JP2015110412A - 特に自動車のための、気流の温度調整のための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のエンジンが停止する時にも室内の冷却を継続する方法を提供する。
【解決手段】自動車の気流の温度調整のための装置であって、気流を調整するように設計された少なくとも１つの熱交換器３と、少なくとも１つの第１相変化物質と、その構造が第１相変化物質の支持マトリックスを形成している少なくとも１つの第２物質と、を有する複合相変化物質３７を有し、気流の流れの方向に関して熱交換器の下流において、気流によって横切られるように配置された、少なくとも１つの蓄熱手段３５とを備える。蓄熱手段は、複合相変化物質と熱的に接触するとともに気流と熱量を交換するように配置された少なくとも１つの熱伝導手段４３をさらに有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に自動車のための、気流の温度調整のための装置に関連する。そのような調整装置は、自動車の客室の１つまたは２つ以上の領域に向かう気流の温度が制御されることを許容する。

より詳しくは、自動車には、通常、客室に分配されるエアの空気熱的パラメータ、とくに客室の内側の設備により送られる気流の温度、を制御するように設計された少なくとも１つの温度調整のための装置が備え付けられている。

気流の温度調整のための装置は、一般に、冷媒が循環するエア調整ループを有する。冷媒は、自動車のエンジンにより駆動される圧縮機により循環される。

一般に、温度調整のための装置は、少なくとも１つのエア流入口と、車両の客室内に開口する通気または換気流出口あるいはデフロスト／デミスト流出口に対応する少なくとも１つのエア分配ポートと、を含む複数の開口が形成されたパーティションにより画成されたハウジングを有する。

既知のやり方では、ハウジングは、一般に、エア流入口からエア分散ポートまで気流を循環させる、ブロワとも呼ばれる電動式ファンユニットを収容している。

温度調整のための装置は、また、熱交換器のような熱処理手段を有する。熱交換器は、複数の流路の内側を循環する冷媒と熱交換器を横切る外部流体との間において熱の交換を提供するという機能を有する。温度調整のための装置は、一般に、外部熱交換器とも呼ばれるフロントフェイスに配置された熱交換器と、内部熱交換器とも呼ばれる客室を対象とした気流を調整するように配置された熱交換器と、を有している。

外部熱交換器は、冷媒と、車両の外側の気流のような外気と、の間における熱の移動を許容する。

内部熱交換器は、冷媒と、内部熱交換器を横切る客室の内側を送られるように設計された気流と、の間における熱の交換を許容する。一般に、これは、内部蒸発器であり、当該蒸発器を横切る気流が気流分配ポートを介した客室の内側での分配の前に冷却されることを許容する。

客室を対象としたエアの冷却を許容するエア調整モードでは、外部熱交換器は、凝縮器の役割を果たし、内部熱交換器は、蒸発器の役割を果たす。この構成では、内部熱交換器により客室を対象とした気流から除去された熱エネルギーは、外部熱交換器の領域において冷媒の凝縮により解放される。

しかしながら、車両のエンジンが停止される時、冷媒はもはや循環されず、気流と冷媒との間の熱の交換は、生じることができない。したがって、車両の客室内に吹き入れられるエアは、もはや冷たくない。

この状況は、自動車が停止した時に最近の燃料節約システムがエンジンの自動停止を提供する点で、いっそう問題があり、頻繁に客室から冷たい空気を奪う。とくに、これは、エンジンの自動停止・開始装置を実現するためのオルタネータ・スタータが設けられた自動車において問題であり、信号機または停止信号におけるエンジンの停止が、たとえば、空調ループの凝縮器の動作を停止させ、これにより、その動作を停止させる。

エンジンが停止される時に客室内に吹き入れられるエアの冷却の停止を改善するために、少なくとも１つの蓄熱手段を気流の温度調整のための装置に一体化させることが知られている。

とくに、蓄熱手段と冷媒とが互いに熱を交換するように冷媒を循環させるための流路に接触する蓄熱手段のための容器を有する、蒸発器のような内部熱交換器を設けることが知られている。

蓄熱手段は、たとえば、相変化物質を有する。

空調ループが動作している時、相変化物質は、固相へ移行することにより、熱エネルギーを冷媒へ解放する。空調ループが停止される時、相変化物質と接触して循環する客室を対象とする気流がそれにより冷却され、液相へ移行することにより、そこから熱エネルギーを取り除く。

したがって、車両のエンジンが動作している時、冷媒は、熱交換器を横切るエアと蓄熱手段との両方を冷却する。エンジンが停止される時、蓄熱手段は、熱交換器を横切るエアへ冷たさ（より詳しくは、負の熱量）を回復させる。

知られた解決策によれば、内部熱交換器は、少なくとも１つの第１プレートと、少なくとも１つの第２プレートと、第１プレートおよび第２プレートの間に介在された分離プレートと、から形成された複数の熱交換チューブを有する。第１および第２プレートは、通常、冷凍プレートと呼ばれる。

第１プレートおよび第２プレートは、それぞれ、冷媒の循環のための少なくとも１つの流路と、相変化物質のための少なくとも１つの容器と、を有する。一方、分離プレートは、第１プレートの循環流路がそれぞれ第２プレートの流路と連通して配置されることを許容する、または２つのプレートの容器が連通して配置されることを許容する複数の開口部を有する。

第１プレートおよび第２プレートは、同一であり得て、たとえば互いに対向して配置され得る。とくに、プレートの流路は、起伏または変化を規定し得て、この場合、一方のプレートの流路は、他方のプレートの対向する流路の変化と位相が反対の変化を有する。

しかしながら、第１プレートおよび第２プレートと分離プレートとのアセンブリは、従来の蒸発器のような従来の熱交換器に対して、熱交換チューブの厚みを増加させ、それは、エアの圧力の損失を増加させる。性能は、従来の蒸発器に対して低下される。

さらに、位相が反対の２つのプレートのための流路の変化を有するデザインのために、圧力の分散は、一般に、熱交換チューブの内側で一様ではない。

同様に、冷媒および相変化物質のための容器の互いに対する位置は、一定値を越える物質の厚みにおける減少を防止し、これにより、物質の生産性を制限する。

さらに、相変化物質の充填は、中央容器を供給する少なくとも１つの開口部を用いることにより実現され得て、中央容器の充填が２つのプレートの側面容器の充填を保証するように、複数の追加の穴、例えば長穴が２つの冷凍プレートの側面容器と重なる分離プレート上に配置される。

熱交換器の性能を増加させるために、いわゆる冷凍プレートの水圧部分が拡大される必要があろう。

しかしながら、相変化物質が容器の一点に充填されるため、各冷凍プレートは、容器と重なる領域を有し、それに対して垂直に分離プレートは側面容器を充填するための穴、例えば長穴を有する。結果として、そのような制限は、交換器の温度性能を増加させるために必要とされる冷凍水圧部分の拡大を妨げる。

最後に、熱交換器バンドルのチューブは、一般に、従来の交換器バンドルのチューブより幅広であり、現在の標準の製品との交換の選択肢を妨げる。

本発明の目的は、したがって、先行技術の欠点が少なくとも部分的に改善されることを許容する、とくに自動車のための、気流の温度調整のための装置を得ることである。

この目的のために、本発明の主題は、とくに自動車ための、気流の温度調整のための装置であって、
気流を調整するように設計された少なくとも１つの熱交換器と、
少なくとも１つの第１相変化物質と、その構造が前記第１相変化物質の支持マトリックスを形成している少なくとも１つの第２物質と、を有する複合相変化物質を有し、前記気流の流れの方向に関して前記熱交換器の下流において、前記気流によって横切られるように配置された、少なくとも１つの蓄熱手段と、
を備え、
前記蓄熱手段は、前記複合相変化物質と熱的に接触するとともに前記気流と熱量を交換するように配置された少なくとも１つの熱伝導手段をさらに有する
ことを特徴とする装置である。

エンジンの停止段階の間に温度の快適さを維持するために、温度の快適さを維持するのに必要とされる冷凍効果が、第１相変化物質を有する複合相変化物質により提供される。

車両のエンジンが動作している時、冷媒は熱交換器を横切る気流を冷却し、それは次に熱交換器の下流に配置された相変化物質を冷却する。相変化物質は、エンジンが停止される時、複合相変化物質を横切るエアへ冷たさ（より詳しくは、負の熱量）を回復させる。

熱交換器の下流に配置されることで、複合相変化物質は、客室を対象としたエアと直接接触しており、それと熱エネルギーを効果的に交換し得る。これは、空調ループの停止の場合に、ユーザの快適さが改善されることを許容する。

さらに、熱交換器を変更することは必要ではない。言い換えれば、本発明は、標準的な熱交換器が使用されることを許容し、それは製造コストを制限する。

さらに、第１相変化物質の状態が何であってもその第２物質の構造が第１相変化物質の支持マトリックスが形成されることを許容する、という複合相変化物質の使用は、客室を対象とするエアの流れとの熱の直接的な交換を許容する相変化物質のための容器を提供することを省略する。

したがって、先行技術において提案されたような２つの冷凍プレートの間の分離プレートまたは相変化物質のための容器を設けることは、もはや必要ではない。

最後に、複合相変化物質と接触して配置された温度調整手段は、客室を対象とする気流との対流的かつ伝導性の交換を許容し、これにより、複合相変化物質の冷却を改善する。

より詳しくは、空調ループが動作している時、複合相変化物質は、蒸発器として動作する熱交換器内へと移行することにより冷却される気流を介して、対流により冷却されるが、気流が対流により熱伝導手段を冷却するため、伝導によっても冷却され、熱伝導手段は、複合相変化物質と熱的に接触して配置される。

本発明の１つの特徴によれば、前記第２物質は、前記第１相変化物質が固相または液相にある時に前記複合相変化物質が固い支持構造を有するように選択されている。

したがって、第１相変化物質の液相または固相が何であっても、複合相変化物質の構造は、第１相変化物質ための追加の密閉容器を提供することが必要とされること無く、第１相変化物質のための支持部を形成するマトリックスを形成するのに十分固い。

さらに、複合物質の構造は、液相にある第１相変化物質の漏れを避けるために密閉されている。

一実施の形態によれば、複合相変化物質は、気流の通過を許容する有孔フロックの形状で製造されている。

ブロックは、調整されるべき気流により横切られるように、一様または非一様に離間された複数のセルを有し得る。

またブロックは、熱交換を押し進めるために、セルよりも大きい開口部を有し得る。

一実施の形態によれば、蓄熱手段は、少なくとも１つの複合相変化物質と少なくとも１つの熱伝導手段との積み重ねを有する。

蓄熱手段は、たとえば、複数の複合相変化物質の間に介在されたセパレータの形状で製造された複数の熱伝導手段を有する。

セパレータは、有利には、気流との熱の交換を増加させるように、気流の流れに対して揺らぎを生成する形状を有する。

本発明のさらなる特徴によれば、蓄熱手段は、複合相変化物質を熱交換器に固定するための支持部を有し、支持部は、熱伝導材料で形成されている。

この場合、支持部は、気流および複合相変化物質と接触して配置された熱伝導手段と、熱交換器、とくに冷媒が循環する熱交換チューブと、の間の熱伝導を保証することにより、熱の交換をさらに改善する。

この目的のために、支持部は、有利には、金属、たとえばアルミニウムから形成されている。

前記装置は、また、１つまたは２つ以上の以下の特徴を、個別にまたは組み合わせて有し得る、すなわち、
・蓄熱手段は、ボールまたはストリップの形状で製造された少なくとも１つの複合相変化物質を有する。

・熱伝導手段は、ボールまたはストリップの形状で製造された少なくとも１つの複合相変化物質を熱交換器に固定するための支持部を形成している。

・蓄熱手段は、複合相変化物質から形成された複数のボールと、複合相変化物質から形成された複数のボールを熱交換器に固定するための支持部を形成する熱伝導性ワイヤの形状で製造された熱伝導手段と、を有する。

・蓄熱手段は、複合相変化物質の実質的に波状のストリップと、複合相変化物質の実質的に波状のストリップを熱交換器に固定するための支持部を形成する熱伝導性ワイヤの形状で製造された熱伝導手段と、を有する。複合相変化物質のストリップの起伏のピッチは、状況にあわせて適合され得る。

・相変化物質の融解温度は、９〜１３℃の範囲にある。この温度範囲は、第１相変化物質の効果的な凝固を促進する。

・複合相変化物質は、パラフィン、ポリマーおよびカーボンファイバーのマトリックスの形状で製造されている。

本発明のさらなる特徴および利点が、説明的かつ非限定的な例として与えられた以下の説明を読むことから、および、付随する図面を参照して、より明らかになるであろう。

図１は、自動車のための、気流のような、気体の流れのための調整装置の概略図である。 図２は、図１のエア調整装置の熱交換器の斜視図である。 図３ａは、図１のエア調整装置の蓄熱手段の複合相変化物質の第１例の概略図である。 図３ｂは、図１のエア調整装置の蓄熱手段の複合相変化物質の第２例の概略図である。 図４は、図３ａまたは図３ｂの複合相変化物質の構造の断面の概略図である。 図５は、図２の熱交換器および第１の実施の形態による蓄熱手段の概略図である。 図６は、調整されるべき客室を対象とした気流との蓄熱手段の伝導性かつ対流的な熱交換を概略的に示している。 図７は、熱交換器に取り付けられた第１の実施の形態による蓄熱手段の上からの図である。 図８は、第１の実施の形態による蓄熱手段の熱伝導セパレータの拡大図である。 図９は、熱交換器に取り付けられた第１の実施の形態による蓄熱手段の横からの図である。 図１０は、第２の実施の形態による蓄熱手段を示す概略図である。 図１１は、図１０の詳細の拡大図であって、対流的かつ伝導性の熱交換を概略的に示している。 図１２は、熱交換器に取り付けられた第３の実施の形態による蓄熱手段の上からの図である。 図１３は、第３の実施の形態による蓄熱手段をより詳細に示す図２の拡大図である。 図１４は、熱交換器に取り付けられた第３の実施の形態による蓄熱手段の横からの図である。

図面では、実質的に同一の要素は、同じ参照数字を有している。

図１〜図９に示された第１の実施の形態の要素に対応する、図１０および図１１の第２の実施の形態の要素は、１００だけ大きい同じ参照数字を有している。

図１〜図９に示された第１の実施の形態の要素に対応する、図１２〜図１４の第３の実施の形態の要素は、２００だけ大きい同じ参照数字を有している。

本発明は、本発明による、気流のような少なくとも１つの第１流体の温度調整のための装置１に関連する。たとえば気流の温度調整のためのそのような装置１は、とくに冷媒のような第２流体が循環する自動車のための空調ループにおいて使用されることが可能である。

上記された実施形態によれば、気流の温度調整のための装置１は、少なくとも１つの熱交換器３，５を有している。

例として、気流の温度調整のための装置１は、冷媒との熱の交換により、自動車の客室を対象とした気流を調整するように設計された、内部熱交換器３とも呼ばれる熱交換器３を有している。内部熱交換器３は、たとえば、空調ハウジング７の内側に配置されている。空調ハウジング７は、一般的に、車両の客室内に位置決めされている。

例として、気流の温度調整のための装置１は、たとえば自動車のフロントフェイスの領域において、車両の外側のエアと接触して配置されるように設計された、いわゆる外部熱交換器５をさらに有し得る。外部熱交換器５は、とくに、たとえば自動車の低速または停止の場合に、外部熱交換器５を通る外部エアの通過を許容するファン９に結合され得る。

冷媒は、冷媒の圧力および温度を増大させる機能を有する圧縮器１１により循環される。図１に示された例による圧縮機１１は、冷媒の循環の方向に関して外部熱交換器５の上流および内部熱交換器３の下流に配置されている。

当然、蒸発の前に冷媒の圧力を低下させることを可能にする少なくとも１つの圧力解放手段を設けることが可能である。

また、気流の温度調整のための装置１は、客室を対象した気流が空調ハウジング７を通って進められることを許容する（図１において概略的に示された）電動式ファンユニット１３を有し得る。客室を対象としたエアの流れは、とくに、混合フラップ１５のような、１つまたは２つ以上の混合手段により、規制され得る。

客室を対象とした気流は、風防の下方のエア流出口、ダッシュボードの前方の流出口、または足の方向においてダッシュボードの下方のエア流出口、に接続された分配管１７，１９および２１を介して客室の領域に分配される。

図２は、本発明による客室を対象とした気流を調整するように設計された熱交換器３の概略図である。この熱交換器３は、とくに自動車の空調ループの蒸発器として、使用され得る。

動作中に、熱交換器３は、冷媒と熱交換器３を横切る気流との間の熱の交換を許容する。

空調ループが客室を対象とした気流を冷却するように動作される時、蒸発器として動作する熱交換器３の内側で蒸発する冷媒は、液相から気相までの冷媒の通過を許容するために、客室を対象とした気流の熱エネルギーを集める。この空調モードでは、外部熱交換器５（図１に見える）は、凝縮器として動作することが可能であり、たとえば、冷媒は、これにより、気相から液相までの冷媒の通過を許容するために、外部の気流に熱エネルギーを解放する。

図２に示された例によれば、熱交換器３は、実質的に平行６面体の全体形状を有している。

熱交換器３は、熱交換器バンドル２３を有している。

熱交換器バンドル２３は、連続する熱交換チューブ２５の積み重ねを有している。一実施の形態によれば、熱交換チューブ２５は、一緒に組み立てられた第１プレートおよび第２プレートを有し得る。図２の実施の形態によれば、熱交換チューブ２５は、それぞれ、少なくとも１つの冷媒循環流路を有している。１つの冷媒循環流路は、大きい熱交換面を得るために、熱交換チューブ２５の長さの実質的に全体にわたって延在し得る。

さらに、図示された実施の形態によれば、熱交換バンドル２３は、その長手方向の端部において、すなわち熱交換チューブ２５の両側に配置された、２つの閉塞プレート２７を有している。

熱交換器３は、また、各々の場合、２つの隣接する熱交換チューブ２５の間および熱交換チューブ２５と隣接する閉塞プレート２７との間に配置された、揺らぎフィン２９を有し得る。

揺らぎフィン２９は、熱交換チューブ２５内で循環する冷媒と、熱交換器３を横切る外部気流のような気体の流れと、の間の熱交換面を増加させる機能を有する。

そのような揺らぎフィン２９は、たとえばアルミニウム合金から形成された、金属ストリップから形成され得る。

熱交換チューブ２５と揺らぎフィン２９とは、一緒にロウ付けされ得る。揺らぎフィン２９は、実質的に波状の全体形状を有し得る。この場合、揺らぎフィン２９は、たとえばロウ付けにより、そのそれぞれの起伏により熱交換チューブに固定され得る。

さらに、閉塞プレート２７の少なくとも１つは、冷媒の供給または回収のための流入または流出チューブと呼ばれる１つのチューブ３１内に開口する少なくとも１つの開口部を有している。図１では、閉塞プレート２７の１つだけが、流入および流出チューブ３１を有している。

熱交換チューブ２５は、熱交換チューブ２５を形成するプレートの端部に形成された接続フランジ３３により、一緒に流体接続で接続されている。接続フランジ３３は、それぞれプレートの平面の外側に突き出るとともに冷媒の通過のための開口を規定するリングを形成する、好ましくは圧縮成形により、同じ材料から形成され得る。

気流の温度調整のための装置１は、また、（図１において概略的に示された）少なくとも１つの蓄熱手段３５を有している。蓄熱手段３５は、とくに、負の熱量を蓄えることが可能である。また、蓄熱手段３５は、とくに空調ループの停止中に、蓄熱手段３５を横切る客室を対象とした気流に、負の熱量を回復させることが可能であり、これにより、熱交換器３の停止、この場合は蒸発器３の停止が、客室を対象とした気流を冷却することが可能である。

この目的のために、蓄熱手段３５は、客室を対象とした気流と直接接触するように配置されている。これは、空調ループの停止の場合にユーザの快適さを改善するために、エネルギーが気流と効率的に交換されることを許容する。

蓄熱手段３５は、蒸発器として動作する客室を対象とした気流を調整するように設計された熱交換器３に隣接する、客室を対象とした気流を冷却するための装置として機能する。

蓄熱手段３５は、客室を対象とした気流の流れの方向において、客室を対象とした気流を調整するように設計された熱交換器３の下流に配置されている。とくに、蓄熱手段３５は、客室を対象とした気流を調整するように設計された熱交換器３に固定され得る。

結果として、蓄熱手段３５は、また、空調ハウジング７内に配置され得る。

したがって、車両のエンジンが動作している時、冷媒は、熱交換器を横切る客室を対象とした気流を冷却し、客室を対象とした気流は、次に、蓄熱手段３５を冷却する。エンジンが停止される時、蓄熱手段３５が、蓄熱手段を横切る客室を対象とした気流に冷たさ（より詳しくは、負の熱量）を回復させる。

本発明によれば、蓄熱手段３５は、エネルギーの蓄積を提供するとともに、空調ループおよび圧縮器１１が停止される時にこのエネルギーの回復を提供する、複合相変化物質３７を有している。

蓄熱手段３５の複合相変化物質３７の構造の例が、図３ａおよび図３ｂに示されている。

複合相変化物質３７は、
・「Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ」のためのＰＣＭの文字により知られている相変化物質である少なくとも１つの第１物質と、
・第１相変化物質の支持マトリックスを形成するように選択された少なくとも１つの第２物質と、
を有している。

空調ループが動作している時、第１相変化物質は、固相に移行することにより、客室を対象とした気流に熱エネルギーを解放する。空調ループが停止される時、相変化物質と接触して循環する客室を対象とした気流は、これにより冷却され、それは、液相に移行することにより、そこから熱エネルギーを取り除く。これらは、また、第１相変化物質の凝固／融解相として呼ばれる。

複合相変化物質３７に使用される第１相変化物質は、たとえば、９℃〜１３℃の間のオーダーの相変化温度を有するように選択されている。空調ループが動作している時に蒸発器として動作する熱交換器３からの気流の温度範囲に対応するこの温度範囲は、第１相変化物質の改善された凝固を許容し、これにより、温度の快適さの継続における増大を許容する。

第１相変化物質のための第２選択基準は、高いエネルギー蓄積能力を保証するための、相変化の潜熱である。説明された実施の形態によれば、有利に使用される第１相変化物質は、１００〜３００ｋＪ／ｋｇの範囲の潜熱を有している。

複合相変化物質３７に使用される第１相変化物質は、とくに、植物または他の素性の、有機または無機の相変化物質であり得る。例として、第１相変化物質は、パラフィンを有し得る。

第２物質は、第１相変化物質の固相または液相が何であっても、複合相変化物質３７が固い支持構造を維持することを許容するように選択されている。

また第２物質は、たとえば、液相において第１相変化物質の漏れを妨げるシールを保証するように選択されている。

例として、第２物質としてポリマーおよび／またはカーボンファイバーを設けることが可能である。

したがって、特定の例によれば、複合相変化物質３７は、複合相変化物質３７が第１相変化物質の固相または液相において十分に固いことを許容する、パラフィン、ポリマーまたはカーボンファイバーのマトリックスの形状で製造され得る。

複合相変化物質３７は、鋳造または射出成形により形成され得る。

図３ａに示された第１の例によれば、複合相変化物質３７は、客室を対象とした気流の通過を許容するための有孔構造を有している。この目的のために、蓄熱手段３５の構造は、客室を対象とした気流と第１相変化物質との間の熱の交換を促進するように、たとえば構造全体にわたって分散された、複数のセル３９を有している。

図３ｂに示された第２の例によれば、複合相変化物質３７は、また、客室を対象とした気流と第１相変化物質との間の熱の交換を押し進めるように、セル３９より大きい開口部４１を有している。

複合相変化物質３７の構造は、圧力損失に依存して、温度性能の要求に応じて適合され得る。

図４は、複合相変化物質３７の巨視的な概観を示している。図示された例によれば、複合相変化物質３７は、複合相変化物質のボールの集まりにより製造されている。

さらに、図５において概略的に示されているように、熱交換を改善するために、および、客室を対象とした気流と熱量を交換するために、蓄熱手段３５は、また、複合相変化物質３７と熱的に接触して配置された少なくとも１つの熱伝導手段４３を有している。

「熱的な接触」により、熱伝導が熱伝導手段４３と複合相変化物質３７との間において可能である、ということが理解される。熱伝導手段４３は、とくに、複合相変化物質３７を冷却し得る。

より詳しくは、熱伝導手段４３は、複合相変化物質３７と直接接触して配置されている。

空調ループが動作している時、熱伝導手段４３は、蒸発器として動作する内部熱交換器３内に移行することにより冷却される気流により、対流により冷却される。複合相変化物質３７は、
・客室を対象とした気流と複合相変化物質３７との間の直接接触のために、蒸発器として動作する内部熱交換器３の流出口において客室を対象とした気流による対流により、および、
・複合相変化物質３７に直接接触して、およびこれにより伝導的に、配置された熱伝導手段４３のために、対流により客室を対象とした気流により冷却される熱伝導手段４３を介した伝導により、
冷却される。

複合相変化物質３７は、したがって、対流および伝導の両方により冷却される。

空調ループが停止される時、蓄熱手段３５を横切る客室を対象とした気流は、上に説明されたように、およびまた熱伝導手段４３により、複合相変化物質３７による対流により冷却される。

第１の実施形態
図５および図６に示された第１の実施形態によれば、蓄熱手段３５は、複合相変化物質３７の積み重ねを有しており、その間に熱伝導手段４３が介在されている。

したがって、空調ループが動作している時、複合相変化物質３７は、図６において矢印Ｆ１により概略的に示されたように複合相変化物質３７と接触する熱伝導手段４３により、および、熱伝導手段４３および複合相変化物質３７が冷却されることを許容するエネルギー蓄積手段３５を横切る、矢印Ｆ２により概略的に示された客室を対象とした気流により、熱伝導により冷却される。

また、空調ループが停止される時、客室を対象とした気流は、上に説明されたように、複合相変化物質４７において使用される第１相変化物質の相転移のために、および、客室を対象とした気流との対流的な熱交換を改善する熱伝導手段４３のために、対流により冷却される。

熱伝導手段４３は、有利には、例えばアルミニウムを有する、熱伝導のための高い能力を有する材料で製造されている。

とくに、それらは、図７に示されたような、複合相変化物質３７の間に配置されたセパレータ４３であり得る。

セパレータ４３は、たとえばアルミニウム合金から形成された、金属シートから形成され得る。

有利には、セパレータ４３は、それぞれ、それを通過する客室を対象とした気流の流れに揺らぎを生成する形状を有している。前記揺らぎは、客室を対象とした気流との熱の交換が増加されることを許容する。客室を対象とした気流との改善された交換は、第１相変化物質の凝固／融解相の改善された効率を許容する。

セパレータ４３は、実質的に波状の全体形状を有し得る。セパレータ４３の起伏は、複合相変化物質と直接接触して配置されている。セパレータの起伏は、たとえば、２ｍｍ〜５ｍｍの間の高さを有している。

図８に示された例によれば、実質的に波状のセパレータ４３は、起伏要素４５を有している。より詳しくは、セパレータ４３は、起伏要素４５の列を有している。起伏要素４５の一列において、起伏要素は、たとえば、互いにオフセットされて配置されている。

複合相変化物質により形成されたアセンブリ３７、４３と、１つまたは２つ以上の熱伝導手段４３とは、熱伝導を許容する支持部４７に取り付けられ得るとともに、内部熱交換器３に固定され得る。

例として、蓄熱手段３５は、この場合セパレータ４３の形態で、複合相変化物質３７と熱伝導手段４３との積み重ねの支持部を形成する、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成された、金属フレーム４７を有し得る。

金属フレーム４７は、たとえば、図７および図９において最も明らかに見ることができるフック４９を有している。フック４９は、また、熱伝導材料から、たとえばアルミニウムのような金属材料から形成されている。

これは、蒸発器として動作する内部熱交換器３により形成された冷熱源と蓄熱手段３５の複合相変化物質３７との間に熱伝導の手段を追加することを可能にする。

フレーム４７は、蒸発器として動作する内部熱交換器３、より詳しくは冷媒が循環する熱交換チューブ２５と、蓄熱手段３５、より詳しくは複合相変化物質３７と、の間の熱伝導リンクを形成している。したがって、熱量の熱伝導、この場合、蓄熱手段３５の複合相変化物質３７に向かう熱交換チューブ２５の負の熱量、が得られ、これにより、迅速な凝固、および、複合相変化物質３７に使用される第１相変化物質の蓄積の改善された効率を促進する。

したがって、空調ループが動作している時、複合相変化物質３７は、また、蒸発器として動作する内部交換器３の熱交換チューブ２５と接触するフレーム４７による伝導により冷却される。

一変形として、複合相変化物質１３７、２３７と接触して設けられた熱伝導手段１４３、２４３が、これらの複合相変化物質１３７、２３７の支持部を形成するとともに内部熱交換器３に固定されている。

第２の実施形態
図１０および図１１に概略的に示された第２の実施形態によれば、蓄熱手段１３５は、複合相変化物質１３７から形成された少なくとも１つのボールと、複合相変化物質１３７のボールのための支持部を形成する熱伝導手段１４３と、を有している。

熱伝導手段１４３は、たとえば、熱的伝導性ワイヤの形状で製造されている。要求に応じて、熱的伝導性ワイヤ１４３の形状は適合され得る。とくに、図１０の例によれば、熱的伝導性ワイヤ１４３は、実質的に波状の形状を有している。

複合相変化物質１３７から形成された複数のボールが、たとえば鋳造により熱的伝導性ワイヤ１４３に取り付けられ得る。

したがって、蓄熱手段１３５は、たとえば、複数のボールの全てを支持する伝導性ワイヤを有する、複合相変化物質１３７から形成された複数のボールのスクリーンを実質的に形成する形状を有している。

複合相変化物質１３７から形成された複数のボールのスクリーンを形成する複数の蓄熱手段１３５は、内部熱交換器３に固定され得る。

図１１において矢印Ｆ３により概略的に示されるように、冷熱源に、この場合は蒸発器として動作する内部熱交換器３に固定された熱的伝導性ワイヤ１４３は、複合相変化物質１３７から形成された複数のボールに向かう熱交換チューブ２５の負の熱量の熱伝導を許容し、これにより、迅速な凝固、および、複合相変化物質１３７に使用される相変化物質の蓄積の改善された効率を促進する。

第１の実施形態に類似したやり方で、空調ループが停止される時、客室を対象とした気流は、複合相変化物質１３７の複数のボールで使用される第１相変化物質の相転移のために対流により冷却され、蓄熱手段１３５を横切る客室を対象とした気流から熱エネルギーを取り除く。

第３の実施形態
図１２〜図１４に示された第３の実施形態によれば、蓄熱手段２３５は、複合相変化物質２３７のストリップを有しており、熱伝導手段２４３は、複合相変化物質２３７のストリップのための支持部を形成するとともに内部熱交換器３に固定された熱的伝導性ワイヤの形状で製造されている。

図１２に示された例によれば、複数のそのような蓄熱手段２３５は、内部熱交換器３に固定されている。非限定的な例によれば、蓄熱手段は、内部熱交換器３の一面にわたって一様に分散されている。

アセンブリのための一例によれば、熱的伝導性ワイヤ２４３は、複合相変化物質２３７のストリップを通過し得る。

さらに、第３の図示された実施形態によれば、図１３および図１４において最も明らかに見ることができる、複合相変化物質２３７のストリップは、気流の流れに揺らぎを生成する形状、たとえば実質的に波状の形状を有し得る。

複合相変化物質２３７の実質的に波状のストリップのピッチは、複合相変化物質２３７所望の質および圧力の受け入れ可能な損失に応じて調整され得る。

図示されていない一変形によれば、気流の流れに揺らぎを生成して気流との熱の交換のための能力を増加させるように第１ストリップの起伏が第２ストリップの起伏に対してオフセットされるように、蓄熱手段２３５は、複合相変化物質２３７の実質的に波状の２つのストリップを有し得る。

したがって、複合相変化物質３７、１３７、２３７の使用が、良好な機械的振る舞いに加えて、内部熱交換器３の内側に一体化された相変化物質に対して、増加された熱伝導性が保証されることを許容する。

より詳しくは、蒸発器における相変化物質の一体化のために温度の快適さが維持されることを可能にする先行技術の解決策とは対照的に、第１、第２または第３の実施形態により提案された解決策は、現存の熱交換器に対する如何なる変更も含まない。この解決策は、したがって、標準的な蒸発器に加えて容易に実現され得る。

さらに、複合相変化物質の使用は、液体の相変化物質を蓄えるための容器に対する要求を消去する。複合形状の相変化物質は、エアと直接接触しており、これにより、相変化物質の容器を形成する第２面を介した熱交換に対する抵抗を有しない。

さらに、冷媒が循環する蒸発器として動作する熱交換器３を開示する例による、複合相変化物質３７，１３７，２３７と冷熱源との間の熱伝導手段４３、４７；１４３；２４３の存在は、相変化物質の凝固の相を改善することを可能にし、これにより、客室を対象とした気流と複合相変化物質３７、１３７、２３７との間の対流的な交換を改善することを可能にする。

提案された異なる解決策は、空調ループが停止された時に、客室における温度の快適さの継続を増加させる。より詳しくは、上に開示された実施形態では、本件発明者らは、圧縮器の停止後に６０秒より長い客室における温度の快適さを維持するための継続を観察した。

最後に、上に示された解決策は、工業的スケールで製造するのに単純である。

Claims (12)

1. 特に自動車のための、気流の温度調整のための装置（１）であって、
   気流を調整するように設計された少なくとも１つの熱交換器（３）と、
   少なくとも１つの第１相変化物質と、その構造が前記第１相変化物質の支持マトリックスを形成している少なくとも１つの第２物質と、を有する複合相変化物質（３７，１３７，２３７）を有し、前記気流の流れの方向に関して前記熱交換器（３）の下流において、前記気流によって横切られるように配置された、少なくとも１つの蓄熱手段（３５，１３５，２３５）と、
   を備え、
   前記蓄熱手段（３５，１３５，２３５）は、前記複合相変化物質（３７，１３７，２３７）と熱的に接触するとともに前記気流と熱量を交換するように配置された少なくとも１つの熱伝導手段（４３，１４３，２４３）をさらに有する
   ことを特徴とする装置。
2. 前記第２物質は、前記第１相変化物質が固相または液相にある時に前記複合相変化物質（３７，１３７，２３７）が固い支持構造を有するように選択されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記複合相変化物質（３７）は、前記気流の通過を許容する有孔ブロックの形状で製造されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記蓄熱手段（３５）は、少なくとも１つの複合相変化物質（３７）と少なくとも１つの熱伝導手段（４３）との積み重ねを有する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記蓄熱手段（３５）は、複数の複合相変化物質（３７）の間に介在されたセパレータ（４３）の形状で製造された複数の熱伝導手段（４３）を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記蓄熱手段（３５，１３５，２３５）は、前記複合相変化物質（３７，１３７，２３７）を前記熱交換器（３）に固定するための支持部（４７，１４３，２４３）を有し、前記支持部（４７，１４３，２４３）は、熱伝導材料で形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. 前記蓄熱手段（１３５，２３５）は、ボールまたはストリップの形状で製造された少なくとも１つの複合相変化物質（１３７，２３７）を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
8. 前記熱伝導手段（１４３，２４３）は、ボールまたはストリップの形状で製造された少なくとも１つの複合相変化物質（１３７，２３７）を前記熱交換器（３）に固定するための支持部を形成している
   ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記蓄熱手段（１３５）は、複合相変化物質（１３７）から形成された複数のボールと、複合相変化物質（１３７）から形成された前記複数のボールを前記熱交換器（３）に固定するための支持部を形成する熱的伝導性ワイヤ（１４３）の形状で製造された熱伝導手段（１４３）と、を有する
   ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記蓄熱手段（２３５）は、複合相変化物質（２３７）の実質的に波状のストリップと、複合相変化物質（２３７）の実質的に波状のストリップを前記熱交換器（３）に固定するための支持部を形成する熱的伝導性ワイヤ（２４３）の形状で製造された熱伝導手段（２４３）と、を有する
    ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
11. 前記相変化物質の融解温度は、９℃〜１３℃の範囲にある
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記複合相変化物質（３７，１３７，２３７）は、パラフィン、ポリマーおよびカーボンファイバーのマトリックスの形状で製造されている
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。