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DE102005052974B4 - Doppelwandiges Rohr - Google Patents

Doppelwandiges Rohr Download PDF

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DE102005052974B4 DE102005052974A DE102005052974A DE102005052974B4 DE 102005052974 B4 DE102005052974 B4 DE 102005052974B4 DE 102005052974 A DE102005052974 A DE 102005052974A DE 102005052974 A DE102005052974 A DE 102005052974A DE 102005052974 B4 DE102005052974 B4 DE 102005052974B4
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Abstract

Doppelwandiges Rohr (10), umfassend – ein äußeres Rohr (12), und – ein inneres Rohr (11), – das in das äußere Rohr eingesetzt ist und auf dem Umfang mit radial nach innen vertieften Nuten (11b, 11c) versehen ist, – die eine um den Umfang herum verlaufende Umfangsnut (11b), die in einem Abstand vom Ende des inneren Rohres ausgebildet ist, und eine in Achsrichtung schraubenlinienförmig verlaufende Nut (11c) umfassen, die auf der dem Rohrende gegenüberliegenden Seite in die Umfangsnut (11b) mündet, – wobei das äußere Rohr (12) an der Stelle der Umfangsnut (11b) des inneren Rohres (11) eine radiale Anschlussbohrung (12a) für ein Fluid aufweist, für das die Nuten (11b, 11c) auf den Umfang des inneren Rohres (11) einen Strömungsweg bilden, und mit einem Endabschnitt (12b) den Außenumfang des inneren Rohres (11) auf der dem Ende des inneren Rohres zugewandten Seite der Umfangsnut dicht umschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein doppelwandiges Rohr.
  • Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2003-329376 offenbart ein herkömmliches Formungsverfahren eines Rillenrohrs für ein doppelwandiges Rohr. Das doppelwandige Rohr enthält ein Innen- und ein Außenrohr mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern. Nachdem das Innenrohr in das Außenrohr eingesetzt ist, wird an dem Innenrohr ein Schraubengewinde durch Verdrehen des Innenrohrs gebildet. Das Schraubengewinde wird gebildet, um einen Durchmesser einer Wand des Innenrohrs zu vergrößern. So werden Rippen des Schraubengewindes gegen eine Innenumfangsfläche des Außenrohrs gedrückt. Eine gewundene Nut ist zwischen den Rippen des Schraubengewindes so ausgebildet, dass sie in der Wand des Innenrohrs vertieft ist.
  • Jedoch ist ein Nutformungsbereich in einer Längsrichtung des Innenrohrs nicht stabil, weil das Schraubengewinde vorsteht und auch die Nut vertieft ist, um ein Rilleninnenrohr durch Verdrehen des Innenrohrs zu bilden. Auch ist eine Produktqualität nicht stabilisiert, weil eine Form der Nut uneben ist. Eine Länge des Durchmessers des Rohrs ist ebenfalls ungleichmäßig, weil das Schraubengewinde radial aus dem Rohr vorsteht. Deshalb ist es für das herkömmliche Rillenrohr wegen wenigstens einem der oben beschriebenen Nachteile schwierig, einen Marktbedarf zu erfüllen.
  • Es ist auch nachteilig, dass ein vorstehender Teil des Innenrohrs nicht stark zum Außenrohr gedrückt wird, wenn das doppelwandige Rohr gebildet wird. Ein Teil des vorstehenden Teils des Innenrohrs kontaktiert manchmal das Außenrohr in einer Mitte eines Verdrehprozesses. Somit ist das herkömmliche Verfahren zur Verwendung zum Verdrehen eines langen Rohrs schwierig. Auch muss ein Längsende des doppelwandigen Rohrs durch ein zusätzliches Element (ein Kopfstück) abgedichtet werden, weil es einen Spalt zwischen den Durchmessern des Innenrohrs und des Außenrohrs gibt. Dies resultiert in einem Anstieg einer Anzahl von Komponenten und einer Anzahl von Prozessen.
  • GB 1 235 580 A beschreibt einen Rohrverbinder, der mit Umfangsnuten an den Enden der zu verbindenden Rohre in Eingriff tritt, wobei ansonsten der Umfang der zu verbindenden Rohre mit schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten versehen ist, die aber nicht mit der Umfangsnut am Rohrende in Verbindung stehen.
  • DE 69 30 637 U beschreibt ein Rohr mit beabstandeten Umfangsnuten, zwischen denen eine schraubenlinienförmige Nut verläuft, die mit diesen Umfangsnuten in Verbindung steht.
  • WO 85/01093 A1 beschreibt Umfangsnuten in radialen Abständen an einem Rohrverlauf, damit sich das über eine längere Abmessung erstreckende Rohr an Unebenheiten der Unterlage anpassen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen doppelwandigen Rohraufbau vorzuschlagen, der als Wärmetauscher für einen Kältemittelkreislauf eingesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Die Nuten auf dem Umfang des inneren Rohres bilden einen kontinuierlich verlaufenden Kanal für ein Kältemittel, wodurch ein effektiver Wärmeaustausch mit einem durch das innere Rohr strömenden Fluid erreicht wird.
  • Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine Teilschnittansicht eines doppelwandigen Rohrs, und
  • 2 eine Ansicht des Endabschnitts des inneren Rohres.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein doppelwandiges Rohr 10 gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise für einen Kühlkreis einer Fahrzeug-Klimavorrichtung verwendet. Das doppelwandige Rohr 10 dient als ein Rohr für ein Kältemittel. Das doppelwandige Rohr 10 dient auch als ein Innenwärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen einem Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel aus einem Kondensator des Kühlkreises und einem Niedertemperatur/Niederdruck-Kältemittel aus einem Verdampfer. Das doppelwandige Rohr 10 ist aus einem äußeren Rohr bzw. einem Außenrohr 12 und einem in das Außenrohr 12 eingesetzten inneren Rohr bzw. Innenrohr 11 aufgebaut. Das Niedertemperatur/Niederdruck-Kältemittel strömt durch das Innenrohr 11. Das Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel strömt durch einen Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12. Das Innenrohr 11 des doppelwandigen Rohrs 10 enthält Nuten 11b, 11c. Die Nuten 11b, 11c sind so ausgebildet, dass sie auf der Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 radial nach innen vertieft sind.
  • Die Länge des in 1 dargestellten doppelwandigen Rohrs 10 beträgt zum Beispiel etwa 700 bis 900 mm. Das Außenrohr 12 ist so angeordnet, dass sich das Innenrohr 11 das Außenrohr erstreckt. Der Innendurchmesser des Außenrohrs 12 liegt zum Beispiel in Längsrichtung konstant bei 19,6 mm. Der Außendurchmesser des Innenrohrs 11 liegt zum Beispiel bei 19,05 mm. Somit ist der Innendurchmesser des Außenrohrs 12 etwas größer als der Außendurchmesser des Innenrohrs 11. Ein rohrförmiges Verbindungselement 12b ist an jedem Endabschnitt des Außenrohrs 12 angeordnet. Jedes rohrförmige Verbindungselement 12b ist in einem vorbestimmten Abstand von einem entsprechenden offenen Ende des Außenrohrs 12 angeordnet. Jedes Verbindungselement 12b steht mit der Oberfläche des entsprechenden Endabschnitts des Innenrohrs 11 in Eingriff und ist damit verbunden. Eine Anschlussbohrung 12a ist in jedem Endabschnitt des Außenrohrs 12 ausgebildet und an der Längsinnenseite eines entsprechenden Verbindungselements 12b angeordnet. Jede Anschlussbohrung 12a dient als ein Durchgangsloch, das radial die Wand des Außenrohrs 12 durchdringt. Es ist ein kurzes rohrförmig vorstehendes Rohrstück, das radial von der Anschlussbohrung 12a des Außenrohrs 12 absteht, ausgebildet. Eine der Anschlussbohrungen 12a ist mit einem Ansaugrohr 13a verbunden, und das andere ist mit einem Auslassrohr 13b verbunden. Das Ansaugrohr 13a und das Auslassrohr 13b haben damit verbundene Flanschabschnitte. Beide Rohre 13a, 13b stehen mit dem Kanal zwischen dem Außenrohr 12 und dem Innenrohr 11 in Verbindung.
  • Die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 zwischen einer ersten Stelle entsprechend dem Ansaugrohr 13a und einer zweiten Stelle entsprechend dem Auslassrohr 13b ist mit Nuten versehen, die von außen radial nach innen vertieft sind. Die erste Stelle ist in einem ersten vorbestimmten Abstand von einem entsprechenden Ende des Innenrohrs 11 positioniert. Die zweite Stelle ist in einem zweiten vorbestimmten Abstand von dem anderen Ende des Innenrohrs 11 positioniert.
  • Die Nuten umfassen Umfangsnuten 11b und schraubenlinienförmig verlaufende Nuten 11c. Die Umfangsnuten 11b umfassen erste und zweite Umfangsnuten 11b1, 11b2, die den Stellen beider Rohre 13a, 13b entsprechen. Sowohl die erste als auch die zweite Umfangsnut 11b1, 11b2 sind in Ringformen ausgebildet. Die erste und die zweite Umfangsnut 11b1, 11b2 verlaufen in Umfangsrichtung des Innenrohrs 11. Die erste Umfangsnut 11b1 an der Seite des Ansaugrohrs 13a und die zweite Umfangsnut 11b2 an der Seite des Auslassrohrs 13b sind im Allgemeinen symmetrisch ausgebildet. Die gewundenen bzw. schraubenlinienförmigen Nuten 11c verlaufen in Längsrichtung von einer der Umfangsnuten 11b1, 11b2 und sind mit der anderen der Umfangsnuten 11b1, 11b2 verbunden. Die gewundenen Nuten 11c sind als eine mehrgängige Nut (z. B. eine dreigängige Nut) ausgebildet. Die Umfangsnuten 11b stehen mit den gewundenen Nuten 11c in Verbindung. Zum Beispiel erstrecken sich drei gewundene Nuten 11c von der ersten Umfangsnut 11b1. Die drei gewundenen Nuten 11c sind mit der zweiten Umfangsnut 11b2 verbunden. Ein Durchmesser eines imaginären Kreises, der durch Scheitelabschnitte zwischen den benachbarten gewundenen Nuten 11c gebildet ist, ist beinahe gleich einem Außendurchmesser des Innenrohrs 11, wenn dieses noch nicht bearbeitet ist. Es kann einen kleinen Abstand zwischen der Innenumfangsfläche des Außenrohrs 12 und den Scheitelabschnitten (d. h. Rippenlinienabschnitte) geben. Die Rippenlinienabschnitte können die Innenumfangsfläche des Außenrohrs 12 kontaktieren, wenn das doppelwandige Rohr 10 in eine erforderliche Rohrform geformt wird (z. B. wenn das doppelwandige Rohr 10 gebogen wird).
  • Beide Rohre 13a, 13b stehen direkt mit entsprechenden Umfangsnuten 11b1, 11b2 in Verbindung. Kanäle 10a zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 werden durch die Umfangsnuten 11b und die gewundenen Nuten 11c gebildet.
  • Das doppelwandige Rohr 10 kann mehrere gebogene Abschnitte (nicht dargestellt) aufweisen um Störungen mit einem Fahrzeugmotor, weiteren Vorrichtungen und einer Fahrzeugkarosserie zu vermeiden. Deshalb kann das doppelwandige Rohr 10 einfach in einem Motorraum montiert werden. Das Hochdruck-Kältemittel aus dem Kondensator zirkuliert in dem Zwischenrohrkanal 10a zwischen beiden Rohren 13a, 13b. Das Niederdruck-Kältemittel aus dem Verdampfer zirkuliert in dem Innenrohr 11. So wird Wärme zwischen dem durch den Zwischenrohrkanal 10a strömenden Hochdruck-Kältemittel und dem im Innenrohr 11 strömenden Niederdruck-Kältemittel ausgetauscht.
  • Wie oben beschrieben, stehen in dem doppelwandigen Rohr 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beide Endabschnitte des Außenrohrs 12 mit dem Innenrohr 11 in Eingriff. Auch sind beide Umfangsnuten 11b1, 11b2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an den Stellen ausgebildet, die den beiden Rohren 13a, 13b entsprechen. Deshalb zirkuliert das Hochdruck-Kältemittel in den Zwischenrohrkanälen 10a (den gewundenen Nuten 11c) durch die Rohre 13a, 13b. Auch stehen die Zwischenrohrkanäle 10a mit den beiden Rohren 13a, 13b durch die Nuten 11b1, 11b2 in Verbindung, selbst wenn Abschnitte, die sich nach außen erweitern, an der ersten und der zweiten Stelle in dem Außenrohr 12 gebildet sind.
  • Die an dem Innenrohr 11 vorgesehenen Nuten können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel können Nuten mit verschiedenen Verdrehungswinkeln vorgesehen werden. Auch können Nuten mit verschiedenen Abständen vorgesehen werden. Auch können Nuten ausgebildet werden, deren Verdrehungswinkel entgegengesetzt sind, um sich zu kreuzen.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Außenrohr 12 ein gleichförmiges Rohr ohne eine Nut, und der Durchmesser des Außenrohrs 12 ist konstant. Jedoch kann das Außenrohr 12 auch genutet sein.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Nuten fortlaufend zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle positioniert. Jedoch kann auch nur ein Teil des gesamten Innenrohrs 11 genutet sein. Mehrere Nuten, die nicht direkt miteinander in Verbindung stehen, können parallel gebildet werden. Auch können die Umfangsnuten 11b zusätzlich zu Verbindungsabschnitten mit den Kanälen an den zwei Endabschnitten auch an einem Mittelabschnitt des Innenrohrs 11 in Längsrichtung gebildet werden. An einem Ende des Innenrohrs kann die Nut so gebildet werden, dass sie sich zu einer Kante des Endabschnitts des Rohrs erstreckt. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Tiefe der Nut konstant. Jedoch kann die Tiefe der Nut auf ihrer Länge auch verändert werden.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel steht das Innenrohr 11 mit dem Außenrohr 12 beispielsweise durch direktes Verlöten oder Verschweißen in Eingriff. Jedoch kann zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 auch ein O-Ring aus Gummi angeordnet werden, um einen Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 abzudichten. Der Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 kann auch durch einen Endkappenabschnitt geschlossen werden, der ein Verbindungselement aufweist, das mit einem Endabschnitt des Innenrohrs 11 verbunden ist, und ein weiteres Verbindungselement, das mit einem Endabschnitt des Außenrohrs 12 verbunden ist.

Claims (3)

  1. Doppelwandiges Rohr (10), umfassend – ein äußeres Rohr (12), und – ein inneres Rohr (11), – das in das äußere Rohr eingesetzt ist und auf dem Umfang mit radial nach innen vertieften Nuten (11b, 11c) versehen ist, – die eine um den Umfang herum verlaufende Umfangsnut (11b), die in einem Abstand vom Ende des inneren Rohres ausgebildet ist, und eine in Achsrichtung schraubenlinienförmig verlaufende Nut (11c) umfassen, die auf der dem Rohrende gegenüberliegenden Seite in die Umfangsnut (11b) mündet, – wobei das äußere Rohr (12) an der Stelle der Umfangsnut (11b) des inneren Rohres (11) eine radiale Anschlussbohrung (12a) für ein Fluid aufweist, für das die Nuten (11b, 11c) auf den Umfang des inneren Rohres (11) einen Strömungsweg bilden, und mit einem Endabschnitt (12b) den Außenumfang des inneren Rohres (11) auf der dem Ende des inneren Rohres zugewandten Seite der Umfangsnut dicht umschließt.
  2. Doppelwandiges Rohr nach Anspruch 1, wobei in einem Abstand in Achsrichtung von einer Umfangsnut (11b1) des inneren Rohres (11) eine weitere Umfangsnut (11b2) ausgebildet ist, in die die in Achsrichtung schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten (11c) münden, wobei das äußere Rohr (12) an der Stelle dieser zweiten Umfangsnut (11b2) eine radiale Anschlussbohrung (12b) für das durch die Nuten strömende Fluid aufweist.
  3. Doppelwandiges Rohr nach Anspruch 1, wobei der Aufbau als Wärmetauscher für einen Kältemittelkreislauf ausgebildet ist, bei dem das innere Rohr (11) einen Strömungsweg für ein Kältemittel bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck und die Nuten (11b, 11c) einen Strömungsweg für ein Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck bilden.
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