換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供換熱器，在流體的流量廣泛的方式中，能夠?qū)⒘黧w均等地分配到多個流路，該換熱器具有：流路形成部(51)，其具有多個排列的流體流路；分配路形成部(53)，其具有多個流體流路的各自的入口(55)連通的分配路(57)；筒狀隔壁(59)，其設(shè)置在分配路形成部內(nèi)，分配路位于該筒狀隔壁的外周外側(cè)，并且在該筒狀隔壁的內(nèi)側(cè)劃分出導(dǎo)入路(63)，筒狀隔壁具有多個分配孔(65)，在將導(dǎo)入路的流路截面積設(shè)為S，將導(dǎo)入路的流路直徑設(shè)為d，將多個分配孔的面積σ的總和設(shè)為Σσ，將多個分配孔的排列長度設(shè)為L，將分配孔的直徑設(shè)為d'時，滿足L/d'×π(d/2)＾2＞Σσ≥2S。
【專利說明】換熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及換熱器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在板式換熱器中，形成有多列波形的凹凸的傳熱板被多個地層疊，在每一對傳熱 板之間交替地形成第1流路及第2流路。而且，在第1流路中流通的第1流體和在第2流 路中流通的第2流體之間進(jìn)行熱交換。
[0003] 另外，在專利文獻(xiàn)1公開的板式換熱器中，在與多個制冷劑流路的入口側(cè)連通的 下部空間內(nèi)設(shè)置具有大量分配孔的分配管，計劃制冷劑的均等的分配。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特表平8-504027號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 但是，僅通過在與多個制冷劑流路的入口側(cè)連通的下部空間內(nèi)設(shè)置具有分配孔的 分配管，在制冷劑流量廣泛的方式中，實現(xiàn)制冷劑的均等分配是困難的，尤其，在制冷劑為 低流量的情況下，不能實現(xiàn)制冷劑的均等分配的可能性高。在換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮功能 的情況下，氣液二相狀態(tài)的制冷劑流入分配管，但在流量較大的流動中，氣相的制冷劑在管 軸附近流動，發(fā)生液相的制冷劑在其周圍以環(huán)狀流動這樣的半徑方向的氣液分離狀態(tài)。另 一方面，在制冷劑的流量較少的流動、流速小的流動中，由慣性力引起，大量的液相的制冷 劑容易流動到分配管的里側(cè)，并且，在分配管的下側(cè)大量存在液相的制冷劑，在上側(cè)大量存 在氣相的制冷劑，發(fā)生這樣的上下方向的氣液分離狀態(tài)。因此，在流量較少的流動中，使制 冷劑從多個分配孔朝向分配管的延伸方向均等地流出變得困難。像這樣，在高流量的流動 和低流量的流動中，氣液分離狀態(tài)不同，尤其，在低流量的制冷劑流動中，將制冷劑均等地 分配到多個流路是困難的。
[0009] 本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的是提供一種換熱器，在熱交換用流體的 流量廣泛的方式中，尤其，在低流量的流動中，也能夠?qū)峤粨Q用流體均等地分配到多個流 路。
[0010] 用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的換熱器具有：流路形成部、分配路形成部和筒狀隔 壁，所述流路形成部具有多個排列的流體流路；所述分配路形成部具有所述多個流體流路 的各自的入口連通的分配路；所述筒狀隔壁設(shè)置在所述分配路形成部內(nèi)，所述分配路位于 所述筒狀隔壁的外周外側(cè)，并且在所述筒狀隔壁的內(nèi)側(cè)劃分出導(dǎo)入路，所述筒狀隔壁分別 具有連通所述導(dǎo)入路和所述分配路的多個分配孔，在將所述導(dǎo)入路的流路截面積設(shè)為S， 將所述導(dǎo)入路的流路直徑設(shè)為d，將所述多個分配孔的面積 σ的總和設(shè)為Σ σ，將所述 多個分配孔的排列長度設(shè)為L，將所述分配孔的直徑設(shè)為d'時，L/d' X π (d/2) a 2 > Σ σ 彡 2S。
[0012] 發(fā)明的效果
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，在熱交換用流體的流量廣泛的方式中，尤其，在低流量的流動中，也 能夠?qū)峤粨Q用流體均等地分配到多個流路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式的板式換熱器的構(gòu)成要素的立體圖。
[0015] 圖2是從側(cè)方表示板式換熱器的圖。
[0016] 圖3是表示作為板式換熱器的主要構(gòu)成要素的板的圖。
[0017] 圖4是表示板式換熱器的第1流體的入口附近部分的圖。
[0018] 圖5是沿圖4的V-V線的剖視圖。
[0019] 圖6是與筒狀隔壁相關(guān)的立體圖。
[0020] 圖7是沿圖6的VII-VII線的剖視圖。
[0021] 圖8是表示Σ σ/S和分配率D之間的關(guān)系的線圖。
[0022] 圖9是表示關(guān)于Σ 〇/S和分配率D之間的關(guān)系，由分配孔的方向產(chǎn)生的差異的線 圖。

【具體實施方式】
[0023] 以下，對本發(fā)明的換熱器的實施方式，基于附圖進(jìn)行說明。此外，在圖中，同一附圖 標(biāo)記表示同一或?qū)?yīng)的部分。
[0024] 圖1是表示本實施方式的板式換熱器的構(gòu)成要素的立體圖，圖2是從側(cè)方表示板 式換熱器的圖。另外，圖3是表示作為板式換熱器的主要構(gòu)成要素的板的圖。
[0025] 板式換熱器1具有前側(cè)加強(qiáng)用側(cè)板3、后側(cè)加強(qiáng)用側(cè)板5、分別層疊在這些加強(qiáng)用 側(cè)板之間的多張前側(cè)傳熱板7及多張后側(cè)傳熱板9。
[0026] 在前側(cè)傳熱板7的四角，設(shè)置有第1流體的入口 11、第1流體的出口 13、第2流體 的入口 15及第2流體的出口 17這四個開口。另外，在前側(cè)傳熱板7及后側(cè)傳熱板9的各 自的四角，設(shè)置有第1流體的往路孔19、第1流體的復(fù)路孔21、第2流體的往路孔23、第2 流體的復(fù)路孔25這四個貫通孔。
[0027] 在本實施方式中，是以板式換熱器1作為蒸發(fā)器使用的例子，將制冷劑作為第1流 體，并將水作為第2制冷劑。具體來說，如圖1所示，箭頭A所示的制冷劑從第1流體的入 口 11流入板式換熱器1內(nèi)，通過多個第1流體的往路孔19及多個第1流體的復(fù)路孔21流 動，并從第1流體的出口 13向板式換熱器1外流出。另外，箭頭B所示的水從第2流體的 入口 15流入板式換熱器1內(nèi)，通過多個第2流體的往路孔23及多個第2流體的復(fù)路孔25 流動，并從第2流體的出口 17向板式換熱器1外流出。
[0028] 另外，在每個前側(cè)傳熱板7及后側(cè)傳熱板9之間交替地形成第1流路及第2流路。 由此，作為第1流體的制冷劑在包含多個第1流體的往路孔19在內(nèi)的下部空間中流動時 (嚴(yán)密地來說，如下所述地從分配管的大量的分配孔流出），并被分配供給到多個第1流路， 如箭頭Al所示，曲折地向上移動后，集中于包含多個第1流體的復(fù)路孔21在內(nèi)的上部空 間，并從第1流體的出口 13流出。同樣地，作為第2流體的水在包含多個第2流體的往路 孔23在內(nèi)的下部空間中流動時，被分配供給到多個第2流路，如箭頭Bl所示，曲折地向上 移動后，集中于包含多個第2流體的復(fù)路孔25在內(nèi)的上部空間，并從第2流體的出口 17流 出。
[0029] 在作為第1流體的制冷劑和作為第2流體的水如箭頭Al及Bl所示地向上移動期 間，經(jīng)由隔著兩者的對應(yīng)的前側(cè)傳熱板7及后側(cè)傳熱板9進(jìn)行熱交換。在前側(cè)傳熱板7及 后側(cè)傳熱板9上分別形成多列波形狀的凹凸，通過該凹凸27形成第1流路及第2流路。
[0030] 本發(fā)明的換熱器具有流路形成部、分配路形成部和筒狀隔壁，對它們進(jìn)行說明。圖 4是表示上述板式換熱器的第1流體的入口附近部分的圖，圖5是沿圖4的V-V線的剖視 圖。此外，圖5優(yōu)先說明的明確性并示意地表示構(gòu)造。而且，圖6是與筒狀隔壁相關(guān)的立體 圖，圖7是沿圖6的VII-VII線的剖視圖。
[0031] 流路形成部51是具有多個排列的流體流路的部分。具有上述前側(cè)傳熱板7及后 側(cè)傳熱板9中的流體的向上流動的部分作為流路形成部51發(fā)揮功能。即，作為多個排列的 流體流路，相當(dāng)于沿前側(cè)傳熱板7及后側(cè)傳熱板9的層疊方向排列的多個第1流路、和同樣 地沿層疊方向排列的多個第2流路。
[0032] 分配路形成部53是具有與多個流體流路的各個入口 55連通的分配路57的部分。 前側(cè)傳熱板7及后側(cè)傳熱板9中的流體的橫向流動（通過第1流體的往路孔19、第2流體 的往路孔23的流動）的部分作為分配路形成部53發(fā)揮功能。
[0033] 筒狀隔壁59設(shè)置在分配路形成部53內(nèi)，在本實施方式的具體例中，是穿插在多個 第1流體的往路孔19或多個第2流體的往路孔23中的圓筒狀的分配管61。分配路57在 分配管61的外周外側(cè)形成為環(huán)狀。另外，在分配管61的內(nèi)側(cè)，存在由分配管61的內(nèi)表面 劃分出的導(dǎo)入路63。
[0034] 在分配管61上設(shè)置有多個分配孔65。多個分配孔65分別連通導(dǎo)入路63和分配 路57。多個分配孔65沿著分配管61的延伸方向，S卩，前側(cè)傳熱板7及后側(cè)傳熱板9的層疊 方向并列。
[0035] 在本實施方式中，如圖6及圖7所示，多個分配孔65全部是圓形的貫通孔，形成為 相同程度的大小。另外，多個分配孔65以等間隔配置。另外，如圖5所示，流體流路的各自 的排列方向尺寸h構(gòu)成為相同的尺寸。
[0036] 主要如圖5所示，多個流體流路的各個入口 55在筒狀隔壁59的上方，與分配路57 連通。另外，如圖7所示，多個分配孔65中的60%以上在筒狀隔壁59上朝下地形成。艮P， 在從分配管61來看，多個流體流路的各個入口 55所存在的上方側(cè)為0度的情況下，多個分 配孔65形成在成為入口 55的相反側(cè)的下方側(cè)的180度的位置。
[0037] 多個分配孔65的直徑d'分別構(gòu)成為流體流路的排列方向尺寸h的40?100%。 另外，將導(dǎo)入路63的流路截面積（將流體流路的排列方向作為垂線這樣的朝向的截面） 設(shè)為S，將導(dǎo)入路63的流路直徑設(shè)為d，將多個分配孔65的面積σ的總和設(shè)為Σ 〇，將多 個分配孔65的排列長度（最上游側(cè)的分配孔的上游側(cè)緣部和最下游側(cè)的分配孔的下游側(cè) 緣部之間的長度）設(shè)為L，將分配孔65的直徑設(shè)為d'時，以滿足L/d' X π (d/2) a 2 > Σ σ > 2S的方式構(gòu)成各關(guān)系部。
[0038] 通過以上結(jié)構(gòu)，例如第1流體首先從第1流體的入口 11流入作為筒狀隔壁59的 分配管61內(nèi)，在導(dǎo)入路63中流動，并且，從多個分配孔65向分配管61的外的分配路57流 出，而且，從該分配路57通過各個流路的入口 55,被分配到各個流體流路，在各個流路中上 升。
[0039] 在上述本實施方式的板式換熱器中，導(dǎo)入路和多個分配孔的關(guān)系為Σ 〇 > 2S，據(jù) 此，大幅地促進(jìn)液體或氣液向各流體流路的均等分配。即，隔開相鄰的分配孔彼此的分配管 的隔壁部分成為阻力體（抵抗體），流體的壓力分布被均勻化，并且，得到整流效果，促進(jìn)流 體均等地向各流體流路分配。由此，無論單相、氣液二相如何，各流路中的熱交換都能夠均 等地進(jìn)行。尤其是在氣液二相的情況下，在分配管內(nèi)，第1流體形成環(huán)狀流，或者通過上述 隔壁部分容易形成均質(zhì)流，從而能夠?qū)崿F(xiàn)氣液的均等分配。
[0040] 這里，對在本實施方式的板式換熱器中得到的均等分配性進(jìn)行說明。圖8是表示 Σ〇/S和分配率D之間的關(guān)系的線圖。圖8的橫軸表示Σσ/S，縱軸表示分配率D。分配 率D通過以下的式（1)算出。
[0041] [式 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種換熱器，其特征在于，具有流路形成部、分配路形成部和筒狀隔壁， 所述流路形成部具有多個排列的流體流路； 所述分配路形成部具有所述多個流體流路的各自的入口連通的分配路； 所述筒狀隔壁設(shè)置在所述分配路形成部內(nèi)，所述分配路位于所述筒狀隔壁的外周外 偵牝并且在所述筒狀隔壁的內(nèi)側(cè)劃分出導(dǎo)入路， 所述筒狀隔壁分別具有連通所述導(dǎo)入路和所述分配路的多個分配孔， 在將所述導(dǎo)入路的流路截面積設(shè)為S，將所述導(dǎo)入路的流路直徑設(shè)為d，將所述多個分 配孔的面積0的總和設(shè)為2 0，將所述多個分配孔的排列長度設(shè)為L，將所述分配孔的直 徑設(shè)為d'時，滿足 L/d，X Jr (d/2) ^ 2 > I：〇彡2S。
2. 如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述多個分配孔的直徑d'分別為所述流 體流路的排列方向尺寸h的40?100%。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述流路形成部將形成有多列凹凸的 傳熱板層疊多個，并在每一對所述傳熱板之間交替地形成有第1流路及第2流路，在多個所 述第1流路中流通的第1流體和在多個所述第2流路中流通的第2流體之間進(jìn)行熱交換， 所述多個流體流路是所述多個第1流路。
4. 一種制冷循環(huán)裝置，其特征在于，搭載了權(quán)利要求1至3中任一項所述的換熱器。
【文檔編號】F28F9/22GK104380027SQ201380032095
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】伊東大輔, 岡崎多佳志 申請人:三菱電機(jī)株式會社