-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, beispielsweise einen Kühlkreislauf, der in einem Kraftfahrzeug verbaubar ist.
-
In dieser Beschreibung und den angefügten Ansprüchen werden die obere und die untere Seite der 2 und 3 als „oben“ bzw. „unten“ bezeichnet.
-
Eine weithin bekannte Klimaanlage für ein Fahrzeug (nachfolgend auch als „Fahrzeugklimaanlage“ bezeichnet) umfasst einen Kompressor, der einen Motor als Antriebsquelle nutzt und mit dem Motor durch Kupplungsmittel verbunden ist; einen Kondensator zum Kühlen eines von dem Kompressor komprimierten Kühlmittels; einen Druckminderer zum Mindern des Drucks in dem vom Kondensator gekühlten Kühlmittel; einen Verdampfer zum Verdampfen des Kühlmittels, dessen Druck durch den Druckminderer gemindert wurde; und einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Verdampfers. Die Kraftfahrzeugklimaanlage steuert die Temperatur des Verdampfers, indem sie den Kompressor auf der Basis der von dem Temperatursensor gemessenen Temperatur ein- und ausschaltet, um dadurch das Entstehen einer großen Temperaturdifferenz zwischen der Luft, die in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, wenn der Kompressor eingeschaltet (d.h. in Betrieb) ist, und der Luft, die in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, wenn der Kompressor ausgeschaltet (d.h. nicht in Betrieb) ist, zu verhindern.
-
Eine derartige Fahrzeugklimaanlage wurde in der Vergangenheit mit dem nachfolgenden Aufbau vorgeschlagen (siehe
japanische Patentoffenlegungsschrift (kokai) Nr. 2004-268769 ). Der Verdampfer der Fahrzeugklimaanlage umfasst zwei Reihen von Rohren, die in einer Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Jede Rohrreihe umfasst eine Mehrzahl von Wärmetauscherrohren, die derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen mit der vertikalen Richtung zusammenfallen und sie in einer zu der Luftströmungsrichtung senkrecht stehenden Richtung voneinander beabstandet sind. Eine Rippe ist derart angeordnet, dass sie sich über einen Luftströmungsspalt, der sich zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren einer Rohrreihe und über einen Luftströmungsspalt zwischen entsprechenden benachbarten Wärmetauscherrohren der anderen Rohrreihe derart erstreckt, dass die Rippe den Wärmetauscherrohren der beiden Rohrreihen gemein ist.
-
Obere und untere Endbereiche der Wärmetauscherrohre der abströmseitigen Rohrreihe sind jeweils mit abströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitten verbunden, und obere und untere Endbereiche der Wärmetauscherrohre der anströmseitigen Rohrreihe sind jeweils mit anströmseitigen oberen und unteren Bereichen der Sammelbehälterabschnitte verbunden. Ein Kühlmitteleinlass ist an einem Ende des abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts vorgesehen, und ein Kühlmittelauslass ist an einem Ende des anströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts vorgesehen, das an derselben Seite angeordnet ist wie das eine Ende des abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts. Die abströmseitige Rohrreihe umfasst erste bis vierte Rohrgruppen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt und in dieser Reihenfolge von der Kühlmitteleinlassseite zu der entgegengesetzten Endseite angeordnet sind. Die anströmseitige Rohrreihe umfasst fünfte bis achte Rohrgruppen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt und in dieser Reihenfolge von dem Ende, das dem Kühlmittelauslass gegenüberliegt, zu dem Kühlmittelauslass angeordnet sind. Die achte Rohrgruppe ist anströmseitig zu der ersten Rohrgruppe angeordnet, die siebte Rohrgruppe ist anströmseitig zu der zweiten Rohrgruppe, die sechste Rohrgruppe ist anströmseitig zu der dritten Rohrgruppe und die siebte Rohrgruppe ist anströmseitig zu der vierten Rohrgruppe angeordnet. Jede Rohrgruppe bildet einen einheitlichen (einzigen) Pfad. In jeder Rohrgruppe fließt das Kühlmittel durch die Wärmetauscherrohre in dieselbe Richtung. Die Kühlmittelflussrichtung in den Wärmetauscherrohren einer bestimmten Rohrgruppe ist entgegengesetzt zu der Kühlmittelflussrichtung der Wärmetauscherrohre einer anderen Rohrgruppe, die zu der bestimmten Rohrgruppe benachbart ist. Ein erster Temperatursensor ist an einer Rippe angebracht, die zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren der ersten Rohrgruppe angeordnet ist, und ein zweiter Temperatursensor ist an einer Rippe angebracht, die zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren der vierten Rohrgruppe angeordnet ist.
-
In der Fahrzeugklimaanlage, die in der oben genannten Veröffentlichung beschrieben ist, werden die Kupplungsmittel in einen unverbundenen oder entkoppelten Zustand gebracht, um den Kompressor anzuhalten, wenn die von dem ersten Temperatursensor gemessene Temperatur der Rippen, die in der ersten Rohrgruppe des Verdampfers angeordnet sind, gleich oder niedriger als eine externe Solltemperatur wird, und die Kupplungsmittel werden in einen verbundenen oder gekoppelten Zustand gebracht, um den Kompressor in den Betriebszustand zurückzubringen, wenn die von dem zweiten Temperatursensor gemessene Temperatur der Rippen, die in der vierten Rohrgruppe des Verdampfers angeordnet sind, bis zu einer internen Solltemperatur ansteigt, die um eine vorbestimmte Temperatur höher liegt als die externe Solltemperatur.
-
Weil aber in der achten Rohrgruppe ein hoch erhitzter Bereich vorliegt, wenn der Kompressor ausgeschaltet ist, wird die Temperatur der Rippen, die in der achten Rohrgruppe des Verdampfers angeordnet sind, beträchtlich hoch. Wenn der Kompressor eingeschaltet ist, wird dementsprechend eine relativ lange Zeitspanne benötigt, damit die Temperatur der Rippen, die in der ersten Rohrgruppe des Verdampfers angeordnet sind, gleich oder niedriger wird als die externe Solltemperatur, und die Temperaturen der Wärmetauscherrohre und der Rippen, die in anderen Rohrgruppen (d.h. der vierten und fünften Rohrgruppe des Verdampfers) angeordnet sind, abnehmen. In einem solchen Fall kann kondensiertes Wasser gefrieren. Als eine Folge des Gefrierens des kondensierten Wassers kann ein unangenehmer Geruch entstehen, der „Gefriergeruch“ genannt wird.
-
Da in der Fahrzeugklimaanlage, die in der oben genannten Veröffentlichung offenbart ist, zwei Temperatursensoren verwendet werden, erhöht sich die Anzahl der Komponenten, was zu einem Kostenanstieg und einem Anstieg der Anzahl der Mannstunden beim Zusammenbau führt. Ferner kann das Steuersystem komplex werden.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben beschriebene Problem zu lösen und eine Klimaanlage für ein Fahrzeug zu schaffen, die das Gefrieren kondensierten Wassers auf einer Oberfläche eines Verdampfers verhindert und die Anzahl von Komponenten verringert.
-
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Klimaanlage für ein Fahrzeug umfassend einen Kompressor, der einen Motor als Antriebsquelle nutzt und mit dem Motor durch Kupplungsmittel verbunden ist; einen Kondensator zum Kühlen eines von dem Kompressor komprimierten Kühlmittels; einen Druckminderer zum Mindern des Drucks des von dem Kondensator gekühlten Kühlmittels; einen Verdampfer zum Verdampfen des Kühlmittels, dessen Druck durch den Druckminderer gemindert wurde; und einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Verdampfers, wobei die Klimaanlage die Temperatur des Verdampfers steuert, indem sie den Kompressor auf der Basis der von dem Temperatursensor gemessenen Temperatur ein- und ausschaltet. Der Verdampfer weist abströmseitige und anströmseitige Rohrreihen auf, die in einer Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind und jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt sind, die in einer zu der Luftströmungsrichtung senkrecht stehen Richtung in vorbestimmten Abständen derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen mit einer vertikalen Richtung zusammenfallen. Die abströmseitige Rohrreihe umfasst drei oder mehr Rohrgruppen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt sind, und die anströmseitige Rohrreihe umfasst Rohrgruppen, deren Anzahl um eins kleiner als die Zahl der Rohrgruppen der abströmseitigen Rohrreihe ist und die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt sind. Obere und untere Enden der Wärmetauscherrohre der abströmseitigen Rohrreihe sind jeweils mit abströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitten verbunden, und obere und untere Enden der Wärmetauscherrohre der anströmseitigen Rohrreihe sind jeweils mit anströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitten verbunden. Ein Kühlmitteleinlass ist an einem Ende eines abströmseitigen Sammelbehälterabschnitts vorgesehen, der aus den abströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitten ausgewählt ist, und ein Kühlmittelauslass ist an einem Ende eines anströmseitigen Sammelbehälterabschnitts vorgesehen, der aus den anströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitten derart ausgewählt ist, dass der Kühlmittelauslass und -einlass in der Luftströmungsrichtung Seite an Seite angeordnet sind. Eine Kühlmittelflussrichtung in den Wärmetauscherrohren einer entferntesten Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe, die an einer Position angeordnet ist, die von dem Kühlmitteleinlass am weitesten entfernt ist, ist dieselbe wie eine Kühlmittelflussrichtung in den Wärmetauscherrohre einer entferntesten Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe, die an einer Position angeordnet ist, die von dem Kühlmittelauslass am weitesten entfernt ist. Durch die beiden entferntesten Rohrgruppen, die in der Luftströmungsrichtung nebeneinander liegen und die in Bezug auf die Kühlmittelflussrichtung innerhalb der Wärmetauscherrohre identisch sind, wird ein einheitlicher, d.h. ein einziger Pfad gebildet. Ein einziger Temperatursensor ist an dem Verdampfer angeordnet, um die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers zu messen, wo die entfernteste Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe vorgesehen ist.
-
In einer Ausgestaltung der Klimaanlage für ein Fahrzeug ist der Temperatursensor aus einem Thermistor zusammengesetzt und an einer Rippe angebracht, die zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren der entferntesten Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe angeordnet ist.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage für ein Fahrzeug sind die ersten bis dritten Rohrgruppen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt sind, in einer abströmseitigen Rohrreihe des Verdampfers derart vorgesehen, dass die ersten bis dritten Rohrgruppen auf der Kühlmitteleinlassseite in dieser Reihenfolge von einem Ende der abströmseitigen Rohrreihe zu dem anderen Ende der abströmseitigen Rohrreihe angeordnet sind; vierte und fünfte Rohrgruppen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt sind, sind in der anströmseitigen Rohrreihe des Verdampfers derart vorgesehen, dass die vierten und fünften Rohrgruppen auf der Kühlmittelauslassseite in dieser Reihenfolge von einem Ende der anströmseitigen Rohrreihe, die dem Kühlmittelauslass gegenüberliegt, zu dem anderen Ende der anströmseitigen Rohrreihe vorgesehen; eine vorbestimmte Zahl von Abschnitten wird in jedem der abströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitte und der anströmseitigen oberen und unteren Sammelbehälterabschnitte vorgesehen, wobei die erste Rohrgruppe als ein erster Pfad dient, wo das Kühlmittel innerhalb der Wärmetauscherrohre von einer der oberen und unteren Seiten, wo der Kühlmitteleinlass angeordnet ist, zu der gegenüberliegenden Seite fließt, die zweite Rohrgruppe als ein zweiter Pfad dient, wo das Kühlmittel in den Wärmetauscherrohren in einer Richtung entgegen der Flussrichtung in dem ersten Pfad fließt, die dritten und vierten Rohrgruppen als ein dritter Pfad dienen, wo das Kühlmittel innerhalb der Wärmetauscherrohre in dieselbe Richtung fließt wie die Flussrichtung in dem ersten Pfad, und die fünfte Rohrgruppe als ein vierter Pfad dient, wo das Kühlmittel innerhalb der Wärmetauscherrohre in die Richtung fließt, die der Flussrichtung des ersten Pfades entgegengesetzt ist; und die dritten und vierten Rohrgruppen, die in Bezug auf die Flussrichtung des Kühlmittels in den Wärmetauscherrohren identisch sind, in der Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
-
In einer erfindungsgemäßen Klimaanlage für ein Fahrzeug fließt das Kühlmittel, das durch deren Kühlmitteleinlass in den Verdampfer geflossen ist, über im Wesentlichen dieselbe Zeitspanne und dieselbe Strecke, bis es die entfernteste Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe erreicht und bis es die entfernteste Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe erreicht. Wenn der Kompressor aus dem ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird, werden daher die Wärmetauscherrohre der beiden entferntesten Rohrgruppen des Verdampfers gleichmäßig gekühlt. Im Ergebnis wird die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers, wo sich die dritte Rohrgruppe befindet, innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne gleich oder niedriger als eine externe Solltemperatur. Dementsprechend ist es möglich, ein Problem zu vermeiden, dass die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers, wo sich die Rohrgruppen mit Ausnahme der entferntesten Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe und der entferntesten Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe befinden, absinkt und kondensiertes Wasser gefriert. Dadurch kann das Entstehen eines unangenehmen Geruchs, der Gefriergeruch genannt wird als ein Ergebnis gefrierenden Kondenswassers entsteht, gebremst werden.
-
Wenn der Kompressor aus dem ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird, kann die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers, wo sich die nächstliegende Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe, die dem Kühlmitteleinlass am nächsten liegt, befindet, schnell absinken. Allerdings wird der Abfall in der Temperatur des Bereichs des Verdampfers, wo sich die nächstliegende Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe befindet, der eintritt, wenn der Kompressor von dem ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird, aus dem folgenden Grund abgeschwächt. Wenn der Kompressor ausgeschaltet ist, wird die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers, wo sich die nächstliegende Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe befindet, beträchtlich hoch, da sich ein hoch erhitzter Bereich in der nächstliegenden Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe, die dem Kühlmittelauslass am nächsten liegt, befindet. Diese hohe Temperatur mildert den Temperaturabfall des Bereichs des Verdampfers, wo sich die nächstliegende Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe befindet. Dementsprechend wird der Temperaturabfall des Bereichs des Verdampfers, wo sich die nächstliegende Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe befindet, gebremst, wenn der Kompressor eingeschaltet ist, wodurch ein Gefrieren des kondensierten Wassers gebremst wird.
-
Weil eine erfindungsgemäße Klimaanlage für ein Fahrzeug ferner nur einen einzigen Temperatursensor verwendet, sinkt die Anzahl der Komponenten. Dadurch können die Kosten gesenkt werden, und die Zahl der Mannstunden beim Zusammenbau kann verringert werden. Zusätzlich wird das Steuerungssystem der Klimaanlage einfach.
-
In der Zeichnung sind
-
1 eine perspektivische teilweise Schnittansicht des Gesamtaufbaus eines in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug verwendeten Verdampfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine teilweise weggelassene Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 1;
-
3 eine teilweise weggelassene Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 1; und
-
4 eine Ansicht, die den Kühlmittelfluss in dem Verdampfer der 1 zeigt.
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform strömt die Luft in einer Richtung, die in der Zeichnung durch einen Pfeil X angegeben ist, passiert durch einen Verdampfer, und wird in den Innenraum eines Fahrzeugs geleitet, in dem eine Fahrzeugklimaanlage montiert ist.
-
In der folgenden Beschreibung werden linke und rechte Seiten jeweils als „links“ und „rechts“ bezeichnet, wenn sie von der Abströmseite hin zur Anströmseite gesehen werden (die linken und rechten Seiten der 2 und 3).
-
Der Begriff „Aluminium“, wie er in der folgenden Beschreibung verwendet wird, umfasst neben reinem Aluminium auch Aluminiumlegierungen.
-
1 zeigt den Gesamtaufbau eines Verdampfers, der in einer Fahrzeugklimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die 2 und 3 zeigen schematisch den Aufbau des Verdampfers, und 4 zeigt den Kühlmittelfluss in dem Verdampfer der 1. Es wird darauf hingewiesen, dass der Aufbau der Fahrzeugklimaanlage nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, da er gut bekannt ist.
-
Die Fahrzeugklimaanlage umfasst einen Kompressor, der einen Motor als Antriebsquelle nutzt und mit dem Motor durch Kupplungsmittel verbunden ist; einen Kondensator zum Kühlen des von dem Kompressor komprimierten Kühlmittels; einen Druckminderer zum Mindern des Drucks des von dem Kondensator gekühlten Kühlmittels; einen Verdampfer 1 zum Verdampfen des Kühlmittels, dessen Druck durch den Druckminderer gemindert wurde; und einen Temperatursensor 2, der einen Thermistor umfasst und die Temperatur des Verdampfers 1 misst. Die Fahrzeugklimaanlage steuert die Temperatur des Verdampfers, indem sie den Kompressor auf der Basis der von dem Temperatursensor 2 gemessenen Temperatur ein- und ausschaltet.
-
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, umfasst der Verdampfer 1 eine abströmseitige Rohrreihe 4 und eine anströmseitige Rohrreihe 5. Sowohl die abströmseitige Rohrreihe 4 als auch die anströmseitige Rohrreihe 5 umfassen eine Mehrzahl flacher Wärmetauscherrohre 3, die aus Aluminium hergestellt sind und in einer links-rechts-Richtung (eine Richtung, die zu einer Luftströmungsrichtung, die durch den Pfeil X in 1 angegeben ist, senkrecht steht) derart in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, dass ihre Breitenrichtungen mit der Luftströmungsrichtung und ihre Längsrichtungen mit der vertikalen Richtung zusammenfallen. Ein abströmseitiger oberer Sammelbehälterabschnitt 6 und ein abströmseitiger unterer Sammelbehälterabschnitt 7, die aus Aluminium hergestellt sind, sind jeweils an den oberen und unteren Enden der Wärmetauscherrohre 3 der abströmseitigen Rohrreihe 4 derart angeordnet, dass ihre Längsrichtungen mit der links-rechts-Richtung (der Richtung, in der die Wärmetauscherrohre 3 nebeneinander angeordnet sind) zusammenfallen. Alle Wärmetauscherrohre 3 der abströmseitigen Rohrreihe 4 sind mit dem abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitt 6 und dem abströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitt 7 verbunden. Ein anströmseitiger oberer Sammelbehälterabschnitt 8 und ein anströmseitiger unterer Sammelbehälterabschnitt 9, die aus Aluminium hergestellt sind, sind jeweils an den oberen und unteren Enden der Wärmetauscherrohre 3 der anströmseitigen Rohrreihe 5 derart angeordnet, dass ihre Längsrichtungen mit der links-rechts-Richtung (der Richtung, in der die Wärmetauscherrohre 3 nebeneinander angeordnet sind) zusammenfallen.
-
Alle Wärmetauscherrohre 3 der anströmseitigen Rohrreihe 5 sind mit dem anströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitt 8 und dem anströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitt 9 verbunden. Die Anzahl der Wärmetauscherrohre 3 der abströmseitigen Rohrreihe 4 ist gleich der Anzahl der Wärmetauscherrohre 3 der anströmseitigen Rohrreihe 5.
-
Der Verdampfer 1 weist eine Mehrzahl gewellter Rippen 12 auf, die aus Aluminium hergestellt sind. Jede gewellte Rippe 12 ist vorgesehen, um sich in einer Luftstromlücke 11 zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren 3 der abströmseitigen Rohrreihe 4 und einer Luftstromlücke 11 zwischen entsprechenden benachbarten Wärmetauscherrohren 3 der anströmseitigen Rohrreihe 5 derart zu erstrecken, dass die Rippe 12 den entsprechenden Wärmetauscherrohren 3 der beiden Rohrreihen 4 und 5 gemein ist. Jede gewellte Rippe 12 ist mit den entsprechenden Wärmetauscherrohren 3 verlötet. Weiterhin sind die gewellten Rippen 12 außen an den Wärmetauscherrohren 3 an den linken und rechten Enden derart angeordnet, dass die Rippen 12 den entsprechenden Wärmetauscherrohren 3 der beiden Rohrreihen 4 und 5 gemein sind und mit diesen Wärmetauscherrohren 3 verlötet sind. Eine Seitenplatte 13, die aus Aluminium hergestellt ist, ist an der Außenseite jeder gewellten Rippe an den linken und rechten Enden angeordnet und mit der entsprechenden gewellten Rippe 12 verlötet. Jede gewellte Rippe 12 hat Bergbereiche, Talbereiche und Verbindungsbereiche, die die Bergbereiche und die Talbereiche verbinden. Die Lücken zwischen den Wärmetauscherrohren 3 an den linken und rechten Enden und den entsprechenden Seitenplatten 13 dienen ebenso als Luftstromlücken 11. Luft, die durch die Luftströmlücken 11, die jeweils zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren der beiden Rohrreihen 4 und 5 angeordnet sind, passiert ist, wird in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet, in dem die Fahrzeugklimaanlage montiert ist.
-
Wie in den 2 bis 4 dargestellt, umfasst die abströmseitige Rohrreihe 4 eine ungerade Anzahl (wenigstens drei) von Rohrgruppen (in der vorliegenden Ausführungsform erste bis dritte Gruppen 14, 15 und 16), von denen jede aus einer Mehrzahl kontinuierlich nebeneinander angeordneter Wärmetauscherrohre 3 zusammengesetzt ist, und die anströmseitige Rohrreihe 5 umfasst Rohrgruppen (in der vorliegenden Ausführungsform vierte und fünfte Rohrgruppen 17 und 18), deren Anzahl um eins kleiner ist als die Zahl der Rohrgruppen 14, 15 und 16 der abströmseitigen Rohrreihe 4 und von denen jede aus einer Mehrzahl kontinuierlich nebeneinander angeordneter Wärmetauscherrohre 3 zusammengesetzt ist.
-
Der Temperatursensor 2, der beispielsweise aus einem Thermistor zusammengesetzt ist, ist an benachbarten Verbindungsbereichen einer bestimmten gewellten Rippe 12 angebracht, die in einer bestimmten Luftstromlücke 11 der dritten Rohrgruppe 16 derart angeordnet ist, dass der Temperatursensor 2 zwischen den benachbarten Verbindungsbereichen angeordnet ist. Der Temperatursensor 2 misst die Temperatur der gewellten Rippen 12, die in der dritten Rohrgruppe 16 des Verdampfers 1 angeordnet sind. Wenn die Temperatur, die von dem Temperatursensor 2 gemessen wird, gleich oder geringer als eine externe Solltemperatur wird, wird das Kupplungsmittel in einen unverbundenen oder ungekoppelten Zustand gebracht, wodurch der Kompressor angehalten wird. Wenn die Temperatur, die von dem Temperatursensor 2 gemessen wird, eine interne Solltemperatur erreicht, die um eine vorbestimmte Temperaturdifferenz höher als die externe Solltemperatur ist, wird das Kupplungsmittel in einen verbundenen oder gekoppelten Zustand gebracht, wodurch der Betrieb des Kompressors wieder aufgenommen wird.
-
In der abströmseitigen Rohrreihe 4 ist die erste Rohrgruppe 14 am rechten Ende angeordnet, die zweite Rohrgruppe 15 ist in der links-rechts-Richtung in der Mitte angeordnet, und die dritte Rohrgruppe 16 ist am linken Ende angeordnet. In der anströmseitigen Rohrreihe 5 ist die vierte Rohrgruppe 17 auf der linken Seite angeordnet, und die fünfte Rohrgruppe 18 ist auf der rechten Seite angeordnet. Die Zahl der Wärmetauscherrohre 3, aus denen die zweite Rohrgruppe 15 besteht, ist gleich oder größer als die Zahl der Wärmetauscherrohre 3, aus denen die erste Rohrgruppe 14 besteht, und die Gesamtzahl der Wärmetauscherrohre 3 der beiden Rohrgruppen 14 und 15 ist gleich der Zahl der Wärmetauscherrohre 3, aus denen die fünfte Rohrgruppe 18 besteht. Die Zahl der Wärmetauscherrohre 3, aus denen die dritte Rohrgruppe 16 besteht, und die Zahl der Wärmetauscherrohre 3, aus denen die vierte Rohrgruppe 17 besteht, sind gleich. Im Ergebnis ist die gesamte Breite der ersten und zweiten Rohrgruppen 14 und 15, die in der links-rechts-Richtung gemessen wird, dieselbe wie die Breite der fünften Rohrgruppe 18, die in der links-rechts-Richtung gemessen wird, und die Breite der dritten Rohrgruppe 16, die in der links-rechts-Richtung gemessen wird, ist dieselbe wie die Breite der vierten Rohrgruppe 17, die in der links-rechts-Richtung gemessen wird. Die erste Rohrgruppe 14 der abströmseitigen Rohrreihe 4, die am rechten Ende angeordnet ist, bildet einen ersten Pfad, durch den das Kühlmittel zuerst fließt, und die fünfte Rohrgruppe 18 der anströmseitigen Rohrreihe 5, die auf der rechten Seite angeordnet ist, bildet einen letzten Pfad, durch den das Kühlmittel zuletzt fließt.
-
Der abströmseitige obere Sammelbehälterabschnitt 6 und der anströmseitige obere Sammelbehälterabschnitt 8 werden beispielsweise dadurch vorgesehen, dass das Innere eines einteiligen Tanks 19 in der Luftströmungsrichtung durch eine Trennwand 19a, die sich in der links-rechts-Richtung erstreckt, in zwei Räume geteilt wird. Ähnlich werden der abströmseitige untere Sammelbehälterabschnitt 7 und der anströmseitige untere Sammelbehälterabschnitt 9 dadurch vorgesehen, dass beispielsweise das Innere eines einteiligen Tanks 21 in der Luftströmungsrichtung durch eine Trennwand 21a, die sich in der links-rechts-Richtung erstreckt, in zwei Räume geteilt wird.
-
Das Innere des abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts 6 wird durch eine Trennwand 6a in eine Mehrzahl von Räumen unterteilt, die in der links-rechts-Richtung angeordnet sind. Auf diese Weise werden ein erster Abschnitt 22, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der ersten Rohrgruppe 14 verbunden sind, und ein zweiter Abschnitt 23, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der zweiten und dritten Rohrgruppen 15 und 16 verbunden sind, in dem abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitt 6 vorgesehen. Ein Kühlmitteleinlass 24 ist an dem rechten Ende des ersten Abschnitts 22 vorgesehen.
-
Das Innere des abströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitts 7 wird durch eine Trennwand 7a in eine Mehrzahl von Räumen unterteilt, die in der links-rechts-Richtung angeordnet sind. Auf diese Weise werden ein dritter Abschnitt 25, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der ersten und zweiten Rohrgruppen 14 und 15 verbunden sind, und ein vierter Abschnitt 26, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der dritten Rohrgruppe 16 verbunden sind, in dem abströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitt 7 vorgesehen.
-
Das Innere des anströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts 8 ist durch eine Trennwand 8a in eine Mehrzahl von Räumen unterteilt, die in der links-rechts-Richtung angeordnet sind. Auf diese Weise werden ein fünfter Abschnitt 27, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der vierten Rohrgruppe 17 verbunden sind, und ein sechster Abschnitt 28, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der fünften Rohrgruppe 18 verbunden sind, in dem anströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitt 8 vorgesehen. Ein Kühlmittelauslass 29 ist an dem rechten Ende des sechsten Abschnitts 28 vorgesehen.
-
Der anströmseitige untere Sammelbehälterabschnitt 9 umfasst einen siebten Abschnitt 32, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der vierten Rohrgruppe 17 und der fünften Rohrgruppe 18 verbunden sind und der sich über die Gesamtheit des anströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitts 9 erstreckt.
-
Durch eine Verbindungsöffnung 33, die in der Trennwand 19a vorgesehen ist, wird zwischen dem fünften Abschnitt 27 des anströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts 8 und einem Bereich des zweiten Abschnitts 23 des abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts 6, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der dritten Rohrgruppe 16 verbunden sind, eine Verbindung hergestellt. Ebenso wird zwischen dem vierten Abschnitt 26 des abströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitts 7 und einem Bereich des siebten Abschnitts 32 des anströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitts 9, mit dem die Wärmetauscherrohre 3 der vierten Rohrgruppe 17 verbunden sind, durch eine Mehrzahl von Verbindungsöffnungen 34, die in der Trennwand 21a vorgesehen sind, eine Verbindung hergestellt.
-
Die ersten bis fünften Rohrgruppen 14, 15, 16, 17 und 18 werden in der abströmseitigen Rohrreihe 4 und der anströmseitigen Rohrreihe 5 wie beschrieben vorgesehen. Ebenso werden der Kühlmitteleinlass 24, der Kühlmittelauslass 29, die ersten bis siebten Abschnitte 22, 23, 25, 26, 27, 28 und 32 und die Verbindungsöffnungen 33 und 34 in den beiden abströmseitigen Sammelbehälterabschnitten 6 und 7 und den beiden anströmseitigen Sammelbehälterabschnitten 8 und 9 wie oben beschrieben vorgesehen. Im Ergebnis fließt das Kühlmittel in den Wärmetauscherrohren 3 der ersten Rohrgruppe 14, der dritten Rohrgruppe 16 und der vierten Rohrgruppe 17 von der oberen Seite zur unteren Seite, und das Kühlmittel fließt in den Wärmetauscherrohren 3 der zweiten Rohrgruppe 15 und der fünften Rohrgruppe 18 von der unteren Seite zur oberen Seite. Die erste Rohrgruppe 14, die zweite Rohrgruppe 15 und die fünfte Rohrgruppe 18 bilden jeweils einen einheitlichen Wärmetauschpfad, und die dritten und vierten (zwei) Rohrgruppen 16 und 17 bilden einen einheitlichen Wärmetauschpfad.
-
Wie in 4 dargestellt, fließt das Kühlmittel, dessen Druck durch den Druckminderer gemindert wurde, dementsprechend durch den Kühlmitteleinlass 24 in den ersten Abschnitt 22, fließt entlang zweier Routen, wie folgt, und fließt aus dem Kühlmittelauslass 29 des sechsten Abschnitts 28 hinaus in Richtung des Kompressors. Die erste Route erstreckt sich durch den ersten Abschnitt 22, die erste Rohrgruppe 14, den dritten Abschnitt 25, die zweite Rohrgruppe 15, den zweiten Abschnitt 23, die vierte Rohrgruppe 16, den vierten Abschnitt 26, die Verbindungsöffnung 34, den siebten Abschnitt 32, die fünfte Rohrgruppe 18 und den sechsten Abschnitt 28. Die zweite Route erstreckt sich durch den ersten Abschnitt 22, die erste Rohrgruppe 14, den dritten Abschnitt 25, die zweite Rohrgruppe 15, den zweiten Abschnitt 23, die Verbindungsöffnung 33, den fünften Abschnitt 27, die vierte Rohrgruppe 17, den siebten Abschnitt 32, die fünfte Rohrgruppe 18 und den sechsten Abschnitt 28. Die erste Rohrgruppe 14 bildet einen ersten Pfad, die zweite Rohrgruppe 15 bildet einen zweiten Pfad, die dritten und vierten Rohrgruppen 16 und 17 bilden einen dritten Pfad, und die achte Rohrgruppe 18 bildet einen vierten Pfad.
-
Bei der oben beschriebenen Fahrzeugklimaanlage passiert das Kühlmittel, das aus einer gemischten Gas-Flüssigkeitsphase besteht und den Kompressor, den Kondensator und ein Expansionsventil passiert hat, durch den Kühlmitteleinlass 24 und gelangt in den ersten Abschnitt 22 des abströmseitigen oberen Sammelbehälterabschnitts 6. Dann fließt das Kühlmittel entlang der oben beschriebenen beiden Routen und fließt aus dem Kühlmittelauslass 29 des sechsten Abschnitts 28 hinaus in Richtung des Kompressors.
-
Während das Kühlmittel durch die Wärmetauscherrohre 3 der abströmseitigen Rohrreihe 4 und die Wärmetauscherrohre 3 der anströmseitigen Rohrreihe 5 fließt, tauscht es mit Luft, die durch die Luftstromlücken 11 passiert (siehe den Pfeil X in den 1 und 4) Wärme aus. Im Ergebnis wird die Luft gekühlt, und das Kühlmittel fließt in Gasphase hinaus.
-
Wenn die von dem Temperatursensor 2 gemessene Temperatur der gewellten Rippen 12, die in der dritten Rohrgruppe 16 des Verdampfers 1 angeordnet sind, gleich oder niedriger als die externe Solltemperatur wird, wird das Kupplungsmittel in den unverbundenen oder ungekoppelten Zustand gebracht, wodurch der Kompressor angehalten wird. Wenn die von dem Temperatursensor 2 gemessene Temperatur der gewellten Rippen 12, die in der dritten Rohrgruppe 16 des Verdampfers 1 angeordnet sind, die interne Solltemperatur erreicht, die um eine vorbestimmte Temperaturdifferenz höher ist als die externe Solltemperatur, wird das Kupplungsmittel in einen verbundenen oder gekoppelten Zustand gebracht, wodurch der Betrieb des Kompressors wieder aufgenommen wird.
-
Das Kühlmittel, das durch den Kühlmitteleinlass 24 in den Verdampfer 1 geflossen ist, fließt über im Wesentlichen dieselbe Zeitspanne und dieselbe Strecke, bis es die dritte Rohrgruppe 16, die die entfernteste Rohrgruppe der abströmseitigen Rohrreihe 4 ist, und bis es die vierte Rohrgruppe 17, die die entfernteste Rohrgruppe der anströmseitigen Rohrreihe 5 ist, erreicht. Deshalb werden die Wärmetauscherrohre 3 und die gewellten Rippen 12, die in den beiden Rohrgruppen 16 und 17 des Verdampfers 1 angeordnet sind, gleichmäßig gekühlt, wenn der Kompressor aus dem ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird. Im Ergebnis wird die Temperatur der gewellten Rippen 12, die in der dritten Rohrgruppe 16 des Verdampfers 1 angeordnet ist, innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne gleich oder geringer als die externe Solltemperatur, wenn der Kompressor eingeschaltet ist. Dementsprechend ist es möglich, das Auftreten eines Problems zu verhindern, dass die Temperaturen der Wärmetauscherrohre 3 und der gewellten Rippen 12, die in den Rohrgruppen des Verdampfers 1 mit Ausnahme der dritten Rohrgruppe 16 und der vierten Rohrgruppe 17 (d.h. der ersten Rohrgruppe 14, der zweiten Rohrgruppe 15 und der fünften Rohrgruppe 18) angeordnet sind, fallen und kondensiertes Wasser auf den Oberflächen der Wärmetauscherrohre 3 und den gewellten Rippen 12 gefriert. Im Ergebnis kann das Entstehen eines unangenehmen Geruchs, der Gefriergeruch genannt wird und als ein Ergebnis des Gefrierens kondensierten Wassers entsteht, gebremst werden. Weiterhin kann die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers 1, wo sich die erste Rohrgruppe 14 der abströmseitigen Rohrreihe 4, die dem Kühlmitteleinlass 24 am nächsten liegt, befindet, stark abfallen, wenn der Kompressor von dem ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird. Allerdings wird der Abfall in der Temperatur des Bereichs des Verdampfers 1, wo sich die erste Rohrgruppe 14 befindet, der eintritt, wenn der Kompressor von dem ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird, aus dem folgenden Grund gemildert. Wenn der Kompressor ausgeschaltet ist, wird die Temperatur eines Bereichs des Verdampfers 1, wo sich die fünfte Rohrgruppe 18 befindet, infolge der Existenz eines hocherhitzten Bereichs in der fünften Rohrgruppe 18 der anströmseitigen Rohrreihe 5, die dem Kühlmittelauslass 29 am nächsten liegt, beträchtlich hoch. Diese hohe Temperatur mildert den oben beschriebenen Abfall in der Temperatur eines Bereichs des Verdampfers 1, wo sich die erste Rohrgruppe 14 befindet. Dementsprechend wird der Abfall in der Temperatur des Bereichs des Verdampfers 1, wo sich die erste Rohrgruppe 14 der abströmseitigen Rohrreihe 4 befindet, gebremst, wenn der Kompressor eingeschaltet ist, wodurch ein Gefrieren des kondensierten Wassers gebremst wird.
-
In der oben beschriebenen Ausführungsform sind in der abströmseitigen Rohrreihe 4 drei Rohrgruppen vorgesehen, und in der anströmseitigen Rohrreihe 5 sind zwei Rohrgruppen vorgesehen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Stattdessen kann in Abhängigkeit von der Anzahl der Rohrgruppen der beiden Rohrreihen 4 und 5 ein Aufbau gewählt werden, in dem der Kühlmitteleinlass an dem abströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitt und der Kühlmittelauslass an dem anströmseitigen unteren Sammelbehälterabschnitt vorgesehen ist.
-
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung auf einen sogenannten Verdampfer vom Lamellentyp angewandt werden kann, bei dem eine Mehrzahl flacher Hohlkörper parallel zueinander angeordnet sind, die jeweils aus einem Paar tellerförmiger Platten zusammengesetzt sind, die einander gegenüberliegen und entlang ihrer Umfangskanten miteinander verlötet sind. Jeder flache Hohlkörper hat zwei Wärmetauscherrohre, die in der Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind und sich in der vertikalen Richtung erstrecken, wobei obere und untere Bereiche, die Sammelbehälter bilden, mit den oberen und unteren Enden der beiden Wärmetauscherrohre verbunden sind. Alle flachen Hohlkörper sind derart miteinander verlötet, dass die oberen Bereiche, die Sammelbehälter bilden, aller flacher Hohlkörper miteinander verbunden sind, und die unteren Bereiche, die Sammelbehälter bilden, aller flacher Hohlkörper miteinander verbunden sind. Auf diese Weise sind zwei Rohrreihen in der Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet, die jeweils aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zusammengesetzt sind, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken und in vorbestimmten Abständen in einer zu der Luftströmungsrichtung senkrecht stehenden Richtung angeordnet sind, und die oberen und unteren Sammelbehälterabschnitte auf den Abström- und Anströmseiten, mit denen die oberen und unteren Enden der abströmseitigen und anströmseitigen Rohrreihen verbunden sind, sind durch die Bereiche aller flacher Hohlkörper, die Sammelbehälter bilden, vorgesehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
