CN110214257B - 用于在热交换器的集管箱内混合制冷剂流体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合装置(18)，其设计用于混合制冷剂流体(FR)的液相与气相。混合装置(18)配置成容纳在热交换器(5)的集管箱(7)内。混合装置(18)包括具有纵向轴线(A1)的管道(14)，该管道(14)设有用于使制冷剂流体(FR)进入管道(14)中的入口(10)，以及用于将制冷剂流体(FR)喷射到管道(14)外部的至少一个孔口(17)。该管道(14)包括至少一个混合构件(19a，19b)，该至少一个混合构件设置在管道(14)的内部面(14c)上并且能够改变在管道(14)内流通的制冷剂流体(FR)的流动。

Description

用于在热交换器的集管箱内混合制冷剂流体的装置

技术领域

本发明的领域是装配到用于车辆、特别是机动车辆的空调设备的热交换器的领域。本发明更具体地涉及制冷剂流体在装备这种热交换器的集管箱内分配的方式。

背景技术

车辆通常配备有空调设备，用于热处理存在于车辆内部或送入车辆内部的空气。这种设备包括闭合回路，制冷剂流体在该闭合回路内流动。连续地，并且在制冷剂流体流过它的方向上，回路基本上包括压缩机、冷凝器、膨胀室和至少一个热交换器。

热交换器通常包括插置在集管箱和用于返回制冷剂流体的箱之间的一束管。制冷剂流体经由集管箱内的入口进入，沿集管箱和返回箱之间的管束中的连续路径流动，然后通过出口排出到热交换器外部。出口可以通过集管箱或通过返回箱提供。

热交换器例如是蒸发器，其实现制冷剂流体与穿过其的空气流之间的热交换。在这种情况下，制冷剂流体在所述一束管内流动，并且空气流沿着所述一束管流动以便被冷却。

已经提出的一个问题涉及制冷剂流体在进入热交换器内部时处于液/气两相状态的事实。由于液体和气体的物理性质之间的差异，制冷剂流体倾向于分离成其液相和气相。

这导致根据管相对于用于制冷剂流体进入集管箱内的入口的位置，就制冷剂流体的不同相而言，对所述一束管的供应的不均匀性。更具体地，最靠近入口的管束主要供应液体，相反，最远离入口的管束主要供应气体。

这种现象导致在运行期间穿过热交换器的空气流的温度的不均匀性。这种不均匀性使接收热交换器的设备的热管理变得复杂，并且最终意味着内部的两个区域之间存在温度差异，但却需要相同的空气流温度。

已知在集管箱内容纳设有多个孔口的管道。因此，如文献EP 2 392 886 A2所示，液相的制冷剂流体在管道的整个长度上以液滴的形式喷射通过孔口。

然而，就离开热交换器的空气流的温度的均匀化而言，这种布局不是最佳的。

发明内容

本发明的主题是一种用于混合制冷剂流体的混合装置，该混合装置配置成容纳在热交换器的集管箱内，装备热交换器的管束中的管敞开到所述集管箱中。特别地，混合装置设计成将通过集管箱内的混合装置分配的制冷剂流体的液相与气相混合。

本发明的另一主题是一种热交换器，其包括容纳根据本发明的混合装置的集管箱。特别地，热交换器布置成配备车辆、特别是机动车辆的空调设备。

本发明的目的是改善热交换器在运行期间的温度均匀性，并最终提高其效率。本发明更具体地旨在改进制冷剂流体在集管箱中的分配，使其均匀地组合其液相和气相。

本发明甚至更具体地旨在将制冷剂流体均匀地供应到敞开到集管箱的一束管。特别地，一个意图是提出一种容纳混合装置的集管箱，该混合装置能够将制冷剂流体供应到热交换器的所述一束管中，同时实现组合其液相和其气相的制冷剂流体的有效均匀化，和制冷剂流体在所述一束管中的每一个内的均匀分布。

本发明的另一个目的是提出一种混合装置，该混合装置可以以较低的成本在工业规模上获得。

本发明的另一个目的是提出一种混合装置，其配置使其能够以较低的成本容易地适应具有不同结构的热交换器。

这种热交换器结构的多样性尤其可以根据它们包括的管的数量、制冷剂流体在热交换器内部流动的方式和/或热交换器所包括的用于制冷剂流体的入口和出口的相对位置来理解。

本发明的混合装置包括具有纵向轴线的管道，该管道设有用于使制冷剂流体进入管道中的入口，以及用于将制冷剂流体喷射到管道外部的至少一个孔口。该管道包括至少一个混合构件，该至少一个混合构件设置在管道的内部面上并且能够改变在管道内流通的制冷剂流体的流动。

换句话说，管道的内部面被配置为混合器件，该混合器件包括至少一个混合构件，该至少一个混合构件能够在管道内使制冷剂流体在液相和气相方面混合。混合构件是扰乱在管道内从入口朝向一个或多个孔口流动的制冷剂流体的层流的装置。

更具体地，管道的内部面包括至少一个混合构件，该至少一个混合构件修改管道的内部面的在直线上或者更具体地在与管道的纵向轴线平行的母线上的规则的延伸性质。因此，混合构件在管道的内部面上设置相对于管道的内部面的平行于其纵向轴线的延伸方向而朝向管道的内侧突出的凸起。凸起朝向管道的内部的突出延伸可以在两个混合构件之间变化。

因此，混合构件是在管道内的制冷剂流体的流动中产生扰乱的装置，这促进在管道内的制冷剂流体在液相和气相方面的混合。因此，在制冷剂流体通过一个或多个孔口排出之前，在管道内侧获得制冷剂流体在液相和气相方面的混合。因此，在孔口中的每一个分布在管道的长度上的情况下，在每个孔处喷射的制冷剂流体由更均匀的液体/气体混合物形成。

因此，用于实现制冷剂流体就其液相和和其气相而言的在管道内的混合的方法有利地与将制冷剂流体喷射到管道外部的方法分离，从而还导致在混合装置的出口处的制冷剂流体就其液相和其气相而言的混合。

因此，借助于混合装置通过连续步骤使制冷剂流体就其液相和气相而言被混合。通过一个或多个混合构件在管道内部执行第一混合步骤，并且在通过一个或多个孔口将制冷剂流体喷射到管道外部时执行第二混合步骤。

因此，以特别有效的方式获得装备有容纳混合装置的集管箱的热交换器，特别是提供在由装备热交换器的一束管形成的整个热交换表面上基本上平衡的温度。

更具体地，混合构件至少横向于管道的纵向轴线在管道内延伸，并且部分地在由管道的壁界定的管道的凹部内延伸，形成妨碍管道内的制冷剂流体的层流的障碍物。

混合构件相对于管道的横向延伸可以相对于管道的纵向轴线垂直或倾斜。由混合构件形成的障碍物尤其配置为部分地朝向管道内部延伸的凸起。管道的中心区域没有被凸起占据，并且为制冷剂流体提供管道内部且沿管道的通道。

障碍物能够扰乱管道内的制冷剂流体的层流并迫使其通过位于混合构件下游的一个或多个孔口。“上游”和“下游”的概念是根据设想的管道内的制冷剂流体的流动方向考虑的相对概念，或者换句话说，就管道内设置的从入口朝向孔口的制冷剂流体的流动路径而言。

根据有利的实施例，混合构件合并到管道的壁中。

因此，通过将混合构件合并到管道的内部面中，可以以适中的成本获得混合装置。根据热交换器的配置，混合装置可以容易地适用于沿管道的纵向轴线具有不同延伸尺寸的管道，特别是就装备热交换器的要被供应制冷剂流体的并敞开到容纳混合装置的集管箱的一束管的数量而言。

通过各种技术可以以较低的成本实现将混合构件合并到管道的壁中。例如，通过焊接、模制、添加材料、管道壁变形或机加工管道壁来将混合构件合并到管道的壁中。

更具体地，根据一个实施例，混合构件通过焊接合并到管道的壁中，混合构件和管道在这种情况下至少由金属材料制成，特别是由铝基材料制成。

特别地，在混合构件和管道的壁之间的焊接在装备热交换器的部件彼此焊接操作期间执行，所述部件包括容纳混合装置的至少一个集管箱，并且优选地还包括要通过混合装置被供应制冷剂流体的一束管。

也可以在将混合装置安装在集管箱内之前，进行混合构件和管道的壁之间的焊接。因此，混合装置形成单元组件，该单元组件可以容易地安装和定位在集管箱内。

更具体地，此外，根据一个实施例，混合构件合并到模制管道的壁中，或者换句话说，在通过模制制造管道期间合并到管道的壁中。可以执行模制操作，例如同时在同一主体中形成设置有混合构件的管道。通过模制将混合构件合并到管道中也可以在多个步骤中进行，其第一步骤是模制管道，第二步骤是将混合构件包覆模制在管道内。

更具体地，此外，根据一个实施例，通过机加工管道的壁，将混合构件合并到管道的壁中，提供朝向管道内部取向的至少一个突出的凸起，凸起然后形成混合构件。更具体地，此外，根据另一个实施例，混合构件通过管道的壁的变形合并到管道壁中，导致朝向管道内部的材料镦粗，这至少提供了形成混合构件的凸起。

根据一个特定的特征，将混合构件合并到管道中导致其壁的厚度变化。更具体地，管道壁的厚度在相对于管道的纵向轴线垂直的并且纵向远离的平面中变化。特别地，管道的壁的厚度通过至少一个混合构件增加。管道的内部截面通过至少一个混合构件减小。

因此，混合构件通过在纵向上改变管道壁的厚度来改变管道壁的构造。换句话说，在穿过由混合构件形成的凸起的第一垂直平面中测量的管道壁的第一厚度大于在凸起的纵向边界处考虑的第二垂直平面中测量的管道壁的第二厚度。

根据一个实施例，至少一个混合构件垂直于管道的纵向轴线延伸。

根据另一实施例，至少一个混合构件相对于管道的纵向轴线至少在纵向延伸平面中倾斜，形成用于将制冷剂流体引向孔口的斜坡。特别地，混合构件在设想的管道内的制冷剂流体的流动方向上取向，以便将制冷剂流体引向界定其凹部的管道的内部面，并且更具体地，朝向一个或多个孔口。

例如，混合构件可以具有平面配置，特别是布置成环。这种环可以垂直于管道的纵向轴线取向。环还可以在平行于管道的纵向轴线的纵向延伸平面中相对于管道的纵向轴线倾斜和/或在相对于纵向延伸平面以小于90°的角度倾斜的横向平面中取向。

混合构件的倾斜还可以包括其在管道内的在曲线上的延伸，该曲线由相对于管的纵向轴线的垂直方向和纵向方向的组合限定，特别是螺旋延伸。例如，至少一个混合构件由设置在管道壁中并围绕管道的纵向轴线缠绕的至少一个螺旋形螺纹形成。

一个或多个孔口可以垂直于管道的纵向轴线取向或者朝向管道的一个和/或另一个纵向端部倾斜。

至少一个孔口的在垂直于管道的纵向轴线的平面中的横截面可以是例如圆形、矩圆形和/或多边形配置，例如三角形、六边形或十字形。作为示意性说明，一个或多个孔口的在垂直于管道的纵向轴线的平面中的横截面具有2mm²至5mm²范围内的最大表面积。

优选地，多个孔口根据管道的纵向轴线沿着管道分布。可以应用沿管道的孔口的分布的各种配置。例如，孔口可以在沿着平行于管道的纵向轴线的多个直线对齐的同时分布。例如，此外，孔口可以以交错的方式沿着管道分布。例如，此外，孔口可以沿着配置为围绕管道缠绕的螺旋线的线分布。

根据旨在简化混合装置的结构和/或允许以适中的成本获得混合装置的优选实施例，孔口沿着平行于管道的纵向轴线的直线分布。

而且，入口优选地设置在管道的第一纵向端处。管道的第二纵向端是封闭的。第二纵向端应理解为管道的与设置有入口的第一纵向端轴向相对的纵向端。

特别地，入口通过管道的朝向管道的外部的排出口提供。在这种情况下，入口尤其可以直接经由管道的第一端或经由插置于管道和流体源之间的液压构件附件到制冷剂流体源。特别地，流体源由包括热交换器的制冷剂流体回路形成。

管道的第二端例如通过盖住管道的第二端的塞子、端部件和/或可以集成到管道中(特别是通过焊接)的盖封闭。塞子还可以例如由集管箱的支承抵靠管道的终端部分的壁形成。

与下面阐述的一个或多个孔口相关的特征与平行于管道的纵向轴线延伸并穿过一个或多个管道的平面有关。该平面在下文中表示为穿过至少一个孔口的纵向平面。

根据一个实施例并且在穿过至少一个孔口的纵向平面中，多个混合构件沿着管道的纵向轴线分布。这里应该理解的是，在该平面中，混合构件沿着管道的纵向轴线彼此分开非零纵向距离。

在穿过至少一个孔口的纵向平面中，至少一个混合构件沿着从入口朝向孔口限定的管道内的制冷剂流体的流动方向布置在至少一个孔口的上游。由混合构件形成的障碍物扰乱制冷剂流体的流动并促进其朝向位于混合构件下游的孔口的夹带。

根据一个特定的特征并且在穿过至少一个孔口的纵向平面中，至少一个混合构件插置在分布在管道的纵向轴线上的至少两个孔口之间。

因此，就流过孔口中的每一个的制冷剂液体部分而言，可以获得制冷剂流体的液相和气相的均匀混合。为此，通过特别考虑管道内制冷剂流体的速度和/或沿管道流动的制冷剂流体的混合状态的变化来调整孔口和混合构件沿管道的相对位置。

根据一个实施例，在穿过至少一个孔口的纵向平面中，混合构件布置为两个相邻混合构件之间的第一分离距离等于两个相邻孔的第二分离距离。根据示例性实施例，至少一个孔口与两个混合构件等距。

根据另一实施例，在穿过至少一个孔口的纵向平面中，混合构件布置为两个相邻混合构件之间的第一分离距离大于两个相邻孔口的第二分离距离。

根据一个实施例，在穿过至少一个孔口的纵向平面中，至少一个混合构件插置在两组孔口之间，每组孔口通过示意包括在一个至四个的范围内的多个孔口。

根据一个实施例，混合构件被配置为环，其孔口为制冷剂流体提供穿过环的通道。

环的周边特别地匹配管道壁的内部面，或者换句话说，沿其圆周与管道的内部面接触。环优选地以管道的纵向轴线为中心。这种环可以有利地通过焊接固定到管道，或者例如通过管道壁的变形形成，从而引起构成环的材料的镦粗形成。

作为示意，环的开口的尺寸在垂直于管道的纵向轴线的平面中所测量的管道的凹部的最大尺寸的10％至70％的范围内。

根据一个实施例，沿着管道的纵向轴线的至少两个连续环的开口在环的平面中具有相同的横截面。

根据一个实施例，沿着管道的纵向轴线的至少两个连续环的开口在环的平面中具有不同的横截面。

优选地，环的开口的横截面根据它们沿管道的纵向轴线的位置而变化。环的开口的横截面的变化可以是规则的或不规则的，特别是根据沿着管道的纵向轴线的环的连续位置。

更具体地，根据一个实施例，环的开口沿着管道的纵向轴线从管道的第一纵向端朝向第二纵向端逐渐变窄，或者换句话说，沿制冷剂流体从入口到孔口的流动方向逐渐变窄。

根据一个实施例，至少一个混合构件被配置为围绕管道的纵向轴线缠绕的螺旋的至少一部分。应注意，至少一个混合构件可配置为环，并且至少一个混合构件可配置为螺旋的至少一部分。

根据一个实施例，多个混合构件被配置为围绕管道的纵向轴线成角度地分布的具有相同螺距的螺旋。更具体地，每个螺旋绕管道的纵向轴线缠绕，在管道的包括一个或多个孔口的部分中沿管道延伸。

根据一个实施例，至少一个孔口穿过至少一个混合构件。特别地，当管道包括配置为螺旋的混合构件时，这种布置是适用的，至少一个孔口能够穿过由螺旋形成的突出的凸起，并且至少一个孔口能够穿过两个螺旋之间的管道的壁。当管道包括配置为环的混合构件时，这种布置也是适用的，至少一个孔口能够穿过环，并且至少一个孔口能够穿过两个环之间的管道壁。

因此，横向于管道的纵向轴线，在这些排出口之间测量的孔口的长度可以根据其沿管道的纵向轴线的位置而变化。至少一个孔口可以延伸穿过管道壁，穿过混合构件，并且至少一个孔口可以在其中没有混合构件的管道的区域中延伸穿过管道壁。

因此，可以通过改变沿管道的孔口的长度来控制制冷剂流体在气相和液相方面的混合。根据穿过或不穿过混合构件的孔口的特征，可以调节通过每个孔口排空的制冷剂流体的混合，以实现制冷剂流体在混合装置外部的沿着管道的纵向轴线的全局均匀的分布。

更具体地，制冷剂流体在管道内的在其气相及其液相方面的混合可以根据孔口相对于混合构件的相对位置来控制。特别地，可以考虑由混合构件形成的障碍物与管道内的至少一些孔口的排出口之间的接近度，和/或至少一个混合构件的被至少一个孔口穿过或不穿过的特征。

本发明的另一主题是配备有根据本发明的混合装置的热交换器。

更具体地，本发明的热交换器包括集管箱，该集管箱提供容纳根据本发明的混合装置的腔室。热交换器还包括一束管，该束管敞开到腔室中，以便通过混合装置被供应制冷剂流体。

特别地，混合装置通过焊接合并到集管箱的壁中。混合装置可以有利地经由插置在混合装置和集管箱的壁之间的至少一个角度和/或轴向定位装置定位在集管箱内。一个或多个这样的定位装置优选地设置在管道的沿其纵向轴线上的至少一个纵向端部处。混合装置和集管箱壁之间的焊接可以通过至少一个这样的定位装置进行。

根据一个实施例，用于制冷剂流体流动的空间在腔室内部至少部分地围绕混合装置朝向腔室上的所述一束管的排出口设置。

因此，在制冷剂流体进入所述一束管内之前，可以在腔室内实现混合制冷剂流体的液相和气相的补充步骤。

根据一个实施例，在腔室上的所述一束管的排出口和孔口围绕管道的纵向轴线相对于彼此成角度地偏移。因此，可以根据要在腔室内获得的制冷剂流体的混合物来调节集管箱内的制冷剂流体的流动路径。特别地，这种调节经由插置在混合装置和集管箱壁之间的一个或多个角度和/或轴向定位装置来实现。

例如，在腔室上的所述一束管的排出口和孔口相对于管道的纵向轴线彼此直径地相对地布置，以便优化腔室内的制冷剂流体的流动路径。

优选地，通过界定腔室的集管箱的壁提供在腔室上的所述一束管的排出口。

更具体地，根据有利的实施例，所述一束管设置在板之间，板通过沿着管道的纵向轴线堆叠而包含集管箱。板包括凸耳，凸耳界定腔室并且通过板的延伸部延伸，在板之间设置所述一束管。凸耳由混合装置穿过。混合装置可以被放置为在其至少一个端部处与凸耳接触。

热交换器更具体地配置成用作蒸发器。

热交换器可用于冷却穿过它的空气流或冷却被设计用于冷却构件的液体，所述构件例如提供至少部分地用于车辆的驱动所需的能量的车辆的至少一个电池。

本发明的另一主题是制冷剂流体回路，其包括制冷剂流体经过的至少一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀装置和一个根据本发明的热交换器。

本发明的另一主题是一种通风、加热和/或空调是，其配置成装备车辆。本发明的空调装置包括至少一个根据本发明的热交换器。

附图说明

通过参考附图并阅读下面通过举例说明给出的详细描述，本发明的其他特征、细节和优点将变得更加显而易见，在附图中：

图1是用于参与车辆的空调设备的制冷剂流体的回路的示意图。

图2是装备图1中示意性地示出的回路的热交换器的示意图。

图3是根据本发明的混合装置的透视图。

图4和5是根据本发明的示例性实施例的混合装置的局部图示，其在图4中以透视图示出并且在图5中以纵向截面示出。

图6和7是根据本发明另一示例性实施例的混合装置的局部图示，其在图6中以透视图示出并且在图7中以纵向截面示出。

图8和9是根据本发明另一示例性实施例的混合装置的局部图示，其在图8中以透视图示出并且在图9中以纵向截面示出。

图10是配备有图6和7中所示类型的混合装置的热交换器的示例性实施例的纵向截面的局部图示。

具体实施方式

附图及其描述根据实现本发明的特定方式详细地阐述了本发明。当然，它们可用于更好地定义本发明。

在图1中，用于车辆、特别是机动车辆的空调设备包括闭合回路1，制冷剂流体FR在闭合回路1内流动。在所示的示例性实施例中，回路1在制冷剂流体FR的流动方向S1上基本上连续地包括压缩机2、冷凝器3或气体冷却器、膨胀构件4和至少一个热交换器5。

回路1的最小架构的示例是通过示意性说明给出的，并且不限制本发明在回路1的潜在不同架构方面的范围。

热交换器5例如设计用于冷却穿过它的空气流FA，如图2所示。这种空气流FA尤其用于热处理车辆内部的空气，或者例如，还用于在运行期间冷却车辆的构件。例如，此外，热交换器5设计成在运行期间冷却用于冷却车辆构件的液体，构件例如向车辆的电驱动单元提供电力的一个或多个电池。

在图1和图2中，热交换器5包括插置在集管箱7和返回箱8之间的束6。集管箱7在纵向方向D1上延伸，该纵向方向D1垂直于集管箱7和返回箱8之间的束6的管12的延伸方向D3取向。集管箱7界定通过入口10供应有制冷剂流体FR的腔室9。制冷剂流体FR在热交换器5内流动以至少冷却束6的管12和穿过它的空气FA，然后通过出口11被排出到热交换器5外部。

在所示的示例中，出口11被设置为穿过集管箱7，这意味着热交换器5是具有“U”形流的热交换器。根据一个变型，出口11可以设置为穿过返回箱8，这意味着热交换器5是具有“I”形流的热交换器。

在图2中，热交换器5是具有制冷剂流体FR的U形流的类型。在所示的示例中，热交换器5设计用于冷却空气流FA。束6的管12包括翅片13，其促进空气流FA与束6的管12之间的热交换。空气流FA横向于热交换器5的总平面P1穿过束6，沿着管12流动。

制冷剂流体FR从集管箱7朝向束6的管12的第一层12a流动，该第一层12a设计成向返回箱8供应制冷剂流体FR。然后，制冷剂流体FR通过束6的管12的第二层12b从返回箱8朝向集管箱7流动。第一层12a和第二层12b在通过热交换器5的空气流FA的流动方向上叠置。

热交换器5的这种配置使得对于获得制冷剂流体FR在其液相和气相方面的均匀分配以及制冷剂流体FR沿着集管箱7朝向束6的第一层12a的管12中的每一个的均匀分配是特别有用的。

所描述的热交换器5的架构示例以及制冷剂流体FR在集管箱7和返回箱8之间流动的方式是通过示意性说明给出的，并且就本发明的范围而言是非限制性的。

在图1和图2中，腔室9容纳混合装置18，该混合装置18在平行于集管箱7的纵向延伸方向D1的纵向方向D2上延伸。混合装置18包括在混合装置18的第一端15和第二端16之间沿纵向轴线A1延伸的管道14。特别地，管道14意图使制冷剂流体FR在其排出到管道14外部时在其液相和气相方面均匀化。

管道14的纵向轴线A1平行于集管箱7的延伸方向D1取向，并限定混合装置18的纵向延伸方向D2。如图1所示，混合装置18可能在集管箱7内位于中心。替代地，混合装置18可以相对于集管箱7的中心纵向延伸轴线A2偏心地定位在集管箱7内。

混合装置18包括用于供应有制冷剂流体FR的入口10。在图1和图2所示的示例中，入口10设置在管道14的第一纵向端处。入口10可以从混合装置18的外部接收制冷剂流体FR，即直接地或经由将热交换器5连结到图1中所示的流体回路1的构件。管道14的第二端是封闭的。

穿过管道14设置至少一个孔口17，用于将制冷剂流体FR从管道14朝向腔室9排出。管道14优选地包括设置在其长度的至少一部分上的多个孔口17，以促进排出的制冷剂流体FR沿管道14在其液相和其气相方面的均匀化。

同样参考图1和图2，作为图3至图9中的示例示出的混合装置18布置成容纳在热交换器5所包括的集管箱7的腔室9内，如图10中的示例所示。混合装置18包括管道14，管道14设置有穿过管道14的壁14a设置的孔口17，孔口17在平行于管道14的纵向轴线A1取向的直线L1上对齐。

如图3所示，管道14在其第一纵向端15处包括入口10，并在其第二纵向端16处封闭。管道14例如由在其第二纵向端16处焊接到管道14上的端部件16a封闭。管道14还可能装备有用于管道在集管箱7内的角度和/或轴向定位的装置15a。在图4和6中，管道14例如还在其第二纵向端16处通过盖16b封闭，盖16b形成和/或焊接到管道14上。孔口17沿有利地平行于管道14的纵向轴线的直线L1延伸。

在图4至10中，管道14容纳混合器件19，混合器件19布置在其凹部14b内，凹部14b由管道14的壁14a界定。混合器件19包括集成到管道14的内部面14c中的多个混合构件19a或19b。

在图4至7中，例如，混合构件19a通过焊接结合到壁14a的内部面14c上。在图8和9中，例如，混合构件19b通过机加工管道14或通过在模制管道14时形成混合构件19b而集成到壁14a的内部面14c中。因此，管道14和混合构件19a或19b形成单元组件，或换句话说，形成混合装置18的一体组件。

混合构件19a或19b至少沿横向于管道14的纵向轴线A1的方向DT在管道14内部分地延伸。混合构件19a或19b的朝向管道14的内部的横向延伸尺寸DT1，或者换言之，垂直于管道的纵向轴线A1的横向延伸尺寸DT1作为示意性说明在管道14的凹部14b的最大横向尺寸DT2的30％至90％的范围内。

在纵向平面PL中，混合构件19a或19b形成阻碍管道14内的制冷剂流体FR的层流的障碍物。在制冷剂流体FR在管道14内的从入口10朝向孔口17的流动方向S1上，障碍物至少部分地设置在孔口17的上游。

因此，混合构件19a或19b扰乱制冷剂流体FR的层流，这促进了其在管道14内在气相和液相方面的混合。此外，制冷剂流体FR的流动被混合构件19a或19b形成的障碍物打乱，从而促进制冷剂流体FR朝向孔口17的强制通过，从而在制冷剂流体通过孔口17喷射时再次改善其在其气相和其液相方面的混合。

管道14的中心区域Za通过混合构件19a或19b局部地界定在管道14的纵向轴线A1上，并在管道14的纵向轴线A1和混合构件19a或19b之间垂直延伸。因此，用于制冷剂流体FR的通道沿着管道14从其第一纵向端15朝向其第二纵向端16设置，该第一纵向端15设置有入口10，第二纵向端16封闭。

制冷剂流体FR以部分制冷剂液体FR的形式被排出到管道14的外部，制冷剂液体的量取决于阻碍制冷剂流体FR朝向管道14的第二纵向端16的流动的混合构件19a或19b所产生的扰乱。

值得注意的是，由于混合构件19a或19b集成到管道14的壁14a中，管道14的壁14a的厚度沿着管道14变化。更具体地，在纵向平面PL中，在管道的其中没有混合构件19a或19b的区域中的管道厚度Ep1小于包括混合构件19a或19b的管道14的区域中的管道厚度Ep2。换句话说，并且如图4中可见，管道14的壁14a的厚度Ep1、Ep2在沿着管道14的纵向轴线A1彼此远离的垂直平面PP中变化，根据在所考虑的垂直平面PP中存在或不存在混合构件19a或19b。

更具体地，在图4至7中，混合构件19a由环20a形成，环20a在其垂直于管道14的纵向轴线A1的平面中取向。根据一种变型，环20a也可以在纵向平面PL中相对于管道14的纵向轴线A1倾斜，以便形成斜坡，该斜坡将制冷剂流体FR限制为被引向管道14的壁14a的内部面14c，更具体地被引向孔口17。

环20a的开口21界定管道14的中心区域Za，其形成允许制冷剂流体FR朝向管道14的第二纵向端16流动的通道。

环20a沿管道14分布，沿管道14的纵向轴线A1距离彼此第一距离Lg1布置。在所示的示例中，环20a以彼此相距相等的距离Lg1的方式布置，并且每个环20a插置在两个孔口17之间。孔口17沿直线L1对齐，彼此相距第二距离Lg2，第二距离Lg2等于环20a彼此分离的第一距离Lg1。

在图4和5中，环20a的开口21在环20a的平面中具有相同的横截面，或者换句话说，在垂直于管道14的纵向轴线A1的平面PP中具有相同的横截面。

在图6和7中，环20a的开口21在环20a的平面中具有不同的横截面。更具体地，环20a的开口21的横截面沿管道14的纵向轴线A1变化，在管道的包括环20a的部分中从管道14的第一纵向端15朝向管道14的第二纵向端16逐渐减小。

在所示的示例中，环20a的开口21的横截面的变化是规则的。在环20a的平面中，环20a的开口21的横截面的变化由锥体C1限定，锥体C1界定每个环20a的开口21并且其顶点朝向管道14的第二纵向端16取向。至少在管道14的包括孔口17和/或混合构件19a的部分中，锥体C1的角度B1可以根据管道14的长度尺寸进行调整。作为示意性说明，对于管道14的包括孔口17的那部分的在200mm和至300mm范围内的长度和/或对于在15至30范围内的孔口17的数量，锥体C1的角度B1在3°至6°的范围内。

在图8和9中，混合构件19b至少在沿着管道14的纵向轴线A1延伸的纵向平面PL中倾斜。更具体地，混合构件19b由螺纹20b形成，螺纹20b布置成围绕管道14的纵向轴线A1缠绕的具有相同螺距的螺旋。螺纹20b沿着管道14以螺旋曲线延伸，该螺旋曲线由相对于管道14的纵向轴线A1的垂直方向和纵向方向的组合限定。在垂直于管道14的纵向轴线A1的平面PP中，螺纹20b围绕管道14的纵向轴线A1成角度地分布。

因此，混合构件19b每个形成用于将制冷剂流体FR引向管道14的内部面14c的斜坡19c。斜坡19c将制冷剂流体FR从管道14的中心区域Za朝向至少一些孔口17逐渐地引导。

更具体地，在垂直于管道14的纵向轴线A1的平面PP中，斜坡19c将制冷剂流体FR朝向在制冷剂流体FR在管道14内的从入口10朝向孔口17的流动方向S1上位于混合构件20b的紧邻下游的每个孔口17a逐渐地引导。

在图9所示的示例性实施例中以及在穿过孔口17的纵向平面PL中，沿管道14的纵向轴线A1，螺纹20b以彼此相距第一距离Lg1的方式布置，并且孔口17以彼此相距第二距离Lg2的方式布置。更具体地，在穿过孔口17并沿着管道14的纵向轴线A1的纵向平面PL中，螺纹20b相对于彼此等距地布置，并且孔口17相对于彼此等距地布置。

第二距离Lg2大约是第一距离Lg1的一半，并且每个螺纹20b插置在两个第一孔口17a之间，这两个第一孔口17a通过穿过螺纹20b的第二孔口17b彼此分开。换句话说，在穿过孔口17并沿着管道14的纵向轴线A1的纵向平面PL中，螺纹20b与位于螺纹20b的紧邻下游的第一孔口17a的距离相等，并且螺纹20b被等距地插置在两个连续的第一孔口17a之间的第二孔口17穿过。

因此，孔口17具有沿着管道14的纵向轴线A1在两个连续的孔口17a、17b之间不同的横向延伸部Ep1、Ep2。孔口17b延伸穿过管道14的壁14a，穿过混合构件19b并且具有横向延伸部Ep2，该横向延伸部Ep2大于穿过管道14的壁14a的其中没有混合构件19b的区域的其他孔口17a的Ep1。

在图10中，热交换器5装备有混合装置18，该混合装置18容纳在装备热交换器5的集管箱7内。混合装置18安装在由集管箱7的壁7a界定的腔室9内，以对敞开到腔室9中的管12的束16中的管12供应制冷剂流体FR，管12沿着混合装置18的纵向延伸部分对齐。

根据所示的示例性实施例，腔室9由凸耳23界定，凸耳23在分配装置18的延伸的纵向方向D2上连续地对接在一起并且特别是通过焊接彼此固定。因此，凸耳形成界定腔室9的集管箱的壁7a。凸耳23在相对于管道14的纵向轴线A1横向的距离处包括由分配装置18穿过的套环25。

凸耳23设置在板26的端部处，在板26之间设置束6的管12。因此，束6的管12的排出口24由穿过界定腔室9的集管箱7的壁7a设置的开口形成，束6的管12的排出口24更具体地穿过凸耳23设置。管束6的管12的排出口24配置成漏斗，以便增加朝向束6的管12排出到腔室9的外部的制冷剂流体FR的速度。

因此，用于使制冷剂流体FR围绕第一管道14流动的空间E1设置在集管箱的壁7a和混合装置18之间的腔室9内。孔口17相对于第一管道14的第一纵向轴线A1与束6的管12的排出口24在直径上相对地取向。由混合装置18喷射的制冷剂流体FR进入腔室9内部，然后在空间E1内绕管道14流向束6的管12的排出口24，以便向其供应制冷剂流体FR。

以上描述清楚地说明了本发明如何能够实现其设定的目标，并且特别是提出一种混合装置，其使制冷剂流体沿集管箱的分配均匀化，以确保制冷剂流体到装备热交换的每个管中的几乎相同的进入。此外，混合装置的结构组织赋予其根据特定热交换器的布置以较低成本容易地适配的能力，特别是关于装备热交换器的管的数量。

当然，本领域技术人员可以对根据本发明的混合装置进行各种修改，特别是在将混合装置集成在集管箱中的方法方面。通过非限制性示例描述的混合装置及其用途将在混合装置包括这样的管道时构成，该管道的内部面被配置为用于在液相和气体方面混合制冷剂流体的器件，混合器件包括设置在管道内部面上的至少一个混合构件。

在任何情况下，本发明不应被视为限于本文件中具体描述的实施例，并且特别包括所有等同器件和这些器件的任何技术上可操作的组合。

Claims (15)

1.一种混合装置(18)，其被设计用于混合制冷剂流体(FR)的液相与气相，并被配置成容纳在热交换器(5)的集管箱(7)内，所述混合装置(18)包括具有纵向轴线(A1)的管道(14)，所述管道设有用于使所述制冷剂流体(FR)进入所述管道(14)中的入口(10)和用于将所述制冷剂流体(FR)喷射到所述管道(14)外部的至少一个孔口(17)，其特征在于，所述管道(14)包括设置在所述管道(14)的内部面(14c)上的至少一个混合构件(19a，19b)，所述至少一个混合构件能够改变在所述管道(14)内流动的所述制冷剂流体(FR)的流动，至少一个混合构件(19a，19b)相对于所述管道(14)的纵向轴线(A1)至少在纵向平面(PL)中倾斜，形成用于将所述制冷剂流体(FR)引向孔口(17)的斜坡(19c)。

2.根据权利要求1所述的混合装置(18)，其中，所述混合构件(19a，19b)至少横向于所述管道的纵向轴线(A1)在所述管道(14)内延伸，并且部分地在由所述管道(14)的壁(14a)界定的所述管道(14)的凹部(14b)内延伸，形成妨碍所述管道(14)内的所述制冷剂流体(FR)的层流的障碍物。

3.如前述权利要求中任一项所述的混合装置(18)，其中，所述混合构件(19a，19b)合并到所述管道(14)的壁(14a)中。

4.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，所述管道(14)的壁(14a)的厚度(Ep1，Ep2)在垂直于所述管道(14)的纵向轴线(A1)并且在纵向上彼此远离的平面(PP)中变化，所述管道(14)的壁(14a)的厚度(Ep2)通过至少一个混合构件(19a，19b)增加。

5.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，至少一个混合构件(19a，19b)垂直于所述管道(14)的纵向轴线(A1)延伸。

6.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，多个孔口(17)沿着所述管道的纵向轴线(A1)而沿着所述管道(14)分布。

7.根据权利要求6所述的混合装置(18)，其中，孔口(17)沿平行于所述管道(14)的纵向轴线(A1)的直线(L1)分布。

8.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，在穿过至少一个孔口(17)的纵向平面(PL)中，至少一个混合构件(19a，19b)沿着从所述入口(10)朝向孔口(17)限定的所述管道内的制冷剂流体(FR)的流动方向(S1)布置在至少一个孔口(17)的上游。

9.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，在穿过至少一个孔口(17)的纵向平面(PL)中，至少一个混合构件(19a，19b)插设在所述管道的纵向轴线上的至少两个孔口之间。

10.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，在穿过至少一个孔口(17)的纵向平面(PL)中，多个混合构件(19a，19b)沿着所述管道(14)的纵向轴线(A1)分布。

11.根据权利要求10所述的混合装置(18)，其中，在穿过至少一个孔口(17)的纵向平面(PL)中，混合构件(19a，19b)布置为两个相邻混合构件(19a，19b)之间的第一分离距离(Lg1)等于两个相邻孔口(17)之间的第二分离距离(Lg2)。

12.根据权利要求10所述的混合装置(18)，其中，在穿过至少一个孔口(17)的纵向平面(PL)中，混合构件(19a，19b)布置为两个相邻混合构件之间(19a，19b)的第一分离距离(Lg1)大于两个相邻孔口(17)之间的第二分离距离(Lg2)。

13.根据权利要求1或2所述的混合装置(18)，其中，混合构件(19a)配置成环(20a)，所述环的开口(21)为所述制冷剂流体(FR)提供通过所述环的通道。

14.根据权利要求13所述的混合装置(18)，其中，所述环(20a)的开口(21)的尺寸在垂直于所述管道(14)的纵向轴线(A1)的平面(PP)中所测量的所述管道(14)的凹部(14b)的最大尺寸(DT2)的10％至70％的范围内。

15.一种热交换器(5)，包括集管箱(7)，所述集管箱(7)提供容纳根据权利要求1至14中任一项所述的混合装置(18)的腔室(9)，并且热交换器(5)包括敞开到所述腔室(9)中的一束(6)管(12)，用于通过所述混合装置(18)向管(12)供应制冷剂流体(FR)。

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