CN1157035A - 汽车空调装置的内设储液器的冷凝器 - Google Patents

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帕特里克·巴尔塔扎
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Abstract

用于制冷剂流经的制冷回路中的冷凝器，它有一组由管子(12)构成的管束，管束装在第一集液盒(16)和第二集液盒(18)之间，还有一个气态制冷剂的入口(22)和一个冷凝后的制冷剂的出口(24)，还有一个储液器(20)，制冷剂从中通过，储液器(20)位于第一集液盒(16)中，它通过至少一个开口(52，54)与冷凝器出口(24)侧的管束下游部分(P3，P4)相通。

Description

汽车空调装置的内设储液器的冷凝器
本发明涉及一种冷凝器，它是例如汽车空调装置中制冷回路的一部分。
更确切地说，它涉及一种用于循环制冷剂的冷凝器，它有一组装在两个集液盒之间由管子构成的管束，一个输入气态制冷剂的入口和一个输出冷凝的制冷剂的出口，以及一个储液器，制冷剂从中通过。
在一个这样的制冷回路中，由压缩机输送到冷凝器的制冷剂为气态，在这里它们将逐步冷却或“消除过热”，冷凝成热液态，然后进一步“过冷”成冷的液态。
冷凝和冷却后的制冷剂通过一个减压阀到蒸发器中，在这里与车厢中来的空气流进行热交换。在蒸发器中，制冷剂转换成气态，空气流则被冷却，成为空调气体。气态的制冷剂离开蒸发器，再次进入压缩机，重新进行一个新的工作循环。
在这种冷凝器中，储液器一般是作成一个分离的容器，又称为“瓶子”，它在回路中位于冷凝器和减压阀之间。
另外，根据法国专利申请9310325号，人们知道一种该类型的冷凝器，其储液器与冷凝器结为一体，固定在一个集液盒的外面。
使用这种方法必须在储液器和集液盒之间设置连接装置和固定卡爪，这使得冷凝器的安装过程、特别是钎焊过程变得复杂。
另外，根据这种方法，由于储液器位于集液盒的外面，增加了冷凝器的尺寸。
还有，外部的储液器构成悬臂结构，将使冷凝器产生振动。
本发明的目的就是要解决这些问题。
因此，本发明设计了一种引言中所介绍的冷凝器，它的储液器为一个位于第一集液盒中的容器，它通过至少一个开口与位于冷凝器出口侧的管束下游部分相通。
这样，由于储液器位于集液盒的内部，就不用在储液器和集液盒之间设置连接装置和固定卡爪。
因此就有可能将储液器和集液盒制成一个部件，这将使安装过程简单一些，安装时间短一些。
特别是它将简化钎焊工序。
由于外部储液器没有了，本发明的冷凝器具有体积较小的优点。
另外，由于取消了集液盒外面的悬臂结构的零件，冷凝器的振动特性将得到改善。
在本发明的第一个实例中，集液盒有管状侧壁，储液器的侧壁与集液盒的侧壁至少在一些部分上是隔开的，在集液盒的侧壁和储液器的侧壁之间设置了横隔板，以限定与管束的不同部分连通的环形室，以使制冷剂可以多次通过管束的管子。
有利的是：储液器的侧壁有一个开口，以便环形室中的制冷剂可以进入，储液器还有一个出口，以便使冷凝的制冷剂流到另一环形室中，该室通过管束的一部分与冷凝器的出口连通。
这样，冷凝的制冷剂通过储液器，并在经过管束的一个部分之后离开冷凝器。
作为一种变型，储液器有一个开口端，它使储液器的内部与第一集液盒的室相通，该室与冷凝器出口相通，出口设置在第一集液盒上。
在该例子中，储液器的侧壁最好是管状，与集液盒的管状侧壁同轴，而横隔板为环形，室也是环形的。
在一个变型中，储液器的侧壁为弯曲形状，它与集液盒的侧壁在其两条相对的母线处连接，使得横隔板为月牙形，周边的室的截面也为月牙形。
在另一个变型中，第一集液盒有管状的侧壁，第一储液器有管状的侧壁，与集液盒的侧壁同轴，但只位于集液盒的一部分高度上，并通过其开口端与集液盒的另一部分相通，在储液器侧壁的开口端有一个位于集液盒侧壁和储液器侧壁之间的环形隔板。
这样，储液器的侧壁只在第一集液盒的一部分高度上延伸。
第二集液盒中一般没有储液器，这样冷凝器的入口和出口最好都设置在第二集液盒上。
在另一种实例中，第二集液盒中也有一个储液器，它通过至少一个开口与冷凝器出口一侧的管束下游部分连通。
第二集液盒最好有管状侧壁，第二储液器也有一个侧壁，它与集液盒侧壁至少在一些部分上是隔开的，在第二集液盒侧壁和第二储液器侧壁之间设置了横隔板，以便构成环形室，它们分别与管束的不同部分连通，以便制冷剂可以在管束的管子中多次通过。
第二储液器的侧壁最好是管状的，与第二集液盒的侧壁同轴，横隔板为环形，室的横截面也是环形的。
根据本发明的另一个特征，第二储液器的侧壁上有一个开口，使储液器内部与第二集液盒的环形室连通，冷凝器的出口就在该室中。
在另外一个变型实例中，第一储液器和第二储液器均有相应的开口端，它们通向第一集液盒和第二集液盒中相应的端部室，两个端部室通过管束的一部分管子相互连通。
该实例的优点是在第一次通过制冷剂时就将气态和液态分离开，以改善冷凝器的性能。
在下面做为例子的描述中，参考的附图为：
-图1为本发明第一个实施例的冷凝器的正面及局部剖视图；
-图2为沿图1中两条II-II线之一的剖视图；
-图3与图1类似，为一个变型的局部剖视图；
-图4为图3中冷凝器储液器的正视图；
-图5为图4中储液器的俯视图；
-图6为图4中储液器的局部放大剖视图；
-图7为本发明冷凝器的第二个实施例的局部剖视图；
-图8为沿图7中两条VIII-VIII线之一的剖视图；
-图9为本发明冷凝器的第三个实施例的局部剖视图；
-图10为沿图9中X-X线的剖视图；
-图11为本发明冷凝器的第四个实施例的正面局部剖视图；
-图12为沿图11中XII-XII线的剖视图；
-图13为沿图11中XIII-XIII线的剖视图；
-图14与图11类似，示出另一种变型；
-图15为图1中冷凝器的另一种变型的正面局部剖视图。
图1中的冷凝器具有一组管束10，它由许多扁管12组成，在扁管12之间为构成换热器翅板的波浪形隔板14。
管束10装在第一集液盒16和第二集液盒18之间，两个集液盒均为圆形截面的管状，轴线相互平行。集液盒16内有一个储液器20，而集液盒18上有一个用于输入过热气态制冷剂的入口管22和一个输出冷却的液态制冷剂的出口管24。在通过热交换器的过程中，制冷剂逐步冷却或“消除过热”，冷凝成热的液态，然后进一步“过冷”成冷的液态。这些是通过与经过管束10的气流进行热交换实现的。
集液盒18由管状侧壁26围成，两端用端板28、30封闭，并有两个处于确定位置的内隔板32、34。管束的管子12通过位于侧壁26上的开口与集液盒18连通。
第一集液盒16具有圆截面的管状侧壁36，其直径大于侧壁26，其两个开口端部为38、40。
位于侧壁36中的储液器20具有圆截面的管状侧壁42。侧壁42基本在第一集液盒的整个高度上(在端部38和40之间)延伸，该侧壁42用两个端板44和46封闭，它们一直延伸到侧壁36的内侧，以便同时封闭集液盒16的端部38和40。
另外，在两个侧壁36和42之间的确定位置有两个环形的隔板48和50，以便构成环形室，管束的管子通过侧壁36上的开口与这些环形室连通。
这样，制冷剂可以从进口22到出口24在冷凝器中流动，这种流动为多次通过式流动，或称为“多次通过”。制冷剂首先进入集液盒18中位于端板28和隔板32之间的室C1中。制冷剂随后通过管束的P1部分进入(箭头F1)由侧壁36和42及端板44和隔板48确定的环形室C2中。随后，制冷剂通过管束的P2部分进入(箭头F2)集液盒18中隔板32和34之间的室C3。从那里，制冷剂通过管束中P3部分进入(箭头F3)由侧壁36和42及隔板48和50确定的室C4。
随后，制冷剂通过侧壁42上的开口52进入(箭头F4)储液器20内部。接着，制冷剂通过开口54离开(箭头F5)储液器进入由侧壁36和42及端板46和环形隔板50围成的室C5中。随后，制冷剂通过管束中P4部分进入(箭头F6)集液盒18的室C6中，该室与出口管子24连通。
当制冷剂通过开口52进入储液器20时为液态，在随后通过管束处于下游的P4部分时，制冷剂被进一步冷却。储液器20用于补偿制冷剂由于膨胀现象产生的体积变化。
在图1的例子中，横隔板48和50为支持在集液盒16的侧壁36和储液器20侧壁42之间的环形元件。
在现在看到的图3到图6中的例子里，环形横隔板是由储液器侧壁42局部变形产生的，它们是一个位于外圆周上的凸环56和58，凸环顶住侧壁36的内侧。
现在看图7和图8，它们描述了一种结构上很象前面描述过的冷凝器。
在该例子中，储液器20有一个弯曲的侧壁60，其母线与集液盒16的管状侧壁36平行。壁60的横截面为U形，两端有平行的翻边62和64(图8)，它们连接在侧壁36的两条在同一直径两端的母线上。这样，壁60在集液盒16内部隔出一个空间，其横截面形状象月牙，管束的管子通到该空间中。该空间被横隔板70和72分隔成室C2、C4和C5，隔板70和72的位置与隔板48和50或隔板56和58一样。隔板70和72的形状是月牙形，室C2、C4和C5的形状也是月牙形。另外，壁60上有两个与前面描述类似的开口52、54。
图7和图8中的冷凝器的工作方式与图1和图2或图3到图6的冷凝器类似。
现在看图9和图10，以便描述本发明的另一个例子，它与前面描述的例子类似。
在该例子中，储液器20有一个管状的侧壁74，它位于集液盒16侧壁36的内部并与其同轴。在该例子中，壁74仅在集液盒16的一部分高度上延伸，在该例子中大约在一半高度上。
管状侧壁74一个开口端76由与前面描述的类似的端板44封闭。侧壁74的另一个开口端78直接通到集液盒16的第二部分中。这一部分直接与管束的P3和P4部分相通。在开口端78处的集液盒侧壁36和储液器的侧壁74之间有一个环形隔板80。这样侧壁36和74及端板44和环形隔板80围成一个类似前面描述过的室C2。
图9和图10中冷凝器的工作方式与前面描述的例子类似。
现在看图11到图13中的例子，在该例子中，集液盒16中有一个与图3所描述的类似的储液器20。但是，集液盒16和储液器20的截面比前面描述的要小一些。
实际上，第二集液盒18中也有一个第二储液器82，它分布在第二集液盒的整个高度上。
储液器82有一个横截面为圆形的管状侧壁84，它同轴地放在管状侧壁26中。侧壁84用两块端板86和88封闭，它们起前面介绍的端板28和30的作用。
另外，侧壁84被折出两道环形凸台90和92，以便在隔板32和34的同样位置形成两块隔板，就象在图1到图8的例子中所介绍的那样。
这样，集液盒18有三个环形的室C1、C3和C6。
侧壁84上有一个开口94，使储液器82的内部与集液盒18的环形室C6相通，冷凝器的出口24就通向该环形室。
在图11到13的例子中，集液盒16和18具有基本相同的直径，储液器20和82也是这样。储液器用于补偿液态制冷剂的体积变化。
现在看图14中的例子，它与图11到图13中的例子相似。
与前面的例子一样，集液盒16和18中有两个储液器20和82。
但是，这两个储液器的高度比前面的例子中要低一些，并有分别为96和98的开口端。它们与相应的端板44和86有一段距离。开口端96和98周围都有一个环形隔板100和102，它们是通过使侧壁变形、构成环形凸边而获得的。
这样，第一储液器20的开口端96通向室C7，它通过管束的P5部分(在该例子中是三根管子)与集液盒18顶部的室C8连通。该室C8通过开口端98与储液器82连通。该实例能在制冷剂第三次通过(按箭头F3通过P3部分时)之后，使液态和气态分离，以改善冷凝器的性能。
实际上，如果蒸汽进入储液器20，这些蒸汽将上升，进入室C7，然后通过管束的P5部分沿箭头F7所示进入室C8。这些蒸汽将被冷凝，并在室C8中处于液态，随后进入储液器82，并通过储液器82的开口94和出口24离开冷凝器。
图15中的冷凝器与图1的类似，在集液盒16侧壁36和储液器侧壁42之间只有两个横向隔板104和106。但是，与图1中例子不同的是，在侧壁上没有任何开口。两个室C2和C4由储液器侧壁和集液盒侧壁围成。
如在图15中所能看到的，横隔板106位于靠近端板46的位置。储液器也有一个开口端108，它使储液器内部和位于集液盒16底部的室C6连通起来。
在该例子中，冷凝器的出口24设置在集液盒16上，并直接与室C6连通。制冷剂从第二集液盒18的入口22进入，然后沿箭头F1、F2、F3、F4和F5通过管束的管子，最后进入室C6，然后从设置在第一集液盒16上的出口24离开冷凝器。
本发明并不限于前面介绍的作为例子的实例，它还扩展到其它变型，特别是涉及到构成管束不同部分的管子的数量和相对的布置。
本发明主要应用于汽车空调装置。

Claims (15)

1.用于制冷剂流经的制冷回路中的冷凝器，它有一组由管子(12)构成的管束(10)，管束装在第一集液盒(16)和第二集液盒(18)之间，它还有一个气态制冷剂的入口(22)和一个冷凝后的制冷剂的出口(24)，同时还有一个储液器(20)，制冷剂从其中通过，
其特征在于：储液器(20)为一个位于第一集液盒(16)中的容器，它通过至少一个开口(52，54)与冷凝器出口(24)侧的管束下游部分(P3，P4)相通。
2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征为：集液盒(16)有管状侧壁(36)，储液器(20)的侧壁(42；60)与集液盒(16)的侧壁(36)至少在一些部分上是隔开的，在集液盒(16)的侧壁(36)和储液器(20)的侧壁(42；60)之间设置了横隔板(48，50；56，58；，70，72；104，106)，以限定与管束的不同部分(P1，P2，P3，P4)连通的环形室(C2，C4，C5)，以使制冷剂可以多次通过管束的管子。
3.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征为：储液器(20)的侧壁(42)有一个开口(52)，以便来自环形室(C4)中的制冷剂可以进入，还有一个出口(54)，以便冷凝的制冷剂流到另一环形室(C5)中，该室通过管束(10)的部分(P4)与冷凝器的出口(24)连通。
4.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征为：储液器有一个开口端(108)，它使储液器的内部与第一集液盒(16)的室(C6)相通，该室与出口(24)相通，出口(24)设置在第一集液盒(16)上。
5.根据权利要求2到4中任一条所述的冷凝器，其特征为：储液器(20)的侧壁(42)为管状，与集液盒(16)的管状侧壁(36)同轴，横隔板(48，50；56，58)为环形的，室(C2，C4，C5)也具有环形的截面。
6.根据权利要求5所述的冷凝器，其特征为：横隔板由附加在集液盒(16)的侧壁(36)和储液器(20)的侧壁(42)之间的环形零件(48，50；104，106)构成。
7.根据权利要求5所述的冷凝器，其特征为：横隔板是通过储液器(20)的侧壁(42)变形，形成环形凸边(56，58)而构成的。
8.根据权利要求2到4中任一条所述的冷凝器，其特征为：储液器(20)的侧壁(60)为弯曲形状，它与集液盒(16)的侧壁(36)在其两条相对的母线(66，68)处连接，横隔板(70，72)为月牙形，周边的室(C2，C4，C5)的截面也为月牙形。
9.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征为：第一集液盒(16)有管状的侧壁(36)，第一储液器(20)也有管状的侧壁(74)，且与集液盒的侧壁(36)同轴，但只在集液盒的一部分高度上延伸，并通过其开口端(78)与集液盒的另外部分相通，在储液器(20)侧壁(74)的开口端(78)有一个位于集液盒侧壁(36)和储液器(20)侧壁(74)之间的环形隔板(80)。
10.根据权利要求1到9中任一条所述的冷凝器，其特征为：第二集液盒(18)中没有储液器，冷凝器的入口(22)和出口(24)均设置在第二集液盒上。
11.根据权利要求1到9中任一条所述的冷凝器，其特征为：第二集液盒(18)中也有一个储液器(82)，它通过至少一个开口(94)与冷凝器的出口(24)一侧的管束(10)下游部分(P4)连通。
12.根据权利要求11所述的冷凝器，其特征为：第二集液盒(18)有管状侧壁(26)，第二储液器(82)的侧壁(84)与集液盒侧壁(26)至少在一些部分上是隔开的；在第二集液盒(18)侧壁(26)和第二储液器(82)侧壁(84)之间设置了横隔板(90，92)，以限定环形室(C1，C3，C6)，它们分别与管束的不同部分(P1，P2，P3，P4)连通，以便制冷剂可以在管束的管子中多次通过。
13.根据权利要求11或12所述的冷凝器，其特征为：第二储液器(82)的侧壁(84)是管状的，与第二集液盒(18)的侧壁(26)同轴；横隔板(90，92)为环形，室(C1，C3，C6)的横截面也是环形的。
14.根据权利要求12或13所述的冷凝器，其特征为：第二储液器(82)的侧壁(84)上有一个开口(94)，使储液器内部与第二集液盒(18)的环形室(C6)连通，冷凝器的出口(24)通到该室中。
15.根据权利要求11到14中任一条所述的冷凝器，其特征为：第一储液器(20)和第二储液器(82)均有相应的开口端(96，98)，通向第一集液盒(16)和第二集液盒(18)中相应的端部室(C7，C8)；两个端部室(C7，C8)通过管束的一部分(P5)相互连通。
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