CN202284876U - 双层管式热交换器 - Google Patents

双层管式热交换器 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供能够使第一制冷剂流路内的制冷剂的流动在周向上均匀化的双层管式热交换器。双层管式热交换器(1)具备外管(2)和在外管(2)内留有间隔地设置的内管(3)，外管(2)和内管(3)之间的间隙成为第一制冷剂流路(4)，并且内管(3)内成为第二制冷剂流路(5)。将制冷剂流入管(12)和制冷剂流出管(13)以在外管(2)的长度方向上留有间隔且与第一制冷剂流路(4)连通的方式与外管(2)连接。将制冷剂流出管(13)配置在相对于制冷剂流入管(12)在外管(2)的周向上偏移的位置上。制冷剂流出管(13)相对于制冷剂流入管(12)在外管(2)的周向上的偏移角度是90～180度。

Description

双层管式热交换器
技术领域
本发明涉及双层管式热交换器(换热器)，更具体地，涉及具备外管和在外管内留有间隔地设置的内管的双层管式热交换器。
在本说明书中，“冷凝器”这一术语除了普通的冷凝器之外还包括具有凝结部和过冷却部的过冷式冷凝器(subcool condenser)。
背景技术
以往，作为在汽车空调机中使用的制冷循环，提出了以下一种制冷循环，其具备：压缩机、具有凝结部和过冷却部的冷凝器、蒸发器、作为减压器的膨胀阀、气液分离器、以及配置在冷凝器和蒸发器之间且使从冷凝器的过冷却部排出的高温制冷剂和从蒸发器排出的低温制冷剂进行热交换的中间热交换器(参照专利文献1)。在专利文献1记载的制冷循环中，在冷凝器的过冷却部被过冷却了的制冷剂在中间热交换器中由从蒸发器排出的低温制冷剂进一步冷却，从而可提高蒸发器的冷却性能。
在专利文献1记载的制冷循环中使用的中间热交换器由双层管式热交换器构成，双层管式热交换器具备外管和在外管内留有间隔地设置的内管，外管和内管之间的间隙成为从冷凝器排出的高温制冷剂流动的第一制冷剂流路，内管内成为从蒸发器排出的低温制冷剂流动的第二制冷剂流路，在外管连接有制冷剂流入管和制冷剂流出管，制冷剂流入管和制冷剂流出管在外管的长度方向上留有间隔且与第一制冷剂流路连通，制冷剂流入管和制冷剂流出管位于外管的周向的同一位置上。
但是，在专利文献1记载的双层管式热交换器的情况下，从制冷剂流入管流入外管和内管之间的第一制冷剂流路内的制冷剂，较多地流过第一制冷剂流路的制冷剂流入管侧的部分，产生制冷剂的偏流，第一制冷剂流路内的制冷剂的流动在周向上不均匀。其结果，在第一制冷剂流路流动的高温制冷剂和在第二制冷剂流路流动的低温制冷剂的热交换效率会降低。
专利文献1：日本特开2009-204165号公报
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种能够使第一制冷剂流路内的制冷剂的流动在周向上均匀化的双层管式热交换器。
为实现上述目的，本发明由以下的方式构成。
1)一种双层管式热交换器，具备外管和在外管内留有间隔地设置的内管，外管和内管之间的间隙成为第一制冷剂流路，并且内管内成为第二制冷剂流路，在外管连接有制冷剂流入管和制冷剂流出管，制冷剂流入管和制冷剂流出管在外管的长度方向上留有间隔且与第一制冷剂流路连通，其特征在于，制冷剂流出管配置在相对于制冷剂流入管在外管的周向上偏移的位置。
2)根据上述1)记载的双层管式热交换器，制冷剂流出管相对于制冷剂流入管在外管的周向上的偏移角度是90～180度。
3)根据上述1)或2)记载的双层管式热交换器，在外管的内周面，向径向内方突出且在外管的长度方向上延伸的多个凸条在周向上留有间隔地一体设置。
4)根据上述1)～3)中任一个记载的双层管式热交换器，在外管，在长度方向上留有间隔地形成有两个扩管部，制冷剂流入管与一个扩管部连接，并且制冷剂流出管与另一个扩管部连接。
根据上述1)～4)的双层管式热交换器，制冷剂流出管配置在相对于制冷剂流入管在外管的周向上偏移的位置，所以防止在制冷剂从制冷剂流入管流入外管和内管之间的第一制冷剂流路内时制冷剂较多地流过第一制冷剂流路的制冷剂流入管侧的部分，从而不会产生制冷剂的偏流，第一制冷剂流路内的制冷剂的流动在外管的周向上均匀化。其结果，在第一制冷剂流路流动的高温制冷剂和在第二制冷剂流路流动的低温制冷剂的热交换效率提高。
根据上述2)的双层管式热交换器，第一制冷剂流路内的制冷剂的流动在外管的周向上有效地均匀化，因此在第一制冷剂流路流动的高温制冷剂和在第二制冷剂流路流动的低温制冷剂的热交换效率进一步提高。
如上述3)的双层管式热交换器那样，在外管的内周面，向径向内方突出且在外管的长度方向上延伸的多个凸条在周向上留有间隔地一体设置的情况下，第一制冷剂流路内的制冷剂的流动容易变得在周向上不匀，但是，即使在该情况下，如果具有上述1)和2)的构成，则也能使第一制冷剂流路内的制冷剂的流动在外管的周向上均匀化。
附图说明
图1是表示本发明涉及的双层管式热交换器的整体构成的省略了长度方向的中间部的垂直纵剖视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是图1的B-B线放大剖视图。
图4是表示将图1的双层管式热交换器作为中间热交换器使用的制冷循环的图。
附图标记说明：
1双层管式热交换器
2外管
3内管
4第一制冷剂流路
5第二制冷剂流路
7、8扩管部
12制冷剂流入管
13制冷剂流出管
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施方式。
在以下的说明中，“铝”这一术语除了纯铝之外还包括铝合金。
此外，在以下的说明中，将图1的上下、左右称为上下、左右。
图1表示本发明涉及的双层管式热交换器的整体构成，图2和图3表示其主要部分的构成。此外，图4表示将图1的双层管式热交换器作为中间热交换器使用的制冷循环。
在图1及图2中，双层管式热交换器1具备横截面圆形的铝挤压型材制外管2、和在外管2内留有间隔地同心状插入的横截面圆形的铝挤压型材制内管3，外管2和内管3之间的间隙成为第一制冷剂流路4，内管3内成为第二制冷剂流路5。内管3的两端部比外管2的两端部向外侧突出，在两突出端部分别接合管接头(管连接器)部件6。
在外管2的靠两端的部分、即比两端在长度方向上稍内侧部分，分别形成有扩管部7、8。在外管2的一个扩管部7(这里为左侧的扩管部7)的管壁，形成有制冷剂入口9，在另一扩管部8的管壁形成有制冷剂出口11。
与第一制冷剂流路4连通的铝制制冷剂流入管12的一个端部插入制冷剂入口9，焊接到扩管部7。与第一制冷剂流路4连通的铝制制冷剂流出管13的一个端部插入制冷剂出口11，焊接到扩管部8。制冷剂流入管12和制冷剂流出管13相对于外管2的中心线向外管2的径向外方延伸，在其顶端部分别接合管接头部件14。
制冷剂流出管13配置于相对于制冷剂流入管12在外管2的周向(绕中心线的方向)上偏移的位置。制冷剂流出管13相对于制冷剂流入管12在外管2的周向上的偏移角度在这里为180度，但优选该偏移角度为90～180度。即，优选制冷剂流出管13相对于制冷剂流入管12设置在图2中由虚线X表示的位置和由虚线Y表示的位置之间的范围内。
如图3所示，在外管2的内周面，向径向内方突出且在长度方向上延伸的多个凸条15在周向上留有相等间隔地一体设置。第一制冷剂流路4中的相邻的凸条15间的间隙成为流路部分4A。而且，外管2的连接着制冷剂流入管12的扩管部7内成为使第一制冷剂流路4的所有流路部分4A连通且使从制冷剂流入管12流入外管2内的制冷剂分流到所有流路部分4A的制冷剂分流部，连接着制冷剂流出管13的扩管部8内成为使第一制冷剂流路4的所有流路部分4A连通且使流经所有流路部分4A的制冷剂合流的制冷剂合流部。
图4表示将上述双层管式热交换器1作为中间热交换器使用的制冷循环。
在图4中，制冷循环，使用例如氟利昂类制冷剂来作为制冷剂，具备：压缩机20，具有凝结(冷凝)部22、作为气液分离器的储液器(受液器)23和过冷却部24的冷凝器21，蒸发器25，作为减压器的膨胀阀26，以及作为使从冷凝器20出来的制冷剂和从蒸发器25出来的制冷剂进行热交换的中间热交换器的双层管式热交换器1。在连接于双层管式热交换器1的外管2的制冷剂流入管12连接从冷凝器20的过冷却部24延伸的配管，在连接于双层管式热交换器1的外管2的制冷剂流出管13连接延伸到膨胀阀26的配管。此外，在双层管式热交换器1的内管3的制冷剂流出管13侧的端部，连接从蒸发器25延伸的配管，在双层管式热交换器1的内管3的制冷剂流入管12侧的端部，连接延伸到压缩机20的配管。制冷循环作为汽车空调机而配置在车辆、例如汽车中。
在制冷循环的工作时，由压缩机20压缩的高温高压的气液混合相的制冷剂，由冷凝器21的凝结部22冷却而凝结，之后，流入储液器23内而被分离为气液两相，接着流入过冷却部24而被过冷却。经过冷却的液相制冷剂通过制冷剂流入管12流入双层管式热交换器1的外管2的扩管部7内，经过扩管部7流入第一制冷剂流路4内。此时，由于制冷剂流出管13相对于制冷剂流入管12在外管2的周向上偏移，制冷剂流出管13相对于制冷剂流入管12在外管2的周向上的偏移角度是90～180度，所以防止液相制冷剂较多地流过第一制冷剂流路4的制冷剂流入管12侧的流路部分4A，防止产生液相制冷剂的偏流。因此，第一制冷剂流路4内的制冷剂的流动在周向上均匀化，其结果，在第一制冷剂流路4流动的高温液相制冷剂和在第二制冷剂流路5流动的后述低温气相制冷剂的热交换效率提高。
另一方面，从蒸发器25出来的气相制冷剂流入双层管式热交换器1的第二制冷剂流路5内。于是，液相制冷剂在第一制冷剂流路4内流动期间由在第二制冷剂流路5内流动的较低温的气相制冷剂进一步冷却。通过了双层管式热交换器1的第一制冷剂流路4中的相邻的凸条15间的所有流路部分4A的液相制冷剂在扩管部8合流，通过制冷剂流出管13而被送至膨胀阀26。被送到了膨胀阀26的液相制冷剂在膨胀阀26被隔热膨胀、减压之后流入蒸发器25，在蒸发器25被气化。另一方面，通过了双层管式热交换器1的第二制冷剂流路5的气相制冷剂被送至压缩机20。
产业上的可利用性
本发明涉及的双层管式热交换器适于在构成汽车空调机的制冷循环中作为中间热交换器使用，其中，该制冷循环具备：压缩机、具有凝结部和过冷却部的冷凝器、蒸发器、作为减压器的膨胀阀、气液分离器、以及配置在冷凝器和蒸发器之间且使从冷凝器的过冷却部出来的高温制冷剂和从蒸发器出来的低温制冷剂进行换热的中间热交换器。

Claims (5)

1.一种双层管式热交换器，具备外管和在外管内留有间隔地设置的内管，外管和内管之间的间隙成为第一制冷剂流路，并且内管内成为第二制冷剂流路，在外管连接有制冷剂流入管和制冷剂流出管，制冷剂流入管和制冷剂流出管在外管的长度方向上留有间隔且与第一制冷剂流路连通，其特征在于，
制冷剂流出管配置在相对于制冷剂流入管在外管的周向上偏移的位置。
2.根据权利要求1所述的双层管式热交换器，其特征在于，
制冷剂流出管相对于制冷剂流入管在外管的周向上的偏移角度是90～180度。
3.根据权利要求1或2所述的双层管式热交换器，其特征在于，
在外管的内周面，向径向内方突出且在外管的长度方向上延伸的多个凸条在周向上留有间隔地一体设置。
4.根据权利要求1或2所述的双层管式热交换器，其特征在于，
在外管，在长度方向上留有间隔地形成有两个扩管部，制冷剂流入管与一个扩管部连接，并且制冷剂流出管与另一个扩管部连接。
5.根据权利要求3所述的双层管式热交换器，其特征在于，
在外管，在长度方向上留有间隔地形成有两个扩管部，制冷剂流入管与一个扩管部连接，并且制冷剂流出管与另一个扩管部连接。 
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