CN101627267B - 汽车空调设备的冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于空调设备特别是车用空调设备的冷凝器，所述冷凝器包括一个管片式芯体和布置在侧面的集流管，其中，管片式芯体具有水平延伸的管、一个冷凝段和一个位于冷凝段之上的过冷却段；所述冷凝器还包括一个与集流管平行布置的、带有一个干燥器(16)、一个过滤器(18)、一个下降管(15)及一个上升管(17)的集流器(5)，它通过第一溢流孔(8)与冷凝段以及通过第二溢流孔(9)与过冷却段实现制冷剂的流通，其中，下降管(15)在进口侧通过一个布置在集流器(5)中的流入室(10)与第一溢流孔(8)连通。

Description

汽车空调设备的冷凝器

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1所述的、用于空调设备的冷凝器，而上述权利要求所涉及的冷凝器在申请人较早的专利申请10 2005 005 187.1中已公开。

背景技术

申请人的这个较早的专利申请10 2005 005 187.1涉及一种制冷剂冷凝器，它包括一个冷凝段和位于前者之上的过冷却段(unterkühlen过度冷却)-即过冷却区，在这里，制冷剂被冷却到其冷凝温度之下。此外，这个冷凝器还包括布置在侧部的集流管和一个集成式的集流器，它通过第一和第二溢流孔与相邻的集流管或冷凝器连通。在集流器中布置着一个嵌件，它具有一个下降管、一个过滤-干燥器单元和一个上升管，其中，下降管的进口与最后的冷凝段连通，而上升管的出口与过冷却区相通。在过滤-干燥单元中布置着一种干燥材料(即一种所谓的分子筛)及一个机械筛，从而使制冷剂在穿过过滤干燥单元时，一方面将它所带有的杂质颗粒去掉，另一方面使其干燥。在集流器的上部，在溢流孔区域布置着一个塞子，它将流入和流出的制冷剂相互分开。

类似的制冷剂冷凝器，即具有位于上部的过冷却区和在集流器中的上升管，在申请人的专利DE 199 12 381 A1以及DE 102 50 384 A1和DE 103 45921 A1中公开。

发明内容

本发明的目的是进一步改善上述申请人较早的专利申请中所涉及的冷凝器，特别是在过滤-干燥功能方面。

上述目的分别由具有权利要求1和14所述特征的冷凝器实现。本发明的较佳实施形式参见从属权利要求。

按照第一个独立的技术方案，在第一溢流孔(流入孔)区域布置着一个流入室，在第二溢流孔(流出孔)区域布置着一个流出室，它们一方面由集流器的圆柱形壁围成，另一方面由两个圆盘或者隔板和一个封闭件围成。这样的优点在于，简化对制冷剂在流入区域和流出区域的引导，例如取消较早的专利申请中在这个区域所设的相应的塞子。

在发明的一个优选实施形式中，下降管与流入室相连并向下，来自冷凝段的制冷剂进入下降管并向下流动，即朝向集流器底部流动。下降管的终端在底部之上方较远处。这样的优点在于，由于横断面的突然扩大，制冷剂的向下流动速度减慢，这样，它所带有的气泡可随之析出并上升。这些气泡聚集在流入室下面的一个空间内。

在发明的另一个优选实施形式中，在集流器的底部布置着一个干燥器元件，它优选为一个中间装有干燥剂的无纺布袋，并向上一直延伸到流入室的下面。从下降管流出的制冷剂可与干燥剂接触，而干燥剂则将制冷剂中的水分吸出。

在发明的另一个优选实施形式中，在集流器中布置着一个从底部通向流出室的上升管或吸管，制冷剂通过它从下往上进入到流出室中。优选的，上升管下部的横断面变大，并以强制联锁和/或非强制联锁的形式容纳着一个优选为帽形过滤器(Filterhut)的过滤器元件。这样就使过滤器元件以简单、可更换并且节省空间的方式布置在吸管中，并且过滤效果好。同时，可将过滤器元件和干燥器元件分开，这样在更换时就较为方便。

在发明的另一个优选实施形式中，下降管和上升管合为一体，并且具有一个双横断面，其特点就是带有一个共用的隔板。可选的是，上部的圆盘和下部的圆盘与上升管和下降管合为一体，这样，通过注塑成型形成了一个易于操作的嵌件，它插入到集流器中，并通过一个封闭元件固定。这样，装配工作-或者在必要时的拆卸工作-可通过一个或两个手柄完成。

按照发明的第二个独立的技术方案，第一个方案中的下降管被一个流道取代，它由一个插入式隔板、上升管的外壁和集流器的内壁形成，从而形成了两个喷射道。这样的优点在于提高了集流器的容积利用率，特别是在储存空间中放置更多的干燥剂。此外，利用注塑技术，可使整个嵌件的制造更方便，材料成本更低。

附图说明

下面通过附图和实施例对发明进行详细说明。其中，

图1中是一个交叉流式冷凝器，它包括位于上部的过冷却区和布置在侧面的集成式集流器；

图2是上述集流器的截面图；

图3是另一个进一步改良的集流器的截面图；

图4是图3所示的集流器的立体图；

图5是沿图3中的线V-V的截面图。

具体实施方式

图1中是多流道的交叉流式冷凝器1，它具有一个管片式芯体2、位于侧面的集流管3、4及集成式的集流器5。交替变换方向的箭头P1、P2、P3、P4、P5和P6表示制冷剂在管片式芯体2的各管组(图中未详示)中的流动方向，其中，制冷剂通过一个位于下部的接管3a流入，并通过一个位于上部的接管3b流出。管片式芯体2由一个与箭头P1到P5相对应的冷凝段和一个布置在冷凝段之上的、由箭头P6标出的过冷却段组成。基本上为液态的制冷剂在过冷却段中流动，它被与冷凝器1紧密接触的周围空气冷却到制冷剂的冷凝温度之下。接着，制冷剂通过接管3b离开冷凝器1。

如发明的第一实施例，图2是集流器5的截面图-不包括相邻的集流管4。集流器5由两个管件组成，即位于上部、挤压成型的管件5a和位于下部、焊接的管件5b，所述下部管件5b与上部管件5a材料粘结联接。集流器5的下端由(不可拆卸的)底部6封闭，上端由(可拆卸的)封闭塞7封闭。挤压成型的管件5a具有一个第一溢流孔(流入孔)8和一个第二溢流孔9(流出孔)，通过它们，制冷剂从一个相邻的集流管(图未示)按照箭头E所示流入，按照箭头A所示流出。图未示的相邻的集流管4的结构和布置按照较早的专利申请10 2005 005 187.1的说明书所述，由此，上述专利申请全文引用为本专利申请的公开内容。在流入孔8区域中布置着制冷剂的流入室10，在流出孔9区域中布置着流出制冷剂的流出室11，其中，流入室10在轴向上由下部圆盘12和上部圆盘13围成，所述圆盘13以隔板的形式布置在两个溢流孔8、9之间。流出室11由一个带有环形密封垫14的上部圆盘13和一个可拆卸的封闭塞7形成。下部圆盘12在其中央区域具有一个进口12a，这个进口向下与一个下降管15相接，所述下降管在下部具有一个出口15a。在流入室10之下布置着一个干燥器元件，它是充满了干燥剂的、放置在底部6之上的无纺布袋16。无纺布袋16具有与安装条件相匹配的形状，即这里为一个细长的、沿集流器的纵向延伸的形状，这个形状为从下降管15流出的制冷剂环流无纺布袋16留下了足够的空间。制冷剂储存在集流器5中，它为液相和气相；液位水平面应该高于下降管15的出口15a。

上升管17与下降管15优选地为一体件，它沿着集流器5的纵向从底部6延伸到上部圆盘13。上部圆盘具有一个出口13a，上升管17的上端部17a与这个出口相接。上升管17的上部区域17a穿过流入室10和圆盘12，而它的中部区域17b则与相邻的下降管15共同形成一个双横断面，即两个由一个隔板分开的横断面，用于使制冷剂沿相反方向流动。上升管17的下部区域17c的横断面变大，并在内部容纳着一个圆柱形的过滤器元件-如图所示，它由一个所谓的帽形过滤器18形成。在圆柱形的帽形过滤器18和上升管17的圆柱形段17c之间留有一个环状间隙19。帽形过滤器18的圆柱形周长上具有窗户状的滤塞18b(微尘滤清器)，其上端部18a为封闭的，而相对的另一端18c为敞开的。上升管17的下端部放置在底部6上，并具有穿孔17d，以使制冷剂进入。在上部圆盘13的上侧布置着四个沿周长大致均匀分布的、棒形的间隔件20，它们与圆盘13相连-它们的上端部顶在封闭塞7的下侧，从而从上面固定住圆盘13。上升管17、下降管15、下部圆盘12、上部圆盘13及间隔件20优选地以注塑件的形式一体制成，并因此形成一个嵌件，它可从上面-在封闭塞7取下时-插入到集流器5中。同时或者事先将无纺布袋6插入。然后再将封闭塞7插入并固定，从而形成整个嵌件及上升管17的上限位。

下面将说明本发明的干燥和过滤装置的功能：经过冷凝的制冷剂按照箭头E(与所提及的较早的专利申请相似)所示进入到流入室10中，并通过进口12a和下降管15沿箭头F所示方向向下流动。当制冷剂从浸没在液态制冷剂中的出口15a流出时，由于横断面的扩大，制冷剂的流动速度延缓下来，从而所带的气泡能够析出并上升。通过在下降管15中的流动导向，液态的制冷剂与气相不接触。制冷剂继续向下流动，并在这个过程中与无纺布袋16或者其中所包含的干燥剂接触，通过这种方式将水分从制冷剂中吸走。在到达集流器5的底部6之后，制冷剂按照箭头G所示转向并通过下部开口18c沿轴向进入帽形过滤器18中。然后，制冷剂沿径向穿过窗户状的筛18b向外进入到环状间隙19中，同时，可能存在的颗粒被筛18b截留并向下落到底部6上。按照箭头H所示，制冷剂上升进入到上升管17的中部区域17b并进一步到达上部区域17a。制冷剂通过上部圆盘13中的出口13a按照箭头A所示离开集流器5，并通过相邻集流管(图未示)进入到位于上部的冷凝器过冷却段中(同样图未示出)。

图3、图4和图5中是发明的第二个实施例，它包括一个集流器21，它与前面的实施例相同，由两个管件组成，即由一个位于上部的挤压成型的管件21a和一个位于下部的焊接管件21b组成。在上部管件21a中有一个与流入室23连通的流入口22和一个与流出室25连通的流出口24。流入室23和流出室25通过一个隔板26相互分开，所述隔板由一个圆盘形成，并在其周长处密封，同时带有间隔件26a。集流器21在下部由一个底部27封闭，在上部由一个可拆卸的封闭塞28封闭。在集流器21中布置着一个由上升管29形成的流道，以使制冷剂从底部27流入到流出室25中。上升管29放置在底部27上，并向上延伸，即沿着集流器21的纵向延伸到隔板26处，上升管29的上端部29a插入到所述隔板中。下端部29b具有一个台阶29c，以使制冷剂可以进入。在中部区域，上升管29具有一个套管30，它使上升管29为一体式的制造。如图4所示，在上升管29的下部区域中布置着一个过滤器元件31，它与图2所示的实施例中的过滤器元件18相对应，即在形状、布置和功能上相同。

与图2所示的第一个实施例不同的是设有一个用于流入制冷剂的流道，它不是由一个封闭的管横断面(即下降管的形式)形成，而是由一个隔板嵌件32、上升管29的外壁和管件21b的内壁形成。隔板嵌件32由两个隔板条32a、32b组成，它们的内部纵向边紧靠在上升管29上，外部纵向边紧靠在集流器21的内壁上。隔板条32a、32b与底部元件33相连，它向下(沿朝着底部27的方向)围成流入室23，但在上升管29的两侧为流入的制冷剂空出两个通道截面，它们形成通向两个喷射道34的进口(见图5)。隔板条32a、32b和底部元件33优选为一体，并通过连接片33a与上升管29连接。在底部元件33之下，即在背离流入室23的一侧布置着一个储存空间35，在这里特别是气相的制冷剂可以聚集。制冷剂的液位S，即液相和气相的分界面处于隔板条32a、32b的区域中。储存空间35中布置着以充满了干燥剂的无纺布袋36为形式的干燥器元件，，所述干燥器元件从底部元件33延伸到集流器21的底部21。

图5是沿平面V-V的截面图，从图中可以看到底部元件33和位于上升管29两侧的喷射道34。喷射管29的横断面被略微压扁，从而使集流器21的圆形横断面内的空间充分地用于喷射道34，另一方面还使储存空间35具有足够大的横断面，特别是在存放干燥剂36时。

上升管29、带隔板嵌件32的底部元件33及带间隔件26a的隔板26可以优选以注塑件的形式整体制成，并因此形成一个嵌件，它可与无纺布袋36一起插入到集流器21中并固定。

上面所描述的集流器功能原则上与图2所示的前一个实施例相同。区别在于-如前所述-与流入室23相接并向下的流道的几何形状。图2中所示的下降管15在这里由喷射道34代替。也就是说，按箭头E所示方向流入的制冷剂通过两个喷射道34，按箭头F所示向下流动，同时，干燥剂将制冷剂中的水分吸出。按照箭头G所示，制冷剂27在底部27穿过开口29c进入上升管29，按照虚线画出的箭头H向上流动，直到进入流出室25。随后，制冷剂按照箭头A从所述流出室流出。

通过喷射道34将保证，流入的制冷剂不会与聚集在储存空间35的上部的气体接触，相反，只要是向下流动，流入的制冷剂将直接融入到液相的制冷剂中。在储存空间35中示范性地画出了液位S，它相对于隔板条32a、32b的底边具有一个测量高度h。在空调设备运行过程中，液位S处于变化中，即它或高或低。但是在确定喷射道34的长度时，应保证高度h始终为正，即隔板条32a、32b的底边浸入到液态制冷剂中。

Claims (9)

1.用于汽车空调设备的冷凝器(1)，包括一个管片式芯体(2)和布置在侧面的集流管(3、4)，其中，管片式芯体(2)具有水平延伸的管、一个冷凝段(P1到P5)和一个位于冷凝段之上的过冷却段(P6)；所述冷凝器还包括一个与集流管平行布置的、带有一个干燥器、一个过滤器、一个用于流入的制冷剂的第一流道及一个用于流出的制冷剂的第二流道的集流器(21)，它通过第一溢流孔(22)与冷凝段(P5)以及通过第二溢流孔(24)与过冷却段(P6)实现制冷剂连通，其中，第一流道在进口侧通过一个布置在集流器(21)中的流入室(23)与第一溢流孔(22)连通，第二流道为上升管(29)，第一流道具有一个流体断面(34)，它由集流器(21、21b)的内壁、上升管(29)的外壁和隔板嵌件(32)形成。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，隔板嵌件(32)与一个将流入室(23)分隔的底部元件(33)相接。

3.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征在于，隔板嵌件(32)大致垂直于底部元件(33)并与底部元件(33)成为一体。

4.根据权利要求3所述的冷凝器，其特征在于，隔板嵌件具有两个隔板条(32a、32b)，它们形成两个喷射道(34)。

5.根据权利要求4所述的冷凝器，其特征在于，隔板嵌件(32)和/或底部元件(33)固定在上升管(29)上或者与它成为一体。

6.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征在于，在底部元件(33)的下面布置着液态和气态制冷剂的储存空间(35)。

7.根据权利要求6所述的冷凝器，其特征在于，储存空间(35)的上部可由隔板嵌件(32)对应着喷射道分隔。

8.根据权利要求7所述的冷凝器，其特征在于，干燥器(36)布置在储存空间(35)中。

9.根据权利要求8所述的冷凝器，其特征在于，干燥器是可填充干燥剂的无纺布袋(36)。 

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