KR20150028747A - 상변화 물질 루버형 클램쉘 하우징을 갖는 증발기 - Google Patents

상변화 물질 루버형 클램쉘 하우징을 갖는 증발기 Download PDF

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Abstract

상변화 물질 클램쉘 하우징(200)을 갖는 증발기(100)가 제공된다. 증발기(100)는 상부 매니폴드, 이 매니폴드로부터 연장되는 복수의 냉매관(110), 및 상변화 물질을 저장하기 위한 챔버(232)를 형성하는 루버형 클램쉘 하우징(200)을 포함한다. 루버형 클램쉘 하우징(200)은 두 인접 냉매관(110)의 상부 부분(118) 사이에 배치되고 그와 열적 연통이 이루어진다. 루버형 클램쉘 하우징(200)은 2개의 클램쉘 플레이트(210)로 형성되고, 각 플레이트는 상변화 챔버(232) 안으로 절첩되는 슬랫에 의해 형성된 루버(230)를 갖는다. 절첩된 슬랫은 상변화 물질이 인접하는 냉매관(110)과 직접적 접촉을 하는 것을 가능하게 하는 루버 개구(236)를 클램쉘 하우징(200)에 형성하고, 이렇게 함으로써 관 내에서 흐르는 냉매와 클램쉘 하우징(200) 내의 상변화 물질 사이의 열적 연통을 개선한다.

Description

상변화 물질 루버형 클램쉘 하우징을 갖는 증발기{EVAPORATOR HAVING A PHASE CHANGE MATERIAL LOUVERED CLAM SHELL HOUSINGS}
본 출원은 2012년 9월 19일에 출원된 미국 특허 가출원 제61/702,889호(발명의 명칭: "EVAPORATOR PHASE CHANGE THERMAL SIPHON)의 우선권을 주장한다. 본 출원은 2012년 4월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제13/451,665호의 일부 계속 출원이고, 미국 특허 출원 제13/451,665호는 2009년 6월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제12/481,933호의 일부 계속 출원이다. 미국 특허 가출원 제61/702,889호, 미국 특허 출원 제13/451,665호, 및 미국 특허 출원 제12/481,933호의 게재물은 본원에 참고로 포함된다.
본 게재물은 자동차 탑승 공간 냉방용 공기 조화 시스템, 더 특히, 공기 조화 시스템의 증발기, 및 훨씬 더 특히, 상변화 물질을 갖는 증발기에 관한 것이다.
추진을 위해 엔진으로부터의 동력이 요구되지 않을 때, 예컨대 자동차가 관성으로 움직이거나 또는 교차로에서 일시 정지할 때 짧은 기간 동안 가솔린 엔진을 멈추게 함으로써 자동차의 연료 효율을 증진시킬 수 있다. 그러나, 전통적인 공기 조화 시스템의 압축기는 가솔린 엔진의 크랭크샤프트로부터 작동하고(run off), 따라서 자동차 탑승자에게 쾌적 냉방을 제공하기 위해 그 비효율적 기간 동안에 엔진이 계속 작동된다.
2007년 1월 2일자로 등록된 홀러(Haller) 등의 미국 특허 제7,156,156호(이하에서는 홀러'156이라고 부름)는 엔진이 작동하지 않을 때 제대로 기능하지 않는 공기 조화 시스템의 문제에 대한 한 가지 해결책을 제공한다. 홀러'156 특허는 자동차의 엔진이 작동하는 제1 작동 모드에서 공기 흐름으로부터 냉매로 열을 전달하기 위해 관통하는 냉매를 갖는 증발기를 제시한다. 증발기는 수평 방향으로 연장되는 매니폴드를 포함한다. 적어도 하나의 관이 매니폴드와 유체 연통이 이루어지고, 매니폴드로부터 떨어져서 수직 방향으로 아래쪽으로 연장된다.
증발기는 자동차의 엔진이 작동하는 제1 작동 모드에서 상변화 물질(PCM)로부터 냉매로 열을 전달하여 PCM을 냉각 및 냉동시키기 위해 상변화 물질(PCM)을 저장하기 위한 적어도 하나의 캐비티 또는 탱크를 형성한다. 홀러'156 특허의 캐비티는 복수의 관에 인접하여 그와 맞물려서 배치된다. 자동차의 엔진이 유휴 상태인 제2 작동 모드에서는, 공기 흐름으로부터 캐비티 내의 PCM으로 직접 열이 전달되어 공기 흐름을 냉각하고 PCM을 용융하거나 또는 따뜻하게 한다.
자동차의 연료 효율을 증가시키기 위해 자동차의 엔진을 멈추게 할 때 짧은 시간 동안 계속 작동되는 공기 조화 시스템의 효율을 증가시키는 PCM을 갖는 개선된 증발기가 여전히 계속해서 필요하다.
본 발명은 상변화 물질의 저장을 위한 적어도 하나의 클램쉘(clam shell) 하우징을 갖는 증발기를 제공한다. 증발기는 상부 매니폴드, 상부 매니폴드로부터 중력에 대해서 아래쪽 방향으로 연장되는 복수의 냉매관, 및 상변화 물질을 저장하기 위한 챔버를 형성하는 루버형 클램쉘 하우징을 포함한다. 루버형 클램쉘 하우징은 두 인접 냉매관의 상부 부분 사이에 배치되고 그와 열적 연통이 이루어진다. 루버형 클램쉘 하우징은 2개의 클램쉘 플레이트로 형성되고, 각 플레이트는 상변화 물질 챔버 내로 절첩되는 슬랫(slat)에 의해 형성된 루버를 갖는다. 절첩된 슬랫은 상변화 물질이 인접하는 냉매관과 직접적으로 물리적 접촉을 하는 것을 가능하게 하는 루버 개구를 클램쉘 하우징에 형성하고, 이렇게 함으로써 관 내에서 흐르는 냉매와 클램쉘 하우징 내의 상변화 물질 사이의 열적 연통을 개선한다.
제2 작동 모드에서, 압축기가 증발기를 통해 냉매를 순환시키지 않을 때는, 냉매로부터 더 낮은 온도의 PCM으로 열이 전달되고, 이렇게 함으로써 냉매를 냉각시키고 응축시킨다. 더 무거운 응축된 냉매는 관을 통해 수직 방향으로 아래쪽으로 낙하한다. 그 다음, 응축된 냉매가 증발기의 코어를 통해 주변 공기 흐름으로부터 열을 받고, 이렇게 함으로써 냉매를 따뜻하게 하여 증발시킨다. 더 가벼운 증기상 냉매가 수직 방향으로 올라가서 더 낮은 온도의 PCM으로 복귀되고 이 순환을 반복한다.
공기 조화 시스템의 상변화 물질 루버형 클램쉘 하우징을 갖는 증발기는 둘 다 엔진이 유휴 상태일 때 자동차의 캐빈을 냉방하기 위한 개선된 수동 시스템을 제공한다. 이 증발기는 또한 차량외 응용에도 이용될 수 있다. 이 증발기는 자동차의 엔진이 유휴 상태일 때 계속 작동되는 종래 기술의 증발기보다 부피가 덜 크고, 덜 비싸고, 제조하기 더 쉽고, 더 튼튼하다. 추가로, 클램쉘 플레이트 상에 안쪽으로 절첩되는 슬랫에 의해 형성된 루버 개구는 상변화 물질이 냉매관과 직접적으로 물리적 및 열적 접촉을 갖는 것을 허용하고, 이렇게 함으로써 열 전달 효율을 증가시킨다. 마지막으로, 이 증발기는 상변화 물질 클램쉘 하우징을 인접하는 냉매관 사이에 배치함으로써 기존 증발기에 통합될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면과 관련해서 고려할 때 다음 상세한 설명을 참고함으로써 더 잘 이해되기 때문에 본 발명의 다른 이점을 쉽게 인식할 것이다.
본 발명을 첨부 도면과 관련해서 더 기술할 것이다.
도 1은 인접하는 냉매관 사이에 위치하는 루버형 클램쉘 하우징 내에 함유된 상변화 물질을 갖는 증발기의 전형적인 실시양태의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 증발기의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 상변화 물질을 함유하는 루버형 클램쉘 하우징의 상세한 분해 사시도이다.
4는 도 3의 조립된 클램쉘 하우징을 도시한 도면이다.
도면에서는 상변화 물질(PCM)(250)을 함유하는 루버형 클램쉘 하우징(200)을 갖는 플레이트 유형 증발기(100) 열 교환기 어셈블리를 나타내고, 여기서 도면 전체에 걸쳐서 같은 숫자는 상응하는 부분을 나타낸다. 클램쉘 하우징(200)은 더 적은 질량 및 부품을 포함하여 제조 용이성을 제공하는 더 효율적인 증발기(100)를 가능하게 한다. 첨부 도면과 관련해서 고려할 때 다음 상세한 설명을 참고함으로써 더 잘 이해되기 때문에, PCM 루버형 클램쉘 하우징(200)의 추가의 이점을 쉽게 인식할 것이다.
자동차의 대표적인 공기 조화 시스템은 자동차의 엔진에 의해 구동되는 압축기를 포함한다. 압축기는 2상 냉매를 증발기를 통해 순환시키고, 여기서 냉매가 증발기의 냉매관 및 상호연결 휜(fin)에 의해 형성되는 증발기 코어를 통해 흐르는 주변 공기 스트림으로부터 열에너지를 추출하는 동안에 증기상으로 팽창하고, 이렇게 함으로써 공기 스트림을 냉각시킨다. 냉각된 공기의 스트림이 자동차 캐빈으로 보내져서 탑승자에게 쾌적 냉방을 제공할 수 있다.
연료 보존을 위해, 미리 결정된 조건에서는 예컨대 자동차가 비탈길 아래로 관성으로 움직이거나 또는 교차로에서 일시적으로 정지할 때는 자동차의 엔진을 끌 수 있다. 엔진이 꺼진 기간 동안에는, 엔진이 증발기를 통해 냉매를 순환시키는 압축기를 구동시키지 못한다. 엔진이 꺼져서 압축기를 구동시키지 못할 때 탑승 공간에 냉방 기간을 연장하기 위해 상변화 물질을 갖는 증발기가 이러한 자동차의 공기 조화 시스템에 제공될 수 있다.
도 1 및 2에 복수의 루버형 클램쉘 하우징(200)을 갖는 플레이트 유형 증발기(100)의 전형적인 실시양태를 나타낸다. 클램쉘 하우징(200)은 증발기(100)의 상단 영역(116)과 열적 연통이 이루어지는 물질(PCM)(250)을 함유한다. 증발기(100)는 복수의 스탬핑된 금속 플레이트(105)로부터 제조될 수 있다. 각 스탬핑된 금속 플레이트(105)는 당업계 통상의 기술을 가진 자에게 알려진 특징부, 예컨대 매니폴드 개구(106), 매니폴드 개구(106) 둘레의 보스(boss)(107)), 내부 리브(rib)(108), 및 플랜지(109)를 형성한다. 복수의 스탬핑된 금속 플레이트(105)는 스탬핑된 금속 플레이트(105)를 적층한 후 전체 어셈블리를 경납땜함으로써 플레이트형 증발기(100)로 조립된다. 각 금속 플레이트의 매니폴드 개구(106), 보스(107), 내부 리브(108) 및 플랜지(109)는 인접하는 금속 플레이트(105)의 상응하는 매니폴드 개구(106), 보스(107), 내부 리브(108) 및 플랜지(109)와 협력하여 1쌍의 상부 매니폴드(112), 1쌍의 하부 매니폴드(114), 및 매니폴드(112, 114)를 수력학적으로 연결하는 복수의 편평한 냉매관(110)을 형성한다. 상부 및 하부라는 용어는 중력 방향에 대해 이용된다.
복수의 루버형 클램쉘 하우징(200)은 1쌍의 상부 매니폴드(112)에 인접하여 증발기(100)의 상단 영역(116) 근처에서 편평한 냉매관(110) 사이에 배치된다. 루버형 클램쉘 하우징(200)은 1쌍의 상부 매니폴드(112)의 일부를 둘러쌀 수 있거나, 또는 대안으로서, 상부 매니폴드(112)의 바로 아래의 편평한 냉매관(110)의 상부 부분(118)에 위치할 수 있다. 루버형 클램쉘 하우징(200) 각각에, PCM(250), 예컨대 CnH2n +2의 분자식을 갖는 액체 포화 탄화수소, 파라핀 왁스, 또는 실온에서 액상으로 남을 수 있는 어떠한 다른 물질이 배치된다. 열 전달 효율을 증가시키기 위해 루버형 클램쉘 하우징(200)에 함유된 PCM(250)에 열전도 물질, 예컨대 금속 입자 또는 섬유가 추가될 수 있다.
도 2에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 공기 조화 시스템이 제2 작동 모드일 때, 엔진이 꺼지고 압축기가 증발기(100)를 통해 냉매를 순환시키지 못할 때, 편평한 냉매관(110) 내의 더 높은 온도의 증기 냉매로부터 루버형 클램쉘 하우징(200) 내에 함유된 더 낮은 온도의 PCM(250)으로 열 에너지가 전달되고, 이렇게 함으로써 냉매를 냉각시켜 액상으로 응축시킨다. 더 높은 밀도의 응축된 액상 냉매가 중력 때문에 편평한 냉매관(110)의 하부 부분(120)을 향하여 아래쪽으로 낙하할 때, 냉매가 주변 공기 스트림의 흐름으로부터 열을 흡수하여 다시 증기상으로 팽창한다. 더 낮은 밀도의 증기 냉매는 더 낮은 온도의 PCM(250)을 향하여 위쪽으로 부유하고, 여기서 뒤이어 증기 냉매가 재냉각되어 재응축되고 순환을 반복한다. 냉매관 내에서 냉매의 이러한 순환을 도 2에 나타낸 바와 같이 열 사이펀 순환(thermal siphon cycle)이라 부르고 TSC라고 참조 표시한다. PCM(250)을 편평한 냉매관(110)의 상부 부분(118)과만 열 접촉하도록 위치시킴으로써, 더 낮은 온도의 PCM(250)이 편평한 냉매관(110) 내에서 정상 열 사이펀을 유도하고, 이것은 압축기가 짧은 기간 동안 작동되지 않는 동안에 냉매가 다가오는 공기 스트림을 계속 냉각시키는 것을 허용한다. 열 사이펀 순환은 엔진에 동력이 공급되어 압축기를 구동시키거나 또는 PCM(250)의 냉각 용량이 고갈될 때까지 계속된다.
도 3에 대해 설명하면, 두 클램쉘 플레이트(210) 각각은 하나의 클램쉘 플레이트(210)가 중심축(A)을 중심으로 180°회전하여 다른 하나의 클램쉘 플레이트(210) 상에 조립되어 루버형 클램쉘 하우징(200)을 형성하는 것을 허용하는 상보적 특징부를 포함한다. 두 클램쉘 플레이트(210)는 열전도 물질, 예컨대 알루미늄의 시트로부터 스탬핑되거나 또는 다른 방식으로 형성되어 루버(230), PCM 포트(226), 및 상부 매니폴드 개구(224)를 형성할 수 있다.
편평한 냉매관(110)의 상부 부분(118)은 냉매관의 한 표면부터 냉매관의 반대쪽 표면까지 연장되는 관통 구멍(124)을 포함할 수 있다. 루버형 클램쉘 하우징(200)은 PCM 포트(226)를 포함할 수 있고, PCM 포트(226)는 편평한 냉매관(110)의 관통 구멍(124)과 협력하여 루버형 클램쉘 하우징(200) 사이의 PCM(250)의 수력학적 연통을 위한 열교환기 어셈블리(100)를 통하는 PCM 통로(126)를 형성할 수 있다. PCM(250) 통로(126)는 제조 동안에 루버형 클램쉘 하우징(200)을 PCM(250)로 용이하게 충전하는 것을 허용하고, 또한 PCM(250)이 하나의 루버형 클램쉘 하우징(200)으로부터 또 다른 하우징으로 이동하는 것을 허용하여 증발기(100)를 가로질러 생기는 열 구배로 인한 루버형 클램쉘 하우징(200) 내에서의 불균등한 PCM(250) 팽창 및/또는 수축을 처리한다.
PCM(250)을 1쌍의 상부 매니폴드(112) 바로 아래에 유지시키는 것은 PCM(250)과 냉매관의 냉매 사이의 더 큰 열전도를 허용한다. 공기 조화 시스템이 제2 모드로 작동되고 있고 그 동안 압축기가 증발기(100)를 통해 냉매를 순환시키지 못하는 동안에 요망되는 냉방 성능을 달성하는 데 요구되는 요망되는 부피의 PCM(250)을 제공하기 위해 냉매관을 따라서 연장되는 루버형 클램쉘 하우징(200)의 길이를 조정할 수 있다.
200 ℉ 이하의 승온에서 물질의 부피 팽창을 처리하기 위해서 루버형 클램쉘 하우징(200)의 전용량보다 작게 PCM(250)으로 충전하는 것이 바람직하다. PCM 포트(226)의 위치는 루버형 클램쉘 하우징(200)에 대해서 PCM(250)이 루버형 클램쉘 하우징(200) 사이를 이동하는 것을 허용하도록 위치선정된다. PCM(250) 포트(226)가 너무 높으면, PCM(250)이 재분배될 수 없어서, 공간 사이의 루버형 클램쉘 하우징(200) 부피의 균등화가 일어나지 않을 것이다. PCM(250)의 균일한 분배는 비용을 최소화하고 최적의 작동을 보장할 것이다. 루버형 클램쉘 하우징(200)이 과다한 PCM(250)을 갖는 경우, 그것은 추가 비용을 야기할 것이다. 너무 적은 PCM(250)의 경우, 그것은 증발기(100)의 그 부분에서 불량한 성능을 야기할 것이다.
도 3 및 4에 대해 설명하면, 루버형 클램쉘 하우징(200) 각각은 실질적으로 동일하게 형성된 2개의 클램쉘 플레이트(210)로부터 조립된다. 각 클램쉘 플레이트(210)는 외부 표면(212), 외부 표면(212) 반대쪽의 내부 표면(214), 내부 표면(214)의 외주로부터 수직으로 연장되는 테두리(216), 테두리(216)로부터 연장되는 복수의 탭(218), 및 중심축(A)을 통해 연장되는 중심 리브(228)를 포함한다. 각 클램쉘 플레이트(210)는 추가로 1쌍의 매니폴드 개구(224) 및 PCM 포트(226)를 형성한다.
클램쉘 플레이트(210)의 관련된 매니폴드 개구(224) 아래에서 중심축(A)의 양쪽에 위치하는 제1 부분(220) 및 제2 부분(222)에 복수의 루버(230)가 형성된다. 루버(230)는 슬릿 쌍들 사이에 형성된 복수의 슬랫(231)을 내부 표면(214)에 대해 거의 직각으로 절첩함으로써 형성될 수 있다. 루버(230)의 수를 증가시키기 위해, 길고 좁은 범프(bump)를 형성한 후 슬릿팅하여 길이(L)를 갖는 직사각형 모양 슬랫(231)을 형성할 수 있다. 한 세트의 루버(230)가 중심축(A)의 한쪽에서 제1 방향으로 연장될 수 있고, 또 다른 세트의 루버(230)가 중심축(A)의 다른 쪽에서 제2 방향으로 연장될 수 있다. 제1 방향은 중심축(A)에 대해 직각일 수 있고, 제2 방향은 중심축(A)에 평행할 수 있다.
먼저, 하나의 클램쉘 플레이트(210)의 내부 표면(214)이 다른 하나의 클램쉘 플레이트 쪽으로 배향되도록 하나의 클램쉘 플레이트(210)를 중심축(A)을 중심으로 180°회전시킴으로써 두 클램쉘 플레이트(210)를 루버형 클램쉘 하우징(200)으로 조립한다. 이어서, 두 클램쉘 플레이트(210)를 각 클램쉘 플레이트(210)의 테두리(216)가 서로 맞물리도록 합친다. 하나의 클램쉘 플레이트(210)의 탭(218)이 다른 하나의 클램쉘 플레이트(210)의 탭(218)과 협력하여 두 클램쉘 플레이트(210)를 함께 로킹하여 내부 PCM 챔버(232)를 형성하는 루버형 클램쉘 하우징(200)을 제공한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 일단 두 클램쉘 플레이트(210)가 접합되면, 직사각형 슬랫(231)들을 범핑(bumping)하고, 슬릿팅하고, 하나의 클램쉘 플레이트(210)의 루버(230)의 원위 에지(234)가 다른 하나의 클램쉘 플레이트(210)의 루버(230)의 원위 에지(234)와 90°로 맞물릴 수 있도록 절첩한다. 루버(230)의 원위 에지(234)의 교차 맞물림은 클램쉘 하우징(200)에 구조 완전성을 제공하고, 결국, 클램쉘 하우징(200)이 냉매관(110) 사이의 위치에 조립되어 경납땜되면 플레이트 유형 증발기(100)의 전체 구조 완전성을 증가시킨다. 루버(230)의 슬릿팅 및 절첩에 의해 클램쉘 플레이트(210)에 형성된 루버 개구(236)는 PCM(250)이 냉매관(110)의 외부 표면과 직접적으로 물리적 접촉을 하는 것을 허용하고, 이렇게 함으로써 PCM(250)과 냉매관(110) 내의 냉매 사이의 열전도를 증가시킨다.
본 발명을 전형적인 실시양태에 관해서 기술하였지만, 당업계 숙련자는 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 다양한 변화를 가할 수 있고 그의 요소를 동등물이 대체할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추가로, 본 발명의 본질적 범위에서 벗어남이 없이 특별한 상황 또는 물질을 본 발명의 교시에 맞춰 조정하도록 많은 변경을 가할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 가장 좋은 방식으로서 개시된 특별한 실시양태에 제한되지 않고, 본 발명이 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 있는 모든 실시양태를 포함하는 것을 의도한다.

Claims (10)

  1. 공기 조화 시스템용 증발기(100)이며,
    상부 매니폴드,
    상기 상부 매니폴드로부터 연장되고 상부 매니폴드와 수력학적 연통이 이루어지는 복수의 냉매관(110), 및
    두 인접 냉매관(110) 사이에 배치되고 두 인접 냉매관(110)와 열적 연통이 이루어지는 클램쉘 하우징(200)을 포함하고,
    상기 클램쉘 하우징(200)은 상변화 물질을 저장하도록 구성된 챔버(232)를 형성하는 2개의 클램쉘 플레이트(210)를 포함하고,
    상기 클램쉘 플레이트(210) 중 하나는 상기 챔버(232) 안으로 연장되는 원위 루버 에지(234)를 갖는 제1 부분(220) 루버(230)를 형성하는 제1 부분(220)을 포함하는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 하나의 상기 제1 부분(220)은, 상기 제1 부분(220) 루버(230)와, 상변화 물질과 상기 냉매관(110) 사이의 직접적인 물리적 접촉을 가능하게 하는 상응하는 제1 부분(220) 루버 개구(236)를 형성하도록 상기 챔버(232) 안으로 절첩되는 복수의 평행한 슬랫(231)을 더 포함하는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  3. 제2항에 있어서, 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 적어도 하나는 상기 클램쉘 플레이트(210)를 상기 제1 부분(220) 및 제2 부분(222)으로 나누는 축 A를 따라서 연장되는 중심 리브(228)를 더 포함하고,
    상기 제2 부분(222)은 상기 상변화 물질 챔버(232) 안으로 연장되는 원위 루버 에지를 갖는 제2 부분(222) 루버(230)를 형성하는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  4. 제3항에 있어서, 상기 클램쉘 플레이트(210)의 상기 제2 부분(222)은 상기 제2 부분(222) 루버(230) 및 상응하는 제2 부분(222) 루버 개구(236)를 형성하도록 상기 챔버(232) 안으로 절첩되는 복수의 평행한 슬랫(231)을 더 포함하는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 부분(220) 루버(230)는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 부분(222) 루버(230)는 제2 방향으로 연장되는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향에 대해 90°인
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클램쉘 플레이트(210) 중 다른 하나는 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 하나와 실질적으로 동일하고, 원위 루버 에지를 갖는 제2 부분(222) 루버(230)를 형성하는 제2 부분(222)을 포함하고,
    상기 클램쉘 플레이트(210) 중 하나는 축 A를 중심으로 180°회전하여, 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 하나의 상기 제1 부분(220) 루버(230)가 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 다른 하나의 상기 제2 부분(222) 루버(230)에 대해 90°로 연장되는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  8. 제7항에 있어서, 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 하나의 상기 제1 부분(220)의 상기 원위 루버 에지(234)는 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 상기 다른 하나의 상기 제2 부분(222)의 상기 원위 루버 에지(234)와 접촉하는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  9. 제8항에 있어서, 상기 클램쉘 하우징(200)은, 상변화 물질이 상기 상부 매니폴드 아래에서 상기 냉매관(110)의 상부 부분(118)과만 직접적으로 물리적 접촉을 하기 위해, 상 변화 물질을 저장하도록 구성되는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
  10. 제8항에 있어서, 상기 클램쉘 플레이트(210) 중 하나는 상기 루버(230) 위에 위치하는 상변화 물질 포트(226)를 형성하는
    공기 조화 시스템용 증발기(100).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3035201B1 (fr) * 2015-04-16 2017-05-05 Valeo Systemes Thermiques Tube a reservoir de materiau a changement de phase pour echangeur de chaleur.
FR3086046B1 (fr) * 2018-09-13 2020-12-04 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur a reservoir de materiau a changement de phase

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US20130199760A1 (en) * 2008-08-06 2013-08-08 Delphi Technologies, Inc. Heat exchanger assembly having split mini-louvered fins
US9150081B2 (en) * 2009-06-10 2015-10-06 Delphi Technologies, Inc. Evaporator phase change thermal siphon
US20120042687A1 (en) * 2010-08-23 2012-02-23 Showa Denko K.K. Evaporator with cool storage function
JP5923262B2 (ja) * 2011-08-31 2016-05-24 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー 蓄冷機能付きエバポレータ
JP5898995B2 (ja) * 2012-02-20 2016-04-06 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー カーエアコン用蓄冷機能付きエバポレータの製造方法

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