专利名称：蒸发器、制冷系统、配备有所述系统的车辆以及使制冷剂蒸发的方法
技术领域：
本发明涉及一种用在使用CO2作为制冷剂的制冷循环或类似物中的制冷系统。本发明还涉及一种优选地用于该制冷系统的蒸发器，一种使制冷剂蒸发的方法，以及一种配备有该制冷系统的车辆。
背景技术：
在传统的蒸汽压缩式制冷循环中，通常使用Freon系列的制冷剂。但是，近年来，出于全球环境保护考虑，使用天然制冷剂例如二氧化碳(CO2)的制冷循环已开始吸引极大关注。
例如，作为用在使用CO2的制冷循环内的蒸发器，下面的专利文献1和2内所公开的蒸发器是公知的。
在这种蒸发器中，引入蒸发器的是通过压缩机、冷却器(蒸发器)例如气体冷却器和减压装置例如膨胀阀的低温、低压的液相CO2制冷剂。引入蒸发器的制冷剂在通过蒸发器时与周围空气交换热量，由此被加热，从而使蒸汽干度(vapor quality)逐渐提高。然后，该制冷剂流出该蒸发器以作为气体制冷剂。
另一方面，下面的非专利文献1公开了在CO2制冷的蒸发过程期间蒸汽干度和蒸发传热系数之间的关系。此文献说明了如下内容。在CO2蒸汽干度低于预定值的情况下，尤其在蒸汽干度低于0.4-0.6的范围的情况下，蒸发传热系数可保持足够大，从而产生很高的热交换效率。相反，在制冷剂的蒸汽干度高于预定值(0.4-0.6的范围)的情况下，蒸发传热系数变得非常低，从而使热交换效率大大降低。
日本未审公开专利出版物No.2000-81294[专利文献2]日本未审公开专利出版物No.2000-304472[非专利文献1]J.Pettersen，R.Rieberer，S.T.Munkejord“Heat Transfer And PressureDrop Characteristic of Evaporating Carbon Dioxide in MicrocannelTubes”’4 IIR Gustiv Lorentzen Conference on Natural Working Fluidspp.107-114(2000)。
在上述技术背景下，本发明人详细分析了上述专利文献1和2中所示的传统蒸发器内的CO2制冷剂的蒸汽干度的变化，并发现了以下事实，即，在传统蒸发器内，不能在蒸发器的整个区域内获得足够的热交换效率，从而导致热交换性能恶化。
如图10所示，在传统蒸发器200内，在经由制冷剂进口201引入制冷剂之后，液相制冷剂的比率立即变大，从而蒸汽干度变低。但是，随着制冷剂在蒸发器200内前进，在蒸发器通道的后半部分处，由于与周围空气的热交换，气相制冷剂的比率变高，从而使蒸汽干度升高到预定值(0.4-0.6的范围)。此后，在提高蒸汽干度的同时，制冷剂被引入制冷剂出口202。如上所述，在蒸发器通道的前半部分，制冷剂的蒸汽干度低于该预定值，从而可确保传热系数足够大，继而得到高效的热交换。但是，在蒸发器通道的后半部分，制冷剂的蒸汽干度高于该预定值，从而热交换率大大降低，这可能使热交换性能恶化。
本发明是鉴于上述缺陷提出的，其旨在提供一种能够防止蒸发器通道内的制冷剂的蒸汽干度提高并能够改善热交换性能的蒸发器、制冷系统、配备有该系统的车辆、以及使制冷剂蒸发的方法。
发明内容
为了实现上述目标，第一发明具有以下结构。
一种用于制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
在本发明内，由于在蒸发过程中蒸汽干度被升高的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂从蒸发器通道的中间部分流出，所以可防止在蒸发过程中制冷剂的蒸汽干度过分升高，从而可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下，几乎在蒸发器通道的整个区域进行制冷剂的热交换。这可防止传热系数降低，从而提高热交换效率和热交换性能。
第二发明具有以下结构。
一种用于制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到该贮水箱，并且该多个热交换管在该贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将该多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过该多个路径而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域实现有效的热交换。
第三发明具有以下结构。
一种用于制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过该多个蒸发通道而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过该中间部分的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况类似，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域实现有效的热交换。
在上述的第一到第三发明内，为了可靠地限制在蒸发过程中制冷剂的蒸汽干度升高，优选地使用以下结构[4]和[5]。
上述项1-3中的任何一项所述的蒸发器，其中，该蒸发器配置成使得当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，通过使该分流制冷剂流出可将在该蒸发器通道的中间部分处的主制冷剂的蒸汽干度调整为0.3-0.7。
上述项1-3中的任何一项所述的蒸发器，其中，该蒸发器配置成使得当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在该制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
在此发明内，在使用上述项6中所述的结构的情况下，制冷剂可流畅地循环。
在上述第一到第三发明内，如在下面的结构[7]和[8]内所述，其可优选地用于使用超临界制冷剂例如二氧化碳(CO2)的蒸发器。
上述项1-3中的任何一项所述的蒸发器，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
上述项1-3中的任何一项所述的蒸发器，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
第四发明具有以下结构。
一种用于制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气态制冷剂。
在此发明内，由于在蒸发过程中蒸汽干度被升高的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂的气相成分从蒸发器通道的中间位置流出，所以可防止在蒸发过程中制冷剂的蒸汽干度过分升高，从而可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域进行制冷剂的热交换。这防止了传热系数降低，从而提高了热交换效率和热交换性能。
第五发明具有以下结构。
一种用于制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到该贮水箱，并且该多个热交换管在该贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；
通过将该多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过该多个路径而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气态制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域实现有效的热交换。
第六发明具有以下结构。
一种用于制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过该多个蒸发通道而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气态制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域实现有效的热交换。
如权利要求9-11中的任何一项所述的蒸发器，该蒸发器还包括设置在该蒸发器通道的中间部分处的气液分离器，其中，该蒸发器配置成使得被该气液分离器分离的气相制冷剂从该制冷剂出口流出，而液相制冷剂经由该蒸发器通道被引导到该制冷剂出口。
在此发明内，在使用上述项12所述的结构的情况下，可确保在该蒸发器通道的中间部分处提取出气相制冷剂，从而可进一步提高热交换效率。
如上述项9-11中的任何一项所述的蒸发器，其中，该蒸发器配置成使得当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在该制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
在此发明内，在使用如项13所述的上述结构的情况下，制冷剂可流畅地循环。
在上述第一到第三发明内，如在下面的结构[14]和[15]内所述，其优选地可用于使用超临界制冷剂例如二氧化碳(CO2)的蒸发器。
如上述项9-11中的任何一项所述的蒸发器，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项9-11中的任何一项所述的蒸发器，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
如上述项[11]到[15]中所述的上述第四到第六发明的优选结构也可应用于上述第一到第三发明。
此外，如上述项[4]到[8]中所述的上述第一到第三发明的优选结构也可应用于上述第四到第六发明。
上述第一到第三发明优选地可应用于下文所示的制冷系统。
即，第七发明具有以下结构。
一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第八发明具有以下结构。
一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到该贮水箱，并且该多个热交换管在该贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将该多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过该多个路径而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第九发明具有以下结构。
一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过该多个蒸发通道而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过该中间部分的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
在第七到第九发明内，与上述第一到第三发明相同，优选地使用以下结构。
如上述项16-18中的任何一项所述的制冷系统，其中，该制冷系统配置成使得蒸汽干度为0.5或更高的制冷剂从该中间出口流出。
如上述项16-18中的任何一项所述的制冷系统，其中，该制冷系统配置成使得当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，通过使该分流制冷剂流出可将在该蒸发器通道的中间部分处的主制冷剂的蒸汽干度调整为0.3-0.7。
如上述项16-18中的任何一项所述的制冷系统，其中，该制冷系统配置成使得当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在该制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
如上述项16-18中的任何一项所述的制冷系统，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项16-18中的任何一项所述的制冷系统，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
上述第四到第六发明优选地可应用于如下所示的制冷系统。
即，第十发明具有以下结构。
一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第十一发明具有以下结构。
一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到该贮水箱，并且该多个热交换管在该贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将该多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过该多个路径而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第十二发明具有以下结构。
一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过该多个蒸发通道而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
在第十到第十二发明中，与上述第四到第六发明相同，优选地使用以下结构。
如上述项24-26中的任何一项所述的制冷系统，该制冷系统还包括设置在该蒸发器通道的中间部分处的气液分离器，其中，该制冷系统配置成使得被该气液分离器分离的气相制冷剂从该制冷剂出口流出，而液相制冷剂经由该蒸发器通道被引导到该制冷剂出口。
如上述项24-26中的任何一项所述的制冷系统，其中该制冷系统配置成使得当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在该制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
如上述项24-28中的任何一项所述的制冷系统，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项24-28中的任何一项所述的制冷系统，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
上述第一到第三发明优选地可应用于一种如下所示的使制冷剂蒸发的方法。
即，第十三发明具有以下结构。
一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第十四发明具有以下结构。
一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中该蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到该贮水箱，并且该多个热交换管在该贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将该多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过该多个路径而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第十五发明具有以下结构。
一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；以及用于通过使制冷剂依次通过该多个蒸发通道而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；其中，在对应于相邻蒸发通道之间的连接部分的该蒸发器通道的中间部分处，通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂流出。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
在第十三到第十五发明内，与上述第一到第三发明相同，优选地使用以下结构。
如上述项31-33中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，蒸汽干度为0.5或更高的制冷剂从该蒸发器通道的中间出口流出。
如上述项31-33中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，通过使该分流制冷剂流出可将在该蒸发器通道的中间部分处的主制冷剂的蒸汽干度调整为0.3-0.7。
如上述项31-33中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在该制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
如上述项31-33中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项31-33中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
上述第四到第六发明优选地可应用于下文所示的用于使制冷剂蒸发的方法。
即，第十六发明具有以下结构。
一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；以及用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；
其中，在设置在该蒸发器通道的中间部分的中间出口处，通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂流出。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第十七发明具有以下结构。
一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中该蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到该贮水箱，并且该多个热交换管在该贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将该多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过该多个路径而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；其中，在设置在该蒸发器通道的中间部分的中间出口处，通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂流出。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
第十八发明具有以下结构。
一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；以及用于通过使制冷剂依次通过该多个蒸发通道而将经由该制冷剂进口引入的制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；并且其中，在设置在该蒸发器通道的中间部分的中间出口处，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂流出。
在此发明内，与上述情况相同，可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内实现有效的热交换。
在第十六到十八发明内，与上述第四到第六发明相同，优选地使用以下结构。
如上述项39-41中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，该蒸发器还包括设置在该蒸发器通道的中间部分处的气液分离器，其中被该气液分离器分离的气相制冷剂从该制冷剂出口流出，而液相制冷剂经由该蒸发器通道被引导到该制冷剂出口。
如上述项39-41中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，当从该蒸发器通道的中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从该蒸发器通道的中间部分被引导到该制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在该制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
如上述项39-41中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项39-41中的任何一项所述的使制冷剂蒸发的方法，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
本发明优选地可应用于将在下文说明的一种用于车辆的蒸发器。
即，第十九发明具有以下结构。
一种用于车辆制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
第二十发明具有以下结构。
一种用于车辆制冷系统的蒸发器，该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；
用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
上述第十九或第二十发明优选地可应用于以下结构。
如上述项46或47中所述的用于车辆的制冷系统的蒸发器，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项46或47中所述的用于车辆的制冷系统的蒸发器，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
第二十一发明具有以下结构。
一种用于车辆的制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
第二十二发明具有以下结构。
一种用于车辆的制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；
用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
在上述用于车辆的制冷系统内，优选地可应用以下结构。
如上述项50或51中所述的用于车辆的制冷系统，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项50或51中所述的用于车辆的制冷系统，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
第二十三发明具有以下结构。
一种配备有制冷系统的车辆，其中在该制冷系统内，由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，并且其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
第二十四发明具有以下结构。
一种配备有制冷系统的车辆，其中在该制冷系统内，由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回该压缩机，并且其中该蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；
用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由该制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到该制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在该蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过该中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
在上述根据本发明的车辆内，优选地可应用以下结构。
如上述项54或55中所述的配备有制冷系统的车辆，其中，使用超临界制冷剂作为制冷剂。
如上述项54或55中所述的配备有制冷系统的车辆，其中，使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
图1是示出用于车辆的制冷系统的蒸发设备的透视图，其中应用根据本发明一个实施例的蒸发器；图2是示出根据该实施例的蒸发器的下部贮水箱部分的分解透视图；图3是示出根据该实施例的蒸发器的下部贮水箱部分的透视图；图4是示出根据该实施例的蒸发器的横截面视图；图5是示出根据该实施例的蒸发器的上部贮水箱部分的分解透视图；图6是示出根据该实施例的蒸发器的分隔板的透视图；图7是示出根据该实施例的应用于蒸发设备的气液分离器的透视图；图8是示出根据该实施例的蒸发设备中的制冷剂流动的制冷流通回路；图9A是示出根据该实施例的蒸发器内的液相制冷剂和气相制冷剂之间的关系的框图；图9B是示出根据该实施例的蒸发器内的制冷剂的蒸汽干度和蒸发传热系数之间的关系的曲线图；图10A是示出传统蒸发器内的液相制冷剂和气相制冷剂之间的关系的框图；
图10B是示出根据该实施例的蒸发器内的制冷剂的蒸汽干度和蒸发传热系数之间的关系的曲线图。
具体实施例方式
图1-5示出将应用于用在车辆上的制冷系统的蒸发设备，其作为本发明的一个实施例。如这些附图所示，该蒸发设备是将应用于使用CO2作为制冷剂的蒸汽压缩式制冷循环的设备，并包括蒸发器100和设置在该蒸发器100的制冷剂通道的一个部分处的气液分离器70。
蒸发器100具有作为基本的结构性部件的一对扁平的上部和下部贮水箱10和30；设置在该对贮水箱10和30之间的扁平热交换管1a和1b，该扁平热交换管的两个端部均流体连通地连接到该对贮水箱10和30，该扁平热交换管设置成在该贮水箱的纵向(左右方向)上彼此平行，且在该贮水箱的宽度方向(前后方向)上设置成两排；以及波形散热片，每个波形散热片均设置在相邻的管1a和1b之间。
如图2-4所示，下部贮水箱10具有贮水箱主体11和盖板20。
贮水箱主体11共具有六个制冷剂通道12a和12b，该通道在该贮水箱主体11内沿纵向延伸，且在前后方向上平行设置。
在贮水箱主体11的平的上表面上形成有多个管连接孔14a和14b，每个管连接孔均具有对应于热交换管1a和1b的端面构形的细长构形，并且该多个管连接孔以预定的间隔沿贮水箱10的纵向方向设置。
在贮水箱主体11的上表面上还形成有圆形连通孔15a和圆形连通孔15b，该圆形连通孔15a设置在前部三个制冷剂通道12a中的相邻的制冷剂通道12a之间，且在相邻的前部管连接孔14a之间，该圆形连通孔15b设置在后部三个制冷剂通道12b中的相邻的制冷剂通道12b之间，且在相邻的后部管连接孔14b之间。每个连通孔15a(15b)和每个管连接孔14a(14b)均与对应的制冷剂通道12a(12b)连通。前部连通孔15a和前部管连接孔14a使前部三个制冷剂通道12a彼此连通，而后部连通孔15b和后部管连接孔14b使后部三个制冷剂通道12b彼此连通。
在贮水箱主体11的每个端部的下侧形成切口部16，该切口部从主体11的正面延伸到该主体的背面，并跨越六个制冷剂通道12a和12b。
在贮水箱主体11的中部的下表面一侧还形成切口部16a，该切口部从主体11的正面延伸到该主体的中部，并跨越前部三个制冷剂通道12a。
盖板20的大小等于贮水箱主体11的上表面。此盖板20中形成与管连接孔14a和14b相对应的多个细长的管插孔24a和24b，该管插孔设置成两排并沿盖板的纵向相距一定间隔。
盖板20固定在贮水箱主体11的上表面上，管插孔24a和24b以叠置的方式与管连接孔14a和14b对准，从而封闭连通孔15a和15b。
如图4和5所示，上部贮水箱30具有贮水箱主体31和盖板40。
在贮水箱主体31中，以与上述相同的方式，形成总共六个制冷剂通道32a和32b，管连接孔34a和34b，以及连通孔15a和15b。
此外，如图1中所示，在上部贮水箱主体31的两个端部的上表面一侧中形成切口部36b。此外，还在贮水箱(主体)31的中部的下表面一侧中形成切口部36b，该切口部36b从该贮水箱的背面延伸到宽度方向的中部，并跨越后部三个制冷剂通道32b。
设置在上部贮水箱主体31的下表面上的盖板40以与上述相同的方式设有管插孔44a和44b。
盖板40固定在贮水箱主体31的下表面上，管插孔44a和44b以叠置的方式与管连接孔34a和34b对准，从而封闭连通孔15a和15b。
在上部贮水箱30内，由于其它结构基本与上述下部贮水箱10的结构相同，所以通过将对应的参考标号赋予相同的或对应的部分，来省略重复的说明。
另一方面，热交换管1a(1b)由通过挤出法或拉制法形成的物体构成，并且具有扁平的横截面形状。在热交换管1a(1b)内形成多个管孔2，该管孔在该管的纵向上延伸并沿该管的宽度方向设置。在此实施例中，管孔2构成热交换通道。
该多个热交换管1a和1b的上端部和下端部插入上述贮水箱10和30的盖板20和40的管插孔24a和24b，然后插入并连接到贮水箱主体11和31的管连接孔14a、14b、34a和34b。
因此，在上部和下部贮水箱10和30之间，设置有多个热交换管1a和1b，其彼此平行并沿蒸发器的宽度方向成两排。
在相邻的热交换管1a和1b之间，设置有波形散热片5。
因此，贮水箱10和30的前部制冷剂通道12a和32a经由前排的热交换管1a彼此连通，同时后部制冷剂通道12b和32b经由后排的热交换管1b彼此连通。
如图1和6所示，在每个贮水箱10和30的切口部16、16a、36和36a内，安装分隔板51-56以分隔每个制冷剂通道12a、12b、32a和32b。
位于上部贮水箱30的一个端部(右侧端部)处的分隔板51在对应于后部制冷剂通道32b的位置处具有制冷剂进口51b。剩余区域被封闭。
位于贮水箱10(30)的中部的分隔板52(53)被完全封闭。
位于上部贮水箱30的另一个端部(左侧端部)处的分隔板53在对应于后部制冷剂通道32b的位置处具有上部外连通部53b。剩余区域被封闭。
位于下部贮水箱10的另一个端部处的分隔板54在对应于前部制冷剂通道12a的位置处具有下部外连通部54a。剩余区域被封闭。
位于下部贮水箱10的一个端部处的分隔板56在对应于前部制冷剂通道12a的位置处具有制冷剂出口56a。剩余区域被封闭。
如图1和7所示，插入上部贮水箱30的一个端部的后部的制冷剂进口管61b的端部连接到制冷剂进口51b。因此，进口管61b连接到上部贮水箱30的后部制冷剂通道32b。
在垂直方向上沿蒸发器100的一个端面的前部设置的制冷剂出口管61a的下端部朝下部贮水箱10弯曲。该下端部从该下部贮水箱10的一个端面的前部插入，以连接到制冷剂出口56a。因此，制冷剂出口管61a流体连通地连接到下部贮水箱10的前部制冷剂通道12a。
另一方面，气液分离器70在垂直方向上沿蒸发器100的另一端面设置。第一连接管81的一端连接到气液分离器70的制冷剂进口71。连接管81的另一端从上部贮水箱30的另一端面的后部插入，并流体连通地连接到上部外连通部53b。因此，气液分离器70的制冷剂进口71经由第一连接管81流体连通地连接到后部制冷剂通道32b。
第二连接管82的一端连接到气液分离器70的液相出口72。连接管82的另一端从下部贮水箱10的另一端面的前部插入，并连接到下部外连通部54a。因此，气液分离器70的液相出口72流体连通地连接到下部贮水箱10的前部制冷剂通道12a。
另一方面，旁通管83的一端连接到气液分离器70的气相出口73。旁通管83的另一端连接到上述制冷剂出口管61a。因此，气液分离器70的气相出口73经由旁通管83流体连通地连接到制冷剂出口管61a。
在此实施例中，气液分离器70的气相出口73构成中间出口。
具有上述结构的此实施例的蒸发设备与压缩机、冷却器(冷凝器)例如气体冷却器和减压器例如膨胀阀一起形成使用CO2的制冷系统。
在此制冷系统内，由压缩机压缩的高温、高压的气相制冷剂被冷凝器冷却。此后，该低温、高压的制冷剂(液态制冷剂)被膨胀阀膨胀和减压，变为低温、低压的制冷剂。此低温、低压的液相制冷剂被引入蒸发器100的上部贮水箱30中的后部制冷剂通道32b的位于一端的一半(右端一半)通道内。
引入的制冷剂向下流过设置在后排热交换管1b中的该一端的一半部分(右端一半)上的多个热交换管1b(第一路径P1)，从而被引入下部贮水箱10的后排制冷剂通道12b的该一端的一半(右端一半)通道内。
引入下后部制冷剂通道12b的该一端的一半通道内的制冷剂经由后部制冷剂通道12b被引入另一端的一半(左端一半)通道内。被引入下后部制冷剂通道12b的另一端的一半通道内的制冷剂向上流过设置在后排热交换管1b中的该另一端的一半部分(左端一半)上的多个热交换管(第二路径P2)，以被引入上部贮水箱30的后部制冷剂通道32b的该另一端的一半通道内。
引入上后部制冷剂通道32b的另一端的一半通道内的制冷剂经由上部外连通部53b和第一连接管81被引入气液分离器70。
引入气液分离器70的制冷剂被分离为气相制冷剂和液相制冷剂。仅液相制冷剂经由液相出口72和第二连接管82被引入下部贮水箱10的前部制冷剂通道12a的该另一端的一半(左端一半)通道内。
引入下前部制冷剂通道12a的该另一端的一半(左端一半)通道内的制冷剂向上流过设置在前排热交换管1a中的该另一端的一半部分(左端一半)上的多个热交换管(第三路径P3)，以被引入上部贮水箱30中的前部制冷剂通道32a的该另一端的一半通道内。
引入上前部制冷剂通道32a的该另一端的一半通道内的制冷剂经由制冷剂通道32a被引入该一端的一半通道内。
从而，引入上前部制冷剂通道32a的该一端的一半通道内的制冷剂向下流过设置在前排热交换管1a中的该一端的一半部分(右端一半)上的多个热交换管(第四路径P4)，以被引入下部贮水箱10中的前部制冷剂通道32a的该一端的一半通道内。
因此，液相制冷剂在流经第一路径(P1)至第四路径(P4)时与周围空气交换热量以被加热和蒸发。
该蒸发的气相制冷剂流出制冷剂出口56a和制冷剂出口管61a。
另一方面，由气液分离器70分离的气相制冷剂经由气相出口73被引入旁通管83。然后，气相制冷剂经由该旁通管83被引入制冷剂出口管61a。
因此，绕过第三和第四路径P3和P4的分流制冷剂与通过第三和第四路径P3和P4的主制冷剂在制冷剂出口管61a内汇合。此后，汇合的制冷剂将返回压缩机。
在此实施例内，从蒸发设备的制冷剂进口51b到制冷剂出口56a的整个制冷剂通道形成蒸发器通道。
如上所述，在此实施例的蒸发设备内，尽管制冷剂的蒸汽干度因流过第一和第二路径P1和P2时发生热交换而逐渐升高，但是蒸汽干度升高的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂成分即气相制冷剂流出。此气相成分(蒸汽干度高的成分)的流出会导致整个制冷剂的蒸汽干度变差。因此，由于蒸汽干度低的制冷剂可通过第三和第四路径P3和P4，所以可由通过全部路径P1-P4的低蒸汽干度的制冷剂执行热交换。
换句话说，如图9中所示，根据此实施例的蒸发设备，在蒸发器通道的一个部分处排出蒸汽干度高的气相制冷剂。因此，如图9A中所示，可防止液相制冷剂与气相制冷剂的比率降低。结果，如图9B中所示，在蒸发器通道内，可在制冷剂的蒸汽干度不会大大超过预定值的情况下，以较低的蒸汽干度几乎在蒸发器通道的整个区域内进行热交换，从而使热交换效率和热交换性能提高。
在此实施例内，优选地，在流过第一和第二路径P1和P2的制冷剂的蒸汽干度达到0.3-0.7的范围、更优选地达到0.4-0.6的范围时，使气相制冷剂排出(流出)。
换句话说，在气相制冷剂的排放时间过晚的情况下，在排放气相制冷剂之前制冷剂的蒸汽干度可能高于预定值，从而使热交换效率变差。相反，气相制冷剂的排放时间过早也不是优选的，这是因为在排放气相制冷剂之后，制冷剂的蒸汽干度可能高于预定值，从而使热交换效率变差。
此外，为了调整第三和第四路径P3和P4内的制冷剂的蒸汽干度，以便落在上述优选范围内，优选地使蒸汽干度为0.5或更高、更优选地为0.6或更高的制冷剂流出。
另外，在此实施例内，优选地在蒸发器100之前设置气液分离器，以便仅将液相制冷剂引入蒸发器100，并在蒸发器出口附近使气相制冷剂与通过蒸发器通道的制冷剂汇合。即，在此结构内，由于仅将蒸汽干度低的液相制冷剂引入蒸发器100，所以可以更可靠地防止在蒸发器通道内制冷剂的蒸汽干度升高，从而进一步提高热交换效率。此外，由于仅将液相制冷剂引入贮水箱，所以可在贮水箱的纵向上充分填充该制冷剂，从而提高热交换通道内的分散性，这可进一步提高热交换性能。
在上述实施例内，针对其中仅设置一个用于排放蒸汽干度高的制冷剂的中间出口(气相出口73)的情况进行了说明。但是，本发明并不局限于上述情况，而是可设置两个或更多个中间出口。
此外，在上述实施例内，针对中间出口设置在第二路径和第三路径之间的情况进行说明。但是，本发明并不局限于上述情况，该中间出口可设置在该蒸发器通道上的任何部位。例如，该中间出口可设置在第一和第二路径之间，或第三和第四路径之间。当然，路径的数量并不局限于上述实施例，而是可小于三个或大于五个。
在上述实施例内，针对本发明应用于集管式蒸发器的情况进行了说明。但是，本发明并不局限于上述情况，而是可应用于其它蒸发器，例如蛇形管式蒸发器、层叠管式蒸发器、深拉杯(drawn cup)式蒸发器或具有板翅片的蒸发器。
如上所述，在本发明内，由于在蒸发过程中蒸汽干度升高的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂在蒸发器通道的中间位置流出，所以可防止在蒸发过程中制冷剂的蒸汽干度过分升高，从而可在制冷剂的蒸汽干度低的情况下几乎在蒸发器通道的整个区域内进行制冷剂的热交换。这可防止传热系数降低，从而提高了热交换效率和热交换性能。
文中所采用的术语和表述是用作说明性的而不是限制性的术语，在使用这些术语和表述时，并不排除所示及所述的特征或其部分的任何等效物，应认识到，在本发明所要求的范围内，可以有多种变型。
工业实用性本发明可用于一种用在使用CO2作为制冷剂的制冷循环或类似物内的制冷系统。本发明还可用于一种将用于该制冷系统的蒸发器，一种使制冷剂蒸发的方法以及一种配备有该制冷系统的车辆。
权利要求
1.一种用于制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
2.一种用于制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到所述贮水箱，并且该多个热交换管在所述贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将所述多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过所述多个路径而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
3.一种用于制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过所述多个蒸发通道而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过所述中间部分的蒸汽干度高的制冷剂。
4.根据权利要求1-3中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，该蒸发器配置成使得蒸汽干度为0.5或更高的制冷剂从所述中间出口流出。
5.根据权利要求1-3中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，该蒸发器配置成使得当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，通过使该分流制冷剂流出而将在所述蒸发器通道的所述中间部分处的主制冷剂的蒸汽干度调整为0.3-0.7。
6.根据权利要求1-3中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，该蒸发器配置成使得当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在所述制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
7.根据权利要求1-3中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
8.根据权利要求1-3中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
9.一种用于制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气态制冷剂。
10.一种用于制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到所述贮水箱，并且该多个热交换管在所述贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将所述多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过所述多个路径而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气态制冷剂。
11.一种用于制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过所述多个蒸发通道而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气态制冷剂。
12.根据权利要求9-11中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，该蒸发器还包括设置在所述蒸发器通道的所述中间部分处的气液分离器，其中该蒸发器配置成使得由所述气液分离器分离的气相制冷剂从所述制冷剂出口流出，而液相制冷剂经由所述蒸发器通道被引导到所述制冷剂出口。
13.根据权利要求9-11中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，该蒸发器配置成使得当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在所述制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
14.根据权利要求9-11中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
15.根据权利要求9-11中的任何一项所述的蒸发器，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
16.一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
17.一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到所述贮水箱，并且该多个热交换管在所述贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将所述多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过所述多个路径而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
18.一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过所述多个蒸发通道而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过所述中间部分的蒸汽干度高的制冷剂。
19.根据权利要求16-18中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，该制冷系统配置成使得蒸汽干度为0.5或更高的制冷剂从所述中间出口流出。
20.根据权利要求16-18中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，该制冷系统配置成使得当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，通过使该分流制冷剂流出而将在所述蒸发器通道的所述中间部分处的主制冷剂的蒸汽干度调整为0.3-0.7。
21.根据权利要求16-18中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，该制冷系统配置成使得当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在所述制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
22.根据权利要求16-18中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
23.根据权利要求16-18中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
24.一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
25.一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到所述贮水箱，并且该多个热交换管在所述贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将所述多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过所述多个路径而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
26.一种制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过所述多个蒸发通道而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
27.根据权利要求24-26中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，该制冷系统还包括设置在所述蒸发器通道的所述中间部分处的气液分离器，其中该制冷系统配置成使得由所述气液分离器分离的气相制冷剂从所述制冷剂出口流出，而液相制冷剂经由所述蒸发器通道被引导到所述制冷剂出口。
28.根据权利要求24-26中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，该制冷系统配置成使得当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在所述制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
29.根据权利要求24-28中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
30.根据权利要求24-26中的任何一项所述的制冷系统，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
31.一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
32.一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中所述蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到所述贮水箱，并且该多个热交换管在所述贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将所述多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过所述多个路径而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
33.一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；用于通过使制冷剂依次通过所述多个蒸发通道而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；其中，在对应于相邻蒸发通道之间的连接部分的所述蒸发器通道的中间部分处，通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂流出。
34.根据权利要求31-33中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，蒸汽干度为0.5或更高的制冷剂从所述蒸发器通道的所述中间出口流出。
35.根据权利要求31-33中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，通过使该分流制冷剂流出而将在所述蒸发器通道的所述中间部分处的主制冷剂的蒸汽干度调整为0.3-0.7。
36.根据权利要求31-33中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在所述制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
37.根据权利要求31-33中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
38.根据权利要求31-33中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
39.一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；其中，在设置于所述蒸发器通道的中间部分的中间出口处，通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂流出。
40.一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中所述蒸发器包括相互平行地设置且具有制冷剂进口和制冷剂出口的一对贮水箱；多个热交换管，每个热交换管的两端均流体连通地连接到所述贮水箱，并且该多个热交换管在所述贮水箱的纵向方向上彼此平行地设置；通过将所述多个热交换管分组而形成的多个路径；用于通过使制冷剂依次通过所述多个路径而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；并且其中，在设置于所述蒸发器通道的中间部分的中间出口处，通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂流出。
41.一种使用蒸发器使制冷剂蒸发的方法，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于通过使制冷剂从中通过而使制冷剂蒸发的多个蒸发通道；以及用于通过使制冷剂依次通过所述多个蒸发通道而将经由所述制冷剂进口引入的制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；并且其中，在设置于所述蒸发器通道的中间部分的中间出口处，该中间部分对应于相邻蒸发通道之间的连接部分，通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂流出。
42.根据权利要求39-41中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，所述蒸发器还包括设置在所述蒸发器通道的所述中间部分处的气液分离器，其中由所述气液分离器分离的气相制冷剂从所述制冷剂出口流出，而液相制冷剂经由所述蒸发器通道被引导到所述制冷剂出口。
43.根据权利要求39-41中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，当从所述蒸发器通道的所述中间出口流出的制冷剂被定义为分流制冷剂，而将从所述蒸发器通道的所述中间部分被引导到所述制冷剂出口的制冷剂被定义为主制冷剂时，在所述制冷剂出口附近该分流制冷剂与该主制冷剂汇合。
44.根据权利要求39-41中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
45.根据权利要求39-41中的任何一项所述的用于使制冷剂蒸发的方法，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
46.一种用于车辆制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
47.一种用于车辆制冷系统的蒸发器，所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
48.根据权利要求46或47中所述的用于车辆制冷系统的蒸发器，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
49.根据权利要求46或47中所述的用于车辆制冷系统的蒸发器，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
50.一种用于车辆的制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
51.一种用于车辆的制冷系统，其中由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
52.根据权利要求50或51中所述的用于车辆的制冷系统，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
53.根据权利要求50或51中所述的用于车辆的制冷系统，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
54.一种配备有制冷系统的车辆，其中在所述制冷系统中，由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，并且其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的蒸汽干度高的制冷剂。
55.一种配备有制冷系统的车辆，其中在所述制冷系统中，由压缩机压缩的高温、高压的制冷剂被冷却器冷却，由所述冷却器冷却的低温、高压的制冷剂被减压器减压，然后由所述减压器减压的制冷剂被蒸发器蒸发并被返回所述压缩机，并且其中所述蒸发器包括用于引入制冷剂的制冷剂进口；用于排出制冷剂的制冷剂出口；用于使经由所述制冷剂进口引入的制冷剂蒸发并将制冷剂引导到所述制冷剂出口的蒸发器通道；以及设置在所述蒸发器通道的中间部分处的中间出口，该中间出口用于排出通过所述中间部分的制冷剂中的气相制冷剂。
56.根据权利要求54或55中所述的配备有制冷系统的车辆，其特征在于，其中使用超临界制冷剂作为制冷剂。
57.根据权利要求54或55中所述的配备有制冷系统的车辆，其特征在于，其中使用二氧化碳(CO2)制冷剂作为制冷剂。
全文摘要
本发明是为提供一种能够防止蒸发器通道内的制冷剂的蒸汽干度升高并获得良好的热交换效率的使用CO
文档编号F28F9/02GK1784576SQ20048001254
公开日2006年6月7日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年5月9日
发明者新村悦生, 羽田治, 武幸一郎 申请人:昭和电工株式会社