[发明专利]多蒸发系统

说明书

技术领域

本发明涉及多蒸发系统，更具体地，涉及一种在车辆空调系统的空调循环中执行多蒸发处理由此增强系统效率的多蒸发系统。

背景技术

在汽车工业中，随着全球对能源和环境的普遍关注日益增加，包括燃料效率在内的各个部件的效率已经得到了稳步的提高，并且车辆的外观也被多样化以便于满足顾客的各种需要。根据这样的趋势，已经对重量更轻、尺寸更小和多功能的各个车辆部件进行了研发。特别地，在车辆的空调单元中，由于一般难以确保引擎室内的足够空间，因此已经对制造尺寸小且效率高的空调系统做出了很多的努力。

同时，空调系统总体上包括用于从周围部分吸收热的蒸发器、用于压缩制冷剂的压缩机、用于向周围部分散热的冷凝器以及用于使制冷剂膨胀的膨胀阀。在空调系统中，在高压和高温下对从蒸发器进入压缩机的气态制冷剂进行压缩，压缩后的气态制冷剂在经过冷凝器以被液化的同时向周围部分发散液化热，并且液化的制冷剂经过膨胀阀以处于低压低温的湿蒸汽状态并接着再次进入到蒸发器中以被蒸发。

在本文中，实质的空调动作在蒸发器中发生，蒸发器在蒸发湿蒸汽制冷剂的同时从周围部分吸收蒸发热。因此，提高蒸发器效率在空调系统中是非常重要的。

图1是普通蒸发器的立体图。如图所示，蒸发器100包括一对上水箱(header tanks)110、多个管120以及多个散热片130。上水箱110包括：多个管插入孔113，其形成在上水箱110的下表面或上表面处以在上水箱的宽度方向上延伸并被布置在上水箱的长度方向上；端盖114，其将上水箱110的两个纵向端部封闭；至少一个间隔壁111，其在长度方向上将内部空间分隔成制冷剂通路；以及至少一个挡板112，其在宽度方向上分隔制冷剂通路。此外，管120的两端都被固定地插入到上水箱110的管插入孔113中以形成制冷剂通路，并且散热片130被夹在管120之间以增强热交换性能。在本文中，图1中示出的类型的蒸发器仅仅是示例而已。管120可以被布置成两行(如图1所示)、单行或三行。此外，可以根据制冷剂通路的设计来改变间隔壁111或挡板112的位置和形状，并且可以在间隔壁111中形成连通孔。因此，蒸发器并不限于图1的蒸发器。

已经对通过不同地改变图1中示出的蒸发器的基本结构来提高蒸发器效率进行了很多的努力。图2示出了通过用于提高常规蒸发器的效率的不同技术构建的蒸发系统。

图2A示出了日本专利公开No.2000-062452(下文中，称为现有技术1)描述的一种蒸发系统。在现有技术1中，并行地设置了两个蒸发器以使通过了膨胀装置的制冷剂形成分支并接着通过各个蒸发器。在图2A右侧示出的实施方式中，其中的一个蒸发器容纳有冷藏材料并用作冷藏单元以提高通过该蒸发器的空气的冷却效率。图2B示出了一种采用在日本专利公开No.2009-085569(在下文中，称为现有技术2)中描述的技术的蒸发器。在现有技术2中，并行地设置了两个蒸发器以使通过了膨胀装置的制冷剂依次通过各个蒸发器。图2C示出了一种采用在日本专利公开No.2005-308384(在下文中，称为现有技术3)中描述的另一种技术的蒸发器。在现有技术3中，并行地设置两个蒸发器以使通过了膨胀装置的制冷剂依次通过蒸发器、喷射器和蒸发器。

但是，在现有技术中描述的蒸发系统具有以下的几个问题。在现有技术1的情况下，两个蒸发器中的一个蒸发器实质上用作冷藏单元，如果该冷藏单元冷藏得充分，则空气被有效地冷却。但是在该冷藏单元未被绝对冷藏的初始阶段中，经过了膨胀装置的制冷剂既从空气中吸收热又从冷藏材料中吸收热，因而空气的冷却效率恶化。此外，当在冷藏单元一侧进行间歇式的驱动并且存储有低温的制冷剂时，难以控制制冷剂的流动。此外，由于现有技术1只是起到了冷藏单元的作用，在发动机停止时，空调操作仅维持期望的时段，因而不能完全增强冷却性能。

在现有技术2的情况下，由于制冷剂依次通过串行设置的两个蒸发器，因此具有能够将制冷剂通路的长度最大化的优点。但是，因为制冷剂通路的长度变得太长，由于经过蒸发器而导致的压力下降急剧增加，由此极大地降低了系统效率。此外，在现有技术2的结构中，由于第一蒸发器的制冷剂进入到第二蒸发器中，蒸发压力上升过大，由此降低了系统效率。