CN103703337A - 特别是用于机动车辆的热交换器集管箱和相应的热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热交换器的集管箱，特别是用于机动车辆，其中，交换器包括具有多个热交换管（3）的热交换束，所述集管箱包括流体集管器（9），所述流体集管器具有平坦基部（13），以接收所述管（3）的端部。所述箱特征在于：所述集管器（9）包括两个侧向壁（15），所述侧向壁从所述平坦基部（13）延伸，分别形成在所述侧向壁（15）和具有1.5至4mm半径（R）的所述平坦基部（13）之间的弯曲部；且所述集管器（9）具有大于10的在爆裂强度和所述集管箱的高度（h）之间的比。

Description

特别是用于机动车辆的热交换器集管箱和相应的热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器的集管箱，特别用于机动车辆的热交换器的集管箱。

背景技术

用于机动车辆中的热交换器，例如空调回路中的冷凝器，是已知的。

这样的回路通常包括压缩机、冷凝器或气体冷却器、膨胀阀和蒸发器。冷凝器设置为使得其通过与第二流体热交换而冷凝和/或冷却第一流体。

在该情况下，所用的第一流体可以是制冷剂，诸如基于氟利昂的流体，第二流体可以是冷却流体，诸如空气。

通常，热交换器包括热交换管芯部和集管箱。

在已知的方案中，集管箱制成为单件，例如通过挤出。

制成为两部件的集管箱是已知的，即包括接收管端部的集管器和随后固定到集管器以流体密封方式关闭集管箱的盖。

通常，集管箱具有大体圆的总体形状。该构造提供良好的爆裂强度。

但是，该构造导致容纳在集管箱内的管的材料的过度消耗。此外，具有在集管箱内的管的很长的长度导致压降问题。

另外，该构造具有大的高度，增加交换器的总体体积。

另一方面，底部平坦的集管器也是已知的。但是，由于爆裂强度原因，这样的集管器也通常很大。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供用于热交换器的优化集管器而减轻现有技术的这些劣势，该集管器提供良好的爆裂强度，同时减小集管器和且因此热交换器的总体体积。

为此，本发明的一个主题是用于热交换器的集管箱，特别是用于机动车辆，热交换器包括具有多个热交换管的热交换芯部，所述集管箱包括流体集管器，所述流体集管器具有平坦底部，以接收所述管的端部，其特征在于，所述集管器具有两个侧向壁，所述侧向壁从所述平坦底部延伸且分别形成所述侧向壁和具有1.5至4mm的半径的所述平坦底部之间的弯曲部，且在于，所述集管器具有大于10的在爆裂强度和所述集管箱的高度之间的比。

所述集管箱可还包括一个或多个以下特征，分别采用或结合采用：

所述半径是2至3mm的量级，

所述集管器大体为“U”的总体形状，

所述交换器具有盖以关闭所述集管器，所述盖具有与所述集管器的形状互补的形状，

所述集管器具有小于15mm的高度，

所述高度是11mm的量级，

所述集管器具有1mm至1.2mm的厚度，

所述集管器具有凸缘以接收所述管的端部。

本发明还涉及一种热交换器，特别是用于机动车辆，包括具有多个热交换管的热交换芯部和至少一个如前所述的集管箱。

根据一个实施例，所述交换器是冷凝器，特别用于机动车辆中的空调回路。

附图说明

本发明的其它特征和优势将从阅读以下通过非限制性示例给出的描述和从研究附图而变得显而易见，在附图中：

图1表示热交换器的透视图；

图2a是图1的交换器的集管箱的横截面视图，包括大体“U”形的底部平坦的集管器，

图2b是图1的交换器的集管箱的横截面视图，包括大体“U”形的底部平坦的集管器，该集管器容纳热交换器的热交换芯部的管端部，

图3a是示意性地表示出爆裂强度如何依据底部平坦的集管器的半径变化的图表；

图3b是示意性地表示出底部平坦的集管器的高度如何依据底部平坦的集管器的半径变化的图表；

图4示出集管器的爆裂强度和高度之间的比如何依据底部平坦的集管器的半径变化的图表。

具体实施方式

在这些附图中，大致相同的元件具有相同的附图标记。

图1是热交换器1的简化图示，诸如空调回路的冷凝器，包括由多个管3构成芯部，管设置在一个或多个管3排中。

在所示的例子中，交换器1包括两个流体集管箱5，从而流体可被允许流动通过芯部，然后离开。

为此，设置流体入口和出口联接件7，这些在所示例子中安装在一个集管箱5上。

参考图2a和2b，集管箱5包括底部平坦的集管器形成部件9，以接收管3的端部，仅在图2b中可见一个管3的一个端部。

集管箱5还具有盖11，以关闭箱5。

根据所示的实施例，集管器9和盖11制成为两个不同的部件。

根据所示的实施例，集管器9具有从1至1.2mm的材料厚度，例如1.2mm的量级。

集管器9例如具有15mm量级的宽度l和11mm量级的高度h。

这些尺寸对应于关闭的集管箱5的尺寸。由此，在该例子中，集管箱5具有15mm量级的宽度l和11mm量级的高度h。

这样的具有底部平坦的集管器9的集管箱5具有更平坦的形状（与具有圆集管器的集管箱相比），且因此具有比具有圆集管器的集管箱的高度更小的高度h，由此节省空间。

此外，集管器9作为例子具有大致“U”的总体形状，其具有中央壁13和两个侧向壁15，侧向壁在中央壁13的每一侧延伸。集管器9由此界定腔体17。

集管器9是底部平坦的，其根据该例子，意味着U形的中央壁13是大体平坦的。该中央壁13形成集管器9的平坦底部。

该中央壁13具有彼此平行的多个横向槽（在图中不可见），所述槽的形状适于通过集管器9的管3的端部的形状。

还可以设置，横向槽以凸缘19为边界（图2b），以接收管3的端部。

根据所示的例子，侧向壁15大体垂直于中央壁13延伸。

集管器9由此具有弯曲部14，所述弯曲部形成中央壁13和侧向壁13之间的连接。

在侧向壁15和中央壁13之间的弯曲部14处，集管器9具有1.5至4mm的半径R（图2a）。

半径R越大，集管器9的爆裂强度越好。

从申请人进行的计算引用数据：

对于1mm的半径R，爆裂强度是90巴的量级，

对于2mm的半径R，爆裂强度是133巴的量级，且

对于3mm的半径R，爆裂强度是147巴的量级。

这在图3a的图表中示意性地示出，其中，mm计的半径R在横坐标轴上，巴计的爆裂强度P沿纵坐标轴。

但是，半径R越大，管3伸入到集管器9中的长度越长。

这是因为，再次参考图2b，插入到集管器9的相关联槽中的每个管3，一方面，具有集管器9内的管3的端部和相关联槽的侧向端之间的管高度h1，另一方面，具有在集管器9内的管高度h2。

该高度h2对应于在集管器9内的管3的端部和点（在该点处，管3进入相关联槽）之间的管的高度。第二高度h2的参照点例如大约是槽的中间。

如图2b所示，管3相对于槽的侧向端的高度h1小于集管器9内的管3的高度h2。

第一高度h1限定为优化交换器性能，特别是出于机械强度的原因或与压降相关的原因。

相对于槽的侧向端的高度h1因此被确定，且集管器9内的管3的高度h2根据集管器9的形状变化。

更具体地，集管器9越平，即半径R越小，该高度h2将越小。

实际上，槽的侧向端越高，管伸入集管器9中的比例将越大，因为管相对于该侧向端的高度h1是固定的。半径R越大，槽的侧向端越高。集管器9内的管的高度h2因此随半径R增加。

相反，槽的侧向端越低，管伸入集管器9中的比例将越小，因为管相对于该侧向端的高度h1是固定的。半径R越小，槽的侧向端越低。集管器9内的管的高度h2随半径R减小。

管3的伸入量的该增加，即集管器9内的管的高度h2的该增加，导致集管器9的高度h的明显增加。

集管箱高度随半径R的增加通过图3b的图表上的线性直线示意性地示出，其中，mm计的半径R在横坐标轴上，mm计的集管箱5的高度h在纵坐标轴上。

为了不产生管3的过多的材料额外消耗，且因此，不产生集管器9和因此集管箱5的高度增加以及因此交换器1的总尺寸的增加，半径R不需要太大。

参考图3a、3b的图表，当半径R为1.5至4mm时，可获得好的爆裂强度，其中，集管箱5的高度h小于15mm，例如为10至15mm。

这样的半径R因此允许空间节省。

具体地，如前所述，集管器9内的管的高度h2减小，集管器9越平，并因此随半径R减小。

如果保持与在现有技术方案中使用的相同的管3长度，当半径R减小时，集管器内的管的高度h2减小，且因此用于热交换的管3的高度和伸入到集管器9内的高度h2之间的比增加。

因此，专用于热交换的管3的高度增加，而不需额外的材料。

对于相同的尺寸，热交换性能因此被改善。

作为替代，如果可用于热交换的管3的高度固定，在高度h2随半径R减小时，管3的总长度减小且材料被节省。

与现有技术方案相比，小于15mm的该高度h和1.5至4mm的半径R允许交换器1的总尺寸减小，同时确保良好的爆裂强度。

具体地，通过建立爆裂强度对集管器9的高度h的比，如图4的图表中的钟形曲线所示，其中mm计的半径R沿横坐标轴且前述比在纵坐标轴上，被优化的比，即钟形曲线的顶部，优选1.5至4mm的半径R，且具体地，优选2至4mm量级的半径R。

具体地，对于1.5至4mm的半径R，爆裂强度和集管箱的高度之间的比高于10。

申请人已注意到在2至3mm量级的半径R时且11mm量级的集管箱5的高度h时的优化方法。

此外，再次参考图2a、2b，集管器9的侧向壁15在它们的端部处具有卷曲凸片21，它们被设置为朝向腔室17内侧弯曲，从而它们压靠盖11的外部面。

就盖11而言，例如，其具有与集管器9大体相同的厚度，即在该例子中，1至1.2mm的厚度。

如前所述，盖11具有与集管器9的形状互补的形状。

根据所示实施例，盖11也具有大体“U”的总体形状，其具有中央壁25和两个侧向壁27，所述侧向壁27在中央壁25的每一侧延伸。

中央壁25可以以类似于集管器9的平坦底部的方式基本上是平坦的。

根据所示的例子，侧向壁27大体垂直于中央壁25延伸。盖可具有弯曲部29，所述弯曲部29形成中央壁25和侧向壁27之间的连接。

该弯曲部29具有的形状补偿集管器9的卷边凸片21的形状，从而盖29可以在腔室17内固定不动。

为了允许盖11被引入到由集管器9界定的腔室17中，将盖11的侧向壁27的外部面分开的距离具有较低值且大体等于使集管器9的侧向壁15的内部面分开的距离。

“外部面”是指面朝腔室17的外侧的面。“内部面”是指面朝腔室17的内侧的面。

同样，使盖11的弯曲部29的外部面分开的距离具有较低值且大体等于使集管器9的卷边凸片21的内部面分开的距离。

因此将意识到，在将集管器9的平坦底部连接至侧向壁15的弯曲部处具有1.5至4mm量级的半径R的底部平坦的集管器节省了空间，且提供了在爆裂强度和集管箱5的高度h之间的优化比。

Claims (10)

1.一种用于热交换器的集管箱，特别是用于机动车辆，热交换器包括具有多个热交换管（3）的热交换芯部，所述集管箱包括流体集管器（9），所述流体集管器具有平坦底部（13），以接收所述管（3）的端部，其特征在于：

所述集管器（9）具有两个侧向壁（15），所述侧向壁从所述平坦底部（13）延伸且分别形成所述侧向壁（15）和具有1.5至4mm半径（R）的所述平坦底部（13）之间的弯曲部，且在于，

所述集管器（9）具有大于10的在爆裂强度和所述集管箱（5）的高度（h）之间的比。

2.如权利要求1所述的集管箱，其特征在于，所述半径（R）是2至3mm的量级。

3.如权利要求1和2中的任一项所述的集管箱，其特征在于，所述集管器（9）大体为“U”的总体形状。

4.如权利要求3所述的集管箱，其特征在于，其具有盖以关闭所述集管器（9），所述盖具有与所述集管器（9）的形状互补的形状。

5.如前述权利要求中的任一项所述的集管箱，其特征在于，其具有小于15mm的高度（h）。

6.如权利要求5所述的集管箱，其特征在于，所述高度（h）是11mm的量级。

7.如前述权利要求中的任一项所述的集管箱，其特征在于，所述集管器（9）具有1mm至1.2mm的厚度（e）。

8.如前述权利要求中的任一项所述的集管箱，其特征在于，所述集管器（9）具有凸缘（19）以接收所述管（3）的端部。

9.一种热交换器，特别是用于机动车辆，包括具有多个热交换管（3）的热交换芯部和至少一个如前述权利要求中的任一项所述的集管箱。

10.如权利要求9所述的热交换器，其特征在于，其是冷凝器，特别用于机动车辆中的空调回路。

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