本发明涉及在热回路等中使用的分配器、热交换器及制冷循环装置。
背景技术：
为了减少在传热管内流动的制冷剂的压力损失，热交换器具有并列配置多根传热管而成的流路(路径)。在各传热管的制冷剂入口部配置有将制冷剂均等地分配到各传热管的分配器例如集管或分配器。
向多根传热管均等地分配制冷剂在确保热交换器的传热性能方面是重要的。
作为这种分配器，例如提出了如下分配器：通过层叠多片板状体而形成相对于一个入口流路分支为多个出口流路的分配流路，向热交换器的各传热管分配并供给制冷剂(例如参照专利文献1)。
专利文献1所记载的分配器构成为交替地层叠没有涂布钎料的板状体即裸材和涂布有钎料的板状体即包层材料，并使形成于上述板状体的圆形的贯通孔与大致z字形的贯通槽连通而形成分配流路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第/071946号
技术实现要素：
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的分配器中，形成于上游侧的大致z字形的贯通槽(以下，称为上游侧分支流路)的两端部在重力方向上与形成于下游侧的大致z字形的贯通槽(以下，称为下游侧分支流路)的分支点(中央部)形成在相同的高度位置。因此，可认为上游侧分支流路的端部处的液膜的偏移会影响下游侧分支流路的分支点处的制冷剂分配。
若假定液膜的偏移较显著的情况，可预想难以将下游侧分支流路的分支点处的制冷剂的分配比率设为规定量(目标值)。也就是说，越趋向下游侧的分支流路，制冷剂的分配比率的调整越困难。结果，不能够使适当量的制冷剂在热交换器中流动，热交换效率下降，制冷循环的运转效率可能下降。
本发明以上述课题为背景而做出，其目的在于提供在下游侧分支流路中也能够分配适当量的制冷剂的分配器、热交换器及制冷循环装置。
用于解决课题的手段
本发明的分配器是将从流体入口部流入的流体分配到多个流体出口部的分配器，具有：多个分支流路，所述多个分支流路具有上游侧分支流路和位于比所述上游侧分支流路靠多个流体出口部侧的位置的下游侧分支流路；以及中间流路，所述中间流路位于所述上游侧分支流路与所述下游侧分支流路之间，并将所述上游侧分支流路与所述下游侧分支流路连接，所述中间流路具有与所述上游侧分支流路连接的一方的端部和与所述下游侧分支流路连接的另一方的端部，所述中间流路使从所述一方的端部流入的流体的流动改变方向后从所述另一方的端部流出。
本发明的热交换器具备所述分配器和供从所述分配器的所述多个流体出口部流出的所述流体流入的多根传热管。
本发明的制冷循环装置具备所述热交换器作为蒸发器及冷凝器中的至少一个。
发明的效果
根据本发明的分配器，由于中间流路使从一方的端部流入的流体的流动改变方向后从另一方的端部流出，所以流体不会从上游侧分支流路直进并流入下游侧分支流路，而能够使流体在均质地混合的状态下分支。
由于本发明的热交换器具有上述分配器，所以能够使流体在均质的状态下流动，热交换效率提高。
由于本发明的制冷循环装置具有上述热交换器，所以能够在热交换器中使制冷剂在均质的状态下向各路径流动，能够最大限度地提高热交换器的性能。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1的热交换器的结构的图。
图2是将本发明的实施方式1的分配器分解的状态下的立体图。
图3是本发明的实施方式1的分配器的展开图。
图4是本发明的实施方式1的分配器的纵剖视图。
图5是用于说明作为比较例的以往的分配器中的制冷剂的流动的分解立体图。
图6是用于说明作为比较例的以往的分配器中的制冷剂的流动的示意图。
图7是用于说明本发明的实施方式1的分配器中的制冷剂的流动的分解立体图。
图8是用于说明本发明的实施方式1的分配器中的制冷剂的流动的示意图。
图9是说明本发明的实施方式1的热交换器的制造方法的流程的图。
图10是使用熔模法的本发明的实施方式1的分配器的纵剖视图。
图11是示出利用图9的制造方法完成的本发明的实施方式1的分配器中的制冷剂的流动的纵剖视图。
图12是用于说明本发明的实施方式2的分配器中的制冷剂的流动的分解立体图。
图13是用于说明本发明的实施方式2的分配器中的制冷剂的流动的示意图。
图14是用于说明本发明的实施方式3的分配器中的制冷剂的流动的分解立体图。
图15是示意地示出形成在本发明的实施方式3的分配器的第一板状构件上的贯通孔的形状的示意图。
图16是概略地示出本发明的实施方式4的制冷循环装置的制冷剂回路结构的一例的回路结构图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的分配器、热交换器及制冷循环装置。
此外，以下说明的结构、动作等仅为一例，本发明的分配器、热交换器及制冷循环装置不限定于这样的结构、动作等情况。另外，在各图中，对于相同或相应的部件，标注相同的附图标记或省略赋予附图标记。另外，对于细微的构造，适当简化或省略图示。另外，对于重复或类似的说明，适当简化或省略。
另外，虽然以下说明了本发明的分配器、热交换器应用于作为制冷循环装置的一例的空调装置的情况，但不限定于这种情况，例如也可以应用于具有制冷剂循环回路的其他制冷循环装置。另外，虽然说明了制冷循环装置切换制热运转(加热运转)和制冷运转(冷却运转)的情况，但不限定于这种情况，也可以仅进行制热运转或制冷运转。
实施方式1.
以下说明本发明的实施方式1的分配器及热交换器。
<热交换器1的结构>
以下，说明实施方式1的热交换器1的概略结构。
图1是概略地示出实施方式1的热交换器1的结构的图。此外，在图1中，用实心箭头示出流体的流动方向。另外，以下，使用制冷剂作为流体的一例进行说明。
如图1所示，热交换器1具有第一分配器2、第二分配器3、多根传热管4以及多片翅片5。此外，第二分配器3既可以使用与第一分配器2相同类型的分配器，也可以使用与第一分配器2不同类型的分配器。
在第一分配器2的内部形成有至少一个分配流路2a。在分配流路2a的流入侧连接有制冷剂配管。在分配流路2a的流出侧连接有多根传热管4。
第一分配器2相当于本发明的“分配器”。
在第二分配器3的内部形成有合流流路3a。在合流流路3a的流入侧连接有多根传热管4。在合流流路3a的流出侧连接有制冷剂配管。
传热管4是形成有多个流路的扁平管或圆管。传热管4例如为铝制。在传热管4接合有多个翅片5。
翅片5例如为铝制。传热管4与翅片5例如通过钎焊接合。此外，在图1中，示出传热管4为四根的情况，但不限定于这种情况。另外，在实施方式1中，以传热管4为扁平管的情况为例进行说明。
<热交换器中的制冷剂的流动>
以下说明热交换器1中的制冷剂的流动。
在制冷剂配管中流动的制冷剂流入第一分配器2，在分配流路2a中被分配并流出到多根传热管4。制冷剂在多根传热管4中与例如由风扇供给的空气等进行热交换。在多根传热管4中流动的制冷剂流入第二分配器3的合流流路3a而合流，并向制冷剂配管流出。此外，在热交换器1中，制冷剂能够逆流，也就是说能够从第二分配器3向第一分配器2流动。
<第一分配器2的结构>
以下说明第一分配器2的结构。首先，以第一分配器2为层叠型集管的情况为例进行说明。
图2是将第一分配器2分解的状态下的立体图。
如图2所示，第一分配器2具有板状体11。板状体11交替地层叠作为裸材的第一板状构件12_1～第一板状构件12_4、作为包层材料的第二板状构件13_1～第二板状构件13_3而形成。在板状体11的层叠方向的最外侧层叠有第一板状构件12_1和第一板状构件12_4。以下，有时将第一板状构件12_1～第一板状构件12_4统称记载为第一板状构件12。同样地，有时将第二板状构件13_1～第二板状构件13_3统称记载为第二板状构件13。
第一板状构件12例如为铝制。第一板状构件12的厚度例如为1～10mm左右。在第一板状构件12上没有涂布钎料。在第一板状构件12中的每一个上形成有成为分配流路2a的贯通孔12a_1～贯通孔12a_3。贯通孔12a_1～贯通孔12a_4贯通第一板状构件12的表里。当层叠了第一板状构件12和第二板状构件13时，贯通孔12a_1～贯通孔12a_3作为分配流路2a的一部分发挥功能。
贯通孔12a_1作为供制冷剂流入的流体入口部发挥功能。
贯通孔12a_3的末端作为供制冷剂流出的流体出口部发挥功能。
由于作为传热管插入部2b发挥功能，所以没有制冷剂在贯通孔12a_4中流动。
第二板状构件13例如为铝制。第二板状构件13的厚度例如为1～10mm左右，与第一板状构件12相比较薄地形成。至少在第二板状构件13的正反面涂布有钎料。在第二板状构件13中的每一个上形成有成为分配流路2a的贯通孔13a_1及贯通孔13a_2。贯通孔13a_1～贯通孔13a_3贯通第二板状构件13的表里。当层叠了第一板状构件12和第二板状构件13时，贯通孔13a_1及贯通孔13a_2作为分配流路2a的一部分发挥功能。
由于贯通孔13a_3作为传热管插入部2b发挥功能，所以没有制冷剂在贯通孔13a_3中流动。
形成于第一板状构件12_1的贯通孔12a_1及形成于第二板状构件13_1的贯通孔13a_1贯通形成为流路截面为圆形。在作为流体入口部发挥功能的贯通孔12a_1连接有制冷剂配管。例如，可以在第一板状构件12_1的制冷剂流入侧的面设置有接头等，并经由该接头等连接有制冷剂配管，另外，也可以是，贯通孔12a_1的内周面为与制冷剂配管的外周面嵌合的形状，不使用接头等而在贯通孔12a_1直接连接有制冷剂配管。
此外，流路截面是指在与制冷剂的流动正交的方向上切断流路得到的截面。
形成于第一板状构件12_2的贯通孔12a_2及形成于第一板状构件12_3的贯通孔12a_3例如贯通形成为流路截面为z字形。贯通孔12a_2及贯通孔12a_3作为使制冷剂相对于重力在上下方向上分支的分支流路发挥功能。第二板状构件13_1的贯通孔13a_1形成在与贯通孔12a_2的中心相向的位置。
第二板状构件13_2的贯通孔13a_2例如贯通形成为流路截面为长圆状(包括椭圆形)。贯通孔13a_2作为中间流路(连接流路)发挥功能，所述中间流路不是使制冷剂分支的流路。也就是说，贯通孔13a_2位于贯通孔12a_2与贯通孔12a_3之间，并以制冷剂不直进的方式将贯通孔12a_2与贯通孔12a_3连接，所述贯通孔12a_2作为上游侧分支流路发挥功能，所述贯通孔12a_3作为位于比上游侧分支流路靠多个流体出口部侧的位置的下游侧分支流路发挥功能。
具体而言，第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的一方的端部形成在与贯通孔12a_2的端部相向的位置。另外，第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的另一方的端部形成在与贯通孔12a_3的中心相向的位置。因此，贯通孔13a_2形成为：两个端部即与贯通孔12a_2连接的端部(在图7及图8中图示的端部120)和与贯通孔12a_3连接的端部(在图7及图8中图示的端部121)在从制冷剂的流动方向观察的状态下位于不重叠的位置，并在重力方向上延伸，制冷剂不直进。
此外，制冷剂的流动方向是指在贯通孔12a_1及贯通孔13a_1中流动的制冷剂的流动方向。
第二板状构件13_3的贯通孔13a_3形成在与贯通孔12a_3的两端部(在图7及图8中示出的端部130、端部131)相向的位置，所述第二板状构件13_3层叠在第一板状构件12_3的与第二板状构件13_2相反一侧。
当层叠了第一板状构件12和第二板状构件13时，相邻的贯通孔彼此连通，并且连通的贯通孔以外的部分被相邻的第一板状构件12或第二板状构件13阻塞，从而形成分配流路2a。
另外，作为分支流路发挥功能的贯通孔12a_2及贯通孔12a_3在第一板状构件12和第二板状构件13层叠的状态下，在水平方向上位于不同的层。
此外，以在第一分配器2中分配流路2a相对于一个流体入口部具有四个流体出口部的情况为例进行图示，但不将分支数量限定为四个分支。
另外，不将第一板状构件12及第二板状构件13的层叠片数限定为图示的片数。
如图2所示，形成于第一板状构件12_4的贯通孔12a_4及形成于第二板状构件13_3的贯通孔13a_3形成在贯通孔12a_3的端部的面对方向，作为供传热管4的前端部插入的传热管插入部2b发挥功能。也就是说，贯通孔12a_4及贯通孔13a_3形成在传热管4的延长线上，并沿着传热管4的外周面，通过在此插入传热管4，从而传热管4与第一分配器2连接。
第一板状构件12_4的贯通孔12a_4的内周面与传热管4的外周面嵌合。优选该嵌合具有被加热的钎料会由于毛细管现象而渗入的程度的间隙。
<层叠型集管的情况下的第一分配器2中的制冷剂的流动>
以下说明第一分配器2中的制冷剂的流动。
图3是第一分配器2的展开图。图4是第一分配器2的纵剖视图。
此外，在图3及图4中，用实心箭头示出制冷剂的流动方向。另外，在图4中，为了便于说明，将板状体的厚度设为大致均匀并图示。另外，在图4中，示出沿着制冷剂的流动方向切断得到的截面。
如图3及图4所示，流经制冷剂配管的制冷剂将第一板状构件12_1的贯通孔12a_1作为流体入口部，向第一分配器2的内部流入。从贯通孔12a_1流入的制冷剂向第二板状构件13_1的贯通孔13a_1流入。
从第一板状构件12_1的贯通孔12a_1流入第二板状构件13_1的贯通孔13a_1的制冷剂，向第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的中心流入。流入第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的中心的制冷剂，接触到相邻地层叠的第二板状构件13_2的表面并向两个方向(左右方向)分支，并且向第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的端部流动。到达第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的端部的制冷剂向第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的一方的端部流入。
流入第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的一方的端部的制冷剂向第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的另一方的端部流动。到达第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的另一方的端部的制冷剂向第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的中心流入。
流入第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的中心的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_3的表面并向两个方向(左右方向)分支，并且向第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的端部流动。第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的端部作为流体出口部发挥功能，到达第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的端部的制冷剂从位于贯通孔12a_3内的传热管4的前端部4a流入传热管4的内部。
流入传热管4的制冷剂通过位于第二板状构件13_3的贯通孔13a_3内部及第一板状构件12_4的贯通孔12a_4内部的区域，并向传热管4的接合有翅片5的区域流入。
<关于贯通孔13a_2>
图5是用于说明作为比较例的以往的分配器(以下称为分配器2x)中的制冷剂的流动的分解立体图。图6是用于说明分配器2x中的制冷剂的流动的示意图。首先，基于图5及图6，说明分配器2x中的制冷剂的流动。此外，在图5及图6中，对于与第一分配器2的结构相当的分配器2x的各结构，在末尾标记“x”，与第一分配器2的结构相区分。另外，在图5及图6中，用虚线箭头示出制冷剂的流动。
在图5及图6中，将包括第一板状构件12_2x的贯通孔12a_2x的中心在内的作为分支流路发挥功能的部分图示为分支部115x，将第一板状构件12_2x的贯通孔12a_2x的一方的端部图示为端部110x，将第一板状构件12_2x的贯通孔12a_2x的另一方的端部图示为端部111x，将弯曲的流路部分图示为弯曲部116x。
另外，在图5及图6中，将包括第一板状构件12_3x的贯通孔12a_3x的中心在内的作为分支流路发挥功能的部分图示为分支部135x，将第一板状构件12_3x的贯通孔12a_3x的一方的端部图示为端部130x，将第一板状构件12_3x的贯通孔12a_3x的另一方的端部图示为端部131x。
流经制冷剂配管的制冷剂流入分配器2x的内部，并向第一板状构件12_2x的贯通孔12a_2x的分支部115x流入。流入分支部115x的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_2x的表面并分支，并且向贯通孔12a_2x的端部110x、端部111x流动。在作为分支流路发挥功能的贯通孔12a_2x的弯曲部116x中流动的气液二相状态的制冷剂中，密度较大的液体制冷剂(图6所示的制冷剂w)由于离心力而靠近贯通孔12a_2x的弯曲部116x的外侧。也就是说，在贯通孔12a_2x的端部110x、端部111x，成为液膜偏移的状态。
在该状态下到达贯通孔12a_2x的端部110x、端部111x的制冷剂经由第二板状构件13_2x的贯通孔13a_2x直进，向作为分支流路发挥功能的下游侧的第一板状构件12_3x的贯通孔12a_3x流入。因此，在第一板状构件12_3x的贯通孔12a_3x中，更多的液体制冷剂向液膜偏移的一侧流动。特别是在液膜的偏移较显著的情况下，难以使第一板状构件12_3x的贯通孔12a_3x中的分配比率分流为规定量(目标值)、例如50％：50％。
图7是用于说明第一分配器2中的制冷剂的流动的分解立体图。
图8是用于说明第一分配器2中的制冷剂的流动的示意图。接着，基于图7及图8，说明第一分配器2中的制冷剂的流动。此外，在图7及图8中，用虚线箭头示出制冷剂的流动。
在图7及图8中，将包括第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的中心在内的作为分支流路发挥功能的部分图示为分支部115，将第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的一方的端部图示为端部110，将第一板状构件12_2的贯通孔12a_2的另一方的端部图示为端部111，将弯曲的流路部分图示为弯曲部116。此外，贯通孔12a_2作为上游侧分支流路发挥功能。
另外，在图7及图8中，将包括第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的中心在内的作为分支流路发挥功能的部分图示为分支部135，将第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的一方的端部图示为端部130，将第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的另一方的端部图示为端部131。此外，贯通孔12a_3作为下游侧分支流路发挥功能。
并且，在图7及图8中，将第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的作为制冷剂入口部的一方的端部图示为端部120，将第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的作为制冷剂出口部的另一方的端部图示为端部121。
此外，在图8中，将连接端部120与端部121的部分图示为假想线l1，将相对于连接端部120与端部121的部分正交的部分图示为假想线l2。
流经制冷剂配管的制冷剂流入第一分配器2的内部，并向作为上游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_2的分支部115流入。流入分支部115的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_2的表面并向两个方向(左右方向)分支，并且向贯通孔12a_2的端部110、端部111流动。与分配器2x同样地，在作为分支流路发挥功能的贯通孔12a_2的弯曲部116中流动的气液二相状态的制冷剂中，密度较大的液体制冷剂(图8所示的制冷剂w)由于离心力而靠近贯通孔12a_2的弯曲部116的外侧。也就是说，在贯通孔12a_2的端部110、端部111，成为液膜偏移的状态。
在该状态下到达贯通孔12a_2的端部110、端部111的制冷剂向作为中间流路发挥功能的第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的端部120流入。流入端部120的制冷剂接触到相邻地层叠的第一板状构件12_3的表面，液膜飞散。也就是说，气液二相制冷剂碰撞到与贯通孔13a_2相向的平面部(第一板状构件12_3的表面)，液膜飞散。
进一步详细说明，作为中间流路发挥功能的贯通孔13a_2使从端部120流入的制冷剂接触到相邻地层叠的第一板状构件12_3的表面而改变方向后，使制冷剂从端部120流出。
由此，在贯通孔13a_2中流动的制冷剂的液膜的偏移被消除，接近气相与液相均质地混合的气液二相状态。维持该状态并到达端部121的制冷剂向作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3流入。也就是说，通过利用贯通孔13a_2使制冷剂不直进地流入贯通孔12a_3，从而在作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3中，也能够形成与作为上游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_2相同的制冷剂状态。
此外，贯通孔13a_2以能够使从上游侧分支流路流入的制冷剂改变方向后向下游侧分支流路流出的程度的大小及形状形成即可。例如，贯通孔13a_2优选形成为：用假想线l1示出的连接端部120与端部121的部分的流路长度为用假想线l2示出的相对于连接端部120与端部121的部分正交的部分的流路宽度的两倍以上。由此，利用贯通孔13a_2，制冷剂能够不直进地流入贯通孔12a_3。
因此，在第一板状构件12_3的贯通孔12a_3中，液膜的偏移被消除，接近均质的状态的制冷剂流动。因此，能够使作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3中的分配比率分流为规定量(目标值)、例如50％：50％。
接着，以第一分配器2为一体型集管的情况为例进行说明。
图9是说明热交换器1的制造方法的流程的图。图10是使用熔模法的第一分配器2的纵剖视图。首先，说明使用熔模法的第一分配器2的制造方法。
最初，在省略图示的步骤0中，制造成为第一分配器2的分配流路2a的模具。在步骤1中，使蜡流入在步骤0中制造的模具中，制造与分配流路2a形状相同的蜡型(蜡模2a_1)。在步骤2中，将蜡模2a_1固定于成为第一分配器2的模具2_1，并使熔化的铝流入。
然后，在步骤3中，加热固化的铝，使固定于铝的内部的蜡模2a_1熔化并流出。由此，制造形成有分配流路2a的第一分配器2。通过步骤0～步骤3，第一分配器2完成。
其后，在步骤4中，将传热管4与第一分配器2连接，进行其他组装及加工，热交换器1完成。
如图10所示，通过熔模法制造的第一分配器2在不具有板状体11这一点上与图2～图4所示的构成为层叠型集管的第一分配器2不同。但是，通过熔模法制造的第一分配器2的各功能均与构成为层叠型集管的第一分配器2相同。
<一体型集管的情况下的第一分配器2中的制冷剂的流动>
以下说明第一分配器2中的制冷剂的流动。图11是示出通过图9的制造方法完成的第一分配器2中的制冷剂的流动的纵剖视图。在图11中，与图4所示的第一分配器2的结构或部分对应的结构或部分使用相同的附图标记并图示。另外，在图11中，使用虚线示出与图4所示的第一分配器2的板状体的对应关系。另外，在图11中，为了便于说明，将板状体的厚度设为大致均匀并图示。另外，在图11中，示出沿着制冷剂的流动方向切断得到的截面。并且，在图11中，用实心箭头示出制冷剂的流动方向。
基本的制冷剂的流动与在图3及图4中说明的构成为层叠型集管的第一分配器2中的制冷剂的流动相同。
流经制冷剂配管的制冷剂将第一分配器2的贯通孔12a_1作为流体入口部，向第一分配器2的内部流入。从贯通孔12a_1流入的制冷剂在贯通孔13a_1中流动，并向贯通孔12a_2的中心流入。流入贯通孔12a_2的中心的制冷剂向两个方向(左右方向)分支，并向贯通孔12a_2的端部流动。到达贯通孔12a_2的端部的制冷剂向贯通孔13a_2的一方的端部流入。
流入贯通孔13a_2的一方的端部的制冷剂向贯通孔13a_2的另一方的端部流动，并向贯通孔12a_3的中心流入。流入贯通孔12a_3的中心的制冷剂向两个方向(左右方向)分支，并向贯通孔12a_3的端部流动。贯通孔12a_3的端部作为流体出口部发挥功能，到达贯通孔12a_3的端部的制冷剂从位于贯通孔12a_3内的传热管4的前端部4a向传热管4的内部流入。
流入传热管4的制冷剂通过位于贯通孔13a_3内部及贯通孔12a_4内部的区域，并向传热管4的接合有翅片5的区域流入。
<第一分配器2、热交换器1的作用效果>
如以上那样，在第一分配器2中，通过形成作为连接流路发挥功能的贯通孔13a_2，从而在作为分支流路发挥功能的下游侧的贯通孔13a_2中，也能够在均质地混合的气液二相状态下分支。因此，根据第一分配器2，能够在上游侧的分支流路及下游侧的分支流路双方中消除液膜的偏移，并使制冷剂的分配比率成为规定量(目标值)，能够实现优异的分配性能。
另外，由于热交换器1具备第一分配器2，所以能够使制冷剂在均质的状态下向各路径流动，热交换效率提高。
实施方式2.
以下说明本发明的实施方式2的分配器。
在本实施方式2中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
此外，关于具备实施方式2的分配器的热交换器，由于与在实施方式1中说明的热交换器1相同，所以省略说明。另外，将实施方式2的分配器称为第一分配器2a。
<实施方式2的分配器的结构>
以下说明第一分配器2a的结构。在此，以第一分配器2a为层叠型集管的情况为例进行说明。但是，第一分配器2a也可以是一体型集管，在该情况下，参考图9制造第一分配器2a即可。
图12是用于说明第一分配器2a中的制冷剂的流动的分解立体图。图13是用于说明第一分配器2a中的制冷剂的流动的示意图。此外，在图12及图13中，用虚线箭头示出制冷剂的流动。
在图12及图13中，与图7及图8同样地，图示了分支部115、端部110、端部111、弯曲部116、分支部135、端部130、端部131、端部120及端部121。
第一分配器2a的形成于第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的形状，与实施方式1的第一分配器2的形成于第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的形状不同。
具体而言，贯通孔12a_3具有流入流路107，所述流入流路107与贯通形成为流路截面z字形的分支部135的中间部连通。也就是说，在同一板(第一板状构件12_3)内形成有作为分支流路发挥功能的分支部135和使制冷剂流入分支部135的流入流路107。
流入流路107具有与作为中间流路的贯通孔13a_2的端部121连接的流体入口侧的端部和与分支部135连接的流体出口侧的端部，两者位于在从制冷剂的流动方向观察的状态下不重叠的位置。因此，流入流路107形成为在重力方向上延伸。具体而言，如图12所示，形成为流体入口侧的端部和流体出口侧的端部在重力方向上排列。此外，分支部135的中间部可以不是严格的分支部135的中心部。
而且，贯通孔13a_2的端部120形成在与贯通孔12a_2的端部110、端部111相向的位置。另外，贯通孔13a_2的端部121形成在与流入流路107的端部相向的位置而不是与贯通孔12a_3的分支部135相向的位置。
此外，第二板状构件13_3的贯通孔13a_3形成在与贯通孔12a_3的端部130、端部131相向的位置。
关于除此以外的结构，与实施方式1相同。
<第一分配器2a中的制冷剂的流动>
接着，说明第一分配器2a中的制冷剂的流动。
如图12及图13所示，流入第一分配器2a的制冷剂在贯通孔12a_1、贯通孔13a_1中流动，并向作为上游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_2的分支部115流入。流入分支部115的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_2的表面并向两个方向(左右方向)分支，并且向贯通孔12a_2的端部110、端部111流动。到达贯通孔12a_2的端部110、端部111的制冷剂向作为中间流路发挥功能的第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的端部120流入。
流入端部120的制冷剂接触到相邻地层叠的第一板状构件12_3的表面，液膜飞散。也就是说，气液二相制冷剂碰撞到与贯通孔13a_2相向的平面部(第一板状构件12_3的表面)，液膜飞散。由此，在贯通孔13a_2中流动的制冷剂的液膜的偏移被消除，接近气相与液相均质地混合的气液二相状态。维持该状态并到达端部121的制冷剂向作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3的流入流路107的流体入口侧的端部流入。
也就是说，通过利用贯通孔13a_2使制冷剂不直进地流入贯通孔12a_3，从而在作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3中，也能够形成与作为上游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_2相同的制冷剂状态。
流入到流入流路107的流体入口侧的端部的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_3的表面后，在流入流路107中流动，到达流入流路107的流体出口侧的端部(与分支部135连接的连接侧端部)，流入分支部135并向两个方向(左右方向)分支。分支的制冷剂向端部130、131流动。贯通孔12a_3的端部130、端部131作为流体出口部发挥功能，到达贯通孔12a_3的端部130、端部131的制冷剂从位于贯通孔13a_3或贯通孔12a_3内的传热管4的前端部4a流入传热管4的内部。
具体而言，从作为连接流路发挥功能的贯通孔13a_2的端部121流出的气液二相状态的制冷剂向下游侧的贯通孔12a_3的流入流路107流入。此时，制冷剂碰撞到与贯通孔13a_2相向的第二板状构件13_3的表面。因此，气液二相的制冷剂成为比在贯通孔13a_2中均质化的状态更加均质的状态。然后，制冷剂流入贯通孔13a_2的分支部135，制冷剂被分配。
<第一分配器2a、热交换器1的作用效果>
如以上那样，在第一分配器2a中，除实施方式1的第一分配器2的结构外，还在作为连接流路发挥功能的贯通孔13a_2的下游侧的贯通孔12a_3设置流入流路107。也就是说，在第一分配器2a中，设置多处制冷剂与板状构件碰撞的碰撞部。由此，能够使气液二相制冷剂的气相和液相进一步均质化，能够使贯通孔12a_3中的分配比率分流为规定量(目标值)、例如50％：50％。因此，根据第一分配器2a，能够在上游侧的分支流路及下游侧的分支流路双方中消除液膜的偏移，并使制冷剂的分配比率成为规定量(目标值)，能够实现优异的分配性能。
另外，由于热交换器1具备第一分配器2a，所以能够使制冷剂在均质的状态下向各路径流动，热交换效率提高。
实施方式3.
说明本发明的实施方式3的分配器。
在本实施方式3中，以与实施方式1、2的不同点为中心进行说明，对与实施方式1、2相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
此外，关于具备实施方式3的分配器的热交换器，由于与在实施方式1中说明的热交换器1相同，所以省略说明。另外，将实施方式3的分配器称为第一分配器2b。
<实施方式3的分配器的结构>
以下说明第一分配器2b的结构。在此，以第一分配器2b为层叠型集管的情况为例进行说明。但是，第一分配器2b也可以是一体型集管，在该情况下，参考图9制造第一分配器2b即可。
图14是用于说明第一分配器2b中的制冷剂的流动的分解立体图。图15是示意地示出第一分配器2b的形成于第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的形状的示意图。此外，在图14中，用虚线箭头示出制冷剂的流动。
在图14及图15中，与图12及图13同样地，图示了分支部115、端部110、端部111、弯曲部116、分支部135、端部130、端部131、端部120、端部121及流入流路107。
第一分配器2b的基本形状与实施方式2的第一分配器2a相同，但形成于第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的形状与实施方式2的第一分配器2a的形成于第一板状构件12_3的贯通孔12a_3的形状不同。
也就是说，在第一分配器2b中，在使流入流路107相对于重力方向倾斜这一点上与实施方式2不同。
具体而言，在第一分配器2b中，在第一板状构件12_3设置有分支部135及流入流路107，并且流入流路107的一方的端部(流体入口侧的端部)位于与流入流路107的另一方的端部(流体出口侧的端部)不同的重力方向上。进一步而言，流入流路107的制冷剂流动方向(图15示出的线x1)相对于贯通孔12a_3的分支部135的流体部分的制冷剂流动方向(图15示出的线x2)不是正交，而是以规定的流入角度109交叉。
关于除此以外的结构，与实施方式1、2相同。
<第一分配器2b中的制冷剂的流动>
接着，说明第一分配器2b中的制冷剂的流动。
如图14及图15所示，流入第一分配器2b的制冷剂在贯通孔12a_1、贯通孔13a_1中流动，并向作为上游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_2的分支部115流入。流入分支部115的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_2的表面并向两个方向(左右方向)分支，并向贯通孔12a_2的端部110、端部111流动。到达贯通孔12a_2的端部110、端部111的制冷剂向作为中间流路发挥功能的第二板状构件13_2的贯通孔13a_2的端部120流入。
流入端部120的制冷剂接触到相邻地层叠的第一板状构件12_3的表面，液膜飞散。也就是说，气液二相制冷剂碰撞到与贯通孔13a_2相向的平面部(第一板状构件12_3的表面)，液膜飞散。由此，在贯通孔13a_2中流动的制冷剂的液膜的偏移被消除，接近气相与液相均质地混合的气液二相状态。维持该状态并到达端部121的制冷剂向作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3的流入流路107的流体入口侧的端部流入。
也就是说，通过利用贯通孔13a_2使制冷剂不直进地流入贯通孔12a_3，从而在作为下游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_3中，也能够形成与作为上游侧分支流路发挥功能的贯通孔12a_2相同的制冷剂状态。
流入到流入流路107的流体入口侧的端部的制冷剂接触到相邻地层叠的第二板状构件13_3的表面后，在流入流路107中流动，到达流入流路107的另一方的端部(与分支部135的连接侧端部)，流入分支部135并向两个方向(左右方向)分支。分支的制冷剂向端部130、131流动。贯通孔12a_3的端部130、端部131作为流体出口部发挥功能，到达贯通孔12a_3的端部130、端部131的制冷剂从位于贯通孔13a_3或贯通孔12a_3内的传热管4的前端部4a向传热管4的内部流入。
具体而言，从作为连接流路发挥功能的贯通孔13a_2的端部121流出的气液二相状态的制冷剂向下游侧的贯通孔12a_3的流入流路107流入。此时，制冷剂碰撞到与贯通孔13a_2相向的第二板状构件13_3的表面。因此，气液二相的制冷剂成为比在贯通孔13a_2中均质化的状态更加均质的状态。然后，制冷剂流入贯通孔13a_2的分支部135，制冷剂被分配。
此时，在流入流路107中流动的制冷剂以流入角度109向分支部135流入。因此，制冷剂由于惯性力较多地向贯通孔12a_3的端部131流动。而且，在分支部135的弯曲部产生漩涡112，制冷剂流动的流路部分变窄。由于这双方的影响，向端部131侧流动的制冷剂的流量变多。向分支部135的端部130和端部131流动的制冷剂的流量比率相对于流入流路107与分支部135的位置(流入角度)具有线性的关系，能够利用两者的位置关系进行控制。这能够通过在制冷剂到达分支部135之前使气液相状态的制冷剂均质来实现。
<第一分配器2b、热交换器1的作用效果>
如以上那样，在第一分配器2b中，除实施方式2的第一分配器2a的结构外，还使流入流路107相对于重力方向倾斜。也就是说，在第一分配器2b中，设置多处制冷剂与板状构件碰撞的碰撞部，并且能够调整分配比率。由此，能够使气液二相制冷剂的气相和液相进一步均质化，能够将贯通孔12a_3中的分配比率调整为规定量(目标值)。因此，根据第一分配器2b，能够在上游侧的分支流路及下游侧的分支流路双方中消除液膜的偏移，并使制冷剂的分配比率成为规定量(目标值)，能够实现优异的分配性能。
另外，由于热交换器1具备第一分配器2a，所以能够使制冷剂在均质的状态下向各路径流动，热交换效率提高。
实施方式4.
以下说明本发明的实施方式4的制冷循环装置。
<制冷循环装置100的结构>
以下说明本实施方式4的制冷循环装置100的概略结构。
图16是概略地示出实施方式4的制冷循环装置100的制冷剂回路结构的一例的回路结构图。此外，在本实施方式4中，以与实施方式1～3的不同点为中心进行说明，对与实施方式1～3相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。另外，在图16中，用虚线箭头示出制冷运转时的制冷剂的流动，用实线箭头示出制热运转时的制冷剂的流动，用空心箭头示出空气的流动。
制冷循环装置100具有具备实施方式1～3中的任一个的分配器的热交换器作为构成之一。此外，为了便于说明，将制冷循环装置100设为具有具备实施方式1的第一分配器2的热交换器1来进行说明。另外，在实施方式4中，以制冷循环装置100为空调装置的情况为例进行说明。
制冷循环装置100具备第一单元100a及第二单元100b作为构成。第一单元100a作为热源单元或室外单元等利用。第二单元100b作为室内单元或利用侧单元(负荷侧单元)等利用。
在第一单元100a中收容有压缩机101、流路切换装置102、节流装置104、第二热交换器105及附设于第二热交换器105的送风机105a。另外，第二热交换器105具备第一分配器2。也就是说，第二热交换器105应用在实施方式1中说明的热交换器1。
在第二单元100b中收容有第一热交换器103及附设于第一热交换器103的送风机103a。另外，第一热交换器103具备第一分配器2。也就是说，第一热交换器103应用在实施方式1中说明的热交换器1。
而且，如图16所示，利用制冷剂配管106将压缩机101、第一热交换器103、节流装置104及第二热交换器105连接而形成制冷剂回路。送风机103a附设于第一热交换器103，并向第一热交换器103供给空气。送风机105a附设于第二热交换器105，并向第二热交换器105供给空气。
压缩机101压缩制冷剂。由压缩机101压缩后的制冷剂被排出并向第一热交换器103或第二热交换器105输送。压缩机101例如能够由回转压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机、往复压缩机等构成。
流路切换装置102在制热运转和制冷运转时切换制冷剂的流动。也就是说，流路切换装置102在制热运转时切换为连接压缩机101和第一热交换器103，在制冷运转时切换为连接压缩机101和第二热交换器105。此外，流路切换装置102例如优选由四通阀构成。但是，也可以采用二通阀或三通阀的组合作为流路切换装置102。
第一热交换器103在制热运转时作为冷凝器发挥功能，在制冷运转时作为蒸发器发挥功能。也就是说，在第一热交换器103作为冷凝器发挥功能的情况下，从压缩机101排出的高温高压的制冷剂与利用送风机103a供给的空气热交换，高温高压的气体制冷剂冷凝。另一方面，在第一热交换器103作为蒸发器发挥功能的情况下，从节流装置104流出的低温低压的制冷剂与利用送风机103a供给的空气热交换，低温低压的液体制冷剂或二相制冷剂蒸发。
节流装置104使从第一热交换器103或第二热交换器105流出的制冷剂膨胀而减压。节流装置104例如优选由能够调整制冷剂的流量的电动膨胀阀等构成。此外，作为节流装置104，不仅能够应用电动膨胀阀，也能够应用在受压部采用隔膜的机械式膨胀阀或毛细管等。
第二热交换器105在制热运转时作为蒸发器发挥功能，在制冷运转时作为冷凝器发挥功能。也就是说，在第二热交换器105作为蒸发器发挥功能的情况下，从节流装置104流出的低温低压的制冷剂与利用送风机105a供给的空气热交换，低温低压的液体制冷剂或二相制冷剂蒸发。另一方面，在第二热交换器105作为冷凝器发挥功能的情况下，从压缩机101排出的高温高压的制冷剂与利用送风机105a供给的空气热交换，高温高压的气体制冷剂冷凝。
<制冷循环装置100的动作>
接着，说明制冷循环装置100的动作和制冷剂的流动。在此，以热交换流体为空气且被热交换流体为制冷剂的情况为例，说明制冷循环装置100的动作。
首先，说明制冷循环装置100执行的制冷运转。此外，制冷运转时的制冷剂的流动用图16的虚线箭头示出。
如图16所示，通过使压缩机101驱动，从而高温高压的气体状态的制冷剂从压缩机101排出。以下，制冷剂按照虚线箭头流动。从压缩机101排出的高温高压的气体制冷剂(单相)经由流路切换装置102向作为冷凝器发挥功能的第二热交换器105流入。在第二热交换器105中，在流入的高温高压的气体制冷剂与利用送风机105a供给的空气之间进行热交换，高温高压的气体制冷剂冷凝而成为高压的液体制冷剂(单相)。
利用节流装置104使从第二热交换器105送出的高压的液体制冷剂成为低压的气体制冷剂和液体制冷剂的二相状态的制冷剂。二相状态的制冷剂向作为蒸发器发挥功能的第一热交换器103流入。第一热交换器103具备第一分配器2，利用第一分配器2并根据第一热交换器103的路径数分配制冷剂，并且向构成第一热交换器103的传热管4流入。
在第一热交换器103中，在流入的二相状态的制冷剂与利用送风机103a供给的空气之间进行热交换，二相状态的制冷剂中的液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂(单相)。从第一热交换器103送出的低压的气体制冷剂经由流路切换装置102流入压缩机101，被压缩而成为高温高压的气体制冷剂，再次从压缩机101排出。以下，重复该循环。
接着，说明制冷循环装置100执行的制热运转。此外，制热运转时的制冷剂的流动用图16的实线箭头示出。
如图16所示，通过使压缩机101驱动，从而高温高压的气体状态的制冷剂从压缩机101排出。以下，制冷剂按照实线箭头流动。从压缩机101排出的高温高压的气体制冷剂(单相)经由流路切换装置102流入作为冷凝器发挥功能的第一热交换器103。在第一热交换器103中，在流入的高温高压的气体制冷剂与利用送风机103a供给的空气之间进行热交换，高温高压的气体制冷剂冷凝而成为高压的液体制冷剂(单相)。
利用节流装置104使从第一热交换器103送出的高压的液体制冷剂成为低压的气体制冷剂和液体制冷剂的二相状态的制冷剂。二相状态的制冷剂向作为蒸发器发挥功能的第二热交换器105流入。第二热交换器105具备第一分配器2，利用第一分配器2并根据第二热交换器105的路径数分配制冷剂，并且向构成第二热交换器105的传热管4流入。
在第二热交换器105中，在流入的二相状态的制冷剂与利用送风机105a供给的空气之间进行热交换，二相状态的制冷剂中的液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂(单相)。从第二热交换器105送出的低压的气体制冷剂经由流路切换装置102流入压缩机101，被压缩而成为高温高压的气体制冷剂，再次从压缩机101排出。以下，重复该循环。
如以上那样，在制冷循环装置100中，在第一热交换器103及第二热交换器105的上游侧设置有第一分配器2。
因此，根据制冷循环装置100，在第一热交换器103及第二热交换器105中，能够使制冷剂在均质的状态下向各路径流动，能够最大限度地提升热交换器的性能，热交换效率提高。
在此，以在第一热交换器103及第二热交换器105双方均具备实施方式1～3中的任一个的热交换器的情况为例进行说明，也可以在第一热交换器103及第二热交换器105中的至少一方具备实施方式1～3中的任一个的热交换器。
此外，不特别限定在制冷循环装置100中使用的制冷剂，即使使用r410a、r32、hfo1234yf等制冷剂也能够发挥效果。
另外，作为动作流体，示出空气及制冷剂的例子，但不限定于此，即使使用其他气体、液体、气液混合流体也能发挥相同的效果。也就是说，动作流体发生变化，在任意的情况下都达到效果。
并且，作为制冷循环装置100的其他例子，具有热水器、制冷机、空调供热水复合机等，在任意的情况下，都能够最大限度地提升热交换器的性能，热交换效率提高。
附图标记的说明
1热交换器，2第一分配器，2a第一分配器，2b第一分配器，2x分配器，2_1模具，2a分配流路，2a_1蜡模，2b传热管插入部，3第二分配器，3a合流流路，4传热管，4a前端部，5翅片，11板状体，12第一板状构件，12_1第一板状构件，12_2第一板状构件，12_2x第一板状构件，12_3第一板状构件，12_3x第一板状构件，12_4第一板状构件，12a_1贯通孔，12a_2贯通孔，12a_2x贯通孔，12a_3贯通孔，12a_3x贯通孔，12a_4贯通孔，13第二板状构件，13_1第二板状构件，13_2第二板状构件，13_2x第二板状构件，13_3第二板状构件，13a_1贯通孔，13a_2贯通孔，13a_2x贯通孔，13a_3贯通孔，100制冷循环装置，100a第一单元，100b第二单元，101压缩机，102流路切换装置，103第一热交换器，103a送风机，104节流装置，105第二热交换器，105a送风机，106制冷剂配管，107流入流路，109流入角度，110端部，110x端部，111端部，111x端部，112漩涡，115分支部，115x分支部，116弯曲部，116x弯曲部，120端部，121端部，130端部，130x端部，131端部，131x端部，135分支部，135x分支部，l1假想线，l2假想线，w制冷剂。
技术特征：
1.一种分配器，所述分配器将从流体入口部流入的流体分配到多个流体出口部，其中，具有：
多个分支流路，所述多个分支流路具有上游侧分支流路和位于比所述上游侧分支流路靠所述多个流体出口部侧的位置的下游侧分支流路；以及
中间流路，所述中间流路位于所述上游侧分支流路与所述下游侧分支流路之间，并将所述上游侧分支流路与所述下游侧分支流路连接，
所述中间流路具有与所述上游侧分支流路连接的一方的端部和与所述下游侧分支流路连接的另一方的端部，
所述中间流路使从所述一方的端部流入的流体的流动改变方向后从所述另一方的端部流出。
2.根据权利要求1所述的分配器，其中，
所述中间流路的将所述一方的端部与所述另一方的端部连接的部分的流路长度为，与将所述一方的端部与所述另一方的端部连接的部分正交的部分的流路宽度的两倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的分配器，其中，
所述下游侧分支流路具有：
分支部，所述分支部使流体向两个方向分支；以及
流入流路，所述流入流路与所述分支部的中间部连通，
所述流入流路具有与所述中间流路的另一方的端部连接的流体入口侧的端部和与所述分支部连接的流体出口侧的端部，
所述流入流路使从所述流体入口侧的端部流入的流体的流动改变方向后从所述另一方的端部流出。
4.根据权利要求3所述的分配器，其中，
所述流入流路形成为所述流体入口侧的端部和所述流体出口侧的端部在重力方向上排列。
5.根据权利要求3所述的分配器，其中，
所述流入流路形成为所述流体入口侧的端部和所述流体出口侧的端部位于不同的重力方向上。
6.根据权利要求5所述的分配器，其中，
所述流入流路形成为，
在所述流体入口侧的端部和所述流体出口侧的端部流动的流体的流动方向，相对于在与所述流体出口侧的端部连接的部分的所述分支部流动的流体的流动方向不正交。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的分配器，其中，
所述流体入口部、所述分支流路及所述多个流体出口部为层叠多片板状体而构成，多片所述板状体分别形成有贯通孔。
8.一种热交换器，其中，具备：
权利要求1～7中任一项所述的分配器；以及
多根传热管，所述多根传热管供从所述分配器的所述多个流体出口部流出的所述流体流入。
9.根据权利要求8所述的热交换器，其中，
所述多根传热管为圆管或扁平管。
10.一种制冷循环装置，其中，
具备权利要求8或9所述的热交换器作为蒸发器及冷凝器中的至少一个。
技术总结
本发明提供在下游侧分支流路中也能够分配适当量的制冷剂的分配器。一种分配器(2)，其将从流体入口部(12a_1)流入的流体分配到多个流体出口部(12a_3)，其中，具有：多个分支流路，其具有上游侧分支流路(12a_2)和位于比上游侧分支流路(12a_3)靠多个流体出口部侧的位置的下游侧分支流路；以及中间流路(13a_2)，其位于上游侧分支流路与下游侧分支流路之间，并将上游侧分支流路与下游侧分支流路连接，中间流路具有与上游侧分支流路连接的一方的端部(120)和与下游侧分支流路连接的另一方的端部(121)，并使从一方的端部流入的流体的流动改变方向后从另一方的端部流出。
技术研发人员：东井上真哉;赤岩良太;望月厚志
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：.04.14
技术公布日：.11.19
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