热交换器和使用它的制冷系统的制作方法

文档序号:17295806发布日期:2019-04-03 04:23阅读:188来源:国知局
热交换器和使用它的制冷系统的制作方法

本发明涉及热交换器和使用它的制冷系统。本发明特别是涉及具有供制冷剂流动的板状的板翅片层叠而构成的板翅片层叠型的热交换器和使用它的制冷系统。



背景技术:

一般来说空气调节机,制冷机等的制冷系统使由压缩机压缩后的制冷剂在冷凝器,蒸发器等热交换器循环,与空气等第2流体热交换来进行供冷或供暖。该制冷系统中,系统的性能和节能性很大程度上被热交换器的热交换效率左右。因此,对热交换器强烈要求高效率化。

其中,制冷系统的热交换器一般使用在翅片组中使传热管贯通而构成的翅片管型热交换器,能够进行利用传热管的细径化进行的热交换效率的提高和小型化。

但是,上述传热管的细径化存在极限,因此热交换效率的提高和小型化也逐渐接近极限。

另一方面,在为了交换热能而使用的热交换器中,已知将具有流体流路的板翅片层叠而构成的板翅片层叠型热交换器。

该板翅片层叠型热交换器在形成于板翅片中的流路中流动的流体与层叠的板翅片之间流动的第2流体之间进行热交换。在车辆用的空气调节机等中被广泛应用(参照专利文献1)。

图36、图37表示上述专利文献1记载的板翅片层叠型热交换器。在该热交换器100中,具有流动制冷剂的流路101的板翅片102层叠,构成板翅片层叠体103。在板翅片层叠体103的两侧部层叠有端板104。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国实用新案登记第3192719号公报



技术实现要素:

上述专利文献1记载的板翅片层叠型热交换器,在板翅片102冲压成形了凹状槽而形成流路101,因此具有能够使流路101的截面积与翅片管型的传热管相比进一步变小的优点。

但是,向各流路101流动制冷剂的集管流路105的面积与各流路101的面积相比极大,因此在集管流路105部分的制冷剂的压力变大。由此,端板102的具有集管流路105的部分(图36中以x表示的板翅片层叠型热交换器的上下部分)可能向外侧膨胀变形。

该集管流路105部分的膨胀变形,在为汽车用空调机的热交换器时,由于制冷剂量少、制冷剂压力并不太高,而能够由端板104的刚性来抑制。由此没有认识到存在问题。

但是,根据发明者们的实验,在为家庭用空调、工业用空调等与汽车用空调机相比使用的制冷剂量较多的热交换器时,集管流路105部分的膨胀变形的压力与汽车用空调机相比变大,难以抑制集管流路105部分的膨胀变形。进而,根据情况,可能导致端板向外侧膨胀变形。

此外,最近的空气调节机从防止地球温暖化的观点出发,研究全球变暖潜势(gwp)小的r1123(1,1,2-三氟乙烯)、r1132(1,2-四氟乙烯)制冷剂的实用化。这些制冷剂的压力与现有技术的r410a制冷剂相比变高,因此当使用这样的制冷剂时,能够想到集管流路105部分的膨胀变形变得显著。由此需要提供对策。

本发明鉴于这些情况以及在应对环境要求时出现的课题而提出,即使是在家庭用和工业用空调等中使用的热交换器,也能够抑制集管流路部分的膨胀变形。由此,能够提供热交换效率高的热交换器和使用它的高性能的制冷系统。

为了达成上述目的,本发明热交换器包括:多个板翅片层叠而成的板翅片层叠体,其中每个板翅片层叠体具有供第1流体流动的流路;在所述板翅片层叠体的层叠方向两端分别配置的第1端板和第2端板;和由供在所述流路流动的所述第1流体通过的流入管和流出管构成的流入流出管。在所述板翅片层叠体的板翅片叠层间流动第2流体,在所述第1流体与所述第2流体之间进行热交换。所述多个板翅片分别包括:具有供所述第1流体流动的多个第1流体流路的流路区域;和具有使所述多个第1流体流路分别与所述流入流出管连通的集管流路的集管区域。所述第1流体流路由分别设置于所述多个板翅片的凹状槽构成。在所述第1端板的第1集管区域对应部分和所述第2端板的第2集管区域对应部分,设置有抑制所述第1集管区域对应部分和所述第2集管区域对应部分的膨胀变形的膨胀变形抑制部。

由此,第1流体流路细径化,能够促进热交换效率的提高和小型化。进而,即使是作为第1流体的制冷剂的流量多的压力高的热交换器,也能够抑制集管区域对应部分向外侧的膨胀变形。通过使用这样的热交换器,能够提供紧凑且节能性高的高性能的制冷系统。

本发明根据上述结构,在家庭用和工业用空调等中使用的热交换器中,能够抑制集管区域部分的膨胀变形。由此能够提供小型且高效率的热交换器和使用它的制冷系统。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器的外观的立体图。

图2是将该板翅片层叠型热交换器以上下分离的状态表示的分解立体图。

图3是该板翅片层叠型热交换器的分解立体图。

图4是表示该板翅片层叠型热交换器中的板翅片层叠体的板翅片层叠状态的侧视图。

图5是表示图1的a-a截面的概略图。

图6是表示图1的b-b截面的概略图。

图7是表示图2的c-c截面的概略图。

图8是将本发明的实施方式1的板翅片层叠型热交换器中的流入流出管的连接部分和集管开口部分切断表示的立体图。

图9是将该板翅片层叠型热交换器中的板翅片层叠体的制冷剂流路组部分切断表示的立体图。

图10是将该板翅片层叠型热交换器中的制冷剂流路组部分切断表示的立体图。

图11是将该板翅片层叠型热交换器中的板翅片层叠体的定位用凸台孔部分切断表示的立体图。

图12是将该板翅片层叠型热交换器中的板翅片层叠体的集管开口部分切断表示的立体图。

图13是构成该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的板翅片的平面图。

图14是表示该板翅片的集管区域的放大平面图。

图15是将该板翅片的结构局部放大表示的分解图。

图16a是第1板翅片的平面图。

图16b是第2板翅片的平面图。

图16c是用于说明第1和第2翅片板重叠时的状态的平面图。

图17是用于说明该板翅片的制冷剂流动动作的图。

图18是表示在该板翅片的流路区域设置的突起的放大立体图。

图19是表示在该板翅片的制冷剂流路的u形部侧端部设置的突起的放大立体图。

图20是表示本发明的实施方式2的板翅片层叠型热交换器的外观的立体图。

图21是构成该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的板翅片的平面图。

图22是将该板翅片层叠型热交换器的板翅片的结构局部放大表示的分解图。

图23是将该板翅片层叠型热交换器中的板翅片层叠体的制冷剂流路组部分切断表示的立体图。

图24是表示本发明的实施方式3的板翅片层叠型热交换器的外观的立体图。

图25是表示从该板翅片层叠型热交换器拔出了分流控制管的状态的立体图。

图26是表示该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体中的分流控制管插入部分的立体图。

图27是该板翅片层叠型热交换器的分流控制管的立体图。

图28是表示该板翅片层叠型热交换器的分流控制管部分的截面的概略图。

图29是表示本发明的实施方式4的板翅片层叠型热交换器的外观的立体图。

图30是使用本发明的板层叠型热交换器的空气调节机的制冷循环图。

图31是表示该空气调节机的截面的概略图。

图32是本发明的变形例的板翅片层叠型热交换器的立体图。

图33是该变形例的板翅片层叠型热交换器的分解立体图。

图34是表示该变形例的板翅片层叠型热交换器的加强板的立体图。

图35是表示该变形例的板翅片层叠型热交换器的端板的立体图。

图36是表示现有的板翅片层叠型热交换器的截面的概略图。

图37是该现有的板翅片层叠型热交换器的板翅片的平面图。

具体实施方式

第1发明的热交换器包括:多个板翅片层叠而成的板翅片层叠体,其中每个板翅片层叠体具有供第1流体流动的流路;在所述板翅片层叠体的层叠方向两端分别配置的第1端板和第2端板;和由供在所述流路流动的所述第1流体通过的流入管和流出管构成的流入流出管。在所述板翅片层叠体的板翅片叠层间流动第2流体,在所述第1流体与所述第2流体之间进行热交换。所述多个板翅片分别包括:具有供所述第1流体流动的多个第1流体流路的流路区域;和具有使所述多个第1流体流路分别与所述流入流出管连通的集管流路的集管区域。所述第1流体流路由分别设置于所述多个板翅片的凹状槽构成。在所述第1端板的第1集管区域对应部分和所述第2端板的第2集管区域对应部分,设置有抑制所述第1集管区域对应部分和所述第2集管区域对应部分的膨胀变形的膨胀变形抑制部。

由此,第1流体流路细径化,能够促进热交换效率的提高和小型化。进而,即使是作为第1流体的制冷剂的流量多的压力高的热交换器,也能够抑制集管区域对应部分向外侧的膨胀变形。通过使用这样的热交换器,能够提供紧凑且节能性高的高性能的制冷系统。

第2发明是,所述膨胀变形抑制部具有连结所述第1集管区域对应部分和所述第2集管区域对应部分的连结部。

由此,能够可靠地抑制由于对端板的集管区域对应部分施加向外侧的膨胀变形力而导致的集管区域对应部分的要向外侧膨胀的变形。由此,能够防止集管区域对应部分的变形并且使第1流体流路细径化,能够促进热交换效率的提高和小型化。

第3发明是,在所述第1集管区域对应部分的外表面配置有第1加强板,在所述第2集管区域对应部分的外表面配置有第2加强板,所述第1加强板和所述第2加强板由所述连结部连结,用所述第1端板和所述第2端板以及所述第1加强板和所述第2加强板夹持所述板翅片层叠体。

由此,能够可靠地抑制由于对端板的集管区域对应部分施加向外侧的膨胀变形力而导致的集管区域对应部分的要向外侧膨胀的变形。而且,该变形抑制利用加强板自身的刚性得以强化。由此,在使用压力高的环境应对型制冷剂时,也能够可靠地抑制膨胀变形。即,能够防止集管区域对应部分的膨胀变形并且使第1流体流路细径化,由此能够促进热交换效率的提高和小型化。此外,加强板设置在集管区域对应部分,因此由于设置加强板而增加的体积成为在板翅片层叠体两侧的集管区域对应部分增加的体积。由此能够将体积增加抑制在最小限度,能够无损热交换器的小型化地实现热交换效率的提高。

第4发明是,所述多个第1流体流路分别形成为u字状,与所述流入管连通的流体入口侧的集管流路和与所述流出管连通的制冷剂出口侧的集管流路配置在所述多个板翅片各自的一端部侧。

由此,能够不使板翅片变大(长度尺寸变长)地使第1流体流路变长而使制冷剂的热交换量增大,进一步提高热交换效率。此外,能够促进热交换器的小型化。此处,通过使入口侧的集管流路和出口侧的集管流路集中在板翅片各自的一端部侧,最容易被施加应力的集管流路部分偏倚于一端部侧。由此,在集管区域对应部分产生耐压上的问题。对此,利用上述结构,能够可靠地防止集管区域对应部分的膨胀变形。

第5发明是,在所述第1加强板的第1面,连接有向所述第2端板延伸的分流控制管,在所述第1加强板的第2面,连接所述流入流出管。

由此,能够利用分流控制管的分流效果进一步提高热交换效率。此外,分流控制管仅通过安装加强板就能够突出设置于集管流路内。由此,能够防止将分流控制管用焊接等之后安装等时担心的、由于板翅片焊接部分的焊料的熔解造成的板翅片接合不良情况和随之发生的制冷剂泄漏等品质不良情况。结果能够实现高品质且高效率的热交换器。

第6发明是,所述第1加强板由与所述分流控制管和所述流入流出管之间的电位差比将所述分流控制管和所述流入流出管直接连接时的两者之间的电位差小的材料形成。

由此,能够防止在将分流控制管和流入流出管直接连接时发生的不同种类金属的接触腐蚀,能够大幅提高长期使用的可靠性。特别是在多将流入流出管用铜管构成、将分流控制管用不锈钢等构成的空气调节机用热交换器中,能够期待显著效果。

第7发明是,在所述多个板翅片、所述第1端板和所述第2端板以及所述第1加强板和所述第2加强板,设置有贯通孔,通过所述紧固部贯通所述贯通孔,连结所述第1加强板和所述第2加强板。

由此,能够防止端板的集管区域对应部分的膨胀变形。此外,在连结加强板的紧固部用的贯通孔中嵌入销(治具)将板翅片、端板层叠时,能够将贯通孔用作定位部。由此能够防止集管区域部分的膨胀变形并且提高生产性。

第8发明是,所述膨胀变形抑制部由中空框体构成,所述第1集管区域对应部分和所述第2集管区域对应部分的外表面嵌入所述中空框体内。

由此,与膨胀变形抑制部向板翅片层叠体的安装使用机械结合部的情况相比,能够容易地短时间进行,能够提高生产性。

第9发明是,在所述第1加强板设置有供所述流入流出管插入的配管孔。

由此,在热交换器侧面的流入流出管附近也能够用加强板固定,因此能够提高防止集管区域对应部分的膨胀变形的效果。

第10发明是,所述配管孔是锥状的。

由此,在热交换器焊接流入流出管时,能够使焊枪的火高效地接触热交换器。由此能够缩短焊接时间。此外,在将热交换器用作蒸发器时,能够使得在热交换器产生的露水不保持在配管孔而排出。由此提高热交换器的耐腐蚀性。

第11发明是,在所述第2加强板配置有设置有螺纹槽的连通孔,在所述连结部的端部配置有螺纹部。

由此,能够将加强板和连结部直接固定,与不设置螺纹槽的情况相比较能够减少部件个数,而且固定时的操作性提高。此外,即使在热交换器的层叠方向上施加压缩热交换器的力,也能够缓和外力。

第12发明是,在所述第2端板配置有设置有螺纹槽的贯通孔。

由此,能够将端板和连结部直接固定,即使在热交换器的层叠方向上施加压缩热交换器的力,也能够更牢固地缓和外力。

第13发明是,在所述第1加强板的周缘部和所述第2加强板的周缘部配置有露水承接部。

由此,能够使在加强板表面产生的露水流至规定的部位。

第14发明是制冷系统,其具有所述热交换器。

由此,该制冷系统具有能够抑制集管区域部分的膨胀变形,小型且高效率的热交换器。从而能够实现节能性高的高性能的制冷系统。

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

另外,本发明的热交换器并不限定于以下的实施方式中记载的板翅片层叠型热交换器的结构,也包括与以下的实施方式中说明的技术思想同等意义的热交换器的结构。

此外,以下说明的实施方式表示本发明的一个例子,实施方式中表示的结构、功能、动作等是例示,不限定本发明。

(实施方式1)

图1是表示本实施方式的板翅片层叠型热交换器(以下简称为热交换器)1的外观的立体图。图2是将板翅片层叠型热交换器以上下分离的状态表示的分解立体图。图3是板翅片层叠型热交换器的分解立体图。图4是表示板翅片层叠体的板翅片层叠状态的侧视图。图5~图7是表示板翅片层叠型热交换器的截面的概略图。

如图1~图8所示,本实施方式的热交换器1包括:作为第1流体的制冷剂所流入的流入管(入口集管)4;将为长方形的板状的多个板翅片2a层叠而构成的板翅片层叠体2;和将在板翅片2a中的流路流通后的制冷剂排出的流出管(出口集管)5。

此外,在板翅片层叠体2的层叠方向的两侧(图1中是上侧和下侧),设置有在俯视时与板翅片2a为大致相同形状的端板3a、3b。端板3a、3b由具有刚性的板材形成,例如研磨铝、铝合金、不锈钢等金属材料而进行金属加工所形成。

另外,端板3a、3b和多个板翅片2a以层叠状态焊接一体化。它们也可以利用其它具有耐热性的固定方法例如使用化学接合部件而接合。

此外,在本实施方式中,在上述板翅片层叠体2的两侧配置的端板3a、3b利用螺栓-螺母或铆接销轴等连结部9,其长度方向两端部被连结固定。即,板翅片层叠体两侧的端板3a、3b以夹持板翅片层叠体2的方式机械地连结固定板翅片层叠体2。

此外,在本实施方式中,进而在端板3a、3b的长度方向一端部(图1中是左侧端部)的集管区域对应部分配置有加强板16a、16b。此处,“集管区域对应部分”是指,在端板3a、3b和板翅片2a重叠时,与板翅片2a的集管区域h(参照图13)重叠的端板的一部分(端板的规定区域)。通过将加强板16a、16b用连结部9紧固而连结固定,加强板16a、16b机械地夹持端板3a、3b和板翅片层叠体2。

另外,加强板16a、16b与端板3a、3b同样,由具有刚性的板材例如不锈钢、铝合金等金属材料形成。另外,加强板16a、16b优选由比端板3a、3b刚性高的材料形成或具有厚板厚。

此外,板翅片2a在内部具有供作为第1流体的制冷剂流动的多个并排的制冷剂流路组(对包括该制冷剂流路组的板翅片2a的制冷剂流路结构在后面详述)。制冷剂流路组形成为u字状(包括大致u字状)。与制冷剂流路组相连的流入管4和流出管5(以下将流入管4和流出管5统一称为流入流出管)在板翅片层叠体2的一侧(图1中是上侧)的端板3a的一端部侧集中配置。

如上所述构成的本实施方式的热交换器1中,制冷剂在板翅片层叠体2的各板翅片2a的内部的多个流路组中在长度方向上并排流动,u形转向而折返,从流出管5排出。另一方面,作为第2流体的空气穿过在构成板翅片层叠体2的板翅片2a的层叠间形成的间隙。由此进行作为第1流体的制冷剂和作为第2流体的空气的热交换。

接着,使用图9~图19说明形成构成热交换器1的主体的板翅片层叠体2的板翅片2a。

图9~图12是将板翅片层叠体的一部分切断表示的立体图。图13~图19是表示板翅片的结构的图。

板翅片层叠体2如图9所示,通过二种具有流路结构的板翅片2a(第1板翅片6、第2板翅片7)层叠而构成。

板翅片2a的第1板翅片6和第2板翅片7分别如图15所示,通过将冲压成形了后述的制冷剂流路结构的第1板状部件6a和与第1板状部件6a为相同结构的第2板状部件6b相对地焊接而构成。第1板状部件6a和第2板状部件6b分别具有凹状槽,通过将第1板状部件6a和第2板状部件6b相对地固接,构成制冷剂流路。第1板状部件6a和第2板状部件6b由铝、铝合金、不锈钢等金属薄板构成。

以下,对在板翅片2a形成的流路结构进行说明。

另外,板翅片2a的第1板翅片6和第2板翅片7除了后述的制冷剂流路11的位置错开以外为相同结构,因此在图13~图15等中标注第1板翅片6的图号进行说明。

板翅片2a(6、7)如图13所示,在长度方向的一端部(图13中是左侧)形成有集管区域h,其它区域成为流路区域p。在集管区域h形成流入侧的集管开口8a和出口侧的集管开口8b,分别连接流入管4和流出管5。

此外,在流路区域p并排地形成有多个供来自集管开口8a的作为第1流体的制冷剂流动的第1流体流路(以下称为制冷剂流路)11。制冷剂流路11组在板翅片2a(6、7)的另一端部(图13的右侧端部附近)折返,与出口侧的集管开口8b相连。详细叙述的话,制冷剂流路11组包括与流入侧的集管开口8a相连的去路侧流路部11a和与出口侧的集管开口8b相连的归路侧流路部11b,是大致u字状地回折的形状。从流入侧的集管开口8a流入的制冷剂从去路侧流路部11a向归路侧流路部11b进行u形转向后向出口侧的集管开口8b流动。

此外,在流入侧的集管开口8a的周围,如图14中放大表示的那样,形成有来自集管开口8a的制冷剂向制冷剂流路11组流动的集管流路10。集管流路10包括:以从集管开口8a的外周膨出的方式形成的外周流路10a;向外周流路10a的制冷剂流路11组侧延伸的一根连接流路10b;和将连接流路10b与制冷剂流路11组的各流路相连的多分支流路10c。

另外,集管流路10的外周流路10a、连接流路10b和多分支流路10c与在流路区域p并排设置的各制冷剂流路11相比形成得更为宽幅。在集管流路10中,与流动方向正交的纵截面形状为矩形形状。

此外,流入侧的集管开口8a的开口形状与出口侧的集管开口8b的开口形状相比具有更大的直径。这是因为,热交换器用作冷凝器时,热交换后的制冷剂的体积与热交换前的制冷剂的体积相比变小。

此外,与出口侧的集管开口8b相连的归路侧流路部11b的个数比供来自流入侧的集管开口8a的制冷剂流入的去路侧流路部11a的个数少。这与集管开口8a、8b的直径不同是基于相同的理由,是因为热交换后的制冷剂的体积与热交换前的制冷剂的体积相比变小。

本实施方式中例示了去路侧流路部11a的个数为7根,归路侧流路部11b的个数为2根,但并不限定于此。

另外,热交换器用作蒸发器时,制冷剂的出入口与上述结构相反。

此外,在板翅片2a(6、7)中,在形成有来自流入侧的集管开口8a的制冷剂所流入的去路侧流路部11a的区域与形成有向出口侧的集管开口8b流动的归路侧流路部11b的区域之间,为了使板翅片2a(6、7)内的制冷剂彼此的热传导减少(隔热)而配置有狭缝15。

入口侧的集管流路10的连接流路10b偏倚于去路侧流路部11a的靠与归路侧流路部11b相反的一侧的部分地设置。即,如图17所示,从连接流路10b的中心线o到归路侧流路部11b侧的端的流路11a-1的宽度v构成为大于从连接流路10b的中心线o到归路侧流路部11b的相反侧的端部的流路11a-2的宽度w。在连接流路10b的终端即与去路侧流路部11a相连的开口部分形成有分流碰撞壁17。处于连接流路10b的延长线上的去路侧流路部分成为非流路部18。由此,从连接流路10b流来的制冷剂与分流碰撞壁17碰撞而分流(图17中是上下分流),经由连接流路10b下游侧的多分支流路10c向由非流路部18划分的去路侧流路部11a的上下的各流路组流动。

另外,在出口侧的集管开口8b也形成有集管流路14。集管流路14除了没有分流碰撞壁17,形成为与设置于入口侧的集管开口8a的集管流路10为基本相同的形状。在本实施方式中,制冷剂流路11组的归路侧流路部11b的个数为二根,较少,因此连接流路10b设置在归路侧流路部11b组的大致中心线上。

以上述方式构成的板翅片2a(6、7)中,在第1板翅片6,如图16a所示,多个突起12(第1突起:12a、12aa,第2突起:12b)在长度方向上隔开规定间隔地形成在流路区域p。

图16a表示第1板翅片6。图16b表示第2板翅片7。图16c表示使两翅片板2a(6、7)重叠的状态(用于表示制冷剂流路11组的错位的图)。

如图16a~图16c所示,第1突起12a形成于板翅片长边缘部(图16a中左右两侧的长边缘部)的平面端部19a。第1突起12aa形成于狭缝15的两侧缘部的平面端部19b。如图10所示,第1突起12a与在层叠方向相邻相对的第2板翅片7的长边缘部的平面端部19a抵接。第1突起12aa与在层叠方向相邻相对的第2板翅片7的位于狭缝15的两侧缘部的平面端部19b抵接。由此,第1板翅片6与相邻的第2板翅片7之间的叠层间距离被限定为规定的长度。第1突起12a以位于从各长边缘部的端缘起向内侧例如从端缘起向内侧(靠制冷剂流路11的一侧)离开1mm以上的位置的方式形成。

第2突起12b根据图16a可知,以规定间隔形成在制冷剂流路11组的流路间、在本实施方式中是在作为非流路部18的凹陷平面部20。该第2突起12b与图16b所示的在层叠方向相邻的第2板翅片7的凹陷平面部20抵接。由此,第2突起12b与第1突起12a同样,将第1板翅片6与第2板翅片7之间的叠层间距离限定为规定的长度。

此外,各突起12(12a、12aa、12b)如图18所示,通过将第1板翅片6的平面端部19a、19b和凹陷平面部20的一部分别切开成形(使其翘曲)而形成。以下,有时将突起12(12a、12aa、12b)称为切开成形突起。切开成形突起的切开成形端缘y(参照图18),与在板翅片2a的叠层间流动的第2流体的以箭头表示的流动方向相对,切开成形立起片z(参照图18)以沿着第2流体的流动的方式形成。本实施方式中,切开成形突起切开成形形成为向第2流体的流动方向开口的截面为大致字状(大致u字状)的形状。

各板翅片2a(6、7)、端板3(3a、3b)的焊接时,各切开成形突起12(12a、12aa、12b)的各顶面与相邻的板翅片2a(6、7)固接。由此,各板翅片2a(6、7)被一体地连结。

另外,在本实施方式中,第1切开成形突起12a、12aa和第2切开成形突起12b沿第2流体(空气)的流动方向以成为直线状的方式配置,但也可以交错排列地配置。

此外,板翅片2a(6)如图19所示,在制冷剂流路11组进行u形转向的流路区域p的折返侧的端部的翅片平面部21也形成有多个突起22(22a、22b)。突起22(22a、22b)也通过将翅片平面部21切开成形而形成(以下也有时将突起22(22a、22b)称为切开成形突起),切开成形突起22(22a、22b)的切开成形端缘y与第2流体的流动相对(参照图19)。此外,切开成形突起22(22a、22b)设置在定位用凸台孔13的下游侧。靠近定位用凸台孔13的下游侧的切开成形突起22a,切开成形形成为使定位用凸台孔13的下游侧的流动缩流的形状,例如向第2流体的流动以截面形状为字状(逆v字形状)的方式开口的形状。比突起22a更靠下游侧的各突起22b分别以其中心线与接下来的下游侧的突起22b的中心线错开的方式交错配置。

另外,各切开成形突起22(22a、22b)也与切开成形突起12(第1切开成形突起:12a、12aa,第2切开成形突起:12b)同样,切开成形突起22(22a、22b)的各顶面与相邻的板翅片2a(7)抵接并被固接。由此,相邻的板翅片2a之间的间隙被限定为规定的长度,各板翅片2a彼此被连结。

此外,在板翅片2a(6、7),如图11所示,在集管区域h的端部形成有定位用的贯通孔(以下称为定位用凸台孔)13。定位用凸台孔13也形成在层叠于板翅片2a(6、7)的两侧的端板3a、3b和加强板16a、16b。在定位用凸台孔13,安装有层叠多个板翅片2a(6、7)时的定位销治具。由此,多个板翅片2a能够进行高精度的层叠。本实施方式中,将板翅片层叠体2的加强板16a、16b和端板3a、3b连结的螺栓等连结部9(参照图3)兼用作定位销治具。

进而,在设置于板翅片2a(6、7)的两端部的定位用凸台孔13的外周部分,形成有向上下膨出的孔外周部(以下称为定位用凸台孔外周部)13a。定位用凸台孔外周部13a形成与供制冷剂流动的流路不同的空间。如图11所示,定位用凸台孔外周部13a与在层叠方向相邻的板翅片2a(6、7)抵接,构成保持板翅片2a的叠层间隙的集管区域支承部。

在定位用凸台孔13的周围形成的定位用凸台孔外周部13a,在形成于图12所示的集管区域h的入口、出口两者的集管流路10(10a、10b、10c)以及在层叠方向相对的板翅片2a(6、7)的集管流路10和定位用凸台孔外周部13a焊接固定。由此,板翅片2a(6、7)的集管区域部分被一体地连结。

另外,在本发明的制冷剂流路11中,例如说明了与制冷剂流动的方向正交的截面形状是圆形形状的情况,但并不限定于此。制冷剂流路11的截面形状在圆形形状之外,也可以是矩形形状等。

此外,在本实施方式中,说明了制冷剂流路11具有向层叠方向的两侧突出的形状的情况,但也可以是仅向层叠方向的单侧突出的形状。另外,在本发明中,圆形形状也包括由圆形、椭圆和闭锁曲线形成的复合曲线形状。

以上述方式构成本实施方式的热交换器,以下说明其作用效果。

首先,说明制冷剂的流动和热交换作用。制冷剂从与板翅片层叠体2的一端部侧连接的流入管4经由流入侧的集管开口8a向各板翅片2a的集管流路10流动。制冷剂经由集管开口8a周围的外周流路10a、连接流路10b、多分支流路10c向制冷剂流路11组流动。在各板翅片2a的制冷剂流路11组流动的制冷剂从去路侧流路部11a向归路侧流路部11b折返。制冷剂经由出口侧的集管流路14、出口侧的集管开口8b从流出管5向制冷系统的制冷剂回路流动。

制冷剂在制冷剂流路11流动时,与穿过板翅片层叠体2的板翅片2a叠层间的空气进行热交换。

此时,制冷剂的强压力施加于板翅片层叠体2的集管区域h,集管流路10的某集管区域h部分等要膨胀变形。

即,施加于集管流路10的制冷剂的强压力对覆盖板翅片层叠体2的两侧部的端板3a、3b的集管区域对应部分施加很强的作用,使得端板3a、3b的集管区域对应部分要向外侧膨胀变形。

但是,本实施方式的热交换器中,覆盖板翅片层叠体2的两侧部的端板3a、3b的集管区域对应部分由连结部9连结。由此,能够防止端板3a、3b的集管区域对应部分向外侧膨胀变形。

即,如图7的箭头所示,施加于集管区域部分的制冷剂的高压力以对上方的端板3a使其向上、对下方的端板3b使其向下的方式分别要使其变形。施加于上方的端板3a的向上的膨胀变形力受到来自在与上方的端板3a连接的流入管4中存在的制冷剂的向下的压力。即,利用来自存在于流入管4的制冷剂的向下的压力抵消向上的膨胀变形力。由此,能够防止上侧的端板3a的集管区域对应部分向外方的膨胀变形。施加于下方的端板3b的向下的膨胀变形力,如上所述通过端板3b与上方的端板3a连结而得以缓和。由此,能够抑制端板3a的膨胀变形。结果,整体能够缓和端板3a、3b的膨胀变形。

特别是在本实施方式中,在端板3a、3b的集管区域对应部分的外表面设置有加强板16a、16b。加强板16a、16b彼此由连结部9连结,对端板3a、3b从外侧向板翅片层叠体2推压。由此,端板3a、3b的集管区域对应部分的强度由于加强板16a、16b自身的刚性而得以强化,强力地抑制集管区域对应部分的膨胀变形。

此外,通过设置加强板16a、16b,即使制冷剂流路为u字状,也能够可靠地抑制集管区域对应部分的膨胀变形。即,在本实施方式的板翅片层叠体2中,设置于板翅片2a的制冷剂流路11大致u字状地进行u形转向,入口侧的集管流路10和出口侧的集管流路14在板翅片的一端部侧集中。因此,对板翅片的一端部侧施加入口侧和出口侧两者的压力。但是,根据本实施方式的结构,即使施加入口侧和出口侧的制冷剂压力两者,也能够对抗该力而可靠地防止膨胀变形。

由此,在上述的为制冷剂量多的热交换器、或使用压缩比率高的环境对应型的制冷剂时,能够防止板翅片层叠体2的集管区域部分的膨胀变形。结果能够在制冷剂的压力更高的状态下使用,能够成为效率高的热交换器。

而且,该热交换器中,通过使形成于板翅片2a的制冷剂流路用的凹状槽的截面积变小,能够实现制冷剂流路11组的细径化。由此能够提高热交换效率并且实现小型化。

即,能够防止板翅片层叠体2的集管区域对应部分的膨胀变形,并且实现制冷剂流路11的流路截面积的细径化,能够提高热交换效率并且促进小型化。

另外,加强板16a、16b至少设置于集管区域对应部分即可,因此能够使由于设置该加强板16a、16b而增加的体积增加限制在最小限度。由此,能够不损害热交换器的小型化地实现膨胀变形的防止和热交换效率的提高。

此外,在板翅片层叠体2的集管区域h中,集管流路10的流路面积最大。由此,集管流路10部分的制冷剂压力也最高。但是,集管流路10与相邻的集管流路10相连并焊接,因此能够有效地防止膨胀变形。结果,能够更可靠地防止集管区域对应部分的膨胀变形。

此外,螺栓等的连结部9能够用作层叠板翅片2a、端板3a、3b和加强板16a、16b时的引导销(治具)。由此,能够提高层叠精度并且提高生产性。

另外,施加于板翅片层叠体2的集管区域h的制冷剂的强压力可能使集管区域h中的集管流路10的截面积变形。集管流路10的外壁(平坦面)成为与在层叠方向相邻的其它的集管流路10在层叠方向抵接而焊接的状态。因此,利用各集管流路内的制冷剂使压力抵消。由此,集管区域h的集管流路10不会变形,能够实现可靠性高的热交换器。

此外,本实施方式的热交换器中,设置于板翅片2a的制冷剂流路11组以形成为大致u字状而折返的方式构成。由此,能够不使板翅片2a变大(长度尺寸变长)地使制冷剂流路长度变长。

由此,能够提高制冷剂与空气的热交换效率,使制冷剂可靠地成为过冷却状态而提高制冷系统的效率。进而能够实现热交换器的小型化。

此外,如上所述,集管流路对应部分中,端板3a、3b彼此连结且设置有加强板16a、16b,由此能够防止变形。由此,通过将制冷剂流路11组形成为大致u字状并使入口侧的集管流路10和出口侧的集管流路14在一端部侧集中,即使入口侧和出口侧两方的制冷剂压力施加于集管区域部分,也能够可靠地防止集管区域对应部分的膨胀变形。

此外,在本实施方式中,与在板翅片层叠体2的板翅片叠层间流动的空气进行热交换的制冷剂,从入口侧的集管流路10向连接流路10b、多分支流路10c、制冷剂流路11组流动。由此,在连接流路10b的下游侧设置分流碰撞壁17,制冷剂与分流碰撞壁17碰撞而上下分流。被上下分流的制冷剂从多分支流路10c向各制冷剂流路11进一步分流。由此,能够防止制冷剂极端地偏倚在连接流路10b的延长线上部分的流路。

此外,本实施方式中,制冷剂流路11组形成为u字状,制冷剂流路以具有折返部的方式构成。因此,根据图17可知,制冷剂流路11组的各流路长度,越靠u字状的外周换言之越靠离开狭缝15的流路侧11a-2则越长。由于该流路长度的不同,产生偏流。

但是,本实施方式中,来自集管流路10的连接流路10b相比于制冷剂流路11组的去路侧流路部11a的中心线o偏倚于归路流路部的相反侧地设置。由此,能够抑制偏流,在各流路中大致均匀地流动制冷剂。

即,本实施方式中,即使由于制冷剂流路11组形成为u字状,从制冷剂流路11组的各流路的入口侧的集管流路10到出口侧的集管流路14的流路长度不同而流路阻力也有变化,也能够使制冷剂向制冷剂流路11组的各流路均匀地分流。这是因为,来自入口侧的集管流路10的连接流路10b偏倚地位于去路侧流路部11a的与归路侧流路部侧相反的一侧,因此从连接流路10b到各去路侧流路部11a的分流路的长度,越靠近归路侧流路部11b则越长,使得流路长度的不同抵消。

由此,利用制冷剂流路11组的u形化和分流碰撞壁17的分流均匀化的协同效应,能够推进热交换器的小型化并且实现热交换效率更高的热交换器。

而且,在制冷剂流路11组的去路侧流路部11a与归路侧流路部11b之间形成有狭缝15,进行热切断。由此,从制冷剂流路11组的去路侧流路部11a向归路侧流路部11b的热移动被阻止,能够高效地使制冷剂过冷却。结果能够进一步提高热交换效率。

此外,本实施方式的热交换器中,在板翅片层叠体2的流路区域p设置有多个切开成形突起12(12a、12aa、12b),流路区域p的热交换效率提高。

详细叙述的话,切开成形突起12(12a、12aa、12b)的切开成形端缘y与在板翅片2a的叠层间流动的第2流体的流动方向相对。由此,板翅片叠层间的间隔一定化。进而,在切开成形突起12(12a、12aa、12b)的下游侧容易产生的死水区域得以极小化,且在切开成形端缘y部分产生前缘效应。而且,切开成形突起12(12a、12aa、12b)以与第2流体的流动方向相对的方式切开成形形成,因此对于第2流体的流动阻力变小。由此,能够抑制板翅片层叠体2的流路区域p中的流路阻力增大,并且大幅提高热交换器的热交换效率。

另外,关于设置于板翅片2a的切开成形突起12(12a、12aa、12b)的配置结构,能够考虑相对于第2流体交错排列、或相比于上风侧在下风侧形成得较多等各种结构。根据热交换器的规格、结构和使用者的需求选择提高热传导率的最佳结构即可。

此外,各切开成形突起12(12a、12aa、12b)以向在板翅片层叠体2的间隙流动的空气的流动方向开口的方式被切开成形。由此,不需要从空气流动的方向即与制冷剂流路交叉的方向的制冷剂流路间的凹陷平面20形成去厚度部。由此,与将切开成形突起12b以圆柱状突起等的方式隆起地形成的结构相比,位于制冷剂流路彼此之间的凹陷平面20不需要形成去厚度部,相应地能够变窄。因为能够使凹陷平面20变窄,相应地能够使板翅片2a的宽度换言之使热交换器小型化。

此外,在板翅片2a的长边部分的端缘,制冷剂流路11交替地错位配置(参照图6),由此配置有窄幅平面20a和宽幅平面20b。在宽幅平面20b侧形成有切开成形突起12b,切开成形突起12b的顶面固接于相邻的板翅片2a的窄幅平面20a。由此,也可以不使窄幅平面20a侧的宽度为了形成突起而变宽。即,构成为在宽幅平面20b的宽幅平面侧设置切开成形突起,该突起与相邻的板翅片2a的窄幅平面20a抵接固接。由此,能够不使板翅片长边部分的窄幅平面侧的宽度变大地保持为窄幅平面,能够促进热交换器的小型化。

此外,各板翅片2a、端板3a、3b的焊接时,切开成形突起12的各顶面固接于相邻的板翅片2a。由此,各板翅片2a一体地被连结。结果,能够提高板翅片层叠体2的刚性。

特别是,在本实施方式中,制冷剂流路11组的连接流路10b的延长线上部分构成非流路部18,利用非流路部18设置突起12(12a、12aa、12b)的一部分即第2切开成形突起12b。由此,能够将制冷剂流路11组部分的翅片板叠层间隔可靠地维持为一定值。由此,制冷剂流路11组部分的空气的流动没有偏差,是稳定的,能够提高热交换效率。

此外,设置于板翅片层叠体2的长边部分的第1切开成形突起12a使得强度容易变弱的板翅片层叠体2的长边缘部的强度提高。特别的是,设置于板翅片层叠体2的狭缝15的两侧缘部分的第1切开成形突起12aa,使得由于设置狭缝15被分开而强度下降的狭缝缘部分的强度提高。由此,能够实现热交换效率的提高并且防止狭缝附近的变形。

另外,设置于上述狭缝15的两侧缘部分的第1切开成形突起12aa可以以跨狭缝15的方式形成为一个。此时,在制冷剂流路11组的去路侧流路部11a与归路侧流路部11b之间发生热传导,担心狭缝15的隔热效果下降。但是,本实施方式中,分别分为狭缝15的两侧缘部分地设置有突起12aa,因此不用担心发生这样的热传导。

此外,设置于板翅片层叠体2的长边部分和狭缝15的两侧部分的第1切开成形突起12a、12aa,设置于从板翅片层叠体2的板翅片长边的端缘离开的位置。由此,在板翅片层叠体2的板翅片2a产生露水,该露水沿板翅片2a的端缘流动被排出时,能够防止由于第1切开成形突起12a、12aa隔断露水的流动,在切开成形突起12a、12aa部分存留露水而发生各种故障。由此,能够实现可靠性高的热交换器。

此外,本实施方式的热交换器中,在板翅片2a的制冷剂流路u形侧端部,还设置有切开成形突起22(22a、22b)。由此,能够提高没有制冷剂流路11的板翅片2a的u形侧端部的热交换贡献度。由此,能够在板翅片2a的流路区域全长提高热交换效率,能够提高热交换器的热效率。

特别是,在板翅片2a的u形侧端部,有定位用凸台孔13,因为其下游侧是死水区域所以热交换贡献度极低。本实施方式中,在定位用凸台孔13的下游侧设置有多个切开成形突起22(22a、22b),因此能够提高定位用凸台孔13下游侧全域的热交换贡献度。

此外,最靠近定位用凸台孔13的下游侧设置的切开成形突起22a,使定位用凸台孔13的下游侧的流动缩流。由此,能够使在定位用螺纹孔下游侧产生的热交换贡献度低的死水区域极小化。结果,能够进一步提高热交换效率。

此外,各切开成形突起22(22a、22b)与设置于流路区域p的切开成形突起12(12a、12aa、12b)同样地切开成形形成,以切开成形端缘y与第2流体的流动相对的方式构成。由此,能够在切开成形端缘部分产生前缘效应,能够相应地进一步提高热交换效率。

设置于定位用凸台孔13的下游侧的多个切开成形突起22(22a、22b)相对于第2流体的流动蜿蜒地交错排列。由此,热交换功能得以有效发挥,热交换贡献度变高。

进而,各切开成形突起22(22a、22b)的顶部固接于相邻的板翅片2a。根据该构造,板翅片2a的短边部分以层叠状态连结固定,因此提高板翅片层叠体2的刚性。

另外,最靠近定位用凸台孔13的下游侧设置的切开成形突起22,在本实施方式中切开成形形成为向第2流体的流动方向字状(逆v字状)开口的截面形状。但并不限定地此,切开成形突起22也可以大致l字状地切开成形形成,将其以一对相向的方式设置。即,只要是能够使定位用凸台孔13的下游侧的流动缩流的形状,可以是任何形态。

另外,本实施方式中,如上所述,连结部9和加强板16a、16b对应于膨胀变形抑制部。

(实施方式2)

本实施方式的热交换器如图20~图23所示,制冷剂流路组的形状和集管开口的设置位置与实施方式1的热交换器不同。对具有与实施方式1的热交换器相同功能的部分使用相同附图标记,以下以不同的部分为中心进行说明。

图20是表示实施方式2的热交换器的外观的立体图。图21是构成该板翅片层叠型热交换器的板翅片层叠体的板翅片的平面图。图22是放大表示该热交换器的板翅片的结构的局部的分解图。图23是切断表示该热交换器的板翅片层叠体的制冷剂流路组部分的立体图。

图20~图23中,本实施方式的热交换器中,设置于板翅片2a的制冷剂流路11组为直线状。在制冷剂流路11组的一端部侧设置有入口侧的集管开口8a,在另一端部侧设置有出口侧的集管开口8b。在入口侧的集管开口8a连接流入管4,在出口侧的集管开口8b连接流出管5,制冷剂从板翅片2a的一端部侧向另一端部侧直线状流动后流出。

此外,在入口侧的集管开口8a周围形成的集管流路10包括集管开口周围的外周流路10a、连接流路10b和多分支流路10c。连接流路10b以从外周流路10a在板翅片2a的短边方向延伸的方式形成后,与多分支流路10c相连。出口侧的集管流路14也与入口侧的集管流路10同样地构成,两者形成为对称的形状。

此外,板翅片层叠体2两侧的端板3a、3b不使用加强板16a、16b地由连结部9连结。由此,能够防止端板3a、3b两端的集管区域对应部分的膨胀变形。

以上述方式构成的热交换器除了将制冷剂流路11组形成为u字状之外,包括细部的结构、效果与实施方式1说明的热交换器同样,省略说明。

另外,在实施方式1中设置于板翅片2a的u形侧端部的切开成形突起22,在本实施方式中适当地设置于入口和出口两侧的集管区域即可。例如在成为死水区域的集管流路10的下游侧形成切开成形突起22即可。

另外,在本实施方式中,如上所述,连结部9对应于膨胀变形抑制部。另外,在本实施方式中,也可以与实施方式1同样地设置加强板。此时,连结部9和加强板对应于膨胀变形抑制部。

(实施方式3)

本实施方式的热交换器适合用于热交换器的制冷剂的入口和出口与实施方式1相反地用作蒸发器情况。本实施方式中,如图24~图28所示,在处于出口侧的集管流路14设置有制冷剂的分流控制管24。

另外,本实施方式中以将实施方式1的结构的热交换器用作蒸发器为例进行说明。

图24是表示实施方式3的热交换器的外观的立体图。图25是表示该热交换器中拔出了分流控制管的状态的立体图。图26是表示该热交换器的板翅片层叠体中的分流控制管插入部分的立体图。图27是该热交换器的分流控制管的立体图。图28是表示该热交换器的分流控制管部分的截面的概略图。

图24~图28中,分流控制管24插入设置在作为制冷剂的蒸发出口的出口侧的集管开口8b即出口侧的集管流路14内。分流控制管24的前端部如图28所示,延伸至没有设置集管开口的一侧的端板3b。分流控制管24的前端部被该端板3b封闭。分流控制管24由比集管开口8b的内径小径的管构成。在分流控制管24与集管开口内表面之间形成有制冷剂流通用间隙25。在分流控制管24的长度方向即板翅片2a的层叠方向以大致等间隔设置有多个分流口26。

多个分流口26以随着向制冷剂流动的方向去即随着接近出口侧的集管开口8b,其孔径变小的方式形成。

此外,分流控制管24如图25、图27所示安装于加强板16a。通过将加强板16a固定于板翅片层叠体2两侧的端板3a,分流控制管24被插入设置于集管开口8b内。

在安装有分流控制管24的加强板16a,在与分流控制管24相对的面连接固定流入管4。

另外,在加强板16a连接固定流出管5。另外,分流控制管24可以以其前端部被封闭的方式与端板3b抵接。

以上述方式构成的热交换器中,从入口侧的集管开口8a经由制冷剂流路11组向出口侧的集管流路14流动的制冷剂气体,如图28的箭头所示,从制冷剂流通用间隙25经由在分流控制管24的管壁形成的多个分流口26(26a、26b),向分流控制管24内流动。制冷剂从出口侧的集管开口8b向流出管5流出。

此处,设置于分流控制管24的分流口26,以随着接近出口侧的集管开口8b其孔径变小的方式形成。由此,能够使在制冷剂流路11组的各流路流动的制冷剂量均等化。

即,本实施方式的热交换器中,通过使制冷剂流路11细径化,关于制冷剂的压损,与入口侧的集管流路10相比,出口侧的集管流路14大数倍。另一方面,制冷剂的分流受到压损的分布状况很大的影响。由此,即使将分流控制管24设置在现有技术中作为常识应设置的入口侧的集管流路10,出口侧的集管流路14的压损与入口侧相比也高数倍,因此在制冷剂流路11流动的制冷剂被出口侧的集管流路14的压损左右。由此,不能够按设计进行分流。

但是,在本实施方式的热交换器中,分流控制管24设置于压损高的出口侧的集管流路14。由此,对分流造成很大影响的出口侧的集管流路14内的轴线方向的压损分布变均匀。由此,在制冷剂流路11组的各流路流动的制冷剂分流量能够均匀化。

此外,本实施方式的热交换器中,从流入管4流入的制冷剂通过入口侧的集管开口8a被导入各板翅片的内部的制冷剂流路11,向出口侧的集管开口8b流入。然后制冷剂从流出管5流出。

此时,由于在各流路产生的压损,与远离流入管4的板翅片的制冷剂流路11(图28中是更靠右的板翅片的制冷剂流路)相比较,靠近流入管4的板翅片的制冷剂流路11(图28中是更靠左的板翅片的制冷剂流路)中更容易流动制冷剂。换言之,存在产生制冷剂的流量偏差的可能性。

本实施方式中,在出口侧的集管开口8b内部插入分流控制管24,使最靠出口侧的分流口26a(图28中是更靠左侧的部分)比分流控制管24的出口侧的相反侧(图28中是更靠右侧的部分)的分流口小径。由此,使通过出口侧的分流口的制冷剂的压损增加。结果,能够防止制冷剂流量的偏流,使各板翅片的内部的第1流体流路11的制冷剂量均等化,提高热交换效率。

结果,本实施方式的热交换器能够提高制冷剂流路11组部分的热交换效率,成为热效率更高的热交换器。

进而,利用分流控制管24的制冷剂分流的均匀化结构,仅是在分流控制管24穿孔形成分流口26的简单结构,因此能够价廉地提供热交换器。

分流控制管24在加强板16a一体化地设置。由此,仅是安装加强板16a就能够将分流控制管24插入设置在集管流路14内。结果,能够防止将分流控制管24通过焊接等之后安装等时所担心的、板翅片焊接部分的焊料熔解引起的板翅片接合不良情况以及随之发生的制冷剂泄漏等品质不良的情况,能够实现高品质且高效率的热交换器。

此外,加强板16a由与分流控制管24和流出管5之间的电位差与将分流控制管24和流出管5直接连接时的两者之间的电位差相比变小的材料(加强板16a为不锈钢,分流控制管24为铝,流出管5为铜)形成。由此,能够防止在将分流控制管24和流出管5直接连接时产生的不同种类金属的接触腐蚀。结果,能够提高长期耐用的可靠性。特别是多将流入流出管由铜管构成、将分流控制管24由铝等构成的空气调节机用热交换器中,能够期待显著的效果。

另外,分流控制管24在本实施方式中设置于加强板16a,但并不限定于此。分流控制管24也可以设置在端板3a侧,此外,在为不使用加强板16a的类型时,可以在与端板3a相对的面设置分流控制管24和流出管5。

此外,在本实施方式中,制冷剂流路11组具有u字形状,但并不限定于此。也可以使用实施方式2说明的直线状的制冷剂流路11组。

另外,在本实施方式中,如上所述,加强板16a、16b对应于膨胀变形抑制部。

(实施方式4)

实施方式4的热交换器表示防止板翅片层叠体2的集管区域的膨胀变形的其它结构例。

图29是表示实施方式4的热交换器的外观的立体图。

如图29所示,在该热交换器中,作为防止板翅片层叠体2的集管区域h的膨胀变形的膨胀变形抑制部使用中空框体27。即,该中空框体27如图29所示地构成。在中空框体27中嵌入板翅片层叠体2两侧的端板3a、3b的至少集管区域对应部分的外表面,防止端板3a、3b的膨胀变形。

根据本结构,仅是在中空框体27中嵌入至少集管区域对应部分的外表面,因此与螺栓连结等机械结合部相比,能够容易地在短时间安装,能够提高生产性。

另外,本实施方式中,如上所述,中空框体27对应于膨胀变形抑制部。

(实施方式5)

实施方式5是使用之前表示的各实施方式的热交换器构成的制冷系统。

本实施方式中作为制冷系统的一例说明空气调节机。图30是空气调节机的制冷循环图。图31是表示该空气调节机的室内机的截面的概略图。

图30、图31中,空气调节装置包括室外机51和与室外机51连接的室内机52。在室外机51配置有:压缩制冷剂的压缩机53;切换供冷供暖运转时的制冷剂回路的四通阀54;将制冷剂与外部空气的热量进行交换的室外热交换器55;和对制冷剂减压的减压器56。此外,在室内机52配置有:将制冷剂与室内空气的热量进行交换的室内热交换器57;和室内风机58。压缩机53、四通阀54、室内热交换器57、减压器56和室外热交换器55由制冷剂回路连结,形成热泵式制冷循环。

本实施方式的制冷剂回路中,使用以四氟丙烯或三氟丙烯为基础成分,将二氟甲烷、五氟乙烷或四氟乙烷以使全球变暖潜势为5以上、750以下、优选为350以下、更优选为150以下的方式混合2种成分或混合3种成分而得的制冷剂。

空气调节机中,在供冷运转时,四通阀54以将压缩机53的排出侧和室外热交换器55连通的方式切换。由此,由压缩机53压缩后的制冷剂成为高温高压的制冷剂,通过四通阀54向室外热交换器55送出。制冷剂与外部空气者热交换而散热,成为高压的液体制冷剂,被送至减压器56。在减压器56中制冷剂被减压而成为低温低压的二相制冷剂,被送至室内机52。在室内机52中,制冷剂进入室内热交换器57与室内空气进行热交换而吸热,蒸发气化而成为低温的气体制冷剂。此时,室内空气被冷却,对室内供冷。进而,制冷剂回到室外机51,经由四通阀54回到压缩机53。

在供暖运转时,四通阀54切换成使压缩机53的排出侧和室内机52连通。由此,由压缩机53压缩后的制冷剂成为高温高压的制冷剂,通过四通阀54被送至室内机52。高温高压的制冷剂进入室内热交换器57与室内空气进行热交换而散热,被冷却而成为高压的液体制冷剂。此时,室内空气被加热,对室内进行供暖。之后,制冷剂被送至减压器56,在减压器56中被减压而成为低温低压的二相制冷剂。然后制冷剂被送至室外热交换器55与外部空气进行热交换而蒸发气化。进而,制冷剂经由四通阀54回到压缩机53。

如上所述构成的制冷系统,在室外热交换器55或室内热交换器57使用上述各实施方式所示的热交换器。由此能够实现节能性高的高性能的制冷系统。

(变形例)

上述实施方式例示了本发明的热交换器1能够采取的方式,但并不限制其方式。本发明在实施方式以外,也能够包括以下使用图32到图35说明的变形例。

在本变形例的加强板59a,配置有供流入流出管插入的锥状的配管孔65a、66a。由此,连接配管向热交换器1的安装工序的操作性大幅提高。即,在热交换器1侧面载置加强板59a,将连接配管用焊接等手段接合于热交换器1时,焊枪的火能够从锥状扩展的配管孔65a、66a的开口接触。由此,能够使热高效地向热交换器1传递,能够大幅缩短焊接时间。

进而,通过使配管孔65a、66a为锥状,在将热交换器1用作蒸发器时产生的露水容易从配管孔65a、66a排水。结果,能够防止由于保持露水而引起的铝材的腐蚀。另外,图32到图34所示的加强板59a以覆盖端板60a整面的方式配置,但至少在端板60a的集管区域对应部分配置加强板59a即可。

此外,本变形例中,在加强板59b和端板60b的连通孔62、63设置有螺纹孔,在紧固机构61的端部设置有螺纹部。加强板59b和紧固机构61被固定。由此,热交换器1的组装时的操作性提高。例如,在加强板59b仅开设贯通孔,不施以螺纹切削加工时,在紧固机构61使用长螺纹时,为了抑制热交换器1向长度方向的膨胀,必须在螺纹的端部紧固螺母等固定部件。结果,在复杂地配置有配管等的热交换器1中,操作性显著降低。在对加强板59b直接施以螺纹切削加工时,不需要用螺母等固定部件紧固,操作性大幅提高。此外,在本变形例中,加强板59b和紧固机构61直接固定,因此在热交换器1的长度方向上施加了压缩力时,也能够使该力缓和。另外,与使在两侧的加强板59a、59b和两侧的端板60a、60b设置的连通孔为螺纹孔相比,从操作性的观点出发,更优选使设置于单侧的加强板59b和端板60b的连通孔为螺纹孔而与紧固部件固定。

此外,在本变形例的加强板59a的周缘部和加强板59b的周缘部分别设置有露水承接部64a、露水承接部64b。由此,在从加强板59a伸出的紧固机构61的端部附着的雾、在加强板59a、59b的表面产生的露水能够流入规定的部位。由此,能够在热交换器1下部使承接露水的容器的容积紧凑。

工业上的可利用性

本发明能够在板翅片层叠体的集管区域对应部分设置膨胀变形抑制部,能够抑制集管区域部分的膨胀变形,提供小型且高效率的热交换器和使用它的制冷系统。由此,能够广泛地应用于在家庭用和工业用空调等中使用的热交换器、各种冷冻设备等,其工业价值很大。

附图标记说明

1热交换器

2板翅片层叠体

2a板翅片

3、3a、3b端板

4流入管(入口集管)

5流出管(出口集管)

6第1板翅片

6a第1板状部件

6b第2板状部件

7第2板翅片

8、8a、8b集管开口

9连结部(螺栓-螺母)

10集管流路

10a外周流路

10b连接流路

10c多分支流路

11制冷剂流路(第1流体流路)

11a去路侧流路部

11b归路侧流路部

12切开成形突起

12a、12aa突起(第1切开成形突起)

12b突起(第2切开成形突起)

13贯通孔(定位用凸台孔(bosshole))

13a孔外周部(定位用凸台孔外周部)

14集管流路

15狭缝

16a、16b加强板

17分流碰撞壁

18非流路部

19a、19b平面端部

20凹陷平面部

20a窄幅平面

20b宽幅平面

21翅片平面部

22(22a、22b)突起(切开成形突起)

24分流控制管

25制冷剂流通用间隙

26、26a分流口

27中空框体

51室外机

52室内机

53压缩机

54四通阀

55室外热交换器

56减压器

57室内热交换器

58室内风机

59a加强板

59b加强板

60a端板

60b端板

61连结机构

62加强板的连通孔

63端板的连通孔

64a、64b露水承接部

65a、65b配管孔

66a、66b配管孔。

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