[发明专利]热交换器

说明书

本发明涉及一种安装在机动车用空调器中的热交换器。

本申请基于在日本提交的专利申请平11-153025，该申请的内容在此引作参考。

一般地，机动车都配有空调器来冷却或加热车内空气。空调器配有能够冷却或加热在机动车内循环的空气的热交换器单元。

热交换器单元一般用作蒸发器或加热器。这里，蒸发器具有蒸发功能，通过空气和在致冷剂循环系统中流动的致冷剂之间的热交换，冷却空气。而加热器通过空气和在发动机冷却水循环系统中流动的冷却水之间的热交换，加热空气。

近来，由于出现的各种环境问题，人们越来越有高的环境意识。作为解决环境污染的一个方案，电动汽车吸引了很多工程师和科学家的注意。电动汽车安装了电动机代替内燃机作为驱动源。因此，电动汽车能够以清洁的方式行进，而不会生成作为空气污染原因之一的废气。

开发安装在电动汽车中的空调器的一个主要问题是不能使用发动机的冷却水，冷却水在传统技术中用作空调加热器的热源。为了处理这个缺点，工程师们提出了使用热泵式空调器。为了使用这种热泵式空调器，必须改变热交换器(尤其是蒸发器)的结构。也就是说，重新构造传统技术中用作冷却空气的蒸发器的热交换器，使其也能够用作加热空气的加热器。

图7示意性地示出了传统技术使用的蒸发器外部结构。图7的蒸发器主要由板状管道1、冷却翅片2和集流管3以及致冷剂入口管4a和致冷剂出口管4b构成。每个板状管道1由两层板构成，这两层板紧密设置，二者间形成了一个U形的致冷剂通道。因此，致冷剂能够在U形致冷剂通道内往复地上下流动。另外，板状管1平行设置，它们间隔开相同的距离。冷却翅片2分别附着在板状管道1上，使每一个冷却翅片都夹在两个板状管道之间。集流管3位于板状管道1的上部，提供了分别与致冷剂通道连通的空间。于是，致冷剂从致冷剂入口管4a导入集流管3的空间，致冷剂在此分别分配到板状管道1。致冷剂在板状管道1内循环，并分别从板状管道1中排出，并由集流管3汇集，致冷剂从此处经致冷剂出口管4b排出。

具有上述结构的蒸发器要求板状管道1内循环的致冷剂的压力较低。因此，蒸发器一般没有高的抗压强度，来承受一般在冷凝器(即加热器)中用到的高温、高压致冷剂。因此，前述的蒸发器不能用于冷凝器。

有一些机动车用空调器配备了冷凝器，通过在致冷剂循环系统中流动的致冷剂和在机动车外的外界空气之间的热交换，来冷凝和液化致冷剂。

图8示意性地示出了传统技术中使用的冷凝器。图8的冷凝器由用作致冷剂通道的板状管道6、冷却翅片7、集流管8以及致冷剂入口管9a和致冷剂出口管9b构成。板状管道6水平设置在集流管8之间，并固定在不同的位置处，这些板状管道6在高度上不同，并差预定的间距。另外，冷却翅片7结合板状管道6设置，使每个翅片夹在两个板状管道之间。这里，冷却翅片7通过焊接与板状管道6结合在一起。集流管8具有与板状管道6内的致冷剂通道相连通的空间。于是，致冷剂从致冷剂入口管9a导入一个集流管8(图8中的右侧)，致冷剂在此分别分配到板状管道6。致冷剂在板状管道6内循环，并从板状管道6中排出，由另一集流管8(图8中的左侧)汇集，致冷剂从此处经致冷剂出口9b排出。

通过在机动车空调器中安装具有上述结构的冷凝器，就能够有效地显示出冷凝功能。但是，如果将冷凝器用作蒸发器，则冷凝器起到冷却空气中的潮湿成分，因此，冷凝水会附在冷却翅片的表面，并进到冷却翅片的间隙中。这时，很难从冷却翅片的内部区域中除掉冷凝水。还有一个问题是，冷凝水阻止空气在冷却翅片间循环，因此降低了热交换能力。

如上所述，不能将传统技术中用在机动车用空调器中的蒸发器和冷凝器直接用在要安装于电动汽车上的热泵式空调器。简而言之，需要开发一种专门设计的热交换器，其具有新颖的结构，能够用在安装于电动汽车上的空调器。

本发明的目的是提供一种热交换器，优选用在安装于电动汽车上的空调器。