專利名稱：組合的蒸發(fā)器/收集器/吸氣管道熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器，具體地說涉及一種組合的吸氣管道熱交換器以及用于制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器。
眾所周知，將制冷劑排放到大氣中是破壞臭氧層的一個(gè)主要原因。而象R134a一類的制冷劑對(duì)環(huán)境的影響肯定要比被替代的制冷劑，例如R12好得多，但不利的是它們會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
R12和134a廣泛地用于汽車領(lǐng)域，而在該領(lǐng)域中最受關(guān)注的是其重量和體積。如果汽車空調(diào)器系統(tǒng)中的熱交換器太重，則對(duì)汽車的節(jié)油很不利。同樣，如果體積太大，不僅重量會(huì)增加，而且熱交換器的設(shè)計(jì)會(huì)阻礙汽車設(shè)計(jì)人員根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)實(shí)現(xiàn)有助于節(jié)油的“光滑”設(shè)計(jì)。
因?yàn)閴嚎s機(jī)不能象固定系統(tǒng)那樣得到很好的密封，具體地說它需要通過皮帶等傳送的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)功率，所以汽車空調(diào)器系統(tǒng)中的許多制冷劑會(huì)漏到大氣中去。因此，要求在汽車領(lǐng)域中使用的制冷系統(tǒng)沒有任何會(huì)對(duì)大氣造成破壞的制冷劑漏到大氣中，而且使系統(tǒng)各部件小而輕，以致于不會(huì)對(duì)節(jié)油產(chǎn)生負(fù)面影響。
這些因素勢(shì)必要考慮汽車領(lǐng)域中可能使用的超臨界CO2系統(tǒng)。例如，要求在這些系統(tǒng)中用作制冷劑的CO2在開始時(shí)不對(duì)大氣造成影響，因而如果已經(jīng)使用了CO2的系統(tǒng)中有CO2漏回大氣，也不會(huì)增加大氣中的CO2含量。此外，如果從溫室效應(yīng)的觀點(diǎn)來看，CO2是不理想的，所以，由于沒有因泄漏而增加大氣中的CO2含量，也就不會(huì)增加溫室效應(yīng)。
但是根據(jù)熱力學(xué)特性曲線，這些系統(tǒng)要求使用吸氣管道式熱交換器來增加蒸發(fā)器的制冷效果。如果不使用這種熱交換器，則需要使CO2的質(zhì)量流速相當(dāng)高，相應(yīng)地也要使壓縮機(jī)的輸入功率很高，以便滿足汽車空調(diào)系統(tǒng)中的一般負(fù)載。由于使用了吸氣管道式熱交換器，所以CO2的質(zhì)量流速和壓縮機(jī)的輸入功率可以降低，如愿以償?shù)貙?shí)現(xiàn)減小系統(tǒng)壓縮機(jī)尺寸的目的。同時(shí)，汽車增加吸氣管道式熱交換器就有可能增加重量，以及在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件中占據(jù)更多的已經(jīng)是非常有限的空間。所以，實(shí)際上需要非常緊湊高效的吸氣管道式熱交換器。
迄今為止，均是將吸氣管道式熱交換器用于比較大的制冷系統(tǒng)中，在這種制冷系統(tǒng)中必須將蒸發(fā)器中出來的制冷劑作為過熱蒸汽排放到壓縮機(jī)中，以便保證沒有液體進(jìn)入壓縮機(jī)。當(dāng)傳統(tǒng)上用于制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)為變?nèi)菔窖b置時(shí)這是必須的。這樣，如果與飽和狀態(tài)中的氣態(tài)制冷劑同時(shí)存在的任何液體制冷劑吸入壓縮機(jī)，都有可能對(duì)壓縮機(jī)的泵送能力造成嚴(yán)重?fù)p失或損傷。
吸氣管道式熱交換器可以通過將出自系統(tǒng)冷凝器或氣體冷卻器的比較熱的冷凝制冷劑與出自蒸發(fā)器的制冷劑在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間進(jìn)行熱交換而避免上述困難。因此，出自蒸發(fā)器的制冷劑流就會(huì)得到加熱。吸氣管道式熱交換器的尺寸應(yīng)能使從該吸氣管道式熱交換器均勻到達(dá)壓縮機(jī)的氣流成為過熱蒸汽，使其溫度明顯高于此時(shí)系統(tǒng)壓力下的制冷劑飽和溫度。所以，制冷劑不是處于液相，壓縮機(jī)只接收氣態(tài)制冷劑。這種系統(tǒng)示于

圖1中。
傳統(tǒng)上在商業(yè)領(lǐng)域中所用的吸氣管道式熱交換器一般為很長(zhǎng)的同心圓管裝置。它們并不適用于很受重視的場(chǎng)合。吸氣管道式熱交換器的其它形式包括使用大口徑圓管將蒸發(fā)器出口氣流引入壓縮機(jī)。這種管上繞有將冷凝器的液態(tài)制冷劑引入系統(tǒng)膨脹設(shè)備的小口徑圓管。這種熱交換器相對(duì)于同心圓管結(jié)構(gòu)來講性能有些改變，它可以取代高壓側(cè)冷凝器和膨脹設(shè)備之間的連接管道以及低壓側(cè)蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間的連接管道，由此稍許節(jié)省了空間。但是其體積仍舊很大，所以不適用于移動(dòng)式制冷系統(tǒng)，例如不適用于汽車空調(diào)系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)緊湊的目的，已經(jīng)提出過將蒸發(fā)器和吸氣管道式熱交換器組合成一個(gè)組件。這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子在Yoshii等的美國(guó)專利US5678422(授權(quán)日為1997年10月21日)中進(jìn)行了描述。所提出的叫做拉伸罩蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，該蒸發(fā)器的一端上還有一個(gè)拉伸罩式熱交換器，該熱交換器用作吸氣管道式熱交換器。這樣雖然達(dá)到了一定的緊湊程度，但是由于增加了拉伸罩式吸氣管道熱交換器而使蒸發(fā)器的體積大大增加。
在Datta的美國(guó)專利US5212965(授權(quán)日為1993年5月25日)中描述了另一種將吸氣管道熱交換器與蒸發(fā)器結(jié)合在一起的例子。在該專利中介紹的是一種圓管散熱片式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，雖然這種結(jié)構(gòu)已將吸氣管道熱交換器與蒸發(fā)器結(jié)合在一起，但仍不能使結(jié)構(gòu)的體積減小很多，因而這種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)本身尺寸就很大。
Kritzer在美國(guó)專利US3274797(授權(quán)日為1966年9月27日)中描述了一種通常用于制冷的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，用一根毛細(xì)管將冷凝器和蒸發(fā)器相互連接(大概用作膨脹設(shè)備)，毛細(xì)管與壓縮機(jī)的吸氣管道接觸，使它們之間進(jìn)行熱交換。Kritzer介紹說這樣可以根據(jù)壓縮機(jī)吸氣管道的制冷劑溫度改變流到蒸發(fā)器的制冷劑流速。因此，雖然表面上Kritzer涉及的是膨脹設(shè)備處的蒸發(fā)器出口氣流與冷凝器入口氣流之間的熱交換，但是其目的是實(shí)現(xiàn)氣流控制，所以不是傳統(tǒng)意義上的吸氣管道熱交換器。
Vakil在美國(guó)專利US4304099(授權(quán)日為1981年12月8日)中描述的是將一根與冷凝器出口連接的毛細(xì)管沿著其整個(gè)長(zhǎng)度與蒸發(fā)器的外表面接觸而實(shí)現(xiàn)熱交換，然后將制冷劑排放到蒸發(fā)器內(nèi)。Vakil旨在將來自冷凝器的液態(tài)制冷劑進(jìn)行冷卻，以便防止蒸發(fā)以前在其內(nèi)形成蒸汽，以免熱力學(xué)效率降低。因?yàn)閂akil沒有提出所用蒸發(fā)器的具體形狀，所以根本不能確定Vakil專利的設(shè)計(jì)是否有助于緊湊性。
因此可以想像，盡管想把吸氣管道熱交換器與蒸發(fā)器結(jié)合起來，仍然應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)非常緊湊的系統(tǒng)。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種新的高性能的吸氣管道熱交換器。具體地說，本發(fā)明的目的在于提供一種非常緊湊的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在于用一個(gè)用于制冷系統(tǒng)中的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器實(shí)現(xiàn)上述目的，該熱交換器包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的第一管，該管具有一個(gè)較大的尺寸，一個(gè)與該大尺寸橫切的較小尺寸，以及相反的兩端。第一管為盤管形，通過在兩個(gè)端部之間沿整個(gè)小尺寸盤繞成若干基本平行的具有間隔的管道形成該第一管，從而限定出一個(gè)蒸發(fā)器。第一管的入口設(shè)備位于第一管的其中一個(gè)端部，第一管的出口設(shè)備位于第一管的另一個(gè)端部。在管的相鄰管道之間有一些延伸的翅片。提供一個(gè)細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的第二管，該第二管的長(zhǎng)度為第一管的一小部分。第二管有相反的兩端，較大尺寸和與該較大尺寸橫切的較小尺寸。沿著基本限定出較大尺寸的側(cè)壁將第二管焊接到第一管的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上，其焊接位置直接在出口設(shè)備的上游，以便它們之間有良好的熱交換，從而限定出吸氣管道熱交換器。吸氣管道的入口設(shè)備位于第二管的其中一個(gè)端部，吸氣管道的出口設(shè)備位于該管道的另一個(gè)端部。
利用這種結(jié)構(gòu)，吸氣管道熱交換器與一個(gè)蒸發(fā)器結(jié)合成一體，這樣，只增加蒸發(fā)器的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于第二管的較小尺寸。因此得到的結(jié)構(gòu)非常緊湊。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一管在其被焊接到第二管處與管道成公稱直角，并與前兩個(gè)彎曲部位的一部分接觸。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供一個(gè)與第一管形狀相反的細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的第三管。第三管具有一個(gè)較大的尺寸，一個(gè)與該大尺寸橫切的較小尺寸，以及相反的兩端。第三管為盤管形，通過在其兩個(gè)端部之間沿整個(gè)小尺寸盤繞成若干基本平行的具有間隔的管道形成該第三管，在第三管相鄰的各管道之間有一些延伸的翅片。第三管的一個(gè)端部與第一管入口設(shè)備流體連通，第三管的另一個(gè)端部與第一管出口設(shè)備流體連通，并與第一管一起限定出一個(gè)復(fù)合回路蒸發(fā)器。第二管兩端的中部也焊接到第三管上，其焊接位置直接在出口設(shè)備的上游，以便它們之間進(jìn)行熱交換。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一管的管道數(shù)等于第三管的管道數(shù)。
在一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例中，第三管是第一管的鏡象形狀。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，吸氣管道出口設(shè)備液壓地位于第一管入口和出口設(shè)備之間，以便在吸氣管道熱交換器中提供逆流。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，有若干從組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器的一側(cè)到另一側(cè)疊置的第一管，各第一管的對(duì)應(yīng)一端與第一管的入口設(shè)備連接，各第一管的另一對(duì)應(yīng)端與第一管的出口設(shè)備連接。
在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例中，第二管為標(biāo)稱直管。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一管的入口和出口設(shè)備由單一設(shè)備組限定。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一管為兩個(gè)獨(dú)立部分。其中一部分包括基本平行的分隔開的管道，另一部分位于它被焊接到第二管上的位置處。一個(gè)收集器將這兩部分相互連接。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，收集器是一個(gè)垂直伸長(zhǎng)的管件機(jī)構(gòu)。最好將第一管的另一部分與所述管件機(jī)構(gòu)連接，該連接部位處于第一管的一部分與管件機(jī)構(gòu)連接的接點(diǎn)上面。
在一個(gè)實(shí)施例中，收集器位于這兩部分的一側(cè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述一部分限定出一個(gè)通過蒸發(fā)器的空氣流路，收集器與該部分相鄰，位于所述空氣流路中。
在另一個(gè)實(shí)施例中，第一管在其與第二管接觸的部位與管道成直角，并與彎部嚙合。小扭結(jié)或節(jié)形部分位于第一管中，與其中相應(yīng)的一個(gè)彎部對(duì)齊嚙合。扭結(jié)將第一管的小截面部分與第二管分開，從而避免第一管產(chǎn)生的冷卻作用出現(xiàn)短路。
其它目的和優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖的描述更加清楚。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的具有吸氣管道熱交換器的制冷系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的具有吸氣管道熱交換器的制冷系統(tǒng)的示意圖；圖3是本發(fā)明的具有整體式吸氣管道熱交換器的帶有六個(gè)回路的蒸發(fā)器的垂直剖視圖，它沿圖4的3-3線剖開；圖4是結(jié)合到蒸發(fā)器中的吸氣管道熱交換器的平面圖；圖5是沿圖3的5-5線作的剖面圖；圖6是本發(fā)明改型實(shí)施例的正視圖；圖7是本發(fā)明另一個(gè)改型實(shí)施例的側(cè)視圖；和圖8是形成吸氣管道熱交換器的管道和形成蒸發(fā)器的管道之間的一個(gè)接觸點(diǎn)的局部放大圖。
現(xiàn)在結(jié)合圖2所示的制冷系統(tǒng)描述具有整體式吸氣管道熱交換器的蒸發(fā)器的優(yōu)選實(shí)施例。但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的熱交換器不限于用在制冷系統(tǒng)中，而是可以有效地用作如下緊湊式熱交換器該緊湊式熱交換器將氣體用作一種與第二種熱交換流體進(jìn)行熱交換的熱交換流體，而第二種熱交換流體也可以與自身進(jìn)行熱交換或與第三種熱交換流體進(jìn)行熱交換。
還應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明還可以有效地用在使用常規(guī)制冷劑的制冷系統(tǒng)中，其中蒸汽制冷劑在冷凝器中得到冷凝，而且還可以用在更完善的制冷系統(tǒng)中，例如超臨界CO2系統(tǒng)，其中高壓制冷劑沒有得到冷凝，但在一個(gè)熱交換器中得到冷卻，通常該熱交換器是氣體冷卻器。所以，此處用的詞“氣體冷卻器”不僅是用于冷卻超臨界CO2系統(tǒng)中的氣體的熱交換器，而且還是使用常規(guī)制冷劑的系統(tǒng)中的傳統(tǒng)冷凝器。
結(jié)合上面的考慮，現(xiàn)在描述圖2所示的制冷系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)最好用于汽車，因?yàn)樗浅＞o湊，而且很輕。但是，它也可以用于固定系統(tǒng)中。
如圖2所示，該系統(tǒng)包括一個(gè)壓縮機(jī)10，該壓縮機(jī)的出口管道12向氣體冷卻器14提供高壓高溫制冷劑。利用公知的風(fēng)機(jī)16強(qiáng)迫冷卻劑通過氣體冷卻器14。因此，冷凝或明顯冷卻過的高壓制冷劑在管道18中離開氣體冷卻器14，制冷劑通過該管道流入熱交換器20，該熱交換器與傳統(tǒng)蒸發(fā)器22進(jìn)行熱交換，具體地說其出口側(cè)與蒸發(fā)器22進(jìn)行熱交換。用一個(gè)風(fēng)機(jī)24來驅(qū)動(dòng)或抽吸需經(jīng)蒸發(fā)器22冷卻的空氣。其中一些空氣也流過熱交換器20。
熱交換器20排放到膨脹設(shè)備26的高壓制冷劑的溫度仍然比較高，該膨脹設(shè)備將制冷劑排放到蒸發(fā)器22。在蒸發(fā)器中的膨脹過的制冷劑吸收蒸發(fā)潛熱(在蒸汽制冷劑的情況下)。蒸發(fā)器只吸收潛熱。然后蒸發(fā)器22加熱進(jìn)入吸氣管道熱交換器20中的制冷劑，并將制冷劑排放到壓縮機(jī)10的入口。
現(xiàn)在回到圖3，詳細(xì)描述組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器20，22。蒸發(fā)器包括一個(gè)入口設(shè)備30，該入口設(shè)備最好焊接到出口設(shè)備32上，使它們成為一體。入口設(shè)備30通常與膨脹設(shè)備26相連，而出口設(shè)備32通常與壓縮機(jī)10的入口相連。
提供兩個(gè)長(zhǎng)的扁平管34，36，它們各自的入口38及40與入口設(shè)備30相連。管34，36還有與出口設(shè)備32流體連通的出口端42，44。
將在端部38，42之間的管34彎曲成盤管形，使其具有若干由彎部48連接的基本平行的管道46。這些管道46彼此分開一定的距離，盤管翅片50在各相鄰管道46之間延伸。
一根標(biāo)號(hào)為52的管道是出口管道，其側(cè)面是側(cè)板54，側(cè)板將另一個(gè)盤繞翅片50夾靠在出口管道52上。在其上端，出口管道52在部位56處彎成約90度，朝著出口設(shè)備32延伸，使管34的端部與其流體連通。管34的這一部分用58表示，它與相鄰蒸發(fā)器側(cè)的彎部48接觸，并且正好在出口設(shè)備32的上游。
管36與管34成鏡像形狀，它帶有側(cè)板54和橫切于管道46的出口部分58等。事實(shí)上，管36可以做成與管34相同的形狀，只是要轉(zhuǎn)向180度。
因?yàn)楣?4和36是相同的，所以在圖示的實(shí)施例中，各個(gè)管34，36彼此的管道46的數(shù)量相同。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，如有必要，管34，36中的某一個(gè)的管道數(shù)可以比另一個(gè)多。
如上所述，在通過膨脹設(shè)備，例如圖2所示的膨脹設(shè)備26以后，有待蒸發(fā)的制冷劑顯然會(huì)進(jìn)入入口設(shè)備30，以便流過管34，36，最終在出口設(shè)備32排出。
為了得到吸氣管道熱交換器的效率，利用金屬焊接法，例如用釬焊或銅焊法將一根比較直的細(xì)長(zhǎng)管道70焊接到管34和36的出口段58上。管70的端部72，74上帶有入口設(shè)備76和出口設(shè)備78。如圖2所示，入口設(shè)備76與氣體冷卻器14的出口連接，而出口設(shè)備78與與膨脹設(shè)備26的入口連接。因此利用這種結(jié)構(gòu)，比較熱的高壓制冷劑通過管70從入口設(shè)備76流入出口設(shè)備78。它與低壓低溫制冷劑進(jìn)行熱交換，因此制冷劑將會(huì)從出口設(shè)備32排出蒸發(fā)器22。所以，低壓制冷劑就會(huì)得到加熱，使排出的氣流過熱。
如圖4所示，可以疊置有若干列管34，36。所以將上游管列34，36記作A，而將下游管列記作B。中間管列記作C。應(yīng)注意的是，每一列管的尺寸不一定相同。具體地說，未必總是這樣，對(duì)于A，B和C管列的各管列來講，均有一根管70。
如上所述，最好用稱作多孔式的扁平管。這種管擠壓而成，也可以在管內(nèi)設(shè)置一些插件，使管內(nèi)分成若干通道。各通道可以不連通，也可以流體連通。如圖5所示，管70內(nèi)有若干用薄片82隔開的通道80，薄片可以擠壓而成，也可以是單個(gè)的焊接插件。管34，36內(nèi)有若干用薄片86隔開的通道84，其制作方法與管70的類似。管34，36以及70均是扁平管，也就是說各管均有較大的尺寸DM和橫切于該較大尺寸DM的較小尺寸dm。因?yàn)楣艿慕佑|面90是平的(圖5)，所以通過銅焊或釬焊就可以實(shí)現(xiàn)緊密的焊接，從而保證管70和管34，36之間具有良好的熱交換接觸。
在圖6所示的另一個(gè)實(shí)施例中，該熱交換器包括一個(gè)入口設(shè)備100，該入口設(shè)備用于與圖2所示的膨脹設(shè)備26連接。入口設(shè)備100連接到一根由兩部分形成的管102上。第一部分用標(biāo)號(hào)103表示，它包括一個(gè)由若干直的平行管道104構(gòu)成的多孔管，所述平行管道通過彎部106相互連接。管102的第一部分103的端部與管108連接，使它們進(jìn)行流體連通，管108伸到一個(gè)垂直定位的管形收集機(jī)構(gòu)110中。收集器110的端部密閉，其截面為圓形或橢圓形。管108與管形機(jī)構(gòu)110在出口管道112的緊下方流體連通。管108及112均連接到管形機(jī)構(gòu)110的上端。
出口管道112與管102的第二部分114連接，該第二部分與管102的第一部分103的管道104成為標(biāo)稱直角或小于直角，朝著管102具有入口設(shè)備100的一側(cè)延伸，到達(dá)出口設(shè)備116。出口設(shè)備116與圖2所示的壓縮機(jī)10的入口連接。在某些情況下，可以將傳統(tǒng)收集器安插在出口設(shè)備116和壓縮機(jī)10之間。
第二多孔管120沿著其整個(gè)長(zhǎng)度緊靠第二管114，并且焊接在該第二管上，這與上面所述方法的相同。第二管120用作吸氣管道熱交換器，為此，它包括一個(gè)第一入口設(shè)備122和一個(gè)與該第一入口設(shè)備對(duì)著的出口設(shè)備124。由此限定出的吸氣管道熱交換器連接到圖2所示的制冷回路中。
因此很明顯，在提供的組合的吸氣管道熱交換器和蒸發(fā)器中，離開蒸發(fā)器的制冷劑的流動(dòng)方向與在由管120限定的吸氣管道熱交換器中的制冷劑的流動(dòng)方向相反。在該實(shí)施例中，管形機(jī)構(gòu)110用作收集器。一般來講，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，沒有液態(tài)制冷劑通過第一管102的第二部分114離開蒸發(fā)器，在非穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，例如在開始運(yùn)行期間，如果沒有管形機(jī)構(gòu)110限定出的收集器，當(dāng)制冷劑流出出口116時(shí)，出來的制冷劑不會(huì)被管120限定的吸氣管道熱交換器中的熱制冷劑充分加熱，以致于全部變成蒸汽。但是，在圖6所示的實(shí)施例中，顯然所有離開由管102的第一部分限定的蒸發(fā)器部分的制冷劑會(huì)進(jìn)入收集器110。液態(tài)制冷劑收集在底部，只有氣體制冷劑離開出口管道112，由管120限定出的吸氣管道熱交換器加熱。
還應(yīng)注意的是，在該實(shí)施例中，管102的第一部分確定了通過蒸發(fā)器的空氣流路。在該具體實(shí)施例中，收集器緊鄰管102的第一部分，以便使其處于空氣流路中。所以在這個(gè)意義上來講，在運(yùn)行期間就能使液態(tài)制冷劑收集在收集器110中，通過該收集器的空氣會(huì)引起其中的一些制冷劑受熱蒸發(fā)。
圖7所示的是另一個(gè)實(shí)施例。圖7所示的實(shí)施例與圖6所示的實(shí)施例類似，區(qū)別在于圖7的實(shí)施例是復(fù)合回路蒸發(fā)器，收集器處于蒸發(fā)器的一側(cè)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)類似，所以相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
如圖7所示，管102的第一部分用兩部分130和132代替，這兩部分為液力平行的盤管形。將兩個(gè)管部130和132連接到入口設(shè)備100以及用作管形收集器136的入口的設(shè)備134，管形收集器136可以與管形件110相同或等同。但是在這種情況下，收集器136處于管部130和132的一側(cè)。管部130包括一些由彎部138連接起來的平行管道136，而管部132包括一些由彎部142連接起來的平行直管140。因此，管部130和132以盤管方式纏繞在一起，通常采用的是盤繞翅片144。
在該實(shí)施例中，第二管部114通過靠近收集器136頂端的并位于設(shè)備134上方的設(shè)備150與收集器136連接。其運(yùn)行與圖6所示的實(shí)施例基本相同。圖7所示的實(shí)施例用于可以有壓降的系統(tǒng)中。由于圖7的實(shí)施例的回路是圖6實(shí)施例的回路的兩倍，所以通過每一個(gè)回路的質(zhì)量流均是一半，相應(yīng)的壓力損失也就減少了。
在某些情況下，不管在哪個(gè)實(shí)施例中，可能會(huì)在組合的吸氣管道熱交換器的蒸發(fā)器部分和蒸發(fā)器之間的傳熱路徑上出現(xiàn)短路。也就是說，在某些情況下，由于管70或管120限定的吸氣管道熱交換器熱量不會(huì)傳到蒸發(fā)器中，所以要求流過系統(tǒng)蒸發(fā)器部分的冷量不減少。因此，如果需要的話可以采用圖8所示的結(jié)構(gòu)。特別應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然是結(jié)合圖6描述圖8的，但是如果需要的話，圖8的結(jié)構(gòu)最好能用在所有實(shí)施例中。
具體地說，在第二管部114與各個(gè)彎部106接觸的部位，該管部具有一個(gè)淺的U形扭結(jié)152。特別是要通過釬焊將扭結(jié)152焊接到各個(gè)接頭106上。扭結(jié)152在第二管114和限定出吸氣管道熱交換器的管120之間產(chǎn)生間隙154，在管120和管部102最靠近的地方由于有管114，所以能夠阻止熱量從管120傳送到管部102中。因此，有效傳熱面積較小，從而產(chǎn)生很大的阻力防止熱量從吸氣管道熱交換器中流動(dòng)的熱制冷劑傳送到組合系統(tǒng)的蒸發(fā)器部分中正在蒸發(fā)的制冷劑中。
特別應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的任何特征通?？梢曰Q，所描述的具體結(jié)構(gòu)用于某個(gè)實(shí)施例，但這不是指局限于該實(shí)施例。反之，應(yīng)當(dāng)理解的是多孔管的釬焊，收集器的使用，扭結(jié)的使用，多列管道的使用等等，都可以方便地用在各個(gè)實(shí)施例中。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明制成的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器顯然是非常緊湊的。實(shí)際上，蒸發(fā)器22所占的區(qū)域只是增加一點(diǎn)兒，增加的僅是管70的較小尺寸dm，管70的入口和出口設(shè)備76和78占據(jù)的區(qū)域無關(guān)緊要。雖然本發(fā)明描述的是兩個(gè)回路，但如果需要，也可以是單一的回路裝置。在這種情況下，要求省去管36，這樣就可以保證管70中的逆向流動(dòng)，確保管34的出口部分58達(dá)到最大換熱效率。只要改變熱交換器的列數(shù)A，B，C，就可以根據(jù)需要提高或降低熱交換能力，而不需要改變整個(gè)熱交換器的正面面積。
權(quán)利要求
1．一種用于空調(diào)和制冷系統(tǒng)的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，該熱交換器包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的第一管，該管具有一個(gè)較大的尺寸，一個(gè)與該大尺寸橫切的較小尺寸，以及相反的兩端，所述第一管為盤管形，通過在兩個(gè)端部之間沿整個(gè)小尺寸盤繞成若干基本平行的具有間隔的管道形成該第一管，從而限定出一個(gè)蒸發(fā)器；一個(gè)位于所述其中一個(gè)端部的第一管入口設(shè)備(fixture)；一個(gè)位于所述另一個(gè)端部的第一管出口設(shè)備；一些在所述相鄰管道之間延伸的翅片；一個(gè)細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的第二管，該第二管的長(zhǎng)度為第一管的一小部分，第二管有相反的兩端，較大尺寸和與該較大尺寸橫切的較小尺寸，沿著大體限定出較大尺寸的側(cè)壁將第二管焊接(bonded to)到第一管的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上，其焊接位置直接在出口設(shè)備的上游，以便它們之間有良好的熱交換，從而限定出吸氣管道熱交換器；一個(gè)位于所述第二管的其中一個(gè)端部的吸氣管道入口設(shè)備；和一個(gè)位于所述第二管道的另一個(gè)端部的吸氣管道出口設(shè)備。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中在所述位置上的第一管與所述管道成公稱直角，并與所述一些彎部接觸。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，它還包括一個(gè)與第一管形狀相反的細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的第三管，該管具有一個(gè)較大的尺寸，一個(gè)與該大尺寸橫切的較小尺寸，以及相反的兩端，第三管為盤管形，通過在其兩個(gè)端部之間沿整個(gè)小尺寸盤繞成若干基本平行的具有間隔的管道形成該第三管，在第三管相鄰的管道之間有一些延伸的翅片，第三管的一個(gè)端部與第一管入口設(shè)備流體連通，第三管的另一個(gè)端部與第一管出口設(shè)備流體連通，并與第一管一起限定出一個(gè)復(fù)合回路蒸發(fā)器，第二管兩端的中部也焊接到第三管上，其焊接位置緊靠第一管出口設(shè)備的上游，以便它們之間進(jìn)行熱交換。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中第三管是第一管的鏡象形狀。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中第一管的管道數(shù)等于第三管的管道數(shù)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中吸氣管道出口設(shè)備液壓地位于第一管入口和出口設(shè)備之間，以便在吸氣管道熱交換器中提供逆流。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中有若干從組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器的一側(cè)到另一側(cè)疊置的第一管，各第一管的對(duì)應(yīng)一端與第一管的入口設(shè)備連接，各第一管的另一對(duì)應(yīng)端與第一管的出口設(shè)備連接。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中第二管為標(biāo)稱直管。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中第一管的入口和出口設(shè)備限定出一個(gè)單一設(shè)備組。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中第一管為兩個(gè)獨(dú)立部分，其中一部分包括基本平行的分隔開的管道，和在所述位置的另一部分；以及一個(gè)收集器將這兩部分相互連接。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中收集器是一個(gè)垂直伸長(zhǎng)的管件機(jī)構(gòu)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中將第一管的另一部分與所述管件機(jī)構(gòu)連接，該連接部位處于第一管的所述一部分與管件結(jié)構(gòu)連接的接點(diǎn)上面。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中收集器位于這兩部分的一側(cè)。
14．根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中所述一部分限定出一個(gè)通過蒸發(fā)器的空氣流路，收集器在所述空氣流路中與該部分相鄰。
15．根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中有兩個(gè)所述的管的一部分，它們相互盤繞，從而限定出一個(gè)復(fù)合回路蒸發(fā)器。
16．根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器，其中在所述位置的第一管與所述管道成直角，并與彎部嚙合；在所述位置的第一管中有小扭結(jié)，小扭結(jié)與其中相應(yīng)的彎部對(duì)齊嚙合，所述扭結(jié)與第二管分開。
17．一種具有整體式吸氣管道熱交換器的雙回路蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括一對(duì)細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的管，每一個(gè)管均有相反的兩端，它們形成盤管形，從而限定出具有若干隔開的平行管道的芯件，所述各管的一端液動(dòng)地靠近作為入口端的對(duì)應(yīng)入口管道，各管的另一端是出口端，各管的正好位于所述出口端的上游的那一部分沿著對(duì)應(yīng)芯件的一側(cè)根據(jù)大致橫切于其管道的方向延伸到該對(duì)應(yīng)芯件的與所述入口管道相鄰的另一側(cè)上的位置處；所述各芯件彼此適應(yīng)于對(duì)方定位，從而使所述入口管道彼此相鄰，所述上游的各部分彼此對(duì)齊；一個(gè)與所述各入口端連接的入口設(shè)備；一個(gè)與所述各出口端連接的出口設(shè)備；和一個(gè)細(xì)長(zhǎng)扁平的帶有多孔的輔助管，該管沿所述上游部分延伸，使它們之間成熱交換關(guān)系。
18．根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有整體式吸氣管道熱交換器的雙回路蒸發(fā)器，其中所述的輔助管是一個(gè)標(biāo)稱直管，將該管連接到所述上游部分，所述上游部分位于該管的相反兩端之間，在所述輔助管的一端有一個(gè)入口連接件，在所述輔助管的另一端有一個(gè)出口連接件。
19．根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有整體式吸氣管道熱交換器的雙回路蒸發(fā)器，它進(jìn)一步包括在所述管道的各相鄰管道之間延伸的翅片。
20．根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有整體式吸氣管道熱交換器的雙回路蒸發(fā)器，其中所述一端管彼此相同，彼此適應(yīng)于對(duì)方定位，從而使其中一根管如另一根管的鏡象形狀。
全文摘要
組合的蒸發(fā)器和吸氣管道熱交換器,第一管具有一個(gè)大尺寸,一個(gè)與大尺寸橫切的小尺寸,以及相反的兩端。通過小尺寸的彎部使該管形成盤管形,盤管中有基本平行隔開的管道在端部之間延伸。在一個(gè)端部上設(shè)置蒸發(fā)器人口設(shè)備,在另一個(gè)端部上設(shè)置一個(gè)蒸發(fā)器出口設(shè)備。在相鄰管道之間有翅片。長(zhǎng)度為第一管長(zhǎng)度一小部分的第二管具有相反的兩端,一個(gè)大尺寸,一個(gè)與大尺寸橫切的小尺寸。將第二管焊接到第一管的側(cè)壁上,焊接位置位于出口設(shè)備上游,以便這兩根管之間有好的熱交換關(guān)系,限定出與蒸發(fā)器一體的吸氣管道熱交換器。
文檔編號(hào)F28D1/04GK1292485SQ0012686
公開日2001年4月25日 申請(qǐng)日期2000年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月7日
發(fā)明者馬克·G·沃斯, 喬納森·P·瓦特萊, 斯蒂芬·B·梅默里 申請(qǐng)人:穆丹制造公司