热交换器的制作方法

本发明涉及一种热交换器，特别涉及一种适合作为用于车用空调装置的制冷剂回路的蒸发器的热交换器。

背景技术：

在专利文献1和专利文献2中公开了一种热交换器，形成为在通风方向上重叠两个或三个供制冷剂流通的热交换模块。各热交换模块包括：一对上下集水箱，一对上述上下集水箱以上下隔开间隔的方式配设；以及多个管道，多个上述管道在上下集水箱间平行地延伸，且两端分别与上下集水箱的内部连通，多个上述管道形成进行制冷剂与通风的热交换的芯部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平6－194001号公报

专利文献2：日本专利特开平8－233406号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

上述现有的各热交换器通过利用分流模块构成热交换模块，从而实现经过热交换器吹出的空气的吹出温度均匀化，其中，上述分流模块具有分流芯部，该分流芯部将芯部分割成由多个管道形成的管道组(以下，称作“通道”)，并通过使制冷剂分流，且供上述分流后的制冷剂流通。

然而，由于上述现有的各热交换器并未特别考虑到分流模块的详细的通道分配结构、分流模块之外的热交换模块的通道分配结构，甚至通风方向上的包括分流模块的各热交换模块的配置也未特别考虑，因此，为了减小热交换器中的吹出空气温度的不均匀，实现吹出空气温度的进一步均匀化，仍然留有技术问题。

本发明鉴于上述技术问题而作，其目的在于提供一种热交换器，能实现吹出空气温度的进一步均匀化。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达成上述目的，本发明的热交换器形成为在通风方向上重叠两个以上供制冷剂流通的热交换模块，各热交换模块包括：一对的上集水箱和下集水箱，一对的所述上集水箱和下集水箱以上下隔开间隔的方式配设；以及多个管道，多个所述管道在上集水箱和下集水箱间平行地延伸，且两端分别与上集水箱和下集水箱的内部连通，多个管道形成进行制冷剂与通风的热交换的芯部，在各热交换模块中至少包括：分流模块，该分流模块具有分流芯部，该分流芯部将芯部分割为多个通道，并使制冷剂通过集水箱分流，且供该分流后的制冷剂流通；以及汇流模块，该汇流模块使在分流芯部中流通的制冷剂通过集水箱汇流，以在芯部中流通，分流模块位于比汇流模块更靠通风方向的下风处。

较为理想的是，分流芯部位于以上集水箱和下集水箱的长边方向的中央为基准的处于左右对称的位置。

较为理想的是，汇流模块由没有对芯部进行分割的一个通道形成。

较为理想的是，各热交换模块由三个以上的热交换模块构成，这三个以上的热交换模块包括分流模块、汇流模块和分流前模块，其中，上述分流前模块位于比分流模块更靠通风方向的下风处，并供在分流模块中流通的制冷剂的分流前的制冷剂流通，分流前模块由没有对芯部进行分割的一个通道形成。

较为理想的是，还包括制冷剂相对于热交换器的入口管和出口管，入口管和出口管两者均与上集水箱和下集水箱中的任一方连接。

较为理想的是，各热交换模块在通风方向上重叠奇数个。

较为理想的是，上集水箱和下集水箱通过在通风方向上并排的前后的集水箱，形成上集水箱连结体和下集水箱连结体，上集水箱连结体和下集水箱连结体中的至少任一方具有：连通部，该连通部分别与前后集水箱的内部连通，以形成跨及热交换模块间的制冷剂的流路；以及隔板，该隔板通过连通部的左右的至少任一方将集水箱内分隔，将芯部分割为多个，以供制冷剂流通，分流模块和汇流模块通过配置连通部和隔板而形成。

较为理想的是，所述分流模块中的所述分流芯部被分类为从所述下集水箱流向所述上集水箱的上升通道和从所述上集水箱流向所述下集水箱的下降通道，当所述上升通道经由多个所述连通部而与所述汇流模块的所述集水箱连通时，所述分流模块中的所述上升通道的数目比所述下降通道的数目多，另一方面，当所述下降通道经由多个所述连通部而与所述汇流模块的所述集水箱连通时，所述分流模块中的所述下降通道的数目比所述上升通道的数目多。

较为理想的是，所述分流模块中的所述分流芯部被分类为从所述下集水箱流向所述上集水箱的上升通道和从所述上集水箱流向所述下集水箱的下降通道，当所述上升通道经由一个所述连通部而与所述汇流模块的所述集水箱连通时，所述分流模块中的所述上升通道的数目为一个。

另一方面，当所述下降通道经由一个所述连通部而与所述汇流模块的所述集水箱连通时，所述分流模块中的所述下降通道的数目为一个。

发明效果

根据本发明的热交换器，能实现吹出空气温度的进一步均匀化。

附图说明

图1是本发明一实施方式的热交换器的立体图。

图2是图1所示的热交换器的主视图。

图3是图2所示的区域s的放大图。

图4是从下方将图2所示的下集水箱连结体的一部分放大观察的透视图。

图5是从通风方向观察图4所示的连通构件的侧视图。

图6是将本发明第一实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)分流前模块、(b)分流模块、(c)汇流模块的示意图。

图7是从热交换器的背面观察通过图6的通道分配结构而被均匀化的吹出空气温度的照片。

图8是将本发明第二实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)分流前模块、(b)分流模块、(c)汇流模块的示意图。

图9是将本发明第三实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)分流模块、(b)汇流模块、(c)汇流后模块的示意图。

图10是将本发明第四实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)分流模块、(b)汇流模块、(c)汇流后模块的示意图。

图11是将本发明第五实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)分流前模块、(b)分流模块、(c)汇流模块的示意图。

图12是将本发明第六实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)分流前模块、(b)分流模块、(c)汇流模块的示意图。

图13是将本发明第七实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)第一分流模块、(b)第二分流模块、(c)汇流模块的示意图。

图14是将本发明第八实施方式的热交换器的通道分配从下风开始依次分别表示为(a)第一分流模块、(b)第二分流模块、(c)汇流模块的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明一实施方式的热交换器1进行说明。

图1表示热交换器1的立体图，图2表示热交换器1的主视图。热交换器1组装于制冷剂回路中，该制冷剂回路例如形成车用空调装置的制冷循环，并供高压的二氧化碳制冷剂循环，并在车用空调装置的运转时用作蒸发器。

如图1和图2所示，热交换器1形成为从用箭头表示的通风a的上风开始依次将上风(前侧)模块2a、中央模块2b、下风(后侧)模块2c这三个热交换模块2在通风方向x上重叠形成。另外，通风a是车室内空气(内部气体)或车室外空气(外部气体)。

图3是将图2的区域s放大后的图。如图2和图3所示，各个热交换模块2包括：一对的上集水箱4和下集水箱6，一对的上述上集水箱4和上述下集水箱6以上下隔开间隔的方式配设；以及多个扁平形状的管道8，多个上述管道8在上集水箱4、下集水箱6间平行地延伸，且两端分别与上集水箱4和下集水箱6的内部连通。上集水箱4、下集水箱6形成为直径相同的圆筒形状(圆管形状)。

各管道8的两端通过钎焊而与上集水箱4、下集水箱6接合，在各管道8之间配置有波板形状的翅片10。各翅片10通过钎焊而与相对的管道8的扁平面接合，以形成热交换模块2中的通风a的通风流路。

在热交换模块2中，将管道8和翅片10在水平方向上交替地排列，并形成进行制冷剂与通风a的热交换的芯部12。即，在上风模块2a、中央模块2b、下风模块2c中分别形成有上风芯部12a、中央芯部12b、下风芯部12c。上述芯部12的左右两侧面分别通过一块侧板14覆盖而受到保护。

如图1所示，不同的热交换模块2的通风方向x上相邻的上风(前侧)、中央、下风(后侧)的各上集水箱4a、4b、4c的两个开口端分别被一体的盖构件16堵塞，藉此，形成将各上集水箱4a、4b、4c连结而成的上集水箱连结体4u。盖构件16的一方连接有制冷剂的入口管18和出口管20。入口管18与下风的上集水箱4c连通，出口管20与上风的上集水箱4a连通。

另一方面，不同的热交换模块2的通风方向x上相邻的上风(前侧)、中央、下风(后侧)的各下集水箱6a、6b、6c的两个开口端分别被一体的盖构件22堵塞，藉此，形成将各下集水箱6a、6b、6c连结而成的下集水箱连结体6l。伴随着上集水箱连结体4u、下集水箱连结体6l的形成，进行各芯部12、进而是各热交换器2的连结。

图4是从下将下集水箱连结体6l的一部分进行放大观察的透视图。如图4所示，在各下集水箱6a、6b、6c之间，沿下集水箱连结体6l的长边方向y配设有连通构件(连通部)24。连通构件24分别与连通构件24前后的各下集水箱(前后集水箱)6的内部连通，以形成从下风芯部12c至中央芯部12b、从中央芯部12b至上风芯部12a的制冷剂的流路。

图5是从通风方向x观察连通构件24的侧视图。如图5所示，连通构件24包括：长板部24a，该长板部24a沿长边方向y延伸；以及连通管24b，该连通管24b以从长板部24a的两侧面夹着长板部24a的方式成对突出。连通管24b沿长边方向y配设有多个。

此外，如图4所示，在下集水箱6b的成为不同的各连通构件24的边界的位置处内设有隔板26。隔板26被插入到形成于下集水箱6b的底面的未图示的插入孔中，并通过钎焊从下集水箱6b的外侧而与下集水箱6b接合。隔板26配置成通过连通构件24的左右的至少任一方将下集水箱6内分隔，并将芯部12分配成多个通道，以供制冷剂流通。

这样，通过将连通构件24和隔板26适当配设于下集水箱连结体6l，从而能通过热交换器1实现将各芯部12分配成通道以供制冷剂依次流通的对流型的制冷剂纵流。藉此，能在通过各芯部12的通风a与流过进行通道分配后的各芯部12的制冷剂之间进行高效的热交换。

另外，在本实施方式中，通过考虑热交换模块2的通道分配结构，进而考虑通风方向x上的各热交换模块2的配置，从而减小通过热交换器1的空气的吹出空气温度的不均匀，并实现吹出空气温度的进一步均匀化。以下，对适用于热交换器1的各实施方式的通道分配结构进行说明。

(第一实施方式)

图6是表示本发明第一实施方式的热交换器1的通道分配的示意图。如图6所示，本实施方式的热交换模块2从下风开始依次由(a)分流前模块28、(b)分流模块30、(c)汇流模块32这三个热交换模块2构成。

分流前模块28是下风(后侧)模块2c，位于比分流模块30更靠通风方向x的下风处。分流前模块28具有下风芯部12c和上集水箱4c、下集水箱6c。下风芯部12c由没有被分割的一个通道形成。下集水箱6c的长边方向中央与连通构件24a连通，在上集水箱4c连接有入口管18。从入口管18流入上集水箱4c的制冷剂在下风芯部12c流下，而流入下集水箱6c中，并经由设于下集水箱6c的连通构件24a而流入到分流模块30中。即，在分流前模块28中流通有在分流模块30中流动的制冷剂的分流前的制冷剂。

分流模块30是中央模块2b，并位于比汇流模块32更靠通风方向x的下风处。分流模块30具有中央芯部12b和上集水箱4b、下集水箱6b。在下集水箱6b内沿其长边方向配置有两个隔板26，下集水箱6b内通过各隔板26被划分成中央、左右的空间。

另一方面，中央芯部12b被分割成中央的上升通道和左、右的下降通道这三个通道，其中，中央的上述上升通道与下集水箱6b内的中央空间连通，左、右的上述下降通道分别与左右空间连通，利用这些通道，形成有三个分流芯部38。

各分流芯部38位于以上集水箱4b、下集水箱6b的长边方向的中央为基准的处于左右对称的位置。

此外，在下集水箱6b内的中央空间连通有前述的连通构件24a，在下集水箱6b内的左右空间分别连通有连通构件24b、24b，上述连通构件24b、24b形成朝向汇流模块32的制冷剂的流路。在上集水箱4b中流入有从下集水箱6b的中央空间在作为上升通道的分流芯部38上升的制冷剂，在上集水箱4b内被左右分流的制冷剂在作为左、右的下降通道的分流芯部38流下，并在分别流入到下集水箱6b内的左右空间之后，经由各连通构件24b、24b流入汇流模块32中。

汇流模块32是上风模块2a，具有上风芯部12a和上集水箱4a、下集水箱6a。上风芯部12a由没有被分割的一个通道形成。在下集水箱6a的长边方向左右两侧分别连通有前述的连通构件24b、24b，在上集水箱4a连接有出口管20。在作为分流模块的下降通道的分流芯部38中流通之后，经由各连通构件24b、24b流入下集水箱6a的制冷剂在下集水箱6a中汇流，并在上风芯部12a上升，流入上集水箱4a而从出口管20流出。

如上所述，在本实施方式的热交换器1中，通过使分流模块30位于比汇流模块32更靠通风方向x的下风处，并且说到制冷剂流，使其位于比汇流模块32更靠上游处，从而在分流模块30中流通有比在汇流模块32中流通的制冷剂的热载荷更低的制冷剂。另一方面，在汇流模块32中流通有比分流模块30的热载荷高的制冷剂。

即，在供热载荷较低的制冷剂流通的分流模块30中进行了制冷剂的分流之后，在供热载荷较高的制冷剂流通的汇流模块32中进行制冷剂的汇流。考虑到这种热交换模块2各自不同的制冷剂的特性，通过以汇流模块32、分流模块30、分流前模块28的顺序通风，并阶段性地与通风a进行热交换，从而能减小热交换器1中的吹出空气温度的不均匀，并实现吹出空气温度的进一步均匀化。

具体来说，根据从图7的热交换器1的背面观察到的吹出空气温度可知，在热交换器1的上部形成有处于大致左右对称的高温部40，在热交换器1的下部也形成有没有温度不均的低温部42。实际上，在本实施方式的热交换器1中，通过实验可知，吹出空气温度的最大温度与最小温度之差减小至现有的1/3～1/4程度。

此外，由于各分流芯部38位于以上集水箱4b、下集水箱6b的长边方向的中央为基准的处于左右对称的位置，因此，能实现吹出空气温度的进一步均匀化。具体来说，通过将成为上升通道的分流芯部38形成于中央芯部12b的中央区域，并以夹着上升通道的方式将成为下降通道的分流芯部38形成于占据相同面积的区域，从而能尽可能没有温度不均地进行与分流模块30中的通风a的热交换。

此外，由于通过由上风芯部12a中没有被分割的一个通道形成汇流模块32，从而能尽可能减小从热交换器1流出之前的制冷剂的压力损失，因此，能进一步提高热交换器1、进而是车用空调装置的制冷剂回路的热效率。

此外，分流前模块28由没有对下风芯部12c进行分割的一个通道形成。由于下风芯部12c容易影响到最终吹出的吹出空气的温度，因此，通过将下风芯部12c形成为一个通道，从而能实现吹出空气温度的进一步均匀化。

此外，通过将入口管18和出口管20分别连接于上集水箱4c、上集水箱4a，从而能实现热交换器1的设置部位的空间节省。

此外，通过在通风方向上重叠两个以上的奇数个(在本实施方式的情况下为三个)各热交换模块2，从而能可靠地配置入口管18和出口管20两者和上下集水箱中的任一方。

此外，本实施方式的分流模块30中的分流芯部38被分类成从下集水箱6b流向上集水箱4b的上升通道和从上集水箱4b流向下集水箱6b的下降通道，且下降通道的数目(图6的(b)中的向下箭头：两个)比上升通道的数目(图6的(b)中的向上箭头：一个)多。

在本实施方式的情况下，当上升通道和下降通道中的下降通道经由多个连通构件24b而与汇流模块32的下集水箱6a连通时，通过使下降通道的数目比上升通道的数目多，从而能使来自分流模块30的制冷剂以比一个连通构件24a多的两个连通构件24b流通至一个通道的汇流模块32。因而，由于与通过一个连通构件24a使分流模块30与汇流模块32连通的情况相比，能使制冷剂没有不均匀地在汇流模块32的各管道8中流通，因此，能实现热交换器1的吹出空气温度的进一步均匀化。

以上是对本发明第一实施方式的说明，但本发明不局限于第一实施方式，能在不脱离本发明的精神的范围内进行各种变更。具体而言，还能在热交换器1中进行以下所示的各实施方式的通道分配。

(第二实施方式)

例如，如图8所示，与第一实施方式的情况(图6)相比，能使连通构件24(24a、24b)和隔板26的数目，进而是构成分流模块30的分流芯部38的数目增大。

(第三实施方式)

此外，如图9所示，通过适当地配置连通构件24(24a、24b)和隔板26，并对入口管18的连接部位进行改变，从而也能采用没有形成分流前模块28的结构。在这种情况下，也可以将下风模块2c用作分流模块30，将中央模块2b用作汇流模块32，并在最上风处形成没有通道分配的一个通道的上风模块2a以作为汇流后模块44。

此外，在本实施方式的情况下，与第一实施方式的情况(图6)不同，分流模块30中的分流芯部38中的上升通道的数目(图9的(a)中的向上箭头：两个)比下降通道的数目(图9的(a)中的向下箭头：一个)少。然而，像本实施方式的情况那样，在上升通道和下降通道中的上升通道经由多个连通构件24a而与汇流模块32的上集水箱6b连通时，通过使上升通道的数目比下降通道的数目多，从而能使来自分流模块30的制冷剂通过比一个连通构件24b多的两个连通构件24a而流通至一个通道的汇流模块32。因而，由于与通过一个连通构件24b使分流模块30与汇流模块32连通的情况相比，能使制冷剂在汇流模块32的各管道8中没有不均匀地流通，因此，能实现热交换器1的吹出空气温度的进一步均匀化。

(第四实施方式)

此外，如图10所示，与第三实施方式的情况(图9)相比，能使连通构件24(24a、24b)和隔板26的数目、进而是构成分流模块30的分流芯部38的数目增大。在这种情况下，入口管18成为分岔成三个分支的分岔管，但即使在这种情况下，至少与现有相比,能实现热交换器1的吹出空气温度的均匀化。

(第五实施方式)

此外，如图11所示，与第一实施方式的情况(图6)不同，还能将成为下降通道的分流芯部38形成于中央芯部12b的中央区域，并以夹着成为下降通道的分流芯部38的方式将成为上升通道的分流芯部38形成于占用与中央芯部12b大致相同面积的区域。

此外，在本实施方式的情况下，分流模块30中的下降通道的数目为一个，上升通道的数目为两个。此外，上升通道和下降通道中的上升通道经由一个连通构件24b而与汇流模块32的上集水箱6a连通。这样，通过与一个连通构件24b连通的分流模块30的下降通道的数目为一个，利用由减小制冷剂的流路面积实现的制冷剂流速的增加，使得制冷剂易于在上集水箱6a内沿横向扩散流动，从而与通过两个连通构件24a使分流模块30与汇流模块32连通的情况相比，能使制冷剂在汇流模块32的各管道8中没有不均匀地流通，因此，能实现热交换器1的吹出空气温度的进一步均匀化。

(第六实施方式)

此外，如图12所示，与第五实施方式的情况(图11)相比，能改变连通构件24(24a、24b)和隔板26的数目、配置，进而能使构成分流模块30的分流芯部38的数目增大。

(第七实施方式)

此外，如图13所示，通过对连通构件24(24a、24b、24c、24d)和隔板26的数目、配置、入口管18的连接部位进行调节，进而对构成分流模块30的分流芯部38的数目进行调节，从而也能将下风模块2c和中央模块2b分别用作第一分流模块30a、第二分流模块30b。在这种情况下，没有形成一个通道的分流前模块28，制冷剂通过上升通道和下降通道从第一分流模块30a流向第二分流模块30b。即使在这种情况下，至少与现有相比，能实现热交换器1的吹出空气温度的均匀化。

(第八实施方式)

如图14所示，与第七实施方式的情况(图13)相比，能改变连通构件(24a、24b、24c、24d)和隔板26的数目，进而能使构成第一分流模块30a和第二分流模块30b的分流芯部38的数目增大。

另外，上述各实施方式的热交换器1形成为在通风方向x上重叠三个热交换模块2，但只要具有至少各一个分流模块30和汇流模块32，则还能适用于重叠两个热交换模块2的热交换器、或是重叠四个以上热交换模块2的热交换器。

此外，上述各实施方式的热交换器1的入口管18和出口管20两者均连接于上集水箱4，但并不局限于此，也可以将入口管18和出口管20中的至少任一方连接于下集水箱6。即使在这种情况下，至少与现有相比，能实现热交换器1的吹出空气温度的均匀化。

此外，上述各实施方式的热交换器1所用的制冷剂是二氧化碳制冷剂，但也可以使用其它的制冷剂，上集水箱4、下集水箱6的形状并不局限于圆管形状，这一点是自不待言的。

(符号说明)

1热交换器；

2热交换模块；

4上集水箱；

4a、4b、4c上集水箱(前后集水箱)；

4u上集水箱连结体；

6下集水箱；

6a、6b、6c下集水箱(前后集水箱)；

6l下集水箱连结体；

8管道；

12芯部；

18入口管；

20出口管；

24连通构件(连通部)；

26隔板；

30分流模块；

32汇流模块；

38分流芯部。