冷却装置及其制造方法

专利名称：冷却装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种冷却装置及其制造方法，所述冷却装置用于通过在高温流体与低温流体之间执行热交换而不混合高温流体与低温流体来冷却高温流体，其中，所述低温流体的温度低于所述高温流体的温度。
背景技术：
例如，在日本专利出版物No.10-190270(US 6,026,891)和No.10-2686(US 6,119,767，US 6,575,230)中披露了用于冷却包含加热元件的罩体内的空气的冷却装置。在该冷却装置中，壳体一般分为上部空间和下部空间。用于低温流体的第一热交换器设置在上部空间内，而用于高温流体的第二热交换器设置在下部空间内。
高温流体被引入下部空间内。在下部空间内，由第二热交换器在高温流体与流动的制冷剂之间执行热交换。高温流体的热令制冷剂沸腾并蒸发，从而冷却高温流体。另一方面，温度低于高温流体温度的低温流体被引入上部空间内。在上部空间内，热交换在第一热交换器内、在低温流体与由第二热交换器蒸发的制冷剂之间执行。从而，制冷剂通过向低温制冷剂传递热而冷凝。
例如，上述壳体具有长方体形状。该壳体被安装到罩体上，从而使主壁面向罩体。
在上述的冷却装置中，为了限制热停留在罩体内的上部位置，高温流体进入口形成在壳体的上部位置处，以便将高温流体引入壳体内。而且，用于低温流体的上部空间被部分地用于限定将高温流体引入到壳体下部空间的通道。也就是，壳体的上部空间在垂直于主壁的厚度方向上分为高温流体通道和低温流体通道。因此，难以降低壳体的厚度以在壳体的上部空间内将高温流体通道保持在低温流体通道的背侧。

发明内容
考虑到前述问题做出了本发明，并且，本发明的目的在于提供一种冷却装置及其制造方法，所述冷却装置及其制造方法跟传统情况相比能够减小壳体的厚度，并降低高温流体通道内的高温流体的压力损失。
依照一个方面，一种冷却装置具有壳体、第一热交换器和第二热交换器。所述壳体在其横截面内限定了在第一方向上的第一尺寸和在第二方向上的第二尺寸，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。所述第一尺寸小于所述第二尺寸。并且，所述壳体限定了第一流体流动通过其中的第一空间和温度低于所述第一流体温度的第二流体流动通过其中的第二空间。所述第一空间和所述第二空间沿所述第二方向布置。
所述第一热交换器设置在所述第一空间内。所述第一热交换器在所述第一流体和在所述第一热交换器内流动的制冷剂之间执行热交换，从而通过蒸发所述制冷剂冷却所述第一流体。所述第二热交换器设置在所述第二空间内。所述第二热交换器在所述第二流体和已经在所述第一热交换器内被蒸发的制冷剂之间执行热交换，从而通过冷凝所述制冷剂向所述第二流体传递所述制冷剂的热。
所述第一尺寸对应于所述壳体的厚度，并且，所述第二尺寸对应于所述壳体的宽度。由于所述第一空间和所述第二空间沿所述第二方向布置，故跟具有相同的厚度、且其中第一空间和第二空间沿所述第一方向布置的传统壳体相比，可减小所述壳体的厚度而不减小每一个空间的通道面积。上述的冷却装置具有较薄和细长的壳体，并且，例如可安装到容纳加热元件的罩体的门上，以便冷却所述罩体内的空气。
例如，所述第一空间通过形状大致为板形的分隔壁在所述第二方向上从所述第二空间分离。因此，所述壳体具有简单的结构。
所述冷却装置的制造方法包括分别在炉内钎焊具有第一气体管段和第一液体管段的第一热交换器和具有第二气体管段和第二液体管段的第二热交换器。然后，所述第一热交换器的所述第一气体管段通过焊炬钎焊连接到所述第二热交换器的所述第二气体管段。同样地，所述第一热交换器的所述第一液体管段通过焊炬钎焊连接到所述第二热交换器的所述第二液体管段。然后，被连接的第一热交换器和第二热交换器被放置在壳体内，从而使所述第一热交换器位于所述壳体的第一空间内、且所述第二热交换器位于所述壳体的第二空间内。
也就是，连接所述第一热交换器和所述第二热交换器的气体管由至少两个管段构成。连接所述第一热交换器和所述第二热交换器的液体管由至少两个管段构成。在所述管段在炉内被钎焊到所述第一、二热交换器中的每一个之后，分离的管段通过焊矩钎焊连接。因此，所述气体管和所述液体管到所述第一热交换器和所述第二热交换器的连接通过可靠性高于焊矩钎焊的可靠性的炉内钎焊来执行。并且，所述第一热交换器和所述第二热交换器分开被钎焊，且然后通过焊矩钎焊相互连接。因此，不必在特别大的炉内执行钎焊。


本发明的其他目的、特征和优点从参照附图作出的以下详细描述中将会更为显而易见，在这些附图中，类似的部分用类似的附图标记来表示，并且，在这些附图中图1A是依照本发明的第一实施例的冷却装置的前透视图；图1B是沿图1中的箭头A观察时、该冷却装置的侧透视图；图1C是沿图1中的箭头B观察时、该冷却装置的侧透视图；图1D是依照第一实施例的冷却装置的顶透视图；图2是依照第一实施例、上述冷却装置被安装到其上的罩体的示意性透视图；图3是依照第一实施例的冷却装置的壳体的横截面视图；图4是依照第一实施例的冷却装置的制冷剂回路的示意图；图5是依照第一实施例的制冷剂回路的示意性截面图，该制冷剂回路包括内部空气热交换器、外部空气热交换器、气体管、液体管和壳体的分隔壁；图6是沿图5中的线VI-VI取得的内部空气热交换器的示意性截面图；图7是图5中的虚线VII所圈出的、冷却装置的一部分的放大视图；
图8是依照第一实施例、使用螺母和联管件(union)的、气体管和热交换器的上连通部分之间的联接部分的放大截面图；图9是依照第一实施例的冷却装置的制冷剂注入管的示意性放大侧视图；图10A是依照第一实施例的制冷剂注入管的说明性截面图，其用于说明制冷剂注入步骤；图10B是依照第一实施例的制冷剂注入管的说明性截面图，其用于说明制冷剂注入步骤之后的密封步骤；图11是依照本发明的第二实施例的制冷剂回路的示意性截面图，该制冷剂回路包括内部空气热交换器、外部空气热交换器、气体管和液体管以及冷却装置壳体的分隔壁；图12是依照本发明的第三实施例的制冷剂回路的示意性截面图，该制冷剂回路包括内部空气热交换器、外部空气热交换器、气体管和液体管以及冷却装置壳体的分隔壁；图13A是依照第三实施例、内部空气热交换器在连接到外部空气热交换器之前的示意性截面图；图13B是依照第三实施例、外部空气热交换器在连接到内部空气热交换器之前的示意性截面图；图14是沿图12中的箭头G观察时、冷却装置的连接构件的示意性端视图；图15是沿图12中的箭头G观察时、分隔壁的一部分的示意性平面视图；图16A是依照本发明的第四实施例、冷却装置的内部空气热交换器的管的横截面视图；以及图16B是依照第四实施例、冷却装置的外部空气热交换器的管的横截面视图。
具体实施例方式
将参照图1至10B描述本发明的第一实施例。在第一实施例中，例如，冷却装置被用来冷却用于容纳通信设备的蜂窝式电话用通信网络基站的壳体内的空气。
图1A示出了从前侧观察时冷却装置1的内部结构。图1B是沿图1A中的箭头A观察时、该冷却装置的透视侧视图，且图1C是沿图1A中的箭头B观察时、该冷却装置的透视侧视图。图1D是冷却装置1的示意性透视顶视图，其用于示出内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的布置。在使用时，冷却装置1一般如图1A和2中所示、沿上下方向布置。
如图2中所示，冷却装置1被安装到基站罩体(壳体)2的门3上。当门3处于关闭位置的时候，罩体2的内部从罩体2的外部分离。罩体2容纳通信设备6，通信设备6用于通过天线4与移动电话5、最近的中转交换点(transit exchange)等进行通信。
在罩体2内，通信设备6在其被操作时产生热。这样，罩体2内的空气(内部空气)的温度升高。这里，内部空气对应于高温流体，而罩体2外的外部空气对应于温度低于高温流体温度的低温流体。
冷却装置1是沸腾式的。如图1A至1C中所示，冷却装置1主要由壳体11、内部空气热交换器12、外部空气热交换器13、内部空气风扇14和外部空气风扇15构成。
壳体11基本为长方体形。如图1A中所示，壳体11具有前壁21、后壁22、左壁23、右壁24、顶壁25和底壁26。前壁21和后壁22彼此相对。左壁23位于前壁21的左侧，而右壁24位于前壁21的右侧。顶壁25限定壳体11的顶表面，而底壁26限定壳体11的底表面。
在壳体11中，深度(厚度)小于高度和宽度。也就是，壳体11在垂直于前壁21和后壁22的方向上、即测量前壁21和后壁22之间的距离的方向上的尺寸小于壳体11的其他尺寸。
在下文中，垂直于前壁21和后壁22的方向被称作厚度方向(第一方向)。而且，测量左壁23和右壁24之间的距离的方向称作左右方向(第二方向)。厚度方向垂直于左右方向。如图1D中所示，在平行于顶壁25和底壁26限定的壳体11的横截面内，在厚度方向上的尺寸(图1D中的上下方向)小于左右方向上的尺寸。
如图2中所示，壳体11被安装到罩体2的门3上，以便后壁22面向罩体2的内部，且前壁21面向罩体2的外部。也就是，壳体11被安装成使得壳体11的厚度方向垂直于门3。
如图1A中所示，壳体11的内部进一步在左右方向上被分隔壁27分为两个空间。分隔壁27的形状基本为矩形板。分隔壁27垂直地布置。具体地说，分隔壁27垂直于前壁21、后壁22、顶壁25和底壁26延伸。
如图3中所示，壳体11由U形板构件、L形板构件和平板构件构成。U形板构件限定左壁23、前壁21的左半段以及分隔壁27。L形板构件限定前壁21的右半段和右壁24。平板构件限定后壁22。U形板构件、L形板构件和平板构件通过固定构件(如销)固定到彼此。
U形板构件、L形板构件和平板构件由金属、如铁制成。每一个板构件的端部被弯折，从而使各个板构件通过表面相互连接。
而且，填塞物(packing)28被置于各个板构件的连接表面之间，以便在壳体11的左部空间和右部空间之间限制空气连通以及如水和灰尘这样的外来杂质进入。此外，密封构件可被设置在各个板构件之间的间隙内，以便提高防水性。
在图1A中，壳体11的左部空间限定了内部空气空间(内部空气通道，高温流体通道)31，罩体2内的空气通过内部空气空间31流动。而且，壳体11的右部空间限定了外部空气空间(外部空气通道，低温流体通道)32，罩体2外的空气通过外部空气空间32流动。可选地，外部空气空间32可由左部空间限定，而内部空气空间31可由右部空间限定。
如图1A中所示，在内部空气空间31内，内部空气热交换器12被布置在下部位置处，且内部空气风扇14被布置在上部位置处。在外部空气空间32内，外部空气热交换器13被布置在上部位置处，且外部空气风扇15被布置在下部位置处。
也就是，当沿着厚度方向穿过前壁21观察冷却装置1的时候，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13分别被布置在壳体11内的左下位置处和右上位置处。换言之，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13被布置在对角线上。同样地，内部空气风扇14和外部空气风扇15分别被布置在壳体11内的左上位置处和右下位置处。换言之，内部空气风扇14和外部空气风扇15被布置在对角线上。
如图1B中所示，两个内部空气热交换器12在厚度方向上成层布置。每一个内部空气热交换器12具有长方体外形。内部空气热交换器12限定通风表面12a，内部空气流动通过通风表面12a。内部空气热交换器12的厚度，即垂直于通风表面12a的方向上的尺寸小于其高度和宽度尺寸。而且，内部空气热交换器12的厚度小于壳体11的厚度。也就是，内部空气热交换器12的形状大体为板状。
两个内部空气热交换器12进一步布置成使得通风表面12a基本平行于彼此以及壳体11的后壁22。而且，内部空气热交换器12布置在后壁22和壳体11关于厚度方向的中部之间。
也就是说，内部空气热交换器12布置得距后壁22比距前壁21更近。后壁22与内部空气热交换器12之间的距离小于内部空气热交换器12的厚度。内部空气热交换器12进一步布置成相互接近，从而使它们之间的距离小于每一个内部空气热交换器12的厚度。
如图1B和2中所示，壳体11的后壁22在对应于内部空气风扇14和内部空气热交换器12的位置处分别形成有作为内部空气进入口和内部空气排放口的开口22a、22b。内部空气进入口22a的位置比内部空气排放口22b的高。例如，内部空气进入口22a在对应于内部空气风扇14的吸入口的位置处打开。
如图1B和2中的箭头C所示，内部空气从位于壳体11上部位置处的内部空气进入口22a被引入内部空气空间31内。如图1B和2中的箭头D所示，内部空气在内部空气空间31内向下流动，并且通过位于壳体11下部位置处的内部空气排放口22b从内部空气空间31排出。这样，内部空气呈U形转弯的形式在内部空气空间31内流动。
如图1C中所示，两个外部空气热交换器13布置在外部空气空间32内。类似于内部空气热交换器12，两个外部空气热交换器13在厚度方向上布置成两层。每一个外部空气热交换器13具有长方体形状。
外部空气热交换器13限定通风表面13a。外部空气热交换器13在垂直于通风表面13a的方向上的厚度小于其他尺寸，即高度和宽度。也就是，外部空气热交换器13的形状大体为板状。外部空气热交换器13的厚度小于壳体11的厚度。
两个外部空气热交换器13布置成使得通风表面13a基本平行于彼此和壳体11的前壁21。如图1D中所示，外部空气热交换器13布置在前壁21与壳体11关于厚度方向的中部之间。也就是，外部空气热交换器13布置成距前壁21比距后壁22更近。
而且，前壁21与外部空气热交换器13之间的距离小于外部空气热交换器13的厚度。两个外部空气热交换器13进一步布置成彼此接近，从而使它们之间的距离小于外部空气热交换器13的厚度。
在从顶部观察冷却装置1时，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13分别布置在壳体11的左后位置和右前位置处，如图1D中所示。也就是，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13布置在对角线上。
如图1C中所示，前壁21在对应于外部空气风扇15和外部空气热交换器13的位置处分别形成有作为外部空气进入口和外部空气排放口的开口21a、21b。外部空气进入口21a的位置低于外部空气排放口21b。例如，外部空气进入口21a在对应于外部空气风扇15的吸入口的位置处打开。
如图1C的箭头E所示，外部空气从位于壳体11的下部位置处的外部空气进入口21a被引入外部空气空间32内。如图1C中的箭头F所示，外部空气在外部空气空间32内向上流动，并通过位于壳体11的上部位置处的外部空气排放口21b从外部空气空间32排出。这样，外部空气呈U形转弯的形式并在与内部空气在内部空气空间31内的流动方向相对的方向上在外部空气空间32内流动。因此，热交换在通过包括内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的制冷剂回路的内部空气和外部空气之间执行。
如上所述，内部空气风扇14布置在内部空气通道内的上游位置处，且内部空气热交换器12布置在内部空气通道内的下游位置处。而且，外部空气风扇15布置在外部空气通道内的上游位置处，且外部空气热交换器13布置在外部空气通道内的下游位置处。
强制通风式(forced type)或压力式离心式风扇被用作内部空气风扇14和外部空气风扇15。由于使用压力式风扇，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13可分别被布置在内部空气空间31和外部空气空间32内关于内部空气流和外部空气流的下游位置处。
空气的流动方向可进一步被离心式风扇改变大致90°。也就是，从离心式风扇排出的空气的方向被改变成基本垂直于吸入离心式风扇的空气的方向。由于离心式风扇被用作内部空气风扇14和外部空气风扇15，即便在U形转弯流中也能够降低因方向改变而导致的内部空气和外部空气的压力损失。因此，与使用其他类型风扇的情况相比，能够降低由内部空气风扇14和外部空气风扇15导致的噪声。还能够进一步降低功率消耗。
如图1B中所示，加热器41设置在内部空气空间31内。加热器41布置在内部空气热交换器12关于内部空气流的上游以及对应于内部空气热交换器12的上半段的位置处。加热器41被设置用来保持罩体2内的内部空气的温度等于或高于最低温度，如0摄氏度。
而且，内部空气温度传感器42设置在内部空气热交换器12关于内部空气流(箭头D)的下游以及与内部空气排放口22b相邻的位置处。
此外，外部空气温度传感器43设置在外部空气空间32内。外部空气温度传感器43关于外部空气流(箭头F)布置在外部空气风扇15的下游和外部空气热交换器13上游。
内部空气温度传感器42和外部空气温度传感器43分别检测内部空气和外部空气的温度。内部空气风扇14和外部空气风扇15、以及加热器41由未图示的控制装置基于内部空气温度传感器42和外部空气温度传感器43所探测到的结果来控制。
此外，如图1A和1B中所示，两个气体管44被设置在内部空气空间31内。每一个气体管44连接内部空气热交换器12的其中之一和外部空气热交换器13的其中之一。
而且，如图1A和1C中所示，两个液体管45被设置在外部空气空间32内。每一个液体管45连接内部空气热交换器12的其中之一和外部空气热交换器13的其中之一。制冷剂通过气体管44和液体管45在内部空气热交换器12与外部空气热交换器13之间循环。
气体管44和液体管45是普通管，并且，例如由金属材料制成。而且，气体管44和液体管45限定相同的通道面积(截面积)。也就是，气体管44和液体管45具有相同的内径。
因此，在冷却装置1内，由一个内部空气热交换器12、一个外部空气热交换器13、气体管44和液体管45形成了闭合的制冷剂回路。如图4中所示，冷却装置1一般具有两条分离的制冷剂回路。
在这种构造中，即便其中一条制冷剂回路出现异常，可通过剩余的制冷剂回路来控制内部空气的温度。这样，不太会令冷却装置1的冷却性能全无。在第一实施例中，示例性地提供了两条制冷剂回路。制冷剂回路的个数不仅限于两条，而可以为3或更多。但是，制冷剂回路的个数可以为1。
图5示出了内部空气热交换器12、外部空气热交换器13、气体管44、液体管45、壳体11和分隔壁27的示意性截面。内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的每一个都是具有管51、上连通部分52、下连通部分53和换热片54的多流道型热交换器。
每一个管51具有多个通道55。管51在壳体11的上下方向上延伸。管51的端部各自连接到上连通部分52和下连通部分53。上连通部分52和下连通部分53在左右方向上延伸。换热片54布置在管51之间。每一个管51的通道55在垂直于图5纸面的方向上成行排列。
如图6中所示，每一个通道55的内径基本等于在液体制冷剂内产生的气泡RB的尺寸。例如，换热片54具有波纹形状。管51、上连通部分52和下连通部分53由具有高导热性的金属材料制成，如铝或铜。在图6中，箭头表示内部空气的流动方向。
而且，内部空气热交换器12的每一个管51和外部空气热交换器13的每一个管51具有相同的外部尺寸和相同的制冷剂通道面积(通道55的截面积)。而且，内部空气热交换器12的下连通部分53的制冷剂通道面积与外部空气热交换器13的下连通部分53的制冷剂通道面积相同。
同样地，内部空气热交换器12的上连通部分52的制冷剂通道面积与外部空气热交换器13的上连通部分52的制冷剂通道面积相同。此外，在内部空气热交换器12和外部空气热交换器13两者中，上连通部分52的通道面积与下连通部分53的通道面积相同。
如图5中所示，内部空气热交换器12在上下方向上的长度(高度)基本等于壳体11长度(高度)的一半。外部空气热交换器13在上下方向上的长度大于壳体11长度的一半。因此，外部空气热交换器13在壳体11的上下方向上与内部空气热交换器12部分地重叠。
每一个气体管44布置成使得第一端连接到内部空气热交换器12的上连通部分52的上表面，且第二端连接到外部空气热交换器13的上连通部分52的侧表面(图5中的左端)。每一个液体管45布置成使得第一端连接到外部空气热交换器13的下连通部分53的下表面，且第二端连接到内部空气热交换器12的下连通部分53的侧表面(图5中的右端)。
接着将描述气体管44和上连通部分52之间以及液体管45和下连通部分53之间的连接。如图7中所示，气体管44的第二端和外部空气热交换器13的上连通部分52通过使用作为固定装置的螺母70和联管件71而相互联接。
如图8中所示，联管件71的形状基本为管状，并与上连通部分52连通。气体管44的第二端容纳在联管件71内。O形环72被置于气体管44的第二端与联管件71之间。气体管44的第二端与联管件71进一步通过螺母70密封式地相互连接。液体管45的第二端以类似的方式联接到内部空气热交换器12的下连通部分53，如图8中所示。
此外，气体管44延伸穿过分隔壁27，如图7中所示。例如，连接构件61作为防水构件、即密封构件，设置在分隔壁27的孔27a上。气体管44穿过连接构件61从内部空气空间31向着外部空气空间32延伸。
例如，连接构件61由橡胶制成，并密封分离壁27和气体管44之间的间隙。而且，密封剂62涂敷在连接构件61与气体管44之间，以便提高防水性。在分离壁27和气体管44之间的间隙被充分密封的情况下，即，在防水性足够的情况下，密封剂62可以是不必要的。液体管45以跟气体管44类似的方式延伸穿过分隔壁27。液体管45与分隔壁27之间的间隙以如图7中所示的类似方式被连接构件61和密封剂62紧密地密封。
如上所述，管44、45的第二端通过螺母70和联管件71分别联接到热交换器12、13。因此，管44、45在插入分隔壁27的孔27a之后可以分别联接到热交换器12、13。
如图5中所示，内部空气热交换器12的下连通部分53进一步形成有制冷剂注入管73。制冷剂从制冷剂注入管73注入制冷剂回路。例如，制冷剂注入管73由金属材料、如铝制成。制冷剂注入管73位于内部空气空间31内。
如图9中所示，制冷剂注入管73基本上是直管，且端部73a通过钎焊密封。制冷剂注入管73在其外壁上具有第一突起74和第二突起75。第一突起74和第二突起75中的每一个具有在制冷剂注入管73的周向上延伸的环形形状。
第一突起74和第二突起75在制冷剂注入管73的纵向上彼此分离。而且，制冷剂注入管73在第一突起74和第二突起75之间形成有第一狭缩(crimped)部分76和第二狭缩部分77。
接着，将参照图10A和10B描述注入制冷剂和密封制冷剂注入管73的方法。首先，如图10A中所示，制冷剂注入装置的注入联接器81被联接到制冷剂注入管73上。具体地说，联接器81滑过制冷剂注入管73的端部73a，从而使第一突起74被覆盖，且联接器81的端部82位于端部73a关于第一突起74的相对侧。
然后，制冷剂被注入。此时，因为制冷剂注入管73的端部73a与布置在联接器81内壁上的橡胶填塞物83接触，故制冷剂注入管73和联接器81相互密封。
这里，联接器81的端部82的内径小于制冷剂注入管73的第一突起74的外径。因为联接器81的端部82与第一突起74结合，故在制冷剂注入期间限制了联接器81从制冷剂注入管73分离。
在制冷剂注入之后，制冷剂注入管73在两个位置76、77处被狭缩。这样，形成了第一和第二狭缩部分76、77。然后，将联接器81从制冷剂注入管73取下。接着，钎焊材料被填入制冷剂注入管73位于端部73a与第一狭缩部分76之间的部分78内。这样，制冷剂注入管73的端部73a通过钎焊被密封。
如果因为如气泡的进入这样的原因而未能封闭制冷剂的话，则可以在第二狭缩部分77与第二突起75之间的位置处切割制冷剂注入管73，并重复上述注入步骤和密封步骤。从而，制冷剂被注入且封闭在制冷剂回路中。
在上面，制冷剂注入管73布置成跟内部空气热交换器12的下连通部分53相连通。然而，可以改变制冷剂注入管73的位置。例如，制冷剂注入管73可被布置在内部空气空间31内的液体管45上。
而且，突起74、75的个数并不仅限于两个。制冷剂注入管73可具有三个或更多的突起。而且，突起74、75的形状并不仅限于环形形状，只要在制冷剂注入期间限制联接器81的分离即可。例如，突起74、75可在周向上局部地形成。
在制冷剂回路中，内部空气热交换器12通过换热片54在温度高于外部空气的内部空气与管51内的液体制冷剂RL之间执行热交换。这样，液体制冷剂RL沸腾，且气泡RB在管51内产生，如图5中所示。也就是，液体制冷剂从内部空气接收热，并变为气体制冷剂RG。从而，内部空气在内部空气空间31内通过内部空气热交换器12而被冷却。
在外部空气热交换器13中，热交换通过换热片54在温度低于内部空气温度的外部空气与管51内的气体制冷剂RG之间执行。这样，气体制冷剂RG被冷凝成为滴RD，且液体制冷剂RG在下连通部分53内积聚。从而，制冷剂的热被传递给外部空气。
这里，外部空气热交换器13的位置高于内部空气热交换器12。因此，由于气体制冷剂RG与液体制冷剂RL之间的密度差，制冷剂按下述顺序通过内部空气热交换器12、气体管44、外部空气热交换器13、液体管45和内部空气热交换器12在制冷剂回路内自然地循环。
因此，冷却装置1通过利用内部空气热交换器12和外部空气热交换器13内的制冷剂的热交换循环来冷却罩体2内的空气。
而且，分隔壁27由金属材料制成，且内部空气和外部空气在内部空气空间31和外部空气空间32内沿相对的方向流动。因此，热交换通过分隔壁27直接在内部空气与外部空气之间执行。这样，罩体2内的空气也可通过这种直接的热交换来冷却。
接着，将描述第一实施例的有利效果。
(1)内部空气流动通过其中的内部空气空间31和外部空气流动通过其中的外部空气空间32在壳体11内在左右方向上布置成彼此紧邻的。内部空气热交换器12布置在内部空气空间31内，且外部空气热交换器13布置在外部空气空间32内。
也就是，外部空气通道和内部空气通道在壳体11的左右方向上被布置成彼此紧邻的。和具有厚度跟壳体11相同的壳体、且其中内部空气通道和外部空气通道沿壳体的厚度方向布置的传统冷却装置相比，在这种构造中，可以减小壳体11的厚度而不用大量减小内部空气通道和外部空气通道中的每一个的通道面积。因此，第一实施例的冷却装置1跟传统冷却装置相比，具有较薄和细长的外形。
在壳体11中，内部空气进入口22a形成在上部位置处，以便限制热停留在罩体2内的上部区域处。在传统冷却装置中，内部空气进入口也形成在壳体的上部位置处。然而，内部空气通道通过使用外部空气通道的一部分而形成。也就是，内部空气通道形成在外部空气通道的后侧，并形成在较低的空间内。因此，内部空气通道的通道面积小。
相反，在第一实施例中，内部空气通道和外部空气通道在壳体11的左右方向上被布置成彼此紧邻的。因此，内部空气通道在壳体11的厚度方向上的尺寸可以等于壳体11的厚度。
因此，即便当壳体11跟传统冷却装置的壳体具有同样的形状和尺寸的时候，跟传统冷却装置相比，壳体11的内部空气通道的截面积、即通道面积更大。因此，跟传统冷却装置相比，壳体11的内部空气通道内的流体的压力损失可以降低至更小。
因此，当内部空气通道内的流体流率相同的时候，跟传统冷却装置相比，内部空气风扇14的转速可以降低至更小。因此，跟传统冷却装置相比，可以在冷却装置1内降低由于内部空气风扇14的操作而导致的噪声以及功率消耗。
(2)壳体11在左右方向上通过分隔壁27被分为内部空气空间31和外部空气空间32。
在传统冷却装置中，另一方面，分隔壁被设置用来将壳体分成上部空间和下部空间。而且，分隔壁具有弯折的形状以进一步在壳体的厚度方向上将上部空间分成两个。
因此，壳体11的结构比传统冷却装置的壳体更简单。这样，壳体11的制造工艺比传统壳体的制造工艺更简单。
壳体11具有长方体形状。壳体11通过连接和紧固U形板构件、L形板构件和平板构件来构造。填塞物28被进一步置于各个板构件的连接表面之间。而且，各个板构件之间的间隙通过密封剂来密封，以便具有防水性。
在第一实施例中，内部空气空间31由U形板构件形成。外部空气空间32也可由U形板构件形成以便减少连接部分。因此，为具有防水性而进行的处理变得简单。
在传统情况下，分离壁具有弯折的形状，而不是大致为平面形状。在这种情况下，分离壁与壳体的金属板构件的连接部分具有复杂的结构。
在第一实施例中，另一方面，分隔壁27具有大致为平面的形状。因此，与传统情况相比，分隔壁27与壳体11的金属板构件的连接部分的结构更简单。这样的话，则易于布置和涂敷填塞物28和密封剂。这样，跟传统情况相比，防水的可靠性提高。
(3)气体管44和液体管45布置在壳体11内。而且，气体管44和液体管45延伸穿过分隔壁27的孔27a。管44、45和分隔壁27之间的间隙进一步用连接构件61和密封构件62密封，以便限制因天气条件、如雨和风而导致外来杂质、如吸入外部空气空间32内的水进入内部空气空间31。
在分隔壁水平布置的情况下，上部空间内的水容易通过分隔壁与管之间的间隙向下流入下部空间。
在冷却装置1中，另一方面，分隔壁27基本平行于垂直方向，且管44、45沿基本水平的方向延伸穿过分隔壁27。因此，与分隔壁水平布置的情况相比，水不太容易会通过分隔壁27与管44、45之间的间隙进入邻近空间。因此，即便令防水性的处理与传统冷却装置类似，在冷却装置1中，防水的可靠性得到了提高。
另外，每一个管44、45与分隔壁27之间的间隙通过连接构件61和密封剂62来密封，以便减少要密封的区域。因此，密封结构的可靠性提高。
(4)气体管44和液体管45由金属材料制成。而且，没有用热绝缘材料覆盖气体管44和液体管45。也就是，气体管44和液体管45各自在内部空气空间31和外部空气空间32内是裸露的。
在气体管44布置在外部空气空间32内或壳体11外的情况下，如果外部空气的温度低于制冷剂的冷凝温度的话，则气体管44内的气体制冷剂被外部空气冷却，并被部分冷凝。而且，在液体管45布置在内部空气空间31外的情况下，如果内部空气的温度高于制冷剂的沸腾温度的话，液体管45内的液体制冷剂被内部空气加热，并被部分蒸发。
在这些情况下，在气体管44内，冷凝的制冷剂逆着向上流动的气体制冷剂而向下流动。同样地，在液体管45内，蒸发的制冷剂逆着向下流动的液体制冷剂而向上流动。因此，在气体管44和液体管45内发生气-液干扰。从而，制冷剂的流动受阻，且冷却装置的冷却性能恶化。
在第一实施例中，另一方面，气体管44和液体管45布置在内部空气空间31和外部空气空间32内。因此，即便气体管44和液体管45没有被覆盖，也可减少制冷剂在气体管44内的冷凝和制冷剂在液体管45内的蒸发。因此，在气体管44和液体管45内，制冷剂的流动不太容易会受阻。从而，制冷剂能够适当地在制冷剂回路内循环，且冷却装置1的冷却性能提高。
(5)内部空气热交换器12布置在内部空气空间31内的下部位置处，且外部空气热交换器13布置在外部空气空间32内的上部位置处。也就是，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13布置在壳体11基本为长方体的形状的对角线上。从而，制冷剂因气体制冷剂和液体制冷剂的密度差而自然地流动。
内部空气风扇14进一步布置在内部空气空间31内的上部位置处，且外部空气风扇15布置在外部空气空间32内的下部位置处。也就是，内部空气风扇14和外部空气风扇15布置在壳体11基本为长方体的形状的对角线上。
而且，壳体11的后壁22在对应于内部空气风扇14和内部空气热交换器12的位置处分别形成有内部空气进入口22a和内部空气排放口22b。同时，壳体11的前壁21在对应于外部空气风扇15和外部空气热交换器13的位置处分别形成有外部空气进入口21a和外部空气排放口21b。
在这种构造中，从内部空气进入口22a吸入的内部空气朝着内部空气排放口22b向下流动。这样，内部空气在内部空气空间31内形成U形转弯流。从外部空气进入口21a吸入的外部空气进一步朝着外部空气排放口21b向上流动。这样，外部空气在外部空气空间32内形成U形转弯流。
由于外部空气在外部空气空间32内向上流动，故包含在外部空气内的外来杂质或污染物由于其重量不太容易附着到外部空气热交换器13上。而且，由于外部空气在外部空气空间32内基本呈U形流动，即便吸入外部空气空间32内的外部空气包含外来杂质或污染物，外来杂质或污染物在到达外部空气热交换器13之前将附着到壳体11的后壁22和顶壁25上。这样，可以减少外来杂质或污染物对外部空气热交换器13的附着。
内部空气热交换器12布置成与后壁22相邻，且外部空气热交换器13布置成与前壁21相邻，如图1D中所示。也就是，从顶部观察时，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13布置在顶壁25的矩形形状的对角线上。
内部空气热交换器12和外部空气热交换器13中的每一个都具有长方体外形。内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的厚度小于壳体11的厚度。而且，内部空气热交换器12在内部空气空间31内布置成与后壁22相邻，从而使通风表面12a基本平行于后壁22。同样地，外部空气热交换器13在外部空气空间32内布置成与前壁21相邻，从而使通风表面13a基本平行于前壁21。
上述布置能够增大壳体11内的内部空气和外部空气的通道面积。进一步地，跟内部空气热交换器和外部空气热交换器相对于后壁22和前壁21没有布置成平行的、而是布置成倾斜位置的情况相比，通过各个热交换器的流体的流速和流率可以更加均匀。
为了增大内部空气和外部空气的通道面积，将后壁22与内部空气热交换器12之间的距离设定得比内部空气热交换器12的厚度小、并将前壁21与外部空气热交换器13之间的距离设定得比外部空气热交换器13的厚度小是有效的。
(6)内部空气热交换器12的长度基本等于壳体11在上下方向上的长度的一半。外部空气热交换器13的长度大于壳体11在上下方向上的长度的一半。这样，外部空气热交换器13关于壳体11的上下方向与内部空气热交换器12交叠。
可以将外部空气热交换器13的长度设定得比壳体11的长度的一半小，以便外部空气热交换器13在上下方向上不与内部空气热交换器12交叠。
然而，在壳体11内，内部空气空间31和外部空气空间32在左右方向上布置成彼此紧邻的。存在限定在外部空气热交换器13下面的空间。通过有效地利用外部空气热交换器13下面的空间，外部空气热交换器13能够在向下的方向上延长，以与内部空气热交换器12交叠而不与内部空气热交换器12干涉。这样的话，能够增大容易受到如污垢和污染物这样的外来杂质影响的外部空气热交换器13的通风表面的面积。因此，外部空气热交换器13的热交换能力提高。
在第一实施例中，外部空气热交换器13的长度示例性地大于壳体11长度的一半。类似于外部空气热交换器13，内部空气热交换器12的长度可被设定为大于壳体11长度的一半。
这里，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13之间的交叠量在一定范围内可任意地改变，从而使制冷剂适当、自然地在制冷剂回路内循环。也就是，内部空气热交换器12的长度和外部空气热交换器13的长度可在所述范围内适当地改变，从而使制冷剂适当地循环。
而且，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13为多流道型热交换器，每一个都具有管51、上连通部分52和下连通部分53。
管51通过将其中限定了多个通道的、连续的管构件切割成预定长度来制造。相反，连通部分52、53通过使用特定的模具形成为预定的长度。热交换器12、13通过连接管51和连通部分52、53来制造。
因此，跟连通部分52、53相比，改变管51的长度更容易。这样，易于改变内部空气热交换器12和外部空气热交换器13在壳体11的上下方向上的长度。
而且，因为热交换能力提高，优选增大多流道型热交换器在壳体11上下方向上的长度。相反，如果上连通部分52在壳体11的左右方向上延长，随着距气体管44与上连通部分52之间的连接部分的距离，上连通部分52内的制冷剂的流量减少。然而，即便管51在上下方向上延长，也不会出现这样的问题。
(7)在传统冷却装置中，制冷剂注入管的端部用O形环密封。在这种情况下，在长时间使用期间，制冷剂容易轻微地泄漏。这导致冷却性能的降低。
在第一实施例中，另一方面，制冷剂注入管73在制冷剂注入之后狭缩，如图10A和10B中所示。制冷剂注入管73的端部73a进一步通过钎焊密封。因此，与使用O形环的传统情况相比，减少了在长时间使用期间的制冷剂泄漏。因此，减少了冷却性能的恶化。
而且，在第一实施例中，制冷剂注入管73具有用于限制联接器81在制冷剂注入期间分离的突起74、75。突起74、75在制冷剂注入管73的纵向方向上彼此隔开。因此，即便制冷剂注入管73的封闭或密封失败，可使用第二突起75再次执行上述封闭或密封。
(第二实施例)接着，将参照图11描述本发明的第二实施例。在第二实施例中，气体管44和液体管45以跟第一实施例不同的方式布置。除气体管44和液体管45的布置以外的结构跟第一实施例的类似。这里，相似的部件用相似的附图标记表示，并不再重复其描述。
如图11中所示，外部空气热交换器13的上连通部分52和下连通部分53延伸穿过壳体11的分隔壁27。上连通部分52和下连通部分53的端部设置在内部空气空间31的内部。
类似于第一实施例，上连通部分52和下连通部分53通过连接构件61延伸穿过分隔壁27的孔27a。从而，分隔壁27与上、下连通部分52、53之间的间隙通过连接构件61和密封剂62密封，以具有防水性。
这样，因为密封区域被尽可能地减小，故跟具有较大密封区域的情况相比，类似于第一实施例，密封的可靠性提高。
而且，液体管45布置在内部空气空间31内。液体管45的第一端连接到外部空气热交换器13的下连通部分53在内部空气空间31内的端部。液体管45的第二端连接到内部空气空间31内的内部空气热交换器12的下连通部分53的端面。
气体管44在内部空气空间31内布置成与分隔壁27平行且相邻以便减小它的长度。而且，气体管44的第一端连接到内部空气热交换器12的上连通部分52的端面，与内部空气空间31内的分隔壁27相邻。气体管44的第二端连接到外部空气热交换器13的上连通部分52的端面，与内部空气空间31内的分隔壁27相邻。
这里，例如，内部空气热交换器12、外部空气热交换器13、气体管44和液体管45由铝制成。在外部空气热交换器13内，耐腐蚀层进一步形成在管51、上连通部分52和下连通部分53的表面上。
并且，在内部空气空间31内，制冷剂注入管73与外部空气热交换器的下连通部分53相连通。制冷剂注入管73的结构与第一实施例的类似。
接着，将描述第二实施例的有利效果。
在像第一实施例那样将裸露的液体管45布置在外部空气空间32内的情况下，如果外部空气的温度和液体制冷剂冷冻的温度一样低的话，液体制冷剂冷冻且制冷剂不会在制冷剂回路内适当地循环。在这样的情况下，用热绝缘材料等覆盖液体管45是必要的。
在第二实施例中，另一方面，液体管45布置在内部空气空间31内。温度高于外部空气温度的内部空气在内部空气空间31内流动。因此，即便当外部空气的温度和液体制冷剂冷冻的温度一样低的时候，液体管45内的液体制冷剂不会冷冻。因此，不必用热绝缘材料覆盖液体管45以防止液体制冷剂冷冻。
在未覆盖的气体管44和未覆盖的液体管45即使部分地位于壳体11的外部空气空间32内、且气体管44和液体管45由铝(如，A3003)制成的情况下，气体管44和液体管45会具有因包含在外部空气内的水而导致的点腐蚀。进一步地，如果外部空气包含腐蚀性气体的话，位于外部空气空间32内的液体管45易于被腐蚀。因此，对气体管44和液体管45位于外部空气空间32内的部分进行处理以具有耐腐蚀性是必要的。
在第二实施例中，另一方面，气体管44和液体管45布置在干净的内部空气空间31内，其中，内部空气空间31通过分隔壁27从外部空气空间32分离。因此，气体管44和液体管45不太会被腐蚀而具有点腐蚀。因此，不必对气体管44和液体管45进行处理以具有耐腐蚀性。
另外，由于外部空气热交换器13形成有耐腐蚀层，故可以减少腐蚀和点腐蚀。例如，耐腐蚀层用以下方式形成在外部空气热交换器13的外表面上。在制造外部空气热交换器13期间，锌被热喷射在管51上以便提高耐腐蚀性。然后，管51、上连通部分52和下连通部分53被钎焊到彼此。在钎焊的时候，喷射在管51上的锌附着在并混合到上连通部分52和下连通部分53表面上的钎焊材料内。因此，耐腐蚀层形成在上连通部分52和下连通部分53上。
在内部空气空间31内或在外部空气空间32内液体管45的布置位置考虑到在上面所描述的问题和在使用时的条件来决定。
(第三实施例)将参照图12至15描述本发明的第三实施例。这里，类似的部件用类似的附图标记来表示，并不再重复其描述。
如图12中所示，气体管44在气体制冷剂流的中游具有管连接部分90。也就是，气体管44由连接到内部空气热交换器12的第一气体管段44a和连接到外部空气热交换器13的第二气体管段44b构成。第一气体管段44a和第二气体管段44b通过钎焊在管连接部分90处连接到彼此。
第一气体管段44a和第二气体管段44b的长度基本相同。管连接部分90位于气体管44的长度的中间处。也就是，管连接部分90位于气体管44内离内部空气热交换器12和外部空气热交换器13最远的位置处。
而且，气体管44的第一端、即图12中的下端，通过钎焊连接到内部空气热交换器12的上连通部分52的顶表面。气体管44的第二端、即图12中的上端通过钎焊连接到外部空气热交换器13的上连通部分52的底表面。
同样地，液体管45由连接到内部空气热交换器12的第一液体管段45a和连接到外部空气热交换器13的第二液体管段45b构成。第一液体管段45a和第二液体管段45b通过钎焊在管连接部分91处连接到彼此。管连接部分91位于液体管45的长度的中间处。
接着，将参照图13A和13B描述第三实施例的冷却装置的制造方法。图13A和13B示出了内部空气热交换器12和外部空气热交换器13在组装到彼此之前的截面图。图14示出了沿图12中的箭头G观察时、连接构件61的端视图。并且，图15示出了沿图12中的箭头G观察时、分隔壁27的平面视图。
首先，管51、上连通部分52、下连通部分53、换热片54、第一气体管段44a和第一液体管段45a在炉内钎焊成一体。这样，如图13A中所示，制造出第一气体管段44a和第一液体管段45a连接到其上的内部空气热交换器。
同样地，管51、上连通部分52、下连通部分53、换热片54、第二气体管段44b和第二液体管段45b在炉内钎焊成一体。这样，如图13B中所示，制造出第二气体管段44b和第二液体管段45b连接到其上的外部空气热交换器13。而且，在炉内钎焊的同时，制冷剂注入管73一体地钎焊到下连通部分53上。
接着，第一气体管段44a和第二气体管段44b通过焊炬钎焊连接到彼此。同样地，第一液体管段45a和第二液体管段45b通过焊炬钎焊连接到彼此。然后，连接构件61分别被组装到外部空气热交换器13的上连通部分52和下连通部分53上。
在第三实施例中，与第一实施例类似，冷却装置1具有两个内部空气热交换器12和两个外部空气热交换器13。也就是，冷却装置1具有两条制冷剂回路。因此，每一个连接构件61形成有两个孔61b，这两个孔61b每一个都具有对应于外部空气热交换器13的上连通部分52或下连通部分53的外部尺寸(外侧直径)的尺寸，如图14中所示。连接构件61进一步形成有用于将上连通部分52和下连通部分53插入孔61b的隙缝或切口61c。
然后，如图15中所示，一体化的热交换器12、13在壳体11内组装，从而使连接构件61设置在分隔壁27的凹陷27b内。从而，制造出第三实施例的冷却装置1。
接着，将描述第三实施例的有利效果。
(1)在第一和第二实施例中，气体管44和液体管45分别通过螺母70和联管件71联接到上连通部分52和下连通部分53。而且，每一个联接部分用O形环72密封。然而，在使用O形环72的密封结构中，制冷剂容易通过联接部分轻微地泄漏。因此，当冷却装置1长时间使用时，冷却性能容易因制冷剂泄漏而下降。
在第三实施例中，另一方面，气体管44和液体管45分别通过钎焊连接到上连通部分52和下连通部分53。第一气体管段44a和第二气体管段44b进一步通过钎焊相互连接。同样地，第一液体管段45a和第二液体管段45b通过钎焊相互连接。因此，在各个连接部分处的制冷剂泄漏跟第一和第二实施例的相比将减少至更小。从而，跟第一和第二实施例相比，减少了因制冷剂泄漏而导致的冷却性能的降低。
(2)在第三实施例中，第一气体管段44a和第一液体管段45a通过在炉内钎焊(炉内钎焊)连接到内部空气热交换器12。同样地，第二气体管段44b和第二液体管段45b通过在炉内钎焊(炉内钎焊)连接到外部空气热交换器13。此后，第一气体管段44a和第二气体管段44b通过焊炬钎焊相互连接。并且，第一液体管段45a和第二液体管段45b通过焊炬钎焊相互连接。
作为钎焊方法，已知有多种热钎焊，如焊炬钎焊和炉内钎焊。一般而言，炉内钎焊的钎焊可靠性高于焊炬钎焊的钎焊可靠性。因此，在内部空气热交换器12、外部空气热交换器13、气体管44和液体管45被组装的条件下，优选在炉内进行钎焊。但是，这样的组装的热交换器12、13和管44、45因其尺寸大而难以被放入普通的炉内。
在第三实施例中，另一方面，气体管44和液体管45分别分成了第一管段44a、45a和第二管段44b、45b，从而使内部空气热交换器12和外部空气热交换器13可被放置在炉内。因此，气体管44和液体管45与内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的钎焊可以在炉内进行。因此，钎焊的可靠性提高。这里，使用了其尺寸使得内部空气热交换器12和外部空气热交换器13中的每一个都能被放入的炉。
气体管44和液体管45分别由两个管段44a、44b、45a、45b构成。但是，气体管44和液体管45中的每一个都可以由三个或更多的管段构成。然而，在这种情况下，利用焊炬钎焊的管段的连接部分的数量增加。因此，优选用最少数量的管段、如两个来构造气体管44和液体管45中的每一个，以便减少利用焊炬钎焊的连接部分的数量，其中，焊炬钎焊的可靠性一般低于炉内钎焊的可靠性。
(3)气体管连接部分90形成在气体管44沿其长度的中间处。同样地，液体管连接部分91形成在液体管45沿其长度的中间处。这样，第一管段44a、45a和第二管段44b、45b分别在离内部空气热交换器12和外部空气热交换器13最远的位置处被钎焊。
如果每一个管连接部分90、91和每一个热交换器12、13之间的距离小的话，则热交换器12、13接收由焊炬钎焊产生的热。结果，连接管51和上、下连通部分52、53的钎焊材料将被再次加热，导致有缺陷的连接。
在第三实施例中，另一方面，连接部分90、91从内部空气热交换器12和外部空气热交换器13分离。因此，能够减少内部空气热交换器12和外部空气热交换器13内这样的有缺陷的连接。
(第四实施例)接着，将参照图16A和16B描述本发明的第四实施例。在第四实施例中，内部空气热交换器12具有截面形状如图16A中所示的第一管51a以代替管51。并且，外部空气热交换器13具有截面形状如图16B中所示的第二管51b以代替管51。
在第一实施例中，内部空气热交换器12的管51的通道55和外部空气热交换器13的管51的通道55具有相同的等效直径。然而，在第四实施例中，内部空气热交换器12的第一管51a的每一个通道55a的等效直径大于外部空气热交换器13的第二管51b的通道55b的等效直径。这里，等效直径是指通过将每一个通道的横截面形状转换成圆来计算得到的直径。
第一管51a和第二管51b具有相同的外径。具体地说，第一管51a和第二管51b在通道51a、51b被布置的方向(图16A和16B中的上下方向)上具有相同的宽度尺寸。但是，第二管51b的通道55b的数量比第一管51a的通道55a的数量多。
例如，用于内部空气热交换器12的第一管51a具有8个通道55a。第一管51a的每一个通道55a具有等效直径为1.5mm、基本为矩形的截面。另一方面，用于外部空气热交换器13的第二管51b具有18个通道55b。第二管51b的每一个通道55b具有等效直径为0.5mm、基本为三角形的截面。
在第一实施例中，气体管44和液体管45具有相同的内径，即相同的通道面积。在第四实施例中，另一方面，尽管没有图示，但液体管45的内径小于气体管44的内径。例如，气体管44的内径为19mm，而液体管45的内径为13mm。
在第一实施例中，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13两者的上连通部分52和下连通部分53具有相同的通道面积。在第四实施例中，另一方面，尽管没有图示，但每一个下连通部分53的通道面积小于每一个上连通部分52的通道面积。例如，上连通部分52和下连通部分53的形状基本为圆柱形。上连通部分52的内径为32mm。下连通部分53的内径为25mm。
在第四实施例中，除上述以外的结构类似于第一实施例的结构。
接着，将描述第四实施例的有利效果。
在外部空气热交换器13的第二管51b内流动的制冷剂的密度小于在内部空气热交换器12的第一管51a内流动的制冷剂的密度。因此，即便第二管51b的通道55b被分成比第一管51a的通道55a小的通道，外部空气热交换器13内的制冷剂流的压力损失可以保持基本等于内部空气热交换器12内的制冷剂流的压力损失。
在第四实施例中，第一管51a的通道55a的等效直径基本等于或大于气泡的直径。例如，通道55a的等效直径等于或大于1mm。另一方面，第二管51b的通道55b的等效直径小于第一管51a的通道55a的等效直径。
因此，跟第一实施例的结构相比，在第四实施例中，第二管51b的每一个通道55b的热传递面积增大，且外部空气热交换器13的热辐射能力进一步提高。根据测试结果，在第四实施例中，冷却装置的性能提高了3％。
进一步地，在液体管45内流动的制冷剂的密度小于在气体管44内流动的制冷剂的密度。因此，即使当液体管45的内径小于气体管44的内径的时候，内部空气热交换器12内的制冷剂流的压力损失保持基本等于外部空气热交换器13内的制冷剂流的压力损失。
在第四实施例中，液体管45的内径小于气体管44的内径。因此，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的总尺寸跟第一实施例的相比能够被减小。
此外，在下流通部分53内流动的制冷剂的密度小于在上连通部分52内流动的制冷剂的密度。因此，即使在下连通部分53的通道面积小于上连通部分52的通道面积的时候，内部空气热交换器12内的制冷剂流的压力损失可保持基本等于外部空气热交换器13内的制冷剂流的压力损失。
在第四实施例中，下连通部分53的通道面积小于上连通部分52的通道面积。因此，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13的总尺寸跟第一实施例的相比能够被减小。
在第四实施例中，各个部分的制冷剂通道面积的尺寸相对于第一实施例的冷却装置而被修改。然而，上述尺寸修改可被采用到第二和第三实施例的冷却装置。
(其他实施例)(1)在第一实施例中，气体管44示例性地布置在内部空气空间31内。然而，气体管44可以布置在外部空气空间32内。在第一和第二实施例中，气体管44和液体管45二者都布置在壳体11的内部。然而，可将气体管44和液体管45的其中之一或两者布置在壳体11外。
(2)在上述实施例中，内部空气热交换器12和外部空气热交换器13示例性地为多流道型热交换器。然而，热交换器的类型并不仅限于多流道型。其他类型的热交换器可被用作沸腾式冷却装置的热交换器12、13。
(3)在上述实施例中，只有一个内部空气风扇14布置在内部空气空间31内，且只有一个外部空气风扇15布置在外部空气空间32内。但是，内部空气风扇14和外部空气风扇15的数量分别不仅限于一个。两个或更多的风扇可被设置在内部空气空间31和外部空气空间32中的每一个内。并且，内部空气风扇14的数量不必总是与外部空气风扇15的数量一致。
通过设置多个风扇，鼓风能力提高。并且，即使其中一个风扇出现异常，仍然能够通过剩余的风扇适当地吹送内部空气和外部空气。
在上述实施例中，离心式风扇被示例性地用作内部空气风扇14和外部空气风扇15。然而，也可使用另外类型的风扇。例如，内部空气风扇14和外部空气风扇15的其中之一或两者可由轴流式风扇组成。
并且，在上述实施例中，罩体2内的空气被循环。一般而言，轴流式风扇用于空气的循环。因此，优选将轴流式风扇用作内部空气风扇14。
(5)在上述实施例中，内部空气风扇14和外部空气风扇15示例性地布置在壳体11内。但是，不必总是令内部空气风扇14和外部空气风扇15在壳体11内，只要内部空气流和外部空气流被适当地产生即可。例如，风扇可布置在壳体11外。
(6)在上述实施例中，示例性地通过以填塞物28连接金属板构件并用销等来固定从而构造带有分隔壁27的壳体11。然而，壳体11可以用另外的方法来制造。
例如，用于形成壳体11的金属板构件和分隔壁27可以通过钎焊连接为一体。壳体11可进一步具有另外的结构，只要在已完成的产品内在左右方向上形成两个分离的空间即可。
(7)在上述实施例中，作为示例，冷却装置1构造成使得内部空气和外部空气在壳体11内沿相对的方向流动。然而，冷却装置1可以构造成使得内部空气和外部空气在壳体11内沿相同的方向流动。
(8)在上述实施例中，冷却装置1构造成使得制冷剂在制冷剂回路内自然地流动。然而，制冷剂可以在制冷剂回路内被强制循环。在这种情况下，泵被连接到气体管44或液体管45上。
(9)在上述实施例中，壳体11具有长方体形状。然而，壳体11可具有另外的形状。例如，壳体可具有柱形形状。在这种情况下，顶壁25和底壁26的形状基本为椭圆形。前壁21、后壁22、左壁23和右壁24由柱形壁形成。具有矩形形状的分隔壁27布置在柱形壳体11内，以便在左右方向上将空间分成内部空气空间和外部空气空间。但是，分隔壁27的形状可根据壳体11的形状而改变。
并且，在上述实施例中，分隔壁27的形状基本为平板。可选地，分隔壁27可具有弯折的形状，该弯折形状具有弯折部分，只要壳体11内的空间在左右方向上可被分隔即可。然而，基本为平面的分隔壁27是优选的，以令壳体11的结构简易并提高防水性。
(10)在上述实施例中，分隔壁27示例性地布置成与前壁21、后壁22、顶壁25和底壁26垂直。然而，分隔壁27不必总是垂直于前壁21、后壁22、顶壁25和底壁26，只要壳体11的内部在左右方向上被分为两个空间即可。例如，分隔壁27可被布置成相对于前壁21和后壁22、或顶壁25和底壁26倾斜的位置。
(11)在上述实施例中，冷却装置1示例性地被用作基站冷却装置，其用于冷却蜂窝式电话基站的罩体2。然而，冷却装置1的使用并不仅限于以上用途。冷却装置1可被用作通过在罩体内的高温流体和罩体外的低温流体之间执行热交换而不使彼此混合、从而冷却罩体内的高温流体的另外的沸腾式冷却装置。
进一步地，冷却的目标不仅限于罩体内的高温流体。也就是，冷却装置1可被用于通过使用温度低于高温流体温度的低温流体来冷却高温流体。例如，冷却装置1可被用作冷却如冷却水和油这样的高温液体的冷却装置，以便通过使用低温液体、如温度低于高温液体温度的水和油来冷却加热元件。
并且，可通过以任意组合来组合上述实施例来使用冷却装置。
上面描述了本发明的示例性实施例。然而，本发明并不仅限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明精髓的情况下以其他方式被实施。
权利要求
1.一种冷却装置，包括壳体(11)，所述壳体限定第一尺寸和大于所述第一尺寸的第二尺寸，所述第一尺寸在所述壳体的横截面内的第一方向上测量，且所述第二尺寸在所述横截面内垂直于所述第一方向的第二方向上测量，所述壳体(11)限定第一流体流动通过其中的第一空间(31)和温度低于所述第一流体温度的第二流体流动通过其中的第二空间(32)，所述第一空间(31)和所述第二空间(32)沿所述第二方向布置；设置在所述第一空间(31)内的第一热交换器(12)，所述第一热交换器用于在所述第一流体和在所述第一热交换器(12)内流动的制冷剂之间执行热交换，从而通过所述制冷剂的蒸发冷却所述第一流体；以及设置在所述第二空间(32)内的第二热交换器(13)，所述第二热交换器用于在所述第二流体和已经在所述第一热交换器(12)内被蒸发的所述制冷剂之间执行热交换，从而通过所述制冷剂的冷凝将所述制冷剂的热传递给所述第二流体。
2.如权利要求1所述的冷却装置，进一步包括第一管(44)，所述第一管连接所述第一热交换器(12)和所述第二热交换器(13)以便允许在所述第一热交换器(12)内蒸发的所述制冷剂到所述第二热交换器(13)，其中所述第一管(44)设置在所述壳体(11)的所述第一空间(31)内。
3.如权利要求1或2所述的冷却装置，进一步包括第二管(45)，所述第二管连接所述第二热交换器(13)和所述第一热交换器(12)以便允许在所述第二热交换器(13)内冷凝的所述制冷剂到所述第一热交换器(12)，其中所述第二管(45)设置在所述壳体(11)的所述第二空间(32)内。
4.如权利要求1或2所述的冷却装置，进一步包括第二管(45)，所述第二管连接所述第二热交换器(13)和所述第一热交换器(12)以便允许在所述第二热交换器(13)内冷凝的所述制冷剂到所述第一热交换器(12)，其中所述第二管(45)设置在所述壳体(11)的所述第一空间(31)内。
5.如权利要求1或2所述的冷却装置，其中所述壳体(11)具有分隔壁(27)，所述分隔壁(27)在所述第二方向上将所述第一空间(31)从所述第二空间(32)分离。
6.如权利要求2所述的冷却装置，其中所述壳体(11)具有分隔壁(27)，所述分隔壁(27)在所述第二方向上将所述第一空间(31)从所述第二空间(32)分离，并且所述第一管(44)延伸穿过所述分隔壁(27)，并连接到所述壳体(11)内的所述第二热交换器(13)。
7.如权利要求6所述的冷却装置，进一步包括密封构件(61，62)，所述密封构件设置在所述第一管(44)与所述分隔壁(27)之间，以便在其间进行密封。
8.如权利要求3或4所述的冷却装置，其中所述壳体(11)具有分隔壁(27)，所述分隔壁(27)在所述第二方向上将所述第一空间(31)从所述第二空间(32)分离，并且所述第二管(45)延伸穿过所述分隔壁(27)，并连接到所述壳体(11)内的所述第一热交换器(12)。
9.如权利要求8所述的冷却装置，进一步包括密封构件(61，62)，所述密封构件设置在所述第二管(45)与所述分隔壁(27)之间，以便在其间进行密封。
10.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述壳体(11)具有分隔壁(27)，所述分隔壁(27)在所述第二方向上将所述第一空间(31)从所述第二空间(32)分离，所述第二热交换器(13)具有限定所述制冷剂流动通过其中的通道(55)的多个管(51)，第一连通部分(52)，第二连通部分(53)，所述第一连通部分(52)连接到所述管(51)的第一端、并与所述管(51)的所述通道(55)连通，所述第二连通部分(53)连接到所述管(51)的第二端、并与所述管(51)的所述通道(55)连通，所述第一连通部分(52)和所述第二连通部分(53)分别延伸穿过所述分隔壁(27)，所述冷却装置进一步包括第一管(44)，所述第一管限定在所述第一热交换器(12)内蒸发的所述制冷剂流动通过其中的通道，所述第一管(44)具有连接到所述第一热交换器(12)的第一端和连接到所述第一空间(31)内的所述第一连通部分(52)的第二端；以及第二管(45)，所述第二管限定在所述第二热交换器(13)内冷凝的所述制冷剂流动通过其中的通道，所述第二管(45)具有连接到所述第一热交换器(12)的第一端和连接到所述第一空间(31)内的所述第二连通部分(53)的第二端，其中所述第一管(44)和所述第二管(45)只设置在所述第一空间(31)内。
11.如权利要求10所述的冷却装置，进一步包括第一密封构件(61，62)，所述第一密封构件设置在所述第一连通部分(52)与所述分隔壁(27)之间，以便在其间进行密封；以及第二密封构件(61，62)，所述第二密封构件设置在所述第二连通部分(53)与所述分隔壁(27)之间，以便在其间进行密封。
12.如权利要求10或11所述的冷却装置，其中所述第一管(44)和所述第二管(45)的所述第一端和所述第二端限定钎焊部分，所述钎焊部分通过炉内钎焊分别被钎焊到所述第一热交换器(12)和所述第二热交换器(13)，并且所述第一管(44)和所述第二管(45)中的每一个包括通过焊矩钎焊连接的至少两个管段(44a，44b，45a，45b)。
13.如权利要求12所述的冷却装置，其中所述第一管(44)具有在连接部分(90)处连接的两个管段(44a，44b)，所述连接部分(90)位于沿着所述第一管(44)长度的中间部分处，并且所述第二管(45)具有在连接部分(91)处连接的两个管段(45a，45b)，所述连接部分(91)位于沿着所述第二管(45)长度的中间部分处。
14.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述壳体(11)具有长方体形状，所述长方体形状具有第一侧壁(21)，与所述第一侧壁相对的第二侧壁(22)，连接所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)的第三侧壁(23)，与所述第三侧壁(23)相对、并连接所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)的第四侧壁(24)，顶壁(25)和底壁(26)，所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)平行于所述第二方向延伸，且所述第三侧壁(23)和所述第四侧壁(24)平行于所述第一方向延伸，所述壳体(11)具有在所述第一侧壁(21)和所述第二侧壁(22)之间延伸的分隔壁(27)，以将所述壳体(11)在所述第二方向上分为所述第一空间(31)和所述第二空间(32)，所述第二侧壁(22)在其上部位置处限定第一流体进入口(22a)，以便将所述第一流体引入所述第一空间(31)，并在其下部位置处限定第一流体排放口(22b)，以便将所述第一流体从所述第一空间(31)排出，所述第一侧壁(21)在其下部位置处限定第二流体进入口(21a)，以便将所述第二流体引入所述第二空间(32)，并在其较高位置处限定第二流体排放口(21b)，以便将所述第二流体从所述第二空间(32)排出，所述第一热交换器(12)限定所述第一流体流动穿过其中的通风表面(12a)和在垂直于所述通风表面(12a)的方向上的厚度尺寸，并且，所述第一热交换器(12)的所述厚度尺寸小于所述壳体(11)的所述第一尺寸，所述第二热交换器(13)限定所述第二流体流动穿过其中的通风表面(13a)和在垂直于所述通风表面(13a)的方向上的厚度尺寸，并且，所述第二热交换器(13)的所述厚度尺寸小于所述壳体(11)的所述第一尺寸，所述第二热交换器(13)布置在所述第二空间(32)内的上部位置处，并距所述第一侧壁(21)比所述第二侧壁(22)更近，并且，所述第二热交换器(13)的所述通风表面(13a)平行于所述第一侧壁(21)，并且所述第一热交换器(12)布置在所述第一空间(31)内的下部位置处，并距所述第二侧壁(22)比所述第一侧壁(21)更近，并且，所述第一热交换器(12)的所述通风表面(12a)平行于所述第二侧壁(22)。
15.如权利要求14所述的冷却装置，进一步包括第一风扇(14)，所述第一风扇相对于所述第一流体在所述第一空间(31)内的流动设置所述第一热交换器(12)的上游；以及第二风扇(15)，所述第二风扇相对于所述第二流体在所述第二空间(32)内的流动设置在所述第二热交换器(13)上游。
16.如权利要求15所述的冷却装置，其中所述第一风扇(14)和所述第二风扇(15)为压入式，其通过按压安装到所述壳体。
17.如权利要求15或16所述的冷却装置，其中所述第一风扇(14)限定吸入口，所述第一流体通过所述吸入口被吸入，并且，所述第一风扇被布置成使得所述吸入口与所述壳体(11)的所述第一流体进入口(22a)连通，所述第二风扇(15)限定吸入口，所述第二流体通过所述吸入口被吸入，并且，所述第二风扇被布置成使得所述吸入口与所述壳体(11)的所述第二流体进入口(21a)连通。
18.如权利要求15或16所述的冷却装置，其中，所述第一风扇(14)和所述第二风扇(15)中的每一个由离心式风扇组成。
19.如权利要求15或16所述的冷却装置，其中所述第一风扇(14)由轴流式风扇组成，且所述第二风扇(15)由离心式风扇组成。
20.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述第一热交换器(12)具有第一管(51a)，所述第一管每一个都限定至少一个通道(55a)，并且，所述第二热交换器(13)具有第二管(51b)，所述第二管每一个都限定至少一个通道(55b)，并且每一个第二管(51b)的通道(55b)所限定的等效直径小于每一个第一管(51a)的通道(55a)的等效直径。
21.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述第一热交换器(12)和所述第二热交换器(13)中的每一个都具有限定制冷剂流动通过其中的通道(55a，55b)的管(51a，51b)，第一连通部分(52)和第二连通部分(53)，所述第一连通部分(52)连接到所述管(51a，51b)的第一端、并与所述通道(55a，55b)连通，所述第二连通部分(53)连接到所述管(51a，51b)的第二端、并与所述通道(55a，55b)连通，所述冷却装置进一步包括第一管(44，44a，44b)，所述第一管限定在所述第一热交换器(12)内蒸发的所述制冷剂流动通过其中的通道，所述第一管(44，44a，44b)连接所述第一热交换器(12)的所述第一连通部分(52)和所述第二热交换器(13)的所述第一连通部分(52)；以及第二管(45，45a，45b)，所述第二管限定在所述第二热交换器(13)内冷凝的所述制冷剂流动通过其中的通道，所述第二管(45)连接所述第一热交换器(12)的所述第二连通部分(53)和所述第二热交换器(13)的所述第二连通部分(53)，其中所述第二连通部分(53)的通道所限定的通道面积小于所述第一连通部分(52)的通道的通道面积。
22.如权利要求1所述的冷却装置，进一步包括第一管(44，44a，44b)，所述第一管限定在所述第一热交换器(12)内蒸发的所述制冷剂流动通过其中的通道，所述第一管(44，44a，44b)连接所述第一热交换器(12)和所述第二热交换器(13)；以及第二管(45，45a，45b)，所述第二管限定在所述第二热交换器(13)内冷凝的所述制冷剂流动通过其中的通道，所述第二管(45，45a，45b)连接所述第二热交换器(13)和所述第一热交换器(12)，其中所述第二管(45，45a，45b)的通道所限定的通道面积小于所述第一管(44，44a，44b)的通道的通道面积。
23.如权利要求1所述的冷却装置，进一步包括制冷剂注入管(73)，所述制冷剂通过所述制冷剂注入管注入由所述第一热交换器(12)和所述第二热交换器(13)限定的制冷剂回路，其中，所述制冷剂注入管(73)在端部(73a)处具有用钎焊材料密封的密封部分。
24.如权利要求23所述的冷却装置，其中所述制冷剂注入管(73)沿其长度定义轴线，并在其外壁上具有多个突起(74、75)，以便限制用于制冷剂注入的联接器(81)从所述制冷剂注入管(73)分离，并且所述突起(74、75)沿着所述轴线相互隔开。
25.一种冷却装置的制造方法，包括分别在炉内钎焊具有第一气体管段(44a)和第一液体管段(45a)的第一热交换器(12)和具有第二气体管段(44b)和第二液体管段(45b)的第二热交换器(13)；通过焊炬钎焊分别将所述第一气体管段(44a)和所述第一液体管段(45a)连接到所述第二气体管段(44b)和所述第二液体管段(45b)；以及将通过所述第一和第二气体管段(44a，44b)和所述第一和第二液体管段(45a，45b)相互连接的第一热交换器(12)和第二热交换器(13)放置在限定有第一空间(31)和第二空间(32)的壳体(11)内，从而使所述第一热交换器(12)位于所述第一空间(31)内、且所述第二热交换器位于所述第二空间(32)内。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述放置包括将所述第二热交换器(13)的第一连通部分(52)和第二连通部分(53)插入将被安装到分隔壁(27)的连接构件(61)的孔(61b)内。
全文摘要
一种冷却装置，具有壳体(11)，所述壳体(11)限定第一流体流动通过其中的第一空间(31)和温度低于所述第一流体温度的第二流体流动通过其中的第二空间(32)。第一热交换器(12)设置在所述第一空间(31)内，所述第一热交换器用于在所述第一流体和制冷剂之间执行热交换，从而蒸发所述制冷剂。第二热交换器(13)设置在所述第二空间(32)内，所述第二热交换器用于在所述第二流体和在所述第一热交换器(12)内被蒸发的所述制冷剂之间执行热交换，从而将所述制冷剂的热传递给所述第二流体。所述壳体(11)在横截面内限定在第一方向上的第一尺寸和在垂直于所述第一方向的第二方向上的第二尺寸，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。所述第一空间(31)和所述第二空间(32)沿所述第二方向布置。
文档编号H05K7/20GK1959328SQ20061015989
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月2日 优先权日2005年11月4日
发明者门田茂, 西泽一敏, 竹内哲也, 伊藤彰, 中村悟 申请人:株式会社电装