热交换器、室内机及制冷循环装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及热交换器、室内机及制冷循环装置。其中，组合如下的热交换单元形成为矩形状来增加安装面积，从而能够有效率地进行热交换，能够减少在流路中流动的制冷剂的压力损失，所述热交换单元具有：多个翅片，所述多个翅片以规定间隔排列，空气在其间流动，所述多个翅片由板型翅片、波型翅片等翅片构成；多个扁平管（150），所述多个扁平管以制冷剂沿翅片的排列方向在管内流动的方式被插入翅片，并通过弯曲加工形成为L字形。
【专利说明】热交换器、室内机及制冷循环装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及例如进行与对象空间之间的空气调节的室内机等。
【背景技术】
[0002]以往，具有能够设置在空调对象空间的顶棚上的四方盒式的室内机。在这样的室内机中，例如用热交换器包围涡轮风扇等的送风机的外周部分(侧方)地构成。而且，送风机将从下方吸入的空气向侧方送出，将通过热交换器并进行了空气调节的空气吹出到空调对象空间。而且，在这样的室内机的热交换器中，上下地配置有联管箱，在联管箱之间沿上下方向(竖直方向)排列多个扁平管，在扁平管之间配置有波纹翅片(例如参照专利文献I)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:日本特开2007-147144号公报(图4)
实用新型内容
[0005]实用新型要解决的课题
[0006]在这样的四方盒式的室内机中，形成了由热交换器构成的具有4个边的矩形状(四边形)的外围。但是，如上述专利文献I的室内机那样，因耐压等的关系，在上下具有采用牢固的结构的联管箱时，进行弯折加工是困难的。
[0007]因此，在上述专利文献I的室内机中，4个热交换器(热交换单元)成为各边，包围四个方向。在各单元中具有联管箱等，由此，在热交换器中，实际上成为有助于热交换的部分的安装面积(与空气的相对面积)减少，热交换性能降低。另外，为了确保能力，配置多个短的扁平管。由此，制冷剂的分支数量变多，联管箱中的制冷剂分配变难。
[0008]本实用新型是为解决上述课题而研发的，其目的是提供一种热交换器等，例如在与多个方向的空气流动对应地配置的热交换器中，能够有效率地进行热交换。
[0009]解决课题的技术方案
[0010]本实用新型的第一方面的内容是，一种热交换器，其组合如下的热交换单元而形成为矩形状，所述热交换单元具有:多个翅片，以规定的间隔排列，空气在其间流动，所述多个翅片由板型翅片或波型翅片构成；多个扁平管，与各翅片接合并成为沿着翅片的排列方向的制冷剂流路，并且形成为L字形。
[0011]本实用新型的第二方面是在第一方面的基础上，在所述多个扁平管中，用U形弯头连接某扁平管的制冷剂流出口和另一个扁平管的制冷剂流入口。
[0012]本实用新型的第三方面是在第一方面或第二方面的基础上，在沿空气流动的方向排列有多列所述热交换单元的结构的热交换器中，用斜U形弯头连接某列的扁平管的制冷剂流出口和另一列扁平管的制冷剂流入口。
[0013]本实用新型的第四方面是在第一方面或第二方面的基础上，用圆管接头连接所述扁平管和圆管。
[0014]本实用新型的第五方面是在第一方面或第二方面的基础上，还具有使流入、流出所述扁平管的制冷剂分支、合流的制冷剂分支合流构件。
[0015]本实用新型的第六方面是在第一方面或第二方面的基础上，由铝或具有铝的材料构成各部件。
[0016]本实用新型的第七方面的内容是，一种室内机，其中，具有:第一方面或第二方面所述的热交换器；送风机，设置在所述热交换器的内侧，并将吸入的空气以放射状送出而使其通过所述热交换器。
[0017]本实用新型的第八方面的内容是，一种制冷循环装置，其中，通过配管连接压缩机、冷凝器、节流装置、和蒸发器而构成制冷剂回路，所述压缩机将制冷剂压缩并排出，所述冷凝器通过热交换使所述制冷剂冷凝，所述节流装置用于使冷凝的制冷剂减压，所述蒸发器使减压的制冷剂和空气进行热交换而使所述制冷剂蒸发，所述蒸发器、所述冷凝器中的至少一方采用第一方面或第二方面所述的热交换器。
[0018]实用新型的效果
[0019]根据本实用新型，由于组合将扁平管弯曲成L字形而构成的热交换单元而构成矩形状的热交换器，所以在例如四方盒式的室内机中，与由4个热交换单元形成外围的热交换器相比，能够增加安装面积。另外，组合L字形的热交换单元而形成为矩形状，由此，能够减少在流路中流动的制冷剂的压力损失。由此，能够高效率地进行热交换。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本实用新型的实施方式I的室内机的纵剖视图。
[0021]图2是说明本实用新型的实施方式I的热交换器100的结构的示意图。
[0022]图3是表示本实用新型的实施方式I的板型翅片140和扁平管150的关系的图。
[0023]图4是表示本实用新型的实施方式I的板型翅片140和扁平管150的关系的图。
[0024]图5是表示本实用新型的实施方式I的板型翅片140和扁平管150的关系的图。
[0025]图6是表示本实用新型的实施方式I的扁平管150中的连接关系的部件的图。
[0026]图7是表示本实用新型的实施方式I的扁平管150中的连接关系的部件的图。
[0027]图8是表示本实用新型的实施方式I的扁平管150中的连接关系的部件的图。
[0028]图9是表示本实用新型的实施方式2的扁平管150中的连接关系的部件的图。
[0029]图10是表示本实用新型的实施方式2的扁平管150中的连接关系的部件的图。
[0030]图11是表示本实用新型的实施方式4的制冷循环装置的结构例的图。
[0031]附图标记的说明
[0032]100热交换器，101室内热交换器，110分配器，120流量调整用毛细管，130联管箱，140板型翅片，141插入孔，142狭缝，150扁平管，151制冷剂流路，160圆管接头，170U形弯头，180斜U形弯头，200室内机，201涡轮风扇，210框体，210a顶板，210b侧板，210c单元吸入口，210d单元吹出口，211装饰板，211a吸气格栅，211b面板吹出口，212过滤器，213风向叶片，214喇叭口，215风扇电机，217房间，300室外机，311压缩机，312四通阀，313室外热交换器，314膨胀阀，400气体制冷剂配管，500液体制冷剂配管。
【具体实施方式】
[0033]实施方式I[0034]图1是表示本实用新型的实施方式I的室内机的纵剖视图。在本实施方式中，对能够埋入顶棚的四方盒式的室内机进行说明。这里，将图1中的上方侧(铅直方向)作为上侦U、且将下方侧作为下侧进行说明。室内机通过制冷剂配管与室外机连接，构成了使制冷剂循环并进行制冷、空气调节等的制冷剂回路。
[0035]如图1所示，四方盒式的室内机200以上方相对于房间217成为顶板210a的方向的方式设置。在顶板210a的周围安装侧板210b，朝向房间217开口地设置框体210。在室内机200的下方，安装有俯视观察时呈大致四边形的装饰板211，其面向房间217。在装饰板211的中央附近具有成为向室内机200内吸入空气的吸入口的吸气格栅211a和对通过吸气格栅211a后的空气进行除尘的过滤器212。另外，在装饰板211的各边上，沿着装饰板211的各边形成有成为空气的吹出口的面板吹出口 211b。在各面板吹出口 211b上具有风向叶片213。
[0036]另外，在室内机200的下表面中央部具有成为使空气流入主体内的吸入口的单元吸入口 210c。另外，在单元吸入口 210c的周围具有成为使空气从主体内流出的吹出口的单元吹出口 210d。而且，吸气格栅211a、单元吸入口 210c、单元吹出口 210d及面板吹出口211b连通。
[0037]在室内机200的内部具有涡轮风扇201、喇叭口 214、风扇电机215及热交换器100。涡轮风扇201是旋转轴沿铅直方向被配置的离心式的送风机。涡轮风扇201形成了将经由吸气格栅211a吸入的空气向侧方(图1的左右方向)送出的空气流。这里，作为送风机使用了涡轮风扇201，但本实用新型不限于此。也可以使用例如多翼式风扇、径流式风扇等。另外，喇叭口 214形成了涡轮风扇201的吸入风路并进行整流。风扇电机215使涡轮风扇201旋转驱动。
[0038]翅片管式的热交换器100包围涡轮风扇201地设置在涡轮风扇201的下游侧。例如将本实施方式的室内机适用于空气调节装置时，热交换器100在制冷运转时作为蒸发器发挥功能，在制热运转时作为冷凝器发挥功能。这里，在本实施方式中，构成热交换器100的部件全部是铝、含有铝的合金。
[0039]图2是说明本实用新型的实施方式I的热交换器100的结构的示意图。本实施方式的热交换器100如下所述地组合两个L字形的热交换单元而形成大致矩形状的外围来包围图1所示的涡轮风扇201，该L字形的热交换单元与两个方向的空气流对应。热交换单元具有板型翅片140和扁平管150。而且，每个热交换单元都至少具有分配器(Distributor)110、流量调整用毛细管120、联管箱130。
[0040]分配器110、流量调整用毛细管120和联管箱130分别与扁平管150的制冷剂流入出口连接并成为使制冷剂分支、合流的制冷剂分支合流构件。在热交换器100作为蒸发器发挥功能的情况下，分配器110将从液体侧的制冷剂配管流入的气液二相制冷剂(也包含液体状的制冷剂)经由流量调整用毛细管120分配到扁平管150。另外，在热交换器100作为冷凝器发挥功能的情况下，使从各扁平管150经由流量调整用毛细管120流入的液体状的制冷剂(也包含气液二相制冷剂)合流并向液体侧的制冷剂配管流出。流量调整用毛细管(Capillary Tube) 120分别处于分配器110和各扁平管150之间。流量调整用毛细管120使分配器110分配的制冷剂均匀地流入各扁平管150地进行流量调整。在热交换器100作为蒸发器发挥功能的情况下，联管箱130使从扁平管150流出的气体状的制冷剂(也包含气液二相制冷剂)合流并向气体侧的制冷剂配管流出。另外，在热交换器100作为冷凝器发挥功能的情况下，使来自气体侧的制冷剂配管的气体状的制冷剂分支并流入各扁平管150。这里，在本实施方式中，例如将在热交换器100作为蒸发器发挥功能的情况下的、扁平管150的制冷剂的流入口和分配器110及流量调整用毛细管120进行连接，并连接流出口和联管箱130。但是，本实用新型不限于此，例如也可以将联管箱与流入口、流出口双方连接。另夕卜，在本实施方式中，每个热交换单元都至少具有分配器(Distributor) 110、流量调整用毛细管120、联管箱130，但不限于此。例如I个分配器110也可以向多个热交换单元的各扁平管150分配。另外，也可以使多个热交换单元的制冷剂在I个联管箱130中合流。
[0041]图3?5是表示本实用新型的实施方式I的板型翅片140和扁平管150的关系的图。图3是从来自涡轮风扇201的空气的流动方向观察时的图。图44是放大折回部分的图。另外，图5是表示以与板型翅片140平行的面切断时的局部放大图。扁平管150是截面的长边部分为直线、且短边部分例如为半圆状等的曲线的扁平状的传热管。而且，多个扁平管150沿着与在管内流动的制冷剂的流路方向正交的方向隔开一定间隔地平行地排列。这里，在本实施方式中，如图3、图4所示，扁平管150通过自身折回，以成为制冷剂的流入口和流出口在热交换单元中位于相同的端部侧的构造(发夹构造)的方式形成。如图5所示，在扁平管150内沿长边方向排列地设置多个制冷剂流路151，在制冷剂流路151内例如有用于与来自涡轮风扇201的空气进行热交换的制冷剂流动。
[0042]另外，板状的板型翅片140沿制冷剂的流路方向(与扁平管150的排列方向正交的方向)隔开一定间隔平行地排列。这里，板型翅片140沿长度方向(扁平管150的排列方向，图1中的上下方向)具有多个插入孔141。各插入孔141与各扁平管150对应，因此例如以与扁平管150同数量且同间隔(除了两端以外)设置。另外，在各插入孔141之间设置有使板型翅片140的一部分切起地形成的狭缝142。
[0043]这里，在室内机200内，集中配置分配器110、流量调整用毛细管120及联管箱130时，能够有效地使用内容积。因此，在本实施方式中，如图2所示，在室内机200内，将各热交换单元的分配器110、流量调整用毛细管120及联管箱130分别设置在集中的位置(在图2中是近前侧的位置)，并与制冷剂配管连接。而且，由于像这样构成，所以扁平管150中的制冷剂的流入口、流出口也优选位于同一侧。由此，室内机200内的配管不会变得复杂地集中。另外，根据以上结构，能够简单地进行配管的接合、安装等的制造作业。
[0044]此时，在四方盒式的室内机的热交换器中，为了形成大致矩形状的外围并使扁平管中的制冷剂的流入口、流出口位于同一侧，考虑在3个位置进行弯曲加工而形成I个热交换单元。但是，必须对扁平管150进行多次弯曲加工。这里，一般地，扁平管和板型翅片通过钎焊接合，弯曲加工多时，翅片可能会压弯，因此弯曲加工的次数最好尽可能地少。因此，在本实施方式的热交换器100中，对I个热交换单元中的扁平管150进行了 I次弯曲加工而形成L字形的热交换单元，组合两个这样的热交换单元而形成大致矩形状的外围来包围涡轮风扇201。而且，在各热交换单元中，为了使扁平管150中的制冷剂的流入口、流出口位于同一侧，将另一端侧(图2中的里侧)弯曲成U字形而成为发夹构造。通过采用发夹构造，配管作业等制造时的作业仅在热交换单元的一端侧进行即可(不需要对于两端进行作业)。另外，由于不进行作业，所以与其相应地能够更多地层叠(排列)板型翅片140，能够增加安装面积的比例。而且，通过组合L字形的热交换单元将热交换器形成为矩形状，与将I个热交换单元形成为矩形状的热交换器相比，作为整体，流路的长度变成一半，能够将制冷剂的压力损失减少约一半。
[0045]图6?8是表示本实用新型的实施方式I的扁平管150中的连接关系的部件的图。图6的圆管接头160是用于对扁平管150和具有圆形的配管的流量调整用毛细管120、联管箱130之间进行连接的接头，并具有与各个部件的形状一致的开口部。
[0046]另外，图7的U形弯头170是例如在热交换单元中，在没有制冷剂的分配、合流地使制冷剂流路成为一个的情况下，在图2的近前侧，用于对上侧的扁平管150的流出口和下侧的扁平管150进行连接(参照图8)。例如从最上部的扁平管150流入的制冷剂在近前侧和里侧反复折回，并从热交换单元最下部的扁平管150流出。这里，使用U形弯头170，作为热交换单元整体，在制冷剂的流入口、流出口分别成为各一个的情况下，不需要设置前述的分配器110、流量调整用毛细管120及联管箱130 (分支合流构件)。
[0047]以下，关于实施方式I的热交换器100中的制冷剂的流动进行说明。这里，对于热交换器100作为蒸发器发挥功能的情况进行说明。流入分配器110的气液二相制冷剂，在由流量调整用毛细管120中的流动阻力调整了各分支流路的流量之后，流入用圆管接头160连接的扁平管150。流入扁平管150的制冷剂在制冷剂流路151中流动。然后，在另一端(图2的里侧)的弯曲部分折回并在与流入侧相同的一侧流入联管箱130。这里，在制冷剂流路151中流动的期间，利用涡轮风扇201与通过热交换器100的空气进行热交换，由此，制冷剂蒸发变化成气体状态(气体状)。然后，在联管箱130中合流并向气体侧的制冷剂配管流出。
[0048]以上，根据实施方式I的室内机200，因为组合2个将扁平管150弯曲成L字形地构成的热交换单元而构成热交换器100，所以与热交换器的外围由4个热交换单元形成的情况相比，能够增加有助于热交换的安装面积的比例。另外，与将I个热交换单元多次弯曲而形成为矩形状的热交换器相比，作为整体，流路的长度变成约一半，制冷剂的压力损失能够减少约一半。由此，能够提高空气调节的性能。
[0049]实施方式2
[0050]在上述实施方式I中，以I列结构的热交换单元为例进行了说明，但也能够适用于例如2列以上的结构的热交换单元。
[0051]图9?10是表示本实用新型的实施方式2的扁平管150中的连接关系的部件的图。例如，为了连接各列的扁平管，通过图9所示的斜U形弯头180，在图2的近前侧，跨列地进行接合(参照图10)。图10所示的箭头表示制冷剂的流动。
[0052]实施方式3
[0053]在上述实施方式中，使用发夹构造的扁平管150构成了热交换器100 (热交换单元)，但不限于此。也可以例如通过U形弯头接合2个扁平管，使得扁平管的制冷剂流入口和流出口位于同一侧。另外，也可以在扁平管上安装将扁平管转换成圆管的接头，并通过圆管的U形弯头连接。
[0054]另外，也可以通过联管箱连接2个扁平管，使得扁平管的制冷剂流入口和流出口位于同一侧。此时，蒸发或冷凝中的气液二相制冷剂通过联管箱。因此，优选对联管箱内进行分隔而避免通过各扁平管的制冷剂混合。
[0055]另外，在上述实施方式I等中，将翅片做成板型翅片140，但也可以使用例如波型翅片来构成热交换器。
[0056]实施方式4
[0057]图11是表示本实用新型的实施方式4的制冷循环装置的结构例的图。这里，在图11中，作为制冷循环装置示出了空气调节装置。在图11中，关于图1等中已经说明了的部件，进行同样的动作。图11的空气调节装置是由气体制冷剂配管400和液体制冷剂配管500连接室外机(室外单元)300和室内机(室内单元)200。室外机300具有压缩机311、四通阀312、室外热交换器313及膨胀阀314。另外，室内机200具有实施方式I中说明的热交换器100即室内热交换器101、分配器110及流量调整用毛细管120。
[0058]压缩机311对吸入的制冷剂进行压缩并排出。这里，没有特别限定，但压缩机311也可以通过例如变频电路等使运转频率任意地变化，由此，能够使压缩机311的容量(每单位时间送出制冷剂的量)变化。四通阀312是例如在制冷运转时和制热运转时用于切换制冷剂的流动的阀。
[0059]本实施方式中的室外热交换器313进行制冷剂和空气(室外的空气)之间的热交换。例如，在制热运转时作为蒸发器发挥功能，使制冷剂蒸发并气化。另外，在制冷运转时作为冷凝器发挥功能，使制冷剂冷凝并液化。
[0060]节流装置(流量控制构件)等的膨胀阀314是使制冷剂减压而膨胀的部件。例如在由电子膨胀阀等构成的情况下，基于控制构件(未图示)等的指示进行开度调整。室内热交换器101进行例如成为空调对象的空气和制冷剂之间的热交换。在制热运转时作为冷凝器发挥功能，使制冷剂冷凝并液化。另外，在制冷运转时作为蒸发器发挥功能，使制冷剂蒸发
并气化。
[0061]最初，关于制冷循环装置中的制冷运转，基于制冷剂的流动进行说明。在制冷运转中，成为实线所示的连接关系地切换四通阀312。由压缩机311压缩并排出的高温、高压的气体制冷剂通过四通阀312，流入室外热交换器313。然后，在室外热交换器313内通过并与室外的空气进行热交换而冷凝、液化的制冷剂(液体制冷剂)流入膨胀阀314。被膨胀阀314减压并成为气液二相状态的制冷剂从室外机300流出。
[0062]从室外机300流出的气液二相制冷剂通过液体制冷剂配管500流入室内机200。然后，通过分配器Iio和流量调整用毛细管120被分配，并流入室内热交换器101。如上所述地通过室内热交换器101内的扁平管150，例如与空调对象的空气进行热交换而蒸发、气化的制冷剂(气体制冷剂)从室内机200流出。
[0063]从室内机200流出的气体制冷剂通过气体制冷剂配管400流入室外机300。然后，通过四通阀312而被再次吸入压缩机311。空气调节装置的制冷剂如上所述地循环，进行空气调节(制冷)。
[0064]以下，关于制热运转，基于制冷剂的流动进行说明。在制热运转中，成为虚线所示的连接关系地切换四通阀312。由压缩机311压缩并排出的高温、高压的气体制冷剂通过四通阀312从室外机300流出。从室外机300流出的气体制冷剂通过气体制冷剂配管400流入室内机200。
[0065]在室内热交换器101内的扁平管150中通过、并与例如空调对象的空气进行热交换而冷凝、液化的制冷剂，通过分配器Iio和流量调整用毛细管120，从室内机200流出。
[0066]从室内机200流出的制冷剂通过液体制冷剂配管500，流入室外机300。然后，被膨胀阀314减压而成为气液二相状态的制冷剂流入室外热交换器313。然后，在室外热交换器313内通过、并与室外的空气进行热交换而蒸发、气化的制冷剂(液体制冷剂)，通过四通阀312被再次吸入压缩机311。空气调节装置的制冷剂如上所述地循环，并进行空气调节(制热)。
[0067]以上，在实施方式4的空气调节装置(制冷循环装置)中，通过使用上述室内机200而构成，能够得到热交换效率高的空气调节装置。由此，能够实现节能。另外，能够实现室内机200的小型化。由此，能够降低制造等的成本。
[0068]工业实用性
[0069]在上述实施方式中，关于与四个方向的空气流动对应的热交换器进行了说明，但也能够适用于例如与二个方向、三个方向的空气流动对应的热交换器。另外，不仅能够适用于配置在室内机的热交换器，还能够适用于配置在室外机的热交换器。
【权利要求】
1.一种热交换器，其特征在于，组合如下的热交换单元而形成为矩形状，所述热交换单元具有: 多个翅片，所述多个翅片以规定的间隔排列，空气在其间流动，所述多个翅片由板型翅片或波型翅片构成；和 多个扁平管，所述多个扁平管与各翅片接合并成为沿着所述翅片的排列方向的制冷剂流路，并且形成为L字形。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，在所述多个扁平管中，用U形弯头连接某扁平管的制冷剂流出口和另一个扁平管的制冷剂流入口。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，在沿空气流动的方向排列了多列所述热交换单元的结构的热交换器中， 用斜U形弯头连接某列的扁平管的制冷剂流出口和另一列扁平管的制冷剂流入口。
4.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，用圆管接头连接所述扁平管和圆管。
5.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，还具有使流入、流出所述扁平管的制冷剂分支、合流的制冷剂分支合流构件。
6.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，由铝或具有铝的材料构成各部件。
7.—种室内机，其特征在于，具有: 权利要求1或2所述的热交换器；和 送风机，所述送风机设置在所述热交换器的内侧，并将吸入的空气以放射状送出而使其通过所述热交换器。
8.一种制冷循环装置，其特征在于， 通过配管连接压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器而构成制冷剂回路，所述压缩机将制冷剂压缩并排出，所述冷凝器通过热交换使所述制冷剂冷凝，所述节流装置用于使冷凝的制冷剂减压，所述蒸发器使减压的制冷剂和空气进行热交换而使所述制冷剂蒸发， 所述蒸发器、所述冷凝器中的至少一方采用权利要求1或2所述的热交换器。
【文档编号】F24F13/30GK203396065SQ201320217832
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】冈崎多佳志, 石桥晃, 李相武, 松田拓也 申请人:三菱电机株式会社