CN103959003A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

在一种热交换器中,形成与第二管(43a)连通的第二流体流动空间(162c,752e),以与形成收集或者分配致冷剂(第一流体)的第一箱空间(163a,163b)的箱单元(16c)内的第一箱空间(163a,163b)分开。箱单元(16c)由在第二流体流动空间(162c,752e)中流动的冷却剂(第二流体)除霜,所述第二流体的温度高于在第一箱空间(163a,163b)中流动的致冷剂。利用所述结构,来自第二流体的热量被有效地传递到很可能结霜的一部分箱单元(16c),所述第二流体在被包括在箱单元(16c)中的第二流体流动空间(162c,752e)中流动。结果,能够促进箱单元(16c)的除霜。

Description

热交换器
相关申请的交叉引用
本申请基于2011年11月29日递交的第2011-260522号以及2012年11月14日递交的第2012-250501号日本专利申请,并通过引用的方式将其合并于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种组合热交换器,其被构造成能够在三种类型的流体之间进行热交换。
背景技术
通常,人们已经知晓组合热交换器,其被构造成能够在三利类型的流体之间进行热交换。例如,专利文献1公开的是一种组合热交换器,其被构造成能够在致冷循环装置的致冷剂和汽车外部空气(外部空气)之间进行热交换,以及在致冷剂和冷却引擎的冷却剂之间进行热交换。
具体地,这份专利文献1的热交换器被构造成使多个线性致冷剂管堆叠,每个线性致冷剂管均具有与致冷剂箱连接的两端,所述致冷剂箱收集和分配致冷剂;热管在各个堆叠的致冷剂管之间与致冷剂管平行布置,所述热管具有与冷却剂箱连接的一端,冷却剂流过所述冷却剂箱;并且在致冷剂管和热管之间形成的外部空气通道内布置用于促进热交换的散热器。
在专利文献1的致冷循环装置中,当允许组合热交换器起到蒸发器的作用时,热交换器的结霜由从热管传递的引擎的废热抑制,所述蒸发器允许致冷剂吸收外部空气的热量以及冷却剂的热量(也就是,引擎的废热),以蒸发致冷剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP-A-11-157326
发明内容
根据本发明人的研究,传统技术中关注的是使第一管(致冷剂管)外表面附近产生的霜融化,对于分配第一流体(致冷剂)到第一管或者从第一管收集第一流体的收集/分配箱单元(致冷剂箱)的外表面产生的霜却考虑得不够。
由此产生在箱单元外表面上的霜不仅造成由融化管外表面产生的霜获得的融化水的排放被堵塞,还可能造成所述融化水结冰。
本发明的目的是提供有可能为箱单元除霜的热交换器。
为了实现上述目的,根据本发明的第一示例,热交换器包括:第一热交换部,其包括第一流体流经的第一管,并在第一流体和在所述第一管周围流动的第三流体之间进行热交换;第二热交换部,其包括第二流体流经的第二管,并在第二流体和在所述第二管周围流动的第三流体之间进行热交换;箱部,其形成与第一管连通的第一箱空间,以从第一管收集第一流体或者将第一流体分配给第一管;第三流体通道,第三流体流过其中;以及外部散热器。在第二管之间布置至少一根第一管,且在第一管之间布置至少一根第二管。在第一管和第二管之间形成第三流体通道。在第三流体通道中布置外部散热器,其促进第一和第二热交换部中的热交换,并使流经第一管的第一流体和流经第二管的第二流体之间能够进行热传递。箱部中包括与第二管连通的第二流体流动空间,且第二流体流动空间与第一箱空间分隔开。第二流体流动空间在第一管和第二管的堆叠方向上被定位为邻近连接到第一管的箱部的连接部。箱部由在第二流体流动空间内流动的且温度高于在第一箱空间内流动的第一流体的第二流体除霜。
根据上面的结构,由于被包括在箱单元内的第二流体流动空间中的第二流体的热量被有效地传递到有可能结霜的箱单元的一部分,因此能够促进箱单元的除霜。当为箱单元除霜时,由于在第二流体流动空间内的第二流体起到进行除霜的热源的作用,因此第二流体的温度,例如,等于或者高于0℃。另一方面,由于第一流体的温度造成结霜,因此,所述温度为,例如,0℃或者更低。
根据本发明的第二示例,在上述第一示例的热交换器中,第二流体流动空间可以被形成为使第二流体在与箱部外壁接触的状态下流动。
利用上面的结构,能够提高从第二流体的朝向箱单元外壁的热传递,以进一步促进箱单元除霜。
根据本发明的第三示例,在上述第一或者第二示例的热交换器中,第二管的前端可以突入第二流体流动空间。第二流体流动空间可以包括第二管邻近空间,其在第一管和第二管的堆叠方向上与第二管的前端邻近。第二管邻近空间可以由在彼此邻近的第一管和第二管之间的箱部的外壁限定,以使在第二管邻近空间内流动的第二流体与箱部的外壁接触。
利用上面的结构,来自第二流体流动空间内的第二流体的热量能够有效地传递到有可能结霜的箱单元的外壁的一部分。
根据本发明的第四示例,在上述第一到第三示例的任一个热交换器中,第一管和第二管可以被彼此间隔开,以使第二流体流动空间内的第二流体不直接接触第一管。
利用上面的结构,与其中第二流体流动空间内的第二流体与第一管直接热接触的热交换器的结构相比较,由于来自第二流体的热量难以被第一管消耗,因此能够有效地向有可能结霜的箱单元的一部分传递第二流体的热量。
根据本发明的第五示例,在前述第一到第四示例的任一个的热交换器中,箱部可以包括中间板部件,其使箱部的内部空间分隔为第一箱空间和第二流体流动空间。所述中间板部件可以设有连通孔,第一管通过所述连通孔与第一箱空间连通。可以基于中间板部件内连通孔的布置,确定第一流体是否流入第一管以及第二流体是否流入第二管。
利用上面的结构,可以根据中间板部件的结构,确定让第一流体和第二流体的每一个流入多个管的哪一个。
根据本发明的第六示例,在上述第一到第四示例的任一个热交换器中,箱部可以包括中间板部件,其使箱部的内部空间分隔为第一箱空间和第二流体流动空间。所述中间板部件可以包括在中间板部件的厚度方向彼此堆叠的管侧板部件和分隔板部件。所述管侧板部件可以被定位成比分隔板部件更靠近第一管。所述管侧板部件可以包括通孔,且所述分隔板部件可以包括通孔。在中间板部件的厚度方向上,分隔板部件的通孔可以与管侧板部件的一部分通孔重叠。可以基于分隔板部件内连通孔的布置,确定第一流体是否流入第一管以及第二流体是否流入第二管。
根据本发明的第七示例,在上述第一到第四示例的任一个热交换器中,第二流体流动空间可以被布置得比第一箱空间更靠近露出到外面的第一管的露出部。
利用上面的结构,能够有效地为箱单元除霜。
根据本发明的第八示例,在上述第七示例的热交换器中,箱部可以包括中间板部件,其使箱部的内部空间分隔为第一箱空间和第二流体流动空间。所述中间板部件可以设有连通孔,第一管通过所述连通孔与第一箱空间连通,并且第一管可以穿过所述连通孔以与第一箱空间连通。
根据本发明的第九示例,在上述第一到第八示例的任一个热交换器中,在第三流体的流动方向上,第二流体流动空间的宽度可以大于第二管的宽度。
利用上面的结构,由于第二流体的热量有可能被传递到箱单元的较大面积,因此能够进一步促进箱单元的除霜。
根据本发明的第十示例,在上述第一到第九示例的任一个热交换器中,在第一管和第二管堆叠方向上,第二流体流动空间的宽度可以大于第二管的宽度。
利用上面的结构,由于第二流体的热量有可能被传递到箱单元的较大面积,因此能够进一步促进箱单元的除霜。
根据本发明的第十一示例,在上述第一到第十示例的任一个热交换器中,在第三流体的流动方向上,第二流体流动空间的宽度可以大于第一箱空间的宽度。
利用上面的结构,由于第二流体的热量有可能被传递到箱单元的较大面积,因此能够进一步促进箱单元的除霜。
根据本发明的第十二示例,在上述第一到第十一示例的任一个热交换器中,箱部可以形成第二箱空间,其收集或者分配流经第二管的第二流体。可以在第二箱空间和第二管之间布置所述第二流体流动空间。
根据本发明的第十三示例,在上述第十二示例的热交换器中,在第三流体的流动方向上,第二流体流动空间的宽度可以小于第二箱空间的宽度。
利用上面的结构,其中流过第二流体的空间的宽度被按如下顺序循序减小:第二箱空间;第二流体流动空间;以及第二管,且被按如下顺序循序扩大:第二管;第二流体流动空间;以及第二箱空间。鉴于此,能够降低第二流体的压力损失。结果,废热回收操作的基本性能得以改进,并且除霜性能也得以改进。
根据本发明的第十四示例,在上述第十二或者第十三示例的热交换器中,在第三流体的流动方向上,第一管和第二管可以被布置成多排,并且在第三流体的流动方向上,第一箱空间可以与第二箱空间对齐。
根据本发明的第十五示例,在上述第十四示例的热交换器中,第一箱空间可以包括:第一流体收集空间,其收集第一流体;以及第一流体分配空间,其分配第一流体。在第一管和第二管的堆叠方向上,第一流体收集空间可以与第一流体分配空间对齐。第二箱空间可以包括:第二流体收集空间,其收集第二流体;以及第二流体分配空间,其分配第二流体。在第一管和第二管的堆叠方向上,所述第二流体收集空间可以与第二流体分配空间对齐。
利用上面的结构,优势在于:与热交换器连接的外部管道有可能在芯部之一中被合并,在所述芯部中第一管和第二管彼此堆叠。
根据本发明的第十六示例,在上述第一到第十一示例的任一个热交换器中,在第三流体的流动方向上,第一管可以被布置成多排。箱部可以沿着第三流体的流动方向形成多个第一箱空间。
根据本发明的第十七示例,在上述第十六示例的热交换器中,在第三流体流动方向上,第二流体流动空间可以在多个第一箱空间上延伸。
根据上面的结构,在第三流体的流动方向上,能够增加第二流体流动空间,并且第二流体沿着第三流体的流动方向在第二流体流动空间内流动。结果,热导率得以改善。
根据本发明的第十八示例,在上述第一到第十七示例的任一个热交换器中,第一流体和第二流体可以是在彼此不同的流体循环回路中循环的热介质。
根据本发明的第十九示例,在上述第一到第十八示例的任一个热交换器中,热交换器可以被用作蒸发器,其在蒸汽压缩型致冷剂循环内使致冷剂蒸发。第一流体可以是致冷剂循环的致冷剂,且第二流体可以是吸收外部热源热量的热介质。第三流体可以是空气。
根据上面的结构,即使在作为第一流体的致冷剂被蒸发以实现热吸收作用的时候,蒸发器(热交换器)结霜了,作为第二流体的热介质提供的热量也能够执行除霜。
根据本发明的第二十示例,在上述第一到第十八示例的任一个热交换器中,热交换器可以被应用于汽车冷却系统。第一流体可以是吸收在致动期间产生热量的第一车载装置的热量的热介质。第二流体可以是吸收在致动期间产生热量的第二车载装置的热量的热介质。第三流体可以是空气。
在所述示例中,各种在致动期间产生热量的车载装置被安装在汽车上,并且那些车载装置产生的热量根据汽车的行驶状态(行驶负载)而改变。因此,根据第二十示例,热量生成量大的车载装置的热量不但能够被散发到空气,而且能够散发到热量生成量小的车载装置。作为在致动期间产生热量的车载装置,有引擎(内燃机)、行驶电动机、逆变器,以及电子装置。
根据本发明的第二十一示例,热交换器包括:第一热交换部,其包括第一流体流经的第一管,并在第一流体和在所述第一管周围流动的第三流体之间进行热交换;第二热交换部,其包括第二流体流经的第二管,并在第二流体和在所述第二管周围流动的第三流体之间进行热交换;箱部,其形成与第一管连通的第一箱空间,并执行如下之一:从第一管收集第一流体以及将第一流体分配给第一管;第三流体通道,第三流体流过其中;以及外部散热器。在第二管之间布置至少一根第一管,且在第一管之间布置至少一根第二管。在第一管和第二管之间形成第三流体通道。在第三流体通道中布置外部散热器,其促进第一和第二热交换部中的热交换,并使流经第一管的第一流体和流经第二管的第二流体之间能够进行热传递。箱部包括构成箱部的外壁的外壁组件以及被布置在所述外壁组件内的中间板部件。第一箱空间由外壁组件和中间板部件限定,且位于中间板部件的与第一管相反的一侧。中间板部件设有连通孔,第一箱空间与第一管经由所述连通孔连通。中间板部件的侧面部设有与外壁组件的侧壁部接触的凸起。除凸起以外的侧面部和侧壁部在其间限定隔离空间,所述隔离空间通过中间板部件与第一箱空间隔离。除了接触所述凸起的部分以外的侧壁部设有凹向隔离空间的凹部或者向隔离空间开槽口的槽口。
根据上面的结构,由于在箱单元的外壁中形成的凹部或者槽口起到排水沟渠的作用,因此能够改进由第一热交换器除霜而得的融化水的排水性能。
此外,凹部凹向从第一箱空间分隔的隔离空间,并且槽口向从第一箱空间分隔的隔离空间开槽口。利用所述结构,能够在箱单元的外壁中形成排水沟渠,而不需要破坏第一箱空间的密封性。
根据本发明的第二十二示例,热交换器包括:第一热交换部,其包括第一流体流经的第一管,并在第一流体和在所述第一管周围流动的第三流体之间进行热交换;第二热交换部,其包括第二流体流经的第二管,并在第二流体和在所述第二管周围流动的第三流体之间进行热交换;箱部,其形成与第一管连通的第一箱空间,并执行如下之一:从第一管收集第一流体以及将第一流体分配给第一管;第三流体通道,第三流体流过其中;以及外部散热器。在第二管之间布置至少一根第一管,且在第一管之间布置至少一根第二管。在第一管和第二管之间形成第三流体通道。在第三流体通道中布置外部散热器,其促进第一和第二热交换部中的热交换,并使流经第一管的第一流体和流经第二管的第二流体之间能够进行热传递。箱部包括构成箱部的外壁的外壁组件以及被布置在所述外壁组件内的中间板部件。第一箱空间由外壁组件和中间板部件包围,且位于中间板部件的与第一管相反的一侧。中间板部件形成有连通孔,第一箱空间与致冷剂管经由所述连通孔连通,并且中间板部件包括管侧板部件和分隔板部件。在中间板部件的厚度方向上,所述管侧板部件和分隔板部件彼此堆叠。所述管侧板部件被定位成比分隔板部件更靠近第一管。所述分隔板部件被定位成比管侧板部件更靠近第一箱空间。管侧板部件的侧面部设有向管侧板部件内切开的切口。外壁组件的与切口相对应的一部分侧壁部设有向所述切口开槽的槽口或者凹向所述切口的凹部。
根据上面的结构,由于箱单元的外壁内形成的槽口或者凹部起到排水沟渠的作用,因此能够改进由第一热交换器除霜而得的融化水的排水性能。
此外,由于对应于凹部的槽口或者切口形成于管侧板部件内,且没有在分隔板部件中开切口,因此能够在箱单元的外壁中形成排水沟渠,而不需要破坏第一箱空间的密封性。
根据本发明的第二十三示例,在上述第一到第二十二示例的任一个热交换器中,可以在侧壁部的在第一管一侧的端部边缘上形成所述槽口或者凹部,所述槽口或者凹部可以在外壁组件的侧壁部中向所述侧壁部内延伸。在所述侧壁部外表面上,槽口或者凹部在第一管和第二管的堆叠方向上的宽度可以从侧壁部的在第一管一侧的端部边缘向侧壁部内变小。
附图说明
图1是说明汽车空调的加热操作的示意图,所述汽车空调包括根据本发明的第一实施例的热交换器。
图2是说明汽车空调的除霜操作的示意图,所述汽车空调包括根据第一实施例的热交换器。
图3是说明汽车空调的废热回收操作的示意图,所述汽车空调包括根据第一实施例的热交换器。
图4是说明汽车空调的冷却操作的示意图,所述汽车空调包括根据第一实施例的热交换器。
图5是根据第一实施例的热交换器的透视图。
图6是根据第一实施例的热交换器的分解图。
图7(a)是根据图5的A-A线截取的截面图。图7(b)是根据第一实施例的热交换器的致冷剂侧箱单元内的、其中冷却剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图7(c)是根据第一实施例的热交换器的致冷剂侧箱单元内的、其中致冷剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图7(d)是图7(b)中沿C-C线截取的截面图。
图8是说明根据第一实施例的热交换器中的致冷剂和冷却剂的流动的示意图。
图9(a)是在空气流动方向,根据本发明第二实施例的热交换器的致冷剂侧箱单元内的、其中冷却剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。
图9(b)是根据第二实施例的热交换器的致冷剂侧箱单元内的、其中致冷剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图9(c)是图9(a)中沿D-D线截取的截面图。
图10是根据本发明的第三实施例的致冷剂侧箱单元的分解图。
图11(a)是根据第三实施例的致冷剂侧箱单元的分解图。图11(b)是根据第三实施例的致冷剂侧箱单元的组装图。
图12是根据本发明的第四实施例的致冷剂侧箱单元的截面图。
图13(a)是根据本发明的第四实施例的致冷剂侧箱单元的分解图。图13(b)是根据本发明的第四实施例的致冷剂侧箱单元的组装图。
图14是根据本发明的第五实施例的热交换器的透视图。
图15是根据第五实施例的热交换器的分解图。
图16(a)是根据本发明的第六实施例的热交换器的分解图,其与图6中的B部分对应。图16(b)是对应于图16(a)的部分的局部截面透视图。图16(c)是图16(b)中沿E-E线截取的截面图。图16(d)是沿图16(b)中F-F线的截面图。
图17(a)是根据本发明的第七实施例的热交换器的分解图,其对应于图6中的B部分。图17(b)是对应于图17(a)的部分的局部截面透视图。图17(c)是沿图17(b)中G-G线截取的截面图。图17(d)是沿图17(b)中H-H线的截面图。
图18是说明根据本发明第八实施例的热交换器的透视图。
图19是根据第八实施例的热交换器的分解图。
图20是说明根据第八实施例的热交换器的致冷剂和冷却剂的液流的示意图解。
图21是说明根据第八实施例的热交换器的致冷剂流的截面图解。
图22是说明根据据第八实施例的热交换器的冷却剂流的截面图解。
图23是沿图21中M-M线截取的截面图。
图24是沿图21中N-N线截取的截面图。
图25(a)是根据本发明的第九实施例的总箱内的、其中致冷剂管和冷却剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图25(b)是根据第九实施例的总箱内的、其中致冷剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图26(a)是根据本发明的第十实施例的热交换器的致冷剂侧箱单元内的、其中冷却剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图26(b)是根据第十实施例的热交换器的致冷剂侧箱单元内的、其中致冷剂管在空气流动方向彼此重叠的部分的截面图。图26(c)是沿图26(a)中D-D线截取的截面图。
图27是说明图26所示的致冷剂侧箱单元的修改后的示例的截面图。
具体实施方式
将参照附图描述多个用于实施本发明的实施例。在各实施例中,用相同的参考符号表示与前面实施例中描述的项目相应的部件,可能省略其重复性的描述。在各实施例中,当仅描述一部分结构时,所述结构的其它部分能够应用前面已经描述过的另一个实施例。此外,在接下来的实施例中,用仅百位数字或更高位数字不同的参考符号表示与前面实施例中描述的项目相应的部件,以表达对应关系,且可能省略其重复性的描述。在各实施例中,除了能够被明确具体地组合在一起的各部分的组合之外,如果在组合中不特别地出现问题,即使没有明确描述,各实施例也能够部分地组合在一起。
(第一实施例)
将参照图1到8描述第一实施例。在本实施例中,根据本发明的热交换器70应用于热泵循环10,在汽车空调1中所述热泵循环调节汽车内部吹送空气的温度。图1到4是说明根据本实施例的汽车空调1的整体结构的图解。汽车空调1用于所谓的混合动力汽车,所述混合动力汽车从内燃机(引擎)和行驶电动机MG获得用于汽车行驶的驱动力。
混合动力汽车根据汽车的行驶负荷让引擎工作或者停止,并且能够在其中汽车从引擎和行驶电动机MG二者获得驱动力的行程状态,以及其中汽车让引擎停止且仅从行驶电动机MG获得运行的驱动力的行程状态之间切换。利用上面的结构,相比仅从引擎获得汽车行驶的驱动力的普通汽车,混合动力汽车能够改善汽车燃料消耗。
热泵循环10由流体循环回路构成,致冷剂在所述回路中作为第一流体循环。具体地,在汽车空调1中,热泵循环10是蒸汽压缩致冷循环,其执行加热或冷却被吹入到汽车内部的汽车内部吹送空气的功能,所述汽车内部是空调目标空间。由此,热泵循环10切换致冷剂通道到另一个,以执行用于加热汽车内部吹送空气的加热操作(加热操作),所述汽车内部吹送空气是一种经历热交换以加热汽车内部的流体,并执行用于冷却汽车内部吹送空气以冷却汽车内部的冷却操作(冷却操作)。
进一步地,热泵循环10能够在加热操作期间执行除霜操作,用于融化和清除附在稍后描述的组合热交换器的汽车外部热交换单元16上的霜,所述组合热交换器起到蒸发致冷剂的蒸发器的作用;并且在加热期间执行废热回收操作,用于允许致冷剂吸收作为外部热源的行驶电动机MG的热量。在图1到4说明的热泵循环10的整体结构图解中,用实线箭头指示各操作中致冷剂的流动。
此外,根据本实施例的热泵循环10采用一般的碳氟化合物致冷剂作为致冷剂,并构造亚临界致冷循环,其中高压侧致冷剂压力不超过致冷剂的临界压力。用于润滑压缩机11的冷冻机油与致冷剂混合,且一部分冷冻机油与致冷剂一起在所述循环中循环。
首先,压缩机11是电动压缩机,其布置在引擎室内,在热泵循环10中抽进、压缩和排放致冷剂,并由电动机11b驱动具有固定排量的固定排量压缩机11a。作为固定排量压缩机11a,可以采用各种压缩机构,具体地,诸如涡旋压缩机构或者叶片压缩机构。
根据从后面将要描述的空调控制装置输出的控制信号,控制电动机11b的操作(转速),并且可以采用任何形式的交流电动机和直流电动机。通过控制转速改变压缩机11的致冷剂排量。因此,在本实施例中,压缩机11的排量改变装置由电动机11b构成。
压缩机11的致冷剂排放口连接汽车内部冷凝器12的致冷剂入口侧,所述冷凝器作为使用侧热交换器。汽车内部冷凝器12是用于加热的热交换器,所述冷凝器被布置在汽车空调1中的汽车内部空调单元30的壳体31内,且在汽车内部冷凝器12中流动的高温和高压致冷剂与将在后面描述的已经穿过汽车内部蒸发器20的汽车内部吹送空气之间交换热量。后面将描述汽车内部空调单元30的详细结构。
汽车内部冷凝器12的致冷剂输出侧连接作为加热操作的减压装置的加热固定节流孔13,在加热操作期间所述加热固定节流阀使流出汽车内部冷凝器12的致冷剂减压并膨胀。作为加热固定节流孔13,能够采用孔口(孔板)或毛细管。加热固定节流孔13的输出侧连接组合热交换器70中的汽车外部热交换单元16的致冷剂入口侧。
进一步地,汽车内部冷凝器12的致冷剂出口侧连接固定节流孔旁路通道14,所述固定节流孔旁路通道允许致冷剂流出汽车内部冷凝器12,以绕开加热固定节流孔13,并朝向汽车外部热交换单元16引导冷却剂。打开和关闭固定节流孔旁路通道14的开关阀15a被布置在固定节流孔旁路通道14内。开关阀15a是电磁阀,由空调控制装置输出的控制电压控制其开/关操作。
此外,致冷剂通过开关阀15a时产生的压力损失远小于致冷剂通过固定节流孔13时产生的压力损失。因此,打开开关阀15a时,流出汽车内部冷凝器12的致冷剂通过固定节流孔旁路通道14流入汽车外部热交换单元16。当使开关阀15a关闭时,致冷剂通过加热固定节流孔13流入热交换器70的汽车外部热交换单元16。
利用上面的操作,开关阀15a能够将热泵循环10的致冷剂通道切换到另一个。因此,根据本实施例的开关阀15a起到致冷剂通道切换装置的作用。作为致冷剂通道切换装置,可以采用电子三通阀在连接汽车内部冷凝器12出口侧和加热固定节流孔13入口侧的致冷剂回路与连接汽车内部冷凝器12出口侧和固定节流孔旁路通道14入口侧的致冷剂回路之间切换。
热交换器70内的汽车外部热交换单元16是这样的热交换单元,其在汽车外部热交换单元16中流动的致冷剂和由吹风扇17吹出的外部空气之间交换热量。外部热交换单元16布置在引擎室内,在加热操作期间,汽车外部热交换单元16起到蒸发热交换单元的作用,所述蒸发热交换单元蒸发低压致冷剂以发挥吸热效果,或者在冷却操作期间,起到散热热交换单元的作用,所述散热热交换单元散发高压致冷剂的热量。
此外,吹风扇17是电子吹风机,其运转速率,即转速(吹风量)由空调控制装置输出的控制电压控制。进一步地,在根据本实施例的热交换器70中,上述汽车外部热交换单元16与后面描述的散热器单元43集成在一起,所述散热器单元在冷却行驶电动机MG的冷却剂和吹风扇17吹出的外部空气之间交换热量。
鉴于此,汽车外部吹风装置由根据本实施例的吹风扇17构成,所述汽车外部吹风装置用于向汽车外部热交换单元16和散热器单元43吹出外部空气。后面将详细描述组合热交换器70的结构,其使汽车外部热交换单元16和散热器单元43集成在一起。
汽车外部热交换单元16的出口侧连接电子三通阀15b。空调控制装置输出的控制电压在运行中控制电子三通阀15b,并且致冷剂通道切换装置由所述电子三通阀15b与上述开关阀15a一起构成。
更具体地,在加热操作期间,三通阀15b切换所述通道到连接汽车外部热交换单元16的出口侧和收集器18的入口侧的致冷剂通道。在冷却操作期间,三通阀15b切换所述通道到连接汽车外部热交换单元16的出口侧和冷却固定节流孔19的入口侧的致冷剂通道,。
冷却固定节流孔19是用于冷却操作的减压装置,用于在冷却操作期间使汽车外部热交换单元16流出的致冷剂减压并膨胀,且其基本结构与加热固定节流孔13相同。冷却固定节流孔19的出口侧连接汽车内部蒸发器20的致冷剂入口侧。
汽车内部蒸发器20是冷却热交换器,所述冷却热交换器沿着汽车内部空调单元30的壳体31内的气流在汽车内部冷凝器12的上游布置,且在其中流动的致冷剂和汽车内部吹送空气之间交换热量,以冷却汽车内部吹送空气。汽车内部蒸发器20的致冷剂出口侧连接收集器18的入口侧。
收集器18是用于低压侧致冷剂的气液分离器,其将流入收集器18的致冷剂分成气体和液体,并在其中储存循环中过量的致冷剂。收集器18的气液致冷剂出口连接压缩机11的吸入侧。因此,收集器18执行如下功能:防止液相致冷剂被吸入压缩机11,以及防止压缩机11的液体压缩。
接下来,将描述汽车内部空调单元30。汽车内部空调单元30布置在汽车内部最前部中的仪表盘(仪表面板)内,并将吹风机32、上述汽车内部冷凝器12以及汽车内部蒸发器20容纳在形成其外罩的壳体31内。
壳体31形成吹入汽车内部的汽车内部吹送空气的空气通道,且由树脂(例如,聚丙烯)模制,其具有一定程度的弹性,并且强度优异。在壳体31中流动的汽车内部吹送空气的最上游,布置内部/外部空气切换装置33,所述内部/外部空气切换装置选择性地引入汽车内部空气(内部空气)和外部空气。
内部/外部空气切换装置33形成有将内部空气引入壳体31的内部空气引入端口,以及引入外部空气的外部空气引入端口。进一步地,内部/外部空气切换门布置在内部/外部空气切换装置33内,所述内部/外部空气切换门连续调节内部空气引入端口和外部空气引入端口的开口面积,以改变内部空气的风量和外部空气的风量之间的风量比。
吹风机32沿空气流动方向布置在内部/外部空气切换装置33的下游,所述吹风机32经由内部-外部空气切换装置33向汽车内部吹出经由内部-外部空气切换装置33吸入的空气。吹风机32是电吹风机,其由电动机驱动离心多叶片风扇(西罗克风扇),其转速(吹风量)由空调控制装置输出的控制电压控制。
相对于汽车内部吹送空气的流动,汽车内部蒸发器20和汽车内部冷凝器12在空气流中按顺序布置在吹风机32的下游。换句话说,汽车内部蒸发器20沿汽车内部吹送空气的流动方向在汽车内部冷凝器12的上游布置。
进一步地,空气混合门34沿空气流在汽车内部蒸发器20的下游且沿空气流在汽车内部冷凝器12的上游布置,所述空气混合门调节通过汽车内部冷凝器12的空气与已经通过汽车内部蒸发器20的流动空气的流量比。此外,混合空间35沿空气流在汽车内部冷凝器12的下游设置,所述混合空间35使和致冷剂进行热交换且由汽车内部冷凝器12加热的流动空气与绕开汽车内部冷凝器12且未被加热的吹送空气相混合。
出风口沿空气流在壳体31的最下游布置,所述出风口向汽车内部吹出在混合物空间35混合的空调风。具体地,作为出风口,提供有面部出风口,其向汽车内部中的乘客的上身吹出空调风;脚部出风口,其向乘客的双脚吹出空调风;以及除霜器出风口,其向汽车前窗玻璃(未全部示出)内表面吹出空调风。
因此,由空气混合门34调节允许通过汽车内部冷凝器12的风量比,以调节在混合空间35中混合的空调风的温度,且调节从各出风口吹出的空调风的温度。也就是说,温度调节装置由空气混合门34构成,用于调节要被吹入汽车内部的空调风的温度。
换句话说,空气混合门34起到热交换量调节装置的作用,用于调节在汽车内部冷凝器12中在压缩机11排出的致冷剂与汽车内部吹送空气之间的热交换量,所述汽车内部冷凝器12构成使用侧热交换器。未示出的伺服电动机驱动空气混合门34,所述伺服电动机的运转根据空调控制装置输出的控制信号控制。
进一步地,调节面部出风口的开口面积的面部门、调节面部出风口的开口面积的脚部门,以及调节除霜器出风口的开口面积的除霜器门(未示出)分别沿着气流布置在面部出风口、脚部出风口和除霜器出风口的上游。
出风口模式切换装置由面部门、脚部门和除霜器门构成,用于切换出风口模式到另一个。未示出的伺服电动机驱动面部门、脚部门和除霜器门,在操作中,根据空调控制装置通过连杆机构等输出的控制信号控制所述伺服电动机。
接下来,将给出冷却剂循环回路40的描述,所述冷却剂循环回路使作为第二流体的冷却剂循环,所述冷却剂是与热泵循环10中使用的致冷剂类型不同的材料。如图1到4所述,冷却剂循环回路40是不同于热泵循环10的流体循环回路。具体地,冷却剂循环回路40是这样的冷却剂循环回路,其在冷却剂通道中使冷却剂(例如,乙二醇水溶液)作为冷却介质(加热介质)循环,以冷却行驶电动机MG,在上述行驶电动机MG中形成所述冷却剂通道,所述行驶电动机是在操作期间产生热量的车载装置之一。
组合热交换器70的冷却剂泵41、电动三通阀42、散热器单元43,以及绕开散热器单元43并允许冷却剂在其中流动的旁路通道44布置在冷却剂循环回路40中。
冷却剂泵41是一种电动泵,其排出冷却剂到在冷却剂循环回路40中的行驶电动机MG中形成的冷却剂通道,根据空调控制装置输出的控制信号控制所述泵的转速(流量)。因此,冷却剂泵41起到冷却能力调节装置的作用,用于改变冷却剂的流量,以调节冷却能力,所述冷却剂冷却行驶电动机MG。
三通阀42在连接冷却剂泵41的入口侧和散热器单元43的出口侧以允许冷却剂流入散热器单元43的冷却剂回路,以及连接冷却剂泵41的入口侧和旁路通道44的出口侧以允许冷却剂绕开散热器单元43的冷却剂回路之间切换。在操作中,根据空调控制装置输出的控制电压控制三通阀42,且冷却剂回路的回路切换装置由所述三通阀构成。
也就是说,根据本实施例的冷却剂循环回路40能够像图1等由虚线箭头标明的那样,在两个冷却剂回路之间切换:在一个冷却剂回路中冷却剂按如下顺序循环:冷却剂泵41、行驶电动机MG、散热器单元43以及冷却剂泵41,在另一个冷却剂回路中,冷却剂按如下顺序循环:冷却剂泵41;行驶电动机MG;旁路通道44以及冷却剂泵41。
因此,在行驶电动机MG的致动期间,当三通阀42切换到允许冷却剂流动并绕开散热器单元43的冷却剂回路时,冷却剂升高其温度而不通过散热器单元43散热。也就是说,当三通阀42切换到允许冷却剂流动并绕开散热器单元43的冷却剂回路时,在冷却剂中储存行驶电动机MG的热量(发热量)。
散热器单元43布置在引擎室内,并起到散热热交换单元的作用,所述散热热交换单元在冷却剂和由吹风扇17吹出的外部空气之间进行热交换。如上所述,散热单元43与汽车外部热交换单元16协作构成组合热交换器70。
现在,将参照图5到8描述根据本实施例的组合热交换器70的详细结构。图5是根据本实施例的热交换器70的外部透视图,且图6是热交换器70的分解图。图7(a)是热交换器70的截面图,且图8是说明热交换器70中的致冷剂流和冷却剂流的示意透视图。
首先,如图5和6所示,汽车外部热交换单元16(第一热交换部)和散热器单元43(第二热交换部)由所谓的箱和管型热交换器结构构成,其中箱和管型热交换器结构具有具有多个管,致冷剂或冷却剂在其中流动,并具有一对收集和分配箱,所述收集和分配箱布置在所述多个管的两个端部侧,并收集或分配在各管中流动的致冷剂或冷却剂。
更具体地,汽车外部热交换单元16包括多个致冷剂管16a(第一管)和致冷剂侧箱单元16c(箱部),致冷剂作为第一流体在所述多个致冷剂管中流动,致冷剂侧箱单元16c在所述多个致冷剂管16a的堆叠方向上延伸,并收集或分配流经致冷剂管16a的致冷剂。汽车外部热交换单元16还在流经致冷剂管16a的致冷剂和作为第三流体的空气(由吹风扇17吹出的外部空气)之间进行热交换,所述空气在所述致冷剂管16a的周围流动。
另一方面,散热器单元43包括冷却剂管43a(第二管)以及冷却剂侧箱单元43c,冷却剂作为第二流体在所述冷却剂管中循环,所述致冷剂侧箱单元在冷却剂管43a的堆叠方向上延伸,并收集或分配流经冷却剂管43a的冷却剂。散热器单元43还在流经冷却剂管43a的冷却剂和空气(由吹风扇17吹出的外部空气)之间进行热交换,所述空气在所述冷却剂管43a的周围流动。
首先,采用在垂直于管的纵向方向上的截面为扁平的扁平管作为致冷剂管16a和冷却剂管43a。如图6的分解透视图所示,车辆外部热交换单元16的致冷剂管16a和散热器单元43的冷却剂管43a沿着由吹风扇17吹出的外部空气流动方向X布置成两排(多排)。
进一步地,在外部空气流动方向的迎风侧布置的致冷剂管16a和冷却剂管43a以给定的间隔交替堆叠布置,以使他们的外表面的各扁平面彼此平行,且彼此面对。同样地,排列在外部空气流动方向背风侧的致冷剂管16a和冷却剂管43a以给定间隔彼此堆叠。
换句话说,根据本实施例,致冷剂管16a布置在各冷却剂管43a之间,且冷却剂管43a布置在各致冷剂管16a之间。进一步地,致冷剂管16a和冷却剂管43a之间形成的空间形成外部空气通道70a(第三流体通道),由吹风扇17吹出的外部空气在其中流动。
外部散热片50布置在外部空气通道70a内,其促进汽车外部热交换单元16内的致冷剂和外部空气之间的热交换以及散热器单元43内的冷却剂和外部空气之间的热交换,且还能在流经致冷剂管16a的致冷剂和流经冷却剂管43a的冷却剂之间进行热传递。
将通过使热传导率优异的金属薄板弯曲成波纹形状而形成的波纹散热片用作外部散热片50,且在本实施例中,外部散热片50与致冷剂管16a和冷却剂管43a均结合(连接),由此使在致冷剂管16a和冷却剂管43a之间能够进行热传递。
接下来,将描述致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c。致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c的基本结构彼此相同。冷却剂侧箱单元43c包括冷却剂侧固定板部件431,每个被布置为两排的致冷剂管16a和冷却剂管43a被固定于其上;冷却剂侧中间板部件432,其固定于冷却剂侧固定板部件431,以及冷却剂侧箱形成部件433。
如图7(a)所示,通过将冷却剂侧中间板部件432固定到冷却剂侧固定板部件431,在冷却剂侧中间板部件432中形成多个凹部432b,所述多个凹部432b在冷却剂侧中间板部件432和冷却剂侧固定板部件431之间形成与致冷剂管16a连通的多个致冷剂连通空间432c。所述空间432c起到用于连通各个致冷剂管16a的致冷剂连通空间的作用,所述各个致冷剂管在外部空气流动方向X排列成两排。
为了清楚地说明,图7(a)说明了在冷却剂侧中间板部件432内形成的多个凹部432b的截面。
此外,穿过冷却剂侧中间板部件432的两侧的第一连通孔432a形成于冷却剂侧中间板部件432的一部分中,对应于冷却剂管43a,且每个冷却剂管43a均穿过第一连通孔432a。利用上面的结构,冷却剂管43a与在冷却剂侧箱形成部件433内形成的空间连通。
进一步地,在冷却剂侧箱单元43c侧的一端上,冷却剂管43a比致冷剂管16a向冷却剂侧箱单元43c侧突出得更多。也就是说,在致冷剂侧箱单元16c侧上的冷却剂管43a的一端以及在致冷剂侧箱单元16c侧上的致冷剂管16a的一端被非均匀地布置。
冷却剂侧箱形成部件433固定于冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432,由此形成用于收集冷却剂的收集空间433a和用于分配其中的冷却剂的分配空间433b。具体地,通过使板金属受压,当在其纵向上看时,冷却剂侧箱形成部件433以双峰形状(W形)形成。
双峰形状的冷却剂侧箱形成部件433的中心部433c与冷却剂侧中间板部件432结合,以分隔收集空间433a和分配空间433b。在本实施例中,分配空间433b布置于外部空气流动方向X的迎风侧,且收集空间433a布置于外部空气流动方向X的背风侧。
中心部433c被形成为适合于冷却剂侧中间板部件432内形成的凹部432b的形状。收集空间433a和分配空间433b被分隔,以便于防止内部的冷却剂从冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432的结合部泄漏。
进一步地,如上所述,冷却剂管43a穿过冷却剂侧中间板部件432的第一连通孔432a,并突入在冷却剂侧箱形成部件433内形成的收集空间433a或者分配空间433b中。利用上面的结构,布置在外部空气流动方向X的迎风侧的冷却剂管43a与分配空间433b连通,且布置在外部空气流动方向X的背风侧的冷却剂管43a与收集空间433a连通。
此外,冷却剂侧箱形成部件433在其纵向方向的一个端侧与允许冷却剂流入分配空间433b的冷却剂流入管434连接,并且还与允许冷却剂流出收集空间433a的冷却剂流出管435连接。进一步地,冷却剂侧箱单元43c在其纵向方向的另一个端侧由封闭部件封闭。
另一方面,同样地,致冷剂侧箱单元16c包括:致冷剂侧固定板部件161,分别被排列成两排的致冷剂管16a和冷却剂管43a均固定于其上;致冷剂侧中间板部件162,其固定于致冷剂侧固定板部件161;以及致冷剂侧箱形成部件163。
如图7(b)所示,通过使致冷剂侧中间板部件162固定于致冷剂侧固定板部件161,多个凹部162b被形成于致冷剂侧中间板部件162中,所述多个凹部162b在致冷剂侧中间板部件162和致冷剂侧固定板部件161之间形成与冷却剂管43a连通的多个冷却剂连通空间162c(第二流体流动空间)。空间162c起到用于连通各冷却剂管43a的冷却剂连通空间的作用,所述冷却剂管在外部空气流动方向X上排列成两排。
此外,如图7(c)所示,穿过致冷剂侧中间板部件162的第二连通孔162a(连通孔)被形成于致冷剂侧中间板部件162的一部分内,与致冷剂管16a对应,并且每个致冷剂管16a均穿过第二连通孔162a。利用上面的结构,致冷剂管16a与在致冷剂侧箱形成部件163内形成的空间连通。
此外,在致冷剂侧箱单元16c侧的端部,致冷剂管16a比冷却剂管43a向致冷剂侧箱单元16c突出得更多。也就是说,致冷剂侧箱单元16c侧上的致冷剂管16a的末端以及致冷剂侧箱单元16c上的冷却剂管43a的末端被非均匀地布置。
致冷剂侧箱形成部件163被固定于致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162,由此形成用于收集致冷剂的收集空间163a(第一箱空间)和用于分配其中的致冷剂的分配空间163b(第一箱空间)。具体地,通过使板金属受压,当在其纵向上看时,致冷剂侧箱形成部件163以双峰形状(W形)形成。收集空间163a和分配空间163b可以用作第一箱空间的示例。
致冷剂侧箱形成部件163的双峰形状的中心部163c与致冷剂侧中间板部件162结合,以分隔收集空间163a和分配空间163b(多个第一箱空间)。
在本实施例中,在外部空气流动方向X上使收集空间163a和分配空间163b对齐。具体地,收集空间163a布置在外部空气流动方向X的迎风侧,而分配空间163b也布置在外部空气流动方向X的背风侧。
如图6所示,中心部163c被形成为适合于致冷剂侧中间板部件162内形成的凹部162b的形状。收集空间163a和分配空间163b被分隔,以便于防止内部的致冷剂从致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162的结合部泄漏。
进一步地,如上所述,致冷剂管16a穿过致冷剂侧中间板部件162的第二连通孔162a,并突入在致冷剂侧箱形成部件163内形成的收集空间163a或者分配空间163b内。利用上面的结构,排列在外部空气流动方向X的迎风侧的致冷剂管16a与收集空间163a连通,且排列在外部空气流动方向X的背风侧的致冷剂管16a与分配空间163b连通。
此外,致冷剂侧箱形成部件163在其纵向方向的一个端侧与允许致冷剂流入分配空间163b的致冷剂流入管164连接,并还与允许致冷剂流出收集空间163a的致冷剂流出管165连接。进一步地,致冷剂侧箱形成部件163在其纵向方向的另一个端侧由封闭部件封闭。
附带地,通过冷却剂流入管434流入冷却剂侧箱形成部件433的分配空间433b的冷却介质(冷却剂)的温度高于0℃,且高于通过致冷剂流入管164流入致冷剂侧箱形成部件163的分配空间163b的致冷剂的温度。
现在,将详细描述上述冷却剂连通空间162c。如图7(b)所示,至少一部分冷却剂连通空间162c仅由致冷剂侧箱单元16c和致冷剂侧固定板部件161的外部分隔。因此,在冷却剂连通空间162c中,冷却剂能够在流动时与致冷剂侧箱单元16c的外壁接触。
冷却剂连通空间162c被布置得比收集空间163a和分配空间163b更接近汽车外部热交换单元16。换句话说,冷却剂连通空间162c被布置得比收集空间163a和分配空间163b更接近致冷剂管16a的露出到外部的露出部,即,在其中致冷剂管16a的每个外围表面均与外部空气接触的露出部。此外,冷却剂连通空间162c在外部空气流动方向X上延伸,并在收集空间163a和分配空间163b上方形成。
在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间162c的宽度A1被设置成大于冷却剂管43a的宽度A2。此外,在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间162c的宽度A1被设置成大于各个收集空间163a和分配空间163b的宽度A3。
如图7(d)所示,在致冷剂管16a和冷却剂管43a的堆叠方向上,冷却剂连通空间162c的宽度B1被设置成大于冷却剂管43a的宽度B2。
在根据本实施例的热交换器70中,如图8的示意性透视图所示,通过致冷剂流入管164流入致冷剂侧箱单元16c的分配空间163b的致冷剂流入被排列成两排的致冷剂管16a的在外部空气流动方向X上的背风侧上排列的各个致冷剂管16a。
然后,从被排列在背风侧的各个致冷剂管16a流出的致冷剂,通过致冷剂侧箱单元43c的冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432之间形成的致冷剂连通空间432c,流入被排列在外部空气流动方向X上的迎风面上的各个致冷剂管16a。
进一步地,如图8中的实线箭头所标明的那样,从被排列在迎风侧的各致冷剂管16a流出的致冷剂被收集到致冷剂侧箱单元16c的收集空间163a,并流出致冷剂流出管165。也就是说,在根据本实施例的热交换器70中,致冷剂按如下顺序以U形转弯方式流动:在背风侧的致冷剂管16a;冷却剂侧箱单元43c的致冷剂连通空间432c;以及在迎风侧的致冷剂管16a。
同样地,冷却剂按如下顺序以U形转弯方式流动:在迎风侧的冷却剂管43a;致冷剂侧箱单元16c的冷却剂连通空间162c;以及在背风侧的冷却剂管43a。因此,彼此邻近的流经致冷剂管16a的致冷剂与流经冷却剂管43a的冷却剂的流动方向彼此相反。
此外,如上所述的汽车外部热交换单元16的致冷剂管16a、散热器单元43的冷却剂管43a、致冷剂侧箱单元16c的各组件、冷却剂侧箱单元43c的各组件,以及外部散热片50均由相同的金属材料制成(在本实施例中是铝合金)。
然后,致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧箱形成部件163在致冷剂侧中间板部件162被夹在致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧箱形成部件163之间的状态下通过压紧(caulking)被固定。此外,冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧箱形成部件433在冷却剂侧中间板部件432被夹在冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧箱形成部件433之间的状态下通过压紧被固定。
进一步地,通过压紧固定的整个热交换器70被装入加热炉并进行加热。预先覆盖的钎料金属在各组件的表面上融化,使热交换器70冷却,直到钎料金属再次凝固,以使各组件被钎焊成一体。结果,汽车外部热交换单元16和散热器单元43被集成在一起。
接下来,将描述本实施例的电控单元。空调控制装置包括具有CPU、ROM和RAM的为人熟知的微型计算机及其外围电路,根据存储在ROM中的空调控制程序进行各种计算和处理,并控制与输出侧连接的各种空调控制设备11、15a、15b、17、41和42等的致动。
此外,空调控制装置的输入侧与用于各种空调控制的传感器组连接,诸如用于检测汽车内部温度的内部空气传感器、用于检测外部空气温度的外部空气传感器、用于检测汽车内部的日照量的日照传感器、用于检测汽车内部蒸发器20的吹出空气温度(蒸发器温度)的蒸发器温度传感器、用于检测压缩机11的吹送致冷剂温度的吹送致冷剂温度传感器、用于检测汽车外部热交换单元16的出口侧致冷剂温度Te的出口致冷剂温度传感器51,以及作为冷却剂温度检测装置的用于检测流入行驶电动机MG的冷却剂温度Tw的冷却剂温度传感器52。
在本实施例中,冷却剂温度传感器52检测从冷却剂泵41抽出的冷却剂的温度Tw。可选择地,可以用冷却剂温度传感器52检测吸入冷却剂泵41的冷却剂的温度Tw。
进一步地,空调控制装置的输入侧连接未示出的操作面板,所述操作面板布置在汽车内部的前部的仪表面板附近,并从置于仪表面板内的各种空调操作开关接收操作信号。作为置于操作面板内的各种空调操作开关,提供有用于汽车空调的操作开关、用于设置汽车内部温度的汽车内部温度设置开关,以及用于操作模式的选择开关。
此外,空调控制装置与用于控制压缩机11的电动机11b和开关阀15a等的控制装置集成在一起,并控制其运转。在本实施例的空调控制装置中,致冷剂吹出能力控制装置由控制压缩机11的致动的结构(硬件和软件)构成;致冷剂通道控制装置由控制各种装置15a和15b的致动的结构构成,致冷剂通道切换装置由所述装置15a和15b构成;且致冷剂介质回路控制装置由控制三通阀42的致动的结构构成,所述三通阀构成用于冷却剂的回路切换装置。
进一步地,根据本实施例的空调控制装置具有用于基于如上所述的用于空调控制的传感器组的检测信号,确定汽车内部热交换单元60中是否形成霜的结构(结霜确定装置)。具体地,在结霜确定装置中,当汽车的速度等于或者低于预定的参考汽车速度(在本实施例中是20km/h),且汽车外部热交换单元16的出口侧致冷剂温度Te等于或者低于0℃时,可以确定汽车外部热交换单元16结了霜。
接下来,将根据本实施例描述上述结构的汽车空调1的动作。根据本实施例的汽车空调1能够执行用于加热汽车内部的加热操作,以及用于冷却汽车内部的冷却操作,还能够在加热操作期间执行除霜操作和废热回收操作。下文中,将描述各操作中的致动。
(a)加热操作
在操作面板的致动开关打开的状态下当通过选择开关选择了加热操作模式时,加热操作开始。然后,在加热操作中,通过结霜确定装置,如果确定在汽车外部热交换单元16中结了霜,就执行除霜操作。如果冷却剂温度传感器52检测的冷却剂温度Tw变为等于或者高于预定参考温度(在本实施例中是60℃),就执行废热回收操作。
首先,在正常的加热操作中,空调控制装置使开关阀15a关闭,并使三通阀15b切换到连接汽车外部热交换单元16的出口侧和收集器18的入口侧的致冷剂通道。进一步地,空调控制装置驱动却剂泵41以按预先给定的流速抽出冷却剂,而且还使冷却剂循环回路40的三通阀42切换到允许冷却剂绕开散热器单元43流动的冷却剂通道。
利用上述结构,热泵循环10被切换到下述致冷剂通道,致冷剂在所述致冷剂通道中像图1中实线箭头标明的那样流动,且切换冷却剂循环回路40到这样的冷却剂回路,其中冷却剂像图1中虚线箭头标明的那样流动。
利用上面的致冷剂通道和冷却剂回路的结构,空调控制装置读取用于空调控制的传感器组的检测信号,以及上述操作面板的操作信号。然后,空调控制装置基于检测信号和操作信号的值,计算目标吹风温度TAO,其为吹进汽车内部的空气的目标温度。进一步地,空调控制装置基于所计算的目标吹风温度TAO和传感器组的检测信号,确定连接到空调控制装置的输出侧的各种空调控制设备的致动状态。
例如,按下面这样确定压缩机11的致冷剂排放能力,即,输出到压缩机11的电动机的控制信号。首先,基于目标吹风温度TAO,参考预先存储在空调控制装置内的控制图,确定汽车内部蒸发器20的目标蒸发器吹风温度TEO。
然后,使用反馈控制技术,基于目标蒸发器吹风温度TEO和来自汽车内部蒸发器20的、由蒸发器温度传感器检测的吹风温度之间的偏差,确定输出到压缩机11的电动机的控制信号,以使来自汽车内部蒸发器20的吹风温度接近目标蒸发器吹风温度TEO。
此外,使用目标吹风温度TAO、来自汽车内部蒸发器20的吹风温度,以及排放致冷剂温度传感器检测的压缩机11的排放致冷剂温度等,确定输出到空气混合门34的伺服电动机的控制信号,以使吹进汽车内部的空气温度达到乘客期望的温度,所述期望的温度由汽车内部的温度设置开关设置。
在正常的加热操作、除霜操作以及废热回收操作中,空气混合门34的开度是可控的,以使从吹风机32吹来的汽车内部吹送空气的全部风量通过汽车内部冷凝器12。
然后,输出如上所述那样确定的控制信号到各种空调控制设备。之后,每隔给定的控制循环,按如下顺序重复控制过程:读取上述的检测信号和操作信号、计算目标吹风温度TAO、确定各种空调控制设备的致动状态,并输出控制电压和控制信号,直到通过操作面板要求汽车空调的致动停止。其他操作中也大体上进行这种控制过程的重复。
在正常的加热操作期间的热泵循环10中,从压缩机11排放的高压致冷剂流入汽车内部冷凝器12。已经流入汽车内部冷凝器12的致冷剂与已经从吹风机32吹出的并通过汽车内部蒸发器20的汽车内部吹送空气进行热交换,以散发热量。利用这种操作,使汽车内部吹送空气被加热。
由于关闭了开关阀15a,汽车内部冷凝器12流出的高压致冷剂流入加热固定节流孔13,并被减压和膨胀。然后,被加热固定节流孔13减压和膨胀的低压致冷剂流入汽车外部热交换单元16。已经流入汽车外部热交换单元16的低压致冷剂从吹风扇17吹出的外部空气吸收热量并蒸发。
在这种情形中,由于切换冷却剂循环回路40到冷却剂在其中流动并绕开散热器单元43的冷却剂回路,因此不会出现这样的情况,其中冷却剂向在汽车外部热交换单元16中流动的致冷剂散热,或者冷却剂吸收来自汽车外部热交换单元16中流动的致冷剂的热量。也就是说,冷却剂不会热影响汽车外部热交换单元16中流动的致冷剂。
由于三通阀15b切换到连接汽车外部热交换单元16的出口侧以及收集器18的输入侧的致冷剂通道,流出汽车外部热交换单元16的致冷剂流入收集器18,并被分离成蒸气和流体。然后,由收集器18分离的气相致冷剂被压缩机11吸入并再次被压缩。
如上所述,在正常的加热操作中,以压缩机11排放的致冷剂的热量通过汽车内部冷凝器12,使汽车内部吹送空气加热,以使汽车内部能够被加热。
(b)除霜操作
接下来,将描述除霜操作。正如根据本实施例的热泵循环10那样,在通过汽车外部热交换单元16进行致冷剂和外部空气之间的热交换以蒸发致冷剂的致冷循环装置中,如果汽车外部热交换单元16中的致冷剂蒸发温度变为等于或者低于霜形成温度(具体地为0℃),就可能在汽车外部热交换单元16中形成霜。
当由此结霜时,由于热交换器70的外部空气通道70a被霜堵塞,因此汽车外部热交换单元16的热交换能力可能被显著降级。这种情形下,在根据本实施例的热泵循环10中,在加热操作中,当结霜确定装置确定汽车外部热交换单元16中结霜时,执行除霜操作。
在除霜操作中,空调控制装置停止压缩机11的致动,且还停止吹风扇17的致动。因此,在除霜操作中,降低了在汽车外部热交换单元16中流动的致冷剂的流动速率,并相较于正常的加热操作降低了流入室外空气通道70a的外部空气的风量。
进一步地,空调控制装置切换冷却剂循环回路40的三通阀42到允许冷却剂如图2中的虚线箭头标明的那样流进散热器单元43的致冷剂介质回路。结果,致冷剂不在热泵循环10中循环,且切换冷却剂循环回路40到致冷剂如图2中虚线箭头标明的那样流动的致冷剂介质回路。
因此,通过外部散热片50使流经散热器单元43的冷却剂管43a的冷却剂的热量传递到汽车外部热交换单元16,以给汽车外部热交换单元16除霜。也就是说,利用行驶电动机MG的废热有效地实现了除霜。
(c)废热回收操作
接下来,将描述废热回收操作。为了抑制行驶电动机MG的过热,希望使冷却剂的温度保持在给定上限温度或者更低。另外,为了降低由行驶电动机MG内密封的润滑油的粘性增加引起的摩擦损失,希望使冷却剂的温度保持在给定的下限温度或者更高。
在这种情形下,在根据本实施例的热泵循环10中,在加热操作中,当冷却剂温度Tw变为预定参考温度(在本实施例中是60℃)或者更高时,执行废热回收操作。在这种废热回收操作中,按照与正常加热操作相同的方式驱动热泵循环10的三通阀15b,且以和除霜操作相同的方式,切换冷却剂循环回路40的三通阀42到允许冷却剂如图3中虚线箭头标明的那样流入散热器单元43的冷却剂回路。
因此,如图3中实线箭头标明的那样,压缩机11排出的高压高温致冷剂通过汽车内部冷凝器12加热汽车内部吹送空气,被加热固定节流孔13减压和膨胀,并以和正常加热操作相同的方式流入汽车外部热交换单元16。
由于三通阀42被切换到允许冷却剂流入散热器单元43的冷却剂回路,已经流入汽车外部热交换单元16的低压致冷剂吸收由吹风扇17吹出的外部空气的热量以及通过外部散热片50进行热传递的冷却剂的热量,并且被蒸发。其他动作与正常加热操作中的相同。
如上所述,在废热回收操作中,压缩机11排放的致冷剂的热量,通过汽车内部冷凝器12加热汽车内部吹送空气,以使汽车内部能够被加热。在这种情形中,致冷剂吸收外部空气的热量和通过外部散热片50进行热传递的冷却剂的热量。因此,汽车内部的加热能够通过有效地使用行驶电动机MG的废热而实现。
(d)冷却操作
当在操作面板的致动开关被打开的状态下通过选择开关选择了冷却操作模式时,冷却操作开始。在冷却操作中,空调控制装置打开开关阀15a,并使三通阀15b切换到连接汽车外部热交换单元16的出口侧以及冷却固定节流孔19的入口侧的致冷剂通道。结果,热泵循环10被切换到其中致冷剂像图4中实线箭头标明的那样流动的致冷剂通道。
在这种情形中,当冷却剂温度Tw变为等于或者高于参考温度时,冷却剂循环回路40的三通阀42切换到允许冷却剂流入散热器单元43的冷却剂回路,而当冷却剂温度Tw变为低于预定参考温度时,切换到冷却剂在其中流动并同时绕开散热器单元43的冷却剂回路。在图4中,当冷却剂温度Tw变得等于或者高于参考温度时的冷却剂的流动由虚线箭头标明。
在冷却操作期间的热泵循环10中,从压缩机11排出的高压致冷剂流入汽车内部冷凝器12中,并与汽车内部吹送空气进行热交换以散发热量,所述汽车内部吹送空气已经被从吹风机32吹出并通过汽车内部蒸发器20。由于打开了开关阀15a,流出汽车内部冷凝器12的高压致冷剂通过固定节流孔旁路通道14流入汽车外部热交换单元16。已经流入汽车外部热交换单元16的高压致冷剂进一步使热量散发给由吹风扇17吹出的外部空气。
由于三通阀15b被切换到连接汽车外部热交换单元16的出口侧和冷却固定节流孔19的入口侧的致冷剂通道,流出汽车外部热交换单元16的致冷剂被通过冷却固定节流孔19减压和膨胀。流出冷却固定节流孔19的致冷剂流入汽车内部蒸发器20,吸收由吹风机32吹出的汽车内部吹送空气的热量,并被蒸发。结果,冷却了汽车内部吹送空气。
从汽车内部蒸发器20流出的致冷剂流入收集器18,并被分离为气体和液体。然后,由收集器18分离的气相致冷剂被压缩机11吸入并再次被压缩。如上所述,在冷却操作中,低压致冷剂从汽车内部吹送空气吸收热量,并且由汽车内部蒸发器20蒸发,以使汽车内部吹送空气能够被冷却,以冷却汽车内部。
在根据本实施例的汽车空调1中,如上所述,通过在热泵循环10的致冷剂通道和冷却剂循环回路40的冷却剂回路之间进行切换,能够执行各种操作。进一步地,在本实施例中,由于应用了具有上述特性的热交换器70,因此能够在三种类型的流体之间进行适当的热交换,这三种类型的流体包括致冷剂、冷却剂,以及各操作中的外部空气。
更详细地,在根据本实施例的热交换器70中,外部散热片50布置在室外空气通道70a中,所述室外空气通道在汽车外部热交换单元16的致冷剂管16a和散热器单元43的冷却剂管43a之间形成。然后,能够由外部散热片50执行致冷剂管16a和冷却剂管43a之间的热传递。
利用上面的结构,在除霜操作中,由于冷却剂的热量能够通过外部散热片50被传递到汽车外部热交换单元16,行驶电动机MG的废热能够被有效地用于给汽车外部热交换单元16除霜的目的。
进一步地,在本实施例的除霜操作中,压缩机11的致动停止以降低流入汽车外部热交换单元16的致冷剂的流量。因此,能够防止流经致冷剂管16a的致冷剂吸收热量,所述热量将通过外部散热片50和致冷剂管16a被传递到汽车外部热交换单元16。也就是说,能够抑致冷却剂和致冷剂之间的不必要的热交换。
进一步地,在除霜操作中,由于停止了吹风扇17的致动以降低流入室外空气通道70a的外部气流的风量,能够防止通过外部散热片50要被传递到汽车外部热交换单元16的热量被流经室外空气通道70a的外部空气吸收。也就是说,能够抑致冷却剂与外部空气之间不必要的热交换。
此外,在废热回收操作中,热交换在冷却剂和致冷剂之间通过致冷剂管16a、冷却剂管43a和外部散热片50进行,以使致冷剂能够吸收行驶电动机MG的废热。此外,热交换在冷却剂和外部空气之间通过冷却剂管43a和外部散热片50进行,以使行驶电动机MG的不必要的废热能够被散发到外部空气。
此外,在正常的加热操作中,热交换是在致冷剂和外部空气之间通过致冷剂管16a和外部散热片50进行的,以使致冷剂能够吸收外部空气的热量。进一步地,在正常的加热操作中,切换冷却剂循环回路40的三通阀42到允许冷却剂流动并绕开散热器单元43的冷却剂回路。因此,抑制了冷却剂和外部空气之间的不必要热交换,以使冷却剂能够储存行驶电动机MG的废热,且能够为行驶电动机MG的预热提供便利。
进一步地,由于根据本实施例的热交换器70采用这样的结构,其中致冷剂管16a和冷却剂管43a被固定在致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c的两个箱,能够防止所述热交换器的结构过于复杂和体积过大。
也就是说,致冷剂管16a和冷却剂管43a都被固定在致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c,所述致冷剂侧箱单元是用于收集或者分配流经致冷剂管16a的致冷剂的基本结构,所述冷却剂侧箱单元是用于收集或者分配流经冷却剂管43a的冷却剂的基本结构。利用所述结构,管16a和43a都能够形成为基本相同的形状。例如,能够应用直线管作为管16a和43a。
因此,不需要采用致冷剂管16a和冷却剂管43a之一为弯曲的这样的结构,作为结果,能够防止整个热交换器70的结构过于复杂和体积过大。
进一步地,在根据本实施例的热交换器70中,致冷剂侧中间板部件162形成有第二连通孔162a,并且冷却剂侧中间板部件432形成有第一连通孔432a,所述第二连通孔使致冷剂管16a和致冷剂侧箱形成部件163的内部空间连通,所述第一连通孔使冷却剂管43a和冷却剂侧箱形成部件433的内部空间连通。
结果,能够容易地和必然地实现这样的结构,其中即使管16a和43a都被固定在致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c,致冷剂侧箱单元16c也能实现收集或者分配流经致冷剂管16a的致冷剂的功能,而冷却剂侧箱单元43c也能实现收集或者分配流经冷却剂管43a的冷却剂的功能。
进一步地,在根据本实施例的热交换器70中,在流经外部空气通道70a的外部空气的流动方向X上,按照多排地布置致冷剂管16a和冷却剂管43a,且在致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162之间形成使在外部空气的流动方向X上布置的各冷却剂管43a彼此连通的冷却剂连通空间162c。
另外,在冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432之间形成使在外部空气的流动方向X上布置的各致冷剂管16a彼此连通的致冷剂连通空间432c。
利用上面的结构,能够在致冷剂侧箱单元16c内形成冷却剂连通空间162c,作为用于使流出冷却剂管43a的冷却剂循环的通道,所述冷却剂管被固定在致冷剂侧箱单元16c,并且在冷却剂侧箱单元43c内形成致冷剂连通空间432c,作为用于使流出致冷剂管16a的致冷剂循环的通道,所述致冷剂管被固定在冷却剂侧箱单元43c。结果,即使在其中的致冷剂管16a和冷却剂管43a被沿着外部空气流动方向X布置为多排的热交换器中,也能够防止整个热交换器体积过大。
进一步地,在根据本实施例的热交换器70中,等于或者高于0℃,且比在收集空间163a和分配空间163b内的致冷剂的温度更高的冷却剂流经在致冷剂侧箱单元16c内形成的冷却剂连通空间162c。利用所述结构,在除霜操作期间,能够使冷却剂的热量传输到致冷剂侧箱单元16c(具体地,致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧箱形成部件163)的外壁。结果,能够促进致冷剂侧箱单元16c的除霜操作。
此外,在冷却剂连通空间162c中,冷却剂能够在流动时与致冷剂侧箱单元16c的外壁接触。结果,能够改善从冷却剂到致冷剂侧箱单元16c的外壁的热传递,以进一步促进致冷剂侧箱单元16c的除霜。
此外,冷却剂连通空间162c被布置得比收集空间163a和分配空间163b更靠近致冷剂管16a的暴露到外部的露出部。结果,能够有效地进行致冷剂侧箱单元16c的除霜。
此外,冷却剂连通空间162c在外部空气流动方向X上延伸,并被形成于收集空间163a和分配空间163b之上。结果,能够在外部空气流动方向X上扩大冷却剂连通空间162c,并且冷却剂在冷却剂连通空间162c中沿着外部空气流动方向X流动,由此带来的结果是改善了热传导率。
此外,在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间162c的宽度A1被设置成大于冷却剂管43a的宽度A2。结果,冷却剂的热量很容易被传递到致冷剂侧箱单元16c的较大面积,且能够进一步促进致冷剂侧箱单元16c的除霜。
此外,在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间162c的宽度A1被设置成大于收集空间163a和分配空间163b的各个宽度A3。结果,冷却剂的热量很可能被传递到致冷剂侧箱单元16c的大面积,并能够进一步促进致冷剂侧箱单元16c的除霜。特别是,当冷却剂连通空间162c被布置得比收集空间163a和分配空间163b更靠近第一管16a时,也就是说,当冷却剂连通空间162c被布置得比收集空间163a和分配空间163b更靠近致冷剂管16a的露出部时,能够防止流经收集空间163a和分配空间163b的冷热能被传递到位于第一管16a侧的致冷剂侧箱单元16c的外壁。
此外,在致冷剂管16a和冷却剂管43a的堆叠方向上,冷却剂连通空间162c的宽度B1被设置成大于冷却剂管43a的宽度B2。结果,冷却剂的热量很可能被传递到致冷剂侧箱单元16c的大面积,并且能够进一步促进致冷剂侧箱单元16c的除霜。
此外,如图7所示,由于致冷剂管43a被连接,以与在致冷剂侧箱单元16c内形成的冷却剂连通空间162c连通,因此不需要设置热交换器70,例如,以使冷却剂管43a横过致冷剂侧箱单元16c的收集空间163a或者分配空间163b。鉴于此,能够这样设置致冷剂侧箱单元16c,以使冷却剂管43a不会在管16a和43a的堆叠方向上阻塞在收集空间163a和分配空间163b内的致冷剂流动。
此外,如图7(d)所示,冷却剂在其中流动的冷却剂连通空间162c与致冷剂侧箱单元16c的连接部(图7(d)中的S部)邻近地布置,所述连接部与在管16a和43a的堆叠方向上邻近连接到冷却剂连通空间162c的冷却剂管43a的致冷剂管16a连接。例如,像如图7(d)所示的事实,即宽度B1比宽度B2大那样,冷却剂连通空间162c被布置得比在管16a和43a的堆叠方向上邻近致冷剂管16a的冷却剂管43a更靠近致冷剂管16a。在所述结构中,例如在除霜操作期间,由在冷却剂连通空间162c内的冷却剂为致冷剂侧箱单元16c除霜,所述冷却剂比致冷剂侧箱单元16c的收集空间163a和分配空间163b内的致冷剂的温度高。因此,由于来自被包括在致冷剂侧箱单元16c内的冷却剂连通空间162c内的冷却剂的热量被有效地传递到很可能结霜的一部分致冷剂侧箱单元16c,因此能够促进致冷剂侧箱单元16c除霜。
此外,致冷剂管16a和冷却剂管43a被布置为以给定间距彼此交替地堆叠,以使它们的外表面的各扁平表面彼此平行,并彼此面对。即,如图7(d)所示,制冷剂管16a和冷却剂管43a彼此间隔开。利用所述结构,在致冷剂侧箱单元16c中,冷却剂连通空间162c被分隔成被除了致冷剂管16a以外的部件包围,且这样设置热交换器70,以使冷却剂连通空间162c内的冷却剂不与致冷剂管16a直接接触。因此,与其中冷却剂连通空间162c内的冷却剂与致冷剂管16a直接接触的结构相比,由于来自冷却剂的热量很难被致冷剂管16a消耗,因此能够有效地使来自冷却剂的热量传递到很可能结霜的一部分致冷剂侧箱单元16c。
此外,如从图7(d)理解的那样,在致冷剂侧箱单元16c中,在致冷剂侧中间板部件162中形成的第二连通孔162a的结构,以及凹部162b的结构彼此替换。在冷却剂侧箱单元43c的冷却剂侧中间板部件432中,也进行相同的结构替换。利用所述结构,流经各管16a和43a的流体(致冷剂、冷却剂)能够彼此替换。也就是说,致冷剂在致冷剂管16a中流动,以及冷却剂在冷却剂管43a中流动,是基于致冷剂侧中间板部件162中的第二连通孔162a的结构确定的。因此,能够根据致冷剂侧中间板部件162的结构,简单地确定允许每种流体(致冷剂、冷却剂)在多个管16a和43a的哪个中循环。
(第二实施例)
在本实施例中,致冷剂侧中间板部件162由堆叠的多个板部件形成。
将参考图9描述根据本实施例的热交换器70的详细结构。图9(a)是热交换器70的截面图,其与第一实施例的图7(b)相对应。图9(b)是热交换器70的截面图,其与第一实施例的图7(c)相对应。在图9中,与第一实施例中相同的或等价的那些部件由同样的符号表示。这同样适用于后面的附图。
通过使连通空间形成板部件801和分隔板部件802的两个板部件在彼此之上堆叠的方式,形成致冷剂侧中间板部件162。所述连通空间形成板部件801被布置在冷却剂管43侧(图9的上侧),且分隔板部件802被布置在冷却剂管43a的相反侧(图9的下侧)。
如图9(a)所示,在与冷却剂管43a相对应的一部分连通空间形成板部件801中,形成穿过所述连通空间形成板部件801两侧的多个通孔801a。多个通孔801a在外部空气流动方向X上延伸,并从冷却剂管43a的相反侧由分隔板部件802封闭。利用所述结构,通孔801a的每个内部空间均起到冷却剂连通空间162c的作用,所述冷却剂连通空间使在外部空气流动方向X上排列成两排的各冷却剂管43a彼此连通。
如图9(b)所示,穿透连通空间形成板部件801的两侧的多个通孔801b被形成在与致冷剂管16a相对应的一部分连通空间形成板部件801中。所述多个通孔801b与在分隔板部件802中形成的通孔802a重叠。
如图9(c)所示,冷却剂管43a的前端突入各冷却剂连通空间162c,结果,在各冷却剂连通空间162c内,形成冷却剂管邻近空间162d,所述冷却剂管邻近空间在管16a和43a的堆叠方向与冷却剂管43a的前端接触。也就是说,冷却剂连通空间162c包括各冷却剂管邻近空间162d。在彼此邻近的致冷剂管16a和冷却剂管43a之间,冷却剂管邻近空间162d内的冷却剂与致冷剂侧箱单元16c的外壁接触。具体地,冷却剂与致冷剂侧固定板部件161接触,所述致冷剂侧固定板部件161构成致冷剂侧箱单元16c的外壁的一部分。利用所述结构,能够高效地使来自冷却剂连通空间162c内的冷却剂的热量传递到致冷剂侧箱单元16c的外壁的一部分,所述致冷剂侧箱单元的外壁的一部分很可能结霜,例如,在与致冷剂管16a连接的一侧的致冷剂侧箱单元16c的外壁。冷却剂管邻近空间162d可以与根据本发明的第二管邻近空间相对应。
致冷剂管16a穿过连通空间形成板部件801的通孔801b以及分隔板部件802的通孔802a。利用所述结构,致冷剂管16a与在致冷剂侧箱形成部件163内形成的空间连通。
以与第一实施例中相同的方式形成冷却剂连通空间162c。也就是说,至少一部分冷却剂连通空间162c仅由致冷剂侧箱单元16c和致冷剂侧固定板部件161的外部分隔。因此,在冷却剂连通空间162c中,冷却剂能够在循环中与致冷剂侧箱单元16c的外壁接触。
冷却剂连通空间162c被布置得比收集空间163a和分配空间163b更靠近致冷剂管16a。此外,冷却剂连通空间162c在外部空气流动方向X上延伸,且被形成于收集空间163a和分配空间163b两者之上。
在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间162c的宽度A1被设置成大于冷却剂管43a的宽度A2。此外,在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间162c的宽度A1被设置成大于各个收集空间163a和分配空间163b的宽度A3。
如图9(c)所示,在致冷剂管16a和冷却剂管43a的堆叠方向上,冷却剂连通空间162c的宽度B1被设置成大于冷却剂管43a的宽度B2。
鉴于此,同样在本实施例中,如在第一实施例中那样,能够促进致冷剂侧箱单元16c的除霜。
进一步地,根据本实施例,能够通过简单的孔加工,形成连通空间形成板部件801的通孔801a和801b以及分隔板部件802的通孔802a。结果,相比像第一实施例中那样的、其中凹部162b被形成于致冷剂侧中间板部件162内的情况,为制造提供了便利。
(第三实施例)
在本实施例中,如图10和11所示,在致冷剂侧箱单元16c的侧表面内,形成用于改善融化水的排水性能的排水沟渠,所述融化水由使汽车外部热交换单元16除霜而形成。
图10是根据本实施例的箱单元16c的截面图。图11(a)是根据本实施例的箱单元16c的分解图。图11(b)是根据本实施例的箱单元16c的透视图。
如上所述,致冷剂侧箱单元16c包括:致冷剂侧固定板部件161(外壁组件),致冷剂管16a和冷却剂管43a与其固定;致冷剂侧中间板部件162(中间板部件),其被固定于致冷剂侧固定板部件161;以及致冷剂侧箱形成部件163(外壁组件)。
致冷剂侧箱形成部件163被固定于致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162,由此在其中形成用于收集致冷剂的收集空间163a和用于分配致冷剂的分配空间163b。所述收集空间163a和分配空间163b可以被用作第一箱空间的示例。
通过使连通空间形成板部件801(管侧板部件)和分隔板部件802的两个板部件在彼此之上堆叠的方式,形成致冷剂侧中间板部件162。所述连通空间形成板部件801被布置于冷却剂管43a侧,而分隔板部件802被布置于冷却剂管43a的相反侧。
进一步地,与致冷剂侧固定板部件161的侧壁部161c接触的多个凸起801d被局部地形成在连通空间形成板部件801的侧面部801c上。
在连通空间形成板部件801的侧面部801c的不形成凸起801d的部分以及致冷剂侧固定板部件161的侧壁部161c之间,形成由分隔板部件802从收集空间163a和分配空间163b分隔的隔离空间803。
凹向隔离空间803的凹部161d形成在致冷剂侧固定板部件161的不与连通空间形成板部件801的凸起801d接触的一部分侧壁部161c中。具体地,当沿着外部空气流动方向X(参考图10)观看侧壁部161c时,凹部161d在侧壁部161c中从致冷剂管16a侧上的侧壁部161c的端部边缘161f朝向侧壁部161c的内部(图11的箭头AR1的方向)形成。在侧壁部161c的外表面上,在管16a和43a的堆叠方向上,凹部161d的宽度尺寸从致冷剂管16a侧上的侧壁部161c的端部边缘161f朝向侧壁部161c的内部变小。
根据本实施例,由汽车外部热交换单元16除霜而得的融化水流入致冷剂侧固定板部件161的凹部161d,并向致冷剂侧箱单元16c的下侧流下。也就是说,致冷剂侧固定板部件161的凹部161d实现了排水沟渠的作用。
鉴于此,即使致冷剂侧箱单元16c向外部(图10中的左侧和右侧)比管16a和43a在外部空气流动方向X上突出得更多,也能够改善由汽车外部热交换单元16除霜而得的融化水的排水性能。
此外,致冷剂侧固定板部件161的凹部161d凹向隔离空间803,所述隔离空间被分隔板部件802从收集空间163a和分配空间163b分隔。结果,能够在箱单元16c的侧表面内形成排水沟渠,而不破坏收集空间163a和分配空间163b的密封性。
(第四实施例)
在上面的第三实施例中,在致冷剂侧固定板部件161内形成的凹部161d起到排水沟渠的作用。另一方面,在第四实施例中,如图12和13所示,致冷剂侧固定板部件161内形成的凹口161e以及在连通空间形成板部件801内形成的切口801e起到排水沟渠的作用。
在连通空间形成板部件801的侧面部801c内,形成向连通空间形成板部件801的内部的切开的切口801e。
凹口161e向隔离空间803开槽口,并且在与连通空间形成板部件801的切口801e相对应的一部分致冷剂侧固定板部件161的侧壁部161c内形成凹口161e。具体地,当沿着外部空气流动方向X(参考图12)观看侧壁部161c时,在侧壁部161c内,从侧壁部16c的在致冷剂管16a侧的端部边缘161f向着侧壁部161c的内部(图13中箭头AR1的方向)形成凹口161e。在侧壁部161c的外表面上,在管16a和43a的堆叠方向上,凹口161e的宽度尺寸从致冷剂管16a侧的侧壁部161c的端部边缘161f朝向侧壁部161c的内部变小。
根据本实施例,如在上面的第三实施例中那样,能够改善由汽车外部热交换单元16除霜而得的融化水的排水性能。
此外,在连通空间形成板部件801中,形成与致冷剂侧固定板部件161的凹口161e相对应的切口801e,且不在分隔板部件802内形成切口。结果,能够在箱单元16c的侧面内形成排水沟槽,而不破坏收集空间163a和分配空间163b的密封性。
可以用与上面的第三实施例中的凹部161d相同的凹部替换凹口161e。此外,可以去除连通空间形成板部件801的凸起801d,以不形成隔离空间803。
(第五实施例)
在本实施例中,将描述这样的示例,其中改变热交换器70的结构。将参考图14和15描述根据本实施例的热交换器70的详细结构。图14是热交换器70的外部透视图,其与第一实施例的图5相对应。此外,图15是热交换器70的分解图,其与第一实施例的图6相对应。
首先,如图14和15所示,像在第一实施例中那样,每个热交换器70的汽车外部热交换单元16和散热器单元43均由所谓的箱和管型热交换器结构构成,所述结构具有致冷剂管16a和冷却剂管43a。
此外,在本实施例中,致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c的基本结构彼此相同。首先,根据本实施例的致冷剂侧箱单元16c包括致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162,以及作为致冷剂侧箱形成部件163的致冷剂侧收集箱形成部件163c和致冷剂侧分配箱形成部件163d。
进一步地,致冷剂侧收集箱形成部件163c和致冷剂侧分配箱形成部件163d管状部件均由管状部件制成,并具有在其中形成的相互独立的收集空间163a和分配空间163b。
致冷剂侧分配箱形成部件163d在其纵向方向上的一个端侧的末端配备有致冷剂流入口163e,其允许致冷剂流入在其中形成的分配空间163b,并且其另一个端侧的末端是封闭的。此外,致冷剂侧收集箱形成部件163c在其纵向方向上的一个端侧的末端配备有致冷剂流出口163f,其允许致冷剂流出在其中形成的收集空间163a,并且其另一个端侧是封闭的。
此外,根据本实施例的致冷剂侧中间板部件162形成有第二连通孔162a,所述第二连通孔穿过致冷剂侧中间板部件162的两侧。在外部空气流动方向X上排列在迎风侧的致冷剂管16a与收集空间163a通过第二连通孔162a连通,且在外部空气流动方向X上排列在背风侧的致冷剂管16a与分配空间163b连通。
进一步地,在根据本实施例的致冷剂侧中间板部件162和致冷剂侧固定板部件161中的与致冷剂管16a和冷却剂管43a相对应的部分,分别形成与第一实施例中的凹部相同的凹部。
更详细地,在致冷剂侧中间板部件162中,设置有在与冷却剂管43a相对应的部分中形成的凹部162b以及在与致冷剂管16a相对应的部分中形成的凹部162c。在致冷剂侧固定板部件161中,设置有在与致冷剂管43a相对应的部分中形成的凹部161b以及在与致冷剂管16a相对应的部分中形成的凹部161a。
因此,使致冷剂侧中间板部件162和致冷剂侧固定板部件161固定,以在与致冷剂管16a相对应的部分中形成的各凹部162c和161a之间形成空间,并在与冷却剂管43a相对应的部分中形成的各个凹部162b和161b之间形成空间。
进一步地,在与冷却剂管43a相对应的部分中形成的凹部162b和161b延伸到与两个冷却剂管43a连通的区域,所述冷却剂管在外部空气流动方向X上排列成两排。利用所述结构,在形成于与冷却剂管43a相对应的部分中的各凹部162b和161b之间形成的空间,起到冷却剂连通空间的作用,所述冷却剂连通空间使在外部空气流动方向X上排列成两排的各冷却剂管连通。
另一方面,冷却剂侧箱单元43c包括冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432,冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432具有与致冷剂侧箱单元16c的部件相同的结构。冷却剂侧箱单元43c还包括作为冷却剂侧箱形成部件433的冷却剂侧收集箱形成部件433c和冷却剂侧分配箱形成部件433d。
冷却剂侧分配箱形成部件433d在其纵向方向上的一个端侧的末端配备有冷却剂流入口433e,其允许冷却剂流入在其中形成的分配空间433b,并且其另一个端侧的末端是封闭的。此外,冷却剂侧收集箱形成部件433c在其纵向方向上的一个端侧的末端配备有冷却剂流出口433f,其允许冷却剂流出在其中形成的收集空间433a,并且其另一个端侧是封闭的。
进一步地,根据本实施例的冷却剂侧中间板部件432形成有第一连通孔432a,所述第一连通孔穿过冷却剂侧中间板部件432的两侧。在外部空气流动方向X上排列在迎风侧的冷却剂管43a与分配空间433b通过第一连通孔432a连通,且在外部空气流动方向X上排列在背风侧的冷却剂管43a与收集空间433a连通。
此外,在冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432之间,在与冷却剂管43a相对应的部分中形成的各凹部432c和431a之间形成空间,并且在与致冷剂管16a相对应的部分内形成的各凹部432b和431b之间形成空间。
利用上面的结构,完全像第一实施例的图8那样,在根据本实施例的热交换器70中,致冷剂和冷却剂能够在其中流动。热泵循环10(汽车空调1)的其他结构和致动与在第一实施例中的那些完全相同。因此,即使驱动根据本实施例的汽车空调1,也能够获得与那些在第一实施例中相同的优点。
进一步地,在根据本实施例的热交换器70中,采用每个均由管状管状部件形成的致冷剂侧收集箱形成部件163c和致冷剂侧分配箱形成部件163d作为致冷剂侧箱形成部件163。采用每个均由管状部件形成的冷却剂侧收集箱形成部件433c和冷却剂侧分配箱形成部件433d作为冷却剂侧箱形成部件433。利用上面的结构,能够以低成本容易地形成致冷剂侧箱形成部件163和冷却剂侧箱形成部件434。
进一步地,这样设置根据本实施例的热交换器70,以在致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162之间形成与各管16a和43a连通的空间,并在冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432之间形成与各管16a和43a连通的空间。
利用上面的结构,不需要采用下述的结构:其中致冷剂管16a比冷却剂管43a向致冷剂侧箱单元16c突出得更多,以及下述的结构:在其中冷却剂管43a比致冷剂管16a向冷却剂侧箱单元43c突出得更多。因此,使各管16a和43a定位到各箱单元16c和43c的工作很容易,并且能够容易地固定各管16a和43a(具体地,固定到各致冷剂侧固定板部件161和431)。
(第六实施例)
在本实施例中,将描述这样的示例,其中改变热交换器70的结构。将参考图16描述根据本实施例的热交换器70的详细结构。图16(a)是根据本实施例的热交换器70的分解图,其与第一实施例的图6中的B部分对应。此外,图16(b)是对应于图16(a)的部分的局部截面图。进一步地,图16(c)是图16(b)中沿E-E线截取的截面图。图16(d)是沿图16(b)中F-F线截取的截面图。
更具体地,在根据本实施例的热交换器70中,改变第一实施例中的致冷剂侧箱单元16c中的致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162以及冷却剂侧箱单元43c中的冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432的结构。
像在第一实施例中那样,由于致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c的基本结构彼此相同,因此下面的描述将说明冷却剂侧箱单元43c。
首先,如图16(a)所示,根据本实施例的冷却剂侧固定板部件431形成有凹向冷却剂侧箱形成部件433的凹部431a。使致冷剂管16a固定到冷却剂侧固定板部件431的一部分,在所述部分中冷却剂管43a被固定到凹部431a,且不形成所述凹部431a。
因此,像在第一实施例中那样,在冷却剂侧箱单元43c侧的末端,冷却剂管43a比致冷剂管16a向冷却剂侧箱单元43c突出得更多。也就是说,在冷却剂侧箱单元43c侧的致冷剂管16a的末端与在冷却剂侧箱单元43c侧的冷却剂管43a的末端被非均匀地布置。
此外,与第一实施例相反,冷却剂侧中间板部件432形成有凹向冷却剂侧箱形成部件433的相对侧的凹部432b。在与冷却剂侧固定板部件431的凹部431a相对应的位置形成凹部432b,且在所述凹部432b中形成第一连通孔432a,冷却剂管43a穿过所述第一连通孔。
鉴于此,如图16(b)所示,当固定冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432时,冷却剂侧固定板部件431的凹部431a与冷却剂侧中间板部件432的凹部432b接触。
如图16(c)所示,冷却剂管43a穿过第一连通孔432a,且与收集空间433a或者分配空间433b连通,所述收集空间和分配空间形成于冷却剂侧箱形成部件433内。
另一方面,如图16(d)所示,在这样的部分中形成与各致冷剂管16a连通的致冷剂连通空间,在外部空气流动方向X上各致冷剂管排列成两排,在所述部分中冷却剂侧固定板部件431的凹部431a不与冷却剂侧中间板部件432的凹部432b接触。
热交换器70的其他结构与在第一实施例中的那些结构相同。因此,在根据本实施例的热交换器70中,像在第一实施例中的图8那样,致冷剂和冷却剂能够在其中流动。结果,即使驱动根据本实施例的汽车空调1,也能够获得与第一实施例中的那些优点相同的优点。
进一步地,在根据本实施例的热交换器70的冷却剂侧箱单元43c中,由于凹部431a和432b被形成于冷却剂侧固定板部件431和冷却剂侧中间板部件432两者中,所以冷却剂管43a能够容易地与冷却剂侧箱形成部件433内形成的空间连通,并能够容易地形成致冷剂连通空间。
进一步地,在根据本实施例的热交换器70中,由于冷却剂侧中间板部件432的凹部432b凹向冷却剂侧箱形成部件433的相对侧,冷却剂侧箱形成部件433的中心部433c能够形成为平坦形状,所述冷却剂侧箱形成部件分隔收集空间433a和分配空间433b。
结果,当冷却剂侧箱形成部件433的中心部433c和冷却剂侧中间板部件432钎焊在一起时,抑制了结合欠缺,而且抑制了收集空间433a和分配空间433b之间的密封欠缺。
进一步地,当像在本实施例的板部件431和432两者中形成凹部431a和432b时,两个凹部431a和432b的凹陷方向或者凹陷量被调节。结果,在冷却剂侧箱单元43c侧上的冷却剂管43a的末端不比在冷却剂侧箱单元43c侧上的致冷剂管16a的末端突出得更多,并且能够对齐那些末端的位置。
在上面的描述中,省略了致冷剂侧箱单元16c的详细描述。然而,在本实施例中,在冷却剂侧箱单元16c的致冷剂侧固定板部件161和致冷剂侧中间板部件162两者中,形成与那些在冷却剂侧箱单元43c侧上相同的凹部。
(第七实施例)
在本实施例中,将描述这样的示例,其中改变热交换器70的结构。将参考图17描述根据本实施例的热交换器70的详细结构。图17(a)是根据本实施例的热交换器70的分解透视图,其说明与图6中的B部分相对应的被放大部分。此外,图17(b)是对应于图17(a)的部分的局部截面透视图。进一步地,图17(c)是沿图17(b)中G-G线截取的截面图,且图17(d)是沿图17(b)中H-H线的截取的截面图。
像在第三实施例中那样,由于致冷剂侧箱单元16c和冷却剂侧箱单元43c的基本结构彼此相同,下面的描述将说明冷却剂侧箱单元43c,并将省略致冷剂侧箱单元16c的详细说明。
更详细地,在第七实施例中,采用均被管状部件形成的冷却剂侧收集箱形成部件433c和冷却剂侧分配箱形成部件433d作为冷却剂侧箱形成部件433。在本实施例中,如图17(a)和17(b)所示,采用均通过压制金属板形成的上箱形成部件433g和下箱形成部件433h。
当从其纵向方向观看时,上箱形成部件433g和下箱形成部件433h均被形成双峰形状(W形),并且彼此结合以被形成为结合的豆酱填充式薄片,由此形成冷却剂的收集空间433a和冷却剂的分配空间433b。
此外,如图17(c)所示,在下箱形成部件433h中,形成与在冷却剂侧中间板部件432的凹部432c中形成的第一连通孔432a连通的连通孔,冷却剂管43a与收集空间433a和分配空间433b通过那些连通孔连通。
进一步地,如图17(d)所示,在冷却剂侧中间板部件432的凹部432b和冷却剂侧固定板部件431的凹部431b之间形成致冷剂连通空间,其被形成在与致冷剂管16a相对应的部分中。因此,类似地,在根据本实施例的热交换器70中,像在第一实施例的图8中那样,致冷剂和冷却剂能够在其中流动,并且能够获得像在第五实施例中那些优点相同的优点。
在本实施例中,描述了这样的示例,其中冷却剂侧箱形成部件433(冷却剂侧箱单元43c)是由两个通过压模形成的部件433h和433g形成的。可替换地,即使通过挤出加工或者拉制加工也能够以低成本形成根据本实施例的冷却剂侧箱形成部件433(冷却剂侧箱单元43c)。
(第八实施例)
在本实施例中,将描述这样的示例,其中改变第一实施例的热交换器70的结构。将参考图18到24描述根据本实施例的热交换器70的详细结构。图18是根据第八实施例的热交换器70的外部透视图,且图19是热交换器70的分解透视图。
图20是说明热交换器70中的致冷剂流和冷却剂流的示意图。参考图20,用实线标明热泵循环10中致冷剂的流动,且用虚线箭头标明冷却剂循环回路40的冷却剂流。
图21(a)和22(a)是沿图20中I-I线截取的截面图,图21(b)和22(b)是沿图20中J-J线截取的截面图,图21(c)和22(c)是沿图20中K-K线截取的截面图,且图21(d)和22(d)是沿图20中L-L线截取的截面图。图21中的虚线箭头标明致冷剂流,图22中的虚线箭头标明冷却剂流。此外,图23是沿图21中M-M线截取的截面图,且图24是沿图21中N-N线截取的截面图。
首先,如图19和20所示,组合热交换器70包括上游热交换单元71,其中致冷剂管16a和冷却剂管43a彼此交替地堆叠。上游热交换单元71在流过致冷剂管16a的致冷剂和作为在致冷剂管16a的周围流动的第三流体的空气(吹风扇17吹出的外部空气)之间进行热交换。上游热交换单元71还在流过冷却管43a的冷却剂和在冷却剂管43a的周围流动的空气(吹风扇17吹出的外部空气)之间进行热交换。
这样设置下游热交换单元72,以使在外部空气流动方向X上,彼此堆叠的致冷剂管16a被设置在上游热交换单元71的下游。下游热交换单元72在流经致冷剂管16a的致冷剂和在致冷剂管16a的外围上流动的空气(吹风扇17吹出的外部空气)之间进行热交换。
构成上游热交换单元71的致冷剂管16a被布置在各冷却剂管43之间,且冷却剂管43a被布置在各致冷剂管16a之间。此外,在吹风扇17吹出的外部空气流动方向上,构成下游热交换单元72的致冷剂管16a和构成上游热交换单元71的致冷剂管16a或者冷却剂管43a被彼此重叠地布置。
在本示例中,在上游热交换单元71中,由于致冷剂管16a和冷却剂管43a被交替地逐个布置,致冷剂管16a的总数与冷却剂管43a的总数相同。鉴于此,致冷剂管16a的数量和构成上游热交换单元71的致冷剂管16a与冷却剂管43a的总管数的比率(此后称作“上游侧数量比”)是0.5。
另一方面,仅由致冷剂管16a构成下游热交换单元72。鉴于此,致冷剂管16a的数量和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a与冷却剂管43a的总管数的比率(此后称作“下游侧数量比”)是1。
因此,在根据本实施例的组合热交换器70中,致冷剂管16a中,上游侧数量比小于下游侧数量比。
在热交换器70中,在构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和冷却剂管43a之间形成的空间以及在邻近的构成下游热交换单元72的致冷剂管16a之间形成的空间形成外部空气通道70a(第三流体通道),由吹风扇17吹出的外部空气通过所述外部空气通道流动。
外部散热片50布置在外部空气通道70a内,所述外部空气通道促进致冷剂和外部空气之间的热交换以及冷却剂和外部空气之间的热交换,并且能够在流经构成上游热交换单元71的致冷剂管16a的致冷剂和流经冷却剂管43a的冷却剂之间,以及流经构成下游热交换单元72的邻近的致冷剂管16a的致冷剂之间进行热传递。
接下来,将描述上游箱单元73和下游箱单元74。堆叠型热交换器70包括在构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和冷却剂管43a的堆叠方向上延伸的上游箱单元73,以及在构成下游热交换单元72的致冷剂管16a的堆叠方向上延伸的下游箱单元74。
上游箱单元73形成有收集或分配流经构成上游热交换单元71的冷却剂管43a的冷却剂的上游冷却剂空间731(第二箱空间)。此外,下游箱单元74形成有收集或者分配流经构成下游热交换单元72的致冷剂管16a的致冷剂的下游致冷剂空间741(第一箱空间)。
上游箱单元73和下游箱单元74彼此整体地形成。在下文中,集成的上游箱单元73和下游箱单元74被称作“总箱75”。
总箱75(箱部)包括:联管板751,在外部空气流动方向上,每个均被布置成两排的致冷剂管16a和冷却剂管43a被固定在联管板751上;中间板部件752,被固定在联管板751;以及箱形成部件753。
箱形成部件753被固定在联管板751和中间板部件752上,由此在其中形成上述上游冷却剂空间731和下游致冷剂空间741。具体地,通过使板金属受压,当从其纵向方向观看时,箱形成部件753被形成双峰形状(W形状)。
箱形成部件753的双峰中心部753c与中间板部件752结合,以分隔上游冷却剂空间731和下游致冷剂空间741。
如图23和24所示,在中间板部件752中,通过使中间板部件752固定在联管板751上,形成多个凹部752a,所述凹部752a形成多个连通空间76,所述连通空间与在中间板部件752和联管板751之间的致冷剂管16a连通。
在外部空气流动方向上,穿过凹部752的两侧的第一通孔752b被形成于凹部752a的下游侧,也就是说,形成在与下游致冷剂空间741相对应的下游箱单元74的一部分中。利用所述结构,下游箱单元74的连通空间76和下游冷却剂空间741彼此连通。
鉴于此,从构成上游热交换单元71的致冷剂管16a流入连通空间76的致冷剂从第一通孔752b(连通孔)流入下游致冷剂空间741。因此,连通空间76起到连通构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和下游箱单元74的下游致冷剂空间741的连通通道的作用。
连通空间76在连接各致冷剂管16a的末端的方向上延伸,在构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a中,在外部空气流动方向上,所述致冷剂管16a被布置为彼此重叠。更具体地,在外部空气流动方向上,连通空间76在构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a的末端处延伸。
在与构成上游热交换单元71的冷却剂管43a相对应的一部分中间板部件752中,形成穿过中间板部件752的两侧的第二通孔752c。构成上游热交换单元71的冷却管43穿过第二通孔752c。利用所述结构,构成上游热交换单元71的冷却剂管43a与在箱形成部件753内形成的上游冷却剂空间731连通。
进一步地,如图19所示,在总箱75侧上的上游热交换单元71的末端,冷却剂管43a比致冷剂管16a向总箱75侧突出得更多。也就是说,在总箱75侧上的致冷剂管16a的末端以及在总箱75侧上的冷却剂管43a的末端被非均匀地布置。
另一方面,在中间板部件752中,在对应不与构成下游热交换单元72的致冷剂管16a中的连通空间76连通的致冷剂管16a的部分中,形成第三通孔752d(连通孔),所述第三通孔穿过中间板部件752的两侧。不与构成下游热交换单元72的致冷剂管16a中的连通空间76连通的致冷剂管16a穿过第三通孔752d。利用上面的结构,不与构成下游热交换单元72的致冷剂管16a中的连通空间76连通的致冷剂管16a与在箱形成部件753中形成的下游致冷剂空间741连通。
进一步地,如图19所示,在总箱75侧的下游热交换单元72的末端,不与连通空间76连通的致冷剂管16a比与连通空间76连通的致冷剂管16a向总箱75侧突出得更多。也就是说,各邻近的致冷剂管16a的末端被非均匀地布置。
附带一提,箱形成部件753的中心部753c被形成为与在中间板部件752中形成的凹部752a相匹配的形状。上游冷却剂空间731和下游致冷剂空间741被这样分隔,以使内部冷却剂或者致冷剂不从联管板751和中间板部件752的结合部泄漏。
此外,如图18所示,冷却剂流入管434在上游箱单元73的纵向方向上连接上游箱单元73的一端(图的纸平面中的左侧),所述上游箱单元在冷却剂管43a的纵向方向上被布置在冷却剂管43a的一个端侧(图的纸平面中的上侧),所述冷却剂流入管允许冷却剂流入上游冷却剂空间731。冷却剂流出管435在上游箱单元73的纵向方向上连接上游箱单元73的另一端(图的纸平面中的右侧),所述上游箱单元在冷却剂管43a纵向方向上被布置在冷却剂管43a的一个端侧,所述冷却剂流出管允许冷却剂流出上游冷却空间731。被布置在冷却剂管43a的另一个端侧(图的纸平面中的下侧)的上游箱单元73在其纵向方向上的两个端侧均通过封闭部件被封闭。
此外,致冷剂流出管165连接下游箱单元74在纵向方向上的一端(图的纸平面中的左侧),所述下游箱单元被布置在致冷剂管16a在其纵向方向上的一个端侧(图的纸平面中的上侧),所述致冷剂流出管允许致冷剂流出下游致冷剂空间741。致冷剂流入管164连接下游箱单元74在其纵向方向上的另一端(图的纸平面中的右侧),所述下游箱单元被布置在致冷剂管16a在其纵向方向上的一个端侧,所述致冷剂流入管允许致冷剂留入下游致冷空间741。被布置在致冷剂管16a的在其纵向方向上的另一个端侧(图的纸平面中的下侧)的下游箱单元74在其纵向方向上的两个端侧均通过封闭部件被封闭。
此外,如图21和22所示,被布置冷却剂管43a的在其纵向方向上的一个端侧上(图18的纸平面中的上侧)的上游箱单元73(在下文中称作“第一上游箱单元730a”)中布置上游隔离部件732,,所述上游隔离部件在第一上游箱单元730a的纵向方向上使上游冷却剂空间731隔离成两个空间。
在下文中,在由上游隔离部件732隔离的两个上游冷却剂空间731中,与冷却剂流入管434连通的空间被称作“第一上游冷却剂空间731a(第二流体分配空间)”,并且与冷却剂流出管435连通的空间被称作“第二上游冷却剂空间731b(第二流体收集空间)”。此外,布置在冷却剂管43a在其纵向方向上的另一端(图18的纸平面的下侧)的上游箱单元73被称作“第二上游箱单元730b”。
另一方面,在布置在致冷剂管16a在其纵向方向上的一个端侧(图18的纸平面中的上侧)上的下游箱单元74(在下文中称作“第一下游箱单元740a”)中,布置下游隔离部件742,所述下游隔离部件在第一下游箱单元740a的纵向方向上使下游致冷剂空间741隔离成两个空间。
在下文中,在由下游隔离部件742隔离的两个下游致冷剂空间741中,与致冷剂流入管164连通的空间被称作“第一下游致冷剂空间741a(第一流体分配空间)”,并且与致冷剂流出管165连通的空间被称作“第二下游致冷剂空间741b(第一流体收集空间)”。此外,布置在致冷剂管16a在其纵向方向上的另一端(图18的纸平面的下侧)的下游箱单元74被称作“第二下游箱单元740b”。
因此,在根据本实施例的热交换器70中,如图20和21所示,通过致冷剂流入管164流入第一下游箱单元740a的第一下游致冷剂空间741a的一部分致冷剂流入构成下游热交换单元72的致冷剂管16a,并且从图中的上侧向下侧在致冷剂管16a中流动。此外,另一部分流入第一下游箱单元740a的第一下游致冷剂空间741a的致冷剂通过在联管板751和中间板部件752之间形成的连通空间76流入构成上游热交换单元71的致冷剂管16a,并且从图中的上侧向下侧在致冷剂管16a中流动。
流出构成下游热交换单元72的致冷剂管16a的致冷剂由第二下游箱单元740b的下游致冷剂空间741收集。此外,流出构成上游热交换单元71的致冷剂管16a的致冷剂通过连通空间76被收集到第二下游箱单元740b的下游致冷剂空间741内,所述连通空间被在联管板751和中间板部件752之间形成。
被收集到第二下游箱单元740b的下游致冷剂空间741中的致冷剂从图中的右侧向左侧流动。此后,一部分被收集到第二下游箱单元740b的下游致冷剂空间741的致冷剂流入构成下游热交换单元72的致冷剂管16a,并且在所述致冷剂管中从图中的下侧向上侧流动。此外,另一部分被收集到第二下游箱单元740b的下游致冷剂空间741中的致冷剂通过在联管板751和中间板部件752之间形成的连通空间76流入构成下游热交换单元72的致冷剂管16a,并且在所述致冷剂管16a中从图中的下侧向上侧流动。
流出构成下游热交换单元72的致冷剂管16a的致冷剂由第一下游箱单元740a的第二下游致冷剂空间741b收集。此外,流出构成上游热交换单元71的致冷剂管16a的致冷剂通过连通空间76被收集到第一下游箱单元740a的第二下游致冷剂空间741b中,所述连通空间76被在联管板751和中间板部件752之间形成。
被收集到第一下游箱单元740a的第二下游致冷剂空间741b中的致冷剂从图中的右侧向左侧流动,并流出致冷剂流出管165。
另一方面,在根据本实施例的热交换器70中,如图20和22所示,通过冷却剂流入管434流入第一上游箱单元730a的第一上游冷却剂空间731a中的冷却剂流入构成上游热交换单元71的冷却剂管43a,并从图中的上侧向下侧在所述冷却剂管43a中流动。
流出构成上游热交换单元71的冷却剂管43a的冷却剂被收集到第二上游箱单元730b的上游冷却剂空间731中。然后,被收集到第二上游箱单元730b的上游冷却剂空间731中的冷却剂从图中的左侧向右侧流动。
此后,从第二上游箱单元730b的上游冷却剂空间731中收集的冷却剂流入构成上游热交换单元71的冷却剂管43a,并在所述冷却剂管43a中从图中的下侧向上侧流动。流出构成上游热交换单元71冷却剂管43a的冷却剂被收集到第一上游箱单元730a的第二上游冷却剂空间731b中。
被收集到第一上游箱单元730a的第二上游冷却剂空间731b中的冷却剂从图中的左侧向右侧流动,并流出冷却剂流出管435。
在上述热交换器70中,汽车外部热交换单元16由构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a构成。散热器单元43由构成上游热交换单元71的冷却剂管43a构成。
此外,在上述热交换器70中的致冷剂管16a、冷却剂管43a、总箱75的各组件以及外部散热片50均由相同的金属材料(在本实施例中是铝合金)制成。然后,在致冷剂侧中间板部件752被夹在联管板751和箱形成部件753之间的状态下通过压紧使联管板751和箱形成部件753彼此固定。
进一步地,通过压紧固定的整个热交换器70被装入加热炉中并被加热。在各组件的表面上,使提前覆盖的钎料金属融化,且使热交换器70冷却,直到钎料金属再次凝固,以使各组件被钎焊成一体。结果,汽车外部热交换单元16和散热器单元43被集成在一起。
根据本实施例,如图21所示,在第一下游箱单元740a的下游冷却剂空间741中,在管16a和43a堆叠的方向上,通过下游隔离部件742排列着用于收集致冷剂的第二下游致冷剂空间741b(第一流体收集空间)和用于分配致冷剂的第一下游致冷剂空间741a(第一流体分配空间)。此外,如图22所示,在第一上游箱单元730a的上游冷却剂空间731中,在管16a和43a堆叠的方向上,通过上游隔离部件732,排列着收集冷却剂的第二上游冷却剂空间731b和用于分配冷却剂的第一上游冷却剂空间731a。因此,如图18所示,优点在于:致冷剂流入管164、致冷剂流出管165、冷却剂流入管434,以及冷却剂流出管435这些与热交换器70相连接的外部管易于在致冷剂管16a和冷却剂管43a在其中堆叠的一个芯部中被加固。
(第九实施例)
在第九实施例中,如图25所示,根据第八实施例的中间板部件752具有多个板部件彼此堆叠的结构。
通过使两个板部件,即连通空间形成板部件811和分隔板部件812,堆叠来形成中间板部件752。
图25(a)是这样的部分的截面图,在所述部分中,在外部空气流动方向X上,构成上游热交换单元71的冷却剂管43a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a彼此重叠。
在图25(a)中,与冷却剂管43a相对应的连通空间形成板部件811和分隔板部件812的部分形成有通孔811a和812a,所述通孔分别穿过连通空间形成板部件811和分隔板部件812的两侧。那些通孔811a和812a形成冷却剂连通空间752e(第二流体流动空间),用于使冷却剂管43a和上游冷却剂空间731连通。鉴于此,使冷却剂连通空间752e从下游致冷剂空间741隔开。
在上游冷却剂空间731和冷却剂管43a之间布置冷却剂连通空间752e。在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间752e的宽度A1被设置成小于上游冷却剂空间731的宽度A4。
此外,由于致冷剂管16a和冷却剂管43a在上游热交换单元71中交替地布置,因此冷却剂连通空间752e在管16a和43a的堆叠方向上与总箱75的连接部邻近地布置,所述连接部与致冷剂管16a相连接。如果假设在上述第八实施例中,冷却剂管43a内的空间(在图19中,所述空间在纵向方向上从冷却剂管43a的连接部向联管板751延伸到上游冷却剂空间731)与图25中的冷却剂连通空间752e相对应,那么这一点也能够在第八实施例中用相同的方式理解。
此外,与致冷剂管16a相对应的一部分连通空间形成板部件811和分隔板部件812形成有通孔811b和812b,所述通孔分别穿过连通空间形成板部件811和分隔板部件812。那些通孔811b和812b形成致冷剂连通空间752f,用于使致冷剂管16a和下游致冷剂空间741连通。
图25(b)是这样的部分的截面图,其中在外部空气流动方向X上构成置上游热交换单元71的致冷剂管16a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a彼此重叠。
在图25(b)中,连通空间形成板部件811形成有通孔811c,所述通孔使构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a连通。
与下游致冷剂空间741相对应的一部分分隔板部件812形成有通孔812c,所述通孔穿过分隔板部件812的两侧。利用所述结构,构成上游热交换单元71的致冷剂管16a和构成下游热交换单元72的致冷剂管16a与下游致冷剂空间741通过连通空间形成板部件811的通孔811c和分隔板部件812的通孔812c连通。
根据本实施例,由于能够通过简单的孔加工,形成所述连通空间形成板部件811的通孔811c和分隔板部件812的通孔812c,因此相比在其中在中间板部件752中形成凹部752a的情况,制造是很容易的。
此外,由于冷却剂连通空间752e与总箱75的连接部在管16a和43a的堆叠方向上邻近地布置,所述连接部与致冷剂管16a相连接,来自冷却剂连通空间752e的内部的冷却剂的热量被有效地传递到一部分很可能结霜的总箱75,并且能够促进总箱75的除霜。
此外,在上游冷却剂空间731和冷却剂管43a之间布置冷却剂连通空间752e,并且在外部空气流动方向X上,冷却剂连通空间752e的宽度A1被设置成小于上游冷却剂空间731的宽度A4。利用所述结构,冷却剂在其中流动的空间的宽度倾向于按如下顺序循序减小:上游冷却剂空间731;冷却剂连通空间752e;以及冷却剂管43a,且倾向于按如下顺序循序扩大:冷却剂管43a;冷却剂连通空间752e;以及上游冷却剂空间731。冷却剂的压力损失被减小。结果,由于能够在不增加冷却剂泵41上的电压的情况下,获得冷却剂流速,热交换器的基本性能变得优异,并且除霜性能也变得优异。
在图25(a)中,冷却剂管43a不进入冷却剂连通空间752e,并且致冷剂管16a也不进入致冷剂连通空间752f。可替换地,冷却剂管43a的前端可以进入冷却剂连通空间752e的一部分,而不会有任何问题。此外,致冷剂管16a的前端可以进入一部分致冷剂连通空间752f,而不会有任何问题。这同样适用于图25(b)。
(第十实施例)
将参考图26描述根据本实施例的热交换器70。图26(a)与上述第二实施例的图9(a)相对应,图26(b)与第二实施例的图9(b)相对应,且图26(c)与第二实施例的图9(c)相对应。比较图9和26可以理解:根据本实施例的热交换器70与第二实施例具有许多有共同之处的结构。例如,如图26所示,致冷剂侧箱单元16c包括致冷剂侧中间板部件162,其分隔冷却剂连通空间162c以及收集空间163a或者分配空间163b之间的内部空间。进一步地,致冷剂侧中间板部件162由连通空间形成板部件801(管侧板部件)和分隔板部件802构成,所述连通空间形成板部件和分隔板部件在厚度方向上从致冷剂管16a侧被顺序地堆叠。
此外,如图26(a)所示,与冷却剂管43a相对应的一部分连通空间形成板部件801形成有如图9(a)中那样的多个通孔801a。所述多个通孔801a形成为在外部空气流动方向X上在沿外部空气流动方向X排列的两个冷却剂管43a上方延伸。所述多个通孔801a由分隔板部件802从冷却剂管43a的相对侧封闭。利用所述结构,通孔801a的内部空间起到如图9(a)中那样的冷却剂连通空间162c的作用。
另一方面,如图26(b)所示,与致冷剂管16a相对应的一部分连通空间形成板部件801形成有多个通孔801b。然而,不同于图9(b),通孔801b是对应于外部空气流动方向X的上游侧和下游侧上的各致冷剂管16a单独形成的。也就是说,在图26(b)中,在外部空气流动方向X上排列通孔801b。各致冷剂管16a与通孔801b连通。在分隔板部件802中形成多个通孔802a,所述通孔与连通空间形成板部件801内形成的多个通孔801a和801b的一部分(通孔801b)重叠。具体地,分隔板部件802的通孔802a与连通空间形成板部件801的通孔801b一对一地重叠。利用所述结构,在上游侧的致冷剂管16a与收集空间163a通过分隔板部件802的相应通孔802a连通,且在下游侧上的致冷剂管16a与在分配空间163b通过与分隔板部件802的对应的通孔802a连通。
此外,如图26(c)所示,冷却剂连通空间162c包括冷却剂管邻近空间162d,其与冷却剂管43a的前端以与图9(c)那样的相同的方式在其空间内接触。冷却剂管邻近空间162d内的冷却剂与在彼此邻近的致冷剂管16a和冷却剂管43a之间的致冷剂侧箱单元16c的外壁接触。
此外,在第二实施例中,如图9(c)所示,相比冷却剂管43a的前端位置,致冷剂管16a在管16a和43a的纵向方向上的前端位置被设置在致冷剂侧箱单元16c的收集空间163a侧或者分配空间163b侧。另一方面,在本实施例中的结构不同于该结构。具体地,在本实施例中,致冷剂管16a和冷却剂管43a的前端位置可以像在第二实施例中那样在管16a和43a的纵向方向上彼此偏移,或者可以像图26(c)所示的那样彼此一致。
根据本实施例,像上述第二实施例中那样,能够促进致冷剂侧箱单元16的除霜。此外,虽然也适用于第二实施例,像从图26(c)理解的那样,例如,在分隔板部件802中与致冷剂管16a相对应的位置处形成通孔802a,以使致冷剂从致冷剂管16a的内部流入致冷剂侧箱单元16c的收集空间163a,并从分配空间163b的内部流入致冷剂管16a。也就是说,根据在分隔板部件802中形成的通孔802a的布置,确定流入致冷剂管16a的致冷剂以及流入冷却剂管43a的冷却剂。因此,能够根据分隔板部件802的结构,容易地确定各流体(致冷剂、冷却剂)在管16a和43a的哪个中流过。
(其他实施例)
本发明不限于上述实施例,而是能够被做出,例如,如下不同的修改。
(1)如图7所示,在上述第一实施例中,已经描述了在其中冷却剂连通空间形成于致冷剂侧箱单元16c中,且致冷剂连通空间形成于冷却剂侧箱单元43c中的示例。在那些连通空间中,冷却剂或者致冷剂中产生的压力损失值得关注。鉴于此,期望的是尽可能地扩大连通空间的体积。
例如,中间板部件432(162)的凹部432b(162b)的凹陷量可以被成形为在管16(43a)的对齐方向(外部空气的流动方向X)上从中间板部件的两侧向中心部递增。
此外,管16a(43a)在其纵向方向上的长度可以被成形为在管16a(43a)的对齐方向上从管的两侧向中心部递减。
(2)在上述实施例中,已经描述了这样的示例,在其中采用热泵循环10的致冷剂作为第一流体,采用冷却剂循环回路40的冷却剂作为第二流体,且采用吹风扇17吹出的外部空气作为第三流体。然而,第一到第三流体不限于此示例。例如,可以采用汽车内部吹送空气作为第三流体。
例如,第一流体可以是热泵循环10的高压致冷剂,或者低压致冷剂。
例如,第二流体可以由冷却剂构成,所述冷却剂用于使电子设备(诸如向引擎提供电力的逆变器、行驶电动机MG)冷却。此外,可以采用冷却油作为第二流体,且第二热交换单元可以起到油冷却器的作用,或者可以采用蓄热剂或蓄冷剂作为第二流体。
进一步地,当在固定式空调、冷藏库,或者用于自动售卖机的冷却加热装置中应用本发明的热交换器70的热泵循环10时,可以采用用于冷却引擎、电动机和在热泵循环10中作为压缩机的驱动源的其他电子设备的冷却剂作为第二流体。
进一步地,在上述实施例中,已经描述了这样的示例,在其中本发明的热交换器70被应用到热泵循环(致冷循环)。然而,根据本发明的热交换器70的应用不限于此示例。也就是说,热交换器70能够广泛地应用到用于在三种类型的流体中进行热交换的设备。
例如,热交换器能够用作在汽车冷却系统中应用的热交换器。第一流体可以是这样的热介质,其对与致动期间产热有关联的第一车载设备中提供的热量进行吸收,第二流体可以是这样的热介质,其对与致动期间产热有关联的第二车载设备中提供的热量进行吸收,且第三流体可以是空气。
更具体地,当使热交换器应用到混合动力汽车时,第一车载设备可以是引擎EG,第一流体可以是引擎EG的冷却剂,第二车载设备可以是行驶电动机,且第二流体可以是行驶电动机的冷却剂。
由于那些车载设备中的各个热量产生量根据汽车行驶状态(行程负载)改变,引擎EG的冷却剂的温度和行驶电动机的冷却剂的温度也根据汽车的行程状态改变。因此,根据本示例,热产生量较大的车载设备产生的热量不仅能够被散发到空气中,还能够散发到热产生量较小的车载设备侧。
三种类型的流体不仅指在物质性或者组分上不同的流体,还指物质性或者组分相同但温度或者流体状态(诸如气相或者液相)不同的流体。因此,根据本发明的第一到第三流体不限于物质性或者组分彼此不同的流体。
(3)在上述实施例中,已经描述了这样的示例,其中汽车外部热交换单元16的致冷剂管16a、散热器单元43的冷却剂管43a,以及外部散热片50由铝合金(金属)制成,并且通过钎焊彼此结合。可替换地,外部散热片50可以由热传导性优异的其他材料(例如,碳纳米管)制成,并通过诸如粘合剂之类的结合手段结合。
(4)在上述实施例中,已经描述了这样的示例,其中采用电子三通阀42作为用于切换冷却剂循环回路40的冷却剂回路的回路切换装置。然而,回路切换装置不限于此示例。例如,可以采用恒温阀。恒温阀是一种冷却介质温度响应阀,其由通过热蜡(温度感应部件)移动阀体来打开或者关闭冷却介质通道的机械机构构成,所述热蜡(温度感应部件)根据温度改变体积。因此,利用恒温阀,能够取消冷却剂温度传感器52。
(5)在上述实施例中,已经描述了这样的示例,其中采用普通的碳氟化合物致冷剂作为致冷剂。然而,致冷剂的种类不限于此示例。可以采用诸如二氧化碳那样的天然致冷剂,或者碳氢基致冷剂。热泵循环10可以构成超临界致冷循环,在其中压缩机11排放的致冷剂变为等于或者高于致冷剂的临界压力。
(6)致冷剂管16a和冷却剂管43a的布置不限于上述实施例。例如,冷却剂管43a可以被每隔两个致冷剂管16a布置。也就是说,在上游热交换单元71中,可以在邻近的冷却剂管43a之间布置两个致冷剂管16a。
(7)热交换器70的流道结构不限于上述实施例。例如,可以在管堆叠方向中一侧上的管组和另一侧的管组中,应用使致冷剂流发生U形转弯的U型转弯类型的、使致冷剂流发生两次U形转弯的S型转弯类型的、以及不使致冷剂流发生U形转弯的总路线类型的流道结构。同样地,能够使诸如U形转弯类型、S形转弯类型,或者总路线类型那样的流道结构应用到冷却剂流。
此外,能够应用这样的流道结构,诸如,其中致冷剂流方向和冷却剂流方向彼此相同的平行流类型,或者其中致冷剂流动方向和冷却剂流动方向彼此不同的反向流类型。例如,从外部空气流动方向X上的下游侧到外部空气流动方向X上的上游侧,致冷剂管16a中的致冷剂的流动发生U形转弯,并且从外部空气流动方向X上的上游侧到外部空气流动方向X上的下游侧,冷却剂管43中冷却剂的流动发生U形转弯,以使宏观地观看时,在邻近的致冷剂管16a中的致冷剂的流动和在冷却剂管43a中的冷却剂的流动相对于外部空气流动方向X是反向的(反向流动)。
(8)在上述第二和第十实施例中,在其中各管16a和43a与致冷剂侧固定板部件161相连接的管连接部中,致冷剂侧固定板部件161具有向致冷剂侧箱单元16c的外侧膨胀的凸形,但这种凸形不是必需的。例如,在图27中说明了与第十实施例的图26(c)相对应的图,示出了由致冷剂侧固定板部件161构成的致冷剂侧箱单元16c,所述致冷剂侧固定板部件不具有凸形。即使在图27中说明的示例中,像在第十实施例中那样,例如,冷却剂连通空间162c包括冷却剂管邻近空间162d,且在管16a和43a的纵向方向上,致冷剂管16a和冷却剂管43a的前端位置彼此一致。
(9)在上述实施例中,例如,图26和27中说明的致冷剂侧中间板部件162由多个组件(诸如连通空间形成板部件801和分隔板部件802)构成。可替换地,连通空间形成板部件801和分隔板部件802可以被整体地设置成单个部件。
本发明不限于上述实施例,且能够被适当地改变。此外,各实施例彼此不是不相关的,而是能够被适当地组合在一起的,除非所述组合显然不可能存在。进一步地,毋庸置疑,在各实施例中,实施例的构成元素并不总是必需的,除非清楚地指定构成元素是特别必需的,或者除非在理论基础上明显地被认为是必需的构成元素。此外,在各实施例中,当提及包括实施例的构成元素的计数、数字、数量和范围等的数量时,构成元素的数量不限于具体的数量,除非所述数量被清楚地指定为特别必需的,或者除非在原理上所述数量被明确地限定到具体的数量。进一步地,当各实施例中提及构成元素等的形状和位置关系等时,这些形状和位置关系等不限于特定的形状或者位置关系等,除非所述形状和位置关系是被明确地指定为特别必需的,或者除非所述形状和位置关系在原理上被明确地限制为具体形状和位置关系等。

Claims (23)

1.一种热交换器,包括:
第一热交换部(16),其包括第一流体流经的第一管(16a),并在第一流体和在所述第一管(16a)周围流动的第三流体之间进行热交换;
第二热交换部(43),其包括第二流体流经的第二管(43a),并在第二流体和在所述第二管(43a)周围流动的第三流体之间进行热交换;
箱部(16c,75),其形成与第一管(16a)连通的第一箱空间(163a,163b,741),以从第一管(16a)收集第一流体或者将第一流体分配给第一管(16a);
第三流体通道(70a),第三流体流过其中;以及
外部散热片(50),其中
在第二管(43a)之间布置至少一根第一管(16a),
在第一管(16a)之间布置至少一根第二管(43a),
在第一管(16a)和第二管(43a)之间形成第三流体通道(70a),
在第三流体通道(70a)中布置外部散热片(50),其促进第一和第二热交换部(16,43)中的热交换,并使流经第一管(16a)的第一流体和流经第二管(43a)的第二流体之间能够进行热传递,
箱部(16c,75)中包括与第二管(43a)连通的第二流体流动空间(162c,752e),
第二流体流动空间(162c,752e)与第一箱空间(163a,163b,741)分隔开,
第二流体流动空间(162c,752e)在第一管和第二管(16a,43a)的堆叠方向上被定位为邻近连接到第一管(16a)的箱部(16c,75)的连接部,并且
箱部(16c,75)由在第二流体流动空间(162c,752e)内流动的且温度高于在第一箱空间(163a,163b,741)内流动的第一流体的第二流体进行除霜。
2.根据权利要求1的热交换器,其中
第二流体流动空间(162c,752e)被形成为使得第二流体在与箱部(16c,75)的外壁接触的状态下流动。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中
第二管(43a)的前端突入第二流体流动空间(162c),第二流体流动空间(162c)包括第二管邻近空间(162d),其在第一管和第二管(16a,43a)的堆叠方向上与第二管(43a)的前端邻近,且
第二管邻近空间(162d)由在彼此邻近的第一管(16a)和第二管(43a)之间的箱部(16c)的外壁限定,以使在第二管邻近空间(162d)内流动的第二流体与箱部(16c)外壁接触。
4.根据权利要求1到3的任一个的热交换器,其中
第一管(16a)和第二管(43a)被彼此间隔开,以使第二流体流动空间(162c,752e)内的第二流体不直接接触第一管(16a)。
5.根据权利要求1到4中的任一个的热交换器,其中
箱部(16c,75)包括中间板部件(162,752),其使箱部的内部空间分隔为第一箱空间(163a,163b,741)和第二流体流动空间(162c,752e),
所述中间板部件(162,752)设有连通孔(162a,752b,752d),第一管(16a)通过所述连通孔与第一箱空间(163a,163b,741)连通,且
基于中间板部件(162,752)中的连通孔(162a,752b,752d)的布置,确定第一流体是否流入第一管(16a)以及第二流体是否流入第二管(43a)。
6.根据权利要求1到4的任一个的热交换器,其中
箱部(16c)包括中间板部件(162),其使箱部的内部空间分隔为第一箱空间(163a,163b)和第二流体流动空间(162c),
所述中间板部件(162)包括在中间板部件的厚度方向上彼此堆叠的管侧板部件(801)和分隔板部件(802),
所述管侧板部件(801)被定位成比分隔板部件(802)更靠近第一管(16a),
所述管侧板部件(801)包括通孔(801a,801b),
所述分隔板部件(802)包括通孔(802a),
在中间板部件(162)的厚度方向上,分隔板部件(802)的通孔(802a)与管侧板部件(801)的通孔(801a,801b)的一部分重叠,且
基于分隔板部件(802)内连通孔(802a)的布置,确定第一流体是否流入第一管(16a)以及第二流体是否流入第二管(43a)。
7.根据权利要求1到4的任一个的热交换器,其中
第二流体流动空间(162c)被布置得比第一箱空间(163a,163b)更靠近露出到外面的第一管(16a)的露出部。
8.根据权利要求7的热交换器,其中
箱部(16c)包括中间板部件(162),其使箱部的内部空间分隔为第一箱空间(163a,163b)和第二流体流动空间(162c),
所述中间板部件(162)设有连通孔(162a),第一管(16a)通过所述连通孔与第一箱空间(163a,163b)连通,并且
第一管(16a)穿过所述连通孔(162a)以与第一箱空间(163a,163b)连通。
9.根据权利要求1到8的任一个的热交换器,其中
在第三流体的流动方向(X)上,第二流体流动空间(162c)的宽度(A1)大于第二管(43a)的宽度(A2)。
10.根据权利要求1到9任一个的热交换器,其中
在第一管和第二管(43a)的堆叠方向上,第二流体流动空间(162c)的宽度(B1)大于第二管(43a)的宽度(B2)。
11.根据权利要求1到10任一个的热交换器,其中
在第三流体的流动方向(X)上,第二流体流动空间(162c)的宽度(A1)大于第一箱空间(163a,163b)的宽度(A3)。
12.根据权利要求1到11任一个的热交换器,其中
箱部(75)形成第二箱空间(731),其收集或者分配流过第二管(43a)的第二流体,且
在第二箱空间(731)和第二管(43a)之间布置所述第二流体流动空间(752e)。
13.根据权利要求12的热交换器,其中
在第三流体的流动方向(X)上,第二流体流动空间(752e)的宽度(A1)小于第二箱空间(731)的宽度(A4)。
14.根据权利要求12或13的热交换器,其中
在第三流体的流动方向(X)上,第一管(16a)和第二管(43a)被布置成多排,并且
在第三流体的流动方向(X)上,第一箱空间(741)与第二箱空间(731)对齐。
15.根据权利要求14的热交换器,其中
第一箱空间(741)包括第一流体收集空间(741b),其收集第一流体,以及第一流体分配空间(741a),其分配第一流体;
在第一管和第二管(16a,43a)的堆叠方向上,第一流体收集空间(741b)与第一流体分配空间(741a)对齐,
第二箱空间(731)包括第二流体收集空间(731b),其收集第二流体;以及第二流体分配空间(731a),其分配第二流体,且
在第一管和第二管(16a,43a)的堆叠方向上,所述第二流体收集空间(731b)与第二流体分配空间(731a)对齐。
16.根据权利要求1到11的任一个的热交换器,其中
在第三流体的流动方向(X)上,第一管(16a)被布置成多排,且
箱部(16c)沿着第三流体的流动方向(X)形成多个第一箱空间(163a,163b)。
17.根据权利要求16的热交换器,其中
在第三流体流动方向(X),第二流体流动空间(162c)在多个第一箱空间(163a,163b)上延伸。
18.根据权利要求1到17的任一个的热交换器,其中
第一流体和第二流体是在彼此不同的流体循环回路中循环的热介质。
19.根据权利要求1到18的任一个的热交换器,被用作蒸发器,所述蒸发器在蒸汽压缩型致冷剂循环内使致冷剂蒸发,其中
第一流体是致冷剂循环的致冷剂,
第二流体是吸收外部热源热量的热介质,且
第三流体是空气。
20.根据权利要求1到18的任一个的热交换器,被应用于汽车冷却系统,其中
第一流体是吸收在致动期间产生热量的第一车载装置的热量的热介质,
第二流体是吸收在致动期间产生热量的第二车载装置的热量的热介质,且
第三流体是空气。
21.一种热交换器,包括:
第一热交换部(16),其包括第一流体流经的第一管(16a),并在第一流体和在所述第一管(16a)周围流动的第三流体之间进行热交换;
第二热交换部(43),其包括第二流体流经的第二管(43a),并在第二流体和在所述第二管(43a)周围流动的第三流体之间进行热交换;
箱部(16c),其形成与第一管(16a)连通的第一箱空间(163a,163b),并执行如下之一:从第一管(16a)收集第一流体以及将第一流体分配给第一管(16a);
第三流体通道(70a),第三流体流过其中;以及
外部散热片(50);其中
在第二管(43a)之间布置至少一根第一管(16a),
在第一管(16a)之间布置至少一根第二管(43a),
在第一管(16a)和第二管(43a)之间形成第三流体通道(70a),
在第三流体通道(70a)中布置外部散热片(50),其促进第一热交换部和第二热交换部中的热交换,并使流经第一管(16a)的第一流体和流经第二管(43a)的第二流体之间能够进行热传递,
箱部(16c)包括构成箱部的外壁的外壁组件(161,163)以及布置在外壁组件(161,163)内的中间板部件(162),
第一箱空间(163a,163b)由外壁组件(161,163)和中间板部件(162)限定,且位于中间板部件(162)的与第一管(16a)相反的一侧,
中间板部件(162)设有连通孔(162a),第一箱空间(163a,163b)与第一管(16a)经由所述连通孔连通,
中间板部件(162)的侧面部(801c)设有与外壁组件(161)的侧壁部(161c)接触的凸起(801d),
除了凸起以外的侧面部(801c)和侧壁部(161c)在其间限定了隔离空间(803),所述隔离空间通过中间板部件(162)与第一箱空间(163a,163b)分开;且
除了接触凸起(801d)的部分以外的侧壁部(161c)设有凹向隔离空间(803)的凹部(161d)或者朝向隔离空间(803)开槽口的槽口(161e)。
22.一种热交换器,包括:
第一热交换部(16),其包括第一流体流经的第一管(16a),并在第一流体和在所述第一管(16a)周围流动的第三流体之间进行热交换;
第二热交换部(43),其包括第二流体流经的第二管(43a),并在第二流体和在所述第二管(43a)周围流动的第三流体之间进行热交换;
箱部(16c),其形成与第一管(16a)连通的第一箱空间(163a,163b,741),并执行如下之一:从第一管(16a)收集第一流体以及将第一流体分配给第一管(16a);
第三流体通道(70a),第三流体流过其中;以及
外部散热片(50),其中
在第二管(43a)之间布置至少一根第一管(16a),
在第一管(16a)之间布置至少一根第二管(43a),
在第一管(16a)和第二管(43a)之间形成第三流体通道(70a),
在第三流体通道(70a)中布置外部散热片(50),其促进第一热交换部和第二热交换部(43)中的热交换,并使流经第一管(16a)的第一流体和流经第二管(43a)的第二流体之间能够进行热传递,
箱部(16c)包括构成箱部的外壁的外壁组件(161,163)以及布置在外壁组件(161,163)内的中间板部件(162),,
第一箱空间(163a,163b)由外壁组件(161,163)和中间板部件(162)包围,且位于中间板部件(162)的与第一管(16a)相反的一侧,
中间板部件(162)形成有连通孔(162a),第一箱空间(163a,163b)与致冷剂管(16a)经由所述连通孔连通,
中间板部件(162)包括管侧板部件(801)和分隔板部件(802),
在中间板部件(162)的厚度方向上,所述管侧板部件(801)和分隔板部件(802)彼此堆叠,
所述管侧板部件(801)被定位成比分隔板部件(802)更靠近第一管(16a),
所述分隔板部件(802)被定位成比管侧板部件(801)更靠近第一箱空间(163a,163b),
管侧板部件(801)的侧面部(801c)设有向管侧板部件内切开(801)的切口(801e),以及
外壁组件(161)的侧壁部(161c)的与切口(801e)相对应的部分设有向所述切口(801e)开槽的槽口(161e)或者凹向所述切口(801e)的凹部(161d)。
23.根据权利要求21或22的热交换器,其中
在外壁组件(161)的侧壁部(161c)中,所述槽口(161e)或者凹部(161d)形成在侧壁部(161c)的在第一管(16a)一侧的端部边缘(161f)上,并向所述侧壁部(161c)内延伸,且
槽口(161e)或者凹部(161d)在第一管和第二管(16a,43a)的堆叠方向上的宽度在所述侧壁部(161c)外表面上从所述第一管(16a)一侧的侧壁部(161c)的端部边缘(161f)朝向侧壁部(161c)内侧变小。
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