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Verweis auf bezogene Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0130551 , eingereicht im koreanischen Patentamt am 07. Dezember 2011, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator Verflüssigen) für ein Fahrzeug (z. B. Kraftfahrzeug). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Kondensator (Verflüssigen) für ein Fahrzeug, welcher vom Typ her ein Plattenkühler ist, in welchem ein Sammler-Trockner integral (z. B. stofflich einstückig) ausgebildet ist, und welcher flüssigkeitsgekühlt (z. B. wassergekühlt} ist, in welchem ein Kältemittel mittels eines Kühlmittels (z. B. Kühlwasser) kondensiert wird.
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Bezogene Technik
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Üblicherweise, hält eine Klimaanlage für ein Fahrzeug eine passsende Fahrzeuginnenraum-/Fahrgastraumtemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur aufrecht und sorgt für eine komfortable Innenraumumgebung.
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Eine solche Klimaanlage weist einen Verdichter/Kompressor auf, welcher ein Kältemittel verdichtet, einen Kondensator (Verflüssigen), welcher das Kältemittel kondensieren lässt und verflüssigt, welches durch den Verdichter verdichtet ist, ein Expansionsventil, welches das aufgrund des Kondensators kondensierte und verflüssigte Kältemittel sich schnell ausdehnen lässt, und einen Verdampfer, welcher das durch das Expansionsventil ausgedehnte Kältemittel verdampfen lässt und Luft kühlt, welche dem Fahrgastraum, an welchem die Klimaanlage angebracht ist, zugeführt wird, indem die Verdampfungswärme/-energie (latente Wärme/Energie) genutzt wird.
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Hierbei kühlt der Kondensator verdichtetes gasförmige Kältemittel ausgehend von hoher Temperatur/Druck durch Verwendung von Außenluft, welche während der Fahrt ins Fahrzeug einströmt, und lässt es zu flüssigem Kältemittel mit niedriger Temperatur kondensieren.
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Solch ein Kondensator ist üblicherweise durch ein Rohr mit einem Sammler-Trockner verbunden, welcher bereitgestellt ist, um die Effizienz der Kondensation durch Gas-Flüssig-Trennung zu verbessern und um Feuchtigkeit im Kältemittel zu entfernen.
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Ein luftgekühlter Kondensator, welcher mit der Außenluft (Umgebungsluft) im Wärmeaustausch steht, wird hauptsächlich als Kondensator für ein Fahrzeug genutzt. Da solch ein luftgekühlter Kondensator stift-röhrenartige Strukturen hat, kann die gesamte Größe des Kondensators erhöht werden, um die Kühlleistung zu verbessern. Dadurch kann es schwierig sein, den luftgekühlte Kondensator in einem kleinen Motorraum anzubringen/einzubauen.
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Um solch ein Problem zu lösen, wird im Fahrzeug ein wassergekühlter Kondensator, welcher ein Kühlmittel (z. B. Kühlwasser) als Kältemittel verwendet.
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Der wassergekühlte Kondensator hat jedoch im Vergleich mit dem luftgekühlten Kondensator eine geringere Kondensationstemperatur des Kältemittels mit ca. 5–15°C, und folglich ist der Unterschied zwischen der Kondensationstemperatur und der Umgebungstemperatur gering. Damit verringert sich die Effizienz der Kondensation aufgrund eines geringen Unterkühlungseffekts, und folglich kann auch die Effizienz der Kühlung (des Kühlvorgangs) verringert werden.
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Außerdem kann die Größe eines Radiators (Kühlers) oder die Kapazität/Leistung eines Kühlventilators/Kühlerlüfters erhöht werden, so dass die Effizienz der Kondensation oder die Effizienz der Kühlung (des Kühlvorgangs) des wassergekühlten Kondensators für ein Fahrzeug erhöht wird. Dadurch können Kosten und Gewicht steigen und Verbindungen zwischen dem Sammler-Trockner und dem Kondensator können komplex sein.
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Die Informationen, welche in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbart sind, dienen lediglich zum besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als Bestätigung oder in irgendeiner Weise als Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann (schon) bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen einen Kondensator für ein Fahrzeug bereit, welcher die Vorteile hat, dass er integral (z. B. stofflich einstückig) mit einem Sammler-Trockner ausgebildet ist und aus einer Mehrzahl an (übereinander) gestapelten Platten (z. B. Metallplatten) ausgebildet ist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Kondensatorvorrichtung für ein Fahrzeug, welche in einer Klimaanlage verwendet wird, die ein Expansionsventil, einen Verdampfer und einen Verdichter aufweist, zwischen dem Verdichter und dem Expansionsventil bereitgestellt und lässt Kühlmittel umlaufen/zirkulieren, welches von einem Radiator (Kühler) zugeführt wird, so dass Kältemittel, welches vom Verdichter zugeführt wird, durch Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel kondensiert, und kann aufweisen: einen ersten Wärmeabstrahlabschnitt, welcher durch (Übereinander-)Stapeln einer Mehrzahl an Platten ausgebildet ist und welcher mit dem Radiator (Kühler) fluidverbunden ist, um das Kühlmittel zirkulieren zu lassen, und welcher mit dem Verdichter fluidverbunden ist, um das Kältemittel zirkulieren zu lassen, welches vom Verdichter zugeführt wird, so dass das Kältemittel durch Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel kondensiert, einen zweiten Wärmeabstrahlabschnitt, welcher integral (z. B. stofflich einstückig) an einem unteren Abschnitt des ersten Wärmeabstrahlabschnitts ausgebildet und damit fluidverbunden ist, und einen Sammler-Trockner-Abschnitt, welcher integral (z. B. stofflich einstückig) an einem jeweiligen Ende des ersten und des zweiten Wärmeabstrahlabschnitts ausgebildet ist und fluidverbunden mit dem ersten Wärmeabstrahlabschnitt ist, um ein kondensiertes Kältemittel von dem ersten Wärmeabstrahlabschnitt zu erhalten und eine Gas-Flüssig-Trennung und Entfeuchtung (Feuchtigkeitsentfernung) des Kältemittels durchzuführen, wobei der erste Wärmeaustauschabschnitt mit einem Gas-Flüssig-Trennabschnitt (Gas-Flüssig-Abscheideabschnitt) bereitgestellt ist, welcher das Kältemittel in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel trennt.
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Der Gas-Flüssig-Trennabschnitt führt ein abgetrenntes gasförmiges Kältemittel und ein abgetrenntes flüssiges Kältemittel unterschiedlichen Kältemittelleitungen zu und das abgetrennte gasförmige Kältemittel und das abgetrennte flüssige Kältemittel tauschen jeweils Wärme mit dem Kühlmittel aus.
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Der erste Wärmeabstrahlabschnitt kann ferner aufweisen: eine erste Kältemittelleitung, welche einen Endabschnitt aufweist, in welchen das Kältemittel einströmt, und welche an einem Mittelabschnitt im ersten Wärmeabstrahlabschnitt entlang einer Längsrichtung ausgebildet ist, wenigstens eine zweite Kältemittelleitung, welche über (oberhalb) der ersten Kältemittelleitung ausgebildet ist, um das abgetrennte gasförmige Kältemittel darin strömen zu lassen, welches an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt abgetrennt wird, wenigstens eine dritte Kältemittelleitung, welche unter (unterhalb) der ersten Kältemittelleitung ausgebildet ist, um das abgetrennte flüssige Kältemittel darin strömen zu lassen, welches an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt abgetrennt wird.
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Der Gas-Flüssig-Trennabschnitt ist mit dem anderen Endabschnitt der ersten Kältemittelleitung fluidverbunden.
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Der Gas-Flüssig-Trennabschnitt ist mit jenen zweiten und jenen dritten Kältemittelleitungen von den zweiten Kältemittelleitungen und den dritten Kältemittelleitungen fluidverbunden, die nahe eines oberen Abschnitts und nahe eines unteren Abschnitts des Gas-Flüssig-Trennabschnitts sind, und ist mit den anderen zweiten und den anderen dritten Kältemittelleitungen aufgrund der Platten nicht fluidverbunden.
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Die Kondensatorvorrichtung kann ferner aufweisen: eine obere und eine untere Abdeckung, welche jeweilig an einem oberen Abschnitt und an einem unteren Abschnitt des ersten und des zweiten Wärmeabstrahlabschnitts und des Sammler-Trockner-Abschnitts angebracht sind.
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Die obere Abdeckung ist bereitgestellt mit einem Kältemitteleinlass, welcher an einem Endabschnitt davon ausgebildet ist und mit dem Verdichter fluidverbunden ist, um das Kältemittel dem ersten Wärmeaustauschabschnitt zuzuführen, und einem Kühlmittelauslass, welcher an dem anderen Endabschnitt ausgebildet ist und mit dem Radiator (Kühler) fluidverbunden ist.
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Die unteren Abdeckung ist bereitgestellt mit einem Kältemittelauslass, welcher an einem Endabschnitt davon zugeordnet zu dem Kältemitteleinlass ausgebildet ist und mit dem Expansionsventil fluidverbunden ist, und einem Kühlmitteleinlass, welcher von dem Kältemittelauslass getrennt an dem Endabschnitt ausgebildet ist, an dem (auch) der Kältemittelauslass ausgebildet ist, und mit dem Radiator (Kühler) fluidverbunden ist.
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Ein Endabschnitt einer jeden Platte, welche die zweite Kältemittelleitung bilden, ist so gebogen/verbogen, um eine Wand zu bilden.
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Die dritte Kältemittelleitung steht nicht direkt mit dem Kältemitteleinlass in Kontakt, aufgrund einer ganz oben angeordneten Platte von den Platten, die die dritte Kältemittelleitung bilden.
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Der Sammler-Trockner-Abschnitt ist mit einem (Frei-)Raum bereitgestellt, welcher darin ausgebildet ist, um das kondensierte Kältemittel darin aufzunehmen, und die Kondensatorvorrichtung kann ferner ein Einlassloch zugeordnet zu dem (Frei-)Raum aufweisen.
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Ein Trocknungsmittel ist in den (Frei-)Raum durch das Einlassloch eingebracht.
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Eine Befestigungskappe ist an dem Einlassloch befestigt, um ein Entweichen des Trocknungsmittels, welches in das Einlassloch eingebracht ist, und ein Austreten von Kältemittel, welches dem Sammler-Trockner-Abschnitt zugeführt wird, zu verhindern.
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Der erste Wärmeabstrahlabschnitt kann ferner aufweisen: eine erste Verbindungsleitung, welche an einem oberen Abschnitt des ersten Wärmeabstrahlabschnitts ausgebildet ist, um mit der zweiten Kältemittelleitung fluidverbunden zu sein, und eine zweite Verbindungsleitung, welche an einem unteren Abschnitt des ersten Wärmeabstrahlabschnitts ausgebildet ist, um mit der dritten Kältemittelleitung fluidverbunden zu sein, und der erste Wärmeabstrahlabschnitt führt das kondensierte Kältemittel dem Sammler-Trockner-Abschnitt durch die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung zu.
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Der zweite Wärmeabstrahlabschnitt ist mit dem Sammler-Trockner-Abschnitt durch eine dritte Verbindungsleitung fluidverbunden und ist dazu eingerichtet, dass das Kältemittel mit dem Kühlmittel sekundär (zweitmalig, ein zweites Mal) Wärme austauscht, wobei die Gas-Flüssig-Trennung und die Entfeuchtung des Kältemittels durch den Sammler-Trockner-Abschnitt durchgeführt wurden.
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Der erste und der zweite Wärmeabstrahlabschnitt bewirken, dass das Kühlmittel und das Kältemittel Wärme mit einander austauschen, aufgrund eines Gegenstroms (einander entgegen gerichteten Strömen) von Kühlmittel und Kältemittel.
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Der Radiator (Kühler) ist mit einem Reservebehälter fluidverbunden und ein Kühlerventilator/Kühlerlüfter ist an einem hinteren Abschnitt des Radiators (Kühlers) bereitgestellt.
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Die Kondensatorvorrichtung kann einen Wärmetauscher aufweisen, welcher durch Stapeln/Schichten einer Mehrzahl von Platten gebildet ist.
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Gemäß des Kondensators für ein Fahrzeug, kann totes (ungenutztes) Volumen (der Totraum) des Sammler-Trockners minimiert werden und eine Wärmeabstrahlfläche kann vergrößert werden. Dadurch kann die Effizienz der Kühlung (des Kühlvorgangs) verbessert werden.
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Da der Kondensator Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel auftrennt und das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel aufgrund des Kühlmittels kondensieren, kann außerdem die Anzahl an Bauteilen verringert werden und die Verbindungen zwischen den Bauteilen können vereinfacht werden. Folglich können Kosten und Gewicht gesenkt werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, in welcher ein Kondensator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kondensators für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 2.
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4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 2.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen.
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Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z. B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In allen Zeichnungen beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
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Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
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In dieser Beschreibung offenbarte beispielhafte Ausführungsformen und Zeichnungen repräsentieren lediglich wenige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und stellen nicht die Gesamtheit der technische Ideen der vorliegenden Erfindung dar. Deshalb ist es klar, dass es eine Vielzahl an Abwandlungen und Modifikationen zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung geben kann.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, in der ein Kondensator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kondensators für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 2, und 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 2.
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Ein Kondensator (Verflüssiger) 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, wird in einer Klimaanlage verwendet, welche aufweist ein Expansionsventil 101, um flüssiges Kältemittel sich ausdehnen zu lassen, einen Verdampfer 103, um Kältemittel, welches durch das Expansionsventil 101 ausgedehnt ist, durch (im) Wärmeaustausch mit Luft zu verdampfen, und einen Verdichter 105, um ein gasförmiges Kältemittel vom Verdampfer 103 zu erhalten und zu verdichten.
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Der Kondensator 100 ist hierbei zwischen dem Verdichter 105 und dem Expansionsventil 101 bereitgestellt, und ist dafür eingerichtet, Kühlmittel umlaufen/zirkulieren zu lassen, welches vom Radiator (Kühler) 107 zugeführt wird, und das Kältemittel, welches vom Verdichter 105 zugeführt wird, durch (im) Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel kondensieren zu lassen.
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Der Radiator (Kühler) 107 ist mit einem Reservebehälter 108 verbunden, und ein Kühlerventilator/ Kühlerlüfter 109 ist an einem hinteren Abschnitt des Radiators (Kühlers) 107 bereitgestellt.
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Im Kondensator 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist integral (z. B. stofflich einstückig) (damit) ein Sammler-Trockner bereitgestellt und eine Mehrzahl an Platten ist (aufeinander) gestapelt. Der Kondensator 100 für ein Fahrzeug trennt das Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und lässt das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel mittels des Kühlmittels kondensieren. Dadurch kann die Anzahl an Bauteilen verringert werden und Verbindungen zwischen den Bauteilen können vereinfacht werden. Außerdem kann die Effizienz der Kühlung (des Kühlvorgangs) verbessert werden, da gemäß dem Kondensator 100 für ein Fahrzeug das tote (ungenutzte) Volumen (der Totraum) des Sammler-Trockners verringert und eine Wärmeabstrahlfläche vergrößert werden kann.
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Zu diesem Zweck, weist der Kondensator 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 2 bis 4 gezeigt, einen erste Wärmeabstrahlabschnitt 110, einen zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 120 und einen Sammler-Trockner-Abschnitt 130 auf.
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Hierbei ist eine obere und eine untere Abdeckung 140 und 150 jeweilig an dem oberem und dem unterem Abschnitt des ersten und des zweiten Wärmeabstrahlabschnitts 110 und 120 und des Sammler-Trockner-Abschnitts 130 angebracht.
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Gemäß der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ist der erste Wärmeabstrahlabschnitt 110 durch Stapeln einer Mehrzahl an Platten 111 gebildet. Der erste Wärmeabstrahlabschnitt 110 ist mit einem Radiator (Kühler) 107 verbunden, um das Kühlmittel umlaufen/zirkulieren zu lassen, und (der erste Wärmeabstrahlabschnitt 110) lässt Kältemittel zirkulieren, welches vom Verdichter 105 zugeführt wird, um das Kältemittel durch (im) Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel kondensieren zu lassen.
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Der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 120 ist außerdem integral (z. B. stofflich einstückig) an einem unteren Abschnitt des ersten Wärmeabstrahlabschnitts 110 ausgebildet.
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Der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 120 kühlt sekundär (zweitmalig, zum zweiten Mal) das kondensierte Kältemittel, welches durch den ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 gekühlt wurde.
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Hierbei sind der erste und der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 dazu eingerichtet, einen Wärmeaustausch durchzuführen mittels eines Gegenstroms (einander entgegen gerichteten strömen) von Kühlmittel und Kältemittel.
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Deshalb ist die Mehrzahl an Platten 111 in dem ersten und dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 (übereinander) gestapelt, und die Kältemittelleitungen 113 und Kühlmittelleitungen 115 sind alternierend/abwechselnd zwischen der Mehrzahl an Platten 111 ausgebildet. Da das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 113 und das Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 115 strömt, werden das Kältemittel und das Kühlmittel nicht miteinander vermischt und strömen in entgegengesetzte Richtungen. Bei diesem Prozess tritt Wärmeaustausch zwischen Kältemittel und Kühlmittel auf.
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In der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform weist ein erste erster Wärmeabstrahlabschnitt 110, wie in 3 gezeigt, eine erste Kältemittelleitung 113a, einen Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117, eine zweite Kältemittelleitung 113b und eine dritte Kältemittelleitung 113c.
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Die erste Kältemittelleitung 113a ist an einem Mittelabschnitt im ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 entlang einer Längsrichtung ausgebildet. Das Kältemittel wird einem Endabschnitt der ersten Kältemittelleitung 113a zugeführt und strömt in der Kältemittelleitung 113a.
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Der Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 ist mit dem anderen Endabschnitt der ersten Kältemittelleitung 113a im ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 verbunden. Der Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 ist dazu eingerichtet, um das Kältemittel, welches in der Kältemittelleitung 113a strömt, in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel mittels der Gravitation (der Gravitationskraft) aufzutrennen. Das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel liegen im Kältemittel, welches in der ersten Kältemittelleitung 113a strömt, vermischt vor.
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Hierbei trennt der Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 das Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel durch die unterschiedliche Schwerkraft zwischen dem gasförmigen Kältemittel und dem flüssigen Kältemittel, wenn (dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117) das Kältemittel zugeführt wird, in welchem gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel vermischt sind. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das gasförmige Kältemittel in einem oberen Bereich des Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 und das flüssige Kältemittel befindet sich in einem unteren Bereich des Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117.
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In der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ist eine Mehrzahl an zweiten Kältemittelleitungen 113b über (oberhalb) der ersten Kältemittelleitung 113a ausgebildet. Das leichte gasförmige Kältemittel, welches an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 (ab)getrennt worden ist, strömt in die zweite Kältemittelleitung 113b.
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Die zweite Kältemittelleitung 113b ist dazu eingerichtet, einen Wärmeaustausch zwischen dem gasförmigen Kältemittel und dem Kühlmittel durchzuführen, um das gasförmige Kältemittel wieder kondensieren zu lassen, wenn das gasförmige Kältemittel, welches an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 (ab)getrennt worden ist, darin strömt.
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Außerdem ist eine Mehrzahl an dritten Kältemittelleitungen 113c unter (unterhalb) der ersten Kältemittleitung 113a ausgebildet. Das schwerere) flüssige Kältemittel, welches an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 (ab)getrennt worden ist, strömt in der dritten Kältemittelleitung 113c.
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Die dritte Kältemittelleitung 113c ist dazu eingerichtet, einen Wärmeaustausch zwischen dem flüssigen Kältemittel und dem Kühlmittel durchzuführen, um das flüssige Kältemittel kondensieren zu lassen, wenn das flüssige Kältemittel, welches an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 (ab)getrennt worden ist, darin strömt.
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Hierbei ist der Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 mit jenen zweiten und jenen dritten Kältemittelleitungen 113b und 113c der Mehrzahl an zweiten Kältemittelleitungen 113b und dritten Kältemittelleitungen 113c verbunden, die nahe des oberen und nahe des unteren Abschnitts des Gas-Flüssig-Trennabschnitts 117 sind, und ist nicht mit anderen zweiten und dritten Kältemittelleitungen 113b und 113c aufgrund der Platten verbunden.
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Die Platte 111 ist eingerichtet, um den oberen und den unteren Abschnitt des Gas-Flüssig-Trennabschnitts 117 so zu verschließen/so abzutrennen, so dass das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel nicht in andere zweite und dritte Kältemittelleitungen 113b und 113c einströmt als jene zweiten und jene dritten Kältemittelleitungen 113b und 113c, welche nahe dem oberen und dem unteren Abschnitt des Gas-Flüssig-Trennabschnitts 117 angeordnet sind.
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Gemäß einer vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ist ein Kältemitteleinlass 141 an einem Endabschnitt der oberen Abdeckung 140 ausgebildet. Der Kältemitteleinlass 141 ist mit dem Verdichter 105 verbunden und dazu eingerichtet, das Kältemittel in den ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 einströmen zu lassen.
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Außerdem ist ein Kühlmittelauslass 143 an dem anderen Endabschnitt der oberen Abdeckung 140 nahe des Sammler-Trockner-Abschnitts 130 ausgebildet. Der Kühlmittelauslass 143 ist mit dem Radiator 107 (Kühler) verbunden.
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Ein Endabschnitt einer jeden Platte 111, welche die zweite Kältemittelleitung 113b bilden, ist so gebogen, um eine Wand 119 zu bilden. Der Endabschnitt einer jeden Platte 111 ist ein Endabschnitt, welcher nahe dem Kältemitteleinlass 141 angeordnet ist.
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Die Wand 119 ist dazu eingerichtet, zu verhindern, dass das Kältemittel, welches durch den Kältemitteleinlass zugeführt wird, in die zweiten Kältemittelleitung 113b einströmt, welche an einem oberen Abschnitt des ersten Wärmeaustauschabschnitts 110 ausgebildet sind.
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Außerdem steht die dritte Kältemittelleitung 113c nicht direkt in Kontakt mit dem Kältemitteleinlass 141 aufgrund der ganz oberen Platte 111 der Platten 111, welche die dritte Kältemittelleitung 113c bilden.
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Durch die ganz obere Platte 111 der Platten 111, welche die dritte Kältemittelleitung 113c bilden, wird verhindert, dass das Kältemittel, welches durch den Kältemitteleinlass 141 zugeführt wird, direkt in die dritte Kältemittelleitung 113c einströmt, und das Kältemittel strömt (dadurch) in die erste Kältemittelleitung 113a.
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Gemäß der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ist ein Kältemittelauslass 151 an einem Endabschnitt der unteren Abdeckung 150 zugeordnet zu dem Kältemitteleinlass 141 ausgebildet. Der Kältemittelauslass 151 ist mit dem Expansionsventil 101 verbunden.
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Ein Kühlmitteleinlass 153 ist, wie in 4 gezeigt, an einem Endabschnitt der unteren Abdeckung 150 ausgebildet, an dem (auch) der Kältemittelauslass 151 ausgebildet ist, und von dem Kältemittelauslass 151 getrennt angeordnet. Der Kühlmitteleinlass 153 ist mit dem Radiator 107 (Kühler) verbunden.
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Da das Kühlmittel mit niedriger Temperatur, welches durch den Kältemitteleinlass 153 zugeführt wird, welcher an der unteren Abdeckung ausgebildet ist, zuerst in den zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 120 einströmt, wird das Kältemittel, welches (bereits) durch den ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 geströmt ist, zusätzlich (erneut) gekühlt. Dadurch kann die Effizienz der Kühlung (des Kühlvorgangs) verbessert werden.
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Außerdem ist der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 dazu eingerichtet, das kondensierte Kältemittel von den ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 zu erhalten und eine Gas-Flüssig-Trennung und Entfeuchtung des Kältemittels durchzuführen. Der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 ist integral (z. B. stofflich einstückig) an dem anderen Ende des ersten und des zweiten Wärmeabstrahlabschnitts 110 und 120 ausgebildet und mit dem ersten und dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 verbunden.
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Das Kältemittel, welches in dem ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 strömt, wird in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel durch den Gas-Flüssig-Trennabschnitt (auf)getrennt, und das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel strömen jeweils durch die zweiten und die dritten Kältemittelleitungen 113b und 113c, um Wärme mit dem Kühlmittel auszutauschen und (dabei) zu kondensieren.
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Danach wird das kondensierte Kältemittel in den Sammler-Trockner-Abschnitt durch eine erste Verbindungsleitung 121 ausgelassen, welche an dem oberen Abschnitt des ersten Wärmeabstrahlabschnitts 110 ausgebildet ist und mit der zweiten Kältemittelleitung 113b verbunden ist, und durch eine zweite Verbindungsleitung 123 ausgelassen, welche an dem unteren Abschnitt des ersten Wärmeabstrahlabschnitts 110 ausgebildet ist und mit der dritten Kältemittelleitung 113c verbunden ist.
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Der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 120 ist außerdem mit dem Sammler-Trockner-Abschnitt 130 durch eine dritte Verbindungsleitung 125 verbunden. Der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 120 ist dazu eingerichtet, das Kältemittel zu erhalten, welches vom ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 durch die zweite und die dritte Verbindungsleitung 121 und 123 ausgelassen wird und in welchem eine Gas-Flüssig-Trennung und eine Entfeuchtung während des Durchströmens des Sammler-Trockner-Abschnitts 130 durchgeführt worden ist. Danach sorgt der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 120 dafür, dass das Kältemittel mit niedriger(er) Temperatur Wärme mit dem Kühlmittel zweitmalig (zum zweiten Mal) austauscht, um das Kältemittel zusätzlich (weiter) zu kühlen.
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Da der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 einen Sammler-Trockner verwendet, der die gleiche Form wie der Kondensator 100 hat, kann im Vergleich mit einem konventionellen Sammler-Trockner in Zylinderform totes (ungenutztes) Volumen (der Totraum) davon minimiert werden und zusätzliche Verbindungsleitungen können wegfallen.
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Der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 ist integral (z. B. stofflich einstückig) an dem anderen Ende des ersten und des zweiten Wärmeabstrahlabschnitts 110 und 120 ausgebildet. Der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 ist an keinen anderen Stellen als an der ersten, der zweiten und der dritten Verbindungsleitung 121, 123 und 125 fließend mit dem ersten und dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 verbunden (z. B. fluidverbunden). Dadurch kann das Kältemittel durch keine anderen Stellen als durch die erste, die zweite und die dritte Verbindungsleitung 121, 123 und 125 in den Sammler-Trockner-Abschnitt 130 einströmen.
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Ein (Frei-)Raum 131 ist in dem Sammler-Trockner-Abschnitt 130 ausgebildet, und ein Einlassloch 133 ist an der unteren Abdeckung 113 zugeordnet zu dem Raum 131 ausgebildet.
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Gemäß der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ist ein Trocknungsmittel 135 in den Raum 131 durch das Einlassloch 133 eingebracht und entfernt Feuchtigkeit aus dem kondensierten Kältemittel.
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Das Trocknungsmittel 135 kann durch das Einlassloch 133 gemäß einer Nutzungsdauer ausgetauscht werden. Dadurch ist das Trocknungsmittel 135 austauschbar in dem Sammler-Trockner-Abschnitt 130 angebracht.
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Ein Filter ist integral mit dem Trocknungsmittel 135 ausgebildet und der Filter entfernt fremde Materialien (z. B. fremde Partikel), welche in dem Kältemittel enthalten sind, das dem Sammler-Trockner-Abschnitt 130 zugeführt wird.
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Dadurch entfernt der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 die Feuchtigkeit, welche in dem Kältemittel enthalten ist, durch das Trocknungsmittel 135 und filtert die fremden Materialien, welche in dem Kältemittel enthalten sind, mittels des Filters aus. Es wird damit verhindert, dass die fremden Materialien, welche in dem Kältemittel enthalten sind, in das Expansionsventil 101 strömen.
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Folglich wird verhindert, dass die fremden Materialien, welche in dem Kältemittel enthalten sind, das Expansionsventil 101 blockieren.
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Eine Befestigungskappe 137 ist an dem Einlassloch 133 angebracht, um zu verhindern, dass das Trocknungsmittel 135 entweicht, welches in den Raum 131 eingebracht ist, und um ein Austreten von Kältemittel zu verhindern, welches dem Sammler-Trockner-Abschnitt 130 zugeführt wird.
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Wie oben beschrieben, weist ein Kondensator 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher auf, welcher durch (Übereinander-)Stapeln von Platten 111 ausgebildet ist.
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Dadurch strömt das Kühlmittel, welches von dem Radiator 107 gekühlt wird, zuerst in den zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 120 durch den Kühlmitteleinlass 153 ein und strömt zu dem ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 durch die Kühlmittelleitungen 115, welche zwischen der Mehrzahl an Platten 111 derart ausgebildet sind, dass das Kühlmittel im Kondensator zirkuliert/umläuft. Danach strömt das Kühlmittel durch den Kühlmittelauslass 143 aus.
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Zu diesem Zeitpunkt strömt das Kältemittel vom Verdichter 105 durch den Kältemitteleinlass 141 in den ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 ein und strömt zum Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 durch die erste Kältemittelleitung 113a (zwischen) der (den) Kältemittelleitung(en) 113, welche alternierend mit der Kühlmittelleitung 115 ausgebildet ist (sind).
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Das Kältemittel wird an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel (auf)getrennt, und das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel strömen jeweilig in die zweite Kältemittelleitung 113b und die dritte Kältemittelleitung 113c und tauschen jeweilig Wärme mit dem Kühlmittel aus.
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Zu diesem Zeitpunkt strömen das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel, welche an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 getrennt werden, in entgegengesetzter Richtung zu dem Kühlmittel, welches in der Kühlmittelleitung 115 strömt, und tauschen (jeweilig) Wärme miteinander (d. h. mit dem Kühlmittel) aus.
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Außerdem strömt das kondensierte Kältemittel, welches am Wärmeabstrahlabschnitt 110 gekühlt wurde, durch die erste Verbindungsleitung 121 und die zweite Verbindungsleitung 123 in den Sammler-Trockner-Abschnitt 130.
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Das kondensierte Kältemittel zirkuliert in dem Trockner-Sammlerabschnitt 130. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Gas-Flüssig-Trennung durchgeführt und die Feuchtigkeit im Kältemittel wird durch das Trocknungsmittel 135 entfernt. Danach wird das kondensierte Kältemittel dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 120 durch die dritte Verbindungsleitung 125 zugeführt.
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Das Kältemittel, welches dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 120 zugeführt wurde, strömt in eine entgegengesetzte Richtung des Kühlmittels mit niedriger Temperatur, welches zuerst dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 125 zugeführt wird, und tauscht Wärme sekundär (zweitmalig, zum zweiten Mal) mit dem Kühlmittel aus, welches eine niedrige Temperatur hat. Dadurch wir das Kältemittel zusätzlich (weiter) gekühlt.
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Danach wird das Kältemittel, welches ein zweite Mal an dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 120 gekühlt wurde, dem Expansionsventil 101 durch den Kältemittelauslass 151 zugeführt.
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Da der Sammler-Trockner-Abschnitt 130 integral (z. B. stofflich einstückig) mit dem ersten und dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 ausgebildet ist, können zusätzliche Verbindungsrohre zum Verbinden des Sammler-Trockner-Abschnitt 130 mit dem ersten und dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 weggelassen werden. Außerdem kann totes (ungenutztes) Volumen (der Totraum) minimiert werden, da der Sammler-Trockner des Sammler-Trockner-Abschnitts 130 die gleiche Form hat wie der Kondensator 100.
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Es ist beispielhaft dargestellt aber nicht darauf beschränkt, dass der erste und der zweite Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 und der Sammler-Trockner-Abschnitts 130 durch (Übereinander-)Stapeln einer Mehrzahl an Matten 111 zwischen der oberen und der unteren Abdeckung 140 und 150 ausgebildet ist. Die Mehrzahl an Platten 111 ohne die obere und die untere Abdeckung 140 und 150 kann den ersten und den zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 110 und 120 und den Sammler-Trockner-Abschnitts 130 bilden.
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Der Kondensator 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist integral (z. B. stofflich einstückig) mit dem Sammler-Trockner ausgebildet, ist durch (Übereinander-)Stapeln einer Mehrzahl an Platten gebildet, und ist dazu eingerichtet, das Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel (auf) zu trennen und das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel kondensieren zu lassen. Dadurch kann die Anzahl an Bauteilen verringert werden und Verbindungen zwischen den Bauteilen können vereinfacht werden. Ferner können Gewicht und Kosten gesenkt werden.
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Der Kondensator 100 trennt das Kältemittel, welches in dem ersten Wärmeabstrahlabschnitt 110 strömt, an dem Gas-Flüssig-Trennabschnitt 117 in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel auf, und das gasförmige Kältemittel und das flüssige Kältemittel tauschen jeweilig Wärme mit dem Kühlmittel aus und kondensieren. Dadurch kann die Wärmeaustauscheffizienz verbessert werden.
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Da der Sammler-Trockner integral (z. B. stofflich einstückig) mit den Wärmeabstrahlabschnitten 110 und 120 ausgebildet ist, kann totes (ungenutztes) Volumen (der Totraum) im Kondensator 100 verringert werden. Dadurch kann eine Wärmeabstrahlfläche des Kondensators 100 vergrößert werden und die Effizienz der Kondensation und die Effizienz der Kühlung (des Kühlvorgangs) kann verbessert werden ohne die Größe (die Abmessungen) des Kondensators 100 zu erhöhen. Dadurch kann die Marktfähigkeit (Absetzbarkeit) verbessert werden.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „obere(r), „untere(r)”, „innere(r)”, „äußere(r)” dazu verwendet, um Eigenschaften der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf Positionen dieser Merkmale, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihrer praktischen Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist gewünscht, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0130551 [0001]
