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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion zur Verwendung in einer Autoklimaanlage für ein Fahrzeug, 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 von 1 als „obere” beziehungsweise „untere” bezeichnet.
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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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Übrigens weist eine übliche Autoklimaanlage dahingehend ein Problem auf, dass, wenn ein Motor eines Automobils, in welchem die Klimaanlage montiert ist, angehalten wird, ein durch den Motor angetriebener Kompressor angehalten wird, und eine Zufuhr von Kühlmittel an einen Verdampfer anhält, wodurch die Kühlungskapazität der Klimaanlage scharf abfällt.
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Als eine Maßnahme, um ein derartiges Problem zu lösen, wurde in Betracht gezogen, 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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Der vorliegende Anmelder hat einen derartigen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion vorgeschlagen (siehe offengelegte
Japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2010-149814 ). Der vorgeschlagene Verdampfer umfasst ein Paar von Sammelbehältern, eine Vielzahl flacher Kühlmitteldurchflussrohre und eine Vielzahl von Kältespeichermaterialbehältern. Die Sammelbehälter sind derart angeordnet, dass sie in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind und sie sich in die gleiche Richtung erstrecken. Die Kühlmitteldurchflussrohre sind parallel zwischen den zwei Sammelbehältern angeordnet, derart dass sie in der Längsrichtung der Sammelbehälter voneinander beabstandet sind, wobei ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, und ihre Breitenrichtung mit einer Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt. Ein Luftdurchgangszwischenraum ist zwischen in der Längsrichtung der Sammelbehälter aneinander angrenzenden Kühlmitteldurchflussrohren ausgebildet. Die Kältespeichermaterialbehälter sind in einigen der sämtlichen Luftdurchgangszwischenräume angeordnet, derart dass ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt und ihre Breitenrichtung mit der Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt. Die Kältespeichermaterialbehälter sind mit einem Kältespeichermaterial gefüllt. Zumindest eine von gegenüberliegenden Seitenwänden jedes Kältespeichermaterialbehälters ist entlang des entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohrs gelegt und an es gelötet.
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Der in der Veröffentlichung offenbarte Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion weist jedoch ein Problem auf. Da die äußere Oberfläche von einer Seitenwand jedes Kältespeichermaterialbehälters in Oberflächenkontakt gebracht wird mit und an eine Seitenoberfläche eines entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohres gelötet wird, kann ein Löten zwischen der äußeren Oberfläche von einer Seitenwand jedes Kältespeichermaterialbehälters und einer Seitenoberfläche des entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohres unvollständig werden, was eine Möglichkeit erhöht, dass es misslingt, sie in einigen Bereichen zusammenzulöten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das oben erwähnte Problem zu lösen und ein Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion bereitzustellen, welches die Vollständigkeit des Lötens zwischen jeder von gegenüberliegenden Seitenwänden jedes Kältespeichermaterialbehälters und einer Seitenoberfläche eines entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohres verbessern kann.
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Modi/Betriebsweisen.
- 1) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion, umfassend eine Vielzahl flacher Kühlmitteldurchflussrohre, welche parallel zueinander in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, derart dass ihre Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung übereinstimmt und ihre Breitenrichtung mit einer Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt; eine Vielzahl von Kältespeichermaterialbehältern, die derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt und ihre Breitenrichtung mit der Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt, wobei die Kältespeichermaterialbehälter mit einem Kältespeichermaterial gefüllt sind, wobei jeder Kältespeichermaterialbehälter durch Zusammenlöten zweier Behälter-ausbildender Platten ausgebildet ist, wobei zumindest eine der zwei Behälter-ausbildenden Platten einen nach außen ausbauchenden Abschnitt aufweist, der in einem Bereich, ausgenommen eines Randkantenabschnitts davon, vorgesehen ist, und wobei zumindest eine Seitenwand von gegenüberliegenden Seitenwänden jedes Kältespeichermaterialbehälters entlang des entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohres gelegt und an es gelötet ist, wobei das Verfahren umfasst:
Bereitstellen der Vielzahl flacher Kühlmitteldurchflussrohre;
Durchführen von Pressformerei an zwei Metallmaterialplatten bzw. Platten aus metallischem Material, wobei jede aus einem Lötblech mit einer Kernmaterialschicht und Lötmaterialschichten ausgebildet ist, die gegenüberliegende Seiten der Kernmaterialschicht derart bedecken, dass ein nach außen ausbauchender Abschnitt an zumindest einer Metallmaterialplatte in einem Bereich, ausgenommen einen Randkantenabschnitt davon, ausgebildet wird, und wobei Lötbarkeit-verbessernde Nuten zum Begünstigen von Strömen bzw. Abläufen geschmolzenen Flussmittels und geschmolzenen Lötmaterials an Abschnitten der zwei Metallmaterialplatten ausgebildet werden, welche Abschnitte die äußeren Oberflächen der Seitenwände des Kältespeichermaterialbehälters bilden, wodurch die zwei Behälter-ausbildenden Platten ausgebildet werden;
Vereinigen bzw. Kombinieren der zwei Behälter-ausbildenden Platten derart, dass die Öffnung des nach außen ausbauchenden Abschnitts von zumindest einer Behälter-ausbildenden Platte der anderen Behälter-ausbildenden Platte zugewandt ist, um jede einer Vielzahl von Behälter-ausbildenden Anordnungen bzw. Baugruppen bereitzustellen bzw. anzufertigen;
Anordnen der Vielzahl von Kühlmitteldurchflussrohren und der Vielzahl von Behälter-ausbildenden Anordnungen derart, dass ihre Breitenrichtungen mit der vertikalen Richtung übereinstimmen; und
Zusammenlöten der Randkantenabschnitte der Behälter-ausbildenden Platten, um dadurch jeden Kältespeichermaterialbehälter auszubilden, und Zusammenlöten der Kühlmitteldurchflussrohre und der Kältespeichermaterialbehälter.
- 2) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach Abs. 1), wobei die Lötbarkeit-verbessernden Nuten durch Verformen beider der Kernmaterialschicht und einer Lötmaterialschicht der Metallmaterialplatte ausgebildet werden, und die Lötbarkeit-verbessernden Nuten eine kleinere Tiefe als eine Dicke der Lötmaterialschicht der Metallmaterialplatte aufweisen.
- 3) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach Abs. 2), wobei der Betrag der Verformung der Kernmaterialschicht, in der Richtung der Tiefe nach, der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 20 μm oder weniger beträgt.
- 4) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach Abs. 2), wobei die Tiefe der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 50 μm oder weniger beträgt, und der Betrag der Verformung der Kernmaterialschicht, in der Richtung der Tiefe nach, der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 20 μm oder weniger beträgt.
- 5) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach einem der Abs. 1) bis 4), wobei die Lötbarkeit-verbessernden Nuten eine Öffnungsbreite von 0,1 bis 0,4 mm aufweisen.
- 6) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach Abs. 1) oder 2), wobei die Lötbarkeit-verbessernden Nuten Nuten einer Art sind, die aus V-Nuten, U-Nuten und rechteckigen Nuten ausgewählt werden.
- 7) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach Abs. 1) oder 2), wobei ein Nutenabstand, welcher die Entfernung zwischen den Mitten der aneinander angrenzenden, die Lötbarkeit-verbessernden Nuten der Breite nach ist, 5 mm oder weniger beträgt.
- 8) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion nach Abs. 1) oder 2), wobei die Lötbarkeit-verbessernden Nuten derart ausgebildet werden, dass sie sich in eine Richtung erstrecken, die nicht-parallel zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre ist.
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Das Herstellungsverfahren nach einem der Abs. 1) bis 8) umfasst den Schritt des Durchführens von Pressformerei an zwei Metallmaterialplatten, wobei jede aus einem Lötblech mit einer Kernmaterialschicht und Lötmaterialschichten ausgebildet ist, die gegenüberliegenden Seiten der Kernmaterialschicht derart bedecken, dass ein nach außen ausbauchender Abschnitt an zumindest einer Metallmaterialplatte in einem Bereich, ausgenommen einen Randkantenabschnitt davon, ausgebildet wird, und wobei Lötbarkeit-verbessernde Nuten zum Begünstigen von Strömen geschmolzenen Flussmittels und geschmolzenen Lötmaterials an Abschnitten der zwei Metallmaterialplatten ausgebildet werden, welche Abschnitte die äußeren Oberflächen der Seitenwände des Kältespeichermaterialbehälters bilden, wodurch die zwei Behälter-ausbildenden Platten ausgebildet werden. In auf den oben erwähnten Schritt folgenden Schritten, werden die zwei Behälter-ausbildenden Platten derart kombiniert, dass die Öffnung des nach außen ausbauchenden Abschnitts von zumindest einer Behälter-ausbildenden Platte der anderen Behälter-ausbildenden Platte zugewandt ist, um jede einer Vielzahl von Behälter-ausbildenden Anordnungen anzufertigen, wobei die Vielzahl von Kühlmitteldurchflussrohren und die Vielzahl von Behälter-ausbildenden Anordnungen derart angeordnet werden, dass ihre Breitenrichtungen mit der vertikalen Richtung übereinstimmen, und Flussmittel wird auf sie aufgebracht. Nachfolgend werden die Randkantenabschnitte der Behälter-ausbildenden Platten zusammengelötet, um dadurch jeden Kältespeichermaterialbehälter auszubilden, und die Kühlmitteldurchflussrohre und die Kältespeichermaterialbehälter werden zusammengelötet. Während eines derartigen Herstellungsprozesses fließen geschmolzenes Flussmittel und geschmolzenes Lötmaterial durch die Lötbarkeit-verbessernden Nuten. Deshalb wird es einfacher für das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial, die gesamten Räume zwischen den Kältespeichermaterialbehältern und den Kühlmitteldurchflussrohren vollständig zu füllen. Folglich ist die Vollständigkeit des Lötens zwischen den Kältespeichermaterialbehältern und den Kühlmitteldurchflussrohren gesteigert.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren nach einem der Abs. 2) bis 4), sogar in dem Fall wo die Lötmaterialschichten jeder Behälter-ausbildenden Platte schmelzen und fließen, wenn die Behälter-ausbildenden Platten zusammengelötet werden, um dadurch jeden Kältespeichermaterialbehälter auszubilden, und die Kühlmitteldurchflussrohre und die Kältespeichermaterialbehälter zusammengelötet werden, verbleiben die Lötbarkeit-verbessernden Nuten an den Behälter-ausbildenden Platten. Deshalb fließen das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial durch die verbleibenden Abschnitte der Lötbarkeit-verbessernden Nuten und füllen die gesamten Räume zwischen den Kältespeichermaterialbehältern und dem Kühlmitteldurchflussrohr.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren nach Abs. 5), wenn die Behälter-ausbildenden Platten zusammengelötet werden, um dadurch jeden Kältespeichermaterialbehälter auszubilden, und die Kühlmitteldurchflussrohre und die Kältespeichermaterialbehälter zusammengelötet werden, kann eine Kapillarkraft erzeugt werden, die ausreichend ist, dass das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial fließen. Deshalb füllen das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial effizient die gesamten Räume zwischen den Kältespeichermaterialbehältern und den Kühlmitteldurchflussrohren.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren nach Abs. 7), wenn die Behälter-ausbildenden Platten zusammengelötet werden, um dadurch jeden Kältespeichermaterialbehälter auszubilden, und die Kühlmitteldurchflussrohre und die Kältespeichermaterialbehälter zusammengelötet werden, wird es einfacher für das geschmolzene Flussmittel, flache Oberflächenabschnitte zwischen den Nuten zu erreichen.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren nach Abs. 8), wenn ein Löten in einer Lagerung bzw. Lage durchgeführt wird, in welcher die Vielzahl von Kühlmitteldurchflussrohren und die Vielzahl der Behälter-ausbildenden Anordnungen derart angeordnet sind, dass ihre Breitenrichtungen mit der vertikalen Richtung übereinstimmen, fließen das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial aufgrund der Schwerkraft nach unten. Deshalb verbleiben kaum Bereiche, wo das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial nicht hinreichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Teilschnitt-Perspektivansicht, welche die Gesamtstruktur eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion zeigt, hergestellt durch ein Verfahren der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht im Schnitt nach A-A von 1;
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3 ist eine Seitenansicht, die einen Kältespeichermaterialbehälter des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion von 1 zeigt;
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4 ist eine Perspektivansicht, die einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion von 1 zeigt;
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5 ist vergrößerte Teilquerschnittansicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer Behälter-ausbildenden Platte zeigt, die für die Kältespeichermaterialbehälter des Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion von 1 verwendet wird; und
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6 ist eine Seitenansicht, die eine Modifikation des Kältespeichermaterialbehälters zeigt, der bei dem Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion von 1 verwendet wird.
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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 in den 1 und 2 durch einen Pfeil X dargestellte Richtung) als die „vordere” bezeichnet, und die gegenüberliegende Seite als die „hintere”. Auch werden die linkshändigen und rechtshändigen Seiten, im Blick nach hinten von der vorderen Seite; 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 eines Verdampfers mit einer Kältespeicherfunktion, der durch ein Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und die 2 und 3 zeigen die Ausgestaltung eines wesentlichen Abschnitts des Verdampfers.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Verdampfer bzw. Evaporator 1 mit einer Kältespeicherfunktion einen ersten Sammelbehälter bzw. Kopfbehälter 2 und einen zweiten Sammelbehälter 3, 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 4, der zwischen den beiden Sammelbehältern 2 und 3 vorgesehen ist.
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Der erste Sammelbehälter 2 umfasst einen leewärtigen oberen Sammel- bzw. Kopfabschnitt 5, der sich an der vorderen Seite (stromabwärtige Seite bezüglich der Luftdurchgangsrichtung) befindet; und einen windwärtigen oberen Kopfabschnitt 6, der sich an der hinteren Seite (stromaufwärtige Seite bezüglich der Luftdurchgangsrichtung) befindet, und mit dem leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 vereinigt ist. Ein Kühlmitteleinlass 7 ist an dem rechten Ende des leewärtigen oberen Kopfabschnitts 5 vorgesehen, und ein Kühlmittelauslass 8 ist an dem rechten Ende des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 6 vorgesehen. Der zweite Sammelbehälter 3 umfasst einen leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9, der sich an der vorderen Seite befindet, und einen windwärtigen unteren Kopfabschnitt 11, der sich an der hinteren Seite befindet und mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9 vereinigt ist. Das jeweilige Innere des leewärtigen unteren Kopfabschnitts 9 und des windwärtigen unteren Kopfabschnitts 11 des zweiten Wassertanks 3 sind über ein Kommunikations- bzw. Verbindungselement 12 zusammen verbunden, welches an die rechten Endabschnitte der zwei unteren Sammelabschnitte 9 und 11 gefügt ist, und welches einen Innenraum aufweist, der als ein Durchgang dient.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind in dem Wärmeaustausch-Kernabschnitt 4 eine Vielzahl flacher Kühlmitteldurchflussrohre 13, 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 14, jedes aus zwei Kühlmitteldurchflussrohren 13 gebildet, die in der vorne-hinten Richtung voneinander beabstandet sind, in vorbestimmten Intervallen in der links-rechts Richtung angeordnet. Ein Luftdurchgangszwischenraum 15 ist zwischen zwei angrenzenden der Paare 14 ausgebildet, wobei jedes aus den vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohren 13 gebildet ist. Ein oberer Endabschnitt von jedem vorderen Kühlmitteldurchflussrohr 13 ist mit dem leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 verbunden, und ein unterer Endabschnitt von jedem vorderen Kühlmitteldurchflussrohr 13 ist mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9 verbunden. Ähnlich ist ein oberer Endabschnitt von jedem hinteren Kühlmitteldurchflussrohr 13 mit dem windwärtigen oberen Kopfabschnitt 6 verbunden, und ein unterer Endabschnitt von jedem hinteren Kühlmitteldurchflussrohr 13 ist mit dem windwärtigen unteren Kopfabschnitt 11 verbunden.
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Ein flacher Kältespeichermaterialbehälter 16, welcher aus Aluminium ausgebildet ist und welcher mit einem Kältespeichermaterial (nicht gezeigt) gefüllt ist, ist in jedem der Luftdurchgangszwischenräume 15 angeordnet, ausgewählt aus sämtlichen der Luftdurchgangszwischenräume 15 des Wärmeaustausch-Kernabschnitts 4, wobei die ausgewählten Durchgangszwischenräume 15 nicht aneinander angrenzend sind, derart dass sich der Kältespeichermaterialbehälter 16 über die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 13 erstreckt, in einem Zustand, in welchem seine Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt und seine Breitenrichtung mit der vorne-hinten Richtung übereinstimmt. Auch ist eine gewellte äußere Rippe bzw. Lamelle 17 in jedem der verbleibenden Luftdurchgangszwischenräume 15 angeordnet, derart dass sich die gewellte äußere Rippe 17 über die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 13 erstreckt, und ist an die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 13 der linke-Seite und rechte-Seite Paare 14 gelötet, welche den Luftdurchgangszwischenraum 15 definieren. Die gewellte äußere Rippe 17 ist aus einem Aluminium-Lötblech mit einer Lötmaterialschicht auf jeder von gegenüberliegenden Oberflächen davon ausgebildet, und weist Scheitelabschnitte auf, 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 äußere Rippe 17 ist in jedem der Luftdurchgangszwischenräume 15 angeordnet, die sich auf beiden Seiten des Luftdurchgangszwischenraums 15 befinden, in welchem der Kältespeichermaterialbehälter 16 angeordnet ist. Auch ist die äußere Rippe 17, welche aus einem Aluminium-Lötblech mit einer Lötmaterialschicht auf jeder von gegenüberliegenden Oberflächen davon ausgebildet ist, an der äußeren Seite des Paars 14 der Kühlmitteldurchflussrohre 13 angeordnet, die sich an dem linken Ende befinden, und ist an der äußeren Seite des Paars 14 der Kühlmitteldurchflussrohre 13 angeordnet, die sich an dem rechten Ende befinden. Diese äußeren Rippen 17 sind an die entsprechenden vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 13 gelötet. Des Weiteren ist eine Seitenplatte 18, die aus Aluminium ausgebildet ist, an der äußeren Seite von jeder der äußeren Rippen 17 angeordnet, die sich an den linken beziehungsweise rechten Enden befinden, und ist an die entsprechende äußere Rippe 17 gelötet. Die Räume zwischen den äußeren Rippen 17 und den Seitenplatten 18, die sich an den linken und rechten Enden befinden, dienen auch als Luftdurchgangszwischenräume.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist jeder Kältespeichermaterialbehälter 16 einen Hauptkörperabschnitt 21 auf, der sich hinter den vorderen Kanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 13 befindet, und an die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 13 der entsprechenden Paare 14 gelötet ist; und einen nach außen ausbauchenden Abschnitt 22, welcher sich von einem vorderen Kantenabschnitt (ein leewärtiger Kantenabschnitt) des Hauptkörperabschnitts 21 erstreckt und nach vorne (nach außen in der Luftdurchgangsrichtung) hinter die vorderen Kanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 13 ausbaucht. Die linke Seitenoberfläche des Hauptkörperabschnitts 21 ist entlang einer Seitenoberfläche von jedem der Kühlmitteldurchflussrohre 13 gelegt, die sich auf der linken Seite des Hauptkörperabschnitts 21 befinden, und die rechte Seitenoberfläche des Hauptkörperabschnitts 21 ist entlang einer Seitenoberfläche von jedem der Kühlmitteldurchflussrohre 13 gelegt, die sich auf der rechten Seite des Hauptkörperabschnitts 21 befinden. Eine gewellte innere Rippe 23, die aus Aluminium hergestellt ist, ist in dem Kältespeichermaterialbehälter 16 derart angeordnet, dass sich die gewellte innere Rippe 23 von dem Hauptkörperabschnitt 21 zu dem nach außen ausbauchenden Abschnitt 22 erstreckt. Die innere Rippe 23 weist Scheitelabschnitte auf, 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 Talabschnitte und Scheitelabschnitte der inneren Rippe 23 sind an die linken und rechten Seitenwände 21a des Hauptkörperabschnitts 21 des Kältespeichermaterialbehälters 16 gelötet. Zum Beispiel wird ein Paraffin-basiertes, latente Wärme bzw. Umwandlungswärme-Speichermaterial mit einem angepassten Gefrierpunkt von ungefähr 5 bis 10°C als ein Kältespeichermaterial verwendet, das in den Kältespeichermaterialbehälter 16 gefüllt ist. Insbesondere werden Pentadecan, Tetradecan oder dergleichen verwendet.
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Jeder Kältespeichermaterialbehälter 16 ist aus zwei im Allgemeinen rechteckigen Behälter-ausbildenden Platten 24 gebildet, welche in der vertikalen Richtung länglich sind, welche aus Aluminium hergestellt sind, und welche entlang der Randkantenabschnitte von ihnen zusammengelötet sind. Jede Behälter-ausbildende Platte 24 ist durch Pressen bzw. Pressformerei aus einem Aluminium-Lötblech ausgebildet, das eine Lötmaterialschicht auf jeder von gegenüberliegenden Seiten davon aufweist. Zumindest eine (beide bei der vorliegenden Ausführungsform) der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 weist einen nach außen ausbauchenden Abschnitt 25 auf, der in der links-rechts-Richtung in einem Bereich, ausgenommen den Umfangsrandabschnitt davon, nach außen ausbaucht, und die Umfangsrandabschnitte der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24, ausgenommen die nach außen ausbauchenden Abschnitte 25, sind zusammengelötet. Der nach außen ausbauchende Abschnitt 25 von jeder Behälter-ausbildenden Platte 24 ist aus einem ersten Abschnitt 25a und einem zweiten Abschnitt 25b gebildet. Der erste Abschnitt 25a ist an dem Hauptkörperabschnitt 21 des Kältespeichermaterialbehälters 16 vorgesehen. Der zweite Abschnitt 25b ist an dem nach außen ausbauchenden Abschnitt 22 des Kältespeichermaterialbehälters 16 vorgesehen, erstreckt sich nach vorne von dem ersten Abschnitt 25a, und weist eine größere Ausbauchungshöhe als jene des ersten Abschnitts 25a auf. Die ausbauchenden oberen Wände der zwei Abschnitte 25a und 25b der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 bilden die linken und rechten Seitenwände 16a des Kältespeichermaterialbehälters 16 aus. Die ausbauchenden oberen Wände der ersten Abschnitte 25a; nämlich Abschnitte der äußeren Oberflächen der linken und rechten Seitenwände 21a des Hauptkörperabschnitts 21, sind an die entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohre 13 gelötet. Eine Vielzahl von Nuten 26 sind an der äußeren Oberfläche der ausbauchenden oberen Wand des ersten Abschnitts 25a des nach außen ausbauchenden Abschnitts 25 von jeder der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 des Kältespeichermaterialbehälters 16 ausgebildet. Die Nuten 26 sind derart ausgebildet, dass sie sich in eine vorne-hinten Richtung erstrecken, welche nicht-parallel zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre 13 ist, und sie sind voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet.
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Jede äußere Rippe 17 weist einen Rippenhauptkörperabschnitt 27 auf, welcher sich hinter den vorderen Kanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 13 befindet, und an die vorderen und hinteren Kühlmitteldurchflussrohre 13 der entsprechenden Paare 14 gelötet ist; und einen nach außen ausbauchenden Abschnitt 28, welcher sich von der vorderen Kante des Rippenhauptkörperabschnitts 27 erstreckt und nach vorne hinter die vorderen Kanten der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 13 ausbaucht. Die nach außen ausbauchenden Abschnitte 28 der äußeren Rippen 17, die in den auf den gegenüberliegenden Seiten des Luftdurchgangszwischenraums 15, in welchem der Kältespeichermaterialbehälter 16 angeordnet ist, angrenzend befindlichen Luftdurchgangszwischenräumen 15 angeordnet sind, sind an die linken und rechten Seitenoberflächen der nach außen ausbauchenden Abschnitte 22 des Kältespeichermaterialbehälters 16 gelötet. Auch ist ein aus Aluminium hergestellter Abstandshalter 29 zwischen den nach außen ausbauchenden Abschnitten 28 der äußeren Rippen 17, die aneinander angrenzen, angeordnet, und ist an die nach außen ausbauchenden Abschnitte 28 gelötet.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Kältespeichermaterialbehälter 16 aus den zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 gebildet, welche die nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 aufweisen, die in entsprechenden Bereichen, ausgenommen die Umfangsrandabschnitte davon, derart ausgebildet sind, dass die nach außen ausbauchen Abschnitte 25 in die links-rechts Richtung nach außen ausbauchen, und der Kältespeichermaterialbehälter 16 ist durch Zusammenlöten der Umfangskantenabschnitte der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24, ausgenommen die nach außen ausbauchenden Abschnitte 25, hergestellt.
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Alternativ kann der Kältespeichermaterialbehälter 16 wie folgt hergestellt werden. Der nach außen ausbauchende Abschnitt 25, welcher nach außen in die links-rechts Richtung ausbaucht, wird an einer der Behälter-ausbildenden Platten 24 in einem Bereich, ausgenommen den Umfangskantenabschnitt davon, vorgesehen. Die Umfangskantenabschnitte der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 werden derart zusammengelötet, dass die Öffnung des nach außen ausbauchenden Abschnitts 25 einer Behälter-ausbildenden Platte 24 geschlossen ist.
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Der oben beschriebene Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion bildet einen Kältekreislauf in Kombination mit einem Kompressor, der durch einen Motor eines Fahrzeugs angetrieben wird, 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. Der Kältekreislauf wird als eine Autoklimaanlage in einem Fahrzeug installiert, wie beispielsweise einem Automobil, welches temporär den Motor anhält, welcher als eine Antriebsquelle des Kompressors dient, wenn das Fahrzeug angehalten wird. In dem Fall einer derartigen Autoklimaanlage, 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 7, und tritt in den leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 des Verdampfers 1 ein. Das Kühlmittel geht dann durch sämtliche der vorderen Kühlmitteldurchflussrohre 13, und strömt aus dem Kühlmittelauslass 8 des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 6 heraus. Wenn das Kühlmittel durch die Kühlmitteldurchflussrohre 13 strömt, führt das Kühlmittel einen Wärmeaustausch mit Luft aus, die durch die Luftdurchgangszwischenräume 15 durchgeht, und strömt in einer Dampfphase heraus.
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Zu dem Zeitpunkt wird die durch das durch die Kühlmitteldurchflussrohre 13 strömende Kühlmittel getragene Kälte auf die innere Rippe 23 jedes Kältespeichermaterialbehälters 16 übertragen, über die ersten Abschnitte 25a der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 des Kältespeichermaterialbehälters 16, und sie wird weiter an das Kältespeichermaterial innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters 16 übertragen, wodurch Kälte in dem Kältespeichermaterial gespeichert wird.
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Wenn der Kompressor anhält, wird die in dem Kältespeichermaterial innerhalb jedes Kältespeichermaterialbehälters 16 gespeicherte Kälte über die innere Rippe 23 an die ersten Abschnitte 25a der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 des Kältespeichermaterialbehälters 16 übertragen, und dann an die Kühlmitteldurchflussrohre 13 übertragen. Nach dem Durchgehen durch die Kühlmitteldurchflussrohre 13 wird die Kälte an die äußeren Rippen 17 übertragen, die an die Kühlmitteldurchflussrohre 13 gelötet sind. Auch wird die in dem Kältespeichermaterial innerhalb jedes Kältespeichermaterialbehälters 16 gespeicherte Kälte an die zweiten Abschnitte 25b der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 des Kältespeichermaterialbehälters 16 übertragen, und dann an die äußeren Rippen 17 durch die zweiten Abschnitte 25b übertragen. Nachfolgend wird die Kälte mittels der äußeren Rippen 17 an Luft übertragen, die durch die Luftdurchgangszwischenräume 15 durchgeht, die sich angrenzend an den gegenüberliegenden Seiten des Luftdurchgangszwischenraums 15 befinden, in welchem der Kältespeichermaterialbehälter 16 angeordnet ist. Folglich wird, sogar wenn sich die Temperatur von durch den Verdampfer 1 durchgegangener Luft erhöht, die Luft gekühlt, wodurch ein scharfer Abfall bei der Kühlungskapazität verhindert werden kann.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Verdampfers 1 mit einer Kältespeicherfunktion unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
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Komponenten der zwei Sammelbehälter 2 und 3, der Kühlmitteldurchflussrohre 13, der äußeren Rippen 17, der Seitenplatten 18 und der inneren Rippen 23 werden angefertigt bzw. vorbereitet.
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Also wird Pressformerei an zwei Metallmaterialplatten 31 durchgeführt, wobei jede aus einem Aluminiumlötblech ausgebildet ist, welches eine Kernmaterialschicht 32 und Lötmaterialschichten 33 aufweist, die gegenüberliegende Seiten der Kernmaterialschicht 32 bedecken, wodurch die Behälter-ausbildenden Platten 24 ausgebildet werden. Insbesondere wird der nach außen ausbauchende Abschnitt 25, der aus dem ersten Abschnitt 25a und dem zweiten Abschnitt 25b gebildet ist, an jeder Metallmaterialplatte 31 in einem Bereich, ausgenommen den Umfangskantenabschnitt davon, ausgebildet, und Lötbarkeit-verbessernde Nuten 34 zum Begünstigen der Ströme geschmolzenen Flussmittels und geschmolzenen Lötmaterials werden an der äußeren Oberfläche der ausbauchenden oberen Wand des ersten Abschnitts 25a des nach außen ausbauchenden Abschnitts 25 von jeder Metallmaterialplatte 31 derart ausgebildet, dass sich die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 in eine Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre 13 erstrecken. Auf diese Art und Weise werden die Behälter-ausbildenden Platten 24 ausgebildet.
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Die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 werden durch Verformen beider der Kernmaterialschicht 32 und Lötmaterialschichten 33 der Metallmaterialplatte 31 ausgebildet. Die Tiefe D der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 ist kleiner als die Dicke T von jeder Lötmaterialschicht 33 der Metallmaterialplatten 31. Zum Beispiel beträgt die Tiefe D der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 vorzugsweise 50 μm oder weniger. Vorzugsweise ist der Betrag der Verformung der Kernmaterialschicht 32, in der Richtung der Tiefe nach, der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34; d. h. die Tiefe d der auf der Kernmaterialschicht 32 ausgebildeten Aussparungen 35, auf 20 μm oder weniger festgelegt. Vorzugsweise ist die Öffnungsbreite W der Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 auf 0,1 bis 0,4 mm festgelegt. Vorzugsweise ist ein Nutenabstand P, welcher die Entfernung zwischen den Mitten der angrenzenden Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 der Breite nach ist, auf 5 mm oder weniger festgelegt. Bemerkenswerterweise können die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 Nuten einer Art sein, die aus V-Nuten, U-Nuten und rechteckigen Nuten ausgewählt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 V-Nuten.
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Nachfolgend werden die zwei Behälter-ausbildenden Platten derart zusammen kombiniert, mit der inneren Rippe 23 dazwischen angeordnet, dass die Öffnungen der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 einander zugewandt sind, wodurch eine Behälter-ausbildende Anordnung 36 angefertigt wird.
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Nachfolgend werden die Behälter-ausbildenden Anordnungen 36, die Komponenten der zwei Sammelbehälter 2 und 3, die Kühlmitteldurchflussrohre 13, die äußeren Rippen 17 und die Seitenplatten 18 zusammen kombiniert und provisorisch zusammen befestigt. Nach einem Aufbringen von Flussmittel an die resultierende Anordnung in einer derartigen Lagerung, dass die Breitenrichtungen der Kühlmitteldurchflussrohre 13 und der Behälter-ausbildenden Anordnungen 36 mit der vertikalen Richtung übereinstimmen, werden die Umfangskantenabschnitte der zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 zusammengelötet und die zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 und die innere Rippe 23 werden zusammengelötet, um den Kältespeichermaterialbehälter 16 auszubilden. Gleichzeitig werden die zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 und die entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohre 13 zusammengelötet, und die verbleibenden Komponenten werden zusammengelötet. Auf diese Art und Weise wird der Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion hergestellt.
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Zu dem Zeitpunkt der Herstellung des Verdampfers 1 mit einer Kältespeicherfunktion strömt das geschmolzene Flussmittel zuerst durch die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 und füllt dann die gesamten Räume zwischen jedem Kältespeichermaterialbehälter 16 und den entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohren 13, wodurch der Oxidfilm auf der Oberfläche der Lötmaterialschicht 33 und der Oxidfilm auf der Oberfläche der Kernmaterialschicht 32 zerbrochen werden, und es wird leichter für das geschmolzene Lötmaterial, die gesamten Räume zwischen jedem Kältespeichermaterialbehälter 16 und den entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohren 13 zu füllen. Folglich wird die Vollständigkeit des Lötens zwischen jedem Kältespeichermaterialbehälter 16 und den entsprechenden Kühlmitteldurchflussrohren 13 gesteigert. Insbesondere, da die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 derart ausgebildet sind, dass sie sich in eine Richtung erstrecken, welche nicht-parallel zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre 13 ist, in dem Fall wo das Löten in der oben beschriebenen Lagerung durchgeführt wird, fließen das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial aufgrund der Schwerkraft nach unten. Deshalb verbleiben kaum Bereiche, wo das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Lötmaterial nicht hinreichen. Die Aussparungen 35, die an der Kernmaterialschicht 32 an Positionen ausgebildet sind, die den Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34 entsprechen, werden zu den Nuten 26.
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6 zeigt eine Modifikation des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer 1 mit einer Kältespeicherfunktion verwendet wird.
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In dem Fall eines in 6 gezeigten Kältespeichermaterialbehälters 40, sind eine Vielzahl von Nuten 41, welche sich nach unten zu der hinteren Seite hin neigen und nicht-parallel zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre 13 sind, an der äußeren Oberfläche von jeder der ausbauchenden oberen Wände der ersten Abschnitte 25a der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 von den zwei Behälter-ausbildenden Platten 24 jedes Kältespeichermaterialbehälters 16 derart ausgebildet, dass die Nuten 41 parallel zueinander und voneinander beabstandet sind.
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Der Verdampfer 1 mit den in 6 gezeigten Kältespeichermaterialbehältern 40 wird auf die gleiche Art und Weise hergestellt wie der Verdampfer 1 mit den Kältespeichermaterialbehältern 16, außer dass, wenn die Behälter-ausbildenden Platten 24 ausgebildet werden, die Lötbarkeit-verbessernden Nuten 34, welche relativ zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre 13 geneigt sind, um nicht-parallel zu der Längsrichtung der Kühlmitteldurchflussrohre 13 zu sein, an der äußeren Oberfläche von jeder der ausbauchenden oberen Wände der ersten Abschnitte 25a der nach außen ausbauchenden Abschnitte 25 der zwei Metallmaterialplatten 31 ausgebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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