(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量構造様式と、複数の流路への均一な媒体分布および／または耐圧性熱交換器構造とが実現可能となった熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器であって、第１媒体（例えばＲ１３４ａなどの冷媒)を熱伝達通路内で流通させることができ、かつ第２媒体（空気）を周囲に流すことのできる管を有し、その際複数の区域で構成される少なくとも１つの流路に沿って第１媒体を送ることができ、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材を有し、管の末端が管底の底板８と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの転向通路２９ａ〜ｆ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１６で密閉可能であるものにおいて、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相互に接続しており、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられている熱交換器。【選択図】図１
2008180503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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、その際複数の区域で構成される少なくとも１つの流路に沿って第１媒体を送ることができ、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材を有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの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密閉可能であるものにおいて、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相互に接続しており、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
互いに接続される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、請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
互いに接続される２つの流路区域が第２媒体の主流れ方向で互いに一直線に並ぶことを特徴とする、請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
互いに接続される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１〜３のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項５】
少なくとも１つの流路の区域数が２で割ることができることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項６】
各流路において液圧上最初の区域が管内に配置されており、この管が１管列の内部で管の相反する２つの側に隣接することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項７】
２つの隣接する流路が互いに鏡像対称に延びていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項８】
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、請求項１〜７のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項９】
１流路の流れ横断面が或る区域から液圧上後続の区域へと変化することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１０】
流路の流れ横断面は熱交換器運転中に流路の内部で第１媒体の有する密度が低下する方向で増加することを特徴とする、請求項９記載の熱交換器。
【請求項１１】
少なくとも１つの流路のすべての区域が第２媒体の主流れ方向で互いに一直線に並ぶことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１２】
管が一方の管端に１つの切欠き部を有し、管底が腹部を備えた管受容部を有し、切欠き部と腹部が同じ幅を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１３】
熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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と、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材とを有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの貫流通路および／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密閉可能であるものにおいて、管が一方の管端に１つの切欠き部を有し、管底の管受容部が腹部を有し、切欠き部と腹部が同じ幅を有し、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項１４】
切欠き部が腹部よりも大きな高さを有することを特徴とする、請求項１２または１３記載の熱交換器。
【請求項１５】
転向板が底板および／または蓋板と一体に構成されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１６】
熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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と、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材とを有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの貫流通路および／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密閉可能であるものにおいて、転向板が底板および／または蓋板と一体に構成されており、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項１７】
底板、転向板および／または蓋板が貫流通路および／または転向通路の間の領域で分離され、および／または開口部または切込みの態様の切欠き部を有することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１８】
熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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と、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材とを有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの貫流通路および／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密閉可能であるものにおいて、底板、転向板および／または蓋板が貫流通路および／または転向通路の間の領域で分離され、および／または開口部または切込みの態様の切欠き部を有し、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項１９】
管が１回または複数回ほぼＵ形に変形されていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２０】
熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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と、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材とを有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの貫流通路および／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密閉可能であるものにおいて、少なくとも１つの管が１回または複数回ほぼＵ形に変形されており、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項２１】
少なくとも１つの成形された管の末端が同じ底板と結合可能であることを特徴とする、請求項１９または２０記載の熱交換器。
【請求項２２】
熱交換器が、相隣接する板からなる管底を備えた端部材を単に１つ有することを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２３】
熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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と、相隣接する板からなる管底を含む単に１つの端部材とを有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底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蓋板で流体密封式に密閉可能となっており、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有する熱交換器。
【請求項２４】
転向板が底板および／または蓋板とろう接または溶接されていることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２５】
底板、転向板および／または蓋板が少なくとも１つの開口部の縁に延長部を有し、この延長部が隣接する板の開口部内に係合することを特徴とする、請求項１〜２４のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２６】
管が底板とろう接または溶接されていることを特徴とする、請求項１〜２５のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２７】
管が扁平管として構成されていることを特徴とする、請求項１〜２６のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項２８】
冷媒熱交換器であって、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負荷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・分配手段が上下で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、扁平管の末端が底板の受容孔内で保持されているものにおいて、熱交換器が１列の扁平管（２、３）からなり、各扁平管（２）が２つの平行に延びる流れ区域（２ｄ、２ｅ）を有し、流れ区域が順次流通させかつ転向手段（２８、２９ｃ、３０）を介して接続されており、各扁平管（２）が末端側で両方の流れ区域（２ｄ、２ｅ）の間で扁平管末端（２ａ、２ｂ）の中心に溝（５、６）を有し、底板（８）が受容孔（９ａ、１０ａ）の間に腹部（１１ａ）を有し、腹部が高さおよび幅寸法の点で溝（５）に一致しておりかつ溝（５）とで各１つの継合わせ結合を形成し、流体を案内する多くの流路が互いに平行に設けられていて、それらの多くの流路の各々が連続的に流れるように所定の順序で配置された多くの流れ区域を有することを特徴とする冷媒熱交換器。
【請求項２９】
受容孔（２５ｆ、２６ｆ）と腹部（２７ｆ）とを備えた他の底板（２４）によって転向手段が形成され、これらの腹部が扁平管（２）の末端側溝（６）とで継合わせ結合を形成することを特徴とする、請求項２８記載の冷媒熱交換器。
【請求項３０】
転向手段が、連続的条溝（２９ａ、ｂ…）を備えた通路板（２８）と閉じた蓋板（３０）とを付加的に有することを特徴とする、請求項２９記載の冷媒熱交換器。
【請求項３１】
集合・分配手段が、通路孔（１３ａ、１４ａ）と通路孔（１３ａ、１４ａ）の間に腹部（１５ａ）とを備えた通路板（１２）と、冷媒入口孔（１７ａ）および冷媒出口孔（１８ａ）を備えた蓋板（１６）と、互いに平行に熱交換器（１）の縦方向に配置された冷媒供給通路（２０）および冷媒排出通路（２１）とを有し、底板（８）、通路板（１２）および蓋板（１６）は板の孔（９ａ、１０ａ；１３ａ、１４ａ；１７ａ、１８ａ）が扁平管末端（２ａ）と一直線に並ぶように上下に配置されていることを特徴とする、請求項２８記載の冷媒熱交換器。
【請求項３２】
冷媒入口孔が補正穴（１７ａ、ｂ、…ｆ）として構成されていることを特徴とする、請求項３１記載の冷媒熱交換器。
【請求項３３】
穴（１７ａ、ｂ、…ｆ）の直径が可変であることを特徴とする、請求項３２記載の冷媒熱交換器。
【請求項３４】
蓋板（１６）と冷媒供給通路（２０）と冷媒排出通路（２１）が一体に構成されていることを特徴とする、請求項３１〜３３のいずれか１項記載の冷媒熱交換器。
【請求項３５】
冷媒熱交換器であって、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負荷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・分配手段が上下で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、扁平管の末端が底板の受容孔内で保持されているものにおいて、熱交換器（１）が１列の扁平管（２、３）からなり、各扁平管（２）が２つの平行に延びる流れ区域（２ｄ、２ｅ）を有し、流れ区域が順次流通させかつ転向手段（２９ｃ）を介して接続されており、集合・分配手段が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、この補正手段が、冷媒分配用補正孔（１７ａ、ｂ、…ｆ、１８ａ、ｂ、…ｆ）を備えた蓋板（１６）として構成されていることを特徴とする冷媒熱交換器。
【請求項３６】
補正孔（１７ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）が冷媒入口側（２０）に配置されていることを特徴とする、請求項３５記載の冷媒熱交換器。
【請求項３７】
補正孔（１７ａ、ｂ、…ｆ）が異なる流れ横断面を有することを特徴とする、請求項３５または３６記載の冷媒熱交換器。
【請求項３８】
補正孔（１７ａ、ｂ、…ｆ）の流れ横断面が供給通路（２０）内の冷媒圧力の低下する方向で大きくなることを特徴とする、請求項３７記載の冷媒熱交換器。
【請求項３９】
補正孔（１７ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）の流れ横断面が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ことを特徴とする、請求項３７記載の冷媒熱交換器。
【請求項４０】
扁平管（４２、４３、４４、４５）が蛇行セグメント（４１）として構成され、転向手段（５１、６１）が集合・分配手段内に配置されていることを特徴とする、請求項２８〜３９のいずれか１項記載の冷媒熱交換器。
【請求項４１】
集合・分配手段が、冷媒を転向させるための連続的通路孔（６１）と腹部（６０ａ）付き通路孔（５９ａ）とを備えた通路板（５１）と、冷媒入口孔および冷媒出口孔（６２、６３、６４、６５）を備えた蓋板（５２）と、冷媒供給通路および冷媒排出通路（５３、５４）とを有し、腹部（６０ａ）付き通路孔（５９ａ）がそれぞれ蛇行セグメント（４２）の第１扁平管末端（４２ａ）と一直線に並べて配置されており、連続的通路孔（６１）が蛇行セグメント（４１）の第２扁平管末端（４５ａ）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（６２、６３、６４、６５）が通路孔（５９ａ、５９ｂ）と一直線に並び、連続的通路孔（６１）が蓋板（５２）で施蓋されていることを特徴とする、請求項４０記載の冷媒熱交換器。
【請求項４２】
蛇行セグメント（４１）が２つまたは３つの幅方向転向部（４６、４７、４８）を有することを特徴とする、請求項４０または４１記載の冷媒熱交換器。
【請求項４３】
扁平管がＵ形管（７１ａ、ｂ、ｃ…；９１ａ、ｂ、ｃ…）として、すなわち各１つの（幅方向）転向部付きで、構成されていることを特徴とする、請求項４０または４１記載の冷媒熱交換器。
【請求項４４】
各２つのＵ形管（９１ａ、９１ｂ）が冷媒側で直列に接続されており、Ｕ形管出口およびＵ形管入口に付設された各２つの隣接する通路孔（９６、９８；９７、９９）が通路板（９３）の横通路（１０１；１００）によって互いに冷媒接続されていることを特徴とする、請求項３記載の冷媒熱交換器。
【請求項４５】
通路板（１２）の通路孔（１３ａ、ｂ、ｃ…）の幅ｂが底板（８）の受容孔（９ａ、ｂ、ｃ…）の幅ａよりも大きいことを特徴とする、請求項２８〜４４のいずれか１項記載の冷媒熱交換器。
【請求項４６】
扁平管末端（２ａ）の溝（５）の奥行が底板（８）の厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項２８〜４５のいずれか１項記載の冷媒熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、特に自動車用の熱交換器であって、第１媒体を熱伝達通路内で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、その際第１媒体を第１集合室から第２集合室へと送ることができ、相隣接する板からなる管底を含む少なくとも１つの端部材を有し、管の末端が管底の底板と結合可能であり、管底転向板の切欠き部によって少なくとも１つの貫流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密閉可能である熱交換器に関する。
【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。
【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】独国特許出願公開第３３１１５７９号明細書
【特許文献７】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】
【０００７】
本発明の課題は、単純および／または軽量構造様式と場合によっては同時に複数の流路への均一な媒体分布および／または耐圧性熱交換器構造とが実現可能となった熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、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、特に所定の判定基準に従って相互に接続する特徴、管が一方の管端に１つの切欠き部を有し、管底の管受容部が腹部を有し、切欠き部と腹部が同じ幅、特に同じ高さを有する特徴、転向板が底板および／または蓋板と一体に構成されている特徴、底板、転向板および／または蓋板が貫流通路および／または転向通路の間の領域で分離され、および／または開口部または切込みの態様の切欠き部を有する特徴、少なくとも１つの管が１回または複数回ほぼＵ形に変形されている特徴、または少なくとも１つの管が１回または複数回ほぼＵ形に変形されている特徴を有する熱交換器によって解決される。
【発明を実施する形態】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、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が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（はんだ付け）可能である。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
さらに熱交換器は管底を備えた端部材を有し、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通路および／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、端部材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。
【００１３】
本発明の第１基本的考えは、管底を含む端部材に集合箱が備えられ、この集合箱がハウジング内に少なくとも１つの第１媒体用集合室を有することにある。これにより、場合によっていずれにしても不可欠な部材が端部材に統合され、熱交換器のコンパクトな、従って単純な構造様式が保証される。
【００１４】
本発明の第２基本的考えによれば、流路区域が転向板の転向通路によって互いに接続される。流路区域を単数または複数の液圧上並行な流路へと接続することはこの場合任意の要求に従って、単一の板、つまり転向板を所要の流路接続に合わせて配列されることによって、設計可能である。それとともにこの熱交換器はそのモジュール構造様式によってさまざまな応用に柔軟に構成することができる。
【００１５】
本発明の別の基本的考えによれば、高められた製造信頼性、従って簡素な製造を達成するために、管は所定の止めに至るまで管底に導入される。止めは底板の２つの切欠き部の間の腹部によって実現され、この腹部は管端の切欠き部内に受容可能であり、腹部は実質的に管端の切欠き部とちょうど同じ幅である。底板への管の差込みを容易とするために有利には切欠き部は腹部よりも多少幅広である。管の差込み深さは管端の切欠き部の高さによって決まっている。特別有利には切欠き部が腹部よりも高く、これにより、ろう接（はんだ付け）過程の間に底板上のろう（はんだ材料）によって単数または複数の熱伝達通路が望ましくないことに閉塞する危険が低下する。高低差は例えば１ｍｍ以上であるが、他方で転向板の厚さよりも少なくなければならないであろう。というのもさもないと管が蓋板に突接するからである。転向板の厚さのほぼ半分の高低差が有利である。
【００１６】
本発明の他の基本的考えは、製造支出および場合によっては材料支出の額を減らすために管底の複数の板を一体に設計することにある。場合によっては管底は次に、底板、転向板および蓋板に統合された単に１つの板からなる。
【００１７】
他の発明考えによれば、管底の単数または複数の板、好ましくはすべての板が貫流および／または転向通路の間に付加的切欠き部を有し、これらの切欠き部が例えば開口部または横切込み部として構成されていることによって、管底用材料支出は、従って熱交換器用材料支出も、減らされる。有利には貫流および／または転向通路の間の板が分離されており、これにより板は場合によっては数多くの小さな部分板に分かれる。これにより特別軽量な構造様式が可能となり、そのことが熱交換器の材料費および重量に対して等しく肯定的に作用する。
【００１８】
本発明の他の基本的考えによれば、Ｕ形に変形し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部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つの管の末端は同じ底板と結合可能である。
【００１９】
他の発明考えは、熱交換器に単に１つの端部材を備え、特に２つの集合室を有する１つの集合箱をこの端部材に統合することにある。これは、Ｕ形管を利用することによる他に、端部材に正確に向き合う熱交換器側で管の考えられるあらゆる液圧接続によって、例えば好適に構成されたキャップをそれぞれ複数の、特に２つの管に嵌着することによって可能である。
【００２０】
本発明に係る熱交換器の好ましい実施形態は従属請求項の対象である。
【００２１】
好ましい実施形態によれば、場合によって端部材に一体化された集合箱が蓋板と流体密封式に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になる。本発明の他の構成により集合箱を管状に構成することによって特別軽量な構造様式が達成される。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、他の実施形態によれば、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ぶ開口部の整列によって製造信頼性は高められている。
【００２２】
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第１媒体の分配を適合すること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。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】
本発明に係る熱交換器の他の実施形態は、転向板の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。
【００２６】
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または場合によってすべて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一直線に並んでいる。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
少なくとも１つの流路の区域がすべて第２媒体の主流れ方向で互いに一直線に並んだ構成が有利である。特別有利には熱交換器の全流路がこのように構成されており、これにより熱交換器の純向流構造様式が簡単に、つまり転向板の適宜に配列された転向通路によって、可能となる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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
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。
【実施例】
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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の間にそれぞれ腹部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。
【００４８】
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１８ａ〜１８ｆとを有する。これらの開口部１７ａ〜１７ｆと１８ａ〜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。
【００４９】
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〜ｆと２３ａ〜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〜ｆと１８ａ〜ｆと一致している。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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２９ｃ内の転向矢印Ｕ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、まず前側で上から下へと、しかも扁平管２の前側区域２ｄで、蒸発器を流通し、板２４、２８、３０からなる下側管底で奥行方向に転向され、蒸発器１の裏側で、すなわち扁平管２の下流側流れ区域２ｅ内で下から上へと、矢印Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に従って集合室２１内まで流れる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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６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７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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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】
【００８２】
【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。
【符号の説明】
【００８３】
１、４０、７０、９０  蒸発器
２、３  扁平管
７、４９、２２４０  波形フィン
８、２４、５０、７４、９２、１３０、１２４０、１３５０  底板
１２、２８、５１、７５、９３、１４０、７２０、８２０、１３６０、２３４０  転向板
１６、３０、５２、８０、１５０、１０２０、１１２０、１３７０  蓋板
１８ａ〜１８ｆ、６４、６５、８５  冷媒出口開口部
１９、８１、８２、１６０、１７０  集合箱
２０、２１、５３、５４、３１０、３２０  集合室
２９ａ〜２９ｆ  連続的転向通路
４１  蛇行セグメント
４２、４３、４４、４５、７２、７３  扁平管脚部
４６、４７、４８  転向曲部
６２、６３  冷媒供給開口部
１１０、４１０、６１０、７１０、８１０、１３１０、２３１０  熱交換器
１２０、１３３０、１３９０  端部材
２９０、３００  集合箱ハウジング
１０１０、１１１０、１２１０、１３４０、１８００、２０１０、２１１０、２２１０  管底
１４４０、１４５０  稜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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