DE102006048621A1 - Wärmetauscher - Google Patents

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DE102006048621A1
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Hiroyuki Kariya Okumura
Masaaki Kariya Kawakubo
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Denso Corp
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Denso Corp
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0025Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes
    • F28D7/0033Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes the conduits for one medium or the conduits for both media being bent

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Abstract

Der Wärmetauscher enthält eine erste Fluidpfadeinheit (10) und eine zweite Fluidpfadeinheit (9). Die erste Fluidpfadeinheit (10) besitzt wenigstens zwei Rücklaufpfade (26), in denen ein erstes Fluid strömt, in entgegengesetzter Beziehung zueinander, die durch umgeschlagene Abschnitte (27, 28) fortlaufend gestapelt sind. Die zweite Fluidpfadeinheit (9) mit einem darin strömenden zweiten Fluid hat zweite Fluidpfade (22, 23), die in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade (26) durch Verbindungseinheiten (14 bis 19) gestapelt sind und die zwischen den Rücklaufpfaden (26) angeordnet sind. Die zweiten Fluidpfade (22, 23) haben U-förmige Strömungspfade, in denen das zweite Fluid an einem Ende (13) in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung umkehrt und eine U-Kehre macht. Die Verbindungseinheiten (14 bis 19), die mit den U-förmigen Strömungspfaden in Verbindung stehen, sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit angeordnet. Deshalb ist es möglich, einen einfach zusammenzubauenden Wärmetauscher vorzusehen, der effizient hergestellt werden kann.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid, oder insbesondere einen Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, um Wärme zwischen Wasser und einem Kältemittel auszutauschen.
  • 2. Beschreibung anderer Bauformen
  • Ein Wärmetauscher dieser Art ist bekannt und enthält flache Hochdruckrohre, die in einem Zickzack-Muster ausgebildet sind, um einen Hochdruckströmungspfad zu bilden, und flache Niederdruckrohre, die in einem Zickzack-Muster ausgebildet sind, um einen Niederdruckströmungspfad zu bilden, wobei drei flache Hochdruckrohre orthogonal zueinander ausgebildet und mit drei flachen Niederdruckrohren in einer Anordnung verschlungen sind, in der Ströme einander kreuzen (siehe z.B. die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-184074, 2 bis 5).
  • Die Herstellung des oben beschriebenen herkömmlichen Wärmetauschers erfordert jedoch den Schritt des Bildens eines gekrümmten Rohrs durch Legen der flachen Hoch- und Niederdruckrohre abwechselnd aufeinander, um die Pfade zum Wärmeaustausch miteinander zu bilden, wodurch das Problem aufgeworfen wird, dass eine erhöhte Anzahl von Montageschritten erforderlich ist und die Produktivität gering ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems gemacht und es ist ihre Aufgabe, einen Wärmetauscher zu schaffen, der einfach zusammenzubauen und von hoher Produktivität ist.
  • Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, werden die nachfolgend beschriebenen technischen Maßnahmen eingesetzt. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, mit einer ersten Fluidpfadeinheit (10) mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden (26) in entgegengesetzter Beziehung zueinander mit einem Strömungspfad, der in der Richtung (X-Richtung) verläuft, in welcher das erste Fluid zu umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) strömt, und einem Strömungspfad, in welchem der Strom die Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) ändert, wobei die Rücklaufpfade (26) fortlaufend gestapelt sind; und einer zweiten Fluidpfadeinheit (9) mit zweiten Fluidpfaden (22, 23), in denen ein zweites Fluid quer zum ersten Fluid strömt, wobei die zweiten Fluidpfade durch Verbindungseinheiten (14, 15, 16, 17, 18, 19) in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade (26) gestapelt sind und die so gestapelten zweiten Fluidpfade (22, 23) jeweils zwischen den Rücklaufpfaden (26) angeordnet sind; wobei die zweiten Fluidpfade (22, 23) jeweils einen U-förmigen Strömungspfad enthalten, in dem das zweite Fluid in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zum Strom (X-Richtung) des ersten Fluids in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung (Z-Richtung) strömt und nach dem Umkehren an einem Ende (13) der zweiten Fluidpfadeinheit (9) in der entgegengesetzten Richtung zu der im Wesentlichen senkrechten Richtung (Y-Richtung) strömt, und wobei die Verbindungseinheiten (14 bis 19) mit den U-förmigen Strömungspfaden in Verbindung stehen und am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit (9) angeordnet sind.
  • Im ersten Aspekt der Erfindung stehen die Verbindungseinheiten zum Einrichten einer Verbindung zwischen den gestapelten zweiten Fluidpfaden mit den U-förmigen Pfaden in Verbindung und sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit angeordnet. Durch den Kerneinrichtevorgang, in dem die erste Fluidpfadeinheit von einem zum anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit bewegt und an der zweiten Fluidpfadeinheit montiert wird, können deshalb die zwei Fluidpfadeinheiten integral zusammengebaut werden und man erhält einen Wärmetauscher mit einer hohen Produktivität. Auch ist jede der zwischen den entsprechenden Rücklaufpfaden angeordneten zweiten Fluidpfadeinheiten aus einem U-förmigen Pfad gebildet, der in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung (Z-Richtung) eine U-Kehre macht. So kann man einen kompakten Wärmetauscher einer geringen Höhe in der Stapelrichtung und von sowohl hoher Wärmetauschleistung als auch Produktivität erhalten.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, mit einer ersten Fluidpfadeinheit (10) mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden (26) in zu einander entgegengesetzter Beziehung mit einem Strömungspfad, der in der Richtung (X-Richtung) verläuft, in der das erste Fluid zu umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) strömt, und einem Strömungspfad, in dem der Strom die Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) ändert, wobei die Rücklaufpfade (26) fortlaufend gestapelt sind; und einer zweiten Fluidpfadeinheit (29) mit zweiten Fluidpfaden (32f, 32g), in denen ein zweites Fluid quer zum ersten Fluid strömt, wobei die zweiten Fluidpfade (32f, 32g) durch Verbindungseinheiten (31g) in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade (26) gestapelt sind und die so gestapelten zweiten Fluidpfade (32a, 32g) zwischen den entsprechenden Rücklaufpfaden (26) angeordnet sind; wobei die zweiten Fluidpfade (32a bis 33g) jeweils einen U-förmigen Strömungspfad enthalten, in dem das zweite Fluid in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zum Strom (X-Richtung) des ersten Fluids strömt und nach einem Ändern der Richtung an einem Ende (32) der zweiten Fluidpfadeinheit (29) und einem Zurückkehren durch Bewegen in der Stapelrichtung (Z-Richtung) in der entgegengesetzten Richtung zu der im Wesentlichen senkrechten Richtung (Y-Richtung) strömt, und wobei die Verbindungseinheiten (31a bis 31g) mit den U-förmigen Strömungspfaden in Verbindung stehen und am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheiten (29) angeordnet sind.
  • Im zweiten Aspekt der Erfindung stehen die Verbindungseinheiten zum Einrichten einer Verbindung zwischen den gestapelten zweiten Fluidpfaden mit den U-förmigen Pfaden in Verbindung und sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit angeordnet. Durch Bewegen der ersten Fluidpfadeinheit von einem Ende zum anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit und ihr Montieren an der zweiten Fluidpfadeinheit können deshalb die zwei Fluidpfadeinheiten integral zusammengebaut werden und man erhält einen Wärmetauscher mit einer hohen Produktivität. Auch wird ein Uförmiger Pfad, in dem das zweite Fluid in der Richtung entgegengesetzt zur Stapelrichtung (Z-Richtung) strömt, in jedem der zweiten Fluidpfade gebildet, und deshalb kann man einen kompakten Wärmetauscher einer kleinen Höhe in der Strömungsrichtung des ersten Fluids und von hoher Wärmetauschleistung und Produktivität erhalten.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, mit einer ersten Fluidpfadeinheit (10) mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden (26) in zu einander entgegengesetzter Beziehung mit einem Strömungspfad, der sich in der Richtung (X-Richtung) erstreckt, in der das erste Fluid zu umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) strömt, und einem Strömungspfad, in dem der Strom die Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) ändert, wobei die Rücklaufpfade (26) fortlaufend gestapelt sind; zweiten Strömungspfaden (34), die zwischen den Rücklaufpfaden (26) angeordnete, U-förmige Strömungspfade (34) in zueinander entgegengesetzter Beziehung bilden, mit einem Strömungspfad, in dem das das erste Fluid kreuzende zweite Fluid von Einlässen (34a, 34c, 34e, 34g) einströmt und in der Richtung (Y-Gegenrichtung) im Wesentlichen senkrecht zum Strom (X-Richtung) des ersten Fluids strömt, und einem Strömungspfad, der zurückgeführt ist, um die Richtung zu ändern, und Auslässe (34b, 34d, 34f, 34h) erreicht; und einem Umschlagelement (35) mit einem zweiten Fluideinlass (36) und einem zweiten Fluidauslass (37), verbunden mit den Einlässen (34a, 34c, 34e, 34g) und den Auslässen (34b, 34d, 34f, 34h), wobei der zweite Fluideinlass (36) und der zweite Fluidauslass (37) miteinander durch alle mit dem Umschlagelement (35) verbundenen zweiten Fluidpfade (34) in Verbindung stehen.
  • Im dritten Aspekt der Erfindung ist das Umschlagelement mit dem Einlass und dem Auslass jedes zweiten Fluidpfads verbunden, und der zweite Fluideinlass und der zweite Fluidauslass des Umschlagelements stehen miteinander durch alle mit dem Umschlagelement verbundenen zweiten Fluidpfade in Verbindung. Deshalb kann man einen Wärmetauscher von hoher Produktivität, in dem die zwei Fluidpfade integral montiert sein können, durch Bewegen der zweiten Fluidpfadeinheit in einer Richtung relativ zur ersten Fluidpfadeinheit und ihr Verbinden mit dem Umschlagelement erhalten.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgeschlagen, bei welchem die die erste Fluidpfadeinheit 110) bildenden Strömungspfade flache Rohre mit einer in der Richtung (Y-Richtung), in der das zweite Fluid zwischen den Rücklaufpfaden (26) strömt, verlaufenden Längsfläche sind.
  • Im vierten Aspekt der Erfindung kann der Wärmeübergangsbereich der ersten Fluidpfade relativ zu den zweiten Fluidpfaden vergrößert werden, und deshalb wird die Wärmetauschleistung verbessert. Auch kann die Querschnittsfläche der zweiten Fluidpfade ohne Erhöhen der Größe der Rücklaufpfade in der Stapelrichtung vergrößert werden, und deshalb wird der Druckverlust in den zweiten Fluidpfaden verringert.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Wärmetauscher vorgeschlagen, bei welchem die flachen Rohre flache Rohre mit vielen Bohrungen sind, die durch Extrusionsformen gebildet sind.
  • Im fünften Aspekt der Erfindung sind die Druckfestigkeit und die Wärmeübergangsleistung des Wärmetauschers verbessert.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgeschlagen, bei welchem die Größe (h) des Spalts zwischen den die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Rücklaufpfaden (26) größer als die Größe (t) der Rücklaufpfade (26) in der Stapelrichtung ist.
  • Im sechsten Aspekt der Erfindung wird eine scharfe geometrische Änderung an den Umschlagabschnitten der ersten Fluidpfade verhindert, um eine verbesserte maschinelle Bearbeitbarkeit und Produktivität zu ermöglichen.
  • Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgeschlagen, bei welchem die Rücklaufpfade (26) und die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) durch Löten miteinander verbunden sind.
  • Im siebten Aspekt der Erfindung ist der Wärmewiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid für eine verbesserte Wärmetauschleistung reduziert.
  • Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) und die ersten Fluidpfade (26) durch Ausbilden einer Teilverbindungsstelle an der Außenfläche der Strömungspfade miteinander durch Löten verbunden sind.
  • Im achten Aspekt der Erfindung ist die Teilverbindung an der Außenfläche der Strömungspfade zum Verbinden durch Löten ausgebildet, und deshalb sind die Ab weichungen der gelöteten Abschnitte, wie beispielsweise Lücken verringert. Auch kann ein Austrittsraum ausgebildet werden, um ein Eindringen des Hochdruckfluids, das austreten kann, in das Niederdruckfluid zu verhindern.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem eine Opferkorrosionsschicht (38), die ausgebildet ist, um zuerst zu korrodieren, an einer Teilverbindungsstelle ausgebildet ist und ein Raum (B) in Kontakt mit der Atmosphäre am Endabschnitt (B) in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zur Richtung (X-Richtung), in der das erste Fluid strömt, ausgebildet ist.
  • Im neunten Aspekt der Erfindung wird, sollte durch Korrosion eines der Fluidpfade ein Loch gebildet werden, die Opferkorrosionsschicht zuerst korrodiert und durch den Austrittsraum in die Atmosphäre abgegeben, wodurch eine Korrosion der anderen Fluidpfade verhindert wird.
  • Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem die zweite Fluidpfadeinheit (9, 29) durch Stapeln von Plattenelementen gebildet ist.
  • Im zehnten Aspekt der Erfindung können die zweiten Fluidpfade aus Segmenten der gleichen Form gebildet werden. Deshalb sind die Herstellungskosten geringer, und die Querschnittsfläche in den Strömungspfaden kann im Vergleich zur Größe der zweiten Fluidpfadeinheit vergrößert werden. Ebenso können die Gesamtmaße der Strömungspfade reduziert werden, um eine kompakte zweite Fluidpfadeinheit zu realisieren.
  • Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem Rippen in den die zweite Fluidpfadeinheit (9, 29) bildenden zweiten Fluidpfaden (22, 23, 32a bis 32g) angeordnet sind.
  • Im elften Aspekt der Erfindung kann die Wärmeübergangsfläche für eine verbesserte Wärmetauschleistung vergrößert werden.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23) aus einem Rohr mit einem kreisförmigen Schnitt gebildet sind.
  • Im zwölften Aspekt der Erfindung können die Anzahl der die Strömungspfade bildenden Teile reduziert und ein kostengünstiger Wärmetauscher vorgesehen werden.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 34) aus flachen Rohren mit einer flachen Fläche gegenüber der Außenfläche der Rücklaufpfade (26) aufgebaut sind.
  • Im dreizehnten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher produziert, in dem die erforderliche Querschnittsfläche der Strömungspfade gesichert ist, während gleichzeitig die Länge der Rücklaufpfade in der Stapelrichtung (Z-Richtung) verringert ist.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem ein Trennelement (39) in den zweiten Fluidpfaden (32a bis 32g) angeordnet ist und U-förmige Strömungspfade gebildet sind, in denen der Strom vor und nach dem Trennelement (39) zurückgeführt wird.
  • Im vierzehnten Aspekt der Erfindung kann die Dicke der U-förmigen Pfade verringert werden, um einen kompakten Wärmetauscher mit einer verbesserten Wärmetauschleistung zu realisieren.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem die zweiten Fluidpfade (34) als U-förmige flache Rohre gebildet sind, die in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade (26) in Verbindung stehen und offene Enden mehrerer, in der gleichen Richtung (Z-Richtung) angeordneter, Uförmiger flacher Rohre zwischen die Rücklaufpfade (26) eingesetzt und weiter mit dem Umschlagelement (35) verbunden sind.
  • Im fünfzehnten Aspekt der Erfindung ist die zweite Fluidpfadeinheit aus Komponententeilen von vergleichsweise einfacher Form gebildet und deshalb ist ein Wärmetauscher von hoher maschineller Bearbeitbarkeit und einfach zu montieren vorgesehen.
  • Gemäß einem sechzehnten Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, bei welchem die U-förmigen flachen Rohre in zwei Reihen in der Richtung (X-Richtung) des Stroms des ersten Fluids angeordnet sind und die Positionen, an denen die zwei Reihen der U-förmigen flachen Rohre mit dem Umschlagelement (351 verbunden sind, in der Stapelrichtung (Z-Richtung) im Zickzack gesetzt sind.
  • Im sechzehnten Aspekt der Erfindung können die Strömungspfade der zweiten Fluidpfadeinheit verlängert werden und deshalb kann die Wärmetauschleistung verbessert werden.
  • Die Bezugsziffern in den Klammern nach jeder oben beschriebenen Einrichtung geben ein Beispiel einer Entsprechung zu einer speziellen Einrichtung an, die in den später beschriebenen Ausführungsbeispielen enthalten ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Aufbaus des Kühlkreises mit einem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher und einem Innenwärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Zustands, bevor der Wärmetauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zusammengebaut ist.
  • 3 ist eine Perspektivansicht eines Aufbaus des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Aufbaus eines Wärmetauschers nach einem Zusammenbauen einer ersten Fluidpfadeinheit und einer zweiten Fluidpfadeinheit, die in 2 dargestellt sind.
  • 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Aufbaus eines Wärmetauschers mit in dem zweiten Fluidpfad angeordneten Rippen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Zustands, bevor der Wärmetauscher gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zusammengebaut ist.
  • 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Aufbaus eines Wärmetauschers nach einem Zusammenbau einer ersten Fluidpfadeinheit und einer zweiten Fluidpfadeinheit, die in 6 dargestellt sind.
  • 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Innenkonstruktion des zweiten Fluidpfades des Wärmetauschers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Zustands des Wärmetauschers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vor dem Zusammenbau.
  • 10 ist eine Perspektivansicht der Beziehung zwischen der Spaltgröße zwischen den Rücklaufpfaden der ersten Fluidpfadeinheit und der Höhe der speziellen Strömungspfade des Wärmetauschers gemäß dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 11 ist eine Schnittansicht, die schematisch die Verbindung zwischen den Strömungspfaden der ersten und der zweiten Fluidpfadeinheit des Wärmetauschers gemäß dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
  • 12 ist eine schematische Schnittansicht entlang Linie A-A in 11.
  • 13 ist eine Perspektivansicht des Zustands vor einem Zusammenbau eines Wärmetauschers gemäß einer Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels.
  • 14 ist eine Perspektivansicht einer ersten Modifikation der zweiten Fluidpfadeinheit des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 15 ist eine Perspektivansicht einer zweiten Modifikation der zweiten Fluidpfadeinheit des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird betrieben, um Wärme zwischen zwei in einem ersten Fluidpfad bzw. einem zweiten Fluidpfad strömenden Fluiden auszutauschen, und wird zum Beispiel zum Wärmeaustausch zwischen Wasser und einem Kältemittel im Kühlkreis benutzt. Mit dem Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die durch eine Außeneinheit freigegebene Wärme in das Motorwasser abgegeben, sodass die Wassertemperatur erhöht wird, um während der Zeit, wenn die Wassertemperatur unmittelbar nach dem Starten des Motors nicht ausreichend hoch ist, einerseits die Motoraufwärmgeschwindigkeit und andererseits die Raumheizleistung zu verbessern. Weiter kann der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Innenwärmetauscher zum Beispiel im Kühlkreis verwendet werden. Bei der Anwendung als ein Innenwärmetauscher wird Wärme zwischen dem Kältemittel stromab eines Außengaskühlers und dem Kältemittel stromab eines Verdampfapparats im Kühlkreis, der das CO2-Kältemittel verwendet, ausgetauscht. So kann die Temperatur des Kältemittels stromauf eines Expansionsventils reduziert werden, was in einer erhöhten Enthalpiedifferenz im Verdampfapparat resultiert.
  • Der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nun erläutert. 1 ist eine schematische Darstellung eines Aufbaus des Kühlkreises mit einem Wasser/-Kältemittel-Wärmetauscher und einem Innenwärmetauscher gemäß diesem Aus führungsbeispiel. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Aufbaus des Wärmetauschers nach einem Zusammenbau einer ersten Fluidpfadeinheit 10 und einer zweiten Fluidpfadeinheit 9. 3 ist eine Perspektivansicht eines Aufbaus des Wärmetauschers gemäß diesem Ausführungsbeispiel. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Innenkonstruktion der zweiten Fluidpfade des Wärmetauschers gemäß diesem Ausführungsbeispiel. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Aufbaus mit in den in 4 dargestellten zweiten Fluidpfaden angeordneten Rippen.
  • Als nächstes wird der Aufbau des in 1 dargestellten Kühlkreises erläutert. Dieser Kühlkreis benutzt Kohlendioxid (CO2) als ein Kältemittel. Ein durch einen Kompressor 1 auf etwa 15 MPa komprimiertes Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel wird durch Freisetzen von Wärme in das durch einen Warmwasserkreis W strömende Motorkühlwasser in einem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 2 gekühlt. Das Gaskältemittel wird durch Strömen durch einen Gaskühler 3 und einen Innenwärmetauscher 4, die einen Kühlkreis R bilden, weiter gekühlt. Der Gaskühler 3 funktioniert als ein Kühler des Kühlkreises R.
  • Der Innenwärmetauscher 4 dient einem Wärmeaustausch zwischen dem durch den Gaskühler 3 gekühlten Kältemittel und dem Niedertemperaturkältemittel, das Wärme mit dem Verdampfapparat 6 ausgetauscht hat. Das CO2-Kältemittel hat eine größere spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck als das herkömmliche R134a-Kältemittel. Daher wird die Trockenheit am Einlass des Verdampfapparats 6 größer, und die Enthalpiedifferenz zwischen Einlass und Auslass des Verdampfapparats 6 wird kleiner, wodurch die Luftkühlleistung des Verdampfapparats 6 geringer wird.
  • In Anbetracht dessen wird Wärme durch den Innenwärmetauscher 4 zwischen dem durch den Gaskühler 3 gekühlten Kältemittel und dem Kältemittel, das Wärme im Verdampfapparat 6 ausgetauscht hat, ausgetauscht, um dadurch die Enthalpiedifferenz zwischen Einlass und Auslass des Verdampfapparats 6 für eine verbesserte Kühlleistung zu erhöhen. Das Kältemittel, das aus dem Innenwärmetauscher 4 geströmt ist, wird im Dekompressor 5 im Druck auf etwa 5 MPa reduziert und strömt dann in den Verdampfapparat 6.
  • Der Verdampfapparat 6 für den Kühlkreis R tauscht Wärme mit der Luft aus, sodass das flüssige Kältemittel verdampft, um zu einem Niedertemperatur-Gaskältemittel zu werden. Das Niedertemperatur-Gaskältemittel, das aus dem Verdampfapparat 6 geströmt ist, strömt vorläufig in einen Speicher 7 und wird in Gas und Flüssigkeit getrennt. Nur das Gaskältemittel empfängt im Innenwärmetauscher 4 Wärme aus dem aus dem Gaskühler 3 ausströmenden Hochtemperaturkältemittel und wird zum Kompressor 1 geschickt.
  • Als nächstes enthält der Warmwasserkreis W einen Heizkern 8, der einen Raumheiz-Wärmetauscher bildet, der Wärme zwischen dem durch den nicht dargestellten Motor geheizten Motorkühlwasser und der Luft in den Räumen austauscht. Der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 2 ist vor dem Heizkern 8 angeschlossen.
  • Der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 2 dient dem Wärmeaustausch zwischen dem vom Motor zugeführten Motorkühlwasser und dem im Kompressor 1 komprimierten Hochtemperatur-Hochdruck-Gaskältemittel. Das Motorkühlwasser kehrt nach dem Wärmeaustausch im Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 2 durch den Heizkern 8 zum Motor zurück.
  • Als nächstes werden der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 2 und der Innenwärmetauscher 4 erläutert. Die Wärmetauscher 2, 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils aus einer ersten Fluidpfadeinheit 10, die ein erstes Fluid darin strömen lässt, und einer zweiten Fluidpfadeinheit 9, die ein zweites Fluid darin strömen lässt, aufgebaut. Diese Strömungspfade sind in einer zueinander entgegengesetzten Beziehung zusammengebaut, sodass die in diesen Einheiten strömenden Fluide Wärme miteinander austauschen. Das erste und das zweite Fluid, die von verschiedenen Arten sein können, werden beispielhaft als ein Kältemittel bzw. Wasser angenommen.
  • Die erste Fluidpfadeinheit 10 enthält umgeschlagene Abschnitte 27, 28, durch die das darin strömende erste Fluid umkehrt und die Richtung ändert und die Rücklaufpfade 26 in einander entgegengesetzter Beziehung bilden. Die umgeschlagenen Abschnitte 27, 28 sind an zwei oder mehr Positionen ausgebildet. In der ersten Fluidpfadeinheit 10 sind die Rücklaufpfade 26 durch die Umschlagabschnitte 27, 28 fortlaufend gestapelt, um dadurch einen Zickzack-Strömungspfad zu bilden.
  • Die erste Fluidpfadeinheit 10 enthält am oberen Teil in der Stapelrichtung der Rücklaufpfade 26, d.h. in der Z-Richtung in 2, einen Einströmkältemittelbehälter 24, in den das erste Fluid strömt. Die erste Fluidpfadeinheit 10 enthält einen Ausströmkältemittelbehälter 25 auf der gleichen Seite wie den Einströmkältemittelbehälter 24 nach vier in der Richtung, in der das erste Fluid aus dem Einströmkältemittelbehälter 24 strömt, d.h. in der X-Richtung in 2 angeordneten umgeschlagenen Abschnitten 28 und drei auf der gleichen Seite wie der Einströmkältemittelbehälter 24 angeordneten umgeschlagenen Abschnitten 27. Ein vorbestimmter Spalt ist zwischen den benachbarten Rücklaufpfaden 26 ausgebildet, die im Wesentlichen parallel entlang der X-Richtung in 2 angeordnet sind.
  • Die die erste Fluidpfadeinheit 10 bildenden Strömungspfade sind flache Rohre mit einer Längsseite, die sich in der Strömungsrichtung des zweiten Fluids beim Wärmeaustausch mit dem ersten Fluid, d.h. beim Strömen zwischen den Rücklaufpfaden 26, d.h. in der Y-Richtung in 2, erstreckt. Die erste Fluidpfadeinheit 10 ist durch Biegen des flachen Rohrs aus einem Schlangenlinienrohr aufgebaut. Dieses flache Rohr kann alternativ ein flaches Rohr mit vielen Bohrungen sein, das durch Extrusionsformen gebildet ist.
  • Jeder umgeschlagene Abschnitt 27, 28 ist mit einer bogenförmigen Biegung von wenigstens 180° mit einem vorbestimmten Radius ausgebildet, um zu verhindern, dass die Biegung einen übermäßig scharfen Winkel hat. Der Durchmesser des den umgeschlagenen Abschnitt bildenden Bogens ist bevorzugt eine Größe, die das Material, die Dicke und den Außendurchmesser des Rohrs berücksichtigt.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit 9 ist aus einem Stapel von Rohren aufgebaut, was als Napfziehtyp bezeichnet wird. Die zweite Fluidpfadeinheit 9 hat einen U-förmigen Pfad, in dem das zweite Fluid in der Richtung (Y-Richtung in 2) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) strömt und nach dem Umkehren an einem Ende 13 in der Richtung entgegen der Y-Richtung strömt. Der Einlass 19 und der Auslass 20 des U-förmigen Strömungspfades sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordnet. Die zweite Fluidpfadeinheit 9 ist aus den zweiten Fluidpfaden mit diesem Aufbau in mehreren Lagen in der Z-Richtung in 2 aufgebaut. Der zweite Fluidpfad 23a und der zweite Fluidpfad 23b nebeneinander in der gleichen Z-Richtung stehen miteinander durch eine Verbindungseinheit 14 auf der Seite des Einlasses 19 und des Auslasses 20 in Verbindung.
  • Der Einlass 11 und der Auslass 21 der zweiten Fluidpfadeinheit 9 sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordnet. Die zweiten Fluidpfade 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f und 23g sind in einer solchen Weise gestapelt, dass ihr Inneres miteinander durch die auf der Seite des Einlasses 11 und des Auslasses 21 angeordneten Verbindungseinheiten 14, 15, 16, 17, 18, 19 in Verbindung steht. Die Verbindungseinheiten 14 bis 19, der Einlass 11 und der Auslass 21 sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordnet.
  • Die zweiten Fluidpfade 23a bis 23g werden wie Cantilever am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 getragen. Das Innere aller zweiten Fluidpfade 23a bis 23g steht durch die Verbindungseinheiten 14 bis 19 am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 in Verbindung, und die in der X-Richtung nebeneinander liegenden Verbindungseinheiten sind integral miteinander verbunden. Auf der nicht unterstützten Seite der zweiten Fluidpfade 23a bis 23g, d.h. am einen Ende 13 der zweiten Fluidpfadeinheit 9, sind Spalte zwischen den benachbarten zweiten Fluidpfaden 23a bis 23g in einer ausreichenden Größe ausgebildet, dass die Strömungspfade der ersten Fluidpfadeinheit 10 beim Zusammenbauen der ersten Fluidpfadeinheit 10 und der zweiten Fluidpfadeinheit 9 darin eingesetzt werden können. Diese Spalte sind bis zu den am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordneten Verbindungseinheiten 14 bis 19 im Wesentlichen gleichmäßig ausgebildet.
  • Die in mehreren Lagen gestapelten zweiten Fluidpfade 22, 23 bilden jeweils einen Uförmigen Pfad mit wenigstens einem U-Wendepunkt in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung. Mit anderen Worten sind, da der Einlass 19 und der Auslass 20 des zweiten Fluids auf der gleichen Seite angeordnet sind, die umgeschlagenen Abschnitte des U-förmigen Strömungspfades, die eine U-Kehre bilden, an einer ungeraden Anzahl von Punkten, z.B. ein oder drei Punkten, in jedem der zweiten Fluidpfade 22, 23 angeordnet.
  • In der zweiten Fluidpfadeinheit 9 sind die zweiten Fluidpfade 23a bis 23g und die Verbindungseinheiten 14 bis 19 durch Stapeln von Plattenelementen einer vorbestimmten Form aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung geformt und gefertigt. Die zweiten Fluidpfade 23a bis 23g sind durch Stapeln der Plattenelemente so gefertigt, dass sie einen vorbestimmten U-förmigen Pfad bilden.
  • Die zweiten Fluidpfade sind, wie in 4 dargestellt, so ausgebildet, dass ein stromaufwärtiges Pfadelement und ein stromabwärtiges Pfadelement, die aus Plattenelementen gebildet sind, aufeinandergelegt und verlötet sind, um einen vorbestimmten Strömungspfad dazwischen zu bilden, und integral miteinander durch Löten verbunden. Die Innenkonstruktion des Strömungspfades wird anhand des zweiten Fluidpfades 23b als ein Beispiel erläutert. Das stromaufwärtige Pfadelement 14b hat ein im Wesentlichen zentrales Trennelement 14d, das sich in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) erstreckt. In einem Bereich, der etwa eine Hälfte eines Endes des stromaufwärtigen Pfadelements 14b darstellt, ist ein Verbindungsloch 14c ausgebildet, das die Verbindungseinheit 14 bildet, in welche das zweite Fluid aus dem zweiten Fluidpfad 23a strömt. In dem Bereich, der etwa eine Hälfte eines Endes des stromabwärtigen Pfadelements 15a darstellt, ist andererseits ein Verbindungsloch 15c ausgebildet, das die Verbindungseinheit 15 bildet, in die das zweite Fluid strömt, und das einen U-förmigen Strom aus dem Verbindungsloch 14c bildet.
  • Auch ist wenigstens eine der Innen- und der Außenseite des stromaufwärtigen Pfadelements 14b und des stromabwärtigen Pfadelements 15a geriffelt, wodurch sie zu einem vergrößerten Wärmeübertragungsbereich beiträgt. Insbesondere in dem Fall, wenn die Außenseite geriffelt ist, entspricht das obere Ende einer Welle einer Verbindung zwischen dem zweiten Fluidpfad und dem zweiten Fluidpfad. Das stromaufwärtige Pfadelement 14b und das stromabwärtige Pfadelement 15a sind aufeinandergelegt und verbunden. Auf diese Weise kommt eine Trenneinheit 14d mit der Rückseite des stromabwärtigen Pfadelements 15a in Kontakt, um dadurch einen U-förmigen Strömungspfad im zweiten Fluidpfad 23b zu bilden.
  • Weiter können, wie in 5 dargestellt, zwei Rippen 55 zwischen das stromaufwärtige Pfadelement 14b und das stromabwärtige Pfadelement 15a mit der Trenneinheit 14d dazwischen zwischengesetzt werden, um dadurch einen zweiten Fluidpfad 23b zu bilden. Die zweite Fluidpfadeinheit 9 ist durch Stapeln und Verbinden mehrerer zweiter Fluidpfade in der Z-Richtung durch die Verbindungseinheiten 14, 15, 16, 17, 18, 19 gebildet.
  • Der Abstand zwischen den Rücklaufpfaden 26 ist größer als die Höhe der zweiten Fluidpfade 22, 23 in der Z-Richtung. Dieser Größenunterschied erleichtert die Arbeit des Einsetzens jedes der zweiten Fluidpfade zwischen die entsprechenden Rücklaufpfade 26 beim Zusammenbauen der ersten Fluidpfadeinheit 10 und der zweiten Fluidpfadeinheit 9. Die erste Fluidpfadeinheit 10 und die zweite Fluidpfadeinheit 9 mit dieser Konstruktion werden, wie in 3 dargestellt, in einer solchen Weise zusammen gebaut, dass die zweiten Fluidpfade 22, 23a bis 23g in entgegengesetzter Beziehung zu den Rücklaufpfaden 26 in jedem Spalt zwischen den Rücklaufpfaden 26 angeordnet sind. Auf diese Weise sind die erste Fluidpfadeinheit 10 und die zweite Fluidpfadeinheit 9 integral als ein kastenartiger Gegenstand gebildet, der einen Wärmetauscher bildet. Diese Rücklaufpfade 26 und zweiten Fluidpfade 22, 23a bis 23g werden nach dem Bilden der Verbindungsstelle zwischen ihnen miteinander durch Löten verbunden, indem eine externe Kraft mittels einer Lehre oder dergleichen von beiden vertikalen Seiten des Wärmetauschers ausgeübt wird.
  • Als nächstes wird nun die Strömung des zweiten Fluids in der zweiten Fluidpfadeinheit 9 erläutert. Das Motorkühlwasser als ein Beispiel des zweiten Fluids strömt mittels des Einlasses 11 und durch den Einlass 12 des zweiten Fluidpfades 22 ein, strömt in der Y-Richtung und erreicht nach einer U-Kehre am umgeschlagenen Abschnitt 13 in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung den Auslass des benachbarten zweiten Fluidpfades 23a. Das Motorkühlwasser bewegt sich vom Auslass durch die Verbindungseinheit 14 in der Z-Richtung und strömt in den zweiten Fluidpfad 23b. Ferner erreicht das in der Y-Richtung durch den zweiten Fluidpfad 23b strömende Motorkühlwasser nach einer U-Kehre in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung den Auslass des benachbarten zweiten Fluidpfades 22. Bei diesem Vorgang strömt das eine U-Kehre machende Motorkühl wasser in der entgegengesetzten Richtung zu dem eine U-Kehre machenden Strom im zweiten Fluidpfad 23a aus dem zweiten Fluidpfad 22. Danach bewegt sich das Motorkühlwasser in der Z-Richtung aus dem Auslass durch die Verbindungseinheit 15 und strömt in den zweiten Fluidpfad 22. Weiter läuft das Motorkühlwasser in der Y-Richtung und erreicht nach einer U-Kehre in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung den Auslass des benachbarten zweiten Fluidpfades 23c. Bei diesem Vorgang macht das Motorkühlwasser eine U-Kehre in der gleichen Richtung des Stroms wie bei einer U-Kehre im zweiten Strömungspfad 23a aus dem zweiten Fluidpfad 22.
  • Danach strömt das Motorkühlwasser nacheinander durch Verändern der Richtung einer U-Kehre, bis es aus dem Auslass 21 ausströmt. Insbesondere bildet das Motorkühlwasser nacheinander einen durch die Verbindungseinheit 16, den zweiten Fluidpfad 23d, den zweiten Fluidpfad 22, die Verbindungseinheit 17, den zweiten Fluidpfad 22, den zweiten Fluidpfad 23e, die Verbindungseinheit 18, den zweiten Fluidpfad 23f, den zweiten Fluidpfad 22, die Verbindungseinheit 19, den zweiten Fluidpfad 22, den zweiten Fluidpfad 23g und den Auslass 20 in dieser Reihenfolge strömenden Strom. Während dieses Strömungsverlaufs tauscht das Motorkühlwasser Wärme mit dem in den Rücklaufpfaden 26 der ersten Fluidpfadeinheit 10 strömenden Kältemittel aus.
  • Wie oben beschrieben, enthält der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel die erste Fluidpfadeinheit 10 mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden 26 in entgegengesetzter Beziehung zueinander, in denen das erste Fluid in entgegengesetzten Richtungen durch die umgeschlagenen Abschnitte 27, 28 strömt, und die durch fortlaufendes Stapeln der Rücklaufpfade 26 ausgebildet ist, sowie die zweite Fluidpfadeinheit 9, in welcher die zweiten Fluidpfade 22, 23 mit dem darin strömenden zweiten Fluid durch die Verbindungseinheiten 14 bis 19 in der gleichen Richtung wie die Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade 26 gestapelt sind und die zweiten Fluidpfade 22, 23 jeweils zwischen den Rücklaufpfaden 26 angeordnet sind. Die zweiten Fluidpfade 22, 23 haben einen U-förmigen Strömungspfad, der den Strom des an einem Ende 13 der zweiten Fluidpfadeinheit 9 in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung umkehrenden zweiten Fluids bildet. Weiter stehen die Verbindungseinheiten 14 bis 19 mit den U-förmigen Strömungspfaden 34 in Verbindung und sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordnet.
  • Bei dieser Konstruktion stehen die Verbindungseinheiten 14 bis 19 zum Einrichten einer Verbindung zwischen den gestapelten zweiten Fluidpfaden mit den U-förmigen Strömungspfaden 34 in Verbindung, wobei sie am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordnet sind. So können effizient herzustellende Wärmetauscher 2, 4 erhalten werden, bei denen durch Bewegen der ersten Fluidpfadeinheit 10 vom einen Ende 13 zum anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 9 und ihre Montage an der zweiten Fluidpfadeinheit 9 die zwei Fluidpfadeinheiten integral zusammengebaut werden können. Ebenso kann man kompakte Wärmetauscher 2, 4 erhalten, die effizient von geringerer Höhe in Z-Richtung und von hoher Wärmetauschleistung herzustellen sind, bei denen die zwischen den Rücklaufpfaden 26 angeordneten zweiten Fluidpfade jeweils aus einem U-förmigem Strömungspfad gebildet sind, der eine U-Kehre in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Z-Richtung macht.
  • Auch sind die die erste Fluidpfadeinheit 10 bildende Strömungspfade aus einem flachen Rohr mit Längsseiten, die sich in der Strömungsrichtung des zweiten Fluids (Y-Richtung) zwischen den Rücklaufpfaden 26 erstrecken, gebildet. Solange diese Konstruktion verwendet wird, kann der Wärmeübergangsbereich der ersten und zweiten Fluidpfade für eine verbesserte Wärmetauschleistung vergrößert werden. Auch kann, da der Querschnitt der zweiten Fluidpfade 22, 23 ohne Vergrößern der Größe der Rücklaufpfade 26 in der Stapelrichtung (Z-Richtung) vergrößert werden kann, der Druckverlust in den zweiten Fluidpfaden verringert werden.
  • Das flache Rohr kann auch ein flaches Rohr mit vielen Bohrungen sein, das durch Extrusionsformen gebildet ist, in welchem Fall die Druckfestigkeit und die Wärmeübertragungsleistung des Wärmetauschers verbessert sind.
  • Auch im Fall dieser Konstruktion wird beim Verlöten der Rücklaufpfade 26 und der zweiten Fluidpfade 22, 23 miteinander der Wärmewiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid für eine verbesserte Wärmetauschleistung reduziert.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit 9 ist durch Stapeln von Plattenelementen gebildet. Falls diese Konstruktion verwendet wird, können die zweiten Fluidpfade 22, 23 aus Segmenten der gleichen Form gebildet werden, und deshalb können die Kosten vermindert werden, während gleichzeitig der Querschnitt in den Strömungspfaden im Vergleich zur Größe der zweiten Fluidpfadeinheit 9 vergrößert wird. Auch können die Außenmaße der Strömungspfade verringert werden, und deshalb kann die Gesamtgröße der zweiten Fluidpfadeinheit 9 reduziert werden.
  • Falls Rippen 55 in den die zweite Fluidpfadeinheit 9 bildenden zweiten Fluidpfaden 22, 23 angeordnet sind, wird der Wärmeübergangsbereich vergrößert und die Wärmetauschleistung verbessert.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Als ein zweites Ausführungsbeispiel wird unter Bezug auf 6 bis 8 ein Wärmetauscher 30 mit einer anderen Form der zweiten Fluidpfadeinheit im Aufbau des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Aufbaus des Wärmetauschers 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. 7 ist eine Perspektivansicht des Aufbaus des Wärmetauschers nach einem Zusammenbau der ersten Fluidpfadeinheit 10 und der zweiten Fluidpfadeinheit 29. 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Innenkonstruktion der zweiten Fluidpfade in dem Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
  • Dieser Wärmetauscher 30 wird wie der Wärmetauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 2 und der Innenwärmetauscher 4, die in 1 dargestellt sind, benutzt. Der Wärmetauscher 30 ist aus der ersten Fluidpfadeinheit 10, in welcher das erste Fluid strömt, und der zweiten Fluidpfadeinheit 29, in welcher das zweite Fluid strömt, aufgebaut. Diese Einheiten werden mit ihren Strömungspfaden in einer entgegengesetzten Beziehung zueinander zusammengebaut, um Wärme zwischen den in den zwei Einheiten strömenden Fluiden auszutauschen. Das erste und das zweite Fluid sind wie im ersten Ausführungsbeispiel ein Kältemittel bzw. Wasser.
  • Die erste Fluidpfadeinheit 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist identisch zur ersten Fluidpfadeinheit 10 des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit 29 ist aus dem gestapelten Rohr des Napfziehtyps aufgebaut. Die zweite Fluidpfadeinheit 29 enthält zweite Fluidpfade 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, die in mehreren Lagen in der Z-Richtung in 6 gestapelt sind. In den zweiten Fluidpfaden sind U-förmige Strömungspfade gebildet, in denen die zweiten Fluide 32a bis 32g aus einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Richtung (Y-Richtung) des ersten Fluids strömen und nach einem Ändern der Richtung an einem Ende 32 der zweiten Fluidpfadeinheit 29 und einem Umkehren durch Bewegen in der Stapelrichtung (Z-Richtung) in der Richtung entgegengesetzt zur Y-Richtung strömen. Mit anderen Worten ist dieser U-förmige Strömungspfad so, dass das zweite Fluid eine U-Kehre am einen Ende 32 in den zweiten Fluidpfaden 32a bis 32g macht und in entgegengesetzter Richtung durch zwei im Wesentlichen vertikale Räume strömt.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit 9 hat ihren Einlass 11 und Auslass 20 am anderen Ende 31 der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordnet. Die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g sind in einer solchen Weise angeordnet, dass sie durch die auf der Seite der zweiten Fluidpfadeinheit 9 angeordneten Verbindungseinheiten 31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f, 31g am Einlass 11 und Auslass 21 eine Verbindung miteinander einrichten.
  • Auch sind die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g auf der Seite, wo der Einlass 11 und der Auslass 21 angeordnet sind, d.h. am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 29, wie ein Cantilever gehalten. Die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g stehen durch die Verbindungseinheiten 31a bis 31g am anderen Ende 31 der zweiten Fluidpfadeinheit 29 jeweils innen miteinander in Verbindung, während gleichzeitig die in der X-Richtung benachbarten Verbindungseinheiten integral miteinander verbunden sind.
  • Auf der Seite der zweiten Fluidpfadeinheit 29, wo die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g nicht gestützt sind, d.h. am einen Ende 31 der zweiten Fluidpfadeinheit 29, sind Spalte, in die die Strömungspfade der ersten Fluidpfadeinheit 10 beim Zusammenbau der ersten Fluidpfadeinheit 10 und der zweiten Fluidpfadeinheit 29 eingesetzt werden können, zwischen den entsprechenden zweiten Fluidpfaden 32a bis 32g ausgebildet. Diese Spalte sind bis zu den am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 29 angeordneten Verbindungseinheiten 31a bis 31g im Wesentlichen gleichförmig ausgebildet.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit 29 ist durch Stapeln von Plattenelementen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung einer vorbestimmten Form gebildet. Jeder der zweiten Fluidpfade ist durch Aufeinanderlegen der Plattenelemente mit einem Uförmigen Strömungspfad, wie oben beschrieben, ausgebildet.
  • Die zweiten Fluidpfade sind, wie in 8 dargestellt, durch Schichten und Verlöten eines stromaufwärtigen Pfadelements und eines stromabwärtigen Pfadelements, die aus Plattenelementen gebildet sind, durch eine Trennplatte zum Bilden eines vorbestimmten U-förmigen Strömungspfades zwischen dem stromaufwärtigen Pfadelement und dem stromabwärtigen Pfadelement integral konstruiert. Die Innenkonstruktion der Strömungspfade wird anhand der zweiten Fluidpfade 33 als ein Beispiel erläutert. Ein Verbindungsloch 33c, in welches das zweite Fluid aus dem Einlass 11 der zweiten Fluidpfadeinheit 29 strömt, ist an einem Ende des stromaufwärtigen Pfadelements 33a ausgebildet. Auch ist ein Verbindungsloch 33d, in welches das zweite Fluid als ein U-förmiger Strom aus dem Verbindungsloch 33c strömt, an einem Ende des stromabwärtigen Pfadelements 33b ausgebildet.
  • Eine einen U-förmigen Strömungspfad bildende Trennplatte 39 ist in den zweiten Fluidpfaden 32a bis 32g angeordnet. Die Trennplatte 39 enthält ein Verbindungsloch 39a, das einen Pfad für eine U-Kehre am anderen Ende entfernt vom Verbindungsloch 33c im stromaufwärtigen Pfadelement 33a vorsieht. Wenigstens eine der Innen- und der Außenseite des stromaufwärtigen Pfadelements 33a und des stromabwärtigen Pfadelements 33b ist geriffelt, wodurch sie zu einer vergrößerten Wärmeübertragungsfläche beiträgt. Insbesondere wenn die Außenseite geriffelt ist, entspricht das obere Ende einer Welle der Verbindungsstelle zwischen den ersten Fluidpfaden und den zweiten Fluidpfaden. Das stromaufwärtige Pfadelement 33a und das stromabwärtige Pfadelement 33b sind aufeinandergelegt und verbunden, sodass die Trennplatte 39 zwischen ihnen befestigt ist und U-förmige Strömungspfade in den zweiten Fluidpfaden 33 gebildet sind. Weiter kann eine Rippe 41 zwischen die Trennplatte 39 und das stromaufwärtige Pfadelement 33 und eine Rippe 40 zwischen die Trennplatte 39 und das stromabwärtige Pfadelement 33b gesetzt werden, um dadurch die zweiten Fluidpfade 33 zu bilden. In der zweiten Fluidpfadeinheit 29 sind mehrere der auf diese Weise gebildeten zweiten Fluidpfade miteinander durch die Verbindungseinheiten 31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f, 31g verbunden und in der Z-Richtung gestapelt.
  • Der Abstand zwischen den Rücklaufpfaden 26 ist größer als die Höhe der zweiten Fluidpfade 32a bis 32g in der Z-Richtung. Dieser Unterschied macht es möglich, die Arbeit des Einsetzens jedes zweiten Fluidpfades in den entsprechenden Spalt zwischen den Rücklaufpfaden 26 beim Zusammenbauen der ersten Fluidpfadeinheit 10 und der zweiten Fluidpfadeinheit 29 einfach auszuführen.
  • Die erste Fluidpfadeinheit 10 und die zweite Fluidpfadeinheit 29 mit dieser Konstruktion werden, wie in 7 dargestellt, in einer solchen Weise zusammengebaut, dass die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g in entgegengesetzter Beziehung zu den Rücklaufpfaden 26 in den Spalt zwischen den Rücklaufpfaden 26 angeordnet sind. Auf diese Weise sind die erste Fluidpfadeinheit und die zweite Fluidpfadeinheit 29 integral als ein einziger kastenartiger Körper ausgebildet, um einen Wärmetauscher zu bilden. Die Rücklaufpfade 26 und die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g sind miteinander durch Löten nach dem Ausbilden ihrer Verbindungsstellen verbunden, indem eine externe Kraft von zwei vertikalen Seiten des Wärmetauschers mittels einer Lehre oder dergleichen aufgebracht wird.
  • Als nächstes wird der Strom des zweiten Fluids in der zweiten Fluidpfadeinheit 29 erläutert. Das Motorkühlwasser als ein Beispiel des zweiten Fluids strömt mittels des Einlasses 11 ein und bewegt sich nach einem Fortschreiten in der Y-Richtung durch den zweiten Fluidpfad 32a und einer Richtungsänderung am umgeschlagenen Abschnitt 32 in der Z-Richtung und kehrt zurück, nachdem es in der Richtung entgegen der Y-Richtung strömt und die Verbindungseinheit 31a für den benachbarten zweiten Fluidpfad 32b in der Z-Richtung erreicht. Das Motorkühlwasser bewegt sich in der Z-Richtung durch die Verbindungseinheit 31a und strömt in den zweiten Fluidpfad 32b. Weiter bewegt sich das Motorkühlwasser, das in der Y-Richtung durch den zweiten Fluidpfad 32b fortschreitet, und die Richtung am umgeschlagenen Abschnitt 32 ändert, in der Z-Richtung und kehrt zurück, nachdem es in der Richtung entgegen der Y-Richtung strömt und die Verbindungseinheit 31b für den benachbarten zweiten Fluidpfad 32c in der Z-Richtung erreicht. Danach strömt das Motorkühlwasser eine U-Kehre wiederholend, bevor es aus dem Auslass 31 ausströmt, in der Z-Richtung. Insbesondere strömt das Motorkühlwasser nacheinander durch die Verbindungseinheit 31b, den zweiten Fluidpfad 32c, den umgeschlagenen Abschnitt 32, die Verbindungseinheit 31c, den zweiten Fluidpfad 32d, den umgeschlagenen Abschnitt 32, die Verbindungseinheit 31d, den zweiten Fluidpfad 32e, den umgeschlagenen Abschnitt 32, die Verbindungseinheit 31e, den zweiten Fluidpfad 32f, den umgeschlagenen Abschnitt 32, die Verbindungseinheit 31f, den zweiten Fluidpfad 32g, die Verbindungseinheit 31g und den Auslass 21 in dieser Reihenfolge. Während dieses Stroms tauscht das Motorkühlwasser Wärme mit dem durch die Rücklaufpfade 26 der ersten Fluidpfadeinheit 10 strömenden Kältemittel aus.
  • Wie oben beschrieben, enthält der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erste Fluidpfadeinheit 10 mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden 26 in einer entgegengesetzten Beziehung zueinander, in welcher das erste Fluid in entgegengesetzten Richtungen durch die umgeschlagenen Abschnitte 27, 28 strömt und in welcher die Rücklaufpfade 26 durch die umgeschlagenen Abschnitte 27, 28 fortlaufend gestapelt sind, sowie eine zweite Fluidpfadeinheit 29, in welcher die zweiten Strömungspfade 32a bis 32g mit dem darin strömenden zweiten Fluid durch die Verbindungseinheiten 31a bis 31g in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade 26 gestapelt sind und in welcher die gestapelten zweiten Fluidpfade 32a bis 32g jeweils zwischen den entsprechenden Rücklaufpfaden 26 angeordnet sind. Die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g haben darin jeweils einen U-förmigen Strömungspfad, in dem das zweite Fluid aus der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) strömt und nach einer Richtungsänderung an einem Ende 32 der zweiten Fluidpfadeinheit 29, einem Bewegen in der Stapelrichtung (Z-Richtung) und einem Rückkehren in der Richtung entgegen der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht dazu strömt. Weiter sind die mit dem U-förmigen Pfad verbundenen Verbindungseinheiten 31a bis 31g am anderen Ende 31 der zweiten Fluidpfadeinheit 29 angeordnet.
  • Mit dieser Konstruktion stehen die Verbindungseinheiten 14 bis 19 zum Einrichten einer Verbindung zwischen den gestapelten Fluidpfaden 32a bis 32g mit den Uförmigen Strömungspfaden in Verbindung und sind am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 29 angeordnet. Deshalb können durch Bewegen der ersten Fluidpfadeinheit 10 von einem Ende zum anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit 29 und ihr Montieren an der zweiten Fluidpfadeinheit 29 die zwei Fluidpfadeinheiten integral zusammengebaut werden, wodurch es möglich gemacht wird, einen Wärmetauscher 30 einfach herzustellen. Auch ist der U-förmige Pfad ausgebildet, in dem das zweite Fluid den Strom entgegen der Stapelrichtung (Z-Richtung) bildet, und deshalb kann ein kompakter Wärmetauscher 30 von niedriger Höhe entlang der Strömungsrichtung des ersten Fluids und von hohem Wärmetauschvermögen und hoher Produktivität hergestellt werden.
  • Auch in dem Fall, wenn die Rücklaufpfade 26 und die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g durch Löten miteinander verbunden sind, kann der Wärmewiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid für eine verbesserte Wärmetauschleistung reduziert werden.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit 29 ist durch Stapeln von Plattenelementen ausgebildet. Falls diese Konstruktion verwendet wird, können die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g unter Verwendung der Segmente der gleichen Form gebildet werden. Deshalb werden die Kosten reduziert und der Querschnitt des Strömungspfades kann im Vergleich zur Größe der zweiten Fluidpfadeinheit 29 reduziert werden. Auch kann, da die Außenmaße des Strömungspfades verringert werden können, die zweite Fluidpfadeinheit 29 insgesamt in der Größe reduziert werden.
  • Auch haben die zweiten Fluidpfade 32a bis 32g eine innere Trennplatte 39 darin, und ein U-förmiger Pfad ist gebildet, um den Strom vor und nach der Trennplatte 39 umzukehren. Falls diese Konstruktion eingesetzt wird, kann die Dicke des Uförmigen Strömungspfades verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Größe zu verringern und die Wärmetauschleistung des Wärmetauschers 30 zu verbessern.
  • Falls die Rippen 40, 41 in den die zweite Fluidpfadeinheit 29 bildenden zweiten Fluidpfaden 32a bis 32g angeordnet sind, ist der Wärmeübergangsbereich vergrößert und die Wärmetauschleistung verbessert.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Wärmetauscher gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit einer anderen Form der zweiten Fluidpfadeinheit in der Konstruktion der Wärmetauscher gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezug auf 9 erläutert. 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Wärmetauschers gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Zustand vor dem Zusammenbau.
  • Der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird wie die Wärmetauscher gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel als Wasser/-Kältemittel-Wärmetauscher 2 und als Innenwärmetauscher 4, die in 1 dargestellt sind, verwendet. Dieser Wärmetauscher ist aus einer ersten Fluidpfadeinheit 10, in welcher das erste Fluid strömt, und einer zweiten Fluidpfadeinheit, in welcher das zweite Fluid strömt, aufgebaut und mit den Strömungspfaden der zwei Einheiten in entgegengesetzter Beziehung zueinander zusammengebaut, um Wärme zwischen den in den zwei Einheiten strömenden Fluiden auszutauschen. Das erste und das zweite Fluid werden wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beispielhaft als ein Kältemittel bzw. Wasser angenommen.
  • Die erste Fluidpfadeinheit 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist identisch zur ersten Fluidpfadeinheit 10 der Wärmetauscher gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Die zweite Fluidpfadeinheit gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist aus mehreren Uförmigen Strömungspfaden 34, die die zweiten Fluidpfade bilden, und einem umgeschlagenen Element 35, das mit den U-förmigen Strömungspfaden 34 verbunden ist, aufgebaut. In den U-förmigen Strömungspfaden 34 strömt das zweite Fluid von den Einlässen 34a, 34c, 34e, 34g in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) ein und kehrt durch Strömen in der entgegengesetzten Richtung zurück, nachdem es eine U-Kehre macht, und strömt aus den Auslässen 34b, 34d, 34f, 34h aus. Der zweite Fluidpfad ist aus wenigstens einem U-förmigen Pfad 34 aufgebaut, der in der Stapelrichtung (Z-Richtung in 9) der Rücklaufpfade 26 angeordnet ist. Ein Spalt, in dem die Strömungspfade der ersten Fluidpfadeinheit 10 eingesetzt werden können, ist zwischen den entgegengesetzten U-förmigen Strömungspfaden 34 ausgebildet.
  • Das umgeschlagene Element 35 enthält zweimal so viele Verbindungsöffnungen wie die U-förmigen Strömungspfade 34 an seiner Seitenfläche und bildet ein kastenartiges Element, das als ein Behälter mit einem zweiten Fluideinlass 36 als ein Eintritt des zweiten Fluids und einem zweiten Fluidauslass 37 als ein Ausgang des zweiten Fluids funktioniert. Die an der Seitenfläche des umgeschlagenen Elements 35 ausgebildeten Verbindungsöffnungen enthalten von unten nach oben eine Verbindungsöffnung 35a, eine Verbindungsöffnung 35b, eine Verbindungsöffnung 35c, eine Verbindungsöffnung 35d, eine Verbindungsöffnung 35e, eine Verbindungsöffnung 35f, eine Verbindungsöffnung 35g und eine Verbindungsöffnung 35h in dieser Reihenfolge. Eine Trennplatte ist zwischen der Verbindungsöffnung 35a und der Verbindungsöffnung 35b, zwischen der Verbindungsöffnung 35c und der Verbindungsöffnung 35d, zwischen der Verbindungsöffnung 35e und der Verbindungsöffnung 35f, und zwischen der Verbindungsöffnung 35g und der Verbindungsöffnung 35h angeordnet. Keine Trennplatte ist angeordnet und eine Verbindung ist eingerichtet durch das Innere des kastenartigen Körpers des umgeschlagenen Elements 35 zwischen der Verbindungsöffnung 35b und der Verbindungsöffnung 35c, zwischen der Verbindungsöffnung 35d und der Verbindungsöffnung 35e, und zwischen der Verbindungsöffnung 35f und der Verbindungsöffnung 35g. Das umgeschlagene Element 35 ist durch Kombinieren und Verlöten von Plattenelementen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet.
  • Die Größe zwischen den Rücklaufpfaden 26 ist größer als die Höhe des U-förmigen Strömungspfades 34 in der Z-Richtung. Dieser Größenunterschied macht es möglich, die Arbeit des Einsetzens jedes U-förmigen Strömungspfades 34 zwischen die entsprechenden Rücklaufpfade 26 beim Zusammenbauen der ersten Fluidpfadeinheit 10, der U-förmigen Strömungspfade 34 und des umgeschlagenen Elements 35 einfach auszuführen.
  • Ein Beispiel eines Zusammenbaus der ersten Fluidpfadeinheit 10, der U-förmigen Strömungspfade 34 und der umgeschlagenen Elemente wird nun beschrieben. Der Auslass 34h des obersten U-förmigen Strömungspfades 34 wird über den obersten Rücklaufpfad 26 geführt, und der Auslass 34g wird in der Y-Richtung zwischen den obersten Rücklaufpfaden 26 eingesetzt und in Y-Richtung vorgeschoben, bis er die Verbindungsöffnung des umgeschlagenen Elements 35 erreicht. Der Auslass 34h wird mit der Verbindungsöffnung 35h verbunden, und der Einlass 34g mit der Verbindungsöffnung 35g. Der Vorgang ist ähnlich für die anderen U-förmigen Strömungspfade 34. Insbesondere wird der zweitoberste U-förmige Strömungspfad 34 zwischen die Rücklaufpfade 26 eingesetzt, und der Auslass 34f wird mit der Verbindungsöffnung 35f verbunden, während der Einlass 34e mit der Verbindungsöffnung 35e verbunden wird. Ebenso wird der drittoberste U-förmige Strömungspfad 34 zwischen die Rücklaufpfade 26 eingesetzt, und der Auslass 34d wird mit der Verbindungsöffnung 35d verbunden, während der Einlass 34c mit der Verbindungsöffnung 35c verbunden wird. Der unterste U-förmige Strömungspfad 34 wird zwischen die Rücklaufpfade 26 eingesetzt und der Auslass 34b wird mit der Verbindungsöffnung 35b verbunden, während der Einlass 34a mit der Verbindungsöffnung 35a verbunden wird. Die Rücklaufpfade 26 und der U-förmige Strömungspfad 34 werden nach dem Anwenden einer externen Kraft darauf von den zwei Seiten des Wärmetauschers in der vertikalen Richtung durch eine Lehre oder dergleichen und so Sichern der Verbindung zwischen den zwei Strömungspfaden durch Löten verbunden und befestigt. In ähnlicher Weise werden jeder Auslass und jeder Einlass der U-förmigen Strömungspfade 34 und jede Verbindungsöffnung des umgeschlagenen Elements 35 durch Löten verbunden.
  • Die in dieser Weise ausgebildeten U-förmigen Strömungspfad 34 und die erste Fluidpfadeinheit 10 und die aus dem umgeschlagenen Element 35 gebildete zweite Fluidpfadeinheit werden integral als ein kastenartiger Gegenstand gebildet und bilden einen Wärmetauscher mit einer beträchtlichen Gesamtfestigkeit.
  • Als nächstes wird der Strom des zweiten Fluids in der zweiten Fluidpfadeinheit erläutert. Das Motorkühlwasser als ein Beispiel des zweiten Fluids strömt von dem zweiten Fluideinlass 36 in das umgeschlagene Element 35 und gelangt von dem Einlass 34a durch die Verbindungsöffnung 35a in den untersten U-förmigen Strömungspfad. Nach einer U-Kehre strömt das zweite Fluid in der Y-Richtung und durch die Verbindungsöffnung 35b, strömt aus dem Auslass 34b und strömt in das umgeschlagene Element 35. Weiter dringt das Motorkühlwasser vom Einlass 34c durch die Verbindungsöffnung 35c in den zweitniedrigsten U-förmigen Strömungspfad ein und strömt durch eine U-Kehre in der Y-Richtung, nachdem es durch die Verbindungsöffnung 35d gelangt, strömt aus dem Auslass 34d aus und strömt in das umgeschlagene Element 35. Dann dringt das Motorkühlwasser vom Einlass 34e durch die Verbindungsöffnung 35e in den drittniedrigsten U-förmigen Strömungspfad ein und strömt nach einer U-Kehre und einem Strom in der Y-Richtung durch die Verbindungsöffnung 35f aus dem Auslass 34f aus und strömt in das umgeschlagene Element 35. Das Motorkühlwasser dringt durch die Verbindungsöffnung 35g aus dem Einlass 34g in den obersten U-förmigen Strömungspfad ein und strömt nach einer U-Kehre und einem Strom in der Y-Richtung durch die Verbindungsöffnung 35h aus dem Auslass 34h aus, gefolgt von einem Ausströmen aus dem zweiten Fluidauslass 37. Bei diesem Strom tauscht das Motorkühlwasser Wärme mit dem in den Rücklaufpfaden 26 der ersten Fluidpfadeinheit 10 strömenden Kältemittel aus.
  • Wie oben beschrieben, enthält der Wärmetauscher gemäß diesem Ausführungsbeispiel: eine erste Fluidpfadeinheit 10 mit einem Strömungspfad, der sich in der Richtung (X-Richtung) des zu den umgeschlagenen Abschnitten 27, 28 strömenden ersten Fluid erstreckt, und wenigstens zwei Rücklaufpfaden 26, die fortlaufend gestapelt sind, wobei das zweite Fluid durch Ändern der Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten 27, 28 in entgegengesetzten Richtungen strömt; einen Uförmigen Strömungspfad 34, der zwischen den Rücklaufpfaden 26 angeordnet ist, mit einem Strömungspfad, in dem das zweite Fluid die ersten Fluidströme aus den Einlässen 34a, 34c, 34e, 34g in der Richtung (Y-Gegenrichtung) im Wesentlichen senkrecht zur X-Richtung kreuzt, wobei der U-förmige Strömungspfad 34 in entgegengesetzter Beziehung zu dem Strömungspfad ist, in dem das zweite Fluid zurückkehrt und seine Richtung ändernd die Auslässe 34b, 34d, 34f, 34h erreicht; und ein umgeschlagenes Element 35 mit dem zweiten Fluideinlass 36 und dem zweiten Fluidauslass 37, das mit den Einlässen 34a, 34c, 34e, 34g und den Auslässen 34b, 34d, 34f, 34h verbunden ist, wobei der zweite Fluideinlass 36 und der zweite Fluidauslass 37 miteinander durch alle mit dem umgeschlagenen Element 35 verbundenen U-förmigen Strömungspfade in Verbindung stehen.
  • Mit dieser Konstruktion kann man durch Ausführen des Vorgangs des Bewegens der U-förmigen Strömungspfade 34 in einer Richtung bezüglich der ersten Fluidpfadeinheit 10 und des Verbindens der U-förmigen Strömungspfade 34 mit dem umgeschlagenen Element 35 einen Wärmetauscher von hoher Produktivität erhalten, in dem die zwei Fluidpfade integral zusammengebaut sind.
  • Auch kann in dem Fall, wenn die Rücklaufpfade 26 und die U-förmigen Strömungspfade 34 miteinander durch Löten verbunden sind, der Wärmewiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid für eine verbesserte Wärmetauschleistung reduziert werden.
  • Die U-förmigen Strömungspfade 34 sind aus flachen U-förmigen Rohren gebildet, die miteinander in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade 26 in Verbindung stehen, und die offenen Einlässe und Auslässe mehrerer der in der Z-Richtung angeordneten U-förmigen flachen Rohre sind zwischen die Rücklaufpfade 26 eingesetzt und weiter mit den Verbindungsöffnungen des umgeschlagenen Elements 35 verbunden. Falls diese Konstruktion eingesetzt wird, ist die zweite Fluidpfadeinheit aus Komponententeilen von vergleichsweise einfacher Form aufgebaut, und deshalb ist ein Wärmetauscher von hoher maschineller Bearbeitbarkeit und einfach zusammenzubauen vorgesehen.
  • (Weitere Ausführungsbeispiele)
  • In den oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispielen kann der Spalt zwischen den Rücklaufpfaden 26, d.h. die in 10 dargestellte Größe h, größer als die Größe der Rücklaufpfade 26 in der Stapelrichtung, d.h. die in 10 dargestellte Größe t, sein. Falls diese Konstruktion eingesetzt wird, werden die umgeschlagenen Abschnitte 27, 28 der Strömungspfade der ersten Fluidpfadeinheit 10 an einer scharfen Änderung der Form gehindert. Daher sind die ersten Fluidpfade nicht extrem gekrümmt, und deshalb ist die maschinelle Bearbeitbarkeit für eine höhere Produktivität verbessert.
  • In den oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispielen können die zweiten Fluidpfade 22, 23, 32a bis 32g, 34 durch Löten mit dem ersten Fluidpfad 26 verbunden werden, indem eine Teilverbindungsstelle an den Außenseiten der jeweiligen Strömungspfade gebildet ist, wie in 11 dargestellt. In einer speziellen Konstruktion zum Ausbilden einer Teilverbindungsstelle an den Außenseiten der jeweiligen Strömungspfade kann das Außenprofil des zweiten Fluidpfades 26 aufgeraut oder geriffelt sein und mit dem ersten Strömungspfad in einen Punkt- oder Linienkontakt gebracht sein. Im Gegensatz dazu kann das Außenprofil des ersten Fluidpfades geriffelt oder in rauer Oberfläche ausgebildet sein und an mehreren Punkten oder in Linienkontakt mit dem zweiten Fluidpfad gebracht sein. Falls diese Konstruktion eingesetzt wird, werden die Außenflächen der jeweiligen Strömungspfade durch Löten in einer solchen Weise verbunden, dass Teilverbindungsstellen an den Außenseiten der jeweiligen Strömungspfade gebildet werden. Auf diese Weise ist das Verbinden durch Löten mit einer verringerten Abwandlung, wie beispielsweise einer Lücke der gelöteten Abschnitte, möglich. Auch in dem Fall, wenn ein Hochdruckfluid austritt, kann ein Austrittsraum ausgebildet sein, um das Hochdruckfluid an einem Vermischen mit dem Niederdruckfluid zu hindern.
  • Weiter kann ein Raum B in Kontakt mit der Atmosphäre an jedem Ende der in 11 dargestellten Teilverbindungsstelle entlang der Richtung der Hauptseite (der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids) des flachen ersten Fluidpfades 26 ausgebildet sein, und eine Opferkorrosionsschicht 38, ausgebildet, um zuerst zu korrodieren, kann in der Teilverbindungsstelle ausgebildet sein. 12 ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 11, die schematisch den Querschnitt der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Fluidpfad 26 und den zweiten Fluidpfaden 22f, 22g in der Richtung der Hauptebene des ersten Fluidpfades 26 angibt. Falls diese Konstruktion verwendet wird und durch Korrosion oder dergleichen in einem der Fluidpfade ein Loch gebildet wird, wird die Opferkorrosionsschicht 38 zuerst korrodiert, sodass das in den Austrittsraum austretende Fluid in die Atmosphäre freigegeben wird, wodurch die Korrosion des anderen Fluidpfades verhindert wird. Dies verhindert effektiv ein Eindringen des Hochdruckfluids in den Strömungspfad des Niederdruckfluids.
  • Der Wärmetauscher gemäß dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann alternativ wie nachfolgend beschrieben ausgebildet sein. Insbesondere sind, wie in 13 dargestellt, die U-förmigen flachen Rohre 42, 43, 44, 45, 46, 47 ähnlich den in 9 dargestellten U-förmigen Strömungspfaden 34 in zwei Reihen in der Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) angeordnet. Die U-förmigen flachen Rohre 42, 43, 44 in der ersten Reihe und die U-förmigen flachen Rohre 45, 46, 47 in der zweiten Reihe sind mit ihren Verbindungspositionen bezüglich der umgeschlagenen Elemente 48, 49, 50, 51, 52 entlang der Stapelrichtung (Z-Richtung) versetzt angeordnet, und ein offenes Ende jedes U-förmigen flachen Rohrs läuft zwischen den Rücklaufpfaden 26a bis 26f hindurch und ist mit der entsprechenden Verbindungsöffnung des umgeschlagenen Elements 35 verbunden.
  • Als nächstes wird der Aufbau des in 13 dargestellten Wärmetauschers im Detail erläutert. Die umgeschlagenen Elemente 48 bis 52 funktionieren jeweils als ein Behälter und sehen einen zylindrischen Behälter mit zwei Verbindungsöffnungen vor, der zur Verbindung mit dem entsprechenden U-förmigen flachen Rohr in der X-Richtung angeordnet ist. Die umgeschlagenen Elemente 48 bis 52 sind aus Plattenelementen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet und sind durch Löten kombiniert und verbunden. Das in der Z-Richtung ganz oben positionierte umgeschlagene Element 48 hat eine Verbindungsöffnung 48a, die zur Verbindung mit dem Auslass 42b des U-förmigen flachen Rohrs 42 mit dem zweiten Fluideinlass 42a, nachdem es in der Y-Richtung zwischen die Rücklaufpfade 26a eingesetzt und zwischen die Strömungspfade gelangt ist (nachfolgend ausgedrückt als „nach dem Einsetzen"), ausgebildet, und besitzt auch eine Verbindungsöffnung 48b, die mit der Verbindungsöffnung 48a in Verbindung steht. Der Einlass 45a des zweitobersten Uförmigen flachen Rohrs 45, das in der zweiten Reihe angeordnet ist und gegenüber dem U-förmigen flachen Rohr 42 nach unten verschoben ist, ist nach dem Einsetzen in der Y-Richtung in dem Spalt 26a zwischen den Rücklaufpfaden mit der Verbindungsöffnung 48b verbunden. Das angrenzend unter dem umgeschlagenen Element 48 angeordnete umgeschlagene Element 49 hat unter der Verbindungsöffnung 48a eine Verbindungsöffnung 49a, die verbunden wird, nachdem der Einlass 43a des angrenzend unter dem U-förmigen flachen Rohr 42 positionierten Uförmigen flachen Rohrs 43 in der Y-Richtung in den Spalt 26b zwischen die Rücklaufpfade eingesetzt ist, und hat auch eine mit der Verbindungsöffnung 49a auf der Seite davon in Verbindung stehende Verbindungsöffnung 49b. Die Verbindungsöffnung 49b liegt unter der Verbindungsöffnung 48b und wird verbunden, nachdem der Auslass 45b des U-förmigen flachen Rohrs 45 in Y-Richtung in den Spalt 26b zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist. Das angrenzend unter dem umgeschlagenen Element 49 angeordnete umgeschlagene Element 50 weist unter der Verbindungsöffnung 49a eine Verbindungsöffnung 50a auf, die verbunden wird, nachdem der Auslass (nicht dargestellt) des U-förmigen flachen Rohrs 43 in Y-Richtung in den Spalt 26c zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist, auf und weist auch eine mit der Verbindungsöffnung 50a auf der Seite davon in Verbindung stehende Verbindungsöffnung 50b auf. Die Verbindungsöffnung 50b liegt unter der Verbindungsöffnung 50b und wird verbunden, nachdem der Einlass 46a des Uförmigen flachen Rohrs 46 in Y-Richtung in den Spalt 26c zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist. Das angrenzend unter dem umgeschlagenen Element 50 angeordnete umgeschlagene Element 51 besitzt unter der Verbindungsöffnung 50a eine Verbindungsöffnung 51a, die verbunden wird, nachdem der Einlass (nicht dargestellt) des angrenzend unter dem U-förmigen flachen Rohr 43 positionierten Uförmigen flachen Rohrs 44 in Y-Richtung in den Spalt 26d zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist, und hat auch eine Verbindungsöffnung 51b, die mit der Verbindungsöffnung 51a auf der Seite davon in Verbindung steht. Die Verbindungsöffnung 51b wird unter der Verbindungsöffnung 50b positioniert und verbunden, nachdem der Auslass 46b des U-förmigen flachen Rohrs 46 in der Y-Richtung in den Spalt 26d zwischen den Rücklaufpfaden 26 eingesetzt ist. Das angrenzend unter dem umgeschlagenen Element 51 angeordnete umgeschlagene Element 52 hat unter der Verbindungsöffnung 51a eine Verbindungsöffnung 52a, die verbunden wird, nachdem der Auslass (nicht dargestellt) des U-förmigen flachen Rohrs 44 in Y-Richtung in den Spalt 26e zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist, und weist auch eine mit der Verbindungsöffnung 52a auf der Seite davon in Verbindung stehende Verbindungsöffnung 52b auf. Die Verbindungsöffnung 52b liegt unter der Verbindungsöffnung 51b und wird verbunden, nachdem der Einlass 47a des Uförmigen flachen Rohrs 47 in Y-Richtung in den Spalt 26e zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist. Weiter ist der Auslass 47b des U-förmigen flachen Rohrs 47, nachdem er in Y-Richtung in den Spalt 26f zwischen den Rücklaufpfaden eingesetzt ist, unter dem umgeschlagenen Element 52 angeordnet und funktioniert als ein Auslass der zweiten Fluidpfadeinheit, sodass das durch die U-förmigen Strömungspfade 42 bis 47 und die umgeschlagenen Elemente 48 bis 52 ankommende zweite Fluid zu weiteren Vorrichtungen geschickt wird. Der Rücklaufpfad 26 und die U förmigen Strömungspfade 42 bis 47 werden nach einem Befestigen der Verbindungsstelle zwischen ihnen durch Anwenden einer äußeren Kraft von den vertikalen Seiten des Wärmetauschers mittels einer Lehre oder dergleichen durch Löten fest verbunden. In ähnlicher Weise werden auch die Auslässe und die Einlässe der U-förmigen Strömungspfade 42 bis 47 und die Verbindungsöffnungen der umgeschlagenen Elemente 48 bis 52 durch Löten verbunden. Auch sind die Größen der Spalte 26a bis 26f zwischen den Rücklaufpfaden größer als die Höhe des Strömungspfades in der Z-Richtung der U-förmigen Strömungspfade 42 bis 47. Dieser Größenunterschied macht es möglich, die Arbeit des Einsetzens der Uförmigen Strömungspfade 42 bis 47 in die entsprechende Spalte 26e bis 26f zwischen den Rücklaufpfaden beim Zusammenbauen der ersten Fluidpfadeinheit 10, der U-förmigen Strömungspfade 42 bis 47 und der umgeschlagenen Elemente 48 bis 52 einfach auszuführen.
  • Die erste Fluidpfadeinheit 10 und die zweite Fluidpfadeinheit, die aus den U-förmigen Strömungspfaden 42 bis 47 und den umgeschlagenen Elementen 48 bis 52 mit dieser Konstruktion aufgebaut ist, sind integral als ein kastenartiger Gegenstand ausgebildet und bilden einen Wärmetauscher mit einer beträchtlichen Gesamtfestigkeit. Falls der Wärmetauscher mit dieser Konstruktion eingesetzt wird, können die Strömungspfade der zweiten Fluidpfadeinheit verlängert werden, und deshalb wird die Wärmetauschleistung verbessert.
  • Die Strömungspfade der zweiten Fluidpfadeinheit 53 des Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel können, wie in 14 dargestellt, aus Rohren mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet sein. Die Rohre mit einem kreisförmigen Querschnitt sind aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung durch Extrusionsformen oder dergleichen gebildet. Die zweite Fluidpfadeinheit 53 enthält U-förmige Strömungspfade, die in sieben Stufen mit sieben umgeschlagenen Abschnitten 53c, 53d, 53e, 53f, 53g, 53h, 53i so gestapelt sind, dass der an einem Ende des Strömungspfades ausgebildete zweite Fluideinlass 53a mit dem am anderen Ende des Strömungspfades ausgebildeten zweiten Fluidauslass 53b in Verbindung steht. Der erste Fluideinlass 53a und der zweite Fluidauslass 53b sind auf der Seite entfernt von der Position angeordnet, wo die sieben umgeschlagenen Abschnitte 53c bis 53i ausgebildet sind. Die erste Fluidpfadeinheit 10 und die zweite Fluidpfad einheit 53 werden in einer solchen Weise zusammengebaut, dass die zweiten Fluidpfade mit den sieben umgeschlagenen Abschnitten 53c bis 53i voran tief zwischen die Rücklaufpfade 26 der ersten Fluidpfadeinheit 10 eingesetzt werden und die ersten und die zweiten Fluidpfade einander entgegengesetzt sind, woraufhin die Verbindungsstelle zwischen ihnen durch Anwenden einer externen Kraft von den zwei vertikalen Seiten des Wärmetauschers mittels einer Lehre oder dergleichen gebildet wird, gefolgt durch ein Verbinden durch Löten. Im zusammengebauten Zustand kreuzt die Richtung (Y-Richtung) des zweiten Fluids die Richtung (X-Richtung) des ersten Fluids. Die zweiten Fluidpfade werden zwischen den Rücklaufpfaden 26 insbesondere durch solche Schritte eingesetzt, dass die umgeschlagenen Abschnitte 53c, 53d, 53e, 53f, 53g, 53h, 53i jeweils an den Seitenenden der Spalte 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g der Rücklaufpfade 26 angeordnet werden und dann die zweite Fluidpfadeinheit 53 in Y-Richtung in 14 tief hineingedrückt wird. Falls der Wärmetauscher mit dieser Konstruktion verwendet wird, können die Anzahl der die Strömungspfade der zweiten Fluidpfadeinheit 53 bildenden Teile und damit die Kosten des Wärmetauschers reduziert werden.
  • In dem Wärmetauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel können, wie in 15 dargestellt, die Strömungspfade der zweiten Fluidpfadeinheit 54 aus flachen Rohren gebildet sein. Die flachen Rohre sind aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung durch Extrusionsformen oder dergleichen gebildet. Die den zweiten Fluidpfad bildenden flachen Rohre haben eine flache Seite gegenüber der Außenseite der Rücklaufpfade 26 der ersten Fluidpfadeinheit 10. Die zweite Fluidpfadeinheit 54 hat die U-förmigen Strömungspfade in sieben Stufen mit sieben umgeschlagenen Abschnitten 54c, 54d, 54e, 54f, 54g, 54h, 54i in einer solchen Weise gestapelt, dass der an einem Ende des Strömungspfades ausgebildete zweite Fluideinlass 54a und der am anderen Ende des Strömungspfades ausgebildete zweite Fluidauslass 54b miteinander in Verbindung stehen. Der erste Fluideinlass 54a und der zweite Fluidauslass 54b sind auf der Seite entfernt von den sieben umgeschlagenen Abschnitten 54c bis 54i angeordnet. Die erste Fluidpfadeinheit 10 und die zweite Fluidpfadeinheit 54 werden in einer solchen Weise zusammengebaut, dass der zweite Fluidpfad mit den sieben umgeschlagenen Abschnitten 54c bis 54i voran tief zwischen die Rücklaufpfade 26 der ersten Fluidpfadeinheit 10 eingesetzt wird und dann nach einem Setzen der ersten und der zweiten Fluidpfade in entgegengesetzter Beziehung zueinander die Verbindungsstelle zwischen ihnen durch Anwenden einer äußeren Kraft von den vertikalen Enden des Wärmetauschers mittels einer Lehre oder dergleichen gebildet wird, gefolgt durch ein Verbinden durch Löten. Im zusammengebauten Zustand kreuzt die Richtung (Y-Richtung) in den zweiten Fluidströmen die Richtung (X-Richtung), in welcher das erste Fluid strömt. Der zweite Fluidpfad wird durch spezielle Schritte eingesetzt, in denen die umgeschlagenen Abschnitte 54c, 54d, 54e, 54f, 54g, 54h, 54i jeweils gegen die Seitenendabschnitte der Spalte 26a, 26b 26c, 26d, 26e, 26f, 26g zwischen den Rücklaufpfaden 26 angelegt werden und dann die zweite Fluidpfadeinheit 54 entlang der Y-Richtung in 15 tief hineingedrückt wird. Falls der Wärmetauscher mit dieser Konstruktion eingesetzt wird, kann man einen kompakten Wärmetauscher erhalten, bei dem der erforderliche Querschnitt der Strömungspfade der zweiten Fluidpfadeinheit gesichert werden kann, während gleichzeitig die Länge der Rücklaufpfade 26 in der Stapelrichtung (Z-Richtung) verringert wird.
  • Während die Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden ist, sollte es für den Fachmann offensichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen daran ausgeführt werden können, ohne das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (31)

  1. Wärmetauscher, mit einer ersten Fluidpfadeinheit (10) mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden (26) in entgegengesetzter Beziehung zueinander mit einem Strömungspfad, der sich in der Richtung (X-Richtung) erstreckt, in welcher das erste Fluid zu umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) strömt, und einem Strömungspfad, in dem der Strom die Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) ändert, wobei die Rücklaufpfade (26) fortlaufend gestapelt sind; und einer zweiten Fluidpfadeinheit (9) mit zweiten Fluidpfaden (22, 23), in denen ein zweites Fluid quer zum ersten Fluid strömt, die durch Verbindungseinheiten (14, 15, 16, 17, 18, 19) in der gleichen Richtung wie die Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade (26) gestapelt sind, wobei die so gestapelten zweiten Fluidpfade (22, 23) jeweils zwischen den Rücklaufpfaden (26) angeordnet sind, wobei die zweiten Fluidpfade (22, 23) jeweils einen U-förmigen Strömungspfad enthalten, in dem das zweite Fluid in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) in der Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung (Z-Richtung) strömt und nach einem Umkehren an einem Ende (13) der zweiten Fluidpfadeinheit (9) in der entgegengesetzten Richtung zu der im Wesentlichen senkrechten Richtung (Y-Richtung) strömt, und wobei die Verbindungseinheiten (14 bis 19) mit den U-förmigen Strömungspfaden in Verbindung stehen und am anderen Ende der zweiten Fluidpfadeinheit (9) angeordnet sind.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei welchem die die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Strömungspfade flache Rohre mit einer Längsseite sind, die sich in der Strömungsrichtung des zweiten Fluids (Y-Richtung) zwischen den Rücklaufpfaden (26) erstreckt.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, bei welchem die flachen Rohre flache Rohre mit vielen Bohrungen sind, die durch Extrusionsformen gebildet sind.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei welchem die Größe (h) des Spalts zwischen den die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Rücklaufpfaden (26) größer als die Größe (t) der Rücklaufpfade (26) in der Stapelrichtung ist.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei welchem die Rücklaufpfade (26) und die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) durch Löten miteinander verbunden sind.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) und die ersten Fluidpfade (26) verbunden werden, indem sie miteinander durch Ausbilden einer Teilverbindungsstelle an den Außenseiten der Strömungspfade verlötet werden.
  7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, bei welchem eine Opferkorrosionsschicht (38), die zuerst korrodiert, an der Teilverbindungsstelle ausgebildet ist und ein Raum (b) in Kontakt mit der Atmosphäre am Endabschnitt (b) in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) ausgebildet ist.
  8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei welchem die zweite Fluidpfadeinheit (9, 29) durch Stapeln von Plattenelementen ausgebildet ist.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, bei welchem Rippen in den die zweite Fluidpfadeinheit (9, 29) bildenden zweiten Fluidpfaden (22, 23, 32a bis 32g) angeordnet sind.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23) aus einem Rohr mit einem kreisförmigen Schnitt ausgebildet sind.
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 34) aus flachen Rohren aufgebaut sind, die eine flache Seite gegenüber der Außenseite der Rücklaufpfade (26) haben.
  12. Wärmetauscher, mit einer ersten Fluidpfadeinheit (10) mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden (26) in entgegengesetzter Beziehung zueinander mit einem Strömungspfad, der sich in der Richtung (X-Richtung) erstreckt, in welcher das erste Fluid zu umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) strömt, und einem Strömungspfad, in dem der Strom die Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) ändert, wobei die Rücklaufpfade (26) fortlaufend gestapelt sind; und einer zweiten Fluidpfadeinheit (9) mit zweiten Fluidpfaden (32f, 32g), in denen ein zweites Fluid quer zum ersten Fluid strömt, die durch eine Verbindungseinheit (31g) in der Stapelrichtung (Z-Richtung) der Rücklaufpfade (26) gestapelt sind, wobei die gestapelten zweiten Fluidpfade (32a bis 32g) jeweils zwischen den Rücklaufpfaden (26) angeordnet sind, wobei die zweiten Fluidpfade (32a bis 32g) jeweils einen U-förmigen Strömungspfad enthalten, in dem das zweite Fluid in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zum Strom des ersten Fluids (X-Richtung) strömt und nach einem Ändern der Richtung, einem Bewegen in der Stapelrichtung (Z-Richtung) und einem Umkehren an einem Ende (32) der zweiten Fluidpfadeinheit (29) in der entgegengesetzten Richtung zu der im Wesentlichen senkrechten Richtung (Y-Richtung) strömt, und wobei die Verbindungseinheiten (31a bis 31g) mit den U-förmigen Strömungspfaden in Verbindung stehen und am anderen Ende (31) der zweiten Fluidpfadeinheit 129) angeordnet sind.
  13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, bei welchem die die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Strömungspfade flache Rohre mit einer Längsseite sind, die sich in der Richtung (Y-Richtung) des Stroms des zweiten Fluids zwischen den Rücklaufpfaden (26) erstreckt.
  14. Wärmetauscher nach Anspruch 13, bei welchem die flachen Rohre flache Rohre mit vielen Bohrungen sind, die durch Extrusionsformen gebildet sind.
  15. Wärmetauscher nach Anspruch 12, bei welchem die Größe (h) des Spalts zwischen dem die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Rücklaufpfade (26) größer als die Größe (t) der Rücklaufpfade (26) in der Stapelrichtung ist.
  16. Wärmetauscher nach Anspruch 12, bei welchem die Rücklaufpfade (26) und die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) durch Löten miteinander verbunden sind.
  17. Wärmetauscher nach Anspruch 16, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) und die ersten Fluidpfade (26) verbunden werden, indem sie miteinander durch Ausbilden einer Teilverbindungsstelle an den Außenseiten der Strömungspfade verlötet werden.
  18. Wärmetauscher nach Anspruch 17, bei welchem einer Opferkorrosionsschicht (38), die zuerst korrodiert, an der Teilverbindungsstelle ausgebildet ist und wenigstens ein Raum (b) in Kontakt mit der Atmosphäre am Endabschnitt (b) in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids (X-Richtung) ausgebildet ist.
  19. Wärmetauscher nach Anspruch 12, bei welchem die zweite Fluidpfadeinheit (9, 29) durch Stapeln von Plattenelementen ausgebildet ist.
  20. Wärmetauscher nach Anspruch 19, bei welchem Rippen in den die zweite Fluidpfadeinheit (9, 29) bildenden zweiten Fluidpfaden (22, 23, 32a bis 32g) angeordnet sind.
  21. Wärmetauscher nach Anspruch 12, bei welchem ein Trennelement (391 in den zweiten Fluidpfaden (32a bis 32g) angeordnet ist und ein U-förmiger Strömungspfad mit dem vor und nach dem Trennelement (39) umkehrenden Strom gebildet ist.
  22. Wärmetauscher, mit einer ersten Fluidpfadeinheit (10) mit wenigstens zwei Rücklaufpfaden (26) in entgegengesetzter Beziehung zueinander mit einem Strömungspfad, der sich in der Richtung (X-Richtung) erstreckt, in welcher das erste Fluid zu umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) strömt, und einem Strömungspfad, in dem der Strom die Richtung an den umgeschlagenen Abschnitten (27, 28) ändert, wobei die Rücklaufpfade (26) fortlaufend gestapelt sind; einer zweiten Fluidpfadeinheit (34), die U-förmige zweite Fluidpfade (34) bildet, die zwischen den Rücklaufpfaden (26) angeordnet sind, und einen ersten Strömungspfad, in dem das das erste Fluid kreuzende zweite Fluid von Einlässen (34a, 34c, 34e, 34g) einströmt und in der Richtung (Y-Gegenrichtung) im Wesentlichen senkrecht zum Strom des ersten Fluids (X-Richtung) strömt und einen zweiten Strömungspfad, der umkehrt, um die Richtung des Stroms zu ändern, und Auslässe (34b, 34d, 34f, 34h) erreicht, aufweist, wobei der erste und der zweite Strömungspfad in entgegengesetzter Beziehung zueinander sind; und einem umgeschlagenen Element (35) mit einem zweiten Fluideinlass (36) und einem zweiten Fluidauslass (37) und verbunden mit den Einlässen (34a, 34c, 34e, 34g) und den Auslässen (34b, 34d, 34f, 34h), wobei der zweite Fluideinlass (36) und der zweite Fluidauslass (37) miteinander durch alle mit dem umgeschlagenen Element (35) verbundenen zweiten Fluidpfade (34) in Verbindung stehen.
  23. Wärmetauscher nach Anspruch 22, bei welchem die die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Strömungspfade flache Rohre mit einer Längsseite sind, die sich in der Richtung (Y-Richtung) erstreckt, in der das zweite Fluid zwischen den Rücklaufpfaden (26) strömt.
  24. Wärmetauscher nach Anspruch 23, bei welchem die flachen Rohre flache Rohre mit vielen Bohrungen sind, die durch Extrusionsformen gebildet sind.
  25. Wärmetauscher nach Anspruch 22, bei welchem die Größe (h) des Spalts zwischen dem die erste Fluidpfadeinheit (10) bildenden Rücklaufpfade (26) größer als die Größe (t) der Rücklaufpfade (26) in der Stapelrichtung ist.
  26. Wärmetauscher nach Anspruch 22, bei welchem die Rücklaufpfade (26) und die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) durch Löten miteinander verbunden sind.
  27. Wärmetauscher nach Anspruch 26, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 32a bis 32g, 34) und die ersten Fluidpfade (26) verbunden werden, indem sie miteinander durch Ausbilden einer Teilverbindungsstelle an den Außenseiten der Strömungspfade verlötet werden.
  28. Wärmetauscher nach Anspruch 27, bei welchem eine Opferkorrosionsschicht (38), die ausgebildet ist, um zuerst zu korrodieren, an der Teilverbindungsstelle ausgebildet ist und ein Raum (B) in Kontakt mit der Atmosphäre am Endabschnitt (B) in der Richtung (Y-Richtung) im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung (X-Richtung), in der das erste Fluid strömt, ausgebildet ist.
  29. Wärmetauscher nach Anspruch 22, bei welchem die zweiten Fluidpfade (22, 23, 34) aus flachen Rohren mit einer flachen Seite gegenüber der Außenseite der Rücklaufpfade (26) aufgebaut sind.
  30. Wärmetauscher nach Anspruch 22, bei welchem der zweite Fluidpfad (34) aus U-förmigen flachen Rohren ausgebildet ist, die in Stapelrichtung des Rücklaufpfades (26) in Verbindung stehen, und ein offenes Ende jedes der mehreren Uförmigen flachen Rohre, die in der gleichen Richtung (Z-Richtung) angeordnet sind, zwischen die entsprechenden Rücklaufpfade (26) eingesetzt und weiter mit dem umgeschlagenen Element (35) verbunden ist.
  31. Wärmetauscher nach Anspruch 30, bei welchem die U-förmigen flachen Rohre in zwei Reihen in der Richtung (X-Richtung), in welcher das erste Fluid strömt, angeordnet sind und die zwei Reihen der U-förmigen flachen Rohre mit dem umgeschlagenen Element (35) an Positionen verbunden sind, die in Stapelrichtung (Z-Richtung) versetzt sind.
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