CN115667832A - 制冷剂分配器、热交换器以及空调装置 - Google Patents

制冷剂分配器、热交换器以及空调装置 Download PDF

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Abstract

本公开的制冷剂分配器具备：外管，在外管的内部流动有制冷剂，外管以规定间隔连接有多个导热管；内管，在内管的内部流动有制冷剂，内管收容在外管内，并具有使在内管的内部流动的制冷剂流向外管的制冷剂流出孔；以及构造部，其设置于内管或外管，使制冷剂流入内管，在构造部中，制冷剂成为气液两相流未发展的状态，制冷剂流出孔构成为：从通过内管的中心的铅垂线上的内管的下端到制冷剂流出孔所在的位置为止的、在从内管的中心进行观察的情况下的角度θ设置在10°≤θ≤80°的范围，在内管的设置有制冷剂流出孔的位置的、铅垂方向的截面中，仅具有一个制冷剂流出孔。

Description

制冷剂分配器、热交换器以及空调装置
技术领域
本公开涉及具备内管和外管的双重构造的制冷剂分配器、热交换器以及空调装置。
背景技术
公知有使用具有内管和外管的双重构造的配管来进行制冷剂的分配的制冷剂分配器。在使用这样的双重构造的配管的制冷剂分配器中，在内管的最下部设置有制冷剂流出孔，该制冷剂流出孔也被称为节流孔。从制冷剂流出孔流出的制冷剂向内管与外管之间的空间喷出，从外管向导热管流入，由此与空气进行热交换(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开20122475号公报
然而，在以往的制冷剂分配器中，由于各种理由，制冷剂的流动状态难以转变成环状流，尽管在一般的流动样式线图中为环状流域，但制冷剂分配器的铅垂方向的截面的液相分布中产生偏差。例如，在制冷剂的流入管短的情况下、或通过具有弯曲部的连接配管连接热交换器与热交换器之间而构成一个热交换器的情况下等。以往的制冷剂分配器由于该液相分布的偏差，而导致制冷剂的分配存在偏差。
发明内容
本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制制冷剂分配器的液相分布的偏差，适当地进行制冷剂的分配的制冷剂分配器、热交换器以及空调装置。
本公开的制冷剂分配器具备：外管，在上述外管的内部流动有制冷剂，上述外管以规定间隔连接有多个导热管；内管，在上述内管的内部流动有上述制冷剂，上述内管收容在上述外管内，并具有使在上述内管的内部流动的上述制冷剂流向上述外管的制冷剂流出孔；以及构造部，其设置于上述内管或上述外管，使上述制冷剂流入上述内管，在上述构造部中，上述制冷剂成为气液两相流未发展的状态，上述制冷剂流出孔构成为：从通过上述内管的中心的铅垂线上的上述内管的下端到上述制冷剂流出孔所在的位置为止的、在从上述内管的中心进行观察的情况下的角度θ设置在10°≤θ≤80°的范围，在上述内管的设置有上述制冷剂流出孔的位置的、铅垂方向的截面中，仅具有一个上述制冷剂流出孔。
本公开的制冷剂分配器在内管或外管设置有制冷剂成为气液两相流未发展的状态的构造部。通过构造部的制冷剂以气液两相流未发展的状态向内管流入。在设置有制冷剂流出孔的位置的内管的铅垂方向的截面中，仅具有一个制冷剂流出孔。在制冷剂流出孔中，从通过内管的中心的铅垂线上的内管的下端到制冷剂流出孔所在的位置为止的角度θ设置在10°≤θ≤80°的范围内。因此，制冷剂流出孔仅设置于制冷剂的液面附近。由此，即使制冷剂分配器以气液两相流未发展的状态向内管流入，也能够将制冷剂均匀地分配到形成于内管与外管之间的空间，能够进行适当的制冷剂的分配。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的空调装置的制冷剂回路图。
图2是实施方式1所涉及的空调装置的室外热交换器的侧视示意图。
图3是实施方式1所涉及的空调装置的室外热交换器的俯视示意图。
图4是表示实施方式1所涉及的空调装置的内管内的制冷剂的状态的图。
图5是实施方式1所涉及的空调装置的图3的A-A线的制冷剂分配器的铅垂方向剖视图。
图6是用于说明实施方式1所涉及的空调装置的效果的、表示内管的制冷剂的液面与制冷剂流出孔的关系的铅垂方向的剖视图。
图7是用于说明实施方式1所涉及的空调装置的效果的、表示制冷剂流出孔对制冷剂的影响范围以及制冷剂的流动状态的图。
图8是用于说明实施方式1所涉及的空调装置的效果的、表示将制冷剂流出孔设置于内管的下部的情况下的制冷剂分配量特性的图。
图9是用于说明实施方式1所涉及的空调装置的效果的、表示内管的制冷剂的液面与制冷剂流出孔的关系的铅垂方向的剖视图。
图10是用于说明实施方式1所涉及的空调装置的效果的、表示制冷剂流出孔对制冷剂的影响范围以及制冷剂的流动状态的图。
图11是用于说明实施方式1所涉及的空调装置的效果的、表示将制冷剂流出孔设置于内管的上部的情况下的制冷剂分配量特性的图。
图12是表示实施方式1所涉及的空调装置的内管的制冷剂的液面与制冷剂流出孔的关系的铅垂方向的剖视图。
图13是表示实施方式1所涉及的空调装置的制冷剂流出孔对制冷剂的影响范围以及流动状态的图。
图14是表示将实施方式1所涉及的空调装置的制冷剂流出孔设置于内管的液面的情况下的制冷剂分配量特性的图。
图15是实施方式2所涉及的空调装置的室外热交换器的俯视示意图。
图16是实施方式2所涉及的空调装置的制冷剂分配器的图15所示的A-A线的铅垂方向剖视图。
图17是实施方式2所涉及的空调装置的制冷剂分配器的图15所示的B-B线的铅垂方向剖视图。
图18是实施方式3所涉及的空调装置的第二室外热交换器的侧视示意图。
图19是实施方式4所涉及的空调装置的第一例所涉及的室外热交换器的侧视示意图。
图20是实施方式4所涉及的空调装置的第二例所涉及的室外热交换器的侧视示意图。
图21是实施方式4所涉及的空调装置的第二例所涉及的室外热交换器的上侧的外管以及上侧的内管的、沿图20的A-A线的剖视示意图。
图22是实施方式4所涉及的空调装置的第三例所涉及的室外热交换器的侧视示意图。
图23是实施方式4所涉及的空调装置的第四例所涉及的室外热交换器的侧视示意图。
图24是表示实施方式5所涉及的空调装置中的内管内的制冷剂流出孔的角度的图。
图25是表示在实施方式1～5所涉及的分配器中，将发明人进行的制冷剂的实验条件中的内管内部的制冷剂的流动状态进行绘图来表示的流动样式线图(Baker线图)的图。
图26是表示实施方式6中的与图25相同的制冷剂流入条件下的修正后的Baker流动样式线图的图。
图27是表示实施方式6中的内管的流路截面积与基于制冷剂流出孔的制冷剂分配改善率的关系的图。
图28是实施方式7所涉及的空调装置的制冷剂分配器的铅垂方向剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对具有实施方式所涉及的制冷剂分配器的空调装置进行说明。此外，在附图中，对相同的构成要素标注相同的附图标记并进行说明，且仅在必要的情况下进行重复说明。本公开可以包括以下各实施方式中说明的结构中的可组合的结构的所有组合。
实施方式1
＜空调装置100＞
图1是实施方式1所涉及的空调装置100的制冷剂回路图。如图1所示，空调装置100具备室外机10、和多个室内机11、12以及13。室内机11、12以及13相互并联连接。制冷剂在室外机10和多个室内机11、12以及13的内部循环。空调装置100为多联型空调装置。此外，实施方式1并不限定与室外机10连接的室内机11、12以及13的连接台数。
空调装置100具有通过制冷剂配管26以及制冷剂配管27连接压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、膨胀阀5、室内热交换器6、储液器8而成的制冷剂回路。室外热交换器3以及室内热交换器6分别利用由风扇4以及风扇7产生的风使在内部流动的制冷剂与空气进行热交换。
在制冷运转时，由压缩机1压缩的高温高压的气体的制冷剂经由四通阀2，从连接四通阀2和室外热交换器3的制冷剂配管26向室外热交换器3流入。流入到室外热交换器3的制冷剂与由风扇4产生的风进行热交换后，从连接室外热交换器3和膨胀阀5的制冷剂配管27流出。在制热运转的情况下，即室外热交换器3作为蒸发器而发挥功能的情况下，制冷剂的流动方向与上述作为冷凝器的情况下的制冷剂流动方向相反。
＜室外热交换器3＞
图2是实施方式1所涉及的空调装置100的室外热交换器3的侧视示意图。图3是实施方式1所涉及的空调装置100的室外热交换器3的俯视示意图。图中的黑色箭头表示作为蒸发器发挥功能的情况下的制冷剂的流动。
空调装置100的室外机10所搭载的室外热交换器3使由风扇4从吸入口吸入的外部空气与制冷剂进行热交换。室外热交换器3配置于风扇4的下方。
如图2所示，室外热交换器3具有制冷剂分配器30、多个导热管31、以及多个翅片32。制冷剂分配器30沿水平方向配置。多个导热管31隔开间隔设置，各导热管31的一端插入到制冷剂分配器30。翅片32安装于导热管31，设置于导热管31之间。翅片32对导热管31进行导热。
＜制冷剂分配器30＞
如图2所示，制冷剂分配器30是具备内管33和外管34的双重管构造。在外管34沿外管34的伸出方向连接有多个导热管31。流入到内管33与外管34之间的制冷剂被分配到多个导热管31。
内管33的管伸出方向保持为水平。包含液体制冷剂在内的制冷剂向内管33的一端流入。在室外热交换器3作为蒸发器而发挥功能的情况下的制冷剂的流动的内管33的最下游端部设置有盖36。在室外热交换器3作为蒸发器而发挥功能的情况下的内管33的制冷剂的流动的内管33的最上游端部连接有制冷循环回路的制冷剂配管27。
如图2以及图3所示，在内管33，也被称为节流孔的制冷剂流出孔35在内管33的管伸出方向上隔开间隔地形成于导热管31之间。通过将制冷剂流出孔35设置于导热管31之间，从而与制冷剂流出孔35设置于导热管31的正下方的内管33的情况相比，能够提高制冷剂分配器30的制冷剂分配性能。此外，制冷剂流出孔35也可以形成于导热管31的正下方的内管33。另外，在内管33设置有流入部41。流入部41具有作为进流段长度的长度L。这里，在将内管33的内径设为D的情况下，L＜5D。
图4是表示实施方式1所涉及的空调装置100的内管33内的制冷剂的状态的图。如图4所示，在作为喷淋管的内管33内，制冷剂存在气相和液相这两种状态的制冷剂。在实施方式1中，在液相的制冷剂的液面AL的角度θ’的附近设置有制冷剂流出孔35。
图5是实施方式1所涉及的空调装置100的图3的A-A线的制冷剂分配器30的铅垂方向剖视图。图5是表示制冷剂在内管33内以半环状流状态进行流动的状态的图。图5表示制冷剂流出孔35设置于液相的制冷剂的液面AL的角度θ’的例子。
对于设置有制冷剂流出孔35的角度θ而言，在从内管33的中心进行观察的情况下，从通过内管33的中心的铅垂线的内管33的下端到制冷剂流出孔35所在的位置为止的角度θ设置在如下范围内即可，即：
10°≤θ≤80°。
更具体而言，设置有制冷剂流出孔35的角度由式子(1)确定。式子(1)是以努塞尔的液膜的推算式为基础，反映发明人的实验结果的预测式。
[式1]
Figure BDA0003946181350000061
其中，
x是将制冷剂流出孔35投影到通过内管33的中心的与管延伸方向正交的水平线上而得到的距离，
Ja是雅可比数，
Ga是伽利略数，
Pr L是液体普朗特数，
νL是液体动力粘滞系数，
L是内管的进流段长度，
D是内管的内径，
Ga＝gD3/νL 2，Ja＝CpL/Δiv，
CpL是定压比热，
Δiv是潜热，
L＜5D。
各状态量以及物性值由向制冷剂分配器30流入的压力推算。
图6是用于说明实施方式1所涉及的空调装置100的效果的、表示内管33的制冷剂的液面AL与制冷剂流出孔35的关系的铅垂方向的剖视图。在图6中，表示在内管33中流动的制冷剂的液相为半环状流的情况。另外，表示制冷剂流出孔35设置于内管33的最下部的情况。图7是用于说明实施方式1所涉及的空调装置100的效果的、表示制冷剂流出孔35对制冷剂的影响范围以及制冷剂的流动状态的图。图8是用于说明实施方式1所涉及的空调装置100的效果的、表示将制冷剂流出孔35设置于内管33的下部的情况下的制冷剂分配量特性的图。
图7以及图8表示如图6所示那样制冷剂流出孔35设置于内管33的最下部的情况。在图7以及图8中，制冷剂流出孔35将靠近流入部41的位置设为A，将远离流入部41的位置按字母顺序设为G。在图7以及图8中，虚线表示各制冷剂流出孔35的影响范围，在某个时间，虚线内的制冷剂通过制冷剂流出孔35而被分配。在制冷剂的流动样式为半环状流的情况下，如图8所示，上游侧的制冷剂流出孔A～D的液体制冷剂分配量比下游侧的制冷剂流出孔E～G的液体制冷剂分配量多。
图9是用于说明实施方式1所涉及的空调装置100的效果的、表示内管33的制冷剂的液面AL与制冷剂流出孔35的关系的铅垂方向的剖视图。在图9中，表示在内管33中流动的制冷剂的液相为半环状流的情况。另外，表示制冷剂流出孔35设置于内管33的θ＝90°的位置的情况。即，制冷剂流出孔35的位置比液面AL靠上方。图10是用于说明实施方式1所涉及的空调装置100的效果的、表示制冷剂流出孔35对制冷剂的影响范围以及制冷剂的流动状态的图。图11是用于说明实施方式1所涉及的空调装置100的效果的、表示将制冷剂流出孔35设置于内管33的上部的情况下的制冷剂分配量特性的图。图10以及图11表示如图9所示那样制冷剂流出孔35设置于内管33的θ＝90°的位置的情况。在制冷剂的流动样式为半环状流的情况下，如图11所示，上游侧的制冷剂流出孔A～C的液体制冷剂分配量比下游侧的制冷剂流出孔D～G的液体制冷剂分配量少。
图12是表示实施方式1所涉及的空调装置100的内管33的制冷剂的液面AL与制冷剂流出孔35的关系的铅垂方向的剖视图。在图12中，表示在内管33中流动的制冷剂的液相为半环状流的情况。在实施方式1中，制冷剂流出孔35设置于内管33的液面AL附近。制冷剂流出孔35在内管33的铅垂方向的截面中仅设置有一个。图13是表示实施方式1所涉及的空调装置100的制冷剂流出孔35对制冷剂的影响范围以及流动状态的图。图14是表示将实施方式1所涉及的空调装置100的制冷剂流出孔35设置于内管33的液面AL的情况下的制冷剂分配量特性的图。图13以及图14表示如图12所示那样制冷剂流出孔35位于内管33的液面AL的位置的情况。即使在制冷剂的流动样式为半环状流的情况下，如图14所示，制冷剂流出孔A～G的液体制冷剂分配量与图8以及图11相比则比较均衡。
因此，根据实施方式1所涉及的空调装置100，即使在不能确保充分的进流段长度的情况下(L＜5D)，也在液面AL附近设置制冷剂流出孔35。由此，根据实施方式1所涉及的空调装置100，能够将气液比较均匀地分配到形成于外管34与内管33之间的空间。因此，制冷剂分配器30能够适当地进行制冷剂的分配。
实施方式2
在实施方式1中，对一个室外热交换器3的情况进行了说明。在实施方式2中，对第一室外热交换器3a与第二室外热交换器3b通过弯曲内管33r连接的情况进行说明。
图15是实施方式2所涉及的空调装置100的室外热交换器3的俯视示意图。如图15所示，室外热交换器3具有第一室外热交换器3a和第二室外热交换器3b。第一室外热交换器3a的第一制冷剂分配器30a与第二室外热交换器3b的第二制冷剂分配器30b通过具有弯曲部的弯曲内管33r连接，该弯曲部具有曲率。弯曲内管33r连接第一室外热交换器3a的内管33与第二室外热交换器3b的内管33。
图16是实施方式2所涉及的空调装置100的第一制冷剂分配器30a的图15所示的A-A线的铅垂方向剖视图。如图16所示，在第一室外热交换器3a的第一制冷剂分配器30a的内管33中流动的制冷剂的流动样式成为半环状流。制冷剂流出孔35的角度θ1例如为内管33的最下部的θ1＝0°。
图17是实施方式2所涉及的空调装置100的第一制冷剂分配器30a的图15所示的B-B线的铅垂方向剖视图。如图17所示，在第二室外热交换器3b的第二制冷剂分配器30b的内管33中流动的制冷剂的流动样式成为分离流。制冷剂流出孔35的角度θ2例如为与通过内管33的中心的管延伸方向正交的水平方向的θ2＝|45°|。
第二制冷剂分配器30b的制冷剂流出孔35的角度θ2在－180°～180°的范围内，包含比第一制冷剂分配器30a的制冷剂流出孔35的角度θ1大的角度(θ2＞θ1)。
根据实施方式2的空调装置100，在通过弯曲内管33r之前的第一制冷剂分配器30a的内管33中流动的制冷剂的流动样式为半环状流。在通过弯曲内管33r之后的第二制冷剂分配器30b的内管33中流动的制冷剂的流动样式成为分离流。因此，如图17所示，制冷剂的液面AL上升，制冷剂分配性能变差。在实施方式2中，第二制冷剂分配器30b的制冷剂流出孔35的角度θ2具有比第一制冷剂分配器30a的制冷剂流出孔35的角度θ1大的角度。由此，能够提高第一制冷剂分配器30a以及第二制冷剂分配器30b的制冷剂分配性能。
此外，弯曲内管33r也可以是L形的配管接头(弯头)。另外，也可以使第一制冷剂分配器30a的外管34弯曲来形成该外管34。
实施方式3
实施方式3的室外热交换器3与图15所示的实施方式2同样，采用由第一室外热交换器3a以及第二室外热交换器3b构成的结构。实施方式3在这样的结构中，使第二室外热交换器3b的内管33的直径朝向终端部而细径化。
图18是实施方式3所涉及的空调装置100的第二室外热交换器3b的侧视示意图。如图18所示，第二室外热交换器3b具有内管33a和内管33b。如图15所示，第一室外热交换器3a的内管33经由弯曲内管33r(参照图15)与第二室外热交换器3b的内管33a(参照图15)连接。第二室外热交换器3b的内管33a的内径与第一室外热交换器3a的内管33的内径相同。内管33a与内管33b连接。内管33b的内径小于内管33a的内径。在内管33b的终端设置有盖36。即，第二室外热交换器3b的内管33b设置有盖36的一侧的终端部的内径小于第二热交换器的内管33a的连接有弯曲内管33r的一侧的始端部的内径。
根据实施方式3的空调装置100，第二室外热交换器3b的第二制冷剂分配器30b的终端部中的制冷剂流量减少，能够抑制流动样式从半环状流变化为分离流。因此，能够提高制冷剂分配特性的流量稳健性。
此外，在实施方式3中，对第二室外热交换器3b具有内管33a和内管33b的情况进行了说明，但第二室外热交换器3b的内管33也可以是从始端部朝向终端部而内径逐渐变小的配管。
实施方式4
在实施方式4中，在内管33的上游，设置有在内管33中流动的制冷剂成为气液两相流未发展的状态的构造部C。这里，“气液两相流未发展的状态”是指在内管33中流动的制冷剂不是气液两相流的状态，而是成层流的状态。
＜构造部的第一例＞
图19是实施方式4所涉及的空调装置100的第一例所涉及的室外热交换器3的侧视示意图。图19是表示实施方式4所涉及的空调装置100所涉及的制冷剂分配器30的第一例的构造部C1的图。
此外，在图19中，在下侧的内管33_1，在实施方式1中说明的位置设置有未图示的制冷剂流出孔35。另外，多个导热管31与下侧的外管34_1的连接关系和实施方式1同样。并且，在多个导热管31以及未图示的翅片32的上部设置有上侧的外管34。上侧的外管34与多个导热管31的连接关系同下侧的外管34_1与多个导热管31的连接关系相同。
在上侧的外管34的制冷剂的流出侧的端部设置有流出配管42，该流出配管42具有比上侧的外管34的口径小的口径。
如图19所示，下侧的内管33_1收容于下侧的外管34_1，并且上游侧比下侧的外管34_1进一步延伸。下侧的内管33_1的延伸的部分为直线状的流入部41，成为向下侧的外管34_1流入的制冷剂的进口段部。作为下侧的内管33_1的延伸的部分的流入部41，也称为构造部C1。
在将流入部41的内径设为D，将流入部41的长度设为L的情况下，L＜10×D。进一步优选为L＜5×D。
通过了这样的构造部C1的制冷剂成为气液两相流未发展的状态，并向下侧的内管33_1流入。然后，气液两相流未发展的状态的制冷剂从下侧的内管33_1通过未图示的制冷剂流出孔35，向下侧的外管34_1流出。流出到下侧的外管34_1的制冷剂通过多个导热管31，向上侧的外管34流入。流入到上侧的外管34的制冷剂向流出配管42流入，并从流出配管42向室外热交换器3外流出。
作为推算制冷剂的流动样式的方法，例如存在像Baker线图等这样的流动样式线图。这些流动样式线图大多表示气液的流动充分发展的状态，换言之，表示设置有充分的进流段长度的情况下的流动样式。
若基于发明人的最新的制冷剂可视化实验的结果，则新判明为通过搭载于实机时的Baker线图等计算出的流动样式由于流动未发展而与实际的流动样式不同这一情况。具体而言，流动样式线图上即使是环状流的流动样式，在多数情况下也确认出层状流以及波状流。若基于发明人的实验结果，可知该趋势在下侧的内管33_1的进流段长度处于L＜10×D的范围较多，L＜5D的情况下特别显著。因此，在下侧的内管33_1的上游不具备充分的进流段长度的情况下，使下侧的内管33_1的制冷剂流出孔35的位置位于层状流或波状流的界面附近(θ＝10°～80°)。
(效果)
因此，根据具有实施方式4所涉及的空调装置100的构造部C1的制冷剂分配器30，通过在下侧的内管33_1设置构造部C1，能够均匀地分配气液两相流，从而提高分配性能。
＜构造部的第二例＞
图20是实施方式4所涉及的空调装置100的第二例所涉及的室外热交换器3的侧视示意图。图20是表示实施方式4所涉及的空调装置100所涉及的制冷剂分配器30的第二例的构造部C2的图。
在图20中示出了，为了在室外热交换器3中使制冷剂的流速提高，使性能提高，而在下侧的外管34_1的内部设置分隔件51_1，在上侧的外管34_2的内部设置分隔件51_2。
如图20所示，在下侧的外管34_1的内部设置有分隔件51_1。分隔件51_1沿外管34_1的轴向将下侧的外管34_1的内部分隔成下侧的外管34_1_1和下侧的外管34_1_2。在下侧的外管34_1_1的制冷剂的流入侧的端部设置有流入部41，该流入部41具有比下侧的外管34_1_1的口径小的口径。在下侧的外管34_1_2的流出侧连接有流出配管42，该流出配管42具有比下侧的外管34_1_2的口径小的口径。
在图20中，多个导热管31与下侧的外管34_1的连接关系与实施方式1同样。在多个导热管31以及未图示的翅片32的上部，设置有上侧的外管34_2和上侧的内管33_2。上侧的外管34_2与多个导热管31的连接关系同下侧的外管34_1与多个导热管31的连接关系是相同的。
上侧的外管34_2收容上侧的内管33_2。与实施方式1同样，在上侧的内管33_2设置有制冷剂流出孔35。在上侧的外管34_2的内部设置有分隔件51_2。分隔件51_2设置于分隔件51_1的上侧，沿外管24_2的轴向将上侧的外管34_2的内部分隔成上侧的外管34_2_1和上侧的外管34_2_2。具体而言，分隔件51_2沿外管24_2的轴向对上侧的外管34_2的内周与上侧的内管33_2之间进行分隔。
上侧的外管34_2相比上侧的内管33_2进一步延伸。上侧的外管34_2_1的内部构成合流空间S_1。在合流空间S_1连接有多个导热管31，通过了流入部41、下侧的外管34_1_1以及多个导热管31的制冷剂在合流空间S_1合流。
合流空间S_1也称为构造部C2。在合流空间S_1合流的制冷剂向上侧的内管33_2流入。另外，在合流空间S_1合流的制冷剂的一部分被分隔件51_2折返后，向上侧的内管33_2流入。
对于合流空间S_1，在将合流空间S_1的流路截面积设为A1，将上侧的内管33_2的流路截面积设为AS的情况下，
A1＞AS。
通过这样的构造，在制冷剂从流路截面积大的合流空间S_1向流路截面积小的上侧的内管33_2流入时，气液两相流缩小，但在合流空间S_1中成为气液两相流未发展的状态。
图21是实施方式4所涉及的空调装置100的第二例所涉及的室外热交换器3的上侧的外管34_2_2以及上侧的内管33_2的沿图20的A-A线的剖视示意图。
如图21所示，在上侧的内管33_2，与图5所示的实施方式1同样地示出有制冷剂流出孔35设置为液相的制冷剂中的液面AL的角度θ’的例子。
设置有制冷剂流出孔35的角度θ’是在从上侧的内管33_2的中心进行观察下的、从通过上侧的内管33_2的中心的铅垂线的上侧的内管33_2的下端到制冷剂流出孔35所在位置为止的角度，设置在如下范围内即可，即：
10°≤θ’≤80°。
在图20中，从上侧的内管33_2的制冷剂流出孔35流出的制冷剂依次通过上侧的外管34_2_2、以及多个导热管31，并向下侧的外管34_1_2流入。流入到下侧的外管34_1_2的制冷剂向流出配管42流入，并向室外热交换器3外流出。
(效果)
根据具有实施方式4所涉及的空调装置100的构造部C2的制冷剂分配器30，在上侧的外管34_2设置有构造部C2。由此，合流空间S_1的流路截面积A1与上侧的内管33_2的流路截面积AS不同，因此气液两相流未发展。其结果是，在上侧的内管33_2的上游形成有气液两相流未发展的区域。在该情况下，使上侧的内管33_2的制冷剂流出孔35的位置位于层状流或波状流的界面附近(θ＝10°～80°)。
因此，根据具有实施方式4所涉及的空调装置100的构造部C2的制冷剂分配器30，能够均匀地分配气液两相流，从而提高分配性能。
＜构造部的第三例＞
图22是实施方式4所涉及的空调装置100的第三例所涉及的室外热交换器3的侧视示意图。图22是表示实施方式4所涉及的空调装置100所涉及的制冷剂分配器30的第三例的构造部C3的图。
如图22所示，在下侧的外管34_1的内部设置有分隔件61。分隔件61将下侧的外管34_1分隔成下侧的外管34_1_1以及下侧的外管34_1_2。具体而言，分隔件61对下侧的外管34_1的内周与下侧的内管33_1之间进行分隔。
下侧的外管34_1_1相比下侧的内管33_1进一步延伸。下侧的外管34_1_1的下表面具有开口部(未图示)。在开口部连接有制冷剂流入管62。
下侧的外管34_1的内部构成流入空间S_2。制冷剂从流入管62向流入空间S_2流入。
流入空间S_2也称为构造部C3。流入到流入空间S_2的制冷剂向下侧的内管33_1流入。
对于流入空间S_2，在将流入空间S_2的流路截面积设为A2，将下侧的内管33_1的流路截面积设为AS的情况下，
A2＞AS。
根据这样的构造，在制冷剂从流路截面积大的流入空间S_2向流路截面积小的舌侧的内管33_1流入时，气液两相流缩小，但在流入空间S_2中成为气液两相流未发展的状态。
在图22中，多个导热管31与下侧的外管34_1的连接关系与实施方式1同样。在多个导热管31以及未图示的翅片32的上部设置有上侧的外管34_2。上侧的外管34_2与多个导热管31的连接关系同下侧的外管34_1与多个导热管31的连接关系是相同的。
在上侧的外管34_2的制冷剂流出侧的端部设置有流出配管42，流出配管42具有比上侧的外管34_2的口径小的口径。
流入到下侧的内管33_1的制冷剂从下侧的内管33_1通过未图示的制冷剂流出孔35，向下侧的外管34_1流出。流出到下侧的外管34_1的制冷剂通过多个导热管31向上侧的外管34_2流入。流入到上侧的外管34_2的制冷剂向流出配管42流入，并向室外热交换器3外流出。
在该情况下，使下侧的内管33_1的制冷剂流出孔35的位置位于层状流或波状流的界面附近(θ＝10°～80°)。
此外，在图22中，对制冷剂流入管62设置于下侧的外管34_1_1的下表面的情况进行了示出，但制冷剂流入管62的数量并不局限于一个。另外，制冷剂流入管62的安装位置例如也可以为下侧的外管34_1_1的上表面部或侧面部。
(效果)
实施方式4所涉及的空调装置100的制冷剂分配器30具有构造部C3，该构造部C3是下侧的外管34_1_1相比下侧的内管33_1进一步延伸的部分，该构造部C3具有流入空间S_2。在下侧的外管34_1的内部，下侧的内管33_1收容于下侧的外管34_1并受其保护。因此，不需要为了确保强度而增厚下侧的内管33_1，能够实现下侧的内管33_1的薄壁化以及省空间化。另外，由于下侧的内管33_1不露出于外部，所以能够减薄下侧的内管33_1的壁厚。
根据具有实施方式4所涉及的空调装置100的构造部C3的制冷剂分配器30，通过在下侧的外管34_1_1设置构造部C3，使得成为气液两相流未发展的状态，从而在内管33_1中能够均匀地分配气液两相流。其结果是，制冷剂分配器30的分配性能提高。
另外，通过将制冷剂流入管62与下侧的外管34_1_1连接，能够抑制由制冷剂流入管62等配管配置引起的配管空间的增加，相应地，能够提高室外热交换器3的安装性。
＜构造部的第四例＞
图23是实施方式4所涉及的空调装置100的第四例所涉及的室外热交换器3的侧视示意图。图23是表示实施方式4所涉及的空调装置100所涉及的制冷剂分配器30的第四例的构造部C4的图。
此外，在图23中，在下侧的内管33_1，在实施方式1中说明的位置设置有未图示的制冷剂流出孔35。另外，多个导热管31与下侧的外管34_1的连接关系与实施方式1同样。并且，在多个导热管31以及未图示的翅片32的上部设置有上侧的外管34_2。上侧的外管34_2与多个导热管31的连接关系同下侧的外管34_1与多个导热管31的连接关系是同样的。
在上侧的外管34_2的制冷剂的流出侧的端部设置有流出配管42，流出配管42具有比上侧的外管34_2的口径小的口径。
如图23所示，下侧的内管33_1收容于下侧的外管34_1，并且上游侧相比下侧的外管34_1进一步延伸。下侧的内管33_1的延伸的部分为直线状。并且，在下侧的内管33_1的延伸的直线状的部分的上游侧设置有弯曲流入管63。弯曲流入管63也称为构造部C4。
在将弯曲流入管63的流路内径设为DR，下侧的内管33_1的比外管34_1_2进一步延伸的直线部的长度设为L2的情况下，
L2＜5×DR。
通过这样的构造部C4的制冷剂成为气液两相流未发展的状态。然后，气液两相流未发展的状态的制冷剂向下侧的内管33_1流入。流入到下侧的内管33_1的制冷剂从下侧的内管33_1通过未图示的制冷剂流出孔35，并向下侧的外管34_1流出。流出到下侧的外管34_1的制冷剂通过多个导热管31，向上侧的外管34_2流入。流入到上侧的外管34_2的制冷剂向流出配管42流入，并向室外热交换器3外流出。
该情况下，将下侧的内管33_1的制冷剂流出孔35的位置设在层状流或波状流的界面附近(θ＝10°～80°)。
此外，在图23中，对在下侧的内管33_1设置有弯曲流入管63的情况进行了示出，但也可以折弯下侧的内管33_1的一部分，从而形成弯曲流入管63。
(效果)
根据具有实施方式4所涉及的空调装置100的构造部C4的制冷剂分配器30，通过设置弯曲流入管63，在弯曲流入管63中流动的气液的制冷剂受到离心力。由此，在弯曲流入管63中流动的气液两相流的制冷剂成为未发展的状态。
因此，根据具有实施方式4所涉及的空调装置100的构造部C4的制冷剂分配器30，通过在下侧的外管34_1设置有构造部C4，能够均匀地分配气液两相流，从而提高分配性能。
实施方式5
通过设置在实施方式4中描述的构造部C1～构造部C4，从而向内管33流入的制冷剂成为气液两相流未发展的状态。在该情况下，根据发明人的解析，判明了制冷剂流出孔35的更适当的角度。在实施方式5中，在气液两相流未发展的状态的情况下，对制冷剂流出孔35的更适当的角度
Figure BDA0003946181350000169
进行定义。角度
Figure BDA00039461813500001610
是从通过内管33的中心的铅垂线上的内管33的下端到制冷剂流出孔35所在的位置为止的、在从内管33的中心进行观察的情况下的角度。
图24是表示实施方式5所涉及的空调装置100中的内管33内的制冷剂流出孔35的角度
Figure BDA0003946181350000161
的图。
在图24中，
Figure BDA0003946181350000162
是制冷剂流出孔35的最佳角度，
Figure BDA0003946181350000163
是在假定制冷剂的气液的滑动比为1以及气液界面为平面且水平的情况下的液面角度，
Figure BDA0003946181350000164
是在考虑了制冷剂的气体以及液体的滑动比以及惯性力的蒸发传递率的预测等所使用的管周方向的润湿边界角度，
AS是内管33的流路截面积。
在将
Figure BDA0003946181350000165
定义为流动样式的液面角度的情况下，制冷剂流出孔35的角度
Figure BDA0003946181350000166
为
Figure BDA0003946181350000167
这里，
Figure BDA0003946181350000168
使用由森等人提出的用于水平平滑管的蒸发热传递率的预测的液面角度的式子(2)～式子(4)，通过式子(5)以及式子(6)分别计算。
[式2]
Figure BDA0003946181350000171
[式3]
Figure BDA0003946181350000172
[式4]
Figure BDA0003946181350000173
[式5]
Figure BDA0003946181350000174
[式6]
Figure BDA0003946181350000175
这里，式子中的变量如下，即：对于制冷剂干燥度、密度、质量速度以及潜热等，以内管33的入口的值作为代表值使用。另外，在内管33中，热流速设为足够小的值，为q＝0.001。另外，在将制冷剂质量流量定义为M[kg/h]、将内管33的内径定义为d[m]时，质量速度由G＝(M×3600)/{(D/2)2×π}定义。另外，密度以及蒸发潜热等制冷剂的状态量例如可使用一般的物性值表以及物性计算软件Refprop等来推算。
x：制冷剂干燥度[－]，
ρG：制冷剂气体密度[kg/m3]，
ρL：制冷剂液体密度[kg/m3]，
G：质量速度[kg/(m2s)]，
D：内管33的内径[m]，
g：重力加速度[m/s2]，
ΔhG：蒸发潜热[kJ/kg]，
q：管内面周平均热流速[kW/m2]。
根据森等人的式子计算出的管周方向的润湿边界角度
Figure BDA0003946181350000187
是基于热传递率的计测数据库，并通过解析而求出的式子，热传递率对非常薄的液膜区域中的热传递率的贡献高，因此认为是考虑了非常薄的区域的边界角度。另一方面，用于实现制冷剂分配中的适当分配的制冷剂流出孔35的最佳分配的角度
Figure BDA0003946181350000188
应该是比液膜厚一定程度的部分，即
Figure BDA00039461813500001810
为较小的角度。另外，该最佳分配的角度
Figure BDA0003946181350000189
如图24所示，设想为存在于比假设气液的滑动比＝1，并假设气液界面为平面且水平的情况下的液面角度
Figure BDA00039461813500001811
大的角度。
根据发明人使用了实施的式子(2)～式子(6)的解析以及制冷剂可视化实验的比较结果可知，与最佳分配的角度
Figure BDA0003946181350000181
大体一致。另外，可知虽然液面的角度受到制冷剂流速与干燥度、气液的密度比的影响，但其中特别是干燥度的影响是支配性的。将作为一般的空调设备的蒸发器入口干燥度而产生的频率高的0.05～0.80的范围假定为代表性的制热额定运转的条件的最大流量。在该情况下，最佳分配角度存在于80°～10°的范围，可知干燥度越大，最佳分配角度越小。
另外，式子(6)以及式子(7)是发明人通过使用式子(2)～式子(6)实施的解析而得到的
Figure BDA0003946181350000182
以及
Figure BDA0003946181350000183
的预测式。在式子(6)以及式子(7)中，表示了将空调机中一般的制热额定运转下的制冷剂流动状态作为代表条件考虑的情况下的内管33的支配性的形状参数、亦即内管33的流路截面积AS[mm2]与最佳分配的角度
Figure BDA0003946181350000184
的关系。通过使最佳分配的角度
Figure BDA0003946181350000185
满足
Figure BDA0003946181350000186
能够提高内管33的分配性能。
[式7]
φDO＝(-0.0408×AS+74.124)×0.62 …(7)
[式8]
φDS＝(-0.0408×AS+74.124)×1.2 …(8)
因此，根据实施方式5所涉及的空调装置100的制冷剂分配器30，能够将制冷剂流出孔35的角度
Figure BDA0003946181350000191
配置在更适当的位置，因此能够更均匀地进行制冷剂的分配。
实施方式6.
图25是表示在实施方式1～5所涉及的分配器中，将发明人的制冷剂的实验条件中的内管33内部的制冷剂的流动状态绘图来表示的流动样式线图(Baker线图)的图。
发明人尝试通过在Baker线图上以成为环状流或环状喷雾流那样的流动状态的方式设置内管33的内径来抑制由内管33的内部的重力引起的液相的偏差。
然而，如图25所示，即使在流动样式线图上为环状流以及环状喷雾流的条件下，通过制冷剂的可视化实验也能够确认在实际上制冷剂以波状流或层状流流动的情况。
推断这是因为Baker线图等流动样式线图大多是由具有充分的进流段长度的水－空气的实验基础构建的。根据发明人的制冷剂可视化实验的结果可知，在热交换器中流动的制冷剂的最大流量的条件下，在Baker线图上，将成为环状流、环状喷雾流以及段塞流的范围的内管33的内径定义为DA[m]时，可知若内管33的内径D[m]为D≥DA/6的范围，则流动成为未发展并且成为层状流的情况较多。
其结果是，通过修正Baker流动样式线图，将内管33的内径D设为DA/6，基于制冷剂可视化实验明确了能够大致预测实际的流动样式。
图26是表示实施方式6中的与图25相同的制冷剂流入条件下的修正后的Baker流动样式线图的图。在图26中，将内管33的内径D设为DA/6。如图26所示，确认了在图25所示的Baker流动样式线图上为环状流以及环状喷雾流的条件是层状流，通过实际的制冷剂可视化看到的制冷剂的流动样式与图26所示的制冷剂的流动样式大体一致。因此，在成为D≥DA/6的内管33的内径中，与实施方式1～5同样地，内部的制冷剂流动成为未发展的流动，成为层状流。因此，例如，通过使下侧的内管33_1的制冷剂流出孔35的位置位于层状流或波状流的界面附近(θ＝10°～80°)，能够改善气液两相流的分配性能。
此外，Baker线图的横轴为
Figure BDA0003946181350000201
纵轴为GG/λ，GG＝WG/Am，GL＝WL/Am，WG＝W×x，WL＝W×(1－x)，Am＝(D/2)2×π。
这里，
GL：液相质量速度[kg/m2s]，
GG：气相质量速度[kg/m2s]，
WL：液相质量流量[kg/s]，
WG：气相质量流量[kg/s]，
Am：内管33流路截面积[m2]，
x：干燥度[－]，
ρ：密度[kg/m3]，
μ：粘性系数[Pa·s]，
σ：表面张力[N/m]。
[式9]
Figure BDA0003946181350000202
[式10]
Figure BDA0003946181350000203
用下标A、W表示的值是大气压20℃的空气和水的物性值，σw是该状态的空气－水系的表面张力。
另外，根据发明人进行的使用一般的氟利昂制冷剂的制冷剂可视化实验可知，在内管33的流路截面积AS＝31.6mm2～201.1mm2的情况下，在绝大多数的流动条件下，制冷剂成为层状流，若使制冷剂流出孔35的角度如实施方式1～5所示那样位于液面AL附近(θ＝10°～80°)，则分配偏差的改善效果特别高。
图27是表示实施方式6中的内管33的流路截面积AS与基于制冷剂流出孔35的制冷剂分配改善率的关系的图。如图27所示，在0＜AS＜31.6mm2的区域R_1中，在多数情况下，制冷剂流动样式容易转变为环状流，因此基于制冷剂流出孔35的角度的分配改善效果小。
另一方面，在31.6mm2≤AS≤201.1mm2的区域R_2中，由于流动样式未发展而成为波状流以及层状流的区域，所以分配改善效果大。在AS＞201.1mm2的区域R_3中，由于内管33的流路截面积比一般的空调机所使用的热交换器中的比率大，所以惯性力小，分配存在恶化的趋势，因此分配改善效果降低。
实施方式7.
图28是实施方式7所涉及的空调装置100的制冷剂分配器30的铅垂方向剖视图。
在实施方式1～实施方式6中，对于制冷剂流出孔35的角度θ1的朝向没有特别规定，通过使制冷剂流出孔35的位置位于液面AL附近，从而得到分配改善效果。与此相对，在本实施方式7中，在将制冷剂分配器30安装于热交换器时的制冷剂流出孔35的角度θ1朝向，即，将制冷剂流出孔35的开口方向以如下方式设置。具体而言，在将制冷剂分配器30安装于热交换器的情况下，将制冷剂流出孔35的位置设在制冷剂分配器30的上风侧，且在液面AL的附近(θ＝10°～80°)的范围。通过这样设置，能够向扁平管的温度差大的区域分配较多液体制冷剂。
实施方式是作为例子而提出的，并不意在限定权利要求书。实施方式能够以其他各种方式来实施，能够在不脱离实施方式的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式以及其变形包含在实施方式的范围以及主旨中。
附图标记说明
1...压缩机；2...四通阀；3...室外热交换器；3a...第一室外热交换器；3b...第二室外热交换器；4...风扇；5...膨胀阀；6...室内热交换器；7...风扇；8...储液器；10...室外机；11、12、13...室内机；26、27...制冷剂配管；30...制冷剂分配器；30a...第一制冷剂分配器；30b...第二制冷剂分配器；31...导热管；32...翅片；33、33a、33b、33_2...内管；33r...弯曲内管；34、34_1、34_1_1、34_1_2、34_2_1、34_2_2...外管；35...制冷剂流出孔；36...盖；41...流入部；42...流出配管；51_1、51_2、61...分隔件；62...制冷剂流入管；63...弯曲流入管；100...空调装置；AL...液面；C、C1～C4...构造部；L...延伸的内管的长度；D...延伸的内管的内径；A1...合流空间的流路截面积；A2...流入空间的流路截面积；AS...内管的流路截面积；DR...弯曲流入管的流路内径；L2...延伸的内管的直线部的长度；
Figure BDA0003946181350000221
...液面角度；
Figure BDA0003946181350000222
...液面角度；θ、
Figure BDA0003946181350000223
θ1...制冷剂流出孔的角度；θ’...液面的角度；R_1、R_2、R_3...区域；S_1...合流空间；S_2...流入空间。

Claims (15)

1.一种制冷剂分配器，其特征在于，具备：
外管，在所述外管的内部流动有制冷剂，所述外管以规定间隔连接有多个导热管；
内管，在所述内管的内部流动有所述制冷剂，所述内管收容在所述外管内，并具有使在所述内管的内部流动的所述制冷剂流向所述外管的制冷剂流出孔；以及
构造部，其设置于所述内管或所述外管，使所述制冷剂流入所述内管，在所述构造部中，所述制冷剂成为气液两相流未发展的状态，
所述制冷剂流出孔构成为：从通过所述内管的中心的铅垂线上的所述内管的下端到所述制冷剂流出孔所在的位置为止的、在从所述内管的中心进行观察的情况下的角度θ设置在10°≤θ≤80°的范围，
在所述内管的设置有所述制冷剂流出孔的位置的、铅垂方向的截面中，仅具有一个所述制冷剂流出孔。
2.一种制冷剂分配器，其特征在于，具备：
外管，在所述外管的内部流动有制冷剂，所述外管以规定间隔连接有多个导热管；以及
内管，在所述内管的内部流动有所述制冷剂，所述内管收容在所述外管内，并具有使在所述内管的内部流动的所述制冷剂流向所述外管的制冷剂流出孔，
所述制冷剂流出孔构成为：在将假设所述制冷剂的气液的滑动比为1以及气液界面为平面且水平的情况下的液面角度定义为
Figure FDA0003946181340000011
将所述制冷剂的液面角度定义为
Figure FDA0003946181340000012
将所述内管的流路截面积定义为AS[mm2]的情况下，
从通过所述内管的中心的铅垂线上的所述内管的下端到所述制冷剂流出孔所在的位置为止的、在从所述内管的中心进行观察的情况下的角度θ满足
Figure FDA0003946181340000013
其中，
Figure FDA0003946181340000014
Figure FDA0003946181340000015
3.根据权利要求1或2所述的制冷剂分配器，其特征在于，
设置有所述制冷剂流出孔的角度θ由式子(1)求出，
[式1]
Figure FDA0003946181340000021
其中，
x是将制冷剂流出孔投影到通过内管的中心的与管延伸方向正交的水平线上而得到的距离，
Ja是雅可比数，
Ga是伽利略数，
Pr L是液体普朗特数，
νL是液体动力粘滞系数，
L是内管的进流段长度，
D是内管的内径，
Ga＝gD3/νL 2，Ja＝CpL/Δiv，
CpL是定压比热，
Δiv是潜热，
L＜5D。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
所述制冷剂流出孔设置在相互邻接的所述导热管与所述导热管之间。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
在具备两个权利要求1所述的制冷剂分配器，并将两个所述制冷剂分配器中的一个设为第一制冷剂分配器，将另一个设为第二制冷剂分配器的情况下，
具备将所述第一热交换器的内管与所述第二热交换器的内管连接起来的弯曲内管，
所述第二制冷剂分配器的所述制冷剂流出孔的角度θ2在－180°～180°的范围内，绝对值大于所述第一制冷剂分配器的所述制冷剂流出孔的角度θ1的绝对值。
6.根据权利要求5所述的制冷剂分配器，其特征在于，
所述第二热交换器的内管的设置有盖的一侧的终端部的内径小于与所述弯曲内管连接的一侧的始端部的内径。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
所述内管相比所述外管进一步以直线状延伸，
所述构造部是延伸的所述内管，
在将所述内管的延伸的部分的内径设为D，将所述内管的所述延伸的部分的长度设为L的情况下，
L＜10×D。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
所述外管相比所述内管进一步延伸，
所述制冷剂分配器具备分隔件，该分隔件在所述外管的轴向对所述外管的内周与所述内管的外周之间进行分隔，
所述构造部设置于延伸的所述外管，是由所述分隔件分隔的所述外管的内部中的、供来自所述多个导热管的制冷剂合流的合流空间。
9.根据权利要求8所述的制冷剂分配器，其特征在于，
在将所述合流空间的流路截面积设为A1，将所述内管的流路截面积设为AS的情况下，
A1＞AS。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
所述外管相比所述内管进一步延伸，
所述制冷剂分配器具备分隔件，该分隔件对所述外管的内周与所述内管的外周之间进行分隔，
所述构造部是延伸的所述外管，且延伸的所述外管在由所述分隔件分隔的所述外管的内部具有供所述制冷剂流入的流入空间。
11.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
所述内管相比所述外管进一步延伸，
所述构造部是与延伸的所述内管连接，供所述制冷剂流入的弯曲流入管。
12.根据权利要求11所述的制冷剂分配器，其特征在于，
在将所述弯曲流入管的流路内径设为DR，将所述内管的延伸的直线部的长度设为L2的情况下，
L2＜5×DR。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷剂分配器，其特征在于，
在将所述内管的流路截面积定义为AS[mm2]的情况下，
AS＝31.6mm2～201.1mm2。
14.一种热交换器，其特征在于，
具有权利要求1～13中任一项所述的制冷剂分配器。
15.一种空调装置，其特征在于，
具有权利要求14所述的热交换器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023175926A1 (ja) * 2022-03-18 2023-09-21 三菱電機株式会社 空気調和装置の室外機および空気調和装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0886591A (ja) * 1994-07-22 1996-04-02 Nippondenso Co Ltd 熱交換器、および冷媒蒸発器
EP1548380A3 (en) * 2003-12-22 2006-10-04 Hussmann Corporation Flat-tube evaporator with micro-distributor
EP2079974B1 (en) * 2006-10-13 2012-03-14 Carrier Corporation Method and apparatus for improving distribution of fluid in a heat exchanger
CN101487669B (zh) * 2008-01-17 2012-08-22 开利公司 包括多管式分配器的热交换器
US20110000255A1 (en) * 2008-05-16 2011-01-06 Taras Michael F Microchannel heat exchanger with enhanced refrigerant distribution
CN101839590B (zh) * 2010-02-22 2012-03-21 三花丹佛斯（杭州）微通道换热器有限公司 一种微通道换热器
JP2012002475A (ja) 2010-06-21 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp 冷媒分配器及びこの冷媒分配器を用いたヒートポンプ装置
JP6523858B2 (ja) * 2015-08-05 2019-06-05 東芝キヤリア株式会社 冷凍サイクル装置
EP4279850A3 (en) * 2018-06-11 2024-03-06 Mitsubishi Electric Corporation Outdoor unit of air-conditioning apparatus and air-conditioning apparatus

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