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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen kühlenden Wärmeaustauscher
mit Wärmeübertragungsblechen, auf denen Rippenteile
integral geformt sind.
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Beispielsweise
beschreibt die nicht geprüfte
Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2002-147983 einen kühlenden Wärmeaustauscher
vom Plattentyp, beispielsweise einen Verdampfer, der aus Wärmeübertragungsblechen
ohne Verwendung gesonderter Rippenelemente aufgebaut ist. Die Wärmeübertragungsbleche
umfassen Basisteile, die im Allgemeinen flach sind, sowie Vorsprünge,
die von den Basisteilen vorstehen, um hierin innere Fluidkanäle
zu definieren, durch welche ein inneres Fluid, beispielsweise ein
Kühlmittel, strömt. Die Vorsprünge werden durch
Pressen, beispielsweise durch Herausdrücken oder Auskragen
geformt. Die Wärmeübertragungsbleche haben weiterhin
Schlitzrippen oder Schlitzflossen auf den Basisteilen und zwischen
den Vorsprüngen.
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Im
offenbarten Wärmeaustauscher wird der Wärmeaustausch
zwischen einem äußeren Fluid, beispielsweise Luft,
das außerhalb des Austauschers strömt, und dem
inneren Fluid vorgenommen. Eine Luftströmung wird durch
die Vorsprünge damit gestört. Da die Vorsprünge
als Turbulenzelemente zum Hervorrufen turbulenter Strömungen
dienen, wird der Koeffizient des Wärmeübergangs
der Luft verbessert. Weiterhin wird der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung
verbessert. Auch haben die Rippen im Wesentlichen U-förmige
Querschnitte, und somit kann die Luft innerhalb der Rippen oder
Flossen strömen. Da die Wärmeübertragungsfläche
der Luft aufgrund der Konfiguration der Rippen zunimmt, wird der
Wirkungsgrad der Wärmeübertragung weiter verbessert.
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Obwohl
solch ein Wärmeaustauscher vom Plattentyp nicht über
die Rippen oder Flossenelemente wie Weltrippen verfügt,
die im Allgemeinen in einem Wärmeaustauscher vom Rippen-
und Rohrtyp verwendet werden, wird der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung
durch die Schlitzrippen verbessert. Der Wärmeaustauscher
vom Plattentyp wird einfach durch Verlöten der Wärmeübertragungsplatten,
die durch Pressen geformt werden, geformt.
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Bei
einem kühlenden Wärmeaustauscher wird die Kondensation
hervorgerufen durch das Kühlen der Luft. Die auf den Oberflächen
der Wärmeübertragungsbleche erzeugte Kondensation
neigt dazu, sich innerhalb der Schlitzrippen anzusammeln. Da in
diesem Fall Wasser zwischen den Innenflächen der Schlitzrippen
und der durch die Schlitzrippen gehenden Luft existiert, wird der
Wärmewiderstand aufgrund des Wassers eher zunehmen. Im
Ergebnis sinkt der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung. Auch
wird die gesammelte Kondensation (das Kondensat) gegen abströmseitige
Orte bezogen auf die Luftströmungsrichtung wegen des Luftdrucks
gestreut. Bei einem kühlenden Wärmeaustauscher
ist es nämlich notwendig, wirkungsvoll die Kondensation
von den Rippenteilen auszutragen oder ablaufen zu lassen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf Vorstehendes gemacht,
und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen kühlenden
Wärmeaustauscher zur Verfügung zu stellen, der
in der Lage ist, den Ablauf der Kondensation zu verbessern.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wärmeaustauscher
zum Kühlen von Luft, die außerhalb des Wärmeaustauschers strömt,
ein erstes Wärmeübertragungsblech und ein zweites
Wärmeübertragungsblech. Jedes der ersten und zweiten
Wärmeübertragungsbleche umfasst einen Basisteil,
der eine Ebene in einer Strömungsrichtung der Luft definiert,
sowie Vorsprünge, die vom Basisteil vorstehen und sich
in einer Richtung erstrecken, die die Luftströmungsrichtung
schneidet. Die ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche
werden miteinander derart verbunden, dass deren Basisteile in Kontakt
miteinander kommen. Auch stehen die Vorsprünge des ersten
Wärmeübertragungsblechs in einer Richtung und
die Vorsprünge des zweiten Wärmeübertragungsblechs
in einer entgegengesetzten Richtung vor. Die Vorsprünge
schaffen hierin innere Fluidkanäle, die die Strömung
des inneren Fluids ermöglichen. Jedes der ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche
umfasst weiterhin einen Rippenteil, der vom Basisteil in der gleichen
Richtung wie die jeweiligen Vorsprünge vorsteht, um hierin
einen inneren Raum zu definieren sowie eine Öffnung auf
dem Basisteil an einem Ort entsprechend dem Rippenteil. Jeder der
Rippenteile umfasst einen versetzten Wandteil, der gegen den Basisteil versetzt
ist. Die versetzte Wand ist mit dem Basisteil an zwei Stellen verbunden,
die in einer Richtung parallel zu einer Längsrichtung der
Vorsprünge beabstandet sind. Die Öffnung des ersten
Wärmeübertragungsblechs ist gegen die Öffnung
des zweiten Wärmeübertragungsblechs bezogen auf
die Längsrichtung der Vorsprünge verschoben, und
der Rippeninnenraum des ersten Wärmeübertragungsblechs
steht in Verbindung mit dem Rippeninnenraum des zweiten Wärmeübertragungsblechs,
derart, dass ein Verbindungskanal für den Ablauf der Kondensation
zwischen den ersten und zweiten Wärmeübertragungsblechen
geschaffen wird.
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Somit
wird die Kondensation in den Rippeninnenräumen glatt durch
den Verbindungskanal ausgetragen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wärmeaustauscher zum
Kühlen von Luft ein erstes Wärmeübertragungsblech
und ein zweites Wärmeübertragungsblech. Das erste
Wärmeübertragungsblech umfasst: einen Basisteil,
der eine Ebene in einer Strömungsrichtung der Luft definiert,
eine Vielzahl von Vorsprüngen, die vom Basisteil vorspringen,
einen Rippenteil, der vom Basisteil in der gleichen Richtung wie
die Vielzahl von Vorsprüngen vorsteht, derart, dass ein
Rippeninnenraum innerhalb des Rippenteils definiert ist und eine erste Öffnung
auf dem Basisteil an einem Ort entsprechend dem Rippenteil. Die
Vorsprünge erstrecken sich in einer Richtung, die die Strömungsrichtung
der Luft schneidet, und definieren Fluidinnenkanäle hierin,
die das Strömen des inneren Fluids ermöglichen.
Der Rippenteil umfasst eine versetzte Wandung, die gegen den Basisteil
versetzt ist. Die versetzte Wandung ist mit dem Basisteil an zwei
Stellen verbunden, die in einer Längsrichtung der Vorsprünge
getrennt sind. Das zweite Wärmeübertragungsblech
umfasst einen Basisteil, der eine Ebene in der Strömungsrichtung
der Luft definiert, sowie eine Vielzahl von Vorsprüngen,
die vom Basisteil vorstehen, sowie eine zweite Öffnung.
Die Vorsprünge des zweiten Wärmeübertragungsblechs
erstrecken sich in einer Richtung, welche die Strömungsrichtung der
Luft schneidet, und definieren hierin innere Fluidkanäle
für die Strömung des inneren Fluids. Das erste
Wärmeübertragungsblech und das zweite Wärmeübertragungsblech
sind mit einander derart verbunden, dass ihre Basisteile einander
kontaktieren. Die Vorsprünge des ersten Wärmeübertragungsblechs stehen
in einer Richtung vor und die Vorsprünge des zweiten Wärmeübertragungsblechs
stehen in der entgegengesetzten Richtung vor.
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Die
erste Öffnung und die zweite Öffnung überlappen
wenigstens zum Teil bezogen auf die Längsrichtung der Vorsprünge.
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Da
somit der Rippeninnenraum in Verbindung mit der äußeren
Umgebung der ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche
durch die ersten und zweiten Öffnungen steht, wird die
Kondensation (das Kondensat) aus dem Rippeninnenraum durch die ersten
und zweiten Öffnungen ausgetragen. Somit wird die Kondensation
(das Kondensat) wirksam zum Ablauf gebracht.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die anhand der beiliegenden
Zeichnungen erfolgt. In diesen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen
bezeichnet; in diesen ist:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Verdampfers
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Verdampfers
zur Erläuterung eines allgemeinen Strömungsverlaufs
eines darin befindlichen Kühlmittels gemäß der
ersten Ausführungsform;
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3 ist
ein Schnitt durch einen Verdampfer längs der Linie III-III
in 4;
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4 ist
eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Wärmeübertragungsblechs
des Verdampfers gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 ist
ein Schnitt durch die Wärmeübertragungsbleche
längs einer Linie V-V in 4;
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6 ist
ein Schnitt durch Wärmeübertragungsbleche gemäß einem
Vergleichsbeispiel;
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7A ist
eine graphische Darstellung oder ein Diagramm und zeigt die angesammelte
Menge an Kondensat pro Flosse oder Rippe des Vergleichsbeispiels;
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7B ist
ein Diagramm und zeigt die angesammelte Kondensatmenge pro Rippe
des Verdampfers gemäß der ersten Ausführungsform;
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8 zeigt
im Diagramm das Verhältnis zwischen einer Rippen- oder
Flossenhöhe und der angesammelten Menge an Kondensat pro
Rippe gemäß der ersten Ausführungsform
sowie dem Vergleichsbeispiel;
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9 ist
ein schematischer Schnitt durch einen Teil der Wärmeübertragungsplatten-
oder -bleche eines Verdampfers gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
ein schematischer Schnitt durch einen Teil der Wärmeaustauscherbleche
eines Verdampfers gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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11 ist
ein schematischer Schnitt durch einen Teil der Wärmeaustauscherbleche
eines Verdampfers gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
ein schematischer Schnitt durch einen Teil der Wärmeaustauscherbleche
eines Verdampfers gemäß einer fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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13 ist
ein schematischer Schnitt durch einen Teil der Wärmeaustauscherbleche
eines Verdampfers gemäß einer sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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14 ist
ein schematischer Schnitt durch einen Teil der Wärmeaustauscherbleche
eines Verdampfers gemäß einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
ersten bis siebten Ausführungsformen der Erfindung sollen
nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
Bei den zweiten bis siebten Ausführungsformen werden Komponenten ähnlich
denen der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugzahlen
behaftet und werden nicht weiter beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Gemäß den
1 bis
8 wird
ein Wärmeaustauscher der ersten Ausführungsform
als Beispiel in Form eines Verdampfers
10 für
eine Fahrzeugklimaanlage eingesetzt. Ein allgemeiner Aufbau des
Verdampfers
10 kann ähnlich dem eines Wärmeaustauschers
sein, der beschrieben ist in der
US-PS 6,047,769 (
nicht geprüfte Japanische
Patentveröffentlichung 11-287580 ). Der Verdampfer
10 umfasst allgemein
eine Vielzahl von Wärmeübertragungsblechen
12.
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In
den Zeichnungen bezeichnen Pfeile A1 eine allgemeine Strömungsrichtung
der Luft für einen Klimatisierungsvorgang als äußeres
Fluid, und Pfeile B bezeichnen eine allgemeine Strömungsrichtung
eines inneren Fluids, beispielsweise eines Kühl mittels, das
in inneren in Wärmeübertragungsblechen geformten
Fluidkanälen strömt. Die Strömungsrichtung B
des Kühlmittels schneidet die Strömungsrichtung A1
der Luft. Im dargestellten Beispiel ist der Verdampfer 10 als
ein senkrechter Kreuzstromwärmeaustauscher ausgebildet,
in welchem die Strömungsrichtung A1 der Luft im Wesentlichen
senkrecht zur Strömungsrichtung B des Kühlmittels
erfolgt. Auch der Verdampfer 10 ist so aufgebaut, dass
die Kühlmittel-Aufwärtskanäle, die in
Verbindung mit einem Kühlmitteleinlass stehen, in Strömungsrichtung
hinter den Kühlmittel-Abwärtskanälen
positioniert sind, welche in Verbindung mit einem Kühlmittelauslass stehen,
und zwar bezogen auf die Strömungsrichtung A1 der Luft.
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Der
Verdampfer verfügt über einen Kernteil 11 zur
Durchführung des Wärmeaustausches zwischen der
Luft und dem Kühlmittel. Der Kernteil 11 wird
aufgebaut, indem eine Vielzahl von Wärmeaustauscherblechen 12 in
einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Luftströmungsrichtung
A1 gestapelt werden. Die Wärmeaustauscherbleche 12 umfassen
Sammler- oder Tankteile 20 bis 23 an deren oberen
und unteren Enden. Da die Luft durch die Tankteile 20 bis 23 nicht
geht, wird der Kernteil 11 aus Mittelteilen der Wärmeaustauscherbleche 12 außer den
Tankteilen 20 bis 23 aufgebaut.
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Jedes
der Übertragungsbleche 12 wird geformt, indem
ein dünnes metallisches Blechelement gepresst wird. Bei
einem Blech- oder Plattenelement, im Folgenden Blechelement genannt,
handelt es sich beispielsweise um ein plattiertes Blechelement,
welches als Basismaterial aus A3000 Aluminium besteht und dessen
beide Oberflächen mit einem A4000 Aluminium-Lötmaterial
plattiert sind. Das Wärmeübertragungsblech 12 ist
ein sehr dünnes Blech und hat eine Dicke t, wie in 3 gezeigt.
Nach der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise beträgt
die Dicke t des Wärmeübertragungsblechs 12 gleich
0,2 mm. Das Wärmeübertragungsblech 12 ist
von im Wesentlichen rechtwinkliger Blechgestalt. Sämtliche
der Wärme übertragenden Bleche 12 haben
im Allgemeinen die gleichen Außenabmessungen.
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Wie
in 3 gezeigt, hat jedes der Wärmeübertragungsbleche 12 im
Wesentlichen flache Basisteile 13, die über eine
gemeinsame Ebene verfügen, sowie Vorsprünge 14,
die von den Basisteilen 13 vorstehen. Die Vorsprünge 14 sind
beispielsweise durch Pressen, beispielsweise durch Prägen
oder erhabenes Herausarbeiten (pro jecting) geformt. Die Vorsprünge 14 sind
als Rippen geformt und erstrecken sich kontinuierlich parallel zu
einer Längsrichtung des Wärmeübertragungsblechs 12.
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Bei
dem in 3 gezeigten Beispiel hat jeder der Vorsprünge 14 einen
im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt. Der Vorsprung 14 kann
jedoch irgend eine andere Querschnittsgestalt, beispielsweise eine
im Wesentlichen trapezförmige Gestalt mit abgerundeten
Ecken oder dergleichen, haben.
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Der
Vorsprung 14 bildet einen Kanalraum hierin, der die Strömung
des Kühlmittels ermöglicht. Nach der vorliegenden
Ausführungsform bilden die Vorsprünge 14 Kühlmittelkanäle 15, 16,
durch welche ein Niederdruckkühlmittel, welches eine Dekomprimiereinrichtung,
beispielsweise ein Expansionsventil eines Kühlkreislaufs
durchströmt hat, fließt.
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Beispielsweise
ist der Verdampfer 10 so angeordnet, dass die Längsrichtung
der Wärmeübertragungsbleche 12 einer
Richtung der Schwerkraft im Betrieb entspricht, das heißt,
einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung. Die Vorsprünge 14 erstrecken
sich daher in Aufwärts- und Abwärtsrichtung. Anders
ausgedrückt, die Vorsprünge 14 erstrecken
sich senkrecht zur Luftströmungsrichtung A1.
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Die
Wärmeübertragungsbleche 12 sind in Paaren
angeordnet. Bei jedem der Paare hat eines der Wärmeübertragungsbleche
(im Folgenden als erstes Wärmeübertragungsblech
bezeichnet) 12 und das andere Wärmeübertragungsblech
(im Folgenden als zweites Wärmeübertragungsblech
bezeichnet) 12 die Vorsprünge 14 an den
gleichen Stellen, bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1. Die ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 sind
so angeordnet, dass deren Vorsprünge nach außen
vorstehen. Die Basisteile 13 der ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 stehen
in Kontakt miteinander und sind miteinander verbunden. Somit werden
beide Seiten der Vorsprünge 14 bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1 durch die Basisteile 13 versiegelt.
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Die
Kühlkanäle 15, 16 sind durch
Räume gebildet, die durch sich gegenüberstehende
Vorsprünge 14 der ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 definiert
sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Kühlkanäle 15 an
einer Abströmseite der Wärmeübertragungsbleche 12 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung angeordnet, und die Kühlkanäle 16 sind
an einer Anströmseite der Wärmeübertragungsbleche 12 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung A1 positioniert. Daher werden
die Kühlkanäle 15 auch als luftabströmseitige
Kühlkanäle 15 und die Kühlkanäle 14 auch
als luftanströmseitige Kühlkanäle 16 bezeichnet.
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Die
Wärmeübertragungsbleche 12 sind integral
mit Rippen- bzw. Flossenteilen (im Folgenden einfach als Flossen
bezeichnet) 17 geformt. Die Flossen 17 sind auf
den Basisteilen 13 geformt, die Kontakt miteinander in
dem Paar von Wärmeübertragungsblechen 12 stehen.
Die Flossen 12 sind zwischen den Vorsprüngen 14 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung, wie in den 3 und 4 gezeigt, geformt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Flossen 14 des
ersten Wärmeübertragungsblechs 12 an
den gleichen Stellen wie die Flossen 17 des zweiten Wärmeübertragungsblechs 12 bezogen auf
die Luftströmungsrichtung A1 positioniert.
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Auch
sind die Flossen 17 unter vorbestimmen Intervallen in Aufwärts-
und Abwärtsrichtung angeordnet. Bei dem in den 3 und 4 gezeigten Beispiel
sind die Flossen 17 in einer Reihe in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
zwischen den zwei benachbarten Vorsprüngen 14 geformt.
Jedoch können die Flossen 17 in einer Vielzahl
von Reihen ausgebildet sein oder zwischen zwei der benachbarten
Vorsprünge 14 gestaffelt bzw. versetzt sein.
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Die
Flossen 17 sind als Schlitzflossen ausgebildet, von denen
jede eine versetzte Wandung 17a hat, die gegen die Ebene
oder Fläche der Basisteile 13 um ein vorbestimmtes
Stück, wie in 4 gezeigt, unter Abstand angeordnet
ist. Bei der Schlitzflosse ist eine Öffnung zwischen der
versetzen Wandung 17a und dem Basisteil 13 derart
vorgesehen, dass die Luft durchgehen kann; die versetzte Wandung 17a ist physisch
mit den Basisteilen 13 an zwei oder mehr Stellen verbunden.
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Bei
dem in 4 gezeigten Beispiel ist jede versetzte Wandung 17a parallel
zur Ebene der Basisteile 13. Die oberen und unteren Enden
der versetzten Flosse 17a sind mit den Basisteilen 13 durch
Seitenwandungen 17b, 17c verbunden. So hat jede Flosse 17 im
Wesentlichen U-förmige Gestalt.
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Wie
in 3 gezeigt, ist eine Flossenhöhe Fh, das
heißt, eine Flossenhöhe Fh der Flosse 17 im Wesentlichen
die gleiche wie eine Rippenhöhe Rh des Vorsprungs 14 oder
ist geringfügig kleiner als die Rippen Rh beispielsweise.
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Auch
besitzt die Flosse 17 eine Flosseninnenabmessung Fhi, die
dadurch definiert ist, dass die Dicke t des Wärmeübertragungsblechs 12 von
der Flossenhöhe Fh (das heißt, Fhi = Fh – t)
abgezogen wird. Die Flosseninnenabmessung Fhi entspricht einer Breite
des Raums, der definiert ist zwischen der Ebene der Basisteile 13 und
der versetzten Wandung 17a, um den Durchtritt der Luft
zu ermöglichen, das heißt, es handelt sich um
eine Abmessung zwischen der Innenfläche der versetzten
Wandung 17a und der Ebene der Basisteile 13 in
einer Richtung senkrecht zur Ebene der Basisteile 13. Die
Flosse 17 hat eine Flossenbreite Fw bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1.
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Beispielsweise
wird jede der Flossen 17 in der folgenden Weise hergestellt.
Zunächst werden zwei Schlitze auf dem Basisteil 13 mit
einem Zwischenraum entsprechend der Flossenbreite Fw geformt. Dann
wird ein Teil zwischen den beiden Schlitzen nach außen
geprägt (projected). Damit hat die Flosse 17 im
Wesentlichen U-förmige Gestalt.
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In
diesem Fall wird der Teil derart vorgedrückt, dass jede
der Seitenwandungen 17b, 17c bezüglich
eines vorbestimmten Winkels θ, bezogen auf die Fläche
des Basisteils 13, geneigt ist. Auch verfügt jede
der Seitenwandungen 17b, 17c über abgerundete
Ecken von sogenannter R-Gestalt, mit dem Basisteil 13 und
der versetzten Wandung 17a. Daher haben die Flossen 17 eine
glatte vorstehende Gestalt. Das heißt, die Bildung der
Flossen oder Rippen 17 wird verbessert.
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Im
Hinblick auf die Formung der Flossen 17 sei beispielsweise
die Rippenbreite Fw gleich oder größer als 0,2
mm und ein Rippenabstand Fd zwischen den zwei benachbarten Flossen 17,
bezogen auf die Luftströmungsrichtung A1, ist gleich oder
größer als 0,4 mm.
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Die
im Wesentlichen U-förmige Gestalt der Flosse 17,
das heißt, die Gestalt der Schlitzflosse entspricht einer
geschnittenen und bewegten Gestalt (cut and moved shape), was einen
Ausschnitt oder eine Öffnung auf dem Basisteil 13 liefert.
Das heißt, eine ausgeschnittene Öffnung (im Folgenden
lediglich Öffnung genannt) 17d wird auf dem Basisteil 13 an
einer Stelle entsprechend der Flosse 17 durch Formen der
Flosse 17 geformt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist eine Länge
G der Öffnung 17d, das heißt, eine Abmessung
der Öffnung 17d in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
beispielsweise gleich oder größer als 5 mm. Hier umfasst
die Abmessung G der Öffnung 17d Abmessungen der
abgerundeten Kanten, die zwischen dem Basisteil 13 und
den Seitenwandungen 17b, 17c, wie in 5 gezeigt,
ausgebildet sind.
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Die
Flossen 17 sind auf den Basisteilen 13 geformt,
das heißt, an Stellen, wo die ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 in
Kontakt miteinander stehen. Daher wird die Bildung der Öffnungen 17d kein
Lecken des Kühlmittels aus den Kühlkanälen 15, 16 hervorrufen.
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Wenn
jedoch die Korrosion der Basisteile 13 fortschreitet, dann
entsteht ein Lecken des Kühlmittels aus der Flosse 17.
Um ein Lecken des Kühlmittels aufgrund der Korrosion einzuschränken,
ist eine Differenz einer Abmessung Bw des Basisteils 13 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung A1 und die Flossenbreite
Fw gleich oder größer als 0,3 mm (das heißt,
Bw – Fw ≥ 0,3 mm).
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Anders
ausgedrückt, wenn die Abmessung des Basisteils auf jeder
Seite der Flosse 17 bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1 (das heißt, eine Breite jeder der Seitenabschnitte des
Basisteils 13 auf sich gegenüberstehenden Seiten
der Flosse 17) gleich oder größer als
0,15 mm als ein Rand für Korrosion ist, wird ein Herauslecken
von Kühlmittel aufgrund von Korrosion der Basisteile 13 ausreichend reduziert.
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Um
auch ausreichend ein (Hart)löten des Basisteils 13 aufrecht
zu erhalten, ist die Differenz der Abmessung Bw des Basisteils 13 und
der Flossenbreite Fw gleich oder größer als 1,0
mm beispielsweise. Das heißt, wenn die überlappende
Abmessung (das heißt, die Kontaktabmessung oder der Rand zum
Löten) der Basisteile 13 auf jeder Seite der Flosse 17 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung A1 gleich oder größer
als 0,5 mm ist, sind die Basisteile 13 ausreichend verlötet.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge
der Flosse 17, das heißt, eine Abmessung der Flosse 17 bezogen
auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung, größer
als die Flossenbreite Fw bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1. Das heißt, die Flossen 17 haben ihre Länge
in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
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Wie
in 5 zu sehen, sind die Positionen der Flossen 17 zwischen
den ersten und zweiten Wärmeübertragungsblechen 12 bezogen
auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung gestaffelt oder
versetzt, derart, dass die Öffnungen 17d des ersten
Wärmeübertragungsblechs 12 teilweise
mit den Öffnungen 17d des zweiten Wärmeübertragungsblechs überlappen. Das
heißt, die Öffnungen 17d des ersten Wärmeübertragungsblechs 12 stehen
teilweise in Verbindung mit den Öffnungen 17d des
zweiten Wärmeübertragungsblechs 12.
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Aufgrund
des gegenseitigen Überlappens der Öffnungen 17d der
ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 wird
ein Verbindungskanal P, der eine kontinuierliche Verbindung zwischen
den Innenräumen der Flossen 17 in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
ermöglicht, geformt. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel
wird der Verbindungskanal P kontinuierlich in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
geformt. Es ist jedoch nicht immer notwendig, dass der Verbindungskanal
P kontinuierlich über die Länge der Wärmeübertragungsbleche 12 geht.
Der Verbindungsraum P kann in geeigneter Weise in Aufwärtsrichtung/Abwärtsrichtung
unterteilt sein.
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Nach
den 1 und 2 sind die Flossen 17 aus
Gründen einer vereinfachten Darstellung nicht gezeigt.
In dem in den 1 bis 3 gezeigten
Beispiel hat jedes Wärmeübertragungsblech 12 fünf
Vorsprünge 14. Die Anzahl der Vorsprünge 14 jedes
Wärmeübertragungsblechs 12, das heißt,
die Anzahl der Kühlkanäle 15, 16 kann
jedoch gemäß den Betriebsbedingungen modifiziert
sein, beispielsweise im Hinblick auf die geforderte Leistung, eine Außengestalt
und dergleichen.
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Auch
hat jedes der Wärmeübertragungsbleche 12 zwei
obere Tank- oder Sammlerteile 20, 22 an dem oberen
Ende und zwei untere Tankteile 21, 23 am unteren
Ende. Die oberen Tankteile 20, 22 sind im Allgemeinen
in Luftströmungsrichtung A1 ausgerichtet. In ähnlicher
Weise sind die unteren Tankteile 21, 23 im Allgemeinen
in der Luftströmungsrichtung A1 ausgerichtet. Die oberen
Tankteile 20, 22 und die unteren Tankteile 21, 23 sind
in Kühlmittelströmungsrichtung B getrennt. Jedoch
wird der obere Tankteil 20 auch als der abströmseitige
obere Tankteil 20 bezeichnet, der untere Tankteil 21 wird
auch als der luftabströmseitige untere Tankteil 21 bezeichnet,
der obere Tankteil 22 wird auch als der luftanströmseitige obere
Tankteil 22 bezeichnet und der untere Tankteil 23 wird
auch als der luftanströmseitige untere Tankteil 23 bezeichnet.
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Die
Tankteile 20 bis 23 werden hergestellt, beispielsweise
durch erhabenes Prägen (projecting). Die Tankteile 20 bis 23 stehen
in der gleichen Richtung wie die Vorsprünge 14 vor.
Eine Höhe des Vorstehens der Tankteile 20 bis 23,
das heißt, eine Abmessung der Tankteile 20 bis 23 in
einer Richtung senkrecht zur Ebene der Basisteile 23 ist
gleich der Hälfte der Rohrteilung Tp. Damit stehen, wenn
die Paare der Wärmeübertragungsbleche 12 gestaffelt oder
gestapelt sind, die Enden der Tankteile 20 bis 23 eines
Wärmeübertragungsblechs 12 in Kontakt
mit den Enden der Tankteile 20 bis 23 des gegenüberstehenden
Wärmeübertragungsblechs 12 des benachbarten
Paares von Wärmeübertragungsblechen 12. Die
benachbarten Paare von Wärmeübertragungsblechen 12 können
miteinander an den Enden der Tank- oder Sammlerteile 20 bis 23 verbunden
sein.
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Hier
umfasst die vorspringende Höhe der Tankteile 20 bis 23 die
Dicke t des Wärmeübertragungsblechs 12.
Wie in 3 gezeigt, ist die Rohrteilung Tp gleich den Montageintervallen
der Paare von Wärmeübertragungsblechen 12.
Auch ist eine Raumteilung Sp ein Wert, der definiert wird, indem
die Dicke t zweier benachbarter Wärmeübertragungsbleche 12 von
der Rohrteilung Tp abgezogen wird (das heißt, Sp = Tp – 2t).
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In 3 ist
die Rippenhöhe Rh der Vorsprünge 14 kleiner
als die Hälfte der Rohrteilung Tp, das heißt,
kleiner als die Höhe des Vorsprungs der Tankteile 20 bis 23 beispielsweise.
Jedoch lässt sich die Rippenhöhe Rh modifizieren.
Beispielsweise kann die Rippenhöhe Rh der Vorsprünge 14 im
Wesentlichen gleich oder geringfügig größer
als die Höhe des Vorsprungs der Tank- oder Sammlerteile 20 bis 23 sein.
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Die
Tank- oder Sammlerteile 20 bis 23 stehen in der
gleichen Richtung wie die Vorsprünge 14 vor und
definieren hierin Räume. Auch die Längsenden,
beispielsweise die oberen und unteren Enden der Vorsprünge 14,
stellen die Verbindung zu den Tank- oder Sammlerteilen 20 bis 23 her.
Das heißt, die durch die Vorsprünge 14 de finierten
Räume stehen in Verbindung mit den Räumen, die
durch die Tank- oder Sammlerteile 20 bis 23 definiert
sind. Daher stehen die Enden des luftanströmseitigen Kühlmittelkanals 16 in
Verbindung mit den Räumen, die durch die luftanströmseitigen
oberen und unteren Tankteile 20, 23 jeweils definiert
sind. In ähnlicher Weise stehen die Enden der luftabströmseitigen Kühlmittelkanäle 15 in
Verbindung mit den Räumen, die durch die luftabströmseitigen
oberen und unteren Tankteile 20, 21 jeweils definiert
sind.
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Die
durch den oberen luftanströmseitigen Tankteil 22 und
den oberen luftabströmseitigen Tankteil 20 definierten
Räume sind voneinander getrennt. Nämlich liefern
der luftanströmseitige obere Tankteil 22 und der
luftabströmseitige obere Tankteil 20 Teile der
Kühlmittelkanäle, und zwar getrennt. In ähnlicher Weise
sind die Räume, die definiert sind durch den luftanströmseitigen
unteren Tankteil 23 und den luftabströmseitigen
unteren Tankteil 21 voneinander getrennt. Der luftanströmseitige
untere Tankteil 23 und der luftabströmseitige
untere Tankteil 21 bilden nämlich getrennt Teile
der Kühlmittelkanäle.
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Jeder
der Tankteile 20 bis 23 wird geformt mit einer
Verbindungsöffnung 20a bis 23a, im Wesentlichen
an deren mittlerem Teil. Wenn die Paare der Wärmeübertragungsbleche 12 so
gestapelt sind, dass die Enden der Tankteile 20 bis 23 in
Kontakt miteinander zwischen den benachbarten Paaren der Wärmeübertragungsbleche 12 stehen,
so stehen die durch die jeweiligen Tankteile 20 bis 23 definierten Räume
in Verbindung miteinander über die Öffnungen 20a bis 23a.
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Damit
stehen die durch die Tankteile 20 bis 23 definierten
Kühlmittelkanäle in Verbindung miteinander zwischen
den benachbarten Wärmeübertragungsblechen 12 bezogen
auf die Blechstapelrichtung, beispielsweise eine im Wesentlichen
rechte und linke Richtung gemäß den 1 und 2.
Anders ausgedrückt, vier Tankräume sind durch
die Tankteile 20 bis 23 jeweils in Blechstapelrichtung
geschaffen.
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Wie
ebenfalls in 3 gezeigt, sind die Orte der
Vorsprünge 14 in Luftströmungsrichtung
A1 zwischen benachbarten Paaren von Wärmeübertragungsblechen 12 gestaffelt
bzw. versetzt. Damit stehen die Vorsprünge 14 eines
der Paare von Wärmeübertragungsblechen 12 den
Basisteilen 13 des benachbarten Paares von Wärmeübertragungsblechen 12 gegenüber.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel sind die
Vor sprünge 14 eines Paares der Wärmeübertragungsbleche 12 so
positioniert, dass sie mittleren Orten der Basisteile 13 des
benachbarten Paares von Wärmeübertragungsblechen 12 entsprechen. Das
heißt, die Vorsprünge 14 eines Paares
der Warmeübertragungsbleche 12 sind so positioniert,
dass sie der Mitte der Rippenteilung Rp des benachbarten Paares
der Wärmeübertragungsbleche 12 entsprechen.
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Wie
oben beschrieben, ist die Rippenhöhe Rh der Vorsprünge 14 im
Wesentlichen gleich der Hälfte der Rohrteilung Tp. Daher
wird ein Spalt zwischen den oberen Teilen der Vorsprünge 14 des
einen Paares von Wärmeübertragungsblechen 12 und den
Basisteilen 13 des benachbarten Paares von Wärmeübertragungsblechen 12 in
Blechstapelrichtung geschaffen.
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Somit
wird ein Luftkanal 18 zwischen den benachbarten Paaren
der Wärmeübertragungsbleche 12 kontinuierlich über
die Breite der Wärmeübertragungsbleche 12 in
Luftströmungsrichtung A1 geliefert. Wie durch einen Pfeil
A2 in 3 gezeigt, kann die Luftströmung durch
den Luftkanal 13 mäandernd oder schlangenartig
strömen. Die Flossen 17 sind benachbart den Vorsprüngen 14 innerhalb
des Luftkanals 18 angeordnet.
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Bei
dem in 3 gezeigten Beispiel sind die Flossen 17 in
der Mitte der Rippenteilung Rp der Basisteile 13 angeordnet,
das heißt, an den mittleren Teilen zwischen den Vorsprüngen 14,
und zwar benachbart in der Luftströmungsrichtung A1. Eine
Außenfläche der versetzen Wandung 17a jeder
Flosse 17 steht der Außenfläche des Vorsprungs 14 gegenüber,
die benachbart der versetzten Wandung 17a quer über
den Luftkanal 18, quer über ein vorbestimmtes
Stück X ist.
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Obwohl
nicht dargestellt, haben die Wärmeübertragungsbleche 12 Kontaktrippen,
die von den Basisteilen 13 gegen die benachbarten Wärmeübertragungsbleche 12 quer
zu den Luftkanälen 18 vorstehen. Die Kontaktrippen
haben die Form eines kleinen Vorsprungs von glatt halbkreisförmiger
Gestalt und stehen von den Basisteilen 13 und an Orten
zwischen den Flossen 17 vor.
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Die
Kontaktrippen haben eine Vorsprungshöhe, die im Wesentlichen
die gleiche wie die Rippenhöhe Rh der Vorsprünge 14 ist.
Die Kontaktrippen eines Wärmeübertragungsblechs 12 stehen
in Kontakt mit den oberen Teilen der Vorsprünge 14 anderer Wärmeübertragungsbleche 12,
das heißt, benachbart quer über den Luftkanal 18.
Der Verdampfer 10 ist einteilig in einem Zustand verlötet,
in dem die Kontaktrippen in Kontakt mit den Oberteilen des Vorsprungs 14 der
benachbarten Wärmeübertragungsbleche stehen, und
eine Presskraft wird auf die Kontaktteile zwischen den Kontaktrippen
und den Vorsprüngen 14 in Blechstapelrichtung
ausgeübt.
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Da
das Löten in einem Zustand durchgeführt wird,
in dem die benachbarten Wärmeübertragungsbleche 12 in
Kontakt an Mittelteilen stehen, wo die Kühlkanäle 15, 16 geformt
sind, werden zusätzlich zu den Tankteilen 20 bis 23 die
Basisteile 13 ausreichend verlötet. Da Wärmeübertragungsbleche 12 ausreichend
verlötet sind, ist es weniger wahrscheinlich, dass Kühlmittel
aus den Kühlmittelkanälen 15, 16 aufgrund
ungenügenden Verlötens austreten kann.
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Um
die Basisteile 13 der Wärmeübertragungsbleche 12 ausreichend
zu kontaktieren, werden die Kontaktrippen getrennt und an einer
Vielzahl von Orten in Längsrichtung der Wärmeübertragungsbleche 12 geformt.
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Als
Nächstes werden die Strukturen der Einlass- und Auslassteile
für das Kühlmittel beschrieben. Wie in den 1 und 2 gezeigt,
hat der Verdampfer 10 erste und zweite stirnseitige Bleche 24, 25 an
den Enden der gestapelten Wärmeübertragungsbleche 12.
Die ersten und zweiten Endbleche 24, 25 haben
die gleiche Größe wie die Wärmeübertragungsbleche 12.
Jedes der ersten und zweiten stirnseitigen Bleche 24, 25 ist
von im Wesentlichen flacher Blechgestalt. Die ersten und zweiten
stirnseitigen Bleche 24, 25 sind mit den endseitigen
Wärmeübertragungsblechen 12 derart verbunden,
dass deren Innenflächen die Oberflächen der ersten
und zweiten stirnseitigen Bleche 24, 25, auf denen
die Tankteile 20 bis 23 geformt sind, kontaktieren.
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Das
erste stirnseitige Blech 24, welches auf einem linken Ende
in 1 angeordnet ist, besitzt Öffnungen benachbart
seinem oberen Ende. Ein Kühlmitteleinlassrohr 24a und
ein Kühlmittelauslassrohr 24b sind gekuppelt und
verbunden mit den Öffnungen des ersten stirnseitigen Blechs 24.
Das Kühlmitteleinlassrohr 24a ist auf einer Abströmseite
des Kühlmittelauslassrohrs 24b bezogen auf die
Luftströmungsrichtung A1 angeordnet. Das Kühlmitteleinlassrohr 24a steht
in Verbindung mit der Öffnung 20a des luftabströmseitigen
oberen Tankteils 20 des am weitesten links befindlichen Wärmeübertragungsblechs 12,
das sich am linken Ende der 1 befindet.
Das Kühlmittelauslassrohr 20b steht in Verbindung
mit der Öffnung 22a des luftanströmseitigen oberen
Tankteils 22 des am weitesten links befindlichen Wärmeübertragungsblechs 12.
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Das
erste endseitige Blech 24 besteht aus einem plattierten
Aluminiumblech, dessen beide Flächen mit Lötmaterial
plattiert sind, ähnlich wie dies bei den Wärmeübertragungsblechen 12 der
Fall ist. Das heißt, das erste stirnseitige Blech 24 ist
mit den Kühlmitteleinlass- und -auslassrohren 24a, 24b und dem
Wärmeübertragungsblech 12 durch Löten
verbunden. Andererseits besteht das zweite stirnseitige Blech 25 aus
plattiertem Blech, bei dem nur eine mit dem Wärmeübertragungsblech 12 zu
verbindende Oberfläche mit dem Lötmaterial plattiert
ist.
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Ein
zweiphasiges Niederdruckkühlmittel aus Gas und Flüssigkeit,
welches dekomprimiert wurde durch die nicht gezeigte Dekompressionseinrichtung, strömt
in dem Kühlmitteleinlassrohr 24a. Andererseits
steht das Kühlmittelauslassrohr 24b in Verbindung
mit einer Saugseite eines (nicht gezeigten) Kompressors. Damit wird
ein gasförmiges Kühlmittel, welches im Verdampfer 10 verdampft
wurde, in den Kompressor aus dem Kühlmittelauslassrohr 24b eingeführt.
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Die
luftabströmseitigen Kühlmittelkanäle 15, die
zwischen den Vorsprüngen 14 der paarweise angeordneten
Wärmeübertragungsbleche 12 definiert sind,
stehen in Verbindung mit dem Kühlmitteleinlassrohr 24a.
Das Kühlmittel strömt in die luftabströmseitigen
Kühlmittelkanäle 15 aus dem Kühlmitteleinlassrohr 24a.
Damit schaffen die luftabströmseitigen Kühlmittelkanäle 15 einlassseitige
Kühlmittelkanäle über den gesamten Verdampfer 10.
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Andererseits
stehen die luftanströmseitigen Kühlmittelkanäle 16 in
Verbindung mit dem Kühlmittelauslassrohr 24b.
Das Kühlmittel, welches die luftabströmseitigen
Kühlmittelkanäle 15, das heißt,
die einlassseitigen Kühlmittelkanäle durchsetzt
hat, strömt in den luftanströmseitigen Kühlmittelkanälen 16 und
fließt dann aus dem Verdampfer 10 heraus aus dem
Kühlmittelauslassrohr 24b. Damit bilden die luftanströmseitigen
Kühlmittelkanäle 16 auslassseitige Kühlmittelkanäle.
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Das
Kühlmittel strömt im Allgemeinen durch den Verdampfer 10,
wie durch Pfeile Pa bis Pk in 2 gezeigt
ist. In diesem Fall schaffen die luftabströmseitigen oberen
Tankteile 20 einen kühlmitteleinlassseitigen oberen
Tankraum, und die luftabströmseitigen anderen Tankteile 21 schaffen
einen kühlmitteleinlassseitigen unteren Tankraum. Auch bilden
die luftanströmseitigen oberen Tankteile 22 einen
auslassseitigen oberen Kühlmitteltankraum, die luftanströmseitigen
unteren Tankteile 23 schaffen einen auslassseitigen unteren
Kühlmitteltankraum.
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Obwohl
nicht dargestellt, ist ein Trennteil an dem Mittelteil des Stapels
der Wärmeübertragungsbleche 12 so vorgesehen,
dass der Stapel der Wärmeübertragungsbleche 12 im
Allgemeinen in einen linken Abschnitt (erster Abschnitt) Y1 und
einen rechten Abschnitt (zweiter Abschnitt) Y2 unterteilt wird. Damit
wird der einlassseitige obere Kühlmitteltankraum, der durch
die luftabströmseitigen oberen Tankteile 20 geschaffen
wird, in einen linken Kanalraum und einen rechten Kanalraum durch
den Trennteil unterteilt. In ähnlicher Weise wird der kühlmittelauslassseitige
Tankraum, der durch die luftanströmseitigen oberen Tankteile 22 geschaffen
wird, in einen linken Kanalraum und einen rechten Kanalraum durch
den Trennteil getrennt.
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Beispielsweise
wird der Trennteil so gebaut, dass die Öffnungen 20a, 22a des
mittleren Wärmeübertragungsblechs 12,
das in der Mitte des Stapels der Wärmeübertragungsbleche 12 sich
befindet, geschlossen wird.
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Im
Verdampfer 10 strömt das erste zweiphasige Gasflüssigkeitskühlmittel
in den kühlmitteleinlassseitigen Tankraum aus dem Kühlmitteleinlassrohr 24a,
wie durch den Pfeil Pa gezeigt. Da der kühlmitteleinlassseitige
Tankraum in den linken Kanalraum und den rechten Kanalraum durch
den Trennteil getrennt wird, strömt das Kühlmittel
nur in den linken Kanalraum des kühlmitteleinlassseitigen Tankraums.
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Dann
strömt das Kühlmittel durch die einlassseitigen
Kühlmittelkanäle 15 des linken Abschnitts
Y1 in einer Abwärtsrichtung, wie durch den Pfeil Pb gezeigt,
und strömt in den kühlmitteleinlassseitigen unteren
Tankraum, der durch die luftabströmseitigen unteren Tankteile 21 geschaffen
ist. Bei dem unteren kühlmitteleinlassseitigen Tankraum strömt
das Kühlmittel in einer Richtung nach rechts, das heißt,
gegen den rechten Abschnitt Y2, wie durch den Pfeil Pc gezeigt.
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Dann
strömt das Kühlmittel durch die einlassseitigen
Kühlmittelkanäle 15 des rechten Abschnitts
Y2 in einer Aufwärtsrichtung, wie durch den Pfeil Pd gezeigt,
und strömt in den rechten Kanalraum des einlassseitigen
oberen Kühlmitteltankraums. Die Öffnung 20a des
luftabströmseitigen oberen Tankraums 20 des am
weitesten rechts befindlichen Wärmeübertragungsblechs 12 steht
in Verbindung mit der Öffnung 22a des luftanströmseitigen oberen
Tankteils 22 durch einen (nicht gezeigten) Verbindungskanal,
der auf einem oberen Teil des zweiten Stirnblechs 25 ausgebildet
ist.
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Damit
strömt das Kühlmittel in Richtung nach rechts
in den rechten Kanalraum des einlassseitigen oberen Kühlmitteltankraums,
wie durch den Pfeil Pe gezeigt, und strömt dann in den
rechten Kanalraum des auslassseitigen oberen Kühlmitteltankraums durch
den Verbindungskanal des rechten Stirnblechs 25, wie durch
den Pfeil Pf gezeigt.
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Da
der auslassseitige obere Kühlmitteltankraum unterteilt
ist in den linken Kanalraum und den rechten Kanalraum, und zwar
durch den Trennteil, strömt das Kühlmittel nur
in dem rechten Kanalraum des oberen auslassseitigen Kühlmitteltankraums
aus dem Verbindungskanal, wie durch den Pfeil Pg gezeigt. Dann strömt
das Kühlmittel durch die auslassseitigen Kühlmittelkanäle 16 des rechten
Abschnitts Y2 in Abwärtsrichtung, wie durch den Pfeil Ph
zu sehen. Das Kühlmittel strömt in dem auslassseitigen
unteren Kühlmitteltankraum und bewegt sich in Richtung
nach rechts, wie durch den Pfeil Pi gezeigt.
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Hernach
strömt das Kühlmittel durch die auslassseitigen
Kühlmittelkanäle 16 des linken Abschnitts
Y1 in Aufwärtsrichtung, wie durch den Pfeil Pj zu sehen,
und strömt in den linken Tankraum des oberen auslassseitigen
Kühlmittelraums. Das Kühlmittel fließt
zu den Kühlmittelauslassrohren 24b, wie durch
den Pfeil Pk angedeutet, und verlässt den Verdampfer 10.
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Bei
der Herstellung des Verdampfers 10 werden die Komponententeile,
beispielsweise die Wärmeübertragungsbleche 12,
die ersten und zweiten stirnseitigen Bleche 24, 25 und
die Kühlmitteleinlass- und -auslassrohre 24a, 24b zusammengebaut,
um Kontakt an vorbestimmten Teilen hiervon herzustellen. Die zusammengebauten
Komponententeile werden in obigem Zustand durch vorbestimmte Lehren gehalten
und in einen Ofen eingebracht. Wenn die montierten Komponententeile
bis zu einem Schmelzpunkt des Lötmaterials erwärmt
sind, sind die Komponententeile vollständig verlötet.
Damit ist der Verdampfer 10 fertig verlötet.
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Als
Nächstes soll der Betrieb des Verdampfers 10 beschrieben
werden. Beispielsweise ist der Verdampfer 10 in einem Gehäuse
einer Klimaanlage (nicht gezeigt) untergebracht, wie in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung
in den 1 und 2 gezeigt, das heißt,
die Längsrichtung der Wärmeübertragungsbleche 12 entspricht
der Vertikalrichtung. Wenn ein Gebläse (nicht dargestellt)
für den Klimatisierungsvorgang in Betrieb gesetzt wird,
tritt die Luft durch den Verdampfer, wie durch den Pfeil A1 gezeigt.
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Wird
der Kompressor des Kühlmittelzyklus in Betrieb gesetzt,
dann wird das zweiphasige Gas- und Flüssigkeitskühlmittel
in den Verdampfer 10 aus der Dekompressionseinrichtung,
beispielsweise dem Expansionsventil, eingeführt. Damit
tritt das Kühlmittel durch den Verdampfer 10,
wie durch die Pfeile Pa bis Pk gezeigt.
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Da
die Luftkanäle 18 zwischen den Wärmeübertragungsblechen 12 ausgebildet
sind, strömt die durch die Gebläse geblasene Luft
durch die Luftkanäle 18 in mäandernder
Weise, wie durch den Pfeil A2 gezeigt. Jetzt wird das Kühlmittel
verdampft, indem es latente Verdampfungswärme aus der Luft aufnimmt,
die Luft wird gekühlt.
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In
diesem Fall sind die einlassseitigen Kühlmittelkanäle 15 hinter
den auslassseitigen Kühlkanälen 16 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung A1 angeordnet. Damit ist
die Anordnung von Einlass und Auslass des Kühlmittels entgegengesetzt
zur Luftströmung. Die allgemeine Luftströmungsrichtung
des Kühlmittels ist nämlich entgegengesetzt zur
allgemeinen Luftströmungsrichtung.
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Die
Luftströmungsrichtung A1 ist im Wesentlichen senkrecht
zur Längsrichtung der Vorsprünge 14.
Die Vorsprünge 14 bilden Wärmeübertragungsflächen,
die von den Basisteilen 13 vorstehen und die Luftströmungsrichtung
A1 schneiden. Damit wird Luftströmung aufgehalten und durch
die Vorsprünge 14 gestört. Demgemäss
wird der Wärmeübertragungskoeffizient der Luft
auf den Wärmeübertragungsflächen der
Vorsprünge 14 verbessert.
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Bei
einem Wärmeaustauscher vom Plattentyp, bei dem ein Kernteil
aus Wärmeübertragungsplatten aufgebaut ist, sind
die Wärmeübertragungsflächen für
Luft kleiner als bei einem Austauscher vom Rippen- und Rohrtyp (Rippenrohrtyp),
bei dem ein Kernteil aus Rohren und Rippen bzw. Flossen aufgebaut
ist. Es ist daher im Allgemeinen schwierig, ausreichend eine notwendige
Wärmeübertragungsleistung beizubehalten.
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Beim
Verdampfer 10 der vorliegenden Ausführungsform
sind die Flossen 17 auf den Wärmeübertragungsblechen 12 ausgebildet.
Die Flossen 17 haben im Wesentlichen U-förmige
Gestalt und sind zwischen benachbarten Vorsprüngen 14 und
in den Luftkanälen 18 angeordnet. Da die Luft
längs beider Innenflächen und Außenflächen
der versetzten Wandungen 17a strömt, nimmt die
Wärmeübertragungsfläche zu, verglichen
mit einem Wärmeaustauscher vom Plattentyp, der über
keine Flossen bzw. Rippen verfügt.
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Weiterhin
wird der Koeffizient der Wärmeübertragung der
Luft an den Basisteilen 13 aufgrund der Flossen 17 verbessert.
In dem Fall beispielsweise, in dem die Rippen nicht auf den Basisteilen 13 ausgeformt
sind, schaltet eine Temperaturgrenzschicht fort und wird dicker
gegen abströmseitige Orte, bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1. Somit ist es wahrscheinlich, dass der Koeffizient der Wärmeübertragung
der Luft auf den Basisteilen 13 abnimmt.
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Andererseits
wird nach der vorliegenden Ausführungsform, da die Flossen 17 auf
den Basisteilen 13 zwischen den benachbarten Vorsprüngen 14 ausgebildet
sind, die Dicke der Temperaturgrenzschicht auf den flachen Seiten
der Basisteile 13 reduziert. Daher wird der Koeffizient
der Wärmeübertragung der Luft an den Basisteilen
verbessert, verglichen mit dem Fall von Basisteilen 13 ohne
die Flossen 17.
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Selbst
beim Wärmeaustauscher vom Plattentyp wird die Leistung
der Wärmeübertragung wirksam verbessert, während
eine Zunahme im Widerstand gegen Luftströmung unterdrückt
wird.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform sind die Seitenwandungen 17b, 17c der
Flossen 17 unter bestimmten Winkeln θ relativ
zur Ebene der Basisteile 13 geneigt, so dass die Formung
der Flossen 17 erleichtert wird. Die Länge FL
der versetzten Wandung 17a in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
wird dagegen reduziert, verglichen mit einem Fall, bei dem die Seitenwandungen
der Flosse senkrecht zum Basisteil stehen. Daher wird der Wärmeübertragungswirkungsgrad
vermindert aufgrund einer Zunahme der Länge FL der versetzten
Wandung 17a.
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Um
somit die Bildung der Flossen 17 zu verbessern und den
Wärmeübertragungswirkungsgrad zu steigern, kann
beispielsweise der vorbestimmte Winkel θ der Neigung jeder
Seitenwandung 17b, 17c in einem Bereich zwischen
gleich oder größer 60 Grad und gleich oder kleiner
60 Grad eingestellt werden.
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Hier
ist die Länge FL der versetzten Wandung 17a eine
Abmessung eines flachen Teils der Innenfläche der versetzten
Wandung 17a in Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
Das heißt, die Länge FL der versetzten Wandung 17a schließt
nicht die Abmessungen der abgerundeten Kanten ein, die zwischen der
versetzten Wandung 17a und den Seitenwandungen 17b, 17c ausgebildet
sind.
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Als
Nächstes soll ein Effekt des Ablaufs der Kondensation des
Verdampfers 10 beschrieben werden. Im Verdampfer 10 wird
Feuchtigkeit in der Luft kondensiert aufgrund eines Kühleffekts
und damit wird die Kondensation hervorgerufen. Die Kondensation
neigt dazu, sich auf einem inneren Teil der Flosse 17 zu
sammeln, insbesondere einem inneren Bereich der unteren Seitenwandungen 17c,
wie durch einen Bereich M in 5 angedeutet.
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6 zeigt
ein Vergleichsbeispiel, bei dem die Flossen 17 der ersten
und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 unter
den gleichen Stellungen bezogen auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung
angeordnet sind. Beim Vergleichsbeispiel wird die Kondensation (das
Kondensat) durch die unteren Seitenwandungen 17c blockiert.
Das heißt, der Ablauf aus der Kondensation wird beschränkt.
Anders ausgedrückt, die Kondensation wird durch die unteren
Seitenwandungen 17c aufgenommen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform, gezeigt in 5,
dagegen, sind die Orte der Flossen 17 gestaffelt zwischen
gepaarten Wärmeübertragungsblechen 12 in
Aufwärts-/Abwärtsrichtung, derart, dass der durchlaufende
Verbindungskanal P innerhalb der Rippen 17 ausgebildet
wird. Daher fließt die auf der Innenseite der Flossen 17 hervorgerufene Kondensation
glatt nach unten, wie durch den Pfeil N gezeigt, durch den Verbindungskanal
P, ohne durch die unteren Seitenwandungen 17c blo ckiert
zu werden. Anders ausgedrückt, ein Ablaufkanal zum Ablauf
des Kondensats ist durch den Verbindungskanal P geschaffen. Somit
wird das Kondensat effektiv ausgetragen.
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Für
den Fall weiterhin, dass die Abmessung G der Öffnung 17d der
Flosse 17 gleich 5 mm oder mehr in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
ist, wird das Kondensat wirksamer ausgetragen.
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Da
die Seitenwandungen 17b, 17c und die Basisteile 13 gerundete
Ecken bilden, wird der Verbindungsraum P in einer glatt gekurvten
Gestalt ausgebildet. Daher wird das Kondensat glatt ausgetragen.
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7A ist
eine graphische Darstellung und zeigt den Anteil der Kondensationsansammlung
pro Flosse des Vergleichsbeispiels. 7B ist
eine graphische Darstellung und zeigt den Anteil der Ansammlung
des Kondensats pro Rippe oder Flosse gemäß der
vorliegenden Ausführungsform. Wie die 7A und 7B erkennen
lassen, wird die Menge an angesammelter Kondensation pro Flosse
der vorliegenden Ausführungsform gleich entweder der Hälfte
oder gleich einem Drittel dessen des Vergleichsbeispiels.
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8 ist
eine graphische Darstellung und zeigt im Diagramm das Verhältnis
zwischen der Flossenhöhe Fh und der Menge an angesammeltem
Kondensat pro Flosse oder Rippe. Eine horizontale Achse stellt die
Höhe Fh und eine vertikale Achse die Menge an Kondensationsansammlung
pro Flosse dar. In diesem Fall ist die Flossenbreite Fw gleich 1,5 mm.
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Wie
durch die beiden Kurven der 8 gezeigt,
ist, wenn die Flossenhöhe Fh kleiner als 0,35 mm ist, die
Menge der Kondensationsansammlung pro Flosse 17 der vorliegenden
Ausführungsform größer als die beim Vergleichsbeispiel.
Dies aus folgenden Gründen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist eine Breite des Verbindungskanals
P, die definiert ist zwischen dem Basisteil 13 und der
versetzten Wandung 17a, das heißt, einer Abmessung
des Verbindungskanals P in der Richtung senkrecht zur Ebene des
Basisteils 13, im Wesentlichen gleich der Flossenhöhe
Fh, gezeigt in 5. Im Ver gleichsbeispiel dagegen
ist andererseits eine Breite eines Raums, der definiert ist zwischen
den Flossen 17, das heißt, ein Raum, wo die Kondensation
verbleibt (hiernach Kondensationssammelraum genannt) in der Richtung
senkrecht zur Ebene des Basisteils 13 gleich der doppelten
Rippenhöhe Fh, wie in 6 zu sehen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann, wenn die Rippenhöhe
Fh kleiner als notwendig ist, die Kondensation nicht leicht durch
den Verbindungskanal P abfließen. Im Ergebnis stagniert
die Kondensationsströmung über den gesamten Verbindungskanal
P, obwohl die Kondensation nicht nur am obersten Teil des Verbindungskanals
P angesammelt wird.
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Im
Vergleichsbeispiel ist somit die Breite des Kondensationssammelraums
größer als die Breite des Verbindungskanals P
der vorliegenden Ausführungsform. Die Kondensation sammelt
sich also nicht am oberen Teil jedes Kondensationssammelraums. Im
Ergebnis ist die Menge an angesammelter Kondensation pro Flosse
des Vergleichsbeispiels relativ kleiner als die der vorliegenden
Ausführungsform.
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Wenn
daher die Rippenhöhe Fh kleiner als 0,35 mm ist, wird die
Menge an angesammelter Kondensation pro Flosse der vorliegenden
Erfindung größer als die des Vergleichsbeispiels.
Wenn andererseits die Flossenhöhe Fh gleich oder größer
als 0,35 mm wird, ist die Menge an angesammelter Kondensation pro
Flosse der vorliegenden Ausführungsform geringer als die
des Vergleichsbeispiels. Somit wird der Ablaufeffekt bei der vorliegenden
Ausführungsform verbessert.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke t der Wärmeübertragungsbleche 12 gleich
0,2 mm. Wenn daher die Rippenhöhe Fh gleich 0,35 mm oder
mehr beträgt, ist die Innenhöhe der Rippe Fhi gleich
oder größer 0,15 mm. Anders ausgedrückt, wenn
die Breite des zwischen der versetzten Wandung 17a und
dem Basisteil 13 definierten Raums gleich oder größer
als 0,15 mm ist, ist der Betrag der Ansammlung der Kondensation
pro Rippe nach der vorliegenden Ausführungsform kleiner
als der beim Vergleichsbeispiel. Somit wird der Ablaufeffekt verbessert.
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Die
obige Idee kann angewendet werden, um den Spalt zwischen der versetzten
Wandung 17a der Flosse 17 und der Oberfläche
des Wärmeübertragungsblechs 12 einzustellen.
Wenn beispielsweise der Abstand X zwischen der Außenfläche
der ver setzten Wandung 17a und der Außenfläche
des Vorsprungs 14, die der Rippe 17 über
den Luftkanal 18 gegenübersteht, gleich oder größer
als 0,15 mm ist, dann wird der Betrag der Ansammlung an Kondensation
im Spaltraum reduziert. Somit wird der Ablaufeffekt verbessert.
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Nach
den 7A, 7B und 8 wird die
Menge an angesammeltem Kondensat unter den folgenden Bedingungen
gemessen.
- (1) Die Außenabmessung des
Verdampfers gemäß der vorliegenden Ausführungsform
sowie des Vergleichsbeispiels: Breite gleich 260 mm; Höhe
gleich 215 mm; und Tiefe gleich 38 mm. Hier ist die Breite einer
Abmessung in der Blechstapelrichtung, wie durch den Pfeil W in 2 gezeigt.
Die Höhe ist eine Abmessung, wie durch einen Pfeil H in 2 gezeigt.
Auch die Tiefe ist eine Abmessung in der Luftströmungsrichtung
A1, wie durch einen Pfeil D in 2 gezeigt.
- (2) Das Volumen der Luft beträgt 500 m3/h.
Der Widerstand gegen die Luftströmung am Kernteil ist gleich
zwischen dem Verdampfer der vorliegenden Ausführungsform
und dem Vergleichsbeispiel.
- (3) Was das Vergleichsbeispiel angeht, so ist die Dicke t des
Wärmeübertragungsblechs 0,15 mm; die Raumteilung
Sp gleich 2,6 mm; die Rippenteilung Rh gleich 7,1 mm und die Vorsprungshöhe Rh
gleich 1,45 mm.
- (4) Was den Verdampfer der vorliegenden Ausführungsform
angeht, so ist die Dicke t des Wärmeübertragungsblechs 12 gleich
0,15 mm; die Raumteilung Sp gleich 3,0 mm; die Rippenteilung Rp
gleich 7,1 mm; die Höhe Rh des Vorsprungs gleich 1,45 mm,
die Rippenhöhe Fh gleich 1,0 mm; und die Rippenbreite Fw
gleich 0,8 mm. Hier beträgt die Rippenteilung Fp gleich
die Hälfte der Rippenteilung Rp.
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Bei
dem in 3 gezeigten Beispiel haben die Wärmeübertragungsbleche 12 die
Flossen 17 hinter den in Strömungsrichtung hinten
liegenden Vorsprüngen 14 bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1. Es ist jedoch nicht immer notwendig, dass die Flosse 17 sich
in Strömungsrichtung hinter dem strömungsmäßig
hintersten Vorsprung bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1 befindet.
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Für
den Fall, dass die Flossen 17 nicht hinter dem in Luftströmungsrichtung
letzten Vorsprung 14 bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1 vorgesehen sind, selbst wenn die Kondensation der Flossen 17 vom
Luftdruck beaufschlagt wird, haftet doch die geblasene Kondensation
(das Kondensat) am Vorsprung 14, der in Strömungsrichtung
hinter den Flossen 17 sich befindet und wird entlang der
Vorsprünge 14 in Abwärtsrichtung ausgetragen.
Ein Verstreuen der Kondensation in den Rippen 17 wird somit
reduziert.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform hat das Wärmeübertragungsblech
bzw. die Wärmeübertragungsplatte 12 eine
grundsätzlich flache Gestalt und die Vorsprünge 14,
die Flossen 7 und die Tankteile 20 bis 23 und
dergleichen sind so geformt, dass sie von der flachen Wandung vorstehen.
Das heißt, die Basisteile 13 sind coplanar. Es
ist jedoch nicht immer notwendig, dass die Basisteile 13 coplanar
sind. Alternativ können die Mittelteile der Wärmeübertragungsplatten 12 außer
den Tankteilen 20 bis 23, das sind die Teile der
Wärmeübertragungsbleche 12, die den Kernteil 11 bilden,
wellenartige Gestalt haben, wobei der Kernteil glatte gekrümmte
Wandungen anstelle der flachen Wandungen hat. In diesem Fall sind ähnliche
Effekte wie bei der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
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(Zweite Ausführungsform)
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Der
Verdampfer 10 gemäß der zweiten Ausführungsform
ist ähnlich dem Verdampfer 10 der ersten Ausführungsform
bis auf eine Konfiguration der versetzten Wandung 17a.
Bei der ersten Ausführungsform sind die versetzten Wandungen 17a parallel
zur Ebene der Basisteile 13. Bei der zweiten Ausführungsform
auf der anderen Seite sind die versetzten Wandungen 17a relativ
zur Ebene der Basisteile 13 bezogen auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung
geneigt.
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Wie
in 9 gezeigt, ist jede der versetzten Wandungen 17a unter
einem vorbestimmten Winkel θa relativ zur Ebene des Basisteils 13 derart
geneigt, dass ein Abstand zwischen der versetzten Wandung 17a und
der Ebene des Basisteils 13 nach oben hin zunimmt. Damit
wird die Kondensation (das Kondensat) in der Flosse 17 eines
Wärmeübertragungsblechs 12 glatt in die
Flosse 17 des gegenüberstehenden Wärmeübertragungsblechs 12,
wie durch den Pfeil N gezeigt, eingeführt. Somit wird die
Kondensation (das Kondensat) weiter glatt zum Ablaufen gebracht.
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(Dritte Ausführungsform)
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Der
Verdampfer 10 gemäß der dritten Ausführungsform
ist ähnlich dem Verdampfer 10 der ersten Ausführungsform
bis auf eine Konfiguration der versetzten Wandung 17a.
Bei der dritten Ausführungsform sind die versetzten Wandungen 17a relativ zur
Ebene der Basisteile 13 bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1, gezeigt in 10, geneigt.
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Beispielsweise
ist jede der versetzten Wandungen 17a in der gleichen Richtung
wie eine abströmseitige gekrümmte Wandung des
halbkreisförmigen Vorsprungs 14 geneigt. Anders
ausgedrückt, die versetzte Wandung 17a ist gegen
einen Abströmort bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1 geneigt. Spezifisch bildet die versetzte Wandung 17a einen
Neigungswinkel θb relativ zur Ebene des Basisteils 13,
derart, dass ein Abstand zwischen der versetzten Wandung 17a und
der Ebene des Basisteils 13 gegen einen Abströmort
bezogen auf die Luftströmungsrichtung A1 zunimmt.
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In
diesem Fall wird die Luftströmung längs der abströmseitigen
gekrümmten Wandung des Vorsprungs 14 aufgrund
eines Führungseffekts der geneigten versetzten Wandungen 17a ausgerichtet. Daher
wird die Trennung der Luftströmung von der Oberfläche
des Wärmeübertragungsblechs 12 an einem
Ort hinter dem Vorsprung 14 reduziert, wie durch einen
Pfeil Q1 in 10 zu sehen. Eine Abnahme des
Koeffizienten in der Wärmeübertragung aufgrund
der Trennung der Luftströmung wird reduziert. Somit wird
der Wärmeübertragungswirkungsgrad weiter verbessert.
Auch in diesem Fall kann die versetzte Wandung 17a weiter
bezüglich der Aufwärtsrichtung/Abwärtsrichtung
in einer Weise ähnlich der zweiten Ausführungsform
geneigt sein.
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(Vierte Ausführungsform)
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Der
Verdampfer 10 gemäß der vierten Ausführungsform
ist ähnlich dem Verdampfer 10 der dritten Ausführungsform,
er unterscheidet sich jedoch insofern, dass die versetzte Wandung 17a eine
gekrümmte Gestalt hat, um den Luftstrom längs
der mäandernden Gestalt des Luftkanals 18 auszurichten.
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Wie
in 11 zu sehen, ist die versetzte Wandung 17a nach
innen derart gekrümmt, dass eine Entfernung zwischen der
versetzten Wandung 17a und der Ebene des Ba sisteils 13 gegen
einen Mittelteil, bezogen auf die Luftströmungsrichtung
A1, kleiner wird. Daher kann die Luftströmung längs
der gekrümmten Flächen der Vorsprünge
aufgrund eines Leiteffekts der gekrümmten Gestalt der versetzten Wandung 17a,
wie durch den Pfeil A2 gezeigt, ausgerichtet werden. Es ist somit
weniger wahrscheinlich, dass die Luftströmung von der Oberfläche
des Wärmeübertragungsblechs 12 an anströmseitigen
und abströmseitigen Orten der Vorsprünge 14 bezogen auf
die Luftströmungsrichtung A1, wie durch die Pfeile Q1,
Q2 gezeigt, getrennt wird. Somit ist die Verminderung des Wärmeübertragungskoeffizienten
aufgrund der Trennung der Luftströmung weiter reduziert
als bei der dritten Ausführungsform. Der Wärmeübertragungswirkungsgrad
wird daher weiter verbessert.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Der
Verdampfer gemäß der fünften Ausführungsform
mit dem Bezugszeichen 10 ist ähnlich dem Verdampfer 10 der
ersten Ausführungsform bis auf die Gestalt der Flossen 17.
Die Gestalt der Flossen 17 ist nicht auf eine im Wesentlichen
U-förmige Gestalt, wie in 5 gezeigt,
begrenzt, kann vielmehr modifiziert werden.
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Beispielsweise
wird die Flosse 17 so geformt, dass sie in einer glatt
gekrümmten Gestalt, wie in 12 gezeigt,
vorsteht. In diesem Fall ist die versetzte Wandung 17a eine
gekrümmte Wandung, die vom Basisteil 13 in der
Form einer im Wesentlichen halbkreisförmigen oder halbelliptischen
Form vorsteht. Beide Enden der gekrümmten Wandung sind mit
dem Basisteilen 13 verbunden. Da die Gestalt der Flosse 17 glatt
und gefällig ist, wird die Bildung der Rippe bzw. Flosse 17 durch
Prägung nach außen verbessert.
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(Sechste Ausführungsform)
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Der
Verdampfer 10 gemäß der sechsten Ausführungsform
ist ähnlich dem Verdampfer 10 der ersten Ausführungsform
bis auf die folgenden baulichen Merkmale. Bei der ersten Ausführungsform
haben sowohl die ersten wie die zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 die
Flossen 17. Alternativ hat bei der sechsten Ausführungsform
nur eine der ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 die
Flossen 17.
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So
hat beispielsweise, wie in 13 gezeigt, das
erste Wärmeübertragungsblech (linkes Wärmeübertragungsblech) 12 die
Flossen 17. Das zweite Wärmeübertra gungsblech
(rechtes Wärmeübertragungsblech) 12,
das ein Paar mit dem ersten Wärmeübertragungsblech 12 bildet,
hat aber [keine] Flossen 17. Dagegen wird das zweite Wärmeübertragungsblech 12 mit Öffnungen 13a an
Stellen entsprechend den Flossen 17 des ersten Wärmeübertragungsblechs 12 ausgebildet.
Die Öffnungen 13a werden beispielsweise durch
Stanzen hergestellt. Auch in diesem Fall sind die Flossen 17 und
die Öffnungen 13a an mehreren Orten in Aufwärts-/Abwärtsrichtung angeordnet.
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Bei
dem in 13 gezeigten Beispiel ist die Öffnung 13a innerhalb
eines Bereichs der Öffnung 17d der Flosse 17 bezogen
auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung positioniert.
Anders ausgedrückt, die Öffnung 17d und
die Öffnung 13a sind so angeordnet, dass sie wenigstens
zu einem Teil zwischen den ersten und zweiten Wärmeübertragungsblechen 12 sich überlappen.
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Damit
steht der Innenraum der Flosse 17 des ersten Wärmeübertragungsblechs 12 in
Verbindung mit einem Außenraum der Wärmeübertragungsbleche 12,
und zwar durch die Öffnung 13a. Damit kann die
Kondensation (das Kondensat) im Innenraum der Flosse 17 nach
außen bezogen auf die Wärmeübertragungsbleche 12 geführt
werden. Das Kondensat fließt weiter in Abwärtsrichtung,
wie durch einen Pfeil T angedeutet. Das heißt, ein Drainagekanal
zum Drainieren des Kondensats kann durch die Innenräume
der Flossen 17 geschaffen werden. Somit wird das Kondensat
wirksam ausgetragen.
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Für
den Fall beispielsweise, dass die Abmessung G der Öffnung 17d der
Flosse 17 in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
gleich oder größer 5 ist, wird das Kondensat wirksam
drainiert bzw. zum Ablaufen gebracht. Für den Fall, dass
eine Abmessung K der Öffnung 13a in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
gleich oder größer als die Flossen Fw der Flosse 17 ist, kann
das Kondensat wirksam zur Außenseite der Wärmeübertragungsbleche 12 durch
die Öffnungen 13a ausgetragen werden. Damit wird
der Ablaufeffekt weiter verbessert. Für den Fall weiterhin,
dass eine Abmessung der Öffnung 13a bezogen auf
die Luftströmungsrichtung A1 gleich oder größer
als die Flossenbreite Fw der Flosse 17 ist, wird der Ablaufeffekt
weiter verbessert.
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(Siebte Ausführungsform)
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Der
Verdampfer 10 gemäß der siebten Ausführungsform
ist ähnlich dem Verdampfer der sechsten Ausführungsform,
nur dass Positionen der Öffnungen 13a und der
Rippe 17 modifiziert wurden.
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Wie
in 14 zu sehen, ist die jeweilige Öffnung 13a geringfügig
tiefer als die entsprechenden Öffnungen 17d der
Flosse 17 angeordnet. Spezifisch ist ein unteres Ende 13b jeder Öffnung 13a tiefer
als ein unteres Ende 17e der entsprechenden Öffnung 17d bezogen
auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung positioniert.
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Da
das untere Ende 17e der Öffnung 17d die Öffnung 13a überlappt,
lässt sich das Kondensat glatt vom unteren Ende 17e der
Flosse 17 nach der Außenseite der Wärmeübertragungsbleche 12 durch die Öffnung 13a austragen.
Somit wird das Kondensat wirksam zum Ablaufen gebracht.
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Bei
dem in 14 dargestellten Beispiel ist ein
oberes Ende 13c der Öffnung 13a tiefer
als ein oberes Ende 17f der Öffnung 17d bezogen
auf die Aufwärts- und Abwärtsrichtung angeordnet.
Alternativ kann das obere Ende 13c der Öffnung 13a die gleiche
Höhe wie das obere Ende 17f der Öffnung 17d haben
oder kann höher als das obere Ende 17f der Öffnung 17d angeordnet
sein.
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(Modifikationen)
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen sind die Vorsprünge 14 an
den gleichen Orten zwischen den paarweise vorgesehenen Wärmeübertragungsblechen 12 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung A1 angeordnet. Alternativ
können die Vorsprünge 14 an unterschiedlichen
Stellen bezogen auf die Luftströmungsrichtung A1 zwischen
den paarweise angeordneten Wärmeübertragungsblechen 12 vorgesehen
sein. Beispielsweise können die Vorsprünge 14 gestaffelt
zwischen den paarweise vorgesehenen Wärmeübertragungsblechen 12 bezüglich
der Luftströmungsrichtung A1 angeordnet sein.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen erstrecken sich die
Vorsprünge 14 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung,
das heißt, in Richtung der Schwerkraft. Hier ist unter „Aufwärts-/Abwärtsrichtung"
und „Richtung der Schwerkraft" nicht genau eine Rich tung
der Schwerkraft zu verstehen, es kann sich auch um geringfügige
Neigungen handeln. Das heißt, die Bedeutung „Aufwärts-/Abwärtsrichtung" und „Richtung
der Schwerkraft" umfassen auch Richtungen, die geringfügig
gegenüber der genauen Richtung der Schwerkraft geneigt
sind.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen erstrecken sich die
Vorsprünge 14 zur Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Längsrichtung der
Vorsprünge 14 mit der Aufwärts-/Abwärtsrichtung
korrespondiert. Die Vorsprünge 14 können
sich in einer Richtung erstrecken, welche die Luftströmungsrichtung
A1 schneidet. Beispielsweise können die Vorsprünge 14 sich
diagonal bezogen auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung
erstrecken.
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Bei
der zweiten in 9 gezeigten Ausführungsform
ist die versetzte Wandung 17a relativ zur Ebene des Basisteils 13 bezogen
auf die Aufwärts-/Abwärtsrichtung geneigt. Bei
der dritten Ausführungsform, gezeigt in 10,
ist die versetzte Wandung 17a relativ zur Ebene des Basisteils 13 bezogen
auf die Luftströmungsrichtung A1 geneigt. Alternativ kann
die versetzte Wandung 17a konfiguriert werden, indem Bauweisen
der zweiten und dritten Ausführungsformen kombiniert werden.
Das heißt, die versetzte Wandung 17a kann geneigt
werden bezüglich der Aufwärts- und Abwärtsrichtung
sowie der Luftströmungsrichtung A1.
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Nach
der vierten Ausführungsform hat die versetzte Wandung 17a die
gekrümmte Gestalt, um die Luftströmung entlang
der schlangenförmigen Gestalt des Luftkanals 18 auszurichten.
Alternativ kann die versetzte Wandung 17a eine Gestalt
haben, die kombiniert ist mit der Gestalt der zweiten Ausführungsform
und der Gestalt der vierten Ausführungsform.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen sind der Kernteil 11 und
die Tankräume integral durch den Stapel aus Wärmeübertragungsblechen 12 gebildet.
Alternativ kann der Kernteil 11 durch den Stapel von Wärmeübertragungsblechen 12 geformt
sein, die Tankräume können getrennt vom Kernteil 11 ausgebildet
sein.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen sind zwei gesonderte
Wärmeübertragungsbleche 12 paarweise
angeordnet und miteinander verbunden, die Kühlkanäle 15, 16 sind
innerhalb der Vorsprünge 14 der Wärmeübertragungsbleche 12 geformt.
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Alternativ
kann das Paar von Wärmeübertragungsblechen
12 geformt
werden, indem ein einziges Blechelement, auf dem Vorsprünge
für die Kühlmittelkanäle geformt sind,
in zwei gefalzt oder gefaltet werden und das gefalzte Blech an den
Basisteilen in einer Weise ähnlich den Blechen verbunden
werden, wie in
36 der
US-PS 6,401,804 (entsprechend der
nicht geprüften Japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 2001-41678 ) gezeigt
ist.
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Weiterhin
können die Paare von Wärmeübertragungsblechen
12 durch
Verbindungselemente verbunden werden, und zwar in einer Weise ähnlich wie
beim Aufbau gemäß
35 der
US-PS 6,401,804 .
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen umfassen „das
Paar von Wärmeübertragungsblechen 12" und „die
gepaarten Wärmeübertragungsbleche 12" sowohl
den Fall, bei dem zwei gesonderte Bleche verbunden werden, wie den
Fall, bei dem ein einziges Blech gefalzt und an den vorbestimmten
Teilen verbunden wird.
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Bei
den sechsten und siebten Ausführungsformen sind die Rippen 17 auf
dem ersten Wärmeübertragungsblech 12 geformt
und die Öffnungen 13a auf dem zweiten Wärmeübertragungsblech 12 ausgeformt.
Jedoch können die Rippen 17a und die Öffnungen 13a sowohl
auf den ersten wie den zweiten Wärmeübertragungsblechen 12 gebildet
sein. Beispielsweise werden die Rippen 17 und die Öffnungen 13a auf
dem ersten Wärmeübertragungsblech 12 abwechselnd
in Reihen geformt, und die Rippen 17 und die Öffnungen 13a sind
auf dem zweiten Wärmeübertragungsblech 12 abwechselnd
in Reihen ausgebildet. Die ersten und zweiten Wärmeübertragungsbleche 12 werden
derart verbunden, dass die Reihen von Rippen 12 und die
Reihen der Öffnungen 13a des Wärmeübertragungsblechs 12 jeweils
den Reihen der Öffnungen 13a und den Reihen der
Rippen 12 des zweiten Wärmeübertragungsblechs 12 entsprechen.
Auch in diesem Fall werden ähnliche Effekte geschaffen.
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Bei
den sechsten und siebten Ausführungsformen können
die Rippen 17 irgend eine Gestalt und Anordnungsstrukturen
wie die der Rippen 17 der ersten bis fünften Ausführungsformen
haben.
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Bei
den obigen Ausführungsformen wird der Wärmeaustauscher 10 beispielsweise
bei dem Verdampfer eingesetzt, bei dem ein Kühlmittel von
niedrigem Druck und niedriger Temperatur des Kühlmittelzyklus
durch die Kühlmittelkanäle 15 strömt.
Jedoch ist das durch die Kühlmittelkanäle (innere
Fluidkanäle) strömende Fluid nicht auf das Kühlmittel
begrenzt, es kann sich vielmehr um irgend ein anderes kühlendes
Fluid, beispielsweise Kühlwasser oder dergleichen, handeln.
Der Wärmeaustauscher nach den oben genannten Ausführungsformen
kann nämlich als irgend ein kühlender Wärmeaustauscher,
der für irgend welche anderen Zwecke verwendet wird, eingesetzt
werden.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen stellen sich den Fachleuten. Die Erfindung
in ihrer breiteren Auslegung ist daher nicht auf die spezifischen Details,
auf die dargestellte Vorrichtung und die der Erläuterung
dienenden gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2002-147983 [0002]
- - US 6047769 [0029]
- - JP 11-287580 [0029]
- - US 6401804 [0146, 0147]
- - JP 2001-41678 [0146]