DE3856032T2

DE3856032T2 - Wärmetauscher mit verbesserter Kondensatsammlung

Info

Publication number: DE3856032T2
Application number: DE3856032T
Authority: DE
Inventors: Norman Francis Costello; Leon Arnold Guntly; Gregory Gerald Hughes
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: JPH0217387A; EP0325844B1; AR240516A1; ES2032978T3; AU2566888A; CA1340218C; EP0608439B2; USRE37040E1; ATE76684T1; BR8900191A; DE3871515D1; US4829780A; DE3856032T3; DE3856032D1; KR890012144A; ES2108029T3; AU596779B2; MX166318B; KR0132297B1; EP0325844A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmetauscher und zwar insbesondere Wärmetauscher, die als Verdampfer eingesetzt werden, sowie das Auffangen von Kondensat in Verdampfern.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bekannt, daß verbreitet eingesetzte Klimaanlagen, die nach einem Dampfkompressionszyklus arbeiten, Verdampfer als Einrichtungen zur Abkühlung der zu klimatisierenden Luft nutzen. Ein Kühlmittel strömt durch einen Verdampfer und dehnt sich darin aus. Dadurch absorbiert es Verdampfungshitze und kühlt so das Medium, mit dem es in Kontakt ist, normalerweise Wärmetauscherröhren. Die zu klimatisierende Luft strömt über diese Röhren, die normalerweise zur besseren Wärmeübertragung mit Rippen versehen sind. Patentbeschreibung GB-A-362073 offenbart eine Wärmetauschvorrichtung, die dünne, flache Röhren umfaßt, an denen jeweils eine Vielzahl von Rippen in Form von Metallstreifen angebracht sind. Jeder Streifen weist ein Paar einander gegenüberliegender Ränder auf, die im rechten Winkel zum Hauptabschnitt gebogen und an ihren äußeren Enden darüber hinaus in einem weiteren rechten Winkel nach innen gebogen sind, so daß Flansche entstehen, die parallel zu dem Hauptabschnitt darunter oder darüber liegen. Die Streifen werden so übereinander angeordnet, daß die Flansche bzw. Hauptabschnitte aufeinanderfolgender Streifen aneinander anliegen.
Luft, die über die Wärmetauscherröhren strömt, wird zumindest örtlich begrenzt unter ihren Taupunkt abgekühlt, so daß Wasser aus der Luft an den Rippen und an den Röhren kondensiert. Dieses Kondensat muß entfernt werden, da es ansonsten gefriert und den Luftstromweg verstopft.
Es ist eine Reihe von Vorschlägen zur Entfernung des Kondensates gemacht worden, wobei in der einfachsten Form Gravitationskräfte bei möglicher Unterstützung durch die Geschwindigkeit des sich durch den Verdampfer bewegenden Luftstroms genutzt werden. Diese Systeme funktionieren recht gut, sind jedoch häufig sperrig. Patentbeschreibung GB-A-2 012 406 offenbart einen Wärmetauscher, in dem flache Röhren in Reihen so angeordnet sind, daß jede Reihe an einem Paar Sammler angebracht ist und eine Einheit bildet. Der Wärmetauscher umfaßt eine Vielzahl von Einheiten, die nebeneinander angeordnet sind, so daß einander entsprechende Röhren so angeordnet sind, daß Säulen entstehen. Die Röhren benachbarter Einheiten sind durch Rippen miteinander verbunden, die sich parallel zu den Sammlern und den Reihen von Röhren erstrecken.
Weiterhin ist es da, wo relativ schnelle Luftströme vorhanden sind, wie beispielsweise in Fahrzeug-Klimaanlagen, bei denen Gebläse mit hoher Geschwindigkeit laufen, um in einem kurzen Zeitraum maximaler Abkühlung zu erreichen, vorteilhaft, die Feuchtigkeit so schnell wie möglich aus dem Verdampfer zu entfernen, um zu verhindern, daß sie in dem Luftstrom mitgerissen wird und in dem Insassenraum des Fahrzeugs eintritt.
Weiterhin ist es unter dem Aspekt des Kraftstoffverbrauches vorteilhaft, wenn die zum Auffangen von Kondensat eingesetzten Einrichtungen so wenig wie möglich wiegen. Es ist auch vorteilhaft, das Volumen derselben auf ein absolutes Minimum zu verringern.
Weiterhin ist es gleichfalls wünschenswert und ebenso wichtig, eine Einrichtung zu schaffen, mit der Kondensat von den Wärmetauschoberflächen des Wärmetauschers weggeleitet wird, um so zu verhindern, daß Kondensatfilme eine effektive Wärmeübertragung behindern.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obengenannten Aufgaben zu erfüllen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, einen neuen und verbesserten Wärmetauscher zu schaffen. D.h., eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen neuen und verbesserten Wärmetauscher zu schaffen, der sich ausgezeichnet für den Einsatz als Verdampfer eignet und der verbesserte Einrichtungen zum Auffangen von Kondensat enthält, das beim Betrieb des Wärmetauschers als Verdampfer an Wärmetauschoberflächen kondensieren kann.
Die Erfindung schafft einen Wärmetauscher, der umfaßt:
erste und zweite Wärmetauscheinheiten, wobei jede Einheit einen ersten und einen zweiten Sammler umfaßt, die voneinander beabstandet sind, sowie eine Vielzahl paralleler, flacher Röhren, die mit einem ersten vorgegebenen Zwischenraum dazwischen angeordnet sind und sich zwischen entsprechenden der Sammler und in Fluidverbindung mit ihnen erstrecken, wobei ein zweiter vorgegebener Zwischenraum zwischen den Röhren der ersten und der zweiten Einheiten aufrechterhalten wird; und eine Vielzahl gewellter Rippen, die so angeordnet sind, daß sich jede Rippe in dem ersten vorgegebenen Zwischenraum zwischen einer ersten und einer zweiten flachen Röhre der ersten Einheit befindet, sowie in dem ersten vorgegebenen Zwischenraum zwischen einer ersten und einer zweiten flachen Röhre der zweiten Einheit, wobei sich jede der Rippen durch den zweiten vorgegebenen Zwischenrau so erstreckt, daß sie beiden Einheiten gemeinsam ist.
Der Wärmetauscher kann einen Verteiler enthalten, der die ersten Sammler in den Einheiten miteinander verbindet, sowie einen weiteren Verteiler, der die zweiten Sammler in den Einheiten miteinander verbindet und weiterhin wenigstens einen Verschlußstopfen in einem der Verteiler enthält, so daß ein Mehrweg-Wärmetauscher entsteht.
Vorzugsweise sind die Sammler und die Verteiler Röhren.
Weiterhin sind die Verteiler vorzugsweise an den Enden der entsprechenden Sammler angebracht.
Die Verteiler können sich auch auf der gleichen Seite des Wärmetauschers befinden.
Darüber hinaus sind die Einheiten des Wärmetauschers vorzugsweise im wesentlichen identisch.
Der Wärmetauscher kann weiterhin einen Einlaß zu dem ersten Sammler einer der Einheiten enthalten; einen Auslaß von dem ersten Sammler der anderen der Einheiten; sowie eine Einrichtung, die Fluidverbindung zwischen den zweiten Sammlern der Einheiten herstellt, so daß in den ersten Einlaß eintretendes Fluid zunächst durch eine der Einheiten zu dem zweiten Sammler derselben strömt und anschließend zu der zweiten Einheit und dem ersten Sammler derselben und danach aus dem Auslaß in einem Mehrfachstromweg für dieses Fluid.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine Vielzahl von Wärmetauschmodulen vorgesehen, die jeweils aus einem länglichen unteren Sammler mit nichtrechteckigem Querschnitt und einer Vielzahl von Röhren bestehen, die von dem Sammler über seine Länge getragen werden und sich von ihm aus nebeneinander erstrecken. Die Röhren weisen in der Richtung quer zum Sammler eine geringere Abmessung auf als der Sammler, und die Module werden so gestapelt und zusammengesetzt, daß die unteren Sammler in dichtendem Kontakt miteinander sind und nach oben offene Rinnen bilden. Gruppen von schlangenförmigen Rippen erstrecken sich zwischen benachbarter Röhren in jedem Modul. Da die Röhren nicht horizontal angeordnet sind, kann das Kondensat unter dem Einfluß der Schwerkraft an den Röhren entlang durch die Zwischenräume zwischen den Röhren benachbarter Module fließen und aufgefangen werden.
Bei einer stark bevorzugten Ausführung werden die Sammler durch Sammlerröhren gebildet, und der abdichtende Kontakt wird durch eine Verbindung zwischen benachbarten Sammlern in ihrer Längsrichtung gebildet. Die Verbindung dient auch als Halteeinrichtung, mit der die Sammler zusammengehalten werden. Bei einer stark bevorzugten Ausführung wird die Verbindung mit Hartlötmetall hergestellt.
Aufgrund der einfachen Verfügbarkeit haben die zur Herstellung der Sammler verwendeten Röhren vorzugsweise im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt. Ein kreisförmiger Querschnitt wird bevorzugt, da er gegenüber Druck von innen beständiger ist.
Als Alternative zum Einsatz von Röhren, die miteinander verbunden werden, um die Sammler herzustellen, sieht die Erfindung vor, daß eine aus einem Stück bestehende Struktur mit im wesentlichen dem gleichen Querschnitt durch Strangpressen hergestellt und als Sammler eingesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung werden die abgeflachten Röhre jeweils einzeln hergestellt, während eine andere Ausführung der Erfindung vorsieht, daß Gruppen abgeflachter Röhren die Form eines Mehrfachdurchgangs-Strangpreßteils haben.
Andere Aufgaben und Vorteile werden aus der folgenden Patentbeschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Verdampfers, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Verdampfer;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht ungefähr entlang der Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilperspektivansicht eines unteren Abschnitts des Verdampfers;
Fig. 5 ist eine weitere vergrößerte Teilschnittansicht eines unteren Abschnitts des Verdampfers, wobei schlangenförmige Rippen der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind;
Fig. 6 ist eine Fig. 5 ähnelnde Ansicht, die jedoch eine weitere abgewandelte Ausführung zeigt;
Fig. 7 ist eine Ansicht einer aus einem Stück bestehenden Struktur, die anstelle einer Vielzahl abgeflachter Röhren eingesetzt werden kann, als weitere Ausführung der Erfindung;
Fig. 8 ist eine Teilperspektivansicht einer abgewandelten Ausführung der Erfindung und insbesondere einer bevorzugten Verteilerkonstruktion; und
Fig. 9 ist eine Schnittansicht ungefähr entlang der Linie 10-10 in Fig. 8.

Beschreibung der bevorzugten Ausführung

Eine beispielhafte Ausführung eines Verdampfers, der gemäß der Erfindung hergestellt wurde, wird im folgenden speziell als Verdampfer beschrieben. Unter bestimmten Umständen kann sie jedoch, wenn ein kompakter Wärmetauscher gewünscht wird, in anderer Funktion als als Verdampfer eingesetzt wird, und die Erfindung schließt diesen Einsatz zu anderen Zwecken als als Verdampfer ein.
Der Verdampfer enthält, wie in Fig. 1 zu sehen ist, einen oberen Sammler, der allgemein mit 10 gekennzeichnet ist, sowie einen unteren Sammler, der allgemein mit 12 gekennzeichnet ist. Der obere Sammler 10 besteht, wie in Fig. 2 zu sehen ist, aus einer Vielzahl länglicher Röhren 14, die nebeneinander angeordnet sind. Die Röhren 14 sind an den, in Fig. 2 gesehen, rechtsliegenden Enden 16 mit Verschlußstopfen 18 abgedichtet (Fig. 1). An den gegenüberliegenden Enden 18 stehen die Röhren 14 in Fluidverbindung mit dem Inneren eines Verteilers 20. Im allgemeinen befindet sich mittig in dem Verteiler 20 ein Stopfen 22, und die Hälfte der Röhren 14 steht in Fluidverbindung mit dem Verteiler 20 auf der einen Seite des Stopfens 22, während die andere Hälfte auf der gegenüberliegenden Seite in Fluidverbindung steht. Dadurch kann, wie zu sehen sein wird, ein Ende 24 des Verteilers 20 als Einlaß und das andere Ende 26 als Auslaß genutzt werden. Der Verteiler 20 kann jedoch entweder als Einlaß oder als Auslaß genutzt werden, indem einfach alle Röhren 14 auf einer Seite des Stopfens 22 in Fluidverbindung damit gebracht werden.
Der untere Sammler 12 besteht aus einer identischen Anzahl länglicher Röhren 30. Die Röhren 30 sind, wie am besten in Fig. 3 - 5 dargestellt, nebeneinander in Kontakt miteinander angeordnet. Ihre linken Enden 32 (in Fig. 1 gesehen) sind mit Einrichtungen verschlossen, die zwar nicht dargestellt sind, aber den Stopfen 18 bzw. 22 gleiöhen, während ihre rechten Enden 34 in Fluidverbindung mit dem Inneren eines Verteilers 36 stehen. Verbindungsstücke 38, die herkömmlichen Reduzierstükken ähneln, können eingesetzt werden, um Fluidverbindung zwischen den Röhren 14 und 30 sowie den entsprechenden Verteilern 20 und 36 herzustellen.
Erfindungsgemäß haben die Röhren 30 und wahlweise auch die Röhren 14 einen nicht rechteckigen Querschnitt, wobei dieser vorzugsweise kreisrund ist. Ein kreisrunder Aufbau der Sammler erhöht den Berstdruck, den diese aushalten können, auf ein Maximum, wobei gleichzeitig ein Minimum an Material für die Herstellung der Sammler eingesetzt wird. Das heißt, ein kreisrunder Querschnitt gewährleistet maximale Festigkeit sowie eine relativ leichte Struktur.
Die Sammler 10 und 12 sind, wie in Fig. 1 zu sehen ist, voneinander beabstandet, jedoch parallel zueinander, und es ist eine Vielzahl von Reihen abgeflachter Röhren 40 vorhanden. Die Anzahl der Reihen von Röhren 40 entspricht der Anzahl von Röhren 14 bzw. der Anzahl von Röhren 30, die bei dem dargestellten Beispiel sechs beträgt. Die abgeflachten Röhren 40 stehen in Fluidverbindung mit dem Inneren entsprechender der Sammlerröhren 14 und 30 und stellen so Fluidverbindung zwischen den Sammlern 10 und 12 her.
So kann bei der dargestellten Ausführung einströmendes Kühlmittel oder dergleichen über den Einlaß 24 in den Verteiler 20 eintreten und in die dazugehörigen drei Röhren 14 eintreten und durch die Röhren 40 nach unten zu drei der Röhren 30 strömen. Das Kühlmittel strömt aus den Röhren 30 in die Röhre 36, wo es zu den restlichen drei Röhren 30 und durch die Röhren 40 nach oben zu den restlichen drei Röhren 14 und schließlich aus dem Auslaß 26 geleitet wird. Daher handelt es sich bei der dargestellten Ausführung um einen Zweiwegeverdampfer. Wenn der Stopfen 22 weggelassen wird und der Auslaß an dem Verteiler 36 angeordnet wird, kann ein Einwegverdampfer hergestellt werden. Als Alternative dazu könnten zusätzliche Stopfen 22 an verschiedenen Stellen eingesetzt werden, um die Anzahl der Wege zu erhöhen, wenn dies gewünscht wird.
Vorzugsweise ist jedoch bei einem Einwegverdampfer der Kühlmitteleinlaß mit einem Verteiler, wie beispielsweise dem Verteiler 36, verbunden, der statt mit den oberen Röhren 14 mit den unteren Röhren 30 verbunden ist. Der Auslaß ist mit ersteren verbunden.
Es ist weiterhin zu beachten, daß Verteiler 20 und 36 nicht an einander gegenüberliegenden Seiten des Verdampfers angeordnet sein müssen, wie dies in der Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Allgemein läßt sich sagen, daß sie sich auf der gleichen Seite des Verdampfers befinden, da dadurch eine geringere Gesamthülifläche des Verdampfers entsteht.
Darüber hinaus ist anzumerken, daß der maximale Wirkungsgrad bei einem Verdampf er wie dem in den Zeichnungen dargestellten mit dem Element 24 als Einlaß erreicht wird, wenn die Richtung des Luftstroms durch den Verdampfer einem in Fig. 2 dargestellten Pfeil 41 entspricht. Dadurch strömt Kühlmittel durch den Verdampferkern von hinten nach vorn, während Luft durch den Kern von vorn nach hinten strömt, wobei dies im weiteren Sinne als "Gegenströmung" bezeichnet werden könnte.
Die Abmessung der Röhren 40 quer zur Länge der Röhren 30 ist etwas geringer als die Abmessung der Röhren 30.
In Fig. 3-5 ist zu sehen, daß sechs im wesentlichen identische Reihen der Röhren 40 und der Zwischenräume 42 zwischen jeder der Reihen der Röhren 40 vorhanden sind. Dies ist ein relativ geringer Zwischenraum, und häufig liegt er in der Größenordnung von einem Viertel Inch oder weniger.
Entsprechende Röhren 40 in jeder der Reihe von Röhren sind, wie in Fig. 4 zu sehen ist, miteinander fluchtend, d.h., auf einer gemeinsamen geraden Linie. Es ist daher ersichtlich, daß der bisher beschriebene Verdampfer aus einer Vielzahl im wesentlichen identischer Module besteht, die jeweils aus einer Sammlerröhre 14, einer Sammlerröhre 30 und einer Vielzahl der abgeflachten Röhren 40 bestehen. Die Module sind durch die Querröhren 20 und 36 sowie durch die Schlangenrippen 44 miteinander verbunden. Das heißt, es ist eine Vielzahl von Reihen von Schlangenrippen 44 vorhanden, und jede Schlangenrippe 44 erstreckt sich, wie in Fig. 4 zu sehen ist, durch alle Röhren 40 hindurch und steht in Wärmeaustauschkontakt mit angrenzenden Röhren bzw. Röhrenpaaren in jeder dieser Reihen. Die Scheitel der Schlangenrippen sind, wie bekannt ist, vorzugsweise mit den planen Flächen 46 der Röhren 40 hartverlötet oder anderweitig verbunden. Die Schlangenrippen können, wie schematisch mit 48 dargestellt, mit Lamellen (louvers) versehen sein.
Die obenbeschriebene Anordnung ergibt eine Konstruktion, bei der sich die abgeflachten Röhren 40 im allgemeinen quer zu den Sammlerrohren 14 und 30 erstrecken, während sich die Reihen der Schlangenrippen 44 quer zu den Reihen der Röhren 40 sowie zu den Sammlerrohren 14 und 30 erstrecken.
Vorzugsweise werden die zusammengesetzten Bauteile mit wenigstens den unteren Sammlerröhren 30 in anliegender Beziehung hartverlötet. Dadurch entsteht eine Hartlötverbindung 50 an der Grenzfläche aneinandergrenzender Röhren 30 über ihre gesamte Länge. Diese Bindung hält die verschiedenen Module in zusammengebautem Zustand, und der Festigkeit halber ist es vorteilhaft, wenn eine derartige Bindung auch zwischen den Röhren 14 besteht. Jedoch erfüllt die Bindung 50 bei den Sammlerröhren 30 einen zusätzlichen Zweck und wird daher über die gesamte Länge der Röhren 30 hergestellt. Das heißt, die Bindung dient auch dazu, die Grenzfläche zwischen benachbarten Röhren 30 abzudichten.
Beim Einsatz in einer Klimaanlage kann die zu klimatisierende Luft durch den obenbeschriebenen Wärmetauscher in der Richtung von Pfeil 51 in Fig. 4 strömen. Das heißt, sie strömt in der Richtung der schlangenförmigen Rippen 40. Wenn die Luft unter ihren Taupunkt abgekühlt wird, beginnt Flüssigkeit an den schlangenförmigen Rippen 44 sowie an den Röhren 40 zu kondensieren. Die Schwerkraft bewirkt, daß das Kondensat an den schlangenförmigen Rippen entlang zu den Röhren 40 fließt, während der Luftstrom bewirkt, daß Kondensat an den flachen Wänden 46 der Röhren 40 im allgemeinen in den unmittelbar dahinterliegenden Zwischenraum 42 zwischen benachbarten Röhren 40 in benachbarten Reihen fließt. Die Schwerkraft bewirkt dann, daß das Kondensat am hinteren Rand jeder Röhre in dem Zwischenraum 42 nach unten auf die unteren Sammelröhren 30 zu fließt. Ein bestimmter Teil kann auch an den vorderen Rändern der Röhren 40 entlangfließen.
Dieser Fluß ist mit den Pfeilen 52 in Fig. 5 dargestellt, und schließlich fließt das Wasser in nach oben offene konkave Bereiche 56, die durch die Grenzflächen benachbarter der Röhren 30 aufgrund ihrer nichtrechteckigen Querschnitte gebildet werden. So wird das Kondensat in diesen Rinnen aufgefangen. Vorteilhafterweise wird der Verdampfer 6 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Position leicht im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die unteren Sammlerröhren 30 nicht vollständig horizontal sind. Wenn dies getan wird, bewirken die Gravitationskräfte, daß das in den Kanälen 56 angesammelte Wasser zu der einen oder der anderen Seite des unteren Sammlers 12 fließt und dort abgeleitet wird.
Eine abgewandelte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei der Ausführung in Fig. 6 sind die einzelnen Sammlerröhren 30 und die Verbindungen 50 zwischen ihnen weggelassen und durch ein aus einem Stück bestehendes Strangpreßteil ersetzt, das allgemein mit 62 gekennzeichnet ist und den gleichen Gesamtaufbau aufweist. Das heißt, das Strangpreßteil 62 weist eine Vielzahl von Sammlerkanälen 64 mit kreisförmigem Querschnitt auf, die parallel zueinander sind und auf den gleichen Mittelpunkten liegen wie die Röhren 30, die bei den Ausführungen in Fig. 1-5 eingesetzt werden. Das Strangpreßteil 62 weist eine obere und eine untere Außenfläche 66 und 68 mit dem gleichen allgemeinen Aufbau wie die zusammengesetzten Sammlerröhren 30 bei der Ausführung in Fig. 1-5 auf und enthält daher die sich nach oben öffnenden konkaven Bereiche 56 zwischen benachbarten Kanälen 64, die den gleichen Zweck erfüllen wie die konkaven Bereiche bei der Ausführung in Fig. 1- 5. Bei dieser Ausführung der Erfindung kann es beim Herstellungsverfahren erforderlich sein, einen dünnen Vorformling aus Hartlötmetall von der Oberseite 66 des Strangpreßteils 62 einzusetzen, um die abgeflachten Röhren 40 ausreichend mit dem Strangpreßteil 62 zu verbinden.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der ein einzelnes Strangpreßteil anstelle einer Vielzahl von Röhren eingesetzt werden kann, d.h. anstelle der abgeflachten Röhren 40. Es wird ein längliches, relativ schmales Strangpreßteil 68 mit dem dargestellten Querschnitt hergestellt. Es enthält einander gegenuberliegende, abgeflachte Flächen 70 und 72, die die Gegenstücke zu den Flächen 46 an den abgeflachten Röhren 40 darstellen. Im Inneren enthält das Strangpreßteil 68 eine Vielzahl von Strömungskanälen 74, die den Innenräumen der Röhren 40 entsprechen. So könnten drei Röhrenstrukturen, die jeweils aus dem in Fig. 7 dargestellten Strangpreßteil 68 hergestellt werden, eingesetzt werden, um die achtzehn Röhren 40 zu ersetzen, die beispielsweise in Fig. 4 dargestellt sind.
Um zu gewährleisten, daß Zwischenräume vorhanden sind, die den Zwischenräumen 42 entsprechen, so daß Kondensat auf den unteren Sammler 12 zu nach unten fließen kann, sind beide Flächen 70 und 72 mit konkaven Bereichen bzw. in Längsrichtung verlaufenden Rinnen 76 zwischen benachbarten Kanälen 74 vorhanden. Diese konkaven Bereiche 76 werden nicht durch schlangenförmige Rippen blockiert und bilden so wie die Zwischenräume 42 Strömungskanäle.
Eine weitere Ausführung der Erfindung ist in Fig. 8 und 9 dargestellt. Diese Ausführung veranschaulicht alternative Verteilerkonstruktionen, die entweder bei dem oberen Sammler 10 oder dem unteren Sammler 12 oder bei beiden eingesetzt werden können und aufgrund ihrer Kompaktheit außerordentlich vorteilhaft sind. Der untere Sammler 12 besteht, wie in Fig. 8 zu sehen ist, aus einer Vielzahl der Röhren 30, obwohl er auch aus dem Strangpreßteil 62 bestehen könnte. In jedem Fall sind die Enden der Röhren 30 mit nicht dargestellten Einrichtungen abgedichtet, und zwischen den Enden derselben erstreckt sich eine Röhre 80 mit kleinerem Durchmesser im allgemeinen quer zur Länge der Röhren 30 durch das Innere aller Abschlußröhren 30 bis auf eine, obwohl es in einigen Fällen auch vorteilhaft sein kann, wenn sie durch alle der Röhren 30 hindurchverlaufen. Die Röhre 80 ist an den verschiedenen Schnittstellen an jeder der Röhren 30 abgedichtet, um Undichtigkeit zwischen ihnen zu vermeiden, und in jeder der Röhren 30 enthält die Röhre 80, wie in Fig. 9 dargestellt, eine oder mehrere Öffnungen 82 in ihrer Seitenwand, über die die Röhre 80 in Fluidverbindung mit dem Innenraum der entsprechenden Röhre 30 steht. So kann die Röhre 80 als Einlaß oder als Auslaß genutzt werden. Sie kann auch zwischen ihren Enden verschlossen werden, so daß, wenn gewünscht, mehrere Wege entstehen. Im allgemeinen ist der Außendurchmesser der Röhre 80 erheblich geringer als der Innendurchmesser der Röhren 30, so daß, wie in Fig. 9 dargestellt, ein Zwischenraum zwischen ihnen entsteht, um übermäßige einschränkende Strömung in den Röhren 30 zu vermeiden und störenden Kontakt zwischen der Röhre 80 und einer der Röhren 40 bzw. dem Strangpreßteil 68, das in Fig. 7 dargestellt ist, zu vermeiden, wenn sie an den Röhren 30 angebracht wird.
Als Alternative dazu kann die Röhre 80 als Verteiler eingesetzt werden, bei dem ein beliebiges äußeres Ende, wie beispielsweise das Ende 86 (Fig. 8), verschlossen ist. In diesem Fall ist ein Einlaß und/oder Auslaß (nicht dargestellt) an einer der Röhren 30 angebracht und steht in Fluidverbindung mit dem Inneren derselben. Fluid kann in die Röhre 80 über die Öffnungen 82 in der Röhre 30 mit dem Einlaß eintreten und durch den Innenraum 84 strömen, so daß es über die Öffnungen 82 in den Innenraum der anderen Röhren 30 austritt.
Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß sich ein Verdampfer, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist, ideal für die Massenherstellung eignet, da er aus im wesentlichen identischen Modulen besteht. Des weiteren verbessert sich durch die einzigartige Konstruktion das Auffangen von Kondensat. Volumen und Gewicht werden auf ein Minimum verringert, da die Sammlerröhren einen doppelten Zweck erfüllen, d.h. sie dienen als Leitungen für Kühlmittel, wobei ihre Innenflächen das Kühlmittel auf den gewünschten Strömungsweg beschränken und ihre Außenflächen als Strömungskanäle für Kondensat dienen.

Claims

1. Wärmetauscher, der umfaßt:

erste und zweite Wärmetauscheinheiten, wobei jede Einheit eine erste und eine zweite Sammlerröhre (14, 30) umfaßt, die voneinander beabstandet sind, sowie eine Vielzahl paralleler flacher Röhren (40), die mit einem ersten vorgegebenen Zwischenraum zwischen ihnen angeordnet sind und sich zwischen entsprechenden der Sammlerröhren und in Fluidverbindung mit ihnen erstrecken, wobei ein zweiter vorgegebener Zwischenraum (42) zwischen den Röhren der ersten und der zweiten Einheiten aufrechterhalten wird; und

eine Vielzahl gewellter Rippen (44), die so angeordnet sind, daß sich jede Rippe in dem ersten vorgegebenen Zwischenraum zwischen einer ersten und einer zweiten flachen Röhre der ersten Einheit befindet, sowie in dem ersten vorgegebenen Zwischenraum zwischen einer ersten und einer zweiten flachen Röhre (46) der zweiten Einheit, wobei sich jede der Rippen (44) durch den zweiten vorgegebenen Zwischenraum (42) so erstreckt, daß sie beiden Einheiten gemeinsam ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, der weiterhin einen Verteiler (20) enthält, der die ersten Sammlerröhren (14) in den Einheiten miteinander verbindet, sowie einen weiteren Verteiler (36), der die zweiten Sammlerröhren (30) in den Einheiten miteinander verbindet, und weiterhin wenigstens einen Verschlußstopfen (22) in einem der Verteiler enthält, so daß ein Mehrweg-Wärmetauscher entsteht.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei die Sammlerröhren (14, 30) und die Verteiler (20, 36) Röhren sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Verteiler (20, 36) an den Enden der entsprechenden Sammlerröhren (14, 30) angebracht sind.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sich die Verteiler (20, 36) auf der gleichen Seite des Wärmetauschers befinden.

6. Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einheiten im wesentlichen identisch sind.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, der weiterhin einen Einlaß (24) zu der ersten Sammlerröhre einer der Einheiten enthält; einen Auslaß von dem ersten Sammler der anderen der Einheiten; sowie eine Einrichtung, die Fluidverbindung zwischen den zweiten Sammlerröhren der Einheiten herstellt, so daß in den ersten Einlaß eintretendes Fluid zunächst durch eine der Einheiten zu der zweiten Sammlerröhre derselben strömt und anschließend zu der zweiten Einheit und der ersten Sammlerröhre derselben und danach aus dem Auslaß in einem Mehrfachstromweg für dieses Fluid.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei sich die gemeinsamen Rippen (44) von der Vorderseite der ersten Einheit zu der Rückseite der zweiten Einheit erstrecken.