制冷劑分配器及具備此制冷劑分配器的熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制冷劑分配器及具備此制冷劑分配器的熱交換器，制冷劑分配器具有集管(10a)和分散器(40)，集管(10a)具有與使制冷劑向并列地流到并列地配置的多個扁平管(20)的熱交換器(1)的多個扁平管(20)的一端連接，內(nèi)部由一個以上的分隔板(11)在多個傳熱管(20)的并列方向分隔的結構，在上下方向立起地設置；分散器(40)使制冷劑向由分隔板(11)分隔的集管(10a)內(nèi)的各腔的每一個分配地流入。
【專利說明】制冷劑分配器及具備此制冷劑分配器的熱交換器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及例如被安裝在用于空氣調(diào)節(jié)機等的冷凍循環(huán)裝置的熱交換器上，對制冷劑進行分配的制冷劑分配器及具備此制冷劑分配器的熱交換器。
【背景技術】
[0002]以往，有如下構成的熱交換器:將在上下方向延伸的一對集管在左右方向離開地配置，在一對集管間并列地配置多個扁平管，將多個熱交換管的兩端部與一對集管連通。在這種熱交換器中，在作為蒸發(fā)器使用的情況下，由于制冷劑以氣液二相流流入，所以，在入口側的集管內(nèi)，液體在重力方向積存，另一方面，氣體積存在集管內(nèi)的上方。由此，存在不能將制冷劑均等地向各扁平管分配，熱交換器的性能降低的課題。
[0003]因此，在將熱交換器作為蒸發(fā)器使用的情況下，對于入口側的集管要求均等地分配制冷劑的功能。作為這樣的制冷劑分配器，以往，有如下的制冷劑分配器:在集管內(nèi)部構成在上下方向折返的環(huán)狀流路，使流入的二相制冷劑流在集管內(nèi)部循環(huán)地進行均質(zhì)化，并向多個傳熱管的每一個分配(例如，參見專利文獻I)。
[0004]另外，作為謀求了制冷劑的均勻的分配的蒸發(fā)器，有如下的蒸發(fā)器:該蒸發(fā)器具有使在左右方向(水平方向)延伸的一對集管相互離開地配置并在一對集管間并列地配置多個扁平管的結構，在入口側的集管上，在左右方向空開間隔地設置多個制冷劑入口，使制冷劑從各制冷劑入口經(jīng)節(jié)流孔向集管內(nèi)部噴射地流入(例如，參見專利文獻2)。
[0005]在先技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2011-85324號公報(摘要，圖1)
[0008]專利文獻2:日本特開2000-249428號公報(摘要，圖4)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]在專利文獻I的構造中，雖然可以看到某種程度的制冷劑均等分配效果，但是，因為多個傳熱管都在集管內(nèi)部連通，所以，在集管內(nèi)受到壓頭差的影響。因此，不能斷言制冷劑分配效果充分，要求進一步的改進。
[0011]在專利文獻2中，因為將集管水平地設置，所以，不受壓頭差的影響。但是，在將集管在上下方向立起地設置的情況下，存在這樣的課題:受到壓頭差的影響，液體容易積存在下側。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述的課題做出的發(fā)明，其目的在于，提供一種能抑制壓頭差的影響，均等地分配制冷劑的制冷劑分配器及具備此制冷劑分配器的熱交換器。
[0013]為了解決課題的手段
[0014]本發(fā)明的制冷劑分配器具有集管和分散器，所述集管具有與使制冷劑并列地流到并列地配置的多個傳熱管的熱交換器的上述多個傳熱管的一端連接，且內(nèi)部由一個以上的分隔板在上述多個傳熱管的并列方向分隔的結構，并在上下方向立起地設置，所述分散器使制冷劑向由上述分隔板分隔的上述集管內(nèi)的各腔的每一個分配地流入。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠得到能夠抑制壓頭差的影響，均等地分配制冷劑的制冷劑分配器。在將集管在上下方向立起地設置的情況下，能夠得到特別有效的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是具備本發(fā)明的一實施方式的制冷劑分配器的熱交換器的示意立體圖。
[0018]圖2是圖1的制冷劑分配器的一部分的示意剖視圖。
[0019]圖3是表示圖1的扁平管的立體圖。
[0020]圖4是表示適用了圖1的熱交換器的冷凍循環(huán)裝置的制冷劑回路的圖。
[0021]圖5是表示制冷劑分配器的其它結構例的圖。
[0022]圖6是與風速分布相應的各腔的高度的決定原理的說明圖。
【具體實施方式】
[0023]圖1是具備本發(fā)明的一實施方式的制冷劑分配器的熱交換器的示意立體圖。圖2是圖1的制冷劑分配器的一部分的示意剖視圖。在圖1、圖2及后述的圖中，標注同一符號的部件是相同或者與之相當?shù)牟考?，這是在說明書全文中通用的。進而，在說明書全文中表示的構成要素的形態(tài)終究是例示，不限定于這些記載的形態(tài)。
[0024]熱交換器1是使制冷劑并列地流動的并流式的熱交換器，具有在左右方向離開地配置并在上下方向立起地設置的一對集管10(10a、10b);和在一對集管10間在上下方向并列地配置，兩端與一對集管10連接的多個扁平管(傳熱管)20。而且，熱交換器1還具有分散器40和多個翅片30。一對集管10、扁平管20及翅片30均由鋁或鋁合金構成。分散器40經(jīng)毛細管50與集管10a連接，與集管10a —起構成了制冷劑分配器。
[0025]翅片30是相互空開間隔地層疊在一對集管10間，空氣在其間通過的板狀翅片，多個扁平管20貫通在翅片30中。另外，翅片30也可以不必是板狀翅片。例如，也可以是在上下方向與扁平管20交替層疊地配置的波形狀的翅片等，總之，只要是配置成空氣在空氣通過方向通過的翅片即可。
[0026]扁平管20，如圖3所示，具有成為制冷劑流路的多個貫通孔20a。
[0027]集管10a，其內(nèi)部由一個以上的分隔板11在上下方向分隔，形成了多個腔12。在這里，由7張分隔板11形成了 8個腔12。在各腔12的每一個中，在上下方向形成了多個貫通孔13，扁平管20與此各貫通孔13連接。另外，各腔12的每一個都經(jīng)毛細管50與分散器40連接。
[0028]分散器40，在內(nèi)部具有對制冷劑的流動進行節(jié)流的節(jié)流孔(未圖示)，在將熱交換器1作為蒸發(fā)器使用的情況下，使流入到本身的氣液二相流通過節(jié)流孔，由此進行噴霧流化(均質(zhì)流化)，成為容易均等分配的狀態(tài)。這里，被進行了噴霧流化的制冷劑均等地向各毛細管50分配地流入，通過毛細管50內(nèi)，流入到各腔12的每一個。
[0029]毛細管50，根據(jù)其規(guī)格(長度、內(nèi)徑)調(diào)整管內(nèi)壓損，調(diào)整向集管10a的各腔12的分流比。這里，做成如下的毛細管:全部的毛細管50的規(guī)格相同，使相同量的制冷劑流入到各腔12。
[0030]在制造這樣的結構的熱交換器I時，將扁平管20、翅片30、一對集管10以全部組裝的狀態(tài)同時在爐中進行釬焊接合，然后，將分散器40及各毛細管50連接。
[0031]圖4是表示適用了圖1的熱交換器的冷凍循環(huán)裝置的制冷劑回路的圖。
[0032]冷凍循環(huán)裝置60具備壓縮機61、冷凝器62、作為減壓裝置的膨脹閥63和蒸發(fā)器64。作為冷凝器62和蒸發(fā)器64的至少一方使用熱交換器I。從壓縮機61排出的氣體制冷劑流入到冷凝器62，與通過冷凝器62的空氣進行熱交換，成為高壓液體制冷劑而流出。流出冷凝器62的高壓液體制冷劑由膨脹閥63減壓，成為低壓的氣液二相制冷劑，流入到蒸發(fā)器64。流入到蒸發(fā)器64的低壓的氣液二相制冷劑與通過蒸發(fā)器64的空氣進行熱交換，成為低壓氣體制冷劑，再次被壓縮機61吸入。
[0033]下面，參照圖1及圖4，說明在將熱交換器I作為蒸發(fā)器使用的情況下的制冷劑的流動。在圖1中，實線箭頭表示作為蒸發(fā)器使用的情況下的制冷劑的流動。
[0034]從膨脹閥63流出的氣液二相制冷劑流，首先流入到分散器40，被進行噴霧流化。被進行了噴霧流化的制冷劑均等地向各毛細管50分配地流入。通過了各毛細管50的各制冷劑分別流入集管1a的各腔12。
[0035]這里，在集管內(nèi)不設置分隔板的以往的結構的情況下，因為集管內(nèi)部整體連通，所以，因重力而產(chǎn)生的壓頭差大，容易產(chǎn)生偏流。但是，在本實施方式中，設置分隔板11，將集管1a內(nèi)部分隔，使各制冷劑流入到減小了壓頭差的各腔12。因此，壓頭差對流入到各腔12的各制冷劑的影響降低，各腔12的各制冷劑被均等地向與該腔12連接的各扁平管20分配地流入。
[0036]流入到各扁平管20的各制冷劑，經(jīng)扁平管20的貫通孔20a朝向集管1b側流動，在集管1b中合流，從外部連接配管14向熱交換器I外流出。
[0037]下面，參照圖1及圖4，說明將熱交換器I作為冷凝器使用的情況下的制冷劑的流動。在圖1中，點劃線箭頭表示作為冷凝器使用的情況下的制冷劑的流動。
[0038]從壓縮機61流出的氣體制冷劑流，流入到集管1b內(nèi)，在這里被進行均等分配，流入到各扁平管20。在制冷劑為氣體狀態(tài)的情況下，因為容易均等分配，所以，不需要分散器等制冷劑分配器，做成了使從壓縮機61流出的氣體制冷劑流直接向集管1b流入的結構。
[0039]而且，流入到各扁平管20的各制冷劑，經(jīng)扁平管20的貫通孔20a朝向集管1a側流動，流入到集管1a的各腔12的每一個。流入到各腔12的每一個的各制冷劑，經(jīng)各毛細管50流入到分散器40，在這里合流，向熱交換器I外流出。
[0040]如以上說明的那樣根據(jù)本實施方式，在將熱交換器I作為蒸發(fā)器使用的情況下，將流入的二相制冷劑流由分散器40均等分配，使被進行了均等分配的各制冷劑流入到謀求了降低壓頭差的各腔12。由此，壓頭差對流入到各腔12的各制冷劑的影響降低，能夠向各扁平管20均等分配地流入，能夠抑制偏流。因此，通過使用具有此分散器40和集管1a的制冷劑分配器，能夠最大限度地發(fā)揮蒸發(fā)器的能力，能夠提高作為蒸發(fā)器的熱交換器I的熱交換效率。
[0041]另外，分隔板11的位置，可以考慮能進行均等分配的壓頭差來決定。通過僅按必要最低限度設置分隔板11，能夠降低成本。
[0042]另外，本發(fā)明的制冷劑分配器及熱交換器，不限于圖1所示的構造，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，例如，可以像以下的(1)?(3)那樣進行各種變形來實施。
[0043](1)也可以在各腔12的制冷劑流入部還設置用于抑制分配偏流的偏流抑制部件。
[0044]作為偏流抑制部件，只要是能夠抑制分配偏流的部件即可，例如，可以像圖5所示的那樣設置節(jié)流孔70。節(jié)流孔70被設置在腔12的毛細管50的連接口上，具有比毛細管50的內(nèi)徑小的內(nèi)徑的貫通孔71。節(jié)流孔70通過由貫通孔71對從毛細管50流入的制冷劑的流動進行節(jié)流來促進噴霧流化。通過這樣地促進噴霧流化，腔12內(nèi)的向各扁平管20的分配進一步均等，能夠進一步抑制分配偏流。
[0045](2)也可以與熱交換器1中的風速分布相應地決定各腔12的高度(多個扁平管20的并列方向的長度)。
[0046]來自將空氣向熱交換器1進行送風的送風風扇的風速，在熱交換器1的整個面中未必均勻，而是存在風速分布。例如，在大型建筑物用多聯(lián)空調(diào)的情況下，因為在熱交換器1的上部設置送風風扇，所以，與下部相比，熱交換器1的上部的風速變快。在將熱交換器1作為蒸發(fā)器使用的情況下，通過風速快的部分的制冷劑與通過風速慢的部分的制冷劑相t匕，容易進行氣化而干燥。因此，在流入到各腔12的制冷劑量相同的情況下，通過風速快的部分的制冷劑與通過風速慢的部分的制冷劑相比，干燥度變高，在流入到集管10b的制冷劑狀態(tài)中產(chǎn)生偏差。
[0047]若像這樣在制冷劑狀態(tài)中產(chǎn)生偏差，則從外部連接配管14向外部流出的制冷劑狀態(tài)變得不穩(wěn)定。因此，關于位于風速快的部分的扁平管20連接的集管10a部分，使腔12的高度變小，使與該腔12連接的扁平管數(shù)量減少，以便每一腔的熱交換區(qū)域都變小。在下面的圖6中具體地進行說明。
[0048]圖6是與風速分布相應的各腔的高度的決定原理的說明圖，這里，表示了上部側的風速快、下部側的風速慢的情況下的例子。
[0049]如圖6所示，使風速快的上部側的腔12A的高度比風速慢的下部側的腔12B的高度小，使與腔12A連接的扁平管數(shù)量比與腔12B連接的扁平管數(shù)量少。由此，腔12A側的熱交換區(qū)域A比腔12B側的熱交換區(qū)域B小，可以說傳熱面積變小。因此，實質(zhì)的熱交換量在熱交換區(qū)域A和熱交換區(qū)域B中大致相同，能夠使出口的制冷劑狀態(tài)一致。
[0050]另外，這里，表示了流入到各腔12的制冷劑量相同，通過改變腔12的高度來使出口的制冷劑狀態(tài)一致的例子，但也可以像下述那樣。即，使各腔12的高度相同，改變流入到各腔12的制冷劑的配分量。在此情況下，可以以與風速分布相應地決定流入到各腔12的制冷劑的配分量并使其成為這個被決定了的配分量的方式?jīng)Q定毛細管50的規(guī)格(長度、內(nèi)徑)。具體地說，以對連接位于風速快的部分的扁平管20的腔12的配分量多，對連接位于風速慢的部分的扁平管20的腔12的配分量少的方式選定毛細管50。
[0051](3)在本實施方式中，表示了熱交換器1為整體大致1字狀的例子，但是，也可以做成整體大致L字狀、整體大致U字狀、整體大致矩形狀。將熱交換器1做成哪種形狀，只要根據(jù)設置熱交換器1的殼體內(nèi)的熱交換器1的實際安裝空間相應地決定即可，只要做成能夠最大限度地利用實際安裝空間而高密度地實際安裝的形狀即可。
[0052](4)在本實施方式中，將傳熱管做成了扁平管，但是，也可以不必是扁平管，做成圓管也可以。
[0053]符號的說明
[0054] 1:熱交換器；10:集管；10a:集管；10b:集管；11:分隔板；12:腔；12A:腔；12B:腔；13:貫通孔；14:外部連接配管；20:扁平管(傳熱管)；30:翅片；40:分散器；50:毛細管；60:冷凍循環(huán)裝置；61:壓縮機；62:冷凝器；63:膨脹閥；64:蒸發(fā)器；70:節(jié)流孔；71:貫通孔；A:熱交換區(qū)域；B:熱交換區(qū)域。
【權利要求】
1.一種制冷劑分配器，其特征在于，具有集管和分散器， 所述集管具有與使制冷劑并列地流到并列地配置的多個傳熱管的熱交換器的上述多個傳熱管的一端連接，且內(nèi)部由一個以上的分隔板在上述多個傳熱管的并列方向分隔的結構，并在上下方向立起地設置， 所述分散器使制冷劑向由上述分隔板分隔的上述集管內(nèi)的各腔的每一個分配地流入。
2.如權利要求1所述的制冷劑分配器，其特征在于，在上述各腔的每一個的制冷劑流入部，設置了抑制制冷劑的偏流的偏流抑制部件。
3.如權利要求2所述的制冷劑分配器，其特征在于，上述偏流抑制部件是對制冷劑的流動進行節(jié)流的節(jié)流孔。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的制冷劑分配器，其特征在于，上述分隔板的位置與上述熱交換器中的風速分布相應地設定，并以連接通過風速快的部分的上述傳熱管的上述腔的上述并列方向的長度比連接通過風速慢的部分的上述傳熱管的上述腔的上述并列方向的長度短的方式設定了上述分隔板的位置。
5.如權利要求1至3中的任一項所述的制冷劑分配器，其特征在于，上述分散器經(jīng)能夠進行制冷劑流量的調(diào)整的多個毛細管的每一個與上述各腔的每一個連接，流入到上述各腔的制冷劑的配分量與上述熱交換器中的風速分布相應地設定，以對連接位于風速快的部分的上述傳熱管的上述腔的配分量比對連接位于風速慢的部分的上述傳熱管的上述腔的配分量多的方式選定上述多個毛細管。
6.一種熱交換器，其特征在于，具備權利要求1至5中的任一項所述的制冷劑分配器。
7.如權利要求6所述的熱交換器,其特征在于，上述多個傳熱管的并列方向為上下方向，上述集管在上下方向立起地設置，上述傳熱管是具有成為制冷劑流路的多個貫通孔的扁平管。
【文檔編號】F25B41/00GK104272040SQ201280072638
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權日:2012年4月26日
【發(fā)明者】松田拓也, 石橋晃, 李相武, 岡崎多佳志 申請人:三菱電機株式會社