换热器的制造方法
【专利摘要】本发明提供换热器，在流体的流量广泛的方式中，能够将流体均等地分配到多个流路，该换热器具有：流路形成部(51)，其具有多个排列的流体流路；分配路形成部(53)，其具有多个流体流路的各自的入口(55)连通的分配路(57)；筒状隔壁(59)，其设置在分配路形成部内，分配路位于该筒状隔壁的外周外侧，并且在该筒状隔壁的内侧划分出导入路(63)，筒状隔壁具有多个分配孔(65)，在将导入路的流路截面积设为S，将导入路的流路直径设为d，将多个分配孔的面积σ的总和设为Σσ，将多个分配孔的排列长度设为L，将分配孔的直径设为d'时，满足L/d'×π(d/2)＾2＞Σσ≥2S。
【专利说明】换热器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及换热器。
【背景技术】
[0002] 在板式换热器中，形成有多列波形的凹凸的传热板被多个地层叠，在每一对传热 板之间交替地形成第1流路及第2流路。而且，在第1流路中流通的第1流体和在第2流 路中流通的第2流体之间进行热交换。
[0003] 另外，在专利文献1公开的板式换热器中，在与多个制冷剂流路的入口侧连通的 下部空间内设置具有大量分配孔的分配管，计划制冷剂的均等的分配。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特表平8-504027号
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 但是，仅通过在与多个制冷剂流路的入口侧连通的下部空间内设置具有分配孔的 分配管，在制冷剂流量广泛的方式中，实现制冷剂的均等分配是困难的，尤其，在制冷剂为 低流量的情况下，不能实现制冷剂的均等分配的可能性高。在换热器作为蒸发器发挥功能 的情况下，气液二相状态的制冷剂流入分配管，但在流量较大的流动中，气相的制冷剂在管 轴附近流动，发生液相的制冷剂在其周围以环状流动这样的半径方向的气液分离状态。另 一方面，在制冷剂的流量较少的流动、流速小的流动中，由惯性力引起，大量的液相的制冷 剂容易流动到分配管的里侧，并且，在分配管的下侧大量存在液相的制冷剂，在上侧大量存 在气相的制冷剂，发生这样的上下方向的气液分离状态。因此，在流量较少的流动中，使制 冷剂从多个分配孔朝向分配管的延伸方向均等地流出变得困难。像这样，在高流量的流动 和低流量的流动中，气液分离状态不同，尤其，在低流量的制冷剂流动中，将制冷剂均等地 分配到多个流路是困难的。
[0009] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种换热器，在热交换用流体的 流量广泛的方式中，尤其，在低流量的流动中，也能够将热交换用流体均等地分配到多个流 路。
[0010] 用于解决技术课题的技术方案
[0011] 为了实现上述目的，本发明的换热器具有：流路形成部、分配路形成部和筒状隔 壁，所述流路形成部具有多个排列的流体流路；所述分配路形成部具有所述多个流体流路 的各自的入口连通的分配路；所述筒状隔壁设置在所述分配路形成部内，所述分配路位于 所述筒状隔壁的外周外侧，并且在所述筒状隔壁的内侧划分出导入路，所述筒状隔壁分别 具有连通所述导入路和所述分配路的多个分配孔，在将所述导入路的流路截面积设为S， 将所述导入路的流路直径设为d，将所述多个分配孔的面积 σ的总和设为Σ σ，将所述 多个分配孔的排列长度设为L，将所述分配孔的直径设为d'时，L/d' X π (d/2) a 2 > Σ σ 彡 2S。
[0012] 发明的效果
[0013] 根据本发明，在热交换用流体的流量广泛的方式中，尤其，在低流量的流动中，也 能够将热交换用流体均等地分配到多个流路。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是表示本发明的实施方式的板式换热器的构成要素的立体图。
[0015] 图2是从侧方表示板式换热器的图。
[0016] 图3是表示作为板式换热器的主要构成要素的板的图。
[0017] 图4是表示板式换热器的第1流体的入口附近部分的图。
[0018] 图5是沿图4的V-V线的剖视图。
[0019] 图6是与筒状隔壁相关的立体图。
[0020] 图7是沿图6的VII-VII线的剖视图。
[0021] 图8是表示Σ σ/S和分配率D之间的关系的线图。
[0022] 图9是表示关于Σ 〇/S和分配率D之间的关系，由分配孔的方向产生的差异的线 图。
【具体实施方式】
[0023] 以下，对本发明的换热器的实施方式，基于附图进行说明。此外，在图中，同一附图 标记表示同一或对应的部分。
[0024] 图1是表示本实施方式的板式换热器的构成要素的立体图，图2是从侧方表示板 式换热器的图。另外，图3是表示作为板式换热器的主要构成要素的板的图。
[0025] 板式换热器1具有前侧加强用侧板3、后侧加强用侧板5、分别层叠在这些加强用 侧板之间的多张前侧传热板7及多张后侧传热板9。
[0026] 在前侧传热板7的四角，设置有第1流体的入口 11、第1流体的出口 13、第2流体 的入口 15及第2流体的出口 17这四个开口。另外，在前侧传热板7及后侧传热板9的各 自的四角，设置有第1流体的往路孔19、第1流体的复路孔21、第2流体的往路孔23、第2 流体的复路孔25这四个贯通孔。
[0027] 在本实施方式中，是以板式换热器1作为蒸发器使用的例子，将制冷剂作为第1流 体，并将水作为第2制冷剂。具体来说，如图1所示，箭头A所示的制冷剂从第1流体的入 口 11流入板式换热器1内，通过多个第1流体的往路孔19及多个第1流体的复路孔21流 动，并从第1流体的出口 13向板式换热器1外流出。另外，箭头B所示的水从第2流体的 入口 15流入板式换热器1内，通过多个第2流体的往路孔23及多个第2流体的复路孔25 流动，并从第2流体的出口 17向板式换热器1外流出。
[0028] 另外，在每个前侧传热板7及后侧传热板9之间交替地形成第1流路及第2流路。 由此，作为第1流体的制冷剂在包含多个第1流体的往路孔19在内的下部空间中流动时 (严密地来说，如下所述地从分配管的大量的分配孔流出），并被分配供给到多个第1流路， 如箭头Al所示，曲折地向上移动后，集中于包含多个第1流体的复路孔21在内的上部空 间，并从第1流体的出口 13流出。同样地，作为第2流体的水在包含多个第2流体的往路 孔23在内的下部空间中流动时，被分配供给到多个第2流路，如箭头Bl所示，曲折地向上 移动后，集中于包含多个第2流体的复路孔25在内的上部空间，并从第2流体的出口 17流 出。
[0029] 在作为第1流体的制冷剂和作为第2流体的水如箭头Al及Bl所示地向上移动期 间，经由隔着两者的对应的前侧传热板7及后侧传热板9进行热交换。在前侧传热板7及 后侧传热板9上分别形成多列波形状的凹凸，通过该凹凸27形成第1流路及第2流路。
[0030] 本发明的换热器具有流路形成部、分配路形成部和筒状隔壁，对它们进行说明。图 4是表示上述板式换热器的第1流体的入口附近部分的图，图5是沿图4的V-V线的剖视 图。此外，图5优先说明的明确性并示意地表示构造。而且，图6是与筒状隔壁相关的立体 图，图7是沿图6的VII-VII线的剖视图。
[0031] 流路形成部51是具有多个排列的流体流路的部分。具有上述前侧传热板7及后 侧传热板9中的流体的向上流动的部分作为流路形成部51发挥功能。即，作为多个排列的 流体流路，相当于沿前侧传热板7及后侧传热板9的层叠方向排列的多个第1流路、和同样 地沿层叠方向排列的多个第2流路。
[0032] 分配路形成部53是具有与多个流体流路的各个入口 55连通的分配路57的部分。 前侧传热板7及后侧传热板9中的流体的横向流动（通过第1流体的往路孔19、第2流体 的往路孔23的流动）的部分作为分配路形成部53发挥功能。
[0033] 筒状隔壁59设置在分配路形成部53内，在本实施方式的具体例中，是穿插在多个 第1流体的往路孔19或多个第2流体的往路孔23中的圆筒状的分配管61。分配路57在 分配管61的外周外侧形成为环状。另外，在分配管61的内侧，存在由分配管61的内表面 划分出的导入路63。
[0034] 在分配管61上设置有多个分配孔65。多个分配孔65分别连通导入路63和分配 路57。多个分配孔65沿着分配管61的延伸方向，S卩，前侧传热板7及后侧传热板9的层叠 方向并列。
[0035] 在本实施方式中，如图6及图7所示，多个分配孔65全部是圆形的贯通孔，形成为 相同程度的大小。另外，多个分配孔65以等间隔配置。另外，如图5所示，流体流路的各自 的排列方向尺寸h构成为相同的尺寸。
[0036] 主要如图5所示，多个流体流路的各个入口 55在筒状隔壁59的上方，与分配路57 连通。另外，如图7所示，多个分配孔65中的60%以上在筒状隔壁59上朝下地形成。艮P， 在从分配管61来看，多个流体流路的各个入口 55所存在的上方侧为0度的情况下，多个分 配孔65形成在成为入口 55的相反侧的下方侧的180度的位置。
[0037] 多个分配孔65的直径d'分别构成为流体流路的排列方向尺寸h的40?100%。 另外，将导入路63的流路截面积（将流体流路的排列方向作为垂线这样的朝向的截面） 设为S，将导入路63的流路直径设为d，将多个分配孔65的面积σ的总和设为Σ 〇，将多 个分配孔65的排列长度（最上游侧的分配孔的上游侧缘部和最下游侧的分配孔的下游侧 缘部之间的长度）设为L，将分配孔65的直径设为d'时，以满足L/d' X π (d/2) a 2 > Σ σ > 2S的方式构成各关系部。
[0038] 通过以上结构，例如第1流体首先从第1流体的入口 11流入作为筒状隔壁59的 分配管61内，在导入路63中流动，并且，从多个分配孔65向分配管61的外的分配路57流 出，而且，从该分配路57通过各个流路的入口 55,被分配到各个流体流路，在各个流路中上 升。
[0039] 在上述本实施方式的板式换热器中，导入路和多个分配孔的关系为Σ 〇 > 2S，据 此，大幅地促进液体或气液向各流体流路的均等分配。即，隔开相邻的分配孔彼此的分配管 的隔壁部分成为阻力体（抵抗体），流体的压力分布被均匀化，并且，得到整流效果，促进流 体均等地向各流体流路分配。由此，无论单相、气液二相如何，各流路中的热交换都能够均 等地进行。尤其是在气液二相的情况下，在分配管内，第1流体形成环状流，或者通过上述 隔壁部分容易形成均质流，从而能够实现气液的均等分配。
[0040] 这里，对在本实施方式的板式换热器中得到的均等分配性进行说明。图8是表示 Σ〇/S和分配率D之间的关系的线图。图8的横轴表示Σσ/S，纵轴表示分配率D。分配 率D通过以下的式（1)算出。
[0041] [式 1]
【权利要求】
1. 一种换热器，其特征在于，具有流路形成部、分配路形成部和筒状隔壁， 所述流路形成部具有多个排列的流体流路； 所述分配路形成部具有所述多个流体流路的各自的入口连通的分配路； 所述筒状隔壁设置在所述分配路形成部内，所述分配路位于所述筒状隔壁的外周外 侦牝并且在所述筒状隔壁的内侧划分出导入路， 所述筒状隔壁分别具有连通所述导入路和所述分配路的多个分配孔， 在将所述导入路的流路截面积设为S，将所述导入路的流路直径设为d，将所述多个分 配孔的面积0的总和设为2 0，将所述多个分配孔的排列长度设为L，将所述分配孔的直 径设为d'时，满足 L/d，X Jr (d/2) ^ 2 > I：〇彡2S。
2. 如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述多个分配孔的直径d'分别为所述流 体流路的排列方向尺寸h的40?100%。
3. 如权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，所述流路形成部将形成有多列凹凸的 传热板层叠多个，并在每一对所述传热板之间交替地形成有第1流路及第2流路，在多个所 述第1流路中流通的第1流体和在多个所述第2流路中流通的第2流体之间进行热交换， 所述多个流体流路是所述多个第1流路。
4. 一种制冷循环装置，其特征在于，搭载了权利要求1至3中任一项所述的换热器。
【文档编号】F28F9/22GK104380027SQ201380032095
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月12日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】伊东大辅, 冈崎多佳志 申请人:三菱电机株式会社