具有增强的制冷剂分布的微通道热交换器制造技术

一种蒸发器包括接收分配器插入物的歧管。分配器插入物接收将被输送到歧管中的制冷剂流，并具有开口以将此制冷剂传送到在歧管内的分配器插入物的相邻分隔元件之间限定的多个腔室。以这种方式，这些腔室各自与不同的传热管相关联，并且使得这些腔室相互隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及采用分配器插入物的制冷剂系统的热交换器，该分配器插入物安装 在歧管内并包括将歧管分隔成多个腔室的分隔元件，所述多个腔室各自与至少一个热交 换管相关联。
技术介绍
近年来，很多兴趣和设计工作已经集中于制冷剂系统的热交换器(特别是冷凝 器和蒸发器)的高效操作。热交换器技术中一个相对新的进步是并行流或所谓的微通道 或微型通道热交换器(遍及本文将可互换地使用这两个术语)作为冷凝器和蒸发器的开发 和应用。并且，遍及本文，将对作为冷凝器的排热热交换器进行参考，并且理解排热热 交换器可以至少在一部分时间内充当气体冷却器。此类微通道热交换器设置有多个并行热交换管，在其之间分布有制冷剂且该制 冷剂以并行方式流动。热交换管通常与入口、中间和出口歧管中的制冷剂流动方向基本 垂直地取向，所述入口、中间和出口歧管与热交换管进行流体连通。当在冷凝器和蒸发 器应用中被采用时，这些热交换器可被设计为多程构造，通常在每个制冷剂行程(pass) 内具有多个并行热交换管，以便通过使热传递和压降特性平衡和最优化来获得优越的性 能。单程构造通常在蒸发器应用中是更期望的，因为制冷剂压降在蒸发器性能中起主导 作用。然而，在制冷剂系统内使用微通道热交换器时，已存在一些障碍。特别地，当 二相流进入歧管时，在微通道热交换器歧管中通常发生称为制冷剂分布不均的问题。与 液相相比，二相流的蒸气相具有明显不同的性质，以不同的速度移动并经受内部和外部 力的不同影响。这促使蒸气相与液相分离并独立地流动。蒸气相与液相的分离已经导致 了难题，诸如并行流热交换器中的制冷剂分布不均。已知在一些制冷剂系统中采用分配器插入物以便将制冷剂输送到蒸发器歧管 中。此类系统已在诸如冷冻展示箱的冷藏售卖机中采用。所提出的在冷冻展示箱中采用 的入口分配器插入物不能解决上述制冷剂分布不均的问题。提出的另一热交换器由多个板构成。热交换制冷剂通道由间隔开的板形成，并 且那些间隔开的板的远端提供用于每个制冷剂通道的进入室(inletplenum)。板将相邻的 室分离，并且插入管延伸通过板并进入室中。此管包括将制冷剂指引到单独室中的多个 孔口。此布置对于微通道热交换器而言是不实用的，并且仅仅对于由间隔开的板形成的 一种类型的热交换器而言是实用的构造。
技术实现思路
在本专利技术所公开的实施例中，用于热交换器的歧管包括位于歧管腔体内的分配 器插入物。该分配器插入物具有通过分配器壁突出的小尺寸的多个制冷剂分配孔口，并 且还具有位于其周界上的分隔元件。在将分配器插入物定位于热交换器歧管内时，该分 隔元件通过限定歧管腔体内的分离腔室来充当歧管分离部件，每个腔室与相对于制冷剂 流而言位于下游的至少一个热交换管流体连通。在一个实施例中，所述热交换器歧管是蒸发器的入口歧管，在另一实施例中， 所述热交换器歧管是冷凝器或蒸发器的中间歧管。 虽然所有分隔腔室可以具有相同的尺寸并且分配器分隔元件被均勻地间隔开， 但在一个实施例中，它们具有可变尺寸以对制冷剂分布进行进一步微调。虽然关于二相 制冷剂公开了本专利技术，但其还可适用于单相制冷剂以及制冷剂与油的混合物。通过以下说明书和附图，将透彻地理解本专利技术的这些及其它特征，其后是简要 描述。附图说明图1示意性地示出基本的示例性制冷剂系统。图2示出创造性热交换器的入口歧管的一部分。图3示出创造性热交换器的中间歧管的一部分。图4示出分配器插入物的示例性设计。图5A示出示例性传热管的剖面图。图5B示出示例性分隔元件的剖面图。图5C示出图5B的示例性分隔元件的侧视图。图5D示出另一示例性分隔元件的剖面图。图5E示出图5D的示例性分隔元件的侧视图。具体实施例方式在图1中示出了基本的示例性制冷剂系统20，其包括压缩制冷剂并将其在向下游 输送到冷凝器24的压缩机22。从冷凝器24，制冷剂穿过膨胀设备26进入通向蒸发器30 中的入口制冷剂管道28。从蒸发器30，制冷剂返回到压缩机22而完成闭环制冷剂回路。在图2中示出了蒸发器30的一部分，其包括结合了本专利技术的入口制冷剂歧管 34。蒸发器30被示为微通道热交换器，因为这种热交换器将特别地受益于本专利技术的设计 和构造。然而，本专利技术的益处可以扩展至其它类型的热交换器，例如，圆管和板翅式热 交换器，并扩展至各种应用，诸如冷凝器应用。此外，虽然将参照通过热交换器的二相 制冷剂流来公开本专利技术的益处，但单相制冷剂流以及制冷剂与油的混合物也在本专利技术的 范围内并可以受益于本专利技术。如图2所示，入口制冷剂管道28与分配器插入物32流体连通，其沿着其纵向轴 线提供制冷剂流动路径。蒸发器30的入口歧管34接收分配器插入物32，并进而与多个 热交换管36流体连通，多个热交换管36定位成相对于制冷剂流动方向大体上垂直于入口 歧管34并相对于该方向而言在入口歧管34的下游。入口制冷剂管道28可以位于入口歧管34的端部处，位于入口歧管34的中部或位于端部和中部之间的任何中间位置处。此 夕卜，入口制冷剂管道28可以包括连接在入口歧管34的相对端部处或连接在任何中间位置 处的两个入口制冷剂管道。很明显，可以利用多于两个的入口制冷剂管道，但是其全部 需要以流体方式连接并提供到分配器插入物32中的制冷剂路径。如已知的，可以在热交换管36之间设置多个传热翅38并通常通过熔炉铜焊工 艺将其牢固地附接到热交换管36，以便加强外部热传递并为热交换器30提供结构刚性。 并且，如已知的，微通道热交换器(蒸发器)30的每个热交换管36通常具有多个小的内 部通道41，其沿着每个热交换管36的纵向轴线提供多个并行制冷剂流动路径(参见图 5A)。内部通道41增强内部热传递，并且还为热交换器30提供结构刚性。同样如图2示出的，小尺寸的多个制冷剂分配孔口 42被形成为通过分配器插入 物32的壁突出并提供从分配器插入物32的内部腔体到入口歧管34中的制冷剂路径。分 配孔口 42可以具有例如圆形、矩形、椭圆形或任何其它形状。此外，分配器插入物32具 有分隔元件44，分隔元件44位于其周界上并刚性地附接到分配器插入物32的外壁。在 将分配器插入物32定位于蒸发器30的入口歧管34内时，分隔元件44在入口歧管34的 内部腔体内形成制冷剂分隔腔室46，每个腔室将制冷剂向下游传送到至少一个热交换管 36。通常，每个分隔腔室可流体连接到多个制冷剂分配孔口 42和多个热交换管46。如上所述，提供多个小制冷剂分配孔口 42以将制冷剂从分配器插入物34指引 到在入口歧管34的腔体内由分配器插入物32的相邻分隔元件44限定的多个分隔腔室46 中。分隔元件44之间的距离可以是均勻的，或者可以进行调整以控制与传热管36的任 何特定组(cluster)相关联的分隔腔室46的最终尺寸。分隔元件44之间的此距离对于传 热管36的不同组而言可以是不同的，或者在极端情况下，对于不同的传热管36而言可以 是不同的。例如，对于位于入口歧管34的端部处的单个入口制冷剂管道28而言，腔室 46的尺寸可以沿着歧管34的纵向轴线是均勻的，或者例如，可以从歧管入口端向其远端 减小，在远端处，制冷剂速度被预期为较低。分隔元件44的任何特定构造可以取决于工 作参数和特定应用。 分配器插入物32从入口制冷剂管道28接收二相制冷剂并将此制冷剂通过多个 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，包括：　　多个传热管；　　歧管，所述歧管用于将制冷剂传送到所述多个传热管中，和分配器插入物，所述分配器插入物连接到制冷剂的源并具有在所述分配器插入物的外周界中的多个孔口以及在所述分配器插入物的外壁上的分隔元件，使得限定了多个分配腔室并使所述多个分配腔室与所述多个传热管相关联。

【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：MF塔拉斯，A利夫森，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]