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微流道扁平管式热交换器制造技术

技术编号:2487232 阅读:190 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种热交换器,其包括多个具有扁平截面的多流道热交换管,多个热交换管大致为J形并在入口集管与出口集管之间延伸。每一热交换管具有第一腿部、第二腿部和弯头部分,该第一腿部具有与入口集管的流体腔流体流动连通的入口端,该第二腿部具有与出口集管的流体腔流体流动连通的出口端,该弯头部分在该第一腿部与该第二腿部之间水平延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及具有多个在一对集管之间延伸的平行管的热交 换器,集管也可称为总管,本专利技术尤其涉及在热交换器的集管中提供 流体膨胀以便改进流经热交换器的平行管的流体流动分配,该热交换 器例如是在制冷剂蒸气压缩系统中的热交换器。
技术介绍
制冷剂蒸气压缩系统在本
中是众所周知的。使用制冷剂 蒸气压缩循环的空调机和热泵一般用来向住宅、办公楼、医院、学校、 饭店或者其它设施内的环境可控的舒适区域提供冷却效果或冷却/加 热的空气。制冷剂蒸气压缩系统通常还可以用来冷却空气,或者冷却 其它二次媒剂,例如水或乙二醇溶液,以便例如为在超市、便利店、 杂货店、自助餐馆、饭店和其它食品服务单位内的陈列柜中的食品项 目和饮料产品提供冷藏环境。通常,这些制冷剂蒸气压缩系统包括以制冷剂流体连通方式相连 接的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及与蒸发器。上述制冷剂系统的基 本部件通过在封闭的制冷回路中的制冷剂管道互相进行连接,并且按 照所使用的蒸气压缩循环来进行布置。膨胀装置通常是膨胀阀或者是 固定孔节流装置,例如孔口或毛细管,该装置配置在制冷剂管道内位 于制冷剂回路的这样一位置上,即相对于蒸发器的制冷剂流动的上游 且在冷凝器的下游。操纵该膨胀装置可使液体制冷剂流经从冷凝器至 蒸发器的制冷剂管道以便膨胀到一较低的压力和温度。这样做时,流 经膨胀装置的液体制冷剂的一部分就会膨胀成蒸气。因此,在这种常 规的制冷剂蒸气压缩系统中,进入蒸发器的制冷剂流动将形成两相的 混合物。液体制冷剂与气体制冷剂的具体百分比取决于所使用的具体的膨胀装置和制冷剂,这些制冷剂例如R12, R22, R134a, R404A, R410A, R407C, R717, R774或者其它的可压缩流体。在某些制冷剂蒸气压缩系统中,蒸发器是一种平行管热交换器。 这种热交换器具有多个平行的制冷剂流动通路从其中通过,这些流动通路是由在入口集管(或入口总管)与出口集管(或出口总管)之间 以平行关系延伸的多根管所提供的。入口集管接纳来自制冷剂回路的 制冷剂流,并且对于经过该热交换器的多个流动通路对制冷剂流动进 行分配。当制冷剂离开相应的流动通路时,出口集管用来收集制冷剂 流,并且引导该被收集的制冷剂流以便返回到制冷剂管道中,使得在 单流程热交换器中回到压缩机内,或者在多流程热交换器中返回到热 交换管的附加的存储器内。在后者情况下,出口集管是中间总管或者 总管腔,并对于管道的下一个下游存储器用作入口集管。在先有技术中,在这种制冷剂蒸气压缩系统中使用的平行管热交换器使用了圆管,通常其直径为l/2英寸、3/8英寸或7毫米。近来, 扁平截面(通常为矩形或椭圓形截面)的多流道管正在制冷剂蒸气压 缩系统的热交换器中使用。每个多流道管通常具有多个流动通道,该 流动通道以与管子长度的平行关系沿纵向延伸,每个通道提供较小流 动面积的制冷剂流动通路。因此,具有以平行关系在热交换器的入口 集管与出口集管之间延伸的多通道管的热交换器将具有大量的在两个 集管之间延伸的较小流动面积的制冷剂流动通路。相反,具有常规的 圆管的平行管热交换器将具有在入口与出口集管之间延伸的相当少量 的较大流动面积的流动通路。在授权给Hughes等人的美国专利5279360中,披露了一种用于制 冷或热泵系统的蒸发器或蒸发器/冷凝器,其包括一对间隔开的集管和 多个细长的大致V形的具有扁平的截面的多流程管,其以平行的且间 隔开的关系在集管之间延伸并在其间流体连通。在授权给Haussmann 等人的美国专利6161616中,披露了一种用于机动车空调系统的蒸发 器,其具有多个平行的在总管的入口侧与出口侧之间延伸的U形流程。 每一 U形流程由一对垂直延伸的扁平的多流道管形成,该管在下端处 借助端盖互连,端盖用于使得流经第一管的流体流从向下流动逆转为 流经第二管的向上流动。在平行管热交换器中,两相制冷剂流的不均匀分配,也称为分配 不均,是一个常见的问题,它将对热交换器的效率产生不利的影响。 两相流分配不均的问题通常是由于存在于入口集管中的蒸气相制冷剂 和液相制冷剂当它们经过上游膨胀装置时制冷剂膨胀而引起的密度不 同而造成的。在较大数量的且流动截面面积小的制冷剂通路中获得均匀制冷剂流动分配甚至比在常规的圆管热交换器中更困难,并可能显 著地降低热交换器的效率。
技术实现思路
本专利技术的总的目的是在具有多个在第一集管与第二集管之间延伸 的多流道管的热交换器中减少两相流体流动的分配不均匀。在本专利技术的一方面中,提供了一种热交换器,其包括在入口集管与出口集管之间连接的多个J形的多流道热交换管,其中至少一个 具有扁平截面的热交换管,所述热交换管具有多个从其经过的流道, 每一流道限定分立的流动通路;入口集管,该入口集管限定一腔以用 于接纳待分配到所述至少一个热交换管的所述多个流动通路中的流 体;和出口集管,该出口集管限定一腔以用于收集流经所述至少一个热交换管的所述多个流动通路的流体;所述至少一个热交换管大致为J 形并具有笫一腿部、第二腿部、和弯头部分,该第一腿部具有与所述 入口集管的该腔流体流动连通的入口端,该第二腿部具有与所述出口 集管的该腔流体流动连通的出口端,该弯头部分在该第一腿部与该第 二腿部之间延伸。在一实施例中,该热交换器具有设置成高于入口集 管的出口集管。在本专利技术的另一方面中,提供一种制冷剂蒸气压缩系统,其包括 以流体流动连通形式连接在制冷剂回路中的压缩机、冷凝器、和蒸发 式热交换器,该蒸发式热交换器包括在入口集管与出口集管之间连接 的多个J形的多流道热交换管,其中多个具有扁平截面的热交换管, 所述热交换管以大致平行间隔开的关系设置,所述多个热交换管中的 每一管具有经其延伸的多个分立的流动通路;入口集管和出口集管, 入口集管和出口集管均与该制冷剂回路流体流动连通,该入口集管限 定一腔以用于接纳来自该制冷剂回路的待分配到所述多个热交换管的 所述多个流动通路中的制冷剂;该出口集管限定一腔以用于收集流经 所述多个热交换管的所述多个流动通路的制冷剂;所述多个热交换管 中的每一管大致为j形并具有第一腿部、第二腿部、和弯头部分,该 第 一腿部具有与所述入口集管的该腔流体流动连通的入口端,该第二 腿部具有与所述出口集管的该腔流体流动连通的出口端,该弯头部分 在该第 一腿部与该第二腿部之间延伸。附图说明为了进一步理解本专利技术的这些特征和目的,请参阅下面的本专利技术的详述,该详述应结合附图进行阅读,附图中图1是本专利技术热交换器的一个实施例的立视图;图2是图1所示的热交换器的局部截去的侧视图;图3是图1所示的热交换器的另一实施例的局部截去的侧视图;和图4是设置有本专利技术的热交换器的制冷剂蒸气压缩系统的示意图。具体实施方式热交换器10包括入口集管20、出口集管30、和多个纵向大致呈J 形的多流道热交换器管40,热交换器管40在入口集管20和出口集管 30之间提供了多个流体流动通路。在所示的实施例中,入口集管20 和出口集管30包括纵向细长的、中空的、密封的端部柱形体,在其中 限定出具有圆形截面的流体腔。然而,入口集管20和出口集管30均 不限于所示的构型。例如,集管可包括纵向细长的、中空的、具有椭 圆形截面的密封的端部柱形体,或者包括纵向细长的、中空的、具有 正方本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种热交换器,其包括:至少一个具有扁平截面的热交换管,所述热交换管具有多个从其经过的流道,每一流道限定分立的流动通路;入口集管,该入口集管限定一腔以用于接纳待分配到所述至少一个热交换管的所述多个流动通路中的流体;和出 口集管,该出口集管限定一腔以用于收集流经所述至少一个热交换管的所述多个流动通路的流体;所述至少一个热交换管大致为J形并具有第一腿部、第二腿部、和弯头部分,该第一腿部具有与所述入口集管的该腔流体流动连通的入口端,该第二腿部具有与所述出 口集管的该腔流体流动连通的出口端,该弯头部分在该第一腿部与该第二腿部之间延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:MB戈尔布诺夫IB韦斯曼P费尔马LP赛维亚常晓元GD温奇
申请(专利权)人:开利公司
类型:发明
国别省市:US[]

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