DE102005027674A1 - Klimaanlage für Fahrzeugverwendung - Google Patents

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Shin Kariya Nishida
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    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide

Abstract

Der interne Wärmetauscher 15 zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel, welches durch den Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels durchgetreten ist, und dem Kältemittel, welches zuvor in den Kompressor 10 angesaugt wurde, wird in einem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens 32 bezüglich des Fahrzeugs und auf der Außenumfangsseite des Gebläses 31 angeordnet. Da ein herkömmlich nicht in wirksamer Verwendung gebrachter Raum verwendet wird, ist es nicht nötig, einen neuen Raum zum Anbringen des internen Wärmetauschers 15 in dem Motorabteil bereitzustellen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für Fahrzeugverwendung, welche einen internen Wärmetauscher zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel in einem Kälteerzeugungskreis aufweist.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Die Leistung von Wärmetauschern, welche in Kühleinheiten und Klimaanlagen für Fahrzeugverwendung eingebaut sind, wurde jährlich verbessert und ferner wurden die Wärmetauscher jährlich verkleinert. Andererseits hat sich, so wie die Funktionen von Fahrzeugen verbessert und sehr kompliziert wurden, die Anzahl der benötigten Wärmetauscher vergrößert, und ferner hat sich die Abstrahlkapazität der Wärmetauscher vergrößert.
  • Gemäß einer Vergrößerung hinsichtlich der Anzahl von funktionalen Teilen, welche in Fahrzeugen anzubringen sind, und auch entsprechend dem Bedarf der Verbesserung der Sicherheit der Fahrzeuge in dem Fall von Fahrzeugkollision, wurden die Positionen, bei welchen die funktionalen Teile in den Motorabteilen der Fahrzeuge angebracht werden, die Bedingungen streng. Insbesondere wird, die Position betreffend, bei welcher der neu hinzugefügte Wärmetauscher angeordnet wird, es schwierig, eine Position in dem Motorabteil bereitzustellen.
  • In dem Fall einer Klimaanlage, deren Kältemittel Kohlensäuregas ist, welche in letzter Zeit entwickelt wurde, ist es unverzichtbar, einen internen Wärmetauscher, in welchem Wärme zwischen dem Kältemittel, welches durch einen Radiator durchgetreten ist, und Kältemittel vor dem Ansaugen in einen Kompressor auszutauschen, so dass die Effizienz des Kälteerzeugungskreises verbessert werden kann. Infolge der vorstehend erwähnten Beschränkung, welche auf der Fahrzeugseite auferlegt wird, betrifft das Verfahren des Anbringens des internen Wärmetauschers auf bzw. an dem Fahrzeug nicht nur die Anbringung, sondern vielmehr auch die Herstellungskosten des gesamten Klimatisierungssystems.
  • Um die vorstehenden Probleme des Anbringens des internen Wärmetauschers zu lösen, wurden die nachfolgenden verschiedenen Vorschläge gemacht. Beispielsweise offenbaren die offiziellen Gazetten von JP-A-2002-20682 und JP-A-10-176891 eine Anbringung des internen Wärmetauschers, welcher in einem Akkumulator zum Aufbewahren von flüssigphasigem Kältemittel eingebaut ist. Die offizielle Gazette von JP-A-2000-318432 offenbart eine Anbringung des internen Wärmetauschers, in welchem der Radiator zum Kühlen von Kältemittel, welches aus einem Kompressor abgegeben wird, und der interne Wärmetauscher in einen Rumpf integriert sind. Ferner offenbart die offizielle Gazette von JP-A-2000-97504 eine Anbringung des internen Wärmetauschers, in welchem der interne Wärmetauscher mit dem Akkumulator und dem Radiator in einem Rumpf integriert ist.
  • Jedoch traten die folgenden Probleme auf. In dem Fall einer Einrichtung, in welchem der interne Wärmetauscher in den Akkumulator gebaut ist, kann eine Anordnung der Leitungen des Kälteerzeugungskreises vereinfacht werden. Jedoch wird, wenn der Wärmetauscher in dem Akkumulator vorgesehen wird, der Akkumulator selbst sehr viel größer.
  • In der Einrichtung, in welcher der Radiator und der interne Wärmetauscher in einem Rumpf integriert sind, ist die Einbaueigenschaft exzellent, da der interne Wärmetauscher an derselben Position wie der des Radiators angeordnet wird. Da jedoch der interne Wärmetauscher parallel mit einem Luftstrom angeordnet wird, ist eine Vorderfläche des Radiators durch den internen Wärmetauscher beschränkt, und die Abstrahlleistung des Radiators verschlechtert.
  • Ferner werden in der Einrichtung, in welcher der interne Wärmetauscher mit dem Akkumulator und dem Radiator in einem Rumpf integriert wird, sowohl die vorstehend beschriebenen Probleme bewirkt, d.h. die Größe des Akkumulators wird ausgedehnt, als auch ferner die Abstrahlleistung des Radiators verschlechtert.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Blick auf die vorstehenden Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anbringungseigenschaft eines internen Wärmetauschers zu verbessern, ohne einen Akkumulator größer zu machen oder die Abstrahlleistung eines Radiators zu verschlechtern.
  • Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Klimaanlage für Fahrzeugverwendung bereit, welche in einem Fahrzeug angebracht ist, wobei das Fahrzeug enthält: einen Radiator (30) zum Kühlen von Kühlmittel durch Austausch von Wärme zwischen dem Kühlmittel, welches einen wassergekühlten Motor gekühlt hat, und der Außenluft; ein Gebläse (31) zum Erzeugen eines Luftstroms, welches auf der Rückseite des Radiators (30) bezüglich des Fahrzeugs angeordnet ist; und einen Lüfterkragen (32), welcher eine Außenumfangsseite des Gebläses (31) zum Führen des Luftstroms derart bedeckt, dass der Luftstrom, welcher durch das Gebläse erzeugt wird, durch den Radiator (30) hindurch treten kann, wobei die Klimaanlage für ein Fahrzeug umfasst: einen Kompressor (10) zum Ansaugen und Komprimieren von Kältemittel in einem Kälteerzeugungskreis; einen Gaskühler (11) zum Kühlen von Kältemittel durch Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel, welches aus dem Kompressor (10) abgegeben wurde, und der Außenluft; und einen internen Wärmetauscher (15) zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel, welches durch den Gaskühler (11) durchgetreten ist, und dem Kältemittel, bevor dieses in den Kompressor (10) gesaugt wird, wobei zumindest ein Teil des internen Wärmetauschers (15) in einem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens (32) bezüglich des Fahrzeugs und auf der Außenumfangsseite des Gebläses (31) angeordnet ist.
  • Infolge der vorstehenden Ausbildung ist es möglich, einen Raum zu verwenden, welcher herkömmlicherweise nicht verwendet wurde. Deshalb wird es unnötig, einen neuen Raum in dem Motorraum bereitzustellen, um den internen Wärmetauscher anzubringen.
  • Gemäß der vorstehenden Ausbildung wird der interne Wärmetauscher nicht mit dem Akkumulator und dem Radiator in einem Rumpf integriert. Deshalb kann die Anbringungseigenschaft des internen Wärmetauschers verbessert werden, ohne die Größe des Akkumulators auszudehnen und ohne die Abstrahlleistung des Radiators zu verschlechtern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wenn eine Mehrzahl von Gebläsen (31) vorgesehen sind, zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers (15) zwischen der Mehrzahl von Gebläsen (31) angeordnet.
  • Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers (15) außerhalb des Gebläses (31) in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet werden. Alternativ kann zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers (15) in einem oberen Abschnitt oder einem unteren Abschnitt des Gebläses (31) angeordnet werden.
  • Ferner enthält der interne Wärmetauscher (15) gemäß der vorliegenden Erfindung einen Wärme tauschenden Abschnitt (150, 151, 152) mit einem Durchtritt, in welchem das Kältemittel von hoher Temperatur strömt, und ebenso mit einem Durchtritt, in welchem das Kältemittel von niedriger Temperatur strömt, und der Wärme tauschende Abschnitt (150, 151, 152) ist mittels Extrusion oder Ziehen hergestellt.
  • Infolge des Vorstehenden ist die Druckbeständigkeit des Wärme tauschenden Abschnitts, welcher mittels Extrusion oder Ziehen ausgebildet wird, hoch. Deshalb wird der so ausgebildete Wärme tauschende Abschnitt vorzugsweise für einen internen Wärmetauscher verwendet, an welchem ein CO2-Kreislauf, in welchem der Kältemitteldruck hoch ist, angewandt wird.
  • Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Wärme tauschende Abschnitt (150) in zylindrischer Form ausgebildet sein. Ferner kann der Wärme tauschende Abschnitt (151, 152) in Plattenform ausgebildet sein. Ferner kann der Wärme tauschende Abschnitt (152) aus einer Mehrzahl von plattenförmigen, einen Wärmeaustauschabschnitt bildenden Elementen (152) zusammengesetzt sein, welche miteinander verbunden sind.
  • Ferner umfasst eine Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Akkumulator (14), in welchem Kältemittel in Gasphasenkältemittel und Flüssigphasenkältemittel abgeschieden wird, und in welchem das abgeschiedene Flüssigphasenkältemittel gespeichert wird, wobei zumindest ein Abschnitt des Akkumulators (14) in einem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens (32) bezüglich des Fahrzeugs und auf dem Außenumfang des Gebläses (31) angeordnet ist.
  • Infolge des Vorstehenden kann ein toter Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens effektiver verwendet werden.
  • Ferner sind gemäß der vorliegenden Erfindung der Akkumulator (14) und der Wärmetauscher (15) durch einen Anschluss (40) direkt aneinander angeschlossen.
  • Infolge des Vorstehenden kann das Kältemittel an dem Auslass des Akkumulators direkt auf die Niedrigdruckseite des internen Wärmetauschers geführt werden. Deshalb kann das Kälteerzeugungssystem erheblich vereinfacht werden.
  • In diesem Zusammenhang entsprechen Bezugsziffern in Klammern für jedes Mittel den spezifischen Mitteln in der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform.
  • Die vorliegende Erfindung kann aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, wie sie nachfolgend ausgeführt wird, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung, welche ein Modell der Ausbildung der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der ersten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 3 ist eine Perspektivansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der ersten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der hinteren Schräge eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 4 ist eine Perspektivansicht, welche einen Querschnittsaufbau des Wärme tauschenden Abschnitts des inneren Wärmetauschers 15 zeigt, welcher in 1 gezeigt wird.
  • 5 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 6 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 5 zeigt.
  • 7 ist eine Seitenansicht der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der dritten Ausführungsform, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 8 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 7 zeigt.
  • 9 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der vierten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 10 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 9 zeigt.
  • 11 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der fünften Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 12 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 11 zeigt.
  • 13 ist eine Perspektivansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der sechsten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der hinteren Schräge eines Fahrzeugs aus genommen wird.
  • 14 ist eine Perspektivansicht, welche einen Querschnittsaufbau des Wärme tauschenden Abschnitts der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der siebten Ausführungsform zeigt.
  • 15 ist eine Perspektivansicht, welche einen Querschnittsaufbau des Wärme tauschenden Abschnitts der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der achten Ausführungsform zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 1 ist eine schematische Darstellung, welche ein Modell der Ausbildung der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Kälteerzeugungskreis dieser Klimaanlage für Fahrzeugverwendung ist aus einem CO2-Kreis zusammengesetzt, in welchem CO2 als Kältemittel verwendet wird.
  • Der Kompressor 10 wird durch einen wassergekühlten Motor E angetrieben, welcher in einem Fahrzeug eingebaut ist. Der Kompressor 10 saugt Kältemittel (CO2) an und komprimiert das so angesaugte Kältemittel auf einen Druck, welcher nicht niedriger als der kritische Druck ist.
  • Der Gaskühler 11 ist an der Abgabeseite des Kompressors 10 angeschlossen und tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel (Kältemittel hohen Drucks), welches aus dem Kompressor 10 abgegeben wurde, und der Außenluft, so dass das abgegebene Kältemittel gekühlt werden kann.
  • Das Expansionsventil 12 ist aus einem variablen Drosselmechanismus zusammengesetzt und an der Auslassseite des Gaskühlers 11 angeschlossen. Das Expansionsventil 12 dekomprimiert das Kältemittel von hohem Druck, welches aus dem Gaskühler 11 abgegeben wurde, zu einem Zweiphasenzustand, welcher Gas und Flüssigkeit bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck beinhaltet.
  • Der Verdampfer 13 ist an der Auslassseite des Expansionsventils 12 angeschlossen und in die Innenklimatisierungseinheit 20 eingebaut. Diese Innenklimatisierungseinheit 20 ist innerhalb des in dem Fahrzeugraum vorgesehenen Instrumenten-Panels angeordnet. Diese Innenklimatisierungseinheit 20 stellt die Temperatur eines Luftstroms ein, welcher aus dem Klimatisierungslüfter 21 geschickt wird, welcher aus einem Lüfter und einem Elektromotor zusammengesetzt ist, und strömt aus dem Luftzug in den Fahrzeugraum. In dem Verdampfer 13 absorbiert Kältemittel von niedrigem Druck Wärme aus dem Luftzug und verdampft, so dass die Luftströmung durch die Verdampfung gekühlt werden kann.
  • Der Akkumulator 14 ist an der Auslassseite des Verdampfers 13 angeschlossen. Der Akkumulator 14 ist ein Gas/Flüssigkeits-Abscheidemittel zum Abscheiden des Kältemittels, welches aus dem Auslass des Verdampfers 13 abgegeben wurde, in Gasphasenkältemittel und Flüssigphasenkältemittel, und zum Aufbewahren des Flüssigphasenkältemittels. Das Gasphasenkältemittel wird veranlasst, aus dem Akkumulator 14 zu der Saugseite des Kompressors 10 zu strömen. Infolge des vorstehenden verhindert der Akkumulator 14, dass das Flüssigphasenkältemittel in den Kompressor 10 gesaugt wird.
  • Der interne Wärmetauscher 15 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel (Gasphasenkältemittel) von niedriger Temperatur und niedrigem Druck, welches aus dem Akkumulator 14 ausgeströmt ist, um so in den Kompressor 10 gesaugt zu werden, und dem Kältemittel von hoher Temperatur und hohem Druck aus, welches aus der Auslassseite des Gaskühlers 11 strömt. Deshalb sind der Niedrigdruck-Kältemitteldurchtritt, in welchem das Kältemittel von niedrigem Druck strömt, und der Hochdruck-Kältemitteldurchtritt, in welchem das Kältemittel von hohem Druck strömt, in dem internen Wärmetauscher 15 ausgebildet.
  • Als nächstes werden Erläuterungen hinsichtlich des Betriebs des Kälteerzeugungskreises in der Einrichtung ausgeführt, welche wie vorstehend beschrieben zusammengesetzt ist. Zunächst wird das Kältemittel durch den Kompressor 10 komprimiert und der Kältemitteldruck erhöht. In diesem Fall wird in einem CO2-Kreis das von dem Kompressor 10 abgegebene Kältemittel üblicherweise auf einen Druck komprimiert, welcher höher als der kritische Druck ist. Deshalb wird in dem Gaskühler 11, während das abgegebene Kältemittel in dem superkritischen Zustand gehalten wird, Wärme zwischen dem Kältemittel und der Außenluft ausgetauscht.
  • Das Kältemittel bei hohem Druck, dessen Temperatur gesenkt wurde, weil die Wärme von dem Kältemittel abgestrahlt wird, wenn das Kältemittel in den Gaskühler 11 einströmt, tritt durch den Hochdruck-Kältemitteldurchtritt des internen Wärmetauschers 15 und strömt dann in das Expansionsventil 12, so dass der Druck des Kältemittels dekomprimiert werden kann, und das Kältemittel wird in den Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand von Gas und Flüssigkeit gebracht, in welchem die Temperatur und der Druck des Kältemittels niedrig sind. Als nächstes strömt dieses Kältemittel von niedrigem Druck in den Verdampfer 13. In dem Verdampfer 13 entzieht das Kältemittel niedrigen Drucks Latentwärme zum Verdampfen aus einem Luftstrom, welcher aus der Innenklimatisierungseinheit 20 ausströmt, so dass das Flüssigphasenkältemittel verdampft werden kann.
  • Infolge des Vorstehenden kann ein Luftstrom aus der Innenklimatisierungseinheit 20 durch den Verdampfer 13 gekühlt werden. Eine Strömung von kalter Luft kann deshalb aus der Innenklimatisierungseinheit 20 strömen, und das Fahrzeug kann gekühlt werden. Das Kältemittel von niedrigem Druck, welches durch den Verdampfer 13 hindurch getreten ist, tritt durch den Akkumulator 14 und den Niedrigdruck-Kältemitteldurchtritt des internen Wärmetauschers 15 und wird in den Kompressor 10 gesaugt.
  • In diesem Zusammenhang wird in dem internen Wärmetauscher 15 Wärme zwischen dem Kältemittel von niedriger Temperatur und niedrigem Druck auf der Auslassseite des Akkumulators 14 und dem Kältemittel von hoher Temperatur und hohem Druck auf der Auslassseite des Gaskühlers 11 ausgetauscht. Deshalb wird die Enthalpie des Kältemittels auf der Einlassseite des Verdampfers 13 um die Enthalpie des Kältemittels, welche einer Wärmemenge entspricht, die in dem internen Wärmetauscher 15 ausgetauscht wird, niedriger als die eines Falles, in welchem der interne Wärmetauscher 15 nicht eingesetzt ist,.
  • Demgemäß wird eine Differenz der Enthalpie zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Verdampfers 13 um die gesenkte Enthalpie des Kältemittels an der Einlassseite des Verdampfers größer als in dem Fall, in welchem der interne Wärmtauscher 15 nicht eingesetzt ist. Deshalb kann die Kühlleistung bzw. -kapazität des Verdampfers 13 verbessert werden.
  • Als nächstes wird eine Position, an welcher der interne Wärmetauscher 15 angebracht wird, unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert. 2 ist eine Ansicht, welche den Wärmetauscher für Fahrzeugverwendung zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird, und 3 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung zeigt, wobei die Ansicht von schräg hinten bezüglich eines Fahrzeugs genommen wird.
  • Eine Kühleinheit zum Kühlen eines Fahrzeugmotors E (gezeigt in 1) ist in dem Motorraum des Fahrzeugs angebracht. Die Kühleinheit enthält: einen Radiator 30 zum Kühlen des Motors; zwei Gebläse 31; und einen Lüfterkragen 32.
  • Der Radiator 30 zum Kühlen des Motors ist auf der Rückseite des Gaskühlers 11 bezüglich des Fahrzeugs angeordnet und tauscht Wärme zwischen dem Kühlwasser, welches den Motor E gekühlt hat, und der Außenluft aus, um so das Kühlwasser zu kühlen.
  • Das Gebläse 31 enthält: einen Lüfter 310 zum Erzeugen eines Luftstroms; und einen Elektromotor 311 zum Antrieb des Lüfters 310. Der Lüfter 31 ist auf der Rückseite des Radiators 30 zum Kühlen des Motors angeordnet, so dass die Außenluft zu dem Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels und dem Radiator 30 zum Kühlen des Motors geleitet werden kann.
  • Der Lüfterkragen 32 enthält: zwei zylindrische Abschnitte 320, welche den Lüfter 310 umschließen; und einen im Wesentlichen ebenen, flachen Plattenabschnitt 321, welcher um die zylindrischen Abschnitte 320 herum angeordnet ist. Die äußere Umfangsseite des Gebläses 31 ist mit den zylindrischen Abschnitten 320 bedeckt, und ein Abschnitt der Kernfläche des Radiators 30 zum Kühlen des Motors, welche nicht dem Lüfter 310 gegenüberliegt, ist mit dem flachen Plattenabschnitt 321 bedeckt. Infolge des Vorstehenden kann ein durch den Lüfter 310 erzeugter Luftstrom derart geführt werden, dass er durch den Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels und durch den Radiator 30 zum Kühlen des Motors hindurch treten kann. Ferner weist der Lüfterkragen 32 eine Funktion des Haltens des Elektromotors 311 auf.
  • Der interne Wärmetauscher 15 ist in einem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens 32 bezüglich des Fahrzeugs und auf der äußeren Umfangsseite des Gebläses 31 angeordnet. Mit anderen Worten, ist der interne Wärmetauscher 15 in einem Raum auf der Rückseite des flachen Plattenabschnitts 321 des Lüfterkragens 32 bezüglich des Fahrzeugs und auf der äußeren Umfangsseite der zylindrischen Abschnitte 320 des Lüfterkragens 32 angeordnet.
  • Der interne Wärmetauscher 15 ist im Wesentlichen in U-Form gekrümmt, und ein linearer Abschnitt in dem zwischenliegenden Abschnitt des internen Wärmetauschers 15 ist zwischen den zwei Gebläsen 31 angeordnet. Ein linearer Abschnitt auf einer Endseite ist in einem oberen Abschnitt von einem der Gebläse 31 angeordnet, und ein linearer Abschnitt auf der anderen Endseite ist in einem unteren Abschnitt von einem der Gebläse 31 angeordnet.
  • In diesem Fall wird der Aufbau des Wärme tauschenden Abschnitts des internen Wärmetauschers 15 nachfolgend erläutert. 4 ist eine Ansicht, welche einen Querschnittsaufbau des Wärme tauschenden Abschnitts zeigt. Der Wärme tauschende Abschnitt 150 ist aus einem einzigen Material hergestellt, dessen Wärmeleitfähigkeit hoch ist, wie etwa Aluminiumlegierung. Genauer ist der Wärme tauschende Abschnitt 150 aus Aluminiumlegierung hergestellt und in eine zylindrische Form mittels Extrusion oder Ziehen ausgebildet. Eine große Anzahl von Durchtritten 150a, 150b sind in der Längsrichtung in dem zylindrischen Abschnitt in solch einer Weise ausgebildet, dass die Durchtritte 150a, 150b den Zylinder durchdringen.
  • In dem ersten Durchtritt 150a, welcher in der Mitte ausgebildet ist, strömt beispielsweise das Kältemittel von hoher Temperatur. In einer Mehrzahl der zweiten Durchtritte 150b, welche um den ersten Durchtritt 150a herum ausgebildet sind, strömt beispielsweise das Kältemittel von niedriger Temperatur.
  • In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist der interne Wärmetauscher 15 in einem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens 32 bezüglich des Fahrzeugs und auf der äußeren Umfangsseite des Gebläses 31 angeordnet, d.h., der Raum, welcher nicht effektiv im herkömmlichen Aufbau verwendet wird, wird verwendet. Deshalb kann, selbst wenn ein neuer Raum zum Anordnen des internen Wärmetauschers 15 nicht in dem Motorraum sichergestellt ist, der interne Wärmetauscher 15 in dem Motorraum eingebaut werden.
  • Ferner ist der interne Wärmetauscher 15 nicht mit dem Akkumulator 14 und dem Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels in einem Körper integriert. Deshalb kann die Einbaueigenschaft des internen Wärmetauschers 15 verbessert werden, ohne den Akkumulator 14 größer zu machen und die Abstrahlleistung des Gaskühlers 11 zum Kühlen des Kältemittels zu beeinträchtigen.
  • Vom Standpunkt der Vereinfachung der Kältemittelströmung aus betrachtet, wird bevorzugt, dass der Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels und der interne Wärmetauscher 15 nahe beieinander angeordnet sind. Gemäß dieser Ausführungsform sind der Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels und der interne Wärmetauscher 15 nahe beieinander angeordnet, da der interne Wärmetauscher 15 in dem Radiator 30 zum Kühlen des Motors, und dem Lüfterkragen 32 untergebracht ist, welche in vielen Fällen mit dem Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels in einem Körper integriert sind.
  • Da die Druckbeständigkeit des Wärme tauschenden Abschnitts 150, welcher mittels Extrusion oder Ziehen gebildet wird, hoch ist, wird der Wärme tauschende Abschnitt 150 vorzugsweise für den internen Wärmetauscher 15 verwendet, auf welchen ein CO2-Kreis angewandt wird, dessen Kältemitteldruck hoch ist.
  • In diesem Zusammenhang ist es nicht nötig, dass der gesamte interne Wärmetauscher 15 in dem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens 32 bezüglich des Fahrzeugs und auf der äußeren Umfangsseite des Gebläses 31 angeordnet ist, d.h. ein Abschnitt bzw. Teil des internen Wärmetauschers 15 kann sich in den Motorraum erstrecken. Mit anderen Worten, kann ein Abschnitt des internen Wärmetauschers 15 an einer Position angeordnet sein, welche sich außerhalb der Projektionsebene des Lüfterkragens 32 befindet, wenn dieser von der Vorderseite eines Fahrzeugs aus betrachtet wird.
  • ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 5 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird, und 6 eine Seitenansicht ist, welche das Rechte von 5 zeigt. Ähnliche Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Teile in den ersten und zweiten Ausführungsformen zu beschreiben, und Erläuterungen bezüglich der ähnlichen Teile werden hier weggelassen.
  • Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, ist der interne Wärmetauscher 15 im Wesentlichen in U-Form gekrümmt, und ein linearer Abschnitt in dem zwischenliegenden Abschnitt ist außerhalb des Gebläses 31 auf der Projektionsebene des Lüfterkragens 32 in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet. Lineare Abschnitte, welche in einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt des Gebläses 31 angeordnet sind, sind in nahezu allen Bereichen auf der Ebene der Projektion des Lüfterkragens 32 in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise als ein Verfahren der Anbringung des internen Wärmetauschers 15, dessen Länge größer ist, angewandt.
  • DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 7 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen ist, und 8 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 7 zeigt. Ähnliche Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Teile in der ersten und der dritten Ausführungsform zu beschreiben, und Erläuterungen bezüglich ähnlicher Teile werden hier weggelassen.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, wird in dem Fall, in welchem ein großer Raum in einem oberen oder in einem unteren Abschnitt des Gebläses 31 auf der Projektionsebene des Lüfterkragens 32 bereitgestellt wird, beispielsweise ein langer und schlanker, interner Wärmetauscher 15, dessen Form eine U-Form ist, in dem Raum angeordnet.
  • VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 9 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der vierten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird, und 10 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 9 zeigt. Ähnliche Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Teile in der ersten und der vierten Ausführungsform zu beschreiben, und Erläuterungen bezüglich ähnlicher Teile werden hier weggelassen.
  • Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, wird in dem Fall, in welchem ein Raum nur in einem oberen Abschnitt oder einem unteren Abschnitt des Gebläses 31 auf der Projektionsebene des Lüfterkragens 32 ausgebildet wird, der interne Wärmetauscher 15 in diesem Raum angeordnet. Auf den internen Wärmetauscher 15, welcher von Seite zu Seite lang ist, wird dieses Verfahren effektiv angewandt.
  • FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 11 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der fünften Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von der Seite eines Fahrzeugs aus genommen wird, und 12 ist eine Seitenansicht, welche das Rechte von 11 zeigt. Ähnliche Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Teile in der ersten und der fünften Ausführungsform zu bezeichnen, und Erläuterungen bezüglich ähnlicher Teile werden hier weggelassen.
  • Wie in den 11 und 12 gezeigt, ist in dem Fall, in welchem ein großer Raum außerhalb des Gebläses 31 auf der Projektionsebene des Lüfterkragens 32 in der Breitenrichtung eines Fahrzeugs ausgebildet wird, beispielsweise der interne Wärmetauscher 15, welcher in einer langen und schlanken U-Form gekrümmt ist, in dem Raum angeordnet.
  • SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 13 ist eine Ansicht, welche die Klimaanlage für Fahrzeugverwendung in der sechsten Ausführungsform zeigt, wobei die Ansicht von schräg hinten eines Fahrzeugs aus genommen wird. Ähnliche Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Teile in der ersten und der sechsten Ausführungsform zu bezeichnen, und Erläuterungen bezüglich ähnlicher Teile werden hier weggelassen.
  • Wie in 13 gezeigt, kann, wenn der Akkumulator 14 und der interne Wärmetauscher 15 außerhalb des Gebläses 31 auf der Projektionsebene des Lüfterkragens 32 in der Breitenrichtung eines Fahrzeugs angeordnet sind, ein an der Hinterseite des Lüfterkragens 32 ausgebildeter toter Raum effektiver verwendet werden.
  • Bei diesem Aufbau sind der Gaskühler 11 zum Kühlen des Kältemittels und der interne Wärmetauscher 15 direkt aneinander angeschlossen, um so redundante Leitungen zu eliminieren. Ferner sind der Akkumulator 14 und der interne Wärmetauscher 15 direkt über den Anschluss-Teilabschnitt 40 zum Anschluss der Durchtritte, in welchen das Kältemittel strömt, direkt aneinander angeschlossen. Infolge des vorstehend beschriebenen, wird das Kältemittel an dem Auslass des Akkumulators 15 direkt auf der Niedrigdruckseite des internen Wärmetauschers 15 eingeleitet. Deshalb kann das System erheblich vereinfacht werden.
  • SIEBTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 14 ist eine Perspektivansicht, welche einen Querschnittaufbau des Wärme tauschenden Abschnitts der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der siebten Ausführungsform zeigt.
  • Wie in 14 gezeigt, ist der Wärme tauschende Abschnitt 151 in dem internen Wärmetauscher 15 aus Aluminiumlegierung hergestellt und in eine Plattenform mittels Extrusion oder Ziehen ausgebildet, und eine große Anzahl von Durchtritten 151a, 151b sind den plattenförmigen, Wärme tauschenden Abschnitt 151 durchdringend, ausgebildet.
  • Beispielsweise strömt das Kältemittel von hoher Temperatur in dem ersten Durchtritt 151a, welcher in einer Reihe (der oberen Reihe in 14) ausgebildet ist, und das Kältemittel von niedriger Temperatur strömt in den zweiten Durchtritt 151b in der anderen Reihe (der unteren Reihe in 14), und Wärme wird zwischen dem Kältemittel von hoher Temperatur und dem Kältemittel von niedriger Temperatur über die Wandfläche ausgetauscht.
  • ACHTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 15 ist eine Perspektivansicht, welche einen Querschnittsaufbau des Wärme tauschenden Abschnitts der Klimaanlage für Fahrzeugverwendung der achten Ausführungsform zeigt.
  • Wie in 15 gezeigt, ist der Wärme tauschende Abschnitt 152 des internen Wärmetauschers 15 aus Aluminiumlegierung hergestellt und in solch einer Weise zusammengesetzt, dass eine Mehrzahl der den Wärme tauschenden Abschnitt bildenden Elemente 1520 (drei den Wärmetauschabschnitt bildende Elemente 1520 in diesem Beispiel), welche mittels Extrusion oder Ziehen hergestellt sind, auf einander platziert und miteinander verbunden werden.
  • Eine große Anzahl von Durchtritten 1521 wird in den den Wärmetauschabschnitt bildenden Elementen 1520 ausgebildet. Beispielsweise strömt das Kältemittel von hoher Temperatur in den Durchtritten 1521 des den mittleren Wärmetauschabschnitt bildenden Elements 1520, und das Kältemittel von niedriger Temperatur strömt in den Durchtritt 1521 des den Wärmetauschabschnitt bildenden Elements 1520, welches auf beiden Seiten bereitgestellt ist.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, welche zu Zwecken der Darstellung ausgewählt wurden, sollte ersichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen an dieser durch Fachleute ausgeführt werden können, ohne von dem grundlegenden Konzept und dem Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (13)

  1. Klimaanlage zur Fahrzeugverwendung, die in einem Fahrzeug angebracht ist, wobei das Fahrzeug enthält: einen Radiator zum Kühlen von Kühlmittel durch Austausch von Wärme zwischen dem Kühlmittel, welches einen wassergekühlten Motor gekühlt hat, und der Außenluft; ein Gebläse zum Erzeugen eines Luftstroms, welches auf der Rückseite des Radiators bezüglich des Fahrzeugs angeordnet ist; und einen Lüfterkragen, welcher eine Außenumfangsseite des Gebläses bedeckt, zum Führen des Luftstroms derart, dass der Luftstrom, welcher durch das Gebläse erzeugt wird, durch den Radiator hindurch treten kann, wobei die Klimaanlage für das Fahrzeug umfasst: einen Kompressor zum Ansaugen und Komprimieren von Kältemittel in einem Kälteerzeugungskreis; einen Gaskühler zum Kühlen von Kältemittel durch Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel, welches aus dem Kompressor abgegeben wurde, und der Außenluft; und einen internen Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, welches durch den Gaskühler hindurch getreten ist, und Kältemittel, bevor es in den Kompressor eingesaugt wird, wobei zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers in einem Raum auf der Rückseite des Lüfterkragens bezüglich des Fahrzeugs und auf der Außenumfangsseite des Gebläses angeordnet ist.
  2. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Gebläsen vorgesehen sind, und zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers zwischen der Mehrzahl von Gebläsen angeordnet ist.
  3. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers außerhalb des Gebläses in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
  4. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei zumindest ein Abschnitt des internen Wärmetauschers in einem oberen Abschnitt oder einem unteren Abschnitt des Gebläses angeordnet ist.
  5. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei der interne Wärmetauscher einen Wärme tauschenden Abschnitt mit einem Durchtritt enthält, in welchem das Kältemittel von hoher Temperatur strömt, und ebenso einen Durchtritt aufweist, in welchem das Kältemittel von niedriger Temperatur strömt, und wobei der Wärme tauschende Abschnitt mittels Extrusion oder Ziehen hergestellt ist.
  6. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 5, wobei der Wärme tauschende Abschnitt in zylindrischer Form ausgebildet ist.
  7. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 5, wobei der Wärmetauschende Abschnitt in Plattenform ausgebildet ist.
  8. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 5, wobei der Wärme tauschende Abschnitt aus einer Mehrzahl von plattenförmigen Wärmetauschabschnitt bildenden Elementen zusammengesetzt ist, welche miteinander verbunden sind.
  9. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Akkumulator, in welchem Kältemittel in Gasphasenkältemittel und Flüssigphasenkältemittel abgeschieden wird, und das abgeschiedene Flüssigphasenkältemittel aufbewahrt wird, wobei zumindest ein Abschnitt des Akkumulators in einem Raum auf einer Rückseite des Lüfterkragens bezüglich des Fahrzeugs und auf der Außenumfangsseite des Gebläses angeordnet ist.
  10. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 9, wobei der Akkumulator und der interne Wärmetauscher direkt aneinander mittels eines Anschlusses angeschlossen sind.
  11. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei das Kältemittel Kohlendioxid ist.
  12. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei der Radiator zum Kühlen des Motors auf der Rückseite des Gaskühlers zum Kühlen des Kältemittels bezüglich des Fahrzeugs angeordnet ist.
  13. Klimaanlage für Fahrzeugverwendung gemäß Anspruch 1, wobei der Lüfterkragen enthält: einen zylindrischen Abschnitt, welcher den Lüfter umgibt; und einen im Wesentlichen flachen Plattenabschnitt, welcher um den zylindrischen Abschnitt herum vorgesehen ist.
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