专利名称：具有热交换器的用于空调回路的流体组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车辆的空调回路的包括热交换器的流体组件。
背景技术：
车辆的空调回路包括压缩机、冷凝器、膨胀系统、蒸发器以及用于使上述部件相互连接的流体组件。具体地，由特定的空气管道供给到客舱内的气流穿过蒸发器，压缩机可设置在发动机舱的前部或后部。压缩机做功，以使流体从相对低的温度和压力(例如分别从2°C和2巴)达到较高的压力和温度(例如达到80°C和15巴)。流体在冷凝器中将热量释放到外部环境并被引向蒸发器；插设有膨胀阀，膨胀阀使得压力下降直到流体在蒸发器中蒸发，蒸发器从穿过蒸发器并输送到客舱内的气流中带
走热量。在蒸发器的下游，压缩机必须对流体做等于吸入部与输送部之间的焓值的功。为了使制冷循环更有效并减小污染排放，包括热交换器是已知的，在热交换器中，从蒸发器排出的流体被从冷凝器排出的流体加热。因此，被压缩机吸收的流体具有更高的压力和温度， 而焓值且由此还有压缩机所做的功则均相应地减小。具体地，已知有低压流体管道与高压流体管道同轴的热交换器。这种交换器包括挤压成的铝管。已知的交换器需要特殊设计的配件来连接挤压成的管子，这种挤压成的管子构成与回路中的其它部件同轴的管道。这与通过挤压获得的管子结合，使得热交换器的制造成本提高。此外，同轴管道易于配合空调回路；在空调回路中，压缩机安装在发动机舱的前部位置。实际上，在这种情况下，为了布局的需要，高压管道和低压管道是并排设置的。然而，压缩机也可安装在发动机的后部，在此情况下，高压管道和低压管道不是并排设置的，因而不能使用已知的交换器或者需要额外的连接管道。在空调回路中，还已知使用由膨胀室构成的反应性容量消声器。膨胀室是通常插入于压缩机吸入部的低压管线上游的一个容量空间，用以调节流入压缩机的气体，由此减小压缩机吸入部的噪声。当压缩机设置在马达后面时，消声器还需要专用连接件，并因此而引起布局问题。已知的交换器中可具有由诸如隔音填料和/或消散填料限定的迷宫式路径。
发明内容
本发明的目的是提供一种设有热交换器的用于空调回路的流体组件，该流体组件避免了上述的缺陷。本发明的目的是通过根据权利要求1的流体组件实现的。
为了更好地理解本发明，现在将参考附图进一步描述本发明，在附图中图1是根据本发明的流体组件的立体图；图2是图1中的部件的侧视图；图3是图2的正视图；图4是沿图3的线IV-IV剖开的剖视图；且图5是根据本发明的另一实施例的流体组件的立体图。
具体实施例方式在图1中，附图标记1整体示出了用于机动车辆的空调系统的流体组件，包括高压管线2，用于在压缩机的输送部与膨胀阀之间供给制冷流体；以及低压管线3，用以将制冷流体从膨胀阀供给到压缩机的吸入部。具体地，高压管线2包括串联安装的金属管道和橡胶管道；适于连接到压缩机的输送部的配件4 ；连接到冷凝器的入口的配件5 ；以及位于配件4与配件5之间的管6’。进一步，高压管线2包括用于将冷凝器连接到膨胀阀(图中未示)的管道6。管道6包括适于连接到冷凝器的出口的配件7以及适于连接到膨胀阀的配件8。低压管线3包括管道9，管道9具有适于连接到蒸发器(图未示)的出口的配件 10以及适于连接到压缩机的入口的配件11。管线2、3中的管道包括至少一个屏障材料层，该屏障材料层用于防止通常非常易挥发的制冷流体渗出。例如，屏障材料可为铝或聚酰胺6. 10。在二氧化碳系统的情况下，管路由钢制成。根据本发明，流体组件1包括交换器消声器组件12 ；交换器消声器组件12安装在防火墙13(图1中仅概括示出)上并设置在配件8、10附近。具体地，交换器消声器组件12既允许减小气态制冷流体的冲击(这种冲击引起不合期望的噪声)，又允许加热气态制冷流体自身以使压缩机的吸入部与输送部之间的焓值降低。图2和图3示出了交换器消声器组件12，交换器消声器组件12包括第一半壳14 和第二半壳15，它们借助沿各邻接边缘的气密焊接联结以形成外壳16，上述气密焊接例如为TIG焊接(钨极惰性气体保护焊)；第一连接法兰17，借助例如一对螺钉18牢固地连接到半壳14 ；以及第二连接法兰19，借助例如一对螺钉20牢固地连接到半壳15。具体地，每个半壳14、15呈具有平坦表面21的杯状，法兰17、19也是平坦的并与对应的表面21接触。半壳14、15优选完全相同并通过冲挤工艺制成。图4示出了交换器消声器组件12的内部结构。外壳16限定了对应于高压管线2的入口 22和出口 23以及对应于低压管线3的入口 24和出口 25。交换器消声器组件12包括连接在入口 22与出口 23之间的散热体沈。入口 22和出口 23优选限定为喇叭口，散热体沈包括金属管27，金属管27的端部边缘加宽并且流体密封地焊接到各个喇叭口。
根据实施例，高压管线2通过入口部观和出口部观，流体连接(fIuidically connect)至散热体沈。入口部观与出口部观’优选完全相同，为了简明，以下仅描述入口部。具体地，入口部观限定座部四以及凸缘(bead)30 ；座部四用于密封圈(图未示)，凸缘30借助螺栓20被法兰19夹靠在管27的焊接边缘上。密封圈防止制冷流体从管 27与高压管线2之间泄漏，而管观与外壳16之间的焊缝确保高压管线2的制冷流体不能
逸出ο低压管线3通过入口部32和出口部33连接到外壳16。入口部32与出口部33优选完全相同，为了简明，以下仅描述入口部。具体地，入口部32限定凸缘34 ；凸缘34位于弹性垫圈35上；弹性垫圈35基本平行于平坦表面21并限定为用于制冷流体的前部密封件。通过法兰17和螺栓18按压凸缘 34和弹性垫圈35，以形成刚性的流体密封的连接并避免气态制冷流体排到外部环境中。在优选实施例中，法兰17、19限定各自的直径凹槽38(图3中示出了其中一个直径凹槽)；直径凹槽38径向敞开，从而可在交换器消声器组件12连接到管线2、3之后安装法兰17、19。法兰17、19优选由抗剪切的平板构成，该平板具有用于恰当地容置管路上的镦粗部分(upsetting part)的凹部。具体地，凸缘30的轴向尺寸与凸缘34的轴向尺寸不同， 因为它们是在不同厚度的管子上制造出来的。形成上述的凹部能对尺寸上的这种差异进行补偿并保持法兰17、19基本平坦，从而确保弹性垫圈35正常发挥作用。因此，法兰17、19 分别同时连接各自的两个部分观，、32和观、33。根据本发明的优选实施例，散热体沈包括概略示于图4中的多个径向隆起部36。 径向隆起部36使得管27与腔室31内的冷却流体之间的热交换面积增大。径向隆起部36 优选包括径向设置并粘合到管27上的金属丝。交换器消声器组件12的安装如下所述。将散热体沈插入到半壳14、15内，并将半壳14、15焊接在一起。随后将管27的端部边缘加宽以附接到入口 22和出口 23各自的喇叭口，并将这些端部边缘也焊接起来。最后，如前所述利用法兰17、19将交换器消声器组件12安装到高压管线2和低压管线3。通过参照附图所作的描述，根据本发明制造的流体组件的优点是显而易见的。低压管线3限定腔室31 ；在腔室31内，气态制冷流体膨胀并通过散热体沈被加热。腔室31还限定缓冲压力脉冲的体积。具体地，这种效果通过腔室31 (腔室31容纳散热元件26)而得到加强。这确实沿制冷流体的路径引起迷宫效应(labyrinth effect) 0因此，设有交换器消声器组件12的空调回路不需要进一步设置消声器，而是将两种功能集成于单个部件中。具体地，为了限定储存空间，腔室31的最小截面尺寸大于入口 32和/或出口 33 的直径。高压管线2可借助通常在空调回路中使用的连接件，连接到交换器消声器组件 12，由此降低成本，并且其可靠性已经得到证实。
交换器消声器组件12可安装在具有前部压缩机的系统上，和安装在具有后部压缩机的系统上(如图1所示)。最后，显然可在不背离所附权利要求限定的保护范围的情况下对本发明进行修改和变型。例如，外壳16除圆形截面以外，还可具有椭圆形截面以便在安装到防火墙的情况下节省空间。两个半壳14、15可安装在贯通管上(径向隆起部36已预先加在该贯通管上)。壳 14、15可包围隆起部36，随后彼此焊接在一起并在入口 22和出口 23焊接到该贯穿管。由此，可避免通过入口部观和出口部28’形成连接，并且可进一步减小成本并可确保最佳密封性。为了提高热交换效率，壳14、15可限定有隔板，这些隔板延长气态制冷流体从入口 M流到出口 25的流路，隔板例如为图4所示的隔板40。此外，入口部32和出口部33可为同轴的(如图4所示)或者未对准的 (misaligned，不对齐的)。即使在未对准的情况下，也延长制冷流体在腔室31内的流路。 优选地，入口部32和出口部33位于穿过管27的轴线A的平面的相反部分上。可通过剪切加工或模铸(die-casting)形成法兰17、19。交换器消声器组件12还可安装在其它位置，即安装在侧部构件上。交换器消声器组件12可设置在管6’与管道9之间(管6’包含于配件4与配件 5之间，即压缩机输送部与冷凝器入口之间)，或者交换器消声器组件12可连接至另一高温流体源例如冷却水。此外，取代焊接，可借助结构性密封粘合剂(structural sealing adhesive)来粘合半壳14、15和/或管27和/或径向隆起部36。由此，可避免在制造过程中将多余的热施加到部件，并在所有情况下都保持所需的密封以防止制冷流体泄漏。图5示出了用于空调系统的第二流体组件50，在该空调系统中压缩机安装在发动机的前部。图5示出了如何安装交换器消声器组件12，以取代通常在这种类型的系统中使用的由附图标记51表示的消声器。以下将这样描述流体组件50:使用前面描述中的附图标记来表示与前述内容对应的相同构件或构件。具体地，流体组件50包括高压管线2和低压管线3。在高压管线中，配件4连接到压缩机输送部，配件8连接到膨胀阀入口。在低压管线中，配件10连接到蒸发器的出口，配件11连接到压缩机吸入部。具体地，高压管线2包括管道6，管道6连接于冷凝器出口与膨胀阀之间。低压管线 3包括管道9 ；管道9连接于蒸发器与压缩机之间，用于供给低压和低温的气态制冷液体。根据图5所示的构造，管道6和管道9是并排设置的，并且交换器消声器组件12 是在管道6与管道9相互靠近的长度上安装的。此外，取代用胶粘结，可利用激光焊接技术来制成如上所述的交换器1。因而相对于其它焊接技术，以特别精确的方式使热源局部化，由此防止大的变形和扭曲并保持与焊接点邻近的区域的晶体结构。例如，可利用激光焊接将管道6、9至少之一联结到外壳16。 此外，外壳16还可由比两部分更多的部分制成，并且这些部分中的至少两部分可借助激光技术焊接在一起。
权利要求
1.一种用于空调回路的流体组件，包括用于高温流体的第一供给管线(2)；用于气态制冷流体的第二供给管线(3)；以及限定连接到所述第二管线(3)的第一入口(24)和第一出口(25)的外壳(16)；腔室(31)，呈细长形状，并且与所述第一入口(24)和第二出口(25) 相比，所述腔室(31)具有最小的上部截面尺寸；连接到所述第一管线(2)的第二入口(22) 和第二出口(23)；所述流体组件包括散热体(26)，所述散热体适于被高温流体穿过并且在所述腔室(31)内在所述第二入口(22)与第二出口(23)之间流体密封地连接到所述外壳 (16)，以限定集成式的交换器消声器组件(12)。
2.根据权利要求1所述的流体组件，其特征在于，所述外壳包括一对壳(14、15)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，所述外壳(16)具有侧壁，所述侧壁具有基本平直的母线，所述侧壁的截面具有较大尺寸以及不同于所述较大尺寸的较小尺寸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，所述散热体(26)包括管 (27)，所述管(27)的长度比所述外壳(16)更长。
5.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，所述散热体(26)包括用于增大热交换面积的径向隆起部(36)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，所述流体组件包括至少一个隔板(40)，所述隔板(40)适于拦截所述制冷流体在所述腔室(31)内的流动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，所述第二管线(3)包括连接到所述外壳(16)的入口管道(32)和出口管道(33)，其特征还在于，所述入口管道 (32)与出口管道(33)未对准。
8.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，所述第一管线(2)和第二管线⑶通过两个法兰(17、19)连接到所述外壳(16)。
9.根据权利要求8所述的流体组件，其特征在于，所述法兰(17、19)的至少其中之一具有侧部开口，以在所述第一管线(2)和第二管线(3)已经流体连接至所述外壳(16)之后进行安装。
10.根据权利要求9所述的流体组件，其特征在于，所述流体组件包括位于所述外壳 (16)与所述第二管线(3)的镦粗部分(34)之间的前部密封件(35)；其特征还在于，所述法兰(17、19)的至少其中之一限定凹部，所述凹部用于容置至少所述镦粗部分(34)以使得所述法兰(17、19)被基本平坦地安装。
11.根据前述权利要求中任一项所述的流体组件，其特征在于，至少所述散热体(26) 被粘合到所述外壳(16)。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的流体组件，其特征在于，至少所述散热体 (26)被激光焊接到所述外壳(16)。
13.一种用于机动车辆的空调系统，包括压缩机、蒸发器以及冷凝器，其特征在于，所述空调系统包括根据前述权利要求中任一项所述的用于使所述压缩机、蒸发器以及冷凝器相互连接的流体组件。
14.一种机动车辆，包括发动机舱和限定所述发动机舱的防火墙(13)，其特征在于，所述机动车辆包括根据权利要求12所述的空调系统，其中，所述交换器消声器组件(12)被应用到所述防火墙(13)。
全文摘要
一种用于空调回路的流体组件，包括用于高温流体的第一供给管线(2)；用于气态制冷流体的包括屏障材料的第二供给管线(3)；以及限定连接到第二管线(3)的第一入口(24)和第二出口(25)的外壳(16)；腔室(31)，呈细长形状，并与第一入口和第二出口(24，25)相比具有最小的上部截面尺寸；连接到第一管线(2)的第二入口(22)和第二出口(23)；流体组件包括散热体(26)，散热体适于被高温流体穿过并在腔室(31)内在第二入口与第二出口(22、23)之间流体密封地连接到外壳(16)，以限定集成式的交换器消声器组件(12)。
文档编号F28D7/10GK102177037SQ200980137021
公开日2011年9月7日 申请日期2009年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者卢吉·卡塞拉, 马里奥费利斯·扎纳尔蒂 申请人:德泰克动力流体技术公开有限公司