(57)【要約】【課題】  簡単かつ安価に形成することができ、かつ高い内圧要請によりよく応じられるように改良する。【解決手段】  底（４）とカバー（５）からなる、ほぼ円形の断面を有する少なくとも２本の長手通路（８、９）を備え、少なくとも１つの２部材の集合ケース（２）と、フラット管（３）とを有する熱伝達体であって、フラット管（３）が管端部（３ａ）を有し、底（４）がフラット管端部（３ａ）を収容するための開口部（１１）を有し、底（４）、カバー（５）およびフラット管（３）が互いに半田付けされている。底（４）とカバー（５）が、それぞれ薄板プレートから形成され、フラット管（３）の領域内に配置された横通路（１０）とフラット管（３）の間に配置されている接触面（１４、１５）とを備えた、少なくとも１つの中央の長手分離壁領域（１２、１３）を有しており、接触面（１４、１５）の領域において半田付けされている。
2006522306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底（４）とカバー（５）からなる、ほぼ円形の断面を有する少なくとも２本の長手通路（８、９）を備えた、少なくとも１つの２部材の集合ケース（２）と、フラット管（３）とを有する熱伝達体であって、フラット管（３）が管端部（３ａ）を有し、底（４）がフラット管端部（３ａ）を収容するための開口部（１１）を有しており、かつ底（４）、カバー（５）およびフラット管（３）が互いに半田付けされている熱伝達体において、
底（４）とカバー（５）が、それぞれ薄板プレートから形成され、特に刻印されており、フラット管（３）の領域内に配置された横通路（１０）とフラット管（３）の間に配置されている接触面（１４、１５）とを備えた、少なくとも１つの中央の長手分離壁領域（１２、１３）を有しており、かつ接触面（１４、１５）の領域において半田付けされていることを特徴とする熱伝達体。
【請求項２】
底（４）とカバー（５）の接触面（１４、１５）が、内側に設けられた隆起部として形成されており、前記隆起部に、外側に設けられた凹部（１８、１７）が対応することを特徴とする請求項１に記載の熱伝達体。
【請求項３】
横通路（１０）が、内側の凹部として形成されており、前記凹部に外側の隆起部（１９、２０）が対応することを特徴とする請求項１または２に記載の熱伝達体。
【請求項４】
底（４）とカバー（５）が、隆起部と凹部の領域において、ほぼ一定の壁厚（ｓ）を有していることを特徴とする請求項２または３に記載の熱伝達体。
【請求項５】
集合ケース（２）が、中央に配置された分割平面（６）を有しており、かつ
隆起部と凹部が、分割平面（６）に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の熱伝達体。
【請求項６】
集合ケース（２）が、中央に配置された分割平面（６）を有しており、かつ
隆起部と凹部が、分割平面（６）に対して対称に配置されていないことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の熱伝達体。
【請求項７】
隆起部と凹部が、長手断面において台形状のプロフィールを形成することを特徴とする請求項２、３、４、５または６に記載の熱伝達体。
【請求項８】
接触面（１４、１５）が、ほぼ矩形の面（１４、１５）として形成されていることを特徴とする請求項７に記載の熱伝達体。
【請求項９】
カバー（５）と底（４）が、それぞれ端縁領域を有しており、両者が前記端縁領域内で半田づけされていることを特徴とする請求項１から８のずれか１項に記載の熱伝達体。
【請求項１０】
底（４）の端縁領域が、端縁バー（７）および／または垂れを有していることを特徴とする請求項９に記載の熱伝達体。
【請求項１１】
底の端縁領域が、カバー（５）の端縁領域を把持していることを特徴とする請求項１０に記載の熱伝達体。
【請求項１２】
カバーが、端縁バーおよび／または垂れを有していることを特徴とする請求項９に記載の熱伝達体。
【請求項１３】
カバーの端縁領域が、底の端縁領域を把持していることを特徴とする請求項１２に記載の熱伝達体。
【請求項１４】
集合ケース（２２）が、少なくとも３本の長手通路（２４、２５、２６）と、隆起部および凹部（３２、３３）を備えた少なくとも２つの長手分離壁（３０、３１）とを有していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の熱伝達体。
【請求項１５】
少なくとも２本の長手通路が、異なる断面を有していることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の熱伝達体。
【請求項１６】
少なくとも２つの接触面が、特に幅および／または長さにおいて、異なる大きさまたは断面を有していることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の熱伝達体。
【請求項１７】
熱伝達体が、ガスクーラーまたは凝縮器として形成されており、あるいは駆動可能であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の熱伝達体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝達体、特に請求項１の上位概念に記載の、熱伝達体（すなわち、底とカバーからなる、ほぼ円形の断面を有する少なくとも２本の長手通路を備えた、少なくとも１つの２部材の集合ケースと、フラット管とを有し、フラット管が管端部を有し、底がフラット管端部を収容するための開口部を有しており、かつ底、カバーおよびフラット管が互いに半田付けされている熱伝達体）に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却剤としてＲ１３４ａを有する空調設備のための熱伝達体は、−本出願人の従来技術（たとえば、特許文献１を参照）から知られているように−フラット管と波形フィンとを有する熱伝達体網と網の両側に配置されている、好ましくは円形の断面を有する集合管とからなる。この種の構造は、強度的に、凝縮器内で発生する圧力にとって十分である。しかし、ＣＯ２のような新しい冷却剤においては、著しく高い圧力が発生し、その圧力は熱伝達体のための従来の構造によっては、もはや支配できない。従って従来技術（たとえば、特許文献２を参照）において、増大された壁厚を有する押出し成形された集合管が提案され、その場合に集合管は並べて配置された、円形の断面を有する４本の流れ通路からなっている。この種の押出し成形された集合管の形成は、それに必要な工具のために、コストがかかる。高い内圧のための他のタイプの集合管が、従来技術（たとえば、特許文献３を参照）において提案されており、その場合に集合管は２つまたは３つの押出し成形され、あるいはプレスされた部分から構成されており、円形の断面を備えた２本の長手通路を有している。これら既知の集合管が押出し成形された部品から構成されている限りにおいて、比較的高い工具コストが欠点となる；既知の集合管がプレス部品から構成されている限りにおいて、形状付与がまだ完全ではないように思われ、すなわち予測される、高い内圧に基づく負荷に適合されていない。
【０００３】
従来の凝縮器の集合ケースのための他の構造が、従来技術（たとえば、特許文献４を参照）によって知られている。凝縮器は、フラット管を有しており、そのフラット管が、ほぼ平坦で、もちろん凹凸を有する管底のスロット形状の開口部内に収容される。管底と、ほぼ平坦であるが、凹凸を有するカバー部分が結合されている。底とカバーは、横壁によって分離された、個々の室を形成し、その室内で冷却材が流れ、ないしは方向変換される。底とカバーは管の領域の内側へ向けられた刻印部によって互いに半田付けされているが、この集合ケースの形状付与は、特にＣＯ２冷却剤循環内に発生するような、高い圧力のためには適してないように思われる。
【特許文献１】独国特許出願公開公報ＤＥ−Ａ４２３８８５３
【特許文献２】国際公開ＷＯ９８／５１９８３
【特許文献３】独国特許出願公開ＤＥ−Ａ１９９０６２８９
【特許文献４】米国特許公報ＵＳ−Ａ５１７２７６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭で挙げた種類の熱伝達体（すなわち、底とカバーからなる、ほぼ円形の断面を有する少なくとも２本の長手通路を備えた、少なくとも１つの２部材の集合ケースと、フラット管とを有する熱伝達体であって、フラット管が管端部を有し、底がフラット管端部を収容するための開口部を有しており、かつ底、カバーおよびフラット管が互いに半田付けされている熱伝達体）を集合ケースの構造に関して、簡単かつ安価に形成することができ、かつ高い内圧要請によりよく応じられるように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴（すなわち、底とカバーが、それぞれ薄板プレートから形成され、特に刻印されており、フラット管の領域内に配置された横通路とフラット管の間に配置されている接触面とを備えた、少なくとも１つの中央の長手分離壁領域を有しており、かつ接触面の領域において半田付けされていることを特徴とする熱伝達体）によって解決される。集合ケースは、２つの刻印され、ないしは屈曲された薄板プレートから形成され、すなわち切削する加工が省かれる。それにより、低い製造コストがもたらされる。さらに、薄板の刻印プロセスによって、冷間強化が行われ、それが集合ケースの内圧強度を増大させる。刻印プロセスによって、カバーにも底にも、接触面と横通路とを備えた長手分離壁が形成され、その場合に接触面はそれぞれ管の間ないしは底の開口部の間に配置されている。カバーと底を継ぎ合せる場合に、接触面が互いに平坦に添接し、それによって長手分離壁の領域に多数の半田面を形成する。従って底とカバーは、一方では、端縁領域において、他方では分離壁領域において半田付けされ、そこにおいて半田付けされた接触面が、集合容器内に発生する内圧に対する「ステイ」を形成する。従って圧力に強く、安価な集合容器が提供される。
【発明の実施の形態】
【０００６】
長手通路の前側は、たとえば栓、カバーまたは終端壁によって閉鎖して、場合によっては次に半田付けすることができ、あるいは冷却剤スリーブを設けることができる。長手通路の前側の閉鎖は、カバーおよび／または底を互いに半田付けすることにより、カバーおよび／または底を然るべく変形することによっても行うことができる。底ないしは集合ケース内へ突出する、フラット管端部は、長手分離壁の領域において円弧状に形成された横通路によって橋渡しされるので、冷却剤が横断面領域全体にわたってフラット管から流出し、ないしはフラット管へ流入することができる。
【０００７】
本発明の好ましい展開によれば、接触面は、集合ケースの内側においては隆起部として、集合ケースの外側においては凹部または圧入部として形成され、その場合に凹部ないし圧入部と隆起部ないし圧出部は、それらの位置において対応する。このように内側に隆起部を形成することが、添接面とそれに伴って確実かつ堅固な半田付けを保証する。
【０００８】
本発明の他の好ましい形態によれば、横通路、従って一方の長手室から他方の長手室への接続は、内側の凹部として、そして同様に外側の隆起部として形成されている。内側の横通路の隆起が、フラット管の自由な流出断面と、メニスカス形成に基づいて内側におけるフラット管の良好な半田付けを保証する。
【０００９】
本発明の他の形態において、底とカバーの長手分離壁の領域における壁厚は、ほぼ一定であり、好ましくは隆起部と凹部が中央の分割平面に対して対称に形成されており、その場合に長手断面においてほぼ台形状の輪郭が示される。この形成によって、特にフラット管の間の半田付けされ、矩形に形成された接触面による結合において、ステイとしての、薄板材料のために、良好な繊維推移、良好な冷間強化、すなわち集合容器の高い粘性と強度が得られる。
【００１０】
本発明の好ましい展開によれば、底（またはカバーも）端縁領域に端縁バーまたは垂れを有している。従ってカバーと底は、熱伝達体全体と共に半田づけされる前に、バーまたは垂れを介して固定される。
【００１１】
本発明の他の好ましい形態によれば、２つまたはそれより多い長手分離壁を備えた３つまたはそれより多い長手室が設けられており、その場合に長手分離壁は上述した個別長手分離壁と同様に形成されている。従って本発明に基づく集合容器は、長手通路がより大きい直径をとることなしに、より大きいフラット管深さのためにも使用することができる。これが、集合容器の組込み空間と強度における利点をもたらす。
【００１２】
好ましい展開が、従属請求項に記載されている。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
【００１４】
図１は、集合ケース２とその中へ連通するフラット管３とを有し、それらフラット管の間に図示されていない波形フィンを配置することができる、ガスクーラー１として形成された熱伝達体を示している。この種のガスクーラーは、冷却剤としてＣＯ２で駆動される、自動車空調設備のための冷却剤循環内へ組み込まれるが、一般に、圧力に強い熱伝達体として使用することもできる。
【００１５】
図２は、底４とカバー５から構成された集合室２を有するガスクーラー１を側面図で示している。底４とカバー５は、ほぼＷ字形状であって、分割平面６に対して対称に形成され、かつ配置されており、その場合に底４が端縁バー７を有しており、その端縁バーがカバー５の側方を把持して固定する。底４とカバー５は、２つの長手通路８、９を形成し、その両者ともほぼ円形の断面を有している。フラット管３は、底４によって収容されて、そのフラット管端部３ａが長手通路８、９内へほぼ分割平面６まで突出している。底４とカバー５は、図示されていない薄板プレートから切り抜かれて、刻印ないし曲げによって図示の形状にされ、すなわち切削なしで形成される。フラット管３、底４およびカバー５のような個々の部品を継ぎ合せた後に、ガスクーラー１全体が半田付けされるが、このガスクーラーは図示されていない他の集合室を有することもできる。
【００１６】
図３は、ガスクーラー１の一部を正面図で、すなわちフラット管３の幅狭側と底４のつながったバー７を見る方向で、示している。つながったバー７の代わりに、個々の垂れ（図示せず）を設けることもできる。というのは、このバーは大体において次の半田付けプロセスのための固定機能しか持たないからである。すでに説明したように、フラット管３の間には、図示されていない波形フィンを配置することができ、その波形フィンの表面を図面平面に対して垂直の方向に周囲空気が流れる。
【００１７】
図４は、図３のIV−IV線に沿った断面、すなわち（図示されていない）底４を有する集合室２の横断面を示しており、その底がフラット管３を収容する。２つの長手通路８、９の間に横通路１０が配置されており、その横通路が通路を形成している。
【００１８】
図５は、底４にフラット管３を収容するためのスロット形状の開口部１１を有する集合室２を、フラット管３なしで拡大して示している。すでに説明したように、集合室２は、特に２つの長手通路を分離する長手分離壁の領域に、分割平面６を有しており、その分割平面に対して底４と５が、端縁バー７および収容開口部１１を除いてほぼ対称に形成されており、長手分離壁は底４の長手分離壁領域１２とカバー５の長手分離壁領域１３から形成され、それら長手分離壁領域が互いに重なり合う接触面１４、１５を形成する。互いに重なり合う接触面１４、１５は、それぞれフラット管３の間に配置されており、従って横通路１０と−それに対して対称に−他の横通路１６が設けられている図面平面の後方に位置している。２つの横通路１０、１６は、共通の通路断面を画成する。
【００１９】
図６は、図２のVI−VI線に沿った断面、すなわち長手分離壁ないし２つの長手分離壁領域１２、１３の領域の断面を示している。長手分離壁領域は、分割平面６の領域内で、それぞれフラット管３の間に配置されている、その接触面１４、１５が互いに重なり合うように当接する。底４とカバー５内の接触面１４、１５は、それぞれ隆起部または刻印隆起として形成されており、それら隆起部ないし刻印隆起にそれぞれカバー内の凹部１７ないし底内の凹部１８が対向している。カバー５内の横通路１０は、内側の凹部として形成され、その凹部にカバー内の隆起部１９が対向する；同様に、底４内の横通路１６に、底の外側の隆起部２０が対向している。隆起部と凹部によって、底およびカバーの長手分離壁領域１２、１３のために、それぞれほぼ一定の壁厚ｓを有する、台形状に蛇行するプロフィールが形成される。隆起部と凹部は−すでに述べたように−刻印によって形成されるので、ここには好ましい繊維の延びと高い冷間強化が得られ、それがこの領域における引張り力を吸収するために特に効果的である。
【００２０】
図７は、底４の断面を示しており、図７ａは底４を下から示し、図７ｂは底４を上から示している。底のスロット形状の開口部１１の間において、図７ｂにおいて底４の内側に接触面１４が見られ、その接触面はほぼ矩形状に形成されている。これらの接触面１４に、図７ａの底４の外側の凹部１８が対向している。底の外側の隆起部は、符号２０で示されている。
【００２１】
図８は、カバー５を断面で示しており、図８ａは、カバー５を下から示し、図８ｂはカバー５を上から、すなわちその内側を示している。図８ａにおいて、凹部１７は矩形の面として見ることができ、カバー５の内側（図８ｂ）においてその凹部に、隆起部としての接触面１５が対向している。隆起部１５の間に、横通路１０が延びている。
【００２２】
接触面１４（図７ｂ）と接触面１５（図８ｂ）は、大きさと位置においてほぼ対応しており、底４とカバー５を継ぎ合せた後に、互いに重なり、かつこの領域において互いに半田付けされる。そのために、底４とカバー５のための初期材料として用いられる薄板プレートの両側に半田プレーティングすることができる。薄板プレートと、そしてまたフラット管３および場合によっては波形フィンの、基礎材料は、１つまたは種々のアルミニウム合金である。
【００２３】
図９は、本発明の他の実施例、特に、集合ケース２２と集合ケース２２の終端側に収容されるフラット管２３の列とを有する、ガスクーラー２１を示している。
【００２４】
図１０は、集合ケース２２をフラット管２３なしで断面で示している。集合ケース２２は、底２７とカバー２８によって形成される、３本の長手通路２４、２５、２６を有している。底２７には、フラット管２３の端部の寸法を有するつながったスロット２９が、好ましくは打抜きによって、形成されている。長手通路２４、２５、２６は、上述した長手分離壁と同様の、底とカバーの長手分離壁領域からなる、２つの長手分離壁３０、３１によって形成される。同様に、横通路３２と３３が、凹部によって設けられている。表示から明らかなように、本発明に基づく集合ケースは任意の数の長手通路を有するように形成することができ、その場合にそれぞれ２つの隣接する長手通路管に、ステイを形成するために、本発明に基づく接触面が設けられている。
【００２５】
図１１は、集合管とも称される、集合ケース１０２を有するガスクーラー１００の集合管の断面を示している。集合ケースは、２部品で形成されており、底１０４とカバー１０５から構成される。その場合にカバー１０５が、底内へ差し込まれる。これは、底のサイドフレームがカバーを把持するように行われるので、カバーの側面が底の内側面に添接する。好ましくは、底にフラップ１３５が取り付けられており、そのフラップは、半田付けプロセス前に底内にカバーを固定するために変形可能である。集合管を分割するために、カバーの開口部内に分離壁１３４が差し込まれ、たとえば挿入される。この分離壁も、フラップによって固定することができる。好ましくは、分離壁は、ほぼＢ字状に形成されており、底の輪郭に添接する。底１０４とカバー１０５は、少なくとも２本、場合によっては３、４本あるいはそれより多くの長手通路を形成し、それら２本の長手通路はほぼ円形または楕円形の断面を有している。フラット管１０３は、底１０４によって収容され、そのフラット管端部が長手通路内へ、ほぼ分割平面に達するまで嵌入する。底１０４とカバー１０５は、図示されていない薄板プレートから切り抜かれて、刻印ないし曲げによって図示の形状にされ、すなわち切削なしで形成される。しかし、形成プロセスは、他の順序で、すなわち最初にプレートが変形されて、次に底またはカバーが打ち抜かれることによっても、行うことができる。フラット管１０３、底１０４およびカバー１０５のような個々の部品を継ぎ合せた後に、ガスクーラー１全体を半田付けすることができ、そのガスクーラーはさらに、図示されていない他の集合ケースも有することができる。
【００２６】
図１２は、本発明の他の実施例を示しており、その場合に底とカバーの形態は同様であるが、図１１と比較して、図１２においては底とカバーが入れ替わっている。すなわち、図１２においてはカバーがサイドフレームによって底の外側を把持しており、フラップがカバーのアームに形成されている。その場合に好ましくはさらに、フラップは管１０３の側方に添接することができ、ないしは２本の管の間に配置することができる。
【００２７】
図１１と１２の両方の場合において、底とカバーは２つのほぼ半球状の領域を有しており、それらの領域がほぼ直線的な部分によって結合されている。それぞれ他方の部分を把持する、底またはカバーのような部分に、中央の領域に対してほぼ垂直に形成されたアームが設けられている。
【００２８】
フラップ１３５によって、フランジなどのような、他の構成部品も結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ガスクーラーの一部を示す斜視図である。
【図２】図１に示すガスクーラーの側面図である。
【図３】図１に示すガスクーラーの一部を下から示している。
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図４を、フラット管なしで拡大して示す断面図である。
【図６】図３のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】集合ケースの底を示す断面図であって、図７ａは、図７の集合ケースを下から示しており、図７ｂは、図７の集合ケースを上から示している。
【図８】集合ケースのカバーを示す断面図であって、図８ａは、図８のカバーを下から示しており、図８ｂは、図８のカバーを上から示している。
【図９】３本の長手通路を備えた集合ケースを有する、本発明の他の実施例を示している。
【図１０】図９に示す集合ケースを、フラット管なしで示す横断面図である。
【図１１】フラット管を有する集合ケースを示す横断面図である。
【図１２】集合ケースを有する集合ケースを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１００  ガスクーラー
２、１０２  集合ケース
３、１０３  フラット管
４、１０４  底
５、１０５  カバー
６  分割平面
７  端縁バー
８  長手通路
９  長手通路
１０  横通路
１１  底内の開口部
１２  長手分離壁領域、底
１３  長手分離壁領域、カバー
１４  接触面、底
１５  接触面、カバー
１６  横通路
１７  凹部、カバー
１８  凹部、底
１９  隆起部、カバー
２０  隆起部、底
２１  ガスクーラー
２２  集合ケース
２３  フラット管
２４  長手通路
２５  長手通路
２６  長手通路
２７  底
２８  カバー
２９  スロット
３０  長手分離壁
１３４  長手分離壁
１３５  継目板
【図１】
2006522306.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006522306.tif 000014
【国際調査報告】
2006522306.tif 000015
2006522306.tif 000016
2006522306.tif 000017
2006522306.tif 000018
2006522306.tif 000019
2006522306.tif 000020