CN102203537A - 内部热交换器的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内部热交换器（14）的连接装置，其具有连接块（21），该连接块（21）包括第一和第二通孔（24，25），其中所述第一通孔（24）的入口（26）在高压侧能够连接到所述内部热交换器（14）的连接器，并且所述第一通孔（24）的出口（27）能够连接于蒸发器（16）的进口，并且所述第二通孔（25）的入口（28）能够连接于所述蒸发器（16）的排出口，并且所述第二通孔（25）的出口（28）在低压侧可连接于所述内部热交换器（14）的连接器，其中在所述入口（26）和所述出口（27）之间在所述连接块（22）内形成所述第一通孔（24）的横截面的狭窄部分（31）并且该横截面的狭窄部分用作节流点。

Description

内部热交换器的连接装置

技术领域

本发明涉及例如提供在制冷回路中的内部热交换器的连接装置。

背景技术

在US 2006/0,117,793A中，公开了被用于车辆的空气调节系统中的制冷回路。冷凝的制冷剂经由内部热交换器和与其附连的管道被供应到膨胀阀。处于高压下的制冷剂通过膨胀阀膨胀且之后以低压情况流到蒸发器。该蒸发器又经由单独管道连接到内部热交换器。在内部热交换器的输出侧上提供通到压缩机的连接器。这种组件遭受如下缺点的影响，即需要提供多个螺栓连接来固定内部热交换器和蒸发器之间的膨胀阀。此外，由于存在大量连接点，所以增加了泄漏问题的可能性并且组件在安装空间需求方面趋于复杂。制造和组装均是昂贵且耗时的。

因此本发明的目标在于提供用于减少连接数量且允许紧凑省空间的设置的内部热交换器的连接装置。

发明内容

这个目标根据本发明借助于具有权利要求1的特征的连接装置来实现。本发明的连接装置提供形成在第一通孔的入口和出口之间的连接块内的横截面约束，所述横截面约束实现为节流点的形式。这种设置使得可以在内部热交换器和蒸发器之间整体形成节流点而省去两个附加连接点。此外，可以提供紧凑节省空间的设置，因为节流点被包括在连接装置的连接块内。具体而言，借助于第一通孔的横截面约束而将节流点直接形成在连接块内，确保了简单且有成本效率的制造。对于节流点的构造而言不需要附加部件，因为所述节流点以横截面约束的形式被直接包括在连接块中。

在连接装置的优选构造中，提供实现为节流点的横截面约束且该横截面约束具有小于第一通孔内的出口的横截面面积的横截面面积。这以简单的方式提供了由出口的横截面面积和通孔内的约束的横截面面积之间的几何关系来限定的节流点。

根据本发明的优选构造，所提供的横截面约束是通道形的或喷嘴形的且优选地是入口和出口之间的第一通孔的平均横截面的几分之一。因此，可以以结构简单的方式为连接块提供节流点，该连接块优选地由实心材料制成且其中通过钻孔/铣削或类似方式来实现第一和第二通孔。横截面约束也可以被实现为阶梯方式。节流点优选地被实现为固定节流阀，也就是说具有第一和第二通孔的连接装置包括形成在第一通孔内的固定节流阀从而在节流点处使高压制冷剂膨胀且使其在低压情况下流到蒸发器。

根据本发明的有利构造，能够由可被插入到通孔内的膨胀阀的阀门关闭构件来调节流经横截面约束的质量流量。这种设置具有如下优点，即连接装置可以配备有膨胀阀而不必须提供附加接口来装纳在膨胀阀和来自内部热交换器且通到蒸发器的管之间的连接器。

可插入到连接装置的连接块内的膨胀阀优选地被实现为差压阀。所述差压阀的工作范围由通孔的进入侧和离开侧之间的压力差来确定，也就是说由在第一通孔的入口处主导的高压以及在第一通孔的出口处存在的低压来确定。

可插入到连接块内的膨胀阀优选地具有容纳阀门关闭构件、复原装置和调节装置的引导元件。其整体式设置使得可以使用非常少量的部件来实现这种类型的膨胀阀。这些部件可以例如被单独地一个接一个地插入到通孔内，优选地经由第一通孔的出口被插入。

可插入膨胀阀优选地具有被实现为多孔盘形式的套管或具有键形舌的套管的引导元件。作为多孔盘形式的套管的构造具有如下优点，即提供了简单几何结构且阀门关闭构件被例如设置在中心且由一个或多个通孔围绕。引导元件的外圆筒表面邻抵在第一通孔的壁上并且可以在其内同轴地滑动。具有键形舌的套管的可替代构造以不同方式被制造且构成弯曲板型金属件。键形舌均等地应用于通孔的壁部分以便引导元件以同轴可滑动方式被设置。

此外，可插入膨胀阀被提供成使得引导元件和阀门关闭构件牢固地彼此附连或作为一个单件被一体形成。因此，阀门关闭构件可由引导元件安全地提升和引导。根据给定的结构设计，作为一个单件的实施例也可以被选择作为其中阀门关闭构件和引导元件例如借助于焊接接头或夹持连接而彼此牢固连接的实施例。

可插入膨胀阀优选地具有包括至少一个调节螺母的调节装置。这个调节螺母接合在第一通孔内形成的且优选地设置在横截面约束下游的螺纹部分。这使得可以调节复原装置的预加载力，这又允许确定膨胀阀的开口瞬时。优选地，调节装置具有保持器来容纳或支撑复原装置以便实现其对中接纳。这个保持器也与调节螺母一体形成或牢固地附连于调节螺母。

可插入膨胀阀的调节螺母至少具有在外周边上形成的弓形段形状的凹槽或者具有通孔或者具有这二者。一方面，这确保了质量流量的最佳贯通流，并且另一方面使得能够在通孔内容易且快速地紧固膨胀阀。

根据本发明的又一优选构造，第一通孔的入口和第二通孔的出口被提供在连接块内形成的一个共用连接孔内，所述连接孔位于邻近连接块的一个侧壁并且优选地实现为盲孔。因此能够进一步减少相对于外部环境将要被密封的连接点的数量。在这个实施例中，仅第一通孔的出口、第二通孔的入口和连接孔的连接点需要相对于外部环境被密封，从而将需要封闭的连接点的数量减少为三个。

根据连接块的又一优选实施例，连接孔被实现为阶梯孔并且用于连接双管型内部热交换器。由于这种阶梯孔的原因，双管型热交换器的内管可以关联于第一阶梯并且内部热交换器的外管可以关联于阶梯连接孔的第二阶梯，这使得可以在要提供的高压制冷剂和要排出的低压制冷剂之间提供结构简单的隔断。

此外，优选地，当在连接块内钻取连接孔时横截面约束的纵向轴线相对于连接孔被径向取向且合并于所述连接孔。这再次允许产生结构简单的情况。在上游方向，横截面约束与环形通道合并，其优选地在双管型内部热交换器的连接孔已经被插入到阶梯连接孔内之后被形成。一旦双管型内部热交换器已经被插入，则该环形通道形成第一通孔的入口。

设置在连接块内的出口孔优选地相对于第二通孔的出口被同轴地布置。因此，可以产生具有减小流动阻力的设置。

此外，优选地，双管型内部热交换器可以被插入到连接孔内并且至少一个屏蔽元件被置于其间。以此方式，可以保护横截面约束免受污染，并且因而免于因膨胀效果而产生的任意损伤。

可插入到连接块的连接孔内的屏蔽元件优选地是管状或截头圆锥形的，并且具有优选地至少形成在相应端面上的环形密封构件。一个密封构件可以操作以相对于高压侧来密封环境并且另一个密封构件可以操作以相对于低压侧来密封高压侧。屏蔽元件因此可以同时用于容纳密封构件且确保相应的密封作用。

此外，优选地双管型内部热交换器的连接器可以以紧密密闭方式连接于连接块。为此，具体地确保在附连连接点之后通过钎焊或焊接来固定所述连接点。

附图说明

在下文中将参考附图中示出的示例描述并解释本发明以及其他优选实施例和其改进。根据本发明可以以单独的或者任意组合的多个特征的方式来应用从说明书和附图所得出的特点。附图中：

图1是制冷回路的示意图，

图2是连接装置的第一实施例的立体图，

图3是不同于图2的连接装置的可替代实施例的示意性截面图，

图4a是连接装置内的膨胀阀的示意性细节图，

图4b是根据图4a的膨胀阀的调节装置的示意性细节图，

图5是连接装置内的膨胀阀的可替代实施例的示意性细节图，以及

图6是根据图3的连接装置的示意性细节图，其提供了内部热交换器的可替代连接。

具体实施方式

图1示出了具体地优选用于机动车辆的空气调节系统的制冷和/或热回路11的常规布局。压缩机12压缩制冷剂，具体地R134a。被压缩的制冷剂被供应到冷凝器13，在此在被压缩的制冷剂和环境之间发生热交换，以便冷却制冷剂。在冷凝器13下游，可以提供聚积器17或接收器以便从液相的制冷剂中分离出气相的制冷剂并且同时收集液体制冷剂。从冷凝器13排出的制冷剂或者来自于聚积器17的制冷剂流到内部热交换器14。在内部热交换器14和蒸发器16之间提供膨胀阀15。膨胀阀15根据主导压力差来调节制冷和/或热回路11的质量流量。高压制冷剂由膨胀阀15膨胀并且在低压侧朝向蒸发器16继续其流动路径。在蒸发器16内，制冷剂从环境吸收热。之后，制冷剂流过内部热交换器并且再次供应到压缩机12。

在使用中，根据本发明在下文结合其他附图所述的连接装置21的构造不同于制冷回路11的图示，其中膨胀阀15没有被单独地置于内部热交换器14和蒸发器16之间的管道部段内而是被结合在内部热交换器14内。

图2是连接装置21的第一实施例的立体图示。这个连接装置21包括连接块22，该连接块22优选地被实现为实心方式或者由全材料制成。第一通孔24和第二通孔25形成在这个连接块22内。第一通孔24包括入口26，该入口26可以在高压侧连接到内部热交换器14的连接器。在第一通孔24的排出端处提供出口27，该出口27可以连接于没有更具体示出的管或者可以直接连接于蒸发器16。第二通孔25具有与出口27平行地设置的入口28，以便来自蒸发器16的制冷剂可以被引入到连接块22内或者甚至被引入到通孔25内。在第二通孔25的端部处，提供出口29，制冷剂经由该出口29流到内部热交换器14。

根据这里没有示出的第一实施例，通孔24和25可以被实现为贯通连接块22延伸的直孔的形式。可替代地，可以提供成角度的设置，例如图2所示。第一通孔24的入口26与第二通孔25的出口29形成在相同的横向壁上并不是实质性重点。也可以是第一通孔的出口27和第二通孔25的入口28形成在相同横向壁上。根据特定应用，它们也可以被设置成相对彼此偏置。

根据图2的实施例，第一通孔24具有两个孔部段，其被设置成相对彼此成直角。在孔部段彼此相交的角隅部分中，形成用作节流点的横截面约束31。所述横截面约束31被直接形成在连接块22内。因此，节流点与连接块22一体形成。这种设置使得可以因此为内部热交换器14提供连接装置21，其具有被结合在连接块22内的调节元件。因此，提供了紧凑节省空间的技术方案，且其还可以以简易方式被制造。

图3示出了不同于图2的连接装置的可替代实施例。在这个实施例中，第一通孔24的入口26和第二通孔25的出口29不同于图2，其中它们被设置在一个共用连接孔33内。优选地，提供阶梯连接孔33。过渡区域34由孔部段35和第二通孔25的出口29结合地形成，且孔部段35优选地大于出口29。横截面约束31相对于孔部段35径向取向并且被设置成距离出口29一定间隔。所述横截面约束优选地合并于孔部段35。

这个连接孔33适于容纳双管型内部热交换器14。内部热交换器14具有外管36，该外管36的外直径应用于连接孔33的孔部段35并且至少部分地延伸到连接孔33内。在外管36上优选地提供环形卡圈37或凸缘或套管状紧固件，其应用于连接块22的端面38并且相对于连接块22定位且紧固内部热交换器14。这个环形卡圈37可以用作借助于焊接或钎焊连接或借助于垫圈（例如O形环密封件或类似物）而产生密闭式密封的目的。

内部热交换器14的外管36延伸到横截面约束31或者其附近，不过不会叠覆于该横截面约束31。内部热交换器14的内管39相对于外管36凸出并且优选地被应用于在过渡区域34内形成的端面40，其中该过渡区域34在出口29和孔部段35之间。这种类型的设置使得第一通孔24的入口26可以由内管39和连接孔33的孔部段35之间的环形通道来构成。

这种设置具有如下优点，即相对于内部热交换器14仅提供一个密封点或连接点，使得与图2的连接装置相比，在这种连接装置21中连接器的数量被减少了一个连接点。

连接装置21具有例如膨胀阀45，考虑到制冷剂的流动方向，该膨胀阀45被设置在横截面约束31的下游。这种膨胀阀45根据高压侧和低压侧之间的主导压力情况来调节质量流量。在图4a的放大图中示出了膨胀阀45的第一实施例，并且其部分视图在图4b中被示出。图5是膨胀阀45的可替代构造，其同样以放大图被示出。

根据图4a和图4b提供的膨胀阀45是所谓的内置膨胀阀，其可通过非常少量的部件而形成。

阀门关闭构件47被应用到横截面约束31的或连接空间的阀座46。这个阀门关闭构件47可以例如是圆锥形，其相对于阀座46借助于引导元件48被定位并且在第一通孔24内的打开和关闭运动期间由所述引导元件48以在所述通孔24内轴向可滑动的方式被引导。引导元件48优选地实现为多孔盘形式的套管58并且在其中心容纳阀门关闭构件47。套管58的外圆筒表面被应用到第一通孔24的壁部分，以便阀门关闭构件47在其中以轴向可滑动的方式被引导。在引导元件48和调节装置49之间提供复原装置51，该复原装置51优选地是压缩弹簧的形式，并且将阀门关闭构件47置于关闭位置，该关闭位置可以被看作是它的中性位置或初始位置。

调节装置49包括至少一个调节螺母50，在调节螺母50的外周边上设置有凹槽52，具体地是弓形段形状的凹槽52，如图4b所示。此外，可以提供中心孔53。因此，可以为流经的制冷剂提供足够宽的横截面。这个孔53还可以被使用以便将调节螺母50定位在设置于通孔24内的螺纹部分54上。在这个实施例中，复原装置51被应用到保持器56，该保持器56相对于调节螺母50被居中定位。这种单独的设置具有如下优点，即当设定复原装置51的预加载（这根据压力差限定了阀门关闭构件47的打开瞬时）时，不会从调节螺母50向复原装置51传递扭矩，因为这两个元件经由保持器56旋转地彼此脱离联接。根据所用材料以及/或者设想的需求， 保持器56也可以与调节螺母50一体形成。

此外，在调节螺母50内部的孔53可以被实现为用于安装调节装置49的工具保持器。在图4所示实施例中，膨胀阀45可以例如仅由四个部件构成。其由调节螺母50、保持器56、复原装置51和设置在引导元件48上的阀门关闭构件47形成。引导元件48和阀门关闭构件47可以一体形成或者可以由两件构成且这两件之后被牢固地互连。

在图5中，示出了不同于图4的膨胀阀45的可替代实施例。这个实施例在阀门关闭构件47和引导元件48的构造方面是不同的。而其他方面则各部件在构造上优选地是相同的。阀门关闭构件47不是具有圆锥形尖端，而是被实现为球体，该球体附连到具有键形舌59或支腿的套管58。这些键形舌59被应用到第一通孔24的壁，以便能够实现阀门关闭构件47相对于横截面约束31的轴向可滑动设置。

图6示出了连接装置21的可替代构造，其具有可连接到其上的内部热交换器14。这个实施例相对于图3所示实施例不同之处仅在于屏蔽元件61被设置在外管36和内管39的端部之间，其中所述外管和内管被置于连接孔33内。这个屏蔽元件61可以例如是圆锥形的并且具有设置在相应前端上的密封构件62，即环形密封构件62。一方面，这可以操作将屏蔽元件61放置在正确位置并且另一方面可以操作以在外管36和连接孔33的孔部分35之间以及在第一通孔24的入口26和第二通孔25的出口29之间形成紧密密封。这个密封构件62可以根据图3所示连接装置21的实施例被正面地应用于端面40，或者可以如图6所示被应用于连接孔33的另一阶梯。

膨胀阀45是否被插入到连接装置31内的问题不会影响连接孔33的构造。

根据特定应用所需的在这个节流点处产生的制冷剂膨胀的程度，可以调整横截面约束31的直径及其长度和/或几何形状。通孔24的横截面约束31被实现为连接通道或连接通路。

Claims (17)

1.一种内部热交换器（14）的连接装置，其具有连接块（21），该连接块具有第一和第二通孔（24，25），其中所述第一通孔（24）的入口（26）在高压侧可连接于所述内部热交换器（14）的连接器，并且所述第一通孔（24）的出口（27）可连接于蒸发器（16）的进口，并且其中所述第二通孔（25）的入口（28）可连接于所述蒸发器（16）的排出口，并且所述第二通孔（25）的出口（28）在低压侧可连接于所述内部热交换器（14）的连接器，其特征在于在所述入口（26）和所述出口（27）之间在所述连接块（22）内形成所述第一通孔（24）的横截面约束（31）并且该横截面约束可操作为节流点。

2.如权利要求1所述的连接装置，特征在于实现为节流点形式的所述横截面约束（31）具有的横截面面积小于所述第一通孔（24）内的所述出口（27）的横截面面积。

3.如权利要求1所述的连接装置，特征在于所述横截面约束（31）是通道形的或喷嘴形的或阶梯状的。

4.如权利要求1或3所述的连接装置，特征在于流过所述横截面约束（31）的质量流量能够借助于可插入到所述第一通孔（24）内的膨胀阀（45）的阀门关闭构件（47）来控制。

5.如权利要求4所述的连接装置，特征在于所述膨胀阀（45）能够由考虑所述制冷剂的流动方向在所述横截面约束（31）上游的高压侧和在所述横截面约束（31）下游的低压侧之间的压力差来控制。

6.如权利要求4或5所述的连接装置，特征在于可插入到所述连接块（22）内的所述膨胀阀（45）具有容纳所述阀关闭构件（47）、复原装置（51）和调节装置（49）的引导元件（48）。

7.如权利要求6所述的连接装置，特征在于所述引导元件（48）被实现为多孔盘形式的套管（58）或者具有键形舌（59）的套管（58）。

8.如权利要求6或7所述的连接装置，特征在于所述引导元件（48）和所述阀门关闭构件（47）牢固地连接于彼此或者被一体成形为单件。

9.如权利要求6所述的连接装置，特征在于所述调节装置（49）包括调节螺母（50），最好所述调节装置（49）包括保持器（56），该保持器能够被设置在所述调节螺母（50）上且可操作来装纳所述复原装置（51）。

10.如权利要求9所述的连接装置，特征在于所述调节螺母（50）具有凹槽（52），所述凹槽被至少实现为在外侧周边上形成的弓形段形状的凹槽（52）或者实现为通孔。

11.如权利要求1所述的连接装置，特征在于所述第一通孔（24）的所述入口（26）和所述第二通孔（25）的所述出口（29）被形成在共用连接孔（33）内，最好所述连接孔（33）被实现为在所述连接块（22）的侧壁（38）内形成的盲孔。

12.如权利要求11所述的连接装置，特征在于所述连接孔（33）被实现为阶梯孔并且用于连接双管型内部热交换器（14）。

13.如权利要求11或12所述的连接装置，特征在于所述横截面约束（31）的纵轴线相对于所述连接孔（33）径向取向并且合并于所述连接孔（33）。

14.如权利要求11至13中任一项所述的连接装置，特征在于所述第二通孔（25）的所述出口（29）被设置成与所述连接孔（33）同轴。

15.如权利要求11至15中任一项所述的连接装置，特征在于在所述内部热交换器（14）的外管（36）的前端和从其凸出的内管（39）之间提供至少一个屏蔽元件（61），并且所述屏蔽元件（61）完全延伸盖过所述第一通孔（24）的所述入口（26）。

16.如权利要求17所述的连接装置，特征在于所述屏蔽元件（61）是管形形状或截头圆锥形形状并且具有至少两个密封构件（62）以便所述密封构件（62）中的一个形成所述内部热交换器（14）的所述外管（36）和所述连接孔（33）的孔部段（35）之间的紧密密封，并且另一个密封构件（62）形成所述内部热交换器（14）的所述内管（39）和外管（36）相对于所述连接孔（33）的紧密密封。

17.如权利要求1所述的连接装置，特征在于所述内部热交换器（14）相对于所述连接块（22）能够以紧密密闭的方式连接。

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