专利名称：热交换器及其制造方法
技术领域：
本发明是有关用于冷冻或者冷却装置等的热交换器及其制造方法。
背景技术：
使用扁平管的用于冷冻装置及冷却器等的热交换器，在特开2000-249428号公报中公布。这个蒸发器备置了多个扁平管和蛇形散热片，从扁平管接续的集管供给制冷剂，而且，为了使进来的液体制冷剂的分配最优化，喷射器被配置在集管上。
在热交换器中，把由集管供给的流体或者制冷剂分配到各个筒管时，为了提高热交换效率，重要的是使流体均等地分配到各筒管中。
图14所示的冷冻装置中蒸发器(热交换器)100，与在上下方向延伸的多个散热片104接触的多个筒管101被并列排列在上下方向，各个筒管101两侧的端部101a分别被接续在流入侧集管102以及流出侧集管103上。
在这个热交换器100中，把气体和液体混合的2相状态的制冷剂F供给到流入侧集管102中的话，制冷剂F介于集管102被分配到各个筒管101中，介于被接续在筒管101及筒管101上的散热片104在与外部流体之间进行热交换，并被输出到相反侧的集管103中。被供给到流入侧集管102中的制冷剂F由于在集管内受重力等的影响，所以正如图14投过集管102所示的那样，气体状制冷剂Fa和液体状制冷剂Fb的分布不均一，容易分离为气相和液相，被设置在下部侧的筒管101d所分配到的制冷剂F，液体状制冷剂Fb的比率较高，而被设置在上部侧的筒管101u，气体状制冷剂Fa的比率较高。
为此，在被设置在上部的筒管101u的内部，少量的液体状制冷剂Fb早期蒸发，在达到流出侧集管103之前的筒管101u的剩余区间，不能利用液体状制冷剂Fb的潜热进行热交换，只有被加热的气体状制冷剂Fa流动。因此，不能得到充分的热交换性能。反之，在被设置在下部的筒管101d的内部，由于存在所需以上的液体状制冷剂Fb，所以虽然可以得到充分的热交换性能，但是即使在制冷剂达到了流出侧集管103的时刻，还残存没蒸发尽的液体状制冷剂Fb。由于存在着液体状制冷剂Fb的状态的制冷剂会从热交换器100输出，所以它作为整个热交换系统的效率将下降。
特别是在热交换量较大的热交换器中，由于需要把数量较多的筒管101与集管102及103接续，所以集管102及103变长，在这些集管的内部制冷剂F的相状态容易改变。因此，把相同相状态的制冷剂F向所有的筒管101供给将变得更加困难。
在使用图15所示的多个扁平筒管121的热交换器120中，为使流入侧集管102变成水平而设计热交换器120，以此减小重力的影响。进而，通过在集管102的制冷剂F供给的入口部分设置喷流喷嘴125，使集管内的制冷剂F的气液分布(相状态)保持一定。
但是，这种集管的结构不能说具有通用性，可适用的范围较窄。此外，这个方法虽然试图使集管内的制冷剂的状态均质，但是通过集管内的时间及距离较长的话，由此免不了使制冷剂F的状态受重力等影响，从而不可能把均一状态的制冷剂供给到各筒管中。进而，集管102内部的状态受制冷剂F流入集管102中时的流量等制冷剂F的状态很大的影响，在系统的整个运转范围内总是得到最佳的分配性能是困难的。因此，通过采用扁平筒管虽然热交换效率改善，但是考虑到从集管供给的制冷剂的相状态容易变成不平衡，它并未成为一个把使用扁平筒管后带来的优点最大限度充分发挥的热交换器。此外，编入喷流喷嘴的机构成为使热交换器生产率下降的要因，还提高了成本，所以在经济上还不能说是合适的解决方案。
如图16(a)所示，在把圆形筒管或圆形管111用作热交换用筒管的热交换器110中，也许有利用制冷剂分配器112的解决方案。由于利用球形的制冷剂分配器112的表面积可以接续数量较多的圆形筒管111的端部111a，所以制冷剂分配器112变小，被供给到各筒管的制冷剂的状态容易变成一定。进而，如图16(b)所示，在制冷剂分配器112的内部，可以形成把制冷剂向各个筒管111分配的同一形状的分歧部分。为此，可以预想能够排除重力等使制冷剂F相状态变化的要因，从而把相状态均一的制冷剂F分配到各个筒管111中。
但是，当是短轴和长轴长度不同的扁平管或扁平筒管时，不可能像圆形筒管那样在三维方向弯曲处理。
因此，本发明把提供可以向多个扁平筒管(或扁平管)分配更均等状态的制冷剂或流体的热交换器作为目的。而且，把提供在使用了多个扁平筒管的热交换器中，热交换效率更高、小型化低成本的热交换器作为目的。此外，还把提供能对使用了扁平筒管的热交换器的生产率加以改善的热交换器及其制造方法作为目的。
发明内容
在本发明中提供的热交换器具有，多个扁平管以第1间隔几乎平行地排列在短轴方向，在扁平管之间被配置了散热片的热交换部；以及多个扁平管中至少一部分扁平管在热交换部的外侧被弯曲成短轴方向，在至少一部分扁平管的端部以比热交换部窄的第2间隔几乎平行排列的状态下，使短轴方向和集管的中心轴方向成为同一方向被接续的集管。以往集管是向多个配管分配流体，把集管延长到分配对象的配管的位置上，但是本发明相反在热交换部的外侧弯曲扁平管后进行集合，以缩短集管。因此，在本发明的热交换器中，流体通过集管内的时间以及距离变短，流体通过集管内时的重力及流动的状态等引起的影响被缓和，可以以更加均一的状态以及/或者条件，把制冷剂等的液体向多个扁平管供给。
圆形管时，即使把圆形管弯曲集合，至少也需要能对管进行并排的集管长度，对于圆形管的直径，至少是配管数倍数的，要求长的集管，对于弯曲配管的工数效果不大。对此，扁平管短轴径相对长轴径较短，为几分之一左右。因此，扁平管集中在短轴方向的话，可以用与长轴径相同的长度接续多个扁平管，从而可以在与配管的长轴径相同程度的范围内，向多个配管分配液体。因此，集管可以大幅变短，从而可以以更加均一的状态及条件向多个扁平管供给液体。
还可以集中扁平管后使该长轴方向朝向集管集管中心轴方向在集管上进行安装。这时，集管是耐压构件，如果考虑剖面是圆形(管状)的话，若想把扁平管与集管的壁面垂直接续的话，那么需要扁平管在集管的半径方向放射状配置。不按放射状配置的话，由于根据配管被接续的位置，配管的端部突出在集管内部的长度改变，或者配管的端部和集管的壁面所成的角度改变，所以即使集管变短，各自的配管的开口附近的流动条件大幅不同，供给各配管的液体的状态及条件容易变化。
另一方面，把扁平管放射状安装在集管上还会使集管开口的加工变难，成为费工数的作业。此外，由于是一根一根确定扁平管的弯曲角，所以设计也费时间，由于加工及组装都费事，所以不适于量产。进而由于把各个配管安装在集管上的角度不同，所以把扁平管和扁平管紧贴安装是不可能的，配管数增加的话，则需要径大的集管。
因此，本发明为能使短轴方向和集管的中心轴方向成为同一方向，而把扁平管接续集管上。若是这个安装方法的话，由于扁平管的端部被并排在集管的中心轴方向，备置配管端部在集管内部突出的长度则比较简单，此外配管端部和集管壁面所成的角度等的条件也能相同。因此，可以在几乎相同条件或状态下向多个扁平管供给流体。因此，可以使被分配到各个扁平管的热交换媒体的相状态均一的同时，还能使穿过各扁平管的热交换媒体的流量均等，所以可以充分发挥采用小集管带来的优点，从而能够最大限度地发挥热交换器的热交换效率。
进而，在具有本发明的热交换器，以及向该热交换器供给热交换媒体的机构的热交换系统中，由于即使流入集管中的热交换媒体的状态改变，被供给各扁平管的热交换媒体的状态几乎不会成为不平衡，所以在系统的整个运转范围内，总是能够得到高的热交换效率。
如果能使扁平管的短轴方向和集管的中心轴方向成为同一方向，而把扁平管接续集管的话，则可以几乎平行地排列端部。反之，由于因平行地排列端部，对于集管的多个端部的条件变成相同，所以可以在均等的条件下分配制冷剂等的流体。而且，通过把扁平的端部平行地配置在短轴方向，扁平的端部，长轴变成平行，端部的间隔可以变短。这不仅在由于集管变短，可在相同条件下分配流体方面是所希望的，进而在可以减低在集管上安装端部的工数方面也是所希望的。
例如，在与集管接续的至少一部分扁平管的端部上，端部与端部间的间隙可以定在与扁平管短轴方向的径同程度或者其以下。此外，把至少一部分扁平管的端部几乎挨靠短轴方向那样变窄排列也是可能的。而且多个扁平管的端部的间隔变窄的话，在把这些端部捆扎成一个的状态下对待是可能的。被安装在集管上后，在至少被安装在集管上的部分，多个扁平管的端部因被扎成一个而变得不能动。端部上的扁平管和扁平管间的间隔，由于相对长度变得非常窄，所以即使以某种理由想使力作用于被捆扎中的一个扁平管上进行变形，周围的扁平管将阻碍其变形，对集管的接续强度实质性增加，从而可以提供可靠性高的热交换器。
此外，本发明的热交换器，在热交换部由于把以第1间隔配置的扁平管在集管的近旁变窄成第2间隔，所以从基本上邻接的扁平管的热交换部到集管的管长不同。因此，振动或者共鸣的条件在邻接的扁平管上是不同的，所以即使在从汽车传来的振动以及电机的振动被传递那样的条件下，热交换器对振动产生共鸣的可能性较小。此外，即使配管的一部分共鸣，由于在端部中配管集合，所以其共鸣引起的振动因与周围配管的干涉而衰减，不会发展至共鸣音的发生以及配管损伤的程度。
进而，如果把扁平管的端部安装在集管上时事先捆扎的话，则可以把捆扎的扁平管的端部汇总与集管接续，把每个筒管的端部与集管接续的工序变得非常简单。此外，由于可以在短轴方向上捆扎，所以只要把各个扁平管在它们排列的方向上弯曲，就可以把每个扁平管的端部汇集，扁平管的装卸也非常容易。在圆形管，端部捆扎的话，捆扎时成为其中的配管的端部没有办法钎焊。反之，即使想捆扎成一列，在形状上也不能捆扎成形，即使捆扎因各个圆形管之间发生间隙而面积效率较低。扁平管在短轴方向捆扎是容易的，此外，如果即使捆扎端部之间有若干间隙的话，也可以利用钎焊等把每个端部接续集管上。进而，如果做成端部之间几乎没有间隙的状态的话，那么只要用焊剂等适当的坯料填埋间隙，还可能把多个扁平管的端部成一体，作为1个端部安装在集管上。
另外，由于通过几乎毫无间隙地捆扎端部，使接续扁平管的面积变少，所以集管也会变成最小型化，从而可以以更加均等的条件以及状态向每个扁平管分配流体。通过捆扎，可以把多个扁平管的端部作为1个筒管的端部供给制冷剂等热交换媒体，从而还可以使穿过各扁平管的热交换媒体的状态变成均质。
此外，在具有多个扁平管被排列在短轴方向的热交换部，以及在这些扁平管中至少一部分的端部被捆扎在短轴方向的状态下被接续的至少一个的集管的热交换器中，由于通过对多个端部进行捆扎，可以在把这些端部成为一体的状态下接续在集管上，所以集管和多个扁平管的接续地方可以剧减到1个或几个，从而可以使集管和筒管的接续所费的工数减少，为此，可以降低制造成本。此外，把扁平管的端部捆扎在短轴方向时的扁平管的加工不是三维加工，只用短轴方向的二维加工即可，不发生向难加工的长轴方向的弯曲。即使在这一点上，本发明的热交换器，扁平管的加工也变成非常容易。因此，虽然可以把扁平管的端部一个个地邻接安装在集管上，但是最好是把多个扁平管中至少一部分的端部捆扎(第1工序)，然后把捆扎状态的端部安装在集管上(第2工序)。
本发明的热交换器设置有多个扁平管的一方的端部被接续的第1集管，以及多个扁平管的他方的端部被接续的第2集管，最好把这些第1集管以及第2集管相对热交换部配置，以便多个扁平管的第1集管以及第2集管间的管长变成几乎相等。通过采用这种配置，把各个扁平管中的压力损失进一步做成均等成为可能，从而可以把供给到各个扁平管的热交换媒体的状态以及量进一步做成均等。在具有多个扁平管的一方的端部被接续的第1集管和多个扁平管的他方的端部被接续的第2集管的热交换器中，通过把这些第1以及第2集管夹住热交换部配置成对角的位置，可以使集管间的各扁平管的管长几乎变成相等。例如，热交换媒体对于热交换部的输入输出成为相反侧那样的热交换器。
此外，在具有多个扁平管的一部分的一方的端部被接续的第1集管，多个扁平管的其他一部分的一方的端部被接续的第2集管，以及多个扁平管的他方的端部被接续的第3集管的热交换器中，通过把第1及第2集管配置在热交换部的一角，把第3集管配置在中央部，可以使集管间的扁平管的管长变成几乎相等。也就是说，这是把第1集管以及第2集管配置在扁平管被排列在第1方向上的热交换部外侧的第1方向的两端，把第3集管配置在热交换部外侧的第1方向中央附近的热交换器。这种热交换器就是例如热交换媒体对于热交换部的输入输出成为相同侧那样的热交换器。
另外，本发明是设置了多个集管的热交换器，进而还可以适用于具有接续这些集管的至少1个分配器的热交换器，分配器和多个集管之间用圆形管进行配管也是可能的。
附图简单说明图1是表示本发明相关热交换器概略的图。
图2是表示采用了本例热交换器的热交换系统概略的图。
图3是在拆卸了集管后的状态下表示本例热交换器的图。
图4是扩大表示热交换器扁平管端部的图。
图5是表示扁平管弯曲加工情况的图。
图6是表示在扁平管的端部被捆扎的状态下被接续在集管上的热交换器的图。
图7是表示本发明相关热交换器的制造方法的流程图。
图8是为说明适于扁平筒管捆扎后接续在集管上情况的扁平筒管形状的图。
图9(a)是表示热交换器不同例子的图；图9(b)是表示拆卸了集管后状态的图。
图10(a)是表示把2系列扁平筒管安装在不同集管上的热交换器概要的图；图10(b)是表示与集管中心轴垂直的剖面的图；图10(c)是表示与集管中心轴平行的剖面的图。
图11(a)是表示把2系列扁平筒管安装在同一集管上的热交换器概要的图；图11(b)是表示与集管中心轴垂直的剖面的图。
图12是表示使用了U型集管的热交换器的例子的图。
图13是表示热交换器更加不同例子的图。
图14是表示以往热交换器的图。
图15是表示把喷流喷嘴编入集管后的热交换器的图。
图16是表示使用了圆形筒管和制冷剂分配器的热交换器的图。
具体实施例方式
以下参照附图进一步详细说明本发明。图1所示的是本发明相关的热交换器的概要。本例的热交换器1被称为板翼热交换器，它备置有空出一定间隔被平行配置的多个板状的散热片2，以及在对这些散热片2并列贯通的状态下安装的多根扁平管3，通过它们构成了热交换部4。此外，在这个热交换器1中，多个扁平管3的两侧的端部5及6以比热交换部4中扁平管3的第1间隔(间距)窄的第2间隔几乎平行地排列，并被分别接续在位于左右的集管7及8上。从流入侧集管7的供给口9供给的制冷剂、热媒体等热交换媒体(以下为内部流体)F穿过各自的扁平管3被引导到流出侧的集管8的输出口10，其间在与流过热交换器1外部的空气等外部流体B之间进行热交换。
散热片2是为了提高与外部流体B的接触面积以改善热交换效率的，通过采用扁平管3，管本身的热交换面积也会变大。因此，采用了扁平管3的热交换器1的热交换器效率较高。进而通过适用本发明，在对于各扁平管3几乎相同的条件下，由于可以供给状态相同的内部流体F，所以可以使通过各扁平管3的内部流体的条件变为均等，从而可以提供热交换效率更高的热交换器1。
图2所示的是采用了本例热交换器1的热交换系统50。这个热交换系统50是空气调和装置以及冷冻装置等所采用的热交换循环。例如，假设是空调系统的话，本例热交换器，可以进行液状制冷剂F和空气B的热交换，进行冷却空气的汽化器1x和压缩的气体状的制冷剂F及空气B的热交换，并作为把制冷剂F做成液状的冷凝器1y加以利用。而且，为了使制冷剂F巡回后供给到这些热交换器1x以及1y中，热交换系统50备置了压缩机51。进而，热交换系统50还备置了临时储备制冷剂F的储蓄罐52，以及使由汽化器1x供给的制冷剂F膨胀的膨胀阀53等机器。热交换器1的集管7及8哪个都可以输入或输出，例如，在汽化器1x中，下部集管7x为流入集管，上部集管8x为排出集管。另一方面，在冷凝器1y中，上部集管8y为流入集管，下部集管7y为排出集管。
图3(a)所示的是取下了本例的热交换器1的各集管7及8后的状态。此外，图3(b)是把拆卸的集管7和扁平管的端部扩大后进行表示。在热交换部4中，各个扁平圆管或者扁平管3以第1间隔P1被排列在第1方向的短轴方向A上。从在扁平管3之间设置了散热片2的热交换部4来到外侧的扁平管3的部分21及22，朝向集管7及8分别在短轴方向A被弯曲成上及下。在热交换器4的图纸左侧部分21中，各个扁平管3的端部5，朝着下方以比第1间隔P1窄的第2间隔P2并排或者并列在水平方向被汇集，形成多个扁平管的端部5被集中在短轴方向上的部分11。在热交换器4的图纸右侧部分22中，各个扁平管3的端部6，朝着上方以比间隔P1窄的间隔P2并排或者并列在水平方向被汇集，形成多个扁平管的端部6被集中在短轴方向上的部分12。这些部分11及12，成为了扁平管3的端部5以及6分别以间隔P2被重叠配置在短轴方向上的状态。还有，热交换器4中的短轴方向为上下方向，把扁平管3在热交换部4的外侧弯曲集中的部分11及12中的扁平管3的短轴方向虽然成为水平方向，但是规定使用同一符号A作为短轴方向。
在本例的热交换器1中，各个扁平管3的端部5，被接续在与设置在各自集管7及8上的几乎是长方形的接合孔或安装孔13上。朝着各个扁平管3左侧之下的端部5，被接续与被朝上设置在流入侧集管(第1集管)7上的安装孔13上，朝着右侧之上的端部6，被接续与被朝下设置在流出侧集管(第2集管)8上的安装孔13上。这些安装孔13，尺寸与扁平管3的端部5的剖面相同或略大，把端部5的端头插入安装孔13后，扁平管3利用钎焊被固定在集管7及8上。为了把多个端部5安装在集管7及8上，集管7及8上设置有多个安装孔13以窄的间隔被并列配置的接续领域14。
集管7及8由于是耐压结构故几乎做成圆柱状，各个扁平管3的端部5及6以窄的间隔P2被配置在短轴方向A，以便使短轴方向A与集管7及8的中心轴方向C平行。如图4所示，在本例的热交换器1中，使用短轴外径为1.9mm的扁平管3，把扁平管3间隔P2(短轴方向的中心至中心的距离)设为扁平管3短轴外径的约2倍的3.7mm，把扁平管3间的间隔P3设为与扁平的短轴的外径几乎相同的1.8mm。因此，各集管7及8只要有对由窄间隔P2排列的部分11及12进行接合程度的尺寸或长度即可。因此，与热交换部4中不对由间隔P1排列的端部进行弯曲而接合在集管上的情况相比，集管7及8非常短。为此，在集管内部可以抑制内部流体F状态变动，此外，由于扁平管3的端部和端部间的距离变短，所以对于各扁平管3相状态等的状态几乎相同，从而可以在集管和扁平管3的接续状态几乎相同条件下供给内部流体F。
也就是说，扁平管的端部5及6在短轴方向A和集管7及8的中心轴方向C一致或平行状态下分别被接续在集管7及8上。这样，例如着眼于一方配管的端部5的话，多个扁平管的端部5，贯通集管7周面7s的部分的条件(形状、角度、配管的端部突出在集管上的长度等)变成相同，从而可以在相同条件下从集管7向各个扁平管3供给制冷剂F。进而，由于集管7较短，扁平管3被并列在短轴方向，所以邻接的端部5的距离为短轴的长度左右，非常短。为此，在多个扁平管3的端部5之间制冷剂F的状态不会发生变化，可以在相同条件下把相同状态的制冷剂供给到多个配管3中。
供给到各扁平管3中的制冷剂的条件及状态被均质化的话，由于各扁平管3中的热交换条件也变成同一，所以可以把热交换负荷均等地分配到所有的扁平管3中，从而改善热交换器的热交换效率。为此，可以进一步改善采用了扁平管的热交换器1的热交换效率，此外在系统50中采用时，即使流入热交换器1x或1y中的内部流体F的状态发生变化时，不会有热交换器1的性能严重劣化之类的情况，可以在运转条件范围内使之发挥稳定的性能。
在另一方面，可以在邻接的扁平管3之间事先设置与扁平管3的短轴尺寸同等的间隔，使用该间隙还可以充分地进行钎焊等的端部和集管的接合作业。此外，在热交换器1中，多个扁平管3的端部5为平行，弯曲加工容易，钎焊作业也容易。
以集管7为例，与集管7接续的扁平管的端部5中，端部和端部间的间隙由于为与扁平管的短轴方向的径相同程度或者在其以下，所以这些多个端部5有时表示出被捆扎成1个的状态。例如，即使以某种理由想使力作用于被安装在集管7接续领域14上的多个扁平管3的一个扁平管上进行变形，在被捆扎在接续领域14上的状态下固定的周围的扁平管将阻碍其变形，对各个端部5的集管7的接续强度将实质性增加。因此可以提供可靠性高的热交换器。
此外，在热交换器1中，从邻接的扁平管的热交换部2到集管7的管长不同。因此，振动或者共鸣的条件在邻接的扁平管3上是不同的，所以即使在从汽车传来的振动以及电机的振动被传递那样的条件下，热交换器1对振动产生共鸣的可能性较小。此外，即使配管的一部分共鸣，由于在端部5中配管集合，所以其共鸣引起的振动因与周围配管的干涉而衰减，不会发展至共鸣音的发生以及配管损伤的程度。
图5实线表示的是把扁平管3热交换部4外侧的部分21及22弯曲在短轴方向A前的状态，虚线表示的是弯曲后的状态。在这个热交换器1中，集管7及8夹住热交换部4被配置成对角的位置。因此，在各个扁平管3中，集管7至集管8的管长几乎变得相等。位于最上的扁平管3u，虽然从散热片2突出的左侧(外侧)的部分21与其他扁平管3相比最长，但是从散热片2突出的右侧(外侧)的部分22与其他扁平管3相比最短，与其他的扁平管3长度几乎相等。同样地，位于最下的扁平管3d，虽然从散热片2突出的左侧的部分21与其他扁平管3相比最短，但是从散热片2突出的右侧的部分22与其他扁平管3相比最长。通过把集管7及8配置成对角线状，在其他的扁平管3中，各个扁平管3由于也会按照从上到下配置的顺序，左侧的部分21变短，右侧的部分22变长，所以作为扁平管3的管长几乎相等。
如果只是把多个扁平管的端收集后接续在集管上的话，把左右的集管7及8备置在上、下或中央等进行配置也是可能的，但是这时扁平管的长度变成不均一，压力损失在各扁平管中容易不同。对此，在本例的热交换器1中，各个集管7及8通过夹住热交换部4配置成对角的位置，可以把从各个集管7及8的流入侧集管7到流出侧集管8的管长几乎变成相等，从而可以把各个扁平管3中的内部流体F的压力损失变成几乎相等。因此，在各扁平管3中流过的内部流体F的流量容易变成均等。为此，通过把集管7及8小型化，不仅可以使流过各扁平管3的内部流体F的状态容易变得均一，而且还可以通过使各扁平管3的管长相等，使各扁平管3的压力损失几乎均一，从而可以把各扁平管3中的热交换条件进一步均一。因此，可以进一步提供热交换效率高、可发挥稳定性能的热交换器。
图6所示的是在把扁平管3的端部5及6捆扎的状态下作为一体与集管7及8接续的热交换器1a。在这个热交换器1a中，多个扁平管3的端部5及6，端部的间隔P2被夹住以至于邻接扁平管的端部5或6几乎接合的状态，多个配管的端部5或6可以把被汇集在短轴方向而构成的接续部分11及12作为1个接续部分(端部)对待。也就是说，在这些被捆扎的部分11及12中，由于扁平管3的端部5及6分别在积层的状态下几乎毫无间隙地被汇集，所以它变成了可以作为备置了几乎四角形剖面的1个模拟配管的端部加以对待的状态，从而变成了在该模拟配管中多个端部5及6分别几乎毫无间隙地配置的状态。
在这个热交换器1a中，由于被捆扎成几乎四角形模拟配管状的部分11及12被一体地接续在各自的集管7及8上，所以在接续领域14中形成几乎四角形的接合孔或安装孔13。而且并不是把构成被捆扎的部分11及12的每个端部5及6分别独立地接续在集管7及8上，而是被捆扎的状态11及12一体地或者汇总后被分别接续在集管7及8上。
在这个热交换器1a中，可以把接续端部5及6的领域14最小型化，从而可以采用能接合捆扎部分11及12的非常小尺寸的集管7及8。为此，可以从集管更加均等地向多个扁平管分配内部流体F。
图7是表示热交换器1a制造方法概略过程的流程图。本例热交换器1a的制造工序，可以主要分为把从散热片2来到外侧的部分21及22弯曲在短轴方向A的第1工序31，以及把各个筒管3的端部5及6接合在集管7及8上的第2工序32。首先，在第1工序31中，如图5所示，使多个扁平管3贯通被平行排列的多个散热片2。这时，如上所述，对管长相等的扁平管3进行组装以使外侧突出量不同。而且，如图5虚线所示，从散热片2突出到外侧的部分21及22中，把在左侧突出的部分21朝下弯曲。这时，把多个筒管3的端部5捆扎在短轴方向A上，形成为接续在集管上而一体化的接续部分11。另一方面，把突出在右侧的部分22朝上弯曲，把多个筒管3的端部6捆扎在短轴方向A上，形成一体化的接续部分12。
接着，在第2工序32中，把接续部分11及12接合在集管7及8的安装孔13上。这样，可制造热交换器1a。也就是说，在本例中，并不是把多个筒管3的端部5及6每个地进行接续，而是可以把捆扎的接续部分11及12汇总后插入安装孔13对集管7及8和筒管3进行接合。为此，集管7及8中有为接合端部5及6的单一孔13即可，没有必要把为接合每个扁平筒管的端部的多个孔设置在集管上。这样，可以削减接合多个扁平筒管时的工数。此外，为接合而必需的集管的尺寸也会变小。
接合方法有几种。代表性的方法是把捆扎的接续部分11及12插入集管7及8的安装孔13中暂时组成后，放入高温炉内使散热片2、扁平管3及集管为一体进行钎焊的方法。此外，还有把扁平管3机械式扩管后与散热片2接合的方法，但是这时散热片2和扁平管3接合后，扁平管3的端部将用专用工序进行接续部分11及12和集管7及8的接合工序。这时也可以利用钎焊等把捆扎的接续部分11及12为一体安装在集管7及8上。因此，扁平管和集管的接续地方非常少，本例的话，不受扁平管数的影响每个集管为1个地方。为此，与把圆形管接续在制冷剂分配器上的热交换器比较的话，可以减少接续地方，从而可以提高热交换器1a的生产率。
若是前者方法的话，即使接续地方较多，也包含集管和筒管的接合在内，由于可以使用高温炉内一体性进行钎焊，所以不会有接续工序大幅增加的情况。可是，如果考虑把每个筒管暂时组成在集管上的过程的话，那么若是圆形筒管的话，则需要针对筒管的数的集管暂时组成筒管。对此，若是本例的热交换器1a的话，对集管的筒管的暂时组成也不是筒管的数，可以是捆扎的端部的单位，即2个地方。因此，即使是前者接合方法，通过采用本发明，可以提高热交换器的生产率。
此外，在第1工序31中，扁平管3的端部5及6捆扎在短轴方向上，由于不需要在长轴方向弯曲，所以扁平管的加工很容易。也就是说，本例的热交换器1a不会对扁平管进行三维弯曲加工，只要进行短轴方向的二维弯曲加工，就可以把多个扁平管接续在小集管上。因此，在这点上，采用本发明的热交换器的生产率也会变高。
捆扎的扁平管3和集管7及8的接续部，可以利用焊剂、焊锡和粘接剂(以下把它们总称为密封剂)确保气密。进而，不仅是扁平管3和集管的安装孔13之间的间隙，而且捆扎的扁平筒管和扁平筒管间的间隙也最好用密封材填埋，以得到充分的气密性能。为此，可以考虑最好把间隙的宽P3设在3mm以下。就是说，最好把要求的扁平管3的剖面形状做成捆扎的扁平筒管和扁平筒管间的最大间隙在3mm以下。
如图8(a)所示，扁平管3的剖面为椭圆时，就是说，筒管和筒管间以圆弧状剖面的曲面捆扎时，筒管间的最大间隙Lmax为扁平筒管长轴方向的两端。因此，设扁平管3的短轴径为a、长轴方向中央部的间隙为Lmin的话，那么Lmax＝a/2+Lmin+a/2≤3mm，理想地设Lmin＝0的话，可得a≤3mm。这正如图8(b)所示，扁平管3的剖面为椭圆，或者为如图8(c)所示的照准于它的形状的情况也是同样的。筒管和筒管间捆扎时，虽然是以一定的间隙捆扎各个筒管3的端部5及6，但是只要剖面不是完全的长方形，筒管的长轴方向的两端中的间隙为最大。因此，适于捆扎扁平管3进行接续时的扁平管3的剖面形状最好短轴径在3mm以下。
在这个热交换器1a中，由于采用了扁平管3，所以把它们捆扎在短轴方向的话，可以以间隙少的状态汇集各个筒管3的端部。也就是说，可以把各个筒管3的端部捆扎在能够用焊剂及粘接剂等密封材确保气密性程度的间隙上，其捆扎的部分11及12非常小型化。而且，在集管侧，只设置为接合该捆扎部分11及12的单一的安装孔13即可，可以接续多个扁平管3。因此，可以采用表面积少、容积小的集管7及8。因此，在以往对圆形筒管难以处理，使用了不可能汇集成小型化的扁平筒管的热交换器中，通过利用其为扁平的情况进行捆扎，可以提供比使用圆形筒管的热交换器小型化、热交换效率更高的热交换器。
此外，把多个扁平筒管的端部以比热交换部4的间隔P1窄的间隔P2并列排列，使端部5及6的短轴方向A和集管7及8的中心轴方向C成为同一方向而接续在集管上的本发明方式，并不被限定为上述说明的例子，可以考虑各种各样的变更。例如，图9(a)所示的集管被安装在与上述不同方向的状态，图9(b)所示的取下了集管的状态。这个热交换器1b，扁平管3的端部5被备置在横向，端部5被捆扎在垂直方向。而且，对于中心轴C成为垂直方向的集管7，接续部分11为使端部5的短轴方向A和集管7的中心轴方向C成为同一方向而被接续。在这个例子中，配管3的端部5由接续板18捆扎着，通过把接续板18钎焊在集管7的安装孔13上，可以把多个扁平管3汇总安装在集管7中。此外，使用接续板18安装时，可以从接续板18的里侧(成为集管7内面的侧)钎焊每个端部5，从而可以进一步接近端部5进行配置。
图10(a)所示的是备置有2系统多个扁平管3分别被排列在短轴方向A上的回路27a及27b的热交换器1c。在这个热交换器1c中，各自的回路27a及27b的接续部分11a及11b被接续在不同的集管7a及7b上。进而，各个集管7a及7b被圆形筒管25接续在单一的制冷剂分配器19上。通过把分配器19和多个集管7组合，可以把制冷剂几乎均等地分配到更多的扁平管3中。
图10(b)及10(c)为剖面图，所示的是把多个扁平管3的端部5重叠在短轴方向A，为使其与集管7a的中心轴方向C一致而安装在集管7a的外壁7w上的情况。构成接续部分11a的所有配管3的端部5相对壁面7w以相同状态被安装，流过集管7a的流体几乎以相同状态以及条件被分配到所有的配管3中。
图11(a)所示的是，为使扁平管3的长轴方向与1个集管7c的中心轴C一致或者平行，而把2个接续部分11a及11b接续的热交换器60。可以用单一的集管7c接续多个系统的扁平管3的端部。可是，如图11(b)所示，如果考虑到多个端部5并列在短轴方向的接续部分11a被安装的集管7c的剖面的话，端部5的前端突出在集管7c内部的长度不同，此外，集管7c的外壁7w和各自的端部5的角度也不同。因此，在接续部分11a的上下的扁平管3中，只能分配流过集管7c外壁7w近旁的流体。此外，流体沿着壁面7w流过时，由于每个配管流体流向和端部5开口朝向也不同，所以即使上下邻接配置端部5，从集管7c流入各配管3的制冷剂的条件及状态不同。如虚线所示，若在半径方向安装端部5的话，每个配管的差异被缓和，但是安装费事，配管布置复杂，此外，捆扎端部5也变得困难。
图12所示的热交换器1d是，通过使用三个U型集管(第3集管)26a、26b及26c，使从流入侧集管7供给的制冷剂F在被设置成与流入侧集管7同一方向的流出侧集管8中循环的例子。在这个热交换器1d中，把被排列在短轴方向A上的多个扁平管3在短轴方向A分为4个区分R1～R4，形成把各自的扁平管3的端部5及6以窄间隔P2汇集或集中在短轴方向A上的部分15a～15e后与U型集管26a、26b、26c以及集管7及8接续。首先，在从散热片2突出到右侧(外侧)的部分中，集中了位于最下的区分R1的扁平管3的端部6的部分15d被接续在流入侧集管7上，区分R1以及R2由被安装了集中的部分15a的集管26a联络，区分R2以及R3由被安装了集中的部分15c的集管26b联络，区分R3以及R4由被安装了集中的部分15b的集管26c联络，集中了位于最上的区分R4的扁平管3的端部6的部分15e被接续在流出侧集管8上。因此，在热交换器1d中，从热交换部4的外侧的短轴方向(第1方向)A的下部(端或者一角)供给到集管7上的制冷剂F，如白箭头所示，按照扁平管3、U型集管26a、扁平管3、U型集管26b、扁平管3、U型集管26c、扁平管3的顺序流动，到达被配置在热交换部4外侧的短轴方向(第1方向)A的上部(端或者一角)的流出侧集管8。
通过这种构成，即使在利用U型集管形成流路的热交换器1d中，也可以使从流入侧集管7到达流出侧集管8的管长全部相等。此外，使用U型集管的热交换器不限于本形态，例如，使用1个U型集管的热交换器，具有多个扁平筒管的一部分的一方的端部被接续的第1集管(流入侧集管)，其他一部分的一方的端部被接续的第2集管(流出侧集管)，以及多个扁平管的他方的端部被接续的第3集管(U型集管)，它的构成是第1集管及第2集管配置在热交换部外侧的第1方向的两端，第3集管配置在热交换部外侧的第1方向的中央附近。
图13所示的热交换器1e是，在图12所示的热交换器1d中的4个区分R1～R4中，在上侧的2个区分R1及R2和下侧的2个区分R3及R4中一旦把扁平管3接续在连结集管上，然后把连结集管接续到单一的流入侧集管7c和流出侧集管上的例子。在这个热交换器1e中，把被排列在短轴方向A上的多个扁平管3在短轴方向A分为4个区分R1～R4，形成把各自的扁平管3的端部5及6以窄间隔P2集中在短轴方向A上的部分15a～15d。流入侧的部分15a及15b被接续在不同的连结集管7a及7b上，流出侧的部分15c及15d被接续在不同的连结集管8a及8b上。流入侧的2个连结集管7a及7b通过接续配管或分配配管28被接续在单一的集管7c上，被供给到集管7c中的制冷剂F被分配到2个连结集管7a及7b中，从各个连结集管7a及7b被供给到各个扁平管3中。另一方面，流出侧的2个连结集管8a及8b通过接续配管或分配配管29被接续在单一的集管8c上，流出到连结集管8a及8b中的制冷剂F流出到单一的集管8c中。如果是这种热交换器1e的话，则可以减少每个集管7a～7c、8a～8c的尺寸，从而能使集管内部中的制冷剂的相状态更加均一。
还有，本发明虽然对持有板状的散热片2的热交换部进行了说明，但是散热片的形状不限于板状，如果是使用了扁平筒管的热交换器的话，也可以适用。
产业上利用可能性利用本发明，可以提供小型化、热交换效率更高、使用了扁平管的热交换器，可以把本发明适用于空调、冷却器、各种冷却装置、各种冷冻装置等所有的热交换装置。
权利要求
1.一种热交换器，其具有，多个扁平管以第1间隔几乎平行地排列在短轴方向，在上述扁平管之间被配置了散热片的热交换部，以及上述多个扁平管中至少一部分扁平管在上述热交换部的外侧被弯曲成上述短轴方向，在上述至少一部分扁平管的端部以比上述热交换部窄的第2间隔几乎平行排列的状态下，使上述短轴方向和集管的中心轴方向成为同一方向被接续的集管。
2.如权利要求1所述的热交换器，其中，上述至少一部分扁平管的端部被捆扎在上述短轴方向。
3.如权利要求1所述的热交换器，其中，上述至少一部分扁平管的端部以被捆扎的状态成为一体，被接续在上述集管上。
4.如权利要求1所述的热交换器，其中，上述至少一部分扁平管的端部中的、上述端部和端部间的间隙，为扁平管的上述短轴方向的径同程度以下。
5.如权利要求1所述的热交换器，其中，上述至少一部分扁平管的端部几乎被接在上述短轴方向上排列。
6.如权利要求1所述的热交换器，其具有，上述多个扁平管的一方的端部被接续的第1集管，以及上述多个扁平管的他方的端部被接续的第2集管；这些第1集管以及第2集管相对上述热交换部而配置，以便上述多个扁平管的第1集管以及第2集管间的管长变成几乎相等。
7.如权利要求1所述的热交换器，其具有，上述多个扁平管的一方的端部被接续的第1集管，以及上述多个扁平管的他方的端部被接续的第2集管；这些第1以及第2集管夹住上述热交换部配置成对角的位置。
8.如权利要求1所述的热交换器，其中，在上述热交换部，上述多个扁平管被排列在第1方向上，其具有，上述多个扁平管的一部分的一方的端部被接续的第1集管，上述多个扁平管的其他一部分的一方的端部被接续的第2集管，以及上述多个扁平管的他方的端部被接续的第3集管；上述第1及第2集管被配置在上述热交换部外侧的上述第1方向的两端，上述第3集管被配置在上述热交换部外侧的上述第1方向的中央附近。
9.如权利要求1所述的热交换器，其具有，多个上述集管和接续这些集管的至少1个分配器。
10.一种热交换器，其具有，多个扁平管被排列在短轴方向上的热交换部，以及上述多个扁平管中至少一部分扁平管的端部在被捆扎在上述短轴方向的状态下被接续的集管。
11.一种热交换系统，其具有，如权利要求1所述的热交换器，以及向该热交换器供给热交换媒体的机构。
12.一种热交换系统，其具有，如权利要求10所述的热交换器，以及向该热交换器供给热交换媒体的机构。
13.一种热交换器的制造方法，其中该热交换器具有，多个扁平管被排列在短轴方向上的热交换部，以及上述多个扁平管中至少一部分扁平管的端部在被捆扎在上述短轴方向的状态下被接续的集管，该方法具有，捆扎上述至少一部分扁平管的端部的第1工序，以及把被捆扎的状态的上述端部安装在上述集管上的第2工序。
全文摘要
本发明提供的热交换器，具有多个扁平管以第1间隔几乎平行地排列在短轴方向，在扁平管之间被配置了散热片的热交换部，以及多个扁平管中至少一部分扁平管在热交换部的外侧被弯曲成短轴方向，在至少一部分扁平管的端部以比热交换部窄的第2间隔几乎平行排列的状态下，使短轴方向和集管的中心轴方向成为同一方向被接续的集管。利用这个热交换器，可以以更相等的条件向各个扁平管分配流体，所以可以提高热交换效率。
文档编号F28F1/32GK1682089SQ0382127
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月10日 优先权日2002年9月10日
发明者前泽隆英, 辻匡陛 申请人:Gac株式会社