DE3856032T3

DE3856032T3 - Wärmetauscher mit verbesserter Kondensatsammlung

Info

Publication number: DE3856032T3
Application number: DE3856032T
Authority: DE
Inventors: Norman Francis Costello; Leon Arnold Guntly; Gregory Gerald Hughes
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: EP0325844B1; CA1340218C; ATE158648T1; JPH0217387A; BR8900191A; KR0132297B1; EP0608439B2; EP0608439B1; DE3856032T2; USRE37040E1; ES2108029T3; MX166318B; EP0608439A1; AU596779B2; JP2733593B2; US4829780A; DE3856032D1; AR240516A1; AU2566888A; ES2032978T3

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher, insbesondere auf Wärmetauscher die als Verdampfer verwendet werden; und auf das Sammeln von Kondensat in Verdampfern.

Hinterrund der Erfindung

Wie hinlänglich bekannt ist, benutzen herkömmlich verwendete Luftklimatisierungs-Systeme die nach einem Dampfkompressions-Kreisprozess arbeiten, Verdampfer als Mittel zum Kühlen der Luft, die konditioniert werden soll. Ein Kühlmittel wird durch einen Verdampfer geleitet und darin expandiert. Auf diese Weise absorbiert es seine Verdampfungswärme und kühlt dabei das Medium mit dem es in Kontakt ist; dies sind typischerweise Wärmetauscherröhren. Die zu konditionierende Luft strömt über diese Röhren die typischerweise mit Rippen versehen sind, um einen verbesserten Wärmeübergang zu gewährleisten. Die Beschreibung des Patents GB-A-362073 offenbart eine Wärmetauschervorrichtung die dünne flache Röhren aufweist, an denen eine Vielzahl von Rippen in Form von Metallstreifen angebracht sind. Jeder Streifen hat ein Paar gegenüberliegender Kanten, die im rechten Winkel zum Hauptteil gebogen sind und durch einen anderen rechten Winkel auch an ihren Enden nach innen gebogen sind, um Flansche zu bilden die parallel zu und unterhalb oder oberhalb des Hauptteils liegen. Die Streifen liegen übereinander, so dass die Flansche und die Hauptteile von jeweils aufeinanderfolgenden Streifen aneinander anstoßen.
Luft, die zumindest örtlich über die Wärmetauscherröhren streicht, wird unter ihren Taupunkt gekühlt, mit dem Ergebnis, dass auf den Rippen und Röhren Wasser aus der Luft kondensiert. Dieses Kondensat muss entfernt werden, ansonsten gefriert es und verstopft den Luftstrompfad.
Eine Vielzahl von Vorschlägen wurden zur Entfernung des Kondensats entwickelt und beinhalten in ihrer einfachsten Form die Benutzung von Gravitationskräften mit einer möglichen Unterstützung durch die Geschwindigkeit des Luftstroms, der sich durch den Verdampfer bewegt. Diese Systeme funktionieren alles in allem recht gut, sind aber häufig sperrig. Die Beschreibung des Patents GB-A-2012406 offenbart einen Wärmetauscher in dem flache Röhren in Reihen angeordnet sind, so dass jede Reihe an ein Paar Kopfteile angefügt ist um eine Einheit zu bilden. Der Wärmetauscher umfasst eine Vielzahl von Einheiten die nebeneinander angeordnet sind, so dass korrespondierende Röhren so positioniert sind, dass sie Säulen bilden. Die Röhren benachbarter Einheiten sind über Rippen verbunden, die sich parallel zu den Kopfteilen und den Reihen der Röhren erstrecken.
Darüber hinaus ist es, insbesondere wo Luftströme mit sehr hohen Geschwindigkeiten auftreten, also beispielsweise bei Luftklimatisierungs-Systemen in Fahrzeugen wo Ventilatoren mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden um eine maximale Kühlung in einer kurzen Zeit zu erreichen, wünschenswert, die Feuchtigkeit so schnell als möglich aus dem Verdampfer zu entfernen um zu verhindern, dass sie von dem Luftstrom mitgerissen wird und in die Fahrgastkabine des Fahrzeugs gelangt.
Des Weiteren ist es wünschenswert, dass die Mittel die dazu benutzt werden das Kondensat zu sammeln so wenig wie möglich wiegen, damit Treibstoff eingespart werden kann. Es ist außerdem wünschenswert, dass das Volumen dieser Mittel absolut minimiert wird.
Darüber hinaus ist es gleichermaßen wichtig und wünschenswert Mittel bereitzustellen, durch die das Kondensat von den Wärmetauscheroberflächen des Wärmetauschers abgeleitet wird, um zu verhindern, dass Kondensatfilme eine wirkungsvolle Wärmeübertragung behindern.
Die vorliegende Erfindung stellt darauf ab die oben genannten Ziele zu erreichen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das Hauptziel der Erfindung einen neuen und verbesserten Wärmetauscher bereitzustellen. Genauer gesagt ist es ein Ziel der Erfindung einen neuen und verbesserten Wärmetauscher bereitzustellen, der idealerweise für die Benutzung als Verdampfer geeignet ist und der verbesserte Mittel zum Sammeln des Kondensats beinhaltet das während des Betriebs des Wärmetauschers als Verdampfer auf den Wärmetauscheroberflächen kondensiert.
Die Erfindung stellt ein Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 bereit. Der Wärmetauscher kann einen Verteiler umfassen, der die ersten Kopfteile (headers) in den Einheiten verbindet und einen weiteren Verteiler, der die zweiten Kopfteile in den Einheiten verbindet und weiterhin mindestens einen Verschlusstopfen in einem der Verteiler, um einen mehrwegigen Wärmetauscher zu definieren.
Vorzugsweise sind die Kopfteile und die Verteiler als Röhren ausgebildet. Des Weiteren wird bevorzugt dass die Verteiler an den Enden der korrespondierenden Kopfteile befestigt sind.
Die Verteiler können auch auf der gleichen Seite des Wärmetauschers sein.
Darüber hinaus sind die Einheiten des Wärmetauschers vorzugsweise im Wesentlichen identisch.
Der Wärmetauscher kann einen Einlass zu dem ersten Kopfteil von einer der Einheiten umfassen; einen Auslass von dem ersten Kopfteil von der anderen der Einheiten; und Mittel die eine Fluidverbindung zwischen den zweiten Kopfteilen der Einheiten herstellen, wobei Fluid das in den Einlass eintritt zuerst durch die eine Einheit zu dem zweiten Kopfteil derselben fließt und dann zu der zweiten Einheit und dem ersten Kopfteil davon, und anschließend von dem Auslass in einen Mehrfach-Strompfad eines solchen Fluids.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrachtet eine Vielzahl von Wärmetauscher-Modulen, die jeweils aus einem verlängerten unteren Kopfteil mit nicht rechtwinkligem Querschnitt und einer Vielzahl von Röhren die an dem Kopfteil entlang seiner Länge angebracht sind und sich davon nebeneinanderliegend erstrecken. Die Röhren die quer zum Kopfteil angeordnet sind haben eine kleinere Bemessung als der Kopfteil und die Module sind aufeinander geschichtet und zusammenmontiert wobei die unteren Kopfteile auf abdichtende Weise aneinander angrenzen und nach oben geöffnete Kanäle definieren. Zwischen nebeneinanderliegenden Röhren erstrecken sich in jedem Modul Sätze von Serpentinenrippen. Bei nicht-horizontal angeordneten Röhren kann das Kondensat um gesammelt zu werden unter dem Einfluss der Schwerkraft entlang der Länge der Röhren durch die Räume zwischen den Röhren nebeneinanderliegender Module fließen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Kopfteile durch Sammlerröhren definiert und das abdichtende Anstoßen ist durch eine Verbindung zwischen aneinanderliegenden Kopfteilen entlang deren Länge definiert. Die Verbindung dient auch als Haltemittel durch das die Kopfteile zusammengehalten werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Verbindung durch Hartlotmetall gebildet.
Aufgrund ihrer einfachen Erhältlichkeit haben die Röhren die zur Ausbildung der Kopfteile verwendet werden generell einen kreisförmigen Querschnitt. Ein kreisförmiger Querschnitt wird aufgrund seiner größeren Widerstandsfähigkeit gegen inneren Druck bevorzugt.
Als Alternative zu der Verwendung von Röhren die miteinander verbunden sind um die Kopfteile auszubilden, erwägt die Erfindung, dass eine einheitliche Struktur die im Wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweist durch Extrusion geformt werden und als Kopfteil verwendet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die abgeflachten Röhren einzeln geformt, wohingegen eine andere Ausführungsform der Erfindung in Erwägung zieht, dass Gruppen von abgeflachten Röhren in Form einer mehrfachen Durchgangsextrusion ausgebildet sein könnten.
Andere Ziele und Vorteile werden offensichtlich wenn man die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen sieht.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Frontaufriss eines Verdampfers gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Verdampfer;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht ungefähr entlang der Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine vergrößerte, fragmentarische perspektivische Ansicht eines unteren Abschnitts des Verdampfers;
Fig. 5 ist eine weitere vergrößerte, fragmentarische Schnittansicht eines unteren Abschnitts des Verdampfers wobei die Serpentinenrippen zur besseren Übersichtlichkeit entfernt wurden;
Fig. 6 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5. allerdings von einer weiter modifizierten Ausführungsform;
Fig. 7 ist eine Ansicht einer einheitlichen Struktur die als eine weitere Ausführungsform der Erfindung anstelle einer Vielzahl von flachen Röhren verwendet werden kann;
Fig. 8 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung, insbesondere einer bevorzugten Verteilerkonstruktion; und
Fig. 9 ist eine Schnittansicht ungefähr entlang der Linie 10-10 in Fig. 8.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine beispielhafte Ausführungsform eines Verdampfers gemäß der Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt und wird hier speziell als ein Verdampfer beschrieben werden. In manchen Fällen jedoch, in denen seine Kompaktheit als Wärmetauscher wünschenswert ist, kann er auch anders als ein Verdampfer verwendet werden und die Erfindung beabsichtigt solche Nicht-Verdampferverwendungen mit zu umfassen.
Wie in Fig. 1 zu sehen umfasst der Verdampfer ein oberes Kopfteil, allgemein mit 10 bezeichnet und ein unteres Kopfteil, allgemein mit 12 bezeichnet. Wie in Fig. 2 zu sehen besteht das obere Kopfteil 10 aus einer Vielzahl von länglichen Röhren 14 die nebeneinander liegen. Die Röhren 14 sind wie in Fig. 2 zu sehen an den rechten Enden 16 durch Verschlusstopfen 18 (Fig. 1) abgedichtet. An den gegenüberliegenden Enden 18 sind die Röhren 14 in Fluidverbindung mit dem Inneren des Verteilers 20. Generell ist zentral innerhalb des Verteilers 20 ein Verschlusstopfen 22 angeordnet und die Hälfte der Röhren 14 ist in Fluidverbindung mit dem Verteiler 20 auf einer Seite des Verschlusstopfens 22, während die andere Hälfte auf der gegenüberliegenden Seite in Fluidverbindung ist. Wie zu sehen sein wird erlaubt dies einem Ende 24 des Verteilers 20 als Einlass verwendet zu werden und dem anderen Ende 26 als Auslass verwendet zu werden. Der Verteiler 20 kann jedoch entweder als Einlass oder als Auslass verwendet werden indem einfach alle Röhren 14 auf einer Seite des Verschlusstopfens 22 in Fluidverbindung mit dem Verteiler gebracht werden.
Der untere Kopfteil 12 besteht aus einer identischen Anzahl von länglichen Röhren 30. Die Röhren 30 liegen auf anstoßende Weise nebeneinander, wie am besten in den Fig. 3 bis 5 zu sehen ist. Ihre linken Enden 32 (wie in Fig. 1 zu sehen) sind durch Mittel verschlossen die nicht gezeigt sind aber ähnlich den Verschlusstopfen 18 oder 22 sind, während ihre rechten Enden 34 in Fluidverbindung mit dem Inneren eines Verteilers 36 sind. Anschlussstücke 38, die konventionellen Reduzierstücken ähneln, können dazu verwendet werden Fluidverbindung zwischen den Röhren 14 und 30 und den jeweiligen Verteilern 20 und 36 herzustellen.
Gemäß der Erfindung haben die Röhren 30 und optional auch die Röhren 14 einen nicht-rechtwinkligen Querschnitt, der vorzugsweise kreisförmig ist. Eine kreisförmige Konfiguration der Kopfteile maximiert den Berstdruck den die Kopfteile aushalten, während ein Minimum an Material für die Herstellung der Kopfteile verwendet wird. Kurz gesagt liefert ein kreisförmiger Querschnitt einerseits eine maximale Festigkeit und andererseits eine relativ leichtgewichtige Struktur.
Wie in Fig. 1 zu sehen sind die Kopfteile 10 und 12 voneinander beabstandet aber parallel zueinander und es wird eine Vielzahl von Reihen flacher Röhren 40 bereitgestellt. Die Anzahl der Reihen von Röhren 40 entspricht der Anzahl von Röhren 14 oder der Anzahl von Röhren 30, im dargestellten Beispiel sind es sechs. Die abgeflachten Röhren 40 sind in Fluidverbindung mit dem Inneren der korrespondierenden Röhren der Sammlerröhren 14 und 30 und stellen somit Fluidverbindung zwischen den Kopfteilen 10 und 12 her.
Deshalb kann in der dargestellten Ausführungsform einlaufendes Kühlmittel oder ähnliches durch den Einlass 24 in den Verteiler 20 eintreten um in die zugehörigen drei Röhren 14 einzutreten und abwärts durch die Röhren 40 zu drei der Röhren 30 zu fließen. Das Kühlmittel fließt von den Röhren 30 in die Röhre 36 wo es zu den verbleibenden drei der Röhren 30 geleitet wird und aufwärts durch die Röhren 40 zu den verbleibenden drei Röhren 14 und schließlich aus dem Auslass 26. Deshalb ist die dargestellte Ausführungsform ein Zweiwege-Verdampfer. Durch Entfernen des Verschlusstopfens 22 und Anordnen des Auslasses auf dem Verteiler 36 kann ein Einweg-Verdampfer gebildet werden. Alternativ können zusätzliche Verschlusstopfen 22 an verschiedenen Stellen benutzt werden, um, falls gewünscht, die Anzahl der Durchgänge darüber zu erhöhen.
Vorzugsweise wird jedoch in einen Einweg-Verdampfer der Kühlmitteleinlass einem Verteiler zugeordnet, sowie der Verteiler 36 eher den unteren Röhren 30 als den oberen Röhren 14 zugeordnet wird. De Auslass wird den Letzteren zugeordnet.
Es sollte auch festgehalten werden, dass die Verteiler 20 und 36 nicht auf den gegenüberliegenden Seiten des Verdampfers angeordnet sein müssen, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Üblicherweise werden sie auf der gleichen Seite des Verdampfers sein, da dies eine kleinere Gesamtumhüllung für den Verdampfer zur Folge hat. Es sollte auch festgehalten werden, dass die maximale Effizienz eines Verdampfers wie er in den Zeichnungen dargestellt wird, mit dem Element 24 als Einlass erreicht wird, wenn die Richtung des Luftstroms durch den Verdampfer der Richtung des Pfeils 41 entspricht, wie in Fig. 2 gezeigt. Als Resultat wird Kühlmittel von hinten nach vorne durch den Verdampferkern fließen, während Luft in einer Art Gegenstrom von vorne nach hinten durch den Kern strömt.
Die Abmessung der Röhren 40, die quer zu der Länge der Röhren 30 angeordnet sind, ist etwas kleiner als die Abmessung der Röhren 30.
Wie in den Fig. 3 bis 5 zu sehen ist, gibt es sechs im Wesentlichen identische Reihen von Röhren 40 und es existieren Zwischenräume 42 zwischen jeder der Reihen von Röhren 40. Dieser Zwischenraum ist relativ klein und wird regelmäßig in einer Größenordnung von etwa einem viertel Inch (6,4 mm) oder weniger liegen.
Wie in Fig. 4 zu sehen sind korrespondierende Röhren 40 in jeder der Reihen von Röhren miteinander ausgerichtet, d. h. auf einer gemeinsamen geraden Linie. Verständlicherweise wird also der Verdampfer wie bislang beschrieben aus einer Vielzahl von im Wesentlichen identischen Modulen aufgebaut, wobei jedes aus einer Kopfteilröhre (header tube) 14, einer Kopfteilröhre 30 und einer Vielzahl von flachen Röhren 40 besteht. Die Module sind über die Querröhren 20 und 36 miteinander verbunden, sowie durch die Serpentinenrippen 44. Insbesondere wird eine Vielzahl von Reihen Serpentinenrippen 44 bereitgestellt und wie in Fig. 4 zu sehen erstreckt sich jede Serpentinenrippe 44 durch alle Reihen 40 und ist in Wärmetauschkontakt mit angrenzenden Röhren oder Röhrenpaaren in jeder solchen Reihe. Bekanntermaßen sind die Scheitel der Serpentinenrippen vorzugsweise mit den flachen Oberflächen 46 der Röhren 40 verlötet oder anderweitig mit Ihnen verbunden. Falls gewünscht können die Serpentinenrippen 44 mit Luftschlitzen (louvers) versehen sein die schematisch als 48 gezeigt werden.
Das Vorangehende resultiert in einer Konstruktion bei denen sich die flachen Röhren 40 generell quer zu den Sammlerröhren 14 und 30 erstrecken, während sich die Reihen der Serpentinenrippen 44 quer zu den Reihen der Röhren 40 sowie zu den Sammlerröhren 14 und 30 erstrecken.
Vorzugsweise werden die zusammengesetzten Komponenten miteinander verlötet wobei zumindest die unteren Sammlerröhren 30 aneinander anstoßen. Daraus ergibt sich eine Lötverbindung 50 an der Schnittstelle der aneinander angrenzenden Röhren 30, die über deren ganze Länge verläuft. Diese Verbindung hält die verschiedenen Module in zusammengesetzter Beziehung und im Hinblick auf Stabilität ist es wünschenswert, dass solch eine Verbindung auch zwischen den Röhren 14 besteht. Im Hinblick auf die Sammlerröhren 30 jedoch dient die Verbindung 50 einem zusätzlich Zweck und wird deshalb über die gesamte Länge der Röhren 30 gemacht. Insbesondere dient die Verbindung auch zum Abdichten der Schnittstelle von aneinanderangrenzenden Röhren 30.
Im Luftklimatisierungs-Betrieb kann die zu konditionierende Luft wie beschrieben durch den Wärmetauscher in Richtung des Pfeils 51 strömen, wie in Fig. 4 gezeigt. Das heißt Luft strömt in Richtung der Serpentinenrippen 44. Da die Luft unter ihren Taupunkt gekühlt wird, wird die Feuchtigkeit beginnen sich an den Serpentinenrippen 44 sowie an den Röhren 40 niederzuschlagen. Die Schwerkraft wird das Kondensat veranlassen, entlang der Serpentinenrippen zu den Röhren 40 zu fließen, während der Luftstrom dazu neigt, das Kondensat zu veranlassen allgemein an den flachen Wänden 46 der Röhren 40 in den unmittelbar rückwärtigen Zwischenraum 42 zwischen benachbarten Röhren 40 in benachbarten Reihen zu fließen. Die Schwerkraft wird dann das Kondensat veranlassen, abwärts entlang der Hinterkante jeder Röhre in dem Zwischenraum 42 in Richtung der unteren Sammelröhren 30 zu fließen. Es kann auch ein wenig Strom entlang der vorderen Kanten der Röhren 40 auftreten.
Diese Art Strom ist durch die Pfeile 52 in Fig. 5 gezeigt und schließlich wird das Wasser zu den nach oben geöffneten konkaven Bereichen 56 fließen, die durch die Schnittstellen der aneinandergrenzenden Röhren 30 definiert werden, aufgrund ihrer nicht rechtwinkligen Querschnitte. Daher wird das Kondensat in diesen Kanälen gesammelt werden. Es ist wünschenswert, dass der Verdampfer 6 leicht im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird aus der in Fig. 1 gezeigten Position, so dass die unteren Sammlerröhren 30 nicht vollständig horizontal sind. Wenn dies geschehen ist werden die Schwerkräfte das sich in den Kanälen 56 sammelnde Wasser dazu veranlassen, zur einen oder anderen Seite des unteren Kopfteils zu fließen, um abgeleitet zu werden.
Eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung wird in Fig. 6 dargestellt. In der Ausführungsform von Fig. 6 sind die einzelnen Sammlerröhren 30 und die dazwischenliegenden Verbindungen 50 entfernt worden und durch eine Einstück- Extrusion ersetzt worden, die allgemein mit 62 bezeichnet wurde und die die gleiche Gesamtkonfiguration aufweist. Das heißt, die Extrusion 62 definiert eine Vielzahl von Verteilerdurchgängen 64 mit kreisförmigen Querschnitt die parallel zueinander und auf den gleichen Mittelpunkten wie die Röhren 30 angeordnet sind die in den Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 bis 5 verwendet wurden. Die Extrusion 62 weist obere und untere äußere Oberflächen 66 und 68 auf, die die gleiche allgemeine Konfiguration haben wie die zusammengesetzten Sammlerröhren 30 in der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 5 und beinhaltet deshalb die nach oben geöffneten konkaven Bereiche 56 zwischen angrenzenden Durchgängen 64 die dem selben Zweck dienen, wie die konkaven Bereiche in der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 5. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann es im Herstellungsprozess notwendig sein, eine dünne Vorform aus Lotmetall an der oberen Oberfläche 66 der Extrusion 62 zu verwenden, um die flachen Röhren 40 sauber an die Extrusion 62 zu binden.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung bei der eine einzige Extrusion verwendet werden kann um eine Vielzahl von Röhren zu ersetzen, insbesondere die flachen Röhren 40. Es wird eine längliche, relativ schmale Extrusion 68 bereitgestellt die den dargestellten Querschnitt aufweist. Sie umfasst gegenüberliegende flache Oberflächen 70 und 72, die die Gegenstücke der Oberflächen 46 auf den flachen Röhren 40 darstellen. Innen umfasst die Extrusion 68 eine Vielzahl von Stromdurchgängen 74 die dem Inneren der Röhren 40 entsprechen. Somit können drei Röhrenstrukturen die jeweils aus der Extrusion 68 wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, geformt sind, dazu verwendet werden, die achtzehn Röhren 40 zu ersetzen wie sie z. B. in Fig. 4 dargestellt sind.
Um sicherzustellen, dass die Zwischenräume den Zwischenräumen 42 entsprechen damit das Kondensat abwärts in Richtung des unteren Kopfteils 12 fließen kann, sind beide Oberflächen 70 und 72 zwischen aneinander angrenzenden Durchgängen 74 mit konkaven Bereichen oder sich länglich erstreckenden Aussparungen 76 versehen. Diese konkaven Bereiche 76 werden nicht durch die Serpentinenrippen behindert und stellen somit Stromdurchgänge bereit wie die Zwischenräume 42.
Eine weitere Ausführungsform der Verbindung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Diese Ausführungsform stellt alternative Verteilerstrukturen dar, die jeweils auf das obere Kopfteil 10 oder das untere Kopfteil 12 oder beide anwendbar sind, welche aufgrund ihrer Kompaktheit höchst erwünscht sind. Wie in Fig. 8 zu sehen besteht der untere Kopfteil 12 aus einer Vielzahl von Röhren 30, obwohl er genauso gut aus der Extrusion 62 bestehen könnte. Auf jeden Fall sind die Enden der Röhren 30 durch nicht gezeigte Mittel abgedichtet und zwischen den Enden erstreckt sich eine Röhre 80 mit kleinerem Durchmesser allgemein quer zu der Länge der Röhren 30 und durchläuft das Innere aller Endröhren 30, bis auf eine, obwohl es in manchen Fällen sogar wünschenswert wäre, dass sie sich durch alle Röhren 30 erstreckt. Die Röhre 80 ist gegenüber den Röhren 30 an den verschiedenen Schnittstellen abgedichtet, um Leckagen dazwischen und innerhalb der Röhren 30 zu verhindern und wie in Fig. 9 gezeigt wird, enthält die Röhre 80 eine oder mehrere Öffnungen 82 in ihrer Seitenwand die somit das Innere 84 der Röhre 80 in Fluidverbindung mit dem Inneren der korrespondierenden Röhre 30 bringen. Deshalb kann die Röhre 80 als Einlass oder als Auslass verwendet werden. Sie kann auch zwischen ihren Enden verschlossen werden um, wo gewünscht, Vielfachdurchgänge bereitzustellen. Allgemein ausgedrückt, wird der äußere Durchmesser der Röhre 80 wesentlich kleiner sein als der innere Durchmesser der Röhren 30 um einen Zwischenraum zwischen den zweien vorzusehen wie in Fig. 9 gezeigt, um dadurch einen übermäßig eingeschränkten Strom innerhalb der Röhren 30 zu verhindern und um Beeinträchtigungen zwischen der Röhre 80 und einer der Röhren 40 oder der Extrusion 68, wie in Fig. 7 gezeigt, zu verhindern, wenn sie bei den Röhren 30 befestigt ist.
Alternativ kann die Röhre 80 als Verteiler verwendet werden, wenn jedes äußere Ende, wie das Ende 86 (Fig. 8), verschlossen ist. In einem solchen Fall ist ein Einlass und/oder Auslass (nicht gezeigt) an einer der Röhren 30 angebracht und in Fluidverbindung mit dem Inneren dieser Röhren. Fluid kann durch die Öffnungen 82 in der Röhre 30 mit dem Einlass in die Röhre 80 eintreten und durch das Innere 84 strömen, um durch die Öffnungen 82 in das Innere der anderen Röhren 30 auszutreten.
Aus dem Vorhergehenden ergibt sich verständlicherweise, dass ein nach der Erfindung hergestellter Verdampfer ideal geeignet ist für Massenproduktion, da er im Wesentlichen aus identischen Modulen besteht. Des Weiteren ergibt sich durch die Anwendung der einzigartigen Konstruktion ein verbessertes Kondensatsammelergebnis. Volumen und Gewicht werden minimiert, da die Sammlerröhren einem doppelten Zweck dienen, indem sie einerseits als Leitung für Kühlmittel benutzt werden, wobei ihre innere Oberfläche dazu benutzt wird das Kühlmittel auf den gewünschten Strompfad zu begrenzen und andererseits ihre äußeren Oberflächen als Stromkanäle für Kondensat benutzt werden.

Claims

1. Wärmetauscher, der umfasst:

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

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

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

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

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

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

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

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

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