CN109564075B - 热交换器和使用它的制冷*** - Google Patents

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Abstract

本发明的热交换器包括具有第1芯层叠体和第2芯层叠体的板翅片层叠体、第1端板和第2端板。在上述板翅片层叠体的板翅片叠层间流动第2流体,在第1流体与第2流体之间进行热交换。上述板翅片层叠体通过组合上述第1芯层叠体和上述第2芯层叠体而构成。在上述第1端板的至少集管区域对应部分的外表面配置有第1加强板和第2加强板,上述第1加强板和上述第2加强板通过连结部相连结。

Description

热交换器和使用它的制冷***
技术领域
本发明涉及热交换器和使用它的制冷***。本发明特别涉及将流动制冷剂的板状的板翅片层叠而构成的板翅片层叠型的热交换器和使用它的制冷***。
背景技术
一般而言,以空气调节机和制冷机等制冷***通过使由压缩机压缩后的制冷剂在与冷凝器和蒸发器等热交换器循环而与被热交换流体进行热交换来进行供冷或者供暖。在该制冷***中,作为***的性能和节能性被热交换器的热交换效率大幅左右。因此,对热交换器强烈要求高效率化。
这其中,在制冷***的热交换器中一般使用在翅片组贯通传热管而构成的翅片管型热交换器。
于是,通过实现传热管的小口径化而推进热交换效率的提高和小型化。
但是,传热管的小口径化存在限度,所以热交换效率的提高和小型化越来越靠近极限。
另一方面,在用于交换热能的热交换器中,已知有将具有流体流路的板翅片层叠而构成的板翅片层叠型热交换器。
板翅片层叠型热交换器在流动于在板翅片之中形成的流路的第1流体与流动于所层叠的板翅片之间的第2流体之间进行热交换。因此,板翅片层叠型热交换器在车辆用的空气调节机中被广泛使用(参照专利文献1)。
图32、图33表示上述专利文献1记载的板翅片层叠型热交换器。在该热交换器100中,层叠具有供第1流体流动的流路101的板翅片102而构成板翅片层叠体103。在板翅片层叠体103的两侧部层叠有端板104。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:实用新型注册第3192719号公报
发明内容
上述专利文献1记载的板翅片层叠型热交换器通过在板翅片102冲压成形凹状槽而形成流路101,所以具有能够使流路101的截面积比翅片管型的传热管更小的优点。
但是,制冷剂流向各流路101的集管流路105的面积与各流路101的面积相比极大,所以在集管流路105部分的制冷剂的压力变大。由此,存在端板102的具有集管流路105的部分(在图32中以X表示的板翅片层叠型热交换器的上下部分)向外膨胀变形的问题。
该在集管流路105部分的膨胀变形在汽车用空调机的热交换器的情况下制冷剂量少而制冷剂压力不那么高,所以被端板104的刚性抑制。因此,不作为问题识别。
但是,根据发明人的实验,在如家庭用空调和企业用空调等那样与汽车用空调机相比使用的制冷剂量多的热交换器的情况下,在集管流路105部分的膨胀变形的压力与汽车用空调机相比非常大,难以抑制在集管流路105部分的膨胀变形。进一步,判明了根据情况存在端板104会向外膨胀变形的问题。
而且,还判明了因为这样的膨胀变形等问题而在板翅片102的层叠方向尺寸上也存在限制,存在难以作为适用于家庭用空调和企业用空调等的宽度尺寸的热交换器的问题。
此外,从预防全球变暖的观点出发,最近的空气调节机在研究全球变暖潜势(GWP)小的R1123(1,1,2-三氟乙烯)和R1132(1,2-二氟乙烯)制冷剂的实用化。这些制冷剂与现有的R410A制冷剂相比其压力更高,所以设想使用这样的制冷剂时在集管流路105部分的膨胀变形会变得显著。因此,必须采取某些膨胀变形抑制措施。
本发明是针对这样的见解和环境措施时产生的问题而完成的发明,对家庭用和企业用空调等中使用的热交换器也能够抑制在集管流路部分的膨胀变形。由此,能够提供热交换效率也高的热交换器和使用它的高性能的制冷***。
为了达到上述目,本发明的热交换器包括:板翅片层叠体,其具有分别具有供第1流体流动的流路的多个板翅片层叠而构成的第1芯层叠体和第2芯层叠体;在上述第1芯层叠体和上述第2芯层叠体各自的两端分别配置的第1端板和第2端板;以及第1加强板和第2加强板。在上述板翅片层叠体的板翅片叠层间流动第2流体,在上述第1流体与上述第2流体之间进行热交换。上述板翅片层叠体通过组合上述第1芯层叠体和与上述第1芯层叠体相比为上下方向颠倒的状态的上述第2芯层叠体而构成。上述多个板翅片分别包括:流路区域,其具有并行流动上述第1流体的多个制冷剂流路;和集管区域,其具有与上述多个制冷剂流路连通的集管流路。上述多个第1流体流路由在上述多个板翅片设置的凹状槽构成。在上述第1端板的集管区域对应部分设置有作为上述第1流体的出入口的入口开口部和出口开口部。在上述第1端板的至少上述集管区域对应部分的外表面配置有上述第1加强板和上述第2加强板。上述第1加强板和上述第2加强板通过连结部相连结。
由此,即使为制冷剂流量多而压力高的热交换器,也能够通过加强板彼此的连结固定来抑制板翅片层叠体的集管区域部分的向外的膨胀变形。进一步,在连结第1芯层叠体和与第1芯层叠体相比为上下方向颠倒的状态的第2芯层叠体的第2端板的集管区域对应部分,作用于该集管区域对应部分的制冷剂压力的朝向彼此成为反方向,所以被抵消。其结果是,也可以不设置防止第2端板的集管区域对应部分的膨胀变形的加强板。而且,因为组合2个芯层叠体构成一个板翅片层叠体,所以能够使板翅片层叠方向的尺寸宽度大。其结果是,能够提供在抑制膨胀变形的同时适合于家庭用空调和企业用空调等的长条形的热交换器。而且,通过第1流体流路的流路自体的小口径化,能够实现热交换器的小型化和热交换效率的提高。不仅如此,还能够通过使用这样的热交换器,提供小型化且节能性高的高性能制冷***。
根据上述结构,本发明对家庭用和企业用空调等中使用的热交换器也能够抑制集管区域部分的膨胀变形。由此,能够提供长条且高效的热交换器和使用它的节能性高的制冷***。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器的外观的立体图。
图2是构成该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的芯层叠体的外观立体图。
图3是将该芯层叠体以上下分离的状态表示的分解立体图。
图4是该芯层叠体的分解立体图。
图5是表示该芯层叠体的板翅片层叠状态的侧视图。
图6是表示图2的A-A截面的概略图。
图7是表示图2的B-B截面的概略图。
图8是表示图3的C-C截面的概略图。
图9是将本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器的流入流出管的连接部分和集管开口部分截断表示的立体图。
图10是将该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的制冷剂流路组部分截断表示的立体图。
图11是将该板翅片层叠型热交换器的制冷剂流路组部分截断表示的立体图。
图12是将该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的定位用凸台孔部分截断表示的立体图。
图13是将该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的集管开口部分截断表示的立体图。
图14是构成该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的板翅片的俯视图。
图15是表示该板翅片的集管区域的放大俯视图。
图16是将该板翅片的结构一部分放大表示的分解图。
图17A是第1板翅片的俯视图。
图17B是第2板翅片的俯视图。
图17C是用于说明将第1和第2板翅片重叠时的状态的俯视图。
图18是用于说明该板翅片的制冷剂流动作的图。
图19是表示在该板翅片的流路区域设置的突起的放大立体图。
图20是表示在该板翅片的制冷剂流路的U形转弯侧端部设置的突起的放大立体图。
图21是表示本发明的实施方式2的板翅片层叠型热交换器的芯层叠体的外观的立体图。
图22是构成该芯层叠体的板翅片层叠体的板翅片的俯视图。
图23是将该芯层叠体的板翅片的结构一部分放大表示的分解图。
图24是将该芯层叠体的制冷剂流路组部分截断表示的立体图。
图25是表示本发明的实施方式3的板翅片层叠型热交换器的芯层叠体的外观的立体图。
图26是表示从该芯层叠体取下分流控制管后的状态的立体图。
图27是表示该芯层叠体的分流控制管***部分的立体图。
图28是该分流控制管的立体图。
图29是表示该芯层叠体的分流控制管部分的截面的概略图。
图30是使用本发明的翅板层叠型热交换器的空气调节机的制冷循环图。
图31是表示该空气调节机的截面的概略图。
图32是表示现有的板翅片层叠型热交换器的截面的概略图。
图33是该现有的板翅片层叠型热交换器的板翅片的俯视图。
具体实施方式
第1发明的热交换器包括:板翅片层叠体,其具有分别具有供第1流体流动的流路的多个板翅片层叠而构成的第1芯层叠体和第2芯层叠体;在上述第1芯层叠体和上述第2芯层叠体各自的两端分别配置的第1端板和第2端板;以及第1加强板和第2加强板。在上述板翅片层叠体的板翅片叠层间流动第2流体,在上述第1流体与上述第2流体之间进行热交换。上述板翅片层叠体通过组合上述第1芯层叠体和与上述第1芯层叠体相比为上下方向颠倒的状态的上述第2芯层叠体而构成。上述多个板翅片分别包括:流路区域,其具有并行流动上述第1流体的多个制冷剂流路;和集管区域,其具有与上述多个制冷剂流路连通的集管流路。上述多个第1流体流路由在上述多个板翅片设置的凹状槽构成。在上述第1端板的集管区域对应部分设置有作为上述第1流体的出入口的入口开口部和出口开口部。在上述第1端板的至少上述集管区域对应部分的外表面配置有上述第1加强板和上述第2加强板。上述第1加强板和上述第2加强板通过连结部相连结。
由此,即使为制冷剂流量多而压力高的热交换器,也能够通过加强板彼此的连结固定来抑制板翅片层叠体的集管区域部分的向外的膨胀变形。进一步,在连结第1芯层叠体和与第1芯层叠体相比为上下方向颠倒的状态的第2芯层叠体的第2端板的集管区域对应部分,作用于该集管区域对应部分的制冷剂压力的朝向彼此成为反方向,所以被抵消。其结果是,也可以不设置防止第2端板的集管区域对应部分的膨胀变形的加强板。而且,因为组合2个芯层叠体构成一个板翅片层叠体,所以能够使板翅片层叠方向的尺寸宽度大。其结果是,能够提供在抑制膨胀变形的同时适合于家庭用空调和企业用空调等的长条形的热交换器。而且,通过第1流体流路的流路自体的小口径化,能够实现热交换器的小型化和热交换效率的提高。不仅如此,还能够通过使用这样的热交换器,提供小型化且节能性高的高性能制冷***。
第2发明中,上述第1加强板、上述第1端板、上述第1芯层叠体、上述第2端板、上述第2端板、上述第2芯层叠体、上述第1端板、上述第2加强板依次排列,由上述第1端板、上述第2端板、上述第1加强板和上述第2加强板夹着上述多个芯层叠体的上述集管区域。
第3发明中,进一步包括由上述第1流体通过的流入管和流出管构成的流入流出管。上述多个第1流体流路分别呈U字形构成。与上述流入管连通的入口侧集管流路和与上述流出管连通的出口侧集管流路配置在上述多个板翅片各自的一端侧。上述入口侧集管流路和上述出口侧集管流路集中设置于上述集管区域。
由此,板翅片不会变大(将长度尺寸加长),而第1流体流路变长,制冷剂的热交换量增大。因此,热交换效率进一步提高,且实现小型化。进一步,通过将入口侧的集管流路和出口侧的集管流路集中于端板的一端侧,即使在该集管区域部分的第1流体流量变多,压力变高,也能够可靠地防止集管区域对应部分的膨胀变形。
第4发明中,在上述第1加强板的第1面一体地设置有向上述第2端板延伸的分流控制管。在与上述第1面相对的上述第1加强板的第2面连接有上述流入管和上述流出管。
由此,利用分流控制管的分流效果进一步提高热交换效率。此外,分流控制管仅通过安装加强板就以向集管流路内突出设置的方式配置。因此,能够防止在通过焊接等追加安装分流控制管的情况下等可能存在的、板翅片钎焊部分的钎料的溶化引起的板翅片接合不良和制冷剂泄漏等品质不良。其结果是,能够实现高品质且高效率的热交换器。
第5发明中,上述第1加强板由使得上述分流控制管与上述流入流出管之间的电位差比将上述分流控制管与上述流入流出管直接连接时的电位差小的材料形成。
由此,能够防止在将分流控制管与流入管或流出管直接连接的情况下产生的不同金属接触腐蚀的产生,能够大幅提高长期使用的可靠性。
第6发明中,上述集管流路包括在上述多个板翅片分别设置的集管开口周围的外周流路和连结上述外周流路与上述多个第1流体流路的连接流路。上述连结部贯通上述多个板翅片各自的上述连接流路的两侧部分。
因为在集管区域部分的集管流路中流动的制冷剂全部在连接流路中流动,所以在集管区域部分制冷剂压力也最高。在本发明中,因为利用连结部将连接通路两侧部分连结固定,所以能够更可靠地防止集管区域对应部分的膨胀变形。
第7发明中,在上述多个板翅片、上述第1端板、上述第2端板、上述第1加强板和上述第2加强板设置有贯通孔。上述连结部贯通上述贯通孔,连结上述第1加强板和上述第2加强板。
由此防止第1端板的集管区域对应部分的膨胀变形。此外,还能够在该贯通孔嵌入销(夹具),在层叠板翅片、第1端板和第2端板时进行定位,防止集管区域部分的膨胀变形并且提高生产率。
第8发明是具备权利要求1~7中的任一项所述的热交换器的制冷***。
由此,能够抑制热交换器的集管区域部分的膨胀变形,效率高,所以能够实现节能性高的高性能制冷***。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外,本发明的热交换器并不限定于以下的实施方式中记载的板翅片层叠型热交换器的结构,而包含与以下的实施方式中说明的技术思想同等热交换器的结构。
此外,以下说明的实施方式只表示本发明的一个例子,实施方式中所示的结构、功能、动作等仅为例示,并不限定本发明。
(实施方式1)
图1是表示本实施方式的板翅片层叠型热交换器(以下,简称为热交换器)1的外观的立体图。图2是构成该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的芯层叠体的外观立体图。图3是将该芯层叠体以上下分离的状态表示的分解立体图。图4是该芯层叠体的分解立体图。图5是表示该芯层叠体的板翅片层叠状态的侧视图。
如图1所示,本实施方式的热交换器1具备板翅片层叠体200。板翅片层叠体200通过将层叠多个板翅片2a构成的芯层叠体2组合2个而构成。
如图2、图3所示,构成板翅片层叠体200的各芯层叠体2通过层叠多个板翅片2a而构成。热交换器1具有在使用冷凝器作为热交换器1时作为第1流体的制冷剂流入的流入管(入口集管)4和将在板翅片2a中的流路中流动的制冷剂排出的流出管(出口集管)5。
此外,在芯层叠体2的层叠方向的两侧(图3中上侧和下侧),设置有俯视与板翅片2a为相同(包含大致相同)形状且长方形的第1端板3a和第2端板3b。第1端板3a和第2端板3b由具有刚性的板材形成,例如通过磨削对铝、铝合金、不锈钢等金属材料进行金属加工而形成。
另外,第1端板3a、第2端板3b和多个板翅片2a以层叠的状态被钎焊接合而形成为一体。它们也可以使用其它具有耐热性的固定方法、例如化学的接合部件来接合。
如图1所示,如上述那样构成的芯层叠体2的第2端板3b彼此以层叠第1芯层叠体2和使上下方向颠倒的第2芯层叠体2的方式组合。在上下的第1端板3a的至少集管区域对应部分的外侧分别层叠配置有加强板16a、16b。此处,“集管区域对应部分”是指在将端板3a与板翅片2a重合在一起时,与板翅片2a的集管区域H(参照图14)重合的端板3a的一部分(端板3a的规定区域)。
而且,在2个芯层叠体2两侧分别配置的加强板16a、16b,由第1端板3a、第2端板3b、以及相反侧的贯通第1端板3a的螺栓/螺母或铆销轴等连结部9在芯层叠体2的长边方向两个端部连结固定。这样,构成板翅片层叠体200。
即,各芯层叠体2、2的长度方向两个端部被加强板16a、16b夹住,构成要素被机械地连结固定,形成板翅片层叠体200。
另外,加强板16a、16b与端板3a、3b一样由具有刚性的板材,例如不锈钢、铝合金等金属材料形成。不过,加强板16a、16b优选由与端板3a、3b相比刚性高的材料形成或具有厚的板厚。
此外,板翅片2a在内部具有流动作为第1流体的制冷剂的、多个并行的制冷剂流路组(关于包含该制冷剂流路组在内的板翅片2a的制冷剂流路结构,在之后详述)。制冷剂流路组呈U字形(包含大致U字形)形成。与制冷剂流路组相连的流入管4和流出管5(以下,将流入管4和流出管5合称为流入流出管)在芯层叠体2的一侧(图1中为上侧)的端板3a的一端部侧集中配置。
在如上述那样构成的本实施方式的热交换器1中,制冷剂在芯层叠体2的各板翅片2a的内部的多个流路组中沿长度方向并行流动而U形转弯折返,从流出管5排出。另一方面,作为第2流体的空气从在构成芯层叠体2的板翅片2a的叠层间形成的间隙穿过。由此进行作为第1流体的制冷剂与作为第2流体的空气的热交换。
接着,对构成热交换器1的主体的板翅片层叠体200芯层叠体2和构成芯层叠体2的板翅片2a的结构进行说明。
图6~图13是将芯层叠体2的一部分截断表示的截面的概略图及立体图。图14~图20是表示板翅片2a的结构的图。
如图10所示,芯层叠体2层叠具有2种流路结构的板翅片2a(第1板翅片6、第2板翅片7)而构成。
如图16所示,板翅片2a的第1板翅片6和第2板翅片7分别通过将冲压成形有在之后详述的制冷剂流路结构的第1板状部件6a与和第1板状部件6a结构相同的第2板状部件6b面对面地钎焊接合而构成。第1板状部件6a和第2板状部件6b分别具有凹状槽,通过使第1板状部件6a和第2板状部件6b相对地固接,构成制冷剂流路。第1板状部件6a和第2板状部件6b由铝、铝合金、不锈钢等长方形的金属薄板构成。
以下,对在板翅片2a形成的流路结构进行说明。
另外,因为板翅片2a的第1板翅片6与第2板翅片7除了后述的制冷剂流路11的错位以外结构相同,所以在图14~图16等中对第1板翅片6的情况进行图示而说明。
如图14所示,板翅片2a(6,7)在长度方向的一个端部(在图14中为左侧)形成有集管区域H,其它区域成为流路区域P。而且,在集管区域H形成有流入侧的集管开口8a和出口侧的集管开口8b,并分别连接有流入管4和流出管5。
此外,流路区域P并行形成有多个流动来自集管开口8a的作为第1流体的制冷剂的第1流体流路(以下,称为制冷剂流路)11。制冷剂流路11组在板翅片2a(6,7)的另一端部(图14的右侧端部附近)折返,与出口侧的集管开口8b相连。详细而言,制冷剂流路11组由与流入侧的集管开口8a相连的去路侧流路部11a和与出口侧的集管开口8b相连的归路侧流路部11b构成,成为呈大致U字形折返的形状。从流入侧的集管开口8a流入的制冷剂从去路侧流路部11a向归路侧流路部11bU形转弯而流向出口侧的集管开口8b。
此外,在流入侧的集管开口8a的周围,如图15中放大表示的那样,形成有来自集管开口8a的制冷剂流向制冷剂流路11组的集管流路10。集管流路10包括以从集管开口8a的外周鼓出的方式形成的外周流路10a、向该外周流路10a的制冷剂流路11组侧延伸的一个连接流路10b和将该连接流路10b与制冷剂流路11组的各流路相连的多分支流路10c。
另外,集管流路10的外周流路10a、连接流路10b和多分支流路10c相比在流路区域P并列设置的各制冷剂流路11更宽地形成。在集管流路10中,与流动方向正交的纵截面形状为矩形形状。
此外,流入侧的集管开口8a的开口形状与出口侧的集管开口8b的开口形状相比直径大。这是因为,在热交换器作为冷凝器使用的情况下,热交换之后的制冷剂的体积与热交换之前的制冷剂的体积相比变小。
此外,与出口侧的集管开口8b相连的归路侧流路部11b的个数比来自流入侧的集管开口8a的制冷剂流入的去路侧流路部11a的个数少。这是因为,与集管开口8a、8b的直径不同的理由相同,热交换之后的制冷剂的体积与热交换之前的制冷剂的体积相比变小。
在本实施方式中,例示去路侧流路部11a的个数为7个,归路侧流路部11b的个数为2个,不过并不限定于此。
另外,在热交换器作为蒸发器使用的情况下,制冷剂的出入口与上述的结构相反。
在如上述那样构成的板翅片2a的层叠体两侧,配置有第1端板3a和第2端板3b。如图8所示那样,第1、第2端板3a、3b在板翅片2a的与入口侧的集管开口8a、出口侧的集管开口8b相对的部分形成有入口开口8aa、出口开口8bb。而且,在入口开口8aa、出口开口8bb连接有流入管4、流出管5。
此外,在板翅片2a(6,7),在形成有来自流入侧的集管开口8a的制冷剂流入的去路侧流路部11a的区域与形成有流向出口侧的集管开口8b归路侧流路部11b的区域之间,如图14、图15等所示那样,为了将板翅片2a(6,7)内的制冷剂彼此的热传导降低(隔热)而配置有狭缝15。
而且,入口侧的集管流路10的连接流路10b在去路侧流路部11a的、偏向与归路侧流路部11b相反侧的部分地设置。即,如图18所示那样,从连接流路10b的中心线O至归路侧流路部11b侧的端的流路11a-1的宽度V大于至与归路侧流路部11b相反侧一端的流路11a-2的宽度W。而且,在连接流路10b的末端、即与去路侧流路部11a相连的开口部分形成有分流碰撞壁17。位于连接流路10b的延长线上的去路侧流路部分成为非流路部18。因此,来自连接流路10b的制冷剂与分流碰撞壁17碰撞而分流(在图18中为上下分流),经连接流路10b下游侧的多分支流路10c流向在非流路部18分成的去路侧流路部11a的上下的各流路组。
另外,在出口侧的集管开口8b也形成有集管流路14。集管流路14除了没有分流碰撞壁17,与设置于入口侧的集管开口8a的集管流路10基本相同形状地形成。而且,在本实施方式中,制冷剂流路11组的归路侧流路部11b的个数少到二个,所以连接流路10b设置于归路侧流路部11b组的大致中心线上。
在如以上那样构成的板翅片2a(6,7),在第1板翅片6,如图17A所示那样,在流路区域P,在长度方向上隔着规定间隔形成有多个突起12(第1突起:12a、12aa,第2突起:12b)。
图17A表示第1板翅片6。图17B表示第2板翅片7。图17C表示将两个板翅片2a(6,7)重叠的状态(用于表示制冷剂流路11组的错位的图)。
如图17A~图17C所示,第1突起12a在板翅片长边边缘部(在图17A中为左右两侧的长边边缘部)的平面端部19a形成。第1突起12aa在狭缝15的两侧缘部的平面端部19b形成。如图7所示,第1突起12a抵接于在层叠方向上相邻相对的第2板翅片7的长边边缘部的平面端部19a。第1突起12aa抵接于位于在层叠方向上相邻相对的第2板翅片7的狭缝15的两侧缘部的平面端部19b。由此,将第1板翅片6与相邻的第2板翅片7之间的叠层间距离限定为规定的长度。而且,第1突起12a以位于从各长边边缘部的端缘向内侧去、例如从端缘向内侧去1mm以上(制冷剂流路11一侧)的位置的方式形成。
由图17A可知,第2突起12b在制冷剂流路11组的流路间、在本实施方式中为成为非流路部18的凹陷平面部20隔着规定间隔形成。该第2突起12b抵接于图17B所示的在层叠方向上相邻的第2板翅片7的凹陷平面部20。由此,第2突起12b与第1突起12a、12aa同样地将第1板翅片6与第2板翅片7之间的叠层间距离限定为规定的长度。
此外,如图19所示,各突起12(12a,12aa,12b)通过将第1板翅片6的平面端部19a、19b和凹陷平面部20的一部分切开成形而形成。以下,有时将突起12(12a,12aa,12b)称为切开成形突起。切开成形突起的切开成形端缘Y与在板翅片2a的叠层间流动的第2流体的以箭头表示的流动方向相对,切开成形立起片Z沿着第2流体流动方向。在本实施方式中,切开成形突起呈朝向第2流体流动方向开口那样的截面大致为コ字形地(大致U字形)切开成形而形成。
而且,在进行各板翅片2a(6,7)与端板3(3a、3b)的钎焊接合时,各切开成形突起12(12a,12aa,12b)的各顶面固接于相邻的板翅片2a(6,7)。由此将各板翅片2a(6,7)一体地连结。
另外,在本实施方式中第1切开成形突起12a、12aa和第2切开成形突起12b以沿着第2流体(空气)的流动方向成为直线状的方式配置,也可以交错排列地配置。
此外,如图20所示,板翅片2a(6)在其制冷剂流路11组U形转弯的流路区域P的折返侧的端部的翅片平面部21还形成有多个突起22(22a,22b)。突起22(22a,22b)也通过将翅片平面部21切开成形而形成(以下,有时将突起22(22a,22b)还称为切开成形突起),切开成形突起22(22a,22b)的切开成形端缘Y与第2流体的流动相对。此外,切开成形突起22(22a,22b)设置于定位用凸台孔13的下游侧。定位用凸台孔13的下游侧最近的切开成形突起22a以将定位用凸台孔13的下游侧的流体流收缩的形状、例如朝向第2流体流动方向截面形状呈ハ字形(倒V字形)开口的方式切开成形形成。而且,与突起22a相比更下游侧的各突起22b分别以其中心线与下游侧的下一个突起22b的中心线错开的方式交错配置。
另外,各切开成形突起22(22a,22b)也与切开成形突起12(第1切开成形突起:12a、12aa,第2切开成形突起:12b)一样,切开成形突起22(22a,22b)的各顶面与相邻的板翅片2a(7)抵接固接。由此,将相邻的板翅片2a之间的间隙限定为规定的长度并且将各板翅片2a彼此连结。
此外,在板翅片2a(6,7),如图12等所示那样,在集管区域H的端部形成有作为定位用的贯通孔(以下,称为定位用凸台孔)13。在层叠于板翅片2a(6,7)的两侧的端板3a、3b和加强板16a、16b也形成有定位用凸台孔13。而且,在定位用凸台孔13安装有层叠多个板翅片2a(6,7)时的定位销夹具。由此,能够进行多个板翅片2a的高精度的层叠。在本实施方式中,连结芯层叠体2的加强板16a、16b与端板3a、3b的螺栓等连结部9(参照图4)兼做定位销夹具。
进一步,在设置于板翅片2a(6,7)的两端部的定位用凸台孔13的外周部分,上下形成有鼓出的孔外周部(以下,称为定位用凸台孔外周部)13a。定位用凸台孔外周部13a形成与流动制冷剂的流路不同的空间。如图12所示那样,定位用凸台孔外周部13a与在层叠方向上相邻的板翅片2a(6,7)抵接,成为保持板翅片2a的叠层间隙的集管区域支承部。
而且,在定位用凸台孔13的周围形成的定位用凸台孔外周部13a与在图13所示的集管区域H形成的入口、出口双方的集管流路10、14(10a、10b、10c)一起、钎焊固接于在层叠方向上相对的板翅片2a(6,7)集管流路10、14和定位用凸台孔外周部13a。由此,将板翅片2a(6,7)的集管区域部分连结成一体。
另外,在本发明的制冷剂流路11,例如按与制冷剂流动的方向正交的截面形状为圆形形状进行说明,不过并不限定于此。制冷剂流路11的截面形状除了圆形形状以外还包括矩形形状等。
此外,在本实施方式中,制冷剂流路11按具有向层叠方向的两侧方向突出的形状进行说明,不过也可以为仅向层叠方向的一侧突出的形状。另外,在本发明中,圆形形状还包括圆形、椭圆和由闭合曲线形成的复合曲线形状。
本实施方式的热交换器如以上那样构成,以下对其作用效果进行说明。
首先,说明制冷剂的流动和热交换作用。
制冷剂从与各芯层叠体2的一端部侧连接的流入管4、经流入侧的集管开口8a向各板翅片2a的集管流路10流动。然后,制冷剂经集管开口8a周围的外周流路10a、连接流路10b、多分支流路10c向制冷剂流路11组流动。流至各板翅片2a的制冷剂流路11组的制冷剂从去路侧流路部11a向归路侧流路部11b折返。然后,制冷剂经出口侧的集管流路14、出口侧的集管开口8b自流出管5向制冷***的制冷剂回路流动。
而且,当在制冷剂流路11流动时,制冷剂与从各芯层叠体2的板翅片2a叠层间通过的空气进行热交换。
此时,在各芯层叠体2的、具有入口侧和出口侧集管流路10、14的集管区域H,如图8的箭头所示那样施加有制冷剂的强压力,与大气相接的第1端板3a(位于图8的背靠背层叠的各芯层叠体2的上下最外侧的第1端板3a、3a)的集管区域对应部分等要膨胀变形。
但是,在本实施方式的热交换器中,层叠的2个芯层叠体2的两端部分被由连结部9连结起来的加强板16a、16b夹着。因此,能够抑制其朝外的膨胀变形。
即,在第1端板3a、3a的集管区域对应部分的外表面设置的加强板16a、16b通过连结部9连结。由此,加强板16a、16b将第1端板3a、3a从外方压向芯层叠体2。由此防止端板3a,3a的膨胀。而且,在第1端板3a、3a,集管区域对应部分的强度被加强板16a、16b自体的刚性强化,所以能够更强力地抑制集管区域对应部分的膨胀变形。
另一方面,在第2端板3b的集管区域对应部分,作用于集管区域对应部分的制冷剂压力的朝向如箭头所示,成为向上、向下的彼此相反的朝向。因此抵消作用于集管区域对应部分的向外的制冷剂压力。因此,第2端板3b的集管区域对应部分即使不设置加强板16b也能够防止膨胀变形。
这样,通过层叠第1芯层叠体2与与第1芯层叠体相比为上下方向颠倒的状态的第2芯层叠体来防止各芯层叠体2、2的膨胀变形。而且,能够与节省加强板16a、16b相应地小型化。
而且,本实施方式的热交换器通过组合芯层叠体2、2而构成板翅片层叠体200,所以能够使整个板翅片层叠体200的板翅片层叠方向的尺寸宽度大。即,能够在抑制膨胀变形的同时实现适合于家庭用空调和企业用空调等长条形的热交换器。
此外,通过设置加强板16a、16b,即使制冷剂流路11组为U字形的流路结构,也能够抑制集管区域对应部分的膨胀变形。即,在本实施方式的芯层叠体2中,设置于板翅片2a的制冷剂流路11呈大致U字形U形转弯,入口侧的集管流路10和出口侧的集管流路14集中于板翅片的一端部侧。因此,在板翅片的一端部侧受到入口侧和出口侧的压力。但是,只要是本实施方式的结构,即使受到入口侧和出口侧的制冷剂的双重压力,也能够可靠地抑制膨胀变形。
此外,进一步,在芯层叠体2的集管区域H,集管流路10的流路面积最大。因此,集管流路10部分的制冷剂压力也最高。但是,因为集管流路10与相邻的集管流路10相接并被钎焊,所以能够有效地防止膨胀变形。其结果是,能够更可靠地防止集管区域对应部分的膨胀变形。
另外,螺栓等连结部9能够作为层叠板翅片2a、第1、第2端板3a、3b和加强板16a、16b时的引导销(夹具)使用。由此,能够提高层叠精度,并且还能够提高生产率。
此外,存在施加于各芯层叠体2的集管区域H的制冷剂的强压力使集管区域H的集管流路10的外周流路10a截面积发生压迫变形的问题。集管流路10的外周流路10a的外壁顶面为与在层叠方向上相邻的其它集管流路10的外周流路10a在层叠方向上抵接而被钎焊状态。因此,集管区域H的集管流路10不会变形,能够实现可靠性高的热交换器。
如上所述,本实施方式的热交换器在为制冷剂量多的热交换器或为压缩比率高的环境对应型的制冷剂的情况下,能够防止层叠芯层叠体2、2而构成的板翅片层叠体200的集管区域部分的膨胀变形。于是,其结果是,能够以制冷剂的压力更高的状态使用,能够实现效率高的热交换器。
而且,在本实施方式的该热交换器中,通过使在板翅片2a形成的制冷剂流路用的凹状槽的截面积小来实现制冷剂流路11组的各流路的小口径化。其结果是,能够提高热交换效率并且推进小型化。
总之,能够在防止在板翅片层叠体200的集管区域部分的膨胀变形的同时实现制冷剂流路11的小口径化。其结果是,能够提高热交换效率且实现长条化。
以上,该热交换器能够通过将芯层叠体2的端板3b彼此组合连结成2个芯层叠体2,防止制冷剂压力引起的膨胀变形,进一步,还具有以下那样的效果。
即,在本实施方式的热交换器中,在板翅片2a设置的制冷剂流路11组呈大致U字形形成。因此,能够不将板翅片2a加大地使制冷剂流路长度变长。其结果是,能够提高制冷剂与空气的热交换效率,可靠地使制冷剂成为过冷却状态而提高制冷***的效率。而且,还能够促进热交换器的小型化。
此外,在本实施方式中,与在芯层叠体2的板翅片叠层间流动的空气与热交换的制冷剂从入口侧的集管流路10流向连接流路10b、多分支流路10c、制冷剂流路11组。此处,在连接流路10b的下游侧设置有分流碰撞壁17,制冷剂与分流碰撞壁17碰撞而向上下分流。而且,上下分流后的制冷剂从多分支流路10c向各制冷剂流路11进一步分流。由此,能够防止制冷剂在连接流路10b的延长线上部分的流路中极端偏向地行进。
此外,在本实施方式中,制冷剂流路11组呈U字形形成,制冷剂流路具有折返部。因此,如从图18能够明白的那样,制冷剂流路11组的各流路长度越处于越远离U字形的外周、换言之狭缝15的流路11a-2侧越长。于是,由于通过该流路长度的不同而产生偏流。
但是,在本实施方式的热交换器中,自集管流路10起的连接流路10b相对于制冷剂流路11组的去路侧流路部11a的中心线O偏向反归路流路部侧地设置。因此,能够抑制偏流,使各流路大致均匀地流动制冷剂。
即,在本发明的热交换器中,即使由于制冷剂流路11组呈U字形构成,从制冷剂流路11组的各流路的入口侧的集管流路10至出口侧的集管流路14的流路长度不同而流路阻力发生变化,也能够使制冷剂向制冷剂流路11组的各流路均匀地分流。这是因为,因为自入口侧的集管流路10起的连接流路10b位于偏向去路侧流路部11a的反归路侧流路部侧的位置,所以从连接流路10b至各去路侧流路部11a的分流路的长度越靠近归路侧流路部11b越长,从而抵消阻力的差异。
因此,能够通过制冷剂流路11组的U形转弯化和利用分流碰撞壁17实现的分流均匀化的协同效应,在推进小型化的同时获得热交换效率更高的热交换器。
而且,在制冷剂流路11组的去路侧流路部11a与归路侧流路部11b之间形成有狭缝15,被热隔断。由此阻止从制冷剂流路11组的去路侧流路部11a至归路侧流路部11b的热移动,能够高效地将制冷剂过冷却。其结果是,热交换效率进一步提高。
此外,在本实施方式的热交换器中,在芯层叠体2的流路区域P设置有多个切开成形突起12(12a,12aa,12b),提高流路区域P的热交换效率。
详细而言,切开成形突起12(12a,12aa,12b)的切开成形端缘Y与在板翅片2a的叠层间流动的第2流体的流体流动方向相对。由此,板翅片叠层间的间隔固定。进一步,往往在切开成形突起12(12a,12aa,12b)的下游侧产生的死水区域极小,且在切开成形端缘Y部分产生前缘效应。而且,因为切开成形突起12(12a,12aa,12b)以与第2流体流动方向相对的方式切开成形,所以还能够使相对于第2流体的流动阻力小。因此,能够在抑制芯层叠体2的流路区域P的流路阻力增大的同时大幅提高热交换器的热交换效率。
另外,在板翅片2a设置的切开成形突起12(12a,12aa,12b)的配置结构考虑相对于第2流体呈交错排列或在下风侧比上风侧更多地形成等各种结构。只要根据热交换器的规格、结构和使用者的期望选择提高热传递率的最佳的结构即可。
此外,各切开成形突起12(12a,12aa,12b)以在芯层叠体2的间隙中流动的空气的气流动方向开口的方式切开成形。因此,不需要从空气流动的方向、即与制冷剂流路交叉的方向的制冷剂流路间的凹陷平面部20摊薄厚度。因此,将切开成形突起12b与圆柱状突起等那样***形成的方式相比,使得位于制冷剂流路彼此之间的凹陷平面部20能够与不需要摊薄厚度的尺寸相应地变窄。能够与使凹陷平面部20变窄的量相应地使板翅片2a的宽度、换言之使热交换器小型化。
不仅如此,在板翅片2a的长边部分的端缘,通过制冷剂流路11的交替错位配置(参照图7)而形成窄幅平面20a和宽幅平面20b(参照图11)。在宽幅平面20b侧形成切开成形突起12a,切开成形突起12a的顶面固接于相邻的板翅片2a的窄幅平面20a。因此,也可以不将窄幅平面20a侧的宽度为了形成突起而加宽等。即,通过利用宽幅平面20b在宽幅平面侧设置切开成形突起而与该突起相邻的板翅片2a的窄幅平面20a抵接固接。因此,能够不将板翅片长边部分的窄幅平面侧的宽度加宽而直接作为窄幅平面不变,能够促进热交换器的小型化。
此外,在各板翅片2a、端板3a、3b的钎焊接合时,切开成形突起12的各顶面固接于相邻的板翅片2a。由此,各板翅片2a连结成一体。其结果是,能够提高芯层叠体2的刚性。
特别是在本实施方式中,制冷剂流路11组的连接流路10b的延长线上部分构成非流路部18,利用非流路部18设置突起12(12a,12b)的一部分、即第2切开成形突起12b。由此,能够可靠地将制冷剂流路11组部分的板翅片层叠间隔维持为一定。由此,能够使制冷剂流路11组部分的空气的气流均匀稳定,从而提高热交换效率。
此外,在芯层叠体2的长边部分设置的第1切开成形突起12a使强度上容易变弱的芯层叠体2的长边边缘部的强度提高。特别是设置于芯层叠体2的狭缝15的两侧缘部分的第1切开成形突起12aa,其使通过设置狭缝15而被分开、强度下降的狭缝缘部分的强度提高。因此,还能够在实现热交换效率的提高的同时防止狭缝附近的变形。
另外,在上述狭缝15的两侧缘部分设置的第1切开成形突起12aa也可以以跨越狭缝15的方式设置一个。在这种情况下,存在在制冷剂流路11组的去路侧流路部11a与归路侧流路部11b之间发生热传导,狭缝15的隔热效果下降的问题。但是,在本实施方式中,因为在狭缝15的两侧缘部分分开设置有突起12aa,所以发生这样的热传导的热传导的问题消失。此外,第1切开成形突起12aa也可以设置于离开狭缝15的场所。
此外,在芯层叠体2的长边部分和狭缝15的两侧部分设置的第1切开成形突起12a、12aa设置于离开芯层叠体2的板翅片长边的端缘的位置。因此,在芯层叠体2的板翅片2a产生结露水,该结露水沿板翅片2a的端缘流动排出时,利用第1切开成形突起12a、12aa阻挡结露水的水流,能够防止结露水在切开成形突起12a、12aa部分积存而引起的各种问题于未然。因此,能够提供可靠性高的热交换器。
此外,在本实施方式的热交换器中,在板翅片2a的制冷剂流路U形转弯侧端部也设置有切开成形突起22(22a,22b)。因此,能够提高没有制冷剂流路11的板翅片2a的U形转弯侧端部的热交换贡献度。因此,能够在板翅片2a的流路区域全长提高热交换效率,提高热交换器的热效率。
特别是在板翅片2a的U形转弯侧端部,具有定位用凸台孔13,其下游侧成为死水区域,所以热交换贡献度极低。在本实施方式中,因为在定位用凸台孔13的下游侧设置有多个切开成形突起22(22a,22b),所以能够提高定位用凸台孔13下游侧全域的热交换贡献度。
此外,设置于定位用凸台孔13的下游侧最近的切开成形突起22a收缩定位用凸台孔13的下游侧的流体流。因此能够使在定位用凸台孔下游侧产生的热交换贡献度低的死水区域极小。其结果是,能够进一步提高热交换效率。
不仅如此,各切开成形突起22(22a,22b)与在流路区域P设置的突起12(12a,12aa,12b)一样地切开成形,切开成形端缘Y与第2流体流相对。由此,能够在切开成形端缘部分产生前缘效应,能够与之相应地进一步提高热交换效率。
而且,在定位用凸台孔13的下游侧设置的多个切开成形突起22(22a,22b)成为相对于第2流体流蛇行排列的交错排列。由此,能够有效地发挥热交换功能,提高热交换贡献度。
而且,进一步,各切开成形突起22(22a,22b)的顶部固接于相邻的板翅片2a。根据该结构,板翅片2a的短边部分以层叠状态连结固定,所以能够提高芯层叠体2的刚性。
另外,在定位用凸台孔13的下游侧最近设置的切开成形突起22在本实施方式中以朝向第2流体流动方向呈ハ字形(倒V字形)开口那样的截面形状切开成形地形成。并不限定于此,切开成形突起22也可以呈大致L字形切开成形地形成,将该切开成形突起以一对成对面对面的方式设置。即,只要成为收缩定位用凸台孔13的下游侧的流体流的形状,就可以为任意的形状。
(实施方式2)
如图21~图24所示,本实施方式的热交换器的制冷剂流路组的形状和集管开口的设置位置与实施方式1的热交换器不同。对具有与实施方式1的热交换器相同的功能的部分标注相同的附图标记,以下以具不同的部分为中心进行说明。
图21是表示实施方式2的热交换器的芯层叠体的外观的立体图。
图22是构成该芯层叠体的板翅片的俯视图。图23是将该板翅片的结构一部分放大表示的分解图。图24是将该芯层叠体的制冷剂流路组部分截断表示的立体图。
图21~图24中,本实施方式的热交换器的设置于板翅片2a的制冷剂流路11组为直线状,在制冷剂流路11组的一端部侧设置有入口侧的集管开口8a,在另一端部侧设置有出口侧的集管开口8b。而且,在入口侧的集管开口8a连接有流入管4,在出口侧的集管开口8b连接有流出管5,制冷剂呈直线状从板翅片2a的一端部侧的流至另一端部侧。
此外,在入口侧的集管开口8a周围形成的集管流路10由集管开口周围的外周流路10a、连接流路10b和多分支流路10c构成。连接流路10b以从外周流路10a沿板翅片2a的短边方向延伸的方式形成后,与多分支流路10c相连。出口侧的集管流路14也以与该入口侧的集管流路10相同的方式构成,两者成为对称的形状。
此外,芯层叠体2两侧的端板3a、3b不使用加强板16a、16b地通过连结部9连结。由此防止在端板3a、3b两端的集管区域对应部分的膨胀变形。
以上那样构成的热交换器除令制冷剂流路11组为U字形以外,包括细节部分的结构、效果在内与实施方式1中说明的热交换器相同,因而省略说明。
另外,在实施方式1中,在板翅片2a的U形转弯侧端部设置的切开成形突起22在本实施方式中在入口侧和出口侧的集管区域适当地设置即可。例如在成为死水区域的集管流路10的下游侧形成切开成形突起22即可。
另外,在本实施方式中,也与实施方式1一样,也可以在第1端板3a的外表面设置有加强板16a、16b。此时,在本实施方式的热交换器1中,与实施方式1一样,以依次排列第1加强板16a、第1端板3a、第1芯层叠体2、第2端板3b、第2端板3b、第2芯层叠体2、第1端板3a、第2加强板16b的方式,组合第1芯层叠体2和与第1芯层叠体2相比为上下方向颠倒的状态的第2芯层叠体2。而且,通过连结部9连结第1加强板16a和第2加强板16b。
(实施方式3)
本实施方式热交换器适合于作为热交换器的制冷剂的入口和出口与实施方式1相反的蒸发器使用的情况。在本实施方式中,如图25~图29所示那样,在作为出口侧的集管流路14设置有制冷剂的分流控制管24。
另外,在本实施方式中以将实施方式1的结构的热交换器作为蒸发器使用的情况为例进行说明。
图25是表示实施方式3的热交换器的芯层叠体的外观的立体图。图26是表示从该芯层叠体取下分流控制管后的状态的立体图。图27是表示该芯层叠体的分流控制管***部分的立体图。图28是该分流控制管的立体图,图29是表示该芯层叠体的分流控制管部分的截面的概略图。
在图25~图29中,分流控制管24***设置于作为制冷剂的蒸发出口的出口侧的集管开口8b、即出口侧的集管流路14内。分流控制管24的前端部如图29所示那样,延伸至未设置集管开口的一侧的端板3b。分流控制管24的前端部被该端板3b封闭。而且,分流控制管24由与集管开口8b的内径相比小径的管构成。在分流控制管24与集管开口内表面之间形成有制冷剂流通用间隙25。在分流控制管24的长度方向、即板翅片2a的层叠方向上大致等间隔地形成有多个分流口26。
多个分流口26以其孔径随着向制冷剂流动的方向、即出口侧的集管开口8b靠近而变小的方式形成。
此外,分流控制管24如图26、图28所示那样安装于加强板16a。通过将加强板16a紧固于芯层叠体2两侧的端板3a而将分流控制管24***设置于集管开口8b内。
在安装有分流控制管24的加强板16a,在与分流控制管24相对的面连接固定有流入管4。
另外,在加强板16a连接固定有流出管5。另外,分流控制管24也可以以封闭其前端部的方式与端板3b抵接。
在以上那样构成的热交换器中,从作为入口侧的集管开口8a经制冷剂流路11组流至作为出口侧的集管流路14的制冷剂气体如图29的箭头所示那样,从制冷剂流通用间隙25经在分流控制管24的管壁形成的多个分流口26(26a,26b)向分流控制管24内流动。然后,制冷剂从出口侧的集管开口8b流向流出管5。
此处,设置于分流控制管24的分流口26以其孔径随着向出口侧的集管开口8b靠近而变小的方式形成。因此能够使在制冷剂流路11组的各流路流动的制冷剂量均匀。
即,在本实施方式的热交换器中,通过将制冷剂流路11小口径化而使得制冷剂的压损相比入口侧的集管流路10在出口侧的集管流路14大数倍。另一方面,制冷剂的分流受压损的分布状况的较大影响。由此,即使将分流控制管24设置于现有技术中作为常识的入口侧的集管流路10,出口侧的集管流路14的压损也比入口侧高达数倍,所以变成在制冷剂流路11流动的制冷剂依赖于出口侧的集管流路14的压损。因此,不能按设计的那样分流。
但是,在本实施方式的热交换器中,上述分流控制管24设置于压损高的出口侧的集管流路14。由此,对分流产生大的影响的、出口侧的集管流路14内的轴线方向的压损分布均匀。由此,能够使在制冷剂流路11组的各流路流动的制冷剂分流量均匀。
此外,本实施方式的热交换器的从流入管4流入的制冷剂通过入口侧的集管开口8a,被导入各板翅片的内部的制冷剂流路11,流入出口侧的集管开口8b。然后,制冷剂从流出管5流出。
此时,由于在各流路产生的压损,与离流入管4远的板翅片的制冷剂流路11(在图29中为更靠近右侧的板翅片的制冷剂流路)相比,在离流入管4近的板翅片的制冷剂流路11(在图29中为更靠近左侧的板翅片的制冷剂流路)更容易流动制冷剂。换言之,存在在制冷剂的流量中产生不均的可能性。
于是,在本实施方式中,将分流控制管24***至出口侧的集管开口8b内部,使离出口侧最近的分流口26a(在图29中为更靠近左侧的部分)与分流控制管24的反出口侧(在图29中为更靠近右侧的部分)的分流口相比更小径。由此使从出口侧的分流口通过的制冷剂的压损增加。其结果是,能够防止制冷剂流量的偏流,使各板翅片的内部的第1流体流路11的制冷剂量均匀,提高热交换效率。
其结果是,本实施方式的热交换器能够提高在制冷剂流路11组部分的热交换效率,提供热效率更高的热交换器。
进一步,利用分流控制管24实现的制冷剂分流的均匀化结构为仅在分流控制管24打穿分流口26的简单的结构,所以能够廉价地提供热交换器。
而且,分流控制管24一体化地设置于加强板16a。因此,能够仅通过安装加强板16a就将分流控制管24***设置于出口侧集管流路14内。其结果是,能够防止通过焊接等追加安装分流控制管24的情况下等存在问题的板翅片钎焊部分的钎料熔化引起的板翅片2a的接合不良和伴随之产生的制冷剂泄漏等品质不良,能够提供高品质且高效率的热交换器。
此外,加强板16a以其与分流控制管24和流出管5之间的电位差小于将分流控制管24与流出管5直接连接的情况下的两者之间的电位差的材料(加强板16a为不锈钢,分流控制管24为铝,流出管5为铜)形成。由此,能够防止在将分流控制管24与流出管5直接连接的情况下产生的不同金属接触腐蚀的产生。其结果是,能够大幅提高长期使用的可靠性。特别是在多利用铜管构成流入流出管、利用铝等构成分流控制管24的空气调节机用热交换器中,能够期待显著的效果。
另外,分流控制管24在本实施方式中设置于加强板16a,不过并不限定于此。分流控制管24也可以设置于端板3a侧,此外,在不使用加强板16a的类型的情况下,也可以在与端板3a相对的面设置分流控制管24和流出管5。
此外,在本实施方式中,并不限定于制冷剂流路11组具有U字形。也可以使用在第2实施方式中说明的直线状的制冷剂流路11组。
在本实施方式的热交换器1中,与实施方式1一样,以依次排列第1加强板16a、第1端板3a、第1芯层叠体2、第2端板3b、第2端板3b、第2芯层叠体2、第1端板3a、第2加强板16b的方式,组合第1芯层叠体2和与第1芯层叠体2相比为上下方向颠倒的状态的第2芯层叠体2。而且,通过连结部9连结第1加强板16a和第2加强板16b。
(实施方式4)
实施方式4为使用之前所示的各实施方式的热交换器构成的制冷***。
在本实施方式中,作为制冷***的一个例子对空气调节机进行说明。图30是作为该空气调节机的制冷循环图。图31是表示该空气调节机的室内机的截面的概略图。
在图30、图31中,该空气调节装置由室外机51和与室外机51连接的室内机52构成。在室外机51配置有压缩制冷剂的压缩机53、切换供冷供暖运转时的制冷剂回路的四通阀54、交换制冷剂与外部空气的热的室外热交换器55和对制冷剂进行减压的减压器56。此外,在室内机52中,配置有交换制冷剂与室内空气的热的室内热交换器57和室内风机58。压缩机53、四通阀54、室内热交换器57、减压器56和室外热交换器55由制冷剂回路连结,形成为热泵式制冷循环。
在本实施方式的制冷剂回路,使用以四氟丙烯或三氟丙烯为基础成分,将二氟甲烷或五氟乙烷或四氟乙烷以使得全球变暖潜势为5以上、750以下的方式,优选为350以下,进一步优选为150以下的方式进行混合,混合2种成分或者混合3种成分而得到的制冷剂。
在空气调节机中,在供冷运转时将四通阀54切换成连通压缩机53的排出侧与室外热交换器55。由此,由压缩机53压缩后的制冷剂成为高温高压的制冷剂,通过四通阀54被送到室外热交换器55。然后,制冷剂与外部空气进行热交换而散热,成为高压的液体制冷剂,被送到减压器56。在减压器56被减压而成为低温低压的二相制冷剂,被送到室内机52。在室内机52,制冷剂进入室内热交换器57,与室内空气进行热交换而吸热,蒸发气化而成为低温的气体制冷剂。此时室内空气被冷却而对室内进行供冷。进一步,制冷剂返回室外机51,经由四通阀54返回压缩机53。
在进行供暖运转时,将四通阀54切换成连通压缩机53的排出侧与室内机52。由此,由压缩机53压缩后的制冷剂成为高温高压的制冷剂,通过四通阀54被送到室内机52。高温高压的制冷剂进入室内热交换器57,与室内空气进行热交换而散热,被冷却而成为高压的液体制冷剂。此时,室内空气被加热,对室内进行供暖。之后,制冷剂被送到减压器56,在减压器56被减压而成为低温低压的二相制冷剂。然后,制冷剂被送到室外热交换器55,与外部空气进行热交换而蒸发气化。进一步,制冷剂经由四通阀54返回压缩机53。
上述那样构成的制冷***在室外热交换器55或室内热交换器57使用上述各实施方式所示的热交换器。由此能够实现节能性高的高性能制冷***。
产业上的利用可能性
本发明能够在家庭用和企业用空调等中使用的热交换器中抑制在集管区域部分的膨胀变形,提供节能性高的高性能制冷***。由此,能够在家庭用和企业用空调机等中使用的热交换器和各种冷冻设备等中广泛地利用,其工业的价值很大。
附图标记说明
1 热交换器
2 芯层叠体
2a 板翅片
3、3a、3b 端板
4 流入管
5 流出管
6 第1板翅片
6a 第1板状部件
6b 第2板状部件
7 第2板翅片
8、8a、8b 集管开口
9 连结部
10 集管流路
10a 外周流路
10b 连接流路
10c 多分支流路
11 制冷剂流路(第1流体流路)
11a 去路侧流路部
11b 归路侧流路部
12a、12aa 突起(第1切开成形突起)
12b 突起(第2切开成形突起)
13 贯通孔(定位用凸台孔)
13a 孔外周部(定位用凸台孔外周部)
14 集管流路
15 狭缝
16a、16b 加强板
17 分流碰撞壁
18 非流路部
19a、19b 平面端部
20 凹陷平面部
20a 窄幅平面
20b 宽幅平面
21 翅片平面部
22(22a,22b) 突起(切开成形突起)24 分流控制管
25 制冷剂流通用间隙
26、26a、26b 分流口
51 室外机
52 室内机
53 压缩机
54 四通阀
55 室外热交换器
56 减压器
57 室内热交换器
58 室内风机
200 板翅片层叠体。

Claims (4)

1.一种热交换器,其特征在于,包括:
板翅片层叠体,其具有层叠分别具有供第1流体流动的流路的多个板翅片而构成的第1芯层叠体和第2芯层叠体;
分别配置在所述第1芯层叠体和所述第2芯层叠体各自的两端的第1端板和第2端板;以及
第1加强板和第2加强板,
第2流体在所述板翅片层叠体的板翅片叠层间流动,从而在所述第1流体与所述第2流体之间进行热交换,其中
所述板翅片层叠体通过将所述第1芯层叠体和与所述第1芯层叠体相比上下方向颠倒的状态的所述第2芯层叠体组合而构成,
所述多个板翅片分别包括:流路区域,其具有并行流动所述第1流体的多个制冷剂流路;和集管区域,其具有与所述多个制冷剂流路连通的集管流路,
所述多个第1流体流路由设置于所述多个板翅片的凹状槽构成,
在所述第1端板的集管区域对应部分设置有作为所述第1流体的出入口的入口开口部和出口开口部,
所述第1加强板和所述第2加强板配置于所述第1端板的至少所述集管区域对应部分的外表面,
所述第1加强板和所述第2加强板由连结部连结在一起,
所述第1加强板、所述第1端板、所述第1芯层叠体、所述第2端板、所述第2端板、所述第2芯层叠体、所述第1端板、所述第2加强板按上述顺序排列,
由所述第1端板、所述第2端板、所述第1加强板和所述第2加强板夹着所述多个芯层叠体的所述集管区域,
还包括流入流出管,其由所述第1流体通过的流入管和流出管构成,
所述多个第1流体流路各自形成为U字形,
与所述流入管连通的入口侧集管流路和与所述流出管连通的出口侧集管流路配置在所述多个板翅片各自的一端侧,
所述入口侧集管流路和所述出口侧集管流路集中设置于所述集管区域,
在所述第1加强板的第1面一体地设置有向所述第2端板延伸的分流控制管,
在与所述第1面相对的所述第1加强板的第2面上连接所述流入管和所述流出管,
所述第1加强板由使得所述分流控制管与所述流入流出管之间的电位差比将所述分流控制管与所述流入流出管直接连接时的电位差小的材料形成。
2.如权利要求1所述的热交换器,其特征在于:
所述集管流路包括分别设置于所述多个板翅片的集管开口周围的外周流路和将所述外周流路与所述多个第1流体流路连接的连接流路,
所述连结部贯通所述多个板翅片各自的所述连接流路的两侧部分。
3.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
在所述多个板翅片、所述第1端板、所述第2端板、所述第1加强板和所述第2加强板设置有贯通孔,
所述连结部贯通所述贯通孔,连结所述第1加强板和所述第2加强板。
4.一种制冷***,其特征在于:
包括权利要求1~3中任一项所述的热交换器。
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