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Diese Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittelverdampfer zum Verdampfen des Kältemittels in einem Kältemittelkreis, welcher in vorteilhafter Weise zum Beispiel für ein Klimatisierungssystem für Fahrzeuge verwendet werden kann. Der Kältemittelverdampfer kann ferner als ein Außen-Wärmetauscher in einem Wärmepumpenkreis verwendet werden.
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In den vergangenen Jahren wurden Studien vorangebracht, die Luftströmungsraten unabhängig für den Fahrersitz und den Beifahrersitz zu steuern, um die Anforderungen der Benutzer der Fahrzeuge zu erfüllen. Die vorstehenden Anforderungen wurden bisher durch Steuern der Luftströmungsrate durch den Kältemittelverdampfer unabhängig auf der rechten Seite und der linken Seite in der Richtung der Kernbreite erfüllt. Wenn die Luftströmungsrate unabhängig auf der rechten und auf der linken Seite des Kältemittelverdampfers zu steuern sind, in welchem die die Wärme tauschenden Rohre in Längsrichtung angeordnet sind, war es nötig, dass der Kältemittelverdampfer einen Aufbau aufweist, in welchem ein Abscheider in einem Tank zum Abscheiden der Strömung von Kältemittel in der Richtung der Kernbreite eingesetzt ist, so dass das Kältemittel durch Durchtritte strömt, welche in Abhängigkeit von der rechten und der linken Seite unterschiedlich sind.
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Dies führt jedoch zu einer Steigerung des Abstands der Kältemittelströmungsdurchtritte und deshalb zu einer Steigerung des Druckverlusts, was es erschwert, die Leistung des Kältemittelverdampfers zu verbessern. Um dies zu bewältigen, haben die vorliegenden Erfinder deshalb einen Kältemittelverdampfer vorgeschlagen, wie er in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-434216 (US-Patentanmeldung Nr. 10/827559) offenbart ist. Gemäß diesem Kältemittelverdampfer wird das durch einen ersten Pfad auf der vorderen Oberfläche strömende Kältemittel zu einem zweiten Pfad auf der Rückseite umgelegt bzw. gefaltet, und in diesem Moment die Strömung von rechts nach links geändert, um den Druckverlust auf der Kältemittelseite zu senken, die Temperaturverteilung zu verbessern, und die Luftströmungsrate auf der rechten Seite und der linken Seite unabhängig zu steuern (nachfolgend wird dieses neue Kältemittelpfadsystem als Vorwärts/Rückwärts-Rechts/Links-Kreuzungspfad bezeichnet).
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Das Problem war jedoch die Realisierung des Wärmetauschers mit dem Vorwärts/Rückwärts-Rechts/Links-Kreuzungspfad in einfacher Ausbildung, welche die Massenherstellung vereinfacht.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die mit der vorstehend beschriebenen früheren Technik zusammenhängenden Probleme gemacht, und es ist ihre Aufgabe, einen Kältemittelverdampfer bereitzustellen, welcher einen vereinfachten Tankaufbau aufweist, der bereits den Vorwärts/Rückwärts-Rechts/Links-Kreuzungspfad bildet, und weniger Druckverlust auf der Kältemittelseite erzeugt.
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Diese Aufgabe wird durch die Kältemittelverdampfer nach den Ansprüchen 1 und 13 gelöst.
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In dem Kältemittelverdampfer der Erfindung bildet die Strömung des Kältemittels zumindest einen ersten Pfadabschnitt und einen zweiten Pfadabschnitt zwischen einem Kältemittel-Einlassabschnitt und einem Kältemittel-Auslassabschnitt. Der Kältemittelverdampfer enthält einen Kernabschnitt, welcher durch Reihen von Rohren, die parallel angeordnet sind, ausgebildet ist, Kältemittelsammelabschnitte, in welchen das Kältemittel durch den ersten Pfadabschnitt strömend gesammelt wird, und Kältemittelverteilungsabschnitte zum Verteilen des Kältemittels zu dem zweiten Pfadabschnitt. Der Kernabschnitt weist eine erste Reihe von Rohren und eine zweite Reihe von Rohren auf jeweils den Vorder- und Rückseiten auf, um den ersten Pfadabschnitt und den zweiten Pfadabschnitt auf nahezu den gesamten rechten und linken Bereichen auszubilden. Die Kältemittelsammelabschnitte weisen einen Aufbau zum Sammeln des Kältemittels des ersten Pfadabschnitts in einer Weise des Teilens nach rechts und links auf, die Kältemittelverteilungsabschnitte sind durch ein Paar von Tankabschnitten ausgebildet, welche vorne und hinten angeordnet sind, und weisen einen Aufbau auf, in welchem der zweite Pfadabschnitt in einem Bereich ausgebildet ist, welcher sich von dem ersten Pfadabschnitt bezüglich der Rechts- und Links-Richtung unterscheidet, wobei die Kältemittelsammelabschnitte und die Kältemittelverteilungsabschnitte über ein Paar von Verbindungselementen miteinander verbunden sind.
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Der Tankabschnitt des Kältemittelverdampfers ist nämlich von einer Form, in welcher das durch den ersten Pfadabschnitt auf der stromabwärtigen Seite bezüglich der Richtung der Luftströmung durchgetretene Kältemittel in den zweiten Pfadabschnitt auf der stromaufwärtigen Seite bezüglich der Richtung der Luftströmung eingeleitet wird, welche von der rechten Seite auf die linke Seite des Kernabschnitts umgeschaltet wird, wobei der Tankabschnitt durch die Tankabschnitte gebildet wird, welche die Kältemittelsammelabschnitte aufweisen, welche Strömungsdurchtritte mit einer Funktion zum Führen der Kältemittelströmung durch den ersten Pfadabschnitt zu den Enden des Tanks in der Rechts-/Links-Richtung aufweisen, und die Kältemittelverteilungsabschnitte, welche Strömungsdurchtritte zum Führen des Kältemittels zu einer Gruppe von Rohren sind, welche den zweiten Pfadabschnitt bilden, und durch eine Sammlerplatte mit einem Kältemittelsammelraum für die Rohre, und wobei die Seitentanks (Verbindungselemente) vorgesehen sind, um die offenen Abschnitte an den Enden des Tankabschnitts in der Rechts-/Links-Richtung zu umschließen und die vorstehenden Strömungsdurchtritte räumlich zu verbinden, und Abscheider (Strömungsverhinderungswehre) an Abschnitten vorgesehen sind, welche das räumliche Blockieren bewirken, wodurch der Vorwärts/Rückwärts-Rechts/Links-Kreuzungspfad gebildet wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden vergrößerte Querschnittsflächen der Strömungsdurchtritte an den Enden des Tankabschnitts in der Rechts-/Links-Richtung (Kältemittelströmungs-Eckenabschnitte) durch einfache Mittel erhalten, was es ermöglicht, den Druckverlust auf der Kältemittelseite in dem Tank zu senken und die Leistung zu verbessern.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Kältemittelverdampfer zum Austausch der Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid, welches durch den äußeren Abschnitt strömt, und einem Kältemittel, welches durch den inneren Abschnitt strömt, wobei die Strömung des Kältemittels zumindest einen ersten Pfadabschnitt und einen zweiten Pfadabschnitt zwischen einem Kältemittel-Einlassabschnitt und einem Kältemittel-Auslassabschnitt aufweist, und ein Kernabschnitt, der durch Reihen von parallel angeordneten Rohren gebildet ist, Kältemittelsammelabschnitte, in welchen das Kältemittel durch den ersten Pfadabschnitt strömend gesammelt wird, Kältemittelverteilungsabschnitte zum Verteilen des Kältemittels zu dem zweiten Pfadabschnitt, und ein Paar von Tankabschnitten zur Verbindung der Kältemittelsammelabschnitte mit den Kältemittelverteilungsabschnitten, wobei der Kernabschnitt eine erste Reihe von Rohren und eine zweite Reihe von Rohren aufweist, um den ersten Pfadabschnitt und den zweiten Pfadabschnitt auf nahezu dem rechten und dem linken Gesamtbereich auszubilden; die Kältemittelsammelabschnitte und die Kältemittelverteilungsabschnitte jeweils nach rechts und nach links geteilt sind; und das Paar von Tankabschnitten die Kältemittelsammelabschnitte mit den Kältemittelverteilungsabschnitten der abgetrennten Bereiche jeweils in der Rechts-/Links-Richtung verbinden.
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Die Tankabschnitte zum Umändern bzw. Überwechseln der Strömung für das Kältemittel bilden den Vorwärts/Rückwärts-Rechts/Links-Kreuzungspfad durch Laminieren einer Sammlerplatte und einer Tanksammlerplatte, welche die Tankabschnitte als zwei Strömungsdurchtritte in Vertikalrichtung bei rechtem Winkel bezüglich der Richtung der Luftströmung oder der Richtung, in welcher die Rohre parallel angeordnet sind, einer Raum bildenden Platte, welche einen Kältemittel-Sammel/Verteilungs-Raum für die Rohre bildet, und einer Verteilungsplatte mit einer Abscheiderfunktion zum Führen des Kältemittels von der Raum bildenden Platte zu zwei Strömungsdurchtritten nach vorne, und mit einer anderen Abscheiderfunktion zum Abscheiden der zwei Strömungsdurchtritte.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist die Strömung des Kältemittels verringerte Eckenabschnitte und einen kurzen Strömungsdurchtritt in den Tanks auf, was es ermöglicht, den Druckverlust auf der Kältemittelseite in den Tanks zu senken und die Leistung zu verbessern.
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1A und 1B sind Perspektivansichten eines Kältemittelverdampfers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weise den Aufbau eines oberen Tankabschnitts in dem Kältemittelverdampfer von 1A darstellt;
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3 ist eine Querschnitts-Draufsicht, welche den oberen Tankabschnitt des Kältemittelverdampfers von 1A horizontal schneidet;
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4A und 4B sind Ansichten, welche die Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelverdampfer von 1 schematisch darstellen;
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5A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 1 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt, und 5B ist eine Teil-Querschnittsansicht, welche bei der Mitte derselben in 5A vertikal geschnitten ist;
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6A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 2 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt, und 6B ist eine Teil-Querschnittsansicht, welche bei der Mitte derselben in 6A vertikal geschnitten ist;
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7A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 3 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt, und 7B ist eine Teil-Querschnittsansicht, welche bei der Mitte derselben in 7A vertikal geschnitten ist;
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8A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 4 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt, und 8B, 8C und 8D sind Teil-Querschnittsansichten, welche in 8A vertikal geschnitten sind;
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9 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 5 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt;
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10 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 6 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt;
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11 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 7 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt;
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12 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 8 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt;
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13 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 9 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt;
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14 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt;
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15 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 10 des Kältemittelverdampfers von 1 darstellt, und 15B ist eine Teil-Draufsicht von 15A, wie sie von XVB aus zu sehen ist;
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16 ist eine Perspektivansicht des Kältemittelverdampfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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17 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weise den Aufbau eines oberen Tankabschnitts in dem Kältemittelverdampfer von 16 darstellt;
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18A ist eine Perspektivansicht des oberen Tankabschnitts des Kältemittelverdampfers von 16, 18B ist eine Querschnittsansicht entlang XVIIIB-XVIIIB in 18A, und 18C ist eine Querschnittsansicht entlang XVIIIC-XVIIIC in 18A;
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19 ist eine Ansicht, welche die Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelverdampfer von 16 schematisch darstellt;
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20A ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 11 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellt, 20B ist eine Querschnittsansicht entlang XXB-XXB in 20A, und 20C ist eine Querschnittsansicht entlang XXC-XXC in 20A;
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21 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weise den Aufbau einer Ausführungsform 12 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellt;
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22 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weise den Aufbau einer Ausführungsform 13 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellt;
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23A und 23B sind Teil-Querschnittsansichten, welche eine andere Ausführungsform 14 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellen;
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24A ist eine Perspektivansicht, welche eine Ausführungsform 15 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellt, und 24B ist eine Teil-Seitenansicht von 24A, wie sie von XXIVB aus zu sehen ist;
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25 ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 16 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellt;
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26 ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 17 des Kältemittelverdampfers von 16 darstellt;
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27A und 27B Ansichten sind, welche schematisch eine andere Ausführungsform 18 des Kältemittelverdampfers von 1 und 16 darstellen;
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28A und 28B Ansichten sind, welche schematisch eine andere Ausführungsform 19 des Kältemittelverdampfers von 1 und 16 darstellen; und
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29A ist eine Perspektivansicht eines Seitentanks gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 29B ist eine Teil-Seitenansicht, welche einen konventionell abgedichteten Zustand darstellt, und 29C ist eine Teil-Seitenansicht, welche einen abgedichteten Zustand der vorliegenden Erfindung darstellt.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Perspektivansicht eines Kältemittelverdampfers 1 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und 2 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weise den Aufbau eines oberen Tankabschnitts in dem Kältemittelverdampfer von 1A darstellt. In dieser Beschreibung ist die Vorne- und Hinten-Richtung derart, dass die lee-wärtige Seite die Vorderseite ist, und die luv-wärtige Seite die Rückseite ist, und die Rechts- und Links-Richtung steht für die Richtung der Breite des Kerns, in welchem die Rohre (Flachrohre) 4 auf einer orthogonalen Ebene angeordnet sind, welche auf die Richtung der Luftströmung weist.
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Diese Ausführungsform wird auf einem vorne und hinten U-förmig wendenden Verdampfer von der Ausbildung angewandt, in welchem sich der Weg bzw. Pfad in der Richtung der Gesamtbreite ausdehnt, und die Beschreibung behandelt einen Fall, in welchem der Kältemittelverdampfer 1 der Erfindung auf den superkritischen Kälteerzeugungskreislauf angewandt ist, welcher dann arbeitet, wenn der Kältemitteldruck der Hochdruckseite höher als ein kritischer Druck wird, indem ein Kohlendioxidkältemittel (nachfolgend CO2-Kältemittel) verwendet wird. Das CO2-Kältemittel, dessen Druck durch ein Expansionsventil (nicht gezeigt) auf der stromaufwärtigen Seite des Kältemittels gesenkt wird, strömt ein, um die Wärme mit der Luft durch den Verdampfer 1 auszutauschen, und das verdampfte Kältemittel strömt zu der stromabwärtigen Seite aus.
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Der Verdampfer ist von der Art des Mehrstrom(MF = multi-flow)-Typ, in welchem eine vordere Reihe von Rohren (erste Reihe von Rohren) 1L, welche als ein vorderer Kernabschnitt (erster Pfadabschnitt) 1P dient, und eine hintere Reihe von Rohren (zweite Rohre von Rohren) 2L, welche als ein hinterer Kernabschnitt (zweiter Pfadabschnitt) 2P zwischen dem oberen Tankabschnitt (Kältemittelsammel/Verteilungs-Abschnitt) 2A und dem unteren Tankabschnitt (Kältemittel-Einlass/Auslass-Abschnitt) 3 angeordnet ist. Das durch den Kältemittel-Einlassabschnitt 6a des Anschlusses 6 eingeleitete Kältemittel strömt (geführt) in den Kernabschnitt von der Seite des vorderen unteren Tankabschnitts 8A, strömt (geführt) aus dem unteren Tankabschnitt 8B aus, und wird aus dem Kältemittel-Auslassabschnitt 6b des Verteilers 6 abgeleitet. Beide Enden der vorderen und hinteren unteren Tankabschnitts 8A und 8B sind mit Kappen 9 abgedichtet.
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Die Kernabschnitte 1P und 2P sind derart, dass Wärme absorbierende Rippen (Wellrippen) 5, wie in den Zeichnungen gezeigt, unter den Zwischenräumen angeordnet sind, welche durch die Rohre 4, die vordere Reihe der Rohre 1L und die hintere Reihe der Rohre 2L gebildet sind. 1(b) stellt im Detail das positionelle Verhältnis zwischen den Rohren 4 und den Wellrippen 5 dar. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Pfad durch den vorderen Kernabschnitt (vordere Reihe der Rohre) 1P verwirklicht, welcher einen aufsteigenden Strom erzeugt. Wie in der früheren Technik wird ein orthogonaler Gegenstrom bewirkt, welcher Vorteile hinsichtlich Leistung und Temperatur bietet. Eine bevorzugte Verteilung für die Rohre 4 wird erhalten und die Temperaturverteilung kann vergleichmäßigt werden, wenn das Kältemittel aus der unteren Seite mit dem ersten Pfadabschnitt 1P auf der vorderen Seite eingeleitet wird.
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Der Anschluss 6 kann auf der oberen Seite angeordnet werden, so dass der erste Pfad 1P den absteigenden Strom bildet. Des Weiteren kann der erste Pfad 1P durch den hinteren Kernabschnitt (zweite Reihe der Rohre) 2P gebildet werden. In dem das Kältemittel vorne und hinten U-förmig wendenden Verdampfer wird das Kältemittel, welches durch einen Pfad geströmt ist, in Breitenrichtung des Kerns gewendet bzw. umgekehrt. Die nachfolgende Beschreibung behandelt einen Fall, in welchem die Rohre 4 alle in der Breitenrichtung des Kerns überwechseln. Die Erfindung zeigt jedoch ihre Wirkung jedoch selbst dann, wenn die Rohre teilweise überwechseln bzw. sich abwechseln.
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Der Tankabschnitt 2A dieser Ausführungsform wird durch Stapeln einer Sammlerplatte 7, einer Verteilungsplatte 10, einer Tanksammlerplatte 11 und Seitentanks (Verbindungselemente) 12, grob gesprochen, auf dem Kernabschnitt ausgebildet. Die Tanksammlerplatte 11 wird durch Pressformen eines Plattenelements derart ausgebildet, dass drei Tankabschnitte 11a bis 11c (ein breiter Tank und zwei enge Tanks) in der Vorwärts- und Rückwärts-Richtung erhalten werden. Der Tankabschnitt 11a arbeitet als ein Kältemittelsammelabschnitt, und die Tankabschnitte 11b und 11c arbeiten als Kältemittelverteilungsabschnitte.
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Die Verteilungsplatte 10 wird durch Durchbohren einer Platte durch Pressbearbeitung einer Gruppe von Verbindungsöffnungen 10a über die Gesamtlänge des Kältemittelsammelabschnitts entsprechend dem Tankabschnitt 11a auf der Vorderseite, einer Gruppe von Verbindungsöffnungen 10b in dem Kältemittelverteilungsabschnitt entsprechend dem Tankabschnitt 11b auf dem linken Halbabschnitt auf der Rückseite und einer Gruppe von Verbindungsöffnungen 10c in dem Kältemittelverteilungsabschnitt entsprechend dem Tankabschnitt 11c auf dem rechten Halbabschnitt auf der Rückseite erhalten. Die Gruppe von Verbindungsöffnungen 10a auf der Vorderseite entspricht den oberen offenen Enden der Rohre 4 des vorderen Kernabschnitts (vordere Reihe der Rohre) 1P, die Gruppe von Verbindungsöffnungen 10b auf der Rückseite entspricht den oberen offenen Enden der Rohre 4 der linken Hälfte 2P(L) des hinteren Kernabschnitts (hintere Reihe der Rohre) 2P, und die Gruppe von Kommunikationsöffnungen 10c der Rückseite entsprechend den oberen Enden der Rohre 4 der rechten Hälfte 2P(R) des hinteren Kernabschnitts (hintere Reihe der Rohre) 2P.
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Die Sammlerplatte 7 dient zum Verbinden der Rohre 4 und wird durch Bildung von (nicht gezeigten) rohrförmigen Löchern durch Pressbearbeitung in einer Platte erhalten, welche den Rohren 4 entsprechen und durch Ausbilden durch Pressbearbeitung in einer Platte von Kältemittel sammelnden Raumabschnitten 7a erhalten. Die Seitentanks 12, welche Hauptabschnitte der Erfindung sind, dienen zum räumlichen Anschließen der Strömungsdurchtritte, welche durch die Tankabschnitte 11a bis 11c ausgebildet sind, welche die Abschnitte mit offenen Enden der Tankabschnitte 11a bis 11c in der Rechts- und Linksrichtung umschließen. Die Seitentanks 12 werden durch Pressen eines Plattenelements erhalten, welche Öffnungen 12a bis 12c ausbilden, um so zu den Tankabschnitten 11a bis 11c entsprechend vorzuliegen.
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Seitenkappen 13, welche die Abdichtelemente sind, sind an beiden Enden des Seitentanks 12 in Axialrichtung angeordnet. Ferner sind Abscheider 9a in dem Tankabschnitt 11a angeordnet, um den Strömungsdurchtritt nach rechts und nach links zu unterteilen, und Abscheider (Strömungsverhinderungswehre) 9b sind an Stellen angeordnet, wo die Strömungsdurchtritte zwischen den Tankabschnitten 11b, 11c und den Seitentanks 12 abgeschlossen sind. Die Abscheider 9 können die Strömung des Kältemittels nicht vollständig blockieren. Diese Teile sind alle aus Aluminium hergestellt, und gestapelt und integral mittels Löten miteinander verbunden.
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Als nächstes wird nachfolgend die Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelverdampfer 1 des vorstehenden Aufbaus beschrieben. 3 ist eine Querschnitts-Draufsicht, welche den oberen Tankabschnitt 2A des vorstehenden Aufbaus horizontal schneidet, und 4 ist eine Ansicht, welche die Strömung des Kältemittels schematisch darstellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Kältemittelströmung in der Breitenrichtung des Kerns in einer Weise geändert, wie nachfolgend beschrieben. Das Kältemittel wird in dem rechten Tankabschnitt 11a(R) aus der rechten Reihe der Rohre in dem vorderen Kernabschnitt 1P gesammelt, welcher der erste Pfad 1P(R) ist, welches durch die Gruppe von Verbindungsöffnungen 10a(R) strömt, in den Tankabschnitt 11b durch den rechten Seitentank 12(R) strömt, in die linke Reihe der Rohre in dem hinteren Kernabschnitt 2P durch die Gruppe von Verbindungsöffnungen 10b der linken Seite strömt, und zu dem zweiten Pfad 2P(L) der linken Seite verschoben wird (siehe die dicke gestrichelte Linie RT).
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In der Tanksammlerplatte 11, welche in 2 gezeigt ist, sind als Tankabschnitte 11a, 11b und 11c Rillen ausgebildet, deren beide Enden geöffnet sind. Die Abscheider 9a und 9b sind als Unterteilungsmittel zum Spezifizieren der Enden der Tank in Längsrichtung vorgesehen. Das Unterteilungsmittel bildet Abscheidemittel zum Teilen des Inneren des Tanks in eine Mehrzahl von Sektionen oder bildet ein Schließmittel zum Schließen der Enden der Tanks. Das Unterteilungsmittel kann in der Tanksammlerplatte 11 einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise können die unterteilenden bzw. sektionalisierenden Wandoberflächen durch Quetschen der dazwischen liegenden Abschnitte oder der Endabschnitte der Tankabschnitte 11a, 11b und 11c gebildet werden, welche in herausragender Weise, wie in 2 gezeigt, ausgebildet sind. Oder es kann eine Rille mit einem Abschlussende in der Tanksammlerplatte 11 in herausragender Weise ausgebildet werden. Die Tankabschnitte 11a, 11b und 11c können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass diese mit der Verteilungsplatte 10 an irgendeiner oder jeder Stelle der Abscheider 9a, 9b in Berührung kommen.
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Das Kältemittel, welches in dem Tankabschnitt 11a(L) aus der linken Reihe der Rohre des vorderen Kernabschnitts 1P, welcher der linke erste Pfad 1P(L) ist, durch die Gruppe von Verbindungsöffnungen 10a(L) gesammelt wurde, strömt andererseits in den Tankabschnitt 11c durch den linken Seitentank 12(L), strömt in die rechte Reihe der Rohre des hinteren Kernabschnitts 2P durch die Gruppe von Verbindungsöffnungen 10c der rechten Seite und wird zu dem rechten zweiten Pfad 2P(R) übergewechselt (siehe eine dicke durchgezogene Linie LT). 4B ist die, in welcher die Einström/Ausström-Richtungen des Kältemittels relativ zu 4B übergewechselt bzw. umgeändert werden, stellt dieselbe Ausbildung von Strömungsdurchtritten dar, unabhängig davon, von welcher Richtung das Kältemittel geströmt ist und wird hier nicht im Detail beschrieben.
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Als nächstes werden nachfolgend das Merkmal und die Wirkung der Ausführungsform beschrieben. Zunächst tauscht der Kältemittelverdampfer die Wärme zwischen Luft, welche durch den Außenabschnitt strömt, und Kältemittel, welches durch den Innenabschnitt strömt, aus. Die Strömung des Kältemittels weist zumindest den ersten Pfadabschnitt 1P und den zweiten Pfadabschnitt 2P zwischen dem Kältemittel-Einlassabschnitt 6a und dem Kältemittel-Auslassabschnitt 6b auf. Der Kältemittelverdampfer enthält einen Kernabschnitt, welcher durch eine Reihe der Rohre 4 ausgebildet ist, welche parallel angeordnet sind, Kältemittelsammelabschnitte 10a, 11a, in welchen das Kältemittel gesammelt wird, das durch den ersten Pfadabschnitt 1P gesammelt wird, und Kältemittelverteilungsabschnitte 10b, 10c, 11b und 11c zum Verteilen des Kältemittels an den zweiten Pfadabschnitt 2P. Der Kernabschnitt weist eine erste Reihe 1L der Rohre und eine zweite Reihe 2L der Rohre jeweils auf den Vorder- und Rückseiten auf, um den ersten Pfadabschnitt 1P und den zweiten Pfadabschnitt 2P auf den rechten und linken Gesamtbereichen auszubilden. Die Kältemittelsammelabschnitte 10a, 11a weisen einen Aufbau zum Sammeln des Kältemittels von dem ersten Pfadabschnitt 1P in einer Weise auf, dass dieses nach rechts und links aufgeteilt wird. Die Kältemittelverteilungsabschnitte 10b, 10c, 11b, 11c sind durch ein Paar von Tankabschnitten 11b, 11c ausgebildet, welche vorne und hinten angeordnet sind, und weist einen Aufbau zum Verteilen auf, in welchem der zweite Pfadabschnitt 2P in einem separaten Bereich bezüglich des ersten Pfadabschnitts 1P hinsichtlich der Rechts- und Links-Richtung ausgebildet ist. Die Kältemittelsammelabschnitte 10a, 11a und die Kältemittelverteilungsabschnitte 10b, 10c, 11b, 11c sind über das Paar der Seitentanks 12 miteinander verbunden.
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Der Tankabschnitt 2A des Kältemittelverdampfers (Wärmetauscher) ist nämlich von einer Form, in welcher das Kältemittel, welches durch den ersten Pfadabschnitt 1P auf der stromabwärtigen Seite in der Richtung von Luftströmung in den zweiten Pfadabschnitt 2P auf der stromaufwärtigen Seite in der Richtung von Luftströmung eingeleitet wird, welche zu der rechten Seite links des Kernabschnitts umgeschaltet wird, wobei der Tankabschnitt 2A gebildet wird durch die Tankabschnitte, welche die Kältemittelsammelabschnitte 10a, 11a aufweisen, welche Strömungsdurchtritte mit einer Funktion zum Führen der Kältemittelströmung durch den ersten Pfadabschnitt 1P zu den Enden des Tanks in der Rechts-/Links-Richtung sind, und den Kälteverteilungsabschnitten 10b, 10c, 11b, 11c, welche Strömungsdurchtritte zum Führen des Kältemittels zu einer Gruppe von Rohren 4, welche den zweiten Pfadabschnitt 2P bilden, sind, und durch eine Sammlerplatte 7 mit einem Kältemittelsammelraum für die Rohre 4, und wobei die Seitentanks 12 vorgesehen sind, die offenen Abschnitte an den Enden des Tankabschnitts in der Rechts-/Links-Richtung zu umschließen und die vorstehend genannten Strömungsdurchtritte räumlich zu verbinden, und wobei Abscheider 9 an Abschnitten vorgesehen sind, um die räumliche Unterbrechung zu bewirken, und dadurch den Vorwärts/Rückwärts-Rechts/Links-Kreuzungspfad zu bilden.
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Gemäß der vorstehend genannten Ausbildung wird eine erhöhte Querschnittsfläche des Strömungsdurchtritts an den Enden des Tankabschnitts in der Rechts-/Links-Richtung (Kältemittelströmungs-Eckenabschnitten) durch einfache Mittel erhalten, was es ermöglicht, den Druckverlust auf der Kältemittelseite in dem Tank zu senken, und die Leistung zu verbessern. Ferner werden die Kältemittelsammelabschnitte 10a, 11a und die Kältemittelverteilungsabschnitte 10b, 10c, 11b, 11c durch Laminieren einer Sammlerplatte 7 zum Anschluss der Rohre 4, einer Tanksammlerplatte 11, welche die Tankabschnitte 11a bis 11c integral zusammen ausbildet, und einer Verteilungsplatte 10, welche dazwischen angeordnet ist und Verbindungsöffnungen 10a bis 10c aufweist, zur Verbindung der Rohre 4 mit den Tankabschnitten 11a bis 11c ausgebildet.
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In den die Ausführungsform darstellenden Zeichnungen ist der Tankabschnitt 11a in großer Größe gezeichnet und die Tankabschnitte 11b, 11c sind in kleiner Größe gezeichnet. Sie können jedoch eine gleiche Größe aufweisen und der Größe der Strömungsdurchtritte ist keinerlei Begrenzung auferlegt. Wenn die Tankabschnitte 11a bis 11c gleichmäßig angeordnet sind, kann der Seitentank 12 entweder für die rechte Seite oder für die linke Seite verwendet werden, und es besteht kein Unterschied in der Größe der Abscheider 9.
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(Andere Ausführungsform 1)
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5A ist eine teilweise Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 1 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt, und 5B ist eine teilweise geschnittene Ansicht des Tankabschnitts 11b, welcher vertikal bei der Mitte desselben in 5A geschnitten ist. Die Kommunikation bzw. Verbindung wird unter Verwendung des Seitenoberflächenabschnitts des Seitentanks 12 bei einem Abschnitt unterbrochen, wo die Tankabschnitte 11b, 11c nicht mit dem Inneren des Seitentanks 12 zu verbinden sind. Konkreter stellt 5A einen Abschnitt dar, in welchem der Tankabschnitt 11a mit dem Tankabschnitt 11c über den Seitentank 12 an dem linken Ende des oberen Tanks 2A verbunden und nicht mit dem Tankabschnitt 11b verbunden ist.
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Zu diesem Zweck ist ein ausgeschnittener Abschnitt k1 in dem Tankabschnitt 11b an einem Ende in Längsrichtung ausgebildet, und der Seitentank 12 ist nicht mit einer Öffnung 12b versehen, sondern weist eine Form 12b' entsprechend dem ausgeschnittenen Abschnitt k1 auf. Die äußere Seitenoberfläche des Seitentanks 12 ist in Kontakt gebracht mit dem Ende, welches in Längsrichtung weg geschnitten ist, um die Verbindung zu blockieren. Dies ermöglicht es, die Abscheider 9b wegzulassen, welche die bildenden Teile sind, und dadurch die Kosten zu senken. Ferner kann der weg geschnittene Abschnitt k1 für die Positionierung des Seitentanks 12 in der Breitenrichtung des Kernabschnitts verwendet werden.
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(Andere Ausführungsform 2)
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6A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 2 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt, und 6B ist eine Teil-Querschnittsansicht des Tankabschnitts 11b, welcher vertikal bei der Mitte desselben in 6A geschnitten ist. Ein geschnittener Abschnitt k2 ist an Stelle des weg geschnittenen Abschnitts k1 an demselben Abschnitt ausgebildet wie der der Ausführungsform 1, und eine Seitenoberfläche des Seitentanks 12 ist in den geschnittenen Abschnitt k2 eingesetzt, um die Verbindung zu blockieren. Dies ermöglicht es ebenso, die Abscheider 9b wegzulassen, welche die bildenden Teile sind, und dadurch die Kosten zu senken. Ferner arbeitet der geschnittene Abschnitt k2 dahingehend, den Seitentank 12 in der Richtung der Breite des Kernabschnitts zuverlässiger zu positionieren.
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(Andere Ausführungsform 3)
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7A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 3 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt, und 7B ist eine Teil-Querschnittsansicht des Tankabschnitts 11b, welcher vertikal bei der Mitte desselben in 7A geschnitten ist. Geschnittene Abschnitte k3 sind über den Tankabschnitten 11a bis 11c an Stelle des geschnittenen Abschnitts k2 an demselben Abschnitt ausgebildet, wie der der vorstehenden Ausführungsform 2. Eine Seitenoberfläche des Seitentanks 12 ist in die geschnittenen Abschnitte k3 eingesetzt, und Öffnungen 12a und 12c sind in der Seitenoberfläche des Seitentanks 12 bei Positionen ausgebildet, welche den Tankabschnitten 11a, 11c entsprechen, welche mit dem Inneren des Seitentanks 12 in Verbindung stehen. Der Abschnitt, welcher nicht zu verbinden ist, ist in einer Form 12b' ausgebildet, um die Verbindung zu blockieren.
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Dies ermöglicht es ebenso, die Abscheider 9b wegzulassen, welche die bildenden Teile sind, und deshalb die Kosten zu senken. Ferner arbeiten die geschnittenen Abschnitte k3 dahingehend, den Seitentank 12 in der Breitenrichtung des Kernabschnitts genauer zu positionieren, und können einfacher bearbeitet werden als der weg geschnittene Abschnitt k1 der Ausführungsform 1.
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(Andere Ausführungsform 4)
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8A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 4 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt, 8B ist eine Teil-Querschnittsansicht des Tankabschnitts 11a, welche vertikal an der Mitte desselben in 8A geschnitten ist, 8C ist eine Teil-Querschnittsansicht des Tankabschnitts 11b, welcher vertikal bei der Mitte desselben in 8A geschnitten ist, und 8D ist eine Teil-Querschnittsansicht des Tankabschnitts 11C, welcher vertikal bei der Mitte desselben in 8A geschnitten ist. Öffnungen h1, h2 sind in den oberen Oberflächen bei den Enden in der Längsrichtung der Tankabschnitte 11a, 11c ausgebildet, um unter den Tankabschnitten 11a bis 11c innerhalb des Seitentanks 12 verbunden zu werden, und das Innere des Seitentanks 12 ist mit den Tankabschnitten 11a, 11c durch die Öffnungen h1 und h2 verbunden. Keine Öffnung ist in dem Tankabschnitt 11b ausgebildet, welcher nicht zu verbinden ist, und das Ende in der Längsrichtung desselben ist mit der inneren Seitenoberfläche des Seitentanks 12 in Kontakt gebracht, um die Verbindung zu blockieren.
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Dies ermöglicht es ebenso, die Abscheider 9b wegzulassen, welche die bildenden Teile sind, und daher die Kosten zu senken. Ferner können die Enden der Tanks zur Positionierung der Seitentanks 12 in der Breitenrichtung des Kernabschnitts verwendet werden, und im Übrigen können die Öffnungen h1, h2 einfach von der oberen Seite durch Bearbeitung perforiert bzw. gelocht werden.
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(Andere Ausführungsform 5)
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9 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 5 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt. Der Seitentank 12 ist in nahezu halbzylindrischer Form pressbearbeitet. Dies ermöglicht es, die Seitenkappen 13 wegzulassen, welche die bildenden Teile zum Abdichten beider Enden des Seitentanks 12 in Axialrichtung sind, und damit die Kosten zu senken. Dies beseitigt ferner ein Auftreten einer schwachen Verlötung oder eines fehlenden Teils der Seitenkappen 13.
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(Andere Ausführungsform 6)
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10 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 6 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt. Sperrklinken 12d sind auf dem Seitentank 12 zum Abdichten mit einem Element ausgebildet. Die Sperrklinken 12d vereinfachen das Positionieren des Seitentanks 12 in der Breitenrichtung des Kernabschnitts und verhindern dadurch ein Auftreten eines fehlerhaften Verlötens oder Herunterfallens der Seitenkappen 13.
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(Andere Ausführungsform 7)
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11 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 7 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt. Geschnittene Abschnitte k4 sind in den Enden in der Längsrichtung der Tankabschnitte 11a bis 11c ausgebildet, und Sperrklinken 12e sind auf dem Seitentank 12 ausgebildet, um so in die geschnittenen Abschnitte k4 eingepasst zu werden. Die geschnittenen Abschnitte k4 und die Sperrklinken 12e vereinfachen das Positionieren des Seitentanks 12 in der Breitenrichtung des Kernabschnitts. In den vorstehenden Ausführungsformen 1 bis 7 gilt das Gleiche für die rechten Enden des oberen Tanks 2A, welcher nicht gezeigt ist.
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(Andere Ausführungsform 8)
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12 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 8 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt. Die Verbindungsöffnungen 10a bis 10c sind in der Verteilungsplatte 10 mehrfach ausgebildet, um so dem ersten Pfadabschnitt 1P und dem zweiten Pfadabschnitt 2P zu entsprechen. Dies kann auf einen Wärmetauscher angewandt werden, welcher keine hohe Druckbeständigkeit erfordert. Die Bearbeitbarkeit der Verteilungsplatte kann verbessert werden, um die Bearbeitungskosten niedrig zu halten.
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(Andere Ausführungsform 9)
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13 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 9 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt. Die Sammlerplatte 7 ist dahingehend ausgebildet, in einen Lötfunktionsabschnitt 7A relativ zu den Rohren 4 und Kältemittel-Sammel/Verteilungs-Raumfunktionsabschnitte 7B, 7C relativ zu den Rohren 4 unterteilt zu sein. Dies verbessert die Bearbeitbarkeit der Sammlerplatte 7, um die Bearbeitungskosten niedrig zu halten. Im Übrigen kann die Form der Sammlerplatte 7 einfach bestimmt werden, die Dispersion in der Form kann unterdrückt werden, und die Druckbeständigkeit kann einfach aufrechterhalten werden. 14 ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine weitere Ausführungsform des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt. Die Verteilungsplatten 10 können in Mehrzahl verwendet werden, wie in 14 dargestellt ist.
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(Andere Ausführungsform 10)
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15A ist eine Teil-Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 10 des Kältemittelverdampfers 1 von 1 darstellt, und 15B ist eine Teil-Draufsicht von 15A, wie von XVB ausgesehen. In den ebenen Lötabschnitten H1 bis H4 zwischen der Sammlerplatte 7 und der Verteilungsplatte 10 oder zwischen der Verteilungsplatte 10 und der Tanksammlerplatte 11 sind kleine Öffnungen h3 in der Platte 7, 10 oder 11 von irgendeiner Seite, welche zu verbinden ist, durchgebohrt.
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15 stellt ein Beispiel davon dar, wenn kleine Öffnungen h3 in die Tanksammlerplatte 11 zu bohren sind. Die kleinen Öffnungen h3 werden zwischen den Tankabschnitten 11a bis 11c und auf den Außenseiten derselben gebohrt bzw. perforiert. Die kleinen Öffnungen h3 verhindern das Auftreten von Hohlräumen, beschleunigen das Löten, und tragen zur Verbesserung der Qualität des Lötens und der Produktivität bei. Es besteht keine Begrenzung der Form der Öffnungen.
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(Zweite Ausführungsform)
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16 ist eine Perspektivansicht des Kältemittelverdampfers 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und 17 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weisedie Ausbildung eines oberen Tankabschnitts 2b in dem Kältemittelverdampfer 1 von 16 darstellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform im Hinblick auf den Aufbau lediglich des oberen Tanks. Dieselben Abschnitte wie die der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet, aber deren Beschreibung wird vollständig oder teilweise weggelassen.
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Der Tankabschnitt 2B dieser Ausführungsform wird durch ungefähres Stapeln auf dem Kernabschnitt einer Sammlerplatte 14, einer Raum ausbildenden Platte 15, einer schneidenden bzw. unterteilenden Platte 16, einer Raum ausbildenden Platte 15 und einer Tanksammlerplatte 17 erhalten. Die Tanksammlerplatte 17 wird durch Pressformen eines Plattenelements in einer Weise des Ausbildens einer Linie eines Tankabschnitts 17a bei der Mitte erhalten.
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Ähnlich wird auch die Sammlerplatte 14 durch Pressformen eines Plattenelements in einer Weise des Ausbildens einer Linie eines Tankabschnitts 14a bei der Mitte erhalten. Was die Sammlerplatte 14 hier von der Tanksammlerplatte 17 unterscheidet ist, dass die Rohröffnungen 14b bei entsprechenden Positionen durchbohrt sind, so dass die Rohre 4 daran angeschlossen werden können. Die Tankabschnitte 14a und 17a bilden ein Paar von Verbindungsabschnitten zum Verbinden des ersten Pfadabschnitts 1P und des zweiten Pfadabschnitts 2P miteinander.
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Die Raumausbildungsplatte 15 zeigt die Kältemittel-Sammel/Verteilungs-Raumfunktion, und wird durch Durchbohren von Raumlöchern 15a in einem Plattenelement durch Pressbearbeitung bei Positionen erhalten, welche den Rohren 4 entsprechen. Die schneidende bzw. unterteilende Platte 16 bildet Strömungsdurchtritte unter Verwendung des Paars von Verbindungsabschnitten 14a und 17a in einer Weise aus, dass die Strömung, welche durch den ersten Pfadabschnitt 1P durchgetreten ist, von der rechten Seite zur linken Seite übergewechselt wird, sowie dieser in den zweiten Pfadabschnitt 2P geknickt wird. Die Verbindungsöffnungen 16a sind in dem Plattenelement bei Positionen durchgebohrt, welche den Rohren 4 entsprechen, und aufgerichtete Abschnitte, welche zu den die Verbindung blockierenden Abschnitten Ta bis Td (siehe 18B und 18C) werden, sind durch Pressbearbeitung an Abschnitten ausgebildet, wo die Verbindung mit den Verbindungsabschnitten 14a, 17a zu blockieren ist, werden den vorderen und hinteren Rechts- und Links-Abschnitten entsprechend vorgesehen.
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Auf das Stapeln dieser werden die Kältemittelsammelabschnitte und die Kältemittelverteilungsabschnitte unter Verwendung der Raumöffnungen 15a, Verbindungsöffnungen 16a und Verbindungsöffnungen 14a, 17a ausgebildet. Kappen 9 werden an beiden Enden der Tankabschnitte 14a, 17a angeordnet. Diese Teile werden alle unter Verwendung von Aluminium ausgebildet und integral durch Verlöten miteinander verbunden.
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Als nächstes wird nachfolgend die Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelverdampfer 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beschrieben. 18A ist eine Perspektivansicht des oberen Tankabschnitts 2B des Kältemittelverdampfers 1 von 16, 18B ist eine Querschnittsansicht entlang XVIIIB-XVIIIB in 18A, und 18C ist eine Querschnittsansicht entlang XVIIIC-XVIIIC in 18A. 19 ist eine Ansicht, welche die Strömung des Kältemittels schematisch darstellt. In dieser Ausführungsform wird die Strömung des Kältemittels in der Breitenrichtung des Kerns in einer Weise geändert, wie sie nachstehend beschrieben ist. Das Kältemittel (durchgezogene Linienpfeile in 18B), welches in dem Tankabschnitt 14a aus der linken Reihe der Rohre in dem vorderen Kernabschnitt 1P, der als der linke erste Pfad 1P(L) dient, durch die vorderen Räume 15a, 16a gesammelt wurde, strömt zu dem rechten in dem Tankabschnitt 14b, strömt in die rechte Reihe der Rohre des hinteren Kernabschnitts 2P durch die hinteren Räume 15a, 16a, und strömt in den rechten zweiten Pfad 2P(R) (Pfeile mit durchgezogenen Linien in 18C).
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Andererseits strömt das Kältemittel (Pfeile mit gestrichelten Linien in 18B), welches in dem Tankabschnitt 17a aus der rechten Reihe der Rohre des vorderen Kernabschnitts 1P, der als der rechte erste Pfad 1P(R) dient, durch die vorderen Räume 15a, 16a gesammelt wird, strömt zu dem linken in dem Tankabschnitt 17a, strömt in die linke Reihe der Rohre des hinteren Kernabschnitts 2P durch die hinteren Räume 15a, 16a, und strömt in den linken zweiten Pfad 2P(L) (Strichpunktlinienpfeile in 18C). In dem Kältemittelverdampfer 1 dieser Ausführungsform sind die gleichen Strömungsdurchtritte gebildet, ungeachtet davon, von welcher Seite das Kältemittel eingeleitet wird, wie in dem Kältemittelverdampfer 1 der vorstehenden ersten Ausführungsform.
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Als nächstes werden nachfolgend das Merkmal und die Wirkung der Ausführungsform beschrieben. Zunächst tauscht der Kältemittelverdampfer die Wärme zwischen der durch den äußeren Abschnitt strömenden Luft und dem durch den inneren Abschnitt strömenden Kältemittel aus. Die Strömung des Kältemittels weist zumindest den ersten Pfadabschnitt 1P und den zweiten Pfadabschnitt 2P zwischen dem Kältemittel-Einlassabschnitt 6a und dem Kältemittel-Auslassabschnitt 6b auf. Der Kältemittelverdampfer enthält einen Kernabschnitt, der durch eine Reihe der parallel angeordneten Rohre 4 ausgebildet ist, Kältemittelsammelabschnitte 15a, 16a, in welchen das Kältemittel durch den ersten Pfadabschnitt 1P strömend gesammelt wird, Kältemittelverteilungsabschnitte 15a, 16a zum Verteilen des Kältemittels an den zweiten Pfadabschnitt 2P, und ein Paar von Tankabschnitten 14a, 17a zum Verbinden der Kältemittelsammelabschnitte 15a, 16a mit den Kältemittelverteilungsabschnitten 15a, 16a. Der Kernabschnitt weist eine erste Reihe 1L der Rohre und eine zweite Reihe 2L der Rohre auf der vorderen und hinteren Seite jeweils auf, um den ersten Pfadabschnitt 1P und den zweiten Pfadabschnitt 2P auf den gesamten rechten und linken Bereichen auszubilden. Die Kältemittelsammelabschnitte 15a, 16a und die Kältemittelverteilungsabschnitte 15a, 16a sind jeweils nach rechts und links unterteilt, und ein Paar von Tankabschnitten 14a und 17a arbeiten dahingehend, die Kältemittelsammelabschnitte 15a, 16a mit den Kältemittelverteilungsabschnitten 15a, 16a zu verbinden, welche hinsichtlich der Rechts- und Links-Richtung in gegenüber abgetrennten Bereichen ausgebildet sind.
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Der Tankabschnitt 2B zum Umändern der Strömung des Kältemittels ist nämlich als der vorwärts/rückwärts-rechts/links-Kreuzpfad aufgebaut durch Laminieren der Sammlerplatte 14 und der Tanksammlerplatte 17, welche die Tankabschnitte 14a, 17a als zwei Strömungsdurchtritte in der Vertikalrichtung bei rechten Winkeln bezüglich der Richtung der Luftströmung oder mit der Richtung, in welcher die Rohre parallel angeordnet sind, ausbildet, der Raum ausbildenden Platte 15, welche den Kältemittel-Sammel/Verteilungs-Raum für die Rohre 4 bildet, und der Verteilungsplatte 16, die eine Abscheider-Funktion zum Führen des Kältemittels von der Raum ausbildenden Platte 15 zu den zwei Strömungsdurchtritten (Tankabschnitten 14a, 17a) nach vorne, und eine Abtrenn-Funktion zum Abtrennen der zwei Strömungsdurchtritte (Tankabschnitte 14a, 17a) aufweist.
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Gemäß der vorstehend genannten Ausbildung ist die Anzahl der Kältemittel-Strömungseckenabschnitte kleiner als in dem Kältemittelverdampfer 1 der ersten Ausführungsform, und die Längen der Strömungsdurchtritte sind in den Tankabschnitten kurz, wodurch es ermöglicht wird, den Druckverlust auf der Kältemittelseite in den Tanks zu senken und die Leistung zu verbessern.
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Die Kältemittelsammelabschnitte 15a, 16a, die Kältemittelverteilungsabschnitte 15a, 16a und das Paar von Tankabschnitten 14a, 17a sind ferner durch Laminieren einer Sammlerplatte 14 zum Verbinden der Rohre 4 ausgebildet und weisen den Tankabschnitte 14a, die Raum ausbildende Platte 15, welche die Kältemittel-Sammel/-Verteilungs-Raumfunktion aufweist, die kreuzende Platte 16 mit den die Verbindung blockierenden Abschnitten Ta bis Td zum Verbinden der Kältemittelsammelabschnitte 15a, 16a mit den Kältemittelverteilungsabschnitten 15a, 16a jeweils in kreuzender Weise in den separaten Bereichen in der Rechts- und Links-Richtung, die Raum ausbildende Platte 15, die Tanksammlerplatte 17 mit dem Tankabschnitt 17a aufweist. Somit kann ein einfacher Aufbau erhalten werden, welcher leicht massengefertigt werden kann.
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(Andere Ausführungsform 11)
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20A ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 11 des Kältemittelverdampfers 1 von 16 darstellt, 20B ist eine Querschnittsansicht entlang XXB-XXB in 20A, und 20C ist eine Querschnittsansicht entlang XXC-XXC in 20A. Vorsprünge bzw. Protuberanzen 14c, 17c entsprechend den Rohren 4 sind durch Pressbearbeitung der Sammlerplatte 14 und der Tanksammlerplatte 17 ausgebildet, um diesen die Kältemittel-Sammel/Verteilungs-Raumfunktion zu verleihen, welche durch die Raum ausbildende Platte 15 dargestellt wird. In der Praxis sind die Enden auf den die Verbindung blockierenden Abschnitten Ta bis Td auf der kreuzende Platte 16 nahezu bogenförmig aufgerichtet, um dort anzutreffen. Dies ermöglicht es, die Raum ausbildende Platte 15 wegzulassen, welche das ausbildende Teil ist, um das Gewicht infolge der Verwendung einer verringerten verwendeten Materialmenge zu verwenden, und damit die Kosten niedrig zu halten. Im Übrigen wird der Zusammenbau vereinfacht und die Produktivität verbessert.
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Die Tanksammlerplatte 17, welche in 20A dargestellt ist, enthält Leitungstankvorsprünge 17a, 14b und eine Mehrzahl von abgezweigten Tankvorsprüngen 17b, 14c. Die Leitungstankvorsprünge 17a, 14b stehen nach außen vor und bilden auf der Innenseite Rinnen. Die Leitungstankvorsprünge 17a, 14b erstrecken sich in der Längsrichtung der Tanksammlerplatte 17. In dieser Ausführungsform sind die Tankleitungsvorsprünge 17a, 14b in der Mitte der Tanksammlerplatte 17 vorgesehen. Die Leitungstankvorsprünge 17a, 14b stellen Durchtritte für die Kältemittelströmung in der Längsrichtung der Sammlerplatte 17 bereit, das heißt, entlang der Richtung, in welcher die Rohre 4 angeordnet sind. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c sind für die Rohre 4 angeordnet. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c erstrecken sich parallel mit den Enden der flachen Rohre 4, und erstrecken sich entlang der Längsrichtung der Enden der Rohre 4. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c sind zumindest auf einer Seite der Leitungstankvorsprünge 17a, 14b ausgebildet, welche parallel miteinander entlang der Richtung angeordnet sind, in welcher die Rohre 4 angeordnet sind. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c sind sowohl auf den rechten als auch auf den linken Seiten der Leitungstankvorsprünge 17a, 14b angeordnet. Die Leitungstankvorsprünge 17a, 14b und die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c sind wie das Skelett eines Fisches angeordnet. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c sind an den Enden auf einer Seite derselben mit den Leitungstankvorsprüngen 17a, 14b verbunden. Als ein Ergebnis sind Durchtritte für die Verbindung der Öffnungen bei den Enden von flachen Rohren 4 mit den Leitungstank-Vorsprungsabschnitten 17a, 14b ausgebildet. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c sind wie Rinnen mit Abschlussenden auf der Seite gegenüber den Leitungstankvorsprüngen 17a, 14b ausgebildet. Die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c können selbst auf der Seite der Leitungstankvorsprünge 17a, 14b beendet bzw. abgeschlossen sein. Beispielsweise können die abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c an Abschnitten abschließen, wo die Verbindungs-Blockierabschnitte Ta, Td auszubilden sind. Die Enden der abgezweigten Tankvorsprünge 17b, 14c können durch teilweises Quetschen der sich herauswölbenden Rillen ausgebildet werden, welche in den 20A, 20B und 20C dargestellt sind.
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(Andere Ausführungsform 12)
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21 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weise den Aufbau einer anderen Ausführungsform 12 des Kältemittelverdampfers 1 von 16 darstellt. Was den Unterschied von der Ausbildung von 17 ausmacht ist, dass die Raumöffnungen 15a, welche in der Raum ausbildenden Platte 15 ausgebildet sind, die Verbindungsöffnungen 16a, welche in der kreuzende Platte 16 und den Verbindungs-Blockierabschnitten Ta bis Td ausgebildet sind, in großen Größen ausgebildet sind, und in mehrfacher Anzahl miteinander gekoppelt sind, um auf den ersten Pfadabschnitt 1P und den zweiten Pfadabschnitt 2P zu treffen, welche in Rechts und Links getrennt sind. Dies kann auf einen Wärmetauscher angewandt werden, welcher keine hohe Druckbeständigkeit erfordert. Die Bearbeitbarkeit der den Pfad ausbildenden Platte 15 und der kreuzende Platte 16 kann verbessert werden, um die Bearbeitungskosten niedrig zu halten.
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(Andere Ausführungsform 13)
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22 ist eine Perspektivansicht, welche in zerlegter Weisedie Ausbildung einer anderen Ausführungsform 13 des Kältemittelverdampfers 1 von 16 darstellt. Was einen Unterschied gegenüber der Ausbildung von 17 bewirkt ist, dass die Raumöffnungen 15a, welche in der Raum ausbildenden Platte 15 ausgebildet sind, und die Verbindungsöffnungen 16a, welche in der kreuzende Platte 16 ausgebildet sind, in großen Größen ausgebildet sind, und in mehrfacher Anzahl miteinander verkoppelt sind, um auf den ersten Pfadabschnitt 1P und den zweiten Pfadabschnitt 2P zu treffen, welche in Rechts und Links unterteilt sind. Im Übrigen sind die Verbindungs-Blockierabschnitte Ta bis Td in der Raum ausbildenden Platte 15 ausgebildet, so dass die kreuzende Platte 16 nur die Funktion einer Verteilungsplatte zeigt. Die vorstehende vereinfachte Form begünstigt eine Massenproduktion.
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(Andere Ausführungsform 14)
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Die 23A und 23B sind Teil-Querschnittsansichten, welche eine andere Ausführungsform 14 des Kältemittelverdampfers 1 von 16 darstellen, und entspricht dem Querschnitt XVIIIB-XVIIIB von 18. Die Verbindungs-Blockierabschnitte Ta bis Td, welche auf der kreuzende Platte 16 ausgebildet sind, werden mit der Sammlerplatte 14 und mit der Tanksammlerplatte 17 auf den vorderen und hinteren Oberflächen des Plattenelements in Kontakt gebracht, welche die kreuzende Platte 16 ausbilden. Die Abschnitte, welche als kreuzende Platten der kreuzenden Platte 16 dienen, können eine horizontale Form, wie in 23A gezeigt, oder eine geneigte Form, wie in 23B gezeigt, annehmen. Ein doppeltseitiges Element wird als die kreuzende Platte 16 verwendet, deshalb wird eine weiter vergrößerte Junktion bzw. Zwischenschicht an den zwei Sammlerplatten 14, 17 realisiert, und die Lötqualität der Tankabschnitte kann verbessert werden.
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(Andere Ausführungsform 15)
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24A ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 15 des Kältemittelverdampfers 1 von 16 darstellt, und 24B ist eine Teil-Seitenansicht von 24A, wie sie von XXIVB aus zu sehen ist. Die Enden von Rippen 5, welche zwischen den Rohren 4 angeordnet sind, werden mit der Außenoberfläche des Tankabschnitts 14a in Kontakt gebracht, welche in der Sammlerplatte 14 ausgebildet ist.
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Bisher bestand ein Problem darin, dass der Tankabschnitt eine Krümmung aufweist, welche so groß ist, dass die Rippen 5 in Oberflächenkontakt mit der Oberfläche des Tanks kommen, woraus ein Schmelzen der Rippen 5 resultiert. Es bestand ferner ein Problem dahingehend, dass das Lötmaterial an den Wurzeln bzw. Anfängen der Rohre 4 gezogen wurde und ein fehlerhaftes Löten bewirkt wurde. Bisher wurde deshalb versucht, einen Raum zwischen der Tankoberfläche und den Rippen 5 bereitzustellen. Jedoch ist der Luftströmungswiderstand im Raum klein und die aus dem Raum heraustretende Luft stellt ein anderes Problem verschlechterter Wärmetauschwirkung dar.
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Gemäß dieser Ausführungsform weist der Tankvorsprung bzw. die Tankprotuberanz eine kleine Krümmung auf, und es findet ein linearer Kontakt selbst dann statt, wenn die Rippen 5 in Kontakt mit der Tankoberfläche gebracht werden, und die Rippen schmelzen selten. Im Übrigen wird ein Abstand von den Wurzeln bzw. Anfängen der Rohre 4 aufrechterhalten, und es tritt kein Fehler an den Anfängen auf. Ferner besteht kein Raum zwischen dem der Tankoberfläche und den Rippen 5, verbesserte Leistung wird infolge einer vergrößerten, Wärme leitenden Fläche erhalten, und es tritt keine Luft aus dem vorstehend genannten Raum aus, wodurch ein Absinken des Wärmetauschwirkungsgrades unterdrückt wird. Dies unterdrückt ferner die Erzeugung von weißem Nebel, welcher ein weißer dampfartiges Gas ist, welches erzeugt wird, wenn die nicht gekühlte Luft in Kontakt mit dem kondensierten Wasser kommt.
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(Andere Ausführungsform 16)
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25 ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 16 des Kältemittelverdampfers 1 von 16 darstellt. Aufgerichtete Abschnitte 15b sind in der Raum ausbildenden Platte 15 an beiden Enden in der Längsrichtung derselben ausgebildet, um beide Enden in der Längsrichtung der Tankabschnitte 14a, 17a abzudichten. Dies ermöglicht es, die Kappen 9 wegzulassen, welche die bildenden Teile sind, um das Gewicht als ein Ergebnis der Verwendung der Materialien in verringerten Mengen zu senken, und die Kosten niedrig zu halten. Im Übrigen wird der Zusammenbau vereinfacht, und die Produktivität wird verbessert.
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(Andere Ausführungsform 17)
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26 ist eine Perspektivansicht, welche eine andere Ausführungsform 17 des Kältemittelverdampfens 1 von 16 darstellt. Enge Öffnungen 15c, 16b sind in der Raum ausbildenden Platte 15 und der kreuzenden Platte 16 an beiden Enden in der Längsrichtung ausgebildet, und in Längsrichtung verlängerte Kappen 9 sind in die engen Löcher 15c, 16b eingesetzt, um beiden Enden in der Längsrichtung der Tankabschnitte 14a, 17a abzudichten. Dies ermöglicht es, die Mehrzahl von Kappen 9 wegzulassen, das Gewicht als ein Ergebnis der Verwendung des Materials in geringeren Mengen zu reduzieren, und die Kosten niedrig zu halten. Im Übrigen arbeiten die Kappen 9 als Positionierteile für die Raum ausbildende Platte 15 und die kreuzende Platte 16, vereinfachen den Zusammenbau und verbessern die Produktivität.
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(Andere Ausführungsform 18)
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Die 27A und 27B sind Ansichten, welche schematisch eine andere Ausführungsform 18 des Kältemittelverdampfers 1 der 1 und 16 darstellen. 27A stellt einen so genannten vorwärts/rückwärts-rechts/links-Kreuzpfad dar, in welchem das Kältemittel vorwärts und rückwärts, rechts und links gekreuzt wird, um so zu unterschiedlichen Bereichen in dem Kältemittelverdampfer durchzutreten, welcher drei oder mehr Reihen von Rohren in einer Richtung aufweist, in welchem das zu kühlende Fluid strömt. Ferner stellt 27B einen so genannten vorwärts/rückwärts-rechts/links-Kreuzpfad dar, in welchem Kältemittel vorwärts und rückwärts, rechts und links gekreuzt wird, um so zu unterschiedlichen Bereichen in dem Kältemittelverdampfer durchzutreten, welcher eine Mehrzahl von Reihen von Rohren in einer Richtung aufweist, in welchen das zu kühlende Fluid strömt, wobei der vorwärts/rückwärts-rechts/links-Kreuzpfad durch die Rohre 4 der gesamten oder eines Teils der Kernoberfläche gebildet wird.
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Gemäß dieser Ausbildung kann der Abschnitt der erforderlichen Leistung nur als der vorwärts/rückwärts-rechts/links-Kreuzpfad ausgewählt werden, um die Temperaturverteilung zu optimieren und der Tankaufbau kann auch teilweise vereinfacht werden. Die Wirkung steigert sich mit einer Steigerung der Anzahl der vorwärts/rückwärts-rechts/links-Kreuzpfad.
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(Andere Ausführungsform 19)
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Die 28A und 28B sind Ansichten, welche schematisch eine andere Ausführungsform 19 des Kältemittelverdampfers 1 der 1 und 16 darstellen. Wenn einige der Sammlerplatten 7, 14, Verteilungsplatten 10, Tanksammlerplatten 11, 17, Raum ausbildende Platte 15 und kreuzende Platte 16 gestapelt und durch Abdichten miteinander verbunden sind, werden die abgedichteten Abschnitte zwischen den Rohren 4 angeordnet. Die Abdichtarbeit verbessert die Produktivität und vereinfacht ferner die Positionierung.
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(Andere Ausführungsform 20)
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29A ist eine Perspektivansicht eines Seitentanks 12 in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 29B ist eine Teil-Seitenansicht, welche einen herkömmlichen abgedichteten Zustand darstellt, und 29C ist eine Teil-Seitenansicht, welche einen abgedichteten Zustand gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. In dem Wärmetauscher zum Austauschen der Wärme zwischen dem durch den Außenabschnitt strömenden Fluid und dem durch den Innenabschnitt strömenden Kältemittel werden die bildenden Elementplatten durch Kalfatern bzw. Abdichten miteinander verbunden. Hier sind die Klinken 12d zum Kalfatern bzw. Abdichten auf den Plattenelementen in einer Richtung mit rechten Winkeln bezüglich der Richtung der Dicke t der Plattenelemente deformiert.
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Beispielsweise dann, wenn die bildenden Teile in dem Tankabschnitt des Wärmetauschers zusammenzusetzen sind, ist es allgemeine Praxis, die Klinken zum Kalfatern auf den Teilen auszubilden, um das Verbinden durch Kalfatern zu bewirken. In dem Wärmetauscher, welcher Kohlendioxid(CO2)-Kältemittel mit hohem Druck verwendet, besteht jedoch die Tendenz zur Konstruktion der Teile, welche die Tanks bilden, dahingehend, eine vergrößerte Dicke zur Sicherstellung der Druckbeständigkeit im Vergleich zu denen vorzusehen, welche für Wärmetauscher verwendet wird, welche herkömmliches Freon(R134a)-Kältemittel verwenden. Infolge der dicken Platte wird nur ein begrenzter Raum zum Kalfatern im Vergleich mit der bekannten Technik aufrechterhalten. Gemäß der Erfindung werden deshalb die Kalfater-Klinken in einer Richtung bei rechten Winkeln bezüglich der Richtung der Plattendicke t gefaltet, obwohl sie in der Richtung der Plattendicke t beim Stand der Technik vorliegt.
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Dies ermöglicht, dass die zu deformierenden Klinken eine gesenkte Arbeitskraft erfordern, und ermöglicht ferner, Raum zum Kalfatern aufrechtzuerhalten. Ferner wird die Plattendicke t für die Kalfaterbreite verwendet, um einfach die zum Verbinden durch Kalfatern erforderliche Festigkeit zu erhalten.
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(Die andere Ausführungsform)
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Die Erfindung ist nicht ausschließlich auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann vielfach innerhalb des Bereichs, welcher in den Ansprüchen angegeben ist, angewandt werden. Die vorstehenden Ausführungsformen haben sich mit dem Fall eines superkritischen Kälteerzeugungskreises unter Verwendung des CO2-Kältemittels befasst. Die Erfindung soll jedoch nicht die Arten der Kältemittel oder den Kältemitteldruck einschränken, und kann ferner auf den Kälteerzeugungskreis unter Verwendung beispielsweise eines Freon-Kältemittels angewandt werden. Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen sich mit dem Kältemittelverdampfer befasst haben, kann die Erfindung ferner auf den Fall des Heizens eines Fluids angewandt werden, welches unter Verwendung eines Heizmediums zu erhitzen ist, welches sich von dem Kältemittel unterscheidet. In diesem Fall wird die Ausbildung bzw. Gestaltung wie nachfolgend beschrieben.
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Ein Wärmetauscher zum Austausch der Wärme zwischen einem Fluid, dessen Temperatur zu steuern ist, und welches durch den Außenabschnitt strömt, und einem Wärmemedium, welches durch den inneren Abschnitt strömt, wobei die Strömung des Wärmemediums einschließt:
zumindest einen ersten Pfad und einen zweiten Pfad zwischen einem Wärmemedium-Einlassabschnitt und einem Wärmemedium-Auslassabschnitt; und
einen Kernabschnitt, welcher durch eine Reihe der Rohre ausgebildet ist, welche parallel angeordnet sind, Wärmemedium-Sammelabschnitte, in welchen das Wärmemedium durch den ersten Pfad strömend gesammelt wird, und Wärmemedium-Verteilungsabschnitte zum Verteilen des Wärmemediums in den zweiten Pfad. Der Kernabschnitt weist eine einzelne Reihe oder eine Mehrzahl von Reihen der Rohre auf, welche den ersten Pfad und den zweiten Pfad bilden, welche in den entgegen gesetzten Richtungen bezüglich einander auf bzw. in den rechten und linken Gesamtbereichen strömen. Die Wärmemedium-Sammelabschnitte weisen einen Aufbau zum Sammeln des Wärmemediums in dem ersten Pfad derart auf, dass dieses nach rechts und links unterteilt wird, und die Wärmemedium-Verteilungsabschnitte weisen einen Aufbau zum Verteilen auf, in welchem der zweite Pfad in einem Bereich ausgebildet ist, welcher sich von dem ersten Pfad bezüglich der Rechts-/Links-Richtung unterscheidet, ausgebildet ist. Die Wärmemedium-Sammelabschnitte und die Wärmemedium-Verteilungsabschnitte sind zusammen über ein Paar von Verbindungsabschnitten verbunden.
