CN102449425B - 用于冷凝器的集流管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于热交换器的集流管(100)，该热交换器具有多个沿纵向设置的扁管(112)。集流管(100)具有底部和盖体。底部具有多个用于使集流管与多个扁管(112)连接的开孔。盖体与底部相对设置，并且使该底部和盖体至少在各自于纵向延伸的边缘上形成流体密封连接。盖体在面向底部的一侧上具有多个横向通道，这些横向通道与所述开孔相对设置，盖体还具有沿着纵向延伸的纵向通道。

Description

用于冷凝器的集流管
技术领域
本发明涉及一种用于热交换器的集流管以及一种换热器，诸如冷凝器。
背景技术
DE 10 2007 016 050 A1公开了一种换热器，该换热器设有管，这些管与一个集流箱连接。该集流箱包括板体部件、与该板体部件连接的箱体部件以及中间部件，这些管的端部都连接在该板体部件上，中间部件设置在箱体部件和板体部件之间。在此应用的是材料折叠原理。该技术方案在重量方面和由此导致在成本方面、以及在焊接技术的角度上都不具有优势。
采用冷却剂R134a的冷凝器的集流管可以具有两部分结构，即由所谓的底部和盖体组成。特别在用于CO2冷却剂循环的冷凝器中，迄今的构造由于较高的压力水平尚不能维持所提到的气体冷却。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善的用于热交换器的集流管以及一种改善的冷凝器。
上述目的通过下述集流管以及冷凝器来实现。
因此本发明基于这样的认识，即，能够减少两件式的集流管的重量，并由此减少成本。通过在集流管内部设置特殊的通道能够避免：主流动通道局部通过热交换器的扁管而受阻，并因此造成在冷却剂方面的压力损失。
在此，本发明的关于传热器、诸如冷凝器(例如用于CO2冷却剂循环)的技术方案和优势在于用于所谓的气体冷却，这是因为本发明的构造适用于由此产生的较高的压力水平。
本发明的技术方案以具有优势的方式实现了成本节省、重量减轻、压力损失的减少以及过程安全性的提高。
通过本发明实现了，相对于现有技术便于制造的、成本低廉的且耐高压的、用于热交换器的集流管。本发明技术方案的特征在于较小的在冷却剂方面的压力损失。
本发明提供了一种用于热交换器的集流管，该热交换器具有多个沿纵向设置的扁管，该集流管具有以下特征：集流管具有底部，底部具有多个用于使集流管与多个扁管连接的开孔；以及，集流管具有盖体，盖体与底部相对设置，并且，使该底部和盖体至少在各自于纵向延伸的边缘上形成流体密封连接，其中，盖体在面向底部的一侧上具有多个横向通道，横向通道与开孔相对设置，盖体还具有沿着纵向延伸的纵向通道。
热交换器指的是采用CO2作为冷却剂的气体冷却器。可替换地，还可以采用其它适宜的气态形式或液态流体作为冷却剂或冷却介质。扁管可以设置用于使流体流经热交换器。底部构成热交换器和集流管之间的连接部件。底部可以与热交换器的纵向侧固定连接。在此，底部可以作为独立的构件或作为热交换器的一部分而形成。底部的开孔可以具有与扁管相匹配的横截面。扁管的端部能够插入到开孔中。扁管的外侧能够相对于底部流体密封地封闭。因此，开孔实现了冷却剂从扁管到集流管内部的流入以及反向流通。盖体可以与底部这样连接，以在盖体和底部之间形成空腔。空腔可以通过盖体中的纵向通道而形成。该纵向通道可以形成为于盖体中的留空部或弯曲部。纵向通道能够延伸经由盖体的整个长度。横向通道可以使盖体和底部之间的空腔增大，并且分别与纵向通道连接。横向通道可以形成为于盖体中的留空部或弯曲部。横向通道可以相对于纵向通道呈直角设置。特别是，可以使横向通道与底部开孔并由此与扁管的端部相对设置。横向通道的横截面形状与扁管端部的横截面形状相匹配。特别是，可以选择使横向通道的横截面大于扁管端部的横截面。
多个底部开孔中的每一个都可以设置用于分别容纳多个扁管其中之一的一端；并且，多个横向通道的每一个都可以设置用于分别形成自由空间，该自由空间位于盖体和所述多个扁管其中之一的各一端之间。因此，每个扁管可以精确地对应一个开孔以及精确地对应一个横向通道。自由空间实现了在制造集流管和热交换器过程中对过程控制的调节。
还可以使多个横向通道的每一个都设置用于实现在纵向通道和多个扁管内部之间的流体流动。因此实现了扁管和集流管内部之间的尽可能无摩擦的冷却剂交换。
根据一个实施方案，多个横向通道可以设置在纵向通道的两侧。因此可以使纵向通道例如相对于扁管设置在中央。可替换地，多个横向通道可以设置在纵向通道的一侧。
此外，底部可以具有另外多个横向通道，这些另外多个横向通道可以与盖体的横向通道相对设置。因此可以使设置在盖体中的横向通道的横截面或深度增大。
还可以使底部具有另外的纵向通道，该另外的纵向通道可以与盖体的纵向通道相对设置。因此可以使设置在盖体中的纵向通道的横截面或深度增大。
根据一个实施方案，底部为了形成另外的纵向通道而可以具有拱起部。当底部与热交换器连接时，该拱起部可以由集流管的内侧朝向热交换器方向而形成。
可替换地，底部的与纵向通道相对设置的平面区段可以形成平面式结构。这样的底部可以成本低廉地制造。
例如，盖体可以由板材变形而成或挤出而成。因此，盖体可以借助于公知的制造方法而制成。在此，可以使横截面通过盖体的材料折叠而形成。
底部可以在沿着纵向延伸的边缘上具有连接装置，连接装置设置用于包围住盖体的相对设置的边缘。连接装置可以包括拼接、冲压或点连接冲压，并且建立底部和盖体之间的连接，该连接适用于防止位于集流管中的流体泄漏。
而且，底部和盖体可以设置用于至少在横向相对于纵向延伸的一端容纳分离壁。因此可以使分离壁插入或插置在集流管中。分离壁可以设置用于实现集流管的封闭。分离壁还可以适用于流动导向。
本发明还提供了一种冷凝器，具有以下特征：冷凝器具有热交换器，该热交换器具有多个沿着纵向设置的扁管；以及，冷凝器具有本发明的集流管，集流管与热交换器连接。
这种冷凝器例如可以作为气体冷却器用于CO2冷却剂循环。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选实施方案进行详细说明。图中示出了：
图1至10为本发明的一个实施例中冷凝器的示意图；
图11至13为本发明的另一实施例中冷凝器的示意图；
图14至17为本发明的又一实施例中冷凝器的示意图；以及
图18至20为本发明的其它实施例中底部的示意图。
具体实施方式
在以下对本发明的优选实施例的说明中，在不同附图中示出的功能类似的部件用相同或相近的附图标记表示，其中，省去对这些部件的重复说明。
图1示出了本发明的一个实施例中的冷凝器，其具有集流管100和热交换器102。热交换器102具有多个扁管112，这些扁管与集流管100相连接。为清楚起见，仅对其中一个扁管用附图标记112表示出。集流管100在热交换器102的一端与该热交换器连接。
扁管104相互平行设置，并且在纵向上相邻设置。集流管100沿纵向设置，从而使扁管112可以相对于集流管100呈直角设置。在扁管112之间可以设有冷却部件，例如冷却肋。扁管112设置用于导引冷却剂，冷却剂例如为一种流体。在面向集流管100的一侧上，扁管112的各个端部与集流管100的对应的开孔连接。以这种方式可以使冷却剂从扁管112流入到集流管100中，再反向流动。
图2示出了图1的具有集流管100和热交换器102的冷凝器的截面图。其中示出了多条横向通道214，这些通道设置在集流管100的与扁管相对设置的内侧上。为清楚起见，仅对其中一条所示的横向通道用附图标记214表示出。
图3示出了图1的具有集流管100和热交换器102的冷凝器的侧视图。集流管100具有底部316和盖体318。底部316和盖体318在各自于纵向延伸的边缘上这样相互连接，用以使集流管100中冷却剂不会漏出。底部316和盖体318这样构成，即，在它们之间形成用于导引冷却剂的空腔。此外，盖体318还可以具有用于导引冷却剂的纵向通道320。根据该实施例，对此盖体318还具有朝向外侧的拱起结构。该拱起结构可以居中地形成在盖体318中，并且在纵向上延伸经过盖体318的整个长度。底部316可以与热交换器102的本体固定连接，或者与热交换器的局部固定连接。底部316在面向热交换器的一侧上具有开孔，这些开孔用于容纳设置在热交换器中的扁管的端部。通过这些开孔可以使在扁管和集流管100的内部空间之间的冷却剂交换，集流管的内部空间指的是集流管的在底部316和盖体318之间的内部空间。
图4示出了本发明的一个实施例中图1的冷凝器的盖体318的示意图。盖体318横向相对于纵向且由此横向相对于纵向通道320而具有多个横向通道214。在此，横向通道的数量可以相当于连接集流管的热交换器的扁管的数量。当盖体318与底部连接时，横向通道214可以与底部开孔相对设置，并因此与扁管相对设置。以这种方式，可以使冷却剂经由横向通道214进入到扁管中，或从扁管经由横向通道214流出。横向通道214可以分别延伸经过盖体318的整个宽度。横向通道214构成盖体中的凹陷部，并且横向通道可以分别在中央被纵向通道320截断，从而使纵向通道320的两侧能够分别相对于横向通道214的部分区段延伸。因此，纵向通道320与横向通道314连接，从而冷却剂可以在纵向通道320和横向通道314之间往返流动。
图5示出了图4所示的盖体318的后视图，盖体318具有纵向通道320和横向通道214。在图4和5中示出的盖体可以由板材变形而成。
图6示出了本发明另一实施例中图1的冷凝器的盖体318的示意图。相对于图4的实施例，该图所示的盖体318采用另一制造过程制成。
图7示出了本发明又一实施例中图1的冷凝器的盖体318的示意图。相对于图4的实施例，该图所示的盖体318采用又一制造过程制成。在图6和7中示出的盖体318可以挤出成型。
图8示出了本发明再一实施例中图1的冷凝器的盖体318的示意图。相对于图4的实施例，该图所示的盖体318采用再一制造过程制成。根据该实施例，横向通道214可以由材料折叠而成。对此，盖体318沿纵向延伸的边缘可以向内弯曲，例如朝向与底部待连接的一侧弯曲。在此可以将横向通道214的区域空出，从而使弯曲的边缘能够形成分别设置在两个相邻横向通道214之间的各个区域。
图9示出了本发明的一个实施例中图1的冷凝器的底部316的示意图。底部316横向相对于纵向而具有多个开孔924。在此，开孔924的数量可以相当于连接集流管的热交换器的扁管的数量。当底部316与热交换器连接时，扁管的端部可以分别咬合在相对应的开孔924中。底部316在沿着纵向延伸的边缘上具有连接件，通过这些连接件能够实现底部316和盖体之间的固定连接。
图10示出了图1的冷凝器的另一示意图。特别示出了底部316和盖体318的设置结构，底部和盖体共同组成集流管。
图11至13示出了本发明的另一实施例中的冷凝器。根据该实施例，集流管可以具有拱起的底部。其它所有部件可以对应参照图1至10所示的部件。
图11示出了具有集流管100和热交换器102的冷凝器的示意图。
图12示出了具有集流管100和热交换器102的冷凝器的另一示意图。此外还示出了热交换器的扁平通道112，为清楚起见，仅对其中一个扁平通道用附图标记112表示出。
图13示出了本发明的一个实施例中图11的冷凝器的底部316的示意图。底部316横向相对于纵向而具有多个开孔924。在此，开孔924的数量可以相当于连接集流管的热交换器的扁管的数量。当底部316与热交换器连接时，扁管的端部可以分别咬合在相对应的开孔924中。此外，底部316还具有纵向通道1329。纵向通道1329可以与盖体的纵向通道共同用于将冷却剂导引到集流管中。根据该实施例，底部316为此具有向外的拱起部，也就是朝向热交换器方向拱起。拱起部居中地形成在底部316中，并且可以沿着纵向延伸经过底部316的整个长度。底部316在沿着纵向延伸的边缘上具有连接件，通过这些连接件能够实现底部316和盖体之间的固定连接。
图14至17示出了本发明的另一实施例中的冷凝器。根据该实施例，集流管可以具有偏心设置的纵向通道。除了由纵向通道的设置产生的影响以外，其它所有部件可以对应参照图1至13所示的部件。
图14示出了具有集流管100和热交换器102的冷凝器的示意图。根据该实施例，横向通道214仅设置在纵向通道的一侧上。
图15示出了具有集流管100、热交换器102和横向通道214的冷凝器的另一示意图。
图16示出了具有集流管100和热交换器102的冷凝器的又一示意图。
图17示出了本发明的一个实施例中图14的冷凝器的盖体318的示意图。盖体318沿着纵向在一侧具有凹陷部，该凹陷部形成为向外的拱起部，该凹陷部形成纵向通道。盖体318横向相对于纵向而具有多个横向通道214，这些横向通道通入到纵向通道中。当盖体318与底部连接时，横向通道214可以与底部开孔相对设置，从而形成集流管。在此，底部开孔可以通过横向通道214密封，或者延伸纵向通道的区域中。
图18至20示出了在底部具有边沿的集流管100的实施例。
如图1至3所示，本发明的技术方案是具有底部316和盖体318的集流管100。如图9所示，底部316在此可以优选是平面式的(图1至10)或是拱起的(图11至13)。底部316用于容纳并连接热交换器的扁管112。这一点可以通过焊接来实现。盖体318具有所谓的纵向通道320，该纵向通道沿着集流管100的纵向延伸。在盖体318中，与底部316中的贯穿孔924相对应地设置所谓的横向通道214。在理想的情况下，横向通道分别位于纵向通道320的两侧。当然，还可以采用单侧的结合方式，如图14至17所示。横向通道214的目的是在扁管端部上提供自由空间。这是实现流入和流出扁管112的必要条件。此外，横向通道214还用于调节插入深度的过程控制。
盖体318自身可以由板材变形而成，如图4和5所示；而且还可以挤出形成，如图6和7所示。
底部316包围住盖体318。两个部件316、318通过拼接、冲压、点连接冲压(Toxen)或类似方式相互连接。
集流管100在端部的流动和排放通过所谓的分离壁来实现。分离壁插入或插置在集流管100中。
根据一个可替换的实施例，如图8所示的横向通道可以通过盖体318的材料折叠来实现。另外还可以，使底部316具有横向通道214，从而使横向通道214的深度或横截面增大。此外，盖体318可以具有固定件、卡板或类似部件，固定件或类似部件可以固定在盖体的法兰上。
前述实施例仅是示例性地选择，而且这些实施例可以相互结合。

Claims (10)

1.一种用于热交换器的集流管(100)，所述热交换器具有多个沿纵向设置的扁管(112)，其特征在于：
所述集流管具有底部(316)，所述底部具有多个用于使所述集流管与所述多个扁管连接的开孔(924)；以及
所述集流管具有盖体(318)，所述盖体与所述底部相对设置，通过所述盖体使该底部和盖体至少在各自于纵向延伸的边缘上形成流体密封连接，其中，所述盖体在面向所述底部的一侧上具有多个横向通道(214)，所述横向通道与所述开孔相对设置，所述盖体还具有一沿着纵向延伸的纵向通道(320)，其中，所述横向通道(214)分别沿盖体(318)的宽度方向设置在所述纵向通道(320)的两侧；所述横向通道(214)由所述盖体(318)的材料折叠而成；所述盖体(318)沿纵向延伸的边缘向内弯曲，将所述横向通道(214)的区域空出，从而使弯曲的边缘形成分别设置在两个相邻所述横向通道(214)之间的各个区域；所述横向通道(214)构成所述盖体(318)边缘的空隙，并且所述横向通道(214)在中央被所述纵向通道(320)截断。
2.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述开孔(924)中的每一个都设置用于分别容纳所述多个扁管(112)其中之一的一端，并且其中，所述多个横向通道(214)的每一个都设置用于分别形成自由空间，该自由空间位于盖体(318)和所述多个扁管其中之一的各一端之间。
3.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述多个横向通道(214)的每一个都设置用于实现在纵向通道(320)和多个扁管(112)内部之间的流体流动。
4.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述底部(316)具有另外多个横向通道，这些另外多个横向通道与所述盖体(318)的横向通道(214)相对设置。
5.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述底部(316)具有另外的纵向通道(1326)，该另外的纵向通道与所述盖体(318)的纵向通道(320)相对设置。
6.根据权利要求5所述的集流管，其中，所述底部(316)为了形成所述另外的纵向通道(1326)而具有拱起部。
7.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述底部(316)的与所述纵向通道(320)相对设置的平面区段形成平面式结构。
8.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述底部(316)在沿着纵向延伸的边缘上具有连接装置，所述连接装置设置用于包围住所述盖体(318)的相对设置的边缘。
9.根据权利要求1所述的集流管，其中，所述底部(316)和所述盖体(318)设置用于至少在横向相对于纵向延伸的一端容纳分离壁。
10.一种冷凝器，其特征在于：
所述冷凝器具有热交换器，所述热交换器具有多个沿着纵向设置的扁管(112)；以及
所述冷凝器具有根据前述任意一项所述的集流管(100)，所述集流管与所述热交换器连接。
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