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Verweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-150267 , eingereicht am 4. Juli 2012, deren Offenbarung hier per Referenz eingebunden ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kältemittelverdampfer, um ein Fluid zu kühlen, das durch Verdampfen von Kältemittel gekühlt werden soll, um Warme aus dem Fluid aufzunehmen.
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Hintergrundtechnik
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Ein Kältemittelverdampfer baut zusammen mit einem Kompressor oder ähnlichem einen Kältekreislauf auf. Der Kältemittelverdampfer führt den Wärmeaustausch zwischen einem Fluid, das gekühlt werden soll (zum Beispiel Luft), das durch eine Äußeres strömt, und einem Kältemittel, das darin strömt, aus, um dadurch Wärme aus dem Fluid, das gekühlt werden soll, aufzunehmen und das Kältemittel zu verdampfen. Als ein Ergebnis wirkt der Kältemittelverdampfer als ein Kühlwärmetauscher, der das Fluid, das gekühlt werden soll, kühlt.
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Als den Kältemittelfverdampfer dieser Art gibt es einen Aufbau, in dem erste und zweite Verdampfungsteile, die jeweils einen Wärmetauscherkernteil haben, in dem mehrere Rohre, in denen Kältemittel strömt, aufeinander gestapelt sind, und ein Paar von Behältern, die mit beiden Enden der mehreren Rohre in Verbindung stehen, in einer Strömungsrichtung des Fluids, das gekühlt werden soll, hintereinander angeordnet sind (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2).
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Als den Kältemittelverdampfer, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, gibt es einen Kältemittelverdampfer, in dem die ersten und zweiten Verdampfungseile in der Vorn- und Hintenrichtung, die der Strömungsrichtung des Fluids entspricht, ausgerichtet sind, und Kältemittel eine Strömung mit Kehrtwende in der Vorn- und Hintenrichtung in den Wärmetauscherkernteilen hat (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
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In dem Kältemittelverdampfer mit Kehrtwende in der Vorn- und Hintenrichtung befindet sich einer des Paars von Behälterteilen in jedem der ersten und zweiten Verdampfungseile auf einer Endseite der mehreren Rohre, und der andere des Paars von Behälterteilen in jedem der ersten und zweiten Verdampfungsteile befindet sich auf der anderen Endseite der mehreren Rohre. Nachdem das Kältemittel, das in einen Behälterteil des ersten Verdampfungsteils strömt, den Wärmetauscherkernteil des ersten Verdampfungsteils durchläuft, strömt das Kältemittel aus dem anderen Behälterteil des ersten Verdampfungsteils und strömt in den anderen Behälterteil des zweiten Verdampfungsteils. Danach, nachdem das in den anderen Behälterteil des zweiten Verdampfungsteils strömende Kältemittel den Wärmetauscherkernteil des zweiten Verdampfungsteils in eine Richtung entgegengesetzt zu dem Kältemittel durchläuft, das den Wärmetauscherkern des ersten Verdampfungsteils durchläuft, strömt das Kältemittel aus einem Behälterteil des zweiten Verdampfungsteils.
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Auch gibt es als eine Verbesserung in dem Kältemittelverdampfer mit Kehrtwende in der Vorn- und Hintenrichtung einen Kältemittelverdampfer mit einem Aufbau, in dem, wenn das aus dem Wärmetauscherkern des ersten Verdampfungsteils strömende Kältemittel in den Wärmetauscherkernteil des zweiten Verdampfungsteils strömt, das durch die Wärmetauscherkern strömende Kältemittel in einer Breitenrichtung (Horizontalrichtung) der Wärmetauscherkernteile zwischen den ersten und zweiten Verdampfungsteilen ausgetauscht wird (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). Hier nachstehend wird der Kältemittelverdampfer dieses Aufbaus als „Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus” bezeichnet. Der Kältemittelverdampfer ist derart aufgebaut, dass das auf einer Seite des Wärmetauscherkernteils in dem ersten Verdampfungsteil in der Breitenrichtung strömende Kältemittel auf der anderen Seite des Wärmetauscherkernteils in dem zweiten Verdampfungsteil in der Breitenrichtung strömt, und das auf der anderen Seite des Wärmetauscherkernteils in der Breitenrichtung in dem ersten Verdampfungsteil strömende Kältemittel auf einer Seite des Wärmetauscherkernteils in dem zweiten Verdampfungsteil in der Breitenrichtung strömt.
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Um in dem Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus eine derartige Kältemittelströmung zu realisieren, sind die jeweiligen anderen Behälterteile der ersten und zweiten Verdampfungsteile durch einen Kältemittelaustauschteil, wie etwa einen Zwischenbehälterteil, der sich von den Behälterteilen, die das Kältemittel sammeln oder verteilen, verschieden ist, oder einen äußeren Verbindungsteil miteinander verbunden (siehe Patentliteratur 1). Das heißt, der Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus ist mit einem dedizierten Kältemittelaustauschteil versehen, der dafür gedacht ist, nur die Kältemittelströmung auszutauschen, wenn aus dem Wärmetauscherkernteil des ersten Verdampferteils strömendes Kältemittel in den Wärmetauscherkernteil des zweiten Verdampfungsteils strömt.
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Literatur des bisherigen Stands der Technik
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 4124136 (entspricht US 2004/0206490 A1 )
- Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 4024095
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Zusammenfassung der Erfindung
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Im Übrigen zirkuliert das in dem Kältemittelverdampfer verdampfte Kältemittel zusammen mit einem Kältemaschinenöl für die Schmierung im Inneren des Kompressors.
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In dem vorstehend erwähnten Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus nimmt aufgrund des Vorhandenseins des Kältemittelaustauschteils, wie etwa des Zwischenbehälters oder des äußeren Verbindungsteils, ein Innenvolumen des Kältemittelverdampfers im Vergleich zu dem vorstehenden Kältemittelverdampfer mit Kehrtwende in der Vorn- und Hintenrichtung zu. Aus diesem Grund nimmt in dem vorstehenden Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus die Menge an Kältemaschinenöl in dem Verdampfer zu, und die Menge an Kältemaschinenöl, das in den Kompressor strömt, wird während des Betriebs des Kältekreislaufs verringert.
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Die Patentliteratur 2 beschreibt einen Kältemittelverdampfer von einem Stapeltyp, der nicht aufgebaut ist, um das in den Wärmetauscherkernteilen strömende Kältemittel der ersten und zweiten Verdampfungsteile in der Breitenrichtung der Wärmetauscherkernteile auszutauschen, der aber mehrere Rohreinheiten stapelt. Jede Rohreinheit hat ein Paar von miteinander verbundenen Kernplatten, um ein Rohr und einen Teil des Behälterteils aufzubauen, wodurch das Rohr und der Behälterteil miteinander integriert werden. Dieser Kältemittelverdampfer ist auch mit einem Zwischenbehälterteil ausgestattet, der sich von den Behälterteilen unterscheidet, die das in den Rohren strömende Kältemittel verteilen oder sammeln. Selbst wenn der Aufbau, der das in den Wärmetauscherkernteilen der ersten und zweiten Verdampfungsteile strömende Kältemittel miteinander in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils austauscht, durch den Kältemittelverdampfer vom Stapeltyp realisiert werden soll, wird aus diesem Grund lediglich ein Aufbau betrachtet, der den Zwischenbehälterteil bereitstellt, der sich von den Behälterteilen, die das Kältemittel sammeln oder verteilen, unterscheidet. Aus diesem Grund tritt das vorstehende Thema selbst in diesem Fall auf.
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Unter dem vorstehenden Gesichtspunkt ist es eine Aufgabe dieser Offenbarung, einen Kältemittelverdampfer bereitzustellen, der eine Verringerung der Menge des Kältemittelmaschinenöls, das während des Betriebs des Kältekreislaufs in dem Kältemittelverdampfer mit einem Aufbau, der in Wärmetauscherkernteilen strömendes Kältemittel in einer Breitenrichtung der Wärmetauscherkernteile zwischen den ersten und zweiten Verdampfungsteilen austauscht, in einen Kompressor strömt, in einem Fall, in dem das aus dem Wärmetauscherkernteil des ersten Verdampfungsteils dazu gebracht wird, in den Wärmetauscherkernteil des zweiten Verdampfungsteils zu strömen, unterdrücken kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kältemittelverdampfer
den Wärmetauscherkernteil des ersten Verdampfungsteils, der einen ersten Kernteil, der durch eine Gruppe erster Rohre aufgebaut ist, und einen zweiten Kernteil, der durch eine Gruppe zweiter Rohre der mehreren Rohre aufgebaut ist, umfasst, und
den Wärmetauscherkernteil des zweiten Verdampfungsteils, der einen dritten Kernteil, der durch eine Gruppe dritter Rohre aufgebaut ist, der dem ersten Kernteil in der Strömungsrichtung des Fluids zugewandt ist, und einen vierten Kernteil, der durch eine Gruppe vierter Rohre aufgebaut ist, der dem zweiten Kernteil in der Strömungsrichtung des Fluids der mehreren Rohre zugewandt ist, umfasst.
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Der erste Kernteil und der dritte Kernteil haben mehrere erste aufeinander gestapelte Rohreinheiten, wobei jede erste Rohreinheit ein Paar miteinander verbundene Kernplatten hat.
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Die erste Rohreinheit umfasst: das erste Rohr; einen Behälterausbildungsteil, der mit einer Endseite des ersten Rohrs in Verbindung steht und einen ersten Behälterteil auf der einen Endseite bildet; einen ersten Behälterausbildungsteil, der mit der anderen Endseite des ersten Rohrs in Verbindung steht und einen ersten Behälterteil auf der anderen Endseite bildet; das dritte Rohr; einen Behälterausbildungsteil, der mit einer Endseite des dritten Rohrs in Verbindung steht und einen zweiten Behälterteil auf der einen Endseite bildet; und einen zweiten Behälterausbildungsteil, der mit der anderen Endseite des dritten Rohrs in Verbindung steht und einen zweiten Behälterteil auf der anderen Endseite bildet.
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Der zweite Kernteil und der vierte Kernteil haben mehrere zweite Rohreinheiten, die aufeinander gestapelt sind, wobei jede zweite Rohreinheit ein Paar von miteinander verbundenen Kernplatten hat.
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Die zweite Rohreinheit umfasst: das vierte Rohr; einen Behälterausbildungsteil, der mit einer Endseite des vierten Rohrs in Verbindung steht und den zweiten Behälterteil auf der einen Endseite bildet; einen dritten Behälterausbildungsteil, der mit der anderen Endseite des vierten Rohrs in Verbindung steht und den ersten Behälterteil auf der anderen Endseite bildet; das zweite Rohr; einen Behälterausbildungsteil, der mit einer Endseite des zweiten Rohrs in Verbindung steht und den ersten Behälterteil auf der einen Endseite bildet; und einen vierten Behälterausbildungsteil, der mit der anderen Endseite des zweiten Rohrs in Verbindung steht und einen zweiten Behälterteil auf der anderen Endseite bildet.
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Da gemäß dem vorstehenden Aufbau der erste Behälterteil auf der anderen Endseite mit dem ersten Kernteil in der ersten Rohreinheit in Verbindung steht und der erste Behälterteil auf der anderen Endseite mit dem vierten Kernteil in der zweiten Rohreinheit in Verbindung steht, strömt das aus dem ersten Kernteil strömende Kältemittel durch den ersten Behälterteil auf der anderen Endseite in den vierten Kernteil, wenn das Kältemittel von dem ersten Behälterteil auf einer Endseite in den ersten Kernteil strömt.
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Da auch der zweite Behälterteil auf der anderen Endseite mit dem zweiten Kernteil in der ersten Rohreinheit in Verbindung steht und der zweite Behälterteil auf der anderen Endseite mit dem dritten Kernteil in der zweiten Rohreinheit in Verbindung steht, strömt das aus dem zweiten Kernteil strömende Kältemittel durch den zweiten Behälterteil auf der anderen Endseite in den zweiten Kernteil, wenn das Kältemittel von dem ersten Behälterteil auf einer Endseite in den zweiten Kernteil strömt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß dieser Offenbarung in dem Kältemittelverdampfer vom Stapeltyp die Kältemittelströmung in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils, die eine Stapelrichtung der Rohre ist, ausgetauscht, ohne einen getrennten Kältemittelaustauschteil bereitzustellen. Daher kann das Innenvolumen des gesamten Kältemittelverdampfers im Vergleich zu einem Fall, in dem der Kältemittelaustauschteil wie in dem Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus zusätzlich bereitgestellt ist, verringert werden. Als ein Ergebnis kann gemäß dieser Offenbarung eine Verringerung der Menge des in den Kompressor strömenden Kältemaschinenöls während des Betriebs des Kältekreislaufs unterdrückt werden.
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Der erste Verdampfungsteil und der zweite Verdampfungsteil haben mehrere aufeinander gestapelte Rohreinheiten. Jede Rohreinheit hat ein Paar länglicher Plattenelemente, die miteinander verbunden sind, so dass sie eine hohle Struktur im Inneren haben, um einen Kältemitteldurchgang der ersten und zweiten Verdampfungsteile zu definieren.
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Die Rohreinheit umfasst:
ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch, die sich auf einer Endseite der Rohreinheit in deren Längsrichtung befinden und in einer Stapelrichtung auf einer Endseite durch die Rohreinheit gehen;
ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch, die sich auf der anderen Endseite der Rohreinheit in deren Längsrichtung befinden und in der Stapelrichtung auf der anderen Endseite durch die Rohreinheit gehen;
einen ersten Kältemitteldurchgang, der mit dem ersten Durchgangsloch auf einer Endseite in Verbindung steht und eine Form hat, die sich in Richtung der anderen Endseite der Rohreinheit in der Längsrichtung erstreckt; und
einen zweiten Kältemitteldurchgang, der mit dem zweiten Durchgangsloch auf der einen Endseite in Verbindung steht und eine Form hat, die sich in Richtung der anderen Endseite der Rohreinheit in der Längsrichtung erstreckt, wobei der zweite Kältemitteldurchgang mit dem ersten Kältemitteldurchgang in einer seitlichen Richtung der Rohreinheit ausgerichtet ist.
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In einem Zustand, in dem die mehreren Rohreinheiten aufeinander gestapelt sind, um vier Kältemitteldurchgänge zu bilden, die sich in der Stapelrichtung der Rohreinheit erstrecken, stehen die jeweiligen ersten Durchgangslöcher auf der einen Endseite miteinander in Verbindung, die jeweiligen zweiten Durchganglöcher auf der einen Endseite stehen miteinander in Verbindung, die jeweiligen ersten Durchgangslöcher auf der anderen Endseite stehen miteinander in Verbindung und die jeweiligen zweiten Durchgangslöcher auf der anderen Endseite stehen miteinander in Verbindung.
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In der Rohreinheit, die unter den mehreren Rohreinheiten auf einer Seite in der Stapelrichtung angeordnet ist, stehen das erste Durchgangsloch auf der anderen Endseite und der erste Kältemitteldurchgang miteinander in Verbindung und das zweite Durchgangsloch auf der anderen Endseite und der zweite Kältemitteldurchgang stehen miteinander in Verbindung.
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In der Rohreinheit, die unter den mehreren Rohreinheiten auf der anderen Seite in der Stapelrichtung angeordnet ist, stehen das erste Durchgangsloch auf der anderen Endseite und der zweite Kältemitteldurchgang miteinander in Verbindung, und das zweite Durchgangsloch auf der anderen Endseite und der erste Kältemitteldurchgang stehen miteinander in Verbindung.
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Gemäß dem vorstehenden Aufbau kann ein Aufbau realisiert werden, der die Kältemittelströmung in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils, die die Stapelrichtung der Rohreinheit ist, realisiert werden, ohne einen getrennten Kältemittelaustauschteil in dem Kältemittelverdampfer vom Stapeltyp bereitzustellen. Aus diesem Grund kann gemäß dieser Offenbarung im Vergleich zu einem Fall, in dem der Kältemittelaustauschteil getrennt bereitgestellt ist, wie in dem Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus das Innenvolumen des gesamten Kältemittelverdampfer verringert werden, und die Verringerung in der Menge des Kältemaschinenöls, das in den Kompressor strömt, kann während des Betriebs des Kältekreislaufs unterdrückt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht, die ein Konzept einer Kältemittelströmung eines Kältemittelverdampfers gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
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2 ist eine Vorderansicht des Kältemittelverdampfers gemäß der ersten Ausführungsform.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des in 2 gezeigten Kältemittelverdampfers.
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4A ist eine Vorderansicht, die ein erstes Plattenelement einer ersten Rohreinheit in 3 aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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4B ist eine Vorderansicht, die ein zweites Plattenelement einer ersten Rohreinheit in 3 aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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4C ist eine Vorderansicht, die ein erstes Plattenelement einer zweiten Rohreinheit in 3 aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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4D ist eine Vorderansicht, die ein zweites Plattenelement der zweiten Rohreinheit in 3 aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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5A ist eine Vorderansicht, die ein erstes Plattenelement einer ersten Rohreinheit, die einen Kältemittelverdampfer eines Vergleichsbeispiels aufbaut, aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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5B ist eine Vorderansicht, die ein zweites Plattenelement der ersten Rohreinheit, die den Kältemittelverdampfer des Vergleichsbeispiels aufbaut, aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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5C ist eine Vorderansicht, die ein erstes Plattenelement einer zweiten Rohreinheit, die den Kältemittelverdampfer des Vergleichsbeispiels aufbaut, aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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5D ist eine Vorderansicht, die ein zweites Plattenelement der zweiten Rohreinheit, die den Kältemittelverdampfer des Vergleichsbeispiels aufbaut, aus seiner Innenoberflächenseite gesehen darstellt.
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6 stellt Messergebnisse einer restlichen Kältemittelmaschinenölmenge des Kältemittelverdampfers gemäß der ersten Ausführungsform und des Kältemittelverdampfers des herkömmlichen Aufbaus dar.
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7 ist eine schematische Ansicht, die ein Konzept einer Kältemittelströmung eines Kältemittelverdampfers gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
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8 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Kältemittelverdampfers gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Hier nachstehend werden Ausführungsformen dieser Offenbarung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden jeweiligen Ausführungsformen sind Teile, die identisch oder äquivalent zueinander sind, mit den gleichen Symbolen bezeichnet.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine erste Ausführungsform wird unter Bezug auf 1 bis 4D beschrieben. Ein Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Kühlwärmetauscher, der auf einen Dampfkompressionskältekreislauf in einem Fahrzeugklimatisierungssystem zum Regulieren einer Temperatur innerhalb eines Fahrzeuginneren angewendet wird und Wärme aus einer geblasenen Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen wird, aufnimmt und Kältemittel verdampft, um die geblasene Luft zu kühlen. In dieser Ausführungsform entspricht die geblasene Luft dem Fluid, das gekühlt werden soll, das außen durchströmt.
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Wie wohlbekannt ist, umfasst der Kältekreislauf neben dem Kältemittelverdampfer 1 einen Kompressor, einen Strahler (Kondensator) und ein Expansionsventil, die nicht gezeigt sind. In dieser Ausführungsform ist der Kältekreislauf als ein Sammlerkreislauf aufgebaut, in dem ein Flüssigkeitssammler zwischen dem Strahler und dem Expansionsventil angeordnet ist.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform zwei Verdampfungsteile 10 und 20, die in einer Strömungsrichtung X der geblasenen Luft (Strömungsrichtung eines Fluids, das gekühlt werden soll) hintereinander angeordnet sind. In dieser Ausführungsform wird ein Verdampfungsteil der zwei Verdampfungsteile 10 und 20, der auf einer windwärtigen Seite (strömungsaufwärtigen Seite) in einer Luftströmungsrichtung der geblasenen Luft angeordnet ist, als ein „Verdampfungsteil 10 der windwärtigen Seite” bezeichnet, und ein Verdampfungsteil, der auf einer windabgewandten Seite (strömungsabwärtigen Seite) in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft angeordnet ist, wird als ein „Verdampfungsteil 20 der windabgewandten Seite” bezeichnet. Der Verdampfungsteil 10 der windwärtigen Seite gemäß dieser Ausführungsform baut einen zweiten Verdampfungsteil auf und der Verdampfungsteil 20 der windabgewandten Seite baut einen ersten Verdampfungsteil auf.
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Der Verdampfungsteil 10 der windwärtigen Seite und der Verdampfungsteil 20 der windabgewandten Seite haben jeweils Wärmetauscherkernteile 11 und 21. In dieser Ausführungsform wird der Wärmetauscherkernteil in dem Verdampfungsteil 10 der windwärtigen Seite als „Wärmetauscherkernteil 11 der windwärtigen Seite” bezeichnet, und der Wärmetauscherkernteil in dem Verdampfungsteil 20 der windabgewandten Seite wird als „Wärmetauscherkernteil 21 der windabgewandten Seite” bezeichnet. Ferner wird eine linke Hälfte des Wärmetauscherkernteils 21 der windabgewandten Seite aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft (strömungsaufwärtigen Seite in der Luftströmung) betrachtet als „linker Kernseitenabschnitt 21a der windabgewandten Seite” bezeichnet und seine rechte Hälfte wird als „rechter Kernseitenabschnitt 21b der windabgewandten Seite” bezeichnet. Der linke Kernseitenabschnitt 21a der windabgewandten Seite und der rechte Kernseitenabschnitt 21b der windabgewandten Seite bauen jeweils einen ersten Kernteil und einen zweiten Kernteil auf.
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Ebenso wird aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft betrachtet eine linke Hälfte des Wärmetauscherkernteils 11 der windwärtigen Seite aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft betrachtet als „linker Kernseitenabschnitt 11a der windwärtigen Seite” bezeichnet und seine rechte Hälfte wird als „rechter Kernseitenabschnitt 11b der windwärtigen Seite” bezeichnet. Der linke Kernseitenabschnitt 11a der windwärtigen Seite und der rechte Kernseitenabschnitt 11b der windwärtigen Seite bauen jeweils einen dritten Kernteil und einen vierten Kernteil auf.
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Wie in 2 gezeigt, haben die Wärmetauscherteile 11 und 21 der windwärtigen Seite und der windabgewandten Seite mehrere Rohre 42, 43, 52, 53, in denen das Kältemittel strömt, und Rippen 112, 212 zur Erleichterung des Wärmeaustauschs. 2 ist ein Diagramm des Kältemittelverdampfers 1 aus einer strömungsabwärtigen Seite der Strömungsrichtung der geblasenen Luft gesehen. In 2 sind Komponenten des Verdampfungsteils 10 der windwärtigen Seite, die angeordnet sind, um dem Verdampferteil 20 der windabgewandten Seite gegenüber zu stehen, durch Symbole in Klammern angezeigt. Auch stimmt eine Vertikalrichtung in 2 mit einer Vertikalrichtung des Kältemittelverdampfers 1, der in einem Fahrzeug montiert ist, überein.
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In dieser Ausführungsform ist der linke Kernseitenabschnitt 21a der windabgewandten Seite in den mehreren Rohren auf der windabgewandten Seite durch eine Gruppe erster Rohre 42 aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft gesehen auf dem linken Hälftenabschnitt (rechten Hälftenabschnitt in 2) aufgebaut, und der rechte Kernseitenabschnitt 21b der windabgewandten Seite ist durch eine Gruppe zweiter Rohre 52 aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft gesehen auf dem rechten Hälftenabschnitt (linker Hälftenabschnitt in 2) aufgebaut.
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Ebenso ist in den mehreren Rohren auf der windwärtigen Seite der linke Kernseitenabschnitt 11a der windwärtigen Seite durch eine Gruppe dritter Rohre 43 aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft gesehen auf dem linken Hälftenabschnitt (rechten Hälftenabschnitt in 2) aufgebaut, und der rechte Kernseitenabschnitt 11b der windabgewandten Seite ist durch eine Gruppe vierter Rohre 53 aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft gesehen auf dem rechten Hälftenabschnitt (linken Hälftenabschnitt in 2) aufgebaut.
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Wie in 2 dargestellt, hat der Kältemittelverdampfer 1 ein Paar von Behälterteilen, die mit beiden Endseiten der Rohre 42, 43, 52 und 53 in Verbindung stehen. Das Paar von Behälterteilen hat zwei obere Behälterteile 31 und 32, die in einer Längsrichtung mit einer Endseite (obere Endseite) der Rohre 42, 43, 52 und 53 in Verbindung stehen, und untere Behälterteile 33 und 34, die in der Längsrichtung mit der anderen Endseite (untere Endseite) der Rohre 42, 43, 52 und 53 in Verbindung stehen.
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Die zwei oberen Behälterteile 31 und 32 sind in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft nebeneinander angeordnet. In dieser Ausführungsform wird der obere Behälterteil 31 auf der windwärtigen Seite als „oberer Behälterteil 31 der windwärtigen Seite” bezeichnet, und der obere Behälterteil auf der windabgewandten Seite wird als „oberer Behälterteil 32 der windabgewandten Seite” bezeichnet. Ein Kältemitteleinlass und ein Kältemittelauslass sind auf einer Endseite der zwei oberen Behälterteile 31 und 32 in der Längsrichtung angeordnet. In dieser Ausführungsform ist ein Kältemitteleinlass 32a in dem oberen Behälterteil 32 der windabgewandten Seite angeordnet und ein Kältemittelauslass 31a ist in dem oberen Behälterteil 31 der windwärtigen Seite angeordnet.
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Andererseits sind die unteren Behälterteile 33 und 34 nicht in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft, sondern in der Längsrichtung der Rohre 42, 43, 52 und 53, das heißt, in der Vertikalrichtung, nebeneinander angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der erste untere Behälterteil 33 auf einer unteren Seite angeordnet, und der zweite untere Behälterteil 34 ist auf einer Oberseite angeordnet.
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Der obere Behälterteil 32 der windabgewandten Seite und der obere Behälterteil 31 der windabgewandten Seite entsprechen ersten und zweiten Behälterteilen auf einer Endseite, die mit einer Endseite der Rohre in Verbindung stehen, und der erste untere Behälterteil 33 und der zweite untere Behälterteil 34 entsprechen den ersten und zweiten Behälterteilen auf der anderen Endseite, die mit der anderen Endseite der Rohre in Verbindung stehen.
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Der in 2 dargestellte Kältemittelverdampfer 1 ist vom Büchsentyp und ist, wie in 3 dargestellt, als ein Wärmetaucher vom Stapeltyp aufgebaut, in dem mehrere Rohreinheiten 41 und 51 aufeinander gestapelt sind. In 3 sind die in 2 dargestellten Rippen 112 und 212 weggelassen.
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Der Kältemittelverdampfer 1 umfasst eine erste Rohreinheitsgruppe 40, in der die ersten Rohreinheiten 41 gestapelt sind, und eine zweite Rohreinheitsgruppe 50, in der die zweiten Rohreinheiten 51 gestapelt sind.
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Die ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 sind jeweils zu einer Rohreinheit ausgebildet, indem Kernplatten 41a, 41b, 51a und 51b, die Paare länglicher Plattenelemente, die jeweils ausgebildet sind, indem eine im Wesentlichen rechteckige Metallplatte einer Metallbearbeitung, wie etwa einer Pressbearbeitung, aneinander unterzogen werden, so dass sie eine hohle Struktur haben. Zwei geradlinige Rohre 42 und 43, 52 und 53, die parallel zueinander angeordnet sind, sind jeweils innerhalb der Rohreinheiten 41 und 51 angeordnet.
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Wie ebenfalls in 4A bis 4D dargestellt, sind beide Enden der Rohreinheiten 41 und 51 in der Längsrichtung jeweils paarweise mit Behälterausbildungsteilen 44 bis 47 und 54 bis 57 ausgebildet. Die Behälterausbildungsteile 44 bis 47 und 54 bis 57 sind Durchgangslöcher, die einen Teil der Behälterteile aufbauen, und bilden zylindrische Behälterteile, wenn die jeweiligen Rohreinheiten 41 und 51 aufeinander gestapelt sind.
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Insbesondere baut die erste Rohreinheitsgruppe 40 den linken Kernseitenabschnitt 21a der windabgewandten Seite und den linken Kernseitenabschnitt 11a der windwärtigen Seite in 1 auf.
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Wie in 3, 4A und 4B dargestellt, umfasst eine erste Rohreinheit 41 ein erstes Rohr 42 des linken Kernseitenabschnitts 21a der windabgewandten Seite (erster Kernteil) und ein drittes Rohr 43 des linken Kernseitenabschnitts 11a der windwärtigen Seite (dritter Kernteil). Die ersten und dritten Rohre 42 und 43 erstrecken sich in der Längsrichtung der ersten Rohreinheit 41 linear. Ein Bereich, der in 4A durch L1 angezeigt ist, stellt die ersten und dritten Rohre 42 und 43 dar.
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Jede der ersten Rohreinheiten 41 umfasst einen oberen Behälterausbildungsteil 44 der windabgewandten Seite, der mit einer oberen Endseite des ersten Rohrs 42 in Verbindung steht und den oberen Behälterteil 32 der windabgewandten Seite in 2 bildet, und einen oberen Behälterausbildungsteil 45 der windwärtigen Seite, der mit einer oberen Endseite des dritten Rohrs 43 in Verbindung steht und den oberen Behälterteil 31 der windwärtigen Seite in 2 bildet.
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Auch umfasst jede der ersten Rohreinheiten 41 einen ersten Behälterausbildungsteil 46, der den ersten unteren Behälterteil 33 in 2 umfasst, und einen zweiten Behälterausbildungsteil 47, der den zweiten unteren Behälterteil 34 in 2 bildet. In jeder der ersten Rohreinheiten 41 steht der erste Behälterausbildungsteil 46 durch einen Verbindungsteil 48 mit einem unteren Ende des ersten Rohrs 42 in Verbindung, und der zweite Behälterausbildungsteil 47 steht durch einen Verbindungsteil 49 mit einem unteren Ende des dritten Rohrs 43 in Verbindung.
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Andererseits baut die zweite Rohreinheitsgruppe 50 den rechten Kernseitenabschnitt 21b der windabgewandten Seite und den rechten Kernseitenabschnitt 11b der windwärtigen Seite auf.
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Wie in 3, 4C und 4D dargestellt, umfasst jede der zweiten Rohreinheiten 51 das zweite Rohr 52 des rechten Kernseitenabschnitts 21a der windabgewandten Seite (zweiter Kernteil) und das vierte Rohr 53 des rechten Kernseitenabschnitts 11b der windwärtigen Seite (vierter Kernteil). Die zweiten und vierten Rohre 52 und 53 erstrecken sich linear in der Längsrichtung der zweiten Rohreinheit 51. Ein Bereich, der durch L1 in 4C angezeigt ist, stellt die zweiten und vierten Rohre 52 und 53 dar.
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Auch umfasst jede der zweiten Rohreinheiten 51 einen oberen Behälterausbildungsteil 54 der windabgewandten Seite, der mit einer oberen Endseite des zweiten Rohrs 52 in Verbindung steht und den oberen Behälterteil 32 der windabgewandten Seite in 2 bildet, und einen oberen Behälterausbildungsteil 55 der windwärtigen Seite, der mit einer oberen Endseite des vierten Rohrs 53 in Verbindung steht und den oberen Behälterteil 31 der windwärtigen Seite in 2 bildet.
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Auch umfasst jede der zweiten Rohreinheiten 51 einen dritten Behälterausbildungsteil 56, der den ersten unteren Behälterteil 33 in 2 umfasst, und einen vierten Behälterausbildungsteil 57, der den zweiten unteren Behälterteil 34 in 2 bildet. In jeder der zweiten Rohreinheiten 51 steht der dritte Behälterausbildungsteil 56 durch einen Verbindungsteil 58 mit einem unteren Ende des vierten Rohrs 53 in Verbindung, und der vierte Behälterausbildungsteil 57 steht durch einen Verbindungsteil 59 mit einem unteren Ende des zweiten Rohrs 52 in Verbindung.
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Die jeweiligen ersten und dritten Behälterausbildungsteile 46 und 56 der ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 sind derart angeordnet, dass sie einander aus der Stapelrichtung gesehen überlappen, wenn die ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 aufeinander gestapelt sind. Ebenso sind die zweiten und vierten Behälterausbildungsteile 47 und 57 der ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 derart angeordnet, dass sie einander aus der Stapelrichtung gesehen überlappen, wenn die ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 aufeinander gestapelt sind.
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Der erste Behälterausbildungsteil 46 der ersten Rohreinheit 41, die auf einem Ende der ersten Rohreinheiten 41 in der Stapelrichtung angeordnet ist, und der dritte Behälterausbildungsteil 56 der zweiten Rohreinheit benachbart zu der ersten Rohreinheit 41 sind derart angeordnet, dass sie einander aus der Stapelrichtung gesehen überlappen, und das Kältemittel, das die ersten Rohre 42 durchlaufen hat, strömt in das vierte Rohr 53. Ebenso sind der zweite Behälterausbildungsteil 47 der ersten Rohreinheit 41, der auf einem Ende der ersten Rohreinheiten 41 in der Stapelrichtung angeordnet ist, und der vierte Behälterausbildungsteil 57 der zweiten Rohreinheit 51 benachbart zu der ersten Rohreinheit 41 derart angeordnet, dass sie einander aus der Stapelrichtung überlappen, und das Kältemittel, das die zweiten Rohre 52 durchlaufen hat, strömt in das dritte Rohr 43.
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Wenn die ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 aufeinander gestapelt werden, wird als ein Ergebnis der erste untere Behälterteil 33 durch die ersten und dritten Behälterausbildungsteile 46 und 56 ausgebildet und der zweite untere Behälterteil 34 wird durch die zweiten und vierten Behälterausbildungseinheiten 47 und 57 ausgebildet.
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Auch sind die ersten und zweiten Behälterausbildungseile 46 und 47 der ersten Rohreinheiten 41 in der Breitenrichtung (Links-Rechtsrichtung in der Figur) in der Mitte der ersten Rohreinheit, die senkrecht zu der Längsrichtung der ersten Rohreinheiten 41 ist, angeordnet und sind in der Längsrichtung (Oben-Untenrichtung in der Figur) der ersten Rohreinheit 41 nebeneinander angeordnet. Ebenso sind die dritten und vierten Behälterausbildungsteile 56 und 57 der zweiten Rohreinheiten 51 in der Breitenrichtung (Links-Rechtsrichtung in der Figur) in der Mitte der zweiten Rohreinheit, die senkrecht zu der Längsrichtung der zweiten Rohreinheiten 51 ist, angeordnet und sind in der Längsrichtung (Oben-Untenrichtung in der Figur) der zweiten Rohreinheit 51 nebeneinander angeordnet.
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Aus diesem Grund haben die ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 gemäß dieser Ausführungsform die gleiche innere Struktur und die Ausrichtungen der Rohreinheiten 41 und 51 in der Stapelrichtung unterscheiden sich voneinander. Da gemäß dieser Ausführungsform der Kältemittelverdampfer 1 daher durch eine Art von Rohreinheit aufgebaut werden kann, das heißt, die Art von Komponenten, die den Kältemittelverdampfer 1 aufbaut, verringert werden kann, können die Herstellungskosten verringert werden.
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In den vorstehend erwähnten ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 sind die ersten Rohre 42 und das zweite Rohr 52 ein erster Kältemitteldurchgang, der den Verdampfungsteil 20 der windabgewandten Seite aufbaut, und die dritten Rohre 43 und das vierte Rohr 53 sind ein zweiter Kältemitteldurchgang, der den Verdampfungsteil 10 der windwärtigen Seite aufbaut. Auch sind die Behälterausbildungsteile 44 bis 47 und 54 bis 57 Durchgangslöcher, welche durch die ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 51 in ihrer Stapelrichtung gehen. Daher ist der Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform wie folgt aufgebaut.
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Der Verdampfungsteil 20 der windabgewandten Seite und der Verdampfungsteil 10 der windwärtigen Seite sind durch mehrere aufeinander gestapelte Rohreinheiten 41 und 51 aufgebaut. Jede Rohreinheit hat ein Paar länglicher Plattenelemente 41a und 41b, 51a und 51b, die verbunden sind, um eine hohle Form zu definieren, um Kältemitteldurchgänge 42 und 43, 52 und 53 des Verdampfungsteils 20 der windabgewandten Seite und des Verdampfungsteils 10 der windwärtigen Seite bereitzustellen.
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Die Rohreinheiten 41 und 51 haben die ersten Durchgangslöcher 44, 54 und die zweiten Durchgangslöcher 45, 55 auf der oberen Endseite, die auf einer Endseite der Längsrichtung, das heißt, auf der oberen Endseite in 4A und 4C, angeordnet sind. Die Rohreinheiten 41 und 51 haben die ersten Durchgangslöcher 46, 56 und die zweiten Durchgangslöcher 47, 57 auf der unteren Endseite, die auf der anderen Endseite der Längsrichtung, das heißt, auf der unteren Endseite in 4A und 4C, angeordnet sind.
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In einem Zustand, in dem die mehreren Rohreinheiten 41 und 51 aufeinander gestapelt sind, stehen die jeweiligen ersten Durchgangslöcher 44, 54 auf der oberen Endseite miteinander in Verbindung, die jeweiligen zweiten Durchgangslöcher 45, 55 auf der oberen Endseite stehen miteinander in Verbindung, die jeweiligen ersten Durchgangslöcher 46, 56 auf der unteren Endseite stehen miteinander in Verbindung, und die jeweiligen zweiten Durchgangslöcher 47, 57 auf der unteren Endseite stehen miteinander in Verbindung, um dadurch vier zylindrische Behälterteile 31, 32, 33 und 34 zu bilden. Diese vier Behälterteile 31, 32, 33 und 34 sind vier Kältemitteldurchgänge, die sich in der Stapelrichtung der Rohreinheiten 41 und 51 erstrecken.
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Ferner umfasst die Rohreinheit 41, 51 den ersten Kältemitteldurchgang 42, 52, der derart geformt ist, dass er mit dem ersten Durchgangsloch 44, 54 auf der oberen Endseite in Verbindung steht und sich in Richtung der unteren Endseite der Rohreinheit 41 und 51 erstreckt, und den zweiten Kältemitteldurchgang 43, 53, der derart geformt ist, dass er mit dem zweiten Durchgangsloch 45, 55 auf der oberen Endseite in Verbindung steht und sich in Richtung der unteren Endseite erstreckt. Der zweite Kältemitteldurchgang 43, 53 ist in der seitlichen Richtung der Rohreinheit 41, 51 mit dem ersten Kältemitteldurchgang 42, 52 verbunden.
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Verbindungszustände der ersten und zweiten Kältemitteldurchgänge mit den ersten und zweiten Durchgangslöchern auf der unteren Endseite unterscheiden sich zwischen einer Seite und der anderen Seite der mehreren Rohreinheiten 41 und 51 in der Stapelrichtung. In der ersten Rohreinheit 41, die sich auf einer Seite der mehreren Rohreinheiten 41 und 51 in der Stapelrichtung befindet, steht das erste Durchgangsloch 46 auf der unteren Endseite mit dem ersten Kältemitteldurchgang 42 in Verbindung, und das zweite Durchgangsloch 47 auf der unteren Endseite steht mit dem zweiten Kältemitteldurchgang 43 in Verbindung. Andererseits steht in der Rohreinheit 51, die sich auf der anderen Seite der mehreren Rohreinheiten in der Stapelrichtung befindet, das erste Durchgangsloch 56 auf der unteren Endseite mit dem zweiten Kältemitteldurchgang 53 in Verbindung und das zweite Durchgangsloch 57 auf der unteren Endseite steht mit dem ersten Kältemitteldurchgang 52 in Verbindung.
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Anschließend wird eine Beschreibung einer Kältemittelströmung in dem Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezug auf 1 bis 3 gegeben.
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Ein Niederdruckkältemittel, das durch ein (nicht gezeigtes) Expansionsventil dekomprimiert wird, wird von dem Kältemitteleinlass 32a, der auf einer Endseite des oberen Behälterteils 32 der windabgewandten Seite ausgebildet ist, der in 2 dargestellt ist, eingeleitet. Das in den oberen Behälterteil 32 der windabgewandten Seite eingeleitete Kältemittel wird abwärtig in die Gruppe der ersten Rohre 42, die den linken Kernseitenabschnitt 21a der windabgewandten Seite des Verdampfungsteils 20 der windabgewandten Seite aufbauen, und die Gruppe der zweiten Rohre 52, die den rechten Kernseitenabschnitt 21b der windabgewandten Seite aufbauen, verteilt.
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In dieser Situation, wie in 3 dargestellt, steht in der ersten Rohreinheitsgruppe 40, der erste Behälterausbildungsteil 46, der den ersten unteren Behälterteil 33 in 2 bildet, mit den ersten Rohren 42 in Verbindung, und in der zweiten Rohreinheitsgruppe 50 steht der dritte Behälterausbildungsteil 56, der den ersten unteren Behälterteil 33 in 2 bildet, mit den vierten Rohren 53 in Verbindung.
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Aus diesem Grund strömt, wie in 1 und 3 dargestellt, das Kältemittel, das sich in den ersten Rohren 42 abwärts bewegt (linker Kernseitenabschnitt 21a der windabgewandten Seite), wie durch einen Pfeil A1 angezeigt, in den ersten Behälterausbildungsteil 46 (einen Teil des ersten unteren Behälterteils 33 in 2), um sich zu sammeln, und strömt, wie durch einen Pfeil A2 angezeigt, in den dritten Behälterausbildungsteil 56 (einen restlichen Abschnitt des ersten unteren Behälterteils 33 in 2). Das in den dritten Behälterausbildungsteil 56 strömende Kältemittel wird in die vierten Rohre 53 (den rechten Kernseitenabschnitt 11b der windwärtigen Seite) verteilt und bewegt sich, wie durch einen Pfeil A3 angezeigt.
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Wie ebenfalls in 3 dargestellt, steht in der zweiten Rohreinheitsgruppe 50 der vierte Behälterausbildungsteil 57, der den zweiten unteren Behälterteil 34 in 2 aufbaut, mit den zweiten Rohren 52 in Verbindung, und in der ersten Rohreinheitsgruppe 40 steht der zweite Behälterausbildungsteil 47, der den zweiten unteren Behälterteil 34 in 2 aufbaut, mit den dritten Rohren 43 in Verbindung.
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Daher strömt, wie in 1 und 3 dargestellt, das Kältemittel, das sich in den zweiten Rohren 52 abwärts bewegt (rechter Kernseitenabschnitt 21b der windabgewandten Seite), wie durch einen Pfeil B1 angezeigt, in den vierten Behälterausbildungsteil 57 (einen Teil des zweiten unteren Behälterteils 34 in 2), um sich zu sammeln, und strömt, wie durch einen Pfeil B2 angezeigt, in den zweiten Behälterausbildungsteil 47 (einen restlichen Abschnitt des zweiten unteren Behälterteils 34 in 2). Das in den zweiten Behälterausbildungsteil 47 strömende Kältemittel strömt in die dritten Rohre 43 (linker Kernseitenabschnitt 11a der windwärtigen Seite) und bewegt sich, wie durch einen Pfeil B3 angezeigt, aufwärts.
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Dann strömt das Kältemittel, das sich in den jeweiligen Kernabschnitten 11a und 11b des Wärmetauscherkernteils 11 der windwärtigen Seite aufwärts bewegt, in den oberen Behälterteil 31 der windwärtigen Seite (Behälterausbildungsteile 45, 55) und wird von dem Kältemittelauslass 31a, der in einer Endseite des oberen Behälterteils 31 der windwärtigen Seite ausgebildet ist, in die Einsaugseite eines (nicht gezeigten) Kompressors abgegeben.
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Im Übrigen umfasst der Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus, in dem das Rohr und der Behälterteil, wie vorstehend beschrieben, durch getrennte Komponenten ausgebildet sind, getrennt den Kältemittelaustauschteil, wie etwa den Zwischenbehälterteil oder den äußeren Verbindungsteil. Das Innenvolumen des Kältemittelverdampfers nimmt aufgrund des Vorhandenseins des Kältemittelaustauschteils zu.
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Auch wenn der Kältemittelverdampfer mit dem Aufbau, in dem das in die Wärmetauscherkernteile der ersten und zweiten Verdampfungsteile strömende Kältemittel in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils ausgetauscht wird, durch den Wärmetauscher vom Stapeltyp realisiert werden soll, basiert der Kältemittelverdampfer eines in 5A, 5B, 5C und 5D dargestellten ersten Vergleichsbeispiels erheblich auf dem in der Patentliteratur 1 und der Patentliteratur 2 offenbarten Kältemittelverdampfer. Der Kältemittelverdampfer des ersten Vergleichsbeispiels hat einen Aufbau, der bereitgestellt wird, indem der Kältemittelverdampfer dieser Ausführungsform wie folgt modifiziert wird.
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Erste Rohreinheiten 141a und 141b sind mit einem ersten Zwischenbehälterausbildungsteil 161 und einem zweiten Zwischenbehälterausbildungsteil 162 zur Ausbildung von zwei Zwischenbehälterteilen neben den ersten und zweiten unteren Behälterausbildungsteilen 146 und 147 ausgebildet. Der erste untere Behälterausbildungsteil 146 steht durch einen Verbindungsteil 164 mit dem zweiten Zwischenbehälterausbildungsteil 162 in Verbindung. Der zweite untere Behälterausbildungsteil 147 steht durch einen Verbindungsteil 163 mit dem ersten Zwischenbehälterausbildungsteil 161 in Verbindung. Ein erstes Rohr 142 entspricht dem ersten Rohr 42, ein drittes Rohr 143 entspricht dem dritten Rohr 43, ein oberer Behälterausbildungsteil 144 der windabgewandten Seite entspricht dem oberen Behälterausbildungsteil 44 der windabgewandten Seite und ein oberer Behälterausbildungsteil 145 der windabgewandten Seite entspricht dem oberen Behälterausbildungsteil 45 der windwärtigen Seite.
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Ebenso sind zweite Rohreinheiten 151a und 151b mit dem ersten Zwischenbehälterausbildungsteil 161 und dem zweiten Zwischenbehälterausbildungsteil 162 zur Ausbildung von zwei Zwischenbehälterteilen neben den ersten und zweiten unteren Behälterausbildungsteilen 156 und 157 ausgebildet. Der erste untere Behälterausbildungsteil 156 steht durch einen Verbindungsteil 165 mit dem ersten Zwischenbehälterausbildungsteil 161 in Verbindung. Der zweite untere Behälterausbildungsteil 157 steht durch einen Verbindungsteil 166 mit dem zweiten Zwischenbehälterausbildungsteil 162 in Verbindung. Ein zweites Rohr 152 entspricht dem zweiten Rohr 52, ein viertes Rohr 153 entspricht dem vierten Rohr 53, ein oberer Behälterausbildungsteil 154 der windabgewandten Seite entspricht dem Behälterausbildungsteil 54 der windabgewandten Seite, und ein oberer Behälterausbildungsteil 155 der windwärtigen Seite entspricht einem oberen Behälterausbildungsteil 55 der windwärtigen Seite.
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In dem Kältemittelverdampfer des ersten Vergleichsbeispiels wird die gleiche Kältemittelströmung wie die in dem Kältemittelverdampfer dieser Ausführungsform mit der Erfindung von zwei Zwischenbehälterteilen realisiert, die durch die ersten und zweiten Zwischenbehälterausbildungsteile 161 und 162 ausgebildet sind.
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Jedoch nimmt in dem Kältemittelverdampfer des ersten Vergleichsbeispiels das Innenvolumen des Kältemittelverdampfers aufgrund des Vorhandenseins der zwei Zwischenbehälterteile ab.
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Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Kältemittelverdampfer 1 dieser Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, in dem Kältemittelverdampfer vom Stapeltyp die Kältemittelströmung in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils ausgetauscht, ohne einen getrennten Kältemittelaustauschteil, wie etwa den Zwischenbehälterteil, bereitzustellen. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, in dem der Kältemittelaustauschteil zusätzlich bereitgestellt ist, das Innenvolumen des gesamten Kältemittelverdampfers verringert werden.
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Jede der ersten Rohreinheiten 41 gemäß dieser Ausführungsform ist mit den Verbindungsteilen 48 und 49 versehen, die eines der ersten und dritten Rohre 42 und 43 und einen der ersten und zweiten Behälterausbildungsteile 46 und 47 in Verbindung miteinander bringen. Jedoch sind die Verbindungsteile 48 und 49 im Inneren einer Rohreinheit ausgebildet und die jeweiligen Verbindungsteile 48 und 49 stehen zwischen den benachbarten ersten Rohreinheiten 41 nicht direkt miteinander in Verbindung. Aus diesem Grund sind die Innenvolumen der Verbindungsteile 48 und 49 kleiner als die, wenn die jeweiligen Verbindungsteile 48 und 49 zwischen den benachbarten Rohreinheiten miteinander in Verbindung stehen, und das Innenvolumen ist kleiner als der Zwischenbehälterteil in dem Kältemittelverdampfer des ersten Vergleichsbeispiels. Das Gleiche gilt für die Verbindungsteile 58 und 59 in jeder der zweiten Rohreinheiten 51.
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Als ein Ergebnis kann gemäß dem Kältemittelverdampfer 1 dieser Ausführungsform, wie in 6 dargestellt, im Vergleich zu dem Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus die Menge des Kältemaschinenöls, die innerhalb des Kältemittelverdampfers 1 verbleibt, verringert werden, und die Verringerung in der Menge des Kältemaschinenöls, die in den Kompressor strömt, kann während des Betriebs der Kältekreislaufs unterdrückt werden. Der Kältemittelverdampfer des herkömmlichen Aufbaus in 6 umfasst den in 8 der Patentliteratur 1 dargestellten Zwischenbehälterteil.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie in 7 dargestellt, umfassen in einem Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform ein Wärmetauscherkernteil 11 der windwärtigen Seite und ein Wärmetauscherkernteil 21 der windabgewandten Seite jeweils vier Kernteile 11a bis 11d und vier Kernteile 21a bis 21d. In dem Wärmetauscherkernteil 11 der windwärtigen Seite und dem Wärmetauscherkernteil 21 der windabgewandten Seite sind jeweilige erste Kernteile 11a und 21a in der Strömungsrichtung der geblasenen Luft von links gesehen einander zugewandt, jeweilige zweite Kernteile 11b und 21b sind einander zugewandt, jeweilige dritte Kernteile 11c und 21c sind einander zugewandt und jeweilige vierte Kernteile 11d und 21d sind einander zugewandt.
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Der erste Kernteil 21a und der zweite Kernteil 21b aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft in dem Wärmetauscherkernteil 21 der windabgewandten Seite von links gesehen bilden jeweils den ersten Kernteil 11a und den zweiten Kernteil 11b. In dieser Situation bauen der erste Kernteil 11a und der zweite Kernteil 11b aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft in dem Wärmetauscherkernteil 11 der windwärtigen Seite von links gesehen jeweils den dritten Kernteil und den vierten Kernteil auf.
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In dieser Ausführungsform bauen der dritte Kernteil 21c und der vierte Kernteil 21d aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft in dem Wärmetauscherkernteil 21 der windabgewandten Seite von links gesehen, jeweils den ersten Kernteil und den zweiten Kernteil auf. In dieser Situation bauen der dritte Kernteil 11c und der vierte Kernteil 11d aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft in dem Wärmetauscherkernteil 11 der windwärtigen Seite von links gesehen jeweils den dritten Kernteil und den vierten Kernteil auf.
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Wie in 8 dargestellt, hat der Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform zwei Paare der ersten Rohreinheitsgruppe 40 und der zweiten Rohreinheitsgruppe 50, die benachbart zueinander angeordnet sind. Das Paar der ersten Rohreinheitsgruppe 40 und der zweiten Rohreinheitsgruppe 50, die benachbart zueinander sind, entspricht der ersten Rohreinheitsgruppe 40 und der zweiten Rohreinheitsgruppe 50, die später in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
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In den Rohreinheiten 41 und 51, die sich an einer Grenzposition zwischen den Rohreinheitsgruppen 40 und 50 befinden, die in der zweiten und der dritten von links aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft gesehen angeordnet sind, sind in die ersten bis vierten Behälterausbildungsteile 46, 47, 56 und 57 keine Durchgangslöcher, sondern nur auf einer Oberfläche davon sind Löcher ausgebildet. Als ein Ergebnis steht in den Rohreinheitsgruppen 40 und 50 der erste Behälterausbildungsteil 46 nicht mit dem dritten Behälterausbildungsteil 56 in Verbindung, und der zweite Behälterausbildungsteil 47 steht nicht mit dem vierten Behälterausbildungsteil 57 in Verbindung.
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Aus diesem Grund bewegt sich das Kältemittel, wie in 7 und 8 dargestellt, in dem ersten Kernteil 21a des Wärmetauscherkernteils 21, wie durch einen Pfeil A1 angezeigt, durchläuft den ersten Behälterausbildungsteil 46, wie durch einen Pfeil A2 angezeigt, und bewegt sich in dem zweiten Kernteil 11b des Wärmetauscherkernteils 11 der windwärtigen Seite, wie durch einen Pfeil A3 angezeigt.
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Ebenso bewegt sich das Kältemittel in dem zweiten Kernteil 21b des Wärmetauscherkernteils 21 der windabgewandten Seite, wie durch einen Pfeil B1 angezeigt, durchläuft den vierten Behälterausbildungsteil 57 und den zweiten Behälterausbildungsteil 47, wie durch einen Pfeil B2 angezeigt, und bewegt sich in dem ersten Kernteil 11a des Wärmetauscherkernteils 11 der windwärtigen Seite, wie durch einen Pfeil B3 angezeigt.
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Ferner strömt das Kältemittel, das sich in dem dritten Kernteil 21c des Wärmetauscherkernteils 21 der windabgewandten Seite bewegt, wie durch einen Pfeil C1 gezeigt, durchläuft den ersten Behälterausbildungsteil 46 und den dritten Behälterausbildungsteil 5, wie durch einen Pfeil C2 angezeigt, und bewegt sich in dem vierten Kernteil 11d des Wärmetauscherkernteils 11 der windwärtigen Seite, wie durch einen Pfeil C3 angezeigt.
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Ebenso durchläuft das Kältemittel, das sich, wie durch einen Pfeil D1 angezeigt, in dem vierten Kernteil 21d des Wärmetauscherkernteils 21 der windabgewandten Seite bewegt, den vierten Behälterausbildungsteil 57 und den zweiten Behälterausbildungsteil 47, wie durch einen Pfeil D2 angezeigt, und bewegt sich in dem dritten Kernteil 11c des Wärmetauscherkernteils 11 der windwärtigen Seite, wie durch einen Pfeil D3 angezeigt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in dieser Ausführungsform das Kältemittel, das durch die Wärmetauscherkerne 11 und 21 der windwärtigen Seite und der windabgewandten Seite strömt, in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils in den ersten Kernteilen 11a, 21a und den zweiten Kernteilen 11b, 21b aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft von links gesehen in den Wärmetauscherkernteilen 11 und 21 ausgetauscht. Ebenso wird das Kältemittel, das durch die Wärmetauscherkernteile 11 und 21 der windwärtigen Seite und der windabgewandten Seite strömt, in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils in den dritten Kernteilen 11c, 21c und den vierten Kernteilen 11d, 21d aus der Strömungsrichtung der geblasenen Luft von links gesehen in den Wärmetauscherkernteilen 11 und 21 der windwärtigen Seite und der windabgewandten Seite ausgetauscht.
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Da auch in dem Kältemittelverdampfer 1 gemäß dieser Ausführungsform der gleiche Aufbau wie der in der ersten Ausführungsform bereitgestellt wird, werden die gleichen Vorteile wie die in der ersten Ausführungsform erhalten.
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In dieser Ausführungsform hat der Kältemittelverdampfer 1 zwei Paare der ersten Rohreinheitsgruppe 40 und der zweiten Rohreinheitsgruppe 50 benachbart zueinander ausgerichtet. Alternativ kann der Kältemittelverdampfer 1 durch drei oder mehr Paare dieser Rohreinheitsgruppen aufgebaut sein.
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(Andere Ausführungsformen)
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In den vorstehenden Ausführungsformen sind Positionen der ersten bis vierten Behälterausbildungsteile 46, 47, 56 und 57 in den ersten und zweiten Rohreinheiten 41 und 42 an in 4A bis 4D dargestellten Positionen angeordnet. Jedoch sind die Positionen der ersten bis vierten Behälterausbildungsteile 46, 47, 56 und 57 nicht auf die in 4A bis 4D dargestellten Positionen beschränkt. Die Positionen der ersten und dritten Behälterausbildungsteile 46 und 56 können nicht direkt oberhalb der zweiten und vierten Behälterausbildungsteile 47 und 57 angeordnet sein, sondern können in einer Links-Rechtsrichtung von direkt oberhalb der zweiten und vierten Behälterausbildungsteile 47 und 57 verschoben sein. Jedoch haben die erste Rohreinheit 41 und die zweite Rohreinheit 51 in diesem Fall eine zueinander verschiedene Form, und zwei Arten von Rohreinheiten sollen ausgebildet werden. Daher wird bevorzugt, dass die Positionen der ersten bis vierten Behälterausbildungsteile 46, 47, 56 und 57 wie in der ersten Ausführungsform an den in 4A bis 4D dargestellten Positionen angeordnet sind.
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In der ersten Ausführungsform bauen die Rohre der linken Hälfte die linken Kernseitenabschnitte 11a und 21a auf, und die Rohre der rechten Hälfte bauen die rechten Kernseitenabschnitte 11b und 21b auf. Die Anzahl von Rohren, die jeden der linken Kernseitenabschnitte 11a, 21a und der rechten Kernseitenabschnitte 11b, 21b aufbauen, kann beliebig geändert werden. In diesem Fall baut von den mehreren Rohren ein Teil der Rohre auf der linken Seite einen linken Kernseitenabschnitt auf, und die restlichen Rohre bauen einen rechten Kernseitenabschnitt auf.
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In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Kältemitteleinlass 32a in dem oberen Behälterteil 32 der windabgewandten Seite angeordnet, und der Kältemittelauslass 31a ist in dem oberen Behälterteil 31 der windwärtigen Seite angeordnet. Alternativ können der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass durcheinander ersetzt werden.
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In den vorstehenden Ausführungsformen sind der Kältemitteleinlass 32a und der Kältemittelauslass 31a in den oberen Behälterteilen 31 und 32 angeordnet. Alternativ können der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass in den unteren Behälterteilen angeordnet sein. Das heißt, der in 2 gezeigte Kältemittelverdampfer 1 kann auf den Kopf gestellt angeordnet werden.
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Wenn in den vorstehenden Ausführungsformen das Kältemittel, das aus dem Wärmetauscherkernteil des ersten Verdampfungsteils strömt, in den Wärmetauscherkernteil des zweiten Verdampfungsteils strömt, wird das in den Wärmetauscherkernteilen der ersten und zweiten Verdampfungsteile strömende Kältemittel in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils in dem gesamten Bereich der Wärmetauscherkernteile der ersten und zweiten Verdampfungsteile ausgetauscht. Alternativ kann die Kältemittelströmung in einem Teil der Wärmetauscherkernteile der ersten und zweiten Verdampfungseinheiten nicht in der Breitenrichtung des Wärmetauscherkernteils ausgetauscht werden, sondern die Kältemittelströmung entsprechend dem herkömmlichen Typ mit Kehrtwende in der Vorn- und Hintenrichtung kann ausgebildet werden.
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Der vorstehende Aufbau kann zum Beispiel realisiert werden, indem eine dritte Rohreinheitsgruppe zum Ausbilden der Kältemittelströmung, die dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Kältemittelverdampfer 1 mit Kehrtwende in der Vorn- und Hintenrichtung entspricht, hinzugefügt wird.
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In den vorstehenden Ausführungsformen wird der Kältemittelverdampfer 1 auf den Kältekreislauf in dem Fahrzeugklimatisierungssystem angewendet. Jedoch ist der Kältemittelverdampfer 1 nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern kann zum Beispiel auf einen Kältekreislauf angewendet werden, der für eine Wasserheizung verwendet wird.
