[发明专利]热交换器和流量分配器

说明书

一种热交换器包括分配歧管；多个纵向间隔管，其具有向所述歧管开口的入口端；和纵向延伸的分配器主体，其设置在所述歧管内。所述分配器主体具有第一表面，其以与所述多个管的所述入口端成间隔关系而并列设置；和第二表面，其与所述歧管内壁接口连接。多个分立的流动通道从所述分配器主体的入口端延伸且开口通过所述分配器主体的所述第一表面。所述多个分立的流动通道包括多个纵向延伸的流动通道，所述纵向延伸的流动通道由沿所述分配器主体的所述第二表面与所述分配器歧管的所述内壁的交界面延伸的沟道或凹槽形成。

背景技术

本公开一般涉及热交换器，且更特别涉及在平行流热交换器的多个平行流体传送通道之间提供流体的更均匀分配。

平行流热交换器包括多个间隔的平行通道，该通道用于与第二流体成热交换关系来传送第一流体。平行流热交换器的类型（通常用作制冷和空调应用中的制冷剂蒸发器、冷凝器和气体冷却器以及用作其它应用中的流体加热和冷却热交换器）包括限定流体传送通道的多个管。管以间隔的平行关系设置并向共同歧管开口以接收流体。通常情况下，期望每个管和甚至多沟道管的沟道在流体室内接收到管的入口端向其开口的歧管的等量流体。然而，常规的平行流热交换器在具有多沟道管（诸如小沟道管或微沟道管）的特定平行流热交换器中遭受流体分配不当，该流体分配不当是由于在对每个单独多沟道管分配的流体量中缺乏均匀性而引起。

流量分配不当在其中两相流体被输送到歧管的流体室以用于沿歧管的长度以间隔的间距在向歧管的流体室开口的多个管的对齐阵列之间分配的应用中特别存在问题。例如，在常规制冷/空调周期，制冷剂在膨胀阀中膨胀且然后作为制冷剂蒸汽和制冷剂液体的两相混合物输送到蒸发器的歧管。一般认为在两相流热交换器中的分配不当可主要归因于液相和汽相的密度差。另外，在两相混合物沿歧管的长度传递时，重力可分离液相和汽相。

人们已经认识到，制冷剂流在平行流热交换器的管之间的分配不当可不利地影响蒸发器性能并降低整体系统性能。美国专利号8,113,270和8,171,987例如每个都公开了使用内插并沿热交换器的入口歧管的纵向轴延伸的细长分配器管以用于沿歧管的长度分配两相流。

虽然在减少两相流分配不当方面，热交换器的入口歧管内的细长分配管的概念已经很成功，但是仍然存在对两相流分配器和热交换器的需要，以解决在向平行流热交换器的入口歧管开口的多个流动通道之间进行流体流分配中的液相和汽相的分配不当。

发明内容

一种平行流热交换器包括分配歧管，其具有封闭歧管体积的歧管内壁；多个纵向间隔管，其具有向歧管体积开口的入口端；和纵向延伸的分配器主体，其设置在歧管体积内。所述分配器主体具有第一表面，其以与所述多个管的所述入口端成间隔关系而并列设置；和第二表面，其与所述歧管内壁接口连接。多个分立的流动通道从分配器主体的第一端延伸并开口通过分配器主体的第一表面。多个分立的流动通道包括多个纵向延伸的通道，所述多个纵向延伸的通道沿分配器主体的第二表面与分配器歧管的内壁的交界面形成。多个分立的流动通道还可包括多个横向延伸的流动通道，每个纵向延伸的流动通道与所述多个横向延伸的流动通道中的相应次多个流动通道流体流动连通。横向延伸的流动通道中的相应次多个流动通道包括连续序列的次多个横向延伸的流动通道，这不同于所有其它次多个横向延伸的流动通道。

一种流体流分配器包括纵向细长的分配器歧管；纵向细长的分配器主体，其设置在歧管体积内；和多个分立的流动通道。分配器歧管具有限定内部歧管体积的边界壁并具有延伸通过边界壁的多个纵向间隔的狭槽的阵列。分配器主体具有第一表面，所述第一表面以与狭槽的阵列成间隔关系而并列设置并面对狭槽的阵列；和第二表面，所述第二表面与管状歧管的边界壁接口连接。多个分立的流动通道从分配器主体的第一端延伸并开口通过第一表面。多个分立的流动通道包括多个纵向延伸的流动通道和多个横向延伸的流动通道，这些通道以纵向间隔的间距开口通过第一表面。多个纵向延伸的流动通道中的每个纵向延伸的流动通道与多个横向延伸的流动通道中的至少一个横向延伸的流动通道流体流动连通。