DE112016000954T5

DE112016000954T5 - Kältemittel-Verdampfer

Info

Publication number: DE112016000954T5
Application number: DE112016000954.2T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Morimoto; Eiichi Torigoe; Naohisa Ishizaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-11-09
Also published as: JP6558268B2; WO2016136266A1; CN107208943B; JP2016164486A; CN107208943A; US20170328615A1

Abstract

Ein Kältemittel-Verdampfer (1), in dem Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid und einem Kältemittel ausgetauscht wird, umfasst: ein erstes Wärmeaustausch-Teilstück (12), in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen; ein zweites Wärmeaustausch-Teilstück (22), in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen, wobei das zweite Wärmeaustausch-Teilstück so angeordnet ist, dass es dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück gegenüberliegt; einen ersten Tank (13), der unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück zu verteilen; einen zweiten Tank (23), der unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu sammeln, das durch das zweite Wärmeaustausch-Teilstück hindurch strömt; sowie einen dritten Tank (30), der mit dem ersten Tank und dem zweiten Tank verbunden ist, um das mittels des zweiten Tanks gesammelte Kältemittel in den ersten Tank einzuleiten. Zwischen dem ersten Tank, dem zweiten Tank und dem dritten Tank ist eine Lücke definiert. Zumindest einer von einem Verbindungsabschnitt (133, 304) zwischen dem ersten Tank und dem dritten Tank und einem Verbindungsabschnitt (233, 305) zwischen dem zweiten Tank und dem dritten Tank definiert einen Ableitungs-Durchlass (40, 50), um Wasser abzulassen, das in der Lücke eingefangen ist.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der am 27. Februar 2015 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-38169 sowie auf der am 23. Februar 2016 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-32052 , deren Offenbarungen durch eine Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Kältemittel-Verdampfer, bei dem Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid und einem Kältemittel ausgetauscht wird.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 beschreibt einen Kältemittel-Verdampfer. Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Kältemittel-Verdampfer umfasst ein erstes Wärmeaustausch-Teilstück und ein zweites Wärmeaustausch-Teilstück, in denen Wärme mit Luft ausgetauscht wird, bei der es sich um ein zu kühlendes Fluid handelt. Das erste Wärmeaustausch-Teilstück und das zweite Wärmeaustausch-Teilstück sind so angeordnet, dass sie einander in einer Strömungsrichtung der Luft gegenüberliegen. Das erste Wärmeaustausch-Teilstück ist in einer Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung der Luft in ein erstes Kern-Teilstück und ein zweites Kern-Teilstück unterteilt. Das zweite Wärmeaustausch-Teilstück ist in einer Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung der Luft ebenfalls in ein erstes Kern-Teilstück und ein zweites Kern-Teilstück unterteilt. Das erste Kern-Teilstück des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks liegt dem ersten Kern-Teilstück des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks in der Strömungsrichtung der Luft gegenüber. Das zweite Kern-Teilstück des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks liegt dem zweiten Kern-Teilstück des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks in der Strömungsrichtung der Luft gegenüber. Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Kältemittel-Verdampfer umfasst ein Paar von Tanks, die in der vertikalen Richtung an den jeweiligen Enden des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet sind, sowie ein Paar von Tanks, die in der vertikalen Richtung an den jeweiligen Enden des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst der in der Patentliteratur 1 beschriebene Kältemittel-Verdampfer einen Umschalt-Tank zwischen dem Tank, der in der vertikalen Richtung unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, und dem Tank, der in der vertikalen Richtung unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist.
Bei dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen Kältemittel-Verdampfer strömt ein Kältemittel von dem Tank in der vertikalen Richtung oberhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks zu dem ersten Kern-Teilstück und dem zweiten Kern-Teilstück des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks. Das Kältemittel, das in das erste Kern-Teilstück des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks hinein strömt, strömt von dem Tank in der vertikalen Richtung unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstück durch den Umschalt-Tank und den Tank in der vertikalen Richtung unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks in das zweite Kern-Teilstück des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks hinein. Das Kältemittel, das in das zweite Kern-Teilstück des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks hinein strömt, strömt von dem Tank in der vertikalen Richtung unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks durch den Umschalt-Tank und den Tank in der vertikalen Richtung unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks in das erste Kern-Teilstück des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks hinein. Das Kältemittel, das in das erste Kern-Teilstück des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks hinein strömt, und das Kältemittel, das in das zweite Kern-Teilstück des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks hinein strömt, werden durch den Tank in der vertikalen Richtung oberhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks abgelassen.
Literatur des Stands der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2013-185723 A

Zusammenfassung der Erfindung
Bei dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen Kältemittel-Verdampfer kondensiert Wasser auf den äußeren Oberflächen des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks und des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks aufgrund des Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und der Luft, und das kondensierte Wasser strömt in der vertikalen Richtung nach unten. Wenn eine Lücke zwischen dem Tank in der vertikalen Richtung unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks, dem Tank in der vertikalen Richtung unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks und dem Umschalt-Tank ausgebildet ist, ist es möglich, dass das kondensierte Wasser in der Lücke verbleibt. Wenn das Wasser einfriert, verursacht das Einfrieren einen Riss, da das Volumen des Wassers vergrößert wird und jeden Tank schädigt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht in der Bereitstellung eines Kältemittel-Verdampfers, bei dem eine Rissbildung eingeschränkt ist, die durch Einfrieren verursacht wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kältemittel-Verdampfer, in dem Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid und einem Kältemittel ausgetauscht wird, Folgendes: ein erstes Wärmeaustausch-Teilstück, in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen; ein zweites Wärmeaustausch-Teilstück, in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen, wobei das zweite Wärmeaustausch-Teilstück so angeordnet ist, dass es dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück gegenüberliegt; einen ersten Tank, der unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück zu verteilen; einen zweiten Tank, der unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu sammeln, das durch das zweite Wärmeaustausch-Teilstück hindurch strömt; sowie einen dritten Tank, der mittels Löten mit dem ersten Tank und dem zweiten Tank verbunden ist, um das mittels des zweiten Tanks gesammelte Kältemittel in den ersten Tank einzuleiten. Zwischen dem ersten Tank. dem zweiten Tank und dem dritten Tank ist eine Lücke definiert. Zumindest einer von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Tank und dem dritten Tank und einem Verbindungsabschnitt zwischen dem zweiten Tank und dem dritten Tank definiert einen Ableitungs-Durchlass, um Wasser abzulassen, das in der Lücke eingefangen ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kältemittel-Verdampfer, in dem Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid und einem Kältemittel ausgetauscht wird, Folgendes: ein erstes Wärmeaustausch-Teilstück, in dem das Kältemittel strömt, um einen Wärmeaustausch zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel durchzuführen; ein zweites Wärmeaustausch-Teilstück, in dem das Kältemittel strömt, um einen Wärmeaustausch zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel durchzuführen, wobei das zweite Wärmeaustausch-Teilstück so angeordnet ist, dass es dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück gegenüberliegt; einen ersten Tank, der unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück zu verteilen; einen zweiten Tank, der unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu sammeln, das durch das zweite Wärmeaustausch-Teilstück hindurch strömt; ein Verbindungs-Teilstück, das den ersten Tank und den zweiten Tank miteinander verbindet; sowie einen dritten Tank, der mit dem ersten Tank und dem zweiten Tank verbunden ist, um das mittels des zweiten Tanks gesammelte Kältemittel in den ersten Tank einzuleiten. In dem Verbindungs-Teilstück ist zumindest eine Öffnung definiert. Zumindest einer von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Tank und dem dritten Tank und einem Verbindungsabschnitt zwischen dem zweiten Tank und dem dritten Tank definiert einen Ableitungs-Durchlass, der sich auf einer unteren Seite der Öffnung des Verbindungs-Teilstücks befindet, um Wasser abzulassen, das durch die Öffnung hindurch strömt.
Wenn das kondensierte Wasser, das auf den äußeren Oberflächen des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks und des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks erzeugt wird, in die Lücke hinein strömt, die zwischen dem ersten Tank, dem zweiten Tank und dem dritten Tank definiert ist, wird das kondensierte Wasser durch den Ableitungs-Durchlass hindurch nach außen abgelassen. Da das kondensierte Wasser kaum in der Lücke zwischen dem ersten Tank, dem zweiten Tank und dem dritten Tank verbleibt, kann daher eine Rissbildung eingeschränkt werden, die durch ein Einfrieren des kondensierten Wassers verursacht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
l ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kältemittel-Verdampfer gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Kältemittel-Verdampfer der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen luvwärtigen Verteilungstank, einen leewärtigen Sammeltank sowie einen Umschalt-Tank des Kältemittel-Verdampfers der ersten Ausführungsform darstellt;
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Strom eines Kältemittels in dem Kältemittel-Verdampfer der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ist eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Ableitungs-Durchlasses des Kältemittel-Verdampfers der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ist eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Ableitungs-Durchlasses eines Kältemittel-Verdampfers gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform darstellt;
7 ist eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Ableitungs-Durchlasses eines Kältemittel-Verdampfers gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform darstellt;
8 ist eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Ableitungs-Durchlasses eines Kältemittel-Verdampfers gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform darstellt;
9 ist eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Ableitungs-Durchlasses eines Kältemittel-Verdampfers gemäß einer vierten Modifikation der ersten Ausführungsform darstellt;
10 ist eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Ableitungs-Durchlasses eines Kältemittel-Verdampfers gemäß einer fünften Modifikation der ersten Ausführungsform darstellt;
11 ist eine Schnittansicht, die einen luvwärtigen Verteilungstank, einen leewärtigen Sammeltank sowie einen Umschalt-Tank eines Kältemittel-Verdampfers gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Im Folgenden ist ein Kältemittel-Verdampfer einer ersten Ausführungsform beschrieben. Der Kältemittel-Verdampfer 1 dieser Ausführungsform, der in 1 gezeigt ist, wird für einen Kältekreislauf für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug verwendet, die Luft in dem Fahrgastraum klimatisiert. Noch genauer handelt es sich bei dem Kältemittel-Verdampfer 1 um einen Kühl-Wärmetauscher für ein Kühlen von Luft, indem Wärme aus der in den Fahrgastraum zu sendenden Luft absorbiert wird, um das Flüssigphasen-Kältemittel zu verdampfen. Der Kältekreislauf umfasst einen Kompressor, einen Kühler, ein Expansionsventil, die nicht dargestellt, jedoch allgemein bekannt sind, zusätzlich zu dem Kältemittel-Verdampfer 1.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Kältemittel-Verdampfer 1 zwei Verdampfungs-Teilstücke 10 und 20 sowie einen Umschalt-Tank 30. Das Verdampfungs-Teilstück 10 ist auf der in einer Luftströmungsrichtung X stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet, und das Verdampfungs-Teilstück 20 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die Luftströmungsrichtung X eine Richtung senkrecht zu einer vertikalen Richtung Y1, Y2. Im Folgenden wird das Verdampfungs-Teilstück 10, das in der Luftströmungsrichtung X stromaufwärts angeordnet ist, als ”das Verdampfungs-Teilstück 10 auf der luvwärtigen Seite” bezeichnet. Darüber hinaus wird das Verdampfungs-Teilstück 20, das in der Luftströmungsrichtung X stromabwärts angeordnet ist, als ”das Verdampfungs-Teilstück 20 auf der leewärtigen Seite” bezeichnet.
Das Verdampfungs-Teilstück 10 auf der luvwärtigen Seite weist einen Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite, ein Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite sowie einen Verteilungs-Tank 13 auf der luvwärtigen Seite auf. Der Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite, das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite und der Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite sind in dieser Reihenfolgen in der vertikalen Richtung Y1 nach unten angeordnet.
Das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite weist die Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf. Das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite ist so angeordnet, dass die Luftströmungsrichtung X der Richtung der Dicke entspricht. Der Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite ist an einer in der vertikalen Richtung Y1 unterseitigen Endoberfläche 12d des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite angebracht. Der Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite ist an einer in der vertikalen Richtung Y2 oberseitigen Endoberfläche 12e des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite angebracht. Das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite umfasst mehrere Rohre 12a sowie mehrere Rippen 12b, die in der horizontalen Richtung abwechselnd miteinander gestapelt sind. In 2 ist eine Darstellung des Rohrs 12a und der Rippe 12b weggelassen. Das Rohr 12a ist so angeordnet, dass es sich in der vertikalen Richtung Y1, Y2 erstreckt, und es weist im Querschnitt eine flache Form auf. In dem Rohr 12a ist ein Durchlass für ein strömendes Kältemittel ausgebildet. Bei der Rippe 12b handelt es sich um eine sogenannte gewellte Rippe, die durch Biegen einer dünnen Metallplatte gebildet wird. Die Rippe 12b ist in der horizontalen Richtung zwischen den Rohren 12a benachbart zueinander angeordnet, und sie ist mit der äußeren Oberfläche des Rohrs 12a verbunden. Wie in 2 gezeigt, ist das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite in der Stapelrichtung des Rohrs 12a und der Rippe 12b in ein erstes Kern-Teilstück 121 auf der luvwärtigen Seite und ein zweites Kern-Teilstück 122 auf der luvwärtigen Seite unterteilt. Darüber hinaus weist das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite, wie in 1 gezeigt, an den beiden Enden in der Stapelrichtung des Rohrs 12a und der Rippe 12b eine seitliche Platte 12c auf. Bei der seitlichen Platte 12c handelt es sich um eine Komponente für eine Verstärkung des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite.
Bei dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite handelt es sich um eine zylindrische Komponente, in der ein Durchlass für ein Kältemittel definiert ist. Die beiden Enden des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite in der axialen Richtung sind geschlossen. Wie in 2 gezeigt, weist der Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite an dem in der axialen Richtung mittleren Teilstück eine Trennplatte 13a auf. Die Trennplatte 13a unterteilt den inneren Durchlass des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite in ein erstes Verteilungs-Teilstück 131 und ein zweites Verteilungs-Teilstück 132. In der äußeren Oberfläche des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite sind mehrere Durchgangslöcher definiert, die nicht dargestellt sind, und das in der vertikalen Richtung Y1 untere Ende des Rohrs 12a ist in das Durchgangsloch eingesetzt. Der innere Durchlass des ersten Verteilungs-Teilstücks 131 steht durch das Durchgangsloch mit dem Rohr 12a des ersten Kern-Teilstücks 121 auf der luvwärtigen Seite in Verbindung, und der innere Durchlass des zweiten Verteilungs-Teilstücks 132 steht durch das Durchgangsloch mit dem Roh 12a des zweiten Kern-Teilstücks 122 auf der luvwärtigen Seite in Verbindung. Das heißt, das erste Verteilungs-Teilstück 131 verteilt ein Kältemittel an die Rohe 12a des ersten Kern-Teilstücks 121 auf der luvwärtigen Seite. Darüber hinaus verteilt das zweite Verteilungs-Teilstück 132 ein Kältemittel an die Rohe 12a des zweiten Kern-Teilstücks 122 auf der luvwärtigen Seite.
Wie in 3 gezeigt, ist auf der äußeren Oberfläche des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite ein Verbindungsabschnitt 133 mit einer ebenen Form so ausgebildet, dass er sich in der axialen Richtung erstreckt. Bei dem Verbindungsabschnitt 133 handelt es sich um einen Abschnitt, mit dem der Umschalt-Tank 30 verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 133 weist ein Durchgangsloch 134 auf, das bis zu dem inneren Durchlass des ersten Verteilungs-Teilstücks 131 hindurch geht. Bei dem Durchgangsloch 134 handelt es sich um einen Durchlass, um das Kältemittel von dem Umschalt-Tank 30 zu dem ersten Verteilungs-Teilstück 131 zu leiten. Darüber hinaus weist der Verbindungsabschnitt 133 ein Durchgangsloch 135 auf, das bis zu dem inneren Durchlass des zweiten Verteilungs-Teilstücks 132 hindurch geht. Bei dem Durchgangsloch 135 handelt es sich um einen Durchlass, um das Kältemittel von dem Umschalt-Tank 30 zu dem zweiten Verteilungs-Teilstück 132 zu leiten.
Wie in 1 und 2 gezeigt, handelt es sich bei dem Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite um eine zylindrische Komponente, in der ein Durchlass für ein Kältemittel definiert ist. Das eine End-Teilstück des Sammeltanks 11 auf der luvwärtigen Seite in der axialen Richtung ist geschlossen. Das andere End-Teilstück des Sammeltanks 11 auf der luvwärtigen Seite in der axialen Richtung definiert einen Kältemittel-Auslass 11a. Der Kältemittel-Auslass 11a ist mit der Ansaugseite des nicht dargestellten Kompressors verbunden. Darüber hinaus sind in der äußeren Oberfläche des Sammeltanks 11 auf der luvwärtigen Seite mehrere nicht dargestellte Durchgangslöcher ausgebildet, und das in der vertikalen Richtung Y2 obere Ende des Rohrs 12a ist in das Durchgangsloch eingesetzt. Der innere Durchlass des Sammeltanks 11 auf der luvwärtigen Seite steht durch die jeweiligen Durchgangslöcher mit dem Rohr 12a des ersten Kern-Teilstücks 121 auf der luvwärtigen Seite und mit dem Rohr 12a des zweiten Kern-Teilstücks 122 auf der luvwärtigen Seite in Verbindung. Das heißt, das Kältemittel, das durch das Rohr 12a des ersten Kern-Teilstücks 121 auf der luvwärtigen Seite hindurch strömt, und das Kältemittel, das durch das Rohr 12a des zweiten Kern-Teilstücks 122 auf der luvwärtigen Seite hindurch strömt, werden in dem Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite zusammengeführt. Das Kältemittel, das in dem Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite gesammelt wird, wird durch den Kältemittel-Auslass 11a in den Kompressor eingeleitet.
Das Verdampfungs-Teilstück 20 auf der leewärtigen Seite weist einen Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite, ein Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite sowie einen Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite auf. Der Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite, das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite und der Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite sind in dieser Reihenfolgen in der vertikalen Richtung Y1 nach unten angeordnet.
Das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite weist ungefähr den gleichen Aufbau wie das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite auf. Das heißt, das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite weist die Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf, und es ist so angeordnet, dass die Luftströmungsrichtung X der Richtung der Dicke entspricht. Das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite umfasst mehrere Rohre 22a und mehrere Rippen 22b, die in der horizontalen Richtung abwechselnd miteinander gestapelt sind, und es weist an den beiden Enden in der Stapelrichtung des Rohrs 22a und der Rippe 22b eine seitliche Platte 22c auf. Der Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite ist an einer in der vertikalen Richtung Y1 unteren Endoberfläche 22d des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite angebracht. Der Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite ist an einer in der vertikalen Richtung Y2 oberen Endoberfläche 22e des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite angebracht. Darüber hinaus ist das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite, wie in 2 gezeigt, in der Luftströmungsrichtung X in ein erstes Kern-Teilstück 221 auf der leewärtigen Seite, das dem ersten Kern-Teilstück 121 auf der luvwärtigen Seite gegenüberliegt, und ein zweites Kern-Teilstück 222 auf der leewärtigen Seite unterteilt, das dem zweiten Kern-Teilstück 122 auf der luvwärtigen Seite gegenüberliegt.
Bei dem Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite handelt es sich um eine zylindrische Komponente, die im Inneren einen Durchlass für ein Kältemittel aufweist. Das eine End-Teilstück des Verteilungstanks 21 auf der leewärtigen Seite in der axialen Richtung ist geschlossen. Das andere End-Teilstück des Verteilungstanks 21 auf der leewärtigen Seite in der axialen Richtung definiert einen Kältemittel-Einlass 21a. Ein Niederdruck-Kältemittel, das von dem nicht dargestellten Expansionsventil dekomprimiert wird, strömt in den Kältemittel-Einlass 21a hinein. Darüber hinaus sind in der äußeren Oberfläche des Verteilungstanks 21 auf der leewärtigen Seite mehrere nicht dargestellte Durchgangslöcher ausgebildet, und das in der vertikalen Richtung Y2 obere Ende des Rohrs 22a ist in das Durchgangsloch eingesetzt. Der innere Durchlass des Verteilungstanks 21 auf der leewärtigen Seite steht durch das Durchgangsloch mit dem Rohr 22a des ersten Kern-Teilstücks 221 auf der leewärtigen Seite und mit dem Rohr 22a des zweiten Kern-Teilstücks 222 auf der leewärtigen Seite in Verbindung. Das heißt, das Kältemittel, das von dem Kältemittel-Einlass 21a in den Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite hinein geströmt ist, wird zu dem Rohr 22a des ersten Kern-Teilstücks 221 auf der leewärtigen Seite und zu dem Rohr 22a des zweiten Kern-Teilstücks 222 auf der leewärtigen Seite verteilt.
Bei dem Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite handelt es sich um eine zylindrische Komponente, die im Inneren einen Durchlass für ein Kältemittel aufweist. Die beiden Enden des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite in der axialen Richtung sind geschlossen. Der Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite weist an dem in der axialen Richtung mittleren Teilstück eine Trennplatte 23a auf. Wie in 2 gezeigt, unterteilt die Trennplatte 23a den inneren Durchlass des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite in ein erstes Sammel-Teilstück 231 und ein zweites Sammel-Teilstück 232. Darüber hinaus sind in der äußeren Oberfläche des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite mehrere nicht dargestellte Durchgangslöcher ausgebildet, und das in der vertikalen Richtung Y1 untere Ende des Rohrs 22a ist in das Durchgangsloch eingesetzt. Aufgrund des Durchgangslochs steht der innere Durchlass des ersten Sammel-Teilstücks 231 mit dem Rohr 22a des ersten Kern-Teilstücks 221 auf der leewärtigen Seite in Verbindung, und der innere Durchlass des zweiten Sammel-Teilstücks 232 steht mit dem Rohr 22a des zweiten Kern-Teilstücks 222 auf der leewärtigen Seite in Verbindung. Das heißt, das Kältemittel, das durch die Rohre 22a des ersten Kern-Teilstücks 221 auf der leewärtigen Seite strömt, wird in dem ersten Sammel-Teilstück 231 zusammengeführt. Darüber hinaus wird das Kältemittel, das durch die Rohre 22a des zweiten Kern-Teilstücks 222 auf der leewärtigen Seite strömt, in dem zweiten Sammel-Teilstück 232 zusammengeführt.
Wie in 3 gezeigt, definiert die äußere Oberfläche des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite einen Verbindungsabschnitt 233 mit einer ebenen Form so, dass er sich in der axialen Richtung erstreckt. Bei dem Verbindungsabschnitt 233 handelt es sich um einen Abschnitt, mit dem der Umschalt-Tank 30 verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 233 weist ein Durchgangsloch 234 auf, das bis zu dem inneren Durchlass des ersten Sammel-Teilstücks 231 hindurch geht. Bei dem Durchgangsloch 234 handelt es sich um einen Durchlass um das Kältemittel von dem zweiten Sammel-Teilstück 231 in den Umschalt-Tank 30 einzuleiten. Darüber hinaus weist der Verbindungsabschnitt 233 ein Durchgangsloch 235 auf, das bis zu dem inneren Durchlass des zweiten Sammel-Teilstücks 232 hindurch geht. Bei dem Durchgangsloch 235 handelt es sich um einen Durchlass, um das Kältemittel aus dem zweiten Sammel-Teilstück 232 in den Umschalt-Tank 30 einzuleiten.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite einem ersten Tank, und das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite entspricht einem zweiten Tank. Darüber hinaus entspricht das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite einem ersten Wärmeaustausch-Teilstück, und das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite entspricht einem zweiten Wärmeaustausch-Teilstück.
Der Umschalt-Tank 30 ist zwischen dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und dem Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite angeordnet. Bei dieser Ausführungsform entspricht der Umschalt-Tank 30 einem dritten Tank. Bei dem Umschalt-Tank 30 handelt es sich um eine zylindrische Komponente, die im Inneren einen Durchlass für ein Kältemittel aufweist. Im Inneren des Umschalt-Tanks 30 ist eine Teilungs-Komponente 301 angeordnet. Die Teilungs-Komponente 301 unterteilt den Innenraum des Umschalt-Tanks 30 in einen ersten Kältemittel-Durchlass 302 und einen zweiten Kältemittel-Durchlass 303.
Wie in 3 gezeigt, definiert die äußere Oberfläche des Umschalt-Tanks 30 einen Verbindungsabschnitt 304 mit einer ebenen Form, mit dem der Verbindungsabschnitt 133 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite verbunden ist, sowie einen Verbindungsabschnitt 305 mit einer ebenen Form, mit dem der Verbindungsabschnitt 233 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite verbunden ist.
In dem Verbindungsabschnitt 304 ist ein Durchgangsloch 306 definiert, das bis zu dem ersten Kältemittel-Durchlass 302 hindurch geht. Das Durchgangsloch 306 ist so angeordnet, dass es mit dem Durchgangsloch 134 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite verbunden ist. In dem Verbindungsabschnitt 305 ist ein Durchgangsloch 307 ausgebildet, das bis zu denn ersten Kältemittel-Durchlass 302 hindurch geht. Das Durchgangsloch 307 ist so angeordnet, dass es mit dem Durchgangsloch 235 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite verbunden ist. Das heißt, das Kältemittel, das in dem zweiten Sammel-Teilstück 232 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite zusammengeführt wurde, strömt durch das Durchgangsloch 235 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite und durch das Durchgangsloch 307 des Umschalt-Tanks 30 hindurch in den ersten Kältemittel-Durchlass 302 hinein. Das Kältemittel, das in den ersten Kältemittel-Durchlass 302 hinein geströmt ist, wird durch das Durchgangsloch 306 des Umschalt-Tanks 30 und das Durchgangsloch 134 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite hindurch zu dem ersten Verteilungs-Teilstück 131 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite geleitet.
In dem Verbindungsabschnitt 304 ist ein Durchgangsloch 308 ausgebildet, das bis zu dem zweiten Kältemittel-Durchlass 303 hindurch geht. Das Durchgangsloch 308 ist so angeordnet, dass es mit dem Durchgangsloch 135 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite verbunden ist. In dem Verbindungsabschnitt 305 ist ein Durchgangsloch 309 ausgebildet, das bis zu dem zweiten Kältemittel-Durchlass 303 hindurch geht. Das Durchgangsloch 309 ist so angeordnet, dass es mit dem Durchgangsloch 234 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite verbunden ist. Das heißt, das Kältemittel, das in dem ersten Sammel-Teilstück 231 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite zusammengeführt wurde, strömt durch das Durchgangsloch 234 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite und das Durchgangsloch 309 des Umschalt-Tanks 30 hindurch in den zweiten Kältemittel-Durchlass 303 hinein. Das Kältemittel, das in den zweiten Kältemittel-Durchlass 303 hinein geströmt ist, wird durch das Durchgangsloch 308 des Umschalt-Tanks 30 und das Durchgangsloch 135 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite zu dem zweiten Verteilungs-Teilstück 132 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite geleitet.
So fungiert der Umschalt-Tank 30 als ein Abschnitt, der das Kältemittel, das in dem Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite gesammelt wird, in den Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite einleitet. Darüber hinaus fungiert der Umschalt-Tank 30 als ein Abschnitt, der die Ströme des Kältemittels in dem Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite und die Ströme des Kältemittels in dem Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite in der Stapelrichtung der Rohre 12a, 22a miteinander austauscht.
Als nächstes sind der Strom des Kältemittels in dem Kältemittel-Verdampfer 1 sowie ein Verfahren für ein Kühlen von Luft erläutert.
Das Kältemittel, das von dem nicht dargestellten Expansionsventil dekomprimiert wird, wird aus dem Kältemittel-Einlass 21a in den Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite eingeleitet, wie in 4 mit einem Pfeil A gezeigt. Das Kältemittel wird in dem Verteilungstank 21 auf der leewärtigen Seite so verteilt, dass es in das erste Kern-Teilstück 221 auf der leewärtigen Seite und in das zweite Kern-Teilstück 222 auf der leewärtigen Seite des Verteilungstanks 21 auf der leewärtigen Seite hinein strömt, wie durch Pfeile B und C gezeigt.
Das Kältemittel, das in das erste Kern-Teilstück 221 auf der leewärtigen Seite und in das zweite Kern-Teilstück 222 auf der leewärtigen Seite hinein geströmt ist, strömt durch das Innere jedes Rohrs 22a in der vertikalen Richtung Y1 nach unten. Dabei führt das Kältemittel, das durch das Innere des Rohrs 22a hindurch strömt, einen Wärmeaustausch mit Luft durch, die außerhalb des Rohrs 22a in der Luftströmungsrichtung X strömt. Dadurch wird ein Teil des Kältemittels verdampft, um Wärme aus der Luft zu absorbieren, so dass die Luft gekühlt wird.
Das Kältemittel, das durch die Rohre 22a des ersten Kern-Teilstücks 221 auf der leewärtigen Seite hindurch strömt, wird in dem ersten Sammel-Teilstück 231 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite zusammengeführt, wie mit einem Pfeil D gezeigt. Das Kältemittel, das in dem ersten Sammel-Teilstück 231 zusammengeführt wurde, strömt durch den zweiten Kältemittel-Durchlass 303 des Umschalt-Tanks 30 in das zweite Verteilungs-Teilstück 132 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite hinein, wie mit einem Pfeil F gezeigt. Das Kältemittel, das in das zweite Verteilungs-Teilstück 132 hinein geströmt ist, strömt in das zweite Kern-Teilstück 122 auf der luvwärtigen Seite hinein, wie mit einem Pfeil H gezeigt.
Das Kältemittel, das durch die Rohre 22a des zweiten Kern-Teilstücks 222 auf der leewärtigen Seite hindurch strömt, wird in dem zweiten Sammel-Teilstück 232 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite zusammengeführt, wie mit einem Pfeil E gezeigt. Das Kältemittel, das in dem zweiten Sammel-Teilstück 232 zusammengeführt wurde, strömt durch den ersten Kältemittel-Durchlass 302 des Umschalt-Tanks 30 in das erste Verteilungs-Teilstück 131 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite hinein, wie mit einem Pfeil G gezeigt. Das Kältemittel, das in das erste Verteilungs-Teilstück 131 hinein geströmt ist, strömt in das erste Kern-Teilstück 121 auf der luvwärtigen Seite hinein, wie mit einem Pfeil I gezeigt.
Das Kältemittel, das in das erste Kern-Teilstück 121 auf der luvwärtigen Seite und in das zweite Kern-Teilstück 122 auf der luvwärtigen Seite hinein geströmt ist, strömt durch das Innere des jeweiligen Rohrs 22a hindurch in der vertikalen Richtung Y2 nach oben. Dabei führt das Kältemittel, das durch das Innere des Rohrs 22a hindurch strömt, einen Wärmeaustausch mit Luft durch, die außerhalb des Rohrs 22a in der Luftströmungsrichtung X strömt. Dadurch wird ein Teil des Kältemittels verdampft, um Wärme aus der Luft zu absorbieren, so dass die Luft gekühlt wird.
Das Kältemittel, das durch das erste Kern-Teilstück 121 auf der luvwärtigen Seite und durch das zweite Kern-Teilstück 122 auf der luvwärtigen Seite hindurch strömt, wird in dem Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite zusammengeführt, wie mit Pfeilen K und J gezeigt. Das Kältemittel, das in dem Sammeltank 11 auf der luvwärtigen Seite zusammengeführt wurde, wird der Ansaugseite des nicht dargestellten Kompressors von dem Kältemittel-Auslass 11a des Sammeltanks 11 auf der luvwärtigen Seite zugeführt, wie mit einem Pfeil L gezeigt.
Wenn Wasser aufgrund des Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und der Luft auf den äußeren Oberflächen des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite und des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite kondensiert, strömt das kondensierte Wasser in der vertikalen Richtung Y1 nach unten. Wie in 5 gezeigt, ist es möglich, dass das kondensierte Wasser in einer Lücke CL1 zwischen dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite, dem Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite und dem Umschalt-Tank 30 verbleibt. Wenn das kondensierte Wasser, das in der Lücke CL1 verbleibt, durch einen Temperaturabfall einfriert, kann jeder der Tanks 13, 23 und 30 geschädigt werden, da das Volumen des Wassers vergrößert wird, was als eine Gefrier-Rissbildung bezeichnet wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist der Kältemittel-Verdampfer 1 einen Ableitungs-Aufbau für ein Ablassen des kondensierten Wassers auf, das in der Lücke CL1 verbleibt. Als nächstes sind die Details des Ableitungs-Autbaus erläutert.
Wie in 3 gezeigt, sind in dem Verbindungsabschnitt 304 des Umschalt-Tanks 30 entlang der geneigten Oberfläche des Verbindungsabschnitts 304 mehrere Ableitungs-Nuten 310 ausgebildet. Darüber hinaus ist in dem Verbindungsabschnitt 133 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite an der Position, die der Ableitungs-Nut 310 des Verbindungsabschnitts 304 des Umschalt-Tanks 30 entspricht, eine Ableitungs-Nut 136 ausgebildet. Wie in 5 gezeigt, ist ein geradlinig geformter Ableitungs-Durchlass 40 durch einen Raum definiert, der von der Ableitungsnut 310, die in dem Verbindungsabschnitt 304 des Umschall-Tanks 30 ausgebildet ist, und der Ableitungs-Nut 136 umgeben ist, die in dem Verbindungsabschnitt 133 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite ausgebildet ist. Das eine End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 40 definiert eine Einström-Öffnung 41, die mit der Lücke CL1 in Verbindung steht. Das andere End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 40 definiert eine Auslassöffnung 42, die zu dem in der vertikalen Richtung Y1 unteren Raum des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite hin offen ist. Die Auslassöffnung 42 befindet sich auf der in der vertikalen Richtung Y1 unteren Seite der Lücke CL1.
Wie in 3 gezeigt, sind in dem Verbindungsabschnitt 305 des Umschalt-Tanks 30 entlang der geneigten Oberfläche des Verbindungsabschnitts 305 mehrere Ableitungs-Nuten 311 ausgebildet. Darüber hinaus ist eine Ableitungs-Nut in dem Verbindungsabschnitt 233 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite an der Position ausgebildet, die der Ableitungs-Nut 311 des Verbindungsabschnitts 305 des Umschalt-Tanks 30 entspricht. Wie in 5 gezeigt, ist ein geradlinig geformter Ableitungs-Durchlass 50 durch einen Raum definiert, der von der Ableitungs-Nut 311, die in dem Verbindungsabschnitt 305 des Umschalt-Tanks 30 ausgebildet ist, und der Ableitungs-Nut 236 umgeben ist, die in dem Verbindungsabschnitt 233 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite ausgebildet ist. Ein End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 50 definiert eine Einström-Öffnung 51, die mit der Lücke CL1 in Verbindung steht. Das andere End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 50 definiert eine Auslassöffnung 52, die zu dem in der vertikalen Richtung Y1 unteren Raum des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite hin offen ist. Die Auslassöffnung 52 befindet sich auf der in der vertikalen Richtung Y1 unteren Seite der Lücke CL1.
In 2 und 4 ist jede Darstellung der Ableitungs-Nut 310, 311 des Umschalt-Tanks 30, der Ableitungs-Nut 136 des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite sowie der Ableitungs-Nut 236 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite weggelassen.
Gemäß dem Kältemittel-Verdampfer 1 dieser Ausführungsform, der vorstehend erläutert ist, können die Betriebsweise und der Vorteil erhalten werden, die in den folgenden Punkten (1) und (2) beschrieben sind.

(1) Wie mit Pfeilen W1 und W2 in 5 gezeigt, kann das kondensierte Wasser durch den Ableitungs-Durchlass 40 oder/und den Ableitungs-Durchlass 50 aus der Lücke CL1 nach außen abgelassen werden. Daher kann eine Gefrier-Rissbildung, die aus dem Einfrieren von kondensiertem Wasser resultiert, eingeschränkt werden, da es für das kondensierte Wasser schwierig ist, in der Lücke CL1 zu verbleiben.
(2) Die Auslassöffnung 42 des Ableitungs-Durchlasses 40 und die Auslassöffnung 52 des Ableitungs-Durchlasses 50 sind auf der in der vertikalen Richtung Y1 unteren Seite der Lücke CL1 positioniert. Da es leicht wird, das kondensierte Wasser abzulassen, das durch die Lücke CL1 eingefangen ist, kann eine Gefrier-Rissbildung sicherer eingeschränkt werden.

Erste Modifikation
Als nächstes ist eine erste Modifikation des Kältemittel-Verdampfers 1 der ersten Ausführungsform erläutert.
Wie in 6 gezeigt, ist die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 42 des Ableitungs-Durchlasses 40 bei dem Kältemittel-Verdampfer 1 dieser Modifikation größer als die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 41 des Ableitungs-Durchlasses 40. In einer ähnlichen Weise ist die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 52 des Ableitungs-Durchlasses 50 größer als die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 51 des Ableitungs-Durchlasses 50. Da es gemäß einem derartigen Aufbau leichter wird, das durch die Lücke CL1 eingefangene kondensierte Wasser abzulassen, kann eine Gefrier-Rissbildung effektiv gesteuert werden. Die gleiche Wirkung und der gleiche Effekt können erhalten werden, wenn die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 42 größer als die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 41 oder gleich dieser ist. Die gleiche Wirkung und der gleiche Effekt können erhalten werden, wenn die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 52 größer als die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 51 oder gleich dieser ist.
Zweite Modifikation
Als nächstes ist eine zweite Modifikation des Kältemittel-Verdampfers 1 der ersten Ausführungsform erläutert.
Wie in 7 gezeigt, ist es möglich, dass der Ableitungs-Durchlass 40, 50 nur durch die Ableitungs-Nut 310, 311 definiert ist, die in dem Umschalt-Tank 30 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es möglich, wie in 8 gezeigt, dass der Ableitungs-Durchlass 40 nur durch die Ableitungs-Nut 136 definiert ist, die in dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite ausgebildet ist. Des Weiteren ist es möglich, dass der Ableitungs-Durchlass 50 nur durch die Ableitungs-Nut 236 definiert ist, die in dem Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite ausgebildet ist. In Kürze ist der Ableitungs-Durchlass für ein Ablassen des Wassers, das durch die Lücke CL1 eingefangen ist, durch zumindest einen von dem Verbindungsabschnitt 133, 304 zwischen dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und dem Umschalt-Tank 30 und dem Verbindungsabschnitt 233, 305 zwischen dem Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite und dem Umschalt-Tank 30 definiert, wie in 2 gezeigt.
Dritte Modifikation
Als nächstes ist eine dritte Modifikation des Kältemittel-Verdampfers 1 der ersten Ausführungsform erläutert.
Wie in 9 gezeigt, kann der Ableitungs-Durchlass 40, 50 eine gekrümmte Form aufweisen. Darüber hinaus kann die Form des Ableitungs-Durchlasses 40, 50 in geeigneter Weise verändert werden, ohne auf die in 5 bis 9 gezeigte Form beschränkt zu sein.
Vierte Modifikation
Als nächstes ist eine vierte Modifikation des Kältemittel-Verdampfers 1 der ersten Ausführungsform erläutert.
Wie in 10 gezeigt, ist die Querschnittsfläche der engsten Lücke zwischen dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und dem Sammeltank 23 auf der luvwärtigen Seite bei dem Kältemittel-Verdampfer 1 dieser Modifikation als ”Sa” festgelegt. Darüber hinaus ist die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 41 des Ableitungs-Durchlasses 40 als ”Sb1” festgelegt, und die Querschittsfläche der Auslassöffnung 42 des Ableitungs-Durchlasses 40 ist als ”Sc1” festgelegt. Des Weiteren ist die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 51 des Ableitungs-Durchlasses 50 als ”Sb2” festgelegt, und die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 52 des Ableitungs-Durchlasses 50 ist als ”Sc2” festgelegt.
Diese Querschnittsflächen Sa, Sb1, Sb2, Sc1 und Sc2 sind so festgelegt, dass sie die folgenden Relations-Formeln f1 und f2 erfüllen. Sa < Sb1 ≤ Sc1 (f1) Sa < Sb2 ≤ Sc2 (f2)
Da das kondensierte Wasser, das aus dem engsten Abschnitt zwischen dem Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und dem Sammeltank 23 auf der luvwärtigen Seite in die Lücke CL1 hinein strömt, problemlos abgeleitet werden kann, kann dementsprechend eine Gefrier-Rissbildung effektiv gesteuert werden.
Darüber hinaus können in einem Fall, in dem der Kältemittel-Verdampfer 1 mit der geneigten Stellung angeordnet ist, die gleiche Betriebsweise und der gleiche Vorteil erhalten werden, wenn der Ablauf-Durchlass von dem Ablauf-Durchlass 40 und dem Ablauf-Durchlass 50, der auf der in der vertikalen Richtung unteren Seite angeordnet ist, die Formeln erfüllt. Die geneigte Stellung repräsentiert eine Orientierung, bei der die Längsrichtung der Rohre 12a und 22a die vertikale Richtung schneidet.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes ist im Folgenden eine zweite Ausführungsform des Kältemittel-Verdampfers 1 beschrieben, wobei der Fokus auf Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gelegt wird.
Wie in 11 gezeigt, sind der Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und der Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite dieser Ausführungsform integral miteinander ausgebildet. Noch genauer sind der Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und der Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite so konfiguriert, dass sie eine Kern-Platte 61 und einen Tank-Abschnitt 62 aufweisen.
Das Rohr 12a des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite und das Rohr 22a des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite sind in die Kern-Platte 61 eingesetzt und mit dieser verbunden. Die Kern-Platte 61 ist so ausgebildet, dass sie einen ungefähr W-förmigen Querschnitt aufweist. Im Detail weist die Kern-Platte 61 eine mit einem Rohr verbundene Oberfläche 611 auf der luvwärtigen Seite sowie eine mit einem Rohr verbundene Oberfläche 612 auf der leewärtigen Seite auf. Das Rohr 12a des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite ist in die mit einem Rohr verbundene Oberfläche 611 auf der luvwärtigen Seite eingesetzt und mit dieser verbunden. Das Rohr 22a des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite ist in die mit einem Rohr verbundene Oberfläche 612 auf der leewärtigen Seite eingesetzt und mit dieser verbunden. Die Kern-Platte weist ein Vorsprungs-Teilstück 613 auf der Seite der Kern-Platte auf, das zwischen den zwei mit einem Rohr verbundenen Oberflächen 611, 612 angeordnet ist. Das Vorsprungs-Teilstück 613 auf der Seite der Kern-Platte ragt von dem Wärmeaustausch-Teilstück 12, 22 weg in Bezug auf die zwei mit einem Rohr verbundenen Oberflächen 611, 612 hervor. Das Vorsprungs-Teilstück 613 auf der Seite der Kern-Platte weist mehrere Öffnungen 613a auf, die in der Längsrichtung angeordnet sind, bei der es sich um eine Richtung senkrecht sowohl zu der Luftströmungsrichtung X als auch der vertikalen Richtung Y1, Y2 handelt.
Der Tank-Abschnitt 62 definiert einen Tank-Raum mit der Kern-Platte 61. Der Tank-Raum repräsentiert das erste Verteilungs-Teilstück 131 und das zweite Verteilungs-Teilstück 132 des Verteilungstanks 31 auf der luvwärtigen Seite sowie das erste Sammel-Teilstück 231 und das zweite Sammel-Teilstück 232 des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite, die in 2 gezeigt sind. Der Tank-Abschnitt 62 ist so ausgebildet, dass er einen ungefähr W-förmigen Querschnitt aufweist. Im Detail weist der Tank-Abschnitt 62 einen Tankabschnitt 621 auf der luvwärtigen Seite und einen Tank-Abschnitt 622 auf der leewärtigen Seite auf. Der Tank-Abschnitt 621 auf der luvwärtigen Seite definiert den ersten Verteilungsabschnitt 131 und den zweiten Verteilungsabschnitt 132 mit der mit einem Rohr verbundenen Oberfläche 611 auf der luvwärtigen Seite. Der Tank-Abschnitt 622 auf der leewärtigen Seite definiert den ersten Sammelabschnitt 231 und den zweiten Sammelabschnitt 232 mit der mit einem Rohr verbundenen Oberfläche 612 auf der leewärtigen Seite. Der Tank-Abschnitt 62 weist ein Vorsprungs-Teilstück 623 auf der Seite des Tank-Abschnitts auf, das zwischen den Tank-Abschnitten 621 und 622 angeordnet ist. Das Vorsprungs-Teilstück 623 auf der Seite des Tank-Abschnitts ragt in Richtung zu dem Wärmaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite und dem Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite in Bezug auf die zwei Tank-Abschnitte 621, 622 hervor. Das Vorsprungs-Teilstück 623 auf der Seite des Tank-Abschnitts weist mehrere Öffnungen 623a auf, die in der Längsrichtung angeordnet sind, das heißt, in einer Richtung senkrecht sowohl zu der Luftströmungsrichtung X als auch der vertikalen Richtung Y1, Y2.
Das Vorsprungs-Teilstück 613 auf der Seite der Kern-Platte der Kern-Platte 61 und das Vorsprungs-Teilstück 623 auf der Seite des Tank-Abschnitts des Tank-Abschnitts 62 sind miteinander verbunden. Der Raum, der aus der Kern-Platte 61 und dem Tank-Abschnitt 62 gebildet ist, ist in den Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und den Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite unterteilt. Mit anderen Worten, das Vorsprungs-Teilstück 613 auf der Seite der Kern-Platte und das Vorsprungs-Teilstück 623 auf der Seite des Tank-Abschnitts fungieren als ein Verbindungs-Teilstück 70, das den Verteilungstank 13 auf der luvwärtigen Seite und den Sammeltank 23 auf der leewärtigen Seite miteinander verbindet.
Die Öffnung 613a und die Öffnung 623a sind so angeordnet, dass sie zumindest teilweise miteinander überlappen. Dadurch fungieren die Öffnung 613a und die Öffnung 623a als ein Ableitungs-Loch, um Wasser abzuleiten, das aufgrund eines Wärmeaustauschs zwischen einem Kältemittel und Luft auf den äußeren Oberflächen des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite und des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite kondensiert.
Zwischen dem oberen Teilstück des Umschalt-Tanks 30 und dem Tank-Abschnitt 62 ist ein Raum CL2 definiert. Der Raum CL2 steht durch die Öffnung 613a und die Öffnung 623a mit einem Raum in Verbindung, in dem das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite und das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite angeordnet sind. Der Raum CL2 befindet sich in der vertikalen Richtung Y1 unterhalb der Öffnung 613a und der Öffnung 623a.
Die äußere Oberfläche des Tank-Abschnitts 62, die sich bei einer Anbringung an der Kern-Platte 61 auf der äußeren Seite befindet, weist den Verbindungsabschnitt 621a und den Verbindungsabschnitt 622a auf. Bei dem Verbindungsabschnitt 621a handelt es sich um einen Abschnitt, der mit dem Verbindungsabschnitt 304 des Umschalt-Tanks 30 verbunden ist. Bei dem Verbindungsabschnitt 622a handelt es sich um einen Abschnitt, der mit dem Verbindungsabschnitt 305 des Umschalt-Tanks 30 verbunden ist.
Die Ableitungs-Nut 621b ist auf dem Verbindungsabschnitt 621a an der Position ausgebildet, die der Ableitungs-Nut 310 des Verbindungsabschnitts 304 des Umschalt-Tanks 30 entspricht. Der geradlinig geformte Ableitungs-Durchlass 40 ist durch den Raum definiert, der von der Ableitungs-Nut 310, die in dem Verbindungsabschnitt 304 des Umschalt-Tanks 30 ausgebildet ist, und der Ableitungs-Nut 621b umgeben ist. Der Ableitungs-Durchlass 40 ist auf der unteren Seite der Öffnung 613a, 623a des Verbindungs-Teilstücks 70 ausgebildet. Die Einström-Öffnung 41, die mit dem Raum CL2 in Verbindung steht, ist an dem End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 40 ausgebildet. Die Auslassöffnung 42, die zu dem in der vertikalen Richtung Y1 unteren Raum des Verteilungstanks 13 auf der luvwärtigen Seite hin offen ist, ist an dem anderen End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 40 ausgebildet. Die Auslassöffnung 42 ist auf der in der vertikalen Richtung Y1 unteren Seite des Raums CL2 angeordnet. Der Raum, in dem das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite und das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite angeordnet sind, steht durch die Öffnung 613a, die Öffnung 623a und den Raum CL2 mit dem Ableitungs-Durchlass 40 in Verbindung.
Die Ableitungs-Nut 622b ist in dem Verbindungsabschnitt 622a an der Position ausgebildet, die der Ableitungs-Nut 311 des Verbindungsabschnitts 305 des Umschalt-Tanks 30 entspricht. Der geradlinig geformte Ableitungs-Durchlass 50 ist durch den Raum definiert, der von der Ableitungs-Nut 311, die in dem Verbindungsabschnitt 305 des Umschalt-Tanks 30 ausgebildet ist, und der Ableitungs-Nut 622b umgeben ist. Der Ableitungs-Durchlass 50 ist auf der unteren Seite der Öffnung 613a, 623a des Verbindungs-Teilstücks 70 ausgebildet. Die Einström-Öffnung 51, die mit dem Raum CL2 in Verbindung steht, ist an dem End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 50 ausgebildet. Die Auslassöffnung 52, die zu dem in der vertikalen Richtung Y1 unteren Raum des Sammeltanks 23 auf der leewärtigen Seite hin offen ist, ist an dem anderen End-Teilstück des Ableitungs-Durchlasses 50 ausgebildet. Die Auslassöffnung 52 ist auf der in der vertikalen Richtung Y1 unteren Seite des Raums CL2 angeordnet. Der Raum, in dem das Wärmeaustausch-Teilstück 12 auf der luvwärtigen Seite und das Wärmeaustausch-Teilstück 22 auf der leewärtigen Seite angeordnet sind, steht durch die Öffnung 613a, die Öffnung 623a und den Raum CL2 mit dem Ableitungs-Durchlass 50 in Verbindung.
Eine Querschnittsfläche von zumindest einer von der Einström-Öffnung 41 des Ableitungs-Durchlasses 40 und der Einström-Öffnung 51 des Ableitungs-Durchlasses 50 ist größer als jede Öffnungsfläche der Öffnung 613a und der Öffnung 623a. Dadurch kann das kondensierte Wasser, das aus der Öffnung 613a und der Öffnung 623a in den Raum CL2 hinein strömt, problemlos abgeleitet werden. Darüber hinaus ist es unter Berücksichtigung des Gesichtspunkts der Ableitungs-Eigenschaft von kondensiertem Wasser wünschenswert, die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 42 des Ableitungs-Durchlasses 40 so festzulegen, dass sie größer als die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 41 des Ableitungs-Durchlasses 40 ist. In einer ähnlichen Weise ist es wünschenswert, die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 52 des Ableitungs-Durchlasses 50 so festzulegen, dass sie größer als die Querschnittsfläche der Einström-Öffnung 51 des Ableitungs-Durchlasses 50 ist.
Wenngleich eine Darstellung weggelassen ist, weist der Verbindungsabschnitt 621a darüber hinaus in einer ähnlichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform für Durchgangsloch auf, das als ein Durchlass für ein Einleiten des Kältemittels von dem Umschalt-Tank 30 in das erste Verteilungs-Teilstück 131 verwendet wird, und weist ein Durchgangsloch auf, das als ein Durchlass für ein Einleiten des Kältemittels von dem Umschalt-Tank 30 in das zweite Verteilungs-Teilstück 132 verwendet wird. Wenngleich eine Darstellung weggelassen ist, weist der Verbindungsabschnitt 622a in einer ähnlichen Weise ein Durchgangsloch auf, das als ein Durchlass für ein Einleiten des Kältemittels von dem ersten Sammel-Teilstück 231 in den Umschalt-Tank 30 verwendet wird, und weist ein Durchgangsloch auf, das als ein Durchlass für ein Einleiten des Kältemittels von dem zweiten Sammel-Teilstück 232 in den Umschalt-Tank 30 verwendet wird.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Kältemittel-Verdampfer 1 dieser Ausführungsform können eine Funktion und ein Vorteil erhalten werden, die in den folgenden Punkten (3) und (4) beschrieben sind.

(3) Wenn Wasser aufgrund eines Wärmeaustauschs zwischen einem Kältemittel und Luft auf den äußeren Oberflächen des Wärmeaustausch-Teilstücks 12 auf der luvwärtigen Seite und des Wärmeaustausch-Teilstücks 22 auf der leewärtigen Seite kondensiert, strömt das kondensierte Wasser gemäß dem Kältemittel-Verdampfer 1 dieser Ausführungsform in der vertikalen Richtung Y1 nach unten und strömt durch die Öffnung 613a und die Öffnung 623a hindurch. Das kondensierte Wasser, das durch die Öffnung 613a und die Öffnung 623a hindurch geströmt ist, strömt in den Raum CL2 hinein und wird durch den Ableitungs-Durchlass 40 und den Ableitungs-Durchlass 50 nach außen abgelassen. Dadurch kann eine Gefrier-Rissbildung sicherer eingeschränkt werden.
(4) Eine Querschnittsfläche von zumindest einer von der Einström-Öffnung 41 des Ableitungs-Durchlasses 40 und der Einström-Öffnung 51 des Ableitungs-Durchlasses 50 ist größer als jede Öffnungsfläche der Öffnung 613a und der Öffnung 623a. Somit kann das kondensierte Wasser problemlos abgelassen werden.

Weitere Ausführungsform
Es ist möglich, dass der Kältemittel-Verdampfer 1 jeder Ausführungsform nur einen von dem Ableitungs-Durchlass 40 und dem Ableitungs-Durchlass 50 aufweist.
Das zu kühlende Fluid in dem Kältemittel-Verdampfer 1 ist nicht auf Luft beschränkt, und es kann ein geeignetes Fluid verwendet werden.
Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und in geeigneter Weise innerhalb des Umfängs der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden kann. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf den Bereich beschränkt, der mit dem Aufbau der Ausführungsform veranschaulicht ist. Der Bereich der vorliegenden Offenbarung ist durch die beigefügten Ansprüche gezeigt und umfasst außerdem sämtliche äquivalenten Änderungen. Zum Beispiel ist bei jeder Ausführungsform jedes Element, die Anordnung, das Material, der Zustand, die Form, die Abmessung desselben und dergleichen nicht auf das Beispiel beschränkt und wird geeignet modifiziert. Es ist möglich, die Elemente der Ausführungsformen zu kombinieren, vorausgesetzt, dies ist technisch möglich.

Claims

Kältemittel-Verdampfer (1), in dem Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid und einem Kältemittel ausgetauscht wird, wobei der Kältemittel-Verdampfer aufweist: ein erstes Wärmeaustausch-Teilstück (12), in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen; ein zweites Wärmeaustausch-Teilstück (22), in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen, wobei das zweite Wärmeaustausch-Teilstück so angeordnet ist, dass es dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück gegenüberliegt; einen ersten Tank (13), der unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück zu verteilen; einen zweiten Tank (23), der unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu sammeln, das durch das zweite Wärmeaustausch-Teilstück hindurch strömt; und einen dritten Tank (30), der mit dem ersten Tank und dem zweiten Tank verbunden ist, um das mittels des zweiten Tanks gesammelte Kältemittel in den ersten Tank einzuleiten, wobei eine Lücke zwischen dem ersten Tank, dem zweiten Tank und dem dritten Tank definiert ist und zumindest einer von einem Verbindungsabschnitt (133, 304) zwischen dem ersten Tank und dem dritten Tank und einem Verbindungsabschnitt (233, 305) zwischen dem zweiten Tank und dem dritten Tank einen Ableitungs-Durchlass (40, 50) definiert, um Wasser abzulassen, das in der Lücke eingefangen ist.
Kältemittel-Verdampfer nach Anspruch 1, wobei der Ableitungs-Durchlass eine Auslassöffnung aufweist, die sich unterhalb der Lücke befindet.
Kältemittel-Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ableitungs-Durchlass ein bogenförmiger Wasser-Durchlass ist.
Kältemittel-Verdampfer nach Anspruch l oder 2, wobei der Ableitungs-Durchlass ein geradlinig geformter Wasser-Durchlass ist.
Kältemittel-Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Querschnittsfläche einer Auslassöffnung des Ableitungs-Durchlasses größer als eine Querschnittsfläche einer Einström-Öffnung des Ableitungs-Durchlasses oder gleich dieser ist.
Kältemittel-Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Querschnittsfläche einer Einström-Öffnung des Ableitungs-Durchlasses größer als eine Querschnittsfläche einer engsten Lücke zwischen dem ersten Tank und dem zweiten Tank ist.
Kältemittel-Verdampfer (1), bei dem Wärme zwischen einem zu kühlenden Fluid und einem Kältemittel ausgetauscht wird, wobei der Kältemittel-Verdampfer aufweist: ein erstes Wärmeaustausch-Teilstück (12), in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen; ein zweites Wärmeaustausch-Teilstück (22), in dem das Kältemittel strömt, um Wärme zwischen dem zu kühlenden Fluid und dem Kältemittel auszutauschen, wobei das zweite Wärmeaustausch-Teilstück so angeordnet ist, dass es dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück gegenüberliegt; einen ersten Tank (13), der unterhalb des ersten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu dem ersten Wärmeaustausch-Teilstück zu verteilen; einen zweiten Tank (23), der unterhalb des zweiten Wärmeaustausch-Teilstücks angeordnet ist, um das Kältemittel zu sammeln, das durch das zweite Wärmeaustausch-Teilstück hindurch strömt; ein Verbindungs-Teilstück (70), das den ersten Tank und den zweiten Tank miteinander verbindet; und einen dritten Tank (30), der mit dem ersten Tank und dem zweiten Tank verbunden ist, um das mittels des zweiten Tanks gesammelte Kältemittel in den ersten Tank einzuleiten, wobei zumindest eine Öffnung (613a, 623a) in dem Verbindungs-Teilstück definiert ist und zumindest einer von einem Verbindungsabschnitt (304, 621a) zwischen dem ersten Tank und dem dritten Tank und einem Verbindungsabschnitt (305, 622a) zwischen dem zweiten Tank und dem dritten Tank einen Ableitungs-Durchlass (40, 50) definiert, der sich unterhalb der Öffnung des Verbindungs-Teilstücks befindet, um Wasser abzulassen, das durch die Öffnung hindurch geht.
Kältemittel-Verdampfer nach Anspruch 7, wobei eine Querschnittsfläche einer Einström-Öffnung des Ableitungs-Durchlasses größer als eine Öffnungsfläche der Öffnung ist.