(57)【要約】  本発明は、流入表面（２）と流出表面（３）との間に配置され、それにより、輸送流体（５）と作動状態にある熱交換器（４、４１、４２）を流れる加熱剤（６）との間での熱交換のために、輸送流体（５）が、流入表面（２）を介して熱交換器（４、４１、４２）の熱交換表面（７）に供給され得、熱交換表面（７）と流れ接触され得、さらに、流出表面を介して熱交換器（４、４１、４２）から再び離れるように誘導され得る、熱交換器（４、４１、４２）を含む熱交換器ブロック（１）に関する。本発明によると、穿孔されたクーラント・ランス（８）が設けられ、それにより、クーラント（９）が、クーラント・ランス（８）を介して熱交換器（４、４１、４２）の２つの熱交換表面（７）の間に導入され得る。本発明はさらに、熱交換器ブロック（１）を湿潤する方法に関する。
2011523016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入表面（２）と流出表面（３）との間に配置され、それにより、輸送流体（５）と作動状態の熱交換器（４、４１、４２）を流れる加熱剤（６）との間での熱交換のために、前記輸送流体（５）が、前記流入表面（２）を介して前記熱交換器（４、４１、４２）の熱交換表面（７）に供給され得、前記熱交換表面（７）と流れ接触され得、さらに、前記流出表面（３）を介して前記熱交換器（４、４１、４２）から再び離れるように誘導され得る、前記熱交換器（４、４１、４２）を含む熱交換器ブロックにおいて、
穿孔されたクーラント・ランス（８）を含み、それにより、クーラント（９）が前記クーラント・ランス（８）を介して前記熱交換器（４、４１、４２）の２つの熱交換表面（７）の間に導入され得ることを特徴とする、熱交換器ブロック。
【請求項２】
前記熱交換器（４）がラメラ熱交換器（４１）として作られ、クーラント・ライン（４１１）が冷却ラメラ（４１３）の穿孔（４１２）内に設けられている、請求項１に記載の熱交換器ブロック。
【請求項３】
前記クーラント・ランス（８）が前記冷却ラメラ（４１３）内の別個のボアに設けられている、請求項２に記載の熱交換器ブロック。
【請求項４】
クーラント・ライン（４１１）が取り外され、前記クーラント・ランス（８）がクーラント・ラメラ（４１３）の前記穿孔（４１２）に設けられている、請求項２又は請求項３に記載の熱交換器ブロック。
【請求項５】
前記熱交換器（４）が、マイクロチャネル熱交換器（４２）として、複数のマイクロチャネル（４２１）によって形成されている、請求項１に記載の熱交換器ブロック。
【請求項６】
ホール（８１）及び／又はスリット（８１）の形態に穿孔されたパイプ（８）、特に、平坦なパイプ（８）が前記クーラント・ランス（８）として設けられている、請求項５に記載の熱交換器ブロック。
【請求項７】
フィルタ・ホースが前記クーラント・ランス（８）として設けられている、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱交換器ブロック。
【請求項８】
前記熱交換器ブロックが、前記ラメラ熱交換器（４１）と前記マイクロチャネル熱交換器（４２）との組み合わせブロックとして形成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の熱交換器ブロック。
【請求項９】
前記熱交換器（４、４１、４２）を冷却するための冷却装置、特に、ガス流れを作り出すファンが、前記加熱剤（６）と前記輸送流体（５）との間の熱伝達率を増加させるために設けられている、請求項１から８のいずれか一項に記載の熱交換器ブロック。
【請求項１０】
調整ユニット、特に冷却機械及び／又は冷却装置並びに／或いは前記クーラント・ランス（８）を介した前記クーラント（９）の供給並びに／或いは前記加熱剤（６）の作動パラメータ又は状態パラメータ並びに／或いは前記熱交換器ブロックの別の作動パラメータを調整するためのデータ処理装置を有する調整ユニットが、前記熱交換器ブロックを調整及び／又は制御するために設けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の熱交換器ブロック。
【請求項１１】
前記熱交換器（４、４１、４２）及び／又は前記熱交換器ブロックの全体が、金属から及び／又は金属合金から、特に単一の金属から又は単一の金属合金から、特にステンレス鋼から作られ、特に、アルミニウムから又はアルミニウム合金から及び／又は例えばアルミニウムと銅との金属複合体から作られ、犠牲金属が腐食保護として設けられることが好適であり、及び／又は、前記熱交換器ブロックには、少なくとも部分的に保護層、特に腐食保護層が設けられている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記熱交換器ブロックが、持ち運び型又は固定型の、加熱プラント、冷却プラント又は空調システム、特に、機械、データ処理装置用又は建物用の冷房設備のための、冷却器、復水器又は蒸発器である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の熱交換器ブロック。
【請求項１３】
流入表面（２）と流出表面（３）との間に配置され、それにより、輸送流体（５）と熱交換器（４、４１、４２）を流れる加熱剤（６）との間での熱交換のために、輸送流体（５）が、前記流入表面（２）を介して前記熱交換器（４、４１、４２）の熱交換表面（７）に供給され、前記熱交換表面（２）と流れ接触され、さらに、前記流出表面（３）を介して前記熱交換器（４、４１、４２）から再び離れるように誘導される、前記熱交換器（４、４１、４２）を含む熱交換器ブロック（１）を湿潤する方法であって、
穿孔されたクーラント・ランス（８）が前記熱交換器ブロックのところに設けられ、クーラント（９）が前記クーラント・ランス（８）を介して前記熱交換器（４、４１、４２）の２つの熱交換表面（７）の間に導入されることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記熱交換器（４）がラメラ熱交換器（４１）及び／又はマイクロチャネル熱交換器（４２）であり、前記クーラント（９）の湿潤量の制御が、好適には前記クーラント（９）の作動圧力を設定することによって実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記熱交換器（４、４１、４２）の湿潤が、前記熱交換器（４、４１、４２）を洗浄するため及び／又はその冷却能力を向上させるために、クーラント（９）を用いて実施される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１及び１３の前提部分に記載の熱交換器ブロック及び熱交換器ブロックを湿潤する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換システムの使用は、従来技術からの実質的に無数の応用例で知られている。熱交換器は、普通の家庭用冷蔵庫、建物又はあらゆる種類の乗り物、とりわけ自動車、航空機及び船などの空調システムの冷却システム内で、水冷装置として又は燃焼機関内の油冷却器として、冷媒回路内及びさらには当業者にはよく知られている他の無数の用途における復水器又は蒸発器として使用されている。
【０００３】
この点に関して、差異の大きな用途から熱交換器を堅実に分類するのには多くの可能性がある。一つの試みとしては、異なるタイプの熱交換器を構造によって又は製造法によって区別することである。
【０００４】
その場合、一つにはいわゆる「ラメラ熱交換器」によって一区分が作られ、一つには「ミニチャネル」又は「マイクロチャネル」熱交換器によって一区分が作られ得る。
【０００５】
非常に長い間知られているラメラ熱交換器は、すべての種類の熱交換器と同様に、２つの媒体の間で熱を伝達させる働きをし、例としては、それだけではないが、冷蔵庫の内部に冷却能力を生み出すために熱交換器を介して熱が環境空気に放出されるような昔からの家庭用冷蔵庫により例えば知られているように、冷却媒体から空気に熱を伝達させ又はその逆を行う。
【０００６】
熱交換器の外側の環境媒体、例としてはすなわち、例えば熱を吸収する或いはそこから熱交換器へ熱が伝達される水、油、又は多くの場合は単純に環境空気が、この過程の中で冷却又は加熱のいずれかを受ける。第２の媒体は、例えば、液体の冷熱又は熱媒体、或いは蒸発冷媒又は凝縮冷媒であってよい。いずれの場合も、例えばすなわち空気などの環境媒体は、熱交換器システム内を循環する例えば冷媒などの第２の媒体より熱伝達係数がかなり低い。これは、２つの媒体の伝熱面に大きな差があることで釣り合っている。高い熱伝達係数を有する媒体は、外側にある薄い金属シート（リブ、ラメラ）によって例えば空気への熱伝達が行われるかなり拡大された表面を有するパイプ内を流れる。
【０００７】
図１は、それ自体は既知であるラメラ熱交換器４１’の簡単な例を示している。実際には、全体の熱交換器ブロック１’は、図１のような複数の要素によって形成されることが多い。最も単純な場合では、このようなラメラ熱交換器４１’は複数の冷却ラメラ４１３’によって形成されており、それにより、熱交換表面７’はかなり増加され得る。作動状態では、環境空気５’は、熱交換器４１’を通して熱を移送するための輸送流体５’として、例えばファンの助けを借りて図１において矢印５’の方向に移送されることから、加熱剤６’がクーラント・ライン４１１’を通って流れ、それにより、加熱剤６’は、冷却ラメラ４１３’を介して通常は環境空気５’である周囲と概ね熱交換することができる。
【０００８】
ここで本出願の枠組み内では従来技術の既知の器具の特徴にはダッシュが付されており、一方、本発明による実施例の特徴にはダッシュが付されていないことを言っておかなければならない。
【０００９】
なお、内側表面に対する外側表面の比は、ラメラの幾何形状（＝パイプ直径、パイプ配置、及びパイプの間隔）並びにラメラの間隔ｄ’によって決まる。ラメラの間隔は用途ごとに異なって選択される。しかし、ラメラの間隔は熱力学的側面から見ると可能な限り小さくなければならないが、空気側の圧力損失が大きくなりすぎるような小ささであってもならない。効率的な最適値は約２ｍｍであり、これは復水器及び乾燥冷却器の場合の一般的な値である。
【００１０】
これらのいわゆるラメラ熱交換器４１’の製造は、長く知られている標準化された工程に従って行われる。冷却ラメラ４１３’が、所定の方式に従ってプレス機及び特別な工具で強く押されて穿孔され、穿孔４１２’に空間を維持するためのカラー４１４’が設けられる。次いで、冷却ラメラ４１３’は互いを基準にしてパケット内に配置される。続いて、後で加熱剤６’を移送することになるパイプ（クーラント・ライン４１１’）がカラー４１４’内に押し込まれて穿孔４１２’を貫通し、さらに、機械的又は水力学的のいずれかによって広げられ、それにより、クーラント・ライン４１１’と冷却ラメラ４１３’とが非常に良好に接触するようになり、それらの間で良好に熱伝達が行われるようになる。その後、個々のパイプが、多くの場合は互いにはんだ付けされることにより、曲がり継手と入口パイプ及び出口パイプとによって互いに連結される。明瞭にするために、図１では入口パイプ及び出口パイプは示されていない。
【００１１】
図１による熱交換器４１’の構造を説明するために、方向Ｒから見た熱交換器の平面の断面図を図２に概略的に示す。特に、クーラント・ライン４１１’が通っているカラー４１４’は、それにより冷却ラメラ４１３’が画定した間隔ｄ’を確実に維持することができるために重要である。
【００１２】
なお、効率は、ラメラ表面と空気との間を移動させられる熱が、ラメラを介した熱伝導によってパイプに移動する必要があるという事実によって実質的に決定される。この熱の移動は、ラメラの伝導率が高いすなわち厚さが大きいほど高効率になり、パイプ間の間隔が小さくても高効率となる。ここではラメラの効率について考察する。実用的な状態で高い熱伝導率（約５２．６カロリー毎秒メートル℃（約２２０Ｗ／ｍＫ））を有するアルミニウムが、したがって、現在、ラメラ材料として主に使用されている。パイプの間隔は可能な限り小さくなければならないが、これには多くのパイプが必要になるという問題がある。（一般に銅から作られる）パイプは薄いアルミニウムのラメラよりかなり高価であることから、パイプの数が多くなるとコストが高くなる。これらの材料のコストは、パイプの直径及び壁の厚さが減少することにより、すなわち、熱交換器が少数の大きなパイプの代わりに多数の小さなパイプで作られることにより軽減され得る。非常に多数のパイプは距離が短く直径も小さいので、この解決策は熱力学的には理想的である。しかし、パイプを広げてはんだ付けする際の作業時間も実質的なコスト要因となる。この幾何形状ではこの作業時間が非常に長くなる。
【００１３】
したがって、いわゆるミニチャネル熱交換器或いはさらにはマイクロチャネル熱交換器といった新しい種類の熱交換器が既に数年前に開発されており、これらは、完全に異なるプロセスを用いて製造され、多数の小さいパイプで間隔を小さくするというラメラ熱交換器の理想にほぼ一致する。
【００１４】
しかし、例えば約１ｍｍの直径の多数の小さなチャネルを有するミニチャネル熱交換器では、小さなパイプの代わりに押出アルミニウム片が使用される。同様にそれ自体は既知である、このようなマイクロチャネル熱交換器ブロック１’が図３に概略的に示されている。なお、図３のマイクロチャネル熱交換器ブロック１’は、押出片４２’の形態の、それ自体は既知である２つの熱交換器４２’によって形成されている。図３のこの２つの押出片４２’は、好適には、波状の冷却ラメラ４１３’と熱的接触しており、それにより、マイクロチャネル４２１’を通して運ばれる加熱剤６’が、例えば、図示されていないファンによって矢印５’の方向に熱交換器ブロック１’を通して運ばれる、好適には空気５’である輸送流体５’と良好に熱を交換できるようになる。
【００１５】
この点に関しては、実際には、熱交換器ブロック１’は、必要となる熱容量によっては、中央熱交換要素として１つの単一押出片４２’を用いて既に運用され得ている。より高い熱伝達能力を得るには、もちろん、複数の押出片４２’が１つの単一熱交換器ブロック１’内に同時に設けられてもよく、これらの押出片は、明瞭さのために図３には示されていない例えば入口送り装置及び出口送り装置を介して、例えば互いにはんだ付けされて適合な組み合わせとなるように互いに連結される。
【００１６】
このような押出片は、例えば、適当な押出処理で、簡単に、複数の材料から種々の形状に製造され得る。しかし、マイクロチャネル熱交換器を製造するのに、適当な形状の部分的な金属シートの組み立てや別の適当な処理などの、他の製造工程も知られている。
【００１７】
これらの片は広げることができず、また広げる必要もなく、圧断されたラメラのパケット内に押し込まれることもない。代わりに、例えば、特にアルミニウム・ストリップである、図３で説明するようなシート金属ストリップが、互いに接近するように配置された（一般的な間隔は、例えば、＜１ｃｍ）２つの片の間に配置され、それにより、シート金属ストリップを交互に配置して片が互いに隣り合うようにすることにより、熱交換パケットが形成される。次に、このパケットは、はんだ付け炉内で完全にはんだ付けされる。
【００１８】
間隔が狭いこと及びチャネルの直径が小さいことにより、非常に高いラメラ効率を有し且つ非常に小さい充填容積（内部チャネル側）を有する熱交換器が形成される。この手法のさらなる利点は、材料対合（腐食）を回避できること、軽量であること（銅がない）、高圧安定性であること（約１０ＭＰａ（約１００ｂａｒ））、並びに、構造の形状がコンパクトであること（一般的な熱交換器の奥行きは例えば約２０ｍｍ）である。
【００１９】
ミニチャネル熱交換器は、持ち運びでの使用のために１９９０年代に確立された。軽量であること、ブロックの奥行きが小さいこと、並びに、ここで必要とされる寸法が制限されることが、この場合の理想的な必要条件である。現在、自動車のラジエータ、並びに、自動車の空調システム用の復水器及び蒸発器は、ほとんど例外なくミニチャネル熱交換器を用いて作られている。
【００２０】
一方で、固定領域では、大型の熱交換器が通常必要とされるが、他方で、軽量であること、デザインがコンパクトであること、そしてさらに、理想的なコストパフォーマンス比であることがここでは重要である。ミニチャネル熱交換器は、以前は、その目的を考慮すると、寸法がかなり制限されていた。複雑手法及び／又は高価な手法で多くの小型モジュールを互いに連結させる必要があった。また、押出片にアルミニウムを使用することは比較的高コストであり、材料使用の側面からは、コスト面での利点もやはり実質的に期待できなかった。
【００２１】
自動車分野では容積が大きいことから、ミニチャネル熱交換器の製造工程は標準化されて改良されてきており、そのため、現在、この技術は成熟していると言える。はんだ付け炉のサイズもその間に大きくなってきており、熱交換器は既に約１×２ｍのサイズで作られ得る。接続方式に関する初期の課題も改善されている。これまでに、入口パイプ及び出口パイプをはんだ付けする方法に関する複数の特許プロセスが存在している。
【００２２】
しかし、とりわけ、アルミニウムと比較して大幅に上がっている銅の価格が、この技術を固定型としても使用することへの興味を大きくさせている。
【００２３】
また、蒸発中の決め手となる気温は水分の温度であるため、実際には低温レベルにおいて、空冷熱交換器の表面上で水を蒸発させることで、水を対流させるよりも２倍から３倍の熱を放散させることができることが長く知られている。
【００２４】
このことは、それだけではないが、とりわけ乾燥冷却器で使用されている。熱交換器表面を加湿することは、従来技術では、空気取入口側の熱交換器ブロックの前でノズルを使って噴霧することによって実施される。
【００２５】
上述の湿潤処理は、ある意味では、いわゆる断熱冷却と混同され得ない。ここでは、水は取入口側の熱交換器の前で霧化され、純度の高い水滴が空気によって吸収され、水滴が蒸発することで取り込まれた空気の温度がウェット・ボール温度付近まで減少する。
【００２６】
この処理は実際には多くの問題を有しており、種々の理由から、消費者にとってとても一般的であるとは言えない。
【００２７】
一方で、冷却水は、このような複合型の冷却器を用いた熱交換器の熱交換表面の全体に効果的に移動することができない。それに対して、多くの用途では、冷却水を直接的に加えることが示されている。したがって、上側部分が加熱器として使用される復水器では、この上側部分が、高温になったときに湿潤されない可能性があることを考慮しなければならない。
【００２８】
しかし、これは、上述したように、空気取入口側において熱交換器ブロックの前でノズルを用いて噴霧することにより既知の処理で熱交換器の表面の加湿を行っても、回避することができない。
【００２９】
加えられた冷却水が同時に熱交換器を洗浄するのにも使用されることにより、さらに別の問題が生じる。しかし、この目的のため、これまでは、熱交換器の汚れを効果的に洗い落とすために８倍から１０倍の過剰な水を用いて作業しなければならなかった。これは、結局、実際の冷却手順で最終的に蒸発する量よりはるかに多くのクーラント水又は洗浄水が熱交換器に供給される必要がある。したがって、過剰の冷却水が収集容器に収集される必要があり且つ面倒な方式で再処理される必要がある。加えて、病原菌を含んだエアゾール剤が収集容器を介して呼吸空気に入り込んだり、それにより広まったりする可能性の恐れもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
したがって、本発明の目的は、従来技術により知られている問題を克服する改良型の熱交換器、特に複合型の熱交換器を提供することである。これは特に、資源をかなり節約する形で非常に効果的に熱交換器から輸送流体へ、限定しないが、好適には空気へ熱を移動させることができ、且つ、環境に優しい形で非常に効果的に洗浄及び作動を同時に行うことができる熱交換器ブロックが本発明により提供されることを意味する。
【００３１】
本発明の別の目的は、熱交換器ブロックを湿潤させるためのとりわけ効果的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
これらの目的を満足する本発明の主題は、独立請求項１及び１３の特徴部分によって特徴付けられる。
【００３３】
従属請求項は、本発明のとりわけ有利な実施例に関係する。
【００３４】
したがって、本発明は、流入表面と流出表面との間に配置され、それにより、輸送流体と作動状態の熱交換器を流れる加熱剤との間での熱交換のために、輸送流体が、流入表面を介して熱交換器の熱交換表面に供給され得、熱交換表面と流れ接触され得、さらに、流出表面を介して熱交換器から再び離れるように通流され得る、熱交換器を含む熱交換器ブロックに関する。本発明によると、穿孔されたクーラント・ランスが提供され、それにより、クーラントが、クーラント・ランスを介して熱交換器の２つの熱交換表面の間に導入され得るようになる。
【００３５】
したがって、本発明の基本的な認識としては、限定しないが好適には水であるクーラントが、熱交換器内で熱交換されるために、表面の上に付いているクーラント・ランスを介して熱交換器の内側に直接に送られることから、熱交換器と輸送流体との間での、すなわち例えば熱交換器と熱交換器を介して通流する空気との間での熱交換を実質的に改善することができることである。
【００３６】
この目的のために、本発明によると、穿孔されたパイプ、或いは、穿孔された又は多孔質のホースが熱交換器ブロックのところに設けられ、それにより、クーラントが熱交換器の２つの熱交換表面の間に導入され得るようになる。
【００３７】
これは、熱交換器の熱交換表面が、クーラント・ランスにより直接的で制御された形でクーラントによって湿潤され得ることを意味する。熱交換器内でクーラント・ランスが配置される位置によっては、例えば、熱交換器全体にわたっての冷却能力を非常に一様に設定することができる。他には、例えば復水器では、部分的にのみクーラント・ランスを備える熱交換器ブロックを提供することが賢明である場合があり、それにより、例としては、例えば加熱器として作動する熱交換器の通常は上側部分である部分が、液体クーラントによって追加的に冷却されなくなり、残りの下側部分にクーラント・ランスを介してクーラントが供給されるようになる。
【００３８】
なお、もちろん、別の手法において、熱交換器ブロック内の冷却能力の広がりが不均一になる場合もある。したがって、例えば、熱交換器ブロックの異なる領域に異なるクーラント・ランスを使用することも考えられ、これにより、異なる領域に異なる量のクーラントが供給されるようになる。この場合、異なるクーラント・ランスは例えば異なる貫通孔を有していてよく、すなわち例えば、２つの熱交換表面の間にクーラントが導入されるときのホール又はボアの大きさが異なっていてよい。
【００３９】
熱交換器の異なる領域でクーラントのスループットが異なるようにするために、厚さの異なるクーラント・ランスを使用することも可能である。
【００４０】
また、冷却能力は、本発明による熱交換器ブロックを用いて時間に応じて簡単且つ効率的に調整及び／又は制御され得、例えば、すべてのクーラント・ランス又は特定のクーラント・ランスのクーラントの作動圧力は、時間に応じて及び／又は場所に応じて調整及び／又は制御される。
【００４１】
同時に、クーラント・ランスを使用して、本発明による熱交換器ブロックを非常に効率的に直接に洗浄することも可能である。クーラントは、熱交換器のうちのクーラントが直接に必要とされる場所に送られることから、クーラントは非常に簡単且つ効率的に調節されながら供給され得、さらに、作業を行うのに何倍もの過剰な量の水を特に必要としない。したがって、多くの場合、作動状態において過剰な水は発生しないことから、収集容器も省略される。それにより、汚れたエアゾール剤が形成されるのも実質的に防止され、貴重なクーラントが節約される。過剰な冷却水を用いた面倒な洗浄も省略される。
【００４２】
原則として追加のクーラントを必要としないシステムにおいても、熱交換器ブロックの洗浄のためにだけに機能する本発明によるクーラント・ランスを用意することも可能である。
【００４３】
作動中に洗浄を行う場合でも、この作業は、冷却とは無関係に非常に少量のクーラントのみを使用して実施される。また、例えば、クーラント・ランスは、作動の中断中に熱交換器ブロックを洗浄するのにも使用される。
【００４４】
したがって、本発明で提案される湿潤方法は、特に、例えばラメラ熱交換器の場合に、空気方向から見た場合の第１のパイプ列が、湿潤用の水すなわちクーラントを排出してその後ラメラ・パケットに導入するための小さなホール又はノズルを備えるパイプ又は多孔質チューブの形態のクーラント・ランスに取り替えられることを含む。湿潤用の水がラメラ表面の全体に良好に広がるように、ラメラ又はカラーの第１のパイプ列の貫通孔が間隔を置かずに作られる。クーラント・ランスとして使用されるパイプ又はホースは好適には広げることができず、そうでなければ簡単に挿入され得るが何らかの方法で固定される。
【００４５】
空冷熱交換器のラメラ・パケットのパイプ列、特に、第１のパイプ列は、例えば、一部又はその全体が冷却ランスを備えることができる。上述したように、熱交換器が復水器として使用され、その上側部分が、高温のためにクーラントで湿潤される可能性のない加熱器として使用される場合、冷却ランスを部分的に配置するのが特に賢明である。必要である場合、クーラント量の制御は例えばクーラントの作動圧力を介して行うことができる。
【００４６】
第１のパイプ列のみにクーラント・ランスを装備する代わりに、クーラント・ランスは、ラメラ・パケット内で任意の所望される賢明な構成で配置されてもよく、対応する貫通孔を備えることもできることを理解されたい。
【００４７】
必然的に熱交換能力の損失に繋がってしまうような、ラメラ・パケット内のクーラント・ラインを取り除いてクーラント・ランスに取り替えることの代わりに、好適にはカラーを備えておらず且つ直径が特に小さい別個のボアを予め設定した構成でラメラに設けることもできる。
【００４８】
ホール又はノズルを備える湿潤パイプの形態のクーラント・ランスの代わりに、スウェッティング・ホースと呼ばれることもあるいわゆるフィルタ・ホースが使用されてもよく、これは、クーラント、すなわち例えば湿潤用の水を洗浄し、濾過されたクーラントをフィルタ・ホースの品質に応じた純度にする。このホースはフラッシングによって濾液を取り除くこともできる。
【００４９】
用途に応じて、通常の水の代わりに、例えば、脱ミネラル水や蒸留水又は異なる手法で特別に変化された水、或いは非常に特別な場合には当業者にとって既知である別のクーラントなどの、特別なクーラント又は湿潤用の液体が使用される。
【００５０】
本発明によると、もちろん、最初に説明した種類のマイクロチャネル熱交換器を湿潤及び冷却するのにも同じ原理が使用され得る。この点に関する特別な特徴は、必須ではないがここでは平坦であることが好適であるパイプが湿潤用に使用されることであり、これは、マイクロチャネル熱交換器と一体にはんだ付けした後の突出したラメラの間に緩く挿入される。平坦なパイプとして作られたクーラント・ランスがＭＰＥ（メタロセンポリエチレン）のパイプと一体にはんだ付けされた場合、平坦なパイプのホール又はスロットがはんだによって閉じられる危険性があり、クーラントを用いた湿潤に使用できなくなる可能性がある。
【００５１】
ある程度の丸形のパイプ又はホースが、マイクロチャネル熱交換器から形成された熱交換器ブロックのクーラント・ランスとして使用されてもよいこと、及び、逆に平坦なパイプは、ラメラ熱交換器での特別な場合にクーラント・ランスとして有利に使用され得ることを理解されたい。
【００５２】
したがって、本発明による熱交換器ブロックの特定の好適な実施例では、熱交換器はラメラ熱交換器として作られ、ここでは、クーラント・ラインはクーラント・ラメラの穿孔内に設けられる。
【００５３】
実用において重要である一実施例では、クーラント・ランスは冷却ラメラ内の別個のボアの中に設けられ、それにより、クーラント・ランスの導入によって、クーラント・ラインの数が減少することがない。しかし、この点に関して、クーラント・ラインを取り除いて、クーラント・ラメラの穿孔の中にクーラント・ランスを設けることも当然可能である。
【００５４】
１つの同じ熱交換器内において、クーラント・ラインを部分的にクーラント・ランスに取り替えることができること、及び同時に、別個のボアを別のクーラント・ランスのために設けることができることを理解されたい。
【００５５】
本発明による熱交換器ブロックの別の重要な実施例では、熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器として、複数のマイクロチャネルによって形成される。この場合、クーラント・ランスは、好適には、ホール及び／又はスリットの形態に穿孔されたパイプであり、特に平坦なパイプの形態で設けられる。
【００５６】
既に言及したように、特にクーラントが特定の純度を有する必要がある場合には、フィルタ・ホースがクーラント・ランスとして設けられてよく、それにより、クーラントは、熱交換器表面に適用される前に特定の汚染物を自動で取り除くことができる。
【００５７】
非常に特定の用途では、本発明による熱交換器ブロックは、ラメラ熱交換器とマイクロチャネル熱交換器との組み合わせのブロックとして形成されてよい。これは、例えば、１つの同じ熱交換器ブロックの異なる場所で異なる条件が存在する場合及び／又は異なる加熱能力が用意される必要がある場合に、なされてよい。
【００５８】
それ自体は既知の手法で、熱交換器を冷却するための冷却装置、特に輸送流体のガス流れを発生又は拡大させるためのファンが、当然、熱伝達率を上げるために加熱剤と輸送流体との間に補足的に設けられてよい。
【００５９】
熱交換器ブロックを調整及び／又は制御するために、それ自体は既知である調整ユニット、特にデータ処理装置を有する調整ユニットが、有利には、冷却機械及び／又は冷却装置並びに／或いはクーラント・ランスを介したクーラントの供給並びに／或いは加熱剤の作動パラメータ又は状態パラメータ並びに／或いは熱交換器ブロックの別の作動パラメータを調整するように設けられる。
【００６０】
熱交換器及び／又は熱交換器ブロックは、金属から及び／又は金属合金から、特に単一の金属から又は単一の金属合金から、特にステンレス鋼から、特にはアルミニウムから又はアルミニウム合金から及び／又は例えばアルミニウムと銅との金属複合体から作られるのが好適であり、ここでは、犠牲金属が腐食保護として設けられることが好適であり、及び／又は、熱交換器ブロックには、少なくとも部分的に保護層、特に腐食保護層が設けられる。
【００６１】
本発明による熱交換器ブロックは、持ち運び型又は固定型の、暖房プラント、冷房プラント又は空調ユニット、特に、機械、データ処理装置用又は建物用の冷房設備のための、例えば、冷却器、復水器又は蒸発器であってよい。
【００６２】
本発明はさらに、流入表面と流出表面との間に配置され、それにより、輸送流体と熱交換器を流れる加熱剤との間での熱交換のために、輸送流体が流入表面を介して熱交換器の熱交換表面に供給され、熱交換表面と流れ接触され、さらに、流出表面を介して再び熱交換表面から離れて通流される、熱交換器を含む熱交換器ブロックを湿潤する方法に関する。本発明によると、穿孔されたクーラント・ランスが熱交換器ブロックのところに設けられ、クーラントが、クーラント・ランスを介して熱交換器の２つの熱交換表面の間に導入される。
【００６３】
好適な実施例では、熱交換器はラメラ熱交換器及び／又はマイクロチャネル熱交換器であり、クーラントの湿潤量の制御が実施され、これは、好適には、クーラントの作動圧力を設定することによって実施される。
【００６４】
具体的には、クーラントを用いた熱交換器の湿潤は、熱交換器を洗浄するため及び／又はその冷却能力を増大させるために実施される。
【００６５】
以下で図面を参照することにより本発明をより詳細に説明する。図は概略図で示す。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来技術より知られているラメラ熱交換器を示す図である。
【図２】図１による熱交換器を示す断面図である。
【図３】従来技術より知られているマイクロチャネル熱交換器を示す図である。
【図４】ラメラ熱交換器を備える、本発明による熱交換器ブロックを示す図である。
【図５】図４による熱交換器を示す断面図である。
【図６】マイクロチャネル熱交換器を備える、本発明による熱交換器ブロックを示す図である。
【図７】平坦なパイプの形態のクーラント・ランスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
従来技術より知られている２つの熱交換器を示している図１から図３は冒頭で既に詳細に考察されているため、以下で個別に見ていく必要はない。
【００６８】
再確認のため、本発明による実施例の特徴にはダッシュのない参照符号が付されており、既知の熱交換器を示している図１から図３の参照符号にはダッシュが付されていることを再び指摘しておく。
【００６９】
ラメラ熱交換器を有する本発明による熱交換器ブロックが、斜視図として図４に概略的に示されている。
【００７０】
明瞭さのために、図４による熱交換器ブロックのラメラ熱交換器４、４１のみが示されており、熱交換器ブロックには以下ではすべて参照符号１が付される。実際には、熱交換器ブロック１は、概ね、それ自体は既知である手法でファンなどの構成要素もさらに有しており、さらに、熱交換器４、４１、収集ライン、並びに、熱を交換するために熱交換器４、４１を通って流れる加熱剤６のための流入ライン及び流出ラインなどを有することを理解されたい。
【００７１】
図４の本発明による熱交換器ブロック１は、流入表面２と流出表面３との間に配置される熱交換器４、４１を有し、それにより、輸送流体５が、流入表面２を介して熱交換器４、４１の熱交換表面に供給され得、熱交換表面７に接触する流れ内に送られ得、さらに、輸送流体５と作動状態の熱交換器４、４１を流れる加熱剤６との間での熱交換のために流出表面３を介して熱交換器４、４１から再び離れるように誘導され得る。この点に関連して、本発明によると、熱交換器ブロック１は、クーラント９がクーラント・ランス８を介して熱交換器４、４１の２つの熱交換表面７の間に導入され得るように、穿孔されたクーラント・ランス８を有する。
【００７２】
図４の特定の実施例では、熱交換器４はラメラ熱交換器４１として作られている。従来技術の考察において冒頭で既に詳細に説明したように、クーラント・ライン４１１が冷却ラメラ４１３の穿孔４１２に、それ自体は既知である手法で設けられている。
【００７３】
したがって、ラメラ熱交換器４１は複数の冷却ラメラ４１３によって形成されており、それにより熱交換器表面７が大幅に増大する。作動状態では、加熱剤６がクーラント・ライン４１１を通って流れ、それにより、加熱剤６が、周囲と、通常は環境空気５’と主に冷却ラメラ４１３を介して熱交換することができるようにクーラント・ライン４１１を通って流れ、環境空気５’が、例えば図４には示されないファンの助けを借りて、熱交換器４１を通して熱を移送するための輸送流体５として矢印５’の方向に移送される。
【００７４】
図４の例では、熱交換器４１の製造の最初の段階で、予め設定された方式に従って選択されたクーラント・ライン４１１がそれらの穿孔４１２から取り除かれているか、関連する穿孔４１２に挿入されていない。代わりに、クーラント・ランス８が冷却ラメラ４１３のこれらの穿孔４１２内に設けられ、クーラント９、実際の多くの場合は水９、限定しないが好適には脱ミネラル水９が、そこを通って、ラメラ熱交換器４１の２つの熱交換表面７の間に導入され得る。冷却ラメラ４１３の間に予め設定可能な間隔を設定することができ且つ誘導される冷却ラインを通すことができるカラー４１４も、同様に、熱交換器４１の製造の最初の段階で、クーラント・ランスが通って案内される穿孔４１２から取り除かれているか、挿入されていない。クーラント・ランス８のところでカラー４１４が省略されていることから、熱交換表面７の全体にわたってクーラントが理想的に分布されることが保証される。
【００７５】
クーラント・ランス８は、冷却ラメラ４１３内の現存のクーラント・ライン４１１にだけではなく、別個のボアの中にも設けられ得ることを理解されたい。これの大きな利点は、クーラント・ラメラ４１３のパッキン内にクーラント・ランス８が存在することによりクーラント・ライン４１１の数は変わらずそのままであるため、熱交換器４１の熱交換能力がクーラント・ランス８の存在によって実質的に低下しないことである。
【００７６】
図４による熱交換器４１の構造を説明するために、図４で定義した方向Ｒから見た熱交換器４１の平面の断面図を図５に概略的に示す。本発明による熱交換器ブロック１では、冷却ラメラ４１３を通るように誘導されているクーラント・ランス８が通る穿孔４１２のところにはカラー４１４は存在せず、一方、クーラント・ライン４１１を通るように誘導している穿孔４１２のところにはやはり依然としてカラー４１４が存在しており、それにより、冷却ラメラ４１３が所定の間隔ｄを確実に維持することができることに留意することが重要である。
【００７７】
図５を参照すると、クーラント９が、クーラント・ランス８を使用して熱交換器４１の２つの熱交換表面７の間にいかに理想的に導入且つ分布され得るかを非常に明確に認識することができる。
【００７８】
本発明による熱交換器ブロック１の別の非常に重要な実施例が図６の斜視図に部分的且つ概略的に示されている。図６による熱交換器４は、マイクロチャネル熱交換器４２として、言及されておりやはり既知である複数のマイクロチャネル４２１によって形成されている。
【００７９】
冒頭で言及したように、小さなパイプの代わりに、直径が例えば約１ｍｍである多数の小さなチャネルを有する押出アルミニウム片がマイクロチャネル熱交換器４２内で使用される。図６の熱交換器ブロック１は、原則的に、それ自体が既知であるような熱交換器ブロック１であり、図６に示した本発明による熱交換器ブロック１は、例えば図３に示したような既知の熱交換器ブロック１’とは、平坦なパイプ８の形態に設計された穿孔されたクーラント・ランス８が存在しており、これは以前の従来技術では知られていなかった点がここでは異なる。
【００８０】
図６のマイクロチャネル熱交換器１は、押出片４２の形態のそれ自体が既知である２つ以上の熱交換器４２によってそれ自体が既知である手法で形成されている。対向するように配置された図６の押出片４２は好適には波状の冷却ラメラ４１３と熱的接触しており、それにより、マイクロチャネル４２１を通って運ばれる加熱剤６が、図示されないファンによって例えば熱交換器ブロック１を通って矢印５の方向に運ばれる輸送流体５’、好適には空気５とより良好に熱交換することができる。
【００８１】
この点に関して、実際には、熱交換器ブロック１は、必要とされる熱容量によっては、中央熱交換要素としての一対の押出片４２のみで既に運用され得ている。より高い熱伝達能力を得るためには、もちろん、１つの単一熱交換器ブロック１に同時に複数の押出片４２’を設けることもでき、これらの押出片４２’は、明瞭さのために図６には示されていない例えば入口送り装置及び出口送り装置を介して適合な組み合わせとなるように、例えば互いにはんだ付けされることにより互いに連結される。
【００８２】
図６の熱交換器ブロック１では、ホール８１及び／又はスリット８１の形態で穿孔され且つ図示するように２つの押出片の間に挿入される平坦なパイプ８が設けられており、それにより、クーラントが、平坦なパイプ８から、対向して配置された２つの押出片４２の間で波形状に配置された熱交換表面７の全体に適用され得るようになる。
【００８３】
この穿孔された平坦なパイプ８を再び説明のために別個に図７に示す。この平坦なパイプは、挿入された状態において熱交換器ブロック１の熱交換表面に面する側面のところに複数の貫通穴、すなわちホール又はスリットが設けられており、それにより、作動状態においてクーラント９が熱交換表面全体に理想的に適用され得るようになる。
【００８４】
熱交換器ブロック１がマイクロチャネル熱交換器４２で作られている場合でも、特定の場合に、穿孔された平坦なパイプ８の代わりに、穿孔された丸形のパイプ８、穿孔されたホース８、またさらにはフィルタ・ホース８、特にスウェッティング・ホース８、或いは他の任意のクーラント・ランス８が、本発明による熱交換器ブロック１内でやはり有利に使用され得ることを理解されたい。
【００８５】
本出願の枠組み内で説明した実施例が単なる例として理解すべきであることを理解されたい。これは、本発明が、説明した特定の実施例のみに限定されないことを意味する。特に、示された特別な実施例のすべての適合な組み合わせも同様に本発明に包含される。
【図１】
2011523016.tif 000003
【図２】
2011523016.tif 000004
【図３】
2011523016.tif 000005
【図４】
2011523016.tif 000006
【図５】
2011523016.tif 000007
【図６】
2011523016.tif 000008
【図７】
2011523016.tif 000009
【国際調査報告】
2011523016.tif 000010
2011523016.tif 000011
2011523016.tif 000012
2011523016.tif 000013
2011523016.tif 000014
2011523016.tif 000015