集管、热交换器和空调装置制造方法及图纸

集管具有多个支管和集管集合管，在流入集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入到集管集合管的支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。在此，在设制冷剂流速为G[kg/(m

Header, heat exchanger and air conditioning unit

The manifold has multiple branches and manifolds. When the flow pattern of refrigerant into the manifold is annular or agitated, the front end of the manifold inserted into the manifold is connected to the gas phase through the liquid phase thickness [m]. Here, the refrigerant flow rate is G [kg/(m).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集管、热交换器和空调装置
本专利技术涉及将制冷剂从集管集合管向多个支管分配的集管、热交换器和空调装置。
技术介绍
在以往的空调机中，在搭载于室内机的作为冷凝器而发挥作用的热交换器冷凝了的液体制冷剂由膨胀阀减压，成为气体制冷剂和液体制冷剂混合的气液二相状态。然后，气液二相状态的制冷剂流入搭载于室外机的作为蒸发器而发挥作用的热交换器。在气液二相状态的制冷剂流入作为蒸发器而发挥作用的热交换器时，制冷剂向该热交换器的分配性能恶化。于是，为了改善制冷剂的分配性能，有的方法是采用集管作为搭载于室外机的热交换器的分配器，并通过设置集管内的分隔板或喷出孔等方式在集管内设置结构物。但是，在上述那样追加集管内的结构物的情况下，尽管成本大幅增加，但分配性能的改善效果却很小。另外，在集管内部，随着压力损失的大幅增加，会引起能量效率的下降。此外，空调机的室外机中越靠近风扇的部分，风就越多地流动。因此，在比集管上部离风扇远的集管下部被分配了比集管上部多的制冷剂的情况下，制冷剂的分配性能和热交换器的性能会进一步恶化，从而会引起能量效率的进一步下降。为了解决这样的课题，提出了如下的技术：将室外机热交换器上下分割，并使与靠近风扇的风量大的热交换器相连的集管集合管的管径比与远离风扇的风量小的热交换器相连的集管集合管的管径小(例如参照专利文献1)。根据专利文献1的技术，能够将液体制冷剂大量分配到集管上部。另外，作为另一方法，提出了调整被插入集管集合管的支管的插入长度的技术(例如参照专利文献2)。根据专利文献2的技术，通过改变集管集合管的内部的流动阻力来实现制冷剂的分配性能的改善。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/178097号专利文献2：日本专利第5626254号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1、2那样以往的手段中，由于依赖于制冷剂流量或制冷剂速度，所以有时只能在受限的狭窄的制冷剂流量或制冷剂速度的范围实现集管处的制冷剂分配性能的改善。因此，在根据实际的空调装置那样的环境负荷而以各种制冷剂流量运转的情况下，存在无法实现根据运转条件来改善集管处的制冷剂分配性能的课题。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种既通过结构的简单化来实现低成本化、又能在宽运转范围改善制冷剂从集管集合管向多个支管的分配性能从而提高能量效率的集管、热交换器和空调装置。用于解决课题的手段本专利技术的集管具有：多个支管；以及集管集合管，该集管集合管形成有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；在流入所述集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流(日文：チャーン流)时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。在此，液相的厚度δ[m]在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、所述集管集合管的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入所述集管集合管的流通空间为制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，由δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)来定义。另外，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。本专利技术的热交换器具有：向两侧突出地上下并列地排列的多个传热管；与所述多个传热管各自的一方端部相连的第1集管；与所述多个传热管各自的另一方端部相连的第2集管；以及与各所述多个传热管接合的多个翅片；所述热交换器构成供制冷剂循环的制冷循环回路的一部分；所述第2集管是上述的集管；所述第2集管的所述集管集合管形成有流通空间，该流通空间与分别连接于所述多个传热管的多个支管相连通，且在所述热交换器作为蒸发器而发挥作用的情况下使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管。本专利技术的空调装置具有压缩机、室内热交换器、节流装置和室外热交换器而构成供制冷剂循环的制冷循环回路；所述室外热交换器是上述的热交换器；所述空调装置具有控制装置，该控制装置构成为在制热额定运转时，将所述压缩机或所述节流装置控制成使得流入所述第2集管的制冷剂的干度x限制在0.05≤x≤0.30的范围。专利技术效果根据本专利技术的集管、热交换器和空调装置，在流入集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入了集管集合管的支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。因此，既通过结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从集管集合管向多个支管的分配性能，从而能提高能量效率。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的集管的概略图。图2是表示液体制冷剂流量相对于本专利技术的实施方式1的集管集合管的通路位置的图。图3是表示本专利技术的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的一个例子的图。图4是表示本专利技术的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。图5是表示本专利技术的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。图6是表示本专利技术的实施方式1的制冷剂的基准气体表观速度和分配性能的改善效果的关系的图。图7是表示本专利技术的实施方式1的支管的前端部的位置和热交换器的性能的关系的图。图8是表示本专利技术的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。图9是表示本专利技术的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。图10是表示本专利技术的实施方式1的集管集合管的下部的入口(日文：助走)部处的环状流发展的状况的示意图。图11是表示本专利技术的实施方式1的集管的一个例子的概略图。图12是表示本专利技术的实施方式1的集管的其它例子的概略图。图13是表示本专利技术的实施方式1的集管的其它例子的概略图。图14是表示本专利技术的实施方式1的集管的其它例子的概略图。图15是表示本专利技术的实施方式1的集管的其它例子的概略图。图16是表示本专利技术的实施方式2的集管的水平截面的说明图。图17是表示本专利技术的实施方式2的集管的水平截面的一个例子的说明图。图18是表示本专利技术的实施方式2的集管的水平截面的其它例子的说明图。图19是表示本专利技术的实施方式2的集管的水平截面的其它例子的说明图。图20是表示本专利技术的实施方式2的集管的水平截面的其它例子的说明图。图21是表示本专利技术的实施方式3的集管的立体图。图22是表示本专利技术的实施方式3的集管的一个例子的立体图。图23是表示本专利技术的实施方式4的空调装置的室外机的侧视图。图24是表示本专利技术的实施方式4的集管连接于室外热交换器的情况的侧面示意图。图25是表示本专利技术的实施方式4的室外热交换器的图24的A-A截面的一个例子的立体图。图26是表示本专利技术的实施方式4的室外热交换器的图24的A-A截面的其它例子的立体图。图27是表示本专利技术的实施方式4的室外热交换器的图24的A-A截面的其它例子的立体图。图28是汇总表示本专利技术的实施方式4的集管及室外热交换器中的液体制冷剂流量和风量分布的关系的图，图28的(a)是表示集管的概略图，图28的(b)是表示通路位置和液体制冷剂流量的关系的图，图28的(c)是表示通路位置和风量分布的关系的图。图29是表示与本专利技术的实施方式4的制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)和热交换器的性能的关系的图。图30是表示与本专利技术的实施方式4的制冷剂的液膜厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集管，其特征在于，具有：多个支管；以及集管集合管，该集管集合管形成有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；在流入所述集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相；在此，在设制冷剂流速为G[kg/(m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集管，其特征在于，具有：多个支管；以及集管集合管，该集管集合管形成有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；在流入所述集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相；在此，在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、所述集管集合管的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入所述集管集合管的流通空间为制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，液相的厚度δ[m]由δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)来定义，另外，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。2.如权利要求1所述的集管，其特征在于，在设制冷剂空隙率为α、入口距离为L[m]、重力加速度为g[m/s2]、所述集管集合管的内径为D[m]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5；在此，在设制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，制冷剂空隙率α由x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]来定义。3.如权利要求2所述的集管，其特征在于，在设制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂表面张力为σ[N/m]、重力加速度为g[m/s2]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥3.1/(ρG0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25。4.一种集管，其特征在于，具有：多个支管；以及集管集合管，该集管集合管形成有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；在将所述集管集合管的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％、将所述集管集合管的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部限制于±50％以内的区域；在设制冷剂空隙率为α、入口距离为L[m]、重力加速度为g[m/s2]、所述集管集合管的内径为D[m]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5；在此，在设制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，制冷剂空隙率α由x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]来定义。5.如权利要求4所述的集管，其特征在于，在设制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂表面张力为σ[N/m]、重力加速度为g[m/s2]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥3.1/(ρG0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25。6.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，在将所述集管集合管的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％、将所述集管集合管的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％、将所述多个支管的所述水平面处的插入方向定义为X方向、将所述多个支管的所述水平面处的与X方向正交的宽度方向定义为Y方向时，所述多个支管的所有前端部在X方向上限制于±50％以内的区域，所述多个支管的所有中心轴线在Y方向上限制于±50％以内的区域。7.如权利要求6所述的集管，其特征在于，所述多个支管的所有前端部在X方向上限制于±25％以内的区域，所述多个支管的所有中心轴线在Y方向上限制于±25％以内的区域。8.如权利要求7所述的集管，其特征在于，所述多个支管的所有前端部在X方向上位于0％，所述多个支管的所有中心轴线在Y方向上位于0％。9.如权利要求1～8中任一项所述的集管，其特征在于，在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将所述集管集合管的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.004×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。10.如权利要求9所述的集管，其特征在于，在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将所述集管集合管的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.010×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。11.如权利要求1～10中任一项所述的集管，其特征在于，在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，所述集管集合管的内径D[m]为0.010≤D≤0.018，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/31.6在0.427≤(MR×x)/31.6≤5.700的范围。12.如权利要求1～11中任一项所述的集管，其特征在于，在将制热额定运转...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾中洋次，松本崇，宫胁皓亮，冈野博幸，小池孝典，鸠村杰，森本修，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP