DE112017002007T5 - Wärmetauscher - Google Patents

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Kosuke MIYAWAKI
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Abstract

Es wird ein Wärmetauscher angegeben, der in der Lage ist, sowohl eine Wärmeübertragungsleistung als auch eine Zuverlässigkeit gegenüber Korrosion sicherzustellen. Der Wärmetauscher weist Folgendes auf: eine Mehrzahl von Rippen, die jeweils die Form einer ebenen Platte aufweisen, Öffnungen, die in jeder der Mehrzahl von Rippen angeordnet sind, sowie auf äußeren Umfängen der Öffnungen angeordnete zylindrische Teilstücke, die jeweils einen Innendurchmesser aufweisen, der größer als ein Außendurchmesser von jeder der Öffnungen ist. Die Mehrzahl von Rippen ist aufeinandergestapelt, wobei die zylindrischen Teilstücke zwischen der Mehrzahl von Rippen eingefügt sind. Die Öffnungen und die zylindrischen Teilstücke sind so konfiguriert, dass sie ein Flüssigkeitsdurchlassrohr bilden, und die Öffnungen ragen weiter ins Innere heraus als die zylindrischen Teilstücke.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher und spezieller auf einen Wärmetauscher vom Typ Lamellenwärmetauscher, der für eine Klimaanlage-Vorrichtung verwendet wird.
  • Stand der Technik
  • Ein Wärmetauscher des Stands der Technik weist zum Beispiel wie in der Patentliteratur 1 eine Mehrzahl von Rippen auf, die jeweils die Form einer ebenen Platte aufweisen und die eine Mehrzahl von Rippenmanschetten aufweisen, und die Mehrzahl von Rippen ist so aufeinandergestapelt, dass Lochmitten der Mehrzahl von Rippenmanschetten, die jeweils eine zylindrische Form aufweisen, miteinander übereinstimmen. Die Rippenmanschetten, die kontinuierlich angeordnet sind, sind mittels eines Harzes miteinander verbunden und sind abgedichtet. Auf diese Weise ist eine Mehrzahl von Flüssigkeitsdurchlassrohren und ein Rippenkern ausgebildet Eine Oberfläche von jedem der Flüssigkeitsdurchlassrohre ist mittels einer Harzschicht, die auf einer inneren Umfangsoberfläche von jedem der Flüssigkeitsdurchlassrohre ausgebildet ist, vor Korrosion geschützt.
  • Literaturliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 61-015 359
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen Wärmetauscher ist eine Dicke der Harzschicht gering, die auf der inneren Umfangsoberfläche des Flüssigkeitsdurchlassrohrs ausgebildet ist, und demzufolge treten leicht Defekte, wie beispielsweise Fehlstellen oder Pinholes, die an der Harzschicht verursacht werden können, oder eine Abtrennung auf, die aufgrund einer Verschlechterung der Harzschicht selbst infolge Alterung verursacht werden kann. Wenn die Defekte oder die Abtrennung der Harzschicht auftreten, breitet sich eine Korrosion bis zu der Rippe hin aus, mit dem Ergebnis, dass die Wärmeübertragungsleistung verschlechtert wird. Des Weiteren weist die Harzschicht, die eine geringe Dicke aufweist, keine hinreichende Festigkeit auf. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass die Harzschicht aufgrund von Biegen, Verdrehen oder Scheren brechen kann, die auf den Verbindungsbereich ausgeübt werden können, wenn der Wärmetauscher in einem Gehäuse installiert wird oder wenn er befördert wird. Wenn die Dicke der Harzschicht erhöht wird, um die Korrosionsschutzeigenschaften zu verbessern, entsteht ein weiteres Problem dahingehend, dass die Harzschicht als ein thermischer Widerstand wirken kann und die Wärmeübertragungsleistung verschlechtern kann. Ferner wird in vielen Fällen veranlasst, dass ein Fluid mit einer relativ hohen Viskosität, wie beispielsweise Wasser oder eine Frostschutzlösung, durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch strömt, und wenn das Flüssigkeitsdurchlassrohr so ausgebildet ist, dass es einen kleinen Durchmesser aufweist, um eine hohe Wärmetransferleistung zu erzielen, besteht ein Problem dahingehend, dass die Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch laminar werden kann und dadurch die Wärmeübertragungsleistung verschlechtert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und weist die Aufgabe auf, einen Wärmetauscher anzugeben, der in der Lage ist, sowohl eine Wärmeübertragungsleistung als auch eine Zuverlässigkeit gegenüber Korrosion sicherzustellen, und ferner einen Wärmetauscher anzugeben, der in der Lage ist, eine hohe Wärmeübertragungsleistung zu erzielen, auch wenn eine Strömung durch ein Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch laminar wird.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Ein Wärmetauscher gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Mehrzahl von Rippen, die jeweils die Form einer ebenen Platte aufweisen, Öffnungen, die in jeder der Mehrzahl von Rippen angeordnet sind, sowie äußeren Umfängen der Öffnungen angeordnete zylindrische Bereiche, die jeweils einen Innendurchmesser aufweisen, der größer als ein Außendurchmesser von jeder der Öffnungen ist. Die Mehrzahl von Rippen ist aufeinandergestapelt, wobei die zylindrischen Bereiche zwischen die Mehrzahl von Rippen eingefügt sind. Die Öffnungen und die zylindrischen Bereiche sind so konfiguriert, dass sie ein Flüssigkeitsdurchlassrohr bilden, und die Öffnungen ragen weiter ins Innere heraus als die zylindrischen Bereiche.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Bei dem Wärmetauscher gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kommen die Rippen, die weiter ins Innere herausragen als die zylindrischen Bereiche, direkt in Kontakt mit einem Wärmemedium, so dass die Wärmeaustausch-Effizienz gesteigert werden kann. Ferner sind die zylindrischen Bereiche auf den äußeren Umfängen der Öffnungen der Rippen angeordnet, und die Rippen sind aufeinandergestapelt. Anders als beim Stand der Technik kann die Festigkeit verbessert werden, ohne die Dicke einer Harzschicht zu vergrößern. Auch wenn eine Korrosion auftritt, tritt die Korrosion ferner kaum in der Oberflächenrichtung der Rippe auf, und demzufolge wird eine Verschlechterung der Abdichtungsleistung verhindert.
  • Figurenliste
  • In den Figuren sind:
    • 1 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines äußeren Erscheinungsbilds eines Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 1;
    • 2 eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Rippe des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 1 bei einer Betrachtung in der Richtung A-A von 1;
    • 3 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 1 bei einer Betrachtung in der Richtung B-B von 2;
    • 4 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippen des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 1;
    • 5 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 1;
    • 6 eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 2;
    • 7 eine perspektivische Ansicht einer Rippenmanschette des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 3;
    • 8 eine perspektivische Ansicht einer Rippenmanschette des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 3;
    • 9 eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts eines Umfangs von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 4;
    • 10 eine Draufsicht auf den Umfang der Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 4;
    • 11 eine Draufsicht auf einen Vorsprung des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 4;
    • 12 eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts eines Umfangs von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 4;
    • 13 eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts eines Umfangs von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 4;
    • 14 eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts eines Umfangs von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4;
    • 15 eine perspektivische Ansicht des Umfangs der Rippenmanschette des Wärmetauschers gemäß dem Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4;
    • 16 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 5;
    • 17 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette von 16;
    • 18 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette, die auf der zu der Rippe von 17 benachbarten Rippe ausgebildet ist;
    • 19 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 5;
    • 20 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette von 19;
    • 21 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette, die auf der zu der Rippe von 20 benachbarten Rippe ausgebildet ist;
    • 22 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 6;
    • 23 eine schematische Ansicht der Rippenmanschette von 22 bei einer Betrachtung in der Richtung einer Strömung durch ein Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch;
    • 24 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette von 23;
    • 25 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 6;
    • 26 eine schematische Ansicht der Rippenmanschette von 25 bei einer Betrachtung in der Richtung der Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch;
    • 27 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette von 25;
    • 28 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten des Wärmetauschers gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 6;
    • 29 eine schematische Ansicht der Rippenmanschette von 28 bei einer Betrachtung in der Richtung der Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch;
    • 30 eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette von 28.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Erste Ausführungsform
  • Konfiguration des Wärmetauschers 10
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines äußeren Erscheinungsbilds eines Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 1. In 1 sind eine Strömungsrichtung von Luft WF und eine Strömungsrichtung von Wasser RF, die als ein Wärmetransfermedium dienen, durch die Pfeile angezeigt. 2 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Rippe 1 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 1 bei einer Betrachtung in der Richtung A-A von 1. 3 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 1 bei einer Betrachtung in der Richtung B-B von 2. In 3 ist eine Konfiguration nahe bei einer stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung der Luft WF dargestellt. Eine Konfiguration nahe bei einer stromabwärts gelegenen Seite der Strömung der Luft WF ist die gleiche, und somit ist eine Darstellung der Konfiguration nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite weggelassen.
  • Wie in 1 bis 3 dargestellt, weist der Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 1 eine Mehrzahl von gestapelten Rippen 1, Rippenmanschetten 11 und Harz-Teilstücke 12 auf.
  • Bei jeder der Mehrzahl von Rippen 1 handelt es sich um ein Teilstück, das die Form einer ebenen Platte aufweist und aus einem Metall hergestellt ist, wie beispielsweise Aluminium, und die Mehrzahl von Rippen 1 ist in einer Richtung orthogonal zu der Strömungsrichtung der Luft gestapelt. Das heißt, die Mehrzahl der Rippen 1 ist mit Zwischenräumen angeordnet. Die Mehrzahl von Rippenmanschetten 11 ist an der einen Oberfläche von jeder der Rippen 1 ausgebildet. Die Mehrzahl von Rippenmanschetten 11 ragt in der Stapelrichtung aus einer Mehrzahl von Öffnungen 110 heraus, die in jeder der Rippen 1 angeordnet sind. Die Mehrzahl von Rippen 1 ist aufeinandergestapelt, wobei die Harz-Teilstücke 12 zwischen der Mehrzahl von Rippen 1 eingefügt sind, wobei Mittelpunkte der Mehrzahl von Rippenmanschetten 11 miteinander übereinstimmen. Die gestapelten Rippenmanschetten 11 und die Harz-Teilstücke 12 bilden ein Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 in der Stapelrichtung der Mehrzahl von Rippen 1. Das Harz-Teilstück 12 ist ein Beispiel für ein zylindrisches Teilstück der vorliegenden Erfindung. Bei der folgenden Beschreibung ist eine Oberfläche der Rippe 1, aus der die Rippenmanschette 11 herausragt, als eine vordere Oberfläche definiert.
  • Die Rippenmanschette 11 weist eine zylindrische Form auf und wird zum Beispiel gebildet, indem sie so gezogen wird, dass sie in der Stapelrichtung der Mehrzahl von Rippen 1 herausragt, bei der es sich um eine Richtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Rippe 1 handelt. Die Rippenmanschetten 11 sind zum Beispiel in zwei Reihen in der Strömungsrichtung der Luft WF orthogonal zu der Stapelrichtung der Rippen 1, das heißt, in der Reihenrichtung, und in einer Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung der Luft WF in einer Mehrzahl von Stufen, das heißt, in der Stufenrichtung, in einer solchen Weise angeordnet, dass die Rippenmanschetten 11 in einer versetzten oder zickzackförmigen Weise angeordnet sind. Die Harz-Teilstücke 12 weisen jeweils eine zylindrische Form mit einem Innendurchmesser auf, der größer als ein Außendurchmesser der Rippenmanschette 11 ist, und sie sind jeweils auf einem äußeren Umfang der Rippenmanschette 11 so positioniert, dass sie die Rippenmanschette 11 umgeben. Der Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12 ist größer als der Außendurchmesser der Rippenmanschette 11, und die Mittelachse des Harz-Teilstücks 12 und die Mittelachse der Rippenmanschette 11 stimmen miteinander überein. Der Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12 kann im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Rippenmanschette 11 sein, und in diesem Fall ist die Rippenmanschette 11 in das Harz-Teilstück 12 eingepasst, so dass ein Verschieben des Harz-Teilstücks 12 in der Richtung der inneren Oberfläche der Rippe 1 verhindert wird. Die äußere Umfangsoberfläche des Harz-Teilstücks 12 und die innere Umfangsoberfläche der Rippenmanschette 11 sind teilweise aneinander gebondet, um die Festigkeit gegenüber einer Kraft in der Richtung in der Oberfläche der Rippe 1 zu erhöhen. Die Rippenmanschette 11 ist ein Beispiel für eine zweite Rippe der vorliegenden Erfindung.
  • Die Harz-Teilstücke 12 sind zwischen der Mehrzahl der Rippen 1 eingefügt, und die Mehrzahl der Rippen 1 ist durchgehend gestapelt, wobei die Harz-Teilstücke 12 zwischen die Mehrzahl der Rippen 1 so eingefügt sind, dass die Mittelpunkte der Rippenmanschetten 11, die an den jeweiligen Rippen 1 ausgebildet sind, miteinander übereinstimmen. Das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 ist durch die Rippenmanschetten 11, die durchgehend angeordnet sind, und die Harz-Teilstücke 12 ausgebildet, die in einem engen Kontakt mit den Rippen 1 auf den äußeren Umfangsoberflächen der Rippenmanschetten 11 zwischen den gestapelten Rippen 1 gehalten werden. Das Harz-Teilstück 12 weist den Innendurchmesser auf, der größer als ein Außendurchmesser der Öffnung 110 ist, an dem die Rippenmanschette 11 positioniert ist, und die Rippenmanschette 11 ragt weiter ins Innere heraus als das Harz-Teilstück 12. Die Höhe der Rippenmanschette 11 in der Stapelrichtung ist geringer als die Höhe des Harz-Teilstücks 12 in der Stapelrichtung, und ein Wärmetransfermedium, bei dem es sich um ein Fluid handelt, strömt durch einen Zwischenraum hinein oder heraus, der zwischen einem Randbereich der Rippenmanschette 11 und einer rückwärtigen Oberfläche der Rippe 1 sichergestellt ist, die der Rippenmanschette 11 gegenüberliegt. Ein Einlassverteiler 2, der nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der Strömung der Luft WF angeordnet ist, und ein Auslassverteiler 3, der nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der Strömung der Luft WF angeordnet ist, sind durch eine Mehrzahl von Verbindungsrohren 4 mit dem einen Ende der Mehrzahl von gestapelten Rippen 1 verbunden. Der Auslassverteiler 3 ist mit dem Harz-Teilstück 12 verbunden, das an der Rippe 1 an dem einen Ende der gestapelten Rippen 1 in einer solchen Weise angeordnet ist, dass Flansche der Mehrzahl von Verbindungsrippen 4, die von dem Auslassverteiler 3 abzweigen, zwischen dem Auslassverteiler 3 und dem Harz-Teilstück 12 eingefügt sind. Mit der gleichen Konfiguration wie jener des Auslassverteilers 3 ist der Einlassverteiler 2 mit dem Harz-Teilstück 12 an der Rippe 1 verbunden, die an dem einen Ende angeordnet ist. Der Einlassverteiler 2 und der Auslassverteiler 3 sind jeweils durch ein entsprechendes der Harz-Teilstücke 12, mit dem der Einlassverteiler 2 oder der Auslassverteiler 3 verbunden ist, mit den Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 verbunden. Ferner sind der Einlassverteiler 2 und der Auslassverteiler 3 durch U-förmige Rohre (nicht gezeigt) zur Verbindung der Flüssigkeitsdurchlassrohre 13, die sich von dem Einlassverteiler 2 aus erstrecken, und der Flüssigkeitsdurchlassrohre 13, die sich in Richtung zu dem Auslassverteiler 3 hin erstrecken, an dem anderen Ende der Mehrzahl von gestapelten Rippen 1 verbunden.
  • Betrieb des Wärmetauschers
  • Als nächstes ist ein Betrieb des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 1 als ein Beispiel mit einem Anwendungsfall beschrieben, bei dem heißes Wasser oder kaltes Wasser als ein Wärmetransfermedium verwendet wird, und der Wärmetauscher ist in einer innenliegenden Einheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung aufgenommen.
  • Bei einem Heizbetrieb der Klimaanlagen-Vorrichtung wird das Wärmetransfermedium durch eine Wärmeübertragung in einer außenliegenden Einheit erwärmt und strömt als heißes Wasser RF in die innenliegende Einheit hinein. Das heiße Wasser RF strömt durch den Einlassverteiler 2 des Wärmetauschers 10 herein, der in der innenliegenden Einheit aufgenommen ist, und strömt durch die Verbindungsrohre 4 hindurch, um durch die jeweiligen Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 hindurch zu strömen, die sich nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der Luft WF befinden. Das heiße Wasser RF, das durch die jeweiligen Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der Luft WF hindurch geströmt ist, strömt durch die U-förmigen Rohre hindurch, um durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 hindurch zu strömen, die sich nahe bei der stromaufwärts gelegenen Seite der Luft WF befinden. Das heiße Wasser RF, das durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der stromaufwärts gelegenen Seite der Luft WF hindurch geströmt ist, strömt durch die jeweiligen Verbindungsrohre 4 hindurch und wird in dem Auslassverteiler 3 zusammengeführt, um durch den Auslassverteiler 3 hindurch zu strömen. Dann strömt das heiße Wasser RF in Richtung zu der außenliegenden Einheit heraus. Bei einem Kühlbetrieb der Klimaanlagen-Vorrichtung wird das Wärmetransfermedium durch eine Wärmeübertragung in der außenliegenden Einheit gekühlt und strömt als das kalte Wasser RF in die innenliegende Einheit hinein. Dann strömt das kalte Wasser RF durch den Wärmetauscher 10 hindurch. Ein Strom des kalten Wassers RF in dem Wärmetauscher 10 ist der gleiche wie der Strom während des Heizbetriebs.
  • Die Luft WF in einem innenliegenden Raum wird durch einen Ventilator der innenliegenden Einheit angesaugt und wird in der Strömungsrichtung der Luft WF durch den Wärmetauscher 10 hindurch in den innenliegenden Raum gesendet. Die Luft WF, die durch den Ventilator angesaugt wurde, strömt aus der Richtung orthogonal zu der Stapelrichtung der Rippen 1 in einen Rippenkern 14 zwischen den Rippen 1 hinein, die in der Stapelrichtung benachbart zueinander sind. Die Luft WF tauscht Wärme mit dem heißen Wasser RF in den Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 aus, die sich nahe bei der Luvseite befinden, und tauscht Wärme mit dem heißen Wasser RF in den Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 aus, die sich nahe bei der Leeseite befinden. Auf diese Weise wird die Luft WF zu heißer Luft und strömt zu dem innenliegenden Raum heraus. In einem Fall während des Kühlbetriebs wird die Luft WF, die durch das kalte Wasser RF, das durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der Leeseite strömt und durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der Luvseite strömt, zu kalter Luft wird, zu dem innenliegenden Raum gesendet.
  • Herstellungsverfahren für den Wärmetauscher 10
  • Bei der Herstellung des Wärmetauschers 10 werden zunächst die Harz-Teilstücke 12 um die Rippenmanschetten 11 herum angeordnet, die an der ersten Rippe 1 ausgebildet sind. Als nächstes wird die zweite Rippe 1 auf die erste Rippe 1 gestapelt, und die Harz-Teilstücke 12, die an der ersten Rippe 1 angeordnet sind, und die rückwärtige Oberfläche der zweiten Rippe 1 werden durch ein Klebemittel miteinander verbunden und werden abgedichtet. Dabei stimmen die Mittelpunkte der Rippenmanschetten 11 der ersten Rippe 1 und die Mittelpunkte der Rippenmanschetten 11 der zweiten Rippe 1 miteinander überein. Dann werden die Harz-Teilstücke 12 um die Rippenmanschetten 11 herum angeordnet, die an der zweiten Rippe 1 ausgebildet sind. Als nächstes wird die dritte Rippe 1 auf die zweite Rippe 1 gestapelt, und die Harz-Teilstücke 12, die an der zweiten Rippe 1 angeordnet sind, und die rückwärtige Oberfläche der dritten Rippe 1 werden durch ein Klebemittel miteinander verbunden und werden abgedichtet. Auch in diesem Fall stimmen die Mittelpunkte der Rippenmanschetten 11 an der zweiten Rippe 1 und die Mittelpunkte der Rippenmanschetten 1 der dritten Rippe 1 miteinander überein. Die vierte Rippe und nachfolgende Rippen werden in einer ähnlichen Weise gestapelt, und es wird der Wärmetauscher 10 erhalten, bei dem die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 durch die Rippenmanschetten 11 an der Mehrzahl von gestapelten Rippen 1 ausgebildet sind. Bei dem Wärmetauscher 10 werden die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13, die durch die Harz-Teilstücke 12 abgedichtet werden, mittels der gestapelten Rippen 1 in zwei Reihen in der Reihenrichtung gebildet, und die Mehrzahl von Flüssigkeitsdurchlassrohren 13, die durch die Harz-Teilstücke 12 abgedichtet werden, werden mittels der gestapelten Rippen 1 in jeder Reihe in der Stufenrichtung gebildet.
  • Bei dem Wärmetauscher des Stands der Technik ist eine Verschlechterung der Wärmeübertragungsleistung unvermeidbar, die durch eine Erhöhung des Wärmewiderstands verursacht wird, wenn die Harzschicht der inneren Oberfläche von jeder der Rippenmanschetten so gebildet wird, dass sie dick ist, um die Festigkeit zu erhöhen oder die Korrosionsschutzeigenschaften zu verbessern. Im Gegensatz dazu sind die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 1 durch die Harz-Teilstücke 12 abgedichtet, die weiter außen angeordnet sind als die Rippenmanschetten 11. Demzufolge können durch den direkten Kontakt der in Richtung zu einem Innenbereich hin herausragenden Rippen 1 mit dem Wärmemedium sowohl die Wärmeübertragungsleistung als auch die Zuverlässigkeit in Bezug auf die Festigkeit und gegenüber Korrosion sichergestellt werden. Auch wenn eine Korrosion auftritt, tritt die Korrosion kaum in der Oberflächenrichtung der Rippen auf, und demzufolge wird eine Verschlechterung der Abdichtungsleistung verhindert.
  • Bei der vorstehenden Beschreibung ist die aus Aluminium hergestellte Rippe 1 beschrieben. Ferner kann an der vorderen Oberfläche der Rippe 1 eine Schicht aus einem Basis-Metallmaterial angeordnet werden, das eine höhere Neigung zur Ionisierung aufweist und leichter korrodiert als das Material der Rippe 1. Wenn die Rippe 1 zum Beispiel aus Aluminium hergestellt wird, wird eine Schicht aus einem Material angeordnet, wie beispielsweise Zink, das leichter korrodiert als Aluminium. Mit dieser Konfiguration wird verhindert, dass sich eine Korrosion, die an der Rippe 1 auftritt, in die Richtung zur vorderen Oberfläche der Rippe 1 ausbreitet. Ferner kann die vordere Oberfläche der Rippe 1 mit einer Schicht bedeckt werden, wie beispielsweise einer Schicht aus einer Harzbeschichtung, die schwerer korrodiert als die Rippe 1.
  • Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 1
  • 4 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Rippen 1 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 1. 4 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die bei der vorstehenden Beschreibung Bezug genommen wurde. Wie in 4 dargestellt, sind bei dem Wärmetauscher 10 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 1 die Harz-Teilstücke 12 derart angeordnet, dass die Öffnungen 110 zentriert sind, und die Rippenmanschetten 11, die jeweils eine zylindrische Form aufweisen und in der Stapelrichtung herausragen, sind nicht ausgebildet. Auf diese Weise können in einer ähnlichen Weise wie bei Ausführungsform 1 mit den Harz-Teilstücken 12 und den Öffnungen 110 sowohl eine Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung als auch eine Sicherstellung der Zuverlässigkeit in Bezug auf die Festigkeit und gegenüber Korrosion erzielt werden, und darüber hinaus kann die Herstellung vereinfacht werden.
  • Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 1
  • 5 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung von Rippenmanschetten 11a des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 1. 5 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die in der vorstehenden Beschreibung Bezug genommen wurde. Wie in 5 dargestellt, weisen die Rippenmanschetten 11a des Wärmetauschers 10 gemäß dem Modifikationsbeispiel der Ausführungsform 1 jeweils einen Außendurchmesser auf, der gleich einem Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12 ist, und die Harz-Teilstücke 12 sind so angeordnet, dass sie an den Rippenmanschetten 11 angebracht sind. Mit dieser Konfiguration kann eine Verschiebung der Harz-Teilstücke 12 in der Richtung der inneren Oberfläche der Rippe 1 verhindert werden. Die äußere Umfangsoberfläche der Rippenmanschette 11 und die innere Umfangsoberfläche des Harz-Teilstücks 12 können teilweise aneinander gebondet sein. Mit dieser Konfiguration wird die Festigkeit gegenüber einer Kraft in der Richtung der inneren Oberfläche der Rippe 1 erhöht.
  • Bei der vorstehenden Beschreibung sind die Anzahlen einer Anordnung der Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 in der Reihenrichtung und der Stufenrichtung nicht auf die Anzahlen beschränkt, die bei der Ausführungsform 1 dargestellt sind, und es kann sich um irgendeine beliebige Anzahl handeln. Des Weiteren können die Luft WF und das Wasser RF durch Umkehren des Stroms der Luft WF einer Wärmeübertragung durch eine Pseudoparallelströmung anstelle einer Wärmeübertragung durch einen Pseudo-Gegenstrom unterworfen werden.
  • Ferner ist bei der vorstehenden Beschreibung das Harz-Teilstück 12, das eine zylindrische Gestalt mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweist, als ein Beispiel beschrieben. Die Gestalt des Harz-Teilstücks 12 ist jedoch nicht auf die kreisförmige Gestalt beschränkt, und das Harz-Teilstück 12 kann einen Querschnitt mit einer polygonalen Form aufweisen, wie beispielsweise einer dreieckigen Form und einer viereckigen Form. Die Grenzfläche zwischen der Rippe 1 und dem Harz-Teilstück 12, das zwischen den Rippen 1 eingefügt ist, kann mittels eines Klebemittels verbunden werden. Alternativ ist ein Teilstück mit einem Haftvermögen in einer Ringform ausgebildet, und das ringförmige Teilstück kann durch Schmelzen und Verfestigung mittels einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 100 Grad Celsius bis etwa 300 Grad Celsius verbunden werden. Ferner kann anstelle der Konfiguration, bei der die Rippen 1 und die Harz-Teilstücke 12 abwechselnd aufeinandergestapelt sind, ein reaktiver Schaumbildner, wie beispielsweise ein Urethan-Schaum, um die Rippenmanschetten 11 herum angebracht sein, oder es kann ein Klebemittel angebracht sein, in dem Mikrokapseln mit der Eigenschaft einer thermischen Ausdehnung gemischt sind. Wenn in diesem Fall die Rippen 1 gestapelt werden sollen, werden die Rippen 1 durch Aufschäumen oder Expandieren des reaktiven Schaumbildners oder des Klebemittels durch eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 100 Grad Celsius bis etwa 300 Grad Celsius miteinander verbunden. Mit dieser Konfiguration durchdringt der reaktive Schaumbildner oder das Klebemittel die Zwischenräume zwischen den Rippen 1 und dichtet diese ab. Auf diese Weise werden die Rippen 1 miteinander verbunden. Die Anzahl von Komponenten ist im Vergleich zu dem Fall reduziert, in dem die Rippen 1 und die Harz-Teilstücke 12 abwechselnd aufeinandergestapelt sind, und ferner kann die Einfachheit der Montage verbessert werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 1 sind die Rippenmanschetten 11 an der einen Oberfläche von jeder der Rippen 1 so ausgebildet, dass sie in der senkrechten Richtung herausragen, und die Harz-Teilstücke 12, die jeweils eine zylindrische Gestalt aufweisen, sind auf den äußeren Umfängen der Rippenmanschetten 11 angeordnet. Die Mehrzahl von Rippen 1 ist aufeinandergestapelt, wobei die Harz-Teilstücke 12 zwischen der Mehrzahl von Rippen 1 eingefügt sind, und die Rippenmanschetten 11 und die Harz-Teilstücke 12 bilden die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13. Die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 sind jeweils durch die Harz-Teilstücke 12 auf dem äußeren Umfang des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 abgedichtet, und demzufolge ist die Flüssigkeits-Kontaktfläche zwischen der Rippenmanschette 11 und dem Wärmetransfermedium vergrößert. Mit dieser Konfiguration wird der Wärmewiderstand zwischen dem Fluid und der Rippe 1 im Vergleich zu dem Fall reduziert, bei dem die innere Oberfläche der Rippenmanschette 11 durch Abdecken mit Harz abgedichtet wird, und die Wärmeübertragungsleistung des Wärmetauschers 10 wird erhöht. Auch wenn die Harz-Teilstücke 12, die auf der äußeren Umfangsoberfläche des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 angeordnet sind, so ausgebildet sind, dass sie dick sind, um die Verbindungsfestigkeit und die Abdichtungsleistung zu steigern, wird ferner die Wärmeübertragung nicht behindert. Die Flüssigkeits-Kontaktfläche wird vergrößert, und demzufolge kann ein Korrosionszuschlag erhöht werden, bei dem es sich um einen Spielraum handelt, der beim Auftreten einer Korrosion der Rippe 1 verwendet werden kann. Auch wenn eine Korrosion auftritt, kann somit eine Ausbreitung der Korrosion verhindert werden. Auch wenn sich ferner eine Korrosion in der Richtung der Plattendicke der Rippe 1 ausbreitet und die Rippe 1 durchdringt, ist das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 durch die Harz-Teilstücke 12 der äußeren Umfangsoberfläche des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 abgedichtet. Somit wird die Abdichtungsleistung des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 nicht verschlechtert, und die Richtung der Korrosion und die Richtung der elektrischen Wärme dehnen sich aus, so dass auch eine Verschlechterung der Wärmetransfer-Eigenschaften verhindert wird.
  • Des Weiteren weisen die Rippenmanschetten 11 bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 1 jeweils eine zylindrische Gestalt auf. Somit wird die Festigkeit der Rippe 1 aufgrund des Rippen-Effekts erhöht, und darüber hinaus ist die Geradlinigkeit zum Zeitpunkt des Stapelns und Montierens der Rippen 1 ausgezeichnet. Die Rippen 1 können problemlos gestapelt werden, so dass die Einfachheit der Montage entsprechend verbessert wird. Des Weiteren wird auch die Festigkeit gegenüber Biegen, Verdrehen oder Scheren erhöht, die auf den Verbindungsbereich ausgeübt werden, wenn der Wärmetauscher 10 zum Beispiel in einem Gehäuse der innenliegenden Einheit installiert wird oder transportiert wird.
  • Ferner kann bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 1 eine Schicht aus einem Basis-Metallmaterial, das eine höhere Neigung zur Ionisierung aufweist und leichter korrodiert als das Material der Rippe 1, an der vorderen Oberfläche der Rippenmanschette 11 angeordnet sein. Wenn die Rippe 1 zum Beispiel aus Aluminium hergestellt ist, braucht nur eine Schicht aus einem Material angeordnet werden, wie beispielsweise Zink, das leichter korrodiert als Aluminium. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine solche Situation zu verhindern, dass sich eine Korrosion, die an der Rippe 1 auftritt, in der Richtung der vorderen Oberfläche der Rippe 1 zu einer Mehrzahl von Positionen in der Richtung der Plattendicke ausbreitet, so dass die Rippenmanschetten 11 brechen und abfallen, wodurch die Flüssigkeits-Kontaktfläche aufrechterhalten werden kann.
  • Ferner ist bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 1 die vordere Oberfläche der Rippenmanschette 11 durch die Schicht bedeckt, wie beispielsweise die Schicht aus einer Harzbeschichtung, die kaum korrodiert, so dass eine Ausbreitung einer Korrosion der Rippe 1 weiter verhindert werden kann.
  • Ausführungsform 2
  • 6 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts von Rippenmanschetten 21 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 2. Wie in 6 dargestellt, unterscheidet sich die Rippenmanschette 21 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 2 von jener der Ausführungsform 1 dahingehend, dass ein Flanschbereich 21a an einem distalen Ende der zylindrischen Gestalt ausgebildet ist. Andere Konfigurationen des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 2 sind ähnlich wie jene der Ausführungsform 1. Infolgedessen ist eine Beschreibung der anderen Konfigurationen weggelassen, und Teile, welche die gleichen wie jene des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 1 sind oder jenen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Rippenmanschetten 21 weisen jeweils eine zylindrische Gestalt auf, die in der Stapelrichtung der Mehrzahl von Rippen 1 herausragt, und bei dem distalen Ende der Rippenmanschette 21 handelt es sich um den Flanschbereich 21a, der durch Biegen zu dem äußeren Umfang hin in einer Richtung einer Trennung von der Mittelachse der Rippenmanschette 21 gebildet wird. Der Flanschbereich 21a ist näher bei dem Harz-Teilstück 12 positioniert, das auf dem äußeren Umfang der Rippenmanschette 21 angeordnet ist, und ist in einer Richtung einer Vergrößerung des Innendurchmessers der zylindrischen Gestalt der Rippenmanschette 21 zurückgefaltet. Die Rippenmanschette 21 ist ein weiteres Beispiel für die zweite Rippe der vorliegenden Erfindung.
  • In dem Flüssigkeitsdurchlassrohr 13, das durch die Rippenmanschetten 21 und die Harz-Teilstücke 12 gebildet wird, sind die Rippenmanschetten 21 und die Flanschbereiche 21a angeordnet, und das Wärmetransfermedium kommt mit den Rippenmanschetten 21 und den Flanschbereichen 21a in Kontakt, so dass Wärme übertragen wird.
  • Bei der vorstehenden Beschreibung ist das Beispiel beschrieben, bei dem der Flanschbereich 21a durch Biegen des distalen Endes der Rippenmanschette 21 in der äußeren Umfangsrichtung gebildet wird. Der Flanschbereich 21a kann jedoch durch Biegen des distalen Endes der Rippenmanschette 21 in der inneren Umfangsrichtung gebildet werden, das heißt, in einer Richtung einer Annäherung an die Mittelachse der Rippenmanschette 21. Ferner kann der Flanschbereich 21a gebildet werden, indem das distale Ende der Rippenmanschette 21 nicht nur einmal, sondern mehrere Male gebogen wird, um die Flüssigkeits-Kontaktfläche zu vergrößern. Durch die Vergrößerung der Flüssigkeits-Kontaktfläche kann auch die Wärmeübertragungsleistung und die Zuverlässigkeit in Bezug auf Korrosionsschutz verbessert werden.
  • Es ist gewünscht, dass die Höhe der Rippenmanschette 21 in der Stapelrichtung kleiner als die Dicke des Harz-Teilstücks 12 ist, das heißt, als der Abstand der Mehrzahl von Rippen 1. Mit dieser Konfiguration strömt das Wärmetransfermedium, das in einem Bereich des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 vorhanden ist, in dem ein Fluid strömt, problemlos zwischen dem Umfang der Harz-Teilstücke 12 und dem Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hinein oder heraus, und demzufolge tritt kaum ein Unterschied in der Konzentration von gelöstem Sauerstoff in dem Fluid auf. Infolgedessen kann eine Ausbreitung einer lokalen Korrosion verhindert werden, so dass die Zuverlässigkeit in Bezug auf eine Korrosion weiter verbessert wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 2 ist das distale Ende der Rippenmanschette 21 in der äußeren Umfangsrichtung oder der inneren Umfangsrichtung verlängert, um den Flanschbereich 21a zu bilden. Infolgedessen ist die Flüssigkeits-Kontaktfläche vergrößert, in der das Wärmetransfermedium und die Rippenmanschette 21 in Kontakt kommen, so dass die Wärmeübertragungsleistung verbessert wird. Ferner ist der Korrosionszuschlag erhöht, der beim Auftreten von Korrosion verwendet werden kann, so dass eine Ausbreitung der Korrosion verhindert werden kann.
  • Ausführungsform 3
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Rippenmanschette 31 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 3. Wie in 7 dargestellt, unterscheidet sich die Rippenmanschette 31 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 3 von jener der Ausführungsform 1 dahingehend, dass in einer seitlichen Oberfläche einer zylindrischen Gestalt eine Mehrzahl von Flüssigkeitsdurchlass-Löchern 31a angeordnet ist. Andere Konfigurationen des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 3 sind ähnlich wie jene der Ausführungsform 1. Infolgedessen ist eine Beschreibung der anderen Konfigurationen weggelassen, und Teile, welche die gleichen wie jene des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 1 sind oder diesen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Rippenmanschette 31 weist eine zylindrische Gestalt auf, die aus der vorderen Oberfläche der Rippe 1 in der Stapelrichtung der Mehrzahl von Rippen 1 herausragt, und die Mehrzahl von Flüssigkeitsdurchlass-Löchern 31a ist in der seitlichen Oberfläche angeordnet. Die Flüssigkeitsdurchlass-Löcher 31a gehen durch die seitliche Oberfläche der Rippenmanschette 31 hindurch und weisen jeweils zum Beispiel eine kreisförmige Gestalt auf, die einen Durchmesser von einem Drittel der Höhe der zylindrischen Gestalt aufweist. Zehn Flüssigkeitsdurchlass-Löcher 31a sind in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung der zylindrischen Gestalt angeordnet. Die Rippenmanschette 31 ist ein weiteres Beispiel für die zweite Rippe der vorliegenden Erfindung.
  • Die Flüssigkeitsdurchlass-Löcher 31a bewirken, dass das Wärmetransfermedium zwischen der Rippenmanschette 31 und dem Harz-Teilstück 12 strömt, das auf dem äußeren Umfang der Rippenmanschette 31 angeordnet ist. Das Wärmetransfermedium, das durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch strömt, das durch Stapeln der Rippenmanschetten 31 und der Harz-Teilstücke 12 gebildet wird, kommt in Kontakt mit den Rippenmanschetten 31, während es durch die Flüssigkeitsdurchlass-Löcher 31a der Rippenmanschetten 31 hinein und herausströmt. Auf diese Weise wird Wärme übertragen.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 3 sind die Flüssigkeitsdurchlass-Löcher 31a in der seitlichen Oberfläche der Rippenmanschette 31 angeordnet, die eine zylindrische Gestalt aufweist, und somit wird ein Einströmen und ein Ausströmen des Wärmetransfermediums zwischen der Rippenmanschette 31 und dem Harz-Teilstück 12 weiter unterstützt. Mit dieser Konfiguration wird die Konzentration von gelöstem Sauerstoff in dem Wärmetransfermedium weiter ausgeglichen, und somit kann eine Ausbreitung von Korrosion aufgrund einer lokalen Korrosion weiter verhindert werden, so dass die Zuverlässigkeit in Bezug auf die Korrosion weiter verbessert wird.
  • Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 3
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Rippenmanschette 32 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 3. Wie in 8 dargestellt, weist die Rippenmanschette 32 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 3 eine Mehrzahl von Schlitzen 32a anstatt der Mehrzahl von Flüssigkeitsdurchlass-Löchern 31a auf.
  • Die Schlitze 32a sind in einer seitlichen Oberfläche der Rippenmanschette 32 ausgebildet, die eine zylindrische Gestalt aufweist. Die Schlitze 32a werden zum Beispiel, wenn die Rippenmanschette 32 mit einer zylindrischen Gestalt durch Ziehen oder einen anderen Prozessablauf hergestellt werden soll, durch Stanzen der Rippenmanschette 32 in Schlitzformen im Voraus und anschließendes Errichten der Rippenmanschette 32 in der Stapelrichtung in einer zylindrischen Gestalt gebildet. Die Mehrzahl von Schlitzen 32a wird in der Rippenmanschette 32 gebildet, und demzufolge strömt das Wärmetransfermedium durch die Schlitze 32a hinein und heraus, so dass der gleiche Effekt wie bei den Flüssigkeitsdurchlass-Löchern 31a erzielt werden kann, die jeweils eine kreisförmige Gestalt aufweisen.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 3 sind die Schlitze 32a in der seitlichen Oberfläche der Rippenmanschette 32 ausgebildet, und somit wird ein Einströmen und ein Ausströmen des Wärmetransfermediums zwischen der Rippenmanschette 32 und dem Harz-Teilstück 12 weiter unterstützt. Außerdem wird in diesem Fall die Konzentration von gelöstem Sauerstoff in dem Wärmetransfermedium weiter ausgeglichen, und somit kann eine Ausbreitung der Korrosion aufgrund einer lokalen Korrosion weiter verhindert werden, so dass die Zuverlässigkeit in Bezug auf eine Korrosion weiter verbessert wird.
  • Ausführungsform 4
  • 9 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts des Umfangs der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 4. 10 ist eine Draufsicht auf den Umfang der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 4. Wie in 9 und 10 dargestellt, unterscheidet sich die Ausführungsform 4 von den Ausführungsformen 1 bis 3 dahingehend, dass an dem Umfang der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 4 eine Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b ausgebildet ist. Andere Konfigurationen des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 4 sind ähnlich wie jene der Ausführungsformen 1 bis 3. Demzufolge ist eine Beschreibung der anderen Konfigurationen weggelassen, und Teile, die gleich wie jene des Wärmetauschers 10 gemäß den Ausführungsformen 1 bis 3 sind oder jenen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b ist an den Rippen 1 auf den äußeren Umfängen der Harz-Teilstücke 12 angeordnet, die auf den äußeren Umfängen der Rippenmanschette 11 angeordnet sind, die in der Stapelrichtung aus den vorderen Oberflächen der Rippen 1 herausragen. Die Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b ragt in der Stapelrichtung aus den vorderen Oberflächen der Rippen 1 heraus und diese sind so ausgebildet, dass sie in der Stapelrichtung im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Höhe der Harz-Teilstücke 12 in der Stapelrichtung aufweisen. Die Mehrzahl von Vorsprüngen 41a weist in einer Draufsicht eine Gestalt wie beispielsweise eine kreisförmige Gestalt auf, und diese sind an Positionen auf dem äußeren Umfang des Harz-Teilstücks 12 ausgebildet. Die Mehrzahl von Vorsprüngen 41b weist in einer Draufsicht eine Gestalt wie beispielsweise eine kreisförmige Gestalt auf, und diese sind an Positionen auf dem äußeren Umfang des Harz-Teilstücks 12 ausgebildet. Die Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und die Mehrzahl von Vorsprüngen 41b weisen im Wesentlichen die gleiche Gestalt auf und sind an Positionen angeordnet, die in der Stapelrichtung zueinander verschoben sind. Die Mehrzahl von Rippen 1 ist so aufeinandergestapelt, dass die oberen Oberflächen der Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b und die oberen Oberflächen der Harz-Teilstücke 12 mit den rückwärtigen Oberflächen der Rippen 1 in Kontakt gehalten werden. Ist die Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b an den Rippen 1 ausgebildet, wird verhindert, dass die Rippe 1 zu der benachbarten Rippe 1 geneigt ist, und ein Abstand zwischen den gestapelten Rippen 1 wird konstant gehalten. Bei den gestapelten Rippen 1 sind Positionen der Vorsprünge 41a und Positionen der Vorsprünge 41b der benachbarten Rippen 1 zueinander verschoben, so dass der Abstand zwischen den Rippen 1 problemlos aufrechterhalten wird.
  • Die rückwärtige Oberfläche der Rippe 1 und die obere Oberfläche von jedem der Vorsprünge 41a und 41b brauchen lediglich zum Beispiel mittels eines Klebemittels gebondet werden. Ferner kann die folgende Konfiguration eingesetzt werden. Als das Harz-Teilstück 12 kann insbesondere ein reaktiver Schaumbildner oder ein Klebemittel verwendet werden, in dem Mikrokapseln gemischt sind, welche die Eigenschaft einer thermischen Ausdehnung aufweisen, und dieser/dieses wird reagiert, damit er/es sich nach einer Montage ausdehnt, so dass der Zwischenraum zwischen den Rippen abgedichtet wird. Die Vorsprünge 41a und 41b können jeweils eine kreisförmige zylindrische Gestalt mit einer kreisförmigen Gestalt in einer Draufsicht aufweisen, sie können jedoch eine kubische Gestalt mit einer rechteckigen Gestalt in einer Draufsicht aufweisen. Die Gestalt der Vorsprünge 41a und 41b ist nicht beschränkt.
  • 11 ist eine Draufsicht auf einen Vorsprung 41c des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 4. Wie in 11 dargestellt, weist der Vorsprung 41c eine ringförmige Gestalt mit einem Innendurchmesser auf, der in einer Draufsicht größer als ein Durchmesser des Harz-Teilstücks 12 ist. Wie vorstehend beschrieben, kann der Vorsprung 41c in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet sind, die das Harz-Teilstück 12 in einer Draufsicht umgibt, und außerdem wird der Abstand zwischen den gestapelten Rippen 1 in diesem Fall konstant gehalten.
  • Betrieb des Wärmetauschers 10
  • Als nächstes wird ein Betrieb des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 4 mit einem beispielhaften Fall beschrieben, bei dem der Wärmetauscher 10 in der innenliegenden Einheit positioniert ist und ein Heizbetrieb durchgeführt wird. Das heiße Wasser RF strömt durch den Einlassverteiler 2 des Wärmetauschers 10 in den Wärmetauscher 10 hinein und strömt durch die Verbindungsrohre 4 in die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 hinein. Das heiße Wasser RF, das in die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 hineingeströmt ist, tauscht Wärme an den im Inneren der Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 angeordneten Rippenmanschetten 11 aus und strömt durch den Auslassverteiler 3 hinaus. Wärme, die von dem heißen Wasser RF zu den Rippenmanschetten 11 transferiert wird, bewegt sich von den Rippenmanschetten 11 aus so, dass sie die Rippen 1 und die Mehrzahl der Vorsprünge 41a und 41b erreicht, die näher bei dem äußeren Umfang angeordnet sind als die Harz-Teilstücke 12 der Rippen 1. Dann wird die Wärme an den Rippen 1 und der Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b, die aus den Rippen 1 herausragen, in die Luft WF zurückgewiesen, die um diese herum strömt. Auf diese Weise wird Luft in einem innenliegenden Raum erwärmt. Mit der Mehrzahl von Vorsprüngen 41a und 41b wird die Kontaktfläche zwischen den Rippen 1 und der Luft WF vergrößert, um die Effizienz der Wärmeübertragung zu verbessern.
  • Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 4
  • 12 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts des Umfangs der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 der Ausführungsform 4. Wie in 12 dargestellt, weist der Wärmetauscher 10 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 4 Harz-Teilstücke 12a auf, die in Kontakt mit den inneren Umfangsoberflächen der Vorsprünge 41a angeordnet sind, und weist Harz-Teilstücke 12b auf, die in Kontakt mit den inneren Umfangsoberflächen der Vorsprünge 41b angeordnet sind.
  • Das Harz-Teilstück 12a ist in einer Draufsicht in einer ringförmigen Gestalt mit einem Außendurchmesser, der gleich einem Innendurchmesser des Vorsprungs 41a oder kleiner als dieser ist, und einem Innendurchmesser ausgebildet, der größer als der Außendurchmesser der Rippenmanschette 11 ist. Ferner ist das Harz-Teilstück 12b in einer Draufsicht in einer ringförmigen Gestalt mit einem Außendurchmesser ausgebildet, der gleich einem Innendurchmesser des Vorsprungs 41b oder kleiner als dieser ist, der näher bei dem äußeren Umfang angeordnet ist als der Vorsprung 41a, und einem Innendurchmesser ausgebildet, der größer als der Außendurchmesser der Rippenmanschette 11 ist. Der Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12a ist größer als der Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12b. Die Harz-Teilstücke 12a und 12b sind an Bereichen angebracht, die sich in einem Zustand, in dem die äußeren Umfangsoberflächen der Harz-Teilstücke 12a und 12b und die inneren Umfangsoberflächen der Vorsprünge 41a und 41b in Kontakt miteinander gehalten werden, weiter im Inneren befinden als die Vorsprünge 41a und 41b.
  • Die Harz-Teilstücke 12a und 12b sind in den vorstehend beschriebenen Gestalten ausgebildet, und somit wird ein interner Druck des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 sowohl von den Harz-Teilstücken 12a und 12b als auch von den Vorsprüngen 41a und 41b aufgenommen, die in Kontakt mit den äußeren Umfängen der Harz-Teilstücke 12a und 12b gehalten werden, so dass die Druckbeständigkeits-Festigkeit des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 verbessert wird. Ferner ist der Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12b vergrößert, um die Flüssigkeits-Kontaktfläche zwischen den Rippen 1 und dem Wärmetransfermedium im Inneren des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 zu vergrößern, so dass die für einen Wärmeaustausch wirkungsvolle Fläche vergrößert wird.
  • Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 4
  • 13 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts des Umfangs der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 4. Wie in 13 dargestellt, weist der Wärmetauscher 10 gemäß dem Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 4 die Vorsprünge 41a und 41b sowie vertiefte Bereiche 42b und 42a auf, in denen die oberen Oberflächen der Vorsprünge 41a und 41b eingesetzt sind.
  • Bei den vertieften Bereiche 42b und 42a handelt es sich um vertiefte Bereiche, die in den rückwärtigen Oberflächen der Rippen 1 an Positionen oberhalb der Vorsprünge 41a und 41b ausgebildet sind, und diese sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche Fläche wie jene der oberen Oberflächen der Vorsprünge 41a und 41b aufweisen. In dem Zustand, in dem die Mehrzahl von Rippen 1 aufeinandergestapelt ist, sind die oberen Oberflächen der Vorsprünge 41a und 41b in die vertieften Bereiche 42b und 42a eingesetzt und werden in Kontakt mit den rückwärtigen Oberflächenseiten der vertieften Bereiche 42b und 42a gehalten. Die vertieften Bereiche 42b und 42a brauchen lediglich mit einer solchen Tiefe ausgebildet zu sein, dass der Unterschied zwischen der Höhe der Vorsprünge 41a und 41b und der Tiefe der vertieften Bereiche 42b und 42a gleich dem Abstand zwischen den benachbarten Rippen 1 und der Höhe des Harz-Teilstücks 12 ist.
  • Die Vorsprünge 41a und 41b sind an den vorderen Oberflächen der Rippen 1 ausgebildet, und die vertieften Bereiche 42b und 42a sind in den rückwärtigen Oberflächen der Rippen 1 ausgebildet. Die Vorsprünge 41a und 41b sind in die vertieften Bereiche 42b und 42a so eingesetzt, dass die gestapelten Rippen 1 positioniert sind und die Mitten der gestapelten Rippenmanschetten 11 miteinander übereinstimmen.
  • Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4
  • 14 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Querschnitts des Umfangs der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4. Wie in 14 dargestellt, weist der Wärmetauscher 10 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4 geschnittene und angehobene Bereiche 43 sowie ausgeschnittene Bereiche 44 der Rippe 1 auf dem äußeren Umfang der Harz-Teilstücke 12 auf.
  • Die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 sind in einer solchen Weise ausgebildet, dass die Mehrzahl von ausgeschnittenen Bereichen 44 in der Rippe 1 ausgebildet ist, und geschnittene Stücke, die als ein Ergebnis der Bildung der ausgeschnittenen Bereiche 44 erhalten werden, sind in der Stapelrichtung der Rippen 1 angehoben. Die ausgeschnittenen Bereiche 44 brauchen lediglich in einer Richtung parallel zu der Strömungsrichtung der Luft WF gebildet zu werden, und die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 werden zum Beispiel so gebildet, dass sie eine Höhe in der Stapelrichtung aufweisen, die im Wesentlichen die gleiche wie der Abstand der gestapelten Rippen 1 ist. Die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 sind parallel zu dem Strom der Luft WF in der Richtung orthogonal zu der Stapelrichtung der Rippen 1, und demzufolge ist ein Kontakt mit der Luft WF problemlos. Aufgrund des Vorderkanteneffekts wird ein Wärmetransfer zwischen den Rippen 1 und der Luft WF unterstützt.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht des Umfangs der Rippenmanschette 11 des Wärmetauschers 10 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4. Wie in 15 dargestellt, können die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 der Rippe 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3 von Ausführungsform 4 jeweils in einer trapezförmigen Gestalt ausgebildet sein. Wenn die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 jeweils in einer trapezförmigen Gestalt ausgebildet sind, können die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 außerdem eine Funktion aufweisen, durch die der Abstand zwischen den Rippen 1 aufrechterhalten wird.
  • Die vorstehend beschriebene Konfiguration der Ausführungsform 4 kann bei irgendwelchen der Ausführungsformen 1 bis 3 in Abhängigkeit von einer Kombination eingesetzt werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 4 sind die Vorsprünge 41a und 41b, die aus den vorderen Oberflächen der Rippen 1 herausragen, auf den äußeren Umfängen der Rippenmanschetten 11 und der Harz-Teilstücke 12 ausgebildet. Wenn die Rippen 1 gestapelt werden, um den Wärmetauscher 10 zu montieren, wird der Abstand zwischen den Rippen 1 mit dieser Konfiguration passend gehalten, so dass die Einfachheit der Montage verbessert wird. Insbesondere in einem Fall, in dem ein reaktiver Schaumbildner oder ein Klebemittel, in dem Mikrokapseln gemischt sind, welche die Eigenschaft einer thermischen Ausdehnung aufweisen, als das Harz-Teilstück 12 verwendet wird, wird der Abstand zwischen den benachbarten Rippen 1 aufrechterhalten, wenn der reaktive Schaumbildner oder das Klebemittel so reagiert wird, dass er/es sich nach einer Montage ausdehnt, so dass der Zwischenraum zwischen den Rippen 1 abgedichtet wird, wodurch die Einfachheit der Montage verbessert wird.
  • Ferner sind die Vorsprünge 41a und 41b bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 4 in der Mehrzahl von kreisförmigen zylindrischen Gestalten oder kubischen Gestalten ausgebildet. Somit ist der Abstand zwischen den benachbarten Rippen 1 konstant, so dass die Einfachheit der Montage verbessert wird.
  • Ferner sind die Vorsprünge 41a und 41b bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 4 jeweils in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet, die das Harz-Teilstück 12 umgibt, das an dem äußeren Umfang der Rippenmanschette 11 angeordnet ist. Somit wird der Abstand zwischen den gestapelten Rippen 1 konstant aufrechterhalten, so dass die Einfachheit der Montage verbessert wird.
  • Ferner sind die vertieften Bereiche 42b und 42a, in welche die oberen Oberflächen der Vorsprünge 41a und 41b eingesetzt werden, bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 4 in den rückwärtigen Oberflächen der Rippen 1 ausgebildet. Mit dieser Konfiguration ist der Abstand zwischen den benachbarten Rippen 1 konstant, und ein Verschieben der Positionen der gestapelten Rippenmanschetten 11 wird verhindert.
  • Ferner sind die ausgeschnittenen Bereiche 44 und die geschnittenen und angehobenen Bereiche 43 bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 4 an der Rippe 1 auf dem äußeren Umfang des Harz-Teilstücks 12 ausgebildet. Mit den geschnittenen und angehobenen Bereichen 43 ist der Kontakt zwischen den Rippen 1 und der Luft WF problemlos, und aufgrund des Vorderkanteneffekts wird der Wärmetransfer zwischen den Rippen 1 und der Luft WF unterstützt.
  • Ausführungsform 5
  • Die Rippenmanschette 11 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 5 unterscheidet sich von jenen der Ausführungsformen 1 bis 4 dahingehend, dass die Rippenmanschette 11 einen herausragenden Abschnitt 11b aufweist, der in Richtung des Innenbereichs herausragt.
  • 16 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 5. 17 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 16. 16 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 1 Bezug genommen wurde. Wie in 16 und 17 dargestellt, weist der Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 5 die Mehrzahl von gestapelten Rippen 1, die Rippenmanschetten 11, die an den Rippen 1 ausgebildet sind, sowie die Harz-Teilstücke 12 auf, bei denen es sich um zylindrische Teilstücke handelt.
  • Bei jeder der Mehrzahl von Rippen 1 handelt es sich um ein Teilstück, das die Form einer ebenen Platte aufweist und aus einem Metall hergestellt ist, wie beispielsweise Aluminium, und die Mehrzahl von Rippen 1 sind in einer Richtung orthogonal zu der Strömungsrichtung der Luft gestapelt. Das heißt, die Mehrzahl von Rippen 1 ist mit Abständen angeordnet. Die Mehrzahl von Öffnungen 110 ist in einer Oberfläche von jeder der Rippen 1 angeordnet.
  • Die Mehrzahl von Rippen 1 ist aufeinandergestapelt, wobei die Harz-Teilstücke 12, bei denen es sich um die zylindrischen Teilstücke handelt, zwischen der Mehrzahl von Rippen 1 eingefügt sind, wobei die Mittelpunkte der Mehrzahl von Öffnungen 110 miteinander übereinstimmen. Die gestapelten Öffnungen 110 und die Harz-Teilstücke 12 bilden das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 in der Stapelrichtung der Mehrzahl von Rippen 1. Das heißt, in den gestapelten Rippen 1 sind die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 in der Reihenrichtung in zwei Reihen ausgebildet, und die Mehrzahl von Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 ist in jeder Reihe in der Stufenrichtung ausgebildet. Jedes der Harz-Teilstücke 12 weist eine zylindrische Gestalt mit einem Innendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser der Öffnung 110 ist, und ist auf dem äußeren Umfang der Öffnung 110 so positioniert, dass es die Öffnung 110 umgibt. Der Innendurchmesser des Harz-Teilstücks 12 ist größer als der Außendurchmesser der Öffnung 110, und die Mittelachse des Harz-Teilstücks 12 und die Mittelachse der Öffnung 110 stimmen miteinander überein. Das Harz-Teilstück 12 ist ein Beispiel für das zylindrische Teilstück der vorliegenden Erfindung.
  • Die Rippenmanschette 11, die aus der einen Oberfläche von jeder der Rippen 1 in der Stapelrichtung herausragt, ist um die Öffnung 110 herum ausgebildet. Die herausragenden Bereiche 11b, die eine rechteckige Gestalt aufweisen und in Richtung zu dem Innenbereich herausragen, sind an der Rippenmanschette 11 ausgebildet und sind entlang eines Stroms eines Fluids angeordnet, das durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch strömt. Die zwei herausragenden Bereiche 11 sind an Positionen ausgebildet und angeordnet, die sich entgegengesetzt zueinander befinden. Die Rippenmanschette 11 ist ein Beispiel für die zweite Rippe der vorliegenden Erfindung.
  • Der Einlassverteiler 2, der nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite des Stroms der Luft WF angeordnet ist, und der Auslassverteiler 3, der nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite des Stroms der Luft WF angeordnet ist, sind durch die Mehrzahl von Verbindungsrohren 4 mit dem einen Ende der Mehrzahl von gestapelten Rippen 1 verbunden. Der Auslassverteiler 3 ist mit dem Harz-Teilstück 12, das an der Rippe 1 an dem einen Ende der gestapelten Rippen 1 angeordnet ist, in einer solchen Weise verbunden, dass Flansche der Mehrzahl von Verbindungsrohren 4, die von dem Auslassverteiler 3 abzweigen, zwischen dem Auslassverteiler 3 und dem Harz-Teilstück 12 eingefügt sind. Der Einlassverteiler 2 ist mit der gleichen Konfiguration wie jener des Auslassverteilers 3 mit dem Harz-Teilstück 12 an der Rippe 1 verbunden, das an dem einen Ende angeordnet ist. Der Einlassverteiler 2 und der Auslassverteiler 3 sind durch das entsprechende der Harz-Teilstücke 12, mit dem der Einlassverteiler 2 oder der Auslassverteiler 3 verbunden ist, jeweils mit den Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 verbunden. Ferner sind der Einlassverteiler 2 und der Auslassverteiler 3 durch U-förmige Rohre (nicht gezeigt) zur Verbindung der Flüssigkeitsdurchlassrohre 13, die sich von dem Einlassverteiler 2 aus erstrecken, und der Flüssigkeitsdurchlassrohre 13, die sich in Richtung zu dem Auslassverteiler 3 erstrecken, an dem anderen Ende der Mehrzahl von gestapelten Rippen 1 verbunden.
  • Betrieb des Wärmetauschers 10
  • Als nächstes wird ein Betrieb des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 5 mit einem Anwendungsfall als einem Beispiel beschrieben, bei dem heißes Wasser oder kaltes Wasser als ein Wärmetransfermedium verwendet wird und der Wärmetauscher 10 in einer innenliegenden Einheit der Klimaanlagen-Vorrichtung aufgenommen ist.
  • Bei einem Heizbetrieb der Klimaanlagen-Vorrichtung wird das Wärmetransfermedium durch eine Wärmeübertragung in einer außenliegenden Einheit erwärmt und strömt als das heiße Wasser RF in die innenliegende Einheit hinein. Das heiße Wasser RF strömt durch den Einlassverteiler 2 des in der innenliegenden Einheit aufgenommenen Wärmetauschers 10 herein und strömt durch die Verbindungsrohre 4 hindurch, um durch die jeweiligen Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 hindurch zu strömen, die sich nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der Luft WF befinden. Das heiße Wasser RF, das durch die jeweiligen Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der Luft WF hindurch geströmt ist, strömt durch die U-förmigen Rohre hindurch, um durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 hindurch zu strömen, die sich nahe bei der stromaufwärts gelegenen Seite der Luft WF befinden. Das heiße Wasser RF, das durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der stromaufwärts gelegenen Seite der Luft WF hindurch geströmt ist, strömt durch die jeweiligen Verbindungsrohre 4 hindurch und wird in dem Auslassverteiler 3 zusammengeführt, um durch den Auslassverteiler 3 hindurch zu strömen. Dann strömt das heiße Wasser RF in Richtung zu der außenliegenden Einheit heraus. Bei einem Kühlbetrieb der Klimaanlagen-Vorrichtung wird das Wärmetransfermedium durch eine Wärmeübertragung in der außenliegenden Einheit gekühlt und strömt als das kalte Wasser RF in die innenliegende Einheit hinein. Dann strömt das kalte Wasser RF durch den Wärmetauscher 10 hindurch. Ein Strom des kalten Wassers RF in dem Wärmetauscher 10 ist der gleiche wie der Strom während des Heizbetriebs.
  • Die Luft WF in einem außenliegenden Raum wird durch einen Ventilator der innenliegenden Einheit angesaugt und wird in der Strömungsrichtung der Luft WF durch den Wärmetauscher 10 hindurch in den innenliegenden Raum gesendet. Die mittels des Ventilators angesaugte Luft WF strömt aus der Richtung orthogonal zu der Stapelrichtung der Rippen 1 in den Rippenkern 14 zwischen den Rippen 1 hinein, die in der Stapelrichtung benachbart zueinander sind. Die Luft WF tauscht Wärme mit dem heißen Wasser RF in den Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 aus, die sich nahe der Luvseite befinden, und tauscht Wärme mit dem heißen Wasser RF in den Flüssigkeitsdurchlassrohren 13 aus, die sich nahe der Leeseite befinden. Auf diese Weise wird die Luft WF zu heißer Luft und strömt zu dem innenliegenden Raum heraus. In einem Fall während des Kühlbetriebs wird die Luft WF, die durch das kalte Wasser RF, das durch die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der Leeseite und die Flüssigkeitsdurchlassrohre 13 nahe bei der Luvseite hindurch strömt, zu kalter Luft wird, zu dem innenliegenden Raum gesendet.
  • Wenn bei dem Wärmetauscher des Stands der Technik veranlasst wird, dass ein Fluid mit einer relativ hohen Viskosität, wie beispielsweise Wasser oder eine Frostschutzlösung, durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch strömt, oder wenn das Flüssigkeitsdurchlassrohr so ausgebildet ist, dass es einen geringen Durchmesser aufweist, um eine hohe Wärmetransferleistung zu erreichen, wird die Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr hindurch laminar, wodurch die Wärmeübertragungsleistung verschlechtert wird. Im Gegensatz dazu sind die herausragenden Bereiche 11b bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 5 an Positionen nahe bei dem Inneren der Rippenmanschette 11 und entlang des Stroms des Fluids angeordnet, das durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch strömt. Auch wenn die Strömung laminar wird, wird die Wärmeübertragungsleistung aufgrund des Vorderkanteneffekts so verbessert. Der Vorderkanteneffekt bezieht sich auf einen Effekt, bei dem in den Rippen, die in der laminaren Strömung isoliert angeordnet sind, eine dünne Temperaturgrenzschicht von den Vorderkantenbereichen der distalen Enden aus ausgebildet ist und den Wärmetransfer-Koeffizienten erhöht. Bei der vorstehenden Beschreibung ist der Fall beschrieben, in dem die zwei herausragenden Bereiche 11b in der Umfangsrichtung der Rippenmanschette 11 angeordnet sind. Die Anzahl der herausragenden Bereiche 11b kann gleich eins sein und ist nicht beschränkt. Wenn jedoch Anzahl erhöht wird, kann der Effekt verstärkt werden, durch den ein Wärmetransfer unterstützt wird.
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11, die an der zu der Rippe 1 von 17 benachbarten Rippe 1 ausgebildet ist. Wie in 18 dargestellt, sind herausragende Bereiche 11c an der zu der in 17 dargestellten Rippe 1 benachbarten Rippe 1 ausgebildet. Die herausragenden Bereiche 11c sind an Positionen angeordnet, die um einen halben Abstand in der Umfangsrichtung zu den herausragenden Bereichen 11b verschoben sind. Wie vorstehend beschrieben, wird die versetzte Rippenanordnung eingesetzt, bei der die herausragenden Bereiche 11c um einen halben Abstand zu den herausragenden Bereichen 11b der benachbarten Rippe 1 verschoben sind. Somit wird ein Einfluss reduziert, der von den herausragenden Bereichen 11b, die nahe bei der stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet sind, auf die herausragenden Bereiche 11c ausgeübt wird, die nahe bei der stromabwärts gelegenen Seite der herausragenden Bereiche 11b angeordnet sind, so dass die Wärmetransferleistung weiter verbessert wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, weisen die Rippenmanschetten 11 die herausragenden Bereiche 11b und 11c auf, die in Richtung zu dem Innenbereich herausragen. Auch wenn die Strömung laminar wird, kann so die Wärmeübertragungsleistung effektiv verbessert werden. Aufgrund einer Verringerung einer Betriebsfrequenz einer Klimaanlagen-Vorrichtung während Übergangsjahreszeiten, wie beispielsweise Frühling und Herbst, während der eine Klimaanlagen-Belastung relativ gering ist, oder aufgrund einer Reduzierung der Klimaanlagen-Belastung, die einhergehend mit einer Erhöhung der Wärmeisolationseigenschaften eines Gebäudes oder Hauses bewirkt wird, besteht eine größere Tendenz, dass eine Durchflussmenge des Wassers reduziert wird, das als das Wärmetransfermedium dient, und die Strömung im Betrieb laminar wird. Demzufolge gewinnt die Notwendigkeit, die Wärmeübertragungsleistung zu verbessern, auch wenn die Strömung laminar wird, mehr und mehr an Bedeutung. Die herausragenden Bereiche 11b und 11c sind jeweils ein Beispiel für einen vorstehenden Bereich der Erfindung, der eine rechteckige Gestalt aufweist.
  • Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 5
  • 19 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel von Ausführungsform 5. 20 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 19. 19 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 1 Bezug genommen wurde. Wie in 19 und 20 dargestellt, sind an der Rippenmanschette 11, die in der Stapelrichtung an der Öffnung 110 herausragt, vorstehende Bereiche 11d ausgebildet, die jeweils eine halbkugelförmige Gestalt aufweisen und in Richtung zu dem Innenbereich herausragen.
  • Die vorstehenden Bereiche 11d weisen jeweils zum Beispiel eine Form auf, die von der äußeren Oberfläche aus vertieft ist, und sind entlang des Stroms des Fluids angeordnet, das durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch strömt. Die zwei vorstehenden Bereiche 11d sind an Positionen angeordnet, die sich entgegengesetzt zueinander befinden. Außerdem wird bei dem Modifikationsbeispiel in einer ähnlichen Weise wie bei Ausführungsform 5 die Wärmeübertragungsleistung aufgrund des Vorderkanteneffekts verbessert, auch wenn die Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch laminar wird.
  • 21 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11, die an der zu der Rippe 1 von 20 benachbarten Rippe 1 ausgebildet ist. Wie in 21 dargestellt, sind vorstehende Bereiche 11e an der zu der in 20 dargestellten Rippe 1 benachbarten Rippe 1 ausgebildet und sind an Positionen angeordnet, die um einen halben Abstand in der Umfangsrichtung zu den vorstehenden Bereichen 11d verschoben sind. Auch in diesem Fall wird die versetzte Rippenanordnung eingesetzt, bei der die vorstehenden Bereiche 11e um einen halben Abstand in der Umfangsrichtung zu den vorstehenden Bereichen 11d verschoben sind. Somit kann ein Einfluss einer stromabwärts gelegenen Seite der zweiten Rippe reduziert werden, die nahe bei der stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet ist, so dass die Wärmeübertragungsleistung weiter verbessert wird.
  • Ausführungsform 6
  • Der Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 6 unterscheidet sich von jenen der Ausführungsformen 1 bis 5 dahingehend, dass eine Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11f in der Umfangsrichtung von jeder der Öffnungen 110 als die zweite Rippe ausgebildet ist.
  • 22 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß Ausführungsform 6. 23 ist eine schematische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 23 bei einer Betrachtung in der Richtung der Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch, und 24 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 23. 22 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 1 Bezug genommen wurde. Wie in 22, 23 und 24 dargestellt, weist die Rippenmanschette 11 von jeder der Mehrzahl von Rippen 1 bei dem Wärmetauscher 10 gemäß Ausführungsform 6 die Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11f auf, die an der Öffnung 110 ausgebildet sind. Die Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11f ist in der gleichen Richtung so gebogen, dass sich distale Endbereiche der Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11f entlang des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 erstrecken, und ist in der Umfangsrichtung angeordnet.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind die gebogenen Bereiche 11f, die an Positionen nahe bei dem Inneren der Öffnung 110 ausgebildet sind, entlang des Stroms des Fluids, das durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch strömt, in einer solchen Weise angeordnet, dass sich die distalen Endbereiche intermittierend in der Umfangsrichtung fortsetzen. Auch wenn die Strömung laminar wird, wird die Wärmeübertragungsleistung so aufgrund des Vorderkanteneffekts verbessert. Ferner ist der Zwischenraum, der in der Umfangsrichtung sichergestellt ist, zwischen den gebogenen Bereichen 11f angeordnet, so dass die Wärmeübertragungsleistung verbessert werden kann, während der Strömungswiderstand reduziert wird. Bei der vorstehenden Beschreibung ist der Fall beschrieben, bei dem die acht gebogenen Bereiche 11f in der Umfangsrichtung der Öffnung 110 angeordnet sind. Die Anzahl der gebogenen Bereiche 11f kann jedoch gleich zwei sein. Wenngleich die Anzahl nicht beschränkt ist, kann der Effekt verstärkt werden, durch den ein Wärmetransfer unterstützt wird, wenn die Anzahl erhöht wird.
  • Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 6
  • 25 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 6. 26 ist eine schematische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 25 bei einer Betrachtung in der Richtung des Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch, und 27 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 25. 22 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 1 Bezug genommen wurde. Ferner zeigen die Pfeile in 25 die Strömung des Wassers RF an, das als ein Wärmetransfermedium dient.
  • Wie in 25, 26 und 27 dargestellt, weist die Rippenmanschette 11 von jeder der Mehrzahl von Rippen 1 eine Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11g und 11h auf, die in der Umfangsrichtung an Positionen nahe bei dem Inneren der Öffnung 110 ausgebildet sind. Die Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11g und 11h ist so angeordnet, dass sich distale Endbereiche der Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11g und 11h entlang des Flüssigkeitsdurchlassrohrs 13 erstrecken und dass die benachbarten gebogenen Bereiche 11g und 11h in zueinander umgekehrten Richtungen gebogen sind.
  • Wenn die benachbarten gebogenen Bereiche 11g und 11h in zueinander umgekehrten Richtungen gebogen sind, wie vorstehend beschrieben, kann das Wärmetransfermedium durch große Zwischenräume hindurch strömen, die zwischen den benachbarten gebogenen Bereichen 11g und 11h in der Umfangsrichtung sichergestellt sind. Mit dieser Konfiguration wird zusätzlich zu dem Effekt von Ausführungsform 6 ein Effekt erzielt, durch den der Strömungswiderstand weiter verringert wird, um die Wärmeübertragungsleistung zu verbessern.
  • Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 6
  • 28 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Rippenmanschetten 11 des Wärmetauschers 10 gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 von Ausführungsform 6. 29 ist eine schematische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 28 bei einer Betrachtung in der Richtung des Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch, und 30 ist eine perspektivische Ansicht der Rippenmanschette 11 von 28. 22 ist eine schematische Ansicht, die 3 entspricht, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 1 Bezug genommen wurde. Ferner zeigen die Pfeile in 25 die Strömung des Wassers RF an, das als ein Wärmetransfermedium dient.
  • Wie in 28, 29 und 30 dargestellt, weist die Rippenmanschette 11 von jeder der Mehrzahl von Rippen 1 eine Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11i und 11j sowie ebene Bereiche 11k auf, die in der Umfangsrichtung an Positionen nahe bei dem Innenbereich der Öffnung 110 ausgebildet sind. Die Mehrzahl von gebogenen Bereichen 11i und 11j wird durch Biegen von Teilen der Öffnung 110 in der Umfangsrichtung entlang der Strömung durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch gebildet, und die ebenen Bereiche 11k verlaufen senkrecht zu dem Flüssigkeitsdurchlassrohr 13.
  • Mit einer derartigen Konfiguration, wie in Ausführungsform 6 und dem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 6 beschrieben, sind die Zwischenräume bei den gebogenen Bereichen 11i und 11j sichergestellt, die durch Biegen der Teilstücke in der Umfangsrichtung von den ebenen Bereichen 11k aus entlang des Stroms durch das Flüssigkeitsdurchlassrohr 13 hindurch gebildet werden. Mit dieser Konfiguration kann der Effekt erzielt werden, durch den der Strömungswiderstand reduziert wird, um die Wärmeübertragungsleistung zu verbessern.
  • Die distalen Enden der benachbarten gebogenen Bereiche 11i und 11j sind bei diesem Modifikationsbeispiel so angeordnet, dass sie in Richtungen umgekehrt zueinander gebogen sind, sie können jedoch in der gleichen Richtung gebogen sein. Wenn die Flächen der gebogenen Bereiche 11i und 11j vergrößert werden, wird der Wärmetransfer aufgrund des Vorderkanteneffekts verbessert, und der Strömungswiderstand wird reduziert. Die gebogenen Bereiche 11i und 11j sind jedoch in der radialen Richtung, das heißt, in der Richtung des Wärmetransfers, von der Rippe 1 getrennt. Demzufolge wird außerdem ein Wärmeleitungsverlust vergrößert, und somit gibt es optimale Flächen für die gebogenen Bereiche 11i und 11j. Bei der Ausführungsform 6 und dem Modifikationsbeispiel 1 von Ausführungsform 6 sind die gebogenen Bereiche 11f, 11g und 11h in der Umfangsrichtung getrennt, das heißt, in einer Richtung unter einem rechten Winkel zu der Richtung des Wärmetransfers. Demzufolge gibt es keinen Effekt in Bezug auf eine Reduzierung des Wärmetransfers durch die Trennung.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rippe
    2
    Einlassverteiler
    3
    Auslassverteiler
    4
    Verbindungsrohr
    10
    Wärmetauscher
    11, 11a, 21, 31, 32
    Rippenmanschette
    11b, 11c
    herausragender Bereich
    11d, 11e
    vorstehender Bereich
    11f, 11g, 11h, 11i, 11j
    gebogener Bereich
    11k
    ebener Bereich
    12, 12a, 12b, 23b
    Harz-Teilstück
    13
    Flüssigkeitsdurchlassrohr
    14
    Rippenkern
    21a
    Flanschbereich
    31a
    Flüssigkeitsdurchlass-Loch
    32a
    Schlitz
    41a, 41b, 41c
    Vorsprung
    42a, 42b
    vertiefter Bereich
    43
    geschnittener und angehobener Bereich
    44
    ausgeschnittener Bereich
    110
    Öffnung

Claims (15)

  1. Wärmetauscher, der Folgendes aufweist: - eine Mehrzahl von Rippen, die jeweils die Form einer ebenen Platte aufweisen; - Öffnungen, die in jeder der Mehrzahl von Rippen angeordnet sind; und - auf äußeren Umfängen der Öffnungen angeordnete zylindrische Teilstücke, die jeweils einen Innendurchmesser aufweisen, der größer als ein Außendurchmesser von jeder der Öffnungen ist, wobei die Mehrzahl von Rippen aufeinandergestapelt ist, wobei die zylindrischen Teilstücke zwischen der Mehrzahl von Rippen eingefügt sind, wobei die Öffnungen und die zylindrischen Teilstücke so konfiguriert sind, dass sie ein Flüssigkeitsdurchlassrohr bilden, wobei die Öffnungen weiter ins Innere herausragen als die zylindrischen Teilstücke.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei eine zweite Rippe im Inneren von jeder der Öffnungen ausgebildet ist.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei die zweite Rippe eine zylindrische Gestalt aufweist.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl von zweiten Rippen intermittierend in einer Umfangsrichtung von jeder der Öffnungen angeordnet ist.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei die zweite Rippe eine Mehrzahl von herausragenden Bereichen aufweist, die in Richtung zu einem Innenbereich der zylindrischen Gestalt vorstehen.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei die zweite Rippe einen vorstehenden Bereich mit einer rechteckigen Gestalt oder einer halbkugelförmigen Gestalt aufweist.
  7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in benachbarten der Mehrzahl von Rippen eine der Mehrzahl der zweiten Rippen so positioniert ist, dass sie um einen halben Abstand in einer Umfangsrichtung zu einer anderen der Mehrzahl der zweiten Rippen verschoben ist.
  8. Wärmetauscher nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von zweiten Rippen so angeordnet ist, dass diese in der gleichen Richtung gebogen sind, so dass sich distale Endbereiche der Mehrzahl der zweiten Rippen entlang des Flüssigkeitsdurchlassrohrs erstrecken.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 4, wobei benachbarte der Mehrzahl der zweiten Rippen so angeordnet sind, dass sie in zueinander umgekehrten Richtungen gebogen sind.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei die zylindrische Gestalt ein Flüssigkeitsdurchlass-Loch aufweist, das in der zylindrischen Gestalt angeordnet ist.
  11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jede der Mehrzahl von Rippen einen Vorsprung aufweist, der auf einem äußeren Umfang von jedem der zylindrischen Teilstücke so ausgebildet ist, dass er in einer Richtung senkrecht zu der einen Oberfläche einer entsprechenden der Mehrzahl von Rippen herausragt.
  12. Wärmetauscher nach Anspruch 10, wobei jede der Mehrzahl von Rippen einen Vorsprung aufweist, der auf einem äußeren Umfang von jedem der zylindrischen Teilstücke so ausgebildet ist, dass er in einer Richtung senkrecht zu der einen Oberfläche einer entsprechenden der Mehrzahl von Rippen herausragt, und wobei der Vorsprung eine ringförmige Gestalt aufweist, die jede der Öffnungen umgibt.
  13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei jede der Mehrzahl von Rippen einen ausgeschnittenen Bereich und einen geschnittenen und angehobenen Bereich aufweist, die auf einem äußeren Umfang von jedem der zylindrischen Teilstücke positioniert sind.
  14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Schicht aus einem Material, das eine höhere Neigung zur Ionisierung als ein Material der Mehrzahl von Rippen aufweist, an einer vorderen Oberfläche von jeder der Mehrzahl von Rippen angeordnet ist.
  15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine vordere Oberfläche von jeder der Mehrzahl von Rippen mit einer Schicht aus einer Harzbeschichtung bedeckt ist.
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