JP2011508865A

JP2011508865A - 熱交換装置

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Publication number: JP2011508865A
Application number: JP2010538510A
Authority: JP
Inventors: ケーニッヒ、オルガー; スンメラー、フランツ
Original assignee: アー − ヒートアライドヒートイクスチェンジテクノロジーアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2011-03-17
Also published as: WO2009077227A1; ATE523748T1; MX2010006030A; EP2225528A1; AU2008337810A1; CN101903734A; BRPI0822050A2; CA2709639A1; CN101903734B; US20100258275A1; EP2225528B1

Abstract

本発明は、流入領域（２）と流出領域（３）とを有している熱交換器（１，１０１，１０２）を備えた熱交換装置に関し、当該熱交換装置においては、搬送流体（４）と作動状態において熱交換器（１，１０１，１０２）内を流れる熱伝導剤（５）との間の熱交換のために、搬送流体（４）は、熱交換装置の流入流れ領域（２００）を介し且つ熱交換器（１，１０１，１０２）への流入領域（２）を介して、熱交換器（１，１０１，１０２）と流動接触状態とさせることができ且つ流出領域（３）を介して熱交換器（１，１０１，１０２）から再び流出させることができる。本発明に従って、熱交換装置（１００）は汚染物質（６）を除去するための自動洗浄装置（７）を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換装置に関し、特許請求の範囲の独立請求項１の前段部分に記載された熱交換装置に関する。

熱交換装置の使用は、実際には見ることができない従来技術による多くの用途において知られている。熱交換器は、冷蔵装置、例えば一般家庭用冷蔵庫、ビルのエアコン装置、又は全ての種類の車両特に自動車、航空機、船舶、内燃機関内のラジエータ若しくはオイルラジエータとして、冷媒回路内の凝縮装置若しくは蒸発装置として、及び全てが当業者に良く知られている更に別の数え切れない種々の用途において使用されている。

この点で、これらの熱交換器を大きく異なる用途によって合理的に分類できる種々の可能性が存在する。一つの試みは、区別を、種々のタイプの熱交換器の構造によって又は製造方法によって行うことである。

従って、上記分類は、一方では所謂“フィン付きの熱交換器”によって行い、他方では“ミニチャネル”型又は“マイクロチャネル”型の熱交換器に従って行うことができる。

長年に亘ってよく知られているフィン付きの熱交換器は、全てのタイプの熱交換器と同様に、２つの媒体間例えばそれだけではないが冷却媒体から空気への又はその逆の熱伝導のために機能する。冷却媒体から空気への又はその逆の熱伝導は伝統的な家庭用冷蔵庫において知られており、家庭用冷蔵庫においては、熱が熱交換器によって周囲空気内へ放散されて冷蔵庫内部の冷蔵能力が発生される。

熱交換器の外の周囲媒体、即ち例えば水、オイル又は多くの場合には単に周囲空気は、熱を取り出し又は熱を熱交換器へと伝え、このプロセスによって冷却されるか加熱される。第二の媒体は、例えば液体の冷媒若しくは熱媒又は蒸発若しくは凝縮冷媒とすることができる。いずれの場合にも、周囲媒体すなわち例えば空気は、第二の媒体すなわち例えば熱交換装置内を循環する冷媒よりも熱伝導率が低い。これは、２つの媒体のための大きく異なる熱伝導面によってバランスがとられる。熱伝導率が高い媒体はパイプの中を流れる。該パイプは外側側面に極めて広い面を有していて例えば空気への熱伝導は薄い金属シート（リブ、フィン）によって生じるようになされている。

図４は、これ自体公知であるこのようなフィン付きの熱交換器の一つのエレメントの簡単な例を示している。この点に関して、熱交換器は、実際には図４によれば複数個のエレメントによって形成されている。

この点に関して、内側面に対する外側面の比率は、フィンの幾何学的構造（すなわち、パイプの直径、パイプの配置及びパイプ同士の間隔）のみならずフィン同士の間隔にも依存する。フィン同士の間隔は、種々の用途に対して種々に選択される。しかしながら、これは、純粋に熱力学的な観点からは出来るだけ小さくされるべきであるが、空気側での圧力損失が大き過ぎるほど小さくされるべきではない。最適な効率は約２ｍｍであり、これは凝縮器と熱交換器とのための典型的な値である。

これらの所謂フィン付きの熱交換器の製造は、長年知られている標準化されたプロセスに従って行われる。フィンは、プレス及び特別な工具を使用して打ち抜かれ且つ相互にパケット内に配置される。これに続いて、パイプが機械的に又は油圧によって押し込まれ且つ広げられ、極めて良好な接触及び良好な熱伝導がパイプとフィンとの間に生じるようにされる。次いで、個々のパイプは、曲管及び入口タンク及び出口タンクによって、互いに接続されるか多くの場合には互いにハンダ付けされる。

この点に関して、効率は、フィンの面と空気との間で伝導される熱がフィンによる熱伝導によってパイプに伝えられなければならないという事実に基づいて決まる。熱伝導率が高ければ高いほど、フィンの熱伝導率又は厚みも大きくされるが、パイプ同士の間隔も狭くなる。ここでは、フィンの効率についてのみ説明する。従って、今日では、アルミニウムが主としてフィン材料として使用され、アルミニウムは経済的な条件の下で高い熱伝導率（約２２０Ｗ／ｍｋ）を有している。パイプ同士の間隔は出来るだけ狭くされるべきであるが、このことは、沢山のパイプが必要とされるという問題を生じさせる。パイプが沢山使用されるということはコストが高くなることを意味する。なぜならば、（通常は銅によって作られる）パイプはアルミニウム製のフィンよりも遙かに高価であるからである。これらの材料コストは、パイプの直径及び壁厚を減じることによって低減することができる。すなわち、熱交換器が、数個の大きなパイプによって作られる代わりに沢山の小さなパイプによって作られる。この解決方法は熱力学的には理想的であり、直径が小さい極めて沢山のパイプが短い距離で設けられる。しかしながら、実質的なコスト因子は、パイプを広げ且つハンダ付けするための労働時間でもある。この労働時間はこのような幾何学的構造においては著しく増える。

従って、新しい種類の熱交換器すなわち所謂ミニチャネル又はマイクロチャネルと称される熱交換器が何年か前に既に開発されており、この熱交換器は、全く異なるプロセスを使用して製造され、フィン付きの熱交換器の理想すなわち狭い間隔で沢山の小さなパイプという理想にほぼ相応している。

しかしながら、小さなパイプの代わりに、押出アルミニウム部分がミニチャネル熱交換器において使用され、該熱交換器は直径が例えば約１ｍｍの極めて小さなチャネルを備えている。同じくそれ自体公知のこのような押出成形部分は例えば図３に概略的に示されている。特にこの点に関して、実際には、熱交換器は、既に必要とされている熱容量に応じて中央熱交換エレメントとしての単一の押出成形部分によって対処することができる。比較的高い熱伝導容量を達成することができるようにするために、当然に、複数の押出成形部分を単一の熱交換器内に同時に設け且つこれらを相互に結合させることもできる。これらは、例えば適当な組み合わせにより、例えば供給口及び排出口を介して相互にハンダ付けされる。

このような部分は、例えば、適当な押出プロセスにおいて且つ複数の材料によって単純に且つ種々の形態に作ることができる。しかしながら、他の製造プロセスもまた、ミニチャネル熱交換器の製造例えば適切な形状の部分金属シートの組立又はその他の適当なプロセスのためのものとして知られている。

これらの部分は、必ずなされなければならないと言うわけではないが、広げることができず且つ打ち抜かれたフィンパケット内へ押し込むことも出来ない。

その代わりに、例えば、シート金属のストリップ特にアルミニウムのストリップが、相互に近接して（共有空間が例えば１ｃｍ未満）配置された２つの部分の間に配置される。この結果、シート金属のストリップと相互に隣接した部分とを交互に配置することによって一つの熱交換器のパケットが形成される。このパケットは、次いでハンダ付け炉内で完全にハンダ付けされる。

極めて高いフィンの効率と極めて小さい充填体積（内側チャネル側）とを備えた熱交換器が、狭い空間及び小さいチャネル直径によってもたらされる。この技術の更に別の利点は、材料の対形成（腐食）防止、軽量（銅製ではない）、高圧力安定性（約１００バール（１パスカル））を有すると共にコンパクトな構造的形状（熱交換器の典型的な深さ、例えば２０ｍｍ）を有することである。

ミニチャネル熱交換器は可動形態での使用において１９９０年代の間に確立されるようになった。軽量で小さいブロックの深さと共にここで必要とされている制限された大きさは、ミニチャネル熱交換器のための理想条件である。自動車用のラジエータ並びに自動車用エアコン装置のための凝縮器及び蒸発器は、今日では殆どミニチャネル熱交換器によってもっぱら実現されている。

固定使用領域においては通常比較的小さな熱交換器は必要とされないが、その一方で、重量及びコンパクトな設計の重要性は低く、理想的なコストパーファーマンスの重要性がより高い。ミニチャネル熱交換器は、以前は、この目的のために考慮されるべき寸法が余りにも制限されていた。多くの小さなモジュールは、複雑且つ／又は費用のかかる方法で相互に結合させることが困難であった。更に、アルミニウムの使用は、押出部分において比較的高く、その結果、コスト上の利点もまた実際には材料の使用の観点から期待されなかった。

自動車の分野における大きな体積により、ミニチャネル熱交換器のための製造プロセスは、標準化されるようになり且つ改良され、その結果、この技術は今日では完成されたものと称することができる。ハンダ付け炉の大きさもまたその間に大きくなり、その結果、熱交換器は既に約１×２ｍの大きさで製造することができる。

結合装置における初期の困難性は軽減されて来ている。一方、入口タンク及び出口タンクを内部にハンダ付けする方法に関する複数の特許された方法が存在している。

しかしながら、とりわけ銅の価格はアルミニウムと比べて極めて高くなり、この技術もまた安定して使用できるためには極めて興味深いものとなりつつあるという結果となっている。

この点に関して、既知の熱交換装置の全てが有する問題点は、熱交換装置の装置構成要素の汚れという問題であり、この問題点は、基本的に如何なる作動モードにおいても避けることができない

洗浄装置付きの熱交換器例えば凝縮器又は熱交換器は、汚れる環境内で作動する場合が多い。空気の汚れは、自然発生的なもの（花粉、虫等）か又は工業的に発生するもの（切り屑、タイヤの摩耗、床のごみ、箱からのごみ等）である。汚れ物質の多くは、洗浄装置付きの熱交換器上に捕捉され常に熱交換器を塞ぐ。

熱交換器例えば冷却空気が対応するファンに補助されて熱交換器を通過するようにガイドされる熱交換器は、冷却空気内に含まれているこのようなタイプの及びその他のタイプの汚れ物質によって、時間が経過するにつれて益々汚れるようになり、このことは、例えば熱交換器の表面の熱伝導率の低下につながって熱伝導率が著しく低下せしめられる。このことは、高い作動コストにつながり又は極端な場合には熱交換装置が必要とされる熱交換性能を提供することができなくなり、最悪の場合には重大な損傷につながる。

従って、汚れの結果として、空気側の抵抗が増大して空気の流量が減少せしめられ、熱伝導も低下することが極めて多い。上記した作用は、冷却装置のエネルギー消費量を増大させて汚れを機能的に停止するまで増大させることにつながる。

これは、冷却される機械例えばデータ処理ユニフト又はその他のあらゆるタイプの機械がオーバーヒートし、それによって損傷を受けるという作用を有する。更にまた商品を損傷させ、例えば冷凍倉庫内に保管されている食品例えば十分に冷却されている場合には腐る。

このような重大な損傷を防止し且つこのような汚れに対抗するために、熱交換器には、複雑且つ又は費用のかかる方法で規則的に洗浄されるか又は対応するフィルタが設けられていなければならない。しかしながら、これらのフィルタもまた規則的に洗浄しなければならない。特に、関連する冷却機は、熱交換器を洗浄するために電源を切らなければならないか又は熱交換器の熱伝導性能が洗浄プロセス中に極めて悪影響を受ける。

この点に関して、公知の装置において熱交換装置の洗浄は既に厄介であり、純粋に構造的な理由例えば組み込まれた状態で容易に直接アクセスできないので、複雑で且つ高価なものである。従って、多くの公知の熱交換装置においては、ハウジングを開けて例えば熱交換器自体又は熱交換装置のハウジング内部にあるその他の基本的な構成要素を洗浄する必要がある。この点に関して、ハウジングの開放は、複雑であるばかりでなく高価且つ厄介でもある。この場合にはまた、既に述べたように、相応して接続されている加熱器の電源を切らなければならない。なぜならば、電源が切られないと、熱交換装置のハウジングの開放が純粋に安全性の理由から許容されず又は作動状態での技術的な理由から全く不可能であるからである。

従って、本発明は、改良された熱交換装置であって、従来技術において知られている問題点を解決し特に洗浄が容易で好ましくは作動状態において洗浄することもでき、熱交換器及び又は熱交換装置全体の熱伝導性能を本質的により長い作動期間に亘って低下させず、より長い作動時間に亘ってほぼ一定の予め設定可能な熱伝導性能を保証することができる改良された熱交換装置を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するための対象は、特許請求の範囲の独立請求項１に記載された構成を特徴とする。

特許請求の範囲の従属項は、本発明の特に有利な利点に関するものである。

従って、本発明は熱交換装置に関し、該熱交換装置は流入領域と流出領域とを備えている熱交換器を備えており、該熱交換装置においては、搬送流体が熱交換器へと熱交換装置の流入流れ領域及び流入領域を介して供給され且つ熱交換器と流動接触状態とされ且つ熱交換器から再び流出領域を介して排出されて熱交換装置の作動状態において搬送液体と熱伝導剤との間で熱交換ができるようになされている。本発明に従って、熱交換装置は自動の洗浄装置を備えていて汚れ物質を除去することができる。

このことは、本発明が特に自動洗浄装置に関することを意味しており、この自動洗浄装置は、好ましい実施例においては、フィルタ（例えば、虫用の網）が熱交換器の前方に設けられるか熱交換器自体が自動的に洗浄されるようになされている。以下において特別な実施例に関して更に詳細に説明するように、これは例えば、フィルタが一つのタイプのワイパーの周りに巻かれるか又はフィルタ若しくは熱交換器自体が各々一つのタイプのワイパーによって自動的に洗浄されるか又はフィルタ自体が少なくとも部分的に熱交換器を包囲し且つ例えば熱交換器の周りを永久に回転することによってなされる。これによって、熱交換器の入口側で受け入れられた汚れ物質が、熱交換器の反対側で空気の流れによって再び直接取り出され、それによってフィルタが自動的に洗浄される。

この点に関して、特別な実施例においては、熱交換器はまた熱交換装置のハウジング内に配置することもでき、その場合、自動洗浄装置が代替的に又は付加的に熱交換装置のハウジングの流入領域に設けられる。

従って、本発明にとって本質的なことは、自動洗浄装置が設けられ且つ該自動洗浄装置が特に熱交換器及び／又は熱交換器若しくは熱交換装置の流入領域に設けられ及び／又は熱交換装置の流入領域に設けられた汚れフィルタの洗浄を作動状態においても可能にし、熱交換器の熱交換性能を比較的長い作動期間に亘って本質的に低下させず、むしろほぼ一定の予め設定可能な熱伝導性能もまた比較的長い作動期間に亘って保証されることである。

洗浄が熱交換器又は熱交換装置の作動状態においてはある種の理由によって行うことができない場合にも、本発明はまた有利に使用することができる。なぜならば、本発明による自動洗浄装置による洗浄のために熱交換装置を取り外すか又は分離するか又は開放する必要がないからであり、この結果、洗浄は極めて簡素化され、従って、既知の熱交換装置よりも効率良く且つ低廉であるからである。特に、それだけではないが、洗浄のための人が少なくともより少なくて済む。

好ましい実施例においては、本発明による洗浄装置は、ごみ捕獲グリッド及び／又は汚れフィルタを備えており、この汚れフィルタ及び／又は洗浄装置は、熱交換装置の自動洗浄のために、すなわち、特に例えばごみ捕獲グリッド又は汚れフィルタの自動洗浄のために設けられており、前記の汚れワイパー及び／又は洗浄装置は、以下において更に詳細に説明するように、本発明に従って自動的に作動せしめられる。

特別な実施例においては、汚れフィルタは、熱交換器の流入領域及び／又は熱交換装置の流れ流入領域及び／又は熱交換器の流出領域に設けられており、全ての種類の汚れ物質例えばごみ、すす、虫等が、前記の汚れフィルタによって、吸い込まれた搬送流体例えば熱交換のために熱交換器を介して導かれる空気から取り除くことができる。

この点に関して、実際上特に重要な実施例においては、偏向装置特に偏向ローラに汚れフィルタが設けられている。この汚れフィルタは、熱交換器の流入領域及び流出領域を、汚れフィルタの吸引側が流入領域から流出領域の前方に設けられた偏向装置を介してガイドされる形態で包囲している。この実施例においては、作動状態において、汚れフィルタは例えば熱交換器の周りを永久的に回転することができ、それによって、流入領域の吸引側において汚れフィルタによって捕獲された汚れ物質が、熱交換器の反対側の流出領域において流出領域から流出する空気によって再び捕獲され且つこの空気によって外部へ放出される。

このような回転汚れフィルタは、熱交換器に直に配置せずに汚れ物質を捕獲するために熱交換器装置の流入流れ領域の前方に配置して、汚れフィルタが流入領域から流出領域へと搬送及び偏向装置によって例えば永久に回転するやり方で適切に搬送されるようにして、汚れフィルタが流出空気の流れによる汚れ物質が常に存在しないようにすることも当然に可能である。

熱交換性能を高めるために、熱交換装置は、特に複数の熱交換モジュール特に同一の熱交換モジュールによって形成することができる。

これによって、熱伝導性能及び／又は熱伝導の性能密度は、本発明の熱交換装置のモジュール形式の設計によって、好ましくは同一の熱交換モジュールを繰り返すことによって又は熱交換装置から同一の熱交換モジュールを取り除くことによって、簡単に且つ効率良く適合させることができる。

熱伝導剤と搬送流体の熱伝導性能密度を更に増大させるために且つ／又は熱伝導剤と搬送流体との間の熱伝導率を増大させるために、熱交換器の冷却のための冷却装置を公知の方法で設けることができ、特に気体の流れを生成させるためのファンを設けることができる。

この点に関して、それ自体従来技術から公知である熱交換器自体は、複数のマイクロチャネルによってマイクロチャネル型熱交換器として形成することができ且つ／又は熱交換器を冷却フィンを備えたフィン付きの熱交換器として形成することもできる。特に、熱交換装置は、構造的形状のような特別な需要がある場合には、フィン付きの熱交換器とマイクロチャネル型の熱交換器とからなる結合熱交換装置として作られる。

本発明による熱交換装置の熱伝導容量の可能性を改良するためには、シール特にエアシールを搬送流体の流速の調整のために設けることができ、この場合、搬送流体の流速は、手動によるか又は予め設定可能な作動パラメータに応じた制御ユニットによって制御し且つ／又は調整することができる。

本発明による熱交換装置の構成要素すなわち熱交換器及び／又は熱伝導剤のための供給ライン及び／又は熱伝導剤のための取り出しライン及び／又は恐らく設けられている熱交換装置の内部を洗浄するための洗浄用フラップ及び／又は本発明による熱交換装置の各構成要素は、自在接続要素によって熱交換装置の他の構成要素の各々に接続して、例えば熱交換器モジュールは特に容易に通過し又は取り除くことができるようにすることができる。特に、洗浄用フラップ及び入口マニホルド及び出口マニホルド及び熱伝導剤のための収集用パイプ又はシート金属部品並びに熱交換装置のその他のモジュール及び構成要素は、自在接続要素によって接続されるのが好ましい。この点に関して、自在接続要素は、特に、熱交換装置又は熱交換器モジュールの垂直方向の組立だけでなく水平方向の組立のためにも適している。

通常は、必須ではないが、制御ユニット特に冷却装置及び／又は洗浄装置及び／又はエアシール及び／又は熱伝導剤の作動パラメータ又は状態パラメータ及び／又は熱交換装置の別の作動パラメータの制御のためのデータ処理装置を備えている制御ユニットが熱交換装置の制御及び／又は調整のために設けられ、このような制御ユニットは現存の熱交換装置によって従来技術からそれ自体当業者に公知のものである。

熱交換装置又は熱交換モジュール及び／又は熱交換器及び／又は熱交換モジュール特に熱交換装置全体の境界面は金属及び／又は合金特に単一の合金によって製造されるのが有利であり、特にステンレス鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金によって製造することができ、犠牲金属が腐食保護層として設けられるのが好ましく且つ／又は熱交換装置には少なくとも部分的に保護層特に腐食保護層が設けられる。特に、入口タンク及び出口タンクは、高圧例えばＣＯ_２によって作動させることができるように極めて強い材料例えばステンレス鋼によって作られるのが好ましい。

本発明による熱交換装置は、特に、ラジエータ特に車両特に陸上車両若しくは航空機若しくは水上車両用ラジエータ、又は、移動型若しくは固定型の加熱設備若しくは冷蔵設備若しくはエアコン設備のためのラジエータ若しくは凝縮器若しくは蒸発器特に機械若しくはデータ処理装置若しくはビル若しくは熱交換装置と共に作動することができる別の装置のためのラジエータ装置である。

以下、本発明を図面を参照して更に詳細に説明する。
図１は、汚れワイパーを備えている本発明による熱交換装置の第一の実施例の概略図である。図２は、本発明の第二の実施例の概略図であり、この実施例は汚れフィルタと汚れフィルタのための偏向装置とを備えている。図３は、マイクロチャネルを備えている熱交換器の概略図である。図４は、フィン付きの熱交換器の一つの部材の概略図である。図５は、図２による更に別の実施例であってエアシールを備えている実施例の概略図である。図６は、流入流れ領域に洗浄装置を備えている熱交換装置の概略図である。

図１は、汚れワイパーを備えた本発明による熱交換装置の第一の実施例の概略図であり、以下においては全体が参照符号１００によって提供されている。この点に関して、図１の熱交換装置は、熱交換装置の１００の作動状態における洗浄過程中の状態で示されている。

図１の発明による熱交換装置１００は、モジュール型の熱交換装置１００であり且つ基本的な要素として熱交換モジュール１０００を備えており、熱交換モジュール１０００は、熱伝導剤５例えば冷却液５又は蒸発媒体５と搬送流体４例えば空気４との間での熱交換のための熱交換器１を有している。この場合には、熱交換器１は、それ自体公知であり且つ複数のマイクロチャネル９を備えているマイクロチャネル型熱交換器１０１である。熱交換器１０１のマイクロチャネル９は、図１には示されていない結合装置であってその原理が当業者に公知である結合装置を介して熱伝導剤５の交換のために冷却器（同じく図示されていない）に接続されている。

それ自体公知の方法で、冷却器は結合装置に流動接続されており、該結合装置は、熱交換器１０１の入口部分を備えている入口チャネルと、熱交換器１０１の出口部分を備えている出口チャネルとを備えていて、空気４との熱交換のための熱伝導剤５は、入口チャネルから入口部分を介して熱交換器１の複数のマイクロチャネル９によって導かれ、最終的に出口部分を介して出口チャネルへと導かれる。

この点に関して、熱交換器モジュール１０００及び／又は熱交換装置１００の外側境界部は、熱交換器１の流入領域２と熱交換装置１の流出領域３００とによって形成されており、その結果、搬送流体４（その流れの方向は矢印４０によって符号で図示されている）と熱交換器１内を流れている熱伝導剤５との間での熱交換のための作動状態において、搬送流体４は、流入領域を介して熱交換モジュール１０００に供給され、熱交換器１と流動接触状態にされ、熱交換モジュール１０００から又は熱交換装置１から流出領域３００を介して再び排出される。

熱が空気４と熱伝導剤５との間で交換できるように冷却装置１１好ましい場合にはファン１１が付加的に設けられ、該冷却装置によって、多量の空気４が単位時間毎に熱交換モジュール１０００の中を搬送される。

本発明に従って、汚れワイパー７１の形態の洗浄装置７，７１が更に中心要素として設けられている。汚れワイパー７１は、熱交換装置１００の作動時に、自動的に好ましくは永久に汚れフィルタ８へと動かされ且つ該汚れフィルタ上を両頭矢印Ｐの各々が示す方向に交互に動かされ、その結果、汚れフィルタ８内を流れる空気４の吸引によって該汚れフィルタ上に堆積した汚れ物質６が永久に除去され、それによって、熱交換器１は、長い作動期間に亘って本質的に一定の熱伝導性能をもたらす。なぜならば、汚れ物質が永久に熱交換器１上及び／又は汚れフィルタ８上に全く積もらないからである。

図２は、本発明による熱交換装置１００の第二の実施例を示しており、該実施例は、汚れフィルタ８と汚れフィルタ８のための偏向装置７２とを備えている。

従って、図２の熱交換装置は図１に図示されているものとは、汚れフィルタ７１が洗浄装置７として設けられておらず、偏向装置７２が偏向ローラ７２１の形態で設けられており、汚れフィルタ８が熱交換器１，１０１，１０２の流入領域２及び流出領域３を覆っていて汚れフィルタ８の吸引側２１が流入領域２から偏向装置７２を介して流出領域３の前方へと導かれるようになされている点において異なっている。

この実施例は実際上は特に重要であり、この実施例においては、汚れフィルタ８は、作動状態において例えば熱交換器１の周りを永久に回転することができ、それによって、流入領域２又は流入流れ領域２００の吸引側２１の汚れフィルタ８上から除去された汚れ物質６は、熱交換器１の反対側の流出領域３から熱交換器１の流出領域３から流れ出している空気４によって再び搬出され且つこの空気によって外部へと放出される。

図３は、図１による熱交換器１，１０１であってマイクロチャネル９を備えた熱交換器の概略断面図である。既に説明したように、該熱交換器は、図４による伝統的なフィン付きの熱交換器１０２において使用されているような小さなパイプの代わりに、マイクロチャネル型熱交換器１０１（これはしばしばマイクロチャネル型熱交換器１０１と称される）においては、例えばアルミニウム押し出し材が使用され、該押し出し材は、例えば断面が約１ｍｍの極めて多数の小さなチャネル９を有している。図３の熱交換器１，１０１は、例えば適切な押出方法によって容易に製造することができ且つ複数の材料によって複数の形状に作ることができる。この点に関して、図３による熱交換器１は、図３には明確に図示されていない別の実施例においては、他の製造方法例えば適当な形状に分けられているシート金属部品を組み合わせることによって又はその他の適切な方法によって作ることもできる。

図３と対照的に、図４は、それ自体公知のフィン付きの熱交換器１，１０２の一つの要素を示している。フィン付きの熱交換器１，１０２は冷却フィン１０を備えており、冷却フィン１０は本発明の実施例によるマイクロチャネル型熱交換器１０１の代わりに使用することができる。熱伝導剤５は、フィン付きの熱交換器１０２のパイプ形状の要素内を流れ、フィン付きの熱交換器１０２は、作動状態で通常は冷却フィン１０を介して内部を通過する空気４との間で熱を交換する。実際上は、熱交換器１は図４による要素複数個によって形成することができることはわかるであろう。

本発明の極めて特別な実施例であってスペース上の理由から図面に明確には示されていない実施例においては、熱交換器１は結合熱交換器１，１０１，１０２として使用される。これは、本発明の熱交換装置１００が極めて特別な用途に対しては複数のマイクロチャネル９を備えている熱交換器１０１の他に冷却フィン１０を備えているフィン付きの熱交換器１０２を同時に備えることができることを意味している。

図２による更に別の実施例が図５に概略的に示されており、該実施例はエアシール１２を備えている。エアシール１２は、日よけ又はベネシャンブラインドの形態で作られるのが好ましく、この日よけ又はベネシャンブラインドは、個々の日よけ要素１２１又はベネシャンブラインド要素１２１を備えていて、熱交換器１を覆う程度を調整可能に好ましくは電子制御でき且つ／又は調節できるやり方で変えることができ、エアシールは、公知の方法で全体的に又は例えば部分的に個々の日よけ要素１２１又はベネシャンブラインド要素１２１を互いに寄せ集めることによって熱交換器１の表面から除去され、又は個々のベネシャンブラインド要素１２１と熱交換器１の面との間の角度を変えて空気４のための有効通過面積を変えることができるようにすることができる。これによって、熱交換器１の熱交換率の調整は、冷却装置の流量動力学を変えることなく簡単な方法で行うことができる。

最後に、図６は、本発明による熱交換装置１００の別の実施例の概略図であり、この実施例においては、熱交換器１は、熱交換装置１００の閉塞されたハウジングＧの内部に設けられている。

図１と対照的に、ここでは汚れフィルタ８は熱交換器１に直接設けられてはおらず、流入流れ領域２００を形成している熱交換装置１００のハウジングの壁に設けられている。これに相応して、汚れワイパー７１として適合せしめられた洗浄装置７は、ハウジングＧのみならず流入流れ領域２００の前方の汚れワイパー８にも設けられている。

図６の実施例の更に別の実施例においては、流入流れ領域２００の前方に設けられている汚れワイパー７１の他に、例えば図１，２及び５による別の洗浄装置をも熱交換器１に直接設けて、特別な用途に対して熱交換器１の汚れに対する更に良好な洗浄効果及び／又は保護を保証することができるようにすることもできることは分かるはずである。

本願の構成の範囲内で記載した実施例は例示としてのみ理解されるべきものであることはわかる。このことは、本発明がここに記載されている特定の実施例にのみ限定されるものではないことを意味している。特に、ここに提供された実施例の全ての適切な組み合わせも同様に本発明に包まれる。

１，１０１，１０２熱交換器
２流入領域
３，３００流出領域
４搬送流体、空気
５熱伝導剤、冷却液、蒸発媒体
６汚れ物質
７洗浄装置
８汚れフィルタ
９マイクロチャネル
１１冷却装置、ファン
１２エアシール
２１汚れフィルタの吸引側
７１汚れワイパー
７２偏向装置
１００熱交換装置
１２１日よけ要素又はベネシャンブラインド要素
７２１偏向ローラ
１０００熱交換モジュール

Claims

流入領域（２）と流出領域（３）とを有する熱交換器（１，１０１，１０２）を備えた熱交換装置であり、搬送流体（４）と前記熱交換器の作動状態において熱交換器（１，１０１，１０２）内を流れる熱伝導剤との間の熱交換のために、搬送流体（４）が、当該熱交換装置の流入流れ領域（２００）及び熱交換器（１，１０１，１０２）の流入領域（２）を介して導かれ、熱交換器（１，１０１，１０２）と流動接触状態とさせることができ、流出領域（３）を介して熱交換器（１，１０１，１０２）から再び放出することができ、該熱交換装置は汚染物質（６）を除去するための自動洗浄装置（７）を備えている、ことを特徴とする熱交換装置。
該熱交換装置の自動洗浄のために、汚れワイパー（７，７１）及び／又は洗浄装置（７，７１）が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
汚れワイパー（８）が、流入領域（２）及び／又は流入流れ領域（２００）及び／又は流出領域（３）に設けられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換装置。
偏向装置（７２）特に偏向ローラー（７２，７２１）が設けられており、前記汚れフィルタ（８）が、熱交換器（１，１０１，１０２）の流入領域（２）と流出領域（３）とを包囲していて、汚れフィルタ（８）の吸引側（２１）が流入領域（２）から流出領域（３）の前方に設けられた偏向装置（７２）を介して導かれるようになされている、ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
熱交換器（１）が複数のマイクロチャネル（９）によって形成されたマイクロチャネル型熱交換器（１，１０１）とされ且つ／又は前記熱交換器が冷却フィン（１０）を備えているフィン付きの熱交換器（１，１０２）として形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
該熱交換装置が、少なくとも１つの熱交換モジュール（１０００）によって形成されたモジュール型の設計であることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
熱伝導剤（５）と搬送流体（４）との間の熱伝導率を増大させるために、熱交換器（１，１０１，１０２）を冷却するための冷却装置（１１）特に気体の流れ（４０）を発生させるためのファン（１１）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
仕切り（１２）特にエアシール（１２）が搬送流体（４）の流速を調整するために設けられている、ことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
該熱交換装置が、フィン付き熱交換機器（１，１０２）とマイクロチャネル型の熱交換器（１，１０１）とからなる結合熱交換装置として形成されている、ことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
熱交換装置の制御及び／又は調整のために、制御ユニット特にデータ処理ユニットを備えている制御ユニットが、冷却機及び／又は冷却装置（１１）及び／又は洗浄装置（７）及び／又は仕切り（１２）及び／又は熱伝導剤（５）の作動状態パラメータ及び／又は該熱交換装置の別の作動パラメータの制御のために設けられている、ことを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
熱交換モジュール（１０００）及び／又は熱交換器（１，１０１，１０２）及び／又は完成された熱交換装置が、金属及び／又は合金、特に単一の金属又は単一の合金特にステンレス鋼、特にアルミニウム又はアルミニウム合金によって作られており、犠牲金属が腐食保護部材として設けられており且つ／又は該熱交換装置に少なくとも部分的に保護コーティング特に腐食保護コーティングが設けられている、ことを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。
熱交換装置が、ラジエータ特に車両更に特別には陸上車両若しくは航空機若しくは水上車両用のラジエータ、又は、可動の加熱装置若しくは固定の加熱装置のためのラジエータ、凝縮器若しくは蒸発器であり、又は冷却装置、又はエアコンユニット特に機械若しくはデータ処理ユニット若しくはビルのための冷却装置である、ことを特徴とする請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の熱交換装置。