DE69610056T2

DE69610056T2 - Kältemittelverdampfer mit gleichmässiger Temperatur der Ausblasluft

Info

Publication number: DE69610056T2
Application number: DE69610056T
Authority: DE
Inventors: Torigoe Eiichi; Shimoya Masahiro
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: JPH09170850A; KR970022054A; EP0769665A2; US5701760A; EP0769665B1; KR100240826B1; DE69610056D1; JP3866797B2; EP0769665A3; CN1157904A; AU7026296A; CN1090745C; AU703687B2

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittelverdampfer, der das Kältemittel verdampft und vergast, indem ein Wärmeaustausch zwischen einem in zwei Phasen vorliegenden gasförmigen/flüssigen Kühlmittel, das von einem Druckreduzierungsmittel aus aufgenommen wird, und Luft durchgeführt wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik:

In letzter Zeit hat ein hohes Verlangen nach einer kleinen Gestaltung eines Kältemittelverdampfers, d. h. eines der Bauteile zur Ausbildung eines Kühlzyklusses für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, durch Verkleinerung der Tiefe, d. h. der Abmessung in der Strömungsrichtung der Luft in einem Einheitsgehäuse, zur Vergrößerung der Größe des Kältemittelverdampfers durch Vergrößerung der Breite und der Höhe, d. h. der Abmessungen in Richtungen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung der Luft in dem Einheitsgehäuse, und zur Einstellung bzw. Regelung der Verteilung der Temperatur der Luft, die von dem Kältemittelverdampfer aus ausgeblasen wird, bestanden. Es besteht auch ein Verlangen zur Erstreckung des Kältemittel-Einlasses und des Kältemittel-Auslasses in der gleichen Richtung von einer seitlichen Fläche des Kältemittelverdampfers aus in Hinblick auf die Beziehung des Einbaus der anderen Bauteile zur Ausbildung des Kühlzyklusses bei dem Kältemittelverdampfer.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 besitzt ein in JP-U-7-12 778 vorgeschlagener Kältemittelverdampfer 100 eine stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 104, die durch Laminierung in der Richtung der Breite mehrerer Kältemittel- Durchtrittseinheiten je mit einem oberen Behälter 101, mit einem Kältemittel- Verdampfungsdurchtritt 102 und mit einem unteren Behälter 103 gebildet ist, und eine stromaufwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 108, die durch Laminierung mehrerer Kältemittel-Durchtrittseinheiten je mit einem oberen Behälter 105, mit Kältemittel-Verdampfungsdurchtritten 106 und mit einem unteren Behälter 107 gebildet ist. Die stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 104 und die stromaufwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 108 sind die eine hinter der anderen in der Strömungsrichtung der Luft angeordnet, und ein Kältemitteleinlass 109 und ein Kältemittelauslass 110 erstrecken sich in der gleichen Richtung von der einen Seite des Kältemittelverdampfers 100 aus.
Bei diesem Kältemittelverdampfer 100 stehen das rechte Ende des oberen Behälters 101 und das rechte Ende des oberen Behälters 105 über einen Verbindungsdurchtritt 111 miteinander in Verbindung, ist der Kältemitteleinlass in dem linken Ende des oberen Behälters 101 ausgebildet, und ist der Kältemittelauslass in dem linken Ende des oberen Behälters 105 ausgebildet. Die oberen Behälter 101 und 105 sind im Wesentlichen in den mittleren Bereichen mit Trennelementen 112 und 113 zum Aufteilen der Kältemittel-Verdampfungsdurchtritte 102 und 106 in zwei Sektionen ausgestattet, sodass das Kältemittel durch die beiden Sektionen jedes der Kältemittel-Verdampfungsdurchtritte hindurch strömt, wie in Fig. 10 dargestellt.
Das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinlass 109 aus in die linke Sektion des oberen Behälters 101 eingeströmt ist, strömt durch die linke Sektion des Kältemittel-Verdampfungsdurchtritts 102, durch den unteren Behälter 103, durch die rechte Sektion des Kältemittel-Verdampfungsdurchtritts 102, durch die rechte Sektion des oberen Behälters 101, durch den Verbindungsdurchtritt 111, durch die rechte Sektion des oberen Behälters 105 der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 108, durch die rechte Sektion des Kältemittel- Verdampfungsdurchtritts 106, durch den unteren Behälter 107, durch die linke Sektion des Kältemittel-Verdampfungsdurchtritts 109 und durch die linke Sektion des oberen Behälters 105 in dieser Reihenfolge hindurch und strömt durch den Kältemittelauslass 110 nach außen.
Bei diesem Kältemittelverdampfer 100 wird das Kältemittel, das in einer Richtung durch die oberen Behälter 101 und 105 hindurch strömt, zu den Kältemittel- Verdampfungsdurchtritten 102 und 106 hin verteilt. Daher kann der größte Teil des Kältemittels infolge der Schwerkraft bzw. seines Gewichts leichter in Bereiche der Kältemittel-Verdampfungsdurchtritte einströmen, die mit Bereichen der oberen Behälter 101 und 105 auf der stromaufwärtigen Seite verbunden sind, als in Bereiche auf der stromabwärtigen Seite. Weil das Kältemittel von den unteren Behältern 103 und 107 aus nach oben in die Kältemittel-Verdampfungsdurchtritte 102 und 106 einströmt, nachdem das Kältemittel Bereiche der unteren Behälter 103 und 107 auf der stromaufwärtigen Seite erreicht hat, kann das Kältemittel leicht in Bereiche der Kältemittel-Verdampfungsdurchtritte 102 und 106 einströmen, die mit der stromabwärtigen Seite der unteren Behälter 103 und 107 verbunden sind.
Wenn das Kältemittel auf diese Weise in dem Kältemittelverdampfer 100, der in Fig. 10 dargestellt ist, strömt, sind die Richtung der Strömung des Kältemittels in dem Kältemittel-Verdampfungsdurchtritt 102 des stromabwärts gelegenen Wärmetauschers 104 und diejenige der Strömung des Kältemittels in dem Kältemittel-Verdampfungsdurchtritt 106 des stromaufwärts gelegenen Wärmetauschers 108, der dem Kältemittel-Verdampfungsdurchtritt 102 zugewandt ist, einander entgegengesetzt. Folglich fallen die Verteilung der Strömung des Kältemittels in dem stromaufwärts gelegenen Wärmetauscher 108 und diejenige der Strömung des Kältemittels in dem stromabwärts gelegenen Wärmetauscher 104 im Wesentlichen miteinander zusammen, und besteht daher das Problem, dass die Verteilung der Temperatur der Luft, die von dem Kältemittelverdampfer aus ausgeblasen wird, beeinflusst sein kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beeinflusste Verteilung der Temperatur der Luft, die von dem Kältemittelverdampfer aus ausgeblasen wird, infolge der ungleichmäßigen Einströmung des Kältemittels in die Kältemittel-Verdampfungsdurchtritte zu überwinden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung strömt bei einem Kältemittelverdampfer mit mehreren ersten Verdampfungsdurchtritten, durch die hindurch das Kältemittel strömt, mit einem ersten Behälterbereich, der mit jedem Ende von oberen Enden und unteren Enden der mehreren ersten Verdampfungsdurchtritte verbunden ist, mit mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritten, durch die hindurch das Kältemittel strömt, mit einem zweiten Behälterbereich, der mit jedem Ende der oberen Enden und unteren Enden der mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte verbunden ist, wobei sich der zweite Behälterbereich in einer Richtung erstreckt, die die zweiten Verdampfungsdurchtritte kreuzt, und mit einem Verbindungsdurchtritt zur Herstellung einer Verbindung zwischen den mehreren ersten Verdampfungsdurchtritten und den mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritten das Kältemittel in der gleichen vertikalen Richtung mindestens in Bereichen, wo die mehreren ersten Verdampfungsdurchtritte und die mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte einander in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Außenluft überlappen, und sind die Strömungsrichtung des Kältemittels in dem ersten Behälterbereich, der mit den ersten Verdampfungsdurchtritten verbunden ist, und diejenige in dem zweiten Behälterbereich, der mit den zweiten Verdampfungsdurchtritten verbunden ist, einander entgegengesetzt. Daher ist, wenn der Kältemittelverdampfer in der Strömungsrichtung der Außenluft betrachtet wird, die Beeinflussung des Kältemittels, das in den ersten Verdampfungsdurchtritten strömt, und diejenige des Kältemittels in den zweiten Verdampfungsdurchtritten zueinander ergänzt.
D. h. die Verdampfungsdurchtritts-Gruppe der ersten Verdampfungsdurchtritte, wo das flüssige Kältemittel leicht strömt, und die Verdampfungsdurchtritts- Gruppe der zweiten Verdampfungsdurchtritte, wo das flüssige Kältemittel schwer strömt, sind zueinander symmetrisch. Folglich kann durch das nicht gegebene Überlappen der ersten Verdampfungsdurchtritte mit den zweiten Verdampfungsdurchtritten in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Außenluft, in denen Luft nicht wirksam gekühlt wird, die Beeinflussung der Verteilung der Temperatur der Luft, die das Äußere der ersten Verdampfungsdurchtritte und das Äußere der zweiten Verdampfungsdurchtritte passiert hat, überwunden werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen derselben bei gemeinsamer Betrachtung mit den Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Sektionen bestehenden linken/rechten Kältemittelverdampfers bei einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Strömungsrichtung eines Kältemittels in dem Kältemittelverdampfer bei der ersten Ausführungsform;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Paars von gepressten Platten, die bei der ersten Ausführungsform verwendet werden;
Fig. 4 eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des Kältemittels in der rechten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe einer ersten und einer zweiten Wärmeaustauscheinheit bei der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Zustandes des Kältemittels in der linken Verdampfungsdurchtritts-Gruppe der ersten und der zweiten Wärmeaustauscheinheit bei der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Sektionen beste henden linken/rechten Kältemittelverdampfers bei einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 7 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Strömungsrichtung eines Kältemittels in einem aus drei Sektionen bestehenden Kältemittelverdampfer bei einer dritten Ausführungsform;
Fig. 8 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Strömungsrichtung eines Kältemittels in einem aus vier Sektionen bestehenden Kältemittelverdampfer bei einer vierten Ausführungsform;
Fig. 9 eine schematische Ansicht zur Unterstützung der Erläuterung der Strömungsrichtung eines Kältemittels in einem Ein-Weg-Kältemittelverdampfer bei einer fünften Ausführungsform;
Fig. 10 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Strömungsrichtung eines Kältemittels in einem herkömmlichen aus zwei Sektionen bestehenden Kältemittelverdampfer;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer Modifikation des Kältemittelverdampfers;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Modifikation des Kältemittelverdampfers;
Fig. 13 eine Seitenansicht einer weiteren Modifikation;
Fig. 14 eine weitere Seitenansicht einer weiteren Modifikation; und
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer anderen Modifikation des Kältemittelverdampfers.

Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Sektionen bestehenden linken/rechten Kältemittelverdampfers einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, Fig. 2 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung der Strömung eines Kältemittels in dem Kältemittelverdampfer von Fig. 1, und Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Paars von Platten.
Der aus zwei Sektionen bestehende linke/rechte Kältemittelverdampfer (nachfolgend einfach bezeichnet als "Kältemittelverdampfer") 1 ist ein laminierter Wärmetauscher mit der Funktion eines Verdampfers zur Ausbildung des Kühlzyklusses einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage. Der Kältemittelverdampfer 1 kühlt Luft im Wege des Wärmeaustauschs zwischen der Luft, die durch ihn hindurch tritt, und einem Kältemittel, das darin fließt, um das Kältemittel zu verdampfen und zu vergasen. Der Kältemittelverdampfer 1 ist rechtwinklig zu der Strömungsrichtung der Luft in einem Luftkanal (Einheitsgehäuse) der Klimaanlage, beispielsweise in einer vorderen Sektion des Fahrgastraums eines Fahrzeugs, eingebaut. Der Kältemittelverdampfer 1 besitzt eine stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit (einen Wärmeaustauschkörper oder einen Verdampferkörper) 2 an der windabwärtigen Seite (stromabwärtigen Seite) in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Luft, und eine vordere Wärmeaustauscheinheit (einen Wärmetauscher oder einen Verdampfer) 3, der an der windaufwärtigen Seite (der stromaufwärtigen Seite oder der vorderen Seite) in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Luft angeordnet ist.
Sowohl die stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 2 als auch die stromaufwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 3 besitzen mehrere Paare von gepressten Platte 4, die in der Breitenrichtung rechtwinklig zu der Strömungsrichtung der Luft (in der horizontalen Richtung) laminiert sind, mehrere gewellte Rippenplatten 5, die zwischen den benachbarten gepressten Platten angeordnet sind, zur Verbesserung der Wirksamkeit des Wärmeaustauschs (der Wirksamkeit der Wärmeübertragung) zwischen dem Kältemittel und Luft, eine Endplatte 6 und eine Seitenplatte 7. Die Endplatte 6 und die Seitenplatte 7 verstärken die stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 2 und die stromaufwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 3. Diese Bauteile sind im Wege des Verlötens in einem Ofen miteinander einstückig verbunden.
Das Paar der gepressten Platten 4 wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschrieben. Das Paar der gepressten Platten 4 ist im Wege des Pressens von Aluminiumlegierungs-Platten mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit hergestellt. Das Paar der gepressten Platten 4 ist durch Verlöten miteinander verbunden. Jede gepresste Platte 4 besitzt einen im Wesentlichen rechteckigen Flansch 11 und eine Trennrippe 14 zum Aufteilen eines Raums, der durch den Flansch 11 umgeben ist, in zwei längliche (I-förmige) Aussparungen 12 und 13.
Das Paar der gepressten Platten 4 bildet einen an der stromabwärtigen Seite gelegenen Durchtrittskanal 20 an der stromabwärtigen Luftseite in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Luft und einen an der stromaufwärtigen Luftseite gelegenen Durchtrittskanal 30 an der stromaufwärtigen Seite in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Luft. Der an der stromabwärtigen Seite gelegene Durchtrittskanal 20 besitzt einen zweiten Verdampfungsdurchtritt 21, der durch die länglichen Aussparungen 12 des Paars der gepressten Platten 4 gebildet ist. Der vordere Durchtrittskanal 30 besitzt einen ersten Verdampfungsdurchtritt 31, während durch die länglichen Aussparungen 13 des Paars der gepressten Platten 4 gebildet ist.
Der zweite Verdampfungsdurchtritt 21 ist an der stromaufwärtigen Luftseite in Hinblick auf die Strömungsrichtung des Kältemittels bezogen auf den ersten Verdampfungsdurchtritt 31 zum Verdampfen und Vergasen des Kältemittels im Wege der Durchführung des Wärmeaustauschs zwischen dem in zwei Phasen vorliegenden gasförmigen/flüssigen überwiegend flüssigen Kältemittel, das durch den zweiten Verdampfungsdurchtritt 21 hindurch strömt, und Luft gebildet. Die gegenüberliegenden Flächen des Paars der gepressten Platten 4, die den zweiten Verdampfungsdurchtritt 21 bilden, können mit mehreren Rippen ausgestattet sein, um das Kältemittel in der Breitenrichtung des Durchtritts auszubreiten, und mit inneren Rippen ausgestaltet sein, um die Wärmeübertragung zu fördern.
Der erste Verdampfungsdurchtritt 31 ist an der stromabwärtigen Seite in Hinblick auf die Strömungsrichtung des Kältemittels bezogen auf den zweiten Verdampfungsdurchtritt 21 ausgebildet. Das in zwei Phasen vorliegende gasförmigen/flüssige vorwiegend gasförmige Kältemittel, das durch den ersten Verdampfungsdurchtritt 31 hindurch strömt, absorbiert Wärme aus der Luft und verdampft. Die gegenüberliegenden Flächen des Paars der gepressten Platten 4, die den ersten Verdampfungsdurchtritt 31 bilden, können mit mehreren Rippen (Vorsprung) zum Ausbreiten des Kältemittels in Breitenrichtung oder mit inneren Rippen zur Begünstigung der Wärmeübertragung ausgestattet sein.
Ein zweiter oberer Behälterbereich 22 ist an dem oberen Ende des stromabwärts gelegenen Durchtrittskanals 20, d. h. an der oberen Seite des zweiten Verdampfungsdurchtritts 21, ausgebildet, und ein zweiter unterer Behälterbereich 23 ist an dem unteren Ende des stromabwärts gelegenen Durchtrittskanals 20, d. h. an der unteren Seite des zweiten Verdampfungsdurchtritts 21, ausgebildet. Ein erster oberer Behälterbereich 32 ist an dem oberen Ende des vorderen Durchtrittskanals 30, d. h. an der oberen Seite des ersten Verdampfungsdurchtritts 31, ausgebildet, und ein erster unterer Behälterbereich 33 ist an dem unteren Ende des vorderen Durchtrittskanals 30, d. h. an der unteren Seite des ersten Verdampfungsdurchtritts 31, ausgebildet.
Elliptische Verbindungslöcher 221 und 231 sind in dem zweiten oberen Behälterbereich 22 bzw. in dem zweiten unteren Behälterbereich 23 ausgebildet. Die Innenräume der benachbarten stromabwärts gelegenen Durchtritte 20 stehen über die Löcher 221 und 231 miteinander in Verbindung. Elliptische Löcher 321 und 331 sind in dem ersten oberen Behälterbereich 32 bzw. in dem ersten unteren Behälterbereich 33 ausgebildet. Die Innenräume des benachbarten stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanals 30 stehen über die Löcher 321 und 331 miteinander in Verbindung. Auf diese Weise sind die obere und die untere Hälfte des Paars der gepressten Platten 4 in Hinblick auf die horizontale Mittelachse symmetrisch, und sind die stromaufwärts gelegene Hälfte und die stromabwärts gelegene Hälfte des Paars der gepressten Platten 4 in Hinblick auf die vertikale Mittellinie symmetrisch. Ein zweiter oberer Behälter 24 ist an dem oberen Ende der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 ausgebildet, indem mehrere zweite obere Behälterbereiche 22 in der Richtung der Laminierung der stromabwärts gelegenen Durchtrittskanäle 20 in Verbindung stehen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Ein zweiter unterer Behälter 25 ist an dem unteren Ende der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 ausgebildet, indem mehrere zweite untere Behälterbereiche 23 in der Richtung der Laminierung der stromabwärts gelegenen Durchtrittskanäle 20 in Verbindung stehen, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Ein Trennelement 27 befindet sich im Wesentlichen in der Mitte des zweiten unteren Behälters 25 in Hinblick auf die Breitenrichtung (die Laminierung), um die mehreren zweiten unteren Behälterbereiche 23 in zwei untere Behältergruppen 23a und 23b aufzuteilen (Fig. 2). Das Trennelement 27 ist ausgebildet, indem keine Verbindungslöcher 231 der zweiten unteren Behälterbereiche 23 der zwei stromabwärts gelegenen Durchtrittskanäle 20 im Wesentlichen in der Mitte des zweiten unteren Behälters 25 durch Trennwände vorgesehen sind. Das Trennelement dient auch als ein stromabwärts gelegenes Verdampfungsdurchtritts-Aufteilungsmittel zum Aufteilen der mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte 21 in zwei Gruppen (in eine geradzahlige Anzahl von Gruppen), d. h. in eine erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a und in eine zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b (Fig. 2).
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist ein erster oberer Behälter 34 an dem oberen Ende der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 ausgebildet, indem die ersten oberen Behälterbereiche 32 in der Richtung der Laminierung der stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanäle 30 verbunden sind.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein zweiter unterer Behälter 35 an der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 ausgebildet, indem die ersten unteren Behälterbereiche 33 in der Richtung der Laminierung der stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanäle 30 verbunden sind.
Ein Trennelement 36 ist im Wesentlichen in der Mitte des ersten oberen Behälters 34 in Hinblick auf die Richtung der Laminierung, um die mehreren ersten oberen Behälterbereiche 32 in zwei obere Behälterbereichs-Gruppen 32a und 32b aufzuteilen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das Trennelement 36 teilt den ersten oberen Behälter 34 in zwei Sektionen an einer Position auf, die im Wesentlichen dem zweiten Verdampfungsdurchtritt 21 der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 entspricht. Das Trennelement 36 ist ausgebildet, indem keine Löcher 321 der ersten oberen Behälterbereiche 32 der zwei stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanäle 30 im Wesentlichen in der Mitte durch Trennwände vorgesehen sind. Das Trennelement 36 dient auch als ein stromaufwärts gelegenes Verdampfungsdurchtritts-Aufteilungsmittel zum Aufteilen der mehreren ersten Verdampfungsdurchtritte 31 in eine erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a und in eine zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b (Fig. 2).
Die untere Behälterbereichsgruppe 23a bildet einen Kältemittel-Einlassbereich des Kältemittelverdampfers 1. Eine Einlassleitung 15 ist mit dem zweiten unteren Behälterbereich 23 der rechten stromabwärtigen Seite des Durchtrittskanals 20 verbunden. Die Einlassleitung 15 besitzt einen Einlassdurchtritt, der mit der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 des Kältemittelverdampfers 1 mit einer Druckreduzierungsvorrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise einem Expansionsventil, einem Kapillarröhrchen oder einer Öffnung, in Verbindung steht, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die obere Behälterbereichs-Gruppe 32a bildet einen Kältemittel-Abgabebereich des Kältemittelverdampfers 1. Eine Abgabeleitung 16 ist mit dem ersten oberen Behälterbereich 32 des rechten stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanals 30 verbunden. Die Abgabeleitung 16 besitzt einen Abgabedurchtritt 16a, der mit der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 des Kältemittelverdampfers 1 in Verbindung steht (nicht dargestellt). Somit erstrecken sich die Einlassleitung 15 und die Abgabeleitung 16 von einer Seitenfläche des Kältemittelverdampfers 1 aus, beispielsweise an der Seite des Motorraums.
Die Endplatte 6 und die Seitenplatte 7 werden im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Die Endplatte 6 ist im Wege der Verarbeitung einer Metallplatte, beispielsweise einer Aluminiumlegierungs-Platte, gebildet und mit den linken Enden der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 und der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 verbunden. Elliptische Verbindungslöcher 41 und 42, die mit dem Verbindungsloch 231 des linken zweiten unteren Behälterbereichs 23 der unteren Behälterbereichs-Gruppe 23b und mit dem Loch 321 des linken ersten oberen Behälterbereichs 32 der oberen Behälterbereichs-Gruppe 32b zu verbinden sind, sind in einem unteren bzw. in einem oberen Endbereich der Endplatte 6 ausgebildet.
Die Seitenplatte 7 ist im Wege des Pressens einer Metallplatte, beispielsweise einer Aluminiumlegierungs-Platte, gebildet und mit mehreren Rippen (vier Rippen bei dieser Ausführungsform) 43 ausgestattet. Wenn die Seitenplatte 7 mit der Endplatte 6 verbunden ist, sind mehrere Verbindungsdurchtritte (vier Verbindungsdurchtritte bei dieser Ausführungsform) 44 zwischen den inneren Flächen der Rippen 43 und den äußeren Flächen der Endplatte 6 ausgebildet. Die Verbindungsdurchtritte 44 stellen eine Verbindung zwischen der unteren Behälterbereichs-Gruppe 23b des zweiten unteren Behälters 25 und der oberen Behältergruppe 32b des ersten oberen Behälters 34 her und dienen als Ein- Weg-Durchtritte zur Führung des Kältemittels, das von dem zweiten unteren Behälter 25 aus strömt, zu dem ersten oberen Behälter 34 hin.
Ein stromabwärts gelegener Kältemitteldurchtritt A ist in der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 mittels des Trennelements 27 ausgebildet, und ein stromaufwärts gelegener Kältemitteldurchtritt B ist in der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 mittels des Trennelements 36 ausgebildet.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird das Kältemittel, das durch den Einlassdurchtritt 15a der Einlassleitung 15 hindurch strömt, durch den stromabwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt A der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 hindurch, d. h. durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23a von den mehreren stromabwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 23, durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a von den mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 21, durch die mehreren stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 22, durch die zweite Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 21b von den mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 21, durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23b von denen mehreren stromabwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 23 und durch die Verbindungsdurchtritte 44 hindurch in dieser Reihenfolge, eingeführt.
Das Kältemittel, das in die Verbindungsdurchtritte 44 einströmt, wird durch den stromaufwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt B hindurch eingeführt, d. h. es strömt durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 32b von den mehreren stromaufwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 32, durch die zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b von den mehreren stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 31, durch die mehreren stromaufwärts gelegenen unteren Behälterbereiche 33, durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a von den mehreren stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 31, durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 32a von den mehreren stromaufwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 32 und durch den Abgabedurchtritt 16a der Abgabeleitung 16 in dieser Reihenfolge hindurch.
Die Arbeitsweise des Kältemittelverdampfers bei dieser Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 kurz beschrieben.
Das in zwei Phasen vorliegende gasförmige/flüssige Niedertemperatur-, Niederdruck-Kältemittel, das in der Druckreduzierungsvorrichtung adiabat entspannt worden ist, strömt durch den Einlassdurchtritt 15a der Einlassleitung 15 hindurch in die untere Behälterbereichs-Gruppe 23a von den mehreren stromabwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 23 ein. Dann wird das Kältemittel zu den stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 21 der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a von den mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 21 hin verteilt.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, strömt das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel von dem in zwei Phasen vorliegenden gasförmigen/flüssigen Kältemittel, das durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23a hindurch strömt, in eine stromabwärtige Sektion (in die hintere Seite) der unteren Behälterbereichs-Gruppe 23a infolge der Schwerkraft bzw. seines Eigengewichts ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel in eine stromaufwärtige Sektion (in die vordere Seite) der unteren Behälterbereichs-Gruppe 23a ein. Folglich strömt das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromabwärts gelegenen unteren Verdampfungsdurchtritte 21 in einer stromabwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromabwärts gelegenen unteren Verdampfungsdurchtritte 21a einer stromaufwärtige Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a ein.
Entsprechend ist die Wirksamkeit der Wärmeübertragung von der Luft, die außenseitig der mehreren stromabwärts gelegenen Durchtrittskanäle 20 strömt, an das Kühlmittel, das durch die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromabwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a strömt, höher als diejenige der Wärmeübertragung von Luft, die außenseitig der mehreren stromabwärts gelegenen Durchtrittskanäle 20 strömt, an das Kältemittel, das durch die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromaufwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a strömt.
Folglich wird die Luft, die außenseitig der stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromabwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a strömt, wirksamer gekühlt als die Luft, die außenseitig der stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromaufwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a strömt. Die Luft, die außenseitig der stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromaufwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a strömt, wird nicht wirksam gekühlt.
Somit wird das Kältemittel, das durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a hindurch strömt, im Wege des Wärmeaustauschs mit Luft verdampft und vergast, und strömt das in zwei Phasen vorliegende, flüssige/gasförmige vorwiegend flüssige Kältemittel in die mehreren stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 22 ein, und strömt es dann durch die stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 22 in der linken Halbsektion in die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 der zweiten Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 21b von den mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritten 21 hindurch.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, strömt das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel von dem Kältemittel, das durch die stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 22 in der linken Halbsektion hindurch strömt, hauptsächlich in eine stromaufwärtige Sektion unter der Einwirkung der Schwerkraft bzw. seines Gewichts, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel hauptsächlich in eine stromabwärtige Sektion. Folglich strömt das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in einer stromaufwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b von denjenigen der zweiten Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 21b ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in einer stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b von denjenigen der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b.
Entsprechend ist die Wirksamkeit des Wärmeaustauschs zwischen Luft, die außenseitig der mehreren stromabwärts gelegenen Durchtrittsleitungen 20 strömt, und dem Kältemittel, das durch die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromaufwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b hindurch strömt, höher als diejenige zwischen Luft, die außenseitig der mehreren stromabwärts gelegenen Durchtrittsleitungen 20 strömt, und dem Kältemittel, das durch die stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromabwärtige Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b hindurch strömt.
Folglich wird die Luft, die außenseitig der stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromaufwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b strömt, wirksamer gekühlt als die Luft, die außenseitig der stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b strömt. Die Luft, die außenseitig der stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 in der stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b strömt, wird nicht wirksam gekühlt.
Somit wird das Kühlmittel, das durch die zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b hindurch strömt, verdampft und vergast im Wege des Wärmeaustauschs mit Luft zu in zwei Phasen vorliegendem gasförmigen/flüssigen Kältemittel mit in einem gewissen Ausweis überwiegender flüssiger Phase, und nach dem Einströmen in die stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 22 der oberen Behälterbereichs-Gruppe 22b strömt es durch die Verbindungsdurchtritte 45 in die obere Behälterbereichs-Gruppe 32b der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 ein. Das Kältemittel, das in die obere Behälterbereichs-Gruppe 32b eingetreten ist, wird an die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b verteilt.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, strömt in gleicher Weise wie der Strom des Kältemittels in den stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 22 in der linken Halbsektion das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel hauptsächlich in eine stromaufwärtige Sektion der oberen Behälterbereichs-Gruppe 32b ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel hauptsächlich in eine stromabwärtige Sektion der oberen Behälterbereichs-Gruppe 22b ein. Folglich strömt das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in einer stromaufwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in einer stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b ein.
Entsprechend ist die Wirksamkeit des Wärmeaustauschs zwischen der Luft, die außenseitig der mehreren hinteren Durchtrittskanäle 20 strömt, und dem Kältemittel, das durch die vorderen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromaufwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b hindurch strömt, höher als diejenige zwischen der Luft und dem Kältemittel, das durch die vorderen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b hindurch strömt.
Folglich wird die Luft, die außenseitig der stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromaufwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b strömt, wirksamer gekühlt als die Luft, die außenseitig der stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b strömt. Die Luft, die außenseitig der stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromabwärtigen Sektion der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b strömt, wird nicht wirksam gekühlt.
Somit wird das Kältemittel, das durch die zweite Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 31b hindurch strömt, verdampft und vergast im Wege des Wärmeaustauschs mit Luft zu in zwei Phasen vorliegendem gasförmigen/flüssigen vorwiegend gasförmigen Kältemittel, und strömt dieses in die stromaufwärts gelegenen unteren Behältersektionen 33 ein. Dann wird das Kältemittel, das in die stromaufwärts gelegenen unteren Behälterbereiche 33 in der linken Halbsektion eingetreten ist, an die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a verteilt.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, strömt in gleicher Weise wie das Kältemittel in der unteren Behälterbereichs-Gruppe 23a das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel von dem in zwei Phasen vorliegendem gasförmigen/flüssigen Kältemittel hauptsächlich in die unteren Behälterbereiche 33 in einer stromabwärtigen Sektion ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel hauptsächlich in die unteren Behälterbereiche 33 in einer stromaufwärtigen Sektion ein. Daher strömt das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromabwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a ein, und strömt das in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel leicht in die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromaufwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a ein.
Entsprechend ist die Wirksamkeit der Wärmeübertragung von der Luft, die außenseitig der mehreren stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanäle 30 strömt, zu dem Kühlmittel hin, das durch die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromabwärtigen Sektion strömt, höher als diejenige der Wärmeübertragung von der Luft, die außenseitig der mehreren stromaufwärts gelegenen Durchtrittskanälen strömt, zu dem Kältemittel, das durch die stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der oberen Sektion strömt.
Folglich wird die Luft, die außenseitig der stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromabwärtigen Sektion der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a strömt, wirksam mittels des in flüssiger Phase vorliegende Kältemittels gekühlt. Die Luft, die außenseitig der stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in der stromaufwärtigen Sektion strömt, wird nicht wirksam gekühlt.
Somit wird das Kühlmittel, das durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a hindurch strömt, verdampft und vergast im Wege des Wärmeaustauschs mit Luft zu einem überhitzten Dampf (überhitzten Gas), und strömt es durch die stromaufwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 32 der oberen Behälterbereichs-Gruppe 32a hindurch in den Abgabekanal 16a der Abgabeleitung 16 ein. Anschließend strömt der überhitzte Dampf des Kältemittels durch eine Kältemittel-Abgabeleitung (nicht dargestellt) hindurch, und wird er durch den Ansauganschluss in den Kältemittelkompressor eingesaugt.
Nachfolgend wird eine Wirkung der ersten Ausführungsform beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform bei dem Kältemittelverdampfer 1 sind die mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 und die mehreren stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 in zwei Gruppen im Wesentlichen in ihren Mitten in Hinblick auf die Breite aufgeteilt, strömt das Kältemittel in der gleichen Richtung durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 und durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3, die sich mit der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 überlappt, und strömt es in der gleichen Richtung durch die zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 und durch die zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3, die sich mit der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 überlappt.
Entsprechend sind, wie in Fig. 4 dargestellt ist, eine wirksame Wärmeaustausch- Fläche 2a in der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht strömt, und eine wirksame Wärmeaustausch-Fläche 3a in der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht strömt, symmetrisch zueinander. In gleicher Weise sind eine unwirksame Wärmeaustausch-Fläche 2c in der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel kaum strömt, und eine unwirksame Wärmeaustausch- Fläche 3c in der ersten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel kaum strömt, symmetrisch zueinander.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, sind eine wirksame Wärmeaustausch-Fläche 2b in der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht strömt, und eine wirksame Wärmeaustausch- Fläche 3b in der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel leicht strömt, symmetrisch zueinander. In gleicher Weise sind eine unwirksame Wärmeaustausch-Fläche 2d in der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel kaum strömt, und eine unwirksame Wärmeaustausch-Fläche 3d in der zweiten Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b, in der das in flüssiger Phase vorliegende Kältemittel kaum strömt, symmetrisch zueinander.
Somit überlappen sich die jeweiligen unwirksamen Wärmeaustausch-Flächen der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 und der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3, die so angeordnet sind, dass sie sich in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Luft gegenseitig überlappen, in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Luft nicht. Folglich kann die beeinflusste Temperaturverteilung der im Wege eines Wärmeaustauschs gekühlten Luft verhindert werden, und kann Luft mit einer gleichmäßigen Temperaturverteilung von dem Kältemittelverdampfer 1 aus ausgeblasen werden.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 6 zeigt einen zwei Sektionen aufweisenden rechten/linken Kältemittelverdampfer 1 bei der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dem Kältemittelverdampfer 1 bei dieser Ausführungsform stehen ein stromabwärts gelegener unterer Behälter 25 einer stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 und ein stromaufwärts gelegener oberer Behälter 34 einer stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 über eine Verbindungsleitung 17 in Verbindung, um das Kältemittel in einer Richtung von der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 zu der stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 einzuführen. Die Verbindungsleitung 17 ist an der äußeren Fläche einer flachen Seitenplatte 7 angebracht bzw. befestigt, um einen Verbindungsdurchtritt mit einem kreisförmigen, einem C-förmigen, einem U-förmigen oder einem V-förmigen Querschnitt in der Verbindungsleitung 17 oder zwischen der Verbindungsleitung 17 und der Seitenplatte 7 auszubilden. Ein Loch (nicht dargestellt), das in einer Position in einem unteren Endbereich auf der stromabwärtigen Seite ausgebildet ist, und ein Loch (nicht dargestellt) in einer Position in einem oberen Endbereich der stromaufwärtigen Seite der Seitenplatte 7 stehen über den Verbindungsdurchtritt in Verbindung.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 7 zeigt die Strömung eines Kältemittels in einem aus drei Sektionen beste henden linken/rechten Kältemittelverdampfer (nachfolgend einfach bezeichnet als "Kältemittelverdampfer") 1 bei der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Kältemittelverdampfer 1 stehen ein stromabwärts gelegener oberer Behälter 24 und ein stromaufwärts gelegener unterer Behälter 35 in Verbindung, und strömt das Kältemittel in einer Richtung von einer stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 aus in Richtung zu einer stromaufwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 3 hin durch einen Verbindungsdurchtritt 45 hindurch.
Die stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 2 ist mit einem Trennelement 26 zum Aufteilen von mehreren stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 22 der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 in zwei obere Behälterbereichs-Gruppen 22a und 22b und mit einem Trennelement 27 zum Aufteilen von mehreren stromabwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 23 in zwei untere Behälterbereichs-Gruppen 23a und 23b ausgestattet. Die Trennelemente 26 und 27 teilen mehrere stromabwärts gelegene Verdampfungsdurchtritte 21 in drei Verdampfungsdurchtritts-Gruppen, d. h. in eine erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a, in eine zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b und in eine dritte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21c, auf.
Die stromaufwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 3 ist mit einem Trennelement 36 zum Aufteilen von mehreren stromaufwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 32 in zwei obere Behälterbereichs-Gruppen 32a und 32b und mit einem Trennelement 37 zum Aufteilen von mehreren stromaufwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 33 in zwei untere Behälterbereichs-Gruppen 33a und 33b ausgestattet. Die Trennelemente 36 und 37 teilen mehrere stromaufwärts gelegene Verdampfungsdurchtritte 33 in drei Verdampfungsdurchtritts- Gruppen, d. h. in eine erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a, in eine zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b und in eine dritte Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 31c, auf.
Das Kältemittel, das durch einen Einlassdurchtritt 15a strömt, wird durch einen stromabwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt A, der in der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 ausgebildet ist, d. h. durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23a, durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a, durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 22a, durch die zweite Verdampfungs durchtritts-Gruppe 21b, durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23b, durch die dritte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21c, durch die obere Behälterbereichs- Gruppe 22b, und durch den Verbindungsdurchtritt 45 hindurch in dieser Reihenfolge eingeführt.
Das Kältemittel, das von den Verbindungsdurchtritt 45 aus strömt, wird durch einen stromabwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt B, d. h. durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 33b, durch die dritte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31c, durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a und durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 32a, und durch einen Abgabedurchtritt 16a hindurch in dieser Reihenfolge eingeführt.
Nachfolgend wird eine fechte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 8 zeigt die Strömung eines Kühlmittels in einem aus vier Sektoren bestehenden rechten/linken Kühlmittelverdampfer (nachfolgend einfach bezeichnet als "Kühlmittelverdampfer") 1 bei der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine stromabwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 23 ist mit einem Trennelement 26 zum Aufteilen von mehreren stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 22 in zwei obere Behälterbereichs-Gruppen 22a und 22b und Trennelementen 27 und 28 zum Aufteilen von mehreren stromabwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 23 in drei untere Behälterbereichs-Gruppen 23a bis 23c ausgestattet. Die Trennelemente 26 bis 28 teilen mehrere stromabwärts gelegene Verdampfungsdurchtritte 21 in vier Verdampfungsdurchtritts- Gruppen, d. h. in eine erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21a, in eine zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b, in eine dritte Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 21c und in eine vierte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21d, auf.
Eine stromaufwärts gelegene Wärmeaustauscheinheit 3 ist mit Abscheidern bzw. Trennelementen 36 und 38 zum Aufteilen von mehreren stromaufwärts gelegenen oberen Behälterbereichen 32 in drei obere Behälterbereichs-Gruppen 32a bis 32c und mit einem Trennelement 37 zum Aufteilen von mehreren stromaufwärts gelegenen unteren Behälterbereichen 33 in zwei untere Behälterbereichs-Gruppen 33a und 33b ausgestattet. Die Trennelemente 36 bis 38 teilen mehrere stromabwärts gelegene Verdampfungsdurchtritte 31 in vier Verdamp fungsdurchtritts-Gruppen, d. h. in eine erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a, in eine zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b, in eine dritte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31c und in eine vierte Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 31d, auf.
Das Kältemittel, das durch einen Einlassdurchtritt 15a hindurch strömt, wird durch einen stromabwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt A, der in der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 ausgebildet ist, d. h. durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23a, durch die erste Verdampfungsdurchtritts- Gruppe 21a, durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 22a, durch die zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21b, durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23b, durch die dritte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21c und durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 22b, durch vierte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 21d, durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 23c, und durch einen Verbindungsdurchtritt 44 hindurch in dieser Reihenfolge eingeführt.
Das Kältemittel, das von dem Verbindungsdurchtritt 44 aus strömt, wird durch einen stromaufwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt B, d. h. durch die erste obere Behälterbereichs-Gruppe 32c, durch die vierte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31d, durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 33b, durch die dritte Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31c, durch die obere Behälterbereichs Gruppe 32b, durch die zweite Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31b, durch die untere Behälterbereichs-Gruppe 33a, durch die erste Verdampfungsdurchtritts-Gruppe 31a, durch die obere Behälterbereichs-Gruppe 32a, und durch einen Abgabedurchtritt 16a hindurch in dieser Reihenfolge eingeführt.
Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 9 zeigt die Strömung eines Kältemittels in einem Ein-Weg-Kältemittelverdampfer (nachfolgend einfach bezeichnet als "Kältemittelverdampfer") 1 bei der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform wird das Kältemittel, das durch einen Einlassdurchtritt 15a hindurch strömt, durch einen stromabwärtigen Kältemitteldurchtritt A, der in der stromabwärts gelegenen Wärmeaustauscheinheit 2 ausgebildet ist, d. h. durch mehrere stromabwärtige untere Behälterbereiche 23, durch mehrere stromabwärts gelegene Verdampfungsdurchtritte 21, durch mehrere strom abwärts gelegene obere Behälterbereiche 22, und durch einen Verbindungsdurchtritt 45 hindurch in dieser Reihenfolge eingeführt. Das Kältemittel, das von dem Verbindungsdurchtritt 44 aus strömt, wird durch einen stromaufwärts gelegenen Kältemitteldurchtritt B, d. h. durch mehrere stromaufwärts gelegene untere Behälterbereiche 33, durch mehrere stromaufwärts gelegene Verdampfungsdurchtritte 31, durch mehrere stromaufwärts gelegene obere Behälterbereiche 32, und durch einen Abgabedurchtritt 16a hindurch eingeführt.
Obwohl die vorliegende Erfindung bei dem Kältemittelverdampfer 1 Anwendung findet, der durch Laminierung von mehreren flachen Durchtrittskanälen gebildet ist, die im Wege des gegenseitigen Verbindens von gepressten Platten 4 bei dieser Ausführungsform gebildet sind, kann die vorliegende Erfindung Anwendung finden bei Kältemittelverdampfern der Gattung mit Platten/Rippen-Kanal und bei einem Kältemittelverdampfer der Gattung mit Mehrfachströmung mit flachen Kanälen, die im Inneren mit mehreren Kältemitteldurchtritten ausgestattet sind.
Bei den oben eingegebenen Ausführungsformen ist der Kältemittelverdampfer 1 mit seiner Höhe in vertikaler Richtung und mit seiner Breite in einer horizontalen Richtung angeordnet, und sind die mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 und die mehreren stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 so angeordnet, dass das Kältemittel vertikal strömt. Die gleichen Wirkungen wie diejenigen der oben angegebenen Ausführungsformen können erreicht werden mittels einer Modifikation, bei der ein Kühlmittelverdampfer 1 mit seiner Höhe zu einer vertikalen Richtung geneigt angeordnet ist und die mehreren stromabwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 21 und die mehreren stromaufwärts gelegenen Verdampfungsdurchtritte 31 zu einer vertikalen Richtung geneigt sind, sodass das Kältemittel in zu einer vertikalen Richtung geneigten Richtungen strömt.
Obwohl bei den oben angegebenen Ausführungsformen der Kältemittel-Einlassdurchtritt in dem stromabwärts gelegenen unteren Behälterbereich 23 der unteren Behälterbereichs-Gruppe 23a ausgebildet ist und der Kältemittel- Abgabedurchtritt in dem stromaufwärts gelegenen oberen Behälterbereich 32 des oberen Behälterbereichs-Gruppe 32a ausgebildet ist, können die mehreren stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereiche 22 in eine geradzahlige oder eine ungeradzahlige Anzahl von stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereichs-Gruppen aufgeteilt sein, kann der Kältemittel-Einlassdurchtritt in dem stromabwärts gelegenen oberen Behälterbereich 22 der oberen Behälterbereichs-Gruppe 22a an der am weitesten stromaufwärts gelegenen Stelle in Hinblick auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels ausgebildet sein, können die mehreren stromaufwärts gelegenen unteren Behälterbereiche 23 in eine geradzahlige oder eine ungeradzahlige Anzahl von Gruppen aufgeteilt sein, und kann der Kältemittel-Abgabedurchtritt in dem stromaufwärts gelegenen unteren Behälterbereich 33 der unteren Behälterbereichs-Gruppe 33a an der am weitesten stromabwärts gelegenen Stellen in Hinblick auf die Strömungsrichtung des Kältemittels ausgebildet sein; d. h., der Kältemittelverdampfer 1 bei jeder der oben eingegebenen Ausführungsformen kann kopfstehend angeordnet sein.
Die ersten Verdampfungsdurchtritte können in eine ungeradzahlige Anzahl von Verdampfungsdurchtritts-Gruppen durch Trennelemente aufgeteilt sein, und die zweiten Verdampfungsdurchtritte können in eine geradzahlige Anzahl von Verdampfungsdurchtritts-Gruppen durch Trennmittel aufgeteilt sein. Wenn die ersten und die zweiten Verdampfungsdurchtritte auf diese Weise aufgeteilt sind, strömt das Kältemittel in der gleichen vertikalen Richtung nur in einigen der ersten Verdampfungsdurchtritte und in einigen der zweiten Verdampfungsdurchtritte, die die ersten Verdampfungsdurchtritte überlappen, und sind der Kältemittel-Einlassdurchtritt und der Kältemittel-Abgabedurchtritt nebeneinander in dem ersten und in dem zweiten oberen oder in dem ersten und in dem zweiten unteren Behälter ausgebildet.
Obwohl die Einlassleitung 15 und die Abgabeleitung 16 an dem Kältemittelverdampfer mit einem gegenseitigen Abstand bei den in Fig. 1 bis 9 dargestellten Ausführungsformen angebracht sind, kann der Kältemittelverdampfer mit einer Seitenplatte 50 ausgestattet sein, um den Einlassdurchtritt und den Abgabedurchtritt nahe beieinander auszubilden, wie in Fig. 11 dargestellt ist, und können die Einlassleitung 15 und die Abgabeleitung 16 an einer langen Verbindung bzw. an einem langen Anschluss 51 zusammengefasst und hiermit verbunden sein, die bzw. der an einem oberen Bereich der Seitenplatte 50 angebracht ist.
Die Einlassleitung 15 und die Abgabeleitung 16 können an dem zentralen Bereich der Seitenplatte 50 zusammengefasst sein, wie in Fig. 12 dargestellt ist. In diesem Fall können die langen Seiten der Verbindung bzw. des Anschlusses 51 in geneigter Stellung angebracht sein, wie in Fig. 13 dargestellt ist, oder können die langen Seiten der Verbindung bzw. des Anschlusses 51 in quer verlaufender Erstreckung angebracht sein, wie in Fig. 14 dargestellt ist.
Die Einlassleitung 15 und die Abgabeleitung 16 können sich so erstrecken, dass sie an der stromaufwärtigen Seite oder an der stromabwärtigen Seite des Kältemittelverdampfers vorstehen, wie in Fig. 15 dargestellt ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist, ist zu beachten, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sein werden. Diese Änderungen und Modifikationen sind als unter den Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß Definition in den beigefügten Ansprüchen fallend zu verstehen.

Claims

1. Kältemittelverdampfer (1) zum Verdampfen von Kältemittel, das dort einströmt, in Hinblick darauf, Außenluft, die dort hindurch strömt, zu kühlen, umfassend:

ein erstes Verdampfungsdurchtritts-Mittel zur Bildung von mehreren ersten Verdampfungsdurchtritten (21), durch die hindurch das Kältemittel strömt, wobei die mehreren ersten Verdampfungsdurchtritten (21) vertikal ausgebildet und im Wesentlichen parallel zueinander in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet sind;

einen ersten Behälterbereich (22, 23), der mit jedem der oberen Enden und der unteren Enden der mehreren ersten Verdampfungsdurchtritte (21) verbunden ist, wobei sich der erste Behälterbereich (22, 23) in einer Richtung erstreckt, die die ersten Verdampfungsdurchtritte (21) kreuzt;

ein zweites Verdampfungsdurchtritts-Mittel zur Bildung von mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritten (31), durch die hindurch das Kältemittel strömt, wobei die mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritten (31) vertikal angeordnet und im Wesentlichen parallel zueinander in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet sind, wobei die mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) in der Nähe der ersten Verdampfungsdurchtritte (21) an einer stromabwärtigen Stelle der ersten Verdampfungsdurchtritte (21) in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet sind;

einen zweiten Behälterbereich (32, 33), der mit jedem der oberen Enden und der unteren Enden der mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) verbunden ist, wobei sich der zweite Behälterbereich (32, 33) in einer Richtung erstreckt, die die zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) kreuzt; und

ein Verbindungsmittel zur Ausbildung eines Verbindungsdurchtritts (44) zur Herstellung einer Verbindung zwischen den mehreren ersten Verdampfungsdurchtritten (21) und den mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritten;

wobei das Kältemittel in der gleichen vertikalen Richtung mindestens in Bereichen strömt, in denen sich die mehreren ersten Verdampfungsdurchtritte (21) und die mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) gegenseitig Hinblick auf die Strömungsrichtung der Außenluft überlappen, und die Strömungsrichtung des Kältemittels in dem ersten Behälterbereich (22, 23), der mit den ersten Verdampfungsdurchtritten (21) verbunden ist, und diejenige in dem zweiten Behälterbereich (32, 33), der mit den zweiten Verdampfungsdurchtritten (31) verbunden ist, zueinander entgegengesetzt sind.

2. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 1, wobei:

der erste Behälterbereich (22, 23) einen ersten oberen Behälter (22), der mit jedem der oberen Enden der ersten Verdampfungsdurchtritte (21) verbunden ist, und einen ersten unteren Behälter (23) aufweist, der mit jedem der unteren Enden der ersten Verdampfungsdurchtritte (21) verbunden ist; und

der zweite Behälterbereich (32, 33) einen zweiten oberen Behälter (32), der mit jedem der oberen Enden der zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) verbunden ist, und einen zweiten unteren Behälter (33) aufweist, der mit jedem der unteren Enden der zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) verbunden ist.

3. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 2, wobei:

der zweite untere Behälter (33) einen Kältemitteleinlass (15) an seinem einen Ende aufweist,

der erste obere Behälter (22) einen Kältemittelauslass (16) an seinem einen Ende aufweist, und

das Kältemittel, das durch den Kältemitteleinlass (15) hindurch in den zweiten unteren Behälter (33) eingeführt wird, nach oben hin durch alle zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) hindurch strömt, von dem zweiten oberen Behälter (32) aus durch den Verbindungsdurchtritt (44) hindurch in den ersten unteren Behälter (23) einströmt, nach oben durch die ersten Verdampfungsdurchtritte (21) hindurch strömt und dann durch den Kältemittelauslass (16) hindurch nach außen strömt.

4. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 2, weiter umfassend:

ein erstes Trennelement (36-38) zum Aufteilen des Inneren des ersten oberen Behälters (22) in mehrere Sektionen; und

ein zweites Trennelement (26-28) zum Aufteilen des Inneren des zweiten unteren Behälters (33) in mehrere Sektionen.

5. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der Sektionen des ersten oberen Behälters (22), der mittels des ersten Trennelements (36-38) aufgeteilt ist, gleich derjenigen des zweiten unteren Behälters (33) ist, der mittels des zweiten Trennelements (26-28) aufgeteilt ist.

6. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 5, wobei das Innere sowohl des ersten oberen Behälters (22) als auch des zweiten unteren Behälters (33) in zwei Sektionen aufgeteilt ist.

7. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 5, wobei die das Innere sowohl des ersten oberen Behälters (22) als auch des zweiten unteren Behälters (33) in zwei Sektionen aufgeteilt ist und das Innere sowohl des ersten unteren Behälters (23) als auch des zweiten oberen Behälters (32) in zwei Sektionen aufgeteilt.

8. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 5, wobei das Innere sowohl des ersten oberen Behälters (22) als auch des zweiten unteren Behälters (33) in drei Sektionen aufgeteilt ist und das Innere sowohl des ersten unteren Behälters (23) als auch des zweiten oberen Behälters (32) in zwei Sektionen aufgeteilt ist.

9. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 5, wobei

der zweite untere Behälter (33) einen Kältemitteleinlass (15) an seinem einen Ende aufweist;

der erste obere Behälter (22) einen Kühlmittelauslass (16) an seinem einen Ende aufweist; und

das andere Ende des zweiten unteren Behälters (33) und das andere Ende des ersten oberen Behälters (22) über den Verbindungsdurchtritt miteinander in Verbindung stehen.

10. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 1, wobei

jeder der mehreren ersten Verdampfungsdurchtritte (21) sich mit jedem der mehreren zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) überlappt in Hinblick auf die Strömungsrichtung der Außenluft und

jedes Paar der Richtungen des Kältemittels, das vertikal in dem ersten Verdampfungsdurchtritt (21) und in dem zweiten Verdampfungsdurchtritt (31) strömt, die einander überlappen, das Gleiche ist.

11. Kältemittelverdampfer (1) nach Anspruch 4, wobei die ersten Verdampfungsdurchtritte (21) in eine ungeradzahlige Anzahl von Verdampfungsdurchtritts-Gruppen aufgeteilt sind und die zweiten Verdampfungsdurchtritte (31) in eine geradzahlige Anzahl von Verdampfungsdurchtritts-Gruppen aufgeteilt sind.