DE69504564T2 - Plattenwärmeaustauscher - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 umfaßt. Solche geschichteten Wärmeaustauscher werden für den Kühlkreislauf und dergleichen einer Klimaanlage für Fahrzeuge verwendet.
• In der Patentbeschreibung US-A-5 024 269, die als der nächstliegende Stand der Technik betrachtet werden soll, ist ein Verdampfer; offenbart, der Röhrenelemente umfaßt, die abwechselnd mit Rippen über eine Vielzahl von Ebenen geschichtet ist, wobei jedes der Röhrenelemente mit einem Paar Reservoirs auf einer Seite und einem U-förmigen Durchgang, der zwischen dem Paar von Reservoirs in Verbindung steht, versehen ist, wobei die Reservoirs in benachbarten Röhrenelementen verbunden sind, um zwei Reservoirgruppen zu bilden, die sich in Schichtrichtung erstrecken, wobei eine der Reservoirgruppen in der Mitte abgeteilt ist, um in einen ersten Verbindungsbereich und einen zweiten Verbindungsbereich unterteilt zu werden, wobei die andere der Reservoirgruppen keine Abteilung aufweist und ganz hindurch in Verbindung steht; eine Aufnahmeöffnung und eine Auslaßöffnung, durch die Wärmeaustauschmedium ein- und ausströmt, sind am Ende zum zweiten Verbindungsbereich hin in Schichtrichtung ausgebildet, wobei die Aufnahmeöffnung mit dem ersten Verbindungsbereich in Verbindung steht und die Auslaßöffnung mit dem zweiten Verbindungsbereich in Verbindung steht. Wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt und beschrieben, ist der Wärmeaustauscherkörper 2 in erste 100 und zweite 200 Gruppen von Elementen unterteilt, die von der Mitte des Wärmeaustauschkörpers 2 aus getrennt sind. Somit sind die Gruppen gleich und als Folge kann keine gleichmäßige Temperatur über den gesamten Verdampfer erreicht werden.
• Der sogenannte geschichtete Wärmeaustauscher mit 4-Durchgangs-System ist, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. S63-3153 offenbart, zum Beispiel durch abwechselndes Schichten von Röhrenelementen und Rippen über eine Vielzahl von Ebenen aufgebaut, wobei jedes Röhrenelement mit einem Paar von Reservoirs auf einer Seite versehen ist. Zwei Reservoirs in diesem Paar stehen über einen U-förmigen Durchgang miteinander in Verbindung, und die Reservoirabschnitte in benachbarten Röhrenelementen sind verbunden, um zwei Reservoirgruppen auszubilden, die sich in Schichtrichtung erstrecken. Eine der Reservoirgruppen ist in der Mitte abgeteilt, um das Innere in zwei Verbindungsbereiche zu unterteilen, und, wie in Fig. 7 gezeigt, ist in einem der Verbindungsbereiche 22 eine Aufnahmeöffnung 20 und im anderen Verbindungsbereich 23 eine Auslaßöffnung 21 vorgesehen. Somit läuft das Wärmeaustauschmedium, das durch die Aufnahmeöffnung 20 einströmt, durch die ersten und zweiten Durchgänge, die von den Röhrenelementen gebildet werden, die vom Abteilungsabschnitt zur Aufnahmeöffnung hin angeordnet sind. Es läuft dann durch die dritten und vierten Durchgänge, die von den Röhrenelementen gebildet werden, die vom Abteilungsabschnitt zur Auslaßöffnung hin angeordnet sind, um durch die Auslaßöffnung 21 auszuströmen.
• Wenn jedoch das verwendete Wärmeaustauschmedium ein Kühlmittel ist, wird das Kühlmittel während des Wärmeaustauschvorgangs allmählich zu Gas und dehnt sich aus. Daher sind bei Wärmeaustauschern mit 4-Durchgangs-System aus dem Stand der Technik, um im Durchgang genügend Querschnittsfläche sicherzustellen, weniger Röhrenelemente vom Abteilungsabschnitt zur Aufnahmeöffnung hin angeordnet als zur Auslaßöffnung hin. Aus der von diesem Erfinder durchgeführten Forschung wurde jedoch entnommen, daß, wenn die Auslaßöffnung für Wärmeaustauschmedium in Schichtrichtung an einem Ende der Röhrenelemente bereitgestellt ist, sich die Temperatur der Röhrenelemente in der Nähe des Abteilungsabschnitts (der von der Auslaßöffnung 21 getrennten Röhrenelemente, die den Bereich B in Fig. 7 bilden) unter den Röhrenelementen, die die dritten und vierten Durchgänge bilden, erhöht. Als Folge kann eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den gesam ten Wärmeaustauscher nicht erreicht werden. Dies deshalb, weil, wenn gleiche Röhrenelemente für das Schichten verwendet werden, Wärmeaustauschfluid hauptsächlich durch die der Auslaßöffnung am nächsten liegenden Röhrenelemente strömt und nicht leicht durch die Röhrenelemente um den Abteilungsabschnitt herum strömt.
• Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen geschichteten Wärmeaustauscher bereitzustellen, der die Inkonsistenz in der Temperaturverteilung minimiert, um eine weitere Verbesserung der Wärmeaustauscherleistung zu erreichen.
• Dieser Erfinder hat erkannt, daß, da Wärmeaustauschmedium nicht effizient durch die von der Auslaßöffnung am weitesten entfernen Röhrenelemente von allen Röhrenelementen, die die dritten und vierten Durchgänge bilden, strömt, es Sinn machen würde, für einen verbesserten Wirkungsgrad jene von der Auslaßöffnung weit entfernten Röhrenelemente zu verwenden, um die ersten und zweiten Durchgänge zu bilden, und auf der Basis dieser Beobachtung hat dieser Erfinder die vorliegende Erfindung vollendet.
• Der Wärmeaustauscher der vorliegenden Erfindung ist durch abwechselndes Schichten von Röhrenelementen und Rippen über eine Vielzahl von Ebenen aufgebaut, wobei jedes Röhrenelement mit einem Paar von Reservoirs auf einer Seite versehen ist und die beiden Reservoirs dieses Paars von Reservoirs über einen U-förmigen Durchgang miteinander in Verbindung stehen, und durch Verbinden der Reservoirabschnitte in benachbarten Röhrenelementen, um zwei Reservoirgruppen zu bilden, die sich in Schichtrichtung erstrecken. Eine der Reservoirgruppen ist in der Mitte abgeteilt, um das Innere in einen ersten Verbindungsbereich und einen zweiten Verbindungsbereich zu unterteilen. Die andere Reservoirgruppe hat keinen Abteilungsabschnitt und steht direkt durchgehend in Verbindung. Eine Aufnahmeöffnung und eine Auslaßöffnung, durch die das Wärmeaustauschmedium ein- bzw. ausströmt, sind in Schichtrichtung an dem Ende zum zweiten Verbindungsbereich hin ausgebildet, wobei die Aufnahmeöffnung mit dem ersten Verbindungsbereich in Verbindung steht und die Auslaßöffnung mit dem zweiten Verbindungsbereich in Verbindung steht. Die Anzahl von Röhrenelementen, die den ersten Verbindungsbereich bilden, ist größer als die Anzahl von Röhrenelementen, die den zweiten Verbindungsbereich bilden.
• Folglich tritt das durch die Aufnahmeöffnung einströmende Wärmeaustauschmedium in den in einer Reservoirgruppe ausgebildeten ersten Verbindungsbereich ein und läuft dann durch die U-förmigen Durchgänge der Röhrenelemente, die den ersten Verbindungsbereich bilden, um in die andere Reservoirgruppe geführt zu werden. Nachdem es durch die andere Reservoirgruppe gelaufen ist, läuft es durch die U-förmigen Durchgänge der Röhrenelemente, die den zweiten Verbindungsbereich bilden, um den zweiten Verbindungsbereich zu erreichen, und es strömt dann durch die Auslaßöffnung aus.
• Da der zweite Verbindungsbereich kleiner als der erste Verbindungsbereich gemacht wurde, wird das Wärmeaustauschmedium während dieses Vorgangs fast gleichmäßig durch die ganzen Röhrenelemente, die den zweiten Verbindungsbereich bilden, verteilt, was die Inkonsistenz in der Temperaturverteilung verringert.
• Fig. 1A, 1B zeigen eine Ausführungsform des geschichteten Wärmeaustauschers gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1A eine Aufrißansicht und Fig. 1B eine Unterseitenansicht des Wärmeaustauschers ist;
• Fig. 2 ist eine Aufrißansicht eines im geschichteten Wärmeaustauscher in Fig. 1 verwendeten Röhrenelements;
• Fig. 3 stellt die Strömung von Wärmeaustauschmedium im geschichteten Wärmeaustauscher in Fig. 1A, 1B dar;
• Fig. 4A, 4B zeigen die Lufttemperatur direkt nach dem Hindurchgehen durch den in Fig. 1A, 1B gezeigten geschichteten Wärmeaustauscher, Fig. 4A ist eine graphische Darstellung, die die Lufttemperatur zeigt, die durch den oberen Abschnitt des Wärmeaustauschers hindurchging, und Fig. 4B ist eine graphische Darstellung, die die Lufttemperatur zeigt, die durch den unteren Abschnitt des Wärmeaustauschers hindurchging;
• Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Oberflächentemperatur eines Röhrenelements;
• Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Kühlleistung in Abhängigkeit von der Luftströmungsrate angibt;
• Fig. 7 stellt die Strömung von Wärmeaustauschmedium in einem geschichteten Wärmeaustauscher aus dem Stand der Technik dar.
• Das folgende ist eine Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
• In Fig. 1A, 1B ist der geschichtete Wärmeaustauscher 1 zum Beispiel ein Verdampfer mit 4-Durchgangs-System, der durch abwechselndes Schichten von Rippen 2 mit Röhrenelementen 3 über eine Vielzahl von Ebenen aufgebaut und mit einer Aufnahmeöffnung und einer Auslaßöffnung für Wärmeaustauschmedium an einem Ende in Schichtrichtung versehen ist. Ein typisches Röhrenelement 3 ist durch Verbinden zweier geformter Platten 4, 4 an ihren Umfangskanten ausgebildet und mit zwei Reservoirs 5, 5 auf einer Seite und einem U-förmigen Durchgang 6 versehen, der das Wärmeaustauschmedium von den Reservoirs 5 zum anderen Ende leitet.
• Eine geformte Platte 4 ist durch Pressen einer Aluminiumplatte ausgebildet und sie weist, wie in Fig. 2 gezeigt, zwei schalenförmige, gebauchte Abschnitte 8, 8 zur Bildung von Reservoirs an einem Ende auf, und diesen benachbart ist ein gebauchter Abschnitt 9 zur Bildung eines Durchgangs ausgebildet. Ein Vorsprung 10 ist im gebauchten Abschnitt 9 zur Bildung eines Durchgangs ausgebildet, der sich von den gebauchten Abschnitten 8, 8 zur Bildung von Reservoirs in die Nähe des anderen Endes der geformten Platte 4 erstreckt. Auch ist ein vertiefter Abschnitt 11 zur Unterbringung eines Verbindungsrohrs, das später erläutert werden soll, zwischen den beiden gebauchten Abschnitten 8, 8 zur Bildung von Reservoirs bereitgestellt. Am anderen Ende der geformten Platte 4 ist ein vorstehender Streifen 12 (in Fig. 1A, 1B gezeigt) bereitgestellt, um zu verhindern, daß die Rippen 2 während des Zusammenbaus vor dem Hartlöten herauskommen.
• Die gebauchten Abschnitte 8 zur Bildung von Reservoirs, bauchen sich weiter als die gebauchten Abschnitte 9 zur Bildung eines Durchgangs. Auch ist der Vorsprung 10 in solcher Weise ausgebildet, daß er in derselben Ebene liegt, wie der Verbindungsrand an den Umfangskanten der geformten Platte. Wenn zwei geformte Platten 4 an ihren Umfangskanten verbunden werden, werden folglich auch ihre Vorsprünge 10 verbunden, so daß mit den gebauchten Abschnitten 8 zur Bildung von Reservoirs, die einander gegenüberstehen, ein Paar von Reservoirs 5, 5 gebildet wird und auch daß mit den gebauchten Abschnitten 8 zur Bildung von Reservoirs, die einander gegenüberstehen, ein U-förmiger Durchgang 6 gebildet wird, der zwischen den Reservoirs in Verbindung steht.
• Außerdem sind zum Zeitpunkt des Pressens eine Vielzahl von Wülsten ausgebildet, um den Wirkungsgrad zu verbessern, mit welchem der Wärmeaustausch stattfindet. Wenn die beiden geformten Platten 4, 4 verbunden werden, wird jeder Wulst 13 mit dem Wulst verbunden, der an der gegenüberliegenden Position ausgeführt ist. Solche Wülste 13 können in jeder Form ausgeführt sein, solange sie gerundet sind, d. h. sie können oval, polygonal oder dergleichen sein. Wenn jedoch zu viele Wülste vorgesehen sind, erhöht dies den Durchgangswiderstand im U-förmigen Durchgang 6. Daher sollten sie mit einer geeigneten Dichte ausgebildet sein. Die Wülste 13 sind, wie in Fig. 2 gezeigt, beispielsweise als eine Vielzahl von Wulstreihen ausgebildet, die in einem rechten Winkel zur Richtung der Länge der Röhrenelemente 3 verlaufen, wobei die Anzahl von Wülsten in benachbarten Wulstreihen unterschiedlich sind. Mit anderen Worten: wenn in Reihe n drei Wülste 13 mit bestimmten Abschnitten bereitgestellt sind, sind in Reihe n + 1 4 Wülste 13 mit denselben Abständen bereitgestellt, wobei in Reihe n + 2 3 Wülste bereitgestellt sind, usw.
• Weiterhin ist jeder Wulst 13 in benachbarten Wulstreihen derart angeordnet, daß er nicht im Kielwasser bzw. Sog (wake) des vorhergehenden Wulstes in Richtung der Länge des Röhrenelements 3 (in der Figur in vertikaler Richtung) liegt. Bei dieser Ausführungsform sind sie derart angeordnet, daß der Wulst 13, der der nächste zu einem gegebenen Wulst 13 in der benachbarten Reihe ist, in einem Winkel von 30x in bezug auf die Richtung der Länge des Röhrenelements 3 angeordnet ist.
• Das Röhrenelement 3a, das sich von der Mitte zu einer Seite hin an einer speziellen Position befindet, ist nicht mit dem früher beschriebenen vertieften Montageabschnitt 11 versehen, und eines seiner Reservoirs 5a ist so ausgedehnt, daß es nahe bei seinem anderen Reservoir 5 liegt und mit ihm in Kontakt steht. Außerdem sind die Röhrenelemente 3b an den beiden Enden jeweils durch Verbindung einer ebenen Platte 15 mit der in Fig. 2 gezeigten geformten Platte 4 ausgebildet.
• Benachbarte Röhrenelemente 3 sind an den gebauchten Abschnitten 8 zur Bildung von Reservoirs ihrer jeweiligen geformten Platten 4 aneinandergefügt, und es sind zwei Reservoirgruppen 16 und 17, d. h. erste und zweite Reservoirgruppen ausgebildet, die sich in Richtung der Schichtung (der Richtung, die in einem rechten Winkel zur Richtung der Luftströmung verläuft) erstrecken. In einer dieser Reservoirgruppen, nämlich der Reservoirgruppe 16, die das ausgedehnte Reservoir 5a beinhaltet, stehen alle Reservoirs über die Verbindungslöcher 19 in Verbindung, die an den gebauchten Abschnitten 8 zur Bildung von Reservoirs außer am Abteilungsabschnitt 18 ausgebildet sind, der sich ungefähr in der Mitte der Schichtrichtung befindet. In der anderen Reservoirgruppe 17 gibt es keinen Abteilungsabschnitt und alle Reservoirs stehen über die Verbindungslöcher 19 in Verbindung.
• Bei dieser Ausführungsform sind insgesamt 21 Röhrenelemente geschichtet. Das Röhrenelement 3a mit dem ausgedehnten Reservoir 5a befindet sich an der 17. Position, von dem Ende aus gezählt, an dem eine Aufnahmeöffnung 20 und eine Auslaßöffnung 21, die unten erläutert werden sollen, ausgebildet sind, und der Abteilungsabschnitt 18 ist in dem Bereich ausgebildet, in dem die 10 und 11. Röhrenelemente 3, von dem · Ende aus gezählt, an dem die Aufnahmeöffnung 20 und die Auslaßöffnung 21 ausgebildet sind, verbunden sind. Der Abteilungsabschnitt 18 kann entweder gebildet sein, indem in einer oder beiden der zu verbindenden geformten Platten kein Verbindungsloch ausgebildet ist oder indem geformte Platten verwendet werden, die mit den anderen geformten Platten identisch sind, aber wobei die Verbindungslöcher durch eine Blindplatte blockiert sind.
• Folglich ist die erste Reservoirgruppe 16 mit dem Abteilungsabschnitt 18 in einen ersten Verbindungsbereich 22, der das ausgedehnte Reservoir 5a beinhaltet, und einen zweiten Verbindungsbereich 23 unterteilt, der sich zwischen der Auslaßöffnung 21 und dem ersten Verbindungsbereich 22 befindet, der direkt mit der Auslaßöffnung 21 in Verbindung steht, während die zweite Reservoirgruppe 17 ohne Abteilung einen dritten Verbindungsbereich 24 mit 21 in Verbindung stehenden Reservoirs 5 bildet.
• Die Aufnahmeöffnung 20 und die Auslaßöffnung 21, die an dem Ende bereitgestellt sind, das am weitesten vom ausgedehnten Reservoir 5a entfernt ist, werden gebildet, indem eine Platte 25 zur Bildung eines Aufnahme/Auslaß-Durchgangs mit einer ebenen Platte 15 von außen verbunden wird, wobei ein Aufnahmedurchgang 28 und ein Auslaßdurchgang 29 gebildet werden, die sich von ungefähr der Mitte der Röhrenelemente 3 in Richtung der Länge zu den Reservoirs hin erstrecken und einen Verbindungsabschnitt 27 zum Verbinden eines Expansionsventils 30 (in Fig. 3 gezeigt) an der Platte 25 zur Bildung eines Aufnahme/Auslaß-Durchgangs bilden.
• Der Aufnahmedurchgang 28 und das ausgedehnte Reservoir 5a sind durch ein Verbindungsrohr 31 verbunden, das in den zwischen ihnen befindlichen, vertieften Abschnitt 11 des Röhrenelements 3 derart eingepaßt ist, daß sie miteinander in Verbindung stehen können, während der zweite Verbindungsbereich 23 und der Auslaßdurchgang 29 neben ihm über das in der ebenen Platte 15 ausgebildete Durchgangsloch miteinander in Verbindung stehen.
• Als Folge läuft das Wärmeaustauschmedium, das durch die Aufnahmeöffnung 20 einströmt, durch das Verbindungsrohr 31, um in das Röhrenelement 3a mit dem ausgedehnten Reservoir 5a einzutreten. Dann wird es über die Gesamtheit des ersten Verbindungsbereichs 22 verteilt. Es steigt dann durch die U- förmigen Durchgänge 6 der Röhrenelemente, die zu diesem ersten Verbindungsbereich 22 gehören, entlang der Vorsprünge 10 auf (erster Durchgang). Als nächstes kehrt es über dem Vorsprung 10 um, um abzusteigen (zweiter Durchgang), und erreicht die Reservoirgruppe auf der entgegengesetzten Seite (dritter Verbindungsbereich). Danach läuft das Wärmeaustauschmedium horizontal zu den restlichen Röhrenelementen, die den dritten Verbindungsbereich bilden, und steigt durch die U-förmigen Durchgänge 6 der Röhrenelemente entlang deren Vorsprünge 10 (dritter Durchgang). Es kehrt dann über den Vorsprüngen 10 um und steigt ab (vierter Durchgang), um zu den Reservoirs geleitet zu werden, die den zweiten Verbindungsbereich 23 bilden. Danach strömt es durch die Auslaßöffnung 21 aus (siehe das in Fig. 3 dargestellte Strömungsbild). Deshalb wird die Wärme im Wärmeaustauschmedium während des Vorgangs, bei dem es durch die U-förmigen Durchgänge strömt, die den ersten Durchgang bis vierten Durchgang bilden, auf die Rippen 2 übertragen, und es findet ein Wärmeaustausch mit der zwischen den Rippen hindurchgehenden Luft statt.
• Da der zweite Verbindungsbereich 23 mit der Auslaßöffnung 21 an einem Ende in Schichtrichtung in Verbindung steht, würde das Wärmeaustauschmedium, das durch die dritten und vierten Durchgänge läuft, um den zweiten Verbindungsbereich 23 zu erreichen, dazu neigen, durch die Röhrenelemente zu strömen, die sich nahe der Auslaßöffnung befinden. Wenn jedoch die Position des Abteilungsabschnitts näher bei der Auslaßöffnung liegt, so daß die Anzahl von den ersten Verbindungsbereich bildenden Röhrenelementen größer als die Anzahl von den zweiten Verbindungsbereich bildenden Röhrenelementen ist, wird das Wärmeaustauschmedium über die gesamten Röhrenelemente fast konsistent verteilt.
• Fig. 4A, 4B, 5, 6 zeigen einen Vergleich zwischen einem neuen Wärmeaustauschertyp, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, und einem alten Wärmeaustauschertyp, dessen Abteilungsabschnitt 18 in dem Bereich bereitgestellt ist, in dem die zwölften und dreizehnten Röhrenelemente 3, von dem Ende aus gezählt, an dem die Aufnahmeöffnung 20 und die Auslaßöffnung 21 ausgebildet sind. In Fig. 4A, 4B geben die Nummern über Platz - Nr. die Stellen an, an denen die Temperatur der Luft sofort nachdem sie durch den Wärmeaustauscher hindurchgeht, gemessen wurde, und sie entsprechen den in Fig. 1A gezeigten Nummern 1-6 im oberen Abschnitt und 1-6 im unteren Abschnitt. In Fig. 5 geben die Nummern über Röhre - Nr. die Röhrenelemente an, deren Oberflächentemperatur gemessen wurde, und sie entsprechen den in Fig. 1B gezeigten Nummern 1 ~ 1 2 3, ...). Δt gibt für jeden Typ die Abweichung in der Temperaturverteilung, d. h. die Differenz zwischen der maximalen Temperatur und der minimalen Temperatur an. Insbesondere zeigen Fig. 4A, 4B die Differenzen zwischen den an insgesamt 12 Stellen in den oberen und unteren Bereichen gemessenen maximalen und minimalen Temperaturen.
• Wie aus diesen Ergebnissen offensichtlich ist, solange man sich beim alten Wärmeaustauschertyp befindet, sind die Temperatur der in der Nähe des Abteilungsabschnittes der Röhrenelemente, die den dritten und vierten Durchgang bilden, hindurchgehenden Luft und die Temperatur der Röhrenelemente in diesem bestimmten Bereich besonders hoch. Obwohl es beim neuen Typ tatsächlich eine geringfügige Erhöhung der Temperatur in diesem Bereich gibt, ist die Inkonsistenz in der Temperaturverteilung stark verringert und das Wärmeaustauschmedium wird zum Wärmeaustausch fast gleichmäßig verteilt. Eine Auswertung auf der Basis von Δt zeigt, daß die Konsistenz beim neuen Typ im Vergleich mit dem alten Typ um ungefähr 60% verbessert ist. Diese Verbesserung bewirkt eine Gesamtverbesserung von ungefähr 5% bei der Kühlleistung des Wärmeaustauschers.
• Es ist zu bemerken, daß sich die Position des Abteilungsabschnittes abhängig von der Anzahl von geschichteten Schichten im Wärmeaustauscher ändern kann, und sie sollte beispielsweise durch Messen der aktuellen Temperaturverteilung bestimmt werden. Es ist jedoch wünschenswert, diese Position zu festzusetzen, daß das Verhältnis der Anzahl von Röhrenelementen, die den ersten Verbindungsbereich bilden, und der der Röhrenelemente, die den zweiten Verbindungsbereich bilden, in den Bereich von 1 : 1 bis 3 : 1 fällt. Wir setzen das Verhältnis beim Grenzwert 3 : 1 fest, da, wenn der Abteilungsabschnitt 18 näher bei der Auslaßöffnung 21 angeordnet ist, der zweite Verbindungsbereich verringert ist, was zu einer Erhöhung des Durchgangswiderstandes und verringerter Wärmeaustauschleistung führt.
• Während die Erläuterung für Röhrenelemente als in einem Verdampfer verwendet gegeben wurde, ist es weiterhin offensichtlich, daß andere geschichtete Wärmeaustauscher unter den gleichen Bedingungen aufgebaut sein können. In einem solchen Fall kann ebenfalls die Inkonsistenz in der Temperaturverteilung verringert werden und eine Verbesserung der Kühlleistung erreicht werden. Außerdem nimmt die Ausführungsform eine Form an, bei der Reservoirs mit den Röhrenelementen in einem ausgebildet sind. Sie können jedoch mit getrennten Elementen aufgebaut sein.
• Wie erläutert wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Anzahl der Röhrenelemente, die den ersten Verbindungsbereich bilden, größer als die der Röhrenelemente ist, die den zweiten Verbindungsbereich bilden, das Wärmeaustauschmedium über die einzelnen Röhrenelemente fast konsistent verteilt, was die Inkonsistenz in der Temperaturverteilung insgesamt verringert und eine Verbesserung der Wärmeaustauschleistung erreicht.

Claims (7)

1. Verdampfer, der durch abwechselndes Schichten von Röhrenelementen (3) und Rippen (2) über eine Vielzahl von Ebenen in einer Schichtrichtung aufgebaut ist, bei dem jedes der Röhrenelemente (3) mit einem Paar von Reservoirs (5, 5) an seinem einen Ende versehen ist, wobei das Paar von Reservoirs (5, 5) über einen U-förmigen Durchgang (6) miteinander in Verbindung steht, Reservoirs (5) in benachbarten Röhrenelementen (3) so verbunden sind, daß sie eine erste Reservoirgruppe (16), die sich in Schichtrichtung erstreckt, und eine zweite Reservoirgruppe (17) bilden, die sich in Schichtrichtung erstreckt,

die erste Reservoirgruppe (16) entlang der Schichtrichtung abgeteilt ist, um die erste Reservoirgruppe in einen ersten Verbindungsbereich (22) an einem ersten Ende des Wärmeaustauschers und einen zweiten Verbindungsbereich (23) an einem zweiten Ende des Wärmeaustauschers zu unterteilen,

die zweite Reservoirgruppe (17) keinen abteilenden Abschnitt aufweist und direkt durchgehend in Verbindung steht,

eine Aufnahmeöffnung (20) und eine Auslaßöffnung (21) durch die Wärmeaustauschmedium ein- und ausströmt, entsprechend am zweiten des Wärmeaustauschers ausgebildet sind, wobei die Aufnahmeöffnung (20) mit dem ersten Verbindungsbereich (16) über ein Verbindungsrohr (31) in Verbindung steht und die Auslaßöffnung (21) mit dem zweiten Verbindungsbereich (23) in Verbindung steht, und

die am äußersten Ende befindlichen Röhrenelemente (3) an den ersten und zweiten Enden des Wärmeaustauschers aus ebenen Platten (15) bestehen, und

die Aufnahmeöffnung (20) und die Auslaßöffnung (21) aufgebaut sind, indem eine Platte zur Aufnahme/Auslaß- Durchgangsgestaltung (25) mit einer der ebenen Platten (15) verbunden ist und indem ein Verbindungsabschnitt (27) zur Verbindung eines Expansionsventils (30) mit der Platte zur Aufnahme/Auslaß-Durchgangsgestaltung (25) bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenelemente (3) mit den Reservoirs, die den ersten Verbindungsbereich (22) bilden, größer an der Zahl sind als die Röhrenelemente (3) mit den Reservoirs, die den zweiten Verbindungsbereich (23) bilden.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, bei dem das Verbindungsrohr (31) in einen am unteren Ende der Röhrenelemente (3a) bereitgestellten vertieften Abschnitt eingepaßt ist und die Auslaßöffnung (21) und der zweite Verbindungsbereich (23) über ein in der ebenen Platte (15) ausgebildetes Durchgangsloch in Verbindung stehen.

3. Verdampfer nach Anspruch 2, bei dem das Wärmeaustauschmedium von der Aufnahmeöffnung (20) durch das Verbindungsrohr (31) läuft, um in den in einem der Reservoirgruppen (16) ausgebildeten ersten Verbindungsbereich (22) einzutreten, durch die U-förmigen Durchgänge (6) der zum ersten Verbindungsbereich (22) gehörenden Röhrenelemente (3) geht und die andere der Reservoirgruppen (17) erreicht, dann durch die U-förmigen Durchgänge (6) der zum dritten Verbindungsbereich (24) von Röhrenelementen (3), die die andere der Reservoirgruppe (17) bilden, gehörenden Röhrenelemente (3) geht, um in den zweiten Verbindungsbereich (23) eingeführt zu werden, und schließlich durch die Auslaßöffnung (21) ausfließt.

4. Verdampfer nach Anspruch 1, bei dem 21 Röhrenelemente (3) geschichtet sind und ein in einem der Reservoirgruppen (16) ausgebildeter Abteilungsabschnitt (18) in dem Bereich bereitgestellt ist, in dem die 10. und 11. Röhrenelemente, von dem Ende aus gezählt, an dem die Aufnahmeöffnung (20) und die Auslaßöffnung (21) ausgebildet sind, verbunden sind.

5. Verdampfer nach Anspruch 4, bei dem der in einer der Reservoirgruppen (16) ausgebildete Abteilungsabschnitt (18) aufgebaut ist, indem kein Verbindungsloch für eine Verbindung zwischen den Röhrenelementen (3) in einer oder beiden der ausgebildeten Platten (4) ausgebildet ist.

6. Verdampfer nach Anspruch 4, bei dem die in einer der Reservoirgruppen ausgebildete Abteilung (18) aufgebaut ist, indem eine Blindplatte zwischen den geformten Platten (4) bereitgestellt ist.

7. Verdampfer nach Anspruch 1, bei dem jedes Röhrenelement (3) aufgebaut ist, indem zwei geformte Platten (4) an ihren Umfangskanten verbunden sind.