CN107796256A - 集流管及具有该集流管的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集流管及具有该集流管的换热器，其中，所述集流管包括体(1)和分配管(2)，管体包括相对设置的第一主体(12)和第二主体(13)以及相对设置的第一平直部(14)和第二平直部(15)，其中第一、二主体中至少一者呈弧形，第一平直部连接第一主体与第二主体，第二平直部连接第一主体与第二主体，第一、二主体与第一、二平直部包围形成一轴向延伸的冷媒分配腔体(11)；分配管设于冷媒分配腔体内，分配管包括轴向延伸的冷媒注入腔体(21)，冷媒注入腔体与冷媒分配腔体连通。本发明的集流管的体积更小，重量更轻。并且，通过冷媒注入腔体和冷媒分配腔体的配合，使得冷媒分配较为均匀，从而提高制冷的效果。

Description

集流管及具有该集流管的换热器

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种集流管及具有该集流管的换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标热量的交换设备，又称热交换器。在实际应用中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器或蒸发器等，换热器的应用广泛并且种类繁多。

集流管是换热器的重要部件，现有的集流管的管体大都近似圆形，体积较大，增加了冷媒的充注量，进而导致冷媒在集流管内流速降低以及冷媒在各换热管内分配不均匀等一系列问题。因而，有必要对现有集流管进行优化。

发明内容

本发明提供一种集流管及具有该集流管的换热器。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，提供一种集流管，包括：

管体，包括相对设置的第一主体和第二主体以及相对设置的第一平直部和第二平直部，其中第一、二主体中至少一者呈弧形，所述第一平直部连接所述第一主体与所述第二主体，所述第二平直部连接所述第一主体与所述第二主体，所述第一、二主体与所述第一、二平直部包围形成一轴向延伸的冷媒分配腔体；

分配管，设于所述冷媒分配腔体内，所述分配管包括轴向延伸的冷媒注入腔体，所述冷媒注入腔体与所述冷媒分配腔体连通。

可选地，所述第一、二平直部之间间距的最小值大于所述第一、二主体之间间距的最大值。

可选地，所述第一主体呈弧形，所述分配管为一单独部件，且所述分配管抵接所述第一主体的内侧壁。

可选地，所述第一主体呈弧形，所述分配管为所述管体的一部分，且所述分配管设于所述第一主体上。

可选地，所述第一主体的内侧壁上靠近所述分配管的两侧设有凹陷部。

可选地，所述分配管上设有通孔，所述通孔连通所述冷媒注入腔体与所述冷媒分配腔体；

所述通孔朝向所述第一主体的内侧壁设置。

可选地，所述第一、二主体与所述第一、二平直部一体成型。

可选地，所述第一、二主体中的一个为单独部件，另一个与所述第一、二平直部一体成型。

可选地，所述第一主体为单独部件，所述第二主体与所述第一、二平直部一体成型；所述第一主体的端部与所述第一、二平直部通过平面抵接配合。

可选地，所述第一主体的端部抵接在所述第一、二平直部的内侧壁，且抵接处设有一台阶。

可选地，所述第一主体包括第一平直端和第二平直端，所述第一、二平直端上均设有凹槽，所述第一、二平直部卡接在所述凹槽中。

根据本发明的第二方面，提供一种换热器，包括：

间隔设置的第一、二集流管，所述第一、二集流管中的至少一个为上述集流管；

多个换热管，设于所述第一、二集流管之间，其中每个换热管的第一端与所述第一集流管相连，每个换热管的第二端与所述第二集流管相连；

所述集流管的冷媒分配腔体与所述换热管连通。

可选地，每个集流管两端均设有控制阀。

可选地，所述换热管包括中段以及插接所述管体的接插端，所述中段平直，所述插接端扭曲，

所述接插端和管体的连接面与所述管体的轴线的夹角为锐角。

可选地，所述锐角的范围为20至45°。

可选地，还包括紧固件，设于所述换热管的周向外侧壁，且抵接在第一、二平直部的内侧壁。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明通过将管体两侧的管壁设置成竖直方向的第一平直部和第二平直部，使得集流管的形状呈扁平状，集流管的结构更加紧凑，相对于现有的呈圆形或近似圆形的集流管，本发明的集流管的体积更小，重量更轻。并且，通过冷媒注入腔体和冷媒分配腔体的配合，使得冷媒分配较为均匀，从而提高制冷的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例一示出的集流管的剖面示意图；

图2是本发明实施例二示出的集流管的剖面示意图；

图3是本发明实施例三示出的集流管的剖面示意图；

图4是本发明实施例四示出的集流管的剖面示意图；

图5是本发明实施例五示出的集流管的剖面示意图；

图6是本发明实施例示出的换热器的结构示意图。

附图说明：

100：第一集流管；101：第一接口；102：第二接口；200：第二集流管；201：第三接口，202：第四接口；

1：管体；11：冷媒分配腔体；12：第一主体；121：凹陷部；122：台阶；123：第一平直端；124：第二平直端；13：第二主体；14：第一平直部；15：第二平直部；

2：分配管：21：冷媒注入腔体；22：通孔；

3：换热管；31：中段；32：接插端；

4：紧固件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图，对本发明的集流管及具有该集流管的换热器进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例一

结合图1和图6，本发明实施例一提供的集流管，其可包括管体1以及分配管2。其中，管体1包括一轴向延伸的冷媒分配腔体11。具体而言，管体1可包括相对设置的第一主体12和第二主体13以及相对设置的第一平直部14和第二平直部15。其中第一主体12和第二主体13中至少一者呈弧形，第一平直部14连接第一主体12与第二主体13，第二平直部15连接第一主体12与第二主体13，第一主体12、第二主体13与第一平直部14、第二平直部15包围形成一轴向延伸的冷媒分配腔体11。本实施例通过将管体1两侧的管壁设置成竖直方向的第一平直部14和第二平直部15，使得集流管的形状呈扁平状，集流管的结构更加紧凑，从而使得集流管体1体积更小、重量更轻。分配管2设于冷媒分配腔体11内，且分配管2包括轴向延伸的冷媒注入腔体21，冷媒注入腔体21与冷媒分配腔体11连通。本实施例通过冷媒注入腔体21和冷媒分配腔体11的配合，使得冷媒分配较为均匀，从而提高制冷的效果。

进一步地，为使得管体1的结构设置得更加紧凑，第一平直部14和第二平直部15之间间距的最小值大于第一主体12和第二主体13之间间距的最大值。其中，第一平直部14和第二平直部15之间的间距是指图1示出的第一平直部14和第二平直部15之间的水平距离，第一主体12和第二主体13之间的间距是指图1示出的第一主体12和第二主体13之间的竖直距离。

本实施例中，为方便拆卸与安装，第一主体12和第二主体13中的一个为单独部件，另一个与第一平直部14、第二平直部15一体成型。本实施例中，第一主体12为单独部件，第二主体13与第一平直部14、第二平直部15一体成型。当然，在其他一些实施例中，也可以是第二主体13为单独部件，第一主体12与第一平直部14、第二平直部15一体成型，或者，第一主体12与第一平直部14和第二平直部15中的一个一体成型，第二主体13与第一平直部14和第二平直部15中的另一个一体成型等等。

以下将以第一主体12为单独部件，第二主体13与第一平直部14、第二平直部15一体成型为例进一步说明。

为了将第一主体12与第二主体13稳定、快速地装配在一起，第一主体12的端部与第一平直部14、第二平直部15可通过平面抵接配合。具体而言，第一主体12的第一端与第一平直部14通过平面抵接配合，第一主体12的第二端与第二平直部15通过平面抵接配合。在一优选地实现方式中，第一主体12的端部抵接在第一平直部14、第二平直部15的内侧壁，且抵接处设有一台阶122，从而通过台阶122实现对第二主体13的限位。又参见图1，设于第一主体12第一端上的台阶122包括第一接触面(图中未标出)和第二接触面(图中未标出)，第一接触面抵接在第一平直部14的内侧壁，第二接触面抵接在第一平直部14的端部表面。相应地，设于第一主体12第二端上的台阶122包括第三接触面和第四接触面，第三接触面抵接在第二平直部15的内侧壁，第四接触面抵接在第二平直部15的端部表面。通过台阶122的设置，实现第一主体12与第二主体13的限位配合，第一主体12与第二主体13之间的装配方便、快捷。另外，需要说明的是，本发明实施例中，抵接是指两个部件之间直接接触。

当然，也可在第一主体12与第一平直部14、第二平直部15的接触面上设置粘接层，从而将第一主体12与第二主体13装配在一起。

又参见图1，第一主体12和第二主体13均呈弧形。其中，第一主体12和第二主体13为上下排列的结构。本实施例中，第一主体12设于第二主体13的上方，第一主体12的弧形面向上凸起，第二主体13的弧形面向下凸起。第二主体13的管壁上设有沿轴向排列的多个开槽，用于插接诸如扁管的换热管3，以使得换热管3与冷媒分配腔体11连通。当然，在其他一些实施例中，将第二主体13设于第一主体12的上方，并在第一主体12的管壁上设置沿轴向排列的多个开槽。需要说明的是，本发明实施例中，用于插接换热管3的开槽是设于第一主体12和第二主体13中的一个的管壁上的。

为进一步简化集流管的结构，本实施例的分配管2为管体1的一部分。在一些例子中，分配管2设于第一主体12上(即分配管2与第一主体12一体成型)，用于插接换热管3的开槽则设于第二主体13的管壁上。优选地，分配管2位于第一主体12的中部，提高集流管结构的对称性，从而提高冷媒分配的均匀性。在另外一些例子中，分配管2设于第二主体13上(即分配管2与第二主体13一体成型)，用于插接换热管3的开槽则设于第一主体12上。优选地，分配管2位于第二主体13的中部，提高集流管结构的对称性，从而提高冷媒分配的均匀性。

以下将以分配管2设于第一主体12上为例进一步说明。

本实施例中，第一主体12的内侧壁上靠近分配管2的两侧设有凹陷部121，分配管2相对所述凹陷部121朝向第二主体13凸出，使得第一主体12的内侧壁呈近似“M”型的形状，从而增加冷媒的接触面积，使得冷媒在冷媒分配腔体11中扩散得更加均匀。其中，分配管2上设有通孔22，通孔22连通冷媒注入腔体21与冷媒分配腔体11，通过通孔22将冷媒注入腔体21中的冷媒导入冷媒分配腔体11。为实现冷媒的均匀分配，本发明实施例中，通孔22不是直接对准开槽的方向的(即通孔22不是朝向换热管3的入口的)。具体而言，本实施例的通孔22朝向第一主体12的内侧壁设置。冷媒从冷媒注入腔体21进入后，通过通孔22拍打在第一主体12的内侧壁，从而使得冷媒更加均匀地在冷媒分配腔体11中进行扩散。在一优先地实现方式中，通孔22是朝向凹陷部121设置的，冷媒从通孔22导出后拍打在凹陷部121上，实现冷媒在冷媒分配腔体11中的均匀分配。

另外，通孔22的数量和排列方式可根据需要设定。在一些例子中，通孔22包括一个。在其他一些例子中，通孔22包括至少两个。本实施中，为均匀分配冷媒，集流管为对称结构。为进一步实现冷媒在冷媒分配腔体11中的均匀分配，至少两个通孔22是对称排布的。当然，通孔22的排布方式需要根据管体1内侧壁的形状来合理分布的，当管体1内侧壁的形状为不规则的形状时，通孔22的排布可以设定为非对称的，从而有利于冷媒在冷媒分配腔体11中的均匀扩散。

本实施例中，为了便于冷媒流入分配管2的冷媒注入腔体21，冷媒分配管2的一端突出于集流管的端部。

实施例二

如图2所示，本发明的实施例二是在实施例一的基础上进行了进一步的改进的。具体而言，第一主体12包括第一平直端123和第二平直端124，其中，第一平直端123、第二平直端124上均设有凹槽(图中未标出)，第一平直部14卡接在第一平直端123的凹槽中，第二平直部15卡接在第二平直端124的凹槽中，从而实现第一主体12和第二主体13之间的稳定装配。

实施例三

如图3所示，本发明的实施例三是在实施例一的基础上进行了进一步的改进的。具体而言，第一主体12、第二主体13与第一平直部14、第二平直部15一体成型，从而简化集流管的结构。

又参见图3，第一主体12呈弧形，第二主体13平直设置。其中，第一主体12的弧形面向上凸起。

结合图3和图6，分配管2与第一主体12一体成型。第二主体13的管壁上设有沿轴向排列的多个开槽，用于插接诸如扁管的换热管3，以使得换热管3与冷媒分配腔体11连通。

而为进一步紧固换热管3，可在插入管体1内的换热管3的外侧壁与管体1内侧壁之间设置紧固件4。可选地，紧固件4设于管体1的周向外侧壁，且抵接在第一平直部14和第二平直部15的内侧壁。为便于换热器插入管体1内，紧固件4可选择为弹性件。可选地，第一平直部14、第二平直部15上均设有卡接紧固件4的卡接槽，从而将紧固件4固定在管体1的内侧壁。可选地，紧固件4可通过粘接的方式固定在第一平直部14和第二平直部15上。

实施例四

如图4所示，与实施例一不同的地方在于本发明实施例四的分配管2为一单独部件。其中，分配管2抵接第一主体12的内侧壁。参见图4，第一主体12和第二主体13均呈弧形，且第一主体12的弧形面向上凸起，分配管2抵接在第一主体12的中部。将分配管2抵接在第一主体12的中部，一方面能够提高集流管结构的对称性，从而提高冷媒分配的均匀性，另一方面能够提高分配管2与第一主体12的贴合度，从而使得分配管2更好地固定在第一主体12的内侧壁。

本实施例中，用于插接换热管3的开槽设于未抵接分配管2的第一主体12或第二主体13的管壁上，使得换热管3导入的冷媒更加均匀。

实施例五

如图5所示，与实施例四不同的地方在于本发明实施例五的第一主体12和第二主体13中的一个呈弧形，另一个平直设置。例如，第一主体12平直设置，第二主体13呈弧形，分配管2抵接在第一主体12的内侧壁的中部，以实现冷媒在冷媒分配腔体11中的均匀扩散。

又参见图5，第一主体12的第一端连接第一平直部14，第一主体12的第二端连接第二平直部15。第二主体13的中部呈弧形，第二主体13的两端平直设置。第二主体13的平直段抵接在第一平直部14的内侧壁、第二平直部15的内侧壁上，从而将第一主体12和第二主体13紧密地装配在一起。

实施例六

如图6所示，本发明实施例六提供了一种换热器，该换热器可包括第一集流管100、第二集流管200以及多个换热器。其中，第一集流管100和第二集流管200间隔设置，且第一集流管100和第二集流管200中的至少一个为上述实施例一至实施例五中的集流管。第一集流管100和第二集流管200均包括冷媒分配腔体11。

换热管3设于第一集流管100与第二集流管200之间，且每个换热管3的第一端与第一集流管100相连，每个换热管3的第二端与第二集流管200相连。并且，每个换热管3与第一集流管100、第二集流管200的冷媒分配腔体11连通。具体地，每个换热管3的内腔与第一集流管100、第二集流管200的冷媒分配腔体11连通。

本实施例中，第一集流管100和第二集流管200平行设置。换热管3可选择为扁管(即截面为扁平结构)或者其他类型的管子。

参见图6，换热管3可包括中段31以及插接管体1的接插端32，其中，换热管3的中段31平直，换热管3的接插端32扭曲，接插端32和管体1的连接面与集流管(此处及下文提到的集流管为第一集流管100或第二集流管200)管体1的轴线的夹角为锐角，即开槽长边与集流管轴线的夹角为锐角。本实施例可通过改变管体1上的开槽方向来将换热管3倾斜插接到集流管的管体1内，使得集流管的直径无需大于换热管3的宽度，从而可减小集流管的管径，相同的管壁厚度情况下，管径较小的集流管的耐压强度更高，从而提高安全性，并且能够进一步使得集流管的结构紧凑和冷媒的充灌量减少。优选地，所述锐角的范围为20°(单位：度)至45°，例如，20°、25°、30°、35°、40°或45°等，具体可根据需要选择。

其中，接插端32可以顺时针旋转也可以逆时针旋转成型。其中，接插端32的扭曲角度需要与上述锐角匹配。另外，换热管3的材质可以选择为铝或者铝合金或者其他金属材质。

本实施例中，第二集流管200为上述实施例一至实施例五的集流管。其中，每个集流管两端均设有控制阀(图中未显示)，通过控制端四个控制阀，使得换热器实现冷凝器、蒸发器和除霜的功能。具体而言，第一集流管100包括第一接口101和第二接口102，第二集流管200包括第三接口201和第四接口202(第四接口202为分配管2的入口)，第一接口101和第二接口102以及第三接口201和第四接口202均设有控制阀。其中，第一接口101和第三接口201对角设置，第二接口102和第四接口202对角设置，第一接口101和第四接口202分布在同一侧，第二接口102和第三接口201分布在与第一接口101、第四接口202相对的另一侧。

当换热器作为冷凝器使用时，控制对应的控制阀，从而控制第一接口101和第三接口201开启，第二接口102和第四接口202关闭(此时第二集流管200的分配管2也关闭)，使得冷媒从第一集流管100的第一接口101流入，经换热管3流入第二集流管200，再从第二集流管200的第三接口201流出。

当换热器作为蒸发器使用时，控制对应的控制阀，从而控制第一接口101和第四接口202开启，第二接口102和第三接口201关闭，使得冷媒从第二集流管200的第四接口202流入，经过分配管2上分布的通孔22流入第二集流管200的冷媒分配腔体11，再经换热器流入第一集流管100，最后从第一集流管100的第一接口101流出。本实施例通过从分配管2导入冷媒，再通过管体1内壁的结构设置，使得冷媒实现均匀分配后再进入换热管3，从而提高制冷效果。

传统的换热器采用一进一出接口形式，在冬季高湿冷工况下，空气中水蒸气在室外蒸发器表面迅速结霜，导致采暖效果变差，乘员舱的舒适性降低。传统的换热器冷媒的流入量较小，除霜的时间较长。本实施例中，当换热器需要实现快速除霜功能时，控制对应的控制阀，从而控制第一接口101、第二接口102和第三接口201开启，第四接口202关闭，冷媒由第一集流管100的第一接口101和第二接口102流入，经换热管3进入第二集流管200，再由第二集流管200的第三接口201流出，通过增加冷媒的流入量，从而加快除霜，提高用户的舒适度。

控制阀可选择为膨胀阀或其他类型的阀，本发明实施例对控制阀的类型不作具体限定，可根据需要选择控制阀的类型。

结合图3和图6，本实施例的换热器还可包括紧固件4，该紧固件4设于换热管3的周向外侧壁，且抵接在第一平直部14和第二平直部15的内侧壁，从而将换热管3紧固在第二集流管200内。可选地，紧固件4为弹性件，从而方便换热管3插入第二集流管200。

值得一提的是，本发明实施例的换热器可作为车辆的热泵，例如电动汽车的热泵。在夏季制冷工况时作为冷凝器功能，在冬季制热工况时承担蒸发器的功能，同时还能实现快速除霜的功能。其中，当换热器实现快速除霜的功能时，不仅能够提高用户的舒适度，还能够提供车辆的续航里程。当然，本发明实施例的换热器还可应用在其他需要使用热泵的环境中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种集流管，其特征在于，包括：

管体，包括相对设置的第一主体和第二主体以及相对设置的第一平直部和第二平直部，其中第一、二主体中至少一者呈弧形，所述第一平直部连接所述第一主体与所述第二主体，所述第二平直部连接所述第一主体与所述第二主体，所述第一、二主体与所述第一、二平直部包围形成一轴向延伸的冷媒分配腔体；

分配管，设于所述冷媒分配腔体内，所述分配管包括轴向延伸的冷媒注入腔体，所述冷媒注入腔体与所述冷媒分配腔体连通。

2.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，所述第一、二平直部之间间距的最小值大于所述第一、二主体之间间距的最大值。

3.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，所述第一主体呈弧形，所述分配管为一单独部件，且所述分配管抵接所述第一主体的内侧壁。

4.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，所述第一主体呈弧形，所述分配管为所述管体的一部分，且所述分配管设于所述第一主体上。

5.如权利要求4所述的集流管，其特征在于，所述第一主体的内侧壁上靠近所述分配管的两侧设有凹陷部。

6.如权利要求3至4任一项所述的集流管，其特征在于，所述分配管上设有通孔，所述通孔连通所述冷媒注入腔体与所述冷媒分配腔体；

所述通孔朝向所述第一主体的内侧壁设置。

7.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，所述第一、二主体与所述第一、二平直部一体成型。

8.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，所述第一、二主体中的一个为单独部件，另一个与所述第一、二平直部一体成型。

9.如权利要求8所述的集流管，其特征在于，所述第一主体为单独部件，所述第二主体与所述第一、二平直部一体成型；

所述第一主体的端部与所述第一、二平直部通过平面抵接配合。

10.如权利要求9所述的集流管，其特征在于，所述第一主体的端部抵接在所述第一、二平直部的内侧壁，且抵接处设有一台阶。

11.如权利要求9所述的集流管，其特征在于，所述第一主体包括第一平直端和第二平直端，

所述第一、二平直端上均设有凹槽，所述第一、二平直部卡接在所述凹槽中。

12.一种换热器，其特征在于，包括：

间隔设置的第一、二集流管，所述第一、二集流管中的至少一个为权利要求1至11任一项所述的集流管；

多个换热管，设于所述第一、二集流管之间，其中每个换热管的第一端与所述第一集流管相连，每个换热管的第二端与所述第二集流管相连；

所述集流管的冷媒分配腔体与所述换热管连通。

13.如权利要求12所述的换热器，其特征在于，每个集流管两端均设有控制阀。

14.如权利要求12所述的换热器，其特征在于，所述换热管包括中段以及插接所述管体的接插端，所述中段平直，所述插接端扭曲，

所述接插端和管体的连接面与所述管体的轴线的夹角为锐角。

15.如权利要求14所述的换热器，其特征在于，所述锐角的范围为20至45°。

16.如权利要求12所述的换热器，其特征在于，还包括紧固件，设于所述换热管的周向外侧壁，且抵接在第一、二平直部的内侧壁。