DE112020001901T5 - Stapelscheibenwärmetauscher - Google Patents

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DE112020001901T5
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DE112020001901.2T
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Takuya BUNGO
Atsushi Okubo
Taiji Sakai
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T Rad Co Ltd
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T Rad Co Ltd
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Abstract

Zum Mindern von Wärmespannungskonzentration in der Nähe eines Strömungsvolumenbegrenzungsteils in einem Stapelscheibenwärmetauscher, um dadurch Ermüdungsbruch aufgrund derselben zu verhindern. Dieser Strömungsvolumenbegrenzungsteil ist auch mit Öffnungsteilen versehen, die jenen in Strömungspfaden gleichen, um eine Steifigkeitsdifferenz bezüglich Strömungspfadteilen zu reduzieren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapelscheibenwärmetauscher, der einen Wärmeaustausch mit einem Wärmeaustauschobjekt wie beispielsweise einer Halbleitervorrichtung durchführt.
  • Stand der Technik
  • In einem in der nachfolgend erwähnten Patentliteratur 1 beschriebenen gestapelten Kühlkörper sind erste Stanzplatten und zweite Stanzplatten, in denen eine Anzahl von Löchern parallel angeordnet ist, gestapelt, und ein Außenumfang ist mit einem Gehäuse bedeckt. Dann sind Heizelemente wie beispielsweise Halbleitervorrichtungen auf einer Oberfläche des Gehäuses montiert, die mit einem in dem Gehäuse zirkulierenden Kältemittel gekühlt werden sollen.
  • In einem Fall, in dem mehrere Heizelemente getrennt voneinander auf der Oberfläche des Gehäuses angeordnet sind, ist es zum effektiven Kühlen jeweiliger Heizelemente erforderlich, das Kältemittel zu zirkulieren, während es dort konzentriert ist.
  • Dementsprechend wurde ein effektives Kühlen durchgeführt, indem ein Kältemittel nur Heizelementteilen zugeführt wurde, indem kein Loch, durch das ein Kältemittel zirkulierte, an Stellen, an denen kein Heizelement vorhanden war, vorgesehen wurde.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
  • PTL 1: WO 2017/047825 A1
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Es wurde jedoch ein Unterschied zwischen der Steifigkeit von Teilen, die kein Loch für Kältemittelzirkulation aufweisen, und Steifigkeit von Teilen, die ein Loch aufweisen, erzeugt, und daher können sich Wärmespannungen aufgrund eines mit dem Verwenden/Abschalten des Kühlkörpers einhergehenden Kühl-/Heizzyklus nahe einer Grenze zwischen dem Teil ohne das Loch und dem Teil mit dem Loch unter Entstehen eines Risses aufgrund von Ermüdungsbruch an einem hartgelöteten Teil nahe der Grenze konzentrieren.
  • Des Weiteren kann ein an dem Teil ohne das Loch liegendes Hartlötfüllmetall aus dem Teil mit dem Loch unter Verstopfen des Lochs herausfließen.
  • Folglich richtet sich die vorliegende Erfindung auf das Lösen solch eines Problems.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung nach Anspruch 1 ist ein Stapelscheibenwärmetauscher, aufweisend:
    • einen Kern 4, der mehrere erste Stanzplatten 2 und zweite Stanzplatten 3 aufweist, die jeweils eine Anzahl von Öffnungsteilen 1a und Nichtöffnungsteilen 1b aufweisen, die abwechselnd gebohrt und zweidimensional parallel angeordnet sind und flach und aus Metall hergestellt sind, und dass die jeweiligen Stanzplatten 2 und 3 abwechselnd gestapelt und die jeweiligen Öffnungsteile 1a der jeweiligen Stanzplatten 2 und 3, die nebeneinander liegen, in einer planaren Richtung zueinander versetzt sind; und
    • ein Gehäuse 6, das einen Außenumfang des Kerns 4 bedeckt und das einen Verteilerteil 5 für ein im Inneren zirkulierendes Fluid aufweist, wobei:
    • diese jeweiligen Elemente hartgelötet und integral fixiert sind und ein Wärmeaustauschobjekt auf einer Außenfläche des Gehäuses 6 montiert ist; und
    • eine Anzahl von Strömungspfaden 9 für ein Fluid, durch die das Fluid in einer insgesamt planaren Richtung in den jeweiligen Öffnungsteilen 1a der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3, sich in einer Dickenrichtung windend, zirkuliert, wobei:
      • die jeweiligen Strömungspfade 9 von einem Ende des Kerns 4 zu dem anderen Ende parallel zueinander gebildet sind;
      • in einer Zwischenposition in einer orthogonal zu dem Strömungspfad 9 verlaufenden Richtung ein Begrenzungsteil 10, der Zirkulation des Fluids begrenzt, parallel zu dem benachbarten Strömungspfad 9 vorhanden ist; und
      • in dem Begrenzungsteil 10 eine Anzahl der Öffnungsteile 1a und Nichtöffnungsteile 1b abwechselnd zweidimensional parallel in der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3 gebohrt sind und ein Blockierteil 11 durch Verschließen mindestens eines Teils in einer Zirkulationsrichtung des Fluids zum Blockieren von Zirkulation des Fluids vorgesehen ist.
  • Die vorliegende Erfindung nach Anspruch 2 ist ein Stapelscheibenwärmetauscher, aufweisend:
    • einen Kern 4, der mehrere erste Stanzplatten 2 und zweite Stanzplatten 3 aufweist, die jeweils eine Anzahl von Öffnungsteilen 1a und Nichtöffnungsteilen 1b aufweisen, die abwechselnd gebohrt und zweidimensional parallel angeordnet sind und flach und aus einem Metall hergestellt sind, und dass sowohl die Stanzplatten 2 als auch 3 in Kontakt miteinander gestapelt sind und die jeweiligen Öffnungsteile 1 der jeweiligen Stanzplatten 2 und 3, die nebeneinanderliegen, in einer planaren Richtung zueinander versetzt sind; und
    • ein Gehäuse 6, das einen Außenumfang des Kerns 4 bedeckt und das einen Verteilerteil 5 für ein im Inneren zirkulierendes Fluid aufweist, wobei:
    • diese jeweiligen Elemente hartgelötet und integral fixiert sind und ein Wärmeaustauschobjekt auf einer Außenfläche des Gehäuses 6 montiert ist; und
    • eine Anzahl von Strömungspfaden 9 für ein Fluid, durch die das Fluid in einer insgesamt planaren Richtung in den jeweiligen Öffnungsteilen 1 sowohl der Stanzplatten 2 als auch 3, sich in einer Dickenrichtung windend, zirkuliert,
    • wobei:
      • die jeweiligen Strömungspfade 9 von einem Ende des Kerns 4 zu dem anderen Ende parallel zueinander gebildet sind;
      • in einer Zwischenposition des Kerns 4 in einer orthogonal zu dem Strömungspfad 9 verlaufenden Richtung ein Begrenzungsteil 10, der Zirkulation des Fluids begrenzt, parallel zu dem benachbarten Strömungspfad 9 vorhanden ist; und
      • der Begrenzungsteil 10 parallel als ein zweiter Strömungspfad 12 für das Fluid auf die gleiche Weise wie der benachbarte Strömungspfad 9 vorliegt und mit einer größeren Länge als eine Strömungspfadlänge des benachbarten Strömungspfads gebildet ist, um einen höheren Strömungspfadwiderstand als der des benachbarten Strömungspfads 9 aufzuweisen.
  • Die vorliegende Erfindung nach Anspruch 3 ist der Stapelscheibenwärmetauscher nach Anspruch 2, wobei der zweite Strömungspfad 12 eine größere Strömungspfadlänge als die Strömungspfadlänge des benachbarten Strömungspfads 9 aufweist, indem er von einem Ende des Kerns 4 zu dem anderen Ende umkehrt.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Bei der Erfindung nach Anspruch 1 liegt der Begrenzungsteil 10, der die Zirkulation eines Fluids begrenzt, in einer Zwischenposition in einer orthogonal zu jeweiligen Strömungspfaden 9 für das Fluid verlaufenden Richtung parallel zu dem Strömungspfad 9 vor; und
    in dem Begrenzungsteil 10 sind eine Anzahl von Öffnungsteilen 1a und Nichtöffnungsteilen 1b abwechselnd zweidimensional parallel in der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3 gebohrt, und der Blockierteil 11 ist durch Verschließen mindestens eines Teils davon in einer Zirkulationsrichtung des Fluids zum Blockieren von Zirkulation des Fluids vorgesehen.
  • Infolge des Bereitstellens des Blockierteils 11, der eine Zirkulation eines Fluids für den Begrenzungsteil 10 auf diese Weise blockiert, ist es möglich, das Fluid anderen Strömungspfaden 9 zuzuführen, die dieses benötigen, um einen effektiven Wärmeaustausch mit dem Wärmeaustauschobjekt durchzuführen. Infolge des Bereitstellens des Öffnungsteils 1a für den Begrenzungsteil 10 wird dabei eine Steifigkeitsdifferenz gegenüber anderen Teilen reduziert. Daher kann das Entstehen eines Risses aufgrund eines Kühl-/Heizzyklus verhindert werden. Des Weiteren wird überschüssiges Hartlötfüllmetall in dem Begrenzungsteil 10 in dem dort bestehenden Öffnungsteil 1a aufgenommen, und daher kann ein Ausfließen des Hartlötfüllmetalls aus dem Begrenzungsteil 10 zu dem Strömungspfad 9 verhindert werden.
  • Bei der Erfindung nach Anspruch 2 ist in einer Zwischenposition des Kerns 4 in einer orthogonal zu jeweiligen Strömungspfaden 9 verlaufenden Richtung der Begrenzungsteil 10, der Zirkulation eines Fluids begrenzt, parallel zu dem benachbarten Strömungspfad 9 vorhanden; und
    der Begrenzungsteil 10 ist parallel als der zweite Strömungspfad 12 für das Fluid auf die gleiche Weise wie der benachbarte Strömungspfad 9 mit einer größeren Länge als eine Strömungspfadlänge des benachbarten Strömungspfads gebildet, um einen höheren Strömungspfadwiderstand als der des benachbarten Strömungspfads 9 aufzuweisen.
  • Indem der Strömungspfadwiderstand des Begrenzungsteils 10 auf diese Weise größer eingestellt ist als der des benachbarten Strömungspfads 9, wird es möglich, das Fluid auch dem Begrenzungsteil 10 zuzuführen, während dem Strömungspfad 9 ausreichend Fluid zugeführt wird. Daher kann ein effektiver Wärmeaustausch für das Wärmeaustauschobjekt gemäß einer Wärmeverteilung aufgrund dessen durchgeführt werden. Durch paralleles Einstellen des Begrenzungsteils 10 als der zweite Strömungspfad 12 für ein Fluid auf die gleiche Weise wie der benachbarte Strömungspfad 9 wird dabei eine Steifigkeitsdifferenz gegenüber anderen Teilen reduziert. Daher kann das Entstehen eines Risses aufgrund eines Kühl-/Heizzyklus verhindert werden. Des Weiteren wird überschüssiges Hartlötfüllmetall in dem Begrenzungsteil 10 in dem dort bestehenden Öffnungsteil 1a aufgenommen, und daher kann ein Ausfließen des Hartlötfüllmetalls aus dem Begrenzungsteil 10 zu dem Strömungspfad 9 verhindert werden.
  • Bei der Erfindung nach Anspruch 3 kehrt der zweite Strömungspfad 12 bei dem oben beschriebenen Aufbau zurück und erstreckt sich länger als die Strömungspfadlänge eines benachbarten Strömungspfads 9.
  • Durch ein solches Konfigurieren kann ein zweiter Strömungspfad leicht gebildet werden, der eine längere Strömungspfadlänge und einen größeren Zirkulationswiderstand aufweist, und ein Zuweisen des Fluids zu jeweiligen Strömungspfaden kann eingestellt werden. Aufgrund der Einstellung kann ein geeigneter Wärmeaustausch gemäß dem Ausmaß einer Wärmeerzeugung/eines Wärmeaufnahmevolumens an jeweiligen Stellen realisiert werden. Mit anderen Worten kann für einen Teil mit einer bzw. einem vergleichsweise geringen Wärmeerzeugung/Wärmeaufnahmevolumen ein vergleichsweise geringer Wärmeaustausch gemäß dessen realisiert werden.
  • Figurenliste
    • 1(A) stellt eine perspektivische Hauptteilansicht eines Stapelscheibenwärmetauschers der vorliegenden Erfindung dar, und (B) stellt eine Draufsicht des Kerns 4 des Wärmetauschers dar.
    • 2 stellt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Wärmetauschers dar.
    • 3 stellt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Stapelscheibenwärmetauschers in einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung dar.
    • 4(A) stellt eine Draufsicht eines dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung dar, und (B) stellt eine vergrößerte Ansicht von Teil B in 4(A) dar.
    • 5 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die eine Funktionsweise des dritten Beispiels zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Als Nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen erläutert.
  • Beispiel 1
  • 1, 2 stellen einen Stapelscheibenwärmetauscher in einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung dar, wobei 1(A) eine perspektivische Hauptteilansicht eines Kerns 4 davon darstellt und (B) eine Gesamtdraufsicht (B) davon ist. 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Beispiels.
  • Bei diesem Wärmetauscher sind eine erste Stanzplatte 2 und eine zweite Stanzplatte 3 mit Öffnungsteilen 1a, die an voneinander verschiedenen Stellen liegen, unter Bildung des Kerns 4 gestapelt, und ein Außenumfang des Kerns 4 ist mit einem Gehäuse 6 bedeckt. Dann ist innerhalb des Gehäuses 6 einen Verteilerteil 5 gebildet, jeweilige Elemente sind hartgelötet und integral fixiert, um einen Wärmetauscher zu konfigurieren, und Heizelemente 7 sind an einer Außenfläche des Gehäuses 6 montiert.
  • Mit anderen Worten sind die erste Stanzplatte 2 und die zweite Stanzplatte 3 aus einer Metallplatte hergestellt, wobei in jeder davon eine Anzahl der Öffnungsteile 1a und Nichtöffnungsteile 1b abwechselnd und zweidimensional parallel angeordnet sind. Des Weiteren sind in der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3 die Öffnungsteile 1a in einer planaren Richtung voneinander versetzt. Darüber hinaus ist ein Strömungspfad 9 vorhanden, durch den ein Kältemittel 8 in den jeweiligen Öffnungsteilen 1a der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3, sich in einer Dickenrichtung windend, in einer insgesamt planaren Richtung zirkuliert. Die Strömungspfade 9 sind von einem Ende des Kerns 4 zu dem anderen Ende parallel zueinander gebildet. Des Weiteren ist in einer Zwischenposition in einer orthogonal zu dem Strömungspfad 9 verlaufenden Richtung ein Begrenzungsteil 10, der Zirkulation des Kältemittels 8 begrenzt, parallel zu dem benachbarten Strömungspfad 9 vorhanden.
  • Dieser Begrenzungsteil 10 ist auf die gleiche Weise wie der benachbarte Strömungspfad 9 durch abwechselndes Bohren einer Anzahl der Öffnungsteile 1a und Nichtöffnungsteile 1b in der ersten Stanzplatte 2 und in der zweiten Stanzplatte 3 gebildet. Damit ist in diesem Begrenzungsteil 10 ein Blockierteil 11 vorgesehen, der eine Zirkulation des Kältemittels 8 blockiert, indem er mindestens einen Teil in einer Zirkulationsrichtung des Kältemittels 8 verschließt.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist in diesem Beispiel der Blockierteil 11 an beiden Endpositionen in der Breitenrichtung der jeweiligen Platten gebildet, und dadurch wird eine Zirkulation des Kältemittels 8 blockiert.
  • Funktionsweise
  • In 2 ist das Gehäuse 6, in dem der Kern 4 enthalten ist, aus einem Gehäusehauptkörper 6a, der in einer Schalenform ausgebildet ist, und einem Enddeckel 6b zum Verschließen der Öffnung davon gebildet. An dem Gehäusehauptkörper 6a ist ein Paar Rohre 17 angeordnet, die in der Breitenrichtung voneinander beabstandet sind. Des Weiteren ist in einem Fall, in dem der Kern 4 in dem Gehäusehauptkörper 6a enthalten ist, der Verteilerteil 5 an beiden Enden in der Breitenrichtung davon gebildet. Dann zirkuliert das aus einem Rohr 17 eingeströmte Kältemittel 8 in der Breitenrichtung des Kerns 4.
  • Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert in 1(A) das Kältemittel 8 in einer insgesamt linearen Richtung in einer Ebene, während es sich in einer Vertikalrichtung zwischen der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3, die abwechselnd vertikal gestapelt sind, windet.
  • In diesem Beispiel ist der Blockierteil 11 des Begrenzungsteils 10 in 1 in der Zwischenposition zwischen mehreren Heizelementen, die in einem Abstand auf der Außenfläche des Enddeckels 6b in 2 angeordnet sind, positioniert. In diesem Begrenzungsteil 10 sind, wie oben beschrieben wurde, der Öffnungsteil 1a und der Nichtöffnungsteil 1b abwechselnd auf die gleiche Weise wie in anderen Strömungspfaden 9 parallel liegend gebildet, aber beide Endteile davon sind mit dem Blockierteil 11 verschlossen. Daher zirkuliert das Kältemittel 8 nicht in den Begrenzungsteil 10. Das Kältemittel 8 zirkuliert nur durch jeweilige Strömungspfade 9 mit Ausnahme des Begrenzungsteils 10. Dementsprechend wird das Kältemittel 8 so viel wie ein Volumen des Kältemittels 8, das nicht zu dem Begrenzungsteil 10 zirkuliert, zu anderen Strömungspfaden 9 verteilt. Folglich wird das Kältemittel 8 effizient zu Stellen verteilt, an denen das Heizelement 7 vorliegt, um den Wärmetauscher zu beschleunigen.
  • Damit sind an Stellen, an denen der Begrenzungsteil 10 vorhanden ist, eine Anzahl der Öffnungsteile 1a und der Nichtöffnungsteile 1b gebildet, und daher sind an der Stelle des Begrenzungsteils 10 und an anderen Stellen Aufbauten davon ungefähr gleich und weisen auch ungefähr die gleiche Steifigkeit auf. Wenn die jeweiligen ersten Stanzplatten 2 und zweiten Stanzplatten 3 unter Bildung eines Wärmetauschers hartgelötet sind, kommt es daher nicht zu einem teilweisen Überschuss eines Hartlötfüllmetalls oder zu einer Metallverstopfung. Es tritt dabei in dem Abschnitt des Begrenzungsteils 10 kein mit einem Kühl-/Heizzyklus im Betrieb einhergehendes Entstehen eines Risses in einem Wärmetauscher auf.
  • Beispiel 2
  • Als Nächstes stellt 3 ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung dar, und dieses Beispiel unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Beispiel hinsichtlich der Formen des Gehäuses 6 und des Kerns 4.
  • Sowohl an der oberen als auch der unteren Ebene des Kerns 4 sind eine obere Board-Platte 15 und eine untere Board-Platte 14 enthalten. Des Weiteren sind dazwischen die jeweiligen Platten hartgelötet und integral fixiert. In diesem Beispiel ist der Verteiler 5 integral mit den den Kern 4 bildenden jeweiligen Stanzplatten ausgebildet.
  • Der an dem Kern 4 gebildete Begrenzungsteil 10 und Blockierteil 11 sind die gleichen wie jene in dem oben beschriebenen Beispiel.
  • Beispiel 3
  • Als Nächstes stellt 4 ein drittes Beispiel der vorliegenden Erfindung dar, wobei (A) eine Draufsicht des Kerns 4 davon ist, (B) eine Hauptteildraufsicht ist und eine vergrößerte Ansicht eines Teils B in (A) ist, und 5 eine die Funktionsweise davon zeigende erläuternde Ansicht ist.
  • Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem Beispiel in 1 hinsichtlich des Aufbaus der Begrenzungsteile 10 in beiden Beispielen.
  • In 1 ist der Blockierteil 11, in dem der Öffnungsteil 1a verschlossen worden ist, an beiden Enden in einer Zirkulationsrichtung als der Begrenzungsteil 10 vorhanden. In dem Beispiel in 4 bildet der Begrenzungsteil 10 hingegen den zweiten Strömungspfad 12, in den das Kältemittel 8 umkehrt und in einer Horizontalrichtung zirkuliert, und die Länge davon wird länger als jene von anderen Strömungspfaden 9, um einen erhöhten Zirkulationswiderstand aufzuweisen. Mit anderen Worten ist der Strömungspfad im Vergleich mit einem benachbarten Strömungspfad 9 für das Kältemittel 8 verlängert.
  • In diesem Beispiel ist der zweite Strömungspfad 12 in einer Zwischenposition zwischen benachbarten Heizelementen 7 in 2 angeordnet, wie in 4 gezeigt ist. Im Hinblick auf diesen zweiten Strömungspfad 12 kehrt der Strömungspfad in einem Umkehrloch 16 an beiden Enden des Kerns 4 um, um eine größere Länge aufzuweisen.
  • Als Beispiel ist er in diesem Beispiel um das Dreifache länger als jene bei anderen Strömungspfaden 9. Der Strömungspfadwiderstand für das Kältemittel 8 wird um genauso viel erhöht. Das Kältemittel 8 zirkuliert jedoch auch in dem zweiten Strömungspfad 12, und daher wird ein Wärmeaustausch auch an Randteilen der benachbarten Heizelemente 7 in 2 beschleunigt. Der Öffnungsteil 1a und der Nichtöffnungsteil 1b sind damit jeweils in der ersten Stanzplatte 2, der zweiten Stanzplatte 3 gebildet, um dadurch einen ungefähr gleichen Aufbau wie jenen in anderen Teilen, auch im Begrenzungsteil 10, zu ergeben, und es ist möglich, auf einen Wärmezyklus zu reagieren. Beim Hartlöten der jeweiligen Platten kommt es damit zu keiner Verstopfung.
  • Andere Beispiele
  • In dem oben beschriebenen dritten Beispiel kehrt in dem Begrenzungsteil 10 der zweite Strömungspfad 12 in dem Umkehrloch 16 an beiden Enden des Kerns 4 um, um dadurch eine größere Länge als die des Strömungspfads 9 zu ergeben. Anstelle der Umkehr ist es jedoch auch möglich, die Länge davon länger als die des Strömungspfads 9 einzustellen, indem die Länge des Öffnungsteils 1a und des Nichtöffnungsteils 1b in einer Zirkulationsrichtung des Fluids kürzer als die Länge im Falle des Strömungspfads 9 eingestellt wird und alternativ mehr von diesen im Begrenzungsteil 10 gebohrt werden, und zu gestatten, dass sich der zweite Strömungspfad 12 mehrmals in der Stapelrichtung der ersten Stanzplatte 2 und der zweiten Stanzplatte 3 windet.
  • Die Stapelscheibenwärmetauscher in den oben beschriebenen Beispielen dienen dem Kühlen von Heizelementen (Wärmeaustauschobjekten) mit einem Kältemittel (Fluid), aber die Anwendung ist nicht darauf beschränkt. Der Plattenwärmetauscher der vorliegenden Erfindung kann für Anwendungen des Heizens von Wärmeaustauschobjekten verwendet werden, indem ein Kältemittel als ein Fluid durch ein warmes/heißes Fluid ersetzt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1a
    Öffnungsteil
    1b
    Nichtöffnungsteil
    2
    erste Stanzplatte
    3
    zweite Stanzplatte
    4
    Kern
    5
    Verteilerteil
    6
    Gehäuse
    6a
    Gehäusehauptkörper
    6b
    Enddeckel
    7
    Heizelement
    8
    Kältemittel
    9
    Strömungspfad
    10
    Begrenzungsteil
    11
    Blockierteil
    12
    zweiter Strömungspfad
    13
    Klauenteil
    14
    untere Board-Platte
    15
    obere Board-Platte
    16
    Umkehrloch
    17
    Rohr
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2017/047825 A1 [0005]

Claims (3)

  1. Stapelscheibenwärmetauscher, umfassend: einen Kern (4), der mehrere erste Stanzplatten (2) und zweite Stanzplatten (3) aufweist, die jeweils eine Anzahl von Öffnungsteilen (1a) und Nichtöffnungsteilen (1b) aufweisen, die abwechselnd gebohrt und zweidimensional parallel angeordnet sind und flach und aus Metall hergestellt sind, und dass die jeweiligen Stanzplatten (2) und (3) abwechselnd gestapelt und die jeweiligen Öffnungsteile (1a) der jeweiligen Stanzplatten (2) und (3), die nebeneinander liegen, in einer planaren Richtung zueinander versetzt sind; und ein Gehäuse (6), das einen Außenumfang des Kerns (4) bedeckt und das einen Verteilerteil (5) für ein im Inneren zirkulierendes Fluid aufweist, wobei: diese jeweiligen Elemente hartgelötet und integral fixiert sind und ein Wärmeaustauschobjekt (7) auf einer Außenfläche des Gehäuses (6) montiert ist; und eine Anzahl von Strömungspfaden (9) für ein Fluid, durch die das Fluid (8) in einer insgesamt planaren Richtung in den jeweiligen Öffnungsteilen (1a) der ersten Stanzplatte (2) und der zweiten Stanzplatte (3), sich in einer Dickenrichtung windend, zirkuliert, wobei: die jeweiligen Strömungspfade (9) von einem Ende des Kerns (4) zu dem anderen Ende parallel zueinander gebildet sind; in einer Zwischenposition in einer orthogonal zu dem Strömungspfad (9) verlaufenden Richtung ein Begrenzungsteil (10), der Zirkulation des Fluids begrenzt, parallel zu dem benachbarten Strömungspfad (9) vorhanden ist; und in dem Begrenzungsteil (10) eine Anzahl der Öffnungsteile (1a) und Nichtöffnungsteile (1b) abwechselnd zweidimensional parallel in der ersten Stanzplatte (2) und der zweiten Stanzplatte (3) gebohrt sind und ein Blockierteil (11) durch Verschließen mindestens eines Teils in einer Zirkulationsrichtung des Fluids zum Blockieren von Zirkulation des Fluids (8) vorgesehen ist.
  2. Stapelscheibenwärmetauscher, aufweisend: einen Kerns (4), der mehrere erste Stanzplatten (2) und zweite Stanzplatten (3) aufweist, die jeweils eine Anzahl von Öffnungsteilen (1a) und Nichtöffnungsteilen (1b) aufweisen, die abwechselnd gebohrt und zweidimensional parallel angeordnet sind und flach und aus einem Metall hergestellt sind, und dass sowohl die Stanzplatten (2) als auch (3) in Kontakt miteinander gestapelt sind und die jeweiligen Öffnungsteile (1) sowohl der Stanzplatten (2) als auch (3), die nebeneinanderliegen, in einer planaren Richtung zueinander versetzt sind; und ein Gehäuse (6), das einen Außenumfang des Kerns (4) bedeckt und das einen Verteilerteil (5) für ein im Inneren zirkulierendes Fluid aufweist, wobei: diese jeweiligen Elemente hartgelötet und integral fixiert sind und ein Wärmeaustauschobjekt (7) auf einer Außenfläche des Gehäuses (6) montiert ist; und eine Anzahl von Strömungspfaden (9) für ein Fluid (8), durch die das Fluid in einer insgesamt planaren Richtung in den jeweiligen Öffnungsteilen (1) sowohl der Stanzplatten (2) als auch (3), sich in einer Dickenrichtung windend, zirkuliert, wobei: die jeweiligen Strömungspfade (9) von einem Ende des Kerns (4) zu dem anderen Ende parallel zueinander gebildet sind; in einer Zwischenposition des Kerns (4) in einer orthogonal zu dem Strömungspfad (9) verlaufenden Richtung ein Begrenzungsteil (10), der Zirkulation des Fluids begrenzt, parallel zu dem benachbarten Strömungspfad (9) vorhanden ist; und der Begrenzungsteil (10) parallel als ein zweiter Strömungspfad ((12) für das Fluid auf die gleiche Weise wie der benachbarte Strömungspfad (9) vorliegt und mit einer größeren Länge als eine Strömungspfadlänge des benachbarten Strömungspfads gebildet ist, um einen höheren Strömungspfadwiderstand als der des benachbarten Strömungspfads (9) aufzuweisen.
  3. Stapelscheibenwärmetauscher nach Anspruch 2, wobei der zweite Strömungspfad (12) eine größere Strömungspfadlänge als die Strömungspfadlänge des benachbarten Strömungspfads (9) aufweist, indem er von einem Ende des Kerns (4) zu dem anderen Ende umkehrt.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6951786B2 (ja) * 2017-08-29 2021-10-20 株式会社Welcon ヒートシンク
DE102021119213B4 (de) 2021-07-25 2023-02-09 Fachhochschule Kiel, Körperschaft des öffentlichen Rechts Helix-Kanal-Kühler-Einheit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017047825A1 (ja) 2015-09-18 2017-03-23 株式会社ティラド 積層型ヒートシンク

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6986382B2 (en) * 2002-11-01 2006-01-17 Cooligy Inc. Interwoven manifolds for pressure drop reduction in microchannel heat exchangers
JP4608641B2 (ja) * 2005-04-27 2011-01-12 株式会社豊田自動織機 パワーモジュール用ヒートシンク
JP6026808B2 (ja) 2012-08-03 2016-11-16 株式会社ティラド 積層型ヒートシンクのコア
JP6746593B2 (ja) * 2015-09-18 2020-08-26 株式会社ティラド 積層コア型ヒートシンク
EP3484254B1 (de) * 2016-07-11 2023-04-26 T.RAD Co., Ltd. Laminierter kühlkörperkern
JP7097222B2 (ja) * 2018-04-23 2022-07-07 リンナイ株式会社 熱源機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017047825A1 (ja) 2015-09-18 2017-03-23 株式会社ティラド 積層型ヒートシンク

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