DE102011081379A1

DE102011081379A1 - Verdampfer mit Kältespeicherfunktion

Info

Publication number: DE102011081379A1
Application number: DE102011081379A
Authority: DE
Inventors: Osamu Kamoshida; Naohisa Higashiyama; Takashi Hirayama
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-02-23
Also published as: US20120042687A1; CN202274681U; CN102374705A; CN102374705B

Abstract

Ein Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion weist einen Kältespeichermittel-Behälter, der in zumindest einem der Luftstromfreiräume angeordnet ist, die zwischen benachbarten Kühlmittel-Flussrohren ausgebildet ist, und Lamellen auf, die in Luftstromfreiräumen an entgegengesetzten Seiten des Kältespeichermittel-Behälters angeordnet sind. Der Kältespeichermittel-Behälter weist einen Behälterkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre gefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt auf, der sich von dem Vorderrand des Behälterkörperabschnitts erstreckt und nach vorne bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht. Jede der Lamellen weist einen Lamellenkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre gefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt auf, der sich von dem Vorderrand des Lamellenkörperabschnittkörpers erstreckt und nach vorne bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht. Die sich nach außen erstreckenden Abschnitte der Lamellen sind an entgegengesetzten Seiten des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters hartgelötet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion zur Verwendung in einer Autoklimaanlage für ein Fahrzeug, bei dem ein Motor, der als eine Antriebsquelle für einen Kompressor dient, vorübergehend angehalten wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird.
In der vorliegenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen werden die oberen und unteren Seiten von 1 jeweils als „obere” und „untere” bezeichnet.
Um die Umwelt zu schützen und den Kraftstoffverbrauch von Automobilen zu verbessern, wurde in den letzten Jahren ein Automobil vorgeschlagen, das so gestaltet ist, dass es automatisch den Motor anhält, wenn das Automobil anhält, z. B. beim Warten darauf, dass eine Ampel umschaltet.
Im Übrigen weist eine herkömmliche Autoklimaanlage dahingehend ein Problem auf, dass, wenn ein Motor eines Automobils angehalten wird, in dem die Klimaanlage angebracht ist, ein Kompressor, der durch den Motor angetrieben wird, angehalten wird und das Zuführen von Kühlmittel zu einem Verdampfer angehalten wird, wodurch die Kühlleistung der Klimaanlage scharf abfällt.
Als eine Maßnahme zum Lösen solch eines Problems wurde erwogen, dem Verdampfer eine Kältespeicherfunktion zu verleihen, um dadurch das Kühlen eines Fahrzeuginnenraums durch Verwenden von in dem Verdampfer gespeicherter Kälte zu ermöglichen, wenn der Kompressor als ein Ergebnis des Anhaltens des Motors anhält.
Ein Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion wurde vorgeschlagen (siehe z. B. JP Nr. 4043776 ). Der vorgeschlagene Verdampfer weist ein Paar von Kühlmittel-Sammelbereichen, die abseits voneinander angeordnet sind, und mehrere flache Kühlmittel-Flussrohre auf, die zwischen den zwei Kühlmittel-Sammelbereichen so angeordnet sind, dass ihre Weitenrichtung mit einer Luftstromrichtung übereinstimmt, und sie sind in der Längsrichtung der Kühlmittel-Sammelbereiche voneinander beanstandet. Entgegengesetzte Enden der Kühlmittel-Flussrohre sind jeweils mit den zwei Kühlmittel-Sammelbereichen verbunden. Der Verdampfer weist ferner mehrere hohle Kältespeichermittel-Behälter auf, die so angeordnet sind, dass ihre Weitenrichtung mit der Luftstromrichtung übereinstimmt. Jeder der Kältespeichermittel-Behälter ist fest an einer Seite eines entsprechenden Kühlmittel-Flussrohrs vorgesehen und enthält ein Kältespeichermittel darin. Die Abmessung jedes Kältespeichermittel-Behälters in der Dickenrichtung davon ist gleichförmig über den gesamten Kältespeichermittel-Behälter vorgesehen. Mehrere Sätze, die jeweils aus Kühlmittel-Flussrohren und einem Kältespeichermittel-Behälter bestehen, sind abseits voneinander angeordnet und ein Raum zwischen benachbarten Paaren, die jeweils aus Kühlmittel-Flussrohren und einem Kältespeichermittel-Behälter bestehen, dient als ein Luftstromfreiraum. Eine Lamelle ist in dem Luftstromfreiraum angeordnet und an die Kühlmittel-Flussrohre und den Kältespeichermittel-Behälter gefügt.
In dem Fall des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion, der in der Publikation offenbart ist, wird Kälte, wenn Kühlmittel von niedriger Temperatur durch die Kühlmittel-Flussrohre fließt, in dem Kältespeichermittel-Behälter gespeichert.
Jedoch weist der Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, der in der Publikation offenbart ist, dahingehend ein Problem auf, dass, verglichen mit einem herkömmlichen Verdampfer, der denselben effektiven Kernbereich aufweist und keinen Kältespeichermittel-Behälter aufweist, die Anzahl der Kühlmittel-Flussrohre abnimmt, wobei sich die Kühlleistung verschlechtert.
Um das oben genannte Problem des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion, der in der Publikation offenbart ist, zu lösen, hat der vorliegende Anmelder einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion vorgeschlagen, bei dem mehrere flache Kühlmittel-Flussrohrabschnitte, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken und deren Weitenrichtung mit einer Luftstromrichtung übereinstimmt, derart parallel angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind; Luftstromfreiräume sind zwischen benachbarten Kühlmittel-Flussrohrabschnitten ausgebildet; ein Kältespeichermittel-Behälter, der mit einem Kältespeichermittel gefüllt ist, ist in jedem von einigen Luftstromfreiräumen angeordnet, die aus all den Luftstromfreiräumen auswählt sind, wobei die ausgewählten Luftstromfreiräume nicht zueinander benachbart sind; und Lamellen sind in den übrigen Luftstromfreiräumen angeordnet (siehe JP-A-2010-149814 ).
Jedoch weist der Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, der in der Publikation offenbart ist, das folgende Problem auf. Effektive Wege zum Vergrößern der Menge des Kältespeichermittels, das in einen Kältespeichermittel-Behälter gefüllt wird, ohne Verändern der Größe des Wärmetauscherkernbereichs, um dadurch die Kältespeicherleistung zu verbessern, vergrößern die Anzahl von Kältespeichermittel-Behältern und vergrößern all die Behälterhöhen der gesamten Kältespeichermittel-Behälter. Jedoch nimmt in jedem Fall der Luftstrombereich der Luftstromfreiräume ab und der Luftstromwiderstand vergrößert sich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Probleme zu lösen und einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion zu schaffen, der einen Anstieg des Luftstromwiderstands beschränken kann, verglichen mit dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, der in der Publikation offenbart ist, unter Beschränkung der Verschlechterung der Kälteleistung.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, weist die vorliegende Erfindung die folgenden Ausführungsformen auf.

1) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, bei dem mehrere sich vertikal erstreckende flache Kühlmittel-Flussrohre derart parallel angeordnet sind, dass ihre Weitenrichtung mit einer Luftstromrichtung übereinstimmt und sie voneinander beabstandet sind, Luftstromfreiräume so ausgebildet sind, dass jeder Luftstromfreiraum zwischen benachbarten Kühlmittel-Flussrohren vorgesehen ist, ein Kältespeichermittel-Behälter, der mit einem Kältespeichermittel gefüllt ist, in zumindest einem der Luftstromfreiräume angeordnet ist und äußere Lamellen in den übrigen Luftstromfreiräumen angeordnet sind, wobei der Kältespeichermittel-Behälter einen Behälterkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist, der sich von einem stromabwärtsseitigen Rand des Behälterkörperabschnitts erstreckt und stromabwärts bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht; eine äußere Lamelle, die in einem Luftstromfreiraum angeordnet ist, der benachbart zu dem Luftstromfreiraum ist, in dem der Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist, einen Lamellenkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist, der sich von einem stromabwärtsseitigen Rand des Lamellenkörperabschnittkörpers erstreckt und stromabwärts bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht; und der sich nach außen erstreckende Abschnitt der äußeren Lamelle in Kontakt mit einer entsprechenden Seitenoberfläche des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters ist.
2) Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem jede der äußeren Lamellen, die in Luftstromfreiräumen angeordnet sind, die an entgegengesetzten Seiten des Luftstromfreiraums positioniert sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist, den Lamellenkörperabschnitt und den sich nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist; und die sich nach außen erstreckenden Abschnitte der äußeren Lamellen in Kontakt mit den entgegengesetzten Seitenoberflächen des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters sind.
3) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem sich der nach außen erstreckende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters über die gesamte Länge in der vertikalen Richtung ausbaucht, wobei sich der sich nach außen erstreckende Abschnitt bezüglich des Behälterkörperabschnitts in Bezug auf eine Richtung ausbaucht, entlang der die Kühlmittel-Flussrohre aufgestellt sind; und der sich nach außen erstreckende Abschnitt eine Abmessung in einer Dickenrichtung davon aufweist, die größer als eine Abmessung des Behälterkörperabschnitts in einer Dickenrichtung davon ist.
4) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem der sich nach außen erstreckende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters einen Grundabschnitt, dessen Abmessung in einer Dickenrichtung davon gleich einer Abmessung des Behälterkörperabschnitts in einer Dickenrichtung davon ist, und mehrere vorstehende Abschnitte aufweist, die an dem Grundabschnitt derart vorgesehen sind, dass die vorstehenden Abschnitte voneinander in einer vertikalen Richtung beabstandet sind und sich nach außen von dem Grundabschnitt in Bezug auf eine Richtung ausbauchen, entlang der die Kühlmittel-Flussrohre aufgestellt sind.
5) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem der sich nach außen erstreckende Abschnitt der entsprechenden äußeren Lamelle an dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters hartgelötet ist.
6) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem der Kältespeichermittel-Behälter aus zwei Metallplatten besteht, deren äußere Randabschnitte zusammengefügt sind; und der Behälterkörperabschnitt und der sich nach außen erstreckende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters mittels Ausbauchen nach außen zumindest einer der zwei Metallplatten vorgesehen sind.
7) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem eine innere Lamelle, die sich von dem Behälterkörperabschnitt zu dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters erstreckt, in dem Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist.
8) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 7), bei dem die innere Lamelle eine gewellte Form annimmt und Kuppenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, Muldenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte aufweist, welche die Kuppenabschnitte und die Muldenabschnitte verbinden.
9) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 7), bei dem die innere Lamelle eine versetzte Form annimmt und aus mehreren gewellten Streifen besteht, von denen jeder Kuppenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, Muldenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte aufweist, die den Kuppenabschnitt und den Muldenabschnitt verbinden, wobei die gewellten Streifen in der Luftstromrichtung angeordnet sind und integral miteinander derart verbunden sind, dass die Kuppenabschnitte und die Muldenabschnitte einer der zwei Streifen, die in der Luftstromrichtung zueinander benachbart sind, positionell in der vertikalen Richtung von denen des anderen Streifens verschoben sind.
10) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters an den entsprechenden Kühlmittel-Flussrohren hartgelötet ist; und Nuten in Abschnitten von äußeren Oberflächen des Behälterkörperabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet sind, wobei die Abschnitte an den entsprechenden Kühlmittel-Flussrohren hartgelötet sind.
11) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 10), bei dem die Nuten, die in jedem der Abschnitte der äußeren Oberflächen des Behälterkörperabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet sind, ein Gitter ausbilden, wobei die Abschnitte an den entsprechenden Kühlmittel-Flussrohren hartgelötet sind
12) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), mit mehreren Sätzen von Kühlmittel-Flussrohren, die jeweils mehrere flache Kühlmittel-Flussrohre aufweisen, die derart angeordnet sind, dass ihre Weitenrichtung mit der Luftstromrichtung übereinstimmt und sie voneinander in der Luftstromrichtung beabstandet sind; und der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters so angeordnet ist, dass er sich über alle Kühlmittel-Flussrohre des entsprechenden Satzes erstreckt und an die Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist.
13) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters einen ein inneres Volumen reduzierenden Abschnitt aufweist, der durch partielle Deformation nach innen einer Wand des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet ist und ein inneres Volumen des Kältespeichermittel-Behälters reduziert.
14) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 13), bei dem der das innere Volumen reduzierende Abschnitt des Behälterkörperabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters so gestaltet ist, dass er sich aufgrund eines Anstiegs des inneren Drucks ausbaucht, wenn der das innere Volumen reduzierende Abschnitt einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, die einen Temperaturbereich der Verwendungsumgebung übersteigt.
15) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem ein Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis, welches das Verhältnis des Volumens des eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen des Kältespeichermittel-Behälters ist, 70 bis 90% beträgt.
16) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 15), bei dem das Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis 70 bis 80% beträgt.
17) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 1), bei dem jedes der Kühlmittel-Flussrohre in thermischen Kontakt mit dem Kältespeichermittel-Behälter mehrere Kühlmittel-Flusskanäle aufweist, die in der Weitenrichtung des Kühlmittel-Flussrohrs angeordnet sind und voneinander durch Abtrennungen getrennt sind; und eine Beziehung 0,1 ≤ t ≤ 0,4 und eine Beziehung 0,64 ≤ h/H ≤ 0,86 erfüllt sind, wobei t eine Dicke (mm) jeder Abtrennung darstellt, h eine Höhe (mm) jeder Abtrennung darstellt und H eine Rohrhöhe (mm) darstellt, die eine Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohrs in einer Dickenrichtung davon ist.
18) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 17), bei dem eine Beziehung 0,07 ≤ (n × t)/W ≤ 0,31 erfüllt ist, wobei n die Anzahl der Abtrennungen jedes Kühlmittel-Flussrohrs darstellt und W eine Weite (mm) jedes Kühlmittel-Flussrohrs darstellt.
19) Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Paragraf 17), bei dem die Rohrhöhe H jedes Kühlmittel-Flussrohrs 12 bis 25 mm beträgt und die Weite W jedes Kühlmittel-Flussrohrs 1,3 bis 3,0 mm beträgt.

Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der Paragrafen 1) bis 19) weist der Kältespeichermittel-Behälter einen Behälterkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre gefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Anschnitt auf, der sich von einem stromabwärtsseitigem Rand des Behälterkörperabschnitts erstreckt und stromabwärts bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht. Deshalb kann die Menge des Kältespeichermittels, das in einen Kältespeichermittel-Behälter eingefüllt werden kann, durch einen Betrag vergrößert werden, der dem inneren Volumen des sich nach außen erstreckenden Abschnitts entspricht, verglichen mit dem Kältespeichermittel-Behälter des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion, der in der oben beschriebenen Publikation offenbart ist. Dementsprechend ist es unnötig, auch wenn die Menge des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter eingefüllt ist, erhöht ist ohne die Größe des Wärmetauscherkernbereichs zu verändern, die Anzahl der Kältespeichermittel-Behälter und all die Behälterhöhen der gesamten Speichermittel-Behälter zu vergrößern. Deshalb kann, verglichen mit dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, der in der oben beschriebenen Publikation offenbart ist, ein Abnehmen des Luftstrombereichs der Luftstromfreiräume beschränkt werden, wodurch ein Anstieg des Luftstromwiderstands beschränkt werden kann.
Zusätzlich sind mehrere sich vertikal erstreckende flache Kühlmittel-Flussrohre derart parallel angeordnet, dass ihre Weitenrichtung mit einer Luftstromrichtung übereinstimmt und sie voneinander beabstandet sind, Luftstromfreiräume sind derart ausgebildet, dass jeder Luftstromfreiraum zwischen benachbarten Kühlmittel-Flussrohren vorgesehen ist, ein Kältespeichermittel-Behälter, der mit einem Kältespeichermittel gefüllt ist, ist in jedem der zumindest einigen von all den Luftstromfreiräumen vorgesehen, die nicht zueinander benachbart sind, und äußere Lamellen sind in den übrigen Luftstromfreiräumen angeordnet. Deshalb, auch wenn der effektive Kernbereich gleich dem des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion vorgesehen ist, der in der oben beschriebenen Publikation offenbart ist, nimmt die Anzahl der Kühlmittel-Flussrohre nicht ab. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der Kälteleistung beschränkt werden.
Darüber hinaus weist eine äußere Lamelle, die in einem Luftstromfreiraum angeordnet ist, der benachbart zu dem Luftstromfreiraum ist, in dem der Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist, einen Lamellenkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt auf, der sich von einem stromabwärtsseitigen Rand des Lamellenkörperabschnittkörpers erstreckt und stromabwärts bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht; und der sich nach außen erstreckende Abschnitt der äußeren Lamelle ist in Kontakt mit einer entsprechenden Seitenoberfläche des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters. Wenn Kälte in dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter beim Betrieb eines Kompressors gespeichert wird, wird das Kältespeichermittel durch Kühlmittel gekühlt, das durch die Kühlmittel-Flussrohre fließt, und wird auch durch Luft gekühlt, die durch die Luftstromfreiräume fließt und deren Temperatur erniedrigt wird. Deshalb kann das Kältespeichermittel effizient gekühlt werden, wodurch die Kältespeicherleistung erhöht wird. Währenddessen, wenn der Kompressor als Ergebnis des Anhaltens eines Motors anhält, wird die Kälte, die in dem Kältespeichermittel in dem Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters gespeichert ist, an Luft übertragen, die durch die benachbarten Luftstromfreiräume mittels der Kühlmittel-Flussrohre strömt, die an den entgegengesetzten Seiten des Kältespeichermittel-Behälters angeordnet sind, und die Kälte, die in dem Kältespeichermittel in dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters gespeichert ist, wird von dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt an die äußere Lamelle übertragen, die an einer Seitenoberfläche des sich nach außen erstreckenden Abschnitts angefügt ist und dann an Luft übertragen, die durch die Luftstromfreiräume strömt, in denen die äußere Lamelle angeordnet ist. Deshalb wird die Kältefreisetzungsleistung verbessert.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 2) werden sowohl die Kältespeicherleistung (Leistung des Kältespeicherns in dem Kältespeichermittel-Behälter, wenn der Kompressor in Betrieb ist) und die Kältefreisetzungsleistung (Leistung der Kältefreisetzung von dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter, wenn der Kompressor anhält) weiter verbessert.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von jedem der Paragrafen 3) und 4) kann die Menge des Kältespeichermittels in dem Kältespeichermittel-Behälter weiter vergrößert werden.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 4) vergrößert sich der Wärmeübertragungsbereich zwischen den entgegengesetzten Seitenwänden des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters und dem Kältespeichermittels in dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 6) kann der Kältespeichermittel-Behälter relativ einfach hergestellt werden.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 7) ist eine innere Lamelle, die sich von dem Behälterkörperabschnitt zu dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters erstreckt, in dem Kältespeichermittel-Behälter angeordnet. Deshalb wird auch das Kältespeichermittel in dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt schnell durch Kühlmittel gekühlt, das durch die Kühlmittel-Flussrohre fließt. Dementsprechend kann das Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter effizient gekühlt werden.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von jedem der Paragrafen 8) und 9) wird das Kältespeichermittel in dem sich nach außen erstreckendem Abschnitt effizienter durch Kühlmittel gekühlt, das durch die Kühlmittel-Flussrohre fließt.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von jedem der Paragrafen 10) und 11) wird es wahrscheinlicher, dass ein geschmolzenes Flussmittel oder ein geschmolzenes Hartlötmittel durch die Nuten über die gesamte Kontaktfläche zwischen dem Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters und den Kühlmittel-Flussrohren fließt. Deshalb können der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters und die Kühlmittel-Flussrohre verlässlicher hartgelötet werden.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von jedem der Paragrafen 13) und 14) weist der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters einen ein inneres Volumen reduzierenden Abschnitt auf, der durch eine partielle Deformation nach innen einer Wand des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet ist und das innere Volumen des Kältespeichermittel-Behälters reduziert. Deshalb nimmt das innere Volumen des Kältespeichermittel-Behälters ab, verglichen mit dem Fall, bei dem der das innere Volumen reduzierende Abschnitt nicht vorgesehen ist. Als ein Ergebnis, auch wenn die Menge des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter eingefüllt ist, so bestimmt wird, dass ein Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis erreicht wird, das für den Fall geeignet ist, bei dem der ein inneres Volumen reduzierende Abschnitt nicht vorgesehen ist (z. B. 70 bis 90%), existiert Kältespeichermittel auch in der Nähe des oberen Endes des Kältespeichermittel-Behälters. Deshalb kann Kälte auch in der Nähe des oberen Endes des Kältespeichermittel-Behälters gespeichert werden. Wenn der Kompressor anhält, kann so ein Anstieg der Temperatur der Luft beschränkt werden, die durch Abschnitte der Luftstromfreiräume fließt, die der Nähe des oberen Endes des Kältespeichermittel-Behälters entsprechen, wodurch eine Abweichung der Abführlufttemperatur beschränkt werden kann, welche die Temperatur von Luft darstellt, die durch den Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion geströmt ist.
Auch der Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 13) oder 14) ist derart gestaltet, dass in einem herkömmlichen Temperaturbereich einer Verwendungsumgebung (z. B. –40 bis 90°C) der Kältespeichermittel-Behälter nicht bricht, auch wenn der Innendruck aufgrund einer Veränderung der Dichte des Kältespeichermittels in der flüssigen Phase und aufgrund von thermischer Ausdehnung von Luft, die in dem Kältespeichermittel-Behälter verbleibt, zunimmt. Wenn der Kältespeichermittel-Behälter einer Temperatur (z. B. 100°C) ausgesetzt ist, die höher als der herkömmliche Temperaturbereich der Verwendungsumgebung ist, können die Änderung der Dichte des Kältespeichermittels in der flüssigen Phase und die thermische Ausdehnung von Luft, die in dem Kältespeichermittel-Behälter verbleibt, erheblich werden, wodurch der Innendruck des Kältespeichermittel-Behälters übermäßig ansteigt. In solch einem Fall deformiert sich der das innere Volumen reduzierende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters durch Ausbauchen, wodurch ein Brechen des Kältespeichermittel-Behälters aufgrund eines Anstiegs des Innendrucks des Kältespeichermittel-Behälters verhindert werden kann. Weil zusätzlich die Stärke des das innere Volumen reduzierenden Abschnitts geringer ist als die des übrigen Abschnitts, wenn der Kältespeichermittel-Behälter einer höheren Temperatur ausgesetzt ist, bricht der Kältespeichermittel-Behälter an dem das innere Volumen reduzierenden Abschnitt und das Kältespeichermittel läuft aus. Weil jedoch ein Auslaufen des Kältespeichermittels an einer vorbestimmten Stelle (dem das innere Volumen reduzierenden Abschnitt) auftritt, kann das ausgelaufene Kältespeichermittel relativ einfach bewältigt werden.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von jedem der Paragrafen 15) und 16) kann ein Brechen des Kältespeichermittel-Behälters aufgrund des Innendrucks davon verhindert werden, auch wenn die Dichte des Kältespeichermittels in der flüssigen Phase sich ändert und sich Luft, die in dem Kältespeichermittel-Behälter verbleibt, in dem Temperaturbereich der Verwendungsumgebung (z. B. –40 bis 90°C) ausdehnt.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 16) kann ein Brechen des Kältespeichermittel-Behälters aufgrund des Innendrucks davon in dem Temperaturbereich der Verwendungsumgebung effizient verhindert werden.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der Paragrafen 17) bis 19) wird, wenn Kälte gespeichert ist, Kälte effizient von Kühlmittel, das durch die Flusskanäle der Kühlmittel-Flussrohre fließt, an die entgegengesetzten Seitenoberflächen des Kältespeichermittel-Behälters übertragen und, wenn Kälte freigesetzt wird, strömt die Kälte, die in dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter gespeichert ist, effizient durch die Kühlmittel-Flussrohre in der Richtung der Rohrhöhe, wodurch sowohl die Kältespeicherleistung als auch die Kältefreisetzungsleistung ausgezeichnet werden. Zusätzlich wird Kühlleistung zur Zeit von herkömmlicher Kühlung, wenn der Kompressor in Betrieb ist, nicht geopfert.
Gemäß dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von Paragraf 18) werden sowohl die Kältespeicherleistung als auch die Kältefreisetzungsleistung ausgezeichneter.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine teilweise durchschnittene perspektivische Ansicht, welche die gesamte Anordnung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein vergrößertes Schnittbild, das entlang der Linie A-A von 1 genommen ist;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Kältespeichermittel-Behälter des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion von 1 zeigt;
4 ist ein Graph, der Ergebnisse einer Computersimulationsberechnung zeigt, die zum Bestimmen eines Kältespeichermittel-Füllungsverhältnisses durchgeführt worden ist, welches das Verhältnis des Volumens eines eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen des Kältespeichermittel-Behälters ist;
5 ist ein Graph, der Ergebnisse einer Computersimulationsberechnung zeigt, die unterschiedlich zu der in 4 gezeigten ist und zum Bestimmen des Kältespeichermittel-Füllungsverhältnisses durchgeführt worden ist, welches das Verhältnis des Volumen des eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen des Kältespeichermittel-Behälters ist;
6 ist ein Graph, der Ergebnisse einer Computersimulationsberechnung zeigt, die zum Bestimmen der Dicke der Abtrennungen jedes Kühlmittel-Flussrohrs durchgeführt worden ist;
7 ist ein Graph, der Ergebnisse einer Computersimulationsberechnung zeigt, die unterschiedlich zu der in 6 gezeigten ist und zum Bestimmen der Dicke der Abtrennungen jedes Kühlmittel-Flussrohrs durchgeführt worden ist;
8 ist ein Graph, der Ergebnisse einer Computersimulationsberechnung zeigt, die zum Bestimmen des Verhältnisses der Höhe der Abtrennungen zu einer Rohrhöhe durchgeführt worden ist, die eine Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohres in der Dickenrichtung davon ist;
9 ist ein Graph, der Ergebnisse einer Computersimulationsberechnung zeigt, die unterschiedlich zu der in 8 gezeigten ist und zum Bestimmen des Verhältnisses der Höhe der Abtrennungen zu der Rohrhöhe durchgeführt ist, welche die Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohres in der Dickenrichtung davon ist;
10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine erste Modifikation des Kältespeichermittel-Behälters zeigt;
11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine zweite Modifikation des Kältespeichermittel-Behälters zeigt; und
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine dritte Modifikation des Kältespeichermittel-Behälters zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Insbesondere werden dieselben Bezugszeichen bei den Zeichnungen verwendet, um dieselben Abschnitte und Elements zu bezeichnen und ihre wiederholten Beschreibungen werden weggelassen.
In der folgenden Beschreibung wird die stromabwärtige Seite in Bezug auf eine Luftstromrichtung (eine Richtung, die durch den Pfeil X in 1 und 2 dargestellt ist) als „vorne” und die entgegengesetzte Seite als „hinten” bezeichnet. Ferner werden die linken und rechten Seiten, wie von der Vorderseite nach hinten betrachtet, das heißt die linken und rechten Seiten von 1, jeweils als „links” und „rechts” bezeichnet.
Darüber hinaus umfasst der Begriff „Aluminium”, wie in der folgenden Beschreibung verwendet, Aluminium-Legierungen zusätzlich zu reinem Aluminium.
1 zeigt die gesamte Anordnung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung und 2 und 3 zeigen die Anordnung eines wesentlichen Abschnitts des Verdampfers.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion eine erste Sammelwanne 2 und eine zweite Sammelwanne 3, die aus Aluminium gebildet sind und abseits voneinander in der vertikalen Richtung derart angeordnet sind, dass sie sich in der links-rechts Richtung erstrecken; und einen Wärmetauscherkernbereich 4 auf, der zwischen den zwei Sammelwannen 2 und 3 vorgesehen ist.
Die erste Sammelwanne 2 weist einen Kühlmittel-Einlasssammelbereich 5, der an der Vorderseite (stromabwärtigen Seite in Bezug auf die Luftstromrichtung) positioniert ist; und einen Kühlmittel-Auslasssammelbereich 6 auf, der an der Hinterseite (Zuströmseite in Bezug auf die Luftstromrichtung) positioniert ist und mit dem Kühlmittel-Einlasssammelbereich 5 vereinigt ist. Ein Kühlmittel-Einlass 7 ist an dem rechten Ende des Kühlmittel-Einlasssammelbereichs 5 vorgesehen und ein Kühlmittel-Auslass 8 ist an dem rechten Ende des Kühlmittel-Auslasssammelbereichs 6 vorgesehen. Die zweite Sammelwanne 3 weist einen ersten Zwischensammelbereich 9, der an der Vorderseite positioniert ist, und einen zweiten Zwischensammelbereich 11 auf, der an der Hinterseite positioniert ist und mit dem ersten Zwischensammelbereich 9 vereinigt ist. Das jeweilige Innere der ersten und zweiten Zwischensammelbereiche 9 und 11 der zweiten Sammelwanne 3 ist miteinander mittels eines Übermittlungselements 12 verbunden, das sich über die rechten Enden der Zwischensammelbereiche 9 und 11 erstreckt und an die rechten Enden der Zwischensammelbereiche 9 und 11 angefügt ist und das einen darin ausgebildeten Flussdurchgang aufweist.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind in dem Wärmetauscherkernbereich 4 mehrere flache Kühlmittelflussrohre 13, die sich in der vertikalen Richtung strecken, deren Weitenrichtung mit der Luftstromrichtung (der vorne-hinten Richtung) übereinstimmt und die aus einem Aluminium-Materialstrang gebildet sind, derart parallel angeordnet, dass sie voneinander beabstandet in der links-rechts Richtung sind. Das heißt, mehrere Paare 14, die jeweils aus mehreren (in der vorliegenden Ausführungsform zwei) Kühlmittel-Flussrohre 13 aufweisen, die voneinander in der vorne-hinten Richtung beabstandet sind, sind in vorbestimmten Intervallen in der links-rechts Richtung angeordnet. Ein Luftstromfreiraum 15 ist zwischen zwei benachbarten der Paare 14 ausgebildet, die jeweils aus dem vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohr 13 bestehen. Ein oberer Endabschnitt jedes vorderen Kühlmittel-Flussrohrs 13 ist mit dem Kühlmittel-Einlasssammelbereich 5 verbunden und ein unterer Endabschnitt jedes vorderen Kühlmittel-Flussrohrs 13 ist mit dem ersten Zwischensammelbereich 9 verbunden. Auf ähnliche Weise ist ein oberer Endabschnitt jedes hinteren Kühlmittel-Flussrohrs 13 mit dem Kühlmittel-Auslasssammelbereich 6 verbunden und ein unterer Endabschnitt jedes hinteren Kühlmittel-Flussrohrs 13 ist mit dem zweiten Zwischensammelbereich 11 verbunden.
Jedes Kühlmittel-Flussrohr 13 weist mehrere Kühlmittelflusskanäle 33 auf, die in der Weitenrichtung des Kühlmittel-Flussrohrs 13 (der vorne-hinten Richtung) angeordnet sind und die voneinander durch Abtrennungen 34 getrennt sind. Wenn die Dicke jeder Abtrennung 34 durch t (mm) dargestellt ist, die Höhe jeder Abtrennung 34 durch h (mm) dargestellt ist und eine Rohrhöhe, welche die Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 in der Dickenrichtung davon ist, durch H (mm) dargestellt ist, sind vorzugsweise eine Beziehung 0,1 ≤ t ≤ 0,4 und eine Beziehung 0,64 ≤ h/H ≤ 0,86 erfüllt. Wenn darüber hinaus die Anzahl der Abtrennungen 34 jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 durch n dargestellt ist und die Weite jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 durch W (mm) dargestellt ist, ist vorzugsweise eine Beziehung 0,07 ≤ (n × t)/W ≤ 0,31 erfüllt. Insbesondere, vorzugweise, beträgt die Rohrhöhe H jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 12 bis 25 mm und die Weite W jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 beträgt 1,3 bis 3,0 mm.
Ein Kältespeichermittel-Behälter 16, der aus Aluminium gebildet ist und mit einem Kältespeichermittel (nicht gezeigt) gefüllt ist, ist in jedem der Luftstromfreiräume 15 angeordnet, die aus all den Luftstromfreiräumen 15 ausgewählt sind, wobei die ausgewählten Luftstromfreiräume 15 nicht benachbart zueinander sind, sodass der Kältespeichermittel-Behälter 16 sich über die vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohre 13 der entsprechenden Paare 14 erstreckt. Ferner ist eine gewellte äußere Lamelle 17, die aus einem Aluminiumhartlötblatt gebildet ist, das eine Hartlötmittelschicht an jeder der entgegengesetzten Oberflächen davon aufweist, in jedem der übrigen Luftstromfreiräume 15 angeordnet, sodass sich die gewellte äußere Lamelle 17 über die vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohre 13 der entsprechenden Paare 14 erstreckt. Die gewellte äußere Lamelle 17, die in jedem Luftstromfreiraum 15 angeordnet ist, ist an den vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohren 13 der linksseitigen und rechtsseitigen Paare 14 hartgelötet, die den Luftstromfreiraum 15 definieren. Das heißt, die äußere Lamelle 17 ist in jedem der Luftstromfreiräume 15 angeordnet, die an beiden Seiten des Luftstromfreiraums 15 positioniert sind, in denen der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist. Ferner ist die äußere Lamelle 17, die aus einem Aluminiumhartlötblatt gebildet ist, das eine Hartlötmittelschicht an jeder der entgegengesetzten Oberflächen davon ausweist, an der äußeren Seite des Paares 14 der Kühlmittel-Flussrohre 13 angeordnet, die an dem linken Ende positioniert sind, und ist an der äußeren Seite des Paares 14 der Kühlmittel-Flussrohre 13 angeordnet, die an dem rechten Ende positioniert sind. Diese äußeren Lamellen 17 sind an den entsprechenden vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohren 13 hartgelötet. Darüber hinaus ist eine Seitenplatte 18, die aus Aluminium gebildet ist, an der äußeren Seite jeder der äußeren Lamellen 17 angeordnet, die jeweils an den linken und rechten Enden positioniert sind, und ist an der entsprechenden äußeren Lamelle 17 hartgelötet.
Wie in 2 und 3 gezeigt, weist jeder Kältespeichermittel-Behälter 16 einen Behälterhauptkörperabschnitt 21 und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22 auf. Der Behälterhauptkörperabschnitt 21 ist nach hinten bezüglich der Vorderränder der vorderen Kühlmittel-Flussrohre 13 positioniert und ist an den vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohren 13 der entsprechenden Paare 14 hartgelötet. Der sich nach außen erstreckende Abschnitt 22 erstreckt sich nach vorne von dem Vorderrand des Behälterkörperabschnitts 21 und steht nach vorne (stromabwärts) bezüglich der Vorderränder der vorderen hinteren Kühlmittel-Flussrohre 13 vor. Der Behälterkörperabschnitt 21 des Kältespeichermittel-Behälters 16 weist eine konstante Abmessung in der Dickenrichtung (der links-rechts Richtung) über die Gesamtheit davon auf. Der sich nach außen erstreckende Abschnitt 22 des Kältespeichermittel-Behälters 16 weist eine Abmessung in der vertikalen Richtung gleich der des Behälterkörperabschnitts 21 auf, weist eine Abmessung in der links-rechts Richtung größer als die des Behälterkörperabschnitts 21 auf und baucht sich bezüglich des Behälterkörperabschnitts 21 zu der äußeren Seite in Bezug auf die links-rechts Richtung (die äußere Seite in Bezug auf die Richtung, entlang der die Kühlmittel-Flussrohre 13 angeordnet sind) aus. Die Abmessung des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 22 in der links-rechts Richtung ist gleich einem Wert, der durch Hinzufügen der Abmessung des Behälterkörperabschnitts 21 des Kältespeichermittel-Behälters 16 in der links-rechts Richtung zu einer Rohrhöhe erreicht wird, welche die Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 in der Dickenrichtung (der links-rechts Richtung) ist. Zum Beispiel wird ein Paraffin-basiertes Verdampfungswärmespeichermittel mit einem eingestellten Gefrierpunkt von etwa 5 bis 10°C als ein Kältespeichermittel verwendet, das in den Kältespeichermittel-Behälter 16 eingefüllt ist. Namentlich werden Pentadekan, Tetradekan oder Ähnliches verwendet. Die Menge des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter 16 gefüllt wird, wird wünschenswerterweise so bestimmt, dass das Kältespeichermittel das Innere des Kältespeichermittel-Behälters 16 zu einem Punkt nahe des oberen Endes davon füllt. Zum Beispiel beträgt ein Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis, welches das Verhältnis des Volumens des eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen des Kältespeichermittel-Behälters 16 ist, vorzugsweise 70 bis 90%, weiter vorzugsweise 70 bis 80%. Insbesondere ist das Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis das bei Raumtemperatur.
Der Grund, weshalb es bevorzugt ist, dass das Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis, welches das Verhältnis des Volumens des eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen eines abgedichteten inneren Raums 16a des Kältespeichermittel-Behälters 16 ist, zu 70 bis 90% bestimmt ist, ist der, dass Ergebnisse, wie in 4 und 5 gezeigt, durch Computersimulationsberechnungen erhalten worden sind.
Computersimulationsberechnungen, deren Ergebnisse in 4 gezeigt sind, wurden für den Fall durchgeführt, wo Pentadekan als Kältespeichermittel benutzt wurde und die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt des Einfüllens (am Anfang) 20°C betrug. Die Berechnung wurde durchgeführt, während das Füllungsverhältnis des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter 16 gefüllt worden ist, und die Temperatur der Atmosphäre, in welcher der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet worden ist, geändert wurde.
Computersimulationsberechnungen, deren Ergebnisse in 5 gezeigt sind, wurden für den Fall durchgeführt, wo Pentadekan als Kältespeichermittel verwendet wurde, unter den Bedingungen, dass die Temperatur der Luft, die in den Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion einfließt, 25°C betrug, die relative Feuchtigkeit RH der Luft 50% betrug und die Luftmenge, wie an der Zuströmseite des Verdampfers 1 mit einer Kältespeicherfunktion gemessen, 200 m³/h betrug. Die Berechnung wurde durchgeführt, während das Füllungsverhältnis des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter 16 gefüllt wurde, geändert wurde.
Die horizontale Achse des Graphen, der in 4 gezeigt ist, zeigt die Temperatur der Atmosphäre, in welcher der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet war (Umgebungstemperatur) und die vertikale Achse davon stellt den Innendruck des Kältespeichermittel-Behälters 16 dar. Die horizontale Achse des Graphen, der in 5 gezeigt ist, zeigt eine Kältespeicherzeit, die benötigt wird, um eine benötigte Kältemenge in dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 zu speichern und die vertikale Achse davon stellt eine Kältefreisetzungszeit dar, innerhalb der eine benötigte Kältemenge von dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter freigesetzt wird.
Der Graph, der in 4 gezeigt ist, lässt erkennen, dass nur in dem Fall, wo das Füllungsverhältnis des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter 16 eingefüllt ist, gleich oder weniger als 90% ist, ein scharfer Anstieg des Innendrucks verhindert werden kann, auch bei einer Umgebungstemperatur höher als 90°C, welche die obere Grenze eines herkömmlichen Temperaturbereichs zur Verwendung einer Autoklimaanlage mit einem Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion darstellt. Ferner lässt der Graph, der in 5 gezeigt ist, erkennen, dass nur in dem Fall, wo das Füllungsverhältnis des Kältespeichermittels, das in den Kältespeichermittel-Behälter 16 gefüllt ist, gleich oder größer als 70% ist, eine benötigte Kältefreisetzungszeit T durch eine relativ kurze Kältespeicherzeit erreicht werden kann.
Der Kältespeichermittel-Behälter 16 besteht aus zwei im Allgemeinen rechtwinkligen Aluminiumplatten 24 und 25, von denen jede durch Druckwerk aus einem Aluminiumhartlötblatt gebildet ist, das eine Hartlötmittelschicht an jeder von entgegengesetzten Seiten davon aufweist, und deren äußere Randabschnitte zusammen hartgelötet sind. Ein erster Ausbauchabschnitt 26, der sich nach rechts ausbaucht, ist über einem Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 vorgesehen, die den Kältespeichermittel-Behälter 16 darstellt, wobei der Abschnitt den Behälterkörperabschnitt 21 bildet; d. h. den größeren Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 ohne einen Vorderabschnitt davon. Auf ähnliche Weise ist ein zweiter Ausbauchabschnitt 27 über einem Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 vorgesehen, die einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22 bildet; d. h. den vorderen Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24, sodass sich der zweite Ausbauchabschnitt 27 über die gesamte Länge in der vertikalen Richtung erstreckt. Der zweite Ausbauchabschnitt 27 erstreckt sich nach vorne von dem ersten Ausbauchabschnitt 26, baucht sich nach rechts aus und weist eine Ausbauchhöhe auf, die größer als die des ersten Ausbauchabschnitts 26 ist. Darüber hinaus sind Nuten 28 in einem gitterförmigen Muster an einer äußeren Oberfläche des Abschnitts der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 ausgebildet, die den Behälterkörperabschnitt 21 bildet, in Zonen, an denen die Kühlmittel-Flussrohre 13 hartgelötet sind. Die linksseitige Aluminiumplatte 25, die den Kältespeichermittel-Behälter 16 darstellt, weist eine Form auf, die ein Spiegelbild der Form der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 ist, und dieselben Abschnitte werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Die zwei Aluminiumplatten 24 und 25 werden zusammengesetzt und zusammen hartgelötet, sodass Öffnungen der ersten und zweiten Ausbauchabschnitte 26 und 27 zueinander zeigen, wodurch der Kältespeichermittel-Behälter 16 gebildet wird. Die ersten Ausbauchabschnitte 26 der zwei Aluminiumplatten 24 und 25 bilden den Behälterkörperabschnitt 21 und die zweiten Ausbauchabschnitte 27 der zwei Aluminiumplatten 24 und 25 bilden den sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22.
Eine innere Lamelle, die aus Aluminium hergestellt ist und sich von dem hinteren Ende des Behälterkörperabschnitts 21 zu dem Vorderende des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 22 erstreckt, ist in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 derart angeordnet, dass sich die innere Lamelle 29 im Wesentlichen über den gesamten Kältespeichermittel-Behälter 16 in der vertikalen Richtung erstreckt. Die innere Lamelle 29 nimmt eine gewellte Form an und weist Kuppenabschnitte, die sich in der vorne-hinten Richtung erstrecken, Muldenabschnitte, die sich in der vorne-hinten Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte auf, welche die Kuppenabschnitte und die Muldenabschnitte verbinden. Die innere Lamelle 29 weist eine konstante Lamellenhöhe über der Gesamtheit davon auf und ist an den inneren Oberflächen der linken und rechten Wände des Behälterkörperabschnitts 21 des Kältespeichermittel-Behälters 16 hartgelötet.
Jede der äußeren Lamellen 17 nimmt eine gewellte Form an und weist Kuppenabschnitte, die sich in der vorne-hinten Richtung erstrecken, Muldenabschnitte, die sich in der vorne-hinten Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte auf, welche die Kuppenabschnitte und die Muldenabschnitte verbinden. Jede der äußeren Lamellen 17 weist einen Lamellenkörperabschnitt 31 und einen sich nach außen streckenden Abschnitt 32 auf. Der Lamellenkörperabschnitt 31 ist nach hinten bezüglich der Vorderränder der vorderen Kühlmittel-Flussrohre 13 positioniert und ist an den vorderen und hinteren Kühlmittel-Flussrohren 13 der entsprechenden Paare 14 hartgelötet. Der sich nach außen erstreckende Abschnitt 32 erstreckt sich von dem Vorderrand des Lamellenkörperabschnitts 31 und steht nach vorne bezüglich der Vorderränder der vorderen Kühlmittel-Flussrohre 13 (nach außen in der Luftstromrichtung) vor. Die sich nach außen erstreckenden Abschnitte 32 der äußeren Lamellen 37, die in zwei Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu und an entgegengesetzten Seiten jedes Luftstromfreiraums 15 positioniert sind, in welchem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, sind an den linken und rechten Seitenoberflächen des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 22 des Kältespeichermittel-Behälters 16 hartgelötet. Darüber hinaus ist ein Abstandshalter 35, der aus Aluminium hergestellt ist, zwischen den sich nach außen erstreckenden Abschnitten 32 von benachbarten der äußeren Lamellen 17 angeordnet und ist an den sich nach außen erstreckenden Abschnitten 32 hartgelötet.
Der oben beschriebene Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion begründet einen Kühlkreislauf in Kombination mit einem Kompressor, der durch einen Motor eines Fahrzeugs angetrieben wird, einen Kondensator (Kühlmittel-Kühler) zum Kühlen des Kühlmittels, das von dem Kompressor abgeführt ist, und ein Expansionsventil (druckreduzierende Einheit) zum Reduzieren des Drucks des Kühlmittels, das durch den Kondensator geströmt ist. Der Kühlkreislauf wird installiert als eine Autoklimaanlage in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Automobil, das vorübergehend den Motor anhält, der als Antriebsquelle des Kompressors dient, wenn das Fahrzeug angehalten wird. In dem Fall einer solchen Autoklimaanlage strömt, wenn der Kompressor in Betrieb ist, ein Zweiphasenkühlmittel bei niedrigem Druck (eine Mischung aus dampfförmigen Kühlmittel und flüssigem Kühlmittel), das durch den Kompressor komprimiert worden ist und das durch den Kondensator und das Expansionsventil geströmt ist, durch den Kühlmittel-Einlass 7 und tritt in den Einlasssammelbereich 5 des Verdampfers ein. Das Kühlmittel strömt dann durch all die vorderen Kühlmittel-Flussrohre 13 und tritt in den ersten Zwischensammelbereich 9 ein. Das Kühlmittel, das in den ersten Zwischensammelbereich 9 eingetreten ist, strömt durch das Übermittlungselement 12 und tritt in den zweiten Zwischensammelbereich 11 ein. Danach strömt das Kühlmittel durch all die hinteren Kühlmittel-Flussrohre 13, tritt in den Auslasssammelbereich 6 ein und fließt durch den Kühlmittel-Auslass 8 aus. Wenn das Kühlmittel durch die Kühlmittel-Flussrohre 13 fließt, führt das Kühlmittel einen Wärmetausch mit der Luft durch, die durch die Luftstromfreiräume 15 strömt, und fließt aus den Kühlmittel-Flussrohren 13 in einer dampfförmigen Phase.
Zu der Zeit wird das Kältespeichermittel in dem Behälterkörperabschnitt 21 jedes Kältespeichermittel-Behälters 16 durch das Kühlmittel gekühlt, das durch die Kühlmittel-Flussrohre 13 fließt, und die Kälte, die in dem Kältespeichermittel in dem Behälterkörperabschnitt 21 gespeichert ist, wird an das Kältespeichermittel in dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22 des Kältespeichermittel-Behälters 16 mittels der inneren Lamelle 29 übertragen. Darüber hinaus wird das Kältespeichermittel in dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22 des Kältespeichermittel-Behälters 16 durch Luft gekühlt, die durch das Kühlmittel gekühlt worden ist, während sie durch die Luftstromfreiräume 15 strömt. Als ein Ergebnis wird Kälte in dem gesamten Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 gespeichert.
Wenn der Kompressor anhält, wird Kälte, die in dem Kältespeichermittel in dem Behälterkörperabschnitt 21 und dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22 jedes Kältespeichermittel-Behälters 16 gespeichert ist, an die linken und rechten Wände des Behälterkörperabschnitts 21 und den sich nach außen erstreckenden Abschnitt 22 mittels der inneren Lamelle 29 übertragen. Die Kälte, an die linken und rechten Wände des Behälterkörperabschnitts 21 übertragen worden ist, wird an Luft übertragen, die durch die entsprechenden Luftstromfreiräume 15 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 und der Lamellenkörperabschnitte 31 der äußeren Lamellen 17 übertragen worden ist, die an den Kühlmittel-Flussrohren 13 hartgelötet sind. Die Kälte, die an die linken und rechten Wände des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 22 übertragen wird, wird an Luft übertragen, die durch die entsprechenden Luftstromfreiräume 15 mittels der sich nach außen erstreckenden Abschnitte 32 der äußeren Lamellen 17 strömt, die an den linken und rechten Seitenoberflächen des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 22 hartgelötet sind. Dementsprechend, auch wenn die Temperatur von Luft ansteigt, die durch den Verdampfer 1 geströmt ist, wird die Luft gekühlt, sodass ein starker Abfall der Kühlleistung verhindert werden kann.
Wie oben beschrieben, wenn die Dicke der Abtrennungen 34 der Kühlmittel-Flussrohre 13 durch t (mm) dargestellt ist, ist vorzugsweise die Beziehung 0,1 ≤ t ≤ 0,4 erfüllt, weil die Ergebnisse, wie in 6 und 7 gezeigt, durch Computersimulationsberechnungen erhalten wurden. Diese Computersimulationsberechnung wurde durchgeführt, während die Dicke t der Abtrennungen 34 unter den Bedingungen verändert wurde, dass die Weite W der Kühlmittel-Flussrohre 13 16,95 mm betrug, die Rohrhöhe H davon 1,4 mm betrug und die Anzahl n der Abtrennungen 34 13 betrug.
Die linksseitige vertikale Achse des Graphen, der in 6 gezeigt ist, stellt die Durchschnittstemperatur der Luft dar, die durch den Wärmetauscherkernbereich 4 während eines Kältefreisetzungszeitraums geströmt ist, in dem der Kompressor anhält, und Kälte wird von dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 freigesetzt. Die linksseitige vertikale Achse des Graphen, der in 7 gezeigt ist, stellt die Menge sich bewegender Kälte dar, die an jeden Kältespeichermittel-Behälter 16 übertragen wird, mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 von den äußeren Lamellen 17, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, während eines Kältespeicherzeitraums, in dem der Kompressor in Betrieb ist, und Kälte wird in dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 gespeichert. Die rechtseitigen vertikalen Achsen der Graphen, die in 6 und 7 gezeigt sind, stellen jeweils die Menge der sich bewegenden Kälte dar, die von jedem Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 an die äußeren Lamellen 17 übertragen wird, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, während eines Kältefreisetzungszeitraums, in dem der Kompressor anhält, und Kälte wird von dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 freigesetzt. Der Graph, der in 6 gezeigt ist, lässt erkennen, dass, wenn die Dicke der Abtrennungen 34 0,1 bis 0,4 mm beträgt, die Durchschnittstemperatur der Luft effizient abnimmt, die durch den Wärmetauscherkernbereich 4 zu dem Zeitpunkt der Kältefreisetzung geströmt ist. Wenn die Dicke der Abtrennungen 34 0,4 mm übersteigt, nimmt der Grad des Abfalls der Durchschnittstemperatur ab. Ferner lässt der Graph, der in 7 gezeigt ist, erkennen, dass, wenn die Dicke der Abtrennungen 34 0,1 bis 0,4 mm beträgt, eine ausgezeichnete Kältespeicherleistung und eine ausgezeichnete Kältefreisetzungsleistung erreicht werden. Das heißt, während eines Kältespeicherzeitraums wird eine große Kältemenge an jeden Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 von den äußeren Lamellen 17 übertragen, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, wodurch eine ausgezeichnete Kältespeicherleistung erreicht wird; und während eines Kältespeicherzeitraums wird eine große Kältemenge von jedem Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 an die äußeren Lamellen 17 übertragen, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, wodurch eine ausgezeichnete Kältefreisetzungsleistung erreicht wird. Insbesondere ist der Grund, warum die untere Grenze der Dicke t der Abtrennungen 34 zu 0,1 mm bestimmt ist, dass, wenn die Dicke der Abtrennungen 34 weniger als 0,1 mm beträgt, die Herstellung erschwert wird.
Wenn ferner die Rohrhöhe, welche die Abmessung der Kühlmittel-Flussrohre 13 in der Dickenrichtung ist, durch H (mm) dargestellt ist und die Höhe der Abtrennungen durch h (mm) dargestellt ist, wird vorzugsweise die Beziehung 0,64 ≤ h/H ≤ 0,86 erfüllt, weil die Ergebnisse, wie in 8 und 9 gezeigt, durch Computersimulationsberechnungen erhalten wurden. Diese Computersimulationsberechnungen wurden durchgeführt, während das Verhältnis der Höhe h der Abtrennungen 34 zu der Rohrhöhe H geändert wurde, unter der Bedingung, dass die Weite W der Kühlmittel-Flussrohre 13 16,95 mm betrug, die Rohrhöhe H davon 1,4 mm betrug, die Anzahl n der Abtrennungen 34 13 betrug und die Dicke t der Abtrennungen 34 0,2 mm betrug.
Die linksseitige vertikale Achse des Graphen, der in 8 gezeigt ist, stellt die Durchschnittstemperatur von Luft dar, die durch den Wärmetauscherkernbereich 4 während eines Kältefreisetzungszeitraums geströmt ist, in dem der Kompressor anhält, und die Kälte wird von dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 freigesetzt. Die linksseitige vertikale Achse des Graphen, der in 9 gezeigt ist, stellt die Menge der sich bewegenden Kälte dar, die an jeden Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 von den äußeren Lamellen 17 übertragen wird, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, während eines Kältespeicherzeitraums, in dem der Kompressor in Betrieb ist, und Kälte ist in dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 gespeichert. Die rechtsseitigen vertikalen Achsen der Graphen, die in 8 und 9 gezeigt sind, stellen jeweils die Menge sich bewegender Kälte dar, die von jedem Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 zu den äußeren Lamellen 17 übertragen wird, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, während eines Kältefreisetzungszeitraums, in dem der Kompressor anhält, und Kälte wird von dem Kältespeichermittel in dem Kältespeichermittel-Behälter 16 freigesetzt. Der Graph, der in 8 gezeigt ist, lässt erkennen, dass, wenn das Verhältnis h/H 0,64 bis 0,86 beträgt, die Durchschnittstemperatur der Luft effizient abnimmt, die durch den Wärmetauscherkernbereich 4 zu dem Zeitpunkt der Kältefreisetzung geströmt ist. Wenn das Verhältnis weniger als 0,64 beträgt, nimmt der Grad des Abfalls der Durchschnittstemperatur ab. Ferner lässt der Graph, der in 9 gezeigt ist, erkennen, dass, wenn das Verhältnis h/H 0,64 bis 0,86 beträgt, eine ausgezeichnete Kältespeicherleistung und eine ausgezeichnete Kältefreisetzungsleistung erreicht werden. Das heißt, während eines Kältespeicherzeitraums wird eine große Kältemenge an jeden Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 von den äußeren Lamellen 17 übertragen, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, wodurch eine ausgezeichnete Kältespeicherleistung erreicht wird; und während eines Kältespeicherzeitraums wird eine große Kältemenge von jedem Kältespeichermittel-Behälter 16 mittels der entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre 13 an die äußeren Lamellen 17 übertragen, die in den Luftstromfreiräumen 15 angeordnet sind, die benachbart zu dem Luftstromfreiraum 15 sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter 16 angeordnet ist, wodurch eine ausgezeichnete Kältefreisetzungsleistung erreicht wird. Insbesondere ist der Grund, weshalb die obere Grenze des Verhältnisses h/H zu 0,86 bestimmt ist, dass, wenn das Verhältnis h/H die Grenze übersteigt, die Herstellung erschwert wird.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann so modifiziert werden, dass, in dem Fall eines sogenannten Verdampfers der Schicht-Art, die Kühlmittel-Flussrohre des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion in flachen, hohlen Körpern vorgesehen sind, die jeweils aus zwei Aluminiumplatten gebildet sind, die zueinander zeigen und deren äußere Randabschnitte miteinander hartgelötet sind. Das heißt, jedes der Kühlmittel-Flussrohre kann eines sein, das zwischen den zwei Aluminiumplatten gebildet ist, die den flachen, hohlen Körper darstellen und eine ausgebauchte Form aufweisen.
Der oben beschriebene Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion kann in einer geneigten Stellung angeordnet sein, sodass die oberen Enden der Kühlmittel-Flussrohre 13 und der Kältespeichermittel-Behälters 16 des Wärmetauscherkernbereichs 4 an der Zuströmseite oder der stromabwärtigen Seite (z. B. der Zuströmseite) bezüglich der unteren Enden davon positioniert sind. In diesem Fall ist vorzugsweise die Höhe des Flüssigkeitsstands des Kältespeichermittels in dem geneigten Kältespeichermittel-Behälter 16 gleich oder höher als 90% der vertikalen Höhe eines Randabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters 16, der an der Seite zu der Neigungsrichtung positioniert ist, und wünschenswerterweise ist die Höhe des Flüssigkeitsstands des Kältespeichermittels in dem geneigten Kältespeichermittel-Behälter 16 gleich der vertikalen Höhe des Randabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters 16, der an der Seite zu der Neigungsrichtung positioniert ist.
10 bis 12 zeigen Modifikationen des Kältespeichermittel-Behälters.
In dem Fall eines Kältespeichermittel-Behälters 40, der in 10 gezeigt ist, besteht ein sich nach außen erstreckender Abschnitt 41, der sich von dem Vorderrand des Behälterkörperabschnitts 21 erstreckt und nach vorne (stromabwärts) bezüglich der Vorderränder der vorderen Kühlmittel-Flussrohre 13 vorsteht, aus einem Grundabschnitt 42 und mehren Vorsprungsabschnitten 43. Die Abmessungen des Grundabschnitts 42 in der vertikalen und der links-rechts Richtung sind gleich denen des Behälterkörperabschnitts 21. Die Vorsprungsabschnitte 43 sind an dem Grundabschnitt 42 derart vorgesehen, dass die Vorsprungsabschnitte 43 voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und sind nach außen von dem Grundabschnitt 42 in der links-rechts Richtung ausgebaucht. Die Vorsprungsabschnitte 43 nehmen eine längliche Form an und sind nach unten zu der Vorderseite geneigt, wie von der äußeren Seite in Bezug auf die links-rechts Richtung betrachtet. Die Abmessung der Vorsprungsabschnitte des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 41 in der links-rechts Richtung ist gleich einem Wert, der durch Hinzufügen der Abmessung des Behälterkörperabschnitts 21 des Kältespeichermittel-Behälters 40 in der links-rechts Richtung zu der Rohrhöhe erreicht wird, welche die Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohrs 13 in der links-rechts Richtung ist.
Der sich nach außen erstreckende Abschnitt 32 der entsprechenden äußeren Lamelle 17 ist an vorstehende Endoberflächen der Vorsprungsabschnitte 43 des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 41 hartgelötet.
Der erste Ausbauchabschnitt 26, der sich nach rechts ausbaucht, ist über einem Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 vorgesehen, die den Kältespeichermittel-Behälter 40 darstellt, wobei der Abschnitt den Behälterkörperabschnitt 21 darstellt; das heißt den größeren Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 41 ohne einen vorderen Abschnitt davon. Ferner ist ein zweiter Ausbauchabschnitt 44 über einem Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 vorgesehen, die einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt 41 bildet; das heißt den vorderen Abschnitt der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24, sodass sich der zweite Ausbauchabschnitt 44 über die gesamte Länge in der vertikalen Richtung erstreckt. Der zweite Ausbauchabschnitt 44 erstreckt sich nach vorne von dem ersten Ausbauchabschnitt 26, baucht sich nach rechts aus und weist eine Ausbauchhöhe gleich der des ersten Ausbauchabschnitts 26 auf. Darüber hinaus sind mittels Deformieren der Ausbauchdeckenwand des zweiten Ausbauchabschnitts 44 mehrere dritte Ausbauchabschnitte 45, die sich nach rechts bezüglich der zweiten Ausbauchabschnitte 44 ausbauchen, an der Ausbauchdeckenwand des zweiten Ausbauchabschnitts 44 vorgesehen, sodass sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind. Die linsseitige Aluminiumplatte 25, die den Kältespeichermittel-Behälter 40 darstellt, weist eine Form auf, die ein Spiegelbild der Form der rechtsseitigen Aluminiumplatte 24 ist und dieselben Abschnitte werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Die Anordnung der übrigen Abschnitte ist identisch zu denen des Kältespeichermittel-Behälters 16 der oben beschriebenen Ausführungsform.
In dem Fall eines Kältespeichermittel-Behälters 50, der in 11 gezeigt ist, ist eine versetzte innere Lamelle 51, die aus Aluminium hergestellt ist und sich von dem hinteren Ende des Behälterkörperabschnitts 21 zu dem vorderen Ende des sich nach außen streckenden Abschnitts 22 erstreckt, in dem Kältespeichermittel-Behälter 50 derart angeordnet, dass die innere Lamelle 51 sich über im Wesentlichen die Gesamtheit davon in der vertikalen Richtung erstreckt. Die innere Lamelle 51 besteht aus mehreren gewellten Streifen 52, von denen jeder Kuppenabschnitte 52a, die sich in der vorne-hinten Richtung (Luftstromrichtung) erstrecken, Muldenabschnitte 52b, die sich in der vorne-hinten Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte 52c aufweist, welche die Kuppenabschnitte 52a und die Muldenabschnitte 52b verbinden. Die gewellten Streifen 52 sind in der Luftstromrichtung angeordnet und integral miteinander verbunden, sodass die Kuppenabschnitte 52a und die Muldenabschnitte 52b eines der zwei Streifen 52, die benachbart zueinander in der vorne-hinten Richtung sind, positionell in der vertikalen Richtung zu denen des anderen Streifens 52 verschoben sind.
Die Anordnung des übrigen Abschnitts ist identisch zu dem des Kältespeichermittel-Behälters 16 der oben beschriebenen Ausführungsform.
In dem Fall eines Kältespeichermittel-Behälters 60, der in 12 gezeigt ist, wird durch Deformation nach innen der linken und rechten Seitenwände des Kältespeichermittel-Behälters 60 ein ein inneres Volumen reduzierender Abschnitt 61 zum Reduzieren des inneren Volumens des Kältespeichermittel-Behälters 60 an einem unteren Abschnitt des Behälterkörperabschnitts 21 ausgebildet, wobei der untere Abschnitt stromaufwärts des Mittelpunkts des Freiraums zwischen den vorderen und hinteren Kühlmittelflussrohren 13 positioniert ist. Die Abmessung des das innere Volumen reduzierenden Abschnitts 61 in der links-rechts Richtung ist kleiner als die Abmessung des Behälterkörperabschnitts 21 in der links-rechts Richtung. So nimmt das innere Volumen des Kältespeichermittel-Behälters 60 ab, verglichen mit dem Fall, wo der das innere Volumen reduzierende Abschnitt 61 nicht vorgesehen ist. Der Betrag, um den das innere Volumen des Kältespeichermittel-Behälters 60 durch den das innere Volumen reduzierenden Abschnitt 61 reduziert ist, wird so bestimmt, dass das Kältespeichermittel in der Nähe des oberen Endes des Kältespeichermittel-Behälters 60 existiert, auch wenn das Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis (das Verhältnis des Volumens des eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen des abgedichteten inneren Raums des Kältespeichermittel-Behälters 60) für einen angenommenen Fall, wo der das innere Volumen reduzierende Abschnitt 61 nicht vorgesehen ist (das heißt, die Dicke des Behälterkörperabschnitts 21 in der links-rechts Richtung ist konstant über die Gesamtheit davon) 70 bis 90%, vorzugsweise 70 bis 80% beträgt.
Der das innere Volumen reduzierende Abschnitt 61 ist mittels Ausbilden eines Aussparungsabschnitts 62 vorgesehen, der durch Deformation nach innen der Ausbauchdeckenwand 26a des ersten Ausbauchabschnitts 26 jeder der zwei Aluminiumplatten 24 und 26 ausgebildet ist, welche den Kältespeichermittel-Behälter 60 darstellen.
Darüber hinaus deformiert sich an einer Stelle, wo der das innere Volumen reduzierende Abschnitt 61 vorgesehen ist, die innere Lamelle 29 zu einer gebogenen Form, sodass die Stärke des Kältespeichermittel-Behälters 60 an einer Stelle davon abnimmt, wo der das innere Volumen reduzierende Abschnitt 61 vorgesehen ist. Jedoch ist der Kältespeichermittel-Behälter 60 so gestaltet, dass er eine ausreichende Stärke hat, sodass innerhalb eines herkömmlichen Temperaturbereichs (–40 bis 90°C) der Verwendungsumgebung, der Kältespeichermittel-Behälter 60 nicht bricht, auch wenn der Innendruck aufgrund einer Veränderung der Dichte des Kältespeichermittels in der flüssigen Phase und einer thermischen Ausdehnung der Luft ansteigt, die in dem Kältespeichermittel-Behälter 60 verbleibt.
In dem Fall des Kältespeichermittel-Behälters 60 ist ein Abschnitt des Behälterkörperabschnitts 21, der nach vorne bezüglich des das innere Volumen reduzierenden Abschnitts 61 positioniert ist und in Kontakt mit den vorderen Kühlmittel-Flussrohren 13 ist, an den Kühlmittel-Flussrohren 13 über die gesamte Höhe hartgelötet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4043776 [0006]
JP 2010-149814 A [0009]

Claims

Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, bei dem mehrere sich vertikal erstreckende flache Kühlmittel-Flussrohre derart parallel angeordnet sind, dass ihre Weitenrichtung mit einer Luftstromrichtung übereinstimmt und sie voneinander beabstandet sind, Luftstromfreiräume so ausgebildet sind, dass jeder Luftstromfreiraum zwischen benachbarten Kühlmittel-Flussrohren vorgesehen ist, ein Kältespeichermittel-Behälter, der mit einem Kältespeichermittel gefüllt ist, in zumindest einem der Luftstromfreiräume angeordnet ist und äußere Lamellen in den übrigen Luftstromfreiräumen angeordnet sind, wobei der Kältespeichermittel-Behälter einen Behälterkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist, der sich von einem stromabwärtsseitigen Rand des Behälterkörperabschnitts erstreckt und stromabwärts bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht; eine äußere Lamelle, die in einem Luftstromfreiraum angeordnet ist, der benachbart zu dem Luftstromfreiraum ist, in dem der Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist, einen Lamellenkörperabschnitt, der an die entsprechenden Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist, und einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist, der sich von einem stromabwärtsseitigen Rand des Lamellenkörperabschnittkörpers erstreckt und stromabwärts bezüglich der Kühlmittel-Flussrohre vorsteht; und der sich nach außen erstreckende Abschnitt der äußeren Lamelle in Kontakt mit einer entsprechenden Seitenoberfläche des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters ist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem jede der äußeren Lamellen, die in Luftstromfreiräumen angeordnet sind, die an entgegengesetzten Seiten des Luftstromfreiraums positioniert sind, in dem der Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist, den Lamellenkörperabschnitt und den sich nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist; und die sich nach außen erstreckenden Abschnitte der äußeren Lamellen in Kontakt mit den entgegengesetzten Seitenoberflächen des sich nach außen erstreckenden Abschnitts des Kältespeichermittel-Behälters sind.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der nach außen erstreckende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters über die gesamte Länge in der vertikalen Richtung ausbaucht, wobei sich der sich nach außen erstreckende Abschnitt bezüglich des Behälterkörperabschnitts in Bezug auf eine Richtung ausbaucht, entlang der die Kühlmittel-Flussrohre aufgestellt sind; und der sich nach außen erstreckende Abschnitt eine Abmessung in einer Dickenrichtung davon aufweist, die größer als eine Abmessung des Behälterkörperabschnitts in einer Dickenrichtung davon ist.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der sich nach außen erstreckende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters einen Grundabschnitt, dessen Abmessung in einer Dickenrichtung davon gleich einer Abmessung des Behälterkörperabschnitts in einer Dickenrichtung davon ist, und mehrere vorstehende Abschnitte aufweist, die an dem Grundabschnitt derart vorgesehen sind, dass die vorstehenden Abschnitte voneinander in einer vertikalen Richtung beabstandet sind und sich nach außen von dem Grundabschnitt in Bezug auf eine Richtung ausbauchen, entlang der die Kühlmittel-Flussrohre aufgestellt sind.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der sich nach außen erstreckende Abschnitt der entsprechenden äußeren Lamelle an dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters hartgelötet ist.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kältespeichermittel-Behälter aus zwei Metallplatten besteht, deren äußere Randabschnitte zusammengefügt sind; und der Behälterkörperabschnitt und der sich nach außen erstreckende Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters mittels Ausbauchen nach außen zumindest einer der zwei Metallplatten vorgesehen sind.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine innere Lamelle, die sich von dem Behälterkörperabschnitt zu dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt des Kältespeichermittel-Behälters erstreckt, in dem Kältespeichermittel-Behälter angeordnet ist.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 7, bei dem die innere Lamelle eine gewellte Form annimmt und Kuppenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, Muldenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte aufweist, welche die Kuppenabschnitte und die Muldenabschnitte verbinden.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 7, bei dem die innere Lamelle eine versetzte Form annimmt und aus mehreren gewellten Streifen besteht, von denen jeder Kuppenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, Muldenabschnitte, die sich in die Luftstromrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte aufweist, die den Kuppenabschnitt und den Muldenabschnitt verbinden, wobei die gewellten Streifen in der Luftstromrichtung angeordnet sind und integral miteinander derart verbunden sind, dass die Kuppenabschnitte und die Muldenabschnitte einer der zwei Streifen, die in der Luftstromrichtung zueinander benachbart sind, positionell in der vertikalen Richtung von denen des anderen Streifens verschoben sind.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters an den entsprechenden Kühlmittel-Flussrohren hartgelötet ist; und Nuten in Abschnitten von äußeren Oberflächen des Behälterkörperabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet sind, wobei die Abschnitte an den entsprechenden Kühlmittel-Flussrohren hartgelötet sind.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 10, bei dem die Nuten, die in jedem der Abschnitte der äußeren Oberflächen des Behälterkörperabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet sind, ein Gitter ausbilden, wobei die Abschnitte an den entsprechenden Kühlmittel-Flussrohren hartgelötet sind.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren Sätzen von Kühlmittel-Flussrohren, die jeweils mehrere flache Kühlmittel-Flussrohre aufweisen, die derart angeordnet sind, dass ihre Weitenrichtung mit der Luftstromrichtung übereinstimmt und sie voneinander in der Luftstromrichtung beabstandet sind; und der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters so angeordnet ist, dass er sich über alle Kühlmittel-Flussrohre des entsprechenden Satzes erstreckt und an die Kühlmittel-Flussrohre angefügt ist.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Behälterkörperabschnitt des Kältespeichermittel-Behälters einen ein inneres Volumen reduzierenden Abschnitt aufweist, der durch partielle Deformation nach innen einer Wand des Kältespeichermittel-Behälters ausgebildet ist und ein inneres Volumen des Kältespeichermittel-Behälters reduziert.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 13, bei dem der das innere Volumen reduzierende Abschnitt des Behälterkörperabschnitts des Kältespeichermittel-Behälters so gestaltet ist, dass er sich aufgrund eines Anstiegs des inneren Drucks ausbaucht, wenn der das innere Volumen reduzierende Abschnitt einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, die einen Temperaturbereich der Verwendungsumgebung übersteigt.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis, welches das Verhältnis des Volumens des eingefüllten Kältespeichermittels zu dem inneren Volumen des Kältespeichermittel-Behälters ist, 70 bis 90% beträgt.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 15, bei dem das Kältespeichermittel-Füllungsverhältnis 70 bis 80% beträgt.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes der Kühlmittel-Flussrohre in thermischen Kontakt mit dem Kältespeichermittel-Behälter mehrere Kühlmittel-Flusskanäle aufweist, die in der Weitenrichtung des Kühlmittel-Flussrohrs angeordnet sind und voneinander durch Abtrennungen getrennt sind; und eine Beziehung 0,1 ≤ t ≤ 0,4 und eine Beziehung 0,64 ≤ h/H ≤ 0,86 erfüllt sind, wobei t eine Dicke (mm) jeder Abtrennung darstellt, h eine Höhe (mm) jeder Abtrennung darstellt und H eine Rohrhöhe (mm) darstellt, die eine Abmessung jedes Kühlmittel-Flussrohrs in einer Dickenrichtung davon ist.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 17, bei dem eine Beziehung 0,07 ≤ (n × t)/W ≤ 0,31 erfüllt ist, wobei n die Anzahl der Abtrennungen jedes Kühlmittel-Flussrohrs darstellt und W eine Weite (mm) jedes Kühlmittel-Flussrohrs darstellt.
Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion nach Anspruch 17, bei dem die Rohrhöhe H jedes Kühlmittel-Flussrohrs 12 bis 25 mm beträgt und die Weite W jedes Kühlmittel-Flussrohrs 1,3 bis 3,0 mm beträgt.