[发明专利]蒸发器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种蒸发器，特别是用于机动车辆的蒸发器。本发明还涉及一种用于冷却机动车辆热源的装置。

背景技术

DE10 2004 036 951A1，相应的美国专利申请公开号No.20070107890，该申请的全部内容参考引用在本申请中，提出采用由多个连接在一起的平行板件构成的热交换器，该设计也是公知的层叠板式热交换器，作为机动车辆的冷却环路的蒸发器。在此设计中，热量可在制冷剂的蒸发过程中从流过热交换器的冷却剂中被吸收。

在现有的用作蒸发器的热交换器中，需要使板元件的长度在制冷剂流动方向足够长以确保充分的蒸发，特别是，确保蒸发的制冷剂的充分过热，因此板元件的长度一般明显大于垂直于制冷剂流动方向的板元件的宽度。这会导致在可用的安装空间运行的蒸发器尺寸的限制。

图1所示的是现有的蒸发器的截面视图。多个板1在垂直方向h彼此平行的层叠，在每两个板之间交替的形成第一类流道2和第二类流道3。板1具有彼此对齐成一线的开口1a，1b，由两开口组成管状的、垂直延伸的蒸发器的制冷剂或第一和第二流体的进口和出口。为分隔开第一类流道2和第二类流道3，众所周知的，开口1a，1b具有交替的凸起的边缘(图未示)，其可通过焊接与邻近的板密封连接。出于经济和实用的考虑，所述板通常由铝合金制成。

层叠的板1在其两端以公知的方式由封闭的板9限定边界，该封闭的板与制冷剂的进给线路和回流线路相连接。

按照现有技术，制冷剂流过蒸发器只发生在一个集流箱，如箭头所示，以L流热交换器的方式从进口1a流到出口1b。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发器，具有特别紧凑的结构形式和尺寸，并具有很好的热交换性能及可靠的制冷剂的过热度。

为实现上述目的，本发明通过限制热交换区域的长度和宽度的比值小于或等于1.3，以实现在制冷剂流动方向的显著短的板式蒸发器。为了保证在如此短的设计条件下，整个运行过程中制冷剂在蒸发器出口的充分过热，因而有效的防止由于吸入液态制冷剂引起制冷环路的压缩机的损害，同时，按照本发明所述制冷剂流经至少一个第一集流箱和第二集流箱。其中集流箱可理解为流过蒸发器整个长度的制冷剂的流动路径，在此连续的集流箱大体上彼此平行且相反的走向，以使制冷剂在两个连续的集流箱之间经历一次方向反转。通过反向以及流经连续的集流箱，即使是在很短的结构下，蒸发器中制冷剂的流动路径被延展，因此可保证充分的过热。

本发明的一个实施方式中，蒸发器的长度和宽度的比值L/B不小于大约0.5，优选的，不小于大约0.7。选择这个范围的长度和宽度的比值，可使本发明的蒸发器在任一空间方向上具有相对短的设计，因此可实现相对紧凑的结构，特别是通过各热交换板粗略的接近方形外轮廓。

本发明的一个实施方式中，所述第二集流箱中流道的数目n2与第一集流箱中流道的数目n1的比值范围是1≤≤n2/n1≤3。这意味着第二集流箱中流道的数目至少和第一集流箱中流道的数目一样多，也可以达到是其的200％。从第一集流箱至第二集流箱的转换处的流道数目的增加可保证蒸发的制冷剂以非常可靠的方式充分过热。

根据需求，本发明的蒸发器的构造精确的具有两个用于制冷剂的集流箱。关于制冷剂在这种带有精确的两个集流箱的实施例中，有利于将热交换器设计成U型热交换器。

在本发明另一个实施方式中，制冷剂流经至少第三集流箱，该第三集流箱包括一个或多个第一类流道，该第三集流箱的流向在经过第二集流箱之后再次反向。优选的，所述第二集流箱中流道的数目n2与第一集流箱中流道的数目n1的比值范围是1≤n2/n1≤1.5。可替换的或另外的，对于具有三个集流箱的实施方式，所述第三集流箱中流道的数目n3与第二集流箱中流道的数目n2的比值范围是1≤n3/n2≤3，前述所采用的两个比例关系是非常优选的。因此第二集流箱中具有至少和第一集流箱中同样多的流道，可达到超过第一集流箱中流道数目的50％。第三集流箱中具有至少和第二集流箱中同样多的流道，可达到超过第二集流箱中流道数目的200％。通过这个方式，制冷剂流经蒸发器的流动路径的总长进一步延长，并且通过增加流道数目，保证了制冷剂在蒸发器的出口获得非常可靠的过热。基于此原理，在蒸发器中配置额外的第四或更多的集流箱也不排除在本发明的保护范围之内。

可替换的，为便于简单的组装蒸发器，第一集流箱中流道的数目(n1)和第二集流箱中流道的数目(n2)以及第三集流箱中流道的数目(n3)几乎相同或完全一致。