die vorstehenden Rohrabschnitte 22 einfach geformt. Zuerst werden die erweiternden Wandabschnitte 227a, 227b gebildet. Dann werden die anderen Teile, wie beispielsweise die angrenzenden Wandabschnitte 225a, 225b und die überlappenden Abschnitte 224a, 224b, beispielsweise durch Ziehen und Biegen gebildet. Da der erweiternde Wandabschnitt 227a des Innenrohrabschnitts 222 und der erweiternde Wandabschnitt 227b des Außenrohrabschnitts 223 den gleichen Durchmesser haben, wird das Paar vorstehender Rohrabschnitte 22, d.h. der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223, in der ersten Stufe des Formens unter Verwendung des gleichen Stempels geformt. Demgemäß ist die Produktivität verbessert.
Ferner ist der Außendurchmesser Dp des Flansches 226 größer als der Außendurchmesser Dr des Drahtlötmaterials 15, wie in 3 dargestellt. Deshalb wird das Drahtlötmaterial 15 einfach und richtig zwischen dem Innenrohrabschnitt 22 und dem Außenrohrabschnitt 223 am Flansch 226 gehalten. Auch fließt, wenn das Lötmaterial 15 schmilzt, das geschmolzene Lötmaterial 15 leicht zwischen dem Innenrohrabschnitt 222 und dem Außenrohrabschnitt 223, ohne über den Flansch 226 auszufließen.
Demgemäß kann die Wärmetauschereinheit 10 in der obigen Weise einfach gefertigt werden. Weiter ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rohre 2 während des Stapelns verformt werden. Auch sind die Herstellungskosten reduziert.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Wärmetauschereinheit 10 Bezug nehmend auf 12 beschrieben. Die Außenplatten 27, die Mittelplatte 28 und die Innenrippen 29 des Rohrs 2 sind aus den folgenden Metallplatten gemacht.
Die Außenplatte 27 hat einen Kern 271 aus Aluminium. Die Außenfläche der Außenplatte 27 ist durch eine blanke Oberfläche 274 des Kerns 271 gebildet. Das heißt, das Aluminium des Kerns 271 ist zur Außenseite des Rohrs 2 freigelegt. Als Material für den Kern 271 kann auch ein anderes Material wie beispielsweise Kupfer (einschließlich Kupferlegierung) anstelle von Aluminium (einschließlich Aluminiumlegierung) verwendet werden. Aluminium ist jedoch in Anbetracht der Leistungsfähigkeit, der Korrosionsfestigkeit, des Gewichts und dergleichen bevorzugt.
Die Außenplatten 27 werden mit der Mittelplatte 28 derart verbunden, dass Innenflächen der Enden der Außenplatten 27 die Oberflächen der Enden der mittleren Platte 28 kontaktieren. Das heißt, die Enden der Mittelplatte 28 werden zwischen den Enden der Außenplatten 27 gehalten. Die Mittelplatte 28 ist aus einem Lötblech mit einem Kern 281 aus Aluminium und einem auf beiden Oberflächen des Kerns 281 angeordneten Lötmaterial 282 gemacht.
Obwohl in 12 nicht dargestellt, ist die Innenrippe 29 aus einem Lötblech mit einem Kern und einem auf beiden Oberflächen des Kerns angeordneten Lötmaterial gemacht. Der Kern der Innenrippe 29 ist aus Zink enthaltendem Aluminium gemacht.
Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Bauteile außer den Außenplatten 27, der Mittelplatte 28 und den Innenrippen 29 ähnlich jenen des ersten Ausführungsbeispiels. Daher wird nachfolgend die Beschreibung der gleichen Teile nicht wiederholt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel kontaktieren die elektronischen Komponenten 4 direkt die Rohre 2 durch die blanken Oberflächen 274 der Außenplatten 27. Weil die blanken Oberflächen 274 nicht mit dem Lötmaterial und dergleichen beschichtet sind, ist die Außenfläche des Rohrs 2 glatt. Deshalb ist der thermische Kontaktwiderstand zwischen den elektronischen Komponenten 4 und den Außenplatten 27 reduziert. Daher ist die Kühlleistung verbessert.
Weiter ist der Kern jeder Innenrippe 29 aus Zink enthaltendem Aluminium gemacht. Deshalb hat der Kern der Innenrippen 29 ein elektrisches Potential (Korrosionspotential) niedriger als jenes des Kerns 271 der Außenplatte 27. Weil die Innenrippe 29 eher korrodiert als die Außenplatte 27, ist die Korrosion der Außenplatte 27 reduziert.
Die Wärmetauschereinheit 10 des zweiten Ausführungsbeispiels hat eine Konstruktion ähnlich jener des ersten Ausführungsbeispiels, außer den Außenplatten 27, der Mittelplatte 28 und den Innenrippen 29. Zusätzlich zu den obigen vorteilhaften Wirkungen sind im zweiten Ausführungsbeispiel auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird Bezug nehmend auf 13 ein drittes Ausführungsbeispiel der Wärmetauschereinheit 10 beschrieben. Wie in 13 dargestellt, ist die Außenplatte 27 aus einem Lötblech mit dem Kern 271 und einem Opferanodenmaterial 273 auf einer Innenfläche gemacht.
Als Opferanodenmaterial 273 wird zum Beispiel ein Metallmaterial, in dem Zink zu Aluminium hinzugefügt ist, verwendet. Weil in diesem Fall die Korrosion des Kerns 271 der Außenplatte 27 durch selektives Korrodieren des Opferanodenmaterials 273 eingeschränkt ist, muss das Material des Kerns der Innenrippe 29 nicht immer unbedingt Zink enthalten.
Die Außenfläche der Außenplatte 27, die Kontakt zu den elektronischen Komponenten 4 hat, ist die blanke Oberfläche 274, ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel. Ferner ist der Kern der Innenrippe 29 aus einem Material mit einem Potential (Korrosionspotential) höher als jenes des Opferanodenmaterials 273 gemacht. Zum Beispiel hat der Kern der Innenrippe 29 eine Potentialdifferenz bezüglich des Opferanodenmaterials 273 in einem Bereich zwischen 0 und + 50 mV.
Weitere Bauteile sind ähnlich jenen der Wärmetauschereinheit 10 des zweiten Ausführungsbeispiels.
In der Wärmetauschereinheit 10 des dritten Ausführungsbeispiels ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rohre 2 korrodieren werden und das Wärmemedium 5 aufgrund der Korrosion aus den Rohren austreten wird. Mit anderen Worten wird, da die Innenfläche des Kerns 271 der Außenplatte 27 mit dem Opferanodenmaterial 273 bedeckt ist, das Opferanodenmaterial 273 selektiv korrodiert. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass der Kern 271 korrodiert. Weil die Korrosion der Außenplatte 27 in ihrer Dickenrichtung eingeschränkt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rohre 2 Löcher aufgrund Korrosion haben werden.
Der Kern der Innenrippe 29 hat ein Potential höher als jenes des Opferanodenmaterials 273 der Außenrippe 27 und hat eine Potentialdifferenz im Bereich zwischen 0 und + 50 mV. Weil das Potential der Innenrippe 29 nahe dem Potential des Opferanodenmaterials 273 der Außenrippe 27 ist, ist die Korrosionsgeschwindigkeit des Opferanodenmaterials 273, das selektiv korrodiert, reduziert. Falls die Potentialdifferenz groß ist, wird die Korrosion des Opferanodenmaterials 273 verstärkt.
Zusätzlich zu den obigen Effekten sieht die Wärmetauschereinheit 10 des dritten Ausführungsbeispiels auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels vor.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird Bezug nehmend auf 14 ein viertes Ausführungsbeispiel der Wärmetauschereinheit 10 beschrieben. Wie in 10 dargestellt, ist ein Lötmaterial 272 auf der Innenfläche des Kerns 271 der Außenplatte 27 angeordnet. Ferner sind die Seiten des Paares von Außenplatten 27 direkt verbunden. Im Kern 281 der Mittelplatte 28 ist Zink hinzugefügt. Weitere Bauelemente sind ähnlich jenen des dritten Ausführungsbeispiels.
In diesem Fall werden die Rohre 2 einfach zusammengebaut. Da das Lötmaterial 272 auf den Innenflächen der Außenplatten 27 angeordnet ist, ist es einfach, die Außenplatten 27 miteinander und mit den Innenrippen 29 zu verbinden. Weiter ist das Lötmaterial 272 auch auf der Innenfläche des vorstehenden Rohrabschnitts 22 angeordnet, weshalb es nicht nötig ist, das Drahtlötmaterial 15 wie in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen zu verwenden. Daher werden der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 einfach und gut durch das Lötmaterial 272 verlötet.
Da der Kern 281 der Mittelplatte 28 aus Zink enthaltendem Aluminium gemacht ist, hat der Kern 281 ein Potential (Korrosionspotential) niedriger als jenes des Kerns 271 der Außenplatte 27. Deshalb korrodiert die Mittelplatte 28 eher als die Außenplatte 27. Daher ist die Korrosion der Außenplatte 27 reduziert.
Zusätzlich zu den obigen vorteilhaften Effekten sieht die Wärmetauschereinheit 10 des vierten Ausführungsbeispiels auch die vorteilhaften Effekte ähnlich jenen des dritten Ausführungsbeispiels vor.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Wärmetauschereinheit 10 wird Bezug nehmend auf 15 bis 17 beschrieben. Wie in 15 bis 17 dargestellt, ist das Paar der Außenplatten 27, die eine erste Seite und eine zweite Seite eines Rohrs 2 bilden, aus einer einzelnen Platte geformt.
Das heißt, wie in 15 und 16 dargestellt, das Paar der Außenplatten 27 für ein Rohr 2 ist aus einer einzelnen Aluminiumplatte 270 geformt, in der Abschnitte entsprechend den Außenplatten 27 über einen Verbindungsabschnitt 276 durchgehend sind. Die Platte 270 wird beispielsweise durch Pressformung geformt. Die Aluminiumplatte 270 wird am Verbindungsabschnitt 276 gefaltet, sodass das in 17 gezeigte Rohr 2 geformt wird. Während des Faltens der Platte 270 werden die Mittelplatte 28 und die Innenrippen 29 so platziert, dass die Mittelplatte 28 und die Innenrippen 29 zwischen der gefalteten Platte 270 in Sandwichbauweise aufgenommen sind. Andere Bauteile als die Außenplatten 27 sind ähnlich jenen des vierten Ausführungsbeispiels.
Im fünften Ausführungsbeispiel ist die Produktivität der Außenplatten 27 verbessert. Weiter ist die Produktivität des Wärmetauschers 1 verbessert. Zusätzlich zu den obigen vorteilhaften Effekten sieht die Wärmetauschereinheit 10 des fünften Aus führungsbeispiels vorteilhafte Effekte ähnlich jenen des vierten Ausführungsbeispiels vor.
In der Darstellung von 16 und 17 hat die Aluminiumplatte 270 das Lötmaterial 272 auf einer Oberfläche entsprechend der Innenfläche des Rohrs 20. Alternativ können die Außenplatten 27 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele mit dem Verfahren des fünften Ausführungsbeispiels gebildet werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Ein sechstes Ausführungsbeispiel wird Bezug nehmend auf 18 beschrieben. Die Außenplatte 27 wird aus einem in 18 dargestellten Lötblech gebildet. Im Lötblech ist das Opferanodenmaterial 273 auf der Innenfläche des Kerns 271 angeordnet. Weiter ist das Lötmaterial 272 auf der Innenfläche des Opferanodenmaterials 273 angeordnet. Als Opferanodenmaterial 273 kann ein Metallmaterial, in dem Zink dem Aluminium hinzugefügt ist, verwendet werden.
In diesem Fall korrodiert das Opferanodenmaterial 273 selektiv, um so die Korrosion des Kerns 271 zu verringern. Deshalb ist es nicht immer notwendig, dass die Materialien der Kerne der Mittelplatte 28 und der Innenrippen 29 Zink enthalten. Andere Bauteile als die Außenplatte 27 sind ähnlich jenen des vierten Ausführungsbeispiels.
Da das Opferanodenmaterial 273 vor dem Kern 271 korrodieren wird, ist die Korrosion des Kerns 271 reduziert. Deshalb ist die Korrosion der Außenplatte 27 in ihrer Dickenrichtung eingeschränkt. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rohre 2 Löcher aufgrund Korrosion bilden.
Zusätzlich zu den obigen Effekten sehen der Wärmetauscher 1 und die elektronischen Komponenten kühlende Einheit 10 des sechsten Ausführungsbeispiels vorteilhafte Effekte ähnlich jenen des vierten Ausführungsbeispiels vor. Weiter können die Außenplatten 27 des sechsten Ausführungsbeispiels in einer ähnlichen Weise wie im fünften Ausführungsbeispiel gebildet werden.
(Vergleichsbeispiel)
19 zeigt ein Vergleichsbeispiel eines Wärmetauschers. In dem Wärmetauscher von 19 hat der Außenrohrabschnitt 223 eine Stufe 229 zum Begrenzen des Einschubmaßes des Innenrohrabschnitts 222 in den Außenrohrabschnitt 223. In diesem Fall ist die Einschublänge oder -tiefe des Innenrohrabschnitts 222 im Außenrohrabschnitt 223 begrenzt, wenn das Ende des Innenrohrabschnitts 222 die Stufe 229 kontaktiert.
Ein Teil des Außenrohrabschnitts 223, der an den Körperabschnitt des Außenrohrabschnitts 223 angrenzt, d.h. ein Teil niedriger als die Stufe 229 in 19, hat einen Innendurchmesser kleiner als ein Außendurchmesser des Innenrohrabschnitts 222. Ein Teil des Außenrohrabschnitts 223, der an das Ende des Außenrohrabschnitts 223 angrenzt, d.h. ein Teil über der Stufe 229 in 19, hat einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Innenrohrabschnitts 222.
Wenn die Rohre 2 gestapelt werden, werden die Innenrohrabschnitte 222 in die Außenrohrabschnitte 223 eingeschoben, sodass die Enden der Innenrohrabschnitte 222 die Stufen 229 der Außenrohrabschnitte 223 berühren. Der in 19 dargestellte Wärmetauscher hat eine Konstruktion ähnlich jener des in 1 dargestellten Wärmetauschers 1, außer der Konstruktion des Innenrohrabschnitts 222 und des Außenrohrabschnitts 223.
In dem in 19 dargestellten Wärmetauscher werden die Blendenteile 23 jedoch leicht verformt, wenn die Rohre durch den Eingriff der Innenrohrabschnitte 222 und der Außenrohrabschnitte 223 verbunden werden. Das heißt, die Enden der Innenrohrabschnitte 222 berühren die Stufen 229 während des Stapelns. Deshalb erfahren, falls die Maße (z.B. Länge) der vorstehenden Rohrabschnitte 22 und der während des Stapelns ausgeübte Druck ungleichmäßig sind, die vorstehenden Rohrabschnitte 22 Belastungen in der Stapelrichtung. Als Ergebnis werden die an den Umfängen der Basen der vorstehenden Rohrabschnitte 22 ausgebildeten Blendenteile 23 leicht verformt.
Mit anderen Worten werden die Blendenteile 23 leicht verformt, bevor die elektronischen Komponenten 4 in dem Wärmetauscher angeordnet werden. In diesem Fall wurden die Räume zwischen den Rohren 2 aufgrund der Verformung der Blendenteile 23 vor der Anordnung der elektronischen Komponenten 4 verengt. Deshalb ist es schwierig, die elektronischen Komponenten 4 zwischen den Rohren 2 anzuordnen. Auch wird der Wärmetauscher in der Stapelrichtung nach der Anordnung der elektronischen Komponenten 4 zusammengedrückt, sodass die Rohre 2 die elektronischen Komponenten 4 eng kontaktieren. Falls jedoch die Blendenteile 23 bereits vor dem Zusammendrücken des Wärmetauschers verformt sind, ist es eher schwierig, die Rohre 2 in engen Kontakt mit den elektronischen Komponenten 4 zu bringen.
Dagegen ist beim Wärmetauscher 1 des ersten Ausführungsbeispiels der Außendurchmesser D1 des überlappenden Wandabschnitts 224a und des angrenzenden Wandabschnitts 225a des Innenrohrabschnitts 222 kleiner als der Innendurchmesser D2 des überlappenden Wandabschnitts 224b und des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Außenrohrabschnitts 223. Das heißt, der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 haben zusätzlich zu den überlappenden Wandabschnitten 224a, 224b die angrenzenden Wandabschnitte 225a, 225b.
Der Außendurchmesser des angrenzenden Wandabschnitts 225a des Innenrohrabschnitts 222 ist kleiner als der Innendurchmesser des überlappenden Wandabschnitts 224b und des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Außenrohrabschnitts 223. Ebenso ist der Innendurchmesser des angrenzenden Wandabschnitts 225b des Außenrohrabschnitts 223 größer als der Außendurchmesser des überlappenden Wandabschnitts 224a des Innenrohrabschnitts 222. Deshalb drücken der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 nicht gegeneinander, wenn sie während des Stapelns in der axialen Richtung miteinander in Eingriff gebracht werden. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass der Innenrohrabschnitt 222 und der Außenrohrabschnitt 223 Belastungen in der axialen Richtung, d.h. in der Einschubrichtung, erfahren.
Das heißt, selbst wenn die Maße (z.B. Länge) der Innenrohrabschnitte 222 und der Außenrohrabschnitte 223 etwas unterschiedlich sind, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Innenrohrabschnitte 222 und die Außenrohrabschnitte 223 Belastungen in der axialen Richtung erfahren. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass die vor stehenden Rohrabschnitte und die Umfangsabschnitte der vorstehenden Rohrabschnitte 22 Spannung und Verformung erfahren. Auch in den zweiten bis sechsten Ausführungsbeispielen können ähnliche vorteilhafte Effekte vorgesehen werden.
In den ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen kann zusätzlich ein Begrenzungsabschnitt, wie beispielsweise die in 19 gezeigte Stufe 229, eingesetzt werden. In einem solchen Fall ist es jedoch bevorzugt, dass der Begrenzungsabschnitt an einer solchen Position (Tiefe) ausgebildet ist, dass er das Ende des Innenrohrabschnitts 222 wenigstens in einem richtigen Fertigungsschritt, in dem die Abstandslehre 6 zwischen den Rohren 2 verwendet wird, nicht kontaktiert. Das heißt, in diesem Fall kann der Begrenzungsabschnitt eingesetzt werden, um zusätzliche Wirkungen, wie beispielsweise eine Verstärkung des Außenrohrabschnitts 223, einen Anschlag zum Beschränken eines übermäßigen Einschubs des Innenrohrabschnitts 222 und eine Positionierungsmaßnahme an einer Position, wo die Abstandslehre 6 nicht verwendet wird, vorzusehen.
In den obigen ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen werden die elektronischen Komponenten 4 zwischen den Rohren 2 platziert, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem in den Rohren 2 fließenden Wärmemedium 5 und den elektronischen Komponenten 4 durchgeführt wird. Der Wärmetauschgegenstand ist jedoch nicht auf die elektronischen Komponenten 4 beschränkt. Zum Beispiel kann der Gegenstand auch zwischen den benachbarten Rohren 2 strömende Luft sein. Daher wird der Wärmeaustausch zwischen dem in den Rohren 2 strömenden Wärmemedium 5 und der zwischen den benachbarten Rohren 2 strömenden Luft durchgeführt. Alternativ können auch Rohre einer anderen Vorrichtung zwischen den Rohren 2 angeordnet werden, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem in den Rohren 2 strömenden Wärmemedium 5 und einem in den Rohren der anderen Vorrichtung strömenden Fluid durchgeführt wird. Ferner können auch andere Vorrichtungen als die elektronischen Komponenten 4 als Wärmetauschgegenstand angeordnet werden.
Ebenso ist das Wärmemedium 5 nicht auf Ethylenglykol-Frostschutzflüssigkeit enthaltendes Wasser beschränkt. Zum Beispiel kann ein heißes Fluid oder irgendein anderes Fluid als Wärmemedium 5 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein natürliches Kältemittel wie beispielsweise Wasser oder Ammoniak, Kohlenfluorid-Kältemittel wie beispielsweise Fluorinat (3M), Fleon-Kältemittel wie beispielsweise HCFC123 oder HFC134a, Alkohol-Kältemittel wie Beispielsweise Alkohol oder Methanol, Keton-Kältemittel wie beispielsweise Aceton, als Wärmemedium 5 verwendet werden.
Die zwischen den Rohren 2 angeordneten elektronischen Komponenten 4 sind nicht auf das für den Kraftfahrzeug-Wechselrichter verwendete Halbleitermodul beschränkt. Die elektronischen Komponenten 4 können auch ein Halbleitermodul sein, das für eine andere Vorrichtung verwendet wird, wie beispielsweise motorbetriebene Wechselrichter von industriellen Vorrichtungen und Wechselrichter von Klimasystemen für Gebäude. Weiter sind die elektronischen Komponenten 4 nicht auf die obigen Halbleitermodule beschränkt. Zum Beispiel können die elektronischen Komponenten 4 auch Leistungstransistoren, Leistungs-FETs, IGBTs und dergleichen enthalten.
In den obigen Ausführungsbeispielen ist der Außendurchmesser des Innenrohrabschnitts 222 größer als der Innendurchmesser des Außenrohrabschnitts 223 am erweiternden Wandabschnitt 227a. Stattdessen kann auch der Außendurchmesser des Innenrohrabschnitts 222 kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohrabschnitts 223 durchgehend von seinem Basisabschnitt zu seinem Ende sein.
Auch sind die angrenzenden Wandabschnitte 225a, 225b Abschnitte angrenzend an die überlappenden Wandabschnitte 224a, 224b, wenn der Innenrohrabschnitt 222 in den Außenrohrabschnitt 223 eingesetzt ist. Das heißt, die angrenzenden Wandabschnitte 225a, 225b sind bezüglich der Strömungsrichtung des Wärmemediums 5 im ersten Verteilerteil und im zweiten Verteilerteil 12 stromauf oder stromab der überlappenden Wandabschnitte 224a, 224b positioniert.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind die Blendenteile 23 ins Innere der Rohre 2 verformt, sodass die Räume zwischen den angrenzenden Rohren 2 verengt sind, um so die elektronischen Komponenten 4 zu halten. Die elektronischen Komponenten 4 können auch auf andere Weise gehalten werden. Zum Beispiel können die Räume zwischen den angrenzenden Rohren 2 durch einmaliges Verformen der Blendenteile 23 zur Außenseite der Rohre 2 geweitet werden, bevor die elektronischen Komponenten 4 zwischen die Rohre 2 gesetzt werden. Dann werden, nachdem die elektronischen Komponenten 4 in die Räume zwischen den Rohren 2 gesetzt sind, die Räume verengt, wodurch die elektronischen Komponenten 4 gehalten werden.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind die Oberflächen der Mittelplatte 28 mit dem Lötmaterial beschichtet. Daher können die Enden der Außenplatte 27 einfach mit den Enden der Mittelplatte 28 verlötet werden.
Weiter kann als Lötmaterial, das auf den Außenplatten 27, der Mittelplatte 28 und den Innenrippen 29 angeordnet ist, ein metallisches Material mit einem Schmelzpunkt niedriger als jener des Materials des Kerns der jeweiligen Platten 27 bis 29 verwendet werden. Wenn zum Beispiel der Kern aus Aluminium gemacht ist, ist das Lötmaterial aus Aluminium mit einem Schmelzpunkt niedriger als jener des Aluminiums des Kerns gemacht.
In den obigen Ausführungsbeispielen werden die Rohre 2 in dem Zustand verlötet, dass die Abstandslehren 6 zwischen den Rohren 2 angeordnet sind. Deshalb können die benachbarten Rohre einfach und richtig mit den gewünschten Abständen gehalten werden. Daher können die elektronischen Komponenten 4 einfach zwischen den Rohren 2 angeordnet werden.
In den obigen Ausführungsbeispielen ist die Querschnittsform des ersten und des zweiten Verteilerteils 11, 12 nicht auf einen Kreis beschränkt, sondern kann auch andere kreisförmige oder allgemein runde Formen, wie beispielsweise eine Ellipse, oder irgendwelche anderen Formen enthalten. Hierbei ist der Begriff „Durchmesser" nicht auf ein Maß des Kreises beschränkt, sondern enthält auch ein Maß einer anderen kreisförmigen oder allgemein runden Form.
Weiter kann die Wärmetauschereinheit 10 durch variable Kombinationen der obigen Ausführungsbeispiele realisiert werden.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele be schränkt, sondern kann auch auf andere Weise realisiert werden, ohne den in den anhängenden Ansprüchen definierten Schutzumfang zu verlassen.

Claims

Wärmetauschereinheit, mit mehreren Rohren (2), wobei jedes Rohr (2) einen flachen Körperabschnitt und wenigstens einen eines Innenrohrabschnitts (222) und eines Außenrohrabschnitts (223), der sich von dem Körperabschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Körperabschnitts erstreckt und eine Öffnung an einem Ende definiert, aufweist, wobei der Körperabschnitt einen Kanal (21) definiert, durch welchen ein Wärmemedium (5) strömt, bei welcher jeder des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) einen ersten Abschnitt (224a, 224b) und einen zweiten Abschnitt (225, 225b) angrenzend an den ersten Abschnitt (224a, 224b) enthält, und die Rohre (2) derart gestapelt sind, dass die Körperabschnitte voneinander zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Wärmemedium (5) und einem zwischen den benachbarten Körperabschnitten existierenden Gegenstand beabstandet sind und der Innenrohrabschnitt (222) und der Außenrohrabschnitt (223) miteinander verbunden und durch ihre Seitenwände verbunden sind, um dadurch ein Verteilerteil (11, 12) zu bilden, das eine Verbindung zwischen den benachbarten Körperabschnitten erlaubt, wobei der Innenrohrabschnitt (222) derart in dem Außenrohrabschnitt (223) angeordnet ist, dass der erste Abschnitt (224a) des Innenrohrabschnitts (222) mit dem ersten Abschnitt (224b) des Außenrohrabschnitts (223) überlappt und die zweiten Abschnitte (225a, 225b) des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) in einer axialen Richtung des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) auf abgewandten Seiten der überlappenden ersten Abschnitte (224a, 224b) angeordnet sind, und wobei der erste Abschnitt (224a) und der zweite Abschnitt (225a) des Innenrohrabschnitts (222) einen Außendurchmesser (D1) kleiner als ein Innendurchmesser (D2) des ersten Abschnitts (224b) und des zweiten Abschnitts (225b) des Außenrohrabschnitts (223) haben.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 1, bei welcher der Innenrohrabschnitt (222) und der Außenrohrabschnitt (223) miteinander verlötet sind, und der Außenrohrabschnitt (223) einen Flansch (226) an einem Ende hat und ein Ende des Flansches (226) einen Durchmesser größer als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts (224b) des Außenrohrabschnitts (223) besitzt.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Innenrohrabschnitt (222) ferner einen dritten Abschnitt (227a) enthält, der sich zwischen dem Körperabschnitt und dem zweiten Abschnitt (225a) erstreckt und einen Basisabschnitt des Innenrohrabschnitts (222) definiert, und der dritte Abschnitt (227a) einen Außendurchmesser (Dt) größer als der Außendurchmesser (Dk) des ersten Abschnitts (224a) des Innenrohrabschnitts (222) besitzt.
Wärmetauschereinheit, mit mehreren Rohren (2), wobei jedes Rohr (2) einen flachen Körperabschnitt und wenigstens einen eines Innenrohrabschnitts (222) und eines Außenrohrabschnitts (223), die sich von dem Körperabschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Körperabschnitts erstrecken und eine Öffnung an einem Ende definieren, aufweist, wobei der Körperabschnitt einen Kanal (21) definiert, durch den ein Wärmemedium (5) strömt, bei welcher die Rohre (2) derart gestapelt sind, dass die Körperabschnitte voneinander zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Wärmemedium (5) und einem zwischen den benachbarten Körperabschnitten existierenden Gegenstand beabstandet sind und der Innenrohrabschnitt (222) und der Außenrohrabschnitt (223) so verbunden sind, dass eine Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts (222) mit einer Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts (223) verlötet ist, um dadurch ein Verteilerteil (11, 12) zu bilden, das eine Verbindung zwischen benachbarten Körperabschnitten erlaubt, der Außenrohrabschnitt (223) einen Flansch (226) an einem Ende aufweist, und der Flansch (226) einen Durchmesser größer als einen Innendurchmesser eines übrigen Teils des Außenrohrabschnitts (223) besitzt.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Gegenstand eine elektronische Komponente (4) ist.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Körperabschnitt jedes Rohrs (2) einen Blendenteil (23) an einem Umfang jedes des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) aufweist, und der Blendenteil (23) in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Achse des Verteilerteils (11, 12) verformt ist.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 6, bei welcher jeder des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) einen dritten Abschnitt (227a, 227b) angrenzend an dem Körperabschnitt enthält, und der dritte Abschnitt (227a) des Innenrohrabschnitts (222) einen Innendurchmesser im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des dritten Abschnitts (227b) des Außenrohrabschnitts (223) besitzt.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher jedes der Rohre (2), die nicht an den Enden eines Stapels der Rohre (2) positioniert sind, ein Paar von Außenplatten (27), eine Mittelplatte (28) und gewellte Innenrippen (29) aufweist, die Mittelplatte (28) zwischen den Außenplatten (27) angeordnet ist, die Innenrippen (29) zwischen den Außenplatten (27) und der Mittelplatte (28) angeordnet sind, und die Kanäle (21) durch Räume zwischen den Außenplatten (27) und der Mittelplatte (28) definiert sind.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 8, bei welcher jede der Außenplatten (27) einen Kern (271) aus einem metallischen Material enthält und eine Außenfläche des Rohrs (2) durch eine blanke Oberfläche (274) des Kerns (271) definiert ist.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher jede der Außenplatten (27) aus einem Lötblech gebildet ist, das einen Kern (271) und ein auf einer Oberfläche des Kerns (271) angeordnetes Opferanodenmaterial (273) aufweist, und eine Innenfläche des Rohrs (2) durch das Opferanodenmaterial (273) definiert ist.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher das Paar von Außenplatten (27) an seinen Enden direkt verlötet ist.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 11, bei welcher jede der Außenplatten (27) ein Lötmaterial (272) auf einer Oberfläche aufweist, die eine Innenfläche des Rohrs (2) definiert.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher jede der Außenplatten (27) aus einem Lötblech mit einem Kern (271), einem auf einer Oberfläche des Kerns (271) angeordneten Opferanodenmaterial (273) und einem auf dem Opferanodenmaterial (273) angeordneten Lötmaterial (272) gebildet ist, und eine Innenfläche des Rohrs (2) durch das Lötmaterial (272) definiert ist.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welcher das Paar der Außenplatten (27) aus einem einzelnen Plattenelement (270) gebildet ist.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei welcher jede der Außenplatten (27) einen Kern (271) aufweist und jede der Innenrippen (29) aus einem Material mit einem elektrischen Potential niedriger als jenes des Kerns (271) der Außenplatte (27) gemacht ist.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 10, 13 bis 15, bei welcher jede der Innenrippen (29) einen Kern aus einem Material mit einem elektrischen Potential höher als jenes des Opferanodenmaterials (273) der Außenplatte (27) aufweist.
Wärmetauschereinheit nach Anspruch 16, bei welcher der Kern der Innenrippe (29) eine Potentialdifferenz bezüglich des Opferanodenmaterials (273) in einem Bereich zwischen 0 und + 50 mV besitzt.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 17, bei welcher jede der Außenplatten (27) einen Kern aufweist und die Mittelplatte (28) aus einem Material mit einem elektrischen Potential niedriger als jenes des Kerns (271) der Außenplatte (27) gemacht ist.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner mit einer elektronischen Komponente (4), die derart zwischen den Rohren (2) angeordnet ist, dass die elektronische Komponente (4) durch das in den Rohren (2) strömende Wärmemedium (5) gekühlt wird.
Wärmetauschereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei welcher der Außenrohrabschnitt (223) kein Teil aufweist, das das Ende des Innenrohrabschnitts (222) in der axialen Richtung des Außenrohrabschnitts (223) kontaktiert.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschereinheit, wobei das Verfahren aufweist: Formen von Rohren (2), wobei jedes Rohr (2) einen Körperabschnitt mit einer flachen Rohrform und wenigstens einen eines Innenrohrabschnitts (222) und eines Außenrohrabschnitts (223), die sich von dem Körperabschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Körperabschnitts erstrecken, enthält, wobei jeder des Innenrohrabschnitts (222) und des Außenrohrabschnitts (223) einen ersten Abschnitt (224a, 224b) und einen zweiten Abschnitt (225a, 225b) angrenzend an den ersten Abschnitt (224a, 224b) aufweist, wobei der erste Abschnitt (224a) und der zweite Abschnitt (225a) des Innenrohrabschnitts (222) einen Außendurchmesser (D1) kleiner als ein Innendurchmesser (D2) des ersten Abschnitts (224b) und des zweiten Abschnitts (225b) des Außenrohrabschnitts (223) haben; und Stapeln der Rohre (2) derart, dass der Innenrohrabschnitt (222) in den Außenrohrabschnitt (223) des benachbarten Rohrs (2) eingeschoben wird, wobei der erste Abschnitt (224a) des Innenrohrabschnitts (222) mit dem ersten Abschnitt (224b) des Außenrohrabschnitts (223) überlappt und die zweiten Abschnitte (225a, 225b) des Innen- und des Außenrohrabschnitts (222, 223) in einer axialen Richtung des Innen- und des Außenrohrabschnitts (222, 223) auf abgewandten Seiten der überlappenden ersten Abschnitte (224a, 224b) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 21, ferner mit einem Verbinden einer Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts (222) und einer Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts (223) in einem Zustand, dass eine Abstandslehre (6) zwischen die benachbarten Rohre (6) gesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei welchem die Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts (223) kein Teil hat, das ein Ende des Innenrohrabschnitts (222) kontaktiert, wenn der Innenrohrabschnitt (222) in den Außenrohrabschnitt (223) eingeschoben wird.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschereinheit, wobei das Verfahren aufweist: Formen von Rohren (2), wobei jedes Rohr (2) einen Körperabschnitt mit einer flachen Rohrform und wenigstens einen eines Innenrohrabschnitts (222) und eines Außenrohrabschnitts (223), die sich von dem Körperabschnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Körperabschnitts erstrecken und eine Öffnung an einem Enden definieren, enthält und der Außenrohrabschnitt (223) einen Flansch (226) an einem Ende aufweist; Stapeln der Rohre (2) derart, dass der Innenrohrabschnitt (222) in den Außenrohrabschnitt (223) des benachbarten Rohrs (2) in einem Zustand eingeschoben wird, dass ein Lötmaterial (15) zwischen den Flansch (226) des Außenrohrabschnitts (223) und den Innenrohrabschnitt (222) gesetzt ist; und Verlöten einer Außenseitenwand des Innenrohrabschnitts (222) und einer Innenseitenwand des Außenrohrabschnitts (223).
Verfahren nach Anspruch 24, bei welchem das Lötmaterial ein ringförmiges Drahtlötmaterial (15) ist, und der Flansch (226) einen Außendurchmesser (Dp) größer als ein Außendurchmesser (Dr) des Drahtlötmaterials (15) besitzt.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, bei welchem der Innenrohrabschnitt (222) und der Außenrohrabschnitt (223) in einem Zustand verlötet werden, dass eine Abstandslehre (6) zwischen die benachbarten Rohre (2) gesetzt ist.