(57)【要約】  本発明は、車両の空調設備の熱交換器用の相変化材料タンク９に関し、タンク９は２つのタンクプレート１０ａ、１０ｂの間に配設されるとともに充填手段１４を有し、前記充填手段１４は、前記タンク９の第１プレート１０ａに対して前記タンク９の外部に配設される充填チャネル１９を画定する少なくとも１つのチューブ１５を有することを特徴とする。
2019507053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の空調設備の熱交換器（１）用の相変化材料タンク（９）であって、２つのタンクプレート（１０ａ、１０ｂ）の間に配設されるとともに充填手段（１４）を有するタンク（９）において、
前記充填手段（１４）は、前記タンク（９）の第１プレート（１０ａ）に対して前記タンク（９）の外部に配設される充填チャネル（１９）を画定する少なくとも１つのチューブ（１５）を有する、
ことを特徴とするタンク（９）。
【請求項２】
前記充填チャネル（１９）を、前記２つのタンクプレート（１０ａ、１０ｂ）によって画定される前記タンク（９）の内部容積部に連結する供給チャネル（２２）を有する、
請求項１に記載のタンク（９）。
【請求項３】
前記充填チャネル（１９）は、前記タンクプレート（１０ａ、１０ｂ）の全体平面（Ｐ１）に対して平行に配向される主面に存在し、
前記供給チャネル（２２）は、前記タンクプレート（１０ａ、１０ｂ）の前記全体平面（Ｐ１）に対して横方向に配向された軸に沿って延在する、
請求項２に記載のタンク（９）。
【請求項４】
前記供給チャネル（２２）は、開口（２２ａ、２２ｂ）によって形成され、
前記開口（２２ａ、２２ｂ）は、互いに連通するとともに、それぞれ前記チューブ（１５）を貫通して及び前記第１タンクプレート（１０ａ）を貫通して形成される、
請求項２又は３に記載のタンク（９）。
【請求項５】
前記チューブ（１５）を前記第１タンクプレート（１０ａ）上に位置決めするように位置決め手段が設けられる、
請求項４に記載のタンク（９）。
【請求項６】
前記位置決め手段は、少なくとも第１開口（２２ｂ）を包囲するとともに第２開口（２２ａ）内部に嵌合する少なくとも１つのカラー（２３ａ、２３ｂ）である、
請求項５に記載のタンク（９）。
【請求項７】
前記カラー（２３ａ、２３ｂ）は、前記第１タンクプレート（１０ａ）から前記タンク（９）の外部に向かって突出する、
ことを特徴とする請求項６に記載のタンク（９）．
【請求項８】
前記位置決め手段は、前記充填チャネル（１９）の長手方向軸が、前記タンクプレート（１０ａ、１０ｂ）の長手方向軸を横切るように設計される、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載のタンク（９）。
【請求項９】
前記チューブ（１５）は、前記第１タンクプレート（１０ａ）の外面に形成されるシート部（１６）に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載のタンク（９）。
【請求項１０】
前記シート部（１６）は、前記供給チャネル（２２）からリザーブ（１８）に向かう前記タンク（９）の供給チャンバ（１７）を画定し、
前記リザーブ（１８）は、前記第１タンクプレート（１０ａ）の長手方向平面において前記供給チャンバ（１７）を延長する、
ことを特徴とする請求項９に記載のタンク（９）。
【請求項１１】
前記第１タンクプレート（１０ａ）の前記全体平面（Ｐ１）に対して垂直な方向において、前記供給チャンバ（１７）と前記チューブ（１５）とを合わせた寸法（ａ、ｂ）は、前記リザーブ（１８）の寸法（ｃ）に少なくとも等しい、
請求項１０に記載のタンク（９）。
【請求項１２】
前記充填手段（１４）は、少なくとも１つの接続端部（１５ｂ）を有し、
前記接続端部（１５ｂ）は、前記タンクプレート（１０ａ、１０ｂ）の横方向寸法を越えて延在するとともに、前記充填チャネル（１９）を、前記タンク（９）に相変化材料を供給する外部供給回路（２０）に連通させるように設計される、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のタンク（９）。
【請求項１３】
前記充填チャネル（１９）の遠位端部（２１ａ）は、その縁部同士を変形させることにより閉鎖され、
前記接続端部（１５ｂ）の近位端部（２１ｂ）は、プラグにより、又はその縁部同士を変形させることにより閉鎖される、
請求項１２に記載のタンク（９）。
【請求項１４】
前記第１タンクプレート（１０ａ）は、前記第２タンクプレート（１０ｂ）に配設される開放シェル（１１）として機能し、
前記シェル（１１）は、前記タンク（９）の容積部を画定するとともに、前記タンク（９）の前記容積部を包囲するその周縁部（１３）を介して、前記第２タンクプレート（１０ｂ）に対して封止される、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のタンク（９）。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのタンク（９）を有する、車両の空調設備の熱交換器（１）。
【請求項１６】
少なくとも１つの第１導管プレート（６ａ）と第２導管プレート（６ｂ）とによって画定される少なくとも１つの流体通流導管（３ｂ）を有し、
前記第２タンクプレート（１０ｂ）は、前記導管プレート（６ａ、６ｂ）のうちの一方である、
請求項１５に記載の熱交換器（１）。
【請求項１７】
前記第１タンクプレート（１０ａ）は、第３導管プレート（５ａ）と隣接する第４導管プレート（５ｂ）とによって画定される第２導管（３ａ）に熱的に連結される、
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の熱交換器（１）。
【請求項１８】
少なくとも１つの第１導管プレート（６ａ）と第２導管プレート（６ｂ）とによって画定される少なくとも１つの流体通流導管（３ｂ）、並びに第３導管プレート（５ａ）と第４導管プレート（５ｂ）とによって画定される第２導管（３ａ）を有する熱交換器であって、
前記第２タンクプレート（１０ｂ）は、前記導管プレート（５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ）のいずれか１つと別箇である、
請求項１５に記載の熱交換器。
【請求項１９】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のタンク（９）、又は請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の熱交換器（１）に組込まれるタンク（９）を充填するための方法であって、
前記タンク（９）は、前記タンク（９）の減圧後に、前記タンク（９）から前記相変化材料を吸引することにより充填される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
‐  前記充填手段（１４）を減圧装置（２８）に接続し、
‐  前記供給チャネル（２２）及び前記充填チャネル（１９）を介して、前記タンク（９）をその内部に含まれる空気を吸引することにより減圧し、
‐  前記チューブ（１５）を相変化材料源（２９）に連通させて、前記タンク（９）を、その内部の負圧の影響によって前記相変化材料源（２９）から吸引することによって充填し、
‐  接続端部（１５ｂ）の近位端部（２１ｂ）を閉塞する、
ことを特徴とする請求項１９に記載のタンク（９）を充填するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両に取付けられる熱交換器、特にエバポレータの領域に関する。より具体的には、本発明による熱交換器は、相変化材料（ＰＣＭ）用の少なくとも１つの収容タンクを有する熱交換器に関する。典型的には、このようなタンクは、冷却流体を熱交換器内で搬送する２つの導管の間に配置された中間伝熱部材を有する。
【０００２】
自動車両は、通常、換気、加熱及び／又は空調設備を設けられる。特に、このような設備は、車両の利用者の要求に応じて、車両の車室に含まれる空気を調節する、前記空気を入れ替える、及び／又は、前記空気を加熱する、又は逆に前記空気を冷却するように使用される。
【０００３】
この目的のために、設備は、典型的に閉鎖した空調回路を有し、冷却流体が、その内部を通流して単数又は複数の熱交換器、特に例えば少なくとも１つのエバポレータに供給される。空調回路は、コンプレッサ、ガスクーラー又はコンデンサ、膨張バルブ、及びエバポレータを本質的に有し、これらは、空調回路内での流体の流れの方向において順に配設されている。このようにして、流体はコンプレッサにより圧縮されて気相になり、コンデンサで液相に変換されるか又はガスクーラーによって単純に冷却され、膨張バルブによって低圧で膨張させられ、そしてエバポレータで気相に変換されて再びコンプレッサに搬送される。
【０００４】
通常、自動車両の空調設備に取付けられた熱交換器は、導管束を有する。各導管は、２つの隣接する導管プレート間に形成されたチューブとして機能する。導管は互いに平行に且つ離間して配設され、それらの間に熱処理すべき空気が通流可能な空間を形成する。導管は、通常、それぞれ熱交換器内に入る、及びこれから出る冷却流体用の入口導管と排出導管との間で平行に載置される。
【０００５】
したがって、エバポレータとして機能するこのような熱交換器に関して、熱交換器に流入した冷却流体は導管内を流れ、そして熱交換器からコンプレッサに向けて排出される。冷却すべき空気は、導管の間に形成された空間を通流した後に熱を奪われる。空気流に対する熱交換表面を増大するように、インサートが導管の間に配置される。
【０００６】
この文脈において、本発明は、エバポレータを通流する空気の冷却に関する困難性に関する。実際に、コンプレッサは、通常、車両の推進機関によって駆動される。機関が停止すると、冷却流体の流れが遮断され、エバポレータと冷却すべき空気との間の熱交換が著しく損なわれる。車両の前進移動が一時的に中断すると推進機関を自動的に停止するシステムを自動車両に設けることが、増々一般的になっている。
【０００７】
この欠点を克服するために、熱交換器に、より具体的にはエバポレータに、相変化材料用の少なくとも１つの収容タンクを設けることが知られている。このような相変化材料（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）は、ＰＣＭと一般に略称される。したがって、空調回路の作動中において、相変化材料は、固化することによって冷却流体に熱量を奪われる。コンプレッサを車両の推進機関による駆動から停止させると、空調回路は停止する。次いで、熱交換器を通流する空気は、相変化材料を収容する単数又は複数のタンクに接触して冷却され、相変化材料は液化することにより空気流から熱を奪う。
【０００８】
この背景を例示するエバポレータが、文献ＷＯ２０１３１２５５３３Ａ１号（サンデン株式会社）に開示されている。本文献に開示されたタンクは、ハーフシェルに配設されるとともに流体が内部に流れる２つの導管にそれぞれ接触している２つのタンクプレート間に、配設されている。タンクを充填するために、各タンクプレートは、相変化材料用の充填チャネル形成するノズルを有する。
【０００９】
文献ＦＲ３０１４１８３Ａ１号（ヴァレオ  システム  テルミク）は、上述の背景に即した別のエバポレータを開示している。流体導管は２つの導管プレートにより画定され、２つの導管の間に中間プレートが配置されている。ＰＣＭタンクは、中間プレートと１つの導管プレートとの間の空間によって形成される。
【００１０】
上述の着想は、相変化材料用の収容タンクの充填に関して欠点を有している。実際に、ＷＯ２０１３１２５５３３Ａ１号の充填ノズルは、ＦＲ３０１４１８３Ａ１号に示されるエバポレータに移設できない。なぜならば、一番目の文書の相変化材料タンクは、特にタンク用に設計された２つのプレートによって画定されているのに対し、二番目の文書は単独のプレートしか有していないからである。
【発明の概要】
【００１１】
この文脈において、本発明は、自動車両の空調設備に設けられる熱交換器のための相変化材料用タンクに関する。また、本発明は、本発明による単数又は複数のタンクを有するこのような熱交換器に関する。また、本発明は、本発明によるタンクを相変化材料で充填する方法に関する。
【００１２】
本発明の主たる目的は、タンクの充填状態を改善しつつ、２つの隣接した導管のそれぞれの導管プレートの間の所定の空間用の容量を最適化することである。特に、このような改良は、導管プレートの構造を変更する必要がないように模索され、タンクが導管プレートの間に配置されているかいないかに関わらず、熱交換器に設けられた全ての導管プレートに同一であることが理想的である。
【００１３】
また、模索される改良は、作動中にタンクが受ける温度変化を考慮して、タンクのシール性を強化することを理想とする。温度変化は、タンクの構造安定性に悪影響を及ぼしやすい。
【００１４】
自動車両の装備製造業者に公知の経済上の制約も、考慮されなければならない。熱交換器の製造コストは、獲得される利点に対して法外なものであってはならない。同じことが、特にタンクの構造及びタンクを熱交換器に設置する方法に関して、及びタンクを充填する方法に関して、本発明が関するタンク及び熱交換器にも特に言える。
【００１５】
本発明によるＰＣＭタンクは、車両、特に自動車両の空調設備の熱交換器の部品であるように設計される。タンクは、充填手段を有する。
【００１６】
この文脈において、本発明によるタンクは、主として、相変化材料タンクが２つのタンクプレートの間に配設されることによって識別され得る。ここで、充填手段は、タンクプレートのうちの第１のものに対してタンクの外部に配置された充填チャネルを画定する少なくとも１つのチューブを有する。
【００１７】
充填チャネルは、タンクに対して横方向に、すなわち、タンクの傍らにおいて、タンクを画定する第１プレートの外面に接触して配置される。「横方向」という概念は、充填チャネルの第１タンクプレートに対する、当該プレートの全体平面に対して平行な配置に関する。したがって、充填チャネルは、タンクを画定する第１プレートの幅を横切るように主に配向されるとともに、充填手段が熱交換器の外部に、すなわち、熱交換器を形成する導管束を流れる空気流用の入口面又は出口面を規定する平面を超えて、突出することを可能にする。充填チャネルがタンク充填チャネルの外側に位置することで、その位置が２つのタンクプレートの間で画定されるタンクの容積部の外側になり、供給チャネルが充填チャネルの内部容積部をタンクの内部容積部に連結する。
【００１８】
タンクは、有利には、以下の特徴を個別に又は組み合わせて有する。
‐  充填チャネルを２つのタンクプレートによって画定されるタンクの内部容積部に接続する供給チャネル。
‐  充填チャネルは、タンクプレートの全体平面に対して平行に配向される主面に存在し、供給チャネルは、タンクプレートの全体平面に対して横方向に配向された軸に沿って延在する。
‐  供給チャネルは開口によって形成され、これらの開口は、互いに連通するとともに、それぞれチューブを貫通して及び第１タンクプレートを貫通して形成される。これらの開口は、第１タンクプレートの形成中に、機械加工により、更に有利には打抜により簡単に作製され得る。
‐  チューブを第１タンクプレート上に位置決めするように、位置決め手段が設けられる。
‐  位置決め手段は、少なくとも第１開口を包囲するとともに第２開口内部に嵌合する少なくとも１つのカラーである。このようなカラーは、第１タンクプレートの打抜による製作中に、第２開口から材料を押し戻すことにより形成され得る。
‐  カラーは、第１タンクプレートからタンクの外部に向かって突出する。同様ではあるが逆に、カラーは充填チャネルの外面からの突出部として形成され、タンクを画定する第１プレートに形成された開口を貫通する。充填チャネルを第１タンクプレートに設置する時、カラーはチューブの開口に挿入されて供給チャネルを形成する。
‐  位置決め手段は、充填チャネルの長手方向軸が、タンクプレートの長手方向軸を横切るように、特に垂直であるように設計される。例えば円形断面を有する開口によって画定される一連の流路が設けられ得る。或いは、単独の流路が設けられ得る。補足的であるが選択的に、このような流路は楕円形（長方形）断面を有し得る。上述のいずれの場合でも、充填手段がタンクに対して角度的に前以て位置決めされ、充填手段は、熱交換器のろう付け後に熱交換器の外部からアクセス可能となる。
‐  チューブは、第１タンクプレートの外面に形成されるシート部に取り付けられる。
‐  シート部は、供給チャネルからリザーブに向かうタンクの供給チャンバを画定し、リザーブは、第１タンクプレートの長手方向平面において供給チャンバを延長する。
‐  第１タンクプレートの全体平面に対して垂直な方向に計測した場合、供給チャンバと充填チャネルとを合わせた寸法は、リザーブの寸法に少なくとも等しい。
‐  充填手段は、少なくとも１つの接続端部を有し、この接続端部は、タンクプレートの横方向寸法を越えて延在するとともに、充填チャネルを、タンクに相変化材料を供給する外部供給回路に連通させるように設計される。タンクプレート間の画定容積部からの接続端部の近位部分の突出部によって、充填チャネルの配置構成に関係なく、これが自由に配置され及び充填回路に接続され得る、ということがわかる。
‐  充填チャネルの遠位端部は、その縁部同士を変形させることにより、具体的にはこれらを互いに近接させてろう付けすることにより閉鎖され、接続端部の近位端部は、プラグを挿入することにより、又はその縁部同士を変形させることにより、具体的にはこれらを互いに近接させてろう付けすることにより閉鎖される。
‐  充填チャネルの遠位端部は、第１タンクプレートの全体平面に対して平行な閉鎖縁を形成するように平坦化される。
‐  第１タンクプレートは、第２タンクプレートに接する開放シェルとして機能し、シェルは、タンクの容積部を画定するとともに、タンクの容積部を包囲するその周縁部の周囲で、第２タンクプレートに対して、特にろう付けにより、封止される。
‐  タンクは複数の凹部に配設され、これらの凹部は、例えばレリーフによって第１タンクプレートに形成されたセルによって、形成される。
‐  充填チャネルは、封止により、特にろう付けにより、例えば導管束と同時に、第１タンクプレートに対して取り付けられる。
【００１９】
したがって、タンクの充填手段を有する充填チャネルは、間にタンクが形成されるタンクプレートとは別個の取付部材である。ＰＣＭタンクを充填するための方法は、チューブとタンクを形成するタンクプレートとのこのような構造的差異に従って、自由に且つ特別に構築され得る。更に、充填チャネルは第１タンクプレートに取り付けられるので、タンクプレートのうちの一方のみの特別な構成が、タンクの充填手段の配設に必要とされるだけである。その後、第１タンクプレートとともにタンクの内部容積部を画定する第２タンクプレートの配設が自由になされ得る。
【００２０】
したがって、第２タンクプレートは、有利には、熱交換器に所属するとともに熱交換器の全ての導管プレートと同一である導管プレートによって、形成され得る。このような導管プレートは、別の隣接する導管プレートとともに、流体、特に冷媒を搬送する熱交換器の導管を形成し、流体、すなわちＰＣＭと空気との間の熱交換を得ることを思い出されたい。
【００２１】
最終的な結果は、タンクの充填方法を自由に構築できること、且つ、タンクと、間にタンクが配置される熱交換器の導管との間の熱交換が最適化されることである。
【００２２】
単純な実施形態によれば、供給チャネルは、それぞれチューブを貫通して及び第１タンクプレートを貫通して形成される開口により形成される。これらの開口は、タンクプレートの全体平面に対して横方向の、より具体的には垂直方向のそれらの出口の配向に従って接続されることによって、互いに連通する。
【００２３】
また、本発明は、車両、特に自動車両の空調設備の特にエバポレータとして使用される熱交換器に関する。本発明による熱交換器は、本発明による上述の相変化材料用の少なくとも１つの収容タンクを有するということにおいて、第１に識別され得る。当然ながら、熱交換器は、好適には、本発明による複数のＰＣＭタンクを有し、それぞれは、流体、例えば熱交換器を通流する空気流を冷却するように使用される冷却流体を搬送する熱交換器の２つの導管の間に、配置される。
【００２４】
より具体的には、ＰＣＭタンクを熱交換器内に設置することに伴い、第２タンクプレートは、有利には、熱交換器内の全ての導管プレートと同一である熱交換器の第１導管プレートを有する。このような第１導管プレートは、隣接する第２導管プレートとともに、流体を熱交換器内に流通させるように使用される導管束の一部である第１導管を従来的に形成することを思い出されたい。
【００２５】
好適には、第１タンクプレートは、当然にその全体平面に沿って、第３導管プレートに接して配置される。第３導管プレートは、隣接する第４導管プレートとともに、導管束の第２導管を形成する。したがって、タンクは、２つの導管プレートに直接接触して配置され、熱交換器のそれぞれ隣接する導管を形成する。導管プレートとタンクとの間の熱交換効率は、こうして最適化される。タンクの容量は、導管プレートに対して垂直なその寸法に沿って最適化される。相変化材料の活動及び反応時間も、このような設計により改善する。タンクは、冷却されるべき空気と熱交換器との間の熱交換を促進するように熱交換器に取り付けられたインサートを交換することにより、簡単に２つの導管プレート間に配置され得る。
【００２６】
また、本発明は、少なくとも１つの第１流体通流導管が、少なくとも１つの第１導管プレートと第２導管プレートとによって画成され、また、第２導管が、第３導管プレートと第４導管プレートとによって画成され、第２タンクプレートは導管プレートのいずれか１つと異なる、という場合も包含する。
【００２７】
また、本発明は、例えば上記のような熱交換器を有する本発明による相変化材料収納タンクを充填するための方法に関する。
【００２８】
本発明による方法は、自動車両用の空調設備に取り付けられる、特にエバポレータとして使用される熱交換器に設置されたＰＣＭタンクを充填するために通常利用される方法に対する代替案として、提案されることがわかる。したがって、本発明によるタンクの配置構成により、本発明により有利に提案される方法以外のいかなる方法によってもタンクが充填され得ることが理解される。しかしながら、タンクを充填するように通常利用される方法は、その充填の最適化をランダム化し得ることが認められる。
【００２９】
実際に、本発明によるタンクは、好適には、複数の凹部に配設され、これらの凹部は、例えば、第１タンクプレートに含まれるレリーフにより形成されるセルにより形成される。有利には、レリーフは、シェルが打抜（プレス加工）により形成される際にシェルに作製される。タンクのこのようなセル状構成は、タンクの内部におけるＰＣＭの均一な分散を保証する。この文脈において、タンクのセルのそれぞれをＰＣＭで最適に充填することは、達成が困難である。
【００３０】
本発明によるタンクの配置構成は、有利には、本発明における方法により、タンクの先行する減圧に続いて、タンクからＰＣＭを吸引することによりタンクを充填することを可能にする。
【００３１】
より具体的には、例えば、本発明による方法は以下の操作を含む。
‐  充填チャネルを減圧装置、特に真空ポンプに接続する。充填チャネルは、充填チャネルの開放端部を介して減圧装置に接続される。充填チャネルの開放端部は、特にその近位端部によって形成され、ＰＣＭタンクの供給回路への接続端部として機能する。
‐  供給チャネル及び充填チャネルを介して、タンクを、その内部に含まれる空気を吸引することにより減圧する。この吸引は、充填チャネルに接続端部を介して前以て接続された減圧装置を作動させることにより、明瞭に得られる。
‐  充填チャネルと減圧装置との流体連通を遮断する。このような連通遮断は、例えば、タンクを、選択的に、一方でタンクを減圧するように減圧装置に連通させ、他方で相変化材料を充填するようにその源に連通させるバルブにより達成され得る。
‐  チューブを相変化材料の源に連通させる。上述のように、充填チャネルは、減圧装置とＰＣＭ源との間に配置されたバルブを使用して、ＰＣＭ源に連通され得る。このような連通により、タンクは、先行する減圧の影響下で、吸引により、ＰＣＭ源から充填される。
‐  充填チャネルとＰＣＭ源との連通を遮断し、特に充填チャネルの近位端部によって形成される充填チャネルの開放端部を閉塞する。
【００３２】
ＰＣＭタンクの供給回路は減圧装置を有する減圧回路を含む、ということが理解される。タンクに関して、減圧回路は、特にＰＣＭ源を含むＰＣＭ配送回路と並列に配置される。減圧回路とＰＣＭ用の配送回路は、バルブを用いて、タンクに交替で連通する。
【００３３】
本発明の他の特徴、詳細及び利点が、例示として、また、添付図面に示される本発明の例示的な実施形態に関してなされる以下の説明において、より詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による熱交換器の斜視図。
【図２】図１に示す熱交換器の部品の斜視図であって、部品の分解図。
【図３】図１に示す熱交換器の部品の斜視図であって、部品の組立図。
【図４（ａ）】図１に示す熱交換器において、本発明によるＰＣＭタンクの部品を組み付ける方法を、図４（ｂ）および（ｃ）と共に連続的に示す図。
【図４（ｂ）】図１に示す熱交換器において、本発明によるＰＣＭタンクの部品を組み付ける方法を、図４（ａ）および（ｃ）と共に連続的に示す図。
【図４（ｃ）】図１に示す熱交換器において、本発明によるＰＣＭタンクの部品を組み付ける方法を、図４（ａ）および（ｂ）と共に連続的に示す図。
【図５（ｄ）】図３に示すＰＣＭタンクを充填する方法を、図５（ｅ）、（ｆ）および（ｇ）と共に連続的に示す図。
【図５（ｅ）】図３に示すＰＣＭタンクを充填する方法を、図５（ｄ）、（ｆ）および（ｇ）と共に連続的に示す図。
【図５（ｆ）】図３に示すＰＣＭタンクを充填する方法を、図５（ｄ）、（ｅ）および（ｇ）と共に連続的に示す図。
【図５（ｇ）】図３に示すＰＣＭタンクを充填する方法を図５（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）と共に連続的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
まず、図面は本発明を詳細に、且つその特定の実施形態にしたがって示すことに留意されたい。これらの図面及びその説明は、当然ながら、適用可能な限り、特に本文書において提供される本発明の説明に関して、その特定及び全体の詳細について、本発明をより良く規定するように、利用され得る。
【００３６】
更に、添付図面に関してなされる本発明の説明を明瞭にし且つ理解を容易とするように、異なる図面に示される共通の部材は、異なる特定の実施形態において各図面及び／又は前記共通部材の同じ配置構成に関する個々の表示を意味することなく、図面の特定の説明において同一の参照符号及び／又は記号を用いて示される。
【００３７】
図１において、本発明による熱交換器１が、自動車両の空調設備に取り付けられている。図示の熱交換器１は、より具体的には、車両の車室に搬送される空気流を冷却するように使用されるエバポレータとして使用される。以下の説明は熱交換器に関するものであるが、本明細書に記載の全ての配置構成は、好適にはエバポレータにも明瞭に適用される。
【００３８】
熱交換器１は、導管束２を有する。導管束２の導管３は、空気流を冷却するために熱量を捕捉することが意図される流体Ｆを搬送するように設計される。このような流体は、伝熱流体であり得るが、冷却流体、例えば２相流体であってもよい。導管束２の各導管３は、チューブとして機能し、例えば、図２及び図３に示すように２つの導管プレートの間で個々に配設されている。冷却すべき空気と熱交換器１との熱交換表面を増大するように、例えばフィンの形状にあるインサート４が、殆どの導管３の間に配置される。
【００３９】
より具体的には、図２及び図３は、図１に示す熱交換器に取り付けられた導管束２の２つの隣接する導管３ａ、３ｂを示す。導管３ａ、３ｂのそれぞれは、２つの導管プレート５ａ、５ｂ、及び６ａ、６ｂの間に形成される。これらの導管プレート５ａ、５ｂ、及び６ａ、６ｂは、その全体平面Ｐ１に主に沿って互いに対して平行に、且つ熱交換器１の全体平面Ｐ２に対して垂直に延在する。図３に示すように、導管３ａ及び３ｂは互いに平行且つ互いから離間して配設され、それらの間に熱処理すべき空気が通流可能である空間を形成している。
【００４０】
特に図１に示すように、導管３は流体Ｆから見て、流体Ｆ用の入口導管７ａと排出導管７ｂとの間で平行に配設されている。入口導管７ａ及び排出導管７ｂは、導管３が互いに組み付けられた場合に、導管プレートを貫通して形成されるとともに互いに連続して接続される各流体路８ａ、８ｂを有する。
【００４１】
流体Ｆは、入口導管７ａを介して熱交換器１に流入し、導管３を通流し、そして排出導管７ｂを介して熱交換器１から排出される。導管３は、２つの平行な流体通流路において配設される。これらの流体通流路は、入口導管７ａ及び排出導管７ｂを有する熱交換器の上部に対向するその底部において連結される。この目的のために、導管プレート５ａ、５ｂ、及び／又は６ａ、６ｂは、２つの流体路を形成するようにその最大寸法に沿って仕切られている。この最大寸法は、導管が延びる長手方向軸を規定する。
【００４２】
更に、熱交換器１は、本明細書でＰＣＭと称する相変化材料を収容する複数のタンク９を有する。このようなタンク９により、流体Ｆが導管３内を通流していない場合でも、熱交換器１内を通流する空気を冷却することが可能になる。各タンク９は、２つの各隣接する導管３を形成するように使用される２つの導管プレートの間に接触配置される。したがって、タンク９は、２つの隣接する導管３の間にインサート４に代えて配設され、インサート４はこの目的のために熱交換器１から除かれている。タンク９のそれぞれは、熱交換器１に設置された場合にＰＣＭで充填される手段１４を有する。
【００４３】
図２乃至４に更に具体的に示すように、図１に示す熱交換器１に取り付けられるタンク９は、互いに平行に配設された２つの隣接するタンクプレート１０ａ、１０ｂの間に形成される。第１タンクプレート１０ａはシェル１１として機能し、その面１２のうちの一方が第２タンクプレート１０ｂに向かって開口している。第１タンクプレート１０ａの周縁部１３が、第２タンクプレート１０ｂにろう付けされる。
【００４４】
第２タンクプレート１０ｂは、タンク９に専用のタンクプレートであり得るとともに、隣りの熱交換器１の導管プレートに、例えば特に導管３ｂの導管プレート６ａに取り付けられるように設計され得る。しかしながら、本発明により提供される利点によれば、第２タンクプレート１０ｂは、有利には熱交換器１の導管３、例えば本発明の好適な実施形態によれば導管３ｂを形成する第１導管プレート６ａである。
【００４５】
より具体的には、第１導管プレート６ａは、隣接する第２導管プレート６ｂとともに、熱交換器１の第１導管３ｂを形成する。シェル１１により形成された第１タンクプレート１０ａは、有利には、第３導管プレート５ａに直接的に対向している。第３導管プレート５ａは、隣接する第４導管プレート５ｂとともに、熱交換器１の第２導管３ａを形成する。したがって、本変形例によれば、タンク９は、一側において、第１タンクプレート１０ａによって、及び、第２タンクプレート１０ｂの実施形態を形成する第１導管プレート６ａによって画定されることが理解され得る。
【００４６】
タンク９を充填するように、チューブ１５が、シェル１１の外面に形成される平坦シート部１６に対して横方向に取り付けられ、ろう付けによって固定される。シート部１６は、第１タンクプレート１０ａから外方に、その全体平面Ｐ１に対して垂直に突出する。シート部１６は、ＰＣＭタンク９用の供給チャンバ１７（図４）を画定し、供給チャンバ１７は、第１タンクプレート１０ａの全体平面Ｐ１に配設され、タンク９の大部分を形成するＰＣＭリザーブ１８を延長する。
【００４７】
以下に説明するチューブ１５は充填チャネル１９の外包体をなし、後者はＰＣＭ収容タンク９を充填するための手段１４を有することがわかる。充填チャネル１９は、チューブ１５によって包囲された容積部であり、この容積部は相変化材料で充填される。
【００４８】
チューブ１５は、第１タンクプレート１０ａの全体平面に対して平行に延在するとともに、図１に示すように、熱交換器１の全体平面Ｐ２に対して垂直なその長手方向軸に沿って配向される。
【００４９】
より具体的には、図４に示すように、チューブ１５は、その長手方向軸を示すその配向の全体方向Ｄ１におけるその両端部の間に、充填チャネル１９を形成する。充填チャネル１９を介して、ＰＣＭはタンク９に流入可能とされてこれを充填する。チューブ１５が第１タンクプレート１０ａに設置されると、チューブ１５は、その方向Ｄ１に、その全体平面Ｐ１を考慮した第１タンクプレート１０ａの最小寸法に対して平行に配向されることがわかる。換言すれば、チューブ１５の長手方向軸は、タンク９の横手方向に平行である。
【００５０】
チューブの遠位部分１５ａは、タンクプレート１０ａ、１０ｂの間に着座して、第１タンクプレート１０ａに形成されたシート部１６に対するチューブ１５のろう付け接合部材を形成する。チューブ１５の遠位部分１５ａは近位部分１５ｂによって延長され、近位部分１５ｂは、ＰＣＭタンク９の供給回路２０（図５）に接続するためのタンク９の接続端部として機能する。図１に示すように、充填手段１４の接続端部１５ｂは、熱交換器１の導管束２から、その全体平面Ｐ２に対して垂直に突出する。遠位及び近位という概念は、部材の所定の配向方向に関して相対的な対立概念であると、一般に理解される。チューブに対しても当然に、この所定方向は、チューブの両端部間に適用されるものとして認識される。
【００５１】
充填チャネル９を形成するチューブ１５の遠位端部２１ａは、特にその縁部同士を合わせてろう付けすることによる、縁部同士の変形及び封止によって閉鎖される。接続端部１５ｂの近位端部２１ｂは、タンク９を充填する際の、ＰＣＭのチューブ１５内への入口２１ｃを形成する。入口２１ｃは、タンク９が充填されるのを待つ間は開放状態とされ、図５（ｇ）に示すように、タンク９が充填された後は閉鎖される。入口２１ｂは、プラグを取り付けること、又は図示のように接続端部１５ｂの近位端部２１ｂの縁部同士を変形させて封止することによって閉塞され得る。本例においても、接続端部１５の当該近位端部２１ｂは、縁部同士を合わせてこれらの縁部をろう付けすることにより閉鎖される。
【００５２】
充填チャネル１９は、供給チャンバ１７に供給チャネル２２によって連通している。供給チャネル２２は、第１タンクプレート１０ａの全体平面Ｐ１に対して垂直に延在するとともに、開口２２ａ、２２ｂにより形成される。開口２２ａ、２２ｂは、互いに連通するとともに、それぞれチューブ１５を貫通して及びシート１６を貫通して形成される。開口２２ａ、２２ｂのそれぞれは、２つの隣接する孔２３ａ、２３ｂ、及び２４ａ、２４ｂを有する。開口２２ａ、２２ｂをそれぞれ形成する複数の孔２３ａ、２３ｂ、及び２４ａ、２４ｂにより、特に、熱交換器のろう付け中に充填部材１４が回転してしまうことを防止するように、開口２２ａ、２２ｂを使用してチューブ１５を第１タンクプレート１０ａ上に前以て位置決めするができる。
【００５３】
この目的のために、図４（ａ）に示すように、孔２３ａ、２３ｂのそれぞれは、カラー２５ａ、２５ｂに包囲されている。カラー２５ａ、２５ｂは、チューブ１５に形成された孔２４ａ、２４ｂにそれぞれ嵌合され得る。したがって、チューブ１５は、シート部１６に対して正確に位置決めされるとともに、次いで、ろう付けによって第１タンクプレート１０ａに対して所定位置に保持される。
【００５４】
チューブ１５の遠位端部２１ａは、第１タンクプレート１０ａの全体平面Ｐ１に対して垂直な力を生成することにより平坦化されている。第１タンクプレート１０ａの全体平面Ｐ１に対して垂直な方向において、供給チャンバ１７とチューブ１５とをそれぞれ合わせた寸法ａ、ｂが、タンク９に含まれるＰＣＭリザーブ１８の寸法の寸法ｃに少なくとも等しい。したがって、第１タンクプレート１０ａと導管３ａとの間に配置されたチューブ１５は、それらの間の熱交換を最適としつつ、第１タンクプレート１０ａが第３導管プレート５ａに直接的に取り付けられることを妨げない。
【００５５】
図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、タンク１５は、図４（ｃ）に示すように、ろう付けにより共に組み付けられた３つのタンク要素１０ａ、１０ｂ、１５を排他的に有する。第１タンク要素は第１タンクプレート１０ａであり、第２タンク要素は導管プレートであり得る第２タンクプレート１０ｂであり、第３タンク要素は充填チャネル１９を画定するチューブ１５である。
【００５６】
続いて、図４（ａ）に、次いで図４（ｂ）に示すように、チューブ１５は、その遠位部分１５ａをシート部１６に載置することで、第１タンクプレート１０ａ上に位置決めされる。シート１６を貫通して形成されている孔２３ａ、２３ｂを包囲するカラー２５ａ、２５ｂが、チューブ１５を貫通して形成されている孔２４ａ、２４ｂにそれぞれ挿入される。
【００５７】
こうして、図４（ｂ）に示すように、導管プレート、及び例えばチューブ１５が取り付けられたタンクプレート１０ａの積層体が、形成され得る。
【００５８】
続いて、図４（ｂ）に、次いで図４（ｃ）に示すように、第１タンクプレート１０ａに対して予め位置決めされたチューブ１５を有するアセンブリが、第２タンクプレート１０ｂに、第１タンクプレート１０ａの周縁部１３を介して取り付けられ、そしてろう付けされる。第２タンクプレート１０ｂは導管３ｂを２つの流路に分割する部材２６ａを有していることに、留意されたい。
【００５９】
次いで、有利には第２タンクプレート１０ｂを構成する第１導管プレート６ｂの組み付けの後、タンク９が熱交換器１へ組み込まれる。
【００６０】
図１に示すように、タンク９は、熱交換器１の２つの導管３ａ、３ｂの間に配置される。第１タンクプレート１０ａは、第３導管プレート５ａに直接接触して配設される。シェル１１はレリーフ２７を有しており、レリーフ２７によって第１タンクプレート１０ａは第３導管プレート５ａに当接することがわかる。タンク９の内部で、このようなレリーフ２７は、リザーブ１８全体に分散配置されたＰＣＭ受容セルを形成する。
【００６１】
図５において、タンク９は、それが熱交換器１に堅固に取り付けられた後で充填される。タンク９内の先行する減圧に続いて、ＰＣＭタンク９は吸引により充填される。この目的のために、図５（ｄ）に示すように、タンク９は、ＰＣＭ供給回路２０に、チューブ１５の接続端部１５ｂによって接続される。接続端部１５ｂの出口は外部に開口している。
【００６２】
供給回路２０は、減圧回路２０ａとＰＣＭ配送回路２０ｂとを有し、これらは、バルブ３０によって供給回路２０に並列に取り付けられている。減圧回路２０ａは減圧装置２８を有し、ＰＣＭ配送回路はＰＣＭ源２９を有する。
【００６３】
減圧装置２８及びＰＣＭ源２９は、供給回路２０に並列に取り付けられるとともに、個別にバルブ３０に接続される。バルブ３０は、チューブ１５に、その流体回路への接続端部１５ｂによって、具体的には供給回路２０への接続端部１５ｂによって、接続され得る。バルブ３０により、タンク９は、減圧装置２８又はＰＣＭ源２９に選択的に連通状態にされ得る。
【００６４】
したがって、図５（ｅ）において、タンク９は、バルブ３０によって減圧装置２８と連通状態にある。タンク９に含まれる空気が、タンク９から吸い出されて減圧回路２０ａを通して排出される。こうして、タンク９は減圧される、すなわち真空がその内部に形成される。
【００６５】
図５（ｆ）において、次いで、タンク９は、バルブ３０及びＰＣＭ配送回路２０ｂによって、ＰＣＭ源２９と連通状態にされる。タンク９内の先行する減圧に続き、ＰＣＭが供給回路２０を介してＰＣＭ源２９からタンク９に吸引されてこれを充填する。したがって、タンク９内の一連のセルは、全て効果的にＰＣＭで充填され、タンク９と冷却すべき空気流との間の熱交換の効率が改善される。
【００６６】
図５（ｇ）において、チューブ１５のＰＣＭ回路２０に対する接続が断たれ、入口２１ｃを形成する接続端部１５ｂの近位端部２１ｂが閉塞される。この閉塞は、例えば、図示のように、その縁部同士を変形させることにより、具体的にはこれらを互いに近接させてこれらの縁部を一体にろう付けすることにより、実施される。
【００６７】
タンク９を充填するために使用される相変化材料は、パラフィンをベースとするものであるか、又は動物性又は植物性脂肪に由来する飽和脂肪酸エステルをベースとするものであり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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