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    • 专利摘要:
    EinWärmetauscher(1) wird in einem Dampfkompressionskühler verwendet, in dem ein Druckeines Kältemittelsin einem Hochdruck-Abschnitt einen kritischen Druck erreicht und übersteigt.Ein Niederdruck-Kältemittelströmtdurch den Wärmetauscher.Der Wärmetauscherweist ein flaches Rohr (2, 6); Kältemittelkanäle (2a,6a, 6b), die in dem Rohr enthalten sind; und innere Stützen (2b),die zwischen den Kältemittelkanälen angeordnetsind, auf. Eine Zugfestigkeit des Materials des Rohres ist als S[N/mm2] definiert; ein Maß etwa parallelzu einer Hauptachsenrichtung des Rohres eines der Kältemittelkanäle ist alsWp [mm] definiert; und eine Dicke etwa parallel zu der Hauptachsenrichtungdes Rohres einer der Stützenist als Ti [mm] definiert. Dann gilt
    公开号:DE102004030024A1
    申请号:DE200410030024
    申请日:2004-06-22
    公开日:2005-01-13
    发明作者:Etsuo Kariya Hasegawa；Yoshiki Kariya Katoh；Masaaki Kariya Kawakubo；Ken Kariya Muto
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F28F1-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der an einem Niederdruck-Abschnitt eines Dampfkompressionskühlers angeordnetist, wo ein Druck eines Kältemittelseinen kritischen Druck des Kältemittelserreicht und übersteigt;er ist effektiv anwendbar auf einen Verdampfapparat des Dampfkompressionskühlers, derKohlendioxid als Kältemittelverwendet.
    [0002] Ineinem Kohlendioxid (CO2) als Kältemittel verwendendenDampfkompressionskühlermuss ein Kältemitteldruckeinen kritischen Druck des Kältemittelsin einem Hochdruck-Abschnitt erreichen und übersteigen, wenn eine Umgebungstemperaturhoch ist (mehr als 30°C).Der Druck an dem Hochdruck-Abschnitt ist dabei etwa 10 Mal so hochwie jener bei einem Chlorfluorkohlenwasserstoff (CFC) als Kältemittelverwendenden Dampfkompressionskühler;demgemäß ist auchder Druck an dem Niederdruck-Abschnitt etwa 10 Mal so hoch wie jenerbei dem Chlorfluorkohlenwasserstoff als Kältemittel verwendenden Dampfkompressionskühler.
    [0003] Querschnittsflächen vonKältemittelkanälen sinddeshalb kreisförmigoder elliptisch, sodass ein Widerstandsdruck erhöht werden kann (siehe JP-A-2000-111290bzw. US 6,357,522 B2 ).Unter einem Gesichtspunkt der Wärmeleitfähigkeitist jedoch eine winklige Querschnittsfläche (z.B. rechtwinklig) bevorzugt.Diese winklige Querschnittsflächeist in der JP-A-2000-356488 ( JP 3313086 B2 ) beschrieben, welche ein optimalesBeispiel eines Wärmetauschersbei einem überkritischenDruck vorsieht. Da jedoch sein Druck bei Gebrauch in einem Hochdruckbereich(etwa 10 MPa) eines CO2-Kreises fällt, sieht erkein optimales Beispiel als Verdampfapparat vor. Ferner sieht erohne Spezifikation des benutzten Materials keine optimale Druckwiderstandskonstruktion für einenCO2-Kreis, der insbesondere bei hohen Drücke betriebenwird, vor. Ferner ist ein Kältemittelzustandzwischen einem Verdampfapparat und einem Wärmetauscher verschieden, sodassein Beitrag einer Form bezüglicheines kältemittelseitigen Leistungsvermögens berücksichtigtwerden sollte.
    [0004] Fernerzeigen die rechtwinkligen Querschnittsflächen von Kältemittelkanälen mitabgerundeten Ecken in der JP-A-2000-356488 eine schlechtere Wärmeleitfähigkeitals jene mit winkligen (nicht abgerundeten) Ecken. Im Vergleichzu den abgerundeten Ecken (z.B. kreisförmige Ecken) mit äquivalentenQuerschnittsflächengewährleistendie winkligen Ecken auf der Kältemittelseitebreitere Leitfähigkeitsbereicheund dickere ringförmigeFlüssigkeitsfilme, wasferner eine ungleichmäßige Verteilungder Flüssigkeitermöglicht.Es wird angenommen, dass die obigen Phänomene wesentlich zu einemBlasensieden beitragen.
    [0005] Soist der in der JP-A-2000-356488 beschriebene Wärmetauscher geeignet als Kühler aneinem Hochdruck-Abschnitt, aber er ist nicht direkt als Wärmetauscheran einem Niederdruck-Abschnitt, wie beispielsweise einem Verdampfapparat,anwendbar. Außerdemsind Kältemittelkanäle mit winkligenQuerschnittsflächenaufgrund einer Konzentration der Spannung potenziell in eine Beschädigung des Rohrsinvolviert. Insbesondere muss bei Kanälen mit Ecken von beinahe rechtenWinkeln aufgepasst werden.
    [0006] Esist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauschervorzusehen, der geeignet ist, um an einem Niederdruck-Abschnitteines Kohlendioxid als Kältemittelverwendenden Dampfkompressionskühlersangeordnet zu werden.
    [0007] Umdie obige Aufgabe zu lösen,ist ein in einem Dampfkompressionskühler verwendeter Wärmetauscher,wo ein Druck eines Kältemittelsan einem Hochdruck-Abschnitteinen kritischen Druck erreicht und übersteigt, mit den folgendenMerkmalen vorgesehen. Ein Niederdruck-Kältemittel strömt durchden Wärmetauscher.Der Wärmetauscher weistein flaches Rohr; Kältemittelkanäle, diein dem Rohr enthalten sind; und innere Stützen, die zwischen Kältemittelkanälen angeordnetsind, auf. Eine Zugfestigkeit des Materials des Rohrs ist als S [N/mm2] definiert; ein Maß etwa parallel zu einer Hauptachsenrichtungdes Rohres eines der Kältemittelkanäle ist alsWp [mm] definiert; und eine Dicke etwa parallel zu der Hauptachsenrichtungdes Rohres einer der Stützenist als Ti [mm] definiert. Hierbei gilt [447 × Wp/{10^(1,54 × log10S)} – 533/{10^(1,98 × log10S)}] ≤ Ti ≤ [447 × Wp/{10^(1,54 × log10S)} – 533/{10^(1,98 × log10S)}] × 2,3.
    [0008] Obigesowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungwerden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahmeauf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
    [0009] 1 eine Perspektivansichteines Verdampfapparats gemäß einemersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0010] 2A eine Querschnittsansichteines Rohrs gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0011] 2B eine vergrößerte Darstellungeines Teils IIB in 2A;
    [0012] 3 ein Diagramm von Druckwiderstandslinienbezüglicheiner Beziehung zwischen Ti und To;
    [0013] 4 ein Diagramm von Bereichen,in denen eine maximale Belastung ausgeübt wird, bezüglich Tound Ti;
    [0014] 5 ein Diagramm sowohl einerKühlleistungals auch eines Verhältnissesvon Gewicht zu KühlleistungbezüglichTix/Ti;
    [0015] 6 ein Diagramm von sowohleiner Kühlleistungals auch eines Verhältnissesvon Gewicht zu KühlleistungbezüglichTo/Ti;
    [0016] 7 ein Diagramm sowohl einerKühlleistungals auch eines Druckverlusts bezüglichWp;
    [0017] 8A und 8B Querschnittsansichten eines Wärmetauschersgemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0018] 9A bis 9I Querschnittsansichten von Rohren gemäß weiterenAusführungsbeispielender vorliegenden Erfindung; und
    [0019] 10 eine Querschnittsansichteines Rohres gemäß einemweiteren Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0020] EinWärmetauscherder vorliegenden Erfindung ist in einem ersten Ausführungsbeispielauf einen Verdampfapparat einer einen Dampfkompressionskühler verwendendenFahrzeug-Klimaanlage gerichtet, deren Kältemittel Kohlendioxid (CO2) ist. In diesem Dampfkompressionskühler wirdein Niederdruck-Kältemittelin einem Wärmetauscheran einem Niederdruck-Abschnitt (Wärmetauscher am Niederdruckende,wie beispielsweise ein Verdampfapparat) verdampft, um Wärme in einemNiederdruck-Abschnitt aufzunehmen. Dieses verdampfte gasförmige Kältemittelwird komprimiert, um seine Temperatur zu erhöhen; dadurch wird die aufgenommeneWärme in einemHochdruck-Abschnitt abgestrahlt. Der Kühler enthält im Allgemeinen einen Kompressor,einen Kühler,einen Dekompressor und einen Verdampfapparat.
    [0021] Wiein 1 dargestellt, enthält ein Verdampfapparatmehrere Rohre 2, durch die ein Kältemittel strömt; Verteilerbehälter 3,die an beiden Enden in der Längsrichtung(vertikale Richtung in 1)der Rohre 2 angeordnet sind, um mit den Rohren 2 inFluidverbindung zu stehen; Wellrippen 4, die mit den Außenseitender Rohre 2 verbunden sind, um Wärmestrahlflächen an Luft zu vergrößern; eine Seitenplatte 5,die an dem Ende eines aus den Rippen und den Rohren 2 aufgebautenWärmetauscherkernsangeordnet ist, um den Wärmetauscherkernzu verstärken,und dergleichen.
    [0022] Indiesem Ausführungsbeispielsind diese Komponenten der Rohre 2, der Verteilerbehälter 3 unddergleichen aus einer Aluminiumlegierung gebildet und mittels Hartlöten oderWeichlötenintegriert. Wie in einem Buch „Setsuzoku/SetshgouGijyutsu (Verbindungstechnik)" vonTokyo-denki-daigaku-syuppan-kyoku (Tokyo Denki University Press)beschrieben, ist das „Hartlöten oderWeichlöten" eine Technik, dieeine Verbindung ohne Schmelzen der Hauptkörper ermöglicht. Zum Beispiel ist „Hartlöten" eine Technik, beider eine Verbindung mittels eines Füllmetalls („Hartlot") mit einem Schmelzpunkt nicht unter450°C durchgeführt wird,während „Weichlöten" eine Technik ist,bei der eine Verbindung mittels eines Füllmetalls („Weichlot") mit einem Schmelzpunkt von nicht mehrals 450°Cdurchgeführtwird.
    [0023] Fernerist, wie in 2A dargestellt,ein Rohr 2 ein flaches Rohr und enthält mehrere Kältemittelkanäle 2a mitQuerschnittsflächenvon winkligen Löchern (Quadratein diesem Ausführungsbeispiel). DasRohr 2 und die mehreren Kältemittelkanäle 2a werdengleichzeitig durch einen Extrusions- oder Ziehprozess gebildet.Hierbei wird ein Trennabschnitt 2b zwischen benachbartenKanälen 2a alseine innere Stützebezeichnet.
    [0024] Alsnächsteswerden unter Bezugnahme auf 2B Maße und dergleichendes Rohres 2 erläutert,die Merkmale dieses Ausführungsbeispielssind. Definitionen und dergleichen sind wie folgt: To: Dicke[mm] eines Rohres 2 etwa parallel zu einer Nebenachse (vertikaleRichtung in 2B) desRohres 2 oder Plattendicke des Rohrumfangs 2; Ti:Dicke [mm] einer inneren Stütze 2b etwaparallel zu einer Hauptachse (waagrechte Richtung in 2B) des Rohres 2; Wp:Maß [mm]eines Kältemittelkanals 2a etwaparallel zu einer Hauptachse des Rohres 2, Kanalbreite; Hp:Maß [mm]eines Kältemittelkanals 2a etwaparallel zu einer Nebenachse des Rohres 2, Kanalhöhe; und S:Zugfestigkeit [N/mm2] eines Materials desRohres 2.
    [0025] Hierbeiist eine Zugfestigkeit des Materials des Rohres 2 ein Ergebniseines Zugversuchs gemäß JIS H4100. In diesem Ausführungsbeispielist das Material des Rohres 2 ein A1060-0 mit einer Zugfestigkeitvon 70 N/mm2.
    [0026] ImRahmen dieser Beschreibung enthältder Begriff „etwa" zusätzlich zu „etwa" auch „exakt". Zum Beispiel enthält „etwa parallel" zusätzlich zu „etwa parallel" auch „genauparallel".
    [0027] Bezugnehmend auf 3 wird eineBeziehung zwischen To und Ti erläutert,die es ermöglicht, dasseine maximale Belastung nicht größer alseine zulässigeBelastung ist. Dies resultiert aus einer Rechensimulation, bei derein Druck in dem Rohr 2 konstant gehalten wird (etwa 30MPa), währenddie MaßeWp, Hp des Kältemittelkanals 2b variiertwerden. Das Rohr 2 bricht aufgrund eines Innendrucks in einemBereich, der überund rechts von einer L-förmigenLinie L in 3 liegt,nicht.
    [0028] Demgemäß ist eineLinie OL, die durch Verbinden der Knickpunkte der L-förmigen Liniengebildet ist, eine Linie eines optimalen Verhältnisses zwischen To und Ti,die wie folgt dargestellt ist: Ti = 447 × Wp/10A – 533/10B,mit A = (1,54 × log10S)und B = (1,98 × log10S).
    [0029] Nachfolgendwird diese Gleichung als Grundgleichung bezeichnet. Die Grundgleichungleitet sich aus dem folgenden Verfahren ab. Eine Beziehung zwischender Dicke Ti der inneren Stützeund dem Hauptachsenmaß Wpdes Kanals wird bezüglichjeder Zugfestigkeit S durch eine Fehlerquadratmethode berechnet(Ti = αWp+ β). Manerhälteine Funktion der Proportionalitätskonstante α und der Konstante β bezüglich derZugfestigkeit S (α =f(S), β =f(S)). Diese werden mittels einer logarithmischen Näherung weiterangenähert.Die Werte von α, β, die durcheinen logarithmischen Näherungsausdruck dargestelltsind, werden in Ti (= αWp+ β) eingesetzt, dasman durch die Fehlerquadratmethode erhalten hat, sodass die Grundgleichungvon Ti berechnet wird.
    [0030] Fernersind basierend auf den in 3 dargestelltenRechensimulationsergebnissen Bereiche, in denen die maximale Belastungerzeugt wird, in 4 dargestellt.Der Bereich A zeigt, wo die maximale Belastung in der inneren Stütze 2b unabhängig vonWerten fürTo und Ti auftritt, währendder Bereich B dies fürden Abschnitt etwa parallel zu der Nebenachse (vertikale Richtungin 2B) des Rohres 2 zeigt.Angenommen, dass ein gegebenes Ti die obige Grundgleichung erfüllt undauf der Grenzlinie zwischen den Bereichen A, B (gegebenes To entspricht gegebenemTi auf der Grenze) liegt, sind hier das gegebene To und das gegebeneTi die Minimalwerte von To bzw. Ti, wo kein Brechen des Rohres 2 möglich ist.
    [0031] Alsnächsteswird der optimale Bereich von Ti Bezug nehmend auf 5 erläutert.Das Diagramm in 5 zeigtBeziehungen zwischen der Kühlleistungund einem Ti-Verhältnis(Tix/Ti) und zwischen Gewicht/Kühlleistungund dem Ti-Verhältnis. Hierbeiwird Ti aus der Grundgleichung berechnet, während Tix von Ti variiert.Die gestrichelte Linie zeigt die Kühlleistung, während diedurchgezogene Linie den Quotienten Gewicht/Kühlleistung zeigt. Wie obenerläutert,ist das aus der Grundgleichung berechnete Ti der Minimalwert unterder Bedingung, dass ein Widerstands druck möglich ist (d.h. kein Brechendes Rohres 2 auftritt), sodass das Rohr 2 bricht, wenndas Ti-Verhältniskleiner als 1 ist (Tix < Ti). Demgemäß solltedie Untergrenze von Ti auf der Grundgleichung basieren.
    [0032] Alsnächsteswird die obere Grenze von Ti bestimmt. Wenn Ti größer wird,steigt ein Druckverlust des Kältemittels,was die Kühlleistungvermindert. Eine Linie E einer herkömmlichen Kühlleistung unter Verwendungdes KältemittelsR134a ist in 5 dargestellt;das Ti-Verhältnisvon 2,3 oder weniger wird dadurch erhalten, um wenigstens die herkömmlicheKühlleistungzu gewährleisten.Es gilt: 447 × Wp/10A – 533/10B ≤ Ti ≤ 2,3 × (447 × Wp/10A – 533/10B),mit A = (1,54 × log10S)und B = (1,98 × log10S).
    [0033] Dadie Kühlleistungvon etwa 1,8 deutlich sinkt, wird ferner der bevorzugte Ti-Bereich zusätzlich wiefolgt eingestellt: 447 × Wp/10A – 533/10B ≤ Ti ≤ 1,8 × (447 × Wp/10A – 533/10B),mit A = (1,54 × log10S)und B = (1,98 × log10S).
    [0034] Alsnächsteswird der optimale Bereich eines Verhältnisses von To und Ti Bezugnehmend auf 6 erläutert. Diegestrichelte Linie ist die Kühlleistung,währenddie durchgezogene Linie den Quotienten Gewicht/Kühlleistung zeigt. Die Kühlleistungist bezüglichTo/Ti als nach oben ragenden Kurve um das Zentrum gezeigt. Analogzu dem Fall in 5 erhält man dadurchden Bereich fürTo/Ti von 0,2 bis 2,6 (0,2 ≤ To/Ti ≤ 2,6), umzumindest die herkömmlicheKühlleistungzu gewährleisten.
    [0035] Dadie Kühlleistungbei To/Ti unter 0,5 und über2,0 deutlich sinkt, ist ein bevorzugter To/Ti-Bereich zusätzlich zwischeneinschließlich0,5 und einschließlich2,0 eingestellt (0,5 ≤ To/Ti ≤ 2,0).
    [0036] Fernerist bei der praktischen Konstruktion des Rohres eine zusätzlicheDicke füreine Fertigungstoleranz zusätzlichzu der dem Druck widerstehenden Dicke und eine Toleranz gegen Korrosionbei Gebrauch erforderlich. Insbesondere wird der Verdampfapparatwiederholten Nasszuständenunterzogen, sodass er der Korrosion unterliegt. Die zusätzlicheDicke als Toleranz fürTi beträgtetwa 0,05 bis 0,25 mm, währendeine zusätzlicheDicke fürTo etwa 0,05 bis 0,40 mm beträgt.Unter Berücksichtigungder obigen Erläuterungensollten die praktischen Wert für Ti' und To' wie folgt eingestelltwerden: Ti + 0,05 mm ≤ Ti' ≤ Ti+ 0,25 mm To + 0,05 mm ≤ To' ≤ Ti+ 0,40 mm.
    [0037] Fernerbeträgtder optimale Wert fürTo/Ti 1,5, weshalb 1,5 × (Ti – 0,25 mm) + 0,05 mm ≤ To ≤ 1,5 × (Ti – 0,05 mm)+ 0,40 mm.
    [0038] AlsErgebnis ist ein bevorzugter Bereich eines praktischen Dickenverhältnissesvon To'/Ti' wie folgt eingestellt: 1,5 – 0,325mm/Ti' ≤ To'/Ti' ≤ 1,5 + 0,325mm/Ti'.
    [0039] Wennzum Beispiel Ti' gleich1 mm ist, gilt 1,175 ≤ To'/Ti' ≤ 1,825.
    [0040] Fernerwird die Strömungsgeschwindigkeit größer, wenneine Querschnittsflächedes Kältemittelkanals 2a kleinerwird, um dadurch die Wärmeleitfähigkeitzu erhöhen;wenn eine Querschnittsfläche desKältemittelkanals 2a kleinerwird, wird ein Druckverlust größer, wiein 7 dargestellt. Diesbedeutet, dass es eine Querschnittsfläche des Kältemittelkanals 2a gibt,welche die Kühlleistungmaximiert.
    [0041] Hierbeibedeutet in 7 „Q" eine Kühlleistung, „ΔPr" bedeutet einen Druckverlust,und „FH" bedeutet eine Höhe von Rippen 4,d.h, eine Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Rippen 4,z.B. bedeutet „FH2", dass die Höhe der Rippen 4 2mm beträgt.Demgemäß bedeutet „QL FH2" eine Kühlleistungan den Rippen mit einer Höhe von2 mm, „ΔPr: FH2" bedeutet einen Druckverlust beiden Rippen einer Höhevon 2 mm.
    [0042] Indiesem Ausführungsbeispielist unter Berücksichtigungdes in 7 dargestelltenErgebnisses der Rechensimulation das Maß Wp zwischen einschließlich 0,3mm und einschließlich1,0 mm eingestellt (0,3 mm ≤ Wp ≤ 1,0 mm).
    [0043] Fernerist unter Berücksichtigungder obigen Gleichung und von To/Ti zwischen einschließlich 0,2 undeinschließlich2,6 (0,2 ≤ To/Ti ≤ 2,6) einNebenachsenmaß Htdes Rohres 2 bevorzugt zwischen einschließlich 0,8mm und einschließlich2,0 mm eingestellt (0,8 mm ≤ Ht ≤ 2,0 mm).
    [0044] Indiesem Ausführungsbeispielwird eine Aluminiumlegierung verwendet, deren Zugfestigkeit zwischeneinschließlich50 N/mm2 und einschließlich 220 N/mm2 liegt(50 N/mm2 ≤ S ≤ 220 N/mm2); füreinen in einer Fahrzeug-Klimaanlage mit CO2 alsKältemittelverwendenden Verdampfapparat besitzt jedoch eine Aluminiumlegierungbevorzugt eine Zugfestigkeit zwischen einschließlich 110 N/mm2 undeinschließlich200 N/mm2. Der Grund für die Obergrenze von 200 N/mm2 resultiert aus einem Abfall der Produktivität. Wenndie Zugfestigkeit größer wird,wird die Härtetypischerweise größer, wodurchdas Abschleifen der Form vergrößert wird,was in einem Abfall der Produktivität resultiert.
    [0045] Fernerweist, wie in 2B dargestellt,jede der Ecken der Querschnittsflächen des Kältemittelkanals 2a einenKrümmungsradiusR von bevorzugt weniger als 10% von dem kleineren Wert von Hp und Wpbasierend auf einer Beziehung zwischen dem Blasensieden und derLeitfähigkeitsleistungauf. Ein Krümmungsradiusvon höchstens10% beschränkt dasBlasensieden an den Ecken.
    [0046] Imersten Ausführungsbeispielist die vorliegende Erfindung auf einen Verdampfapparat gerichtet,währendsie in einem zweiten Ausführungsbeispielauf einen in 8A, 8B dargestellten inneren Wärmetauscher 6 alsein Rohr der Erfindung gerichtet ist. Hierbei dient der innere Wärmetauscher 6 einemWärmeaustauschzwischen einem Hochdruck-Kältemittel(z.B. einem Kältemittelaus einem Kühler)und einem Niederdruck-Kältemittel(in einen Kompressor gesaugtes Kältemittel).In 8A, 8B strömt ein Niederdruck-Kältemitteldurch Kältemittelkanäle 6a vonviereckigen (winkligen) Löchern,währendein Hochdruck-Kältemitteldurch Kältemittelkanäle 6b vonkreisförmigenLöchernströmt.
    [0047] Derinnere Wärmetauscher 6 istdurch einen Extrusions- oder Ziehprozess zusammen mit den Kältemittelkanälen 6a, 6b ausgebildet.
    [0048] Inden obigen Ausführungsbeispielenbesitzt der Kältemittelkanaleine Querschnittsflächeeines Quadrats; jedoch kann er ohne irgendeine Beschränkung dervorliegenden Erfindung auch eine Querschnittsfläche einer anderen Form, wiebeispielsweise jene einer runden Ecke, wie in 9A dargestellt, und jene einer holprigenInnenfläche,wie in 9B dargestellt,aufweisen. Hierbei ist, wenn die Ecke eine runde Form hat, ein Krümmungsradiusder Ecke bevorzugt so konstruiert, dass eine Leitfähigkeitsleistungnicht eingeschränktwird (z.B. weniger als 10% des Maßes Wp oder des Maßes Hp).
    [0049] Inden obigen Ausführungsbeispielenhaben alle der mehrfachen Kältemittelkanäle die gleichen Formender Querschnittsflächen;jedoch könnensie ohne irgendeine Beschränkungder vorliegenden Erfindung auch einen Kältemittelkanal 2a einerunterschiedlichen Form, wie beispielsweise einer kreisförmigen oderdreieckigen Form, anders als die quadratische Form haben, wie in 9D bis 9H dargestellt.
    [0050] Fernerkönnen,wie in 9A, 9B, 9D, 9F, 9H, 9I dargestellt, die Rohre auch Vorsprungabschnitte 2c andem Hauptachsenende davon haben, sodass auf den Oberflächen derRohre 2 kondensiertes Wasser vorzugsweise ablaufen kann.
    [0051] Fernerkönnen,wie in 9C, 9E, 9G dargestellt, die Rohre auch dreieckigeFormen an dem Hauptachsenende davon haben, sodass auf den Oberflächen derRohre 2 kondensiertes Wasser bevorzugt ablaufen kann.
    [0052] Fernerkönnen,wie in 9F, 9G dargestellt, die Rohrenahe an ihrem Hauptachsenende Kältemittelkanäle enthalten,die Formen entlang des Umfangs des Rohres 2 haben, sodassdie Rohre 2 dünnersein können.
    [0053] Fernerkann, wie in 10 dargestellt,das Rohr in seiner Hauptachsenrichtung mehrere Reihen von Kältemittelkanälen (zweiReihen in 10) enthalten.
    [0054] Indem obigen Beispiel ist Ti = 447 × Wp/10A – 533/10B mit A = (1,54 × log10S)und B = (1,98 × log10S) beschrieben; jedoch kann ohne irgendeine Beschränkung Ti auchin einem Bereich von (447 × Wp/10A – 533/10B) ≤ Ti ≤ 2,3 × (447 × Wp/10A – 533/10B) mit A = (1,54 × log10S)und B = (1,98 × log10S) liegen.
    [0055] Indiesem Ausführungsbeispielwird eine Aluminiumlegierung verwendet, deren Zugfestigkeit zwischeneinschließlich50 N/mm2 und einschließlich 220 N/mm2 liegt;jedoch ist diese Erfindung nicht auf diese Aluminiumlegierung beschränkt.
    [0056] Indiesem Ausführungsbeispielist diese Erfindung auf einen Verdampfapparat gerichtet; jedoch kannsie auch ohne irgendeine Beschränkungauf einen an einem Niederdruck-Abschnitt angeordneten Wärmetauschergerichtet sein, welcher zum Beispiel für einen überkritischen Kreislauf verwendetwird.
    [0057] Esist fürden Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen in den obigen Ausführungsbeispielender vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang dervorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Ansprüche definiertist.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Wärmetauscher(1), der in einem Dampfkompressionskühler verwendet wird, in demein Druck eines Kältemittelsan einem Hochdruck-Abschnitt einen kritischen Druck erreicht und übersteigtund ein Niederdruck-Kältemitteldurch den Wärmetauscher strömt, wobeider Wärmetauscheraufweist: ein flaches Rohr (2, 6); Kältemittelkanäle (2a; 6a, 6b),die in dem Rohr enthalten sind und durch die das Niederdruck-Kältemittelströmt;und innere Stützen(2b), die zwischen den Kältemittelkanälen angeordnetsind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zugfestigkeiteines Materials des Rohres als S [N/mm2]definiert ist; ein Maß etwaparallel zu einer Hauptachsenrichtung des Rohres eines der Kältemittelkanäle als Wp[mm] definiert ist; und eine Dicke etwa parallel zu der Hauptachsenrichtungdes Rohres einer der Stützenals Ti [mm] definiert ist, und dass gilt [447 × Wp/{10^(1,54 × log10S)} – 533/{10^(1,98 × log10S)}] ≤ Ti ≤ [447 × Wp/{10^(1,54 × log10S)} – 533/{10^(1,98 × log10S)}] × 2,3.
    [2] Wärmetauschernach Anspruch 1, mit [447 × Wp/{10^(1,54 × log10S)} – 533/{10^(1,98 × log10S)}] ≤ Ti ≤ [447 × Wp/{10^(1,54 × log10S)} – 533/{10^(1,98 × log10S)}] × 1,8.
    [3] Wärmetauschernach Anspruch 1 oder 2, bei welchem eine Dicke etwa parallel zueiner Nebenachsenrichtung des Rohres als To [mm] definiert ist und0,2 ≤ To/Ti ≤ 2,6 gilt.
    [4] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 3, bei welchem 0,5 ≤ To/Ti ≤ 2,0 gilt.
    [5] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 4, bei welchem 1,5 – (0,325mm/Ti) ≤ To/Ti ≤ 1,5 + (0,325mm/Ti)gilt.
    [6] Wärmetauschernach Anspruch 1 oder 2, bei welchem 50 N/mm2 ≤ S ≤ 220 N/mm2 gilt.
    [7] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 6, bei welchem 110 N/mm2 ≤ S ≤ 200 N/mm2 gilt.
    [8] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 7, bei welchem 0,3 mm ≤ Wp ≤ 1 ,0 mm gilt; einMaß etwaparallel zu einer Nebenachsenrichtung des Rohre eines der Kältemittelkanäle als Hp[mm] definiert ist; und 0,3 mm ≤ Hp ≤ 1,0 mm gilt.
    [9] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 8, bei welchem ein Krümmungsradius(R) einer Ecke eines der Kältemittelkanäle kleinerals 10% des kleineren Wertes von Wp und Hp ist.
    [10] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 9, bei welchem ein Maß ineiner Nebenachsenrichtung des Rohres als Ht [mm] definiert ist,und 0,8 mm ≤ Ht ≤ 2,0 mm gilt.
    [11] Wärmetauschernach einem der Ansprüche1 bis 10, bei welchem das KältemittelKohlendioxid enthält.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US6907922B2|2005-06-21|
    FR2856781A1|2004-12-31|
    JP4679827B2|2011-05-11|
    KR100678600B1|2007-02-05|
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    JP2005037113A|2005-02-10|
    US20040256090A1|2004-12-23|
    FR2856781B1|2017-06-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-09-02| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2015-08-26| R016| Response to examination communication|
    2018-03-08| R016| Response to examination communication|
    2020-03-12| R016| Response to examination communication|
    2022-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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