DE102012208950A1

DE102012208950A1 - Kondensator

Info

Publication number: DE102012208950A1
Application number: DE102012208950A
Authority: DE
Inventors: Kouta Arino; Kazumi Tokizaki; Tatsuya Hanafusa
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-12-06
Also published as: CN102809249A; JP2012247148A; CN202757354U; US20120305228A1

Abstract

Ein Kondensator umfasst erste und zweite Sammeltanks, die an einem Ende davon vorgesehen sind, so dass der Erstgenannte an der Außenseite des Letztgenannten angeordnet ist. Erste Wärmeaustauschrohre, die eine erste Wärmeaustauschbahn ausbilden, die in dem Kondensationsabschnitt vorgesehen ist, sind mit dem ersten Sammeltank verbunden. Zweite Wärmeaustauschrohre, die eine zweite Wärmeaustauschbahn ausbilden, die in einem Unterkühlungsabschnitt vorgesehen ist, sind mit dem zweiten Sammeltank verbunden. Der erste Sammeltank weist einen Verbindungsabschnitt auf, der mit dem zweiten Sammeltank über einen Verbindungsabschnitt in Verbindung steht und mit dem all die Wärmeaustauschrohre, die die erste Wärmeaustauschbahn ausbilden, verbunden sind. Der Verbindungsabschnitt ist an einer Höhe unterhalb des obersten Wärmeaustauschrohrs von all den Wärmeaustauschrohen, die mit dem Verbindungsabschnitt verbunden sind, vorgesehen. Das obere Ende des ersten Sammeltanks ist über dem unteren Ende des zweiten Sammeltanks angeordnet.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator (engl.: condensor), der geeignet ist zur Verwendung in beispielsweise einer Fahrzeugklimaanlage, die in einem Fahrzeug angeordnet ist.
Hier und in den Ansprüchen werden die Oberseite, die Unterseite, die linke Seite und die rechte Seite der 1 und 2 als „oben”, „unten”, „links” bzw. „rechts” bezeichnet.
Ein Kondensator für eine Fahrzeugklimaanlage ist bekannt (siehe beispielsweise die japanische Patentanmeldung (kokai) JP 2001-33121 ). Der bekannte Kondensator weist einen Kondensationsabschnitt und einen Superkühlungsabschnitt (engl.: super-cooling Part) auf, die so vorgesehen sind, dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten angeordnet ist. Der Kondensator umfasst eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren, die parallel angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der Richtung von links nach rechts deckt und die zueinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind; Finnen sind jeweils zwischen angrenzenden Wärmeaustauschrohren angeordnet; und Sammeltanks bzw. Ausgleichsbehälter (engl.: header tanks), die angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der vertikalen Richtung deckt und mit welchen linke bzw. rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre verbunden sind. Alle die Wärmeaustauschrohre weisen dieselbe Länge auf. Eine Wärmeaustauschbahn, die von einer Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet wird, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, ist sowohl in dem Kondensationsabschnitt als auch in dem Unterkühlungsabschnitt vorgesehen. Die Wärmeaustauschbahn, die in dem Kondensationsabschnitt vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelkondensationsbahn zum Kondensieren von Kühlmittel und die Wärmeaustauschbahn, die in dem Unterkühlungsabschnitt vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn zum Unterkühlen des Kühlmittels. Die zwei Sammeltanks, mit welchen all die Wärmeaustauschrohre verbunden sind, sind an den linken und rechten Enden des Kondensators vorgesehen, so dass ein Sammeltank jeweils an dem linken und rechten Ende des Kondensators vorgesehen ist. Das Innere von jedem der beiden Sammeltanks ist in obere und untere Sammelabschnitte durch eine Unterteilung unterteilt, die an einer vertikalen Position zwischen der Kühlmittelkondensationsbahn und der Kühlmittelunterkühlungsbahn vorgesehen ist. Linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelkondensationsbahn sind mit den oberen Sammelabschnitten der beiden Sammeltanks verbunden und linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelunterkühlungsbahn sind mit linken Sammelabschnitten der beiden Sammeltanks verbunden. Ein Kühlmitteleinlass ist an dem oberen Sammelabschnitt des Sammeltanks vorgesehen und ein Kühlmittelauslass ist an dem unteren Sammelabschnitt des Sammeltanks vorgesehen. Ein Flüssigkeitsempfänger bzw. Flüssigkeitssammler (engl.: liquid receiver), der Gas und Flüssigkeit voneinander trennt und die Flüssigkeit speichert, ist mit dem anderen Sammeltank verbunden und eine Kühlmittelverbindung wird zwischen dem Inneren des Flüssigkeitsempfängers und dem Inneren der oberen und unteren Sammelabschnitte des anderen Sammeltanks hergestellt. Im Betrieb fließt das Kühlmittel in den Flüssigkeitsempfänger von dem oberen Sammelabschnitt des anderen Sammeltanks und die Gas- und Flüssigkeitsabschnitte des Kühlmittels sind voneinander in dem Flüssigkeitsempfänger getrennt. Anschließend fließt der flüssige Teil; das heißt, dass in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel (engl.: liquid-predominant mixed Phase refrigerant) in den unteren Sammelabschnitt des anderen Sammeltanks.
Jedoch weisen in dem Kondensator, der in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbart ist, alle Wärmeaustauschrohre die gleiche Länge auf; das Innere von jedem der beiden Sammeltanks ist in untere und obere Sammelabschnitte durch eine Unterteilung unterteilt, die an einer vertikalen Position zwischen der Kühlmittelkondensationsbahn und der Kühlmittelunterkühlungsbahn vorgesehen ist; die linken und rechten Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelkondensationsbahn sind mit den oberen Sammelabschnitten der beiden Sammeltanks verbunden; und die linken und rechten Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelunterkühlungsbahn sind mit den unteren Sammelabschnitten der beiden Sammeltanks verbunden. Folglich weisen der Kondensationsabschnitt und der Unterkühlungsabschnitt die gleiche Länge, wenn in der Richtung von links nach rechts gemessen, auf. Daher werden in dem Fall, in dem die Abmessungen des Kondensators, umfassend den Flüssigkeitsempfänger, wenn in der vertikalen Richtung und der Richtung von links nach rechts gemessen, feste Abmessungen aufweisen, die Flächen der Wärmeaustauschabschnitte des Kondensationsabschnitts und des Unterkühlungsabschnitts unzureichend und eine weitere Verbesserung der Kühlmittelkondensationseffizienz und der Kühlmittelunterkühlungseffizienz kann nicht erreicht werden.
In Anbetracht des obigen hat die vorliegende Anmeldung einen Kondensator für eine Fahrzeugklimaanlage vorgeschlagen, der die Kühlmittelkondensationseffizienz und die Kühlmittelunterkühlungseffizienz weiter verbessern kann (siehe die Druckschrift WO 2010/047320 ). Der vorgeschlagene Kondensator weist einen Kondensationsabschnitt und einen Unterkühlungsabschnitt auf, die vorgesehen sind, so dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten angeordnet ist. Der Kondensator umfasst eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren, die parallel angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der Richtung von links nach rechts deckt und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind; und Sammeltanks, die angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der vertikalen Richtung deckt und mit welchen linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre jeweils verbunden sind. Drei Wärmeaustauschbahnen, die jeweils aus einer Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet sind, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, sind so vorgesehen, dass die Wärmeaustauschbahnen in der vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind. Der Kondensationsabschnitt weist eine erste Rohrgruppe auf, die aus zwei Wärmeaustauschbahnen ausgebildet ist, die jeweils als eine Kühlmittelkondensationsbahn dienen. Der Unterkühlungsabschnitt weist eine zweite Rohrgruppe auf, die unterhalb der ersten Rohrgruppe angeordnet ist und aus einer einzelnen Wärmeaustauschbahn besteht, die als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn dient. Ein erster Sammeltank und ein zweiter Sammeltank sind an einem von dem linken und dem rechten Ende des Kondensators vorgesehen und ein dritter Sammeltank ist an dem anderen von dem linken und dem rechten Ende des Kondensators vorgesehen. Die Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelkondensationsbahnen ausgenommen die Kühlmittelkondensationsbahn, die am weitesten flussabwärts in Bezug auf die Kühlmittelfließrichtung angeordnet ist, sind mit dem ersten Sammeltank verbunden. Die Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelkondensationsbahn, die am weitesten flussabwärts in Bezug auf die Kühlmittelfließrichtung angeordnet ist, und die Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelunterkühlungsbahn sind mit dem zweiten Sammeltank verbunden. Alle Wärmeaustauschrohre sind mit dem dritten Sammeltank verbunden. Der zweite Sammeltank ist an der Außenseite des ersten Sammeltanks in Bezug auf die Richtung von links nach rechts angeordnet und das obere Ende des zweiten Sammeltanks ist über dem unteren Ende des ersten Sammeltanks angeordnet. Der zweite Sammeltank weist eine Funktion zum Trennen von Gas und Flüssigkeit voneinander und zum Speichern der Flüssigkeit auf.
Gemäß dem Kondensator, der in der Druckschrift offenbart ist, weisen die Abschnitte der Wärmeaustauschrohre, die mit dem zweiten Sammeltank verbunden sind, die Abschnitte, die an der Seite in Richtung des zweiten Sammeltank angeordnet sind, Vorsprungsabschnitte auf, die nach außen in der Links- und Rechtsrichtung in Bezug auf die Enden der Wärmeaustauschrohre hervorstehen, die mit dem ersten Sammeltank verbunden sind, wobei die Enden an der Seite in Richtung des ersten Sammeltanks angeordnet sind, und Finnen zwischen den angrenzenden Vorsprungsabschnitten angeordnet sind. Folglich wird ein Wärmeaustauschabschnitt durch die Vorsprungsabschnitte der Wärmeaustauschrohre, die mit dem zweiten Sammeltank verbunden sind, und durch die Finnen, die zwischen den angrenzenden Vorsprungsabschnitten angeordnet sind, ausgebildet. Demgemäß erhöht sich die Fläche des Wärmeaustauschabschnitts im Vergleich zu dem Wärmetauscher, der in der Veröffentlichung offenbart ist, und die Kühlmittelkondensationseffizienz und die Kühlmittelunterkühlungseffizienz werden verbessert.
Im Übrigen wird es von einem Kondensator im Allgemeinen erfordert, dass er einen breiten stabilen Bereich aufweist, welcher auftritt, wenn Kühlmittel in den Kondensator geladen wird, und in welchem ein konstanter Grad an Unterkühlung erreicht wird, so dass der Kondensator eine Superkühlungseigenschaft aufweist, die stabiler gegen Ladungsschwankungen und/oder der Leckage von Kühlmittel ist. Daher wird es sogar von dem Kondensator, der in der Druckschrift veröffentlicht ist und der eine verbesserte Kühlmittelkondensationseffizienz und eine verbesserte Kühlmittelunterkühlungseffizienz im Vergleich zu dem Wärmetauscher, der in der Veröffentlichung offenbart ist, aufweist, erfordert, dass er die Breite des stabilen Bereichs erhöht, in welchem ein konstanter Grad an Unterkühlung erreicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kondensator zur Verfügung zu stellen, der die Breite des stabilen Bereichs erhöhen kann, während er seine Leistung zum höchsten Grad sicherstellt.
Zum Erreichen der obigen Aufgabe umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Modi.

1) Einen Kondensator, welcher einen Kondensationsabschnitt und einen Unterkühlungsabschnitt aufweist, die vorgesehen sind, so dass der Kondensationsabschnitt über dem Unterkühlungsabschnitt angeordnet ist und der eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren umfasst, die parallel angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der Richtung von links nach rechts deckt und sie voneinander in einer vertikalen Richtung beabstandet sind; und Sammeltanks, die angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der vertikalen Richtung deckt und mit welchen linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre verbunden sind, wobei der Kondensationsabschnitt und der Unterkühlungsabschnitt zumindest eine Wärmeaustauschbahn umfassen, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren gebildet wird, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, wobei der Kondensator so ausgebildet ist, dass all das Kühlmittel, das durch die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitt geflossen ist, in die Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts fließt, wobei ein erster Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts verbunden sind und ein zweiter Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, an dem linken oder rechten Ende des Kondensators vorgesehen ist; wobei der erste Sammeltank einen Verbindungsabschnitt aufweist, der mit dem zweiten Sammeltank über einen Verbindungsabschnitt in Verbindung steht und mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die eine Wärmeaustauschbahn ausbilden, verbunden sind; wobei der Verbindungsabschnitt an einer Höhe unterhalb des obersten Wärmeaustauschrohrs von all den Wärmeaustauschrohren, die mit dem Verbindungsabschnitt verbunden sind, vorgesehen ist; wobei der zweite Sammeltank an der Außenseite des ersten Sammeltanks in Bezug auf die Richtung von links nach rechts angeordnet ist; wobei ein oberes Ende des zweiten Sammeltanks über einem unteren Ende des ersten Sammeltanks angeordnet ist; wobei der zweite Sammeltank eine Funktion zum Trennen von Gas und Flüssigkeit voneinander und zum Speichern der getrennten Flüssigkeit aufweist; und wobei das gesamte Kühlmittel, das durch die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts passiert ist, in den Verbindungsabschnitt des ersten Sammeltanks fließt und in den zweiten Sammeltank durch den Verbindungsabschnitt fließt.
2) Kondensator nach Absatz 1), bei dem der Kondensationsabschnitt eine Wärmeaustauschbahn aufweist, wobei der erste Sammeltank einen Kommunikationsbereich (engl.: communication section) aufweist, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die die Wärmeaustauschbahn des Kondensationsabschnitts ausbilden, verbunden sind; und wobei der Kommunikationsabschnitt eine Kühlmittelverbindung zwischen dem zweiten Sammeltank und einem Abschnitt des Kommunikationsbereichs des ersten Sammeltanks herstellt, dem Abschnitt, der sich nach unten von einem ungefähren Zentrum des Verbindungsbereichs in Bezug auf die vertikale Richtung erstreckt.
3) Kondensator nach Absatz 1), bei dem der Kondensationsabschnitt zwei oder mehr Wärmeaustauschbahnen aufweist; wobei der Kondensator ausgebildet ist, so dass das Kühlmittel von einer Wärmeaustauschbahn an einem Ende in Bezug auf die vertikale Richtung in Richtung einer Wärmeaustauschbahn an dem anderen Ende in Bezug auf die vertikale Richtung fließt; wobei der erste Sammeltank einen Verbindungsbereich aufweist, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die die am weitesten flussabwärts angeordnete Wärmeaustauschbahn des Kondensationsabschnitts ausbilden, verbunden sind; und wobei der Verbindungsabschnitt eine Kühlmittelverbindung zwischen dem zweiten Sammeltank und einem Abschnitt des Verbindungsabschnitts des ersten Sammeltanks herstellt, dem Abschnitt, der sich nach unten von einem ungefähren Zentrum des Verbindungsabschnitts in Bezug auf die vertikale Richtung erstreckt.

Gemäß einem Kondensator gemäß den Paragraphen 1) bis 3) werden ein erster Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts verbunden sind, und ein zweiter Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, an einem von dem linken und rechten Ende des Kondensators vorgesehen; der erste Sammeltank weist einen Verbindungsbereich auf, der mit dem zweiten Sammeltank über einen Verbindungsabschnitt in Verbindung steht und mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die eine Wärmeaustauschbahn ausbilden, verbunden sind; der Verbindungsabschnitt ist an einer Höhe unterhalb des obersten Wärmeaustauschrohrs von all den Wärmeaustauschrohren vorgesehen, die mit dem Verbindungsabschnitt verbunden sind; der zweite Sammeltank ist an der Außenseite des ersten Sammeltanks in Bezug auf die Richtung von links nach rechts angeordnet; ein oberes Ende des zweiten Sammeltanks ist über einem unteren Ende des ersten Sammeltanks angeordnet; der zweite Sammeltank weist eine Funktion zum Trennen von Gas und Flüssigkeit voneinander und zum Speichern der getrennten Flüssigkeit auf; und all das Kühlmittel, das durch die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts passiert ist, fließt in den Verbindungsabschnitt des erstens Sammeltanks und fließt in den zweiten Sammeltank durch den Verbindungsabschnitt. Folglich, wenn das Kühlmittel innerhalb des Verbindungsabschnitt des ersten Sammeltanks den Verbindungsabschnitt während des Ladens desselbigen erreicht, fließt das Kühlmittel in den zweiten Sammeltank durch den Verbindungsabschnitt und fließt anschließend in die Wärmeaustauschrohre der Kühlmittelunterkühlungsbahn. Daher, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Kühlmittel innerhalb des Verbindungsabschnitts in den zweiten Sammeltank fließt nachdem es das oberste Wärmeaustauschrohr unter all den Wärmeaustauschrohren erreicht hat, die mit dem Verbindungsabschnitt verbunden sind, können die Innenräume der Wärmeaustauschrohre, die die Kühlmittelunterkühlungsbahn ausbilden, mit einem Kühlmittel in der flüssigen Phase zu einem frühen Zeitpunkt gefüllt werden. Daher steigt die Breite eines stabilen Bereichs, innerhalb dem ein konstanter Grad an Unterkühlung erreicht wird, an; das heißt, die Breite eines Bereichs betreffend den Kühlmittelladebetrag innerhalb dem ein konstanter Grad an Unterkühlung erreicht wird, erhöht sich. Im Ergebnis kann eine Unterkühlungseigenschaft, die stabiler gegen Ladungsschwankungen und/oder Leckage von Kühlmittel ist, erreicht werden und die Leistung einer Fahrzeugklimaanlage verwendend diesen Kondensator kann für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden.
Auch da die Länge der Wärmeaustauschrohre von all den Wärmeaustauschbahnen des Unterkühlungsabschnitts größer wird als die Länge der Wärmeaustauschrohre von all den Wärmeaustauschbahnen des Kondensationsabschnitts im Vergleich mit dem Kondensator, der in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbart ist, erhöht sich die Fläche des Wärmeaustauschbereichs und die Kühlmittelunterkühlungseffizienz erhöht sich.
In dem Fall, in dem der erste Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts verbunden sind, und der zweite Sammeltank, mit welchem all die Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, an dem linken oder dem rechten Ende, wie bei dem Kondensator nach Paragraph 1) vorgesehen sind, falls eine Kühlmittelverbindung nicht zwischen dem ersten Sammeltank und dem zweiten Sammeltank über den Verbindungsabschnitt erreicht wird, ist es unmöglich Gas und Flüssigkeit in dem zweiten Sammeltank zu trennen und die Innenräume der Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts mit dem in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierten Kühlmittel, wie bei dem Kondensator, der in der oben erwähnten Druckschrift beschrieben ist, zu füllen. Jedoch, sogar in solch einem Fall, falls eine Verbindung zwischen dem ersten Sammeltank und dem zweiten Sammeltank über dem Verbindungsabschnitt erreicht wird, wird es möglich, Gas und Flüssigkeit in dem zweiten Sammeltank zu trennen und die Innenräume der Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts mit dem erhaltenen in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierten Kühlmittel zu füllen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vorderansicht, die im Speziellen die Gesamtstruktur einer ersten Ausführungsform eines Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Vorderansicht, die schematisch den Kondensator nach 1 zeigt;
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie A-A von 1 erstellt wurde;
4 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die einen Hauptabschnitt des Kondensators von 1 zeigt;
5 ist eine Ansicht, die 3 entspricht und eine erste Modifizierung eines Verbindungsabschnitts zeigt;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verbindungselement des Verbindungsabschnitts von 5 zeigt;
7 ist eine Ansicht, die 3 entspricht und eine zweite Modifizierung des Verbindungsabschnitts zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verbindungselement des Verbindungsabschnitts von 7 zeigt;
9 ist eine Ansicht, die 3 entspricht und eine dritte Modifizierung des Verbindungsabschnitts zeigt;
10 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die einen Abschnitt eines Kondensators zeigt, der den Verbindungsabschnitt von 9 umfasst;
11 ist eine Ansicht, die 3 entspricht und eine vierte Modifizierung des Verbindungsabschnitts zeigt;
12 ist eine Ansicht, die 3 entspricht und eine fünfte Modifizierung des Verbindungsabschnitts zeigt;
13 ist eine Ansicht, die 3 entspricht und eine sechste Modifizierung des Verbindungsabschnitts zeigt;
14 eine perspektivische Explosionszeichnung, die einen Abschnitt eines Kondensators zeigt, der den Verbindungsabschnitt von 13 umfasst;
15 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine zweite Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine dritte Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine vierte Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
18 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine fünfte Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung wird die Rückseite (engl.: reverse side) des Blatts, auf welches 1 gezeichnet ist, als die „Vorderseite” und die gegenüberliegende Seite als die „Rückseite” bezeichnet. Im allgemeinen ergeben sich jedoch die Vorderseite und die Rückseite aus dem Zusammenhang.
Der Begriff „Aluminium” umfasst in der folgenden Beschreibung Aluminiumlegierungen zusätzlich zu reinem Aluminium.
Ähnliche Abschnitte und Komponenten werden mit gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnet und sie werden nicht wiederholt beschrieben werden.
1 zeigt die Gesamtstruktur einer ersten Ausführungsform eines Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt schematisch den Kondensator von 1. 3 und 4 zeigen die Struktur eines Hauptabschnitts des Kondensators von 1. In 2 werden einzelne Wärmeaustauschrohre nicht dargestellt und gewellte Finnen, Seitenplatten, ein Kühlmitteleinlasselement und ein Kühlmittelauslasselement werden auch nicht dargestellt.
In 1 und 2 weist ein Kondensator 1 einen Kondensationsabschnitt 1A und einen Unterkühlungsabschnitt 13, die vorgesehen sind, so dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten angeordnet ist, auf. Der Kondensator 1 umfasst eine Vielzahl an flachen Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die aus Aluminium ausgebildet sind, drei Sammeltanks 3, 4, 5, die aus Aluminium ausgebildet sind, gewellte Finnen 6A, 6B, die aus Aluminium ausgebildet sind, und Seitenplatten 7, die aus Aluminium ausgebildet sind. Die Wärmeaustauschrohre 2A, 2B sind angeordnet, so dass ihre Breitenrichtung sich mit einer Luftpassierrichtung deckt; wobei ihre Längsrichtung sich mit einer Richtung von links nach rechts deckt, und sie voneinander in einer vertikalen Richtung beabstandet sind. Die Sammeltanks 3, 4, 5 sind angeordnet, so dass ihre Längsrichtung sich mit der vertikalen Richtung deckt und linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre 2A, 2B sind an die Sammeltanks 3, 4, 5 gelötet oder mittels eines anderen Befestigungsverfahrens befestigt. Jede der gewellten Finnen 6A, 6B ist zwischen angrenzenden Wärmeaustauschrohren 2A, 2B angeordnet und daran gelötet oder ist an der Außenseite des obersten oder untersten Wärmeaustauschrohrs 2A, 2B angeordnet und an das entsprechende Wärmeaustauschrohr 2A, 2B gelötet. Die Seitenplatten 7 sind an den entsprechenden Außenseiten der obersten und untersten gewellten Finnen 6A, 6B angeordnet und sind an diese gewellten Finnen 6A, 6B gelötet.
Sowohl der Kondensationsabschnitt 1A als auch der Unterkühlungsabschnitt 1B des Kondensators 1 umfassen zumindest eine (nur eine in der vorliegenden Ausführungsform) Wärmeaustauschbahn P1, P2, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, ausgebildet wird. Die Wärmeaustauschbahn P1, die in dem Kondensationsabschnitt 1A vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelkondensationsbahn. Die Wärmeaustauschbahn P2, die in dem Unterkühlungsabschnitt 1B ausgebildet ist, dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn. Die Fließrichtung des Kühlmittels ist die gleiche unter all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die die entsprechenden Wärmeaustauschbahren P1, P2 ausbilden. Die Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die eine bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden, ist entgegengesetzt zu der Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die eine weitere Wärmeaustauschbahn angrenzend an die bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden. Die Wärmeaustauschbahn P1 des Kondensationsabschnitts 1A wird als die erste Wärmeaustauschbahn bezeichnet und die Wärmeaustauschbahn P2 des Unterkühlungsabschnitts 1B wird als die zweite Wärmeaustauschbahn bezeichnet.
Der erste Sammeltank 3 und der zweite Sammeltank 4 sind individuell an dem linken Ende des Kondensators 1 vorgesehen. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, die die erste Wärmeaustauschbahn P1 ausbilden, die in dem Kondensationsabschnitt 1A vorgesehen ist, sind mit dem ersten Sammeltank 3 mittels Löten verbunden. Linke Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre 2B, die die zweite Wärmeaustauschbahn P2 ausbilden, die in dem Unterkühlungsabschnitt 1B vorgesehen ist, sind mit dem zweiten Sammeltank 4 mittels Löten verbunden. Das obere Ende des zweiten Sammeltanks 4 ist über dem unteren Ende des ersten Sammeltanks 3 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das obere Ende des zweiten Sammeltanks 4 an im Wesentlichen der gleichen Höhe wie das obere Ende der ersten Sammeltanks 3 angeordnet. Das untere Ende des zweiten Sammeltanks 4 ist unterhalb des unteren Endes des ersten Sammeltanks 3 angeordnet. Die Wärmeaustauschrohre 2B, die die zweite Wärmeaustauschbahn P2 ausbilden, sind an einen Abschnitt des zweiten Sammeltanks 4 gelötet, der unterhalb des ersten Sammeltanks 3 angeordnet ist. Das innere Volumen des zweiten Sammeltanks 4 wird so ermittelt, dass ein Teil eines aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels (engl.: gas-liquid mixed phase refrigerant), das in dem zweiten Sammeltank 4 geflossen ist; das heißt, ein in der gemischten Phase flüssigkeitsdominiertes Kühlmittel, sich in einem unteren Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks 4 aufgrund der Schwerkraft sammelt und der Gasanteil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels sich in einem oberen Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks aufgrund der Schwerkraft sammelt, wodurch Gas und Flüssigkeit voneinander getrennt werden. Demgemäß dient der zweite Sammeltank 4 als ein Flüssigkeitsaufnahmebereich, der Gas und Flüssigkeit voneinander durch Verwendung der Schwerkraft trennt und die Flüssigkeit speichert.
Hier werden die Wärmeaustauschrohre 2A, die mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden sind, als die ersten Wärmeaustauschrohre bezeichnet, und die Wärmeaustauschrohre 2B, die mit dem zweiten Sammeltank 4 verbunden sind, werden als die zweiten Wärmeaustauschrohre bezeichnet. Die gewellten Finnen 6A, die zwischen den angrenzenden ersten Wärmeaustauschrohren 2A, die zwischen dem obersten ersten Wärmeaustauschrohr 2A und der oberen Seitenplatte 7, und die zwischen dem untersten Wärmeaustauschrohr 2A und dem obersten zweiten Wärmeaustauschrohr 2B angeordnet sind, werden als die ersten gewellten Finnen bezeichnet. Die gewellten Finnen 6B, die zwischen den ersten Wärmeaustauschrohren 2B, und die zwischen dem untersten zweiten Wärmeaustauschrohr 2B und der unteren Seitenplatte 7 angeordnet sind, werden als die zweiten gewellten Finnen bezeichnet.
Der dritte Sammeltank 5 ist an dem rechten Ende des Kondensators 1 angeordnet. Rechte Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die die ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2 ausbilden, sind mit dem dritten Sammeltank 5 verbunden. Der dritte Sammeltank 5 weist eine Querschnittsform auf, die identisch zu der des ersten Sammeltanks 3 ist.
Der Innenraum des dritten Sammeltanks 5 ist in einen oberen Sammelabschnitt 9 und einen unteren Sammelabschnitt 11 durch eine Aluminiumunterteilungsplatte 8 unterteilt, die an einer Höhe zwischen der ersten Wärmeaustauschbahn P1 und der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 vorgesehen ist. Ein Kühlmitteleinlass 12 ist in dem oberen Sammelabschnitt 9 des dritten Sammeltanks 5 an einer vertikalen Mittelposition ausgebildet und ein Kühlmittelausgang 13 ist in dem unteren Sammelabschnitt 11 ausgebildet. Ein Kühlmitteleinlasselement 14, das mit dem Kühlmitteleinlass 12 in Verbindung steht und ein Kühlmittelauslasselement 15, das mit dem Kühlmittelauslass 13 in Verbindung steht, werden mit dem Sammeltank 5 verbunden.
Der erste Sammeltank 3 weist einen Verbindungsabschnitt 17, mit welchen alle die ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P1, die in dem Kondensationsabschnitt 1A vorgesehen ist, verbunden sind, und der mit dem zweiten Sammeltank 4 über einen Verbindungsabschnitt 16 in Verbindung steht, auf. Das heißt, der gesamte Innenraum des ersten Sammeltanks 3 dient als der Verbindungsabschnitt 17. Der Verbindungsabschnitt 16 ist an einer Höhe unterhalb des obersten ersten Wärmeaustauschrohrs 2A unter all den ersten Wärmeaustauschrohren 2A, die mit dem Verbindungsabschnitt 17 verbunden sind, vorgesehen (in der vorliegenden Ausführungsform an einer Position, welche unterhalb der vertikalen Mittelposition des Verbindungsabschnitts 17 und in der Nähe des unteren Endes davon ist).
Wie in 3 und 4 gezeigt, umfasst der Verbindungsabschnitt 16 ein Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, ein Durchgangsloch 19, das in der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, und ein Verbindungselement 21, das aus Aluminium ausgebildet ist. Das Verbindungselement 21, das zwischen dem ersten Sammeltank 3 und dem zweiten Sammeltank 4 angeordnet ist, ist an die zwei Sammeltanks 3, 4 gelötet und weist einen Strömungskanal (engl.: flow channel) 22 zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen dem Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3 und dem Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4 auf. Das Verbindungselement 21 weist eine erste konkave bogenförmige Oberfläche 21a auf, die an seiner rechten Seitenoberfläche vorgesehen ist und die mit der äußeren Umfangsoberfläche des ersten Sammeltanks 3 übereinstimmt und eine zweite konkave bogenförmige Oberfläche 21b, die an seiner linken Seitenoberfläche vorgesehen ist und die mit der äußeren Umfangsoberfläche des zweiten Sammeltanks 4 übereinstimmt. Gegenüberliegende Enden des Strömungskanals 22 sind hin zu den beiden konkaven bogenförmigen Oberflächen 21a und 21b offen.
Der Kondensator 1 wird durch Zusammenlöten von all den Komponenten davon hergestellt.
Der Kondensator 1 stellt einen Kühlkreislauf in Kooperation mit einem Kompressor, einem Expansionsventil (Druckreduzierer) und einem Verdampfer (Evaporator) dar; und der Kühlkreislauf ist an einem Fahrzeug als eine Fahrzeugklimaanlage angeordnet.
In dem Kondensator 1 der oben beschriebenen Struktur fließt Kühlmittel in der Gasphase mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor komprimiert wurde, in den oberen Sammelabschnitt 9 des dritten Sammeltanks 5 durch das Kühlmitteleinlasselement 14 und den Kühlmitteleinlass 12. Das Kühlmittel in der Gasphase wird kondensiert, während es nach links innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P1 fließt und fließt in den Verbindungsabschnitt 17 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den Verbindungsabschnitt 17 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, fließt in den zweiten Sammeltank 4 durch das Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3, den Strömungskanal 22 des Verbindungselements 21 und das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4, die den Verbindungsabschnitt 16 ausbilden.
Das Kühlmittel, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, ist ein aus Gas und Flüssigkeit gemischtes Kühlmittel. Ein Teil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das heißt, ein in der gemischten Phase flüssigkeitsdominiertes Kühlmittel sammelt sich in einem unteren Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks 4 aufgrund der Schwerkraft und fließt in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der zweiten Wärmeaustauschbahn P2.
Das in der flüssigen Phase dominierende gemischte Kühlmittel (engl.: liquid-predominant mixed phase refrigerant), das in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 geflossen ist, wird unterkühlt, während es nach rechts innerhalb des zweiten Wärmeaustauschrohre 2B fließt. Anschließend tritt das unterkühlte Kühlmittel in den unteren Sammelabschnitt 11 des dritten Sammeltanks 5 ein und fließt durch den Kühlmittelauslass 13 und das Kühlmittelauslasselement 15 heraus. Das Kühlmittel wird anschließend dem Verdampfer über das Expansionsventil zugeführt.
Zwischenzeitlich verbleibt der Gasphasenanteil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, in einem oberen Bereich des zweiten Sammeltanks 4.
5 bis 14 zeigen Modifizierungen des Verbindungsabschnitts zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt 17 und dem ersten Sammeltank 3 und dem zweiten Sammeltank 4.
Ein Verbindungsabschnitt 30, der in 5 und 6 gezeigt ist, umfasst das Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, das Durchgangsloch 19, das in der Umfangswand der zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, und ein Verbindungselement 31, das aus Aluminium ausgebildet ist und die Form eines zylindrischen Rohrs aufweist. Das Verbindungselement 31 ist an den ersten Sammeltank 3 und den zweiten Sammeltank 4 gelötet und weist einen Strömungskanal 32 zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen dem Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3 und dem Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4 auf. Das Verbindungselement 21 weist eine ringförmigen Wulst 33 auf, die an einem zentralen Abschnitt des Verbindungselements 31 in Bezug auf die Längsrichtung ausgebildet ist und ist zwischen den beiden Sammeltanks 3 und 4 angeordnet. Ein erster Einführabschnitt 34, der in das Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3 eingeführt ist, ist an der rechten Seite der ringförmigen Wulst des Verbindungselements 31 vorgesehen, und ein zweiter Einführabschnitt 35, der in das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4 eingeführt ist, ist an der linke Seite der ringförmigen Wulst 33 des Verbindungselements 31 vorgesehen.
Ein Verbindungsabschnitt 40, der in 7 und 8 gezeigt ist, umfasst das Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand der ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, das Durchgangsloch 19, das in der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, und ein Verbindungselement 41, das aus Aluminium ausgebildet ist. Das Verbindungselement 41 ist zwischen dem ersten Sammeltank 3 und dem zweiten Sammeltank 4 angeordnet, ist an die beiden Sammeltanks 3 und 4 gelötet und weist einen Strömungskanal 42 zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen dem Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3 und dem Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4 auf. Das Verbindungselement 41 weist eine erste konkave bogenförmige Oberfläche 41a, die an seiner rechten Seitenoberfläche vorgesehen ist und die mit der äußeren Umfangsoberfläche des ersten Sammeltanks 3 übereinstimmt, und eine zweite konkaven bogenförmige Oberfläche 41b, die an seiner linken Seitenoberfläche vorgesehen ist und die mit der äußeren Umfangsoberfläche des zweiten Sammeltanks 4 übereinstimmt, auf. Gegenüberliegende Enden des Strömungskanals 42 sind hin zu den zwei konkaven bogenförmigen Oberflächen 41a und 41b offen.
Ein erster Verlängerungsabschnitt 43 (engl.: extension portion) ist an einer unteren Hälfte des Verbindungselements 41 vorgesehen. Der erste Verlängerungsabschnitt 43 erstreckt sich in eine der Luftströmungsrichtungen und entlang der äußeren Umfangsoberfläche des ersten Sammeltanks 3 und ist an den ersten Sammeltank 3 gelötet. Ein zweiter Verlängerungsabschnitt 44 ist an einer oberen Hälfte des Verbindungselements 41 vorgesehen. Der zweite Verlängerungsabschnitt 44 erstreckt sich in der gleichen Richtung wie die Erstreckungsrichtung des ersten Verlängerungsabschnitts 43 und entlang der äußeren Umfangsoberfläche des zweiten Sammeltanks 4 und ist an den zweiten Sammeltank 4 gelötet. Ein erster Vorsprung 46 ist an der rechten Seitenoberfläche des ersten Verlängerungsabschnitts 43 vorgesehen und wird in ein Blindloch 45, das an der äußeren Umfangsoberfläche des ersten Sammeltanks 3 vorgesehen ist, eingepasst. Ein zweiter Vorsprung 48 ist an der linken Seitenoberfläche des zweiten Verlängerungsabschnitts 44 ausgebildet und wird in ein Blindloch 47, das an der äußeren Umfangsoberfläche des zweiten Sammeltanks 4 vorgesehen ist, eingepasst.
Ein Verbindungsabschnitt 50, der in 9 und 10 gezeigt ist, umfasst das Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand der ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, das Durchgangsloch 19, das in der Umfangswand der zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, und einen röhrenförmigen Abschnitt 51, der einstückig an der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, so dass der röhrenförmige Abschnitt 51 das Durchgangsloch 19 umgibt und sich nach außen erstreckt. Der röhrenförmige Abschnitt 51 wird in das Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3 eingeführt und an den ersten Sammeltank 3 gelötet. Das Innere des röhrenförmigen Abschnitts 51 dient als ein Strömungskanal 52 zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen den Durchganglöchern 18 und 19 und der beiden Sammeltanks 3 und 4.
Ein Verbindungsabschnitt 55, der in 11 gezeigt ist, umfasst das Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, das Durchgangsloch 19, das in der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, und einen röhrenförmigen Abschnitt 56, der einstückig an der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, so dass der röhrenförmige Abschnitt 56 das Durchgangsloch 18 umgibt und sich nach außen erstreckt. Der röhrenförmige Abschnitt 56 wird in das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4 eingeführt und wird an den zweiten Sammeltank 4 gelötet. Das Innere des röhrenförmigen Abschnitts 56 dient als ein Strömungskanal 57 zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen den Durchgangslöchern 18 und 19 der beiden Sammeltanks 3 und 4.
Ein Verbindungsabschnitt 60, der in 12 gezeigt ist, umfasst das Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, das Durchgangsloch 19, das in der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, einen ersten röhrenförmigen Abschnitt 61, der einstückig an der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, so dass der erste röhrenförmige Abschnitt 61 das Durchgangsloch 18 umgibt und sich nach außen erstreckt, und einen zweiten röhrenförmigen Abschnitt 62, der einstückig an der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist, so dass der zweite röhrenförmige Abschnitt 62 das Durchgangsloch 19 umgibt und sich nach außen erstreckt. Der zweite röhrenförmige Abschnitt 62 wird in den Umfang des ersten röhrenförmigen Abschnitt 61 des ersten Sammeltanks 3 eingepasst und an den ersten röhrenförmigen Abschnitt 61 gelötet. Die Innenräume der beiden röhrenförmigen Abschnitte 61 und 62 dienen als Strömungskanäle 63 und 64 zum Herstellen einer Kühlmittelverbindung zwischen den Durchgangslöchern 18 und 19 der beiden Sammeltanks 3 und 4.
Ein Verbindungsabschnitt 65, der in 13 und 14 gezeigt ist, umfasst das Durchgangsloch 18, das in der Umfangswand des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist, einen sich nach außen wölbenden Abschnitt 66 (engl.: outward bulging portion), der an der Umfangswand des zweiten Sammeltanks 4 ausgebildet ist und an den ersten Sammeltank 3 gelötet ist und ein Durchgangsloch 67, das in der sich wölbenden obersten Wand des sich nach außen wölbenden Abschnitts 66 ausgebildet ist und mit dem Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3 in Verbindung steht. Eine konkave bogenförmige Oberfläche 55a, die in die äußere Umfangsoberfläche des ersten Sammeltanks 3 passt, ist an der äußeren Oberfläche der sich wölbenden obersten Wand des sich nach außen wölbenden Abschnitts 66 vorgesehen.
15 bis 18 zeigen weitere Ausführungsformen des Kondensators der vorliegenden Erfindung. Jede der 15 bis 18 zeigt schematisch einen Kondensator und zeigt keines der individuellen Wärmeaustauschrohre, der gewellten Finnen, der Seitenplatten, des Kühlmitteleinlasselements und des Kühlmittelauslasselements.
In dem Fall des Kondensators 70, der in 15 gezeigt ist, sind ein Kondensationsabschnitt 70A und ein Unterkühlungsabschnitt 70B so vorgesehen, dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten vorgesehen ist. Der Kondensationsabschnitt 70 umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2A, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Kondensationsabschnitt 70A drei Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, die in der vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind. Der Unterkühlungsabschnitt 70B umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2B ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Unterkühlungsabschnitt 70B eine Wärmeaustauschbahn P4. Die Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, die in dem Kondensationsabschnitt 70A vorgesehen sind, dienen als Kühlmittelkondensationsbahnen. Die Wärmeaustauschbahn P4, die in dem Unterkühlungsabschnitt 70B vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn. Die Fließrichtung des Kühlmittels ist die gleiche unter alle den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die die entsprechenden Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, P4 ausbilden. Die Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden, ist entgegengesetzt zu der Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine weitere Wärmeaustauschbahn angrenzend an die bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden. Die drei Wärmeaustauschbahnen, die in dem Kondensationsabschnitt 70A vorgesehen sind, werden als die erste, zweite und dritte Wärmeaustauschbahn P1, P2, P3 beginnend von der oberen Seite bezeichnet. Die Wärmeaustauschbahn P4 des Unterkühlungsabschnitts 70B wird als die vierte Wärmeaustauschbahn P4 bezeichnet. Linke Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre 2A, die die erste bis dritte Wärmeaustauschbahn P1, P2, P3 ausbilden, sind mit dem ersten Sammeltank 3 mittels Löten verbunden. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2B, die die vierte Wärmeaustauschbahn P4 ausbilden, sind mit einem Abschnitt des zweiten Sammeltanks 4 mittels Löten verbunden, wobei der Abschnitt unterhalb des ersten Sammeltanks 3 angeordnet ist. Hier werden die Wärmeaustauschrohre 2A, die mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden sind, als die ersten Wärmeaustauschrohre bezeichnet und die Wärmeaustauschrohre 2B, die mit dem zweiten Sammeltank 4 verbunden sind, werden als die zweiten Wärmeaustauschrohre bezeichnet.
Der Innenraum des ersten Sammeltanks 3, der an dem linken Ende des Kondensators 70 angeordnet ist und mit welchem linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A der ersten bis dritten Wärmeaustauschbahn P1, P2, P3, die in dem Kondensatorabschnitt 70A vorgesehen sind, mittels Löten verbunden sind, ist in einen oberen Sammelabschnitt 72 und einen unteren Sammelabschnitt 73 durch eine Aluminiumunterteilungsplatte 71, die an einer Höhe zwischen der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 und der dritten Wärmeaustauschbahn P3 vorgesehen ist, unterteilt.
Der Innenraum des dritten Sammeltanks 5, der an dem rechten Ende des Kondensators 70 angeordnet ist und mit welchem rechte Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B der ersten bis vierten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, P4 mittels Löten verbunden sind, ist in einen oberen Sammelabschnitt 76, einen Zwischensammelabschnitt 77 und einen unteren Sammelabschnitt 78 durch Aluminium und Unterteilungsplatten 74, 75 unterteilt, die an einer Höhe zwischen der ersten Wärmesammelbahn P1 und der zweiten Wärmesammelbahn P2 bzw. einer Höhe zwischen der dritten Wärmeaustauschsammelbahn P3 und der vierten Wärmeaustauschbahn P4 vorgesehen ist. Der Kühlmitteleinlass 12 ist in dem oberen Sammelabschnitt 76 des dritten Sammeltanks 5 vorgesehen und der Kühlmittelauslass 13 ist in dem unteren Sammelabschnitt 78 des dritten Sammeltanks 5 ausgebildet. Ein Kühlmitteleinlasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmitteleinlass 12 in Verbindung steht, und ein Kühlmittelauslasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmittelauslass 13 in Verbindung steht, werden mit dem dritten Sammeltank 5 verbunden.
Der untere Sammelabschnitt 73 des ersten Sammeltanks 3 weist einen Verbindungsabschnitt 79 auf, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre 2A der dritten Wärmeaustauschbahn P3 verbunden sind und der mit dem zweiten Sammeltank 4 über einen Verbindungsabschnitt 16 in Verbindung steht. Von der ersten bis dritten Wärmeaustauschbahn P1, P2, P3, die in dem Kondensationsabschnitt 70A vorgesehen sind, ist die dritte Wärmeaustauschbahn P3 am weitesten flussabwärts in Bezug auf die Kühlmittelfließrichtung angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 16 ist an einer Höhe unterhalb des obersten ersten Wärmeaustauschrohrs 2A von all den Wärmeaustauschrohren 2A der dritten Wärmeaustauschbahn P3 vorgesehen, die mit dem Verbindungsabschnitt 79 verbunden ist (in der vorliegenden Ausführungsform an einer Position, welche sich unterhalb der vertikalen Mittenposition des Verbindungsabschnitts 79 und in der Nähe des unteren Endes davon befindet).
Die Struktur des verbleibenden Teils ist identisch zu dem in 1 bis 4 gezeigten Kondensator.
In dem Kondensator 70, der die oben beschriebene Struktur aufweist, fließt gasförmiges Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor komprimiert wurde, in den oberen Sammelabschnitt 76 des dritten Sammeltanks 5 durch das Kühlmitteleinlasselement und den Kühlmitteleinlass 12. Das gasförmige Kühlmittel wird kondensiert während es nach links innerhalb des ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmesammelbahn P1 fließt und fließt in den oberen Sammelabschnitt 72 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den oberen Sammelabschnitt 72 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, wird kondensiert, während es nach rechts innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P2 fließt und fließt in den Zwischensammelabschnitt 77 des dritten Sammeltanks 5. Das Kühlmittel, das in den Zwischensammelabschnitt 77 des dritten Sammeltanks 5 geflossen ist, wird kondensiert, während es nach links innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der dritten Wärmeaustauschbahn P3 fließt und fließt in den Verbindungsabschnitt 79 des unteren Sammelabschnitts 73 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den Verbindungsabschnitt 79 des unteren Sammelabschnitts 73 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, fließt in den zweiten Sammeltank 4 über das Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3, den Strömungskanal 22 des ersten Verbindungselements 21, und das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4, welche den Verbindungsabschnitt 16 ausbilden.
Das Kühlmittel, das in dem zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, ist ein aus Gas und Flüssigkeit gemischtes Kühlmittel. Ein Teil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das heißt, das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel, sammelt sich in einem unteren Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks 4 aufgrund der Schwerkraft und fließt in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der vierten Wärmeaustauschbahn P4.
Das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel, das in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der vierten Wärmeaustauschbahn P4 geflossen ist, wird unterkühlt, während es nach rechts innerhalb der zweiten Wärmeaustauschrohre 2B fließt. Anschließend tritt das unterkühlte Kühlmittel in den unteren Sammelabschnitt 78 des dritten Sammeltanks ein und fließt durch den Kühlmittelauslass 13 und das Kühlmittelauslasselement heraus. Das Kühlmittel wird anschließend dem Verdampfer über das Expansionsventil zugeführt.
Zwischenzeitlich verbleibt die gasförmige Komponente des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, in einem oberen Bereich des zweiten Sammeltanks 4.
In dem Fall eines Kondensators 80, der in 16 gezeigt ist, sind ein Kondensationsabschnitt 80A und ein Unterkühlungsabschnitt 80B so vorgesehen, dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten angeordnet ist. Der Kondensationsabschnitt 80A umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die aus einer Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2A gebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Kondensationsabschnitt 80A drei Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, die in der vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind. Der Unterkühlungsabschnitt 80B umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2B ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Unterkühlungsabschnitt 80B zumindest eine Wärmeaustauschbahn P4. Die Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, die in dem Kondensationsabschnitt 80A vorgesehen sind, dienen als Kühlmittelkondensationsbahnen. Die Wärmeaustauschbahn P4, die in dem Unterkühlungsabschnitt 80B vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn. Die Fließrichtung des Kühlmittels ist die gleiche unter all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die die entsprechenden Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, P4 ausbilden. Die Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden, ist entgegengesetzt zu der Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine weitere Wärmeaustauschbahn angrenzend an die bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden. Die drei Wärmeaustauschbahnen, die in dem Kondensationsabschnitt 80A vorgesehen sind, werden als die erste, zweite und dritte Wärmeaustauschbahn P1, P2, P3 von der unteren Seite aus bezeichnet. Die Wärmeaustauschbahn P4 des Unterkühlungsabschnitts 80B wird als die vierte Wärmeaustauschbahn P4 bezeichnet. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, welche die ersten bis dritten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3 ausbilden, sind mit dem ersten Sammeltank 3 mittels Löten verbunden. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2B, welche die vierte Wärmeaustauschbahn P4 ausbilden, sind mit einem Abschnitt des zweiten Sammeltanks 4 mittels Löten verbunden, wobei der Abschnitt unterhalb des ersten Sammeltanks 3 angeordnet ist. Im Folgenden werden die Wärmeaustauschrohre 2A, die mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden sind, als die ersten Wärmeaustauschrohre bezeichnet, und die Wärmeaustauschrohre 2B, die mit dem zweiten Sammeltank 4 verbunden sind, werden als die zweiten Wärmeaustauschrohre bezeichnet.
Der Innenraum des ersten Sammeltanks 3, der an dem linken Ende des Kondensators 80 angeordnet ist und mit welchem linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A der ersten bis dritten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, die in dem Kondensatorabschnitt 80A vorgesehen sind, mittels Löten verbunden sind, ist in einen unteren Sammelabschnitt 82 und einen oberen Sammelabschnitt 83 durch eine Aluminiumunterteilungsplatte 81, die an einer Höhe zwischen der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 und der dritten Wärmeaustauschbahn P3 vorgesehen ist, unterteilt.
Der Innenraum des dritten Sammeltanks 5, der an dem rechten Ende des Kondensators 80 vorgesehen ist und mit dem rechte Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, die die ersten bis vierten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, P4 ausbilden, mittels Löten verbunden sind, ist in einen Zwischensammelabschnitt 86, einen oberen Sammelabschnitt 87 und einen unteren Sammelabschnitt 88 durch Aluminiumunterteilungsplatten 84, 85 unterteilt, die an einer Höhe zwischen der ersten Wärmeaustauschbahn P1 und der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 bzw. einer Höhe zwischen der ersten Wärmeaustauschbahn P1 und der vierten Wärmeaustauschbahn P4 vorgesehen sind. Der Kühlmitteleinlass 12 ist in dem Zwischensammelabschnitt 86 des dritten Sammeltanks 5 ausgebildet und der Kühlmittelauslass 13 ist in dem unteren Sammelabschnitt 88 des dritten Sammeltanks 5 ausgebildet. Ein Kühlmitteleinlasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmitteleinlass 12 in Verbindung steht und ein Kühlmittelauslasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmittelauslass 13 in Verbindung steht, sind mit dem dritten Sammeltank 5 verbunden.
Der obere Sammelabschnitt 83 des ersten Sammeltanks 3 weist einen Verbindungsabschnitt 89 auf, mit welchem alle die ersten Wärmeaustauschrohre 2A der dritten Wärmeaustauschbahn P3 verbunden sind und der mit dem zweiten Sammeltank 4 über den Verbindungsabschnitt 16 in Verbindung steht. Von den ersten bis dritten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3, die in dem Kondensationsabschnitt 80A vorgesehen sind, ist die dritte Wärmeaustauschbahn P3 am weitesten flussabwärts in Bezug auf die Kühlmittelfließrichtung angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 16 ist an einer Höhe unterhalb des obersten ersten Wärmeaustauschrohrs 2A unter all den ersten Wärmeaustauschrohren 2A der dritten Wärmeaustauschbahn P3, die mit dem Verbindungsabschnitt 89 verbunden ist, vorgesehen (in der vorliegenden Ausführungsform an einer Position, welche unterhalb der vertikalen Mittenposition des Verbindungsabschnitts 89 und in der Nähe des unteren Endes davon ist).
Die Struktur des verbleibenden Abschnitts ist identisch mit der des Kondensators, der in 1 bis 4 gezeigt ist.
In dem Kondensator 80, der die oben beschriebene Struktur aufweist, fließt gasförmiges Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor komprimiert wurde, in den Zwischensammelabschnitt 86 des dritten Sammeltanks 5 durch das Kühlmitteleinlasselement und den Kühlmitteleinlass 12. Das gasförmige Kühlmittel wird kondensiert, während es nach links innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P1 fließt und fließt in den unteren Sammelabschnitt 82 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den unteren Sammelabschnitt 82 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, wird kondensiert während es nach rechts innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 fließt und fließt in den oberen Sammelabschnitt 87 des dritten Sammeltanks 5. Das Kühlmittel, das in den oberen Sammelabschnitt 87 des dritten Sammeltanks 5 geflossen ist, wird kondensiert, während es nach links innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der dritten Wärmeaustauschbahn P3 fließt und fließt in den Verbindungsabschnitt 89 des oberen Sammelabschnitts 83 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den Verbindungsabschnitt 89 des oberen Sammelabschnitts 83 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, fließt in den zweiten Sammeltank 4 über das Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3, den Strömungskanal 22 des ersten Verbindungselements 21, und das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4, die den Verbindungsabschnitt 16 ausbilden.
Das Kühlmittel, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, ist ein aus Gas und Flüssigkeit gemischtes Kühlmittel. Ein Teil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das heißt, ein in der gemischten Phase flüssigkeitsdominiertes Kühlmittel, sammelt sich in einem unteren Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks 4 aufgrund der Schwerkraft und fließt in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der vierten Wärmeaustauschbahn P4.
Das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel, das in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der vierten Wärmeaustauschbahn P4 geflossen ist, wird unterkühlt, während es nach rechts innerhalb der zweiten Wärmeaustauschrohre 2B fließt. Anschließend tritt das unterkühlte Kühlmittel in den unteren Sammelabschnitt 88 des dritten Sammeltanks 4 ein und fließt durch den Kühlmittelauslass 13 und das Kühlmittelauslasselement nach draußen. Das Kühlmittel wird anschließend dem Verdampfer über das Expansionsventil zugeführt.
Zwischenzeitlich verbleibt die gasförmige Komponente des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, in einem oberen Bereich des zweiten Sammeltanks 4.
In dem Fall eines Kondensators 90, der in 17 gezeigt ist, sind ein Kondensationsabschnitt 90A und ein Unterkühlungsabschnitt 90B vorgesehen, so dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten vorgesehen ist. Der Kondensationsabschnitt 90A umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2A, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Kondensationsabschnitt 90A zwei Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in der vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind. Der Unterkühlungsabschnitt 90B umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2B gebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Unterkühlungsabschnitt 90B eine Wärmeaustauschbahn P3. Die Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in dem Kondensationsabschnitt 90A vorgesehen sind, dienen als Kühlmittelkondensationsbahnen. Die Wärmeaustauschbahn P3, die in dem Unterkühlungsabschnitt 90B vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn. Die Fließrichtung des Kühlmittels ist die gleiche unter all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche die entsprechenden Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3 ausbilden. Die Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden, ist entgegengesetzt zu der Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine weitere Wärmeaustauschbahn angrenzend an die bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden. Die beiden Wärmeaustauschbahnen, die in dem Kondensationsabschnitt 90A vorgesehen sind, werden als die erste und zweite Wärmeaustauschbahn P1, P2 von der oberen Seite aus bezeichnet. Die Wärmeaustauschbahn P3, die in dem Unterkühlungsabschnitt 90B vorgesehen ist, wird als die dritte Wärmeaustauschbahn P3 bezeichnet. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, die die erste und dritte Wärmeaustauschbahnen P1, P2 ausbilden, sind mit dem ersten Sammeltank 3 mittels Löten verbunden. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2B, die die dritte Wärmeaustauschbahn P3 ausbilden, sind mit einem Abschnitt des zweiten Sammeltanks 4 mittels Löten verbunden, wobei der Abschnitt unterhalb des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet ist. Hier werden die Wärmeaustauschrohre 2A, die mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden sind, als die ersten Wärmeaustauschrohre bezeichnet, und die Wärmeaustauschrohre 2B, die mit dem zweiten Sammeltank 4 verbunden sind, werden als die zweiten Wärmeaustauschrohre bezeichnet. Die ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2 dienen als Kühlmittelkondensationsbahnen und die dritte Wärmeaustauschbahn P3 dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn.
Der Innenraum des ersten Sammeltanks 3, der an dem linken Ende des Kondensators 90 angeordnet ist und mit welchem linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A der ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in dem Kondensatorabschnitt 90A vorgesehen sind, mittels Löten verbunden sind, ist in einen oberen Sammelabschnitt 92 und einen unteren Sammelabschnitt 93 mittels einer Aluminiumunterteilungsplatte 91, die an einer zweiten Höhe zwischen der Wärmeaustauschbahn P1 und der Wärmeaustauschbahn P2 vorgesehen ist, unterteilt. Das obere Ende des ersten Sammeltanks 3 ist unterhalb des oberen Endes des zweiten Sammeltanks 4 angeordnet, welcher an dem linken Ende des Kondensators 90 angeordnet ist und mit welchem linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2B der dritten Wärmeaustauschbahn P3, die in dem Unterkühlungsabschnitt 90B vorgesehen ist, mittels Löten verbunden sind. Der Kühlmitteleinlass 12 ist in einem Abschnitt des oberen Sammelabschnitts 92 des ersten Sammeltanks 3 vorgesehen, wobei sich der Abschnitt nach oben in Bezug auf den zweiten Sammeltank 4 erstreckt. Ein Kühlmitteleinlasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmitteleinlass 12 in Verbindung steht, wird mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden.
Das Innere des dritten Sammeltanks 5, der an dem rechten Ende des Kondensators 90 angeordnet ist und mit dem rechte Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B von den ersten bis dritten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3 mittels Löten verbunden sind, ist in einen oberen Sammelabschnitt 95 und einen unteren Sammelabschnitt 96 durch eine Aluminiumunterteilungsplatte 94 unterteilt, die an einer Höhe zwischen der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 und der dritten Wärmeaustauschbahn P3 vorgesehen ist. Der Kühlmittelauslass 13 ist in dem unteren Sammelabschnitt 96 des dritten Sammeltanks 5 ausgebildet. Ein Kühlmitteleinlasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmittelauslass 13 in Verbindung steht, ist mit dem dritten Sammeltank 5 verbunden.
Der untere Sammelabschnitt 93 des ersten Sammeltanks 3 weist einen Verbindungsabschnitt 97 auf, mit dem alle die ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P2 verbunden sind und der mit dem zweiten Sammeltank 4 über den Verbindungsabschnitt 16 in Verbindung steht. Von den ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in dem Kondensationsabschnitt 90A vorgesehen sind, ist die zweite Wärmeaustauschbahn P2 am weitesten flussabwärts in Bezug auf die Kühlmittelfließrichtung angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 16 ist an einer Höhe unterhalb des obersten ersten Wärmeaustauschrohrs 2A von all den ersten Wärmeaustauschrohren 2A der zweiten Wärmeaustauschbahn P2, die mit dem Verbindungsabschnitt 97 verbunden ist, vorgesehen (in der vorliegenden Ausführungsform an einer Position, welche sich unterhalb der vertikalen Mittenposition des Verbindungsabschnitts 97 und in der Nähe des unteren Endes davon befindet).
Die Struktur des verbleibenden Teils ist identisch zu der des Kondensators, der in 1 bis 4 gezeigt ist.
In dem Kondensator 90, der die oben beschriebene Struktur aufweist, fließt ein gasförmiges Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor komprimiert wurde, in den oberen Sammelabschnitt 92 des ersten Sammeltanks 3 durch das Kühlmitteleinlasselement und den Kühlmitteleinlass 12. Das gasphasige Kühlmittel wird kondensiert während es nach rechts innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P1 fließt und fließt in den oberen Sammelabschnitt 95 des ersten Sammeltanks 5. Das Kühlmittel, das in den oberen Sammelabschnitt 95 des dritten Sammeltanks 5 geflossen ist, wird kondensiert während es nach links innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 fließt und fließt in den Verbindungsabschnitt 97 des unteren Sammelabschnitts 93 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den Verbindungsabschnitt 97 des unteren Sammelabschnitts 93 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, fließt in den zweiten Sammeltank 4 über das Verbindungsloch 18 des ersten Sammeltanks 3, den Strömungskanal 22 des Verbindungselements 21, und das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4, die den Verbindungsabschnitt 16 ausbilden.
Das Kühlmittel, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, ist ein aus Gas und Flüssigkeit gemischtes Kühlmittel. Ein Teil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das heißt, das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel, sammelt sich in einem unteren Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks 4 aufgrund der Schwerkraft und fließt in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der dritten Wärmeaustauschbahn P3.
Das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel, das in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der dritten Wärmeaustauschbahn P3 geflossen ist, wird unterkühlt, während es nach rechts innerhalb der zweiten Wärmeaustauschrohre 2B fließt. Anschließend tritt das unterkühlte Kühlmittel in den unteren Sammelabschnitt 96 des dritten Sammeltanks 5 ein und fließt durch den Kühlmittelauslass und das Kühlmittelauslasselement heraus. Das Kühlmittel wird anschließend dem Verdampfer über das Expansionsventil zugeführt.
Zwischenzeitlich verbleibt die gasförmige Komponente des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, in einem oberen Bereich des zweiten Sammeltanks 4.
In dem Fall eines Kondensators 100, der in 18 gezeigt ist, sind ein Kondensationsabschnitt 100A und ein Unterkühlungsabschnitt 100B so vorgesehen, dass der Erstgenannte über dem Letztgenannten angeordnet ist. Der Kondensationsabschnitt 100A umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die aus einer Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2A ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Kondensationsabschnitt 100A zwei Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in der vertikalen Richtung nebeneinander angeordnet sind. Der Unterkühlungsabschnitt 100B umfasst zumindest eine Wärmeaustauschbahn, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 2B, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Unterkühlungsabschnitt 100B eine Wärmeaustauschbahn P3. Die Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in dem Kondensationsabschnitt 100A vorgesehen sind, dienen als Kühlmittelkondensationsbahnen. Die Wärmeaustauschbahn P3, die in dem Unterkühlungsabschnitt 100B vorgesehen ist, dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn. Die Fließrichtung des Kühlmittels ist die gleiche unter all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche entsprechende Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3 ausbilden. Die Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden, ist entgegengesetzt zu der Fließrichtung des Kühlmittels in den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B, welche eine weitere Wärmeaustauschbahn angrenzend an die bestimmte Wärmeaustauschbahn ausbilden. Die beiden Wärmeaustauschbahnen, die in dem Kondensationsabschnitt 100A vorgesehen sind, werden als die ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2 bezeichnet. Die Wärmeaustauschbahn P3 des Unterkühlungsabschnitts 100B wird als die dritte Wärmeaustauschbahn P3 bezeichnet. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, die die ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2 ausbilden, sind mit dem ersten Sammeltank 3 mittels Löten verbunden. Linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2B, welche die die dritte Wärmeaustauschbahn P3 ausbilden, sind mit einem Abschnitt des zweiten Sammeltanks 4 mittels Löten verbunden, wobei der Abschnitt unterhalb des ersten Sammeltanks 3 angeordnet ist. Im Folgenden werden die Wärmeaustauschrohre 2A, die mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden sind, als die ersten Wärmeaustauschrohre bezeichnet und die Wärmeaustauschrohre 2B, die mit dem zweiten Sammeltank 4 verbunden sind, werden als die zweiten Wärmeaustauschrohre bezeichnet. Die ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2 dienen als Kühlmittelkondensationsbahnen und die dritte Wärmeaustauschbahn P3 dient als eine Kühlmittelunterkühlungsbahn.
Der Innenraum des ersten Sammeltanks 3, der an dem linken Ende des Kondensators 100 angeordnet ist und mit dem linke Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A der ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in dem Kondensatorabschnitt 100A vorgesehen sind, mittels Löten verbunden sind, ist in einen unteren Sammelabschnitt 102 und einen oberen Sammelabschnitt 103 durch eine Aluminiumunterteilungsplatte 101, die an einer Höhe zwischen der ersten Wärmeaustauschbahn P1 und der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 vorgesehen ist, unterteilt. Der Kühlmitteleinlass 12 ist in dem unteren Sammelabschnitt 102 des ersten Sammeltanks 3 ausgebildet. Ein Kühlmitteleinlasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmitteleinlass 12 in Verbindung steht, wird mit dem ersten Sammeltank 3 verbunden.
Der Innenraum des dritten Sammeltanks 5, welcher an dem rechten Ende des Kondensators 100 angeordnet ist und mit dem rechte Endabschnitte von all den Wärmeaustauschrohren 2A, 2B von den ersten bis dritten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, P3 mittels Löten verbunden sind, ist in einen oberen Sammelabschnitt 105 und einen unteren Sammelabschnitt 106 durch eine Aluminiumunterteilungsplatte 104 unterteilt, die an einer Höhe zwischen der ersten Wärmeaustauschbahn P1 und der dritten Wärmeaustauschbahn P3 vorgesehen ist. Der Kühlmittelauslass 13 ist in dem unteren Sammelabschnitt 106 des dritten Sammeltanks 5 ausgebildet. Ein Kühlmittelauslasselement (nicht gezeigt), das mit dem Kühlmittelauslass 13 in Verbindung steht, wird mit dem dritten Sammeltank 5 verbunden.
Der obere Sammelabschnitt 103 des ersten Sammeltanks 3 weist einen Verbindungsabschnitt 107 auf, mit welchem alle die ersten Wärmeaustauschrohre 2A der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 verbunden sind und der mit dem zweiten Sammeltank 4 über den Verbindungsabschnitt 16 in Verbindung steht. Von den ersten und zweiten Wärmeaustauschbahnen P1, P2, die in dem Kondensationsabschnitt 100A vorgesehen sind, ist die zweite Wärmeaustauschbahn P2 am weitesten flussabwärts in Bezug auf die Kühlmittelfließrichtung angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 16 ist an einer Höhe unterhalb des obersten ersten Wärmeaustauschrohrs 2A unter all den ersten Wärmeaustauschrohren 2A der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 vorgesehen, die mit dem Verbindungsabschnitt 107 verbunden ist (in der vorliegenden Ausführungsform an einer Position, welche unterhalb der vertikalen Mittenposition des Verbindungsabschnitts 107 und in der Nähe des unteren Endes davon ist).
Die Struktur des verbleibenden Teils ist identisch zu der des in 1 bis 4 gezeigten Kondensators.
In dem Kondensator 100, der die oben beschriebene Struktur aufweist, fließt gasförmiges Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor komprimiert wurde, in den unteren Sammelabschnitt 102 des ersten Sammeltanks 3 durch das Kühlmitteleinlasselement und den Kühlmitteleinlass 12. Das gasförmige Kühlmittel wird kondensiert während es nach rechts innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der ersten Wärmeaustauschbahn P1 fließt und fließt in den unteren oberen Sammelabschnitt 105 des dritten Sammeltanks 5. Das Kühlmittel, das in den oberen Sammelabschnitt 105 des dritten Sammeltanks 5 geflossen ist, wird kondensiert, während es nach links innerhalb der ersten Wärmeaustauschrohre 2A der zweiten Wärmeaustauschbahn P2 fließt und fließt in den Verbindungsabschnitt 107 des oberen Sammelabschnitts 103 des ersten Sammeltanks 3. Das Kühlmittel, das in den Verbindungsabschnitt 107 des oberen Sammelabschnitts 103 des ersten Sammeltanks 3 geflossen ist, fließt in den zweiten Sammeltank 4 durch das Durchgangsloch 18 des ersten Sammeltanks 3, den Strömungskanal 22 des Verbindungselements 21, und das Durchgangsloch 19 des zweiten Sammeltanks 4, welche den Verbindungsabschnitt 16 ausbilden.
Das Kühlmittel, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, ist ein aus Gas und Flüssigkeit gemischtes Kühlmittel. Ein Teil des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das heißt, das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel sammelt sich in einem unteren Bereich innerhalb des zweiten Sammeltanks 4 aufgrund der Schwerkraft und fließt in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der dritten Wärmeaustauschbahn P3.
Das in der gemischten Phase flüssigkeitsdominierte Kühlmittel, das in die zweiten Wärmeaustauschrohre 2B der dritten Wärmeaustauschbahn P3 geflossen ist, wird unterkühlt, während es nach rechts innerhalb der zweiten Wärmeaustauschrohre 2B fließt. Anschließend tritt das unterkühlte Kühlmittel in den unteren Sammelabschnitt 106 des dritten Sammeltanks 5 ein und fließt durch den Kühlmittelauslass 13 und das Kühlmittelauslasselement heraus. Das Kühlmittel wird anschließend dem Verdampfer über das Expansionsventil zugeführt.
Zwischenzeitlich verbleibt die gasförmige Komponente des aus Gas und Flüssigkeit gemischten Kühlmittels, das in den zweiten Sammeltank 4 geflossen ist, in einem oberen Bereich des zweiten Sammeltanks 4.
In dem Fall der Kondensatoren 70, 80, 90, 100, die in 15 bis 18 gezeigt sind, kann anstatt des Verbindungsabschnitts 16 irgendeiner der Verbindungsabschnitte 30, 40, 50, 55, 60, 65, die in 5 bis 14 gezeigt sind, verwendet werden, um eine Kühlmittelverbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt 79, 89, 97, 107 des ersten Sammeltanks 3 und dem zweiten Sammeltank 4 herzustellen.
Bei den Kondensatoren 1, 70, 80, 90, 100, die in 1 bis 4 und 15 bis 18 gezeigt sind, kann ein Trockenmittel oder ein Filter, der in dem zweiten Sammeltank 4 angeordnet ist, verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001-33121 [0003]
WO 2010/047320 [0005]

Claims

Kondensator, der einen Kondensationsabschnitt und einen Unterkühlungsabschnitt aufweist, die vorgesehen sind, so dass der Kondensationsabschnitt über dem Unterkühlungsabschnitt angeordnet ist und der eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren umfasst, die parallel angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der Richtung von links nach rechts deckt und sie voneinander in einer vertikalen Richtung beabstandet sind; und Sammeltanks, die angeordnet sind, so dass ihre Längsrichtung sich mit der vertikalen Richtung deckt und mit welchen linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre verbunden sind, wobei der Kondensationsabschnitt und der Unterkühlungsabschnitt zumindest eine Wärmeaustauschbahn umfassen, die durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren gebildet wird, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, wobei der Kondensator so ausgebildet ist, dass all das Kühlmittel, das durch die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts geflossen ist, in die Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts fließt, wobei ein erster Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts verbunden sind, und ein zweiter Sammeltank, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, an dem linken oder rechten Ende des Kondensators vorgesehen sind; wobei der erste Sammeltank einen Verbindungsabschnitt aufweist, der mit dem zweiten Sammeltank über einen Verbindungsabschnitt in Verbindung steht und mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die eine Wärmeaustauschbahn ausbilden, verbunden sind; wobei der Verbindungsabschnitt an einer Höhe unterhalb des obersten Wärmeaustauschrohrs von all den Wärmeaustauschrohren, die mit dem Verbindungsabschnitt verbunden sind, vorgesehen ist; wobei der zweite Sammeltank an der Außenseite des ersten Sammeltanks in Bezug auf die Richtung von links nach rechts angeordnet ist; wobei ein oberes Ende des zweiten Sammeltanks über einem unteren Ende des ersten Sammeltanks angeordnet ist; wobei der zweite Sammeltank eine Funktion zum Trennen von Gas und Flüssigkeit voneinander und zum Speichern der getrennten Flüssigkeit aufweist; und wobei das gesamte Kühlmittel, das durch die Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts passiert ist, in den Verbindungsabschnitt des ersten Sammeltanks fließt und in den zweiten Sammeltank durch den Verbindungsabschnitt fließt.
Kondensator nach Anspruch 1, bei dem der Kondensationsabschnitt eine Wärmeaustauschbahn aufweist, wobei der erste Sammeltank einen Kommunikationsbereich aufweist, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die die Wärmeaustauschbahn des Kondensationsabschnitts ausbilden, verbunden sind; und wobei der Kommunikationsabschnitt eine Kühlmittelverbindung zwischen dem zweiten Sammeltank und einem Abschnitt des Kommunikationsbereichs des ersten Sammeltanks herstellt, dem Abschnitt, der sich nach unten von einem ungefähren Zentrum des Verbindungsbereichs in Bezug auf die vertikale Richtung erstreckt.
Kondensator nach Anspruch 1, bei dem der Kondensationsabschnitt zwei oder mehr Wärmeaustauschbahnen aufweist; wobei der Kondensator ausgebildet ist, so dass das Kühlmittel von einer Wärmeaustauschbahn an einem Ende in Bezug auf die vertikale Richtung in Richtung einer Wärmeaustauschbahn an dem anderen Ende in Bezug auf die vertikale Richtung fließt; wobei der erste Sammeltank einen Verbindungsbereich aufweist, mit welchem alle die Wärmeaustauschrohre, die die am weitesten flussabwärts angeordnete Wärmeaustauschbahn des Kondensationsabschnitts ausbilden, verbunden sind; und wobei der Verbindungsabschnitt eine Kühlmittelverbindung zwischen dem zweiten Sammeltank und einem Abschnitt des Verbindungsabschnitts des ersten Sammeltanks herstellt, dem Abschnitt, der sich nach unten von einem ungefähren Zentrum des Verbindungsabschnitts in Bezug auf die vertikale Richtung erstreckt.