CN105102908A - 收集器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种收集器(20)，该收集器(20)包括收集器壳体(21)。该收集器壳体(21)具有集流室(25)、流体入口(26)和流体出口(27)。在集流室(25)中设有干燥器(36)。进流通道(28)伸到集流室(25)中，该进流通道(28)包括在集流室(25)内的通道出口(30)并将流体从作为通道入口(31)的流体入口(26)导入集流室(25)内，其中，该进流通道(28)的设置使得从通道出口(30)流出的流体侧向流出。本发明还涉及一种具有收集器的冷凝器。

Description

收集器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述用于特别是机动车的制冷剂回路的制冷剂的收集器，以及带有这种收集器的冷凝器。
背景技术
现有技术已知用于制冷剂回路的制冷剂的收集器。这种收集器用于储存制冷剂，以在波动的操作条件下确保制冷剂回路中具有充足的制冷剂。
此外，在收集器中通常还设有干燥器，以便干燥制冷剂并除去制冷剂中的湿气。
收集器在制冷剂回路中通常布置于冷凝器之后或冷凝器的冷凝区与过冷区之间的液流中。在此，制冷剂从冷凝器或从冷凝器的冷凝区流入收集器中，制冷剂在该收集器中被分离成气相和液相。气相在收集器中积聚于液相之上，而液相可从气相下方流出收集器。
如果收集器中的气态制冷剂也流入后续的过冷区，则该气态制冷剂必定在过冷区内仅得以冷凝，因此，在气态部分未冷凝的情况下，制冷剂的温度相对于气态部分便不会进一步变低。由于过冷区的部分效率仅带来冷凝，而没有导致制冷剂温度下降，因此，过冷区的效率降低。
这最终导致无法达到最低的过冷温度，从而导致后续的蒸发器的效率不尽理想。
收集器中装填的制冷剂的高度取决于冷却回路的负载状况，但同样取决于填满时的装料量及意外泄漏。如此，在各种操作条件下，制冷剂在收集器内的各种装填高度中，制冷剂均在后续的过冷区内储存。
发明内容
本发明的目的是提供一种收集器，使得在较大的工作范围内或在不同的装填高度下从收集器中流出的流体状制冷剂中的气态部分尽量最少化。本发明的目的还在于，提供一种具有这类收集器的冷凝器。
本发明用以达成上述目的的解决方案为权利要求1所给出的特征。
本发明提供一种收集器，该收集器包括收集器壳体，该收集器壳体具有集流室、流体入口和流体出口，在集流室中设有干燥器，进流通道伸入到集流室中，该进流通道包括在集流室内的通道出口并将流体从作为通道入口的流体入口导入集流室内，其中，进流通道的设置使得从通道出口流出的流体侧向地并与收集器的中心轴相隔一段距离地流出。由此实现，流体在收集器内呈环形或螺旋状轨迹流动，并由此改善收集器的集流室内的气态制冷剂与液态制冷剂的分离效果，从而在流体从收集器流出的过程中减少或避免气态部分。
根据本发明，如果在通道出口的上方的无阻体积占到收集器在该部分总容积的至少50％，且该无阻体积的高度超过收集器总内高的至少50％，则十分适用。在此，如果干燥器(如干燥剂颗粒)位于通道出口的下方且位于无阻体积的相对的一侧，则十分有利。
如果干燥器(如干燥剂颗粒)位于收集器的上端，则同样适用。如果收集器具有基本恒定的截面积，则同样有利。
在此，如果收集器的截面呈圆形，则十分适用。
此外，在本发明的实施例中，如果收集器壳体以圆筒壁呈圆形截面，则十分有利。这样便使从通道出口流出的流体在收集器壳体的圆筒壁上呈环形流动，其中气体部分能够上升地更高并能够更好地脱离出液态部分。
如果进流通道在其通道出口处包括与通道纵轴约成90°偏转的出流孔道，使得从通道出口离开的流体大约与通道纵轴成直角流出，则同样适用。由此实现，流体基本上在水平面上流出并可使其沿螺旋状轨迹流动，从而延长流体的路径，由此提高相分离性。
如果将通道出口构造为管弯头，则特别有利。由此，通过简单方式实现流体的转向。
如果将通道出口构造成斜切式管端，凸出的长管壁侧在该管端朝向短管壁侧弯折。其中，凸出的长管壁侧约成90°弯向短管壁侧，有利于轻松实现适于90°转向的结构。该结构通过管的斜切及随后管壁侧的弯折得以完成。如果干燥器布置于流体可穿透的两个固定盘之间，进流通道贯穿两个固定盘中至少之一，优选同时贯穿这两个固定盘。由此，干燥器可布置于两个固定盘之间，其中进流通道被固定盘夹紧。这会致使流体在集流室内的路径不是直接横穿干燥器，而是从进流管以间隔开的方式通过干燥器。与之相反，在回路上，流体须从集流室经干燥器(即流经固定盘及其中间布置的干燥剂颗粒)流向流体出口。因此，从集流室的入口到出口仅流经干燥器一次。
如果干燥器布置于底壁或顶壁与流体可穿透的固定盘之间，则同样有利。干燥器由此能够布置在集流室的上部或下部，从而由于仅有一个固定盘而成节省空间且成本适当的布置。在此，如果由进流通道贯穿固定盘，则十分有利。在干燥器布置于收集器的下部的情况下，尤其如此。
如果转流元件与进流通道连接，该转流元件可使得从集流室流向流体出口的液流转向，则同样适用。由此，到流体出口的直接路线受阻且流体发生转向，以便延长流体的路径，这有利于相分离。
如果转流元件是基本上垂直于进流通道纵轴的壁，则同样有利。如此能够以成本适当的简单方式实现阻流和转向。该壁可构造为带有用于进流通道贯穿的开孔的平盘。
如果在作为转流元件的壁与收集器壳体的圆筒壁之间设有间隙，流体流经该间隙并流向流体出口，则同样适用。如此能够形成指定尺寸的通道，而对此无需单独的部件。
如果在转流元件与流体出口之间设置有过滤器，则特别有利。由此，转流元件则还可用于支承过滤器，从而可省略单独的支架。这种支架可一体成型于转流元件中。
如果过滤器的一个侧面覆盖流体出口，相对的另一个侧面被转流元件覆盖，则同样适用。由此实现过滤器的明确布置及穿流。在流体出口的边缘部分与转流元件之间实现固定，而使流体从侧方流入过滤器。如果固定盘是穿孔的塑料盘或金属板盘，则同样有利。由此可通过喷铸或冲压工艺以成本适当的方式制成盘体。
如果通道出口构造为带有附联式或嵌入式转接件(尤其由塑料制成)的管接头，则同样有利。如果流体入口和/或流体出口布置在收集器的底壁，则同样适用。
本发明用以达成冷凝器目的的解决方案为权利要求20所给出的特征。
本发明涉及一种用于冷却回路的冷凝器，特别是机动车的冷却回路，该冷凝器具有带第一流体通道和第二流体通道的缸体，制冷剂流经第一流体通道，冷却剂流经第二流体通道，第一流体通道分为用于制冷剂冷凝的冷凝区及用于液态制冷剂进入冷冻的过冷区，其中收集器布置于冷凝区与过冷区之间或过冷区之后的液流中。
通过下述附图说明及所附权利要求介绍其他优选实施方案。
附图说明
下面参照附图基于至少一个实施例详细阐述本发明。
图1是根据现有技术的收集器的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的收集器的示意图；
图3是根据本发明的另一个实施例的收集器的示意图；
图4是根据本发明的一个实施例的收集器的局部放大图；
图5是一个实施例的进流通道的示意图；以及
图6是另一个实施例的进流通道的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的用于机动车制冷剂回路的制冷剂收集器1。收集器1包括收集器壳体2，该壳体包括圆筒壁3以及底壁4和顶壁5。
在底壁4中设置流体入口6以及流体出口7。流体入口6是穿过底壁4的穿孔，流体出口7同样是穿过底壁4的穿孔。在流体入口6的内侧上布置升流管8，该升流管8与流体入口8连通且沿竖直方向基本上延伸通过整个收集器。制冷剂9通过流体入口6流入，继而通过升流管8沿竖直方向向上流动并从升流管8的上端溢出到集流室中。在此，制冷剂基本向下流动并在穿透干燥器10之后到达流体出口7。干燥器10大致布置于收集器壳体2的中央位置，其中，一定数量的干燥剂颗粒11被固定在两个孔盘之间。由此，干燥剂颗粒11的两侧分别通过相互间隔布置的孔盘12、13固定。在升流管8的上端流出的制冷剂9流过上孔盘，流到干燥剂颗粒11的旁边，随后再流过下孔盘，通过这种方式流过干燥器。
图2是根据本发明的一个实施例的带有收集器壳体21的收集器20的示意图。收集器壳体21由圆筒壁22以及底壁23和顶壁24组成。收集器壳体21可优选由管体构成，该管体形成圆筒壁22，其中底壁23例如可嵌入管体内且顶壁可与管体相连或完全与其一体成型。收集器20在收集器壳体21内部构成集流室25，其中收集器20设有流体入口28及流体出口27。流体入口26及流体出口27设置为底壁23中的穿孔。
流体入口26及流体出口27在底壁23中形成开孔或穿孔，并用于外部接口与集流室25之间的流体连通。在集流室25的内部设置进流通道28，该进流通道28与流体入口26形成流体连接并伸入集流室25中。由流体入口26流入的流体29(如制冷剂)流经进流通道28并从进流通道28的通道出口30流出。通道入口31可以就是流体入口26本身，也可以在进流通道28的始于底壁23的大致位置处与流体入口26连接。有利地，进流通道28是嵌入底壁23内或置于底壁23上的管体。为此，形成进流通道28的管体可装入底壁23的开孔中或者置于插口内或插口处。
进流通道28在其通道出口30处的形状可使得从通道出口30流出的流体在收集器壳体21的圆筒壁22的协同作用下在集流室内呈螺旋状流动。为此，进流通道28在其通道出口30处包括与通道纵轴32约成90°偏转的出流孔道，使得从通道出口30离开的流体大致垂直于通道纵轴32流出。螺旋状在此表示呈弧形或近似环形流动或者近似在环形轨迹上流动，其在竖直方向上具有一定的分速度，从而流体可从流入面开始向上或向下运动。
在其他实施例中，相对于与通道纵轴32成90°角，还可以采用其他角度，例如在45°至135°范围内，从而引导从通道出口30流出的流体朝向圆筒壁22的方向流动，该流体的流动在竖直方向上还具有向上或向下的分速度。
流向流体出口27的流体以一定的分速度流至圆筒壁22上，并在此以圆弧或螺旋状轨迹转向。
转流元件33与进流通道28连接，转流元件33构造为壁，尤其例如水平壁，并且进流通道28穿通转流元件33，从而由通道出口30流出的流体不会直接从流体出口27流出，而由该转流元件33使其换向。转流元件33例如构造为与进流通道28一体成型的平板，或与进流通道28相连并受到其支承的平板，其中构造为管体的进流通道28可穿通转流元件33的开孔。在转流元件33的边缘与圆筒壁22之间可留间隙34，流体29在到达流体出口27之前流经该间隙。
在转流元件33与流体出口27之间可选择布置过滤器35，该过滤器置于流体出口上并由转流元件33覆盖。从而使得流体29从侧方流入过滤器35，如此，流体在到达流体出口27之前在过滤器35中基本上成90°转向。
在图2的实施例中，干燥器36布置于邻近顶壁24的上端区域内，颗粒形式的干燥器36容置于顶壁24与固定盘37之间。在此，固定盘34是流体可穿透盘，例如穿孔盘、栅网或诸如此类。固定盘37优选固定或固持在收集器壳体21的内壁，使得干燥器36的干燥剂颗粒留在顶壁24与固定盘37之间。例如，固定盘37还可以利用弹簧顶住，使得弹簧沿轴向将干燥剂颗粒压向顶壁并由此将其压缩。
图3是根据本发明的另一个实施例的收集器50的示意图，在该收集器中，在带有流体入口52及流体出口53的收集器壳体51内设有管状进流通道54，流体55通过该进流通道54流入集流室56中。通道出口57被构造为使得流体55朝向圆筒壁58的方向基本上侧向地水平流出，从而使流体处于螺旋状轨迹或环形轨迹。
干燥器59布置在两个固定盘60、61之间，管状进流通道54贯穿这两个固定盘。流体在上固定盘61的上方从进流通道54流入集流室56，并穿过上固定盘61(流体可穿透固定盘)进入干燥器、围绕在此布置的干燥剂颗粒流动并随后穿过下固定盘60流向流体出口53的方向。
图4示出了上固定盘61相对于管状进流通道54的设置。在此，固定盘61包括数个开孔62，流体能够流过这些开孔。此外，固定盘61包括一个较大开孔63，构造为管状元件的进流通道54可穿透该开孔63。进流通道54的上端伸出固定盘61，其被构成为管弯头或拱顶，该管弯头或拱顶具有侧向开孔端。如此，流体可在固定盘61上方沿侧向从进流通道54流出。
图5示出了构造成管状的进流通道70。进流通道70在上端包括管弯头71，该管弯头71止于通道出口72，该通道出口72所在的平面与收集器的流体入口的截面垂直，且与管状进流通道70的竖直部分的截面垂直。
图6的左图表示进流通道80，该进流通道80的上端81被斜切。在此，进流通道80包括通过斜切式管端形成的通道出口82，其中，管体包括凸出的长管壁侧83及短管壁侧84。在进流通道被切割后，凸出的长管壁侧83朝向短管壁侧84弯折，从而形成使流体从进流通道的通道出口基本上侧向地流出(参见图6的右图)。
在不限制一般性且并未特别说明的前提下，不同实施例的个别特征通常能够彼此组合。

Claims (20)

1.一种收集器(20)，该收集器(20)包括收集器壳体(21)，该收集器壳体(21)具有集流室(25)、流体入口(26)和流体出口(27)，在所述集流室(25)中设有干燥器(36)，进流通道(28)伸到所述集流室(25)中，该进流通道(28)包括在所述集流室(25)内的通道出口(30)并将流体从作为通道入口(31)的流体入口(26)导入所述集流室(25)内，
其特征在于，所述进流通道(28)的设置使得从所述通道出口(30)流出的流体侧向地并与所述收集器的中心轴相隔一段距离地流出。
2.根据权利要求1所述的收集器，其特征在于，在所述通道出口的上方存在无阻体积，该无阻体积占到所述收集器在该部分总容积的至少50％，且该无阻体积的高度超过所述收集器总内高的至少50％。
3.根据权利要求2所述的收集器，其特征在于，干燥器，例如干燥剂颗粒位于所述通道出口的下方，且位于所述无阻体积的相对的一侧。
4.根据权利要求2所述的收集器，其特征在于，干燥器，例如干燥剂颗粒位于所述收集器的上端。
5.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述收集器具有基本上恒定的截面积。
6.根据权利要求5所述的收集器，其特征在于，所述收集器的截面为圆形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述通道出口(30，70)构造为管弯头(71)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述通道出口(82)构造为斜切式管端，凸出的长管壁侧(83)在该管端朝向短管壁侧(84)弯折。
9.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述通道出口构造为带有附联式或嵌入式转接件的管接头，所述管接头尤其由塑料制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述干燥器(59)布置于流体可穿透的两个固定盘(60，61)之间，所述进流通道(54)贯穿所述两个固定盘(60，61)中至少之一，优选同时贯穿所述两个固定盘(60，61)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述干燥器(36)布置于底壁或顶壁与流体可穿透的固定盘(37)之间。
12.根据权利要求11所述的收集器，其特征在于，所述进流通道贯穿所述固定盘(37)。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的收集器，其特征在于，转流元件(33)与所述进流通道(28)连接，该转流元件(33)使得从所述集流室(25)流向所述流体出口(27)的液流转向。
14.根据权利要求13所述的收集器，其特征在于，所述转流元件(33)是壁，该壁基本上垂直于进流通道纵轴(32)。
15.根据权利要求14所述的收集器，其特征在于，在作为转流元件(33)的所述壁与所述收集器壳体(21)的所述圆筒壁(22)之间设有间隙(34)，流体流经该间隙(34)并流向所述流体出口(27)。
16.根据前述权利要求9-11中至少一项所述的收集器，其特征在于，在所述转流元件(33)与所述流体出口(27)之间设置有过滤器(35)。
17.根据权利要求16所述的收集器，其特征在于，所述过滤器(35)的一个侧面覆盖所述流体出口(27)，相对的另一个侧面被所述转流元件(33)覆盖。
18.根据前述权利要求中至少一项所述的收集器，其特征在于，所述固定盘是穿孔的塑料盘或金属板盘。
19.根据前述权利要求中任一项所述的收集器，其特征在于，所述流体入口和/或所述流体出口布置于所述收集器的底壁。
20.一种用于冷却回路的冷凝器，特别是机动车的冷却回路，该冷凝器具有带第一流体通道和第二流体通道的缸体，制冷剂流经所述第一流体通道，冷却剂流经所述第二流体通道，所述第一流体通道分为用于制冷剂冷凝的冷凝区及用于液态制冷剂进入冷冻的过冷区，其中所述收集器布置于所述冷凝区与所述过冷区之间或所述过冷区之后的液流中。
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