本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車輛空調(diào)裝置的蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

與機(jī)動車輛的空調(diào)回路的剩余部分連接的蒸發(fā)器具有冷卻旨在吹入車輛內(nèi)部的通風(fēng)流體的功能。通常，通風(fēng)流體是來自車輛外部的空氣。

因此，蒸發(fā)器包括多個(gè)制冷劑管，制冷劑流體在所述多個(gè)制冷管內(nèi)部循環(huán)。在與這些制冷劑管接觸，通風(fēng)流體將其一些卡路里放出到制冷劑管并因此被冷卻。通過通常由機(jī)動車輛的發(fā)動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)，使得流體在空調(diào)回路內(nèi)部循環(huán)。

因此，當(dāng)車輛發(fā)動機(jī)關(guān)閉時(shí)，裝置中的制冷劑流體的循環(huán)不再發(fā)生，并且空氣和制冷劑流體之間的熱交換不能再發(fā)生。然后，吹入車輛中的空氣不再被冷卻。當(dāng)燃料經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)計(jì)劃在車輛靜止時(shí)自動關(guān)閉發(fā)動機(jī)，從而防止空調(diào)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這種情況是更成問題的。

已知的做法是，為蒸發(fā)器提供蓄熱材料(thermalstoragematerial)的貯存器。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，在蒸發(fā)器中循環(huán)的制冷劑流體同時(shí)冷卻通過蒸發(fā)器的空氣和蓄熱材料的貯存器。當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時(shí)，蓄熱材料釋放之前積聚的千卡(frigories)，以冷卻通過蒸發(fā)器的空氣。應(yīng)該記起的是，通過類比卡路里，千卡對應(yīng)于將1克水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下從14.5℃到15.5℃降溫1℃所需要的熱量。

已知的做法還是，通過以蓄熱材料的方式使用相變材料(縮寫pcm所指的)。當(dāng)pcm與制冷劑流體接觸時(shí)，其固化。當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時(shí)，pcm液化并因此向通過蒸發(fā)器的空氣釋放千卡。

已知的做法是，將pcm布置在管中，其具有與同樣布置在棋盤配置中的制冷劑管相關(guān)聯(lián)的棋盤幾何形狀。然而，通過這種布置，管內(nèi)壓力的分布是不均一的。因此，為了承受這種壓力差，必須制造較厚的管，而這使得蒸發(fā)器更重。

從申請us-2010307180、jp-2011201328和jp-2012037900也已知裝備有包括形成相變材料的貯存器的多個(gè)殼體的儲存構(gòu)件的蒸發(fā)器的示例。

揭露的蒸發(fā)器具有當(dāng)車輛的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有在足夠短的時(shí)間間隔中均一和完全地固化pcm的缺點(diǎn)。因此，當(dāng)車輛停止時(shí)，如在紅燈時(shí)，pcm可能沒有完全固化是可能的，并且它們可能不能在足夠長的時(shí)間長度冷卻吹入內(nèi)部的空氣是可能的。此外，冷卻劑流體與形成pcm的貯存器的殼體之間的熱交換有些低效，因?yàn)樾枰opcm貯存器提供翅片，所述翅片的任務(wù)是提高熱交換的效率。這些翅片使得蒸發(fā)器更重。另外，由于在蒸發(fā)器中的pcm貯存器的布置，通風(fēng)流體在通過蒸發(fā)器時(shí)經(jīng)受機(jī)械摩擦。該機(jī)械摩擦導(dǎo)致壓力降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是克服這些缺點(diǎn)。

為了達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明提供一種用于機(jī)動車輛空調(diào)裝置的蒸發(fā)器，包括用于允許制冷劑流體循環(huán)的至少一個(gè)制冷管和至少一個(gè)儲存構(gòu)件，所述儲存構(gòu)件包括至少一個(gè)殼體，所述殼體包括被稱為蓄熱材料的材料，所述蓄熱材料用于儲存千卡并將它們釋放到用于朝向車輛內(nèi)部循環(huán)的通風(fēng)流體，其特征在于，殼體具有基本上半球形形狀。

根據(jù)當(dāng)前公認(rèn)的固化熱力學(xué)模型，球形的固體核在液體中生長。這就是為什么用半球形的殼體，蓄熱材料的固化均一地(homogeneously)和快速地發(fā)生。因此，不再需要將翅片插入到pcm貯存器中。

優(yōu)選地，通風(fēng)流體為空氣。

這是最常用的通風(fēng)流體。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，蓄熱材料包括相變材料。

使用這種材料，固/液相變在窄的溫度范圍之上發(fā)生。因此，需要提供很少的能量以實(shí)現(xiàn)固化。

優(yōu)選地，制冷劑管的至少一個(gè)壁形成殼體的壁。

因此，只存在一個(gè)壁分離pcm和制冷劑流體，從而更有效地發(fā)生熱傳遞。在申請us-2010307180，jp-2011201328和jp-2012037900中描述的蒸發(fā)器具有布置為部分地與pcm貯存器接觸的制冷劑管。特別地，申請us-2010307180中描述的蒸發(fā)器包括其橫截面為可變尺寸的蓄熱材料的貯存器。因此，貯存器不系統(tǒng)地與制冷劑管接觸，因此熱傳遞非最佳的。此外，在現(xiàn)有技術(shù)的文件的蒸發(fā)器中，兩個(gè)壁將制冷劑流體與pcm分離，并且這降低了熱傳遞的效率。

優(yōu)選地，構(gòu)件具有至少兩個(gè)殼體，殼體流體連通地連接到彼此。

因此，限制了在單個(gè)殼體內(nèi)超壓的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，殼體通過連接管道連接到彼此。

有利地，殼體半徑與將該殼體連接到其他殼體的連接管道的尺寸的比率包括在0.5和1之間。

當(dāng)這個(gè)比率接近0.5時(shí)，發(fā)現(xiàn)固化過程快速發(fā)生。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)殼體具有基本上半球形形狀。

優(yōu)選地，一個(gè)殼體的半徑與另一殼體的半徑不同。

有利地，儲存構(gòu)件包括分布在規(guī)則點(diǎn)陣的節(jié)點(diǎn)處的多個(gè)殼體。因此，殼體在空間中形成均勻的分布。該均勻分布的特征可以在于其單位單元。單位單元是貫穿儲存構(gòu)件重復(fù)的殼體的最簡單的分布。在二維空間中，特別已知的是正交的(可能是居中的)、四方或六方類型的點(diǎn)陣。

因此，與沒有蓄熱材料的貯存器的蒸發(fā)器相比，通過蒸發(fā)器的空氣所經(jīng)受的壓降被限制在30％。

本發(fā)明還提供一種機(jī)動車輛空調(diào)裝置，其特征在于，其包括如上所述的蒸發(fā)器。

附圖說明

現(xiàn)在將參考以下附圖通過非限制性的方式示例來描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：

圖1是本發(fā)明的儲存構(gòu)件的透視圖；

圖2是包括蓄熱材料的殼體的透視圖和剖視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的替代形式的支承儲存構(gòu)件的蒸發(fā)器的一部分的剖視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的包括幾個(gè)儲存構(gòu)件的蒸發(fā)器的透視圖。

具體實(shí)施方式

圖1至圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于機(jī)動車輛空調(diào)裝置的蒸發(fā)器12的儲存構(gòu)件10。儲存構(gòu)件10采取板的形式并且包括兩個(gè)孔口14，所述孔口14允許構(gòu)件10使用常規(guī)的組裝方式(未示出)連接到構(gòu)成蒸發(fā)器12的其它元件。

特別如圖1和圖2可以看出，儲存構(gòu)件10包括大致半球形形狀并通過連接管道18流體連通地彼此連接的多個(gè)殼體16。連接管道18將兩個(gè)相鄰的殼體16流體連通地連接。沿著橫向于儲存構(gòu)件10延伸的軸線(xx')，連接管道18的高度小于殼體16的半徑。在該實(shí)施例中，半球形殼體16具有相同的半徑，這里為3.5毫米。根據(jù)本實(shí)施例的替代形式，至少兩個(gè)半球形殼體具有不同的半徑。這里，殼體16的半徑與連接管道18沿軸線(xx')的尺寸之間的比率為0.5，但是在替代形式中，該半徑包括在0.5和1之間。此外，多個(gè)殼體16通過與布拉維斯點(diǎn)陣(bravaislattices)類比分布在被稱為原始六邊形點(diǎn)陣的規(guī)則點(diǎn)陣的節(jié)點(diǎn)處。在替代形式中，殼體16根據(jù)另一類型的一維、二維或甚至三維規(guī)則點(diǎn)陣分布。

已經(jīng)設(shè)計(jì)了殼體16的尺寸和分布，以考慮到形成鋁所涉及的限制，所述鋁是生產(chǎn)儲存構(gòu)件10的材料。鋁是輕質(zhì)材料，因此，由于殼體16中沒有翅片，所以蒸發(fā)器12的重量相對低。

此外，殼體16的形狀和它們分布在儲存構(gòu)件10中的方式用于限制由通過蒸發(fā)器12的通風(fēng)流體所經(jīng)歷的壓降。這里，與沒有儲存構(gòu)件10的類似的蒸發(fā)器相比，或者甚至與包括每四個(gè)管分布大約一個(gè)的儲存構(gòu)件的蒸發(fā)器相比，壓降不超過30％。

在本發(fā)明的該示例性實(shí)施例中，儲存構(gòu)件10的每個(gè)殼體16具有基本上半球形形狀。根據(jù)圖3所示的替代形式，基本上半球形形狀的殼體16連接到基本上半橢圓形狀的其它殼體20。

殼體16或20意于儲存千卡。為此，殼體16、20和連接管道18填充有被稱為蓄熱材料的材料，在這種情況下，所述蓄熱材料是本身已知類型的相變材料(或pcm)21。

蒸發(fā)器12還包括制冷劑流體通過其循環(huán)的多個(gè)制冷劑管22。該流體尤其可以是hfo-1234yf型或能夠用于機(jī)動車輛空調(diào)裝置的任何其它制冷劑流體。

蒸發(fā)器12還包括多排翅片24。每排翅片24(有時(shí)稱為波紋中間層)沿著軸線(xx')定位在至少一個(gè)制冷劑管22的旁邊。這些翅片在兩個(gè)制冷劑流體管22、22a之間延伸，與儲存構(gòu)件10相似。

圖4示出了包括多個(gè)儲存構(gòu)件10的蒸發(fā)器12。儲存構(gòu)件10沿著軸線(xx')均勻地布置在兩個(gè)制冷劑管22之間。

當(dāng)空調(diào)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通風(fēng)流體(在這種情況下，來自車輛外部的空氣)通過翅片排24。如果車輛發(fā)動機(jī)運(yùn)行，則制冷劑流體貫穿空調(diào)裝置而循環(huán)。因此，制冷劑流體冷卻地到達(dá)蒸發(fā)器12，并因此向通過翅片排24的空氣放出千卡。然后冷卻的空氣循環(huán)到車輛內(nèi)部，從而冷卻的空氣可以調(diào)節(jié)空氣。同時(shí)，制冷劑流體將其一些千卡釋放到固化的pcm。由于殼體16、20的形狀，固化快速且均一地發(fā)生。另外，由于固化是外在的過程，因此pcm構(gòu)成“千卡貯存器”。

當(dāng)如圖3所示限定制冷劑管22a的壁26也是限定殼體16、20的壁時(shí)，特別在制冷劑管22a和殼體16、20之間的熱傳遞更有效。因此，只存在一個(gè)隔板分隔管22a和殼體16、20。此外，由于壁26對于殼體16、20和制冷劑管22a是公共的，所以pcm在壁26的整個(gè)表面之上與制冷劑管接觸，這也使得可以顯著地提高pcm和管22a內(nèi)部的制冷劑液體之間的熱傳遞效率。

當(dāng)車輛發(fā)動機(jī)不運(yùn)行時(shí)，由于車輛停止了短暫的時(shí)間，并且當(dāng)車輛的使用者操作空調(diào)裝置時(shí)，殼體16、20中的pcm液化。因?yàn)橐夯俏鼰岬?，所以pcm將其在固化期間積聚的千卡釋放到制冷劑管22、22a中的制冷劑液體中。制冷劑液體冷卻，并且轉(zhuǎn)而將千卡釋放到通過翅片排24循環(huán)的空氣?？諝獗焕鋮s，然后吹入其調(diào)節(jié)空氣的車輛內(nèi)部中。

當(dāng)然，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出許多修改。

特別地，翅片的形狀或布置可以改變，在蒸發(fā)器12內(nèi)，儲存構(gòu)件10和制冷劑管22相對于彼此的布置可以改變。

也可能使用各種規(guī)則圖案來布局儲存構(gòu)件10的殼體16、20。