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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion zur Verwendung in einer Autoklimaanlage für ein Fahrzeug, in dem ein Motor, der als Antriebsquelle für einen Kompressor dient, temporär angehalten wird, wenn das Fahrzeug anhält.
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Hier und in den beigefügten Ansprüchen werden die Oberseite und die Unterseite der 1 und 2 jeweils als „oben” bzw. „unten” bezeichnet.
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In den letzten Jahren, um die Umwelt zu schützen und um den Verbrauch von Fahrzeugen zu verbessern, wurden ein Fahrzeug vorgeschlagen, das ausgebildet ist, um automatisch den Motor anzuhalten, wenn das Automobil anhält, beispielsweise um auf das Wechseln einer Lichtsignalanlage zu warten.
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Im Übrigen weist eine herkömmliche Autoklimaanlage ein Problem dahingehend auf, dass, wenn ein Motor eines Automobils, in dem eine Klimaanlage angeordnet ist, angehalten wird, ein Kompressor, der von dem Motor angetrieben wird, angehalten wird und die Bereitstellung von Kühlmittel an den Evaporator angehalten wird, wodurch die Kühlkapazität der Klimaanlage steil abfällt.
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Als eine Maßnahme, um ein solches Problem zu lösen, wurde das Ausbilden einer Kältespeicherfunktion an dem Evaporator in Erwähnung gezogen, um dadurch das Kühlen eines Fahrzeugabteils durch Verwendung der Kälte, die in dem Evaporator gespeichert ist, zu ermöglichen, wenn der Kompressor als ein Ergebnis des Anhaltens des Motors anhält.
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Ein Evaporator, der eine Kältespeicherfunktion aufweist, wurde vorgeschlagen (siehe das
japanische Patent Nr. 4043776 ). Der vorgeschlagene Evaporator umfasst eine Vielzahl an Gruppen, die jeweils zwei Kühlmittelfließröhren umfassen, deren Breitenrichtung sich mit einer Luftstromrichtung deckt und die voneinander in der Luftflussrichtung beabstandet sind, wobei die Vielzahl an Gruppen in Abständen in einer Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung der Kühlmittelfließröhren angeordnet ist. Ein flacher Kältespeichermaterialbehälter, dessen Breitenrichtung sich mit der Luftstromrichtung deckt und der mit einem Kältespeichermaterial gefüllt ist, ist an einer Seite von jeder Gruppe, die zwei Kühlmittelfließröhren umfasst, angeordnet, so dass der Kältespeichermaterialbehälter sich über die Kühlmittelfließröhren, die zueinander benachbart sind, in der Luftstromrichtung erstreckt und ist an die Kühlmittelfließröhren gelötet. Der Kältespeichermaterialbehälter weist eine konstante Abmessung in der Dickenrichtung über den gesamten Kältespeichermaterialbehälter hinweg auf. Anordnungen, die jeweils aus einer Gruppe an Kühlmittelfließröhren ausgebildet sind, die in der Luftstromrichtung angeordnet sind, und ein Kältespeichermaterialbehälter, der an die Gruppe an Kühlmittelfließröhren angelötet ist, sind in Abständen in der Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung der Kühlmittelflussröhren angeordnet. Ein Raum zwischen benachbarten Anordnungen dient als Luftpassierfreiraum und eine äußere Finne ist in dem Luftpassierfreiraum angeordnet und an die entsprechenden Kühlmittelfließröhren und den entsprechenden Kältespeichermaterialbehälter gelötet.
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In dem Fall, dass der Evaporator eine Kältespeicherfunktion, die in der Veröffentlichung offenbart ist, aufweist, wenn das Kühlmittel mit niedriger Temperatur durch die Kühlmittelfließröhren fließt, wird Kälte in dem Kältespeichermaterial innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters gespeichert.
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Jedoch müssen in dem Fall, bei dem der Evaporator eine Kältespeicherfunktion aufweist, der in der Veröffentlichung offenbart ist, wenn ein Anstieg des Betrags an Kältespeichermaterial in dem Kältespeichermaterialbehälter gewünscht ist, um die Kältespeicherleistung zu verbessern, die Längen der Kältespeichermaterialbehälter und der Kühlmittelfließröhren erhöht werden, und die Behälterhöhe (Abmessung in Bezug auf die Dickenrichtung) des Kältespeichermaterialbehälters muss über dessen Gesamtheit erhöht werden. Jedoch, wenn die Längen der Kältespeichermaterialbehälter und der Kühlmittelfließröhren erhöht werden, erhöht sich die Größe des Wärmetauscherkernabschnitts des Evaporators mit einem sich daraus ergebenden Gewichtsanstieg und einer Verschlechterung der Raumsparleistung. Ferner, wenn die Behälterhöhe des Kältespeichermaterialbehälters über dessen Gesamtheit erhöht wird, wird eine längere Zeit benötigt, um das Kältespeichermaterial zu kühlen. Daher fällt die Kühlleistung zum Zeitpunkt des Beginns des Kühlbetriebs ab. Ferner, wenn die Behälterhöhe des Kältespeichermaterialbehälters über dessen Gesamtheit erhöht wird ohne die Abmessung des Wärmetauscherkernabschnitts des Evaporators mit einer Kältespeicherfunktion zu verändern, verringert sich der Luftpassierbereich von jedem Luftpassierfreiraum und der Luftpassierwiderstand erhöht sich, wodurch die Kühlleistung des Evaporators abfällt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die obigen Probleme zu lösen und einen Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion zur Verfügung zu stellen, dessen Größe und Gewicht verglichen mit dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion, der in dem
japanischen Patent Nr. 4043776 beschrieben wird, reduziert werden kann, der effizient ein Kältespeichermaterial kühlen kann und der einen Anstieg des Luftpassierwiderstands unterdrücken kann.
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Modi.
- 1) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion umfassend eine Vielzahl an flachen Kühlmittelfließröhren, die parallel angeordnet sind, so dass die Kühlmittelfließröhren sich vertikal erstrecken, wobei die Breitenrichtung der Kühlmittelfließröhren sich mit einer Luftstromrichtung deckt und die Kühlmittelfließröhren voneinander beabstandet sind, und eine Vielzahl an flachen Kältespeichermaterialbehältern, von welchen jeder ein Kältespeichermaterial umfasst und an einer Seite der entsprechenden Kühlmittelfließröhre so angeordnet ist, dass der Kältespeichermaterialbehälter sich vertikal erstreckt, wobei die Breitenrichtung des Kältespeichermaterialbehälters sich mit der Luftstromrichtung deckt und der Kältespeichermaterialbehälter in thermischem Kontakt mit den entsprechenden Kühlmittelfließröhren steht, wobei
jeder der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterkörper umfasst, der in thermischem Kontakt mit der entsprechenden Kühlmittelfließröhre steht und einen internen Volumenvergrößerungsabschnitt, der sich von dem Behälterkörper in Richtung der Flussaufwärtsseite oder der Flussabwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung erstreckt, der sich nach außen in Bezug auf die Luftstromrichtung der Kühlmittelfließröhre erstreckt und der in der Abmessung in einer Dickenrichtung größer ist als der Behälterkörper; und
wobei jeder der Kältespeichermaterialbehälter eine innere Finne umfasst, die darin angeordnet ist und sich von dem Behälterkörper hin zu dem inneren Volumenvergrößerungsabschnitt erstreckt.
- 2) Verdampfer bzw. Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 1), bei dem die Innenbereiche der Kältespeichermaterialbehälter miteinander an den inneren Volumenvergrößerungsabschnitten davon verbunden sind.
- 3) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 2), bei dem die Innenbereiche von allen den Kältespeichermaterialbehältern miteinander verbunden sind.
- 4) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 1), bei dem die innere Finne eine gewellte Finne mit Scheitelabschnitten (engl.: crest portions), die sich in der Luftstromrichtung erstrecken, mit Rinnenabschnitten (engl.: trough portions), die sich in der Luftstromrichtung erstrecken und mit Verbindungsabschnitten, die die Scheitelabschnitte und die Rinnenabschnitte verbinden, ist.
- 5) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 1), bei dem die innere Finne eine abgestufte Finne ist, die eine Vielzahl an welligen Streifen umfasst, die in der Luftstromrichtung angeordnet sind und einheitlich miteinander verbunden sind, wobei jeder der Streifen Scheitelabschnitte, die sich in der Luftstromrichtung erstrecken, Rinnenabschnitte, die sich in der Luftstromrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, die die Scheitelabschnitte und die Rinnenabschnitte verbinden, aufweist, wobei die Scheitelabschnitte und die Rinnenabschnitte von einem von zwei angrendenzen Streifen in der Luftstromrichtung vertikal zu der Position von derjenigen von dem anderen der beiden Streifen versetzt sind.
- 6) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 4) oder 5), bei dem die innere Finne eine konstante Finnenhöhe über die Gesamtheit der inneren Finne aufweist, wobei die innere Finnenhöhe gleich der Höhe des Innenbereichs des Behälterkörpers des Kältespeichermaterialbehälters und geringer als die Höhe des Innenbereichs des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts ist.
- 7) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 1), bei dem die Kühlmittelfließröhren und die Kältespeichermaterialbehälter separat ausgebildet sind; wobei eine Vielzahl an Anordnungen, die jeweils aus einer Kühlmittelfließröhre und einem Kältespeichermaterialbehälter, dessen Behälterkörper an die Kühlmittelfließröhre gelötet ist, ausgebildet ist, in Abständen in einer Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung der Kühlmittelfließröhren angeordnet ist, wobei Räume, die jeweils zwischen benachbarten Anordnungen ausgebildet sind, als Luftpassierfreiräume dienen; wobei Abschnitte der äußeren Finnen an der Seite in Richtung der inneren Volumenvergrößerungsabschnitte der Kältespeichermaterialbehälter sich in Bezug auf die Luftstromrichtung der Kühlmittelfließröhren nach außen erstrecken und die äußeren Finnen an die gegenüberliegende Oberflächen der inneren Volumenvergrößerungsabschnitte der Kältespeichermaterialbehälter gelötet sind.
- 8) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 7), bei dem die Kühlmittelfließröhre von jeder der Anordnungen eine Vielzahl an Kühlmittelfließröhren umfasst, die angeordnet sind, so dass die Kühlmittelfließröhren voneinander in der Luftstromrichtung beabstandet sind und der Behälterkörper des Kältespeichermaterialbehälters von jeder Anordnung angeordnet ist, um sich über alle die Kühlmittelfließröhren der Anordnung zu erstrecken und an alle die Kühlmittelfließröhren der Anordnung gelötet ist.
- 9) Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 1), bei dem ein Abschnitt von jedem Kältespeichermaterialbehälter an der Flussabwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung sich nach außen in Bezug auf die Luftstromrichtung der Kühlmittelfließröhren erstreckt und der innere Volumenvergrößerungsabschnitt an dem Abschnitt des Kältespeichermaterialbehälters vorgesehen ist, der sich von den Kühlmittelfließröhren erstreckt.
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Gemäß dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 1) bis 9) umfasst jede der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterkörper, der in thermischen Kontakt mit den Kühlmittelfließröhren steht und einen inneren Volumenvergrößerungsabschnitt, der sich von dem Behälterkörper in Richtung der Flussaufwärtsseite oder der Flussabwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung erstreckt, der sich nach außen in Bezug auf die Luftstromrichtung von der Kühlmittelfließröhre aus erstreckt und der in der Abmessung in einer Dickenrichtung größer ist als der Behälterkörper. Daher kann der Betrag an Kältespeichermaterial, der in die Kältespeichermaterialbehälter geladen wird, erhöht werden ohne, wie bei dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion, der in dem
japanischen Patent Nr. 4043776 beschrieben wurde, die Längen der Kühlmittelfließröhren und der Kältespeichermaterialbehälter zu erhöhen oder die Behälterhöhe (die Abmessung in der Dickenrichtung) der Kältespeichermaterialbehälter über deren Gesamtheit zu erhöhen. Demgemäß kann die Größe und das Gewicht des Evaporators reduziert werden, verglichen mit dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion, der in dem
japanischen Patent Nr. 4043776 beschrieben wurde, bei dem die Behälterhöhe der Kältespeichermaterialbehälter konstant über deren Gesamtheit ist. Ferner kann die Zeit, die zum Kühlen des Kältespeichermaterials benötigt wird, verglichen mit dem Fall, in dem die Behälterhöhe des Evaporators mit einer Kältespeicherfunktion, wie in dem
japanischen Patent Nr. 4043776 beschrieben, in dem die Behälterhöhe des Kältespeichermaterialbehälters über dessen Gesamtheit konstant ist, verkürzt werden. Daher wird ein Abfallen der Kühlleistung zu Beginn des Kühlbetriebs unterdrückt. Zusätzlich, da eine innere Finne, die sich von dem Behälterkörper hin zu einem inneren Volumenvergrößerungsabschritt erstreckt, in jedem Kältespeichermaterialbehälter angeordnet ist, wird das Kältespeichermaterial innerhalb des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts schnell gekühlt. Demgemäß kann das Kältespeichermaterial innerhalb der Kältespeichermaterialbehälter effizient gekühlt werden.
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Ferner erstreckt sich der inneren Volumenvergrößerungsabschnitt von dem Behälterkörper in Richtung der Flussaufwärtsseite oder der Flussabwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung und erstreckt sich nach außen in Bezug auf die Luftstromrichtung von der Kühlmittelflussröhre. Daher kann, sogar in dem Fall, in dem eine Vielzahl an Anordnungen, die jeweils eine Kühlmittelfließröhre und einen Kältespeichermaterialbehälter umfassen, dessen Behälterkörper in thermischen Kontakt mit der Kühlmittelfließröhre steht, in Abständen in einer Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung der Kühlmittelfließröhren angeordnet ist und Räume, die jeweils zwischen den benachbarten Anordnungen ausgebildet sind, als Luftpassierfreiräume dienen, der Betrag an Kältespeichermaterial, der in die Kältespeichermaterialbehälter geladen wird, erhöht werden, ohne die Abmessungen des Wärmetauscherkernabschnitts zu verändern. Demgemäß kann ein Abnehmen der Bereiche des Luftpassierfreiraums verglichen mit dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion, der in dem
japanischen Patent Nr. 4043776 beschrieben wurde, unterdrückt werden, wodurch ein Anstieg des Luftpassierwiderstands unterdrückt werden kann und im Ergebnis ein Abfallen der Kühlleistung verhindert werden kann.
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Gemäß dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 2), stehen die Innenbereiche der Kältespeichermaterialbehälter miteinander an den inneren Volumenvergrößerungsabschnitten davon in Verbindung. Daher wird durch Ausbildung einer Kältespeichermaterialladeöffnung in dem inneren Volumenvergrößerungsabschnitt von einem der Kältespeichermaterialbehälter und durch eine Entlüftungsöffnung in dem inneren Volumenvergrößerungsabschnitt eines weiteren Kältespeichermaterialbehälters, ein Betrieb des Ladens von Kältespeichermaterial in die miteinander verbundenen Kältespeichermaterialbehälter einfacher.
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Gemäß dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 4) bis 6), wenn das Kältespeichermaterial von dem inneren Volumenvergrößerungsabschnitt in den Kältespeichermaterialbehälter geladen wird, erreicht das Kältespeichermaterial, das in den internen Volumenvergrößerungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters eingetreten ist den Behälterkörper über Räume zwischen angrenzenden Verbindungsabschnitten der inneren Finne. Daher kann der Betrieb des Ladens des Kältespeichermaterials einfach durchgeführt werden.
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Gemäß dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 7) ist eine Vielzahl an Anordnungen, die jeweils eine Kühlmittelfließröhre und einen Kältespeichermaterialbehälter umfassen, dessen Behälterkörper an die Kühlmittelfließröhre gelötet ist, in Abständen in einer Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung der Kühlmittelfließröhren angeordnet, wobei Räume, die zwischen angrenzenden Anordnungen ausgebildet sind, als Luftpassierfreiräume dienen; wobei äußere Finnen in den Luftpassierfreiräumen angeordnet sind, wobei Abschnitte der äußeren Finnen an der Seite in Richtung der internen Volumenvergrößerungsabschnitte der Kältespeichermaterialbehälter sich in Bezug auf die Luftstromrichtung der Kühlmittelfließröhren nach außen erstrecken und wobei die äußeren Finnen an gegenüberliege Oberflächen der inneren Volumenvergrößerungsabschnitt der Kältespeichermaterialbehälter gelötet sind. Daher, wenn ein Kompressor als Ergebnis eines Anhaltens eines Motors anhält, wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial innerhalb des internen Volumenvergrößerungsabschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter gespeichert wird von der gegenüberliegenden Seitenoberfläche des internen Volumenvergrößerungsabschnitt hin zur Luft, die durch den Luftpassierfreiraum strömt über Finnen, die an die gegenüberliegenden Seitenoberflächen der internen Volumenvergrößerungsabschnitte gelötet sind, übertragen. Demgemäß wird die Kälteabstrahlleistung verbessert.
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Gemäß dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion nach Absatz 9) ist der interne Volumenvergrößerungsabschnitt an der Flussabwärtsseite des Behälterkörpers vorgesehen. Daher befindet sich der internen Volumenvergrößerungsabschnitt, in den ein großer Betrag des Kältespeichermaterials geladen wird, an einer Position, an der Luft, die durch die Luftpassierfreiräume passiert, eine verringerte Temperatur aufweist. Demgemäß kann das Kältespeichermaterial innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters effizient gekühlt werden, wodurch die Kältespeicherleistung verbessert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Evaporators mit einer Kältespeicherfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine teilweise ausgelassene, vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie A-A von 1 gemacht wurde;
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3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie B-B von 2 gemacht wurde;
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4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie C-C von 2 gemacht wurde;
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vielzahl an Kältespeichermaterialbehältern zeigt, die miteinander vereint sind;
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6 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen einzelnen Kältespeichermaterialbehälter zeigt; und
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7 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die der 6 entspricht und eine Modifizierung des Kältespeichermaterialbehälters zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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In der folgenden Beschreibung wird die Flussabwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung (eine Richtung, die durch den Pfeil X in 1 bis 4 dargestellt ist) als die „Vorderseite” (engl.: front) und die gegenüberliegende Seite als die „Rückseite” (engl.: rear) bezeichnet. Ferner werden die rechte und die linke Seite, wenn von hinter der Vorderseite betrachtet, d. h. die linke und rechte Seite von 1, als „links” bzw. „rechts” bezeichnet.
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In der folgenden Beschreibung umfasst der Begriff „Aluminium” Aluminiumlegierungen zusätzlich zu reinem Aluminium.
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1 zeigt den Gesamtaufbau eines Evaporators mit einer Kältespeicherfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung und
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2 bis 6 zeigen die Aufbauten von wesentlichen Abschnitten des Evaporators.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst ein Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion 1 einen ersten Sammeltank 2 (engl.: header tank) und einen zweiten Sammeltank 3, die aus Aluminium ausgebildet sind und voneinander entfernt in der vertikalen Richtung angeordnet sind, so dass sie sich in der Richtung von links nach rechts erstrecken und einen Wärmetauscherkernabschnitt 4, der zwischen den beiden Sammeltanks 2 und 3 angeordnet ist.
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Der erste Sammeltank 2 umfasst einen Kühlmitteleinlasssammelabschnitt 5, der an der Vorderseite (Flussabwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung) angeordnet ist und einen Kühlmittelauslasssammelabschnitt 6, der an der Rückseite (Flussaufwärtsseite in Bezug auf die Luftstromrichtung) angeordnet ist und mit dem Kühlmitteleinlasssammelabschnitt 5 vereint ist. Ein Kühlmitteleinlass 7 ist an dem rechten Ende des Kühlmitteleinlasssammelabschnitts 5 vorgesehen und ein Kühlmittelauslass 8 ist an dem rechten Ende des Kühlmittelauslasssammelabschnitts 6 vorgesehen. Der zweite Sammeltank 3 umfasst einen ersten Zwischensammelabschnitt 9, der an der Vorderseite angeordnet ist, und einen zweiten Zwischensammelabschnitt 11, der an der Rückseite angeordnet ist und mit dem ersten Zwischenausgleichsabschnitt 9 vereint ist. Die jeweiligen Innenbereiche des ersten und zweiten Zwischensammelabschnitts 9 und 11 des zweiten Sammeltanks 3 sind miteinander über das Verbindungselement 12 verbunden, das sich über die rechten Enden der Zwischensammelabschnitte 9 und 11 erstreckt und an diese gelötet ist und das darin eine Flussleitung aufweist.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, umfasst der Wärmetauscherkernabschnitt 4 eine Vielzahl an Gruppen 14, die jeweils aus einer Vielzahl an (zwei in der vorliegenden Ausführungsform) flachen Kühlmittelfließröhren 13 ausgebildet sind, die aus einem Aluminiummaterialstrang ausgebildet sind. Die Kühlmittelfließröhren 13 erstrecken sich in der vertikalen Richtung und sind so angeordnet, dass sich ihre Breitenrichtung mit der Tiefenrichtung (engl.: front-rear direction) deckt und sie sind voneinander in der Tiefenrichtung beabstandet. Die Vielzahl an Gruppen 14 ist in vorgegebenen Abständen in der Richtung von links nach rechts (der Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung der Kühlmittelfließröhren 13) angeordnet. Ein flacher Kältespeichermaterialbehälter 15, der aus Aluminium ausgebildet ist und mit einem Kältespeichermaterial (nicht dargestellt) gefüllt ist, ist an einer Seite (der linken Seitenoberfläche in der vorliegenden Ausführungsform) von jeder Gruppe 14, die aus zwei Kältemittelfließröhren 13 ausgebildet ist, angeordnet. Der Kältespeichermaterialbehälter 15 erstreckt sich in der vertikalen Richtung und ist angeordnet, so dass seine Breitenrichtung sich mit der Tiefenrichtung deckt. Der Kältespeichermaterialbehälter 15 erstreckt sich über die zwei Kühlmittelfließröhren 13 von jeder Gruppe 14.
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Obere Endabschnitte der vorderen Kühlmittefließröhren 13 sind mit dem Kühlmitteleinlasssammelabschnitt 5 verbunden und untere Endabschnitte der vorderen Kühlmittelfließröhren 13 sind mit dem ersten Zwischensammelabschnitt 9 verbunden. Ferner sind obere Endabschnitte der hinteren Kühlmittelfließröhren 13 mit dem Kühlmittelauslasssammelabschnitt 6 verbunden und untere Endabschnitte der hinteren Kühlmittelfließröhren 13 sind mit dem zweiten Zwischensammelabschnitt 11 verbunden. Folglich ist eine Vielzahl an Anordnungen 16 ausgebildet, die jeweils aus einer Gruppe 14 umfassend die zwei Kühlmittelfließröhren 13, die in der Tiefenrichtung angeordnet sind, ausgebildet und der Kältespeichermaterialbehälter 15 ist angeordnet, um sich über die zwei Kühlmittelfließröhren 13 von jeder Gruppe 14 zu erstrecken. Die Vielzahl an Anordnungen 16 ist in vorgegebenen Abständen in der Längsrichtung angeordnet. Räume, die jeweils zwischen angrenzenden Anordnungen 16 ausgebildet sind, dienen als Luftpassierfreiräume 17. Äußere Finnen 18, die aus Aluminium ausgebildet sind, sind in den Luftpassierfreiräumen 17 angeordnet und an die entsprechenden Kühlmittelfließröhren 13 und die entsprechenden Kältespeichermaterialbehälter 15 gelötet. Ferner ist die äußere Finne 18, die aus Aluminium ausgebildet ist, an den äußeren Seiten der Anordnungen 16 angeordnet (die jeweils die Kühlmittelfließröhren 13 von jeder Gruppe 14 und den entsprechenden Kältespeichermaterialbehälter 15 umfassen), die an den linken bzw. rechten Enden angeordnet sind. Die rechte äußere Finne 18 ist an die vordere und hintere Kühlmittelfließröhre 13 gelötet, die an dem rechten Ende angeordnet ist und die linke äußere Finne 18 ist an den Kältespeichermaterialbehälter 15 gelötet, der an dem linken Ende ausgebildet ist. Es sei angemerkt, dass jede der äußeren Finnen 18 eine gewellte Finne ist, die Scheitelabschnitte, die sich in der Tiefenrichtung erstrecken, Rinnenabschnitte, die sich in der Tiefenrichtung erstrecken und Verbindungsabschnitte, die die Scheitelabschnitte und die Rinnenabschnitte verbinden, aufweist. Eine Seitenplatte 19, die aus Aluminium ausgebildet ist, ist an der äußeren Seite von jeder der äußeren Finnen 18 angeordnet, die an dem linken bzw. rechten Ende angeordnet sind und ist an die entsprechende äußere Finne 18 gelötet. Folglich ist der Luftpassierfreiraum 17 auch zwischen der Seitenplatte 19 an dem linken Ende und der Anordnung 16 an dem linken Ende und zwischen der Seitenplatte 19 an dem rechten Ende und der Anordnung 16 an dem rechten Ende ausgebildet.
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Wie in 2 bis 5 gezeigt, umfasst jeder Kältespeichermaterialbehälter 15 einen Behälterkörper 21 und einen inneren Volumenvergrößerungsabschnitt 22. Der Behälterkörper 21 ist hinter den vorderen Rändern des Kühlmitteleinlasssammelabschnitts 5 und dem ersten Zwischensammelabschnitt 9 angeordnet und ist an die vordere und hintere Kühlmittelfließröhre 13 der entsprechenden Gruppe 14 gelötet. Der innere Volumenvergrößerungsabschnitt 22 erstreckt sich von dem vorderen Rand des Behälterkörpers 21, so dass der Volumenvergrößerungsabschnitt 22 sich nach vorne von den vorderen Rändern des Kühlmitteleinlasssammelabschnitts 5 und des ersten Zwischensammelabschnitts 9 erstreckt. Die Abmessung des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22, wenn in der Dickenrichtung (der Richtung von links nach rechts) gemessen, ist größer als die des Behälterkörpers 21. Die Abmessung des Behälterkörpers 21, wenn in der Richtung von links nach rechts gemessen, ist über dessen Gesamtheit konstant. Die Abmessung des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22, wenn in der Richtung von links nach rechts gemessen, ist gleich der Summe einer Röhrenhöhe, die der Abmessung der Kühlmittelfließröhren 13, wenn in der Dickenrichtung (der Richtung von links nach rechts) gemessen, und der Abmessung des Behälterkörpers 21 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15, wenn in der Dickenrichtung gemessen, entspricht. Der innere Volumenvergrößerungsabschnitt 22 ist nach rechts nur in Bezug auf den Behälterkörper 21 angeschwollen (engl.: swelled) und die linke Seitenoberfläche des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 ist bündig mit der linken Seitenoberfläche des Behälterkörpers 21.
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Eine innere Finne 23, die aus Aluminium ausgebildet ist und die sich von dem hinteren Rand des Behälterkörpers 21 zu dem vorderen Ende des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 erstreckt, ist in dem Kältespeichermaterialbehälter 15 angeordnet, so dass sich die innere Finne 23 über im Wesentlichen die gesamte vertikale Länge des Behälterkörpers 21 erstreckt. Die innere Finne 23 ist eine gewellte Finne mit Scheitelabschnitten 23a, die sich in der Tiefenrichtung erstrecken, Rinnenabschnitten 23b, die sich in der Tiefenrichtung erstrecken und Verbindungsabschnitten 23c, die die Scheitelabschnitte 23a und die Rinnenabschnitte 23b verbinden (siehe 6). Die Höhe der Finne der inneren Finne 23 ist konstant über die gesamte innere Finne 23. Die innere Finne 23 ist an die inneren Oberflächen der linken Seitenwände des Behälterkörpers 21 und den inneren Volumenvergrößerungsabschnitt 22 des Kältespeichermaterialbehälters 15 gelötet und ist an die innere Oberfläche der rechten Seitenwand des Behälterkörpers 21 gelötet.
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Obere und untere Endabschnitte des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 erstrecken sich nach oben bzw. nach unten von dem oberen und unteren Ende des Behälterkörpers 21. Jeder der hervorstehenden Abschnitte des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 weist einen linken und rechten Tank ausbildenden Abschnitt 25 auf, der nach außen in Bezug auf die Richtung von links nach rechts angeschwollen ist. Der Tank ausbildende Abschnitt 25 der inneren Volumenvergrößerungsabschnitte 22 der angrenzenden Kältespeichermaterialbehälter 15 sind aneinander gelötet, wodurch alle die Kältespeichermaterialbehälter 15 vereint sind. Ferner bildet ein Verbindungsloch 26, das in einem angeschwollen Endwandabschnitt von jedem der Tank ausbildenden Abschnitte 25 ausgebildet ist, eine Verbindung zwischen den Innenbereichen der Tank ausbildenden Abschnitte 25 der inneren Volumenvergrößerungsabschnitte 22 von angrenzenden Kältespeichermaterialbehältern 15 aus. Der obere Tank ausbildende Abschnitt 25 der inneren Volumenvergrößerungsabschnitte 22 von allen den Kältespeichermaterialbehältern 15 bildet einen oberen Verbindungstank 27 aus und der untere Tank ausbildende Abschnitt 25 von all den Kältespeichermaterialbehältern 15 bildet einen unteren Verbindungstank 27 aus. Folglich sind die Innenbereiche von all den Kältespeichermaterialbehältern 15 miteinander über die oberen und unteren Verbindungstanks 27 verbunden. Obwohl nicht dargestellt, ist bevorzugt eine Kältespeichermaterialladeöffnung in einem von dem oberen und dem unteren Verbindungstank 27 ausgebildet und eine Entlüftungsöffnung ist in dem anderen von dem oberen und dem unteren Verbindungstank 27 ausgebildet. Ein Kältespeichermaterial wird in all die Kältespeichermaterialbehälter 15 über die Kältespeichermaterialladeöffnung geladen. In diesem Fall tritt das Kältespeichermaterial zuerst in den inneren Volumenvergrößerungsabschnitt 22 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 ein und tritt anschließend in den Behälterkörper 21 davon durch Räume zwischen den angrenzenden Verbindungsabschnitten 23c der entsprechenden inneren Finne 23 ein. Nachdem das Kältespeichermaterial in die Kältespeichermaterialbehälter 15 geladen wurde, werden die Kältespeichermaterialladeöffnung und die Entlüftungsöffnung mit geeigneten Mitteln verschlossen. Beispiele des Kältespeichermaterials, das in die Kältespeichermaterialbehälter 15 zu laden ist, umfassen ein Wasser basiertes Kältespeichermaterial und ein Paraffin basiertes Kältespeichermaterial mit einem eingestellten Gefrierpunkt von über 3 bis 10°C. Ferner wird bevorzugt der Betrag an Kältespeichermaterial, das in die Kältespeichermaterialbehälter 15 geladen wird, ermittelt, so dass das Kältespeichermaterial alle die Kältespeichermaterialbehälter 15 bis hin zu ihren oberen Enden füllt.
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Wie in 6 gezeigt, umfasst jeder Kältespeichermaterialbehälter 15 zwei im Wesentlichen rechteckförmige, vertikal verlängerte Aluminiumplatten 28 und 29, die entlang ihrer Umfangsrandabschnitte aneinander gelötet sind. Die beiden Aluminiumplatten 28 und 29 sind aus einem Aluminiumlötblech ausgebildet, das eine Lötmaterialschicht an jeder seiner gegenüberliegenden Seiten davon aufweist und weisen die gleiche äußere Form auf, wenn sie von der linken bzw. rechten Seiten betrachtet werden. Die linke Aluminiumplatte 28, die teilweise den Kältespeichermaterialbehälter 15 ausbildet, umfasst einen ersten angeschwollenen Abschnitt 31 zum Ausbilden des Behälterkörpers 21, einen zweiten angeschwollenen Abschnitt 32 zum Ausbilden des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 und dritte angeschwollene Abschnitte 33 zum Ausbilden der Tank ausbildenden Abschnitte 25. Der erste angeschwollene Abschnitt 21 bildet den größeren Teil der Aluminiumplatte 28 nicht umfassend einen vorderen Abschnitt davon aus und ist nach links angeschwollen. Der zweite angeschwollene Abschnitt 32, der sich nach vorne von dem ersten geschwollenen Abschnitt 31 erstreckt, ist nach links angeschwollen und weist dieselbe angeschwollene Höhe wie der erste angeschwollene Abschnitt 31 auf. Die dritten angeschwollenen Abschnitte 33 sind an dem oberen Ende und dem unteren Ende des zweiten geschwollenen Abschnitts 32 vorgesehen und sind nach links angeschwollen und weisen eine angeschwollene Höhe auf, die größer als die des zweiten angeschwollenen Abschnitts 32 ist. Die oben erwähnten Verbindungslöcher 26 sind an den angeschwollenen Endwänden der dritten angeschwollen Abschnitte 33 der linken Aluminiumplatte 28 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 ausgebildet, nicht umfassend den Kältespeichermaterialbehälter 15 an dem linken Ende.
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Die rechte Aluminiumplatte 29, die teilweise den Kältespeichermaterialbehälter 15 ausbildet, umfasst einen flachen Abschnitt 34 zum Ausbilden des Behälterkörpers 21, einen ersten geschwollen Abschnitt 35 zum Ausbilden des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 und zweite geschwollene Abschnitte 36 zum Ausbilden der Tank ausbildenden Abschnitte 25. Der flache Abschnitt 34 bildet zum Großteil die Aluminiumplatte 29, nicht umfassend einen vorderen Abschnitt davon, aus. Der erste geschwollene Abschnitt 35, der sich nach vorne von dem flachen Abschnitt 34 erstreckt, ist nach rechts angeschwollen. Die zweiten angeschwollenen Abschnitte 36 sind an den oberen und unteren Enden des ersten angeschwollenen Abschnitts 35 vorgesehen, sind nach rechts angeschwollen und weisen eine angeschwollene Höhe auf, die größer ist als die des ersten angeschwollenen Abschnitts 35. Die oben erwähnten Verbindungslöcher 26 sind an den geschwollenen Endwänden der zweiten geschwollenen Abschnitte 36 der rechten Aluminiumlatte 29 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15, nicht umfassend den Kältespeichermaterialbehälter an dem rechten Ende, ausgebildet.
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Die beiden Aluminiumplatten 28 und 29 werden montiert und zusammengelötet, so dass die Öffnungen der geschwollenen Abschnitte 32 und 35 aufeinander zeigen, die Öffnungen der geschwollenen Abschnitte 33 und 36 aufeinander zeigen und die Öffnung des ersten geschwollenen Abschnitts 31 von dem flachen Abschnitt 34 geschlossen wird. Folglich wird der Kältespeichermaterialbehälter 15 ausgebildet. Die Tank ausbildenden Abschnitte 25 von zwei benachbarten Kältespeichermaterialbehältern 15 sind aneinander gelötet, so dass die Verbindungslöcher 26 der dritten geschwollenen Abschnitte 23 mit den Verbindungslöchern 26 der zweiten geschwollenen Abschnitte 36 in Verbindung stehen.
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Ein vorderer Abschnitt von jeder äußeren Finne 18 erstreckt sich von den vorderen Kühlmittelfließröhren 13 nach vorne. Ein Abschnitt der äußeren Finne 18, der sich von den vorderen Kühlmittelfließröhren nach vorne erstreckt, ist an die linke Seitenoberfläche des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 des Kältespeichermaterialbehälters 15 gelötet, der an der rechten Seite der äußeren Finne 18 angeordnet ist und ist an der rechten Seitenoberfläche des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 des Kältespeichermaterialbehälters 15 gelötet, der an der linken Seite der äußeren Finne 18 angeordnet ist.
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Der oben beschriebene Evaporator 1 mit einer Kältespeicherfunktion umfasst einen Kühlzyklus in Verbindung mit einem Kompressor, der mittels eines Motors eines Fahrzeugs angetrieben wird, einen Kondensator (engl.: condenser) zum Kühlen des Kühlmittels, das von dem Kompressor entladen wird, und ein Expansionsventil (Druckreduziereinheit) zum Reduzieren des Drucks des Kühlmittels, das durch den Kondensator passiert ist. Der Kühlkreislauf wird als eine Fahrzeugklimaanlage in einem Fahrzeug, wie einem Automobil, eingebaut, welches temporär den Motor anhält, der als Antriebsquelle des Kompressors dient, wenn das Fahrzeug angehalten wird. In dem Fall von solch einer Fahrzeugklimaanlage, wenn der Kompressor betrieben wird, verläuft Zweiphasenkältemittel mit niedrigem Druck (eine Mischung aus dampfförmigem Kühlmittel und flüssigem Kühlmittel), das von dem Kompressor komprimiert wurde und das durch den Kondensator und das Expansionsventil passiert ist durch den Kühlmitteleinlass 7 und tritt in den Einlasssammelabschnitt 5 des Evaporators 1 ein. Das Kühlmittel passiert anschließend durch all die vorderen Kühlmittelfließröhren 13 und tritt in den ersten Zwischensammelabschnitt 9 ein. Das Kühlmittel, das in den ersten Zwischensammelabschnitt 9 eingetreten ist, passiert durch das Verbindungselement 12 und tritt in den zweiten Zwischensammelabschnitt 11 ein. Anschließend passiert das Kühlmittel durch all die hinteren Kühlmittelfließröhren 13, tritt in den Auslasssammelabschnitt 6 ein und fließt nach außen über den Kühlmittelauslass 8. Wenn das Kühlmittel durch die Kühlmittelfließröhren 13 fließt, führt das Kühlmittel einen Wärmetausch mit Luft durch, die durch die Luftpassierfreiräume 17 strömt und fließt aus den Kühlmittelfließröhren 13 in einem dampfförmigen Zustand heraus.
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Zu diesem Zeitpunkt wird das Kältespeichermaterial innerhalb des Behälterkörpers 21 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 von dem Kühlmittel, das durch die Kühlmittelfließröhren 13 fließt, gekühlt und die Kälte des gekühlten Kältespeichermaterials innerhalb des Behälterkörpers 21 wird an das Kältespeichermaterial innerhalb des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 des Kältespeichermaterialbehälters 15 über die innere Finne 23 übertragen. Zusätzlich wird das Kältespeichermaterial innerhalb des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 von der Luft gekühlt, die von dem Kühlmittel gekühlt wurde, während sie durch die Luftpassierfreiräume 17 passiert. Als ein Ergebnis wird Kälte in dem gesamten Kältespeichermaterial innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters 15 gespeichert.
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Wenn der Kompressor anhält, wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial innerhalb des Behälterkörpers 21 und des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 gespeichert wurde, an die linken Seitenwände des Behälterkörpers 21 und den inneren Volumenvergrößerungsabschnitt 22 über die entsprechende innere Finne 23 übertragen und anschließend an die Luft, die über die äußere Finne 18, die an die linke Seitenoberfläche des Kältespeichermaterialbehälters 15 gelötet ist, durch die entsprechenden Luftpassierfreiräume 17 passiert übertragen. Ferner wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial innerhalb des Behälterkörper 21 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 gespeichert wurde, an die rechte Seitenwand des Behälterkörpers über die entsprechende innere Finne 23 übertragen und anschließend von der rechten Seitenoberfläche des Behälterkörpers 21 an die Luft, die durch den entsprechenden Luftpassierfreiraum 17 verläuft über die entsprechende Kühlmittelfließröhre 13 und die äußeren Finne 18, die an die Kühlmittelfließröhren 13 gelötet ist, übertragen. Ferner wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial innerhalb des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 gespeichert ist, von der linken Seitenoberfläche des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 an die Luft, die durch die entsprechenden Luftpassierfreiräume 17 verläuft über die äußere Finne 18, die an die rechte Seitenoberfläche des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 gelötet ist, übertragen. Demgemäß, sogar wenn die Temperatur des Winds, der durch den Evaporator 1 verläuft, ansteigt, wird der Wind gekühlt, so dass ein starker Abfall der Kühlkapazität verhindert werden kann.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform kann jede der Kühlmittelfließröhren in dem Evaporator mit einer Kältespeicherfunktion als ein flacher hohler Körper vorgesehen sein, der durch zwei Aluminiumplatten, die aneinander entlang ihrer Umfangsrandabschnitte gelötet sind, ausgebildet wird, wie in dem Fall eines sogenannten Evaporators vom laminierten Typ, vorgesehen sein. D. h., dass jede der Kühlmittelfließröhren zwischen den zwei Aluminiumplatten, die angeschwollen sind, um einen flachen hohlen Körper auszubilden, ausgebildet sein kann.
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7 zeigt eine Modifizierung des Kältespeichermaterialbehälters.
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In dem Fall eines Kältespeichermaterialbehälters 40, der in 7 gezeigt ist, ist eine gestufte innere Finne 41, die aus Aluminium ausgebildet ist, in dem Kältespeichermaterialbehälter 40 angeordnet, so dass sich die innere Finne 41 von dem hinteren Ende des Behälterkörpers 21 zu dem vorderen Ende des inneren Volumenvergrößerungsabschnitts 22 erstreckt und sich im Wesentlichen über die gesamte vertikale Länge des Behälterkörpers 21 erstreckt. Die innere Finne 41 wird durch einheitliches Verbinden einer Vielzahl von welligen Streifen 42 ausgebildet, die in der Luftstromrichtung angeordnet sind und von denen jeder Scheitelabschnitte 42a, die sich in der Tiefenrichtung (der Luftstromrichtung) erstrecken, Rinnenabschnitte 42b, die sich in der Tiefenrichtung erstrecken und Verbindungsabschnitte 42c, die die Scheitelabschnitte 42a und die Rinnenabschnitte 42b verbinden, aufweist. Die Scheitelabschnitte 42a und die Rinnenabschnitte 42b von einem von zwei Streifen 42, die aneinander in der Tiefenrichtung angrenzen, sind vertikal in der Position zu dem des anderen von den beiden Streifen 42 versetzt.
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Andere Anordnungen sind die gleichen wie bei dem Kältespeichermaterialbehälter 15 der oben beschriebenen Ausführungsform.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 4043776 [0006, 0009, 0011, 0011, 0011, 0012]
