CN104359250B - 换热器 - Google Patents

Abstract

一种换热器，其包括进口集流管、出口集流管以及若干流通管，所述进口集流管设有用以供所述流通管插入的冲孔及与位于所述冲孔相反一侧的内侧面，所述流通管包括通道以及自所述冲孔插入所述进口集流管内的第一端，所述第一端设有与所述内侧面相对的第一端面，位于所述第一端上的顶壁设有贯穿所述第一端面的缺口，所述通道部分暴露于该缺口，所述第一端面与所述内侧面之间在所述进口集流管的轴线方向上形成制冷剂主通道，所述缺口与所述通道在垂直于所述轴线方向的方向上形成制冷剂分配通道。本发明的有益效果是：通过设置缺口，能够将更大面积的通道暴露出来，从而使流体分布更均匀。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器，属于微通道换热器领域。

背景技术

请参图1至图3所示，现有的微通道换热器100＇通常包括进口集流管1＇、出口集流管2＇、连通两集流管的若干扁管3＇及设置在相邻扁管间的若干翅片4＇。所述进口集流管1＇中设有分配管5＇。所述进口集流管1＇和出口集流管2＇平行排布。扁管3＇相互平行排列。

请参图2及图3所示，所述扁管3＇大致呈矩形，其包括两端面31＇、顶壁32＇、底壁33＇、两侧壁34＇以及位于所述顶壁32＇与底壁33＇之间的若干微通道35＇，所述微通道35＇被若干隔板36＇相互隔开。所述微通道35＇用以供流体通过。

请参图4所示，所述进口集流管1＇的管壁面上设有冲孔11＇，冲孔11＇与扁管3＇相配合，扁管3＇的端面31＇大致插入到进口集流管1＇的中央位置。分配管5＇插入在进口集流管1＇中，在分配管5＇的管壁上开有一定数量间隔排列的通孔51＇。

微通道换热器100＇的工作原理是：流体通过分配管5＇上的通孔51＇分流，从对应扁管3＇的端面31＇上的微通道35＇进入到扁管3＇中。流体在扁管3＇内流动的过程中与外界的空气发生热交换。在理想的情况下，流体应均匀的分配到每个扁管3＇的微通道35＇内，以保证换热器的最佳运行效率。然而，实际使用中，换热器入口的流体状态为气、液两相，由于气、液相流体的密度相差较大，受到重力作用会产生气、液分离现象，特别是在集流管竖直放置时，会造成液态流体聚集在集流管的下端，导致流体在扁管3＇中的分配不均。另外，流体进入进口集流管1＇后，由于受到集流管及扁管阻力的影响，也会造成流体在扁管3＇中的分配不均。另外，由于现有技术中，扁管3＇的端面31＇的面积很小，加上微通道35＇的入口孔非常小，因此会导致流体进入微通道35＇的流速小，这种低流速的状况更加重了气、液分离现象，使得微通道换热器100＇的换热效率不高。

另外，现有技术中有扁管长度不一致的多流程换热器，其中长度较长的扁管直接作为流程的分隔板，该分隔板可能会设置开口以便于将第一流程中的制冷剂导向第二流程。但是，单一流程内的集流管上所连接的扁管仍然存在制冷剂分配不均匀的问题。

因此，如何提高换热器的效率，提高流体分配的均匀性是业界研发的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高流体分配均匀性的换热器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种换热器，其包括进口集流管、出口集流管以及位于所述进口集流管与出口集流管之间的若干流通管，所述进口集流管设有用以供所述流通管插入的冲孔及与位于所述冲孔相反一侧的内侧面，所述流通管包括顶壁、底壁、两侧壁以及位于所述顶壁与底壁之间的通道，所述流通管还包括自所述冲孔插入所述进口集流管内的第一端，所述第一端设有与所述内侧面相对的第一端面，位于所述第一端上的所述顶壁设有贯穿所述第一端面的缺口，所述通道部分暴露于该缺口，所述第一端面与所述内侧面之间在所述进口集流管的轴线方向上形成制冷剂主通道，并且所述制冷剂主通道沿所述轴线方向横贯所述进口集流管，所述缺口与所述通道在垂直于所述轴线方向的方向上形成制冷剂分配通道。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流通管还包括至少部分插入所述出口集流管内的第二端，所述缺口仅设置于所述流通管的一端，而所述流通管的第二端未设置该缺口，所有的流通管长度相同。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述换热器还包括位于所述制冷剂主通道内的分配管，所述分配管包括靠近所述第一端面且与所述第一端面平行的直板，所述直板设有对应于所述流通管的通道的穿孔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述分配管还包括连接于所述直板的弧形外壁，所述弧形外壁抵靠于所述进口集流管的内侧面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流通管与所述分配管左右并排设置；从所述进口集流管的截面上观察，所述第一端在插入所述进口集流管后超过所述进口集流管的中心，所述流通管与所述分配管合起来占据了所述进口集流管绝大部分的内部空间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述换热器还包括固定于所述进口集流管的内侧面上的分隔板，所述分隔板靠近所述第一端面且与所述第一端面平行，所述分隔板设有对应于所述流通管的通道的穿孔。

为实现上述目的，本发明还提供了一种换热器，其包括进口集流管、出口集流管、位于所述进口集流管内的分配管、以及位于所述进口集流管与出口集流管之间的若干流通管，所述进口集流管设有用以供所述流通管插入的冲孔及与位于所述冲孔相反一侧的内侧面，所述流通管包括顶壁、底壁、两侧壁以及位于所述顶壁与底壁之间的通道，所述流通管还包括自所述冲孔插入所述进口集流管内的第一端，所述第一端设有与所述内侧面相对的第一端面，位于所述第一端上的所述顶壁设有贯穿所述第一端面的缺口，所述通道部分暴露于该缺口，所述第一端还设有与所述分配管相配合的凹槽，所述分配管设有对应于所述通道的穿孔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一端面为曲面且延伸靠近所述进口集流管的内侧面；所述分配管自所述进口集流管的轴线方向上穿过所述凹槽，所述凹槽为圆弧形且大于二分之一圆周。

作为本发明进一步改进的技术方案，所有的流通管长度相同，所述凹槽自所述第一端面的中部朝远离所述内侧面的方向凹设。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述分配管为圆管且抵靠于所述进口集流管的内侧面上。

与现有技术相比，本发明通过在流通管上设置缺口，能够将更大面积的通道暴露出来，增大了通道的进口表面积，从而使流体分布更均匀。

附图说明

图1是现有技术中一种微通道换热器的立体示意图。

图2是现有技术中一种扁管的立体示意图。

图3是图2中画圈部分的局部放大图。

图4是沿图1中A＇- A＇线的局部剖视图。

图5是本发明换热器于一种实施方式中的立体示意图。

图6是图5中的扁管于第一实施方式中的立体示意图。

图7是图6中画圈部分的局部放大图。

图8是沿图5中A- A线的局部剖视图。

图9是图8于另一实施方式中的局部剖视图。

图10是图9中分配管的立体示意图。

图11是图8于再一实施方式中的局部剖视图。

图12是图5中的扁管于第二实施方式中的立体示意图。

图13是图12中画圈部分的局部放大图。

图14是图11中分配管的立体示意图。

图15是图5中的扁管于第三实施方式中的立体示意图。

图16是图15中画圈部分的局部放大图。

图17是图8于再一实施方式中的局部剖视图。

具体实施方式

请参图5所示，本发明揭示了一种换热器100，其包括进口集流管1、出口集流管2、位于所述进口集流管1与出口集流管2之间的若干流通管3、以及设置在相邻流通管3间的若干翅片4。所述换热器100在本发明图示的实施方式中为微通道换热器，所述流通管3为扁管。

所述进口集流管1及出口集流管2相互平行且位于所述换热器100的两侧。为了提升整个换热器100的耐压强度，所述进口集流管1及出口集流管2均为圆筒形。

请参图6及图7所示，所述流通管3大致呈矩形，其包括第一端面31、第二端面39、顶壁32、底壁33、两侧壁34以及位于所述顶壁32与底壁33之间的通道35。在本发明图示的实施方式中，所述通道35为微通道且为若干个。所述扁管3设有将所述微通道相互隔开的若干隔板36。所述通道35用以供流体(例如制冷剂)通过。所述流通管3设有用以插入所述进口集流管1的第一端及至少部分插入所述出口集流管2内的第二端。所述第一端面31位于该第一端上。另外，位于所述第一端上的所述顶壁32设有贯穿所述第一端面31的缺口37，以将所述通道35部分暴露出来。所述顶壁32在靠近第二端面39的位置是完整的，没有设置类似的缺口37。位于所述第一端的缺口37能够增大进口表面积，提高流体分配的均匀性。所述缺口37贯穿所述第一端面31，所述隔板36部分暴露于所述缺口37内。所述底壁33设有位于所述缺口37下方的支撑面331。所述通道35沿第一方向(在图6及图7所示的实施方式中为左右方向)贯穿所述第一端面31，所述通道35沿垂直于所述第一方向的第二方向(在图6及图7所示的实施方式中为上下方向)暴露在所述缺口37内。

需要说明的是：本发明所提到的缺口37是相对于现有技术中完整的矩形扁管3＇(流通管的一种)而言的，因此，无论是图7所示的流通管3，还是图13、图16所示的流通管3，均设有缺口37。

所述缺口37的面积大于所述第一端面31的面积。这里提到的缺口37的面积是指缺口37围成的面积，同理，这里提到的第一端面31的面积也是指类似现有技术中完整的矩形扁管3＇且形成所述缺口37之前，其第一端面31围成的面积。因为设置了缺口37，能够将更大面积的通道35暴露出来，从而增大了微通道的进口表面积。通过设置缺口37增大了微通道的进口表面积，如此设置，一方面提高了流体的流速，降低了气、液分离；另一方面，所述支撑面331能够用以承载流体，从而使流体分布更均匀。

请参图6及图7所示，在所述流通管3的第一实施方式中，所述第一端面31为直平面。请参图12及图13所示，在所述流通管3的第二实施方式中，所述第一端面31为曲面。请参图15及图16所示，在所述流通管3的第三实施方式中，所述第一端面31为倾斜平面。可以理解的是，只要能够形成所述缺口37以达到增大所述通道35的进口表面积，无论该缺口37是什么形状，也无论最终的第一端面31是什么形状，均是可行的。

请参图8所示，所述进口集流管1设有用以供所述流通管3插入的冲孔11及与所述冲孔11相对一侧的内侧面12。所述流通管3的第一端自所述冲孔11插入所述进口集流管1内。所述第一端面31与所述内侧面12之间在所述进口集流管1的轴线方向上形成制冷剂主通道，并且所述制冷剂主通道沿所述轴线方向横贯所述进口集流管1。所述缺口37与所述通道35在垂直于所述轴线方向的方向上形成制冷剂分配通道。在本发明图示的实施方式中，所有的流通管3长度、结构均相同，因此通过制冷剂主通道及制冷剂分配通道可以显著提升整个换热器100的换热性能。

从所述进口集流管1的截面上观察，所述流通管3在插入后超过所述进口集流管1的中心。也就是说，从所述进口集流管1的截面上观察，插入之后的流通管3占据所述进口集流管1大部分的内部空间。如此设置，由于流通管3的缺口37增大了流体与微通道结构的接触面积，减小了流体在进口集流管1内的流通面积。请参图8中的箭头所示，当流体流入所述进口集流管1中后，就会有部分未完全两相分离的流体与流通管31的支撑面331直接作用进而流入到通道35之中，而聚集到进口集流管1底部的液态流体就会减少。这样可以在一定程度上抑制流体在进口集流管1内的气、液分离现象，增强了流体在通道35内的分配均匀性。

请参图9及图10所示，为了进一步提高流体的分配均匀性，所述换热器100还设有插入图8所示的制冷剂主通道内的分配管5。所述分配管5包括靠近所述第一端面31且与所述第一端面31平行的直板51、连接于所述直板51的弧形外壁52、由所述直板51和弧形外壁52共同围成的通道53、位于一端的流体入口54以及靠近所述流体入口54的定位板55。其中，所述流体入口54与所述通道53连通，所述直板51设有对应于所述缺口37及通道3的穿孔511。

请参图9所示，所述弧形外壁52抵靠于所述进口集流管1的内侧面12。所述流通管3与所述分配管5左右并排设置。从所述进口集流管1的截面上观察，所述流通管3在插入后超过所述进口集流管1的中心，所述流通管3与所述分配管5合起来占据了所述进口集流管1绝大部分的内部空间。使用时，流体首先从流体入口54进入到分配管5的通道53内，然后再从穿孔511中分配流出。类似图8所示的原理，流体从缺口37进入到所述通道3中。另外，由于所述流通管3与所述分配管5合起来占据了所述进口集流管1绝大部分的内部空间，因此流体在进口集流管1内流动的空间有限，从而一定程度上抑制流体在进口集流管1内的气、液分离现象，提高了流体在通道35内的分配均匀性。

请参图17所示，所述换热器100还包括固定于所述进口集流管1的内侧面12上的分隔板6。所述分隔板6靠近所述第一端面31且与所述第一端面31平行。所述分隔板6设有对应于所述流通管3的通道35的穿孔61。

请参图11及图14所示，在另一种优化的实施方式中，所述分配管5为圆管且直径小于图9中分配管5的宽度，从而节省了材料。请参图12及图13所示，所述流通管3设有沿所述第一方向贯穿所述第一端面31且用以与分配管5相配合的凹槽38。所述凹槽38沿所述第二方向贯穿所述支撑面331。所述凹槽38为圆弧形，且大于二分之一圆周。所述凹槽38自所述第一端面31的中部朝远离所述内侧面12的方向凹设。

请参图11所示，所述凹槽38用以与对应的分配管5相配合。具体地，所述分配管5穿过所述凹槽38，因为所述凹槽38大于二分之一圆周，因此其能够限制分配管5的左右移动。所述分配管5在靠近所述缺口37的一侧设有若干穿孔511，供流体穿过。所述分配管5抵靠于所述进口集流管1的内侧面12上。所述第一端面31靠近所述内侧面12，如此设置，更进一步降低了进口集流管1未被占用的空间，从而使流体在进口集流管1内流动的空间更有限，更好地抑制了流体在进口集流管1内的气、液分离现象，提高了流体在通道35内的分配均匀性。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案。尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，其包括进口集流管、出口集流管、位于所述进口集流管内的分配管、以及位于所述进口集流管与出口集流管之间的若干流通管，所述进口集流管设有用以供所述流通管插入的冲孔及与位于所述冲孔相反一侧的内侧面，所述流通管包括顶壁、底壁、两侧壁以及位于所述顶壁与底壁之间的通道，所述流通管还包括自所述冲孔插入所述进口集流管内的第一端，其特征在于：所述第一端设有与所述内侧面相对的第一端面，位于所述第一端上的所述顶壁设有贯穿所述第一端面的缺口，所述通道部分暴露于该缺口，所述第一端还设有与所述分配管相配合的凹槽，所述分配管设有对应于所述通道的穿孔。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述第一端面与所述内侧面之间在所述进口集流管的轴线方向上形成制冷剂主通道，并且所述制冷剂主通道沿所述轴线方向横贯所述进口集流管，所述缺口与所述通道在垂直于所述轴线方向的方向上形成制冷剂分配通道。

3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述流通管还包括至少部分插入所述出口集流管内的第二端，所述缺口仅设置于所述流通管的一端，而所述流通管的第二端未设置该缺口，所有的流通管长度相同。

4.如权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述换热器还包括位于所述制冷剂主通道内的分配管，所述分配管包括靠近所述第一端面且与所述第一端面平行的直板，所述直板设有对应于所述流通管的通道的穿孔。

5.如权利要求4所述的换热器，其特征在于：所述分配管还包括连接于所述直板的弧形外壁，所述弧形外壁抵靠于所述进口集流管的内侧面。

6.如权利要求4所述的换热器，其特征在于：所述流通管与所述分配管左右并排设置；从所述进口集流管的截面上观察，所述第一端在插入所述进口集流管后超过所述进口集流管的中心，所述流通管与所述分配管合起来占据了所述进口集流管绝大部分的内部空间。

7.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述第一端面为曲面且延伸靠近所述进口集流管的内侧面。

8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述分配管自所述进口集流管的轴线方向上穿过所述凹槽，所述凹槽为圆弧形且大于二分之一圆周。

9.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所有的流通管长度相同，所述凹槽自所述第一端面的中部朝远离所述内侧面的方向凹设。

10.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述分配管为圆管且抵靠于所述进口集流管的内侧面上。