DE69007709T2 - Stack evaporator. - Google Patents

Stack evaporator.

Info

Publication number
DE69007709T2
DE69007709T2 DE1990607709 DE69007709T DE69007709T2 DE 69007709 T2 DE69007709 T2 DE 69007709T2 DE 1990607709 DE1990607709 DE 1990607709 DE 69007709 T DE69007709 T DE 69007709T DE 69007709 T2 DE69007709 T2 DE 69007709T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water box
coolant
evaporator according
core
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1990607709
Other languages
German (de)
Other versions
DE69007709D1 (en
Inventor
Hidenori Esaki
Kawakatsu Mikihito
Nobuyuki Okuda
Kenji Sakamoto
Yuji Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Showa Aluminum Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP1223685A external-priority patent/JP2533197B2/en
Priority claimed from JP10429190A external-priority patent/JPH043861A/en
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Showa Aluminum Corp filed Critical Honda Motor Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69007709D1 publication Critical patent/DE69007709D1/en
Publication of DE69007709T2 publication Critical patent/DE69007709T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F17/00Removing ice or water from heat-exchange apparatus
    • F28F17/005Means for draining condensates from heat exchangers, e.g. from evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • F25B39/022Evaporators with plate-like or laminated elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085Evaporators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapelverdampfer für Autokühlsysteme oder dergleichen, insbesondere einen Stapelverdampfer, der viele plattenförmige Röhrenelemente mit inneren Kühlmittelwegen aufweist, wobei viele Luftwege durch ein und mit einem zwischen dem einen Röhrenelement und dem nächsten Röhrenelement angeordneten Kühlrippenglied gebildet sind.The present invention relates to a stack evaporator for car cooling systems or the like, in particular to a stack evaporator having many plate-shaped tube elements with internal coolant paths, wherein many air paths are formed by and with a cooling fin member arranged between the one tube element and the next tube element.

Im allgemeinen weisen die für den oben genannten Zweck verwendeten Stapelverdampfer Röhrenelemente auf, deren innere Kühlmittelwege derart untereinander in Fluidverbindung stehen, daß jeweils eine Kühlmittelschleife zwischen einem Kühlmitteleingang und einem Kühlmittelausgang gebildet wird. Ein Kühlmittelnebel tritt in den Eingang ein und strömt durch die Kühlmittelschleife, so daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der durch die Luftwege gehenden Luft stattfindet. Das Kühlmittel wird so allmählich verdampft, und das Kühlmittelgas strömt dann über den Ausgang aus dem Verdampfer heraus.In general, the stack evaporators used for the above purpose comprise tube elements whose internal refrigerant paths are in fluid communication with one another so as to form a refrigerant loop between a refrigerant inlet and a refrigerant outlet. A refrigerant mist enters the inlet and flows through the refrigerant loop so that heat exchange takes place between the refrigerant and the air passing through the air paths. The refrigerant is thus gradually evaporated and the refrigerant gas then flows out of the evaporator via the outlet.

Fig. 12 zeigt ein bekanntes Röhrenelement (wie es in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho. 53-32375 offenbart ist), bei dem ein Endteil als Abgabewasserkasten 10a und als Rückführwasserkasten 10b ausgebildet ist. Eine Kühlmittelströmungsschleife wird derart gebildet, daß das Kühlmittel durch den Abgabewasserkasten 10a in das Innere des Röhrenelements strömt, dann zum anderen Endteil des Röhrenelements gelangt, wo es eine U-Wendung vollführt, und dann zurück zum Rückführwasserkasten strömt. Eine derartige Kühlmittelströmung wird durch die Existenz vieler herausragender Innenrippen 70 turbulent gemacht; diese Innenrippen gehören zu jeder der napfförmigen Kernplatten 60, die an ihrem Rändern aneinander derart befestigt sind, daß zwischen ihnen ein Zwischenraum für die Kühlmittelschleife gebildet wird, wobei die Innenrippen 70 im Zwischenraum angeordnet sind. Die Innenrippen 70 sind schräg zur Kühlmittelströmungsrichtung angeordnet, und jede Innenrippe 70 einer Kernplatte 60 und jede entsprechende Innenrippe 70 der anderen, fest mit der einen Kernplatte gekoppelten Kernplatte schneiden sich. Die U- Wendung der Kühlmittelströmung in der Schleife des Röhrenelements tendiert jedoch dazu, einen "Kanal" oder eine ungleichmäßige Kühlmittelströmung in der Schleife zu verursachen, wodurch eine wesentliche Abnahme der wirksamen Wärmeübertragungsfläche entsteht.Fig. 12 shows a known tubular member (as disclosed in Japanese Utility Model Application Sho. 53-32375) in which one end portion is formed as a discharge water box 10a and a return water box 10b. A coolant flow loop is formed such that the coolant flows through the discharge water box 10a into the interior of the tubular member, then passes to the other end portion of the tubular member where it makes a U-turn, and then flows back to the return water box. Such coolant flow is made turbulent by the existence of many projecting inner fins 70; these inner fins belong to each of the cup-shaped core plates 60 which are fixed to each other at their edges so as to form a space for the coolant loop therebetween, with the inner fins 70 being arranged in the space. The inner fins 70 are arranged obliquely to the coolant flow direction, and each inner fin 70 of a core plate 60 and each corresponding inner fin 70 of the other core plate fixedly coupled to the one core plate intersect. However, the U-turn of the coolant flow in the loop of the tubular element tends to cause a "channel" or uneven coolant flow in the loop, thereby causing a significant decrease in the effective heat transfer area.

Es ist ferner zu bemerken, daß die sich wechselseitig schneidenden, schräg zur Kühlmittelströmung angeordneten Innenrippen 70 insofern unvorteilhaft sind, als der Kühlmitteldruckverlust in den Röhrenelementen nahe am Verdampferausgang ungünstig ansteigt, trotz der verringerten Wärmeübertragungswirksamkeit aufgrund der zunehmenden Gasmenge im Kühlmittel, die in die Nähe des Verdampferausgangs gelangt. Dieser Nachteil mindert den Wert eines erwarteten Vorteils, nämlich einer verbesserten Wärmeübertragungswirksamkeit, die man erhält, wenn kräftige Kühlmittelturbulenzen in den nahe einem Verdampfereingang angeordneten Röhrenelementen stattfinden.It should also be noted that the mutually intersecting inner fins 70 arranged obliquely to the coolant flow are disadvantageous in that the coolant pressure loss in the tube elements near the evaporator exit increases unfavorably, despite the reduced heat transfer efficiency due to the increasing amount of gas in the coolant which reaches the vicinity of the evaporator exit. This disadvantage reduces the value of an expected advantage, namely an improved heat transfer efficiency which is obtained when vigorous coolant turbulence takes place in the tube elements arranged near an evaporator inlet.

Ein Stapelverdampfer mit Kühlrippengliedern, die zwischen vielen gestapelten, plattenförmigen Röhrenelementen mit Eingangs- und Ausgangswasserkastenteilen angeordnet sind, ist in der DE-A-3536325 offenbart. Ein Verdampfer mit Röhrenelementen, die Kühlmittelwege aufweisen, die durch abwechselnde Rippen an den Kernplatten gebildet sind, ist in der US-A- 4371034 offenbart.A stack evaporator with cooling fin members arranged between many stacked plate-shaped tube elements with inlet and outlet water box parts is disclosed in DE-A-3536325. An evaporator with tube elements having coolant paths formed by alternating fins on the core plates is disclosed in US-A- 4371034.

Eine Aufgabe der Erfindung, die in Hinsicht auf die Probleme bekannter Verdampfer gemacht wurde, besteht darin, einen Stapelverdampfer zu schaffen, der einen niedrigen Kühlmitteldruckverlust, aber eine hohe Wärmeübertragungswirksamkeit hat.An object of the invention, which was made in view of the problems of known evaporators, is to provide a stack evaporator which has a low refrigerant pressure loss but a high heat transfer efficiency.

Die Erfindung betrifft demnach einen Stapelverdampfer mit vielen plattenförmigen Röhrenelementen bestimmter Dicke ; die Röhrenelemente sind Seite an Seite in Richtung der Dicke mit einem Kühlrippenglied gestapelt, das zwischen zwei solchen Röhrenelementen angeordnet ist und sich jeweils aus einem Paar napfförmiger Kernplatten zusammensetzt; diese Kernplatten sind mit vielen, aus einem flachen Körper herausragenden Rippen versehen und an ihren Rändern aneinander derart befestigt, daß Kühlmittelwege gebildet werden, wobei sich die Kernplatten mit ihren innen angeordneten Rippen gegenüberliegen; die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Röhrenelement an dem einen Ende einen Eingangswasserkastenteil und an dem anderen Ende einen Ausgangswasserkastenteil aufweist, daß die Rippen jeder Kernplatte parallel zur Kühlmittelströmungsrichtung verlaufen und in regelmäßigen Abstandsintervallen derart angeordnet sind, daß sie eine Reihe in senkrecht zur Strömungsrichtung stehender Richtung bilden, daß jede von einer der gepaarten Kernplatten herausragende Rippe in der Mitte zwischen zwei aus der anderen Kernplatte des Paars herausragenden Rippen derart angeordnet ist, daß Endflächen der Rippen der einen Kernplatte abwechselnd mit dem flachen Körper der anderen Kernplatte des Paars verbunden sind, wobei die Kühlmittelwege parallel zueinander und vom Eingangswasserkastenteil gerade zum Ausgangswasser kastenteil verlaufen, und daß ferner die Rippen an den Seitenflächen der Röhrenelemente Außenflächen besitzen, die jeweils viele, oben offene, rinnenartige, von einem Ende der Röhrenelemente zum anderen Ende führende Entwässerungskanäle bilden, wobei das auf der Seitenfläche jedes Röhrenelements kondensierte Wasser durch die am anderen Ende zu entleerenden Entwässerungskanäle fließt, so daß das Auftreten eines Wassertropfenflugvorgangs wirksam verhindert wird.The invention therefore relates to a stack evaporator with many plate-shaped tube elements of a certain thickness; the Tube elements are stacked side by side in the thickness direction with a cooling fin member disposed between two such tube elements, each composed of a pair of cup-shaped core plates; these core plates are provided with many fins projecting from a flat body and are fixed to one another at their edges so as to form coolant paths, the core plates facing each other with their fins disposed inside; the invention is characterized in that each tube element has an inlet water box part at one end and an outlet water box part at the other end, that the ribs of each core plate run parallel to the coolant flow direction and are arranged at regular intervals so that they form a row in a direction perpendicular to the flow direction, that each rib protruding from one of the paired core plates is arranged in the middle between two ribs protruding from the other core plate of the pair such that end surfaces of the ribs of one core plate are alternately connected to the flat body of the other core plate of the pair, the coolant paths running parallel to each other and straight from the inlet water box part to the outlet water box part, and that furthermore the ribs on the side surfaces of the tube elements have outer surfaces which each form many, open-topped, gutter-like drainage channels leading from one end of the tube elements to the other end, the water condensed on the side surface of each tube element flowing through the drainage channels to be drained at the other end, so that the occurrence of a water droplet flight process is effectively prevented.

Das Kühlmittel, das durch die Röhrenelemente strömt, die jeweils mit dem Eingangswasserkastenteil am einen Ende und mit dem Ausgangswasserkastenteil am anderen Ende versehen sind, brauchen keine U-Wendung zu machen. Daher entsteht keine ungleichmäßige Kühlmittelströmung im Verdampfer gemäß der Erfindung, wobei das Problem beseitigt wird, daß die wirksame Wärmeübertragungsfläche abnimmt und der Druckverlust aufgrund der U-Wendung des Kühlmittels bei den bekannten Apparaten zunimmt.The refrigerant flowing through the tube elements each provided with the inlet water box part at one end and the outlet water box part at the other end need not make a U-turn. Therefore, no uneven refrigerant flow occurs in the evaporator according to the invention, eliminating the problem that the effective heat transfer area decreases and the pressure loss increases due to the U-turn of the coolant in the known devices.

Das Kühlmittel kann die Kühlmittelschleife des Verdampfers glatt durchströmen, ohne durch die parallel zur Strömungsrichtung parallel verlaufenden Rippen gestört zu werden, so daß die Wärmeübertragung gleichmäßig über die von einem Eingangsrohr zu einem Ausgangsrohr für das Kühlmittel führende Schleife mit einem verminderten Druckverlust und mit einer verbesserten Gesamtwirksamkeit erfolgt.The refrigerant can flow smoothly through the refrigerant loop of the evaporator without being disturbed by the fins running parallel to the flow direction, so that the heat transfer takes place evenly across the loop leading from an inlet pipe to an outlet pipe for the refrigerant with a reduced pressure loss and with an improved overall efficiency.

Ferner verbessert eine solche abwechselnde Anordnung der Rippen der gekoppelten Kernplatten, wie sie bei der Erfindung benutzt werden, wobei die Endflächen jeder Rippe der einen Kernplatte gegen den gegenüberliegenden, flachen Körper der anderen Kernplatte drückt, nicht nur die Wärmeübertragungswirksamkeit, sondern bindet auch die Kernplatten fester aneinander, wobei der Druckwiderstand des Verdampfers verbessert wird. Um die Wärmetauschwirksamkeit zu verbessern, ist es erwünscht, einen kleineren "Äquivalenzdurchmesser" für die Kühlmittelwege zu benutzen, wobei der Äquilvalenzdurchmesser ein solcher Wert ist, den man erhält, wenn ein Produkt aus der Querschnittsfläche und "4" durch eine innere Peripherielänge des Kühlmittelweges geteilt wird. Gemäß der Erfindung kann der Äquilvalenzdurchmesser klein gemacht werden, obwohl der Rippenabstand (das ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Rippen) der Kernplatten groß ist. Mit anderen Worten verringert ein derartig hoher Rippenabstand bei der Erfindung den Äquilvalenzdurchmesser der Kühlmittelwege nicht wesentlich, aber er erleichtert die Herstellung der Kernplatten bei der Erfindung. Vorteilhaft ist auch, daß die flachen Außenflächen der Kernplatten so groß sind, daß die Kontaktfläche mit den gewellten Kühlrippen vergrößert ist, so daß die Wärmetauschwirksamkeit weiter verbessert wird.Furthermore, such an alternate arrangement of the fins of the coupled core plates as used in the invention, with the end faces of each fin of one core plate pressing against the opposite flat body of the other core plate, not only improves the heat transfer efficiency but also bonds the core plates more firmly to each other, improving the pressure resistance of the evaporator. In order to improve the heat exchange efficiency, it is desirable to use a smaller "equivalent diameter" for the refrigerant paths, the equivalent diameter being such a value obtained by dividing a product of the cross-sectional area and "4" by an inner peripheral length of the refrigerant path. According to the invention, the equivalent diameter can be made small even though the fin pitch (that is, the distance between two adjacent fins) of the core plates is large. In other words, such a high fin spacing in the invention does not significantly reduce the equivalent diameter of the coolant paths, but it does facilitate the manufacture of the core plates in the invention. It is also advantageous that the flat outer surfaces of the core plates are so large that the contact area with the corrugated cooling fins is increased, so that the heat exchange efficiency is further improved.

Eine Wassermenge, die in den jeweils zwischen benachbartenA quantity of water that is in the respective between adjacent

Röhrenelementen gebildeten Luftdurchzugswegen kondensiert wird, kann entlang Entwässerungsausnehmungen glatt herunterfließen, die zwischen den Rippen angeordnet sind. Daher wird verhindert, daß das sogenannte "Wassertropfenflug"-Phänomen bei dem Verdampfer gemäß der Erfindung auftritt. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem eine Seitenplatte an dem äußersten Kühlrippenglied befestigt ist, tragen innere, auf der Seitenplatte in vertikaler Richtung verlaufende Kanäle dazu bei, daß das kondensierte Wasser glatt herunterläuft, so daß der Wassertropfenflug vermieden wird, und zwar sogar dann, wenn eine bedeutende Wassermenge kondensiert wird oder zwischen dem äußersten Röhrenelement und der Seitenplatte einfließt.The water condensed along the air passageways formed by the tube members can flow smoothly down along drainage recesses arranged between the fins. Therefore, the so-called "flying water drop" phenomenon is prevented from occurring in the evaporator according to the invention. In an embodiment in which a side plate is attached to the outermost fin member, internal channels extending vertically on the side plate help the condensed water to flow smoothly down so that the flying water drop is prevented even when a significant amount of water is condensed or flows in between the outermost tube member and the side plate.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawings. They show:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kernplatte einer ersten Ausführung, gesehen von der Seite der Kühlmittelwege,Fig. 1 is a side view of a core plate of a first embodiment, seen from the side of the coolant paths,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,Fig. 2 is an enlarged cross-section along the line 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zweier Kernplatten, die ein Röhrenelement bilden, und eines gewellten Kühlrippenglieds, wobei Kernplatten und Kühlrippenglied im getrennten Zustand dargestellt sind,Fig. 3 is a perspective view of two core plates forming a tubular element and a corrugated cooling fin member, with the core plates and cooling fin member being shown in a separated state,

Fig. 4 eine Frontansicht des zusammengebauten Verdampfers,Fig. 4 a front view of the assembled evaporator,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Seitenplatte, gewellter Kühlrippenglieder und von Röhrenelementen bei einer zweiten Ausführung, wobei alle Elemente und Glieder im getrennten Zustand dargestellt sind,Fig. 5 is a perspective view of a side plate, corrugated fin members and tubular elements in a second embodiment, with all elements and members shown in the separated state,

Fig. 6 eine zur Fig. 5 gehörende Frontansicht,Fig. 6 is a front view corresponding to Fig. 5,

Fig. 7 eine zur Fig. 5 gehörende Draufsicht,Fig. 7 is a plan view corresponding to Fig. 5,

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Röhrenelements,Fig. 8 is a side view of a tube element,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer Kernplatte,Fig. 9 a side view of a core plate,

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 6,Fig. 10 is a cross-section along the line 10-10 in Fig. 6,

Fig. 11 eine vergrößerte Frontteilansicht des Verdampfers undFig. 11 an enlarged front view of the evaporator and

Fig. 12 eine Seitenansicht einer Kernplatte eines bekannten Verdampfers, gesehen von der Seite der Kühlmittelwege.Fig. 12 is a side view of a core plate of a known evaporator, seen from the side of the refrigerant paths.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, die sich auf aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigten und bei Autokühlsystemen verwendeten Stapelverdampfern beziehen, werden nun im einzelnen beschrieben.Embodiments of the invention relating to stack evaporators made of aluminum or aluminum alloys and used in automotive cooling systems will now be described in detail.

Die Figuren 1 bis 4 stellen einen Stapelverdampfer einer ersten Ausführung gemäß der Erfindung dar.Figures 1 to 4 show a stack evaporator of a first embodiment according to the invention.

Dieser Verdampfer weist viele plattenförmige Röhrenelemente 1 auf, die aufrecht angeordnet und Seite an Seite in horizontaler Richtung gestapelt sind. Der Verdampfer enthät auch gewellte Kühlrippenglieder 2, von denen die meisten jeweils zwischen zwei benachbarten Röhrenelementen 1 und die übrigen außerhalb des äußersten Röhrenelements angeordnet sind. Jedes gewellte Kühlrippenglied 2 ist an den Röhrenelementen befestigt.This evaporator has many plate-shaped tube elements 1 arranged upright and stacked side by side in the horizontal direction. The evaporator also includes corrugated fin members 2, most of which are arranged between two adjacent tube elements 1 and the rest are arranged outside the outermost tube element. Each corrugated fin member 2 is fixed to the tube elements.

Jedes Röhrenelement 1 ist, wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt ist, mit einem oberen Wasserkastenteil 1a und einem unteren Wasserkastenteil 1b (die entweder als Eingangswasserkasten oder als Ausgangswasserkasten arbeiten, wie in der nachfolgenden Beschreibung noch näher erläutert wird) versehen, die beide massig und an entgegengesetzten und längsgerichteten Enden des Elements angeordnet sind. Kühlmittelwege 1c, die in Längsrichtung des Elements 1 verlaufen, sind in der Mitte dazwischen gebildet und sind in Fluidverbindung mit den Wasserkastenteilen 1a und 1b, wobei die Kühlmittelwege 1c im ganzen einen flachen Kühlmittelweg bilden.Each tube element 1 is, as shown in Figures 1 to 4, provided with an upper water box part 1a and a lower water box part 1b (which function either as an input water box or as an output water box, as shown in the following description), both of which are solid and arranged at opposite and longitudinal ends of the element. Coolant paths 1c running in the longitudinal direction of the element 1 are formed midway therebetween and are in fluid communication with the water box parts 1a and 1b, the coolant paths 1c forming a flat coolant path as a whole.

Die benachbarten Röhrenelemente 1 sind wasserdicht miteinander an ihren Wasserkastenteilen 1a und 1b verbunden, die aufgrund von Kühlmittelfließöffnungen 1d im engen Kontakt und in Fluidverbindung miteinander stehen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der obere Wasserkastenteil 1a des rechten (in den Zeichnungen) äußersten Röhrenelements 1 mit einem Kühlmitteleingangsrohr 3 verbunden, während andrerseits der obere Wasserkastenteil 1a des linken (in den Zeichnungen) äußersten Röhrenelements 1 an ein Kühlmittelausgangsrohr 4 angeschlossen ist. Schmale (nicht gezeigte) Verschlußplatten sind zwischen den oberen Wasserkastenteilen 1a des zweiten und dritten Röhrenelements in der Nähe des Kühlmittel eingangs und zwischen den oberen Wasserkastenteilen 1a des achten und neunten Röhrenelements in der Nähe des Kühlmittelausgangs befestigt, wobei diese Verschlußplatten die Kühlmittelfließöffnungen 1d verschließen. In ähnlicher Weise sind schmale (nicht gezeigte) Verschlußplatten zwischen den unteren Wasserkastenteilen 1b des fünften und sechsten Röhrenelements und zwischen denen des elften und zwölften Röhrenelements angeordnet, wobei diese Verschlußplatten die Kühlmittelfließöffnungen 1d verschließen. Diese Verschlußplatten bewirken, daß das über das Eingangsrohr 3 in den Verdampfer fließende Kühlmittel im Zickzack weiterfließt, wobei es seine Fließrichtung an jeder Grenze zwischen benachbarten Gruppen der Röhrenelemente ändert. Der Wärmetausch erfolgt zwischen dem in dieser Weise fließenden Kühlmittel und den Luftströmen, die durch Luftwege strömen, welche zwischen den benachbarten Röhrenelementen und durch die Kühlrippenglieder 2 gebildet werden; das Kühlmittel verläßt dann den Verdampfer durch das Ausgangsrohr 4. Eine Seitenplatte 5 (Fig. 4) ist außen am äußersten gewellten Kühlrippenglied 2 angeordnet.The adjacent tube elements 1 are watertightly connected to each other at their header parts 1a and 1b, which are in close contact and fluid communication with each other due to coolant flow holes 1d. As shown in Fig. 4, the upper header part 1a of the right (in the drawings) outermost tube element 1 is connected to a coolant inlet pipe 3, while on the other hand the upper header part 1a of the left (in the drawings) outermost tube element 1 is connected to a coolant outlet pipe 4. Narrow closure plates (not shown) are attached between the upper header parts 1a of the second and third tube elements near the coolant inlet and between the upper header parts 1a of the eighth and ninth tube elements near the coolant outlet, these closure plates closing the coolant flow holes 1d. Similarly, narrow closure plates (not shown) are arranged between the lower header portions 1b of the fifth and sixth tube elements and between those of the eleventh and twelfth tube elements, these closure plates closing the refrigerant flow openings 1d. These closure plates cause the refrigerant flowing into the evaporator via the inlet pipe 3 to continue to flow in a zigzag pattern, changing its flow direction at each boundary between adjacent groups of the tube elements. Heat exchange takes place between the refrigerant flowing in this manner and the air streams flowing through air paths formed between the adjacent tube elements and through the cooling fin members 2; the refrigerant then leaves the evaporator through the Outlet tube 4. A side plate 5 (Fig. 4) is arranged on the outside of the outermost corrugated cooling fin member 2.

Die Röhrenelemente 1 werden jeweils dadurch gebildet, daß zwei napfförmige Kernplatten 6 Innenseite an Innenseite an ihren Rändern 6a verlötet werden, so daß sie eine Einheit bilden. Die Kernplatten 6 werden durch Pressen eines geeigneten Materials, vorzugsweise durch Pressen eines Hartlötblechs, hergestellt. Das Hartlötblech weist ein Aluminiumlegierungskernblech auf, dessen Vorderfläche und Rückfläche mit einem Lötmetall überzogen sind, welches in Plattierungstechnik aufgebracht wird. Endteile jeder Kernplatte 6 ragen nach außen und bilden so Aufweitteile 9. Eine Kühlmittelfließöffnung 1d wird durch einen rillenförmigen Durchbruch in jedem Aufweitteil in dessen Längsrichtung gebildet. Ein Flansch 9a ragt von einem halbkreisförmigen Rand der ellipsenförmigen Öffnung 1d hervor.The tube elements 1 are each formed by soldering two cup-shaped core plates 6 inside to inside at their edges 6a so that they form a unit. The core plates 6 are manufactured by pressing a suitable material, preferably by pressing a brazing sheet. The brazing sheet comprises an aluminum alloy core sheet, the front surface and rear surface of which are coated with a brazing metal which is applied by a plating technique. End parts of each core plate 6 project outwards to form expansion parts 9. A coolant flow opening 1d is formed by a groove-shaped opening in each expansion part in the longitudinal direction thereof. A flange 9a projects from a semicircular edge of the elliptical opening 1d.

Auf Innenflächen der Kernplatten 6 sind Rippen 7 gebildet, die zur Verbesserung der Wärmeübertragungswirksamkelt (des Wärmeübertragungswirkungsgrades) bei dem vorbeschriebenen Verdampfer beitragen. Die Rippen 7 verlaufen parallel zur Kühlmittelfließrichtung, d. h. in Längsrichtung der Kernplatte, und erstrecken sich fast über die ganze Länge der Kernplatte. Die Rippen 7 sind in regelmäßigen Querabständen angeordnet, obwohl sie im ganzen zu einem Seitenrand der Kernplatte 6 hin leicht gekrümmt sind.On inner surfaces of the core plates 6, fins 7 are formed, which contribute to improving the heat transfer efficiency in the above-described evaporator. The fins 7 run parallel to the refrigerant flow direction, i.e. in the longitudinal direction of the core plate, and extend almost over the entire length of the core plate. The fins 7 are arranged at regular transverse intervals, although they are slightly curved as a whole toward a side edge of the core plate 6.

Zwei jeweils mit Rippen 7 versehene Kernplatten 6 werden in engen Kontakt gebracht und an ihren Rändern 6a miteinander verlötet. Wie aus den Figuren 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Rippe 7 einer Kernplatte 6 voll durchgezeichnet, während die einer anderen Kernplatte gestrichelt gezeichnet ist, wobei die Rippen der beiden Kernplatten miteinander abwechseln. Endflächen der Rippen 7 der einen Kernplatte 6 liegen dicht aneinander und sind mit einem zwischen zwei benachbarten Rippen 7 der anderen Kernplatte vorhandenen, flachen Körper 8 verlötet, wobei viele Kühlmittelwege 1c in gerader Richtung vom Abgabewasserkasten 1a zum Rückführwasserkasten 1b des Röhrenelements 1 geschaffen werden.Two core plates 6, each provided with ribs 7, are brought into close contact and soldered together at their edges 6a. As can be seen from Figures 1 and 2, the rib 7 of one core plate 6 is shown in full, while that of another core plate is shown in dashed lines, with the ribs of the two core plates alternating with one another. End surfaces of the ribs 7 of one core plate 6 lie close to one another and are connected to a flat body 8 located between two adjacent ribs 7 of the other core plate. soldered, whereby many coolant paths 1c are created in a straight direction from the discharge water box 1a to the return water box 1b of the tube element 1.

Diese geraden Kühlmittelwege vergrößern die Glätte des Kühlmittelflusses, weil ein ungleichmäßiger Fluß oder eine heftige Bewegung des Kühlmittels im Röhrenelement 1 verhindert wird. Ferner fließt das Kühlmittel so gleichmäßig durch alle Wege, daß die Wärmeübertragung wirksam erfolgt und dabei die Wärmeübertragungskapazität des Verdampfers verbessert wird.These straight refrigerant paths increase the smoothness of the refrigerant flow because uneven flow or violent movement of the refrigerant in the tube element 1 is prevented. Furthermore, the refrigerant flows so evenly through all the paths that heat transfer is carried out effectively, thereby improving the heat transfer capacity of the evaporator.

Zudem ist keine äußerst hohe Genauigkeit bei der Herstellung dieses Verdampfers erforderlich, weil die Endflächen der Rippen 7 der einen Kernplatte nicht genau in einer Linie miteinander zu liegen brauchen, sondern bloß an die verhältnismäßig breiten, flachen Körper 8 der anderen Kernplatte herangebracht und mit diesem verlötet zu werden brauchen, und zwar derart, daß, wie zuvor beschrieben, die Rippen zweier Kernplatten in senkrecht zur Kühlmittelfließrichtung stehender Richtung miteinander abwechseln. Dieser Aufbau ist auch deshalb vorteilhaft, weil die zwei Kernplatten 6 einfach und sicher verlötet werden können, wobei die mechanische Bindekraft und der Druckwiderstand der Röhrenelemente 1 des Verdampfers vergrößert werden. Ferner werden bei einem derartigen Aufbau die Wärmeübertragungsfläche und die Wärmeübertragungswirksamkeit vergrößert.In addition, extremely high precision is not required in the manufacture of this evaporator because the end surfaces of the fins 7 of one core plate do not have to be exactly in line with one another, but only have to be brought up to the relatively wide, flat bodies 8 of the other core plate and soldered to it, in such a way that, as previously described, the fins of two core plates alternate with one another in a direction perpendicular to the coolant flow direction. This structure is also advantageous because the two core plates 6 can be soldered easily and safely, increasing the mechanical bonding force and the pressure resistance of the tube elements 1 of the evaporator. Furthermore, with such a structure, the heat transfer area and the heat transfer efficiency are increased.

Ein weiteres wichtiges Merkmal dieser Ausführung besteht in der Form der Rippen 7, die an ihren Enden breiter sind, so daß die Kühlmittelwege 1c an ihren in der Nähe des Eingangs und des Ausgangs gelegenen Teilen verengt werden. Dadurch wird ermöglicht, daß das Kühlmittel zwischen den Wegen gleichmäßiger fließt, wobei jede unbedachte Abnahme der wirksamen Fläche der Wärmeübertragung vermieden wird.Another important feature of this design is the shape of the fins 7, which are wider at their ends, so that the coolant paths 1c are narrowed at their parts near the inlet and outlet. This allows the coolant to flow more evenly between the paths, avoiding any inadvertent reduction in the effective area of heat transfer.

Um den Querschnitt des Kühlmittelweges so groß wie möglich zu machen, ist es vorteilhaft, die Breite W1 der Rippen 7 so zu bemessen, daß sie in den Bereich von zwei- bis viermal der Plattendicke "t" fällt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.In order to make the cross-section of the coolant path as large as possible, it is advantageous to set the width W1 of the ribs 7 so so that it falls within the range of two to four times the plate thickness "t", as shown in Fig. 2.

Für eine höhere Wärmetauschwirksamkeit wird der Äquivalenzdurchmesser der Kühlmittelwege 1c so klein wie inöglich gewählt. Jeder Kühlmittelweg 1c hat bei dieser Ausführung eine Breite von 2,1mm und eine Höhe von 1,9mm und damit einen Äquivalenzdurchmesser von etwa 1,99mm, wie aus folgender Rechnung hervorgeht:For greater heat exchange efficiency, the equivalent diameter of the coolant paths 1c is chosen to be as small as possible. In this design, each coolant path 1c has a width of 2.1 mm and a height of 1.9 mm and thus an equivalent diameter of approximately 1.99 mm, as can be seen from the following calculation:

1,99 = 4 x (2,1 x 1,9) / [2 x (2,1 + 1,9)].1.99 = 4 x (2.1 x 1.9) / [2 x (2.1 + 1.9)].

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Figuren 5 bis 11 beschrieben.A second embodiment of the invention will now be described with reference to Figures 5 to 11.

Obwohl die grundsätzlichen Merkmale des Verdampfers beim zweiten Ausführungsbeispiel die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind, gibt es einige kleinere Unterschiede beispielsweise bei den Wasserkastenteilen der Röhrenelemente, beim Aufbau der Seitenplatten oder anderer Glieder.Although the basic features of the evaporator in the second embodiment are the same as in the first embodiment, there are some minor differences, for example, in the water box parts of the tube elements, the structure of the side plates or other members.

Der Verdampfer des zweiten Ausführungsbeispiels ist ebenso mit Röhrenelementen 101 versehen, die an ihren Längsenden mit einem oberen Wasserkastenteil 101a und einem unteren Wasserkastenteil 101b von massiger Form ausgestattet sind. Die plattenähnlichen Röhrenelemente 101 stehen aufrecht und sind Seite an Seite mit gewellten Kühlrippengliedern 102 gestapelt, von denen jeweils eines zwischen zwei Röhrenelementen liegt. Ein gewelltes Kühlrippenglied 102 ist außen am äußersten Röhrenelement 101 angeordnet und mit einer Seitenplatte 105 bedeckt.The evaporator of the second embodiment is also provided with tube elements 101 which are provided at their longitudinal ends with an upper water box part 101a and a lower water box part 101b of a bulky shape. The plate-like tube elements 101 stand upright and are stacked side by side with corrugated fin members 102, one of which is located between each two tube elements. A corrugated fin member 102 is arranged outside the outermost tube element 101 and covered with a side plate 105.

Die durch Kühlmittelfließöffnungen 101d gebildeten Fluiddurchgänge werden zwischen den oberen Wasserkastenteilen 101a des fünften und sechsten Röhrenelements in der Nähe des Kühlmitteleingangs und zwischen denen des vierzehnten und fünfzehnten Röhrenelements in der Nähe des Kühlmittelausgangs geschlossen. In ähnlicher Weise werden die Durchgänge durch die Kühlmittelöffnungen 101d zwischen den unteren Wasserkastenteilen lolb des zehnten und elften Röhrenelements geschlossen. Ein solch örtlicher Durchgangsverschluß bewirkt, daß das Kühlmittel über ein Eingangsrohr 103 und einen Eingangswasserkasten 103a in den Verdampfer fließt und dann zickzackförmig weiterfließt, wobei sich seine Fließrichtung an jeder Grenze zwischen benachbarten Gruppen der Röhrenelemente ändert, bevor es über einen Ausgangswasserkasten 104a und ein Ausgangsrohr 104 aus dem Verdampfer herausfließt.The fluid passages formed by coolant flow holes 101d are closed between the upper water box parts 101a of the fifth and sixth tube elements near the coolant inlet and between those of the fourteenth and fifteenth tube elements near the coolant outlet. Similarly, the passages are closed by the refrigerant openings 101d between the lower header parts 101b of the tenth and eleventh tube elements are closed. Such local passage closure causes the refrigerant to flow into the evaporator via an inlet pipe 103 and an inlet header 103a and then to flow in a zigzag fashion, changing its flow direction at each boundary between adjacent groups of the tube elements, before flowing out of the evaporator via an outlet header 104a and an outlet pipe 104.

Ein Röhrenelement 101 ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel so aufgebaut, daß zwei napfartige Kernplatten 106 sich gegenüberliegen und miteinander verlötet sind. Aus den Innenflächen der Kernplatten 106 herausragende und in regelmaßigen Abständen in Längsrichtung der Kernplatten angeordnete Rippen 107 bilden Kühlmittelwege 101c, die in jedem Röhrenelement 101 von einem oberen Wasserkastenteil 101a zu einem unteren Wasserkastenteil 101b gerade verlaufen.A tube element 101 is constructed as in the first embodiment in such a way that two cup-like core plates 106 lie opposite one another and are soldered together. Ribs 107 protruding from the inner surfaces of the core plates 106 and arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the core plates form coolant paths 101c which run straight in each tube element 101 from an upper water box part 101a to a lower water box part 101b.

Obere und untere Aufweitteile 109 der Kernplatten 106 haben eine elliptische Form, wie in den Figuren 5, 8 und 9 gezeigt ist. Diese Aufweitteile sind mit jeweils drei in Reihe liegenden Kühlmittelfließöffnungen 101d versehen. Über und zwischen den Kühlmittelfließöffnungen 101d der oberen Aufweitteile 109 sowie auch unter und zwischen den Kühlmittelfließöffnungen 101d der unteren Aufweitteile 109 sind Ausnehmungen 109a vorhanden. Vorsprünge 109b (der Kernplatte 109) sind den Ausnehmungen 109a angepaßt und arbeiten mit diesen so zusammen, daß zusätzliche Lötflächen geschaffen werden, die den Druckwiderstand der oberen und unteren Wasserkastenteile 101a und 101b erhöhen, so daß dem Kühlmitteldruck gut widerstanden wird.Upper and lower expansion parts 109 of the core plates 106 have an elliptical shape as shown in Figures 5, 8 and 9. These expansion parts are each provided with three coolant flow openings 101d in series. Above and between the coolant flow openings 101d of the upper expansion parts 109 and also below and between the coolant flow openings 101d of the lower expansion parts 109 are recesses 109a. Projections 109b (of the core plate 109) are adapted to the recesses 109a and cooperate with them in such a way that additional soldering surfaces are created which increase the pressure resistance of the upper and lower water box parts 101a and 101b so that the coolant pressure is well resisted.

Auf den Flächen der Kernplatten angeordnete Dorne 106b werden dazu benutzt, die gewellten Kühlrippenglieder zu positionieren. Die Dorne 106b liegen nebeneinander, aber mehr nach innen als die Aufweitteile 109, und zwischen den Rippen 107 sowie auch außerhalb der äußersten Rippe 107 in solcher Formation, daß sie Reihen bilden. Die obere bzw. untere Reihe der Dorne 106b halten, wie in Fig. 11 gezeigt ist, das obere bzw. untere Ende der gewellten Kühlrippenglieder 102, wenn die Röhrenelemente 101 und die Kühlrippenglieder 102 abwechselnd vormomtiert werden, bevor sie gelötet werden. Es werden Lücken mit vorbestimmten Abständen zwischen den oberen Endflächen der Kühlrippenglieder und den oberen Wasserkastenteilen 101a sowie zwischen den unteren Endflächen der Kühlrippenglieder und den unteren Wasserkastenteilen 101b vorgesehen. Diese Lücken dienen als Entwässerungskanäle 125, wenn alle zu einem Verdampfer gehörenden Teile in einem einzigen Arbeitsvorgang, beispielsweise Lötvorgang, miteinander verbunden werden.Mandrels 106b arranged on the surfaces of the core plates are used to position the corrugated cooling fin members. The mandrels 106b are located next to each other, but more inward than the expansion parts 109, and between the fins 107 and also outside the outermost fin 107 in such a formation that they form rows. The upper and lower rows of the mandrels 106b, as shown in Fig. 11, hold the upper and lower ends of the corrugated fin members 102, respectively, when the tube members 101 and the fin members 102 are alternately pre-assembled before they are brazed. Gaps are provided at predetermined intervals between the upper end surfaces of the fin members and the upper header parts 101a and between the lower end surfaces of the fin members and the lower header parts 101b. These gaps serve as drainage channels 125 when all the parts belonging to an evaporator are joined together in a single operation, for example, brazing.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist die Innenweite der Aufweitteile 109 vorzugsweise im wesentlichen gleich der Breite eines flachen Röhrenteils 108. Seitenwände 121, die die Teile 108 und 109 umfassen, erstrecken sich von der Innenseite des flachen Röhrenteils 108 zu den oberen und unteren Wasserkastenteilen 101a und 101b stetig in gerader Richtung, wobei alle Kühlmittelwege 101c (Fig. 10) einschließlich des äußersten Kühlmittelweges gerade Fluidverbindungen mit den Wasserkastenteilen 101a und 101b bilden.As shown in Fig. 9, the inner width of the expansion parts 109 is preferably substantially equal to the width of a flat tube part 108. Side walls 121 comprising the parts 108 and 109 extend continuously in a straight direction from the inside of the flat tube part 108 to the upper and lower water box parts 101a and 101b, with all coolant paths 101c (Fig. 10) including the outermost coolant path forming straight fluid connections with the water box parts 101a and 101b.

Wie aus den Figuren 5 und 6 zu ersehen ist, besitzen die Seitenplatten 105 viele Innenkanäle 128, die beispielsweise durch Pressen eines Metallblechs hergestellt werden, die vertikal verlaufen und die parallel zueinander liegen. Die Innenkanäle 128 schaffen vertikale Entwässerungsführungen 129 zwischen den Seitenplatten 105 und den gewellten Kühlrippengliedern 102.As can be seen from Figures 5 and 6, the side plates 105 have many internal channels 128, for example, made by pressing a metal sheet, which extend vertically and are parallel to each other. The internal channels 128 provide vertical drainage guides 129 between the side plates 105 and the corrugated cooling fin members 102.

Beim Betrieb des vorbeschriebenen Verdampfers findet die Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittelstrom und dem Luftstrom statt, wobei das Kühlmittel über das Eingangsrohr 103 in den Verdampfer eintritt, durch den Verdampfer fließt und diesen über das Ausgangsrohr 104 verläßt, während die Luft durch Luftwege strömt, die durch die zwischen zwei Röhrenelementen 101 oder zwischen einem Röhrenelement 101 und der Seitenplatte 105 angeordneten, gewellten Kühlrippenglieder 102 gebildet werden. Als Ergebnis dieser Wärmeübertragung wird die Wärme des Luftstroms durch den Verdampfer absorbiert, so daß eine beträchtliche Menge kondensierten Wassers in den Luftwegen zwischen zwei Röhrenelementen 101 oder zwischen dem äußersten Röhrenelement 101 und der Seitenplatte 105 erzeugt wird oder so daß dieses kondensierte Wasser in die Luftwege gelangt.During operation of the evaporator described above, heat transfer takes place between the coolant flow and the air flow, with the coolant entering the evaporator via the inlet pipe 103, flowing through the evaporator and exits it via the outlet pipe 104, while the air flows through air paths formed by the corrugated fin members 102 arranged between two tube elements 101 or between a tube element 101 and the side plate 105. As a result of this heat transfer, the heat of the air flow is absorbed by the evaporator so that a considerable amount of condensed water is generated in the air paths between two tube elements 101 or between the outermost tube element 101 and the side plate 105 or so that this condensed water enters the air paths.

Die Menge kondensierten Wassers in den Luftwegen zwischen zwei Röhrenelementen 101 fließt über die Entwässerungsführungen 126 (Fig. 10) herab, die zwischen der Außenfläche der Röhrenelemente und den gewellten Kühlrippengliedern 102 aufgrund der durch die Rippen 107 geformten Ausnehmungen gebildet werden. Dann wird das kondensierte Wasser in die durch die unteren Endflächen der Kühlrippenglieder und die unteren Wasserkastenteile 101b gebildeten Kanäle 125 abgeleitet.The amount of condensed water in the air paths between two tube members 101 flows down through the drainage guides 126 (Fig. 10) formed between the outer surface of the tube members and the corrugated fin members 102 due to the recesses formed by the fins 107. Then, the condensed water is drained into the channels 125 formed by the lower end surfaces of the fin members and the lower water box parts 101b.

Andrerseits fließt eine weitere Menge kondensierten Wassers in den Luftwegen zwischen dem äußersten Röhrenelement und der Seitenplatte 105 ebenfalls über Entwässerungsführungen herab, die durch die zwischen dem äußersten Röhrenelement 101 und dem gewellten Kühlrippenglied 102 angeordneten Rippen 107 gebildet werden. Daher ist die Entwässerung für die Luftwege im erwähnten Bereich verbessert, wobei der Wassertropfenflug verhindert wird, der bei der Luftströmumg durch bekannte Verdampfer unvermeidlich stattfindet.On the other hand, another amount of condensed water in the air paths between the outermost tube member and the side plate 105 also flows down through drainage guides formed by the fins 107 arranged between the outermost tube member 101 and the corrugated fin member 102. Therefore, the drainage for the air paths in the mentioned area is improved, preventing the flying of water drops, which inevitably takes place in the air flow through known evaporators.

Die Tiefe "D2" der Innenkanäle 128 ist so bemessen, daß das kondensierte Wasser glatt fließen kann, und kann 0,5mm oder mehr betragen.The depth "D2" of the inner channels 128 is such that the condensed water can flow smoothly and can be 0.5 mm or more.

Die Innenkanäle 128 sind durch Wellen der Seitenplatten 105 gebildet, wobei deren Festigkeit erhöht wird. Deshalb kann die Last auf die ganze Breite eines behelfsmäßigen montierten Verdampfers verteilt werden, der aus den Seitenplatten 105 und Paaren von abwechselnden Röhrenelementen 101 und Kühlrippengliedern 102 besteht, wobei diese Paare zwischen den Seitenplatten 105 sich im "Bandagen"-Zustand vor dem Lötvorgang befinden.The inner channels 128 are formed by corrugations of the side plates 105, thereby increasing their strength. Therefore, the load can be distributed across the entire width of a makeshift assembled evaporator consisting of the side plates 105 and pairs of alternating tube elements 101 and fin members 102, these pairs between the side plates 105 being in the "bandage" condition prior to the brazing operation.

Durch die erhöhte Festigkeit können die Seitenplatten dünner gemacht werden; sie können eine Dicke von etwa 0,5mm haben, während die Dicke bei bekannten Verdampfern etwa 1,6mm beträgt.The increased strength allows the side plates to be made thinner; they can have a thickness of about 0.5mm, while the thickness of known vaporizers is about 1.6mm.

Wie in den Figuren 5, 6 und 11 gezeigt ist, werden die untersten Teile der Seitenplatten 105 zu Wasserkastenträgerzungen 130 gepreßt, die auf die Endflächen der unteren Wasserkastenteile 101b auftreffen. Die Innenkanäle 128 laufen stetig von den Hauptteilen der Seitenplatten über die Zungen 130. Dieser Aufbau der Endplatten sichert nicht nur die Entwässerung des kondensierten Wassers, sondern erhöht auch die mechanische Festigkeit an den Außenflächen der unteren Wasserkastenteile 101b des äußersten Röhrenelements 101, wobei an diese Wasserkastenteile weder der Wasserkasten 103a noch der Wasserkasten 103b befestigt ist, nachdem alle Verdampferteile fest miteinander zu einer Einheit verbunden sind.As shown in Figures 5, 6 and 11, the lowermost parts of the side plates 105 are pressed into water box support tongues 130 which meet the end surfaces of the lower water box parts 101b. The inner channels 128 run continuously from the main parts of the side plates over the tongues 130. This structure of the end plates not only ensures the drainage of the condensed water, but also increases the mechanical strength on the outer surfaces of the lower water box parts 101b of the outermost tube element 101, to which water box parts neither the water box 103a nor the water box 103b is attached after all the evaporator parts are firmly connected to one another into a unit.

Claims (12)

1. Stapelverdampfer mit vielen plattenförmigen Röhrenelementen (1) bestimmter Dicke , die Seite an Seite in Richtung der Dicke mit einem Kühlrippenglied (2) gestapelt sind, das zwischen zwei solchen Röhrenelementen angeordnet ist und sich jeweils aus einem Paar napfförmiger Kernplatten (6) zusammensetzt, die mit vielen, aus einem flachen Körper (8) herausragenden Rippen (7) versehen und an ihren Rändern aneinander derart befestigt sind, daß Kühlmittelwege gebildet werden, wobei sich die Kernplatten mit ihren innen angeordneten Rippen gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Röhrenelement (101) an dem einen Ende einen Eingangswasserkastenteil (1a) und an dem anderen Ende einen Ausgangswasserkastenteil (1b) aufweist, daß die Rippen (7) jeder Kernplatte (6) parallel zur Kühlmittelströmungsrichtung verlaufen und in regelmäßigen Abstandsintervallen derart angeordnet sind, daß sie eine Reihe in senkrecht zur Strömungsrichtung stehender Richtung bilden, daß jede von einer der gepaarten Kernplatten (6) herausragende Rippe (7) in der Mitte zwischen zwei aus der anderen Kernplatte (6) des Paars herausragenden Rippen (7) derart angeordnet ist, daß Endflächen der Rippen (7) der einen Kernplatte (6) abwechselnd mit dem flachen Körper (8) der anderen Kernplatte (6) des Paars verbunden sind, wobei die Kühlmittelwege parallel zueinander und vom Eingangswasserkastenteil (1a) gerade zum Ausgangswasserkastenteil (1b ) verlaufen, und daß ferner die Rippen (7) an den Seitenflächen der Röhrenelemente Außenflächen besitzen, die jeweils viele, oben offene, rinnenartige, von einem Ende der Röhrenelemente zum anderen Ende führende Entwässerungskanäle (126) bilden, wobei das auf der Seitenfläche jedes Röhrenelements kondensierte Wasser durch die am anderen Ende zu entleerenden Entwässerungskanäle fließt, so daß das Auftreten eines Wassertropfenflugvorgangs wirksam verhindert wird.1. Stacked evaporator with many plate-shaped tube elements (1) of a certain thickness stacked side by side in the direction of thickness with a cooling fin member (2) arranged between two such tube elements and each consisting of a pair of cup-shaped core plates (6) provided with many fins (7) protruding from a flat body (8) and fixed to one another at their edges in such a way that coolant paths are formed, the core plates facing one another with their fins arranged inside, characterized in that each tube element (101) has an inlet water box part (1a) at one end and an outlet water box part (1b) at the other end, that the fins (7) of each core plate (6) run parallel to the coolant flow direction and are arranged at regular intervals in such a way that they form a row perpendicular to the flow direction standing direction, that each rib (7) protruding from one of the paired core plates (6) is arranged in the middle between two ribs (7) protruding from the other core plate (6) of the pair in such a way that end surfaces of the ribs (7) of one core plate (6) are alternately connected to the flat body (8) of the other core plate (6) of the pair, the coolant paths running parallel to each other and from the inlet water box part (1a) straight to the outlet water box part (1b), and that furthermore the ribs (7) on the side surfaces of the tube elements have outer surfaces which each form many, open-topped, groove-like drainage channels (126) leading from one end of the tube elements to the other end, the water condensed on the side surface of each tube element flowing through the drainage channels to be drained at the other end, so that the occurrence of a water droplet flight process is effectively prevented. 2. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenelemente (1) vertikal angeordnet und Seite an Seite in horizontaler Richtung gestapelt sind.2. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that the tube elements (1) are arranged vertically and are stacked side by side in the horizontal direction. 3. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernplatten (6) durch Pressen eines Metallblechs gefertigt sind, das ein Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung aufweist und dessen Vorderfläche und Rückfläche mit einem Lötmittel nach dem Plattierungsverfahren überzogen sind.3. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that the core plates (6) are manufactured by pressing a metal sheet which has a core material made of an aluminum alloy and whose front surface and rear surface are coated with a solder by the plating process. 4. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernplatten (6) an ihren Enden mit elliptischen Aufweitteilen (9) ausgestattet sind, die Rückenteile mit einer Reihe von Kühlmittelfließöffnungen aufweisen.4. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that the core plates (6) are equipped at their ends with elliptical expansion parts (9) which have back parts with a series of coolant flow openings. 5. Stapelverdampfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitteile (9) der einen Kernplatte (6) an ihren Außenflächen Ausnehmungen aufweisen, die zwischen den Kühlmittelfließöffnungen liegen und die an entsprechende Vorsprünge der anderen Kernplatte angepaßt und mit diesen verbunden sind.5. Stack evaporator according to claim 4, characterized in that the expansion parts (9) of one core plate (6) have recesses on their outer surfaces which lie between the coolant flow openings and which are adapted to and connected to corresponding projections of the other core plate. 6. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernplatten (6) Dorne aufweisen, die die Positionen der oberen und unteren Endfläche der gewellten Kühlrippenglieder festlegen.6. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that the core plates (6) have mandrels which determine the positions of the upper and lower end surfaces of the corrugated cooling fin members. 7. Stapelverdampfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernplatten (6) so ausgebildet sind, daß die Aufweitteile dieselbe Innenbreite wie die flachen Röhrenteile haben, wobei alle Kühlmittelwege einschließlich des äußersten Kühlmittelweges in gerader Fluidverbindung mit der Innenseite der Wasserkastenteile (1a, 1b) stehen.7. Stack evaporator according to claim 4, characterized in that the core plates (6) are designed such that the expansion parts have the same inner width as the flat tube parts, whereby all coolant paths including the outermost coolant path are in straight fluid connection with the inside of the water box parts (1a, 1b). 8. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (7) an ihren Enden weiter als an ihren Mittelteilen sind, wobei die Kühlmittelwege in der Nähe der Eingangswasserkastenteile (1a) und der Ausgangswasserkastenteile (1b) verengt sind.8. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that the fins (7) are wider at their ends than at their middle parts, the coolant paths being narrowed in the vicinity of the inlet water box parts (1a) and the outlet water box parts (1b). 9. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (7) eine Breite aufweisen, die in den Bereich von zweimal der Dicke der Kernplatten fällt.9. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that the ribs (7) have a width which falls within the range of twice the thickness of the core plates. 10. Stapelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kühlrippenglieder (102) außerhalb jedes äußersten Röhrenelements (101) angeordnet ist und daß eine vertikale Innenkanäle aufweisende Seitenplatte (105) an der Außenseite eines Kühlrippenglieds (102) angeordnet ist, wobei Entwässerungsführungen (129) längs den Innenkanälen (128) zwischen der Seitenplatte (105) und einem Kühlrippenglied (102) vorgesehen sind.10. Stack evaporator according to claim 1, characterized in that one of the cooling fin members (102) is arranged outside each outermost tube element (101) and that a side plate (105) having vertical internal channels is arranged on the outside of a cooling fin member (102), wherein drainage guides (129) are provided along the internal channels (128) between the side plate (105) and a cooling fin member (102). 11. Stapelverdampfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkanäle (128) parallel zueinander verlaufen.11. Stack evaporator according to claim 10, characterized in that the inner channels (128) run parallel to one another. 12. Stapelverdampfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkanäle (128) eine Tiefe von 0,5mm oder mehr haben.12. Stack evaporator according to claim 10 or 11, characterized in that the inner channels (128) have a depth of 0.5 mm or more.
DE1990607709 1989-08-30 1990-08-09 Stack evaporator. Expired - Fee Related DE69007709T2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1223685A JP2533197B2 (en) 1989-08-30 1989-08-30 Multilayer evaporator for air conditioner
JP10429190A JPH043861A (en) 1990-04-18 1990-04-18 Layered type evaporator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69007709D1 DE69007709D1 (en) 1994-05-05
DE69007709T2 true DE69007709T2 (en) 1994-07-14

Family

ID=26444796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1990607709 Expired - Fee Related DE69007709T2 (en) 1989-08-30 1990-08-09 Stack evaporator.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0415584B1 (en)
DE (1) DE69007709T2 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5800673A (en) * 1989-08-30 1998-09-01 Showa Aluminum Corporation Stack type evaporator
US5470431A (en) * 1990-08-20 1995-11-28 Showa Aluminum Corp. Stack type evaporator
US5514248A (en) * 1990-08-20 1996-05-07 Showa Aluminum Corporation Stack type evaporator
US5125453A (en) * 1991-12-23 1992-06-30 Ford Motor Company Heat exchanger structure
CA2075686C (en) * 1992-04-03 2003-02-11 Nobuyuki Okuda Stack type evaporator
KR0143540B1 (en) * 1992-08-27 1998-08-01 코오노 미찌아끼 Stacked heat exchanger and method of manufacturing the same
AU668403B2 (en) * 1992-08-31 1996-05-02 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Stacked heat exchanger
KR100353020B1 (en) * 1993-12-28 2003-01-10 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Multilayer Heat Exchanger
JPH08136086A (en) * 1994-11-01 1996-05-31 Nippondenso Co Ltd Refrigerant evaporator
JPH08200977A (en) * 1995-01-27 1996-08-09 Zexel Corp Flat tube for heat exchanger and manufacture thereof
FR2755217B1 (en) * 1996-10-28 1999-01-08 Valeo Climatisation IMPROVED STACKED PLATE EVAPORATOR FOR AIR CONDITIONING INSTALLATION, ESPECIALLY A MOTOR VEHICLE
DE69816260T2 (en) * 1998-02-05 2004-06-03 Denso Corp., Kariya Heat exchanger with several heat-conducting plates
CN106610151B (en) * 2015-10-22 2019-05-07 丹佛斯微通道换热器(嘉兴)有限公司 A kind of heat exchanger
JP2018066534A (en) * 2016-10-21 2018-04-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 Heat exchanger and refrigeration system
CN107014230A (en) * 2017-03-30 2017-08-04 贵州永红航空机械有限责任公司 A kind of internal deflector type multipaths plate fin type radiator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4371034A (en) * 1979-08-03 1983-02-01 Hisaka Works, Limited Plate type evaporator
JPS5623700A (en) * 1979-08-03 1981-03-06 Fuji Heavy Ind Ltd Heat exchanger
US4712612A (en) * 1984-10-12 1987-12-15 Showa Aluminum Kabushiki Kaisha Horizontal stack type evaporator
JP2646580B2 (en) * 1986-12-11 1997-08-27 株式会社デンソー Refrigerant evaporator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0415584A3 (en) 1991-12-18
EP0415584A2 (en) 1991-03-06
DE69007709D1 (en) 1994-05-05
EP0415584B1 (en) 1994-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3536325C2 (en)
DE102006048305B4 (en) Plate heat exchanger
DE3650658T2 (en) Heat exchanger
DE69219107T2 (en) Evaporator
EP0521298B1 (en) Heat exchange apparatus for dryer by refrigeration in compressed air plants
DE4340378C2 (en) Heat exchangers and methods of making the same
DE69007709T2 (en) Stack evaporator.
EP0845647B1 (en) Flat tube heat exchanger with twisted tube ends
DE10314782A1 (en) Heat exchangers for heat exchange between an inner and an outer fluid and method for producing the same
WO2004065876A1 (en) Heat exchanger, particularly exhaust gas cooler for motor vehicles
DE19719251A1 (en) Distribution / collection box of an at least double-flow evaporator of a motor vehicle air conditioning system
DE2330076B2 (en) Finned tube heat exchanger
DE60310992T2 (en) HIGH PRESSURE HEAT EXCHANGE
DE10220532A1 (en) Heat-exchange radiator has protruberances on sheets from hollow plate plane facing inwards
DE19543149C2 (en) Heat exchangers, especially refrigerant evaporators
DE2951352C2 (en) Flat tube heat exchanger
DE19515526C1 (en) Multi=pass flat=tube automotive heat=exchanger
DE2952736C2 (en)
EP0961095B1 (en) Cooler
DE3142028C2 (en)
EP1411310B1 (en) Heat exhanger with serpentine structure
DE3419734A1 (en) AIR COOLED SURFACE CAPACITOR
DE3826244C2 (en) oil cooler
DE2916116A1 (en) HEAT EXCHANGER
DE4327213C2 (en) Recuperative heat exchangers, in particular coolers for motor vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HONDA GIKEN KOGYO K.K., TOKIO/TOKYO, JP SHOWA DENK

8339 Ceased/non-payment of the annual fee