JPWO2015063875A1 - 積層型ヘッダー、熱交換器、熱交換器の製造方法、及び、空気調和装置 - Google Patents
積層型ヘッダー、熱交換器、熱交換器の製造方法、及び、空気調和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015063875A1 JPWO2015063875A1 JP2015544683A JP2015544683A JPWO2015063875A1 JP WO2015063875 A1 JPWO2015063875 A1 JP WO2015063875A1 JP 2015544683 A JP2015544683 A JP 2015544683A JP 2015544683 A JP2015544683 A JP 2015544683A JP WO2015063875 A1 JPWO2015063875 A1 JP WO2015063875A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- opening
- flat tube
- flow path
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 186
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 80
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 38
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 25
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 15
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 15
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/30—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being attachable to the element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/0278—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
しかしながら、スペーサー部を流通する冷媒には慣性力が作用するため、スペーサー部から扁平管の各流路穴へ流入する冷媒に偏りが生じ、冷媒を均等分配できない、という課題があった。
なお、以下では、本発明に係る積層型ヘッダーが、熱交換器に適用した場合を説明しているが、本発明に係る積層型ヘッダーを、他の機器に適用してもよい。
また、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、そのような構成、動作等に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器1の概略構成を示す側面図である。
図2は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器1の概略構成を示す上面図である。
図1及び図2に示すように、熱交換器1は、積層型ヘッダー10と、複数の扁平管20と、複数のフィン3とを有する。
図3に示すように、扁平管20の内部は、少なくとも1枚以上の仕切りを設け、複数の流路が形成されている。以下、扁平管20の短軸方向の長さを、管高さH21と称し、長軸方向の長さを、管幅L22と称し、扁平管20の外周と流路の内周との間の長さを、管肉厚t23と称する。
なお、本実施の形態1においては扁平管20を用いた場合を説明するが、本発明はこれに限定されず、円管、角管等の任意の形状の配管を用いることができる。
図4に示すように、積層型ヘッダー10は、複数のベア材11と、複数のクラッド材12とを備えている。クラッド材12は、ロウ材が塗布された板状の部材である。ベア材11は、ロウ材が塗布されていない板状の部材である。積層型ヘッダー10は、ベア材11とクラッド材12とが交互に積層されて構成されている。
また、積層型ヘッダー10は、第1開口部30が形成されたベア材11及びクラッド材12と、第1開口部30と連通する第2開口部40が形成されたベア材11及びクラッド材12と、複数の第2開口部40と連通する第3開口部50が形成されたベア材11及びクラッド材12と、開口が形成されていないベア材11とが積層されて、流体が流通する流路が形成されている。
本実施の形態1においては、ベア材11及びクラッド材12は、扁平管20の挿入側から積層するにしたがって、a〜fのサフィックスを付している。また、第1開口部30、第2開口部40、及び第3開口部50には、対応するベア材11又はクラッド材12と同一のサフィックスを付している。尚、サフィックスを付していない場合は全てに共通した内容を記載する。
図6は、本発明の実施の形態1に係る積層型ヘッダー10の概略断面図である。なお、図6においては、図1のB−B断面を拡大して示している。
以下、図5及び図6を参照して、実施の形態1に係る積層型ヘッダー10の構成について説明する。
なお、縮流流路41には、対応する扁平管20と同一のサフィックスを付している。尚、サフィックスを付していない場合は全てに共通した内容を記載する。
ベア材11a及びクラッド材12aには、第1開口部30aが形成されている。第1開口部30aは、扁平管20の形状に対応する扁平形状を有し、長軸方向が列方向を向いている。第1開口部30aは、扁平管20の外周よりも大きく形成されている。即ち、第1開口部30の短軸の長さである穴高さH31は、扁平管20の管高さH21以上であり、第1開口部30の長軸の長さである穴幅L32は、扁平管20の管幅L22以上である。
この第1開口部30aには、扁平管20の端部が挿入される。
ベア材11b〜11d及びクラッド材12b〜12dには、第2開口部40b〜40dが形成されている。第2開口部40b〜40dは、扁平管20の形状に対応する扁平形状を有し、長軸方向が列方向を向いている。
このベア材11b〜11d及びクラッド材12b〜12dは、第2開口部40b〜40dが第1開口部30aと連通するように積層されて、縮流流路41が形成される。
第1開口部30に挿入された扁平管20の端面の一部は、ベア材11bの側面と接触する。このように、ベア材11bで扁平管20端部を受けることで、扁平管20の差込み位置を規定させる構造を備えている。
また、ロウ材が塗布されていないベア材11bに、扁平管20の端面の一部が接触した状態で接続される。
このように、第2開口部40b〜40dの大きさは、ベア材11a及びクラッド材12aに近いほど大きく形成されている。即ち、縮流流路41の流路面積(開口断面積)は、ベア材11及びクラッド材12の積層方向において段階的に大きくなる構造を有している。
尚、ベア材11d又はクラッド材12dのうち、何れか一方の第2開口部40dのみ最も小さく形成しても良い。
ベア材11e及びクラッド材12eには、第3開口部50eが形成されている。第3開口部50eは、ベア材11d及びクラッド材12dに形成された2つの第2開口部40dを含む大きさの1つの開口によって形成されている。ベア材11fは、第3開口部50eに面する部分に開口が設けられていない。このベア材11e及びクラッド材12e、並びに、ベア材11fが積層されることで、複数の縮流流路41の間を連通する列渡し流路51が形成されている。
即ち、列渡し流路51は、扁平管20aに対応する縮流流路41aと、扁平管20bに対応する縮流流路41bとを連通する。
例えば、1枚の板状部材に、溝状の流路を形成して、クラッド材12dに積層してもよい。また、ベア材11e、クラッド材12e、及びベア材11fを設けずに、例えばUベンド管などの渡し配管によって、扁平管20aに対応する縮流流路41aと、扁平管20bに対応する縮流流路41bとを連通しても良い。
例えば図8に示すように、第3開口部50を形成したベア材11e及びクラッド材12eを2枚ずつ交互に積層して、列渡し流路51を形成しても良い。
このように、ベア材11e及びクラッド材12eをそれぞれ複数枚積層して、列渡し流路51の流路面積を大きくすることで、圧力損失を低減することができる。
また、ベア材11b〜11d及びクラッド材12b〜12dは、本発明における「第2板状体」に相当する。
また、ベア材11e、11f及びクラッド材12e〜12fは、本発明における「第3板状体」に相当する。
なお、図7に示される矢印は、冷媒が流れる向きを示している。
ここでは、扁平管20aから積層型ヘッダー10へ冷媒が流入し、積層型ヘッダー10から扁平管20aへ冷媒が流出する場合を例に説明する。
また、縮流流路41によって縮流することで、冷媒の流動状態をより噴霧状にすることができる。
尚、扁平管20内の冷媒と熱交換する熱媒体(例えば、空気等)の流れ方向は、列渡し流路51の流れ方向と並行又は対向のどちらであってもよい。
このため、扁平管20から縮流流路41へ流入し、縮流流路41から流出した冷媒の偏りを抑制できる。また、縮流流路41から扁平管20へ流入する冷媒の偏りを抑制することができる。
このため、扁平管20の端部から列渡し流路51へ向かう縮流流路41の流路面積が小さくなる構造とすることができ、扁平管20より流出する二相状態の冷媒の偏りを抑制することができる。
このため、扁平管20から縮流流路41へ流入し、縮流流路41から流出する冷媒の流動状態を、より噴霧状にすることができる。
このため、ロウ付けの際に積層型ヘッダー10と扁平管20とを接着させる面(差込みシロ)を形成することができる。
また、ベア材11a及びクラッド材12aの積層枚数を任意に設定することで、扁平管20の差込みシロを任意に規定することができる。
このため、第1開口部30に挿入された扁平管20の端面の一部は、ベア材11bの側面と接触され、扁平管20の差込み位置を規定することができる。つまり、扁平管20の端部がベア材11bよりも突き出さないようにすることができる。
また、扁平管20の端面の一部が、ロウ材が塗布されていないベア材11bと接触するので、ロウ材が扁平管20の内部に流入することを防止することができる。
このため、扁平管20内の流路がベア材11bによって塞がれることがなく、流路抵抗を低減できる。
階段状の簡素な形状とすることで、切削又は鋳造等による型での製造においても、型の製作を容易にすることができる。また、製作を容易にすることで製造コストを低減することができる。
以下、実施の形態2に係る積層型ヘッダー10について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
尚、実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
実施の形態2に係る積層型ヘッダー10は、縮流流路41の流路面積(開口断面積)は、ベア材11及びクラッド材12の積層方向において連続的に変化する構造を有している。
例えば図9に示すように、縮流流路41は、ベア材11b〜11d及びクラッド材12b〜12dの積層方向における断面の壁面形状13が、直線状(面取り形状)に形成されている。そして、縮流流路41の流路面積が、扁平管20に近づくにつれて大きくなるように、連続的に変化している。
例えば図10に示すように、ベア材11b〜11d及びクラッド材12b〜12dのうち、ベア材11c〜11d及びクラッド材12c〜12dの積層方向における断面の壁面形状14が、曲線状(丸み付き形状)に形成されても良い。
また、例えば図11に示すように、ベア材11b〜11d及びクラッド材12b〜12dの全てにおける壁面形状15が、曲線状(丸み付き形状)に形成されても良い。
このため、扁平管20から縮流流路41へ流入し、縮流流路41から流出した冷媒の偏りを抑制できる。また、縮流流路41から扁平管20へ流入する冷媒の偏りを抑制することができる。
また、流れの剥離及び渦の発生を低減することで、流路内の圧力損失を低減することができる。
また、流れの剥離及び渦の発生を低減することで、冷媒が流れる際に発生する音を低減することができる。
また、流れの剥離及び渦の発生を低減することで、扁平管20内に設けられている各流路に冷媒を均等分配することができる。
また、縮流流路41の段差を減らすことで、液冷媒又は油の滞留を抑制することができる。
以下、実施の形態3に係る積層型ヘッダー10について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
尚、実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
図12に示すように、実施の形態3に係る積層型ヘッダー10は、扁平管20の側面と、ベア材11a及びクラッド材12aの第1開口部30aの内周面との間に、溶融したロウ材が溜まるクリアランス60を設けている。
即ち、扁平管20の管高さH21と、第1開口部30aの穴高さH31と、クリアランス60の高さ(扁平管20の短軸方向の距離)との関係は、クリアランス60の高さ≧(穴高さH31−管高さH21)/2、である。
また、扁平管20の管幅L22と、第1開口部30aの穴幅L32と、クリアランス60の幅(扁平管20の長軸方向の距離)との関係は、クリアランス60の幅≧(穴幅L32−管幅L22)/2、である。尚、クリアランス60の高さと幅の長さは異なっていてもよい。
なお、クリアランス60は、本発明における「隙間」に相当する。
ロウ付けの際には、扁平管20が、第1開口部30に挿入され、扁平管20の端面の一部がベア材11bと接触した状態で、クラッド材12aのロウ材が加熱され、ロウ材が溶融する。溶融したロウ材61は、重力又は表面張力によって、扁平管20の側面と第1開口部30aの内周面との間に浸透する。このとき、溶融したロウ材61は、開放端となるクリアランス60に沿って、扁平管20側面(図13の矢印方向)に流れる。これにより、ベア材11a及びクラッド材12aと扁平管20の側面とが接着される。
このため、ロウ付け時に、クラッド材12aから溶け出したロウ材の、扁平管20の端部への流入を防止することができる。
また、扁平管20の端部にロウ材が侵入しにくい構造とすることで、扁平管20内の流路が閉塞されず、冷媒を均等分配することができる。
また、扁平管20の積層型ヘッダー10への挿入が容易にできるため、製造コストを低減することができる。
また、ベア材11aと、扁平管20側面との未接着を低減することで、接合強度を向上することができる。
また、接合強度を向上することで、信頼性を向上することができる。
また、フィレットを形成することで、接合強度を向上することができる。
以下、実施の形態4に係る積層型ヘッダー10について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
尚、実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
図15は、図14のC部を示す拡大図である。
図14、図15に示すように、実施の形態3に係る積層型ヘッダー10は、扁平管20の端面の一部が接触するベア材11bは、扁平管20の端面の一部が接触する部分の厚さが、接触しない部分よりも小さいく形成されている。このように、ベア材11bは、扁平管20の端部が挿入される側と、扁平管20の端部が接触する側(背面側)とで、開口部の大きさが異なるよう形成されている。以下、扁平管20の端面の一部が接触する部分を突起形状部110と称する。
また、扁平管20の端部が接触する背面側が、 管高さH21≧第2開口部40bの穴高さH41≧(管高さH21−2×管肉厚t23)、かつ、管幅L22≧第2開口部40bの穴幅L42≧(管幅L22−2×管肉厚t23)、である。
図17は、図16のD部を示す拡大図である。
図18は、本発明の実施の形態4に係る積層型ヘッダー10の、ロウ付け時の作用を説明する概略断面図である。
図19は、図18のE部を示す拡大図である。
このため、扁平管20の端部の差込みシロを規定することができる。
また、差込みシロより多く得ることで、ロウ付け時の接着面積を多く得ることができる。
また、接着面積を多く得ることで、接着強度を向上させることができる。
また、接触強度を向上させることで、信頼性を向上させることができる。
また、扁平管20端部側にロウ材61が侵入しにくい構造とすることで、扁平管20両端の流路を閉塞しないため、冷媒を均等分配することができる。
本実施の形態5では、積層型ヘッダー10及びそれを備えた熱交換器を適用した空気調和装置の構成について説明する。
なお、図20は、空気調和装置91が暖房運転する場合を示している。また、図21は、空気調和装置91が冷房運転する場合を示している。
圧縮機92と四方弁93と室外熱交換器94と絞り装置95と室内熱交換器96とが冷媒配管で接続されて、冷媒循環回路が形成される。四方弁93は、他の流路切替装置であってもよい。
図20を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機92から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁93を介して室内熱交換器96に流入し、室内ファン98によって供給される空気との熱交換によって凝縮することで、室内を暖房する。
凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態(もしくは低乾き度の気液二相冷媒)となり、室内熱交換器96から流出し、絞り装置95によって、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器94に流入し、室外ファン97によって供給される空気と熱交換を行い、蒸発する。
蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室外熱交換器94から流出し、四方弁93を介して圧縮機92に吸入される。つまり、暖房運転時には、室外熱交換器94は、蒸発器として作用する。また、室外熱交換器94において、冷媒は、風上側の列に配置された扁平管20aを通過して、積層型ヘッダー10を経て、風下側の列に配置された扁平管20bに流入する。
図21を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機92から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁93を介して室外熱交換器94に流入し、室外ファン97によって供給される空気と熱交換を行い、凝縮する。
凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態(もしくは低乾き度の気液二相冷媒)となり、室外熱交換器94から流出し、絞り装置95によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器96に流入し、室内ファン98によって供給される空気との熱交換によって蒸発することで、室内を冷却する。
蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室内熱交換器96から流出し、四方弁93を介して圧縮機92に吸入される。つまり、冷房運転時には、室外熱交換器94は、凝縮器として作用する。また、室外熱交換器94において、冷媒は、風下側の列に配置された扁平管20bを通過して、積層型ヘッダー10を経て、風上側の列に配置された扁平管20bに流入する。
次に、実施の形態3に係る積層型ヘッダー10について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
尚、実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
図22に示すように、実施の形態5に係る積層型ヘッダー10は、ベア材11a及びクラッド材12aの第1開口部30aの中心軸と、縮流流路41の出口となるベア材11d及びクラッド材12dの第2開口部40dの中心軸とが、互いに偏心している。
即ち、2つの扁平管20a、20bのうち、一方の扁平管20に対応する縮流流路41の第2開口部40dの中心軸が、当該縮流流路41の第1開口部30aの中心軸よりも、他方の扁平管20側へ偏心している。
その偏心量Zは、扁平管20a及び扁平管20bの長軸方向の外径をW3とすると、0<Z<W3/2である。
また、扁平管20aに対応する第2開口部40dの中心軸と、扁平管20aの中心軸との間の距離が、扁平管20bの中心軸と、扁平管20aに対応する第2開口部40dの中心軸との間の距離と比較して短くなるように偏心される。
また、扁平管20bに対応する第2開口部40dの中心軸と、扁平管20bの中心軸との間の距離が、扁平管20aの中心軸と、扁平管20bに対応する第2開口部40dの中心軸との間の距離と比較して短くなるように偏心される。
図23及び図24に示されるように、熱交換器1が蒸発器として作用する場合においては、冷媒は、室外ファン97の駆動によって生じる空気流れと並行流になる。つまり、扁平管20aから縮流流路41aに流れ、列渡し流路51から縮流流路41bに気液二相状態で流入する。列渡し流路51を通過する気液二相状態の冷媒は、慣性力の影響を受け、密度の大きい冷媒が外側を流れ、密度の小さい冷媒が内側を流れることとなる。
そのため、縮流流路41bにおいて、偏心量Zが、Z=0である場合には、縮流流路41bに流入した液冷媒は、扁平管20bのL点側に、S点側と比較して多く流入することとなる。
熱交換器1が蒸発器として作用する場合、室外ファン97の駆動によって生じる空気流れの風上側の熱負荷(熱交換量)が大きいため、扁平管20bのS点側、つまり風上側の流路に液冷媒が多く流れるように、扁平管20の流路穴に分配されることで、液冷媒の蒸発が促進され、熱交換効率が向上される。
図23及び図24に示されるように、熱交換器1が凝縮器として作用する場合においては、冷媒は、室外ファン97の駆動によって生じる空気流れと対向流になる。つまり、扁平管20bから縮流流路41bに流れ、列渡し流路51から縮流流路41aに気液二相状態で流入する。列渡し流路51を通過する気液二相状態の冷媒は、慣性力の影響を受け、密度の大きい冷媒が外側を流れ、密度の小さい冷媒が内側を流れることとなる。
そのため、縮流流路41aにおいて、偏心量Zが、Z=0である場合には、縮流流路41aに流入した液冷媒は、扁平管20aのL点側に、S点側と比較して多く流入することとなる。
熱交換器1が凝縮器として作用する場合、室外ファン97の駆動によって生じる空気流れの風上側の熱負荷(熱交換量)が大きいため、扁平管20aのL点側、つまり風上側の流路にガス冷媒が多く流れるように、扁平管20の流路穴に分配されることで、ガス冷媒の凝縮が促進され、熱交換効率が向上される。
Claims (20)
- 複数の配管と接続され、1つの前記配管から流入した流体を他の前記配管へ流入させる積層型ヘッダーであって、
前記配管が接続される第1開口部を有する第1板状体と、
第2開口部を有し、前記第2開口部が前記第1開口部と連通するように前記第1板状体に積層されて流路が形成された複数の第2板状体と、
を備え、
前記流路の流路面積が、前記複数の第2板状体の積層方向において連続的又は段階的に変化する
ことを特徴とする積層型ヘッダー。 - 前記複数の第2板状体のうち、前記第1板状体から最も遠くに配置された前記第2板状体は、前記第2開口部の大きさが最も小さく形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の積層型ヘッダー。 - 前記第2開口部の大きさは、前記第1板状体に近い前記第2板状体であるほど大きく形成された
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の積層型ヘッダー。 - 前記流路は、前記複数の第2板状体の積層方向における断面の壁面形状が、直線状又は曲線状に形成され、
前記流路の流路面積が、前記第1開口部に近づくにつれて大きくなるように、連続的に変化する
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の積層型ヘッダー。 - 前記複数の第2板状体に積層された1つ又は複数の第3板状体を更に備え、
前記第2板状体の前記流路は、前記第1板状体に接続される前記複数の配管に対応して設けられ、
前記第3板状体は、
2つの前記配管のうち、一方の前記配管に対応する前記流路と、他方の前記配管に対応する前記流路とを連通する渡し流路が形成された
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の積層型ヘッダー。 - 前記第2板状体の前記流路は、前記第1板状体に接続される前記複数の配管に対応して設けられ、
2つの前記配管のうち、一方の前記配管に対応する前記流路と、他方の前記配管に対応する前記流路とを連通する渡し配管を更に備えた、
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の積層型ヘッダー。 - 前記第1開口部の中心軸と、
前記複数の第2板状体のうち前記第1板状体から最も遠くに配置された前記第2板状体の、前記第2開口部の中心軸とが、互いに偏心した
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の積層型ヘッダー。 - 2つの前記配管のうち、一方の前記配管に対応する前記流路における前記第2開口部の中心軸は、当該流路の前記第1開口部の中心軸よりも、他方の前記配管側へ偏心した
ことを特徴とする請求項7に記載の積層型ヘッダー。 - 前記複数の第2板状体は、ロウ材が塗布されたクラッド材と、ロウ材が塗布されていないベア材とにより構成され、
前記クラッド材と前記ベア材とが交互に積層された
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の積層型ヘッダー。 - 前記流路は、前記複数の第2板状体の積層方向において、前記ベア材の2枚の厚さよりも長い
ことを特徴とする請求項9に記載の積層型ヘッダー。 - 請求項1〜10の何れか一項に記載の積層型ヘッダーと、
前記積層型ヘッダーに接続された複数の配管と、を備えた
ことを特徴とする熱交換器。 - 前記第1開口部は、前記配管の外周よりも大きく形成され、
前記複数の第2板状体のうち前記第1板状体に隣接する前記第2板状体の、前記第2開口部は、前記配管の外周よりも小さく形成され、
前記配管は、前記第1開口部に挿入され、前記配管の端面の一部が、前記第2板状体と接触した
ことを特徴とする請求項11に記載の熱交換器。 - 前記配管の端面の一部が接触した前記第2板状体は、ロウ材が塗布されていないベア材である
ことを特徴とする請求項12に記載の熱交換器。 - 前記複数の第2板状体のうち前記第1板状体に隣接する前記第2板状体は、
前記配管の端面の一部が接触する部分の厚さが、接触しない部分よりも小さい
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の熱交換器。 - 前記複数の配管は、扁平管によって構成され、
前記第1開口部及び前記第2開口部は、長軸方向が前記扁平管と同一である扁平形状を有し、
前記第1開口部の短軸の長さは、前記扁平管の短軸の長さ以上であり、
前記第1開口部の長軸の長さは、前記扁平管の長軸の長さ以上である
ことを特徴とする請求項11〜14の何れか一項に記載の熱交換器。 - 前記複数の第2板状体のうち前記第1板状体に隣接する前記第2板状体の、前記第2開口部の短軸の長さは、前記扁平管の短軸の長さ未満であり、
当該第2開口部の長軸の長さは、前記扁平管の長軸の長さ未満である
ことを特徴とする請求項15に記載の熱交換器。 - 前記第1板状体を複数備え、
前記複数の第1板状体は、ロウ材が塗布されたクラッド材と、ロウ材が塗布されていないベア材とにより構成され、
前記配管が、前記第1開口部に挿入され、前記配管の端面の一部が前記第2板状体と接触した状態で、前記第1板状体が加熱され、
溶融した前記ロウ材によって、前記配管の側面と前記第1板状体の前記第1開口部とが接続された
ことを特徴とする請求項11〜16の何れか一項に記載の熱交換器。 - 前記配管の側面と、前記第1板状体の前記第1開口部の内周面との間に、溶融した前記ロウ材が溜まる隙間を設けた
ことを特徴とする請求項17に記載の熱交換器。 - 請求項11〜18の何れか一項に記載の熱交換器を備えた
ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記熱交換器は、前記複数の配管が、空気の通風方向に複数列配置され、
前記熱交換器が蒸発器として作用する際に、
風上側の前記配管を流通した冷媒が前記積層型ヘッダーに流入し、前記積層型ヘッダーから風下側の前記配管へ流入する
ことを特徴とする請求項19に記載の空気調和装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/079346 WO2015063875A1 (ja) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015063875A1 true JPWO2015063875A1 (ja) | 2017-03-09 |
JP6116702B2 JP6116702B2 (ja) | 2017-04-19 |
Family
ID=53003525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015544683A Active JP6116702B2 (ja) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 積層型ヘッダー、熱交換器、熱交換器の製造方法、及び、空気調和装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3064880B1 (ja) |
JP (1) | JP6116702B2 (ja) |
WO (1) | WO2015063875A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020069009A (ja) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 洗濯機 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015111216A1 (ja) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | 三菱電機株式会社 | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 |
US20170205156A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchangers |
JP6388067B2 (ja) * | 2016-09-29 | 2018-09-12 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器および空気調和装置 |
JP6717256B2 (ja) * | 2017-05-10 | 2020-07-01 | 株式会社デンソー | 冷媒蒸発器およびその製造方法 |
JP7038892B2 (ja) * | 2019-02-26 | 2022-03-18 | 三菱電機株式会社 | 積層型ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
JP7275699B2 (ja) * | 2019-03-19 | 2023-05-18 | 株式会社富士通ゼネラル | 積層体及び積層体の製造方法 |
CN114174753B (zh) * | 2019-08-07 | 2023-01-13 | 大金工业株式会社 | 热交换器和热泵装置 |
WO2022259288A1 (ja) * | 2021-06-07 | 2022-12-15 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び室外機 |
WO2024023958A1 (ja) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び冷凍サイクル装置 |
JP7485993B1 (ja) * | 2023-01-06 | 2024-05-17 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS611997A (ja) * | 1984-06-14 | 1986-01-07 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 熱交換器の偏平管とユニオンとの接続方法 |
US5242016A (en) * | 1992-04-02 | 1993-09-07 | Nartron Corporation | Laminated plate header for a refrigeration system and method for making the same |
US5241839A (en) * | 1991-04-24 | 1993-09-07 | Modine Manufacturing Company | Evaporator for a refrigerant |
JPH05296606A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-11-09 | Modine Mfg Co | 高効率蒸発器 |
JPH05346297A (ja) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Nippon Light Metal Co Ltd | 熱交換器 |
JP2004150673A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Toyo Radiator Co Ltd | パイプヘッダと偏平チューブとの接合構造および接合方法 |
JP2008528945A (ja) * | 2005-02-02 | 2008-07-31 | キャリア コーポレイション | ヘッダ内に多孔プレートを有する熱交換器 |
JP2010139088A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Showa Denko Kk | 熱交換器 |
JP2012032089A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | フィンチューブ型熱交換器及びそれを用いた空気調和機 |
JP2012082986A (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器 |
JP2013029243A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Daikin Industries Ltd | 熱交換器 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4281634B2 (ja) * | 2004-06-28 | 2009-06-17 | 株式会社デンソー | 冷媒蒸発器 |
FR2941522B1 (fr) * | 2009-01-27 | 2012-08-31 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur pour deux fluides, en particulier evaporateur de stockage pour dispositif de climatisation |
-
2013
- 2013-10-30 JP JP2015544683A patent/JP6116702B2/ja active Active
- 2013-10-30 EP EP13896215.4A patent/EP3064880B1/en active Active
- 2013-10-30 WO PCT/JP2013/079346 patent/WO2015063875A1/ja active Application Filing
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS611997A (ja) * | 1984-06-14 | 1986-01-07 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 熱交換器の偏平管とユニオンとの接続方法 |
US5241839A (en) * | 1991-04-24 | 1993-09-07 | Modine Manufacturing Company | Evaporator for a refrigerant |
JPH05296606A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-11-09 | Modine Mfg Co | 高効率蒸発器 |
US5242016A (en) * | 1992-04-02 | 1993-09-07 | Nartron Corporation | Laminated plate header for a refrigeration system and method for making the same |
JPH0611291A (ja) * | 1992-04-02 | 1994-01-21 | Nartron Corp | 冷却システム用の積層プレートヘッダー及びその製造方法 |
JPH05346297A (ja) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Nippon Light Metal Co Ltd | 熱交換器 |
JP2004150673A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Toyo Radiator Co Ltd | パイプヘッダと偏平チューブとの接合構造および接合方法 |
JP2008528945A (ja) * | 2005-02-02 | 2008-07-31 | キャリア コーポレイション | ヘッダ内に多孔プレートを有する熱交換器 |
JP2010139088A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Showa Denko Kk | 熱交換器 |
JP2012032089A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | フィンチューブ型熱交換器及びそれを用いた空気調和機 |
JP2012082986A (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器 |
JP2013029243A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Daikin Industries Ltd | 熱交換器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020069009A (ja) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 洗濯機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015063875A1 (ja) | 2015-05-07 |
EP3064880B1 (en) | 2021-03-24 |
JP6116702B2 (ja) | 2017-04-19 |
EP3064880A4 (en) | 2017-10-18 |
EP3064880A1 (en) | 2016-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6116702B2 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、熱交換器の製造方法、及び、空気調和装置 | |
JP6388716B2 (ja) | 積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
JP6504367B2 (ja) | 熱交換器 | |
WO2015004719A1 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、空気調和装置、及び、積層型ヘッダーの板状体と管とを接合する方法 | |
JP6567176B2 (ja) | 積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
JP6214789B2 (ja) | 積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
WO2015063857A1 (ja) | 熱交換器、及び、空気調和装置 | |
CN105229404B (zh) | 层叠型联管箱、热交换器和空气调节装置 | |
JP6080982B2 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
WO2014184915A1 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
JP6336100B2 (ja) | 熱交換器、及び、空気調和装置 | |
WO2014184916A1 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
JP6584514B2 (ja) | 積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
JPWO2014184914A1 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
CN105593630B (zh) | 层叠型集管、换热器和空调装置 | |
JP6528283B2 (ja) | 熱交換器 | |
WO2015063858A1 (ja) | 管継手、熱交換器、及び、空気調和装置 | |
JPWO2020090015A1 (ja) | 冷媒分配器、熱交換器および空気調和装置 | |
JP6120998B2 (ja) | 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170321 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6116702 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |