DE112022002038T5

DE112022002038T5 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE112022002038T5
Application number: DE112022002038.5T
Authority: DE
Inventors: Sung Hong Shin
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2021-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2024-02-15
Also published as: US20240151477A1; WO2023018251A1; KR20230023976A; CN117120784A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher, bei dem eine Abzweigleitung neben einer Kühlmittelauslassöffnung angeordnet ist, wodurch ein ganzes Wärmetauschersystem miniaturisiert und die Einbaubarkeit verbessert werden kann.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher und insbesondere auf einen Wärmetauscher, bei dem ein Abzweigrohr neben einer Kühlmittelauslassöffnung angeordnet ist, wodurch ein gesamtes Wärmetauschersystem miniaturisiert und die Packungsfähigkeit verbessert werden kann.
[Stand der Technik]
In einem Kühlkreislauf einer allgemeinen Klimaanlage für ein Fahrzeug wird ein eigentlicher Kühlvorgang durch den Verdampfer durchgeführt, in dem ein flüssiges Wärmetauschmedium verdampft wird, indem die der Verdampfungswärme entsprechende Wärmemenge aus der Umgebung aufgenommen wird. Ein gasförmiges Wärmetauschmedium, das von dem Verdampfer in den Kompressor eingeleitet wird, wird durch den Kompressor zu einem Hochtemperatur-Hochdruck-Wärmetauschmedium komprimiert, und das komprimierte gasförmige Wärmetauschmedium wird beim Durchgang durch den Kondensator verflüssigt, so dass die Verflüssigungswärme an die Umgebung abgegeben wird. Das verflüssigte Wärmetauschmedium wird beim Passieren des Expansionsventils wieder in feuchten, gesättigten Dampf niedriger Temperatur und niedrigen Drucks umgewandelt, und dann wird das Wärmetauschmedium wieder in den Verdampfer eingeführt. Diese Vorgänge definieren also einen Kreislauf.
Das heißt, der Kondensator kann ein luftgekühlter Kondensator oder ein flüssigkeitsgekühlter Kondensator sein. Der luftgekühlte Kondensator verwendet Luft als Wärmeaustauschmedium, der flüssigkeitsgekühlte Kondensator eine Flüssigkeit als Wärmeaustauschmedium. Das Wärmetauschmedium dient zur Kühlung eines Kältemittels. Ein gasförmiges Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck wird in den Kondensator eingeleitet, unter Wärmeaustausch und Abstrahlung von Kondensationswärme kondensiert und dann in flüssigem Zustand abgeleitet. In jüngster Zeit sind flüssigkeitsgekühlte Kondensatoren mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen weit verbreitet.
Die 1 ist eine Ansicht, die einen flüssigkeitsgekühlten Kondensator aus dem Stand der Technik zeigt. Ein flüssigkeitsgekühlter Kondensator 20 kann eine Struktur aufweisen, in der eine Vielzahl von Platten 23 gestapelt ist. Insbesondere werden erste und zweite Strömungsteile 21 und 22, durch die erste und zweite Wärmetauschmedien fließen, durch das Stapeln der Vielzahl von Platten 23 gebildet, und der flüssigkeitsgekühlte Kondensator 20 kann umfassen: eine erste Einlassleitung 31 und eine erste Auslassleitung 32, durch die das erste Wärmetauschmedium ein- und ausgeleitet wird, eine zweite Einlassleitung 41 und eine zweites Auslassleitung 42, durch die das zweite Wärmetauschmedium ein- und ausgeleitet wird, einen Gas-Flüssigkeits-Separator 50, der dazu eingerichtet ist, das erste Wärmetauschmedium in ein gasförmiges Wärmetauschmedium und ein flüssiges Wärmetauschmedium zu trennen, eine erste Verbindungsleitung 51, die dazu eingerichtet ist, einen Kondensationsbereich des ersten Strömungsteils 21 und einen Gas-Flüssigkeits-Separator 50 zu verbinden, und eine zweite Verbindungsleitung 52, die dazu eingerichtet ist, den Gas-Flüssigkeits-Separator 50 und einen Unterkühlungsbereich des ersten Strömungsteils 21 zu verbinden.
In dem flüssigkeitsgekühlten Kondensator 20 strömt das über die erste Einlassleitung 31 eingeleitete erste Wärmetauschmedium in den Kondensationsbereich des ersten Strömungsteils 21 und fließt über die erste Verbindungsleitung 51 zu dem Gas-Flüssigkeits-Separator 50. Das erste Wärmetauschmedium strömt in dem Unterkühlungsbereich des ersten Strömungsteils 21 durch die zweite Verbindungsleitung 52 und wird durch die erste Auslassleitung 32 abgeführt. In diesem Fall wird das zweite Wärmetauschmedium durch die zweite Verbindungsleitung 52 eingeleitet und strömt zu dem zweiten Strömungsteil 22, der abwechselnd mit dem ersten Strömungsteil 21 gebildet wird, so dass ein Wärmeaustausch zwischen dem ersten Wärmetauschmedium und dem zweiten Wärmetauschmedium stattfinden kann. In diesem Fall kann das erste Wärmetauschmedium einem Kältemittel und das zweite Wärmetauschmedium einem Kühlmittel entsprechen.
In einem Elektrofahrzeug dient der flüssigkeitsgekühlte Kondensator als Verflüssiger zum Kondensieren des Kältemittels während eines Kühlvorgangs und als Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels während eines Heizvorgangs. Der flüssigkeitsgekühlte Kondensator muss das Kältemittel während des Kühlvorgangs mit einem Kühlmittel mit relativ niedriger Temperatur verdampfen, so dass der flüssigkeitsgekühlte Kondensator als Verflüssiger fungiert. Zu diesem Zweck wird das Kühlmittel durch einen Wärmeaustausch in einem Radiator auf einer relativ niedrigen Temperatur gehalten. Der flüssigkeitsgekühlte Kondensator muss während des Heizvorgangs das Kältemittel mit einem relativ hoch temperierten Kühlmittel erwärmen, so dass der flüssigkeitsgekühlte Kondensator als Verdampfer dient. Zu diesem Zweck wird das Kühlmittel mit Hilfe der Abwärme eines PE-Bauteils (elektrisches Bauteil) auf einer relativ hohen Temperatur gehalten. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, das Kühlmittel während des Heizvorgangs über den Radiator zu kühlen.
Es ist notwendig, einen Kühlmittelpfad zu regulieren, um die oben erwähnten Funktionen auszuführen. Daher wird im Stand der Technik ein Ventil oder ähnliches in den Kühlmittelpfad eingebaut. Der begrenzte Raum und die Beschränkung der Packung erschweren jedoch den Einbau des Ventils und führen zu dem Problem, dass unnötig viel Platz beansprucht wird und ein Ventilinstallationsprozess oder ähnliches zusätzlich erforderlich ist.
[Dokument des Stands der Technik]
Koreanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 10-2021-0034954 (veröffentlicht am 31. März 2021)
[Offenbarung]
[Technisches Problem]
Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bemühen gemacht, das oben genannte Problem zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher bereitzustellen, in dem ein Abzweigrohr neben einer Kühlmittelauslassöffnung vorgesehen ist, so dass ein gesamtes Wärmetauschersystem miniaturisiert werden kann und die Packfähigkeit verbessert werden kann.
[Technische Lösung]
Ein Wärmetauscher gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung kann umfassen: ein Kernteil, in dem ein Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel stattfindet; eine Kältemittel-Einlassöffnung, durch die das Kältemittel in das Kernteil eingeleitet wird; eine Kältemittel-Auslassöffnung, durch die das Kältemittel aus dem Kernteil ausgelassen wird; eine Kühlmittel-Einlassöffnung, durch die das Kühlmittel in das Kernteil eingeleitet wird; eine Kühlmittel-Auslassöffnung, durch die das Kühlmittel aus dem Kernteil ausgelassen wird; und ein Abzweigrohr, das neben der Kühlmittel-Auslassöffnung vorgesehen und dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel auf verschiedene Wege zu verteilen.
Das Abzweigrohr kann Folgendes umfassen: eine Kühlmittelauslassleitung, durch die das Kühlmittel von der Kühlmittelauslassöffnung eingeleitet wird, sowie eine erste und eine zweite Abzweigleitung, die von der Kühlmittelauslassleitung abzweigen.
Die erste Abzweigleitung kann das Kühlmittel in einen ersten Kühlmittelpfad leiten, die zweite Abzweigleitung kann das Kühlmittel in einen zweiten Kühlmittelpfad leiten, der erste Kühlmittelpfad kann ein Pfad sein, in dem das Kühlmittel gekühlt wird, und der zweite Kühlmittelpfad kann ein Pfad sein, in dem das Kühlmittel erwärmt wird.
Das Kühlmittel, das sich zu der ersten Abzweigleitung bewegt hat, kann sich zu einem Pfad bewegen, der durch einen Radiator führt, der dazu eingerichtet ist, Wärme mit der Außenluft auszutauschen, um die Temperatur des Kühlmittels zu senken, und das Kühlmittel, das sich zu der zweiten Abzweigleitung bewegt hat, kann durch die Abwärme eines elektrischen Bauteils erhitzt werden, das eine relativ höhere Temperatur als das Kühlmittel hat.
Der Außendurchmesser der ersten Abzweigleitung kann gleich oder größer sein als der Außendurchmesser der zweiten Abzweigleitung.
Die Kühlmittelauslassleitung kann von den ersten und zweiten Abzweigleitungen in Richtung der Schwerkraft nach unten verlaufen.
Die Abzweigleitung kann so aufgebaut sein, dass die erste und die zweite Abzweigleitung eine integriertes Leitung bilden und ein Ende der Kühlmittelauslassleitung mit einem mittleren Abschnitt einer Seite der integrierten Leitung verbunden ist.
Die integrierte Leitung und die Kühlmittelauslassleitung können durch Schweißen verbunden werden.
Ein Wulstteil kann an einem kupplungsseitigen Ende der Kühlmittelauslassleitung vorgesehen sein und eine Kupplungsfläche mit einer Form aufweisen, die in engem Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche der integrierten Leitung steht.
Mindestens ein vorstehender Teil kann auf der integrierten Leitung vorgesehen sein und ringförmig entlang einer äußeren Umfangsfläche der integrierten Leitung vorstehen.
Der Wärmetauscher kann ferner umfassen: eine Befestigungsstruktur, die dazu eingerichtet ist, die Abzweigleitung zu befestigen.
Ein Ende der Befestigungsstruktur kann an der Kühlmittelauslassleitung und das andere Ende der Befestigungsstruktur kann an dem Kernteil befestigt werden.
Die Kühlmittelauslassleitung kann einen gebogenen Abschnitt umfassen, der sich von dem Kernteil aus erstreckt und in Richtung der ersten und zweiten Abzweigleitungen gebogen ist, ein Ende der Befestigungsstruktur kann an einem Punkt der Kühlmittelauslassleitung befestigt werden, das andere Ende der Befestigungsstruktur kann an dem anderen Punkt der Kühlmittelauslassleitung befestigt werden, und der gebogene Abschnitt kann zwischen einem Punkt und dem anderen Punkt positioniert werden.
Mindestens eines der beiden Enden der Befestigungsstruktur kann eine äußere Umfangsfläche der Kühlmittelauslassleitung umgeben.
Die Abzweigleitung kann von dem Kernteil aus nach oben verlegt werden.
Das Kernteil kann einen Kondensationsbereich und einen Unterkühlungsbereich für das Kältemittel enthalten, und der Wärmetauscher kann außerdem einen Gas-Flüssigkeits-Separator enthalten, der an einer Seite des Kernteils vorgesehen ist.
Das Kernteil kann dazu eingerichtet sein, dass eine Vielzahl von Platten, auf denen das Kühlmittel fließt, und eine Vielzahl von Platten, auf denen das Kältemittel fließt, abwechselnd gestapelt werden, um einen Wärmeaustausch durchzuführen.
[Vorteilhafte Effekte]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Abzweigleitung in der Nähe der Kühlmittelaustrittsöffnung vorgesehen, so dass das gesamte Wärmetauschersystem miniaturisiert und die Packungsfähigkeit verbessert werden kann.
[Beschreibung der Zeichnungen]

Die 1 ist eine Ansicht, die einen flüssigkeitsgekühlten Kondensator aus dem verwandten Bereich zeigt.
Die 2 ist eine Ansicht, die einen Wärmetauscher gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der 2.
Die 4 und 5 sind Ansichten, die eine Abzweigleitung gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 6 ist eine Draufsicht auf die Abzweigleitung gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
Die 7 ist eine Querschnittsansicht der 6.
Die 8 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Schweißverfahrens gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
Die 9 ist eine Ansicht, die eine Befestigungsstruktur gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 10 ist eine Ansicht, die eine Befestigungsstruktur gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

[Ausführungsformen]
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die 2 ist eine Ansicht, die einen Wärmetauscher gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der 2. Ein Wärmetauscher 10 umfasst ein Kernteil 100, in dem ein Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel stattfindet, eine Kühlmitteleinlassöffnung 110A und eine Kühlmittelauslassöffnung 110B, durch die das Kühlmittel ein- und ausgeleitet wird, eine Kältemitteleinlassöffnung 120A und eine Kältemittelauslassöffnung 120B, durch die das Kältemittel ein- und ausgeleitet wird. Der Wärmetauscher 10 kann außerdem einen Gas-Flüssigkeits-Separator 200 enthalten.
Das Kernteil 100 ist ein Teil, in dem das Kältemittel und das Kühlmittel fließen und das Kältemittel und das Kühlmittel Wärme miteinander austauschen. Wie in dem Abschnitt über den Stand der Technik beschrieben, kann das Kernteil 100 eine Struktur aufweisen, bei der ein Kältemittelströmungsteil und ein Kühlmittelströmungsteil beispielsweise durch abwechselndes Stapeln einer Vielzahl von Platten, auf denen das Kühlmittel strömt, und einer Vielzahl von Platten, auf denen das Kältemittel strömt, gebildet werden. In dieser Struktur kann das Kernteil 100 einen Kondensationsbereich und einen Unterkühlungsbereich für das Kältemittel enthalten.
Die Kühlmitteleinlassöffnung 110A kann an einer Seite des Kernteils vorgesehen sein, zum Beispiel an der gemäß den Zeichnungen rechten unteren Seite des Kernteils, so dass das Kühlmittel von außen in das Kernteil eingeleitet werden kann. Die Kühlmittelauslassöffnung 110B kann an der anderen Seite des Kernteils vorgesehen sein, zum Beispiel an der gemäß den Zeichnungen rechten Oberseite des Kernteils, so dass das Kühlmittel nach außen abgeleitet werden kann. Wie weiter unten beschrieben, kann eine Abzweigleitung 300 neben der Kühlmitteleinlassöffnung 110A und eine allgemeine Kühlmittelauslassleitung neben der Kühlmittelauslassöffnung 110B vorgesehen werden.
Der in der 2 dargestellte Wärmetauscher ist ein doppelseitiger Wärmetauscher und weist eine Struktur auf, bei der ein erstes Kernteil 100-1, durch das das Kühlmittel, das durch einen ersten Kühlmittelpfad zirkuliert, fließt, und ein zweites Kernteil 100-2, durch das das Kühlmittel, das durch einen zweiten Kühlmittelpfad zirkuliert, fließt, in einer auf den Zeichnungen basierenden Links/Rechts-Richtung gestapelt sind (auch allgemein als in einer auf dem Kernteil basierenden Aufwärts/Abwärts-Richtung gestapelt beschrieben). Die beiden Leitungen, die auf der linken Seite vorgesehen sind, können einer zweiten Kühlmitteleinlassleitung 110A-2 und einer zweiten Kühlmittelauslassleitung 110B-2 entsprechen, durch die das Kühlmittel, das durch den zweiten Kühlmittelpfad zirkuliert, eingeleitet und ausgeleitet wird. Die folgenden Merkmale der vorliegenden Erfindung können jedoch selbstverständlich auch auf einen integrierten Wärmetauscher angewendet werden, in dem ein erster Kühlmittelpfad und ein zweiter Kühlmittelpfad integriert sind, oder auf einen Wärmetauscher, der ein einziges Kernteil aufweist, das in einem einzigen Kühlmittelpfad installiert ist, soweit erforderlich, sowie auf den dargestellten doppelseitigen Wärmetauscher.
Der Gas-Flüssigkeits-Separator 200 kann an einer Seite des Kernteils vorgesehen sein und dazu dienen, das flüssige Kältemittel und das gasförmige Kältemittel von dem Kältemittel zu trennen, in dem das flüssige Kältemittel und das gasförmige Kältemittel vermischt sind. Der Gas-Flüssigkeits-Separator 200 kann eine Struktur aufweisen, die mit einer Seite des Kernteils, zum Beispiel der linken Seite des Kernteils, durch Hartlöten verbunden ist.
Die Kältemitteleinlassöffnung 120A kann an einer Seite des Kernteils vorgesehen sein, zum Beispiel an der gemäß den Zeichnungen rechten unteren Seite des Kernteils, so dass das Kältemittel von außen in das Kernteil eingeleitet werden kann. Die Kältemittelauslassöffnung 120B kann an einer Seite des Gas-Flüssigkeits-Separators vorgesehen sein, zum Beispiel an einer gemäß den Zeichnungen unteren Seite des Gas-Flüssigkeits-Separators, so dass das Kältemittel nach außen ausgelassen werden kann.
In dem Wärmetauscher 10 kann bei der vorliegenden Erfindung die Abzweigleitung 300 neben der Kühlmittelauslassöffnung 110B vorgesehen und dazu eingerichtet sein, das Kühlmittel, das aus der Kühlmittelauslassöffnung 110B austritt, auf verschiedene Pfade zu verteilen. Da die Abzweigleitung neben der Kühlmittelauslassöffnung installiert ist, kann das Kühlmittel, das den Wärmeaustausch in dem Kernteil durchgeführt hat und ausgelassen wurde, in einen geeigneten Pfad fließen. Im Gegensatz zum Stand der Technik muss in diesem Fall eine Abzweigleitung oder ein Ventil nicht an einer von dem Wärmetauscher getrennten Stelle installiert werden. Daher ist es möglich, die Anzahl zusätzlicher Komponenten zu reduzieren, das gesamte Wärmetauschersystem zu miniaturisieren und die Packungsfähigkeit des Wärmetauschers zu verbessern.
Nachfolgend wird die Abzweigleitung der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben. Die 4 und 5 sind Ansichten, die die Abzweigleitung gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die Abzweigleitung 300 kann eine Kühlmittelauslassleitung 303 aufweisen, die mit der Kühlmittelauslassöffnung 110B verbunden und dazu eingerichtet ist, dass das von der Kühlmittelauslassöffnung abgegebene Kühlmittel in die Kühlmittelauslassleitung 303 eingeleitet wird, sowie eine erste und eine zweite Abzweigleitung 301 beziehungsweise 302, die von der Kühlmittelauslassleitung 303 in einer ersten und einer zweiten Richtung abzweigen. Das bedeutet, dass die Abzweigleitung 300, wie dargestellt, die Form eines T hat. Ein auf der Grundlage der Zeichnungen linker Abschnitt kann der ersten Abzweigleitung 301 auf der Grundlage des Verzweigungspunktes entsprechen, ein rechter Abschnitt auf der Grundlage der Zeichnungen kann der zweiten Abzweigleitung 302 entsprechen, und ein unterer Abschnitt auf der Grundlage der Zeichnungen kann der Kühlmittelauslassleitung 303 entsprechen. Die Form der Abzweigleitung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Abzweigleitung kann eine Y-Form oder verschiedene Formen haben, zum Beispiel eine Form, bei der ein oder mehrere Abzweigleitungen von einer Hauptleitung abzweigen. In diesem Fall kann die Kühlmittelauslassleitung 303 von der ersten Abzweigleitung 301 und der zweiten Abzweigleitung 302 in Richtung der Schwerkraft nach unten verlaufen.
In diesem Fall kann die erste Abzweigleitung 301 das Kühlmittel in den ersten Kühlmittelpfad leiten, und die zweite Abzweigleitung 302 kann das Kühlmittel in den zweiten Kühlmittelpfad leiten. In diesem Fall kann der erste Kühlmittelpfad ein Pfad sein, durch den das Kühlmittel gekühlt wird, und der zweite Kühlmittelpfad kann ein Pfad sein, durch den das Kühlmittel erwärmt wird. Da der Wärmetauscher, wie oben beschrieben, das Kühlmittel während des Kühlvorgangs des Fahrzeugs kondensieren muss, kann der Radiator, der Wärme mit der Außenluft austauscht, das Kühlmittel kühlen, um ein Kühlmittel mit relativ niedriger Temperatur bereitzustellen. In diesem Fall kann der Kühlmittelpfad dem ersten Kühlmittelpfad der vorliegenden Erfindung entsprechen. Da der Wärmetauscher das Kühlmittel während des Aufheizens des Fahrzeugs erwärmen muss, kann das Kühlmittel außerdem durch die Abwärme des PE-Bauteils (elektrisches Bauteil) erwärmt werden, um ein Kühlmittel mit relativ hoher Temperatur bereitzustellen. In diesem Fall kann der Pfad dem zweiten Kühlmittelpfad der vorliegenden Erfindung entsprechen. Das in den ersten Kühlmittelpfad eingeleitete Kühlmittel kann durch einen Niedertemperaturradiatot (LTR) geleitet werden, der in der Nähe einer Batterieleitung vorgesehen ist, und das in den zweiten Kühlmittelpfad eingeleitete Kühlmittel kann durch einen Hochtemperaturradiator (HTR) geleitet werden, der in der Nähe einer Leitung des PE-Bauteils (zum Beispiel eines Motors, eines Wechselrichters oder dergleichen) vorgesehen ist.
In diesem Fall kann bei der vorliegenden Erfindung ein Außendurchmesser 301_D der ersten Abzweigleitung 301 gleich oder größer sein als ein Außendurchmesser 302_D der zweiten Abzweigleitung 302. Eine Flussrate des Kühlmittels ist während des Kühlvorgangs hoch, das heißt wenn das Kühlmittel durch die erste Abzweigleitung 301 in den ersten Kühlmittelpfad fließt, während eine Flussrate des Kühlmittels während des Heizvorgangs relativ niedrig ist, das heißt wenn das Kühlmittel durch die zweite Abzweigleitung 302 in den zweiten Kühlmittelpfad fließt, weil eine Viskosität des Kühlmittels niedrig ist oder eine Kühllast des PE-Bauteils niedrig ist. Daher kann der Außendurchmesser der ersten Abzweigleitung 301 gleich oder größer sein als der Außendurchmesser der zweiten Abzweigleitung 302. Genauer gesagt kann der Außendurchmesser eines auslassseitigen Endes der ersten Abzweigleitung 301 gleich oder größer sein als der Außendurchmesser eines auslassseitigen Endes der zweiten Abzweigleitung 302. Zu diesem Zweck kann der Außendurchmesser vom auslassseitigen Ende der zweiten Abzweigleitung 302 zu dem auslassseitigen Ende der ersten Abzweigleitung 301 allmählich zunehmen. Alternativ dazu ändert sich der Außendurchmesser in der Nähe der Abzweigstelle, und in den anderen Abschnitten kann der Außendurchmesser der ersten Abzweigleitung 301 gleich oder größer sein als der Außendurchmesser der zweiten Abzweigleitung 302 insgesamt.
Die 6 ist eine Draufsicht auf die Abzweigleitung gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung, und die 7 ist eine Querschnittsansicht der 6. Wie dargestellt, kann die Abzweigleitung eine T-Form haben. In diesem Fall können die erste und die zweite Abzweigleitung 301 und 302 eine integrierte Leitung 304 bilden, und ein Ende der Kühlmittelauslassleitung 303 kann mit einem mittleren Abschnitt einer seitlichen Seite der integrierten Leitung 304 verbunden sein.
In diesem Fall können die integrierte Leitung 304 und die Kühlmittelauslassleitung 303 durch Schweißen miteinander verbunden werden. Das heißt, die integrierte Leitung 304 und die Kühlmittelauslassleitung 303 können jeweils als Extrusionsleitung eingerichtet werden. Die T-förmige Abzweigleitung 300 kann durch Befestigen und Verschweißen der Kühlmittelauslassleitung 303 mit dem mittleren Teil der Seite der integrierten Leitung 304 hergestellt werden.
Wie oben beschrieben, kann die Abzweigleitung 300 der vorliegenden Erfindung durch Schweißen und Verbinden der integrierten Leitung 304 und der Kühlmittelauslassleitung 303 hergestellt werden. Zu diesem Zweck kann, wie in der 5 dargestellt, ein Wulstabschnitt 310 an einem kopplungsseitigen Ende der Kühlmittelauslassleitung 303 vorgesehen sein und eine Kopplungsfläche aufweisen, die in engem Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche der integrierten Leitung 304 steht. Das heißt, der Wulstabschnitt 310 kann sattelförmig sein und in engem Kontakt mit der integrierten Leitung 304 stehen, was die Fixierung einer Position der Kühlmittelauslassleitung 303 erleichtert. Darüber hinaus ist ein geschweißter Abschnitt dicker als die anderen Abschnitte ausgebildet, was ein starkes Schweißen ermöglicht und zur Erhöhung der Verbindungskraft zwischen den beiden Komponenten beiträgt.
Die 8 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Schweißverfahrens gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, kann die integrierte Leitung 304 vertikal positioniert werden, so dass eine Längsrichtung der integrierten Leitung 304 parallel zu der Schwerkraftrichtung verläuft. Die laterale Seite der integrierten Leitung 304 kann an der Kühlmittelauslassleitung 303 befestigt werden, die eine in horizontaler Richtung angeordnete Endseite aufweist, und die integrierte Leitung 304 und die Kühlmittelauslassleitung 303 können durch Schweißen verbunden werden. Das heißt, während eines Verfahrens zur Herstellung der Abzweigleitung wird die Kühlmittelauslassleitung 303 zunächst durch Schweißen oder ähnliches an dem Kernteil 100 befestigt, und dann kann die integrierte Leitung 304 durch Schweißen mit dem offenen Ende der Kühlmittelauslassleitung 303 verbunden werden. In diesem Fall kann die Kühlmittelauslassleitung 303, wie nachstehend beschrieben, eine zu einer Oberseite des Kernteils 100 gebogene Form haben, so dass die Abzweigleitung 300 von dem Kernteil 100 nach oben positioniert ist. Daher kann die Endseite der Kühlmittelauslassleitung 303 in einem Zustand, in dem der Wärmetauscher 10 liegt, horizontal angeordnet sein. Das Schweißen kann durchgeführt werden, nachdem die integrierte Leitung 304 senkrecht positioniert und an der horizontalen Endseite der Kühlmittelauslassleitung 303 befestigt worden ist.
In diesem Fall kann während des Schweißvorgangs ein Schweißmaterial, das von dem Wulstabschnitt 310 erzeugt wird, durch die Schwerkraft entlang der integrierten Leitung 304 nach unten fließen, was eine Verunreinigung verursachen kann. Um dieses Problem zu vermeiden, können ein oder mehrere vorstehende Abschnitte 320 auf der integrierten Leitung 304 vorgesehen werden und in einer Ringform entlang der äußeren Umfangsfläche der integrierten Leitung 304 vorstehen. Dadurch ist es möglich, eine Verunreinigung durch das Schweißmaterial zu verhindern. In diesem Fall können die vorstehenden Abschnitte 320 zur Vereinfachung der Herstellung an der ersten Abzweigleitung 301 beziehungsweise an der zweiten Abzweigleitung 302 angebracht werden. An der ersten Abzweigleitung 301 und der zweiten Abzweigleitung 302 können jeweils zwei oder mehr vorstehende Abschnitte vorgesehen sein.
Im Gegensatz zu der Konfiguration des vorherigen Beispiels, bei der die Extrusionsleitungen miteinander verschweißt sind, um die Abzweigleitung zu bilden, kann die Abzweigleitung 300 gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung so eingerichtet sein, dass die erste und die zweite Abzweigleitung 301 und 302 sowie die Kühlmittelauslassleitung 303 integriert sind. Das heißt, die Abzweigleitung kann als ein einziges Produkt hergestellt werden, in dem alle Komponenten durch Spritzgießen oder dergleichen integriert sind. Der Wärmetauscher kann hergestellt werden, indem die Abzweigleitung, die als einzelnes, separates Produkt hergestellt wird, an der Kühlmittelauslassöffnung des Kernteils befestigt wird.
Im Folgenden wird eine Befestigungsstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 9 ist eine Ansicht, die eine Befestigungsstruktur gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 10 ist eine Ansicht, die eine Befestigungsstruktur gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie dargestellt, kann ein Wärmetauscher der vorliegenden Erfindung ferner eine Befestigungsstruktur 400 zur Befestigung der Abzweigleitung 300 umfassen.
Wie in der 9 dargestellt kann in der Befestigungsstruktur 400 gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung ein Ende 400A der Befestigungsstruktur 400 an der Kühlmittelauslassleitung 303 befestigt werden, und das andere Ende 400B der Befestigungsstruktur 400 kann an dem Kernteil 100 befestigt werden. Da eine Seite und die andere Seite der Befestigungsstruktur jeweils an der Kühlmittelauslassleitung und dem Kernteil befestigt sind, die wie oben beschrieben die Abzweigleitung bilden, kann die Kopplungskraft zwischen der Abzweigleitung und dem Kernteil zunehmen.
Wie in der 10 dargestellt, können in der Befestigungsstruktur 400 gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung sowohl das eine Ende 400A als auch das andere Ende 400B der Befestigungsstruktur 400 an der Kühlmittelauslassleitung 303 befestigt werden. Das heißt, ein Ende der Befestigungsstruktur 400 kann an einem Punkt der Kühlmittelauslassleitung 303 befestigt werden, und das andere Ende der Befestigungsstruktur 400 kann an dem anderen Punkt der Kühlmittelauslassleitung 303 befestigt werden. Die Kühlmittelauslassleitung 303 kann einen gebogenen Abschnitt C aufweisen, da die Kühlmittelauslassleitung 303 wie oben beschrieben an einem mittleren Punkt gebogen ist. Ein unterer Abschnitt des gebogenen Abschnitts C kann parallel zu der Bodenoberfläche verlaufen, und ein oberer Abschnitt des gebogenen Abschnitts C kann so gestaltet sein, dass er senkrecht zu der Bodenoberfläche verläuft. In diesem Fall kann ein Ende 400A der Befestigungsstruktur 400 an dem unteren Abschnitt des gebogenen Abschnitts C, der den Mittelpunkt bildet, und das andere Ende 400B der Befestigungsstruktur 400 an dem oberen Abschnitt des gebogenen Abschnitts C, der den Mittelpunkt bildet, befestigt werden. Dies trägt dazu bei, die Haltbarkeit der Kühlmittelauslassleitung zu erhöhen, da die Befestigungsstruktur die auf den gebogenen Abschnitt der Kühlmittelauslassleitung konzentrierte Spannung verteilt, wenn das Kühlmittel fließt.
Darüber hinaus kann die Befestigungsstruktur, auch wenn sie nicht separat dargestellt ist, natürlich auch durch Kombination der oben genannten Strukturen der beiden Beispiele eingerichtet werden, das heißt durch eine Konfiguration, bei der die erste und zweite Seite der Befestigungsstruktur an der Kühlmittelauslassleitung befestigt sind und eine dritte Seite der Befestigungsstruktur an dem Kernteil befestigt ist.
Darüber hinaus kann die Befestigungsstruktur 400, wie in den 9 und 10 dargestellt, in einer länglichen Plattenform ausgebildet sein, und mindestens eines der beiden Enden der Befestigungsstruktur 400 kann so geformt sein, dass es die äußere Umfangsfläche der Kühlmittelauslassleitung 303 umgibt. Da die Befestigungsstruktur plattenförmig ausgebildet ist, kann eine Kontaktfläche zwischen der Befestigungsstruktur und einem Befestigungsziel (das heißt der Kühlmittelauslassleitung oder dem Kernteil) vergrößert und die Befestigungskraft erhöht werden. Da die Befestigungsstruktur dazu eingerichtet ist, die äußere Umfangsfläche der Kühlmittelauslassleitung zu umgeben, kann die Verbindungskraft zwischen der Kühlmittelauslassleitung und der Befestigungsstruktur erhöht werden, und die beiden Bestandteile können ohne einen separaten Schweißvorgang verbunden werden.
In der Zwischenzeit kann in dem Wärmetauscher 10 der vorliegenden Erfindung die Abzweigleitung 300 gegenüber dem Kernteil 100 nach oben positioniert werden. Das heißt, mit Bezug zurück auf die 2, dass die Abzweigleitung 300, genauer gesagt, der Verzweigungspunkt auf der Abzweigleitung 300, das heißt die erste Abzweigleitung 301 und die zweite Abzweigleitung 302, gegenüber der Bodenoberfläche an einer Position höher als das Kernteil 100 angeordnet sein können. Da die Abzweigleitung an der oberen Seite positioniert ist, wenn der Wärmetauscher in dem Fahrzeug installiert ist, ist es für einen Bediener einfach, sich der Abzweigleitung zu nähern, wenn der Bediener einen Vorgang zum Ablassen von Luft in dem Kernteil durchführt.
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, wird der Fachmann verstehen, dass die vorliegende Erfindung in jeder anderen spezifischen Form ausgeführt werden kann, ohne den technischen Gedanken oder ein wesentliches Merkmal davon zu ändern. Es sollte daher verstanden werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen in allen Aspekten illustrativ sind und die vorliegende Erfindung nicht einschränken.
[Beschreibung der Bezugszeichen]

10: Wärmetauscher
100: Kernteil
110A: Kühlmitteleinlassöffnung
110B: Kühlmittelauslassöffnung
120A: Kältemitteleinlassöffnung
120B: Kältemittelauslassöffnung
200: Gas-Flüssigkeits-Separator
300: Abzweigleitung
301: Erste Abzweigleitung
302: Zweite Abzweigleitung
303: Kühlmittelauslassleitung
304: Integrierte Leitung
400: Befestigungsstruktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020210034954 [0008]

Claims

Ein Wärmetauscher mit: einem Kernteil, in dem ein Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel stattfindet; einer Kältemitteleinlassöffnung, durch die das Kältemittel in den Kernteil eingeleitet wird; einer Kältemittelauslassöffnung, durch die das Kältemittel aus dem Kernteil ausgelassen wird; einer Kühlmitteleinlassöffnung, durch die das Kühlmittel in den Kernteil eingeleitet wird; einer Kühlmittelauslassöffnung, durch die das Kühlmittel aus dem Kernteil ausgelassen wird; und einem Abzweigrohr, das neben der Kühlmittelauslassöffnung vorgesehen und dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel auf verschiedene Pfade zu verteilen.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Abzweigleitung umfasst: einie Kühlmittelauslassleitung, durch die das Kühlmittel von der Kühlmittelauslassöffnung eingeleitet wird; und eine erste und eine zweite Abzweigleitung, die von der Kühlmittelauslassleitung abzweigen.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 2, bei dem die erste Abzweigleitung das Kühlmittel in einen ersten Kühlmittelpfad leitet, die zweite Abzweigleitung das Kühlmittel in einen zweiten Kühlmittelpfad leitet, der erste Kühlmittelpfad ein Pfad ist, in dem das Kühlmittel gekühlt wird, und der zweite Kühlmittelpfad ein Pfad ist, in dem das Kühlmittel erwärmt wird.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei sich das Kühlmittel, das sich zu der ersten Abzweigleitung bewegt hat, zu einem Pfad bewegt, der durch einen Radiator führt, der dazu eingerichtet ist, Wärme mit der Außenluft auszutauschen, um eine Temperatur des Kühlmittels zu verringern, und das Kühlmittel, das sich zu der zweiten Abzweigleitung bewegt hat, durch die Abwärme eines elektrischen Bauteils erwärmt wird, das eine relativ höhere Temperatur als das Kühlmittel hat.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei der Außendurchmesser der ersten Abzweigleitung gleich oder größer ist als der Außendurchmesser der zweiten Abzweigleitung.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 2, bei dem die Kühlmittelauslassleitung von den ersten und zweiten Abzweigleitungen in Richtung der Schwerkraft nach unten angeordnet ist.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 6, wobei die Abzweigleitung eine Struktur aufweist, bei der die erste und die zweite Abzweigleitung eine integriertes Leitung bilden, und ein Ende der Kühlmittelauslassleitung mit einem mittleren Abschnitt einer Seite der integrierten Leitung verbunden ist.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 7, wobei die integrierte Leitung und die Kühlmittelauslassleitung durch Schweißen verbunden sind.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 7, wobei ein Wulstteil an einem kupplungsseitigen Ende der Kühlmittelauslassleitung vorgesehen ist und eine Kupplungsfläche aufweist, die eine Form hat, die in engem Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche der integrierten Leitung steht.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 7, wobei mindestens ein vorstehender Abschnitt an der integrierten Leitung vorgesehen ist und ringförmig entlang einer äußeren Umfangsfläche der integrierten Leitung vorsteht.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 2, der außerdem Folgendes umfasst: eine Befestigungsstruktur, die dazu eingerichtet ist, die Abzweigleitung zu befestigen.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 11, wobei ein Ende der Befestigungsstruktur an der Kühlmittelauslassleitung und das andere Ende der Befestigungsstruktur an dem Kernteil befestigt ist.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 11, wobei die Kühlmittelauslassleitung einen gebogenen Abschnitt umfasst, der sich von dem Kernteil aus erstreckt und zu den ersten und zweiten Abzweigleitungen hin gebogen ist, und wobei ein Ende der Befestigungsstruktur an einem Punkt der Kühlmittelauslassleitung befestigt ist, das andere Ende der Befestigungsstruktur an dem anderen Punkt der Kühlmittelauslassleitung befestigt ist und der gebogene Abschnitt zwischen einem Punkt und dem anderen Punkt angeordnet ist.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 11, wobei mindestens eines der beiden Enden der Befestigungsstruktur eine äußere Umfangsfläche der Kühlmittelauslassleitung umgibt.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Abzweigleitung oberhalb des Kernteils angeordnet ist.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei das Kernteil einen Kondensationsbereich und einen Unterkühlungsbereich für das Kältemittel umfasst, und der Wärmetauscher ferner einen Gas-Flüssigkeits-Separator umfasst, der an einer Seite des Kernteils vorgesehen ist.
Der Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem das Kernteil so eingerichtet ist, dass eine Vielzahl von Platten, auf denen das Kühlmittel fließt, und eine Vielzahl von Platten, auf denen das Kältemittel fließt, abwechselnd gestapelt sind, um einen Wärmeaustausch durchzuführen.