DE102004043471A1

DE102004043471A1 - Wärmeaustauschermodul

Info

Publication number: DE102004043471A1
Application number: DE102004043471A
Authority: DE
Inventors: Ryouichi Kariya Sanada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US7669437B2; KR20070096992A; US20050056049A1; US20080282730A1; KR100893169B1; CN100337084C; JP2005090821A; CN1598466A; JP4089567B2; US7591148B2; CN101017062A; KR20050028302A

Abstract

Ein Wärmeaustauscher umfasst einen Kondensator (2) zum Kondensieren eines Kühlmittels, einen Modulator (4), einen Unterkühler (3) zum Kühlen flüssigen Kühlmittels, das vom Modulator geliefert ist, sowie einen Wärmeaustauscher (5) zum Kühlen eines zum Kühlmittel unterschiedlichen Fluids. Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher sind in Anordnungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Luftströmungsrichtung angeordnet. Weiter ist der Modulator so vorgesehen, dass er sich in Richtung der Anordnung erstreckt. Beim Wärmeaustauschermodul verfügt der Modulator über eine Abmessung (Ho), die größer als die Summe der Abmessung (H1) des Kondensators und einer Abmessung (H2) des Unterkühlers ist und ist nicht größer als die Summe der Abmessung (H1) des Kondensators, der Abmessung (H2) des Unterkühlers und der Abmessung (H3) des Wärmeaustauschers in Richtung der Anordnung. Somit lässt sich die Kapazität des Modulators wirksam vergrößern, ohne die größte Außenseite des Wärmeaustauschermoduls zu vergrößern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauschermodul, der mit einem kühlenden. Wärmeaustauscher ausgelegt ist, in welchem Kühlmittel eines Dampfkompressions-Kühlmittelkreislaufs strömt wie einem Kondensator und einem Unterkühler oder Nebenkühler und einem kühlenden Wärmeaustauscher wie einem Ölkühler, in welchem ein zum Kühlmittel unterschiedliches Fluid strömt. Der Wärmeaustauschermodul wird in geeigneter Weise für eine Kühleinrichtung eines Fahrzeugs eingesetzt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wenn eine Vielzahl von Wärmeaustauschern in Reihenanordnung in Luftströmungsrichtung angeordnet ist, wird eine Abmessung eines Wärmeaustauschermoduls, der sich aus der Vielzahl von Wärmeaustauschern in Luftströmungsrichtung zusammensetzt, größer. Bei einem konventionellen Wärmeaustauschermodul (beispielsweise JP-A-2001-174168, USP 6 394 176) werden somit eine Vielzahl von Wärmeaustauschern in einer Richtung senkrecht zu einer Luftströmungsrichtung angeordnet, so dass die Abmessung des Wärmeaustauschermoduls in Luftströmungsrichtung reduziert wird. Wenn somit der Wärmeaustauschermodul an der Frontpartie in einem Fahrzeug angeordnet ist, kann die Abmessung des Wärmeaustauschermoduls in Front-Heckrichtung eines Fahrzeugs kleiner ausgestaltet werden.

Wenn jedoch die Hochdrucknebenaggregate des Dampfkompressions-Kühlmittelzyklus sowie ein kühlender Wärmeaustauscher auf einer Fahrzeugseite einfach kombiniert werden, lässt sich die Funktion der Komponenten nicht ausreichend erhalten. Im Allgemeinen umfassen die Hochdrucknebenaggregate des Dampfkompressions-Kühlmittelzyklus einen Kondensator, einen Gas-Flüssigkeitsseparator (Modulator) und einen Unterkühler (sub-cooler). Dagegen umfasst der kühlender Wärmeaustauscher auf der Fahrzeugseite einen Ölkühler zum Kühlen des Fahrzeugöls und eines Öls für das automatische Getriebe (ATF).

Wenn beispielsweise der Ölkühler, der Kondensator, der Unterkühler und der Modulator als integriertes Modul integriert sind, wird es schwierig, in ausreichender Weise die Kapazität des Modulators zu erhöhen, während die maximale Außenabmessung des Wärmeaustauschermoduls beschränkt bleibt.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf die oben genannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeaustauschermodul einschließlich eines Modulators (Gas-Flüssigkeitsseparator) zur Verfügung zu stellen, bei dem die Kapazität des Modulators vergrößert werden kann, ohne die maximale Außenabmessung des Wärmeaustauschermoduls zu vergrößern.

Erfindungsgemäß umfasst ein Wärmeaustauschermodul einen Kondensator zum Kühlen und Kondensieren eines Kühlmittels, einen Modulator, der das Kühlmittel vom Kondensator in gasförmiges Kühlmittel und flüssiges Kühlmittel trennt, einen Unterkühler zum Kühlen des flüssigen vom Modulator gelieferten Kühlmittels und einen Wärmeaustauscher zum Kühlen eines sich vom Kühlmittel unterscheidenden Fluids. In dem Wärmeaustauschermodul werden der Kondensator, der Unterkühler und der Wärmeaustauscher in Anordnungsrichtung angeordnet, d.h. im Wesentlichen senkrecht zu einer Strömungsrichtung der Luft, die durch den Kondensator, den Unterkühler, den Wärmeaustauscher geht; der Modulator ist so angeordnet, dass er sich in Richtung der Anordnung erstreckt. Weiterhin hat der Modulator eine Abmessung in Anordnungsrichtung, die größer als die Summe einer Abmessung des Kondensators und einer Abmessung des Unterkühlers in Richtung der Anordnung ist und gleich oder kleiner als die Summe der Abmessung von Kondensator, die Abmessung des Unterkühlers und die Abmessung des Wärmeaustauschers in Richtung der Anordnung ist. Somit lässt sich die Kapazität des Modulators (Gas-Flüssigkeitsseprator) wirksam vergrößern, während dadurch verhindert werden kann, dass die maximale Außenabmessung des Wärmeaustauschermoduls vergrößert wird.

Wenn Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher in einer Vertikalrichtung angeordnet sind, erstreckt sich der Modulator in vertikaler Richtung und die Gas-Flüssigkeitstrennleistung des Modulators lässt sich verbessern. So sind beispielsweise der Wärmeaustauscher, der Kondensator und der Unterkühler in dieser Reihenfolge von oben gesehen in Vertikalrichtung angeordnet, ein Bodenende des Modu lators ist am gleichen Ort wie dem des Unterkühlers angeordnet und ein oberes Ende des Modulators ist an einer Stelle entsprechend dem Wärmeaustauscher in Richtung der Anordnung vorgesehen.

Bevorzugt wird ein Verbindungsrohr mit einem Fluideinlass oder einem Fluidauslass des Wärmeaustauschers verbunden und erstreckt sich in eine Richtung in etwa parallel zur Luftströmungsrichtung. In diesem Fall kann verhindert werden, dass der Modulator und das Verbindungsrohr einander stören. Somit lässt sich die Kapazität des Modulators wirksamer vergrößern. Alternativ sind ein erstes Verbindungsrohr, das mit dem Fluideinlass des Wärmeaustauschers verbunden ist, und ein zweites Verbindungsrohr, das mit dem Fluidauslass des Wärmeaustauschers verbunden ist, an einer Seite des Wärmeaustauschers angeordnet, die dem Modulator, bezogen auf den Wärmeaustauscher, gegenüber liegt. In diesem Fall kann die Kapazität des Modulators ohne weiteres vergrößert werden. Beispielsweise handelt es sich beim Wärmeaustauscher um einen Ölkühler zum Kühlen von Öl.

Bevorzugt sind Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher integriert, indem ein Sammlertank verwendet wird, der sich in Richtung der Anordnung erstreckt, der Sammlertank ist in drei Raumteile unterteilt, die in Verbindung mit dem Kondensator, dem Unterkühler und dem Wärmeaustauscher jeweils stehen. In diesem Fall werden Modulator und Sammlertank integriert und erstrecken sich in Richtung der Anordnung, die Abmessung des Modulators in Anordnungsrichtung ist kleiner oder gleich einer Abmessung des Sammlertanks in Richtung der Anordnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen
1 eine Frontansicht ist, die einen kühlenden Wärmeaustauschermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung erkennen lässt;
2 ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Montagezustand des kühlenden Wärmeaustauschermoduls in einem Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform;
3 zeigt in der Vorderansicht einen kühlenden Wärmeaustauschermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine Vorderansicht eines kühlenden Wärmeaustauschermoduls gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
5 ist eine Vorderansicht und zeigt einen kühlenden Wärmeaustauschermodul eines Vergleichsbeispiels.
DETAILBESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste Ausführungsform)
Nach der ersten Ausführungsform wird ein kühlender Wärmeaustauschermodul 1 der Erfindung typischerweise für eine Fahrzeugkühleinrichtung verwendet. 1 ist eine Frontdarstellung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1, von der Luftabströmseite des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 gesehen.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Wärmeaustauschermodul 1 nach dieser Ausführungsform: einen Kondensator 2 (Kühlradiator), einen Unterkühler 3 (sub-cooler) sowie einen Modulator 4 (Gas-Flüssigkeitsseparator) eines Dampfkompressions-Kühlmittelzyklus für eine Fahrzeugklimaanlage; sowie einen Ölkühler 5 zum Kühlen des Motoröls oder des Öls für ein automatisches Getriebe (ATF) des Fahrzeugs.
Bei dem Kondensator 2 handelt es sich um einen Hochdruckwärmeaustauscher zum Kühlen und Kondensieren eines Hochtemperatur-Hochdruckkühlmittels, das aus einem Kompressor eines Dampfkompressionskühlzyklus ausgetragen wird. Beim Unterkühler 3 handelt es sich um eine Unterkühlungseinrichtung, um das im Kondensator 2 kondensierte flüssige Kühlmittel weiter zu kühlen, um so den Unterkühlungsgrad (super-cooling degree) des Kühlmittels zu erhöhen. Der Modulator 4 ist ein Gas-Flüssigkeitsseparator, der das vom Kondensator 2 abströmende Kühlmittel in gasförmiges Kühlmittel und flüssiges Kühlmittel trennt und das abgetrennte flüssige Kühlmittel in den Unterkühler 3 gibt. Beispielsweise handelt es sich beim Modulator 4 um einen zylindrischen Aufnehmer, in welchem flüssiges Kühlmittel gespeichert wird als Zusatzkühlmittel des Dampfkompressions-Kühlmittelzyklus.
Im Allgemeinen umfasst der Dampfkompressions-Kühlmittelzyklus den Kompressor zum Komprimieren des Kühlmittels, den Kondensator 2, den Modulator 4, den Unterkühler 3, eine Dekompressionseinrichtung zum Dekomprimieren eines flüssigen Hochdruckkühlmittels, das aus dem Unterkühler 3 strömt sowie einen Verdampfer, in welchem Niederdruckkühlmittel, das in der Dekompressionseinrichtung dekomprimiert wurde, unter Absorbieren von Wärme verdampft wird.
Der Kondensator 2 umfasst eine Vielzahl (nicht dargestellt) von Rohren, in welchen Kühlmittel strömt sowie zwei Sammlertanks 2a, die an den beiden Längsstirnseiten eines Rohres, unter Verbindung der Rohre, angeordnet sind. In ähnlicher Weise umfasst der Unterkühler 3 eine Mehrzahl von Rohren (nicht dargestellt), in welchen flüssiges Kühlmittel vom Modulator 4 strömt sowie zwei Sammlertanks 3a, die in den longitudinalen Stirnseiten jedes Rohres, unter Verbindung mit den Rohren, angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Rohre des Kondensators 2 sowie der Unterkühler 3 so angeordnet, dass sie sich in einer horizontalen Richtung erstrecken, und Sammlertanks 2a, 3a des Kondensators 2 sowie der Unterkühler 3 sind unter Erstreckung in einer vertikalen Richtung angeordnet. In ähnlicher Weise wie der Kondensator 2 und der Unterkühler 3 umfasst der Ölkühler 5 eine Vielzahl von Rohren (nicht dargestellt), in welchen Öl strömt sowie zwei Sammlertanks 5a, die an den beiden longitudinalen Stirnseiten jedes Rohres unter Verbindung mit den Rohren angeordnet sind. Die Rohre des Ölkühlers 5 erstrecken sich in horizontaler Richtung und die Sammlertanks 5a in vertikaler Richtung.
Weiterhin erstrecken sich die Sammlertanks 5a des Ölkühlers 5, der Sammlertank 2a des Kondensators 2 und der Sammlertank 3a des Unterkühlers 3 kontinuierlich von oben nach unten. So sind beispielsweise der Sammlertank 5a, der Sammlertank 2a und der Sammlertank 3a in einem zylindrischen Tank mit zwei Trennplatten zum Trennen eines Innenraums des zylindrischen Tanks in drei Raumteile geformt. Weiterhin ist der Wärmeaustauscherkernteil 6 des Kondensators 2, der Unterkühler 3 und der Ölkühler 5 zwischen den beiden zylindrischen Tanks des Kondensators 2, des Unterkühlers 3 und des Ölkühlers 5 angeordnet. 1 lässt erkennen, wie Kondensator 2, Unterkühler 3 und Ölkühler 5 in Richtung D einer Anordnung (beispielsweise der vertikalen Richtung) angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur Luftströmungsrichtung ist, die durch den Wärmeaustauscherkernteil 6 geht.
Bei dieser Ausführungsform sind Ölkühler 5, Kondensator 2 und Unterkühler 3 durch zwei zylindrische Tanks integriert, von denen ein jeder sich kontinuierlich von der oberen Stirnseite des Ölkühlers 5 zur unteren Stirnseite des Unterkühlers 3 erstreckt. Die Rohre, die Sammlertanks 2a, 3a, 5a und die Trennplatten des Kondensators 2, der Unterkühler 3 und der Ölkühler 5 sind integral durch Löten oder Schweißen miteinander verbunden.
Hier ist das Hartflöten oder Weichlöten eine Verbindungstechnologie, bei der ein Basismaterial nicht unter Verwendung eines Hartmetalls oder Weichlötmaterials geschmolzen wird, wie beispielsweise beschrieben in Connection and Bonding Technology (Tokyo Electrical Machinery University Publishing Company). Man spricht im Allgemeinen von Hartlöten, wenn die Bindung unter Verwendung eines metallischen Materials mit einem Schmelzpunkt über 450°C durchgeführt wird, dieses metallische Material wird Hartlötmaterial genannt. Andererseits bezeichnet man mit Weichlöten, wenn das Verbinden unter Verwendung eines metallischen Materials mit einem Schmelzpunkt unter 450°C durchgeführt wird, und dieses metallische Material wird Weichlötmaterial genannt.
Weiterhin wird der Modulator 4 unter Verwendung eines zylindrischen Tanks aufgebaut, der sich in Richtung der Anordnung D (Vertikalrichtung) erstreckt und Elemente überdeckt, die die kopfseitigen und bodenseitigen Enden des zylindrischen Tankteils schließen. Ein flüssiger Kühlmittelauslass, durch welchen das abgetrennte flüssige Kühlmittel an den Unterkühler 3 geliefert wird, ist an der Bodenstirnseite des zylindrischen Tankteils des Modulators 4 vorgesehen. Weiterhin ist ein Kühlmitteleinlass, durch welchen aus dem Kondensator 2 herausfließendes Kühlmittel in den Modulator 4 eingeführt wird, im Modulator 4 an der Oberseite des Flüssigkühlmittelauslasses vorgesehen.
Nach der ersten in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Tankteil des Modulators 4 an die Sammlertanks 2a und 3a des Kondensators 2 sowie den Unterkühler 3 hartgelötet, während die Sammlertanks 2a und 3a kontaktiert werden. Der Modulator 4 kann jedoch mit den Sammlertanks 2a, 3a des Kondensators 2 und dem Unterkühler 3 integriert gebaut werden, während ein Isolierraum zwischen den Sammlertanks 2a, 3a und Modulator 4 belassen wird.
Der Modulator 4 verfügt über ein bodenseitiges Ende, das auf gleicher Höhe eines bodenseitigen Endes des Unterkühlers 3 oder auf einer Höhe höher als das bodenseitige Ende des Unterkühlers 3 positioniert ist. Das heißt, das bodenseitige Ende des Modulators 4 ist an einem Ort gleich oder höher als ein bodenseitiges Ende des Wärme austauschenden Kernteils 6 angebracht. Dagegen wird das kopfseitige Ende des Modulators 4 an einer Position entsprechend dem Ölkühler 5 in Richtung der Anordnung D (Vertikalrichtung) angeordnet.
Daher ist die Höhenabmessung Ho (longitudinale Dimension) des Modulators 4 größer ausgebildet als die Gesamtheit einer Abmessung des Kondensators 2 und einer Abmessung des Unterkühlers 3 in Anordnungsrichtung D; ist andererseits kleiner als die Gesamtheit der Abmessung des Kondensators 2, die Abmessung des Unterkühlers 3 und die Abmessung des Ölkühlers 5 in Anordnungsrichtung D. Das heißt, die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 ist länger als die Summe einer Höhenabmessung H1 des Kondensators 2 und einer Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 und ist kleiner als die Gesamtheit der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2 und die Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 sowie eine Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5.
Somit besteht zwischen der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2, der Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3, der Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5 und der Höhenabmessung Ho des Modulators 4 die Beziehung H1 + H2 < Ho < H1 + H2 + H3.
Ein Ölverbindungsrohr 5b ist mit einem Öleinlass des Ölkühlers 5 verbunden und ein Ölverbindungsrohr 5c ist mit einem Ölauslass des Ölkühlers 5 verbunden. Nach dieser Ausführungsform geht das in den Öleinlass strömende Öl durch die Rohre des Ölkühlers 5 von links nach rechts in 1 und wird über den Ölauslass ausgetragen.
Ein Kühlmittelverbindungsrohr 2b ist mit einem Kühlmitteleinlass des Kondensators 2 verbunden, und ein Kühlmittelverbindungsrohr 3b ist mit einem Kühlmittelauslass des Unterkühlers 3 verbunden. Das aus dem Kompressor ausgetragene Kühlmittel wird in das Kühlmittelverbindungsrohr 2b eingeführt und strömt durch den Kondensator 2, den Modulator 4 und den Unterkühler 3 in dieser Reihenfolge. Dann strömt das Kühlmittel aus dem Unterkühler 3 in die Dekompressionsvorrichtung durch das Kühlmittelverbindungsrohr 3b.
Wie in 2 gezeigt, ist ein Radiator 7 zum Kühlen von Motorkühlwasser unter Vornahme des Wärmeaustausches zwischen dem Motorkühlwasser und der Luft abströmseitig zum kühlenden Wärmeaustauschermodul 1 angeordnet. Zudem ist ein Gebläse 8 angeordnet, welches Luft (Kühlluft) an den kühlenden Wärmeaustauschermodul 1 und den Radiator 7 bläst.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 größer als die Gesamtheit der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2 und die Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 und kleiner als die Gesamtheit der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2, die Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 und die Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5. Weiterhin reicht der Modulator 4 bis zu einer Position entsprechend der Oberseite des Ölkühlers 5. So lässt sich die Kapazität des Modulators 4 wirksam erhöhen, ohne die horizontale Abmessung des Modulators 4 zu erhöhen.
Ein notwendiger Raum für die Montage des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 ist ein Raum mit sechs Seiten, der durch die größte Abmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 bestimmt ist. Beispielsweise ist die größte Höhenabmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 die Summe der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2, der Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 und der Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5. Die größte Breitenabmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 ist gleich der Summe einer Breitenabmessung W1 des Kondensators 2 und der Breitenabmessung Wo des Modulators 4. Nach dieser Ausführungsform werden die Breitenabmessung W1 des Kondensators 2, die Breitenabmessung W2 des Unterkühlers 3 und die Breitenabmessung W3 des Ölkühlers 5 gleich eingestellt.
Wird die Kapazität des Modulators 4 gesteigert, indem die Breitenabmessung Wo des Modulators 4 vergrößert wird, wird die größte Breitenabmessung des Wärmeaustauschermoduls 1 vergrößert und hierbei wird die größte Außenabmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 größer. Nach der ersten Ausführungsform jedoch wird die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 vergrößert, so dass die Kapazität des Modulators 4 vergrößert wird, während die kopf- und bodenseitigen Enden des Modulators 4 an Stellen vorgesehen sind, die dem Ölkühler 5 in Vertikalrichtung entsprechen. Somit lässt sich die Kapazität des Modulators 5 erhöhen, während verhindert wird, dass die größte Außenabmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 größer wird.
5 gibt ein Vergleichsbeispiel, durchgeführt von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung, bei dem die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 kleiner als die Summe der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2 und die Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 wird. In diesem Fall ist es schwierig, wirksam die Kapazität des Modulators 4 zu erhöhen, während die Breitenabmessung des Modulators 4 beschränkt wird.
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf 3 beschrieben. Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist das Verbindungsrohr 5c mit einer Seitenfläche des Ölkühlers 5, wo sich der Modulator 4 erstreckt, verbunden. Weil es in diesem Fall notwendig ist, eine Störung zwischen dem Verbindungsrohr 5c und dem Modulator 4 zu verhindern, lässt sich die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 nicht auf eine Abmessung vergrößern, die gleich der Summe der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2, die Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 und die Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5 ist.
Bei der zweiten in 3 gezeigten Ausführungsform ist das Verbindungsrohr 5c mit dem Ölauslass des Ölkühlers 5 verbunden und erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Luftströmungsrichtung. In diesem Fall kann verhindert werden, dass der Modulator 4 bezüglich der Verbindungsrohre 5c stört. Es ist somit nach der zweiten Ausführungsform möglich, die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 auf die Abmessung zu erhöhen, die gleich der Summe der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2, der Höhenabmessung H2 des Unterkühlers bzw. Sonnenkühlers 3 und der Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5 ist. Im Ergebnis lässt sich die Kapazität des Modulators 4 wirksamer vergrößern, während gleichzeitig verhindert wird, dass die größte Außenabmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 vergrößert wird.
(Dritte Ausführungsform)
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist das Verbindungsrohr 5c, das mit dem Ölauslass des Ölkühlers 5 verbunden ist, so vorgesehen, dass es in Richtung parallel zur Luftströmungsrichtung vorsteht. Nach der dritten Ausführungsform, gezeigt in 4, jedoch sind sowohl das Verbindungsrohr 5b, das mit dem Öleinlass des Ölkühlers 5 verbunden ist, und das Verbindungsrohr 5c, das mit dem Ölauslass des Ölkühlers 5 verbunden ist, an einer Seite des Sammlertanks 5a gegenüber dem Modulator 4, bezogen auf den Ölkühler 5, vorgesehen. Das heißt, beide Verbindungsrohre 5b und 5c sind mit dem linken Sammlertank 5a in 4 verbunden, der Modulator 4 ist benachbart dem rechten Sammlertank 5a in 4 vorgesehen. Somit kann verhindert werden, dass der Modulator 5 und das Verbindungsrohr 5c einander stören.
Nach der dritten Ausführungsform wird es somit möglich, die Höhenabmessung Ho des Modulators 4 auf die Abmessung gleich der Summe der Höhenabmessung H1 des Kondensators 2, der Höhenabmessung H2 des Unterkühlers 3 und der Höhenabmessung H3 des Ölkühlers 5 zu vergrößern. Im Ergebnis lässt sich die Kapazität des Modulators 4 wirksam vergrößern, während verhindert werden kann, dass die größte Außenabmessung des kühlenden Wärmeaustauschermoduls 1 größer wird.
Nach der dritten Ausführungsform können, da beide Verbindungsrohre 5b und 5c mit dem Ölkühler 5 an der Seite gegenüber dem Modulator 4 verbunden sind, die Verbindungsrohre 5b und 5c so vorgesehen sein, dass sie in einer Richtung senkrecht zur Luftströmungsrichtung oder in einer Richtung parallel zur Luftströmungsrichtung vorstehen.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die Erfindung vollständig in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass Änderungen und Modifikationen für den Fachmann geläufig sind.
So sind beispielsweise bei den oben beschriebenen Ausführungsformen Ölkühler 5, Kondensator 2 und Unterkühler 3 in dieser Reihenfolge von oben gesehen in Vertikalrichtung angeordnet. Die Reihenfolge der Anordnung in vertikaler Richtung lässt sich aber ändern. Beispielsweise können der Kondensator 2, der Ölkühler 5 und der Unterkühler 3 in dieser Reihenfolge in vertikaler Richtung von oben gesehen, angeordnet werden.
Nach den oben beschriebenen Ausführungsformen lassen sich der Sammlertank 5a, der Sammlertank 2a und der Sammlertank 3a voneinander unter Verwendung von zwei Paaren von Separatoren mit einem isolierenden Raum zwischen jedem Paar von Separatoren trennen. Weiterhin kann ein nicht gebrauchtes Rohr, in welchem kein Fluid strömt, zwischen den Kernteilen 6 des Ölkühlers und dem Kondensator 2 beispielsweise angeordnet werden, um die verschiedenen Arten von Wärmeaustauschern zu isolieren.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind der Kondensator 2, der Unterkühler 3, der Modulator 4 und der Ölkühler 5 integriert. Anstatt des Ölkühlers 5 jedoch kann ein anderer Wärmeaustauscher wie ein Zwischenkühler zum Kühlen von Einlassluft, die durch Aufladung eingepresst wird, verwendet werden. In diesem Fall werden der Wärmeaustauscher – außer dem Ölkühler 5 – der Kondensator 2, der Unterkühler 3 und der Modulator 4 integriert.
Nach den oben beschriebenen Ausführungsformen werden der Kondensator 2, der Unterkühler 3 und der Ölkühler 5 integriert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche integrierte Konstruktion begrenzt. So können beispielsweise Kondensator 2, Unterkühler 3 und Ölkühler 5 in einer Anordnungsrichtung vorgesehen sein, die senkrecht zur Luftströmungsrichtung verläuft und können auf einem Fahrzeug in diesem Zustand der Anordnung montiert sein.
Solche Änderungen und Modifikationen, wie durch die beiliegenden Ansprüche definiert, sind als im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen.

Claims

Wärmeaustauschermodul umfassend: einen Kondensator (2) zum Kühlen und Kondensieren eines Kühlmittels; einen Modulator (4), der das Kühlmittel vom Kondensator in gasförmiges Kühlmittel und flüssiges Kühlmittel trennt; einen Unterkühler (3), der das flüssige Kühlmittel, das vom Modulator geliefert wird, kühlt; und einen Wärmeaustauscher (5) zum Kühlen eines zum Kühlmittel unterschiedlichen Fluids, wobei: Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher in eine Anordnungsrichtung (D) angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft, die durch Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher geht, verläuft; der Modulator sich in Anordnungsrichtung erstreckend vorgesehen ist; und der Modulator über eine Abmessung (Ho) in Anordnungsrichtung verfügt, die größer als die Summe einer Abmessung (H1) des Kondensators und einer Abmessung (H2) des Unterkühlers in Anordnungsrichtung und gleich oder kleiner als die Summe der Abmessung (H1) des Kondensators, der Abmessung (H2) des Unterkühlers und der Abmessung (H3) des Wärmeaustauschers in Anordnungsrichtung ist.
Wärmeaustauschermodul nach Anspruch 1, wobei Kondenstor, Unterkühler und Wärmeaustauscher in einer Vertikalrichtung angeordnet sind.
Wärmeaustauschermodul nach Anspruch 1, wobei: Wärmeaustauscher, Kondensator und Unterkühler in dieser Reihenfolge von oben gesehen in einer vertikalen Richtung angeordnet sind; und ein bodenseitiges Ende des Modulators an der gleichen Stelle wie der des Unterkühlers angeordnet ist, und ein kopfseitiges Endes des Modulators an einer Stelle entsprechend dem Wärmeaustauscher in der Anordnungsrichtung positioniert ist.
Wärmeaustauschermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend ein Verbindungsrohr (5c), das mit einem Fluideinlass oder einem Fluidauslass des Wärmeaustauschers verbunden ist und sich in einer Richtung in etwa parallel zur Luftströmungsrichtung erstreckt.
Wärmeaustauschermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend: ein erstes Verbindungsrohr (5b), das mit einem Fluideinlass des Wärmeaustauschers verbunden ist; und ein zweites Verbindungsrohr (5c), das mit einem Fluidauslass des Wärmeaustauschers verbunden ist, wobei sowohl das erste Verbindungsrohr wie das zweite Verbindungsrohr an einer Seite des Wärmeaustauschers vorgesehen sind, die sich gegenüber dem Modulator, bezogen auf den Wärmeaustauscher, befindet.
Wärmeaustauschermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher integriert sind.
Wärmeaustauschermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wärmeaustauscher ein Ölkühler (5) zum Kühlen eines Öls ist.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, wobei Kondensator, Unterkühler und Wärmeaustauscher unter Verwendung eines sich in Anordnungsrichtung erstreckenden Sammlertanks integriert sind; der Sammlertank in drei räumliche Teile unterteilt ist, die in Verbindung mit dem Kondensator, dem Unterkühler und dem Wärmeaustauscher jeweils stehen; der Modulator mit dem Sammlertank integriert ist und sich in Richtung der Anordnung erstreckt; und die Abmessung des Modulators in Richtung der Anordnung gleich oder kleiner als eine Abmessung des Sammlertanks in Richtung der Anordnung ist.
Wärmeaustauschermodul umfassend: einen Kondensator (2) zum Kühlen und Kondensieren eines Kühlmittels; einen Modulator (4), der das Kühlmittel vom Kondensator in gasförmiges Kühlmittel und flüssiges Kühlmittel trennt; einen Unterkühler (3) zum Kühlen des flüssigen vom Modulator gelieferten Kühlmittels; und einen Wärmeaustauscher (5) zum Kühlen eines zum Kühlmittel unterschiedlichen Fluids, wobei: Wärmeaustauscher, Kondensator und Unterkühler in dieser Reihenfolge von oben aus in vertikaler Richtung angeordnet sind; und ein bodenseitiges Ende des Modulators am gleichen Ort wie dem des Unterkühlers, und ein kopfseitiges Ende des Modulators in Vertikalrichtung an einem Ort entsprechend dem des Wärmeaustauschers positioniert ist.