[实用新型]具有进口分配器和出口收集器的改进的热交换器

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求享有序列号为61/320,014，主题为具有进口分配器和出口收集器的改进的热交换器，于2010年4月1日提交的美国的临时专利申请的权益，其由此全部被纳入参考。 

实用新型的技术领域 

本实用新型涉及一种具有从进口集管延伸至出口集管的多个制冷剂管且采用两相制冷剂的热交换器；更特别地，涉及一种具有位于进口集管内的进口分配器以及位于出口集管内的出口收集器的热交换器，进口分配器和出口收集器用于均匀分布通过热交换器的核心的制冷剂。 

实用新型的背景 

由于汽车用热交换器的高换热率，耐久力，并且相对容易制造，因此住宅和商用空调以及热泵系统中使用改进的汽车用热交换器是已知的。汽车用热交换器典型地包括进口集管，出口集管，以及多个用于在进口和出口集管之间提供水力连通的挤压成型的多孔制冷剂管。热交换器的芯部由多个制冷剂管以及位于制冷剂管之间用于改进换热效率并且提高结构强度的波纹状翅片限定。 

对于热泵装置，在冷却模式下，室内热交换器作为蒸发器工作。在加热模式下，室外热交换器作为蒸发器工作。在蒸发模式运行的过程中，部分膨胀的两相制冷剂从进口集管进入制冷剂管较低的部分，当其在管内上升时膨胀吸收空气的热量并且转化成气相。由液相和气相之间巨大的质量差产生的动量和重力效应能够导致进口集管内相态的分离并且导致贯穿制冷剂管的差的制冷剂分布。差的制冷剂分布降低蒸发器性能并且能导致整个芯部的温度分布不均匀。 

居住和商用的汽车用热交换器尺寸的增大显著地增加了进口和出口集管的长度，这会导致增加穿过热交换器的芯部的制冷剂的分布不均。已知的改进的汽车用热交换器使用分配器或者收集器，而不是将两者组合使用。进口分配器 和出口收集器的几何结构受到各种因素的限定。这些因素包括，但不局限于，横截面积，小孔尺寸，小孔形状，小孔间隔，小孔倾斜的方向，等等。对于每组给定的操作参数都必须调整这些各种因素以获得期望的均匀的制冷剂分配。换言之，每组不同的操作参数将需要大量的设计以及计算来达到分配管或者收集管所期望的几何结构，这种几何结构可以提供穿过热交换器核心的均匀的制冷剂分配。 

因此，对于这种热交换器仍然存在一个长期迫切的需求，即提供穿过热交换器芯部的改进的均匀的制冷剂分配。对这种热交换器还有一个长期迫切的需求，即可以在更宽的操作参数的范围内使用而不需要调整上面提到的几何结构因素。 

实用新型内容

具有通过多个多通道扁平制冷剂管与出口集管水力连通的进口集管的热交换器组件，其中多通道扁平制冷剂管与集管基本垂直。波纹状翅片相互连接制冷剂管。多个制冷剂管与翅片一起限定出热交换器组件的芯部。热交换器组件同时还包括设置在进口集管空腔中的分配管以及设置在出口集管空腔中的收集管，两者具有共同合作的特征以提供穿过芯部的均匀的制冷剂和温度分布。 

具体地说，根据本实用新型的一个方面，一种热交换器组件包括：进口集管，其限定出沿着轴线A₁延伸的进口集管空腔；出口集管，其限定出沿着与轴线A₁间隔分布且基本平行于轴线A₁的轴线A₂延伸的出口集管空腔；所述进口集管包括多个集管槽并且所述出口集管包括多个与进口集管的集管槽相对应的集管槽；多个多通道扁平制冷剂管限定流体通道并且穿过所述集管槽延伸，由此提供用于制冷剂流的所述集管之间的水力连通，其中多个多通道扁平制冷剂管基本垂直于所述轴线A₁和轴线A₂；设置在进口集管空腔中的分配管；以及设置在出口集管空腔中的收集管。 

上述收集管包括限定出多个小孔的向内弯曲的表面，其中向内弯曲的表面定向为朝向多个直的多通道扁平制冷剂管。 

上述出口集管包括限定出第一形状的内表面；以及收集管包括与向内弯曲的表面相对的外表面，其中收集管的外表面与出口集管的内表面互补，以使得收集管的外表面紧靠出口集管的内表面，由此形成防止制冷剂蒸汽泄漏的装配。 

较佳地，收集管的多个小孔基本沿着所述收集管均匀地间隔。