制冷机内部热交换器制造技术

本发明专利技术涉及一种制冷机内部热交换器。提高制冷机（１）的效率的制冷机内部热交换器（１１）包括一管，该管具有内部设置的低压通路并具有比所有设置在该管外侧的高压通路的横截面大得多的横截面。另外，低压通路的内侧宽度至少与连接管道（１７、２１）的内侧宽度一样大。优选地，低压通路的壁是光滑的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制冷机的热交换器，所述热交换器用于预热供应给制冷机压缩机的制冷剂。
技术介绍
制冷机，例如，那些比如用于机动车辆的空调系统，常常装备有所谓的内部热交换器。关于这一点，文献DE 10053000 A1公开了以二氧化碳作为制冷剂的制冷机。特别是，该制冷机设计用于高运行压力并适用于700bar的压应力。制冷剂经过构造成热交换器管形式的内部热交换器流入压缩机。已经被制冷机压缩并在冷凝器中冷却了的制冷剂，接着再次以逆流方向通过该热交换器管，以加热流向压缩机的二氧化碳。该构造成热交换器管形式的热交换器包括一中心通路，该中心通路用作用于液化二氧化碳的高压通路，该中心通路设置有用以改进热交换的肋板。围绕该内部(中心)通路设置有多个外部通路。所述外部通路借助径向延伸的中间板彼此分开。每个位于外部的通路的横截面面积小于该中心高压通路的横截面面积。外部低压通路的横截面面积之和大于该中心高压通路的横截面面积。该热交换器管由铝材挤压制成。这种热交换器管适用于高压运行的CO2制冷机。但是，这种热交换器管不太或者根本就不适合用于设计成使用其它制冷剂的制冷机。特别是这种热交换器管会导致制冷机吸入侧的压力损失，当在适当的高压下使用CO2时所述压力损失并不是很大。但是，在较低的运行压力下，这种损失变得明显并且导致该制冷机遭受相当大的效率损失。为了使高压通路和低压通路之间充分传热，该热交换器必须具有特定的管长。为了在制冷机中容纳这种管长，尤其是考虑到机动车辆中受限的空间条件，常常不可避免地要将该热交换器设计成U形管或者其它形式。这就要求该热交换器管设计成可充分弯曲，从而可以在不导致通路破坏的情况下变形。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的是提供一种具有高效率特征的制冷机热交换器，即使该制冷机使用的制冷剂不是CO2。该目的通过依据权利要求1的制冷机内部热交换器来实现为了冷却供给蒸发器的制冷剂并再热来自蒸发器的低温蒸气，在制冷机内部提供用于热交换的制冷机热交换器。这种制冷机热交换器由于适合用于完成所述特殊目的因而被称作为制冷机内部热交换器。依据本专利技术，这种热交换器包括一包含内部低压通路的管子，该内部低压通路用于连接制冷剂压缩机的吸入侧和导向蒸发器的高压通路。该低压通路具有基本上是圆筒形的、未分割的横截面。所述通路可以是精确的圆筒形或者甚至可以稍微偏离这种形状，例如，可以是多边形，尤其是具有圆角的形状。无论如何，沿所述通路，直径变化不超过可以忽略不计的5％-10％的百分数。理想地，直径变化小于10％，小于5％，优选地远小于5％。高压通路设置在所述低压通路的外围，并且优选具有相匹配的横截面。在外部设置的高压通路的横截面面积之和所形成的外部横截面面积显著小于内部横截面面积。由于这种设计，与制冷剂压缩机吸入侧连接的内部低压通路产生非常小的压力损失。优选地，所述低压通路的横截面至少同流入管和排出管的横截面一样大，其中，所述低压通路的横截面形状优选与相邻管的横截面形状相匹配。优选地，这些流入管和排出管的直径与通常批量生产的吸入管道直径(最小14mm)一致。这样，还可避免或最小化在相邻管和低压通路之间的过渡中产生的加速和扩散损失。优选地，内部横截面面积比外部横截面面积至少大60％。换句话说，当内部横截面面积视为假定时，外部横截面面积最小化。随之出现在高压通路中的压力损失对制冷机的效率在很大程度上无不利影响。但是，这样，热交换器管的外径减至最小。考虑到本专利技术的设计，热交换器管的外径的上限可以设定在25mm，并且能够始终保持。因此，可满足可用空间受限的要求，并且确保热交换器管仍能被弯曲到足够小的弯曲半径。优选地，低压通路的壁光滑且没有肋，这是为了在流型几乎为矩形时使该较低压通路的压降最小化。优选地，所述热交换器管由轻质金属例如铝通过挤出成型制成。在本专利技术中，所述管制成单件式，没有粘结或焊接点。所述管可连续制造，然后切割成所需的长度。这样使得容易生产不同长度的热交换器。另外，所述热交换器管也可以由两个或更多的部件组成。例如，可以将低压通路构造成内外侧光滑的管，并将这种管插入设置有向内延伸的肋的外管。或者，该低压通路由内侧光滑而外侧肋化的管构成，所述管接着插入内侧光滑的外管中。同样，所述内管和外管可以在其内侧和/或外侧(也就是说在相互面对的表面上)设置有纵向延伸的肋。该组合热交换器管的各部件(内管和外管)可被粘结在一起、焊接在一起、压在一起或者以其它方式结合，或者甚至可以保持未结合的状态。这些部件可由相同或不同的材料构成。例如，当内管由铝或者其它金属构成时，外管也可由铝或者其它金属或者甚至是塑性材料构成，并可选地具有例如由编织衬里(Gewebeeinlagen)、增强弹性体、软管构造或其它材料制成的衬管。每个高压通路都由径向内壁段、沿周向彼此相距一定距离的两个径向取向的壁段和同样沿周向延伸的径向外壁段限定，其中，该沿周向延伸的径向内壁段比该径向壁段长。这样，在外部设置的高压通路沿周向测量的宽度大于沿径向测量的高度。这样有利于热传递。另一方面，该高压通路的横截面面积保持足够大，以允许借助挤出成型工艺使制造简单。优选地，所述径向内壁段具有两倍于所述径向壁段的长度，并且，还优选具有三倍于所述径向壁段的长度。这样，外部设置的高压通路的数量至多为10，优选为8，并且在最优选的情况下至多为6。因而，该热交换器管能被合理有效地制造，还显示出高压通路内部存在较低的流动阻力，并且能够弯曲到相当小的弯曲半径而没有大幅度变形或者甚至没有导致所述外管或者甚至所述内管破坏。通过最大化吸入通路的直径并从而最小化该压缩机的进气阻力，以及结合足够长的热交换器管的高热传递率，能够提高效率(COP——性能系数)。对于同样的制冷能力，驱动功率的输入以及因而相关的燃料消耗减少。所述热交换器可以设置有一联结设备，该联结设备具有一接收构件，该接收构件能够制造成单独的部件，例如压铸(注)部件等。该部件能够例如通过粘结与所述热交换器管的一端结合。管子形状的、远离热交换器延伸的内部通路可以具有一锥形扩展区域，该扩展区域在外部紧密抵靠所述接收构件的锥形面。该扩展部形成用于联结插头插入的部分，该联结插头具有优选与所述热交换器管的内部通路直径相匹配的内部通路直径。所述联结插头可构造成单独的部件，或者可(一体)成形于管子端部。所述联结插头主要由一圆筒形的管段构成，该圆筒形管段在离其自由端一定距离处具有径向凸起。该凸起可由焊上的环状件、顶锻的轴环或者任何其它形成在管子端部的卷边构成。由于所述接收构件以及所述联结插头的形状简单，所以，这两部件都能够以最简单的方式制造。为了使所述联结插头沿轴向紧固于所述接收构件中，使用具有一通道口的联结壳体，由此所述联结插头可经过所述通道口插入。将所述联结壳体沿轴向牢固地固定在所述接收构件上。这可以通过一卡合装置来实现，该卡合装置在装配联结时优选以可脱开的方式连接所述联结壳体与所述接收构件。所述联结插头自身借助紧固装置通过锁定接合与所述联结壳体连接例如卡合。通过这种方式，所述联结设备能够以特别简单的方式安装。只需要首先使联结壳体与接收构件卡合，接着将联结插头通过联结壳体插入接收构件的接收口并使其固定在联结壳体中。因而，形成所需的密封流体连接。另外，安装需要很少的本文档来自技高网...

【技术保护点】
制冷机内部热交换器（１１），该热交换器由管（２２）组成，该管（２２）具有设计用于与制冷剂压缩机（２）的吸入侧连接的内部低压通路（２５）和设计用于与制冷剂压缩机（２）的加压侧连接的高压通路（２７），其中：低压通路（２５）具有基本为圆筒形的限定一内部横截面面积的横截面；高压通路（２７）绕低压通路（２５）设置，并且高压通路借助径向设置的中间壁（２９、３０）相互分开，其中高压通路各自横截面面积的总和确定一外部横截面面积，以及；该内部横截面面积大于该外部横截面面积。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P克鲁格，D布赫米勒，S韦勒，
申请(专利权)人：伊顿流体动力有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]