JP2017520466A - 空調回路、より具体的には自動車の空調回路における使用に適したコンデンサシリンダ - Google Patents
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Abstract
本発明は、空調システムの冷ループにおいて使用される流体を受容し且つ収容するように適合されたコンデンサ受容体に関する。このコンデンサ受容体は、外壁と内壁とを有している。内壁は、流体を収容する内部スペースを画成している。外壁には、その外面に複数のリブが設けられている。これらのリブは、内部スペースに収容された流体とコンデンサ受容体外部の大気との間の熱交換を向上させる。
Description
本発明は、空調回路、例えば自動車の空調回路に使用されるコンデンサシリンダに関する。より具体的には、本発明は、空調システムの冷ループにおいて使用される液体を冷却するプロセスを改良することを可能にするコンデンサシリンダに関する。
空調システムの使用は、自動車業界において公知である。空調システムは、自動車内の快適性を顕著に向上させ得る。空調システムは、車内の温度を調節するために、且つ車内の大気を乾燥させるために使用され得る。したがって、空調システムは、特に自動車の窓の内側における結露を防止することを目的として使用され得る。
空調システムで通常使用されている冷ループにおいて、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の工程が、例えばＲ１３４又は１２３４ＹＦ型の流体等の好適な流体を使用することにより順次実施される。凝縮工程後、流体は、タンク内部で液体状態に維持される。このようなタンクは、コンデンサと一体化されていてもよいし、又は、独立していてこのコンデンサの出口に連結されていてもよい。
流体がコンデンサにおいて凝縮されると、この流体は、当該流体の飽和温度において、コンデンサシリンダ等のタンクに向かって流れる。コンデンサシリンダは、液体状態にある流体のみを流出可能とするように、流体における液相と気相とを分離する機能を有している。同時に、コンデンサシリンダは、流体を予備的に冷却することを目的として、すなわち、冷ループで使用される流体の温度を、所定の凝縮圧力に対応する飽和温度未満に下げることを目的として使用され得る。
予備冷却のプロセスは、圧縮による冷却システムに関する従来技術において公知のプロセスである。このプロセスの技術的効果は、冷ループで使用される流体のエンタルピーを変更することにより、当該圧縮による冷却システムの効率を向上させることにある。
従来技術によれば、コンデンサシリンダは、冷ループにおいて使用される流体を維持する第１の機能を有している。更なる機能は、例えば、好適なゲル等の材料の存在により湿気を吸収することにある。また、コンデンサシリンダは、冷ループ内に存在する流体をフィルタリングし、所定の閾値より大きいサイズを有する粒子が空調システム内で循環することを防止するように機能し得る。
従来技術において、コンデンサシリンダ内に存在する流体の予備冷却機能は、最適ではない。
空調システムの効率を最適化するように、コンデンサシリンダ内に存在する流体の予備冷却機能を改善可能な改良に対する必要性があると思われる。
本発明は、空調システムの冷ループにおいて使用される流体を受容し且つ収容するように適合されたコンデンサシリンダであって、前記コンデンサシリンダは、外壁と、内壁と、を有し、前記内壁は、流体を収容する内部スペースを画成し、前記外壁は、その外面に複数のリブを設けられ、前記リブは、前記内部スペースに収容された流体と前記コンデンサシリンダの外部に存在する大気との間の熱交換を向上させることを可能にする、コンデンサシリンダに関する。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、前記コンデンサシリンダの前記外壁は、０．８〜４ｍｍの厚さを有している。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、前記複数のリブのうちの各リブは、前記コンデンサシリンダの径方向において０．２〜１０ｍｍの高さを有している。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、前記複数のリブのうちの各リブは、０．２〜１０ｍｍの厚さを有している。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、前記コンデンサシリンダの前記外壁は、押出形成工程により得られる。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、前記コンデンサシリンダは、ろう付け工程により得られる。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、前記コンデンサシリンダは、前記内壁と前記外壁との間に設けられる中間スペースを画定するように互いから所定の距離を置いて位置決めされた前記内壁及び前記外壁を有し、前記中間スペースは、所定量の熱を蓄え且つ放出するように適合された構成要素を含んでいる。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、所定量の熱を蓄え且つ放出するように適合された前記構成要素は、相変化材料（ＰＣＭ）を含んでいる。
本発明の目標、目的及び特徴並びにその利点が、本発明によるコンデンサシリンダの実施形態の好適な態様についての以下の説明を、図面を参照しつつ読むことにより、明らかになるであろう。
以下の詳細な説明は、特に実施例を用いて本発明を十分に明瞭且つ完全に開示することを目標としているが、以下の実施形態及び実施例の特定の保護範囲を制限するものとみなされるべきでは全くない。
図１は、本発明によるコンデンサシリンダ１０の斜視図である。このシリンダは、コンデンサと組み合わせて使用可能であるとともに、冷ループに存在する一定量の流体、例えばＲ１３４又は１２３４ＹＦタイプの液体を、その内部に保持するように適合されている。
流体を受容し且つ流体の流出を許容するように、コンデンサシリンダ１０には、その下端部に入口２０と出口３０とが設けられている。
図２は、本発明によるコンデンサシリンダ１０の上端部の詳細を示す。
図２に示すように、コンデンサシリンダ１０は、外壁１２と内壁１３とを有している。コンデンサシリンダ１０の外壁１２は、一定数のリブ２１によって覆われており、これらのリブ２１は、外壁１２の外面において長手方向に延在している。コンデンサシリンダ１０の外側に存在するこのようなリブ２１により形成された集合体は、大気との熱交換に好適な表面積を増大させる効果を有する。換言すれば、コンデンサシリンダ１０の周囲の大気との熱交換は、平滑な外面を有するコンデンサシリンダを備えた従来技術により実施される熱交換と比較して改善されている。
図３は、図１及び図２のコンデンサシリンダ１０の概略断面を示す。図３は、コンデンサシリンダ１０の外壁１２の外側に見える種々のリブ２１を示す。外壁１２及び内壁１３は、外壁１２と内壁１３との間に位置する中間スペース１４を画成している。本発明によれば、この中間スペース１４は、所定量の相変化材料（ＰＣＭ）を収容するように使用され得る。冷ループにおいて使用される一定量の流体を受容し且つ維持するように、内壁１３の内側において利用可能な容量が、内部スペース１５を画成している。
所定量の相変化材料（ＰＣＭ）の存在により、いくつかの技術的効果が提供される。具体的には、ＰＣＭは、所定量の熱を蓄え且つ放出するように適合された材料である。このような材料がコンデンサシリンダ１０の外壁１２と内壁１３との間に存在することにより、内部スペース１５に存在する液体の温度が安定するであろう。このような安定性は、コンデンサシリンダ１０が使用される凝縮システムの効率への、第１の有益な技術効果をもたらす。
図２に示すように、外壁１２は、内壁１３の端部の上方であって、コンデンサシリンダ１０の上端部付近において延在している。この特定の特徴により、コンデンサシリンダ１０の上端部を、コンデンサシリンダ１０の内部において利用可能な種々のスペースの全てを覆う単独キャップを用いて閉鎖するための好条件が提供される。
図３に示すように、コンデンサシリンダ１０は、外径Ｄ２を有している。冷ループ内に存在する流体を維持するために有用な容量は、内径Ｄ１を用いて規定される。Ｄ１の値は、２５〜６５ｍｍである。Ｄ２の値は、内径Ｄ１の外径Ｄ２に対する比が、コンデンサシリンダ１０の用途及び内部スペース１５の内部に収容された流体の安定性にもよるが、好適には０〜５０％であるようなものとされている。
図４において、参照符号「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」は、リブ２１の高さ、幅、厚さのそれぞれ、２つのリブ２１の間隔、及び外壁１２の深さに関する種々の特性を示している。これらの異なる寸法「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」は、種々のリブ２１が存在するコンデンサシリンダ１０の用途に応じて規定される。
したがって、図４によれば、種々のリブ２１の高さ「ａ」の値は、好適には０〜１０ｍｍの値の範囲にある。図４によれば、リブ２１の幅「ｂ」の値は、好適には０〜１０ｍｍの値の範囲にある。厚さ「ｃ」の値は、好適には０．８〜４ｍｍ、好適には１〜３ｍｍの値の範囲にある。２つの隣接するリブ間の距離の値「ｄ」は、好適には０．２〜１０ｍｍの値の範囲にある。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、図３に断面で示される種々の壁は、押出成形工程により得られる。コンデンサシリンダ１０に対して意図された種々の連結部を除き、コンデンサシリンダ１０、及び端部を閉鎖可能とする種々のキャップは、単独プロセスにより得られる。
本発明の実施形態の好適な態様によれば、図２に示すコンデンサシリンダ１０の上端部と、コンデンサシリンダ１０の下端部は、キャップによって閉鎖され得る。例えば、キャップは、「Ｏ」字形状のリングと組み合わされたプラスチック製キャップである。或いは、上端部及び下端部は、「Ｏ」字形状のリングと組み合わされたアルミニウム製キャップにより閉鎖され得る。更なる選択肢として、上端部及び下端部は、ろう付け工程により閉鎖され得る。このろう付け工程において、キャップがコンデンサシリンダ１０の端部にろう付けされる。
本発明によれば、中間スペース１４を充填するために使用されるＰＣＭは、相変化温度が４５〜５５℃であるＰＣＭであり得る。
本発明の実施形態の態様によれば、ＰＣＭは、液体タイプ、又はＰＣＭの熱伝導性を向上させ得る黒鉛を含む複合タイプであり得る。
Claims (8)
- 空調システムの冷ループにおいて使用される流体を受容し且つ収容するように適合されたコンデンサシリンダ（１０）であって、
前記コンデンサシリンダ（１０）は、外壁（１２）と、内壁（１３）と、を有し、
前記内壁（１３）は、流体を収容する内部スペース（１５）を画成し、
前記外壁（１２）には、その外面に複数のリブ（２１）が設けられ、
前記リブ（２１）は、前記内部スペース（１５）に収容された流体と前記コンデンサシリンダ（１０）の外部に存在する大気との間の熱交換の向上を可能にする、
コンデンサシリンダ（１０）。 - 前記コンデンサシリンダ（１０）の前記外壁（１２）は、０．８〜４ｍｍの厚さを有している、
請求項１に記載のコンデンサシリンダ（１０）。 - 前記複数のリブ（２１）のうちの各リブ（２１）は、前記コンデンサシリンダ（１０）の径方向において０．２〜１０ｍｍの高さを有している、
請求項１又は２に記載のコンデンサシリンダ（１０）。 - 前記複数のリブ（２１）のうちの各リブ（２１）は、０．２〜１０ｍｍの厚さを有している、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコンデンサシリンダ（１０）。 - 前記コンデンサシリンダ（１０）の前記外壁（１２）は、押出形成工程により得られる、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコンデンサシリンダ（１０）。 - 前記コンデンサシリンダ（１０）は、ろう付け工程により得られる、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコンデンサシリンダ（１０）。 - 前記内壁（１３）及び前記外壁（１２）は、前記内壁（１３）と前記外壁（１２）との間に設けられる中間スペース（１４）を画定するように互いから所定の距離を置いて位置決めされ、
前記中間スペース（１４）は、所定量の熱を蓄え且つ放出するように適合された構成要素を含んでいる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコンデンサシリンダ（１０）。 - 所定量の熱を蓄え且つ放出するように適合された前記構成要素は、相変化材料（ＰＣＭ）を含んでいる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコンデンサシリンダ（１０）。
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