CN101652621A - 热交换器以及热交换器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种设置有多个细管,并通过在上述多个细管的两端设置基管,来在上述多个细管的表面进行热交换的热交换器以及热交换器的制造方法。该热交换器(1)的特征在于,使第二热介质(4)流通的多个细管(2)的端部紧密接合于由管状构成的基管(5)内部,上述多个细管(2)被设置在第一热介质(3)内部,并对上述第二热介质(4)和上述第一热介质(3)进行热交换,其中,上述基管(5)的内径在安装上述多个细管(2)的一侧变大。
Description
技术领域
本发明涉及一种在高温热介质和低温热介质之间进行热交换的热交换器。另外,尤其涉及通过使高温热介质或者低温热介质流入到多个细管来隔着隔壁进行热交换的热交换器以及热交换器的制造方法。
背景技术
目前,在热交换器或热交换器和蓄冷器的热介质之间进行热交换时,从热介质间的热转移效率的观点来看,可知有将多个管设置在蓄热材料内部中的结构。其中一例在日本特开2005-233597号公报中有记载。该日本特开2005-233597号公报中所记载的蓄热热交换机中,设置有多个使热介质流入的管,且将这些管的端部汇集成一束与连接管连接。因此,流通在多个管中的热介质和蓄热材料之间进行热交换。
上述的日本特开2005-233597号公报中所记载的蓄热热交换机中,将多个管在其端部汇集。由此,在捆扎多个管时,对于管的端部的位置精度存在改进的余地。
发明内容
本发明着眼于上述问题而提出的,其目的在于,对于使热介质流入的管,汇集多个管的前端部的热交换器及其制造方法。
为了达到上述目的,本发明为一种热交换器,具有使相互进行热交换的第一热介质和第二热介质中的一方热介质流通的多个细管,其特征在于,上述多个细管的端部以细管彼此之间呈气密或液密状态的方式被束合在一起,该被束合的端部以气密或液密状态嵌合于直径比上述细管大的基管中。
另外,本发明在上述发明的基础上,其特征在于,在形成为空洞的头部的表面上形成有多个孔,通过将上述基管嵌入于该孔中而以气密或液密状态嵌合上述头部和上述基管。
而且,本发明是一种热交换器的制造方法,该热交换器具有上述多个细管,其特征在于,上述多个细管的端部以细管彼此之间呈气密或液密状态的方式被束合在一起,被束合的上述多个细管以气密或液密状态被嵌合于上述基管中。
进而,本发明在上述发明的基础上,其特征在于,将上述多个细管插入到上述基管中之后,使上述基管向安装有上述多个细管的方向相反的方向收缩。
而且,本发明在上述发明的基础上,其特征在于,将上述多个细管插入到上述基管中之后,向上述基管的轴向施加载荷,而使上述基管向安装有上述细管的方向相反的方向收缩。
而且,本发明在上述任一个发明的基础上,其特征在于,使上述基管嵌合于上述头部的表面上所设置的孔中。
而且,本发明在上述发明的基础上,其特征在于,上述孔形成为在上述基管的插入侧具有突起部,而且被插入的上述基管和上述突起部紧密接合。
而且,根据本发明,多个细管的端部紧密接合在基管的内部,该基管的内径的大小构成为安装多个细管的一侧变大。因此,插入到基管中的细管的位置精度得到提高。另外,通过使用细管,能够将使第一热介质或第二热介质流通的细管的间隔变窄。其结果,能够使进行第一热介质和第二热介质之间的热交换的热交换部位变得小型化。
而且,根据本发明,将多个基管安装在头部上。因此,在得到与上述发明同样的效果之外,能够将更多的细管安装在头部上。其结果,使第一热介质或者第二热介质流入的上述细管的表面面积增加。另外,能够使热交换器的热交换能力得到提高。
而且,根据本发明,构成为基管的一个端部的内径变得比另一端大。多个细管从上述基管的内径大的一侧被插入。因此,能够容易紧密接合基管和细管来制造。
而且,根据本发明,构成为基管的一个端部的内径变得比另一端大。在多个细管从上述基管的内径大的一侧被插入之后,上述基管相对于轴线方向垂直地进行收缩。由于上述基管相对于轴线方向垂直地收缩,所以被插入到上述基管中的多个细管容易被捆扎,能够得到与上述发明同样的效果。
而且,根据本发明,构成为基管的一个端部的内径变得比另一端大。在多个细管从上述基管的内径大的一侧被插入之后,上述基管被向上述基管的轴向施加载荷,而使得上述基管向与安装有上述细管的一侧相反的一侧延伸。其结果,在能够得到与上述发明同样的效果之外,上述基管沿相对于轴线垂直的方向均匀地收缩,所以能够抑制对上述细管施加局部载荷的情况。其结果,能够抑制上述细管的表面凹陷变形。
而且,根据本发明,将被压缩的基管安装在头部上。因此,在得到与上述任一发明同样的效果之外,能够将更多的细管安装在热交换器上。其结果,与目前相比,能够制造热交换能力得到提高的热交换器。
而且,根据本发明,为了将基管安装在头部上,在设置有头部的孔的外周部形成有突起部。其结果,上述突起部和上述基管紧密接合,上述基管被上述突起部保持,所以将上述基管安装到头部上时的焊接加工变得容易。另外,能够得到与上述发明同样的效果。
附图说明
图1是示意性地表示本发明中的基管和细管的图。
图2是表示本发明涉及的热交换器的一例的图。
图3是表示本发明涉及的热交换器的其他例子的图。
图4是表示本发明涉及的头部和基管的接合部的图。
图5是表示在本发明中的头部安装有多个热交换器的一例的图。
图6是表示在本发明中的头部安装有多个热交换器的其他例子的图。
图7是表示在本发明中的头部安装有多个热交换器的其他例子的图。
图8是表示在本发明中的头部安装有多个热交换器的其他例子的图。
图9是表示使基管嵌合于本发明中的细管的工序的图。
图10是表示在使基管嵌合于本发明中的细管时的基管形状的图。
具体实施方式
下面,基于具体例对本发明详细地进行说明。图1中记载有使第一热介质或者第二热介质在多个细管中流通,并与设置在上述细管周边的热介质进行热交换的热交换器的具体例。图1(a)是从上方观察热交换器1的例子的图。图1(b)是从横向观察热交换器1的例子的图。向设在该热交换器1中的细管2中流入有第一热介质3或者第二热介质4中的任意一个。在以下说明中,对第一热介质3流入到细管的具体例进行记载。作为热搬入介质的冷媒相当于第一热介质3,作为热搬出介质的制冷剂(brine)相当于第二热介质4。
热交换器1以多个细管2的两端位置对齐的状态,被插入到具有比该被捆扎的细管2的直径大的内径的基管5中。这些细管2与基管5的内壁或者其他细管2接触,并被固定在基管5的内部。另外,上述细管2和上述基管5的连接部分利用钎焊等方法接合。因此,上述细管的端部将细管彼此之间以气密或者液密状态束合。另外,被束合的上述细管的端部以气密或者液密状态被嵌合于比上述被束合的细管的直径大的内径的基管中。在此,上述细管2由铝等金属形成。
上述基管5在安装有上述多个细管2的一侧,形成为其内径变大。换而言之,该基管5的内壁在基管5的轴线方向上形成为锥状。因此,在将上述多个细管2安装在上述基管5中时,多个细管2的前端部的位置精度提高。
在图2、图3中记载有上述热交换器1的实施例。在该热交换器1中将多个细管2插入到芯6中。在芯6的内部将上述细管2彼此每隔一定间隔来设置。另外,在芯6的内部除上述细管2之外还设置有第一热介质3以外的热介质。或者,向芯6的内部流入有向上述热交换器1的周边流入的第二热介质4。因此,在上述第一热介质3和其他热介质或者上述第一热介质3和第二热介质4之间,进行热交换。
上述芯6的中央部形成为柱状,四棱柱和圆柱等形状也无所谓。上述芯6的中央部的形状形成为四棱柱时,从芯6的四棱柱的端部沿上述细管2的方式设置有倾斜面。该倾斜面形成为从上述芯6的中央部朝向端部变细。在芯6的前端部设置有上述基管5。另外,在上述芯6的中央部的形状形成为圆柱时,从芯6的圆柱的端部朝向芯6的端部以圆锥状地形成有倾斜部。在芯6的前端部设置有上述基管5。
图4(a)、(b)是表示将热交换器1安装在头部7上的一例的图。上述热交换器1将基管5安装在芯6的前端。另外,在上述基管5和上述芯6的内部设置有多个上述细管2。在头部7上设置有由冲压加工形成的穿孔8。上述基管5被压入而嵌合于穿孔8中。在该穿孔8通过内缘翻边(burring)加工来形成时,通过内缘翻边加工而在头部7产生飞边9。通过内缘翻边加工产生的飞边9在将基管5压入到穿孔8时,与穿孔8一同与基管5嵌合。其结果,上述穿孔8和上述基管5的接合强度提高。而且,上述穿孔8和上述基管5的接合部分,在上述芯6的上述头部7侧所涂敷的焊料,在将上述热交换器1放入炉中的炉工序中流入到接合部的间隙中而进行接合。另外,由于穿孔8和基管5被压入而嵌合,所以在上述热交换器1的炉工序中,固定上述芯6的夹具等变得不需要,或者能够减少夹具。其结果,制造变得容易。
图5、图6是表示将多个热交换器1安装在头部7上的一例的图。在上述头部7设置有多个穿孔8,将基管5嵌合于该穿孔8。在图5、6中,以夹持热交换器1的两端的基管5的方式嵌合有头部7。换而言之,在热交换器1的两端安装有头部7。
上述头部7形成为中空,且连通上述基管5和上述头部7。因此,流入到上述头部7的第二热介质4经由上述基管5流通于上述细管2中。在此,在上述头部7上设置有多个上述热交换器1,在上述热交换器1上设置有多个细管2。因此,能够使第一热介质3流入到多个细管2中。
在图5、6中,在热交换器1的周围设置有第二热介质4。由此,经由设置在芯6的内部的热介质或流入到芯6内部的第二热介质4,在第二细管2内流通的第一热介质3和设置在上述热交换器1周围的第二热介质4之间进行热交换。在上述细管2内流通的第一热介质3和设置在芯6内部的热介质之间进行热交换时,在上述热介质和上述芯6周围所设置的第二热介质4之间进行热交换。这样的情况下,芯6的形状只要是包括多个细管2这样的形状即可,不一定是圆柱形、棱柱形等形状。
图7、8是表示将安装有多个热交换器1的头部7设置在蓄热器框体10内部的一例的图。在上述蓄热器框体10的内部设置有第二热介质4。头部7形成为中空,基管5和细管2相互连通。因此,流入到头部7的第一热介质3或者第二热介质4流入到基管5以及细管2中。另外,在上述热交换器1的两端设置有上述基管5。因此,从一个头部7流入的第一热介质3或者第二热介质4。经由上述基管5以及上述细管2,而向隔着热交换器1对置的其他头部7流入。
然后,对该热交换器1的制造方法进行说明。图9(a)、(b)、(c)中记载有上述热交换器1的制造工序的示意图。图9(a)是将多个细管2插入到基管5中时的示意图。在热交换器1的制造中,例如平行地排列的多个细管2以将它们的端部的位置对准来束合的状态被插入到基管5中。在排列多个细管2的情况下,将规定大小的细管2通过一次成形来成形对齐(未图示)。或者在将规定大小的细管2分别形成之后,埋入模具中而对齐(未图示)。
多个细管2以端部对齐的状态被捆扎并插入到基管5中。换而言之,上述基管5以覆盖在被捆扎的多个细管2的方式被安装。在此,基管5在细管2的插入侧内径宽,且形成为与细管2的插入侧相反的一侧的内径变窄的锥状。
如图9(b)所示,上述基管5在以覆盖在被捆扎的多个细管2的方式被安装之后,用夹具11a固定上述多个细管2和上述基管5重叠的部分。另外,比上述夹具11a处于更靠热交换器1端侧的上述基管5的、上述细管2未被插入的一侧通过夹具11b被固定。然后,使上述夹具11b向与上述细管2的插入侧相反的方向移动。其结果,上述基管5的锥形部分向与上述细管2的插入侧相反的一侧延伸。若通过将夹具基管5沿其轴线方向延伸,则基管5沿其轴线的垂直方向缩小,因此上述细管2和上述基管5被压接而固定。另外,在将基管5安装到上述热交换器1的两端时,对于其两端进行与上述同样的压接处理。从而,在形成芯6时,能够减少固定部件的夹具,或者无需固定部件的夹具。其结果,对于芯的形成,作业工序减少,能够容易地形成芯6。
该压接之后,将焊料涂敷于上述基管5中的上述细管2的插入部分。焊料的涂敷在将热交换器1放入炉中的炉工序中进行。如图9(c)所示,即使在将多个细管2紧密地插入到基管5内部的状态下,也存在间隙。因此,在炉工序中,向上述基管5所产生的间隙中流入焊料,将上述基管5通过上述焊料密封并接合。其结果,在形成上述芯6时或将上述热交换器1放入炉中的炉工序中,无需或者能够减少固定上述细管2的夹具等。其结果,制造变得容易。
被密封前的上述基管5,嵌合于设置在头部7表面上的穿孔8中,上述穿孔8和上述基管5被紧密接合。由于该穿孔8在头部7表面上设置有多个,所以能够将多个热交换器1安装在头部7上。从而,能够保持多个热交换器1,由此能够制造热交换能力出色的热交换器。
然后,对该热交换器1的制造方法的其他例子进行说明。图10中记载有上述热交换器1的制造工序的示意图。在图10中,在用于热交换器1的基管5的内部设置有突起部12。然后,向设置有突起部12的基管5中插入被捆扎的多个细管2。对于多个细管2的对位,与如图9中的制造工序相同,因此省略说明。被捆扎的多个细管2,通过与上述突起部12接触而被压接并固定。
然后,在上述基管5中的上述多个细管2的插入部分上涂敷有焊料。该焊料的涂敷在将热交换器1放入炉中的炉工序中进行。通过该工序,向即使在将基管5内部紧密地插入多个细管2的状态下也存在的间隙中流入焊料,而密封上述基管5。其结果,在形成芯6时,无需或者能够减少固定基管5和多个细管2的夹具。其结果,制造变得容易。
Claims (7)
1.一种热交换器,具有使相互进行热交换的第一热介质和第二热介质中的一方热介质流通的多个细管,其特征在于,
上述多个细管的端部以细管彼此之间呈气密或者液密状态的方式被束合在一起,将该被束合的端部以气密或者液密状态嵌合于直径比上述细管大的基管中。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,在形成为空洞的头部的表面上设置有多个孔,通过将上述基管嵌入于该孔中来以气密或液密状态嵌合上述头部和上述基管。
3.一种热交换器的制造方法,该热交换器具有多个细管,其特征在于,上述多个细管的端部以细管彼此之间呈气密或液密状态的方式被束合在一起,被束合的上述多个细管以气密或液密状态嵌合于基管中。
4.根据权利要求3所述的热交换器的制造方法,其特征在于,在使上述多个细管插入到上述基管中之后,使上述基管向与上述多个细管被安装的方向相反的方向收缩。
5.根据权利要求3所述的热交换器的制造方法,其特征在于,在使上述多个细管插入到上述基管中之后,向上述基管的轴向施加载荷,而使上述基管向与上述细管被安装的方向相反的方向收缩。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的热交换器的制造方法,其特征在于,使上述基管与上述头部的表面上所设置的孔嵌合。
7.根据权利要求6所述的热交换器的制造方法,其特征在于,上述孔形成为在上述基管的插入侧具有突起部,且所插入的上述基管和上述突起部紧密接合。
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