专利名称：用于向热交换器分配流体的歧管组件的制作方法
技术领域：
本公开大体而言涉及热交换器系统且更特定而言涉及用于热交换器系统的歧管组件。
背景技术：
诸如平行流动热交换器系统(“平行流动系统”)的热交换系统在冷凝器和蒸发器应用中用于多种产品和系统设计和配置。通常，平行流动系统包括热交换器，诸如蒸发器， 其具有多个平行通路，多个平行通路流体地联接于入口歧管组件中的多个通道与出口歧管组件中的多个通道之间。在操作中，冷却剂(有时被称作制冷剂)以基本上垂直于入口歧管组件和出口歧管组件方向的流动方向分配到热交换器的通路内且流过热交换器的通路。随着空气流穿过热交换器，在空气流动与冷却剂流体之间进行热交换。由于流动设计所造成的冷却剂在热交换器系统中特别是在平行流动系统中的不均勻分配是本领域中熟知的。由于热交换器通路内和穿过热交换器通路产生的流动阻抗和压降差异，在外部传热表面上不均勻的空气流动分配，不当的热交换器定向或者较差的歧管和分配系统设计，可发生冷却剂的不均勻分配。举例而言，在平行流动系统中，部分地由于入口歧管组件和出口歧管组件内的内部冷却剂分配路径变化的长度造成不均勻的分配， 其可能会导致穿过通路产生变化的压降。在现有技术中，歧管组件中的通道已被调整以减小不均勻冷却剂分配的不利影响。举例而言，在通过热交换器的空气流分配不均勻的那些情形中，在每个通道中的流动剖面可被调整使得更多的冷却剂流过热交换器中向更高百分比空气流暴露的通路。但是，在歧管组件包括具有不同调整流动剖面的通道的情况下可引起制造问题。举例而言，具有第一流动剖面的第一通道可在外部看起来类似于第二通道，第二通道具有不同于第一流动剖面的第二流动剖面。这种外部类似性可导致不同通道在歧管组件中不当放置，导致不当的冷却剂流动特征。
发明内容
根据本发明的一方面，本发明提供一种用于向热交换器分配流体的歧管组件，其包括多个通道和歧管。多个通道包括一个或多个第一通道和一个或多个第二通道。每个第一通道具有第一流动剖面和带第一截面几何形状的歧管端部。每个第二通道具有第二流动剖面和带第二截面几何形状的歧管端部。第一截面几何形状不同于第二截面几何形状。歧管具有内腔，进入端口，一个或多个第一通道端口和一个或多个第二通道端口。每个第一通道端口被配置成与第一通道的歧管端部配合。每个第二通道端口被配置成与第二通道的歧管端部配合。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种用于制造分配流体到热交换器的歧管组件的方法。该方法包括以下步骤a)提供歧管，其具有内腔；一个或多个第一通道端口，每个第一通道端口具有第一端口几何形状；以及，一个或多个第二通道端口，每个第二通道端口具有第二端口几何形状，第二端口几何形状不同于第一端口几何形状；b)提供一个或多个第一通道，每个第一通道具有歧管端部和室端部(cell end)，且每个第一通道具有第一流动剖面，其中每个第一通道的歧管端部与每个第一通道端口配合；c)提供一个或多个第二通道，每个第二通道具有歧管端部和室端部，且每个第二通道具有第二流动剖面，其中每个第二通道的歧管端部与每个第二通道端口配合；以及，d)使每个第一通道的歧管端部与置于歧管内的第一通道端口之一配合；且使每个第二通道的歧管端部与置于歧管内的第二通道端口之一配合，以将歧管内腔流体地联接到第一通道和第二通道。
图1是热交换器系统的一个实 施例的示意图。图2是歧管组件的一个实施例的示意图。图3是第一通道的一个实施例的示意图。图4是第二通道的一个实施例的示意图。
具体实施例方式图1是用于在内部流动的流体(例如，冷却剂或制冷剂)与外部流动的流体(例如， 空气)之间进行热交换的热交换器系统100的一个实施例的示意图。该热交换器系统100 包括至少一个歧管组件10和具有至少一个室的热交换器12。应当指出的是在一些实施例中，热交换器12的不同室可分成物理上分开的单元，如本领域中已知的那样(未图示)。图2是用于将流体分配到热交换器12的一个或多个室的歧管组件10的一个实施例的示意图。歧管组件10包括歧管14和多个管状通道(也被称作“扩孔(reamer)”)。多个管状通道包括一个或多个第一通道16和一个或多个第二通道18。歧管14包括在第一端22与第二端24之间延伸的内腔20，一个或多个第一通道端口 26，一个或多个第二通道端口 28，以及入口端口 30。端口流体地联接到内腔20。每个第一通道端口 26具有与第一通道16的歧管端部的截面几何形状配合的几何形状，如将在下文中所描述的那样。每个第二通道端口 28具有与第二通道18的歧管端部的截面几何形状配合的几何形状，如将在下文中所描述的那样。第一通道端口 26的几何形状不同于第二通道端口 28的几何形状。现参看图3，每个第一通道16具有在歧管端部34与室端部36之间延伸的中央部段32和内部通路38。内部通路一直延伸穿过在歧管端部34与室端部36之间的第一通道 16以允许流体通过通道传递。歧管端部34具有截面几何形状且室端部36具有截面几何形状。在一些实施例中，室端部36的截面几何形状不同于歧管端部34的截面几何形状。在图3所示的实例中，歧管端部34、中央部段32和室端部36具有圆形截面。歧管端部34的直径等于中央部段32的直径，且室端部36具有比二者的直径小的直径。前述截面几何形状并不限于圆形，且相对直径可改变以适合当前应用。在一些实施例中，第一肩部40或焊珠在周向置于第一通道16周围。
在大部分实施例中，第一通道16具有在歧管端部34与室端部36之间形成压差的特征。压差大于通常由于摩擦或诸如管路配置的其它因素所造成的管路损失。该特征可为第一通道16截面积的变化(例如，收缩)或者其可为可通过操作以阻挡通路38内流动的元件。带孔口 44 (流动必须通过该孔口 44传递)的杯形流动限制器42为可置于第一通道16 的通路38内以阻挡流动从而对通过第一通道16的流动形成压差的特征的实例。本发明并不限于任何特定类型的特征。选择性地选定该特征以在预期操作条件下穿过第一通道16 形成特定压差，该压差可一般地被称作第一流动剖面。现参 看图4，第二通道18具有在歧管端部48与室端部50之间延伸的中央部段46 以及内部通路52。内部通路52 —直延伸穿过在歧管端部48与室端部50之间的第二通道 18以允许流体通过通道传递。歧管端部48具有截面几何形状且室端部50具有截面几何形状。在一些实施例中，室端部50的截面几何形状不同于歧管端部48的截面几何形状。在图4所示的实例中，歧管端部48、中央部段46和室端部50具有圆形截面。歧管端部48的直径小于中央部段46和室端部50的直径，且室端部50具有小于中央部段46的直径。前述截面几何形状并不限于圆形，且相对直径可改变以适合当前应用。在一些实施例中，第一肩部54或焊珠在周向置于第二通道18周围。第二通道18的歧管端部48的截面几何形状不同于第一通道16的歧管端部34的截面几何形状。因此，与置于歧管14中的第二通道端口 28配合的每个第二通道18的歧管端部48将仅与第二通道端口 28配合且将不与置于歧管14内的第一通道端口 26配合。第一通道端口 26被配置成与第一通道16的歧管端部34配合。术语“配合”在本文中用于描述在通道的歧管端部与歧管端口之间的连接，其中该端部与该端口物理地配合(例如，一个可接纳于另一个内)使得在二者之间的装配允许密封它们之间的泄漏。在大部分实施例中，第二通道18具有在歧管端部48与室端部50之间形成压差的特征。该特征可为第一通道16的截面积变化(例如，收缩)或者其可为可通过操作以阻挡通路52内流动的元件。带孔口 58 (流动必须通过该孔口 58传递)的杯形流动限制器56为可置于第一通道16的通路52内以阻挡流动从而对通过第一通道16的流动形成压差的特征的实例。本发明并不限于任何特定类型的特征。选择性地选定该特征以在预期操作条件下穿过第二通道18形成特定压差，该压差可一般地被称作第二流动剖面。将第一通道16和第二通道18组装到歧管14上需要预期的通道与歧管14内的预期的通道端口配合。相对于歧管14正确地定位通道确保了预期的通道流动剖面与热交换器12内的预期区域匹配。在现有技术中，可能会将第一通道16和第二通道18放置于不正确的位置，因为第一通道16和第二通道18常常从其外部看起来很类似且可相对于歧管互换。在本歧管组件下方，第一通道16和第二通道18相对于歧管14的位置由第一通道16 和第二通道18的歧管端部34、48和歧管14的第一通道端口 26和第二通道端口 28配合的几何形状决定。如上文所述，第二通道18的歧管端部48的截面几何形状不同于第一通道 16的歧管端部34的截面几何形状。因此，每个第二通道18的歧管端部48将仅与置于歧管14内的第二通道端口 28配合且每个第一通道16的歧管端部34将仅与置于歧管14内的第一通道端口 26配合。在操作中，流体通过歧管组件10中的入口端口 30进入热交换器系统100。流体从进入端口 30流入到歧管14的内腔20，流过第一通道16和第二通道18且流入到热交换器12内。流体的具体流动模式部分地由第一通道16和第二流动通道18的流动剖面来决定。因此，第一通道16和第二通道18相对于歧管14和热交换器12定位使得特定通道的流动剖面造成热交换器12的对准区域中所需的流体流动。因此，歧管组件10生成到热交换器12内选择性地选定的非均勻的流体流动，其经受非均勻的横向流动(cross flow)，从而改进了热交换器12的性能。还公开了用于制造图1所示的歧管组件10的方法的一个实施例。尽管该方法包括各种步骤，应当指出的是步骤次序并非固定的且这些步骤可以多种不同次序来执行。另外， 在一些实施例中，一些步骤可被删除或组合为单个步骤。在步骤(a)，提供歧管14，其具有 内腔20 ；—个或多个第一通道端口 26，每个第一通道端口具有第一端口几何形状；以及，一个或多个第二通道端口 28，每个第二通道端口具有第二端口几何形状。第二端口几何形状不同于第一端口几何形状。在步骤(b)，提供一个或多个第一通道16，每个第一通道具有歧管端部，室端部，和第一流动剖面。每个第一通道16的歧管端部与每个第一通道端口 26配合。在步骤(c)，提供一个或多个第二通道18，每个第二通道具有歧管端部，室端部，和第二流动剖面。每个第二通道18的歧管端部与每个第二通道端口 28配合。在步骤(d)，使每个第一通道16的歧管端部与置于歧管内的第一通道端口 26之一配合；且使每个第二通道18 的歧管端部与置于歧管内的第二通道端口 28之一配合，以将歧管内腔20流体地联接到第一通道16和第二通道18。虽然公开了本发明的各种实施例，但对于本领域普通技术人员显然的是，在本发明的范围内许多更多的实施例和实施方式是可能的。因此，除了受到所附权利要求和其等效物限制之外，本发明并不受其它内容限制。
权利要求
1.一种用于向热交换器分配流体的歧管组件，包括多个通道，其包括一个或多个第一通道和一个或多个第二通道，每个第一通道具有第一流动剖面和具有第一截面几何形状的歧管端部，每个第二通道具有第二流动剖面且具有第二截面几何形状的歧管端部，其中所述第一截面几何形状不同于第二截面几何形状；以及，歧管，其具有内腔，进入端口，一个或多个第一通道端口，每个第一通道端口被配置成与第一通道的歧管端部配合；以及，一个或多个第二通道端口，每个第二通道端口被配置成与第二通道的歧管端部配合。
2.根据权利要求1所述的歧管组件，其特征在于，每个第一通道的歧管端部具有带外径的圆形第一截面几何形状，且每个第二通道的歧管端部具有带外径的圆形第二截面几何形状，且所述第二通道的歧管端部的外径小于所述第一通道的歧管端部的外径。
3.根据权利要求2所述的歧管组件，其特征在于，所述第一通道端口具有内径，且所述第二通道端口具有内径，且所述第一通道的歧管端部的外径大于所述第二通道端口中每一个的内径。
4.根据权利要求1所述的歧管组件，其特征在于，每个第一通道的歧管端部被配置成接纳于所述歧管的第一通道端口之一内。
5.根据权利要求1所述的歧管组件，其特征在于，每个第二通道的歧管端部被配置成接纳于所述歧管的第二通道端口之一内。
6.根据权利要求1所述的歧管组件，其特征在于，所述第一流动剖面不同于所述第二流动剖面。
7.一种用于制造分配流体到热交换器的歧管组件的方法，包括以下步骤提供歧管，其具有内腔；一个或多个第一通道端口，每个第一通道端口具有第一端口几何形状；以及，一个或多个第二通道端口，每个第二通道端口具有第二端口几何形状，所述第二端口几何形状不同于所述第一端口几何形状；提供一个或多个第一通道，每个第一通道具有歧管端部和室端部，且每个第一通道具有第一流动剖面，其中每个第一通道的歧管端部与每个第一通道端口配合；提供一个或多个第二通道，每个第二通道具有歧管端部和室端部，且每个第二通道具有第二流动剖面，其中每个第二通道的歧管端部与每个第二通道端口配合；以及使每个第一通道的歧管端部与置于所述歧管内的所述第一通道端口之一配合；以及， 使每个第二通道的歧管端部与置于所述歧管内的所述第二通道端口之一配合；从而将所述歧管的内腔流体地联接到所述第一通道和第二通道。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每个第一通道的歧管端部具有带第一外径的圆形截面，每个第二通道的歧管端部具有带第二外径的圆形截面，且所述第一直径大于所述第二直径。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每个第一通道的歧管端部通过插入到所述第一通道端口内而与所述第一通道端口之一配合，且每个第二通道的歧管端部通过插入到所述第二通道端口内而与所述第二通道端口之一配合。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一流动剖面大于所述第二流动剖面。
全文摘要
本发明提供一种用于将流体分配到热交换器的歧管组件和用于产生该歧管组件的方法。该歧管组件包括多个通道和歧管。多个通道包括一个或多个第一通道和一个或多个第二通道。每个第一通道具有第一流动剖面和具有第一截面几何形状的歧管端部。每个第二通道具有第二流动剖面和具有第二截面几何形状的歧管端部。第一截面几何形状不同于第二截面几何形状。歧管具有内腔，进入端口，一个或多个第一通道端口和一个或多个第二通道端口。每个第一通道端口被配置成与第一通道的歧管端部配合。每个第二通道端口被配置成与第二通道的歧管端部配合。
文档编号F28F9/20GK102348953SQ201080011316
公开日2012年2月8日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月13日
发明者J. 波特 K., J. 赫夫伦 W. 申请人:开利公司