專(zhuān)利名稱(chēng)：一體式熱交換器和熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其中多個(gè)熱交換器在其內(nèi)形成為一體的一體式熱交換器，和一種將被安裝到物體上的熱交換器。
背景技術(shù)：
例如在日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2005-156067(US 2005/0217832A1)中披露了多個(gè)熱交換器在其內(nèi)形成為一體(或集成，組合，形成為整體)的一體式(集成式，組合式，整體式)熱交換器。在一體式熱交換器中，用于冷凝車(chē)輛空調(diào)器用制冷劑的冷凝器和用于冷卻行駛用電動(dòng)機(jī)的冷卻水的散熱器被連接成冷凝器和散熱器的熱交換部分被設(shè)置在相同平面上并且相對(duì)于空氣的流動(dòng)方向平行。
另外，冷凝器和散熱器中的每一個(gè)具有用于加強(qiáng)熱交換部分的側(cè)板。冷凝器和散熱器通過(guò)利用螺栓和螺母連接它們的側(cè)板而被形成為一體(或集成，組合，形成為整體)。
具體地，每一個(gè)側(cè)板具有縱向接觸壁以便與熱交換部分的最外側(cè)接觸和從接觸壁延伸的托架固定壁。由此，側(cè)板具有大致U形的橫截面。側(cè)板被設(shè)置到熱交換器部分從而接觸壁接觸熱交換器部分的最外側(cè)，且托架固定壁在與熱交換部分分離的方向上延伸。冷凝器和散熱器的側(cè)板的托架固定壁被布置成彼此重疊并通過(guò)螺栓和螺母固定。因此，冷凝器和散熱器通過(guò)側(cè)板彼此連接且不使用單獨(dú)的托架等。
在上面一體式熱交換器中，螺栓在與熱交換部分垂直的方向上延伸穿過(guò)重疊的托架固定壁。在此情況下，如果一體式熱交換器經(jīng)受在與熱交換部分垂直的方向上的振動(dòng)，那么螺栓和螺母可能變形并變松。即，當(dāng)振動(dòng)的方向與螺栓的軸線(xiàn)一致時(shí)，由振動(dòng)引起的載荷必然只被螺栓和螺母的支撐面接收。結(jié)果，所述支撐面將容易變形，從而螺栓松動(dòng)。因此，難以維持冷凝器與散熱器之間的固定狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述問(wèn)題做出本發(fā)明，且本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種一體式(或稱(chēng)為集成式，組合式，整體式)熱交換器，所述一體式熱交換器中多個(gè)熱交換器被牢固地連接。
本發(fā)明的另一方面是提出一種能夠牢固地連接到物體上的熱交換器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述一體式(或稱(chēng)為集成式，組合式，整體式)熱交換器具有彼此成一體的第一熱交換器和第二熱交換器。所述第一熱交換器具有第一熱交換部分和一對(duì)第一聯(lián)管箱部分(或稱(chēng)為第一集管部分)。所述第一熱交換部分包括第一流體流過(guò)它們的多個(gè)第一管。所述一對(duì)第一聯(lián)管箱部分設(shè)置在第一管的端部并與第一管連通。所述第二熱交換器具有第二熱交換部分和一對(duì)第二聯(lián)管箱部分(或稱(chēng)為第二集管部分)。所述第二熱交換部分包括第二流體流過(guò)它們的多個(gè)第二管。所述一對(duì)第二聯(lián)管箱部分設(shè)置在第二管的端部并與第二管連通。所述第一和第二熱交換器相對(duì)于在第一熱交換器和第二熱交換器外部流動(dòng)的第三流體的流動(dòng)彼此平行地設(shè)置。所述一體式熱交換器進(jìn)一步具有第一托架，所述第一托架設(shè)置到所述第一聯(lián)管箱部分中的一個(gè)上；第二托架，所述第二托架設(shè)置到所述第一聯(lián)管箱部分中的另一個(gè)上；第一螺栓容納部分，所述第一螺栓容納部分設(shè)置在所述第二聯(lián)管箱部分中的一個(gè)上；和第二螺栓容納部分，所述第二螺栓容納部分設(shè)置在所述第二聯(lián)管箱部分中的另一個(gè)上。所述第一螺栓容納部分限定至少一個(gè)孔，所述至少一個(gè)孔限定第一軸線(xiàn)。所述第二螺栓容納部分限定至少一個(gè)孔，所述至少一個(gè)孔限定第二軸線(xiàn)。所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)彼此不平行地設(shè)置。第一熱交換器和第二熱交換器被一體形成為第一螺栓延伸穿過(guò)所述第一托架并被容納在所述第一螺栓容納部分的所述孔內(nèi)，且第二螺栓延伸穿過(guò)所述第二托架并被容納在所述第二螺栓容納部分的所述孔內(nèi)。
在此構(gòu)造中，因?yàn)榈谝宦菟ㄈ菁{部分的第一軸線(xiàn)和第二螺栓容納部分的第二軸線(xiàn)被彼此不平行地設(shè)置，所以第一螺栓的軸部分和第二螺栓的軸部分彼此不平行。因此，即使一體式熱交換器經(jīng)受在與第一螺栓的軸部分平行的方向上的振動(dòng)，振動(dòng)載荷也將不僅被第一螺栓的支撐面接收，而且被第二螺栓的軸部分接收。如此，第一螺栓的支撐面的變形和松動(dòng)得以降低。
同樣，即使一體式熱交換器經(jīng)受在與第二螺栓的軸部分平行的方向上的振動(dòng)，第二螺栓支撐面的變形和松動(dòng)也被降低。從而，多個(gè)熱交換器被牢固地連接，且即使當(dāng)受到振動(dòng)影響時(shí)也不會(huì)引起螺栓的變形和松動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述熱交換器具有熱交換部分、第一聯(lián)管箱部分和第二聯(lián)管箱部分。所述熱交換部分具有流體流過(guò)它們的多個(gè)管。所述管具有第一端和第二端。所述第一聯(lián)管箱部分設(shè)置在所述管的第一端并與所述管連通。所述第二聯(lián)管箱部分設(shè)置在所述管的第二端并與所述管連通。所述熱交換器進(jìn)一步具有設(shè)置到所述第一聯(lián)管箱部分上的第一托架和設(shè)置到所述第二聯(lián)管箱部分上的第二托架。所述第一托架限定用于允許第一螺栓穿過(guò)的第一孔。所述第一孔限定第一軸線(xiàn)。所述第二托架限定用于允許第二螺栓穿過(guò)的第二孔。所述第二孔限定第二軸線(xiàn)。所述第一托架和所述第二托架被設(shè)置成所述第一孔的第一軸線(xiàn)和所述第二孔的第二軸線(xiàn)彼此是不平行的。
在此構(gòu)造中，當(dāng)熱交換器利用第一和第二螺栓被安裝到物體上時(shí)，第一螺栓的軸部分和第二螺栓的軸部分設(shè)置成彼此不平行。因此，即使熱交換器經(jīng)受在與第一螺栓的軸部分平行的方向上的振動(dòng)，振動(dòng)載荷也不僅被第一螺栓的支撐面接收，而且被第二螺栓的軸部分接收。從而，第一螺栓的支撐面的變形和松動(dòng)得以降低。
同樣，即使熱交換器經(jīng)受在與第二螺栓的軸部分平行的方向上的振動(dòng)，第二螺栓支撐面的變形和松動(dòng)也被降低。如此，多個(gè)熱交換器被牢固地安裝到物體上，且即使當(dāng)受到振動(dòng)影響時(shí)也沒(méi)有引起螺栓的變形和松動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，所述熱交換器具有熱交換部分、第一聯(lián)管箱部分和第二聯(lián)管箱部分。所述熱交換部分具有流體流過(guò)它們的多個(gè)管。所述管具有第一端和第二端。所述第一聯(lián)管箱部分連接到所述管的第一端，且所述第二聯(lián)管箱部分連接到所述管的第二端。所述熱交換器進(jìn)一步具有設(shè)置在所述第一聯(lián)管箱部分上用于容納第一螺栓的第一螺紋孔部分和設(shè)置在第二聯(lián)管箱部分上用于容納第二螺栓的第二螺紋孔部分。所述第一螺紋孔部分限定第一軸線(xiàn)，所述第二螺紋孔部分限定第二軸線(xiàn)。所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)不平行。
在此構(gòu)造中，第一和第二螺栓的軸部分設(shè)置成彼此不平行。因此，熱交換器可以被牢固地連接到物體上且不會(huì)引起螺栓的變形和松動(dòng)。


通過(guò)參考附圖在下面做出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示，附圖如下圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一體式熱交換器的示意主視圖；圖2是安裝到根據(jù)第一實(shí)施例的車(chē)輛上的一體式熱交換器的示意側(cè)視圖；圖3A是水箱蓋的主視圖，所述水箱蓋具有根據(jù)第一實(shí)施例的一體式熱交換器的第二托架；圖3B是水箱蓋的側(cè)視圖，所述水箱蓋具有根據(jù)第一實(shí)施例的第二托架；圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的一體式熱交換器的散熱器的示意主視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一體式熱交換器的示意主視圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一體式熱交換器的示意主視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D1-4描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。如圖1中所示，例如用于混和動(dòng)力車(chē)輛的一體式(或稱(chēng)為集成式，組合式，整體式)熱交換器具有作為第一熱交換器的冷凝器1和作為第二熱交換器的電氣裝置冷卻散熱器2。冷凝器1和電氣裝置冷卻散熱器2彼此成一整體。冷凝器1執(zhí)行空氣與從車(chē)輛空調(diào)器的壓縮機(jī)(沒(méi)有示出)排出的高溫、高壓制冷劑之間的熱交換，從而冷卻制冷劑。電氣裝置冷卻散熱器(后文稱(chēng)為散熱器)2用于冷卻混和動(dòng)力車(chē)輛的例如發(fā)電機(jī)、逆變器和電動(dòng)機(jī)的電氣裝置(沒(méi)有示出)。
如圖2中所示，一體式熱交換器安裝在車(chē)輛的引擎室內(nèi)。在圖2中，當(dāng)一體式熱交換器安裝在車(chē)輛上時(shí)，上下箭頭和前后箭頭表示與車(chē)輛有關(guān)的方向。例如，一體式熱交換器連接到用于引擎的引擎散熱器3，所述引擎在引擎罩4下面并在散熱器格柵5和保險(xiǎn)杠加強(qiáng)部件6的后側(cè)。
冷凝器1和散熱器2例如布置在大致相同的平面上并相對(duì)于空氣的流動(dòng)方向(圖2中的箭頭A)平行。而且，散熱器2布置在冷凝器1上面。
一體式熱交換器相對(duì)于空氣的流動(dòng)布置在引擎散熱器3的上游。一體式熱交換器相對(duì)于空氣流動(dòng)方向與引擎散熱器3重疊。電扇7相對(duì)于空氣流動(dòng)方向設(shè)置在引擎散熱器3的下游，以使得空氣穿過(guò)一體式熱交換器。
接下來(lái)描述冷凝器1和散熱器2的結(jié)構(gòu)。如圖1中所示，冷凝器1具有作為第一熱交換部分的芯部13，和作為第一聯(lián)管箱部分的制冷劑聯(lián)管箱部分14、15。芯部13由制冷劑流過(guò)它們的制冷劑管11的管組(或稱(chēng)為管疊)和便于制冷劑與空氣之間的熱交換的散熱片12構(gòu)成。散熱片12設(shè)置在相鄰的制冷劑管11之間。芯部13具有當(dāng)沿著空氣流動(dòng)方向看時(shí)大致矩形的形狀。
制冷劑聯(lián)管箱部分14、15布置在管11的縱向端以使得制冷劑管11連通。制冷劑聯(lián)管箱部分14具有流過(guò)管11的制冷劑被收集在其內(nèi)的第一制冷劑總箱14a。制冷劑聯(lián)管箱部分15具有第二制冷劑總箱15a，制冷劑從第二制冷劑總箱15a被分配到管11內(nèi)。
第一制冷劑總箱14a和第二制冷劑總箱15a中的每一個(gè)形成有狹縫(沒(méi)有示出)。狹縫的數(shù)量等于管11的數(shù)量。第一制冷劑總箱14a和第二制冷劑總箱15a的端部連接到狹縫從而第一制冷劑總箱14a和第二制冷劑總箱15a與管11連通。
第二制冷劑總箱15a設(shè)置有用于允許制冷劑流入冷凝器1的制冷劑入口管16和用于將制冷劑從冷凝器1排出的制冷劑出口管17。另外，在關(guān)于第一制冷劑總箱14a的與芯部13相對(duì)的側(cè)面上，汽液分離器18設(shè)置在第一制冷劑總箱14a的外部。汽液分離器18將制冷劑分離為汽相制冷劑和液相制冷劑并在其內(nèi)存貯液相制冷劑。由此，汽液分離器18起接收器的作用。
汽液分離器18在與管11垂直的方向上長(zhǎng)于芯部13的尺寸，從而提供充分的汽液分離空間。由此，汽液分離器18的上部從芯部13的上端向上突出。
汽液分離器18通過(guò)固定部件18a連接到第一制冷劑總箱14a。另外，板部件19設(shè)置在汽液分離器18與第一制冷劑總箱14a之間。板部件19形成有兩個(gè)通孔19a、19b。汽液分離器18通過(guò)板部件19的兩個(gè)通孔19a、19b與第一制冷劑總箱14a連通。第一通孔19a位于第二通孔19b的上面。
第一制冷劑總箱14a設(shè)置有第一分離器14b。第一分離器14b布置在第一制冷劑總箱14a內(nèi)部的下部位置。同樣，第二制冷劑總箱15a設(shè)置有第二分離器15b。第二分離器15b布置在第二制冷劑總箱15a內(nèi)部位于與第一分離器14b相同的水平高度上。由此，芯部13被第一和第二分離器14b、15b分成兩個(gè)熱交換部分13a、13b。
芯部13的、被限定在第一和第二分離器14b、15b上面的第一熱交換部分13a，執(zhí)行空氣與從制冷劑入口管16汲取的汽相制冷劑之間的熱交換，從而冷凝制冷劑。即，第一熱交換部分13a提供冷凝部分。
從冷凝部分13a排出的制冷劑通過(guò)板部件19的第一通孔19a流入汽液分離器18。這樣，制冷劑入口管16布置在高于第二分離器15b的位置，且第一通孔19a布置在高于第一分離器14b的位置。
另外，芯部13的被限定在第一和第二分離器14b、15b下面的第二熱交換部分13b，執(zhí)行空氣與通過(guò)第二通孔19b從汽液分離器18汲取的液相制冷劑之間的熱交換，從而冷卻液相制冷劑。即，第二熱交換部分13b提供過(guò)冷卻部分。
在過(guò)冷卻部分13b內(nèi)冷卻的制冷劑從限定制冷劑排出口的制冷劑排出管17排出。因此，制冷劑排出管17布置在低于第二分離器15b的位置。同樣，第二通孔19b布置在低于第一分離器14b的位置。
如上所述，制冷劑聯(lián)管箱部分14由第一制冷劑總箱14a、第一分離器14b、汽液分離器18、板部件19、箱蓋23等組成。第二制冷劑聯(lián)管箱部分15由第二制冷劑總箱15a、第二分離器15b、箱蓋22、24等組成。
在冷凝器1內(nèi)，過(guò)冷卻部分13b被限定在冷凝部分13a下面，且汽液分離器18設(shè)置在過(guò)冷卻部分13b和冷凝部分13a的側(cè)面上。另外，汽液分離器18設(shè)置成其上部從冷凝部分13a的上端向上突出。第一托架20被設(shè)置到汽液分離器18的上部，所述汽液分離器18的上部位置比冷凝部分13a的上端高，以便將冷凝器1連接到散熱器2。
第一托架20形成有用于允許螺栓41的軸部分穿過(guò)的兩個(gè)通孔20a。兩個(gè)通孔20a在上下方向上布置。每一個(gè)通孔20a限定在與圖1的紙平面垂直的方向上，即與車(chē)輛的前后方向平行的方向上延伸的軸線(xiàn)。通孔20a的軸線(xiàn)與螺栓41的軸部分的軸線(xiàn)一致。
冷凝器1進(jìn)一步設(shè)置有側(cè)板21。側(cè)板21布置在制冷劑管11組(或制冷劑管疊)的兩側(cè)并平行于制冷劑管11延伸用于加強(qiáng)芯部13。另外，側(cè)板21中的布置在芯部13的下側(cè)一個(gè)，設(shè)置有用于將一體式熱交換器固定到引擎散熱器3上的兩個(gè)托架22。
第一制冷劑總箱14a和第二制冷劑總箱15a設(shè)置有箱蓋23、24。具體地，第一制冷劑總箱14a的上端和下端覆蓋有箱蓋23。第二制冷劑總箱15a的下端覆蓋有箱蓋23。第二制冷劑總箱15a的上端覆蓋有箱蓋24。另外，箱蓋24設(shè)置有用于連接冷凝器1和散熱器2的第二托架25。
如圖3A和3B中所示，箱蓋24具有第二托架25、箱覆蓋部分26和箱延伸部分27。箱覆蓋部分26和箱延伸部分27一體形成為大致平板的形式。箱覆蓋部分26覆蓋第二制冷劑總箱15a的上端。蓋延伸部分27從箱覆蓋部分26延伸并與上側(cè)板21的上表面重疊。蓋延伸部分27連接到上側(cè)板21。
并且，第二托架25具有連接到箱覆蓋部分26的連接壁部分25a和散熱器2固定到其上的固定壁部分25b。固定壁部分25b大體上從連接壁部分25a垂直延伸。由此，如圖3A中所示，第二托架25具有當(dāng)從冷凝器1的前側(cè)看時(shí)大致L的形狀。
固定壁部分25b形成有用于允許螺栓42的軸部分穿過(guò)的兩個(gè)通孔25c。通孔25在上下方向上布置。每一個(gè)通孔25c限定在圖1中的左右方向上，即在車(chē)輛的左右方向上延伸的軸線(xiàn)。通孔25c的軸線(xiàn)與螺栓42的軸部分的軸線(xiàn)一致。
另外，箱覆蓋部分26形成有通孔26a。連接壁部分25a也形成有通孔25d。銷(xiāo)28被設(shè)置成延伸穿過(guò)通孔26a和通孔25d。另外，銷(xiāo)28固定在通孔26a和通孔25d內(nèi)。例如，在銷(xiāo)28插入穿過(guò)通孔25d、26a的情況下，載荷在與銷(xiāo)28的軸線(xiàn)平行的方向上被施加到銷(xiāo)28。由此，銷(xiāo)28變形并被固定到連接壁部分25a和箱覆蓋部分26。因此，第二托架25和箱覆蓋部分26通過(guò)銷(xiāo)28彼此連接。
然而，第二托架25和箱覆蓋部分26可以通過(guò)其它手段連接?？蛇x地，第二托架25和箱覆蓋部分26可以例如通過(guò)切割由單個(gè)部分一體地生產(chǎn)。
在圖1、3A和3B中圖示的示例中，第二托架25通過(guò)箱覆蓋部分26被連接到第二制冷劑總箱15a?？蛇x地，第二托架25可以直接連接到第二制冷劑總箱15a。
構(gòu)成冷凝器1的前面的部分例如由鋁合金制成，并通過(guò)硬釬焊和軟釬焊一體地接合。
在此，硬釬焊和軟釬焊是使用例如硬釬焊材料和軟釬焊材料的材料在不熔化分開(kāi)部分的母材的情況下將分開(kāi)部分接合在一起的方法，例如“setsuzoku and setsugo gijyutsu”Tokyo Denki University Press中限定的。具體地，使用具有等于和高于450攝氏度的熔點(diǎn)的填充材料(硬釬焊材料)的連接被定義為硬釬焊。使用具有低于450攝氏度的熔點(diǎn)的填充材料(軟釬焊材料)的連接被定義為軟釬焊。
在實(shí)施例中，例如，構(gòu)成冷凝器1的各個(gè)部分通過(guò)硬釬焊成一體。
如圖4中所示，散熱器2具有作為第二熱交換部分的芯部33和作為第二聯(lián)管箱部分的冷卻水聯(lián)管箱部分34、35。芯部33由冷卻水流過(guò)它們的冷卻水管31的管組構(gòu)成。便于冷卻水與空氣之間的熱交換的散熱片32設(shè)置在相鄰的冷卻水管31之間。芯部33當(dāng)從前側(cè)看時(shí)具有大致矩形的形狀。
冷卻水聯(lián)管箱部分34、35布置在冷卻水管31的縱向端以使得冷卻水管31連通。冷卻水聯(lián)管箱部分34具有流過(guò)冷卻水管31的冷卻水被收集在其內(nèi)的第一冷卻水總箱34a。冷卻水聯(lián)管箱部分35具有第二冷卻水總箱35a，冷卻水從第二冷卻水總箱35a被分配到冷卻水管11內(nèi)。
第一冷卻水總箱34a和第二冷卻水總箱35a中的每一個(gè)形成有狹縫(沒(méi)有示出)。狹縫的數(shù)量等于冷卻水管31的數(shù)量。冷卻水管31的縱向端部連接到狹縫，從而冷卻水管31與第一冷卻水總箱34a和第二冷卻水總箱35a連通。
第二冷卻水總箱35a設(shè)置有用于允許冷卻水流入散熱器2的冷卻水入口管36。第一冷卻水總箱34a設(shè)置有用于將冷卻水從散熱器2排出的冷卻水出口管37和用于排出空氣的排氣閥38。
另外，第一冷卻水總箱34a在其下部位置形成有第一螺栓容納部分34b，用于容納將冷凝器1連接到散熱器2的螺栓41的軸部分。具體地，兩個(gè)螺栓容納部分34b形成在對(duì)應(yīng)于汽液分離器18的第一托架20的通孔20a的位置。第一螺栓容納部分34b在上下方向上布置。并且，第一螺栓容納部分34b限定在與冷卻水管31的縱向方向垂直的方向上、即在車(chē)輛的前后方向上延伸的軸線(xiàn)。
第一螺栓容納部分34b例如由螺紋孔部分形成。螺紋孔部分34b例如通過(guò)嵌入螺母提供。例如，通孔20a在對(duì)應(yīng)于第一托架20的通孔20a的位置形成在第一冷卻水總箱34a上。具有大致圓柱形形狀并且其內(nèi)壁形成有螺紋的鋁螺母，被壓入配合到第一冷卻水總箱34a的通孔內(nèi)。另外，第一冷卻水總箱34a和嵌入螺母通過(guò)硬釬焊連接。
同樣，第二冷卻水總箱35a在其下部位置形成有第二螺栓容納部分35b，用于容納將冷凝器1連接到散熱器2的螺栓42的軸部分。第二螺栓容納部分35b在對(duì)應(yīng)于第二托架25的通孔25c的位置在上下方向上布置，所述第二托架25通過(guò)箱蓋24連接到冷凝器1的第二制冷劑總箱15a。
第二螺栓容納部分35b例如由螺紋孔部分形成。與第一螺紋孔部分34b相似，螺紋孔部分35b例如通過(guò)嵌入螺母提供。通孔20a在對(duì)應(yīng)于第一托架20的通孔20a的位置形成在第一冷卻水總箱34a上。第二螺紋孔部分35b限定在冷卻水管11的縱向方向上例如在車(chē)輛的左右方向上延伸的軸線(xiàn)。
即，第二螺紋孔部分35b的軸線(xiàn)與第一螺紋孔部分34b的軸線(xiàn)垂直。因此，第一螺紋孔部分34b和第二螺紋孔部分35b被設(shè)置成它們的軸線(xiàn)不平行。
散熱器2在芯部33的兩側(cè)具有用于加固芯部33的側(cè)板39。側(cè)板39在冷卻水管31的縱向方向上延伸。設(shè)置在芯部33的上側(cè)的第一側(cè)板39，設(shè)置有用于將散熱器2固定到引擎散熱器3上的兩個(gè)固定托架40。
盡管沒(méi)有示出，但是第一冷卻水總箱34a和第二冷卻水總箱35a覆蓋有箱蓋。與冷凝器1相似，構(gòu)成散熱器2的前面部分例如由鋁合金制成并通過(guò)硬釬焊形成為一體(或形成為整體)。
冷凝器1和散熱器2通過(guò)將穿過(guò)第一托架20的螺栓41與第一螺紋孔部分34b緊固和將穿過(guò)第二托架25的螺栓42與第二螺紋孔部分35b緊固被形成為一體。如此，生產(chǎn)出一體式熱交換器。
如圖2中所示，一體式熱交換器被安裝到車(chē)輛上。利用電扇7的操作，空氣通過(guò)散熱器格柵5被吸入引擎室并流過(guò)冷凝器1和散熱器2。
此時(shí)，冷凝器1執(zhí)行空氣與從壓縮機(jī)排出的高溫、高壓制冷劑之間的熱交換。并且，散熱器2執(zhí)行空氣與被電氣構(gòu)件加熱的冷卻水之間的熱交換，從而冷卻冷卻水。
接下來(lái)將描述一體式熱交換器的制造過(guò)程。冷凝器1和散熱器2被分開(kāi)形成然后如上所述地彼此形成為一體。
因?yàn)橄旅娴脑蚶淠?和散熱器2被分開(kāi)形成。因?yàn)槔淠?和散熱器2具有不同的結(jié)構(gòu)和尺寸，所以在硬釬焊期間由于熱的變化導(dǎo)致的變形量在冷凝器1與散熱器2之間不同。如果冷凝器1和散熱器2在使用相同的夾具初步形成為一體的情況下被硬釬焊，那么冷凝器1和散熱器2將異常地變形。這導(dǎo)致制冷劑和冷卻水泄漏。
在制造冷凝器1的過(guò)程中，首先，組裝制冷劑管11、散熱片12、第一制冷劑總箱14a和第二制冷劑總箱15a。例如，制冷劑管11的縱向端被插入到第一制冷劑總箱14a和第二制冷劑總箱15a的狹縫，且散熱片12被設(shè)置在制冷劑管11之間。
接下來(lái)，側(cè)板21通過(guò)散熱片12被放置在最上面的制冷劑管11上。并且，另一側(cè)板21通過(guò)散熱片12被放置在最下面的制冷劑管11下面。在此狀態(tài)下，芯部13在上下方向上與金屬線(xiàn)相系。如此，芯部13被初步固定。
另外，板部件19例如通過(guò)卷邊被初步固定到第一制冷劑總箱14a。此時(shí)，板19定位成通孔19a、19b對(duì)應(yīng)于第一制冷劑總箱14a的已經(jīng)預(yù)先形成的連通孔。另外，第一托架20已經(jīng)被初步固定到其上的汽液分離器18通過(guò)固定部件18a被初步固定到第一制冷劑總箱14a。并且，第一分離器14b被初步固定在第一制冷劑總箱14a內(nèi)的預(yù)定位置。
同樣，制冷劑入口管16和制冷劑出口管17例如通過(guò)卷邊被初步固定到第二制冷劑總箱15a的已經(jīng)預(yù)先形成的連通孔。并且，第二分離器15b被初步固定在第二制冷劑總箱15a內(nèi)的預(yù)定位置。另外，托架22例如通過(guò)卷邊被初步固定到下側(cè)板21。
上述初步固定的部分通過(guò)使用專(zhuān)用的夾具被固定成在左右方向上不能移位。另外，箱蓋23例如通過(guò)卷邊被初步固定到第一制冷劑總箱14a的下端和上端以及第二制冷劑總箱15a的下端。箱蓋24例如通過(guò)卷邊被初步固定到第二制冷劑總箱15a的上端。
然后，如上面被初步固定的冷凝器1通過(guò)加熱裝置被加熱到大約600攝氏度，因此已經(jīng)被預(yù)先施加到相應(yīng)部分的表面上的硬釬焊材料被熔化。上面的冷凝器1被冷卻直到硬釬焊材料再次硬化。如此，組成部分被一體地硬釬焊。從而冷凝器1被生產(chǎn)出來(lái)。
在制造散熱器2的過(guò)程中，首先，與冷凝器1相似，組裝冷卻水管31、散熱片32、第一冷卻水總箱34a和第二冷卻水總箱35a。具體地，冷卻水管31的縱向端被插入到第一冷卻水總箱34a和第二冷卻水總箱35a的狹縫。并且，散熱片32被設(shè)置在冷卻水管31之間。
另外，上側(cè)板39通過(guò)散熱片32被放置在最上面的冷卻水管31上。并且，下側(cè)板39通過(guò)散熱片32被放置在最下面的冷卻水管31下面。然后，與冷凝器1相似，被組裝的芯部33由金屬線(xiàn)芯部13系住從而不在上下方向上移位。
冷卻水入口管36例如通過(guò)卷邊被初步連接到第二冷卻水總箱35a的已經(jīng)預(yù)先形成的連通孔。并且，冷卻水出口管37和排氣閥38例如通過(guò)卷邊被初步連接到已經(jīng)預(yù)先形成在第一冷卻水總箱34a上的連通孔。
另外，如上所述，螺母通過(guò)壓入配合嵌入第一和第二冷卻水總箱34a、35a的通孔內(nèi)。由此，螺母被初步固定到第一和第二冷卻水總箱34a、35a。并且，托架40例如通過(guò)卷邊被初步固定到上側(cè)板39。在此情況下，被初步組裝的散熱器2被專(zhuān)用的夾具在左右方向上固定以不移位。
另外，箱蓋被初步固定到第一和第二冷卻水總箱34a、35a的上端和下端。此后，被初步組裝的散熱器2以與冷凝器1相似的方式被一體地硬釬焊。從而，散熱器2被生產(chǎn)出來(lái)。
接下來(lái)，如上所生產(chǎn)的冷凝器1和散熱器2被形成為一體。具體地，螺栓41通過(guò)第一托架20的通孔20a被緊固到第一冷卻水總箱34a的第一螺紋孔部分34b，且螺栓42通過(guò)第二托架25的通孔25c被緊固到第二冷卻水總箱35a的第二螺紋孔部分35b。從而，一體式(或稱(chēng)為集成式，組合式，整體式)熱交換器被生產(chǎn)出來(lái)。
在上面的一體式熱交換器中，第一螺紋孔部分34b的軸線(xiàn)和第二螺紋孔部分35b的軸線(xiàn)設(shè)置成彼此垂直。如此，容納在第一螺紋孔部分34b內(nèi)的螺栓41的軸線(xiàn)和容納在第二螺紋孔部分35b內(nèi)的螺栓42的軸線(xiàn)彼此垂直。
因此，即使一體式熱交換器經(jīng)受與螺栓41的軸線(xiàn)平行的方向上的振動(dòng)，由振動(dòng)引起的載荷不僅被螺栓41的支撐面接收，而且被螺栓42的軸部分接收。因此，螺栓41的支撐面的變形得以降低。并且，螺栓41的松動(dòng)得以降低。同樣，即使一體式熱交換器經(jīng)受與螺栓42的軸線(xiàn)平行的方向上的振動(dòng)，螺栓42的支撐面的變形也得以降低。并且，螺栓42的松動(dòng)得以降低。
從而，多個(gè)熱交換器1、2被牢固地連接且沒(méi)有引起螺栓41、42的變形和松動(dòng)。
在一體式熱交換器(其中第一熱交換器和第二熱交換器通過(guò)它們的側(cè)板使用螺栓和螺母被連接)中，可以改變側(cè)板的形狀從而螺栓的軸部分被不平行地設(shè)置。然而，在此情況下，側(cè)板的強(qiáng)度會(huì)降低。結(jié)果，難以充分地加強(qiáng)第一和第二熱交換器的芯部。另外，第一和第二熱交換器的機(jī)械強(qiáng)度將降低。
在所述實(shí)施例中，另一方面，第一托架20被設(shè)置到具有高剛性的汽液分離器18上、且第二托架25被設(shè)置到制冷劑聯(lián)管箱部分15的具有高剛性的第二制冷劑總箱15a上。因此，即使當(dāng)?shù)谝煌屑?0和第二托架25設(shè)置在冷凝器1上時(shí)，冷凝器1的機(jī)械強(qiáng)度也不會(huì)降低。
另外，第一螺紋孔部分34b和第二螺紋孔部分35b形成在冷卻水聯(lián)管箱34、35的具有高剛性的第一和第二冷卻水總箱34a、35a上。因此，即使當(dāng)?shù)谝宦菁y孔部分34b和第二螺紋孔部分35b形成在散熱器2上時(shí)，散熱器2的機(jī)械強(qiáng)度也不會(huì)降低。
另外，第一和第二螺紋孔部分34a、35a通過(guò)嵌入的螺母提供。因此，第一和第二螺紋孔部分34a、35a的軸線(xiàn)可以被分別設(shè)定到想要的方向上。從而，可以將螺栓41、42的軸部分的方向容易地改變到想要的方向且不會(huì)降低冷凝器1和散熱器2的強(qiáng)度。
而且，第一托架20設(shè)置在汽液分離器18的、比凝結(jié)部分13a的上端壁的位置高的一部分上。因此，螺栓41的緊固位置，即第一螺紋孔部分34b的位置，可以在汽液分離器18的縱向方向上相對(duì)于螺栓42的緊固位置，即第二螺紋孔部分35b，改變。
因此，螺栓41的緊固位置可以布置成連接第一托架20的螺栓41的緊固位置和第二托架25的螺栓42的緊固位置的線(xiàn)相對(duì)于與冷卻水管31的縱向方向平行的方向限定預(yù)定角度。如此，即使載荷被施加到一體式熱交換器上，載荷也可以不僅被螺栓41、42的緊固部分接收，而且被與具有預(yù)定角度的線(xiàn)相交的冷卻水管31接收。從而，一體式熱交換器的變形和泄漏得以降低。
下面參照?qǐng)D5描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。如圖5中所示，使用具有一個(gè)通孔44a的第一托架44代替第一實(shí)施例的第一托架20。因此，第一冷卻水總箱34a在對(duì)應(yīng)于第一托架44的通孔44a的位置具有一個(gè)第一螺紋孔部分34b。
由此，一個(gè)螺栓41被用于將第一托架44連接到第一冷卻水總箱34a上。除了螺栓41和第一螺紋孔部分34b的數(shù)目以外，結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。并且，第二實(shí)施例的一體式熱交換器以與第一實(shí)施例的熱交換器相似的方式制造。
同樣在第二實(shí)施例的一體式熱交換器中，通過(guò)調(diào)整螺栓41的直徑和緊固力可以提供與第一實(shí)施例的有利效果相似的有利效果。因此，冷凝器1和散熱器2可以被不平行設(shè)置的螺栓41、42牢固地連接，且不會(huì)降低冷凝器1和散熱器2的強(qiáng)度。另外，因?yàn)槁菟?1的數(shù)量降低且第二托架44的尺寸降低，可以降低一體式熱交換器的重量。
下面參照?qǐng)D6描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。如圖6中所示，使用具有一個(gè)用于螺栓的通孔的第二托架45代替第一實(shí)施例的第二托架25。因此，第二冷卻水總箱35a在對(duì)應(yīng)于第二托架45的通孔的位置具有一個(gè)第二螺紋孔部分35b。
另外，一個(gè)螺栓42被用于將第二托架45連接到第二冷卻水總箱35a上。除了螺栓42和第二螺紋孔部分35b的數(shù)目以外，結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的一體式熱交換器的結(jié)構(gòu)相同。并且，第三實(shí)施例的一體式熱交換器以與第一實(shí)施例的熱交換器相似的方式制造。
同樣在第三實(shí)施例的一體式熱交換器中，通過(guò)調(diào)整螺栓42的直徑和緊固力可以提供與第一實(shí)施例的有利效果相似的有利效果。如此，冷凝器1和散熱器2可以被不平行設(shè)置的螺栓41、42牢固地連接，且不會(huì)降低冷凝器1和散熱器2的強(qiáng)度。
另外，螺栓42的數(shù)量被降低且第二托架45的尺寸被降低。因此可以降低一體式熱交換器的重量。
上面的第一至第三實(shí)施例可以被如下進(jìn)一步修改。
(1)第二實(shí)施例的第一托架44和第三實(shí)施例的第二托架45可以一起使用。即，第一托架利用一個(gè)螺栓41可以被固定到第一冷卻水總箱，且第二托架利用一個(gè)螺栓42可以被固定到第二冷卻水總箱。同樣在此構(gòu)造中，可以提供與第二和第三實(shí)施例相似的有利效果。
(2)在上面的實(shí)施例中，第一和第二托架20、25、44、45和第一和第二螺紋孔部分34b、35b被用于連接冷凝器1和散熱器2。可選地，第一和第二托架20、25、44、45和第一和第二螺紋孔部分34b、35b可以用于將冷凝器1和散熱器2直接連接到其它部分或車(chē)輛主體上。即，冷凝器1和散熱器2通過(guò)第一和第二托架20、25、44、45和第一和第二螺紋孔部分34b、35b可以被分開(kāi)連接到其它部分或車(chē)輛主體上。
同樣在此情況下，冷凝器1和散熱器2可以被不平行設(shè)置的螺栓牢固地連接到分開(kāi)的部分上，且不會(huì)降低冷凝器1和散熱器2的強(qiáng)度。另外，此連接方法可以不限于連接冷凝器1和散熱器2，而是可以應(yīng)用到其它熱交換器上。
(3)在前面實(shí)施例中，冷凝器1是具有用于過(guò)冷液相制冷劑的過(guò)冷卻部分13b的過(guò)冷類(lèi)型的冷凝器。然而，冷凝器1可以是不具有過(guò)冷卻部分13b和汽液分離器18的冷凝器。在此情況下，第一托架20與第二托架25相似，通過(guò)箱蓋24被設(shè)置在第一制冷劑總箱14a上。
(4)在前面實(shí)施例中，第一螺紋孔部分34b的軸線(xiàn)在與冷卻水管31的縱向方向垂直的方向上即在車(chē)輛的左右方向上設(shè)置，且第二螺紋孔部分35b的軸線(xiàn)在與冷卻水管31的縱向方向平行的方向上即在車(chē)輛的前后方向上設(shè)置。然而，第一和第二螺紋孔部分34b和35b不限于此。因?yàn)檎駝?dòng)狀態(tài)根據(jù)一體式熱交換器或相應(yīng)的熱交換器的安裝位置或狀態(tài)而改變，所以第一和第二螺紋孔部分34b、35b的軸線(xiàn)的方向可以根據(jù)所述安裝位置和狀態(tài)而改變。
在任何情況下，第一螺紋孔部分34b的軸線(xiàn)和第二螺紋孔部分35b的軸線(xiàn)被不平行地設(shè)置從而螺栓41的緊固方向和螺栓42的緊固方向不平行。在此，不平行的關(guān)系不限于垂直關(guān)系。
換言之，每一個(gè)第一螺紋孔部分34b的軸線(xiàn)和每一個(gè)第二螺紋孔部分35b的軸線(xiàn)當(dāng)在平面上投影時(shí)相互以正角設(shè)置。例如，第一螺紋孔部分34b的軸線(xiàn)和第二螺紋孔部分35b的軸線(xiàn)彼此垂直或彼此相交。
(5)在前面實(shí)施例中，冷凝器1和散熱器2一體形成為一體式熱交換器。然而，熱交換器的組合不限于冷凝器1和散熱器2的組合。例如，冷凝器1和用于冷卻油的油冷卻器可以一體形成為一體式熱交換器。
(6)在前面實(shí)施例中，在例如制冷劑入口管16和制冷劑出口管17的組成構(gòu)件被初步固定以后，冷凝器1被一體地硬釬焊。然而，組成構(gòu)件不限于前面描述的構(gòu)件。組成構(gòu)件可以基于熱交換器的類(lèi)型和其用途而不同。任何必要的組成構(gòu)件可以例如通過(guò)卷邊被初步固定然后通過(guò)硬釬焊成一體。
(7)在前面實(shí)施例中，本發(fā)明被應(yīng)用到用于車(chē)輛的熱交換器。然而，本發(fā)明的用途不限于用于車(chē)輛的熱交換器，而是在本發(fā)明含義的范圍內(nèi)可以應(yīng)用到其它的熱交換器。
上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的示范性實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于前面的實(shí)施例，而是可以在不偏離本發(fā)明的精神的情況下以其它方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種一體式熱交換器，包括第一熱交換器，所述第一熱交換器具有第一熱交換部分和一對(duì)第一聯(lián)管箱部分，所述第一熱交換部分包括第一流體流過(guò)它們的多個(gè)第一管，所述一對(duì)第一聯(lián)管箱部分設(shè)置在第一管的端部并與第一管連通；和第二熱交換器，所述第二熱交換器具有第二熱交換部分和一對(duì)第二聯(lián)管箱部分，所述第二熱交換部分包括第二流體流過(guò)它們的多個(gè)第二管，所述一對(duì)第二聯(lián)管箱部分設(shè)置在第二管的端部并與第二管連通，其中所述第二熱交換器和所述第一熱交換器相對(duì)于在第一熱交換器和第二熱交換器的外部流動(dòng)的第三流體的流動(dòng)彼此平行地設(shè)置，所述一體式熱交換器進(jìn)一步包括第一托架，所述第一托架設(shè)置到所述第一聯(lián)管箱部分中的一個(gè)上；第二托架，所述第二托架設(shè)置到所述第一聯(lián)管箱部分中的另一個(gè)上；第一螺栓容納部分，所述第一螺栓容納部分設(shè)置在所述第二聯(lián)管箱部分中的一個(gè)上并限定限定了第一軸線(xiàn)的至少一個(gè)孔；第二螺栓容納部分，所述第二螺栓容納部分設(shè)置在所述第二聯(lián)管箱部分中的另一個(gè)上并限定限定了第二軸線(xiàn)的至少一個(gè)孔；第一螺栓，所述第一螺栓延伸穿過(guò)所述第一托架并被容納在所述第一螺栓容納部分的所述孔內(nèi)；第二螺栓，所述第二螺栓延伸穿過(guò)所述第二托架并被容納在所述第二螺栓容納部分的所述孔內(nèi)，從而使所述第一熱交換器和所述第二熱交換器成一體，其中所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)彼此不平行地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式熱交換器，其中所述第一聯(lián)管箱部分中的一個(gè)具有連接到所述第一管的總箱，和用于將所述第一流體分成汽相流體和液相流體的汽液分離器，且所述第一托架設(shè)置到所述汽液分離器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體式熱交換器，其中所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)被設(shè)置成彼此垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體式熱交換器，其中所述第一螺栓容納部分和所述第二螺栓容納部分中的至少一個(gè)限定包括所述孔的多個(gè)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體式熱交換器，其中所述第一螺栓容納部分在限定所述孔的壁上具有螺紋部分，且所述第二螺栓容納部分在限定所述孔的壁上具有螺紋部分，且所述第一螺栓和所述第二螺栓利用所述螺紋部分被緊固。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體式熱交換器，其中所述螺紋部分由螺母提供，所述螺母被嵌入所述第一和第二螺栓容納部分內(nèi)。
7.一種用于利用第一螺栓和第二螺栓被安裝到物體上的熱交換器，所述熱交換器包括熱交換部分，所述熱交換部分具有流體流過(guò)它們的多個(gè)管，所述多個(gè)管中的每一個(gè)具有第一端和第二端；第一聯(lián)管箱部分，所述第一聯(lián)管箱部分設(shè)置在所述管的第一端并與所述管連通；第二聯(lián)管箱部分，所述第二聯(lián)管箱部分設(shè)置在所述管的第二端并與所述管連通；第一托架，所述第一托架設(shè)置到所述第一聯(lián)管箱部分上，所述第一托架限定用于允許所述第一螺栓穿過(guò)的第一孔，所述第一孔限定第一軸線(xiàn)；和第二托架，所述第二托架設(shè)置到所述第二聯(lián)管箱部分上，所述第二托架限定用于允許所述第二螺栓穿過(guò)的第二孔，所述第二孔限定第二軸線(xiàn)，其中所述第一托架和所述第二托架被設(shè)置成所述第一孔的第一軸線(xiàn)和所述第二孔的第二軸線(xiàn)相互不平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中所述第一聯(lián)管箱部分具有連接到所述管的總箱，和用于將所述流體分為汽相流體和液相流體的汽液分離器，且所述第一托架設(shè)置到所述汽液分離器上。
9.一種熱交換器，包括熱交換部分，所述熱交換部分具有流體流過(guò)它們的多個(gè)管，所述多個(gè)管具有第一端和第二端；第一聯(lián)管箱部分，所述第一聯(lián)管箱部分連接到所述管的所述第一端并與所述管連通；第二聯(lián)管箱部分，所述第二聯(lián)管箱部分連接到所述管的所述第二端并與所述管連通；第一螺紋孔部分，所述第一螺紋孔部分設(shè)置在所述第一聯(lián)管箱部分上，所述第一螺紋孔部分限定第一軸線(xiàn)；和第二螺紋孔部分，所述第二螺紋孔部分設(shè)置在所述第二聯(lián)管箱部分上，所述第二螺紋孔部分限定第二軸線(xiàn)，其中所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)不平行。
全文摘要
一種一體式熱交換器具有第一熱交換器和第二熱交換器。所述第一熱交換器在它的聯(lián)管箱部分上分別具有第一托架和第二托架。所述第一托架和所述第二托架利用第一螺栓和第二螺栓分別連接到第二熱交換器的聯(lián)管箱部分上，用于一體形成第一熱交換器和第二熱交換器。所述第二熱交換器的聯(lián)管箱部分設(shè)置有用于分別將第一螺栓和第二螺栓容納在其內(nèi)的第一螺栓容納部分和第二螺栓容納部分。所述第一螺栓容納部分和所述第二螺栓容納部分分別限定第一軸線(xiàn)和第二軸線(xiàn)。所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)彼此不平行。由此，第一螺栓和第二螺栓也被設(shè)置成彼此不平行。
文檔編號(hào)F28F9/00GK1991288SQ20061016597
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者杉本尚規(guī), 都筑薰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝