CN100398970C - 把支管的插入深度做得各不相同的超细管道热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超细管道热交换器中的集管内的支管插入结构，其可以根据流体的干燥度来调节制冷剂的分配。本发明提供一种把支管的插入深度做得各不相同的超细管道热交换器，其特征是，由以下部分构成：中空的集管，可以使制冷剂流过；若干个制冷剂管，分别以不同的深度插在上述集管内，能够对在上述集管内流动的制冷剂进行分配；隔断，设置在上述集管内部的上述制冷剂管之间。采用本发明的热交换器能够达到以下效果：可以通过调节插在集管内的支管的深度而使制冷剂根据热交换器内的流体的干燥度均匀地流动。本发明所能达到的另一个效果是可以最大限度地提高热交换器的效率。

Description

把支管的插入深度做得各不相同的超细管道热交换器
技术领域
本发明涉及一种超细管道(micro channel)热交换器(Micro Channel HeatExchanger)中的集管内的支管插入结构，本发明可以根据流体的干燥度来调节制冷剂的分配。
背景技术
一般来说，热交换器应用在升高或降低室内温度的冷气机或暖风机等空气调节器中。图1是热交换器的外观的侧视图，图2是热交换器的各组成结构的分解图，图3为图2中的支管的剖面图。
参照上述附图可以得知，现有的热交换器由以下部分构成，即：位于对应于下部集管1的上方的上部集管2；位于上述上部集管2与下部集管1之间的若干个支管3；形成在上述各个支管3之间的针6。一般来说，为了提高热交换效率，在热交换器的有制冷剂流过的支管的外表面上装有板材形状的针，通过这种结构可以最大限度地实现热交换。上述下部集管1呈圆筒形状，其内部是中空的，构成了其外观的外周部分的一侧形成了若干个用来插入并固定支管3的集管孔4，并且这些集管孔4沿着下部集管1的长度方向相距相同的间隔。
在这里，与上述下部集管1相对应地位于其上方的上部集管2具有与上述下部集管1相同的形状。上述各个支管3沿其长度方向的两端分别固定在上述各个集管孔4内，因而上述各个支管3沿集管1、2的长度方向并排排列。
流动空气相对将两个集管1、2的长度方向上的轴线连接起来的面保持一定的倾斜角度地流动，因而空气可以流过各个支管3与两个集管1、2的间隙。上述支管3具有一定的长度、厚度和宽度，其中长度是指它的固定在两个集管1、2上的两端之间的距离，厚度是指它在与流动空气的流动方向保持垂直的方向上的距离，宽度是指它在与流动空气的流动方向保持平行的方向上的距离。上述支管3呈直角四边形的板状，其具有能够插入到两个集管1、2内的宽度和很薄的厚度，并且其内部形成了若干个中空的管道(channel)5。
另外，上述各个支管3以各个支管3在宽度方向上与流动空气的流动方向保持平行的方式固定在两个集管1、2上。在上述各个支管3上形成的若干个管道5在与支管3的长度方向垂直的方向上具有微小的剖面积，而沿着支管3的长度方向则具有一定的长度，并且它们沿着流动空气的流动方向顺序排列。
由于具有上述结构的支管3的两侧末端固定在两个集管1、2上，因而上述支管3与在集管1、2内部形成的中空空间相连通。并且在上述各个支管3的间隙，为了形成能够使流动空气流过的空间而安装了多个针6。即上述多个针6由于呈厚度很薄的板状，因此可以折弯成若干个“之”字形地安装在各个支管3之间。虽然上述针6可以以多种形状而固定安装，但一般来说最好是它所形成的空间能够使流动空气的流动阻抗达到最小。
图4是现有技术中支管插入在集管内的状态的侧面剖面图。
如图4所示，若干个支管3可以分为若干个支管群，然后以上述各个支管群为基本单位，各个支管群的前后交替着设置有隔断，用来改变流向下部集管1和上部集管2的制冷剂的流动方向。即：在第1支管群的下方的最后端处装有第1隔断，在第2支管群的上方的最后端处装有第2隔断，在第3支管群的下方的最后端处装有第3隔断，在第4支管群的上方的最后端处装有第4隔断。
在这种具备隔断构造的热交换器中，首先流入下部集管1的制冷剂会通过第1支管群而上升，上升后的制冷剂会顺着上部集管2水平移动，之后受到第2隔断的干涉作用，从而顺着第2支管群向下方下降。之后，以如上所述的方式反复顺着支管群上升和下降。并且在以这种方式沿着支管3移动的过程中，热量会传导给固定在上述支管3上的针6，最后通过上述针6的表面与流动空气实现有效的热交换。
一般来说，当把超细管道热交换器用作蒸发器时，流入集管1、2内部的是气体和液体的混合流体。对于在集管内部流动的气液双相流(two phaseflow)来说，当其干燥度较低时，由于流动的动量(momentum)小，因而液体会集中到集管的入口区域；而当其干燥度较高时，由于流动的动量较大，因而液体会集中到流体流动的下游处。另外，如果把支管的插入深度做得全部相同并且都很浅的话，那么流体的流动由于不会受到支管的影响，因而会向下游集中。相反地，如果把支管的插入深度做得全部相同并且都很深的话，那么通过流体在集管内的再循环和混合作用，会发生只有液体向下游移动的情况。
也就是说，如上所述的现有热交换器的结构是插入在集管1、2内的支管的深度A、A’、A”全部相同。因此具有这种结构的现有的热交换器会存在以下问题：由于气液不能均匀地分流，因而会降低蒸发器的效率。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而设计出来的，目的在于通过在热交换器上设置若干个能够使在上述集管内流动的制冷剂均匀分配的制冷剂管，从而显著地提高热交换器的效率。
本发明提供一种把支管的插入深度做得各不相同的超细管道热交换器，其特征在于，包括以下部分构成：中空的集管，可以使制冷剂流过；若干个制冷剂管，分别以不同的深度插在上述集管内，能够对在上述集管内流动的制冷剂进行分配；隔断，设置在上述集管内部的上述制冷剂管之间；上述集管是水平形式的集管；上述制冷剂管具有以下插入结构，即在集管内部的流体流动的上游其插入深度较深，沿着制冷剂流动的前进方向其插入深度渐渐变浅。
采用本发明的把支管的插入深度做得各不相同的超细管道热交换器能够达到以下效果：可以通过调节插在集管内的支管的深度而使制冷剂根据热交换器内的流体的干燥度均匀地流动。
本发明所能达到的另一个效果是可以最大限度地提高热交换器的效率。
附图说明
图1是热交换器的外观的侧视图；
图2是热交换器的各个组成结构的分解图；
图3为图2中的支管的剖面图；
图4是现有技术中支管插入在集管内的状态的侧面剖面图；
图5是本发明中把支管的插入深度做得各不相同的状态的侧面剖面图。
主要部件附图标记说明
1：下部集管(header)  2：上部集管       3：支管(tube)
4：集管孔            5：管道(channel)  6：针(pin)
7：隔断
具体实施方式
图5是本发明中把支管的插入深度做得各不相同的状态的侧面剖面图。
如图5所示，支管的插入深度B、B’、B”各不相同，上述制冷剂管在集管内部流体流动的上游处其插入深度B较深，沿着制冷剂流动的前进方向，其插入深度B’、B”渐渐变小。
即从B、B’、B”之间的关系来看，成立B＜B’＜B”的关系式。
本发明中的通道是通过隔断而上/下反复变换制冷剂的流动方向的，在本发明的这种通道中，通过如上所述的反复上/下变换着移动的过程，能够实现制冷剂蒸发。根据流体流动的特性，在液体向流动上游集中的上游区域把插入深度做得深一些，这样可以修正流速缓慢的问题，在液体向下游集中的下游区域把插入深度做得浅一些，这样可以修正流速过快的问题，由此可以使气液均匀地分流。

Claims (1)

1.一种把支管的插入深度做得各不相同的超细管道热交换器，其特征在于包括：
中空的集管，可以使制冷剂流过；
若干个制冷剂管，分别以不同的深度插在上述集管内，能够对在上述集管内流动的制冷剂进行分配；
隔断，设置在上述集管内部的上述制冷剂管之间；
上述集管是水平形式的集管；
上述制冷剂管具有以下插入结构，即在集管内部的流体流动的上游其插入深度较深，沿着制冷剂流动的前进方向其插入深度渐渐变浅。
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