蓄冷器を有する熱交換器
【課題】熱交換器を改良する。
【解決手段】並べて配置される多数の冷媒案内管と蓄冷材を収容した少なくとも１つの蓄冷器（４）とを有する熱交換器、自動車空調装置用の熱交換器において、蒸発器（１）が、互いに平行に配置されて全幅にわたって延びる２つの領域（１’、１’’）を有し、第１領域（１’）がその構造の点で従来型蒸発器に一致しており、蓄冷器（４）が独立した第２領域（１’’）内に配置されており、この第２領域が、第１領域（１’）の少なくとも一部も流通する冷媒流の少なくとも一部を流通可能であり、第１、第２領域が少なくとも１つの溢流穴（１３）を通して互いに結合されている。
【解決手段】並べて配置される多数の冷媒案内管と蓄冷材を収容した少なくとも１つの蓄冷器（４）とを有する熱交換器、自動車空調装置用の熱交換器において、蒸発器（１）が、互いに平行に配置されて全幅にわたって延びる２つの領域（１’、１’’）を有し、第１領域（１’）がその構造の点で従来型蒸発器に一致しており、蓄冷器（４）が独立した第２領域（１’’）内に配置されており、この第２領域が、第１領域（１’）の少なくとも一部も流通する冷媒流の少なくとも一部を流通可能であり、第１、第２領域が少なくとも１つの溢流穴（１３）を通して互いに結合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、請求項１の前文に記載された、蓄冷器を有する熱交換器、特に自動車空調装置用の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車製造業者の目標は車両の燃料消費量を減らすことである。燃料消費量を減らすための措置は、一時停止のとき、例えば交通信号灯で停車時にエンジンを切ることである。このようにエンジンを一時的に切ることはアイドルストップ運転とも称される。この措置は、例えばいわゆる３リットル車におけるような今日の低燃費車両において既に利用されている。アイドルストップ運転モードを備えた車両では、都市交通のとき、走行時間の約２５〜３０％でエンジンは切られている。
【０００３】
それは、このような車両がしばしば空調装置を装備していないことの理由である。なぜなら、エンジン停止時、空調装置用に不可欠な圧縮機も駆動できず、アイドルストップ運転のとき、空調装置は所要の冷凍能力を提供できないからである。この問題は、空調装置投入時に停車してもエンジンが継続して作動することによっても、部分的に解決されるが、これにより燃料消費量の増加に帰結する。
【０００４】
独国特許出願公開第１０１５６９４４号明細書に開示された自動車用空調装置は、状態が調節されるべき空気を冷却するために冷凍サイクル内に配置される車内用の圧縮機および蒸発器を備えており、この空調装置は空気を冷却するための第２蒸発器を有し、また、この蒸発器は付加的に蓄冷材を含有している。状態を調節されるべき空気は選択的に、各蒸発器内を個々に、または両方の蒸発器内をともに、誘導可能である。選択的１実施形態によれば、第２蒸発器の代わりに、蒸発器が２つの部分領域を有し、両方のうち一方の部分領域に蓄冷材を含有するように蒸発器は形成されており、状態を調節されるべき空気は選択的に、各蒸発器内を個々に、または両方の蒸発器内をともに、誘導可能である。蒸発器内で冷媒を流す管は、多通路管として形成しておくことができ、単数または複数の通路に蓄冷材が充填されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この先行技術から出発した本発明の課題は、改良された熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴を有する熱交換器によって解決される。有利な諸構成は従属請求項の対象である。
【発明の実施の形態】
【０００７】
本発明によれば、並置される多数の冷媒案内管と、蓄冷材を収容した少なくとも１つの蓄冷器とを有する自動車空調装置用熱交換器、特に蒸発器が設けられている。その際蒸発器は、互いに平行に配置されて全幅にわたって延びる２つの領域を有する。第１領域は構造が従来型蒸発器に一致しており、蓄冷器は独立した第２領域内に配置されている。この第２領域は、第１領域の少なくとも一部も流通する冷媒流の、少なくとも一部を流通可能であり、第１、第２領域は少なくとも１つの溢流穴を通して互いに結合されている。冷媒の少なくとも部分流は、溢流穴を介して一方の領域から他方の領域へと溢流する。すなわち、両方の領域内を冷媒が流れる。熱交換器の第１領域および／または第２領域の管の間に、波形フィン、または別の熱交換面積を拡大する要素を配置しておくことができる。第１領域が従来型熱交換器のものに実質的に一致していることによって、引き続き既存の工具を使用することができる。第２領域用工具および溢流穴（単数または複数）を製造するための工具のみを、新たに調達しなければならない。第２領域は（第１領域を従来型構造様式に相応して形成した場合）既存の取り付け空間および冷却需要に比較的簡単に適合可能である。さらに、１つの膨張部材が必要であるにすぎない。
【０００８】
このように形成された蒸発器はモジュール構造のゆえに、「アドオン」蓄冷蒸発器とも称される。すなわち、基本的に実質的には従来型の蒸発器基本形状に、相応に形成された冷却モジュールが付け加えられる。
【０００９】
好ましくは、正確に２つの溢流穴が設けられているが（冷媒を別々に供給する場合）単に１つの溢流穴を設けておくこともできる。第１領域から第２領域およびその逆へと冷媒を溢流させることのできる多数の溢流穴も同様に可能である。
【００１０】
好ましくは、少なくとも１つの冷媒案内管が少なくとも１つの蓄冷要素内に配置されている。蓄冷要素は、特に少なくとも１つの集合容器を介して、互いに結合しておくことができる。
【００１１】
冷媒案内管を蓄冷要素内に配置する場合、管は蓄冷材を充填した蓄冷要素に差し込んでおくことができ、あるいは直接その中に形成しておくことができる。蓄冷材は、好ましくは冷媒を全方向で取り囲み、特に管内管配置が設けられている。
【００１２】
同様に蓄冷要素はＵ形横断面を有する管、特に複数の室を有する管によって形成しておくことができる。その際、好ましくは蓄冷要素の内寸は、相応する領域内で管が互いに平面的に当接するように、冷媒案内管の外寸に一致している。例えば、少なくとも２つの通路を有する、相応に押出成形した管によって形成した一体構成も可能である。
【００１３】
冷媒案内管、蓄冷材含有管は、完全に蓄冷要素の内部に配置する場合、好ましくは二重壁扁平管として形成されている。冷媒は中央領域にあり、蓄冷材は外側領域にある。他の好ましい１実施形態によれば、二重壁扁平管が腹部を有し、これらの腹部は外側にある扁平管を内側にある扁平管と結合させる。蓄冷器が直接的な空気接触を有することによって、熱伝達時にきわめて良好な動力学が生じ、必要なとき、すなわちアイドルストップ運転のときに、直ちに完全な冷凍能力が提供される。
【００１４】
蓄冷材含有管は、冷媒案内管を完全には取り囲むこともできない。主に、冷媒案内管の３つの側が蓄冷材含有管によって取り囲まれている。蓄冷材含有管はＵ形横断面で形成しておくことができ、主に扁平管である冷媒案内管を部分的に、すなわちその周面の一部にわたって取り囲み、好ましくは冷媒案内管の大部分は蓄冷材含有管の内部に配置されている。
【００１５】
好ましくは、第２領域の冷媒案内管が集合容器内で成端し、この集合容器は個別に形成されて、単数または複数の溢流穴を介してのみ第１領域の集合容器と結合されている。そのことから、場合によっては熱交換器に蓄冷器を追加装備することも可能となる。しかし、特に第１領域は（溢流穴を除き）従来型熱交換器における場合と同一に形成しておくことができ、個数が多くかつ部材の大部分用の工具が同じである結果、製造費を下げることができる。さらに、両方の領域は別々に組立て、引き続き互いに結合することができる。
【００１６】
蓄冷材案内管もしくは通路は、主に蓄冷材集合容器内で成端し、冷媒案内管もしくは通路がこの集合容器内に突出して、個別の集合容器内で成端している。そのことから、個々の蓄冷要素に蓄冷材を一緒に充填することが可能であり、蓄冷材案内管もしくは通路の簡単かつ迅速な充填が可能である。さらに、冷媒案内管と蓄冷要素を別々に形成する場合、好ましくは蓄冷器を一体に形成することによって組立を簡素化することができる。これにより、特に温度に起因した冷媒容積変化用に、補償空間を提供することもできる。そのことから、さらに第２領域が小型化された構造様式となる。
【００１７】
好ましくは、第１領域はその幅方向で第２領域に隣接して、異なる方向で冷媒を流通することができる若干数のブロックを有し、第２領域は少なくとも１つのブロック、特に異なる方向で冷媒を流通することができる若干数のブロックを有する。好ましくは、蒸発器の幅方向で個々のブロックの数および／または幅は、第１領域と第２領域とで異なる。主に、第１領域は第２領域に直接隣接して２〜４つ、特に３つのブロックを有し、第２領域は１〜６つのブロック、特に２〜４つのブロックを有する。
【００１８】
好ましくは、第１領域の扁平管列と第２領域の扁平管列は互いに一直線に並んでいるが、しかし空気流れ抵抗が極力小さくなるように第１領域の各第ｎ番目の扁平管後、特に各第２または第３扁平管後にのみ、第２領域の１つの扁平管を配置しておくことができる。しかし、扁平管列は不規則に、また重ならないように（例えば中間に空隙を有して）配置しておくこともできる。または、蓄冷要素とその中に配置される冷媒案内管は蒸発器の別の扁平管に対して回動させて配置しておくことができる。第２領域の扁平管の数と形状は、停車時の所望する熱量に相応して選択することができる。
【００１９】
蒸発器の第２領域は、好ましくは通常の空気流れ方向に見て蒸発器第１領域の下流側に、特に蒸発器に直接続けて配置されている。しかし、蒸発器の上流側または蒸発器から多少離間して、特に小さな第２蒸発器部分内に配置することが同様に可能である。特に（主）蒸発器を離間配置する場合、蓄冷器を有する集合器の大きさは、既存の取り付け空間および／または諸要求に相応して適合することができる。既存システムへの蓄冷器の比較的簡単な統合が可能となるように、既存の蒸発器を変更する必要がなく、またはごく僅かに変更しなければならない場合は、特に有利である。既存の工具は変更する必要がない（または、たいして変更する必要がない）。付け加えられる蒸発器蓄冷領域用の工具を調達しなければならないだけである。
【００２０】
冷媒を流通させる管は、主に溶接され、折り畳まれ、円板から深絞り成形され、または押出成形された扁平管であり、丸みを付けて形成することも角張って形成することもできる。しかし、例えば楕円形管または円形管も使用することができる。材料として、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金が考えられるが、別の任意の好適な良熱伝導性材料の使用も可能である。
【００２１】
蓄冷器は、好ましくはアルミニウム、特に内側および／または外側を被覆したアルミニウム（その際、アルミニウム合金もアルミニウムと理解される）から成り、場合によっては銅、銅亜鉛合金、合成樹脂またはプラスチックからも構成される。アルミニウム容器は、蒸発器の残りの部品と問題なく蝋付できる利点を有する。これは、好ましくは多数の通路を有する押出成形した扁平管であり、通路の一部は蓄冷材を含有し、通路の別の部分は冷媒を含有している。しかし、この構成は多部分構成とすることもできる。
【００２２】
潜熱材または蓄冷材は、好ましくはＰＣＭ材料（相変化材料）であり、好ましくは一致溶融材、特にデカノール、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ＬｉＣｌＯ３３Ｈ２Ｏ、水性塩溶液または有機水和物を含有し、またはそれらから形成されている。結晶生成を促進する核形成剤を蓄冷材内に設けておくこともできる。
【００２３】
蓄冷材の相転移温度は、主に０℃〜３０℃、好ましくは１℃〜２０℃、特に２℃〜１５℃、特別好ましくは４℃〜１２℃の範囲内である。
【００２４】
蓄冷要素の内部に（蓄冷要素が冷媒案内管を完全に取り囲むのかまたは部分的にのみ取り囲むのかにかかわりなく）主にアルミニウム製のフィン板等のインサートを設けておくことができる。しかし、別の金属またはプラスチックも適しており、不織布または編物等の、例えば金属製またはプラスチック製の別の乱流インサート、フォーム、例えば金属フォームまたはプラスチックフォームを設けておくことができる。インサートは熱輸送の改善と、内部表面積を高めて蓄冷材の結晶生成を促進するのに役立つ。
【００２５】
両方の領域の流通は主に連続的に行われ、両方の領域用にただ１つの膨張部材が設けられている。その際、冷媒入口は好ましくは第１領域の集合器に設けられている。
【００２６】
好ましくは、熱交換器は下記寸法を有する（寸法に関しては図８、図９を参照するように指示する）。
【００２７】
熱交換器の総奥行Ｔは、好ましくは２３〜２００ｍｍ、特に３５〜８０ｍｍ、特別好ましくは６０±１０ｍｍである。
【００２８】
構造奥行Ｔ’は、好ましくは２０〜１５０ｍｍ、特に２５〜９０ｍｍである。蓄冷器のない領域における蒸発器扁平管の構造奥行Ｔ１およびＴ２は、一般に互いに一致している（この蒸発器領域の対称構成）。
【００２９】
蓄冷器のない領域における蒸発器扁平管の幅ｂ１、ｂ２は、主として互いに一致しており、好ましくは、一方の列の各扁平管は他方の列の扁平管と一直線に並んでいる。幅ｂ１、ｂ２は主に０．８〜４ｍｍ、特に１．３〜３．５ｍｍである。
【００３０】
第１扁平管列の横ピッチｑ１は、主として４〜２０ｍｍ、特別好ましくは５〜１３ｍｍであり、好ましくは蒸発器第２扁平管列の横ピッチに一致している。
【００３１】
それとともに第１扁平管列の波形フィンの高さは、好ましくは３〜１８ｍｍ、特に４〜１０ｍｍであり、好ましくは蒸発器第２扁平管列の波形フィンの高さに一致している。蒸発器が蓄冷器の領域に有する扁平管は、外側蓄冷材通路内に蓄冷材を含有しており、幅ｂ３が主として２．０〜１０．０ｍｍ、特に３．０〜８．０ｍｍである。その中に配置されて、その冷媒通路内を冷媒が流れる扁平管の幅ｂ４は、主として０．６〜２．５ｍｍ、特に０．９〜１．５ｍｍである。
【００３２】
蓄冷器のある領域における蒸発器扁平管の構造奥行Ｔ３は、主に５〜７０ｍｍ、特別好ましくは１０〜３０ｍｍである。
【００３３】
蓄冷器のある領域における蒸発器扁平管の横ピッチｑ３は、流通する空気の圧力降下を僅かなものに抑えるために、主としてｑ１の整数倍であるが、ｑ１に一致させることもできる。特に好ましい値は２倍〜３倍である。
【００３４】
蓄冷材集合容器の高さＨ１は、好ましくは３〜２５ｍｍ、特に３〜１５ｍｍであるが、構造空間を節約するためかつ空気を流通させることができる横断面積を極力大きくするために、主として極力小さい。
【００３５】
以下、変更態様を有する１実施例に基づいて、一部で図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【実施例】
【００３６】
自動車の車内を温度調節するための自動車空調装置が冷媒サイクル（ここではＲ１３４ａ。しかし、例えばＣＯ２または別の冷媒も使用できる。）を有し、冷媒サイクルのうち蒸発器１が吸気管２および吐出し管３と共に示してあるだけである。この空調装置はエンジン停止時にも、少なくとも短い時間十分な冷凍能力を提供するために、蓄冷器４を有する。この蓄冷器は多数の、ここでは２２個の蓄冷要素５から成り、蓄冷要素に蓄冷材が充填されている。蓄冷要素５は特別に形成されたアルミニウム製扁平管６の諸領域によって形成されている。扁平管については、後に詳しく言及する。ここでは蓄冷材として、デカノールが使われる。選択的に、例えばテトラデカン、ペンタデカンまたはヘキサデカンも適している。
【００３７】
通常の空気流れ方向が図１および図２に矢印で示唆してある。蒸発器１が大きな空気流入側部分に有する領域１’は、従来型蒸発器の構造に一致した構造を有し、２列の扁平管７とその間に配置される波形フィン８とを備えている。扁平管７は、それぞれ集合容器９内で成端している。図１と図２から明らかなように、冷媒は上側集合容器９の短辺面で空気流出側から蒸発器１に流入し、同じ短辺面で集合容器９の空気流入側領域において蒸発器から流出する。
【００３８】
蒸発器１の別の領域、つまり蓄冷領域１’’は、基本的に蒸発器１の独立した領域として個別に形成され、内部に蓄冷領域５が設けられており、蓄冷領域は蒸発器１の小さな空気流出側部分によって形成される。
【００３９】
蓄冷領域１’’内の蓄冷器扁平管６と領域１’内の従来型扁平管７は、特に図８から明らかなように、それぞれ第１、第３、第５扁平管７等において、空気流れ方向でこれらの扁平管と一直線に並べて、１つの蓄冷器扁平管６がそれぞれ配置されているように配置されている。
【００４０】
ここでは、蓄冷器扁平管６が空気流れ方向で扁平管７よりも細く形成されている。ただし、これを横切る方向では幅広に形成されており、この配置のゆえに蓄冷器扁平管の間の空隙が比較的幅広であるため、蒸発器１を流通する空気に対する流れ抵抗は、蒸発器１の第１領域１’の流れ抵抗と比較してほとんど無視することができ、空気貫流に関して蒸発器１を設計する際、実質的に無視することができる。蓄冷領域１’’のない蒸発器の基本態様に比べて、空気流れに関して新たな計算を行う必要がないか、ごく些細な計算を行えばいいだけである。選択的に、扁平管６、７は任意の別の仕方で、例えば一直線に並べてまたは空隙を置いて、配置しておくことができる。
【００４１】
蓄冷器扁平管６は多数の冷媒通路６’および蓄冷材通路６’’を備えた二重壁構造を有し、冷媒通路６’が内側に配置されている（図８参照）。その際、蓄冷要素５として役立つ蓄冷材通路６’’が２つの蓄冷材集合容器１０の一方内でそれぞれ成端している。蓄冷要素５が単一の空洞のみを有し、この空洞に（補償空間を別として）蓄冷材が完全に充填されているように、蓄冷器扁平管６は配置されている。この充填は蓄冷材集合容器１０の穴を介して単一の工程で行われる。充填後、この穴がしっかり閉鎖され、不正な開放は確実に防止される。
【００４２】
図面に示していない変更態様によれば、熱輸送を改善しかつ内部表面積を高めて潜熱材の結晶生成を促進するのに役立つ要素、ここではプラスチック不織布が連続的空洞の内部に設けられている。
【００４３】
冷媒通路６’はそれらの末端がそれぞれ相応する蓄冷材集合容器１０に挿通され、集合容器９とは別途に、ここでは管として形成された集合容器１２内でそれぞれ成端している。この集合容器は以下で集合管として言及する。
【００４４】
各集合管は、各１つの溝孔状溢流穴（図示せず）を介して、集合容器９の相応する箇所に配置される溝孔状溢流穴１３と結合されている（図５参照）。
【００４５】
冷媒流が奥行方向で空気流れ方向とは逆に方向転換される前に、冷媒流が蒸発器の幅方向で二度方向転換されるように、蒸発器１はその従来型領域１’内で流通させる。空気流入側領域において、冷媒流は、やはり幅方向で二度方向転換される。従って、これは６つのブロックＢ１〜Ｂ６を有する蒸発器であり、蒸発器１の幅方向でそれぞれ３つのブロック（すなわち、最初に流通させる列にブロックＢ１〜Ｂ３、最後に流通させる列にブロックＢ４〜Ｂ６）が設けられており、両ブロック列の各ブロックＢ１〜Ｂ６は直交流運転で流通させる。この冷媒流れ経路が図１０に実線の矢印で示してある。
【００４６】
集合容器９の溢流穴１３を介して、集合容器９への吸気管２の入口直後に第１ブロックＢ１内で冷媒流から冷媒の一部が分岐される。この冷媒は溢流穴を介して集合管内に達し、集合管を介して扁平管６の冷媒通路６’に分配され、ここでは冷媒通路は１方向に流通させる。すなわち、蒸発器１の幅全体にわたって蓄冷領域１’’内で単に１つの蓄冷要素ブロックが設けられている。分岐された冷媒部分は、第２集合管に設けられる第２溢流穴と別の集合容器９の相応する第２溢流穴１３とを介して主冷媒流に供給され、冷媒はブロックＢ３のこの領域内で、奥行方向にブロックＢ４へと方向転換される。部分流の冷媒流れ経路が図１０に破線の矢印で示してある。
【００４７】
集合容器は前記構造の代わりに別の様式で、特にプレート構造様式に構成しておくこともできる。
【００４８】
蒸発器１の蓄冷領域１’’内の冷媒導通のさまざまな変更態様が他の図に示してある。これらの変更態様は、蓄冷材が全蓄冷材通路６’’内で極力均一にその相転移を通過することを、確実にするものである。このため、分岐された冷媒部分流が、扁平管６の冷媒通路６’に極力均一に分配されることを確実にしなければならない。
【００４９】
図１３ａと図１３ｂは、蓄冷要素内の３ブロック相互接続を有する相互接続変更態様を示す。その際、冷媒は蒸発器１の従来型領域１’の３つの第１ブロックＢ１〜Ｂ３のそれぞれから、付属の蓄冷要素ブロック内に分配され（すなわち、３つの蓄冷要素ブロックがあり）、再び帰還される。並列に接続される扁平管の数を、蓄冷要素ブロックについて減らすことによって、前記実施例における場合よりも改良された冷媒分配が得られる。
【００５０】
この変更態様の図面には示さない変種によれば、従来型蒸発器領域のブロックごとに複数の流出流入穴が設けられており、例えば６つの蓄冷要素ブロックが設けられている。
【００５１】
図１４ａと図１４ｂに示した第２変更態様によれば、蓄冷要素内での冷媒流れ案内は直列蒸発器内での冷媒流れ案内に相応して行われる（すなわち、幅方向で２×方向転換）。この相互接続では、蒸発器１の従来型領域１’からの１回の溢流時に、蓄冷要素の扁平管の３分の１のみが並行に冷媒を付加される。蓄冷領域１’’内に別の相互接続が同様に可能であり、例えば５つの蓄冷要素ブロックを設けておくことができる。
【００５２】
図１５ａと図１５ｂは蒸発器１の従来型領域１’の箇所における冷媒蓄冷領域１’’内への直接的冷媒入口を示す。この変更態様でもって、溢流穴を通して蒸発器１の従来型領域１’から引き出すことのできる冷媒が過度に少ない場合に、蓄冷要素ブロックの優先的供給を保証することができる。
【００５３】
図１６ａと図１６ｂでは、第４変更態様として、蒸発器１の従来型領域１’用と蓄冷領域１’’用とに個別の冷媒入口が設けられている。すなわち、蓄冷領域１’’用の部分流の分岐は、吸気管の領域で冷媒が蒸発器１に流入するよりもなお前に行われる。その際、両方の流入穴への冷媒分配は、場合によっては吸気管の直径と蒸発器１の従来型領域１’および蓄冷領域１’’における圧力損失とを介して最適化することができる。
【００５４】
図１７ａと図１７ｂは、蓄冷領域１’’と下流側の蒸発器１の従来型領域１’との直列回路を有する相互接続変更態様を示す。この変更態様では、まず蓄冷領域１’’内の蓄冷材が冷媒流を介して冷凍され（ここでは流入が下から行われ）、次に冷媒は通常の流れ案内で蒸発器１の従来型領域１’を通過する。冷媒流全体は蓄冷領域１’’内を完全に誘導されるので、この変更態様は最も迅速に蓄冷材を冷凍する。
【００５５】
図１８ａと図１８ｂに示してある他の相互接続変更態様によれば、やはり第１ブロックＢ１内で部分流が分岐される。ここでは、蓄冷領域１’’が異なる方向で流通させる２つのブロックを有する。その際、蓄冷領域１’’からの冷媒は第３ブロックＢ３の集合容器に流入し、そこを一緒に流通する。すなわち、第３ブロックＢ３が冷媒全体を流通させる一方、両方の第１ブロックＢ１、Ｂ２は（大量の）冷媒部分流のみが流通する。図示変更態様によれば、蓄冷領域１’’の両方のブロックが異なる幅を有し、最初に流通させるブロックは次に流通させるブロックよりも細い。
【００５６】
この相互接続変更態様は、給排気過程の改良された動力学を最適化し、車両停止時に蒸発器の流出温度分布を均質化することを可能とする。
【００５７】
すべての変更態様は、冷媒（Ｒ１３４ａ、Ｒ７４４）、集合器構造（湾曲集合器、プレート構造様式）、および直列蒸発器のブロック相互接続（例えば２または４ブロック相互接続）に左右されない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施例による集合器を有する熱交換器の斜視図である。
【図２】図１の熱交換器の側面図である。
【図３】集合箱および集合管を取り外した図１の熱交換器の一部の斜視図である。
【図４】集合容器および集合管を横に開放した図１の熱交換器の領域の他の斜視図である。
【図５】図１の熱交換器の側面断面図である。
【図６】溢流穴の細部図である。
【図７】蓄冷器の領域における図１の熱交換器の細部断面図である。
【図８】図１の熱交換器の横断面図である。
【図９】図１の熱交換器の下側領域の断面図である。
【図１０】図１の熱交換器の斜視図と冷媒流れ経路の略図である。
【図１１】冷媒流れ経路を明らかにするための図１の熱交換器の略断面図である。
【図１２】冷媒流れ経路を明らかにするための図１の蓄冷器を有する熱交換器領域の略側面図である。
【図１３】ａ、ｂは第１変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１４】ａ、ｂは第２変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１５】ａ、ｂは第３変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１６】ａ、ｂは第４変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１７】ａ、ｂは第５変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１８】ａ、ｂは第６変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、請求項１の前文に記載された、蓄冷器を有する熱交換器、特に自動車空調装置用の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車製造業者の目標は車両の燃料消費量を減らすことである。燃料消費量を減らすための措置は、一時停止のとき、例えば交通信号灯で停車時にエンジンを切ることである。このようにエンジンを一時的に切ることはアイドルストップ運転とも称される。この措置は、例えばいわゆる３リットル車におけるような今日の低燃費車両において既に利用されている。アイドルストップ運転モードを備えた車両では、都市交通のとき、走行時間の約２５〜３０％でエンジンは切られている。
【０００３】
それは、このような車両がしばしば空調装置を装備していないことの理由である。なぜなら、エンジン停止時、空調装置用に不可欠な圧縮機も駆動できず、アイドルストップ運転のとき、空調装置は所要の冷凍能力を提供できないからである。この問題は、空調装置投入時に停車してもエンジンが継続して作動することによっても、部分的に解決されるが、これにより燃料消費量の増加に帰結する。
【０００４】
独国特許出願公開第１０１５６９４４号明細書に開示された自動車用空調装置は、状態が調節されるべき空気を冷却するために冷凍サイクル内に配置される車内用の圧縮機および蒸発器を備えており、この空調装置は空気を冷却するための第２蒸発器を有し、また、この蒸発器は付加的に蓄冷材を含有している。状態を調節されるべき空気は選択的に、各蒸発器内を個々に、または両方の蒸発器内をともに、誘導可能である。選択的１実施形態によれば、第２蒸発器の代わりに、蒸発器が２つの部分領域を有し、両方のうち一方の部分領域に蓄冷材を含有するように蒸発器は形成されており、状態を調節されるべき空気は選択的に、各蒸発器内を個々に、または両方の蒸発器内をともに、誘導可能である。蒸発器内で冷媒を流す管は、多通路管として形成しておくことができ、単数または複数の通路に蓄冷材が充填されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この先行技術から出発した本発明の課題は、改良された熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴を有する熱交換器によって解決される。有利な諸構成は従属請求項の対象である。
【発明の実施の形態】
【０００７】
本発明によれば、並置される多数の冷媒案内管と、蓄冷材を収容した少なくとも１つの蓄冷器とを有する自動車空調装置用熱交換器、特に蒸発器が設けられている。その際蒸発器は、互いに平行に配置されて全幅にわたって延びる２つの領域を有する。第１領域は構造が従来型蒸発器に一致しており、蓄冷器は独立した第２領域内に配置されている。この第２領域は、第１領域の少なくとも一部も流通する冷媒流の、少なくとも一部を流通可能であり、第１、第２領域は少なくとも１つの溢流穴を通して互いに結合されている。冷媒の少なくとも部分流は、溢流穴を介して一方の領域から他方の領域へと溢流する。すなわち、両方の領域内を冷媒が流れる。熱交換器の第１領域および／または第２領域の管の間に、波形フィン、または別の熱交換面積を拡大する要素を配置しておくことができる。第１領域が従来型熱交換器のものに実質的に一致していることによって、引き続き既存の工具を使用することができる。第２領域用工具および溢流穴（単数または複数）を製造するための工具のみを、新たに調達しなければならない。第２領域は（第１領域を従来型構造様式に相応して形成した場合）既存の取り付け空間および冷却需要に比較的簡単に適合可能である。さらに、１つの膨張部材が必要であるにすぎない。
【０００８】
このように形成された蒸発器はモジュール構造のゆえに、「アドオン」蓄冷蒸発器とも称される。すなわち、基本的に実質的には従来型の蒸発器基本形状に、相応に形成された冷却モジュールが付け加えられる。
【０００９】
好ましくは、正確に２つの溢流穴が設けられているが（冷媒を別々に供給する場合）単に１つの溢流穴を設けておくこともできる。第１領域から第２領域およびその逆へと冷媒を溢流させることのできる多数の溢流穴も同様に可能である。
【００１０】
好ましくは、少なくとも１つの冷媒案内管が少なくとも１つの蓄冷要素内に配置されている。蓄冷要素は、特に少なくとも１つの集合容器を介して、互いに結合しておくことができる。
【００１１】
冷媒案内管を蓄冷要素内に配置する場合、管は蓄冷材を充填した蓄冷要素に差し込んでおくことができ、あるいは直接その中に形成しておくことができる。蓄冷材は、好ましくは冷媒を全方向で取り囲み、特に管内管配置が設けられている。
【００１２】
同様に蓄冷要素はＵ形横断面を有する管、特に複数の室を有する管によって形成しておくことができる。その際、好ましくは蓄冷要素の内寸は、相応する領域内で管が互いに平面的に当接するように、冷媒案内管の外寸に一致している。例えば、少なくとも２つの通路を有する、相応に押出成形した管によって形成した一体構成も可能である。
【００１３】
冷媒案内管、蓄冷材含有管は、完全に蓄冷要素の内部に配置する場合、好ましくは二重壁扁平管として形成されている。冷媒は中央領域にあり、蓄冷材は外側領域にある。他の好ましい１実施形態によれば、二重壁扁平管が腹部を有し、これらの腹部は外側にある扁平管を内側にある扁平管と結合させる。蓄冷器が直接的な空気接触を有することによって、熱伝達時にきわめて良好な動力学が生じ、必要なとき、すなわちアイドルストップ運転のときに、直ちに完全な冷凍能力が提供される。
【００１４】
蓄冷材含有管は、冷媒案内管を完全には取り囲むこともできない。主に、冷媒案内管の３つの側が蓄冷材含有管によって取り囲まれている。蓄冷材含有管はＵ形横断面で形成しておくことができ、主に扁平管である冷媒案内管を部分的に、すなわちその周面の一部にわたって取り囲み、好ましくは冷媒案内管の大部分は蓄冷材含有管の内部に配置されている。
【００１５】
好ましくは、第２領域の冷媒案内管が集合容器内で成端し、この集合容器は個別に形成されて、単数または複数の溢流穴を介してのみ第１領域の集合容器と結合されている。そのことから、場合によっては熱交換器に蓄冷器を追加装備することも可能となる。しかし、特に第１領域は（溢流穴を除き）従来型熱交換器における場合と同一に形成しておくことができ、個数が多くかつ部材の大部分用の工具が同じである結果、製造費を下げることができる。さらに、両方の領域は別々に組立て、引き続き互いに結合することができる。
【００１６】
蓄冷材案内管もしくは通路は、主に蓄冷材集合容器内で成端し、冷媒案内管もしくは通路がこの集合容器内に突出して、個別の集合容器内で成端している。そのことから、個々の蓄冷要素に蓄冷材を一緒に充填することが可能であり、蓄冷材案内管もしくは通路の簡単かつ迅速な充填が可能である。さらに、冷媒案内管と蓄冷要素を別々に形成する場合、好ましくは蓄冷器を一体に形成することによって組立を簡素化することができる。これにより、特に温度に起因した冷媒容積変化用に、補償空間を提供することもできる。そのことから、さらに第２領域が小型化された構造様式となる。
【００１７】
好ましくは、第１領域はその幅方向で第２領域に隣接して、異なる方向で冷媒を流通することができる若干数のブロックを有し、第２領域は少なくとも１つのブロック、特に異なる方向で冷媒を流通することができる若干数のブロックを有する。好ましくは、蒸発器の幅方向で個々のブロックの数および／または幅は、第１領域と第２領域とで異なる。主に、第１領域は第２領域に直接隣接して２〜４つ、特に３つのブロックを有し、第２領域は１〜６つのブロック、特に２〜４つのブロックを有する。
【００１８】
好ましくは、第１領域の扁平管列と第２領域の扁平管列は互いに一直線に並んでいるが、しかし空気流れ抵抗が極力小さくなるように第１領域の各第ｎ番目の扁平管後、特に各第２または第３扁平管後にのみ、第２領域の１つの扁平管を配置しておくことができる。しかし、扁平管列は不規則に、また重ならないように（例えば中間に空隙を有して）配置しておくこともできる。または、蓄冷要素とその中に配置される冷媒案内管は蒸発器の別の扁平管に対して回動させて配置しておくことができる。第２領域の扁平管の数と形状は、停車時の所望する熱量に相応して選択することができる。
【００１９】
蒸発器の第２領域は、好ましくは通常の空気流れ方向に見て蒸発器第１領域の下流側に、特に蒸発器に直接続けて配置されている。しかし、蒸発器の上流側または蒸発器から多少離間して、特に小さな第２蒸発器部分内に配置することが同様に可能である。特に（主）蒸発器を離間配置する場合、蓄冷器を有する集合器の大きさは、既存の取り付け空間および／または諸要求に相応して適合することができる。既存システムへの蓄冷器の比較的簡単な統合が可能となるように、既存の蒸発器を変更する必要がなく、またはごく僅かに変更しなければならない場合は、特に有利である。既存の工具は変更する必要がない（または、たいして変更する必要がない）。付け加えられる蒸発器蓄冷領域用の工具を調達しなければならないだけである。
【００２０】
冷媒を流通させる管は、主に溶接され、折り畳まれ、円板から深絞り成形され、または押出成形された扁平管であり、丸みを付けて形成することも角張って形成することもできる。しかし、例えば楕円形管または円形管も使用することができる。材料として、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金が考えられるが、別の任意の好適な良熱伝導性材料の使用も可能である。
【００２１】
蓄冷器は、好ましくはアルミニウム、特に内側および／または外側を被覆したアルミニウム（その際、アルミニウム合金もアルミニウムと理解される）から成り、場合によっては銅、銅亜鉛合金、合成樹脂またはプラスチックからも構成される。アルミニウム容器は、蒸発器の残りの部品と問題なく蝋付できる利点を有する。これは、好ましくは多数の通路を有する押出成形した扁平管であり、通路の一部は蓄冷材を含有し、通路の別の部分は冷媒を含有している。しかし、この構成は多部分構成とすることもできる。
【００２２】
潜熱材または蓄冷材は、好ましくはＰＣＭ材料（相変化材料）であり、好ましくは一致溶融材、特にデカノール、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ＬｉＣｌＯ３３Ｈ２Ｏ、水性塩溶液または有機水和物を含有し、またはそれらから形成されている。結晶生成を促進する核形成剤を蓄冷材内に設けておくこともできる。
【００２３】
蓄冷材の相転移温度は、主に０℃〜３０℃、好ましくは１℃〜２０℃、特に２℃〜１５℃、特別好ましくは４℃〜１２℃の範囲内である。
【００２４】
蓄冷要素の内部に（蓄冷要素が冷媒案内管を完全に取り囲むのかまたは部分的にのみ取り囲むのかにかかわりなく）主にアルミニウム製のフィン板等のインサートを設けておくことができる。しかし、別の金属またはプラスチックも適しており、不織布または編物等の、例えば金属製またはプラスチック製の別の乱流インサート、フォーム、例えば金属フォームまたはプラスチックフォームを設けておくことができる。インサートは熱輸送の改善と、内部表面積を高めて蓄冷材の結晶生成を促進するのに役立つ。
【００２５】
両方の領域の流通は主に連続的に行われ、両方の領域用にただ１つの膨張部材が設けられている。その際、冷媒入口は好ましくは第１領域の集合器に設けられている。
【００２６】
好ましくは、熱交換器は下記寸法を有する（寸法に関しては図８、図９を参照するように指示する）。
【００２７】
熱交換器の総奥行Ｔは、好ましくは２３〜２００ｍｍ、特に３５〜８０ｍｍ、特別好ましくは６０±１０ｍｍである。
【００２８】
構造奥行Ｔ’は、好ましくは２０〜１５０ｍｍ、特に２５〜９０ｍｍである。蓄冷器のない領域における蒸発器扁平管の構造奥行Ｔ１およびＴ２は、一般に互いに一致している（この蒸発器領域の対称構成）。
【００２９】
蓄冷器のない領域における蒸発器扁平管の幅ｂ１、ｂ２は、主として互いに一致しており、好ましくは、一方の列の各扁平管は他方の列の扁平管と一直線に並んでいる。幅ｂ１、ｂ２は主に０．８〜４ｍｍ、特に１．３〜３．５ｍｍである。
【００３０】
第１扁平管列の横ピッチｑ１は、主として４〜２０ｍｍ、特別好ましくは５〜１３ｍｍであり、好ましくは蒸発器第２扁平管列の横ピッチに一致している。
【００３１】
それとともに第１扁平管列の波形フィンの高さは、好ましくは３〜１８ｍｍ、特に４〜１０ｍｍであり、好ましくは蒸発器第２扁平管列の波形フィンの高さに一致している。蒸発器が蓄冷器の領域に有する扁平管は、外側蓄冷材通路内に蓄冷材を含有しており、幅ｂ３が主として２．０〜１０．０ｍｍ、特に３．０〜８．０ｍｍである。その中に配置されて、その冷媒通路内を冷媒が流れる扁平管の幅ｂ４は、主として０．６〜２．５ｍｍ、特に０．９〜１．５ｍｍである。
【００３２】
蓄冷器のある領域における蒸発器扁平管の構造奥行Ｔ３は、主に５〜７０ｍｍ、特別好ましくは１０〜３０ｍｍである。
【００３３】
蓄冷器のある領域における蒸発器扁平管の横ピッチｑ３は、流通する空気の圧力降下を僅かなものに抑えるために、主としてｑ１の整数倍であるが、ｑ１に一致させることもできる。特に好ましい値は２倍〜３倍である。
【００３４】
蓄冷材集合容器の高さＨ１は、好ましくは３〜２５ｍｍ、特に３〜１５ｍｍであるが、構造空間を節約するためかつ空気を流通させることができる横断面積を極力大きくするために、主として極力小さい。
【００３５】
以下、変更態様を有する１実施例に基づいて、一部で図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【実施例】
【００３６】
自動車の車内を温度調節するための自動車空調装置が冷媒サイクル（ここではＲ１３４ａ。しかし、例えばＣＯ２または別の冷媒も使用できる。）を有し、冷媒サイクルのうち蒸発器１が吸気管２および吐出し管３と共に示してあるだけである。この空調装置はエンジン停止時にも、少なくとも短い時間十分な冷凍能力を提供するために、蓄冷器４を有する。この蓄冷器は多数の、ここでは２２個の蓄冷要素５から成り、蓄冷要素に蓄冷材が充填されている。蓄冷要素５は特別に形成されたアルミニウム製扁平管６の諸領域によって形成されている。扁平管については、後に詳しく言及する。ここでは蓄冷材として、デカノールが使われる。選択的に、例えばテトラデカン、ペンタデカンまたはヘキサデカンも適している。
【００３７】
通常の空気流れ方向が図１および図２に矢印で示唆してある。蒸発器１が大きな空気流入側部分に有する領域１’は、従来型蒸発器の構造に一致した構造を有し、２列の扁平管７とその間に配置される波形フィン８とを備えている。扁平管７は、それぞれ集合容器９内で成端している。図１と図２から明らかなように、冷媒は上側集合容器９の短辺面で空気流出側から蒸発器１に流入し、同じ短辺面で集合容器９の空気流入側領域において蒸発器から流出する。
【００３８】
蒸発器１の別の領域、つまり蓄冷領域１’’は、基本的に蒸発器１の独立した領域として個別に形成され、内部に蓄冷領域５が設けられており、蓄冷領域は蒸発器１の小さな空気流出側部分によって形成される。
【００３９】
蓄冷領域１’’内の蓄冷器扁平管６と領域１’内の従来型扁平管７は、特に図８から明らかなように、それぞれ第１、第３、第５扁平管７等において、空気流れ方向でこれらの扁平管と一直線に並べて、１つの蓄冷器扁平管６がそれぞれ配置されているように配置されている。
【００４０】
ここでは、蓄冷器扁平管６が空気流れ方向で扁平管７よりも細く形成されている。ただし、これを横切る方向では幅広に形成されており、この配置のゆえに蓄冷器扁平管の間の空隙が比較的幅広であるため、蒸発器１を流通する空気に対する流れ抵抗は、蒸発器１の第１領域１’の流れ抵抗と比較してほとんど無視することができ、空気貫流に関して蒸発器１を設計する際、実質的に無視することができる。蓄冷領域１’’のない蒸発器の基本態様に比べて、空気流れに関して新たな計算を行う必要がないか、ごく些細な計算を行えばいいだけである。選択的に、扁平管６、７は任意の別の仕方で、例えば一直線に並べてまたは空隙を置いて、配置しておくことができる。
【００４１】
蓄冷器扁平管６は多数の冷媒通路６’および蓄冷材通路６’’を備えた二重壁構造を有し、冷媒通路６’が内側に配置されている（図８参照）。その際、蓄冷要素５として役立つ蓄冷材通路６’’が２つの蓄冷材集合容器１０の一方内でそれぞれ成端している。蓄冷要素５が単一の空洞のみを有し、この空洞に（補償空間を別として）蓄冷材が完全に充填されているように、蓄冷器扁平管６は配置されている。この充填は蓄冷材集合容器１０の穴を介して単一の工程で行われる。充填後、この穴がしっかり閉鎖され、不正な開放は確実に防止される。
【００４２】
図面に示していない変更態様によれば、熱輸送を改善しかつ内部表面積を高めて潜熱材の結晶生成を促進するのに役立つ要素、ここではプラスチック不織布が連続的空洞の内部に設けられている。
【００４３】
冷媒通路６’はそれらの末端がそれぞれ相応する蓄冷材集合容器１０に挿通され、集合容器９とは別途に、ここでは管として形成された集合容器１２内でそれぞれ成端している。この集合容器は以下で集合管として言及する。
【００４４】
各集合管は、各１つの溝孔状溢流穴（図示せず）を介して、集合容器９の相応する箇所に配置される溝孔状溢流穴１３と結合されている（図５参照）。
【００４５】
冷媒流が奥行方向で空気流れ方向とは逆に方向転換される前に、冷媒流が蒸発器の幅方向で二度方向転換されるように、蒸発器１はその従来型領域１’内で流通させる。空気流入側領域において、冷媒流は、やはり幅方向で二度方向転換される。従って、これは６つのブロックＢ１〜Ｂ６を有する蒸発器であり、蒸発器１の幅方向でそれぞれ３つのブロック（すなわち、最初に流通させる列にブロックＢ１〜Ｂ３、最後に流通させる列にブロックＢ４〜Ｂ６）が設けられており、両ブロック列の各ブロックＢ１〜Ｂ６は直交流運転で流通させる。この冷媒流れ経路が図１０に実線の矢印で示してある。
【００４６】
集合容器９の溢流穴１３を介して、集合容器９への吸気管２の入口直後に第１ブロックＢ１内で冷媒流から冷媒の一部が分岐される。この冷媒は溢流穴を介して集合管内に達し、集合管を介して扁平管６の冷媒通路６’に分配され、ここでは冷媒通路は１方向に流通させる。すなわち、蒸発器１の幅全体にわたって蓄冷領域１’’内で単に１つの蓄冷要素ブロックが設けられている。分岐された冷媒部分は、第２集合管に設けられる第２溢流穴と別の集合容器９の相応する第２溢流穴１３とを介して主冷媒流に供給され、冷媒はブロックＢ３のこの領域内で、奥行方向にブロックＢ４へと方向転換される。部分流の冷媒流れ経路が図１０に破線の矢印で示してある。
【００４７】
集合容器は前記構造の代わりに別の様式で、特にプレート構造様式に構成しておくこともできる。
【００４８】
蒸発器１の蓄冷領域１’’内の冷媒導通のさまざまな変更態様が他の図に示してある。これらの変更態様は、蓄冷材が全蓄冷材通路６’’内で極力均一にその相転移を通過することを、確実にするものである。このため、分岐された冷媒部分流が、扁平管６の冷媒通路６’に極力均一に分配されることを確実にしなければならない。
【００４９】
図１３ａと図１３ｂは、蓄冷要素内の３ブロック相互接続を有する相互接続変更態様を示す。その際、冷媒は蒸発器１の従来型領域１’の３つの第１ブロックＢ１〜Ｂ３のそれぞれから、付属の蓄冷要素ブロック内に分配され（すなわち、３つの蓄冷要素ブロックがあり）、再び帰還される。並列に接続される扁平管の数を、蓄冷要素ブロックについて減らすことによって、前記実施例における場合よりも改良された冷媒分配が得られる。
【００５０】
この変更態様の図面には示さない変種によれば、従来型蒸発器領域のブロックごとに複数の流出流入穴が設けられており、例えば６つの蓄冷要素ブロックが設けられている。
【００５１】
図１４ａと図１４ｂに示した第２変更態様によれば、蓄冷要素内での冷媒流れ案内は直列蒸発器内での冷媒流れ案内に相応して行われる（すなわち、幅方向で２×方向転換）。この相互接続では、蒸発器１の従来型領域１’からの１回の溢流時に、蓄冷要素の扁平管の３分の１のみが並行に冷媒を付加される。蓄冷領域１’’内に別の相互接続が同様に可能であり、例えば５つの蓄冷要素ブロックを設けておくことができる。
【００５２】
図１５ａと図１５ｂは蒸発器１の従来型領域１’の箇所における冷媒蓄冷領域１’’内への直接的冷媒入口を示す。この変更態様でもって、溢流穴を通して蒸発器１の従来型領域１’から引き出すことのできる冷媒が過度に少ない場合に、蓄冷要素ブロックの優先的供給を保証することができる。
【００５３】
図１６ａと図１６ｂでは、第４変更態様として、蒸発器１の従来型領域１’用と蓄冷領域１’’用とに個別の冷媒入口が設けられている。すなわち、蓄冷領域１’’用の部分流の分岐は、吸気管の領域で冷媒が蒸発器１に流入するよりもなお前に行われる。その際、両方の流入穴への冷媒分配は、場合によっては吸気管の直径と蒸発器１の従来型領域１’および蓄冷領域１’’における圧力損失とを介して最適化することができる。
【００５４】
図１７ａと図１７ｂは、蓄冷領域１’’と下流側の蒸発器１の従来型領域１’との直列回路を有する相互接続変更態様を示す。この変更態様では、まず蓄冷領域１’’内の蓄冷材が冷媒流を介して冷凍され（ここでは流入が下から行われ）、次に冷媒は通常の流れ案内で蒸発器１の従来型領域１’を通過する。冷媒流全体は蓄冷領域１’’内を完全に誘導されるので、この変更態様は最も迅速に蓄冷材を冷凍する。
【００５５】
図１８ａと図１８ｂに示してある他の相互接続変更態様によれば、やはり第１ブロックＢ１内で部分流が分岐される。ここでは、蓄冷領域１’’が異なる方向で流通させる２つのブロックを有する。その際、蓄冷領域１’’からの冷媒は第３ブロックＢ３の集合容器に流入し、そこを一緒に流通する。すなわち、第３ブロックＢ３が冷媒全体を流通させる一方、両方の第１ブロックＢ１、Ｂ２は（大量の）冷媒部分流のみが流通する。図示変更態様によれば、蓄冷領域１’’の両方のブロックが異なる幅を有し、最初に流通させるブロックは次に流通させるブロックよりも細い。
【００５６】
この相互接続変更態様は、給排気過程の改良された動力学を最適化し、車両停止時に蒸発器の流出温度分布を均質化することを可能とする。
【００５７】
すべての変更態様は、冷媒（Ｒ１３４ａ、Ｒ７４４）、集合器構造（湾曲集合器、プレート構造様式）、および直列蒸発器のブロック相互接続（例えば２または４ブロック相互接続）に左右されない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施例による集合器を有する熱交換器の斜視図である。
【図２】図１の熱交換器の側面図である。
【図３】集合箱および集合管を取り外した図１の熱交換器の一部の斜視図である。
【図４】集合容器および集合管を横に開放した図１の熱交換器の領域の他の斜視図である。
【図５】図１の熱交換器の側面断面図である。
【図６】溢流穴の細部図である。
【図７】蓄冷器の領域における図１の熱交換器の細部断面図である。
【図８】図１の熱交換器の横断面図である。
【図９】図１の熱交換器の下側領域の断面図である。
【図１０】図１の熱交換器の斜視図と冷媒流れ経路の略図である。
【図１１】冷媒流れ経路を明らかにするための図１の熱交換器の略断面図である。
【図１２】冷媒流れ経路を明らかにするための図１の蓄冷器を有する熱交換器領域の略側面図である。
【図１３】ａ、ｂは第１変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１４】ａ、ｂは第２変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１５】ａ、ｂは第３変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１６】ａ、ｂは第４変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１７】ａ、ｂは第５変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【図１８】ａ、ｂは第６変更態様による冷媒流れ経路の略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並べて配置される多数の冷媒案内管と蓄冷材を収容した少なくとも１つの蓄冷器（４）とを有する熱交換器、特に自動車空調装置用の熱交換器、特に蒸発器（１）において、蒸発器（１）が、互いに平行に配置されて全幅にわたって延びる２つの領域（１’、１’’）を有し、第１領域（１’）がその構造の点で従来型蒸発器に一致しており、蓄冷器（４）が独立した第２領域（１’’）内に配置されており、この第２領域が、第１領域（１’）の少なくとも一部も流通する冷媒流の少なくとも一部を流通可能であり、第１、第２領域が少なくとも１つの溢流穴（１３）を通して互いに結合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
２つの溢流穴（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
少なくとも１つの冷媒案内管が少なくとも１つの蓄冷要素（５）内に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
冷媒案内管および／または蓄冷材含有管が二重壁扁平管（６）であり、冷媒が中央領域にあり、蓄冷材が外側領域にあることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項５】
第２領域（１’’）の冷媒案内管が集合容器（１２）内で成端し、この集合容器が個別に形成されて、単数または複数の溢流穴（１３）を介してのみ第１領域（１’）の集合容器（９）と結合されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項６】
蓄冷材案内管もしくは通路が蓄冷材集合容器（１０）内で成端し、冷媒案内管もしくは通路がこの集合容器内に突出して個別の集合容器（１２）内で成端していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項７】
第１領域（１’）が、その幅方向で第２領域に隣接して、異なる方向で冷媒を流通可能な若干数のブロック（Ｂ１〜Ｂ３）を有し、第２領域（２’’）が少なくとも１つのブロック、特に、異なる方向で冷媒を流通可能な若干数のブロックを有し、蒸発器（１）の幅方向で個々のブロックの数および／または幅が第１領域（１’）と第２領域（１’’）とで異なることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項８】
第１領域（１’）が第２領域（１’’）に直接隣接して２〜４つ、特に３つのブロック（Ｂ１〜Ｂ３）を有し、第２領域（１’’）が１〜６つのブロック、特に２〜４つのブロックを有することを特徴とする、請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】
蓄冷材の相転移温度が０℃〜３０℃、主に１℃〜２０℃、特に２℃〜１５℃、特別好ましくは４℃〜１２℃の範囲内であることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１０】
蓄冷器（４）内に少なくとも１つのインサートが配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１１】
冷媒サイクルを備えた蓄冷器（４）を有する特に自動車用の空調装置において、請求項１〜１０のいずれか１項記載の蒸発器（１）を特徴とする空調装置。
【請求項１】
並べて配置される多数の冷媒案内管と蓄冷材を収容した少なくとも１つの蓄冷器（４）とを有する熱交換器、特に自動車空調装置用の熱交換器、特に蒸発器（１）において、蒸発器（１）が、互いに平行に配置されて全幅にわたって延びる２つの領域（１’、１’’）を有し、第１領域（１’）がその構造の点で従来型蒸発器に一致しており、蓄冷器（４）が独立した第２領域（１’’）内に配置されており、この第２領域が、第１領域（１’）の少なくとも一部も流通する冷媒流の少なくとも一部を流通可能であり、第１、第２領域が少なくとも１つの溢流穴（１３）を通して互いに結合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
２つの溢流穴（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
少なくとも１つの冷媒案内管が少なくとも１つの蓄冷要素（５）内に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
冷媒案内管および／または蓄冷材含有管が二重壁扁平管（６）であり、冷媒が中央領域にあり、蓄冷材が外側領域にあることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項５】
第２領域（１’’）の冷媒案内管が集合容器（１２）内で成端し、この集合容器が個別に形成されて、単数または複数の溢流穴（１３）を介してのみ第１領域（１’）の集合容器（９）と結合されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項６】
蓄冷材案内管もしくは通路が蓄冷材集合容器（１０）内で成端し、冷媒案内管もしくは通路がこの集合容器内に突出して個別の集合容器（１２）内で成端していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項７】
第１領域（１’）が、その幅方向で第２領域に隣接して、異なる方向で冷媒を流通可能な若干数のブロック（Ｂ１〜Ｂ３）を有し、第２領域（２’’）が少なくとも１つのブロック、特に、異なる方向で冷媒を流通可能な若干数のブロックを有し、蒸発器（１）の幅方向で個々のブロックの数および／または幅が第１領域（１’）と第２領域（１’’）とで異なることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項８】
第１領域（１’）が第２領域（１’’）に直接隣接して２〜４つ、特に３つのブロック（Ｂ１〜Ｂ３）を有し、第２領域（１’’）が１〜６つのブロック、特に２〜４つのブロックを有することを特徴とする、請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】
蓄冷材の相転移温度が０℃〜３０℃、主に１℃〜２０℃、特に２℃〜１５℃、特別好ましくは４℃〜１２℃の範囲内であることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１０】
蓄冷器（４）内に少なくとも１つのインサートが配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１１】
冷媒サイクルを備えた蓄冷器（４）を有する特に自動車用の空調装置において、請求項１〜１０のいずれか１項記載の蒸発器（１）を特徴とする空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公表番号】特表２００９−５２６１９４（Ｐ２００９−５２６１９４Ａ）
【公表日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５３６６６（Ｐ２００８−５５３６６６）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０００９９６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９０６０６
【国際公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（５９４０４２０３３）ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー (222)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０００９９６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９０６０６
【国際公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（５９４０４２０３３）ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー (222)
【Ｆターム（参考）】
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