具有用于介质的汽态部分的旁路的对介质的液态部分进行汽化的热交换器

摘要

本发明涉及一种热交换器(1)，它包括至少一个进口室(2)，至少一个与这个进口室连通的通流装置(8)，所述通流装置被一个第一介质穿流并被一个第二介质环流，以便汽化第一介质的液态部分，其特征在于，进口室(2)带有至少一个旁路(4)，用于使第一介质的汽化部分绕过该至少一个通流装置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于汽车的取暖或空调设备的热交换器、特别是汽化器(Verdampfer)。虽然本发明在下面涉及到是用于汽车取暖或空调设备的汽化器，但要指出的是，其用途并不仅限于此，按照本发明的热交换器同样也可用于其它的空调设备等等。

背景技术

在已知的热交换器中，两相的制冷剂从进口室分配到通流装置上，该装置优选为管、特别是扁平管。在流过扁平管后，汽态的制冷剂通过一个出口室从汽化器排出。

在这里，液态的制冷剂在进口室的整个长度上并不容易均匀地分配。原因是由于工作状态而出现了不同的流体形式。此外，同质的两相制冷剂混合物在进入汽化器时在进口室的长度范围内出现了分解，这也产生了特殊的影响。因此，只是汽态制冷剂进入到了各管中，从而降低了汽化器的效率。

因此，必须要使液态制冷剂均匀地分配到管中，并要有效地解决两相的制冷剂出现分解的问题。

在对比文件DE 2436733中，下行式汽化器的管从管板中突出来。在管板之上设有一个收集室。在收集室的底部布置着分配管，它们向下延伸，直到伸入到下行式汽化器的管之间的液体空间中。这样，在溢流的情况下，液体将均匀地输送到下行式汽化器的管中。

DE 19515527A1公开了一种汽化器，它具有一个分配装置，所述分配装置通过出口侧的流体连接系统将制冷剂分配到多个并联的扁平管的进口中。流体连接系统由多个管道组成，接入到一个壳体中，所述壳体通过插入的隔板形成多个封闭的室。

但这种汽化器结构相对复杂，成本因此也很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种经过改善的热交换器，在这种热交换器上，液态的制冷剂可被均匀地分配到各扁平管中。这个目的由具有下述特征的热交换器实现。较佳的实施形式也在下面提供。

按照本发明的一个基本设想，该热交换器包括至少一个进口室，至少一个与这个进口室连通、被一个第一介质特别是制冷剂、优选为R134a、R744或其它制冷剂穿流并被一个第二介质环流的通流装置，所述装置用于汽化第一介质的液态部分，其中，进口室带有至少一个旁路，用于使第一介质的汽态部分绕过该至少一个通流装置。

通过这种结构，至少部分汽相被从进口室吸出。在这里，旁路的水力直径要优选地这样确定，即无论热交换器的负荷情况如何，绝大部分的汽相被从进口室吸出。

在本发明的一个优选实施形式中，旁路与一个出口室相连，从而可直接从汽化器中将汽相吸出。这样一种结构减少了制冷剂侧在通流装置上的压力损失，并从而提高了汽化器的效率。

在本发明的另一个优选实施形式中，至少一个旁路带有一个阀门，从而使旁路的水力直径能够根据负荷情况进行调整，因为在旁路的横断面固定的情况下，存在着一部分液滴被带出的风险。

在本发明的一个替代实施形式中，至少一个旁路与一个中间室相连，从而使被旁路带出的液体汽化，从而促进制冷效率的提高。

要指出的是，前面所述和后面将要说明的各特征不仅可用于已经提到的组合，还可用于其它组合或单独使用，这些都属于本发明的范畴。

本发明的其它重要特征还将在下面通过权利要求和附图予以说明。

附图说明

下面通过附图对根据本发明的热交换器的优选实施例进行详细说明。其中：

图1是本发明所述的热交换器的实施例的爆炸图；

图2a到2f中是本发明所述的热交换器的几种可能的布置变型结构；

图3是本发明所述的热交换器的另一个实施例的爆炸图；

图4是本发明所述的热交换器的另一个实施例的立体示意图。

相同或相似的部件在附图中采用相同的附图标号。

具体实施方式

图1是本发明所述的热交换器1、特别是用于汽车空调设备的汽化器的一个实施例的爆炸图。这种热交换器具有至少一个进口室2，通过所述进口室制冷剂从一个图未示的制冷剂回路经过进入口18进入到汽化器中(如箭头A所示)。进口室2为长形件并带有两个端部。按照图1，进入口18位于进口室的一个端部上。按照一个图未示的变型，进入口可以处于距离两个端部一定距离的位置上。

此外，热交换器1具有一个集流器12，它由一个喷射板5，一个分配板6和一个管板7组成。制冷剂通过这个集流器输送到管8中，所述管优选为扁平管，例如为多腔管。

在一个图未示的实施例中，通流装置8由板片组成。

在一个图未示的实施例中，管8伸入到进口室中，以便在出现溢流时液体能够均匀地分配到各管中。

在管之间布置着散热翅片，优选为波纹翅片，它们可被一种介质、优选为空气L(由一个箭头表示)环流。

管及管板7上的孔在中央由一个腹板分开(图未示)，从而形成两个流动区域14和15，制冷剂分别以相反的方向穿过这两个区域。

制冷剂首先按箭头B所示穿过流动区域14，然后如箭头C所示在由管板9、折流板10和封板11组成的中间室13中折流，并沿着相反方向(如箭头D所示)穿过流动区域15进入到集流器12中。流动区域15优选地面向入流的空气L。

在集流器12的喷射板5中设有若干喷射孔16，从而使制冷剂能够从进口室2进入到流动区域14中。在喷射板2中还设有吸入孔17，从而使制冷剂能够从流动区域15进入到出口室3中。接着，制冷剂通过出口室3进入到一个图未示的制冷剂回路中(由箭头E所示)。喷射孔和/或吸入孔可以设在喷射板和/或进口室中。

进口室2和/或出口室3由管形成。但进口室和/或出口室也可由箱形件形成。在这种情况下，进口室和出口室分别由加工成形的板材形成，其中，室的横断面优选为D形。进口室和出口室也可以由同一块加工成形的板材形成。

在一个图未示的实施例中，集流器是进口室和/或出口室的组成部分。

在另一个图未示的实施例中，进口室和出口室布置在热交换器的同一侧。

此外，热交换器1具有一个在进口室2和出口室3之间的旁路4。按照图1，旁路4将进口室上与进入口18相对的一端19与出口室相连。

旁路的水力直径应这样确定，即无论热交换器的负荷情况如何，绝大部分的汽相被从进口室吸出，绝大部分的液相被送到管8中。从负荷情况(例如满负荷或部分负荷)可得到热交换器工作点的信息及喷入到热交换器中的流体量的信息。

在一个图未示的实施例，旁路具有一个阀门，它可以按照负荷情况调整旁路的水力直径。

在图2a到2f中是按照本发明的热交换器的几种可能的布置的变型结构。具有代表性的是，在实施例2a到2f中的热交换器分别具有四个吸入孔17和喷射孔16，它们分别供应一个或多个管子。在一个图未示的实施例中，热交换器具有多达45个喷射孔和吸入孔。

按照图2b、图2d和图2f，流体F流入到热交换器(由一个箭头表示)和流体从热交换器流出(由一个箭头表示)均可发生在同一侧。按照热交换器的工作条件，流体F的进口和出口也可优选地布置在热交换器相对的两侧。

按照图2a和图2b，旁路4可将进口室的端部与热交换器的出口20连接起来。

在一个图未示的实施例中，旁路也可将进口室的端部与制冷剂回路的一个区域连接起来，所述区域位于热交换器的出口20和制冷剂回路的压降口(Drucksenke)之间。

如图2c和图2d所示，根据热交换器的工作条件，较佳的是，旁路将进口室的端部和与出口室的出口及热交换器的出口20相对的端部相连。

在图2a到图2d中的实施例中，旁路为管状。

在图2e和2f所示的另两个实施例中，三个旁路4由通向出口室的通道形成。至少一个通道与出口室的两个端部均间隔一定距离。通道由溢流管或者在相邻的管子上由穿孔形成，它们将进口室和出口室连通。

图3中是按照本发明的热交换器的另一个实施例。这个热交换器与图1中所示的热交换器结构相似。但在这个实施例中，旁路4与中间室13相连。通过这种布置，使由旁路开口带出的液滴能够输送到中间室13并进而输送到管8中。液滴因而可在流动区域15中汽化，从而有助于提高制冷能力。

图4中是按照本发明的热交换器的另一个实施例。在这个实施例中，热交换器为多芯体连接的结构。在这种布置中，流体、优选为制冷剂出现至少两次、优选多次折流。

按照图4，被气相带出的液相通过旁路4从第3芯体中被吸出，然后再送到第6芯体中，以便在那里汽化。制冷剂也可优选地从另外两个第一批芯体(例如第一或第二芯体)中通过旁路吸出，然后再通过后面的芯体送到热交换器。