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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfer, welcher Kältespeichergehäuse aufweist, in denen ein Kältespeichermaterial gefüllt ist und in dessen Innerem innere Rippen sandwichartig bzw. übereinandergeschichtet zwischen Kältemittelrohren angeordnet sind.
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Technischer Hintergrund
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In den vergangenen Jahren stieg die Anzahl von Fahrzeugen mit „Leerlauf-Stopp“-Systemen an, welche die Motoren abschalten, wenn dieses für ein Stopp-Verkehrslichtsignal anhält oder in anderer Weise im Leerlauf läuft, um so die Brennstoff-Wirtschaftlichkeit zu verbessern. In einem solchen „Leerlauf-Stopp“-Fahrzeug hält gelegentlich der Kompressor des Luft-Klimatisierungssystem an, während das Fahrzeug hält (während der Motor angehalten ist) und daher verringert sich der Komfort der Luft-Klimatisierung. Ferner gelangt, um das Luft-Klimatisierungsgefühl aufrecht zu erhalten, der Motor gelegentlich dahin, neu gestartet zu werden, dies selbst während das Fahrzeug angehalten ist. Daher wurde, um das Luft-Klimatisierungsgefühl selbst dann aufrecht zu erhalten, während der Motor angehalten ist, ein Kältespeicherungsfunktions-Verdampfer, welcher dem Verdampfer eines Kälteerzeugungskreissystems eine Kältespeicherfunktion verleiht, in der Vergangenheit vorgeschlagen. Gemäß diesem Kältespeicherfunktions-Verdampfer ist es möglich, die Kälte während des Fahrzeugbetriebs zu speichern und diese Kaltluft zu verwenden, während das Fahrzeug angehalten ist.
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Solch ein Kältespeicherfunktions-Verdampfer speichert Kälte in dem Kältespeichermaterial durch Verfestigung des Kältespeichermaterials in den Kältespeichergehäusen während des Betriebs des Luft-Klimatisierungskompressors. Andererseits schmilzt während Leerlaut-Stopp umgekehrt das feste kalte Speichermaterial, während Kaltluft in Ansaugluft abgegeben wird, um so die Änderungen der Temperatur der Ansaugluft niedrig zu halten und das Luft-Klimatisierungsgefühl aufrecht zu erhalten, bis das Kältespeichermaterial vollständig geschmolzen ist. In dem Fall des übereinandergeschichteten Anordnens der mit dem Kältespeichermaterial gefüllten Kältespeichergehäuse zwischen Kältemittelrohren wird Zeit zur Wärmeleitung von den Außenwandoberflächen der Kältespeichergehäuse zu dem Kältespeichermaterial in den Mitten des Inneren der Gehäuse benötigt, so dass innere Rippen häufig in dem Inneren der Kältespeichergehäuse zum Zwecke des Abkürzens der Wärmeleitzeit angeordnet sind.
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Wenn innere Rippen in den Kältespeichergehäusen zum Zwecke des Abkürzens der Wärmeleitzeit angeordnet werden, wird die Kältespeicherungs- und Kälteabgabeleitungsfähigkeit verbessert, aber, wie in PLT 1 gezeigt ist, trat das Problem auf, dass die Endteile der inneren Rippen, die Gipfelteile der gewellten Formen, etc., an den inneren Oberflächen der Kältespeichergehäuse zu der Zeit des Einfüllens des Kältespeichermaterials anhaften, sodass zur Zeit des Einfüllens des Kältespeichermaterials der Strömungspfad der Strömung des Kältespeichermaterials nicht sichergestellt werden konnte, und so viel Zeit zum Befüllen erforderlich war.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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PLT 1: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr.
JP 2011-12947 A Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik die
JP 2011-242098 A , die
FR 2945859 A1 , die
DE 10 2010 055 972 A1 sowie die
DE 10 2010 022 521 A1 bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die vorliegende Erfindung stellt in Anbetracht der vorstehenden Probleme einen Verdampfer bereit, welcher Kältespeichergehäuse aufweist, in denen innere Rippen angeordnet sind, und welcher dahingehend konstruiert ist, den Kältespeichergehäusen zu ermöglichen, in kurzer Zeit mit einem Kältespeichermaterial gefüllt zu werden.
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Lösung des Problems
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Um die vorstehenden Probleme zu lösen, stellt der Aspekt der Erfindung von Anspruch 1 einen Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion bereit, versehen mit Kältemittelrohren (10), Kältespeichergehäusen (2), welche mit Kältespeichermaterial gefüllt sind, und mit luftseitigen Rippen (20). Dabei ist jedes Kältespeichergehäuse (2) mit einer Einfüllöffnung (5) zum Einfüllen des Kältespeichermaterials, und mit inneren Rippen (3), welche in den Kältespeichergehäusen (2) angeordnet sind, versehen. Der Verdampfer umfasst einen ersten Strömungspfad V, der mit der Einfüllöffnung (5) kommunizierend verbunden ist und durch einen bestimmten Freiraum zwischen den Endteilen der inneren Rippen (3) und der Einfüllöffnung (5) gebildet ist, und einen zweiten Strömungspfad (H), welcher mit dem ersten Strömungspfad (V) kommunizierend verbunden ist und sich in einer Richtung erstreckt, welche den ersten Strömungspfad (V) schneidet.
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Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe zudem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 2, 3, 4, 6 und 7 gelöst. Dabei werden ebenfalls vorteilhafte Wirkungen ähnlich zu dem Aspekt der Erfindung von Anspruch 1 erhalten.
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Es ist zu bemerken, dass die vorstehenden Bezugsbezeichnungen Beispiele sind, welche Entsprechung mit spezifischen Beispielen zeigen, die in den später erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, welche die Gesamtanordnung eines Verdampfers zeigt, der mit einer Kältespeicherfunktion ausgestattet ist, dies von ersten bis achten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
- 2A ist eine Querschnittsdraufsicht von ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
- 2B ist eine Vorderansicht von ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine erläuternde Ansicht von ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zur Zeit des Einfüllens eines Kältespeichermaterials.
- 4 ist eine erläuternde Ansicht von ersten und dritten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine erläuternde Ansicht von ersten und vierten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
- 6A ist eine erläuternde Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 6B ist eine erläuternde Ansicht des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zur Zeit des Einfüllens eines Kältespeichermaterials.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht von inneren Rippen des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 8 sind Beispiele von Durchgangsöffnungen, welche in den inneren Rippen des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind.
- 9 ist eine erläuternde Ansicht eines Rippenabstands der inneren Rippen des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 10 ist eine erläuternde Ansicht einer Wärmeleitung von inneren Rippen zu dem Kältespeichermaterial eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 11A ist eine perspektivische Ansicht von inneren Rippen eines siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 11B ist eine Vorderansicht des siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 12A ist eine perspektivische Ansicht von inneren Rippen eines achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 12B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 12A.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Teile der gleichen Anordnung in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen werden durch gleiche Bezugsbezeichnungen bezeichnet und deren Erläuterungen weggelassen.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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In dem Kälteerzeugungskreissystem eines Fahrzeug-Luftklimatisierungssystems sind ein Kompressor, Kondensator, Druckreduzierer und Verdampfer 40. Der Verdampfer 40 weist als ein Beispiel einen ersten Wärmetauscher 48 und einen zweiten Wärmetauscher 49 auf, welche in zwei Lagen angeordnet sind. Ferner ist der zweite Wärmetauscher 49 an einer stromaufwärtigen Seite in der Luftströmung angeordnet, während der erste Wärmetauscher 48 an einer stromabwärtigen Seite in der Luftströmung angeordnet ist. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nicht auf eine solche Zweilagen-Anordnung beschränkt. Es kann auch einen Einlagenaufbau sein und kann allgemein auf Verdampfer angewandt werden, welche mit Kältespeicherfunktionen zum Gebrauch in Fahrzeugen versehen sind.
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Die Kältemittel-Durchgangselemente umfassen erste bis vierte Sammler 41 bis 44, die unter Bilden von Sätzen positioniert sind und mehrere Kältemittelrohre 10, welche die Sammler 41 bis 44 verbinden. Der erste Sammler 41 und der zweite Sammler 42 bilden einen Satz und sind parallel getrennt voneinander durch einen vorbestimmten Abstand angeordnet. Der dritte Sammler 43 und der vierte Sammler 44 bilden auch einen Satz und sind parallel zueinander getrennt voneinander durch einen vorbestimmten Abstand angeordnet. Zwischen dem ersten Sammler 41 und dem zweiten Sammler 42 sind mehrere Kältemittelrohre 10 in gleichen Abständen angeordnet. Diese Kältemittelrohre 10 sind mit dem Inneren der entsprechenden Sammler 41 und 42 kommunizierend an deren Endteilen verbunden. Dieser erste Sammler 41, zweite Sammler 42 und die Mehrzahl von Kältemittelrohren 10, die zwischen diesen angeordnet sind, bilden den ersten Wärmetauscher 48.
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Zwischen dem dritten Sammler 43 und dem vierten Sammler 44 sind mehrere Kältemittelrohre 10 in gleichen Abständen angeordnet. Die Kältemittelrohre 10 sind mit dem Inneren der entsprechenden Sammler 43 und 44 an deren Endteilen verbunden. Dieser dritte Sammler 43, vierte Sammler 44 und die mehreren Kältemittelrohre 10, welche zwischen diesen angeordnet sind, bilden den zweiten Wärmetauscher 49.
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Die Kältemittelrohre 10 sind Rohre, welche in einer flachen Form ausgebildet sind und welche Kältemitteldurchtritte in ihrem Inneren ausbilden. Die Kältemittelrohre 10 sind durch Pressen, Stanzen oder andere Blechbearbeitung ausgebildet. Die Kältemittelrohre 10 können auch durch Extrusion erhalten werden. Eine Mehrzahl von Kältemitteldurchtritten erstrecken sich daher entlang der Längsrichtungen (Z-Achsenrichtung von 1) der Kältemittelrohre 10 und münden an den zwei Enden der Kältemittelrohre 10. Mehrere Kältemittelrohre 10 sind in Reihen angeordnet. An jeder Reihe sind eine Mehrzahl von Kältemittelrohren 10 so angeordnet, dass deren flache Oberflächen aufeinander weisen.
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An dem Verdampfer 40 sind luftseitige Rippen 20 an jedem Luftdurchtritt angeordnet, welcher zwischen zwei angrenzenden bzw. nebeneinander liegenden Kältemittelrohren 10 begrenzt ist. Die luftseitigen Rippen 20 können auch zwischen den Kältemittelrohren 10 und den Kältespeicherelementen 1 angeordnet sein. Die luftseitigen Rippen 20 sind an den zwei nebeneinander liegenden Kältemittelrohren 10 durch ein Lötmaterial angefügt. Die luftseitigen Rippen 20 sind durch Biegen von dünnem Aluminium oder anderen Metallblechen in gewellte Formen mit etwa 3- bis 4 mm-Abständen gebogen. Die Richtung der Luftströmung der luftseitigen Rippen 20 ist die Y-Achsenrichtung von 1.
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Der Verdampfer 40 ist ein Verdampfer mit einer Kältespeicherfunktion, welcher mehrere Kältespeicherelemente 1 aufweist. Jedes Kältespeicherelement 1 ist aus einem Kältespeichergehäuse 2, das in eine flache Rohrform durch Aluminium oder einem anderem Metall ausgebildet ist, ausgebildet und nimmt ein Kältespeichermaterial (paraffinbasiert, etc.) im Inneren auf. Das Kältespeicherelement 1 hat breite flache Oberflächen an den zwei Oberflächen, welche jeweils parallel zu den Kältemittelrohren 10 angeordnet sind. An dem Kältespeichergehäuse 2 ragen an den Seiten, die mit den Kältemittelrohren 10 verbunden sind, hervorstehende Teile 4 heraus, wie in 2B gezeigt ist. Diese sind in abgeschrägten Formen ausgebildet, um so die Abgabe von Kondenswasser oder Eis zu vereinfachen, welches zur Zeit der Kältespeicherung gebildet wird. An dem oberen Teil des Kältespeichergehäuses 2 ist eine Einfüllöffnung 5 angeschlossen, durch welche das Kältespeichermaterial veranlasst wird, zu dem Inneren des Kältespeichergehäuses 2 zu fließen.
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Ein solcher Verdampfer, der mit einer Kältespeicherfunktion versehen ist, speichert Kälte durch das Kältespeichermaterial im Inneren der Kältespeichergehäuse 2, welches sich während des Betriebs des Luft-Klimatisierungskompressors verfestigt. Während „Leerlauf-Stopp“ wird umgekehrt das feste Kältespeichermaterial veranlasst zu schmelzen, um die Luft, welche durch den Luftdurchtritt hindurchtritt, zu kühlen. Infolge davon können, bis das Kältespeichermaterial vollständig geschmolzen ist, Temperaturänderungen in der Ansaugluft unterdrückt werden, und das Luft-Klimatisierungsgefühl kann aufrechterhalten werden.
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In dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels, in welchem Kältespeichergehäuse 2, die mit dem Kältespeichermaterial gefüllt sind, zwischen den Kältemittelrohren 10 übereinandergeschichtet zwischengelegt sind, wird der Abstand von Wärmebewegung von den Oberflächen der Kältespeichergehäuse zu dem Kältespeichermaterial nahezu 1/2 des Freiraums zwischen den Kältemittelrohren, sodass die Kältespeicherung Zeit benötigt. Daher sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Zweck der Verkürzung des Abstands der Wärmebewegung innere Rippen 3, welche in eine gewellte Form gebogen sind, im Inneren der Kältespeichergehäuse 2 angefügt. Wenn innere Rippen 3 innerhalb der Kältespeichergehäuse 2 angeordnet sind, wird die Kältespeicherungs- und Kälteabgabe-Leistungsfähigkeit verbessert, aber die inneren Rippen 3 sind an die inneren Oberflächen der Kältespeichergehäuse 2 gelötet. In den Bereichen in den Kältespeichergehäuse 2, in welchen die inneren Rippen 3 angeordnet sind, werden die inneren Rippen 3 verwendet, um mehrere enge Strömungspfade zu begrenzen und auszubilden. Unter-Strömungspfade werden zwischen nebeneinander liegenden Gipfelteilen 31 und Gipfelteilen 31 ausgebildet. Aus diesem Grund können zur Zeit des Einfüllens des Kältespeichermaterials die Strömungspfade zur Strömung von Kältespeichermaterial nicht sichergestellt werden, weshalb zum Einfüllen Zeit benötigt wurde.
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Um dieses Problem zu lösen, wird ein Kältespeichergehäuse 2 bereitgestellt, in dessen Innerem innere Rippen 3 angebracht sind. Das Kältespeichergehäuse 2 ist mit einer Einfüllöffnung 5 zum Einfüllen eines Kältespeichermaterials, einem ersten Strömungspfad V, welcher mit der Einfüllöffnung 5 kommunizierend verbunden ist, und sich gerade in der gleichen Richtung wie die Richtung der Strömung des Kältespeichermaterials erstreckt, und einem zweiten Strömungspfad H versehen, welcher mit dem ersten Strömungspfad V kommunizierend verbunden ist und sich in einer Richtung erstreckt, welche den ersten Strömungspfad V schneidet. Der erste Strömungspfad V ist in einem Bereich in dem Kältespeichergehäuse 2 ausgebildet, in welchem keine innere Rippen 3 angeordnet sind. Der Strömungsbereich des ersten Strömungspfads V ist größer als der Strömungsbereich der Unter-Strömungspfade und der Strömungswiderstand des ersten Strömungspfads V ist kleiner als der Strömungswiderstand der Unter-Strömungspfade der inneren Rippen 3 gewählt. Der zweite Strömungspfad H ist mit dem Endteil des ersten Strömungspfads V an der bezüglich der Seite der Einfüllöffnung 5 gegenüberliegenden Seite kommunizierend verbunden und ist dahingehend ausgebildet, sich in einer Richtung zu erstrecken, welche den ersten Strömungspfad V schneidet. In dem Fall bzw. Gehäuse von 3 und 4 ist der zweite Strömungspfad H der Strömungspfad, welcher sich entlang der Gratrichtung der Gipfelteile 31 der inneren Rippen an dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses 2 erstreckt. In dem Fall bzw. Gehäuse von 5 entspricht der Strömungspfad, welcher an dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses 2 ausgebildet ist, dem zweiten Strömungspfad H, aber der zweite Strömungspfad H kann auch vielfältige andere Strömungspfade sein. In dem Gehäuse von 6A und 6B entspricht der Strömungspfad, welcher durch die Durchgangsöffnungen 7 verläuft, dem zweiten Strömungspfad H. In dem Fall von 4 weist das Kältespeichergehäuse 2 eine flache Querschnittsform vertikal zu der Längsrichtung auf, und die Richtung des ersten Strömungspfads V ist die Längsrichtung des Kältespeichergehäuses 2. Der erste Strömungspfad V ist mit der Einfüllöffnung 5 kommunizierend verbunden und erstreckt sich gerade in der gleichen Richtung wie die Strömungsrichtung des Kältespeichermaterials, sodass es möglich ist, das Kältespeichermaterial, welches von der Einfüllöffnung 5 einströmt, zu veranlassen, mit Priorität in den ersten Strömungspfad V einzuströmen. Anschließend strömt das Kältespeichermaterial, welches in den ersten Strömungspfad V strömt, in den zweiten Strömungspfad H, welcher an dem Kältespeichergehäuse 2 ausgebildet ist. Demzufolge ist es möglich, das Kältespeichermaterial effizient einzufüllen. Insbesondere erstreckt sich beim Einfüllen der erste Strömungspfad V in einer Richtung, die mit der Einfüllöffnung 5 in einer geraden Linie kommunizierend verbunden ist, sodass das Kältespeichermaterial, das von der Einfüllöffnung 5 eingefüllt wird, gerade nach unten zu dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses strömt, wobei der erste Strömungspfad V größer hinsichtlich seiner Strömungsfläche als die Unter-Strömungspfade ist, und der erste Strömungspfad V hinsichtlich seines Strömungswiderstands kleiner als die Unter-Strömungspfade ist, sodass das Kältespeichermaterial mit Priorität zu dem ersten Strömungspfad V strömt. Wenn das Kältespeichermaterial eingefüllt wird, kann die Erfindung angewandt werden, selbst wenn keine gerade Linie im strengen Sinn vorliegt, solange ein Bereich, in welchem kein spezieller Strömungswiderstand in der Form des Strömungspfads auftritt.
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Die inneren Rippen 3 können wie in 3 gezeigt angeordnet sein, sodass die Richtung des Fortschreitens der Wellen die Breitenrichtung des Kältespeichergehäuses 2 wird (in der Figur die Y-Achsenrichtung) oder kann wie in 5 gezeigt angeordnet sein, sodass die Richtung des Fortschreitens der Wellen die Längsrichtung des Kältespeichergehäuses 2 wird (in der Figur die Z-Achsenrichtung).
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Wie in 6A, 6B und 7 gezeigt ist, sind, wenn die Gratrichtung der Gipfelteile 31 der inneren Rippen sich in der Breitenrichtung des Kältespeichergehäuses 2 erstreckt, die flachen Plattenteile, welche die Gipfelteile 31 der inneren Rippen 3 bilden, mit mehreren Durchgangsöffnungen 7 versehen. Das Kältespeichermaterial, welches in den ersten Strömungspfad V strömt, kann veranlasst werden, durch diese Durchgangsöffnungen 7 hindurchzutreten.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Das zweite Ausführungsbeispiel ist ein Ausführungsbeispiel, in welchem der erste Strömungspfad V ein Vertikalrichtungs-Strömungspfad ist, bei welchem das Kältespeichermaterial, das von der Einfüllöffnung eingefüllt wird, in der Vertikalrichtung gerade nach unten zu dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses fließt, und in welchem der zweite Strömungspfad H ein Horizontalrichtungs-Strömungspfad ist, in welchem das Kältespeichermaterial sich in der Horizontalrichtung bewegt. Das Kältespeichergehäuse 2 ist mit einer Einfüllöffnung 5 zum Einfüllen des Kältespeichermaterials versehen und ist im Inneren mit einem Vertikalrichtungs-Strömungspfad V versehen, durch welchen das Kältespeichermaterial, das von der Einfüllöffnung 5 eingefüllt wird, zur Zeit des Einfüllens in der Vertikalrichtung gerade nach unten zu dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses fließt, und einem Horizontalrichtungs-Strömungspfad H, in welchem das Kältespeichermaterial sich in der Horizontalrichtung bewegt. Normalerweise ist die Längsrichtung des Kältespeichergehäuses 2, wie in 2B zu sehen ist, die Z-Achsenrichtung. Daher wird beim Einfüllen, wie in 3 gezeigt ist, das Gehäuse um 90° gedreht, dann das Kältespeichermaterial veranlasst, in die Vertikalrichtung zu weisen und eingefüllt, um so durch Gravitation herabzutropfen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dieses, wie in 4 des später beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels einzufüllen, während das Gehäuse in der Längsrichtung steht. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, wie in 3 gezeigt ist, zur Zeit des Einfüllens, d. h. nach dem Drehen des Gehäuses um 90° in 2B, ein Vertikalrichtungs-Strömungspfad V, in welchem das Kältespeichermaterial, das aus der Einfüllöffnung 5 eingefüllt wurde, in Vertikalrichtung gerade nach unten zu dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses vorgesehen. Der Vertikalrichtungs-Strömungspfad V dient als ein Puffer zum Sammeln des Kältespeichermaterials einmal, dann diesem zu ermöglichen, entlang der Gipfelformen der inneren Rippen 3 in der Horizontalrichtung entlang zu strömen. Infolge hiervon ist es im Vergleich zur Vergangenheit möglich, das Einfüllen in etwa der Hälfte der Einfüllzeit abzuschließen.
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Der Horizontalrichtungs-Strömungspfad H wird durch die Talteile 32 zwischen nebeneinander liegenden Gipfelteilen 31 und Gipfelteilen 31 der inneren Rippen 3 ausgebildet, welche durch Biegen in eine gewellte Form ausgebildet sind, sodass das eingefüllte Kältespeichermaterial in der Horizontalrichtung fließt. Durch Anordnen der Linie, welche die Eckpunkte der Gipfelteile 31 der inneren Rippen 3 verbindet (nachfolgend als eine „Scheitelrichtung“ bezeichnet) parallel zu der Längsrichtung (Z-Achsenrichtung) des Kältespeichergehäuses 2 zur Zeit des Füllens fließt das Kältespeichermaterial entlang der Gipfelformen der inneren Rippen 3. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Richtung des Einfüllens des Kältespeichermaterials von der Einfüllöffnung 5 auf die bzw. in Luftströmungsrichtung (Y-Achsenrichtung) der luftseitigen Rippen gewählt. In diesem Fall bzw. Gehäuse ist es möglich, den Abstand zwischen den Sammlern 41, 43 und 42, 44 (Z-Achsenrichtung) zu verkürzen. Die Richtung des Fließens von der Einfüllöffnung 5 (Einströmöffnung) des Kältespeichergehäuses 2 und der Scheitelrichtung der inneren Rippen bzw. Lamellen 3 sind rechte Winkel. Es ist zu bemerken, dass vorzugsweise ein bestimmter Freiraum zwischen den Endteilen der inneren Rippen 3 und der Einfüllöffnung 5 vorgesehen ist.
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Wie vorstehend erläutert, kann durch Vorsehen der Richtung der Einfüllöffnung 5 und des Vertikalrichtungs-Strömungspfads V, welcher mit diesem verbunden ist, und der Scheitelrichtung der inneren Rippen 3 als rechte Winkel das Kältespeichermaterial aus der Einfüllöffnung in das Innere des Kältespeichergehäuses 2 in kurzer Zeit eingefüllt werden. Es ist zu bemerken, dass die Scheitelrichtung der inneren Lamellen 3 nicht notwendigerweise auf rechte Winkel beschränkt ist und auch geneigt sein kann.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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In dem dritten Ausführungsbeispiel sind, wie in 4 gezeigt ist, Vertikalrichtungs-Strömungspfade V entlang der Z-Achsenrichtung vorgesehen, um so das vertikale Einfüllen in der Längsrichtung zu ermöglichen. Zur Zeit des Einfüllens tritt das Kältespeichermaterial, welches über die Einfüllöffnung 5 eingefüllt wird, durch den Vertikalrichtungs-Strömungspfad V und strömt in der Vertikalrichtung gerade bis zu dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses. Der Horizontalrichtungs-Strömungspfad H (Y-Achsenrichtung) ist durch die Täler 32 zwischen den nebeneinander liegenden Gipfelformen 31 und Gipfelformen 31 der inneren Rippen 3 ausgebildet, welche in einer gewellten Form gebogen sind, wodurch das eingefüllte Kältespeichermaterial in der Horizontalrichtung fließt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ähnliche Wirkungen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Bezugnehmend auf 5 wird ein viertes Ausführungsbeispiel erläutert. In dem vierten Ausführungsbeispiel ist, wie in 5 gezeigt ist, ein Raum zwischen den Endteilen der inneren Rippen 3 (in 5 Bodenendteile) und dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses 2 ausgebildet und das Kältespeichermaterial wird veranlasst in der Lage zu sein, entlang des Bodenteils des Kältespeichergehäuses 2 in der Horizontalrichtung zu fließen, in dem zumindest einzelne Strömungspfad-Haltevorsprünge 6, 60 an dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses 2 vorgesehen sind. Hier ist der „Bodenteil des Kältespeichergehäuses“ die Seitenoberfläche des Gehäuses, welche der Boden in der Vertikalrichtung zur Zeit des Einfüllens wird. Die Strömungspfad-Haltevorsprünge 6, 60 müssen nicht notwendigerweise zwei Stück sein Die inneren Rippen 3 sind an dem Kältespeichergehäuse 2 durch Löten oder andere Befestigungsmittel befestigt, sodass auch einer möglich ist oder eine geeignete Anzahl gewählt werden kann. Wenn die Anzahl von Gipfeln der inneren Rippen 3 groß ist und die Rippen in der Längsrichtung lang genug sind können mehrere Strömungspfad-Haltevorsprünge vorgesehen sein. Die Breite der Strömungspfad-Haltevorsprünge in der Z-Achsenrichtung von 5 (Längsseitenrichtung) ist größer als eine Größe des Innenrippenabstands fp der angebrachten Rippen. Ferner wird, wenn die Strömungspfad-Haltvorsprünge 6 an dem Bodenteil des Kältespeichergehäuses 2 am weitesten von der Einfüllöffnung 5 platziert werden, das eingefüllte Kältespeichermaterial nicht beim Fließen in der Horizontalrichtung behindert.
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Wie in den Querschnitten A-A und B-B von 5 zu sehen ist, werden die Strömungspfad-Haltevorsprünge 6, 60 einfach bzw. gerade an einzelnen Seiten in der Breitenrichtung gesetzt, um so nicht den Horizontalrichtungs-Strömungspfad H zu verschließen. In dem Fall bzw. Gehäuse des vierten Ausführungsbeispiels kann, selbst wenn die Scheitelrichtung der inneren Rippen 3 parallel zu dem Vertikalrichtungs-Strömungspfad V ist, ein Horizontalrichtungs-Strömungspfad H sichergestellt werden. Selbstverständlich ist, wie in 3 gezeigt ist, selbst der Fall bzw. das Gehäuse, in welchem der Vertikalrichtungs-Strömungspfad V und die Scheitelrichtung der inneren Rippen 3 senkrecht sind, in dem vierten Ausführungsbeispiel enthalten.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Bezugnehmend auf 6A und 6B und 7 bis 10 werden fünfte und sechste Ausführungsbeispiele erläutert. In dem Fall bzw. Gehäuse des fünften Ausführungsbeispiels ist die Scheitelrichtung der inneren Rippen 3 parallel zu dem Vertikalrichtungs-Strömungspfad V. In diesem Fall bzw. Gehäuse kann, da in der Scheitelrichtung der inneren Rippen 3 blockiert, der Horizontalrichtungs-Strömungspfad H nicht sichergestellt werden. In einem solchen Fall bzw. Gehäuse sind, wie in 7 zu sehen, die flachen Plattenteile 33 der inneren Rippen mit mehreren Durchgangsöffnungen 7 versehen, sodass, wie in 6B gezeigt, das eingefüllte Kältespeichermaterial aus dem Vertikalrichtungs-Strömungspfad V zu dem Horizontalrichtungs-Strömungspfad H bewegt werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ähnliche Wirkungen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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Die Durchgangsöffnungen 7 sind nicht auf Kreise oder Quadrate beschränkt. Als ein Beispiel können Ovale oder Rechtecke wie in 8 genannt werden. Die Minimalwerte der Größe in dem Fall von Löchern sind in diesem Fall „b“ und „c“. Wenn die inneren Rippen 3 mit Öffnungen versehen werden, welche den Durchtritt von Kältespeichermaterial ermöglichen, kommen Bedenken hinsichtlich einer nachteiligen Wirkung auf die Wärmeleitungsfähigkeit auf. Jedoch besteht, wenn die Minimalwerte „b“ und „c“ der Größe der Durchgangsöffnungen die Hälfte des Innenrippenabstands fp oder weniger ist, keine nachteilige Wirkung auf die Wärmeleitungsfähigkeit. Der „Innenrippenabstand „fp“ bedeutet den Abstand zwischen nebeneinander liegenden Gipfelteilen 31 und Gipfelteilen 31 der inneren Rippen, welche in einer gewellten Form gebogen sind. Wie in 9 gezeigt ist, kann, falls die flachen Plattenteile 33 der inneren Rippen parallel gewellt sind, der Abstand zwischen den flachen Plattenteilen 33 der sich wiederholenden Einheiten zu dem Innenrippenabstand fp gemacht werden.
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Der Grund, warum überhaupt keine nachteilige Wirkung auf die Wärmeleitungsfähigkeit vorliegt, wenn die Hälfte oder weniger des Innenrippenabstands fp [vorliegt], wird nachfolgend unter Verwendung von 10 erläutert. Der Fluss der Wärmeleitung zur Zeit des Einfüllens ist von den Kältespeichergehäusen 2 durch die inneren Rippen 3 zu dem Kältespeichermaterial. In dem Kältespeichermaterial werden die Mittelpunkte O1 der Talteile 32 der inneren Rippen 3 (auf Mittellinien der Talteile) die Orte, wo die Wärme abschließend von den flachen Plattenteilen 33 der linken und rechten inneren Rippen von 10 geleitet wird. Wenn die Wärmeleitgeschwindigkeit α ist, wenn die Zeit T der Wärmeleitung über den Wärmeleitabstand (1/4) fp von dem Punkt O2 zu dem Punkt O1 und die Zeit t von Wärmeleitung über den Wärmeleitabstand b/2 durch die Durchgangsöffnungen 7 von dem Punkt O4 zu dem Punkt O3 und T≥t verglichen werden, besteht überhaupt keine nachteilige Wirkung auf die Wärmeleitungsfähigkeit. Der Grund ist, dass, wenn Wärme vom Punkt O2 zum Punkt O1 geleitet wird, die Wärmeleitung von dem Punkt O4 zu dem Punkt O3 bereits abgeschlossen ist. Wenn T = (1/4×fp)/α und t = (b/2)/α, wird das Ergebnis b ≤ (1/2) fp. Daher ist zu lernen, dass dann, wenn die Minimalwerte „b“ und „c“ der Größe der Durchgangsöffnungen 7 die Hälfte des Innenrippenabstands fp oder weniger sind, keine nachteilige Wirkung auf die Wärmeleitungsfähigkeit besteht.
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Durch Vorsehen der Größe der Durchgangsöffnungen 7 auf (1/2) fp oder weniger haben die Durchgangsöffnungen keine nachteilige Wirkung auf die Einfüllzeit, ermöglichen die Durchgangslöcher 7 einen Strömungspfad für den Fluss des Einfüllens des Kältespeichermaterials, der sicherzustellen ist, und kann die Einfüllzeit des Kältespeichermaterials verkürzt werden.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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In dem Fall bzw. Gehäuse des siebten Ausführungsbeispiels sind, wie in 11 B zu sehen, die flachen Plattenteile 33 der inneren Rippen mit mehreren Durchgangsöffnungen 7 zickzackweise an den flachen Plattenteilen der unterschiedlichen Reihen vorgesehen. Wenn so vorgegangen wird, kann in der gleichen Weise wie in dem fünften Ausführungsbeispiel das eingefüllte Kältespeichermaterial sich von dem Vertikalrichtungs-Strömungspfad V zu dem Horizontalrichtungs-Strömungspfad H bewegen. Für die Größe der Durchgangsöffnungen 7 steht dieselbe Formel wie in dem sechsten Ausführungsbeispiel. Der Rest ist ähnlich zu dem fünften Ausführungsbeispiel, dies sowohl hinsichtlich der Anordnung wie der vorteilhaften Wirkungen.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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In dem Fall bzw. Gehäuse des achten Ausführungsbeispiels sind, wie in 12A und 12B (Querschnittsansicht entlang der Linie C-C) zu sehen ist, die flachen Plattenteile 33 der inneren Rippen 3, welche im Inneren der Kältespeichergehäuse 2 angeordnet sind, mit Lüftungsschlitzen 8 ausgebildet, welche aus den flachen Plattenteilen 33 geschnitten und angehoben sind. Die Lüftungsschlitze 8 haben einen Lüftungsschlitzabstand Lp (siehe 12B) von 1/2 fp oder mehr (Lp ≤ 1/2 fp). Es ist zu bemerken, dass der „Lüftungsschlitzabstand Lp“ der Abstand zwischen Mitten der nebeneinander liegenden Lüftungsschlitze in der gleichen Ebene wie die flachen Plattenteile 33 ist. In dem Fall bzw. Gehäuse des achten Ausführungsbeispiels entspricht der Lüftungsschlitzabstand Lp der Lüftungsschlitze 8 dem Minimalwert der Durchgangsöffnungen 7 in dem sechsten Ausführungsbeispiel. Der Rest ist ähnlich zu den anderen Ausführungsbeispielen, dies sowohl hinsichtlich Aufbau wie vorteilhaften Wirkungen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kältespeichergehäuse
- 3
- innere Rippen
- 5
- Einfüllöffnung
- 10
- Kältemittelrohr
- 20
- luftseitige Rippen
