專利名稱：帶有多級膨脹裝置的多通道換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于換熱器的膨脹裝置。更具體地，本發(fā)明涉及
一種用于小通道或微通道換熱器(MCHX)的膨脹裝置，其通過多個節(jié) 流孔提供壓降和混合，從而改善換熱器效率。
背景技術(shù)：
制冷系統(tǒng)是現(xiàn)代為大家所熟知的，并且在如食品服務(wù)業(yè)、化學(xué)和 汽車工業(yè)等這些工業(yè)中是普遍存在的。換熱器得到辦公樓和住宅用途 的廣泛需求。這些系統(tǒng)非常擔(dān)心失效或者更常見的是效率不足。
傳統(tǒng)的制冷循環(huán)或空調(diào)，包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器 和制冷劑，制冷劑的蒸發(fā)產(chǎn)生冷卻溫度。在一些制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器 是一 系列平行的小直徑管道。當(dāng)制冷劑流體從冷凝器流過蒸發(fā)器時， 就會出現(xiàn)壓降和溫降，由此獲得更冷的溫度。
冷卻系統(tǒng)可以使用貫穿回路的單相或雙相冷卻劑。當(dāng)制冷劑是單 相冷卻流體(例如汽車散熱器中的水)時，就不擔(dān)心流體會在膨脹期 間和之后成為雙相的。然而，在許多制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，當(dāng)流體 從冷凝器流到蒸發(fā)器時，流體的一部分就會膨脹成蒸汽。結(jié)果，進入 蒸發(fā)器的流體的一部分是蒸汽，其引起低下的換熱器效率。這種蒸汽 問題被稱作分配不均勻并且是使用平行制冷劑流路的換熱器的共同問 題。汽相與液相的重力和密度差導(dǎo)致了這個問題。
在小通道或微通道換熱器(MCHX)中，這種擔(dān)心甚至?xí)螅?為制冷劑流被分入許多小管道，在這里每個管道和小通道都應(yīng)該接收 總制冷劑流的小而均等的份額。但是由于這種分配不均勻，某些管道 接收更多液體而其余管道接收更多蒸汽。各種方法(例如膨脹和分配 進入一個或數(shù)個小通道管道中的制冷劑)可用來阻止分配不均勻并且 獲得壓降。
因此，需要一種用于小通道換熱器的多級膨脹裝置，其能夠在膨脹 相期間使用串聯(lián)的多個較大節(jié)流孔產(chǎn)生壓降以適當(dāng)?shù)鼗旌现评淞黧w來避 免上述所提及的引起換熱器低效的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是降低小通道或微通道換熱器中的換熱器的制冷劑 的分配不均勻，由此增大單通道和多通道換熱器效率。
本發(fā)明的另一目的是通過促進換熱器集管中的壓降來降低小通道 或微通道換熱器中的雙相流的分配不均勻。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種插入換熱器集管中的聯(lián)結(jié)裝置， 其使用多個較大節(jié)流孔代替一個小節(jié)流孔來獲得壓降。
本發(fā)明的又一個目的是提供一對配套聯(lián)接管，它們接合起來提供 一種多次膨脹裝置，該裝置插入集管中以最小化制冷劑的分配不均勻。
本發(fā)明的又一個目的是提供具有大節(jié)流孔的多次膨脹裝置，其可 以獲得很大的壓降和制冷劑的混合并且將制冷劑供應(yīng)給小通道或微通 道蒸發(fā)器。
本發(fā)明的又一個目的是提供具有塑形的且穿孔的換熱器集管，其 收納至少一個膨脹裝置以在制冷劑進入換熱器的小通道或微通道管道 之前進一步地提高它的壓降和混合。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種具有多個開口的集管，膨脹裝置 插入這些開口中或被收納在其中。
通過一種用于具有集管和多個小通道和/或微通道的換熱器的膨 脹裝置來提供這些以及其它目的和優(yōu)點。該膨脹裝置具有外構(gòu)件，該 外構(gòu)件帶有貫穿其的多個節(jié)流孔，并被收納在集管中，以及可伸縮地 收納在外構(gòu)件中的內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件具有貫穿其的至少一個節(jié)流孔并 且與這多個節(jié)流孔流體連通。流體在進入集管之前流過這至少一個節(jié)
流孔且流過這多個節(jié)流孔得到膨脹和降壓。


通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述，將更明顯地看出本發(fā)明
的這些及其他目的，其中
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的換熱器，其具有多個小通道 管道并結(jié)合有膨脹裝置；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的膨脹裝置，其插在圖l的換熱
器集管中；圖3示出了本發(fā)明的膨脹裝置的第二結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，其插在塑形集 管中用于進一步地降壓；以及
圖4示出了圖3的打孔集管的仰視圖，其具有用于圖2的膨脹裝置的 開口 。
具體實施例方式
圖l示出了一種小通道換熱器，總體上用附圖標(biāo)記10表示。換熱器 10具有入口集管15和排出集管20。連接集管15和20是一系列或多個小 通道或微通道管道25，它們形成換熱器10的主體。每個小通道或微通 道管道25都是很小直徑管道，其與其它管道一起形成換熱器10的主體 并且在蒸發(fā)期間輸送制冷劑30。
入口集管15接收流過小通道或微通道管道25的制冷劑30，其可以 單相或雙相制冷劑。入口集管收納本發(fā)明的多次膨脹裝置40。本發(fā)明 的至少一個或多個多次膨脹裝置40可以被插入集管15中以提高制冷劑 30的壓降從而確保向小通道管道25均勻分配制冷劑。盡管圖l示出單通 道結(jié)構(gòu)的換熱器，但是也可以使用多通道換熱器。
參照圖2，示出了膨脹裝置40的詳圖。膨脹裝置40具有給料管45， 其從之前的回路接收制冷劑30。安裝至給料管45的是第一聯(lián)結(jié)器50， 第一聯(lián)結(jié)器50在其最高點或頂點具有節(jié)流孔55。與第一聯(lián)結(jié)器50相連 的是笫二聯(lián)結(jié)器60。聯(lián)結(jié)器60在其頂點處圍繞其頂部具有一系列或多 個節(jié)流孔65,這一系列或多個節(jié)流孔65處于聯(lián)接器60的頂點周圍的點 上或與其頂點成90度角的位置。
當(dāng)制冷劑30從給料管流到膨脹裝置40時，其被收納在第一聯(lián)結(jié)器 50中。當(dāng)制冷劑30流過節(jié)流孔55時，其經(jīng)歷壓降和膨脹，并且在空間 70中混合。當(dāng)制冷劑30通過節(jié)流孔65排出時，制冷劑30的壓力進一步 降低并且再次被膨脹。當(dāng)制冷劑在進入換熱器10的小通道管道25之前 再次流過第二聯(lián)結(jié)器60的第二節(jié)流孔65時，制冷劑30的壓力更進一步 地降低，并且制冷劑30發(fā)生膨脹且在集管15中重新分配。
在膨脹裝置40未被插入集管的情況下，從給料管進入集管且進入 小通道的制冷劑會成為與單相相反的雙相流體。進一步地，通過流過 多個串聯(lián)的較大節(jié)流孔65，就能獲得所需總壓降。盡管圖l示出了使用 兩個膨脹裝置40，但根據(jù)系統(tǒng)需求可以使用更多的膨脹裝置。進一步地，圖2示出了分別具有節(jié)流孔55和65 (串聯(lián))的兩個聯(lián)結(jié)器50和60， 但其它節(jié)流孔或聯(lián)結(jié)器結(jié)構(gòu)也可以用來獲得制冷劑30的兩級膨脹。
參照圖3和4，示出了插入塑形集管中的膨脹系統(tǒng)的第二結(jié)構(gòu)，總 體上用附圖標(biāo)記啊70表示。在這種結(jié)構(gòu)中，第一實施例的膨脹裝置40 在多個開口90和95處插入塑形集管85中。塑形集管85具有圓截面，其 被分隔物102分成兩個腔，接收腔100和輸出腔105。接收腔100收納位 于每個開口90和95中的膨脹裝置40。分隔物102具有一系列孔眼110， 其允許即使在制冷劑30已經(jīng)在膨脹裝置40中膨脹和降壓了兩次之后還 有額外的膨脹度。
盡管集管85被示為具有圓截面，但其它截面也可用于提供相同的 降壓和膨脹幫助。而且，更多的孔眼90可以設(shè)在集管85中用于制冷劑 的更大膨脹和混合。
盡管已經(jīng)參照一個或多個示例性實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離其范圍的情況，可以做出各種改變，并 且對零部件可以作同等替換。此外，可以根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不背
離其范圍的情況下，做出很多改型以適應(yīng)特定情形或材料。因此，這 意味著本發(fā)明不受所公開的實施本發(fā)明的最佳實施形式的特定實施例 (多個實施例)的限制，而是包括所有落在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的實 施例。
權(quán)利要求
1.一種用于具有集管和多個通道的換熱器的膨脹裝置，包括外構(gòu)件，其具有貫穿其的多個節(jié)流孔，所述外構(gòu)件被收納在集管中；和內(nèi)構(gòu)件，其被可伸縮地收納在所述外構(gòu)件中，所述內(nèi)構(gòu)件具有貫穿其的至少一個節(jié)流孔并且與所述多個節(jié)流孔流體連通，其中，流過所述至少一個節(jié)流孔且流過所述多個節(jié)流孔的流體在進入所述集管之前得到膨脹和降壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膨脹裝置，其中所述外構(gòu)件是管狀構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膨脹裝置，其中所述內(nèi)構(gòu)件是管狀構(gòu)件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膨脹裝置，其中所述外構(gòu)件具有圓形端 和與所述圓形端相對的開口端，所述多個節(jié)流孔穿過所述圓形端，所 述內(nèi)構(gòu)件被收納在所述開口端中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膨脹裝置，其中所述內(nèi)構(gòu)件具有開口端 和與所述開口端相對的圓形端，在所述開口端中收納有輸送所述制冷 劑的給料管，所述至少一個節(jié)流孔穿過所迷圓形端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膨脹裝置，其中所述流體是通過給料管 收納進所述內(nèi)構(gòu)件中的制冷劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膨脹裝置，其中流過所述至少一個節(jié)流 孔且流過所述多個節(jié)流孔的所述流體進行了至少兩次的膨脹和降壓。
8. —種用于換熱器的膨脹裝置，該換熱器具有集管和連接所述集 管的多個小通道或微通道，該膨脹裝置包括具有多個節(jié)流孔的外膨脹管；和 收納在所述外膨脹管中的內(nèi)膨脹管，流出所述內(nèi)膨脹管且流出所述外膨脹管的進入集管的制冷劑已進 行了至少兩次的膨脹和降壓，因此在制冷劑進入所述多個小和/或微膨 脹通道之前混合所述制冷劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹裝置，其中所述外膨脹管具有圓形 端和與所述圓形端相對的開口端，所述多個節(jié)流孔穿過所述圓形端， 所述內(nèi)膨脹管被收納在所述開口端中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹裝置，其中所迷內(nèi)膨脹管具有開 口端和圓形端，所述開口端與所述圓形端相對，在所述開口端中收納有輸送所述制冷劑的給料管，所述至少一個節(jié)流孔穿過所述圓形端。
11. 一種用于具有多個小-微膨脹通道的換熱器的膨脹系統(tǒng)，用于膨脹，其包括集管，其具有兩個腔和處于所述兩個腔之間的分隔物，所述分隔物具有貫穿其的一系列孔眼；所述兩個腔之一能夠收納所述多個小和微膨脹通道；至少一個外構(gòu)件，其被收納在所述兩個腔的另一個中，所述至少一 個外構(gòu)件具有貫穿其的多個節(jié)流孔；內(nèi)構(gòu)件，其被收納在所述至少一個外構(gòu)件中，所述內(nèi)構(gòu)件具有貫穿 其的至少一個節(jié)流孔，進入所述內(nèi)構(gòu)件并且通過所述至少一個節(jié)流孔、所述多個節(jié)流孔 和所述系列孔眼膨脹的制冷劑已被降壓和膨脹，因此在進入所述多個 膨脹通道之前進行混合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中所述至少一個外構(gòu)件 是多個外構(gòu)件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中所述至少一個外構(gòu)件 是管狀構(gòu)件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中所述內(nèi)構(gòu)件是管狀構(gòu)件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中所述至少一個外構(gòu)件 具有圓形端和與所述圓形端相對的開口端，所述多個節(jié)流孔延伸穿過 所述圓形端，所述內(nèi)構(gòu)件被收納在所述至少一個外構(gòu)件的所述開口端 中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中所述內(nèi)構(gòu)件具有開口 端和與所述開口端相對的圓形端，在所述開口端中收納有輸送所述制 冷劑的給料管，所述至少一個節(jié)流孔延伸穿過所述圓形端。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中所述流體是通過給料 管收納在所述內(nèi)構(gòu)件中的制冷劑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的膨脹系統(tǒng)，其中流過所述至少一個節(jié) 流孔、流過所述多個節(jié)流孔且流過所述多個孔眼的所述流體至少三次 被膨脹和降壓。
19. 一種如前面參照圖l、 2、 3和4中的任一幅所描述的裝置，其用于在集管中膨脹制冷劑和提高換熱器效率。
全文摘要
一種用于具有集管和多個小和/或微通道的換熱器的膨脹裝置。該膨脹裝置具有的外構(gòu)件帶有貫穿其的多個節(jié)流孔，外構(gòu)件收納在集管中，可伸縮地收納在外構(gòu)件中的內(nèi)構(gòu)件具有貫穿其的至少一個節(jié)流孔并且流體連通該多個節(jié)流孔。流過這至少一個節(jié)流孔且流過這多個節(jié)流孔的流體在進入集管之前得到膨脹和降壓。
文檔編號F25B41/06GK101589278SQ200680056541
公開日2009年11月25日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者H·比默, J·J·桑焦文尼, M·B·戈爾布諾夫, Y·姜 申請人:開利公司