CN105074376A

CN105074376A - 用于热传递液体和制冷剂之间的换热的热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器

Info

Publication number: CN105074376A
Application number: CN201380073665.9A
Authority: CN
Inventors: C.德诺瓦尔; A.波尔马林
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-11-18
Also published as: WO2014095580A1; FR3000186B1; US20160214457A1; FR3000186A1; EP2936033A1

Abstract

本发明涉及一种用于热传递液体和制冷剂之间的换热的热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器，所述热交换器包括壳体(1)和用于使制冷剂流通的单元(2)，所述单元(2)限定用于使所述制冷剂流通的叶板(3)，所述叶板(3)沿堆叠方向堆叠，且所述单元(2)布置在所述壳体(1)中，其中，所述装置配置为限定所述热传递液体在所述壳体(1)中在所述叶板(3)之间的流动的通路，使得热交换可发生在热传递液体和制冷剂之间。

Description

用于热传递液体和制冷剂之间的换热的热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，其用于在热传递液体和制冷剂之间换热。其特别地用于允许所述热传递液体的加热和/或冷却，这取决于所述制冷剂的状态。

背景技术

在汽车领域，当车辆具有内燃发动机时，传统上使用由发动机释放的热量来加热车辆内部。在混合动力和/或电动车辆中，已知的是由发动机释放的热量有时不足，且必须找到替代的方案来加热车辆内部。

第一个方案是使用由车辆电池供给的电散热器，但这缩短了电池的使用寿命。

另一方案是以热泵方式运行车辆的空调系统。换句话说，行进通过所述回路的制冷剂用于使热量从车辆外部向其内部传送。已知在该概念下，对于要使用的热交换器，允许存在制冷剂和热传递液体之间的交换。所述热传递液体则用于加热车辆的内部。

该类型的热交换器采用钎焊交换器的形状，在该钎焊交换器中，制冷剂流通通道和热传递液体流通通道由堆叠版交替地限定。

该类型的配置具有其优势，但是证明是复杂的，这是由于所使用的部件的数量。此外，交换器的钎焊性质限制了在交换器中流通的流体的输入和/或输出凸缘的定位可能性，以及交换器的安装凸缘的定位可能性，从而使得其在车辆中的集成较复杂。同样观察到外部腐蚀。

发明内容

本发明的目的是减轻前述缺陷且在该方面提出一种用于热传递液体和制冷剂之间的换热的热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器，所述热交换器包括壳体和用于使制冷剂流通的单元，其限定用于使所述制冷剂流通的叶板，所述叶板沿堆叠方向叠置，所述单元布置在所述壳体中，所述热交换器配置为限定所述热传递液体在所述壳体中在所述叶板之间的流动的通路，使得热交换可发生在热传递液体和制冷剂之间。

通过使用这种壳体来流通热传递液体，部件的数量被限制，这是由于不再需要提供用于相应通路的多个板。此外，增加了集成流体输入和/或输出接口、以及可连接至壳体材料或由壳体材料得到的安装凸缘的可能性。此外，标准单元可用于流通制冷剂和能够适于从一个车辆到下一个车辆建立的不同配置的壳体。所述壳体可同样使得更有效地抵抗外部腐蚀。

此外，保持用于制冷剂的流通单元的机会可以限制对于这种流体的由于恶劣操作条件造成的风险，特别是在压力方面。

根据可一起或单独采用的不同实施例：

-所述壳体配置为在热交换器的组装期间引导所述单元，

所述壳体包括第一部分和第二部分，该第一部分和第二部分限定内部容积，用于制冷剂的所述流通叶板位于内部容积内部，

-所述第一部分由箱形成，以及所述第二部分由所述箱的闭合盖形成，

-所述闭合盖包括凹部，所述箱固定在所述凹部中，

-所述箱包括用于热传递液体的输入和/或输出管，和/或所述盖包括用于所述热传递液体的流过的开口，

-所述输入和/或输出管从所述箱的材料得到，

-所述热交换器包括由所述箱和/或盖得到的安装凸缘，

-所述第一和第二部分每一个由外壳形成，所述外壳彼此连结，

-所述外壳沿所述堆叠方向连结，

-所述外壳沿垂直于所述堆叠方向的方向连结，

-所述单元包括用于制冷剂的输入和/或输出窗口，该窗口沿大致垂直于所述堆叠方向的方向，

-所述外壳中的每一个包括突起边缘，用于借助至少一个安装凸缘连结至所述外壳中的另一个，

-所述部分中的一个包括用于热传递液体的输入和/或输出管，和/或所述部分中的另一个包括用于制冷剂的输入和/或输出管，

-所述输入和/或输出管从所述外壳的材料得到，

-所述箱和/或所述外壳由塑料材料制成和/或所述盖由金属材料制成，

-所述壳体包括至少一个内部分隔件，所述内部分隔件意图使所述热传递液体在多个通道和/或排中流通，

-所述叶板沿垂直于堆叠方向的纵向方向延伸，

-所述单元包括用于制冷剂的集管板，其位于叶板的纵向端部边缘的水平处，所述纵向端部边缘称为叶板头部，

-所述单元包括沿所述堆叠方向堆叠的板，所述板成对地关联，以限定制冷剂的所述流通叶板，

-所述单元包括位于所述板对中的在所述板之间的流体联接件，位于所述叶板头部的水平处，以该方式形成所述集管器，

-所述流体联接件包括由所述板得到的压制部，所述压制部与板的面向用于制冷剂流通的相邻板对的压制部接触，

-所述单元设置有位于所述板对之间的第一紊流器，

-所述单元设置有位于同一板对的板之间的第二紊流器，

-所述单元在所述叶板的、对着设置有所述集管器的纵向端部侧部的纵向端部侧部上、在所述叶板之间具有敞开侧向面，

-所述叶板配置为使所述集管器中的第一个和所述集管器中的第二个之间的流体形成U形通路。

附图说明

参考附图，本发明的这些特征和其他特征在下文示出，在图中：

图1是根据本发明的热交换器的第一实施例的截面图；

图2是根据本发明的热交换器的第二实施例的截面图；

图3是能够在图1和2的交换器中使用的流体流通单元的侧视图；

图4是图3中的流通单元的板的透视图；

图5是部分地示出根据本发明的实施例的、图1中的热交换器的变化例的截面图；

图6是部分地示出根据本发明的实施例的、图2中的热交换器的变化例的截面图；

图7是根据本发明的热交换器的第三实施例的截面图；

图8是图1中的热交换器的透视图。

具体实施方式

在以下描述中，相同的附图标记用于表示类似或相同的元件。

如图1和2中所示的，本发明涉及一种用于在热传递液体和制冷剂之间换热的热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器。

所述热交换器将能够特别地用作用于所述热传递液体的加热和/或冷却散热器，这取决于所述制冷剂的状态。所述热传递液体是水，例如，特别是乙二醇水。所述制冷剂，例如，名称为R134a或1234yf。但是，其他应用也是可行的。

所述热交换器包括壳体1和用于使制冷剂流通的单元2。所述单元2限定用于使所述制冷剂流通的叶板3，所述叶板3沿堆叠方向D叠置。所述单元2在图2中部分地示出。制冷剂在该情况下根据标记为4的箭头流通。所述单元2布置在所述壳体1中。

根据本发明，所述装置配置为限定用于所述热传递液体在所述壳体1中在所述叶板3之间、根据标记为5的箭头的流动的通路，以允许热传递液体和制冷剂之间的热交换。换句话说，制冷剂在单元2中流通，所述单元2浸在于壳体1中流通的热传递液体中。

以该方式，获得了热交换配置，其包括部件，即用于热传递液体的壳体1和用于制冷剂的单元2，适于每一种流体的特定约束。因此，在没有额外成本的情况下，可靠的热交换发生。壳体1的使用将还允许流体连接和/或热交换器附接接口的更容易的集成，以及改进其对外部腐蚀的抵抗性。

所述单元2例如由通过率和/或铝合金制成的部件形成。例如，其可通过钎焊所述部件连结。

所述叶板3在该情况下沿纵向方向L延伸，该纵向方向垂直于堆叠方向D。所述单元2可包括集管器6，用于使制冷剂在所述叶板3中流通。所述集管器6例如位于叶板3的纵向端部边缘7的水平处，其称为叶板头部。

所述叶板3在该情况下配置为使在所述集管器6的第一个和第二个之间的所述流体形成U形通路。第一个集管器6因此构成用于流体的输入集管器，而第二集管器构成用于所述流体的输出集管器。换句话说，流体在单元2中流通，由输入集管器6分配在叶板3中，在该处，流体遵从制造得更高的U形通路，之后，其进入输出集管器6。

如从图3和4清楚显现的，所述单元2在该情况下包括沿所述堆叠方向D堆叠的板10，所述板10成对地关联，以限定用于使制冷剂流通的所述叶板3。根据其他实施例，所述叶板可由挤出管、弯折管或允许流体被引导的任何其他器件限定。所述的板10对有利地彼此相同。

所述交换器包括位于所述板对中的在所述板10之间的流体联接件12，位于所述板头部7的水平处，以该方式形成所述集管器6。

所述流体联接件12包括，例如，从所述板10得到的压制部14，所述压制部14与板的面向相邻对的板10的压制部14接触。所述压制部14设置有用于流体流的开口16。以该方式，所述压制部14通过连接所述开口而允许流体从一对板流通至另一对板。同一集管器6的所述压制部14在该情况下位于彼此的轴向延伸部中，使得所述集管器6大致为直线形的。

所述板10包括纵向端部边缘18，称为远端，对着所述板的纵向端部边缘20，所述流体联接件12位于所述纵向端部边缘20的水平处。

所述板10包括基部22、突起边缘24、和钎焊唇部26。所述板对由两个所述板10形成，所述板10相同，头对尾地安装，使得它们的唇部26接触。所述板10对的每一对包括用于流体的U形流通的管道，在所述集管板6之间。

所述叶板6可包括制冷剂流的扰流器28。在该情况下，所述扰流器限定所述流体的纵向流通通道。

根据未示出的实施例，所述扰流器在界定流体流通管道的至少一个板10上局部变形。这种变形优选地为与部分地限定所述流体联接件12的压制部14一起形成的压制部。

根据未示出的变化例，之后寻求的U形流通通过板的基部的下压形式获得，诸如中央部分凹槽，留下设置有连接压制部14的纵向端部边缘。

根据对应于所示热交换器的另一变化例，输入集管器6面向扰流器通道28的第一部分敞开，而输出集管器面对通道的第二部分敞开，该第二部分与通道的所述第一部分通过一个或多个中央通道30分隔开。此外，所述板10包括位于所述连接压制部14之间的锁定压制部32，其在其一个或多个中央通道30的纵向端部的一个处闭合所述一个或多个中央通道30。

所述扰流器28有利地比所述板10的基部22短，以在每一对板中限定用于制冷剂的U形区域。

所述单元2可在所述板10对之间设置有扰流器100，所述扰流器100意图被所述热传递液体跨过。

所述单元2具有1至1.5mm的内部叶板3高度，例如用于制冷剂的流通，和/或2至4mm的、叶板3对之间的高度，例如，用于热交换液体的流通。

所述单元2在所述叶板3的、对着设置有所述集管器6的纵向端部侧部的纵向端部侧部上、在所述叶板3之间具有敞开侧向面34。

如果再次参考图1和2，可看到，所述壳体1包括第一部分40和第二部分42，该第一部分40和第二部分42限定内部容积44，用于至制冷剂流通的所述叶板3位于内部容积44内部。以该方式，使得单元2的组装可行。所述壳体1在该方面可配置为在热交换器的组装期间引导所述单元2。

如图1所示，根据第一示例实施例，所述第一部分40由箱形成，所述第二部分42由所述箱的闭合盖形成。例如，所述箱40由塑料材料制成，和/或例如所述盖42由金属材料制成，特别是铝和/或铝合金。

在该情况下，所述闭合盖42包括凹部46，所述箱40固定在所述凹部46中。此外，所述壳体1包括衬垫48，位于所述凹部46中。所述箱40有利地具有沿所述箱40的边缘的箱脚50，所述衬垫48在所述凹部46中被所述箱脚50压缩。所述盖42例如压接在箱40上，在该情况下通过与所述箱脚50配合的压接齿52。

所述箱40包括，例如，用于热传递液体的输入和/或输出管54。所述输入和/或输出管54有利地从所述箱40的材料得到。

所述盖42在其侧部上包括用于所述制冷剂的流动的开口56。所述流动开口例如位于制成在所述盖中的压制部60的水平处，以与单元2的所述集管器6接触，使得制冷剂在进入和离开所述集管器6时在由所述盖42的压制部60限定的腔室62中流通。在该情况下，所述交换器还包括用于制冷剂的输入和/或输出凸缘58，所述凸缘58固定在盖42上，面向流动开口56和腔室62。

此外，所述壳体1包括位于所述箱40上和/或所示盖42上的安装凸缘63、64，所述安装凸缘有利地由所述箱40和/或所述盖42的材料得到。这种壳体1在图8中示出为位于外部。

图5示出一类似的实施例，除了液体的至少一个输入/输出管54的取向不同。在图1中，一个或多个管54由箱40的与盖42相反的面得到，远离所述盖42行进，而在图5中，当一个或多个管54接近实施盖42时，所述一个或多个管54形成肘部55。

如图2中所示，根据不同实施例，所述第一和第二部分每一个由外壳40、42形成，所述外壳彼此连结。所述外壳40、42例如由塑料材料形成。

在该情况下，所述外壳40、42中的每一个包括用于连结至另一所述外壳的突起边缘70。所述突起边缘70一个抵靠另一个地连结，例如根据平面对平面的接触。

所述外壳40、42彼此连结，例如通过粘合、密封和/或焊接，特别是通过超声焊接。它们可同样借助锁定凸缘72连结，衬垫74设置在所述外壳40、42之间，在该情况下位于它们的突起边缘70之间。

一个外壳40包括用于热传递液体的输入和/或输出管76，和/或另一外壳42包括用于制冷剂的输入和/或输出管78，有利地由所述外壳的材料得到。

此外，所述热交换器可包括用于连接至单元2的凸缘80，特别是在所述集管器6的轴向端部的水平处，用于制冷剂的流通。所述用于连接至单元2的凸缘80定位在所述相应的输入/输出管78中，必要时，在衬垫82的帮助下确保壳体1的内部容积44和由流体的所述输入和/或输出管78限定的管道84之间的密闭。所述用于连接至单元2的凸缘80在所述管道84和所述单元2之间建立防漏流体连通。此外，流体的所述输入和/或输出管78可接收快速连接器件86。用于热传递液体的输入和/或输出管76可同样接收快速连接器件(未示出)。

在图2中，所述外壳40、42沿所述堆叠方向D连结。换句话说，突起边缘70的接触平面与所述堆叠方向D成直角。此外，制冷剂沿平行于所述堆叠方向的方向被引入单元2。

替代地，在图6中，所述外壳40、42沿垂直于所述堆叠方向的方向连结。换句话说，突起边缘70的接触平面平行于所述堆叠方向D。此外，制冷剂沿与所述堆叠方向成直角的方向被引入单元2。

在该情况下，所述单元2包括用于制冷剂的输入和/或输出的窗口90，其沿大致与所述堆叠方向D成直角的方向，在所述集管箱6的一个和/或另一个的水平处，更准确地在同一对板的叶板10的压制部14的水平处。例如，根据与图2中实施例的方案类似的方案，在连接凸缘92的帮助下，至流体的所述输入/输出管78的连接被建立。在该情况下，用于流体的所述输入/输出管78弯曲。

在该变化例中，所述外壳40、42彼此连结，例如，在所述叶板10的热交换部分和叶板头部之间的接口区域的水平处。

在这种情况下，所述壳体1配置为使所述热传递液体在多个通道中流通。其可由此包括内部分隔件102，以确保在热传递液体的输入和输出管54、76之间热传递液体的U形流通。后者有利地抵抗在单元2的叶板3中组织的U形流通的流而实现。

图7示出壳体1的一个例子，其允许在多个排中的流通，且在每排中，在多个通道中流通，这是由于在所述壳体1的壁中形成的不同内部分隔件104。

Claims

1.一种用于热传递液体和制冷剂之间的换热的热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器，所述热交换器包括壳体(1)和用于使制冷剂流通的单元(2)，所述单元(2)限定用于使所述制冷剂流通的叶板(3)，所述叶板(3)沿堆叠方向叠置，所述单元(2)布置在所述壳体(1)中，所述热交换器配置为限定所述热传递液体在所述壳体(1)中在所述叶板(3)之间的流动的通路，使得热交换可发生在热传递液体和制冷剂之间。

2.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述壳体包括第一部分(40)和第二部分(42)，该第一部分(40)和第二部分(42)限定内部容积(44)，用于制冷剂的所述流通叶板(3)位于内部容积(44)内部。

3.如权利要求2所述的热交换器，其中，所述第一部分(40)由箱形成，以及所述第二部分(42)由所述箱(40)的闭合盖形成。

4.如权利要求3所述的热交换器，其中，所述闭合盖(42)包括凹部(46)，所述箱(40)固定在所述凹部(46)中。

5.如权利要求4所述的热交换器，其中，所述箱(40)包括用于热传递液体的输入和/或输出管(54)，和/或所述盖(42)包括用于所述热传递液体的流过的开口(56)。

6.如权利要求2所述的热交换器，其中，所述第一和第二部分(40、42)每一个由外壳形成，所述外壳(40、42)彼此连结。

7.如权利要求6所述的热交换器，其中，所述外壳(40、42)沿所述堆叠方向连结。

8.如权利要求6所述的热交换器，其中，所述外壳(40、42)沿垂直于所述堆叠方向的方向连结。

9.如权利要求8所述的热交换器，其中，所述单元(2)包括用于制冷剂的输入和/或输出窗口(90)，该窗口沿大致垂直于所述堆叠方向的方向。

10.如权利要求6或7所述的热交换器，其中，所述外壳(40、42)中的每一个包括用于借助至少一个安装凸缘(70)连结至所述外壳中的另一个的突起边缘(70)。

11.如权利要求5所述的热交换器，其中，所述部分中的一个(40)包括用于热传递液体的输入和/或输出管(76)，和/或所述部分中的另一个(42)包括用于制冷剂的输入和/或输出管(78)。

12.如权利要求3至11中的任一项所述的热交换器，其中，所述箱(40)和/或所述外壳(40、42)由塑料材料制成和/或所述盖(42)由金属材料制成。

13.如前述权利要求中的任一项所述的热交换器，其中，所述壳体(2)包括至少一个内部分隔件(102、104)，所述内部分隔件意图使所述热传递液体在多个通道和/或排中流通。

14.如前述权利要求中的任一项所述的热交换器，其中，所述叶板(3)沿垂直于堆叠方向的纵向方向延伸，且所述单元(2)包括位于叶板(3)的纵向端部边缘的水平处的用于制冷剂的集管(6)，所述纵向端部边缘称为叶板头部。

15.如前述权利要求中的任一项所述的热交换器，其中，所述单元(2)包括沿所述堆叠方向堆叠的板(10)，所述板(10)成对地关联，以限定制冷剂的所述流通叶板(3)。