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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen,
die mehrere Kühlmittelströme zusammenführt und
den Strom dann aufteilt.
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STAND DER
TECHNIK
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Wie
es in 6 dargestellt ist, beinhalten herkömmliche
Wärmetauscher
solche, die mit einer Einrichtung 101 zum Aufteilen eines
Stroms versehen sind, in welche ein Kühlmittel beim Verdampfen hineinströmt, und
eine Einrichtung 102 zum Zusammenführen von Strömen, aus
welcher das Kühlmittel beim
Verdampfen herausströmt.
In einem solchen Wärmetauscher
wird beim Verdampfen ein Kühlmittel,
das aus der Einrichtung 101 zum Aufteilen des Stroms hereinfließt, auf
zwei Kanäle 103, 105 aufgeteilt,
und dann wird das Kühlmittel
in jedem Kanal 103, 105 verdampft. Dann werden
die beiden Kühlmittelströme 106, 107 aus
den Kanälen 103, 105 bei der
Einrichtung 102 zum Zusammenführen von Strömen zusammengeführt und
können
dann hin zu einem Kühlmittelrohr 108 ausströmen. Es
wird darauf hingewiesen, dass die Einrichtung 101 zum Aufteilen des
Stroms als eine Einrichtung zum Zusammenführen von Strömen zum
Zusammenführen
eines Kühlmittels
bei der Kondensation dient und dass die Einrichtung 102 zum
Zusammenführen
der Ströme
als Einrichtung zum Aufteilen eines Stroms zum Aufteilen des Kühlmittels
beim Kondensieren funktioniert.
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Die 7 zeigt
ein weiteres Beispiel von Wärmetauschern.
Dieser Wärmetauscher
ist mit einem verzweigten Dreiwegerohr 201 versehen, in
welches ein Kühlmittel
beim Verdampfen einströmt,
und mit einer Einrichtung 202 zum Zusammenführen von Strömen, aus
welcher das Kühlmittel
beim Verdampfen ausgegeben wird. In diesem Wärmetauscher wird das Kühlmittel,
das aus dem verzweigten Dreiwegerohr 201 beim Verdampfen einströmt, auf
zwei Kanäle 203, 205 aufgeteilt,
und das Kühlmittel
wird in jedem Kanal 203, 205 verdampft. Dann werden
die beiden Kühlmittelströme 206, 207 bei
der Einrichtung 202 zum Zusammenführen von Strömen zusammengeführt und
können
dann hin zu einem Kühlmittelrohr 208 ausströmen. Es
wird darauf hingewiesen, dass das verzweigte Dreiwegerohr 201 als
Einrichtung zum Zusammenführen
von Strömen
zum Zusammenführen
eines Kühlmittels
beim Kondensieren dient und dass die Einrichtung 202 zum
Zusammenführen
von Strömen
als Einrichtung zum Aufteilen eines Stroms zum Aufteilen des Kühlmittels
beim Kondensieren dient.
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In
den oben beschriebenen beiden Beispielen von herkömmlichen
Wärmetauschern
ist die Wärmetauscheffizienz
verbessert, indem mehrere Kühlmittelkanäle (mehrfache
Kanäle)
vorgesehen werden. Es besteht aber das Problem, dass, wenn ein Kühlmittel
abhängig
von der thermischen Belastung nicht korrekt auf mehrere Kanäle oder
Wege verteilt wird, ein Abwandern (drift) des Kühlmittels verursacht wird und
sich die Verdampfungsfähigkeit
verschlechtert, insbesondere in einem Zweiphasenstrom aus Gas und
Flüssigkeit.
Dieses Abwandern des Kühlmittels
wird verursacht, wenn das Kühlmittel abhängig von
der thermischen Belastung auf der Luftseite nicht auf jeden Weg
verteilt wird. In anderen Worten passt das Verteilungsverhältnis eines
flüssigen
Kühlmittels
beim Verdampfen oder eines gasförmigen
Kühlmittels
beim Kondensieren nicht mit der thermischen Belastung auf der Luftseite
zusammen.
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Selbst
wenn das Kühlmittel
abhängig
von der thermischen Belastung korrekt auf jeden Weg verteilt wird,
kann das Kühlmittel
außerdem
auch nicht korrekt verteilt werden, wenn die Durchflussgeschwindigkeit
des Kühlmittels
vor der Aufteilung eines Stroms sich verändert. Dies beruht darauf,
dass die Veränderung
in der Durchflussgeschwindigkeit den Verteilungszustand des Kühlmittels
beeinflusst.
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Es
kann daher daran gedacht werden, eine Öffnung vorzusehen, um den Strom
zu beschleunigen, so dass die Veränderung des Verteilungszustands
verhindert wird. In diesem Fall besteht aber das Problem, dass ein
Druckverlust zunimmt und Kollisionsgeräusche des Kühlmittels auftreten.
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Wärmetauscher
mit Mitteln zum Zusammenführen
und Aufteilen eines Stroms sind aus US-A-3,563,055 und US-A-4,982,572
bekannt.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Demzufolge
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum
Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
zu schaffen, die ein Kühlmittel
jederzeit korrekt auf mehrere Kühlmittelstromwege
verteilen kann, um seine Wärmetauschfähigkeit
zu maximieren, und einen Wärmetauscher,
der diese Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen verwendet.
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, wird eine Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
nach Patentanspruch 1 geschaffen.
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Diese
Einrichtung dient zum Zusammenführen
der Kühlmittelströme, die
sich in mehreren Kühlmittelstromwegen
bewegen, und zum anschließenden
Aufteilen auf weitere Kühlmittelstromwege.
Daher kann Kühlmittel
jederzeit korrekt auf weitere Kühlmitteldurchflusswege
verteilt werden, nachdem das Abwandern des Kühlmittels mittels der Einrichtung zum
Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen eliminiert
worden ist, und daher kann die Wärmetauschfähigkeit
eines Wärmetauschers,
der diese Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen verwendet,
maximiert werden.
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In
dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
bewegen sich mehrere Kühlmittelströme aus mehreren
Einlässen
des Einlassteils in den Zusammenführungsteil hinein, um so zusammengeführt zu werden.
Ein Abwandern der mehreren Kühlmittelströme wird
durch diese Zusammenführung
bei dem Zusammenführungsteil
eliminiert. Dann werden die Kühlmittelströme, die
bei dem Zusammenführungsteil
zusammengeführt
worden sind, um das Abwandern zu eliminieren, aus mehreren Auslässen des
Auslassteils ausgegeben. Das heißt, gemäß dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
kann, nachdem mehrere Kühlmittelströme zusammengeführt worden
sind und das Abwandern eliminiert worden ist, das Kühlmittel
aus mehreren Auslässen
ausgegeben werden, und zwar wiederum als mehrere Kühlmittelströme. Daher
kann das Kühlmittel
jederzeit korrekt auf mehrere Wege verteilt werden, um die Fähigkeit
des Wärmetauschers
durch Verwenden der Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen gemäß der vorliegenden
Erfindung zu maximieren.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegen die Einlässe und Auslässe einander nicht
direkt gegenüber.
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Da
in dieser Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen zumindest
ein Einlass und ein Auslass sich nicht direkt gegenüberliegen, wird
ein Kühlmittel,
das vom Einlass aus abgewandert ist, daran gehindert, durch den
Zusammenführungsteil
hindurchzutreten und aus dem Auslass als Drift herauszufließen. Mehrere
Kühlmittelströme können verlässlich bei
dem Zusammenführungsteil
zusammengeführt
werden, und das Abwandern der Kühlmittelströme kann
verlässlich
eliminiert werden.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
weiter Folgendes auf: einen Zusammenführungsweg zum gleichförmigen Zusammenführen von
mehreren Kühlmittelströmen aus
den mehreren Einlässen,
und einen Aufteilungsweg zum gleichförmigen Aufteilen des Kühlmittels von
dem Zusammenführungsteil
aus in Richtung von mehreren Auslässen.
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In
dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
werden die Zusammenführungswege
dazu verwendet, mehrere Kühlmittelströme aus mehreren
Einlässen
gleichförmig
zusammenzuführen
und sie zu dem Zusammenführungsteil zu
führen.
Die Aufteilungswege werden dazu verwendet, das Kühlmittel von dem Zusammenführungsteil
gleichförmig
in Richtung von mehreren Auslässen
aufzuteilen. Daher kann gemäß dieser
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
das Abwandern des Kühlmittels
verhindert werden, ohne dass ein Druckverlust erzeugt wird. So kann
die Fähigkeit
des Wärmetauschers
weiter verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A ist
eine Ansicht, die eine axiale Endoberfläche einer Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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1B ist
eine Ansicht, die einen Halbquerschnitt der ersten Ausführungsform
zeigt;
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1C ist
eine Ansicht, die die andere Endoberfläche der ersten Ausführungsform
zeigt;
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1D ist
eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, dass Zweigrohre mit
der ersten Ausführungsform
verbunden sind;
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2A ist
eine Ansicht, die eine axiale Endoberfläche einer Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2B ist
eine Ansicht, die einen Halbquerschnitt der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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2C ist
eine Ansicht, die die andere Endoberfläche der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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2D ist
eine Ansicht, die eine Seitenfläche
eines Zweigrohr-Anschlusselements der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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2E ist
eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, dass Zweigrohre mit
der zweiten Ausführungsform
verbunden sind;
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3A zeigt
eine Struktur eines Wärmetauschers
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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3B ist
eine Endansicht, die eine Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
in dem Wärmetauscher
zeigt;
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4 ist
eine Ansicht, die eine Struktur eines Wärmetauschers gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5A ist
eine schematische Ansicht, die eine Modifikation der Einrichtung
zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
der Erfindung zeigt;
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5B ist
eine schematische Ansicht, die eine andere Modifikation zeigt;
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5C ist
eine schematische Ansicht, die eine weitere Modifikation zeigt;
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6 ist
eine Ansicht, die eine Struktur eines herkömmlichen Wärmetauschers zeigt; und
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7 ist
eine Ansicht, die eine Struktur eines weiteren herkömmlichen
Wärmetauschers
zeigt.
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BESTE ART
UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen
der Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die
Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine erste Ausführungsform
der Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
der vorliegenden Erfindung. Wie es in 1B dargestellt
ist, ist diese Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen so aufgebaut,
dass Zweigrohr-Anschlusselemente 2, 3 intern mit
beiden axialen Endbereichen 1A, 1B eines zylindrischen
Außenrohrs 1 aus
Kupfer im Eingriff sind, bei welchem ein in der axialen Richtung
im Wesentlichen in der Mitte liegender Teil geringfügig eingeschnürt ist.
Der Endbereich 1A des Außenrohrs 1 und das
Zweigrohranschlusselement 2 bilden einen Einlassteil 5.
Der mittlere Bereich 1C des Außenrohrs 1 bildet
einen Zusammenführungsteil 6.
Der Endbereich 1B des Außenrohrs 1 bildet
einen Auslassteil 7. Teile 1D, 1E, die
sich von dem mittleren Bereich 1C des Außenrohrs 1 in
Richtung der Endbereiche 1A, 1B erweitern, bilden
einen Zusammenführungsweg 22 sowie
einen Aufteilungsweg 23.
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Wie
es in 1A dargestellt ist, hat das Zweigrohranschlusselement 2 zwei
axiale Durchgangsrinnen 8, 10. Diese beiden Durchgangsrinnen 8, 10 sind
um 180° bezüglich einander
versetzt in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Durchgangsrinnen 8, 10 bilden
zwei Einlässe.
Das Zweigrohranschlusselement 2 ist an dem Außenrohr 1 durch
Vernieten eines Außenumfangsendbereichs 1A des
Außenrohrs 1 an
zwei Stellen 11, 12 an der Außenumfangsoberfläche fixiert, welche
bezüglich
der beiden Durchgangsrinnen 8, 10 um 90° versetzt
sind.
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Wie
es in 1C dargestellt ist, hat das Zweigrohranschlusselement 3 drei
axiale Durchgangsrinnen 15, 16 und 17.
Diese drei axialen Durchgangsrinnen 15, 16 und 17 sind
um 120° voneinander versetzt.
Die Durchgangsrinnen 15, 16 und 17 bilden drei
Auslässe.
Das Zweigrohranschlusselement 3 ist an dem Außenrohr 1 durch
Vernieten eines Außenumfangs
des Endbereichs 1B des Außenrohrs 1 an drei
Stellen 20, 21 und 22 an der Außenumfangsoberfläche fixiert,
welche um 60° bezüglich der
drei Durchgangsrinnen 15, 16 und 17 versetzt
sind. Wie es aus den 1A und 1C ersichtlich
ist, liegen die Durchgangsrinnen 8, 10 des Einlassteils 5 nicht den
Durchgangsrinnen 15, 16 und 17 des Auslassteils 7 gegenüber, sondern
ihre Positionen sind voneinander in der Umfangsrichtung versetzt.
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Wie
in 1D dargestellt, ist ein Zweigrohr 25 intern
mit dem Durchgangszweig 10 des Zweigrohranschlusselements 2 in
dem Einlassteil 5 als Kühlrohr
im Eingriff. Ein weiteres Zweigrohr mit der gleichen Struktur wie
die dieses Zweigrohrs 25 ist intern mit dem anderen Durchgangszweig 8 im
Eingriff, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Andererseits
sind Zweigrohre 26, 27 intern mit den Durchgangsrinnen 15, 17 des
Zweigrohranschlusselements 3 in dem Auslassteil 7 als
Kühlrohre
im Eingriff. Ein weiteres Zweigrohr mit der gleichen Struktur wie
die Zweigrohre 26, 27 ist intern mit dem anderen Durchgangszweig 16 als
Kühlrohr
im Eingriff, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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In
der wie oben beschrieben aufgebauten Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
bewegen sich zwei Kühlmittelströme von zwei
Einlässen 31, 32 des
Einlassteils 5 in den Zusammenführungsteil 6 hinein
und werden zusammengeführt.
Das Abwandern dieser beiden Kühlmittelströme wird
eliminiert durch diese Zusammenführung
bei dem Zusammenführungsteil 6.
Dann werden Kühlmittelströme, die
zusammengeführt
worden sind, um das Abwandern zu eliminieren, an dem Zusammenführungsteil 6,
aus drei Auslässen 33, 35 und 36 des
Auslassteils 7 ausgegeben. Das heißt, gemäß dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
kann, nachdem die beiden Kühlmittelströme zusammengeführt worden
sind und das Abwandern (der Drift) eliminiert worden ist, das Kühlmittel
aus drei Auslässen 33, 35 und 36 ausgegeben
werden, und zwar wiederum als drei Kühlmittelströme, und zwar ohne jedes Abwandern.
Daher kann ein Wärmetauscher
mit einer verbesserten Wärmetauschfähigkeit,
der das Kühlmittel
jederzeit korrekt auf mehrere Wege aufteilen kann, unter Verwendung
dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
gebildet werden.
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Da
die beiden Einlässe 31, 32 nicht
den drei Auslässen 33, 35 und 36 in
dieser Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
gegenüberliegen,
werden außerdem
die Kühlmittelströme, die
von den Einlässen 31, 32 abgewichen
sind, daran gehindert, durch den Zusammenführungsteil 6 hindurchzutreten
und aus den Auslässen 33, 35 und 36 als
Drift herauszufließen.
Daher können
die beiden Kühlmittelströme verlässlich an
dem Zusammenführungsteil 6 zusammengeführt werden,
und das Abwandern der Kühlmittelströme kann
verlässlich
eliminiert werden.
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In
dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
kann außerdem
der Zusammenführungsweg 22 dazu
verwendet werden, zwei Kühlmittelströme aus den
beiden Einlässen 31 und 32 gleichförmig zusammenzuführen und
sie zu dem Zusammenführungsteil 6 zu
führen.
Der Aufteilungsweg 23 kann dazu verwendet werden, das Kühlmittel
von dem Zusammenführungsteil 6 in
Richtung von drei Auslässen 33, 35 und 36 gleichförmig aufzuteilen.
Gemäß dieser
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
kann daher das Abwandern des Kühlmittels
verhindert werden, ohne dass ein Druckverlust verursacht wird, und
daher die Fähigkeit
des Wärmetauschers
weiter verbessert werden.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform
der Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß 1 nur in dem nächsten Punkt (i):
- (i) Wie in den 2B, 2D und 2E dargestellt,
ist ein hervorstehender Bereich 41 mit einer konischen
Gestalt ungefähr
in der Mitte einer axialen Endoberfläche 2A eines Zweigrohranschlusselements 2 ausgebildet.
Ein hervorstehender Bereich 42 mit konischer Gestalt ist
auch ungefähr
in der Mitte einer axialen Endoberfläche 3A eines Zweigrohranschlusselements 3 ausgebildet.
Das axiale Abmaß der
hervorstehenden Bereiche 41, 42 ist kleiner als
das axiale Abmaß eines
Zusammenführungswegs 22 und
des Aufteilungswegs 23.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
bilden eine sich verjüngende
Oberfläche 41A des
hervorstehenden Bereichs 41 und eine sich verjüngende Oberfläche 1D-1 eines
Teils 1D, der sich in Richtung des Endes erweitert, einen
Zusammenführungsweg 43.
Eine sich verjüngende
Oberfläche 42A des
hervorstehenden Bereichs 42 und eine sich verjüngende Oberfläche 1E-1 eines
Teils 1E, der sich in Richtung des Endes erweitert, bilden
einen Aufteilungsweg 45. Wie es sich aus einem Vergleich
zwischen den 1D und 2E ergibt,
kann gemäß dem Zusammenführungsweg 43 der
zweiten Ausführungsform die
sich verjüngende
Oberfläche 41A dazu
verwendet werden, einströmende
Kühlmittelströme gleichförmiger zusammenzuführen als
der Zusammenführungsweg 22 der
ersten Ausführungsform.
Gemäß den Aufteilungsweg 45 kann
außerdem
die sich verjüngende
Oberfläche 42A dazu
verwendet werden, das zusammengeführte Kühlmittel gleichförmiger aufzuteilen
als der Aufteilungsweg 23 der ersten Ausführungsform.
Daher kann gemäß der zweiten
Ausführungsform
ein Druckverlust weiter vermindert werden, und ein effizienterer
Wärmetauscher
kann verglichen mit der ersten Ausführungsform aufgebaut werden.
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Die
Zweigrohre 25, 26 und 27 sind in den eben
beschriebenen beiden Ausführungsformen
in die Zweigrohranschlusselement 2, 3 eingesetzt
und dort verlötet.
Es können
aber auch drei Öffnungen 302A und
zwei Öffnungen 303A in
jeweiligen Endwänden 302, 303 der
beiden axialen Enden eines zylindrischen Elements 301 ausgebildet
werden, wie es in 5C dargestellt ist. Drei Zweigrohre 305,
die mit den drei Öffnungen 302 der
Endwand 302 kommunizieren, können mit der Endwand 302 verschweißt werden,
und zwei Zweigrohre 306, die mit den beiden Öffnungen 303A der
Endwand 303 kommunizieren, können mit der Endwand 303 verschweißt werden.
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Außerdem können auch
Einrichtungen 311, 312 zum Aufteilen des Stroms
mit beiden Enden eines Anschlussrohrs 310 verbunden werden,
um eine Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen 313 zu
bilden, wie sie in 5A dargestellt ist. Die Einrichtungen 311, 312 zum
Aufteilen des Stroms haben einen Bereich 311A, 312A mit
großem Durchmesser
und einen Bereich 311B, 312B mit kleinem Durchmesser.
Der Bereich 311A, 312A mit großem Durchmesser und der Bereich 311B, 312B mit kleinem
Durchmesser sind mit einer sanften Neigung verbunden. Zwei Zweigrohre 315, 316 sind
mit einer Endoberfläche 313 des
Bereichs 311A mit dem großen Durchmesser verbunden und
sind in Verbindung damit. Zwei weitere Zweigrohre 317, 318 sind
mit einer Endoberfläche 315 des
Bereichs 312A mit dem großen Durchmesser verbunden und
damit in Verbindung. In dieser Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 313 bilden
die beiden Einrichtungen 311, 312 zum Aufteilen
des Stroms und das Anschlussrohr 310 einen Zusammenführungsteil,
und die Endoberflächen 313, 315 der
Einrichtungen 311, 312 zum Aufteilen des Stroms
bilden einen Einlassteil bzw. einen Auslassteil. Die Verbindungsöffnungen 313A, 313B der
Endoberfläche 313 bilden Einlässe, und
die Verbindungsöffnungen 315A, 315B der
Endoberfläche 315 bilden
Auslässe.
Die Verbindungsöffnungen 313A, 313B liegen
den Verbindungsöffnungen 315A, 315B nicht
gegenüber.
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Wie
es in 5B dargestellt ist, können außerdem Zweigrohre 321, 322 mit
beiden Enden eines Anschlussrohrs 320 verbunden werden,
um eine Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen 323 zu
bilden. Die Zweigrohre 321, 322 haben jeweils
zwei Zweige, das heißt
Zweigteile 324, 325 und Zweigteile 326, 327.
Die Zweigrohre 328, 330 sind mit den Zweigteilen 324, 325 verbunden, und
die Zweigrohre 331, 332 sind mit den Zweigteilen 326, 327 verbunden.
In der Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 323 mit
diesem Aufbau bilden Grundteile 321A, 322A der Zweigrohre 321, 322 und
ein Anschlussrohr 320 einen Zusammenführungsteil. Die Zweigteile 324, 325 des
Zweigrohrs 321 bilden einen Einlassteil, und die Zweigteile 326, 327 des
Zweigrohrs 322 bilden einen Auslassteil.
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Außerdem gibt
es in der oben beschriebenen Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen
drei oder weniger Einlässe
oder Auslässe, aber
es können
auch drei oder mehr davon vorhanden sein.
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3 zeigt eine Seitenansicht eines Wärmetauschers.
Dieser Wärmetauscher
verwendet eine Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen 50,
welche ein Zweigrohranschlusselement 54 mit dem gleichen
Aufbau wie das Zweigrohranschlusselement 2 (siehe 3B)
verwendet statt des Zweigrohranschlusselements 3 in der
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen der
ersten Ausführungsform.
Zwei Durchgangsrinnen 65, 66 dieses Zweigrohranschlusselements 54 sind um
90° versetzt
zu den beiden Durchgangsrinnen 8, 10 des Zweigrohranschlusselements 2 in
der Umfangsrichtung vorgesehen.
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In
diesem Wärmetauscher
sind mehrere Finnenplatten 51, die unter einem spitzen
Winkel gebogen sind, in vorbestimmten Abständen in der Richtung rechtwinklig
zu der Ebene des Papiers vorgesehen. Ein Kühlmittelrohr 52 durchdringt
die mehreren Finnenplatten 51.
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Dieser
Wärmetauscher
hat auch eine stromteilende Einrichtung 53. Diese stromteilende
Einrichtung 53 ist mit einer Öffnung 55A eines ersten
Kühlmitteldurchflusskanals 55 und
einer Öffnung 56A eines
zweiten Kühlmitteldurchflusskanals 56 mittels
eines Zweigrohrs 57 verbunden. Der erste Kühlmitteldurchflusskanal
oder -Weg 55 ist so verlängert, dass er die mehreren
Finnenplatten 51 durchdringt, und zwar wie eine Nadelarbeit
entlang der Außenumfangsseite
eines längeren
gebogenen Bereichs 64 der Finnenplatte 51. Die
andere Öffnung 55B des ersten
Kühlmitteldurchflusskanals 55 ist
mit einem Einlass 65 eines Einlassbereichs 59 der
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 50 mittels
eines Zweigrohrs 60 verbunden.
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Andererseits
ist der zweite Kühlmitteldurchflussweg 56 entlang
der Außenumfangsseite
eines kürzeren
gebogenen Bereichs 67 der Finnenplatte 51 und
dann entlang der Innenumfangsseite erstreckt, nachdem er bei dem
Endbereich 67A gedreht hat. Die andere Öffnung 56B dieses
zweiten Kühlmitteldurchflusswegs 56 ist
mit dem anderen Einlass 66 des Einlassteils 59 der
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 50 über ein
Zweigrohr 68 verbunden. Diese Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 ist
zwischen dem längeren
gebogenen Bereich 64 und dem kürzeren gebogenen Bereich 67 der
Finnenplatte 51 vorgesehen.
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Ein
Auslassteil 70 der Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 hat zwei
Auslässe 71, 72,
die mittels der Durchgangsrinnen 8, 10 gebildet
werden. Der Auslass 71 ist mit einer Öffnung 75A eines dritten
Kühlmitteldurchflusswegs 75 über ein
Zweigrohr 73 verbunden. Der dritte Kühlmitteldurchflussweg 75 ist
entlang der Innenumfangsseite des gebogenen Bereichs 64 erstreckt,
und die andere Öffnung 75B,
die geringfügig
weiter unten vorgesehen ist als die Mitte des gebogenen Bereichs 64,
ist mit einer Öffnung 77A eines
verzweigten Rohrs 77 mittels eines Zweigrohrs 76 verbunden.
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Der
andere Auslass 72 der Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 ist mit
einer Öffnung 80A eines
vierten Kühlmitteldurchflusswegs 80 über ein
Zweigrohr 78 verbunden. Der vierte Kühlmitteldurchflussweg 80 ist
aufwärts
entlang der Innenumfangsseite erstreckt, nachdem er in der Nähe des unteren
Endes des gebogenen Bereichs 56 gedreht hat, und die andere Öffnung 80B, die
sich geringfügig
weiter unten befindet als die Mitte des gebogenen Bereichs 64,
ist mit der anderen Öffnung 77B eines
verzweigten Rohrs 77 mittels eines Zweigrohrs 81 verbunden.
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Gemäß dem wie
oben beschrieben aufgebauten Wärmetauscher
bewegt sich ein Kühlmittelstrom
von der Stromteilungseinrichtung 53 zu dem ersten Kühlmitteldurchflussweg 55,
dem Zweigrohr 60 und dem Durchgangszweig (Einlass) 65 der
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 50 bei
der Verdampfung. Der andere Kühlmittelstrom
von der Stromteilungseinrichtung 53 bewegt sich zu dem
zweiten Kühlmitteldurchflussweg 56,
dem Zweigrohr 68 und dem Durchgangszweig (Einlass) 66 der
Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50.
Diese beiden Kühlmittelströme werden
bei dem Zusammenführungsteil 6 der
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 50 zusammengeführt, und
das Abwandern wird eliminiert. Anschließend strömt das Kühlmittel in dem Zusammenführungsteil 6 aus
den Auslässen 71, 72 des
Auslassteils 70 über
die Zweigrohre 73, 78 und tritt durch den dritten
Kühlmitteldurchflussweg 75 und
den vierten Kühlmitteldurchflussweg 80 hindurch.
Dann strömt
das Kühlmittel
in die Öffnungen 77A, 77B des
verzweigten Rohrs 77 über Zweigrohre 76, 81 hinein.
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Andererseits
strömt
beim Kondensieren der Kühlmittelstrom
aus einer Öffnung 77A des
verzweigten Rohrs 77 in den Auslass 71 des Auslassteils 70 über das
Zweigrohr 76, den dritten Kühlmitteldurchflussweg 75 und
das Zweigrohr 73. Der Kühlmittelstrom
aus der anderen Öffnung 77B des
verzweigten Rohrs 77 strömt in den Auslass 72 des
Auslassteils 70 über
das Zweigrohr 81, den vierten Kühlmitteldurchflussweg 80 und
das Zweigrohr 78. Diese beiden Kühlmittelströme werden bei dem Zusammenführungsteil 6 der
Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 zusammengeführt, und
das Abwandern wird eliminiert. Anschließend strömt das Kühlmittel in dem Zusammenführungsteil 6 aus
den Durchgangsrinnen 65, 66 des Einlassteils 59,
tritt durch die Zweigrohre 60, 68 hindurch und strömt dann
in den ersten 55 und den zweiten Kühlmitteldurchflussweg 56.
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Gemäß diesem
Wärmetauscher
kann daher das Abwandern des Kühlmittels
aus dem ersten 55 und dem zweiten Kühlmitteldurchflussweg 56 oder dem
dritten 75 und dem vierten Kühlmitteldurchflussweg 80 durch
die Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 eliminiert
werden, die zwischen dem ersten 55 und dem zweiten Kühlmitteldurchflussweg 56 und
zwischen dem dritten 75 und dem vierten Kühlmitteldurchflussweg 80 vorgesehen ist.
Daher kann das Kühlmittel
jederzeit korrekt zu dem dritten 75 und dem vierten Kühlmitteldurchflussweg 80 verteilt
werden oder zu dem ersten 55 und dem zweiten Kühlmitteldurchflussweg 56.
So kann die Wärmetauschfähigkeit
maximiert werden.
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4 zeigt
eine Seitenansicht eines weiteren Wärmetauschers. Dieser Wärmetauscher
verwendet die Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen 50, die
in 3A dargestellt ist. Dieser Wärmetauscher ist außerdem mit
Finnenplatten 51 versehen, die in dem Wärmetauscher der 3A vorgesehen
sind. Ein Kühlmittelrohr 90 durchdringt
die Finnenplatten 51 in der Richtung rechtwinklig zur Zeichenebene.
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In
diesem Wärmetauscher
ist ein Öffnungsrohr 91 mit
einer Öffnung 90A des
Kühlmittelrohrs 90 vor
der Verzweigung verbunden. Die andere Öffnung 90B dieses
Kühlmittelrohrs 90 ist
mit einer ersten Öffnung 92A eines
verzweigten Dreiwegerohrs 92 verbunden. Eine zweite Öffnung 92B des
verzweigten Dreiwegerohrs 92 ist mit einer Öffnung 93A eines ersten
Kühlmitteldurchflusswegs 93 verbunden,
und eine dritte Öffnung 92C ist
mit einer Öffnung 95A eines
zweiten Kühlmitteldurchflusswegs 95 verbunden.
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Der
erste Kühlmitteldurchflussweg 93 ist
so erstreckt, dass er die mehreren Finnenplatten 91 wie eine
Nadelarbeit entlang eines längeren
gebogenen Teils 64 der Finnenplatte 51 durchdringt.
Die andere Öffnung 93B des
ersten Kühlmitteldurchflusswegs 93 ist
mit einem Durchgangszweig 65 eines Einlassteils 59 der
Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 50 über ein
Zweigrohr 60 verbunden. Andererseits ist der zweite Kühlmitteldurchflussweg 95 von
dem oberen Endbereich des längeren gebogenen
Bereichs 64 der Finnenplatte 51 über das obere
Ende eines kürzeren
gebogenen Bereichs 67 der Finnenplatte 51 hinüber und
weiter entlang der Außenumfangsseite
dieses gebogenen Bereichs 67 erstreckt. Die andere Öffnung 95B dieses
zweiten Kühlmitteldurchflusswegs 95,
die sich in der Nähe des
unteren Endes des kürzeren
gebogenen Bereichs 67 befindet, ist mit dem anderen Durchgangszweig 66 des
Einlassteils 59 der Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 über ein
Zweigrohr 96 verbunden.
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Ein
Auslassteil 70 der Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 hat zwei
Auslässe,
die durch die Durchgangsrinnen 8, 10 gebildet
werden. Der Auslass, der durch den Durchgangszweig 8 gebildet
wird, ist mit einer Öffnung 80A eines
dritten Kühlmitteldurchflusswegs 80 über ein Zweigrohr 78 verbunden.
Der dritte Kühlmitteldurchflussweg 80 ist
entlang der Innenumfangsseite des gebogenen Bereichs 64 erstreckt,
und die andere Öffnung 80B,
die sich geringfügig
weiter unten befindet als die Mitte des gebogenen Bereichs 64,
ist mit einer Öffnung 77B eines
verzweigten Rohrs 77 über ein
Zweigrohr 81 verbunden.
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Der
andere Auslass 71 der Einrichtung zum Zusammenführen und
Aufteilen von Strömen 50 ist mit
einer Öffnung 98A eines
vierten Kühlmitteldurchflusswegs 98 über ein
Zweigrohr 97 verbunden. Der vierte Kühlmitteldurchflussweg 98 ist
mit einem Kühlmittelrohr 90 in
der Nähe
der Mitte des gebogenen Bereichs 64 über ein Laufgangrohr 99 von
der Nähe des
oberen Endes des gebogenen Bereichs 67 aus verbunden, und
die andere Öffnung 98B ist
mit der anderen Öffnung 77A eines
verzweigten Rohrs 77 über
ein Zweigrohr 100 verbunden.
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Gemäß dem wie
oben beschrieben aufgebauten Wärmetauscher
können
Kühlmittelströme, die
auf den ersten 93 und den zweiten Kühlmitteldurchflussweg 95 aufgeteilt
worden sind, in der Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen 50 bei
der Verdampfung zusammengeführt werden.
Dann kann der Kühlmittelstrom,
dessen Abwandern mittels dieser Zusammenführung eliminiert worden ist,
auf den dritten 80 und den vierten Kühlmitteldurchflussweg 98 aufgeteilt
werden. Andererseits können
beim Kondensieren die Kühlmittelströme, die
auf den dritten 80 und den vierten Kühlmitteldurchflussweg 98 aufgeteilt
worden sind, in der Einrichtung zum Zusammenführen und Aufteilen von Strömen 50 zusammengeführt werden.
Dann kann der Kühlmittelstrom,
dessen Abwandern eliminiert worden ist durch diese Zusammenführung, auf
den ersten 93 und den zweiten Kühlmitteldurchflussweg 95 aufgeteilt
werden.
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Gemäß diesem
Beispiel kann daher das Abwandern des Kühlmittels von dem ersten 93 und
dem zweiten Kühlmitteldurchflussweg 95 oder
dem dritten 80 und dem vierten Kühlmitteldurchflussweg 98 mittels
der Einrichtung zum Zusammenführen
und Aufteilen von Strömen 50 eliminiert
werden. Daher kann das Kühlmittel
jederzeit korrekt auf den dritten 80 und den vierten Kühlmitteldurchflussweg 98 oder
den ersten 93 und den zweiten Kühlmitteldurchflussweg 95 verteilt
werden. So kann die Wärmetauschfähigkeit maximiert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in einem Wärmetauscher eines im Freien
angeordneten Geräts
angewandt werden, obwohl in den oben stehenden Beispielen die Wärmetauscher
von im Inneren angeordneten Geräten
beschrieben sind.
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GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung kann auf einen Wärmetauscher angewandt werden,
der mehrere Kühlmitteldurchflusswege
hat, und sie ist nützlich beim
Verteilen eines Kühlmittels
auf die mehreren Kühlmitteldurchflusswege
korrekt jederzeit, um die Wärmetauschfähigkeit
zu maximieren.