專(zhuān)利名稱(chēng)：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用在熱泵式空調(diào)器中的換熱器，尤其涉及能夠使分流到多個(gè)傳熱管中的制冷劑的分流量均勻化的換熱器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空調(diào)器的構(gòu)成制冷循環(huán)的換熱器，當(dāng)其換熱能力較小時(shí)，制冷劑的循環(huán)量也較小，為了減少換熱管內(nèi)的壓力損失，一般制冷劑通道為單一通道較好，當(dāng)換熱量較大時(shí)，制冷劑的循環(huán)量也較大，此時(shí)就需要多個(gè)制冷劑通道。在這種需要多個(gè)制冷劑通道的情況下，需要能使制冷劑在多個(gè)傳熱管中均勻分流、以最大限度地發(fā)揮換熱器性能的技術(shù)方案。
下面參照?qǐng)D6，對(duì)使用平行流動(dòng)型換熱器作為蒸發(fā)器的情況進(jìn)行說(shuō)明。在圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)的例子中，標(biāo)號(hào)2是中空?qǐng)A筒狀的下部聯(lián)管箱，其右側(cè)封閉，作為蒸發(fā)器使用時(shí)，制冷劑通到流入外接管1上。流到下部聯(lián)管箱2中的制冷劑通過(guò)與連通各聯(lián)管箱的扁平管3緊密接觸的翅片4與空氣進(jìn)行熱交換，然后氣化了的制冷劑流到中空?qǐng)A筒狀的上側(cè)聯(lián)管箱從蒸發(fā)器外接管6流出。
此外，當(dāng)作為冷凝器使用時(shí)，利用制冷循環(huán)中的四通閥對(duì)循環(huán)進(jìn)行切換，使制冷劑的流入方向與作為蒸發(fā)器時(shí)的相反，在圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)例子中，從壓縮機(jī)排出的高溫高壓的單相過(guò)熱制冷劑氣體從冷凝器外接管6流入上側(cè)聯(lián)管箱5中，通過(guò)與連通各聯(lián)管箱的扁平管3緊密接觸的翅片4與空氣進(jìn)行熱交換，冷凝液化后的制冷劑流到中空?qǐng)A筒狀的下部聯(lián)管箱2從冷凝器外接管1流出。另外，扁平管3是由傳熱性能良好的鋁或銅合金等金屬制成的、具有扁平斷面外形的換熱器用扁平管，它的內(nèi)部有1個(gè)到數(shù)個(gè)制冷劑通道，扁平管3以將下部聯(lián)管箱2和上部聯(lián)管箱5連通的方式，多根垂直地布置在這些聯(lián)管箱之間。
此外，為獲得均勻的制冷劑分配、形成良好分流狀態(tài)、使其充分發(fā)揮性能，在多根扁平管3上使用了各種辦法，由傳熱性能良好的鋁或銅合金等薄金屬板制成波紋狀而形成的翅片4以與多個(gè)扁平管3構(gòu)成的面垂直地形成多個(gè)蜂窩狀空氣通道的方式設(shè)置在各扁平管之間，從而使空氣和制冷劑能夠順利地進(jìn)行熱交換。
作為使現(xiàn)有技術(shù)中這種空調(diào)器用換熱器具有良好分流狀態(tài)的結(jié)構(gòu)的例子有使聯(lián)管箱內(nèi)部的隔板相對(duì)聯(lián)管箱軸的垂直方向傾斜(例子參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)，或使扁平管3的端面傾斜(例子參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平6-174335號(hào)公報(bào)(第1-5頁(yè)，附圖1)專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)平8-5194號(hào)公報(bào)(第1-5頁(yè)，附圖1)。
當(dāng)將上述現(xiàn)有的平行流動(dòng)型換熱器作為冷凝器使用時(shí)，從壓縮機(jī)排出的單相過(guò)熱制冷劑氣體從圖6所示的上部聯(lián)管箱5上的外接管6流入，均勻流過(guò)各扁平管3，與空氣進(jìn)行熱交換后，冷凝液化了的制冷劑受重力影響，流到下部聯(lián)管箱2中，在此，流過(guò)各扁平管3的制冷劑的分流狀況不存在很大的問(wèn)題。
但是，當(dāng)作為蒸發(fā)器使用時(shí)，如圖7所示，液氣混合的兩相制冷劑流入下部聯(lián)管箱2中，除氣態(tài)制冷劑7外，滯留在底部的液態(tài)制冷劑8受流動(dòng)慣性的影響，具有在蒸發(fā)器入口附近和下游側(cè)的右方變厚、在位于下部聯(lián)管箱2中央部附近的地方變薄的傾向。由此導(dǎo)致從下側(cè)聯(lián)管箱2進(jìn)入各扁平管3內(nèi)的制冷劑的量不均勻，并且，還受制冷循環(huán)中高粘性制冷機(jī)油的影響以及在各扁平管中流動(dòng)的制冷劑發(fā)生偏流的影響，另外，根據(jù)布局情況，制冷劑優(yōu)先流過(guò)從蒸發(fā)器入口到蒸發(fā)器出口所經(jīng)距離最短、阻力最小的圖6中扁平管3a、3b附近從外接管6流出，而在從蒸發(fā)器入口到出口所經(jīng)距離最遠(yuǎn)的扁平管3e、3f附近，由于管路損失造成阻力較大，流到此處的制冷劑就比較少。
圖8簡(jiǎn)單地示出了用紅外線(xiàn)測(cè)定器對(duì)用做蒸發(fā)器使用時(shí)的換熱器整體的溫度分布測(cè)定結(jié)果，斜線(xiàn)部分是比其它部分溫度高的區(qū)域，在圖8的斜線(xiàn)部分阻力較大，作為其下游的右側(cè)的一半以上制冷劑流量較小，同時(shí)制冷劑過(guò)熱度大，存在使換熱器性能大幅度降低這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決現(xiàn)有的問(wèn)題而提出的，其目的是提供一種平行流動(dòng)型換熱器，使其即使是同時(shí)用做蒸發(fā)器或冷凝器時(shí)，也能達(dá)到良好的分流狀態(tài)，從而獲得充分的熱交換量。
為解決上述現(xiàn)有的問(wèn)題，本發(fā)明第1項(xiàng)發(fā)明是一種換熱器，具有呈規(guī)定距離布置的、大致在水平方向延伸的一對(duì)聯(lián)管箱；配置在該—對(duì)聯(lián)管箱之間的多個(gè)傳熱管；配置在相鄰傳熱管之間的翅片，其特征在于制冷劑流入管位于所述一對(duì)聯(lián)管箱之一的端部，制冷劑流出管位于上述一對(duì)聯(lián)管箱之另一個(gè)的中央附近。
此外，第2項(xiàng)發(fā)明，其特征在于所述流入管沿上述聯(lián)管箱的長(zhǎng)度方向配置在上述聯(lián)管箱一端部。
進(jìn)一步地，第3項(xiàng)發(fā)明，其特征在于所述流入管連接在上述聯(lián)管箱的兩端部。
另外，第4項(xiàng)發(fā)明，其特征在于在將所述換熱器用做蒸發(fā)器時(shí)，上述流入管比流出管的管徑小地配置在所述聯(lián)管箱管上。
進(jìn)一步地，第5項(xiàng)發(fā)明，其特征在于在將所述換熱器用做冷凝器時(shí)，上述流入管比上述流出管管徑大地配置在所述聯(lián)管箱管上。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的平行流動(dòng)型換熱器的主示意圖。
圖2是表示圖1所示換熱器溫度分布的主示意圖。
圖3是圖1所示換熱器下部聯(lián)管箱內(nèi)部的制冷劑狀態(tài)圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的平行流動(dòng)型換熱器的主示意圖。
圖5是表示圖4所示換熱器溫度分布的主示意圖。
圖6是現(xiàn)有技術(shù)中換熱器的主示意圖。
圖7是圖6所示換熱器下部聯(lián)管箱內(nèi)部的制冷劑狀態(tài)圖。
圖8是表示圖6所示換熱器溫度分布的主示意圖。
圖中1、1a-外接管，2-下部聯(lián)管箱，3、3a、3b、3c、3d、3e、3f-扁平管，4-翅片，5-上部聯(lián)管箱，6-外接管，7-氣態(tài)制冷劑，8-液態(tài)制冷劑。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)施例1)圖1表示了本發(fā)明實(shí)施例1的平行流動(dòng)型換熱器，其包括相距規(guī)定距離、基本上在水平方向延伸的下部聯(lián)管箱2和上部聯(lián)管箱5；兩端連接在兩個(gè)聯(lián)管箱2、5之間、基本與兩者垂直布置的多個(gè)扁平管(傳熱管)3；在相鄰的扁平管3之間呈蛇形布置的蜂窩狀翅片4；分別與下部聯(lián)管箱2和上部聯(lián)管箱5連接的、作為流向換熱器的制冷劑進(jìn)出口的外接管1、6。此外，外接管1在下部聯(lián)管箱2的長(zhǎng)度方向延伸，外接管6在與上部聯(lián)管箱垂直的方向延伸。
在圖1中，實(shí)線(xiàn)箭頭表示換熱器作為蒸發(fā)器使用的情況，虛線(xiàn)箭頭表示作為冷凝器使用的情況，當(dāng)作為蒸發(fā)器使用時(shí)，下部聯(lián)管箱2的左側(cè)是制冷劑入口，上部聯(lián)管箱5是制冷劑出口，當(dāng)作為冷凝器使用時(shí)采用與蒸發(fā)器相反的流動(dòng)方式。
當(dāng)將上述結(jié)構(gòu)的換熱器作為蒸發(fā)器使用時(shí)，蒸發(fā)器的制冷劑入口是與下部聯(lián)管箱2相連的外接管1，制冷劑流過(guò)扁平管3，通過(guò)與扁平管3緊密接觸的翅片4與空氣進(jìn)行換熱。經(jīng)換熱氣化后的制冷劑匯集到上部聯(lián)管箱5中，通過(guò)作為蒸發(fā)器制冷劑出口的外接管6，進(jìn)入制冷循環(huán)中的壓縮機(jī)(圖中未示出)入口。
另一方面，當(dāng)上述結(jié)構(gòu)的換熱器作為冷凝器使用時(shí)，從壓縮機(jī)排出的單相過(guò)熱制冷劑氣體從冷凝器的外接管6流到上部聯(lián)管箱5中，通過(guò)與各扁平管3緊密接觸的翅片4與空氣進(jìn)行熱交換。經(jīng)換熱冷凝液化后的制冷劑受重力的作用，沿各扁平管3均勻地流下后，進(jìn)入下部聯(lián)管箱2，通過(guò)冷凝器外接管1進(jìn)入壓縮機(jī)的入口處。
圖2簡(jiǎn)單地顯示了作為蒸發(fā)器使用時(shí)，用紅外測(cè)定器對(duì)換熱器的整體溫度分布進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。
在圖2中，斜線(xiàn)部分比其它部分的溫度高，是制冷劑基本上不流過(guò)、起不到作為換熱器本身作用的部分，但當(dāng)與用來(lái)說(shuō)明現(xiàn)有例的圖8所顯示的蒸發(fā)器溫度分布進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，溫度分布基本上均勻，這使換熱器的有效面積增大，性能大幅度提高。而且，在圖1的換熱器中，由于液氣混合的兩相制冷劑能通過(guò)作為蒸發(fā)器入口的外接管1從下部聯(lián)管箱2的左側(cè)水平地流入，因此制冷劑能均勻地流到與下側(cè)聯(lián)管箱2垂直布置的各扁平管3內(nèi)。
此外，如圖3所示，由于滯留在底部的液態(tài)制冷劑8在其下游側(cè)的右方會(huì)變厚、而且蒸發(fā)器出口6的位置設(shè)置在上部聯(lián)管箱5的中央，從外接管1流到下部聯(lián)管箱2中的制冷劑的流動(dòng)慣性作用在其下游方向上，因此與圖6所示的在下部聯(lián)管箱2內(nèi)液態(tài)制冷劑靠滑移到下游側(cè)而造成增厚傾向的現(xiàn)有例中下部聯(lián)管箱2內(nèi)的制冷劑狀態(tài)相比，液態(tài)制冷劑更加均勻，因此促進(jìn)了流到各扁平管3內(nèi)的制冷劑量的均勻性。更進(jìn)一步地說(shuō)，圖1所示的制冷劑流過(guò)各扁平管3的同時(shí)經(jīng)過(guò)換熱而氣化，通過(guò)管內(nèi)的壓力損失最高的上部聯(lián)管箱5，由于制冷劑出口布置在上部聯(lián)管箱5的中央，因此流過(guò)距中央出口最遠(yuǎn)、布置在上部聯(lián)管箱5兩端的3a、3f扁平管的氣體制冷劑到出口距離最短且相等。這樣使換熱器內(nèi)的壓力分布均等，制冷劑的偏流減小，能夠有效地利用換熱器，使其性能提高。
另外，對(duì)于蒸發(fā)器來(lái)說(shuō)，制冷劑入口外接管1的直徑比蒸發(fā)器出口外接管6的直徑小，這樣能降低蒸發(fā)器出口管內(nèi)的壓力損失，使流到蒸發(fā)器入口的制冷劑的流速增加，同時(shí)使制冷劑以液氣比例均等的程度流到各扁平管3中。
反之，在作為冷凝器使用時(shí)，由于冷凝器入口外接管6的直徑比冷凝器出口外接管1的直徑大，因此能防止因高溫高壓的單相氣體制冷劑通過(guò)外接管6時(shí)的壓力損失而造成的性能降低。
此外，在上述的結(jié)構(gòu)中，外接管1、6位于圖1所示的特定位置，但并不局限于該特定位置，它們可以左右相反地設(shè)置，也可根據(jù)換熱器的形狀而變化位置。
另外，下部聯(lián)管箱2和上部聯(lián)管箱5或外接管1、6的圓筒形，也可由四邊形、橢圓形、多邊形等其它形狀代替。
(實(shí)施例2)圖4表示了本發(fā)明實(shí)施例2的平行流動(dòng)型換熱器，其中實(shí)線(xiàn)箭頭表示將換熱器作為蒸發(fā)器使用的情況，虛線(xiàn)箭頭表示作為冷凝器使用的情況。
當(dāng)作為蒸發(fā)器使用時(shí)，下部聯(lián)管箱2的兩側(cè)是制冷劑入口，上部聯(lián)管箱5的中央是制冷劑出口，作為冷凝器使用時(shí)與作為蒸發(fā)器使用時(shí)的流動(dòng)相反。
在本實(shí)施例中，為使制冷劑均勻地流入各扁平管3中，將外接管1和1a在下部聯(lián)管箱2長(zhǎng)度方向的兩側(cè)布置，并使外接管1和1a的直徑比外接管6的直徑小。
如果使用本實(shí)施例的裝置，當(dāng)將換熱器作為蒸發(fā)器使用時(shí)，制冷劑從外接管1和1a流到下部聯(lián)管箱2中后，用圖4中實(shí)線(xiàn)所示的制冷劑均勻地流入各扁平管3中，然后從作為蒸發(fā)器出口的外接管6流到位于制冷循環(huán)中的壓縮機(jī)入口。這里，在蒸發(fā)器的下部聯(lián)管箱2上有兩處制冷劑入口。
圖5簡(jiǎn)單地示出了作為蒸發(fā)器使用時(shí)，用紅外測(cè)定器對(duì)換熱器的整體的溫度分布進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。
在圖5中，斜線(xiàn)部分比其他部分的溫度高，制冷劑基本上不流過(guò)、是作為換熱器本身不起作用的部分，與上面圖2所示的實(shí)施例1中的換熱器蒸發(fā)器的溫度分布相比，溫度分布更加均勻，從而使換熱器的有效面積增大，性能大幅度提高。另外，在圖4的換熱器中，由于有兩個(gè)外接管1和1a，因此使從下部聯(lián)管箱2兩側(cè)流入的制冷劑速度降低，制冷劑流動(dòng)慣性的作用比上述圖2換熱器中的要小，使下部聯(lián)管箱2內(nèi)的制冷劑液相更加均勻，使制冷劑均勻地流過(guò)各扁平管3。由此提高了換熱性能。
此外，在上述結(jié)構(gòu)中，連接管1、1a、6以及下部聯(lián)管箱2和上部聯(lián)管箱5的圓筒形狀，也可由四邊形、橢圓形或多邊形等其它形狀代替。
(發(fā)明的效果)本發(fā)明由于采取以上所說(shuō)的結(jié)構(gòu)，因此具有下述效果。
當(dāng)本發(fā)明的換熱器作為蒸發(fā)器使用時(shí)，由于流到各扁平管中的制冷劑能夠均勻地分流，因此能最大限度地發(fā)揮換熱性能，提供具有高可靠性的換熱器。
此外，由于本發(fā)明的換熱器可以既作為蒸發(fā)器使用又作為冷凝器使用，因此使用在制冷循環(huán)中時(shí)，不需要復(fù)雜的加工和大型化系統(tǒng)，就能提高熱交換性能，同時(shí)使系統(tǒng)易被收容和小型化，提供有利于加工性和生產(chǎn)性的高可靠性的換熱器。
權(quán)利要求
1.一種換熱器，具有呈規(guī)定距離布置的、大致在水平方向延伸的一對(duì)聯(lián)管箱；配置在該一對(duì)聯(lián)管箱之間的多個(gè)傳熱管；配置在相鄰傳熱管之間的翅片，其特征在于制冷劑流入管位于所述一對(duì)聯(lián)管箱之一的端部，制冷劑流出管位于上述一對(duì)聯(lián)管箱之另一個(gè)的中央附近。
2.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于所述流入管沿上述聯(lián)管箱的長(zhǎng)度方向配置在上述聯(lián)管箱一端部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于所述流入管連接在上述聯(lián)管箱的兩端部。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于在將所述換熱器用做蒸發(fā)器時(shí)，上述流入管比流出管的管徑小地配置在所述聯(lián)管箱管上。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于在將所述換熱器用做冷凝器時(shí)，上述流入管比上述流出管管徑大地配置在所述聯(lián)管箱管上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種換熱器，該換熱器通過(guò)在大致水平布置的下部聯(lián)管箱(2)和上部聯(lián)管箱(5)之間配置大致垂直延伸的多個(gè)扁平管(3)，在相鄰的扁平管(3)之間具有翅片(4)，將位于下部聯(lián)管箱(2)一端的流入制冷劑的外接管(1)沿長(zhǎng)度方向設(shè)置，同時(shí)在上部聯(lián)管箱(5)的中央附近設(shè)置流出制冷劑的外接管(6)，而改善了制冷劑的分流狀況。這種換熱器是一種高可靠性的平行流動(dòng)型換熱器，當(dāng)將其用做蒸發(fā)器或冷凝器之一使用時(shí)，能具有良好的分流狀態(tài)，獲得足夠的熱交換量。
文檔編號(hào)F28F9/02GK1523316SQ20041000508
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者山口成人, 杉尾孝, 橫山昭一, 清水努, 一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社