热交换器模块.pdf

一种热交换器模块，包括：用于冷凝制冷剂的冷凝器(2)；调节器(4)；用于冷却自调节器供给的液体制冷剂的子冷却器(3)；和热交换器(5)，所述热交换器用于冷却与制冷剂不同的流体。冷凝器、子冷却器和热交换器沿排列方向被安置，所述排列方向基本垂直于空气流动方向。此外，调节器被设置为沿排列方向延伸。在热交换器模块中，调节器的尺寸(H0)大于排列方向上冷凝器的尺寸(H1)和子冷却器的尺寸(H2)之和，并且不大于排列方向上冷凝器的尺寸(H1)、子冷凝器的尺寸(H2)和热交换器的尺寸(H3)之和。相应地，调节器的容量可以在不增加热交换器模块的最大外侧的情况下被有效地增大。

1.  一种热交换器模块，包括：
用于冷却和冷凝制冷剂的冷凝器(2)；
调节器(4)，所述调节器(4)将来自冷凝器的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂；
子冷却器(3)，用于冷却从调节器供给的液体制冷剂；以及
热交换器(5)，用于冷却与制冷剂不同的流体，其中：
冷凝器、子冷却器和热交换器沿排列方向(D)被安置，所述排列方向基本垂直于通过冷凝器、子冷却器和热交换器的空气的流动方向；
调节器被设置为沿排列方向延伸；以及
调节器在排列方向上的尺寸(Ho)大于排列方向上冷凝器的尺寸(H1)和子冷却器的尺寸(H2)之和，并且等于或者小于排列方向上冷凝器的尺寸(H1)、子冷却器的尺寸(H2)和热交换器的尺寸(H3)之和。

2.  根据权利要求1所述的热交换器模块，其特征在于，所述冷凝器、子冷却器和热交换器沿垂直方向被安置。

3.  根据权利要求1所述的热交换器模块，其特征在于：
热交换器、冷凝器和子冷却器沿垂直方向从上侧被以此顺序安置；以及
调节器的底端被安置在与子冷却器的位置相同的位置处，调节器的顶端被安置在沿排列方向与热交换器相对应的位置处。

4.  根据权利要求1-3中任一所述的热交换器模块，其特征在于，进一步包括：
连接管(5c)，所述连接管(5c)被连接到热交换器的流体入口或者流体出口，以在大致平行于空气流动方向的方向上延伸。

5.  根据权利要求1-3中任一所述的热交换器模块，其特征在于，进一步包括：
连接到热交换器的流体入口的第一连接管(5b)；和
连接到热交换器的流体出口的第二连接管(5c)，
其中所述第一连接管和第二连接管被设置在相对于热交换器与调节器相对的热交换器的一侧处。

6.  根据权利要求1-3中任一所述的热交换器模块，其特征在于，至少冷凝器、子冷却器和热交换器形成整体。

7.  根据权利要求1-3中任一所述的热交换器模块，其特征在于，热交换器是用于冷却油的油冷却器(5)。

8.  根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：
冷凝器、子冷却器和热交换器通过使用在排列方向上延伸的上水箱而形成整体；
上水箱被分为分别与冷凝器、子冷却器和热交换器相连通的三个空间部分；
调节器与上水箱形成整体以在排列方向上延伸；以及
调节器在排列方向上的尺寸等于或者小于上水箱在排列方向上的尺寸。

9.  一种热交换器模块，包括：
用于冷却和冷凝制冷剂的冷凝器(2)；
调节器(4)，所述调节器(4)将来自冷凝器的制冷剂分离成为气体制冷剂和液体制冷剂；
子冷却器(3)，用于冷却从调节器供给的液体制冷剂；以及
热交换器(5)，用于冷却与制冷剂不同的流体，其中：
热交换器、冷凝器和子冷却器沿垂直方向从上侧以此顺序被安置；以及
调节器的底端被安置在与子冷却器的位置相同的位置处，调节器的顶端被安置在沿安置方向与热交换器相对应的位置处。

热交换器模块
技术领域
本发明涉及热交换器模块，所述热交换器模块构造有：其中有蒸气压缩制冷循环的制冷剂流动的冷却热交换器，诸如冷凝器和子冷却器；以及其中有不同于制冷剂的流体流动的冷却热交换器，诸如油冷却器。所述热交换器模块适用于车辆的冷却装置。
背景技术
在多个热交换器被顺序安置在空气流动方向中时，在空气流动方向上由多个热交换器构成的热交换器模块的尺寸变得更大。这样，在传统的热交换器模块(例如：JP-A-2001-174168、USP6,394,176)中，多个热交换器被安置在垂直于空气流动方向的方向中，这样空气流动方向上的热交换器模块的尺寸被减小。相应地，在热交换器模块被安装在车辆的前部部分处时，车辆前后方向上的热交换模块的尺寸可以变得更小。
但是，在蒸气压缩制冷循环的高压侧装置和车辆侧上的冷却热交换器被简单组合，部件的功能不能充分地被获得。通常，蒸气压缩制冷循环的高压侧装置包括冷凝器、气—液分离器(调节器)和子冷却器。相比较而言，车辆侧上的冷却热交换器包括用于冷却引擎油和自动传动流体(ATF)的油冷却器。
例如，在油冷却器、冷凝器、子冷却器和调节器作为整体模块一体形成时，就难于充分地增加调节器的容量，同时限制热交换器模块的最大外部尺寸。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的一个目标是提供一种热交换器模块，包括：调节器(气液分离器)，其中调节器的容量在不增加热交换器模块的最大外部尺寸的情况下而增加。
根据本发明，热交换器模块包括：用于冷却和冷凝制冷剂的冷凝器；调节器，所述调节器将来自冷凝器的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂；子冷却器，用于冷却自调节器供给的液体制冷剂；以及热交换器，用于冷却与制冷剂不同的流体。在热交换器模块中，冷凝器、子冷却器和热交换器沿排列方向被安置，所述排列方向基本垂直于通过冷凝器、子冷却器和热交换器的空气的流动方向，调节器被设置为沿排列方向延伸。此外，调节器在排列方向上的尺寸大于冷凝器的尺寸与排列方向上的子冷却器的尺寸的总和，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热交换器的尺寸之和。相应地，调节器的容量(气液分离器)可以有效地增加，同时它能防止热交换器模块的最大外部尺寸增加。
在冷凝器、子冷却器和热交换器被安置在垂直方向上时，调节器沿垂直方向延伸，调节器的气液分离性能可以提高。例如，热交换器、冷凝器和子冷却器沿垂直方向从上侧以此顺序安置，调节器的底端位于与子冷却器的位置相同的位置处，调节器的顶端位于排列方向上与热交换器对应的位置处。
优选地，连接管被连接到热交换器的流体入口或流体出口，以在大致平行于空气流动方向的方向上延伸。在此情况下，可以防止调节器和连接管相互干涉。因此，调节器的容量可以更为有效地被提高。可选地，连接到热交换器的流体入口的第一连接管和连接到热交换器的流体出口的第二连接管被设置在相对于热交换器与调节器相对的热交换器的一侧处。在此情况下，调节器的容量可以很容易地增加。例如，热交换器是用于冷却油的油冷却器。
优选地，冷凝器、子冷却器和热交换器通过使用在排列方向上延伸的上水箱而一体形成，上水箱被分为分别与冷凝器、子冷却器和热交换器相连通的三个空间部分。在此情况下，调节器与上水箱一体形成以沿排列方向延伸，调节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。
附图说明
本发明的其它目标、特征和优点将通过参照附图进行的详细说明而变得显而易见，其中相似的部件用相似的附图标记指示，其中：
图1是根据本发明第一实施例的冷却热交换器模块的正视图；
图2是根据本发明第一实施例的车辆中的冷却热交换器模块的安装状态的示意图；
图3是根据本发明第二实施例的冷却热交换器模块地正视图；
图4是根据本发明第三实施例的冷却热交换器模块的正视图；以及
图5是冷却热交换器模块的比较示例的正视图。
具体实施方式
在第一实施例中，本发明的冷却热交换器模块1典型地用于车辆的冷却装置。图1是在自冷却热交换器模块1的下游空气侧观察时的冷却热交换器模块1的正视图。
如图1中所示，此实施例中的热交换器模块1包括：冷凝器2(制冷剂散热器)，子冷却器3和用于车辆空调的蒸气压缩制冷循环的调节器4(气液分离器)；以及油冷却器5，用于冷却引擎油或者车辆的自动传动流体(ATF)。
冷凝器2是用于冷却和冷凝自蒸气压缩制冷循环的压缩机释放的高温高压制冷剂的高压热交换器。子冷却器3用于进一步冷却在冷凝器2中冷凝的液体制冷剂的过冷装置，以增加制冷剂的过冷程度。调节器4是气液分离器，所述气液分离器将从冷凝器2流来的制冷剂分为气体制冷剂和液体制冷剂，并将分离出的液体制冷剂供给到子冷却器3。例如，调节器4是圆柱形接收器，其中液体制冷剂被作为蒸气压缩制冷循环的多余制冷剂被存储。
通常，蒸气压缩制冷循环包括用于压缩制冷剂的压缩机、冷凝器2、调节器4、子冷却器3、用于对流出子冷却器3的高压液体制冷剂进行解压缩的解压缩装置、以及蒸发器，在所述蒸发器中在解压缩装置中解压缩的低压制冷剂通过吸收热来蒸发。
冷凝器2包括：多个管(未示出)，制冷剂在其中流动；两个上水箱2a，其设置在每个管的纵向两个端侧以与管相连通。相似地，子冷却器3包括：多个管(未示出)，来自调节器4的液体制冷剂在所述多个管中流动；以及两个上水箱3a，它们设置在每个管的纵向两端侧以与管相连通。在此实施例中，冷凝器2和子冷却器3的管被设置以沿水平方向延伸，冷凝器2和子冷却器3的上水箱2a、3a被设置以沿垂直方向延伸。与冷凝器2和子冷却器3相似，油冷却器5包括：多个管(未示出)油在其中流动；两个上水箱5a，其设置在每个管的纵向两端侧以与管相连通。油冷却器5的管沿水平方向延伸，上水箱5a沿垂直方向延伸。
此外，油冷却器5的上水箱5a、冷凝器2的上水箱2a和子冷却器3的上水箱3a自顶侧至底侧连续延伸。例如，上水箱5a、上水箱2a和上水箱3a被形成为具有两个分离板的圆柱形箱体，所述分离板用于将圆柱形箱体的内部空间分为三个部分。此外，冷凝器2、子冷却器3和油冷却器5的热交换芯部6被形成在冷凝器2、子冷却器3和油冷却器5的两个圆柱形箱体之间。如图1中所示，冷凝器2、子冷却器3和油冷却器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过热交换器芯部6的空气流动方向。
在此实施例中，油冷却器5、冷凝器2和子冷却器3通过两个圆柱形箱体一体形成，每个圆柱形箱体从油冷却器5的顶端侧连续延伸到子冷却器3的底端侧。所述管、上水箱2a、3a、5a和冷凝器2的分离板、子冷却器3和油冷却器5通过铜焊或者软焊而粘结在一起。
此处，铜焊和软焊是粘结技术，在此技术中基础材料没有通过使用Connection and Bonding Technology(Tokyo Electrical MachineryUniversity Publishing Company)中所述的铜焊金属或者焊料而被熔化。通常，铜焊是在利用熔点超过450℃的金属材料进行连接时而被涉及的，此金属材料被称为铜焊材料。然后，在利用熔点低于450℃的金属材料进行连接时涉及软焊，并且该金属材料被称为焊料。
进一步而言，调节器4构造有沿排列方向D(垂直方向)延伸的圆柱形箱体以及用于闭合圆柱形箱体部分的顶端和底端的盖部件。液体制冷剂出口设置在调节器4的圆柱形箱体部分的底端侧上，分离出的液体制冷剂通过所述液体制冷剂出口被供给到子冷却器3。此外，制冷剂入口设置在调节器4中在液体制冷剂出口的上侧处，其中流出冷凝器2的制冷剂通过所述制冷剂入口被引入到调节器4中。
在第一实施例中，如图1所示，调节器4的箱体部分被铜焊到冷凝器2和子冷凝器3的上水箱2a和3a，同时接触上水箱2a和3a。但是，调节器4可以一体形成到冷凝器2和子冷却器3的上水箱2a、3a，同时绝缘空间设置在上水箱2a、3a和调节器4之间。
调节器4具有设置在与子冷却器3的底端高度相同的位置处、或者比子冷却器3的底端更高的位置处的底端。即，调节器4的底端被设置在等于或者高于热交换器芯部6的底端的位置处。相反地，调节器4的顶端被安置在；排列方向D(垂直方向)上与油冷却器5对应的位置处。
因此，调节器4的高度尺寸Ho(纵向尺寸)被设置得大于排列方向上冷凝器2的尺寸和子冷却器3的尺寸的总和，并且小于排列方向上冷凝器2的尺寸、子冷却器3的尺寸和油冷却器5的尺寸的总和。即，调节器4的高度尺寸Ho比冷凝器2的高度和子冷却器3的高度H2的总和大，比冷凝器2的高度尺寸H1、子冷却器3的高度尺寸H2和油冷却器5的高度尺寸H3的总和要短。
由此，冷凝器2的高度尺寸H1、子冷凝器3的高度尺寸H2、油冷却器5的高度尺寸H3和调节器4的高度尺寸Ho的相对关系是H1+H2＜Ho＜H1+H2+H3。
油连接管5b被连接到油冷却器5的油入口，油连接管5c被连接到油冷却器5的油出口。在此实施例中，流入油入口的油自图1中的左侧至右侧通过油冷却器5的管，并通过油出口排出。
制冷剂连接管2b被连接到冷凝器2的制冷剂入口，制冷剂连接管3b被连接到子冷却器3的制冷剂出口。自压缩机释放的制冷剂被引入到制冷剂连接管2b中，并通过冷凝器2、调节器4和子冷却器3以次顺序流动。然后，来自子冷却器3的制冷剂通过制冷剂连接管3b流入解压缩装置中。
如图2中所示，用于通过在引擎冷却水和空气之间执行热交换而冷却引擎冷却水的散热器7被设置在冷却热交换器模块1的下游空气侧。此外，吹风机8被设置以将空气(冷却空气)吹到冷却热交换器模块1和散热器7。  根据本发明的第一实施例，调节器4的高度尺寸Ho大于冷凝器2的高度尺寸H1和子冷却器3的高度尺寸H2的总和，并短于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷却器3的高度尺寸H2和油冷却器5的高度尺寸H3的总和。此外，调节器4延伸到与油冷却器5的上端侧对应的位置。这样，调节器4的容量可以在不增加调节器4的水平尺寸的情况下而有效地增加。
用于安装冷却热交换器模块1的必须的空间是具有通过冷却热交换器模块1的最大尺寸而确定的六个侧面的空间。例如，冷却热交换器模块1的最大高度尺寸是冷凝器2的高度尺寸H1、子冷却器3的高度尺寸H2和油冷却器5的高度尺寸H3的总和。冷却热交换器模块1的最大宽度尺寸是冷凝器2的宽度尺寸W1和调节器4的宽度尺寸Wo的总和。在此实施例中，冷凝器2的宽度尺寸W1、子冷却器3的宽度尺寸W2和油冷却器5的宽度尺寸W3被设置为相同。
在调节器4的容量通过放大调节器4的宽度尺寸Wo而增加时，冷却热交换器模块1的最大宽度尺寸被增加，由此，冷却热交换器模块1的最大外部尺寸变得更大。但是，在第一实施例中，调节器4的高度尺寸Ho被放大，这样调节器4的容量增加，同时调节器4的顶端和底端被安置在与垂直方向上油冷却器5相对应的位置处。相应地，调节器5的容量可以被放大，同时能防止冷却热交换器模块1的最大外部尺寸增加。
图5显示了通过本申请的发明人而实施的比较示例，其中调节器4的高度尺寸Ho小于冷凝器2的高度尺寸H1和子冷却器3的高度尺寸H2的总和。在此情况下，难于有效地增加调节器4的容量，同时限制调节器4的宽度尺寸。
(第二实施例)
本发明的第二实施例将参照图3进行说明。在上述的第一实施例中，连接管5c被连接到油冷却器5的侧表面，调节器4在此处延伸。在此情况下，由于必须防止连接管5c和调节器4之间的干涉，所以调节器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、子冷却器3的高度尺寸H2和油冷却器5的高度尺寸H3之和。
在第二实施例中，如图3中所示，连接管5c被连接到油冷却器5的油出口以在平行于空气流动方向的方向上延伸。在此情况下，可以防止调节器4与连接管5c相干涉。相应地，在第二实施例中，可能将调节器4的高度尺寸Ho增加到等于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷却器3的高度尺寸H2和油冷却器5的高度尺寸H3之和的尺寸。结果，调节器4的容量可以更为有效地被增大，同时其可以防止冷却热交换器模块1的最大外部尺寸的增加。
(第三实施例)
在上述的第二实施例中，连接到油冷却器5的油出口的连接管5c被设置以在平行于空气流动方向的方向上突起。但是，在第三实施例中，如图4中所示，连接到油冷却器5的油入口的连接管5b和连接到油冷却器5的油出口的连接管5c都设置在上水箱5a的相对于油冷却器5与调节器4相对的侧面上。即，连接管5b和5c都被连接到图4中的左上水箱5a，调节器4被设置为与图4中的右上水箱5a相邻。相应地，可以防止调节器4和连接管5c彼此干涉。
这样，在第三实施例中，可以将调节器4的高度尺寸增加到等于冷凝器2的高度尺寸H1、子冷却器3的高度尺寸H2和油冷却器5的高度尺寸H3之和的尺寸。结果，调节器4的容量可以被有效地增大，同时防止冷却热交换器模块1的最大外部尺寸增加。
在第三实施例中，由于连接管5b和5c在与调节器4相对的侧面处连接到油冷却器5，因此连接管5b和5c可以被设置为沿垂直于空气流动方向的方向突起或者沿平行于空气流动方向的方向突起。
(其它实施例)
尽管本发明已经参照了附图对本发明的优选实施例进行了说明，然而可以注意到不同的改变和变更实施方式对于普通技术人员而言是显而易见的。
例如，在上述的实施例中，油冷却器5、冷凝器2和子冷却器3被以此顺序沿垂直方向从上侧安置。但是，垂直方向上的排列顺序可以被改变。例如，冷凝器2、油冷却器5和子冷却器3可以以此顺序沿垂直方向从上侧安置。
在上述实施例中，上水箱5a、上水箱2a和上水箱3a可以通过使用两对分离器而彼此分离开，其中在各对分离器之间具有绝缘空间。此外，其中没有流体流动的未使用管可以放置在油冷却器和冷凝器2的芯部6之间，例如，以绝缘不同种类的热交换器。
在上述的实施例中，冷凝器2、子冷却器3、调节器4和油冷却器5一体形成。但是，除了油冷却器5，其他热交换器也可以被使用，诸如用于冷却被增压器挤压的吸入空气的中间冷却器。在此情况下，除了油冷却器5以外的热交换器、冷凝器2、子冷却器3和调节器4被集成。
在上述实施例中，冷凝器2、子冷却器3和油冷却器5被集成。但是，本发明不限于一体结构。例如，冷凝器2、子冷却器3和油冷却器5可以安置在垂直于空气流动方向的排列方向中，并可以以此排列状态安装在车辆上。
这样的改变和变化可以被理解为在如权利要求所限定的本发明的范围之内。