DE102006018532A1 - Wärmetauscher - Google Patents

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Yoshiki Kariya Katoh
Yoshiyuki kariya Okamoto
Masahiro Kariya Shimoya
Toshio Kariya Ohara
Noriyoshi Kariya Miyajima
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
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    • F28D1/0333—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members

Abstract

Luftdurchtritte 18 sind zwischen Oberflächen einer Mehrzahl von Wärmeübertragungsplatten 12 ausgebildet, die zusammengelegt sind. Eine Mehrzahl von Rippenabschnitten 14, die sich orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A erstrecken, sind auf einer Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet und ragen in den Luftdurchtritt 18. Durch Verschieben der Positionen der Rippenabschnitte 14 aneinander in der Luftströmungsrichtung sind Kühlmitteldurchtritte 15, 16 innerhalb der Mehrzahl der Rippenabschnitte 14 ausgebildet. Zwischen der Mehrzahl von Rippenabschnitten 14 sind Lamellenabschnitte 12 integral mit der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet und ragen von der Plattenoberfläche. Der Lamellenabschnitt 17 weist eine hervorstehende Form auf, welche durch Pressen ausgebildet ist und einen geschnittenen Abschnitt aufweist, der teilweise eine Plattendicke der Wärmeübertragungsplatte 2 schneidet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, in welchem Lamellen integral mit einer Wärmeübertragungsplatte ausgebildet sind, die innere Durchtritte bildet, durch welche ein Wärmeaustauschfluid strömt, und welcher beispielsweise für eine Fahrzeugklimaanlage verwendbar ist.
  • In der früheren Technik und beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 11-287580 (erstes Patendokument) wurde ein Wärmetauscher vorgeschlagen, in welchem eine Mehrzahl von Rippenabschnitten, die innere Durchtritte, durch welches ein Wärmeaustauschfluid strömt, bilden, integral mit einer Wärmeübertragungsplatte ausgebildet sind und als Turbulenzerzeuger zur Störung einer geraden Strömung eines auf dem Äußeren der Wärmeübertragungsplatten strömenden Luftstroms arbeiten.
  • Gemäß diesem Aufbau ist es, da eine luftseitige Wärmeübertragungsrate durch Ausbilden von Turbulenz in dem Luftstrom verbessert ist, möglich, Lamellenelemente wie gewellte Lamellen in dem herkömmlichen Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauscher wegzulassen. Somit könnte die Wärmeübertragungsplatte nur durch Pressformen und Löten der Wärmeübertragungsplatten hergestellt werden.
  • Ebenso ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2002-147983 (zweites Patentdokument), wie in 27 gezeigt ist, ein Wärmetauscher vorgeschlagen, in welchem eine Mehrzahl von Rippenabschnitten 14 zur Ausbildung von inneren Durchtritten 15 für ein Wärmeaustauschfluid integral mit einer Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet, und es ist ein Basisplattenabschnitt 13 mit einer flachen Oberfläche zwischen den einander benachbarten Rippenabschnitten ausgebildet und es sind Lamellenabschnitte 17, die zu einem Luftdurchtritt 18 hervorstehen, auf dem Basisplattenabschnitt 13 vorgesehen. Ebenso sind in diesem zweiten Patentdokument die Lamellenelemente, wie gewellte Lamellen, nicht an der Wärmeübertragungsplatte 12 befestigt.
  • In dieser früheren Technik sind, da die Mehrzahl von Rippenabschnitten 14, welche die inneren Durchtritte bilden, an den, in der Luftströmungsrichtung A gesehen, gleichen Positionen angeordnet sind, die Rippenabschnitte 14, 14 in den benachbarten Wärmeübertragungsplatten 12, 12 direkt einander gegenüber, während der Luftdurchtritt 18 dazwischen liegt.
  • Demzufolge reduziert sich eine Fläche S1 des Luftdurchtritts 18 an einer Position, welche den Basisplattenabschnitt 13 bildet, das heißt an einer Position, welche die Lamellen 17 bildet, auf S2 an einer Position, welche den Rippenabschnitt 14 bildet. Demgemäß wiederholt in dieser früheren Technik der Luftdurchtritt 18 die Reduzierung und Vergrößerung der Querschnittsfläche in je nach dem, ob der Rippenabschnitt 14 existiert oder nicht.
  • In dieser Hinsicht wird in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 11-287580, während eine lokale Wärmeübertragungsrate in der Nähe des Rippenabschnitts besser als in dem herkömmlichen Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauscher ist, die luftseitige Wärmeübertragungsfläche unzureichend, wodurch ein Fall auftreten kann, dass eine nötige Wärmeübertragungsleistung nicht sichergestellt werden kann.
  • Ebenso wächst in der Wärmeübertragungsplatte, da der Basisplattenabschnitt, der keinen Rippenabschnitt aufweist, eine flache Oberfläche bildet, die sich in der Luftströmungsrichtung erstreckt, eine Temperaturgrenzschicht auf dieser flachen Oberfläche dahingehend, die lokale Wärmeübertragungsrate in großem Ausmaß zu senken. Dies ist auch ein Grund für die Verschlechterung der Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit.
  • Um die nötige Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit sicherzustellen, ist es nötig, die Anzahl von Wärmeübertragungsplatten zu vergrößern. Da jedoch die Wärmeübertragungsplatte eine dicke Wanddicke zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Druckbeständigkeit im Vergleich mit dem Lamellenelement aufweist, vergrößert sich das Gesamtgewicht des Wärmetauschers. Ebenso erhöhen sich die Materialkosten der Wärmeübertragungsplatte, die Produktionskosten des Wärmetauschers werden hoch.
  • In dem zweiten Patentdokument erhöht sich, da ein Luftdurchtritt 18 die Reduzierung und die Vergrößerung der Querschnittsfläche wiederholt, je nach dem, ob der Rippenabschnitt 14 existiert oder nicht, ein Druckverlust in dem Luftstrom.
  • Gemäß dem zweiten Patentdokument tritt, da Spalten zwischen Oberseiten der Rippenabschnitte 14, die einander direkt über den Luftdurchtritt 18 gegenüberliegen (die Abschnitte mit der Fläche S2) auf einer geraden Linie in der Luftströmungsrichtung A angeordnet sind, ein Hauptluftstrom linear durch einen Abschnitt mit einer reduzierten Fläche S2, wie durch einen Pfeil E gezeigt ist.
  • Daher ist in dem Basisplattenabschnitt 13, der den vergrößerten Abschnitt mit der Durchtrittsfläche S1 in der Wärmeübertragungsplatte 12 aufweist, ein Bereich F, in welchem der Luftstrom verweilt, entlang der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 ausgebildet, was die Wärmeübertragungsrate auf der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 signifikant verschlechtert.
  • In dem zweiten Patentdokument dient, da der Hauptstrom sich geradlinig an dem Abschnitt mit der reduzierten Fläche S2 vorbei bewegt, wie durch einen Pfeil E gezeigt ist, wenn nicht die Lamelle 17 in den Spalt ragt, durch welchen der Hauptstrom E hindurchtritt, dient dieser nicht zur Verbesserung der Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit.
  • Demgemäß ist es im zweiten Patentdokument nötig, dass eine Höhe der Lamelle 17 höher als eine Höhe der Oberseite des Rippenabschnitts 14 ist, was das metallische Material, das die Wärmeübertragungsplatte 12 ausbildet, zwingt, übermäßig während der Bearbeitung der Lamelle 17 gedehnt zu werden. Demgemäß ist es schwierig, die Lamellen 17 zu bearbeiten.
  • Ebenso neigt, falls die Lamelle 17 derart hergestellt ist, dass diese höher als die Oberseite des Rippenabschnitts 14 ist, in einem Zusammenbauvorgang des Wärmetauschers die Lamelle 17 dazu, mit einem peripheren Element zusammenzustoßen und beschädigt zu werden.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Blick auf die vorstehenden Probleme in der früheren Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit des Platten typ-Wärmetauschers zu verbessern, in welchem separate Lamellenelemente nicht mit Wärmeübertragungsplatten kombiniert sind, die innere Durchtritte bilden, ohne die Anzahl von Wärmeübertragungsplatten zu vergrößern.
  • Ebenso ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl die Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit des Plattentyp-Wärmetauschers dieser Art zu verbessern als auch die Produktion des Wärmetauschers zu vereinfachen.
  • Um diese vorstehenden Aufgaben zu erzielen, sind gemäß dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsplatten (12), welche Plattenoberflächen ausbilden, die sich in der Strömungsrichtung (A) eines äußeren Fluids erstrecken, senkrecht zu den Plattenoberflächen gestapelt,
    ist ein Spalt zwischen den Plattenoberflächen der benachbarten Wärmeübertragungsplatten (12) vorgesehen, um einen äußeren Durchtritt (18) zu bilden, durch welchen das äußere Fluid strömt,
    ragen eine Mehrzahl von Rippenabschnitten (14), die sich orthogonal zu der Strömungsrichtung A des äußeren Fluids erstrecken von den Plattenoberflächen in den äußeren Durchtritt, um mit den Wärmeübertragungsplatten (12) integral zu sein, wobei durch Verschieben der Positionen der Mehrzahl von Rippenabschnitten (14) in einer der benachbarten Wärmeübertragungsplatten (12) relativ zu den Positionen der Mehrzahl von Rippenabschnitten (14) in der anderen der benachbarten Wärmeübertragungsplatten (12), wenn dies in der Strömungsrichtung A des äußeren Fluids gesehen wird, der äußere Durchtritt (18) in einer mäandernden Weise ausgebildet wird,
    wobei die Mehrzahl von Rippenabschnitten (14) einen inneren Durchtritt (15, 16) innerhalb derselben bilden, durch welche ein inneres Fluid strömt, Lamellenabschnitte (17) aus den Plattenoberflächen bei Positionen zwischen den benachbarten Rippenabschnitten (14) dahingehend herausragen, mit der Wärmeübertragungsplatte (12) integral zu sein, und wobei
    der Lamellenabschnitt pressgeformt ist ((Stechen (lances)), um so eine geschnittene Oberfläche heraus ragen zu lassen, welche teilweise eine Plattendicke der Wärmeübertragungsplatte (12) schneidet.
  • Gemäß diesem Aufbau wird, da das äußere Fluid auf den Rippenabschnitt (14) dahingehend auftrifft, Turbulenz zu erzeugen, die lokale Wärmeübertragungsrate in der Nähe des Rippenabschnitts (14) verbessert. Gleichzeitig damit wird der äußere Durchtritt (18) in einer mäandernden Weise ausgebildet, wodurch ein Hauptstrom des äußeren Fluids sicher auf eine Plattenoberfläche auftreffen kann, die zwischen der Mehrzahl von Rippenabschnitten (14) befindlich sind. Somit wird auch die lokale Wärmeübertragungsrate auf der Plattenoberfläche zwischen den Rippenabschnitten (14) verbessert.
  • Ferner wird infolge des Vorderendeffekts (eines Effects des Verdünnens der Temperaturgrenzschicht) des Lamellenabschnitts (17) die lokale Wärmeübertragungsrate des Lamellenabschnitts (17) erheblich verbessert und eine äußere fluidseitige Wärmeübertragungsfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) wird durch Ausbilden des Lamellenabschnitts (17) vergrößert.
  • Aus den vorstehend genannten Gründen ist es möglich, die Wärmeübertragungsrate des Plattentyp-Wärmetauschers zu verbessern, ohne die Anzahl der Wärmeübertragungsplatten zu vergrößern, und der praktische Vorzug davon ist signifikant. Da ein Hauptstrom des äußeren Fluids auf die Plattenoberfläche auftrifft, die zwischen der Mehrzahl von Rippenabschnitten (14) durch Ausbilden des äußeren Durchtritts (18) in einer mäandernden Weise angeordnet ist, ist es nicht nötig, den Lamellenabschnitt (17) höher als den Rippenabschnitt (14) herzustellen, wie es in dem zweiten Patentdokument beschrieben ist. Somit ist es möglich, die Höhe des Lamellenabschnitts (17) niedriger als in dem zweiten Patentdokument offenbart herzustellen.
  • Somit wird, wenn der Lamellenabschnitt (17) derart pressgeformt wird, dass ein geschnittener Abschnitt, der teilweise die Plattendicke der Wärmeübertragungsplatte (12) schneidet, hervorsteht, das Dehnen der Wärmeübertragungsplattenmaterials klein, um so leichte Ausbildung des Lamellenabschnitts (17) zu ermöglichen und es wird eine Unannehmlichkeit, derart dass der Lamellenabschnitt (17) während des Zusammenbaus des Wärmetauschers auf die umgebenden Elemente auftritt und beschädigt wird, vermieden.
  • In dem Plattentyp-Wärmetauscher, welcher der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, besteht ein Problem anormalen Luftgeräusches (Windschall), das durch Wirbel erzeugt wird, die stromabwärts des Rippenabschnitts (14) erzeugt werden, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2002-48491 offenbart ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zeit(abfolge)(timing) in der Längsrichtung des Rippenabschnitts (14) zu verschieben (zu variieren) bei welchem das äußere Fluid über den Rippenabschnitt (14) strömt, indem der Lamellenabschnitt (17) zwischen der Mehrzahl der Rippenabschnitte (14) vorgesehen wird.
  • Dadurch wird, da das Überlappen von Schallwellen auf der Grundlage von Wirbeln, die hinter dem Rippenabschnitt (14) erzeugt werden, unterdrückt wird, um die Resonanz zu vermeiden, das anormale Luftgeräusch (Windschall) auf der Grundlage des Vorsehens der Rippenabschnitte (14) reduziert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Wärmeübertragungsplatten (14) dahingehend kombiniert, Paare auszubilden, und die Rippenabschnitte (14) und die Lamellenabschnitte (17) sind mit dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) integral ausgebildet, und das Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) sind dahingehend aneinander befestigt, den inneren Durchtritt (15, 16) innerhalb der Mehrzahl von Rippenabschnitten (14) auszubilden.
  • Somit werden, da die Rippenabschnitte (14) und die Lamellenabschnitte (17) integral mit dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) ausgebildet werden, die vorstehend genannten Effekte effektiv dargestellt.
  • Verlöten ist ein repräsentatives Mittel zum Befestigen des Paars von Wärmeübertragungsplatten (12) aneinander. Wenn die Lamellenabschnitte (17) vorgesehen sind, werden gleichzeitig Schnittöffnungen (17d) ausgebildet, welche als Luft abgebende Öffnungen während des Lötens arbeiten, wodurch das Verlöten zwischen dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) verbessert wird.
  • In dieser Hinsicht enthält gemäß der vorliegenden Erfindung das Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) zwei vollständig separierte Platten, sowie eine einzige Platte, die an einer Mitte derselben dahingehend gefaltet ist, zwei Teile darzustellen, wobei jede die Hälfte der Gesamtgröße ist bzw. hat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Positionen in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12), an welchen die Rippenabschnitte (14) ausgebildet sind, in der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids verschoben, und es können innere Durchtritte (15, 16) durch die Rippenabschnitte (14) ausgebildet sein, die in einem des Paars von Wärmeübertragungsplatten (12) und einer Plattenoberfläche des anderen ausgebildet sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Rippenabschnitte (14) in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) bei denselben Positionen, gesehen in der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids, ausgebildet sein, und die inneren Durchtritte (15, 16) sind durch die Kombination der Rippenabschnitte (14) ausgebildet, die jeweils in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) ausgebildet sind.
  • Somit ist es, da die inneren Durchtritte (15, 16) durch die Kombination der Rippenabschnitte (14) in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12) ausgebildet sind, möglich, die Fläche des inneren Durchtritts im Vergleich mit der vorstehend genannten Erfindung zu vergrößern. Demgemäß ist es möglich, den gegenseitigen Abstand zwischen den Rippenabschnitten (14) zu vergrößern und die Anzahl von Lamellenabschnitten (1) einfach zu vergrößern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Wärmeübertragungsplatte (12) durch ein einziges extrusionsgeformtes Plattenmaterial gebildet, sind die Rippenabschnitte (14) durch Extrusionsformen eines rohrförmigen Abschnitts auf dem einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterial ausgebildet, und sind die Lamellenabschnitte (17) integral mit dem einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterial dahingehend ausgebildet, von einer Plattenoberfläche des einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterials herauszuragen.
  • Da die Rippenabschnitte (14), das heißt die inneren Durchtritte (15, 16) durch Extrusionsformen eines rohrförmig geformten Abschnitts des einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterials ausgebildet sind, wird ein Kopplungsaufbau für den Zweck des Ausbildens der inneren Durchtritte (15, 16) unnötig. Demzufolge werden die Kopplungsabschnitte in dem Wärmetauscher insgesamt erheblich reduziert, um die Produktivität des Wärmetauschers zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Wärmeübertragungsplatte (12) einen Basisplattenabschnitt (13) mit einer flachen Oberfläche zwischen den benachbarten Rippenabschnitten (14) auf, und ist der Lamellenabschnitt (17) in dem Basisplattenabschnitt (13) ausgebildet.
  • Dadurch wird dir Lamellenabschnitt (17) einfach auf der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts (13) ausgebildet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Breite (Fw) in der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids des Lamellenabschnitts (17) 5 mm oder weniger. Dadurch wird der Vorderendeffekt (Effekt zum Verdünnen der Temperaturgrenzschicht) des Lamellenabschnitts (17) effektiv dargestellt und die außenfluidseitige Wärmeübertragungsrate der Wärmeübertragungsplatte (12) wird vorteilhaft verbessert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Lamellenabschnitt (17) eine Schlitzlamelle mit einer versetzten Wandoberfläche (17a), die von einer Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) mit einem vorbestimmen Spalt getrennt gewählt ist, wobei die versetzte Wandoberfläche (17a) an einer Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) an zwei Positionen gekoppelt sind.
  • Durch Anwenden eines solchen Schlitzspaltes ist es möglich, die äußere fluidseitige Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit der Wärmeübertragungsplatte (12) wirksam zu verbessern.
  • Wenn ein Spalt zwischen Positionen auf dem Paar von Wärmeübertragungsplatten (12), die einander gegenüberliegen, um den äußeren Durchtritt (18), an welchen Positionen die Schlitzlamellen (17) ausgebildet sind, zu begrenzen, als (L1 bis L3) definiert wird, und eine hervorstehende Höhe der versetzten Wandoberfläche (17a) von einer Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) als Fha1 bis Fha3 definiert wird, ist die folgende Relation erfüllt:
    Fha1 bis Fha3 ≤ 1/2 (L1 bis L3).
  • Wenn die versetzte Wandoberfläche (17a) ausgebildet ist, ist es somit möglich, einen mäandernden Strom des äußeren Fluids näher an einer flachen Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) auszubilden. Somit wird das Auftreffen des äußeren Fluids auf eine Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) vereinfacht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Querschnittsform des Rippenabschnitts (14) eine gekrümmte Oberfläche auf, die von der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte hervorsteht, und die allgemein halbkreisförmig ist, wobei die Schlitzlamelle (17) an einer Position direkt auf einer stromabwärtigen Seite von einem äußeren Fluid relativ zu dem Rippenabschnitt (14) angeordnet ist, und die versetzte Wandoberfläche (17a) in derselben Richtung geneigt ist wie die Neigung der stromabwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche in der allgemein halbkreisförmig gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts (14).
  • Dadurch ist es möglich, einen Strom P auszubilden, welcher sich der stromabwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts (14) infolge der Führungsarbeit der geneigten Oberfläche der versetzten Oberfläche (17a) zu nähern, wie in der später beschriebenen 25 dargestellt ist. Somit ist es, da die Wirbel (M') reduziert werden, um den durch die Wirbel (M') verursachten Verweilbereich zu minimieren, möglich, die Wärmeübertragungsrate der stromabwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts (14) und der flachen Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Querschnittsform des Rippenabschnitts (14) derart, dass sie eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die von einer Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) halbkreisförmig herausragt,
    die Schlitzlamelle benachbart dem Rippenabschnitt (14) an einer Position angeordnet ist, die sich direkt auf der stromaufwärtigen Seite des äußeren Fluids befindet, und
    die versetzte Wandoberfläche (17a) in derselben Richtung wie die Neigung der stromaufwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche in einer allgemein halbkreisförmig gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts (14) geneigt ist.
  • Dadurch ist es, da die geneigte Oberfläche der versetzten Wandoberfläche (17a) in derselben Richtung wie die Neigung der stromaufwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts (14) geneigt ist, möglich, das äußere Fluid zu veranlassen, sich gleichmäßig auf der stromaufwärtigen Seite mäandern zu bewegen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Schlitzlamelle (17) gegenüber einer Vorderseite des Rippenabschnitts (14) angeordnet, während der äußere Durchtritt (18) dazwischen liegt, und die versetzte Wandoberfläche (17a) ist dahingehend ausgebildet, einer flachen Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) parallel zu sein.
  • In dieser Hinsicht ist, wie in der später beschriebenen 21 dargestellt ist, eine Umkehrposition des Stroms in dem äußeren Durchtritt (18) vor dem Rippenabschnitt (14) ausgebildet. Wenn die versetzte Wandoberfläche (17a), die in einer vorbestimmten Richtung geneigt ist, an dieser Umkehrposition des Stroms angeordnet ist, verhindert die Neigung der versetzten Wandoberfläche (17a) das Umkehren des Stroms. Da jedoch in der vorliegenden Erfindung die versetzte Wandoberfläche (17a) parallel zu einer flachen Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) ist, wird die versetzte Wandoberfläche (17a) neutral relativ zu dem Umkehren des Stroms und behindert nicht das Umkehren des Stroms.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das äußere Fluid Luft und das innere Fluid Kühlmittel zum Kühlen der Luft, wobei der Wärmetauscher als ein kühlender Wärmetauscher ausgebildet ist, der Kondensationswasser auf der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) erzeugt, und ein Spalt (Q1, Q2) zwischen der versetzten Wandoberfläche (17a) und der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) ist 0,3 mm oder mehr.
  • Gemäß der Studie der vorliegenden Erfindung wurde bestätigt, dass dann, wenn der Spalt (Q1, Q2) 0,3 mm oder mehr ist, die Blockade dieses Spalts (Q1, Q2) vermeidbar ist und das Ableiten von Kondensationswasser durchgeführt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Lamellenabschnitt (17) eine hervorstehende (gestochene) Lamelle, die mit einem vorbestimmten Winkel relativ zu der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) hervorsteht.
  • Die vorstehende (gestochene) Lamelle ist im Vergleich mit der Schlitzlamelle, welche durch die vorstehende Erfindung definiert wird, einfach in ihrer Form und einfach ausgebildet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die hervorstehende Lamelle (17) dreieckig.
  • Solch eine dreieckige hervorstehende Lamelle (17), die ein Deltaflügel ist, neigt zur Erzeugung eines Karman-Wirbels, welcher die lokale Wärmeübertragungsrate auf dem Rand des Lamellenabschnitts infolge des Freigebens des Karman-Wirbels verbessert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die dreieckige hervorstehende Lamelle (17) zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids mit einem Winkel von 15° bis 45° geneigt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die herausragende Lamelle (17) rechteckig. Hier enthält "rechteckig" quadratisch und trapezoid.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Neigungswinkel der hervorstehenden Lamelle (17) relativ zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids in einem schmalen Winkelbereich von –30° bis +30° bestimmt, so dass eine Oberfläche der hervorstehenden Lamelle (17) der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids folgt, wodurch der Lüftungswiderstand des äußeren Fluids reduziert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das äußere Fluid Luft und das innere Fluid zum Kühlen der Luft strömt durch den inneren Durchtritt (15, 16), ist die Wärmeübertragungsplatte (12) derart angeordnet, dass die Längsrichtung des Rippenabschnitts (14) mit der Aufwärts-/Abwärtsrichtung übereinstimmt, und ist ein Neigungswinkel der hervorstehenden Lamelle (17) in einem Bereich von 60° bis 120° relativ zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids, so dass eine Oberfläche der hervorstehenden Lamelle (17) der Längsrichtung des Rippenabschnitts (14) folgt.
  • Dadurch wird, wenn auf der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte (12) erzeugtes Kondensationswasser in der Längsrichtung der hervorstehenden Lamelle (17) fällt, das Ableiten des Kondensationswassers vereinfacht, da die hervorstehende Lamelle (17) das Fallen des Kondensationswassers nicht stört.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der innere Durchtritt einen stromaufwärtsseitigen inneren Durchtritt (16) auf, der auf der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids angeordnet ist, und einen stromabwärtsseitigen inneren Durchtritt (15), der auf der stromabwärtigen Seite der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids angeordnet ist,
    wobei der stromaufwärtsseitige innere Durchtritt (16) und der stromabwärtsseitige innere Durchtritt (15) jeweils vertikal zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids in eine Mehrzahl von Flächen (X, Y) unterteilt sind, und
    Durchtritte, die parallel zueinander verbunden sind, zwischen der Mehrzahl von Flächen (X, Y) der stromaufwärtsseitigen inneren Durchtritte (16) und der Mehrzahl von Flächen (X, Y) der stromabwärtsseitigen inneren Durchtritte (15) gebildet sind.
  • Dadurch ist es möglich, den Druckverlust in den inneren Durchtritten (15, 16) insgesamt durch den Aufbau paralleler Durchtritte zu senken. Ebenso ist es möglich, die Anzahl von Rippenabschnitten (14) zu reduzieren, sowie einen Spalt zwischen den Wärmeübertragungsplatten (12) zu vergrößern, die aneinander gelegt sind, was zur Reduzierung des außenfluidseitigen Lüftungswiderstands führt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, falls der stromabwärtsseitige innere Durchtritt (15) ein einlassseitiger Durchtritt für das innere Fluid ist, und der stromaufwärtsseitige innere Durchtritt (16) ein ausgangsseitiger Durchtritt für das innere Fluid ist, ein hoch wirksamer Wärmetauscher vom orthogonal gegenüberliegenden Typ erhalten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind, falls die parallelen Durchtritte die Mehrzahl von Flächen (X, Y) in dem stromaufwärtsseitigen inneren Durchtritt (16) und die Mehrzahl von Flächen (X, Y) in dem stromabwärtsseitigen inneren Durchtritt (15) miteinander in einem X-Muster koppeln, sowohl die Reduzierung des Druckverlusts in dem inneren Durchtritt (15, 16) als auch die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung des ausgeblasenen äußeren Fluids erzielbar.
  • Es ist zu bemerken, dass Bezugsziffern in Klammern die Entsprechung der jeweiligen Elemente mit konkreten Mitteln in später beschriebenen Ausführungsformen bezeichnen.
    •
  • Die vorliegende Erfindung kann aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie nachfolgend zusammen mit den begleitenden Zeichnungen ausgeführt wird, vollständiger verstanden werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen:
  • 1 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Verdampfers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Explosionsperspektivansicht, welche einen Kühlmittelströmungsdurchtritt des Verdampfers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 3 ist ein Querschnitt, der entlang einer Linie III-III in 1 genommen ist;
  • 4 ist eine Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsplatte, die in 3 gezeigt ist;
  • 5 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Kernabschnitts eines Wärmetauschers vom Lamellen- und Rohrtyp nach früherer Technik;
  • 6 ist ein Querschnitt eines Wärmetauschers lamellenloser Art nach früherer Technik (gezeigt in dem ersten Patentdokument);
  • 7 ist eine Tabelle, welche den Vergleich verschiedener Betrachtungseinheiten in dem Wärmetauscher der früheren Technik mit denen der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 8 ist ein Graph der lokalen Wärmeübertragungsrate in dem lamellenlosen Wärmetauscher, der in der früheren Technik (dem ersten Patentdokument) gezeigt ist;
  • 9 ist ein Querschnitt eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10A ist eine Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsplatte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 10B ist eine Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsplatte gemäß einem Vergleichsbeispiel für die dritte Ausführungsform;
  • 11 ist ein Querschnitt eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 12 ist eine Perspektivansicht eines Teils der Wärmeübertragungsplatte, die in 11 gezeigt ist;
  • 13 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 12;
  • 14 ist eine Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsplatte gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ist eine Explosionsperspektivansicht, die einen Aufbau eines Kühlmittelströmungsdurchtritts gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 16 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Kühlmittelströmungsdurchtritts in einem Verdampfer gemäß der sechsten Ausführungsform darstellt;
  • 17 ist eine Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsplatte, die eine Lamellenform gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 18 ist ein Querschnitt eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 19 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 20 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 21 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 22 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einem Vergleichsbeispiel der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 23 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 24 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 25A ist ein vergrößerter Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einem Vergleichsbeispiel der zwölften Ausführungsform, und 25B ist ein vergrößerter Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts gemäß der zwölften Ausführungsform;
  • 26 ist ein Querschnitt eines Teils eines Kernabschnitts eines Verdampfers gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 27 ist ein Querschnitt eines Hauptteils eines Wärmetauschers gemäß eines zweiten Patentdokuments.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine erste Ausführungsform ist ein Verdampfer für eine Fahrzeugklimaanlage. Zunächst wird der Gesamtaufbau des Verdampfers 10 für eine Fahrzeugklimaanlage beschrieben. 1 ist eine Explosionsperspektivansicht, die eine Zusammenfassung des Gesamtaufbaus des Verdampfers darstellt, und 2 ist eine Explosionsperspektivansicht, wobei ein Kühlmitteldurchtritt, der durch Pfeile gezeigt ist, zu 1 hinzugefügt ist. 3 ist ein seitlicher Querschnitt, der einen Laminierungsaufbau der Wärmeübertragungsplatten 12 darstellt, und es ist ein Querschnitt, der entlang einer Linie I-I in 1 genommen ist. 4 ist eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsplatte 12.
  • Der Gesamtaufbau des in 1 und 2 gezeigten Verdampfers kann im Wesentlichen gleich dem in dem vorstehend genannten ersten Patentdokument (der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 11-287580) sein. Der Verdampfer 10 ist ein Wärmetauscher von der Art mit orthogonaler, gegenüberliegender Strömung, wobei eine Strömungsrichtung A von Klimatisierungsluft und eine Strömungsrichtung B von Kühlmittel in einer Wärmeübertragungsplatte (Aufwärts-Abwärts-Richtung in 1) orthogonal zueinander sind, und der stromaufwärtige ((einlass)-seitige Durchtritt des Kühlmittelstroms stromabwärts der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist, während der stromabwärtige (ausgangs)-seitige Durchtritt des Kühlmittels stromaufwärts der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist. In dieser Hinsicht ist in dem Verdampfer 10 Luft ein äußeres Fluid (gekühltes Fluid) und Kühlmittel ist ein inneres Kühlungsfluid.
  • Dieser Verdampfer 10 bildet einen Kernabschnitt 11 zum Durchführen des Wärmetausches zwischen der klimatisierten Luft und dem Kühlmittel durch alleiniges Stapeln einer Anzahl von Wärmeübertragungsplatten 12 in der Richtung vertikal zu der Plattenoberfläche (in der Richtung orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A). In dieser Hinsicht sind an den obersten und untersten Enden dieser Wärmeübertragungsplatten 12 später beschriebene Tanks 20 bis 23 ausgebildet. Da ein Abschnitt, in welchem der Tank 20 bis 23 ausgebildet ist, keinen Durchtritt von Luft dort hindurch ermöglicht, ist der Kernabschnitt 11 in einem zwischenliegenden Bereich der Wärmeübertragungsplatte 12 mit Ausnahme der Tanks 20 bis 23, die an den oberen und unteren Enden ausgebildet sind, ausgebildet.
  • Die jeweilige Wärmeübertragungsplatte 12 ist aus einer Metallplatte ausgebildet, und konkreter aus A3000-Typ Aluminiumkernmaterial, das mit A400-Typ Aluminiummaterial auf seinen beiden Seitenoberflächen beschichtet ist. Eine Plattendicke t der Wärmeübertragungsplatte 12 (2) ist so klein wie beispielsweise 0,15 mm. Die Wärmeübertragungsplatten 12 weisen eine allgemein rechteckige planare Form auf, welche dieselben Größen aufweist.
  • Als nächstes wird eine konkrete Form der Wärmeübertragungsplatte 12 mit Bezug auf 3 beschrieben. Die jeweilige Wärmeübertragungsplatte 12 weist Rippenabschnitte 14 auf, die aus einer flachen Basisplatte 13 durch Pressformen ausgebildet sind. Die Rippenabschnitte 14 sind von längsgereichteter Form, die sich kontinuierlich parallel zueinander in der Längsrichtung der Wärmeübertragungsplatte 12 erstreckt. Während eine Querschnittsform des Rippenabschnitts in 3 allgemein halbkreisförmig ist, kann sie andere Formen, beispielsweise eine trapezoide Form aufweisen, die abgerundete Ecken hat.
  • Ein Innenraum des Rippenabschnitts 14 bildet einen inneren Durchtritt, konkreter einen Kühlmitteldurchtritt 15, 16, durch welchen ein niedrigdruckseitiges Kühlmittel strömt, nachdem es durch ein Druckreduzierungsmittel (ein Expansionsventil oder anderes) in einen Kältemittekreislauf durchgetreten ist. Da die Längsrichtung der Wärmeübertragungsplatte 12 mit der Aufwärts- und Abwärtsrichtung übereinstimmt, stimmt die Längsrichtung der Rippenabschnitte 14 auch mit der Aufwärts- und Abwärtsrichtung überein; das heißt, sie ist orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A.
  • An einer zentralen Position eines Rippenabstandes Rp, welche ein gegenseitiger Abstand zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14 in einer Wärmeübertragungsplatte 12 ist, ist der Rippenabschnitt 14 in der anderen Wärmeübertragungsplatte 12, die mit dieser zusammengepasst ist. Demgemäß ist, wenn das Paar von Wärmeübertragungsplatten 12, 12 derart angeordnet sind, dass die Rippenabschnitte 14 der jeweiligen Wärmeübertragungsplatten einander gegenüber zu dem Äußeren sind und die Basisplattenabschnitte 13 in Kontakt miteinander sind, die Innenseite der Rippenabschnitte in der einen Wärmeübertragungsplatte 12 dicht durch eine zentrale Wandoberfläche des Basisplattenabschnitts 13 in der anderen Wärmeübertragungsplatte 12 geschlossen.
  • Demgemäß sind Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 zwischen den jeweiligen Innenseiten des Rippenabschnitts 14 und des Basisplattenabschnitts 13 in der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet. Den Kühlmitteldurchtritt 15 bildet einen leeseitigen Kühlmitteldurchtritt, der auf dem stromabwärtsseitigen Bereich der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist, während der Kühlmitteldurchtritt 16 einen wind- bzw. luvseitigen Kühlmitteldurchtritt bildet, der auf dem stromaufwärtsseitigen Bereich der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist.
  • Ein Lamellenabschnitt 17 ist integral an einer Position ausgebildet, an welcher die Basisplattenabschnitte 13 in den jeweiligen Wärmeübertragungsplatten 12, 12 in Kontakt miteinander stehen. Der Rippenabschnitt 17 ist zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14 ausgebildet. In dieser Ausführungsform sind die Lamellenabschnitte 17 in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten 12, 12 an denselben Positionen ausgebildet, wenn dies in der Luftströmungsrichtung A betrachtet wird.
  • Der Lamellenabschnitt 17 in dieser Ausführungsform bildet eine Schlitzlamelle. Die Schlitzlamelle ist eine, welche eine versetzte Wandoberfläche 17a aufweist, welche eine obere Wandoberfläche ist, die von einer Oberfläche eines Muttermaterials (konkret einer Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13) ist, und dies mit einem vorbestimmten Spalt, um einen Raum zu begrenzen, um ein Hindurchtreten von Luft zwischen der versetzten Wandoberfläche 17a und der Oberfläche des Muttermaterials zu ermöglichen, wie in 4 gezeigt ist, wobei zumindest zwei Positionen der ver setzten Wandoberfläche 17a physikalisch an der Oberfläche des Muttermaterials befestigt sind.
  • In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Lamellenabschnitt 17 von einer U-Form, in welcher linke und rechte Enden der versetzten Wandoberfläche 17a an dem Basisplattenabschnitt 13 mit den zwei seitlichen Wänden 17b und 17c befestigt sind.
  • In dieser Hinsicht ist eine Lamellenhöhe Fh, welche eine Höhe der versetzten Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 ist, gleich einer Höhe (Rippenhöhe) Rh des Rippenabschnitts 14 oder geringfügig niedriger als die Höhe Rh, wie in 3 gezeigt ist. In der in 4 gezeigten Ausführungsform weist die Schlitzlamelle 17 eine Größe in Breitenrichtung Fw in der Luftströmungsrichtung A auf, die kleiner als eine Größe orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A (einer Aufwärts-/Abwärts-Größe in 4) ist.
  • Um einen solchen Lamellenabschnitt 17 auszubilden, werden zwei Schneidelinien in einem Lamellenausbildungsbereich des Basisplattenabschnitts 13 mit einem Abstand vorgesehen, der der Lamellenbreite Fw entspricht, wonach ein Gebiet zwischen den zwei Schneidelinien dahingehend gepresst wird, einen U-förmigen Querschnitt aufzuweisen.
  • Die U-Form (eine Schlitzlamellenform) des Lamellenabschnitts 17 bildet eine herausspringende Form, welche eine Schneidoberfläche aufweist, die durch eine Plattendicke der Wärmeübertragungsplatte 12 hindurch verläuft. Dadurch wird eine Schnittöffnung 17b mit der Ausbildung des Lamellenabschnitts 17 in dem Lamellenausbildungsbereich des Basisplattenabschnitts 13 ausgebildet.
  • In dieser Hinsicht besteht, da der Lamellenausbildungsbereich bei einer Position ausgebildet ist, an welche die Basisplattenabschnitte 13 in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten 12, 12 in Kontakt miteinander stehen, kein Risiko, dass das Kühlmittel aus den Kühlmitteldurchtritten 15, 16 heraustritt, selbst falls die Schnittöffnung 17d in dem Basisplattenabschnitt 13 ausgebildet ist.
  • In dieser Hinsicht sind in 1 und 2 die vorstehend genannten Lamellenabschnitte 17 nicht gezeigt, um die Darstellung zu vereinfachen. In 3 ist die Anzahl der Rippenabschnitte 14 in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten 12, 12 fünf. Andererseits ist in den 1 und 2 die Anzahl von Rippenabschnitten 14 in ei nem des Paars von Wärmeübertragungsplatten 12, 12 sechs, und die in dem anderen des Paars ist fünf. Die Anzahl der Rippenabschnitte 14, das heißt die Anzahl von Kühlmitteldurchtritten 15, 16 kann selbstverständlich in Übereinstimmung mit der erforderlichen Leistung oder Kontur des Verdampfers 10 vergrößert oder verkleinert werden.
  • An jeden gegenüberliegenden Endbereichen der jeweiligen Wärmeübertragungsplatte 12, gesehen in der Richtung B (der Längsrichtung der Wärmeübertragungsplatte), sind orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A zwei Tankabschnitte 20 bis 23, die in der Breitenrichtung der Wärmeübertragungsplatte (in der Luftströmungsrichtung A) unterteilt sind, ausgebildet. Das heißt, es sind zwei Tankabschnitte 20 und 22 an dem oberen Endbereich der Wärmeübertragungsplatte 12 und zwei Tankabschnitte 21 und 23 an dem unteren Endbereich derselben.
  • Die Tankabschnitte 20 bis 23 sind dahingehend ausgebildet, in derselben Richtung wie die Rippenabschnitte 14 in der jeweiligen Wärmeübertragungsplatte 12 hervorzustehen. Eine hervorstehende Höhe des Tankabschnitts 20 bis 23 ist ein Halb eines Rohrabstands Tp (siehe 3), so dass Oberseiten der benachbarten Tankabschnitte 20 bis 23 miteinander in Kontakt gebracht und befestigt werden.
  • In dieser Hinsicht enthält die hervorstehende Höhe des Tankabschnitts 20 bis 23 die Plattendicke t der Wärmeübertragungsplatte 12. Der Rohrabstand Tp ist ein Abstand zwischen den angeordneten Wärmeübertragungsplatten 12. Ebenso ist ein Raumabstand Sp ein Wert, welcher durch Subtrahieren der Plattendicken t von zwei Wärmeübertragungsplatten 12 von dem Rohrabstand Tp erhalten wird, das heißt, Tp-2t.
  • In der in 3 gezeigten Ausführungsform ist, während die Rippenhöhe des Rippenabschnitts Rh dahingehend bestimmt wird, ein Halb des Rohrabstands Tp zu sein, das heißt allgemein gleich der hervorstehenden Höhe des jeweiligen Tankabschnitts 20 bis 23, ist dies nicht beschränkend, sondern es kann die Rippenhöhe Rh des Rippenabschnitts 14 geringfügig relativ zu dem jeweiligen Tankabschnitt 20 bis 23 vergrößert oder verringert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben sind, da die Tankabschnitte 20 bis 23 in derselben Richtung wie die Rippenabschnitte 14 hervorstehen, und ausgenommene längsgerichtete gegenüberliegende Endbereiche, die durch das Herausragen der Rippenabschnitte 14 gebildet sind, kontinuierlich zu der ausgenommenen Form der Tankab schnitte 20 bis 23 sind, beide Endabschnitte der wind- bzw. luvseitigen Kühlmitteldurchtritte 16 mit den leeseitigen oberen und unteren Tankabschnitten 22 und 23 kommunizierend verbunden, und beide Endabschnitte des leeseitigen Kühlmitteldurchtritts 15 mit dem wind- bzw. luvseitigen oberen und unteren Tankabschnitten 20, 21 kommunizierend verbunden.
  • In dieser Hinsicht begrenzen der leeseitige Tankabschnitt 20 und der wind- bzw. lusvseitige Tankabschnitt 22 auf der oberen Seite der Wärmeübertragungsplatte die Kühlmitteldurchtritte unabhängig voneinander, und begrenzen der leeseitige Tankabschnitt 21 und der wind- bzw. luvseitige Tankabschnitt 23 auf der unteren Seite der Wärmeübertragungsplatte die Kühlmitteldurchtritte unabhängig voneinander.
  • Da Kommunikationsöffnungen 20a bis 22a an den Mitten der Oberseiten der jeweiligen Tankabschnitte 20 bis 22 vorgesehen sind, ist es möglich, die Kommunikationsöffnungen 20a bis 23a miteinander kommunizierend zu verbinden, indem die hervorstehenden Oberseiten der Tankabschnitte 20 bis 23 in Nachbarschaft zueinander gebracht werden und diese miteinander bzw. aneinander befestigt werden.
  • Dadurch ist es möglich, die Kühlmitteldurchtritte der Tankabschnitte 20 bis 23 zwischen benachbarten Wärmeübertragungsplatten kommunizierend zu verbinden, wie in der Links-/Rechts-Richtung in 1 und 2 zu sehen ist.
  • Da die Mehrzahl der Rippenabschnitte 13 in der jeweiligen Wärmeübertragungsplatte 12 angeordnet wird, während sie gegenüber diesen in der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 14 verschoben wird, wenn dies in der Breitenrichtung der Wärmeübertragungsplatte 12 (in der Luftströmungsrichtung A) betrachtet wird, wie in 3 gezeigt ist, ist es möglich, den jeweiligen vierten Abschnitt 14 dem Basisplattenabschnitt 13 in der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 12 gegenüberliegend vorzusehen.
  • Da die Rippenhöhe Rh des Rippenabschnitts 14 dahingehend bestimmt wird, gleich einer Hälfte eines Rohrabstands Tp zu sein, wie vorstehend beschrieben, wird ein Spalt zwischen einer Oberseite des Rippenabschnitts 14 auf der konvexen Seite und dem Basisplattenabschnitt 13 in der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet, wodurch ein mäandernder gekrümmter Luftdurchtritt 18 kontinuierlich entlang einer Gesamtlänge (in der Luftströmungsrichtung A) der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet wird, wie in 3 durch einen Pfeil A1 gezeigt ist. Die Lamellenabschnitte 12, welche U-förmige Schlitzlamellen bilden, sind in diesem welligen Luftdurchtritt 18 benachbart zu den jeweiligen Rippenabschnitten 14.
  • Nachfolgend wird ein Abschnitt zum Zuführen und Abgeben von Kühlmittel relativ zu dem Kernabschnitt 11 beschrieben. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind Endplatten 24, 25 mit den gleichen Größen wie die Wärmeübertragungsplatte 12 an gegenüberliegenden Enden in der Liegerichtung der Wärmeübertragungsplatten angeordnet. Die Endplatte 24, 25 ist eine flache Platte, die in der Lage ist, in Kontakt mit einer konvexen Seite der Tankabschnitte 20 bis 23 der Wärmeübertragungsplatte 12 zu stehen und an dieser befestigt zu werden.
  • In Löcher, die in der Nähe des oberen Endes der linksseitigen Endplatte 24 in 1 und 2 vorgesehen sind, werden eine Kühlmitteleinlassleitung 24a und eine Kühlmittelausgangsleitung 24b befestigt, wobei die Kühlmitteleinlassleitung 24a mit einer Kommunikationsöffnung 20a kommuniziert, die an einer Oberseite eines leeseitigen Tankabschnitts 20 ausgebildet ist, der an einem oberen Ende der am weitesten links befindlichen Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet ist. Die Kühlmittelausgangsleitung 24b kommuniziert mit einer Kommunikationsöffnung 22a, die an einer Oberseite des wind- bzw. luvseitigen Tankabschnitts 22 ausgebildet ist, der an einem oberen Ende der am weitesten links befindlichen Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet ist.
  • Die linksseitige Endplatte 24 ist aus einem Material ausgebildet, welches beidseitig mit Aluminium in derselben Weise wie in der Wärmeübertragungsplatte 12 beschichtet ist, und an die Kühlmitteleinlass- und -ausgangsleitungen 24a, 24b gelötet ist. Die rechtsseitige Endplatte 25 ist aus einem metallischen Material ausgebildet, welches mit Lötmaterial auf einer Seite beschichtet ist, um an die Wärmeübertragungsplatte 12 gelötet zu werden.
  • Ein flüssigkeits-/dampfartiges Zweiphasenkühlmittel, welches durch ein Druckreduzierungsmittel wie ein Expansionsventil hindurchtritt, wird in die Kühlmitteleinlassleitung 24a zugeführt. Andererseits ist die Kühlmittelausgangsleitung 24b an einer Saugseite eines Kompressors, nicht gezeigt, angeschlossen, so dass verdampftes dampf-/flüssigkeitsartiges Kühlmittel, welches in dem Verdampfer 10 verdampft ist, zu der Saugseite des Kompressors 10 geführt wird.
  • In einer Gruppe der Mehrzahl von Wärmeübertragungsplatten 12, die aneinander in der Links-/Rechtsrichtung in 1 und 2 gestapelt sind, bildet der leeseitige Kühlmitteldurchtritt 15, der in dem Inneren der vorstehend beschriebenen Rippenabschnitte 14 ausgebildet ist, den einlassseitigen Kühlmitteldurchtritt insgesamt des Verdampfers, da das Kühlmittel von der Kühlmitteleinlassleitung 23 zugeführt wird.
  • Andererseits bildet der wind- bzw. luvseitige Kühlmitteldurchtritt 16, der in dem Inneren der vorstehend beschriebenen Rippenabschnitte 14 ausgebildet ist, den auslassseitigen Kühlmitteldurchtritt, welcher das durch den leeseitigen (einlassseitigen) Kühlmitteldurchtritt 15 hindurchtretende Kühlmittel führt, sowie das Kühlmittel der Kühlmittelauslassleitung 24b zugeführt wird.
  • Als nächstes werden alle Kühlmitteldurchtritte in dem Verdampfer 10 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die leeseitigen Tankabschnitte 20 und 21 in den Tankabschnitten 20 bis 23, die an den oberen und unteren Enden des Verdampfers 10 angeordnet sind, bilden die kühlmitteleinlassseitigen Tankabschnitte, während die wind- bzw. luvseitigen Tankabschnitte 22 und 23 die Kühlmittelausgangsseitigen Tankabschnitte bilden.
  • Der leeseitige und oberseitige kühlmitteleinlassseitige Tankabschnitt 20 ist durch eine Unterteilung (nicht gezeigt), die an einer Zwischenposition in der Liegerichtung der Wärmeübertragungsplatten 12 angeordnet ist, in den linksseitigen Strömungsdurchtritt in 2 (ein Strömungsdurchtritt auf der Seite des Bereichs X) und den rechtsseitigen Strömungsdurchtritt in 2 (ein Strömungsdurchtritt auf der Seite des Bereichs Y) unterteilt.
  • Ähnlich ist der wind- bzw. luvseitige oberseitige kühlmittelausgangsseitliche Tankabschnitt 22 in den linksseitigen Strömungsdurchtritt in 2 (ein Strömungsdurchtritt auf der Seite des Bereichs X) und den rechtsseitigen Strömungsdurchtritt in 2 (ein Strömungsdurchtritt auf der Seite des Bereichs Y) unterteilt. Diese unterteilten Abschnitte sind einfach unter Verwendung derjenigen der vorstehend beschriebenen Wärmeübertragungsplatten 12 gebildet, welche bei der Zwischenposition angeordnet sind und bei denen die Kommunikationsöffnungen an den Oberseiten von deren Tankabschnitten 20 und 22 dahingehend blockiert sind, eine Barrierewand (ein Blinddeckel) darzustellen.
  • Gemäß dem Kühlmitteldurchtrittsaufbau in 2 tritt dampf-/flüssigkeitsartiges Zweiphasenkühlmittel, welches durch das Expansionsventil in seinem Druck gesenkt wurde, den leeseitigen, oberseitigen einlassseitigen Tankabschnitt 20 aus der Kühlmitteleinlassleitung 24a ein, wie durch einen Pfeil a gezeigt ist. Da der Strömungsdurchtritt des einlassseitigen Tankabschnitts 20 in die linken und rechten Bereiche X und Y durch die Unterteilung unterteilt ist, die nicht gezeigt ist, wird das Kühlmittel nur in den linksseitigen Bereich X des einlassseitigen Abschnitts 20 zugeführt.
  • In dem linksseitigen Bereich X in 2 dient das Kühlmittel in dem Kühlmitteldurchtritt 15 abwärts, welcher in den leeseitigen Rippenabschnitten 14 ausgebildet ist, wie durch einen Pfeil b gezeigt ist und tritt in den unterseitigen einlassseitigen Tankabschnitt 21 ein. Als nächstes bewegt sich das Kühlmittel durch den unterseitigen einlassseitigen Tankabschnitt 21 in den rechtsseitigen Bereich Y in 2, wie durch einen Pfeil c gezeigt ist, und steigt in dem Kühlmitteldurchtritt 15 nach oben, der in dem rechtsseitigen Bereich Y durch den leeseitigen Rippenabschnitt 14 der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet ist, wie durch einen Pfeil d gezeigt ist, um in den rechtsseitigen Bereich Y des oberseitigen einlassseitigen Tankabschnitts 20 einzutreten.
  • Hier ist die Kommunikationsöffnung 20a des einlassseitigen Tankabschnitts 20 in der am weitesten auf der rechten Seite befindlichen Wärmeübertragungsplatte 12 über einen Kommunikationsdurchtritt (nicht gezeigt, siehe ein Pfeil f), der in der Nähe des oberen Endes der rechtsseitigen Endplatte 25 ausgebildet ist, kommunizierend mit der Kommunikationsöffnung 22a des ausgangsseitigen Tankabschnitts 22 verbunden, der auf der oberen Seite der am weitesten auf der rechten Seite befindlichen Wärmeübertragungsplatte 12 verbunden.
  • Demgemäß strömt das in den Strömungsdurchtritt des rechtsseitigen Bereichs Y in dem oberseitigen einlassseitigen Tankabschnitt 20 eintretende Kühlmittel nach rechts, wie durch einen Pfeil e angezeigt ist, und tritt anschließend durch den Kommunikationsdurchtritt (nicht gezeigt) in der Nähe des oberen Endes der rechtsseitigen Endplatte 25 hindurch, wie durch einen Pfeil f gezeigt ist, und tritt in den Strömungsdurchtritt in dem rechtsseitigen Bereich Y des oberseitigen ausgangsseitigen Tankabschnitts 22 ein.
  • Hier tritt, da der Strömungsdurchtritt des ausgangsseitigen Tankabschnitts 22 in die linken und rechten Seitenbereiche X und Y durch die vorstehend beschriebene, nicht gezeigte Unterteilung unterteilt ist, dass Kühlmittel nur in die Strömungsdurchtritte in dem rechtsseitigen Bereich Y des ausgangsseitigen Tankabschnitts 22, wie durch einen Pfeil g gezeigt ist. Als nächstes geht das Kühlmittel, welches in den rechtsseitigen Bereich Y in diesen Tankabschnitt 22 eintritt, den Kühlmitteldurchtritt 16 herab, der durch den wind- bzw. luvseitigen Rippenabschnitt 14 in der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet ist, und tritt in den rechtsseitigen Bereich Y des unterseitigen ausgangsseitigen Tankabschnitts 23 ein.
  • Das Kühlmittel bewegt sich von dem rechtsseitigen Bereich Y zu dem linksseitigen Bereich X in 2 durch den unterseitigen ausgangsseitigen Tankabschnitt 23, wie durch einen Pfeil i gezeigt ist, und steigt anschließend den Kühlmitteldurchtritt 16 herauf, der durch den wind- bzw. luvseitigen Rippenabschnitt 14 der Wärmeübertragungsplatte 12 ausgebildet ist, wie durch einen Pfeil j gezeigt ist, um in den Strömungsdurchtritt in dem linksseitigen Bereich X des oberseitigen ausgangsseitigen Tankabschnitts 22 einzutreten. Das Kühlmittel tritt durch den ausgangsseitigen Tankabschnitt 22 nach links, wie durch einen Pfeil k gezeigt ist, und wird aus der Kühlmittelausgangsleitung 24b zu dem Äußeren des Verdampfers hin abgegeben.
  • In dem in 1 und 2 gezeigten Verdampfer 10 ist der Kühlmitteldurchtritt wie vorstehend beschrieben aufgebaut, wodurch es möglich ist, den Verdampfer 10 durch Legen der jeweiligen Komponenten (12, 24, 25, 24a und 24b) dahingehend, dass diese miteinander in Kontakt stehen, Halten eines solchen gestapelten Zustands (zusammengesetzten Zustands) durch eine geeignete (Spann)-Vorrichtung, Legen des Zusammenbaus in den Lötofen, und Heizen desselben auf einen Schmelzpunkt des Schmelzmaterials zusammenzubauen. Der Zusammenbau des Verdampfers 10 ist somit vervollständigt.
  • Als nächstes wird der Betrieb des vorstehend genannten Verdampfers 10 beschrieben. Der Verdampfer 10, der in 1 und 2 gezeigt ist, ist in einem Gehäuse einer nicht gezeigten Klimatisierungseinheit mit der Oberseite nach unten untergebracht, so dass Luft in der Richtung A infolge der Arbeit eines Klimatisierungsgebläses strömt.
  • Wenn der Kompressor für den Kälteerzeugungskreis in Betrieb ist, strömt das Niedrigdruck-Dampfflüssigkeitstyp-Zweiphasenkühlmittel, welches durch das nicht gezeigte Expansionsventil dekomprimiert wurde, über die vorstehend genannten Durchtritte, die durch die Pfeile a bis k bezeichnend sind, die in 2 gezeigt sind. Ande rerseits ist, infolge des zwischen den Rippenabschnitts 14, der von der Außenoberflächenseite der Wärmeübertragungsplatte 12 hervorsteht, und dem Basisplattenabschnitt 13 ausgebildeten Spalts, der Luftdurchtritt, der wie durch einen Pfeil A1 in 3 gezeigt mäandert, kontinuierlich in der Breitenrichtung der Wärmeübertragungsplatte (der Luftströmungsrichtung A) ausgebildet.
  • Demzufolge tritt die klimatisierte Luft, die in der Richtung A gesendet wird, durch den Luftdurchtritt 18 zwischen den zwei Wärmeübertragungsplatten 12 und 12, während sie, wie durch den Pfeil A1 gezeigt, mäandert. Da das Kühlmittel die Verdampfungslatentwärme aus dieser Luftströmung zieht und verdampft, wird die in der Richtung A zugeführte klimatisierte Luft zu einem kalten Wind.
  • Gleichzeitig wird, da der einlassseitige Kühlmitteldurchtritt 15 auf der leewärtigen Seite angeordnet ist und der ausgangsseitige Kühlmitteldurchtritt 16 auf der wind- bzw. luvwärtigen Seite relativ zu der Strömungsrichtung A der klimatisierten Luft angeordnet ist, das Verhältnis des Kühlmitteleinlasses und -auslasses relativ zu der Luftströmung eine Gegenstrombeziehung.
  • Ferner wird, da die Luftströmungsrichtung A orthogonal zu der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14 der Wärmeübertragungsplatte 12 (der Kühlmittelströmungsrichtung B in den Kühlmitteldurchtritten 15, 16) auf der Luftseite ist, und der Rippenabschnitt 14 eine konvexe Wärmeübertragungsoberfläche ausbildet, die orthogonal zur Luftströmung herausragt, das gerade Fortschreiten von Luft durch diesen orthogonal erstreckten Rippenabschnitt 14 gestört. Demgemäß wird die Luftströmung dahingehend gestört, turbulent zu werden, wodurch die luftseitige Wärmeübertragungsrate signifikant verbessert wird.
  • In dieser Hinsicht besteht in dem Plattentyp-Wärmetauscher, in welchem der Kernabschnitt 11 nur durch die Wärmeübertragungsplatten 12 aufgebaut ist, wie in dieser Ausführungsform, ein Problem derart, dass die luftseitige Wärmeübertragungsfläche erheblich reduziert ist im Vergleich zu dem herkömmlichen Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauscher, wodurch es schwierig ist, die erforderliche Wärmeübertragungsleistung sicherzustellen.
  • Mit Blick auf einen solchen Punkt haben die vorliegenden Erfinder verschiedene Gegenmaßnahmen studiert. Zum Beispiel. wurde angedacht, dass die luftseitige Wärmeübertragungsrate verbessert wird, indem eine Rippenhöhe Rh des Rippenab schnitts 14 vergrößert wird, um die Erzeugung von Turbulenz weiter zu vereinfachen. Jedoch ist es mit Blick auf das Lüftungswiderstandsverhältnis, da der Lüftungswiderstand natürlich größer wird, wenn die Rippenhöhe Rh ansteigt, es unmöglich, die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Ähnlich so ist es mit Blick auf Lüftungswiderstandsverhältnis, da die Vergrößerung der Anzahl der Rippenabschnitte 14 zu einem großen Lüftungswiderstand führt, unmöglich, die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
  • Obwohl die Reduzierung des Rohrabstands Tp vorteilhaft zur Verbesserung der Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit ist, ist dies darin ungünstig, dass die Anzahl von Wärmeübertragungsplatten 12 ansteigt, was zu einem höheren Gewicht des Wärmetauschers sowie zu einem größeren Lüftungswiderstand führt.
  • Unter solchen Umständen ist gemäß dieser Ausführungsform ein Lamellenabschnitt 17, der eine U-förmige Schlitzlamelle bildet, an einer Position zwischen den jeweils benachbarten Rippenabschnitten 14 vorgesehen, das heißt an einer Position entsprechend dem flachen Basisplattenabschnitt 13.
  • Gemäß diesem Aufbau wird, sowie Luft entlang den inneren und äußeren Oberflächen des U-förmigen Lamellenabschnitts 17 strömt, wodurch die inneren und äußeren Oberflächen des U-förmigen Lamellenabschnitts 17 zu der luftseitigen Wärmeübertragungsfläche werden, die luftseitigen Wärmeübertragungsfläche im Vergleich mit einer, die keinen Lamellenabschnitt 17 aufweist, erheblich vergrößert.
  • Zusätzlich ist es möglich, die luftseitige Wärmeübertragungsrate der Wärmeübertragungsplatte 12 wirksam zu verbessern. Das heißt, während die luftseitige Wärmeübertragungsrate zur Reduzierung in dem Basisplattenabschnitt 13 neigt, wenn eine Temperaturgrenzschicht dick auf einer flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 in der Wärmeübertragungsplatte 2 in der Luftströmungsrichtung A anwächst, ist es möglich, die Temperaturgrenzschicht auf der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 zu unterteilen, um das Anwachsen der Temperaturgrenzschicht durch Vorsehen des Lamellenabschnitts 17 zu begrenzen. Ebenso ist die luftseitige Wärmeübertragungsrate des Lamellenabschnitts 17 selbst hinreichend durch den Vorderendeffekt (tip-end effect) des Lamellenabschnitts verbessert.
  • Ferner ist es infolge des Mäanderns der Luftströmung in dem Luftdurchtritt 18, wie es in 3 durch einen Pfeil A1 gezeigt ist, möglich, alternativ einen Hauptluftstrom auf der Oberfläche des Rippenabschnitts 14 und der flachen Oberfläche des Basisplat tenabschnitts 13 auftreffen zu lassen. Dadurch ist es möglich, die luftseitige Wärmeübertragungsrate in dem Basisplattenabschnitt 13 durch Verdünnen der Temperaturgrenzschicht auf der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 zu verbessern.
  • Wie vorstehend beschrieben ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, die Wärmeübertragungsleistung des Plattentyp-Wärmetauschers wirksam zu verbessern, während das Vergrößern des Lüftungswiderstandes begrenzt wird.
  • Der Verbesserungseffekt der Wärmeübertragungsleistung gemäß dieser Ausführungsform wird nachfolgend konkret im Vergleich mit dem herkömmlichen Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauscher und dem lamellenlosen Wärmetauscher, der in dem ersten Patentdokument offenbart ist, beschrieben.
  • 5 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Kernabschnitts des herkömmlichen Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauschers, wobei eine gewellte Lamelle 51 zwischen flachen Rohren 50A und 50B befestigt ist.
  • 6 ist ein Querschnitt des lamellenlosen Wärmetauschers, der in dem ersten Patentdokument gezeigt ist, entsprechend einem Querschnitt, der entlang einer Linie I-I in 1 genommen ist, und der keinen Lamellenabschnitt 17 gemäß dieser Ausführungsform aufweist.
  • 7 ist eine Tabelle, welche den Vergleich von verschiedenen Betrachtungseinheiten des herkömmlichen Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauschers (1), der in 5 gezeigt ist, des lamellenlosen Wärmetauschers (2) gemäß dem ersten Patentdokument, der in 6 gezeigt ist, und des erfinderischen Wärmetauschers gemäß dieser Ausführungsform, die in 3 und 4 gezeigt ist. In dieser Tabelle ist jeder der den Betrachtungseinheiten zugeordneten Werte des Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauschers (1) als ein Referenzwert (100) ausgewählt, und die den Betrachtungseinheiten n zugeordneten Werte der Wärmetauscher (2) und (3) sind als Verhältnisse der Referenzwerte des Wärmetauschers (1) repräsentiert.
  • Die Betrachtungseinheiten in 7 sind in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Bedingungen berechnet.
    • – Konturgröße des Wärmetauschers: Breite W 260 mm × Höhe H 215 mm × Tiefe D 38 mm Es ist zu bemerken, dass die Breite eine Dimension in der Plattenstapelungsrichtung ist und die Tiefe D eine Dickengröße in der Luftströmungsrichtung ist.
    • – Luftströmung: 500 m3/h, wobei der Lüftungswiderstand in dem Kernabschnitt gleich dem in den Wärmetauschern (1) bis (3) ist.
    • – Lamellenabstand fp: 2,6 mm und Lamellenhöhe fh: 6 mm in dem Wärmetauscher (1).
    • – Dicke t: 0,15 mm, Raumabstand Sp: 2,6 mm, Abstand Rp der Rippenabschnitte: 7,1 mm und Höhe Rh des Rippenabschnitts: 1,45 mm in der Wärmeübertragungsplatte 12 in dem Wärmetauscher (2).
    • – Dicke t: 0,15 mm, Raumabstand Sp: 3,0 mm, Abstand Rp der Rippenabschnitte: 7,1 mm, Höhe Rh des Rippenabschnitts: 1,45 mm: Lamellenhöhe Fh: 1,0 mm, Lamellenbreite Fw: 0,8 mm in der Wärmeübertragungsplatte 12 in dem Wärmetauscher (3). Es ist zu bemerken, dass der Lamellenabschnitt Fp ein Halb des Abstandes Rp ist.
  • Wie aus einem Vergleich der Punkte in den jeweiligen Wärmetauschern (1), (2) und (3) ersichtlich ist, die in 7 gezeigt sind, besteht in dem lamellenlosen Wärmetauscher (2), der in dem ersten Patentdokument offenbart ist, während die luftseitige Wärmeübertragungsrate erheblich relativ zu dem Lamellen- und Rohrtyp-Wärmetauscher (1) verbessert ist, ein Mangel darin, dass die luftseitige Wärmeübertragungsfläche Fa erheblich reduziert ist.
  • 8 zeigt eine Variation der luftseitigen lokalen Wärmeübertragungsrate in dem lamellenlosen Wärmetauscher (2) des ersten Patentdokuments. Da der Luftstrom auf eine konvexe Oberfläche des Rippenabschnitts 14 in der Wärmeübertragungsplatte 12 auftrifft, um turbulent zu werden, wird die lokale Wärmeübertragungsrate erheblich verbessert. Dahingegen ist es auf der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13, der keinen Rippenabschnitt 14 aufweist, ersichtlich, dass die Temperaturgrenzschicht anwächst, um die lokale Wärmeübertragungsrate erheblich zu verschlechtern.
  • Dahingegen ist gemäß dieser Ausführungsform der Lamellenabschnitt 17, welcher die U-förmige Schlitzlamelle bildet, an einer Position zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14 in der Wärmeübertragungsplatte 12 angeordnet; das heißt in dem flachen Basisabschnitt 13, da die Wärmeübertragungsfläche der Wärmeübertragungsplatte 12 signifikant durch Ausbildung des Lamellenabschnitts 17 vergrößert wird und die Temperaturgrenzschicht auf der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 durch den Lamellenabschnitt 17 geteilt und infolge des Vorderenddefekts verdünnt wird, wird auch die Wärmeübertragungsrate in dem Basisplattenabschnitt 13 verbessert.
  • Wie vorstehend erwähnt, ist es gemäß dem Wärmetauscher (3) dieser Ausführungsform möglich, eine luftseitige Wärmeübertragungsfläche Fa erheblich zu vergrößern und gleichzeitig damit die luftseitige Wärmeübertragungsrate αa im Vergleich mit dem lamellenlosen Wärmetauscher (2) zu verbessern, der in dem ersten Patentdokument offenbart ist, wie in 7 dargestellt ist.
  • In dieser Hinsicht wird in dem Wärmetauscher (3) dieser Ausführungsform der Lamellenabschnitt 17 zu dem Wärmetauscher (2) hinzugefügt. Daher steigt, wenn der Aufbau so ist wie er ist, der Lüftungswiderstand an. Tatsächlich wird der Raumabstand Sp von 2,6 mm in dem Wärmetauscher (2) auf 3,0 mm vergrößert. Demgemäß ist es möglich, den Lüftungswiderstand des erfinderischen Wärmetauschers (3) gleich dem in dem Wärmetauscher (2) vorzusehen, wie in den vorstehend beschriebenen Richtlinien für die Berechnung beschrieben.
  • Gemäß dem Wärmetauscher (3) in dieser Ausführungsform wird die Anzahl von Wärmeübertragungsplatten 12, welche zu verwenden sind infolge der Vergrößerung des Raumabstandes Sp reduziert. Dadurch wird ein Bereich bzw. eine Fläche des Kühlmitteldurchtritts kleiner als in dem Wärmetauscher (2), die in-rohrseitige Wärmeübertragungsrate αr wird weiter verbessert, als in dem Wärmetauscher (2).
  • Wenn der Wärmetauscher wie ein Verdampfer 10 zum Kühlen von Luft wie in dieser Ausführungsform aufgebaut ist, wird die Feuchtigkeit in der Luft infolge der Kühlwirkung des Verdampfers 10 kondensiert, um Kondensationswasser zu erzeugen. Die Drainage bzw. das Ableiten dieses Wassers ist ein wichtiges Problem.
  • In dem lamellenlosen Wärmetauscher (2) und dem erfinderischen Wärmetauscher (3) in dieser Ausführungsform trifft der Luftstrom auf eine Vorderseite des Konvexen des Rippenabschnitts 14, der sich nach oben/nach unten erstreckt und erzeugt das Kondensationswasser, welches auf eine Rückseite des Konvexen des Rippenabschnitts 14 infolge eines Winddrucks des Luftstroms bewegt und entlang der Rückseite der konvexen Oberfläche des Rippenabschnitts 14 infolge der Gravitation fällt.
  • Gleichzeitig wird, da der Lamellenabschnitt 17 weiter hinter der konvexen Oberfläche des Rippenabschnitts 14 in dem Wärmetauscher (3) dieser Ausführungsform angeordnet ist, Kondensationswasser vorteilhaft entlang der Rückseite der konvexen Oberfläche des Rippenabschnitts 14 abgeleitet, selbst wenn der Lamellenabschnitt 17 vorgesehen ist. Somit ist eine Unannehmlichkeit, wie das Vergrößern des Lüftungswiderstandes, welches durch das Verweilen des Kondensationswassers innerhalb des Kernabschnitts bewirkt wird, vermeidbar.
  • Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform eine Wirkung derart verfügbar, dass anormales Luftgeräusch (Windgeräusch), welches hinter dem Rippenabschnitt 14 (stromabwärts der Luftströmung) erzeugt wird, infolge der Existenz des Lamellenabschnitts 17 minimiert wird.
  • Das heißt, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2002-48491 beschrieben, wird in dem lamellenlosen Wärmetauscher (2), der in dem ersten Patentdokument offenbart ist, eine von dem Hauptluftstrom abgelöste Schicht an dem hinteren Ende des Rippenabschnitts 14, gesehen in der Luftströmungsrichtung, erzeugt, und erzeugt Wirbel darin. Ferner erzeugen, da die Rippenabschnitte 14 sich linear orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A erstrecken, während sie die gleiche Höhe halten bzw. aufweisen, gleichzeitig Wirbel an den hinteren Enden der Rippenabschnitte 14. Die gleichzeitige bzw. simultane Erzeugung von Wirbeln, welche in der Längsrichtung der Rippenabschnitte gekoppelt sind, bewirkt das Überlappen von Geräusch- bzw. Schallwellen, wodurch das anormale Luftgeräusch (Windgeräusch) verstärkt wird.
  • Dahingegen tritt in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform, da eine Position, bei welcher der Lamellenabschnitt 17 ausgebildet ist, und eine Position, bei welcher der Lamellenabschnitt nicht ausgebildet ist, abwechselnd in der Breitenrichtung des Luftdurchtritts 18 (in der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14) vorliegen, die Variation in dem Luftstrom in der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14 auf, wodurch es möglich ist, die Zeit(abfolge), bei welcher der Luftstrom über den Rippenabschnitt 14 in der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14 sich bewegt, zu verschieben. Somit ist es möglich, an dem hinteren Ende des Rippenabschnitts 14 erzeugte Wirbel, gesehen in der Luftströmungsrichtung, zu unterteilen.
  • Dadurch werden, da das Überlappen von Schallwellen auf der Grundlage der an den hinteren Enden der Rippenabschnitte 14 erzeugte Wirbel eingeschränkt wird, um Resonanz zu vermeiden, das anormale Luftgeräusch (Windschall) unterdrückt, welches durch die Rippenabschnitte 14 bewirkt wird.
  • Im Ergebnis ist es möglich, die Erzeugung des Überlappens von Schallwellen in der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14 zu beschränken und das Resonanzphänomen zu unterdrücken, was zur Reduzierung anormalen Luftgeräusches (Windschalls) führt.
  • Ebenso wird gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Lamellenabschnitte 17 in eine Form aus dem Basisplattenabschnitt 13 der Wärmeübertragungsplatte 12 gepresst werden, die Öffnung 17d in dem Basisplattenabschnitt 13 an einer Position ausgebildet, bei welcher der Lamellenabschnitt 17 ausgebildet ist bzw. wird. Infolge dieser geschnittenen Öffnung 17d wird eine zusätzliche Wirkung dahingehend erhalten, den Lötvorgang des Wärmetauschers zu verbessern.
  • Das heißt, wie in 3 gezeigt ist, wird gemäß dieser Ausführungsform eine relativ breite Befestigungsoberfläche zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14 ausgebildet, wobei flache Oberflächen der Basisplattenabschnitte 13 in zwei Wärmeübertragungsplatten 12 in Kontakt miteinander gebracht werden können. In einer solchen relativ breiten Befestigungsoberfläche besteht eine Neigung zum Auftreten von Oberflächendefekt infolge von Luftschichten in Mikrospalten der Befestigungsoberfläche. In dieser Ausführungsform sind jedoch, da die geschnittenen Öffnungen 17d als Luftabgabeöffnungen zum Abgeben von Luft auf der Befestigungsoberfläche arbeiten, die Basisplattenabschnitte 13 vorteilhaft miteinander über die relativ breite Befestigungsoberfläche verlötet.
  • Gemäß der vorstehend genannten ersten Ausführungsform ist die grundlegende Ausgestaltung der Wärmeübertragungsplatte 12 eine flache Platte, die zur Ausbildung einer flachen Oberfläche in der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist, und der Rippenabschnitt 14, der Lamellenabschnitt 17 und der Tankabschnitt 20 bis 23 sind in dieser flachen Platte ausgebildet. Ein Zwischenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte 12 mit Ausnahme der oberen und unteren Endtankabschnitte 20 bis 23, das heißt der Kernabschnitt 11, kann eine nicht -flache Oberfläche, sondern eine wellige Oberfläche (eine gekrümmte Oberfläche, welche allmählich in einer welligen Form mäandert) sein. Selbst in einem solchen Aufbau sind der gleiche Betrieb und die gleiche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform erhältlich.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Die Rippenabschnitte 14 in den zwei Wärmeübertragungsplatten 12, welche die Basisplattenabschnitte 13 miteinander befestigen, sind in der ersten Ausführungsform an Positionen angeordnet, die voneinander in der Luftströmungsrichtung A verschoben sind. Dahingegen sind in einer zweiten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt ist, die Rippenabschnitte 14 in den zwei Wärmeübertragungsplatten 12, welche die Basisplattenabschnitte 13 aneinander befestigen, bei denselben Positionen in der Luftströmungsrichtung A angeordnet.
  • In der zweiten Ausführungsform ist, da die Rippenabschnitte 14, die einen halbkreisförmigen Querschnitt in den zwei Wärmeübertragungsplatten 12 aufweisen um kreisförmige Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 auszubilden, bei der gleichen Position kombiniert werden, der Durchtrittsbereich des jeweiligen Kühlmitteldurchtritts 15, 16 größer.
  • Dadurch ist es möglich, die Anzahl der Rippenabschnitte 14 zu senken, um einen gegenseitigen Abstand zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14, das heißt eine Länge des Basisplattenabschnitts 13 in der Luftströmungsrichtung zu verlängern. Daher ist es, wie in 11 gezeigt ist, möglich, drei Lamellenabschnitte 17 zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14 anzuordnen.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform wird in Übereinstimmung mit der Vergrößerung der Durchtrittsflächen bzw. -bereiche der Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit niedrig, demzufolge wird die in-rohrseitige Wärmeübertragungsrate αr kleiner als in der ersten Ausführungsform. Da jedoch die luftseitige Wärmeübertragungsleistung infolge der Vergrößerung der Anzahl der Lamellenabschnitte 17 verbessert ist, und die Reduzierung der kühlmittelseitigen Wärmeübertragungsleistung kompensiert, wird die Wärmeübertragungsleistung insgesamt besser als in der ersten Ausführungsform.
  • In dieser Hinsicht ist es natürlich möglich, die Anzahl der Lamellenabschnitte 17 in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Verdampfers 10 vielfältig zu vergrößern oder zu verringern.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • In der zweiten Ausführungsform werden die Rippenabschnitte 14 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt in den zwei Wärmeübertragungsplatten 12 miteinander an der gleichen Position kombiniert, um die Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 mit einem kreisförmigen Querschnitt zu erhalten. Gemäß einer dritten Ausführungsform werden, wie in 10A gezeigt ist, rohrförmige Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 mit einem kreisförmigen Querschnitt in einer einzigen Wärmeübertragungsplatte 12 durch Extrusion ausgebildet. Infolge dieser Rohrform ragen Rippenabschnitte 14 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt aus vorderen und hinteren Oberflächen der einzelnen Wärmeübertragungsplatte 12.
  • Nach diesem Extrusionsvorgang werden die Lamellenabschnitte 17 aus einer flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 17 gepresst. In der in 10A gezeigten Ausführungsform ist der Lamellenabschnitt 17 als eine U-förmige Schlitzlamelle ausgebildet.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform wird, da die rohrförmigen Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 in einer einzigen Wärmeübertragungsplatte 12 durch die Extrusion ausgebildet werden, die Anzahl von zu stapelnden Wärmeübertragungsplatten 12 halbiert. Dadurch werden die zu verlötenden Stellen erheblich verringert, wodurch die Produktivität des Wärmetauschers in großem Ausmaß verbessert wird.
  • 10B stellt ein Vergleichsbeispiel der dritten Ausführungsform dar, in welcher die Lamellenabschnitte 17 nicht ausgebildet sind. Da, gemeinsam mit der dritten Ausführungsform, die vorderen und hinteren Oberflächen einer einzelnen Wärmeübertragungsplatte 12 die luftseitige Wärmeübertragungsoberfläche in diesem Vergleichsbeispiel sind, wird selbst dann, wenn die Lamellenabschnitte 17 wie in der dritten Ausführungsform gepresst werden, eine große Vergrößerung der luftseitigen Wärmeübertragungsfläche nicht erwartet.
  • Da jedoch die Wärmeübertragungsrate in dem Basisplattenabschnitt 13 erheblich durch den Vorderendeffekt verbessert wird, der sich von dem Vorsehen der Lamel lenabschnitte 17 ableitet, ist es möglich, eine Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung insgesamt zu realisieren.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • In den ersten bis dritten Ausführungsformen sollte, während die Beschreibung für den Aufbau ausgeführt wurde, in welchem der Lamellenabschnitt 17 eine U-förmige Schlitzlamelle mit einer versetzten Wandoberfläche 17a ist, der Lamellenabschnitt 17 nicht auf eine Schlitzlamelle beschränkt sein, sondern kann eine einfache herausragende Lamelle sein. Hier ist die herausragende Lamelle eine, welche eine Muttermaterialoberfläche (konkret die Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13) an zumindest einem Punkt gekoppelt ist und durch Pressen dahingehend herausragt, einen vorbestimmten Winkel zu der Muttermaterialoberfläche aufzuweisen.
  • In der vierten Ausführungsform ist, wie in 11 und 12 gezeigt ist, der Lamellenabschnitt 17 eine dreieckige Lamelle, die aus einem dreieckigen Stück herausragt, welches mit einem rechten Winkel aus der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 geschnitten ist. Infolge dieses Herausragenlassens der dreieckigen Lamelle wird eine Schnittöffnung 17d auf der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 ausgebildet. Diese Schnittöffnung 17d dient zur Abgabe von Luft, wenn das Löten durchgeführt wird.
  • Die Lamellenabschnitte 17 sind an derselben Position in den zwei Wärmeübertragungsplatten 15 und 16 vorgesehen, welche die Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 bilden (dieselbe Position in der Luftströmungsrichtung A). Ebenso ist das dreieckige Stück, welches den Lamellenabschnitt 17 bildet, mit einem vorbestimmten Winkel θ relativ zu der Luftströmungsrichtung A geneigt. 13 ist eine vergrößerte Ansicht, welche eine solche schräge Anordnung eines Lamellenabschnitts 17 darstellt.
  • Der dreieckige Lamellenabschnitt 17 bildet einen Deltaflügel, der zur Erzeugung eines Karman-Wirbels neigt. In dieser Hinsicht ist es, falls der Neigungswinkel θ des Lamellenabschnitts 17, der den Deltaflügel bildet, in einem Bereich von 15 bis 45° bestimmt wird, möglich, die Wirkung zur Verbesserung der Wärmeübertragungsrate in dem Basisplattenabschnitt 13 durch die Erzeugung des Karman-Wirbels zu vereinfachen.
  • Während die hervorstehende Höhe des Lamellenabschnitts 17 größer als die Hälfte eines Rohrabstands Tp in 11 ist, kann die herausragende Höhe selbstverständlich falls nötig vergrößert oder verkleinert werden und dies beispielsweise auf weniger als die Hälfte eines Rohrabstands Tp.
  • Die herausragende Lamelle (der Lamellenabschnitt 17) gemäß der vierten Ausführungsform ist nicht auf ein Dreieck beschränkt, sondern kann von anderen Formen, wie einem Rechteck, sein.
  • Wenn die herausragende Lamelle (der Lamellenabschnitt 17) der vierten Ausführungsform allgemein parallel zu der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist, ist es zur Reduzierung des Lüftungswiderstandes vorteilhaft. Hier bedeutet "allgemein parallel zu der Luftströmungsrichtung A", dass der Neigungswinkel 8 innerhalb eines Bereichs von –30° bis +30° ist.
  • Da eine Oberfläche der herausragenden Lamelle (des Lamellenabschnitts 17) allgemein parallel zu der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14 (das heißt der Aufwärts/Abwärtsrichtung des Verdampfers) wird, wenn die herausragende Lamelle (der Lamellenabschnitt 17) der vierten Ausführungsform allgemein orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A angeordnet ist, wird die Abgabe von Kondensationswasser kaum durch die herausragende Lamelle (den Lamellenabschnitt 17) gestört, wenn das Kondensationswasser nach unten in der Längsrichtung der Rippe des Rippenabschnitts 14 fällt. Hier bedeutet "allgemein parallel zu der Längsrichtung des Rippenabschnitts 14", dass der Neigungswinkel θ in einem Bereich von 60 bis 120° ist.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Während in der ersten Ausführungsform eine Mehrzahl von Lamellenabschnitten 17, die durch Schlitzlamellen gebildet sind, linear parallel zu der Luftströmungsrichtung A angeordnet sind, sind gemäß einer fünften Ausführungsform eine Mehrzahl von Lamellenabschnitten 17, welche durch Schlitzlamellen gebildet sind, in Zickzack-Weise relativ zu der Luftströmungsrichtung A angeordnet, wie in 14 gezeigt ist. Hier bedeutet die Zickzack-Anordnung, dass die Mehrzahl von Lamellenabschnitten 17 unter Verschiebung bezüglich einander in der Richtung orthogonal zu der Luftströmungsrichtung A angeordnet sind.
  • In dieser Hinsicht können, wenn der Lamellenabschnitt 17 durch die herausragende Lamelle wie in der fünften Ausführungsform gebildet ist, die Lamellenabschnitte 17 in einer Zickzack-Weise angeordnet sein.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Gemäß der sechsten Ausführungsform sind Kühlmitteldurchtritte, die durch Pfeile a bis k bezeichnet sind, in Reihen zwischen der Kühlmitteleinlassleitung 24a und der Kühlmittelausgangsleitung 24b angeordnet, wie in 2 gezeigt ist. Dahingegen sind in einer sechsten Ausführungsform zwei Kühlmitteldurchtritte parallel zwischen der Kühlmitteleinlassleitung 24a und der Kühlmittelausgangsleitung 24b angeordnet.
  • Die sechste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 15 und 16 erläutert, wobei 15 eine Explosionsperspektivansicht entsprechend 2 ist und 16 eine schematische Perspektivansicht ist, welche die Kühlmitteldurchtritte in der 15 darstellt.
  • Gemäß der sechsten Ausführungsform sind ein Tankabschnitt 20, der auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmungsrichtung angeordnet ist, und ein Tankabschnitt 22, der auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung angeordnet ist, an einem oberen Ende der Wärmeübertragungsplatte 12 wie in der ersten Ausführungsform ausgebildet. Dahingegen ist an einem unteren Ende der Wärmeübertragungsplatte 12 ein Tankabschnitt, der in drei Tankabschnitte unterteilt ist, vorgesehen; das heißt zwei Tankabschnitte 21a und 21b, die auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung angeordnet sind, und ein Tankabschnitt 23, der auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung angeordnet ist, sind vorgesehen.
  • Es ist zu bemerken, dass an dem unteren Ende der am weitesten links befindlichen Wärmeübertragungsplatte 12 benachbart zu der linksseitigen Endplatte 24 mit der Kühlmittelausgangsleitung 24b und der Kühlmitteleinlassleitung 24a der Tankabschnitt 21a alleine vorgesehen ist und der Tankabschnitt 21b nicht auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung vorgesehen ist. Eine Barrierenwand zur Unterbrechung des Kühlmitteldurchtritts (ein Blinddeckelaufbau ohne Kommunikationsverbindungsöffnung) ist an der Position vorgesehen, an welcher der Tankabschnitt 21b nicht ausgebildet ist.
  • Die Kühlmitteleinlassleitung 24a in der linken Endplatte 24 ist mit einem Strömungsdurchtritt des Tankabschnitts 20 an dem oberen Ende der Wärmeübertragungsplatte 12 auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung kommunizierend verbunden. In den Strömungsdurchtritt dieses Tankabschnitts 20 tritt, da keine Unterteilung einer Zwischenposition in der Stapelungsrichtung der Wärmeübertragungsplatten 12 (einer Grenze zwischen dem linksseitigen Bereich X und dem rechtsseitigen Bereich Y) angeordnet ist, der Strömungsdurchtritt des Tankabschnitts 20 durch die gesamte Länge desselben in der Stapelungsrichtung der Wärmeübertragungsplatten 12 (der Links-/Rechtsrichtung) hindurch.
  • Demgemäß strömt das aus der Kühlmitteleinlassleitung 24a eintretende Kühlmittel durch den Durchtritt der Tankabschnitte 20 entlang einer Gesamtlänge in der Stapelungsrichtung der Wärmeübertragungsplatten 12. Das Kühlmittel geht den luftströmungsabwärtsseitigen Kühlmitteldurchtritt 15 der Wärmeübertragungsplatte 12 hinunter, wie durch Pfeile n1 und n2 gezeigt ist. Hier bezeichnet der Pfeil n1 das Kühlmittel, welches den Kühlmitteldurchtritt 15 herabgeht, der in dem linksseitigen Bereich X angeordnet ist, und der Pfeil n2 bezeichnet das Kühlmittel, welches in dem Kühlmitteldurchtritt 15 herabgeht, der in dem rechtsseitigen Bereich Y angeordnet ist.
  • Die Wärmeübertragungsplatte 12 ist derart ausgebildet, dass der Kühlmitteldurchtritt 15 in dem linksseitigen Bereich X nur mit dem luftstromabwärtsseitigen Tankabschnitt 21b an dem unteren Ende der Wärmeübertragungsplatte 12 kommunizierend verbunden ist, und der Kühlmitteldurchtritt 15 in dem rechtsseitigen Bereich Y nur mit dem luftstromabwärtsseitigen Tankabschnitt 21a kommunizierend verbunden ist.
  • Der Strömungsdurchtritt in dem Tankabschnitt 21a kommuniziert mit linken Endströmungsdurchtritt des luftstromaufwärtsseitigen unteren Tankabschnitts 23 über den Kommunikationsdurchtritt 24c, der in der Umgebung des unteren Endes der linksseitigen Endplatte 24 ausgebildet ist.
  • In diesem Strömungsdurchtritt des unteren Tankabschnitts 23 ist eine Unterteilung (nicht gezeigt) an einer Zwischenposition in der Stapelungsrichtung der Wärmeübertragungsplatten 12 (der Grenze zwischen dem linksseitigen Bereich X und dem rechtsseitigen Bereich Y) angeordnet, um die Strömungsdurchtritte in dem linksseitigen Bereich X und dem rechtsseitigen Bereich Y zu unterteilen. Demgemäß kommuniziert der Kommunikationsdurchtritt 24c nur mit dem Strömungsdurchtritt in dem linksseitigen Bereich X des unteren Tankabschnitts 23.
  • Andererseits kommuniziert der Strömungsdurchtritt in dem Tankabschnitt 21b niedrigen bzw. unteren Durchtritt des rechten Endes des luftstromaufwärtsseitigen unteren Tankabschnitts 23 über den Kommunikationsdurchtritt 25a, der in der Nähe des unteren Endes der rechten Endplatte 25 ausgebildet ist. Das heißt, von den Strömungsdurchtritten in dem unteren Tankabschnitt 23 kommuniziert der Kommunikationsdurchtritt 25a nur mit dem Strömungsdurchtritt in dem rechtsseitigen Bereich Y. Das Kühlmittel, welches wie durch den Pfeil n1 bezeichnet herabsteigt bzw. -sinkt, strömt nach rechts durch den unteren Tankabschnitt 21b, wie durch einen Pfeil p1 angezeigt ist und strömt in den rechtsseitigen Strömungsdurchtritt des luftstromaufwärtsseitigen unteren Tankabschnitts 23 über den Kommunikationsdurchtritt 25a der rechten Endplatte 25, wie durch einen Pfeil q1 angezeigt ist.
  • Das Kühlmittel in dem rechtsseitigen Strömungsdurchtritt des unteren Tankabschnitts 23 steigt in dem luftstromaufwärtsseitigen Kühlmitteldurchtritt 16 in dem rechtsseitigen Bereich Y, wie durch einen Pfeil r1 angezeigt ist, und strömt in den rechtsseitigen Strömungsdurchtritt des luftstromaufwärtsseitigen oberen Tanks 21.
  • Andererseits strömt das Kühlmittel, welches in den Kühlmitteldurchtritt 15 in dem rechtsseitigen Bereich Y, der auf der luftströmungsabwärtigen Seite angeordnet ist, herabsteigt, wie durch einen Pfeil n2 angezeigt ist, nach links in den unteren Tankabschnitt 21a, wie durch einen Pfeil p2 angezeigt ist, und strömt dann in den linksseitigen Strömungsdurchtritt des luftstromaufwärtsseitigen unteren Tankabschnitt 23 über den Kommunikationsdurchtritt 24c der linken Endplatte 24, wie durch einen Pfeil q2 angezeigt ist.
  • Das Kühlmittel in dem linksseitigen Strömungsdurchtritt des unteren Tankabschnitts 23 steigt den luftstromaufwärtsseitigen Kühlmitteldurchtritt 16 in dem linksseitigen Bereich Y auf, wie durch einen Pfeil r2 angezeigt ist, und strömt in den linksseitigen Strömungsdurchtritt des luftstromaufwärtsseitigen oberen Tanks 21.
  • Das aus dem Kühlmitteldurchtritt 16 in dem rechtsseitigen Bereich Y kommende Kühlmittel und das aus dem Kühlmitteldurchtritt 16 in dem linksseitigen Bereich X kommende Kühlmittel vereinigen sich miteinander in dem oberen Tank 21 und strömen zu der Kühlmittelausgangsleitung 24b, wie durch einen Pfeil s angezeigt ist.
  • Dadurch sind zwischen dem luftstromabwärtsseitigen oberen Tankabschnitt 20, der mit der Kühlmitteleinlassleitung 24a kommuniziert, und dem luftstromaufwärtsseitigen oberen Tankabschnitt 21, der mit der Kühlmittelausgangsleitung 24b kommuniziert, ein erster Kühlmitteldurchtritt, der durch die Pfeile n1, p1, q1 und r1 angezeigt ist und ein zweiter Kühlmitteldurchtritt, der durch die Pfeile n2, p2, q2 und r2 parallel zueinander angeordnet.
  • In dieser Hinsicht sind in dem erfindungsgemäßen Plattentyp-Verdampfer 10 die Lamellenabschnitte 17 zwischen den benachbarten Rippenabschnitten 14 angeordnet. Somit sinkt, wenn der Raumabstand Sp zum Zwecke des Einschränkens einer Vergrößerung des Lüftungswiderstandes vergrößert wird, der durch die Anordnung der Lamellenabschnitte 17 bewirkt wird, die Anzahl von Wärmeübertragungsplatten 12, welche aneinander zu stapeln sind.
  • Die Reduzierung der Anzahl von Wärmeübertragungsplatten 12 bewirkt die Reduzierung des Kühlmitteldurchtrittsbereichs bzw. der Kühlmitteldurchtrittsfläche, was den Druckverlust des Kühlmitteldurchtritts in dem Verdampfer 10 vergrößert. Das Vergrößern des Druckverlusts des Kühlmittelströmungsdurchtritts bewirkt das Ansteigen der Kühlmittelverdampfungstemperatur, wodurch die Kühlleistung des Verdampfers 10 schlechter wird.
  • In der ersten Ausführungsform neigt, da die Kühlmitteleinlassleitung 24a und die Kühlmittelausgangsleitung 24b aneinander durch einen einzigen in Reihe angeordneten Kühlmitteldurchtritt, gezeigt durch Pfeile a bis k, gekoppelt sind, die vorstehende Vergrößerung des Druckverlustes zu einem Auftreten in dem Kühlmitteldurchtritt.
  • Dahingegen ist es in dem Kühlmitteldurchtrittsaufbau der sechsten Ausführungsform möglich, da der erste Kühlmitteldurchtritt und der zweite Kühlmitteldurchtritt parallel miteinander in dem Verdampfer 10 gekoppelt sind, das Ansteigen des Druckverlusts in dem Verdampfer 10 wirksam zu unterdrücken.
  • Durch Koppeln der ersten und zweiten Kühlmitteldurchtritte in einem X-Muster zwischen dem luftstromabwärtsseitigen oberen Tankabschnitt 20 und dem luftstromaufwärtsseitigen unteren Tankabschnitt 21 ist es möglich, die Verteilung der Lufttemperatur, die aus dem Verdampfer ausgeblasen wird, gleichmäßig zu machen.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • Wie in 4 gezeigt ist, ist gemäß der ersten Ausführungsform der Lamellenabschnitt 17 eine Schlitzlamelle mit einer U-Form, aber die Schlitzlamelle ist nicht dahingehend beschränkt, eine solche U-Form aufzuweisen. Die siebte Ausführungsform bezieht sich auf eine andere Form der Schlitzlamelle, welche den Lamellenabschnitt 17 bildet. Wie in 17 gezeigt ist, ist die den Lamellenabschnitt 17 bildende Schlitzlamelle dahingehend herausragend, eine sanft gekrümmte Oberfläche (eine gewölbeartige Kontur) aufzuweisen.
  • Gemäß dieser gekrümmten Oberfläche (der gewölbeartigen Kontur) der in 17 gezeigten Schlitzlamelle sind die versetzte Wandoberfläche 17a und die linken und rechten Seitenwände 17b und 17c kontinuierlich durch eine sanfte Kurve gekoppelt.
  • (Achte Ausführungsform)
  • Die Breitengröße Fw des Lamellenabschnitts 17, welcher durch die Schlitzlamelle gebildet ist, ist hinreichend kleiner als der Rippenabstand Rp; mit anderen Worten eine Breitengröße einer flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13; in den ersten und zweiten Ausführungsformen wie in den 3 und 9 gezeigt. Dahingegen ist wie in 18 gezeigt ist, eine Breitendimension Fw des Lamellenabschnitts 17, der durch die Schlitzlamelle gebildet ist, hinreichend größer als in der ersten Ausführungsform.
  • In der achten Ausführungsform sind ähnlich zu der zweiten Ausführungsform die Rippenabschnitte 14 in den zwei Wärmeübertragungsplatten 12 bei der gleichen Position in der Luftströmungsrichtung A angeordnet. In diesem Aufbau ist der Lamellenabschnitt (die Schlitzlamelle) 17 dahingehend ausgebildet, eine Lamellenbreitengröße Fw aufzuweisen, die nahezu gleich einer Breitengröße (einer Größe der flachen Oberfläche in der Luftströmungsrichtung) der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 aufzuweisen, der zwischen den Rippenabschnitten 14 angeordnet ist.
  • Konkrete Größen in der achten Ausführungsform sind wie folgt; der Raumabstand Sp (= Tp – 2t): 3,0 mm; die Dicke t der Wärmeübertragungsplatte 12: 0,15 mm; der Rippenabschnittsabstand Rp: 7,1 mm; die Höhe Rh des Rippenabschnitts: 1,45 mm; der Lamellenabstand Fp = der Rippenabschnittsabstand Rp; die Lamellenbreite Fw: 4,0 mm; und die Lamellenhöhe Fh: 1,0 mm.
  • Gemäß der achten Ausführungsform ist es möglich, den Wärmeübertragungsbereich zu vergrößern, da die Lamellenbreite Fw von (0,8 mm × 2) in der ersten Ausführungsform auf 4,0 mm vergrößert ist.
  • (Neunte Ausführungsform)
  • In einer neunten Ausführungsform wird der Raumabstand Sp, welcher ein gegenseitiger Abstand zwischen den Plattenabschnitten 13 (das heißt den flachen Oberflächenabschnitten) der Wärmeübertragungsplatten 12 ist, die zueinander benachbart sind, während der Luftdurchtritt 18 dazwischen liegt, untersucht.
  • Wie in 19 gezeigt ist, ist in der neunten Ausführungsform die Rippenhöhe Rha des Rippenabstands 14 gleich einer Höhe von einer Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 der Wärmeübertragungsplatte 12 (einer in den Luftdurchtritt 18 herausragenden Höhe). Demgemäß ist die herausragende Höhe Rha ein Wert, der durch Subtrahieren der Dicke t der Wärmeübertragungsplatte 12 von der Rippenhöhe Rh in 6 und 18 erhalten wird (Rha = Rh – t).
  • Wenn der Raumabstand Sp größer wird, vergrößert sich ein Spalt G zwischen den Rippenabständen 14, die in den Luftdurchtritt 18 ragen, wodurch die Tätigkeit bzw. Wirkung des Rippenabschnitts 14 zur Führung des Luftstroms unzureichend wird und der Luftstrom schließlich linear durch den Luftdurchtritt 18 strömt.
  • Die vorliegenden Erfinder haben speziell das Verhältnis zwischen dem Raumabstand Sp und der herausragenden Höhe Rha studiert und fanden heraus, dass der mäandernde Strom A1 bestimmt durch Bestimmen des Raumabschnitts Sp dahingehend, dreimal die herausragende Höhe Rha oder weniger zu sein, ausgebildet wird, das heißt der Raumabstand Sp ≤ 3 × Rha. Dadurch wurde bestätigt, dass der Verweilbereich F des Luftstroms entlang der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 (siehe 27) beseitigt bzw. eliminiert werden kann.
  • In dieser Hinsicht muss, da der Druckverlust in dem Luftstrom ansteigt, wenn der Raumabstand Sp extrem klein ist, der Raumabstand Sp um ein vorbestimmtes Ausmaß größer sein muss, als die Rippenhöhe Rha des Rippenabschnitts 14. Vorzugs weise wird der Raumabstand Sp innerhalb eines Bereichs von Sp = (2,0 bis 2,3) × Rha für den Zweck des Ausbildens des mäandernden Luftstroms sowie der Reduzierung des Druckverlusts des Luftstroms.
  • (Zehnte Ausführungsform)
  • Eine zehnte Ausführungsform bezieht sich auf die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17, wenn der Lamellenabschnitt 17 durch die Schlitzlamelle ausgebildet ist.
  • Wie in 20 gezeigt ist, ist eine herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 gleich einer Höhe von dem Basisplattenabschnitt 13 der Wärmeübertragungsplatte 12 (das heißt einer in den Luftdurchtritt 18 herausragenden Höhe). Konkreter ist die herausragende Höhe Fha gleich einem Abstand zwischen der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 der Wärmeübertragungsplatte 12 und einer Mitte einer Dicke der versetzten Wandoberfläche 17a. Daher ist die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 ein Wert, der durch Subtrahieren einer Dicke t der Wärmeübertragungsplatte 12 und einer Hälfte einer Dicke t' der versetzten Wandoberfläche 17a von der Lamellenhöhe Fh erhalten wird, Fha = Fh – t – 0,5t'.
  • Andererseits ist eine Achse H einer Platte parallel zu dem Basisplattenabschnitt 13 der Wärmeübertragungsplatte 12 (siehe 20). Eine senkrechte Linie I, die orthogonal zu der Achse H der Platte ist, ist gezeichnet. Eine Länge einer Linie der senkrechten Linie I auf den Oberflächen der zwei Wärmeübertragungsplatten 12, die einander gegenüberliegen, wobei der Luftdurchtritt 18 dazwischen liegt, wird als L definiert, welcher Schnittpunkte J1 und J2 miteinander verbindet. Die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 ist dahingehend bestimmt, die Hälfte der Länge L oder weniger zu sein, dies bei einer Position, bei welcher der Lamellenabschnitt 17 ausgebildet ist. Das heißt, Fha ≤ 0,5 × L.
  • In 20 ist der Lamellenabschnitt 17 bei einer Position a dahingehend angeordnet, dem Basisplattenabschnitt 13 in der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 12 gegenüberzuliegen, der Lamellenabschnitt 17 an einer Position b ist dahingehend angeordnet, der Front (der Oberseite) des Rippenabschnitts 14 der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 12 gegenüberzuliegen und der Lamellenabschnitt 17 an einer Position c ist dahingehend angeordnet, einem zwischen liegenden Höhenab schnitt zwischen einer Oberseite und einem Fuß der gekrümmten Oberfläche in der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 12 gegenüberzuliegen.
  • Demgemäß weisen die wie vorstehend beschrieben definierten Längen das Verhältnis L1>L3>L2 auf. In jedem Lamellenabschnitt 17 in a, b oder c ist die herausragende Höhe Fha1, Fha2 oder Fha3 die Hälfte einer Linienlänge L1, L2 oder L3 oder weniger.
  • Das heißt, die nachfolgende Relation wird gebildet; Fha1 ≤ 0,5 × L1, Fha2 ≤ 0,5 × L2 und Fha3 ≤ 0,5 × L3.
  • Die Linienlängen L1, L2 und L3 sind Plattenspalten, die die Querschnittfläche des Durchtritts bestimmen, die in Übereinstimmung mit den Richtungen A des Luftstroms in dem Luftdurchtritt 18 vielfältig ändern, der zwischen den benachbarten zwei Wärmeübertragungsplatten 12 ausgebildet ist.
  • Somit ist durch Wählen der herausragenden Höhen Fha1, Fha2 und Fha3 des Lamellenabschnitts 17 wie vorstehend beschrieben, selbst wenn die Position des Lamellenabschnitts 17 zu der Position a, b oder c variiert, eine Position einer Mitte einer Plattendicke der versetzten Wandoberfläche 17a in dem Lamellenabschnitt 17 stets näher an dem Basisplattenabschnitt 13 (dem Basisplattenabschnitt 13, in welchem der Lamellenabschnitt 17 ausgebildet ist) angeordnet, als zu der Mitte des vorstehend genannten "Plattenspaltes, der die Querschnittsflächen des Luftdurchtritts" bestimmt.
  • Da die versetzte Wandoberfläche 17a in dem Lamellenabschnitt 17 in dem Luftstrom in dem Luftdurchtritt 18 angeordnet ist und sich parallel zu der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 (parallel zu der Luftströmungsrichtung A) erstreckt, neigt die Luft dazu, entlang der versetzten Wandoberfläche 17a zu strömen.
  • Daher ist es, da die versetzte Wandoberfläche 17a näher an dem Basisplattenabschnitt 13 angeordnet ist, als an der Mitte des "Plattenspaltes, der die Querschnittsfläche des Luftdurchtritts bestimmt", möglich, die Luftströmung zu veranlassen, entlang der versetzten Wandoberfläche 17a zu strömen, um sich dem Basisplattenabschnitt 13 zu nähern. Demzufolge ist es, wie in 21 gezeigt ist, möglich, die Luftströmung A1 sicher auszubilden, die erheblich näher an dem Basisplattenabschnitt 17 mäandert, als an der Oberseite der gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts 14. Somit wird der Verweilbereich F (siehe 22 und 27) der Luftströmung, welche der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 folgt, beseitigt.
  • Wenn dahingegen die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 zu hoch ist, das heißt, wenn die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 größer als die vorstehend genannte Linienlänge L ist, ist die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 näher der Oberseite des gegenüberliegenden Rippenabschnitts 14, wie in 22 gezeigt ist, wodurch die entlang der versetzten Wandoberfläche 17a strömende Luftströmung von dem Basisplattenabschnitt 13 entfernt ist bzw. sich von dieser löst und sich anstelle dessen der Oberseite des Rippenabschnitts 14 nähert.
  • Mit anderen Worten stört gemäß dem Vergleichsbeispiel, welches in 22 gezeigt ist, die versetzte Wandoberfläche 17a die Ausbildung des mäandernden Stroms, der durch den Rippenabschnitt 14 zu begründen ist. Demzufolge wird die Luftströmung beinahe linear, wie durch einen Pfeil A2 angezeigt ist, welcher den Verweilbereich F der Luftströmung entlang der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 verursacht, und die extreme Reduzierung der Wärmeübertragungsrate auf der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13.
  • In dieser Hinsicht ist es dann, wenn die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 extrem klein ist, schwierig, Luft durch innere der versetzten Wandoberfläche 17a hindurchzuleiten, wodurch es nötig ist, dass die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 eine vorbestimmte Höhe oder mehr aufweist, die in der Lage ist, einen Luftstrom im Inneren der versetzten Wandoberfläche 17a sicherzustellen.
  • Gemäß der zehnten Ausführungsform ist es unvermeidbar, während die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 dahingehend gewählt wird, die Hälfte einer Linienlänge L oder weniger an einer Position zu sein, bei welcher der Lamellenabschnitt 17 ausgebildet ist; das heißt Fha ≤ 0,5 × L, dass die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 eine Produktionsvarianz (eine Bearbeitungstoleranz) aufweist, wenn der Wärmetauscher hergestellt wird. Konkret ist die Bearbeitungstoleranz üblicherweise ungefähr ± 17%, herausragende Höhe Fha beispielsweise 3 mm oder weniger ist, ist die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 ungefähr ± 0,5 mm.
  • Demgemäß bedeutet "die herausragende Höhe Fha des Lamellenabschnitts 17 auf einen Wert halb so groß wie eine Linienlänge L oder weniger an der Position, an welcher der Lamellenabschnitt 17 ausgebildet ist, zu unterdrücken" nicht streng, dass die Höhe Fha gleich einerhalben Linienlänge L oder weniger sein muss, sondern bedeutet, dass sie allgemein die Hälfte einer Linienlänge oder weniger einschließlich des Übermaßausmaßes infolge der vorstehend genannten Bearbeitungstoleranz ist.
  • (Elfte Ausführungsform)
  • In den vorstehend genannten Ausführungsformen ist die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 dahingehend ausgebildet, der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 parallel zu sein. Dahingegen ist in einer elften Ausführungsform die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 zu der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 geneigt.
  • Wie in 23 gezeigt ist, ist gemäß der elften Ausführungsform, wenn die Lamellenabschnitte 17 benachbart zueinander sowohl auf wind- bzw. luvseitigen als auch leeseitigen Seiten des Rippenabschnitts 14 angeordnet sind, die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 in der gleichen Richtung geneigt, wie die gekrümmte Oberfläche des nächstliegenden Rippenabschnitts 14 auf derselben Wärmeübertragungsplatte 12.
  • Das heißt die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17, der auf der wind- bzw. luvseitigen Seite des Rippenabschnitts 14 angeordnet ist, ist dahingehend geneigt, von der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 von stromaufwärts zu stromabwärts betrachtet geneigt zu sein. Dahingegen ist die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 auf der leeseitigen Seite des Rippenabschnitts 14 dahingehend geneigt, der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 von stromaufwärts zu stromabwärts betrachtet näher zu sein.
  • Dadurch führt die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 die Arbeit zur Vereinfachung der Führung des Luftstroms infolge der gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts 14 (den Führungsbetrieb für den mäandernden Strom) durch. Demzufolge wird, wie in 23 gezeigt ist, der mäandernde Strom A3 sicher ausgebildet, wodurch der Bereich F, in welchem der Luftstrom entlang bzw. an der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 verweilt (siehe 22 und 27) beseitigt wird.
  • (Zwölfte Ausführungsform)
  • Die Lamellenabschnitte 17 sind in der elften Ausführungsform dem Rippenabschnitt 14 sowohl auf der wind- bzw. luvseitigen als auch den leeseitigen Seiten benachbart angeordnet. Dahingegen ist, wie in 24 gezeigt ist, gemäß einer zwölften Ausführungsform der Lamellenabschnitt 17 nur auf der leeseitigen Seite dem Rippenabschnitt 14 benachbart angeordnet, so dass die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 in derselben Richtung geneigt ist, wie die leeseitige gekrümmte Oberfläche des Rippenabschnitts 14. Das heißt, die versetzte Wandoberfläche 17a ist näher der flachen Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13 von stromaufwärts nach stromabwärts geneigt.
  • 25A stellt ein Vergleichsbeispiel dar, in welchem die Lamellenabschnitte 17 nicht sowohl auf den wind- bzw. als auch den leeseitigen Seiten des Rippenabschnitts 14 angeordnet sind. Sowie der Luftstrom, der durch einen Pfeil K angezeigt ist, auf die wind- bzw. luvseitige gekrümmte Oberfläche des Rippenabschnitts 14 auftrifft, wird die Wärmeübertragungsrate hoch. Jedoch werden auf der leeseitigen Seite des Rippenabschnitts 14 Wirbel erzeugt, wie durch einen Pfeil M angezeigt wird, dies durch das Auftreffen auf der wind- bzw. luvseitigen Seite, angezeigt durch den Pfeil K, was zu dem Verweilen des Luftstroms führt.
  • Demzufolge wird die Wärmeübertragungsrate auf der gekrümmten Oberfläche auf der leeseitigen Seite des Rippenabschnitts 14, angeordnet in dem Bereich, in welchem die Wirbel M erzeugt werden, extrem niedrig. Ähnlich verschlechtert sich auch in dem Basisplattenabschnitt 13 die Wärmeübertragungsrate extrem in dem Bereich, in welchem die Wirbel M erzeugt werden. In dieser Hinsicht bezeichnet O in 25A eine Position, an welcher der Luftstrom wieder auf dem Basisplattenabschnitt 13 auftrifft. In einem Teil des Basisplattenabschnitts 13 stromaufwärts von der Position O ist die Wärmeübertragungsrate niedrig.
  • Dahingegen ist es in der zwölften Ausführungsform, wie in 25B gezeigt ist, möglich, den Luftstrom P, der durch das Innere der versetzten Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 hindurchtritt, zu veranlassen, näher an der leeseitigen gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts 4 zu strömen.
  • Somit ist es, da der Bereich, in welchem die Wirbel M' erzeugt werden (der Luftstrom-Verweilbereich) in großem Ausmaß im Vergleich mit dem Bereich minimiert werden kann, in welchem die Wirbel M erzeugt werden, möglich, die Wärmeübertragungsrate der gekrümmten Oberfläche auf der leeseitigen Seite des Rippenabschnitts 14 und des Basisplattenabschnitts 13 erheblich zu verbessern.
  • In dieser Hinsicht ist in den vorstehend genannten elften und zwölften Ausführungsformen, wenn die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 direkt benachbart zu dem Rippenabschnitt 14 angeordnet ist, die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 in derselben Richtung geneigt, wie in der gekrümmten Oberfläche des nächstliegenden Rippenabschnitts 14. Wenn jedoch, wie in 19 und 21 gezeigt ist, der Lamellenabschnitt 17 an einem Zentrum des Basisplattenabschnitts 17 angeordnet ist, wenn dies in der Luftströmungsrichtung gesehen wird, und der Lamellenabschnitt 17 gegenüber einer Vorderseite des Rippenabschnitts 14 in der Wärmeübertragungsplatte 12 der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, ist es besser, die versetzte Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 parallel zu dem Basisplattenabschnitt 13 auszubilden, anstelle dass dieselbe geneigt wird.
  • Das heißt, wenn der Lamellenabschnitt 17 gegenüber einer Vorderseite des Rippenabschnitts 14 der Wärmeübertragungsplatte der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, ist die versetzte Wandoberfläche 17a gerade bzw. genau an einer Position angeordnet, an welcher die Luftströmung umgekehrt wird. Demgemäß strömt, wenn die versetzte Wandoberfläche 17a geneigt ist, die Luft entlang der Neigung derselben, um die Umkehrung des Luftstroms zu stören. Dahingegen ist, wenn die versetzte Wandoberfläche 17a parallel zu dem Basisplattenabschnitt 13 ausgebildet, ist, die versetzte Wandoberfläche neutral gegenüber der Luftströmung, wodurch die versetzte Wandoberfläche 17a nicht zu einer speziell geneigten Richtung führt. Deshalb wird, wie in 19 und 21 gezeigt ist, die Luftströmung sanft umgekehrt und der mäandernde Strom A1 wird zweckmäßig ausgebildet.
  • (Dreizehnte Ausführungsform)
  • Eine dreizehnte Ausführungsform bezieht sich auf die Bestimmung von Größen zwischen der versetzten Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 und der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte 12.
  • Wenn der Wärmetauscher ein Kühlungstyp ist, der kondensiertes Wasser erzeugt, sowie Luft kühl wird, wie die Klimaanlagenverdampfer 10, der in 1 gezeigt ist, ist die Drainage von Kondensationswasser ein wichtiges Problem bei der Konstruktion des Wärmetauschers.
  • Gemäß der dreizehnten Ausführungsform sind Spalten Q1, Q2 dahingehend bestimmt, 0,3 mm oder mehr zwischen der versetzten Wandoberfläche 17a des Lamellenabschnitts 17 und der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte 12 zu sein; konkreter ein Spalt Q1 zwischen der Innenoberfläche der versetzten Wandoberfläche 17a und der Oberfläche des Basisplattenabschnitts 13, und ein Spalt Q2 zwischen der Außenoberfläche der versetzten Wandoberfläche 17a und der Oberfläche des Rippenabschnitts auf der Wärmeübertragungsplatte 12, die auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, die in 26 gezeigt ist.
  • Gemäß einer Studie, welche durch die vorliegenden Erfinder durchgeführt wurde, wurde bestätigt, dass durch Wählen der vorstehend genannten Spalten Q1 und Q2 auf 0,3 mm oder mehr (Q1, Q2 ≥ 0,3 mm) das Kondensationswasser diese Spalte Q1 und Q2 nicht blockiert, sondern sanft bzw. gleichmäßig abgeleitet wird.
  • In dem Kühlertyp-Wärmetauscher, der Kondensationswasser erzeugt, wird die Anbringungsstellung des Wärmetauschers während der Verwendung derart bestimmt, dass die Längsrichtung des Rippenabschnitts 14 (vertikal zu einer Papieroberfläche in 26) mit der Richtung der Gravitation (der Aufwärts/Abwärtsrichtung) übereinstimmt. Dadurch strömt das auf der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte 12 erzeugte Kondensationswasser gleichmäßig in der Längsrichtung des Rippenabschnitts 12 herunter.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • In den vorstehend genannten Ausführungsformen wurde eine Beschreibung für die Fälle ausgeführt, in welchen die Kühlmitteldurchtritte (innere Durchtritte) 15 und 16 innerhalb des Rippenabschnitts 14 ausgebildet sind, in dem zwei Wärmeübertragungsplatten 12 gelegt und fixiert werden, die vollständig voneinander getrennt sind. Wie in 36 der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-41678 offenbart ist, können die zwei Wärmeübertragungsplatten 12 und 12, welche die Kühlmitteldurchtritte (inneren Durchtritte) 15, 16 bilden, aus einem pressgeformten einzelnen Plattenelement ausgebildet sein, welches an einer Mitte in Breitenrichtung gebogen ist, um zwei Abschnitte 12, 12 darzustellen, und anschließend werden zwei Plattenabschnitte 13, 13 davon aneinander befestigt, um die Kühlmitteldurchtritte 15 und 16 zu bilden.
  • Ferner können seitliche Oberflächen der jeweiligen Plattenelemente, welche die vorstehend genannten zwei Wärmeübertragungsplatten 12, 12 bilden, mit einem klampenartigen Koppler aneinander gekoppelt werden. Dieser Koppler ist dahingehend konstruiert, dieselbe Länge wie der Raumabstand Sp aufzuweisen. Solch eine Kopplungsstruktur ist auch in 36 der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-41678 offenbart.
  • Wie aus solchen Modifikationen zu verstehen ist, enthält "zwei Wärmeübertragungsplatten 12 sind als ein Paar verwendet" in der vorliegenden Erfindung sowohl einen Fall, in welchem die vollständig getrennten zwei Wärmeübertragungsplatten 12 aneinander gestapelt sind, als auch einen anderen Fall, in welchem ein einzelnes Plattenelement 120 an einer Mitte 121 gebogen ist und zwei Teile von halber Größe aufeinander gelegt sind.
  • In den vorstehenden Ausführungsformen kann, während die Beschreibung eines Falles ausgeführt wurde, in welchem die vorliegende Erfindung auf einen Verdampfer 10 angewandt wird, welcher ein wärmesaugseitiger bzw. wärmeaufnahmeseitiger Wärmetauscher für einen Kälteerzeugungskreis ist, kann die vorliegende Erfindung auf Wärmetauscher für vielfältige Verwendungen anwendbar sein.
  • Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf einen Kondensor anwendbar sein, welcher ein wärmeabstrahlseitiger Wärmetauscher für einen Kälteerzeugungskreislauf ist. Auch kann die vorliegende Erfindung auf einen Wärmetauscher anwendbar sein, in welchem Heißwasser durch den inneren Durchtritt der Wärmeübertragungsplatte 12 (den Kühlmitteldurchtritten 15 und 16 in den vorstehend genannten Ausführungsformen) strömt, sowie ein Heißwassertyp-Radiator für einen Heizer oder einen Radiator zum Kühlen eines Motors.
  • Ähnlich kann die vorliegende Erfindung auf einen Wärmetauscher anwendbar sein, wie einen Motorölkühler, in welchem Öl durch innere Durchtritte strömt oder einen Wärmetauscher, in welchem kaltes Wasser durch innere Durchtritte strömt.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, welche zu Zwecken der Darstellung gewählt wurden, sollte ersicht lich sein, dass viele Modifikationen an dieser durch Fachleute ausgeführt werden können, ohne von dem grundlegenden Konzept und dem Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (22)

  1. Ein Wärmetauscher, in welchem eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsplatten, welche Plattenoberflächen ausbilden, die sich in der Strömungsrichtung (A) von äußerem Fluid erstrecken, aneinander gestapelt sind, ein Spalt zwischen den Plattenoberflächen der benachbarten Wärmeübertragungsplatten vorgesehen ist, um einen äußeren Durchtritt auszubilden, durch welchen das äußere Fluid strömt, eine Mehrzahl von Rippenabschnitten, die sich orthogonal zu der Strömungsrichtung A des äußeren Fluids erstrecken, aus den Plattenoberflächen in den äußeren Durchtritt dahingehend ragen, mit den Wärmeübertragungsplatten integriert zu sein, durch Verschieben von Positionen der Mehrzahl von Rippenabschnitten in einer der benachbarten Wärmeübertragungsplatten relativ zu Positionen der Mehrzahl von Rippenabschnitten in der anderen der benachbarten Wärmeübertragungsplatten, gesehen in der Strömungsrichtung A des äußeren Fluids, der äußere Durchtritt in einer mäandernden Weise ausgebildet ist, die Mehrzahl von Rippenabschnitten einen inneren Durchtritt innerhalb derselben ausbilden, durch welchen inneres Fluid strömt, die Lamellenabschnitte aus den Plattenoberflächen an Positionen zwischen den benachbarten Rippenabschnitten dahingehend herausragen, integral mit der Wärmeübertragungsplatte zu sein, und wobei der Lamellenabschnitt derart pressgeformt ist, dass ein Schneidabschnitt herausragt, der teilweise eine Plattendicke der Wärmeübertragungsplatte schneidet.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Wärmeübertragungsplatten dahingehend kombiniert sind, Paare zu bilden, und die Rippenabschnitte und Lamellenabschnitte integral mit dem Paar von Wärmeübertragungsplatten ausgebildet sind, und wobei das Paar von Wärmeübertragungsplatten aneinander befestigt sind, um den inneren Durchtritt innerhalb der Mehrzahl von Rippenabschnitten auszubilden.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei Positionen des Paars von Wärmeübertragungsplatten, an welchen die Rippenabschnitte ausgebildet sind, in der Strömungsrichtung A des äußeren Fluids verschoben sind, und wobei der innere Durchtritt durch die Rippenabschnitte ausgebildet ist, die in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten und einer Plattenoberfläche des anderen ausgebildet sind.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei die Rippenabschnitte in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten an den gleichen Positionen, gesehen in der Strömungsrichtung A des äußeren Fluids, ausgebildet sind und die inneren Durchtritte durch die Kombination von Rippenabschnitten ausgebildet sind, die jeweils in dem Paar von Wärmeübertragungsplatten ausgebildet sind.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Wärmeübertragungsplatte durch ein einzelnes extrusionsgeformtes Plattenmaterial gebildet ist, die Rippenabschnitte durch Extrusionsformen eines rohrförmigen Abschnitts auf dem einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterial ausgebildet werden, und die Lamellenabschnitte integral mit dem einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterial dahingehend ausgebildet sind, aus einer Plattenoberfläche des einzelnen extrusionsgeformten Plattenmaterials herauszuragen.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Wärmeübertragungsplatte einen Basisplattenabschnitt mit einer flachen Oberfläche zwischen den benachbarten Rippenabschnitten aufweist, und der Lamellenabschnitt in dem Basisplattenabschnitt ausgebildet ist.
  7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei eine Breite (Fw) in der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids von dem Lamellenabschnitt 5 mm oder weniger ist.
  8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Lamellenabschnitt eine Schlitzlamelle mit einer versetzten Wandoberfläche ist, die von einer Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte mit einem vorbestimmen Spalt getrennt ist, wobei die versetzte Wandoberfläche an einer Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte an zwei Positionen gekoppelt ist.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei, wenn ein Spalt zwischen Positionen auf dem Paar von einander zur Begrenzung des äußeren Durchtritts gegenüberliegenden Wärmeübertragungsplatten, an welchen Positionen die Schlitzlamellen ausgebildet sind, als L definiert wird, und eine herausragende Höhe der versetzten Wandoberfläche von einer Plattenoberfläche der Wärmeübertragungsplatte als Fha definiert wird, die folgende Relation erfüllt wird: Fha ≤ 1/2 L.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei eine Querschnittsform des Rippenabschnitts eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die aus der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte herausragt, welche allgemein halbkreisförmig ist, die Schlitzlamelle sich an einer Position direkt auf der stromabwärtigen Seite von dem äußeren Fluid relativ zu dem Rippenabschnitt befindet, und die versetzte Wandoberfläche in der gleichen Richtung wie die Neigung der stromabwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche in der allgemein halbkreisförmig gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts geneigt ist.
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei die Querschnittsform des Rippenabschnitts derart ist, dass sie eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die halbkreisförmig aus einer Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte hervorsteht, die Schlitzlamelle benachbart zu dem Rippenabschnitt an einer Position direkt auf der stromaufwärtigen Seite des äußeren Fluids angeordnet ist, und die versetzte Wandoberfläche in der gleichen Richtung wie die Neigung der stromabwärtsseitigen gekrümmten Oberfläche in einer allgemein halbkreisförmig gekrümmten Oberfläche des Rippenabschnitts geneigt ist.
  12. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei die Schlitzlamelle gegenüber einer Vorderseite des Rippenabschnitts angeordnet ist, während der äußere Durchtritt dazwischen liegt, und wobei die versetzte Wandoberfläche dahingehend ausgebildet ist, parallel zu einer flachen Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte zu sein.
  13. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei das äußere Fluid Luft ist und das innere Fluid ein Kühlmittel zum Kühlen der Luft ist, wobei der Wärmetauscher als ein kühlender Wärmetauscher gebildet ist, der Kondensationswasser auf der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte erzeugt, und ein Spalt (Q1, Q2) zwischen der versetzten Wandoberfläche und der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte 0,3 mm oder größer ist.
  14. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Lamellenabschnitt eine hervorstehende Lamelle mit einem vorbestimmten Winkel relativ zu der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte ist.
  15. Wärmetauscher nach Anspruch 14, wobei die hervorstehende Lamelle dreieckig ist.
  16. Wärmetauscher nach Anspruch 15, wobei die dreieckige hervorstehende Lamelle zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids mit einem Winkel von 15° bis 45° geneigt ist.
  17. Wärmetauscher nach Anspruch 14, wobei die hervorstehende Lamelle rechteckig ist.
  18. Wärmetauscher nach Anspruch 14, wobei der Neigungswinkel der hervorstehenden Lamelle relativ zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids in einem kleinen Winkelbereich von –30° bis +30° bestimmt ist, so dass eine Oberfläche der hervorstehenden Lamelle der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids folgt.
  19. Wärmetauscher nach Anspruch 14, wobei das äußere Fluid Luft ist und das innere Fluid zum Kühlen der Luft durch den inneren Durchtritt strömt, die Wärmeübertragungsplatte derart angeordnet ist, dass die Längsrichtung des Rippenabschnitts mit der Aufwärts-/Abwärtsrichtung übereinstimmt, und ein Neigungswinkel der hervorstehenden Lamelle in einem Bereich von 60° bis 120° relativ zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids ist, so dass eine Oberfläche der hervorstehenden Lamelle der Längsrichtung des Rippenabschnitts folgt.
  20. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der innere Durchtritt einen stromaufwärtsseitigen inneren Durchtritt aufweist, der auf der stromaufwärtigen Seite der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids angeordnet ist und einen stromabwärtsseitigen inneren Durchtritt aufweist, der auf der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids angeordnet ist, der stromaufwärtsseitige innere Durchtritt und der stromabwärtsseitige innere Durchtritt jeweils vertikal zu der Strömungsrichtung (A) des äußeren Fluids in eine Mehrzahl von Bereichen (X, Y) unterteilt sind, und Durchtritte, die parallel zueinander verbunden sind, zwischen der Mehrzahl von Bereichen (X, Y) der stromaufwärtsseitigen inneren Durchtritte und der Mehrzahl von Bereichen (X, Y) der stromabwärtsseitigen inneren Durchtritte gebildet sind.
  21. Wärmetauscher nach Anspruch 20, wobei der stromabwärtsseitige innere Durchtritt ein einlassseitiger Durchtritt für das innere Fluid ist, und der stromaufwärtsseitige innere Durchtritt ein ausgangsseitiger Durchtritt für das innere Fluid ist.
  22. Wärmetauscher nach Anspruch 20, wobei die parallelen Durchtritte die Mehrzahl von Bereichen (X, Y) in dem stromaufwärtsseitigen inneren Durchtritt und die Mehrzahl von Bereichen (X, Y) in dem stromabwärtsseitigen inneren Durchtritt aneinander in einem X-Muster koppeln.
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