[发明专利]用于空调系统的内部热交换器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35篇第119条（e）款要求于2012年11月26日递交的名称为“用于空调系统的内部热交换器”的美国临时专利申请第61/729,875号的优先权，因此其整个说明书和附图如同充分阐述的那样通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于空调系统的内部热交换器，包括外管和布置在该外管内部的线路结构（line structure），其中该线路结构包括第一流动通道，并且其中第二流动通道被形成在所述外管和所述线路结构之间。

背景技术

这种内部热交换器从DE102007015186A1中已知。集成在空调系统的冷却剂回路中的内部热交换器使得能够通过将冷却剂的热从其高压侧传递到低压侧而提高空调系统的效率。冷却剂在高压侧是液态，在低压侧是气态，其中在高压侧的冷却剂被传送通过第一流动通道，在低压侧的冷却剂被传送通过第二流动通道。由于低压和气态，被传送通过第二流动通道的冷却剂呈现出相对小的热吸收能力，这限制了内部热交换器的总体传递能力。

通常，形成第二流动通道的外管和形成第一流动通道且布置在外管内部的线路结构均被设计为具有圆形横截面，其中外管和管状线路结构的长度相等。由于内部热交换器被设计为安装在移动空调系统中，例如车辆中，所以存在的问题是内部热交换器的尺寸，特别是长度受限。由于这个原因，总体热传递能力也受限。

发明内容

本公开提供一种内部热交换器，其呈现出高的热传递能力，同时具有紧凑的设计。在这点上，第一流动通道具有曲折的蛇形的构造。其优点在于，可用于热交换目的的有效管长度可在内部热交换器中显著变大。结果，热交换器的热交换能力提高，同时其总体长度同时保持较小。同时，第一流动通道的曲折构造产生了用于内部热交换器的特别紧凑的结构设计，使得内部热交换器特别适于安装在移动空调系统中，例如车辆中。

形成第一流动通道的线路结构的外部包括热传导肋。热传导肋优选从形成位于外管的中部的第一流动通道的结构开始，并且沿朝向外管的内壁的方向延伸。热传导肋垂直于形成第一流动通道的线路结构相对于外管纵向延伸，使得被引导在第二流动通道中的流体沿热传导肋流动，并且吸收由热传导肋发出的热。它们增加第一流动通道的线路结构的外表面，由此提高热传递能力。热传导肋与形成第一流动通道的结构集成在一起，从而热可从由第一流动通道输送的流体被直接传递到热传导肋。

热传导肋可延伸到外管的内壁的区域。然而，为了简化安装，热传导肋被设计为不接触外管的内壁的形式。有利地，在热传导肋和外管的内壁之间存在间隙，其中间隙宽度优选在0.5mm和2.5mm之间，优选1.5mm。在本实施例中特别有利的是，热传导肋几乎完全延伸通过第二流动通道。因此，通道形成在热传导肋之间，并且实现特别有效的热传递。同时，这样的热传导肋以及由此这样的线路结构与外管的内壁以使线路结构能够通过插入到外管中而被容易地安装的方式分隔开。

形成第一流动通道的线路结构由多个部分构成。这改善了线路结构的可制造性，因为第一流动通道由于其曲折的蛇形构造而具有复杂的形状。

线路结构可包括被提供至少具有热传导肋并且通过通道元件相互连接的壳体。为了制造这种线路结构，壳体和通道元件首先例如通过挤压而被制备和制造。热传导肋以材料均匀的方式作为单一件形成在壳体上。壳体的平坦表面逐段形成第一流动通道的内壁。因此，壳体的侧部的成形决定了流动通道的形状。

通道元件优选为具有分隔开的突起的梳形。两个通道元件优选被放置成面对面关系并具有横向壁，这一方面建立了曲折蛇形形状，另一方面还形成第一流动通道的侧向边界壁。通道元件包括形成第一流动通道的侧向边界壁的平坦基部，并且具有位于其上的针状突起。为了制造线路结构和第一流动通道，两个通道元件被布置为彼此相对，其中突起面对彼此。侧向偏移通道元件形成曲折结构。

由线路结构形成的第一流动通道至少在一些部分中可呈现出矩形的横截面。这种通道易于制造，并且具有比圆形通道大的表面积。

线路结构的元件可由金属材料构成。特别地，考虑易于加工并具有高的热传导性的材料。具有这种优点的材料包括铝合金，其一方面呈现出高的热传导性，另一方面可进行挤压加工，使得线路结构简单并节省制造成本。

线路结构的元件可在材料上彼此联结。以此方式，能够通过粘合剂联结或焊接来联接元件。材料联结使得元件能够实现密封和耐用的连接，以便防止泄漏。另外，该方法简单并且节省成本。

线路结构可被插入到外管中。这使得内部热交换器的制造特别简单。