CN109844439B - 热交换器和使用该热交换器的制冷*** - Google Patents

热交换器和使用该热交换器的制冷*** Download PDF

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Abstract

热交换器构成为:在构成热交换器的板翅片(2a)设置凹状槽而形成第1流体流路(11)组,并且在与第1流体流路(11)组相连的出口侧的集管开口(88b)设置分流控制管(24)。

Description

热交换器和使用该热交换器的制冷***
技术领域
本发明涉及热交换器和使用该热交换器的制冷***。尤其涉及将 能够流动制冷剂的板状的板翅片(plate fin)层叠而构成的板翅片层叠 型的热交换器和使用该热交换器的制冷***。
背景技术
一般而言,在空气调节机和制冷机等制冷***中,使由压缩机压 缩的制冷剂(第1流体)在冷凝器和蒸发器等热交换器中循环,与第2 流体(例如空气)进行热交换,来进行供冷或者供暖,不过根据热交 换器的热交换效率不同,很大程度上左右作为***的性能和节能性。 因此,强烈需求热交换器高效化。
作为热交换器的高效化的一种技术,存在将能够流动热交换流体 的导热管的细径化的技术。另外,作为另一种技术,存在将分流向各 导热管的制冷剂例如均匀地分流的技术。
其中,一般而言,制冷***的热交换器使用使导热管贯通翅片组 而构成的翅片管(fin tube)型热交换器。实现了翅片管型热交换器的 导热管的细径化,推进了热交换效率的提高和小型化(例如,专利文 献1参照)。
另一方面,用于提高热交换效率的热交换流体的分流是通过如下 方式实现的:在将热交换流体向各导热管引导的集管流路组装分流控 制管,使向各导热管去的制冷剂的分流均匀以提高热交换效率(例如, 参照专利文献2)。
图29表示专利文献1记载的热交换器。如图29所示,热交换器 100以使导热管102贯通翅片组101的方式构成。在热交换器100的制 冷剂入口侧集管103设置有分流控制管104。在分流控制管104列设有 多个制冷剂分流口105,多个制冷剂分流口105各自的尺寸设置为随着 从制冷剂入口远离而变小。利用如此构成的分流控制管104,将在各导 热管102流动的制冷剂均匀地分流。
热交换器100在制冷剂入口侧进行制冷剂的分流,因此能够抑制 压力损失增加而导致的制冷剂温度的上升,并且将制冷剂分流到各导 热管102,能够向各分流控制管104例如均等地分流,提高热交换效率 (当在制冷剂出口侧进行制冷剂的分流时,压力损失(以下,简称为 “压损”)变大而制冷剂温度变高,与进行热交换的第2流体的温度差 变小,抵消因分流的均匀化而提高热交换效率的效果,相反会降低热 交换效率,因此在制冷剂入口侧将制冷剂分流)。
然而,专利文献1记载的翅片管型热交换器100的导热管102为 管,因此细径化存在极限,利用导热管102的细径化来提高热交换效 率不断逼近极限。
然而,导热管如果是板翅片层叠型热交换器则能够容易地细径化。 即,在板翅片层叠型热交换器,在板翅片形成有将凹状槽冲压成形而 相当于导热管的流路。如此减小所形成的流路的截面积是容易的,该 流路与翅片管型热交换器100的导热管102相比能够更小。
因此,申请人研究了在将具有流路的板翅片层叠而构成的板翅片 层叠型热交换器组合专利文献2中记载的分流控制管来提高热交换效 率的技术。
然而,即使在上述板翅片层叠型热交换器的集管流路组装分流控 制管,也不能充分发挥分流控制管的分流效果,在利用分流来提高热 交换效率上仍然存在重大课题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-78289号公报
专利文献2:日本特开2012-207912号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的课题经锐意研究而完成的,能够兼顾流路的 细径化和利用分流效果来提高热交换效率,因此能够提供高效的热交 换器和使用该热交换器的高性能的制冷***。
具体而言,本发明的实施方式的一例的热交换器包括:板翅片层 叠体,其具有供第1流体(制冷剂)流动的流路;和构成板翅片层叠 体的多个板翅片。多个板翅片各自具有流路区域和集管区域。流路区 域具有供第1流体并排地流动的多个第1流体流路。集管区域具有与 多个第1流体流路分别连通的多个集管流路。多个第1流体流路以在 多个板翅片分别设置凹状槽的方式形成。多个集管流路具有入口侧集 管流路和出口侧集管流路。出口侧集管流路构成为第1流体的蒸发出 口,在出口侧集管流路设置有将第1流体分流到多个第1流体流路的 第1流体分流管(分流控制管)。
利用这样的结构,能够将第1流体流路的流路截面积的直径缩小 而提高热交换效率,同时如设计的那样可靠地将第1流体分别分流到 多个第1流体流路。由此,除了因使分流均匀而提高热交换效率之外, 能够使之成为热交换效率高的热交换器。即,板翅片层叠型的热交换 器通过缩小了第1流体流路的直径,第1流体的压损在集管出口侧比 集管流路侧增大数倍。另一方面,第1流体的分流受到压损的分布状 况的较大影响。因此,即使板翅片层叠型热交换器如上所述那样将分 流控制管设置在作为现有技术的常识的入口侧集管流路,出口侧集管 流路的压损也增高数倍,因此在第1流体流路中流动的第1流体依赖 于出口侧集管流路的压损,不能如设计的那样分流。然而,在本发明 的实施方式的一例的热交换器中,根据入口侧集管流路和出口侧集管 流路处的压损差的大小和压损分布状况,将分流控制管设置于压损较 高的出口侧集管流路。利用这样的结构,能够控制高对分流有较大影 响的数倍的出口侧集管流路内的压损分布,以使分流均匀,也能够实 现因使分流均匀而提高热交换效率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的外 观的立体图。
图2是使本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器上下分 离的状态的分解立体图。
图3是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的分解立 体图。
图4是从本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器拔出分 流控制管后的状态的立体图。
图5是从侧方观察本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换 器的集管区域部分的图。
图6是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的图1的6 -6线的截面图。
图7是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的图1的7 -7线的截面图。
图8是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的图2的8 -8线的截面图。
图9是将本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的流入 流出管的连接部分与集管开口部分切断来表示的立体图。
图10是将本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器中的板 翅片层叠体的制冷剂流路组部分切断来表示的立体图。
图11是将本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的制冷 剂流路组部分切断来表示的立体图。
图12是将本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器中板翅 片层叠体的定位用的凸台孔部分切断来表示的立体图。
图13是将本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的板翅 片层叠体的集管开口部分切断来表示的立体图。
图14是表示本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的板 翅片层叠体的分流控制管***部分的立体图。
图15是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的分流控 制管的立体图。
图16是表示本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的分 流控制管部分的截面图。
图17是本发明的实施方式1中的构成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18是表示本发明的实施方式1中的板翅片的集管区域的放大俯 视图。
图19是将本发明的实施方式1中的板翅片的构成一部分放大进行 表示的分解图。
图20A是本发明的实施方式1中的板翅片的第1板翅片的俯视图。
图20B是本发明的实施方式1中的板翅片的第2板翅片的俯视图。
图20C是用于说明本发明的实施方式1中的板翅片的第1翅板与 第2翅板重叠时的状态的俯视图。
图21是表示本发明的实施方式1中的设置于板翅片的流路区域的 突起的放大立体图。
图22是表示本发明的实施方式1中的设置于板翅片的制冷剂流路 U形弯侧端部的突起的放大立体图。
图23是表示本发明的实施方式2中的板翅片层叠型热交换器的外 观的立体图。
图24是本发明的实施方式2的构成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25是将本发明的实施方式2的板翅片层叠型热交换器中的板翅 片的结构的一部分放大来表示的分解图。
图26是将本发明的实施方式2的板翅片层叠型热交换器中的板翅 片层叠体的制冷剂流路组部分切断来表示的立体图。
图27是表示使用本发明的板层叠型热交换器的空气调节机的制冷 循环的图。
图28是本发明的实施方式2中的空气调节机的概略截面图。
图29是现有的热交换器的截面图。
具体实施方式
本发明的实施方式的一例的热交换器包括:板翅片层叠体,其具 有供第1流体(制冷剂)流动的流路;和构成板翅片层叠体的多个板 翅片。多个板翅片各自具有流路区域和集管区域。流路区域具有供第1 流体并排地流动的多个第1流体流路。集管区域具有与多个第1流体 流路分别连通的多个集管流路。多个第1流体流路以在多个板翅片分 别设置凹状槽的方式形成。多个集管流路具有入口侧集管流路和出口 侧集管流路。出口侧集管流路构成为第1流体的蒸发出口,在出口侧 集管流路设置有将第1流体分流到多个第1流体流路的第1流体分流 管(分流控制管)。
利用这样的结构,能够实现第1流体流路的流路截面积的细径化 而提高热交换效率,并且能够如设计的那样可靠地将第1流体分流到 多个第1流体流路。因此,利用这样的结构,能够利用分流均匀化来 提高热交换效率,并且得到热交换效率的较高的热交换器。即,关于 板翅片层叠型的热交换器,将第1流体流路细径化,由此,在蒸发器 的情况下,第1流体的压损在比集管入口侧靠集管出口侧处也增大数 倍。另一方面,第1流体的分流受到压损的分布状况的较大影响。因 此,即使板翅片层叠型热交换器如上所述那样将分流控制管设置在作 为、现有技术的常识的入口侧集管流路,出口侧集管流路的压损也增 高数倍,因此在第1流体流路中流动的第1流体依赖于出口侧集管流 路的压损,不能如设计的那样分流。然而,在本发明的实施方式的一 例的热交换器中,根据入口侧集管流路和出口侧集管流路处的压损差 的大小和压损分布状况,将分流控制管设置于压损较高的蒸发器的出口侧集管流路。利用这样的结构,控制对分流由较大影响的压损的分 布,更具体而言,控制比入口侧集管流路内的压损高数倍的、出口侧 集管流路内的压损分布,能够使分流均匀化,能够达成利用分流均匀 化来提高热交换效率的目的。
另外,在本发明的实施方式的一例的热交换器中,集管区域也可 以具有流出第1流体的集管开口。另外,在本发明的实施方式的一例 的热交换器中,第1流体分流管也可以具有多个第1流体分流口。此 情况下,多个第1流体分流口也可以构成为,第1流体分流管的设置 于离集管开口较远位置的第1流体分流口的开口面积,大于第1流体 分流管的设置于离集管开口较近位置的第1流体分流口的开口面积。
利用这样的结构,抑制在靠近第1流体入口侧的第1流体流路与 靠近第1流体出口侧的第1流体流路之间产生的流体流量的偏差,能 够使第1流体量均等化,能够进一步提高热交换效率。并且,利用仅 打开分流口的简单的筒结构,控制第1流体出口侧部分处的压损等, 能够将第1流体可靠地分流,能够以低廉的价格来供应。
另外,在本发明的实施方式的一例的热交换器中,可以使多个第1 流体流路以U形弯曲为大致U字状的方式构成,以使得集管区域集中 形成于多个板翅片各自的一端部。
利用这样的结构,能够不加长板翅片而加长第1流体流路,增大 第1流体的热交换量,提高热交换效率,并且还能够进一步推进热交 换器的小型化。
另外,本发明提供一种制冷***,其能够将上述的本发明的实施 方式的一例的热交换器的任一者作为构成制冷循环的热交换器来使 用。
能够将上述的本发明的实施方式的一例的热交换器的任一者作为 构成制冷循环的热交换器来使用的制冷***,热交换器的热交换效率 较高,因此能够为节能性较高的高性能的制冷***。
以下,参照附图,说明本发明的实施方式的例。
此外,本发明不限于以下的实施方式所记载的板翅片层叠型热交 换器的构成,包含与在以下的实施方式中说明的技术思想等同的热交 换器的结构和功能等。
另外,以下说明的实施方式是表示本发明的一例的实施方式,在 实施方式中给出的结构、功能和动作等为例示,不限定本发明。
(实施方式1)
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是将本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器上 下地分离的状态的分解立体图,以及图3是本发明的实施方式1的板 翅片层叠型热交换器的分解立体图。图4是从本发明的实施方式1的 板翅片层叠型热交换器拔出分流控制管的状态的立体图,以及图5是 从侧方观察本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器的集管区域 部分的图。图6是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的 图1的6-6线的截面图。图7是本发明的实施方式1中的板翅片层叠 型热交换器的图1的7-7线的截面图。图8是本发明的实施方式1中 的板翅片层叠型热交换器的图2的8-8线的截面图。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 管开口部分切断来表示的立体图。
图1~图9所示,本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器1 (以下,简称为热交换器1)为在作为蒸发器等使用的情况下优选的热 交换器。热交换器1包括:作为第1流体的制冷剂能够流入的流入管 (入口集管)4;将长方形的板状的多个板翅片2a层叠而构成的板翅 片层叠体2;和将在板翅片2a的中的流路中流动的制冷剂排出的流出 管(出口集管)5。
另外,在板翅片层叠体2的层叠方向(在图1中为上下方向)的 两侧(在图1中为上侧和下侧),设置有俯视时与板翅片2a为大致相 同形状的端板3a、3b。端板3a、3b由具有刚性的板材形成,例如通过 磨削对铝、铝合金或者不锈钢等金属材料进行金属加工而形成。
此外,在本实施方式中,端板3a、3b和多个板翅片2a在层叠的 状态下钎焊接合而形成为一体,不过不限于该结构,也可以使用具有 其他耐热性的固定方法,例如化学性的接合部件来进行接合。
另外,在本实施方式中,板翅片层叠体2的两侧(上侧和下侧) 的端板3a、3b以夹持着板翅片层叠体2的形态,由螺栓及螺母或者铆 销轴等连结部9,将板翅片层叠体2机械地固定于端板3a、3b的长度 方向的两端部。
另外,在本实施方式中,在端板3a、3b的长度方向的一端部(在 图1为左侧端部)的集管区域对应部分,还配置有加强板16a、16b。 通过将加强板16a、16b与连结部9固接来固定它们,机械地夹持板翅 片层叠体2(端板3a、3b也包含在内)。
此外,加强板16a、16b也与端板3a、3b同样由具有刚性的板材, 例如不锈钢或者铝合金等金属材料形成。加强板16a、16b优选刚性比 端板3a、3b高的材料,或者使用板厚较厚的材料。
另外,板翅片2a具有制冷剂流路11组(对于包含该制冷剂流路 11组的板翅片2a的制冷剂流路结构,在后面详细说明),制冷剂流路 11组并排地配置有多个在该内部作为第1流体的制冷剂流动的制冷剂 流路11。与制冷剂流路11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统称为流入流出管)集中配置于板翅片层叠体2的 一侧(在图1中为上侧)的端板3a的长度方向的一端部。
关于如上所述构成的本实施方式的热交换器1,制冷剂在板翅片层 叠体2的各板翅片2a的内部的多个流路组中在各板翅片2a的长度方 向并行地流动,在各板翅片2a的端部以U形弯折回,从流出管5排出。 另一方面,第2流体(例如空气)穿过形成于构成板翅片层叠体2的 板翅片2a的叠层间的间隙。由此,能够进行作为第1流体的制冷剂与 第2流体(例如空气)的热交换。
接着,使用图10~图13和图17~图22,对构成热交换器1的主 体的板翅片层叠体2和构成该板翅片层叠体2的板翅片2a进行说明。
图10是本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器的板翅片层 叠体的一部分被切断的状态的立体图。图11是本发明的实施方式1的 板翅片层叠型热交换器的制冷剂流路组部分被切断的状态的立体图。 图12是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠 体的定位用的凸台孔部分被切断的状态的立体图。图13是本发明的实 施方式1的板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的集管开口部分被 切断的状态的立体图。
图17是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的、构成 板翅片层叠体的板翅片的俯视图。图18是本发明的实施方式1板翅片 层叠型热交换器的板翅片的集管区域的放大俯视图。
图19是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的、板翅 片的结构的一部分的放大分解图。图20A是本发明的实施方式1中的 板翅片层叠型热交换器的板翅片的第1板翅片的俯视图。图20B是本 发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的板翅片的第2板翅片 的俯视图。图20C是用于说明本发明的实施方式1中的板翅片层叠型 热交换器的、板翅片的第1翅板和第2翅板重叠时的状态的俯视图。 图21是本发明的实施方式1中的板翅片层叠型热交换器的、设置于板 翅片的流路区域的突起的放大立体图。图22是本发明的实施方式1中 的板翅片层叠型热交换器的、设置于板翅片的制冷剂流路U形弯侧端 部的突起的放大立体图。
板翅片层叠体2如图10所示,将具有两种流路结构的板翅片2a (第1板翅片66和第2板翅片77)层叠而构成。
板翅片2a的第1板翅片66和第2板翅片77分别如图19所示, 后面详述的制冷剂流路结构以冲压成形的第1板状部件66a和与其镜 像结构的第2板状部件66b相对地钎焊接合的方式构成。第1板状部 件66a和第2板状部件66b由铝、铝合金或者不锈钢等金属薄板构成。
以下,对在板翅片2a形成的流路结构进行说明。
此外,板翅片2a的第1板翅片66和第2板翅片77除了后述的制 冷剂流路11的位置偏离以外为相同的结构,因此在图17~图19等中, 仅标注第1板翅片66的附图标记进行说明。
板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)如图17所示,在长 度方向的一端部(在图17中为左侧)形成有集管区域H,在其他区域 成为流路区域P。在本实施方式中,在集管区域H形成有第1流体的 流入侧的集管开口88a和第1流体的出口侧的集管开口88b(将它们总称为集管开口88)。集管开口88a与流入管4连接,集管开口88b与流 出管5连接(参照图4)。
另外,在流路区域P,并排地配置有多个来自集管开口88a的制冷 剂流动的第1流体流路即制冷剂流路11。制冷剂流路11组在第1板翅 片66的另一端部(在图17中的右侧端部附近)折回,与出口侧的集 管开口88b相连。详细地说明,为制冷剂流路11组包括与流入侧的集 管开口88a相连的去路侧流路部11a和与出口侧的集管开口88b相连的 归路侧流路部11b。另外,制冷剂流路11组形成在端部以大致U字状 折回的形态。来自流入侧的集管开口88a的制冷剂从去路侧流路部11a 向归路侧流路部11b去时以U形弯流向出口侧的集管开口88b。
另外,在流入侧的集管开口88a和流出侧的集管开口88b的周围, 如图18所示,分别形成有将集管开口88a、88b与制冷剂流路11组相 连的集管流路10、14。集管流路10包括:以从集管开口88a、88b的 外周***的方式形成的外周流路10a;在外周流路10a的制冷剂流路11 组侧延伸的一条连接流路10b;和将连接流路10b与制冷剂流路11组 的各流路相连的多分支流路10c。
此外,集管流路10中的外周流路10a、连接流路10b和多分支流 路10c与并排地设置于流路区域P的各制冷剂流路11相比以尺寸较大 的方式形成,与流动方向正交的纵截面形状具有大致矩形形状。
另外,出口侧的集管开口88b的开口形状的直径比流入侧的集管 开口88a的开口形状的直径大。这是将热交换器1作为冷凝器使用, 故而在出口侧制冷剂气化而体积增加的缘故。
另外,将与流入侧的集管开口88a相连的去路侧流路部11a的个数 设定为少于制冷剂向出口侧的集管开口88b去时其能够流动的归路侧 流路部11b的个数。这与集管开口88a、88b的直径不同的情况下理由 相同,是热交换后的制冷剂的体积变大的缘故。
在本实施方式中,例示了去路流路部11a的个数为2个,归路侧 流路部11b的个数为5本,不过不限于此。
另外,在板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)中,在形 成有来自流入侧的集管开口88a的制冷剂流入的去路侧流路部11a的区 域,与形成有制冷剂向出口侧的集管开口88b去时其能够流动的归路 侧流路部11b的区域之间,为了降低板翅片2a(第1板翅片66和第2 板翅片77)内的制冷剂彼此之间的热传导(隔热),形成有狭缝15(参 照图12和图13)。
如以上那样将构成的板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77) 层叠而构成板翅片层叠体2。将板翅片层叠体2作为主体的热交换器1 如图4、图14和图16等所示,在成为其出口侧的集管流路14设置有 制冷剂的分流控制管24。
如图14所示,分流控制管24以***的方式设置于成为制冷剂的 蒸发出口的出口侧的集管开口88b,即出口侧的集管流路14内。如图 16所示,分流控制管24的前端部延伸至未设有集管开口的一侧的端板 3b,成为由端板3b封闭的状态。此外,分流控制管24可以为其前端 部被封闭,也可以构成为与端板3b抵接。
分流控制管24由直径比集管开口88b的内径小的管构成。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,大致等间隔地形成 有多个分流口26。
多个分流口26形成为随着制冷剂流动的方向,即去往出口侧的集 管开口88b,其孔径变小(参照图16)。
另外,分流控制管24如图15所示,安装于加强板16a。分流控制 管24构成为通过将加强板16a安装在板翅片层叠体2两侧的端板3a, 而以***设置在集管开口88b内。
在安装有分流控制管24的加强板16a的、与分流控制管24相对 的另一面,固定地连接有流出管5。
关于如上所述构成的热交换器1,为了进一步保持板翅片层叠体2 的板翅片层叠间隔并且提高刚性,构成为如下述那样,进行说明。
即,构成板翅片层叠体2的板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅 片77)的一者,在本实施方式中,为第1板翅片66,其如图20A所示, 在其流路区域P(参照图17)在长度方向按规定间隔形成有多个突起 12(第1切开成形突起12a、12aa和第2切开成形突起12b)。
图20A表示第1板翅片66,图20B表示第2板翅片77,并且图 20C表示使两翅板2a(第1板翅片66和第2板翅片77)重叠时的状态。
图20A~图20C所示,第1切开成形突起12a、12aa分别形成于 第1板翅片66的长边缘部(在图20A中为第1板翅片66的左右两侧 的长边缘部)的平面端部19a和狭缝15的两侧缘部的平面端部19b。 如图11所示,第1切开成形突起12a、12aa在层叠方向与第1板翅片 66相对地相邻,与第2板翅片77的长边缘部的平面端部19a抵接(第 1切开成形突起12aa与狭缝15的两侧缘部的平面端部19b抵接的情况 未图示),将其与第2板翅片77之间的叠层间距设定为规定的长度。 第1切开成形突起12a以位于在比各长边缘部的端缘靠内侧(例如距端缘1mm以上内侧(制冷剂流路11侧))与各长边缘部的端缘隔开间 隔的位置的方式形成。
如图20A所示,第2切开成形突起12b以在制冷剂流路11组的流 路间,在本实施方式中为非流路部18(参照图18和图19)的平面部 20,相邻的第2切开成形突起12b具有规定间隔的方式形成(参照图 17)。第2切开成形突起12b与和第1板翅片66在层叠方向相邻的第2 板翅片77(参照图20B)的平面部20抵接,与第1切开成形突起12a 同样,将其与第2板翅片77之间的叠层间距设定为规定的长度。
另外,如图21所示,各突起12(12a、12aa、12b)是通过将第1 板翅片66的平面端部19a、19b和平面部20的一部分切开成形而形成 的(以下,将突起12(12a、12aa、12b)称为切开成形突起)。关于切 开成形突起12(12a、12aa、12b),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(例如空气) 的、由图21的箭头所示的流动方向相对,切开成形立起片Z沿第2流 体的流而设置。在本实施方式中,将切开成形突起12(12a、12aa、12b) 切开成形而形成为朝向第2流体的流动方向开口那样的截面大致コ字 状。
在将各板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)与端板3(3a、 3b)钎焊接合时,各切开成形突起12(12a、12aa、12b)固接在与其 各顶面相邻的板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77),与各板翅 片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)连结为一体。
此外,将第1切开成形突起12a、12aa和第2切开成形突起12b 沿第2流体(例如空气)的流动方向配置为直线状,不过也可以配置 为交错排列。
另外,如图22所示,在板翅片2a(第1板翅片66)的制冷剂流 路11组U形弯曲而成的流路区域P(参照图17)的折回侧的端部的翅 片平面部21,也形成有多个突起22(22a、22b)。突起22(22a、22b) 也以切开成形翅片平面部21的方式形成(以下,也将突起22(22a、 22b)称为切开成形突起22(22a、22b))。如图22所示,切开成形突 起22(22a、22b)的切开成形端缘Y与第2流体的流相对。另外,切 开成形突起22(22a、22b)设置于定位用的凸台孔13的下游侧。将最 靠近定位用的凸台孔13的下游侧的切开成形突起22a切开成形形成为 使定位用的凸台孔13的下游侧的流缩小的形状,例如向第2流体的流 去以ハ的字状开口的形状。比突起22a更靠下游侧的各切开成形突起 22b以各自的中心线偏离于一个下游侧的突起22b的中心线的方式配 置为交错排列。
此外,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)同样,以抵接的 方式固接在其各顶面相邻的板翅片2a(第2板翅片77),将相邻的板 翅片2a之间的间隙设定为规定的长度,并且将各板翅片2a彼此连结。
另外,如图17所示,在板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片 77)的端部(例如,集管区域H等,板翅片2a中的流路区域P以外的 部分)形成有定位用的凸台孔13。定位用的凸台孔13也形成于在板翅 片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)的层叠方向的两侧层叠的端 板3a、3b和加强板16a、16b。在定位用的凸台孔13装入层叠多个板 翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)时的定位销夹具,使得能 够高精度地层叠另一板翅片2a。在本实施方式中,连结板翅片层叠体 2的加强板16a、16b和端板3a、3b的螺栓等的连结部9(参照图3) 为兼用作定位销夹具的形状。
而且,在设置于板翅片2a(第1板翅片66和第2板翅片77)的 两端部的定位用的凸台孔13的外周部分,形成有上下膨出的孔外周部 (以下,称为凸台孔外周部)13a。凸台孔外周部13a形成与制冷剂流 动的流路不同的空间。具体而言,如图12所示,凸台孔外周部13a抵 接在板翅片2a的层叠方向彼此相邻的板翅片2a(第1板翅片66和第 2板翅片77)之间,成为保持板翅片2a的叠层间隙的集管区域支承部。
在定位用的凸台孔13的周围形成的凸台孔外周部13a与形成于集 管区域H(参照图17)的入口和出口这两处的集管流路10(外周流路 10a,连接流路10b,多分支流路10c)一同钎焊固接于在层叠方向相 对的另一集管流路10和凸台孔外周部13a,将板翅片2a(第1板翅片 66和第2板翅片77)的端部连结为一体。
此外,作为本发明中的制冷剂流路11,也包括在本实施方式中例 示的与制冷剂流动的方向正交的截面形状除圆形形状之外为矩形形状 等的制冷剂流路11。
另外,在本实施方式中,以制冷剂流路11为突出于板翅片2a的 层叠方向的两方侧(上侧和下侧)的形状为例进行了说明,不过也可 以为制冷剂流路11以仅突出板翅片2a的层叠方向的单侧(上侧或者 下侧)的方式形成。此外,在本发明中,圆形形状也包含圆形、椭圆 和由封闭曲线形成的复合曲线形状等。
关于如上所述构成的热交换器1,下面说明其作用效果。
首先,对制冷剂的流动和热交换作用进行说明。
如图1、图4、图10和图13所示,制冷剂从与板翅片层叠体2的 一端部连接的流入管4,经由流入侧的集管开口88a,经由各板翅片2a 的集管流路10即集管开口88a周围的外周流路10a、连接流路10b和 多分支流路10c,流向制冷剂流路11组。流到各板翅片2a的制冷剂流 路11组的制冷剂从其去路侧流路部11a向归路侧流路部11b折回,经 由出口侧的集管流路10和出口侧的集管开口88b,从流出管5流向制 冷***的制冷剂回路。
制冷剂在制冷剂流路11中流动时,与穿过板翅片层叠体2的板翅 片2a叠层间的空气进行热交换。
此处,在热交换器1中,能够从成为入口侧的集管开口88a经由 制冷剂流路11组流到成为出口侧的集管流路14的制冷剂气体如图16 的箭头所示,从制冷剂流通用间隙25经由形成于分流控制管24的管 壁的多个分流口26流向分流控制管24内,从出口侧的集管开口88b 向流出管5流出。
如图15所示,设置于分流控制管24的分流口26形成为随着向出 口侧的集管开口88b去,其孔径变小。利用这样的结构,能够使在制 冷剂流路11组的各流路中流动的制冷剂量均等。
即,关于热交换器1,通过将制冷剂流路11的直径缩小,出口侧 的集管流路14的制冷剂的压损与入口侧的集管流路10的制冷剂的压 损相比,也增大了数倍。另一方面,制冷剂的分流受到压损的分布状 况较大影响。因此,关于热交换器1,即使将分流控制管24设置在现 有技术的常识性的入口侧的集管流路10,出口侧的集管流路14的压损 也高数倍,因此在制冷剂流路11中流动的制冷剂依赖于出口侧的集管 流路14的压损,所以不能够如设计的那样分流。
然而,在本实施方式的热交换器1中,分流控制管24设置于压损 较高的出口侧的集管流路14。利用这样的结构,能够对压力的分布进 行控制,使得对分流有较大影响的、比入口侧的集管流路10的压损高 数倍的、出口侧的集管流路14内的轴线方向的压损分布变得均匀。因 此,能够将在制冷剂流路11组的各流路中流动的制冷剂分流量均匀化。
另外,关于热交换器1,从流入管4流入的制冷剂通过入口侧的集 管开口88a被导入各板翅片2a的内部的制冷剂流路11,流入到流出口 侧的集管开口88b,从流出管5流出。
此时,由于在制冷剂流路11组的各流路发生的压损,与距流入管 4较远的板翅片2a的制冷剂流路11(在图16中,更靠右的板翅片2a 的制冷剂流路11)相比,制冷剂更容易在距流入管4较近的板翅片2a 的制冷剂流路11(在图16中,更靠左的板翅片2a的制冷剂流路)中 流动。换言之,存在制冷剂的流量产生偏差的可能性。
然而,在出口侧的集管开口88b内部***分流控制管24,如图16 所示,使分流控制管24的出口侧、即分流控制管24的设置于较为靠 近制冷剂流出的集管开口88b的位置(在图16中,较为靠近左侧的部 分)的分流口26的开口面积小于分流控制管24的、设置于较为远离 集管开口88b的位置(在图16中,较为靠近右侧的部分)的分流口26 的开口面积,由此能够增加通过分流控制管24的第1流体的出口侧(靠 近集管开口88b的一侧)的分流口26的制冷剂的压损。换言之,使分 流控制管24的、设置于较为远离第1流体流出的集管开口88b的位置 的分流口26的开口面积大于分流控制管24的、设置于较为靠近集管 开口88b的位置的分流口26的开口面积,由此能够增加通过分流控制 管24的第1流体的出口侧的分流口26的制冷剂的压损。
例如,如图15和图16所示,设置于分流控制管24的多个分流口 26中,分流控制管24的设置于离第1流体流出的出口侧的集管开口 88b最远位置的分流口26b的开口面积大于分流控制管24的设置于离 第1流体流出的出口侧的集管开口88b最近位置的分流口26a的开口 面积。
利用这样的结构,不产生如上述那样的制冷剂流量的偏流,而能 够使各板翅片2a的内部的第1流体流路即制冷剂流路11的制冷剂量 均等,能够提高热交换效率。
由此,热交换器1在制冷剂流路11组部分处的热交换效率提高, 成为热效率更高的热交换器。
此外,关于多个分流口26,可以为相邻的分流口26的开口面积相 同,而只要构成为将分流控制管24作为整体来观察时,分流控制管24 的设置于离第1流体流出的出口侧的集管开口88b较远的分流口26的 开口面积大于分流控制管24的设置于离第1流体流出的出口侧的集管 开口88b较近的分流口26的开口面积,那么就包含在本实施方式中。 例如,多个分流口26中,即使相邻的2个分流口26的开口面积相同, 只要与这相邻的2个分流口26相比,设置于距第1流体流出的出口侧 的集管开口88b较远的其他分流口26的开口面积大于该相邻的2个分 流口26的开口面积,那么也包含在本实施方式中。
另外,上述的由分流控制管24使制冷剂分流均匀的构成为仅在分 流控制管24穿孔出分流口26的简单的结构,因此能够以低廉的价格 来提供。
另外,如图15所示,本实施方式的热交换器1中的分流控制管24 与加强板16a构成为一体。利用这样的结构,仅通过安装加强板16a, 能够将分流控制管24***设置在集管流路14内。利用这样的结构, 在利用焊接等安装分流控制管24的情况等下,能够防止所担心的板翅 片钎焊部分的铜焊导致的板翅片接合不良和随之而来的制冷剂泄漏等 品质不良,能够得到高品质且高效率的热交换器。
另外,加强板16a由其与分流控制管24和流出管5连接而加强板 16a与流出管5之间的电位差小于将分流控制管24与流出管5直接连 接的情况下两者之间的电位差的材料形成。利用这样的结构,能够防 止发生将分流控制管24与流出管5直接连接的情况下产生的不同种类 的金属接触腐蚀,能够大幅度地提高长期使用的可靠性。尤其是,流 入管4和流出管5由铜管构成且分流控制管24由不锈钢等构成的情况 较多,对于空气调节机用热交换器,能够期待显著的效果,是有效的。
此外,分流控制管24在本实施方式中设置于加强板16a,不过设 置于端板3a侧。另外,对于未使用加强板16a的类型,也可以在端板 3a的相对的面设置有分流控制管24和流出管5。
另外,在本实施方式中,例示了制冷剂流路11组为U形弯的形状 的情况,不过即使制冷剂流路11组为后述的实施方式2中说明的直线 状,也同样能够应用。
如上所述,即使本实施方式的热交换器1为板翅片层叠型,也能 够使向制冷剂流路11组的各流路去的制冷剂的分流均匀,提高热交换 效率,而且还具有如下所述的效果。
即,一般而言,在这种热交换器中,在板翅片层叠体2的集管区 域H施加制冷剂的较强的压力,使集管流路10的某一集管区域H部 分等膨胀变形。
然而,关于本实施方式的热交换器1,板翅片层叠体2的集管区域 对应部分,即覆盖板翅片层叠体2的两侧部(上侧和下侧)的端板3a、 3b的与集管区域对应的部分,由连结部9与端板3a、3b彼此连结(参 照图3)。利用这样的结构,能够防止端板3a、3b的集管区域对应部分 向外方膨胀变形。
即,在图8中,对集管区域部分施加的制冷剂的较高的压力,在 上方的端板3a向上作用,在下方的端板3b向下作用,使集管区域部 分分别向端板3a的上方和端板3b的下方变形。然而,在上方的端板 3a施加的向上的膨胀变形力也受到来与上方的端板3a连接的流入管4 中存在的制冷剂的向下的压力。因此,成为来自流入管4中存在的制 冷剂的向下的压力与向上的膨胀变形力相抵消的情形,能够防止向上 侧的端板3a的集管区域对应部分的外方膨胀变形。另外,如上所述, 能够通过将端板3b与上方的端板3a连结来抑制施加在下方的端板3b 的向下的膨胀变形力。利用这样的结构,能够减少板翅片层叠体2整 体的膨胀变形。
尤其是,本实施方式的热交换器1构成为:在端板3a、3b的集管 区域对应部分的外表面设置有加强板16a、16b,加强板16a、16b彼此 之间由连结部9连结,端板3a、3b从外方压板翅片层叠体2。利用这 样的结构,端板3a、3b的集管区域对应部分的强度能够由加强板16a、 16b自体的刚性强化,能够强力地抑制该集管区域对应部分的膨胀变 形。
另外,由于设置有加强板16a、16b,在本实施方式中如例示的那 样,即使使制冷剂流路11形成为U字状,也能够可靠地抑制集管区域 对应部分的膨胀变形。即,在本实施方式的热交换器1中,板翅片层 叠体2构成为:使设置于板翅片2a的制冷剂流路11U形弯曲为大致U 字状,入口侧的集管流路10和出口侧的集管流路14集中在板翅片2a 的一端部。在这样的结构中,在入口侧的集管流路10和出口侧的集管 流路14集中的部分,入口侧和出口侧的压力叠加而施加2倍的压力。 然而,在具有如上所述的加强板16a、16b的结构的情况下,即使施加 这样2倍的制冷剂压力,也能够对抗该压力而可靠地防止膨胀变形。
因此,依照在本实施方式中例示的热交换器1的结构,即使制冷 剂量多,或者使用压缩比率较高的环境应对型的制冷剂,也能够防止 板翅片层叠体2的集管区域部分的膨胀变形。因此,依照本实施方式, 能够用作制冷剂的压力更高的状态的热交换器,能够使其为效率高的 热交换器。
然而,在本实施方式的热交换器1中,通过减少形成于板翅片2a 的制冷剂流路用的凹状槽的截面积,能够实现制冷剂流路11组的各流 路面积的直径缩小,提高热交换效率并且促进小型化。
即,能够防止在板翅片层叠体2的集管区域对应部分处膨胀变形, 同时实现制冷剂流路11的流路截面积的直径缩小而提高热交换效率, 并且促进小型化。
此外,加强板16a、16b仅设置在集管区域对应部分即可,因此能 够将由于设置有加强板16a、16b而增加的体积增量抑制到最小限度。 因此,能够不破坏热交换器的小型化,而防止膨胀变形且提高热交换 效率。
另外,螺栓等的连结部9能够用作将板翅片2a、端板3a、3b和加 强板16a、16b层叠时的引导销(夹具)。利用这样的结构,能够提高 板翅片2a的层叠精度,并且也提高生产性。
另外,在本实施方式的热交换器1中,设置在板翅片2a的制冷剂 流路11组以折回成大致U字状的方式形成。利用这样的结构,能够不 扩大板翅片2a(加长长度尺寸)而加长制冷剂流路长度。
由此,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。并且,也能够实现热交换器的 小型化。
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,成为热被分隔的形态。利用这样的结构,能够 阻止从制冷剂流路11组的去路侧流路部向归路侧流路部去的热转移, 以使制冷剂高效地过冷却,能够进一步提高热交换效率。
另外,在本实施方式的热交换器1中,在板翅片层叠体2的流路 区域P设置有多个切开成形突起12(12a、12b)。利用这样的结构,能 够提高流路区域P的热交换效率。详细说明,切开成形突起12(12a、 12b)以其切开成形端缘Y与在板翅片2a的叠层间流动的第2流体的 流动方向相对的方式形成。利用这样的结构,能够使板翅片叠层间的 间隔一定,同时使容易在切开成形突起12(12a、12b)的下游侧产生 的死水区域较小并且在切开成形端缘Y部分产生前缘效应。而且,由 于以与第2流体的流动方向相对的方式切开成形而形成,因此也能够 使对第2流体的流动阻力小。因此,能够抑制板翅片层叠体2的流路 区域P的流路阻力增大,并且大幅度地提高其热交换效率。
此外,关于设置在板翅片2a的切开成形突起12(12a、12b)相对 于第2流体以交错排列或者下风侧与上风侧形成的多等切开成形突起 12的配置结构,能够示出各种结构。因此,关于切开成形突起12(12a、 12b),根据热交换器的规格、结构和使用者的需要来选择提高热传导 率的最佳结构即可。
另外,各切开成形突起12(12a、12b)形成为利用这样的结构, 无需从空气流动的方向即与制冷剂流路11交叉的方向的、制冷剂流路 11间的平面部20为防缩痕而有意凹陷(肉盗み)。因此,与使切开成 形突起12b以圆柱状突起等的方式***而形成的结构相比,制冷剂流 路11彼此之间的平面部20,能够减少不需要有意凹陷尺寸的量,相应 地能够使板翅片2a的宽度变窄。换言之,能够使热交换器1小型化。
除此以外,板翅片2a构成为其长边部分的端缘偏离制冷剂流路11 的交替位置而配置(参照图11)由此具有窄幅平面20a和宽幅平面20b。 此外,板翅片2a构成为在宽幅平面20b侧形成有切开成形突起12b, 切开成形突起12b的顶面固接在相邻的板翅片2a的窄幅平面20a。利 用这样的结构,也可以不增大板翅片2a的窄幅平面20a侧的尺寸等。 即,利用宽幅平面20b,在宽幅平面20b侧设置切开成形突起,成为以 抵接的方式固接于窄幅平面20a的结构,由此无需增大板翅片2a的长 边部分的窄幅平面20a侧的尺寸,而仍旧使窄幅平面20a保持原样, 能够促进热交换器1以这样的程度小型化。
另外,切开成形突起12(12a、12b)在其与各板翅片2a和端板 3a、3b钎焊接合时,固接于其各顶面相邻的板翅片2a。利用这样的结 构,切开成形突起12(12a、12b)也实现了将各板翅片2a连结为一体 的作用,能够提高板翅片层叠体2的刚性。
尤其是,在本实施方式中,使制冷剂流路11组的连接流路10b的 延长线上部分为非流路部18(参照图18和图19),利用非流路部18, 设置有突起12(12a、12b)的一部分即第2切开成形突起12b。利用 这样的结构,能够可靠地维持制冷剂流路11组部分的板翅片2a间的 叠层间隙。由此,能够使在制冷剂流路11组部分处的空气的气流成为 无波动而稳定的流体,提高热交换效率。
另外,设置于板翅片层叠体2的长边部分的第1切开成形突起12a 提高强度上容易变弱的板翅片层叠体2的长边缘部的强度,是有效的。 尤其是,关于设置于板翅片层叠体2的狭缝15的两侧缘部分的第1切 开成形突起12aa,提高因设置有狭缝15而被分隔、强度降低的狭缝缘 部分的强度。因此,利用这样的结构,第1切开成形突起12aa能够提 高热交换效率的向上,同时也防止狭缝附近变形,使有效的。
此外,设置于狭缝15的两侧缘部分的第1切开成形突起12aa也 可以以跨狭缝15的方式设置。然而,此情况下,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,可能因狭缝 15导致隔热效果降低。然而,如本实施方式,将第1切开成形突起12aa 分别分开地设置于狭缝15的两侧缘部分时,没有这样热传导的可能性, 是有效的。另外,也可以为第1切开成形突起12aa设置于与狭缝15 隔开间隔的部位。
另外,设置于板翅片层叠体2的长边部分和狭缝15的两侧部分的 第1切开成形突起12aa,设置于与板翅片层叠体2的板翅片长边的端 缘隔开间隔的位置。利用这样的结构,在板翅片层叠体2的板翅片2a 产生凝结水,该凝结水沿板翅片2a的端缘而流动地排出的形态时,能 够提前防止由第1切开成形突起12aa阻挡凝结水的水流,滞留在第1 切开成形突起12aa部分而产生各种故障。因此,利用这样的结构,能 够使之为可靠性高的热交换器。
另外,在本实施方式的热交换器1中,在板翅片2a的制冷剂流路 U形弯侧端部还设置有切开成形突起22(22a、22b)。利用这样的结构, 能够提高没有制冷剂流路11的板翅片2a的U形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,能提 高热交换器1的热效率。
尤其是,板翅片2a的U形弯侧端部有定位用的凸台孔13而其下 游侧为死水区域,因此热交换贡献度变得极低。然而,在本实施方式 中,在定位用的凸台孔13的下游侧设置有多个切开成形突起22(22a、 22b)。利用这样的结构,能够提高定位用的凸台孔13下游侧全域的热 交换贡献度。
尤其是,如图22所示,定位用的凸台孔13的下游侧直近的切开 成形突起22a具有使定位用的凸台孔13的下游侧的流缩小的形状。利 用这样的结构,能够使在定位用凸台孔13下游侧产生的、热交换贡献 度低的死水区域极小化,能够以这样的程度进一步提高热交换效率。
除此以外,各切开成形突起22(22a、22b)与设置于流路区域P (参照图25)的切开成形突起12(12a、12b)同样以切开成形的方式 形成,其切开成形端缘Y具有与第2流体的流相对的形状。利用这样 的结构,能够在切开成形端缘部分产生前缘效应,相应地能够进一步 提高热交换效率。
而且,设置于定位用的凸台孔13的下游侧的多个切开成形突起 22、23成为相对于第2流体的流而蜿蜒的交错排列。利用这样的结构, 所有多个切开成形突起22、23能够有效地发挥热交换功能,热交换贡 献度高。
此外,各切开成形突起22(22a、22b)的顶部也固接在相邻的板 翅片2a,板翅片2a的短边部分以层叠状态固定地连结。利用这样的结 构,也能够提高板翅片层叠体2的刚性。
此外,在本实施方式中,将最靠近定位用的凸台孔13的下游侧设 置的切开成形突起22切开成形而形成为向第2流体的流动方向开口的 截面大致コ字状,不过不限于该结构。切开成形突起22可以为以大致 L字状的一对切开成形形状相对的结构,只要是具有能够将定位用的凸 台孔13的下游侧的流缩小的形状即可。
(实施方式2)
如图23~图26所示,本发明的实施方式2的热交换器201在制冷 剂流路11组的形状、集管开口的设置位置上与本发明的实施方式1的 热交换器1不同。在本实施方式中,对与本发明的实施方式1的热交 换器1具有相同功能的部分标注相同的附图标记,以不同的部分为重 点进行说明。
图23是表示本发明的实施方式2中的板翅片层叠型热交换器的外 观的立体图。图24是本发明的实施方式2的板翅片层叠型热交换器的 构成板翅片层叠体的板翅片的俯视图。图25是将本发明的实施方式2 的板翅片层叠型热交换器中的板翅片的结构的一部分放大表示的分解 图。图26是将本发明的实施方式2的板翅片层叠型热交换器中的板翅 片层叠体的制冷剂流路组部分切断来表示的立体图。
如图23~图26所示,关于本发明的实施方式2的热交换器201, 设置于板翅片2a的制冷剂流路11组为直线状,在其一端部设置有入 口侧的集管开口88a,在另一端部设置有出口侧的集管开口88b。而且, 入口侧的集管开口88a与流入管4连接,出口侧的集管开口88b与流 出管5连接。本实施方式的热交换器201构成为制冷剂能够以直线状 从板翅片2a的一端部向另一端部流动而流出。
另外,形成于入口侧的集管开口88a周围的集管流路10包括集管 开口周围的外周流路10a、连接流路10b和多分支流路10c。连接流路 10b以从外周流路10a向板翅片2a的短边方向延伸的方式形成,与多 分支流路10c相连。出口侧的集管流路14也以与入口侧的集管流路10 相同的方式构成,两者构成对称的形状(参照图24)。
另外,板翅片层叠体2两侧的端板3a、3b不使用加强板16a、16b, 而由连结部9连结,成为能够防止在端板3a、3b两端的集管区域H处 膨胀变形的结构。
如上所述构成的热交换器201除了制冷剂流路11组形成为U字状 而导致的效果之外,还有详细的结构、功能、效果,与在实施方式1 中说明的热交换器1相同,因此此处省略与实施方式1的热交换器1 相同的结构、功能和效果等的详细说明。
此外,在实施方式1的热交换器1的板翅片2a的U形弯侧端部设 置的切开成形突起22,在本实施方式中,可以在入口和出口两侧的集 管区域适当设置,利用与设置于上述的U形弯侧端部的切开成形突起 22(22a、22b)相同的技术思想,例如在成为死水区域的集管流路10 的下游侧形成等,适当设置即可。
(实施方式3)
本发明的实施方式3是使用上述的实施方式1的热交换器1和实 施方式2的热交换器201的至少一者而构成的制冷***。
在本实施方式中,作为制冷***的一例,说明空气调节装置。图 27是表示本发明的实施方式3中的空气调节装置的制冷循环的图。图 28是本发明的实施方式3中的空气调节装置的室内机的概略截面图。
在图27和图28中,本发明的实施方式3中的空气调节装置301 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:用于压缩制冷剂的压缩机53;能够在供冷供暖运转时切换制冷剂 回路的四通阀54;用于将制冷剂与外部空气的热进行交换的室外热交 换器55;和用于将制冷剂减压的减压器56。另外,在室内机52配置 有:用于将制冷剂与室内空气的热进行交换的室内热交换器57;和室 内风机58。在空气调节装置301中,利用制冷剂回路连结压缩机53、 四通阀54、室内热交换器57、减压器56和室外热交换器55,形成了 热泵式制冷循环。
在本实施方式发热制冷剂回路中,使用将四氟丙烯或者三氟丙烯 作为基本成分,二氟甲烷、五氟乙烷或者四氟乙烷分别以2成分混合 或者3成分混合而成的制冷剂,使全球变暖潜势为5以上、750以下, 优选为350以下,进一步优选为150以下。
在空气调节装置301中,在供冷运转时,四通阀54进行切换使得 压缩机53的排出侧与室外热交换器55连通。由此,由压缩机53压缩 的制冷剂成为高温高压的制冷剂,通过四通阀54被输送到室外热交换 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。制冷剂在减压器56被减压而成为低温低压 的二相制冷剂,向室内机52送出。在室内机52中,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。然后,制冷剂返 回室外机51,经由四通阀54回到压缩机53。
在供暖运转时,四通阀54进行切换使得压缩机53的排出侧与室 内机52连通。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 输送到减压器56,在减压器56中进行减压,成为低温低压的二相制冷 剂,被输送到室外热交换器55,与外部空气进行热交换而蒸发气化, 经由四通阀54而回到压缩机53。
关于如上所述构成的空气调节装置301,能够在室外热交换器55 或者室内热交换器57中使用上述的实施方式1的热交换器1或者实施 方式2的热交换器201。利用这样的结构,热交换器1和热交换器201 在集管区域部分处没有膨胀变形而小型并且高效,因此能够为节能性 高的高性能制冷***。
产业上的利用可能性
如上所述,本发明提供一种热交换器和使用该热交换器的节能性 高的高性能的制冷***,该热交换器通过控制出口侧集管流路内的压 损分布,能够使分流均匀,由使分流均匀和流路直径缩小而提高热交 换效率,由此是小型且高效的。因此,能够广泛地用于家庭用空调和 工业用空调等中使用的热交换器和各种制冷设备等中,其在产业上有 较大的价值。
附图标记说明
1、201 热交换器
2 板翅片层叠体
2a 板翅片
3,3a、3b 端板
4 流入管(入口集管)
5 流出管(出口集管)
9 连结部(螺栓和螺母)
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
12 切开成形突起
12a、12aa 突起(第1切开成形突起)
12b 突起(第2切开成形突起)
13 凸台孔
13a 孔外周部(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 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(第1流体分流管)
25 制冷剂流通用间隙
26、26a、26b 分流口
27 中空框体
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
66 第1板翅片
66a 第1板状部件
66b 第2板状部件
77 第2板翅片
88、88a、88b 集管开口
301 空气调节装置。

Claims (4)

1.一种热交换器,其特征在于,包括:
板翅片层叠体,其具有供第1流体流动的流路;和
构成所述板翅片层叠体的多个板翅片,
所述多个板翅片各自具有流路区域和集管区域,
在所述集管区域形成有所述第1流体的流入侧的集管开口和所述第1流体的出口侧的集管开口,所述出口侧的集管开口的开口形状的直径比所述流入侧的集管开口的开口形状的直径大,
所述流路区域具有供所述第1流体并排地流动的多个第1流体流路,
所述集管区域具有分别将所述流入侧的集管开口和所述出口侧的集管开口与所述多个第1流体流路连通的入口侧集管流路和出口侧集管流路,与所述流入侧的集管开口相连的所述第1流体流路的个数少于所述第1流体向所述出口侧的集管开口去时其能够流动的所述第1流体流路的个数,
所述多个第1流体流路以在所述多个板翅片分别设置有凹状槽的方式形成,
在所述入口侧集管流路和所述出口侧集管流路中仅在作为所述第1流体的蒸发出口的所述出口侧集管流路设置有将所述第1流体分流到所述多个第1流体流路的第1流体分流管。
2.如权利要求1所述的热交换器,其特征在于:
所述第1流体分流管具有多个第1流体分流口,
所述多个第1流体分流口构成为,所述第1流体分流管的设置于离所述集管开口较远位置的所述第1流体分流口的开口面积,大于第1流体分流管的设置于离所述集管开口较近位置的所述第1流体分流口的开口面积。
3.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
使所述多个第1流体流路以U形弯曲为大致U字状的方式构成,以使得所述集管区域集中形成于所述多个板翅片各自的一端部。
4.一种制冷***,其特征在于:
使用权利要求1~3中任一项所述的热交换器作为构成制冷循环的热交换器。
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