專利名稱：熱交換器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器模塊，所述熱交換器模塊構(gòu)造有其中有蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷劑流動的冷卻熱交換器，諸如冷凝器和子冷卻器；以及其中有不同于制冷劑的流體流動的冷卻熱交換器，諸如油冷卻器。所述熱交換器模塊適用于車輛的冷卻裝置。
背景技術(shù)：
在多個熱交換器被順序安置在空氣流動方向中時，在空氣流動方向上由多個熱交換器構(gòu)成的熱交換器模塊的尺寸變得更大。這樣，在傳統(tǒng)的熱交換器模塊(例如JP-A-2001-174168、USP6，394，176)中，多個熱交換器被安置在垂直于空氣流動方向的方向中，這樣空氣流動方向上的熱交換器模塊的尺寸被減小。相應(yīng)地，在熱交換器模塊被安裝在車輛的前部部分處時，車輛前后方向上的熱交換模塊的尺寸可以變得更小。
但是，在蒸氣壓縮制冷循環(huán)的高壓側(cè)裝置和車輛側(cè)上的冷卻熱交換器被簡單組合，部件的功能不能充分地被獲得。通常，蒸氣壓縮制冷循環(huán)的高壓側(cè)裝置包括冷凝器、氣一液分離器(氣液分離器)和子冷卻器。相比較而言，車輛側(cè)上的冷卻熱交換器包括用于冷卻引擎油和自動傳動流體(ATF)的油冷卻器。
例如，在油冷卻器、冷凝器、子冷卻器和氣液分離器作為整體模塊一體形成時，就難于充分地增加氣液分離器的容量，同時限制熱交換器模塊的最大外部尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種熱交換器模塊，包括氣液分離器(氣液分離器)，其中氣液分離器的容量在不增加熱交換器模塊的最大外部尺寸的情況下而增加。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種熱交換器模塊，包括用于冷卻和冷凝制冷劑的冷凝器；氣液分離器，所述氣液分離器將來自冷凝器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑；子冷卻器，用于冷卻從氣液分離器流出的被分離液體制冷劑；以及熱交換器，用于冷卻與制冷劑不同的流體，其中冷凝器、子冷卻器和熱交換器沿相對于通過冷凝器、子冷卻器和熱交換器的空氣的流動方向的排列方向被安置；以及冷凝器沿排列方向位于子冷卻器和熱交換器之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，熱交換器模塊包括用于冷卻和冷凝制冷劑的冷凝器；氣液分離器，所述氣液分離器將來自冷凝器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑；子冷卻器，用于冷卻自氣液分離器供給的液體制冷劑；以及熱交換器，用于冷卻與制冷劑不同的流體。在熱交換器模塊中，冷凝器、子冷卻器和熱交換器沿排列方向被安置，所述排列方向基本垂直于通過冷凝器、子冷卻器和熱交換器的空氣的流動方向，氣液分離器被設(shè)置為沿排列方向延伸。此外，氣液分離器在排列方向上的尺寸大于冷凝器的尺寸與排列方向上的子冷卻器的尺寸的總和，并且等于或者小于排列方向上冷凝器的尺寸、子冷凝器的尺寸以及熱交換器的尺寸之和。相應(yīng)地，氣液分離器的容量(氣液分離器)可以有效地增加，同時它能防止熱交換器模塊的最大外部尺寸增加。
在冷凝器、子冷卻器和熱交換器被安置在垂直方向上時，氣液分離器沿垂直方向延伸，氣液分離器的氣液分離性能可以提高。例如，熱交換器、冷凝器和子冷卻器沿垂直方向從上側(cè)以此順序安置，氣液分離器的底端位于與子冷卻器的位置相同的位置處，氣液分離器的頂端位于排列方向上與熱交換器對應(yīng)的位置處。
優(yōu)選地，連接管被連接到熱交換器的流體入口或流體出口，以在大致平行于空氣流動方向的方向上延伸。在此情況下，可以防止氣液分離器和連接管相互干涉。因此，氣液分離器的容量可以更為有效地被提高?？蛇x地，連接到熱交換器的流體入口的第一連接管和連接到熱交換器的流體出口的第二連接管被設(shè)置在相對于熱交換器與氣液分離器相對的熱交換器的一側(cè)處。在此情況下，氣液分離器的容量可以很容易地增加。例如，熱交換器是用于冷卻油的油冷卻器。
優(yōu)選地，冷凝器、子冷卻器和熱交換器通過使用在排列方向上延伸的上水箱而一體形成，上水箱被分為分別與冷凝器、子冷卻器和熱交換器相連通的三個空間部分。在此情況下，氣液分離器與上水箱一體形成以沿排列方向延伸，氣液分離器在排列方向上的尺寸等于或者小于排列方向上的上水箱尺寸。


本發(fā)明的其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點將通過參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明而變得顯而易見，其中相似的部件用相似的附圖標(biāo)記指示，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的冷卻熱交換器模塊的正視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的車輛中的冷卻熱交換器模塊的安裝狀態(tài)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的冷卻熱交換器模塊的正視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的冷卻熱交換器模塊的正視圖；以及圖5是冷卻熱交換器模塊的比較示例的正視圖。
具體實施例方式
在第一實施例中，本發(fā)明的冷卻熱交換器模塊1典型地用于車輛的冷卻裝置。圖1是在自冷卻熱交換器模塊1的下游空氣側(cè)觀察時的冷卻熱交換器模塊1的正視圖。
如圖1中所示，此實施例中的熱交換器模塊1包括冷凝器2(制冷劑散熱器)，子冷卻器3和用于車輛空調(diào)的蒸氣壓縮制冷循環(huán)的氣液分離器4(氣液分離器)；以及油冷卻器5，用于冷卻引擎油或者車輛的自動傳動流體(ATF)。
冷凝器2是用于冷卻和冷凝自蒸氣壓縮制冷循環(huán)的壓縮機釋放的高溫高壓制冷劑的高壓熱交換器。子冷卻器3用于進(jìn)一步冷卻在冷凝器2中冷凝的液體制冷劑的過冷裝置，以增加制冷劑的過冷程度。氣液分離器4是氣液分離器，所述氣液分離器將從冷凝器2流來的制冷劑分為氣體制冷劑和液體制冷劑，并將分離出的液體制冷劑供給到子冷卻器3。例如，氣液分離器4是圓柱形接收器，其中液體制冷劑被作為蒸氣壓縮制冷循環(huán)的多余制冷劑被存儲。
通常，蒸氣壓縮制冷循環(huán)包括用于壓縮制冷劑的壓縮機、冷凝器2、氣液分離器4、子冷卻器3、用于對流出子冷卻器3的高壓液體制冷劑進(jìn)行解壓縮的解壓縮裝置、以及蒸發(fā)器，在所述蒸發(fā)器中在解壓縮裝置中解壓縮的低壓制冷劑通過吸收熱來蒸發(fā)。
冷凝器2包括多個管(未示出)，制冷劑在其中流動；兩個上水箱2a，其設(shè)置在每個管的縱向兩個端側(cè)以與管相連通。相似地，子冷卻器3包括多個管(未示出)，來自氣液分離器4的液體制冷劑在所述多個管中流動；以及兩個上水箱3a，它們設(shè)置在每個管的縱向兩端側(cè)以與管相連通。在此實施例中，冷凝器2和子冷卻器3的管被設(shè)置以沿水平方向延伸，冷凝器2和子冷卻器3的上水箱2a、3a被設(shè)置以沿垂直方向延伸。與冷凝器2和子冷卻器3相似，油冷卻器5包括多個管(未示出)油在其中流動；兩個上水箱5a，其設(shè)置在每個管的縱向兩端側(cè)以與管相連通。油冷卻器5的管沿水平方向延伸，上水箱5a沿垂直方向延伸。
此外，油冷卻器5的上水箱5a、冷凝器2的上水箱2a和子冷卻器3的上水箱3a自頂側(cè)至底側(cè)連續(xù)延伸。例如，上水箱5a、上水箱2a和上水箱3a被形成為具有兩個分離板的圓柱形箱體，所述分離板用于將圓柱形箱體的內(nèi)部空間分為三個部分。此外，冷凝器2、子冷卻器3和油冷卻器5的熱交換芯部6被形成在冷凝器2、子冷卻器3和油冷卻器5的兩個圓柱形箱體之間。如圖1中所示，冷凝器2、子冷卻器3和油冷卻器5被安置在排列方向D(例如，垂直方向)上，所述排列方向基本垂直于通過熱交換器芯部6的空氣流動方向。
在此實施例中，油冷卻器5、冷凝器2和子冷卻器3通過兩個圓柱形箱體一體形成，每個圓柱形箱體從油冷卻器5的頂端側(cè)連續(xù)延伸到子冷卻器3的底端側(cè)。所述管、上水箱2a、3a、5a和冷凝器2的分離板、子冷卻器3和油冷卻器5通過銅焊或者軟焊而粘結(jié)在一起。
此處，銅焊和軟焊是粘結(jié)技術(shù)，在此技術(shù)中基礎(chǔ)材料沒有通過使用Connection and Bonding Technology(Tokyo Electrical Machinery UniversityPublishing Company)中所述的銅焊金屬或者焊料而被熔化。通常，銅焊是在利用熔點超過450℃的金屬材料進(jìn)行連接時而被涉及的，此金屬材料被稱為銅焊材料。然后，在利用熔點低于450℃的金屬材料進(jìn)行連接時涉及軟焊，并且該金屬材料被稱為焊料。
進(jìn)一步而言，氣液分離器4構(gòu)造有沿排列方向D(垂直方向)延伸的圓柱形箱體以及用于閉合圓柱形箱體部分的頂端和底端的蓋部件。液體制冷劑出口設(shè)置在氣液分離器4的圓柱形箱體部分的底端側(cè)上，分離出的液體制冷劑通過所述液體制冷劑出口被供給到子冷卻器3。此外，制冷劑入口設(shè)置在氣液分離器4中在液體制冷劑出口的上側(cè)處，其中流出冷凝器2的制冷劑通過所述制冷劑入口被引入到氣液分離器4中。
在第一實施例中，如圖1所示，氣液分離器4的箱體部分被銅焊到冷凝器2和子冷凝器3的上水箱2a和3a，同時接觸上水箱2a和3a。但是，氣液分離器4可以一體形成到冷凝器2和子冷卻器3的上水箱2a、3a，同時絕緣空間設(shè)置在上水箱2a、3a和氣液分離器4之間。
氣液分離器4具有設(shè)置在與子冷卻器3的底端高度相同的位置處、或者比子冷卻器3的底端更高的位置處的底端。即，氣液分離器4的底端被設(shè)置在等于或者高于熱交換器芯部6的底端的位置處。相反地，氣液分離器4的頂端被安置在；排列方向D(垂直方向)上與油冷卻器5對應(yīng)的位置處。
因此，氣液分離器4的高度尺寸Ho(縱向尺寸)被設(shè)置得大于排列方向上冷凝器2的尺寸和子冷卻器3的尺寸的總和，并且小于排列方向上冷凝器2的尺寸、子冷卻器3的尺寸和油冷卻器5的尺寸的總和。即，氣液分離器4的高度尺寸Ho比冷凝器2的高度和子冷卻器3的高度H2的總和大，比冷凝器2的高度尺寸H1、子冷卻器3的高度尺寸H2和油冷卻器5的高度尺寸H3的總和要短。
由此，冷凝器2的高度尺寸H1、子冷凝器3的高度尺寸H2、油冷卻器5的高度尺寸H3和氣液分離器4的高度尺寸Ho的相對關(guān)系是H1+H2＜Ho＜H1+H2+H3。
油連接管5b被連接到油冷卻器5的油入口，油連接管5c被連接到油冷卻器5的油出口。在此實施例中，流入油入口的油自圖1中的左側(cè)至右側(cè)通過油冷卻器5的管，并通過油出口排出。
制冷劑連接管2b被連接到冷凝器2的制冷劑入口，制冷劑連接管3b被連接到子冷卻器3的制冷劑出口。自壓縮機釋放的制冷劑被引入到制冷劑連接管2b中，并通過冷凝器2、氣液分離器4和子冷卻器3以次順序流動。然后，來自子冷卻器3的制冷劑通過制冷劑連接管3b流入解壓縮裝置中。
如圖2中所示，用于通過在引擎冷卻水和空氣之間執(zhí)行熱交換而冷卻引擎冷卻水的散熱器7被設(shè)置在冷卻熱交換器模塊1的下游空氣側(cè)。此外，吹風(fēng)機8被設(shè)置以將空氣(冷卻空氣)吹到冷卻熱交換器模塊1和散熱器7。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，氣液分離器4的高度尺寸Ho大于冷凝器2的高度尺寸H1和子冷卻器3的高度尺寸H2的總和，并短于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷卻器3的高度尺寸H2和油冷卻器5的高度尺寸H3的總和。此外，氣液分離器4延伸到與油冷卻器5的上端側(cè)對應(yīng)的位置。這樣，氣液分離器4的容量可以在不增加氣液分離器4的水平尺寸的情況下而有效地增加。
用于安裝冷卻熱交換器模塊1的必須的空間是具有通過冷卻熱交換器模塊1的最大尺寸而確定的六個側(cè)面的空間。例如，冷卻熱交換器模塊1的最大高度尺寸是冷凝器2的高度尺寸H1、子冷卻器3的高度尺寸H2和油冷卻器5的高度尺寸H3的總和。冷卻熱交換器模塊1的最大寬度尺寸是冷凝器2的寬度尺寸W1和氣液分離器4的寬度尺寸Wo的總和。在此實施例中，冷凝器2的寬度尺寸W1、子冷卻器3的寬度尺寸W2和油冷卻器5的寬度尺寸W3被設(shè)置為相同。
在氣液分離器4的容量通過放大氣液分離器4的寬度尺寸Wo而增加時，冷卻熱交換器模塊1的最大寬度尺寸被增加，由此，冷卻熱交換器模塊1的最大外部尺寸變得更大。但是，在第一實施例中，氣液分離器4的高度尺寸Ho被放大，這樣氣液分離器4的容量增加，同時氣液分離器4的頂端和底端被安置在與垂直方向上油冷卻器5相對應(yīng)的位置處。相應(yīng)地，氣液分離器5的容量可以被放大，同時能防止冷卻熱交換器模塊1的最大外部尺寸增加。
圖5顯示了通過本申請的發(fā)明人而實施的比較示例，其中氣液分離器4的高度尺寸Ho小于冷凝器2的高度尺寸H1和子冷卻器3的高度尺寸H2的總和。在此情況下，難于有效地增加氣液分離器4的容量，同時限制氣液分離器4的寬度尺寸。
(第二實施例)本發(fā)明的第二實施例將參照圖3進(jìn)行說明。在上述的第一實施例中，連接管5c被連接到油冷卻器5的側(cè)表面，氣液分離器4在此處延伸。在此情況下，由于必須防止連接管5c和氣液分離器4之間的干涉，所以氣液分離器4的高度尺寸Ho不能被放大到等于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷卻器3的高度尺寸H2和油冷卻器5的高度尺寸H3之和。
在第二實施例中，如圖3中所示，連接管5c被連接到油冷卻器5的油出口以在平行于空氣流動方向的方向上延伸。在此情況下，可以防止氣液分離器4與連接管5c相干涉。相應(yīng)地，在第二實施例中，可能將氣液分離器4的高度尺寸Ho增加到等于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷卻器3的高度尺寸H2和油冷卻器5的高度尺寸H3之和的尺寸。結(jié)果，氣液分離器4的容量可以更為有效地被增大，同時其可以防止冷卻熱交換器模塊1的最大外部尺寸的增加。
(第三實施例)在上述的第二實施例中，連接到油冷卻器5的油出口的連接管5c被設(shè)置以在平行于空氣流動方向的方向上突起。但是，在第三實施例中，如圖4中所示，連接到油冷卻器5的油入口的連接管5b和連接到油冷卻器5的油出口的連接管5c都設(shè)置在上水箱5a的相對于油冷卻器5與氣液分離器4相對的側(cè)面上。即，連接管5b和5c都被連接到圖4中的左上水箱5a，氣液分離器4被設(shè)置為與圖4中的右上水箱5a相鄰。相應(yīng)地，可以防止氣液分離器4和連接管5c彼此干涉。
這樣，在第三實施例中，可以將氣液分離器4的高度尺寸增加到等于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷卻器3的高度尺寸H2和油冷卻器5的高度尺寸H3之和的尺寸。結(jié)果，氣液分離器4的容量可以被有效地增大，同時防止冷卻熱交換器模塊1的最大外部尺寸增加。
在第三實施例中，由于連接管5b和5c在與氣液分離器4相對的側(cè)面處連接到油冷卻器5，因此連接管5b和5c可以被設(shè)置為沿垂直于空氣流動方向的方向突起或者沿平行于空氣流動方向的方向突起。
(其它實施例)盡管本發(fā)明已經(jīng)參照了附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了說明，然而可以注意到不同的改變和變更實施方式對于普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。
例如，在上述的實施例中，油冷卻器5、冷凝器2和子冷卻器3被以此順序沿垂直方向從上側(cè)安置。但是，垂直方向上的排列順序可以被改變。例如，冷凝器2、油冷卻器5和子冷卻器3可以以此順序沿垂直方向從上側(cè)安置。
在上述實施例中，上水箱5a、上水箱2a和上水箱3a可以通過使用兩對分離器而彼此分離開，其中在各對分離器之間具有絕緣空間。此外，其中沒有流體流動的未使用管可以放置在油冷卻器和冷凝器2的芯部6之間，例如，以絕緣不同種類的熱交換器。
在上述的實施例中，冷凝器2、子冷卻器3、氣液分離器4和油冷卻器5一體形成。但是，除了油冷卻器5，其他熱交換器也可以被使用，諸如用于冷卻被增壓器擠壓的吸入空氣的中間冷卻器。在此情況下，除了油冷卻器5以外的熱交換器、冷凝器2、子冷卻器3和氣液分離器4被集成。
在上述實施例中，冷凝器2、子冷卻器3和油冷卻器5被集成。但是，本發(fā)明不限于一體結(jié)構(gòu)。例如，冷凝器2、子冷卻器3和油冷卻器5可以安置在垂直于空氣流動方向的排列方向中，并可以以此排列狀態(tài)安裝在車輛上。
這樣的改變和變化可以被理解為在如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器模塊，包括用于冷卻和冷凝制冷劑的冷凝器(2)；氣液分離器(4)，所述氣液分離器(4)將來自冷凝器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑；子冷卻器(3)，用于冷卻從氣液分離器流出的被分離的液體制冷劑；以及熱交換器(5)，用于冷卻與制冷劑不同的流體，其中冷凝器、子冷卻器和熱交換器沿相對于通過冷凝器、子冷卻器和熱交換器的空氣的流動方向的排列方向被安置；以及冷凝器沿排列方向位于子冷卻器和熱交換器之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器模塊，其特征在于，所述熱交換器是用于冷卻油的油冷卻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器模塊，其特征在于，所述冷凝器、子冷卻器和熱交換器相對于空氣的流動方向位于相同的平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的熱交換器模塊，其特征在于，所述冷凝器、子冷卻器和熱交換器由整體單元構(gòu)成，所述整體單元包括平行設(shè)置的多個第一管，制冷劑沿管的縱向流過所述多個第一管，平行設(shè)置的多個第二管，流體沿管的縱向流過所述多個第二管，上水箱，所述上水箱沿垂直于管的縱向的方向延伸，以與第一管和第二管連通，以及分隔件，所述分隔件位于上水箱內(nèi)，以將上水箱分隔成與所述第一管連通的第一箱空間以及與所述第二管連通的第二箱空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的熱交換器模塊，其特征在于，所述熱交換器、冷凝器和子冷卻器從上側(cè)以熱交換器、冷凝器、子冷卻器的順序沿排列方向設(shè)置。
全文摘要
一種熱交換器模塊，包括用于冷卻和冷凝制冷劑的冷凝器(2)；氣液分離器(4)，所述氣液分離器(4)將來自冷凝器的制冷劑分離成氣體制冷劑和液體制冷劑；子冷卻器(3)，用于冷卻從氣液分離器流出的被分離液體制冷劑；以及熱交換器(5)，用于冷卻與制冷劑不同的流體，其中冷凝器、子冷卻器和熱交換器沿相對于通過冷凝器、子冷卻器和熱交換器的空氣的流動方向的排列方向被安置；以及冷凝器沿排列方向位于子冷卻器和熱交換器之間。
文檔編號F28D1/053GK101017062SQ200710004798
公開日2007年8月15日 申請日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月16日
發(fā)明者真田良一 申請人:株式會社電裝