JP4721192B2 - 自動車のための熱交換熱伝達装置 - Google Patents
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Description
二元混合物は水と臭化リチウムを含むことができ、この場合水が冷却流体を形成し、またはアンモニアと水を含むことができ、この場合アンモニアが冷却流体を形成する。
脱着器部分とも呼ばれる発生器部分は、冷却流体を吸収流体から分離する。実際に発生器部分において、二元混合物は、そこで溶解する冷却流体の一部分の気化をひき起こすために加熱される(冷却流体の脱着)。したがって、発生器部分の出口において、冷却流体の蒸気と冷却流体の含有が少ない液状混合物(吸収流体の含有が多い)が得られる。この冷却流体の蒸気は凝縮器部分において凝縮される。
気化器/吸収器集合体においては、凝縮器部分から出る液状冷却流体が気化器部分において気化し、次に吸収器部分において冷却流体の含有が少ない(液状)混合物の中に溶解する。
気化器部分では、凝縮器部分から少なくとも1つの第1ノズル手段に来る液状冷却流体を気化させることが知られている。そのうえ、吸収器部分では、少なくとも1つの第2ノズルにおいて冷却流体の含有が少ない混合物を気化させることが知られている。これらのノズルは小滴を形成し、これらの小滴は流体の接触表面を増加させ、冷却流体の含有が少ない(すなわち吸収流体の含有が多い)混合物の吸収を助長する。
こうして従来、気化器/吸収器集合体は、液状冷却流体と冷却流体の含有が少ない液状混合物を気化させることを目的とするノズルを含む。
しかし、ノズル形式の気化器/吸収器集合体を備える熱交換熱伝達装置においては、性能/容積比は非常に低い。
そのうえ、ノズル形式の気化器/吸収器集合体を備える熱交換熱伝達装置を自動車に設置した場合には、これらのノズルから生ずる流体ジェットは、少なくとも加速があるいくつかの方向に沿って行われるときに、車両の加速または傾斜によって妨害される可能性があり、冷却流体と冷却流体の含有が少ない混合物の時ならぬ混合をひき起こすという危険性がある。
気化器および吸収器の2つの機構をそれぞれ画定する少なくとも2つの対向する基準表面と、
液状冷却流体を気化器機構の基準表面に供給するための手段と、
吸収流体の含有が多い混合物を吸収器機構の基準表面に供給するための手段と
を含むことを特徴とする熱交換熱伝達装置を目的とする。
この配置のおかげで、気化器機構の基準表面と吸収器の基準表面との間の気化冷却流体の伝達速度は比較的低いので、その結果、気化冷却流体の流束の圧力はこの伝達中に有害な上昇をすることはない。そのうえ、気化冷却流体の流束は冷却流体の含有が少ない混合物の流束と同じように、車両の加速および傾斜による影響は比較的小さい。
そのうえ、本発明は、比較的高い性能/容積比を有するノズルのない熱交換熱伝達装置の実現を可能にする。
向かい合った基準表面はほぼ平面で互いに平行である。
この装置は、吸収流体の含有が多い混合物を吸収器機構の基準表面に返送する手段を含み、この返送手段は両基準断面の間に挿入されている。
返送手段は、吸収器機構の基準表面への吸収流体の含有が多い混合物の重力による流動を助長するように方向配置された、少なくとも1つの返送仕切りを含む。
気化器/吸収器集合体は、交替で配設された気化器と吸収器を交互に形成する複数の機構、例えば全部で5個の機構を含む。
基準表面の少なくとも1つは、液状冷却流体または吸収流体の含有が多い混合物の配分を助長する組織材料の塊体を、この塊体によって画定された基準表面の上で、特に例えば繊維または開放セルの泡を含む多孔質材料の塊体を画定する。
気化器機構の基準表面は、液状冷却流体の供給手段を形成する気化器の多孔質材料の塊体を画定する。
吸収器機構の基準表面は、吸収流体の含有が多い混合物の供給手段を形成する吸収器の多孔質材料の塊体を画定する。
基準表面の少なくとも1つは、10W/mKまたはこれ以上の熱伝導率の材料、特に金属またはセラミックの塊体を画定する。
基準表面の少なくとも1つが、幾何学的特性、特にその面積を最大化する波形またはぎざぎざの形を示す。
基準表面の少なくとも1つ、すなわち親水性表面が、この親水性表面の上で液状冷却流体または吸収流体の含有が多い混合物の配分を助長する幾何学的特性、特に窪んだまたは突出した凹凸または模様を示す。
気化器/吸収器集合体は、気化器機構から出る液状冷却流体と吸収器機構から出る吸収流体の含有が多い混合物の選択的回収手段を含む。
気化器機構は、気化器機構のフリゴリーを取る目的で、調整流体と呼ばれる冷却流体の回路に熱的に結合されている。
気化器機構は気化器塊体を含み、この中に、フリゴリーを取る調整流体の通過導管が通されている。
吸収器機構は、吸収器機構のカロリーを取る目的で、調整流体と呼ばれる冷却流体の回路に熱的に結合されている。
吸収器機構は吸収器塊体を含み、この中で、カロリーを取る調整流体の通過導管が設けられている。
調整流体は、自動車の中を循環する流体である。
熱調整装置10は、それ自体周知の二元混合物の従来型循環回路を含む。この二元混合物は冷却流体と呼ばれる第1流体および吸収流体と呼ばれる第2流体を含む。
熱調整装置10は、従来型の発生器/凝縮器集合体(図示せず)と各図に示す気化器/吸収器集合体12を含む。これら2つの集合体は、それ自体周知の方式で二元混合物の循環回路に連結されている。
凝縮器部分から出る液状冷却流体は気化器/吸収器集合体12の気化器部分において気化する。次に、気化冷却流体は、気化器/吸収器集合体12の吸収器部分において吸収流体の含有が多い混合物によって吸収される。
各図を参照すると、集合体12の気化器部分が気化器塊体16を備えた少なくとも1つの気化器機構14を含み、集合体12の吸収器部分が吸収器塊体20を備えた少なくとも1つの吸収器機構18を含むことがわかる。
気化器/吸収器集合体12は、気化器塊体16と吸収器塊体20をそれぞれ画定する向かい合わせになった2つの表面E、Aを含む。
気化器塊体16も同様に、上述の表面Eに対向する表面E’によって画定されている。
同じように、吸収器塊体20も同様に、上述の表面Aに対向する表面A’によって画定されている。
向かい合わせになった表面E、A間の平均距離は、凝縮器部分から生じる液状冷却流体と吸収流体の含有が多い混合物が混合することをできるだけ防止する方法で、当業者によって決定されよう。
そのために、各塊体16、20は、表面E、A上の液状冷却流体または吸収流体の含有が多い混合物の配分を助ける組織材料で作られている。
説明の実施例では、気化器塊体16と吸収器塊体20は多孔質であり、繊維または開放セルの泡を含むことが好ましい。
こうして、気化器機構14と吸収器機構18の各々は、表面E、E’、A、A’に対応する多孔質の対向する2つの表面によって画定され、その結果、これらの機構は特にこれらの厚さに従って蒸気の形の冷却流体に対して透過性である。
向かい合っている表面E、A上における液体の均一な広がりと配分もまた、これらの表面E、A上の窪んだまたは突出した凹凸または模様を準備して助長することができる。
こうして、向かい合わせになった表面E、Aの親水特性を最適化するために、塊体16、20の多孔性と凹凸または模様の存在を利用することになる。
場合によっては、各表面E、Aは、その面積を最大化する幾何学的特性を示すことができる。こうして、表面E、Aの面積を、波形またはぎざぎざの形の表面E、Aを選択して最大化することができる。
図2からわかるように、導管22が、外部調整流体の通過のために気化器塊体16の中に通されている。
図2からわかるように、導管24が、内部調整流体の通過のために吸収器塊体20の中に通されている。
気化器/吸収器集合体12は、一方では気化器機構14から出る液状冷却流体の、他方では吸収器機構18から出る吸収流体の含有が多い混合物の、特に重力による選択的回収のための、例えばタンクおよび導管を含む手段26、28を備えていることに留意されたい。こうして手段26、28は、液状冷却流体と吸収流体の含有が多い混合物との場ちがいの混合を防止する。
万一の場合、気化器/吸収器集合体12は、交替で配設された気化器14と吸収器18を交互に形成する複数の機構、例えば全部で5個の集合体を含むことができる。
説明の実施例では、返送手段30は、吸収器機構18の基準表面Aへの吸収流体の含有が多い混合物の重力による流動を助長するように方向配置された、少なくとも1つの返送仕切り32を含む。これらの仕切り32は、吸収器塊体20または別の装置10の支持体によって保持されている。
説明の実施例では、返送仕切り32は互いにほぼ平行で、気化器の表面Eから吸収器の表面Aに向かって下向きに傾斜していることに留意されたい。
図1には、発生器/凝縮器集合体の凝縮器部分から出る液状冷却流体による気化器多孔質塊体16の供給手段を形成する導管30が示されている。この導管30は、気化器多孔質塊体16への液状冷却流体の流れを可能にするように、気化器多孔質塊体16に対して配置されている。
冷却流体は、気化器機構14の表面E全体の上に毛管現象によって導かれる。
液状冷却流体の手段と同様な供給手段が、この吸収器多孔質塊体20を横切る吸収流体の含有が多い混合物の流を可能にする。
こうして、吸収流体の含有が多い混合物は、吸収器機構18の表面A全体の上に毛管現象によって導かれる。
そのうえ、各気化器機構14および/または吸収器機構18の対向する2つの多孔質表面E、E’、A、A’が、蒸気の形での冷却流体の循環を助長することに留意されたい。この蒸気の形での冷却流体の循環は、表面E’、A’が例えば多孔質塊体の支持物を形成するつもりで不測の板によって閉塞されるよりも多孔質であるときに、実際に効果的である。
表面Eの上を循環する液状冷却流体は、気化器機構14および吸収器機構18の対向する2つの多孔質表面E、A間における冷却流体の蒸気の循環を作り出すように気化する。
冷却流体の気化は、気化器部分内において、車両の空間または機構を冷却するための外部調整流体によって取られることが可能なフリゴリーを発生する。
吸収器機構18の表面Aに到達すると、蒸気の形の冷却流体は、吸収流体の含有が多い混合物によって吸収される。
吸収流体の含有が多い混合物による冷却流体の蒸気の吸収は、吸収器部分内において、気化器/吸収器集合体12の働きを最適化するために内部調整流体によって取られることが可能なカロリーを発生する。
最後に、交互に続いて配設された複数の蒸発器機構と吸収器機構に使用によって、比較的かさばらない蒸発器/吸収器集合体を実現できることに留意されたい。
Claims (16)
- 冷却流体と呼ばれる第1流体および吸収流体と呼ばれる第2流体を含む二元混合物の循環回路に連結された気化器/吸収器集合体(12)を含み、前記液状冷却流体は前記集合体(12)の気化器部分において気化し、次いで前記集合体(12)の吸収器部分において、吸収流体の含有が多い混合物によって吸収される形式の、熱交換熱伝達装置であって、
前記気化器/吸収器集合体(12)は、
気化器機構(14)および吸収器機構(18)を形成する2つの塊体をそれぞれ画定するほぼ平面で互いに平行な少なくとも2つの対向する基準表面(E、A)と、
液状冷却流体を前記気化器機構(14)の前記基準表面(E)に供給するための手段(16)と、
吸収流体の含有が多い混合物を前記吸収器機構(18)の前記基準表面(A)に供給するための手段(20)と
を含み、
前記気化器機構(14)および前記吸収器機構(18)は、多孔質材料の塊体で構成することにより、前記気化器機構(14)および前記吸収器機構(18)が2つの多孔質表面によって画定され、
前記2つの多孔質表面は、前記基準表面(E、A)のうちの1つおよびこの基準表面に対向する表面(E’、A’)のうちの1つを形成することを特徴とする、
熱交換熱伝達装置。 - 吸収流体の含有が多い混合物を前記吸収器機構(18)の前記基準表面(A)に返送する手段(30)を含み、この返送手段(30)は前記基準断面(E、A)の間に挿入されていることを特徴とする、請求項1に記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記返送手段(30)が、前記吸収器機構(18)の前記基準表面(A)への吸収流体の含有が多い混合物の重力による流動を助長するように方向配置された少なくとも1つの返送仕切り(32)を含むことを特徴とする、請求項2に記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記気化器/吸収器集合体(12)が、交替で配設された気化器(14)および吸収器(18)を交互に形成する複数の機構、例えば全部で5個の機構を含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記多孔質材料が泡または多孔質繊維を含むことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記気化器機構(14)の前記基準表面(E)が、液状冷却流体の前記供給手段を形成する気化器の多孔質塊体(16)を画定することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記吸収器機構(18)の前記基準表面(A)が、吸収流体の含有が多い混合物の前記供給手段(20)を形成する吸収器の多孔質塊体を画定することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記基準表面(E、A)の少なくとも1つが、10W/mKまたはこれ以上の熱伝導率の材料、特に金属またはセラミックでできた塊体を画定することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記基準表面(E、A)の少なくとも1つが、幾何学的特性、特にその面積を最大化する波形またはぎざぎざの形を示すことを特徴とする、請求項1乃至8のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記基準表面(E、A)の少なくとも1つ、すなわち親水性表面が、この親水性表面の上で液状冷却流体または吸収流体の含有が多い混合物の配分を助長する幾何学的特性、特に窪んだまたは突出した凹凸または模様を示すことを特徴とする、請求項1乃至9のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記気化器/吸収器集合体(12)が、前記気化器機構(14)から出る液状冷却流体と前記吸収器機構(18)から出る吸収流体の含有が多い混合物の選択的回収手段(26、28)を含むことを特徴とする、請求項1乃至10のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記気化器機構(14)が、前記気化器機構(14)のフリゴリーを取る目的で、調整流体と呼ばれる冷却流体の回路に熱的に結合されていることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記気化器機構(14)が気化器塊体を含み、この中に、フリゴリーを取る調整流体の通過導管(22)が通されていることを特徴とする、請求項12に記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記吸収器機構(18)が、前記吸収器機構(18)のカロリーを取る目的で、調整流体と呼ばれる冷却流体の回路に熱的に結合されていることを特徴とする、請求項1乃至13のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記吸収器機構(18)が吸収器塊体を含み、この中に、カロリーを取る調整流体の通過導管(24)が設けられていることを特徴とする、請求項14に記載の熱交換熱伝達装置。
- 前記調整流体が自動車の中を循環する流体であることを特徴とする、請求項12乃至15のいずれかに記載の熱交換熱伝達装置。
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