CN114616435A - 热交换器组件 - Google Patents

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CN114616435A CN202080075082.XA CN202080075082A CN114616435A CN 114616435 A CN114616435 A CN 114616435A CN 202080075082 A CN202080075082 A CN 202080075082A CN 114616435 A CN114616435 A CN 114616435A
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B.波特帕
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Abstract

一种热交换器组件(100)包括：第一热交换器(10)，其包括至少一个第一歧管(14)；第二热交换器(20)，其包括至少一个第二歧管(24)；以及形成在第一歧管(14)和第二歧管(24)中的至少一个上的至少一个连接器(30)。至少一个连接器(30)促进第二热交换器(20)和第一热交换器(10)之间的连接。至少一个连接器(30)包括在热交换流体流动管线(40)和至少一个第二歧管(24)之间形成流体连通的流体流动通道(32)。流体流动通道(32)与至少一个第一歧管(14)流体隔离。

Description

热交换器组件
技术领域
本发明涉及一种热交换器组件，更具体地，本发明涉及一种用于车辆的冷凝器和散热器之间的组件。
背景技术
通常，车辆包括多个热交换器元件。传统上，车辆的发动机冷却系统包括散热器形式的热交换器，以促进车辆发动机的冷却。此外，车辆的暖通空调(HVAC)系统还包括另一个热交换器，例如冷凝器。散热器和冷凝器设置在车辆的前部，使得当车辆向前行驶时，空气冲击并穿过彼此平行布置的散热器和冷凝器。散热器和冷凝器或任何其他热交换器的设置顺序可以变化，例如，有时散热器在前面以首先接收空气，而在其他情况下，冷凝器在前面以首先接收空气。构成散热器-冷凝器组件的散热器和冷凝器的位置可以互换。然而，考虑到包装、适用性、价格和其他因素，散热器-冷凝器组件的散热器和冷凝器布置成获得紧凑的构造、减少的固定点数量、减小的接口尺寸，并实现流体流动管线的适当布线，以使流动和压力损失最小。通常，随着跨接线、更多固定点、更长流体流动管线和更大连接器接口尺寸的使用，在有限的空间中封装热交换器组件变得复杂，并且热交换器组件的总成本增加。
在传统的热交换器组件的情况下，例如图1所示的散热器-冷凝器组件01，散热器10和冷凝器20彼此平行地顺序布置。冷凝器20包括构造在其至少一个歧管上的入口块2a和出口块2b，该歧管也简称为至少一个冷凝器歧管24。入口块2a和出口块2b连接到热交换流体流动管线，特别是制冷剂流动管线40，并将蒸汽制冷剂输送到至少一个冷凝器歧管24并从该至少一个冷凝器歧管24收集冷凝的制冷剂，即执行流体连接功能。至少一个冷凝器歧管24又将蒸汽制冷剂分配到冷凝器芯22，并从冷凝器芯22收集冷凝的制冷剂。散热器-冷凝器组件01还包括单独的支架4a、4b，用于将冷凝器20安装或固定在散热器10上。每个支架4a、4b的一端固定在至少一个冷凝器歧管24上，而每个支架4a、4b的另一端固定在至少一个散热器箱14上。使用分离的专用元件的这种构造，特别是用于流体连接功能的入口和出口块2a、2b以及用于固定功能的支架4a、4b，增加了零件的总数，增加了库存和库存成本、组件的总尺寸、组装时间和工作量，并且降低了可靠性。此外，这种配置增加了组装时间。此外，如果冷凝器20设置在散热器10的下游，并且制冷剂流动管线40在箭头R所示的空气方向上从散热器10的上游发出，则制冷剂流动管线40需要绕过至少一个散热器箱14以到达至少一个冷凝器歧管24。这种构造增加了沿着制冷剂流动管线40的弯曲和制冷剂流动管线40的总长度，从而导致制冷剂流动管线40中的压力损失。
因此，需要一种热交换器组件，特别是涉及相对较少的固定点和减小的接口尺寸的散热器-冷凝器组件。此外，需要一种结构紧凑的散热器-冷凝器组件。此外，需要一种散热器-冷凝器组件，其实现制冷剂流动管线的正确布线，从而减少沿着制冷剂流动管线的弯曲量和制冷剂流动管线的长度。此外，需要一种散热器-冷凝器组件，其防止或减少由于较长的制冷剂流动管线或沿着弯曲路径的制冷剂流动管线造成的压力损失。此外，需要一种散热器-冷凝器组件，其提供更好的可维护性，同时仍解决包装问题。此外，需要一种散热器-冷凝器组件，其与传统的散热器-冷凝器组件相比包括更少的部件、减少的库存和库存成本、减少的组装工作和组装时间，并且与传统的散热器-冷凝器组件相比表现出改进的可靠性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种热交换器组件，特别是一种散热器-冷凝器组件，其消除了与传统散热器-冷凝器组件相关的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种散热器-冷凝器组件，其包括相对较少的固定点和减小的接口尺寸。
本发明的另一个目的是提供一种紧凑结构的散热器-冷凝器组件。
本发明的又一个目的是提供一种散热器-冷凝器组件，其实现制冷剂流动管线的适当布线，使得制冷剂流动管线的长度和沿其的弯曲减小且因较长的制冷剂流动管线或沿着弯曲路径的制冷剂流动管线造成的压力损失减小。
本发明的另一个目的是提供一种散热器-冷凝器组件，其提供了更好的适用性，同时还解决了包装问题。
本发明的又一个目的是提供一种散热器-冷凝器组件，其与传统的散热器-冷凝器组件相比包括更少的零件、减少的库存、库存成本、减少的组装工作量和组装时间。
本发明的另一个目的是提供一种散热器-冷凝器组件，其与传统的散热器-冷凝器组件相比具有改进的可靠性。
在本说明书中，一些元件或参数可被索引，比如第一元件和第二元件。在这种情况下，除非另有说明，否则这种索引仅用于区分和命名相似但不相同的元件。不应从这种索引中推断出优先权的概念，因为这些术语可以交换而不背离本发明。此外，这种索引并不意味着本发明的元件的安装或使用的任何顺序。
根据本发明的实施例公开了一种热交换器组件。热交换器组件包括第一热交换器、第二热交换器和至少一个连接器。第一热交换器包括至少一个第一歧管。第二热交换器包括至少一个第二歧管。至少一个连接器形成在第一歧管和第二歧管中的至少一个上，并且有助于第二热交换器和第一热交换器之间的连接。至少一个连接器包括流体流动通道，以在热交换流体流动管线和至少一个第二歧管之间形成流体连通。流体流动通道与至少一个第一歧管流体隔离。
具体地，每个连接器包括第一部分和第二部分。第一部分固定到至少一个第一歧管。第一部分包括流体流动通道的第一段，其与热交换流体流动管线流体连通，并且与至少一个第一歧管流体隔离。第二部分固定到第一部分和至少一个第二歧管。第二部分包括与第一段和至少一个第二歧管流体连通的流体流动通道的第二段。
通常，每个连接器的第一部分和第二部分相对于彼此一体形成。
可替代地，每个连接器的第一部分和第二部分通过至少一个螺纹连接元件连接。
通常，第一部分与至少一个第一歧管一体形成。
可替代地，第一部分通过从包括铜焊、锡焊和焊接的组中选择的至少一种连接方法固定到至少一个第一歧管。
具体地，第一部分通过形成在热交换流体流动管线和第一部分上的互补连接元件连接到热交换流体流动管线并与其流体连通。
通常，第二部分与至少一个第二歧管一体形成。
可替代地，第二部分通过从包括铜焊、锡焊和焊接的组中选择的至少一种连接方法固定到至少一个第二歧管。
通常，热交换器组件包括设置在单个第二歧管处的两个连接器，其中第一连接器用于热交换流体进入单个第二歧管的入口，第二连接器用于热交换流体离开单个第二歧管的出口。
可替代地，热交换器组件包括设置在第二芯部的相对侧的两个第二歧管处的两个连接器，其中第一连接器用于热交换流体进入两个第二歧管中的一个的入口且第二连接器用于热交换流体离开两个第二歧管中的另一个的出口。
根据本发明的实施例，热交换器组件包括用于热交换流体进入第二歧管的入口和热交换流体离开第二歧管的出口的单个收集器。
通常，第一热交换器是散热器，第二热交换器是冷凝器。
附图说明
本发明的其他特征、细节和优点可以从下文对本发明的描述中推断出来。当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，将容易获得对本发明及其许多伴随的优点的更完整的理解，并且变得更好理解，其中：
图1示出了传统热交换器组件的示意图；
图2示出了根据本发明实施例的热交换器组件、特别是散热器-冷凝器组件的示意图；
图3a示出了从一侧观察的散热器-冷凝器组件的等轴测视图，用于将散热器和冷凝器组装在一起形成紧凑的结构，还示出了一对连接器的放大图；
图3b示出了从另一侧看到的图3a的散热器-冷凝器组件的等轴测视图，还示出了该对连接器的放大图；
图4示出了分别在散热器和冷凝器的至少一个箱和至少一个歧管之间形成连接和流体连通的图3b的一对连接器的分解图；
图5a示出了从一侧观察的至少一个箱的立体图，图4的一对连接器的第一部分一体形成在该箱上；
图5b示出了从另一侧观察的图5a的至少一个箱的等轴测视图；
图6a示出了从一侧观察的图3a的一对连接器中的连接器的第二部分的等轴测视图；
图6b示出了从另一侧观察的图6a所示的第二部分的等轴测视图；
图6c示出了螺纹连接元件的等轴测视图，特别是用于配置图5a和图5b所示的第一部分和图6a和图6b所示的连接器的第二部分之间的连接的螺纹螺栓；
图7示出了描绘分别通过螺栓和插塞在第一部分和第二部分之间的连接和流体连通的剖视图；
图8a和图8b示出了图3a的连接器的第一部分和第二部分的等轴测视图；
图9a示出了图3a的连接器的第二部分的前视图；以及
图9b示出了第二部分沿着图9a中所示的剖面线A-A’的剖视图。
具体实施方式
必须注意的是，附图以足够详细的方式公开了本发明，如果需要，所述附图有助于更好地定义本发明。然而，本发明不应局限于说明书中公开的实施例。
公开了一种散热器-冷凝器组件，其利用执行安装和流体连接功能的单个部件，特别地，冷凝器-散热器组件使用公共连接器，其不仅在散热器和冷凝器之间形成连接，而且在制冷剂流动管线和至少一个冷凝器歧管之间建立流体连通。此外，公共连接器允许制冷剂通过至少一个散热器箱同时绕过其。散热器-冷凝器组件的这种构造消除了与传统组件相关的缺点，在传统组件中，由于制冷剂流动管线绕过至少一个散热器箱到达至少一个冷凝器歧管，所以制冷剂流动管线遇到了弯曲量的增加和长度的增加。尽管在接下来的描述和附图中以散热器-冷凝器组件为例解释了热交换器组件，然而，热交换器组件也适用于在车辆中使用的任何热交换器之间的组件，例如蒸发器、冷凝器、散热器、冷却器等。特别地，本发明适用于要求结构紧凑、需要较少数量的固定点、减小的接口尺寸和制冷剂流动管线的适当布线以减小压力损失的热交换器组件。
根据本发明的实施例公开了一种热交换器组件，特别是散热器-冷凝器组件100。图2示出了散热器-冷凝器组件100的示意图。图3a示出了从一侧观察的散热器-冷凝器组件100的等轴测视图，而图3b示出了从另一侧观察的散热器-冷凝器组件100的等轴测视图，还示出了描绘一对连接器30的放大图。
散热器-冷凝器组件100包括第一热交换器、特别是散热器10，第二热交换器、特别是冷凝器20，以及至少一个连接器30。第一热交换器包括第一热交换器芯部以及至少一个第一歧管和箱中的任一个，特别地，散热器10包括散热器芯部12和至少一个散热器箱，简称为至少一个箱14。第二热交换器包括第二热交换器芯部和至少一个第二歧管，特别地，冷凝器20包括冷凝器芯部22和至少一个冷凝器歧管，简称为至少一个歧管24。至少一个连接器30形成在箱14和歧管24中的至少一个上。
至少一个连接器30便于冷凝器20和散热器10之间的连接。此外，至少一个连接器30还形成制冷剂流动通道32，以在制冷剂流动管线40和至少一个歧管24之间建立流体连通。然而，制冷剂流动通道32与至少一个箱14流体隔离。更具体地，至少一个连接器30配置制冷剂流动管线40和至少一个歧管24之间的流体连通，同时绕过至少一个箱14。至少一个连接器30的这种配置执行双重功能，首先，至少一个连接器30执行流体连接功能，即至少一个连接器30将蒸汽制冷剂输送到至少一个歧管24或者从其收集冷凝的制冷剂。其次，至少一个连接器30还配置至少一个箱14和至少一个歧管24之间的连接，以及散热器10和冷凝器20之间的连接，以减少固定点的数量。配置有至少一个连接器30的这种配置的散热器-冷凝器组件100具有多个优点。特别地，配置有至少一个连接器30的这种配置的散热器-冷凝器组件100包括更少的零件、减少的库存和库存成本、减少的组装时间和工作量以及提高的可靠性。此外，配置有至少一个连接器30的这种配置的散热器-冷凝器组件100是紧凑的。
图4示出了分别在散热器10和冷凝器20的至少一个箱14和至少一个歧管24之间形成连接和流体连通的一对连接器30的分解图。每个连接器30包括第一部分30a和第二部分30b。第一部分30a固定到至少一个箱14。具体地，第一部分30a与至少一个箱14一体形成，如图5a和图5b所示。更具体地，至少一个箱14是塑料材料，并且第一部分30a在通过模制制造至少一个箱14的过程中一体形成在至少一个箱14上。在至少一个箱14是金属的情况下，第一部分30a通过从包括铜焊、锡焊和焊接的组中选择的至少一种连接方法固定到至少一个箱14。然而，本发明不限于第一部分30a的任何特定构造和将第一部分30a固定在至少一个箱14上的方法，只要形成在第一部分30a中的制冷剂流动通道32的第一段32a绕过至少一个箱14。具体地，第一部分30a包括制冷剂流动通道32的第一段32a，其与制冷剂流动管线40流体连通，并且与至少一个箱14流体隔离。具体地，第一部分30a包括限定制冷剂流动通道32的第一段32a的通孔31a，其中通孔31a的第一端连接到制冷剂流动管线40，而通孔31a的相对的第二端通过互补中空插塞连接到形成在第二部分30b上的制冷剂流动通道32的第二段32b，该插塞简称为形成在第二部分30b上的插塞31b。具体地，第一部分30a通过形成在制冷剂流动管线40上的互补连接元件和形成在第一部分30a上的通孔31a的第一端连接到制冷剂流动管线40并与其流体连通。第一部分30a还包括第一孔33a，其或是通孔或是盲孔，用于螺纹连接元件穿过其中，特别是螺栓34穿过其中，用于促进相应连接器30的相应第一部分30a和第二部分30b之间的螺纹连接。此外，形成在第一部分30a上的制冷剂流动通道32的第一段32a与形成在第二部分30b上的制冷剂流动通道32的第二段32b流体连通。
图6a示出了从一侧观察的连接器30的第二部分30b的等轴测视图。图6b示出了从另一侧观察的连接器30的第二部分30b的等轴测视图。第二部分30b固定到第一部分30a和至少一个歧管24。具体地，第二部分30b与至少一个歧管24一体形成。更具体地，至少一个歧管24由塑料材料制成，并且第二部分30b在通过模制制造至少一个歧管24的过程中一体形成在至少一个歧管24上。在至少一个歧管24是金属的情况下，第二部分30b通过从包括铜焊、锡焊和焊接的组中选择的至少一种连接方法固定到至少一个歧管24。然而，本发明不限于第二部分30b和至少一个歧管24之间的任何特定连接构造，只要第二部分30b和至少一个歧管24彼此流体连通。利用这种构造，从制冷剂流动通道32的第一段32a接收在第二段32b中的制冷剂沿着箭头B所示的流动方向穿过第二段32b，并被输送到歧管24。第二部分30b包括制冷剂流动通道32的第二段32b，其与制冷剂流动通道32的第一段32a和至少一个歧管24流体连通。具体地，第二部分30b包括插塞31b，其与通孔31a的第二端互补并与之连接，以配置形成在第一部分30a中的第一段32a和形成在第二部分30b中的第二段32b之间的流体连通。更具体地，如图7所示，插塞31b容纳在通孔31a的第二端中，并且包括用于配置插塞31b和形成在第一部分30a上的通孔31a的第二端之间的连接的螺纹。插塞和孔可以互换地设置在第一部分30a和第二部分30b上。具体地，插塞与形成在第一部分30a上的第一段32a流体连通，并且可以从第一部分30a延伸而不是从第二部分30b延伸，并且容纳在构造在第二部分30b上的孔中，其中该孔与形成在第二部分30b中的第二段32b流体连通。然而，本发明不限于插塞和孔是配置在连接器30的第一部分30a还是第二部分30b上，只要插塞和孔在分别形成在连接器30的第一部分30a和第二部分30b上的制冷剂流动通道32的第一段32a和第二段32b之间形成流体连通。
再次参考图7，第二部分30b还包括第二孔33b，特别是与形成在第一部分30a上的第一孔33a对准的通孔，用于螺纹连接元件的通过，特别是从中穿过的如图6c所示的螺栓34，用于促进连接器30的相应第一部分30a和第二部分30b之间的螺纹连接。可替代地，每个连接器30的第一部分30a和第二部分30b可以相对于彼此一体形成。图8a和图8b示出了连接器30的第一部分30a和第二部分30b的等轴测视图。图9a示出了连接器30的第二部分30b的前视图。图9b示出了第二部分30b沿着剖面线A-A’的剖视图。
至少一个连接器30执行在散热器10的至少一个箱14和冷凝器20的至少一个歧管24之间形成连接以及在制冷剂流动管线40和至少一个歧管24之间建立流体连接的双重功能。因此，散热器-冷凝器组件100的至少一个连接器30的这种构造减少了散热器-冷凝器组件100的固定点。特别地，利用这种构造，散热器-冷凝器组件100的散热器10和冷凝器20中的任一个可以安装在车架上，而传统组件要求散热器和冷凝器都安装在车架上。此外，在制冷剂流动管线在空气方向上从散热器上游发出的情况下，散热器-冷凝器组件100的至少一个连接器30的这种构造允许来自制冷剂流动管线40的制冷剂通过至少一个箱14同时绕过其。这种构造优于散热器-冷凝器组件的传统布置，在传统布置中，制冷剂流动管线40需要绕过至少一个箱14以到达至少一个歧管24。至少一个连接器30的这种构造实现了制冷剂流动管线40的正确布线，因为沿着制冷剂流动管线40的弯曲量和制冷剂流动管线40的长度减少了，并且由于制冷剂流动管线40更长或者制冷剂流动管线40遵循弯曲路径而导致的压力损失也减少了。
根据如图3a-图5b所示的本发明的实施例，散热器-冷凝器组件100包括设置在单个歧管24处的两个连接器30，该单个歧管24设置在散热器10和冷凝器20的一侧。第一连接器30用于制冷剂蒸汽进入单个歧管24的入口，第二连接器30用于在制冷剂蒸汽在冷凝器芯部22中经历冷凝之后冷凝的制冷剂离开单个歧管24的出口。
根据本发明的实施例，散热器-冷凝器组件100包括两个连接器，每个设置在两个单独歧管24处，歧管24设置在冷凝器芯部22的相对侧。具体地，第一连接器用于制冷剂蒸汽进入两个歧管之一的入口，第二连接器30用于冷凝的制冷剂离开两个单独歧管24中的另一个的出口。
根据本发明的实施例，散热器-冷凝器组件100包括设置在单个歧管24处的单个收集器。单个收集器用于制冷剂蒸汽进入单个歧管的入口和冷凝的制冷剂离开单个歧管24的出口。
本领域技术人员可以对如上所述的热交换器组件100进行一些修改和改进，并且这些修改和改进仍被认为在本发明的范围内，只要热交换器组件包括包含至少一个第一歧管的第一热交换器、包含至少一个第二歧管的第二热交换器以及形成在第一歧管和第二歧管中的至少一个上的至少一个连接器。至少一个连接器促进第二热交换器和第一热交换器之间的连接。至少一个连接器包括在热交换流体流动管线和至少一个第二歧管之间形成流体连通的流体流动通道。流体流动通道与至少一个第一歧管流体隔离。
显然，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的。因此，应当理解，本发明可以不同于这里具体描述的方式实施。
在任何情况下，本发明不能也不应限于本文中具体描述的实施例，因为可能存在其他实施例。本发明将扩展到任何等同的装置和任何技术上操作的装置组合。

Claims (13)

1.一种热交换器组件(100)，包括：
·包括至少一个第一歧管(14)的第一热交换器(10)；
·包括至少一个第二歧管(24)的第二热交换器(20)；以及
·形成在第一歧管(14)和第二歧管(24)中的至少一个上的至少一个连接器(30)，
其特征在于，所述至少一个连接器(30)适于促进所述第二热交换器(20)和所述第一热交换器(10)之间的连接，所述至少一个连接器(30)包括适于在热交换流体流动管线(40)和所述至少一个第二歧管(24)之间形成流体连通的流体流动通道(32)，所述流体流动通道(32)与所述至少一个第一歧管(14)流体隔离。
2.如权利要求1所述的热交换器组件(100)，其中，每个连接器(30)包括：
·适于固定到所述至少一个第一歧管(14)的第一部分(30a)，该第一部分(30a)包括所述流体流动通道(32)的第一段(32a)，该第一段适于与热交换流体流动管线(40)流体连通并且与所述至少一个第一歧管(14)流体隔离；以及
·适于固定到所述第一部分(30a)和至少一个第二歧管(24)的第二部分(30b)，该第二部分(30b)包括所述流体流动通道(32)的第二段(32b)，该第二段与所述第一段(32a)和至少一个第二歧管(24)流体连通。
3.如权利要求2所述的热交换器组件(100)，其中，每个连接器(30)的第一部分(30a)和第二部分(30b)彼此一体形成。
4.如权利要求2所述的热交换器组件(100)，其中，每个连接器(30)的第一部分(30a)和第二部分(30b)通过至少一个螺纹连接元件(34)连接。
5.如权利要求2所述的热交换器组件(100)，其中，所述第一部分(30a)与所述至少一个第一歧管(14)一体形成。
6.如权利要求2所述的热交换器组件(100)，其中，所述第一部分(30a)适于通过从包括铜焊、锡焊和焊接的组中选择的至少一种连接方法固定到所述至少一个第一歧管(14)。
7.如权利要求2至6中任一项所述的热交换器组件(100)，其中，所述第一部分(30a)通过形成在所述热交换流体流动管线(40)和第一部分(30a)上的互补连接元件连接到所述热交换流体流动管线(40)并与其流体连通。
8.如权利要求2所述的热交换器组件(100)，其中，所述第二部分(30b)与所述至少一个第二歧管(24)一体形成。
9.如权利要求2所述的热交换器组件(100)，其中，所述第二部分(30b)适于通过从包括铜焊、锡焊和焊接的组中选择的至少一种连接方法固定到所述至少一个第二歧管(24)。
10.如前述权利要求中任一项所述的热交换器组件(100)，包括设置在单个第二歧管(24)处的两个连接器(30)，其中第一连接器(30)用于热交换流体进入所述单个第二歧管(24)的入口且第二连接器(30)用于所述热交换流体离开所述单个第二歧管(24)的出口。
11.如权利要求1至9中任一项所述的热交换器组件(100)，包括设置在所述第二热交换器(20)的第二芯部(22)的相对侧的两个第二歧管(24)处的两个连接器，其中第一连接器用于热交换流体进入所述两个第二歧管(24)中的一个的入口且第二连接器(30)用于所述热交换流体离开所述两个第二歧管(24)中的另一个的出口。
12.如权利要求1至9中任一项所述的热交换器组件(100)，包括用于热交换流体进入所述第二歧管(24)的入口和热交换流体离开所述第二歧管(24)的出口的单个收集器。
13.如前述权利要求中任一项所述的热交换器组件(100)，其中，所述第一热交换器(10)是散热器，所述第二热交换器(20)是冷凝器。
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