(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器内を冷媒が流れ、この冷媒が冷凍サイクル内を循環する自動車用の空調装置において、
熱交換器が蒸発器（１）であり、
蓄冷材（４）を有する蓄冷器が、蒸発器（１）の上側領域に設けられていて、
蒸発器（１）内で、第１冷凍サイクルの停止時に、第１冷凍サイクルと異なる第２冷凍サイクルが生じており、
第２冷凍サイクルが、蒸発器（１）の伝熱管、トレイまたは冷媒管路（２）の内部に位置し、
第２冷凍サイクルが、重力および／または毛細管力によって駆動されることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
蓄冷材（４）が、０℃を超え、特に３℃を超える融点を有することを特徴とする、請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
蓄冷材（４）がデカノールまたはテトラデカンであり、またはそれを含むことを特徴とする、請求項１または２記載の空調装置。
【請求項４】
熱伝導率を高めるための手段が蓄冷材（４）の領域に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の空調装置。
【請求項５】
熱伝導率を高めるための手段として管路（２）の間にフィン（３）および／または多孔質材が設けられていることを特徴とする、請求項４記載の空調装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の自動車用の空調装置のための熱交換器において、蓄冷器が蒸発器（１）の上側領域内に配置されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載された自動車用の空調装置、そして請求項６の前文に記載された熱交換器、特に蒸発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車製造業者の目標の１つは車両の燃料消費量を削減することである。１つの燃料消費量削減措置は一時停止時、例えば信号待ちでの停車時にエンジンをオフにすることである。この一時的エンジンオフ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リッターカー等の今日の低燃費車においてすでに利用されている。アイドルストップ運転モードを備えた車両では市内通行時に走行時間の約２５〜３０％でエンジンが切られる。
【０００３】
このような車両が何故に空調装置を備えていないかの理由もそこにある。というのも、エンジン停止時には空調装置用に不可欠な圧縮機も駆動することができず、アイドルストップ運転のとき空調装置は所要の冷凍出力を提供できないからである。
【０００４】
この問題を解決するためにＥＰ ０ ９９５ ６２１ Ａ２では、湿潤空気の冷却時に生じる凝縮液によって空調装置の蒸発器を凍結させ、アイドルストップ運転時、エンジンがオフであると、その際に溶ける氷によって空気を冷却可能とすることが提案される。しかしこの方法には幾つもの欠点がある。空気中に存在し蒸発器の凍結に不可欠な水量は気候上の周囲条件に左右される。例えば、空気中湿気が少ないと凍結用に十分な凝縮水を用意できないことが生じることがある。さらに、蒸発器を凍結させるには一般に比較的長い時間が不可欠であり、この公知空調装置は比較的長い走行時間後にはじめてアイドルストップ運転で作動することができる。他の問題として、一般に蒸発器は不規則に凍結し、凍結領域と未凍結領域とを有することになる。さらに、空気が蒸発器内を流れないかまたは高い圧力損失を伴ってのみ流れることができるほどに凍結が強くなることがある。いずれにしても氷層が空気側圧力損失を引き起こし、そのことで送風機出力が高まることになる。さらに欠点として、湿潤表面に細菌類が容易に付着して不快な臭いを生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この先行技術から出発して本発明の課題は、圧縮機が切られても冷凍出力を提供し、前記諸欠点が極力防止され、少なくとも幾つかが防止される、蒸発器を有する空調装置を提供することである。他の課題は、アイドルストップ状況を含むあらゆる運転・周囲条件において車両の空調を保証する空調装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴を有する空調装置と請求項６の特徴を有する熱交換器と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。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施形態によれば、熱交換器、特にトレイ形または偏平管形蒸発器を有する自動車用の空調装置であって、第１冷凍サイクルの他に（ヒートパイプ原理による）第２内部冷凍サイクルが少なくとも第１冷凍サイクルの停止時に形成される。第２内部サイクルは、好ましくは、トレイ形または偏平管形蒸発器の伝熱管、トレイまたは管路の内部に形成される。その際、第２内部冷凍サイクルは好ましくは重力および／または毛細管力によってヒートパイプに応じて駆動される。
【０００８】
好ましくは、熱伝導率を高めるための手段が蓄冷材の領域に設けられており、この手段は特に、管路の間に配置されるフィン束、および／または蓄冷材を含浸させた多孔質良伝熱性物質である。
【０００９】
蓄冷器、つまり蓄冷材を収容する領域は、好ましくは熱交換器の上側領域に配置されており、熱交換器は蒸発器として、伝熱管が下側で密閉されているように実施されており、蒸発器の上側領域から流れ落ちる液体冷媒は蒸発器から出ることができない。
【００１０】
以下、図面を参考に１実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。
【００１１】
【実施例】
図１に略示した本発明による蒸発器１は詳しくは図示しない空調装置の一部であり、空調装置の（第１）冷凍サイクルは自動車エンジンによって駆動される圧縮機と冷媒凝縮器と冷媒受液器と膨張弁と前記蒸発器１とを含み、これらが管路によって互いに結合されている。この実施例による蒸発器１はトレイ形蒸発器である。一部液状の冷媒は相応する矢印で示唆したように上側領域の穴を通して蒸発器１内に達し、幅方向および／または奥行方向に転向されることによって蒸発器１を貫流し、その際に一部または全部が蒸発する。相応する矢印で示唆したように、冷媒は蒸発器１から他の穴を通して過熱蒸気として進出する。管路２の間にフィン束３が設けられており、冷却されるべき空気がそこを流れる。
【００１２】
蒸発器１の上側領域に、伝熱管路２に隣接して蓄冷材４（潜冷蓄冷器）が設けられている領域がある。上側もしくは下側との用語は有利には蒸発器組立状態における向きに関係している。この領域は好ましくは、少なくとも１つの室５または多数の室として構成されている。好ましくは室は管路２の間に、つまり管路間のうちさらに下にフィン束も配置されている領域に、配置されている。さらに、これらの室が蒸発器の集合タンク６に隣接しているのが望ましい。これにより蒸発器の省スペースな構造様式が達成される。室内の蓄冷材は好ましくは、０℃を超え、特に３℃を超える融点を有し、好ましくはデカノールまたはテトラデカンである。これにより、水の氷結温度よりも上で蓄冷材４の相転移が可能となる。これにより、蒸発器の凍結する虞を生じることなく蓄冷材４を凝固させることが可能となる。
【００１３】
蒸発器１は圧縮機運転のとき、つまりエンジン作動時、従来どおり機能する。すなわち、冷媒は膨張した冷たい蒸気／液体混合物として蒸発器１に供給され、そこで、蒸発しかつ周知の如くに第１冷凍サイクルを進むなかで事前の圧縮後に再び凝縮されることによって、フィン束を貫流する空気を冷やす。冷媒が蒸発器１内で付加的に蓄冷材４を冷やし、蓄冷材は冷却され、好ましくは凝固する。
【００１４】
エンジンが例えば信号待ちで短時間オフにされると（アイドルストップ運転）、エンジンによって駆動される圧縮機が停止し、従って第１冷凍サイクルも停止する一方、例えば電動機によって駆動される送風機が空気をフィン束内に圧送するとき、蒸発器１は引き続き被冷却空気を貫流させる。この場合、図２に蒸発器１のトレイについて略示したトレイ内部で冷凍サイクルが作動される。その際、液体冷媒は蒸発器１内の相応する冷媒管路２の壁を重力に基づいて流れ落ち、流れ落ちるとき一部蒸発し、図２の下に示唆したように残液が管路２の下側領域に集まり、そこからやはり少なくとも一部が蒸発する。波線で概略示唆した冷媒蒸気が上昇する。第１冷凍サイクルが止まっているので、蒸気状冷媒は排出することができず、蒸発器１の上側領域に滞留し、そこでは管路２が蓄冷材４を収容した領域または室５に隣接している。この蓄冷材４がいまや気体冷媒の熱を吸収し、冷媒は管路２のこの領域で再び凝縮して流れ落ちる。こうして、重力によって駆動される第２内部冷凍サイクルが成立する。
【００１５】
特別望ましくは、室と管路との間で極力良好な熱伝達を行うことができるように、室５は既製部材として管路の間の空隙に挿入されて管路に結合される。また、これらの室は集合タンクと一体に結合しまたは少なくとも一部でこれと一体に構成しておくことができよう。室５の充填のために室は充填穴を有する。また、充填管路を介してすべての室に蓄冷材を中央で充填することができ、この充填管路は充填に続いて閉じられる。
【００１６】
この第２内部サイクルは、管路の内面に相応する毛細管構造（図示せず）を備えることによって、−例えば偏平管形蒸発器の場合−ヒートパイプにおけると同様に毛細管力によって駆動しまたは少なくとも支援することもできる。これらの毛細管構造は、冷媒液体による伝熱管の湿潤を向上するのにも役立つ。
【００１７】
蓄冷器は有利には、約３０〜３００秒、好ましくは約６０〜９０秒の冷却時間にとって十分であるように寸法設計されており、こうして空調装置は短いエンジン停止時にも機能して冷却出力を維持する。しかし他の実施例において、３００秒を超える他の冷却容量も利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例による蒸発器の略図である。
【図２】  エンジン停止時の運転を表す略図である。
【符号の説明】
１  蒸発器
２  管路
４  蓄冷材
５  室
６  集合タンク
【図１】
0004343472.tif 000002
【図２】
0004343472.tif 000003