CN117321373A - 热交换器以及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式的热交换器具有多个热交换管和集管。所述热交换管形成有供制冷剂流过的流路。所述集管设置于所述热交换管的端部。在至少一个所述集管中形成有合流分配流路。所述合流分配流路使来自多个所述热交换管中的两个以上的所述制冷剂合流并分配至其他两个以上的所述热交换管。

Description

热交换器以及制冷循环装置

技术领域

本发明的实施方式涉及热交换器以及制冷循环装置。

背景技术

集管型的热交换器具有多个热交换管和集管。热交换管具有制冷剂流路。集管设置于热交换管的端部。集管具有供制冷剂流过的流路。

例如，在热交换管配置成多列等的情况下，有时在多个热交换管中产生热负荷的差异。在这种情况下，由于在一部分的热交换管中热负荷变得过大等，热交换器的热交换效率存在降低的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-313115号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明要解决的课题是提供能够提高热交换效率的热交换器以及制冷循环装置。

用于解决课题的手段

实施方式的热交换器具有多个热交换管和集管。所述热交换管形成有供制冷剂流过的流路。所述集管设置于所述热交换管的端部。在至少一个所述集管中形成有合流分配流路。所述合流分配流路使来自多个所述热交换管中的两个以上的所述制冷剂合流并分配至其他两个以上的所述热交换管。

附图说明

图1是实施方式的制冷循环装置的大致构成图。

图2是第一实施方式的热交换器的立体图。

图3是第一实施方式的热交换器的分解立体图。

图4是第一实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图5是第二实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图6是第三实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图7是第四实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图8是第四实施方式的热交换器的第一集管的中间板的放大的俯视图。

图9是第五实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图10是第六实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图11是第七实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图12是第八实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图13是第九实施方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图14是比较方式的热交换器的第一集管的中间板的俯视图。

图15是比较方式的热交换器的第一集管的中间板的放大的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的热交换器以及制冷循环装置进行说明。

(第一实施方式)

图1是实施方式的制冷循环装置的大致构成图。

如图1所示，制冷循环装置1具备压缩机2、四通阀3、室外热交换器(热交换器)4、膨胀装置5和室内热交换器(热交换器)6。制冷循环装置1的构成元件通过配管7连接。在图1中，制冷运行时的制冷剂(热介质)的流通方向由实线箭头表示。制热运行时的制冷剂的流通方向由虚线箭头表示。

压缩机2具备压缩机主体2A和储液器(accumulator)2B。压缩机主体2A将获取至内部的低压的气体制冷剂压缩，使其成为高温高压的气体制冷剂。储液器2B将气液二相制冷剂分离，将气体制冷剂供给到压缩机主体2A。

四通阀3使制冷剂的流通方向反转，切换制冷运行和制热运行。在制冷运行时，制冷剂依次流过压缩机2、四通阀3、室外热交换器4、膨胀装置5、室内热交换器6。此时，室外热交换器4作为凝结器发挥功能。室内热交换器6作为蒸发器发挥功能。

在制热运行时，制冷剂依次流过压缩机2、四通阀3、室内热交换器6、膨胀装置5、室外热交换器4。此时，室内热交换器6作为凝结器发挥功能。室外热交换器4作为蒸发器发挥功能。

凝结器使从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂向外部气体散热而凝结，由此使其成为高压的液体制冷剂。膨胀装置5将从凝结器送入的高压的液体制冷剂的压力降低，使其成为低温低压的气液二相制冷剂。蒸发器使从膨胀装置5送入的低温低压的气液二相制冷剂从外部气体吸热而汽化，使其成为低压的气体制冷剂。

在制冷循环装置1中，作为工作流体的制冷剂一边在气体制冷剂与液体制冷剂之间进行相变化一边循环。制冷剂在从气体制冷剂相变化为液体制冷剂的过程中散热。制冷剂在从液体制冷剂相变化为气体制冷剂的过程中吸热。制冷循环装置1利用制冷剂的散热或者吸热来进行制热、制冷、除霜等。

图2是第一实施方式的热交换器的立体图。如图2所示，该热交换器用作制冷循环装置1的室外热交换器4以及室内热交换器6(参照图1)中的一方或者两方。以下，以实施方式的热交换器用作制冷循环装置1的室外热交换器4(参照图1)的情况为例进行说明。

根据图2以及图3假定热交换器4的位置关系。如以下那样地定义X方向、Y方向以及Z方向。Z方向是第一集管以及第二集管的长度方向(延伸方向)。例如、Z方向是铅垂方向。+Z方向是上方向(高度方向)。X方向是热交换管的中心轴方向(延伸方向)。例如，X方向是水平方向。+X方向是从第二集管朝向第一集管的方向。Y方向是与X方向以及Z方向垂直的方向。Y方向是水平方向。YZ平面是由Y方向和Z方向形成的平面。

热交换器4具有第一集管10、第二集管20、多个热交换管(导热管)30。

第一集管10与热交换管30的+X方向的端部连接。第二集管20与热交换管30的-X方向的端部连接。

第一集管10以及第二集管20形成为与YZ平面平行的平板状。在本实施方式中，从X方向观察，第一集管10以及第二集管20是矩形形状。第一集管10以及第二集管20的形状是长度方向沿着Z方向的长方形形状。第一集管10以及第二集管20由热传导率高并且比重小的材料形成。作为“热传导率高并且比重小材料”，可举出铝、铝合金等金属。

图3是第一实施方式的热交换器的分解立体图。如图3所示，第一集管10具备内端板(第二端板)11、中间板14和外端板(第一端板)17。内端板11与中间板14的-X方向侧的面重叠。外端板17与中间板14的+X方向侧的面重叠。

图4是中间板14的俯视图。如图4所示，中间板14具有多个空间流路16(16A、16B、16G、16H)和空间流路116。空间流路16、116成为制冷剂的流路。空间流路16、116由沿厚度方向将中间板14贯通的贯通孔形成。空间流路16、116的开口被内端板11以及外端板17封闭(参照图3)。空间流路116是合流分配流路的一个例子。

多个空间流路16包含第一空间流路16A、第二空间流路16B、第三空间流路16G以及第四空间流路16H。空间流路16从X方向观察呈长圆形形状。“长圆形形状”是由相互平行并且相对的两条直线和两条曲线构成的形状。曲线是将两条直线的端部彼此分别连结的弯曲凸状(例如半圆状、椭圆弧状等)。空间流路16的长径方向与Y方向平行。多个空间流路16形成为相互分离。多个空间流路16是相互相同的形状。

第一空间流路16A以及第二空间流路16B沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。第二空间流路16B相对于第一空间流路16A位于+Y方向侧。

空间流路116相对于第一空间流路16A以及第二空间流路16B位于较低的位置。空间流路116相对于第一空间流路16A以及第二空间流路16B位于沿-Z方向侧分离的位置。空间流路116从X方向观察呈长圆形形状。空间流路116的长径方向与Y方向平行。空间流路116的长径比空间流路16的长径大。

第三空间流路16G以及第四空间流路16H相对于空间流路116位于较低的位置。第三空间流路16G以及第四空间流路16H相对于空间流路116位于沿-Z方向侧分离的位置。第三空间流路16G以及第四空间流路16H沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。第四空间流路16H相对于第三空间流路16G位于+Y方向侧。

在内端板11处，在与空间流路16(16A、16B、16G、16H)相当的位置分别形成有一个贯通孔41。贯通孔41呈沿着Y方向的狭缝状。在贯通孔41插入有热交换管30的+X方向的端部。热交换管30的+X方向的端部在空间流路16开口。因此，空间流路16分别与一个热交换管30的制冷剂流路34连通。

将内端板11在与空间流路16A、16B、16G、16H相当的位置形成的贯通孔41分别称作贯通孔41A、41B、41G、41H。

在内端板11处，在与空间流路116相当的位置形成有四个贯通孔41。在贯通孔中41插入有热交换管30的+X方向的端部。热交换管30的+X方向的端部在空间流路116开口。因此，空间流路116与四个热交换管30的制冷剂流路34连通。

形成于空间流路116的四个贯通孔41分别是贯通孔41C、41D、41E、41F。贯通孔41C、41D沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。贯通孔41D相对于贯通孔41C位于+Y方向侧。贯通孔41E、41F相对于贯通孔41C、41D位于沿-Z方向侧分离的位置。贯通孔41E、41F沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。贯通孔41F相对于贯通孔41E位于+Y方向侧。

贯通孔41A、41C、41E、41G沿Z方向隔开间隔地依次排列。贯通孔41B、41D、41F、41H沿Z方向隔开间隔地依次排列。将插入到贯通孔41A～41H的热交换管30分别称作热交换管30A～30H。

如图3所示，在外端板17形成有两个贯通孔42。在贯通孔42分别插入有管状的第一制冷剂喷口(port)51(参照图2)。一方的第一制冷剂喷口51的端部在第三空间流路16G开口。另一方的第一制冷剂喷口51的端部在第四空间流路16H开口。这些开口成为将制冷剂导入到热交换器4的导入部或者将制冷剂从热交换器4导出的导出部。

在外端板17形成有两个贯通孔43。在贯通孔43中分别插入有管状的第二制冷剂喷口52(参照图2)。一方的第二制冷剂喷口52的端部在第一空间流路16A开口。另一方的第二制冷剂喷口52的端部在第二空间流路16B开口。这些开口成为将制冷剂导入到热交换器4的导入部或者将制冷剂从热交换器4导出的导出部。

第二集管20具有一对小集管20A、20B。小集管20A、20B配置成沿Y方向排列。小集管20A、20B具有内端板21、中间板24和外端板27。内端板21与中间板24的+X方向侧的面重叠。外端板27与中间板24的-X方向侧的面重叠。

中间板24具有多个空间流路(省略图示)。这些空间流路成为制冷剂的流路。这些空间流路由沿厚度方向将中间板24贯通的贯通孔形成。这些空间流路的开口被内端板21以及外端板27封闭。

热交换管30形成为偏平管状。即，热交换管30的Z方向的尺寸比Y方向的尺寸小。热交换管30与长度方向正交的剖面(YZ剖面)的形状是长圆形形状。热交换管30沿X方向延伸。在热交换管30的内部形成有制冷剂流路34。热交换管30由热传导率高并且比重小的材料形成。作为“热传导率高并且比重小材料”，可举出铝、铝合金等金属。

多个热交换管30的至少一部分沿Z方向隔开间隔地并列配置。详细而言，与第一集管10的贯通孔41A、41C、41E、41G连接的四个热交换管30(30A、30C、30E、30G)沿Z方向隔开间隔地并列排列。即，四个热交换管30(30A、30C、30E、30G)配置成多段(四段)。与第一集管10的贯通孔41B、41D、41F、41H连接的四个热交换管30(30B、30D、30F、30H)沿Z方向隔开间隔地并列排列。即，四个热交换管30(30B、30D、30F、30H)配置成多段(四段)。

八个热交换管30排列成两列。八个热交换管30从X方向观察，配置成以2×4的矩阵状排列。将热交换管30A、30C、30E、30G称作第一列热交换管30。将热交换管30B、30D、30F、30H称作第二列热交换管30。

另外，多个热交换管30所形成的列的数量不限于两个。多个热交换管30所形成的列的数量也可以为多个(两个以上的任意的数量)。

热交换管30的-X方向的端部插入到形成于第二集管20的贯通孔45。由此，热交换管30的制冷剂流路34的-X方向的端部在第二集管20的空间流路开口。因此，第二集管20的空间流路与热交换管30的制冷剂流路34连通。

第一集管10与热交换管30的间隙以及第二集管20与热交换管30的间隙通过钎焊等密封。

在上下相邻的热交换管30之间形成有沿着Y方向的外部气体流路。热交换器4通过通风风扇(省略图示)等使外部气体流路流通外部气体。热交换器4使外部气体流路中流通的外部气体与制冷剂流路34中流通的制冷剂之间进行热交换。热交换经由热交换管30间接地进行。

在图1所示的制冷循环装置1进行制热运行时，热交换器4作为蒸发器发挥功能。在这种情况下，热交换器4使从膨胀装置5送入的低温低压的气液二相制冷剂从外部气体吸热而汽化，由此使其成为低压的气体制冷剂。

如图4所示，例如，制冷剂从两个第一制冷剂喷口51(参照图2)分别流入到第一集管10的第三空间流路16G以及第四空间流路16H。如图3所示，制冷剂分别在热交换管30G、30H中沿-X方向流动，分别流入到第二集管20不同的空间流路。制冷剂在热交换管30E、30F中沿+X方向流动，流入到第一集管10的空间流路116。

如图4所示，从热交换管30E流入的制冷剂与从热交换管30F流入的制冷剂在空间流路116内合流。空间流路116内的制冷剂被分配至热交换管30C和热交换管30D。

如图3所示，被分配至热交换管30C、30D的制冷剂在热交换管30C、30D中沿-X方向流动，分别流入到第二集管20的不同的空间流路。制冷剂在多个热交换管30A、30B中沿+X方向流动，分别流入到第一集管10的第一空间流路16A以及第二空间流路16B。制冷剂从第二制冷剂喷口52(参照图2)向系统外流出。

在该例子中，从第一制冷剂喷口51(参照图2)导入制冷剂，该制冷剂通过热交换管30在第一集管10与第二集管20之间往复，从第二制冷剂喷口52(参照图2)流出。

在热交换器4中，第一集管10具有空间流路(合流分配流路)116。空间流路116使来自两个热交换管30(30E、30F)的制冷剂合流并分配至其他两个热交换管30(30C、30D)。在热交换器4中，能够将流过第一列热交换管30的制冷剂与流过第二列热交换管30的制冷剂在空间流路116内混合，进行再分配。

有时热负荷在第一列热交换管30与第二列热交换管30之间产生差异，但在热交换器4中，能够进行制冷剂的混合、再分配，因此能够减小热负荷的差异。因而，能够抑制由热负荷的差异导致热交换效率降低。由此，能够提高热交换器4的热交换效率。

为了进行比较，假定用于制冷剂的混合以及再分配的外部管路(合流分支管路)设置于第一集管的热交换器。该结构的热交换器由于外部管路从第一集管突出，因此在收纳性方面差。与此相对，在实施方式的热交换器4中，在第一集管10内进行制冷剂的混合以及再分配，因此不需要外部管路。因此，图2所示的热交换器4能够小型化，在收纳性方面优异。热交换器4由于没有外部管路，因此也有轻量这样的优点。

在该实施方式中，使来自两个热交换管的制冷剂合流并分配至其他两个热交换管，但合流的制冷剂的数量不限于两个，也可以为多个(两个以上的任意的数量)。分配制冷剂的热交换管的数量不限于两个，也可以为多个(两个以上的任意的数量)。即，合流分配流路使从多个热交换管中的两个以上供给的制冷剂合流并分配至其他两个以上的热交换管。

形成于第一集管的合流分配流路的数量不限于一个，也可以为多个(两个以上的任意的数量)。合流分配流路可以形成于第二集管的中间板。形成于第二集管的合流分配流路的数量可以为一个或者多个(两个以上的任意的数量)。合流分配流路形成于第一集管和第二集管中的至少一个。合流分配流路可以形成于第一集管和第二集管的一方，也可以形成于两方。

(第二实施方式)

图5是第二实施方式的热交换器的第一集管210的中间板214的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。

如图5所示，中间板214具有空间流路16以及空间流路216。第二实施方式的热交换器除取代空间流路116而具有空间流路216以外，是与图4所示的第一实施方式的热交换器相同的构成。空间流路216是合流分配流路的一个例子。

空间流路216从X方向观察呈长圆形形状。空间流路216的长径方向与Y方向平行。在空间流路216的两端部分别形成有突出部217。一对突出部217向沿着Y方向相互接近的方向突出。突出部217形成于空间流路216的高度方向的大致中央。突出部217具有将一对直线部与弯曲部组合而成的U字形状。一对直线部相互平行并且相对。弯曲部呈弯曲凸状(例如半圆形状)。一方的突出部217的前端与另一方的突出部217的前端之间是狭小部218。在狭小部218中，制冷剂的流路变窄。

狭小部218优选满足下式。

D1＞2300μA1/W1

(D1是狭小部218的水力当量直径[m]。μ是制冷剂的粘度[Pa·s]。A1是狭小部218的最窄部分的截面面积[m²]。W1是流过狭小部218的制冷剂的质量流量[kg/s])。

狭小部218的截面面积是与狭小部218中的制冷剂的流动方向正交的剖面上的流路的面积。狭小部218中的制冷剂的流动方向是+Z方向。与狭小部218的制冷剂的流动方向正交的剖面沿着水平面。

当狭小部218满足该式时，流过狭小部218的制冷剂容易成为乱流，因此能够抑制空间流路216内的气液二相状态的制冷剂中的偏流。

从热交换管30E流入的制冷剂与从热交换管30F流入的制冷剂在空间流路216内合流。如图5中箭头所示，制冷剂在狭小部218中向+Z方向(重力方向的反向)上升，与空间流路216的上表面碰撞而分为左右，被分配至热交换管30C和热交换管30D。

在该热交换器中，第一集管210具有空间流路216，因此能够将流过第一列热交换管30的制冷剂与流过第二列热交换管30的制冷剂在空间流路216内混合，进行再分配。由此，能够提高热交换器的热交换效率。

在该热交换器中，在空间流路216形成有狭小部218。制冷剂在较窄部分通过而暂时汇集后被开放，由此扩散，因此变得容易成为乱流。由此，能够抑制空间流路216内的气液二相状态的制冷剂的偏流。

(第三实施方式)

图6是第三实施方式的热交换器的第一集管310的中间板314的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。

如图6所示，中间板314具有空间流路16以及空间流路316。空间流路316是合流分配流路的一个例子。

空间流路316呈长圆形形状。空间流路316具有一对直线部316a和一对弯曲部316b。一对直线部316a相互平行并且相对。一方的弯曲部316b将两条直线部316a的一方的端部彼此连结。另一方的弯曲部316b将两条直线部316a的另一方的端部彼此连结。弯曲部316b呈弯曲凸状(例如半圆形状)。空间流路316的长径方向相对于Y方向倾斜。空间流路316以前述的外部气体流路(形成于相邻的热交换管30之间的外部气体的流路)中的位于外部气体的流动的上游侧的弯曲部316b位于比下游侧的弯曲部316b高的位置的方式倾斜。

在一对直线部316a分别形成有突出部317。一对突出部317向沿着空间流路316的短径方向相互接近的方向突出。突出部317形成于直线部316a的长度方向的大致中央。突出部317具有将一对直线部与弯曲部组合的U字形状。一对直线部相互平行并且相对。弯曲部呈弯曲凸状(例如半圆形状)。一方的突出部317的前端与另一方的突出部317的前端之间是狭小部318。

狭小部318优选满足下式。

D2＞2300μA2/W2

(D2是狭小部318的水力当量直径[m]。μ是制冷剂的粘度[Pa·s]。A2是狭小部318的最窄的部分的截面面积[m²]。W2是流过狭小部218的制冷剂的质量流量[kg/s])。

狭小部318的截面面积是与狭小部318中的制冷剂的流动方向正交的剖面上的流路的面积。

当狭小部318满足该式时，流过狭小部318的制冷剂容易成为乱流，因此能够抑制空间流路316内的气液二相状态的制冷剂中的偏流。

制冷剂分别从第一制冷剂喷口流入到第一集管10的第二空间流路16B以及第四空间流路16H。制冷剂分别沿-X方向流过热交换管30B、30H，分别流入到第二集管20的不同的空间流路。制冷剂在热交换管30D、30F中沿+X方向流动，流入到第一集管10的空间流路316。

从热交换管30D流入的制冷剂与从热交换管30F流入的制冷剂在空间流路316内合流。如图6的箭头所示，制冷剂向斜下方流动并通过狭小部318，与弯曲部316b的内表面碰撞而分为上下，被分配至热交换管30C和热交换管30E。通过狭小部318的制冷剂向斜下方流动，因此与向上方流动的情况(参照图5)相比，由于重力的影响而容易使流速变高。

被分配至热交换管30C、30E的制冷剂在热交换管30C、30E中沿-X方向流动，分别流入到第二集管20的不同的空间流路。制冷剂在多个热交换管30A、30G中沿+X方向流动，分别流入到第一集管10的第一空间流路16A以及第三空间流路16G。制冷剂从第二制冷剂喷口流出。

在该热交换器中，第一集管310具有空间流路316，因此能够将流过第一列热交换管30的制冷剂与流过第二列热交换管30的制冷剂在空间流路316内混合，进行再分配。由此，能够提高热交换器的热交换效率。

在该热交换器中，在空间流路316形成有狭小部318，并且空间流路316倾斜。因此，制冷剂由于重力的影响获得动力(日文：勢い)而通过狭小部318。在该热交换器中，为了使制冷剂在较窄部分获得动力而通过，使制冷剂在暂时汇集后被开放从而扩散。因而，制冷剂变得容易成为乱流。由此，能够抑制空间流路316内的气液二相状态的制冷剂中的偏流。

另外，在本实施方式中，空间流路316倾斜地形成，但空间流路316也可以长径方向与Y方向平行。

(第四实施方式)

图7是第四实施方式的热交换器的第一集管410的中间板414的俯视图。图8是中间板414的放大的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。

如图7所示，中间板414具有多个空间流路16(16A～16H)和合流分配流路12。空间流路16由沿厚度方向将中间板414贯通的贯通孔形成。多个空间流路16包含第一空间流路16A～第八空间流路16H。空间流路16(16A～16H)从X方向观察呈长圆形形状。空间流路16的长径方向与Y方向平行。多个空间流路16形成为相互分离。多个空间流路16是相互相同的形状。

第一空间流路16A以及第二空间流路16B沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。第二空间流路16B相对于第一空间流路16A位于+Y方向侧。

第三空间流路16C以及第四空间流路16D分别相对于第一空间流路16A以及第二空间流路16B位于较低的位置。第三空间流路16C以及第四空间流路16D相对于第一空间流路16A以及第二空间流路16B位于沿-Z方向侧分离的位置。第三空间流路16C以及第四空间流路16D沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。第四空间流路16D相对于第三空间流路16C位于+Y方向侧。

第五空间流路16E以及第六空间流路16F分别相对于第三空间流路16C以及第四空间流路16D位于较低的位置。第五空间流路16E以及第六空间流路16F相对于第三空间流路16C以及第四空间流路16D位于沿-Z方向侧分离的位置。第五空间流路16E以及第六空间流路16F沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。第六空间流路16F相对于第五空间流路16E相对于位于+Y方向侧。

第七空间流路16G以及第八空间流路16H分别相对于第五空间流路16E以及第六空间流路16F位于较低的位置。第七空间流路16G以及第八空间流路16H相对于第五空间流路16E以及第六空间流路16F位于沿-Z方向侧分离的位置。第七空间流路16G以及第八空间流路16H沿Y方向隔开间隔地形成为沿Y方向排列。第八空间流路16H，相对于第七空间流路16G位于+Y方向侧。

空间流路16A、16C、16E、16G配置成沿Z方向排列。空间流路16B、16D、16F、16H配置成沿Z方向排列。八个空间流路16排列成两列。八个空间流路16配置成以2×4的矩阵状排列。将空间流路16A、16C、16E、16G称作第一列空间流路16。将空间流路16B、16D、16F、16H称作第二列空间流路16。

间距P1是沿上下相邻的热交换管30的中心轴的高低差。

另外，多个空间流路16所形成的列的数量不限于两个。多个空间流路16所形成的列的数量也可以为多个(两个以上的任意的数量)。

合流分配流路12由沿厚度方向将中间板414贯通的贯通孔形成。合流分配流路12将来自第七空间流路16G以及第八空间流路16H的制冷剂分配至第五空间流路16E以及第六空间流路16F。

合流分配流路12具有多个导出流路61、一个合流流路62和多个分支流路63。导出流路61的数量为两个。分支流路63的数量为两个。另外，导出流路以及分支流路的数量不限于两个，也可以为两个以上的任意的数量。

包含分支流路63A、63B的基端的部分是方向转换部615。方向转换部615是包含分支流路63A、63B的基端部分的弯曲形状的流路。方向转换部615将来自合流流路62的制冷剂的流动方向转换。

将两个导出流路61分别称作第一导出流路61A以及第二导出流路61B。第一导出流路61A将第七空间流路16G的+Y方向一端作为基端向+Y方向延伸。第一导出流路61A从第七空间流路16G引导制冷剂。第二导出流路61B将第八空间流路16H的-Y方向一端作为基端向-Y方向延伸。第二导出流路61B从第八空间流路16H引导制冷剂。第一导出流路61A与第二导出流路61B形成于相同的高度位置。第一导出流路61A与第二导出流路61B在前端连接。

合流流路62将第一导出流路61A与第二导出流路61B的前端彼此的连接位置作为基端，沿与重力方向为反向的+Z方向笔直地延伸。合流流路62是沿着上下方向的流路。合流流路62与第一列空间流路16(16A、16C、16E、16G)相比位于靠+Y方向的位置。合流流路62与第二列空间流路16(16B、16D、16F、16H)相比位于靠-Y方向的位置。合流流路62使来自多个空间流路16中的两个以上的空间流路16的制冷剂合流。

在图7中，合流流路62形成于与第一列空间流路16(16A、16C、16E、16G)第二列空间流路16(16B、16D、16F、16H)中任一个均分离相同的距离的中间的位置。合流流路62的长度L1比热交换管30的上下方向的间距P1大。通过使长度L1比间距P1大，合流流路62具有足够长度。因此，能够将气液二相状态的制冷剂在合流流路62中充分混合，抑制制冷剂的偏流。由此，能够减小流入到多个分支流路63的制冷剂的量的偏差。

合流流路62的长度L1比热交换管30的间距P1大，因此合流流路62的+Z方向一端(前端)位于比与空间流路16E、16F连接的热交换管30更高的位置。合流流路62的+Z方向一端(前端)期望位于比空间流路16E、16F高的位置。

分支流路63将来自合流流路62的制冷剂分配至其他两个以上的空间流路16(除空间流路16G、16H以外的空间流路16中的两个以上)。将两个分支流路63分别称作第一分支流路63A以及第二分支流路63B。第一分支流路63A以及第二分支流路63B是合流流路62分支成两个而形成的流路。

第一分支流路63A是将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向斜下方延伸的直线状的流路。第一分支流路63A以越向-Y方向前进越下降的方式倾斜。第一分支流路63A到达第五空间流路16E。第一分支流路63A能够将制冷剂引导至第五空间流路16E。第五空间流路16E是分配目的地的(日文：分配先)空间流路16。

第二分支流路63B是将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向斜下方延伸的直线状的流路。第二分支流路63B以越向+Y方向前进越下降的方式倾斜。第二分支流路63B到达第六空间流路16F。第二分支流路63B能够将制冷剂引导至第六空间流路16F。第六空间流路16F是分配目的地的空间流路16。

第一分支流路63A相对于合流流路62的倾斜角度与第二分支流路63B相对于合流流路62的倾斜角度相等。

在内端板11处，在与空间流路16(16A～16H)相当的位置分别形成有一个贯通孔41(41A～41H)(参照图4)。在贯通孔41插入有热交换管30的+X方向的端部。热交换管30的+X方向的端部在空间流路16开口。因此，空间流路16与热交换管30的制冷剂流路34连通。

在图1所示的制冷循环装置1进行制热运行时，热交换器4作为蒸发器发挥功能。在这种情况下，热交换器4使从膨胀装置5送入的低温低压的气液二相制冷剂从外部气体吸热而汽化，使其成为低压的气体制冷剂。

如图7所示，从热交换管30(30G)流入到第七空间流路16G的制冷剂的至少一部分通过第一导出流路61A流入到合流流路62。从热交换管30(30H)流入到第八空间流路16H的制冷剂的至少一部分通过第二导出流路61B流入到合流流路62。从第七空间流路16G流入的制冷剂与从第八空间流路16H流入的制冷剂在合流流路62内合流。

合流流路62内的制冷剂向重力方向的反向(图8所示的箭头方向)移动，与方向转换部615的上表面碰撞，通过两个分支流路63被分配至第五空间流路16E以及第六空间流路16F。制冷剂通过方向转换部615没有压力偏差地被分配，因此能够抑制气液二相状态的制冷剂中的偏流。因此，能够减小流入到多个分支流路63的制冷剂的量的偏差。

如图8所示，将分支流路63的长度设为L[m]。将分支流路63的水力当量直径设为D[m]。将制冷剂的密度设为ρ[kg/m³]。将制冷剂的粘度设为μ[Pa·s]。将合流流路62中的制冷剂的质量流量设为W[kg/s]。合流流路62中的制冷剂的质量流束G由“G＝W/A”[kg/s/m²]表示。A是合流流路62的截面面积[m²]。流路的截面面积是与该流路的长度方向正交的剖面的面积。

第一分支流路63A的长度L也称为L_A。第二分支流路63B的长度L也称为L_B。第一分支流路63A的水力当量直径D也称为D_A。第二分支流路63B的水力当量直径D也称为D_B。

另外，两个分支流路63的长度可以相互相同，也可以相互不同。两个分支流路63的水力当量直径可以相互相同，也可以相互不同。

分支流路63的压力损耗ΔP由如下所示的式(1)(达西魏斯巴赫公式)表示。

[数学式1]

“λ”由如下所示的式(2)(布拉修斯公式)表示。

[数学式2]

当将式(2)代入式(1)时，可获得下式(3)。

[数学式3]

由式(3)可知，下式(4)所示的Fp给分支流路63的压力损耗ΔP有较大影响。

[数学式4]

两个分支流路63的Fp的偏差(绝对值)优选为20％以下。例如，将两个分支流路63中的第一分支流路63的Fp设为Fp1。将第二分支流路63的Fp设为Fp2。将Fp1与Fp2的平均设为Fpav。|Fp1-Fpav|/Fpav×100以及|Fp2-Fpav|/Fpav×100均优选为20(％)以下。当Fp的偏差(绝对值)为20％以下时，能够减小流入到两个分支流路63的制冷剂的量的偏差。

在该热交换器中，第一集管410具有合流分配流路12，因此能够将流过第一列热交换管30的制冷剂与流过第二列热交换管30的制冷剂在合流分配流路12内混合并进行再分配。有时热负荷在第一列热交换管30与第二列热交换管30之间产生差异，但在该热交换器中，能够进行制冷剂的混合、再分配，因此能够减小热负荷的差异。因而，能够抑制由于热负荷的差异而使热交换效率降低。由此，能够提高热交换器的热交换效率。

(第五实施方式)

图9是第五实施方式的热交换器的第一集管510的中间板514的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。如图9所示，中间板514具有多个空间流路16(16A～16H)和合流分配流路512。

合流分配流路512具有多个(两个)导出流路561、一个合流流路62和多个(两个)分支流路563。将两个导出流路561分别称作第一导出流路561A以及第二导出流路561B。第一导出流路561A将第七空间流路16G的+Y方向一端作为基端向+Y方向延伸。第二导出流路561B将第八空间流路16H的-Y方向一端作为基端向-Y方向延伸。第一导出流路561A与第二导出流路561B在前端连接。

合流流路62将第一导出流路561A与第二导出流路561B的前端彼此的连接位置作为基端向与重力方向为反向的+Z方向笔直地延伸。合流流路62具有比导出流路561小的截面面积。

将两个分支流路563分别称作第一分支流路563A以及第二分支流路563B。第一分支流路563A以及第二分支流路563B是合流流路62分支成两个而形成的流路。

第一分支流路563A呈L字形状。第一分支流路563A将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向+Z方向延伸，在该前端向-Y方向转换方向。第一分支流路563A到达第一空间流路16A。第一分支流路563A能够将制冷剂引导至第一空间流路16A(分配目的地的空间流路)。

第二分支流路563B呈L字形状。第二分支流路563B将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向+Y方向延伸，在该前端向-Z方向转换方向。第二分支流路563B到达第六空间流路16F。第二分支流路563B能够将制冷剂引导至第六空间流路16F(分配目的地的空间流路)。

在该热交换器中，第一集管510具有合流分配流路512，因此能够将流过第一列热交换管30的制冷剂与流过第二列热交换管30的制冷剂在合流分配流路512内混合，进行再分配。由此，能够提高热交换器的热交换效率。

(第六实施方式)

图10是第六实施方式的热交换器的第一集管610的中间板614的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。如图10所示，中间板614具有多个空间流路16(16A～16H)和合流分配流路612。

合流分配流路612具有多个(两个)导出流路561、一个合流流路62和多个(两个)分支流路663。分支流路663的数量为两个。合流流路62具有比多个导出流路561小的截面面积。将两个分支流路663分别称作第一分支流路663A以及第二分支流路663B。第一分支流路663A以及第二分支流路663B是合流流路62分支成两个而形成的流路。

第一分支流路663A将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向斜上方延伸，到达第一空间流路16A。第一分支流路663A以越向-Y方向前进越上升的方式倾斜。第一分支流路663A能够将制冷剂引导至第一空间流路16A(分配目的地的空间流路)。

第二分支流路663B将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向斜下方延伸到达第六空间流路16F。第二分支流路663B以越向+Y方向前进越下降的方式倾斜。第二分支流路663B能够将制冷剂引导至第六空间流路16F(分配目的地的空间流路)。

第一分支流路663A以及第二分支流路663B具有比合流流路62的截面面积大的截面面积。因此，合流流路62的制冷剂在被分配至第一分支流路663A以及第二分支流路663B时，通过在较大的截面面积的流路内被开放而扩散。因而，制冷剂变得容易成为乱流。由此，能够抑制气液二相状态的制冷剂中的偏流。

在该热交换器中，第一集管610具有合流分配流路612，因此能够将流过第一列热交换管30的制冷剂与流过第二列热交换管30的制冷剂在合流分配流路612内混合，进行再分配。由此，能够提高热交换器的热交换效率。

(第七实施方式)

图11是第七实施方式的热交换器的第一集管710的中间板714的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。如图11所示，中间板714具有多个空间流路16(16A～16H)和合流分配流路712。

合流分配流路712具有多个(两个)导出流路561、一个合流流路62和多个(两个)分支流路763。合流流路62将第一导出流路561A与第二导出流路561B的前端彼此的连接位置作为基端向与重力方向为反向的+Z方向笔直地延伸。将两个分支流路763分别称作第一分支流路763A以及第二分支流路763B。

第一分支流路763A呈L字形状。第一分支流路763A将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向-Y方向延伸，在该前端向+Z方向转换方向，在该前端向-Y方向转换方向。第一分支流路763A到达第一空间流路16A。第一分支流路763A能够将制冷剂引导至第一空间流路16A(分配目的地的空间流路)。

第二分支流路763B呈L字形状。第二分支流路763B将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向+Y方向延伸，在该前端向-Z方向转换方向。第二分支流路763B到达第六空间流路16F。第二分支流路763B能够将制冷剂引导至第六空间流路16F(分配目的地的空间流路)。

包含分支流路763A、763B的基端的部分是方向转换部715。方向转换部715将来自合流流路62的制冷剂的流动方向转换。方向转换部715沿着Y方向形成。方向转换部715比合流流路62+Z方向一端(前端)的Y方向的内径D₆₂长。方向转换部715的形成方向与合流流路62的+Z方向一端(前端)处的延伸方向(Z方向)正交。分支流路763A、763B的除方向转换部715以外的构成与图9所示的分支流路563A、563B相同。

合流流路62内的制冷剂向重力方向的反向(图11所示的箭头方向)移动，与方向转换部715的上表面碰撞，通过两个分支流路763被分配至第一空间流路16A以及第六空间流路16F。

在该热交换器中，方向转换部715相对于合流流路62正交，因此能够使制冷剂的流动没有偏差地朝向两个分支流路763。因此，能够将制冷剂均等地分配至第一分支流路763A和第二分支流路763B。由此，能够减小流入到第一分支流路763A和第二分支流路763B的制冷剂的量的偏差。

方向转换部715比合流流路62的+Z方向一端(前端)处的Y方向的内径D₆₂长，因此合流流路62内的制冷剂与具有足够长度的方向转换部715的上表面接触。由此，能够将制冷剂的流动均等地分配至两个分支流路763。

(第八实施方式)

图12是第八实施方式的热交换器的第一集管810的中间板814的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。如图12所示，中间板814具有多个空间流路16(16A～16H)和合流分配流路812。

合流分配流路812具有多个(两个)导出流路561、一个合流流路62和多个(两个)分支流路863。合流流路62将第一导出流路561A与第二导出流路561B的前端彼此的连接位置作为基端向与重力方向为反向的+Z方向笔直地延伸。将两个分支流路863分别称作第一分支流路863A以及第二分支流路863B。

第一分支流路863A将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向-Y方向延伸，在该前端向斜上方延伸，到达第一空间流路16A。第二分支流路863B将合流流路62的+Z方向一端(前端)作为基端向+Y方向延伸，在该前端向斜下方延伸，到达第六空间流路16F。

包含分支流路863A、863B的基端的部分是方向转换部815。方向转换部815将来自合流流路62的制冷剂的流动方向转换。方向转换部815沿着Y方向形成。方向转换部815比合流流路62的+Z方向一端(前端)处的Y方向的内径D₆₂长。方向转换部815的形成方向与合流流路62的+Z方向一端(前端)处的延伸方向(Z方向)正交。分支流路863A、863B的除方向转换部815以外的构成与图10所示的分支流路663A、663B相同。

在该热交换器中，方向转换部815相对于合流流路62正交，因此能够使制冷剂的流动方向均等地朝向第一分支流路863A和第二分支流路863B。由此，能够减小流入到第一分支流路863A和第二分支流路863B的制冷剂的量的偏差。

方向转换部815比合流流路62的+Z方向一端(前端)处的Y方向的内径D₆₂长，因此合流流路62内的制冷剂与具有足够长度的方向转换部815的上表面接触。由此，能够将制冷剂的流动均等地分配至两个分支流路863。

(第九实施方式)

图13是第九实施方式的热交换器的第一集管910的中间板914的俯视图。对与其他实施方式的共同构成标注相同的附图标记，省略说明。如图13所示，中间板914除形成有两个空隙部920以外，可以与图7所示的中间板414为相同的构成

空隙部920呈通过分支流路63与最接近分支流路63的空间流路16之间的直线状。空隙部920由沿厚度方向将中间板414贯通的贯通孔形成。将两个空隙部920分别称作第一空隙部920A以及第二空隙部920B。

第一空隙部920A的至少一部分形成于第一分支流路63A与第三空间流路16C之间。例如，第一空隙部920A形成为与第一分支流路63A平行。第二空隙部920B的至少一部分形成于第二分支流路63B与第四空间流路16D之间。例如，第二空隙部920B形成为与第二分支流路63B平行。

在该热交换器中，能够通过空隙部920来抑制来自空间流路16C、16D的热干扰。因此，能够减小分支流路63中的制冷剂的相变化所引起的制冷剂的流量的偏差。

(比较方式)

图14是比较方式的热交换器的第一集管1010的中间板1014的俯视图。图15是中间板1014的放大的俯视图。

如图14所示，中间板1014具有多个空间流路16(16A～16H)和分配流路1012。分配流路1012具有导出流路1061和两个分支流路1063(1063A、1063B)。导出流路1061具备沿着Y方向的第一部分流路1061A和沿着Z方向的第二部分流路1061B。导出流路1061呈L字状形。第一部分流路1061A比热交换管30的间距(参照图7所示的P1)短。

如图15所示，该热交换器可能在L字状形的导出流路1061的弯曲位置处产生制冷剂的液相M1与气相M2的偏差。第一部分流路1061A由于较短，因此液相M1与气相M2的混合容易变得不充分。因此，有时液相M1与气相M2的偏差被维持，制冷剂向两个分支流路1063的分配量变得不均等。

根据以上说明了的至少一个实施方式，集管具有合流分配流路。合流分配流路使来自多个热交换管的制冷剂合流并分配至其他多个热交换管。在实施方式的热交换器中，能够将流过多个热交换管的制冷剂在合流分配流路内混合，进行再分配。热负荷有时在多个热交换管之间产生差异，但在实施方式的热交换器中，能够进行制冷剂的混合、再分配，因此能够减小热负荷的差异。因而，能够抑制由于热负荷的差异使热交换效率降低。由此，能够提高热交换器的热交换效率。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换以及变更。这些实施方式及其变形与发明的范围及主旨所包含的内容同样地包含于权利要求的范围所记载的发明及其等同的范围内。

附图标记说明

1：制冷循环装置

4：室外热交换器(热交换器)

10：第一集管(集管)

12、512、612、712、812；合流分配流路

16：空间流路

30：热交换管

34：制冷剂流路

62：合流流路

63、563、663、763、863：分支流路

63A、563A、663A、763A、863A：第一分支流路(分支流路)63B、563B、663B、763B、863B：第二分支流路(分支流路)116、216、316：空间流路(合流分配流路)

218、318：狭小部

615、715、815：方向转换部

920：空隙部

L1：合流流路的长度

P1：热交换管的间距

Claims (7)

1.一种热交换器，其中，具备：

多个热交换管，形成有供制冷剂流过的制冷剂流路；以及

集管，设置于所述热交换管的端部，

在至少一个所述集管中形成有合流分配流路，所述合流分配流路使来自多个所述热交换管中的两个以上所述热交换管的所述制冷剂合流并分配至其他两个以上的所述热交换管。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，

所述合流分配流路具有供所述制冷剂流通的狭小部，

所述狭小部满足下式，

D1＞2300μA1/W1

D1是所述狭小部的水力当量直径[m]，μ是所述制冷剂的粘度[Pa·s]，A1是所述狭小部的截面面积[m²]，W1是流过所述狭小部的所述制冷剂的质量流量[kg/s]。

3.根据权利要求1或者2所述热交换器，其中，

多个所述热交换管中的至少一部分配置成多段，

在所述集管中形成有与所述热交换管的所述制冷剂流路连通的多个空间流路，

所述合流分配流路具备使来自多个所述空间流路中的两个以上的所述空间流路的所述制冷剂合流的合流流路、以及从所述合流流路分支的多个分支流路，

所述分支流路将来自所述合流流路的所述制冷剂分配至其他两个以上的所述空间流路，

所述合流流路沿着上下方向形成，所述合流流路的长度比配置成多段的所述热交换管的间距长。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其中，

包含所述分支流路的基端的部分是将来自所述合流流路的所述制冷剂的流动方向转换的方向转换部，

所述方向转换部与所述合流流路的前端的延伸方向正交，

所述方向转换部的长度比所述合流流路前端的内径长。

5.根据权利要求3或者4所述的热交换器，其中，

多个所述分支流路的如下所示的Fp的偏差(绝对值)为20％以下，

[式1]

L表示所述分支流路的长度[m]，G表示所述合流流路中的所述制冷剂的质量通量[kg/s/m²]，D表示所述分支流路的水力当量直径[m]。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的热交换器，其中，

在所述集管的所述分支流路与所述空间流路之间形成有空隙部。

7.一种制冷循环装置，其中，具有权利要求1～6中任一项所述的热交换器。