CN113739457A - 一种热交换器以及气液分离器 - Google Patents

Abstract

种热交换器，包括容器以及热交换管，热交换管包括换热主体部，热交换管的换热主体部位于容器内，热交换管的至少一端部与容器限位或固定连接，端部具有装配部，容器具有插入口，热交换管的端部至少部分插入插入口，容器包括锁定部，锁定部位于容器插入口周壁处，热交换器还包括锁定元件，锁定元件与热交换管分别成形，锁定元件至少部分位于锁定部和装配部，热交换管与容器通过锁定元件限位或者固定连接，该种连接结构安全且简单，便于装配。

Description

一种热交换器以及气液分离器

技术领域

本发明涉及一种应用于车辆热管理系统中的热交换器以及具有该热交换器的气液分离器。

背景技术

热交换器包括热交换管和容器，热交换管的内部有高压制冷剂流过，热交换管的外部周围有低压制冷剂循环，高压制冷剂将其一些热量释放给低压制冷剂，为了保持低压制冷剂，低压制冷剂位于容器和热交换管之间，热交换管需要穿过容器，与循环系统的制冷剂管线连接。热交换管和容器盖必须以压力密封的方式组装，密封方式较复杂，当各个容器空间之间的压力水平差较大时，难以密封。

目前，热交换管和盖的组装有采用直接在热交换管设置连接构件，该连接构件可以在轴向上承受载荷并盖连接密封。从连接构件的角度来看，使得热交换管加工难度增大。

发明内容

本发明的目的是设计一种热交换器，能够提高热交换管与容器的密封性，同时简化热交换管的加工难度。

一种热交换器，包括容器以及热交换管，所述热交换管包括换热主体部，所述热交换管的换热主体部位于所述容器内，所述热交换管的至少一端部与所述容器限位或固定连接，所述端部具有装配部，所述容器具有插入口，所述热交换管的端部至少部分插入所述插入口，所述容器包括锁定部，所述锁定部位于所述插入口周壁处，所述热交换器还包括锁定元件，所述锁定元件与所述热交换管分别成形，所述锁定元件至少部分位于所述锁定部和所述装配部，所述热交换管与所述容器限位或者固定连接。

本申请还公开了一种气液分离器，所述容器包括封头和壳体，所述壳体和所述封头密封固定连接，所述封头包括第一封头和第二封头，所述第一封头具有高温高压进液口，所述第二封头具有高温高压出液口，所述第一封头与所述热交换管通过锁定元件卡接，所述第二封头与所述热交换管通过锁定元件卡接，所述壳体包括外壳体和内壳体，所述第一封头和所述外壳体密封固定连接，所述第二封头和所述外壳体密封固定连接，所述壳体和所述封头之间形成容置腔，所述容置腔包括第一腔和第二腔，所述第一腔至少包括所述内壳体和所述外壳体之间部分，所述第二腔至少包括所述封头和所述内壳体之间的部分，所述第一腔和所述第二腔连通。

上述技术方案中，热交换器还包括锁定元件，热交换器的端部包括装配部，锁定元件和热交换管分别单独加工成型，锁定元件和热交换管的加工难度小，容器包括锁定部和插入口，锁定部位于插入口周壁处，锁定元件至少部分位于锁定部和装配部，热交换管与容器限位或固定连接，装配方便。整个热交换器结构简单，生产成本低。且采用上述方案中热交换器的气液分离器密封性能好，生产成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种热交换器的结构示意图；

图2为图1所示A部的局部放大结构示意图；

图3为图2中容器热交换管连接处的结构示意图；

图4为图1中热交换管的部分剖面结构示意图；

图5为图1中热交换管的一种立体结构示意图；

图6为图2中锁定元件的一种实施方式的俯视结构示意图；

图7为图6中锁定元件的C-C方向的剖面结构示意图；

图8为图2中锁定元件的一种实施方式的立体结构示意图；

图9为本申请提供的一种带有热交换器的气液分离器的的一个剖面结构示意图；

图10为图9气液分离器的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对实施例进行说明。

车辆的热管理系统包括气液分离器，气液分离器用于分离热管理系统中工作介质的液态组分与气态组分，该工作介质主要为制冷剂，制冷剂包括二氧化碳制冷剂。本申请中，气液分离器包括换热器，换热器包括换热管和容器，热交换管内部的高压制冷剂能够与位于热交换管的外部和容器内部之间的低压制冷剂进行热交换。当然本申请中的换热器也可以用于有其他换热需求的情况或单独进行使用。

本实施例中，结合图1至图7，热交换器1，包括容器11以及热交换管12，热交换管的换热主体部123位于容器内，至少所述热交换管12的一端部与容器11限位连接，本实施例中，热交换管与容器限位连接是锁定连接，热交换管12至少一个端部包括装配部121，本实施例中，热交换管的两端部都设有装配部，容器11具有插入口111，容器11包括锁定部112，锁定部112与插入口111连通，热交换器1还包括锁定元件13，锁定元件13与热交换管12分别成形，锁定元件13位于锁定部112和装配部121之间，本实施例中，热交换管12与容器11通过锁定元件13限制热交换管和容器的相对位置，当然，这里也可以增加锁定元件以外的元件进行限位或者固定，也可以采用直接的固定连接方式，锁定元件可以采用焊丝，热交换热管与容器焊接固定，限位和固定方式不限。

该锁定元件和热交换管可以单独进行加工，加工难度小，锁定元件限位于锁定部和装配部之间，当热交换管插入插入口后，热交换管与容器通过锁定元件限位锁定，装配安全可靠且方便。本发明热交换器结构简单，生产成本低。

结合图2，本实施例中，装配部121还包括高压密封部122，沿装配部121的轴向，高压密封部122比锁定元件13更远离热交换管12的换热主体部123，高压密封部122与容器11密封连接。高压密封部122与容器11可以通过焊接直接进行密封，也可以通过密封圈进行间接密封，固定方式不限。

结合图4和5，本实施例中，高压密封部122设有第一凹槽1221，热交换器还包括密封圈14，密封圈14置于第一凹槽1221内，高压密封部122与容器11通过密封圈14密封连接，装配部121设有第二凹槽1222，第一凹槽1211比第二凹槽1222远离热交换管12的换热主体部123，第二凹槽1222与锁定元件13卡接，这里第一凹槽和第二凹槽可以为圆弧形凹槽，方形凹槽等，凹槽形式不限。

结合图6和7，本实施例中，锁定元件13包括内卡接部131和外卡接部132，内卡接部包括第一安装部1311、第一连接部1312以及第一卡扣部1313，外卡接部132包括第二安装部1321、第二连接部1322以及第二卡扣部1323，第一安装部1321的第一顶面与容器抵接，第一安装部第一底面与第二连接部的第二顶面至少部分固定连接，第二连接部的外侧面至少部分与第一卡扣部1313固定连接，使得第一卡扣部1313、第一连接部1312以及第二连接部1322之间形成第一回弹空间134，第二卡接部的第二底面与容器抵接，第二连接部的内侧面至少部分与第二卡扣部固定连接，使得第二卡扣部、第一连接部以及第二连接部之间形成第二回弹空间135，该种卡扣件的设置与容器是可拆卸连接，加工成本低，制造方便。

结合图8，本实施例中，内卡接部131的数量至少为一个，外卡接部132的数量至少为一个，第一卡扣部与第二卡扣部其一位于锁定元件内壁，另一位于锁定元件外壁，内卡接部131与外可接部132内外设置，设置可以一一对应设置，可以错位设置，这里内卡接部131和外卡接部132为环状相互连接的一体结构，这里内卡接部和外可接部的连接方式也可以是其他形式，不做限制。

本实施例中，容器包括锁定部112，容器具有插入口，热交换管的端部至少部分插入插入口，锁定部位于插入口周壁处，锁定部112用于安置锁定元件13，容器中设有插入口，该插入口的设计易于装配，这里插入口的形式可以为圆柱状插入口，方形插入口，插入口形式不限。

结合图3，本实施例中，锁定部112为放置槽，放置槽包括第一锁定元件放置槽1121和第二锁定元件放置槽1122，第一锁定元件放置槽1121和第二元件放置槽1122连接处设有台阶1123，第二卡扣部放置在第二锁定元件放置槽内，第一连接部的侧壁抵接于第一锁定元件放置槽的内壁。

结合图9，本实施例中，气液分离器2具有上述热交换器1，容器包括封头21和壳体22，封头21和壳体22密封固定连接，封头21包括第一封头211和第二封头212，第一封头211具有高温高压进液口2112，第二封头212具有高温高压出液口2122，第一封头211与热交换管12的端部通过锁定元件13’限位卡接，第二封头与热交换管的端部通过锁定元件13”限位卡接，高温高压进液口与热交换管12的一端连通，高温高压出液口与热交换管12的另一端连通，壳体22包括外壳体221和内壳体222，第一封头211和外壳体221密封固定连接，第二封头212和外壳体221密封固定连接，壳体22和封头21之间形成容置腔23，容置腔23包括第一腔231和第二腔232，第一腔231至少包括内壳体222和外壳体221之间部分，第二腔232至少包括封头21和内壳体222之间的部分，第一腔231和第二腔232连通。

本实施例中，气液分离器还包括气液分离装置24，气液分离装置位于第一腔内，气液分离装置包括螺旋器241、导流器242、吸入管组件243以及固定件244，第一封头211和内壳体222通过固定件244固定连接，内壳体222、第一封头211以及固定件244形成第一腔231，第一封头211设有工作介质的进口2111，气液混合物的进口2111与螺旋器241连通，螺旋器241与第一封头211限位，螺旋器241的出口方向沿内壳体侧壁的切线方向，螺旋器

241至少部分设于固定件244内，导流器242位于螺旋器241的下方，吸入管组件243用于将气态工作介质组分以管输送的方式输出内壳体。吸入管组件243的一端限位于第一封头211，另一端自由设于第一腔231内，螺旋器241的螺旋部至少部分与吸入管组件243紧配限位，这种设置结构不仅牢固紧密地固定螺旋器，而且能使气液混合物切向地传递出螺旋器的出口至内壳体。

本实施例中，导流器242包括导流部2421，导流部为一圆环形导流板，导流板沿着导流板的入口端内壁向外设置，导流部可以将工作介质引导至内壳体222的内壁部，有助于气液和液态工作介质的分离。吸入管组件243包括外吸入管2431、内吸入管2432以及回油装置2433，外吸入管2431和导流器242为一体结构，回油装置2433设于外吸入管2431靠近第二封头212的一端，内吸入管2432位于外吸入管2431内，内吸入管2432与第一封头211连通，外吸入管2431用于将气态制冷剂组分从螺旋器241和导流器242以用管输送的方式输出至用于使气态制冷剂富含油的回油装置，内吸入管2432用于以用管输送的方式使气态制冷剂组分从回油装置穿过第一封头211离开第一腔231进入第二腔232。

本实施例中，气液分离器还包括干燥包25，外吸入管2431具有限位部251，限位部为间隔设定距离的凸起，干燥包25通过限位部与外吸管件2431限位，干燥包可以吸收工作介质中的水分。

本实施例中，第一封头中设有连通第一腔231和第二腔232的流通通道，第二腔内装有热交换管的换热主体部123，热交换管的换热主体部123至少部分包括螺旋管1231、直管1232、翅片1233，螺旋管和直管为一体结构，螺旋管和直管连通，螺旋管可以是圆管、扁管，这里管的形式不做限制，螺旋管1231的内壁通过翅片1233和内壳体222的外壁紧贴设置，螺旋管也可以不设置翅片1233，螺旋管1231与内壳体222和外壳体221之间形成螺旋形通道1234，热交换管内装有高温高压的工作介质，内壳体222和外壳体221之间流有低温低压的分离后的气态工作介质，低温低压的气态工作介质与高温高压的工作介质在螺旋形通道之间进行热交换，螺旋形的通道有利于提高工作介质之间的热交换效率，直管位于内壳体贮液的一端，直管的设置相对减少贮液段中液相制冷剂的受热蒸发，有利于维持贮液器的贮液量。

本实施例中，气液分离器还包括过滤器26和出气口2121，过滤器26罩于出气口2121，固定于内壳体222的贮液一端的壳体底部和第二封头212之间，热交换器具有直管的末端穿透过滤器，热交换管具有直管的末端至少部分穿过过滤器，通过锁定元件与第二封头高温高压出液口2122卡接。过滤器26能够过滤经过换热之后的气体，使得可能进入压缩机的气体更加纯净，减少因杂质而产生的问题。

结合图10，气液分离器在工作中，气液两相低温低压工作介质能够通过进口2111进入螺旋器241内，经过螺旋器241混合后，经过螺旋器的出口离开螺旋器241，在第一腔气液混合工作介质沿着内壳体22的内壁运动，气相工作介质上升，液相工作介质下沉，液相工作介质贮存在第一腔231(低压储液腔)内，气相工作介质上升，从外吸入管的入口进入外吸入管2431，外吸入管将气相工作介质带到回油装置2433，回油装置2433使气相工作介质带有油，带有油的气相工作介质进入内吸入管2432，流入第一封头211中的连通通道进入第二腔232，气相工作介质从第一封头221离开沿着固定件244和外壳体221的之间形成的空间，缓缓流入螺旋管1231与内壳体222和外壳体221之间形成螺旋形通道133，热交换管内装有高温高压的工作介质，内壳体22和外壳体21之间流有低温低压的分离后的气态工作介质，低温低压的气态工作介质与高温高压的工作介质在螺旋形通道133之间进行热交换，热交换后的气相工作介质沿着直管方向流向第二封头212处的过滤器26，换热后的气态工作介质经过滤器26过滤后从出气口2121离开气液分离器。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种热交换器，包括容器以及热交换管，所述热交换管包括换热主体部，所述热交换管的换热主体部位于所述容器内，所述热交换管的至少一端部与所述容器限位或固定连接，所述端部具有装配部，所述容器具有插入口，所述热交换管的端部至少部分插入所述插入口，所述容器包括锁定部，所述锁定部位于所述插入口周壁处，所述热交换器还包括锁定元件，所述锁定元件与所述热交换管分别成形，所述锁定元件至少部分位于所述锁定部和所述装配部，所述热交换管与所述容器限位或者固定连接。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述装配部还包括高压密封部，沿所述装配部的轴向，所述高压密封部比所述锁定元件更远离所述热交换管的换热主体部，所述高压密封部与所述容器密封连接。

3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述高压密封部具有第一凹槽，所述热交换器还包括密封圈，所述密封圈至少部分置于所述第一凹槽内，所述高压密封部与所述容器通过密封圈密封连接，所述装配部设有第二凹槽，所述第一凹槽比所述第二凹槽更远离所述热交换管的换热主体部，所述锁定元件至少部分位于所述第二凹槽内，所述第二凹槽与所述锁定元件卡接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的热交换器，其特征在于，所述锁定元件包括内卡接部和外卡接部，所述内卡接部包括第一安装部、第一连接部以及第一卡扣部，所述外卡接部包括第二安装部、第二连接部以及第二卡扣部，所述第一安装部的第一顶面与所述容器抵接，所述第一安装部第一底面与所述第二连接部的第二顶面至少部分固定连接，所述第二连接部的外侧面至少部分与所述第一卡扣部固定连接，使得所述第一卡扣部、所述第一连接部以及所述第二连接部之间形成第一回弹空间，所述第二卡接部的第二底面与所述容器抵接，所述第二连接部的内侧面至少部分与所述第二卡扣部固定连接，使得所述第二卡扣部、所述第一连接部以及所述第二连接部之间形成第二回弹空间。

5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述第一卡扣部的数量至少为一个，所述第二卡扣部的数量至少为一个，所述第一卡扣部与所述第二卡扣部其一位于所述锁定元件内壁，另一位于所述锁定元件外壁，所述内卡扣部和所述外卡扣部为一体结构。

6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述锁定部具有自所述插入口的内壁凹陷形成的放置槽，所述锁定元件至少部分位于所述放置槽内。

7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述放置槽包括第一锁定元件放置槽和第二锁定元件放置槽，所述第一锁定元件放置槽和第二元件放置槽连接处设有台阶，所述第二卡扣部放置在所述第二锁定元件放置槽内，所述第一连接部的侧壁抵接所述第一锁定元件放置槽的内壁。

8.一种气液分离器，包括权利要求1至7任一项所述的热交换器，所述容器包括封头和壳体，所述壳体和所述封头密封固定连接，所述封头包括第一封头和第二封头，所述第一封头具有高温高压进液口，所述第二封头具有高温高压出液口，所述第一封头与所述热交换管通过锁定元件卡接，所述第二封头与所述热交换管通过锁定元件卡接，所述壳体包括外壳体和内壳体，所述第一封头和所述外壳体密封固定连接，所述第二封头和所述外壳体密封固定连接，所述壳体和所述封头之间形成容置腔，所述容置腔包括第一腔和第二腔，所述第一腔至少包括所述内壳体和所述外壳体之间部分，所述第二腔至少包括所述封头和所述内壳体之间的部分，所述第一腔和所述第二腔连通。

9.如权利要求8所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括气液分离装置，所述气液分离装置位于所述第一腔内，所述气液分离装置包括螺旋器、导流器、固定件以及吸入管组件，所述第一封头和所述内壳体通过固定件固定连接，所述内壳体、所述第一封头以及所述固定件形成第一腔，所述第一封头设有气液混合物进口，所述气液混合物进口与所述螺旋器连通，所述螺旋器与所述第一封头固定，所述螺旋器的出口方向垂直于所述气液分离器的轴线，所述螺旋器至少部分设于所述固定件内，所述导流器安置在所述螺旋器的下方，所述吸入管组件用于将气态制冷剂组分以管输送的方式输出气液分离器。

10.如权利要求9所述的气液分离器，其特征在于，所述第一封头中还设有连通所述第一腔和所述第二腔的流通通道，所述热交换管的换热主体部位于所述第二腔内，所述热交换管的主体部至少包括螺旋管、翅片和直管，所述螺旋管和所述直管连通，所述螺旋管和所述直管为一体结构，所述螺旋管的内壁通过所述翅片和所述内壳体的外壁紧贴设置，所述螺旋管与所述内壳体外壁和所述外壳体内壁之间形成螺旋形通道，所述直管位于所述内壳体贮液的一端，所述气液分离器还包括过滤器和出气口，所述过滤器罩设于所述出气口，所述过滤器固定于所述内壳体贮液的一端壳体底部和所述第二封头之间，所述热交换管具有直管的末端至少部分穿过所述过滤器与所述第二封头高温高压出液口卡接。

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