(57)【要約】【課題】  比較的簡単に形成され、わずかな組込み空間で極めて圧力的に安定した熱伝達体を構築するのに適した熱伝達体を提供する。【解決手段】  反転アーチ部分（３）内でフラット管（１）が、反転アーチ部分に連続するその２つの平坦な管部分（２ａ、２ｂ）が逆の貫流方向（４ａ、４ｂ）と、少なくとも横方向（ｙ）に互いに変位された長手軸（５ａ、５ｂ）とを有し、長手方向に延びるように屈曲されているフラット管において、反転アーチ部分（３）は、主曲げ軸（Ａ）がフラット管平面に対して平行かつ管長手方向の延びに対して予め定めることのできる角度で延びるような形に形成されており、フラット管平面が、フラット管（１）の長手方向と幅方向の延びによって定められる。
2006518029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転アーチ部分（３）を有し、前記反転アーチ部分内でフラット管（１）が、前記反転アーチ部分に連続するその２つの平坦な管部分（２ａ、２ｂ）が逆の貫流方向（４ａ、４ｂ）と、少なくとも横方向（ｙ）に互いに変位された長手軸（５ａ、５ｂ）とを有して長手方向に延びるように屈曲されているフラット管において、
反転アーチ部分（３）は、主曲げ軸（Ａ）がフラット管平面に対して平行かつ管長手方向の延びに対して予め定めることのできる角度で延びるような形に形成されており、フラット管平面が、フラット管（１）の長手方向と幅方向の延びによって定められることを特徴とするフラット管。
【請求項２】
予め定めることのできる角度が９０°であることを特徴とする請求項１に記載のフラット管。
【請求項３】
フラット管（１）は、反転アーチ部分（３）の領域内でフラット管平面において管の延びに対して平行に距離（ｓ）だけ変位されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフラット管。
【請求項４】
管部分（２ａ、２ｂ）が予め定めることのできる角度（α）で、反転アーチ部分（３）へ移行していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項５】
角度（α）および／または距離（ｓ）が、フラット管平面に対して垂直に延びる少なくとも１つの曲げ軸（Ｂ）を中心とする、少なくとも１つの曲げプロセスによって得られることを特徴とする請求項３または４のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項６】
さらに、フラット管（１）の変位が、第１の曲げ軸（Ａ）を中心とする主曲げプロセスの前または後に実施される、２つの曲げ軸（Ｂ１、Ｂ２）を中心とする２つの曲げプロセスによって達成され、その場合に第１の曲げ軸（Ａ）が変位領域（Ｕ）の中央に延びていることを特徴とする請求項５に記載のフラット管。
【請求項７】
さらに、反転アーチ部分（３）に連続する２つの平坦な管部分（２ａ、２ｂ）が互いに対して平行な平面内に、間隔（ｄ）をもって積重ね方向（ｚ）に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項８】
さらに、他の変形ステップにおいて反転アーチ部分（３）は、２つの管部分（２ａ、２ｂ）が間隔（ｄ）をもって互いに並べられ、かつ平行に同一の平面内に位置するように、変形されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項９】
さらに、反転アーチ部分（３）が対称または非対称に変形されることを特徴とする請求項７に記載のフラット管。
【請求項１０】
横方向（ｙ）における間隔（ｄ）が、０．２ｍｍと２０ｍｍの間にあることを特徴とする請求項７または８のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項１１】
反転アーチ部分（３）によって、フラット管部分（２ａ）の空気へ向いた側が、フラット管部分（２ｂ）の空気へ向いた側になり、フラット管部分（２ａ）の空気とは反対の側が、フラット管部分（２ｂ）の空気とは反対の側になることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項１２】
反転アーチ部分（３）によって、管部分（２ａ）の管下側が、管部分（２ｂ）の管上側となり、管部分（２ａ）の管上側が管部分（２ｂ）の管下側になることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のフラット管。
【請求項１３】
−１つまたは複数の、積重ね方向（ｚ）に互いに積み重ねられた、請求項１から１１のいずれか１項に記載のフラット管（１）を備えた管ブロック（９）、
を有する、自動車空調設備のためのフラット管−熱伝達体。
【請求項１４】
管ブロック（９）の側方に、積重ね方向（ｚ）に沿って延びる集合通路（７）が配置されており、前記集合通路内へフラット管（１）のそれぞれの端部（６）が連通することを特徴とする請求項１３に記載のフラット管−熱伝達体。
【請求項１５】
反転アーチ部分（３）によって互いに結合された２つの管部分（２ａ、２ｂ）の少なくとも１つが、積重ね方向（ｚ）に巻かれたつづら折り管（１２）を形成することを特徴とする請求項１３または１４に記載のフラット管−熱伝達体。
【請求項１６】
２つのフラット管端部（６）が同一の側または反対の側に位置し、かつ２つの管部分（６ａ、６ｂ）の少なくとも１つが、０°と９０°の間の角度だけ捻られていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載のフラット管−熱伝達体。
【請求項１７】
請求項１３から１６のいずれか１項に記載のフラット管−熱伝達体（１０）を有するガスクーラー。
【請求項１８】
請求項１３から１６のいずれか１項に記載のフラット管−熱伝達体（１０）を有する蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載のフラット管（すなわち、反転アーチ部分を有するフラット管であって、前記反転アーチ部分内でフラット管が、前記反転アーチ部分に連続するその２つの平坦な管部分が逆の貫流方向と、かつ少なくとも横方向に互いに変位された長手軸とを有して長手方向に延びるように、屈曲されている、前記フラット管）およびそれによって構築された熱伝達体に関する。
【背景技術】
【０００２】
反転アーチ部分を有する、この分野のフラット管とこのフラット管タイプから構築された管ブロックを有する熱伝達体は、従来技術（たとえば特許文献１）に記載されている。そこの、反転アーチ部分を有するフラット管を形成するために、フラット管は、その、反転アーチ部分に連続する２つの平坦な管部分が長手方向において逆の流れ方向を有し、かつ少なくとも横方向において互いに対して変位した長手軸を有して延びるように、折り曲げられる。
【０００３】
従来技術（たとえば特許文献２）は、同様に、反転アーチ部分を有するフラット管と、このフラット管タイプから構築された管ブロックを有する熱伝達体を記述している。そこのフラット管を形成するために、直線的なフラット管素材が、まずフラット管平面から、フラット管脚が互いに対して平行に延びるようになるまで、Ｕ字状に屈曲され、その後フラット管脚がＵ字アーチ領域に対してそれぞれ９０°だけ捻られる。従ってそれによって生じたフラット管は、１つの平面内に位置する２つの平坦な管部分を有しており、それら管部分の連通端部は、反転アーチ部分とは逆の、等しい側に位置している。フラット管横軸が反転アーチ部分に沿って、直線的な管脚が位置する平面と形成する角度は、まず、一方の捻り領域を越えてゼロから、反転アーチ部分のヘッド端部に存在する９０°の値まで増大し、その後他方の捻り領域を越えて再び０°に減少する。上述した反転アーチ部分において欠点とみなされるのは、フラット管の、平坦な管脚の平面に対して垂直の広がりは、反転アーチ部分のヘッド領域において常にフラット管幅に相当し、従って必要な場合に縮小することができないので、付属の熱伝達体管ブロックの寸法を直線的なフラット管脚の平面に対して垂直の方向に調節することができないことである。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８３０８６３号Ａ１明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０６５９５００号Ａ１明細書
【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、比較的簡単に形成され、かつわずかな組込み空間で極めて圧力的に安定した熱伝達体を構築するのに適した、反転アーチ部分を有するフラット管を準備し、かつこの種のフラット管から構築された熱伝達体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、フラット管に関しては、請求項１の特徴（すなわち、反転アーチ部分（３）は、主曲げ軸（Ａ）がフラット管平面に対して平行かつ管長手方向の延びに対して予め定めることのできる角度で延びるような形に形成されており、フラット管平面が、フラット管（１）の長手方向と幅方向の延びによって定められることを特徴とするフラット管）によって解決される。熱伝達体に関しては、請求項１３の特徴（すなわち、１つまたは複数の、積重ね方向（ｚ）に互いに積み重ねられた、請求項１から１１のいずれか１項に記載のフラット管（１）を備えた管ブロック（９）を有する、自動車空調設備のためのフラット管−熱伝達体）によって解決される。ガスクーラーに関しては、請求項１７の特徴（すなわち、請求項１３から１６のいずれか１項に記載のフラット管−熱伝達体（１０）を有するガスクーラー）によって解決される。蒸発器に関しては、請求項１８の特徴（すなわち、請求項１３から１６のいずれか１項に記載のフラット管−熱伝達体（１０）を有する蒸発器）によって解決される。
【０００６】
従属請求項は、本発明の好ましい形態と展開に関するものである。
【発明の実施形態】
【０００７】
本発明の主要な考えは、反転アーチ部分を、主曲げ軸がフラット管平面に対して平行かつ管長手方向の延びに対して予め定めることのできる角度で延びて、その場合にフラット管平面がフラット管の長手方向と幅方向の延びによって定められるように、形成することにある。好ましい実施形態においては、予め定めることのできる角度は９０°であって、すなわちその場合に主曲げ軸は管長手方向の延びに対して垂直に延びる。
【０００８】
本発明に基づくフラット管は、変形する際に反転アーチ部分の領域においてフラット管平面内で管の延びに対して平行に距離ｓだけ変位され、その場合に距離ｓは、フラット管幅ｂと、変形後のフラット管部分の間の所望の間隔ｄからなる。
【０００９】
本発明に基づくフラット管においては、フラット管部分が反転アーチ部分へ移行する角度αは、フラット管を変形する際に自由に選択可能であって、本発明の好ましい実施形態においては、１３°＜α＜６７°の範囲にある。
【００１０】
本発明に基づくフラット管の好ましい実施形態において、角度αおよび／または距離ｓは、フラット管平面に対して垂直に延びる、少なくとも１つの曲げ軸（Ｂ）を中心とする少なくとも１つの曲げプロセスによって得られる。
【００１１】
本発明に基づくフラット管の特に好ましい実施形態においては、フラット管の変位は、第１の曲げ軸を中心とする主曲げプロセスの前または後に実施される、２つの曲げ軸を中心とする２つの曲げプロセスによって達成され、その場合に第１の曲げ軸は変位領域の中央に延びており、その場合に変位領域は反転アーチ部分の長さのほぼ２倍である。これは特に、主曲げプロセスが、管の延びに対して垂直に延びる主曲げ軸を中心に実施される場合に、当てはまる。
【００１２】
これまで説明してきた本発明に基づくフラット管においては、反転アーチ部分に連続する２つの平坦な管部分は、変形プロセス後に互いに対して側方に変位した平行な平面内で、積重ね方向ｚに対して垂直に、好ましくは０．２ｍｍと２０ｍｍの間の横方向ｙの間隔ｄをもって、配置されている。一度このような形状に屈曲されたフラット管を使用する場合に、それぞれ方向変換の際に変位の方向が交代する場合には、つづら折りが側方向に変位して延びる、つづら折り構造の管ブロックが形成される。このようにして形成された管ブロックは、平坦な管部分の間の上述した間隔ｄに関して、２倍のフラット管幅の深さを有している。何回か同一の方向に変位して屈曲されたフラット管によって、反転アーチ部分当たりの管ブロック深さが、平坦な管部分の上述した横間隔ｄに関してフラット管幅だけ増大する。横間隔によって、フラット管部分の間において、この種のフラット管により構築された管ブロック内にそれに応じた間隙が形成され、それが、たとえば管ブロックを自動車空調設備の蒸発器内に使用する場合に、復水分離を容易にする。
【００１３】
フラット管が共通の平面内に位置するようにするために、他の変形ステップにおいて反転アーチ部分は、２つの管部分が共通の平面内に間隔ｄをもって平行に並ぶように、変形される。これは、反転アーチ部分の対称または非対称の変形によって行うことができる。
【００１４】
フラット管部分が同一の平面内にある、反転アーチ部分−以下においては第１の反転アーチ部分と称する−と、フラット管部分が異なる平面内にある、反転アーチ部分−以下においては第２の反転アーチ部分と称する−が交代することによって、その深さが相前後して形成される第１の反転アーチ部分の数に依存する、つづら折り構造の管ブロックが実現される。第１と第２の反転アーチ部分が常に交代することによって（その場合に変位の方向も同様に逆に行われる）、たとえば、平坦な管部分の間の上述した間隔ｄに関して２倍のフラット管幅の深さを有するつづら折り構造の管ブロックが実現され、その管ブロックにおいては温度調節媒体、たとえば冷凍剤または冷却剤が、まず、共通の平面内にあるフラット管部分を貫流し、その後、積重ね方向に、または積重ね方向に抗して次の共通の平面内にあるフラット管部分を貫流する。
【００１５】
しかしさらに、つづら折り構造を、たとえば積重ね方向に、幾つかの第２の反転アーチ部分が側方の変位なしで形成され−以下では第３の反転アーチ部分と称する−、次に第１の反転アーチ部分が形成されて、それに幾つかの第２の反転アーチ部分が連続することによって、得ることも可能である。もちろん、第１の反転アーチ部分の代わりに、第２の反転アーチ部分を配置することも可能である。この種の管ブロックにおいては、まず、前方の領域内、すなわち空気側の領域内に互いに重なり合っている、すべてのフラット管部分が温度調節媒体によって貫流され、次に第１または第２の反転アーチ部分の後に後方の領域内にあるすべてのフラット管部分が貫流され、その場合に貫流の順序は逆にすることもでき、すなわちまず後方の領域が、そしてその後前方の領域が貫流され、その場合に貫流はそれぞれ適用場合に応じて上から下、あるいは下から上へ行うことができる。
【００１６】
反転アーチ部分を形成する代替的なやり方においては、主曲げ軸を中心とする主曲げプロセスが管長手方向の延びに対して予め定めることのできる角度で実施され、その場合に予め定めることのできる角度は、フラット管部分が反転アーチ部分に移行する角度αにほぼ相当する。主曲げプロセスの後に、２つのフラット管部分は互いに対して平行な２つの平面内に位置し、その場合に２つのフラット管部分は２αの値を有する角度を形成する。平行な管脚を得るために、２つの管脚はそれぞれ、フラット管平面に対して垂直に延びる曲げ軸を中心とする他の曲げプロセスによって、それらがそれぞれ角度αで反転アーチ部分へ移行するように、変形される。上述したやり方は、すでに説明したフラット管の必要な変位を他のやり方で提供する。
【００１７】
２つのフラット管部分が共通の平面内に間隔ｄをもって平行に並ぶようにするために、他の変形ステップが、すでに説明したのと同様に実施される。これは、すでに説明したように、反転アーチ部分を対称または非対称に変形することによって行うことができる。
【００１８】
しかし原則的に、変形ステップの順序を逆にして、反転アーチ部分の対称または非対称の変形によって２つの管部分をまず、それらが共通の平面内に位置し、かつ２αの角度を形成するように変形し、次に２つの管部分が共通の平面内で距離ｄをもって互いに平行に並ぶようにするために、上述した２つの曲げプロセスを実施することも可能である。
【００１９】
全体として、反転アーチ部分の本発明に基づく形状付与によって、積重ね方向におけるその広がりをフラット管幅よりもずっと小さく抑えることができる。従って、このフラット管から管ブロックを積み重ねて構築する場合に隣接するフラット管の間の間隙をあまり大きくする必要はなく、ないしはフラット管幅よりも大きくする必要はなく、ずっと狭くすることができ、それがコンパクトで圧力的に安定した熱伝達体の形成を支援する。さらに、反転アーチ部分は、比較的簡単な管の曲げプロセスによって実現される。その場合にフラット管は、このようにして１回または複数回屈曲することができ、その場合にその深さ方向の広がり、すなわち上のように定義された横方向の広がりは、側方の変位が常に同一の方向に行われる場合には、各屈曲に伴って増大する。それによって比較的細くて、圧力的に安定したフラット管によって、任意の深さの、すなわち横方向に広がる管ブロックが形成され、その場合にこの横方向または深さ方向は、通常、冷却すべきあるいは加熱すべき媒体がフラット管面積の外側を通過するように熱伝達体を通して案内される方向を表してる。その場合に、熱伝達を向上させるために、積重ね方向に互いに連続する管ブロック部分の間に付加的な熱伝導フィンが設けられることが多い。上述したように、管間隙は極めて小さく抑えることができるので、それに応じて低い熱伝導する波形フィンが使用され、そのことが同様に、このように形成された管−フィンブロックのコンパクト性と安定性を向上させる。
【００２０】
自動車空調設備のためのフラット管−熱伝達体を形成するために、本発明に基づく複数のフラット管が積重ね方向ｚに互いに積み重ねられて、管ブロックにされる。フラット管は、それぞれの端部において、側方に配置されて管ブロックの積重ね方向に延びる少なくとも１つの集合通路内へ連通し、その場合に反転アーチ部分を介して互いに接続される２つの管部分の少なくとも１つが、積重ね方向ｚに巻かれた管つづら折りを形成することができ、かつその場合に両方のフラット管端部は同一の側または反対の側に位置し、かつ２つの管端部の少なくとも１つを０°と９０°の間の角度だけ捻ることができる。
【００２１】
本発明に従ってフラット管を流れ方向に１８０°の方向変換を有するように形成することにより、たとえばガスクーラーまたは蒸発器のような熱伝達体のために小さい組込み空間を実現することが可能である。というのは、積重ね方向および／または管の間の狭い間隔を実現することができるからである。さらに、フラット管端部の弾性的変位がほぼ回避される。他の利点は、本発明に基づくフラット管によって構築された熱伝達体は、より狭い許容誤差を有する、よりしっかりとした構造を有していることにある。
【００２２】
このガスクーラー変形例においては、冷凍剤はフラット管内で空気に対してクロス向流で案内される。反対側のブロック端部において、１８０°の方向変換が行われ、すなわちフラット管は往路と同じ平面内で、もちろん距離ｓだけ側方に変位して戻るように延びているので、フラット管の往路案内部分は復路案内部分から距離ｄだけ隔たっている。２つのフラット管部分は、フラット管のまっすぐな部分における長手方向および幅方向の延びによって定められる、同一の平面内に位置している。変形は、好ましくは３つのステップで実施される。第１のステップにおいて、フラット管は延された状態から側方に変位される。変位の大きさｓは、フラット管幅ｂと間隔ｄの合計に相当する。次に、フラット管平面に対して平行かつ管の延びに対して垂直に主曲げ軸Ａを中心とする半径ｒの曲げが行われ、その場合にｒは曲げの内径である。主曲げ軸Ａは、変位領域のほぼ中央に位置している。フラット管の一部が、次に、異なる平面内で互いに対して平行になる。第３のステップにおいて、反転アーチ部分が、フラット管部分が再び共通の平面内に来るように、変形される。変形された反転アーチ部分は、共通のフラット管平面に介して完全に下方または上方に位置するか、あるいはこの共通の平面に関して対称になる。さらに、共通の平面に対する反転アーチ部分の任意の非対称の位置が可能である。上述した変形順序に対して代替的に、変形ステップを入れ換えることもできる。
【００２３】
１つの平面内におけるフラット管の変位のために、次の幾何学的関係が挙げられる：フラット管が変位領域内で元の管の延びから変位して延びる角度は、α＝ａｒｃｔａｎ（ｂ＋ｄ／Ｕ）から得られる。ｂ：フラット管幅、ｄ：フラット管の間の間隔、Ｕ：変位領域である。
【００２４】
変位領域Ｕについて、次の見積りが得られ：Ｕ＝２Πｒ、その場合にｒは１８０°円弧の内径である。最大の内径ｒｍａｘについてｍ（ｈｒ−ｄＦＲ）／２が成立し、その場合にｈｒはフィン高さであり、ｄＦＲはフラット管厚みである。フラット管厚みｄＦＲが、ｒｍｉｎのための有意の下限値と思われる。この式に従って、αのための有意の値は１３°＜α＜６７°の限界内にある。
【００２５】
好ましい実施形態において、本発明に基づくフラット管は、反転アーチ部分を介して結合された２つのフラット管部分の少なくとも１つが積重ね方向に管のつづら折りになるように屈曲されることによって、つづら折りフラット管を形成し、すなわちそのフラット管部分は、積重ね方向に互いに連続する、対応する平坦な管部分を有する第３の反転アーチ部分からなる。このような形状に形成されたフラット管によって、深さ方向に互いに連続する任意の数のつづら折りブロック部分を有する、いわゆるつづら折り−熱伝達体が構築される。
【００２６】
本発明に基づくフラット管の他の実施形態においては、連通端部は同じ側、あるいは反対の側に位置し、その場合に少なくとも１つの端部、好ましくは両方の端部が、連続する中央領域に対して捻られている。この捻りによって、フラット管横軸が連通端部の方向において積重ね方向へ回動されるので、横方向におけるフラット管端部の広がりをフラット管幅よりも小さく抑えることができる。最大で、９０°の捻りが行われるので、その場合に平坦な管部分が積重ね方向に対して垂直に延びる場合に、管端部は積重ね方向に対して平行に延び、その横方向の広がりは、たかだかフラット管厚みと同じ大きさである。これが、それによって構築される管ブロックの深さ方向における、該当する管ブロック側で積重ね方向に延びる付属の集合および分配通路の、比較的狭い配置を可能にする。
【００２７】
熱伝達体は、該当する管ブロックの構造内に本発明に基づくフラット管の１つまたは複数を使用することにより、この種の管ブロック構造の上述した特性と利点を特徴としている。特に、このようにして、自動車の空調設備のための、比較的小さい重量、小さい内部体積および良好な復水分離を有する、コンパクトで圧力的に高安定の蒸発器が実現され、その場合に好ましくはマルチチャンバフラット管が使用される。熱伝達体は、２つの反転アーチ部分の間、ないしは反転アーチ部分とフラット管端部との間のフラット管部分が平坦な直線的な管部分からなる、１層の構造でも、これらフラット管部分が管コイルとして屈曲されている、つづら折り構造でも、形成することができる。
【００２８】
展開された熱伝達体においては、使用されるフラット管の管端部とそれに伴って付属の集合および分配通路（以下においては簡略化のために統一して集合通路と称する）も、互いに反対となる管ブロック側に位置している。その場合に集合通路は、それぞれ集合ケースまたは集合管によって形成することができ、その集合通路は該当する管ブロック側において、ブロック高さ方向とも称される、積重ね方向に沿って延び、かつ管内部を通して案内される温度調節媒体を個々のフラット管へ平行に供給し、ないしはそこから排出するために用いられる。
【００２９】
それに対して選択的な、本発明の展開においては、フラット管端部は全部同一の管ブロック側に連通している。その場合にフラット管の形態によって必然的に、各フラット管の両方の管端部は互いに対してブロック深さ方向に変位しているので、それに応じてブロック深さ方向に互いに並ぶその２つの集合通路を対応づけることができる。従って、管内部を通して案内される温度調節媒体の供給および排出が、同一の熱伝達体側で行われる。
【００３０】
同一の管ブロック側に並べて配置された２つの集合通路を有するこの熱伝達体タイプの他の形態においては、この集合通路を、２つの分離された集合管ないし集合ケース（以下においては簡略化のために統一して集合管と称する）によって、あるいは共通の集合管によって形成されている。後者は、最初は一体的な集合管内部空間が長手仕切壁によって２つの集合通路に分割されることによって、あるいは集合管が、２つの分離された、集合通路を形成する中空室を有する、押出し成形された管プロフィールとして形成されることによって、実現される。
【００３１】
展開された熱伝達体においては、２つの集合管の少なくとも１つ、ないしは長手方向に分割された集合管の２つの中空室の少なくとも１つが、横仕切壁によって、ブロック高さ方向に互いに分離された、複数の集合通路に分割される。それによって、横に分割された集合管ないしは横に分割された中空室の第１の集合通路を介して管ブロックに供給された温度調節媒体が、まずすべてのフラット管の、そこに連通している部分にだけ供給されることにより、管ブロック内のフラット管のグループ単位のシリアルの貫流が得られる。その場合にフラット管のこの部分の他方の管端部が連通する、集合通路は、方向変換通路として機能し、その方向変換通路内で温度調節媒体はそこに連通しているフラット管から、すべてのフラット管の、同様にそこに一方の端部が連通している、他の部分へ方向変換される。仕切壁の数と位置がフラット管の、次々とパラレルに貫流されるフラット管グループへの区分を定める。
【００３２】
本発明に基づいて形成されたフラット管において、空気流に関するフラット管の配置は、反転アーチ部分にもかかわらず変化しないままであり、すなわちフラット管の、空気へ向いた側は反転アーチ部分の後でもさらに空気へ向けられており、フラット管の、空気とは反対の側は反転アーチ部分の後でも、さらに空気とは反対に向けられている。
【００３３】
それとは異なり、管下側ないし管上側の位置は、反転アーチ部分によって変更され、すなわちフラット管の管下側は、フラット管の管上側となり、フラット管の管上側がフラット管の管下側になる。
【実施例】
【００３４】
本発明の好ましい実施例を、図面に示し、以下で説明する。
【００３５】
図１に上面で示すフラット管１は、直線的なマルチチャンバプロフィールから適当な曲げプロセスを使用して一体的に形成されている。フラット管は、２つの平坦な直線的な管部分２ａ、２ｂを有し、それら管部分は反転アーチ部分３によって互いに結合されており、フラット管１の内部の複数の平行なチャンバを通して案内される温度調節媒体、たとえば自動車空調設備の冷却剤のための、反対の貫流方向を有している。２つの可能な流れ推移の１つは、図１にそれに応じた流れ矢印４ａ、４ｂで示されている。２つの平行な直線的な管部分２ａ、２ｂの、貫流方向４ａ、４ｂに対して平行に延びる長手軸５ａ、５ｂは、長手方向ｘを定め、かつそれに対して垂直の横方向ｙにおいては互いに変位している。特に図２（ｂ）から（ｃ）の側面図から明らかなように、第１の反転アーチ部分３を有する２つの平坦な管部分２ａ、２ｂは、共通のｘ−ｙ−平面内に位置しており、同平面は、以下で図４と図５を用いて詳細に説明するように、熱伝達体管ブロックを形成するために複数のこの種のフラット管が積み重ねられる、積み重ね方向ｚに対して垂直である。良好な方向づけのために、図１から図５においてそれぞれ該当する座標軸ｘ、ｙ、ｚが記入されている。
【００３６】
反転アーチ部分３は、所望の幅ｂの最初の直線的なフラット管プロフィールが、変位領域Ｕの領域で、図３ａに示すように、管の延びに対して平行なフラット管平面において、管幅ｂと所望の間隔ｄからなる距離ｓだけ変位されることによって得られる。その場合にシフトないし変位は、正のｙ方向または反対に負のｙ方向に行うことができる。フラット管部分２ａ、２ｂと反転アーチ部分３の間の移行は、予め定めることのできる角度αで行われる。その場合に角度αおよび／または距離ｓは、フラット管平面に対して垂直に延びる少なくとも１つの曲げ軸Ｂ１、Ｂ２を中心とする少なくとも１つの曲げプロセスによって得られる。好ましくは上述した、距離ｓの変位は、図３ａに示す曲げ軸Ｂ１とＢ２を中心とする２つの曲げプロセスによって得られ、その場合にこれら２つの曲げプロセスは、好ましくはメイン曲げ軸Ａを中心とする曲げプロセスの前に実施される。メイン曲げ軸Ａは、図示の実施例においては、変位領域Ｕの中央に延びており、その場合に変位領域Ｕは反転アーチ部分３のほぼ２倍の長さである。
【００３７】
上述したようにして、フラット管１の２つの直線的な管部分２ａ、２ｂが得られる。フラット管１の変位と主曲げプロセスの後に、２つの直線的な管部分２ａ、２ｂは、図２ａに示すように、互いに平行な平面において、ｚ方向に選択可能な間隔２ｒかつｙ方向に選択可能な間隔ｄで変位しており、その場合に最大の内径ｒについて、（ｈｒ−ｄＦＲ）／２が成り立ち、その場合にｈｒはフィン高さであり、ｄＦＲはフラット管の厚みであり、それに基づいてｒのための有意の下限値として、フラット管厚みｄＦＲが生じる。この式に従って、角度αのための有意な値は、１３°＜α＜６７°の限界内にある。選択可能な間隔は、好ましくは約０．２ｍｍと２０ｍｍの間にあり、フラット管幅ｂは、典型的に１センチメートルと数センチメートルの間にある。
【００３８】
直線的な管部分２ａ、２ｂは、一方の側において反転アーチ部分３を介して互いに結合されており、両方とも反対側においては捻られた管端部６ａ、６ｂの形状で終わっている。捻りは、長手中心軸５ａ、５ｂを中心に、代替的にそれに対して平行な長手軸を中心に、すなわち長手中心軸に関して横変位をもって、０°と９０°の間の任意の角度だけ行われ、その場合に図示のケースでは、捻り角度は約９０°である。
【００３９】
図２から明らかなように、反転アーチ部分３の上述した形成に基づいて、反転アーチ部分３の高さｃとそれに伴って積み重ね方向ｚにおける広がりは、わずかであり、曲げ半径に従って選択可能である。特に、反転アーチ部分３のこの高さｃは、フラット管幅ｂよりもずっと小さく留まる。それによってこの種の複数のフラット管を熱伝達体管ブロック内で、以下で説明する熱伝達体例が示すように、フラット管幅よりもずっと小さく抑えることのできる積重ね高さで積層することができる。図１と図２のフラット管の他の修正例は、２つの平坦な管部分２ａ、２ｂが、図２（ａ）に示すように、互いに対して変位した２つのｘ−ｙ−平面内に位置することにある。この場合において、横方向ｙは、直線的な管部分の長手方向ｘに対しても、管ブロック積重ね方向ｚに対しても垂直であることよって定められる。
【００４０】
図３ｂは、主曲げプロセス後に反転アーチ部分３を形作るための代替的な可能性を示している。図３ｂから明らかなように、ここではまず曲げ軸Ａを中心に主曲げプロセスが実施され、その後曲げ軸Ｂ３を中心とする他の曲げプロセスによって変位が実現される。その場合に主曲げ軸Ａは、管の長手方向の延びに対して１３°＜α＜６７°の限界内で予め定めることのできる角度αで延びている。主曲げプロセスの後に、２つの管部分がそれぞれ曲げ軸３を中心に矢印に従って下方へ向かって屈曲される。図３ｂの表示によれば、フラット管の間の間隔ｄは、制限によって実現され、図示の例においては幅ｂを有する制限バーによって実現され、その場合に図示の例においては制限バーの上方の端部によって曲げ軸Ｂ３が実現されている。図示のフラット管部分２ａ、２ｂは、異なる平行な平面内に位置しており、２αの角度を形成する。付加的な曲げプロセスの後に、２つのフラット管部分２ａ、２ｂは、図２（ａ）に示すように、異なる平行な平面内で互いに対して平行であるので、２つの管部分２ａ、２ｂが共通の平面内で間隔ｄをもって平行になる（図２の（ｂ）から（ｃ）を参照）ことを達成するために、すでに説明した他の変形ステップを実施することができる。
【００４１】
図４と図５は、特に自動車空調設備に使用できるような、蒸発器１０の管／フィンブロック９の形式で、図１と図２のフラット管タイプのための適用場合を示している。なお、部分的に示す熱伝達体は、それぞれ設計に応じて、たとえばガスクーラーとして、他の任意の熱伝達目的のためにも使用される。図４から明らかなように、この蒸発器１０は、２つの終端側のカバー薄板１１、１２の間に、図１と図２に示す複数のフラット管の積重ねとその間に位置する熱伝導可能な波形フィン８を有している。熱伝導フィン８の高さは、フラット管反転アーチ部分３の高さｃにほぼ相当し、従ってフラット管幅ｂよりもずっと小さい。
【００４２】
図１と図２のフラット管の使用によって、深さ、すなわちｙ方向において２つに分かれた構造を有する管／フィンブロック９が形成され、その場合に２つのブロック部分の各々において、それぞれ同一の流れ方向を有する管部分が積重ね方向ｚに重なり合っている。２つのブロック部分の間に、各フラット管１の２つの直線的な管部分２ａ、２ｂの間隔ｄに相当する間隙が形成されている。波形フィン８は、図示の実施例においては、フラット管深さ全体にわたって、従ってこの間隙にわたって一体的に延びており、その場合に波形フィンは２つの側へ、すなわちブロックの前側と後ろ側において、必要に応じて突出することができる。しかしまた、複数に分かれた、特に２つに分かれた波形フィン８を使用することも可能である。その場合にブロック前側は、外側から蒸発器表面を越えて案内される、第２の温度調節媒体、たとえば車両室内用の冷却すべき空気が、管横方向ｙにおいて、すなわちブロック深さ方向において、そのブロック前側に流れ付くことによって、定められる。
【００４３】
フラット管連通端部の横方向の延びは、それが捻れていることに基づいて、フラット管幅ｂよりも小さい。このことが、図４には示されていない、２つの付属の集合通路の接続を容易にし、それら集合通路はそれぞれ集合ケースないし集合管によって形成することができ、そのｙ方向における横方向の延びはフラット管幅ｂよりも大きい必要はなく、その直径はフラット管端部の捻れ角度が約９０°である場合に特に、フラット管厚みよりもわずかに大きければよい。従って、各フラット管１の両方の端部のそれぞれ一方を収容するために、２つの集合管を該当する管ブロック側において互いに並べて積重ね方向ｚに延びるように配置することが、問題なく可能である。代替的に、２列の管端部６ａ、６ｂのために共通の集合管を設けることができ、その集合管は長手分離壁によって２つの必要とされる、分離された集合通路に分割されている。
【００４４】
このように形成された管／フィンブロック９を有する蒸発器１０がコンパクトな組立て形状でかつ極めて圧力的に安定して実現可能であって、その場合に高い熱伝達効率を有していることが、明らかにされる。フラット管をブロック深さに変位した２つの管部分２ａ、２ｂになるように曲げることによって、比較的細いフラット管によって、そうでない場合には少なくとも約２倍の幅の、屈曲されていないフラット管が必要とされる、熱伝達出力を得ることができる。同時に、フラット管を一度方向変換させることによって、管内部を通して案内すべき温度調節媒体を１つの同じ管ブロック側において供給および排出することが達成され、それが多くの適用場合において効果的である。
【００４５】
図５には、つづら折り構造の実施例が示されている。図５の部分表示は、複数のつづら折りフラット管１３を示しており、これらつづら折りフラット管がそこのつづら折り管ブロックを形成するために任意の、所望の数で互いに重ね合わされている。そのために使用されるつづら折りフラット管１３は、図１と図２のものと構造的にほぼ等しく、例外として図１および２におけるのと同種の反転アーチ部分３の両側にそれぞれ直線的な１層の管部分だけでなく、何回かつづら折り状に曲がりくねった管コイル部分１２が接続されており、従ってこれら管コイル部分はここでもブロック深さ方向に該当する間隙だけずれて対向している。それぞれの管コイル部分１３のつづら巻き１２は、通常のように、フラット管を該当する箇所においてそこの管横軸を中心に１８０°の角度折り曲げることによって形成されている。個々の管コイル巻き１３の間、および互いに連続するつづら折りフラット管１２の間に、熱伝導可能な波形フィン８がブロック前側からブロック後ろ側まで最適な突出をもってつながって挿入されている。なお、ここでは図４と図５の例においてもその代わりに、ブロック深さ方向に変位された２列の管ブロックの各々のために、それぞれ波形フィン列を設けることもでき、この場合においても２つのブロック列の間に間隙を残すことができる。このように２つの等しい幅の波形フィンをもって半分に分割する代わりに、もちろん、管ブロック深さにわたって各波形フィン層内に任意の他の数の波形フィンおよび／または異なる幅を有する波形フィンを、たとえば管ブロック深さの３分の２にわたって延びる第１の波形フィンと、管ブロック深さの残りの３分の１にわたって延びる第２の波形フィンを、使用することもできる。各場合において、間隙が蒸発器の復水分離を支援する。
【００４６】
図４と図５から明らかなように、この例においても、熱伝導フィン８の高さとそれに伴って、隣接する直線的なフラット管部分の積重ね間隔は、つづら折りフラット管１３の内部においても、２つの隣接するつづら折りフラット管１３の間においても、フラット管幅ｂに比較してずっと小さい、反転アーチ部分３’の高さｃにほぼ相当する。ここでも同じブロック側で連通するフラット管６の、この場合に選択される９０°の捻りは、このわずかな積重ね高さと競合しない。というのは、つづら折りフラット管１３はその管コイル部分１２に基づいて全体としてそれぞれ積重ね方向ｚにフラット管幅に比較して大きい高さを有しているからである。端部６を９０°直角に捻ることが、すでに説明したように、特に細い集合通路ないしそれを形成する集合管の使用を可能にする。図５には、この種の前側の集合管７が示されており、その中へフラット管端部６の前側の列が開口している。さらに、図５に示すように、つづら折りフラット管１３を図１と２のフラット管１と組み合わせることができる。
【００４７】
図示されている２つのフラット管形態に加えて、無数の他の代替案が可能である。すなわち、フラット管が２つまたはそれより多い反転アーチ部分とそれに応じた方向変換を有することができる。
【００４８】
さらに、図５のつづら折りフラット管１３を、一方および／または他方のつづら折り管部分内の少なくとも１つの他のつづら折り巻きによって、該当するフラット管端部６が、反転アーチ部分３とは反対のブロック側へ移動するように、修正することができる。他の実現においては、図５に示す種類の、しかし１つまたは複数の付加的な反転アーチ部分３を有するつづら折りフラット管１３を設けて、それによってつづら折り熱伝達体のためにブロック深さ方向に少なくとも３つに分かれた管ブロックを構築することができる。それぞれ適用場合に応じて、フラット管端部６を捻らないままにすることができる。
【００４９】
フラット管端部６が同じブロック側で開口している実施例において、２つの集合管７または、製造時に長手仕切壁が別にその中に挿入される、共通の集合管の代わりに、２室集合管を使用することができ、それはすでに製造段階において２つの分離された、長手方向に延びる中空室を有している。それは、押出し成形されたプロフィール材から形成されて、内部に２つの互いに分離された長手室を有しており、それら長手室が該当する熱伝達体のための集合通路を形成する。そのために、他の集合管形態におけるのと同様に、集合管７に適当な周側のスリットが形成され、そのスリット内にフラット管端部６が密に挿入される。
【００５０】
それぞれ熱伝達体タイプに応じて、さらに、該当する横壁によってブロック高さ方向ｚに互いに分離された複数の集合室を有する、集合管を使用することができる。それによって管ブロック内のフラット管が複数のグループに、あるグループの管はパラレルに貫流され、異なる管グループはシリアルに貫流されるように、まとめられる。供給された温度調節媒体は、流入側の集合通路からそこに連通するフラット管のグループへ流入して、その後その他方の端部において方向変換室として機能する集合通路内へ達し、その集合通路内には第１のグループの他に第２のフラット管グループも連通しており、その中で温度調節媒体が方向変換される。これは、一方または両方の集合管内に任意の方法で横壁を適切に位置決めすることによって、流出側の集合通路まで続けることができ、その集合通路を介してその後温度調節媒体が管ブロックを出て行く。
【００５１】
上述した種々の実施例の説明は、本発明に基づくフラット管によって、極めてコンパクトで圧力的に安定したフラット管ブロックが１層の構造で、あるいは高い熱伝達能力を有するつづら折り構造で形成されることを示している。それによって形成された熱伝達体は、たとえば、自動車のためにますます考慮されるようになってきている、比較的高い圧力で作動するＣＯ２空調設備にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】反転アーチ部分と捻られた管端部とを有するフラット管を示す上面図である。
【図２】図２において、（ａ）は、第２の反転アーチ部分を有するフラット管を、図１の矢印に沿って示す側面図であり、（ｂ）から（ｄ）は、様々に形成された第１の反転アーチ部分を有するフラット管を、図１の矢印に沿って示す側面図である。
【図３ａ】図３ａは、主要曲げ軸Ａを中心とする曲げプロセス前のフラット管を示す上面図である。
【図３ｂ】は主要曲げ軸ａを中心とする曲げプロセス後のフラット管を示す上面図である。
【図４】図１と図２に示すフラット管から構築された、熱伝達体の管／フィンブロックを部分的に示す側面図である。
【図５】つづら折り状のフラット管を有する熱伝達体の管／フィンブロックを部分的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１          フラット菅
２ａ、２ｂ  直線的な管部分
３          アーチ部分
４ａ、４ｂ  貫流方向
５ａ、５ｂ  長手軸
６ａ、６ｂ  菅端部
７          集合管
８          熱伝導ファン、波形ファン
９          菅/ファインブロック
１０        蒸発器
１２        コイル部分
１３        つづら折りフラット管
ｘ、ｙ、ｚ  座標軸
Ｂ          曲げ軸
Ｕ          変位領域
ｂ          管幅
ｄ          間隔
ｃ          高さ
ｓ          距離
α          角度
r          内径
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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