CN107208948A - 制冷剂蒸发器 - Google Patents
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Abstract
一种制冷剂蒸发器,具备:热交换芯部(11),该热交换芯部具有层叠的多个芯用管(111);分配部(12),该分配部将从制冷剂入口部(12a)流入内部的制冷剂向多个芯用管分配;以及分配用管(40),该分配用管配置于分配部的内部且其自身的内部供制冷剂流动,并且,制冷剂流的下游端(42)位于分配部的内部。在分配部的内部具有:第一空间(12b),该第一空间位于分配用管的周围,且位于比分配用管的下游端更靠近制冷剂入口部侧的位置;第二空间(12c),该第二空间位于比分配用管的下游端更远离制冷剂入口部侧的位置。在分配部中,制冷剂从制冷剂入口部流入第一空间,并且制冷剂从制冷剂入口部经由分配用管的内部而流入第二空间。
Description
相关申请的相互参照
本申请基于2015年4月24日申请的日本专利申请第2015-089525号,并在此以参照的方式编入其所记载的内容。
技术领域
本发明涉及一种从被冷却流体吸热而使制冷剂蒸发进而对被冷却流体进行冷却的制冷剂蒸发器。
背景技术
以往,这样的制冷剂蒸发器具备进行热交换的热交换芯部和将制冷剂分配到热交换芯部的分配部。热交换芯部具有层叠的多个芯用管。热交换芯部是在流经多个芯用管的内部的制冷剂和流经多个芯用管的外部的被冷却流体之间进行热交换的部分。分配部沿多个芯用管的层叠方向延伸并与多个芯用管连通。分配部具有制冷剂入口部,并将从制冷剂入口部流入的制冷剂向多个芯用管分配(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4124136号公报
然而,在上述的具备分配部的制冷剂蒸发器中,难以与从制冷剂入口部流入分配部的内部的制冷剂的流速无关地使被从分配部分别向多个芯用管分配的制冷剂的气液混合比例均匀。
即,在高热负荷时,由于热交换所需的制冷剂流量多,因此从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速增高。随着流入分配部的制冷剂的流速增高,液相制冷剂有在分配部内部朝向远离制冷剂入口部的区域流动的倾向。因此,对于被分别分配到多个芯用管的制冷剂,在越远离制冷剂入口部的管中,液相制冷剂相对于制冷剂整体的比例越大。
另一方面,在低热负荷条件下,由于热交换所需的制冷剂流量少,因此从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速降低。随着流入分配部的制冷剂的流速降低,液相制冷剂有不能到达分配部内部的远离制冷剂入口部的区域的倾向。因此,对于被分别分配到多个芯用管的制冷剂,在越远离制冷剂入口部的管,液相制冷剂相对于制冷剂整体的比例越小。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种即使在从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速低的情况下,也能够使被分别分配到多个管的制冷剂的气液混合比例接近均匀的制冷剂蒸发器。
并且,本发明的第二目的在于提供一种能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使被分别分配到多个管的制冷剂的气液混合比例接近均匀的制冷剂蒸发器。
根据本发明的一个观点,
使制冷剂蒸发的制冷剂蒸发器具备:
热交换芯部,该热交换芯部具有层叠的多个芯用管,并在流经多个芯用管的内部的制冷剂和流经多个芯用管的外部的被冷却流体之间进行热交换;
分配部,该分配部沿多个芯用管的层叠方向延伸,并且分配部具有制冷剂入口部且将从制冷剂入口部流入分配部的内部的制冷剂向多个芯用管分配;以及
分配用管,该分配用管配置于分配部的内部且该分配用管自身的内部供制冷剂流动,并且,分配用管的制冷剂流的下游端位于分配部的内部,其中
所述多个芯用管的各自的端部和所述分配用管位于所述分配部的内部整体的同一空间,
在所述分配部的内部具有:第一空间,该第一空间位于分配用管的周围且比分配用管的下游端更靠近制冷剂入口部侧的位置;以及第二空间,该第二空间位于比分配用管的下游端更远离制冷剂入口部侧的位置,在分配部中,制冷剂从所述制冷剂入口部流入第一空间,并且制冷剂从制冷剂入口部经由分配用管的内部而流入第二空间。
由此,能够将气液混合比例相同的制冷剂分别分配到靠近分配部的内部的制冷剂入口部的空间和远离制冷剂入口部的空间。因此,与未配置分配用管的情况相比较,即使在从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速低的情况下也能够使分配到多个芯用管的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
根据本发明的另一观点,分配用管具有使第一空间的制冷剂流成为回旋流并且使第二空间的制冷剂流成为回旋流的构造。
由此,通过第一空间的制冷剂的回旋流,能够遍及第一空间的整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。此外,通过第二空间的制冷剂的回旋流,能够遍及第二空间的整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。因此,能够使被分别分配到多个管的制冷剂的气液混合比例更加接近均匀。
根据本发明的另一观点,
使制冷剂蒸发的制冷剂蒸发器具备:
热交换芯部,该热交换芯部具有层叠的多个芯用管,并在流经多个芯用管的内部的制冷剂和流经多个芯用管的外部的被冷却流体之间进行热交换;
分配部,该分配部沿所述多个芯用管的层叠方向延伸,并且分配部具有制冷剂入口部且将从制冷剂入口部流入分配部的内部的制冷剂向多个芯用管分配;以及
分配用管,该分配用管配置于分配部的内部且该分配用管的自身的内部供制冷剂流动,并且,分配用管的制冷剂流的下游端位于分配部的内部,其中
在分配部的内部具有:第一空间,该第一空间位于分配用管的周围且比分配用管的下游端更靠近制冷剂入口部侧的位置;以及第二空间,该第二空间位于比分配用管的下游端更远离制冷剂入口部侧的位置,
在分配部中,制冷剂从制冷剂入口部流入第一空间,并且制冷剂从制冷剂入口部经由分配用管的内部而流入第二空间,
分配用管具有使第一空间的制冷剂流成为回旋流并且使第二空间的制冷剂流成为回旋流的构造。
由此,能够将气液混合比例相同的制冷剂分别分配到靠近分配部的内部的制冷剂入口部的空间和远离制冷剂入口部的空间。因此,与未配置分配用管的情况相比较,即使在从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速低的情况下也能够使分配到多个芯用管的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
此外,通过第一空间的制冷剂的回旋流,能够遍及第一空间的整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。通过第二空间的制冷剂的回旋流,能够遍及第二空间的整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。因此,能够使被分别分配到多个管的制冷剂的气液混合比例更加接近均匀。
根据本发明的另一观点,分配部具有分隔部件,该分隔部件分隔第一空间和第二空间,在分隔部件形成有贯通孔,该贯通孔供分配用管贯通地配置。
由此,由于划分有第一空间和第二空间,因此在从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速高的情况下,能够防止流入第一空间的液相制冷剂向第二空间流出。因此,与未配置分配用管的情况相比较,即使在从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速高的情况下,也能够使被分配到多个管的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
因此,根据本观点,能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使被分别分配到多个管的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
并且,根据本观点,由于划分有第一空间和第二空间,因此能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使流经第一空间的液相制冷剂和流经第二空间的液相制冷剂的流量比接近固定。即,能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使流入第一空间的制冷剂和流入第二空间的制冷剂的质量流量比接近固定。
在本观点中,为了使被分配到多个管的制冷剂的质量流量均匀,优选流入第一空间的制冷剂和流入第二空间的制冷剂的质量流量比被设定为与被从第一空间分配制冷剂的芯用管的数量和被从第二空间分配制冷剂的芯用管的数量之比对应的质量流量比。由此,能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使被分配到多个管的制冷剂的质量流量接近均匀。
因此,将分配用管设为使第一空间的制冷剂流成为回旋流并且使第二空间的制冷剂流成为回旋流的构造,此外,优选以上述方式设定流入第一空间的制冷剂与流入第二空间的制冷剂的质量流量比。由此,能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使被分配到多个管的制冷剂的质量流量更加接近均匀。
并且,根据本发明的另一观点,
制冷剂入口部设置于分配部的延伸方向上的端部,
分配部具有第一分隔部件和第二分隔部件,第一分隔部件分隔出第一空间和第二空间,并且在第一空间中,第二分隔部件分隔出在分配部的延伸方向上排列的第一分割空间和第二分割空间,
在第一分隔部件、第二分隔部件分别形成有供分配用管贯通地配置的贯通孔,
分配用管是具有内管和外管的一根二重管的构造,
在内管的内表面和外表面分别形成有螺旋状的槽,
外表面的槽构成为具有并行的第一槽和第二槽,
在外管形成有第一开口部和第二开口部,该第一开口部使第一槽和第一分割空间连通,该第二开口部使第二槽和第二分割空间连通,
在分配部中,流入内管和外管之间且第一槽的制冷剂从第一开口部流入第一分割空间,流入内管和外管之间且第二槽的制冷剂从第二开口部流入第二分割空间,流入内管的制冷剂流入第二空间。
像这样,在本观点中,在分配部的内部分别划分有第一分割空间、第二分割空间、第二空间。并且,制冷剂蒸发器构成为流入第一槽的制冷剂流入第一分割空间,流入第二槽的制冷剂流入第二分割空间,流入内管的制冷剂流入第二空间。由此,能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使分别流入第一分割空间、第二分割空间及第二空间的制冷剂的质量流量比接近固定。
此外,制冷剂流经第一槽,由此能够在第一分割空间形成制冷剂的回旋流,能够遍及第一分割空间整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。同样,制冷剂流经第二槽,由此能够在第二分割空间形成制冷剂的回旋流,能够遍及第二分割空间整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。并且,制冷剂沿着内管的内表面的槽流动,由此能够在第二空间形成制冷剂的回旋流,能够遍及第二空间整个区域地使制冷剂的气液混合比例接近均匀。
并且,在本观点中,优选分别流入第一分割空间、第二分割空间及第二空间的制冷剂的质量流量比被设定为与分别被从第一分割空间、第二分割空间及第二空间分配制冷剂的芯用管的数量之比对应的质量流量比。由此,能够与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使流入多个主管的制冷剂的质量流量接近均匀。
附图说明
图1是第一实施方式中的制冷剂蒸发器的立体图。
图2是图1的制冷剂蒸发器的分解立体图。
图3是图1的制冷剂蒸发器中的第一箱部及其周边部的剖面图。
图4是剖切第一实施方式中的分配用管的一部分得到的侧视图。
图5是图3中的V-V线向剖面图。
图6是图3中的VI-VI线向剖面图。
图7是第二实施方式中的制冷剂蒸发器的第一箱部及其周边部的剖面图。
图8是剖切第二实施方式中的分配用管的一部分得到的侧视图。
图9是图7中的IX-IX线向剖面图。
图10是图7中的X-X线向剖面图。
图11是图7中的XI-XI线向剖面图。
图12是第三实施方式中的制冷剂蒸发器的第一箱部及其周边部的剖面图。
图13是剖切第三实施方式中的分配用管的一部分得到的侧视图。
图14是第四实施方式中的制冷剂蒸发器的分解立体图。
图15是第五实施方式中的制冷剂蒸发器的分解立体图。
图16是图15中的第一蒸发部的第二箱部、第二蒸发部的第二箱部及中间箱部的立体图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在以下的各实施方式相互之间,对于彼此相同或等同的部分附加相同的符号来进行说明。
(第一实施方式)
本实施方式的制冷剂蒸发器适用于对车室内的温度进行调整的车辆用空调装置的蒸汽压缩式的制冷循环,并且,本实施方式的制冷剂蒸发器是从向车室内吹送的送风空气吸热来使制冷剂蒸发,并由此对送风空气进行冷却的冷却用热交换器。另外,在本实施方式中,送风空气相当于“被冷却流体”。
如众所周知那样,制冷循环除了制冷剂蒸发器之外还具备未图示的压缩机、散热器(例如,冷凝器)以及膨胀阀等,在本实施方式中,制冷循环构成为在散热器与膨胀阀之间配置液体接收器的接收器循环。
如图1、2所示,制冷剂蒸发器1具备热交换芯部11和配置于热交换芯部11的两端侧的一对箱部12、13。在本实施方式中,一对箱部12、13由配置于上方侧的第一箱部12和配置于下方侧的第二箱部13构成。
热交换芯部11具有等间隔层叠的多个主管111。热交换芯部11在流经主管111的内部的制冷剂与流经主管111的外部的作为被冷却流体的送风空气之间进行热交换。如图3所示,热交换芯部11还具有多个翅片112,且热交换芯部11通过主管111与翅片112交替层叠的层叠体构成。另外,在图1、2中,省略多个翅片的图示。并且,在本实施方式中,主管111的长度方向与上下方向一致,多个主管111的层叠方向与横方向(即,左右方向)一致。
热交换芯部11具有由一部分的主管群构成的第一芯部11a和由其他的主管群构成的第二芯部11b。第一芯部11a由多个主管111中的靠近后述的第一箱部12的制冷剂入口部12a侧的一半主管群构成。第二芯部11b由多个主管111中的远离制冷剂入口部12a侧的一半主管群构成。
主管111是构成热交换芯部11的芯用管,且在内部形成供制冷剂流动的制冷剂通路。主管111的剖面形状是向一方向延伸的扁平形状,即主管111是扁平管。主管111以其剖面中的一方向沿着送风空气的流动方向X的方式配置。主管111的长度方向的一端侧与第一箱部12连接,且长度方向的另一端侧与第二箱部13连接。更具体而言,如图3所示,多个主管111各自的端部111a位于第一箱部12的内部。端部111a是流经主管111的内部的制冷剂的流动方向上的主管111的端部。
图3所示的翅片112是将薄板材料弯曲成波状而成形的波纹翅片。翅片112与主管111中的平坦的外表面侧接合,构成用于使送风空气与制冷剂的传热面积扩大的热交换促进单元。并且,主管111与翅片112的层叠体在主管111的层叠方向两端部配置有对热交换芯部进行加强的侧板113。
如图1、2所示,第一箱部12具有制冷剂入口部12a,且是将从制冷剂入口部12a流入的制冷剂向多个主管111分配的分配部。
第一箱部12以主管111的层叠方向为长度方向而延伸,并且第一箱部12在长度方向的一端(即,延伸方向的一端)具有开口部,而长度方向的另一端由封闭的筒状部件构成。该开口部构成制冷剂入口部12a。第一箱部12在形成于底部的贯通孔插入有各主管的上端侧的状态下与各主管111接合。因此,第一箱部12的内部空间与各主管111连通。另外,对于第一箱部12及其周边部的详细结构后述。
第二箱部13是将从多个主管111流出的制冷剂集合的集合部。第二箱部13具有制冷剂出口部13a,并且使在第二箱部13的内部集合的制冷剂从制冷剂出口部13a向第二箱部13的外部流出。
与第一箱部12相同,第二箱部13以主管111的层叠方向为长度方向而延伸,并且第二箱部13在长度方向的一端具有开口部,而长度方向的另一端由封闭的筒状部件构成。该开口部构成制冷剂出口部13a。第二箱部13在形成于顶部的贯通孔插入有各主管111的下端侧的状态下与各主管111接合。因此,第二箱部13的内部空间与各主管111连通。
并且,在第一箱部12的制冷剂入口部12a,经由连接块50而连接有膨胀阀2。膨胀阀2的温度检测部2a设置在与第二箱部13的制冷剂出口部13a连接的出口侧制冷剂配管。膨胀阀2的制冷剂压力检测通路2b与出口侧制冷剂配管连通。
另外,制冷剂蒸发器1及连接块50是由铝、铜等的金属制成。制冷剂蒸发器1与连接块50以及制冷剂蒸发器1的各构成部件之间通过钎焊接合。
接着,利用图3、4、5、6来对第一箱部12进行详细说明。
如图3所示,在第一箱部12的内部的长度方向中央位置配置有一个板状的分隔部件121。该分隔部件121将第一箱部12的内部空间划分为靠近制冷剂入口部12a的空间即第一室12b和远离制冷剂入口部12a的空间即第二室12c这两个室。构成第一芯部11a的各主管111的端部111a位于第一室12b。因此,第一室12b与构成第一芯部11a的各主管111连通。构成第二芯部11b的各主管111的端部111a位于第二室12c。因此,第二室12c与构成第二芯部11b的各主管111连通。在本实施方式中,第二室12c的顶部以在上下方向上的宽度随着远离制冷剂入口部12a而逐渐减小的方式倾斜。
此外,在第一箱部12的内部配置有分配用管40。换言之,多个主管111的各个端部111a和分配用管40位于第一箱部12的内部整体的同一空间12b、12c。分配用管40沿第一箱部12的长度方向延伸。分配用管40以分配用管40的中心线的位置与通过第一箱部12的第一室12b的流路剖面的中心的中心线的位置一致的方式配置。
并且,分配用管40的制冷剂流的上游端41位于制冷剂入口部12a的制冷剂流上游侧的连接块50的内部。
另一方面,分配用管40的制冷剂流的下游端42位于第二室12c内。因此,在本实施方式中,第一室12b构成第一空间,该第一空间位于第一箱部12的内部中的分配用管40的周围,即比分配用管40的下游端42更靠近制冷剂入口部12a的一侧。并且,第二室12c构成第二空间,该第二空间位于第一箱部12的内部中的比分配用管40的下游端42更远离制冷剂入口部12a的一侧。
如图4所示,分配用管40是在一根管状部件(即,筒状部件)的内表面43和外表面44分别形成有螺旋状的槽43a、44a的中空螺旋型管。换言之,分配用管40是将铝、铜等的金属制成的圆筒形状的管状部件加工成与多条螺纹形状相类似的形状的部件。在本实施方式中,通过外表面44的槽44a而在内表面43形成凸部43b,通过内表面43的槽43a而在外表面44形成凸部44b。
并且,本实施方式的分配用管40在内表面43和外表面44均具有多条螺旋槽形状,该多条螺旋槽形状由多个槽43a、44a并行地形成。槽并行是指相邻的槽彼此不连接。具体而言,分配用管40的内表面43具有五个槽43a并行的五条螺旋槽形状。同样,分配用管40的外表面44具有五个槽44a并行的五条螺旋槽形状。另外,分配用管40的内表面43和外表面44也可以是相邻的槽彼此连接的一条螺旋槽形状。
并且,本实施方式的分配用管40在内表面43和外表面44这两方遍及上游端41到下游端42的全长区域而形成有螺旋状的槽43a、44a。
当制冷剂在该分配用管40的内侧流动时,通过流经内表面43的螺旋状的槽43a的高比重的液态制冷剂的离心力的作用,在分配用管40的内侧产生制冷剂的回旋流。同样,当制冷剂在分配用管40的外侧流动时,通过流经外表面44的螺旋状的槽44a的高比重的液态制冷剂的离心力的作用,在分配用管40的外侧产生制冷剂的回旋流。
如图3所示,分配用管40的上游端41配置于连接块50的制冷剂流路50a内。连接块50是与制冷剂入口部12a的制冷剂流上游侧连接且在内部形成制冷剂流路50a的流路形成部件。该制冷剂流路50a的一端与膨胀阀2的制冷剂出口部2c连接,其另一端与第一箱部12的制冷剂入口部12a连接。分配用管40与连接块50同样地由金属构成。分配用管40中的位于连接块50的内部的区域45在轴向上具有规定的长度L1,且通过压入嵌合及钎焊等而与连接块50接合并固定。在以下,将该区域45称为接合区域45。
如图5所示,连接块50的制冷剂流路50a的剖面形状是圆形状,与此相对,分配用管40的外形的剖面形状是外表面44的凸部44b的顶部与槽44a的底部在周向上交替配置的波型形状。并且,分配用管40的外表面44的凸部44b的顶部与连接块50的构成制冷剂流路50a的内表面50b相接。因此,连接块50的制冷剂流路50a被分隔为分配用管40的外侧的外侧流路40a和分配用管40的内侧的内侧流路40b。外侧流路40a是由分配用管40的外表面与连接块50的内表面50b之间的间隙形成的制冷剂流路。
另外,在本实施方式中,从膨胀阀2流出的制冷剂按照等分量的质量流量而被分配到第一箱部12的第一室12b和第二室12c这两方。设定分配用管40的接合区域45的轴向长度L1、连接块50的内部中的外侧流路40a的剖面积与内侧流路40b的剖面积的比率以及分配用管40的全长L0来实现该目的。
如图3、6所示,在分隔部件121的面的中心部形成有供分配用管40贯通而配置的贯通孔121a。贯通孔121a的形状与分配用管40的外形的剖面形状相同。因此,在分配用管40插入到贯通孔121a的状态下,在分配用管40与分隔部件121之间不形成间隙。分配用管40与分隔部件121在分配用管40插入到贯通孔121a的状态下通过钎焊等而接合固定。
接着,利用图2、3对本实施方式的制冷剂蒸发器1中的制冷剂流进行说明。
如图2中的箭头A那样,从膨胀阀2喷出的气液二相状态的制冷剂经由连接块50而从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的内部。此时,如图3中的箭头A1、A2那样,流入连接块50的内部的制冷剂按照等分量的质量流量分开流入外侧流路40a和内侧流路40b这两方。
流入外侧流路40a的制冷剂从第一箱部12的制冷剂入口部12a不经由分配用管40的内部而直接流入第一箱部12的第一室12b。此时,流经外侧流路40a的制冷剂通过沿着分配用管40的外表面44的槽44a流动而变成回旋流,且该制冷剂留有回旋流的力地流入第一室12b。并且,流入第一室12b的制冷剂的一部分沿着分配用管40的外表面44的槽44a流动。因此,如图3中的箭头A3那样,流入第一室12b的制冷剂成为绕分配用管40的周围回旋的回旋流并在第一室12b流动。然后,如图2中的箭头B1那样,在第一室12b流动的制冷剂被分配到构成第一芯部11a的多个主管111。
另一方面,流入内侧流路40b的制冷剂通过流经分配用管40的内部而从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的内部,且该制冷剂越过第一室12b而流入第一箱部12的第二室12c。此时,流经分配用管40的内侧流路40b的制冷剂通过沿着内表面43的槽43a流动而变成沿着内表面43的槽43a回旋的回旋流,且该制冷剂留有回旋流的力地流入第二室12c。因此,如图3中的箭头A4所示,流入第二室12c的制冷剂成为回旋流并在第二室12c内流动。然后,如图2中的箭头B2那样,在第二室12c流动的制冷剂被分配到构成第二芯部11b的多个主管111。
如此,如图2中的箭头B1及箭头B2那样,从第一箱部12流出的制冷剂流经第一芯部11a及第二芯部11b。然后,从第一芯部11a流出的制冷剂及从第二芯部11b流出的制冷剂流入第二箱部13而合流。其后,如图2中的箭头C那样,流经第二箱部13的制冷剂从制冷剂出口部13a流出。
像这样,本实施方式的制冷剂蒸发器1在热交换芯部11的整体具有向从上向下的一方向流动的I形转弯型的制冷剂流。
接着,对本实施方式的主要特征进行说明。
(1)如上所述,在本实施方式中的第一箱部12中,流入连接块50的内部的外侧流路40a的制冷剂从制冷剂入口部12a不经由分配用管40的内部而流入第一室12b。此外,流入连接块50的内部的内侧流路40b的制冷剂从制冷剂入口部12a经由分配用管40的内部而流入第二室12b。
由此,能够将气液混合比例相同的制冷剂分配到第一室12b和第二室12c。因此,与未配置有分配用管40的情况相比较,即使在从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速低的情况下,也能够使分配到多个主管111的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
(2)此外,在本实施方式中,第一箱部12的内部由分隔部件121划分为第一室12b和第二室12c。但是,分隔部件121具有供分配用管40贯通地配置的贯通孔121a。
由此,第一室12b和第二室12c被划分出来,因此,在从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速高的情况下,能够防止流入第一室12b的液相制冷剂向第二室12c流出。因此,与未配置有分配用管40的情况相比较,即使在从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速高的情况下,也能够使分配到多个主管111的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
(3)此外,在本实施方式中,通过分隔部件121而将第一箱部12的内部划分为与第一芯部11a连通的第一室12b和与第二芯部11b连通的第二室12c。分别构成第一芯部11a和第二芯部11b的主管111的数量相同。并且,流入第一室12b的制冷剂的质量流量和流入第二室12c的制冷剂的质量流量被设定为相同的质量流量。
因此,能够与从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速无关地使流经第一室12b的液相制冷剂的流量与流经第二室12c的液相制冷剂的流量接近相同。即,能够使在第一室12b流动的制冷剂和在第二室12c流动的制冷剂的质量流量比接近各50%(即,1∶1)的固定比率。
另外,在本实施方式中,被从第一室12b分配制冷剂的主管111的数量与被从第二室12c分配制冷剂的主管111的数量相同。因此,流入第一室12b的制冷剂的质量流量和流入第二室12c的制冷剂的质量流量被设定为相同的质量流量,但是,设定的方式不限定于此。
与本实施方式不同,有被从第一室12b分配制冷剂的主管111的数量与被从第二室12c分配制冷剂的主管111的数量不同的情况。在该情况下,根据被从第一室12b分配制冷剂的主管111的数量和被从第二室12c分配制冷剂的主管111的数量的比来设定流入第一室12b的制冷剂和流入第二室12c的制冷剂的质量流量比。由此,能够与从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速无关地使从第一室12b向主管111流动的每一根主管的制冷剂的质量流量与从第二室12c向主管111流动的每一根主管的制冷剂的质量流量接近相同。
(4)此外,本实施方式的分配用管40分别在一根管状部件的内表面43和外表面44形成有螺旋状的槽43a、44a。并且,在第一箱部12中,流入第一箱部12的内部的制冷剂的一部分从制冷剂入口部12a直接流入第一室12b,流入第一室12b的制冷剂沿着外表面44的槽44a流动。并且,流入第一箱部12的内部的制冷剂的剩余部分流经分配用管40的内部。
据此,流入第一室12b的制冷剂沿着分配用管40的外表面44的槽44a流动,由此能够将第一室12b的制冷剂流变成回旋流。因此,在第一室12b的内部制冷剂流被分散,制冷剂的气液混合比例成为在第一室12b的任意位置都大致相同。即,能够使制冷剂的气液混合比例在第一室12b的整个区域接近均匀。
同样,流经分配用管40的内部的制冷剂沿着内表面43的槽43a流动,由此能够将第二室12c的制冷剂流动变成回旋流。因此,在第二室12c的内部制冷剂流被分散,制冷剂的气液混合比例成为在第二室12c的任意位置都大致相同。即,能够使制冷剂的气液混合比例在第二室12c的整个区域接近均匀。
其结果是,能够使分别分配到多个主管111的制冷剂的气液混合比例接近均匀。
(5)此外,在本实施方式中,分配用管40的制冷剂流的上游端41位于连接块50的制冷剂流路50a内。
据此,流入连接块50的内部的制冷剂流经分配用管40的外表面44和连接块50的内表面50b之间的间隙即外侧流路40a,由此能够使向第一室12b流入前的制冷剂流成为回旋流。因此,能够增强形成于第一室12b的制冷剂的回旋流的势头。
基于上述(1)-(5),根据本实施方式,能够与从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速无关地使从第一箱部12分别流入多个主管111的制冷剂的质量流量接近均匀。即,能够与从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的制冷剂的流速无关地使热交换芯部11的整体的制冷剂分布均匀化。另外,分别流入多个主管111的制冷剂的质量流量均匀是指,流入多个主管111的液相制冷剂的流量均匀且流入多个主管111的制冷剂的气液混合比例均匀。
然而,在不具备分配用管40的以往的制冷剂蒸发器中,为了在要求制冷性能的额定的热负荷条件下,使分别流入多个主管的制冷剂的质量流量变得均匀而对构成制冷剂蒸发器的各部件的形状及尺寸进行优化。
但是,在偏离额定的热负荷条件下,会导致分别流入多个主管的制冷剂的质量流量不均匀。在比额定高的高热负荷条件下,由于热交换所需的制冷剂流量多,因此从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速增高。随着流入分配部的制冷剂的流速增高,液相制冷剂有在分配部内部朝向远离制冷剂入口部的区域流动的倾向。因此,对于被分别分配到多个主管的制冷剂,在越远离制冷剂入口部的主管,则液相制冷剂越多且质量流量越大。另一方面,在比额定低的低热负荷条件下,由于热交换所需的制冷剂流量少,因此从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速降低。随着流入分配部的制冷剂的流速降低,液相制冷剂有不能到达分配部内部的远离制冷剂入口部的区域的倾向。因此,对于被分别分配到多个主管的制冷剂,在越远离制冷剂入口部的主管,则液相制冷剂越少且质量流量越小。
在这样的以往的制冷剂蒸发器中,难以与从制冷剂入口部流入分配部的制冷剂的流速无关地使被从分配部分别向多个主管分配的制冷剂的质量流量均匀。因此,由于在热交换芯部中最低温度位置不固定且容易变动,所以防霜的控制性变差且冷风吹出温度的偏差幅度增大,因此温度控制性变差。其结果是,产生冷却时(即,高热负荷时)的最大制冷能力不足、中间季节的动力消耗效率降低、由冬季(即,低热负荷时)的除湿量降低而导致的车辆窗雾防止性能降低等的问题。此外,在独立地对分别朝向驾驶席和副驾驶席吹出的吹出空气的温度进行控制的左右独立温度控制方式的车辆用空调装置所使用的制冷剂蒸发器中,在热交换芯部产生通过风量不同的部位。因此,在被分别向多个主管分配的制冷剂的质量流量容易变得不均匀的地方,质量流量变得更加不均匀。
与此相对,根据本实施方式的制冷剂蒸发器1,能够与流入第一箱部12的制冷剂的流速无关地使从第一箱部12分别流入多个主管111的制冷剂的质量流量接近均匀。因此,能够解决这些问题。
并且,根据本实施方式的制冷剂蒸发器1,在第一箱部12的内部,制冷剂流均匀而力也分散,因此能够减少因制冷剂与第一箱部12的内壁碰撞而产生的振动、噪音的产生量。并且,在本实施方式的制冷剂蒸发器1中,使用中空螺旋型管来作为分配用管40。该中空螺旋型管在其他的技术领域中被一般使用,且确立了便宜的制造方法。因此,根据本实施方式的制冷剂蒸发器1,能够将制冷剂蒸发器1的制造成本抑制到与以往产品相同的程度。
(第二实施方式)
如图7所示,本实施方式在使用具有内管40和外管61的二重管构造的分配用管60这一点和在第一箱部12的内部配置有多个分隔部件121-125这一点上与第一实施方式不同。而其他的结构与第一实施方式相同。
在第一箱部12的内部配置有板状的多个分隔部件。多个分隔部件将第一箱部12的内部空间分隔成在第一箱部12的长度方向上排列的多个单元。具体而言,通过五个分隔部件121-125来将第一箱部12的内部空间分隔成六个单元。六个单元从靠近制冷剂入口部12a的一侧开始,依次为第一室12b1、第二室12b2、第三室12b3、第四室12b4、第五室12b5以及前端室12c。前端室12c位于离第一箱部12的制冷剂入口部12a最远的第一箱部12的前端。
换言之,第一箱部12的内部的分配用管60的周围的空间,且位于比分配用管60的外管61的下游端63更靠近制冷剂入口部12a侧的空间通过分隔部件122-125而被分割成第一室12b1、第二室12b2、第三室12b3、第四室12b4以及第五室12b5这五个空间。因此,在本实施方式中,第一室12b1、第二室12b2、第三室12b3、第四室12b4及第五室12b5与第一空间对应,前端室12c与第二空间对应。将前端室12c分隔出来的分隔部件121与第一分隔部件对应。并且,本实施方式的第一室12b1和第二室12b2分别与第一分割空间、第二分割空间对应。将第一室12b1和第二室12b2分隔的分隔部件122与第二分隔部件对应。
如图7、8所示,分配用管60的内管40是与第一实施方式的分配用管40相同的中空螺旋型管。内管40的内表面43及外表面44具有五条螺旋槽形状。像这样,螺旋槽43a、44a的条数与比第一箱部12的内部的分配用管60的下游端63更靠近制冷剂入口部12a侧的空间被分割出来的单元的个数对应。
与第一实施方式相同,内管40的上游端41位于连接块50的内部。因此,如图9所示,连接块50的制冷剂流路50a具有分配用管40的外侧的外侧流路40a和分配用管40的内侧的内侧流路40b。
并且,内管40的下游端42位于将第五室12b5和前端室12c分隔的分隔部件121的贯通孔121a。如图10所示,与第一实施方式相同,在分配用管40插入到贯通孔121a的状态下,在分配用管40与分隔部件121之间不形成间隙。另外,内管40的下游端42也可以位于前端室12c内。总之,内管40的下游端42只要位于从内管40流出的制冷剂能够向前端室12c流入的位置即可。
外管61是圆筒形状。在外管61的内部配置有内管40。外管61的制冷剂流上游侧的上游端62与第一箱部12的制冷剂入口部12a的开口缘部相接。外管61的制冷剂流下游侧的下游端63与将第五室12b5和前端室12c分隔的分隔部件121相接。因此,外管61在第一室12b1-第五室12b5的区间覆盖内管40。
如图11所示,在将第一室12b1和第二室12b2分隔的分隔部件122形成有供外管61贯通的贯通孔122a。外管61经由该贯通孔122a而贯通分隔部件122地配置。外管61在插入到贯通孔122a的状态下通过钎焊等而固定于分隔部件122。同样,在将第二室12b2和第三室12b3分隔的分隔部件123、将第三室12b3和第四室12b4分隔的分隔部件124、将第四室12b4和第五室12b5分隔的分隔部件125也形成有供外管61贯通的贯通孔。外管61经由这些贯通孔而贯通分隔部件123-125。
如图7、8所示,在外管61形成有第一开口部64-第五开口部68的五个开口部,以使流经内管40的外表面44的槽44a的制冷剂流入第一室12b1-第五室12b5。
第一开口部64形成在与第一槽44a1相对的部位,使第一槽44a1与第一室12b1连通。第二开口部65形成在与第二槽44a2相对的部位,使第二槽44a2与第二室12b2连通。第三开口部66形成在与第三槽44a3相对的部位,使第三槽44a3与第三室12b3连通。第四开口部67形成在与第四槽44a4相对的部位,使第四槽44a4与第四室12b4连通。第五开口部68形成在与第五槽44a5相对的部位,使第五槽44a5与第五室12b5连通。另外,第一槽44a1-第五槽44a5是并行且相互独立的槽。
因此,在第一箱部12中,制冷剂流经内管40与外管61之间的外侧流路40a。此时,流经第一槽44a1的制冷剂从第一开口部64流入第一室12b1。由此,在第一室12b1形成制冷剂的回旋流。流经第二槽44a2的制冷剂从第二开口部65流入第二室12b2。由此,在第二室12b2形成制冷剂的回旋流。流经第三槽44a3的制冷剂从第三开口部66流入第三室12b3。由此,在第三室12b3形成制冷剂的回旋流。流经第四槽44a4的制冷剂从第四开口部67流入第四室12b4。由此,在第四室12b4形成制冷剂的回旋流。流经第五槽44a5的制冷剂从第五开口部68流入第五室12b5。由此,在第五室12b5形成制冷剂的回旋流。
并且,流经内管40的内部的内侧流路40b的制冷剂流入前端室12c。此时,流经内管40的内部的制冷剂沿着内表面43的槽43a流动,由此,在第二室12b2形成制冷剂的回旋流。其后,将制冷剂从各室12b1-12b5、12c分配到多个主管111。
在本实施方式中,因为具有与第一实施方式相同的结构,所以也能够得到与第一实施方式相同的效果。此外,在本实施方式,还能够得到如下效果。
在将第一箱部12的内部空间划分为两个单元的情况下,由于与一个单元连通的主管111的根数多,所以对于从一个单元向各主管111分配的制冷剂的质量流量容易产生分配偏差。
与此相对,在本实施方式中,将第一箱部12的内部空间划分为个数多于两个的单元。由此,因为与一个单元连通的主管111的根数减少,所以能够减小从一个单元向各主管111分配的制冷剂的质量流量的分配偏差。其结果是,根据本实施方式,能够使从第一箱部12分别流入多个主管111的制冷剂的质量流量更接近均匀。
另外,在本实施方式中,通过五个分隔部件121-125而将第一箱部12的内部空间分隔成六个单元,但分隔部件及单元的个数能够任意地变更。
(第三实施方式)
如图12所示,本实施方式中,在使用多个细管彼此螺旋状卷绕的构造的分配用管70这一点和在第一箱部12的内部配置有多个分隔部件121-123这一点上与第一实施方式不同。而其他的结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中,通过三个分隔部件121-123来将第一箱部12的内部空间分隔成四个单元。四个单元从靠近制冷剂入口部12a一侧开始,依次为第一室12b1、第二室12b2、第三室12b3以及前端室12c。
换言之,第一箱部12的内部的分配用管70的周围的空间,且位于比分配用管70的制冷剂流的下游端74b更靠近制冷剂入口部12a侧的空间通过分隔部件122、123而被分割成第一室12b1、第二室12b2以及第三室12b3这三个空间。
如图12、13所示,分配用管70是第一管71、第二管72、第三管73以及第四管74这四根管(即,细管)彼此卷绕成线圈状(即,螺旋状)的构造。这四根管71-74是同样粗细的圆筒形状并且由金属制成。
第一管71--第四管74各自的制冷剂流的上游端71a-74a的位置是与分配用管70的制冷剂流的上游端70a的位置相同的位置。另一方面,第一管71-第四管74各自的制冷剂流的下游端71b-74b的位置全都不同。
如图12所示,分配用管70的上游端70a位于连接块50的内部。第一管71的下游端71b位于第一室12b1。第二管72的下游端72b位于第二室12b2。第三管73的下游端73b位于第三室12b3。第四管74的下游端74b位于前端室12c。另外,第四管74的下游端74b也是分配用管70的下游端。
并且,在分隔部件121、122、123形成有与分配用管70的外形对应的贯通孔121a、122a、123a。分配用管70在插入这些贯通孔121a、122a、123a的状态下固定于分隔部件121、122、123。
因此,在本实施方式中,从膨胀阀2喷出的制冷剂在连接块50的内部流入分配用管70。然后,制冷剂通过被分配到各管71-74流动而从制冷剂入口部12a流入第一箱部12的内部。此时,流经第一管71的制冷剂从第一管71的下游端71b流入第一室12b1。流经第二管72的制冷剂从第二管72的下游端72b流入第二室12b2。流经第三管73的制冷剂从第三管73的下游端73b流入第三室12b3。流经第四管74的制冷剂从第四管74的下游端74b流入前端室12c。其后,将制冷剂从各室12b1-12b3、12c分配到多个主管111。
在本实施方式中,制冷剂流经螺旋状卷绕的第一管71、第二管72、第三管73及第四管74。因此,在本实施方式中,也能够在第一室12b1、第二室12b2、第三室12b3及前端室12c形成制冷剂的回旋流。因此,在本实施方式中,也能够得到与第一实施方式相同的效果。
另外,在本实施方式中,第一管71、第四管74分别与两根管的一方和另一方对应。并且,第一室12b1-第三室12b3、前端室12c分别与第一空间、第二空间对应。
并且,本实施方式的分配用管70是四根管71-74螺旋状卷绕的构造,但构成分配用管70的管的根数不限定于四根。只要是与第一箱部12的内部空间被划分出的单元的个数对应的根数,构成分配用管70的管的根数也可以是其他根数。
(第四实施方式)
如图14所示,本实施方式与第一实施方式的不同点在于:本实施方式以前后方向为被冷却流体的流动方向,且制冷剂蒸发器100具备前后排列的第一蒸发部10、第二蒸发部20,在第一蒸发部10、第二蒸发部20的热交换芯部11、21具有前后U形转弯型的制冷剂流。
具体而言,本实施方式的制冷剂蒸发器100的第一蒸发部10及第二蒸发部20相对于送风空气的流动方向X以直线排列的方式配置。相较而言,第一蒸发部10及第二蒸发部20中,第一蒸发部10配置于送风空气的流动方向X的下游侧(即,下风侧),第二蒸发部20配置于送风空气的流动方向X的上游侧(即,上风侧)。
除了第二箱部13,第一蒸发部10与第一实施方式的制冷剂蒸发器1构造相同。
除了第一箱部22,第二蒸发部20基本是与第一实施方式的制冷剂蒸发器1大致相同的构造。配置于第二蒸发部20的上方侧的第二箱部23是将第一实施方式的第二箱部13上下反方向地配置的箱。配置于第二蒸发部20的下方侧的第一箱部22是与第一蒸发部10的第二箱部13呈面对称的相同构造。
第二蒸发部20具有热交换芯部21和一对箱部22、23,热交换芯部21通过层叠多个主管211而构成,一对箱部22、23与多个主管211的两端部连接并进行流经多个主管211的制冷剂的集合或分配。一对箱部22、23由配置于下方侧的第一箱部22和配置于上方侧的第二箱部23构成。主管211、热交换芯部21、第一箱部22以及第二箱部23与第一实施方式的制冷剂蒸发器1的主管111、热交换芯部11、第一箱部12以及第二箱部13对应。
在本实施方式中,在第一蒸发部10的第二箱部13的侧面形成有开口部13b,在第二蒸发部20的第一箱部22的侧面形成有开口部22a。经由开口部13b、22a,第一蒸发部10的第二箱部13与第二蒸发部20的第一箱部22连通。在第二蒸发部20的第二箱部23的长度方向的端部设有制冷剂出口部23a。
在本实施方式的制冷剂蒸发器100中,与第一实施方式的制冷剂蒸发器1相同,如图14中的箭头A那样,从膨胀阀2喷出的气液二相状态的制冷剂经由连接块50而从制冷剂入口部12a流入第一蒸发部10的第一箱部12的内部。流入第一箱部12的内部的制冷剂的一部分如图14中的箭头A1、A3那样流经分配用管40的外侧,并如图14中的箭头B1那样被从第一箱部12分配到第一芯部11a。并且,流入第一箱部12的内部的制冷剂的其他一部分如图14中的箭头A2、A4那样流经分配用管40的内部,并如图14中的箭头B2那样被分配到第二芯部11b。
然后,从第一蒸发部10的第一箱部12流出的制冷剂如图14中的箭头B1及箭头B2那样通过第一蒸发部10的热交换芯部11。其后,制冷剂如图14中的箭头D1及箭头D2那样从第一蒸发部10的第二箱部13流出并流入第二蒸发部20的第一箱部22。流入第二蒸发部20的第一箱部22的制冷剂如图14中的箭头E1及箭头E2那样,朝向与通过第一蒸发部10的热交换芯部11的制冷剂相反的上方向地通过第二蒸发部20的热交换芯部21。其后,制冷剂如图14中的箭头F那样从第二蒸发部20的第二箱部23的制冷剂出口部23a流出。
在本实施方式的制冷剂蒸发器100中,在具备第一蒸发部10、第二蒸发部20的制冷剂蒸发器中,从制冷剂入口部12a到制冷剂出口部23a之间的制冷剂的流通距离尽可能地短,主管111、211的根数尽可能地多。此外,在本实施方式的制冷剂蒸发器100中,尽可能地减少热交换芯部11、21与一对箱部12、13、22、23之间的制冷剂的出入回数。由此,制冷剂蒸发器整体中的制冷剂流的压力损失降低,实现制冷能力的提高。
并且,在本实施方式的制冷剂蒸发器100中,第一蒸发部10的第一箱部12具有与第一实施方式的制冷剂蒸发器1的第一箱部12相同的构造。因此,在本实施方式中,也能够得到与第一实施方式相同的效果。像这样,相对于具有前后U形转弯型的制冷剂流的制冷剂蒸发器,也能够应用本发明的制冷剂蒸发器。另外,在本实施方式中,采用第一实施方式的第一箱部12的构造来作为第一蒸发部10的第一箱部12的构造,但也可以采用第二、第三实施方式的第一箱部12的构造。
(第五实施方式)
如图15所示,本实施方式的制冷剂蒸发器200与第一实施方式的制冷剂蒸发器100的不同点在于:本实施方式的制冷剂蒸发器200在第一蒸发部10、第二蒸发部20的热交换芯部11、21具有与第四实施方式相同的前后U形转弯型的制冷剂流。此外,本实施方式的制冷剂蒸发器200与第一实施方式的制冷剂蒸发器100的不同点还在于:在从第一蒸发部10的热交换芯部11流出的制冷剂流入第二蒸发部20的热交换芯部21时,流经第一蒸发部10、第二蒸发部20的热交换芯部11、21的制冷剂具有在热交换芯部11、21的宽度方向上互换的制冷剂流。另外,热交换芯部11,21的宽度方向是多个主管111、211的层叠方向。
在以下,以本实施方式的制冷剂蒸发器200与第四实施方式的制冷剂蒸发器100的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中,第一蒸发部10的热交换芯部11具有由多个主管111中的一部分的主管群构成的第一芯部11a和由与该管群不同的管群构成的第二芯部11b。第二蒸发部20的热交换芯部21具有由多个主管211中的在送风空气的流动方向X上与第一芯部11a的至少一部分相对的主管群构成的第三芯部21a和由在送风空气的流动方向上与第二芯部11b的至少一部分相对的主管群构成的第四芯部21b。
在本实施方式的制冷剂蒸发器200中,第一芯部11a由多个主管111中的靠近制冷剂入口部12a侧的一半主管群构成。第二芯部11b由多个主管111中的远离制冷剂入口部12a侧的一半主管群构成。第三芯部21a由多个主管211中的靠近制冷剂出口部23a侧的一半主管群构成。第四芯部21b由多个主管211中的远离制冷剂出口部23a侧的一半主管群构成。
与第一实施方式的制冷剂蒸发器1相同,在本实施方式的制冷剂蒸发器200中,如图15中的箭头A那样,制冷剂从制冷剂入口部12a流入第一箱部12。流入第一箱部12的内部的制冷剂的一部分如图15中的箭头A1、A3那样流经分配用管40的外侧,并如图15中的箭头B1那样被分配到第一芯部11a。并且,流入第一箱部12的内部的制冷剂的其他一部分如图15中的箭头A2、A4那样流经分配用管40的内部,并如图15中的箭头B2那样被分配到第二芯部11b。
其后,如图15中的箭头D1、E2那样,从第一芯部11a流出的制冷剂流入第四芯部21b,并且如图15中的箭头D2、E1那样,从第二芯部11b流出的制冷剂流入第三芯部21a。其后,从第三芯部21a及第四芯部21b流出的制冷剂流入第二蒸发部20的第二箱部23,并如图15中的箭头F那样从制冷剂出口部23a流出。
本实施方式的制冷剂蒸发器200的第一蒸发部10的第二箱部13及第二蒸发部20的第一箱部22经由作为制冷剂交换部的中间箱部80连结,以具有这样的制冷剂流。
通过一个分隔部件131,第一蒸发部10的第二箱部13的内部空间被分隔成在第二箱部13的长度方向上排列的两个空间。这两个内部空间中的与第一芯部11a连通空间构成使来自第一芯部11a的制冷剂集合的第一集合部132。这两个内部空间中的与第二芯部11b连通的空间构成使来自第二芯部11b的制冷剂集合的第二集合部133。
通过一个分隔部件221,第二蒸发部20的第一箱部22的内部空间被分隔成在第一箱部22的长度方向上排列的两个空间。这两个内部空间中的与第三芯部21a连通的空间构成将制冷剂分配到第三芯部21a的第一分配部222。这两个内部空间中的与第四芯部21b连通的空间构成将制冷剂分配到第四芯部21b的第二分配部223。
通过一个分隔部件81,中间箱部80的内部空间被分隔成在与中间箱部80的长度方向交差的方向(即,在图15中为上下方向)上排列的两个空间。这两个内部空间的一方构成将第一集合部132的制冷剂引导到第二分配部223的第一通路82。这两个内部空间的另一方构成将第二集合部133的制冷剂引导到第一分配部222的第二通路83。
虽然未图示,但第一蒸发部10的第二箱部13与中间箱部80相接。如图16所示,第一集合部132和第一通路82经由形成于第一蒸发部10的第二箱部13的开口部134和形成于中间箱部80的开口部84而连通。第二集合部133和第二通路83经由形成于第一蒸发部10的第二箱部13的开口部135和形成于中间箱部80的开口部85而连通。
虽然未图示,但第二蒸发部20的第一箱部22与中间箱部80相接。如图16所示,第一分配部222和第二通路83经由形成于第二蒸发部20的第一箱部22的开口部224和形成于中间箱部80的开口部86而连通。第二分配部223和第一通路82经由形成于第二蒸发部20的第一箱部22的开口部225和形成于中间箱部80的开口部87而连通。
由此,如图15所示,从第一芯部11a流出的制冷剂经由第一集合部132、第一通路82以及第二分配部223而流入第四芯部21b。从第二芯部11b流出的制冷剂经由第二集合部133、第二通路83以及第一分配部222而流入第三芯部21a。
在本实施方式中,第一蒸发部10的第一箱部12也具有与第一实施方式的制冷剂蒸发器1的第一箱部12相同的构造。因此,本实施方式中,也能够得到与第一实施方式相同的效果。
此外,根据本实施方式,还能起到下述效果。即,前后U形转弯型制冷剂蒸发器,即流经第一、第二蒸发部的热交换芯部的制冷剂具有在热交换芯部的宽度方向上互换的制冷剂流的制冷剂蒸发器是实现通过制冷剂蒸发器后的送风空气的温度分布的均匀化的制冷剂蒸发器。
但是,即使是该制冷剂蒸发器,在应用于左右独立温度控制方式的车辆用空调装置的情况下,当通过制冷剂蒸发器的空气的风速分布在左右方向上不均衡时,制冷剂蒸发器整体中的制冷剂分布变差。即,导致分配到多个主管的制冷剂的质量流量变得不均匀。当制冷剂分布变差时,导致制冷能力不足、制冷能力和消耗动力的比及动力消耗效率的降低。
与此相对,在本实施方式的制冷剂蒸发器200中,采用第一实施方式所说明的第一箱部12的构造作为第一蒸发部10的第一箱部12的构造。由此,即使风速分布不均匀,也能够抑制制冷剂分布变差,从而能够避免上述问题。另外,在本实施方式中,采用第一实施方式的第一箱部12的构造作为第一蒸发部10的第一箱部12的构造,但也可以采用第二、第三实施方式的第一箱部12的构造。
(其他实施方式)
本发明不限定于上述实施方式,如下所述,在权利要求要求保护的范围内能够进行适当变更。
(1)第一实施方式的分配用管40的剖面形状不限于图5所示的形状。只要分配用管40是在管状部件的内表面43和外表面44分别形成有螺旋状的槽43a、44a的构造,则分配用管40的剖面形状也可以是其他形状。对于第二实施方式的分配用管60的内管40也同样适用。
(2)在第一实施方式中,分配用管40的上游端41位于制冷剂入口部12a的制冷剂流上游侧的连接块50的内部,但分配用管40的上游端41的位置不限定于此。只要制冷剂能够流入分配用管40的内部,则分配用管40的上游端41也可以位于制冷剂入口部12a、制冷剂入口部12a的制冷剂流下游侧。这对第二实施方式的内管40的上游端41、第三实施方式的分配用管70的上游端70a也同样适用。
(3)在上述各实施方式中,制冷剂入口部12a配置于第一箱部12的长度方向上的端部,但制冷剂入口部12a也可以配置于第一箱部12的长度方向上的端部以外的部位。例如,制冷剂入口部也可以配置于第一箱部的长度方向中央部。该情况下,可以在第一箱部中的制冷剂入口部和离制冷剂入口部最远的部位之间的范围采用上述各实施方式的第一箱部12的内部构造。由此,能够得到与各实施方式相同的效果。
(4)在上述各实施方式中,第一箱部12的内部空间由分隔部件划分,但也可以不由分隔部件划分。在该情况下,也能够得到与第一实施方式所说明的(1)的效果。
(5)在上述各实施方式中,第一箱部12的长度方向的整个区域构成分配部,但在第一箱部12的长度方向的一部分构成分配部的情况下,也能够应用本发明的制冷剂蒸发器。
(6)在上述各实施方式中,第一箱部12位于热交换芯部11的上侧,但也可以位于热交换芯部11的下侧。并且,在上述各实施方式中,第一箱部12以沿与上下方向正交的宽度方向延伸的方式配置,但也能够以沿上下方向延伸的方式配置。
(7)在上述各实施方式中,对将本发明的制冷剂蒸发器应用于车辆用空调装置的制冷循环的例子进行的说明,但不限于此,例如,也可以应用于热水器等所使用的制冷循环。
(8)上述各实施方式并不是相互无关的,除了明显不能够组合的情况,能够进行适当组合。并且,显而易见,在上述各实施方式中,除了特别明确是必须的情况以及在原理上明显是必须的情况等,构成实施方式的要素并非是必须的。
Claims (11)
1.一种制冷剂蒸发器,用于使制冷剂蒸发,其特征在于,具备:
热交换芯部(11),所述热交换芯部具有层叠的多个芯用管(111),并在流经所述多个芯用管的内部的制冷剂和流经所述多个芯用管的外部的被冷却流体之间进行热交换;
分配部(12),所述分配部沿所述多个芯用管的层叠方向延伸,并且所述分配部具有制冷剂入口部(12a)且将从所述制冷剂入口部流入所述分配部的内部的制冷剂向所述多个芯用管分配;以及
分配用管(40、60、70),所述分配用管配置于所述分配部的内部且该分配用管自身的内部供制冷剂流动,并且,所述分配用管的制冷剂流的下游端(42、63、74b)位于所述分配部的内部,其中
所述多个芯用管的各自的端部(111a)和所述分配用管位于所述分配部的内部整体的同一空间(12b、12c),
在所述分配部的内部具有:第一空间(12b、12b1、12b2、12b3、12b4、12b5),所述第一空间位于所述分配用管的周围且比所述分配用管的所述下游端更靠近所述制冷剂入口部侧的位置;以及第二空间(12c),所述第二空间位于比所述分配用管的所述下游端更远离所述制冷剂入口部侧的位置,
在所述分配部中,制冷剂从所述制冷剂入口部流入所述第一空间,并且制冷剂从所述制冷剂入口部经由所述分配用管的内部而流入所述第二空间。
2.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
所述分配用管具有使所述第一空间的制冷剂流成为回旋流并且使所述第二空间的制冷剂流成为回旋流的构造。
3.一种制冷剂蒸发器,用于使制冷剂蒸发,其特征在于,具备:
热交换芯部(11),所述热交换芯部具有层叠的多个芯用管(111),并在流经所述多个芯用管的内部的制冷剂和流经所述多个芯用管的外部的被冷却流体之间进行热交换;
分配部(12),所述分配部沿所述多个芯用管的层叠方向延伸,并且所述分配部具有制冷剂入口部(12a)且将从所述制冷剂入口部流入所述分配部的内部的制冷剂向所述多个芯用管分配;以及
分配用管(40、60、70),所述分配用管配置于所述分配部的内部且该分配用管的自身的内部供制冷剂流动,并且,所述分配用管的制冷剂流的下游端(42、63、74b)位于所述分配部的内部,其中
在所述分配部的内部具有:第一空间(12b、12b1、12b2、12b3、12b4、12b5),所述第一空间位于所述分配用管的周围且比所述分配用管的所述下游端更靠近所述制冷剂入口部侧的位置;以及第二空间(12c),所述第二空间位于比所述分配用管的所述下游端更远离所述制冷剂入口部侧的位置,
在所述分配部中,制冷剂从所述制冷剂入口部流入所述第一空间,并且制冷剂从所述制冷剂入口部经由所述分配用管的内部而流入所述第二空间,
所述分配用管具有使所述第一空间的制冷剂流成为回旋流并且使所述第二空间的制冷剂流成为回旋流的构造。
4.根据权利要求2或3所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
所述分配用管(40)是在一根管状部件的内表面(43)和外表面(44)分别形成有螺旋状的槽(43a、44a)的管,
在所述分配部中,制冷剂从所述制冷剂入口部直接流入所述第一空间,且流入所述第一空间的制冷剂沿着所述外表面的槽流动。
5.根据权利要求4所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,具备:
流路形成部件(50),所述流路形成部件与所述制冷剂入口部的制冷剂流上游侧连接,并且在所述流路形成部件的内部形成制冷剂流路(50a),
所述分配用管的制冷剂流的上游端(41)位于所述制冷剂流路内。
6.根据权利要求2或3所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
所述分配用管(70)是至少两根管(71,74)相互螺旋状地卷绕的构造,
在所述分配部中,制冷剂从所述制冷剂入口部经由所述两根管中的一方(71)的管而流入所述第一空间,并且制冷剂从所述制冷剂入口部经由所述两根管中的另一方(74)的管而流入所述第二空间。
7.根据权利要求2或3所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
所述分配用管(60)是具有内管(40)和外管(61)的二重管构造,
在所述内管的内表面(43)和外表面(44)分别形成有螺旋状的槽(43a、44a),
在所述外管的位于所述第一空间的部位形成有开口部(64、65、66、67、68),
在所述分配部中,流入所述内管和所述外管之间的制冷剂从所述开口部流入所述第一空间,流入所述内管的制冷剂流入所述第二空间。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
所述分配部具有分隔部件(121),所述分隔部件分隔所述第一空间和所述第二空间,
在所述分隔部件形成有贯通孔(121a),所述贯通孔供所述分配用管贯通地配置。
9.根据权利要求8所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
流入所述第一空间的制冷剂和流入所述第二空间的制冷剂的质量流量比被设定为与被从所述第一空间分配制冷剂的所述芯用管的数量和被从所述第二空间分配制冷剂的所述芯用管的数量之比对应的质量流量比。
10.根据权利要求2或3所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
所述制冷剂入口部设置于所述分配部的延伸方向上的端部,
所述分配部具有第一分隔部件(121)和第二分隔部件(122),所述第一分隔部件分隔出所述第一空间和所述第二空间,并且在所述第一空间中,所述第二分隔部件分隔出在所述分配部的延伸方向上排列的第一分割空间(12b1)和第二分割空间(12b2),
在所述第一分隔部件、所述第二分隔部件分别形成有供所述分配用管贯通地配置的贯通孔(121a、122a),
所述分配用管(60)是具有内管(40)和外管(61)的一根二重管的构造,
在所述内管的内表面(43)和外表面(44)分别形成有螺旋状的槽(43a、44a),
所述外表面的槽构成为具有并行的第一槽(44a1)和第二槽(44a2),
在所述外管形成有第一开口部(64)和第二开口部(65),所述第一开口部使所述第一槽和所述第一分割空间连通,所述第二开口部使所述第二槽和所述第二分割空间连通,
在所述分配部中,流入所述内管和所述外管之间且所述第一槽的制冷剂从所述第一开口部流入所述第一分割空间,流入所述内管和所述外管之间且所述第二槽的制冷剂从所述第二开口部流入所述第二分割空间,流入所述内管的制冷剂流入所述第二空间。
11.根据权利要求10所述的制冷剂蒸发器,其特征在于,
分别流入所述第一分割空间、所述第二分割空间及所述第二空间的制冷剂的质量流量比被设定为与分别被从所述第一分割空间、所述第二分割空间及所述第二空间分配制冷剂的所述芯用管的数量之比对应的质量流量比。
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