ES2879300T3

ES2879300T3 - Distribuidor, intercambiador de calor y dispositivo de ciclo de refrigeración

Info

Publication number: ES2879300T3
Application number: ES17905345T
Authority: ES
Inventors: Shinya Higashiiue; Ryota Akaiwa; Atsushi Mochizuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2021-11-22
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: EP3611444A1; US11629897B2; US20200025427A1; EP3611444B1; WO2018189892A1; JPWO2018189892A1; CN110476027B; CN110476027A; JP7069129B2; EP3611444A4

Abstract

Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) para distribuir fluido a una pluralidad de salidas de fluido (12a_3), fluyendo el fluido desde una entrada de fluido (12a_1), comprendiendo el distribuidor (2, 2A, 2B, 3): una pluralidad de trayectorias de flujo de ramificación (12a_2, 12a_3) que tiene una trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3) situadas más cerca de la pluralidad de salidas de fluido (12a_3) que la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2); y una trayectoria de flujo intermedio (13a_2) proporcionada entre la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y al menos una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3), conectando la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y la al menos una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3), estando formado el distribuidor (2, 2A, 2B, 3) de tal manera que el fluido fluye en una dirección desde la entrada de fluido (12a_1) hasta la pluralidad de trayectorias de flujo de ramificación (12a_3), teniendo la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) un extremo conectado a la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y un otro extremo conectado a la al menos una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3) caracterizado porque la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) provoca que el fluido que fluye desde el un extremo cambie una dirección de flujo del fluido sin ramificarse el fluido adicionalmente en la trayectoria de flujo intermedio y, entonces, fluya fuera del otro extremo.

Description

DESCRIPCIÓN

Distribuidor, intercambiador de calor y dispositivo de ciclo de refrigeración

Campo técnico

La presente invención se refiere a un distribuidor usado en un circuito de calentamiento u otros circuitos, a un intercambiador de calor y a un aparato de ciclo de refrigeración.

Técnica anterior

Un intercambiador de calor tiene una trayectoria de flujo en la que se dispone una pluralidad de tubos de transferencia de calor en paralelo, para reducir la pérdida de presión del refrigerante que fluye en los tubos de transferencia de calor. Para las entradas de refrigerante de los tubos de transferencia de calor se proporciona, por ejemplo, un colector o un distribuidor que es un dispositivo de distribución para distribuir de manera equitativa refrigerante a los tubos de transferencia de calor.

Para garantizar el rendimiento de transferencia de calor del intercambiador de calor, es importante distribuir de manera equitativa el refrigerante a la pluralidad de tubos de transferencia de calor.

Como ejemplo de tal distribuidor, se propone un distribuidor en el que se apila una pluralidad de placas para formar una trayectoria de flujo de distribución para dividir una trayectoria de flujo de entrada en una pluralidad de trayectorias de flujo de salida para distribuir y suministrar de ese modo el refrigerante a cada uno de los tubos de transferencia de calor del intercambiador de calor (véase, por ejemplo, la bibliografía de patente 1).

El distribuidor dado a conocer en la bibliografía de patente 1 se forma apilando de manera alterna materiales sin revestir, o las placas aplicadas sin material de soldadura fuerte, y los materiales revestidos, o las placas aplicadas con material de soldadura fuerte, y se forman trayectorias de flujo de distribución provocando agujeros pasantes circulares y ranuras pasantes sustancialmente en forma de Z que se forman en estas placas para comunicarse entre sí.

Se da a conocer un distribuidor que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1, por ejemplo, en el documento WO 2014/184915 A1.

Lista de referencias

Bibliografía de patentes

Bibliografía de patente 1: Publicación internacional n.° WO 2016/071946

Sumario de la invención

Problema técnico

En el distribuidor dado a conocer en la bibliografía de patente 1, ambos extremos de la ranura pasante sustancialmente en forma de Z (denominada a continuación en el presente documento trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba) formada en la parte aguas arriba se forman cada uno en la misma posición de altura que un punto de ramificación (punto central) de la correspondiente de las ranuras pasantes sustancialmente en forma de Z (denominadas a continuación en el presente documento trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo) formadas en la parte aguas abajo en la dirección de la gravedad. Como resultado, cabe pensar que la concentración de una película líquida en cada uno de los extremos de la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba afectará a la distribución del refrigerante en el punto de ramificación de cada una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo.

Cuando la concentración de la película líquida es significativa, se espera que sea difícil ajustar la relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante en el punto de ramificación de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo a una cantidad predeterminada (valor objetivo). Es decir, a medida que el refrigerante fluye hacia la trayectoria de flujo de ramificación hacia abajo, se vuelve más difícil ajustar la relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante. Como resultado, no puede fluir una cantidad apropiada de refrigerante en el intercambiador de calor, provocando probablemente de ese modo una reducción de la eficiencia del intercambio de calor y una reducción de la eficiencia de funcionamiento del ciclo de refrigeración.

La presente invención se ha realizado en vista de los problemas descritos anteriormente y tiene el objetivo de proporcionar un distribuidor capaz de distribuir refrigerante de modo que una cantidad apropiada de refrigerante fluya hasta las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo, un intercambiador de calor y un aparato de ciclo de refrigeración.

Solución al problema

Se define un distribuidor de una realización de la presente invención en la reivindicación 1.

Un intercambiador de calor de otra realización de la presente invención tal como se define en la reivindicación 8 incluye el distribuidor y una pluralidad de tubos de transferencia de calor hacia los que fluye el fluido que fluye fuera de la pluralidad de salidas de fluido del distribuidor.

Un aparato de ciclo de refrigeración de todavía otra realización de la presente invención tal como se define en la reivindicación 10 incluye el intercambiador de calor que sirve como al menos uno de un evaporador y un condensador.

Efectos ventajosos de la invención

En el distribuidor de una realización de la presente invención, a medida que la trayectoria de flujo intermedio provoca que el fluido que fluye desde el un extremo cambie una dirección de flujo del fluido sin ramificación y, entonces, fluya fuera del otro extremo, la trayectoria de flujo intermedio puede evitar que el fluido fluya directamente desde la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba hasta las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo y el fluido puede ramificarse en un estado mezclado de manera homogénea.

Puesto que el intercambiador de calor de otra realización de la presente invención incluye el distribuidor, el fluido puede fluir en un estado homogéneo, mejorando de ese modo la eficiencia del intercambio de calor.

Puesto que el aparato de ciclo de refrigeración de todavía otra realización de la presente invención incluye el intercambiador de calor, puede fluir refrigerante hasta cada trayectoria en el intercambiador de calor en un estado homogéneo para maximizar de ese modo el rendimiento de los intercambiadores de calor.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La figura 1 es un diagrama que ilustra de manera esquemática un intercambiador de calor según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 2] La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que ilustra un distribuidor según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 3] La figura 3 es una vista desarrollada del distribuidor según la realización 1 de la presente invención. [Figura 4] La figura 4 es una vista en corte longitudinal del distribuidor según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 5] La figura 5 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar un flujo de refrigerante en un distribuidor como un ejemplo comparativo.

[Figura 6] La figura 6 es un diagrama esquemático para ilustrar el flujo de refrigerante en el distribuidor como el ejemplo comparativo.

[Figura 7] La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar un flujo de refrigerante en el distribuidor según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 8] La figura 8 es un diagrama esquemático para ilustrar el flujo de refrigerante en el distribuidor según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 9] La figura 9 es un diagrama que ilustra un flujo de un método de fabricación del intercambiador de calor según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 10] La figura 10 es una vista en corte longitudinal del distribuidor según la realización 1 de la presente invención usando moldeo a la cera perdida.

[Figura 11] La figura 11 es una vista en corte longitudinal que ilustra un flujo de refrigerante en el distribuidor según la realización 1 de la presente invención que se completa por el método de fabricación de la figura 9.

[Figura 12] La figura 12 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar un flujo de refrigerante en un distribuidor según la realización 2 de la presente invención.

[Figura 13] La figura 13 es un diagrama esquemático para ilustrar el flujo de refrigerante en el distribuidor según la realización 2 de la presente invención.

[Figura 14] La figura 14 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar un flujo de refrigerante en un distribuidor según la realización 3 de la presente invención.

[Figura 15] La figura 15 es un diagrama esquemático para ilustrar de manera esquemática una forma de un agujero pasante proporcionado en una primera placa del distribuidor según la realización 3 de la presente invención.

[Figura 16] La figura 16 es un diagrama de configuración de circuito que ilustra de manera esquemática una configuración a modo de ejemplo de un circuito de refrigerante de un aparato de ciclo de refrigeración según la realización 4 de la presente invención.

Descripción de las realizaciones

A continuación en el presente documento, se describirán un distribuidor, un intercambiador de calor y un aparato de ciclo de refrigeración según la presente invención con referencia a los dibujos.

La configuración, el funcionamiento y otros asuntos descritos a continuación son meramente ejemplos, y el distribuidor, el intercambiador de calor y el aparato de ciclo de refrigeración según la presente invención no están limitados a tal configuración, funcionamiento y otros asuntos. En los dibujos, los componentes iguales o similares se indican mediante los mismos signos de referencia o se omiten los signos de referencia para los componentes. La ilustración de los detalles en la estructura se simplifica o se omite de manera apropiada. Además, las descripciones coincidentes o similares se simplifican o se omiten de manera apropiada.

La siguiente descripción se realiza en el caso en el que el distribuidor, el intercambiador de calor y el aparato de ciclo de refrigeración según la presente invención se usan en un aparato de aire acondicionado, pero la presente invención no está limitada a un caso de este tipo. Por ejemplo, el distribuidor, el intercambiador de calor y el aparato de ciclo de refrigeración según la presente invención pueden usarse en cualquier otro aparato de ciclo de refrigeración incluyendo un circuito de ciclo de refrigerante. Además, la siguiente descripción se realiza en un caso en el que el aparato de ciclo de refrigeración es capaz de cambiar entre una operación de calentamiento y una operación de refrigeración, pero el aparato de ciclo de refrigeración no está limitado a un caso de este tipo. El aparato de ciclo de refrigeración puede realizar la operación de calentamiento o la operación de refrigeración únicamente.

Realización 1

Se describirán un distribuidor y un intercambiador de calor según la realización 1 de la presente invención.

Configuración del intercambiador de calor 1

A continuación en el presente documento, se describirá una configuración esquemática de un intercambiador de calor 1 según la realización 1.

La figura 1 es un diagrama que ilustra de manera esquemática una configuración del intercambiador de calor 1 según la realización 1. En la figura 1, la dirección de flujo de fluido se representa por las flechas continuas. La siguiente descripción se realiza usando el refrigerante como ejemplo de fluido.

Tal como se ilustra en la figura 1, el intercambiador de calor 1 incluye un primer distribuidor 2, un segundo distribuidor 3, una pluralidad de tubos de transferencia de calor 4 y una pluralidad de aletas 5. El segundo distribuidor 3 puede ser el mismo tipo de distribuidor que el primer distribuidor 2 o puede ser un tipo diferente al primer distribuidor 2.

Al menos una trayectoria de flujo de distribución 2a se forma en el primer distribuidor 2. Una tubería de refrigerante está conectada a un extremo de flujo de entrada de la trayectoria de flujo de distribución 2a. La pluralidad de tubos de transferencia de calor 4 está conectada a un extremo de flujo de salida de la trayectoria de flujo de distribución 2a.

El primer distribuidor 2 corresponde a un "distribuidor" de la presente invención.

Una trayectoria de flujo de confluencia 3a se forma en el segundo distribuidor 3. La pluralidad de tubos de transferencia de calor 4 está conectada al extremo de flujo de entrada de la trayectoria de flujo de confluencia 3a. Una tubería de refrigerante está conectada al extremo de flujo de salida de la trayectoria de flujo de confluencia 3a.

Los tubos de transferencia de calor 4 son cada uno un tubo plano o un tubo circular que tienen una pluralidad de trayectorias de flujo formada en el tubo de transferencia de calor 4. Los tubos de transferencia de calor 4 están fabricados cada uno de, por ejemplo, aluminio. La pluralidad de aletas 5 se une a los tubos de transferencia de calor 4.

Las aletas 5 están fabricadas cada una de, por ejemplo, aluminio. Los tubos de transferencia de calor 4 se unen a las aletas 5 por soldadura fuerte, por ejemplo. Aunque la figura 1 ilustra un caso en el que se proporcionan los cuatro tubos de transferencia de calor 4, el número de los tubos de transferencia de calor 4 no se limita a cuatro. En la realización 1, se hará una descripción de un ejemplo en el que los tubos de transferencia de calor 4 son cada uno un tubo plano.

Flujo de refrigerante en el intercambiador de calor

A continuación en el presente documento, se describirá un flujo de refrigerante en el intercambiador de calor 1.

El refrigerante que fluye a través de la tubería de refrigerante fluye hacia el primer distribuidor 2, se distribuye en la trayectoria de flujo de distribución 2a y, entonces, desemboca en la pluralidad de tubos de transferencia de calor 4. En la pluralidad de tubos de transferencia de calor 4, el refrigerante intercambia calor con, por ejemplo, aire suministrado por un ventilador. El refrigerante que fluye a través de la pluralidad de tubos de transferencia de calor 4 fluye hacia la trayectoria de flujo de confluencia 3a del segundo distribuidor 3 y, entonces, desemboca en la tubería de refrigerante. En el intercambiador de calor 1, el refrigerante puede fluir en sentido opuesto, es decir, puede fluir desde el segundo distribuidor 3 hasta el primer distribuidor 2.

Configuración del primer distribuidor 2

A continuación en el presente documento, se describirá una configuración del primer distribuidor 2. En primer lugar, la descripción se hará de un ejemplo en el que el primer distribuidor 2 es un colector de tipo apilamiento.

La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que ilustra el primer distribuidor 2.

Tal como se ilustra en la figura 2, el primer distribuidor 2 incluye una unidad de placa 11. La unidad de placa 11 se forma apilando de manera alterna una primera placa 12_1 a una primera placa 12_4 como materiales sin revestir y una segunda placa 13_1 a una segunda placa 13_3 como materiales revestidos. La primera placa 12_1 y la primera placa 12_4 se apilan en el exterior de la unidad de placa 11 en la dirección de apilamiento. A continuación, en algunos casos, la primera placa 12_1 a la primera placa 12_4 se denominan en conjunto las primeras placas 12. De manera similar, en algunos casos, la segunda placa 13_1 a la segunda placa 13_3 se denominan en conjunto las segundas placas 13.

Las primeras placas 12 están fabricadas cada una de, por ejemplo, aluminio. El grosor de cada una de las primeras placas 12 es de, por ejemplo, aproximadamente 1 a 10 mm. No se aplica material de soldadura fuerte a las primeras placas 12. Se proporciona un agujero pasante 12a_1 a los agujeros pasantes 12a_3 en las correspondientes de las primeras placas 12, para formar parte de la trayectoria de flujo de distribución 2a. El agujero pasante 12a_1 a los agujeros pasantes 12a_4 pasan cada uno a través de la parte delantera y trasera de la correspondiente de las primeras placas 12. Cuando las primeras placas 12 y las segundas placas 13 se apilan, el agujero pasante 12a_1 a los agujeros pasantes 12a_3 forman parte de la trayectoria de flujo de distribución 2a.

El agujero pasante 12a_1 sirve como una entrada de fluido desde la que fluye el refrigerante.

Los extremos de los agujeros pasantes 12a_3 sirven cada uno como una salida de fluido de la que sale el refrigerante.

Puesto que los agujeros pasantes 12a_4 forman parte de una parte de inserción de tubo de transferencia de calor 2b, no fluye refrigerante en los agujeros pasantes 12a_4.

Las segundas placas 13 están fabricadas cada una de, por ejemplo, aluminio. El grosor de cada una de las segundas placas 13 es de, por ejemplo, aproximadamente 1 a 10 mm y las segundas placas 13 se forman cada una más finas que las primeras placas 12. Se aplica un material de soldadura fuerte a al menos las superficies delanteras y traseras de las segundas placas 13. Se proporcionan un agujero pasante 13a_1 y los agujeros pasantes 13a_2 en las correspondientes de las segundas placas 13, para formar parte de la trayectoria de flujo de distribución 2a. El agujero pasante 13a_1 a los agujeros pasantes 13a_3 pasan cada uno a través de la parte delantera y trasera de la correspondiente de las segundas placas 13. Cuando las primeras placas 12 y las segundas placas 13 se apilan, el agujero pasante 13a_1 y los agujeros pasantes 13a_2 forman parte de la trayectoria de flujo de distribución 2a.

Puesto que los agujeros pasantes 13a_3 forman parte de una parte de inserción de tubo de transferencia de calor 2b, no fluye refrigerante en los agujeros pasantes 13a_3.

El agujero pasante 12a_1 proporcionado para pasar a través de la primera placa 12_1 y el agujero pasante 13a_1 proporcionado para pasar a través de la segunda placa 13_1 tienen cada uno una forma circular en una sección transversal de la trayectoria de flujo. La tubería de refrigerante está conectada al agujero pasante 12a_1 que sirve como la entrada de fluido. Por ejemplo, puede proporcionarse un elemento de conexión u otro componente de este tipo en la superficie de la primera placa 12_1 que es la superficie de entrada de flujo de refrigerante y puede conectarse la tubería de refrigerante al agujero pasante 12a_1 a través del elemento de conexión u otro componente de este tipo. Como alternativa, la superficie periférica interior del agujero pasante 12a_1 puede conformarse para ajustarse a la superficie periférica exterior de la tubería de refrigerante de modo que la tubería de refrigerante puede conectarse directamente al agujero pasante 12a_1 sin usar el elemento de conexión u otro componente de este tipo.

Cabe observar que la sección transversal de la trayectoria de flujo es una sección transversal de la trayectoria de flujo tomada en una dirección perpendicular a la dirección de flujo del refrigerante.

El agujero pasante 12a_2 proporcionado para pasar a través de la primera placa 12_2 y los agujeros pasantes 12a_3 proporcionados para pasar a través de la primera placa 12_3 tienen cada uno, por ejemplo, una forma de Z en una sección transversal de la trayectoria de flujo. El agujero pasante 12a_2 y los agujeros pasantes 12a_3 sirven cada uno como una trayectoria de flujo de ramificación para ramificar el refrigerante verticalmente en la dirección de la gravedad. El agujero pasante 13a_1 en la segunda placa 13_1 se proporciona en una posición orientada hacia el centro del agujero pasante 12a_2.

Los agujeros pasantes 13a_2 proporcionados para pasar a través de la segunda placa 13_2 tienen cada uno, por ejemplo, una forma ovalada (incluyendo una forma elíptica) en una sección transversal de la trayectoria de flujo. Los agujeros pasantes 13a_2 sirven cada uno como una trayectoria de flujo intermedio (trayectoria de flujo de conexión) que no es una trayectoria de flujo para ramificar el refrigerante. Es decir, los agujeros pasantes 13a_2 se proporcionan cada uno entre el agujero pasante 12a_2 que sirve como una trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba y el correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3 que sirven cada uno como una trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo situada más cerca de una pluralidad de salidas de fluido que la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba, y se proporcionan para conectar el agujero pasante 12a_2 y los agujeros pasantes 12a_3 de modo que el refrigerante no viaje directamente.

Más específicamente, un extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2 se coloca en una posición orientada hacia el correspondiente de los extremos del agujero pasante 12a_2. El otro extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2 se coloca en una posición orientada hacia el centro del correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3. En consecuencia, los dos extremos de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 se sitúan para no superponerse entre sí, cuando se ven los agujeros pasantes 13a_2 desde la dirección de flujo del refrigerante, es decir, uno de los dos extremos que está conectado al agujero pasante 12a_2 (un extremo 120 ilustrado en la figura 7 y la figura 8) y el otro de los dos extremos que está conectado a los agujeros pasantes 12a_3 (un extremo 121 ilustrado en la figura 7 y la figura 8) se sitúan para no superponerse entre sí, lo que da como resultado que los agujeros pasantes 13a_2 se extiendan cada uno en la dirección de la gravedad de modo que el refrigerante no viaje directamente.

Cabe observar que la dirección de flujo del refrigerante es una dirección de flujo del refrigerante que fluye a través del agujero pasante 12a_1 y del agujero pasante 13a_1.

Los agujeros pasantes 13a_3 en la segunda placa 13_3 apilada en la superficie de la primera placa 12_3 que es opuesta a la segunda placa 13_2 se proporcionan en respectivas posiciones orientadas hacia ambos extremos de los agujeros pasantes 12a_3 (los extremos 130 y los extremos 131 ilustrados en la figura 7 y la figura 8).

Cuando las primeras placas 12 y las segundas placas 13 se apilan, los agujeros pasantes adyacentes entre sí se comunican entre sí, y sus respectivas primeras placas 12 adyacentes o sus respectivas segundas placas 13 adyacentes cierran los agujeros pasantes excepto para las partes comunicadas en los agujeros pasantes. Como resultado, se forma la trayectoria de flujo de distribución 2a.

El agujero pasante 12a_2 y los agujeros pasantes 12a_3 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de ramificación se sitúan en diferentes capas en la dirección horizontal, en un estado en el que se apilan las primeras placas 12 y las segundas placas 13.

Aunque la figura 1 ilustra un ejemplo en el que en el primer distribuidor 2, la trayectoria de flujo de distribución 2a tiene una entrada de fluido y cuatro salidas de fluido, no se pretende limitar el número de ramas a cuatro.

No se pretende limitar el número de primeras placas 12 y segundas placas 13 que se apilan al número ilustrado en la figura 2.

Tal como se ilustra en la figura 2, los agujeros pasantes 12a_4 proporcionados en la primera placa 12_4 y los agujeros pasantes 13a_3 proporcionados en la segunda placa 13_3 se colocan cada uno para orientarse hacia un extremo del correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3 y sirven como la parte de inserción del tubo de transferencia de calor 2b en la que han de insertarse partes de punta de los tubos de transferencia de calor 4. Es decir, los agujeros pasantes 12a_4 y los agujeros pasantes 13a_3 se colocan cada uno en una línea de extensión del correspondiente de los tubos de transferencia de calor 4 y tienen cada uno una forma conforme con la superficie periférica exterior del tubo de transferencia de calor 4. Los tubos de transferencia de calor 4 se insertan cada uno en el conjunto correspondiente de los agujeros pasantes 12a_4 y los agujeros pasantes 13a_3, para conectarse al primer distribuidor 2.

La superficie periférica interior de cada uno de los agujeros pasantes 12a_4 de la primera placa 12_4 se ajusta a la superficie periférica exterior del correspondiente de los tubos de transferencia de calor 4. Se prefiere que las superficies se ajusten entre sí con un hueco que permita la entrada del material de soldadura fuerte calentado debido a un fenómeno capilar.

Flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2 que es un colector de tipo apilamiento

A continuación en el presente documento, se describirá el flujo del refrigerante en el primer distribuidor 2.

La figura 3 es una vista desarrollada del primer distribuidor 2. La figura 4 es una vista en corte longitudinal del primer distribuidor 2.

En cada una de la figura 3 y la figura 4, la dirección de flujo del refrigerante se representa por las flechas continuas. La figura 4 ilustra las placas que tienen un grosor sustancialmente uniforme, por comodidad de la descripción. La figura 4 ilustra una sección transversal tomada a lo largo de la dirección de flujo del refrigerante.

Tal como se ilustra en la figura 3 y la figura 4, el refrigerante que ha fluido a través de la tubería de refrigerante fluye hacia el primer distribuidor 2 desde el agujero pasante 12a_1 en la primera placa 12_1, sirviendo el agujero pasante 12a_1 como la entrada de fluido. El refrigerante que ha fluido a través del agujero pasante 12a_1 fluye hacia el agujero pasante 13a_1 en la segunda placa 13_1.

El refrigerante que ha fluido hacia el agujero pasante 13a_1 en la segunda placa 13_1 desde el agujero pasante 12a_1 en la primera placa 12_1 fluye hacia el centro del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2. El refrigerante que ha fluido hacia el centro del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_2 apilada adyacente a la primera placa 12_2 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir a ambos extremos del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2. El refrigerante que ha fluido hacia cada uno de los dos extremos del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2 fluye hacia un extremo del correspondiente de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2.

El refrigerante que ha fluido hacia el un extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2 fluye al otro extremo del correspondiente de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2. El refrigerante que ha alcanzado el otro extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 de la segunda placa 13_2 fluye hacia el centro del correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3 de la primera placa 12_3.

El refrigerante que ha fluido hacia el centro de cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_3 apilada adyacente a la primera placa 12_3 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir a ambos extremos del agujero pasante 12a_3 en la primera placa 12_3. Los extremos de los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3 sirven cada uno como la salida de fluido. El refrigerante que ha alcanzado cada uno de los dos extremos de los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3 fluye hacia el correspondiente de los tubos de transferencia de calor 4 a través de las partes de punta 4a de los tubos de transferencia de calor 4 situados cada uno en el correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3.

El refrigerante que ha fluido hacia los tubos de transferencia de calor 4 pasa a través de las respectivas regiones en los tubos de transferencia de calor 4, que están dentro de los agujeros pasantes 13a_3 en la segunda placa 13_3 y dentro de los agujeros pasantes 12a_4 en la primera placa 124, para fluir de ese modo hacia las regiones en los tubos de transferencia de calor 4 a las que se unen las aletas 5.

En cuanto a los agujeros pasantes 13a_2

La figura 5 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar el flujo de refrigerante en el distribuidor (denominado a continuación en el presente documento un distribuidor 2X) como un ejemplo comparativo. La figura 6 es un diagrama esquemático para ilustrar el flujo de refrigerante en el distribuidor 2X. En primer lugar, se describirá el flujo de refrigerante en el distribuidor 2X con referencia a la figura 5 y la figura 6. Cabe observar que en la figura 5 y la figura 6, "X" se añade al final del signo de referencia que representa cada componente del distribuidor 2X que son equivalentes a cada componente del primer distribuidor 2, para distinguir los componentes del distribuidor 2X de los del primer distribuidor 2. En la figura 5 y la figura 6, el flujo de refrigerante se representa por las flechas discontinuas.

En la figura 5 y la figura 6, se ilustra una parte que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación que incluye el centro del agujero pasante 12a_2X en la primera placa 12_2X como una parte de ramificación 115X, se ilustra un extremo del agujero pasante 12a_2X en la primera placa 12_2X como un extremo 110X, se ilustra el otro extremo del agujero pasante 12a_2X en la primera placa 12_2X como un extremo 111X y se ilustra una parte de flexión de la trayectoria de flujo como una parte de flexión 116X.

En la figura 5 y la figura 6, partes que sirven cada una como la trayectoria de flujo de ramificación que incluye el centro del correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3X en la primera placa 12_3X se ilustran cada una como una parte de ramificación 135X, un extremo de cada uno de los agujeros pasantes 12a_3X en la primera placa 12_3X se ilustra como un extremo 130X y el otro extremo de cada uno de los agujeros pasantes 12a_3X en la primera placa 12_3X se ilustra como un extremo 131X.

El refrigerante que ha fluido a través de la tubería de refrigerante fluye hacia el distribuidor 2X y fluye hacia la parte de ramificación 115X del agujero pasante 12a_2X en la primera placa 12_2X. El refrigerante que ha fluido a través de la parte de ramificación 115X impacta contra la superficie de la segunda placa 13_2X apilada adyacente a la primera placa 12_2X y se ramifica en dos direcciones para fluir al extremo 110X y al extremo 111X del agujero pasante 12a_2X. El refrigerante líquido que tiene una densidad grande (refrigerante W ilustrado en la figura 6) en el refrigerante gaseoso-líquido de dos fases que fluye por la parte de flexión 116X del agujero pasante 12a_2X que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación se concentra en la parte externa en la parte de flexión 116X del agujero pasante 12a_2X por la fuerza centrífuga. Es decir, la película líquida está en un estado de concentración en cada uno del extremo 110X y del extremo 111X del agujero pasante 12a_2X.

Cuando el refrigerante que ha alcanzado el extremo 110X y el extremo 111X del agujero pasante 12a_2X en este estado viaja directamente a través de los respectivos agujeros pasantes 13a_2X en la segunda placa 13_2X y, entonces, fluye hacia los respectivos agujeros pasantes 12a_3X en la primera placa 12_3X situada aguas abajo de la segunda placa 13_2X, los agujeros pasantes 12a_3X sirven cada uno como la trayectoria de flujo de ramificación. En consecuencia, en los agujeros pasantes 12a_3X en la primera placa 12_3X, el refrigerante líquido fluye hacia la parte externa en la que se concentra la película líquida, en una cantidad más grande. En particular, cuando la concentración de la película líquida es significativa, es difícil ajustar una relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante en cada uno de los agujeros pasantes 12a_3X en la primera placa 12_3X a una cantidad predeterminada (valor objetivo), por ejemplo, para ramificar el flujo de refrigerante a una relación del 50%:50%.

La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar un flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2. La figura 8 es un diagrama esquemático para ilustrar el flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2. A continuación, se describirá el flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2 con referencia a la figura 7 y la figura 8. Cabe observar que en la figura 7 y la figura 8 el flujo de refrigerante se representa por las flechas discontinuas.

En la figura 7 y la figura 8, se ilustra una parte que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación que incluye el centro del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2 como una parte de ramificación 115, se ilustra un extremo del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2 como un extremo 110, se ilustra el otro extremo del agujero pasante 12a_2 en la primera placa 12_2 como un extremo 111 y se ilustra una parte de flexión de la trayectoria de flujo como una parte de flexión 116. Cabe observar que el agujero pasante 12a_2 sirve como una trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba.

En la figura 7 y la figura 8, partes que sirven cada una como la trayectoria de flujo de ramificación que incluye el centro del correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3 se ilustran cada una como una parte de ramificación 135, un extremo de cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3 se ilustra como un extremo 130 y el otro extremo de cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3 se ilustra como un extremo 131. Cabe observar que los agujeros pasantes 12a_3 sirven cada uno como una trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo.

Además, en la figura 7 y la figura 8, un extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2, sirviendo el un extremo como la entrada de refrigerante, se ilustra como un extremo 120 y el otro extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2, sirviendo el otro extremo como la salida de refrigerante, se ilustra como un extremo 121.

Cabe observar que en la figura 8 una parte que conecta el extremo 120 y el extremo 121 se ilustra como una línea virtual L1 y una parte perpendicular a la parte que conecta el extremo 120 y el extremo 121 se ilustra como una línea virtual L2.

El refrigerante que ha fluido a través de la tubería de refrigerante fluye hacia el primer distribuidor 2 y fluye hacia la parte de ramificación 115 del agujero pasante 12a_2 que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba. El refrigerante que ha fluido a través de la parte de ramificación 115 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_2 apilada adyacente a la primera placa 12_2 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir al extremo 110 y al extremo 111 del agujero pasante 12a_2. El refrigerante líquido que tiene una densidad grande (refrigerante W ilustrado en la figura 8) en el refrigerante gaseoso-líquido de dos fases que fluye por la parte de flexión 116 del agujero pasante 12a_2 que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación se concentra en la parte externa en la parte de flexión 116 del agujero pasante 12a_2 por la fuerza centrífuga, de la misma manera que el distribuidor 2X. Es decir, la película líquida está en un estado de concentración en cada uno del extremo 110 y del extremo 111 del agujero pasante 12a_2.

Cuando el refrigerante que ha alcanzado cada uno del extremo 110 y del extremo 111 del agujero pasante 12a_2 en este estado fluye hacia el correspondiente de los extremos 120 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2 que sirve como una trayectoria de flujo intermedio. El refrigerante que ha fluido hacia los extremos 120 impacta contra la superficie de la primera placa 12_3 apilada adyacente a la segunda placa 13_2 y la película líquida se derrama. Es decir, el refrigerante gaseoso-líquido de dos fases choca con la superficie plana (la superficie de la primera placa 12_3) orientada hacia los agujeros pasantes 13a_2 y de ese modo la película líquida se derrama.

Más específicamente, los agujeros pasantes 13a_2 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo intermedio se configuran de modo que el refrigerante que ha fluido desde los extremos 120 impacta contra la superficie de la primera placa 12_3 apilada adyacente a la segunda placa 13_2 para cambiar la dirección de flujo y, entonces, fluir fuera del extremo 121.

De ese modo, se evita que la película líquida del refrigerante que fluye a través de los agujeros pasantes 13a_2 se concentre, así se acerca al estado gaseoso-líquido de dos fases en el que la fase gaseosa y la fase líquida se mezclan de manera homogénea. El refrigerante que ha alcanzado los extremos 121 mientras mantiene este estado fluye hacia los respectivos agujeros pasantes 12a_3 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo. Es decir, puesto que los agujeros pasantes 13a_2 evitan que el refrigerante fluya directamente desde el agujero pasante 12a_2 hasta los respectivos agujeros pasantes 12a_3, el estado del refrigerante similar al del agujero pasante 12a_2 que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba también puede obtenerse cada uno en los agujeros pasantes 12a_3 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo.

Cabe observar que solo se requiere que los agujeros pasantes 13a_2 tengan cada uno el tamaño y la forma que permita que el refrigerante que fluye desde la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba cambie la dirección de flujo y desemboque en las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo. Por ejemplo, los agujeros pasantes 13a_2 se proporcionan preferiblemente de tal manera que la longitud de la trayectoria de flujo de la parte que conecta el extremo 120 y el extremo 121 tal como se representa por la línea virtual L1 es al menos dos veces mayor que el ancho de la trayectoria de flujo de la parte perpendicular a la parte que conecta el extremo 120 y el extremo 121 tal como se representa por la línea virtual L2. Por tanto, los agujeros pasantes 13a_2 pueden evitar que el refrigerante fluya directamente desde los agujeros pasantes 13a_2 hasta los respectivos agujeros pasantes 12a_3.

Por tanto, puesto que se evita que la película líquida se concentre en los agujeros pasantes 12a_3 en la primera placa 12_3, el refrigerante fluye en un estado sustancialmente homogéneo. En consecuencia, se vuelve posible ajustar una relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante en cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 que sirven como la trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo a una cantidad predeterminada (valor objetivo), por ejemplo, para ramificar el flujo de refrigerante a una relación de 50%:50%.

A continuación, la descripción se hará a partir de un ejemplo en el que el primer distribuidor 2 es un colector de tipo integrado.

La figura 9 es un diagrama que ilustra un flujo de un método de fabricación del intercambiador de calor 1. La figura 10 es una vista en corte longitudinal del primer distribuidor 2 usando moldeo a la cera perdida. En primer lugar, se describirá un método de fabricación del primer distribuidor 2 usando moldeo a la cera perdida.

En la etapa 0 no ilustrada, se fabrica un molde para formar la trayectoria de flujo de distribución 2a del primer distribuidor 2. En la etapa 1, se vierte la cera en el molde fabricado en la etapa 0 para fabricar un molde de cera (un patrón de cera 2a_1) que tenga la misma forma que la trayectoria de flujo de distribución 2a. En la etapa 2, el patrón de cera 2a_1 se fija a un molde 2_1 para formar el primer distribuidor 2 y se vierte el aluminio fundido en el molde.

En la etapa 3, el aluminio solidificado se calienta para fundir el patrón de cera 2a_1 fijado al interior del aluminio. De ese modo, se produce el primer distribuidor 2 en el que se forma la trayectoria de flujo de distribución 2a. En la etapa 0 a la etapa 3, se completa el primer distribuidor 2.

Entonces, en la etapa 4, los tubos de transferencia de calor 4 se conectan al primer distribuidor 2 y se realizan otras operaciones de ensamblaje y procesamiento para completar el intercambiador de calor 1.

El primer distribuidor 2 producido por moldeo a la cera perdida es diferente del primer distribuidor 2 configurado como el colector de tipo apilamiento ilustrado en la figura 2 a la figura 4 en que no se proporciona la unidad de placa 11 tal como se ilustra en la figura 10. Cabe observar que todas las funciones del primer distribuidor 2 producido por moldeo a la cera perdida son las mismas que las del primer distribuidor 2 configurado como el colector de tipo apilamiento.

Flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2 que es un colector de tipo integrado

A continuación en el presente documento, se describirá el flujo del refrigerante en el primer distribuidor 2. La figura 11 es una vista en corte longitudinal que ilustra un flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2 que se completa por el método de fabricación de la figura 9. En la figura 11, se ilustran componentes, componentes que corresponden a partes o partes del primer distribuidor 2 ilustrados en la figura 4 usando los mismos signos de referencia. Adicionalmente, la figura 11 ilustra la correspondencia entre el primer distribuidor 2 completado por el método de fabricación en la figura 9 y las placas del primer distribuidor 2 ilustradas en la figura 4, estando representadas las placas por las líneas discontinuas. La figura 11 ilustra las placas que tienen un grosor sustancialmente uniforme, por comodidad de la descripción. La figura 11 ilustra una sección transversal tomada a lo largo de la dirección de flujo del refrigerante. Además, en la figura 11, la dirección de flujo del refrigerante se representa por las flechas continuas.

El flujo de refrigerante básico es el mismo que el flujo de refrigerante del primer distribuidor 2 configurado como el colector de tipo apilamiento ilustrado en la figura 3 y la figura 4.

El refrigerante que ha fluido a través de la tubería de refrigerante fluye hacia el primer distribuidor 2 desde el agujero pasante 12a_1 en el primer distribuidor 2, sirviendo el agujero pasante 12a_1 como la entrada de fluido. El refrigerante que ha fluido a través del agujero pasante 12a_1 fluye hacia el agujero pasante 13a_1 y fluye hacia el centro del agujero pasante 12a_2. El refrigerante que ha fluido hacia el centro del agujero pasante 12a_2 se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir a ambos extremos del agujero pasante 12a_2. El refrigerante que ha alcanzado cada uno de los extremos del agujero pasante 12a_2 fluye hacia un extremo del correspondiente de los agujeros pasantes 13a_2.

El refrigerante que ha fluido hacia el un extremo de cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 fluye al otro extremo del correspondiente de los agujeros pasantes 13a_2 y fluye hacia el centro del correspondiente de los agujeros pasantes 12a_3. El refrigerante que ha fluido hacia el centro de cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir a ambos extremos del agujero pasante 12a_3. Los extremos de los agujeros pasantes 12a_3 sirven cada uno como la salida de fluido y el refrigerante que ha alcanzado cada uno de los extremos de los agujeros pasantes 12a_3 fluye hacia el correspondiente de los tubos de transferencia de calor 4 desde las partes de punta 4a de los tubos de transferencia de calor 4 situados en los agujeros pasantes 12a_3.

El refrigerante que ha fluido hacia los tubos de transferencia de calor 4 pasa a través de las respectivas regiones en los tubos de transferencia de calor 4, que están dentro de los agujeros pasantes 13a_3 y dentro de los agujeros pasantes 12a_4, para fluir de ese modo hacia las regiones en los tubos de transferencia de calor 4 a las que se unen las aletas 5.

Función y efecto del primer distribuidor 2 y del intercambiador de calor 1

Tal como se describió anteriormente, en el primer distribuidor 2, puesto que se forman los agujeros pasantes 13a_2 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de conexión, el refrigerante también puede ramificarse en el estado gaseoso-líquido de dos fases en el que la fase gaseosa y la fase líquida se mezclan de manera homogénea, sirviendo cada una como la trayectoria de flujo de ramificación en los agujeros pasantes 13a_2 aguas abajo. Por tanto, en el primer distribuidor 2, puesto que se evita que la película líquida se concentre en ambas de la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba y las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo, la relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante puede ajustarse a una cantidad predeterminada (valor objetivo) y puede conseguirse el rendimiento de distribución excelente.

Puesto que el intercambiador de calor 1 incluye el primer distribuidor 2, el refrigerante puede fluir hacia cada trayectoria en el estado homogéneo, para mejorar de ese modo la eficiencia del intercambio de calor.

Realización 2

Se describirá un distribuidor según la realización 2 de la presente invención.

En la realización 2, se describirán principalmente características diferentes de las de la realización 1, y los mismos signos de referencia se usan para las mismas partes que las de la realización 1, y se omite la descripción de las mismas partes.

Cabe observar que, puesto que un intercambiador de calor que incluye el distribuidor según la realización 2 es el mismo que el intercambiador de calor 1 descrito en la realización 1, se omite la descripción del intercambiador de calor. El distribuidor según la realización 2 se denomina primer distribuidor 2A.

Configuración del distribuidor según la realización 2

A continuación en el presente documento, se describirá una configuración del primer distribuidor 2A. En el presente documento, la descripción se hará a partir de un ejemplo en el que el primer distribuidor 2A es un colector de tipo apilamiento. Cabe observar que el primer distribuidor 2A puede ser un colector de tipo integrado. En este caso, solo se requiere que se produzca el primer distribuidor 2A con referencia a la figura 9.

La figura 12 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar el flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2A. La figura 13 es un diagrama esquemático para ilustrar el flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2A. Cabe observar que en la figura 12 y la figura 13 el flujo de refrigerante se representa por las flechas discontinuas.

De manera similar a la figura 7 y la figura 8, la figura 12 y la figura 13 ilustran la parte de ramificación 115, el extremo 110, el extremo 111, la parte de flexión 116, las partes de ramificación 135, los extremos 130, los extremos 131, los extremos 120 y los extremos 121.

El primer distribuidor 2A es diferente del primer distribuidor 2 según la realización 1 en que la forma de los agujeros pasantes 12a_3 proporcionados en la primera placa 12_3 es diferente de la forma de los agujeros pasantes 12a_3 proporcionados en la primera placa 12_3 del primer distribuidor 2 según la realización 1.

Específicamente, los agujeros pasantes 12a_3 incluyen cada uno una trayectoria de flujo de entrada 107 que se comunica con una parte intermedia de la correspondiente de las partes de ramificación 135 formadas para pasar a través de la primera placa 12_3 en una forma de Z en una sección transversal de la trayectoria de flujo. Es decir, las partes de ramificación 135 que sirven cada una como la trayectoria de flujo de ramificación y las trayectorias de flujo de entrada 107 para permitir que el refrigerante fluya hacia la correspondiente de las partes de ramificación 135 se forman en la misma placa (la primera placa 12_3).

Las trayectorias de flujo de entrada 107 incluyen cada una un extremo de entrada de fluido que se conecta al correspondiente de los extremos 121 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 que sirven cada uno como una trayectoria de flujo intermedio y un extremo de salida de fluido que se conecta a la correspondiente de las partes de ramificación 135. Ambos de los extremos de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 se sitúan para no superponerse entre sí, cuando se ven las trayectorias de flujo de entrada 107 desde la dirección de flujo del refrigerante. Por tanto, las trayectorias de flujo de entrada 107 se forman cada una para extenderse en la dirección de la gravedad. Específicamente, tal como se ilustra en la figura 12, las trayectorias de flujo de entrada 107 se forman cada una de tal manera que el extremo de entrada de fluido y el extremo de salida de fluido se disponen en la dirección de la gravedad. Cabe observar que la parte intermedia de cada una de las partes de ramificación 135 no es necesariamente la parte estrictamente central.

Los extremos 120 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 se proporcionan en posiciones orientadas cada una hacia el correspondiente del extremo 110 y del extremo 111 del agujero pasante 12a_2. Los extremos 121 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 se proporcionan en posiciones orientadas no hacia las partes de ramificación 135 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 sino hacia los extremos de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107.

Cabe observar que los agujeros pasantes 13a_3 en la segunda placa 13_3 se proporcionan en posiciones orientadas cada una hacia el correspondiente de los extremos 130 y los extremos 131 de los agujeros pasantes 12a_3.

Otras configuraciones son las mismas que las de la realización 1.

Flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2A

A continuación en el presente documento, se describirá el flujo del refrigerante en el primer distribuidor 2A.

Tal como se ilustra en la figura 12 y la figura 13, el refrigerante que ha fluido hacia el primer distribuidor 2A fluye a través del agujero pasante 12a_1 y el agujero pasante 13a_1 y, entonces, fluye hacia la parte de ramificación 115 del agujero pasante 12a_2 que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba. El refrigerante que ha fluido hacia la parte de ramificación 115 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_2 apilada adyacente a la primera placa 12_2 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir al extremo 110 y al extremo 111 del agujero pasante 12a_2. El refrigerante que ha alcanzado cada uno del extremo 110 y el extremo 111 del agujero pasante 12a_2 fluye hacia el correspondiente de los extremos 120 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2, sirviendo cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 como la trayectoria de flujo intermedio.

El refrigerante que ha fluido hacia los extremos 120 impacta contra la superficie de la primera placa 12_3 apilada adyacente a la segunda placa 13_2 y la película líquida se derrama. Es decir, el refrigerante gaseoso-líquido de dos fases choca con la superficie plana (la superficie de la primera placa 12_3) orientada hacia los agujeros pasantes 13a_2 y de ese modo la película líquida se derrama. De ese modo, se evita que la película líquida del refrigerante que fluye a través de los agujeros pasantes 13a_2 se concentre, así se acerca al estado gaseosolíquido de dos fases en el que la fase gaseosa y la fase líquida se mezclan de manera homogénea. El refrigerante que ha alcanzado los extremos 121 mientras mantiene este estado fluye hacia el extremo de entrada de fluido de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo.

Es decir, puesto que los agujeros pasantes 13a_2 evitan que el refrigerante fluya directamente desde el agujero pasante 12a_2 hasta los respectivos agujeros pasantes 12a_3, el estado del refrigerante similar al del agujero pasante 12a_2 que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba también puede obtenerse cada uno en los agujeros pasantes 12a_3 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de ramificación aguas abajo.

El refrigerante que ha fluido hacia el extremo de entrada de fluido de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_3 apilada adyacente a la primera placa 12_3, fluye a través de la trayectoria de flujo de entrada 107, alcanza el extremo de salida de fluido de la trayectoria de flujo de entrada 107 (un extremo conectado a la correspondiente de las partes de ramificación 135), fluye hacia la parte de ramificación 135 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha). El refrigerante ramificado fluye a cada uno de los extremos 130 y 131. Los extremos 130 y los extremos 131 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 sirven cada uno como la salida de fluido y el refrigerante que ha alcanzado cada uno de los extremos 130 y los extremos 131 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 fluye hacia el correspondiente de los tubos de transferencia de calor 4 a través de las partes de punta 4a de los tubos de transferencia de calor 4 situados cada uno en el correspondiente de los agujeros pasantes 13a_3 o los agujeros pasantes 12a_3.

Específicamente, el refrigerante en el estado gaseoso-líquido de dos fases que ha fluido desde cada uno de los extremos 121 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de conexión fluye hacia la correspondiente de las trayectorias de flujo de entrada 107 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 situados aguas abajo. En este momento, el refrigerante choca con la superficie de la segunda placa 13-3 orientada hacia los agujeros pasantes 13a_2. El refrigerante gaseoso-líquido de dos fases pasa a un estado más homogéneo que el estado homogéneo en cada uno de los agujeros pasantes 13a_2. Entonces, el refrigerante fluye hacia las partes de ramificación 135 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 y se ramifica en las partes de ramificación 135.

Función y efecto del primer distribuidor 2A y del intercambiador de calor 1

Tal como se describió anteriormente, en el primer distribuidor 2A, las trayectorias de flujo de entrada 107 se proporcionan cada una a los agujeros pasantes 12a_3 situados aguas abajo de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de conexión, además de la configuración del primer distribuidor 2 según la realización 1. Es decir, en el primer distribuidor 2A, se proporciona una pluralidad de partes de choque donde choca el refrigerante con la placa. De ese modo, la fase gaseosa y la fase líquida del refrigerante gaseoso-líquido de dos fases pueden mezclarse de manera más homogénea y se vuelve posible ajustar una relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante en cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 a una cantidad predeterminada (valor objetivo), por ejemplo, para ramificar el flujo de refrigerante a una relación de 50%:50%. Por tanto, en el primer distribuidor 2A, puesto que se evita que la película líquida se concentre en ambas de la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba y las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo, la relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante puede ajustarse a una cantidad predeterminada (valor objetivo) y puede conseguirse el rendimiento de distribución excelente.

Puesto que el intercambiador de calor 1 incluye el primer distribuidor 2A, el refrigerante puede fluir hacia cada trayectoria en el estado homogéneo, para mejorar de ese modo la eficiencia del intercambio de calor.

Realización 3

Se describirá un distribuidor según la realización 3 de la presente invención.

En la realización 3, se describirán principalmente características diferentes de las de las realizaciones 1 y 2, y los mismos signos de referencia se usan para las mismas partes que las de las realizaciones 1 y 2, y se omite la descripción de las mismas partes.

Cabe observar que, puesto que un intercambiador de calor que incluye el distribuidor según la realización 3 es el mismo que el intercambiador de calor 1 descrito en la realización 1, se omite la descripción del intercambiador de calor. El distribuidor según la realización 3 se denomina primer distribuidor 2B.

Configuración del distribuidor según la realización 3

A continuación en el presente documento, se describirá una configuración del primer distribuidor 2B. En el presente documento, la descripción se hará a partir de un ejemplo en el que el primer distribuidor 2B es un colector de tipo apilamiento. Cabe observar que el primer distribuidor 2B puede ser un colector de tipo integrado. En este caso, solo se requiere que se produzca el primer distribuidor 2B con referencia a la figura 9.

La figura 14 es una vista en perspectiva en despiece ordenado para ilustrar el flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2B. La figura 15 es un diagrama esquemático para ilustrar de manera esquemática una forma del agujero pasante 12a_3 proporcionado en la primera placa 12_3 del primer distribuidor 2B. Cabe observar que en la figura 14, el flujo de refrigerante se representa por las flechas discontinuas.

De manera similar a la figura 12 y la figura 13, la figura 14 y la figura 15 ilustran la parte de ramificación 115, el extremo 110, el extremo 111, la parte de flexión 116, las partes de ramificación 135, los extremos 130, los extremos 131, los extremos 120, los extremos 121 y las trayectorias de flujo de entrada 107.

Una forma básica del primer distribuidor 2B es la misma que la del primer distribuidor 2A según la realización 2, pero es diferente del primer distribuidor 2A según la realización 2 en que la forma de los agujeros pasantes 12a_3 proporcionados en la primera placa 12_3 es diferente de la forma de los agujeros pasantes 12a_3 proporcionados en la primera placa 12_3 del primer distribuidor 2A según la realización 2.

Es decir, el primer distribuidor 2B es diferente del primer distribuidor 2A según la realización 2 en que las trayectorias de flujo de entrada 107 se inclinan cada una hacia la dirección de la gravedad.

Específicamente, en el primer distribuidor 2B, las partes de ramificación 135 y las trayectorias de flujo de entrada 107 se proporcionan en la primera placa 12_3 y un extremo de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 (un extremo de entrada de fluido) y el otro extremo de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 (un extremo de salida de fluido) se sitúan en posiciones diferentes entre sí a través de la dirección de la gravedad. Además, la dirección de flujo del refrigerante (una línea X1 mostrada en la figura 15) en cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 no es perpendicular a la dirección de flujo del refrigerante (una línea X2 mostrada en la figura 15) en la parte de fluido de cada una de las partes de ramificación 135 en los respectivos agujeros pasantes 12a_3, y la línea X1 y la línea X2 se encuentran en un ángulo de flujo de entrada 109 predeterminado.

Otras configuraciones son las mismas que las de las realizaciones 1 y 2.

Flujo de refrigerante en el primer distribuidor 2B

A continuación en el presente documento, se describirá el flujo del refrigerante en el primer distribuidor 2B.

Tal como se ilustra en la figura 14 y la figura 15, el refrigerante que ha fluido hacia el primer distribuidor 2B fluye a través del agujero pasante 12a_1 y el agujero pasante 13a_1 y, entonces, fluye hacia la parte de ramificación 115 del agujero pasante 12a_2 que sirve como la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba. El refrigerante que ha fluido hacia la parte de ramificación 115 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_2 apilada adyacente a la primera placa 12_2 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha) para fluir al extremo 110 y al extremo 111 del agujero pasante 12a_2. El refrigerante que ha alcanzado cada uno del extremo 110 y el extremo 111 del agujero pasante 12a_2 fluye hacia el correspondiente de los extremos 120 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 en la segunda placa 13_2, sirviendo cada uno de los agujeros pasantes 13a_2 como la trayectoria de flujo intermedio.

El refrigerante que ha fluido hacia el extremo de entrada de fluido de cada una de las trayectorias de flujo de entrada 107 impacta contra la superficie de la segunda placa 13_3 apilada adyacente a la primera placa 12_3, fluye a través de la trayectoria de flujo de entrada 107, alcanza el otro extremo de la trayectoria de flujo de entrada 107 (un extremo conectado a la correspondiente de las partes de ramificación 135), fluye hacia la parte de ramificación 135 y se ramifica en dos direcciones (direcciones izquierda y derecha). El refrigerante ramificado fluye a cada uno de los extremos 130 y 131. Los extremos 130 y los extremos 131 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 sirven cada uno como la salida de fluido y el refrigerante que ha alcanzado cada uno de los extremos 130 y los extremos 131 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 fluye hacia el correspondiente de los tubos de transferencia de calor 4 a través de las partes de punta 4a de los tubos de transferencia de calor 4 situados cada uno en el correspondiente de los agujeros pasantes 13a_3 o los agujeros pasantes 12a_3.

Específicamente, el refrigerante en el estado gaseoso-líquido de dos fases que ha fluido desde los extremos 121 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 que sirven cada uno como la trayectoria de flujo de conexión fluye hacia la correspondiente de las trayectorias de flujo de entrada 107 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 situados aguas abajo. En este momento, el refrigerante choca con la superficie de la segunda placa 13-3 orientada hacia los agujeros pasantes 13a_2. El refrigerante gaseoso-líquido de dos fases pasa a un estado más homogéneo que el estado homogéneo en cada uno de los agujeros pasantes 13a_2. Entonces, el refrigerante fluye hacia las partes de ramificación 135 de los respectivos agujeros pasantes 13a_2 y se ramifica en las partes de ramificación 135.

En este momento, el refrigerante que fluye a través de las trayectorias de flujo de entrada 107 fluye hacia las respectivas partes de ramificación 135 en el ángulo de flujo de entrada 109. En consecuencia, el refrigerante fluye de manera concentrada hacia los extremos 131 de los respectivos agujeros pasantes 12a_3 en una cantidad grande debido a una fuerza de inercia. Adicionalmente, puesto que se genera un vórtice 112 en una parte de flexión de cada una de las partes de ramificación 135, las respectivas partes de la trayectoria de flujo en las que fluye el refrigerante se estrechan cada una. Ambos efectos provocan un aumento en la cantidad de flujo del refrigerante que fluye hacia los extremos 131. La proporción entre la cantidad de flujo del refrigerante que fluye hacia cada uno de los extremos 130 de las respectivas partes de ramificación 135 y la cantidad de flujo de cada uno del refrigerante que fluye hacia los extremos 131 de las respectivas partes de ramificación 135 tiene una relación lineal con respecto a la relación posicional (ángulo de flujo de entrada) entre cada conjunto de las trayectorias de flujo de entrada 107 y las partes de ramificación 135, y la proporción puede controlarse por la relación posicional entre cada conjunto. Esto puede conseguirse proporcionando el estado de fase gaseosa-líquida homogénea del refrigerante antes de que el refrigerante alcance las partes de ramificación 135.

Función y efecto del primer distribuidor 2B y del intercambiador de calor 1

Tal como se describió anteriormente, en el primer distribuidor 2B, las trayectorias de flujo de entrada 107 se proporcionan cada una para inclinarse hacia la dirección de la gravedad, además de la configuración del primer distribuidor 2A según la realización 2. Es decir, en el primer distribuidor 2B, se proporciona una pluralidad de partes de choque donde el refrigerante choca con la placa y puede ajustarse la relación de distribución. De ese modo, la fase gaseosa y la fase líquida del refrigerante gaseoso-líquido de dos fases pueden mezclarse de manera más homogénea y se vuelve posible ajustar la relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante en cada uno de los agujeros pasantes 12a_3 a una cantidad predeterminada (valor objetivo). Por tanto, en el primer distribuidor 2B, puesto que se evita que la película líquida se concentre en ambas de la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba y las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo, la relación de distribución de la cantidad de flujo de refrigerante puede ajustarse a una cantidad predeterminada (valor objetivo) y puede conseguirse el rendimiento de distribución excelente.

Puesto que el intercambiador de calor 1 incluye el primer distribuidor 2B, el refrigerante puede fluir hacia cada trayectoria en el estado homogéneo, para mejorar de ese modo la eficiencia del intercambio de calor.

Realización 4

Se describirá un aparato de ciclo de refrigeración según la realización 4 de la presente invención.

Configuración del aparato de ciclo de refrigeración 100

A continuación en el presente documento, se describirá una configuración esquemática del aparato de ciclo de refrigeración 100 según la realización 4.

La figura 16 es un diagrama de configuración de circuito que ilustra de manera esquemática una configuración a modo de ejemplo de un circuito de refrigerante del aparato de ciclo de refrigeración 100 según la realización 4. En la realización 4, se describirán principalmente características diferentes de las de las realizaciones 1 a 3, y los mismos signos de referencia se usan para las mismas partes que las de las realizaciones 1 a 3, y se omite la descripción de las mismas partes. En la figura 16, el flujo de refrigerante durante la operación de refrigeración se representa por las flechas discontinuas, el flujo de refrigerante durante la operación de calentamiento se representa por las flechas continuas y el flujo de aire se representa por las flechas delineadas.

El aparato de ciclo de refrigeración 100 incluye un intercambiador de calor dotado del distribuidor según una cualquiera de las realizaciones 1 a 3, como un componente. Por comodidad de la descripción, la descripción se hará a partir de un caso en el que el aparato de ciclo de refrigeración 100 incluye el intercambiador de calor 1 dotado del primer distribuidor 2 según la realización 1. En la realización 4, se hará una descripción de un ejemplo en el que el aparato de ciclo de refrigeración 100 es un aparato de aire acondicionado.

El aparato de ciclo de refrigeración 100 incluye una primera unidad 100A y una segunda unidad 100B. La primera unidad 100A se usa como una unidad de fuente de calor, una unidad exterior u otras unidades. La segunda unidad 100B se usa como una unidad interior, una unidad del lado de uso (una unidad del lado de carga) u otras unidades.

La primera unidad 100A da cabida a un compresor 101, un dispositivo de cambio de flujo 102, un dispositivo de expansión 104, un segundo intercambiador de calor 105 y un ventilador 105A dotado del segundo intercambiador de calor 105. El segundo intercambiador de calor 105 está dotado del primer distribuidor 2. Es decir, como el segundo intercambiador de calor 105, se aplica el intercambiador de calor 1 descrito en la realización 1.

La segunda unidad 100B da cabida a un primer intercambiador de calor 103 y un ventilador 103A dotado del primer intercambiador de calor 103. El primer intercambiador de calor 103 está dotado del primer distribuidor 2. Es decir, como el primer intercambiador de calor 103, se aplica el intercambiador de calor 1 descrito en la realización 1.

Tal como se ilustra en la figura 16, el compresor 101, el primer intercambiador de calor 103, el dispositivo de expansión 104 y el segundo intercambiador de calor 105 están conectados entre sí con una tubería de refrigerante 106, para formar un circuito de refrigerante. El ventilador 103A está dotado del primer intercambiador de calor 103 para suministrar el aire al primer intercambiador de calor 103. El ventilador 105A está dotado del segundo intercambiador de calor 105 para suministrar el aire al segundo intercambiador de calor 105.

El compresor 101 está configurado para comprimir refrigerante. El refrigerante comprimido por el compresor 101 se descarga al primer intercambiador de calor 103 o al segundo intercambiador de calor 105. El compresor 101 es, por ejemplo, un compresor giratorio, un compresor de espiral, un compresor de tornillo o un compresor de pistón.

El dispositivo de cambio de flujo 102 está configurado para cambiar los flujos de refrigerante entre la operación de calentamiento y la operación de refrigeración. Es decir, durante la operación de calentamiento, el dispositivo de cambio de flujo 102 está configurado para cambiar el flujo del refrigerante al flujo que conecta el compresor 101 al primer intercambiador de calor 103. En cambio, durante la operación de refrigeración, el dispositivo de cambio de flujo 102 está configurado para cambiar el flujo del refrigerante al flujo que conecta el compresor 101 al segundo intercambiador de calor 105. El dispositivo de cambio de flujo 102 es preferiblemente, por ejemplo, una válvula de cuatro pasos. Como alternativa, el dispositivo de cambio de flujo 102 puede ser una combinación de válvulas de dos pasos o válvulas de tres pasos.

El primer intercambiador de calor 103 sirve como un condensador durante la operación de calentamiento y sirve como un evaporador durante la operación de refrigeración. Es decir, el primer intercambiador de calor 103 que sirve como un condensador provoca un intercambio de calor entre el refrigerante a alta temperatura y alta presión descargado del compresor 101 y el aire suministrado del ventilador 103A, lo que da como resultado condensación del refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión. En cambio, el primer intercambiador de calor 103 que sirve como un evaporador provoca un intercambio de calor entre el refrigerante a baja temperatura y baja presión que fluye desde el dispositivo de expansión 104 y el aire suministrado del ventilador 103A, lo que da como resultado evaporación del refrigerante de dos fases o refrigerante líquido a baja temperatura y baja presión.

El dispositivo de expansión 104 está configurado para expandir y descomprimir el refrigerante que fluye desde el primer intercambiador de calor 103 o el segundo intercambiador de calor 105. El dispositivo de expansión 104 es preferiblemente, por ejemplo, una válvula de expansión eléctrica que puede ajustar la tasa de flujo de refrigerante. Como alternativa, el dispositivo de expansión 104 puede ser, por ejemplo, un tubo capilar o una válvula de expansión mecánica que incluye un diafragma en una parte de detección de presión, distinta a la válvula de expansión eléctrica.

El segundo intercambiador de calor 105 sirve como un evaporador durante la operación de calentamiento y sirve como un condensador durante la operación de refrigeración. Es decir, el segundo intercambiador de calor 105 que sirve como un evaporador provoca un intercambio de calor entre el refrigerante a baja temperatura y baja presión que fluye desde el dispositivo de expansión 104 y el aire suministrado del ventilador 105A, lo que da como resultado evaporación del refrigerante de dos fases o refrigerante líquido a baja temperatura y baja presión. En cambio, el segundo intercambiador de calor 105 que sirve como un condensador provoca un intercambio de calor entre el refrigerante a alta temperatura y alta presión descargado del compresor 101 y el aire suministrado del ventilador 105A, lo que da como resultado condensación del refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión.

Operaciones del aparato de ciclo de refrigeración 100

A continuación en el presente documento, se describirán las operaciones del aparato de ciclo de refrigeración 100 y el flujo de refrigerante. Las operaciones del aparato de ciclo de refrigeración 100 se describen, como ejemplo, en un caso en el que el fluido que realiza el intercambio de calor es aire y el fluido que está sujeto al intercambio de calor es refrigerante.

En primer lugar, se describirá la operación de refrigeración ejecutada por el aparato de ciclo de refrigeración 100. El flujo de refrigerante durante la operación de refrigeración se representa por las flechas discontinuas en la figura 16.

Tal como se ilustra en la figura 16, se acciona el compresor 101 y, por tanto, descarga refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión. Entonces, el refrigerante fluye para seguir las flechas discontinuas. El refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión (fase única) descargado del compresor 101 fluye a través del dispositivo de cambio de flujo 102 hacia el segundo intercambiador de calor 105 que sirve como un condensador. El segundo intercambiador de calor 105 provoca un intercambio de calor entre este refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión que ha fluido hacia el segundo intercambiador de calor 105 y el aire suministrado desde el ventilador 105A, de modo que el refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión se condensa en refrigerante líquido a alta presión (fase única).

La salida de refrigerante líquido a alta presión desde el segundo intercambiador de calor 105 se convierte en refrigerante de dos fases que contiene refrigerante de gas a baja presión y refrigerante líquido a baja presión por el dispositivo de expansión 104. Este refrigerante de dos fases fluye hacia el primer intercambiador de calor 103 que sirve como un evaporador. El primer intercambiador de calor 103 está dotado del primer distribuidor 2, de modo que el refrigerante se distribuye por el primer distribuidor 2 por el número de trayectorias en el primer intercambiador de calor 103 y fluye hacia los tubos de transferencia de calor 4 incluidos en el primer intercambiador de calor 103.

El primer intercambiador de calor 103 provoca un intercambio de calor entre el refrigerante de dos fases que ha fluido hacia el primer intercambiador de calor 103 y el aire suministrado desde el ventilador 103A, de modo que el refrigerante líquido contenido en el refrigerante de dos fases se evapora, lo que da como resultado refrigerante de gas a baja presión (fase única). La salida de refrigerante de gas a baja presión desde el primer intercambiador de calor 103 fluye a través del dispositivo de cambio de flujo 102 hacia el compresor 101. El compresor 101 comprime este refrigerante de gas a baja presión en refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión y descarga el refrigerante de gas resultante de nuevo. Esta operación se repetirá.

A continuación, se describirá la operación de calentamiento ejecutada por el aparato de ciclo de refrigeración 100. El flujo de refrigerante durante la operación de calentamiento se representa por las flechas continuas en la figura 16.

Tal como se ilustra en la figura 16, se acciona el compresor 101 y, por tanto, descarga refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión. El refrigerante entonces fluye para seguir las flechas continuas. El refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión (fase única) descargado del compresor 101 fluye a través del dispositivo de cambio de flujo 102 hacia el primer intercambiador de calor 103 que sirve como un condensador. El primer intercambiador de calor 103 provoca un intercambio de calor entre este refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión que ha fluido hacia el primer intercambiador de calor 103 y el aire suministrado desde el ventilador 103A, de modo que el refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión se condensa en refrigerante líquido a alta presión (fase única).

La salida de refrigerante líquido a alta presión desde el primer intercambiador de calor 103 se convierte en refrigerante de dos fases que contiene refrigerante de gas a baja presión y refrigerante líquido a baja presión por el dispositivo de expansión 104. Este refrigerante de dos fases fluye hacia el segundo intercambiador de calor 105 que sirve como un evaporador. El segundo intercambiador de calor 105 está dotado del primer distribuidor 2, de modo que el refrigerante se distribuye por el primer distribuidor 2 por el número de trayectorias en el segundo intercambiador de calor 105 y fluye hacia los tubos de transferencia de calor 4 incluidos en el segundo intercambiador de calor 105.

El segundo intercambiador de calor 105 provoca un intercambio de calor entre el refrigerante de dos fases que ha fluido hacia el segundo intercambiador de calor 105 y el aire suministrado desde el ventilador 105A, de modo que el refrigerante líquido contenido en el refrigerante de dos fases se evapora, lo que da como resultado refrigerante de gas a baja presión (fase única). La salida de refrigerante de gas a baja presión desde el segundo intercambiador de calor 105 fluye a través del dispositivo de cambio de flujo 102 hacia el compresor 101. El compresor 101 comprime este refrigerante de gas a baja presión en refrigerante de gas a alta temperatura y alta presión y descarga el refrigerante de gas resultante de nuevo. Esta operación se repetirá.

Tal como se describió anteriormente, el aparato de ciclo de refrigeración 100 incluye el primer distribuidor 2 situado aguas arriba de una parte de cada uno del primer intercambiador de calor 103 y el segundo intercambiador de calor 105.

En consecuencia, en el aparato de ciclo de refrigeración 100, puesto que el refrigerante puede fluir hacia cada trayectoria en el primer intercambiador de calor 103 y el segundo intercambiador de calor 105 en un estado homogéneo, el rendimiento de los intercambiadores de calor puede mejorarse para maximizar de ese modo la eficiencia del intercambio de calor.

La descripción se realiza a partir de un ejemplo en el que se proporciona el intercambiador de calor según una cualquiera de las realizaciones 1 a 3 como cada uno del primer intercambiador de calor 103 y el segundo intercambiador de calor 105. Como alternativa, el intercambiador de calor según una cualquiera de las realizaciones 1 a 3 puede proporcionarse como al menos uno del primer intercambiador de calor 103 y el segundo intercambiador de calor 105.

El refrigerante usado en el aparato de ciclo de refrigeración 100 no está limitado a un refrigerante particular. Otros tipos de refrigerante, tales como R410A, R32 y HFO1234yf, también pueden usarse para provocar los mismos efectos.

Aunque los fluidos de realización son aire y refrigerante como ejemplos, los fluidos de realización no se limitan a aire y refrigerante. Los fluidos de realización pueden sustituirse por otro gas, líquido o fluido mezclado de gaslíquido para provocar los mismos efectos. Dicho de otro modo, los fluidos de realización pueden cambiarse y cualquier fluido de realización conduce a los mismos efectos.

Otros ejemplos del aparato de ciclo de refrigeración 100 incluyen un calentador de agua, un congelador y un calentador de agua de aire acondicionado. Cualquiera de estos aparatos puede obtener el rendimiento del intercambiador de calor al máximo, mejorando de ese modo la eficiencia del intercambio de calor.

Lista de signos de referencia

1 intercambiador de calor 2 primer distribuidor 2A primer distribuidor 2B primer distribuidor 2X distribuidor 2_1 molde 2a trayectoria de flujo de distribución 2a_1 patrón de cera 2b parte de inserción de tubo de transferencia de calor 3 segundo distribuidor 3a trayectoria de flujo de confluencia 4 tubo de transferencia de calor 4a parte de punta 5 aleta 11 unidad de placa 12 primera placa 12_1 primera placa 12_2 primera placa 12_2X primera placa 12_3 primera placa 12_3X primera placa 12_4 primera placa 12a_1 agujero pasante

12a_2 agujero pasante 12a_2X agujero pasante 12a_3 agujero pasante

12a_3X agujero pasante 12a_4 agujero pasante 13 segunda placa 13_1 segunda placa 13_2 segunda placa 13_2X segunda placa 13_3 segunda placa 13a_1 agujero pasante 13a_2 agujero pasante 13a_2X agujero pasante 13a_3 agujero pasante 100 aparato de ciclo de refrigeración 100A primera unidad

100B segunda unidad 101 compresor 102 dispositivo de cambio de flujo 103 primer intercambiador de calor 103A ventilador 104 dispositivo de expansión 105 segundo intercambiador de calor 105A ventilador 106 tubería de refrigerante 107 trayectoria de flujo de entrada 109 ángulo de flujo de entrada 110 extremo 110X extremo 111 extremo 111X extremo 112 vórtice 115 parte de ramificación 115X parte de ramificación 116 parte de flexión 116X parte de flexión 120 extremo 121 extremo 130 extremo 130X extremo 131 extremo

131X extremo 135 parte de ramificación 135X parte de ramificación L1 línea virtual

L2 línea virtual W refrigerante

Claims

REIVINDICACIONES

1. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) para distribuir fluido a una pluralidad de salidas de fluido (12a_3), fluyendo el fluido desde una entrada de fluido (12a_1), comprendiendo el distribuidor (2, 2A, 2B, 3):

una pluralidad de trayectorias de flujo de ramificación (12a_2, 12a_3) que tiene una trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3) situadas más cerca de la pluralidad de salidas de fluido (12a_3) que la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2); y

una trayectoria de flujo intermedio (13a_2) proporcionada entre la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y al menos una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3), conectando la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y la al menos una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3),

estando formado el distribuidor (2, 2A, 2B, 3) de tal manera que el fluido fluye en una dirección desde la entrada de fluido (12a_1) hasta la pluralidad de trayectorias de flujo de ramificación (12a_3),

teniendo la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) un extremo conectado a la trayectoria de flujo de ramificación aguas arriba (12a_2) y un otro extremo conectado a la al menos una de las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3) caracterizado porque

la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) provoca que el fluido que fluye desde el un extremo cambie una dirección de flujo del fluido sin ramificarse el fluido adicionalmente en la trayectoria de flujo intermedio y, entonces, fluya fuera del otro extremo.

2. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según la reivindicación 1, en el que la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) se forma de tal manera que una longitud de la trayectoria de flujo de una parte que conecta el un extremo y el otro extremo es al menos dos veces mayor que un ancho de la trayectoria de flujo de una parte perpendicular a la parte que conecta el un extremo y el otro extremo.

3. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según la reivindicación 1 o 2, en el que

las trayectorias de flujo de ramificación aguas abajo (12a_3) incluyen una parte de ramificación (135) cada una para ramificar el fluido en dos direcciones, y

una trayectoria de flujo de entrada (107) que se comunica con una parte intermedia de la parte de ramificación (135), y

la trayectoria de flujo de entrada (107) incluye un extremo de entrada de fluido que conecta el otro extremo de la trayectoria de flujo intermedio (13a_2) y un extremo de salida de fluido que conecta la parte de ramificación (135), y

la trayectoria de flujo de entrada (107) provoca que el fluido que fluye desde el extremo de entrada de fluido cambie una dirección de flujo del fluido y, entonces, fluya fuera del otro extremo.

4. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según la reivindicación 3, en el que la trayectoria de flujo de entrada (107) se forma de tal manera que el extremo de entrada de fluido y el extremo de salida de fluido se disponen en una dirección de la gravedad.

5. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según la reivindicación 3, en el que la trayectoria de flujo de entrada (107) se forma de tal manera que el extremo de entrada de fluido y el extremo de salida de fluido se sitúan en posiciones diferentes entre sí a través de una dirección de la gravedad.

6. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según la reivindicación 5, en el que la trayectoria de flujo de entrada (107) se forma de tal manera que una dirección de flujo del fluido que fluye desde el extremo de entrada de fluido hasta el extremo de salida de fluido no es perpendicular a una dirección de flujo del fluido que fluye a través de una parte de la parte de ramificación (135) que conecta el extremo de salida de fluido.

7. Distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la entrada de fluido (12a_1), la pluralidad de trayectorias de flujo de ramificación (12a_2, 12a_3) y la pluralidad de salidas de fluido (12a_3) se forman de tal manera que se apila una pluralidad de placas (11) que tiene cada una un agujero pasante (12a_1, 12a_2, 12a_3, 12a_4, 13a_1, 13a_2, 13a_3).

8. Intercambiador de calor (1), que comprende:

el distribuidor (2, 2A, 2B, 3) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7; y

una pluralidad de tubos de transferencia de calor (4) hacia los que fluye el fluido que fluye fuera de la pluralidad de salidas de fluido (12a_3) del distribuidor (2, 2A, 2B, 3).

9. Intercambiador de calor (1) según la reivindicación 8, en el que la pluralidad de tubos de transferencia de calor (4) son cada uno un tubo circular o un tubo plano.

10. Aparato de ciclo de refrigeración, que comprende

el intercambiador de calor (1) según la reivindicación 8 o 9 que sirve como al menos uno de un evaporador (103) y un condensador (105).