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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität unter 35 U. S. C. §119 der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-283875 , eingereicht am 27. Dezember 2012. Die Inhalte dieser Anmeldung sind hierin durch Bezugnahme in deren Gesamtheit einbezogen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer mit Kältespeicherfunktion.
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BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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In jüngster Zeit wurde zum Schutz der Umwelt und zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen ein Fahrzeug vorgeschlagen, das den Motor automatisch stoppen kann, wenn das Fahrzeug anhält, beispielsweise beim Warten auf ein Umschalten der Ampel.
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Allerdings besteht bei einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage ein Problem darin, dass, wenn der Motor eines Automobils, in dem die Klimaanlage eingebaut ist, gestoppt wird, ein Kompressor, der von dem Motor angetrieben wird, stoppt, und die Zufuhr eines Kältemittels zum Verdampfer unterbleibt, wodurch die Kühlkapazität der Klimaanlage rasch abfällt.
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Als eine Maßnahme zum Lösen eines solchen Problems wurde das Bereitstellen einer Kältespeicherfunktion für den Verdampfer in Betracht gezogen, um dadurch ein Kühlen eines Fahrzeuginnenraums durch Freigeben der gespeicherten Kälte in dem Verdampfer zu ermöglichen, wenn der Kompressor als Folge eines Stoppens des Motors stoppt.
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Der vorliegende Anmelder hat einen Verdampfer mit Kältespeicherfunktion vorgeschlagen (vergleiche
japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer (kokai) 2010-149814 ). In dem vorgeschlagenen Verdampfer sind mehrere Röhrengruppen, die jeweils zwei flache Kältemittelströmungsröhren aufweisen, deren Längsrichtung mit der Vertikalrichtung übereinstimmt, deren Breitenrichtung mit einer Luftdurchtrittsrichtung übereinstimmt und die in der Luftdurchtrittsrichtung voneinander beabstandet sind, parallel angeordnet, so dass die Röhrengruppen in der Dickenrichtung der Kältemittelströmungsröhren voneinander beabstandet sind, wodurch Zwischenräume ausgebildet werden, die jeweils zwischen benachbarten Röhrengruppen vorgesehen sind. Kältespeichermaterialbehälter, die ein Kältespeichermaterial enthalten, sind in einigen der Zwischenräume vorgesehen, so dass jeder Kältespeichermaterialbehälter sich über alle Kältemittelströmungsröhren der entsprechenden Röhrengruppen erstreckt. Jeder Kältespeichermaterialbehälter weist einen Behälterhauptkörperabschnitt auf, der mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden ist. Mehrere Reihen des konvexen Abschnitts sind an jeder der linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts jedes Kältespeichermaterialbehälters angeordnet, so dass die Reihen des konvexen Abschnitts in der Luftdurchtrittsrichtung voneinander beabstandet sind. Jede Reihe des konvexen Abschnitts enthält mehrere konvexe Abschnitte, die an der linken oder rechten Seitenwand ausgebildet sind, so dass diese in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind, die nach außen hervorstehen und die sich mit der entsprechenden Kältemittelströmungsröhre in Kontakt befinden. Die Länge jedes konvexen Abschnitts ist kleiner als die Breite des Kältespeichermaterialbehälters, gemessen in der Luftdurchtrittsrichtung, und jeder konvexe Abschnitt ist zur windwärtigen Seite von dem oberen Ende zum unteren Ende davon geneigt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion mehrere flache Kältemittelströmungsröhren, Außenlamellen und wenigstens einen Kältespeichermaterialbehälter. Die mehreren flachen Kältemittelströmungsröhren weisen eine Längsrichtung und eine Breitenrichtung, die senkrecht auf der Längsrichtung steht und entlang der Luft zu führen ist, auf. Die mehreren flachen Kältemittelströmungsröhren sind parallel angeordnet und in einer Dickenrichtung der mehreren Kältemittelströmungsröhren voneinander beabstandet, wodurch Räume zwischen den mehreren flachen Kältemittelströmungsröhren ausgebildet werden. Die Dickenrichtung steht senkrecht auf der Längsrichtung und der Breitenrichtung. Die Außenlamellen sind in einem ersten Teil der Räume angeordnet und mit den mehreren Kältemittelströmungsröhren verbunden. Der wenigstens eine Kältespeichermaterialbehälter enthält ein Kältespeichermaterial und ist in einem zweiten Teil der Räume, der sich von dem ersten Teil unterscheidet, angeordnet. Der wenigstens eine Kältespeichermaterialbehälter enthält einen Behälterhauptkörper, Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers und mehrere konvexe Abschnitte. Der Behälterhauptkörper weist eine erste Wand und eine zweite Wand, die der ersten Wand gegenüberliegt, auf, die im Wesentlichen parallel zu einer Ebene liegen, welche die Längsrichtung und die Breitenrichtung enthält. Die erste Wand und die zweite Wand sind entsprechend mit benachbarten Kältemittelströmungsröhren von den mehreren Kältemittelströmungsröhren verbunden. Die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers sind an Außenflächen der ersten Wand und der zweiten Wand vorgesehen. Die mehreren konvexen Abschnitt sind an der ersten Wand und der zweiten Wand vorgesehen, um von der ersten Wand und der zweiten Wand nach außen hervorzustehen. Zwei benachbarte konvexe Abschnitte von den mehreren konvexen Abschnitten bilden dazwischen die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers aus. Der Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers erstreckt sich in einer Erstreckungsrichtung von einer ersten Öffnung an eine zweite Öffnung schräg bezüglich der Längsrichtung. Wenigstens einer der beiden benachbarten konvexen Abschnitte weist eine Länge in der Erstreckungsrichtung auf, die größer als eine Breite des Behälterhauptkörpers in der Breitenrichtung ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine vollständigere Erfassung der Erfindung und viele damit einhergehenden Vorteile werden einfach erhalten, wenn selbige besser verstanden wird, durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtstruktur eines Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine Vorderansicht, welche die Gesamtstruktur des Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, betrachtet von der stromabwärts gelegenen Seite in einer Luftdurchtrittsrichtung;
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3 ist eine linke Seitenansicht eines Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird;
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4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie A-A in 3 genommen ist;
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5 ist eine Ansicht, die einem Abschnitt in 3 entspricht und einen oberen Abschnitt eines Kältespeichermaterialbehälters zeigt, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird, wobei eine Metallplatte auf der linken Seite geschnitten und entfernt ist;
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6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird;
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7 ist eine Ansicht, welche einem Abschnitt der 4 entspricht und einen Zustand zeigt, in dem sich der Innendruck des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird, abnormal erhöht hat; und
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8 ist eine Ansicht, die der 3 entspricht und eine Modifikation des Kältespeichermaterialbehälters zeigt, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In der vorliegenden Spezifikation werden die obere, untere, linke und rechte Seite der 2 als „oben”, „unten”, „links” und „rechts” bezeichnet.
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In der folgenden Beschreibung wird die stromabwärts gelegene Seite bezüglich einer Luftdurchtrittsrichtung (eine Richtung, die durch einen Pfeil X in den 1 bis 3 dargestellt ist) als „vorn” und die gegenüberliegende Seite als „hinten” bezeichnet. Folglich entsprechen die obere, die untere, die linke und die rechte Seite des Verdampfers, wenn eine Betrachtung von der Vorderseite nach hinten erfolgt, den oberen, unteren, linken und rechten Seiten der 2.
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Ferner umfasst die Bezeichnung „Aluminium”, wie sie in der folgenden Beschreibung verwendet wird, zusätzlich zu reinem Aluminium auch Aluminiumlegierungen.
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Die 1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau eines Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die 3 bis 7 zeigen den Aufbau eines wesentlichen Abschnitts des Verdampfers.
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Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, enthält ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion 1 einen ersten Kopftank 2 und einen zweiten Kopftank 3, die aus Aluminium ausgebildet sind und in der vertikalen Richtung entfernt voneinander angeordnet sind, so dass diese sich in der Links-/Rechtsrichtung erstrecken; und einen Wärmeaustauschkernabschnitt 4, der zwischen den beiden Kopftanks 2 und 3 vorgesehen ist.
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Der erste Kopftank 2 enthält einen leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5, der auf der Vorderseite (stromabwärts gelegenen Seite bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung) vorgesehen ist; und einen windwärtigen oberen Kopfabschnitt 6, der auf Rückseite (stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung) vorgesehen ist und mit dem leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 vereint ist. Ein Kältemitteleinlass 7 ist an dem linken Ende des leewärtigen oberen Kopfabschnitts 5 vorgesehen, und ein Kältemittelauslass 8 ist an dem linken Ende des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 6 vorgesehen. Der zweite Kopftank 3 enthält einen leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9, der an der Vorderseite vorgesehen ist, und einen windwärtigen unteren Kopfabschnitt 11, der an der Rückseite vorgesehen ist und mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9 vereint ist.
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In dem Wärmeaustauschkernabschnitt 4 sind mehrere flache Kältemittelströmungsröhren 12, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, deren Breitenrichtung mit der Luftdurchtrittsrichtung (die Vor-/Rückrichtung) übereinstimmt und die aus extrudiertem Aluminium ausgebildet sind, parallel angeordnet, so dass diese in der Links-/Rechtsrichtung (die Dickenrichtung der Kältemittelströmungsröhre 12) voneinander beabstandet sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Paare 13, die jeweils aus zwei Kältemittelströmungsröhren 12 zusammengesetzt sind, die in der Vor-/Rückrichtung voneinander beabstandet sind, in bestimmten Abständen in der Links-/Rechtsrichtung angeordnet. Ein Zwischenraum 14 ist zwischen benachbarten zwei der Paare 13, die jeweils aus vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 aufgebaut sind, ausgebildet. Ein oberer Endabschnitt jeder vorderen Kältemittelströmungsröhre 12 ist mit dem leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 verbunden, und ein unterer Endabschnitt jeder vorderen Kältemittelströmungsröhre 12 ist mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9 verbunden. Gleichermaßen ist ein oberer Endabschnitt jeder hinteren Kältemittelströmungsröhre 12 mit dem windwärtigen oberen Kopfabschnitt 6 verbunden und ist ein unterer Endabschnitt jeder hinteren Kältemittelströmungsröhre 12 mit dem windwärtigen unteren Kopfabschnitt 11 verbunden.
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Ein Kältespeichermaterialbehälter 15, der aus Aluminium ausgebildet ist und der ein Kältespeichermaterial (nicht gezeigt) enthält, ist in jedem von Zwischenräumen 14, ausgewählt aus all den Zwischenräumen 14 des Wärmeaustauschkernabschnitts 4, angeordnet, wobei die ausgewählten Zwischenräume 14 nicht zueinander benachbart sind, so dass der Kältespeichermaterialbehälter 15 sich über die vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 erstreckt. Ferner ist eine gewellte Außenlamelle 16 in jedem der verbleibenden Zwischenräume 14 angeordnet, so dass die gewellte Außenlamelle 16 sich über die vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 erstreckt, und diese ist an die vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 der linksseitigen und rechtsseitigen Paare 13, welche den Zwischenraum 14 definieren, gelötet. Die gewellte Außenlamelle 16 ist aus einer Aluminiumlötlage ausgebildet, die eine Lötmaterialschicht auf beiden gegenüberliegenden Oberflächen derselben aufweist, und weist Scheitelabschnitte, die sich in der Vor-/Rückrichtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in der Vor-/Zurückrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte auf, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Außenlamelle 16 in jeder der Zwischenräume 14 angeordnet, die benachbart an den linken und rechten Seiten der Zwischenräume 14, in denen der Kältespeichermaterialbehälter 15 angeordnet ist, positioniert sind, und zwei Außenlamellen 16 sind zwischen den Kältespeichermaterialbehältern 15, die benachbart zueinander in der Links-/Rechtsrichtung positioniert sind, vorgesehen. Es sei bemerkt, dass drei oder mehr Außenlamellen 16 zwischen den Kältespeichermaterialbehältern 15, die in der Links-/Rechtsrichtung benachbart zueinander positioniert sind, angeordnet sein können. Ferner ist die Außenlamelle 16, die aus einer Aluminiumlötlage ausgebildet ist, die auf den gegenüberliegenden Oberflächen derselben eine Lötmaterialschicht aufweist, auf der Außenseite des Paars 13 der Kältemittelströmungsröhren 12, die an dem linken Ende positioniert ist, angeordnet und ist auf der Außenseite des Paars 13 der Kältemittelströmungsröhren 12, die an dem rechten Ende positioniert ist, angeordnet. Diese Außenlamellen 16 sind an die entsprechenden vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet. Ferner ist eine Seitenplatte 17, die aus Aluminium ausgebildet ist, auf der Außenseite jeder der Außenlamellen 16, die entsprechend an den linken und rechten Enden positioniert sind, angeordnet und ist an die entsprechende Außenlamelle 16 gelötet.
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In dem Fall des Verdampfers 1 der vorliegenden Ausführungsform tritt Kältemittel durch den Kältemitteleinlass 7, tritt in den leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 des Verdampfers 1 ein und tritt durch alle Kältemittelströmungsröhren 12. Das Kältemittel strömt dann aus dem Kältemittelauslass 8 des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 6 heraus.
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Wie es in den 3 bis 6 gezeigt ist, ist jeder Kältespeichermaterialbehälter 15 ein flacher, hohler Behälter, der so angeordnet ist, dass dessen Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt und dessen Breitenrichtung mit der Vor-/Rückrichtung zusammenfällt. Jeder Kältespeichermaterialbehälter 15 ist aus einem Behälterhauptkörperabschnitt 18 und einem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 aufgebaut. Der Behälterhauptkörperabschnitt 18 ist bezüglich der vorderen Ränder der vorderen Kältemittelströmungsröhren 12 rückwärtig angeordnet und ist an die vorderen und hinteren (zwei) Kältemittelströmungsröhren 12 jedes der entsprechenden Paare 13 gelötet. Der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt 19 ist lediglich mit einem Abschnitt (ein oberer Abschnitt in der vorliegenden Ausführungsform) der vorderen Kante (leewärtigen Kante) des Behälterhauptkörpers 18 kontinuierlich vorgesehen und steht nach vorn (bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung nach außen) über die vorderen Ränder der vorderen Kältemittelströmungsröhren 12 hervor. Ein Kältespeichermaterialbeladungsraum ist in dem Kältespeichermaterialbehälter 15 ausgebildet, mit Ausnahme eines Umfangsrandabschnitts davon, so dass der Kältespeichermaterialbeladungsraum sich über den Behälterhauptkörper 18 und den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 erstreckt. Der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt 19 ist über eine bestimmte Länge vorgesehen, gemessen von dem oberen Ende des vorderen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts 18, und die Länge des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 in der vertikalen Richtung ist kürzer als die des Behälterhauptkörperabschnitts 18. Der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt 19 des Kältespeichermaterialbehälters 15 ist bezüglich der Außenlamellen 16 außen angeordnet, relativ zur Luftdurchtrittsrichtung. Ein unterer Randabschnitt 19a des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 ist zum Behälterhauptkörperabschnitt 18 nach unten geneigt (zur stromaufwärts gelegenen Seite der Luftdurchtrittsrichtung). In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke des Behälterhauptkörperabschnitts 18, gemessen in der Links-/Rechtsrichtung, gleich der des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19.
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Erste und zweite Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21 und 22 sind an den äußeren Oberflächen von linken und rechten Seitenwänden 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 ausgebildet, so dass diese sich von deren oberen Enden zu deren unteren Enden erstrecken. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Gesamtheit jedes ersten Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 21 so geneigt, dass dessen unteres Ende relativ zum oberen Ende auf der windwärtigen Seite positioniert ist, und jeder der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 ist aus oberen und unteren geneigten Abschnitten 22a, die ausgebildet sind, um voneinander in der vertikalen Richtung getrennt zu sein und die so geneigt sind, dass deren untere Enden relativ zu deren oberen Enden auf der windwärtigen Seite positioniert sind, und einem vertikalen Abschnitt 22b, der eine Kommunikation zwischen dem unteren Ende des oberen geneigten Abschnitts 22a und des oberen Endes des unteren geneigten Abschnitts 22a gewährleistet, aufgebaut. Die zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 sind in einem Bereich ausgebildet, der sich von einem oberen Abschnitt zu einem unteren Abschnitt des Behälterhauptkörperabschnitts 18 erstreckt, um einen mittleren Abschnitt des Behälterhauptkörperabschnitts 18 in der vertikalen Richtung abzudecken. Das obere Ende jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 21, 22 ist an dem oberen Rand oder dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen. Das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 21 und 22, dessen oberes Ende an dem oberen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen ist, ist an dem windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen, und das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 21 und 22, dessen oberes Ende an dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen ist, ist an dem unteren Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen. Jeder Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers 21, 22 ist zwischen zwei konvexen Abschnitten 23 ausgebildet, die sich von jeder der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 nach außen wölben. Wenigstens einer der zwei konvexen Abschnitte 23, die einen einzelnen Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers 21, 22 ausbilden, weist eine Länge auf, die größer als die Breite des Behälterhauptkörperabschnitts 18 des Kältespeichermaterialbehälters 15 ist, gemessen in der Luftdurchtrittsrichtung. Es sei bemerkt, dass sich zwei benachbarte Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, 22 einen konvexen Abschnitt 23 teilen, der zwischen den zwei Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21, 22 positioniert ist. Die gewölbten oberen Wände aller konvexen Abschnitte 23 sind flach und befinden sich auf derselben Ebene. Die flachen gewölbten oberen Wände der konvexen Abschnitte 23 befinden sich mit der entsprechenden Kältemittelströmungsröhre 12 in Kontakt und sind an diese gelötet. Die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, 22 und die konvexen Abschnitte 23 der linken Seitenwand 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 sind in derselben horizontalen Ebene etwas verschoben, in der Luftdurchtrittsrichtung, bezüglich derjenigen der rechten Seitenwand 18a, so dass die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, 22 und die konvexen Abschnitte 23 der linken Seitenwand 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 sich teilweise mit denen der rechten Seitenwand 18a überlappen (das heißt sie überlappen nicht vollständig).
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Eine zickzackförmige Innenlamelle 24, die aus Aluminium ausgebildet ist, ist in dem Behälterhauptkörperabschnitt 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 angeordnet, so dass die Innenlamelle 24 sich im Wesentlichen über den gesamten Behälterhauptkörperabschnitt 18 in der vertikalen Richtung erstreckt. Die Innenlamelle 24 wird durch Verbinden mehrerer gewellter Streifen 25, die in der vertikalen Richtung parallel angeordnet sind, ausgebildet. Jeder der Streifen 25 weist Scheitelabschnitte 25a, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, Talabschnitte 25b, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte 25c auf, welche die Scheitelabschnitte 25a und die Talabschnitte 25b verbinden. Die Streifen 25 sind so angeordnet, dass die Positionen der Scheitelabschnitte 25a und der Talabschnitte 25b von einem der gewellten Streifen 25, die in der vertikalen Richtung benachbart zueinander angeordnet sind, in der Vor-/Rückrichtung von den Scheitelabschnitten 25a und den Talabschnitten 25b des anderen gewellten Streifens 25 verschoben sind. Die Innenlamelle 24 ist an die Innenflächen der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 des Kältespeichermaterialbehälters 15 gelötet, das heißt an Abschnitte der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18, an denen keine konvexen Abschnitte 23 ausgebildet sind. Die gewölbten oberen Wände der konvexen Abschnitte 23 befinden sich nicht mit der Innenlamelle 24 in Kontakt, wenngleich sich die gewölbten oberen Wände mit den Kältemittelströmungsröhren 12 in Kontakt befinden. Folglich weist jede Seitenwand 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 Kontaktabschnitte, die sich mit der Innenlamelle 24 in Kontakt befinden, und kontaktfreie Abschnitte auf, die sich mit der Innenlamelle 24 nicht in Kontakt befinden.
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Der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt 19 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 weist einen Erweiterungsabschnitt 26 auf, der sich in den Links-/Rechtsrichtungen erweitert, mit Ausnahme eines schmalen Abschnitts, der auf der Innenseite bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung (auf der Rückseite) positioniert ist, so dass die Abmessung des Erweiterungsabschnitts 26 in der Links-/Rechtsrichtung größer als die des Behälterhauptkörperabschnitts 18 ist. Der Erweiterungsabschnitt 26 ist bezüglich der Außenlamellen 16 relativ zur Luftdurchtrittsrichtung (auf der stromabwärts gelegenen Seite in der Luftdurchtrittsrichtung) außen vorgesehen und weist flache linke und rechte Seitenwände 26a auf.
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Ein auf Paraffin basierendes latentes Wärmespeichermaterial, dessen Erstarrung bzw. Gefrierung auf 5°C bis 10°C eingestellt ist, wird als Kältespeichermaterial verwendet, das in jeden Kältespeichermaterialbehälter 15 eingebracht wird. Genauer gesagt wird Penthadecan, Tetradecan oder dergleichen verwendet. Vorzugsweise ist ein Kältespeichermaterialbeladungsverhältnis (das Verhältnis des Volumens des eingebrachten Kältespeichermaterials zum Volumen des Innenraums des Kältespeichermaterialbehälters 15) auf 70% bis 90% festgelegt. Das Kältespeichermaterial wird über einen Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27, der in einem oberen Endabschnitt des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 vorgesehen ist und nach oben offen ist, in den Kältespeichermaterialbehälter 15 eingebracht. Der Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 ist in einem zylindrischen röhrenförmigen Beladungselement 32 vorgesehen, das an dem oberen Endabschnitt des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 fixiert ist und das eine Kommunikation zwischen dem Innenbereich des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 und der äußeren Umgebung davon herstellt. Nachdem das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter 15 eingebracht ist, wird der Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 durch Zerdrücken eines oberen Abschnitts des Beladungselements 32 geschlossen. Als Folge davon ist ein Dichtungsabschnitt 28, der als Folge des Schließens des Kältespeichermaterialbeladungseinlasses 27 ausgebildet wird, an dem oberen Ende des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 vorhanden. Der Dichtungsabschnitt 28 steht von dem oberen Ende des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 nach oben hervor und ist bezüglich einer Luftdurchtrittsfläche F (einer Fläche, die senkrecht auf der Luftdurchtrittsrichtung steht; in der vorliegenden Ausführungsform die Vorderfläche des Wärmeaustauschkernabschnitts 4) des Verdampfers 1 geneigt, so dass der Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 28 und dem Behälterhauptkörperabschnitt 18 sich nach oben zunimmt (gezeigt in 3).
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Die Festigkeit jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 wird so bestimmt, dass der Kältespeichermaterialbehälter 15 innerhalb eines Umgebungstemperaturbereichs der gewöhnlichen Verwendung (beispielsweise in einem Bereich von –40°C bis 90°C) nicht bricht, selbst wenn sich die Dichte des Kältespeichermaterials in der Flüssigphase ändert und die Luft, die in dem Kältespeichermaterialbehälter 15 verbleibt, sich thermisch ausdehnt, mit einer daraus folgenden Erhöhung des Innendrucks.
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Wie es im Speziellen in 6 gezeigt ist, ist jeder Kältespeichermaterialbehälter 15 aus zwei im Wesentlichen rechteckförmigen Aluminiumplatten 29 und 31 aufgebaut, die in der vertikalen Richtung länglich vorgesehen sind. Jede der Aluminiumplatten 29 und 31 wird durch Ausführen einer Pressarbeit an einer Aluminiumlötlage, welche auf jeder der gegenüberliegenden Seiten davon eine Lötmaterialschicht aufweist, ausgebildet. Umfangsrandabschnitte der Aluminiumplatten 29 und 31 sind miteinander verlötet. Die Aluminiumplatten 29 und 31, mit Ausnahme von streifenförmigen Umfangsrandabschnitten davon, sind so nach außen gewölbt, dass erste gewölbte Abschnitte 29a und 31a, welche zum Behälterhauptkörperabschnitt 18 und zum nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 werden und die dieselbe Wölbungshöhe aufweisen; zweite gewölbte Abschnitte 29b und 31b, die an den gewölbten oberen Wänden von Abschnitten der ersten gewölbten Abschnitte 29a und 31a ausgebildet sind, wobei die Abschnitte den Behälterhauptkörperabschnitt 18 ausbilden, und die vorgesehen sind, um zu den konvexen Abschnitten 23 zu werden; dritte gewölbte Abschnitte 29c und 31c, die an den gewölbten oberen Wänden von Abschnitten der ersten gewölbten Abschnitte 29a und 31a ausgebildet sind, wobei die Abschnitte den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 ausbilden, und die vorgesehen sind, um zum Erweiterungsabschnitt 26 zu werden; und halbzylindrisch-röhrenförmige vierte gewölbte Abschnitte 29d und 31d, die sich von den oberen Enden der dritten gewölbten Abschnitte 29c und 31c nach oben erstrecken und welche eine Kommunikation zwischen den Innenbereichen der dritten gewölbten Abschnitte 29c und 31c und dem Außenraum herstellen. Jede der Aluminiumplatten 29 und 31 kann unter Verwendung einer geteilten Form gepresst werden, die aus oberen Formen zum Ausbilden der ersten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, die oberhalb der vertikalen Abschnitte 22b der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22, der oberen geneigten Abschnitte 22a der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 und der oberen Abschnitte der vertikalen Abschnitte 22b der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 positioniert sind; unteren Formen zum Ausbilden der ersten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, die unterhalb der vertikalen Abschnitte 22b der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22, der unteren geneigten Abschnitte 22a der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 und der unteren geneigten Abschnitte 22a der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 positioniert sind; und Zwischenformen zum Ausbilden der verbleibenden Abschnitte der vertikalen Abschnitte 22b der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 aufgebaut ist. Eine solche geteilte Form ermöglicht, Aluminiumplatten, welche unterschiedliche Höhen aufweisen, lediglich durch Austauschen der Zwischenformen auszubilden.
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Die beiden Aluminiumplatten 29 und 31 sind mit der Innenlamelle 24, die dazwischen vorgesehen ist, kombiniert, so dass die Öffnungen der ersten gewölbten Abschnitte 29a und 31a einander zugewandt sind und ein Abschnitt des kleinen Durchmessers 32a des Beladungselements 32, das an dem unteren Ende davon vorgesehen ist, zwischen den vierten gewölbten Abschnitten 29d und 31d sandwichartig vorgesehen ist. In diesem Zustand werden die Umfangsrandabschnitte der beiden Aluminiumplatten 29 und 31 miteinander verlötet, und die beiden Aluminiumplatten 29 und 31 und das Beladungselement 32 werden miteinander verlötet, wodurch der Kältespeichermaterialbehälter 15 ausgebildet wird. Das Kältespeichermaterial wird in den Kältespeichermaterialbehälter 15 durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 in dem Beladungselement 32, dessen oberer Abschnitt noch nicht zusammengedrückt wurde, eingebracht. Der Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 wird durch Zusammendrücken des oberen Abschnitts des Beladungselements 32 geschlossen, wodurch der Abdichtungsabschnitt 28 ausgebildet wird. Das Kältespeichermaterial, das in den Kältespeichermaterialbehälter 15 durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 eingebracht wird, tritt zuerst in den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 und tritt dann in den Behälterhauptkörperabschnitt 18 ein. Da der untere Randabschnitt 19a des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 zum Behälterhauptkörperabschnitt 18 nach unten geneigt ist, strömt das Kältespeichermaterial, das in den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 des Kältespeichermaterialbehälters 15 durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 eingebracht wird, einfacher in den Behälterhauptkörperabschnitt 18.
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Der oben beschriebene Verdampfer 1 mit Kältespeicherfunktion bildet in Kombination mit einem Kompressor, der von einem Motor eines Fahrzeugs betrieben wird, einem Kondensator (Kältemittelkühler) zum Kühlen des Kältemittels, das von dem Kompressor abgegeben wird, und einem Expansionsventil (Druckverringerungseinheit) zum Verringern des Drucks des Kältemittels, das durch den Kondensator getreten ist, einen Kältemittelkreislauf aus. Der Kältemittelkreislauf ist als Fahrzeugklimaanlage in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Automobil, installiert, dessen Motor, der als eine Antriebsquelle des Kompressors dient, vorübergehend stoppt, wenn das Fahrzeug anhält. Wenn der Kompressor betrieben wird, tritt zweiphasiges Niedrigdruckkältemittel (eine Mischung aus einem dampfförmigen Kältemittel und flüssigem Kältemittel), das von dem Kompressor komprimiert wurde und durch den Kondensator und das Expansionsventil getreten ist, durch den Kältemitteleinlass 7 und tritt in den leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5 des Verdampfers 1 ein. Das Kältemittel tritt dann durch alle vorderen Kältemittelströmungsröhren 12 und fließt aus dem Kältemittelauslass 8 des windwärtigen oberen Kopfabschnitts 6 heraus. Wenn das Kältemittel durch die Kältemittelströmungsröhren 12 fließt, führt das Kältemittel einen Wärmeaustausch mit der Luft aus, die durch die Zwischenräumen 14 tritt, und strömt in einer Dampfphase heraus.
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Wenn der Kompressor betrieben wird, wird die Kälte, die von dem Kältemittel, das durch die Kältemittelströmungsröhren 12 strömt, transportiert wird, direkt zum Kältespeichermaterial in jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 von den gewölbten oberen Wänden der konvexen Abschnitte 23 der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 des Kältespeichermaterialbehälters 15 übertragen, wobei die gewölbten oberen Wände an die entsprechenden Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet sind. Ferner wird die Kälte von den gewölbten oberen Wänden der konvexen Abschnitte 23 zum gesamten Kältespeichermaterial in dem Kältespeichermaterialbehälter 15 durch die Innenlamelle 24 und Abschnitte der linken und rechten Seitenwände 18a übertragen, wobei diese Abschnitte nicht an die Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet sind. Somit wird die Kälte in dem Kältespeichermaterial gespeichert.
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Zu dieser Zeit tritt kondensiertes Wasser, das an der Fläche jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 produziert wird, in die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21 und 22 ein, und aufgrund von Oberflächenspannung sammelt sich dieses in den Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21 und 22 entlang der konvexen Abschnitte 23 auf den gegenüberliegenden Seiten der Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21 und 22. Wenn sich die Menge des kondensierten Wassers, das sich in den Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21 und 22 gesammelt hat, erhöht, wird die Gewichtskraft, die auf das sich gesammelte, kondensierte Wasser wirkt, größer als die Oberflächenspannung, und das gesammelte, kondensierte Wasser fließt durch die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21 und 22 auf einmal nach unten. Folglich verkürzt sich die Zeit, welche das kondensierte Wasser in den Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21 und 22 verbleibt, und das kondensierte Wasser, das an den Außenflächen jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 entsteht, kann gleichmäßig bzw. sanft abgeführt werden.
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Wenn der Kompressor stoppt, wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial in jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 gespeichert ist, direkt zu den Kältemittelströmungsröhren 12 von den gewölbten oberen Wänden der konvexen Abschnitte 23 der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 des Kältespeichermaterialbehälters 15 übertragen, wobei die gewölbten oberen Wände an die entsprechenden Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet sind. Auch die gespeicherte Kälte wird von der Innenlamelle 24 zu den Kältemittelströmungsröhren 12 durch die Abschnitte der linken und rechten Seitenwände 18a, wobei diese Abschnitte nicht an die Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet sind, und den gewölbten oberen Wände der konvexen Abschnitte 23 übertragen. Die Kälte tritt anschließend durch die Kältemittelströmungsröhren 12 und pflanzt sich zu den Außenlamellen 16, die an die Seiten der Kältemittelströmungsröhre 12 gegenüber des Kältespeichermaterialbehälters 15 gelötet sind, fort. Danach wird die Kälte über die Außenlamellen 16 zur Luft übertragen, die durch die Zwischenräume 14 tritt, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Zwischenraums 14, in dem der Kältespeichermaterialbehälter 15 angeordnet ist, benachbart positioniert sind. Folglich, selbst wenn sich die Temperatur der Luft, die durch den Verdampfer 1 getreten ist, erhöht, wird Luft gekühlt, so dass ein rascher Abfall der Kühlkapazität vermieden werden kann.
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Wenn die Umgebungstemperatur größer als der Umgebungstemperaturbereich bei gewöhnlicher Verwendung wird (beispielsweise 100°C), wird die Änderung der Dichte des Kältespeichermaterials in der Flüssigphase und die thermische Erweiterung der Luft, die in dem Kältespeichermaterialbehälter 15 verbleibt, erheblich, und der Innendruck des Kältespeichermaterialbehälters 15 steigt abnormal an. Allerdings verformen sich in diesem Fall, wie es in 7 gezeigt ist, die linken und rechten Seitenwände 26a des Erweiterungsabschnitts 26, die an dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 des Kältespeichermaterialbehälters 15 vorgesehen sind, so dass diese sich nach außen erweitern bzw. wölben, wodurch ein Defekt bzw. ein Bruch des Kältespeichermaterialbehälters 15 aufgrund einer Erhöhung des Innendrucks vermieden wird. Ferner, da die Festigkeit des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19, der zur leewärtigen Seite im Verhältnis zu den Außenlamellen 16 hervorsteht, geringer als die Festigkeit des Behälterhauptkörperabschnitts 18 ist, der an die Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet ist, kann der Kältespeichermaterialbehälter 15 an dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 brechen, wenn die Umgebungstemperatur sich weiter erhöht, mit einem daraus folgenden Entweichen des Kältespeichermaterials. Allerdings, da die Kältemittelströmungsröhren 12 durch den Bruch des Kältespeichermaterialbehälters 15 nicht betroffen sind, kann ein Bruch der Kältemittelströmungsröhren 12 vermieden werden. Ferner, da ein Entweichen des Kältespeichermaterials an einer festen (derselben) Position stattfindet, können Maßnahmen gegen das Entweichen des Kältespeichermaterials relativ einfach ergriffen werden.
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8 zeigt eine Modifikation des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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In dem Fall eines Kältespeichermaterialbehälters 40, der in 8 gezeigt ist, sind mehrere Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 41 an der Außenfläche jeder der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 ausgebildet, so dass die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 41 voneinander beabstandet sind und sich von deren oberen Enden zu deren unteren Enden erstrecken. Die Gesamtheit jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 41 ist so geneigt, dass dessen unteres Ende in Relation zu dessen oberen Ende auf der windwärtigen Seite positioniert ist. Das obere Ende jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 41 ist an dem oberen Rand oder dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen. Das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 41, dessen oberes Ende an dem oberen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen ist, ist an dem windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen, und das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 41, dessen oberes Ende an dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen ist, ist an dem unteren Rand des Behälterhauptkörperabschnitts 18 offen. Jeder Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers 41 ist zwischen zwei konvexen Abschnitten 42, die von jeder der linken und rechten Seitenwände 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 nach außen gewölbt sind, ausgebildet. Wenigstens einer der beiden konvexen Abschnitte 42, die einen einzelnen Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers 41 ausbilden, weist eine Länge auf, die größer als die Breite des Behälterhauptkörperabschnitts 18 des Kältespeichermaterialbehälters 15 ist, gemessen in der Luftdurchtrittsrichtung. Es sei bemerkt, dass zwei benachbarte Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 41 sich einen konvexen Abschnitt 42, der zwischen zwei Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 41 positioniert ist, teilen. Die gewölbten oberen Wände aller konvexen Abschnitte 42 sind flach und befinden sich auf derselben Ebene. Die flachen gewölbten oberen Wände der konvexen Abschnitte 42 befinden sich mit der entsprechenden Kältemittelströmungsröhre 12 in Kontakt und sind an diese gelötet. Wenngleich nicht dargestellt, sind die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 41 und die konvexen Abschnitte 42 der linken Seitenwand 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 in derselben horizontalen Ebene, in der Luftdurchtrittsrichtung, von denen der rechten Seitenwand 18a etwas verschoben, so dass die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 41 und die konvexen Abschnitte 42 der linken Seitenwand 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 teilweise mit denen der rechten Seitenwand 18a überlappen (sie überlappen nicht vollständig).
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Die Struktur der verbleibenden Teile ist gleich derjenigen des oben beschriebenen Kältespeichermaterialbehälters 15, und gleiche Abschnitte sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es sei bemerkt, dass auch der Kältespeichermaterialbehälter 40 aus zwei im Wesentlichen rechteckförmigen Aluminiumplatten 29 und 31 aufgebaut ist, wobei jede durch Ausführen einer Pressarbeit an einer Aluminiumlötlage ausgebildet wird, welche eine Lötmaterialschicht auf jeder der gegenüberliegenden Seiten aufweist, und deren streifenförmige Umfangsrandabschnitte miteinander verlötet sind. Die Aluminiumplatten 29 und 31 weisen erste gewölbte Abschnitte 29a und 31a, welche den Behälterhauptkörperabschnitt 18 und den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 ausbilden und welche dieselbe Wölbungshöhe aufweisen; zweite gewölbte Abschnitte 29b und 31b, die an gewölbten oberen Wänden von Abschnitten der ersten gewölbten Abschnitte 29a und 31a ausgebildet sind, wobei die Abschnitte den Behälterhauptkörperabschnitt 18 ausbilden, und die vorgesehen sind, um zu den konvexen Abschnitten 42 zu werden; dritte gewölbte Abschnitte 29c und 31c, die an gewölbten oberen Wänden von Abschnitten der ersten gewölbten Abschnitte 29a und 31a ausgebildet sind, wobei die Abschnitte den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 ausbilden, und die vorgesehen sind, um zu dem Erweiterungsabschnitt 26 zu werden; und halbzylindrisch-röhrenförmige vierte gewölbte Abschnitte 29d und 31d auf, die sich von den oberen Enden der dritten gewölbten Abschnitte 29c und 31c nach oben erstrecken und welche eine Kommunikation zwischen den Innenbereichen der dritten gewölbten Abschnitte 29c und 31c und einem Raum auf der oberen Seite herstellen.
- 1) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion weist auf: mehrere flache Kältemittelströmungsröhren, die parallel angeordnet sind, so dass deren Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung übereinstimmt, deren Breitenrichtung mit einer Luftdurchtrittsrichtung übereinstimmt und die in einer Links-/Rechtsrichtung, die einer Dickenrichtung der Kältemittelströmungsröhren entspricht, voneinander beabstandet sind, wodurch Zwischenräume so ausgebildet sind, dass jeder Zwischenraum zwischen benachbarten Kältemittelströmungsröhren vorgesehen ist; einen Kältespeichermaterialbehälter, der ein Kältespeichermaterial enthält und in wenigstens zwei der Zwischenräume vorgesehen ist, wobei der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterhauptkörperabschnitt aufweist, der mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden ist; und Außenlamellen, die in den verbleibenden Zwischenräumen vorgesehen sind und mit den Kältemittelströmungsröhren verbunden sind, wobei mehrere Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers an einer Außenfläche jeder von linken und rechten Seitenwänden des Behälterhauptkörperabschnitts ausgebildet sind, so dass jeder Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers von einem oberen Ende zu einem unteren Ende davon geneigt ist und an den oberen und unteren Enden offen ist; jeder Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers zwischen zwei konvexen Abschnitten ausgebildet ist, die sich von der linken oder rechten Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters nach außen wölben; und wenigstens einer von zwei konvexen Abschnitten, welche einen Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers ausbilden, eine Länge aufweist, die größer als eine Breite des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters ist, gemessen in der Luftdurchtrittsrichtung.
- 2) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 1), wobei Vorsprungsenden der konvexen Abschnitte des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden sind; eine Ableitungslamelle in dem Behälterhauptkörperabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters vorgesehen ist und mit Abschnitten der linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts verbunden ist, wobei die Abschnitte Bodenabschnitte der Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers ausbilden; und die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers und die konvexen Abschnitte der linken Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts in derselben horizontalen Ebene, in der Luftdurchtrittsrichtung, bezüglich derjenigen der rechten Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts etwas verschoben sind, so dass die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers und die konvexen Abschnitte der linken Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts nicht komplett mit denen der rechten Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts überlappen.
- 3) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 1), wobei bezüglich aller Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers, die an den Außenflächen der linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters ausgebildet sind, einige Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers so ausgebildet sind, dass deren Gesamtheit jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers so geneigt ist, dass dessen unteres Ende bezüglich dessen oberen Ende auf der windwärtigen Seite positioniert ist, und jeder der verbleibenden Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers aus oberen und unteren geneigten Abschnitten, die getrennt voneinander in der vertikalen Richtung ausgebildet sind und die so geneigt sind, dass deren untere Enden relativ zu deren oberen Enden auf der windwärtigen Seite positioniert sind, und einem vertikalen Abschnitt aufgebaut ist, der eine Kommunikation zwischen dem unteren Ende des oberen geneigten Abschnitts und dem oberen Ende des unteren geneigten Abschnitts herstellt.
- 4) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 1), wobei alle Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers, die an den Außenflächen der linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters ausgebildet sind, so ausgebildet sind, dass die Gesamtheit jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers so geneigt ist, dass dessen unteres Ende relativ zu dessen oberen Ende auf der windwärtigen Seite positioniert ist.
- 5) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 3), wobei das obere Ende jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers an einem oberen Rand oder einem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist, das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers, dessen oberes Ende an dem oberen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist, an einem windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist und das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers, dessen oberes Ende an dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist, an einem unteren Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist.
- 6) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 4), wobei das obere Ende jedes Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers an einem oberen Rand oder einem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist, wobei das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers, dessen oberes Ende an dem oberen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist, an einem windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist und das untere Ende des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers, dessen oberes Ende an dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist, an einem unteren Rand des Behälterhauptkörperabschnitts offen ist.
- 7) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 1), wobei der Kältespeichermaterialbehälter einen nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt aufweist, der so vorgesehen ist, dass der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt kontinuierlich mit einem leewärtigen Rand oder einem windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts vorgesehen ist und über die Kältemittelströmungsröhren in der Luftdurchtrittsrichtung hervorsteht; der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters einen Erweiterungsabschnitt aufweist, der sich relativ zum Behälterhauptkörperabschnitt in einer Links- und/oder Rechtsrichtung erstreckt und dessen Abmessung in der Links-/Rechtsrichtung größer als die des Behälterhauptkörperabschnitts ist; der Erweiterungsabschnitt bezüglich der Lamellen in der Luftdurchtrittsrichtung außen positioniert ist; und wenigstens eine der linken und rechten Seitenwände des Erweiterungsabschnitts flach ist.
- 8) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 7), wobei der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters eine bestimmte Länge aufweist, gemessen von einem oberen Ende des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts, und so vorgesehen ist, dass der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt bezüglich des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts über lediglich einen Teil der Gesamtlänge (enter length) des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands in der vertikalen Richtung kontinuierlich ist und über die Kältemittelströmungsröhren in der Luftdurchtrittsrichtung vorsteht.
- 9) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 8), wobei ein unterer Randabschnitt des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts zum Behälterhauptkörperabschnitt nach unten geneigt ist.
- 10) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 7), wobei der nach außen gerichtete Vorsprung des Kältespeichermaterialbehälters einen Dichtungsabschnitt aufweist, der durch Schließen eines Kältespeichermaterialbeladungseinlasses, der zum Einbringen eines Kältespeichermaterials in den Kältespeichermaterialbehälter verwendet wird, ausgebildet wird.
- 11) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 10), wobei der Dichtungsabschnitt von einem oberen Ende des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts nach oben hervorsteht und der Dichtungsabschnitt sich bezüglich einer Luftdurchtrittsfläche neigt, so dass ein Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt und dem Behälterhauptkörperabschnitt nach oben zunimmt.
- 12) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 1), wobei mehrere Röhrengruppen, die jeweils mehrere flache Kältemittelströmungsröhren enthalten, die so angeordnet sind, dass deren Längsrichtung mit der vertikalen Richtung übereinstimmt, deren Breitenrichtung mit der Luftdurchtrittsrichtung übereinstimmt und die in der Luftdurchtrittsrichtung voneinander beabstandet sind, so angeordnet sind, dass die Röhrengruppen in der Dickenrichtung der Kältemittelströmungsröhren voneinander beabstandet sind und ein Zwischenraum zwischen benachbarten Röhrengruppen ausgebildet ist.
- 13) Ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 1), wobei die Außenlamelle in jedem von Freiräumen angeordnet ist, die auf den linken und rechten Seiten des Zwischenraums, in dem der Kältespeichermaterialbehälter vorgesehen ist, benachbart positioniert sind.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach einer der Ziffern 1) bis 13) sind mehrere Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers an einer Außenfläche jeder der linken und rechten Seitenwänden des Behälterhauptkörperabschnitts ausgebildet, so dass jeder der Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers von einem oberen Ende zu einem unteren Ende geneigt ist und an den oberen und unteren Enden offen ist; jeder Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers zwischen zwei konvexen Abschnitten ausgebildet ist, die von der linken oder rechten Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters nach außen gewölbt sind; und wenigstens einer der beiden konvexen Abschnitte, die einen Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers ausbilden, eine Länge aufweist, die größer als eine Breite des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters ist, gemessen in der Luftdurchtrittsrichtung. Kondensiertes Wasser, das auf der Oberfläche des Behälterhauptkörpers des Kältespeichermaterialbehälters entsteht, kann sich aufgrund der Oberflächenspannung in jedem Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers sammeln, entlang der beiden konvexen Abschnitte, auf den gegenüberliegenden Seiten des Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers. In einem solchen Fall, wenn die Menge des kondensierten Wassers, das sich in dem Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers sammelt, steigt, wird die Gewichtskraft, die auf das gesammelte, kondensierte Wasser wirkt, größer als die Oberflächenspannung, und das gesammelte, kondensierte Wasser fließt durch den Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers auf einmal nach unten. Folglich wird die Zeit, die das kondensierte Wasser in dem Ablaufdurchgang des kondensierten Wassers verbleibt, verkürzt, und das kondensierte Wasser, das auf der Außenfläche jedes Kältespeichermaterialbehälters entsteht, kann gleichmäßig bzw. sanft abgeführt werden.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 2) sind Vorsprungsenden der konvexen Abschnitte des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden; ist eine Ableitungslamelle in dem Behälterhauptkörperabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters vorgesehen und ist mit Abschnitten der linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts verbunden, wobei die Abschnitte Bodenabschnitte der Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers ausbilden; und sind die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers und die konvexen Abschnitte der linken Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts in derselben horizontalen Ebene in der Luftdurchtrittsrichtung bezüglich denen der rechten Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts verschoben, so dass die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers und die konvexen Abschnitte der linken Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts nicht vollständig mit denen der rechten Seitenwand des Behälterhauptkörperabschnitts überlappen. Folglich wird es, durch geeignetes Einstellen der Breiten der Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers und der konvexen Abschnitte, gemessen in der Luftdurchtrittsrichtung, und des Verschiebungsbetrags in der Luftdurchtrittsrichtung, möglich, die linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörperabschnitts des Kältespeichermaterialbehälters so auszubilden, dass jede Seitenwand Kontaktabschnitte, die sich mit der Innenlamelle in Kontakt befinden, und kontaktfreie Abschnitte aufweist, die sich nicht mit der Innenlamelle in Kontakt befinden, und den Gesamtquerschnittsbereich der Kontaktabschnitte jeder Seitenwand größer als den der kontaktfreien Abschnitte der entsprechenden Seitenwand in einem Überlappungsbereich zu machen, wo die linken und rechten Seitenwände des Behälterhauptkörpers die Kältemittelströmungsröhren überlappen, wenn der Kältespeichermaterialbehälter von der linken oder rechten Seite davon betrachtet wird. Folglich wird eine ausgezeichnete Wärmeübertragung zwischen den linken und rechten Seitenwänden des Kältespeichermaterialbehälters und des Kältespeichermaterials über die Innenlamelle sowohl zur Zeit des Speicherns von Kälte als auch zur Zeit des Freigebens von Kälte erhalten.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach einer der Ziffern 3), 4), 5) oder 6) kann kondensiertes Wassers an den unteren Abschnitten der Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers des Kältemittelspeichermaterialbehälters gehalten werden, wenn Luft durch den Verdampfer tritt. Folglich kann eine Erhöhung der Temperatur der Luft, die zwischen den Kältemittelströmungsröhren und dem Kältespeichermaterialbehälter durchtritt, durch die Kälte (Eigenwärme) des kondensierten Wassers zur Zeit des Kühlens (zur Zeit der Speicherung der Kälte) und zur Zeit der Freigabe der Kälte verringert werden.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 7), wenn der Innendruck des Kältespeichermaterialbehälters sich abnormal erhöht, verformen sich die flachen Seitenwände der linken und rechten Seitenwände des Erweiterungsabschnitts des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts, so dass sich diese nach außen erweitern, wodurch ein Bruch bzw. ein Defekt des Kältespeichermaterialbehälters aufgrund einer abnormalen Erhöhung des Innendrucks des Kältespeichermaterialbehälters vermieden wird.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 8) weist der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters eine bestimmte Länge auf, gemessen von einem oberen Ende des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts, und ist so vorgesehen, dass der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt mit dem leewärtigen Rand oder windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts über lediglich einen Teil der Gesamtlänge des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands in der vertikalen Richtung kontinuierlich ist, und steht dieser über die Kältemittelströmungsröhren in der Luftdurchtrittsrichtung hervor. Folglich kann die Menge des Kältespeichermaterials, das in dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt vorhanden ist, der sich nicht in direktem Kontakt mit den Kältemittelströmungsröhren befindet, verringert werden, wodurch die Menge eines Teils des gesamten Kältespeichermaterials, das in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht ist, der Teil, der nicht effektiv gekühlt wird, verringert werden kann. Das heißt, die Festigkeit des Kältespeichermaterialbehälters und das Kältespeichermaterialbeladungsverhältnisses (das Verhältnis des Volumens des eingebrachten Kältespeichermaterials zum Volumen des Gesamtraums des Kältespeichermaterialbehälters) sind so ausgelegt, dass der Kältespeichermaterialbehälter in einem Umgebungstemperaturbereich bei gewöhnlicher Verwendung (das heißt in einem Bereich von –40°C bis 90°C) nicht bricht bzw. kaputt geht, selbst wenn sich die Dichte des Kältespeichermaterials in der Flüssigphase ändert und die Luft, die in dem Kältespeichermaterialbehälter verbleibt, sich thermisch ausdehnt, mit der Folge einer Erhöhung des Innendrucks. Da ein solches Kältespeichermaterialbeladungsverhältnis selbstverständlich kleiner als 100% ist, ist ein Raum, der nicht von dem Kältespeichermaterial eingenommen wird, in der Nähe des oberen Endes des Kältespeichermaterialbehälters vorhanden. Folglich enthält nicht der gesamte Innenbereich des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts, der über eine bestimmte Länge von dem oberen Ende des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts vorgesehen ist, das Kältespeichermaterial. Als Folge davon kann die Menge des Kältespeichermaterials, das nicht effektiv gekühlt wird (relativ zum gesamten Kältespeichermaterial, das in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht ist), verringert werden.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 9), wenn das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht wird, beispielsweise durch einen Kältespeichermaterialbeladungseinlass, der an dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, wie es in Ziffer 10) beschrieben ist, fließt das Kältespeichermaterial einfach in den Behälterhauptkörperabschnitt. Folglich kann das Kältespeichermaterial in dem Kältespeichermaterialbehälter rasch ausgewechselt werden.
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Gemäß dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Ziffer 11) sind der Vorgang des Einbringens des Kältespeichermaterials in den Kältespeichermaterialbehälter durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass und der Vorgang des Schließens des Kältespeichermaterialbeladungseinlasses vereinfacht.
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Offensichtlich sind eine Reihe von Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich. Es versteht sich daher, dass die Erfindung anders als speziell hierin beschrieben innerhalb des Gegenstands der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-283875 [0001]
- JP 2010-149814 [0006]
