CN106796064A - 用于安装热交换器设备的方法和热交换器设备 - Google Patents

用于安装热交换器设备的方法和热交换器设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种方法用于安装制冷单元(10)的热交换器设备(16)，其中，热交换器设备(16)包括以下部件：壳体(34)，其具有至少一个盖件(36)和管状壳(38)；热交换器线圈(42)以及冷却剂收集容器(32)。对本发明来说必要的是，将热交换器线圈(42)推在冷却剂收集容器(32)上并且流体地连接至至少一个盖件(36)，将管状壳(38)推在热交换器线圈(42)上，管状壳(38)径向向内变形。本发明进一步涉及根据所述方法生产的制冷单元(10)的热交换器设备(16)。

Description

用于安装热交换器设备的方法和热交换器设备
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于组装制冷单元的热交换器设备的方法。此外，本发明涉及根据所述方法生产的热交换器设备。
背景技术
该类型热交换器设备使用在制冷单元，尤其空气调节系统的制冷单元中，例如车辆空气调节系统。通过使用所述热交换器设备，能够改善制冷单元的效率的程度，尤其如果CO2(R744)用作制冷剂。依靠热交换器设备，能够利用制冷回路的低压区域的低温度水平，以进一步立即在气体冷却器的下游冷却高压区域中的较暖制冷剂。此处，热交换器设备能够结合制冷剂收集容器(积蓄器)。但是，将热交换器线圈与制冷剂收集容器整合在一个部件中是非常复杂以及贵的。
DE102006031197A1已经公开了一种内部热交换器，其具有用于制冷剂回路的积蓄器，尤其机动车辆空气调节系统，其包括：壳体，其由加压管状气缸套以及盖板以及基底板制成；积蓄器，其由不太导热的材料制成，优选由塑料制成，并且布置成以便在壳体中同心地形成用于低压的液体制冷剂的间隙；以及翅片管，其用于高压制冷剂，该翅片管以螺旋形方式布置在积蓄器和气缸套之间的间隙中。盖子板和基底板在每个情况下具有：连接器板，其具有用于制冷剂线的连接器；U形提取管，其具有用于积蓄器中提供的制冷剂蒸汽的蒸汽入口以及蒸汽出口；以及挡板装置，其用于分离提供在积蓄器上方区域中的制冷剂的液相和气相。此处，蒸汽入口以免受制冷剂液体影响的方式布置在积蓄器中挡板装置的下方，蒸汽出口布置在积蓄器外侧。翅片管又在其端部经由螺纹密封地并入盖子板和基底板，其结果是，提供了具有积蓄器的内部热交换器，能够成本有效地生产该热交换器。
发明内容
本发明基于的目的是，提供一种热交换器设备，其将内部热交换器与制冷剂收集容器结合，简化了其组装。
根据本发明，所述目的依靠独立权利要求的特征实现。有利实施例是从属权利要求的主题。
本发明基于的总体构思是，安装热交换器设备的壳体作为最后部件，其结果是，热交换器线圈和制冷剂收集容器的安装变得更简单。此处，将热交换器线圈推在制冷剂收集容器上并且流体地连接至至少一个盖子，将管状套推在热交换器线圈上，并且管状套径向向内变形。结果，至少一个盖件和热交换器线圈之间的组装和连接是简单的，这是由于壳体的管状套不阻碍对热交换器线圈的访问。因此，热交换器线圈和至少一个盖件之间的连接的选择不被限制。此外，相应地简化了将制冷剂收集容器连接至至少一个盖件以及连接至热交换器线圈。
如果热交换器设备的壳体具有两个盖件，那么这是有利的，将热交换器线圈推在制冷剂收集容器上并且流体地连接至两个盖件，将管状套推在两个盖件中的至少一个和热交换器线圈上，因此，管状套径向向内变形。作为使用两个盖件的结果，能够简化热交换器设备中的流动路径。在组装热交换器线圈和制冷剂收集容器与两个盖件之后，将管状套然后推在两个盖件中的至少一个上并且径向向内变形。结果，虽然管状套必须装配在两个盖件中的至少一个上，但是其能够在其已经径向向内变形之后具有功能较小直径。因此，根据本发明，能够改进组装热交换器设备而不损害热交换器设备的功能。
一个有利方案提供的是，管状套径向向内变形，使得其支承热交换器线圈。凭借管状套支承热交换器线圈的事实，形成螺旋形密封面，其限定流体导管，流体导管尤其在制冷剂收集容器和管状套之间是螺旋形。此处，螺旋形流体导管延长热交换器设备中的驻留时间并且改善热交换结果。
进一步有利方案提供的是，管状套径向向内液压地或者气压地变形。尤其，液压或者气压变形过程使得力均匀输入至管状套，因此是一个均匀变形过程。该类型的变形过程能够以柔性方式适用于不同的部件，其结果是，能够降低工具成本。
一个特别有利的方案提供的是，管状套依靠成型工具径向向内变形。作为使用用于使管状套变形的成型工具的结果，能够精确地控制变形。尤其，以该方式能够以改进方式确保管状套支承热交换器线圈而不破坏后者。
一个有利可能性提供的是，管状套在热交换器线圈的区域中比在盖子的区域中径向向内变形至更显著程度。以该方式，能够以尤其有利方式利用根据本发明的方案的优势。
另一有利可能性提供的是，管状套在热交换器线圈的区域中比在至少一个盖件的区域中径向向内变形至更显著程度。以该方式，能够以尤其有利方式利用根据本发明的方案的优势。
进一步有利可能性提供的是，在管状套被推动之前，制冷剂收集容器连接至两个盖件。结果，根据本发明的优势还能够利用在将制冷剂收集容器连接至两个盖件中。
一个有利可选方案提供的是，在管状套的变形之前，后者至少密封地连接至至少一个盖件。以该方式，盖子和管状套能够形成不透流体的壳体。此外，在盖子和管状套之间能够使用任何类型的连接。
另一有利可选方案提供的是，在管状套的变形之前，其至少密封地连接至两个盖件。以该方式，两个盖件和管状套能够形成不透流体的壳体。此外，在两个盖件和管状套之间能够使用任何类型的连接。
一个有利可选方案提供的是，管状套依靠管状套的变形至少密封地连接至至少一个盖件。结果，管状套和至少一个盖件形成不透流体的壳体，而不是必须提供另外的连接器件。
进一步有利可选方案提供的是，管状套依靠管状套的变形至少密封地连接至两个盖件。结果，管状套和两个盖件形成不透流体的壳体，而不是必须提供另外的连接器件。
此外，根据本发明，依靠制冷单元的热交换器设备实现该目的，制冷单元具有：壳体，其具有至少一个盖件以及管状套；热交换器线圈以及制冷剂收集容器；管状套，其连接至至少一个盖件，管状套在管状套的两个端部之间的区域中在至少一侧逐渐变细。该改良使得能够根据前述方法组装热交换器设备，结果以上描述的方法的优势同样延伸至热交换器设备。
在说明书和附随的权利要求中，“在区域中逐渐变细”将理解为意思是物体在该区域中比在物体的任何其他区域中具有较小直径，尤其内径。
一个有利变型提供的是，管状套的内径在管状套的两个轴向端部之间区域比在管状套的两个轴向端部的至少一个处管状套的内径小。该改良也使得能够根据前述方法组装热交换器设备，结果以上描述的方法的优势同样延伸至热交换器设备。
此外，如果热交换器设备的壳体具有两个盖件，如果管状套连接至两个盖件以及如果管状套至少在两个盖件之间的区域的一侧上逐渐变细，那么这是有利的。该改良使得能够根据前述方法组装具有两个盖件的热交换器设备，结果以上描述的方法的优势同样延伸至热交换器设备。
此外，上述提到的改良热交换器设备使得事实上任何期望类型的连接能够发生在管状套和两个盖件之间，这是由于连接点易于访问。
进一步有利变型提供的是，管状套的内径在管状套的两个轴向端部之间的区域比在管状套的两个轴向端部处管状套的内径小。该改良也使得能够根据前述方法组装具有两个盖件的热交换器设备，结果以上描述的方法的优势同样延伸至热交换器设备。
一个有利方案提供的是，管状套接触两个盖件中的至少一个或者仅依靠管状套的内侧接触至少一个盖件。以该方式，首先对应盖件能够具有更简单的构造。其次，作为与盖子的连接能力的结果，管状套的外侧能够构造成不受限制。因此，能够共享成本。
一个尤其有利可能性提供的是，制冷剂或者热交换器流体被引导通过热交换器线圈，尤其在高压下，热交换器线圈以螺旋形方式至少在分段中环绕制冷剂收集容器。结果，形成第二流体通路，其不同于热交换器线圈内部的流体通路。尤其，所述流体通路形成在制冷剂收集容器和管状套之间。由于热交换器线圈的螺旋形路线，所述流体通路同样具有螺旋形路线，结果热交换器线圈以及所述流体通路在热交换器单元内部被引导在彼此上一段较长距离。结果，热量能够以尤其满意的方式在热交换器线圈中的流体以及流动在流体通路中的流体之间交换。
一个有利可能性提供的是，至少一个盖件或者这两个盖件具有的外径大于在管状套的轴向端部之间的区域中管状套的内径。结果，两个盖件具有较大截面面积，能够用以附接制冷剂入口和出口和/或紧固器件。
一个特别有利的可替换提供的是，两个盖件中至少一个具有的外径小于在管状套变形之前管状套的内径。结果，管状套能够被推在所述盖件上，结果，使得能够首先将热交换器线圈、制冷剂收集容器和两个盖件彼此连接，随后能够推在管状套上以及将其连接至剩余部件。
如果已经根据以上描述的方法组装热交换器设备，那么这是特别有利的。因此该方法的优势传递至热交换器设备，在此程度上参考对所述方法的以上描述。
使用附图，本发明的进一步重要的特征及优势得自于从属权利要求、附图以及附图说明。
毫无疑问，以上提到的并且仍将在下文中描述的特征不仅能够以规定组合使用，而且能够以其他组合使用或者单独使用，这并不超出本发明的范围。
附图说明
本发明的优选示范实施例示出于附图并且将更详细地在以下说明中解释，相同称号涉及相同或者类似或者功能相同的部件。
在附图中，在每个情况下概略地：
图1示出了制冷单元的轮廓草图，
图2示出了在组装期间以及在管状套被推动之前热交换器设备的截面图，
图3示出了图2的热交换器设备的截面图，管状套已经被推动的，
图4示出了在管状套变形之后图3的热交换器设备的截面图，
图5示出了热交换器设备的截面图，箭头用于识别制冷剂流动，
图6示出了热交换器线圈的立体图，
图7示出了热交换器线圈的管的两个可能截面的视图，以及
图8示出了热交换器线圈的管的两个进一步可能截面的视图。
具体实施方式
图1概略地示出的制冷单元10包括压缩机12、气体冷却器14、热交换器设备16、节流或膨胀阀18以及蒸发器20。此处，制冷单元10以制冷回路的公知原理操作。制冷剂22穿过回路28，回路28被压缩机12驱动。首先，制冷剂22被压缩在压缩机12中，其结果是，增加制冷剂22的温度。制冷剂22从压缩机12被引导至气体冷却器14，作为压缩的结果，在气体冷却器14中由于增加的温度制冷剂22能够将热量消散至周围。制冷剂22从气体冷却器14经由内部热交换器30被引导至节流/膨胀阀18，节流/膨胀阀18节流或者调整制冷剂22的流动并且分离低压区域24与高压区域26。在节流/膨胀阀18的下游，制冷剂22流入蒸发器20，在蒸发器20中制冷剂22膨胀并且在该过程中被冷却。由于在高压区域26中制冷剂22能够将热量输出至周围的事实，制冷剂22的温度在蒸发器20中比制冷剂22刚进入压缩机12时低。蒸发器20具有用于要冷却的介质(诸如空气)的第二流动路径，结果制冷单元10能够从要冷却的介质吸收热。制冷剂收集容器32布置于蒸发器20的下游，制冷剂22从制冷剂收集容器32经由内部热交换器30被引导至压缩机12。例如，制冷单元10使用在机动车辆的空气调节系统中。
相比于其他制冷剂，CO2(R744)由于其较低温室活动而用作制冷剂22。尤其，如果CO2用作制冷剂22，使用内部热交换器30用于制冷单元10的效率的程度是有利的。经由内部热交换器30，热量从尤其气体冷却器14下游的高压区域26中的制冷剂22传递至尤其节流/膨胀阀18下游的低压区域24中的制冷剂22。结果，仍能够进一步降低节流/膨胀阀18上制冷剂22的温度，结果改善了制冷单元10的效率的程度。
为此，制冷单元10具有根据本发明的热交换器设备16，其包括内部热交换器30和制冷剂收集容器32。它们都布置在壳体34中，壳体34具有至少一个、例如两个盖件36和管状套38。两个流体导管在壳体34内行进。第一流体导管40由内部热交换器30形成，尤其通过内部热交换器30的热交换器线圈42形成。第二流体导管44延伸在壳体34内并且在过程中行进通过制冷剂收集容器32并且通过制冷剂收集容器32和管状套38之间的区域。内部热交换器30的热交换器线圈42还行进在所述区域中(参见图4、图5)。
两个流体导管40、44连接，使得两个流体导管40、44逆流流经制冷剂收集容器32和管状套38之间的区域，因而热量能够尤其有效从一个流体导管传递至另一流体导管。
例如，第一流体导管40以及因此热交换器线圈42被来自高压力区域26的制冷剂22以来自气体冷却器14的方式流经，而第二流体导管44被来自低压区域24的制冷剂22以来自蒸发器20或者制冷剂收集容器32的方式流经。来自高压区域26的制冷剂22的热量因而能够消散至低压侧的制冷剂22。
热交换器线圈42至少在分段中以螺旋形方式行进通过热交换器设备16的壳体34。尤其，热交换器线圈42在制冷剂收集容器32和管状套38之间的柱形套状区域以螺旋形方式行进。热交换器线圈42优选支承管状套38，结果螺旋形密封面产生在热交换器线圈42和管状套38之间。
结果，热交换器线圈42环绕制冷剂收集容器32。此处，热交换器线圈42能够同样支承制冷剂收集容器32，结果第二流体导管44在制冷剂收集容器32和管状套38之间以螺旋形方式延伸，因而具有较大长度，制冷剂22具有较大量时间从热交换器线圈42吸收热量。作为替换，热交换器线圈42和制冷剂收集容器32之间存在间距。结果，第二流体导管44在制冷剂收集容器32和管状套38之间的区域中不具有螺旋形构造，但是热交换器线圈42产生翅片或者波状表面，结果，当流体22流经第二流体导管44时，其打旋并且因此能够从热交换器线圈42吸收热量。该第二变型比第一变型具有较低流动阻力。但是，第二流体导管44和第一流体导管40之间的热联接相应地较低。提供了以优化方式修改热联接以及流动阻力至相应要求的可能性。
热交换器线圈42连接至盖件36中的制冷剂连接器，结果制冷剂22能够依靠盖件36中的制冷剂连接器被引导通过热交换器线圈42。
正如示出的，例如，在图6、图7和图8中，热交换器线圈42能够具有各种截面；尤其，热交换器线圈42能够具有圆形、卵圆形或者椭圆形截面。作为替换或者除此之外，热交换器线圈42还能够具有较扁平轮廓，其在热交换器线圈42内部具有多个较小单个导管50。
制冷剂收集容器32用作从制冷剂气流捕捉以及收集气态或者液体制冷剂22，因此形成冷却用储罐类型。为此，制冷剂收集容器32具有柱形主体，制冷剂22以来自蒸发器20的方式大约轴向被引入通过柱形主体。另一开口安置在相同侧，气态制冷剂22能够通过该开口再次流出制冷剂收集容器32。结果，制冷剂22在流入制冷剂收集容器32之后必须通过一个弧形，依靠该弧形将制冷剂22的液体或者固体部分沉积。
因此，制冷剂收集容器32连接至至少一个盖子36，结果制冷剂22能够流经制冷剂收集容器32中的制冷剂入口。
如果管状套38已经连接至一个盖子36，将难以将制冷剂收集容器32和热交换器线圈42安装至盖子36上。基于该原因，构造管状套38，使得其能够被安装而作为热交换器设备16的最后部分。
结果，能够以非常简单的方式执行盖子36和制冷剂收集容器32之间的连接和盖子36和热交换器线圈42之间的连接，结果有利和/或特别有利的连接可能性以其他方式也是合适的。尤其，不存在对于盖子36和热交换器线圈42和制冷剂收集容器32之间的连接类型的限制。
管状套38首先具有内径46，其大于盖子36的外径48(参见图3)。结果，管状套38能够被推在两个盖件36上。如果管状套38能够仅被推在两个盖件36中的一个上，此处这是足够的。结果，两个盖件36中的一个能够具有外径48，其大于管状套38的内径46。
可替换或者除了此之外，热交换器设备16的构造仅具有：一个盖件，其具有所有需要的制冷剂连接器；以及管状套38，其在一侧关闭。如果管状套38的内径46大于热交换器线圈42的外径，此处这是足够的，结果管状套38能够被推在热交换器线圈42上并且被推入盖子36。
由于管状套38将接触热交换器线圈42，因此在被推到热交换器设备16上之后管状套38径向向内变形(参见图4)。依靠所述径向变形过程，管状套38还能够以不透流体的方式连接至盖子36。作为替换，管状套38还能够在径向变形操作之前连接至盖子36。
例如，依靠从外侧施加至管状套38的液压或者气压压力能够实现管状套38的径向变形。作为替换或者除此之外，能够依靠成型工具执行管状套38的径向变形。
作为该组装顺序的结果，将盖子36连接至热交换器线圈42和制冷剂收集容器32不会被管状套38中断，在很大程度上促进了组装热交换器设备16。
在管状套38的径向变形之后，管状套38的内径46在管状套38的两个轴向端部47之间的区域45中降低。结果，管状套38能够支承热交换器线圈42。至少一个盖件36的直径48大于热交换器线圈42的直径。结果，管状套38的内径46在轴向端部47处大于在轴向端部47之间的区域45中。

Claims (14)

1.一种用于组装制冷单元(10)的热交换器设备(16)的方法，所述热交换器设备(16)包括以下部件：壳体(34)，其具有至少一个盖件(36)和管状套(38)；热交换器线圈(42)；以及制冷剂收集容器(32)，其特征在于，
-将所述热交换器线圈(42)推在所述制冷剂收集容器(32)上并且流体地连接至至少一个所述盖件(36)，
-将所述管状套(38)推在所述热交换器线圈(42)上，以及
-所述管状套(38)径向向内变形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-所述热交换器设备(16)的所述壳体(34)具有两个所述盖件(36)，
-将所述热交换器线圈(42)推在所述制冷剂收集容器(32)上并且流体地连接至两个所述盖件(36)，
-将所述管状套(38)推在两个所述盖件(36)中的至少一个和所述热交换器线圈(42)上，以及因此，
-所述管状套(38)径向向内变形。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述管状套(38)径向向内变形，使得其支承所述热交换器线圈(42)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述管状套(38)液压地、气压地或者依靠成型工具径向向内变形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述管状套(38)在所述热交换器线圈(42)的区域中比在至少一个所述盖件或者所述盖件(36)的区域中径向向内变形至较大程度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，
-在所述变形之前，所述管状套(38)至少密封地连接至两个所述盖件(36)或者至少一个所述盖件(36)，或者，
-在所述变形期间，所述管状套(38)至少密封地连接至两个所述盖件(36)或者至少一个所述盖件(36)。
7.一种制冷单元(10)的热交换器设备，所述制冷单元(10)具有带至少一个盖件(36)和管状套(38)的壳体(34)、热交换器线圈(42)，以及具有制冷剂收集容器(32)，其特征在于，
-所述管状套(38)连接至至少一个所述盖件(36)，以及
-所述管状套(38)在所述管状套(38)的两个端部之间的区域中在至少一侧逐渐变细。
8.根据权利要求7所述的热交换器设备，其特征在于，所述管状套(38)的内径(46)在所述管状套(38)的两个轴向端部(47)之间的区域(45)比在所述管状套(38)的两个所述轴向端部(47)中的至少一个所述管状套(38)的内径(46)小。
9.根据权利要求7或8所述的热交换器设备，其特征在于，
-所述热交换器设备(16)的所述壳体(34)具有两个盖件(36)，
-所述管状套(38)连接至两个所述盖件(36)，以及
-所述管状套(38)在两个所述盖件(36)之间的区域的至少一侧逐渐变细。
10.根据权利要求9所述的热交换器设备，其特征在于，所述管状套(38)的所述内径(46)在所述管状套(38)的两个轴向端部(47)之间的区域(45)比在所述管状套(38)的两个所述轴向端部(47)处所述管状套(38)的所述内径(46)小。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的热交换器设备，其特征在于，所述管状套(38)仅依靠所述管状套(38)的内侧接触至少一个盖件(36)或者两个所述盖件(36)中的至少一个。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的热交换器设备，其特征在于，
-制冷剂(22)或者热交换器流体尤其在高压下在热交换器线圈(42)中流动，以及
-所述热交换器线圈(42)以螺旋形方式至少在分段中环绕所述制冷剂收集容器(32)。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的热交换器设备，其特征在于，至少一个所述盖件(36)或者这两个所述盖件(36)具有外径(48)，外径(48)大于在所述管状套(38)的轴向端部(47)之间的区域(45)中所述管状套(38)的内径(46)。
14.根据权利要求7至13中任一项所述热交换器设备，其已经根据权利要求1至6中任一项所述的方法组装。
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