专利名称：热交换装置、蒸发器和冷库单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在其内部有制冷剂流过的热交换装置、与这种热交换装置连接的蒸发器、以及使用这种热交换装置和这种蒸发器的冷库单元，该冷库单元例如为冷藏库和冷冻库等。
背景技术：
诸如冷藏库(和冷冻库)等许多冷库单元都设置有作为冷却装置的压缩制冷装置。某些压缩制冷装置设置有毛细管作为用于降低已经由压缩机压缩并由冷凝器液化的制冷剂的压力的限流器(孔)。该制冷剂被毛细管降压然后流入蒸发器，该制冷剂会在该蒸发器中气化。气化后的低温制冷剂与蒸发器周围的空气进行热交换，从而让该空气冷却。接着，制冷剂从蒸发器中流出然后经由吸入管流入至压缩机。在压缩制冷装置中，毛细管连接到蒸发器的入口侧管道，并与吸入管侧管道接合以用于热交换。热的制冷剂流过毛细管，冷的制冷剂流过吸入管；在这两个管道内流过的制冷剂之间的热交换使得能够提高压缩制冷装置中的冷却循环效率。此外，提高在吸入管内流过的制冷剂的温度具有能够抑制在吸入管上积霜的效果。在上述压缩制冷装置中，为了提高冷却循环效率，设置有具有不同阻力(具有不同的内径和/或长度)的两个毛细管且设置有切换阀。在毛细管之间进行选择就使得能够在实际应用中调整某些压缩制冷装置的冷却性能。在具有如此构造的压缩制冷装置中，两个毛细管与一个吸入管相接触(例如参见日本专利申请公报N0.2002-372319)。在上述压缩制冷装置中，在两个毛细管相遇的位置处，使用合流部件，将两个毛细管插入到合流部件中从而通向一个管道(例如参见日本专利公报N0.3076522，日本实用新型公报N0.3118033，日本专利申请公报N0.2009-168196)。在如上所述都设置有两个毛细管的各情况中，这两个毛细管需要利用日本专利公报N0.3076522、日本实用新型公报N0.3118033、日本专利申请公报N0.2009-168196等中所公开的合流部件而被联合起来，从而增加了部件的数量。上述蒸发器被构造成:在其安装于冷库单元内之后再与管道进行连接。这就导致无法使用作为焊接热源但具有着火的高危险性的火炬。因此，使用允许局部加热的感应式加热装置。当上述合流部件被加热时，将要被焊接的各零件需要逐一加热，这样很麻烦且浪费时间。另外，在使用上述合流部件的情况下，至少需要在三个位置(两个毛细管每一者以及它们合流后被引导至的那个管道与合流部件的接合部)处进行焊接，这相应地增加了制造过程中的麻烦和所需的时间。此外，合流部件的装配需要冷库单元内部的空间，而且，取决于合流部件所布置的位置，很难检查制冷剂等在合流部件周围的泄露。作为一个解决方案，曾经提出了一种将两个毛细管直接插入到一个作为入口侧管道的管道中的结构。该结构有助于减少部件数量。图11是将两个毛细管直接插入到入口侧管道中的立体图。如图11所示，入口侧管道95的末端的形状被形成为具有并排设置的两个圆筒部951和将该两个圆筒部951连接在一起的桥部952，在各圆筒部951中插入毛细管941和942之一。接着，在圆筒部951与毛细管941和942之间灌入熔融的填充金属从而将它们固定在一起。引用文献专利文献专利文献1:日本专利公报N0.3076522专利文献2:日本实用新型公报N0.3118033专利文献3:日本专利申请公报N0.2009-168196专利文献4:日本专利申请公报N0.2002-372319
发明内容
本发明要解决的技术问题上述的各毛细管和吸入管需要一定的接触长度以提高流过毛细管的制冷剂和流过吸入管的制冷剂之间的热交换效率。为了使冷库单元具有较大的内部容量，没有很大的空间能够分配给压缩制冷装置。因此，毛细管和吸入管被弯曲为迂回。毛细管和吸入管的这种弯曲是在将毛细管和吸入管以彼此接触的状态固定在一起之后再执行的。在如同日本专利申请公报N0.2002-372319中所公开的发明中那样的情况下，两个毛细管与吸入管相接触，取决于毛细管和吸入管进行弯曲的方向，毛细管往往会陷入到吸入管中或变扁平，这使得很难弯曲毛细管和吸入管。该问题可以通过如下途径来予以避免:先分别地弯曲毛细管和吸入管，然后再将它们焊接在一起。但是，这样就要求增加要被执行的弯曲加工的次数，而且要求毛细管和吸入管的弯曲部分被赋予精确的曲率，从而增加了麻烦和所需的时间。如图11所示，入口侧管道95的截面形状为:分别围绕两个毛细管之一的圆筒并排设置着且连接在一起。在此情况下，桥部952具有凹陷表面，这使得很难一次就对整个部件进行均匀加热。因此，为了精确地焊接，圆筒部951需要分别加热，此外桥部952中的空隙也需要焊接，从而导致制造步骤的数量增加。另外，由于相邻的毛细管941和942被布置为彼此分离，力独立地作用于它们上。这样使毛细管941和942很容易变形或破损。为防止毛细管941和942的细微开口被填充金属填充，毛细管941和942的末端需要超过圆筒部951到达入口侧管道95内。当毛细管941和942所约束的制冷剂流入蒸发器时，制冷剂由于急剧的压力差而气化，并且产生冲击。如果两个毛细管941和942被布置为在入口侧管道95内彼此靠近但不相接触，当制冷剂喷出时所产生的冲击容易使毛细管941和942各自的末端部振动，导致这些末端部反复地彼此接触、彼此分离，即发生抖动。鉴于上述情况，本发明的一个目的在于提供一种热交换装置、一种蒸发器以及一种使用该热交换装置和该蒸发器的冷库单元，该热交换装置被构造成使得两个毛细管与一个吸入管接触，且使得能够可靠地执行热交换，抑制诸如抖动噪声等噪声，并且防止部件数量和制造步骤数量增加。解决问题的方案为了获得上述目的，本发明的一个方面提供一种热交换器，其具有:低温管，低温制冷剂流过所述低温管，且所述低温管在至少一个位置处弯曲；和两个高温管，高温制冷剂流过所述高温管，所述高温管的至少中间部分在与所述低温管接触的状态下被固定到所述低温管。所述两个高温管在与所述低温管进行弯曲的方向交叉的方向上并排布置着，并关于所述低温管对称。以此结构，当低温管和以与该低温管接触的方式固定到该低温管的两个高温管一起弯曲时，这两个高温管和这个低温管的弯曲部分中的曲率可以被适当的调整。这使得高温管不太可能脱离低温管、变扁平或向低温管中凹入。在上述结构中，优选地，所述两个高温管的至少所述在与所述低温管接触的状态下被固定到所述低温管的部分沿与所述低温管进行弯曲的方向垂直的方向布置着。在此情况下，能够使得这两个高温管和这一个低温管的曲率相同。这样，更有效地使得高温管不太可能脱离低温管、变扁平或向低温管中凹入。在上述结构中，优选地，所述两个高温管是在内径和长度中的至少一者上彼此不同的管道。在上述结构中，优选地，所述低温管是布置在蒸发器和压缩机之间的吸入管，所述两个高温管是布置在冷凝器和所述蒸发器之间的两个毛细管，所述两个毛细管是在制冷剂回路中彼此平行地形成的管道，所述两个毛细管各自的两个端部都与所述吸入管分离，且所述两个毛细管的至少更靠近所述蒸发器的端部被退火。以此结构，退火使得两个毛细管容易变形，增加了对毛细管进行处理时的灵活性，从而提闻了作业效率。在上述结构中，优选地，所述两个毛细管的更靠近所述蒸发器的所述端部通过固定部件而被捆绑在一起。所述固定部件可以是填充金属环、带(tape)、条(ribbon)等。以此方式将毛细管的更靠近蒸发器的端部捆绑在一起，就使得它们的末端几乎不可能破损，且使得能够容易地将毛细管装配到蒸发器中。填充金属环可以是围绕两个毛细管的一个圆环，或者是部分开口的C形环。为了获得上述目的，本发明的另一个方面提供一种蒸发器，其连接到具有上述任一种结构的热交换装置，所述蒸发器设置有入口侧管道，所述入口侧管道在其一个端部中具有开口，所述两个毛细管一起插入所述开口中。所述入口侧管道在其末端部中具有毛细管保持部，所述两个毛细管插入至并通过焊接而被固定至所述毛细管保持部中。所述毛细管保持部具有:椭圆柱形的内周部，所述内周部能够以如下方式保持所述两个毛细管:在所述两个毛细管的轴线并排布置的状态下，所述两个毛细管彼此接触；和外周部，其在轴向上的投影面具有在与所述内周部相同的方向上延伸的椭圆形。所述投影面的投影面积小于所述入口侧管道的剩余部分的投影面积。 以此结构，可在两个毛细管和入口侧管道一起被加热的同时通过灌入填充金属来实现焊接，这样有助于缩短焊接所需的时间。另外，由于吸入管和毛细管被布置为靠在一起的结构，能够连续地实现吸入管和出口侧管道之间的连接以及毛细管和入口侧管道之间的连接。这相应地有助于减少制造时间。以此结构，两个毛细管在彼此接触的状态下被保持在入口侧管道中。两个毛细管到在它们各自的侧面上彼此线接触。在入口侧管道的焊接过程中，填充金属利用毛细管现象而细微地渗透到线接触部之间。因而，两个毛细管被联合为一体，因此，即使当由于制冷剂压力突然降低所产生的冲击等导致了将振动传递给毛细管之一时，该毛细管也不会与另一毛细管反复地彼此接触、彼此分离。因此，能够抑制由于两个毛细管彼此接触、彼此分离而产生的抖动噪声。此外，保持着两个毛细管的毛细管保持部的轴向投影面积小于剩余部分的轴向投影面积。由此，毛细管保持部不具有在从外周部到内周部的厚度上发生大幅度变化的部分。因此，即使在使用高频感应加热装置时，毛细管也能在短时间内被加热。这使得能够可靠地在短时间内将熔融的填充金属灌入各毛细管与毛细管保持部之间的空隙中。而且，通过将各毛细管与毛细管保持部可靠地固定在一起，能够增加接合部的强度和焊接的精确度，从而能够抑制由于振动或冲击导致的脱离以及由于两个毛细管反复地彼此接触、彼此离开而产生的抖动噪声。在上述结构中，优选地，所述毛细管保持部所具有的长度使得所述两个毛细管的末端部能够穿透所述毛细管保持部。以此结构，毛细管的末端穿透了毛细管保持部，因此在毛细管的末端和入口侧管道之间存在很大的间距。于是，即使在灌入了稍微大量的填充金属时，也能够使得毛细管不太可能被填充金属填充。在上述结构中，优选地，所述两个毛细管是在内径和长度的至少一者上彼此不同的管道。在上述结构中，优选地，所述入口侧管道由与用于形成所述蒸发器的热交换部的管道的金属不同的金属形成，且所述入口侧管道的接合面与所述热交换部的管道的接合面被引导至一起并接合在一起，使得所述入口侧管道的内表面和所述热交换部的管道的内表面齐平。以此结构，在制冷剂同时流过两个毛细管的运作过程中，制冷剂从两个毛细管以不同速度流入毛细管保持部。在此情况下，毛细管保持部处于制冷剂很可能发生涡流的状态。然而，由于在齐平的管道内表面状态下的接合，因而在制冷剂通道中几乎不可能发生涡流，因此能够抑制噪声及振动的产生和发展。在上述结构中，优选地，所述毛细管保持部的内周为:当所述蒸发器安装在冷库单元内部时，所述两个毛细管在所述冷库单元的纵深方向上并排布置。以此结构，填充金属能够在不受到冷库单元的后壁部件阻碍的情况下灌入两个毛细管与毛细管保持部的内周之间。因此，能够稳固地将两个毛细管固定到毛细管保持部，从而抑制由于毛细管相对于彼此进行振动而产生的抖动噪声。 在上述结构中，优选地，在所述开口中形成有锥形，所述锥形朝着末端向外侧愈来愈宽地打开。这里，在蒸发器安装到安装位置时，该锥形例如是这样的:其在下侧倾斜表面上的长度大于在其他位置处的长度。上述热交换装置和/或蒸发器能够组装到诸如冷库单元等在它们内部执行冷却的装置中。本发明的效果根据本发明，可提供一种热交换装置、一种蒸发器以及使用该热交换装置和该蒸发器的冷库单元，该热交换装置被构造为使得两个毛细管与一个吸入管接触，且使得能够可靠地执行热交换，抑制诸如抖动噪声等噪声，并且防止部件数量和制造步骤数量的增加。
图1是本发明设置有蒸发器的压缩制冷装置和冷库单元的示意图；图2是本发明蒸发器的示例的立体图；图3是本发明中作为热交换装置的热交换管的平面图；图4是图3所示的热交换管的立体剖视图；图5是本发明蒸发器的入口侧管道的立体图；图6是图5所示的入口侧管道在沿其轴线的方向看去时的侧视图；图7是图6中沿线VI1-VII切开的入口侧管道的剖视图；图8是图6中沿线VII1-VIII切开的入口侧管道的剖视图；图9是图2所示的蒸发器的IX部分的放大立体图；图10是本发明蒸发器的入口侧管道的剖视图；图11是直接插入到入口侧管道中的两个毛细管的立体图。
具体实施例方式下面将参考所提供的附图来说明本发明的实施例。图1是本发明设置有蒸发器的压缩制冷装置和冷库单元(refrigeration storage unit)的示意图。如图1所示，该冷库单元设置有作为冷藏区域的冷藏室Rl和作为冷冻区域的冷冻室R2。该冷库单元Rf还设置有用于对冷藏室Rl及冷冻室R2的内部进行冷却的压缩制冷装置A。压缩制冷装置A设置有压缩机1、冷凝器2、切换阀3和作为热交换装置的热交换管Hp，并构成冷却循环，在该冷却循环内密封有制冷剂。本发明的热交换装置包括第一毛细管41、第二毛细管42、蒸发器5和吸入管6。在冷库单元Rf中，冷藏室Rl和冷冻室R2是通过隔热材料彼此隔开的。在将冷藏室Rl和冷冻室R2彼此隔开的隔热材料中，形成有允许空气在冷藏室Rl和冷冻室R2之间流动的通道(未图示)。如稍后所述，蒸发器5仅布置在冷冻室R2中，压缩制冷装置A对冷冻室R2进行冷却。冷库单元Rf被构造为:冷冻室R2中的冷空气经由上述通道送入至冷藏室R1，由此对冷藏室Rl进行冷却。另外，还设置有:用于使与蒸发器5进行了热交换后的冷空气在冷冻室R2中循环的风扇(未图示)；以及用于将冷冻室R2中的冷空气经由上述通道送入至冷藏室Rl的风扇(未图示)。首先说明压缩制冷装置A。压缩机I是对制冷剂进行压缩并将其送入至冷凝器2的电动机。压缩机I被设置在冷库单元Rf的隔热箱体外侧。冷凝器2使从压缩机I送入过来的制冷剂冷却并冷凝。在压缩制冷装置A中，冷凝器2被构造成这样的管道:该管道位于冷库单元Rf的隔热箱体外侧附近，当制冷剂流过该管道时，制冷剂的热量从冷库单元Rf排出。冷凝器2可以以其他方式构造而成，可以采用通常使用的气冷或水冷热交换器。为了获得较高的热交换效率，冷凝器2由具有高导热性的诸如铜等金属形成。除了可以使用铜之外，也可以使用具有高导电性的任何金属，例如铝(合金)等。切换阀3是用于使制冷剂从冷凝器2流过第一毛细管41和第二毛细管42中的一者或两者的电磁阀。切换阀3被构造为根据冷藏室Rl和/或冷冻室R2内部的温度、压缩机I的旋转速度等执行切换。类似于冷凝器2，切换阀3被设置在冷库单元Rf的隔热箱体外侧。切换阀3还具有用于停止制冷剂使其不流入第一毛细管41和第二毛细管42的功能。当压缩机I不工作时，通过操作切换阀3来抑制制冷剂从冷凝器2中流出，就能够抑制冷凝器2侧制冷剂压力的降低，从而使压缩制冷装置A更节能。第一毛细管41和第二毛细管42是内径比从冷凝器2延伸过来的管道的内径小的铜管道，且用作用于降低来自冷凝器2的制冷剂的压力的限流器(restrictor)(孔)。从第一毛细管41或第二毛细管42流出的制冷剂扩散并气化。第一毛细管41和第二毛细管42具有不同的内径。由于第一毛细管41和第二毛细管42以此方式具有不同内径，因而第一毛细管41和第二毛细管42提供了不同的阻力。在压缩制冷装置A中，根据毛细管之间的内径差异来调整阻力；另外，也可使用具有相同内径的管道，可以通过改变它们的长度或同时改变它们的内径和长度来调整阻力。第一毛细管41和第二毛细管42联合起来并直接连接至蒸发器5的入口侧管道51。因此，第一毛细管41和第二毛细管42是连接于设置在隔热箱体外侧的切换阀3和布置在冷冻室R2内部(隔热箱体内部)的蒸发器5之间的管道，并横穿隔热箱体。流过第一毛细管41和第二毛细管42的制冷剂具有高温(相对而言);因此，其热量不会传导到冷藏室Rl和冷冻室R2，且制冷剂也不会被来自冷凝器2的热量加热。第一毛细管41和第二毛细管42除了它们的连接到切换阀3的端部和它们的连接到蒸发器5的端部以外，都被布置于隔热部中，该隔热部是在隔热箱体的隔热层内形成的空间。蒸发器5是这样的热交换器:在该热交换器内部流动的制冷剂与外部空气进行热交换以冷却外部空气，且该热交换器被布置在冷冻室R2内部。图2是本发明蒸发器的示例的立体图。如图2所示，蒸发器5设置有热交换部50、将制冷剂导入热交换部50时所流过的入口侧管道51、以及将热交换部50中的制冷剂排出时所流过的出口侧管道52。热交换部50设置有迂回的管道501且设置有多个翅片，该多个翅片彼此平行设置着并且管道501在该多个翅片中贯穿而过。管道501具有直线部和弯曲部，在热交换部50中，直线部贯穿多个翅片。多个翅片增加了热交换部50的表面积，提高了制冷剂的冷却效果。稍后将详述蒸发器5的不同部分。吸入管6连接到蒸发器5的出口侧管道52。吸入管6是连接在蒸发器5和压缩机I之间的管道。吸入管6处于与第一毛细管41和第二毛细管42接触的状态。在流过吸入管6的制冷剂和流过第一毛细管41、第二毛细管42的制冷剂之间进行热交换。为了允许在吸入管6内流动的制冷剂和在第一毛细管41或第二毛细管42内流动的制冷剂之间进行热交换，吸入管6由例如铜或铝等具有高导热性的金属(在此为铜管)形成。类似于第一毛细管41和第二毛细管42，吸入管6被布置于在隔热箱体中形成的隔热部中。作为将第一毛细管41、第二毛细管42和吸入管6固定在一起的方法，可采用焊接法或金属带捆扎法。除此之外，还可以采用对第一毛细管41、第二毛细管42和吸入管6的影响尽可能小的多种不同的固定方法中任何一者。吸入管6连接到压缩机I，并被布置为使吸入管6的一部分从隔热部到达位于隔热箱体的隔热层之外的压缩机I。流过吸入管6的制冷剂通过与流过第一毛细管41或第二毛细管42的制冷剂进行热交换而被加热，从而吸入管6被加热。这样防止了在吸入管6的设置于隔热层之外的那部分上沉积有霜和露。制冷剂被压缩机I压缩为高温高压制冷剂气体，并流入冷凝器2。当流过冷凝器2内部时，该高温高压制冷剂气体与外部空气热交换，从而凝缩并液化。然后，根据切换阀3的切换动作，该凝缩并液化的制冷剂流入第一毛细管41或第二毛细管42。在第一毛细管41和第二毛细管42中，使制冷剂降压。第一毛细管41和第二毛细管42具有不同的阻力，根据压缩机I的旋转速度，选择第一毛细管41和第二毛细管42中合适的那一个毛细管。或者，当压缩机I的旋转速度保持恒定时，通过选择第一毛细管41或第二毛细管42就能够对蒸发器5中制冷剂的蒸发温度进行调整。在第一毛细管41或第二毛细管42中被降压后的制冷剂在低温低压状态下流入蒸发器5。第一毛细管41和第二毛细管42连接到蒸发器5的入口侧管道51，因此已经流过第一毛细管41的制冷剂和已经流过第二毛细管42的制冷剂二者都经由入口侧管道51流入到蒸发器5。流入蒸发器5之后，制冷剂由于急剧压力差而气化。此时为低温制冷剂气体状态的气化制冷剂在蒸发器5的热交换部50中循环。当在热交换部50中循环时，制冷剂与冷冻室R2内部的空气热交换，从而对冷冻室R2进行冷却。在热交换部50中循环之后，由于热交换而已经变成高温的制冷剂经由出口侧管道52流入至吸入管6。吸入管6与第一毛细管41和第二毛细管42接触，因此流过吸入管6的低温制冷剂与流过第一毛细管41或第二毛细管42的高温制冷剂进行热交换。稍后说明在流过吸入管6的制冷剂和流过第一毛细管41或第二毛细管42的制冷剂之间的热交换。接着，参考相关附图来说明本发明中作为热交换装置的热交换管。图3是本发明中作为热交换装置的热交换管的平面图，图4是图3所示的热交换管的立体剖视图。如图4所示,在热交换管(热交换装置)Hp中，吸入管6与第一毛细管41及第二毛细管42在它们各自的外周表面上相接触。第一毛细管41及第二毛细管42是外径和内径都小于吸入管6的外径和内径的管部件。更具体地，第一毛细管41和第二毛细管42的一端连接到切换阀3，另一端连接到蒸发器5的入口侧管道51，并且是高温制冷剂的通路。另一方面，吸入管6的一端连接到压缩机1，另一端连接到蒸发器5的出口侧管道52，并且是低温制冷剂的通路。第一毛细管41及第二毛细管42与吸入管6结合并且可热交换地固定在一起，以形成热交换管Hp。优选地，吸入管6由诸如铜或铝等具有高导热性的金属(在此为铜管)形成。作为用于将第一毛细管41及第二毛细管42与吸入管6固定在一起的方法，可采用焊接法。除此之外，也可以采用对第一毛细管41、第二毛细管42和吸入管6的影响尽可能小的多种不同的方法中的任何一者。吸入管6、第一毛细管41及第二毛细管42的处于相互接触状态的部分布置在隔热部内部。具体来说，在热交换管Hp中，第一毛细管41和第二毛细管42的中间部分与吸入管6的中间部分通过焊接而被固定在一起，从而处于彼此接触的状态，以在隔热部内部进行热交换。第一毛细管41及第二毛细管42所连接的部件(即蒸发器5的入口侧管道51和切换阀3)不同于吸入管6所连接的部件(即蒸发器5的出口侧管道52和压缩机1)，因此第一毛细管41及第二毛细管42的两个端部被形成得离开吸入管6。在热交换管Hp中，在第一毛细管41、第二毛细管42及吸入管6的处于相互接触状态的部分中，在流过第一毛细管41或第二毛细管42的高温制冷剂与流过吸入管6的低温制冷剂之间进行热交换。也就是说，流过第一毛细管41或第二毛细管42的制冷剂被冷却，使得制冷剂在蒸发器5中在较低温度下气化，这有利于压缩制冷装置的较高循环效率。另一方面，通过与流过第一毛细管41或第二毛细管42的高温制冷剂进行热交换,流过吸入管6的低温制冷剂被加热，然后作为具有适于运转的温度的制冷剂气体而被吸入到压缩机I。虽然吸入管6的接近压缩机I的部分被布置在隔热部外部，但是由于制冷剂是被加热的，因此空气中的水分不可能在吸入管6的表面上沉积为霜。第一毛细管41、第二毛细管42及吸入管6的处于相互接触状态的部分(中间部分)的长度如果不足够长就会导致交换的热量下降，从而降低热交换效果。为了避免该情况，在热交换管Hp中，如图3所示,第一毛细管41、第二毛细管42及吸入管6的以相互接触的状态固定在一起的部分被制造为迂回的，以增加第一毛细管41及第二毛细管42与吸入管6之间的接触长度。以此方式，在流过第一毛细管41或第二毛细管42的制冷剂与流过吸入管6的制冷剂之间交换的热量增加了。通过增加交换的热量，能够提高上述效果。热交换管Hp的形状在两个位置处发生弯曲。但是这并不意味着任何限制，弯曲的数量和形状可被设计为适合于热交换管Hp被安装的场所。在将吸入管6与第一毛细管41及第二毛细管42固定在一起之后，通过弯曲来制造成热交换管Hp。此时，如果吸入管6与第一毛细管41及第二毛细管42具有不同的曲率，则第一毛细管41和/或第二毛细管42有可能会变扁平，或者第一毛细管41和/或第二毛细管42会向吸入管6凹入，或者第一毛细管41和/或第二毛细管42会与吸入管6脱离。为避免该情况，如图4所示，在热交换管Hp中，第一毛细管41和第二毛细管42以位于与吸入管6的弯曲方向交叉的线上的方式，关于该吸入管的中心对称地安装至吸入管6。对以此方式安装至吸入管6的第一毛细管41和第二毛细管42进行弯曲，使得第一毛细管41、第二毛细管42及吸入管6的弯曲部分具有相同或大致相同的曲率。这使得第一毛细管41、第二毛细管42以及吸入管6在弯曲时几乎不可能发生位移，并使得第一毛细管41和第二毛细管42几乎不可能变扁平或向吸入管6凹入。因此，第一毛细管41和第二毛细管42以它们各自的中心位于与吸入管6的弯曲方向大致垂直的线上的方式安装到吸入管6。当吸入管6与第一毛细管41和第二毛细管42具有相同的曲率时，不会出现变形差异。因此，优选地，第一毛细管41和第二毛细管42被配置为使它们各自的中心位于与吸入管6的弯曲方向垂直的线上。作为用于以此方式来弯曲具有放置在一起的多个管道的管部件的方法，可采用通过多个辊将多个管道压在一起的方法。然而这并不意味着任何限制，还可以使用能够使管部件弯曲且不会变扁平或凹入的多种不同的处理方法中的任何一者。第一毛细管41和第二毛细管42的被形成得离开吸入管6的部分(至少与蒸发器5的入口侧管道51邻近的部分)被热处理(退火)，使得是可变形的。由于第一毛细管41和第二毛细管42的末端是可变形的，因此必要时它们就能够在离开吸入管6的位置处联合。以此方式联合在一起的第一毛细管41和第二毛细管42能够在它们可到达的范围内到处放置着。与此相比，不经过热处理的吸入管6是刚性的，几乎不可变形。另外，第一毛细管41和第二毛细管42的被焊接至与它们相接触的吸入管6上的部分未经过热处理，且是刚性的。下面参照相关附图来说明本发明蒸发器的入口侧管道。图5是本发明蒸发器的入口侧管道的立体图，图6是图5所示的入口侧管道沿其轴线方向看去时的侧视图，图7是图6中的沿线VI1-VII切开的入口侧管道的剖视图，图8是图6中的沿线VII1-VIII切开的入口侧管道的剖视图。蒸发器5的管道501是由铝形成的管部件，入口侧管道51是由铜形成的管部件。因此，管道501和入口侧管道51形成了不同金属的接合部。作为用于将不同金属的管道接合到一起的方法，通常使用的是下述两种方法:一种方法(侧面熔接法)是:一个管道的较窄末端插入到另一管道的较宽末端中，两个管道彼此相接触的部分热熔合在一起；另一方法(闪光熔接法(flash butt fusion))是:两个管道的端面被引导为在轴向上彼此相接触并热熔合到一起。侧面熔接法相对而言不需要在内部形成过火砖，因此并不需要在接合之后移除过火砖。然而，侧面熔接法要求加宽一个管道的末端并使另一个管道的末端变窄，因此管道厚度很难调整，该调整比移除过火砖更昂贵。另一方面，闪光熔接法要求在接合之后移除过火砖，但能让接合部的内表面是光滑的。总的来说，闪光熔接法要求较低的成本，并提供了比侧面熔接法更光滑的内表面。因此，在本发明的蒸发器5中，通过闪光熔接法来接合入口侧管道51和管道501。虽然在本实施例中未曾考虑，但取决于切换阀3的结构，制冷剂可以流过第一毛细管41和第二毛细管42中的一者或二者。由于第一毛细管41和第二毛细管42具有不同的阻力，因此当制冷剂流过第一毛细管41和第二毛细管42 二者时，制冷剂在出口处的不同速度容易产生涡流。在产生或容易产生涡流的制冷剂所流过的管道中，如果使用诸如侧面熔接法等会形成受限制的接合部的接合法，就会促成涡流的形成并产生很大的噪声。从这个观点考虑，如同本发明中那样优选的是，保持着第一毛细管41和第二毛细管42的入口侧管道51与管道501通过闪光熔接法接合在一起。在入口侧管道51的末端侧，形成有将第一毛细管41和第二毛细管42保持在一起的毛细管保持部511。如图3和图4所示，毛细管保持部511被形成为使得其在垂直于其中心轴线的方向上切开的端面为椭圆形。在入口侧管道51中，毛细管保持部511的包含有开口 510的内部为椭圆形。该椭圆形的大小和形状被设置成使得:当第一毛细管41和第二毛细管42 —起插入时，它们能够在入口侧管道51的内壁上滑动。在捆绑到一起的第一毛细管41和第二毛细管42被一起插入到毛细管保持部511中之后，第一毛细管41和第二毛细管42以及毛细管保持部511通过焊接而被固定在一起。在制造时，与毛细管保持部511类似地，入口侧管道51可被形成为在其端部为椭圆形，或者，具有均匀一致的横截面形状的管部件可以被处理以形成毛细管保持部511，使得该毛细管保持部511具有在周向上壁厚均匀的椭圆形。接着说明将热交换管Hp和蒸发器5安装到冷库单元Rf。在制造冷库单元Rf时，在将蒸发器5安装到冷冻室R2中之前，将热交换管Hp安装至隔热箱体的隔热部内。此时，第一毛细管41、第二毛细管42以及吸入管6的位于蒸发器5侧的端部已经经由未图示的开口而被引导至冷冻室R2中。如先前所述，虽然吸入管6的末端部几乎不可变形，但第一毛细管41和第二毛细管42的末端部是可变形的。因此，以使吸入管6穿入到出口侧管道52中的方式，将蒸发器5布置在冷冻室R2内部。通过让吸入管6穿入到出口侧管道52中，蒸发器5被固定在冷库单元Rf的冷冻室R2内部。接着，第一毛细管41和第二毛细管42 —起插入到蒸发器5的入口侧管道51中。接着，将填充金属灌入第一毛细管41和第二毛细管42与入口侧管道51之间的空隙以及吸入管6与出口侧管道52之间的空隙，从而通过焊接进行固定。因此，第一毛细管41和第二毛细管42的末端部被布置在一起，并被固定到毛细管保持部511。下面参考相关附图来详细说明将第一毛细管41和第二毛细管42焊接到入口侧管道51。图9是图2所示的蒸发器中的IX部分的放大立体图。随着吸入管6被插入到出口侧管道52中，蒸发器5被固定在冷冻室R2内。接着，第一毛细管41和第二毛细管42被一起插入到入口侧管道51中。当被插入到入口侧管道51中时(当被操作时)，第一毛细管41和第二毛细管42会被扭搓或卡住，使它们的末端彼此分离。由于第一毛细管41和第二毛细管42的末端彼此分离，因而它们很难插入到入口侧管道51中。为避免上述情况，如图9所示，在插入到入口侧管道51之前，第一毛细管41和第二毛细管42通过填充金属环43而被捆绑在一起。第一毛细管41和第二毛细管42通过填充金属环43被捆绑在一起，就使得它们的末端几乎不可能分离。这样，能够适配地将第一毛细管41和第二毛细管42经由入口侧管道51的开口 510插入到毛细管保持部511中。填充金属环43可以如图9所示那样是螺旋式扭转的，或可以类似于填充金属环44那样被形成为让两个端部彼此抵靠，或者类似于填充金属环45那样被形成为部分开口的C形。填充金属环43、44和45由铜(即与第一毛细管41和第二毛细管42相同的材料)形成。然而，这并不意味着任何限制。还可以使用能够将第一毛细管41和第二毛细管42牢固地捆绑在一起的任何其他材料。除了填充金属环，也可使用诸如带等将第一毛细管41和第二毛细管42捆绑在一起。在第一毛细管41和第二毛细管42插入到入口侧管道51中之后，入口侧管道51与第一毛细管41和第二毛细管42被加热，熔融的填充金属就灌入到入口侧管道51与第一毛细管41及第二毛细管42之间的空隙，从而实现焊接。填充金属填充了第一毛细管41和第二毛细管42的接触部与入口侧管道51之间的空隙。接着，利用毛细管现象，填充金属渗透到入口侧管道51与第一毛细管41之间的空隙以及入口侧管道51与第二毛细管42之间的空隙。在冷库单元Rf中，蒸发器5被布置在冷冻室R2的壁附近。这样就导致很难使用可以容易地获得均匀加热的火炬来对入口侧管道51以及第一毛细管41和第二毛细管42进行加热。因此，在这里采用了利用不会引起着火的感应加热装置的加热方法。该感应加热装置的线圈被布置为靠近入口侧管道51，以通过感应进行加热。如果在加热过程中，在第一毛细管41及第二毛细管42与毛细管保持部511之间的温差较大，填充金属就可能分布不均匀，从而导致了不完全固定或者导致了会让制冷剂泄漏出去的空隙的形成。为避免该情况，如图4所示，毛细管保持部511是由在周向上厚度大体均匀的管部件形成的。由于毛细管保持部511是这样的在周向上厚度大体均匀的管部件，因此能够通过感应加热来实现温度大体均匀的加热。由于第一毛细管41和第二毛细管42在左右(沿冷库单元Rf的纵深方向)并排设置的状态下插入到入口侧管道51中而得到的结构，因此在第一毛细管41和第二毛细管42的接触部与入口侧管道51之间的上方或下方形成了在焊接过程中熔融的填充金属会流入进来的空隙。熔融的填充金属灌入到在上方或下方形成的这些空隙内，这使得能够容易地实现焊接。由于在第一毛细管41和第二毛细管42的接触部与入口侧管道51之间的空隙是形成在上方或下方，因此焊接工人能够容易地用肉眼检查这些空隙。因此，能够容易地确认第一毛细管41和第二毛细管42的接触部与入口侧管道51之间的空隙已被填充金属完全填充，故而能够容易地确认入口侧管道51与第一毛细管41及第二毛细管42牢固地固定在一起。如图2、图5和图6等所示，入口侧管道51的开口 510为椭圆形，在该椭圆形中，第一毛细管41和第二毛细管42左右(在纵深方向上)并排地布置着。为了将捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42平滑地插入到开口 510中，如图6所示，在入口侧管道51的开口 510中，形成有向外侧愈来愈宽地打开的锥形部512。由于设置有锥形部512，因此捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42的末端被锥形511引导向开口 510的中央。这样就允许以较高的作业效率将捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42插入到入口侧管道51中。在冷库单元Rf中，更冷的冷冻室R2通常形成在冷藏室Rl下方，蒸发器5布置在冷冻室R2内。在制造具有如此构造的冷库单元Rf时，装配工人通常是从上方取放蒸发器
5。在此情况下，工人通常从上方将捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42插入到入口侧管道51的开口 510中，此时第一毛细管41和第二毛细管42位于倾斜位置。即使在该情况下，由于在入口侧管道51的开口 510中形成有锥形部512，捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42也能够以较高的作业效率插入到开口 510中。如上所述，形成在入口侧管道51的开口 510中的锥形部512使得能够容易地将捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42插入。此外，这还有助于在将第一毛细管41及第二毛细管42与毛细管保持部511固定在一起的过程中让熔融的填充金属聚集。填充金属从其被聚集的位置沿着第一毛细管41和第二毛细管42 二者渗透，因此，即使第一毛细管41和/或第二毛细管42被扭搓,且在第一毛细管41和/或第二毛细管42与毛细管保持部511之间形成了空隙，也能够使足以让它们固定在一起的填充金属量灌入。以此方式，能够可靠地将第一毛细管41和第二毛细管42放置于一起从而一体化，且第一毛细管41和第二毛细管42能够牢固地固定到毛细管保持部511。另外，由于将填充金属聚集在锥形部512处，因此即使在灌入的填充金属有些超量的情况下，填充金属也不可能会堵塞第一毛细管41和/或第二毛细管42的末端。在压缩制冷装置A中，当制冷剂从第一毛细管41和/或第二毛细管42流入到毛细管保持部511时，该制冷剂立即被降压(快速降压)并气化。此时，冲击往往会作用于第一毛细管41和/或第二毛细管42 (尤其是其末端)上。在如同本发明这样将第一毛细管41和第二毛细管42通过焊接而放置于一起从而一体化并牢固地固定到毛细管保持部511的结构中，第一毛细管41和/或第二毛细管42就几乎不可能由于上述冲击而发生破损等。如上所述，由于快速降压而导致的冲击可能会引起第一毛细管41和/或第二毛细管42振动。即使当这样的振动发生的时候，由于第一毛细管41和第二毛细管42直至它们的端部是通过焊接而被放置于一起从而一体化并且被牢固地固定到毛细管保持部511，因此可避免第一毛细管41和第二毛细管42由于在入口侧管道51内快速连续地反复彼此接触、彼此分离而产生的抖动噪声。从第一毛细管41和第二毛细管42流出的制冷剂的快速降压往往是例如紧随在压缩机I的启动(重启)操作之后或紧随在切换毛细管以使制冷剂流过的操作之后发生的。不仅快速降压会导致上述冲击，而且当操作切换阀3以使制冷剂的循环突然停止时，也会导致上述冲击。在上述实施例中，形成在入口侧管道51的开口 510中的锥形部512被形成为斜面，该斜面在开口 510的整个周长上具有均匀长度。如上所述，由于设置有锥形部512，因此第一毛细管41和第二毛细管42能够经由开口 510被可靠地导入至毛细管保持部511中。在焊接过程中也可以将填充金属聚集在锥形部512处，这样就允许第一毛细管41和第二毛细管42更牢固地与毛细管保持部511固定在一起。在蒸发器5中，第一毛细管41和第二毛细管42的末端穿透毛细管保持部511，并达到入口侧管道51内部的被加宽的部分。因此，即使渗透的填充金属有些超量，该填充金属也会流入到入口侧管道51内的较宽空间，从而使第一毛细管41和第二毛细管42的末端几乎不会被填充金属填充。此外，如上所述，通过感应加热进行加热，第一毛细管41和第二毛细管42与毛细管保持部511能够被局部加热。因此，在将入口侧管道51的靠近开口 510的部分加热至高温的同时，入口侧管道51的靠近第一毛细管41和第二毛细管42 二者的末端所到达位置的部分被加热至使填充金属凝缩的较低温度，通过以此方式执行加热，就能够防止过量的填充金属渗透到入口侧管道51中。图5和图6所示的开口 510具有锥形部512，该锥形部512的倾斜面在周长上具有均匀尺寸，但这并不意味着任何限定。接下来要说明如下的入口侧管道:在该入口侧管道的开口中形成有不同形状的锥形部。图10是本发明中蒸发器的入口侧管道的剖视图。图10所示的开口 510设置有下侧锥形部513，当蒸发器5被安装在冷库单元Rf内时，下侧锥形部513的倾斜表面的长度比其他位置处的倾斜表面的长度更长。如前所述，装配工人通常将捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42从上方插入到入口侧管道51的开口 510中，此时第一毛细管41和第二毛细管42处于倾斜状态。因此，通过将下侧锥形部513形成为使其倾斜表面比其他位置处的倾斜表面更长，与在开口 510的整个周长上具有均匀尺寸的倾斜表面的锥形部512相比，能够使捆绑在一起的第一毛细管41和第二毛细管42更容易地插入到毛细管保持部511中。The larger下侧的倾斜表面越大，就会导致第一毛细管41和第二毛细管42的接触部与入口侧管道51之间的间隙越大，而且在下侧锥形部513中聚集的填充金属的量越大。这允许第一毛细管41和第二毛细管42与入口侧管道51之间的间隙被可靠地填充。根据本发明的热交换装置和蒸发器，可以在将蒸发器安装在冷冻室中之后，通过焊接将毛细管与入口侧管道、以及吸入管与出口侧管道接合在一起，因此，焊接部位于冷冻室内部。由此，在组装好冷库单元之后，在加载制冷剂和检查的期间，能够容易地在接合部处检查制冷剂的泄漏，能够容易地补救制冷剂的泄漏。因此本发明的冷库单元有助于更高的产量以及让修理和维护变容易。在上述说明中，被称为焊接(brazing)的接合方法使用无银磷铜(日本工业标准中规定的BCuP-2)，在熔融时，该无银磷铜具有高渗透性(流动性)。虽然上述说明记载了一个厚管为吸入管且沿着该厚管布置的两个薄管是两个毛细管的示例，但并不意味着任何限制。工业用途本发明可应用于诸如冷藏库和冷冻库等使用制冷剂在其内部进行制冷的冷库单
J Li ο附图标记说明列表Rf冷库单元Rl冷藏室R2冷冻室Hp热交换管A压缩制冷装置I压缩机2冷凝器3切换阀41第一毛细管42第二毛细管5蒸发器50热交换部501 管道51入口侧管道510 开口511毛细管保持部512锥形部513下侧锥形部52出口侧管道6 吸入管
权利要求
1.一种热交换装置，其包括: 低温管，所述低温管用于让低温制冷剂流过，且所述低温管在至少一个位置处是弯曲的；以及 两个高温管，所述两个高温管用于让高温制冷剂流过，所述两个高温管的至少中间部分在与所述低温管接触的状态下被固定至所述低温管， 其中，所述两个高温管沿与所述低温管进行弯曲的方向交叉的方向并排布置着，并且关于所述低温管对称。
2.根据权利要求1所述的热交换装置，其中，所述两个高温管的至少所述在与所述低温管接触的状态下被固定至所述低温管的部分沿与所述低温管进行弯曲的所述方向垂直的方向布置着。
3.根据权利要求1或2所述的热交换装置，其中，所述两个高温管是在内径和长度中的至少一者上彼此不同的管道。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换装置，其中， 所述低温管是布置在蒸发器与压缩机之间的吸入管， 所述两个高温管是布置在冷凝器与所述蒸发器之间的两个毛细管， 所述两个毛细管是在制冷剂回路中彼此平行地形成的管道，所述两个毛细管各自的两个端部都与所述吸入管分离，并且 所述两个毛细管的至少与所述蒸发器更靠近的端部进行了退火。
5.根据权利要求4所述的热交换装`置，其中，所述两个毛细管的与所述蒸发器更靠近的端部通过固定部件而被捆绑在一起。
6.根据权利要求5所述的热交换装置，其中，所述固定部件是填充金属环。
7.一种蒸发器，其连接到权利要求4至6中任一项所述的热交换装置，所述蒸发器包括入口侧管道，所述入口侧管道在一个端部中具有开口，所述两个毛细管一起插入至所述开口中， 其中，所述入口侧管道在末端部分处具有毛细管保持部，所述两个毛细管插入至且通过焊接而被固定至所述毛细管保持部中， 所述毛细管保持部具有: 椭圆柱形的内周部，所述内周部能够以如下方式保持所述两个毛细管:在所述两个毛细管的轴线并排布置的状态下，所述两个毛细管彼此接触；以及 外周部，所述外周部在轴向上的投影面具有在与所述内周部相同的方向上延伸的椭圆形，所述投影面的投影面积小于所述入口侧管道的剩余部分的投影面积。
8.根据权利要求7所述的蒸发器，其中，所述毛细管保持部所具有的长度使得所述两个毛细管的末端部能够穿透所述毛细管保持部。
9.根据权利要求7或8所述的蒸发器，其中，用于形成所述入口侧管道的金属不同于用于形成所述蒸发器的热交换部的管道的金属，并且 所述入口侧管道的接合面与所述热交换部的管道的接合面被引导至一起并接合在一起，使得所述入口侧管道的内表面和所述热交换部的管道的内表面齐平。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的蒸发器，其中，所述毛细管保持部的内周使得当所述蒸发器被安装在冷库单元内时，所述两个毛细管沿所述冷库单元的纵深方向并排布置着。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的蒸发器，其中，在所述入口侧管道的所述开口中形成有锥形，所述锥形朝着末端向外侧愈来愈宽地打开。
12.根据权利要求11所述的蒸发器，其中，当所述蒸发器被安装在安装位置处时，所述锥形部的下侧倾斜表面的长度大于其他位置处的倾斜表面的长度。
13.—种冷库单元，其包括权利要求1至6中任一项所述的热交换装置。
14.一种冷库单元，其包括权利要求7至12中任一项所述的蒸发器。
全文摘要
本发明以使两个毛细管与一个吸入管相接触的方式构造而成，可靠地执行热交换，减少了诸如抖动噪声等噪声，并抑制了部件数量的增加和加工工时的增加。本发明具有吸入管，低温制冷剂流过所述吸入管，且所述吸入管在至少一个位置处是弯曲的；和两个毛细管，高温制冷剂流过所述两个毛细管，所述两个毛细管的至少中间部分与所述吸入管接触并被固定到所述吸入管。所述两个毛细管(41、42)以下述方式插入到毛细管保持部(511)中在所述两个毛细管(41、42)的轴线并排布置着的同时所述两个毛细管(41、42)彼此接触，并且所述两个毛细管(41、42)通过焊接而被固定。
文档编号F25B41/00GK103154642SQ20118004775
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月1日
发明者藤原启司, 小野友良 申请人:夏普株式会社