DE102013227172A1

DE102013227172A1 - Verdampfer mit Kältespeicherfunktion

Info

Publication number: DE102013227172A1
Application number: DE102013227172.7A
Authority: DE
Inventors: Takashi Hirayama; Osamu Kamoshida
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-06-26
Also published as: CN203758094U; US20140174121A1; CN103900294A; JP2014124971A; US10006680B2; CN103900294B

Abstract

Verdampfer mit Kältespeicherfunktion, der mehrere flache Kältemittelströmungsröhren enthält, die in einer Dickenrichtung der mehreren Kältemittelströmungsröhren voneinander beabstandet sind, wodurch Räume zwischen den mehreren flachen Kältemittelströmungsröhren ausgebildet werden. Die Außenlamellen sind in einem ersten Teil der Räume angeordnet und verbinden die mehreren Kältemittelströmungsröhren. Der Kältespeichermaterialbehälter enthält ein Kältespeichermaterial und ist in einem zweiten Teil der Räume, der sich von dem ersten Teil unterscheidet, angeordnet. Die Innenlamelle ist in dem Kältespeichermaterialbehälter angeordnet und weist Scheitelabschnitte, die sich entlang der Längsrichtung erstrecken, Talabschnitte, die sich entlang der Längsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, auf.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität unter 35 U.S.C. §119 der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-280861 , eingereicht am 25. Dezember 2012. Die Inhalte dieser Anmeldung sind hierin durch Bezugnahme in deren Gesamtheit einbezogen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer mit Kältespeicherfunktion.
DISKUSSION DES STANDS DER TECHNIK
In jüngster Zeit wurde zum Schutz der Umwelt und zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen ein Fahrzeug vorgeschlagen, das ausgelegt ist, um den Motor automatisch zu stoppen, wenn das Fahrzeug anhält, beispielsweise wenn auf ein Umschalten der Ampel gewartet wird.
Allerdings besteht bezüglich einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage ein Problem darin, dass, wenn der Motor des Fahrzeugs, in dem eine Fahrzeugklimaanlage montiert ist, gestoppt wird, ein Kompressor, der von dem Motor betrieben wird, stoppt und die Zufuhr des Kältemittels zum Verdampfer ausbleibt, wodurch die Kühlkapazität der Klimaanlage rasch abfällt.
Als eine Maßnahme zum Lösen eines solchen Problems wurde das Bereitstellen einer Kältespeicherfunktion zum Verdampfer in Erwägung gezogen, um dadurch ein Kühlen des Fahrzeuginnenraums durch Freigabe der Kälte, die in dem Verdampfer gespeichert ist, zu ermöglichen, wenn der Kompressor als Folge des Stoppens des Motors stoppt.
Der vorliegende Anmelder hatte Verdampfer mit Kältespeicherfunktion vorgeschlagen (vergleiche japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer (kokai) 2011-149684 ). In den vorgeschlagenen Verdampfern sind mehrere flache Kältemittelströmungsröhren, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken und deren Breitenrichtung mit einer Luftdurchtrittsrichtung übereinstimmt, zwischen zwei Tanks, die in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind, angeordnet, so dass die Kältemittelströmungsröhren in der Dickenrichtung voneinander beabstandet sind. Der Verdampfer weist Zwischenräume auf, die jeweils zwischen benachbarten Kältemittelströmungsröhren ausgebildet sind. Kältespeichermaterialbehälter, die mit einem Kältespeichermaterial gefüllt sind, sind in einigen Zwischenräumen vorgesehen, und Außenlamellen sind in den verbleibenden Zwischenräumen vorgesehen. Jeder Kältespeichermaterialbehälter weist einen Behälterhauptkörperabschnitt, der mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden ist, und einen nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt auf, der sich von dem leewärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts über die gesamte Länge desselben in der vertikalen Richtung erstreckt und der bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung über die Kältemittelströmungsröhren vorsteht. Eine Innenlamelle ist in jedem Kältespeichermaterialbehälter vorgesehen, so dass sich die Innenlamelle von dem Behälterhauptkörper zum nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt erstreckt. In einem der vorgeschlagenen Verdampfer weist die Innenlamelle eine versetzte bzw. zickzackförmige (staggered) Gestalt auf und wird durch miteinander Verbinden mehrerer gewellten Streifen, die in einer Luftdurchtrittsrichtung nebeneinander liegen, ausgebildet. Jeder der Streifen weist Scheitelabschnitte, die sich in der Luftdurchtrittsrichtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in der Luftdurchtrittsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte auf, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden. Die Streifen sind so angeordnet, dass die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte von einem von zwei gewellten Streifen, die in der Luftdurchtrittsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind, bezüglich der Position in der vertikalen Richtung von den Scheitelabschnitten und den Talabschnitten des anderen gewellten Streifens versetzt sind. In dem anderen vorgeschlagenen Verdampfer weist die Innenlamelle eine gewellte Form auf und ist aus Scheitelabschnitten, die sich in der Luftdurchtrittsrichtung erstrecken, Talabschnitten, die sich in der Luftdurchtrittsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitten, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, aufgebaut.
Allerdings, in dem Fall, in dem die Verdampfer mit Kältespeicherfunktion, die in der Veröffentlichung offenbart ist, für eine Fahrzeugklimaanlage eines Fahrzeugs verwendet werden, kann ein ungewöhnliches Geräusch erzeugt werden, wenn sich das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehältern in der Flüssigphase befindet, da sich das Kältespeichermaterial in der Flüssigphase in den Kältespeichermaterialbehältern stark in der Luftdurchtrittsrichtung bewegt, aufgrund von Erschütterungen oder Schwingungen des Fahrzeugs.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verdampfer mit Kältespeicherfunktion mehrere flache Kältemittelströmungsröhren, Außenlamellen, wenigstens einen Kältespeichermaterialbehälter und eine Innenlamelle. 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 sind. 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 Kältespeichermaterialbehälter enthält ein Kältespeichermaterial und ist in einem zweiten Teil der Räume, der sich von dem ersten Teil unterscheidet, angeordnet. Die Innenlamelle ist in dem Kältespeichermaterialbehälter angeordnet und weist Scheitelabschnitte (crest portions), die sich entlang der Längsrichtung erstrecken, Talabschnitte (through portions), die sich entlang der Längsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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.
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtstruktur eines Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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 der Luftdurchtrittsrichtung;
3 ist eine linke Seitenansicht eines Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird;
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang der Linie A-A der 3 genommen ist;
5 ist eine Ansicht, die einem Abschnitt der 3 entspricht und einen oberen Abschnitt eines Kältespeichermaterialbehälters zeigt, der in einem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird, wobei eine Metallplatte auf der linken Seite geschnitten und entfernt ist;
6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird;
7 ist eine Ansicht, die einem Abschnitt der 4 entspricht und einen Zustand zeigt, in dem der Innendruck des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit der Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird, abnormal erhöht ist;
8 ist eine Ansicht, die der 5 entspricht und eine Modifikation des Kältespeichermaterialbehälters, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird, zeigt; und
9 ist eine Ansicht, die einem Abschnitt der 6 entspricht und eine weitere Modifikation des Kältespeichermaterialbehälters zeigt, der in dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß den 1 und 2 verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In der vorliegenden Spezifikation werden die obere, untere, linke und rechte Seite der 2 entsprechend als „oben”, „unten”, „links” und „rechts” bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird die stromabwärts gelegene Seite bezüglich einer Luftdurchtrittsrichtung (eine Richtung, die mit einem Pfeil X in den 1 bis 3 dargestellt ist) als „vorn” und die gegenüberliegende Seite als „hinten” bezeichnet. Folglich entsprechen die obere, untere, linke und rechte Seite eines Verdampfers, betrachtet von der Vorderseite nach hinten, der oberen, unteren, linken und rechten Seite der 2.
Ferner umfasst die Bezeichnung „Aluminium”, wie sie in der folgenden Beschreibung verwendet wird, zusätzlich zu reinem Aluminium auch Aluminiumlegierungen.
Die 1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau eines Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die 3 bis 7 zeigen den Aufbau eines wesentlichen Abschnitts des Verdampfers.
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 getrennt voneinander angeordnet sind, so dass sich diese in der Links-/Rechtsrichtung erstrecken; und einen Wärmeaustauschkernabschnitt 4, der zwischen den zwei Kopftanks 2 und 3 vorgesehen ist.
Der erste Kopftank 2 enthält einen leewärtigen oberen Kopfabschnitt 5, der auf der Vorderseite (stromabwärts gelegene Seite bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung); und einen windwärtigen oberen Kopfabschnitt 6, der auf der Rückseite (stromaufwärts gelegene Seite bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung) positioniert 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 auf der Vorderseite positioniert ist, und einen windwärtigen unteren Kopfabschnitt 11, der auf der Rückseite positioniert ist und mit dem leewärtigen unteren Kopfabschnitt 9 vereint ist.
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 einem Aluminiumextrudat ausgebildet sind, parallel angeordnet, so dass diese in der Links-/Rechtsrichtung (die Dickenrichtung der Kältemittelströmungsröhren 12) voneinander beabstandet sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Paare 13, die jeweils aus zwei Kältemittelströmungsröhren 12 aufgebaut 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 ausgebildet, die jeweils aus den vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 aufgebaut sind. 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 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.
Ein Kältespeichermaterialbehälter 15, der aus Aluminium ausgebildet ist und der mit einem Kältespeichermaterial (nicht gezeigt) gefüllt ist, ist in jedem von Zwischenräumen 14, die aus allen Zwischenräumen 14 des Wärmeaustauschkernabschnitts 4 ausgewählt sind, angeordnet, wobei die ausgewählten Zwischenräume 14 nicht benachbart zueinander vorgesehen sind, so dass der Kältespeichermaterialbehälter 15 sich über die vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 erstreckt. Ferner ist eine gewellte Außenlamelle 16 aus einer Aluminiumlötlage ausgebildet, die eine Lötmaterialschicht auf jeder der gegenüberliegenden Seiten derselben aufweist, und hat Scheitelabschnitte, die sich in der Vor-/Rückrichtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in der Vor-/Rückrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden. Die gewellte Außenlamelle 16 ist in jedem der verbleibenden Zwischenräume 14 vorgesehen, so dass die gewellte Außenlamelle 16 sich über die vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 erstreckt, und ist an die vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 der linksseitigen und rechtsseitigen Paare 13 gelötet, welche den Zwischenraum 14 definieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Außenlamelle 16 in jedem der Zwischenräume 14, die benachbart auf den linken und rechten Seiten des Zwischenraums 14, in dem der Kältespeichermaterialbehälter 15 angeordnet ist, positioniert sind, angeordnet, und zwei Außenlamellen 16 sind zwischen den Kältespeichermaterialbehältern 15, die benachbart zueinander in der Links-/Rechtsrichtung vorgesehen sind, angeordnet. Es sei bemerkt, dass drei oder mehr Außenlamellen 16 zwischen den Kältespeichermaterialbehältern 15, die in der Links-/Rechtsrichtung benachbart zueinander positioniert sind, vorgesehen sein können. Ferner ist die Außenlamelle 16, die aus einer Aluminiumlötlage ausgebildet ist, welche eine Lötmaterialschicht auf jeder der gegenüberliegenden Seiten derselben aufweist, auf der Außenseite des Paars 13 der Kältemittelströmungsröhren 12, die an dem linken Ende positioniert sind, angeordnet, und ist auf der Außenseite des Paars 13 der Kältemittelströmungsröhren 12, die an dem rechten Ende positioniert sind, angeordnet. Diese Außenlamellen 16 sind an die entsprechenden vorderen und hinteren Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet. Ferner ist eine Seitenplatte 17, die aus Aluminium gefertigt ist, auf der Außenseite jeder der Außenlamellen 16, die an den linken und rechten Enden entsprechend positioniert sind, vorgesehen und ist an die entsprechende Außenlamelle 16 gelötet.
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 aus.
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 übereinstimmt. 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 entsprechenden Paars 13 gelötet. Der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt 19 ist bezüglich lediglich eines Abschnitts (eines oberen Abschnitts der vorliegenden Ausführungsform) des vorderen Rands (leewärtigen Rands) des Behälterhauptkörperabschnitts 18 kontinuierlich vorgesehen und steht nach vorn (in 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 desselben, so dass der Kältespeichermaterialbeladungsraum sich über den Behälterhauptkörperabschnitt 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 relativ zur Luftdurchtrittsrichtung außen positioniert. Ein unterer Randabschnitt 19a des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 ist zum Behälterhauptkörperabschnitt 18 nach unten geneigt (zur stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich 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.
Erste und zweite Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21 und 22 sind an den Außenflächen von linken und rechten Seitenwänden 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 ausgebildet, so dass diese von deren oberen Enden zu deren unteren Ende geneigt sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Gesamtheit jedes ersten Ablaufdurchgangs des kondensierten Wassers 21 so geneigt, dass dessen unteres Ende auf der windwärtigen Seite bezüglich dessen oberen Endes positioniert ist, und jeder der zweiten Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 22 ist aus oberen und unteren geneigten Abschnitten 22a, die ausgebildet sind, um in der vertikalen Richtung voneinander getrennt zu sein und so geneigt zu sein, dass deren untere Enden auf der windwärtigen Seite bezüglich deren oberen Enden positioniert sind, und einem vertikalen Abschnitt 22b aufgebaut, der die Kommunikation zwischen dem unteren Ende des oberen geneigten Abschnitts 22a und des oberen Endes des unteren geneigten Abschnitts 22a herstellt. 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, wodurch ein zentraler Abschnitt des Behälterhauptkörperabschnitts 18 in der vertikalen Richtung abgedeckt wird. 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 beiden 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 zwei benachbarte Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, 22 sich einen konvexen Abschnitt 23, der zwischen den zwei Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21, 22 positioniert ist, teilen. Die gewölbten oberen Wände aller konvexen Abschnitte 23 sind flach und sind auf derselben Ebene vorgesehen. 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 der Luftdurchtrittsrichtung etwas von denen der rechten Seitenwand 18a davon verschoben, so dass die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21, 22 und die konvexen Abschnitte 23 der linken Seitenwand 18a des Behälterhauptkörperabschnitts 18 mit denen der rechten Seitenwand 18a davon teilweise überlappen (das heißt, sie überlappen nicht vollständig).
Eine zickzackförmige (staggered) 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 miteinander Verbinden mehrerer gewellter Streifen 25, die in der vertikalen Richtung parallel angeordnet sind, ausgebildet. Jeder Streifen 25 weist Scheitelabschnitte (crest portions) 25a, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, Talabschnitte (through portions) 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 eines von zwei gewellten Streifen 25, die in der vertikalen Richtung benachbart zueinander positioniert sind, in der Vor-/Rückrichtung von den Scheitelabschnitten 25a und den Talabschnitten 25b des anderen gewellten Streifens 25 verschoben sind. Die Scheitelabschnitte 25a, die Talabschnitte 25b, die Verbindungsabschnitte 25c jedes gewellten Streifens 25 weisen in der vertikalen Richtung dieselbe Länge auf. 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, wo keine konvexen Abschnitte 23 ausgebildet sind. Die gewölbten oberen Wände der konvexen Abschnitte 23 befinden sich nicht mit der Innenlamelle 24 in Kontakt, wenngleich die gewölbten oberen Wände sich 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 nicht mit der Innenlamelle 24 in Kontakt befinden.
Der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt 19 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 weist einen Erweiterungsabschnitt 26 auf, der sich in der Links- und Rechtsrichtung erweitert bzw. erstreckt, mit Ausnahme eines schmalen Abschnitts desselben, der auf der Innenseite bezüglich der Luftdurchtrittsrichtung (auf der Rückseite) vorgesehen 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 außen positioniert (auf der stromabwärts gelegenen Seite der Luftdurchtrittsrichtung) und weist flache linke und rechte Seitenwände 26a auf.
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 Pentadecan, 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 obere Ende der Innenlamelle 24 ist vorzugsweise oberhalb des oberen Endes P des Kältespeichermaterials, das in den Kältespeichermaterialbehälter 15 eingebracht ist, vorgesehen. In diesem Fall befindet sich das Kältespeichermaterial mit der Innenlamelle 24 zu jeder Zeit während der Kältespeicherperioden, in denen Kälte in dem Kältespeichermaterial gespeichert wird, und während der Kältefreigabeperioden, in denen Kälte, die in dem Kältespeichermaterial gespeichert ist, freigegeben wird, in Kontakt.
Das Kältespeichermaterial wird in den Kältespeichermaterialbehälter 15 über einen Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 eingebracht, der in einem oberen Endabschnitt des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 vorgesehen ist und nach oben offen ist. 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 herstellt. Nachdem das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter 15 eingebracht ist, wird der Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 durch Zusammendrücken eines oberen Abschnitts des Beladungselements 32 geschlossen. Als Folge davon ist ein Dichtungsabschnitt 28, der als Folge des Schließens des Kältespeichermaterialbeladungseinlasses 27 ausgebildet ist, 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 in Relation zur Luftdurchtrittsfläche F (einer Fläche, die senkrecht auf der Luftdurchtrittsrichtung steht; beispielsweise die Vorderfläche des Wärmeaustauschkernabschnitts 4) des Verdampfers 1 geneigt (zur leewärtigen Seite in der vorliegenden Ausführungsform), so dass der Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt 28 und dem Behälterhauptkörperabschnitt 18 nach oben zunimmt (gezeigt in 3).
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.
Wie es speziell in 6 gezeigt ist, ist jeder Kältespeichermaterialbehälter 15 aus zwei im Wesentlichen rechteckförmigen Aluminiumplatten 29 und 31 aufgebaut, die in der vertikalen Richtung länglich sind. Jede der Aluminiumplatten 29 und 31 wird durch Ausführen einer Pressarbeit an einer Aluminiumlötlage ausgebildet, die eine Lötmaterialschicht auf jeder der gegenüberliegenden Seiten aufweist. Umfangsrandabschnitte der Aluminiumplatten 29 und 31 sind aneinander gelötet. Die Aluminiumplatten 29 und 31, mit Ausnahme der streifenförmigen Umfangsrandabschnitte derselben, sind nach außen gewölbt, wodurch 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 den gewölbten oberen Wänden von Abschnitten der ersten gewölbten Abschnitte 29a und 31a ausgebildet sind, wobei die Abschnitte den Behälterhauptkörper 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 zu dem Erweiterungsabschnitt 26 zu werden; und halbzylindrisch-röhrenförmige vierte gewölbte Abschnitte 29d und 31d, die sich von den oberen Ende der dritten gewölbten Abschnitte 29c und 31c nach oben erstrecken und die eine Kommunikation zwischen den Innenbereichen der dritten gewölbten Abschnitte 29c und 31c und der äußeren Umgebung herstellen, ausgebildet werden.
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 Abschnitte der vertikalen Abschnitte 22b 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 ermögliche, Aluminiumplatten mit unterschiedlichen Höhen durch Austauschen lediglich der Zwischenformen auszubilden.
Die beiden Aluminiumplatten 29 und 31 werden kombiniert, wobei die Innenlamelle 24 dazwischen vorgesehen ist, 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 eingebracht, dessen oberer Abschnitt noch nicht zusammengedrückt wurde. Das Kältespeichermaterial fließt durch die Zwischenräume, die jeweils zwischen zwei vertikal benachbarten gewellten Streifen 25 der Zickzack-Innenlamelle 24 ausgebildet sind und füllt den gesamten Raum innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters 15. Nach Beendigung des Einbringens des Kältespeichermaterials wird der Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 durch Zusammendrücken des oberen Abschnitts des Beladungselements 32 geschlossen, wodurch der Dichtungsabschnitt 28 ausgebildet wird. Das Kältespeichermaterial, das in den Kältespeichermaterialbehälter 15 durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 eingebracht wird, tritt zunächst in den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 ein und tritt dann in den Behälterhauptkörperabschnitt 18 ein. Da der untere Rand 19a des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts 19 zum Behälterhauptkörperabschnitt 18 nach unten geneigt ist, fließt das Kältespeichermaterial, das in den nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 des Kältespeichermaterialbehälters 15 durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 eingebracht wird, einfacher in den Behälterhauptkörperabschnitt 18.
Der oben beschriebene Verdampfer 1 mit Kältespeicherfunktion bildet in Kombination mit einem Kompressor, der von einem Motor eines Fahrzeugs angetrieben 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 Kältemittelkreis aus. Der Kältemittelkreislauf ist als Fahrzeugklimaanlage in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Automobil installiert, das den Motor, der als eine Antriebsquelle des Kompressors dient, vorübergehend stoppt, wenn das Fahrzeug angehalten wird. Wenn der Kompressor arbeitet, tritt zweiphasiges Niedrigdruckkältemittel (eine Mischung aus dampfförmigem 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 Luft aus, die durch die Zwischenräume 14 tritt, und strömt in einer Dampfphase heraus.
Wenn der Kompressor betrieben wird, wird die Kälte, die von dem Kältemittel, das durch die Kältemittelströmungsröhren 12 fließt, 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 transportiert, wobei diese Abschnitte nicht an die Kältemittelströmungsröhren 12 gelötet sind. Somit wird Kälte in dem Kältespeichermaterial gespeichert.
Zu dieser Zeit tritt kondensiertes Wasser, das an der Oberfläche jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 entsteht, in die Ablaufdurchgänge des kondensierten Wassers 21 und 22 ein und sammelt sich aufgrund von Oberflächenspannung 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 die Menge des kondensierten Wassers, das in den Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21 und 22 gesammelt wird, zunimmt, wird die Gewichtskraft, die auf das 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, in der das kondensierte Wasser in den Ablaufdurchgängen des kondensierten Wassers 21 und 22 verbleibt, und das kondensierte Wasser, das an der Außenfläche jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 entsteht, kann gleichmäßig bzw. sanft abgeführt werden.
Wenn der Kompressor stoppt, wird die Kälte, die in dem Kältespeichermaterial in jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 gespeichert wird, 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. Die gespeicherte Kälte wird auch 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 Wänden der konvexen Abschnitte 23 übertragen. Die Kälte tritt dann durch die Kältemittelströmungsröhren 12 und pflanzt sich zu den Außenlamellen 16, die an die Seiten der Kältemittelströmungsröhren 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.
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.
Selbst wenn das Kältespeichermaterial in jedem Kältespeichermaterialbehälter 15 sich in der Flüssigphase befindet, begrenzen die Verbindungsabschnitte 25c der gewellten Streifen 25 der Innenlamelle 24 eine starke Bewegung des Kältespeichermaterials in der Luftdurchtrittsrichtung innerhalb des Kältespeichermaterialbehälters 15. Folglich kann die Erzeugung eines unnatürlichen Geräuschs aufgrund einer starken Bewegung des Kältespeichermaterials in den Kältespeichermaterialbehältern 15 begrenzt werden.
8 zeigt eine Modifikation der Innenlamelle, die in jedem Kältespeichermaterialbehälter des Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
Eine Innenlamelle 24, die in 8 gezeigt ist, weist einen Erstreckungsabschnitt 35 auf, der sich von dem Behälterhauptkörperabschnitt 18 zum nach außen gerichteten Vorsprungabschnitt 19 erstreckt.
9 zeigt eine weitere Modifikation der Innenlamelle, die in jedem Kältespeichermaterialbehälter des Verdampfers mit Kältespeicherfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
Eine Innenlamelle 40, die in 9 gezeigt ist, ist aus Aluminium ausgebildet und ist in dem Behälterhauptkörperabschnitt 18 jedes Kältespeichermaterialbehälters 15 angeordnet. Die Innenlamelle 40 ist eine gewellte Lamelle, die Scheitelabschnitte 40a, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, Talabschnitte 40b, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte 40c, welche die Scheitelabschnitte 40a und die Talabschnitte 40b verbinden, aufweist. Mehrere Gitter 41, die sich in der Links-/Rechtsrichtung erstrecken, sind an jedem der Verbindungsabschnitte 40c der Innenlamelle 40 vorgesehen, so dass die Gitter 41 in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind, wodurch Durchgangsöffnungen 42 in jedem der Verbindungsabschnitte 40c ausgebildet sind. Die Scheitelabschnitte 40a, die Talabschnitte 40b und die Verbindungsabschnitte 40c der Innenlamelle 40 weisen dieselbe Länge in der vertikalen Richtung auf.
Wenn das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter 15, der die Innenlamelle 40 aufweist, durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass 27 in das Beladungselement 32, dessen oberer Abschnitt noch nicht zusammengedrückt wurde, eingebracht wird, fließt das Kältespeichermaterial durch die Durchgangsöffnungen 42, die in den Verbindungsabschnitten 40c der Innenlamelle 40 ausgebildet sind, und füllt den gesamten Raum in dem Kältespeichermaterialbehälter 15.
In der Innenlamelle 40, die in 9 gezeigt ist, können anstelle der Ausbildung der Durchgangsöffnungen in den Verbindungsabschnitten 40c durch Bereitstellen der Gitter 41 die Durchgangsöffnungen durch teilweises Ausstanzen der Verbindungsabschnitte 40c ausgebildet werden.
Wenngleich nicht dargestellt, kann die Innenlamelle 40, die in 9 gezeigt ist, einen Erstreckungsabschnitt 35 aufweisen, der integral vorgesehen ist, so dass der Erstreckungsabschnitt 35 sich von dem Behälterhauptkörperabschnitt 18 zum nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt 19 erstreckt.
Selbst in dem Fall, in dem eine der Innenlamellen 24 und 40, gezeigt in en 8 und 9, verwendet wird, ist das obere Ende der Innenlamelle 24, 40 vorzugsweise oberhalb des oberen Endes des Kältespeichermaterials, das in den Kältespeichermaterialbehälter 15 eingebracht ist, vorgesehen.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform weist die Innenlamelle, die in dem Kältespeichermaterialbehälter vorgesehen ist, Scheitelabschnitte, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, auf. Folglich wird eine starke Bewegung des Kältespeichermaterials in dem Kältespeichermaterialbehälter in der Luftdurchtrittsrichtung durch Wirkung der Verbindungsabschnitte vermieden bzw. begrenzt. Folglich wird die Erzeugung eines unnatürlichen Geräuschs aufgrund einer starken Bewegung des Kältespeichermaterials in dem Kältespeichermaterialbehälter vermindert.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform befindet sich das Kältespeichermaterial zu jeder Zeit während der Kältespeicherperioden, in denen die Kälte in dem Kältespeichermaterial gespeichert wird, und während der Kältefreigabeperioden, in denen die Kälte in dem Kältespeichermaterial freigegeben wird, mit der Innenlamelle in Kontakt. Folglich weist der Verdampfer eine verbesserte Kältespeichereffizienz und eine verbesserte Kältefreigabeeffizienz auf.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform, wenn das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht wird, beispielsweise durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass, der an dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, fließt das Kältespeichermaterial durch die Zwischenräume, die jeweils zwischen zwei vertikal benachbarten gewellten Streifen der Zickzack-Lamelle ausgebildet ist, und füllt den gesamten Raum in dem Kältespeichermaterialbehälter.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform, wenn das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht wird, beispielsweise durch den Kältespeichermaterialbeladungseinlass, der an dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, fließt das Kältespeichermaterial durch die Durchgangsöffnungen, die in den Verbindungsabschnitten der gewellten Innenlamelle ausgebildet sind, und füllt den gesamten Raum in dem Kältespeichermaterialbehälter.
In dem Fall, in dem der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterhauptkörperabschnitt, der mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden ist, und einen nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt aufweist, der mit dem leewärtigen Rand oder dem windwärtigen Rand des Behälterhauptkörperabschnitts kontinuierlich ist, so dass der nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt über die Kältemittelströmungsröhren in der Luftdurchtrittsrichtung hervorsteht, bewegt sich das Kältespeichermaterial nicht nur innerhalb des Behälterhauptkörperabschnitts, sondern auch zwischen dem Behälterhauptkörperabschnitt und dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform weist die Innenlamelle in dem Kältespeichermaterialbehälter einen integral ausgebildeten Erstreckungsabschnitt auf, der sich zum nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt erstreckt. Folglich, selbst in dem Fall, in dem der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterhauptkörperabschnitt, der mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden ist, und einen nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt aufweist, der bezüglich des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts kontinuierlich ist, so dass der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt über die Kältemittelströmungsröhren in der Luftdurchtrittsrichtung hervorsteht, kann die Bewegung des Kältespeichermittels der Flüssigphase zwischen dem Behälterhauptkörperabschnitt und dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters effektiv begrenzt werden.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform, wenn der Innendruck des Kältespeichermaterialbehälters abnormal ansteigt, verformt sich die flache Seitenwand (der linken und rechten Seitenwände) des Erweiterungsabschnitts des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts, um sich nach außen zu erweitern, wodurch ein Bruch bzw. Defekt des Kältespeichermaterialbehälters aufgrund einer abnormalen Zunahme des Innendrucks des Kältespeichermaterialbehälters vermieden wird.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform kann die Menge des Kältespeichermaterials, das in dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt, der sich nicht direkt mit den Kältemittelströmungsröhren in Kontakt befindet, vorhanden ist, verringert werden, wodurch die Menge eines Teil des gesamten Kältespeichermaterials, das in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht ist, der nicht effektiv gekühlt wird, verringert werden kann. Das heißt, die Festigkeit des Kältespeichermaterialbehälters und das Kältespeichermaterialbeladungsverhältnis (das Verhältnis des Volumens des eingebrachten Kältespeichermaterials zum Volumen des Innenraums des Kältespeichermaterialbehälters) sind so ausgelegt, dass der Kältespeichermaterialbehälter in einem Umgebungstemperaturbereich bei gewöhnlicher Verwendung (beispielsweise in einem Bereich von –40°C bis 90°C) nicht bricht, selbst wenn die Dichte des Kältespeichermaterials in der Flüssigphase sich ändert und die Luft, die in dem Kältespeichermaterialbehälter verbleibt, sich thermisch ausdehnt, mit der Folge eines sich erhöhenden 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 wird nicht der gesamte Innenraum des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts, der über eine bestimmte Länge von dem oberen Ende des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts vorgesehen ist, mit dem Kältespeichermaterial gefüllt. Als Folge davon kann die Menge des Kältespeichermaterials, das nicht effektiv gekühlt wird (bezüglich des gesamten Kältespeichermaterials, das in den Kältespeichermaterialbehälter enthalten ist, reduziert werden.
In dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform, wenn das Kältespeichermaterial in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht wird, beispielsweise durch einen Kältespeichermaterialbeladungseinlass, der an dem nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, fließt das Kältespeichermaterial einfach in den Behälterhauptkörperabschnitt. Folglich kann das Kältespeichermaterial rasch in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht werden.
Bei dem Verdampfer mit Kältespeicherfunktion gemäß der Ausführungsform sind der Vorgang des Einbringens des Kältespeichermaterials in den Kältespeichermaterialbehälter über den Kältespeichermaterialbeladungseinlass und der Vorgang des Schließens des Kältespeichermaterialbeladungseinlasses vereinfacht.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-280861 [0001]
JP 2011-149684 [0006]

Claims

Verdampfer mit Kältespeicherfunktion, wobei der Verdampfer aufweist: mehrere flache Kältemittelströmungsröhren, die eine Längsrichtung und eine Breitenrichtung, die senkrecht auf der Längsrichtung steht und entlang der Luft zu führen ist, aufweisen, wobei die mehreren flachen Kältemittelströmungsröhren parallel angeordnet sind und in einer Dickenrichtung der mehreren Kältemittelströmungsröhren voneinander beabstandet sind, um Räume zwischen den mehreren flachen Kältemittelströmungsröhren auszubilden, wobei die Dickenrichtung senkrecht auf der Längsrichtung und der Breitenrichtung steht; Außenlamellen, die in einem ersten Teil der Räume angeordnet sind und mit den mehreren Kältemittelströmungsröhren verbunden sind; wenigstens einen Kältespeichermaterialbehälter, der ein Kältespeichermaterial enthält und in einem zweiten Teil der Räume, der sich von dem ersten Teil unterscheidet, angeordnet ist; und eine Innenlamelle, die in dem Kältespeichermaterialbehälter angeordnet ist und Scheitelabschnitte, die sich entlang der Längsrichtung erstrecken, Talabschnitte, die sich entlang der Längsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, aufweist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem ein oberes Ende der Innenlamelle in einem Fall oberhalb eines oberen Endes des Kältespeichermaterials, das in den Kältespeichermaterialbehälter eingebracht ist, angeordnet ist, in dem der Verdampfer so platziert ist, dass die Längsrichtung sich im Wesentlichen entlang der vertikalen Richtung erstreckt.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem die Innenlamelle in dem Kältespeichermaterialbehälter eine Zickzackform aufweist und durch miteinander Verbinden mehrerer gewellter Streifen, die in der Längsrichtung nebeneinander liegen, ausgebildet ist, wobei jeder der Streifen Scheitelabschnitte, die sich in der Längsrichtung erstrecken, Talabschnitte, die sich in der Längsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitte, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, aufweist, und wobei die Streifen so angeordnet sind, dass die Position der Scheitelabschnitte und der Talabschnitte eines der beiden gewellten Streifen, die in der Längsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind, in der Luftdurchtrittsrichtung von den Scheitelabschnitten und den Talabschnitten des anderen gewellten Streifens verschoben sind.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem die Innenlamelle in dem Kältespeichermaterialbehälter eine Wellenform aufweist und aus Scheitelabschnitten, die sich in der Längsrichtung erstrecken, Talabschnitten, die sich in der Längsrichtung erstrecken, und Verbindungsabschnitten, welche die Scheitelabschnitte und die Talabschnitte verbinden, aufgebaut ist, und wobei die Verbindungsabschnitte Durchgangsöffnungen aufweisen.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem der Kältespeichermaterialbehälter einen Behälterhauptkörperabschnitt, der mit den entsprechenden Kältemittelströmungsröhren verbunden ist, und einen nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt aufweist, der bezüglich eines leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts kontinuierliche ist, so dass der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt über die Kältemittelströmungsröhren in der Luftdurchtrittsrichtung hervorsteht, und wobei die Innenlamelle in dem Behälterhauptkörperabschnitt angeordnet ist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 5, bei dem die Innenlamelle in dem Kältespeichermaterialbehälter einen integral ausgebildeten Erstreckungsabschnitt aufweist, der sich zum nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitt erstreckt.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 5, bei dem der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters einen Erweiterungsabschnitt aufweist, der sich bezüglich des Behälterhauptkörperabschnitts in einer Links- und/oder Rechtsrichtung erstreckt und dessen Abmessung in der Links-/Rechtsrichtung größer als die des Behälterhauptkörperabschnitts ist; wobei der Erweiterungsabschnitt bezüglich der Außenlamellen in der Luftdurchtrittsrichtung außerhalb vorgesehen ist; und wenigstens eine der linken und rechten Seitenwände des Erweiterungsabschnitts flach ist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 5, bei dem der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters eine Länge in der Längsrichtung aufweist, die kleiner als die des Behälterhauptkörperabschnitts ist, und sich über eine bestimmte Länge von einem oberen Ende des leewärtigen Rands oder windwärtigen Rands des Behälterhauptkörperabschnitts erstreckt.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 8, bei dem ein unterer Randabschnitt des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts zum Behälterhauptkörperabschnitt nach unten geneigt ist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 5, bei dem der nach außen gerichtete Vorsprungsabschnitt des Kältespeichermaterialbehälters einen Dichtungsabschnitt aufweist, der durch Schließen eines Kältespeichermaterialbeladungseinlasses, der zum Einbringen eines Kältespeichermaterials in den Kältespeichermaterialbehälter verwendet wird, ausgebildet ist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 10, bei dem der Dichtungsabschnitt von einem oberen Ende des nach außen gerichteten Vorsprungsabschnitts nach oben hervorsteht und der Dichtungsabschnitt in Bezug auf die Luftdurchtrittsfläche geneigt ist, so dass ein Abstand zwischen dem Dichtungsabschnitt und dem Behälterhauptkörperabschnitt nach oben hin zunimmt.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem mehrere Röhrengruppen vorgesehen sind, die jeweils mehrere flache Kältemittelströmungsröhren enthalten, die so angeordnet sind, dass deren Längsrichtung mit der Längsrichtung übereinstimmt, deren Breitenrichtung mit der Luftdurchtrittsrichtung übereinstimmt und die in der Luftdurchtrittsrichtung voneinander beabstandet sind, so dass die Röhrengruppen in der Dickenrichtung der Kältemittelströmungsröhren voneinander beabstandet sind, und ein Zwischenraum zwischen benachbarten Röhrengruppen ausgebildet ist.
Verdampfer mit Kältespeicherfunktion nach Anspruch 1, bei dem die Außenlamelle in jedem von Zwischenräumen angeordnet ist, die auf den linken und rechten Seiten des Zwischenraums, in dem der Kältespeichermaterialbehälter angeordnet ist, positioniert ist.