制冷剂分流结构、微通道分流组件、换热器及空调器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种制冷剂分流结构、微通道分流组件、换热器及空调器，包括柱体，柱体上设置有分流腔、制冷剂入口和分流道，分流道为沿着柱体的外表面设置的槽形流道，制冷剂入口和每一分流腔经由槽形流道流体连通。本实用新型可以控制进入分流腔中的制冷剂的量，为精确控制制冷剂的分配量提供了条件，整个结构分流结构的高度不会受到影响，适用范围更广。
【专利说明】制冷剂分流结构、微通道分流组件、换热器及空调器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空调器【技术领域】，特别是涉及一种制冷剂分流结构、微通道分流组件、换热器及空调器。
【背景技术】
[0002]微通道换热器因其换热效率高逐步在空调系统中得到越来越广泛的应用，其结构形式是:两边两条互相平行的集管，两集管间通过多条换热的多孔的扁管进行连接。微通道换热器作为换热器，比如冷凝器进行工作时，用于传导热量或冷量的制冷剂需要从集管的内腔通过分配结构(即“分配器”)分配到与集管相连的多条扁管中去。但是，上述分配过程经常会出现制冷剂分配困难的问题，其容易导致微通道换热器在换热应用中受到一定程度的限制。针对该问题，目前已有的解决方案有:
[0003]I)沿用传统翅片管换热器的分流方式，分为多个支路，采用分流毛细管进行分流。但是，该方案所使用的扁管动辄几十个、甚至上百个，该分流方式使得分配器体积太大，而且这么分流多支路导致整体结构复杂。
[0004]2)微通道换热器安装使用时，使各扁管呈竖直方向布置，此时分流管处于同一水平面，从而可以在同一水平面分流，进而使得分流更加均匀。但是，制冷剂在竖向放置的扁管中流动时，其重力会增加流体在管中的阻力，若从下向上分配，高度太大，则需要克服较大的重力势能，造成系统压比大，导致上下游制冷剂分布不均，换热效率低，因此微通道换热器的不宜过高，仅仅适用于小尺寸的平板形换热器。另外，竖直布置扁管时，若折弯设计则易导致翅片脱离扁管，所以一般不采用折弯式换热器。
[0005]现有技术存在对上述技术问题改进的需求。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提出一种改进的制冷剂分流结构、微通道分流组件、换热器及空调器，解决了微通道换热器换热时的制冷剂分配困难的问题。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案:
[0008]一种制冷剂分流结构，其包括柱体，所述柱体上设置有分流腔、制冷剂入口和分流道，其中:所述分流道为沿着所述柱体的外表面设置的槽形流道，所述制冷剂入口和每一所述分流腔经由所述槽形流道流体连通。
[0009]进一步地，所述槽形流道围绕所述制冷剂入口呈辐射状。
[0010]进一步地，所述制冷剂入口直接通过所述槽形流道与每一所述分流腔流体连通。[0011 ] 进一步地，所述槽形流道为分叉结构，具有进口和至少两个出口，所述进口与所述制冷剂入口流体连通，每一所述出口对应流体连通一所述分流腔。
[0012]进一步地，所述槽形流道为直线或曲线。
[0013]进一步地，所述槽形流道的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形或D形。
[0014]进一步地，D = 4S/C，其中:所述D、所述S和所述C分别为所述槽形流道的水力直径、横截面面积和横截面润湿周长。
[0015]进一步地，所述槽形流道的出口的下沿的高度高于所述分流腔的下沿的高度。
[0016]进一步地，各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
[0017]本实用新型还提供一种微通道分流组件，包括集管，所述集管设置有制冷剂入口和扁管孔；其包括上述各实施例中的制冷剂分流结构，所述集管套设在所述制冷剂分流结构中的柱体之外并相连接，所述集管的制冷剂入口的中心线与所述柱体上的制冷剂入口的中心线基本重合，所述扁管孔的中线与所述柱体上的分流腔的中线基本平齐。
[0018]本实用新型还提供一种微通道换热器，其包括上述各实施例中的制冷剂分流结构。
[0019]进一步地，还包括集管和扁管，其中:所述集管设置有制冷剂入口和扁管孔，所述集管套设在所述制冷剂分流结构中的柱体之外并相连接，所述集管的制冷剂入口的中心线与所述柱体上的制冷剂入口的中心线基本重合，所述扁管孔的中线与所述柱体上的分流腔的中线基本平齐；所述扁管通过所述扁管孔位于所述分流腔中。
[0020]本实用新型还提供一种空调器，其包括上述各实施例中的制冷剂分流结构。
[0021]基于上述技术方案，本实用新型的优点是:
[0022]由于本实用新型设置了柱体，柱体上设置了分流腔、制冷剂入口和分流道，分流道为设置在主体表面的槽形流道，制冷剂入口和每一分流腔之间通过槽形流道相连通，通过控制槽形流道的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状中的一种或多种参数，从而可以控制进入分流腔中的制冷剂的量，为精确控制制冷剂的分配量提供了条件；另外，本实用新型安装使用时可以将扁管水平放置，因此制冷剂在扁管中的流动不会受到重力的影响，从而整个结构分流结构的高度不会受到影响，进而适用范围更广。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0024]图1为本实用新型所提供的微通道换热器的一实施例的结构示意图；
[0025]图2为图1的总装分解图；
[0026]图3?6为图1中的制冷剂分流结构的结构示意图；
[0027]图7?10为图1中的集管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0029]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0030]如图1?10所示，本实用新型所提供的制冷剂分流结构包括柱体1，柱体I上设置有分流腔2、制冷剂入口 4和分流道。其中:所述分流道为沿着柱体I的外表面设置的槽形流道5，制冷剂入口 4和每一分流腔2经由槽形流道5流体连通。此处的并不意图局限于制冷剂入口 4通过槽形流道5直接与每一分流腔2流体连通，制冷剂入口 4还可以经由槽形流道5和除了槽形流道5外的部件与每一分流腔2进行流体连通。本实用新型可以通过控制槽形流道的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状中的一种或多种参数，从而可以控制进入分流腔中的制冷剂的量，为精确控制制冷剂的分配量提供了条件。
[0031]上述实施例中，数个分流腔2均开设在柱体I表面且沿柱体I的轴向间隔分布，比如:各分流腔2均可以从柱体I的外表面延伸至柱体I内部，形成梳齿状。每一个分流腔2用于放置扁管3，其所容纳的扁管3的数目可以是一个，也可以是多个，也就是说，可以数个扁管3由同一个分流腔2供给制冷剂，这样可以在一个体积较为有限的柱体I上实现更多的分流流道。当然，每一分流腔2中的各扁管3的厚度之和与该分流腔2的高度相适配。
[0032]制冷剂入口 4开设在柱体I上分流腔2之外的部分，制冷剂入口 4和每一个分流腔2之间通过槽形流道5相连通，每一槽形流道5沿着柱体I的表面进行开设。从图中可以看出:槽形流道5围绕制冷剂入口 4呈辐射状。槽形流道5具有进口 51和出口 52，进口51与制冷剂入口 4相连接，出口 52连接分流腔2。因此，制冷剂从制冷剂入口 4进入槽形流道5的进口 51，经由槽形流道5到达出口 52，再由出口 52进入与其相连通的分流腔2中，最后由分流腔2进入扁管3中。
[0033]当然，制冷剂入口 4可以直接通过槽形流道5与每一分流腔2流体连通。也可以将槽形流道5设置成为分叉结构，使槽形流道5具有进口和至少两个出口，该进口与制冷剂入口 4流体连通，每一出口对应流体连通一分流腔2。本实施例中分叉结构的槽形流道5可以逐级对制冷剂进行扩散分流，这种结构简单，解决了制冷剂分配困难的问题，为精确控制制冷剂的分配量提供了条件。
[0034]对于相对高度低于制冷剂入口 4的分流腔2而言，从制冷剂入口 4输送的制冷剂由于重力作用必然具有一定的重力势能，该重力势能可以转化成制冷剂的动能，所以相对高度低于制冷剂入口 4的分流腔2比相对高度高于制冷剂入口 4的分流腔2更容易分配到制冷剂，因此，本实用新型将制冷剂入口 4设置在柱体I的中间高度较为适宜，以尽量保证分配均匀为原则。
[0035]从上述分析可以看出:通过控制槽形流道5，可以对进入分流腔2中的制冷剂的量进行均匀地分配，而且本实用新型所提供的制冷剂分流结构的结构相对于现有技术中传统翅片管换热器更为简单，而且安装使用时可以将扁管3水平放置，因此制冷剂在扁管3中的流动不会受到重力的影响，从而整个结构分流结构的高度不会受到影响，进而适用范围更广。
[0036]上述实施例中，槽形流道5的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状中的至少一种参数为可调。制冷剂入口 4的制冷剂流体的压力相同，通过调节槽形流道5的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状中的一种或多种，可以精确地控制制冷剂从制冷剂入口 4到分流腔2之间的压降，从而可以控制进入分流腔2的制冷剂流量。制冷剂入口 4到分流腔2之间的压降越小，沿槽形流道5的阻力和压力损失越小，流速也就越快，单位时间流量也就越大。下面通过各个参数对进入分流腔2的制冷剂流量的影响进行说明。
[0037]1、关于轨迹曲率，其是指槽形流道5所要走的路线或者轨迹的半径，比如可以是直线轨迹，也可以曲线轨迹。将其中的直线轨迹和曲线轨迹进行比较可知:在轨迹长度、横截面面积和横截面形状相同的情形下，直线轨迹的曲率半径更小，制冷剂经过直线轨迹的槽形流道5后，压力损失更小，压降也就更小，从而分配给分流腔2的流量相对更大。
[0038]2、关于轨迹长度，其是指槽形流道5所要走的路程。在轨迹曲率、横截面面积和横截面形状相同的情形下，轨迹长度较短的压力损失更小，压降也就更小，从而分配给分流腔2的流量相对更大。
[0039]3、关于横截面形状，其可以是圆形、椭圆形、矩形或D形等规则形状，还可以是其它的不规则形状。在轨迹曲率、轨迹长度和横截面面积相同的情形下，圆形的流通阻力更小，压力损失更小，压降也就更小，从而分配给分流腔2的流量相对更大。
[0040]4、关于横截面面积，在轨迹曲率、轨迹长度和横截面形状相同的情形下，横截面面积更大，流通阻力更小，压力损失更小，压降也就更小，从而分配给分流腔2的流量相对更大。鉴于此，对于非圆截面特征尺寸的槽形流道5而言，D = 4S/C，其中:D为槽形流道5的水力直径，S为槽形流道5的横截面面积，C为槽形流道5的横截面润湿周长。通过控制槽形流道5的横截面面积和横截面润湿周长，可以控制槽形流道5的水力直径，进而控制分配给分流腔2的流量。
[0041]根据实际需求，可以对以上的槽形流道5的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状进行单独控制，也可以对其中的两个甚至多个进行联合控制，以达到精确控制分流腔2中制冷剂流量的目的。
[0042]实际制造过程中，对微通道换热器进行设计时，微通道换热器的换热量已知，根据设计工况，制冷剂流量由已知的换热量得以确定，当微通道换热器的基本长、宽和高的尺寸限制后，槽形流道5的支路数目也相应确定；然后，根据每个槽形流道5的换热效果的不同，通过调整槽形流道5的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状等，对各槽形流道5的制冷剂流量的分配量进行控制，从而实现对每一个分流腔2的制冷剂流量进行精确控制。其中，流道横截面积的大小对制冷剂流量的影响较显著，控制截面积的大小可相对于较方便的进行流量粗调；不同的横截面形状除了可控制流体流通的阻力而调节制冷剂流量，也便于根据加工调节、加工方式灵活选择适合的流道横截面；通过调整轨迹曲率、轨迹长度，可对制冷剂流量做精细调节。
[0043]上述实施例中，槽形流道5的出口 52的下沿的高度高于分流腔2的高度，这样，一方面可以保证制冷剂在重力作用下自行流入到分流腔2中；另一方面可以使制冷剂从分流腔2流入扁管3之后，再由扁管3流入其中的多孔通道的流量更加均匀。
[0044]柱体I可以采用实心或空心柱体的铝材制造得到，无论是采用实芯柱体，还是采用空心柱体，只要保证其具有足够厚度来方便切削出槽型流道5即可。制冷剂分流结构的制造工艺是:首先，根据已知的微通道换热器的换热量，确定制冷剂流量；然后，根据微通道换热器的基本长、宽和高，确定槽形流道5的支路数目；再根据每个槽形流道5的换热效果的不同，通过调整槽形流道5的轨迹曲率、轨迹长度、横截面面积和横截面形状等，在柱体I的外表面切削或者铣削形成槽型流道5 ;再者，切削出分流腔2。
[0045]本实用新型还提供一种微通道分流组件，包括集管8和上述各实施例中的制冷剂分流结构。集管8带有制冷剂入口 6和扁管孔7，集管8套设在所述制冷剂分流结构中的柱体I之外，并且，集管8的内表面与柱体I的外表面相连，集管8的制冷剂入口 6的中心线与柱体I上的制冷剂入口 4的中心线基本重合，扁管孔7的中线与柱体I上的分流腔2的中线基本平齐。
[0046]微通道分流组件组装时，首先，避开槽型流道5区域在柱体I的外表面(非)涂钎上料和钎剂，待用；然后，在集管8的内表面涂覆上钎料；最后，将集管8套设在柱体I的外表面，组装完毕。微通道换热器组装好后几乎和原来集管8所需空间一致，占用空间小，结构简单。
[0047]本实用新型还提供一种微通道换热器，包括扁管3、集管8和上述各实施例中的制冷剂分流结构。集管8上的扁管孔7的高度大于其中的扁管3的高度的2-6_，从而可以保证扁管3能够完全伸入集管8，扁管3具体是通过扁管孔7位于分流腔2中。集管8的材料可以选用Al材。
[0048]本实用新型还提供一种空调器，其包括上述各实施例中的制冷剂分流结构，所述空调器的其它部分均为现有技术，在此不再赘述。
[0049]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种制冷剂分流结构，其特征在于:包括柱体，所述柱体上设置有分流腔、制冷剂入口和分流道，其中:所述分流道为沿着所述柱体的外表面设置的槽形流道，所述制冷剂入口和每一所述分流腔经由所述槽形流道流体连通。
2.如权利要求1所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道围绕所述制冷剂入口呈辐射状。
3.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述制冷剂入口直接通过所述槽形流道与每一所述分流腔流体连通。
4.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道为分叉结构，具有进口和至少两个出口，所述进口与所述制冷剂入口流体连通，每一所述出口对应流体连通一所述分流腔。
5.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道为直线或曲线。
6.如权利要求3所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道为直线或曲线。
7.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形或D形。
8.如权利要求3所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形或D形。
9.如权利要求4所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形或D形。
10.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:D= 4S/C，其中:所述D、所述S和所述C分别为所述槽形流道的水力直径、横截面面积和横截面润湿周长。
11.如权利要求3所述的制冷剂分流结构，其特征在于:D= 4S/C，其中:所述D、所述S和所述C分别为所述槽形流道的水力直径、横截面面积和横截面润湿周长。
12.如权利要求4所述的制冷剂分流结构，其特征在于:D= 4S/C，其中:所述D、所述S和所述C分别为所述槽形流道的水力直径、横截面面积和横截面润湿周长。
13.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:所述槽形流道的出口的下沿的高度高于所述分流腔的下沿的高度。
14.如权利要求1或2所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
15.如权利要求3所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
16.如权利要求4所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
17.如权利要求5所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
18.如权利要求6所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
19.如权利要求7所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
20.如权利要求8所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
21.如权利要求9所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
22.如权利要求10所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
23.如权利要求11所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
24.如权利要求12所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
25.如权利要求13所述的制冷剂分流结构，其特征在于:各所述分流腔从所述柱体的外表面延伸至所述柱体内部，形成梳齿状。
26.一种微通道分流组件，包括集管，所述集管设置有制冷剂入口和扁管孔；其特征在于:还包括如权利要求1?25中任一项所述的制冷剂分流结构，所述集管套设在所述制冷剂分流结构中的柱体之外并相连接，所述集管的制冷剂入口的中心线与所述柱体上的制冷剂入口的中心线基本重合，所述扁管孔的中线与所述柱体上的分流腔的中线基本平齐。
27.一种微通道换热器，其特征在于:还包括如权利要求1?25中任一项所述的制冷剂分流结构。
28.如权利要求27所述的微通道换热器，其特征在于:还包括集管和扁管，其中:所述集管设置有制冷剂入口和扁管孔，所述集管套设在所述制冷剂分流结构中的柱体之外并相连接，所述集管的制冷剂入口的中心线与所述柱体上的制冷剂入口的中心线基本重合，所述扁管孔的中线与所述柱体上的分流腔的中线基本平齐；所述扁管通过所述扁管孔位于所述分流腔中。
29.—种空调器，其特征在于:包括如权利要求1?25中任一项所述的制冷剂分流结构。
【文档编号】F24F13/30GK204115554SQ201420469938
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】刘志孝 申请人:珠海格力电器股份有限公司