专利名称：用于凝结汽车空调装置的内冷却剂的方法和冷凝器的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车空调装置的冷却剂的冷凝，这里涉及到按权利要求1前序部分的方法以及按权利要求6或16的前序部分的冷凝器。这里冷凝器特别是，但不仅仅是，确定用来实现这种方法的。由具有公开号03122472A(
公开日期1991年5月24日)的日本专利摘要已知权利要求1、6和16的前序部分的特征。
在已知方法和已知冷凝器中首先在冷凝器的上部高层区域内进行部分冷凝。这里一个垂直的分配/集流管同时发挥第一集气器的功能，从这里出发内冷却剂的流动路径分叉成两条平行路径。这里第一条平行路径由集气器的含有分离出的气相的上部空腔出发供气，其由饱和液体和气相组成的冷却剂混合物输入一单独设置在输出端一侧的第二集气器。它与第二条路径相连通，在这条路径内从第一集气器的贮存液体中提取和再冷却冷却剂，然后再冷却的冷却剂和从第二集气器中提取的液体汇合，并一起从冷凝器中引出。但是在这种已知冷凝器中在第一集气器中的液面随着不同的和/或变化的内冷却剂装灌量和/或汽车的变化的运行状态而变化，因此用仅仅作为液体存在的第一集气器的液相不希望地供给第一条平行路径只有在第一集气器的横截面非常宽时，以及与此相关地装罐量很大和安装空间很大时才能避免，这与汽车内要求安装空间的最小化，生态学方面所希望的少用破坏环境的内冷却剂以及普遍追求的尽可能少地使用材料相矛盾。在输出端一侧已知冷凝器也有很多元件和连接管道，它们造成附加的泄漏危险，应该尽可能地避免。
本发明的目的是，即使在不同的和/或变化的内冷却剂装灌量时和/或汽车变化的运行状态时也能以少量的内冷却剂达到可靠的冷凝和再冷却功能，并且此外还可以使冷凝器有紧凑的结构。
这个任务通过按权利要求1的方法和按权利要求6或16的冷凝器来解决。
与已知冷凝器不同按照本发明第一和第二并联路径或者说各个第一和第二热交换管实际上供给同样的内冷却剂的液相和气相混合物，就像从按流动方向(各个)后面的第三热交换管中流出的那样。这里可能的相对混合变化比较小，例如来自于惯性的不同或者通过在不同的高度流入第一和第二流动路径而造成。这里没有设置在第一和第二并联的流动路径的入口区内的将液相和气相分开的装置。此外通过以下方法来再冷却以及同时还有自动再吸入在流入时也许还存在的气相，即在第二条流动路径上对内冷却剂施加比第一条流动路径长的外冷却剂的冷却作用。对于为此所需要的在第二条流动路径上内冷却剂流动的减慢，权利要求2至4得到不同的优先的按本方法的可能性，权利要求7至9得到不同的按本装置的优先的可能性。可以看到，可以有选择地在第二条流动路径上设置一冷却剂流动的节流器和/或在第一和第二条流动路径的入口处设置不同大小的压力，其中由于贝努利效应，也就是喷嘴特性在内冷却速度改变的情况下可以在进口侧产生不同大小的压力。
由具有公告号10009713A(公告日期1998年1月16日)的日本专利摘要已知，这里两者都是确定用来再冷却的两条并联路径同样各自单独供给，而且一次是通过部分冷凝的路径，另一次仅仅由一在部分冷凝之后连接在中间的集气器的液相供给。也就是说这里一条并联路径也由输入的液相供给。此外不保证，另一条并联路径尽管与前面所述的并联路径汇合不从冷凝器中带走还是气相的冷却剂。这个刚刚最新公开的结构坚持以按权利要求1、6和16的前序部分的现有技术为基础的偏见，必须供给部分冷凝的冷却剂的液相的再冷却路径。
按本发明的方法和按本发明的冷凝器同样以所提到的现有技术水平的原理为基础，在内冷却剂部分冷凝后流动路径分为两条对内冷却剂具有不同影响措施的路径。
此外还有早先的普通方法连同所属的冷凝器，内冷却剂在部分冷凝以后不分叉直接继续输入对冷却剂采取不同影响的并联路径直至达到过冷状态，但是这里过冷区也由先前进行的部分冷凝的液相供给。这里通常的方法在于，在过冷区之前连接一集气器，就像在这一类型的现有技术状况中关于第二条流动路径的情况那样(参见特别是DE-4238853A1以及日本专利摘要J07180930A2，公布日期18，07，1995，和J09166371A2，公布日期24，06，1997)。
根据按权利要求5的方法和按权利要求10的冷凝器的一种相应改进方案预冷凝在空间上在内冷却剂的其他影响之下在所提到的两条并联路径上进行。预冷凝管布置在冷凝器的下部区域内的结构是众所周知的(例如参见已经提到过的日本专利摘要J07166371A2和J0387572A2)。
在按本发明的这种想法的改进方案中利用这种结构，以便在冷凝器的输出端得到一个尽可能高的输出端集气器的装灌状态范围，并可以在那里接收到随着不同的和/或变化的内冷却剂的装灌量和/或汽车运行状态的变化的改变，而不损害冷凝器的功能。这里通过可供使用的大的高度这个输出端的集气器用小的直径就足以维持了，如上所述，这在按这一类型的具有公告号03122472A2的日本专利摘要的出版物的输入端集气器中是不可能的。在本发明中设置的输出端的集气器小的横截面特别是还可以通过以下方法达到，即内冷却剂物流的最多一半通过它输送，最好是一小部分通过它输送。
权利要求11至13涉及最后所述的结构的结构特点。
与此不同对于像作为本发明权利要求1和6的前序部分的出发点的，具有公告号03122472A2的日本专利摘要的内容那样，预冷凝在预冷凝以后内冷却剂的路径分成两条并联路径的分叉点之上进行的情况权利要求14连同按权利要求15的改进结构提供一种可供选择的方案。如前所述，在这种已知冷凝器中输出端设有一与冷凝器分开的集气器。本发明按权利要求14和15将这个集气器内置在一分配/集流管的中心部分内，而不必将分配/集流管在水平方向分隔成多个腔。分配/集流管分隔成多个相互重叠的腔是公知的(例如参见日本专利摘要J09166371A2的三腔形分段，但是其中没有一个腔做成集气器)。
权利要求16涉及一种具体结构和先前所述的本发明的其他结构，其特征，就技术方面可能的范围内，全部内容包括在权利要求16和其后续要求的改进结构的内容之内。
按权利要求16的改进结构和其他结构利用方法权利要求1和尤其是方法权利要求2。
专门地规定一附加的，也就是本发明内容的第四个实施例。其中特别是规定了对于第一和第二种实施例的选择方案。这里权利要求16的前序部分从权利要求6出发，其中特别也包括第一和第二种实施例的集流容器的特殊布局和结构。
此外权利要求17至22也包括权利要求7至9和11至13，其中与权利要求7一起具体地实现所述的第四种结构形式，其次权利要求8和9在所述第四种实施形式的范围内表示一种可能的选择方案。
权利要求23连同在权利要求24至27中的它的具体结构涉及到在权利要求22中的引用权利要求13的内容，并在所述的第四种实施例中也可以享受独立的保护，就和特别是第一和第二种实施形式的情况一样。
不管在第一种还是在第二种实施例中冷却剂入口10设置在冷凝器下部。然后冷却剂克服重力向上流过腔22、24、26和28。特别是在冷却剂的流动速度小时这里可能出现，液态冷却剂以及在它里面的在冷却剂循环回路中夹带的润滑油分别在下部的空腔区域内分离。由此进入各个空腔的最下部的“第三”热交换管14可能或多或少地被堵塞，使得丧失内部的热交换表面，降低冷凝器的效率。这样特别是在空腔22的下部区域内分离的、用来润滑冷却剂循环回路的压缩机的油也会缺少。
因此本发明第四种实施例的特殊目的在于，改善油从冷凝器中的流出，并防止各个特别是做成扁管的、分别进入下部空腔区域的“第三”热交换管的堵塞，并由此改进冷凝器的效率。
在具有权利要求16前序部分特征的冷凝器中这个任务通过它所表征的特征来解决。
在这种冷凝器中冷却剂在上方进入冷凝器，并且过热和冷凝区域这样地从上向下连接，但得在下部空腔区域内不再可能进行液态冷却剂的沉积，因为每根最下面的管子重新进行向下一个对面的空腔的输出。
与第一和第二种实施例相比通过冷却剂进入分配和集流管6的入口的高度位置的改变使中间通道42得到其他的利用，也就是用来将带气泡的饱和液体克服重力向高处引以进入集流容器46的上部区域，否则其功能基本上像在主要权利要求的第一种和第二种实施例中时一样。
因此和第三种实施例时不同所述的按权利要求16的第四种实施例的功能与第一和第二种实施例类似。
在权利要求3至27中特别关于存在的第四种实施例改进了干式应用，但是它也可以用在第一和第二种实施例中，本发明的改进与此相关联。
下面借助于几个实施例的示意图对本发明作较详细的说明。它们表示
图1通过本发明冷凝器第一种实施形式垂直剖视；图2通过在图1中右边所示的分配/集流管连同结构上内置在其中的集流容器的水平局部剖视的放大图；图3图1的放大的局部视图；图3a一关于图3的热力学状态图；图4冷凝器第二种实施形式的垂直局部剖面；图4a一关于图4的热力学状态图；图5冷凝器第三种实施形式的垂直局部剖视；图5a一关于图5的热力学状态图；图6仿照图1和图4的冷凝器的第四种实施形式的垂直剖面；图7仿照图2的通过图6中左边所示的分配/集流管连同结构上内置在其中的集流容器的水平局部剖的放大图；图8在集流容器的下部区域以及冷凝器与它相连接的区域内的垂直局部剖的放大图；图9仿照按图5a的状态图的一关于存在的第四种实施形式的热力学状态图。
所有四种实施例以下情况是共同的设有一朝水平方向并相互平行地重叠布置的热交换管2的管系。它们每根可以有普通的形状和材料种类。优选考虑铝或铝合金扁管，它们通过用硬焊焊接的之字形薄板4结合成一刚性的排管散热器。因为此冷凝器确定用于汽车空调装置，这个排管散热管从外面垂直于图纸平面，例如图1以及3至5吹送汽车的外界空气，它在这里用作外冷却剂。各种合适的冷却剂，例如R134a或者按照未来的方案CO2，都可以用作内冷却剂。
热交换管2输入端和输出端的内冷却剂的供应通过两根垂直分布的分配/集流管6和8进行，其对于各根热交换管2的开关式的配置对于四种实施例是不同的。
内冷却剂通过入口接头10进入分配/集流管，并通过输出接头12输出，输出接头根据连接线路的不同可以用没有画出来的方式安装在同一个分配/集流管上，在例如图1、3和4的视图中安装在另一个分配/集流管上或者说一个与它在结构上结合在一起的构件上。
最后所有冷凝器在以下方面都是一致的，在这些冷凝器中按照其冷却作用的方式可以分为三类热交换管，它们对应于三条不同的内冷却介质路径，如上所述，它们各自通过分配/集流管连接。
全部来自于输入接头10的、至少基本上是气态的，大多甚至处于过热状态的内冷却剂至少输入一“第三”热交换管。在所属的第三条流动路径上内冷却剂首先在外界冷空气的入流区内从气相部分冷凝到液相，使得在从这个第三条流动路径流出时还存在液相和气相的混合物。这在图3a，4a和5a的状态图中分别通过状态A表示，它和其它状态一起在所述的图表中给出，在图表中填写了关于焓h的内冷却剂压力P的对数值。在这个图表中一起画出了对于饱和液体的状态的两相区的左边界曲线，因此在所选取表示的状态图中所有位于图纸平面右边的状态都包含气相，所有位于左面的状态纯粹对应于液态。
在这条第三流动路径的出口处内冷却剂流动路径的前进路线分成两条并联路径，也就是对应于第一和第二并联路径分成至少一根“第一”热交换管16和至少一根“第二”热交换管18。
在相应于第一条并联路径的各根热交换管16上在通过外界空气的外冷却剂的进一步冷却的情况下来自于第三条流动路径的内冷却剂的液相和气相混合物不作中间处理继续冷凝成饱和状态，其中可能还始终存在气相。这些气相然后各自从内冷却剂中分离出去。
在相应于第二条并联路径的各根第二热交换管18上同样不作中间处理直接采用相应于第三条流动路径的各根第三热交换管14的液相和气相混合物，但是然后施加比第一条流动路径更长的外界空气的外冷却剂的冷却影响，并由此再冷却。在这种过冷状态下所携带的气相不需要单独的分离便被吸收，因此在第二条流动路径的出口处在内冷却剂内不再含有气相。如果在特殊情况下在第二条流动路径上还可能包含气相夹带物，不必采取其他措施最迟在汽车运行的振动情况下它重新冷凝在内冷却剂内。
然后从第一条流动路径流出的内冷却剂的经过气体分离的纯液相与从第二条流动路径中流出的过冷内冷却剂结合，并一起以液相输送给输出接头12。
在结构上在各种实施例中都以公知的方式由设有输入接头10的分配/集流管6给各根第三热交换管14供应内冷却剂。由分配/集流管6内的输入腔20同时供给许多--在铝质扁管的情况下典型的是6-8根--第三热交换管。这些热交换管的出口端通入分配/集流管8内的一集流和分配腔22，从那里在数量少一些的许多第三热交换管14中回流到分配/集流管6。
在实施例1至3中分配/集流管6内设有另一个集流和分配腔24，从那里出发在各个数量更减少的第三热交换管内它们通过在分配/集流管8内的分配和集流腔26回流到分配/集流管6内的最后一个分配和集流腔28。这里在最后所述的回流管段上在铝质扁管的情况下同时供给的热交换管14的典型数量减少到2至4根，这里在所示实施例中分别只表示三根热交换管14。
分配和集流腔，特别是腔22至28，各自在分配/集流管6以及分配/集流管8内通过一简单的横壁30在流动方向相互隔开。
从各个第一流动路径中同样在所有实施形式时冷却剂分别流入一集气器32，但是在各个实施例中它不同地实现。
实施例1至3的特点如下
在图1至3a的第一种实施例中不限制其一般性第一流动路径仅仅限于唯一的一根第一热交换管16。在多数情况下还带有一些气相的相应于图3a的图表中的状态点B的内冷却剂从第一热交换管流入集气器32，状态点B正好位于用虚线表示的饱和线上，对集气器后面还要作更详细的具体说明。
这里来自最后三根第三热交换管14的已经提到过的在状态图中处于状态A的内冷却剂不仅输入第一热交换管16的输入口，而且不作其他改变和特别是中间不连接集气器输入不限制其普遍性以三倍的数量相互同时供给的第二热交换管18。它们都流入在分配/集流管8中的一集流腔34，它在流动方向的后面设有一仅仅三根第二热交换管18共同的节流装置36，这里它做成分配/集流管外壁38上的一个节流通道。由于这个节流装置的节流作用在第二热交换管18内内冷却剂的流通远远慢于流过第一热交换管，由此在这个第二条热交换路径上实现在集流腔34内完成的按图3a的图表中的状态点C的过冷。借助于节流装置内冷却剂在相同的焓的情况下在节流装置后面降低到一较低的压力，这相应于图3a中状态图中的状态点D。
在进一步讨论状态改变以前还应该详细考察一起这个第一种实施例的具体结构像由图2的水平剖视特别清楚地看到的那样，与分配/集流管8平行地在其背向排管散热器的外壁38上以结构上内置的形式设有一附加的空腔结构。此外在第一热交换管16流入的集流腔40的下方与这个集流腔40相隔离地延伸一垂直地沿分配/集流管8分布的管状空腔42，它在与分配/集流管8的外壁38相对的一侧具有一自己的外壁44，它与一有较大水平横截面的管状集流容器46共有。但是这个按图2可以具有圆(柱)形的集流容器并非必须上部敞开地与第一热交换管16的集流腔40连通。管状空腔42在它一侧与节流装置36的出口连通，节流装置沿流动方向装在第二条流动路径的后面。集流容器46在它这方面具有前面已经说起过的作为集气器的功能，因此在它里面根据运行情况和内冷却剂的装灌状态的不同存在高度不同的在位于下部的液相和位于上部的气相之间的水平相分界面。管状空腔42的通常完全装灌过冷内冷却剂的内部空间下部通过一连接孔50与集气器32的始终装灌液相的下部区域连通，在那里第一和第二路径的内冷却剂相互汇合，并从输出接头12沿流动方向流出。
在结构上不管是分配/集流管8还是分配/集流管6的至少支承不同热交换管2的管底52由涂焊料的板材成形是合适的，并补充一集流器盖54成为集流器。其中特别是在分配/集流管8的情况下这个集流器盖54是一压铸成形件的组成部分，它将管状空腔42和管状集流容器46做成一体，并在它这一面适合于由铝或铝合金制成。与集流器底面的连接可以合适地通过一双面涂覆的集流器底面板材的内涂层用焊接方法实现。
在集流容器46的通常由液相占有的下部区域的范围内在集流容器46底面上一个可关闭的输入口56内采用一筒式干燥器58。在集流容器46内还可以以未画出的方法装上用来检验装灌状态和测量压力以及温度的装置，例如应用具有相应诊断显示的相应传感器。
与节流装置36相连的管形空腔42在冷凝器工作时实际上完全装灌过冷冷却剂，因此在管状空腔的下端作用着整个液柱的静压力，此液柱几乎沿冷凝器的整个高度延伸(除集流腔40的高度以外)。相反在管状集流容器46内在相分界面48以下的液柱高度始终较小，此外随着装灌量以及汽车运行情况的不同而变化。
因为在管形腔42内至多在节流装置36的上方最上端处还可能带有少量气量，在管形腔42最上端处的液面和集流容器46内相分界面48之间始终存在高度差。这个高度差相应于图3a中状态图内状态点C和D之间的压力差，在这个图表内状态点E对应于管形腔42内由于通过在管形腔42内位于最上端的液面和集流容器46内相分界面48之间液柱引起的压力增加造成的新的压力。然后在第一和第二条路径的冷却剂流汇合时相应于图3a图表中的状态点F在两条路径上由于相分界面48和接头12之间的液柱还进行小的压力增加。
这里在本发明的意义上希望，在第一条流动路径上只流过与在第二条流动路径上的物流分量相比较小的冷却剂物流分量，最多是物流分量的50％，最好更少一些。由此集气器32在不损害其气体分离质量的情况下尺寸可以选得小一些，这里特别是具有较小的水平横截面，其结果是，在图3a的状态图中焓h的数值最多位于点E和B之间的中心，在第一条路径上的物流分量是追求的非常小的情况下非常明显地向左朝E点的方向偏移。
按图4a的第二种实施形式除以下所述的以外和图1至3a相同。
代替可以完全取消的、但是在必要情况下还可以作为一个组成部分复合地存在的节流装置36，通过以下方法进行从第二条流动路径中流出的物流的节流，即与第一条流动路径的长度相比明显地加长第二条流动路径的长度，这里是提高三倍。这时通过热交换管18内的内摩擦进行节流。
这里集流腔34与图3的结构相比收缩成一小的集流腔34a，它设置在按流动方向最后的第二条流动路径18C的后面。在这个热交换管18C的前面在往复的流动方向设有两根热交换管18a和18b，其中只有位于最下面的热交换管18a直接从分配和集流腔28得到供给。在一与图3相比附加的换向腔60中以相反的流向进行热交换管18b的供给，然后在一个包含在分配和集流腔28容积内的另一个换向腔62内进行上面已经提到过的热交换管18c的供给。这里集流腔34a的连接孔36a现在不再需要具有节流功能，如果它如谈到过的那样，还可以部分保留的话。
这里图4a的状态图与图3a的状态图相比特别是在以下方面有改变，即在冷却剂三次通过热交换管18a、18b和18c时分别进行相应于状态点C1、C2和D的压降。
最后借助于图5还表明了另外两个修改，它们大致上也可以用于所述的第一种和第二种实施例的改动。
按照第一种实施例在第二条流动路径上在其末端通过一节流装置36进行物流的节流，在第二种实施例中通过与第一条流动路径相比提高第二条流动路径整个路段上的内摩擦，而在图5左边所示的分配/集流管6的结构中在冷却剂从第三条流动路径流入第二条流动路径之前便通过一在横壁64上的在通向第二条流动路径的输入腔66和共同的(最后的)分配和集流腔28之间的节流装置36b进行物流的节流。这种与在第一条流动路径上的物流速度相比降低在第二条流动路径上的物流速度的措施在必要情况下也可以和前面所述的沿第二条流动路径或者沿流动方向在它后面的节流可能性相结合。
第二种方案在于在第一条流动路径或者说第一组热交换管16后面的集气器32的类型。
第一和第二种实施例的一个主要特点在于，在那里第三条流动路径分别设置在第二条和设置在第二条上面的第一条流动路径之下的区域内。在按图5的第三种实施形式中与此相反热交换管14的第三条流动路径设置在一根热交换管16的第一流动路径和设置在它下方的具有两根热交换管18的第二条流动路径的上方。由此得到气体分离的另外一种可能性，而且不需要必需合并在分配/集流管8上的管形腔42和管状集流容器46。这个分配/集流管8相反地可以做得和分配/集流管6一样，而不必像在第一和第二种实施例中那样附加水平方向的横向分腔或者在水平方向并上其它空腔。应该注意，代替具有并上的空腔的第一和第二种实施例也可以按照图4中在第二种实施例的分配/集流管6中的换向腔62的方式设置一个分配/集流管8的水平分腔。
在图5中的第三种实施例中第一热交换管16通入分配/集流管8内的一个集流腔40c内，这里它同时完成集气器32的功能。为此集流腔40c在其上侧通过一隔板30c相对于与它连接的集流和分配腔26在流动方面完全隔开。其次在集流腔40c的下侧设有另一隔板68，但是它做得打了许多孔70。
两个隔板30c和68具有一分别这样地垂直向外伸展的走向，使集流腔40c既得到垂直向上地又得到垂直向下地扩大的容积。其中在隔板30c的向上伸展的区域下方形成的附加容积可以用作集气器空间32气相的临时集气空间，而隔板68不仅加大的用于容纳集气器32液相的容积，而且提供附加的用于在第一条并联路径中流出的冷却剂到在第二条并联路径中流出的过冷冷却剂的通道口，以使不管是从第一还是从第二条并联路径流出的冷却剂混合。因此在第二条并联路径的热交换管18出口处的集流腔72同时也是与从集气器32中流出的相的汇合腔和共同的、与输出接头12连通的输出腔。
在按图5a的状态图中，和在实施例1和2中时一样，从一部分冷凝的状态a出发，它在图5a中用虚线表示的相界线的右面还在部分冷凝的区域内。然后在第一热交换管16内致冷剂输送给在相界线上的饱和状态C。通过隔板68上的开口70的压降由从状态是C到C″的压力减小表示。
在第二条流动路径上致冷剂首先从饱和状态A通过节流通道36b在压力方向下降到状态B，然后在第二热交换管18内过渡到过冷状态D。
然后在输出集流腔72内进行相应于物流的过冷状态D和饱和状态C″成为状态E的混合，状态E通过输出接头12离开冷凝器。
在按图6至9的第四种实施例中设有朝水平方向的并且相互平行地布置的热交换管2的管网。它们每根可以具有普通的形状和材料种类。优先考虑由铝或铝合金制成的扁管，它们通过用硬焊焊在它们之间的之字形薄板结合成一刚性的排管散热器。因为此冷凝器确定用于汽车空调装置，这个排管散热器被汽车的外界空气从外面垂直于图6的图纸平面吹拂，这里空气用作外冷却剂。各种合适的致冷剂可以用作热交换管2的内冷却剂，例如R134a或者按照未来的方案CO2。
在热交换管2的进口端和出口端供给内冷却剂按图6中所示箭头通过两个垂直分布的分配/集流管6和8进行。
内冷却剂通过一输入接头10进入分配/集流管6上部区域内的一输入腔20，并通过一设置在集流容器46下部区域内的输出接头12输出。
来自于输入接头10的、至少基本上是气态的、多数情况下甚至处于过热状态的内冷却剂从输入腔20出发输入至少一根“第三”热交换管14。在所属的第三条流通路径上内冷却剂首先在外界冷空气的入流区域内由气相部分冷凝成液相，因此在这个第三流动路径的出口处还存在液相和气相的混合物。这在图9的状态图中通过状态A表示，它和其他状态一起表示在这个图表中，其中标出内冷却剂的压力P关于焓h的对数值。在这个图表中连带画出了饱和液体状态的两相区域的左边界曲线，使得在引用的所示状态图中所有位于图纸平面右边的状态还包含气相，所有位于左边的状态相应于纯液态状态。
在“第三”流动路径的出口处内冷却剂流动路径的前进路线分成两条并联路径，也就是相应于至少一根“第一”热交换管16和至少一根“第二”热交换管18的“第一”和“第二”条并联路径。
在相应于各根热交换管16的第一条并联路径上在通过外界空气这一外冷却剂继续冷却的情况下来自于第三条流动路径的液相和气相内冷却剂的混合物不通过中间处理进一步冷凝成饱和状态，其中可能始终存在一些气相。然后这种气相分别在集流容器48内从内冷却剂中分离出去。
在相应于各根第二热交换管18的第二条并联路径上同样不作中间处理直接采用相应于各根第三热交换管14的第三条流动路径的液相和气相混合物，但是比在第一条流动路径上经受更长的外界空气的外冷却剂的冷却影响，并由此再冷却。在这种过冷状态下包容的气相不需要专门的分离便被吸收，因此在第二条流动路径的出口在内冷却剂内不再含有气相。如果在特殊条件下在这条第二流动路径上还包含气相夹带物，它不需采取其他措施最迟在汽车运行的振动状态下便重新冷凝在内冷却剂内。
从第一条流动路径中流出的内冷却剂的经过气体分离的纯液相然后在集流容器48的下部区域内与从第二条流动路径中流出的过冷内冷却剂汇合，并一起以液相输送给输出接头12。
在结构方面许多“第三”热交换管14-在铝质扁管时正常的是6至8根-同时由分配/集流管6内的输入腔20供给。这些“第三”热交换管14的输出端通入一分配/集流管8内的集流和分配腔22，从那里出发许多数量相同或最好少一些的“第三”热交换管14以相反的流向回流到分配/集流管6内的集流和分配腔24。相应地在各个沿流动方向顺次排列的“第三”热交换管14内在从上向下排列的分配/集流管6内的腔20、24、24b和28和在分配/集流管8内的腔22、24a和26之间在分别相同或分自减少的数量的“第三”热交换管内继续流动直至分配/集流管6内的最后一个分配/集流管28。其中在最后所述的回流路段上在铝质扁管的情况下通常同时供给的热交换管14的数量减少到2至4，其中在本实施例中最后还设有三根热交换管14，它们的数量按节奏8、6、5、4、4、3减少。
所述分配和集流腔22、24、24a、24b、26和28分别在分配/集流管6或分配/集流管8内通过一简单的横隔板30相互在流动方面完全隔开，其中分配/集流管6和8的侧壁分别构成用于热交换管14、16和18的管底52。
不限制其一般性第一流动路径局限于一根唯一的“第一”热交换管16。从那里出来经过垂直分布在分配/集流管8内的中间通道31多数情况下还带有一些气相(在图9的状态图中相应于正好位于虚线表示的饱和线上的状态点B)的内冷却剂进入集气器32的上部气相，此集气器由管状集流容器46构成。
来自最后三根“第三”热交换管14的、对应于已经提到过的状态图中的状态A的内冷却剂不仅输入第一热交换管16的入口，而且不作其他改变并且特别是不经过连接在中间的气体分离地输入不限制其一般性4倍数量的相互同时供给的“第二”热交换管18。它们都通入分配/集流管8内的一集流腔34，它在其流动方向的后面设有一所有4根第二热交换管共同的节流装置36，这里它做成分配/集流管8外壁38上的节流通道。由于这个节流装置的节流作用在第二热交换管18内内冷却剂的流通远远慢于通过第一热交换管16，由此在这条第二热交换路径上实现在集流腔34中完成的按图9的状态图的状态点C的过冷。借助于节流装置内冷却剂在焓相同的情况下在节流装置后面降低到一较低的压力。集流腔34和节流装置36形成一沿水平方向的横通道33，“第二”热交换管通过它与集流容器46的下部区域连通。
如由图7的水平剖面特别清楚地显现的那样，在其背向排管散热器的外壁38上平行于分配/集流管8以结构上内置的形式设有一附加的腔形结构以形成一中间通道31。此外在第一热交换管16其内的集流腔40的上方相对于该集流腔40隔开地垂直延伸着沿分配/集流管8分布的作为独立空腔42的管形中间通道31，它在分配/集流管8的外壁38相对的一侧有一自己的外壁44，它与具有较大水平横截面的管状集流容器46是共用的。这个按图7可以具有但并非必须具有圆(柱)形形状的集流容器46的上部区域通过垂直的中间通道与第一热交换管16的集流腔40连通。此管形腔42在下部水平横通道33的路径上与节流装置36的出口连通，节流装置设置在沿流动方向第二条流动路径的后面。集流容器46在它这一方面具有前面已经说起过的作为集气器的功能，因此在它里面随着运行情况和内冷却剂的装灌状态的不同存在一不同高度的位于下部的液相和位于上部的气相之间的水面分相面48。通常完全装灌过冷内冷却剂的集流腔3在“第二”热交换管18按流动方向的末端处下部通过一可归于节流装置36的在横通道33末端的连接孔50与集气器32已经装满液相的下部区域连通，第一和第二条路径的内冷却剂在那里相互汇合，并从输出接头12中沿流动方向继续流动。
在结构上不管是分配/集流管8还是分配/集流管6的至少支承不同热交换管2的管底52由涂覆焊料的板材成形并与一集流器盖54完整成集流器是合适的。其中特别是在分配/集流管8的情况下此集流器盖54是一压铸件的组成部分，此压铸件把管形腔42和管状集流容器46做成一体，并适合于由铝或铝合金制成。与集流器底板的连接适合于通过集流器底板的用焊料双面涂覆的板材的内涂层来实现。
在集流容器46的通常由液相占有的下部区域内在集流容器46底面上一可关闭的输入口56内还装有一筒式干燥器58。在集流容器46内还可以用没有画出的方法安装用于装灌状态检验和测量压力及温度的装置，例如应用具有相应诊断显示的相应传感器。
按图7管状集流容器46、中间通道31和除管底52以外的分配/集流管8同样做成一体，其中集流容器46的圆形横截面相对于所述的其他部分，特别是在同样是圆形的分配/集流管8的直径方面，具有较大的尺寸，这里尤其是指直径尺寸，不同的是，中间通道31具有一对称的按照各自在与集流容器46和分配/集流管8共有的壁板处以同样程度弯曲的挤扁的椭圆形状的横截面，其纵轴在图7的图纸平面内基本上垂直地，垂直于集流容器46和分配/集流管8的圆形轮廓分布。这可以使各个端部密封罩的结构比较简单。
按图8筒式干燥器58夹紧在集流容器46的下封闭件62和做在集流容器46内的止挡65之间。这里干燥部件58做成多件的。其中有效的干燥填料64以干燥剂的形式(分子筛XH7或XH9)装在一过滤袋内供应，并以杯形网状部件固定在一通流的笼子66内，供应的过滤袋首先装在这个笼子内。接着在杯形笼子的底面上铺上过滤无纺布68，然后从下向上压住过滤无纺布68在笼子内压入一沿轴线方向弹性弯曲的筛形盖板70。由此干燥部件58多件组合成一筒式干燥器，它可以从下向上插入管状集流容器46内直至与止挡65相接触。
下封闭件62在它这一面是一个堵头螺钉，它在构成集流容器46的管子的一下部扩孔内通过螺纹72与这个扩大的管壁的内表面处于螺纹咬合。在集流容器46的管子的向内紧接着的较窄的区域内设有两个轴向一个接一个的O形密封圈，以形成一密封装置。在从扩大的管子过渡到正常的集流容器46管子直径的肩部区域在集流容器封闭时在螺纹72咬合区之上密封装置74之下的高度处在集流容器46的管壁上设有一个起排出孔作用的卸压孔76。螺纹72的螺纹长度选择得这么长，使得在拧上封闭件62时到它卸下为止首先密封装置74的O形圈离开管壁内表面上的O形圈配合面，使螺纹72在脱开咬合前致冷剂可以从卸压孔76中流出。由此例如可以在不像爆炸一样地排出致冷剂的情况下更换干燥部件58。
止挡65适合于通过三个分布在集流容器46管壁圆周上的凹陷构成。由此干燥组件58这样地夹紧在下封闭件62和这些凹陷之间，使得这里干燥剂通过筛网形盖板70的弹性结构无磨损地安放在套筒内。
这种按第四种实施例的冷凝器的工作方式如下过热的致冷剂通过输入接头10进入分配/集流管6的上部区域，然后在换向腔20，22，24，24a，24b，26和28内在冷凝器内之字形向下流动。这时几乎饱和地按图9中的状态点A进入腔28，在那里分配到第一和第二条路径。在(各根)热交换管16的第一条路径上可以不经过其他流动方位的剩余摩擦流入集流容器46的上部区域，而在第二热交换管18的出口处分配和集流管8的输出腔34和集流容器46的下部区域之间在横通道33的路径上设有节流装置36，它按照权利要求1的特征选择尺寸。
通过这个节流装置36流过第二热交换管18的致冷剂的流速与流过(各根)第一热交换管16的致冷剂的流速相比降低了，因此在这第二条路径上通过第二热交换管18致冷剂从图9中的状态A转化成过冷状态C。然后在集流容器46内从各根第一热交换管16流出的并通过中间通道31向高处引的饱和致冷剂(图9中的状态B)与在连接在第二热交换管18上的横通道33的出口处的按图9中的状态点C的过冷致冷剂相混合。
混合按流过第一和第二热交换管的致冷剂的流量比进行，因此在图6中所示的第一和第二热交换管16和18的数量时由于第二热交换管18的数量更多，按图9的混合物的状态F更靠近在位于节流装置36后面的第二热交换管18的输出区的状态点C。
权利要求
1．使汽车空调装置的内冷却剂冷凝到饱和状态和随后的过冷状态的方法，在汽车空调装置中汽车的外界空气用作外冷却剂，其中通过将内冷却剂的路径在外冷却剂的入流区内分成至少两条此后又重新汇合的并联路径的方法，其中内冷却剂在流动方向两条并联路径之前在外冷却剂的入流区内从气相部分冷凝成液相，其中然后在第一条并联路径上内冷却剂进一步冷凝成饱和状态，并将内冷却剂剩余的气相分离出去，而在第二条并联路径上内冷却剂再冷却，并在过冷状态下与第一条并联路径的去除气相的饱和内冷却剂汇合，其特征在于在部分冷凝以后给第一条和第二条并联路径输入具有相同或近似的、例如通过惯性离析略为改变的，液气相比的内冷却剂，此后在第二条并联路径上内冷却剂的流动速度与第一条并联路径上的致冷剂速度相比由于较大的压力损失而降低，并且其中在第二条并联路径上的压力损失选择得这样大，使第一条流动路径出口处的静压力减去第二条流动路径出口处的静压力的差值大于或等于沿流动方向第一并联路径出口后面内冷却剂的气/液分界面和第二并联路径出口上方液面之间的内冷却剂液柱的压力。
2．按权利要求1的方法，其特征在于在第二条并联路径内较高的压力损失通过第二条并联路径末端处和/或在第二条并联路径之内的流动速度的节流调整。
3．按权利要求1或2的方法，其特征在于在第二条并联路径内较高的压力损失通过第二条并联路径的输入压力相对于第一条并联路径的输入压力的下降调整。
4．按权利要求3的方法，其特征在于在第一和第二条并联路径上相对不同的输入压力在利用贝努利效应的情况下产生。
5．按权利要求1至4之任一项的方法，其特征在于部分冷凝在两条并联路径之下进行，并且这里利用部分冷凝路径内内冷却剂部分冷凝区域下面的液面(在有多个入口时最低一个入口)直至将近第一条并联路径液面的下方之间的高度差，以根据内冷却剂装灌量的不同和/或变化和/或汽车运行状况的改变补偿沿流动方向第一条并联路径后面汽/液分界面的波动。
6．汽车空调装置内冷却剂的冷凝器，具有一由水平方向的和上下重叠地平行设置的热交换管的管网，它们可以被作为外冷却剂的汽车外界空气吹冷，并通过两侧垂直的分配/集流管相互作流通连接以引导内冷却剂，其中在不同高度区域内的连接一方面具有至少一根可首先流通的并可用于部分冷凝的第三热交换管，特别是多根第三热交换管，另一方面具有一可以在它之后流通的至少一根第一和至少一根第二热交换管的并联回路，其中各根相对于第二热交换管设置在较高水平面上的第一热交换管可以用来进一步冷凝成部分饱和状态，而各根第二热交换管可以用于再冷却，和其中沿流动方向各根按流动方向最后的第一热交换管的后面设有一用来分离残留气相的装置，特别是用于实现按权利要求1到5之任一项的方法的冷凝器，其特征在于一分配/集流管将从按流动方向(各根)最后的第三热交换管中流出的部分冷凝的致冷剂基本上保持其气/液比不变地分配到第一和第二热交换管，用来分离从各根按流动方向最后的第一热交换管中流出的致冷剂中的残留气相的装置与一分配/集流管在结构上合并在一起和设有一用来在各根第二热交换管内产生相对于各第一热交换管低的的流动速度的装置。
7．按权利要求6的冷凝器，其特征在于用来产生较低流动速度的装置具有一在一分配/集流管内的各第二热交换管出口处的节流装置和/或一在各第二热交换管出口区内的分配/集流管内的集流腔输出开口内的节流装置。
8．按权利要求6或7的冷凝器，其特征在于用来产生较小流动速度的装置是一连接在各第二热交换管前面的节流装置，尤其是在各第二热交换管的输入口处或分配/集流管内的连接在前面的前腔的入口处的节流装置。
9．按权利要求6至8之任一项的冷凝器，其特征在于用来产生较小的流动速度的装置通过在管子内径、流动路程长度、管子形状、内表面的装嵌物和/或特征方面各第二热交换管相对于各第一热交换管的不同配置形成。
10．按权利要求6至9之任一项的冷凝器，其特征在于第三热交换管设置在第二热交换管下方的高度区域内，在分配/集流管内，与各第二热交换管相连接，形成一按流动方向从上向下分布的用于过冷致冷剂的继续引导通道，和与同一个分配/集流管在结构上合并地形成一连接在各第一热交换管上的并用作集气器的集流容器，它沿冷凝器的高度延伸，并在其下端在致冷剂从冷凝器中流出的高度区域内与用于过冷致冷剂的继续引导的通道连通。
11．按权利要求10的冷凝器，其特征在于集流容器和在结构上与它合并的分配/集流管由单独的构件构成，它们在它们之间形成继续引导通道。
12．按权利要求11的冷凝器，其特征在于单独的构件由铝或铝合金制成，分配/集流管由涂覆硬焊料的板材加工成形，集流容器连同继续引导通道是整体压铸的型材。
13．按权利要求10至12之任一项的冷凝器，其特征在于集流容器设有一干燥部件。
14．按权利要求6至9之任一项的冷凝器，其中第三热交换管设置在第一热交换管上方的高度区域内，其特征在于在同一分配/集流管的内腔内分别通过一中间隔板分成三个相互重叠的腔，其中最上部的腔与第三热交换管连通并通过上隔板与中间的腔在流动方面分开，中间的腔与各第一热交换管连通，同时用作冷凝器输出腔的下面的腔与各第二热交换管连通，其中下隔板在形成用于分离残留在来自于第一热交换管的致冷剂中的气相的装置的情况下设有至少一个用于使从各第一管来的液态致冷剂由中腔流入下腔的通道口。
15．按权利要求14的冷凝器，其特征在于至少一块隔板，最好两块在中腔扩大的情况下具有一垂直偏斜的走向。
16．汽车空调装置内冷却剂的冷凝器，具有一由沿水平方向并平行地相互平行设置的热交换管(2)组成的管网，它们可以用作为外冷却剂的汽车外界空气吹冷，并通过两侧垂直方向的分配/集流管(6，8)相互在流动方面连接以引导内冷却剂，其中这种连接在不同的高度区域一方面具有至少一个可首先流过的和可用于部分冷凝的第三热交换管(14)，特别是多根第三热交换管，另一方面具有一可以在它后面流通的至少一根第一(16)和至少一根第二(18)热交换管的并联回路，其中特别地相对于第二热交换管(18)设置在更高水平面内的各第一热交换管(16)可以用于继续冷凝成第一部分饱和状态，并且各第二热交换管(18)可用于再冷却，和其中沿流动方向在各按流动方向最后的第一热交换管(16)后面设有一用于分离残留气相的装置(46)，特别是用于实现按权利要求1至4之任一项的方法(的冷凝器)，其特征在于一分配/集流管(6)将从按流动方向(各)最后的第三热交换管(14)中流出的部分冷凝致冷剂基本上在保持气/液比不变的情况下分配到第一(16)和第二(18)热交换管中，用于分离从各按流动方向最后的第一热交换管中流出的致冷剂的残留气相的装置是一集流容器(46)，它沿冷凝器的高度延伸，在其上端和下端区域内与各第一(16)或第二(18)热交换管连通，其中一个连通连接做在一集流容器(46)和分配/集流管(8)的结构上的复合体的垂直分布的中间通道(31)内，另一连通连接做在一水平方向的横通道(33)内，其中致冷剂从冷凝器中的出口设置在集流容器(46)的下端，和设有一用于在各第二热交换管(18)内产生比在各第一热交换管(16)内低的致冷剂流动速度的装置，第三热交换管(14)设置在第一和第二热交换管(16，18)之上的高度区域内，各第一热交换管(16)将其致冷剂的部分冷凝相通过中间通道(31)输送到集流容器(46)的上端区域内，和各第二热交换管(18)将其过冷的致冷剂输入集流容器(46)的下端区域内。
17．按权利要求16的冷凝器，其特征在于用于产生较低流动速度的装置具有一在各第二热交换管通入分配/集流管的出口处的节流装置和/或一在各第二热交换管出口区内的分配/集流管的集流腔的输出口内的节流装置。
18．按权利要求16或17的冷凝器，其特征在于用于产生较低流动速度的装置是一个按流动方向连接在各第二热交换管之前的节流装置，尤其是在各第二热交换管的输入口处或在分配/集流管内的连接在前面的前腔的入口处。
19．按权利要求16至18之任一项的冷凝器，其特征在于用来产生较小流动速度的装置通过各第二热交换管相对于各第一热交换管在管子内径、流动路程的长短、管子形状和内表面的装嵌物和/或特征方面的不同配置形成。
20．按权利要求16至19之任一项的冷凝器，其特征在于集流容器和与它在结构上合为一体的分配/集流管由单独的构件构成，它们在它们之间形成继续引导通道。
21．按权利要求20的冷凝器，其特征在于单独构件由铝或铝合金制成，分配/集流管由涂覆硬焊料的板材加工成形，集流容器连同继续引导通道是一一体的压铸型材。
22．按权利要求16至21之任一项的冷凝器，其特征在于集流容器设有一干燥部件。
23．按权利要求22的冷凝器，其特征在于干燥部件(58)夹紧在集流容器(46)的下封闭件(62)和做在集流容器(46)之间的止挡(65)之间。
24．按权利要求23的冷凝器，其特征在于止挡(65)由-最好是三个-分布在集流容器(46)壳体外壁圆周上的凹陷构成。
25．按权利要求23或24的冷凝器，其特征在于干燥部件做成多件的，其中有效的干燥填料(64)固定在一通流的笼子内，其中一朝向封闭件(62)的、尤其是轴向弹性的笼底(70)和一在笼底背向封闭件(62)的一面上的补充笼子(66，70)的杯形笼子(66)夹紧在一起。
26．按权利要求25的冷凝器，其特征在于在上述笼底上铺有过滤无纺布(68)。
27．按权利要求23至26之任一项的冷凝器，其特征在于封闭件(62)是一个堵头螺钉，它在与集流容器(46)螺纹咬合部分(72)的上方通过一密封装置(74)与集流容器(46)的内壁配合，在集流容器(46)壁设有一卸压开口(76)，它这样地设置在螺纹咬合部分之上密封装置(74)之下的高度上，使得在封闭件(62)从集流容器(46)中拧出时在螺纹咬合部分(72)脱开前卸压口(76)与集流容器(46)的内腔连通。
28．按权利要求27的冷凝器，其特征在于卸压口(76)是一个排出口，致冷剂在螺纹脱离咬合前在这个出口处从集流容器(46)中排出。
全文摘要
本发明涉及一种用来将汽车空调装置中的致冷剂冷凝成饱和状态并随后再冷却的方法以及冷凝器的多种实施形式。致冷剂的路径分成至少两条此后又重新汇合的并联路径(16,18)。在此之前致冷剂由气相部分冷凝成液相,然后在第一条并联路径(16)上继续冷凝成饱和状态,其中残留的气相将被分离,而在第二条并联路径(18)上致冷剂再冷却,并以过冷状态与第一条并联路径(16)的排除了气相的饱和内冷却剂汇合。在第二条并联路径(18)上致冷剂速度通过较大的压力损失(36)下降。
文档编号F28F9/02GK1287607SQ99801937
公开日2001年3月14日 申请日期1999年10月26日 优先权日1998年10月27日
发明者罗兰德·豪斯曼 申请人:瓦莱奥空调技术有限公司