JP2001221581A

JP2001221581A - 螺線状熱交換器

Info

Publication number: JP2001221581A
Application number: JP2001000256A
Authority: JP
Inventors: Carsten Kuehn; キューンカールステン; Werner Borchert; ボルヒェルトヴェルナー
Original assignee: Renzmann and Gruenewald GmbH
Current assignee: Kelvion Machine Cooling Systems GmbH
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】螺線状熱交換器が、前述した欠点を回避して
簡単に形成されており、特に燃料セルもしくは燃料電池
を備えた自動車構造に組み込むために、合理的にかつ低
廉に大量生産できるようにする。【解決手段】各螺線エレメント３，３ａ〜ｇが、端面
側に少なくとも１つの媒体接続部を備えた、部分的に長
手方向でスリット付けされた中央管４，４ａと、長手方
向スリット１９の領域で中央管４，４ａに横方向に装着
されていて、該中央管４，４ａとは反対の方の端区分
９，９ａに移流領域ＵＢを規定する、中央管４，４ａを
中心として螺線状に湾曲された多通路成形体５，５ａ〜
ｃとによって形成されており、該多通路成形体の幅Ｂ１
が、高さＨの整数倍に相当しているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに内外に組み
込まれた、媒体を案内する螺線エレメントを備えた螺線
状熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】螺線状熱交換器は、比較的小さな構造体
積であっても同質または異質の媒体間の高い効果的な熱
交換を可能にする技術装置である。

【０００３】圧倒的多数の公知の螺線状熱交換器（たと
えばヨーロッパ特許第０３８０４１９号明細書に基づい
て公知の螺線状熱交換器）には、複雑な作業プロセスを
伴う比較的コスト高な製造法を必要とし、しかも多次元
的な溶接もしくは鑞接を必要とするという欠点が付随し
ている。

【０００４】またヨーロッパ特許第０５２９８１９号明
細書に基づいて、押出し成形された複数の多通路成形体
を渦巻き状に巻成することによって１つの螺線状熱交換
器を構成することも既に公知になっている。この提案で
は、湾曲された多通路成形体への媒体接続部が、ある時
には螺線状熱交換器の内部に、またある時には螺線状熱
交換器の外周に位置している。この構造形式は、螺線状
熱交換器のコンパクトな構成を許さず、したがって適用
幅の点で制約されている。さらに、外側に位置する媒体
接続部によって回転対称形、ひいては圧力安定性が損な
われる。

【０００５】公知の螺線状熱交換器の更なる特性は、こ
の螺線状熱交換器の圧力降下が比較的高い点にある。こ
の圧力降下を小さく使用するとすれば、コンパクト性が
制約を受ける。またこの螺線状熱交換器は、極度に高い
経費をかけてしか、いわゆる安全螺線状熱交換器として
構成することができない。

【０００６】それのみならず公知の例では、複数の異な
った媒体流を熱交換接触させることは困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】公知先行技術から出発
して、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の螺線状熱交
換器を改良して、螺線状熱交換器が、前述した欠点を回
避して簡単に形成されており、特に燃料セルもしくは燃
料電池を備えた自動車構造に組み込むために、合理的に
かつ低廉に大量生産できるようにすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、各螺線エレメントが、端面側に少
なくとも１つの媒体接続部を備えた、部分的に長手方向
でスリット付けされた中央管と、長手方向スリットの領
域で中央管に横方向に装着されていて、該中央管とは反
対の方の端区分に移流領域を規定する、中央管を中心と
して螺線状に湾曲された多通路成形体とによって形成さ
れており、該多通路成形体の幅が、高さの整数倍に相当
しているようにした。

【０００９】

【発明の効果】このような螺線状熱交換器は、少なくと
も２つの螺線エレメントから成っており、この螺線エレ
メント内を異なった温度の媒体が流れる。この媒体は異
質の媒体であってもよいし、同質の媒体であってもよ
い。本発明の螺線状熱交換器では、各螺線エレメント
が、端面側に少なくとも１つの媒体接続部を備えた、部
分的に長手方向でスリット付けされた中央管と、長手方
向スリットの領域で中央管に横方向に装着されていて、
該中央管とは反対の方の端区分に移流領域を規定する、
中央管を中心として螺線状に湾曲された多通路成形体と
によって形成されており、該多通路成形体の幅が、高さ
の整数倍に相当している。中央管から離反した方の端区
分は媒体用の移流領域を規定している。熱交換中の媒体
はその都度、１本の中央管を介して１つの多通路成形体
内へ流入し、この多通路成形体内を通流して移流領域に
達する。この移流領域は、軸方向で第１の螺線エレメン
トに装着された別の螺線エレメントの移流領域と接続す
ることができる。この場合、次いで、媒体は再び移流領
域から中央管へ流れ、端面の媒体接続部を介してこの中
央管から流出する。しかし、螺線エレメントは、適当な
内部形成によっても、中央管から移流領域へ流れ、この
移流領域から再び元の中央管へ向けられた完璧な流れ経
路を媒体のために有することもできる。

【００１０】形状には関わりなく、このように構成され
た螺線状熱交換器は、密に包囲する螺線エレメントにお
ける媒体間の申し分のない熱交換を保証する。媒体の流
入および導出は、螺線状熱交換器のコア領域に位置する
中央管を介してのみ行われる。各螺線エレメントの特別
の構成に基づいて、複数の螺線エレメントは密に内外に
組み込むができ、使用事例に応じて２つ以上の媒体を案
内することもできる。要するに、螺線状熱交換器は極度
にコンパクトに構成されており、高い熱交換効率にも拘
わらず、比較的小さな体積に構成することができる。こ
のことは、燃料セルもしくは燃料電池を有する自動車構
造での使用を特に有利にする。

【００１１】本発明の有利な構成では、螺線エレメント
だけで媒体を案内することも可能であるし、付加的に、
内外に組み込まれた２つの螺線エレメント間の領域を少
なくとも１つの媒体で負荷することも可能である。この
場合、螺線エレメント間の領域は、場合によっては多通
路形の集中的な供給管片と、同じく場合によっては多通
路形の集中的な導出管片とを介して供給・導出部に接続
されている。

【００１２】さらに、本発明の有利な構成では、螺線エ
レメントの半径方向幅を種々異なった値に設計すること
ができるので、通過流量を可変にすることも可能にす
る。

【００１３】また、各媒体流当りの半径方向幅を当然縮
小した比較的多数の螺線エレメントに個々の媒体流を分
割することによって、圧力低下の低減化と同時に熱力学
的効果の改善化が達成される。

【００１４】多通路成形体の側方が閉鎖されているの
で、螺線状熱交換器の端面に、複雑な、特に螺線状のシ
ーム溶接を施す必要もなくなる。中央管に対する多通路
成形体の接合は、単に長手方向継手を介して、特に縦シ
ーム溶接によって保証される。多通路形であることに基
づいて流れ経路は当然短くなる。その結果、温度応力も
少なくなる。

【００１５】どのような構造が使用されるかにはかかわ
りなく、本発明の有利な構成では、２つまたはそれ以上
の螺線状熱交換器を有利に相前後して接続することが可
能である。このようにすれば運転中の出力適合化を講じ
ることが可能である。複数の螺線状熱交換器を相前後し
て接続して成る熱交換ユニットは、たとえば始動時に、
比較的僅かな出力と比較的小さな熱交換面とで運転され
る。全負荷状態に到達した後に始めて全熱交換面が接続
される。瞬間的な運転状況に応じて熱交換ユニットは、
その都度最適の効率で運転される。熱交換ユニット内の
１つまたは複数の螺線状熱交換器を運転中に任意に再遮
断するように構成することは勿論可能である。

【００１６】螺線エレメントの、移流領域を規定する半
径方向外側に位置する端区分は、多通路成形体に変形加
工を施すことによって形成することができる。しかし
又、異なった横断面の管を、多通路成形体の端面に装着
することも考えられる。異なった横断面は、円形の管に
変形加工を施すことによって製造することができる。

【００１７】同一課題を解決する本発明の第２番目の構
成は、請求項２に記載した手段から明らかである。

【００１８】この螺線状熱交換器の構造は原理的には、
請求項１に記載した解決手段による構造と同様に構成さ
れているが、媒体の供給・導出が、半径方向外側に位置
する、円周に位置する外側管を介して行われ、移流領域
が半径方向内側に位置している点で相異しているにすぎ
ない。

【００１９】この場合も各媒体は、単一の螺線エレメン
トでは半径方向外側から半径方向内側へ向かって流れ、
次いで、再び半径方向内側から半径方向外側へ向かって
流れることができ、或いは一方の螺線エレメントでは媒
体が外から内へ向かって流れ、次いで移流領域を介して
隣接螺線エレメント内へ流入し、そこから再び内から外
へ向かって流れるように２つの螺線エレメントを軸方向
で互いに接合することが可能である。

【００２０】さらに、この構造の構成範囲内では、請求
項３に記載したように、外側管の、媒体を供給する接続
部と、外側管の、媒体を導出する接続部とが、それぞれ
環状通路を介して媒体を案内するように互いに接続され
ていることも可能である。これによって軸方向構造長が
短縮される。

【００２１】請求項２および請求項３に記載した構造
は、実際上の観点に立って見れば、螺線状熱交換器の端
面で半径方向の組付けスペースが極く限られている場合
に特に適用される。

【００２２】本発明の同一課題の第３番目の解決手段は
請求項４に記載した通りである。

【００２３】この構成手段によれば、螺線エレメントの
一方の部分は中央領域から負荷され、他方の部分は半径
方向外側領域から負荷される。この場合は、外周領域に
は、やはり外側管と接続された環状通路が設けられる
が、半径方向内側に位置する媒体接続部では、軸方向で
細く保持された共通の集中接続部が得られるように構成
するのが有利である。この構成では、螺線エレメントの
一部分しか内側から負荷されなくても、螺線エレメント
の端区分における媒体流の変向時における圧力損失は著
しく低減される。

【００２４】必要に応じて螺線エレメントは、請求項５
に記載したように、円筒状ケーシングによってジャケッ
ト状に包囲しておくことも可能である。螺線エレメント
の半径方向外側に位置する表面と、ケーシングの内壁と
の間のギャップとはシール材料で充填されている。螺線
状熱交換器の使用事例に応じてシール材料は、耐高温性
のシール材料であることもできる。

【００２５】請求項６によれば螺線状熱交換器は、少な
くともこの熱交換器の螺線エレメントが螺線状熱交換器
の長手方向軸線を中心として回転可能である。これが有
利になるのはたとえば、この螺線状熱交換器を、いわゆ
る燃料セルもしくは燃料電池の領域でたとえばガソリン
の気化器として使用しようとする場合である。この場
合、気化効果を促進するためには、螺線状熱交換器を回
転させるのが有利である。回転に基づいて、気化させた
い媒体は、半径方向に加速されつつ増圧されると共に、
気化を早められる。

【００２６】使用目的を燃料セルもしくは燃料電池に方
向付ければ、このようにしてガソリンは、螺線状熱交換
器の固定的な（つまり静止状態での）運転の場合よりも
著しく短時間で気化することができ、したがって、気化
プロセスが顕著に促進される。

【００２７】ガソリンを気化したい場合、熱交換媒体と
して高熱蒸気を使用するのが有利である。

【００２８】本発明の螺線状熱交換器をコンプレッサと
して使用しようとする場合、特に空気を圧縮しようとす
る場合には、螺線状熱交換器全体を回転させることによ
って、空気の半径方向加速が得られる。この加速に伴っ
て増圧が生じ、ひいては空気の圧縮が一層早められるこ
とになる。

【００２９】この場合、熱交換媒体としては、冷水を使
用するのが有利である。

【００３０】前述のように本発明による有利な螺線状熱
交換器は、固定的に、つまり静止状態で、純然たる熱交
換器として運転することができる。しかし、たとえば、
より迅速なかつより強力な気化を得るため、或いはより
迅速なかつより強力な圧縮を得るために、回転式の運転
を実施することも可能である。

【００３１】螺線状熱交換器をコンプレッサとして使用
する場合には、空気を少なくとも２つの螺線エレメント
の間の領域へ案内することが極めて重要である。この流
れ経路の端部では、この流れ経路の少なくとも１つの螺
線壁が閉鎖されており、この場合、螺線エレメント内を
冷却媒体が流動することができる。

【００３２】また本発明の有利な構成では、１つのコン
プレッサを、膨張器（タービン）として設計された１つ
の螺線状熱交換器と結合することも可能である。コンプ
レッサでは特に空気がその流れ経路において、半径方向
内側領域から半径方向外側領域へ向かって圧縮される。
次いで、移流領域から、圧縮空気は、軸方向で隣接した
螺線状熱交換器に半径方向外側から供給され、次いで、
再び螺線エレメント内の流れ経路を半径方向外側から半
径方向内側へ向かって戻る。タービンの場合、冷却媒体
が同時に螺線エレメント内を流れるので、このようにし
てターボチャージャが作られる。

【００３３】螺線状熱交換器の別の運転形式は、熱交換
が２つの媒体間で行われると同時に少なくとも一方の媒
体が圧送されねばならない点にある。この前提の下で
は、請求項７に記載した構成手段が特に有利である。こ
れに基づいて、中央管に接続されていて特にケーシング
内部で回転可能な螺線エレメントの、半径方向外側に位
置する端区分が、ケーシングの内壁の方に向かって翼状
に曲げられる。こうして、いわば案内翼面が生じる。こ
の場合、螺線エレメントが回転させられると、一方の側
では熱交換が生じ、他方の側では少なくとも一方の媒体
は、曲げられた案内翼面によってポンプ作用を受け、規
定の目標点へ圧送される。

【００３４】請求項８に記載したように、半径方向で隣
接された２つの螺線エレメントが、軸方向で相互に変位
可能である場合、一方の螺線エレメントが複数の半径方
向開口を備え、この半径方向開口の大きさを他方の螺線
エレメントによって少なくとも間接的に可変であるよう
に構成することも可能である。この場合、他方の螺線エ
レメントがスペーサを装備し、このスペーサが滑り足を
装備し、この滑り足が半径方向開口に沿って摺動可能に
構成すれば、両螺線エレメントの相対的な軸方向変位に
よって、半径方向開口を拡張または縮小させることが可
能である。このようにすれば、特に一方の媒体の凝縮時
に、有利な運転形式が得られる。

【００３５】互いに内外に組み込まれた少なくとも２つ
の螺線エレメントを軸方向で変位可能に構成すること
は、両螺線エレメントの間で案内される媒体を圧縮し、
螺線エレメント内では冷却流体を流動させるため、また
は両螺線エレメントの間で案内される流体を膨張または
圧送し、しかも螺線エレメント内では、より高温に調整
された媒体を案内するために使用することもできる。

【００３６】また請求項９に記載した構成手段に相応し
て、各螺線エレメントの端区分が楔状に形成されてお
り、しかも螺線エレメントの端区分の横方向縁部は、中
央管もしくは外側に位置する円形の管に対して湾曲方向
で隣接した螺線エレメントの、半径方向外側に位置する
扁平面に固着、特に溶接されている。この構成は、螺線
状熱交換器が１つのケーシング内に組み込まれているか
否かにはかかわりなく使用することができる。

【００３７】本発明のさらに有利な構成の構成手段が請
求項１０に記載されている。この構成手段によれば、螺
線エレメントの中央管もしくは外側管はそれぞれ、中央
管もしくは外側管内に密に挿入された横方向壁によって
相互に隔離された入口室と出口室とを有している。この
構成手段は、１つの螺線エレメントの内部で各媒体を、
半径方向内側もしくは半径方向外側から半径方向外側も
しくは半径方向内側へ向かって、かつ再びその逆方向に
案内することを可能にする。

【００３８】さらに請求項１１に記載のように、各横方
向壁がそれぞれ１つのノーズ状の突出部で、螺線エレメ
ントの多通路成形体の扁平面を間隔を置いて保持する、
個別通路を形成する２つのスペーサリブの間に係合して
いるならば、特に１つの多通路成形体を１つの中央管ま
たは外側管に特に溶接によって固着する場合に、突出部
はセンタリング手段（溶接ジグ）として作用する。スペ
ーサリブの選択自在な高さを介して、異なった体積流量
を有する螺線エレメントを調整することもできる。

【００３９】多通路成形体の楔状の端区分によって規定
された媒体用の移流領域は、請求項１２に記載のよう
に、スペーサリブを、中央管もしくは外側管から楔状の
端区分にまで延在させることによって形成することがで
きる。この場合、楔状の端区分にはスペーサリブはもは
や存在していない。

【００４０】互いに当接する２つの多通路成形体の扁平
面の接触は、請求項１３に記載したような、線材挿入体
によってなお一層改善される。これらの線材挿入体は、
多通路成形体の湾曲時に一緒に挿入される。各線材挿入
体は、２つのスペーサリブの間の領域、要するに個別通
路領域に位置しているので、線材挿入体の弾性的な予荷
重もしくはプレロードに基づいて２つの螺線エレメント
の間には、特にいわゆる安全螺線状熱交換器の場合、そ
の安全機能を果たすゾーンが得られる。

【００４１】互いに円周側で隣接した２つの螺線エレメ
ント間に、特に安全螺線状熱交換器の場合に適用できる
安全ゾーンを形成する別の構成手段は、請求項１４に記
載した通りである。この構成手段によれば、多通路成形
体の、半径方向外側に位置する扁平面に、中央管もしく
は外側管から端区分にまで延びる、両端部で扁平面に向
かって楔状に先細りになった周方向リブが設けられてい
る。したがって、この周方向リブも、螺線巻成方向に延
びる通路を仕切ると同時に、それぞれ隣接した螺線エレ
メントに対して間隔保持機能を果たす。場合によって
は、２つの螺線エレメントの間の安全ゾーンを、少なく
とも１つのニュートラル（ｎｅｕｔｒａｌ）な媒体によ
って負荷することも可能である。この場合、楔形の端区
分は、螺線状熱交換器の円筒状外側輪郭の形成を容易に
する。

【００４２】また２つの螺線エレメントの間の安全ゾー
ンは、請求項１５に記載したように構成することもでき
る。請求項１５によれば、多通路成形体の、半径方向内
側に位置する扁平面の縁部側に、中央管もしくは外側管
から端区分の横方向縁部まで延びる、端区分の領域で楔
状に先細りになった端部リブが設けられており、多通路
成形体の長手方向中心平面で中央リブが、中央管もしく
は外側管から端区分にまで延びている。しかし、端部リ
ブと中央リブとの間に別の長手方向リブを設けることも
可能である。この場合、すべてのリブは、その都度隣接
した螺線エレメントの周方向リブと協働する。さらに、
この構成を適用する場合、互いに隣接した２つの螺線エ
レメントを、螺線状熱交換器の長手方向軸線に対して互
いにずらして、１つの螺線エレメントの周方向リブ、端
部リブ、中央リブおよび長手方向リブを、その都度隣接
した螺線エレメントのリブの間で、この螺線エレメント
の扁平面に接触させ、これらの螺線エレメントを互いに
固定して１つの螺線状熱交換器を形成するようにするこ
とも可能である。

【００４３】また２つの螺線エレメントの間の安全ゾー
ンは、請求項１６に記載したように構成することもでき
る。請求項１６によれば、一方では螺線エレメントの多
通路成形体の周方向リブと、他方では半径方向で互いに
隣接した螺線エレメントの多通路成形体の端部リブなら
びに中央リブとの間に、挿入薄板が組み込まれており、
該挿入薄板が、螺線エレメントの、共通の長手方向軸線
から、ほぼ周方向リブの、楔状に先細りになった長さ区
分にまで延びている。挿入薄板は、種々異なったリブの
入り込みを防止する。さらに本構成の場合には、中央バ
ッフルプレートも組み込まれなければならない。中央バ
ッフルプレートに基づいて２つの螺線エレメントの間の
安全ゾーンに関しても、ここで装入された媒体がまず内
から外へ向かって、次いで再び外から内へ向かって、も
しくはその逆方向に流動することが保証される。媒体の
供給・導出は、請求項１〜請求項４に記載した螺線状熱
交換器の構成に応じて行われる。

【００４４】請求項１７に記載したように、多通路成形
体は、押出し成形されて定尺分断されたアルミニウム成
形材から形成することができる。後の楔状の端区分の領
域において、そこで延ばされた多通路成形体から、たと
えば相応に形成されたフライス工具によってスペーサリ
ブが除去される。次いで扁平面は、その端縁部が互いに
接し合うまで合わされる。次いで、端縁部は密接合さ
れ、特に溶接される。扁平面の長手方向エッジも端区分
では密接合され、特に溶接される。

【００４５】周方向リブ、端部リブ、中央リブと共に
（場合によっては長手方向リブも）多通路成形体は、請
求項１８に記載したように、押出し成形されて定尺分断
されたアルミニウム成形材から形成されている。この場
合、まず周方向リブならびに中央リブが楔状の端区分の
領域で除去される。さらにまた、端区分に隣接した周方
向リブには、楔状に斜め面取りが施される。この領域の
長さは、端区分の長さにほぼ等しい。両サイドの端部リ
ブは端縁部まで導かれるが、端区分の領域では先細りに
なっている。リブの短縮および斜めの面取りはフライス
加工によって製作することができる。

【００４６】請求項１９では、耐高温性の鋼薄板溶接構
造が請求される。この場合、スペーサリブは広幅面を縦
にして鋼薄板ストリップ上に長手方向に溶接される。次
いで、この鋼薄板ストリップは、多通路成形体に対して
横方向に曲げられ、次いで、その長手方向縁部は再び互
いに溶接される。

【００４７】この場合、スペーサリブは、鋼薄板ストリ
ップ上に溶接する前にすでに、楔状の端区分の長さ分だ
け短い長さを有している。同等の事項は、周方向リブ、
端部リブ、中央リブおよび場合によっては長手方向リブ
を有する構成についても該当し、これらは溶接前に相応
に構成することができる。溶接法としては、レーザ溶接
を使用するのが有利である。

【００４８】請求項１９に記載した鋼薄板溶接構造にお
いて、鉛直軸線を介してのスペーサリブの曲げ加工を保
証するためには、請求項２０に記載したように、スペー
サリブが、特に半径方向内側に位置する長手方向縁部に
沿って、有利には楔状の切込み部を備えているとが有利
である。この楔状の切込み部は、螺線巻成時に閉鎖され
る。こうして、スペーサリブは、螺線状の湾曲時にいか
なる無理強いを受けることもない。半径方向外側に位置
する長手方向縁部には、ただスリットを設ければよい。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。

【００５０】図１には、たとえば自動車構造において燃
料セルもしくは燃料電池に関連して使用されるような螺
線状熱交換器が符号１で示してある。

【００５１】この螺線状熱交換器１は円筒状のケーシン
グ２内に、図２から詳しく知ることができる８つの螺線
エレメント３を有している。これらの螺線エレメント３
は周方向で互いにずらされて配置されていて、軸方向で
互いに内外に押し込まれている（組み込まれている）。

【００５２】各螺線エレメント３は、図３および図４に
つき詳しく説明した中央管４と、この中央管４を中心と
して螺線状に湾曲された多通路成形体５とから成ってい
る（図２参照）。この多通路成形体５については、図３
につき後でさらに詳しく説明する。螺線エレメント３の
中央管４は全て同一の部分円６上に位置している（図１
参照）。

【００５３】螺線エレメント３の、中央管４とは反対の
方の横方向縁部７はそれぞれ、中央管４に関して湾曲方
向で隣接した螺線エレメント３の、半径方向外側に位置
する扁平面２１の表面８に溶接によって固着されてい
る。

【００５４】螺線エレメント３の端区分９が楔状に形成
されていることによって、螺線状熱交換器１は、図１に
示した端面図で見て、ほぼ円筒状の輪郭を有している。
螺線エレメント３の半径方向外側の表面８と、ケーシン
グ２の内壁１１との間のギャップ１０はシール材料１２
によって充填されている。

【００５５】図１で○点もしくは×点によって示したよ
うに、それぞれ４つの中央管４は媒体Ａで負荷されてい
て、別の４つの中央管４は媒体Ｂで負荷されている。媒
体Ａと媒体Ｂとは互いに異なる温度レベルにある。さら
に、前記○点と前記×点とによって向流原理を詳しく説
明することにする。

【００５６】図３および図４に基づき、各中央管内には
同軸的な対応関係において、媒体Ａまたは媒体Ｂのため
の入口室１３と出口室１４とが形成されている。入口室
１３と出口室１４とは、ノーズ状の突出部１６を備えた
横方向壁１５によって互いに隔離されている。入口室１
３は端面１７を介して、たとえば媒体Ａで負荷される。
反対の側に位置する端面１８を介して、媒体Ａは出口室
１４から流出する。

【００５７】さらに、図３および図４から分かるよう
に、中央管４は、入口室１３と出口室１４との領域内に
は長手方向スリット１９が設けられている。この長手方
向スリット１９は、中央管４の全長にわたっては延びて
いない。

【００５８】中央管４の、長手方向スリット１９を備え
た周面領域２０には、多通路成形体５が横方向もしくは
直角横方向に一体に溶接される。このような多通路成形
体５は、図６に示した構成によれば、アルミニウムの押
出し成形によって、定尺分断された成形材から形成され
ていてよい。多通路成形体５の幅Ｂ１は高さＨの整数倍
に相当している。多通路成形体５の両扁平面２１，２２
は、両側方では長手方向壁２３によってかつ両長手方向
壁２３の間では複数のスペーサリブ２４によって互いに
結合されている。こうして、多通路成形体５内に複数の
個別通路２５が、２つの通路ストランド４５，４６で形
成される。

【００５９】通路ストランド４５における個別通路２５
と、通路ストランド４６における個別通路２５とはそれ
ぞれ、中央管４に設けられた長手方向スリット１９を介
して入口室１３と出口室１４とに、媒体が案内されるよ
うに接続されている（図３参照）。

【００６０】多通路成形体５を中央管４に一体に溶接す
る場合、横方向壁１５に形成されたノーズ状の突出部１
６は、個別通路２５に係合することによって、センタリ
ング手段（溶接ジグ）として働く。

【００６１】多通路成形体５の、中央管４とは反対の方
の端区分９は楔状に形成されている。この目的のために
は、スペーサリブ２４の長さ区分が、多通路成形体５の
端区分９でフライス切削される。扁平面２１，２２の端
部と、楔状の側壁領域２６とは残される。その後、扁平
面２１の端部が、図３に矢印ＰＦで示したように、他方
の扁平面２２の端部の方向に曲げられる。次いで、扁平
面２１，２２の端縁部２７が溶着されて、横方向縁部７
が形成され、側縁部２８が側壁領域２６と溶着される。

【００６２】その後、多通路成形体５は、図１および図
２に示したように螺線状に湾曲される。

【００６３】図３および媒体Ａの流線ＳＴＦにつき、螺
線エレメント３の媒体の通流を例示的に説明する。この
場合、図３に延ばされた状態で示した螺線エレメント３
が、図２に相応して螺線状に湾曲されているものと仮定
する。媒体Ａは端面１７を介して入口室１３内へ流入
し、ここから長手方向スリット１９を介して、入口室１
３に接続された、多通路成形体５に設けられた通路スト
ランド４５内に到達する。媒体Ａは通路ストランド４５
を通流し、端区分９内に形成された移流領域ＵＢを介し
て、出口室１４に接続された通路ストランド４６内へ流
入する。その後、媒体Ａは出口室１４の端面１８を介し
て螺線エレメント３から流出する。

【００６４】図５には、螺線エレメント３ａがやはり延
ばされた状態で示してある。この場合、多通路成形体５
ａは、図７に示したような横断面を有している。すなわ
ち、この多通路成形体５ａは同じく、まずアルミニウム
が押出し成形され、その後、定尺分断されたアルミニウ
ム成形材である。このアルミニウム成形材は、組付け状
態で半径方向外側に位置する扁平面２１に周方向リブ２
９を、半径方向内側に位置する扁平面２２に側方の端部
リブ３０を、中央長手方向平面に中央リブ３１を、場合
によっては、端部リブ３０と中央リブ３１との間にさら
なる長手方向リブ３２をそれぞれ有している。

【００６５】このように押出し成形されて、定尺分断さ
れた多通路成形体５ａは、図３につき説明した場合と同
様に、内側のスペーサリブ２４に関して加工される。さ
らに、周方向リブ２９は、端区分９の領域で完全に除去
され、かつ端区分９の長さにほぼ相当する長さを有す
る、端区分９に並んで位置する領域３３において、符号
３４で楔状に形成されている。側方のの端部リブ３０
の、端区分９の領域に位置する長さ区分３５は、ここで
は楔状に形成される。中央リブ３１も同様に端区分９の
領域で除去される。また、周方向リブ２９の、中央管４
に隣接する端部４７は斜めに面取りされる。

【００６６】扁平面２１，２２をその端縁部２７で互い
に接し合わせた後、この端縁部２７は溶着されて、横方
向縁部７を形成し、側縁部２８は側壁領域２６と溶着さ
れる。これに続いて、多通路成形体５ａは中央管４と溶
着され、次いで螺線状に湾曲され、これによって、螺線
エレメント３ａが形成される。

【００６７】たとえば図１１によれば、２つの螺線エレ
メント３ａが半径方向で互いに相並んで位置している
と、多通路成形体５ａの端区分９に各媒体Ａ，Ｂのため
の移流領域ＵＢが形成されるだけでなく、周方向リブ２
９、端部リブ３０、中央リブ３１によって、場合によっ
ては長手方向リブ３２によって、２つの多通路成形体５
ａの間の領域３６に螺線状の通路も形成される。この場
合、この領域３６は、たとえば安全螺線状熱交換器にお
ける安全ゾーンとして働く。この領域３６は、場合によ
っては、特にニュートラル（ｎｅｕｔｒａｌ）な流体に
よって負荷されてよい。

【００６８】その他の点では、図５の構成は図３の構成
に相当しているので、重複する説明は省略することにす
る。

【００６９】図５および図７に示した螺線エレメント３
ａは、この螺線エレメント３ａの各周方向リブ２９が、
半径方向で隣接した螺線エレメント３ａの端部リブ３０
と、中央リブ３１と、場合によっては長手方向リブ３２
とそれぞれ同一の横方向平面に延びるように互いに対応
配置することができる。しかし、図８に示したように、
互いに隣接した２つの螺線エレメント３ａの多通路成形
体５ａが、螺線状熱交換器１の軸方向で互いにずらされ
ており、この場合、一方の多通路成形体５ａに設けられ
た周方向リブ２９が、隣接した多通路成形体５ａの、半
径方向内側に位置する扁平面２２に接触するのに対し
て、半径方向外側に位置する多通路成形体５ａの端部リ
ブ３０と、中央リブ３１と、場合によっては長手方向リ
ブ３２とは、内側の多通路成形体５ａの、半径方向外側
に位置する扁平面２１に接触することも可能である。

【００７０】しかし、図５および図７に示したリブ構造
の代わりに、図３と図９に示した構成の組み合わせから
成るリブ構造を使用することも可能である。この場合、
図９につき分かるように、互いに半径方向で隣接した２
つの螺線エレメント３の間で、多通路成形体５の個別通
路２５の領域に、中央管４から端区分９にまで延びる線
材挿入体３７が設けられている。したがって、螺線エレ
メント３の組付け時に線材挿入体３７は、半径方向内側
にかつ半径方向外側に位置する扁平面２１，２２が波形
に変形されるように張設され、これによって、予荷重も
しくはプレロードをかけられて、密な金属接触（熱伝
導）が得られる。

【００７１】しかし、図３に延ばされた状態で概略的に
示した螺線エレメント３の構成は、図１０に示した構成
により製造することもできる。

【００７２】この場合、中央管４は不変のままである。
螺線エレメント３ｂの、中央管４に溶接された多通路成
形体５ｂは、耐高温性の鋼薄板溶接構造から成ってい
る。

【００７３】まず、スペーサリブ２４ａが長手方向で広
幅面を縦にして鋼薄板ストリップ３８に溶接される。そ
の後、スペーサリブ２４ａを備えたこの鋼薄板ストリッ
プ３８は、多通路成形体５ｂに対して横方向に曲げら
れ、その後、その長手方向縁部３９が互いに溶着され
る。

【００７４】この多通路成形体５ｂを、中央管４を中心
として問題なく螺線状に湾曲させることができるよう
に、有利には、スペーサリブ２４ａの、半径方向内側に
位置する長手方向縁部４０に楔状の切込み部４１が設け
られている。半径方向外側に位置する長手方向縁部４０
にも同じくこのような楔状の切込み部４１が設けられて
いてよい。

【００７５】図１０の構成では、多通路成形体５ｂの、
中央管４（図示せず）とは反対の側の端部で、楔状の端
区分９（図示せず）の領域に位置する内側の表面がスペ
ーサリブ２４ａから除去されている。すなわち、スペー
サリブ２４ａは溶接前に正確に長さを規定され得る。

【００７６】同じことが当てはまるのは、図１０に示し
た構成が、図５および図７につき説明したように、周方
向リブ２９と、端部リブ３０と、中央リブ３１と、場合
によっては長手方向リブ３２とによって補足される場合
である。この場合、これらのリブ２９〜３２は、図１０
の構成の溶接時に直接一緒に固定することができる。こ
れらのリブ２９〜３２の長さは予め設計されている。溶
接は、有利にはレーザービームによって行われる。

【００７７】図１１には、図５および図７の構成による
全部で４つの螺線エレメント３ａを備えた螺線状熱交換
器１ａが鉛直な部分横断面図で示してある。

【００７８】付加的に、一方では、螺線エレメント３ａ
の周方向リブ２９と、端部リブ３０との間、ならびに他
方では、中央リブ３１と、場合によっては、半径方向で
隣接する螺線エレメント３ａの、さらに別の長手方向リ
ブ３２との間に挿入薄板４２が組み込まれている。この
挿入薄板４２は、螺線エレメント３ａの、共通の長手方
向軸線４３から、周方向リブ２９の、ほぼ楔状に先細り
になった長さ区分３４にまで延びている（図５も参
照）。

【００７９】したがって、２つの挿入薄板４２の間の領
域４４も同じく仕切られる。

【００８０】また、図１１に示すように、螺線状熱交換
器１ａは、薄板の形の少なくとも１つの中央バッフルプ
レート４８によって貫通されていてよい。この中央バッ
フルプレート４８は、各領域４４において媒体Ａまたは
媒体Ｂの、上流側でかつ下流側で螺線状に流れる流れを
保証している。この場合、領域４４は、図１に示した端
面側の管片４９を介して供給部と導出部とに接続されて
いる。

【００８１】図１２および図１３には、螺線状熱交換器
１ｂの構成が概略的に示してある。この場合、ケーシン
グ２の長手方向で見て、互いに内外に組み込まれたそれ
ぞれ２つの螺線エレメント３ｃの２つのグループ５０，
５１が設けられている。両グループ５０，５１の中央管
４ａは互いに隔離されているので、媒体は、グループ５
０の中央管４ａを介して供給され、半径方向外側の移流
領域ＵＢでグループ５０からグループ５１へ移流させら
れ、このグループ５１の中央管４ａを介して再び導出さ
れる。媒体の流れ経路は流線ＳＴＦによって特徴付けら
れている。

【００８２】個々の螺線エレメント３ｃの構成は、すで
に説明した構成に相応して行うことができる。

【００８３】螺線エレメント３ｃの、半径方向外側に位
置する、移流領域ＵＢを規定する端区分９は、管を円形
からのほぼ三角形に変形することによって形成されてい
る（図１３参照）。

【００８４】さらに、図１２および図１３につき、一方
の媒体が螺線エレメント３ｃ内を、また他方の媒体が螺
線エレメント３ｃの間を、相互に熱交換して流れる場合
に、螺線状熱交換器１ｂの構成および運転形式をどのよ
うにして実現することができるのかが、たとえば一点鎖
線で示してある。

【００８５】この目的のために、中央管４ａはそれぞれ
その端面側の接続部５９，６０でケーシング６１に結合
されている。この場合、このケーシング６１には、管状
の供給部６２ならびに管状の導出部６３とがそれぞれ設
けられている。

【００８６】ケーシング２の端面側には壁６４，６５が
引き込まれている。この壁６４，６５は、一点鎖線で示
したように通路を形成している。

【００８７】媒体は符号６６で壁６４に流入し、ここか
ら壁６４に沿ってケーシング２の中央の領域に達し、グ
ループ５０内で螺線エレメント３ｃの間を半径方向外向
きに流動する。半径方向外側の領域では、媒体は、一点
鎖線で示した流線ＳＴＦによりグループ５１へ移流し、
ここで螺線エレメント３ｃの間を半径方向外側の領域か
ら半径方向内側の領域へ流れる。次いで、ここでは、媒
体が壁６５の通路内へ流入し、壁６５に沿って半径方向
外向きに流れ、符号６７でケーシング２から流出する。

【００８８】当然ながら、図１２および図１３につき前
述した運転形式は、別の構造形式でも適切な形で可能で
ある。

【００８９】図１４には、螺線状熱交換器１ｃが概略図
で示してある。この螺線状熱交換器１ｃにおいは、ケー
シング２内に配置された螺線エレメント３ｄの、半径方
向内側に位置する端部だけでなく、半径方向外側に位置
する端部にも円形の管５２，５３が設けられている。両
管５２，５３の間の長さ区分は、図３または図５〜図１
３に相応して構成することができる。螺線状熱交換器１
ｃは種々異なる形式で運転することができる。

【００９０】螺線状熱交換器１ｃを順流器として運転し
たい場合、媒体は中央管５２を介して螺線エレメント３
ｄ内へ流入し、移流領域ＵＢを規定する、半径方向外側
に位置する管５３を介して変向される。螺線エレメント
３ｄ内の媒体は、異質であってもよいし、同質であって
もよい。

【００９１】しかし、順流器においては、媒体が、半径
方向外側に位置する管５３を介して螺線エレメント３ｄ
内へ流入し、その後、移流領域を規定する半径方向内側
に位置する中央管５２を介して変向されるように、螺線
状熱交換器１ｃを運転することも可能である。

【００９２】この運転形式においても媒体は、同質であ
ってもよいし、異質であってもよい。

【００９３】さらに、図１４に示した螺線状熱交換器１
ｃは向流器として運転されてよい。この場合、媒体の流
れは、一方の螺線エレメント３ｄでは内から外へ向かっ
て経過し、他方の螺線エレメント３ｄでは外から内へ向
かって経過する。媒体は、異質であってもよいし、同質
であってもよい。この場合、流れ方向は流線ＳＴＦで示
してある。

【００９４】図１５および図１６に示した螺線状熱交換
器１ｄの構成によれば、螺線エレメント３ｄの外側管５
３を介して媒体を供給および導出する場合には、両方の
外側管５３は、ケーシング２の外側に位置する環状通路
５４，５５を介して、媒体が案内されるように互いに接
続されている。このためには、螺線エレメント３ｄが再
び２つのグループ５０，５１に分割されている。グルー
プ５０の螺線エレメント３ｄがその外側管５３を介して
環状通路５４に接続されているのに対して、グループ５
１の螺線エレメント３ｄはその外側管５３を介して環状
通路５５に接続されている。この場合、螺線エレメント
３ｄの中央管５２は、両グループ５０，５１のために共
通に形成されている、すなわち移流領域ＵＢを形成して
いる。

【００９５】媒体は、たとえば矢印ＰＦ１により環状通
路５４内へ流入し、ここからグループ５０の螺線エレメ
ント３ｄの外側管５３に達する。内側の周面領域で媒体
は、グループ５０，５１を接続する中央管５２を介し
て、矢印ＰＦ２相応してグループ５１の螺線エレメント
３ｄ内へ流入し、ここから再び外側管５３に達し、そこ
から環状通路５５へ移流し、その後、矢印ＰＦ３により
流出する。

【００９６】図１７に示した螺線状熱交換器１ｅの構成
では、中央管４ａに接続されていて、ケーシング２内で
長手方向軸線４３を中心として回転可能な螺線エレメン
ト３ｅの、移流領域ＵＢを規定する、半径方向外側に位
置する端区分９ａが、ケーシング２の内壁１１の向かっ
て翼状に曲げられている。この場合、案内面が形成され
る。螺線エレメント３ｅが長手方向軸線４３を中心とし
て回転する場合には、熱交換作用が実施されるだけでな
く、曲げられた端区分９ａによってポンプ作用も得られ
る。

【００９７】その他の点では、図１２に示した構造形式
と同様に構成することのできるこの構成では、たとえば
媒体は中央管４ａを介して、一方のグループ５０の螺線
エレメント３ｅ内へ流入し、ここから翼状に曲げられた
端区分９ａに達し、そこで他方のグループ５１へ移流さ
れ、端区分９ａから他方の中央管４ａへ達し、その後、
螺線状熱交換器１ｅから再び流出する。

【００９８】図１８および図１９に示した螺線状熱交換
器１ｆの構成では、互いに内外に組み込まれた少なくと
も２つの螺線エレメント３ｆ，３ｇのうちの一方、たと
えば螺線エレメント３ｆが内側に開口５６を有してい
る。他方の螺線エレメント３ｇは、開口５６にわたって
滑ることができる滑り足（Ｇｌｅｉｔｆｕｓｓ）５８を
備えたスペーサ５７を有している。両螺線エレメント３
ｆ，３ｇが軸方向で相対的にずらされる場合には開口５
６が拡張され得るかまたは縮小され得る。

【００９９】螺線状熱交換器１ｆのこの構成は、有利に
は、媒体の凝縮時に使用される。

【０１００】この場合、媒体の流れ経過はほぼ次の通り
である：螺線エレメント３ｆ，３ｇは中央バッフルプレ
ート４８によって分割されているので、媒体は中央管４
ａから螺線エレメント３ｆ，３ｇを介して、半径方向外
側に位置する端区分９へ達し、その後、そこで変向さ
れ、螺線エレメント３ｆ，３ｇの別の部分領域で再び、
半径方向内側に位置する中央管４ａへ流出する。

【図面の簡単な説明】

【図１】螺線状熱交換器の鉛直な横断図の概略図であ
る。

【図２】図１に示した螺線状熱交換器の個々の螺線エレ
メントの端面図を概略的に示す図である。

【図３】図２の螺線エレメントの延ばされた状態の、部
分的に断面された概略的な斜視図である。

【図４】図２および図３の螺線エレメントの中央管の、
部分的に断面された概略的な斜視図である。

【図５】延ばされた状態の螺線エレメントの別の構成
の、部分的に断面された概略的な斜視図である。

【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った鉛直な横断面を矢
印ＶＩａの方向で見た図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った鉛直な横断面
を矢印ＶＩＩａの方向で見た図である。

【図８】図５および図７の構成に相当する、互いに隣接
した２つの螺線エレメントの部分横断面図である。

【図９】付加的な線材挿入体を備えた図３の構成に相当
する、互いに隣接した２つの螺線エレメントの部分横断
面図である。

【図１０】別の構成による螺線エレメントの、延ばされ
た状態の長さ区分を、部分的に断面した概略的な部分斜
視図である。

【図１１】別の構成による螺線状熱交換器の鉛直な部分
横断面図を概略的に示す図である。

【図１２】第３の構成による螺線状熱交換器の鉛直な縦
断面を概略的に示す図である。

【図１３】図１２に示した螺線状熱交換器の端面図であ
る。

【図１４】第４の構成による螺線状熱交換器の概略的な
端面図である。

【図１５】第５の構成による螺線状熱交換器の鉛直な縦
断面を概略的に示す図である。

【図１６】図１５に示した螺線状熱交換器の概略的な端
面図である。

【図１７】第６の構成による螺線状熱交換器の概略的な
端面図である。

【図１８】第７の構成による螺線状熱交換器の一部分の
鉛直な縦断面を概略的に示す図である。

【図１９】図１８に示した螺線状熱交換器の概略的な端
面図である。

【符号の説明】１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ螺線状熱交換器、
２ケーシング、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆ，３ｇ螺線エレメント、４，４ａ中央管、
５，５ａ，５ｂ多通路成形体、６部分円、７
横方向縁部、８表面、９，９ａ端区分、１
０ギャップ、１１内壁、１２シール材料、１
３入口室、１４出口室、１５横方向壁、１
６突出部、１７端面、１８端面、１９長手
方向スリット、２０周面領域、２１，２２扁平
面、２３長手方向壁、２４，２４ａスペーサリ
ブ、２５個別通路、２６側壁領域、２７端
縁部、２８側縁部、２９周方向リブ、３０
端部リブ、３１中央リブ、３２長手方向リブ、
３３領域、３４区分、３５長さ区分、３
６領域、３７線材挿入体、３８鋼薄板ストリッ
プ、３９長手方向縁部、４０長手方向縁部、４
１切込み部、４２挿入薄板、４３長手方向軸
線、４４領域、４５，４６通路ストランド、
４７端部、４８中央バッフルプレート、４９
管片、５０，５１グループ、５２，５３管、
５４，５５環状通路、５６開口、５７スペー
サ、５８滑り足、５９，６０接続部、６１
ケーシング、６２供給部、６３導出部、６
４，６５壁、６６入口、６７出口、Ａ，Ｂ
媒体、Ｂ１幅、Ｈ高さ、ＰＦ，ＰＦ１，ＰＦ
２，ＰＦ３矢印、ＳＴＦ流線、ＵＢ移流領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに内外に組み込まれた、媒体（Ａ，
Ｂ）を案内する螺線エレメント（３，３ａ〜ｇ）を備え
た螺線状熱交換器において、各螺線エレメント（３，３
ａ〜ｇ）が、端面側に少なくとも１つの媒体接続部を備
えた、部分的に長手方向でスリット付けされた中央管
（４，４ａ）と、長手方向スリット（１９）の領域で中
央管（４，４ａ）に横方向に装着されていて、該中央管
（４，４ａ）とは反対の方の端区分（９，９ａ）に移流
領域（ＵＢ）を規定する、中央管（４，４ａ）を中心と
して螺線状に湾曲された多通路成形体（５，５ａ〜ｃ）
とによって形成されており、該多通路成形体の幅（Ｂ
１）が、高さ（Ｈ）の整数倍に相当していることを特徴
とする、螺線状熱交換器。
【請求項２】互いに内外に組み込まれた、媒体（Ａ，
Ｂ）を案内する螺線エレメント（３ｄ）を備えた螺線状
熱交換器において、各螺線エレメント（３ｄ）が、少な
くとも１つの媒体接続部を備えた、部分的に長手方向で
スリット付けされた外側管（５３）と、長手方向スリッ
トの領域で外側管（５３）に横方向に装着されていて、
該外側管（５３）とは反対の方の内側の端区分（５２）
に移流領域（ＵＢ）を規定する、内側の端区分（５２）
を中心として螺線状に湾曲された多通路成形体（５，５
ａ〜ｃ）とによって形成されており、該多通路成形体の
幅（Ｂ１）が、高さ（Ｈ）の整数倍に相当していること
を特徴とする、螺線状熱交換器。
【請求項３】外側管（５３）の、媒体（Ａ，Ｂ）を供
給する接続部と、外側管（５３）の、媒体（Ａ，Ｂ）を
導出する接続部が、それぞれ環状通路（５４，５５）を
介して媒体を案内するように互いに接続されている、請
求項２記載の螺線状熱交換器。
【請求項４】互いに内外に組み込まれた、媒体（Ａ，
Ｂ）を案内する螺線エレメント（３，３ａ〜ｇ）を備え
た螺線状熱交換器において、一方の螺線エレメント
（３，３ａ〜３ｇ）が、請求項１記載の構成により形成
されており、他方の螺線エレメント（３ｄ）が、請求項
２記載の構成により形成されていることを特徴とする、
螺線状熱交換器。
【請求項５】螺線エレメント（３，３ａ〜３ｇ）が、
円筒状のケーシング（２）によって取り囲まれており、
螺線エレメント（３，３ａ〜３ｇ）の、半径方向外側の
表面（８）と、ケーシング（２）の内壁（１１）との間
のギャップ（１０）がシール材料（１２）で充填されて
いる、請求項１から４までのいずれか１項記載の螺線状
熱交換器。
【請求項６】当該螺線状熱交換器が、少なくとも螺線
エレメント（３，３ａ〜ｇ）に関連して螺線状熱交換器
の長手方向軸線（４３）を中心として回転可能である、
請求項１から５までのいずれか１項記載の螺線状熱交換
器。
【請求項７】中央管（４ａ）に接続されかつケーシン
グ（２）内で回転可能な螺線エレメント（３ｅ）の、半
径方向外側に位置する端区分（９ａ）が、ケーシング
（２）の内壁（１１）に向かって翼状に曲げられてい
る、請求項１または６記載の螺線状熱交換器。
【請求項８】半径方向で隣接されていて、軸方向で互
いに変位可能な２つの螺線エレメント（３ｆ，３ｇ）の
うち、一方の螺線エレメント（たとえば３ｆ）に半径方
向開口（５６）が設けられており、該半径方向開口の大
きさが、他方の螺線エレメント（３ｇ）によって少なく
とも間接的に可変である、請求項１から４までのいずれ
か１項記載の螺線状熱交換器。
【請求項９】各螺線エレメント（３，３ａ〜ｇ）の端
区分（９）が楔状に形成されており、螺線エレメント
（３，３ａ，ｃ，ｅ〜ｇ）の端区分（９）の横方向縁部
（７）が、中央管（４，４ａ）もしくは外側管（５３）
に関して湾曲方向で隣接した螺線エレメント（３，３
ａ，ｃ，ｅ〜ｇ）の、半径方向外側に位置する扁平面
（２１）に固着されている、請求項１から８までのいず
れか１項記載の螺線状熱交換器。
【請求項１０】螺線エレメント（３，３ａ，３ｂ，３
ｄ）の中央管（４，４ａ，５２）もしくは外側管（５
３）がそれぞれ、中央管（４，５２）もしくは外側管
（５３）内に密に挿入された横方向壁（１５）によって
相互に隔離された入口室（１３）と出口室（１４）とを
有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の
螺線状熱交換器。
【請求項１１】横方向壁（１５）が、それぞれ１つの
ノーズ状の突出部（１６）で、螺線エレメント（３，３
ａ，３ｂ，３ｄ）の多通路成形体（５，５ａ，５ｂ）の
扁平面（２１，２２）を間隔を置いて保持する、個別通
路（２５）を形成する２つのスペーサリブ（２４，２４
ａ）の間に係合している、請求項１０記載の螺線状熱交
換器。
【請求項１２】スペーサリブ（２４，２４ａ）が、中
央管（４，４ａ，５２）もしくは外側管（５３）から楔
状の端区分（９，９ａ）にまで延びている、請求項９か
ら１１までのいずれか１項記載の螺線状熱交換器。
【請求項１３】半径方向で互いに隣接した２つの螺線
エレメント（３，３ａ〜ｇ）間で、個別通路（２５）の
領域に、中央管（４，４ａ，５２）もしくは外側管（５
３）から端区分（９，９ａ）にまで延びる線材挿入体
（３７）が設けられている、請求項１から１２までのい
ずれか１項記載の螺線状熱交換器。
【請求項１４】多通路成形体（５，５ａ，５ｂ）の、
半径方向外側に位置する扁平面（２１）に、中央管
（４，４ａ，５２）もしくは外側管（５３）から端区分
（９，９ａ）にまで延びる、両端部で扁平面（２１）に
向かって楔状に先細りになった周方向リブ（２９）が設
けられている、請求項１から１２までのいずれか１項記
載の螺線状熱交換器。
【請求項１５】多通路成形体（５，５ａ，５ｂ）の、
半径方向内側に位置する扁平面（２２）の縁部側に、中
央管（４，４ａ，５２）もしくは外側管（５３）から端
区分（９）の横方向縁部（７）まで延びる、端区分
（９）の領域で楔状に先細りになった端部リブ（３０）
が設けられており、多通路成形体（５，５ａ，５ｂ）の
長手方向中心平面で中央リブ（３１）が、中央管（４，
４ａ，５２）もしくは外側管（５３）から端区分（９，
９ａ）にまで延びている、請求項１から１２までのいず
れか１項または１４記載の螺線状熱交換器。
【請求項１６】一方では螺線エレメント（３ａ）の多
通路成形体（５ａ）の周方向リブ（２９）と、他方では
半径方向で互いに隣接した螺線エレメント（３ａ）の多
通路成形体（５ａ）の端部リブ（３０）ならびに中央リ
ブ（３１）との間に、挿入薄板（４２）が組み込まれて
おり、該挿入薄板が、螺線エレメント（３ａ）の、共通
の長手方向軸線（４３）から、ほぼ周方向リブ（２９）
の、楔状に先細りになった長さ区分（３４）にまで延び
ている、請求項１５記載の螺線状熱交換器。
【請求項１７】螺線エレメント（３）の多通路成形体
（５）が、押出し成形されて定尺分断されたアルミニウ
ム成形材から形成されており、該アルミニウム成形材
が、楔状の端区分（９，９ａ）の領域でスペーサリブ
（２４）から除去されており、端区分（９，９ａ）の扁
平面（２１，２２）が、端縁部（２７）を介して互いに
結合されていると共に側縁部（２８）に沿って密閉され
ている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の螺
線状熱交換器。
【請求項１８】螺線エレメント（３ａ）の多通路成形
体（５ａ）と、周方向リブ（２９）と、端部リブ（３
０）と、中央リブ（３１）とが、押出し成形されて定尺
分断されたアルミニウム成形材から形成されており、周
方向リブ（２９）ならびに中央リブ（３１）が、楔状の
端区分（９，９ａ）の領域で除去されており、該端区分
（９，９ａ）に隣接した周方向リブ（２９）が、楔状に
先細りにされているのに対して、側方の端部リブ（３
０）が、端区分（９，９ａ）の領域で楔状に先細りにさ
れている、請求項１から１７までのいずれか１項記載の
螺線状熱交換器。
【請求項１９】螺線エレメント（３ｂ）の多通路成形
体（５ｂ）ならびに場合によっては周方向リブ（２９）
と、端部リブ（３０）と、中央リブ（３１）とが、耐高
温性の鋼薄板溶接構造から形成されており、スペーサリ
ブ（２４ａ）が、長手方向で広幅面を縦にして鋼薄板ス
トリップ（３８）上に溶接されており、その後、該鋼薄
板ストリップが、多通路成形体（５ｂ）に対して横方向
に曲げられており、次いで、その長手方向縁部（３９）
が互いに溶着されている、請求項１から１８までのいず
れか１項記載の螺線状熱交換器。
【請求項２０】スペーサリブ（２４ａ）が、特に半径
方向内側に位置する長手方向縁部（４０）に沿って、有
利には楔状の切込み部（４１）を備えている、請求項１
９記載の螺線状熱交換器。