CN103080691A - 热交换器集管器和设置有该集管器的热交换器 - Google Patents

Abstract

热交换器集管器以及所得到的热交换器。管状集管器为可接收具有用于流体的内部通道（25）的至少一个连接凸缘（5、6）的类型，并包括：集管板（8），具有纵向开口的壁，并设置有槽，所述槽意图用于使流体流动的平行管；和盖（9），其在组装后封闭所述集管板的纵向开口，该盖的壁具有界定用于流体流动的孔（27）的至少一个外部凸缘（28），所述连接凸缘（5、6）连接至所述盖（9）并配置为使得所述连接凸缘可以卷边连接到集管器（3、4）上，使得内部通道（25）与所述外部凸缘中的孔（27）流体连通。有利地，所述外部凸缘（28）的壁的厚度（33）相对于所述盖（9）的壁的厚度减少，其中，外部凸缘自所述盖的壁延伸，由此最大化用于沿所述连接凸缘的内部通道（25）的方向流动的流体的所述孔（27）的横截面。

Description

热交换器集管器和设置有该集管器的热交换器

技术领域

本发明涉及用于热交换器的集管器或集管箱以及设置有该集管器的热交换器。

所涉及的热交换器意图（但不排他地）被装配到车辆，且在优选应用中，它们形成设置在车辆的空调环路或回路中的冷凝器，或设置在发动机的冷却环路或回路中的散热器。但是，还可以设想这些热交换器的其他应用，而不背离本发明的范围。

背景技术

通常，用于该类型的热回路的热交换器包括平行管的管束和两个集管器，平行管的对应端部以固定和密封方式连接至所述集管器。因此流体，例如在回路中使用的冷却剂，可以从面向压缩机的上游集管器朝向面向膨胀器的下游集管器流动通过管，通过扫过管的外部迫入的空气流使得流体从气相变为液相，所述管的表面面积通过在管中和/或管之间添加扰动器或分隔器而增加，所述表面面积优化了热交换。

在当前情况下，交换器是由钎焊制造的类型，且所使用的集管器可以设计为两个部件，已知为“双部件集管器”或“双部件集管箱”。

该类型的集管器，具有管状总体形状，包括：

-具有纵向开口壁的集管板，设置有槽，所述槽用于接收平行流体流动管的对应端部；和

-盖，其在组装后封闭集管板的纵向开口，且所述盖具有壁，所述壁包括界定用于流体流的孔的至少一个外部套圈。

此外，连接凸缘以已知方式附连至集管器，以便在集管器和通向相关回路的膨胀器或压缩机的导管之间提供连接。特别地，连接凸缘具有内部流体通道，所述内部流体通道被制成为面向集管器中的为该目的设置的孔，且凸缘大致围绕盖的外部套圈。凸缘通过卷边连接被紧固，集管板的边缘被弯曲到搁置在盖上的凸缘的对应边缘上。交换器布置在钎焊炉中，以确保，尤其是，集管板、集管器盖和凸缘、以及管被组装在一起且密封。

其他凸缘也可以装配在这些集管器上，诸如用于将交换器紧固到车辆的支撑部件的凸缘，所述支撑部件包括，尤其是，车辆的底盘或其他相邻交换器。

以该方式获得了令人满意的结果，尤其是因为套圈（所述套圈使得由于套圈上设置涂层而能定位和钎焊凸缘），且因为整个组件的卷边连接；但使用套圈的该方案还引起关于交换器的效率的问题。

这是因为沿直径测量的套圈壁的双厚度趋于显著减少可获得的通道横截面。因而在该点处存在增加的压降。

这在冷凝器类型的前述情况下变得更加关键，其中凸缘卷边连接在每一个集管器的集管板的弯曲边缘和盖之间。因此，由于套圈的内直径（即，用于冷却剂流的孔的直径）被集管器的宽度（由于不可避免的空间约束，其不能增加）限制，或换言之，被板的朝向彼此弯曲的两个边缘的卷边宽度确定，通过界定通道的凸缘的两个厚度，以及通过从盖延伸的套圈的壁的两个直径厚度，套圈中的孔的横截面被限制。

发明内容

本发明的目的是克服该缺陷。

为了该目的，根据本发明的用于热交换器的集管器为以下类型，其能够接收具有内部流体通道的至少一个连接凸缘并包括盖，所述盖在组装后封闭集管板的纵向开口，所述集管板与所述盖相互配合以形成集管器，所述集管器尤其制成为管状形式。所述盖的壁具有至少一个外部套圈，所述外部套圈界定用于流体流的孔，所述集管器配置为允许所述凸缘卷边连接到所述盖上，由此使内部通道与所述套圈中的孔流体连通。换言之，所述凸缘用于附连至所述盖。

所述集管板例如设置有槽，所述槽用于接收平行的流体流动管。

根据本发明，从盖延伸的所述套圈具有壁厚度，该壁厚度小于所述盖的壁厚度，由此最大化用于流体朝向所述凸缘的内部通道流动和/或从其流动离开的所述孔的横截面。

因此，在套圈处的壁厚度的刻意减少增加孔的横截面，该横截面更接近凸缘的内部通道的横截面，由此限制内部压降方面的下降。

例如，套圈的壁的厚度相对于所述盖的壁的厚度减少至少30%。优选地，套圈壁的厚度相对于所述盖的壁的厚度减少50%至80%。

因此，通过厚度的该减少，由于套圈孔和凸缘通道的横截面之间的差异造成的总压降的增加被限制至5%至10%。当套圈厚度以该方式减少时，套圈厚度仍足以保持集管器相对于凸缘的机械强度特性。大于盖的保持壁的厚度的80%的套圈壁的减少会在套圈区域中削弱集管器。

优选地，凸缘通过使用界定集管板的纵向开口的平行边缘被卷边连接，所述平行边缘被弯曲到设置在所述凸缘上的相应边缘上，所述凸缘附连至所述盖。

特别地，为了将盖适当地定位在集管板中，集管板的壁设置有内部止挡部，在组装后，所述盖的纵向边缘承靠所述内部止挡部，以便密封集管板的纵向开口。

有利地，所述集管板的横截面为基本上U形的形状，其开口被所述盖接合，所述盖适于接收所述连接凸缘。

根据另一特性，所述盖的壁的外部面设置有涂层，用于在所述盖与所述集管板和所述凸缘的后续钎焊中使用。

本发明进一步涉及包括两个集管器的类型的热交换器，所述两个集管器通过平行的流体流动管的管束互连。至少一个所述集管器如上限定。

附图说明

附图将清楚地示出本发明如何可以应用。在这些图中，相同的附图标记指向相似的元件。

图1是根据本发明的热交换器的示例性实施例的示意性平面图，其中集管器设置有流体连接凸缘。

图2是沿图1的线II-II截取的局部放大横截面，该线II-II通过相关集管器的套圈中的孔和相关联的流体连接凸缘的内部通道。

具体实施方式

图1中所示的热交换器1可以例如是用于车辆内部的空调环路的或车辆的发动机冷却环路的冷凝器或散热器。

在结构方面，交换器1包括（以已知方式）平行管2的管束，所述管2的端部2A以固定和密封方式连接到上游和下游集管器或集管箱，所述上游和下游集管器或集管箱分别是沿在相关回路中流动的工作流体的流动方向F的上游和下游集管器或集管箱，分别标号为3和4。入口流体连接凸缘5和出口流体连接凸缘6分别附连至这些集管器，如下所述。

特别地，流体在其中流动的管2具有矩圆形横截面，分隔器7布置在它们之间，由此增加在交换器1中流动的流体和通过交换器的外部空气流之间的热交换表面。管2的内部可以还包括扰动器，类似于分隔器，所述扰动器增加热交换表面以及还有管的机械强度。还可以使用挤出管。每一个管例如形成用于流体流的多个平行内部沟道。

上游集管器3和下游集管器4总体上相同并具有大致管状的形状。它们是“双部件”类型；即，它们中的每一个由集管板8和密封盖9构成。如图2中所示，集管板8具有大致为滚圆的U形形状的横截面，且它的壁10因此限定出通过两个平行侧翼或分支12延伸的基部11，所述侧翼或分支12的终端边缘14界定出纵向开口15，所述纵向开口15在图中由盖填充。接收平行管2的相应端部2A的矩圆形槽16沿板的长度形成在集管板8的基部11中。在图2中可看到管的端部2A，该端部2A示出为通过槽16，直到其遇到侧向止挡部17，所述侧向止挡部17从U形集管板的侧向分支12突出到集管器中。

盖9也具有大致U形横截面，其中壁20形成稍凹的基部21，所述基部通过比集管板8的平行侧向分支或翼短的平行侧向分支或翼22延伸。密封盖的尺寸（尤其是宽度方面）使得侧向分支22以头对尾布置装配在集管板8的侧向分支12之间。这里再次地，盖9的分支22的终端边缘24承靠设置在集管板8内部的两个突出止挡部17，但在与管2的端部2A所在那侧相反的侧上。

盖9和集管板8的组件形成内部空间23，回路的工作流体在所述内部空间中流动。应注意到，在所示实施例中，在组装后，盖9的基部21定位在板8的终端边缘后方。集管器3或4的横截面因此由于盖9和板8的嵌套的U形形状而大约为矩形，但可以不同。隔板（未示出）设置在集管器的每一个纵向端部处，以密封集管器。

图2示出流体连接凸缘，称为交换器1的出口凸缘6，但清楚的是，所述凸缘可以是称为入口凸缘5的流体连接凸缘，这是由于凸缘5、6结构上和功能上类似，这并不背离本发明的范围。以相同方式，尽管入口凸缘5和出口凸缘6已经被分别显示在上游和下游集管器上，但两个凸缘5、6可以定位（尤其是在具有内部间隔隔板的集管器的情况下）在同一管状集管器5上并且在其相应端部处，如由在图1中以虚线描绘的凸缘6所示。

这些入口凸缘和出口凸缘的功能是，通过导管（未示出）和通过形成在凸缘中的流体通道25提供流体连接，在本例中所述导管在所述回路的面向上游集管器3的压缩机和上游管状集管器3的内部空间之间，以及下游管状集管器4的内部空间23和面向其的膨胀器之间。

为了该目的，如可看到的，凸缘具有大致平行六面体形状，每一个凸缘具有一个面26，对应的流体通道25在该面26上敞开，所述流体通道用于通过确定的连接被装配到盖9的基部21的外侧；被设置为与形成在盖的套圈28中的孔27连通；以及最终被集管板保持在那里。套圈28设置在盖的基部21上，例如在中央位置。

在图2中部分示出的出口连接凸缘6的情况下，且要注意相同描述适用于入口连接凸缘5，平行六面体凸缘6的端部面26被插入到纵向开口15中，在集管板8的边缘14之间，其仍在如虚线所示的分支的延伸部内，并且使得界定凸缘6的流体通道25的圆柱形壁29在从盖的基部21垂直延伸的圆柱形套圈28周围接合。因此，确保了凸缘6在盖9上的居中和正确定位。应注意到，凸缘的接触面26的平行侧向边缘30尽可能紧密地配合盖的凹基部21的形状，以使得凸缘还可以装配在U形集管板8的平行分支12之间。这些平行侧向边缘30沿整个凸缘6相对于较大平行横向面31形成向外突出的唇部32，所述侧向边缘30源于所述较大平行横向面31，由于集管板8的侧向平行分支12的终端边缘14在为凸缘的突出唇部32的形式的终端边缘30上的弯曲，这些唇部使得凸缘被卷边连接到管状集管器4上。因此在盖9的基部21和集管板8的弯曲边缘14之间使凸缘固定不动，凸缘6的内部通道25和套圈28中的孔27在该点处共轴。

为了减少由套圈中的孔27的横截面和凸缘的通道25的横截面之间的变化造成的压降，从盖延伸的套圈的壁33的厚度e从盖的壁20的其余部分（换言之，盖的平行侧向分支和基部的壁）的厚度E减少。壁厚度通过任何合适的机械操作（拉伸、模锻等）被减少。

因此，如可在图2中看到的，套圈28的壁33的厚度的减少具有50%的量级，但是其可以有70%那么多或甚至80%，而没有削弱最终的接头的任何风险。在减少之前的套圈厚度E（对应于壁20）以虚线示出；因而，孔27的横截面被优化以允许流体从空间23以较小压降流动通过凸缘6（由箭头F所示），这最终改进了回路的效率。

结果已经显示出，如果套圈壁厚度没有减少，则总内部压降的增加为20%至30%，这是特别有害的。

但是，当根据本发明通过减少套圈壁厚度以使套圈孔27的直径尽可能接近凸缘的内部通道25的直径时，总内部压降的增加被限制5%至10%，这是可接受的。

凸缘6和盖9之间的密封由涂层（未示出）提供，所述涂层围绕套圈外侧沉积，并通过钎焊将该壁连结到凸缘，同时其他涂层被设置在盖和集管板的相对分支之间，以及管端部和矩圆形槽之间。

作为信息，图1示出其他凸缘，由标记35标示，所述其他凸缘35通过以相同方式卷边而附连至管状集管器3、4，且所述其他凸缘35用于将交换器1固定至车辆的合适的支撑件以及用于使流体储存瓶以流体连通方式与集管器中的一个附连。

Claims (8)

1.一种用于热交换器的集管器，其是这种类型：适于接收具有内部流体通道（25）的至少一个连接凸缘，并包括盖（9），所述盖在组装后封闭集管板的纵向开口，所述集管板与所述盖相互作用以形成所述集管器，所述盖的壁具有至少一个外部套圈（28），所述外部套圈界定用于流体流的孔（27），所述集管器配置为允许所述凸缘卷边连接到所述盖（9）上，由此使内部通道（25）与所述套圈中的孔（27）流体连通，

其特征在于，从盖延伸的所述套圈（28）具有壁厚度（33），所述壁厚度小于所述盖（9）的壁厚度，由此最大化用于流体流的所述孔（27）的横截面。

2.如权利要求1所述的集管器，其中，套圈（28）的壁（33）的厚度相对于所述盖（9）的壁（20）的厚度减少至少30%。

3.如前述权利要求1和2中的任一项所述的集管器，其中，套圈（28）的壁（33）的厚度相对于所述盖（9）的壁（20）的厚度减少50%至80%。

4.如前述权利要求1至3中的任一项所述的集管器，其中，凸缘（5、6）通过使用界定集管板（8）的纵向开口的平行边缘（14）被卷边连接，所述平行边缘（14）被弯曲到设置在所述凸缘上的相应边缘（30）上，所述凸缘附连至所述盖。

5.如前述权利要求1至4中的任一项所述的集管器，其中，集管板（8）的壁（10）设置有内部止挡部（17），在组装后，所述盖的纵向边缘（24）承靠所述内部止挡部（17），以便密封集管板（8）的纵向开口。

6.如前述权利要求1至5中的任一项所述的集管器，其中，所述集管板（8）的横截面为基本上U形的形状，其开口被所述盖（9）接合，所述盖（9）适于接收所述连接凸缘（5、6）。

7.如前述权利要求1至6中的任一项所述的集管器，其中，所述盖（9）的壁的外部面（26）设置有涂层，用于在所述盖与所述集管板和所述凸缘的后续钎焊中使用。

8.一种热交换器，包括两个集管器（3、4），所述集管器（3、4）通过平行的流体流动管（2）的管束互连，其特征在于，所述集管器（3、4）中的至少一个如前述权利要求中的任一项被限定。

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