CN202885598U - 一种热交换器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种热交换器,包括集流管,集流管的一侧设置有若干用于插装换热管的接口,集流管的内部还设置有板状分配器,分配器的板体上设置有介质分配或收集的第一开口,距离集流管连通外部介质管路的连通口的纵向距离越远,第一开口横向尺寸越大;该分配器可以起到较好调整集流管中不同部位的介质流量的作用,在距离集流管连通口较近和较远区域的扁管上,该分配器的结构可以起到部分阻挡介质流路,避免刚刚流入的介质或者集流管末端的介质回流直接进入扁管,从而解决了靠近集流管外部介质连通口的最近和最远区域扁管上流量剧烈变化的问题,有利于控制介质的流量在各扁管之间均匀分配。

Description

一种热交换器
技术领域
本实用新型涉及热交换技术领域,特别是涉及一种热交换器。
背景技术
热交换器是实现冷、热流体间热量传递的设备,广泛应用于暖通空调等领域。
请参考图1,图1为现有技术中一种典型热交换器的结构示意图,图中仅给出设置有导流管处局部示意图,其他部分结构请参考现有技术。
一种典型的热交换器包括相互平行的两个集流管1’,且两集流管1’之间具有多根大体上平行设置的换热管,相邻的换热管之间设有波纹状翅片4’。两集流管1’沿其长度方向上在相对应的管壁上均设有多个换热接口,换热管的两端分别插装入集流管1’上的换热接口中,实现两集流管1’连通。为了实现集流管1’内部介质在各扁管3’中的分配或收集,集流管1’内还设置分配器2’。
再次参考图1,现有技术中分配器2 的结构如图所示,分配器2’为金属导流管,该管的一端插入到集流管1’底部,端部密封,同时导流管的侧面沿其长度方向间隔一定距离设置有孔或槽,制冷剂就可以通过导流管上的孔或槽均匀地分配和收集到扁管3’内,实现介质的流通。
现有技术中热交换器中分配器2’的结构每一个孔或槽负责一定区域扁管3’的制冷剂的分配或收集,一个孔或槽对应多个扁管3’,使得从孔或槽流出的制冷剂在局部进行再分配,即使通过每个孔或槽中流量均匀的,也不能避免在相邻几个扁管3’中流量的不均匀,导致制冷剂在全部扁管3’之间呈现波浪型分配,使得二次分配不均。
并且,上述结构的分配器2’开孔或开槽工艺比较复杂。
因此,如何提供一种热交换器,该热交换器中扁管与集流管间制冷剂的分配或收集比较均匀,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种热交换器,该热交换器中扁管与集流管间介质的分配或收集比较均匀。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种热交换器,包括集流管,所述集流管的一侧设置有若干用于插装换热管的接口,所述集流管的内部还设置有板状分配器,所述分配器的板体上设置有介质分配或收集的第一开口,距离所述集流管连通外部介质管路的连通口的纵向距离越远,所述第一开口横向尺寸越大。
优选地,所述第一开口的数量为一个。
优选地,所述连通口设置于所述集流管的一端面上,所述第一开口的纵截面大致形状为沿集流管的轴向延伸的三角形或梯形或抛物线型。
优选地,所述第一开口靠近所述连通口的端部还设置有第二开口,所述第二开口对应该端部的初始换热口设置,其距离所述连通口的纵向距离越近其横向尺寸越大。
优选地,所述第一开口远离所述连通口的端部还设置有第三开口,所述第三开口对应该端部的末端换热口设置,其距离所述连通口的纵向距离越远其横向尺寸越小。
优选地,所述连通口设置于所述集流管的两端面上,所述第一开口的横向尺寸从两端向中间逐渐增大。
优选地,所述连通口设置于所述集流管的周壁上,所述第一开口的横向尺寸从与所述连通口对应位置向所述集流管的两端部逐渐增加。
优选地,所述连通口的数量至少为两个,两连通口平行于所述集流管的轴向布置,所述第一开口的横向尺寸从各所述连通口向相邻两连通口之间位置或所述集流管一端部尺寸逐渐变大。
优选地,所述板体为平板结构。
优选地,所述板体为沿其长度方向折弯的弯折结构或曲面结构,所述弯折结构或所述曲面结构的凸面朝向所述换热管接口一侧。
本实用新型所提供的一种热交换器,包括集流管,所述集流管的一侧设置有若干用于插装换热管的接口,所述集流管的内部还设置有板状分配器,所述分配器的板体上设置有介质分配或收集的第一开口,距离所述集流管连通外部介质管路的连通口的纵向距离越远,所述第一开口横向尺寸越大。
与现有技术不同的是,集流管中用于分配或收集介质的第一开口的尺寸为渐变的,其距离集流管连通外部介质管路的连通口的纵向距离越远,第一开口横向尺寸越大,该分配器上的第一开口作为分配通道可以起到比较好地调整集流管中不同部位的介质流量的作用,第一开口的设计形状充分考虑了介质在集流管不同位置区域的流动阻力、流速等因素,在距离集流管连通外部介质管路的连通口较近和较远区域的扁管上,该分配器的结构可以起到部分阻挡介质流路,避免刚刚流入的介质或者集流管末端的介质回流直接进入扁管,从而解决了靠近集流管外部介质连通口的最近和最远区域扁管上流量剧烈变化的问题,有利于控制介质的流量在各扁管之间均匀分配。
并且,该结构的分配器还可以改变两相流的流场和流通面积,其所带来的涡流使得气液两相更好的混合。
附图说明
图1为现有技术中一种典型热交换器的结构示意图;
图2为本实用新型所提供热交换器的第一种具体实施方式的局部示意图;
图3为图2的A-A方向的剖视图示意图;
图4为本实用新型所提供热交换器的第二种具体实施方式的剖视示意图;
图5为本实用新型所提供热交换器的第三种具体实施方式的剖视示意图;
图6为本实用新型所提供热交换器的第四种具体实施方式的剖视示意图;
图7为本实用新型所提供热交换器的第五种具体实施方式的剖视示意图;
图8为本实用新型所提供热交换器的第六种具体实施方式的剖视示意图;
图9为本实用新型所提供热交换器的第七种具体实施方式的剖视示意图;
图10为本实用新型所提供热交换器的第八种具体实施方式的剖视示意图;
图11至图13为本实用新型所提供的不同形状结构的分配器示意图。
其中,图1至图13中部件名称与标记符号之间的对应关系如下所示:
集流管1’、分配器2’、扁管3’、翅片4’;
分配器1、第一开口11、第二开口12、第三开口13、集流管2、连通口21、扁管3。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种热交换器,该热交换器中扁管与集流管间介质的分配或收集比较均匀。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,本文以集流管为圆形管道为例,结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。应当理解,集流管包括但不局限于圆形管道,其它形状的结构如方形等也能满足本实用新型的需要。
请参考图2、图3和图4,图2为本实用新型所提供热交换器的第一种具体实施方式的局部示意图;图3为图2的A-A方向的剖视图示意图;图4为本实用新型所提供热交换器的第二种具体实施方式的剖视示意图。
在第一种具体实施方式中,本实用新型所提供的热交换器包括集流管2,集流管2的一侧设置有若干用于插装换热管的接口,集流管2的内部还设置有板状分配器1,分配器1在集流管2内的具体安装位置如图2和图3所示。分配器1的周面与集流管2的内壁贴合,可以使用焊接等方式将分配器1固定于集流管2内,具体地,分配器1的四周可以均焊接于集流管2上,也可以局部焊接,例如两端部或两侧焊接;从而沿集流管2的轴向将集流管2分隔为两个腔室,用于插装换热管的接口位于其中一个腔室壁上,另一腔室的腔体壁上设置有连通外部介质管路的连通口21,并且分配器1的板体上设置有介质分配或收集的第一开口11,分配器1安装于集流管2上后,第一开口11一般对应换热管的接口,距离所述集流管2连通外部介质管路的连通口21的纵向距离越远,第一开口11横向尺寸越大。
与现有技术不同的是,集流管2中用于分配或收集介质的第一开口11的尺寸为渐变的,其距离集流管2连通外部介质管路的连通口21的纵向距离越远,第一开口11横向尺寸越大,第一开口11的设计形状充分考虑了介质在集流管2不同位置区域的流动阻力、流速等因素,该分配器1上的第一开口11作为分配通道可以起到比较好地调整集流管2中不同部位的介质流量的作用,在距离集流管2连通外部介质管路的连通口21较近和较远区域的扁管3上,该分配器1的结构可以起到部分阻挡介质流路,避免刚刚流入的介质或者集流管2末端的介质回流直接进入扁管3,从而解决了靠近集流管2外部介质连通口21的最近和最远区域扁管3上流量剧烈变化的问题,有利于控制介质的流量在各扁管3之间均匀分配。
并且,该结构的分配器1还可以改变两相流的流场和流通面积,其所带来的涡流使得气液两相更好的混合。
需要指出的是,本文中的“纵向”指的是集流管2的轴线方向,相应“横向”指的是垂直于集流管2轴线的方向,也可以理解为,“横向”为集流管2的径向。
具体地,第一开口11的数量可以为一个,平行集流管2的轴向延伸,且可以设置于分配器1的中心对称位置,其数量也可以根据实际使用情况设置多个,均匀布置于分配器1上。
该分配器1中第一开口11的数量比较少,结构简单,加工工艺比较简单,可以提高热交换器的装配效率,降低热交换器的使用成本。
以下各实施例中所提到的第一开口11数量的设置与本实施例大致相同,类似之处将不再赘述。
下面将针对几种不同结构的热交换器,具体介绍设置于相应热交换器中的分配器1的结构,当然,本领域内技术人员应当了解,分配器1的具体结构包括但不局限于下述几种形式。
在第二种具体实施方式中,热交换器中集流管2上连通外部管路的连通口21设置于集流管2的一端面上,相应地,第一开口11的纵截面形状大致可以设计为沿集流管2轴向延伸的三角形结构(如图3所示),也可以是梯形(如图4所示)或闭合的抛物线型或其他形状。
常规的三角形结构或梯形结构比较简单,可以通过设计人员的实践经验快速确定其大体尺寸,提高设计效率,满足使用需求,当然,热交换器在不同使用环境中,第一开口11的具体尺寸形状可以通过计算机仿真手段进行精确设计。
请参考图5,图5为本实用新型所提供热交换器的第三种具体实施方式的剖视示意图。
本实用新型所提供分配器1第三种具体实施方式主要是在上述第二种具体实施方式的基础上所作的改进。
在第三种具体实施方式中,本实用新型所提供的分配器1中第一开口11靠近所述连通口21的端部还可以设置有第二开口12,第二开口12对应该端部的几个初始换热口设置,其距离连通口21的纵向距离越近其横向尺寸越大,根据实践经验,第二开口12的纵向长度不超过初始3根扁管3的间距。
在第三种具体实施方式中,本实用新型所提供的分配器1进一步考虑了靠近集流管2连通口21处换热管的流量情况,开设第二开口12可以有效调整靠近集流管2连通口21处换热管的流量,有利于提高集流管2和换热管之间的均匀分配或收集。
图6为本实用新型所提供热交换器的第四种具体实施方式的剖视示意图;第四种具体实施方式是在以上第一种和第二种具体实施方式上的进一步改进。
在第四种具体实施方式中,第一开口11远离所述连通口21的端部还设置有第三开口13,所述第三开口13对应该端部的末端换热口设置,其距离所述连通口21的纵向距离越远其横向尺寸越小。
在第四种具体实施方式中,本实用新型所提供的分配器1进一步考虑了远离集流管2连通口21处末端换热管附近介质的流动情况,开设第三开口13可以有效避免远离末端换热管附近介质的回流,有利于提高集流管2和换热管之间的均匀分配或收集。
需要指出的是,本文中所述的初始换热口和末端换热口是根据介质的流向而言的,靠近介质进口一端的换热口为初始换热口,远离介质进口一端部的换热口为末端换热口。
当然,综合上述各实施方式的优点,分配器1进一步可以设计为图7所示结构,图7为本实用新型所提供热交换器的第五种具体实施方式的剖视示意图。
请参考图8,图8为本实用新型所提供热交换器的第六种具体实施方式的剖视示意图;
在第六种具体实施方式中,热交换器中集流管2上连接外部管路的连通口21还可以设置于集流管2的两端面上,也就是说集流管2两端面上均设置有连通口21,第一开口11的横向尺寸从两端向中间逐渐增大,当然,第一开口11的形状可以为沿其最大宽度所处横截面对称布置的结构,也可以为最大宽度所处横截面两侧的两部分为非对称结构,只要能实现本文的技术效果即可。
第七种具体实施方式和第八种具体实施方式主要针对连通口设置于集流管的周壁上的情况进行的描述。
请参考图9,图9为本实用新型所提供热交换器的第七种具体实施方式的剖视示意图。
在第七种具体实施方式中,热交换器中集流管2上连接外部管路的连通口21设置于所述集流管2的周壁上,第一开口11的横向尺寸从与所述连通口21对应位置向集流管2的两端部逐渐增加。
请参考图10,图10为本实用新型所提供热交换器的第八种具体实施方式的剖视示意图。
在第八种具体实施方式中,连通外部管路的集流管2的连通口21的数量至少为两个,两连通口21平行于所述集流管2的轴向布置,第一开口11的横向尺寸从各所述连通口21向相邻两连通口21之间位置或集流管2一端部尺寸逐渐变大。
对于上述各实施例中,分配器1可以为工艺结构比较简单的平板结构,也可以为弯折结构或曲面结构,所述弯折结构或所述曲面结构的凸面朝向所述换热管接口一侧,为了便于理解,本文以连通口设置于集流管的端部为例,给出了几种具体实施方式,请再次参考图2以及图11至图13,图2中示出了一种具体平板结构的分配器示意图,图11中示出了一种具有两个折弯面的分配器示意图,第一开口可以设置于两折弯面的弯折部,图12中示出了一种具有多个折弯面的分配器示意图,图13中示出了一种圆滑的曲面结构示意图。
这样可以利用多种板材加工热交换器的分配器1,增加加工制作的灵活性。
连通口21设置于集流管2其他位置时,分配器1的形状可以参考上述描述,在此不再一一赘述,本实用新型所提供的热交换器包括但绝不限于上述的实施方式。
以上对本实用新型所提供的热交换器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种热交换器,包括集流管(2),所述集流管(2)的一侧设置有若干用于插装换热管的接口,其特征在于,所述集流管(2)的内部还设置有板状分配器(1),所述分配器(1)的板体上设置有介质分配或收集的第一开口(11),距离所述集流管(2)连通外部介质管路的连通口(21)的纵向距离越远,所述第一开口(11)横向尺寸越大。 
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述第一开口(11)的数量为一个。 
3.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述连通口(21)设置于所述集流管(2)的一端面上,所述第一开口(11)的纵截面大致形状为沿集流管(2)的轴向延伸的三角形或梯形或抛物线型。 
4.根据权利要求3所述的热交换器,其特征在于,所述第一开口(11)靠近所述连通口(21)的端部还设置有第二开口(12),所述第二开口(12)对应该端部的初始换热口设置,其距离所述连通口(21)的纵向距离越近其横向尺寸越大。 
5.根据权利要求3或4所述的热交换器,其特征在于,所述第一开口(11)远离所述连通口(21)的端部还设置有第三开口(13),所述第三开口(13)对应该端部的末端换热口设置,其距离所述连通口(21)的纵向距离越远其横向尺寸越小。 
6.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述连通口(21)设置于所述集流管(2)的两端面上,所述第一开口(11)的横向尺寸从两端向中间逐渐增大。 
7.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述连通口(21)设置于所述集流管(2)的周壁上,所述第一开口(11)的横向尺寸从与所述连通口(21)对应位置向所述集流管(2)的两端部逐渐增加。 
8.根据权利要求7所述的热交换器,其特征在于,所述连通口(21)的数量至少为两个,两连通口(21)平行于所述集流管(2)的轴向布置,所述第一开口(11)的横向尺寸从各所述连通口(21)向 相邻两连通口(21)之间位置或所述集流管(2)一端部尺寸逐渐变大。 
9.根据权利要求1、2、3、4、6至8任一项所述的热交换器,其特征在于,所述板体为平板结构。 
10.根据权利要求1、2、3、4、6至8任一项所述的热交换器,其特征在于,所述板体为沿其长度方向折弯的弯折结构或曲面结构,所述弯折结构或所述曲面结构的凸面朝向所述换热管接口一侧。 
11.根据权利要求5所述的热交换器,其特征在于,所述板体为平板结构。 
12.根据权利要求5所述的热交换器,其特征在于,所述板体为沿其长度方向折弯的弯折结构或曲面结构,所述弯折结构或所述曲面结构的凸面朝向所述换热管接口一侧。 
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