CN112013576A - 用于在制冷机中进行制冷剂分配的浸入管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在制冷机(2)中进行制冷剂分配的浸入管(1)，具有管状壳体(3)和位于内部的至少两个径向壁(4)，至少两个径向壁(4)将浸入管(1)的内部空间(5)细分成在周向方向上彼此隔开的至少两个腔室(6)，径向壁(4)与壳体(3)一体地形成或与该壳体分离地形成。径向壁(4)和管状壳体(3)形成为一件式的挤压型材并且扭转，使得径向壁(4)形成螺旋体(7)，或径向壁(4)和管状壳体(3)形成为单独的挤压型材，并且径向壁(4)扭转形成螺旋体(7)，必要时，螺旋体(7)在底部和/或顶部具有平直(未成型)端部，螺旋体(7)被固定在管状壳体(3)中。由此能够容易且经济地制造浸入管(1)。

Description

用于在制冷机中进行制冷剂分配的浸入管
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在制冷机中进行制冷剂分配的浸入管，该浸入管具有管状壳体和位于内部的至少两个径向壁。此外，本发明涉及一种具有叠层板束和这种浸入管的制冷机以及一种用于制造这种浸入管的方法。
背景技术
由DE19719250A1已知一种具有管状壳体和位于内部的总共五个径向壁的通用浸入管，这五个径向壁将浸入管的内部空间细分成在周向方向上彼此隔开的五个腔室。腔室中的每个具有壳侧开口，制冷剂能够通过该壳侧开口离开。在这种情况下，浸入管形成为一体的压铸件，并且因此在技术上相对困难，并且因此制造昂贵。
从DE102012105481A1中已知一种具有彼此分开地布置的第一和第二收集管道的用于机动车辆的冷凝器。在此，热交换器段布置在第一和第二收集管道之间，并且经由第一收集管道连接到冷却剂箱。冷却剂箱将冷却剂供应到热交换器段，并经由第一收集管道接收已经流过热交换器段和第二收集管道的冷却剂。为了对已经流过热交换器段的冷却剂进行气/液分离和除湿，收集器-干燥器段被连接到第二收集管道。冷却剂箱的内部空间通过布置在冷却剂入口和冷却剂出口之间的第一分隔装置被分为上部和下部，其中在上部形成螺旋槽，该螺旋槽导致冷却剂转动。
从US2006/0102331A1中已知另一种热交换器。
通常，在电动车辆和燃料电池车辆的所谓热管理领域中，越来越多地使用将热量从冷却剂排放到蒸发的制冷剂中的叠层板式热交换器。特别地，在短时间内产生大量的热量的快速充电对这种制冷机构成了主要的挑战，因为需要高的冷却输出。对于这种情况，使用大型制冷机，该制冷机包括多个叠层板，两相混合的制冷剂在这些叠层板上分配。就高度而言，理想地，在每个叠层板上气相部分应该与液相的高度相同。但是在电动汽车或燃料电池汽车以所谓的滑行模式行驶的运行状态中，仍然仅存在很小的废热，使得制冷机仅以非常低的负荷运行并且制冷剂的质量流量下降，并且由此产生了两相混合物的另一种与例如在快速充电期间或在满负荷下的情况不同的分配。因此，迄今为止不可能针对每种操作情况将具有相同的气/液部分的制冷剂供应给多个叠层板。
例如，能够通过所谓的S流制冷机中的浸入管(无径向壁)解决该问题，其中，制冷剂不仅沿板方向通过制冷机输送且在另一叠层板侧上再次离开，而且另外在出口侧的高度上转向，再次返回到叠层板中，再次转向，并且最后一次经由叠层板被引导到出口。在此，浸入管用于将入口侧和出口侧保持在部件顶侧上，这提供了结构空间的优势。另外，能够通过适当的壳侧开口来优化平面内的制冷剂分配。但是，这里不利的是制冷剂的高压降，其直接影响冷却输出。
因此，本发明解决了以下问题，即提出一种用于通用类型的浸入管的改进的或至少替代实施方式，其特点在于更节省成本的制造。
发明内容
根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明基于将浸入管作为成本有效且扭转的挤压部件制造的总体思想。根据本发明的浸入管用于制冷机中、特别是在电动车辆或燃料电池车辆中的制冷剂分配，并且包括管状壳体和位于内部的至少两个径向壁，所述至少两个径向壁将浸入管或管状壳体的内部空间细分成在周向方向上彼此隔开的至少两个腔室。在此，径向壁与壳体一体地形成或者与该壳体分离地形成，例如构成为星形形状。根据本发明，径向壁和管状壳体现在形成为一件式的挤压型材并且扭转使得径向壁形成沿浸入管的轴向方向延伸的螺旋体。替代于此，也可以设想的是，径向壁和管状壳体形成为分离的挤压型材，或者壳体形成为再成形的冲压件而径向壁扭转形成螺旋体，其中，在这种情况下，螺旋体随后被固定在管状壳体中。通过将浸入管形成为一件式或多件式挤压型材并且扭转径向壁，能够产生浸入管，通过该浸入管，能够经由适当的的壳侧开口使制冷剂均匀地流过制冷机，由此能够使现有技术中已知的叠层板式制冷机中的问题最小化。通过挤压，不仅能够以非常高的质量而且还能够经济地制造根据本发明的浸入管，其中在这种情况下，浸入管通过既包括径向壁又包括管状壳体的适当的冲压模具被挤压。在挤压期间，固相至粘性的可硬化物质在压力下连续地从例如模具的成形开口压出。在这里产生的挤压型材具有开口的横截面，并且几乎能够以任意长度制造。通过随后扭转单独的径向壁或整个浸入管，能够将径向壁再成形为螺旋体，其中，通过随后在每个腔室上设置壳侧开口，可以优先均匀地向制冷机注入制冷剂。总之，与被制造为压铸部件的类似的浸入管相比，这种浸入管能够明显更经济地制造。
在根据第二替代方案的根据本发明的解决方案的有利的改进中，管状壳体中的螺旋体通过胶粘连接、夹持连接或钎焊连接固定。这种非决定性的列举示出了在管状壳体中可能存在的螺旋体的歧管连接可能性，其中特别是钎焊显得有利。
实际中，在管状壳体中对每个腔室设置壳侧开口。通过分别属于各个腔室的壳侧开口，能够实现在浸入管的整个长度上的制冷剂的均匀排出，因此，反过来可以向制冷机均匀注入制冷剂。特别地，通过这种方式，也能够在任何运行状态下向制冷机提供具有相同气-液部分的制冷剂。
实际中，壳侧开口位于一条直线上。当例如设置五个径向壁，所述五个径向壁在周向方向上将五个腔室彼此隔开时，优选地位于一条直线上的至少五个壳侧开口例如通过随后的冲压或钻孔也被引入。通过这种方式，能够在整个高度上几乎均匀地且与运行状态无关地使用根据本发明的浸入管向制冷机提供制冷剂。
根据本发明的解决方案的另一个有利实施方式，浸入管由铝制成。铝在挤压方面是特别优选的材料，并且提供高的热传导系数，因此，尤其在制冷机的区域中，铝的使用具有很大的优势。
此外，本发明基于这样的总体思想，即在叠层板设计中的制冷机的入口侧上装配有引入其中的浸入管。通过这种方式，能够产生制冷机，该制冷机通过根据本发明的浸入管在高度上并且与运行状态无关地，即尤其是与负荷无关地被均匀地供给制冷剂。通过这种方式，在每个板中也能够实现制冷剂的几乎相同的气-液部分。
此外，本发明基于提出一种用于制造前述的浸入管的方法的总体思想，其中，首先其中布置有径向壁的管状壳体被制造为一件式挤压型材，然后被扭转使得径向壁形成沿浸入管的纵向方向延伸的螺旋体。替代于此，可以设想的是，径向壁和管状壳体被制造为分离的挤压型材，或者壳体被制造为再成形的冲压件而随后仅径向壁被扭转形成螺旋体，其中，由此制造的螺旋体随后被固定，例如胶粘、焊接、夹持或钎焊在管状壳体中，该管状壳体也能够被制造为冲压件。根据本发明的制造方法的两个替代方案的共同点在于，能够经济地制造整个浸入管，而不是像过去那样作为技术上难以制造的昂贵的压铸件部件。显然，在此之后仍然必须引入壳侧开口，以便随后能够为制冷剂产生出口。在这里，为每个腔室分别引入，尤其是钻孔或冲压，至少一个壳体开口。因此，利用根据本发明的方法，特别地与根据现有技术迄今已知的被制造或形成为压铸件部件的浸入管相比，能够经济但是高质量地制造浸入管。
本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及基于附图的相关的附图说明中得出。
应该理解的是，上述特征和以下将要描述的特征不仅能够以各自指定的组合使用，而且能够以其他组合或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的优选的实施例在附图中示出，并且在下面的说明书中进行更详细的说明。
唯一的图1示出了通过根据本发明的浸入管和根据本发明的制冷机的局部剖视图。
具体实施方式
根据图1，用于在制冷机2中进行制冷剂分配的根据本发明的浸入管1包括管状壳体3和位于内部的至少两个径向壁4，这里是位于内部的五个径向壁4，至少两个径向壁4将浸入管1的内部空间细分成在周向方向上彼此隔开的至少两个、在此总共五个腔室6。在这里，径向壁4与壳体3一体地形成或与该壳体分离地形成。根据图1，仅绘制出壳体3的一半以便更好地观察以螺旋体7表示的径向壁4。在这里，制冷机2包括叠层板束和被引入入口中的浸入管1。
根据本发明，径向壁4和管状壳体3形成为一件式的挤压型材并且被扭转，使得径向壁4形成上述螺旋体7。替代地，也可以设想的是，径向壁4和管状壳体3形成为分离的挤压型材，或者壳体3形成为再成形的冲压件而径向壁4被扭转使得该径向壁形成螺旋体7。在这种情况下，稍后必须将完成扭转的螺旋体7固定在管状壳体3中。根据图1的管状壳体3包括套环8，该套环8例如能够通过单独的成型工艺来制造，或者在随后的处理步骤中连接到浸入管1。
当根据第二替代方案制造根据本发明的浸入管时，即在径向壁4与管状壳体3分离的情况下，由径向壁4形成的螺旋体7随后例如通过胶粘连接、夹持连接或钎焊连接固定在管状壳体3中。纯理论上，显然也可以考虑焊接。在根据图1所示的根据本发明的浸入管1的实施方式中，该浸入管1包括从中心点开始呈星形的总共五个径向壁4。显然，能够设置更多或更少但至少两个径向壁4，所述径向壁4形成沿周向方向彼此隔开的腔室6。这里径向壁4的数量对应于由所述径向壁4隔开的腔室6的数量。
进一步观察根据图1的浸入管1，能够看到，对于每个腔室6，在管状壳体3中设置壳侧开口9，制冷剂能够经由所述壳侧开口9流出。通过这种方式，特别是利用制冷机2，可以对不同的叠层板10之间的层均匀地，并且特别是与运行状态和负荷无关地提供制冷剂。通过这种方式，特别是也能够产生均匀的气/液混合物。
此外，根据图1，壳侧开口9位于一条直线上，其中显然也可以设想另一种布置，并且其中，通过壳侧开口9的布置，尤其可以影响制冷剂经由浸入管1进入制冷机2的流入行为。
实际中，根据本发明的浸入管1由不仅产生耐用的结构的铝制成。配备有根据本发明的浸入管1的根据本发明的制冷机2能够例如在电动车辆11或燃料电池车辆12中使用。
通过根据本发明的制造方法来制造根据本发明的浸入管1，该制造方法将在下面更详细地描述：
首先，将具有布置在其中的径向壁4的管状壳体3制造为一件式的挤压型材，即挤压并随后扭转，径向壁4于是呈现图1所示的螺旋体形状。替代地，显然也可以设想的是，径向壁4和管状壳体3首先制造为分离的挤压型材，或者壳体被制造为具有引入的开口9的再成形的冲压件，随后在当前情况下具有星形横截面的径向壁4被扭转形成上述螺旋体7。再随后，该扭转的螺旋体7被固定在管状壳体3中，或被夹持、焊接、胶粘或钎焊在管状壳体3中。此外，必须设置壳侧开口9，该壳侧开口9例如能够在随后的工艺步骤中例如通过钻孔或冲压来制造。利用根据本发明的方法，能够以明显更简单且因此更经济的方式来制造根据本发明的浸入管1。

Claims (10)

1.一种用于在制冷机(2)中进行制冷剂分配的浸入管(1)，
-具有管状壳体(3)和位于内部的至少两个径向壁(4)，所述至少两个径向壁(4)将所述浸入管(1)的内部空间(5)细分成在周向方向上彼此隔开的至少两个腔室(6)，
-其中，所述径向壁(4)与所述壳体(3)一体地形成或与该壳体(3)分离地形成，
其特征在于，
-所述径向壁(4)和所述管状壳体(3)形成为一件式的挤压型材并且被扭转，使得所述径向壁(4)形成螺旋体(7)，或
-所述径向壁(4)和所述管状壳体(3)形成为分离的挤压型材，并且所述径向壁(4)被扭转形成螺旋体(7)，必要时，螺旋体(7)在底部和/或顶部具有平直(未成形)端部，其中，所述螺旋体(7)被固定在所述管状壳体(3)中。
2.根据权利要求1所述的浸入管，第二替代方案，其特征在于，所述螺旋体(7)通过胶粘连接、夹持连接、焊接连接或钎焊连接固定在所述管状壳体(3)中。
3.根据权利要求1或2所述的浸入管，其特征在于，对于每个腔室(6)，在所述管状壳体(3)中设置壳侧开口(9)。
4.根据权利要求3所述的浸入管，其特征在于，所述壳侧开口(9)位于一条直线上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的浸入管，其特征在于，设置有将五个腔室(6)彼此间隔开的五个径向壁(5)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的浸入壁，其特征在于，所述浸入管(1)由铝制成。
7.一种制冷机(2)，其具有叠层板束和引入入口中的根据权利要求1至6中任一项所述的浸入管(1)。
8.一种用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的浸入管(1)的方法，其中，
-将具有布置在其中的径向壁(4)的管状壳体(3)制造为一件式的挤压型材并且随后扭转，使得所述径向壁(4)形成螺旋体(7)，或
-将径向壁(4)和管状壳体(3)制造为单独的挤压型材，或将所述壳体(3)制造为再成形的冲压件而随后将所述径向壁(4)扭转形成螺旋体(7)，必要时，螺旋体(7)在底部和/或顶部具有平直(未成形)端部，其中，所述螺旋体(7)再次被固定在所述管状壳体(3)中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于每个腔室(6)，壳侧开口(9)被引入、特别是钻孔到所述管状壳体(3)中。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述浸入管(1)由铝制成。
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