集成式热泵捆绑模块安装歧管的制作方法

本公开总体上涉及用于车辆的热泵并且更具体地涉及热泵模块安装歧管。

背景技术：

已经为机动车辆开发了各种类型的暖通空调(“hvac”)系统。已知的系统可以利用已经由内燃发动机加热的冷却剂来加热供应到乘客舱的空气。车辆hvac系统还可以包括空调系统，以对供应到车辆内部空间的空气进行冷却和/或除湿。

由于在没有由传统内燃发动机提供的热源的情况下可以使用热泵来冷却和加热内部乘客舱，因此热泵可用于混合动力机动车辆或完全由电池供电的电动车辆的冷却和加热系统中。在冷却模式中，热泵以与传统空气调节系统相同的方式进行操作。在加热模式中，热泵通常比简单的电阻加热器更高效并且在加热方面可能比使用相同电量的电阻加热器更有效。因此，代替电阻加热器或除了电阻加热器之外，可能期望利用热泵来在电动车辆中提供增加的行驶里程。

然而，此类系统的一些缺点是当制冷剂通过系统被引导时制冷剂可能泄漏，以及组装过程中的困难。一些系统设计具有大量的制冷剂接头和零件，导致系统具有很高的泄漏可能性和密集的组装过程。因此，期望具有较少的制冷剂接头和较少零件以便于组装的热泵系统设计。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供一种热泵系统，所述热泵系统包括用于引导制冷剂流通过系统的歧管。歧管包括第一板和第二板，所述第二板被构造为联接到第一板。第一板和第二板一起限定多个通道，所述多个通道被构造为引导制冷剂流通过系统。歧管还包括歧管模块，所述歧管模块与第一板和第二板中的一者一体地形成。热泵系统还包括辅助模块，所述辅助模块流体地联接到歧管。

本发明的第一方面的实施例可以包括以下特征中的任一个或其组合：

·辅助模块包括蓄积器；

·蓄积器壳体与第一板和第二板中的一者一体地形成并且被构造为联接到蓄积器筒和蓄积器盖；

·第一板和第二板中的每一者都包括与其一体地形成的蓄积器壳体的一部分，所述蓄积器壳体被构造为联接到蓄积器筒和蓄积器盖；

·辅助模块包括热交换器、消声器、液气分离器阀、膨胀阀、蓄积器、压缩机、止回阀、截止阀、三通阀、四通阀或它们的组合。

根据本公开的另一个方面，提供一种制冷剂歧管，所述制冷剂歧管包括第一板和第二板。第二板被构造为联接到第一板，以限定用于引导制冷剂流通过歧管的多个通道。

本发明的第二方面的实施例可以包括以下特征中的任一个或其组合：

·歧管模块，其与第一板和第二板中的一者一体地形成；

·歧管模块包括液气分离器阀；

·歧管模块包括与其一体地形成的膨胀阀，此外其中歧管被构造为联接到膨胀阀马达，以用于控制膨胀阀的操作；

·歧管模块包括阀，所述阀与歧管一体地形成并且被构造为引导制冷剂流通过歧管；

·歧管包括铝；

·歧管包括塑料；

·第一板和第二板中的一者限定插塞并且第一板和第二板中的另一者限定插口，所述插口被构造为联接到插塞，使得插口和插塞一起限定用于引导制冷剂流的通道；

·第一板和第二板被构造为联接在一起，使得它们形成用于防止制冷剂从多个通道泄漏的密封件；

·垫片，其定位在第一板和第二板之间并且被构造为防止制冷剂从歧管泄漏。

根据本公开的又一个方面，提供一种包括热泵系统的车辆。热泵系统包括制冷剂歧管，所述制冷剂歧管包括第一板和第二板。第一板和第二板被构造为联接在一起，使得它们一起限定用于引导制冷剂流通过热泵系统的多个通道。热泵系统还包括辅助模块，所述辅助模块与制冷剂歧管流体地联接。

本发明的第一方面的实施例可以包括以下特征中的任一个或其组合：

·制冷剂歧管还包括歧管模块，所述歧管模块与制冷剂歧管一体地形成；

·歧管模块包括膨胀阀；

·制冷剂歧管被构造为联接到膨胀阀马达，以用于控制制冷剂流通过膨胀阀；

·制冷剂歧管还包括与其一体地形成的蓄积器壳体。

本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后将理解并了解本公开的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中：

图1是包括根据本公开的一个方面的hvac系统的车辆的局部示意性侧视立面图；

图2是根据本公开的一个方面的制冷模块安装歧管的局部分解透视图；

图3是示例性热泵系统的示意图；

图4是根据本公开的一个方面的制冷模块安装歧管的局部示意性侧视立面图；

图5是根据本公开的一个方面的制冷模块安装歧管的分解侧视横截面立面图；

图6是根据本公开的一个方面的制冷模块安装歧管的分解透视图；

图7是根据本公开的一个方面的制冷模块安装歧管的分解透视图；

图8是根据本公开的一个方面的制冷模块安装歧管的分解透视图。

具体实施方式

出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应与如图2中取向的公开内容相关。然而，应当理解，除了明确规定相反的情况之外，本公开可以采取各种替代取向。还应当理解，附图中所示以及以下说明书中所描述的具体装置和过程仅是随附权利要求中所限定的发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求另有明确说明，否则与本文所公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为具有限制性。

在本文件中，关系术语，诸如第一和第二、顶部和底部等，仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何其他变型意图涵盖非排他性包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包括那些要素，而且可以包括没有明确列出或此类过程、方法、制品或设备所固有的其他要素。在没有更多约束的情况下，前面带有“包括……”的要素不排除在包括所述要素的过程、方法、制品或设备中存在另外的相同要素。

参考图1，车辆被示出为包括乘客舱12，所述乘客舱12被构造为容纳车辆10的一个或多个乘客。在一些情况下，可能期望对乘客舱12进行加热或冷却以确保乘客舒适。因此，可以提供包括一个或多个风道16的hvac系统14，以向乘客舱12提供经调节的空气。在一些实施例中，hvac系统14可以包括热泵系统14。如本文所使用，术语“热泵”是指为在热能传递的两个方向上都具有高效率而优化的蒸气压缩制冷装置。此类热泵系统采用制冷剂作为至少在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器之间循环的工作流体。由于热泵的操作可以是可逆的，因此热泵可以适于在两个方向上工作，例如以冷却模式和加热模式两者操作，以向内部乘客舱提供冷却或加热。

现在参考图2，热泵系统14包括模块安装歧管18，所述模块安装歧管18被构造为将制冷剂联接/引导到一个或多个hvac模块。如图所示，歧管18包括板歧管，所述板歧管包括第一板22和第二板24。第一板22和/或第二板24包括形成在内表面上的多个凹槽，使得第一板22和第二板24一起限定多个通道和外部开口36，以用于引导流通过歧管以及在辅助模块20之间引导流。辅助模块20可以包括用于引导制冷剂通过制冷系统的流动或改变制冷剂通过制冷系统的状态的任何装置，包括但不限于热交换器(例如，冷凝器、蒸发器、冷却器等)、消声器、液气分离器阀、膨胀阀、蓄积器、压缩机、止回阀、截止阀、三通阀、四通阀或它们的组合。如图所示，第一板22和第二板24通过多个紧固件(例如螺栓)连接在一起；然而，在不脱离本公开的范围的情况下，第一板22和第二板24可以通过其他连接特征(例如，一体附接特征、压装、粘合剂等)接合在一起。

歧管18可以通过任何合适的成形工艺(例如，机械加工、模制或铸造等)由适于引导加压制冷剂通过热泵系统14的材料形成。在一些实施例中，歧管18可由铝形成。在其他实施例中，歧管18可由塑料形成。在歧管18由塑料形成的实施例中，可能需要选择合适的材料以便承受热泵系统14内产生的压力、车辆10的发动机罩下环境内产生的高温以及阻止水渗入热泵系统14中。在一些实施例中，歧管18包括多层塑料，所述多层塑料包括用于吸湿的一个或多个屏障。

在一些实施例中，歧管18可以包括一个或多个歧管模块，所述一个或多个歧管模块与歧管18一体地形成。在一些实施例中，歧管18可以包括一个或多个膨胀阀26，所述一个或多个膨胀阀26与第一板22和/或第二板24一体地形成。歧管18还可以被构造为通过c形夹或其他合适的紧固件联接到一个或多个膨胀阀马达28，以用于控制制冷剂流通过膨胀阀26。歧管18还可以包括与其一体地形成的液气分离器(“lgs”)阀30。

歧管18可以另外包括用于将歧管18安装到车辆10的一个或多个安装支架32。在一些实施例中，歧管18还可以包括用于将一个或多个辅助模块20安装到歧管18的模块支架34。此类支架可以包括但不限于用于将歧管模块安装到歧管18和/或将歧管18安装到车辆10的紧固特征、一体附接(即，卡扣配合)特征、粘合剂、压装特征以及其他合适的布置。

现在参考图3和图4，示例性热泵系统14被描绘为包括压缩机40、第一三通阀42、第一内部热交换器44、第一膨胀阀46、lgs阀48、第二三通阀50、第二膨胀阀52、第二内部热交换器54、蓄积器56、外部热交换器58、止回阀60、第三膨胀阀62和截止阀64。如图3中的虚线所绘示的，一个或多个模块可以与歧管18一体地形成并且被构造为引导流通过由歧管18形成的一个或多个通道。另外，歧管18包括多个外部开口(66-78)，所述多个外部开口被构造为将制冷剂流引导到辅助模块20。

在图3和图4所示的热泵系统14的示例性冷却模式中，制冷剂作为高压饱和蒸气离开或退出压缩机40并且通过外部开口66进入歧管18。然后，高压饱和蒸气通过歧管18被引导到第一三通阀42、随后通过外部开口76到达外部热交换器58。当制冷剂通过外部热交换器58时，制冷剂从高压饱和蒸气变为高压过冷液体。然后，制冷剂通过外部开口78重新进入歧管18并且通过止回阀60被引导到第一膨胀阀46。当制冷剂通过第一膨胀阀46时，制冷剂从高压过冷液体变为中压液体-蒸气混合物。中压液体-蒸气混合物然后被引导到lgs阀48，在所述lgs阀48处，中压液体和蒸气混合物的蒸气组分与中压液体和蒸气混合物的液体组分分离。中压液体和蒸气混合物的蒸气组分通过外部开口返回到压缩机40。中压液体和蒸气混合物的液体组分继续通过歧管18从lgs阀48到第二三通阀50，在第二三通阀50中制冷剂被引导到第二膨胀阀52。当制冷剂通过第二膨胀阀52时，制冷剂压力下降并且变为低压液体和蒸气混合物。然后，制冷剂通过外部开口72被引导到第二内部热交换器54，在第二内部热交换器54中制冷剂变为低压饱和蒸气。低压饱和蒸气退出第二内部热交换器54并且进入蓄积器56。然后，低压蒸气制冷剂从蓄积器56被引导回到压缩机40。

在图3和图4所示的热泵系统14的示例性加热模式中，制冷剂作为高压饱和蒸气离开压缩机40并且通过外部开口66进入歧管18。然后，高压饱和蒸气通过歧管18被引导到第一三通阀42、随后通过外部开口68到达第一内部热交换器44。当制冷剂通过外部热交换器58时，制冷剂从高压饱和蒸气变为高压过冷液体。然后，制冷剂通过外部开口70重新进入歧管18并且被引导到第一膨胀阀46。当制冷剂通过第一膨胀阀46时，制冷剂从高压过冷液体变为中压液体-蒸气混合物。然后，中压液体-蒸气混合物被引导到lgs阀48，在所述lgs阀48处，中压液体和蒸气混合物的蒸气组分与中压液体和蒸气混合物的液体组分分离。然后，中压液体和蒸气混合物的蒸气组分通过外部开口返回到压缩机40。中压液体和蒸气混合物的液体组分继续通过歧管18从lgs阀48到达第三膨胀阀62。当制冷剂通过第三膨胀阀62时，制冷剂压力下降并且变为低压液体和蒸气混合物。然后，制冷剂通过外部开口78被引导到外部热交换器58，在外部热交换器58中制冷剂被加热至低压饱和蒸气。低压饱和蒸气退出外部热交换器58并且通过外部开口76重新进入歧管18，在所述歧管18中制冷剂通过第二三通阀50和截止阀64被引导到外部开口74。然后，制冷剂通过外部开口74离开歧管18并且被引导到蓄积器56。然后，低压蒸气制冷剂从蓄积器56被引导回到压缩机40。

本领域的技术人员将会理解，如图3和图4中所示的热泵系统14以及如本文描述的操作模式仅是示例性的。可以在不脱离本公开的范围的情况下存在替代实施例和系统设计。另外，在各种实施例中，在不脱离本公开的范围的情况下，模块可以与歧管18一体地形成，安装到歧管18，或者通过制冷剂管道流体地联接到歧管18以解决具体应用的封装和/或设计要求。例如，尽管在一个实施例中，一个或多个歧管模块可以与歧管18一体地形成，但是另一个实施例的封装问题可能需要将一个或多个歧管模块定位在歧管18的外部并且通过制冷剂管道流体地联接到歧管18。

现在参考图5，在第一板22和第二板24的界面处限定一个或多个通道。如图所示，歧管18的第一板22和/或第二板24限定一个或多个互锁特征(即，插塞和插口)。第一板22和第二板24各自限定至少一个插塞80和/或至少一个插口82。插口82被构造为联接到插塞80，使得插塞80和插口82一起限定制冷剂可以流过的通道。在一些实施例中，插塞80和插口82可以被构造为沿着它们的界面形成密封件，以防止制冷剂从通道泄漏。如图5所示，插塞80和插口82限定单个通道；然而，在替代实施例中，插塞80和插口82可以包括多个凹槽，使得它们一起限定多个通道。在一些实施例中，第一板22和第二板24可以包括沿着平坦表面的多个凹槽以限定没有任何互锁特征的一个或多个通道。另外，图5的通道的样式被描绘为基本上圆形，然而，在不脱离本公开的范围的情况下，可以提供任何样式(例如，正方形、矩形等)。

由歧管18限定的通道可以流体地联接到一个或多个外部开口(66-78)。外部开口(66-78)可以形成在歧管18的第一板22和/或第二板24中。如图所示，外部开口(66-78)直接通向歧管18的平坦外部表面。然而，可以设想的是，外部开口(66-78)和/或歧管18可以包括用于将一个或多个辅助模块20联接到歧管18的一个或多个特征。这可以包括但不限于用于将辅助模块20流体地联接到歧管18的用于制冷管路的常规安装支架结构、用于高压和低压管路的不同直径、用于接收螺栓或其他紧固件的附接特征、用于接收制冷管配件的埋头孔、用于接收待由蜗轮夹具或类似装置紧固的管道的突出圆柱形特征、以及其他特征。另外，在一些实施例中，外部开口可以沿着歧管18的第一板22和第二板的外周处的界面形成，使得第一板22和第二板24一起限定外部开口。由第一板22和第二板24两者限定的外部开口可以包括用于将辅助模块20联接到歧管18的多种附接特征，所述多种附接特征包括但不限于一个或多个凹槽，所述一个或多个凹槽被构造为联接到辅助模块20的环形圈以将辅助模块20保持在适当位置。

现在参考图6，提供模块安装歧管100的另一个实施例，其包括第一板102和第二板104。第一板102和第二板104在结构上与图2的第一板22和第二板24的类似之处可能在于：第一板102和第二板104被构造为限定多个通道和外部开口116，以用于引导制冷剂流通过歧管100以及在热泵系统的模块之间引导制冷剂流，然而，通道的实际构造可以变化。第一板102和第二板104还限定用于将第一板102和第二板104连接在一起的多个紧固特征106；然而，第一板102和第二板104可以以多种方式连接，如参考图2所述。

如图6中示出的，第一板102包括与第一板102一体地形成的多个膨胀阀108和lgs阀112，以用于影响歧管100中的制冷剂流。第一板102还被构造为联接到一个或多个膨胀阀马达110，以用于控制制冷剂流通过膨胀阀108。膨胀阀马达110可以通过c形夹或通过其他合适的紧固件联接到第一板102。另外，第一板102包括用于将歧管100附接到车辆10的安装支架114。

第二板104包括用于将水冷冷凝器118流体地联接到歧管100的外部开口116。外部开口116在设计上可以类似于图5中的外部开口(66-78)。第二板104还包括用于将蓄积器122安装到歧管100的一对蓄积器支架120。另外，第二板104被构造为联接到一个或多个消声器124。

图6中还提供围绕歧管100的外周设置的垫片126。垫片126可以包括用于密封第一板102和第二板104以防止制冷剂泄漏的任何合适的材料(例如，氯丁橡胶、丁腈橡胶(nbr)、过饱和丁腈(hsn)、氯丁二烯等)。垫片126还可以包括用于防止歧管100内制冷剂的泄漏的任何合适的样式和/或形状。

现在参考图7，提供歧管200。歧管200在设计上类似于图6的歧管100，然而，歧管200包括具有集成消声器224和蓄积器壳体222的第二板204。蓄积器壳体222与第二板204一体地形成并且可以包括开口，所述开口被构造为接收/联接到蓄积器筒228和蓄积器盖230。蓄积器筒228和蓄积器盖230可以通过c形夹或其他合适的紧固装置保持在适当位置。

现在参考图8，提供歧管300。歧管300在设计上类似于图7的歧管200。然而，歧管300包括蓄积器壳体，所述蓄积器壳体包括与第一板302一体地形成的第一蓄积器壳体部分322a和与第二板304一体地形成的第二蓄积器壳体部分322b。第一板302和第二板304被构造为联接在一起，使得第一蓄积器壳体部分322a和第二蓄积器壳体部分322b形成包括开口的隔室，所述开口被构造为接收/联接到蓄积器筒328和蓄积器盖330。蓄积器筒328和蓄积器盖330可以通过c形夹或其他合适的紧固件装置保持在适当位置。

本领域普通技术人员将理解，所描述的本公开和其他部件的构造不限于任何特定材料。除非本文另有描述，否则本文所公开的本公开的其他示例性实施例可以由多种材料形成。

出于本公开的目的，术语“联接”通常意味着两个部件(电气的或机械的)直接或间接地彼此接合。这种连接在本质上可以是固定的，或者在本质上是可移动的。这种连接可以通过两个部件(电气的或机械的)和任何另外的中间构件实现，所述任何另外的中间构件彼此或与所述两个部件一体地形成为单个整体。除非另有说明，否则这种连接本质上可以是永久性的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。

同样重要的是，要注意，如示例性实施例中示出的本公开的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了本发明创新的几个实施例，但是审阅本公开的本领域技术人员将容易理解，在不实质上脱离所叙述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)是可能的。例如，示出为一体地形成的元件可以由多个部分构成，或者示出为多个部分的元件可以一体地形成，可以颠倒或以其他方式改变界面的操作，可以改变系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度，可以改变元件之间提供的调节位置的性质或数量。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由提供足够强度或耐用性的多种材料中的任何一种以各种颜色、纹理和组合中的任何一种构成。因此，所有此类修改意图被包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下，可以在期望的和其他示例性实施例的设计、工况和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。

应当理解，任何所描述的过程或所描述的过程内的步骤可以与其他公开的过程或步骤组合以形成本公开范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程用于说明性目的，而不应解释为限制性。

还应理解，在不脱离本公开的概念的情况下，可以对前述结构和方法进行变化和修改，并且还应理解，此类概念意图由权利要求覆盖，除非这些权利要求以其语言以其他方式明确陈述。

根据本发明，提供一种制冷剂歧管，其具有：第一板；以及第二板，其与第一板联接以限定用于引导制冷剂流通过歧管的多个通道。

根据实施例，本发明的特征还在于歧管模块，其与第一板和第二板中的一者一体地形成。

根据实施例，歧管模块包括液气分离器阀。

根据实施例，歧管模块包括与其一体地形成的膨胀阀并且其中歧管被构造为联接到膨胀阀马达，以用于控制膨胀阀的操作。

根据实施例，歧管模块包括阀，所述阀与歧管一体地形成并且被构造为引导制冷剂流通过歧管。

根据实施例，第一板和第二板中的一者限定插塞并且第一板和第二板中的另一者限定插口，所述插口被构造为联接到插塞，使得插口和插塞一起限定用于引导制冷剂流的通道。

根据实施例，第一板和第二板联接在一起，使得它们形成用于防止制冷剂从多个通道泄漏的密封件。

根据实施例，本发明的特征还在于垫片，所述垫片定位在第一板和第二板之间以防止制冷剂从歧管泄漏。

根据实施例，制冷剂歧管可操作地联接到车辆的hvac系统。

根据本发明，提供一种热泵系统，其具有：用于引导制冷剂流通过系统的歧管，所述歧管包括：第一板；第二板，其联接到第一板，其中第一板和第二板一起限定多个通道，所述多个通道被构造为引导制冷剂流通过系统；以及歧管模块，其与第一板和第二板中的一者一体地形成；以及辅助模块，其流体地联接到歧管。

根据实施例，辅助模块包括蓄积器。

根据实施例，蓄积器包括蓄积器壳体、蓄积器筒和蓄积器盖，其中蓄积器壳体与第一板和第二板中的一者一体地形成并且被构造为联接到蓄积器筒和蓄积器盖。

根据实施例，第一板和第二板中的每一者都包括与其一体地形成的蓄积器壳体的一部分，所述蓄积器壳体被构造为联接到蓄积器筒和蓄积器盖。

根据实施例，辅助模块包括热交换器、消声器、液气分离器阀、膨胀阀、蓄积器、压缩机、止回阀、截止阀、三通阀、四通阀或它们的组合。

根据实施例，热泵系统可操作地连接到车辆的hvac系统。

根据本发明，提供一种车辆，其具有：热泵系统，其包括：制冷剂歧管，其包括第一板和第二板，其中第一板和第二板联接在一起，使得它们一起限定用于引导制冷剂流通过热泵系统的多个通道；以及辅助模块，所述辅助模块流体地联接到制冷剂歧管。

根据实施例，制冷剂歧管还包括歧管模块，所述歧管模块与制冷剂歧管一体地形成。

根据实施例，歧管模块包括膨胀阀。

根据实施例，制冷剂歧管联接到膨胀阀马达，以用于控制制冷剂流通过膨胀阀。

根据实施例，制冷剂歧管还包括与其一体地形成的蓄积器壳体。