DE112016000793T5

DE112016000793T5 - Flexible Bauweise von Wärmetauschern zum Erwärmen und/oder Kühlen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE112016000793T5
Application number: DE112016000793.0T
Authority: DE
Inventors: Silvio Tonellato; Michael Bardeleben; Sachin Bhatia
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107429977A; US10429132B2; WO2016131139A1; CA2977146A1; CN107429977B; US20180038651A1

Abstract

Ein Wärmetauscher weist einen Kern auf, der zumindest einen Kernabschnitt umfasst, der durch einen Plattenstapel definiert ist, der eine Vielzahl von Kernplatten umfasst, wobei jede Kernplatte eine Vielzahl von beabstandeten, erhöhten Öffnungen aufweist, die von einem flachen Bereich umgeben sind. Die erhöhten Öffnungen benachbarter Platten sind dichtend miteinander verbunden, so dass eine Vielzahl von rohrförmigen Strukturen definiert wird. Obere und untere Sammelrohre sind an der Oberseite und Unterseite des Kerns abgedichtet, wobei durchgehende obere und untere Endplatten zwischen mehreren Kernabschnitten des Wärmetauschers strukturfeste Verbindungen bereitstellen. Der Wärmetauscher kann zahlreiche Konfiguration aufweisen, umfassend abgestufter Kern, gebogener Kern, angewinkelter Kern und/oder einen Kern mit mehreren Abschnitten gleicher oder unterschiedlicher Länge, während die Anzahl spezieller Bauteile und/oder Bauteile mit komplexer Form minimiert werden kann.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der Provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/117,739, die am 18. Februar 2015 eingereicht wurde und deren Inhalt durch Bezugnahme hierin eingebunden ist.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein eine verbesserte Bauweise von Wärmetauschern zum Erwärmen und/oder Kühlen von Flüssigkeiten, und insbesondere Wärmetauscher zum Einsatz in Fahrzeugsystemen, welche an unterschiedliche Konfigurationen einfach anpassbar sind, kostengünstig herstellbar und zuverlässig sind, und welche eine minimale Anzahl an speziellen Bauteilen erfordern.
Hintergrund der Erfindung
Wärmetauscher für Fahrzeugsysteme müssen von leichtem Gewicht, stabil, zuverlässig und kostengünstig herstellbar sein, sowie in begrenzte Einbauräume passen. Zum Beispiel müssen sogenannte „behälterinterne“ Wärmetauscher zum Erwärmen und/oder Kühlen unterschiedlicher Flüssigkeiten in einem Fahrzeugsystem innerhalb der Begrenzungen eines Behältnisses für die zu erwärmende oder kühlende Flüssigkeit passend sein, während Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit innerhalb des Behältnisses maximiert wird. Beispiele für Flüssigkeiten, die durch behälterinterne Wärmetauscher erwärmt und/oder gekühlt werden können, umfassen Motoröl, Getriebeöl, Achsenöl, Servolenkflüssigkeit und flüssigen Brennstoff.
Als ein Beispiel befinden sich behälterinterne Wärmetauscher zum Erwärmen und/oder Kühlen von Motoröl typischerweise innerhalb einer Ölwanne, die mit der Unterseite eines Motorblocks verschraubt ist. Ölwannen weisen typischerweise einen seichten Bereich und einen tieferen Sumpf auf. Um Wärmeübertragung innerhalb dieses Raums zu maximieren, kann der Wärmetauscher eine Form erfordern, welche nicht planar ist und/oder nicht rechteckig ist. Das Herstellen eines solchen Wärmetauschers mit einer herkömmlichen Rohr- und Rippenkonstruktion mit oder ohne Sammelrohrbehältern kann kostenintensiv und schwierig sein, zumindest teilweise aufgrund der Anzahl an erforderlichen speziellen Bauteilen. Weiterhin neigt die herkömmliche Rohr- und Rippenkonstruktion dazu, anwendungsspezifisch zu sein, und ist schwer an verschiedene Typen und Formen von Ölwannen anpassbar.
Es besteht weiterhin ein Bedarf an einem verbesserten Aufbau von Wärmetauschern für Fahrzeugsysteme, die an unterschiedliche Konfiguration einfach angepasst werden können, kostengünstig herstellbar sind, zuverlässig sind, und welche eine minimale Anzahl an speziellen Bauteilen benötigen, ohne Verlust an Einfachheit, Herstellbarkeit und Zuverlässigkeit.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt wird ein Wärmetauscher bereitgestellt, der einen Kern, ein oberes Sammelrohr und ein unteres Sammelrohr umfasst. Der Kern weist eine Höhe, eine Länge und eine Oberseite und eine Unterseite auf, zwischen welchen die Höhe definiert ist. Der Kern umfasst zumindest einen Kernabschnitt mit einer Oberseite, einer Unterseite und einer Länge.
Jeder Kernabschnitt umfasst:

(i) einen Plattenstapel, umfassend eine Vielzahl von Kernplatten, wobei der Plattenstapel eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, und wobei jede der Kernplatten eine im Allgemeinen flache Platte umfasst, die eine Vielzahl von beabstandeten, entlang ihrer Länge bereitgestellten erhöhten Öffnungen und einen die Vielzahl von erhöhten Öffnungen umgebenden flachen Bereich aufweist, wobei die erhöhten Öffnungen benachbarter Kernplatten im Plattenstapel dichtend miteinander verbunden sind, so dass eine Vielzahl von rohrförmigen Strukturen definiert werden, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Plattenstapels erstrecken;
(ii) eine obere Platte, die mit der Oberseite des Plattenstapels dichtend verbunden ist, wobei die obere Platte eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die mit der Vielzahl der rohrförmigen Strukturen kommunizieren; und
(iii) eine untere Platte, die mit der Unterseite des Plattenstapels dichtend verbunden ist, wobei die untere Platte eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die mit der Vielzahl der rohrförmigen Strukturen kommunizieren;

Das obere Sammelrohr ist bereitgestellt an und dichtend verbunden mit der Oberseite des Kerns, und umfasst:

(i) zumindest einen oberen Sammelrohrbehälterabschnitt, der eine Innenseite aufweist, die einen oberen Sammelrohrbehälterraum definiert, wobei der obere Sammelrohrbehälterraum von jedem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen von einem des zumindest einen Kernabschnitts in Strömungskommunikation steht; und
(ii) eine obere Sammelrohrendplatte, die auf dem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt bereitgestellt ist und den oberen Sammelrohrbehälterraum zumindest teilweise abdichtet, wobei sich die obere Sammelrohrendplatte über die gesamte Länge des Kerns an seiner Oberseite erstreckt.

Das untere Sammelrohr ist bereitgestellt auf bzw. dichtend verbunden mit der Unterseite des Kerns, und umfasst:

(i) zumindest einen unteren Sammelrohrbehälterabschnitt, der eine Innenseite aufweist, die einen unteren Sammelrohrbehälterraum definiert, wobei der untere Sammelrohrbehälterraum von jedem unteren Sammelrohrbehälter mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen von einem des zumindest einen Kernabschnitts in Strömungskommunikation steht; und
(ii) eine untere Sammelrohrendplatte, die auf dem unteren Sammelrohrbehälterabschnitt bereitgestellt ist und den unteren Sammelrohrbehälterraum zumindest teilweise abdichtet, wobei sich die untere Sammelrohrendplatte über die gesamte Länge des Kerns an seiner Unterseite erstreckt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden die Ausführungsformen lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 eine Perspektivdarstellung eines Wärmetauschers gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
2 eine Querschnittsansicht von vorn des Wärmetauschers gemäß 1 ist;
3 eine Perspektivdarstellung von oben einer Kernplatte des Wärmetauschers gemäß 1 ist;
4 eine Perspektivdarstellung von oben eines benachbarten Paars von Kernplatten des Wärmetauschers gemäß 1 ist;
5 eine teilweise vergrößerte Aufrissansicht von vorn ist, die Abschnitte eines Sammelrohrs und des Kernstapels des Wärmetauschers gemäß 1 zeigt;
6 eine auseinandergezogene Perspektivdarstellung des oberen Sammelrohrs des Wärmetauschers gemäß 1 ist;
7 eine Perspektivdarstellung eines Wärmetauschers gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
8A eine auseinandergezogene Perspektivdarstellung des oberen Sammelrohrs des Wärmetauschers gemäß 7;
8B eine auseinandergezogene Perspektivdarstellung des unteren Sammelrohrs des Wärmetauschers gemäß 7 ist;
9 ist eine Perspektivdarstellung von oben einer Kernplatte des Wärmetauschers gemäß 8A und 8B ist;
10 eine Perspektivdarstellung von oben eines benachbarten Paars von Kernplatten des Wärmetauschers gemäß 8A und 8B ist;
11 eine Perspektivdarstellung von oben eines Wärmetauschers gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
12 eine Aufrissansicht von vorn des Wärmetauschers gemäß 11 ist;
13 ist eine seitliche Aufrissansicht des Wärmetauschers gemäß 11 ist;
14 ist eine Draufsicht von oben auf den Wärmetauscher gemäß 11 ist;
15 ist eine Draufsicht von unten auf den Wärmetauscher gemäß 11 ist;
16 eine Perspektivdarstellung von oben eines Wärmetauschers gemäß einer vierten Ausführungsform ist;
17 eine Aufrissansicht von vorn des Wärmetauschers gemäß 11 ist;
18 eine seitliche Aufrissansicht des Wärmetauschers gemäß 11 ist;
19 eine Draufsicht von oben auf den Wärmetauscher gemäß 11 ist;
20 eine Perspektivdarstellung von oben des Wärmetauschers gemäß einer fünften Ausführungsform ist;
20A eine Anzahl der Komponenten des oberen Sammelrohrs und Zwischensammelrohrs des Wärmetauschers gemäß 20 zeigt;
21 eine Aufrissansicht von vorn des Wärmetauschers gemäß 20 ist;
22 eine seitliche Aufrissansicht des Wärmetauschers gemäß 20 ist;
23 eine Draufsicht von unten auf den Wärmetauscher gemäß 20 ist;
24 eine Perspektivdarstellung von unten eines Wärmetauschers gemäß einer sechsen Ausführungsform ist;
25 eine Aufrissansicht von vorn des Wärmetauschers gemäß 24 ist;
26 eine seitliche Aufrissansicht des Wärmetauschers gemäß 24 ist; und
27 eine Draufsicht von unten auf den Wärmetauscher gemäß 24 ist.
Detaillierte Beschreibung
Ein Wärmetauscher 10 gemäß einer ersten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 erläutert.
Der Wärmetauscher 10 umfasst einen Kern 12 mit einer Höhe, einer Länge und einer Oberseite 14 und einer Unterseite 16, zwischen welchen die Höhe definiert ist. Der Wärmetauscher 10 umfasst ferner ein oberes Sammelrohr 18, das an und mit der Oberseite 14 des Kerns 12 bereitgestellt und dichtend verbunden ist.
Obwohl Begriffe, wie ”Oberseite” und ”Unterseite”, ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”Höhe”, ”Länge”, ”Breite” usw. in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, werden diese Begriffe lediglich aus Zweckmäßigkeitsgründen verwendet. Daraus soll nicht geschlussfolgert werden, dass die Verwendung irgendeines dieser Begriffe von irgendeinem der hierin erläuterten Wärmetauscher erfordert, dass er bei seiner Verwendung eine bestimmte Ausrichtung aufweisen muss.
Der Kern 12 des Wärmetauschers 10 umfasst einen einzigen Kernabschnitt 22, umfassend einen Plattenstapel 24, eine obere Platte 26 und eine untere Platte 28. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Begriffe ”Kern 12” und ”Kernabschnitt 22” synonym verwendet. Zudem wird der Kernabschnitt 22 hierin gelegentlich als ”erster Kernabschnitt 22” bezeichnet, insbesondere in Ausführungsformen, die einen Kern 12 aufweisen, der aus mehreren Kernabschnitten 22 gebildet ist.
Der Plattenstapel 24 umfasst eine Vielzahl von Kernplatten 30, wobei der Plattenstapel 24 eine Oberseite und eine Unterseite 32, 34 aufweist. 3 und 4 zeigen einen Typ der Kernplatte 30, die im Wärmetauscher 10 eingesetzt werden kann, und welche auch in irgendeiner der anderen hierin erläuterten Ausführungsformen eingesetzt werden kann. Jede der Kernplatten 30 umfasst eine im Wesentlichen flache Platte, die eine Vielzahl von beabstandeten, entlang ihrer Länge bereitgestellten erhöhten Öffnungen 36 und einen die Vielzahl der erhöhten Öffnungen 36 umgebenden flachen Bereich 38 aufweist. Innerhalb des Plattenstapels 24 sind die erhöhten Öffnungen 36 benachbarter Kernplatten 30 dichtend miteinander verbunden, so dass eine Vielzahl von rohrförmigen Strukturen 40 definiert werden, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite 32, 34 des Plattenstapels 24 erstrecken. Wie den 1 und 2 entnommen werden kann, ist der durch die Kernplatten 30 gebildete Plattenstapel 24 in seiner Struktur ähnlich einer Rohr-und-Rippen Kernstruktur, bei welcher die rohrförmigen Strukturen 40 zylinderförmigen Rohren entsprechen und die umgebenden flachen Bereiche 38 Rippen entsprechen. Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform die obere Platte 26 und die untere Platte 28 identisch mit Kernplatten 30.
Die 3 und 4 zeigen die spezielle Struktur der Kernplatten 30, wobei 3 eine einzige Kernplatte 30 einzeln darstellt, und 4 zeigt, wie die Platten 30 gestapelt sind. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt ist, weist jede der erhöhten Öffnungen 36 eine flache obere Dichtungsoberfläche 42 auf, und die flachen Bereiche 38 der Kernplatten 30 definieren eine gegenüberliegende flache untere Dichtungsoberfläche 44. Die Kernplatten 30 sind mit den flachen oberen Dichtungsoberflächen 42 der Kernplatten 30, die mit der flachen oberen Dichtungsoberfläche 42 einer benachbarten Kernplatte 30 verbunden ist, und mit der flachen unteren Dichtungsoberfläche 44 von jeder Kernplatte 30, die mit der flachen unteren Dichtungsoberfläche 44 einer benachbarten Kernplatte 30 verbunden ist, miteinander verbunden. Dementsprechend, wenn die Kernplatten 30 miteinander verbunden werden, so dass ein wie in den 1 und 2 gezeigter Stapel gebildet wird, enthält der Plattenstapel 24 alternierende Schichten aus gepaarten flachen Bereichen 38 und gepaarten Öffnungen 36.
Wie den 3 und 4 entnommen werden kann, sind die Kernplatten 30 des Wärmetauschers 10 rechteckig, weisen ein Paar von geraden, parallelseitigen Kanten und ein Paar von geraden parallelen Enden auf. Zudem sind die Kernplatten 30, die den Plattenstapel 24 bilden, miteinander identisch.
Die obere und untere Platte 26, 28 des Plattenstapels 24 weisen jeweils eine oder mehrere Öffnungen 36 auf, die mit der Vielzahl von rohrförmigen Strukturen 40 dichtend verbunden sind und kommunizieren. Wie vorstehend erläutert, sind die obere und untere Platte 26, 28 des Wärmetauschers miteinander und mit den Kernplatten 30 identisch. Die obere und untere Platte 26, 28 sind so ausgerichtet, dass ihre flachen unteren Dichtungsoberflächen 44 Dichtungsflansche zum Abdichten eines der benachbarten Sammelrohre 18, 20 bereitstellen.
Das obere Sammelrohr 18 umfasst einen oberen Sammelrohrbehälterabschnitt 46, der eine hohle Innenseite aufweist, die einen oberen Sammelrohrbehälterraum 48 definiert, wobei der obere Sammelrohrbehälterraum 48 mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen 40 des Kerns 12/Kernabschnitts 22 in Strömungskommunikation steht. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das obere Sammelrohr 18 einen einzelnen Behälterabschnitt 46, welcher mit allen der rohrförmigen Strukturen 40 kommuniziert.
Wie in der vergrößerten Darstellung gemäß 5 und der auseinandergezogenen Darstellung gemäß 6 gezeigt, umfasst das obere Sammelrohr 18 ferner eine obere Sammelrohrendplatte 50, die auf dem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt 46 bereitgestellt und dichtend damit verbunden ist, so dass der obere Sammelrohrbehälterraum 48 teilweise geschlossen und abgedichtet wird. Wie dargestellt ist, erstreckt sind die obere Sammelrohrendplatte 50 über die gesamte Länge des Kerns 12 an seiner Oberseite 14.
In ähnlicher Weise umfasst das untere Sammelrohr einen unteren Sammelrohrbehälterabschnitt 52, der eine Innenseite aufweist, die einen unteren Sammelrohrbehälterraum 54 definiert, der mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen 40 des Kerns 12/Kernabschnitts 22 in Strömungskommunikation steht. In der vorliegenden Ausführungsform steht der untere Sammelrohrbehälterraum 54 mit allen der rohrförmigen Strukturen 40 in Strömungskommunikation.
Das untere Sammelrohr 20 umfasst ferner eine untere Sammelrohrendplatte 56, die auf dem unteren Sammelrohrbehälterabschnitt 52 bereitgestellt ist und den unteren Sammelrohrbehälterraum 54 teilweise abdichtet, wobei sich die untere Sammelrohrendplatte 56 über die gesamte Länge des Kerns 12 an seiner Unterseite 16 erstreckt.
Aus der Zeichnungen ist ersichtlich, dass die obere und untere Sammelrohrendplatte 50, 56 naturgemäß tragend sind und typischerweise dicker sind als die Kernplatten 30. Diese Sammelrohrendplatten 50, 56 sind flache Platten, welche die Oberseite und Unterseite des Wärmetauschers 10 definieren. Zudem enthält jede der Sammelrohrendplatten 50, 56 in der vorliegenden Ausführungsform eine Fluideinlass- oder -auslassöffnung 58, 60 mit einem Einlass- oder -auslassanschluss 62, 64, die mit den Sammelrohrendplatten 50, 56 dichtend verbunden sind, für den Zweck des Verbindens der Einlass- und -auslassöffnung 58, 60 mit anderen Komponenten eines Kühlmittelkreislaufsystems (nicht gezeigt).
Die rohrförmigen Strukturen 40 definieren eine Vielzahl von Fluidströmungskanälen, welche sich in der vorliegenden Ausführungsform über die gesamte Höhe des Kerns 12 erstrecken und ausgelegt sind, Fluidströmung in der gleichen Richtung zu ermöglichen, d.h. vom Einlass- 58 und -auslassanschluss 62 durch das obere Sammelrohr 18, durch die rohrförmigen Strukturen 40 zum unteren Sammelrohr 20, und heraus durch den Fluidauslass 60 und Auslassanschluss 64. Der Weg, der von dem durch den Wärmetauscher 10 strömenden Fluid durchlaufen wird, wird in 2 durch die Pfeile angezeigt.
Jeder der Sammelrohrbehälterabschnitte 46, 52 des Wärmetauschers 10 weist einen identischen Aufbau auf, und deren Komponenten sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Wie am besten in 6 werden kann, umfasst der obere Sammelrohrbehälterabschnitt 46 ein Paar von gestanzten Platten 66, die in der vorliegenden Ausführungsform miteinander identisch sind. Es soll erkannt werden, dass der untere Sammelrohrbehälterabschnitt 52 einen ähnlichen oder identischen Aufbau aufweist. Jede der gestanzten Platten 66 umfasst einen flachen Umfangskantenabschnitt 68, der einen zentralen erhöhten Abschnitt 70 mit einer flachen oberen Dichtungsoberfläche 72 umgibt, wobei die flache obere Dichtungsoberfläche 72 zumindest eine im zentralen erhöhten Abschnitt 70 bereitgestellte Öffnung 74 umgibt. Im Wärmetauscher 10 sind fünf getrennte Öffnungen 74 in der flachen oberen Dichtungsoberfläche 72 vorgesehen, die der Anzahl der rohrförmigen Strukturen 40 entsprechen, wobei allerdings erkannt werden soll, dass dies nicht wesentlich ist. Um den Sammelrohrbehälterabschnitt 46 oder 52 auszubilden, werden die flachen oberen Dichtungsoberflächen 72 eines Paars von gestanzten Platten 66 dichtend miteinander verbunden, so dass ein Behälterabschnitt 46, 52 ausgebildet wird.
Der flache Umfangskantenabschnitt 68 jeder gestanzten Platte 66 stellt eine flache untere Dichtungsoberfläche 76 bereit, die der flachen oberen Dichtungsoberfläche 72 des zentralen erhöhten Abschnitts 70 gegenüberliegt. Die Sammelrohrendplatten 50, 56 weisen jeweils flache Oberflächen auf, die mit einer der flachen unteren Dichtungsoberflächen 76 des Sammelrohrbehälterabschnitts 46, 52 dichtend verbunden sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die andere flache untere Dichtungsoberfläche 76 jedes Sammelrohrbehälterabschnitts 46, 52 mit der flachen oberen Dichtungsoberfläche 42 oder 44 der oberen oder unteren Platte 26 oder 28 dichtend verbunden. Wie in dem Wärmetauscher 10, können die obere und untere Platte 26, 28 des Wärmetauschers 78 miteinander und mit den Kernplatten 30 identisch sein, und sind so ausgerichtet, dass ihre flachen unteren Dichtungsoberflächen 44 Dichtungsflansche zum Abdichten eines der benachbarten Sammelrohre 18, 20 bereitstellen. Der wie vorangehend erläuterte Aufbau der oberen und unteren Sammelrohrbehälterabschnitte 46, 52 unterstützt das Vereinfachen des Aufbaus, indem das Erfordernis vermieden wird, tiefgezogene Sammelrohrbehälter mit komplexer Form auszubilden. Die erhöhten Abschnitte 70 der gestanzten Platten 66 sind relativ seicht und können mit einfachen Werkzeugen ausgebildet werden, sogar in Ausführungsformen, bei denen die Sammelrohrbehälterabschnitte 46, 52 nicht linear sind.
Ein Wärmetauscher 78 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 7–10 erläutert. Der Wärmetauscher 78 enthält mehrere Elemente, die ähnlich oder identisch mit den Elementen des vorangehend erläuterten Wärmetauschers 10 sind. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet, und die vorstehende Beschreibung gleicher Elemente des Wärmetauschers 10 gilt gleichermaßen für die Elemente des Wärmetauschers 78, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Genauso wie der Wärmetauscher 10 enthält der Wärmetauscher 78 eine Kern 12 mit einer Oberseite 14 und einer Unterseite 16, ein oberes Sammelrohr 18 und ein unteres Sammelrohr 20. Im Unterschied zum Wärmetauscher 10 ist der Strömungspfad, den das durch den Wärmetauscher 78 strömende Fluid durchläuft, U-förmig, und daher sind der Fluideinlass- und -auslass 58, 60 und die Einlass- und -auslassanschlüsse 62, 64 auf einem der Sammelrohre 18 oder 20 bereitgestellt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Anschlüsse 62, 64 und der Einlass und Auslass 58, 60 auf dem oberen Sammelrohr 18 bereitgestellt, allerdings können diese stattdessen auch auf dem unteren Sammelrohr 20 bereitgestellt sein. Wärmetauscher mit dieser U-förmigen Strömungskonfiguration werden üblicherweise als ”zweistufige” Wärmetauscher bezeichnet.
Es geht hervor, dass der Kern 12 des Wärmetauschers 78 im Allgemeinen rechteckig ist, aber nicht planar ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Kern 12 einen Kernabschnitt 22, und der Kernabschnitt 22 umfasst einen ersten Abschnitt 80 und einen zweiten Abschnitt 82, die jeweils rechteckig und planar sind. Wie in der ersten Ausführungsform werden die Begriffe ”Kern 12” und ”Kernabschnitt 22” in der Beschreibung der zweiten Ausführungsform synonym verwendet.
Allerdings sind der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des Kernabschnitts 22 nicht planar zueinander, und in einer ”abgestuften” Konfiguration angeordnet, die hierin als eine Konfiguration definiert ist, in welcher der erste und zweite Abschnitt eines Kernabschnitts 22 jeweils rechteckig und planar sind, allerdings in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, die zueinander parallel sind. Zudem können der erste und zweite Abschnitt 80, 82 in der abgestuften Konfiguration überlappende Enden aufweisen, wie in der 7 gezeigt ist. Diese abgestufte Konfiguration ist insbesondere zweckdienlich, wenn der Wärmetauscher 78 in einem unregelmäßig geformten Raum untergebracht werden muss, wie die Innenseite einer Ölwanne. Die abgestufte Konfiguration des Wärmetauschers 78 ermöglicht es, dass ein Abschnitt 80 oder 82 des Kernabschnitts 22 in einem seichten Abschnitt der Ölwanne aufgenommen werden kann, während der andere Abschnitt 80 oder 82 im Sumpf der Ölwanne aufgenommen werden kann.
Der abgestufte Kern 12 des Wärmetauschers 78 kann aus einem einzigen Plattenstapel 24 oder aus zwei getrennten Plattenstapeln 24 ausgebildet sein. Zum Beispiel können der gesamte Kern 12 und der Kernabschnitt 22 einen einzigen Plattenstapel 24 umfassen, in welchem jede der Kernplatten 30 eine abgestufte Form aufweist, wobei Kanten der Konfiguration des abgestuften Kerns 12 folgen. In diesem Fall bilden der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des Kernabschnitts 22 jeweils einen Teil desselben Plattenstapels 24, und die Kernplatten 30 im Plattenstapel 24 können miteinander identisch sein.
Alternativ kann der erste Abschnitt 80 des Kernabschnitts 22 einen ersten Plattenstapel 24 umfassen, und der zweite Abschnitt 82 kann einen zweiten Plattenstapel 24 umfassen. In diesem Fall sind der erste und der zweite Stapel 24 voneinander getrennt und umfassen jeweils einen Stapel aus Kernplatten 30. In dieser Variante, welche mit der in den 7 bis 10 gezeigten Ausführungsform übereinstimmt, können die Kernplatten 30, die jeden der Plattenstapel 24 des ersten und des zweiten Abschnitts 80, 82 bilden, eine einfache rechteckige Form aufweisen, und können optional miteinander identisch sein, wodurch die Anzahl an speziellen Werkzeugen, die zur Herstellung des Wärmetauschers 78 erforderlich sind, minimiert werden kann.
Um die zweistufige Konfiguration bereitzustellen, umfasst das obere Sammelrohr 18 des Wärmetauschers 78 (am besten in der auseinandergezogenen Ansicht gemäß 8A erkennbar) einen ersten und zweiten Sammelrohrbehälterabschnitt, die jeweils durch das Bezugszeichen 46 bezeichnet sind, so dass zwei getrennte obere Sammelrohrbehälterräume 48 gebildet werden. Der erste Sammelrohrbehälterabschnitt 46 des oberen Sammelrohrs 18 kommuniziert mit allen der rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Abschnitts 80 des Kernabschnitts 22, wohingegen der zweite Sammelrohrbehälterabschnitt 46 des oberen Sammelrohrs 18 mit allen der rohrförmigen Strukturen 40 des zweiten Abschnitts 82 des Kernabschnitts 22 kommuniziert. Wie mit den Kernplatten 30 können die oberen Sammelrohrbehälterabschnitte 46 optional miteinander verbunden oder voneinander getrennt sein. Dieser Konfiguration entsprechend umfasst einer der oberen Sammelrohrbehälterräume 48 einen Einlasssammelrohrraum und der andere obere Sammelrohrbehälterraum 48 umfasst einen Auslasssammelrohrraum, die jeweils mit einer Einlass- oder -auslassöffnung 58, 60 und einem Einlass- oder -auslassanschluss 62, 64 kommunizieren.
Das untere Sammelrohr 20 des Wärmetauschers 78 (am besten in der auseinandergezogenen Ansicht gemäß 8B erkennbar) enthält einen einzigen Sammelrohrbehälterabschnitt 52, der mit allen der rohrförmigen Strukturen 40 des Kernabschnitts 22 kommuniziert. Daher stellt das untere Sammelrohr 20 einen Sammelrohrbehälterraum 54 bereit, in welchem das von den rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Abschnitts 80 aufgenommene Fluid seine Richtung ändert und in die rohrförmigen Strukturen 40 des zweiten Abschnitts 82 eintritt.
Aus diesem Grund, wie in der 8A gezeigt, weist die obere Sammelrohrendplatte 50 eine Fluideinlassöffnung 58 in Strömungskommunikation mit dem ersten Sammelrohrbehälterabschnitt 46 des oberen Sammelrohrs 18 und eine Fluidauslassöffnung 60 in Strömungskommunikation mit dem zweiten Sammelrohrbehälterabschnitt 46 des oberen Sammelrohrs 18 auf. Dahingegen ist die untere Sammelrohrendplatte 56, gezeigt in der 8B, frei von Öffnungen.
Die 9 und 10 zeigen einen Typ der Kernplatte 30, welche im Wärmetauscher 78 eingesetzt werden kann, und welche auch in irgendeiner der anderen hierin erläuterten Ausführungsformen eingesetzt werden kann. Wie in den in den 3 und 4 gezeigten Kernplatten umfassen die Kernplatten 30 der 9 und 10 jeweils eine im Allgemeinen flache Platte, die eine Vielzahl von beabstandeten, über ihre Länge bereitgestellten erhöhten Öffnungen 36 aufweist, und weisen einen die Vielzahl der erhöhten Öffnungen 36 umgebenden flachen Bereich 38 auf. Um die Vielzahl der rohrförmigen Strukturen 40 auszubilden, werden die Kernplatten 30 gestapelt und die erhöhten Öffnungen 36 benachbarter Kernplatten 30 im Plattenstapel 24 dichtend miteinander verbunden, so dass die rohrförmigen Strukturen 40 definiert werden.
Die Kernplatten 30 der 9 und 10 unterscheiden sich von den in den 3 und 4 Gezeigten darin, dass die Kernplatten 30 von jedem Plattenstapel 24 mit den in die gleiche Richtung weisenden erhöhten Öffnungen 36 miteinander verbunden werden. Um die Dichtung bereitzustellen weisen die erhöhten Öffnungen 36 geneigte Seitenwandungen 84 auf, so dass die erhöhten Öffnungen 36 benachbarter Platten 30 ineinander eingepasst werden, wie in der 10 gezeigt. Bei diesem Typ von Kernplatte 30 ist die miteinander dichtende Verbindung der erhöhten Öffnungen 36 zwischen den geneigten Seitenwandungen 84 benachbarter Öffnungen 36 bereitgestellt. Die erhöhten Öffnungen 36 in den Kernplatten 30 der 9 und 10 können durch einfaches Durchstechen der Kernplatte 30 mit einem Dorn, anstelle des Stanzens der Kernplatte 30 gebildet sein. Die Verwendung des Durchstechens zum Ausbilden erhöhter Öffnungen 36 kann in einer geringeren Ausdünnung des Materials der Kernplatte 30 in der Umgebung der Öffnung 36 führen, im Vergleich zu einem Prägevorgang, insbesondere an den Enden der Kernplatte 30. Zudem ermöglicht die Verwendung durchstochener Öffnungen 36 mit ineinander einpassbaren, geneigten Seitenwandungen eine gewisse Einstellung der Beabstandung zwischen benachbarten Kernplatten 30, einfach durch Erhöhen oder Herabsetzen des Grades des Ineinanderpassens. Die Verwendung des Durchstechens zur Ausbildung erhöhter Öffnungen 36 resultiert in Öffnungen 36, die eine Kegelstumpfform ohne eine flache obere Oberfläche aufweisen.
Jede der in den 9 und 10 gezeigten Kernplatten 30 kann ferner zumindest einen erhöhten Vorsprung 86 aufweisen, der sich von der gleichen Seite der Platte 30 als erhöhte Öffnungen 36 erstreckt und eine Höhe aufweist, die im Wesentlichen gleich einer gewünschten Beabstandung zwischen den flachen Bereichen 38 benachbarter Kernplatten 30 ist. Jeder der erhöhten Vorsprünge 86 ist zwischen einem benachbarten Paar von erhöhten Öffnungen 36 bereitgestellt. Somit, wenn die Platten wie in 10 gestapelt werden, kontaktiert eine Oberseite 88 jedes Vorsprungs 86 den flachen Bereich 38 einer benachbarten Kernplatte 36, wodurch ein Anschlag bereitgestellt wird, und einheitliche Beabstandung zwischen benachbarten Kernplatten sichergestellt wird. Um den Kontakt mit den flachen Bereichen 38 der Kernplatten 30 zu verbessern, können die Oberseiten 88 der Vorsprünge 86 flach sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Vorsprünge 86 in der Form von kreisförmigen Vertiefungen mit einer flachen Oberseite, die zwischen jedem Paar von erhöhten Öffnungen 36 bereitgestellt sind. Allerdings soll erkannt werden, dass die Form, Beabstandung und Anzahl der Vorsprünge 86 gegenüber den in den 9 und 10 Gezeigten variieren kann. Es soll auch erkannt werden, dass Vorsprünge 86 nicht in allen Ausführungsformen zwangsläufig bereitgestellt sind, und dass es gewünscht sein kann, Kernplatten 30 ohne Vorsprünge bereitzustellen, zum Beispiel wenn es gewünscht ist, den Grad des Ineinanderpassens der Öffnungen 36 zu verwenden (im Fall der Kernplatte 30 der 9 und 10), um eine gewisse Variabilität in der Beabstandung zwischen benachbarten Kernplatten 30 bereitzustellen.
Die Kernplatten 30 der 9 und 10 beinhaltet ein weiteres Merkmal, welches das Minimieren der Anzahl an speziellen Bauteilen unterstützt, die zur Herstellung des Wärmetauschers 78 verwendet werden. Hierbei weist jede der Kernplatten 30 gemäß den 9 und 10 eine Mittellängsachse A auf (gezeigt in 9), entlang welcher die Mitten der erhöhten Öffnungen 36 ausgerichtet sind. Allerdings sind die Mitten der erhöhten Vorsprünge 86 relativ zur Mittellängsachse A versetzt. Somit, wenn eine Vielzahl von identischen Kernplatten 30 der 9 und 10 zu einem Kernstapel zusammengefügt werden, werden die Platten 30 um 180 Grad gedreht, so dass die erhöhten Vorsprünge 86 in benachbarten Platten 30 relativ zueinander axial versetzt werden, und nicht ineinander eingepasst werden. Der Versatz der Vorsprünge 86 kann in der 8A am besten erkannt werden, welche obere Platten 26 zeigt, die identisch mit Kernplatten 30 sind, und mittig positionierte erhöhte Öffnungen 36 und versetzte Vorsprünge 86 enthält. Der Versatz der Vorsprünge 86 ist ausreichend, um sicherzustellen, dass zumindest ein Abschnitt der Oberseite 88 jedes erhöhten Vorsprungs 86 mit dem flachen Bereich 38 einer benachbarten Kernplatte 30 in Kontakt kommt, wodurch die gewünschte Beabstandung zwischen den Kernplatten 30 bereitgestellt wird.
Um das Zusammenfügen der Plattenstapel 24 zu vereinfachen, können die Kernplatten 30 der 9 und 10 visuelle Indikatoren aufweisen, um ein Ende der Kernplatte 30 vom anderen zu unterscheiden. Diesbezüglich zeigen die 9 und 10, dass jede Kernplatte 30 mit einem Paar von gegenüberliegenden Enden 90, 92 ausgebildet ist, wobei das Ende 92 mit abgeschnittenen Ecken 94 ausgebildet ist. In 10 ist ersichtlich, dass die Enden 90, 92 in benachbarten Kernplatten 30 des Plattenstapels 24 miteinander alternieren, und dass die erhöhten Vorsprünge 86 nicht mehr zueinander in Ausrichtung sind.
Das obere und untere Sammelrohr 18 und 20 des Wärmetauschers 78 können auch eine etwas andere Struktur gegenüber dem oberen und unteren Sammelrohr 18, 20 des vorstehend erläuterten Wärmetauschers 10 aufweisen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das obere und untere Sammelrohr 18, 20 eine obere und untere Sammelrohrendplatte 50, 56, die in der Form von flachen Platten sind, die sich über die Länge des Kerns 12/Kernabschnitts 22 erstrecken. Sowohl die obere als auch die untere Sammelrohrendplatte 50, 56 weisen eine abgestufte Konfiguration auf, so dass sie der abgestuften Form des Kerns 12 folgen und sich über die gesamte Länge des Kerns 12 erstrecken, wodurch für den Wärmetauscher 78 strukturelle Festigkeit bereitgestellt wird. Dies ist besonders wichtig, wenn der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des Kernabschnitts 22 getrennte Plattenstapel 24 umfassen.
Im Wärmetauscher 78 kann der Aufbau jedes oberen Sammelrohrbehälterabschnitts 46 mit dem des vorstehend erläuterten Wärmetauschers 10, der die gestanzten Platten 66 umfasst, übereinstimmen. Jeder der ersten und zweiten Sammelrohrbehälterabschnitte 46 kann ein einzelnes Paar von gestanzten Platten 66 mit einer abgestuften Form ähnlich der der Sammelrohrendplatten 50, 56 umfassen, oder kann zwei getrennte gestanzte Platten 66, wie in 8A gezeigt, umfassen, die jeweils eine ähnliche oder gleiche Form zueinander und mit den gestanzten Platten 66 des vorangehend erläuterten Wärmetauschers 10 aufweisen.
Wie in der 8A gezeigt, umfasst das obere Sammelrohr 18 des Wärmetauschers 78 ferner eine obere Stapelendplatte 96, die eine Fläche aufweist, die mit dem flachen Bereich 38 der oberen Platte 26 (identisch zur Kernplatte 30 und mit durch gleiche Bezugszeichen bezeichneten gleichen Elementen) des ersten und zweiten Abschnitts 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 verbunden ist, und eine gegenüberliegende Fläche aufweist, die mit dem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt 46 verbunden ist. In ähnlicher Weise, wie in der 8B gezeigt ist, umfasst das untere Sammelrohr 20 des Wärmetauschers 78 ferner eine untere Stapelendplatte 98, die eine erste Fläche aufweist, die mit dem flachen Bereich 38 der unteren Platte (identisch zur Kernplatte 30 und mit gleichen Bezugszeichen versehene gleiche Elemente) des Kernabschnitts 22 verbunden ist, und eine gegenüberliegende zweite Fläche aufweist, die mit dem unteren Sammelrohrbehälterabschnitt 52 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die obere und untere Stapelendplatte 96, 98 flach und planar und weisen eine Umfangsform auf, die im Wesentlichen identisch zur der der oberen und unteren Sammelrohrendplatte 50, 56 ist. Weiterhin können die Dicken der oberen und unteren Stapelendplatte 96, 98 gleich den Dicken der oberen und unteren Sammelrohrendplatten 50, 56 sein, so dass die obere und untere Stapelendplatte 96, 98 für den Kern 12 des Wärmetauschers 78 auch strukturelle Festigkeit bereitstellen.
Die obere Stapelendplatte 96 ist ferner mit zumindest eienr Öffnung 100 bereitgestellt, durch welche Strömungskommunikation zwischen einer oder mehrerer der rohrförmigen Strukturen 40 des Kerns 12 und einem der Sammelrohrbehälterräume 48 des oberen Sammelrohrs 18 bereitgestellt ist. In der vorliegende Ausführungsform enthält die obere Stapelendplatte 96 eine Vielzahl von Öffnungen 100, umfassend einfache Löcher, deren Anzahl gleich ist zu und die ausgerichtet sind zu den rohrförmigen Strukturen 40 des Kerns 12 und den erhöhten Öffnungen 36 der oberen Platten 26 und Kernplatten 30.
Die obere Stapelendplatte 98 ist zwischen zumindest einer Öffnung 101 bereitgestellt, durch die Strömungskommunikation zwischen einem oder mehreren der rohrförmigen Strukturen 40 des Kerns 12 und einem der Sammelrohrbehälterräume 54 des unteren Sammelrohrs 20 bereitgestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die untere Stapelendplatte 98 eine Vielzahl von Öffnungen 101, deren Anzahl und Ausrichtung gleich ist zu den rohrförmigen Strukturen 40 des Kerns 12 und zu den erhöhten Öffnungen 36 der unteren Platten 28 und der Kernplatten 30. In der vorliegenden Ausführungsform sind unter Verwendung der Kernplatten 30, wie in den 9 und 10 gezeigt, die Öffnungen 101 in der unteren Stapelendplatte 98 in der Form von erhöhten Öffnungen, die in die gleiche Richtung weisen wie die erhöhten Öffnungen 36 der unteren Platten 28, wodurch ein Grad des Ineinanderpassens bereitgestellt wird, so dass die dichtende Verbindung der Platten 28 und 98 unterstützt wird. An sich kann die untere Stapelendplatte 98 eine Dicke geringer als die der oberen Stapelendplatte 96 aufweisen, die mit Öffnungen 100 in der Form von einfachen Löchern ausgebildet sind. Allerdings können in Ausführungsformen unter Verwendung der Platten 30, gezeigt in den 3 und 4, die Öffnungen 100, 101 sowohl in der oberen als auch in der unteren Stapelendplatte 96, 98 einfache Löcher sein, in welchem Fall die obere und untere Stapelendplatte 96, 98 miteinander identisch sein können.
Ein Wärmetauscher 101 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 11–15 erläutert. Der Wärmetauscher 112 enthält mehrere Elemente, welche ähnlich zu oder identisch mit den Elementen des vorangehend erläuterten Wärmetauschers 10 und 78 sind. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet, und die vorstehende Beschreibung gleicher Elemente des Wärmetauschers 10 und 79 gilt gleichermaßen für die Elemente des Wärmetauschers 102, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Der Wärmetauscher 102 gemäß der dritten Ausführungsform enthält einen Kern 12 mit einer Oberseite 14 und einer Unterseite 16, einem oberen Sammelrohr 18 und einem unteren Sammelrohr 20. Der Kern 12 umfasst einen Kernabschnitt 22, der einen ersten Abschnitt 80 und einen zweiten Abschnitt 82 bildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des Kerns 12 und der erste Kernabschnitt 22 zueinander nicht planar. Jeder des ersten und zweiten Abschnitts 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 ist rechteckig und planar und relativ zueinander angewinkelt, um für den Kern 12/Kernabschnitt 22 eine angewinkelte Konfiguration bereitzustellen, wobei ein eingeschlossener Winkel zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 80, 82 des Kerns 12 größer ist als 90 Grad, d.h. etwa 150 Grad. Wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen werden die Begriffe ”Kern 12” und ”Kernabschnitt 22” in der Beschreibung der dritten Ausführungsform synonym verwendet.
Im Wärmetauscher 102 umfasst der erste Abschnitt 80 des Kernabschnitts 22 einen ersten Plattenstapel 24 und der zweite Abschnitt 82 des Kernabschnitts 22 umfasst einen zweiten Plattenstapel 24. Wie aus den Zeichnungen erkannt werden kann, sind der erste und der zweite Plattenstapel 24 voneinander getrennt, und umfassen jeweils einen Stapel von Kernplatten 30, welche rechteckig geformt sind, und die in den 3–4 oder in den 9–10 gezeigten Kernplatten umfassen können. Die Kernplatten 30 der zwei Plattenstapel 24 können miteinander identisch sein.
Der Wärmetauscher 102 ähnelt dem Wärmetauscher 78 darin, dass er eine zweistufige Konfiguration aufweist, wobei das obere Sammelrohr 18 ein Paar von oberen Sammelrohrbehälterabschnitten 46 aufweist, wobei einer der oberen Sammelrohrbehälterabschnitte 46 mit den rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Abschnitts 80 des Kernabschnitts 22 in Strömungskommunikation steht, während der andere obere Sammelrohrbehälterabschnitt 46 mit allen der rohrförmigen Strukturen im zweiten Abschnitt 82 des Kernabschnitts 22 in Strömungskommunikation steht. Das untere Sammelrohr 20 enthält andererseits einen einzigen Sammelrohrbehälterabschnitt 52, der mit allen der rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 kommuniziert. Der untere Sammelrohrbehälterabschnitt 52 kann daher aus einem Paar von gestanzten Platten 66 bestehen, die der Form des Kerns 12 und der Sammelrohrendplatten 50, 56 folgen. Neben der angewinkelten Ausrichtung und Formen der Sammelrohre 18, 20 des Wärmetauschers 102 soll erkannt werden, dass er ansonsten zu dem oberen und unteren Sammelrohr 18, 20, gezeigt in den 8A und 8B, strukturell ähnlich ist.
Anstelle des Bereitstellens von zwei getrennten Plattenstapeln 24 mit identischer Konfiguration soll erkannt werden, dass der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 einen Teil desselben Plattenstapels 24 bilden können, so dass die Kernplatten 30 Kanten aufweisen, die der angewinkelten Konfiguration des ersten Kernabschnitts 22 folgen, und im Allgemeinen die gleiche Form aufweisen wie die obere und untere Sammelrohrendplatte 50, 56. In dieser Konfiguration können alle den einzigen Plattenstapel 24 bildenden Kernplatten 30 identisch miteinander sein.
Es soll erkannt werden, dass der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 80, 82 des erste Kernabschnitts 22 im Wärmetauscher 102 von dem in den 11–15 Gezeigtem verändert werden kann, durch einfaches Verändern der Formen der Platten, die die Sammelrohre 18, 20 bilden. Der zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 eingeschlossene Winkel kann somit variiert werden, von weniger als oder gleich 90 Grad bis größer als 90 Grad, oder umgekehrt.
Ein Wärmetauscher 104 gemäß einer vierten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 16–19 erläutert. Der Wärmetauscher 104 umfasst einen Kern 12 mit einer Oberseite 14 und einer Unterseite 16, einem oberen Sammelrohr 18 und einem unteren Sammelrohr 20. Der Kern 12 umfasst einen ersten Kernabschnitt 22, welcher nicht planar ist, und in welchem der erste Abschnitt 80 und der zweite Abschnitt 82 zueinander nicht planar sind. Gemäß dieser Ausführungsform ist der erste Kernabschnitt 22 gebogen, so dass der Plattenstapel 24 eine Vielzahl von Kernplatten 30 mit gebogenen Kanten enthält. Wie in der ersten bis dritten Ausführungsform werden die Begriffe ”Kern 12” und ”erster Kernabschnitt 22” in der Beschreibung der vierten Ausführungsform synonym verwendet. Neben der gebogenen Ausrichtung und Formen der Sammelrohre 18, 20 des Wärmetauschers 104 soll erkannt werden, dass diese ansonsten strukturell ähnlich der in den 8A und 8B gezeigten oberen und unteren Sammelrohr 18, 20 ist.
Ein Wärmetauscher 106 entsprechend einer fünften Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 20–23 erläutert. Der Wärmetauscher 106 enthält mehrere Elemente, welche ähnlich zu oder identisch mit den Elementen des vorstehend erläuterten Wärmetauschers 10, 78 und 102 sind. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet, und die vorstehende Beschreibung gleicher Elemente des Wärmetauschers 10, 78 und 102 gilt gleichermaßen für die Elemente des Wärmetauschers 106, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Der Wärmetauscher 106 umfasst einen Kern 12 mit einer Oberseite 14 und einer Unterseite 16, ein oberes Sammelrohr 18 und ein unteres Sammelrohr 20. Der Kern 12 des Wärmetauschers 106 ist im Allgemeinen L-förmig, so dass es möglich ist, den Wärmetauscher 106 in ein unregelmäßig geformtes Fluidbehältnis einzusetzen.
Um diese L-Form bereitzustellen ist der Wärmetauscher 106 aus einem ersten Kernabschnitt 22 und einem zweiten Kernabschnitt 108 gebildet. Der zweite Kernabschnitt 108 ist unterhalb des ersten Kernabschnitts 22 bereitgestellt, wobei das obere Sammelrohr 18 auf der Oberseite des ersten Kernabschnitts 22 bereitgestellt ist, und das untere Sammelrohr 20 auf der Unterseite des zweiten Kernabschnitts 108 bereitgestellt ist. Die L-Form des Kerns wird das Ausbilden eines der Kernabschnitte 22, so dass er länger ist als der andere Kernabschnitt 22 oder 108, bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Kernabschnitt 22 länger als der zweite Kernabschnitt 108 und das obere Sammelrohr 18 ist auch länger als das untere Sammelrohr 20.
Jeder des ersten und zweiten Kernabschnitts 22, 108 des Wärmetauschers 106 ist rechteckig und planar und die ersten und zweiten Kernabschnitte 22, 108 sind zueinander koplanar. Die Kernabschnitte 22, 108 umfassen jeweils einen Plattenstapel 24, umfassend eine Vielzahl von Kernplatten 30, und die obere und untere Platte 26, 28 jedes Kernabschnitts ist identisch mit den Kernplatten 30.
Im vorliegenden Fall sind die Kernplatten 30, die jeden Plattenstapel 24 bilden, aus einem Stapel aus Platten 30 entsprechend den 9 und 10 gebildet, in welchem die erhöhten Öffnungen 36 benachbarter Platten ineinander eingepasst werden und erhöhte Vorsprünge 86 zwischen den erhöhten Öffnungen 36 bereitgestellt sind. Wie aus der Aufrissansicht von vorn gemäß 21 gesehen werden kann, beinhaltet der erste Kernabschnitt 22 Kernplatten 30, die insgesamt acht erhöhte Öffnungen 36 aufweisen, so dass acht rohrförmige Strukturen 40 gebildet werden, die sich über die gesamte Höhe des ersten Kernabschnitts 22 erstrecken. Der zweite Kernabschnitt 108 beinhaltet andererseits einen Plattenstapel 24, der aus Kernplatten 30 gebildet ist, die insgesamt fünf erhöhte Öffnungen 36 aufweisen, die fünf rohrförmige Strukturen 40 bilden, die sich über die gesamte Höhe des zweiten Kernabschnitts 108 erstrecken.
In der vorliegenden Ausführungsform, in welcher der Wärmetauscher 106 aus zwei Kernabschnitten 22, 108 gebildet ist, sind das obere Sammelrohr 18 und das untere Sammelrohr 20 auf unterschiedlichen Sammelrohrabschnitten bereitgestellt. Der Wärmetauscher 108 umfasst ferner ein drittes Sammelrohr, das hierin als Zwischensammelrohr 110 bezeichnet wird, welches zwischen dem ersten und zweiten Kernabschnitt 22, 108 bereitgestellt ist, und mit der Unterseite des ersten Kernabschnitts 22 und der Oberseite des zweiten Kernabschnitts 108 dichtend verbunden ist. Wie bei den oberen und unteren Sammelrohren 18, 20 umfasst das Zwischensammelrohr 110 zumindest einen Zwischensammelrohrbehälterabschnitt 112, der eine Innenseite aufweist, die einen Zwischensammelrohrbehälterraum 114 definiert. Der Zwischensammelrohrbehälterraum jedes Behälterabschnitts steht mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen 40 von zumindest einem der Kernabschnitte 22, 108 in Strömungskommunikation.
Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, sind sowohl das obere Sammelrohr 18 als auch das Zwischensammelrohr 110 strukturell ähnlich zueinander, und weisen jeweils zwei Sammelrohrbehälterabschnitte 46 oder 112 auf, die eine wie vorstehend erläuterte Struktur haben. Ein erster oberer Sammelrohrbehälterabschnitt 46 und oberer Sammelrohrbehälterraum 48 (auf der rechten Seite von 21) kommunizieren mit den vier rohrförmigen Strukturen 40 auf der rechten Seite des Wärmetauschers 106 (hierin auch als erste Untergruppe von rohrförmigen Strukturen bezeichnet), wie in 21 gezeigt, und der zweite obere Sammelrohrbehälterabschnitt 46 und Behälterraum 48 (auf der linken Seite gemäß 21) stehen mit den vier rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 auf der linken Seite von 21 (hierin auch als zweite Untergruppe von rohrförmigen Strukturen bezeichnet) in Strömungskommunikation. In ähnlicher Weise stehen ein erster Zwischensammelrohrbehälterabschnitt 112 und ein entsprechender Behälterraum 114 (auf der rechten Seite gemäß 21) mit der ersten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 in Strömungskommunikation, und der zweite Zwischensammelrohrbehälterabschnitt 112 und entsprechende Behälterraum 114 (auf der linken Seite gemäß 21) stehen mit der zweiten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 in Strömungskommunikation.
Zudem ist aus 21 ersichtlich, dass der erste Sammelrohrbehälterabschnitt 112 des Zwischensammelrohrs 110 mit einer ersten Untergruppe der rohrförmigen Strukturen 40 des zweiten Kernabschnitts 108 in Kommunikation steht. In dieser Ausführungsform entspricht die erste Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 im zweiten Kernabschnitt 108 der rohrförmigen Struktur 40 am rechten Ende des zweiten Kernabschnitts 108 in 21. Daher wird das gesamte durch die vier rechtsseitigen rohrförmigen Strukturen 40 des Kernabschnitts 22 strömende Fluid im ersten Sammelrohrabschnitt 112 des Zwischensammelrohrs 110 gesammelt und strömt in die rohrförmige Struktur 40 am rechten Ende des zweiten Kernabschnitts 108.
Der zweite Sammelrohrbehälterabschnitt 112 des Zwischensammelrohrs 110 kommuniziert mit einer zweiten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des zweiten Kernabschnitts 108, entsprechend den vier rohrförmigen Strukturen 40 auf der linken Seite des zweiten Kernabschnitts 108. Daher steht die zweite Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 mit der zweiten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des zweiten Kernabschnitts 108 durch den zweiten Sammelrohrbehälterabschnitt 112 des Zwischensammelrohrs 110 in Strömungskommunikation.
Hinsichtlich der Gesamtstruktur ist das obere Sammelrohr 18 des Wärmetauschers 106 ähnlich zu der in 8A bezüglich des Wärmetauschers 78 Gezeigten. Hierbei weist das obere Sammelrohr 18 des Wärmetauschers 106 eine obere Sammelrohrendplatte 50 auf, die in 20A gezeigt ist, die eine insgesamt rechteckige Form aufweist, und eine Fluideinlass und -auslassöffnung 58, 60 enthält. Der obere Sammelrohrbehälterabschnitt 46 ist aus gestanzten Platten 66 gebildet, wie in 20A gezeigt. Allerdings sind anstelle von getrennten Platten 66 wie in 8A benachbarte gestanzte Platten 66 in 20A Ende-an-Ende miteinander verbunden und mit 66A und 66B bezeichnet. Das obere Sammelrohr des Wärmetauschers 106 enthält auch eine obere Stapelendplatte 96, welche strukturell ähnlich zu der in 8A Gezeigten ist, und Öffnungen 100 in der Form von einfachen Löchern und mit einer Dicke größer als die der Kernplatten 30 aufweist.
Um den L-förmigen Kern 12 des Wärmetauschers 106 mit struktureller Festigkeit bereitzustellen, umfasst das Zwischensammelrohr 110 ferner eine Zwischensammelrohrstützplatte 116 (gezeigt in 20A), welche den Zwischensammelrohrbehälterraum 114 sowohl des ersten und des zweiten Sammelrohrbehälterabschnitts 112 teilweise abdichtet. Wie dargestellt, erstreckt sich die Zwischensammelrohrstützplatte 116 über die gesamte Länge des Zwischensammelrohrs 110, die vier Öffnungen 100 (die ersten vier Öffnungen vom linken Ende der Platte 116) aufweist, welche Strömungskommunikation zwischen der zweiten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 und der zweiten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des zweiten Kernabschnitts 108 ermöglichen. Die Stützplatte 116 enthält auch eine Öffnung 100 (die ganz rechte Öffnung 100 in der Platte 116), welche Strömungskommunikation zwischen der ersten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten Kernabschnitts 22 und der ersten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen 40 des zweiten Kernabschnitts 108 bereitstellt.
Das Zwischensammelrohr 110 umfasst ferner eine Zwischensammelrohrendplatte 118, welche auch ein strukturelles Element sein kann, und welche die gleiche Form aufweisen kann wie die Zwischensammelrohrstützplatte 116. In dieser Ausführungsform ist die Endplatte 118 strukturell ähnlich der unteren Stapelendplatte 98, gezeigt in 8B, die erhöhte Öffnungen 101 aufweist, die mit erhöhten Öffnungen der unteren Platten 28 des Kernabschnitts 22 zusammenzupassen sind. Die Endplatte 118 kann stattdessen mit Öffnungen 100 in der Form von einfachen Löchern versehen sein, wobei die Kernplatten 30 und unteren Platten 28 die in den 3 und 4 gezeigte Struktur aufweisen.
Das untere Sammelrohr 20 des Wärmetauschers 106 ist kürzer als das obere und Zwischensammelrohr und enthält einen einzigen Sammelrohrbehälterabschnitt 52 und entsprechenden Behälterraum 54, um das Ändern der Richtung des Fluid zu ermöglichen, wie in 21 gezeigt. Neben dem Aufweisen einer unterschiedlichen Form gegenüber dem unteren Sammelrohr 20 des Wärmetauschers 78, kann das untere Sammelrohr 20 des Wärmetauschers 106 andernfalls strukturell ähnlich zu oder identisch mit dem in 8B gezeigten unteren Sammelrohr 20 sein.
Die obere Sammelrohrendplatte 50 weist eine Fluideinlassöffnung 58 in Strömungskommunikation mit dem ersten Sammelrohrbehälterabschnitt 46 des oberen Sammelrohrs 18 und eine Fluidauslassöffnung in Strömungskommunikation mit dem zweiten Sammelrohrbehälterabschnitt 46 des oberen Sammelrohrs 18 auf. Gemäß dieser Konfiguration umfasst der Wärmetauscher 106 eine erste Vielzahl von Fluidströmungsdurchlässen, welche durch die ersten Untergruppen von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten und zweiten Kernabschnitts 22, 108 definiert sind, wobei die erste Vielzahl der Fluidströmungsdurchlässe ausgelegt sind, um Fluidströmung in der gleichen Richtung von der Fluideinlassöffnung 58 zum unteren Sammelrohr 20 zu ermöglichen, wobei der Fluidströmungspfad durch den Wärmetauscher 106 in 21 durch Pfeile angezeigt ist. Eine zweite Vielzahl von Fluidströmungsdurchlässen sind durch die zweiten Untergruppen von rohrförmigen Strukturen 40 des ersten und zweiten Kernabschnitts 22, 108 definiert, wobei die zweite Vielzahl der Fluidströmungsdurchlässe ausgelegt sind, um Fluidströmung in der gleichen Richtung zu ermöglichen (d.h. in 21 in Aufwärtsrichtung) von dem unteren Sammelrohr 20 zur Fluidauslassöffnung 60.
Ein Wärmetauscher 120 entsprechend einer sechsten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 24–27 erläutert. Der Wärmetauscher 120 enthält mehrere Elemente, welche ähnlich zu oder identisch mit den Elementen des vorstehend erläuterten Wärmetauschers 10, 78, 102 und 106 sind. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet, und die vorstehende Beschreibung gleicher Elemente des Wärmetauschers 10, 78, 102 und 106 gilt gleichermaßen für die Elemente des Wärmetauschers 120, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Der Wärmetauscher 120 ähnelt dem vorangehend erläuterten Wärmetauscher 106 darin, dass der Kern eine L-Form aufweist und die gesamte Strömungskonfiguration durch den Wärmetauscher 120 U-förmig ist. Wie bei dem Wärmetauscher 106 umfasst der Wärmetauscher 120 einen erste Kernabschnitt 22, welcher auf der Oberseite eines zweiten Kernabschnitts 108 bereitgestellt ist. Der wesentlichste Unterschied zwischen den Wärmetauschern 106 und 120 besteht darin, dass der erste Kernabschnitt 22 des Wärmetauschers 120 nicht planar ist, und einen ersten Abschnitt 80 und einen zweiten Abschnitt 82 umfasst. In der dargestellten Ausführungsform liegen der zweite Abschnitt 82 des ersten Kernabschnitts 22 und der zweite Kernabschnitt 108 in einer gemeinsamen Ebene, wohingegen der erste Abschnitt 80 des ersten Kernabschnitts 22 in einer anderen Ebene liegt. Insbesondere weist der erste Kernabschnitt 22 eine abgestufte Konfiguration auf, bei welcher der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 parallel sind und überlappende Enden aufweisen, und die obere Sammelrohrendplatte 50 und Zwischensammelrohrstützplatte 116 Kanten aufweisen, die der abgestuften Konfiguration des ersten Kernabschnitts 22 folgen. Die Plattenstapel 24, die den ersten und zweiten Kernabschnitt 22, 108 des Wärmetauschers 120 umfassen, sind wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3–4 und 9–10 beschrieben, und umfassen in der vorliegenden Ausführungsform wie in den 9 und 10 gezeigte Kernplatten 30. Der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 kann entweder getrennte Plattenstapel 24 umfassen, oder der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 kann einen wie vorstehend erläuterten einzelnen Plattenstapel 24 umfassen. Wenn der erste und zweite Abschnitt 80, 82 des ersten Kernabschnitts 22 aus getrennten Plattenstapeln 24 gebildet sind, können einer oder beide miteinander und/oder mit den Kernplatten des zweiten Kernabschnitts 108 identisch sein.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen erläutert worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt. Die Erfindung beinhaltet vielmehr alle Ausführungsformen, welche innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

Wärmetauscher, umfassend: (a) einen Kern mit einer Höhe, einer Länge und einer Oberseite und einer Unterseite, zwischen welchen die Höhe definiert wird, wobei der Kern zumindest einen Kernabschnitt mit einer Oberseite, einer Unterseite und eine Länge umfasst, und wobei jeder Kernabschnitt umfasst: (i) einen Plattenstapel, umfassend eine Vielzahl von Kernplatten, wobei der Plattenstapel eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, und wobei jede der Kernplatten eine im Allgemeinen flache Platte umfasst, die eine Vielzahl von beabstandeten, entlang ihrer Länge bereitgestellten erhöhten Öffnungen und einen die Vielzahl von erhöhten Öffnungen umgebenden flachen Bereich aufweist, wobei die erhöhten Öffnungen benachbarter Kernplatten im Plattenstapel dichtend miteinander verbunden sind, so dass eine Vielzahl von rohrförmigen Strukturen definiert werden, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Plattenstapels erstrecken; (ii) eine obere Platte, die mit der Oberseite des Plattenstapels dichtend verbunden ist, wobei die obere Platte eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die mit der Vielzahl von rohrförmigen Strukturen kommunizieren; und (iii) eine untere Platte, die mit der Unterseite des Plattenstapels dichtend verbunden ist, wobei die untere Platte eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die mit der Vielzahl von rohrförmigen Strukturen kommunizieren; (b) ein oberes Sammelrohr, das an bzw. mit der Oberseite des Kerns bereitgestellt und dichtend verbunden ist, wobei das obere Sammelrohr umfasst: (i) zumindest einen oberen Sammelrohrbehälterabschnitt, der eine Innenseite aufweist, die einen oberen Sammelrohrbehälterraum definiert, wobei der obere Sammelrohrbehälterraum von jedem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen von einem Kernabschnitt des zumindest einen Kernabschnitts in Strömungskommunikation steht; und (ii) eine obere Sammelrohrendplatte, die auf dem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt bereitgestellt ist und den oberen Sammelrohrbehälterraum zumindest teilweise abdichtet, wobei sich die obere Sammelrohrendplatte an seiner Oberseite über die gesamte Länge des Kerns erstreckt; und (c) ein unteres Sammelrohr, das an bzw. mit der Unterseite des Kerns bereitgestellt und dichtend verbunden ist, wobei das untere Sammelrohr umfasst: (i) zumindest einen unteren Sammelrohrbehälterabschnitt, der eine Innenseite aufweist, die einen unteren Sammelrohrbehälterraum definiert, wobei der untere Sammelrohrbehälterraum von jedem unteren Sammelrohrbehälter mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen von einem Kernabschnitt des zumindest einen Kernabschnitts in Strömungskommunikation steht; und (ii) eine untere Sammelrohrendplatte, die auf dem unteren Sammelrohrbehälterabschnitt bereitgestellt ist und den unteren Sammelrohrbehälterraum zumindest teilweise abdichtet, wobei sich die untere Sammelrohrendplatte an seiner Unterseite über die gesamte Länge des Kerns erstreckt.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Kern einen ersten Kernabschnitt umfasst, wobei der erste Kernabschnitt rechteckig und planar ist, wobei die Kernplatten rechteckig sind; wobei sowohl das obere als auch das untere Sammelrohr jeweils einen der Sammelrohrbehälterabschnitte aufweisen, wobei der Sammelrohrbehälterraum mit allen der rohrförmigen Strukturen des ersten Kernabschnitts kommuniziert; und wobei die obere und die untere Sammelrohrendplatte flache Platten sind, die jeweils eine Fluideinlass- oder -auslassöffnung aufweisen.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl von rohrförmigen Strukturen eine Vielzahl von Fluidströmungskanälen definieren, die sich alle über die gesamte Höhe des Kerns erstrecken und die ausgelegt sind, Fluidströmung in die gleiche Richtung zu ermöglichen.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Kern einen ersten Kernabschnitt umfasst, der nicht planar ist; und wobei der erste Kernabschnitt einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, die zueinander nicht planar sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Kern einen ersten Kernabschnitt umfasst, der gebogen ist, und der Plattenstapel eine Vielzahl der Kernplatten mit gebogenen Kanten enthält.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der erste Kernabschnitt einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, die zueinander nicht planar sind; wobei der erste und zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts rechteckig und planar sind; und wobei der erste Kernabschnitt eine abgestufte Konfiguration aufweist, bei welcher der erste und zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts parallel sind und überlappende Enden aufweisen.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der erste Kernabschnitt einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, die zueinander nicht planar sind; wobei der erste und der zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts rechteckig und planar sind; und wobei der erste Kernabschnitt eine angewinkelte Konfiguration aufweist, bei welcher der erste und der zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts zueinander angewinkelt sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Kernplatten des Plattenstapels, die den ersten Kernabschnitt umfassen, Kanten aufweisen, die der Konfiguration des ersten Kernabschnitts folgen, so dass der erste und zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts jeweils einen Teil desselben Plattenstapels bilden, und wobei die Kernplatten, die den Plattenstapel umfassen, miteinander identisch sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, wobei der erste Abschnitt des ersten Kernabschnitts einen ersten Plattenstapel umfasst und der zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts einen zweiten Plattenstapel umfasst; und wobei der erste und der zweite Plattenstapel voneinander getrennt sind und jeweils einen Stapel der Kernplatten umfassen.
Wärmetauscher nach Anspruch 9, wobei die Kernplatten, die die Plattenstapel des ersten und zweiten Abschnitts bilden, rechteckig und identisch sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Kern einen ersten Kernabschnitt und einen zweiten Kernabschnitt umfasst, wobei der zweite Kernabschnitt unterhalb des ersten Kernabschnitts bereitgestellt ist, wobei das obere Sammelrohr auf der Oberseite des ersten Kernabschnitts bereitgestellt ist und das untere Sammelrohr auf der Unterseite des zweiten Kernabschnitts bereitgestellt ist; wobei der Wärmetauscher ferner ein Zwischensammelrohr umfasst, das sich zwischen der Unterseite des ersten Kernabschnitts und der Oberseite des zweiten Kernabschnitts befindet; und wobei das Zwischensammelrohr mit der Unterseite des ersten Kernabschnitts und der Oberseite des zweiten Kernabschnitts dichtend verbunden ist und umfasst: (i) zumindest einen Zwischensammelrohrbehälterabschnitt, der eine Innenseite aufweist, die einen Zwischensammelrohrbehälterraum definiert, wobei der Zwischensammelrohrbehälterraum von jedem Zwischensammelrohrbehälterabschnitt mit zumindest einer der rohrförmigen Strukturen des zumindest einen der Kernabschnitte in Strömungskommunikation steht.
Wärmetauscher nach Anspruch 11, wobei sowohl das obere Sammelrohr als auch das Zwischensammelrohr einen ersten der Sammelrohrbehälterabschnitte und einen zweiten der Sammelrohrbehälterabschnitte enthalten; und wobei die ersten Sammelrohrbehälterabschnitte des oberen Sammelrohrs und des Zwischensammelrohrs mit einer ersten Untergruppe der rohrförmigen Strukturen des ersten Kernabschnitts kommunizieren und die zweiten Sammelrohrbehälterabschnitte des oberen Sammelrohrs und des Zwischensammelrohrs mit einer zweiten Untergruppe der rohrförmigen Strukturen des ersten Kernabschnitts kommunizieren.
Wärmetauscher nach Anspruch 12, wobei der erste Sammelrohrbehälterabschnitt des Zwischensammelrohrs mit einer ersten Untergruppe der rohrförmigen Strukturen des zweiten Kernabschnitts kommuniziert, so dass die erste Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des ersten Kernabschnitts mit der ersten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des zweiten Kernabschnitts in Strömungskommunikation steht; und wobei der zweite Sammelrohrbehälterabschnitt des Zwischensammelrohrs mit einer zweiten Untergruppe der rohrförmigen Strukturen des zweiten Kernabschnitts kommuniziert, so dass die zweite Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des ersten Kernabschnitts mit der zweiten Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des zweiten Kernabschnitts in Strömungskommunikation steht.
Wärmetauscher nach Anspruch 13, wobei der Plattenstapel des ersten Kernabschnitts und des zweiten Kernabschnitts unterschiedliche Längen aufweisen, wobei der Plattenstapel des ersten Kernabschnitts länger ist als der Plattenstapel des zweiten Kernabschnitts; wobei das Zwischensammelrohr ferner eine Zwischensammelrohrstützplatte umfasst, die den Zwischensammelrohrbehälterraum sowohl des ersten als auch des zweiten Sammelrohrbehälterabschnitts teilweise abdichtet; und wobei sich die Zwischensammelrohrstützplatte über die gesamte Länge des Zwischensammelrohrs erstreckt.
Wärmetauscher nach Anspruch 13 oder 14, wobei die obere und untere Sammelrohrendplatte flache Platten sind; wobei die obere Sammelrohrendplatte eine Fluideinlassöffnung in Strömungskommunikation mit dem ersten Sammelrohrbehälterabschnitt des oberen Sammelrohrs aufweist und eine Fluidauslassöffnung in Strömungskommunikation mit dem zweiten Sammelrohrbehälterabschnitt des oberen Sammelrohrs aufweist; wobei eine erste Vielzahl von Fluidströmungsdurchlässen durch die erste Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des ersten und zweiten Kernabschnitts definiert sind, wobei die erste Vielzahl von Fluidströmungsdurchlässen ausgelegt ist, Fluidströmung in der gleichen Richtung von der Fluideinlassöffnung zum unteren Sammelrohr zu ermöglichen; und eine zweite Vielzahl von Fluidströmungsdurchlässen durch die zweite Untergruppe von rohrförmigen Strukturen des ersten und zweiten Kernabschnitts definiert ist, wobei die zweite Vielzahl von Fluidströmungsdurchlässen ausgelegt ist, Fluidströmung in der gleichen Richtung vom unteren Sammelrohr zur Fluidauslassöffnung zu ermöglichen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der erste und zweite Kernabschnitt jeweils rechteckig und planar sind und wobei der erste und zweite Kernabschnitt zueinander koplanar sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der erste Kernabschnitt nicht planar ist und wobei ein erster Abschnitt des ersten Kernabschnitts und des zweiten Kernabschnitts in einer gemeinsamen Ebene liegen, wohingegen ein zweiter Abschnitt des ersten Kernabschnitts in einer anderen Ebene liegt; und wobei der erste Kernabschnitt eine abgestufte Konfiguration aufweist, bei welcher der erste und zweite Abschnitt des ersten Kernabschnitts parallel sind und überlappende Enden aufweisen und bei welcher die obere Sammelrohrendplatte und die Zwischenstützplatte Kanten aufweisen, die der abgestuften Konfiguration des ersten Kernabschnitts folgen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Kernplatten von zumindest einem des ersten und zweiten Abschnitts des ersten Kernabschnitts identisch mit den Kernplatten des zweiten Kernabschnitts sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das obere Sammelrohr einen ersten der Sammelrohrbehälterabschnitte und einen zweiten der Sammelrohrbehälterabschnitte enthält; wobei der erste Sammelrohrbehälterabschnitt des oberen Sammelrohrs mit allen der rohrförmigen Strukturen des ersten Abschnitts des ersten Kernabschnitts kommuniziert; wobei der zweite Sammelrohrbehälterabschnitt des oberen Sammelrohrs mit allen der rohrförmigen Strukturen des zweiten Abschnitts des ersten Kernabschnitts kommuniziert; wobei das untere Sammelrohr einen Sammelrohrbehälterabschnitt enthält, der mit allen der rohrförmigen Strukturen des ersten Kernabschnitts kommuniziert; wobei die obere und untere Sammelrohrendplatte flache Platten sind, und wobei die obere Sammelrohrendplatte eine Fluideinlassöffnung in Strömungskommunikation mit dem ersten Sammelrohrbehälterabschnitt des oberen Sammelrohrs aufweist und eine Fluidauslassöffnung in Strömungskommunikation mit dem zweiten Sammelrohrbehälterabschnitt des oberen Sammelrohrs aufweist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das obere Sammelrohr ferner eine Stapelendplatte umfasst, die eine erste Seite aufweist, die mit der oberen Platte verbunden ist, und eine gegenüberliegende zweite Seite aufweist, die mit dem oberen Sammelrohrbehälterabschnitt verbunden ist; wobei das untere Sammelrohr ferner eine Stapelendplatte umfasst, die eine erste Seite aufweist, die mit der unteren Platte verbunden ist, und eine gegenüberliegende zweite Seite aufweist, die mit dem unteren Sammelrohrbehälterabschnitt verbunden ist; und wobei jede dieser Stapelendplatten flach und planar ist, eine Umfangsform aufweist, die im Wesentlichen identisch mit der der Sammelrohrendplatte ist, und wobei die Stapelendplatte zumindest eine Öffnung aufweist, durch welche Strömungskommunikation zwischen einer oder mehrerer der rohrförmigen Strukturen des Kerns und des Sammelrohrbehälterraums bereitgestellt wird.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei jeder der Sammelrohrbehälterabschnitte ein Paar von gestanzten Platten umfasst, wobei jede gestanzte Platte einen flachen Umfangskantenabschnitt mit einer flachen unteren Dichtungsoberfläche und einen zentralen erhöhten Abschnitt mit einer flachen oberen Dichtungsoberfläche umfasst und wobei die flache obere Dichtungsoberfläche zumindest eine im zentralen erhöhten Abschnitt bereitgestellte Öffnung umgibt; wobei die flachen oberen Dichtungsoberflächen von zwei der gestanzten Platten dichtend miteinander verbunden werden, so dass der Sammelrohrbehälterabschnitt ausgebildet wird; und wobei eine der flachen unteren Dichtungsoberflächen mit einer flachen Oberfläche von einer der Sammelrohrendplatten dichtend verbunden ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Kernplatten jedes Plattenstapels miteinander verbunden sind, wobei die erhöhten Öffnungen in die gleiche Richtung weisen, und wobei die erhöhten Öffnungen geneigte Seitenwandungen aufweisen, so dass die erhöhten Öffnungen benachbarter Platten ineinander geschachtelt sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei jede der erhöhten Öffnungen durch Durchstechen der Kernplatte ausgebildet ist, so dass jede der erhöhten Öffnungen geneigte Seitenwandungen und eine Kegelstumpfform ohne eine flache obere Oberfläche aufweist.
Wärmetauscher nach Anspruch 23, wobei jede der Kernplatten ferner zumindest einen erhöhten Vorsprung umfasst, der eine Höhe aufweist, die im Wesentlichen gleich einem gewünschten Abstand zwischen den flachen Bereichen benachbarter Kernplatten ist; wobei jeder der erhöhten Vorsprünge zwischen einem Paar benachbarter erhöhter Öffnungen bereitgestellt ist; und wobei jeder der erhöhten Vorsprünge eine Oberseite aufweist, die mit dem flachen Bereich einer benachbarten Kernplatte in Kontakt ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei jede der erhöhten Öffnungen eine flache obere Dichtungsoberfläche aufweist, wobei die flachen Bereiche der Kernplatten eine gegenüberliegende flache untere Dichtungsoberfläche definieren und wobei die Kernplatten derart miteinander verbunden sind, dass die flachen oberen Dichtungsoberflächen jeder Kernplatte mit den flachen oberen Dichtungsoberflächen einer benachbarten Kernplatte verbunden sind und dass die flachen unteren Dichtungsoberflächen jeder Kernplatte mit den flachen unteren Dichtungsoberflächen einer benachbarten Kernplatte verbunden sind.