CN104995474B - 用于空气调节回路的具有制冷剂供给部的冷凝器 - Google Patents

用于空气调节回路的具有制冷剂供给部的冷凝器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于空气调节回路的冷凝器(1)，所述冷凝器包括被配置为联接到制冷剂供给部(3)的壳体(5)，壳体(5)容纳用于在制冷剂与冷却剂之间交换热量的第一部分(13)和用于交换热量的第二部分，第一部分(13)被配置为将制冷剂输送至制冷剂供给部(3)，第二部分被配置为在所述供给部(3)的出口处实施制冷剂与冷却剂之间的附加热交换。

Description

用于空气调节回路的具有制冷剂供给部的冷凝器
技术领域
本发明涉及一种冷凝器，所述冷凝器具有用于空气调节回路的制冷流体储备部，特别是用机动车辆。
背景技术
在该领域中，存在已经已知很长一段时间的位于车辆前部面处的冷凝器。所述冷凝器带来在冷凝器中流动的制冷流体与进入气流之间的热交换。所述冷凝器有时伴有制冷流体的储备部或瓶体，并且设置有允许在储备部的出口处执行制冷流体的过冷的部分。
还已知存在冷凝器，所述冷凝器包括用于借助于冷却剂液体来冷却制冷流体的第一热交换单元、以及用于通过冷却剂流体来使制冷流体过冷的第二热交换单元，制冷流体储备部插置在热交换单元之间。所述单元包括堆叠的板，所述堆叠的板在它们之间限定制冷流体的流通板，以使得制冷流体板位于两个冷却流体板之间。然而，这样的具有两堆板的解决方案具有较差的集成程度。
在提供某种改进的尝试中，已经提出一种冷凝器，其中制冷流体储备部集成在堆中、相对于板横向地定位。然而，这样的储备部对于操作并不是最佳配置。这是因为对应于堆叠高度的储备部的轴向高度受所使用的板的数量限制。
发明内容
因此，存在改进这样的冷凝器的需要，且为此本发明提出一种用于空气调节回路的冷凝器，所述冷凝器包括被配置为连接到制冷流体储备部(reserve)的壳体，所述储备部也称为瓶体，所述壳体接收制冷流体与冷却液体之间的第一热交换部分、以及第二热交换部分，所述第一部分被配置为将制冷流体传送至制冷流体储备部，所述第二部分被配置为在储备部的出口处产生制冷流体与冷却液体之间的热交换补充。
所以，制冷流体储备部不被限于壳体中，而替代地可以在长度方面自由地延伸，优选地在壳体的长度上延伸，例如，邻近于壳体的长侧，以便于在一较大长度上并且在减少的空间要求的情况下延伸。此外，在同一组件中存在两个热量交换区部，这允许冷凝器的部件的数量被限制。
制冷流体储备部有利地固定到壳体，优选地通过法兰来固定，所述法兰包括分别延伸进或出的制冷流体的入口和出口管。
冷凝器有利地包括所述热交换部分的至少一个冷却液体回路，该回路可以是对于热交换部分共用的，或者是对于所述热交换部分中的每个所不同的。
冷凝器有利地包括堆叠的板的组件，所述板在它们之间限定所述热交换部分中的制冷流体和冷却流体的流通板，特别地以使得制冷流体板位于两个冷却流体板之间，堆叠的板的组件被配置为提供制冷流体的流通路径，所述流通路径允许壳体中的制冷流体从第一热交换部分朝向流体储备部、然后从所述储备部进入第二热交换部分的串序流通。
堆叠的板的组件有利地配置为提供在热交换部分中延伸的冷却流体的流通路径，优选地从第二热交换部分到第一热交换部分。在变型例中，可限定两个不同的路径，它们分别与上文所述的不同的回路相关联。
特别地，堆叠的板被配置为限定对第一热交换部分与第二热交换部分之间的制冷流体的流通的阻挡部。
在这样情况下，每个板有利地借助第一热交换部分和第二热交换部分的区域中的材料的连续部延伸。
限定制冷流体的流通板的冷凝器板可因而包括突起(raised)部分，以便于限定对第一热交换部分与第二热交换部分之间的制冷流体的流通的阻挡部。
堆叠的板有利地包括制冷流体的入口和/或出口收集器，与第一热交换部分和/或第二热交换部分的区域中的制冷流体的流通板连通，和/或包括冷却液体的入口和/或出口收集器，与冷却液体的流通板连通。
制冷流体的入口和/或出口收集器以及冷却液体的入口和/或出口收集器有利地在壳体的一侧处和/或在意图对着储备部的相对侧处敞开。
一方面，第一交换部分中的制冷流体的入口收集器和第二交换部分中的制冷流体的出口收集器，以及另一方面，第二交换部分中的制冷流体的入口收集器和第一交换部分中的制冷流体的出口收集器有利地在壳体的相对侧处敞开。
根据本发明的可一起或分开采用的其他实施例：
-收集器经由开口和/或流体入口和/或出口法兰而从壳体敞开；
-第一交换部分中的制冷流体的入口收集器定位为对着壳体中的制冷流体的入口开口，并且第一交换部分的制冷流体的出口收集器定位为对着储备部中的制冷流体的入口开口；
-第一热交换部分在壳体中在第一热交换部分中的制冷流体的入口收集器与第一交换部分的制冷流体的出口收集器之间延伸；
-第二交换部分中的制冷流体的入口收集器布置对着储备部的制冷流体的出口开口，并且第二交换部分的制冷流体的出口收集器布置为对着壳体的制冷流体的出口开口；
-第二热交换部分在第二交换部分中的制冷流体的入口收集器与第二热交换部分的制冷流体的出口收集器之间延伸；
-第一交换部分中的制冷流体的入口收集器以及第二热交换部分的制冷流体的出口收集器在壳体的两个相对侧附近敞开；
-冷却液体的入口和出口收集器有利地在相同的相对侧附近敞开；
-堆叠的板的组件在矩形的平行六面体体积中延伸，例如，对应于壳体的体积；
-冷却液体的入口和出口收集器、以及第一交换部分中的制冷流体的入口收集器和第二交换部分的制冷流体的出口收集器沿壳体的边缘中的四个平行取向；
-制冷液体的流通板与冷却液体的流通板具有不同的横截面；
-第一热交换部分包括分隔部，所述分隔部与板平行，且所述分隔部交替地布置在制冷流体的入口收集器和制冷流体的出口收集器中，以使得按照流体的多个流通通道来引导第一热交换部分中的制冷流体，例如，从一个通道到另一通道具有流体的流通方向的反转(inversion)。
本发明还涉及一种如上文描述的冷凝器板，以及具有这样的冷凝器和对应的储备部的组件。
附图说明
本发明的这些特征和其他特征在下文中参照附图进行说明，在所述附图中：
图1是根据本发明的冷凝器的实施例的透视图；
图2是该冷凝器的底部视图；
图3是按照图2的线B-B的冷凝器的示意性剖视图；
图4是按照图2的线A-A的冷凝器的示意性剖视图；
图5是图4的冷凝器的入口和出口收集器的放大的部分视图；
图6是根据一构造变型例的冷凝器的制冷流体的路径的示意性剖视图，和
图7是根据一构造变型例的冷凝器的冷却流体的路径的示意图。
具体实施方式
在下列描述中，相同的附图标记用于指代相同或相似的元件。
如在图1到4中图示的，本发明涉及一种冷凝器1，所述冷凝器具有制冷流体储备部3或瓶体，用于空气调节回路(未图示出)，特别是用于机动车辆的空气调节回路。制冷流体例如是以名称R134a已知的流体等。该冷凝器1包括壳体5，优选是矩形的平行六面体壳体，如本情况中的，该壳体5被配置为连接到制冷流体储备部3，该制冷流体储备部3可远离壳体5安装或邻接于壳体5固定，如在本情况中。
在该示例中，储备部3定位为对着壳体的侧向侧11'，也就是说，对着壳体的纵向端部侧12、14之间的壳体一侧。因而，其可在一较大长度上并且具有冷凝器的减少的空间体积的情况下延伸。
如可以在图1和4中看出的，制冷流体储备部3由法兰固定到壳体5，所述法兰包括两个管7、9，分别为进或出该储备部的制冷流体的入口管和出口管。
壳体5接收第一热交换部分13，在该示例中，第一热交换部分13意图确保制冷流体通过与冷却液体的热交换进行的冷凝，且还接收第二热交换部分15以便于在该示例中产生由冷却液体对制冷流体进行的过冷，在来自储备部3的出口处。在该方式中，两个热交换部分被集成到同一个结构单元中。
冷却液体在热交换部分13、15的冷却液体回路17中流动，该回路可对于热交换部分是共用的，如在图3中图示的，或者是对于每一个热交换部分为不同的，如在图7中图示的。冷却液体例如是乙二醇水。
参照图3到5，冷凝器1包括板19的组件，其按照堆叠方向堆叠，这里是大致正交于板。有利地，这些板在第一和第二热交换部分13和15上的材料连续的情况下延伸。所述板在它们之间限定位于热交换部分中的制冷流体流通板21，在这样的方式使得制冷流体板21(图4)位于冷却液体回路17(图3)的两个冷却流体板23之间。在该示例中，流通板具有不同的高度。
板由金属板构成，特别是铝和/或铝合金的金属板。它们例如通过冲压而形成。它们可通过在周界突起边缘的区域中进行焊接而彼此组装。
在该示例中，堆叠的板19的组件构成壳体5，其可进一步被形成为接收堆叠的板19的组件。
堆叠的板19的组件被配置为提供制冷流体的流通路径，所述流通路径允许制冷流体在壳体5中从第一热交换部分13朝向流体储备部3、然后从所述储备部进入第二热交换部分15的串序流通，如在图4中按照箭头图示的。
在第一热交换部分13中冷凝的制冷流体因而传送到制冷流体储备部3，这引起制冷流体的气/液相分离、和/或产生所述制冷流体的失水(filtration)和/或脱水。
堆叠的板19的组件还被配置为提供在热交换部分13、15中延伸的冷却流体的流通路径17，更具体地是从第二热交换部分15到第一热交换部分13，如在图3中按照箭头图示的，以便于引起对向流(counter-current)冷却。
堆叠的板19包括制冷流体的入口收集器33、37和/或出口收集器35、39，与第一和/或第二热交换部分的区域中的制冷流体的流通板连通。其还包括冷却液体的入口收集器22和/或出口收集器24，与冷却液体的流通板连通。
收集器22、24、33、35、37、39在壳体的定位为对着储备部3的侧向侧11'的区域中敞开、或者在相对的侧向侧11的区域中敞开，也就是说，在壳体的相对于板的堆叠方向垂直取向的侧向侧的区域中敞开。这是因为收集器22、24、33、35、37、39有利地平行于彼此并且平行于堆叠方向延伸。
在该示例中，一方面，第一交换部分13中的制冷流体的入口收集器33和第二交换部分15的制冷流体的出口收集器39，以及另一方面，第二交换部分15中的制冷流体的入口收集器37和第一交换部分13的制冷流体的出口收集器35在垂直于堆叠方向的侧向侧11、11'的区域中、以相对的方式敞开。可注意到的是，这样的特征如何允许储备部3在长度方面延伸远至直接地处于第一交换部分中的制冷流体的入口收集器33下方的位置。
在该示例中，冷却液体的入口收集器22和出口收集器24在定位为与对着储备部3的那侧11'相反的侧向侧11处敞开。
冷却液体的入口收集器22和出口收集器24、第一热交换部分中的制冷流体的入口收集器33和第二热交换部分的制冷流体的出口收集器39在壳体的开口中敞开，所述开口这里形成为冷却液体的入口管29和出口管31、以及制冷流体的入口管25和出口管27。其他收集器35和37在储备部的管7和9处敞开。
第一热交换部分中的制冷流体的入口收集器33以及第二热交换部分的制冷流体的出口收集器39在壳体的两个纵向端部侧12、14附近敞开。类似地，冷却液体的入口收集器22和出口收集器24在壳体的相对的纵向端部侧12、14附近敞开。
在图示的平行六面体配置中，冷却液体的入口收集器22和出口收集器24、以及第一交换部分中的制冷流体的入口收集器33和第二交换部分中的制冷流体的出口收集器39可有利地沿壳体的四个边缘的平行取向。在该方式中，入口和出口管22、24、25、27有利地布置在与定位为对着瓶体的侧向侧11'相反的侧向侧11处的四个角部的区域中。通过将收集器22、24、33、39定位在壳体的相对侧的区域中，制冷流体和冷却液体流过(flow over)一最大程度。
第一交换部分中的制冷流体的入口收集器33定位为对着壳体中的制冷流体的入口管25，且第一交换部分的制冷流体的出口收集器35定位为对着储备部3中的制冷流体的入口开口，在该示例中与用于将储备部紧固到壳体的法兰的管中的第一管7连通。第一热交换部分在壳体中在第一交换部分中的制冷流体的入口收集器33与第一交换部分的制冷流体的出口收集器35之间延伸。
第二交换部分中的制冷流体的入口收集器37被布置为对着储备部3的制冷流体的出口开口，这里与用于将储备部紧固到壳体的法兰的管中的第二管9连通，并且第二交换部分的制冷流体的出口收集器39被布置为对着壳体的制冷流体的出口管27。第二热交换部分在第二交换部分中的制冷流体的入口收集器37与第二热交换部分的制冷流体的出口收集器39之间延伸。
在这种情况下，堆叠的板19被配置为限定对第一热交换部分13与第二热交换部分15之间的制冷流体的流通的阻挡部。
如在图5中可以更清晰地看出的，限定制冷流体的流通板的板19，称为第一板，具有限定阻挡部的突起部分26。突起部分的高度对应于制冷流体板的高度。突起边缘在第一板的宽度上延伸，也就是说，在该示例中，从垂直于堆叠方向连接侧向侧11、11'的壳体的侧向侧16中的一个延伸到相对的侧向侧18。
第一板19在其一个纵向侧的端部附近，一方面，具有用于第一交换部分中的制冷流体的入口收集器的第一孔，另一方面，具有用于第二交换部分的制冷流体的出口收集器39的第二孔。其还在突起部分26的一侧和另一侧处具有用于第一交换部分的制冷流体的出口收集器35的第三孔、以及用于第二交换部分中的制冷流体的入口收集器37的第四孔。在其相对纵向侧的端部附近，其具有凸缘(collar)，所述凸缘具有的高度等于突起部分26的高度一致，并且所述凸缘设置有孔以便于允许位于所考虑的制冷流体板的一侧和另一侧处的冷却液体板之间的连通。
堆中其他板，被称为第二板，用于限定冷却液体板。它们设置有孔和凸缘，所述孔和凸缘与第一板的凸缘和孔一起，允许限定收集器22、24、33、35、37、39。
现将描述构造变型例。
如上文指示的，热交换部分13、15可分别包括不同的冷却液体回路17'、17”，如在图7中图示的，箭头代表冷却液体的这些回路17'、17”中的每个的冷却液体的流动方向。因而，按照所希望的冷却回路的数量，第二板可或可不设置有形成阻挡部的凸起部分。
此外，如在图6中图示的，第一热交换部分13可包括分隔部41，所述分隔部41与板19平行，且所述分隔部41交替地布置在制冷流体的入口收集器33和制冷流体的出口收集器35中，以便于按照箭头43、按照不同的连续流通通道来在第一热交换部分13中引导制冷流体，例如，根据其中流体的流通跟随从一个通道至另一通道的相反的方向的通道，诸如蜿蜒的(sinuous)流通。
因而，本发明提供一种具有储备部的冷凝器，其特别地用于机动车辆的空气调节回路，并且具有简单的结构和高效的操作。

Claims (11)

1.一种用于空气调节回路的冷凝器(1)，所述冷凝器包括被配置为连接到制冷流体储备部(3)的壳体(5)，所述制冷流体储备部(3)定位为对着壳体的侧向侧(11')，所述壳体(5)接收制冷流体与冷却液体之间的第一热交换部分(13)以及第二热交换部分(15)，所述第一热交换部分(13)被配置为将制冷流体传送到制冷流体储备部(3)，所述第二热交换部分被配置为在储备部(3)的出口处产生制冷流体与冷却液体之间的热交换补充,其中，所述壳体包括堆叠的板(19)的组件，所述板(19)在它们之间限定所述第一热交换部分(13)和所述第二热交换部分(15)中的制冷流体和冷却流体的流通板(21、23)，板(19)的组件被配置为提供制冷流体的流通路径，所述流通路径允许壳体(5)中的制冷流体从第一热交换部分(13)朝向流体储备部(3)，然后从所述储备部进入第二热交换部分(15)的串序流通，
其中，所述堆叠的板(19)包括制冷流体的入口收集器(33、37)和/或出口收集器(35、39)，与第一热交换部分(13)和/或第二热交换部分(15)的区域中的制冷流体的流通板连通，和/或包括冷却液体的入口收集器(22)和/或出口收集器(24)，与冷却液体的流通板连通，
其中，一方面第一热交换部分(13)中的制冷流体的入口收集器(33)和第二热交换部分(15)中的制冷流体的出口收集器(39)、以及另一方面第二热交换部分(15)中的制冷流体的入口收集器(37)和第一热交换部分(13)的制冷流体的出口收集器(35)在壳体的相对的侧向侧处敞开。
2.如权利要求1所述的冷凝器(1)，包括对于所述第一热交换部分(13)和所述第二热交换部分(15)共用的冷却液体回路(17)。
3.如权利要求1所述的冷凝器(1)，包括对于所述第一热交换部分(13)和所述第二热交换部分(15)中的每个所不同的回路(17'、17”)。
4.如权利要求1到3中的一项所述的冷凝器(1)，其中，堆叠的板(19)被配置为提供在所述第一热交换部分(13)和所述第二热交换部分(15)中延伸的冷却流体的至少一个流通路径。
5.如权利要求1到3中的一项所述的冷凝器(1)，其中所述板(19)中的每个借助第一热交换部分(13)和第二热交换部分(15)的区域中的材料的连续部延伸。
6.如权利要求1所述的冷凝器(1)，其中，所述制冷流体的入口收集器(33)和/或出口收集器(39)以及冷却液体的入口收集器(22)和/或出口收集器(24)在所述壳体的一个侧向侧处和/或在意图对着储备部(3)的相对的侧向侧(11')处敞开。
7.如权利要求1到3中的一项所述的冷凝器(1)，其中，堆叠的板(19)的组件在矩形的平行六面体体积中延伸，所述冷却液体的入口收集器(22)和出口收集器(24)以及第一热交换部分(13)中的制冷流体的入口收集器(33)和第二热交换部分(15)的制冷流体的出口收集器(39)沿壳体(5)的边缘中的四个平行取向。
8.如权利要求1到3中的一项所述的冷凝器(1)，其中，第一热交换部分(13)包括分隔部(41)，所述分隔部(41)与所述板(19)平行，且所述分隔部(41)交替地布置在第一热交换部分(13)的制冷流体的入口收集器(33)和出口收集器(35)中，以便于按照流体的多个流通通道(43)来引导第一热交换部分(13)中的制冷流体。
9.如权利要求1到3中的一项所述的冷凝器(1)，其中，堆叠的板(19)被配置为限定对第一热交换部分(13)与第二热交换部分(15)之间的制冷流体的流通的阻挡部(26)。
10.如权利要求9所述的冷凝器(1)，其中，限定制冷流体的流通板的板(19)是由金属板形成的，所述金属板具有限定所述阻挡部(26)的突起部分。
11.一种组件，具有储备部(3)和如权利要求1到10中的一项所述的冷凝器(1)。
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