(57)【要約】  冷却システムが、コアプレートのスタックを有するコアを含む。コアは、凝縮器、蒸発器、及び冷媒リザーバを画定する。凝縮器は、交互に配置された複数の冷媒流路、及び複数の第１の冷却剤流路を備える。蒸発器は、交互に配置された複数の冷媒流路、及び複数の第２の冷却剤流路を備える。凝縮器は、冷媒リザーバの冷媒吸入口に流体連通する冷媒排出口を有し、上記コアプレートの少なくとも１つの冷媒側は、凝縮器部分の冷媒排出口とリザーバ部分の冷媒吸入口との間の流体連通を提供する冷媒連通路を含む。
2018536133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアを備える冷却システムであって、前記コアは、コアプレートのスタックを有し、
（ａ）前記コアの全体にわたって、交互に配置された複数の冷媒流路、及び複数の第１の冷却剤流路を備える凝縮器であって、冷媒吸入口、冷媒排出口、第１の冷却剤吸入口、及び第１の冷却剤排出口を更に備える、凝縮器と、
（ｂ）前記コアの全体にわたって、交互に配置された複数の冷媒流路、及び複数の第２の冷却剤流路を備える蒸発器であって、冷媒吸入口、冷媒排出口、第２の冷却剤吸入口、及び第２の冷却剤排出口を更に備える、蒸発器と、
（ｃ）冷媒吸入口及び冷媒排出口を有する冷媒リザーバと
を画定し、
前記凝縮器の前記冷媒排出口は、前記冷媒リザーバの前記冷媒吸入口と流体連通し、前記冷媒リザーバの前記冷媒排出口は、前記蒸発器の前記冷媒吸入口と流体連通し、
前記コアプレートの各々は、冷媒側及び冷却剤側を有し、その冷媒側及びその冷却剤側の両方に複数のパーティションを含み、前記複数のパーティションは、前記コアプレートを凝縮器部分、蒸発器部分、及びリザーバ部分に分割し、
各前記コアプレートの前記凝縮器部分は、前記凝縮器の前記複数の冷媒流路を前記複数の第１の冷却剤流路から分離する凝縮器壁を備え、前記コアプレートの前記凝縮器部分は、前記コアの全体にわたって整列され、
各前記コアプレートの前記蒸発器部分は、前記蒸発器の前記複数の冷媒流路を前記複数の第２の冷却剤流路から分離する蒸発器壁を備え、前記コアプレートの前記蒸発器部分は、前記コアの全体にわたって整列され、
各前記コアプレートの前記リザーバ部分は、開口を備え、前記開口は、前記コアの全体にわたって整列され、
前記コアプレートの少なくとも１つの前記冷媒側は、前記凝縮器部分の前記冷媒排出口と前記リザーバ部分の前記冷媒吸入口との間の流体連通を提供する冷媒連通路を含む、
冷却システム。
【請求項２】
前記冷媒側の前記複数のパーティションの１つは、前記凝縮器部分を前記冷媒リザーバから分割し、前記冷媒連通路は、前記複数のパーティションの少なくとも１つにおいて遮断部を備える、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
各前記コアプレートの前記凝縮器壁は、第１の冷媒開口及び第２の冷媒開口を有し、前記第１の冷媒開口は、前記コアの全体にわたって整列し、前記凝縮器の第１の冷媒マニホールド空間を形成し、前記第２の冷媒開口は、前記コアの全体にわたって整列し、前記凝縮器の第２の冷媒マニホールド空間を形成する、請求項１又は２に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記第１の冷媒マニホールド空間及び前記第２の冷媒マニホールド空間の少なくとも１つは、内部パーティションを含み、これにより前記冷媒の流れを、前記凝縮器を通るマルチパス冷媒流路をたどるように方向付け、
前記マルチパス冷媒流路は、前記凝縮器の前記冷媒吸入口が位置する第１のパス、及び前記凝縮器の前記冷媒排出口が位置する最終パスを含み、
前記最終パスは、冷媒連通路を含む前記少なくとも１つのコアプレートで構成され、前記マルチパス冷媒流路の他のパスは、その中で前記凝縮器が、前記複数のパーティションの少なくとも１つにより前記冷媒リザーバから密封されるコアプレートで構成される、
請求項３に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記凝縮器の前記冷媒吸入口は、前記凝縮器の前記冷媒排出口の上方に位置する、請求項１から４の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記冷媒リザーバの前記冷媒排出口は、前記冷媒リザーバの前記冷媒吸入口の下方に位置する、請求項１から５の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記蒸発器の前記冷媒吸入口は、前記蒸発器の前記冷媒排出口の下方に位置する、請求項１から６の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記冷媒リザーバの前記冷媒排出口と前記蒸発器の前記冷媒吸入口との間の前記流体連通は、前記コアの外側に位置する戻り通路を介して提供される、請求項１から７の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記冷媒リザーバの前記冷媒排出口と前記蒸発器の前記冷媒吸入口との間の前記戻り通路に位置する熱膨張バルブを更に備える、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記熱膨張バルブは、前記コアの上部に位置し、前記冷却システムは、前記冷媒を前記熱膨張バルブから前記蒸発器の前記冷媒吸入口に搬送する外部通路を更に備える、請求項９に記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記コアプレートの各々は、周辺フランジを更に備え、前記コアにおける隣接するコアプレートの前記周辺フランジは、共に密封状態で接合される、請求項１から１０の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１２】
隣接するコアプレートの対応するパーティションが、共に密封状態で接合され、これにより、前記凝縮器部分、前記蒸発器部分、及び前記冷媒リザーバを互いから分離する、請求項１から１１の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１３】
背面プレート及び前面プレートを更に備え、前記背面プレート及び前記前面プレートの１つは、前記冷媒のための外部吸入接続を含み、前記外部吸入接続は、前記凝縮器の前記冷媒吸入口との流体連通を提供する、請求項１から１２の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１４】
前記蒸発器の前記冷媒排出口と流体連通する吸入口、及び前記前面プレートの前記外部吸入接続と流体連通する排出口を有する圧縮器を更に備える、請求項１３に記載の冷却システム。
【請求項１５】
前記前面プレートには、複数の冷却剤取付部が更に設けられ、それらの各々は、前記第１の冷却剤吸入口、前記第１の冷却剤排出口、前記第２の冷却剤吸入口、及び前記第２の冷却剤排出口の１つと流体連通する、請求項１３又は１４に記載の冷却システム。
【請求項１６】
前記蒸発器及び前記冷媒リザーバは、両方前記凝縮器に隣接して位置し、前記蒸発器は、前記冷媒リザーバの上方に位置する、請求項１から１５の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１７】
前記蒸発器及び前記凝縮器は、両方前記冷媒リザーバに隣接して位置し、前記冷媒リザーバは、前記蒸発器と前記凝縮器との間に位置する、請求項１から１５の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１８】
第１の熱遮断部が、前記凝縮器と前記冷媒リザーバとの間に設けられ、第２の熱遮断部が、前記蒸発器と前記冷媒リザーバとの間に設けられ、
各前記第１の熱遮断部及び前記第２の熱遮断部は、前記スタックの前記コアプレートの少なくともいくつかにおいて１又は複数の開口を備え、各前記第１の熱遮断部及び前記第２の熱遮断部を備える前記１又は複数の開口は、互いに整列され、
前記第１の熱遮断部を備える前記開口は、前記凝縮器部分を前記リザーバ部分から分離する前記複数のパーティションの少なくとも１つに位置し、
前記第２の熱遮断部を備える前記開口は、前記蒸発器部分を前記冷媒リザーバから分離する前記複数のパーティションの少なくとも１つに位置する、請求項１７に記載の冷却システム。
【請求項１９】
前記１又は複数の開口は、前記第１の熱遮断部及び前記第２の熱遮断部が前記コアを通して完全に延在するように、前記スタックの全ての前記コアプレートに設けられる、請求項１８に記載の冷却システム。
【請求項２０】
前記冷媒リザーバは、パーティションを含み、前記パーティションは、その中で前記リザーバ部分を画定する前記開口が、前記コアの他のコアプレートにおける前記開口よりも小さい１つの前記コアプレートに設けられる、請求項１から１９の何れか一項に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年１０月２日に出願された、米国特許仮出願第６２／２３６，３９８号からの優先権及び利益を主張し、その内容を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、概して冷却システムに関し、より具体的には、小型のコア構造に一体化された多くの構成要素を備える冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
冷却システムは、圧縮器、凝縮器、蒸発器、熱膨張バルブ、及び凝縮器において凝縮された、加圧された液体冷媒を貯蔵するための冷媒リザーバを含む多くの構成要素を含む。水／グリコール混合物等の液体冷却剤は、凝縮器及び蒸発器を循環し得、凝縮器において加圧された冷媒から熱を除去し、蒸発器において膨張する冷媒に熱を伝える。凝縮器からの加熱された冷却剤は、次に、熱交換器を通され得、環境に熱を放出し、蒸発器からの冷却された冷却剤は、別の流体又は熱を生成する構成要素を冷却するために使用され得る。例えば、このような冷却システムは、空調システムにおける冷却された空気の生成のため、又はバッテリ等の熱を生成する構成要素を冷却するために使用され得る。
【０００４】
冷却システムの構成要素は、通常、別個の構成要素として設けられ、様々な構成要素間の冷却剤接続及び冷媒接続は、チューブ又はホースにより提供される。車両システム等の多くの用途では、これらの構成要素は、有限の空間内に全て収まらなければならない。従って、空間を節約し、コストを低減し、これらのシステムの複雑な性質を簡略化するべく、このような空調システムの２又はそれより多くの構成要素を小型のパッケージに一体化することが望ましい。一体化はまた、構成要素間のより直接的な接続を提供し、これは、システム内の流体接続の数を低減し得、構成要素間の漏えいポイントの数を低減し、システムに含まれる冷媒の全容積を最小化する。
【発明の概要】
【０００５】
実施形態では、コアを備える冷却システムが提供される。コアは、コアプレートのスタックを有し、
（ａ）上記コアの全体にわたって、交互に配置された複数の冷媒流路、及び複数の第１の冷却剤流路を備える凝縮器であって、冷媒吸入口、冷媒排出口、第１の冷却剤吸入口、及び第１の冷却剤排出口を更に備える、凝縮器と、
（ｂ）上記コアの全体にわたって、交互に配置された複数の冷媒流路、及び複数の第２の冷却剤流路を備える蒸発器であって、冷媒吸入口、冷媒排出口、第２の冷却剤吸入口、及び第２の冷却剤排出口を更に備える、蒸発器と、
（ｃ）冷媒吸入口及び冷媒排出口を有する冷媒リザーバと
を画定する。凝縮器の冷媒排出口は、冷媒リザーバの冷媒吸入口と流体連通し、冷媒リザーバの冷媒排出口は、蒸発器の冷媒吸入口と流体連通する。
【０００６】
コアプレートの各々は、冷媒側及び冷却剤側を有し、その冷媒側及びその冷却剤側の両方に複数のパーティションを含み、上記複数のパーティションは、コアプレートを凝縮器部分、蒸発器部分、及びリザーバ部分に分割する。各上記コアプレートの凝縮器部分は、凝縮器の冷媒流路を第１の冷却剤流路から分離する凝縮器壁を備え、コアプレートの凝縮器部分は、コアの全体にわたって整列される。各上記コアプレートの蒸発器部分は、蒸発器の冷媒流路を第２の冷却剤流路から分離する蒸発器壁を備え、コアプレートの蒸発器部分は、コアの全体にわたって整列される。各上記コアプレートの冷媒リザーバ部分は、開口を備え、上記開口は、コアの全体にわたって整列される。上記コアプレートの少なくとも１つの冷媒側は、凝縮器部分の冷媒排出口とリザーバ部分の冷媒吸入口との間の流体連通を提供する冷媒連通路を含む。
【０００７】
実施形態では、冷媒側の上記パーティションの１つは、凝縮器部分を冷媒リザーバから分割し、冷媒連通路は、上記パーティションの少なくとも１つにおいて遮断部を備える。
【０００８】
実施形態では、各上記コアプレートの凝縮器壁は、第１の冷媒開口及び第２の冷媒開口を有し、第１の冷媒開口は、コアの全体にわたって整列し、凝縮器の第１の冷媒マニホールド空間を形成し、第２の冷媒開口は、コアの全体にわたって整列し、凝縮器の第２の冷媒マニホールド空間を形成する。
【０００９】
実施形態では、第１の冷媒マニホールド空間及び第２の冷媒マニホールド空間の少なくとも１つは、内部パーティションを含み、これにより冷媒の流れを、凝縮器を通るマルチパス冷媒流路をたどるように方向付ける。マルチパス冷媒流路は、凝縮器の冷媒吸入口が位置する第１のパス、及び凝縮器の冷媒排出口が位置する最終パスを含み、
最終パスは、冷媒連通路を含む上記少なくとも１つのコアプレートで構成され、マルチパス冷媒流路の他のパスは、その中で凝縮器が、上記パーティションの少なくとも１つにより冷媒リザーバから密封されるコアプレートで構成される。
【００１０】
実施形態では、凝縮器の冷媒吸入口は、凝縮器の冷媒排出口の上方に位置する。
【００１１】
実施形態では、冷媒リザーバの冷媒排出口は、冷媒リザーバの冷媒吸入口の下方に位置する。
【００１２】
実施形態では、冷媒リザーバは、蒸発器の下方に位置し、蒸発器吸入口は、蒸発器排出口の下方に位置する。
【００１３】
実施形態では、冷媒リザーバの冷媒排出口と蒸発器の冷媒吸入口との間の流体連通は、コアの外側に位置する戻り通路を介して提供される。実施形態では、冷却システムは、冷媒リザーバの冷媒排出口と蒸発器の冷媒吸入口との間の戻り通路に位置する熱膨張バルブを更に備える。実施形態では、熱膨張バルブは、コアの上部に位置し、冷却システムは、冷媒を熱膨張バルブから蒸発器の冷媒吸入口に搬送する外部通路を更に備える。
【００１４】
実施形態では、コアプレートの各々は、周辺フランジを更に備え、上記コアにおける隣接するコアプレートの周辺フランジは、共に密封状態で接合される。
【００１５】
実施形態では、隣接するコアプレートの対応するパーティションが、共に密封状態で接合され、これにより、凝縮器部分、蒸発器部分、及び冷媒リザーバを互いから分離する。
【００１６】
実施形態では、冷却システムは、背面プレート及び前面プレートを更に備え、背面プレート及び前面プレートの１つは、冷媒のための外部吸入接続を含み、外部吸入接続は、凝縮器の冷媒吸入口との流体連通を提供する。実施形態では、冷却システムは、蒸発器の冷媒排出口と流体連通する吸入口、及び前面プレートの外部吸入接続と流体連通する排出口を有する圧縮器を更に備える。実施形態では、前面プレートには、複数の冷却剤取付部が更に設けられ、それらの各々は、第１の冷却剤吸入口、第１の冷却剤排出口、第２の冷却剤吸入口、及び第２の冷却剤排出口の１つと流体連通する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
実施形態を、例示としてのみ、添付の図面を参照しながらここで説明する。
【００１８】
【図１】本明細書に記載の第１の実施形態に係る冷却システムの正面斜視図である。
【００１９】
【図２】図１の冷却システムの一体型コア構造の正面平面図である。
【００２０】
【図３】図２の一体型コア構造のための部品のろう付けされたアセンブリを示す正面斜視図である。
【００２１】
【図４】図２の線４−４'に沿った断面である。
【００２２】
【図５】図４の一部の拡大図である。
【００２３】
【図６】図２の線６−６'に沿った断面である。
【００２４】
【図７】図６の一部の拡大図である。
【００２５】
【図８】図２の線８−８'に沿った断面である。
【００２６】
【図９】図２の線９−９'に沿った断面である。
【００２７】
【図１０】図１の線１０−１０'に沿った断面である。
【００２８】
【図１１】図２の線１１−１１'に沿った断面である。
【００２９】
【図１２】図２の一体型コア構造の第１のコアプレートの分離した斜視図である。
【００３０】
【図１３】図１２の線１３−１３'に沿った断面である。
【００３１】
【図１４】第１のコアプレートの変形版を示す、図１３の断面と同様の断面である。
【００３２】
【図１５】図２の一体型コア構造の第２のコアプレートの分離した斜視図である。
【００３３】
【図１６】図１５の第２のコアプレートの一部の斜視図であり、第２のコアプレートの変形版がそばに示されている。
【００３４】
【図１７】本明細書に記載の第２の実施形態に係る冷却システムの正面斜視図である。
【００３５】
【図１８】図１７の冷却システムの一体型コア構造の部分的背面斜視図である。
【００３６】
【図１９】図１７の線１９−１９'に沿った断面である。
【００３７】
【図２０】図１７の線２０−２０'に沿った断面である。
【００３８】
【図２１】図１７の線２１−２１'に沿った断面である。
【００３９】
【図２２】図１７の線２２−２２'に沿った断面である。
【００４０】
【図２３】図１７の冷却システムの一体型コア構造を構成するプレートの分解斜視図である。
【００４１】
【図２４】図１７の冷却システムの一体型コア構造を構成するプレート対のグループのいくつかの拡大図である。
【図２５】図１７の冷却システムの一体型コア構造を構成するプレート対のグループのいくつかの拡大図である。
【図２６】図１７の冷却システムの一体型コア構造を構成するプレート対のグループのいくつかの拡大図である。
【図２７】図１７の冷却システムの一体型コア構造を構成するプレート対のグループのいくつかの拡大図である。
【図２８】図１７の冷却システムの一体型コア構造を構成するプレート対のグループのいくつかの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
第１の実施形態に係る冷却システム１０を、図１から図１６を参照してここで説明する。
【００４３】
図１は、冷却システム１０の外観を示し、冷却システム１０は、一体型コア構造１２（本明細書で「コア１２」とも称される）、及び圧縮器４６を含む。図２は、分離状態の、即ち圧縮器４６がないコア１２を示す。コアは、背面プレート１４と前面プレート１６との間に挟まれたコアプレート５４、５６のスタックを備え、背面及び前面プレート１４、１６の厚さは、コア１２においてコアプレート５４、５６の厚さより厚くてよく、これにより、コア１２に構造的剛性を提供する。
【００４４】
冷却システム１０及びコア１２は、図１及び図２において、それらが車両に設置される時に有するおおよその向きで示されている。
【００４５】
本実施形態において、背面プレート１４には、穿孔がなく、前面プレート１６には、以下で議論されるように、複数の冷媒接続及び冷却剤接続が設けられる。しかしながら、冷媒接続及び冷却剤接続の位置は、主として特定の空間的要件の機能であり、用途ごとに異なり得る。従って、図面は、前面プレート１６上に全ての冷却剤接続及び冷媒接続を示しているが、接続の一部又は全ては、代わりに背面プレート１４上に提供され得る。
【００４６】
コア１２内に一体化される冷却システム１０の３つの構成要素、即ち、凝縮器４０、蒸発器４２、及び冷媒リザーバ４４がある。凝縮器４０、蒸発器４２、及び冷媒リザーバ４４間のおおよその分割は、図１及び図２において点線で示されている。
【００４７】
コア１２は、前面プレート１６に、凝縮器４０を画定する冷却システム１０の部分に設けられた凝縮器冷却剤吸入口１８（本明細書では「第１の冷却剤吸入口」とも称される）を含む。凝縮器冷却剤吸入取付部２０が、凝縮器冷却剤吸入口１８に密封状態で結合される。凝縮器冷却剤排出口２２（本明細書では「第１の冷却剤排出口」とも称される）がまた、前面プレート１６に、凝縮器４０を画定するコア１２の部分に設けられる。凝縮器冷却剤排出取付部２３が、凝縮器冷却剤排出口２２に密封状態で結合される。凝縮器冷却剤吸入及び排出取付部２０、２３は、車両の冷却剤循環システムの外部冷却剤ラインへの接続のためのホースバーブを有する円柱状のチューブを備えるように示されている。
【００４８】
図示されている実施形態では、凝縮器冷却剤吸入口１８は、コア１２及び凝縮器４０の底に近接しており、一方、凝縮器冷却剤排出口２２は、コア１２及び凝縮器４０の頂部に近接している。従って、本実施形態では、冷却剤は、凝縮器４０の底から頂部へ上向きに流れる。しかしながら、凝縮器４０を通る冷却剤の流れの方向は、代わりに頂部から底へであり得ることが理解されよう。凝縮器冷却剤吸入口１８は、冷却剤循環システムからグリコール／水冷却剤であり得る液体冷却剤を受け入れ、冷却剤は、凝縮器冷却剤排出口２２から冷却剤循環システムに戻される。
【００４９】
図１及び図２はまた、コア１２が、前面プレート１６に、蒸発器４２を画定するコア１２の部分に設けられた蒸発器冷却剤吸入口２４（本明細書では「第２の冷却剤吸入口」とも称される）及び蒸発器冷却剤排出口２６（本明細書では「第２の冷却剤排出口」とも称される）を含むことを示す。蒸発器冷却剤吸入取付部２５が、蒸発器冷却剤吸入口２４に密封状態で結合され、蒸発器冷却剤排出取付部２７が、蒸発器冷却剤排出口２６に密封状態で結合される。蒸発器冷却剤吸入及び排出取付部２５、２７は、上述の凝縮器冷却剤取付部２０、２３と同じ構成を有する。
【００５０】
蒸発器冷却剤吸入口２４は、蒸発器４２の頂部及びコア１２の頂部と近接するように示されている。蒸発器冷却剤排出口２６は、蒸発器４２の底に近接するように示されており、これにより、冷却剤は、蒸発器４２を通って下向きに流れる。しかしながら、蒸発器を通る冷却剤の流れの方向は、冷却剤が蒸発器４２の底から頂部へ流れるように、逆であり得ることが理解されよう。蒸発器冷却剤吸入口２４は、冷却剤循環システムからグリコール／水冷却剤等の液体冷却剤を受け入れ、冷却剤は、蒸発器冷却剤排出口２６から冷却剤循環システムに戻される。凝縮器４０及び蒸発器４２は、同じ冷却剤循環システムに接続され得ることが理解されよう。
【００５１】
図１及び図２に示すとおり、コアは、前面プレート１６に、凝縮器４０を画定するコア１２の部分に設けられた冷媒吸入口２８を更に備える。冷媒吸入取付部３０が、冷媒吸入口２８に密封状態で結合される。使用時には、圧縮器４６の排出口からの加圧された気体冷媒が、冷媒吸入取付部３０及び吸入口２８を通って凝縮器４０に供給される。冷媒が凝縮器４０を通って流れる際、それは冷却され、それを凝縮させる冷却剤への伝熱により凝縮される。冷却剤は、冷媒から熱を吸収し、従って、排出口２２を通って凝縮器４０を出る冷却剤の温度は、吸入口１８を通って凝縮器４０に入る冷却剤の温度よりも高い。
【００５２】
凝縮器４０から冷媒リザーバ４４への凝縮された冷媒の流れを可能にする冷媒排出口は、コア１２内に含まれ、従って、図１及び図２では見えない。これは、以下で更に議論される。
【００５３】
図１及び図２にはまた、蒸発器４２へ冷媒を計量供給する熱膨張バルブ３４と、凝縮された冷媒を冷媒リザーバ４４から蒸発器４２へ運ぶための戻りチューブ３６と、取り付けブロック３８とが示されている。それらの全ては、一体型コア構造１２の一部を形成し、前面プレート１６上に設けられている。
【００５４】
熱膨張バルブ３４は、第１のポート４８及び第２のポート５０を有する業界標準の自動車熱膨張バルブを備え得る。バルブ３４は、第２のポート５０で監視される状態に基づいて、第１のポート４８を通る蒸発器４２へ液体冷媒の流れを計量供給する。これに関して、冷媒リザーバ４４からの加圧された液体冷媒は、戻りチューブ３６を通ってバルブ３４の第１のポート４８へ流れ、バルブ３４で、それは、システムの低圧側へ、即ち図１及び図２では見えないが、前面プレート１６の底に近接して位置する蒸発器４２の冷媒吸入口へ計量供給される。冷媒は、蒸発器４２を通って上昇する際に蒸発し、次に熱膨張バルブ３４の第２のポート５０を通ってコア１２を出て、圧縮器４６の吸入口へ流れる。
【００５５】
蒸発器４２において蒸発（即ち、沸騰）する際、冷媒は、蒸発器４２を通って流れる冷却剤から熱を抽出する。上で議論されたように、蒸発器４２を出る冷却された冷却剤は、冷却剤循環システムに戻され、別の流体を冷却するため、及び／又は熱を生成する構成要素を冷却するために使用され得る。
【００５６】
図１及び図２に示す冷却システム１０及びコア１２が、小型の構造を有し、流体接続の少なくともいくつかが、コア１２の構造内に設けられていることが理解され得る。更に、冷却システム１０及びコア１２が、比較的少数の構成要素を含み、図１に図示される構成要素の大部分が単一の操作で組み立てられ得ることが理解されよう。例えば、コア１２を構成するプレート、取り付けブロック３８、冷媒吸入取付部３０及び冷却剤取付部２０，２３，２５，２７が、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金等のろう付け可能な金属で構成されている場合、これらの構成要素は、ろう付け炉における単一のろう付け操作で全て組み立てられ得る。図３は、上記の構成要素からこの単一のろう付け操作で製造されたろう付けされたアセンブリを図示する。従って、図面に示されている冷却システム１０及びコア１２は、凝縮器、蒸発器及び冷媒リザーバの１又は複数が別個の構成要素として設けられる空調システムと比較して、簡潔さ、コスト及び製造可能性の観点で実質的な利点をもたらすことが理解され得る。例えば、凝縮器４０、蒸発器４２及びリザーバ４４を製造するために一組のダイが使用され得るので、構成要素の一体化は、ツーリングコストの実質的な節約をもたらす。
【００５７】
図４は、図２の線４−４'に沿った冷却システム１０を通る断面を示し、断面の平面は、凝縮器４０を通り、凝縮器冷却剤吸入口１８及び吸入取付部２０を通り、凝縮器冷却剤排出口２２及び排出取付部２３を通る。図５は、図４の一部の拡大図であり、凝縮器４０の頂部を示す。
【００５８】
図面から分かるように、コア１２は、本明細書で第１のコアプレート５４及び第２のコアプレート５６と称される、２つの異なるタイプの複数のコアプレートで構成されている。第１の及び第２のコアプレート５４、５６は、それぞれ、図１２及び図１５に分離状態で示されている。
【００５９】
図４、及び図５の拡大図に示すとおり、コアプレート５４、５６のコア１２は、凝縮器４０内で交互の冷媒流路５８及び冷却剤流路６０を画定する。第１の及び第２のコアプレート５４、５６には、それぞれ冷却剤吸入開口６２、６４が設けられ、それらはコア１２の全体にわたって互いに整列し、これにより凝縮器４０に冷却剤吸入マニホールド６６を形成する。
【００６０】
同様に、第１の及び第２のコアプレート５４、５６には、それぞれ冷却剤排出開口６８、７０が設けられ、それらはコア１２の全体にわたって整列され、凝縮器４０に冷却剤排出マニホールド７２を形成する。図４から分かるように、それぞれの冷却剤吸入及び排出マニホールド６６、７２は、背面プレート１４により一端で閉じられ、他端でそれぞれの凝縮器冷却剤吸入口及び排出口、１８、２２へ開いている。従って、冷却剤は、凝縮器冷却剤吸入口１８を通って冷却剤吸入マニホールド６６に入り、冷却剤流路６０を通って冷却剤排出マニホールド７２へ流れ、次に凝縮器冷却剤排出口２２を通って凝縮器４０を出る。
【００６１】
図６は、図２の線６−６'に沿った断面を示し、図６の断面の平面は、凝縮器４０の冷媒吸入口２８及び冷媒吸入取付部３０を通る。図７は、図６の一部の拡大図であり、凝縮器４０の底部を示す。図６及び図７から分かるように、第１の及び第２のコアプレート５４、５６は、それぞれ、第１の冷媒開口７４、７６を含み、開口７４、７６は、コア１２の全体にわたって整列し、凝縮器４０の第１の冷媒マニホールド空間７８を形成し、第１の冷媒マニホールド空間７８は、背面プレート１４により一端で閉じられ、反対側の端で冷媒吸入口２８へ開いている。いくつかの実施形態では、冷媒マニホールド空間７８は、コア１２の全体にわたって延在する冷媒吸入マニホールドを備え、しかしながら、本実施形態では、以下で議論されるように、冷媒が、凝縮器４０の冷媒流路５８を通るマルチパス流路をたどるように、冷媒マニホールド空間７８はパーティション化される。これは、以下で更に説明される。
【００６２】
図６及び図７に示すとおり、コアプレート５４、５６には、それぞれ、第２の冷媒開口１２６、１２８が設けられ、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、これにより、凝縮器４０の第２の冷媒マニホールド空間１３０を形成する。第２の冷媒マニホールド空間１３０は、背面及び前面プレート１４、１６により両端で閉じられている。
【００６３】
図８は、図２の線８−８'に沿った断面である。図８の断面の平面は、蒸発器４２及び冷媒リザーバ４４を通って延在し、また熱膨張バルブ３４、取り付けブロック３８、及び戻りチューブ３６を通って延在する。
【００６４】
図８から分かるように、コアプレート５４、５６は、それぞれ、冷媒吸入開口８０、８２を含み、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器４２の冷媒吸入マニホールド８４を形成し、冷媒吸入マニホールド８４は、前面プレート１６における冷媒吸入開口８６へ開いており、冷媒吸入マニホールド８４の他端は、背面プレート１４によって閉じられている。
【００６５】
コアプレート５４、５６にはまた、それぞれ、冷媒排出開口８８、９０が設けられ、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器４２の冷媒排出マニホールド９２を形成し、冷媒排出マニホールド９２は、前面プレート１６の冷媒排出開口９４へ一端で開いており、背面プレート１４により反対側の端で閉じられている。蒸発器４２内に、冷却剤の流れ及び冷媒のための別個の通路が設けられている。これに関して、コアプレート５４、５６は、交互の、冷媒吸入マニホールド８４から冷媒排出マニホールド９２へ延在する冷媒流路９６、及び冷却剤吸入及び排出マニホールド間に延在する冷却剤流路９８を画定し、それらは以下で説明される。
【００６６】
図８はまた、第１及び第２のコアプレート５４、５６には、リザーバ開口１００、１０２が設けられ、それらが、コア１２の全体にわたって整列され、冷媒リザーバ４４を形成し、それは、前面プレート１６に設けられたリザーバ排出開口１０４へ開いており、背面プレート１４によりその反対側の端で密封されていることを示す。本実施形態では、リザーバ４４は、コア１２の下部、凝縮器４０のそば、蒸発器４２の下方に位置する。しかしながら、以下で更に議論されるように、他の構成が可能である。
【００６７】
図８から分かるように、前面プレート１６のリザーバ排出開口１０４は、取り付けブロック３８を通って延在する穴１０６と連通しており、穴１０６は、戻りチューブ３６の一端を密封状態で受け入れる。従って、加圧された液体冷媒が、リザーバ４４から戻りチューブ３６へ流れる。戻りチューブ３６と取り付けブロック３８の穴１０６との間の密封された接続が、多くの異なる方法、例えば、ろう付け、溶接、圧縮、ネジ切り等により達成され得る。リザーバ排出開口１０４を覆って設けられた取り付けブロック３８の部分は、戻りチューブ３６の一端を密封状態で受け入れ、かつ穴１０６を含む簡単な取付部により置き換えられ得ることが理解されよう。
【００６８】
戻りチューブ３６の反対側の端は、上記の方式の何れかで熱膨張バルブ３４の第１のポート４８に密封状態で接続される。液体冷媒は、第１のポート４８を通って取り付けブロック３８の内部冷媒流路１０８に計量供給され、バルブ３４の第１のポート４８から前面プレート１６の冷媒吸入開口８６に流れる。
【００６９】
冷媒は、次に、蒸発器の冷媒吸入マニホールド８４に入り、蒸発器４２の冷媒流路９６に入る。流路９６を通って流れる際、冷媒は、蒸発し、冷却剤流路９８を通って流れる冷却剤から熱を除去する。膨張された冷媒は、次に、冷媒排出マニホールド９２に集められ、冷媒排出開口９４、及びバルブ３４の第２のポート５０と整列し、流体連通している取り付けブロック３８の第２の穴１１０を通ってコア１２を出る。
【００７０】
図９は、図１の線９−９'に沿った断面である。図９の断面の平面は、蒸発器４２及び冷媒リザーバ４４を通って延在し、より具体的には、蒸発器冷却剤吸入口２４及び排出口２６を通って延在する。図９は、蒸発器４２の交互の冷媒流路９６及び冷却剤流路９８を示す。図１２及び図１５はまた、第１の及び第２のコアプレート５４、５６に、それぞれ冷却剤吸入開口１１２、１１４が設けられていることを示す。吸入開口１１２，１１４は、コア１２の全体にわたって整列され、冷却剤吸入マニホールド１１６を形成し、冷却剤吸入マニホールド１１６は、前面プレート１６の蒸発器冷却剤吸入口２４へ一端で開いており、背面プレート１４により他端で閉じられている。
【００７１】
同様に、第１の及び第２のコアプレート５４、５６には、それぞれ冷却剤排出開口１１８、１２０が設けられ、開口１１８、１２０は、コア１２の全体にわたって整列し、蒸発器４２の冷却剤排出マニホールド１２２を形成する。冷却剤排出マニホールド１２２は、前面プレート１６における蒸発器冷却剤排出口２６へ開いており、冷却剤排出マニホールド１２２の反対側の端は、背面プレート１４により閉じられている。
【００７２】
凝縮器４０を通る、リザーバ４４内への冷媒の流れの内部ルーティングが、ここで図１０及び図１１を参照して以下で説明される。
【００７３】
図１０は、図１の線１０−１０'に沿ったＬ型断面であり、線１０−１０'は、凝縮器４０の第１の冷媒マニホールド空間７８及び第２の冷媒マニホールド空間１３０を通って延在し、また、リザーバ４４及びリザーバ排出開口１０４を横断して通って延在する。図１１は、凝縮器４０及び冷媒リザーバ４４の底部を通る横断面図を提供する。
【００７４】
上述のように、凝縮器４０は、コアプレート５４、５６の整列された第１の冷媒開口７４、７６により画定される第１の冷媒マニホールド空間７８を含む。第１の冷媒マニホールド空間７８内に、第１のコアプレート５４の１つにおいて「ブラインド」冷媒開口７４を備えるパーティション１２４が含まれる。図１０に示すとおり、前面プレート１６とパーティション１２４との間に５つの冷媒流路５８がある。
【００７５】
パーティション１２４は、第１の冷媒マニホールド空間７８を、図面において７８ａ及び７８ｂと符号付けされる２つの部分に分割する。冷媒吸入口２８からパーティション１２４まで延在する部分７８ａは、凝縮器４０の冷媒吸入マニホールドを備え、一方、部分７８ｂは、ターンアラウンドマニホールド空間を備え、その目的は、以下で説明される。
【００７６】
上記の通り、図１０に示すとおり、コアプレート５４、５６には、それぞれ、第２の冷媒開口１２６、１２８が設けられ、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、これにより、凝縮器４０の第２の冷媒マニホールド空間１３０を形成する。第２の冷媒マニホールド空間１３０は、背面及び前面プレート１４、１６により両端で閉じられている。第２の冷媒マニホールド空間１３０内に、第１のコアプレート５４の１つにおいて「ブラインド」冷媒開口１２６を備えるパーティション１３２（図７にも示される）が含まれる。図１０に示すとおり、前面プレート１６とパーティション１３２との間に１０つの冷媒流路５８があり、パーティション１３２と背面プレート１４との間に３つの冷媒流路５８がある。
【００７７】
パーティション１３２は、第２の冷媒マニホールド空間１３０を、図面において１３０ａ及び１３０ｂと符号付けされる２つの部分に分割する。前面プレート１６からパーティション１３０まで延在する部分１３０ａは、ターンアラウンドマニホールド空間を備え、一方、部分１３０ｂは、凝縮器４０の排出マニホールド空間を備え、以下で更に説明される。
【００７８】
パーティション１２４は、冷媒吸入マニホールド７８ａ内に受け入れられた冷媒を、凝縮器４０の第１の５つの冷媒流路５８を通って凝縮器４０の反対側の端にあるターンアラウンドマニホールド空間１３０ａへ流れるように方向付ける。これは、凝縮器４０を通る第１のパスである。一旦冷媒がターンアラウンドマニホールド空間１３０ａに受け入れられると、パーティション１３２の存在により、冷媒は、方向を変え、凝縮器４０の第２の５つの冷媒流路５８を通って凝縮器４０の反対側の端にあるターンアラウンドマニホールド空間７８ｂへ流れる。これは、凝縮器４０を通る第２のパスである。一旦冷媒がターンアラウンドマニホールド空間７８ｂに受け入れられると、冷媒は、方向を変え、凝縮器４０の最終の３つの冷媒流路５８を通って凝縮器４０の冷媒排出マニホールド空間１３０ｂへ流れるようにされる。これは、凝縮器４０を通る第３のパスである。
【００７９】
凝縮器４０を通る冷媒パスの数、及び各パスを構成する冷媒流路５８の数は、特定の用途に依存し、図面に示されたものと異なり得ることが理解されよう。理解されるように、パスの数は、パーティションの数を増やすことにより増やされ得、各パス内の冷媒流路５８の数は、パーティションのスペーシングを異ならせることにより、及び／又はコア１２におけるプレート５４、５６の数を異ならせることにより異なり得る。
【００８０】
コアプレート５４、５６は、上述のパーティション１２４及び１３２を製造するべく変形を必要とする。これは、コアプレート５４、５６の一方又は両方のためのツーリングに取り外し可能なダイ又はパンチを設けることにより達成され得る。パーティション１２４、１３２を有するコアプレートを製造することが望ましい場合に、ダイは、冷媒開口７４又は１２６が打ち抜かれないように取り外され得る。取り外し可能なダイ又はパンチを使用することにより、パーティション１２４、１３２の有無にかかわらず、同じダイがコアプレート５４、５６の製造に使用されることを可能にする。
【００８１】
図１１の横断面に最もよく分かるように、凝縮器４０の３つの最下の冷媒流路５８を画定する第１の及び第２のコアプレート５４、５６は、変形され、これにより冷媒排出マニホールド空間１３０ｂと冷媒リザーバ４４の内側との間の流体連通を提供する冷媒連通路１３４を画定する。これらの冷媒連通路１３４は、凝縮器４０の冷媒排出口１３６及び冷媒リザーバ４４の冷媒吸入口１３８の両方を画定する。
【００８２】
従って、まとめると、凝縮器４０を通る冷媒の内部ルーティングは、上述のように、冷媒に凝縮器４０を通るマルチパス流路をたどらせ、マルチパス流路は、凝縮器４０を通る３つのパスからなる。更に、凝縮器４０からの凝縮された冷媒が、任意の外部導管を通って流れることなく、コア１２に一体化されたリザーバ４４に直接通り、それにより流体接続を排除し、より漏えい耐性があり、小型の構造をもたらすことが理解され得る。また、外部冷媒接続の排除は、システムを充填するために必要とされる冷媒の容積を最小化するのに役立つ。
【００８３】
パーティション１２４、１３２と同様に、コアプレート５４、５６の一方又は両方は、冷媒連通路１３４を有する、又は有さないプレートを製造するべく変形を必要とする。コアプレート５４、５６のこの変形はまた、コアプレート５４、５６のためのツーリングに取り外し可能なダイを設けることにより達成され得、これらの取り外し可能なダイは、冷媒連通路１３４の領域でプレート５４、５６の部分をスタンプする。理解されるように、この変形を達成する取り外し可能なダイの使用は、ツーリングコストの低減をもたらし得る。
【００８４】
上記の通り、冷媒連通路１３４を設けることは、コア１２における第１の及び／又は第２のコアプレート５４、５６の何らかの変形を必要とする。プレートの構成を、以下図１２から図１６を参照してここで説明する。
【００８５】
図１２は、冷媒側１４０及び反対側の冷却剤側１４２を有する第１のコアプレート５４を図示し、冷媒側１４０は、図１２において上を向いている。図１２から分かるように、第１のコアプレート５４の冷媒側１４０には、複数の隆起パーティションが設けられ、それらに沿って、第１のコアプレート５４は、隣接する第２のコアプレート５６に密封状態で接合される。これらのパーティションは、第１のコアプレート５４を凝縮器部分１４４、蒸発器部分１４６、及びリザーバ部分１４８に分割する。
【００８６】
凝縮器部分１４４は、第１のプレート５４の冷媒側１４０及び冷却剤側１４２を分離する凝縮器壁１４５を備える。組み立てられたコアでは、凝縮器部分１４４は、コア１２の全体にわたって整列され、凝縮器壁１４５は、凝縮器４０の冷媒流路５８を凝縮器４０の冷却剤流路６０から分離する。
【００８７】
同様に、蒸発器部分１４６は、第１のプレート５４の冷媒側１４０及び冷却剤側１４２を分離する蒸発器壁１４７を備える。組み立てられたコアでは、蒸発器部分１４６は、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器壁１４７は、蒸発器４２の冷媒流路９６を蒸発器４２の冷却剤流路９８から分離する。
【００８８】
隆起パーティションは、凝縮器部分１４４を完全に囲み、かつ凝縮器部分１４４から蒸発器部分１４６及び／又はリザーバ部分１４８へのプレート５４の冷媒側１４０に沿った冷媒の流れを妨げる直立の凝縮器パーティション１５０を含む。凝縮器パーティション１５０は、冷却剤開口６２、６８及び冷媒開口７４、１２６を包囲する。
【００８９】
更に、蒸発器パーティション１５２が、冷媒開口８０、８８並びに冷却剤開口１１２及び１１８を含む第１のコアプレート５４の蒸発器部分１４６を囲む。リザーバパーティション１５４が、リザーバ開口１００を囲む。
【００９０】
図１３の断面では、第１のコアプレート５４の、反対側の、冷却剤側１４２は、凝縮器部分１４４、蒸発器部分１４６、リザーバ部分１４８を互いから同様に分離する複数のパーティションを備えることが理解され得る。これに関して、細長い凝縮器パーティション１５６が、第１のコアプレート５４の長さの全体にわたって延在し、凝縮器部分１４４を蒸発器部分１４６及びリザーバ部分１４８から分離し、蒸発器パーティション１５８が、蒸発器部分１４６をリザーバ部分１４８から分離する。
【００９１】
図１２及び図１３に示されているプレート構成は、冷媒連通路１３４を含まない。
【００９２】
図１４は、第１のプレート５４の変形例を示し、それぞれ、第１のプレート５４の冷媒側１４０で凝縮器部分１４４及びリザーバ部分１４８を囲むパーティション１５０及び１５４は、遮断され、冷媒連通路１３４を設け、これにより冷媒が、凝縮器４０の排出マニホールド空間１３０ｂからリザーバ４４に流れることを可能にする。
【００９３】
図１５及び図１６は、第２のプレート５６の構成を同様に図示し、第２のプレート５６は、冷媒側１６０及び反対側の冷却剤側１６２を有し、冷却剤側は、これらの図面において上を向いている。図１５から分かるように、第２のコアプレート５６の冷却剤側１６２には、複数の隆起パーティションが設けられ、それらに沿って、第２のコアプレート５６は、隣接第１のコアプレート５４に密封状態で接合される。これらのパーティションは、第２のコアプレート５６を、凝縮器壁１６５を有する凝縮器部分１６４、蒸発器壁１６７を有する蒸発器部分１６６、及びリザーバ部分１６８に分割する。
【００９４】
凝縮器壁１６５は、第２のプレート５６の冷媒側１６０及び冷却剤側１６２を分離する。組み立てられたコアでは、凝縮器部分１６４は、コア１２の全体にわたって互いに、第１のコアプレート５４の凝縮器部分１４４と整列され、凝縮器壁１６５は、凝縮器４０の冷媒流路５８を凝縮器４０の冷却剤流路６０から分離する。
【００９５】
同様に、蒸発器壁１６７は、第２のプレート５６の冷媒側１６０及び冷却剤側１６２を分離する。組み立てられたコア１２では、蒸発器部分１６６は、コア１２の全体にわたって互いに、第１のコアプレート５４の蒸発器部分１４６と整列され、蒸発器壁１６７は、蒸発器４２の冷媒流路９６を蒸発器４２の冷却剤流路９８から分離する。
【００９６】
第２のコアプレート５６の冷却剤側１６２にある隆起パーティションは、第２のコアプレート５６の長さの全体にわたって延在し、凝縮器部分１６４を蒸発器部分１６６及びリザーバ部分１６８から分離する細長い凝縮器パーティション１７０と、蒸発器部分１６６をリザーバ部分１６８から分離する蒸発器パーティション１７２とを含む。
【００９７】
第２のコアプレート５６の冷媒側１６０の隆起パーティションは、凝縮器部分１６４を完全に囲み、かつ凝縮器部分１６４から蒸発器部分１６６及び／又はリザーバ部分１６８へのプレート５６の冷媒側１６０に沿った冷媒の流れを妨げる直立の凝縮器パーティション１７４を含む。凝縮器パーティション１７４は、冷却剤開口６４、７０及び冷媒開口７６、１２８を包囲する。
【００９８】
更に、蒸発器パーティション１７６が、冷媒開口８２、９０並びに冷却剤開口１１４及び１２０を含む第２のコアプレート５６の蒸発器部分１６６を囲む。リザーバパーティション１７８が、リザーバ開口１０２を囲む。
【００９９】
図１５で示されている第２のコアプレート５６及び図１６の上部の第２のコアプレート５６は、凝縮器４０とリザーバ４４との間の冷媒の流れを妨げる隆起パーティションを含む。しかしながら、図１６の底部のプレート５６は、第２のコアプレート５６の変形例であり、その中で、第２のコアプレート５６の冷媒側１６０で、それぞれ凝縮器部分１６４及びリザーバ部分１６８を囲むパーティション１７４及び１７８は、遮断され、冷媒連通路１３４を設け、これにより冷媒が、凝縮器４０の排出マニホールド空間１３０ｂからリザーバ４４に流れることを可能にする。
【０１００】
システム１０の効率を向上するべく、熱遮断部が凝縮器４０と蒸発器４２との間に設けられ得、これによりこれらの２つの構成要素間の伝熱を最小化することが理解されよう。これらの熱遮断部は、凝縮器４０と蒸発器４２との間に位置するコアプレート５４、５６の部分に設けられた小さい穴又はスロット等の開口の形態をとり得る。熱遮断部を含むことは、コアプレート５４、５６がある程度拡げられることを必要とし得る。
【０１０１】
図面には示されていないが、凝縮器４０及び蒸発器４２の冷媒流路及び冷却剤流路には、伝熱のための乱流及び表面積を増やし、コア１２のために構造的支持を提供するべく乱流促進機構が設けられ得ることが理解されよう。これらの乱流促進機構は、コアプレート５４及び／又は５６の壁に（例えば、凝縮器壁１４５、１６５及び／又は蒸発器壁１６５、１６７に）形成されるリブ及び／又は窪みの形態をとり得る。代替的に、乱流促進機構は、波形フィン又はタービュライザー等の乱流促進挿入体の形態をとり得る。本明細書において使用されるように、「フィン」及び「タービュライザー」という用語は、軸方向に延びる複数の隆線、又は側壁によって接続された頂点を有する、波形の乱流促進挿入体を指すことを意図している。隆線は、丸みを帯びているか又は平坦である。本明細書において定義されるように、「フィン」は、連続的な隆線を有し、これに対して、「タービュライザー」は、タービュライザーを通る軸流がねじれるように、その長さに沿って断続的な隆線を有する。タービュライザーは、オフセットストリップフィン又はランスドストリップフィン（ｌａｎｃｅｄ  ｓｔｒｉｐ  ｆｉｎ）と称される場合があり、このようなタービュライザーの例は、米国再発行特許発明第３５，８９０号（Ｓｏ）及び米国特許第６，２７３，１８３号（Ｓｏ等）に記載されている。Ｓｏ及びＳｏ等に対する特許のその全体を参照により本明細書に組み込む。
【０１０２】
第２の実施形態に係る冷却システム２００を、図１７から図２８を参照してここで説明する。冷却システム２００は、上述の冷却システム１０のものと同様又は同一の多くの要素を含む。以下の説明では、同様の要素は、同様の参照番号で識別され、システム１０におけるこれらの同様の要素の上記の説明は、以下に別途記載されない限り、システム２００の要素に適用される。冷却システム２００と冷却システム１０との間の重要な違いの１つは、冷却システム２００のプレートが、取り付けブロック３８の必要性を排除するように構成されていることである。
【０１０３】
図１７は、それが設置されるおおよその向きで冷却システム２００の外観を示す。冷却システム２００は、一体型コア構造１２（本明細書で「コア１２」と称される）、及び圧縮器４６を含む。コア１２は、背面プレート１４と前面プレート１６との間に挟まれたコアプレート５４、５６のスタックを備える。背面プレート１４には、穿孔がなく、前面プレート１６には、複数の冷媒接続及び冷却剤接続が設けられる。
【０１０４】
冷却システム２００のコア１２は、凝縮器４０、蒸発器４２、及び冷媒リザーバ４４を含む多くの構成要素を一体化する。図１７に示すとおり、前面プレート１６は、熱遮断部としてスロット２０２の２つの列を含む。凝縮器４０は、スロット２０２の左側のコア１２の部分を含み、蒸発器４２は、スロット２０２の右側のコア１２の部分を含み、冷媒リザーバ４４は、スロット２０２の２つの列の間に位置するコア１２の部分を含む。
【０１０５】
冷却システム２００のコア１２は、前面プレート１６に、凝縮器４０を画定するコア１２の部分に凝縮器冷却剤吸入口１８（「第１の冷却剤吸入口」）及び凝縮器冷却剤排出口２２（「第１の冷却剤排出口」）を含む。凝縮器冷却剤吸入取付部２０が、凝縮器冷却剤吸入口１８に密封状態で結合され、凝縮器冷却剤排出取付部２３が、凝縮器冷却剤排出口２２に密封状態で結合される。凝縮器冷却剤吸入口１８は、コア１２及び凝縮器４０の頂部に近接しており、一方、凝縮器冷却剤排出口２２は、コア１２及び凝縮器４０の底に近接している。従って、冷却剤は、凝縮器４０の頂部から底に向かって下向きに流れるが、第１の実施形態と同様に、冷却剤の流れの方向は、代わりに底から頂部へであり得る。
【０１０６】
冷却システム２００のコア１２は、前面プレート１６に、蒸発器４２を画定するコア１２の部分に蒸発器冷却剤吸入口２４（「第２の冷却剤吸入口」）及び蒸発器冷却剤排出口２６（「第２の冷却剤排出口」）を含む。蒸発器冷却剤吸入取付部２５が、蒸発器冷却剤吸入口２４に密封状態で結合され、蒸発器冷却剤排出取付部２７が、蒸発器冷却剤排出口２６に密封状態で結合される。蒸発器冷却剤吸入口２４は、蒸発器４２及びコア１２の底に近接している。蒸発器冷却剤排出口２６は、蒸発器４２及びコア１２の頂部に近接するように示されており、これにより、冷却剤は、蒸発器４２を通って上向きに流れる。しかしながら、冷却剤は、第１の実施形態と同様に、代わりに、蒸発器４２を通って頂部から底へ流れ得る。
【０１０７】
冷却システム２００のコア１２は、前面プレート１６に、凝縮器４０を画定するコア１２の部分に、冷媒吸入口２８を更に備える。冷媒吸入取付部３０が、冷媒吸入口２８に密封状態で結合される。使用時には、圧縮器４６の排出口からの加圧された気体冷媒が、冷媒吸入取付部３０及び吸入口２８を通って凝縮器４０に供給される。気体冷媒が凝縮器４０を通って流れる際、それは、冷却され、冷却剤への伝熱により凝縮され、従って、排出口２２を通って凝縮器を出る冷却剤は、吸入口１８を通って凝縮器に入る冷却剤より高い温度である。
【０１０８】
凝縮器４０から冷媒リザーバ４４への冷媒排出口は、コア１２内に含まれ、図１７では見えない。
【０１０９】
冷却システム２００のコア１２はまた、蒸発器４２への冷媒を計量供給するための熱膨張バルブ３４と、冷媒を冷媒リザーバ４４から蒸発器４２へ運ぶための戻りチューブ３６とを含む。熱膨張バルブ３４は、第１のポート４８及び第２のポート５０を有し、それらは第２の実施形態では隣り合わせである。バルブ３４は、第２のポート５０で監視される状態に基づいて、第１のポート４８を通る冷媒の流れを計量供給する。これに関して、冷媒リザーバ４４からの加圧された液体冷媒は、前面プレート１６の上方端に設けられたリザーバ排出開口１０４（図２３）を通ってバルブ３４の第１のポート４８へ流れる。バルブ３４の第１のポート４８から、冷媒は、戻りチューブ３６に入り、それは、蒸発器４２の下方端にある冷媒吸入開口８６（図２３）に冷媒を搬送する。蒸発器４２を上昇する際、冷媒は、蒸発（即ち、沸騰）し、それにより蒸発器４２を通って循環する冷却剤から熱を抽出する。気体冷媒は、熱膨張バルブ３４の第２のポート５０と連通する冷媒排出開口９４（図２３）を通ってコア１２を出る。第２のポート５０を出る冷媒は、次に、圧縮器４６の吸入口へ流れる。
【０１１０】
コア１２及び取付部２０，２３，２５，２７、及び３０は、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金等のろう付け可能な金属で構成され得、これらの構成要素は、ろう付け炉における単一のろう付け操作で全て組み立てられ得る。
【０１１１】
コア１２は、第１のコアプレート５４及び第２のコアプレート５６で構成され、凝縮器４０内で交互の冷媒流路５８及び冷却剤流路６０を画定し、蒸発器４２内で交互の冷媒流路９６及び冷却剤流路９８を画定する。本実施形態では、第１の及び第２のコアプレート５４、５６は、互いの鏡像である。 
【０１１２】
第１の及び第２のコアプレート５４、５６は、それぞれ冷却剤吸入開口６２、６４を有し、それらはコア１２の全体にわたって整列し、凝縮器４０に冷却剤吸入マニホールド６６を形成する。同様に、第１の及び第２のコアプレート５４、５６は、それぞれ冷却剤排出開口６８、７０を有し、それらはコア１２の全体にわたって整列し、凝縮器４０の冷却剤排出マニホールド７２を形成する。冷却剤吸入及び排出マニホールド６６、７２は、背面プレート１４により一端でそれぞれ閉じられ、他端でそれぞれの凝縮器冷却剤吸入口及び排出口１８、２２へ開いている。凝縮器４０の冷却剤マニホールド６６、７２は、凝縮器４０の冷却剤流路６０を通って互いに流体連通している。冷却剤マニホールド６６、７２の部分は、図１８の背面図に見られ、冷却剤吸入マニホールド６６はまた、図２０の断面に見られる。
【０１１３】
コアプレート５４、５６は、それぞれ、第１の冷媒開口７４、７６を含み、それらは、コア１２の全体にわたって整列し、凝縮器４０の第１の冷媒マニホールド空間７８を形成し、それは、背面プレート１４により一端で閉じられ、反対側の端で冷媒吸入口２８へ開いている。冷媒マニホールド空間７８は、以下で議論されるように、パーティション化され、冷媒にマルチパス流路をたどらせる。コアプレート５４、５６はまた、それぞれ、第２の冷媒開口１２６、１２８を有し、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、凝縮器４０の第２の冷媒マニホールド空間１３０を形成する。第２の冷媒マニホールド空間１３０は、背面及び前面プレート１４、１６により両端で閉じられている。冷媒マニホールド空間７８、１３０は、凝縮器４０の冷媒流路５８を通って互いに流体連通している。マニホールド空間７８及び／又は１３０は、図１９及び図２０の断面で最もよく分かる。
【０１１４】
コアプレート５４、５６は、それぞれ、冷却剤吸入開口１１２、１１４を含み、吸入開口１１２、１１４は、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器の冷却剤吸入マニホールド１１６を形成する。冷却剤吸入マニホールド１１６は、前面プレート１６の蒸発器冷却剤吸入口２４へ一端で開いており、背面プレート１４により他端で閉じられている。コアプレート５４、５６にはまた、それぞれ冷却剤排出開口１１８、１２０が設けられ、開口１１８、１２０は、コア１２の全体にわたって整列し、蒸発器４２の冷却剤排出マニホールド１２２を形成する。冷却剤排出マニホールド１２２は、前面プレート１６における蒸発器冷却剤排出口２６へ開いており、冷却剤排出マニホールド１２２の反対側の端は、背面プレート１４により閉じられている。蒸発器４２の冷却剤マニホールド１１６、１２２は、蒸発器４２の冷却剤流路９８を通って互いに流体連通している。
【０１１５】
コアプレート５４、５６は、それぞれ、冷媒吸入開口８０、８２を有し、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器４２の下方端で、蒸発器４２の冷媒吸入マニホールド８４を形成する。冷媒吸入マニホールド８４は、前面プレート１６における冷媒吸入開口８６へ開いており、冷媒吸入マニホールド８４の他端は、背面プレート１４により閉じられている。  コアプレート５４、５６はまた、それぞれ、冷媒排出開口８８、９０を有し、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器４２の上方端で、蒸発器４２の冷媒排出マニホールド９２を形成する。冷媒排出マニホールド９２は、前面プレート１６の冷媒排出開口９４へ一端で開いており、背面プレート１４により反対側の端で閉じられている。冷媒マニホールド８４、９２は、蒸発器４２の冷媒流路９６を通って互いに流体連通している。 
【０１１６】
コアプレート５４、５６にはまた、リザーバ開口１００、１０２が設けられ、それらは、コア１２の全体にわたって整列され、冷媒リザーバ４４を形成し、それは、その上方端で、前面プレート１６に設けられたリザーバ排出開口１０４へ開いており、背面プレート１４によりその反対側の端で密封されている。バルブ３４は、図２０に示すとおり、その第１のポート４８をリザーバ排出開口１０４と流体連通した状態で前面プレート１６に結合される。
【０１１７】
コア１２の冷媒リザーバ４４には、背面プレート１４と前面プレート１６との中間に位置するパーティション２０４が設けられ、冷媒リザーバ４４を、図面において４４ａ及び４４ｂと符号付けされた２つの部分に分割する。パーティション２０４は、その下方端に１又は複数の開口を有し、冷媒リザーバ４４の２つの部分４４ａ、４４ｂの間の流体連通を可能にする。本実施形態では、１つのこのような開口２０６が、パーティション２０４に設けられる。 
【０１１８】
バルブ３４の第１のポート４８は、戻りチューブ３６の上方端を密封状態で受け入れ、戻りチューブ３６の下方端は、例えば冷媒吸入取付部２０８を通って、前面プレート１６の冷媒吸入開口８６に密封状態で接続される。従って、戻りチューブ３６は、コア１２の上方端にあるリザーバ排出開口１０４から、コア１２の下方端にある蒸発器４２の冷媒吸入開口８６へ液体冷媒を搬送する。開口８６から、冷媒は、蒸発器の冷媒吸入マニホールド８４に入り、蒸発器４２の冷媒流路９６に入る。流路９６を通って上向きに流れる際、冷媒は、蒸発（即ち、沸騰）し、冷却剤流路９８を通って流れる冷却剤から熱を抽出する。膨張された冷媒は、次に、冷媒排出マニホールド９２に集められ、バルブ３４の第２のポート５０と整列し、流体連通している冷媒排出開口９４を通ってコア１２を出る。
【０１１９】
冷却システム２００のコア１２を通る冷媒の流れの内部ルーティングが、ここで図１７から図２８を参照してより詳細に説明される。
【０１２０】
図２３は、冷却システム２００のコア１２を構成する様々なプレート５４、５６、背面プレート１４及び前面プレート１６の分解図である。特に、図２３は、コア１２が、ＡからＧと符号付けされたコアプレート５４、５６の７つの異なるグループで構成されていることを示す。各グループは、１又は複数のプレート対を備え、プレート対の各々は、コアプレート５４及びコアプレート５６を備える。
【０１２１】
図２４から図２８は、図２３においてそれぞれグループＡ、Ｂ、Ｄ、Ｆ及びＧとして符号付けされる、コアプレート５４、５６のグループの拡大図である。コアプレート５４、５６のこれらのグループの各々は、ここで以下で詳細に議論されるように、コアの全体にわたる冷媒の流れのルーティングに影響を及ぼす機構を含む。
【０１２２】
グループＡは、４つのプレート対５４、５６を含み、それらにおいて、コアプレート５４、５６は、いかなるブラインド開口又はパーティションも含まない。グループＡは、グループＣと同一であり、グループＥが４つではなく３つのプレート対のみを含むことを除いてグループＥと同一である。
【０１２３】
グループＢは、１つのプレート対５４、５６を含み、それにおいて少なくともコアプレート５４は、ブラインド開口１２４ａ及びリザーバパーティション２０４を含む。
【０１２４】
グループＤは、１つのプレート対５４、５６を含み、それにおいて少なくともコアプレート５４は、ブラインド開口１３２を含む。
【０１２５】
グループＦは、１つのプレート対５４、５６を含み、それにおいて少なくともコアプレート５４は、ブラインド開口１２４ｂを含む。
【０１２６】
グループＧは、２つのプレート対５４、５６を含み、それらにおいて、少なくともコアプレート５４は、冷媒連通路１３４を含む。
【０１２７】
図１９及び図２０に示すとおり、凝縮器４０の第１の冷媒マニホールド空間７８は、パーティション１２４ａ及び１２４ｂの対を含み、各々が、コアプレート５４、５６の少なくとも１つにおいて「ブラインド」冷媒開口７４、７６を備える。図示されている実施形態では、パーティション１２４ａ、１２４ｂは、それぞれ第１のコアプレート５４に設けられている。２つのパーティション１２４ａ及び１２４ｂは、第１の冷媒マニホールド空間７８を、図面において７８ａ、７８ｂ及び７８ｃと符号付けされる３つの部分に分割する。冷媒吸入口２８からパーティション１２４ａへ（即ち、グループＡのプレート対を通って）延在する部分７８ａは、凝縮器４０の冷媒吸入マニホールドを備える。パーティション１２４ａと１２４ｂとの間に（即ち、グループＣ、Ｄ、及びＥのプレート対を通って）延在する部分７８ｂは、ターンアラウンドマニホールド空間を備え、その目的は以下で説明される。パーティション１２４ｂから背面プレート１４へ（即ち、グループＧのプレート対を通って）延在する部分７８ｃは、凝縮器４０の冷媒排出マニホールドを備える。
【０１２８】
図１９に示すとおり、凝縮器４０の第２の冷媒マニホールド空間１３０は、背面及び前面プレート１４、１６により両端で閉じられ、コアプレート５４、５６の少なくとも１つにおいて「ブラインド」冷媒開口１２６、１２８を備えるパーティション１３２を含む。図示されている実施形態では、パーティション１３２は、パーティション１２４ａ、１２４ｂが設けられる第１のコアプレート５４の中間に位置する第１のコアプレート５４に設けられる。パーティション１３２は、第２の冷媒マニホールド空間１３０を、図面において１３０ａ及び１３０ｂと符号付けされる２つの部分に分割する。部分１３０ａは、前面プレート１６からパーティション１３２へ（即ち、グループＡ、Ｂ、及びＣのプレート対を通って）延在し、部分１３０ｂは、パーティション１３２から背面プレート１４へ（即ち、グループＥ、Ｆ、及びＧのプレート対を通って）延在する。
【０１２９】
パーティション１２４ａ、１２４ｂ及び１３２は、冷媒に多数回凝縮器４０を通らせる。特に、図１７から図２８に示されている配置は、冷媒に、それが凝縮器４０を通って流れる際に４回通らせる。第１の実施形態と同様に、パーティション１２４及び１３２は、コアプレート５４、５６の一方又は両方のためのツーリングに取り外し可能なダイ又はパンチを設けることにより形成され得る。
【０１３０】
図２０の横断面に最もよく分かるように、背面プレート１４に最も近接した凝縮器４０の２つの冷媒流路５８を画定する第１の及び／又は第２のコアプレート５４、５６（即ち、グループＧ）は、変形され、これにより冷媒排出マニホールド空間１３０と冷媒リザーバ４４の内側との間の流体連通を提供する冷媒連通路１３４を画定する。これらの冷媒連通路１３４は、凝縮器４０の冷媒排出口１３６及び冷媒リザーバ４４の冷媒吸入口１３８の両方を画定する。従って、一旦冷媒が凝縮器４０の冷媒流路５８を４回通り終わると、それは、連通路１３４を通ってリザーバ４４へ流入する。
【０１３１】
上記の通り、コア１２の冷媒リザーバ４４は、冷媒リザーバ４４を２つの部分４４ａ、４４ｂに分割するパーティション２０４を有し、後方部４４ａは、前方部４４ｂより大きい容積を有するように示されている。パーティション２０４は、その下方端に１又は複数の開口を有し、冷媒リザーバ４４の２つの部分４４ａ、４４ｂの間の流体連通を可能にする。本実施形態では、１つのこのような開口２０６が、パーティション２０４に設けられる。従って、凝縮器４０からの液体冷媒は、リザーバ４４の後方部４４ａに集められる。集められた冷媒は、開口２０６を通ってリザーバ４４の前方部４４ｂへ流入し、次に、コア１２の上方端における開口１０４を通って加圧下で押し出される。
【０１３２】
理解されるように、第２の実施形態におけるこれらの要素の配置は、リザーバ排出開口１０４及び蒸発器４２の冷媒吸入開口８６が、コア１２の反対側の端に位置することを可能にし、それにより、内部流路１０８を有する取り付けブロック３８の必要性を排除し、コア１２の構造を簡略化する。加えて、凝縮器４０と蒸発器４２との間にリザーバ４４を置くことは、これらの２つの構成要素間の伝熱を最小化するのに役立つ。
【０１３３】
第１の実施形態と同様に、第２の実施形態のコアプレート５４、５６は、凝縮器４０、リザーバ４４、及び蒸発器４２を分離する複数の隆起パーティションを含む。これらのパーティションは、冷却システム１０に関する上記の説明に従い、以下は、第１のコアプレート５４の隆起パーティションの説明であり、第２のコアプレート５６が、プレート５４の鏡像であることが理解され、従って、以下の説明はまた、第２のコアプレート５６に適用される。
【０１３４】
第１のコアプレート５４の冷媒側１４０には、複数の隆起パーティションが設けられ、それらに沿って、第１のコアプレート５４は、隣接する第２のコアプレート５６に密封状態で接合される。これらのパーティションは、第１のコアプレート５４を凝縮器部分１４４、蒸発器部分１４６、及びリザーバ部分１４８に分割し、リザーバ部分１４８は、凝縮器部分１４４と蒸発器部分１４６との間に位置する。 
【０１３５】
凝縮器部分１４４は、第１のプレート５４の冷媒側１４０及び反対側の冷却剤側を分離する凝縮器壁１４５を備える。組み立てられたコアでは、凝縮器部分１４４は、コア１２の全体にわたって整列され、凝縮器壁１４５は、凝縮器４０の冷媒流路５８を凝縮器４０の冷却剤流路６０から分離する。
【０１３６】
同様に、蒸発器部分１４６は、第１のプレート５４の冷媒側１４０及び反対側の冷却剤側を分離する蒸発器壁１４７を備える。組み立てられたコアでは、蒸発器部分１４６は、コア１２の全体にわたって整列され、蒸発器壁１４７は、蒸発器４２の冷媒流路９６を蒸発器４２の冷却剤流路９８から分離する。
【０１３７】
隆起パーティションは、凝縮器部分１４４を完全に囲み（連通路１３４を含むグループＧの場合を除く）、かつ凝縮器部分１４４からリザーバ部分１４８へのプレート５４の冷媒側１４０に沿った冷媒の流れを妨げる直立の凝縮器パーティション１５０を含む。凝縮器パーティション１５０は、冷却剤開口６２、６８及び冷媒開口７４、１２６を包囲する。
【０１３８】
更に、蒸発器パーティション１５２が、冷媒開口８０、８８並びに冷却剤開口１１２及び１１８を含む第１のコアプレート５４の蒸発器部分１４６を囲む。リザーバパーティション１５４が、リザーバ開口１００を完全に囲む（連通路１３４を含むグループＧの場合を除く）。
【０１３９】
第１のコアプレート５４の反対側の、冷却剤側は、凝縮器部分１４４、蒸発器部分１４６、リザーバ部分１４８を互いから同様に分離する複数のパーティションを備える。これに関して、細長い凝縮器パーティション１５６が、第１のコアプレート５４の高さの全体にわたって延在し、凝縮器部分１４４を蒸発器部分１４６及びリザーバ部分１４８から分離し、蒸発器パーティション１５８が、第１のコアプレート５４の高さの全体にわたって延在し、蒸発器部分１４６をリザーバ部分１４８から分離する。
【０１４０】
図２８で示されているグループＧのプレート対では、それぞれ、第１のプレート５４の冷媒側１４０で凝縮器部分１４４及びリザーバ部分１４８を囲むパーティション１５０及び１５４は、遮断され、冷媒連通路１３４を設け、これにより冷媒が、凝縮器４０の排出マニホールド空間１３０ｂからリザーバ４４に流れることを可能にする。
【０１４１】
本実施形態では、第１の熱遮断部が凝縮器と冷媒リザーバとの間に設けられ、第１の熱遮断部は、コア１２の左側にスロット２０２を備える。また、第２の熱遮断部が蒸発器と冷媒リザーバとの間に設けられ、第２の熱遮断部は、コア１２の右側にスロット２０２を備える。
【０１４２】
各熱遮断部は、コア１２のコアプレート５４、５６の少なくともいくつかにおいて１又は複数の開口を備え、各上記熱遮断部が備える１又は複数の開口は、互いに整列されている。本実施形態では、第１の熱遮断部を備える開口（即ち、スロット２０２の左列）は、凝縮器部分１４４をリザーバ部分１４８から分離するパーティションの少なくとも１つに位置する。同様に、第２の熱遮断部を備える開口（即ち、スロット２０２の右列）は、蒸発器部分１４６をリザーバ部分１４８から分離するパーティションの少なくとも１つに位置する。例えば、図２４から図２８に示すとおり、スロット２０２は、凝縮器パーティション１５６及び蒸発器パーティション１５８に設けられ得、それらの両方が、コアプレート５４の冷却剤側から突出する。凝縮器パーティション１５６は、コアプレート５４の冷媒側１４０の凝縮器パーティション１５０とリザーバパーティション１５４との間に位置し、蒸発器パーティション１５８は、コアプレート５４の冷媒側１４０の蒸発器パーティション１５２とリザーバパーティション１５４との間に位置する。代替的に、又はパーティション１５６、１５８におけるスロット２０２に加えて、熱遮断部を設ける目的のためにパーティション１５０、１５２、１５４の１又は複数において同様のスロット又は開口を設けることが望ましい場合がある。
【０１４３】
スロット２０２等の開口は、コア１２を構成するプレート５４、５６の各々、並びに背面プレート１４及び前面プレート１６に設けられることが望ましい。開口は、熱遮断部の各々がコアにわたって完全に延在するように、スタックの全体にわたって互いに整列されている。
【０１４４】
図面には示されていないが、凝縮器４０及び蒸発器４２の冷媒流路及び冷却剤流路には、第１の実施形態に関連して上で議論されたように、乱流促進機構が設けられ得ることが理解されよう。
【０１４５】
本発明は、特定の実施形態に関連して説明されてきたが、これらに限られない。むしろ、本発明は、以下の特許請求の範囲に含まれ得る全ての実施形態を含む。
【図１】
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【図２】
2018536133.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
2018536133.tif 000031
2018536133.tif 000032