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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühleinheit, die in einer Klimaanlagen-Vorrichtung bzw. Klimaanlage für ein Fahrzeug verwendet wird, bei welchem ein Motor, der als eine Antriebsquelle für einen Kompressor dient, temporär angehalten wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird.
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Bei der vorliegenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen werden die oberen und unteren Seiten der 1 und 3 als „obere” beziehungsweise „untere” bezeichnet.
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Auch umfasst bei der vorliegenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen der Begriff „Kondensator” nicht nur einen gewöhnlichen Kondensator, sondern auch einen Unterkühlungskondensator mit einem Kondensationsabschnitt und einem Unterkühlungsabschnitt.
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In den letzten Jahren, um die Umwelt zu schützen und den Kraftstoffverbrauch von Automobilen zu verbessern, wurde ein Automobil vorgeschlagen, das ausgeführt ist, um automatisch den Motor anzuhalten, wenn das Automobil anhält, zum Beispiel um zu warten, dass sich eine Ampel ändert.
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Eine übliche Klimaanlagen-Vorrichtung weist jedoch dahingehend ein Problem auf, dass, wenn der Motor eines Fahrzeugs, in welchem die Klimaanlagen-Vorrichtung montiert ist, angehalten wird, ein durch den Motor angetriebener Kompressor angehalten wird, und eine Zufuhr von Kühlmittel an einen Verdampfer hält an, wodurch die Kühlungskapazität der Klimaanlagen-Vorrichtung stark abfällt.
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Eine denkbare Maßnahme zum Lösen eines derartigen Problems ist, dem Verdampfer eine Kühle- bzw. Kältespeicherfunktion mitzugeben, um dadurch eine Kühlung von einem Fahrzeugabteil durch Freisetzen der in dem Verdampfer gespeicherten Kühle bzw. Kälte zu ermöglichen, wenn der Kompressor infolge eines Anhaltens des Motors anhält.
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Ein derartiger Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion wurde vorgeschlagen (siehe
Japanisches Patent Nr. 4043776 ). Der vorgeschlagene Verdampfer umfasst obere und untere Sammelbehälter bzw. Kopfbehälter, die voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Wärmeaustausch-Kernabschnitt, der zwischen den zwei Sammelbehältern vorgesehen ist. Der Wärmeaustausch-Kernabschnitt umfasst eine Vielzahl von flachen Kühlmitteldurchflussrohren, welche derart angeordnet sind, dass sie voneinander in der Längsrichtung der zwei Sammelbehälter beabstandet sind, wobei ihre Breitenrichtung mit einer Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt, und ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt. Obere und untere Endabschnitte der Kühlmitteldurchflussrohre stehen mit den oberen beziehungsweise unteren Sammelbehältern in Verbindung. Der Wärmeaustausch-Kernabschnitt umfasst auch Kältespeichermaterialbehälter, welche in zumindest einigen einer Vielzahl von Luftdurchgangszwischenräumen angeordnet sind, jeder zwischen angrenzenden Kühlmitteldurchflussrohren ausgebildet, derart dass ihre Breitenrichtung mit der Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt, und ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt. Die Kältespeichermaterialbehälter sind mit einem Kältespeichermaterial gefüllt. Das Kältespeichermaterial innerhalb der Kältespeichermaterialbehälter wird durch die Kälte gekühlt, die durch das Kühlmittel getragen wird, das durch die Kühlmitteldurchflussrohre strömt.
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Wie in dem Fall eines gewöhnlichen Verdampfers, wird der in der Patenveröffentlichung offenbarte Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion als eine Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug verwendet, in einem Zustand, in welchem der untere Sammelbehälter in ein Ablaufgehäuse gepasst ist, welches an dem Verdampfer erzeugtes Kondenswasser aufnimmt (siehe zum Beispiel
Japanisches Patent Nr. 3287100 ).
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Eine Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug, welche einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion umfasst, der in dem
Japanischen Patent Nr. 4043776 offenbart ist, wird wie folgt betrieben. Bei einer gewöhnlichen Kühlungsperiode bzw. -zeitraum, in welcher ein Kompressor betrieben wird, wird die durch das durch die Kühlmitteldurchflussrohre strömende Kühlmittel getragene Kälte an das Kältespeichermaterial innerhalb der Kältespeichermaterialbehälter übertragen, und wird in dem Kältespeichermaterial gespeichert. Wenn der Kompressor anhält, wird die in dem Kältespeichermaterial innerhalb der Kältespeichermaterialbehälter gespeicherte Kälte an Luft freigegeben, die durch den Wärmeaustausch-Kernabschnitt durchgeht, mittels der Kühlmitteldurchflussrohre, mit welchen die Kältespeichermaterialbehälter thermisch in Kontakt sind.
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Übrigens wurde von der Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug, welche einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion umfasst, der in dem
Japanischen Patent Nr. 4043776 offenbart ist, kürzlich gefordert, einen Abfall bei der Kühlleistung zu dem Zeitpunkt, wenn der Kompressor anhält, effektiver zu verringern.
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Um einen derartigen Bedarf zu erfüllen, hat der vorliegende Anmelder einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion vorgeschlagen, welche einen Abfall bei der Kühlleistung zu dem Zeitpunkt, wenn der Kompressor anhält, effektiver verringern kann. Insbesondere hat der vorliegende Anmelder einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion vorgeschlagen, wie in dem
Japanischen Patent Nr. 4043776 offenbart, wobei jeder der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterhauptkörperabschnitt aufweist, der an entsprechende Kühlmitteldurchflussrohre gefügt ist, und einen nach außen vorstehenden Abschnitt, welcher derart vorgesehen ist, dass er sich von dem Leeseite-Randabschnitt des Behälterhauptkörperabschnitts erstreckt und von den Kühlmitteldurchflussrohren zu der leewärtigen Seite hin vorsteht (siehe offengelegte
Japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2010-203748 ).
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Wenn jedoch der in der offengelegten
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-203748 offenbarte Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion als eine Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, entsteht ein Problem. Insbesondere kann, sogar wenn der untere Sammelbehälter des Verdampfers in ein Ablaufgehäuse zum Aufnehmen von Kondenswasser gepasst ist, das Ablaufgehäuse dabei versagen, das an den nach außen vorstehenden Abschnitten der Kältespeichermaterialbehälter erzeugte Kondenswasser ablaufen zu lassen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche effektiv einen Abfall bei der Kühlleistung zu einem Zeitpunkt, wenn ein Kompressor anhält, unterdrücken kann, und welche effizient an Kältespeichermaterialbehältern erzeugtes Kondenswasser ablaufen lassen kann.
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Modi/Betriebsweisen.
- 1) Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug, welche einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion umfasst, und ein unterhalb des Verdampfers angeordnetes Ablaufgehäuse, wobei der Verdampfer eine Vielzahl von Kühlmitteldurchflussrohren umfasst, die derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung übereinstimmt und sie voneinander beabstandet sind, Kältespeichermaterialbehälter, die in zumindest einigen einer Vielzahl von Luftdurchgangszwischenräumen, jeder zwischen angrenzenden Kühlmitteldurchflussrohren ausgebildet, angeordnet sind, und welche mit einem Kältespeichermaterial gefüllt sind, und äußere Lamellen bzw. Rippen, die in den verbleibenden Luftdurchgangszwischenräumen angeordnet sind, in welchen die Kältespeichermaterialbehälter nicht angeordnet sind, wobei
die Kältespeichermaterialbehälter und äußeren Lamellen des Verdampfers jeweilige nach außen vorstehende Abschnitte aufweisen, die von den Kühlmitteldurchflussrohren zu einer leewärtigen Seite hin vorstehen; und
das Ablaufgehäuse einen Kondenswasserablaufabschnitt umfasst, der an dem Verdampfer erzeugtes Kondenswasser von einem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und/oder einem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle ablaufen lässt.
- 2) Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Abs. 1), wobei der Kondenswasserablaufabschnitt einen Entnahmeabschnitt aufweist, der in Kontakt ist mit, oder in enger Nähe ist zu, dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und/oder dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle, und welcher Kondenswasser von dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und/oder dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle entnimmt.
- 3) Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Abs. 2), wobei ein elastisches Element an einem distalen Ende des Entnahmeabschnitts des Kondenswasserablaufabschnitts vorgesehen ist, und das elastische Element mit dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und/oder dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle in Kontakt ist.
- 4) Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Abs. 2), wobei ein Spalt zwischen einem distalen Ende des Entnahmeabschnitts des Kondenswasserablaufabschnitts und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter vorgesehen ist, ein Spalt zwischen dem distalen Ende des Entnahmeabschnitts und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle vorgesehen ist, und die Größe der Spalte, in der vertikalen Richtung gemessen, 3 mm oder weniger beträgt.
- 5) Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Abs. 2), wobei der Kondenswasserablaufabschnitt einen leewärtig vorstehenden Abschnitt umfasst, der an einer äußeren Oberfläche des Ablaufgehäuses vorgesehen ist, welche Oberfläche der leewärtigen Seite und einem nach oben vorstehenden Abschnitt, der an dem leewärtig vorstehenden Abschnitt vorgesehen ist, zugewandt ist, wobei Ablaufbohrungen in der Form von Durchgangsbohrungen in dem leewärtig vorstehenden Abschnitt ausgebildet sind, und der nach oben vorstehende Abschnitt als der Entnahmeabschnitt dient.
- 6) Kühleinheit einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Abs. 5), wobei der Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion obere und untere Sammelbehälter umfasst, die voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind und mit welchen obere beziehungsweise untere Enden der Kühlmitteldurchflussrohre verbunden sind; wobei das Ablaufgehäuse einen Gehäusehauptkörper umfasst, der Leeseite- und Windseite-Seitenwände und eine Bodenwand aufweist, die untere Endabschnitte der zwei Seitenwände zusammen verbindet, und in welche der untere Sammelbehälter eingepasst ist; wobei der Gehäusehauptkörper geeignet ist, um Kondenswasser ablaufen zu lassen, das aus dem unteren Sammelbehälter tropft; und wobei der Kondenswasserablaufabschnitt an einer äußeren Oberfläche der Leeseite-Seitenwand des Gehäusehauptkörpers vorgesehen ist.
- 7) Klimaanlagen-Vorrichtung, welche einen Kompressor, einen Kondensator, eine Druckreduziereinheit und eine Kühleinheit nach Abs. 1) umfasst, und welche in einem Fahrzeug verwendet wird, bei welchem ein Motor, der als eine Antriebsquelle für den Kompressor dient, temporär angehalten wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird.
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Gemäß der Reinigungseinheit nach einem der Abs. 1) bis 6), weisen die Kältespeichermaterialbehälter und äußeren Lamellen des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion jeweilige nach außen vorstehende Abschnitte auf, die von den Kühlmitteldurchflussrohren zu der leewärtigen Seite bzw. Leeseite hin vorstehen. Die Menge des Kältespeichermaterials, das in einen einzelnen Kältespeichermaterialbehälter geladen werden kann, kann somit um eine Menge erhöht werden, die dem Volumen des nach außen vorstehenden Abschnitts entspricht, verglichen mit den Kältespeichermaterialbehältern des in dem
Japanischen Patent Nr. 4043776 offenbarten Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion. Folglich, sogar wenn die Menge des in die Kältespeichermaterialbehälter geladenen Kältespeichermaterials erhöht wird, ohne die Abmessungen des Wärmeaustausch-Kernabschnitts zu ändern, ist es unnötig die Anzahl der Kältespeichermaterialbehälter zu erhöhen oder gesamt die Höhe sämtlicher Kältespeichermaterialbehälter zu vergrößern. Deshalb kann eine Abnahme des Bereichs der Luftdurchgangszwischenräume, durch welche Luft durchgeht, unterdrückt werden, verglichen mit dem in dem
Japanischen Patent Nr. 4043776 offenbarten Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, und eine Zunahme des Luftdurchgangswiderstands kann unterdrückt werden. Zusätzlich umfasst das Ablaufgehäuse einen Kondenswasserablaufabschnitt, welcher an dem Verdampfer erzeugtes Kondenswasser ablaufen lässt, von zumindest einem des unteren Endes des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und des unteren Endes des nach außen vorstehenden Abschnitts jeder äußeren Lamelle. Deshalb kann Kondenswasser, das an den nach außen vorstehenden Abschnitten der Kältespeichermaterialbehälter und der äußeren Rippen erzeugt wird, effizient abgelaufen lassen werden.
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Gemäß der Kühleinheit nach einem der Abs. 2) bis 6) weist der Kondenswasserablaufabschnitt einen Entnahmeabschnitt auf, welcher in Kontakt ist mit, oder in enger Nähe ist zu, zumindest einem des unteren Endes des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und des unteren Endes des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle, und welcher Kondenswasser von dem zumindest einen des unteren Endes des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und des unteren Endes des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle entnimmt. Deshalb strömt Kondenswasser, das an dem nach außen vorstehenden Abschnitt von jedem Kältespeichermaterialbehälter und dem nach außen vorstehenden Abschnitt von jeder äußeren Lamelle erzeugt wird, nach unten und erreicht das untere Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jedem Kältespeichermaterialbehälter und das untere Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts von jeder äußeren Lamelle. Danach wird, durch die Kapillarwirkung, das Kondenswasser zu dem Entnahmeabschnitt geleitet, und wird von dem Kondenswasserablaufabschnitt abgelassen. Folglich kann das Kondenswasser, das an den nach außen vorstehenden Abschnitten der Kältespeichermaterialbehälter und der nach außen vorstehenden Abschnitte der äußeren Lamellen erzeugt wird, effizient abgelassen werden.
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Die Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Abs. 7) sieht vorteilhafte Wirkungen, ähnlich jenen in Bezug auf die Kühleinheiten der Abs. 1) bis 6) beschriebenen, vor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Teilschnitt-Perspektivansicht, welche die Gesamtstruktur einer Kühleinheit von einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug zeigt;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht im Schnitt nach A-A von 1; und
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3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht im Schnitt nach B-B von 1.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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In der folgenden Beschreibung wird die stromabwärtige Seite bezüglich einer Luftdurchgangsrichtung (eine durch einen Pfeil X dargestellte Richtung in den 1 bis 3) als die „vordere” bezeichnet, und die gegenüberliegende Seite als die „hintere”. Auch werden die linkshändigen und rechtshändigen Seiten, im Blick von der vorderen Seite bzw. Vorderseite zu der hinteren Seite bzw. Rückseite hin; d. h. die linkshändigen und rechtshändigen Seiten von 1, als „links” beziehungsweise „rechts” bezeichnet.
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Des Weiteren umfasst der Begriff „Aluminium”, so wie er in der folgenden Beschreibung verwendet wird, Aluminiumlegierungen zusätzlich zu reinem Aluminium.
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1 zeigt die Gesamtstruktur einer Kühleinheit, die in einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, bei dem ein Motor, der als eine Antriebsquelle für einen Kompressor dient, temporär angehalten wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird. Die 2 und 3 zeigen einen wesentlichen Abschnitt der Kühleinheit von 1.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Kühleinheit 1, die in einer Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, bei dem ein Motor, der als eine Antriebsquelle für einen Kompressor dient, temporär angehalten wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird, einen Verdampfer bzw. Evaporator 2 mit einer Kältespeicherfunktion, und ein Ablaufgehäuse 3, das unterhalb des Verdampfers 2 angeordnet ist und geeignet ist, an dem Verdampfer 2 erzeugtes Kondenswasser ablaufen zu lassen.
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Der Verdampfer 2 umfasst einen ersten Sammelbehälter bzw. Kopfbehälter 4 und einen zweiten Sammelbehälter 5, die aus Aluminium ausgebildet und getrennt voneinander in der vertikalen Richtung angeordnet sind, derart dass sie sich in die links-rechts Richtung erstrecken; und einen Wärmeaustausch-Kernabschnitt 6, der zwischen den beiden Sammelbehältern 4 und 5 vorgesehen ist.
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Der erste Sammelbehälter 4 umfasst einen leewärtigen oberen Kopfabschnitt bzw. Sammelabschnitt 7, der sich an der vorderen Seite (stromabwärtige Seite bezüglich der Luftdurchgangsrichtung) befindet; und einen windwärtigen oberen Kopfabschnitt 8, der sich an der hinteren Seite (stromaufwärtige Seite bezüglich der Luftdurchgangsrichtung) befindet, und mit dem leewärtigen oberen Kopfabschnitt 7 vereinigt ist. Ein Kühlmitteleinlass 9 ist an dem rechten Ende des leewärtigen oberen Kopfabschnitts 7 vorgesehen, und ein Kühlmittelauslass 11 ist an dem rechten Ende des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 8 vorgesehen. Der zweite Sammelbehälter 5 umfasst einen leewärtigen unteren Kopfabschnitt 12, der sich an der vorderen Seite befindet, und einen windwärtigen unteren Kopfabschnitt 13, der sich an der hinteren Seite befindet und mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 12 vereinigt ist. Das jeweilige Innere des leewärtigen unteren Kopfabschnitts 12 und des windwärtigen unteren Kopfabschnitts 13 des zweiten Sammelbehälters 5 sind über ein Kommunikationselement 14 zusammen verbunden, welches an die rechten Enden der zwei unteren Kopfabschnitte 12 und 13 gefügt ist, und welches einen Innenraum aufweist, der als ein Durchgang dient. Sich vertikal erstreckende Ablaufnuten (nicht gezeigt) sind an den Vorder- und Rückseiten-Oberflächen des zweiten Sammelbehälters 5 ausgebildet, und Ablaufbohrungen (Durchgangsbohrungen) 5a sind zwischen den zwei unteren Kopfabschnitten 12 und 13 ausgebildet (siehe 3). Obwohl es nicht dargestellt ist, weist der zweite Sammelbehälter 5 auch Führungsabschnitte auf, welche Kondenswasser leiten, das auf den zweiten Sammelbehälter 5 zu den Ablaufnuten und den Ablaufbohrungen 5a getropft ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind in dem Wärmeaustausch-Kernabschnitt 6 eine Vielzahl flacher Kühlmitteldurchflussrohre 15, die sich in die vertikale Richtung erstrecken, deren Breitenrichtung mit der Luftdurchgangsrichtung (die vorne-hinten Richtung) übereinstimmt, und welche aus Aluminium-Extrudat ausgebildet sind, parallel angeordnet, derart dass sie voneinander in der links-rechts Richtung beabstandet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind eine Vielzahl von Paaren 16, jedes aus zwei Kühlmitteldurchflussrohren 15 gebildet, die in der vorne-hinten Richtung voneinander beabstandet sind, in vorbestimmten Intervallen in der links-rechts Richtung angeordnet. Luftdurchgangszwischenräume 17 sind derart ausgebildet, dass jeder Luftdurchgangszwischenraum 17 zwischen zwei angrenzenden der Paare 16 ausgebildet ist, wobei jedes aus den vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohren 15 gebildet ist. Ein oberer Endabschnitt von jedem vorderen Kühlmitteldurchflussrohr 15 ist mit dem leewärtigen oberen Kopfabschnitt 7 verbunden, und ein unterer Endabschnitt von jedem vorderen Kühlmitteldurchflussrohr 15 ist mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 12 verbunden. Ähnlich ist ein oberer Endabschnitt von jedem hinteren Kühlmitteldurchflussrohr 15 mit dem windwärtigen oberen Kopfabschnitt 8 verbunden, und ein unterer Endabschnitt von jedem hinteren Kühlmitteldurchflussrohr 15 ist mit dem windwärtigen unteren Kopfabschnitt 13 verbunden.
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Ein Kältespeichermaterialbehälter 18, welcher aus Aluminium ausgebildet ist und welcher mit einem Kältespeichermaterial (nicht gezeigt) gefüllt ist, ist in jedem der Luftdurchgangszwischenräume 17 angeordnet, ausgewählt aus sämtlichen der Luftdurchgangszwischenräume 17 des Wärmeaustausch-Kernabschnitts 6, wobei die ausgewählten Durchgangszwischenräume 17 nicht aneinander angrenzend sind, derart dass sich der Kältespeichermaterialbehälter 18 über die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 15 erstreckt.
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Auch ist eine gewellte äußere Lamelle 19 in jedem der verbleibenden Luftdurchgangszwischenräume 17 angeordnet, derart dass sich die gewellte äußere Lamelle 19 über die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 15 erstreckt. Die gewellte äußere Lamelle 19 ist aus einem Aluminium-Lötblech mit einer Lötmaterialschicht auf jeder von gegenüberliegenden Oberflächen davon ausgebildet, und welche Scheitelabschnitte aufweist, die sich in die vorne-hinten Richtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in die vorne-hinten Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden. Die gewellte äußere Lamelle 19 ist an die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 15 der Linken-Seite und Rechten-Seite-Paare 16 gelötet, welche den Luftdurchgangszwischenraum 17 definieren, in welchem die äußere Lamelle 19 angeordnet ist. Das heißt, die äußere Lamelle 19 ist in jedem der Luftdurchgangszwischenräume 17 angeordnet, die sich auf beiden Seiten des Luftdurchgangszwischenraums 17 befinden, in welchem der Kältespeichermaterialbehälter 18 angeordnet ist. Auch ist die äußere Lamelle 19, welche aus einem Aluminium-Lötblech mit einer Lötmaterialschicht auf jeder von gegenüberliegenden Oberflächen davon ausgebildet ist, an der äußeren Seite des Paars 16 der Kühlmitteldurchflussrohre 15 angeordnet, die sich an dem linken Ende befinden, und ist an der äußeren Seite des Paars 16 der Kühlmitteldurchflussrohre 15 angeordnet, die sich an dem rechten Ende befinden. Diese äußeren Lamellen 19 sind an die entsprechenden vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 15 gelötet. Des Weiteren ist eine Seitenplatte 21, die aus Aluminium ausgebildet ist, an der äußeren Seite von jeder der äußeren Lamellen 19 angeordnet, die sich an dem linken beziehungsweise rechten Ende befinden, und ist an die entsprechende äußere Lamelle 19 gelötet. Die Räume zwischen den äußeren Lamellen 19 und den Seitenplatten 21, die sich an dem linken und dem rechten Ende befinden, dienen auch als Luftdurchgangszwischenräume.
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Jeder Kältespeichermaterialbehälter 18 ist ein flacher Behälter, dessen Breitenrichtung mit der vorne-hinten Richtung übereinstimmt, und ist ausgebildet durch Zusammenlöten von Umfangsrandabschnitten von zwei im Allgemeinen rechteckigen Aluminiumplatten 22, die sich vertikal erstrecken. Jeder Kältespeichermaterialbehälter 18 weist einen Behälterhauptkörperabschnitt 23 und einen nach außen vorstehenden Abschnitt 24 auf. Der Behälterhauptkörperabschnitt 23 befindet sich hinter den vorderen Seitenkanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 15, und ist an die zwei (vorderen und hinteren) Kühlmitteldurchflussrohre 15 von jedem der Paare 16 gelötet, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Behälterhauptkörperabschnitts 23 befinden. Der nach außen vorstehende Abschnitt 24 erstreckt sich von der vorderen Seitenkante (leewärtige Seitenkante) des Behälterhauptkörperabschnitts 23, und steht vorwärts (nach außen in der Luftdurchgangsrichtung) von den vorderen Seitenkanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 15 vor. Der gesamte Behälterhauptkörperabschnitt 23 des Kältespeichermaterialbehälters 18 weist eine gleichmäßige Abmessung auf, gemessen in der links-rechts-Richtung. Die Abmessung des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 des Kältespeichermaterialbehälters 18, gemessen in der vertikalen Richtung, ist gleich derjenigen des Behälterhauptkörperabschnitts 23, und die Abmessung des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 des Kältespeichermaterialbehälters 18, gemessen in der links-rechts-Richtung, ist größer als diejenige des Behälterhauptkörperabschnitts 23 des Kältespeichermaterialbehälters 18. Deshalb ist, in Bezug auf den Behälterhauptkörperabschnitt 23, der nach außen vorstehende Abschnitt 24 in der links-rechts-Richtung nach außen ausbauchend. Die Abmessung des nach außen vorstehenden Abschnitts 24, gemessen in der links-rechts-Richtung, ist gleich einer Höhe, die durch Addieren der Abmessung des Behälterhauptkörperabschnitts 23 des Kältespeichermaterialbehälters 18 in der links-rechts-Richtung zu dem Doppelten einer Rohrhöhe erhalten wird, welche die Abmessung von jedem Kühlmitteldurchflussrohr 15 ist, gemessen in der links-rechts-Richtung.
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Eine innere Lamelle 25, die aus Aluminium hergestellt ist, ist in jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 derart angeordnet, dass sich die innere Lamelle 25 von dem hinteren Ende des Behälterhauptkörperabschnitts 23 zu dem vorderen Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 erstreckt, und sich über im Wesentlichen die gesamte Länge des Kältespeichermaterialbehälters 18 in der vertikalen Richtung erstreckt. Die innere Lamelle 25 ist eine gewellte Lamelle bzw. Rippe, welche Scheitelabschnitte aufweist, die sich in die vorne-hinten Richtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in die vorne-hinten Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden. Die innere Lamelle 25 weist eine gleichmäßige Lamellenhöhe über die Gesamtheit von ihr auf, und ist an die inneren Oberflächen der linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts 23 des Speichermaterialbehälters 18 gelötet.
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Ein Paraffin-basiertes, latente Wärme bzw. Umwandlungswärme-Speichermaterial mit einem angepassten Gefrierpunkt von ungefähr 5 bis 10°C wird als ein Kältespeichermaterial verwendet, das in jeden Kältespeichermaterialbehälter 18 gefüllt ist. Insbesondere werden Pentadecan, Tetradecan oder dergleichen verwendet. Das Kältespeichermaterial wird derart in jeden Kältespeichermaterialbehälter 18 gefüllt, dass das Kältespeichermaterial einen Punkt nahe dem oberen Ende des Kältespeichermaterialbehälters 18 erreicht. Bemerkenswerterweise ist der Kältespeichermaterialbehälter 18 ausgestaltet, um eine ausreichende Festigkeit innerhalb eines üblichen Temperaturbereichs einer Umgebung aufzuweisen, in welcher die Kühleinheit verwendet wird; zum Beispiel ein Temperaturbereich von –40°C bis 90°C, derart dass, sogar wenn der Innendruck ansteigt aufgrund einer Dichteänderung des Kältespeichermaterials in einer flüssigen Phase und Wärmeausdehnung von Luft, die innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters 18 verbleibt, der Kältespeichermaterialbehälter 18 nicht zerbricht.
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Jede äußere Lamelle 19 weist einen Lamellenhauptkörperabschnitt 26 und einen nach außen vorstehenden Abschnitt 27 auf. Der Lamellenhauptkörperabschnitt 26 befindet sich hinter den vorderen Seitenkanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 15, und ist an die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 15 von jedem der Paare 16 gelötet, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Lamellenhauptkörperabschnitts 26 befinden. Der nach außen vorstehende Abschnitt 27 erstreckt sich von der vorderen Seitenkante des Lamellenhauptkörperabschnitts 26, und steht von den vorderen Seitenkanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 15 nach vorne vor. Die unteren Enden der äußeren Lamellen 19 befinden sich in einer vertikalen Position, welche die gleiche ist wie die vertikale Position der unteren Enden des Kältespeichermaterialbehälters 18, oder dieser nahe ist. Die nach außen vorstehenden Abschnitte 27 der äußeren Lamellen 19, die in den Luftdurchgangszwischenräumen 17 angeordnet sind, die sich angrenzend an den gegenüberliegenden Seiten der Luftdurchgangszwischenräume 17 befinden, in welchen der Kältespeichermaterialbehälter 18 angeordnet ist, sind an die linken und rechten Seitenoberflächen des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 des Kältespeichermaterialbehälters 18 gelötet. Auch ist ein Abstandshalter 28, der aus Aluminium ausgebildet ist, zwischen den nach außen vorstehenden Abschnitten 27 der angrenzenden äußeren Lamellen 19 angeordnet, und ist an die nach außen vorstehenden Abschnitte 27 gelötet.
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Wie in 3 gezeigt, ist das Ablaufgehäuse 3 aus einem Gehäusehauptkörper 31 und einem Kondenswasserablaufabschnitt 32 gebildet. Der Gehäusehauptkörper 31 weist vordere und hintere Seitenwände 31a und eine Bodenwand 31b auf, welche die unteren Enden der vorderen und hinteren Seitenwände 31a zusammen verbindet, und ist nach oben geöffnet, um den zweiten Sammelbehälter 5 des Verdampfers 2 mit einer Kältespeicherfunktion aufzunehmen. Der Kondenswasserablaufabschnitt 32 lässt das an dem Verdampfer 2 erzeugte Kondenswasser ablaufen, von der unteren Kante des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 jedes Kältespeichermaterialbehälters 18 und/oder dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 jeder äußeren Lamelle 19.
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Eine Vielzahl von Ablaufbohrungen (Durchgangsbohrungen) 33 sind in der Bodenwand 31b des Gehäusehauptkörpers 31 von dem Ablaufgehäuse 3 ausgebildet. Der Gehäusehauptkörper 31 lässt das Kondenswasser ablaufen, welches nach unten von den Kühlmitteldurchflussrohren 15 des Verdampfers 2 und den Lamellenhauptkörperabschnitten 26 der äußeren Lamellen 19 davon auf den zweiten Sammelbehälter 5 strömt, und dann durch die nicht dargestellten Ablaufnuten und die Ablaufbohrungen 5a fällt. Der Kondenswasserablaufabschnitt 32 ist aus einem leewärtig vorstehenden Abschnitt 34 gebildet, welcher von einem vertikalen Zwischenabschnitt der äußeren Oberfläche der vorderen Seitenwand 31a von dem Gehäusehauptkörper 31 nach vorne vorsteht, und dessen distales Ende sich unter dem vorderen Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Rippe 19 befindet; einem ersten nach oben vorstehenden Abschnitt 35, der sich von dem vorderen Ende des leewärtig vorstehenden Abschnitts 34 nach oben erstreckt; und einem zweiten nach oben vorstehenden Abschnitt 36, der sich von dem leewärtig vorstehenden Abschnitt 34 an einer Position nach oben erstreckt, die sich etwas hinter dem ersten nach oben vorstehenden Abschnitt 35 befindet. Eine Vielzahl von Ablaufbohrungen 38 ist in dem leewärtig vorstehenden Abschnitt 34 ausgebildet, um sich zwischen den zwei nach oben vorstehenden Abschnitten 35 und 36 zu befinden, und eine Vielzahl von Ablaufbohrungen 39 ist in dem leewärtig vorstehenden Abschnitt 34 ausgebildet, um sich zwischen dem zweiten nach oben vorstehenden Abschnitt 36 und dem vorderen Seitenende 31a des Gehäusehauptkörpers 31 zu befinden. Elastische Elemente 37, die aus Gummi oder dergleichen Material ausgebildet sind, sind an den oberen Enden der zwei nach oben vorstehenden Abschnitte 35 und 36 vorgesehen. Das elastische Element 37 des ersten nach oben vorstehenden Abschnitts 35 ist in Kontakt mit dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19, und das elastische Element 37 des zweiten nach oben vorstehenden Abschnitts 36 ist in Kontakt mit dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19. Der erste nach oben vorstehende Abschnitt 35 dient als ein Entnahmeabschnitt zum Entnehmen von Kondenswasser aus dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19. Der zweite nach oben vorstehende Abschnitt 36 dient als ein Entnahmeabschnitt zum Entnehmen von Kondenswasser aus dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19. Folglich weist der Kondenswasserablaufabschnitt 32 die nach oben vorstehenden Abschnitte 35 und 36 auf, die als Entnahmeabschnitte dienen, zum Entnehmen von Kondenswasser aus dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 und/oder dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19. Der Anzahl der nach oben vorstehenden Abschnitte 35 und 36 ist keine Begrenzung auferlegt.
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Bemerkenswerterweise können die elastischen Elemente 37 der zwei nach oben vorstehenden Abschnitte 35 und 36 derart angeordnet sein, dass sich die elastischen Elemente 37 in dichter Nähe zu dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19 befinden, und Spalte sind zwischen den elastischen Elementen 37 und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19 ausgebildet. In einem derartigen Fall beträgt die Größe der Spalte vorzugsweise 3 mm oder weniger. Auch sind die elastischen Elemente 37 nicht notwendigerweise erforderlich, und die ersten und zweiten nach oben vorstehenden Abschnitte 35 und 36 können derart angeordnet sein, dass der erste nach oben vorstehende Abschnitt 35 in Kontakt ist mit, oder in dichter Nähe ist zu, dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19, und der zweite nach oben vorstehende Abschnitt 36 in Kontakt ist mit, oder in dichter Nähe ist zu, dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 und dem unteren Ende des nach außen vorstehenden Abschnitts 27 von jeder äußeren Lamelle 19.
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Eine Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug, bei dem ein Motor, der als eine Antriebsquelle für einen Kompressor dient, temporär angehalten wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird, ist gebildet aus einem Kompressor, einem Kondensator (Kühlmittelkühlvorrichtung) zum Kühlen des aus dem Kompressor abgelassenen Kühlmittels, und einem Expansionsventil (Druckreduziereinheit) zum Verringern des Drucks von dem Kühlmittel, das durch den Kondensator durchgegangen ist, und der Kühleinheit 1. Der Verdampfer 2 der Kühleinheit 1 verdampft das Kühlmittel, das durch das Expansionsventil durchgegangen ist.
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Bei der oben beschriebenen Klimaanlagen-Vorrichtung für ein Fahrzeug, wenn der Kompressor in Betrieb ist, geht Niedrigdruck-Zwei-Phasen-Kühlmittel (eine Mischung aus Dampfkühlmittel und flüssigem Kühlmittel), das durch den Kompressor komprimiert wurde und durch den Kondensator und das Expansionsventil durchgegangen ist, durch den Kühlmitteleinlass 9, und tritt in den leewärtigen oberen Kopfabschnitt 7 des Verdampfers 2 ein. Das Kühlmittel geht dann durch sämtliche der Kühlmitteldurchflussrohre 15, und strömt aus dem Kühlmittelauslass 11 des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 8. Wenn das Kühlmittel durch die Kühlmitteldurchflussrohre 15 strömt, führt das Kühlmittel einen Wärmeaustausch mit Luft aus, die durch die Luftdurchgangszwischenräume 17 durchgeht, und strömt heraus in eine Dampfphase.
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Zu dem Zeitpunkt wird das Kältespeichermaterial innerhalb des Behälterhauptkörpers 23 jedes Kältespeichermaterialbehälters 18 durch die Kälte gekühlt, die durch das durch die Kühlmitteldurchflussrohre 15 strömende Kühlmittel getragen wird. Ferner wird die durch das gekühlte Kältespeichermaterial innerhalb des Behälterhauptkörpers 23 getragene Kälte mittels der inneren Lamelle 25 an das Kältespeichermaterial innerhalb des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 übertragen, und die durch die Luft getragene Kälte, die durch die Luftdurchgangszwischenräume 17 durchgegangen ist und durch das Kühlmittel gekühlt wurde, wird auf das Kältespeichermaterial innerhalb des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 übertragen. Folglich wird die Kälte in dem gesamten Kältespeichermaterial innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters 18 gespeichert.
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Wenn der Kompressor betrieben wird, wird Kondenswasser an den Oberflächen der Kühlmitteldurchflussrohre 15, der Kältespeichermaterialbehälter 18 und der äußeren Lamellen 19 des Verdampfers 2 erzeugt. Das Kondenswasser, das an den Oberflächen der Kühlmitteldurchflussrohre 15 und den Lamellenhauptkörperabschnitten 26 der äußeren Lamellen 19 erzeugt wird, strömt nach unten auf den zweiten Sammelbehälter 12, und wird durch nicht dargestellte Führungsabschnitte geleitet, so dass das Kondenswasser nach unten durch die nicht dargestellten Ablaufnuten und die Ablaufbohrungen 5a strömt. Das Kondenswasser tropft dann auf die Bodenwand 31b des Gehäusehauptkörpers 31, und wird durch die Ablaufbohrungen 33 ablaufen gelassen. Das Kondenswasser, das an den nach außen vorstehenden Abschnitten 24 der Kältespeichermaterialbehälter 18 und den nach außen vorstehenden Abschnitten 27 der äußeren Lamellen 19 erzeugt wird, erreicht die jeweiligen unteren Enden der nach außen vorstehenden Abschnitte 24 und 27. Nachfolgend wird, durch die Kapillarwirkung, das Kondenswasser durch die elastischen Elemente 37 zu den zwei nach oben vorstehenden Abschnitten 35 und 36 des Kondenswasserablaufabschnitts 32 gezogen. Das Kondenswasser strömt dann nach unten entlang der zwei nach oben vorstehenden Abschnitte 35 und 36 auf den leewärtig vorstehenden Abschnitt 34, und wird nach unten durch die Ablaufbohrungen 38 und 39 ablaufen gelassen.
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Wenn der Kompressor anhält, wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial innerhalb des Behälterhauptkörperabschnitts 23 und außen vorstehenden Abschnitts 24 von jedem Kältespeichermaterialbehälter 18 gespeichert ist, durch die innere Lamelle 25 an die linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts 23 und des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 übertragen. Die auf die linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts 23 übertragene Kälte geht durch die entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohre 15, und wird mittels der Lamellenhauptkörperabschnitte 26 der äußeren Lamellen 19, die an die Kühlmitteldurchflussrohre 15 gelötet sind, an Luft übertragen, die durch die Luftdurchgangszwischenräume 17 durchgeht, die sich angrenzend an die gegenüberliegenden Seiten der Luftdurchgangszwischenräume 17 befinden, in welchen der Kältespeichermaterialbehälter 18 untergebracht ist. Die an die linken und rechten Seitenwände des nach außen vorstehenden Abschnitts übertragene Kälte, wird mittels der nach außen vorstehenden Abschnitte 27 der äußeren Lamellen 19, die an die linken und rechten Seitenoberflächen des nach außen vorstehenden Abschnitts 24 gelötet sind, an Luft übertragen, die durch die Luftdurchgangszwischenräume 17 durchgeht. Folglich wird, sogar wenn sich die Temperatur von durch den Verdampfer 2 durchgegangener Luft erhöht, die Luft gekühlt, so dass ein steiler Abfall bei der Kühlungskapazität verhindert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 4043776 [0007, 0009, 0010, 0011, 0015, 0015]
- JP 3287100 [0008]
- JP 2010-203748 [0011, 0012]
