CN104114970B - 蓄冷热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配置在相邻的冷媒管(3L)、(3R)之间的蓄冷材料容器(5)，能增加蓄冷材料的封入容积，并能改善传热效率。蓄冷材料容器(5)包括一方的冷媒管(3R)侧的第一侧板(11)、以及另一方的冷媒管(3R)侧的第二侧板(12)。第一侧板(11)具有平坦面(11a)，并用该平坦面(11a)与一方的冷媒管(3R)钎焊连接。第二侧板(12)具有多个从平坦面(12a)向外侧突出的凸部(12b)，用凸部(12b)的顶壁与另一方的冷媒管(3R)钎焊连接。在第二侧板(12)的平坦面(12a)与另一方的冷媒管(3R)之间形成有空气通道(15)。

Description

蓄冷热交换器
技术领域
本发明涉及能在汽车空调等的制冷循环中作为蒸发器(evaporator)使用，并能利用蓄冷材料进行蓄冷和冷却的蓄冷热交换器。
背景技术
如专利文献1等所示，蓄冷热交换器包括：多个扁平状的冷媒管，以使扁平部相对的方式以规定的间隔并排设置；以及蓄冷材料容器，配置在一部分相邻的冷媒管的扁平部间的空隙中，封入有蓄冷材料。
蓄冷热交换器通常在汽车空调等的制冷循环中作为蒸发器使用。因此，利用被发动机驱动的压缩机，通过冷凝器和膨胀阀供给的冷媒在冷媒管内流通并在这里蒸发。此外，从流过相邻的冷媒管的扁平部间的空隙的空气夺取蒸发热，对冷却用空气进行冷却。与此同时，向配置在一部分的相邻的冷媒管的扁平部间的、蓄冷材料容器内的蓄冷材料蓄冷。而后，当因发动机怠速停止等停止而造成压缩机停止时，利用蓄冷材料储存的冷能对空气进行冷却，确保冷却能力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2010-149814号
发明内容
本发明要解决的技术问题
可是，在以往的蓄冷热交换器中，如专利文献1等所示，在蓄冷材料容器的两方的侧板上分别设有从平坦面向外侧突出的多个凸部，并将凸部的顶壁与冷媒管的扁平部钎焊(ろう付け)连接。在两方的侧板的平坦面与冷媒管之间分别形成空气通道。
可是，这种以往的蓄冷热交换器存在下述问题。
(1)由于在规定宽度的空隙内将凸部设置在蓄冷材料容器的两面上，所以对应地导致蓄冷材料容器的容积减小，蓄冷材料的封入量变少，蓄冷能力降低。特别是，既然设有空气通道，为了使空气通道不被冷凝水堵塞，需要确保通道宽度(凸部的高度)，这样会进一步减小蓄冷材料容器的容积。
(2)由于用容器侧的凸部的顶壁进行蓄冷材料容器与冷媒管之间的连接，因此接触面积小、传热效率低。
鉴于所述的问题，本发明的目的是提供一种蓄冷热交换器，其能够增加蓄冷材料的封入量并且能提高传热效率。
解决技术问题的技术方案
本发明的蓄冷热交换器包括：多个扁平状的冷媒管，以使扁平部相对的方式以规定的间隔并排设置；以及蓄冷材料容器，配置在一部分的相邻的冷媒管的扁平部间的空隙中，封入有蓄冷材料，本发明的蓄冷热交换器将该内容作为前提。
所述蓄冷材料容器包括：一方的冷媒管侧的第一侧板；以及另一方的冷媒管侧的第二侧板，所述第一侧板具有平坦面，并用该平坦面与所述一方的冷媒管钎焊连接，所述第二侧板具有多个从平坦面向外侧突出的圆锥台形状的凸部，并用该凸部的顶壁与所述另一方的冷媒管钎焊连接，在所述第二侧板的平坦面与所述另一方的冷媒管之间形成有空气通道，在所述第一侧板和所述第二侧板的一部分中设置有蓄冷材料注入口。发明效果
按照本发明，由于在蓄冷材料容器的两方的侧板(第一侧板和第二侧板)中，只在单方的侧板(第二侧板)上形成有向外侧突出的凸部，所以能够确保蓄冷材料容器的容积，增加蓄冷材料的封入量，从而能够提高冷却性能。
此外，由于在蓄冷材料容器的两方的侧板(第一侧板和第二侧板)中，单方的侧板(第一侧板)用平坦面与冷媒管钎焊连接，所以接触面积增大，能够改善传热效率。
另一方面，尽管空气通道仅形成在蓄冷材料容器的单方侧，但是正是由于仅在单侧形成空气通道，所以能对应地加大通道宽度(凸部的高度)，由此能够确保对空气直接冷却的性能和降低通气阻力的性能。此外，通过加大通道宽度，还能够防止冷凝水堵塞。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的蓄冷热交换器的整体立体图。
图2是表示第一实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图。
图3是在第一实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
图4是表示第二实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图。
图5是在第二实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
图6是表示第三实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图。
图7是在第三实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
图8是表示第四实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图。
图9是在第四实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
附图标记说明
1 (1A、1B)上侧散热器冷媒容器
2 (2A、2B)下侧散热器冷媒容器
3 (3L、3R)冷媒管
4 翅片
5 蓄冷材料容器
6 侧板
11 第一侧板
11a 平坦面
11c 凹部
12 第二侧板
12a 平坦面
12b 凸部
12c 凹部
13 第三侧板
13a 平坦面
13c 凹部
14 内翅片
15 空气通道
16 空气通道
20 蓄冷材料的注入口部
具体实施方式
下面详细地说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式的蓄冷热交换器(蓄冷蒸发器)的整体立体图。
本实施方式的蓄冷热交换器包括：上侧散热器冷媒容器(ヘッダタンク)1；下侧散热器冷媒容器2；多个扁平状冷媒管3，连通上侧散热器冷媒容器1和下侧散热器冷媒容器2；翅片4，配置在相邻的冷媒管3、3间的空隙中；蓄冷材料容器5，在一部分的空隙中代替翅片4配置；以及两侧的侧板6。
上侧散热器冷媒容器1沿水平方向延伸，此外在与延伸方向垂直的前后方向上分割为两个冷媒容器1A、1B。冷媒容器1A与冷媒容器1B是非连通的，冷媒容器1A具有冷媒入口，冷媒容器1B具有冷媒出口。
下侧散热器冷媒容器2在上侧散热器冷媒容器1的下方，与上侧散热器冷媒容器1同样地沿水平方向延伸，此外在与延伸方向垂直的前后方向上分割为两个冷媒容器2A、2B。冷媒容器2A和冷媒容器2B彼此连通。
冷媒管3为扁平状，以使扁平部相对的方式以规定的间隔并排设置。在此，前后配置有两列，第一列连通上侧冷媒容器1A和下侧冷媒容器2A，第二列连通上侧冷媒容器1B和下侧冷媒容器2B。此外，在所述并排设置方向上相邻的冷媒管3、3的扁平部之间形成有空隙，与冷媒管3、3内的冷媒进行热交换的空气通过所述空隙。
翅片4为波纹翅片，配置在所述空隙亦即相邻的冷媒管3、3的扁平部间，用于提高热交换效率。
蓄冷材料容器5为封入有蓄冷材料的扁平的容器，代替所述翅片4，配置在一部分的相邻的冷媒管3、3的扁平部间的空隙中。
在此，利用被发动机驱动的压缩机，通过冷凝器和膨胀阀供给冷媒，冷媒流入上侧冷媒容器1A并向下流过第一列的冷媒管3内，到达下侧冷媒容器2A。而后，流入与下侧冷媒容器2A连通的下侧冷媒容器2B，向上流过第二列的冷媒管3内，到达上侧冷媒容器1B，并从冷媒出口流出。因此，在第一列的冷媒管3和第二列的冷媒管3中冷媒的流向相反，成为所谓的逆流。此外，当冷媒流过冷媒管3内时，通过翅片4冷却通过空隙的空气。与此同时，向配置在一部分的相邻的冷媒管3、3的扁平部间的、蓄冷材料容器5内的蓄冷材料蓄冷。而后，当因发动机怠速停止等停止而造成压缩机停止时，利用蓄冷材料容器5内的蓄冷材料中储存的冷能冷却空气，从而确保冷却能力。
接着，参照图2～图9说明配置在一部分的相邻的冷媒管3、3间的蓄冷材料容器5的具体结构。另外，以下将配置蓄冷材料容器5的相邻的冷媒管3、3中的一方的冷媒管3称为“冷媒管3L”，将另一方的冷媒管3称为“冷媒管3R”。
[第一实施方式]
图2是表示第一实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图，图3是在第一实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
本实施方式的蓄冷材料容器5包括：一方的冷媒管3L侧的第一侧板11；以及另一方的冷媒管3R侧的第二侧板12。第一侧板11和第二侧板12在外周部分别具有框状的凸缘部，通过将凸缘部彼此钎焊连接，在第一侧板11与第二侧板12之间形成蓄冷材料封入空间。另外，第一侧板11和第二侧板12的一部分上设有蓄冷材料的注入口部20。
第一侧板11具有平坦面11a，用所述平坦面11a与冷媒管3L钎焊连接。
第二侧板12具有多个从平坦面12a向外侧突出的圆锥台形状的凸部12b，用凸部12b的顶壁与冷媒管3R钎焊连接。另外，多个凸部12b彼此独立。此外，各凸部12b在图中表示为圆锥台形，但是不限于此。但是，为了进行钎焊连接，优选的是，凸部12b的顶壁是平坦的。
在此，在第二侧板12的平坦面12a与冷媒管3R之间，形成有所述凸部12b的高度部分的空气通道15。
本实施方式的蓄冷材料容器5还包括波纹型的内翅片14，所述内翅片14配置在第一侧板11和第二侧板12之间内翅片。内翅片14收纳在蓄冷材料容器5内，与第一侧板11的平坦面11a和第二侧板12的平坦面12a钎焊连接。
按照本实施方式，能够得到下述的基本效果。
(1)在蓄冷材料容器5的两方的第一侧板11和第二侧板12中，仅在单方的第二侧板12上形成向外侧突出的凸部12b，因此能确保蓄冷材料容器5的容积，并能增加蓄冷材料的封入量，从而能提高冷却性能。
(2)在蓄冷材料容器5的两方的第一侧板11和第二侧板12中，单方的第一侧板11用平坦面11a与冷媒管3L钎焊连接，因此接触面积增大，可以改善传热效率。
(3)尽管空气通道15仅形成在蓄冷材料容器5的单方一侧，但是正是由于仅在单侧形成空气通道15，所以能对应地加大通道宽度(凸部12b的高度)，由此能确保对空气直接冷却的性能和降低通气阻力的性能。此外，通过加大通道宽度，能够防止冷凝水堵塞，能确保排水性能。
另一方面，如果蓄冷材料容器5的内部为中空的，则存在针对外压和内压有可能不能维持形状的问题，因此需要具有足够的强度。
关于这一点，因为本实施方式的蓄冷材料容器5包括配置在第一侧板11和第二侧板12之间的内翅片14，所以能够具有足够的强度。因此，能够抑制钎焊时的蓄冷材料容器5的变形和破损。此外，能够抑制起因于蓄冷材料的热膨胀的、内压的变化造成的蓄冷材料容器5的变形和破损。
[第二实施方式]
图4是表示第二实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图，图5是在第二实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
本实施方式的蓄冷材料容器5包括：一方的冷媒管3L侧的第一侧板11；以及另一方的冷媒管3R侧的第二侧板12。第一侧板11和第二侧板12在外周部分别具有框状的凸缘部，通过将凸缘部彼此钎焊连接，由此在第一侧板11与第二侧板12之间形成蓄冷材料封入空间。另外，第一侧板11和第二侧板12的一部分上设有蓄冷材料的注入口部20。
第一侧板11具有平坦面11a，用所述平坦面11a与冷媒管3L钎焊连接。第二侧板12具有多个从平坦面12a向外侧突出的凸部12b，用凸部12b的顶壁与冷媒管3R钎焊连接。在此，在第二侧板12的平坦面12a和冷媒管3R之间，形成有所述凸部12b的高度部分的空气通道15。
以上与前述的第一实施方式相同，在本实施方式中，为了提高蓄冷材料容器5的强度，代替内翅片4采用下述的结构。
在本实施方式中，设置有多个从第一侧板11的平坦面11a向内侧突出的圆锥台形状的凹部(凹坑)11c，在蓄冷材料容器5内将凹部11c的底壁与第二侧板12的平坦面12a钎焊连接。
此外，设置有多个从第二侧板12的平坦面12a向内侧突出的圆锥台形状的凹部(凹坑)12c，在蓄冷材料容器5内将凹部12c的底壁与第一侧板11的平坦面11a钎焊连接。
另外，也可以仅采用所述结构中的任意一方。当采用双方时，第一侧板11的凹部11c与第二侧板12的凹部12c以不重叠的方式错开位置设置。
按照本实施方式，除了能取得和前述的第一实施方式相同的基本效果以外，在强度方面还能得到下述效果。
在第一侧板11和第二侧板12中的至少一方的侧板11、12上设置从平坦面11a、12a向内侧突出的凹部11c、12c，并将凹部11c、12c的底壁与另一方的侧板12、11的平坦面12a、11a钎焊连接，由此能够使蓄冷材料容器5具有足够的强度。因此，可以抑制钎焊时的蓄冷材料容器5的变形和破损。此外，可以抑制起因于蓄冷材料的热膨胀的、内压的变化造成的蓄冷材料容器5的变形和破损。
[第三实施方式]
图6是表示第三实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图，图7是在第三实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
本实施方式的蓄冷材料容器5包括：一方的冷媒管3L侧的第一侧板11；以及另一方的冷媒管3R侧的第二侧板12。第一侧板11和第二侧板12在外周部分别具有框状的凸缘部，通过将凸缘部彼此钎焊连接，在第一侧板11与第二侧板12之间形成蓄冷材料封入空间。另外，第一侧板11和第二侧板12的一部分上设有蓄冷材料的注入口部20。
第一侧板11具有平坦面11a，用所述平坦面11a与冷媒管3L钎焊连接。第二侧板12具有多个从平坦面12a向外侧突出的凸部12b，用凸部12b的顶壁与冷媒管3R钎焊连接。在此，在第二侧板12的平坦面12a和冷媒管3R之间，形成有所述凸部12b的高度部分的空气通道15。
以上与前述的第一实施方式相同，在本实施方式中，为了提高蓄冷材料容器5的强度，替代内翅片4采用下述的结构。
在本实施方式中，设置有多个从第一侧板11的平坦面11a向内侧突出的凹部(凹坑)11c，并且与此对应地，设置有多个从第二侧板12的平坦面12a向内侧突出的凹部(凹坑)12c。在蓄冷材料容器5内，使第一侧板11的凹部11c的底壁与第二侧板12的凹部12c的底壁相对并接触，并将它们钎焊连接。
按照本实施方式，除了能取得和前述的第一实施方式相同的基本效果以外，在强度方面还能得到下述效果。
通过在第一侧板11和第二侧板12的双方上设置从平坦面11a、12a向内侧突出的凹部11c、12c，并将第一侧板11的凹部11c的底壁和第二侧板12的凹部12c的底壁钎焊连接，由此可以使蓄冷材料容器5具有足够的强度。因此，可以抑制钎焊时的蓄冷材料容器5的变形和破损。此外，可以抑制起因于蓄冷材料的热膨胀的、内压的变化造成的蓄冷材料容器5的变形和破损。
另外，相比于前述的第二实施方式，尽管需要在第一侧板11和第二侧板12的双方上形成凹部11c、12c，但是具有能够减少凹部11c、12c在高度(凹入)方向上的加工量的优点。
[第四实施方式]
图8是表示第四实施方式的蓄冷材料容器的分解立体图，图9是在第四实施方式中配置在冷媒管间的蓄冷材料容器的俯视横截面图。
本实施方式的蓄冷材料容器5包括：一方的冷媒管3L侧的第一侧板11；中间的第二侧板12；以及另一方的冷媒管3R侧的第三侧板13。
第一侧板11和第二侧板12在外周部分别具有框状的凸缘部，通过将凸缘部彼此钎焊连接，在第一侧板11与第二侧板12之间形成蓄冷材料封入空间。另外，在第一侧板11和第二侧板12的一部分上设有蓄冷材料的注入口部20。
第一侧板11具有平坦面11a，用所述平坦面11a与冷媒管3L钎焊连接。
第二侧板12具有多个从平坦面12a向外侧突出的凸部12b，用凸部12b的顶壁如后所述地与第三侧板13钎焊连接。另外，多个凸部12b彼此独立。
第三侧板13为板状，在冷媒管3R一侧具有平坦面13a，用所述平坦面13a与冷媒管3R钎焊连接。
此外，第三侧板13具有多个从平坦面13a向内侧突出的凹部(凹坑)13c。而且，第二侧板12的凸部12b的顶壁与第三侧板13的凹部13c的底壁相对配置并钎焊连接。
在此，在第二侧板12的平坦面12a与第三侧板13的平坦面13a之间，形成有(所述凸部12b的高度+所述凹部13c的高度(深度))部分的空气通道16。
因此，在本实施方式中，第二侧板12通过第三侧板13借助所述第三侧板13的平坦面13a与冷媒管3R钎焊连接。此外，第二侧板12与第三侧板13，通过第二侧板12的凸部12b的顶壁与第三侧板13的凹部13c的底壁钎焊连接，在第二侧板12的平坦面12a与第三侧板13的平坦面13a之间形成空气通道16。
按照本实施方式，能够得到下述基本的效果。
(1)由于在蓄冷材料容器5的两侧的第一侧板11以及第二侧板12和第三侧板13中，仅在一方的第二侧板和第三侧板13上形成有向外侧突出的凸部12b(和凹部13c)，所以能确保蓄冷材料容器5的容积，增加蓄冷材料的封入量，并能够提高冷却性能。
(2)由于在蓄冷材料容器5的两侧的第一侧板11以及第二侧板12和第三侧板13中，一方的第一侧板11用平坦面11a与冷媒管3L钎焊连接，所以接触面积增大，可以改善传热效率。
(3)尽管空气通道16仅形成在蓄冷材料容器5的单方一侧，但是正是由于仅形成在单侧，所以能对应地加大通道宽度(凸部12b和凹部13c的高度)，可以确保对空气直接冷却的性能和降低通气阻力的性能。此外，通过加大通道宽度，能防止冷凝水堵塞，能够确保排水性能。
另一方面，如果蓄冷材料容器5内部是中空的，则存在针对外压和内压有可能不能维持形状的问题，需要具有足够的强度。
因此，在蓄冷材料容器5内，在第一侧板11与第二侧板12之间设置强度加强结构。作为强度加强结构，可以采用第一实施方式～第三实施方式所示的结构。
但是，在本实施方式(图9)中，采用了和第二实施方式相同的结构。
即，设置多个从第一侧板11的平坦面11a向内侧突出的凹部(凹坑)11c，并在蓄冷材料容器5内将凹部11c的底壁与第二侧板12的平坦面12a钎焊连接。
此外，设置多个从第二侧板12的平坦面12a向内侧突出的凹部(凹坑)12c，并在蓄冷材料容器5内将凹部12c的底壁与第一侧板11的平坦面11a钎焊连接。
另外，图示的实施方式只是本发明的例示，除了通过如上说明过的实施方式直接示出的以外，本发明当然还包含在权利要求范围内由本领域技术人员实施的各种改良和变形。
例如凸部12b(和凹部11c、12c、13c)在图示中被代表性地表示为圆锥台形，但是不限于此。

Claims (7)

1.一种蓄冷热交换器，其特征在于，所述蓄冷热交换器包括：多个扁平状的冷媒管，以使扁平部相对的方式以规定的间隔并排设置；以及蓄冷材料容器，配置在一部分的相邻的冷媒管的扁平部间的空隙中，封入有蓄冷材料，
所述蓄冷材料容器包括：一方的冷媒管侧的第一侧板；以及另一方的冷媒管侧的第二侧板，
所述第一侧板具有平坦面，并用该平坦面与所述一方的冷媒管钎焊连接，
所述第二侧板具有多个从平坦面向外侧突出的圆锥台形状的凸部，并用该凸部的顶壁与所述另一方的冷媒管钎焊连接，
在所述第二侧板的平坦面与所述另一方的冷媒管之间形成有空气通道，
在所述第一侧板和所述第二侧板的一部分中设置有蓄冷材料注入口。
2.根据权利要求1所述的蓄冷热交换器，其特征在于，所述凸部的顶壁是平坦的。
3.根据权利要求1所述的蓄冷热交换器，其特征在于，所述蓄冷材料容器还包括内翅片，所述内翅片配置在所述第一侧板和所述第二侧板之间。
4.根据权利要求1所述的蓄冷热交换器，其特征在于，所述第一侧板和所述第二侧板中的至少一方的侧板具有从平坦面向内侧突出的凹部，在所述蓄冷材料容器内，所述凹部的底壁与另一方的侧板的平坦面钎焊连接。
5.根据权利要求4所述的蓄冷热交换器，其特征在于，
所述第一侧板和所述第二侧板都具有从平坦面向内侧突出的凹部，
所述第一侧板的凹部与所述第二侧板的凹部以不重叠的方式错开位置设置。
6.根据权利要求1所述的蓄冷热交换器，其特征在于，
所述第一侧板和所述第二侧板都具有从平坦面向内侧突出的凹部，
在所述蓄冷材料容器内，所述第一侧板的凹部的底壁与所述第二侧板的凹部的底壁钎焊连接。
7.根据权利要求1所述的蓄冷热交换器，其特征在于，
所述第二侧板通过第三侧板与所述另一方的冷媒管钎焊连接，
所述第三侧板具有平坦面以及从该平坦面向内侧突出的凹部，并用该平坦面与所述另一方的冷媒管钎焊连接，
所述第二侧板和所述第三侧板通过所述第二侧板的凸部的顶壁和所述第三侧板的凹部的底壁钎焊连接，在所述第二侧板的平坦面与所述第三侧板的平坦面之间形成有所述空气通道。
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