CN102216715A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热交换器，当在热交换器的多根扁平管中位于最外侧的扁平管的、朝向外侧的扁平面上安装波纹状散热片时，不需要在其外侧设置保护板或保护膜。热交换器(1A)包括：两根总管(2、3)，隔开间隔平行配置；多根扁平管(4)，配置在总管(2、3)之间，设置在扁平管(4)内部的制冷剂通路(5)与总管(2、3)的内部连通；以及波纹状散热片(6)，配置在扁平管(4)之间。在多根扁平管(4)中位于最外侧的扁平管(4)的、朝向外侧的扁平面上，安装有最外侧波纹状散热片(6a)，该最外侧波纹状散热片(6a)的皱褶重叠成百叶门状。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种并流式热交换器。
背景技术
并流式热交换器在多根总管之间配置多根扁平管，使扁平管内部的多个制冷剂通路与总管的内部连通，并且在扁平管之间配置波纹状散热片等散热片，该并流式热交换器广泛应用于汽车空调或建筑物用空气调节机的室外侧单元等。
图10表示以往的并流式热交换器的一个例子。在图10中，纸面上侧为竖直方向的上侧，纸面下侧为竖直方向的下侧。热交换器1在竖直方向上隔开间隔平行配置两根水平的总管2、3，在总管2、3之间沿水平方向以规定间距配置多根竖直的扁平管4。扁平管4是细长的成型品，由金属挤压成形，在扁平管4的内部形成有使制冷剂流通的制冷剂通路5。由于扁平管4配置成作为长边方向的挤压成形方向为竖直方向，所以制冷剂通路5的制冷剂流通方向也是竖直方向。在图10的纵深方向上排列多个断面形状和断面面积相等的制冷剂通路5，因此，扁平管4的水平断面呈口琴状。各制冷剂通路5与总管2、3的内部连通。在相邻的扁平管4之间配置波纹状散热片6。
总管2、3、扁平管4和波纹状散热片6都是由铝等高导热性的金属制成，通过钎焊或熔焊，分别将扁平管4固定在总管2、3上、将波纹状散热片6固定在扁平管4上。
图10所示的热交换器1是所谓下流型的并流式热交换器。由于在上下总管2、3之间设置有多根长边方向为上下方向的扁平管4，并且在扁平管4之间设置有波纹状散热片6，所以热交换器1的散热(吸热)面积大，可以有效地进行热交换。在下侧的总管3的一端设置有制冷剂出入口7，在上侧的总管2的与制冷剂出入口7成对角的一端，设置有制冷剂出入口8。另外，此处所示的制冷剂出入口7和制冷剂出入口8的位置关系只是一个例子，并不限定于此。例如，也可以在总管2两端的两个位置上具有制冷剂出入口8。
图10的实线箭头表示把热交换器1作为蒸发器使用的情况，制冷剂从下侧的总管3的制冷剂出入口7流入、从上侧的总管2的制冷剂出入口8流出。即，制冷剂从下向上流动。在把热交换器1作为冷凝器使用的情况下，制冷剂的流动方向相反，如图10中虚线箭头所示，制冷剂从上侧的总管2的制冷剂出入口8流入、从下侧的总管3的制冷剂出入口7流出。即，制冷剂从上向下流动。
图10的热交换器1把波纹状散热片的设置位置限制在扁平管4之间，在多根扁平管4中位于最外侧的扁平管4的、朝向外侧的表面上没有安装波纹状散热片。但是，也常有在该表面上安装波纹状散热片的情况。在专利文献1～3中可以看到上述例子。
专利文献1(日本专利公开公报特开平5-79788号)记载的热交换器是使扁平管为水平方向的并流式热交换器，该并流式热交换器在最外侧扁平管的、朝向外侧的扁平面上也安装有波纹状散热片，并且在该最外侧波纹状散热片的外侧配置有用于保护散热片的侧板。
专利文献2(日本专利公开公报特开2006-64194号)记载的热交换器也是使扁平管为水平方向的并流式热交换器，该并流式热交换器在最外侧扁平管的、朝向外侧的扁平面上安装有波纹状散热片，并且在该最外侧波纹状散热片的外侧配置有侧板，用于加强中心部，通过交替层叠扁平管和波纹状散热片来构成该中心部。
专利文献3(日本专利公开公报特开2007-139376号)记载的热交换器也是使扁平管为水平方向的并流式热交换器，该并流式热交换器在其两端的波纹状散热片的外部，通过钎焊设置有侧薄片体。
在并流式热交换器中，如果在多根扁平管中位于最外侧的扁平管的、朝向外侧的扁平面上安装波纹状散热片，则增大了散热(吸热)面积，从而提高了热交换器的性能。但是，如果前端尖的物体接触到该波纹状散热片的山谷部、即在扁平管上固定该波纹状散热片的位置，则不仅会损伤波纹状散热片，而且也会损伤扁平管，会导致制冷剂泄漏。因此，以往在该位置上配置有波纹状散热片的热交换器都在其外侧设置保护板(上述专利文献中的侧板或侧薄片体)或粘贴保护膜，以便保护扁平管。然而，如果设置保护板或保护膜，则会增加部件数量，从而增加成本。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种并流式热交换器，当在并流式热交换器的多根扁平管中位于最外侧的扁平管的、朝向外侧的扁平面上安装波纹状散热片时，不需要在其外侧设置保护板或保护膜。
为了实现上述目的，本发明的热交换器包括：多根总管，隔开间隔平行配置；多根扁平管，配置在所述多根总管之间，设置在所述扁平管内部的制冷剂通路与所述总管的内部连通；波纹状散热片，配置在所述扁平管之间；以及最外侧波纹状散热片，安装在所述多根扁平管中位于最外侧的扁平管的、朝向外侧的扁平面上，所述最外侧波纹状散热片的皱褶彼此重叠成百叶门状。
按照这种结构，由于具有重叠成百叶门状的皱褶，所以即使前端尖的物体接近最外侧波纹状散热片，也难以穿透最外侧波纹状散热片。因此，即使不设置保护板(侧板或侧薄片体)或保护膜，也可以充分地保护扁平管。
在上述结构的热交换器中，优选的是，在所述多根扁平管配置成其长边方向为上下方向的情况下，所述最外侧波纹状散热片的皱褶向斜下方延伸。
按照这种结构，由于附着在最外侧波纹状散热片上的露水或除霜生成的水沿倾斜的皱褶表面流到皱褶前端，并从此处滴落，所以难以发生水滞留在最外侧波纹状散热片的皱褶之间而妨碍空气流通的现象。
在上述结构的热交换器中，优选的是，所述多根扁平管配置成其长边方向为水平方向，至少所述最外侧波纹状散热片中的最下侧波纹状散热片的皱褶彼此重叠成百叶门状。
按照这种结构，当并流式热交换器采用横流型配置方式时，由于具有重叠成百叶门状的皱褶，所以即使前端尖的物体接近最下侧波纹状散热片，也难以穿透最下侧波纹状散热片。因此，即使不使用保护板(侧板或侧薄片体)或保护膜，也可以充分地保护扁平管。此外，由于附着在最下侧波纹状散热片上的露水或除霜生成的水沿倾斜的皱褶表面流到皱褶前端，并从此处滴落，不会被保护板或保护膜阻挡，所以能够改善排水性。
按照本发明，通过使最外侧波纹状散热片为百叶门状，不依靠保护板或保护膜，就可以保护安装有最外侧波纹状散热片的扁平管。其结果，能够省去保护板或保护膜，从而可以降低部件成本。
附图说明
图1是表示第一实施方式并流式热交换器的简要结构的竖直断面图。
图2是表示第二实施方式并流式热交换器的简要结构的竖直断面图。
图3是包含第二实施方式并流式热交换器的空气调节机室外机的结构要素的分解立体图。
图4是用于安装第二实施方式并流式热交换器的第一安装构件的立体图。
图5是从不同方向观察第一安装构件的立体图。
图6是用于安装第二实施方式并流式热交换器的第二安装构件的立体图。
图7是从不同方向观察第二安装构件的立体图。
图8是用于安装第二实施方式并流式热交换器的第三安装构件的立体图。
图9是从不同方向观察第三安装构件的立体图。
图10是表示以往的并流式热交换器的简要结构的竖直断面图。
附图标记说明
1A、1B 热交换器
2、3 总管
4 扁平管
5 制冷剂通路
6 波纹状散热片
6a 最外侧波纹状散热片
7、8 制冷剂出入口
具体实施方式
下面，基于图1对本发明第一实施方式进行说明。图1中，与图10所示的以往构造相同的结构要素采用与图10相同的附图标记，省略了说明。
第一实施方式的热交换器1A采用下流型(down-flow type)，总管2、3水平配置，将扁平管4配置成其长边方向为上下方向。排列成一列的多根扁平管4中，在位于最外侧的扁平管4的朝向外侧的扁平面上，安装有最外侧波纹状散热片6a。最外侧波纹状散热片6a由铝等高导热性金属制成，并且通过钎焊或熔焊，固定在扁平管4上。
图1的实线箭头表示把热交换器1A作为蒸发器使用的情况，制冷剂从下侧的总管3的制冷剂出入口7流入、从上侧的总管2的制冷剂出入口8流出。即，制冷剂从下向上流动。在把热交换器1A作为冷凝器使用的情况下，制冷剂的流动方向相反，如图1中虚线箭头所示，制冷剂从上侧的总管2的制冷剂出入口8流入、从下侧的总管3的制冷剂出入口7流出。即，制冷剂从上向下流动。
使最外侧波纹状散热片6a的皱褶(pleat)在扁平管4的长边方向上倒向相同方向，使皱褶彼此重叠。即，皱褶彼此重叠成百叶门状。在没有使皱褶倒下的情况下，最外侧波纹状散热片6a的厚度在最薄的部分仅是一张波纹状散热片的原材料板的厚度。通过使皱褶倒下并重叠，可以尽可能减少仅有一张原材料板厚度的部分。由此，即使前端尖的物体横向接近最外侧波纹状散热片6a，与皱褶重叠的部分接触的可能性大。并且，与皱褶重叠的部分接触的、前端尖的物体被重叠的皱褶阻挡，难以穿透最外侧波纹状散热片6a。因此，不需要侧板或侧薄片体这样的部件，从而可以降低部件成本，该侧板或侧薄片体以往用于保护最外侧的扁平管4。
关于使最外侧波纹状散热片6a为百叶门状的方法，可以将预先制作成该形状的散热片安装在扁平管4上，也可以将与扁平管4之间的波纹状散热片6形状相同的散热片安装在扁平管4上，之后，像多米诺骨牌那样使皱褶倒向一个方向。
如上所述，第一实施方式的热交换器1A采用下流型，将扁平管4配置成其长边方向为上下方向。并且，最外侧波纹状散热片6a的皱褶被安装成向斜下方延伸。因此，由于附着在最外侧波纹状散热片6a上的露水或除霜生成的水沿倾斜的皱褶表面流到皱褶前端，并从此处滴落，所以很少发生水滞留在最外侧波纹状散热片6a的皱褶之间而妨碍空气流通的现象。
接着，基于图2至图9，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的热交换器1B采用横流型(side-flow type)，总管2、3竖直配置，将扁平管4配置成其长边方向为水平方向。制冷剂出入口7、8仅设置在总管3一侧。在总管3的内部，在上下方向上隔开间隔设置有两个隔板9a、9c，在总管2的内部、且在与隔板9a、9c的中间高度对应的位置上，设置有隔板9b。
在把热交换器1B作为蒸发器使用的情况下，如图2中实线箭头所示，制冷剂从下侧的制冷剂出入口7流入。从制冷剂出入口7流入的制冷剂被隔板9a阻挡，经由扁平管4流向总管2。该制冷剂的流动方向由朝左的中空箭头表示。进入到总管2中的制冷剂被隔板9b阻挡，经由另外的扁平管4流向总管3。该制冷剂的流动方向由朝右的中空箭头表示。进入到总管3中的制冷剂被隔板9c阻挡，再经由另外的扁平管4再次流向总管2。该制冷剂的流动方向由朝左的中空箭头表示。进入到总管2中的制冷剂折返，再经由另外的扁平管4再次流向总管3。该制冷剂的流动方向由朝右的中空箭头表示。进入到总管3中的制冷剂从制冷剂出入口8流出。由此，制冷剂沿之字形路径从下向上流动。在此，虽然表示了隔板数量为三个的情况，但这只是一个例子，可以根据需要，将隔板的数量和由此产生的制冷剂流动的折返次数设定为任意数值。
在把热交换器1B作为冷凝器使用的情况下，制冷剂的流动方向相反。即，如图2中虚线箭头所示，制冷剂从制冷剂出入口8流入总管3，被隔板9c阻挡，经由扁平管4流向总管2，在总管2中被隔板9b阻挡，经由另外的扁平管4流向总管3，在总管3中被隔板9a阻挡，再经由另外的扁平管4再次流向总管2，在总管2中折返，再经由另外的扁平管4再次流向总管3，如虚线箭头所示，从制冷剂出入口7流出，从而沿如上所述的之字形路径从上向下流动。
在多根扁平管4中，位于最上方位置和位于最下方位置的扁平管4被称为位于最外侧的扁平管4，在位于最外侧的扁平管4的朝向外侧的扁平面上，即，在最上方位置的扁平管4的上表面上、最下方位置的扁平管4的下表面上，安装有最外侧波纹状散热片6a。
在上下两个最外侧波纹状散热片6a中，至少下侧波纹状散热片(最下侧波纹状散热片)的皱褶彼此重叠成百叶门状。因此，由于具有重叠成百叶门状的皱褶，所以即使前端尖的物体(例如螺钉)接近最下侧波纹状散热片，也很难穿透最下侧波纹状散热片。因此，即使不使用保护板(侧板或侧薄片体)或保护膜，也可以充分地保护扁平管4。此外，由于附着在最下侧波纹状散热片上的露水或除霜生成的水沿倾斜的皱褶表面流到皱褶前端，并从此处滴落，不会被保护板或保护膜阻挡，所以改善了排水性。
不仅使最下侧波纹状散热片、也可以使上侧的最外侧波纹状散热片6a(最上侧波纹状散热片)的皱褶彼此重叠成百叶门状。因此，由于具有重叠成百叶门状的皱褶，所以即使前端尖的物体接近最上侧波纹状散热片，也很难穿透最上侧波纹状散热片。因此，即使不使用保护板(侧板或侧薄片体)或保护膜，也可以充分地保护扁平管4。在图2中，描绘了最上侧波纹状散热片的皱褶彼此也重叠成百叶门状。
图3至图9是表示将第二实施方式的热交换器1B组装在空气调节机室外机内的例子。在此，热交换器1B的中心部分被弯曲成其平面形状呈L形，热交换器1B的中心部分由扁平管4、波纹状散热片6和最外侧波纹状散热片6a构成。
图3中图示了热交换器1B、构成空气调节机的室外机壳体的部件的一部分、以及将热交换器1B安装在该壳体上的安装构件。即，对钢板进行冲压加工、或组合钢板的冲压加工品，来构成壳体的底板10和壳体的一个侧板11。
通过三种安装构件和多个小螺钉，将热交换器1B安装在壳体上，上述三种安装构件都是合成树脂成型部件，上述多个小螺钉将安装构件相互连接或将安装构件连接在壳体上。安装构件被组装在总管2、3上。
总管3的上部被第一安装构件12和第二安装构件13夹持，第一安装构件12的形状如图4、图5所示，第二安装构件13的形状如图6、图7所示。通过小螺钉14拧紧固定第一安装构件12和第二安装构件13，并使它们一体化。该第一安装构件12和第二安装构件13包围制冷剂出入口8，并且起到保护制冷剂出入口8的连接部的作用。
总管3的下部被另一组第一安装构件12和第二安装构件13夹持。这一侧的第一安装构件12和第二安装构件13的姿势与夹持总管3上部的第一安装构件12和第二安装构件13的姿势上下倒转。也通过小螺钉14来拧紧固定这一侧的第一安装构件12和第二安装构件13，并使它们一体化。该第一安装构件12和第二安装构件13包围制冷剂出入口7，并且起到保护制冷剂出入口7的连接部的作用。
通过另外的小螺钉14，将第一安装构件12和第二安装构件13(上述一体化后的构件)固定在壳体上，该第一安装构件12和第二安装构件13以上述方式安装在总管3的上部和下部。由此，完成了总管3一侧的安装。
总管2一侧的安装采用两个第三安装构件15。将第三安装构件15嵌合在总管2的上端和下端，该第三安装构件15的形状如图8、图9所示，在此基础上通过小螺钉14，将第三安装构件15固定在壳体上。由此，完成了总管2一侧的安装。
通过采用上述作为合成树脂成型部件的第一安装构件12、第二安装构件13和第三安装构件15，将热交换器1B安装在壳体上，可以避免热交换器1B与壳体直接接触。其结果，即使热交换器1B与壳体由不同种类的金属制成，也可以防止发生电腐蚀。
通过使并流式热交换器为第一实施方式或第二实施方式的结构，可以防止生产时、运输时最外侧波纹状散热片变形(散热片扭曲)。由此，可以防止损害制品的美观。
由于即使不使用侧板或侧薄片体，也可以在最外侧配置波纹状散热片，所以与不使用侧板或侧薄片体且不设置最外侧的波纹状散热片的情况相比，可以增大散热面积。
在采用横流型的并流式热交换器的情况下，如果保护板(侧板或侧薄片体)处于最下部，则水难以从波纹状散热片排出，水渐渐积存而妨碍热交换器的通风。如果使最下侧波纹状散热片的皱褶彼此重叠成百叶门状，并且不在其外侧设置保护板，则除霜生成的水或露水不会被保护板阻挡，而是顺畅地流下，从而不会妨碍热交换器的通风。
以上，虽然对本发明的各实施方式进行了说明，但是本发明的范围并不限定于此，可以在不脱离本发明主旨的范围内以各种变形方式来实施本发明。例如，扁平管内的制冷剂通路的数量为多个并不是必要条件。制冷剂通路的数量也可以是一个。
工业实用性
本发明能够广泛地应用于并流式热交换器。

Claims (3)

1.一种热交换器，其特征在于包括：
多根总管，隔开间隔平行配置；
多根扁平管，配置在所述多根总管之间，设置在所述扁平管内部的制冷剂通路与所述总管的内部连通；
波纹状散热片，配置在所述扁平管之间；以及
最外侧波纹状散热片，安装在所述多根扁平管中位于最外侧的扁平管的、朝向外侧的扁平面上，
所述最外侧波纹状散热片的皱褶彼此重叠成百叶门状。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述多根扁平管配置成其长边方向为上下方向，所述最外侧波纹状散热片的皱褶向斜下方延伸。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述多根扁平管配置成其长边方向为水平方向，至少所述最外侧波纹状散热片中的最下侧波纹状散热片的皱褶彼此重叠成百叶门状。
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