DE102013213669A1

DE102013213669A1 - Kondensator

Info

Publication number: DE102013213669A1
Application number: DE102013213669.2A
Authority: DE
Inventors: Kouta Arino; Teruyuki NAGAFUJI
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2014-01-16
Also published as: JP6039946B2; US9285173B2; CN103542642A; US20140014296A1; JP2014020597A; CN103542642B; CN203550345U

Abstract

Ein erster Sammelbehälter eines Kondensators dient als ein Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt. Ein zweiter Sammelbehälter weist untere und obere Enden auf, die sich unterhalb beziehungsweise oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befinden. Ein Teilabschnitt eines zweiten Sammelbehälters, der sich unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet, dient als ein Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt. Der zweite Sammelbehälter dient auch als ein Reservoirabschnitt. Das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts des ersten Sammelbehälters steht durch einen Verbindungsabschnitt mit einem Teilabschnitt des Inneren des zweiten Sammelbehälters in Verbindung, welcher Teilabschnitt sich oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet. Ein Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement ist in dem zweiten Sammelbehälter vorgesehen, um die Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigphasen-dominantem Kühlmittel zu verringern, welches in den Reservoirabschnitt durch den Verbindungsabschnitt strömt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator, der beispielsweise zur Verwendung in einer an einem Automobil angebrachten Autoklimaanlage verwendbar ist.
Hierin und in den angehängten Ansprüchen wird die obere Seite, untere Seite, linkshändige Seite und rechtshändige Seite von 1, 2 und 9 als „obere”, „untere”, „linke” beziehungsweise „rechte” bezeichnet.
Ein Kondensator für eine Autoklimaanlage ist bekannt (siehe offengelegte Japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2003-302126 ). Der bekannte Kondensator weist einen Kondensationsabschnitt und einen Unterkühlungsabschnitt auf, die derart vorgesehen sind, dass sich der Erstere oberhalb des Letzteren befindet. Ein Reservoirabschnitt ist derart zwischen dem Kondensationsabschnitt und dem Unterkühlungsabschnitt vorgesehen, dass seine Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt. Der Kondensatorabschnitt umfasst zumindest einen Wärmeaustauschpfad, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet ist, die derart parallel angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit der links-rechts Richtung übereinstimmt und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt, welcher mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des unteres-Ende-Wärmeaustauschpfads des Kondensationsabschnitts in Verbindung steht. Der Unterkühlungsabschnitt umfasst zumindest einen Wärmeaustauschpfad, der durch der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet ist, die derart parallel angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit der links-rechts-Richtung übereinstimmt und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt, welcher auf der gleichen Seite bezüglich der links-rechts-Richtung wie der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt angeordnet ist, und welcher mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des oberes-Ende-Wärmeaustauschpfads des Unterkühlungsabschnitts in Verbindung steht. Das untere Ende des Reservoirabschnitts befindet sich unterhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, und das obere Ende des Reservoirabschnitts befindet sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts. Der Kondensator umfasst einen Sammelbehälter, welcher an der linken oder rechten Endseite vorgesehen ist, und mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts und des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, und wobei der Reservoirabschnitt separat von dem Sammelbehälter ausgebildet ist. Der Sammelbehälter ist durch eine Trennwand in obere und untere Abschnitte unterteilt. Der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt ist in dem oberen Abschnitt des Sammelbehälters vorgesehen, und der Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt ist in dem unteren Abschnitt des Sammelbehälters vorgesehen. Das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts steht durch einen ersten Verbindungsabschnitt mit einem Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts in Verbindung, welcher sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet, und ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts, der sich unterhalb des ersten Verbindungsabschnitts befindet, steht durch einen zweiten Verbindungsabschnitt mit dem Inneren des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts des Sammelbehälters in Verbindung. Eine Kühlmittel-Einflussöffnung, durch welche Flüssigphasen-dominantes Kühlmittel in den Reservoirabschnitt strömt, ist an dem Reservoirabschnittsseiten-Ende des ersten Verbindungsabschnitts vorgesehen. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das aus dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt herausströmt, geht durch den ersten Verbindungsabschnitt und strömt seitlich in den Reservoirabschnitt durch die Kühlmittel-Einflussöffnung. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das in den Reservoirabschnitt herein geströmt ist, strömt in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt durch den zweiten Verbindungsabschnitt.
In dem Fall, wo der in der Veröffentlichung beschriebene Kondensator in einen Kältekreislauf einer Autoklimaanlage aufgenommen ist wird, um die Menge an in die Autoklimaanlage gefülltem bzw. geladenem Kühlmittel zu bestimmen, die Beziehung zwischen dem Unterkühlungsgrad und der Menge an eingefülltem Kühlmittel erhalten, und eine Beladungskurve wie in 11 wird erstellt. Wenn ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts, der sich oberhalb der Mitte der Kühlmittel-Einflussöffnung des ersten Verbindungsabschnitts befindet, mit Flüssigphasen-dominantem bzw. Flüssigphasen-vorherrschendem Kühlmittel gefüllt wird, wird in stabiler Bereich (S) der Beladungskurve von 11 erhalten, innerhalb dessen der Unterkühlungsgrad konstant ist.
In dem Fall des in der Veröffentlichung beschriebenen Kondensators, wenn das seitlich aus dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt durch eine Kühlmittel-Ausflussöffnung herausströmende Flüssigphasen-dominante Kühlmittel seitlich durch die Kühlmittel-Einflussöffnung in den Reservoirabschnitt strömt, wird jedoch die Strömung turbulent, wodurch in dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel enthaltenes Gasphasen-Kühlmittel in der Form von Blasen aufsteigt. Als eine Folge wird der Bereich der Kühlmittel-Beladungsmenge, die dem oben beschriebenen stabilen Bereich (S) entspricht, relativ eng, und eine Unterkühlungscharakteristik, welche stabil gegen eine Änderung der Last und Leckage an Kühlmittel ist, kann in einigen Fällen nicht erhalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kondensator bereitzustellen, welcher den stabilen Bereich auf der oben beschriebenen Beladungskurve verbreitern kann.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Modi/Betriebsweisen.

1) Kondensator, welcher einen Kondensationsabschnitt und einen Unterkühlungsabschnitt umfasst, die derart vorgesehen sind, dass sich der Kondensationsabschnitt oberhalb des Unterkühlungsabschnitts befindet, und welcher auch einen Reservoirabschnitt bzw. Behälterabschnitt umfasst, welcher derart zwischen dem Kondensationsabschnitt und dem Unterkühlungsabschnitt vorgesehen ist, dass seine Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung übereinstimmt, wobei der Kondensatorabschnitt zumindest einen Wärmeaustauschpfad umfasst, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet ist, die derart parallel angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit einer links-rechts-Richtung übereinstimmt, und wobei sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt („condensation section outlet header section”), welcher mit einem stromabwärtigen Endabschnitt, bezüglich einer Strömungsrichtung von Kühlmittel, eines Wärmeaustauschpfads an dem unteren Ende des Kondensationsabschnitts in Verbindung steht; wobei der Unterkühlungsabschnitt zumindest einen Wärmeaustauschpfad umfasst, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet ist, die derart parallel angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit der links-rechts-Richtung übereinstimmt, und wobei sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt, welcher auf der gleichen Seite bezüglich der links-rechts-Richtung wie der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt angeordnet ist, und welcher mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt, bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel, eines Wärmeaustauschpfads an dem oberen Ende des Unterkühlungsabschnitts in Verbindung steht; wobei sich das untere Ende des Reservoirabschnitts unterhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet, und sich das obere Ende des Reservoirabschnitts oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet; und wobei das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, durch einen Verbindungsabschnitt bzw. Kommunikationsabschnitt, mit einem Teilbereich des Inneren des Reservoirabschnitts in Verbindung steht, welcher Teilbereich sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet, so dass Flüssigphasen-dominantes bzw. -vorherrschendes Kühlmittel, das von dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt strömt, durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und seitlich in den Reservoirabschnitt strömt, wobei ein Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement in dem Reservoirabschnitt an einer vertikalen Position vorgesehen ist, die einem Endabschnitt des Verbindungsabschnitts entspricht, der sich auf der Seite zu dem Reservoirabschnitt hin befindet, wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement eine Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels verringert, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt.
2) Kondensator nach Abs. 1), wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement aus einem netzartigen Material ausgebildet ist.
3) Kondensator nach Abs. 2), wobei ein Fremdkörper- bzw. Fremdstoff-Entfernungselement innerhalb des Reservoirabschnitts vorgesehen ist, um sich stromabwärts des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements zu befinden.
4) Kondensator nach Abs. 3), wobei das netzartige Material, welches das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement ausbildet, durch einen Stützrahmen gehalten wird; wobei das Fremdstoff-Entfernungselement aus einem Rahmenelement mit einer Verbindungsöffnung, durch welche Kühlmittel durchgeht, und einem Filter gebildet ist, welcher die Verbindungsöffnung bedeckt; und wobei der Stützrahmen des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements und das Rahmenelement des Fremdstoff-Entfernungselements integriert ausgebildet sind oder zusammengebaut sind, um eine Anordnung auszubilden.
5) Kondensator nach Abs. 1), wobei eine Führung in dem Reservoirabschnitt vorgesehen ist, um das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel nach unten zu leiten bzw. führen, das durch den Verbindungsabschnitt gegangen ist und seitlich in den Reservoirabschnitt geströmt ist; und wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement an einem Anfangsende der Führung oder einer Position stromabwärts des Anfangsendes angeordnet ist.
6) Kondensator nach Abs. 1), wobei ein Trocknungsmittel derart in dem Reservoirabschnitt angeordnet ist, dass das Trocknungsmittel nicht das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement behindert bzw. störend auf es eingreift.
7) Kondensator nach Abs. 1), wobei ein erster Sammelbehälter („header tank”), mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts verbunden sind, und ein zweiter Sammelbehälter, mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, derart an einem linken Ende oder rechten Ende des Kondensators angeordnet sind, dass sich der zweite Sammelbehälter an der Außenseite des ersten Sammelbehälters bezüglich der links-rechts-Richtung befindet; wobei der erste Sammelbehälter als der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt dient; wobei sich das untere Ende des zweiten Sammelbehälters unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet, und sich das obere Ende des zweiten Sammelbehälters oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet; wobei ein Abschnitt des zweiten Sammelbehälters, der sich unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet, als der Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt dient; wobei der zweite Sammelbehälter auch als der Reservoirabschnitt dient; wobei das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts des ersten Sammelbehälters, durch den Verbindungsabschnitt, mit einem Teilabschnitt des Inneren des zweiten Sammelbehälters in Verbindung steht, der sich oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet; wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement in dem zweiten Sammelbehälter vorgesehen ist; und wobei das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das aus dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt herausströmt, in den zweiten Sammelbehälter strömt, und das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement verringert wurde, in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt strömt.
8) Kondensator nach Abs. 7), wobei der Kondensationsabschnitt einen Wärmeaustauschpfad umfasst; wobei sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Wärmeaustauschpfads des Kondensationsabschnitts mit dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt des ersten Sammelbehälters verbunden sind; und wobei ein Teilabschnitt des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, der sich unterhalb einer vertikalen Mittelposition davon befindet, durch den Verbindungsabschnitt mit dem zweiten Sammelbehälter in Verbindung steht.
9) Kondensator nach Abs. 1), wobei ein Sammelbehälter, mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts und des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, an einem linken Ende oder rechten Ende des Kondensators angeordnet ist; wobei der Reservoirabschnitt getrennt von dem Sammelbehälter ausgebildet ist; wobei der Sammelbehälter durch eine Trennwand in obere und untere Abschnitte unterteilt ist; wobei der obere Abschnitt des Sammelbehälters als der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt dient; wobei der untere Abschnitt des Sammelbehälters als der Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt dient; wobei das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, durch einen ersten Verbindungsabschnitt, mit einem Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts in Verbindung steht, der sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet; wobei ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts, der sich unterhalb des ersten Verbindungsabschnitts befindet, durch einen zweiten Verbindungsabschnitt, mit dem Inneren des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts des Sammelbehälters in Verbindung steht; und wobei das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das aus dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt herausströmt, durch den ersten Verbindungsabschnitt in den Reservoirabschnitt strömt, und das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement verringert wurde, in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt durch den zweiten Verbindungsabschnitt strömt.
10) Kondensator nach Abs. 2), wobei eine Kühlmittel-Einflussöffnung, durch welche das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel in den Reservoirabschnitt strömt, an dem Reservoirabschnittseitenende des Verbindungsabschnitts vorgesehen ist, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts und einem Teilabschnitt des Reservoirabschnitts herstellt, der sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet; und wobei sich ein Perspektiv-Projektionsbild einer oberen Hälfte eines inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung auf dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement befindet, wobei das Perspektiv-Projektionsbild durch Ziehen einer horizontalen Linie erhalten wird, welche durch die Mitte der Kühlmittel-Einflussöffnung durchgeht und sich in die links-rechts-Richtung erstreckt, Festlegen eines Betrachtungspunkts auf der horizontalen Linie, der sich auf einer Seite der Kühlmittel-Einflussöffnung zu dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt hin zu befinden hat, und Projizieren der oberen Hälfte des inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung auf das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement durch ein Ein-Punkt-Perspektiv-Projektionsverfahren, wobei der Winkel zwischen einer Projektionslinie und der horizontalen Linie auf 45 Grad festgelegt ist.
11) Kondensator nach Abs. 2), wobei das netzartige Material des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements eine Öffnungsgröße bzw. einen Öffnungsquerschnitt von 160 μm oder weniger und ein Öffnungsverhältnis von 50% oder weniger aufweist.

Gemäß dem Kondensator nach einem der Abs. 1) bis 11), ist das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement, welches die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels verringert, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt, in dem Reservoirabschnitt an einer vertikalen Position vorgesehen, die dem Endabschnitt des Verbindungsabschnitts entspricht, der sich auf der Seite zu dem Reservoirabschnitt hin befindet. Deshalb wird die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels verringert, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt, wodurch es wahrscheinlicher wird, dass das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel aufgrund von Schwerkraft nach unten strömt. Folglich bewegt sich Gasphasen-Kühlmittel, welches in dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel in der Form von Blasen enthalten ist, auch nach unten, zusammen mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel, wodurch ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts, welcher Teilabschnitt sich oberhalb der Mitte (bezüglich der vertikalen Richtung) des Verbindungsabschnitts befindet, schnell mit Flüssigphasen-Kühlmittel gefüllt wird. Als eine Folge kann der Bereich der Kühlmittel-Beladungsmenge, die dem stabilen Bereich S entspricht, welcher auf der in 11 gezeigten Beladungskurve abgebildet ist und innerhalb dessen der Unterkühlungsgrad konstant wird, breiter gemacht werden als derjenige in dem Fall des Kondensators, der in der oben erwähnten Veröffentlichung beschrieben wird. Somit kann eine Unterkühlungscharakteristik erhalten werden, welche stabil gegen eine Änderung der Last und Leckage von Kühlmittel ist.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 2), ist es möglich, das Gasphasen-Kühlmittel fein zu verteilen bzw. zu unterteilen, während die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt, verringert wird. Somit wird es einfacher für das Gasphasen-Kühlmittel, sich mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel zu mischen, wodurch es wahrscheinlicher wird, dass das Gasphasen-Kühlmittel zusammen mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel nach unten geleitet wird, welches aufgrund von Schwerkraft nach unten strömt.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 4), sind der Stützrahmen des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements und das Rahmenelement des Fremdstoff-Entfernungselements integriert ausgebildet sind oder zusammengebaut, um eine Anordnung auszubilden. Deshalb wird ein Arbeitsgang zum Anordnen des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements und des Fremdstoff-Entfernungselements in dem Reservoirabschnitt einfacher.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 5), wird das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, welches durch die Kühlmittel-Einflussöffnung durchgeht und seitlich in den Reservoirabschnitt strömt, nach unten geleitet, wodurch das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel gezwungenermaßen nach unten bewegt wird. Als eine Folge hiervon wird, gekoppelt mit der Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement, das Gasphasen-Kühlmittel, welches in dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel in der Form von Blasen enthalten ist, auch effektiv nach unten bewegt, zusammen mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel, wodurch ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts, welcher Teilabschnitt sich oberhalb der Mitte (bezüglich der vertikalen Richtung) des Verbindungsabschnitts befindet, schnell mit Flüssigphasen-Kühlmittel gefüllt. Als eine Folge kann der Bereich der Kühlmittel-Beladungsmenge, der dem stabilen Bereich S entspricht, welcher auf der in 11 gezeigten Beladungskurve abgebildet ist und innerhalb dessen der Unterkühlungsgrad konstant wird, breiter gemacht werden als derjenige in dem Fall des Kondensators, der in der oben erwähnten Veröffentlichung beschrieben wird. Somit kann eine Unterkühlungscharakteristik erhalten werden, welche stabil gegen eine Änderung der Last und Leckage von Kühlmittel ist.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 6), ist es möglich zu verhindern, dass das innerhalb des Reservoirabschnitts angeordnete Trocknungsmittel, das Handeln bzw. die Tätigkeit des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements behindert.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 7), wird die Länge der Wärmeaustauschrohre sämtlicher Wärmeaustauschpfade des Unterkühlungsabschnitts größer als die Länge der Wärmeaustauschrohre sämtlicher Wärmeaustauschpfade des Kondensationsabschnitts. Deshalb nimmt der Bereich bzw. die Fläche des Wärmeaustauschabschnitts zu, verglichen mit dem in der oben erwähnten Veröffentlichung beschriebenen Kondensator, wodurch der Kondensator eine erhöhte Kühlmittel-Unterkühlungseffizienz aufweist.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 10), kann die Strömungsgeschwindigkeit des größeren Teils des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt, durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement verringert werden.
Gemäß dem Kondensator nach Abs. 11), kann die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt, durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement effektiv verringert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht, die insbesondere die Gesamtstruktur einer ersten Ausführungsform eines Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Vorderansicht, die den Kondensator von 1 schematisch zeigt;
3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, im Schnitt nach A-A von 1;
4 ist eine Querschnittansicht, im Schnitt nach B-B von 3;
5 ist eine Explosionsperspektivansicht, die einen Hauptabschnitt des Kondensators von 1 zeigt;
6 ist eine Ansicht, die ein netzartiges Material zeigt, das als ein Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement in dem Kondensator von 1 verwendet wird;
7 ist eine Ansicht, die 4 entspricht, und zeigt die Struktur eines Hauptabschnitts einer zweiten Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Perspektivansicht, die eine Führung und ein. Fremdstoff-Entfernungselement zeigt, das in dem Kondensator von 7 verwendet wird;
9 ist eine Vorderansicht, die insbesondere die Gesamtstruktur einer dritten Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine vertikale Schnittansicht eines Hauptabschnitts des Kondensators von 9, im Blick von der Vorderseite; und
11 ist eine Beladungskurve, die die Beziehung zwischen dem Unterkühlungsgrad und der Menge an geladenem Kühlmittel zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung umfasst der Begriff „Aluminium” Aluminiumlegierungen zusätzlich zu reinem Aluminium.
Gleiche(Teil-)Abschnitte und Komponenten werden durchweg in den Zeichnungen durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden nicht redundant beschrieben.
1 zeigt insbesondere die Gesamtstruktur einer ersten Ausführungsform eines Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt schematisch den Kondensator von 1. 3 bis 6 zeigen die Struktur eines Hauptabschnitts des Kondensators von 1. In 2 werden einzelne Wärmeaustauschrohre nicht dargestellt, und gewellte Lamellen, Seitenplatten, ein Kühlmittel-Einlasselement und ein Kühlmittel-Auslasselement werden auch nicht dargestellt.
In 1 und 2 weist ein Kondensator 1 einen Kondensationsabschnitt 1A und einen Unterkühlungsabschnitt 12 auf, die derart vorgesehen sind, dass sich der Erstere oberhalb des Letzteren befindet. Ein Reservoirabschnitt 2 ist derart zwischen dem Kondensationsabschnitt 1A und dem Unterkühlungsabschnitt 1B vorgesehen, dass seine Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt. Der Kondensator 1 umfasst eine Vielzahl flacher Wärmeaustauschrohre 3A, 3B, die aus Aluminium ausgebildet sind, drei Sammelbehälter („header tanks”) 4, 5, 6, die aus Aluminium ausgebildet sind, gewellte Lamellen 7A, 7B, die aus Aluminium ausgebildet sind, und Seitenplatten 8, die aus Aluminium ausgebildet sind. Die Wärmeaustauschrohre 3A, 3B sind derart angeordnet, dass ihre Breitenrichtung mit einer Luftdurchgangsrichtung (senkrecht zu dem Blättern der 1 und 2) übereinstimmt, ihre Längsrichtung mit der links-rechts-Richtung übereinstimmt, und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind. Die Sammelbehälter 4, 5, 6 sind derart angeordnet, dass ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, und linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre 3A, 3B sind an die Sammelbehälter 4, 5, 6 gelötet. Jede der gewellten Lamellen 7A, 7B ist zwischen angrenzenden Wärmeaustauschrohren 3A, 3B angeordnet und an sie gelötet, oder ist an der Außenseite des obersten oder untersten Wärmeaustauschrohrs 3A, 3B angeordnet und an das entsprechende Wärmeaustauschrohr 3A, 3B gelötet. Die Seitenplatten 8 sind an den entsprechenden Außenseiten der obersten und untersten gewellten Lamellen 7A, 7B angeordnet, und sind an diese gewellten Lamellen 7A, 7B gelötet.
Sowohl der Kondensationsabschnitt 1A als auch der Unterkühlungsabschnitt 1B des Kondensators 1 umfasst zumindest einen (lediglich einen bei der vorliegenden Ausführungsform) Wärmeaustauschpfad P1, P2, die durch eine Vielzahl von aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordneten Wärmeaustauschrohren 3A, 3B ausgebildet ist. Der Wärmeaustauschpfad P1, der in den Kondensationsabschnitt 1A vorgesehen ist, dient als ein Kühlmittel-Kondensationspfad. Der Wärmeaustauschpfad P2, der in dem Unterkühlungsabschnitt 1B vorgesehen ist, dient als ein Kühlmittel-Unterkühlungspfad. Die Strömungsrichtung von Kühlmittel ist die gleiche unter sämtlichen der Wärmeaustauschrohre 3A, 3B, welche die jeweiligen Wärmeaustauschpfade P1, P2 ausbilden. Die Strömungsrichtung von Kühlmittel in den Wärmeaustauschrohren 3A, 3B, welchen einen bestimmten Wärmeaustauschpfad ausbilden, ist entgegensetzt der Strömungsrichtung von Kühlmittel in den Wärmeaustauschrohren 3A, 3B, welche einen anderen Wärmeaustauschpfad ausbilden, der angrenzend an den bestimmten Wärmeaustauschpfad ist. Der Wärmeaustauschpfad P1 des Kondensationsabschnitts 1A wird als der erste Wärmeaustauschpfad bezeichnet, und der Wärmeaustauschpfad P2 des Unterkühlungsabschnitts 1B wird als der zweite Wärmeaustauschpfad bezeichnet.
Der erste Sammelbehälter 4 und der zweite Sammelbehälter 5 sind einzeln an dem linken Ende des Kondensators 1 vorgesehen, derart dass sich der zweite Sammelbehälter 5 an der Außenseite bezüglich der links-rechts-Richtung befindet. Linke Endabschnitte sämtlicher der Wärmeaustauschrohre 3A, welche den in dem Kondensationsabschnitt 1A vorgesehenen ersten Wärmeaustauschpfad P1 ausbilden, sind mit dem ersten Sammelbehälter 4 durch Löten verbunden. Linke Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre 3B, welche den zweiten Wärmeaustauschpfad P2 ausbilden, der in dem Unterkühlungsabschnitt 1B vorgesehen ist, sind mit dem zweiten Sammelbehälter 5 durch Löten verbunden. Das obere Ende des zweiten Sammelbehälters 5 befindet sich oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters 4. Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich das obere Ende des zweiten Sammelbehälters 5 in im Wesentlichen der gleichen Höhe wie das obere Ende des ersten Sammelbehälters 4. Das untere Ende des zweiten Sammelbehälters 5 befindet sich unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters 4. Sämtliche der Wärmeaustauschrohre 3B, welche den zweiten Wärmeaustauschpfad P2 ausbilden, sind an einen Abschnitt des zweiten Sammelbehälters 5 gelötet, der sich unterhalb des ersten Sammelbehälters 4 befindet. Der zweite Sammelbehälter 5 dient auch als ein Reservoirabschnitt 2, welcher Flüssigphasen-dominantes Kühlmittel speichert, das als eine Folge von Kondensation an dem Kondensationsabschnitt 1A erzeugt wird, und welcher das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel an den Unterkühlungsabschnitt 1B zuführt.
Die Gesamtheit des ersten Sammelbehälters 4 dient als ein einzelner Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 11, welcher mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des ersten Wärmeaustauschpfads P1 des Kondensationsabschnitts 1A (der Wärmeaustauschpfad an dem unteren Ende des Kondensationsabschnitts 1A) in Verbindung steht. Ein Teilabschnitt des zweiten Sammelbehälters 5, der sich unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters 4 befindet, dient als ein Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 12, welcher mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 des Unterkühlungsabschnitts 1B (der Wärmeaustauschpfad an dem oberen Ende des Unterkühlungsabschnitts 1B) in Verbindung steht.
Der dritte Sammelbehälter 6 ist an dem rechten Ende des Kondensators 1 angeordnet. Rechte Endabschnitte sämtlicher der Wärmeaustauschrohre 3A, 3B, welche die ersten und zweiten Wärmeaustauschpfade P1, P2 ausbilden, sind mit dem dritten Sammelbehälter 6 verbunden. Der dritte Sammelbehälter 6 weist eine identische transversale Querschnittsform mit derjenigen des ersten Sammelbehälters 4 auf.
Das Innere des dritten Sammelbehälters 6 ist in einen oberen Abschnitt 6a und einen unteren Abschnitt 6b durch eine Aluminium-Trennplatte bzw. -Abtrennungsplatte 13 unterteilt, die an einer vertikalen Position zwischen dem ersten Wärmeaustauschpfad P1 und dem zweiten Wärmeaustauschpfad P2 vorgesehen ist. Der obere Abschnitt 6a dient als ein einzelner Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 14, welcher mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des ersten Wärmeaustauschpfads P1 des Kondensationsabschnitts 1A in Verbindung steht. Der untere Abschnitt 6b dient als ein Unterkühlungsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 15, welcher mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 des Unterkühlungsabschnitts 1B in Verbindung steht. Der Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 14 des dritten Sammelbehälters 6 weist einen Kühlmitteleinlass 16 auf, der an der vertikalen mittleren Position bzw. Mittelposition davon ausgebildet ist, und der Unterkühlungsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 15 des dritten Sammelbehälters 6 weist einen Kühlmittelauslass 17 auf. Ein Kühlmittel-Einlasselement 18, das mit dem Kühlmitteleinlass 16 in Verbindung steht, und ein Kühlmittel-Auslasselement 19, das mit dem Kühlmittelauslass 17 in Verbindung steht, sind an den dritten Sammelbehälter 6 gefügt.
Wie in den 3 bis 5 gezeigt, stellt ein Verbindungsabschnitt 21 eine Verbindung zwischen einem Teilabschnitt des Inneren des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 11 des ersten Sammelbehälters 4 her, welcher Teilabschnitt sich unterhalb der vertikalen mittleren Position davon und nahe dem unteren Ende davon befindet, und einem Teilabschnitt des Inneren des zweiten Sammelbehälters 5, welcher Teilabschnitt sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 11 befindet. Der Verbindungsabschnitt 21 umfasst eine Durchgangsbohrung 22, die in der Umfangswand 4a des ersten Sammelbehälters 4 ausgebildet ist, eine Durchgangsbohrung 23, die in der Umfangswand 5a des zweiten Sammelbehälters 5 an der gleichen vertikalen Position wie die Durchgangsbohrung 22 des ersten Sammelbehälters 4 ausgebildet ist, und ein horizontales rohrförmiges Verbindungselement 24, das aus Aluminium ausgebildet ist. Das Verbindungselement 24 ist zwischen dem ersten Sammelbehälter 4 und dem zweiten Sammelbehälter 5 angeordnet, und ist an diese Sammelbehälter 4, 5 gelötet. Das Verbindungselement 24 weist einen Strömungsdurchgang 25 auf, welcher eine Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 22 des Sammelbehälters 4 und der Durchgangsbohrung 23 des Sammelbehälters 5 herstellt. Das Verbindungselement 24 weist einen nach außen ausbauchenden Teilabschnitt 24a auf, welcher an einer zentralen Position davon bezüglich der Längsrichtung ausgebildet ist, und welcher sich zwischen den zwei Sammelbehältern 4, 5 befindet. Ein Teilabschnitt des Verbindungselements 24, der sich auf der rechten Seite des nach außen ausbauchenden Teilabschnitts 24a befindet, ist in die Durchgangsbohrung 22 des ersten Sammelbehälters 4 eingeführt, und ist an die Umfangswand 4a des ersten Sammelbehälters 4 gelötet. Ein Teilabschnitt des Verbindungselements 24, der sich auf der linken Seite des nach außen ausbauchenden Teilabschnitts 24a befindet, ist in die Durchgangsbohrung 23 des zweiten Sammelbehälters 5 eingeführt, und ist an die Umfangswand 5a des zweiten Sammelbehälters 5 gelötet. Die linke Endöffnung des Strömungsdurchgangs 25 des Verbindungselements 24 dient als eine Kühlmittel-Einflussöffnung 26, durch welche Flüssigphasen-dominantes Kühlmittel in den Reservoirabschnitt 2 einströmt. Jede der Durchgangsbohrungen 22, 23 weist eine vertikal verlängerte ovale Form auf, und die transversale Querschnittsform des Verbindungselements 24 ist eine vertikale verlängerte ovale Form.
Ein Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 ist in dem zweiten Sammelbehälter 5 vorgesehen, welcher als der Reservoirabschnitt 2 dient. Das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 verringert die Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigphasen-dominantem Kühlmittel, welches durch den Verbindungsabschnitt 21 durchgeht und seitlich aus der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 in den zweiten Sammelbehälter 5 strömt. Das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 ist aus einem netzartigen Material ausgebildet, und ist mit der rechten Seite eines vertikal verlängerten rechteckigen Stützrahmens 28 verbunden bzw. an sie geleimt, welcher aus einem Kunstharz ausgebildet ist und aufrecht angeordnet ist, derart dass das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 eine von dem Stützrahmen 28 umgebene Öffnung bedeckt. Vorzugsweise weist das netzartige Material, welches das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 bildet, eine Öffnungsgröße von 160 μm oder weniger und ein Öffnungsverhältnis von 50% oder weniger auf. Das Öffnungsverhältnis wird erhalten durch einen Ausdruck {die Öffnungsgröße eines Netzes/der Durchmesser von Draht, welcher das Netz ausbildet + die Öffnungsgröße}² × 100%. Es wird auch bevorzugt, dass die Größe des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27 und der Abstand zwischen dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 und der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 wie folgt bestimmt werden. Es wird nämlich bevorzugt, dass die Größe des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27 und der Abstand zwischen dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 und der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 derart bestimmt werden, dass, wie in 6 gezeigt, ein Perspektiv-Projektionsbild 29A einer oberen Hälfte des inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 auf dem Strämungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 vorhanden ist. Das Perspektiv-Projektionsbild 29A wird durch Ziehen einer horizontalen Linie erhalten, welche durch die Mitte O der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 durchgeht und sich in die links-rechts-Richtung erstreckt, Festlegen eines Betrachtungspunkts auf der horizontalen Linie, der sich auf einer Seite der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 zu dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 11 hin zu befinden hat, und Projizieren der oberen Hälfte des inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 auf das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 durch ein Ein-Punkt-Perspektiv-Projektionsverfahren, wobei der Winkel zwischen einer Projektionslinie und der horizontalen Linie auf 45 Grad festgelegt ist. Überdies ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass ein Perspektiv-Projektionsbild 29B einer unteren Hälfte des inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 auf dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 vorhanden ist. Das Perspektiv-Projektionsbild 29B wird durch Ziehen einer horizontalen Linie erhalten, welche durch die Mitte O der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 durchgeht und sich in die links-rechts-Richtung erstreckt, Festlegen eines Betrachtungspunkts auf der horizontalen Linie, der sich auf einer Seite der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 zu dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 11 hin zu befinden hat, und Projizieren der unteren Hälfte des inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 auf das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 durch das Ein-Punkt-Perspektiv-Projektionsverfahren, wobei der Winkel zwischen einer Projektionslinie und der horizontalen Linie auf 45 Grad festgelegt ist. Es wird jedoch bevorzugt, dass ein Bogen X, welcher drei Punkte verbindet; d. h. die linken und rechten Enden des oberen Perspektiv-Projektionsbilds 29A, und einen Teilabschnitt des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27, der dem unteren Ende der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 entspricht, auch auf dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 von 6 vorhanden ist. Der Grund hierfür ist wie folgt. Da das Kühlmittel, das in einem unteren Teilabschnitt des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 11 stagniert, kaum Gasphasen-Kühlmittel enthält, enthält das Kühlmittel, welches durch einen unteren Teilabschnitt des Strömungsdurchgangs 25 durchgeht und von einem unteren Teilabschnitt der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 in den Reservoirabschnitt 2 strömt, kaum Gasphasen-Kühlmittel. Deshalb muss ein Teilabschnitt des unteren Perspektiv-Projektionsbilds 29B, der sich unterhalb des Bogens X befindet, nicht auf dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 vorhanden sein.
Ein Fremdstoff-Entfernungselement 31 zum Entfernen von Fremdstoffen aus Kühlmittel ist in dem zweiten Sammelbehälter 5 angeordnet. Das Fremdstoff-Entfernungselement 31 umfasst ein zylindrisches Rahmenelement 32 mit Boden, welches aus einem Kunstharz ausgebildet ist, welches derart angeordnet ist, dass seine Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, und welches an dem oberen Ende davon offen ist und an dem unteren Ende davon geschlossen ist; und einen netzartigen Filter 34, welcher eine Vielzahl an Verbindungsöffnungen 33 bedeckt, die in der Umfangswand 32a des Rahmenelements 32 ausgebildet sind. Das obere Ende des Rahmenelements 32 befindet sich zwischen dem ersten Wärmeaustauschpfad P1 und dem zweiten Wärmeaustauschpfad P2, und das untere Ende des Rahmenelements 32 befindet sich oberhalb des unteres-Ende-Wärmeaustauschrohrs 3B des zweiten Wärmeaustauschpfads P2. Ein flacher Teilabschnitt 32b ist an einem Teilabschnitt (d. h. ein rechte-Seite-Abschnitt) der Umfangswand 32a des Rahmenelements 32 vorgesehen, um eine Beeinflussung bzw. Störung zwischen dem Rahmenelement 32 und den linken Enden der Wärmeaustauschrohre 3B des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 zu verhindern.
Das Fremdstoff-Entfernungselement 31 ist an einer Platte 36 angebracht, welche aus Aluminium ausgebildet ist und welche von außen in einen Schlitz 35 eingeführt ist, der in der Umfangswand 5a des zweiten Sammelbehälters 5 ausgebildet ist und an die Umfangswand 5a gelötet ist. Die Platte 36 weist eine Durchgangsbohrung 37 auf, durch welche das Rahmenelement 32 des Fremdstoff-Entfernungselements 31 durchgeführt ist. Das Rahmenelement 32 ist in die Durchgangsbohrung 37 derart von der oberen Seite eingeführt, dass ein äußerer Flansch 38, der an dem oberen Ende der Umfangswand 32a des Rahmenelements 32 ausgebildet ist, auf einem Abschnitt der Platte 36 um die Durchgangsbohrung 37 herum ruht. Der Stützrahmen 28 des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27, der aus einem netzartigen Material ausgebildet ist, ist an dem rechte-Seite-Teilabschnitt des äußeren Flansches 38 integriert ausgebildet.
Ein Trocknungsmittelbehälter 39, der mit einem Trocknungsmittel 41 gefüllt ist, ist innerhalb des zweiten Sammelbehälters 5 angeordnet, um sich oberhalb der Platte 36 zu befinden. Der Trocknungsmittelbehälter 39 ist aus einem Material ausgebildet, welches einen Durchgang von Kühlmittel dadurch zulässt, aber einen Durchgang des Trocknungsmittels 41 dadurch verhindert. Der Stützrahmen 28 verhindert, dass der Trocknungsmittelbehälter 39 mit dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 in Kontakt gelangt.
Der Kondensator 1 bildet einen Kältekreislauf in Zusammenarbeit mit einem Kompressor, einem Expansionsventil (Druckminderer) und einem Verdampfer; und der Kältekreislauf ist an einem Fahrzeug als eine Autoklimaanlage montiert.
Bei dem Kondensator 1 mit der oben beschriebenen Struktur strömt Gasphasen-Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, komprimiert durch den Kompressor, in den Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 14 des dritten Sammelbehälters 6 durch das Kühlmittel-Einlasselement 18 und den Kühlmitteleinlass 16. Das Gasphasen-Kühlmittel wird kondensiert, während es innerhalb der Wärmeaustauschrohre 3A des ersten Wärmeaustauschpfads P1 nach links strömt, und Flüssigphasen-dominantes Kühlmittel strömt in den Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 11 des ersten Sammelbehälters 4. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das in den Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 11 des ersten Sammelbehälters 4 geströmt ist, geht durch den Strömungsdurchgang 25 des Verbindungselements 24, welcher den Verbindungsabschnitt 21 bildet, und strömt seitlich von der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 in den zweiten Sammelbehälter 5.
Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das in den zweiten Sammelbehälter 5 in die seitliche Richtung geströmt ist, wird dazu gebracht, durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 durchzugehen, wodurch seine Strömungsgeschwindigkeit verringert wird. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das eine verringerte Strömungsgeschwindigkeit aufweist, strömt aufgrund von Schwerkraft nach unten, und das Gasphasen-Kühlmittel, welches in dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel in der Form von Blasen enthalten ist, strömt auch nach unten zusammen mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das das Gasphasen-Kühlmittel in der Form von Blasen enthält und nach unten geströmt ist, tritt durch die obere Endöffnung des Rahmenelements 32 des Fremdstoff-Entfernungselements 31 und den Filter 34, welcher die Verbindungsöffnungen 33 bedeckt, in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 12 ein. Folglich wird ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts 2, welcher Teilabschnitt sich oberhalb der Mitte (bezüglich der vertikalen Richtung) der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 des Verbindungselements 24 des Verbindungsabschnitts 21 befindet, schnell mit Flüssigphasen-Kühlmittel gefüllt. Als eine Folge kann der Bereich der Kühlmittel-Beladungsmenge, die dem stabilen Bereich S entspricht, welcher auf der in 11 gezeigten Beladungskurve abgebildet ist und innerhalb dessen der Unterkühlungsgrad konstant wird, breiter gemacht werden als derjenige in dem Fall des Kondensators, der in der oben erwähnten Veröffentlichung beschrieben wird. Somit kann eine Unterkühlungscharakteristik erhalten werden, welche stabil gegen eine Änderung der Last und Leckage von Kühlmittel ist.
Das Kühlmittel, das in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 12 geströmt ist, tritt in die Wärmeaustauschrohre 3B des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 ein und wird unterkühlt, während es innerhalb der Wärmeaustauschrohre 3B nach rechts strömt. Danach tritt das Kühlmittel in den Unterkühlungsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 15 des dritten Sammelbehälters 6 ein, und strömt durch den Kühlmittelauslass 17 und das Kühlmittel-Auslasselement 19 heraus. Das Kühlmittel wird dann über das Expansionsventil an den Verdampfer gespeist.
Der in den 1 und 2 gezeigte Kondensator kann derart modifiziert werden, dass der Kondensationsabschnitt 1A eine Vielzahl an Wärmeaustauschpfaden umfasst, welche in der vertikalen Richtung nebeneinandergestellt bzw. nebeneinander angeordnet sind, und wobei jeder von ihnen aus einer Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 3A ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind, und der Unterkühlungsabschnitt 1B umfasst eine Vielzahl an Wärmeaustauschpfaden, welche in der vertikalen Richtung nebeneinandergestellt sind, und wobei jeder von ihnen aus einer Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 3B ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. In dem Fall wo der Kondensationsabschnitt 1A eine Vielzahl an Wärmeaustauschpfaden umfasst, welche in der vertikalen Richtung nebeneinandergestellt sind, wird jedes des Inneren des ersten Sammelbehälters 4 und des Inneren des dritten Sammelbehälters 6 durch (ein) Trennelement(e) in eine Vielzahl an Sammelabschnitten unterteilt, das/die an (einer) angemessenen vertikalen Position(en) vorgesehen ist/sind, derart dass Kühlmittel aufeinanderfolgend durch die Vielzahl an Wärmeaustauschpfaden von dem Wärmeaustauschpfad an dem oberen Ende zu dem Wärmeaustauschpfad an dem unteren Ende hin strömt, und wobei der Sammelabschnitt an dem unteren Ende des ersten Sammelbehälters 4 als der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 11 dient. Auch in dem Fall wo der Unterkühlungsabschnitt 1B eine Vielzahl an Wärmeaustauschpfaden umfasst, welche in der vertikalen Richtung nebeneinandergestellt sind, wird jedes des Inneren des zweiten Sammelbehälters 5 und des Inneren des dritten Sammelbehälters 6 durch (ein) Trennelement(e) in eine Vielzahl an Sammelabschnitten unterteilt, das/die an (einer) angemessenen vertikalen Position(en) vorgesehen ist/sind, derart dass Kühlmittel aufeinanderfolgend durch die Vielzahl an Wärmeaustauschpfaden von dem Wärmeaustauschpfad an dem oberen Ende zu dem Wärmeaustauschpfad an dem unteren Ende hin strömt, und wobei der Sammelabschnitt an dem oberen Ende des zweiten Sammelbehälters 5 als der Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 12 dient.
7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform des Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dem Fall des in den 7 und 8 gezeigten Kondensators 50 ist eine Führung 51, die aus einem Kunstharz ausgebildet ist, in dem zweiten Sammelbehälter 5 vorgesehen, welcher als der Reservoirabschnitt 2 dient. Die Führung 51 leitet das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, welches durch den Strömungsdurchgang 25 des Verbindungselements 24, welches den Verbindungsabschnitt 21 bildet, durchgegangen ist, und von der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 seitlich in den Reservoirabschnitt 2 geströmt ist, derart dass das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel nach unten strömt. Die Führung 51 steht nach oben von dem äußeren Flansch 38 vor, an dem oberen Ende der Umfangswand 32a des Rahmenelements 32 des Fremdstoff-Entfernungselements 31. Die Führung 51 weist einen gebogenen Kühlmittel-Strömungsdurchgang 53 auf. Ein Ende des Strömungsdurchgangs 53 ist offen zu einem konkaven zylindrischen Teilabschnitt 52a, welcher an einem rechte-Seite-Abschnitt der äußeren Umfangsfläche 52 vorgesehen ist und sich in die vertikale Richtung erstreckt. Das andere Ende des Strömungsdurchgangs 53 ist offen zu der unteren Oberfläche. Ein bogenförmiger Führungsabschnitt 55 ist derart vorgesehen, dass er sich von einem oberen Abschnitt der inneren Umfangsoberfläche des Kühlmittel-Strömungsdurchgangs 53 zu einem linken Abschnitt davon erstreckt. Der bogenförmige Führungsabschnitt 55 ändert die Strömungsrichtung des Kühlmittels, welches in den Kühlmittel-Strömungsdurchgang 53 von einer Öffnung 53a davon an dem konkaven zylindrischen Abschnitt 52a strömt, derart dass das Kühlmittel nach unten zu einer unteren Öffnung 53b strömt. Eine Erleichterungsvertiefung 54 ist an der äußeren Umfangsoberfläche 52 der Führung 51 vorgesehen, um das Gewicht zu verringern. Ein netzartiges Material, welches als das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 dient, ist mit dem konkaven zylindrischen Teilabschnitt 52a der äußeren Umfangsoberfläche 52 der Führung 51 derart verbunden, dass das netzartige Material die Öffnung 53a zur Rechten des Kühlmittel-Strömungsdurchgangs 53 bedeckt.
Die verbleibende Struktur ist identisch mit derjenigen des in den 1 bis 6 gezeigten Kondensators.
In dem Fall des Kondensators der zweiten Ausführungsform, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels, das durch den Strömungsdurchgang 25 des Verbindungselements 24 des Verbindungsabschnitts 21 durchgegangen ist und von der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 in den Reservoirabschnitt 2 geströmt ist, durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 verringert. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel wird dann durch den Führungsabschnitt 55 des Kühlmittel-Strömungsdurchgangs 53 der Führung 51 geleitet, um nach unten zu strömen, und es wird auch bewirkt, dass das Gasphasen-Kühlmittel, welches in dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel in der Form von Blasen enthalten ist, sich zusammen mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel nach unten bewegt. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das das Gasphasen-Kühlmittel in der Form von Blasen enthält und nach unten geströmt ist, tritt in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 12 ein, durch die Abwärtsöffnung 53b des Kühlmittel-Strömungsdurchgangs 53, die obere Endöffnung des Rahmenelements 32 des Fremdstoff-Entfernungselements 31, und den Filter 34, welcher die Verbindungsöffnungen 33 bedeckt. Folglich wird ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts 2, welcher Teilabschnitt sich oberhalb der Mitte (bezüglich der vertikalen Richtung) der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 des Verbindungselements 24 des Verbindungsabschnitts 21 befindet, schnell mit Flüssigphasen-Kühlmittel gefüllt. Als eine Folge kann der Bereich der Kühlmittel-Beladungsmenge, die dem stabilen Bereich S entspricht, welcher auf der in 11 gezeigten Beladungskurve abgebildet ist und innerhalb dessen der Unterkühlungsgrad konstant wird, breiter gemacht werden als derjenige in dem Fall des Kondensators, der in der oben erwähnten Veröffentlichung beschrieben wird. Somit kann eine Unterkühlungscharakteristik erhalten werden, welche stabil gegen eine Änderung der Last und Leckage von Kühlmittel ist.
9 und 10 zeigen eine dritte Ausführungsform des Kondensators gemäß der Erfindung.
In 9 weist ein Kondensator 60 einen Kondensationsabschnitt 60A und einen Unterkühlungsabschnitt 60B auf, die derart vorgesehen sind, dass sich der Erstere oberhalb des Letzteren befindet. Ein Reservoirabschnitt 61, dessen Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, ist zwischen dem Kondensationsabschnitt 60A und dem Unterkühlungsabschnitt 60B vorgesehen, separat von dem Kondensationsabschnitt 60A und dem Unterkühlungsabschnitt 60B. Der Kondensator 60 umfasst eine Vielzahl an flachen Wärmeaustauschrohren 62, die aus Aluminium ausgebildet sind, zwei aus Aluminium ausgebildete Sammelbehälter 63, 64, aus Aluminium ausgebildete gewellte Lamellen 65, und aus Aluminium ausgebildete Seitenplatten 66. Die Wärmeaustauschrohre 62 sind derart angeordnet, dass ihre Breitenrichtung mit der Luftdurchgangsrichtung übereinstimmt, ihre Längsrichtung mit der links-rechts-Richtung übereinstimmt, und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind. Die Sammelbehälter 63, 64 sind derart angeordnet, dass ihre Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, und linke und rechte Endabschnitte der Wärmeaustauschrohre 62 sind an die Sammelbehälter 63, 64 gelötet. Jede der gewellten Lamellen 65 ist zwischen angrenzenden Wärmeaustauschrohren 62 angeordnet und an sie gelötet, oder ist an der Außenseite des obersten oder untersten Wärmeaustauschrohrs 62 angeordnet und an das entsprechende Wärmeaustauschrohr 62 gelötet. Die Seitenplatten 66 sind an den entsprechenden Außenseiten der obersten und untersten gewellten Lamellen 65 angeordnet, und sind an diese gewellten Lamellen 65 gelötet.
Der Kondensationsabschnitt 60A des Kondensators 60 umfasst zumindest einen Wärmeaustauschpfad, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 62 ausgebildet wird, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Kondensationsabschnitt 60A drei Wärmeaustauschpfade P1, P2, P3. Der Unterkühlungsabschnitt 60B des Kondensators 60 umfasst zumindest einen Wärmeaustauschpfad, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren 62 ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Unterkühlungsabschnitt 60B einen Wärmeaustauschpfad P4. Die drei in dem Kondensationsabschnitt 60A vorgesehenen Wärmeaustauschpfade P1, P2, P3 dienen als Kühlmittel-Kondensationspfade. Der eine Wärmeaustauschpfad P4, der in dem Unterkühlungsabschnitt 60B vorgesehen ist, dient als ein Kühlmittel-Unterkühlungspfad. Die Strömungsrichtung von Kühlmittel ist die gleiche unter sämtlichen der Wärmeaustauschrohre 62, welche die jeweiligen Wärmeaustauschpfade P1, P2, P3, P4 ausbilden. Die Strömungsrichtung von Kühlmittel in den Wärmeaustauschrohren 62, welche einen bestimmten Wärmeaustauschpfad ausbilden, ist entgegengesetzt der Strömungsrichtung von Kühlmittel in den Wärmeaustauschrohren 62, welche einen anderen Wärmeaustauschpfad, angrenzend an den bestimmten Wärmeaustauschpfad, ausbilden. Die drei Wärmeaustauschpfade P1, P2, P3, die in dem Kondensationsabschnitt 60A vorgesehen sind, werden als die ersten, zweiten und dritten Wärmeaustauschpfade von der oberen Seite bezeichnet. Der Wärmeaustauschpfad P4 des Unterkühlungsabschnitts 60B wird als der vierte Wärmeaustauschpfad bezeichnet.
Das Innere des Sammelbehälters 63 an dem linken Ende des Kondensators 60 ist durch ein Trennelement 67 an einer vertikalen Position, zwischen dem dritten Wärmeaustauschpfad P3 und dem vierten Wärmeaustauschpfad P4, in obere und untere Abschnitte 63a, 63b unterteilt. Ähnlich ist das Innere des Sammelbehälters 64 an dem rechten Ende des Kondensators 60 durch ein Trennelement 68 an einer vertikalen Position, zwischen dem dritten Wärmeaustauschpfad P3 und dem vierten Wärmeaustauschpfad P4, in obere und untere Abschnitte 64a, 64b unterteilt. Somit sind der Kondensationsabschnitt 60A, welcher Gasphasen-Kühlmittel in die flüssige Phase kondensiert, und der Unterkühlungsabschnitt 60B, welcher das durch den Kondensationsabschnitt 60A kondensierte, flüssige Kühlmittel unterkühlt, derart vorgesehen, dass sich das Erstere oberhalb des Letzteren befindet.
Der obere Abschnitt 63a des linken Sammelabschnitts 63 des Kondensators 60, der sich oberhalb des Trennelements 67 befindet, ist in einen linke-Seite-Zwischensammelabschnitt 71 und einen Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 72 unterteilt, durch ein aus Aluminium ausgebildetes Teilungselement 69, an einer vertikalen Position zwischen dem zweiten Wärmeaustauschpfad P2 und dem dritten Wärmeaustauschpfad P3. Der linke-Seite-Zwischensammelabschnitt 71 steht mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des ersten Wärmeaustauschpfads P1 des Kondensationsabschnitts 60A und einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 des Kondensationsabschnitts 60A in Verbindung. Der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 72 steht mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des dritten Wärmeaustauschpfads P3 des Kondensationsabschnitts 60A in Verbindung. Der obere Abschnitt 64a des rechten Sammelabschnitts 64 des Kondensators 60, der sich oberhalb des Trennelements 68 befindet, ist durch ein aus Aluminium ausgebildetes Teilungselement 73, an einer vertikalen Position zwischen dem ersten Wärmeaustauschpfad P1 und dem zweiten Wärmeaustauschpfad P2, in einen Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 74 und einen rechte-Seite-Zwischensammelabschnitt 75 unterteilt. Der Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 74 steht mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des ersten Wärmeaustauschpfads P1 in Verbindung. Der rechte-Seite-Zwischensammelabschnitt 75 steht mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 und einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des dritten Wärmeaustauschpfads P3 in Verbindung.
Der gesamte untere Abschnitt 63b des linken Sammelabschnitts 63 des Kondensators 60, der sich unterhalb des Trennelements 67 befindet, dient als ein Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 76, welcher mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des vierten Wärmeaustauschpfads P4 in Verbindung steht. Der gesamte untere Abschnitt 64b des rechten Sammelabschnitts 64 des Kondensators 60, der sich unterhalb des Trennelements 68 befindet, dient als ein Unterkühlungsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 77, welcher mit einem stromabwärtigen Endabschnitt (bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel) des vierten Wärmeaustauschpfads P4 in Verbindung steht. Ein Kühlmitteleinlass (nicht gezeigt) ist an einem oberen Teilabschnitt des Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitts 74 des rechten Sammelbehälters 6 ausgebildet, und ein Kühlmittelauslass (nicht gezeigt) ist an dem Unterkühlungsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 77 ausgebildet. Ein Kühlmittel-Einlasselement 78, das mit dem Kühlmitteleinlass in Verbindung steht, und ein Kühlmittel-Auslasselement 79, das mit dem Kühlmittelauslass in Verbindung steht, sind an den rechten Sammelbehälter 64 gefügt.
Der Reservoirabschnitt 61 ist aus einem Basiselement 81 gebildet, das aus Aluminium ausgebildet ist, und ist an einem unteren Abschnitt des linken Sammelabschnitts 63 durch Löten oder dergleichen befestigt, und einem zylindrischen Reservoirabschnitt-Hauptkörper 82, welcher aus Aluminium ausgebildet ist und entfernbar an dem Basiselement 81 angebracht ist. Der Reservoirabschnitt-Hauptkörper 82 ist an dem oberen Ende geschlossen und ist an dem unteren Ende offen. Das obere Ende des Reservoirabschnitts 61 befindet sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72, und das untere Ende des Reservoirabschnitts 61 befindet sich oberhalb des oberen Endes des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts 76.
Wie in 10 gezeigt, ist das Basiselement 81 ein zylindrisches Element, welches an dem unteren Ende geschlossen ist und an dem oberen Ende offen ist. Ein Befestigungsabschnitt 83 steht nach rechts von der Umfangswand 81a des Basiselements 81 an einer Position vor, die einem Teilabschnitt des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72 des linken Sammelabschnitts 63 entspricht, der sich unterhalb der vertikalen Mittelposition davon befindet. Ähnlich steht ein Befestigungsabschnitt 84 nach rechts von der Umfangswand 81a an einer Position vor, die einem Abschnitt des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts 76 des linken Sammelabschnitts 63 entspricht, der sich oberhalb der vertikalen Mittelposition davon befindet. Das distale Ende des oberen Befestigungsabschnitts 83 ist an die Umfangswand 72a des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72 des linken Sammelabschnitts 63 gelötet, und das distale Ende des unteren Befestigungsabschnitts 84 ist an die Umfangswand 76a des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts 76 des linken Sammelabschnitts 63 gelötet. Ein Außengewinde 86 ist an der äußeren Umfangsoberfläche eines oberen Endabschnitts des Basiselements 81 ausgebildet. Ein Innengewinde 87 zum Schraubeneingriff mit dem Außengewinde 86 des Basiselements 81 ist an der inneren Umfangsoberfläche eines unteren Endabschnitts des Reservoirabschnitt-Hauptkörpers 82 ausgebildet. Der untere Endabschnitt des Reservoirabschnitt-Hauptkörpers 82 ist auf den bzw. mit dem oberen Endabschnitt des Basiselements 81 schraubverbunden, wodurch der Reservoirabschnitt-Hauptkörper 82 an dem Basiselement 81 lösbar angebracht ist, und die untere Endöffnung des Reservoirabschnitt-Hauptkörpers 82 ist durch das Basiselement 81 geschlossen.
Ein erster Verbindungsabschnitt 85 stellt eine Verbindung zwischen einem Teilabschnitt des Inneren des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72 des linken Sammelabschnitts 63 her, welcher Abschnitt sich unterhalb der vertikalen mittleren Position davon und nahe dem unteren Ende davon befindet, und einem Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts 61, welcher Abschnitt sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72 befindet. Der erste Verbindungsabschnitt 85 weist eine Durchgangsbohrung 88 auf, welche in der Umfangswand 72a des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72 des linken Sammelabschnitts 63 an einer Position ausgebildet ist, die dem distalen Ende des oberen Befestigungsabschnitts 83 des Basiselements 81 entspricht, und einen Strömungsdurchgang 89, welcher sich von der inneren Umfangsoberfläche der Umfangswand 81a des Basiselements 81 zu dem distalen Ende des oberen Befestigungsabschnitts 83 erstreckt, und eine Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 88 des linken Sammelabschnitts 63 und dem Inneren des Basiselements 81 herstellt. Die Öffnung des Strömungsdurchgangs 89, die sich auf der Seite zu der Umfangswand 81a des Basiselements 81 hin befindet, dient als eine Kühlmittel-Einflussöffnung 91, durch welche Flüssigphasen-dominantes Kühlmittel in das Innere des Basiselements 81 strömt.
Auch stellt ein zweiter Verbindungsabschnitt 92 eine Verbindung zwischen einem Teilabschnitt des Inneren des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts 76 des linken Sammelabschnitts 63 her, welcher Teilabschnitt sich oberhalb der vertikalen mittleren Position davon befindet, und einem Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts 61, welcher Teilabschnitt sich unterhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts 72 befindet. Der zweite Verbindungsabschnitt 92 weist eine Durchgangsbohrung 93 auf, welche in der Umfangswand 76a des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts 76 des linken Sammelabschnitts 63 an einer Position ausgebildet ist, die dem distalen Ende des unteren Befestigungsabschnitts 84 entspricht, und einen Strömungsdurchgang 94, welcher sich von der inneren Umfangsoberfläche der Umfangswand 81a des Basiselements 81 zu dem distalen Ende des unteren Befestigungsabschnitts 84 erstreckt, und eine Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 93 des linken Sammelabschnitts 63 und dem Inneren des Basiselements 81 herstellt.
Ein Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 ist in dem Basiselement 81 des Reservoirabschnitts 61 vorgesehen. Das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 verringert die Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigphasen-dominantem Kühlmittel, welches durch den ersten Verbindungsabschnitt 85 durchgeht und seitlich in das Innere des Basiselements 81 des Reservoirabschnitts 61 strömt. Das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 ist aus einem netzartigen Material ausgebildet, und ist mit der rechten Seite eines vertikal verlängerten rechteckigen Stützrahmens 28 verbunden bzw. an sie geleimt, welcher aus einem Kunstharz ausgebildet ist und aufrecht angeordnet ist, derart dass das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 eine von dem Stützrahmen 28 umgebene Öffnung bedeckt. Das netzartige Material, welches das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 bildet, ist identisch mit demjenigen, das bei dem Kondensator 1 der ersten Ausführungsform verwendet wird. Es wird bevorzugt, dass die Größe des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27 und der Abstand zwischen dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 und der Kühlmittel-Einflussöffnung 26 auf die gleiche Art und Weise bestimmt werden, wie in dem Fall des Kondensators 1 der ersten Ausführungsform.
Ein Fremdstoff-Entfernungselement 95 zum Entfernen von Fremdstoffen aus Kühlmittel ist in dem Basiselement 81 des Reservoirabschnitts 61 angeordnet. Das Fremdstoff-Entfernungselement 95 umfasst ein zylindrisches Rahmenelement 96 mit Boden, welches aus einem Kunstharz ausgebildet ist, welches derart angeordnet ist, dass seine Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, und derart dass sich sein oberes Ende zwischen dem Strömungsdurchgang 89 des oberen Befestigungsabschnitts 83 und dem Strömungsdurchgang 94 des unteren Befestigungsabschnitts 84 befindet, und welches an dem oberen Ende davon offen ist und an dem unteren Ende davon geschlossen ist; und einen netzartigen Filter 98, welcher eine Vielzahl an Verbindungsöffnungen 97 bedeckt, die in der Umfangswand 96a des Rahmenelements 96 ausgebildet sind. Ein plattenförmiges Trennelement 99 zum Unterteilen des Inneren des Reservoirabschnitts 61 in obere und untere Abschnitte ist an dem oberen Ende der Umfangswand 96a des Rahmenelements 96 ausgebildet. Der Stützrahmen 28 des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27, das aus einem netzartigen Material ausgebildet ist, ist an dem rechte-Seite-Abschnitt des Trennelements 99 integriert ausgebildet.
Ein Trocknungsmittelbehälter 39, der mit einem Trocknungsmittel (nicht gezeigt) gefüllt ist, ist in einem Bereich innerhalb des Reservoirabschnitts 61 angeordnet, der sich oberhalb des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements 27 befindet. Der Stützrahmen 28 verhindert, dass der Trocknungsmittelbehälter 39 mit dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 in Kontakt gelangt.
Der Kondensator 60 bildet einen Kältekreislauf in Zusammenarbeit mit einem Kompressor, einem Expansionsventil (Druckminderer) und einem Verdampfer; und der Kältekreislauf ist an einem Fahrzeug als eine Autoklimaanlage montiert.
Bei dem Kondensator 60 mit der oben beschriebenen Struktur strömt Gasphasen-Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, komprimiert durch den Kompressor, in den Kondensationsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 74 des rechten Sammelbehälters 64 durch das Kühlmittel-Einlasselement 78 und den Kühlmitteleinlass. Das Gasphasen-Kühlmittel wird kondensiert, während es innerhalb der Wärmeaustauschrohre 62 des ersten Wärmeaustauschpfads P1 nach links strömt, und das Kühlmittel strömt in den linke-Seite-Zwischensammelabschnitt 71 des linken Sammelbehälters 63. Das Kühlmittel, das in den linke-Seite-Zwischensammelabschnitt 71 des linken Sammelbehälters 63 geströmt ist, wird kondensiert, während es nach rechts innerhalb der Wärmeaustauschrohre 62 des zweiten Wärmeaustauschpfads P2 strömt, und das Kühlmittel strömt in den rechte-Seite-Zwischensammelabschnitt 75 des rechten Sammelbehälters 64. Das Kühlmittel wird weiter kondensiert, während es nach links innerhalb der Wärmeaustauschrohre 62 des dritten Wärmeaustauschpfads P3 strömt, und strömt in den Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 72 des linken Sammelbehälters 63. Das Kühlmittel, das in den Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 72 des linken Sammelbehälters 63 geströmt ist, geht durch die Durchgangsbohrung 88 und den Strömungsdurchgang 89 durch, welcher den ersten Verbindungsabschnitt 85 bildet, und strömt seitlich von der Kühlmittel-Einflussöffnung 91 in den Reservoirabschnitt 61.
Da das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das in die seitliche Richtung in den Reservoirabschnitt 61 geströmt ist, durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement 27 durchgeht, wird seine Strömungsgeschwindigkeit verringert. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das eine verringerte Strömungsgeschwindigkeit aufweist, strömt aufgrund von Schwerkraft nach unten, und das Gasphasen-Kühlmittel, welches in dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel in der Form von Blasen enthalten ist, strömt auch nach unten zusammen mit dem Flüssigphasen-dominanten Kühlmittel. Das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das das Gasphasen-Kühlmittel in der Form von Blasen enthält und nach unten geströmt ist, tritt in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 76 ein, durch die obere Endöffnung des Rahmenelements 96 des Fremdstoff-Entfernungselements 95, die Verbindungsöffnungen 97, und den Strömungsdurchgang 94 und die Durchgangsbohrung 93, welche den zweiten Verbindungsabschnitt 84 bilden. Folglich wird ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts 61, welcher Teilabschnitt sich oberhalb der Mitte (bezüglich der vertikalen Richtung) der Kühlmittel-Einflussöffnung 91 des Strömungsdurchgangs 89 des ersten Verbindungsabschnitts 85 befindet, schnell mit Flüssigphasen-Kühlmittel gefüllt. Als eine Folge kann der Bereich der Kühlmittel-Beladungsmenge, die dem stabilen Bereich S entspricht, welcher auf der in 11 gezeigten Beladungskurve abgebildet ist und innerhalb dessen der Unterkühlungsgrad konstant wird, breiter gemacht werden als derjenige in dem Fall des Kondensators, der in der oben erwähnten Veröffentlichung beschrieben wird. Somit kann eine Unterkühlungscharakteristik erhalten werden, welche stabil gegen eine Änderung der Last und Leckage von Kühlmittel ist.
Das Kühlmittel, das in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt 76 geströmt ist, tritt in die Wärmeaustauschrohre 62 des vierten Wärmeaustauschpfads P4 ein und wird unterkühlt, während es innerhalb der Wärmeaustauschrohre 62 nach rechts strömt. Danach tritt das Kühlmittel in den Unterkühlungsabschnitt-Auslasssammelabschnitt 77 des rechten Sammelbehälters 64 ein, und strömt durch den Kühlmittelauslass und das Kühlmittel-Auslasselement 79 heraus. Das Kühlmittel wird dann über das Expansionsventil an den Verdampfer gespeist.
Bemerkenswerterweise kann eine Führung 51, ähnlich der Führung 51 des Kondensators 50 der zweiten Ausführungsform in dem Reservoirabschnitt 61 des Kondensators 60 der oben beschriebenen dritten Ausführungsform vorgesehen werden, um das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das durch den ersten Verbindungsabschnitt 85 gegangen ist und seitlich in den Reservoirabschnitt 61 geströmt ist, nach unten zu leiten. Auch sind die Anzahl der Wärmeaustauschpfade des Kondensationsabschnitts 60A des Kondensators 60 der oben beschriebenen dritten Ausführungsform, und die Anzahl der Wärmeaustauschpfade des Unterkühlungsabschnitts 60B davon, nicht auf die oben erwähnten Anzahlen beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-302126 [0003]

Claims

Kondensator (1; 50; 60), welcher einen Kondensationsabschnitt (1A; 60A) und einen Unterkühlungsabschnitt (1B; 60B) umfasst, wobei sie derart vorgesehen sind, dass sich der Kondensationsabschnitt oberhalb des Unterkühlungsabschnitts befindet, und welcher auch einen Reservoirabschnitt (2; 61) umfasst, welcher derart zwischen dem Kondensationsabschnitt und dem Unterkühlungsabschnitt vorgesehen ist, dass seine Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung übereinstimmt, wobei der Kondensationsabschnitt zumindest einen Wärmeaustauschpfad (P1, P2) umfasst, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren (3A, 3B; 62) ausgebildet ist, die derart parallel angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit einer links-rechts-Richtung übereinstimmt, und wobei sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt (11), welcher mit einem stromabwärtigen Endabschnitt, bezüglich einer Strömungsrichtung von Kühlmittel, eines Wärmeaustauschpfads an dem unteren Ende des Kondensationsabschnitts in Verbindung steht; wobei der Unterkühlungsabschnitt zumindest einen Wärmeaustauschpfad umfasst, der durch eine Vielzahl an Wärmeaustauschrohren ausgebildet ist, die derart parallel angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung mit der links-rechts-Richtung übereinstimmt, und wobei sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind, und einen Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt (12), welcher auf der gleichen Seite bezüglich der links-rechts-Richtung wie der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt angeordnet ist, und welcher mit einem stromaufwärtigen Endabschnitt, bezüglich der Strömungsrichtung von Kühlmittel, eines Wärmeaustauschpfads an dem oberen Ende des Unterkühlungsabschnitts in Verbindung steht; wobei sich das untere Ende des Reservoirabschnitts unterhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet, und sich das obere Ende des Reservoirabschnitts oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet; und wobei das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, durch einen Verbindungsabschnitt (21), mit einem Teilbereich des Inneren des Reservoirabschnitts in Verbindung steht, welcher Teilbereich sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet, so dass Flüssigphasen-dominantes Kühlmittel, das von dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt strömt, durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und seitlich in den Reservoirabschnitt strömt, wobei ein Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement (27) in dem Reservoirabschnitt an einer vertikalen Position vorgesehen ist, die einem Endabschnitt des Verbindungsabschnitts entspricht, der sich auf der Seite zu dem Reservoirabschnitt hin befindet, wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement eine Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigphasen-dominanten Kühlmittels verringert, welches durch den Verbindungsabschnitt durchgeht und in den Reservoirabschnitt strömt.
Kondensator nach Anspruch 1, wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement aus einem netzartigen Material ausgebildet ist.
Kondensator nach Anspruch 2, wobei ein Fremdstoff-Entfernungselement (31; 95) innerhalb des Reservoirabschnitts vorgesehen ist, um sich stromabwärts des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements zu befinden.
Kondensator nach Anspruch 3, wobei das netzartige Material, welches das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement ausbildet, durch einen Stützrahmen (28) gehalten wird; das Fremdstoff-Entfernungselement aus einem Rahmenelement (32) mit einer Verbindungsöffnung (33) gebildet ist, durch welche Kühlmittel durchgeht, und einem Filter (34), welcher die Verbindungsöffnung bedeckt; und der Stützrahmen des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements und das Rahmenelement des Fremdstoff-Entfernungselements integriert ausgebildet sind oder zusammengebaut sind, um eine Anordnung auszubilden.
Kondensator nach Anspruch 1, wobei eine Führung (51) in dem Reservoirabschnitt vorgesehen ist, um das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel nach unten zu leiten, das durch den Verbindungsabschnitt gegangen ist und seitlich in den Reservoirabschnitt geströmt ist; und das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement an einem Anfangsende der Führung oder einer Position stromabwärts des Anfangsendes angeordnet ist.
Kondensator nach Anspruch 1, wobei ein Trocknungsmittel (41) derart in dem Reservoirabschnitt angeordnet ist, dass das Trocknungsmittel nicht das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement behindert.
Kondensator nach Anspruch 1, wobei ein erster Sammelbehälter (4), mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts verbunden sind, und ein zweiter Sammelbehälter (5), mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, derart an einem linken Ende oder rechten Ende des Kondensators angeordnet sind, dass sich der zweite Sammelbehälter an der Außenseite des ersten Sammelbehälters bezüglich der links-rechts-Richtung befindet; wobei der erste Sammelbehälter als der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt dient; wobei sich das untere Ende des zweiten Sammelbehälters unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet, und sich das obere Ende des zweiten Sammelbehälters oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet; wobei ein Teilabschnitt des zweiten Sammelbehälters, der sich unterhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet, als der Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt dient; wobei der zweite Sammelbehälter auch als der Reservoirabschnitt dient; wobei das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts des ersten Sammelbehälters durch den Verbindungsabschnitt mit einem Teilabschnitt des Inneren des zweiten Sammelbehälters in Verbindung steht, der sich oberhalb des unteren Endes des ersten Sammelbehälters befindet; wobei das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement in dem zweiten Sammelbehälter vorgesehen ist; und wobei das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das aus dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt herausströmt, in den zweiten Sammelbehälter strömt, und das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement verringert wurde, in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt strömt.
Kondensator nach Anspruch 7, wobei der Kondensationsabschnitt einen Wärmeaustauschpfad umfasst; wobei sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Wärmeaustauschpfads des Kondensationsabschnitts mit dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt des ersten Sammelbehälters verbunden sind; und wobei ein Teilabschnitt des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, der sich unterhalb einer vertikalen Mittelposition davon befindet, durch den Verbindungsabschnitt mit dem zweiten Sammelbehälter in Verbindung steht.
Kondensator nach Anspruch 1, wobei ein Sammelbehälter (6; 63), mit welchem sämtliche der Wärmeaustauschrohre des Kondensationsabschnitts und des Unterkühlungsabschnitts verbunden sind, an einem linken Ende oder rechten Ende des Kondensators angeordnet ist; wobei der Reservoirabschnitt getrennt von dem Sammelbehälter ausgebildet ist; wobei der Sammelbehälter durch eine Trennwand (13) in obere (6a; 63a) und untere (6b; 63b) Abschnitte unterteilt ist; wobei der obere Abschnitt des Sammelbehälters als der Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt dient; wobei der untere Abschnitt des Sammelbehälters als der Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt dient; wobei das Innere des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts, durch einen ersten Verbindungsabschnitt (85), mit einem Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts in Verbindung steht, der sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet; wobei ein Teilabschnitt des Inneren des Reservoirabschnitts, der sich unterhalb des ersten Verbindungsabschnitts befindet, durch einen zweiten Verbindungsabschnitt (92) mit dem Inneren des Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitts des Sammelbehälters in Verbindung steht; und wobei das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, das aus dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt herausströmt, durch den ersten Verbindungsabschnitt in den Reservoirabschnitt strömt, und das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit durch das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement verringert wurde, in den Unterkühlungsabschnitt-Einlasssammelabschnitt durch den zweiten Verbindungsabschnitt strömt.
Kondensator nach Anspruch 2, wobei eine Kühlmittel-Einflussöffnung (26), durch welche das Flüssigphasen-dominante Kühlmittel in den Reservoirabschnitt strömt, an dem Reservoirabschnittseitenende des Verbindungsabschnitts vorgesehen ist, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts und einem Teilabschnitt des Reservoirabschnitts herstellt, der sich oberhalb des unteren Endes des Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitts befindet; und wobei sich ein Perspektiv-Projektionsbild (29A) einer oberen Hälfte eines inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung auf dem Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement befindet, wobei das Perspektiv-Projektionsbild durch Ziehen einer horizontalen Linie erhalten wird, welche durch die Mitte der Kühlmittel-Einflussöffnung durchgeht und sich in die links-rechts-Richtung erstreckt, Festlegen eines Betrachtungspunkts auf der horizontalen Linie, der sich auf einer Seite der Kühlmittel-Einflussöffnung zu dem Kondensationsabschnitt-Auslasssammelabschnitt hin zu befinden hat, und Projizieren der oberen Hälfte des inneren Umfangsrands der Kühlmittel-Einflussöffnung auf das Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelement durch ein Ein-Punkt-Perspektiv-Projektionsverfahren, wobei der Winkel zwischen einer Projektionslinie und der horizontalen Linie auf 45 Grad festgelegt ist.
Kondensator nach Anspruch 2, wobei das netzartige Material des Strömungsgeschwindigkeit-Reduzierelements eine Öffnungsgröße von 160 μm oder weniger und ein Öffnungsverhältnis von 50% oder weniger aufweist.