(57)【要約】【課題】  単純な構造様式および／または流路への均一な媒体分布とを有する液圧上並行な複数の流路が実現可能となった熱交換器および／または空調装置を提供する。【解決手段】  自動車用の熱交換器が、液圧上並行な複数の流路に沿って第１媒体を流通させることができかつ第２媒体を周囲に流すことのできる管を有し、逆方向に流通させることのできる２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で並置されている。並行する流路が第２媒体の主流れ方向で特に部分的に重なり合うことなく並置されている。並行する流路が、第２媒体にとって到流可能な熱交換器正面の関連部分領域にそれぞれ限定されている。少なくとも１つの分配および／または集合手段が管と結合されて連通し、すべての分配および／または集合手段が熱交換器の片側に配置されている。
2005513403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車用の熱交換器であって、液圧上並行な複数の流路に沿って第１媒体を流通させることができかつ第２媒体を周囲に流すことのできる管を有するものにおいて、逆方向に流通させることのできる２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で並置されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
並行する流路が第２媒体の主流れ方向で特に部分的に重なり合うことなく並置されていることを特徴とする、請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
並行する流路が、第２媒体にとって到流可能な熱交換器正面の関連部分領域にそれぞれ限定されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項４】
少なくとも１つの分配および／または集合手段が管と結合されて連通し、すべての分配および／または集合手段が熱交換器の片側に配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項５】
少なくとも１つの分配および／または集合手段が、相隣接する板からなる管底を含み、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底の転向板の切欠き部によって少なくとも１つの貫流および／または転向通路が形成され、かつ熱交換器の周囲に対して流体密封式に蓋板で閉鎖可能であることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項６】
ハウジングと少なくとも１つの集合室とを有する分配および／または集合手段を特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項７】
分配および／または集合手段が切欠き部を備えた管底を含み、管が切欠き部内に受容可能であることを特徴とする、請求項６記載の熱交換器。
【請求項８】
分配および／または集合手段が、少なくとも１つのヘッド管に注ぐ少なくとも１つの冷媒入口および少なくとも１つの冷媒出口を有し、少なくとも１つのヘッド管が少なくとも１つの分離要素によって少なくとも１つの入口区域と少なくとも１つの出口区域とに区画されており、第２媒体を周囲に流すことのできる少なくとも１つの管が少なくとも１つのヘッド管に注ぐことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項９】
２つ以上の流路区域が横分配器によって液圧上互いに接続されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１０】
少なくとも１つの転向通路が、第１媒体を順次流通させることのできる２つの流路区域の熱伝達通路を、特に所定基準に従って相接続することを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１１】
互いに接続された２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で並置されていることを特徴とする、請求項１０記載の熱交換器。
【請求項１２】
互いに接続された２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で直列に配置されていることを特徴とする、請求項１０記載の熱交換器。
【請求項１３】
互いに接続された２つの流路区域が単一の管内に配置されていることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１４】
少なくとも１つの流路の区域数が２で割ることができ、特に４で割ることができることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１５】
各流路において液圧上最初の区域が１つの管内に配置されており、この管が１つの管列の内部で管の相反する２つの側に隣り合うことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１６】
隣接する２つの流路が互いに鏡像対称に延びていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１７】
少なくとも２つの流路の転向通路が互いに連通していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１８】
１区域から液圧上後続の区域へと流路の流れ横断面が変化することを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１９】
熱交換器の運転中に流路内部で第１媒体の有する密度が低下する方向で、流路の流れ横断面が増加することを特徴とする、請求項１８記載の熱交換器。
【請求項２０】
並置される２つの流路区域が１つの管内に配置され、特にＵ形の曲管を介して互いに接続されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２１】
特に扁平管として構成される管の短い側の方向で曲管の湾曲が起きることを特徴とする、請求項２０記載の熱交換器。
【請求項２２】
すべての管が正確に１つの曲管を有することを特徴とする、請求項２０または２１記載の熱交換器。
【請求項２３】
少なくとも１つの管が複数の熱伝達通路を有し、これらの熱伝達通路が特に異なる流路に付設され、かつ特に逆方向に流通させることができることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２４】
管が扁平管として構成され、特に波形フィンを介装して有することを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２５】
少なくとも１つの空気供給要素と少なくとも１つの熱交換器と少なくとも１つの空気案内通路とを有する特に自動車用の空調装置において、少なくとも１つの熱交換器、特に冷媒蒸発器が、先行請求項のいずれか１項に従って構成されていることを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車用の熱交換器であって、液圧上並行な複数の流路に沿って第１媒体を流通させることができかつ第２媒体を周囲に流すことのできる管を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような熱交換器が例えば特許文献１に述べられている。その熱交換器は２路で流通させる２列扁平管蒸発器として構成されている。扁平管の間に波形フィンがあり、波形フィン上を周囲空気が流れる。冷媒は空気の主流れ方向に見て後側の扁平管列をまず上から下へと流通し、次に集められ、転向手段によって空気流れ方向とは逆に転向され、第１、すなわち前側扁平管列に流入し、そこを下から上へと流通する。従ってこの形式の場合冷媒は「奥行方向」に、すなわち空気流れ方向とは逆に転向される。これにより、冷媒流路はそれぞれ２つの区域を含み、各区域が１つの管長に一致する。冷媒の分配と集合は、上下で積層して互いにろう接された多数の板によって形成された集合・分配手段によって行われる。問題となっているのは実質的に底板、その上にある分配板であり、分配板は縦方向に延びる分離板と冷媒給排孔を備えた蓋板とを有する。同様に、反対側に配置される転向手段は個々の板で構成されている。これにより、この蒸発器の構造高さが低くなる。付加的にいわゆる止め板が選択肢として設けられており、この止め板はそれぞれ底板に載置され、管端用止めを形成する。この蒸発器形式では欠点として、蒸発器の幅全体にわたって延びる分配室もしくは集合室のゆえに冷媒は個々の管に不均一に分配される。さらに、２列形式は組立支出増を要求する。
【０００３】
同様の蒸発器について特許文献２では個々の管への冷媒分配用に個々の孔を備えたいわゆる分配板が提案された。これにより管への一層均一な冷媒分配が達成されるが、しかしこれは板数の増加およびそれに伴う材料・組立支出増と引き換えに得られる。
【０００４】
特許文献３には多数の板の通路を通して冷媒を分配する蒸発器が述べられており、これらの通路は熱伝達管への一層均一な冷媒分配にやはり寄与する。しかしそのためにはきわめて多くの板数と高い製造支出が不可欠である。
【０００５】
特許文献４により公知となった他の形式の蒸発器はＣＯ２を冷媒として運転するように予定されており、開口部を備えた多数の板を上下に積重ねて互いにろう接することによって耐圧集合器ハウジングが達成されるとされている。この蒸発器は単列に構成され、下側管端にある転向手段によって可能となることであるが上方へも下方へも流通させる多室扁平管を確かに備えてはいる。この蒸発器形式の欠点は比較的狭い通路を有する板の数が多いことであり、これは一方で付加的重量を意味し、他方で、集合器ハウジングの通路がろう接時に先細となり、すなわち、ろうによって閉塞される危険を含む。
【０００６】
特許文献５に述べられた燃料電池システム用蒸発器は底板とこれに固着された蓋板とを有するヘッド部材を含んでいる。燃料は接続部を介して燃料分配室内に達し、そこから案内通路内に、そして底板の開口部を介して蒸発器の熱吸収通路内に達する。この燃料蒸発器ではヘッド部材の板は数が少ないが、しかしその製造にきわめて手間がかかる。さらに、熱吸収室は燃料分配室および案内通路内の圧力分布に応じてきわめて不均一に燃料を印加される。
【０００７】
特許文献６が示すサーペンタイン熱交換器は入口ヘッド部材と蛇行管と出口ヘッド部材とを有する。管を流通する媒体が熱交換器内部で進まねばならない路程が長いので、このような熱交換器はこの媒体にとって望ましくない大きい圧力降下を有する。入力ヘッド部材と出口ヘッド部材が熱交換器の異なる側に配置されているとの事情によってその全長が少なくとも熱交換器の幅と同じ大きさである曲管はフィンに隣接しておらず、従って熱交換に殆ど寄与しない。これにより圧力降下は不必要に付加的に高まる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０５６３４７１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０６３４６１５号明細書
【特許文献３】米国特許第５２４２０１６号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１００２０７６３号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１２２１５８０号明細書
【特許文献６】国際公開第０１／０６１９３号パンフレット
【特許文献７】独国特許出願公開第３３１１５７９号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第３１３６３７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、単純な構造様式および／または流路への均一な媒体分布とを有する液圧上並行な複数の流路が実現可能となった熱交換器および／または空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、逆方向に流通させることのできる２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で並置されている特徴を有する熱交換器と、少なくとも１つの熱交換器、特に冷媒蒸発器が、先行請求項のいずれか１項に従って構成されている特徴を有する空調装置とによって解決される。
【００１０】
請求項１によれば、熱交換器が管を有し、この管は液圧上並行な複数の流路に沿って第１媒体を流通させることができかつ第２媒体を周囲に流すことができる。本発明の課題は、有利には、逆方向に流通させることのできる２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で並置されていることによって解決される。
【００１１】
本発明の基本的考えは、液圧上並行な複数の流路をそれぞれそれ自体蛇行状に複数の区域で構成することにある。特に連続的に流通させることのできる流路区域を並置することによって、第２媒体にとって到流可能な熱交換器の面積が決まっている場合、互いに並行な流路の数は減少する。そのことから、一方で熱交換器の流路を一層均一に印加することが容易となり、他方で、各流路が偶数の蛇行区域からなる場合いわゆるシングルタンク構造様式が可能となり、そこでは、場合によって設けられている分配および／または集合手段がすべて熱交換器の同じ側に配置され、特に構造的ユニットを形成する。
【００１２】
熱交換器に沿って第１媒体の過大な圧力損失を避けるために、並行な流路の数は過度に少なく選択することができない。というのも、さもないと流路がその長さのゆえに第１媒体にとって過大な流れ抵抗となるからである。
【００１３】
本発明の好ましい１構成によれば、互いに並行する流路が第２媒体の主流れ方向でやはり並置されている。第２媒体の主流れ方向に見て流路は特別好ましくは部分的に重なり合わない。これにより流路に第２媒体を均一に印加することが確保され、そのため第１媒体から第２媒体またはその逆への熱伝達がなお一層均一となり、従って一層効率的となり、すなわち熱交換器の性能が高められる。
【００１４】
有利な１実施によれば、熱交換器が第２媒体にとって到流可能な正面を有し、この正面は関連し合った複数の部分面に分割可能であり、並行する流路は関連し合ったこれらの部分領域の各１つに付設されている。そのことがもたらす利点として、場合によっては流路のごく僅かな部分のみが熱伝達領域の外側に配置され、こうして不必要な圧力損失が低減している。
【００１５】
例えば熱交換器の長方形正面はやはり長方形の並置された帯片に分割可能であり、その場合流路はいわば上下に積重ねて配置されている。このようなモジュール状構造様式によって標準化が可能であり、この標準化を利用して熱交換器はさまざまな応用、性能要求または寸法に対して、この場合流路によって与えられた簡単な集成体から組み立てて製造することができる。
【００１６】
好ましい１実施形態によれば、第１媒体を流通させることができかつ第２媒体を周囲に流すことのできる管を熱交換器が有し、管の壁を通して熱は第１媒体から第２媒体またはその逆へと伝達可能である。このため管内に熱伝達通路があり、この通路内に第１媒体は通すことができ、個々の管は１つの熱伝達通路を有するか、またはいわゆる多室管として複数の並置された熱伝達通路を有するかのいずれかである。管は円形、長円形、実質的に長方形、または任意の別の横断面を有することができる。例えば管は扁平管として構成されている。熱伝達を向上するために場合によってはフィン、特に波形フィンが管の間に配置されており、管とフィンは特に互いにろう接可能である。
【００１７】
熱交換器に関してはさまざまな用途が、例えば冷媒サイクル、特に自動車空調装置の蒸発器が、考えられる。その場合第１媒体は冷媒、例えばＲ１３４ａまたはＲ７４４、第２媒体は空気であり、空気から冷媒へと熱が伝達される。しかしこの熱交換器は別の媒体用にも適しており、場合によっては熱は第１媒体から第２媒体へと伝達可能でもある。
【００１８】
場合によっては少なくとも２つの集合室が設けられており、第１媒体を第１集合室から第２集合室へと通すことができる。本発明の意味における流路区域とは、熱交換器の片側から反対側へと延びて液圧上互いに並行に接続された単数または複数の熱伝達通路のことである。１流路区域の熱伝達通路は例えば単一の管内に配置されているが、しかし１流路区域の熱伝達通路を複数の管に分散配置することもやはり考えられる。
【００１９】
有利な１実施形態によれば、熱交換器は管底を備えた分配および／または集合手段を有し、この管底は相隣接する板、つまり底板と転向板と蓋板とからなる。管端を受容可能な例えば切欠き部を底板が有することによって、底板は管の末端と結合可能である。本発明の範囲内において管と底板との間に別の種類の結合、例えば底板切欠き部の縁の延長部による結合も考えられ、管は延長部に嵌着可能である。転向板の切欠き部は貫流および／または転向通路を形成するのに役立ち、これらの通路は熱交換器の周囲に対して流体密封式に蓋板で閉鎖可能である。管底の板構造によって、分配および／または集合手段および熱交換器全体のごく圧力安定的な構造様式が可能である。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、場合によって分配および／または集合手段に統合された集合箱が流体密封式に蓋板とろう接または溶接されている。別の有利な実施形態によれば、集合箱が蓋板と一体に構成されており、これにより製造が簡素化される。特別軽量な構造様式は、本発明の他の構成により集合箱を管形に構成することによって達成される。特別好ましくは蓋板が開口部の縁に延長部を有し、これらの延長部は集合箱のハウジングの開口部内に係合する。その逆に、他の実施形態により、蓋板の開口部内に係合する延長部を集合箱ハウジングの開口部に備えることが可能である。両方の事例において、蓋板および集合箱ハウジングの互いに一直線に並んだ開口部の整列によって製造信頼性は高まっている。
【００２１】
好ましい実施形態によれば、蓋板および集合箱ハウジングの互いに一直線に並ぶ開口部によって形成される通過孔は異なる流れ横断面を有する。これにより、付属する集合室内の流れ条件に対する第１媒体分配の適合が簡単に可能となる。特に複数の流路への均一な分配は努力して得るに値するが、しかし例えば熱交換器の正面を介した第２媒体の質量流量が不均一な場合に意識的に不均一な分配も考えられる。
【００２２】
異なる流れ横断面を有する通過孔は有利には熱伝達通路の上流側に配置されており、これにより流路内の流れは特別簡単に調整可能である。流路内の流通量が第１媒体入口側で制御される場合、出口側の通過孔は比較的大きく設計可能であり、例えば各流路の流れ横断面に一致した流れ横断面を有することができる。熱交換器が例えば冷媒サイクル内で蒸発器として利用される場合、冷媒加温前の流れ横断面が加温後の流れ横断面狭隘部よりも狭くなっていると、サイクルの圧力比は熱交換器の性能にとって有利である。
【００２３】
１構成によれば、通過孔の流れ横断面は当該集合室内部の第１媒体圧力分布に適合可能である。別の構成において流れ横断面は当該集合室内部の第１媒体密度分布に適合可能である。本発明の意味における媒体密度とは、単相媒体の場合物理的密度のことであるのに対して、多相媒体、例えば一部では液状、一部では気状で存在する媒体の場合には、その都度該当する容積にわたって平均をとった密度のことである。
【００２４】
同様の理由から、第１集合室の横断面積と第２集合室の横断面積は好ましい実施において相互に異なっている。特別好ましくは集合室の横断面積は室内の第１媒体密度比に適合可能である。
【００２５】
好ましい実施形態によれば、分配および／または集合手段はハウジングと少なくとも１つの集合室とを含む。特別好ましくは、分配および／または集合手段はさらに、管を受容可能な切欠き部を備えた管底を含む。
【００２６】
他の１構成によれば熱交換器が少なくとも１つの冷媒入口と少なくとも１つの冷媒出口とを有し、この入口と出口は好ましい実施形態によれば少なくとも１つのヘッド管に注ぐ。好ましい実施形態によれば、ヘッド管自体は少なくとも１つの分離要素によって少なくとも１つの入口区域と少なくとも１つの出口区域とに区画されており、これらの区域は主に各冷媒入口もしくは冷媒出口に割当てられている。少なくとも１つの分離要素によって相互に液密および／または気密に分離されたヘッド管入口区域および出口区域は複数の流路区域と主に少なくとも１つの横分配器とによって流体接続されている。
【００２７】
特別好ましい実施形態によれば、冷媒入口もしくは冷媒出口は定義された横断面を有する管であり、その周面に穴が設けられており、これらの穴は冷媒入口管もしくは冷媒出口管の縦中心軸に対して実質的に垂直に配置されており、また特別好ましい実施形態によればこれらの穴はそれらの中心線が冷媒入口管もしくは冷媒出口管の縦中心軸と交差しまたはそれから所定の距離に配置されている。特別好ましい実施形態によれば穴の中心線がヘッド管の縦中心軸に対してずらされており、冷媒入口管もしくは冷媒出口管の外周面に対して接線を成す。
【００２８】
１構成によれば、互いに結合された複数の構成群の冷媒入口もしくは冷媒出口が一体に実施されている。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態によれば、ヘッド管を入口区域もしくは出口区域とに区画する分離要素は、区域の間で気状媒体または液状媒体の交換が妨げられるようにヘッド管と結合されている。
【００３０】
好ましい実施形態によれば、ヘッド管が実質円筒形の基本形状を有し、その周面に所定数の通穴が設けられており、これらの通穴を通して冷媒入口もしくは冷媒出口と少なくとも１つの管、特に扁平管が、ヘッド管の内部空間内に延びている。特別好ましい実施形態によればヘッド管の内部空間内に扁平管用通穴は、扁平管が素材接合によってヘッド管と結合されるだけでなく、ヘッド管の付加的加圧によって、挿入された単数もしくは複数の扁平管がヘッド管の壁と摩擦接合式に結合されるように設計されている。特別好ましい実施形態によれば、この結合法のためヘッド管は基本的にΩ形横断面を有し、その最も狭い領域に貫流手段用、特に扁平管用の通穴が設けられている。他の実施形態によれば複数の扁平管も単数または複数の通穴内に受容することができる。
【００３１】
特別好ましい実施形態によれば通穴が有する外輪郭は挿通されるべき対象物の輪郭、特に冷媒入口管もしくは冷媒出口管の輪郭および扁平管の輪郭に一致し、またはそれから所定距離を有する。さらに、開口部はそれらの中心線がヘッド管もしくは横分配器の中心線から所定距離だけずらして配置されている。
【００３２】
有利な構成によればヘッド管が少なくとも１つの通穴の縁に延長部を有し、この延長部は冷媒入口もしくは冷媒出口の通穴内に係合する。これにより、装置の組立中にヘッド管は冷媒入口もしくは冷媒出口に関して固定され、熱交換装置の製造が容易とされる。
【００３３】
熱交換器の他の特別好ましい実施形態によれば管はヘッド管内に突出する通穴の領域に少なくとも１つの凹部を有し、例えばヘッド管を入口区域と出口区域とに区画する分離要素がこの凹部内に係合する。他の実施形態において熱交換器は凹部を備えた分離要素を有し、ヘッド管内に挿通する領域でこの凹部内に管、特に扁平管が係合する。この配置によって、ヘッド管内で入口区域および出口区域の領域が液密もしくは気密に相互に密封されかつ管の定義された位置決めおよび固定が保証されることが保証される。
【００３４】
他の実施形態によれば、ヘッド管および／または冷媒入口もしくは冷媒出口は、第１媒体の圧力が入口区域もしくは出口区域にわたって実質的に等しくまたは所定値となるように設計されている。冷媒入口に関して好ましくはこれは、場合によっては、冷媒入口の流れ横断面がそれと接続されたヘッド管の数にわたって先細となり、従って各「取出し個所」で圧力低下が十分に補償されることによって達成することができる。冷媒出口は特別好ましくは極力大きな流れ横断面を有する。
【００３５】
選択的実施形態が本発明に含まれており、特にヘッド管の孔または冷媒通穴の造形もしくはそれらの大きさは冷媒入口に配置されるヘッド管の圧力レベルまたは密度レベルを均一化するのにやはり利用することができる。
【００３６】
特別好ましい実施形態によれば、冷媒入口もしくは冷媒出口からのさまざまな取出し個所も、押し込まれて被筒管と素材接合式に結合される形材を利用することによって流れ領域に区画することができる。例えば管は２つ、３つまたは４つ以上の流れ領域に区画される。管内で形材の所定回転によって冷媒入口もしくは冷媒出口の流れ領域は当該取出し領域、例えばヘッド管に注ぐ穴と、接続される。
【００３７】
他の好ましい実施形態によればヘッド管の入口区域もしくは出口区域の容積は相互に所定比を有し、この比は特に１：１、１：２、１：４、１：１０、そしてそれらの任意の中間値をとることができる。これにより特に、蒸発時もしくは冷却時の冷媒の密度変化が考慮される。熱交換器を蒸発器として利用する場合この配置によって例えば、冷媒の蒸発によってその容積が著しく増加し、冷媒質量流の輸送用に一層大きな流れ横断面が不可欠となる事情を考慮することができる。例えば冷媒入口と冷媒出口との間でＣＯ２の密度比は１：２〜１：１０、好ましくは１：３〜１：７、特別好ましくは約１：５である。
【００３８】
好ましい実施形態によれば、管の孔はヘッド管もしくは横分配器の内部空間に注ぐ。部材はさらに、部材の内部空間が特に約３００バールまでの高圧時でも熱交換器の周囲に対して気密および／または液密であるように素材接合式、摩擦接合式および／または形状接合式に互いに結合されている。
【００３９】
他の好ましい実施形態によれば少なくとも１つの横分配器が第２分離要素を有し、この分離要素が横分配器を少なくとも２つの流れ区域に区画する。さらに熱交換器は好ましい実施形態によれば、横分配器の内部空間内を延びる少なくとも１つの管を有する。
【００４０】
他の好ましい実施形態によれば熱交換器が他の部材として冷却フィンを有し、これらの冷却フィンは熱エネルギーの輸送が促進されるように特に管の外表面領域と結合されている。特別好ましい実施形態によれば冷却フィンが管の表面と素材接合式に結合されており、特にろう接法、溶接法、接着法が素材接合を実現するのに利用される。特に冷却フィンの転向個所で素材接合が起きるように、主に冷却フィンは管の表面と結合される。特別好ましい実施形態によれば冷却フィンは流れ方向で蛇行状基本形状を有し、その奥行は構成群の構造奥行もしくは管の幅に実質的に一致する。
【００４１】
さらに冷却フィンに条溝が設けられており、これらの条溝は実質的に冷却フィンの両方の結合個所もしくは転向個所の間を延びている。特別好ましい実施形態によれば、冷却フィンのこれらの条溝は長さが１〜１５ｍｍ、好ましくは２〜１３ｍｍ、特別好ましくは３．７〜１１．７ｍｍである。さらに条溝は幅が０．１〜０．６ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、特別好ましくは０．２〜０．３ｍｍである。冷却フィンのこれらのいわゆる「鰓」は貫流する気体と冷却フィンもしくは管壁との間の熱伝達向上を可能とする。さらに冷却フィンは肉厚が０．０１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．０７ｍｍ、特別好ましくは０．０７〜０．１５ｍｍであることを特徴としている。冷却フィンのフィン密度は直径当り１０〜１５０フィン、好ましくは直径当り２５〜１００フィン、特別好ましくは直径当り５０〜８０フィンである。特別好ましい実施形態においてフィン高さは１〜２０ｍｍ、好ましくは２〜１５ｍｍ、特別好ましくは３〜１２ｍｍである。
【００４２】
好ましい実施形態において熱交換器内で利用される冷媒は気体、特に二酸化炭素、窒素、酸素、空気、アンモニア、炭化水素、特にメタン、プロパン、ｎブタン、および液体、特に水、フローアイス、ゾル等を含む群から選択した少なくとも１つの成分を有する。特別好ましい実施形態によれば、無色不燃性気体としてのその物理的性質を冷凍能力の向上、集成装置の考えられる縮小化もしくは性能損失の低下に利用することのできる二酸化炭素が冷媒として利用される。
【００４３】
好ましい実施形態によれば熱交換器は、しかし少なくとも管、特に冷却フィンは、主に気状の媒体、特に空気が周囲を流れる。
【００４４】
特別好ましい実施形態によれば、第１媒体と第２媒体との間の熱伝達は実質的に対流と熱伝導とによって行われる。例えば周囲を流れる空気が熱エネルギーを冷却フィンに放出し、冷却フィンから熱は冷却フィンと管壁とを介して冷媒に伝達可能である。熱伝導のために構成要素は熱エネルギーの輸送が促進されるように互いに結合されている。これは特に、例えばろう接、溶接、縁付けまたは接着等の素材接合式、摩擦接合式および形状接合式結合によって行われる。
【００４５】
さらに、流体を貫流させる熱交換器構成要素の移行領域は第１媒体と第２媒体との交換が妨げられるように気密かつ液密に互いに結合されている。例えば二酸化炭素等の低分子量冷媒を利用する場合特に、構成要素の間に冷媒またはその成分の逃散を妨げる結合を達成することが特別重要である。
【００４６】
好ましい実施形態において熱交換器は相反する２つの側に枠要素を有し、これらの枠要素は熱交換器側面の少なくとも一部にわたって延びている。これらの枠要素は好ましくは、なかんずくＵ形、Ｖ形、Ｌ形またはその他の代表的な断面構造を有することのできる異形要素である。さらにこれらの枠要素は熱交換器の少なくとも１つの部材と摩擦接合式および／または形状接合式に結合されている。例えばろう接、溶接、接着等による素材接合式結合も本発明の範囲に含まれる。
【００４７】
さらになお指摘しておくなら、実質的に円筒形のヘッド管、冷媒入口もしくは冷媒出口、横分配器は厳密な円筒形状もしくは管形状の他に異なる形状も有することができ、例えば変形円筒形もしくは楕円形、多角形または長方形の横断面である。
【００４８】
好ましい実施形態によれば冷媒入口もしくは冷媒出口、ヘッド管、横分配器は熱交換器の片側に配置されている。その際、熱交換器が特にほぼ直方体状の基本形状を有し、この基本形状が主に前面と裏面とを有し、特別な実施形態によればこの前面と裏面が熱交換器の側面となり、これらの側面を実質的に気状媒体、例えば空気が流れてエネルギー、特に熱エネルギーを放出もしくは吸収する。
【００４９】
構成群の前面もしくは裏面は、利用される熱伝達管およびこれに続く冷却フィンの幅もしくは直径とその形状とによって実質的に確定される４つの側面によって限定される。しかしこの好ましい長方形基本形状から離れて、特に空調装置または換気装置内に配置するための要求条件に合致した選択的構成形状も選択することができる。
【００５０】
本発明に係る熱交換器の他の実施形態は、特に転向板または横分配器内に配置しておくことのできる転向通路によって流路区域を接続することに関係している。
【００５１】
有利な１構成によれば、第２媒体の主流れ方向で並置された流路区域が転向通路によって互いに接続される。これは幅方向での転向である。これにより、１列の内部もしくは１つの管列の内部で複数の流路区域を互いに接続して１つの流路とすることが可能である。そのことから熱交換器の局所的蛇行構造様式が得られる。別の構成では、互いに接続された流路区域が第２媒体の主流れ方向で直列に配置されている。これは奥行方向での転向である。これにより、第１媒体の流路を第２媒体の主流れ方向と平行または逆平行に接続することが可能である。そのことから熱交換器の局所的向流構造様式が得られる。
【００５２】
他の実施形態によれば、１つの管内部の２つの流路区域が１つの転向通路によって互いに接続される。これは、第１媒体が１方向で管内を流れ、逆方向で同じ管内を、但し別の熱伝達通路を流れて戻ることを意味する。多くの熱伝達通路を有する管を利用することによって、管の総数、従って製造支出が減少する。
【００５３】
好ましい１態様によれば、少なくとも１つの流路の区域数は２で割ることができる。これは、１流路の区域の第１半分が第１列に配置されかつ幅方向での転向によって互いに接続されているのに対して、区域の第２半分が第２列に配置され、やはり幅方向での転向によって互いに接続され、流路の両方の半分が奥行方向での転向によって接続されていることによって、流路区域の２列配置が簡単に接続可能であることを意味する。奥行方向でのこの転向は例えば、集合室とは反対の熱交換器側の転向通路内で起きる。特別好ましくは、流路の区域数は４で割ることができる。これは、上記接続を有する流路区域を２列に配置した場合集合室もある熱交換器側で奥行方向の転向が起きることを意味する。これにより、場合によっては、別の部材がそのまま引き継がれる一方で熱交換器が所定の要求条件用に設計されるとき、熱交換器の転向板のみ変更することができる。
【００５４】
１構成では、単数または複数の管列内部の第１流路区域と最終流路区域は流路の液圧上最初の区域として負荷されない。というのも、通常管列に沿って配置される集合室の縁領域では第１媒体の流れ条件および／または圧力条件が流路の負荷にとって不都合であるからである。
【００５５】
有利な実施によれば、隣接する２つの流路が互いに鏡像対称に延びている。特別好ましくは、少なくとも２つの流路の転向通路が連通する。これにより、流路の内部で流通の付加的調整がもたらされる。互いに連通する流路が鏡像対称に延びる場合、この場合場合によって隣接する転向通路の連通は、例えば場合によって本来なら２つの転向通路の間に存在する腹部を省くことによって、特別簡単に実現することができる。
【００５６】
他の好ましい実施では、流路の流れ横断面がその進行中に変化する。これは、例えば少ない数の熱伝達通路を有する流路区域が適宜に構成された転向通路を介して多くの数の熱伝達通路を有する流路区域と接続されることによって、ごく簡単に実現することができる。流路に沿って変化する第１媒体密度に流路の流れ横断面を適合するのが特別好ましい。
【００５７】
本発明の有利な実施形態によれば、Ｕ形に変形された管によっても簡素な構造様式が可能となり、この管は１回、または場合によってはなお一層簡素な構造様式へと複数回、変形されている。これによりＵ形変形領域で２つの管・底結合が、場合によっては１つの転向通路が省かれる。専らＵ形管を利用する場合、熱交換器の片側ですべての転向が管変形によって実現されているとき、端部材を省くことさえ可能である。その場合各１つの管の末端は場合によっては同じ底板または同じ管底と結合可能である。
【００５８】
好ましい実施形態によればすべての管が正確に１つの管底を有する。これにより、同一構造の部材を多数有するモジュール構造様式が達成される。
【００５９】
扁平管の場合、曲管の湾曲は特別好ましくは扁平管の短い側の方向で起きる。というのも、そうすると変形時に管材料中に現れる応力が少なくなるからである。
【００６０】
特別好ましい実施形態によれば管はそれぞれ１〜１０の曲管を有し、奇数または偶数の曲管に合わせて転向通路は場合によっては分配および／または集合手段と同じ熱交換器側または反対側に配置される。例えば曲管が２、４、６、８、１０の場合、転向通路は分配および／または集合手段とは反対の側に配置される。それに対して曲管が１、３、５、７、９の場合転向通路と分配および／または集合手段は熱交換器の片側に配置されている。
【００６１】
好ましい実施形態によれば１流路の区域は実質的に同じ長さである。本発明の特別好ましい実施形態によれば、２つの曲管の間の流路区域の長さは同じ流路または別の流路の別の区域の長さとは異なることができる。
【００６２】
さらに、扁平管として構成される管は横断面において幅が１０ｍｍ〜２００ｍｍ、好ましくは３０ｍｍ〜７０ｍｍ、高さが１．０ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは１．４ｍｍ〜２．４ｍｍ、外側肉厚が０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．３５ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする。さらに、管内部の熱伝達通路は横断面で円形状または楕円形状を有するが、しかしこの形状は特に扁平管の縁領域では最低肉厚を下まわることのないように扁平管の外側輪郭に適合される。
【００６３】
特別好ましい実施形態によれば、例えば扁平管等の部材は、金属、特にアルミニウム、マンガン、マグネシウム、ケイ素、鉄、黄銅、銅、スズ、亜鉛、チタン、クロム、モリブデン、バナジウム、それらの合金、特にケイ素含有量０〜０．７％、マグネシウム含有量０．０〜１％、好ましくは０．０〜０．５％、特別好ましくは０．１〜０．４％のアルミニウム可鍛合金、主にＥＮ‐ＡＷ３００３、ＥＮ‐ＡＷ３１０２、ＥＮ‐ＡＷ６０６０、ＥＮ‐ＡＷ１１１０、プラスチック、繊維強化プラスチック、複合材料等を含む材料群から選択した少なくとも１種の材料から製造されている。
【００６４】
他の実施形態において熱交換器は、液状および／または蒸気状冷媒を流通させる扁平管と、扁平管の間に配置されて周囲空気を印加される波形フィンと、冷媒給排用集合・分配手段と、周囲空気の流れ方向で冷媒を転向させるための転向手段とからなり、集合・分配手段は上下に積層された多数の穿孔板からなり、これにより冷媒通路が形成され、扁平管の末端は底板の受容孔内で保持され、熱交換器は多数の扁平管からなり、各１つの扁平管は平行に延びる２つの流れ区域を有し、流れ区域は順次流通させかつ転向手段を介して接続されており、各扁平管は末端側で両方の流れ区域の間で扁平管末端の中心に溝を有し、底板は受容孔の間に腹部を有し、これらの腹部は高さおよび幅寸法が溝に一致し、かつ溝とで各１つの継合せ結合部を形成する。
【００６５】
特別好ましくは転向手段は受容孔と腹部とを備えた他の底板によって形成され、これらの腹部は扁平管の末端側溝とで継合せ結合部を形成する。
【００６６】
特別好ましくは転向手段は付加的に、連続的条溝を備えた通路板と密閉蓋板とを有する。
【００６７】
特別好ましくは集合・分配手段は通路孔と通路孔の間に腹部とを備えた通路板と、冷媒入口孔および冷媒出口孔を備えた蓋板と、熱交換器の縦方向で互いに平行に配置される冷媒供給通路および冷媒排出通路とを有し、底板と通路板と蓋板は板の孔が扁平管末端と一直線に並ぶように上下に配置されている。
【００６８】
特別好ましくは冷媒入口孔が補正穴として構成されており、穴の直径は特に可変である。やはり好ましくは蓋板と冷媒供給通路および冷媒排出通路は一体に構成されている。
【００６９】
他の構成態様によれば、特に自動車空調装置用蒸発器として利用可能な熱交換器は、液状および／または蒸気状冷媒を流通させる扁平管と、扁平管の間に配置されて周囲空気を印加される波形フィンと、冷媒給排用集合・分配手段と、周囲空気の流れ方向で冷媒を転向させるための転向手段とからなり、集合・分配手段は上下に積層された多数の穿孔板からなり、これにより冷媒通路が形成され、扁平管の末端は底板の受容孔内で保持されている。熱交換器は多数の扁平管からなり、各１つの扁平管が２つの平行に延びる流れ区域を有し、流れ区域は順次流通させることができかつ転向手段を介して接続されており、集合・分配手段は冷媒入口と冷媒出口との間に配置される補正手段を有し、この補正手段は冷媒分配用補正孔を備えた蓋板として構成されている。補正孔は好ましくは冷媒入口側に配置されている。
【００７０】
有利な態様によれば補正孔が異なる流れ横断面を有する。補正孔の流れ横断面は好ましくは供給通路内で冷媒圧力が低下する方向で大きくなる。特別好ましくは、補正孔の流れ横断面は冷媒の比容積もしくはその蒸気含有量に依存して可変である。
【００７１】
熱交換器の別の実施形態では扁平管が蛇行セグメントとして構成されており、転向手段が集合・分配手段内に配置されている。
【００７２】
他の１構成によれば集合・分配手段は冷媒を転向させるための連続的通路孔と腹部付き通路孔とを備えた通路板と、冷媒入口孔および冷媒出口孔を備えた蓋板と、冷媒供給通路および冷媒排出通路とを有する。腹部付き通路孔はそれぞれ蛇行セグメントの第１扁平管末端と一直線に並べて配置されているのに対して、連続的通路孔は蛇行セグメントの第２扁平管末端と一直線に並べて配置されており、冷媒入口孔および冷媒出口孔は通路孔と一直線に並び、連続的通路孔は蓋板で施蓋されている。好ましくは蛇行セグメントは２つまたは３つの幅方向転向部を有する。
【００７３】
熱交換器の有利な実施形態によれば扁平管はＵ形管として、すなわち各１つの（幅方向）転向部付きで構成されている。特別好ましくは各２つのＵ形管が冷媒側で直列に接続されており、Ｕ形管出口とＵ形管入口とに付設された各２つの隣接する通路孔は通路板内の横通路によって互いに冷媒接続されている。
【００７４】
好ましくは通路板の通路孔の幅ｂは底板の受容孔の幅ａよりも大きい。やはり有利には扁平管末端の溝の奥行は底板の厚さよりも大きい。
【００７５】
有利には下記寸法データの１つまたは複数が熱交換器に該当する：
幅  ：２００〜３６０ｍｍ、特に２６０〜３１５ｍｍ
高さ：１８０〜２８０ｍｍ、特に２００〜２５０ｍｍ
奥行：３０〜８０ｍｍ、主に３５〜６５ｍｍ
容積：０．００３〜０．００６ｍ３、特に０．００４６ｍ３
冷媒流路当りの管本数：１〜８、好ましくは２〜４
熱伝達通路の直径：０．６〜２ｍｍ、特に１〜１．４ｍｍ
奥行方向における熱伝達通路の中心間距離：１〜５ｍｍ、主に２ｍｍ
横分布：６〜１２ｍｍ、特に１０ｍｍ
管高さ：１〜２．５ｍｍ、特に１．４〜１．８ｍｍ
第２媒体主流れ方向における正面面積ＳＦ：０．０４〜０．１ｍ２、特に０．０４５〜０．０７ｍ２
第２媒体の自由流れ横断面ＢＦ：０．０３〜０．０６ｍ２、特に０．０５３ｍ２
ＢＦ／ＳＦ比：０．５〜０．９、特に０．７５
熱伝達面積  ：３〜８ｍ２、特に４〜６ｍ２
波形フィンの板密度：４００〜１０００ｍ‐１、特に６５０ｍ‐１
通路高さ    ：４〜１０ｍｍ、特に６〜８ｍｍ
板の条溝長さ：４〜１０ｍｍ、特に６．６ｍｍ
板の条溝高さ：０．２〜０．４ｍｍ、特に０．２６ｍｍ
底板の厚さ  ：１〜３ｍｍ、特に１．５または２または２．５ｍｍ
転向板の厚さ：２．５〜６ｍｍ、特に３または３．５または４ｍｍ
蓋板の厚さ  ：１〜３ｍｍ、特に１．５または２または２．５ｍｍ
集合箱の直径：４〜１０ｍｍ、特に６〜８ｍｍ
集合箱のハウジング壁厚：１〜３ｍｍ、特に１．５〜２ｍｍ
好ましい態様によれば、本発明に係る熱交換器は、少なくとも１つの空気供給要素と特に少なくとも１つの空気流制御要素を備えた少なくとも１つの空気通路とを有する空調装置において、空気通路内を流れる空気から冷媒またはその逆に熱を伝達するために利用される。その場合冷媒が第１媒体であり、第２媒体は空気によって与えられている。
【００７６】
いずれにしろ、本発明に係る熱交換器は任意の空調装置内で単独でまたは少なくとも１つの他の熱交換器と組合せて利用する可能性があり、その際、前記少なくとも１つの他の熱交換器はやはり本発明に係る熱交換器または先行技術による熱交換器とすることができる。
【００７７】
以下、実施例を基に図面を参考に本発明が詳しく説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７８】
図１は、ＣＯ２を冷媒として運転される自動車空調装置用の蒸発器を第１実施例として、しかも分解組立図で示す。この蒸発器１は単列扁平管蒸発器として構成され、多数の扁平管を有しており、そのうち２つの扁平管２、３のみ図示されている。これらの扁平管２、３は押出し多室扁平管として構成され、多数の流れ通路４を有する。扁平管２、３はすべて同じ長さｌと同じ奥行ｔとを有する。各管端２ａ、２ｂで溝５、６が中心軸線２ｃに対して対称に扁平管２に設けられている。個々の扁平管２、３の間にある波形フィン７は矢印Ｌの方向で周囲空気を印加される。波形フィン７は奥行方向で連続しているが、しかし凝縮液の排出向上および／または熱的分離を保証するために例えば奥行ｔの中心で中断しておくこともできる。
【００７９】
図面において扁平管２、３の上方に底板８が示してあり、この底板に第１列の条溝状開口部９ａ〜９ｆと第２列の同様の開口部１０ａ〜１０ｆが配置されている。開口部９ａと１０ａ、９ｂと１０ｂ等は奥行方向（空気流れ方向Ｌ）で前後し、その間にそれぞれ腹部１１ａ、１１ｂ〜１１ｆを残している。これらの腹部１１ａ〜１１ｆは奥行方向の幅が管端２ａの切欠き部５の幅に一致している。孔９ａ〜９ｆもしくは１０ａ〜１０ｆの数は扁平管２、３の数に一致する。
【００８０】
図面において底板８の上方にいわゆる転向板１２が示してあり、この転向板に２列の開口部１３ａ〜１３ｆ、１４ａ〜１４ｆ（一部隠れている）が配置されている。開口部１３ａ〜ｆ、１４ａ〜ｆの配置は開口部９ａ〜９ｆもしくは１０ａ〜１０ｆの配置に一致しているが、しかしながら開口部１３ａ〜ｆ、１４ａ〜ｆの幅ｂおよび奥行は、扁平管２、３の厚さに一致した幅ａをそれぞれ有するだけの開口部９ａ〜９ｆもしくは１０ａ〜１０ｆの当該寸法よりも大きい。開口部１３ａ、１４ａ、１３ｂ、１４ｂ〜１３ｆ、１４ｆの間に部分的に腹部１５ａ、１５ｆが残されている。これらの腹部１５ａ〜１５ｆは奥行方向の寸法が底板８の腹部１１ａ〜１１ｆの当該寸法よりも小さい。
【００８１】
図面において転向板１２の上方にいわゆる蓋板１６が示してあり、この蓋板は第１列の冷媒入口開口部１７ａ、１７ｄと第２列の冷媒出口開口部１８ｃ、１８ｆとを有する。これらの開口部１７ａ、１７ｄと１８ｃ、１８ｆは主に円形穴として構成され、所要の冷媒分布もしくは冷媒流量に寸法が適合されている。
【００８２】
最後に、図面において蓋板１６の上方にある集合箱１９はハウジングと冷媒給排用の各１つの集合室２０、２１とを有する。集合箱は両方の集合室の下面に破線で示した開口部２２ａ、ｄと２３ｃ、ｆを有し、これらの開口部は位置および大きさが開口部１７ａ、ｄと１８ｃ、ｆと一致している。
【００８３】
図面において扁平管２、３の下方に他の底板２４が示してあり、この底板は第１底板８と同様に２列の条溝状開口部２５ａ〜ｆと２６ａ〜ｆを有する。開口部２５ａと２６ａとの間〜２５ｆと２６ｆとの間にやはり腹部２７ａ〜ｆ（一部隠れている）があり、これらの腹部は奥行方向の幅が扁平管２の末端の切欠き部６の幅に一致している。図面において第２底板２４の下方に他の転向板２８が示してあり、この転向板は連続的転向通路２９ａ〜２９ｆを有する。これらの転向通路２９ａ〜ｆは扁平管２、３の奥行ｔ全体にわたって延びている。
【００８４】
最後に、図面の下側に蓋板３０が示してあり、この蓋板は開口部を有しておらず、転向通路２９ａ〜２９ｆを熱交換器の周囲に対して密閉する。
【００８５】
蒸発器１の上記個別部品は以下の如くに組み立てられる。扁平管末端２ａ等に底板８が載置され、腹部１１ａ〜１１ｆが扁平管末端の切欠き部５に入り込む。底板８上に次に転向板１２、蓋板１６、そして集合室２０、２１を有する集合箱１９が積重ねられる。同様に下側底板２４が扁平管末端２ｂに嵌着され、腹部２７ａ〜２７ｆが切欠き部６に入り込む。次に通路板２８と蓋板２９が装着される。こうして蒸発器１が組み立てられたのち、蒸発器はろう接用炉内でろう接されて固定ブロックとされる。ろう接過程中、板は形状接合式または摩擦接合式緊締によって相互位置で保持される。しかし、まず底板、転向板および蓋板から端部材を組立て、次に扁平管と結合することも可能である。
【００８６】
冷媒流の進行は蒸発器前側の一連の矢印Ｖ１〜Ｖ４を基に、転向通路２９ａ、１４ａ〜ｂ、２９ｂ、１３ｂ〜ｃ、２９ｃ内の転向矢印Ｕ１〜Ｕ５と蒸発器１の裏側の矢印Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とによって例示されている。冷媒、つまりこの場合ＣＯ２は、分配室２０から出発して例えばまず前側でＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４に沿って上から下へと蒸発器を流通し、次に転向通路２９ａ内でＵ１に沿って蒸発器１の裏側へと転向され、そこを下から上へと流れる。つまりこの流路の両方の第１流れ区域は空気の主流れ方向で直列に配置されている。次に冷媒がＵ２に沿って隣接扁平管へと転向され、この扁平管もやはりまず上から下へと、そしてＵ３に沿って転向後に下から上へと流通させる。この管内の両方の流路区域は空気の主流れ方向で両方の第１流路区域の横にある。Ｕ４に沿って転向後、冷媒はＵ５に沿った転向部を介装した区域２ｄ、２ｅ内で扁平管２を流通し、最後に矢印Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に従って集合室２１内まで流れる。上記流路の区域を空気主流れ方向で並置することによって、液圧上並行な流路の少ない数‐この実施例では２つの流路‐が達成され、これにより熱交換器の流路を一層均一に負荷することが容易となる。というのもこのため特に分配室２０の２個所で同じ冷媒圧力または少なくとも同様の冷媒圧力が必要であるにすぎないからである。
【００８７】
図２は本発明の他の実施例、詳細には蒸発器４０を示しており、ここでは前記扁平管が蛇行セグメント４１として構成されている。このような蛇行セグメント４１が４つの扁平管脚部４２、４３、４４、４５からなり、扁平管脚部は３つの転向曲部４６、４７、４８によって互いに接続されている。個々の扁平管脚部４２〜４５の間に波形フィン４９が配置されている。他の蒸発器部品、すなわち底板５０、転向板５１、蓋板５２、冷媒供給もしくは冷媒排出用集合室５３、５４がやはり分解組立図で示してある。底板５０は前列の条溝状開口部５５ａ、５５ｂ、５５ｃを有し、それらの背後には第２列（一部は隠れている）の当該開口部がある。両方の列の開口部の間にやはり腹部５６ａ、５６ｂ、５６ｃが残されており、腹部は蛇行セグメント４１の末端４２ａ、４５ａの切欠き部５７、５８と対応している。それとともにこれらの扁平管末端は底板の開口部に差し込まれ、腹部が切欠き部に入り込む。底板５０の上側で続く転向板５１は底板５０の開口部５５ａと一直線に並ぶ開口部５９ａを有する。奥行方向で開口部５９ａの背後に当該開口部が（一部隠れて）あり、この開口部は腹部６０ａによって開口部５９ａから分離されている。この腹部６０ａはやはり扁平管脚部４２の切欠き部５８よりも小さい。開口部５９ａに隣接して、扁平管末端４２ａ〜４５ａの距離に一致した距離に転向通路６１が配置されており、この転向通路は扁平管脚部４５の奥行全体にわたって延びている。転向通路６１に隣接して次に続く開口部５９ｂはその大きさが開口部５９ａに一致しており、ここには図示しない次の扁平管蛇行セグメントと対応している。転向板５１の上側にある蓋板５２は前列に２つの冷媒供給開口部６２、６３、後列には２つの冷媒出口開口部６４、６５を有する。後者は大きさおよび位置が集合室５３、５４に破線で書き込まれた孔（符号なし）と対応している。
【００８８】
冷媒流れ路は矢印で明示されている。まず冷媒は矢印Ｅ１を経て集合室５３から進出し、次に矢印Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に従い、扁平管脚部４２の前側流れ区域内に達し、蛇行セグメント４１全体をその前側で流通し、Ｅ６で最終脚部４５から流出し、転向通路６１内に達し、そこで矢印Ｕに従って奥行方向に転向され、次に矢印Ｒ１に従って蛇行セグメントの裏側を流通し、つまり前側とは逆方向に流通する。最後にこの冷媒流は矢印Ｒ２に従って、すなわち開口部６４を通して、集合室５４内に達する。
【００８９】
つまりこの構造様式によって蒸発器の幅方向で、すなわち空気の主流れ方向を横切って冷媒の転向が達成され、しかもまず図面の前側で左から右に、次に裏側で左から右に転向される。既に上で触れたように、図面に示した蛇行セグメント区域４１に単数または複数の図示しない蛇行セグメント区域が続く。
【００９０】
図２には図面の右側に配置される蛇行セグメント区域４１のみ示してある。上述のこととは逆に、この蛇行セグメント区域４１に次に続く区域は幅方向で逆方向にも、すなわち図面で左から右に、または外側から内側へと、流通させることができる。つまりこれは、蒸発器の正面を一瞥すると、前側で外側から内側へと対称に流通することになろう。中央で両方の冷媒流は‐その場合混合室として機能する共通する転向通路内で‐一緒にされ、奥行方向で転向され、裏側で再び内側から外側へと流れる。
【００９１】
図３は本発明の他の実施例、詳細には蒸発器７０を示しており、その扁平管は個々のＵ形管７１ａ、７１ｂ、７１ｃ等で形成されている。つまりこれは１つの転向部と２つの脚部７２、７３とを有する蛇行セグメント区域である。これら扁平管脚部７２、７３のこの図面には見ることのできない末端は同様に、すなわち上記の如くに、適宜な受容部を有する底板７４内で固着されている。底板７４の上に配置される転向板７５は奥行方向で前後して腹部７８を残す２つの条溝状開口部７６、７７と奥行方向で連続した１つの転向通路７９とを交互に有する。蓋板は‐上記実施例と同様に‐この図では省かれている。
【００９２】
冷媒の流れは矢印に従って起きる。すなわち冷媒はＥでＵ形管７１ａの前側流れ区域に流入し、次に下方に流れ、下で転向され、次に上方に流れ、転向通路７９内に達し、そこで矢印Ｕに従って転向され、次に裏側で下方へと流れ、そこで転向され、次に再び上方に流れ、矢印Ａを経て開口部７７を通過する。冷媒の給排は後続の図を基に、断面ＩＶ‐ＩＶ、Ｖ‐Ｖに応じて説明される。
【００９３】
図４は図３の蒸発器のＩＶ‐ＩＶ線に沿った断面を拡大図で示しており、蓋板８０と集合箱８１および集合箱８２が付け加わっている。残りの部品は図３と同じ符号が付けてあり、すなわち転向板７５、底板７４、扁平管脚部７１ｃ。転向板７５は腹部７８ｃによって相互に分離された２つの開口部７６ｃ、７７ｃを有する。蓋板８０に設けられている冷媒入口開口部８３は集合箱８１の冷媒開口部８４と一直線に並べて配置されている。同様に、集合箱８２の側では冷媒出口開口部８５が蓋板８０に、また一直線に並んだ冷媒開口部８６が集合箱８２に配置されている。集合箱８１、８２は、別の部品８０、７５、７４、７１ｃと同様に、気密かつ耐圧式に蓋板８０とろう接されている。
【００９４】
図５は図３のＶ‐Ｖ線に沿った他の断面、すなわち転向通路７９ｄの断面を示す。同じ部品にはやはり同じ符号が付けてある。矢印で表された冷媒が左側扁平管区域では下から上へと流れ、転向通路７９ｄ内で右へと転向され、扁平管脚部７１ｃの右側区域もしくは後側区域内に達し、そこで上から下へと流れることがわかる。
【００９５】
つまり単純なＵ形管を有する図３、図４、図５の蒸発器のこの構造様式は幅方向および奥行方向での単純な転向をそれぞれ可能とする。
【００９６】
図６が本発明の他の実施例として示す蒸発器９０はやはりＵ形管９１ａ、９１ｂ、９１ｃ等で構成されている。Ｕ形管脚部の末端はやはり‐図面には示していないが‐底板９２内で受容されており、この底板の上に転向板９３がある。転向板９３が有する開口部配列ではそれぞれ２つのＵ形管後に、つまり例えば９１ａと９１ｂ後に、パターンが繰り返される。以下でこのパターンを、しかも図面の左上から、説明する。そこには奥行方向で前後する２つの開口部９４、９５があり、幅方向で開口部９６と９７、９８と９９が続き、開口部９６、９８は横通路１０１を介して、また開口部９７、９９は横通路１００を介して幅方向で冷媒接続されており、こうして２つのＨ形開口部が得られる。このＨ形開口部に隣接して連続的転向通路１０２が配置されている。その後は開口部９４〜１０２の上記パターンが繰り返される。この開口部配列によって、各２つのＵ形冷媒管、つまりこの場合Ｕ形管９１ａと９１ｂを冷媒側で直列に接続することが可能である。冷媒の進行は矢印で示してある。冷媒はＡでＵ形管９１ａの左脚部の前部に流入して下方に流れ、転向されて再び上方に流れ、転向板９３内で横通路１０１を介して、すなわち矢印Ｂに従って、次のＵ形管９１ｂ内に転向される。そこで冷媒は下方に流れ、転向され、再び上方に流れて転向通路１０２内に達し、そこで矢印Ｃに従って奥行方向で転向され、次に両方の扁平管脚部９１ｂ、９１ａの後部を流通し、最後にＤで再び流出する。蓋板と冷媒給排部はここでは冷媒流の図示向上を目的に省かれている。２つのＵ形管のこの直列接続によって一方で幅方向で三重の転向が可能となり、他方で各Ｕ形管脚部が底板内で受容されており、こうして耐圧性構造様式が得られる。当然にこのパターン後に四重以上の幅方向転向も実現することができ、これにはＵ形扁平管が必要となるだけである。つまり上側転向はそれぞれ通路板９３内で起きる。
【００９７】
図１には冷媒給排用の集合室２０、２１、図４には集合箱８１、８２が示してある。本発明の１態様によれば、蒸発器で均一な冷媒分布が達成され、従って均一な温度分布も達成されるように、特に各冷媒入口側で特許文献７に係る分配手段、すなわち螺旋形異形体、または本出願人の特許文献８によりいわゆる押込み体を利用することが可能である。その際、それぞれ複数、例えば４つの隣接する冷媒入口開口部が１つの共通する室を介して供給されると有利なことがある。これにより、例えば５つの通路を有する異形体の場合４×５＝２０の冷媒入口開口部に冷媒を供給できることが可能となる。このためまず軸線平行に延びる（５つの）通路がそれぞれ１群の冷媒入口開口部の背後で螺旋状に（約７２°）巻かれ、隣接する室が次の群の冷媒入口開口部と接続される。
【００９８】
図７が横断面図で示す熱交換器１１０は端部材１２０を有し、この端部材は底板１３０と転向板１４０と蓋板１５０と集合箱１６０、１７０とを有する。管１８０は底板１３０の２つの開口部１９０、２００内で受容されており、管１８０の一端の切欠き部２１０が底板１３０の腹部２２０に当接する。切欠き部２１０が腹部２２０よりも多少高く、管端は底板１３０から多少張り出す。管１８０内の図示しない熱伝達通路が転向板１４０の貫流通路２３０、２４０と連通する。貫流通路２３０、２４０はやはり蓋板１５０の切欠き部２５０、２６０と集合箱１６０、１７０のハウジング２９０、３００の切欠き部２７０、２８０とを介して集合室３１０、３２０と接続されている。製造信頼性向上のために切欠き部２５０、２６０の縁が延長部３３０、３４０を備えており、これらの延長部が切欠き部２７０、２８０内に係合し、これにより蓋板１５０に関して集合箱１６０、１７０の整列は蓋板１５０の切欠き部２５０もしくは２６０が集合箱ハウジング２９０、３００の切欠き部２７０もしくは２８０と一直線に並ぶように実現されている。
【００９９】
図８は図６の熱交換器の１態様を示す。この熱交換器４１０でも転向通路配列がやはりパターンを有し、各２つのＵ形管４２０後にこのパターンが繰り返され、このパターンは熱交換器４１０内の流路に一致する。但しここでは各２つの隣接する流路が互いに鏡像対称に配置されている。これは、流路４５０の貫流通路４３０、４４０が隣接流路４８０の貫流通路４６０、４７０の横に来るかまたは流路５００の転向通路４９０が隣接流路５２０の転向通路５１０の横に来るかのいずれかであることを意味する。後者の場合、関与する流路５５０、５６０の間で混合および流れ調整が実現されているように隣接転向通路５３０、５４０を接続通路５４５と接続することが可能である。これは熱交換器の縁領域で特別有効である。というのも、場合によってはそこでは流れ条件が本来なら熱交換器の能力にとって特別不都合であるからである。別の熱交換器領域では第１媒体の混合が２つの隣接する転向通路の間の接続通路によって同様に可能である。流路４５０、４８０、４８５、５００、５２０、５５０、５６０がそれぞれ８つの区域で構成されるのに対して、流路４４５は、流路４４５に沿った圧力低下を減らすために、同様に熱交換器縁領域での流れ条件が不都合であるがゆえに、単に４つの区域からなる。その場合、隣接流路４５０との完全混合が同様に適切である。
【０１００】
図９は熱交換器６１０の流路区域の接続パターンの他の例を示す。ここでは熱交換器６１０の入口側６３０の流路区域６２０が出口側６５０の流路区域６４０よりも小さな流れ横断面を有する。例えば熱交換器６１０を蒸発器として利用する場合、この非対称性は流路６６０に沿った第１媒体の密度に流れ横断面を適合するのに役立つ。
【０１０１】
図１０は熱交換器７１０の流路区域の他の接続パターン例を示しており、これは転向板７２０の貫流通路および転向通路の配列によって実現される。ここでは流路７３０もしくは７４０は、貫流通路７５０、７６０もしくは７７０、７８０によって与えられた第１媒体の入口および出口が熱交換器７１０の縁７９０もしくは８００から極力遠く離して配置されているようにそれぞれ整列している。
【０１０２】
図１１は熱交換器８１０の流路区域の他の接続パターン例を示しており、これは転向板８２０の貫流および転向通路８１２、８１４の配列によって実現される。ここでは流路区域が１（下方）‐２（上方）‐３（下方）‐４（上方）‐５（下方）‐６（上方）等の順番で互いに接続されている。
【０１０３】
図１２が示す管底１０１０は蓋板１０２０と、転向板と底板との一体構成によって形成された板１０３０とを有する。蓋板１０２０が２つの集合室への接続用の切欠き部１０４０を有する一方、板１０３０には転向板の貫流通路１０５０、その下には底板に比較的細い管受容部１０６０を認めることができる。
【０１０４】
図１３と図１４は図１２の管底を横断面もしくは縦断面で、それぞれ管１０７０と組付けた状態で示す。
【０１０５】
図１５が同様の管底１１１０を示しており、その蓋板１１２０は切欠き部を有していない。転向板と底板とを含む板１１３０内に奥行方向転向用の転向通路１１４０が配置されている。
【０１０６】
図１６は２部分構成の管底１２１０を構成する他の可能性を示す。ここでは転向板が蓋板と一体に構成されており、これにより板１２２０が成立している。板が奥行方向転向用の転向通路１２３０を有し、この転向通路は湾曲によって与えられている。底板１２４０が同様に湾曲しており、底板１２４０の切欠き部１２５０内に受容された管１２６０は一層強固に、従って一層耐圧性に保持されている。その際、板１２２０の湾曲が板１２４０の湾曲ほどには幅広でないので、管１２６０は転向通路１２３０の縁１２７０、１２８０に突接する。
【０１０７】
図１７は純向流構造様式の熱交換器１３１０を示す。この純向流構造様式は、奥行方向でのみ転向が起き、幅方向での転向が起きないことを特徴としている。その際、流路を構成する区域の数は重要でない。流路は例えばそれぞれ４つの区域で構成することができ、その場合それぞれ３つの奥行方向転向が必要である。熱交換器１３１０が有する流路１３２０は各１つの奥行方向転向部と、従って各２つの流路区域とを備えており、流路区域は第２媒体の主流れ方向で互いに一直線に並んでいる。上側端部材１３３０は１つの管底１３４０と、見易くするために図示省略された２つの集合箱とを有する。管底は底板１３５０と、この場合第１媒体を貫流させるのに役立つだけの転向板１３６０と、集合箱と接続するための開口部１３８０を備えた蓋板１３７０とからなる。下側端部材１３９０は単に１つの板１４００からなり、この板に底板、転向板および蓋板が統合されている。板１４００の構造は後続の図１８、図１９を基に説明される。
【０１０８】
図１８は図１７の板１４００の横断面図、図１９は部分傾斜図である。管１４１０が切欠き部１４２０内に受容されており、この切欠き部は同時に第１媒体用転向通路として役立ち、転向通路は外側が板１４００の領域１４３０によって密閉されている。先細によって切欠き部１４２０は稜１４４０、１４５０を有し、稜は管１４１０にとって止めとして役立つ。こうして、ごく単純な構造様式と高い耐圧性とを有する単部材構成の管底が得られる。管１４１０は１流路の２つの区域（下流１４６０、上流１４７０）を具現するのに役立つ。
【０１０９】
図２０は同様に構成された管底１８００を示しており、この管底はやはり一体に構成され、転向通路１８２０と管止め１８３０とを介して蓋板領域に開口部１８１０を有し、１つまたは２つの集合箱と接続可能とされている。
【０１１０】
まとめるなら、本発明は、１列の（熱伝達通路を実現するための）管と２つの板（管底）と２つの管（集合箱）とからなる熱交換器を可能とする。従って、きわめて単純でさらには耐圧性の熱交換器構造が実現可能である。
【０１１１】
図２１〜図２４は少ない材料支出とそれと結び付いて少ない材料費および僅かな重量とでの管底構成例を示す。
【０１１２】
図２１の管底２０１０は、管止め稜２０３０を有する管受容切欠き２０２０の間に材料節約用に開口部２０４０として構成された切欠き部を有する。同じ理由から図２２の管底２１１０では横切込み部２１２０として構成された切欠き部が設けられている。図２３、図２４の管底２２１０は管受容切欠き部２２２０の間で完全に分離されている。この場合管２２３０は場合によっては波形フィン２２４０のみによって安定される。
【０１１３】
図２５は熱交換器２３１０の流路区域の他の接続パターン例を示しており、これは転向板２３４０の貫流・転向通路２３２０、２３３０の配列によって実現される。ここでは流路区域が１（下方）‐２（上方）‐３（下方）‐４（上方）‐５（下方）‐６（上方）の順番で互いに接続されている。各流路区域ごとに１つの管を設けることが可能である。しかし好ましくは１つの管が２つ以上の流路区域、例えば流路区域１、４、５もしくは流路区域２、３、６を含む。この実施例では扁平管はこの目的に特別良好に適している。図示したもの以外にも任意の他の流路区域接続パターンも考えられる。
【０１１４】
図２６は熱交換器、特に蒸発器を平面図で示しており、例えば空調装置の冷媒サイクルから冷媒入口２４０１とこれに続く冷媒入口管２４０３とを介してこの蒸発器内に冷媒が供給される。その際、入口区域が切断シール(Schneiddichtung)を有し、この切断シールは例えば脱離可能な連結継手２４０２と組合せて、先に進む配管系と結合される。冷媒入口管２４０３は第１ヘッド管２４０７に注ぎ、これに続いて両方のヘッド管２４０８、２４０９へと案内される。位置２４０７で冷媒入口管は気密もしくは液密に密閉されている。これは特に挿入ろう接される分離要素の組込みによってまたは溶接によって行われる。曲げ加工による管の密閉も本発明の範囲に含まれる。
【０１１５】
特別好ましい実施形態によればヘッド管２４０７、２４０８、２４０９は少なくとも１つの図示しない分離要素を有し、この分離要素は例えばヘッド管の中心に配置されている。これによりヘッド管が少なくとも２つの区域に区画され、そこから冷媒は管２４１９に導入され、管２４１９の熱伝達通路を介して横分配器２４１０’、２４１０’’、２４１１’、２４１１’’、２４１２に送り込まれる。そこから、周囲を流れる媒体から熱をすでに一定程度吸収した冷媒は例えば横分配器の後部領域に流入し、そこから再び管２４１９の後側熱伝達通路に送り込まれる。最後にこれらの流路はヘッド管２４０７、２４０８、２４０９の出口区域に注ぎ、冷媒出口管２４０４を介して空調装置の配管系に戻される。この場合にも例えば冷媒戻り管はシール２４０６と、例えば配管系と結合するための連結系２４０５とを有する。熱交換器の冷媒を案内する構成要素の他に、この実施形態は枠要素２４１６、２４１７も有する。符号２４１８は装置用冷却フィンの位置を表している。
【０１１６】
図２６の平面図に合わせて図２７は熱交換器の側面図を示しており、この図には特にヘッド管および横分配器の好ましい実施形態が示してある。その際ヘッド管と横分配器が円形横断面を示しており、特にヘッド管２４０８、２４０９に各２つの流通手段２４１９が注ぐ。この実施例によれば管、特に蛇行状に曲がった扁平管が、ヘッド管と横分配器との間の結合を提供している。管の各蛇行区域の間に特に冷却フィン２４１８が配置されており、冷却フィンは管の周囲を流れる例えば空気等の媒体と流通手段内を流れる冷媒との間の熱伝達を向上させる。
【０１１７】
特別好ましい実施形態によれば、冷却フィンは管の蛇行区域の間をやはり蛇行状に延び、熱交換器の奥行を介して付加的にいわゆる鰓、すなわち条溝を備えており、条溝は特に乱流を発生するのに役立ち、従って周囲を流れる媒体と熱を排出する冷却フィンとの間での熱伝達向上に役立つように、冷却フィンは設計されている。
【０１１８】
図２７の図示によれば、さらに、管、特に扁平管が横分配管内もしくはヘッド管内に特定の侵入深さを有することが明らかとなる。さらに、熱交換器の実質的に貫流させる本体からヘッド管もしくは横分配管が所定の距離を有するようにするために、ヘッド管もしくは横分配管に注ぐ蛇行区域の端部材は長く構成されている。
【０１１９】
図２８は図２６、図２７の熱交換装置を左から見た側面図である。枠要素２４１６の他に冷媒排出部２４０４、冷媒流入部２４０３、ヘッド管２４０７を認めることができる。
【０１２０】
図２９は熱交換器の選択的実施形態を示しており、冷媒入口２５４１の他に冷媒出口２５４２、管結合手段２５４０、ヘッド管２５４３、２５４５、２５４７を認めることができる。特別好ましい実施形態によれば、この図に分離要素２５４９も認めることができ、分離要素がヘッド管２５４３、２５４５、２５４７を入口区域２５４１’と出口区域２５４２’とに区画する。ヘッド管２５４３、２５４５、２５４７に続く管２５５３は横分配管２５４４、２５４６、２５４８に注ぐ。さらに図２９は枠要素２５５１、２５５２と冷却フィン２５１８を示しており、冷却フィンは管２５５３から突出する。
【０１２１】
特別好ましい実施形態によれば、横分配器とヘッド管はそれらの外側境界が付加的分離要素によって流体密に閉鎖されている。これらの分離要素は好ましくは素材接合式、摩擦接合式および／または形状接合式にヘッド管、横分配管または冷媒入口管もしくは冷媒出口管と結合されている。
【０１２２】
図３０は図２９の選択的実施形態を側面図で示しており、特に冷媒入口もしくは冷媒出口用の結合手段２６４０’、２６４０’’を認めることができる。さらに、ヘッド管２６４３、２６４５、２６４７および横分配管２６４４、２６４６、２６４８のΩ状形状が認められる。
【０１２３】
特別好ましい実施形態によればこれらの管がΩ状横断面を有し、その狭隘領域に凹部が設けられており、例えば熱伝達管がこれらの凹部によって受容される。その際特に強調すべき点として、熱伝達管はヘッド管もしくは横分配管内に所定の侵入深さを有し、部材を組立てて熱交換器を製造するとき流通手段はヘッド管もしくは横分配器で締め付けることができる。特別好ましい実施形態によれば侵入深さが０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍ、特別好ましくは０．１５〜１ｍｍである。さらにヘッド管２６４５、２６４７もしくは横分配器２６４４、２６４６は、２つの流通手段がヘッド管もしくは横分配器の内部空間に注ぐ実施形態を示している。その際ヘッド管もしくは横分配器の出口脚部は管の進入角度に適合され、少なくとも１区域ではこれと平行に延びている。
【０１２４】
図３１には図３０の選択的実施形態を左から見た側面図が示してあり、結合手段２６４０’、２６４０’’の他に冷媒入口２６４１と冷媒出口２６４２が図示されている。さらに、分離要素２６４９と符号２６４９’、２６４９’’とされたヘッド管２６４３の外側分離要素とが認められる。枠要素２６５３は熱交換装置を側方で密閉する。
【０１２５】
特別好ましい実施形態により、図３２、図３３、図３４が熱伝達管用、特に扁平管用の他の設計態様２７７０、２８７０もしくは２９７０を示しており、これらが流路２７７３、２８７３もしくは２９７３を有し、流路は液圧直径が０．１〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍ、特別好ましくは１．０〜１．６ｍｍである。管の破裂圧力範囲は特に本発明によれば＞３００バールであり、これにより壁は材料に依存して最低厚を有しなければならない。特別好ましい実施形態によれば、扁平管の外側境界と流路の内側境界との間の壁は肉厚が０．１〜０．３ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍ、特別好ましくは０．１７〜０．２ｍｍである。
【０１２６】
図３２が示す選択的実施形態の管２７７０は２５の流路２７７３を有し、流路の平均液圧直径は約１．０ｍｍである。管幅２７７５は約１．８ｍｍ、肉厚２７７１は約０．３ｍｍである。流路２７７２の間の距離は約１．６ｍｍ。流路２７７３と側部外壁２７７０との距離２７７４は約０．６ｍｍである。
【０１２７】
図３３の管２８７０は２８の流路を有し、その液圧直径は約１．４ｍｍである。管幅２８７６は約２．２ｍｍ、肉厚２８７１は約０．３ｍｍである。流路２８７２の間の距離は約１．９ｍｍ。流路２８７３と側部外壁２８７０との距離２８７４は約０．６ｍｍである。
【０１２８】
図３４に示す扁平管２９７０は３５の流路を有し、流路の平均直径は１．０ｍｍである。管幅２９７７は約１．８ｍｍ、肉厚２９７１は約０．３ｍｍである。流路２９７２の間の距離は約１．６ｍｍである。流路２９７３と側部外壁２９７０との距離２９７４は約０．６ｍｍである。
【０１２９】
図３５は熱交換器の流路３１０２内での冷媒の略進行を示しており、符号３１００は冷媒入口の略図を指示する。その位置を符号３１０１で示されたヘッド管を介して冷媒は流路３１０２に供給され、領域３１０８内で第１方向変化を受ける。この方向変化は例えば曲管内で第２媒体の主流れ方向に垂直な転向に根拠がある。管に流入する冷媒は領域３１０３内で他の転向によって、今回は第２媒体の主流れ方向で、例えば転向通路を通して横分配器に注ぎ、流路の後側部分内に、すなわち後側流路３１０５内に転向される。
【０１３０】
区域３１０２と同様に区域３１０５内でも、例えば空気等の第２媒体から熱エネルギーが奪われて冷媒に伝達される。この冷媒はヘッド管３１０６の出口区域で液気混合物として一緒にされ、冷媒排出管路３１０７を介して例えば空調設備の引き続く配管系に戻される。
【０１３１】
図３６はヘッド管の略側面図であり、分離要素３１１０、３１１１、３１１２の他に冷媒入口３１１３’もしくは冷媒出口３１１３’’用通穴を認めることができる。特別好ましい実施形態によれば開口部３１１３’、３１１３’’はヘッド管の中心軸線３１１４から距離３１１５だけずれており、この距離は本発明によれば０〜２０ｍｍ、好ましくは０〜１０ｍｍ、特別好ましくは０〜５ｍｍである。分離要素３１１０がヘッド管を２つの区域３１１５もしくは３１１６に区画し、これらの区域はヘッド管の配置により冷媒入口区域または冷媒出口区域のいずれかとなる。分離要素３１１１、３１１２はヘッド管を周囲に対して密閉し、これらの分離要素はヘッド管の外縁から距離を置いて配置されまたはこれと同一平面で成端させて配置しておくことができる。他の好ましい実施形態によれば、ヘッド管の区域はろう接もしくは溶接スポットによって閉鎖することもできる。単数または複数の熱伝達管用通穴が図３６には図示されていない。
【０１３２】
図３７はヘッド管内への管の通穴の選択的実施形態を示す。その際、ヘッド管の両方の脚部３１２０、３１２１の他に通穴３１２２を認めることができ、この通穴は好ましい実施形態によれば導入されるべき扁平管の外側形状に一致するように設計されている。他の実施形態によれば開口部は例えば２つ以上の扁平管をヘッド管内に受容できるように設計しておくこともできる。
【０１３３】
図３８は図３７のヘッド管をＡ‐Ａ線に沿って示す横断面図である。この図は、本発明により特別好ましい実施形態であるヘッド管のΩ状基本構造を示す。管はヘッド管の通穴３１３０に入り込み、ヘッド管の内部空間３１３２内にまで延びている。この実施形態はさらに、場合によって予定されているように個々の部材を素材接合式に結合して熱交換器を製造する前に管を締付けによってヘッド管と結合する可能性を有する。その際特に図３８の実施例によるヘッド管の幾何学形状が利用され、管の導入後に先細領域３１３１がこの管と締付けられる。
【０１３４】
他の特別好ましい実施形態によれば、図３８の形状のヘッド管に２つ以上の管を注がせることもできる。その際、図３０に符号２６５４で示したように管の特別好ましい配置が設けられている。
【０１３５】
図３９は熱交換器の斜視図であり、冷媒入口もしくは冷媒出口３２００’’の他に、分離要素３２０２、３２０３、３２０４を備えたヘッド管３２０１も認めることができる。図示実施例によれば、分離要素３２０３はヘッド管３２０１の内腔内部を延びて、管３２０５の凹部内に係合する。さらにヘッド管３２０１は分離要素３２０３によって冷媒入口区域３２０７と冷媒出口３２０８とに区画される。第１媒体は入口３２０７から管の熱伝達通路３２０９を介して横分配器３２１２に流入し、この横分配器は同様に２つの分離要素３２１１、３２１２によって周囲に対して密閉されている。横分配器３２１２において第１媒体は次に帰還熱伝達通路３２１０へと迂回され、これらの通路はヘッド管３２０１に続いて出口区域３２０８に注ぐ。この出口区域から第１媒体は出口３２００’’を介して排出される。
【０１３６】
図４０は熱交換器の選択的実施形態を示しており、入口３２００’と出口３２００’’がヘッド管３３０１と結合されている。この特別好ましい実施形態によれば、ヘッド管３３０１が４つの分離要素３３０２、３３０３、３３０４、３３０５を有し、これらの分離要素がヘッド管３３０１を３つの区域３３０６、３３０７、３３０８に区画する。第１媒体は入口３２００’を介してヘッド管３３０６の第１区域に送り込まれ、扁平管を介して横分配器区域３３０８に送り込まれる。そこから第１媒体は再びヘッド管区域３３０７へと、またそれに続いて横分配器区域３３０９へと送り戻され、それに続いてやはり扁平管を介してヘッド管の第３区域３３０８内に送り戻される。区域３３０８に続いて第１媒体は出口３２００’’に送り込まれ、そして例えば空調設備の管系に送り戻される。
【０１３７】
図４１は熱交換器の選択的実施形態を示し、特に横分配器３４００は２つの外側にある分離要素３４０１、３４０２によって密閉される。
【０１３８】
図４２は図４１の熱交換器の詳細図であり、ヘッド管３５０１の他に管３５０２と略示された冷却フィン３５０３を認めることができる。この図は特にヘッド管３５０１の内腔内にヘッド管内部空間内への管３５０２の侵入深さ３５０５と、入口管に設けられた単数もしくは複数の孔３５０４とを示しており、孔を通してヘッド管は入口もしくは出口と流体結合されている。
【０１３９】
図４３は熱交換装置の一部を斜視図で示しており、ヘッド管３５０１の他に分離要素３５０７と管３５０３と入口３５０６と他の分離要素３５０８を認めることができ、この他の分離要素がヘッド管３５０１を入口区域もしくは出口区域に区画する。
【０１４０】
図４４は本発明による熱交換器の選択的実施形態を示しており、そのヘッド管３６０１、３６０２、３６０３、３６０４が熱交換器の片側に配置され、反対側には横分配管３６０５、３６０６、３６０７が配置されている。さらに入口３６０８’’と出口３６０８’が連結手段３６０９に注ぎ、この連結手段は両方の配管を例えば空調装置の配管系と結合する。
【０１４１】
図４５は図４４の熱交換器の側面図である。その際特に入口３６０８’および出口３６０８’’の配置を認めることができ、それらの中心線はそれぞれヘッド管の中心線から異なる値だけずらして配置されている。さらに、熱交換器の貫流前もしくは貫流後での第１媒体の異なる密度を考慮するために両方の管は異なる横断面を有する。
【０１４２】
図４６は図４４の熱交換器の平面図である。ヘッド管３６０１、３６０２、３６０３、３６０４の他に入口３６０８’と出口３６０８’’、結合手段３６０９と横分配管３６０５、３６０６、３６０７を認めることができる。さらにヘッド管は分離要素３６１０によって出口区域３６１１もしくは入口区域３６１２に区画されている。
【０１４３】
図４７は本発明による熱交換器用のヘッド管を示しており、このヘッド管は単数または２つの扁平管用の２つの通穴３７０１’、３７０１’’の他に入口もしくは出口用の２つの開口部３７０２、３７０３を有する。特別好ましい実施形態によれば、熱交換器が蒸発器として利用されることによって冷媒の比密度が気化によって減少するので、入口は出口よりも小さな直径を有する。
【０１４４】
図４８は図４７のヘッド管を側面図で示しており、開口部３７０２、３７０３を特別良好に見ることができる。図４９は図４７のヘッド管の正面を示す。
【０１４５】
図５０は図４７のヘッド管を平面図で示しており、特に冷媒入口もしくは冷媒出口用の両方の開口部３７０２、３７０３を認めることができる。
【０１４６】
図５１は本発明によるヘッド管の他の実施形態を示す。入口３８０３もしくは出口３８０２用の流れ横断面が異なる他に、この実施形態は２つまたは４つの扁平管用に４つの通穴３８０５、３８０６、３８０７、３８０８を有し、これらの通穴が内腔、すなわちヘッド管の内部空間に注ぐ。
【０１４７】
図５２はこのようなヘッド管の側面図であり、扁平管用のその通穴が符号３８０７、３８０８とされている。
【０１４８】
図５３は本発明に係るヘッド管の下面図であり、このヘッド管はヘッド管用の４つの通穴３８０５、３８０６、３８０７、３８０８を有する。
【０１４９】
図５１のヘッド管の横断面図である図５４に角度３８０４が示してあり、この角度は扁平管がヘッド管の内部空間にどのように注ぐかを決定する。
【０１５０】
図５５、図５６、図５７、図５８は入口と出口、特に冷媒入口と冷媒出口の異なる実施形態を示す。出口孔の配置の他にこれらの実施例はヘッド管への移行用の開口部の造形とその液圧直径が異なっている。
【０１５１】
本発明が一部で蒸発器を例に説明された。しかし、本発明に係る熱交換器は別の用途にも適していることを指摘しておく。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】並流式蒸発器の分解組立図である。
【図２】蛇行セグメント（幅方向転向部）を有する蒸発器を示す。
【図３】Ｕ形管を有する蒸発器を示す。
【図４】図３の蒸発器のＩＶ‐ＩＶ断面を示す。
【図５】図３の蒸発器のＶ‐Ｖ断面を示す。
【図６】直列に接続されたＵ形管（幅方向転向部）を有する蒸発器を示す。
【図７】熱交換器の横断面図である。
【図８】熱交換器の部分図である。
【図９】熱交換器の部分図である。
【図１０】転向板を示す。
【図１１】管底の部分図である。
【図１２】管底の分解組立図である。
【図１３】管底の横断面図である。
【図１４】管底の縦断面図である。
【図１５】管底を示す。
【図１６】管底の横断面図である。
【図１７】熱交換器の部分図である。
【図１８】管底の横断面図である。
【図１９】管底を示す。
【図２０】管底を示す。
【図２１】管底を示す。
【図２２】管底を示す。
【図２３】管底を示す。
【図２４】熱交換器の部分図である。
【図２５】管底の部分図である。
【図２６】熱交換器の平面図である。
【図２７】熱交換器の側面図である。
【図２８】熱交換器用冷媒入口もしくは冷媒出口の側面図である。
【図２９】熱交換器の平面図である。
【図３０】熱交換器の側面図である。
【図３１】冷媒入口もしくは冷媒出口の側面図である。
【図３２】扁平管の横断面図である。
【図３３】扁平管の横断面図である。
【図３４】扁平管の横断面図である。
【図３５】流路内の冷媒流の略図である。
【図３６】ヘッド管の略図である。
【図３７】ヘッド管通路の略図である。
【図３８】ヘッド管の横断面図である。
【図３９】熱交換器の斜視図である。
【図４０】熱交換器を示す。
【図４１】熱交換器の斜視図である。
【図４２】熱交換器の斜視部分図である。
【図４３】熱交換器の斜視部分図である。
【図４４】熱交換器の側面図である。
【図４５】熱交換器の側面図である。
【図４６】熱交換器の平面図である。
【図４７】ヘッド管の略図である。
【図４８】ヘッド管の側面図である。
【図４９】ヘッド管の正面図である。
【図５０】ヘッド管を示す。
【図５１】ヘッド管の平面図である。
【図５２】ヘッド管の側面図である。
【図５３】ヘッド管を示す。
【図５４】ヘッド管の横断面図である。
【図５５】冷媒入口もしくは冷媒出口の図である。
【図５６】冷媒入口もしくは冷媒出口の図である。
【図５７】冷媒入口もしくは冷媒出口の図である。
【図５８】冷媒入口もしくは冷媒出口の図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１  蒸発器
２、３  扁平管
２ａ、２ｂ  管端
２ｃ  中心軸線
４  流れ通路
５、６  溝
７  波形フィン
８  底板
９ａ〜９ｆ  第１列の条溝状開口部
１０ａ〜１０ｆ  第２列の条溝状開口部
１１ａ〜１１ｆ  腹部
１２  転向板
１３ａ〜１３ｆ、１４ａ〜１４ｆ  開口部
１５ａ〜１５ｆ  腹部
１６  蓋板
１７ａ、１７ｄ  第１列の冷媒入口開口部
１８ｃ、１８ｆ  第２列の冷媒出口開口部
１９  集合箱
２０、２１  集合室
２２ａ、２２ｄ、２３ｃ、２３ｆ  開口部
２４  底板
２５ａ〜２５ｆ、２６ａ〜２６ｆ  条溝状開口部
２７ａ〜２７ｆ  腹部
２８  転向板
２９ａ〜２９ｆ  転向通路
３０  蓋板
４０  蒸発器
４１  蛇行セグメント
４２、４３、４４、４５  扁平管脚部
４６、４７、４８  転向曲部
４９  波形フィン
５０  底板
５１  転向板
５２  蓋板
５３、５４  集合室
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ  条溝状開口部
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ  腹部
５７、５８  切欠き部
５９ａ、５９ｂ  開口部
６０ａ  腹部
６１  転向通路
６２、６３  冷媒供給開口部
６４、６５  冷媒出口開口部
７０  蒸発器
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ  Ｕ形管
７２、７３  扁平管脚部
７４  底板
７５  転向板
７６、７７  条溝状開口部
７８  腹部
７９  転向通路
８０  蓋板
８１、８２  集合箱
８３  冷媒入口開口部
８４、８６  冷媒開口部
８５  冷媒出口開口部
９０  蒸発器
９１ａ、９１ｂ、９１ｃ  Ｕ形管
９２  底板
９３  転向板
９４、９５、９６、９７、９８、９９  開口部
１００、１０１  横通路
１０２  転向通路
１１０  熱交換器
１２０  端部材
１３０  底板
１４０  転向板
１５０  蓋板
１６０、１７０  集合箱
１８０  管
１９０、２００  開口部
２１０  切欠き部
２２０  腹部
２３０、２４０  貫流通路
２５０、２６０、２７０、２８０  切欠き部
２９０、３００  ハウジング
３１０、３２０  集合室
３３０、３４０  延長部
４１０  熱交換器
４２０  Ｕ形管
４３０、４４０、４６０、４７０  貫流通路
４４５、４５０、４８０、４８５、５００、５２０、５５０、５６０  流路
４９０、５１０、５４０  転向通路
５４５  接続通路
６１０  熱交換器
６２０、６４０  流路区域
６３０  入口側
６５０  出口側
６６０  流路
７１０  熱交換器
７２０  転向板
７３０、７４０  流路
７５０、７６０、７７０、７８０  貫流通路
８１０  熱交換器
８１２、８１４  転向通路
８２０  転向板
１０１０  管底
１０２０  蓋板
１０３０  板
１０４０  切欠き部
１０５０  貫流通路
１０６０  管受容部
１０７０  管
１１１０  管底
１１２０  蓋板
１１３０  板
１１４０  転向通路
１２１０  管底
１２２０  板
１２３０  転向通路
１２４０  底板
１２５０  切欠き部
１２６０  管
１３１０  熱交換器
１３２０  流路
１３３０  上側端部材
１３４０  管底
１３５０  底板
１３６０  転向板
１３７０  蓋板
１３８０  開口部
１３９０  下側端部材
１４００  板
１４１０  管
１４２０  切欠き部
１４４０、１４５０  稜
１４６０  下流区域
１４７０  上流区域
１８００  管底
１８１０  開口部
１８２０  転向通路
１８３０  管止め
２０１０  管底
２０２０  管受容切欠き
２０３０  管止め稜
２０４０  開口部
２１１０  管底
２１２０  横切込み部
２２１０  管底
２２２０  管受容切欠き部
２２３０  管
２２４０  波形フィン
２３１０  熱交換器
２３２０、２３３０  貫流・転向通路
２３４０  転向板
２４０１  冷媒入口
２４０２  連結継手
２４０３  冷媒入口管
２４０４  冷媒出口管
２４０５  連結系
２４０６  シール
２４０７、２４０８、２４０９  ヘッド管
２４１０’、２４１０’’、２４１１’、２４１１’’、２４１２  横分配器
２４１６、２４１７  枠要素
２４１８  冷却フィン
２４１９  管
２５４０  管結合手段
２５４１  冷媒入口
２５４１’  入口区域
２５４２  冷媒出口
２５４２’  出口区域
２５４３、２５４５、２５４７  ヘッド管
２５４４、２５４６、２５４８  横分配管
２５４９  分離要素
２５５１、２５５２  枠要素
２５５３  管
２６４０’、２６４０’’  結合手段
２６４１  冷媒入口
２６４２  冷媒出口
２６４３、２６４５、２６４７  ヘッド管
２６４４、２６４６、２６４８  横分配管
２６４９  分離要素
２６５３  枠要素
２７７０、２８７０、２９７０  管
２７７１、２８７１、２９７１  肉厚
２７７３、３８７３、２９７３  流路
２７７５、２８７６、２９７７  管幅
３１０２  流路
３１０５  後側流路
３１０６  ヘッド管
３１０７  冷媒排出管路
３１１０、３１１１、３１１２  分離要素
３１１３’  冷媒入口
３１１３’’  冷媒出口
３１１４  中心軸線
３１２０、３１２１  脚部
３１２２、３１３０  通穴
３１３１  先細領域
３１３２  内部空間
３２０１  ヘッド管
３２０２、３２０３、３２０４  分離要素
３２０５  管
３２０７  冷媒入口区域
３２０８  冷媒出口区域
３２０９  熱伝達通路
３２１０  帰還熱伝達通路
３３０１  ヘッド管
３３０２、３３０３、３３０４、３３０５  分離要素
３３０６、３３０７  ヘッド管区域
３３０８、３３０９  横分配器区域
３４０１、３４０２  分離要素
３５０１  ヘッド管
３５０２  管
３５０３  冷却フィン
３５０４  複数の孔
３５０５  深さ
３５０７、３５０８  分離要素
３６０１、３６０２、３６０３、３６０４  ヘッド管
３６０５、３６０６、３６０７  横分配管
３６０９  連結手段
３６１０  分離要素
３６１１  出口区域
３６１２  入口区域
３７０１’、３７０１’’  通穴
３７０２、３７０３  開口部
３８０２  出口
３８０３  入口
３８０４  角度
３８０５、３８０６、３８０７、３８０８  通穴
Ｌ  空気流れ方向
ｌ  長さ
ｔ  奥行
【図１】
2005513403.tif 000003
【図２】
2005513403.tif 000004
【図３】
2005513403.tif 000005
【図４】
2005513403.tif 000006
【図５】
2005513403.tif 000007
【図６】
2005513403.tif 000008
【図７】
2005513403.tif 000009
【図８】
2005513403.tif 000010
【図９】
2005513403.tif 000011
【図１０】
2005513403.tif 000012
【図１１】
2005513403.tif 000013
【図１２】
2005513403.tif 000014
【図１３】
2005513403.tif 000015
【図１４】
2005513403.tif 000016
【図１５】
2005513403.tif 000017
【図１６】
2005513403.tif 000018
【図１７】
2005513403.tif 000019
【図１８】
2005513403.tif 000020
【図１９】
2005513403.tif 000021
【図２０】
2005513403.tif 000022
【図２１】
2005513403.tif 000023
【図２２】
2005513403.tif 000024
【図２３】
2005513403.tif 000025
【図２４】
2005513403.tif 000026
【図２５】
2005513403.tif 000027
【図２６】
2005513403.tif 000028
【図２７】
2005513403.tif 000029
【図２８】
2005513403.tif 000030
【図２９】
2005513403.tif 000031
【図３０】
2005513403.tif 000032
【図３１】
2005513403.tif 000033
【図３２】
2005513403.tif 000034
【図３３】
2005513403.tif 000035
【図３４】
2005513403.tif 000036
【図３５】
2005513403.tif 000037
【図３６】
2005513403.tif 000038
【図３７】
2005513403.tif 000039
【図３８】
2005513403.tif 000040
【図３９】
2005513403.tif 000041
【図４０】
2005513403.tif 000042
【図４１】
2005513403.tif 000043
【図４２】
2005513403.tif 000044
【図４３】
2005513403.tif 000045
【図４４】
2005513403.tif 000046
【図４５】
2005513403.tif 000047
【図４６】
2005513403.tif 000048
【図４７】
2005513403.tif 000049
【図４８】
2005513403.tif 000050
【図４９】
2005513403.tif 000051
【図５０】
2005513403.tif 000052
【図５１】
2005513403.tif 000053
【図５２】
2005513403.tif 000054
【図５３】
2005513403.tif 000055
【図５４】
2005513403.tif 000056
【図５５】
2005513403.tif 000057
【図５６】
2005513403.tif 000058
【図５７】
2005513403.tif 000059
【図５８】
2005513403.tif 000060
【国際調査報告】
2005513403.tif 000061
2005513403.tif 000062
2005513403.tif 000063
2005513403.tif 000064
2005513403.tif 000065
2005513403.tif 000066
2005513403.tif 000067
2005513403.tif 000068
2005513403.tif 000069
2005513403.tif 000070