CN102483307B - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热交换器，即使在增减传热管的根数时也无需制作一个全新的集管。在具有安装到左右的集管(2)间的传热管(4)的热交换器(1)中，将集管(2)由集管组件(21)和集管罩(3)构成。集管组件(21)是将组件分离体(22)以上下相向的状态接合而构成，在各组件分离体(22)上设有将传热管(4)切半的凹部(28)、和在传热管(4)的延长方向上开口的开口部(27)。集管罩(3)以具有规定的间隙空间(S)的状态安装于集管组件(21)的开口部(27)。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及具有左右的集管、在该集管间设置的传热管的热交换器，具体涉及能够简单地制作集管的热交换器。

背景技术

现有的多管式热交换器(专利文献1等)的构造如图14所示。图14中，附图标记201为翼片，在与多个传热管202的轴向垂直的方向上设置。该翼片201通常以一定间隔设置多枚，图14中仅图示了两端部分。附图标记202为传热管，其内部流通作为冷却对象的流体。并且，附图标记203为在该传热管202的两端设置的集管，能够使流体流入多个传热管。在该集管203的内部设有多个分隔板204，通过该分隔板204对流体的流动方向进行限制，能够使从一方的传热管202流过的流体向另一方的传热管202流动。

对使用这种多管式热交换器冷却流体时的作用进行说明。首先，使流体从图14中的最左上侧的集管203流入。于是，该流体通过最上部(第一级)的传热管202，流到右侧的集管203的分隔空间205，并且从这儿起在分隔空间205内流向第二级的传热管202。然后，该流体流到左侧的集管203的第二级的分隔空间205动，以下，同样地在右侧的集管203与左侧的集管203中蛇行流动。另一方面，若使空气沿着在与这些传热管202垂直的方向上设置的翼片201流过，则在该空气与翼片201或传热管202的表面之间发生热交换，能够使在传热管202内流动的流体冷却。

另外，在制造这种热交换器时，通常将中空状的集管设置左右一对，在该集管的相向的侧面上形成用于插入传热管的插入孔。并且，将传热管插入到该形成的插入孔中，对与传热管的间隙进行焊接(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-108601号公报

专利文献2：日本特开2006-308144号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，制造这种热交换器时，在将传热管插入到集管的插入孔的方法中，存在以下问题。

即，在现有技术这样将传热管插入到集管的插入孔中的方法中，由于集管的插入孔的数量是确定的，因此无法增减传热管的根数。因而，在想要增减传热管的根数时，存在必须重新制作具有与增减对应的插入孔的集管的问题。

因此，本发明是针对上述课题而做出的，其目的在于提供一种热交换器，即使在增减传热管的根数时也无需制作全新集管。

用于解决问题的手段

即，本发明为了解决上述课题，在具有集管、和安装在该集管上的传热管的热交换器中，该集管由集管组件和集管罩构成，上述集管组件构成为具有用于安装传热管的管安装部，并在与具有该管安装部的壁面不同的壁面上具有开口部，上述集管罩构成为覆盖该集管组件的上述开口部，并且将上述集管罩安装成在左右的集管上形成错级。

这样构成时，仅通过改变集管组件的层叠厚度并制作与该厚度对应的集管罩，来能够对应传热管的根数增减。另外，在构成使流体在左右的集管间交替蛇行的热交换器时，可以准备一种集管罩而仅通过将其错级地安装于左右来应对传热管的增减。

另外，在另一方式中，在层叠了集管组件的状态下，构成为覆盖集管组件的开口部。

这样的话，能够将多个集管组件的开口部统一覆盖而设为一个集管。

发明效果

在本发明中，在具有集管、和安装在该集管上的传热管的热交换器中，该集管由集管组件和集管罩构成，上述集管组件构成为具有用于安装传热管的管安装部，并在与具有该管安装部的壁面不同的壁面上具有开口部，上述集管罩构成为覆盖该集管组件的上述开口部，并且将上述集管罩安装成在左右的集管上形成错级，因此仅通过改变集管组件的层叠厚度并制作与该厚度对应的集管罩，就可应对传热管的根数增减。另外，在构成使流体在左右的集管间交替蛇行的热交换器时，可以准备一种集管罩而仅通过将其错级地安装于左右来应对传热管的增减。

附图说明

图1为表示本发明一实施方式的热交换器的概略图。

图2为该方式中的集管组件与传热管的分解立体图。

图3为表示该方式中的组件分离体的装配状态的图。

图4为该方式中的另一传热管和集管组件的分解立体图。

图5为该方式中的在集管组件上安装有集管罩的状态图。

图6为该方式中的重叠集管组件的图。

图7表示第二实施方式的集管组件的图。

图8为在图7中的集管组件上安装有集管罩的状态图。

图9为第三实施方式中的热交换器的概略图。

图10为表示第三实施方式中的热交换器的制造工序的图。

图11表示第四实施方式中的热交换器的图。

图12表示第五实施方式中的热交换器的图。

图13示出第五实施方式的集管附近的图。

图14为现有例的普通热交换器的概略图。

附图标记说明

1：热交换器；

2：集管；

21：集管组件；

22：的组件分离体；

23：第一壁面；

24：侧面；

25：底面；

27：开口部；

28：凹部(管安装部)；

3：组件罩；

31：流入口；

32：排出口；

4：传热管；

5：焊料；

S：间隙空间。

具体实施方式

以下参照附图对本发明一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的热交换器1设有左右一对的集管2、在这些集管2间设置的截面圆形的传热管4，将该集管2构成为设有多个集管组件21、覆盖该集管组件21的集管罩3。并且，如图2所示，在该集管组件21的前面侧即第一壁面23上形成用于夹持传热管4的凹部28，并且在后面侧形成开口部27，在该开口部27上安装集管罩3。以下，对第一实施方式的热交换器1的构成进行具体说明。

<第一实施方式>

构成该热交换器1的传热管4，以热传导性良好的金属制的管状部材构成，例如以外径尺寸为0.8mm～2.0mm而优选0.9mm～1.5mm，内径尺寸为0.7mm～1.9mm而优选0.8mm～1.4mm左右的非常细的管状部材构成。该传热管4如图2所示，以同一平面状平行设置。并且，在该实施方式(第一实施方式)中，使流体从图1中的左侧的集管2向右侧的集管2流动，在其途中通过流过传热管4外部的其它流体进行热交换。

如图2和图3所示，设置在该传热管4的两端侧的集管2构成为具有：夹持传热管4的端部附近的集管组件21、覆盖该集管组件21的后面侧的开口部27的集管罩3(参照图5)。此外，在说明的关系上，本实施方式中，将安装传热管4的一侧作为前面(第一壁面23)，将传热管4的延长方向上的壁面作为后面，将其左右两侧作为侧面，将上侧和下侧分别作为上面、底面进行说明。

对该集管2中集管组件21的构成进行说明。如图2所示，集管组件21由上下成对的组件分离体22构成。在形成这种组件分离体22时，可以通过压力加工形成为一体，或者将平面状的金属板的端边向内侧折回而形成为一体。该组件分离体22在安装传热管4的一侧即第一壁面23上设有多个凹部28，并且以从这里连续的方式设置左右两侧面24和底面25，形成敞开后面侧的开口部27。该第一壁面23被与传热管4的轴面平行的分割面20分割而在该分割面20上形成多个凹部28。该分割面20被与传热管4的轴面平行的面分割，并且，凹部28成为将传热管4的外形切半的形状。此外，在图2和图3中，传热管4为圆形，因此凹部28的形状也成为半圆状，图4所示，在使用扁平状的传热管4时，可以成为将该传热管4的下半部切半的半扁平形状。形成为这种形状的凹部28设置在对于第一壁面23上左右对称的位置上，由此在使组件分离体22上下颠倒而相向时，对齐各凹部28的开放部分，通过此能够夹持传热管4。这样以凹部28夹持传热管4时，用焊料5对与凹部28的间隙部分进行焊接而防止流体的泄漏。另外，对于上下的组件分离体22的接合部分也从外侧进行焊接，在该实施方式中，集管组件21的后面侧开口，因此能够从内侧焊接。

另一方面，如图5所示，集管罩具有规定的间隙空间S而覆盖层叠的多个集管组件21的开口部27，将从流入口31流入的流体引导至间隙空间S而从各开口部27向各集管组件21分支，并且将从各集管组件21排出的流体合流而从排出口32排出。在将该集管罩3安装到集管组件21上时，改变集管组件21的侧面24与集管罩3的侧面的重叠量，由此调节间隙空间S的尺寸而使流体以最佳的状态向各集管组件21流入。

接着，对制造这样构成的热交换器1的情况进行说明。制造该热交换器1时，首先配置成组件分离体22的凹部28朝上，在此状态下，从该凹部28的开放部分安装传热管4。在将传热管4安装到该凹部28时，使多根传热管4在组件分离体22上以滚动方式落下，去除落入到凹部28的传热管4以外的传热管4而安装。并且，在这样安装传热管4之后，调节该传热管4的端部位置，然后，从上覆盖上下颠倒的组件分离体22而用上下的组件分离体22的凹部28夹持传热管4。然后，用焊料5对上下的组件分离体22的分割面20或传热管4与凹部28的间隙进行焊接。

以下，同样地，设有多个安装有传热管4的集管组件21，将它们在上下方向层叠。此时集管组件21的后面侧成为开口状态，从该后面侧安装集管罩3，在集管组件21的后面侧形成间隙空间S。这样安装集管罩3之后，对该集管罩3与集管组件21的接合部分进行焊接，避免流体向外部泄漏。此时，如果必要则也可以从集管组件21的开口部27侧进行焊接。

对使用这样构成的热交换器1时的作用进行说明。

首先，使流体从一方的集管2的流入口31流入，则该流体流入集管罩3和集管组件21的间隙空间S，并从这里向各集管组件21分支而流向各传热管4。此时，该流体与流过传热管4的外周部分的其它流体之间进行热交换，在进行了热交换的状态下从相反侧的集管组件21排出。然后，经由该集管组件21的后面侧的间隙空间S从集管罩3的排出口32排出。

如上所述，根据上述实施方式，将保持传热管4的集管组件21在上下方向层叠，用集管罩3保持规定的间隙空间S而覆盖所层叠的集管组件21的开口部27，因此仅通过改变其层叠的厚度并制作与其厚度对应的集管罩3，来能够应对传热管4的根数增减。并且，在该实施方式中，集管组件21的后面侧开口，因此能够从集管组件21的内侧焊接，从而可靠防止流体泄漏。

另外，在上述实施方式中，安装集管罩3时，可以仅改变与集管组件21的重叠量来调节间隙空间S的尺寸，以流体流动成为最佳的状态的方式来安装集管罩3。

并且，上述第一实施方式，使具有相同形状的组件分离体22上下相向，但是，如图6所示，在焊接时的焊接量较小时构成为单方的组件分离体22略小，以使第一壁面23或侧面24重叠方式进行焊接。此时，如果在集管组件21上安装集管罩3，则会在构成为较小的组件分离体22(图6中的上侧的组件分离体22)与集管罩3之间产生间隙，也可以使用焊料或金属板等对于该间隙进行密封。

<第二实施方式>

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。在上述第一实施方式中，在集管组件21的后面侧形成开口部27，如图7和图8所示，在该第二实施方式中，在集管组件21b的侧面侧形成开口部27而在此安装集管罩3。以下，对第二实施方式进行说明。此外，设为附加了与第一实施方式相同附图标记者具有与第一实施方式相同的构成。

使用图7或图8对该实施方式的集管组件21b与集管罩3b的构成进行说明。与第一实施方式同样地该集管组件21b由一对组件分离体22b构成，在各组件分离体22b的分割面20上设置将传热管4切半的凹部28、与具有该凹部28的第一壁面23相向的后面26和底面25而构成为朝上的“コ”字形状。并且，通过这样构成组件分离体22b，打开上面侧与侧面侧，将各组件分离体22b上下颠倒而接合，从而用各凹部28夹持传热管4。

集管罩3b安装在这样构成的集管组件21b的侧面侧的开口部27(图8)。该集管罩3b保持规定的间隙空间S而覆盖上下方向层叠的集管组件21b的开口部27，使从流入口31流入的流体从各开口部27流入而分支到各集管组件21b的传热管4(图8中未图示)，并且将从各集管组件21b排出的流体合流而从排出口32排出。在将该集管罩3b安装于集管组件21b时，通过改变集管组件21b的第一壁面23和后面26与集管罩3b的侧面的重叠量而能够调节间隙空间S的尺寸，由此使流体以最佳的状态向各集管组件21b流动。此外，虽然在图8中仅在单侧安装集管罩3b，但是也可以在两侧安装集管罩3b。

如上所述，即使在如第二实施方式构成集管2b的情况下，也能够仅通过改变集管组件21b的层叠状态并制作与其对应的集管罩3b，来应对传热管4的根数增减。

<第三实施方式>

接着，对本发明第三实施方式进行说明。在上述第一实施方式和第二实施方式中，使将集管组件21切半的组件分离体22相向而形成集管组件21，但是在本第三实施方式中，形成为仅后面侧开口的箱形状，在第一壁面23c上设置圆形的管安装部28c。

参照图9对本实施方式中的集管2c进行说明。构成该集管2c的集管组件21c构成为具有安装传热管4一侧的第一壁面23c、左右两侧面24、上面、底面，并仅后面侧开口而形成开口部27。在该第一壁面23c上穿设用于将传热管4沿着轴向插入的圆形的管安装部28c，在该管安装部28c上将传热管4沿着轴向插入并进行焊接。

另一方面，安装到该集管组件21c的后面侧的集管罩3与第一实施方式同样地设置，从开口部27以形成规定的间隙空间S的方式安装。

使用这种集管组件21c构成集管2c时，首先，如图10(a)所示，将设置于左右的集管组件21c以使紧贴各第一壁面23c的方式配置，将传热管4一口气插入到各管安装部28c。并且，重复同样的作业而将传热管4插入到全部的管安装部28c，然后，使各集管组件21c隔开(图10(b))，用焊料5对传热管4的端部附近进行焊接。以下同样地，将这样安装传热管4的集管组件21在上下方向层叠而从左右的开口部27安装集管罩3。

即使在这样构成的情况下，也能够仅通过改变集管组件21c的层叠状态并制作与其对应的集管罩3，来应对传热管4的根数增减。

并且，虽然在本实施方式中使后面侧开口，但是也可以如第二实施方式使侧面24开口。

<第四实施方式>

接着，对本发明第四实施方式进行说明。在上述各实施方式中，对所层叠的全部集管组件21安装一个集管罩3，但是在本实施方式中，在上下二个集管组件21上安装集管罩3d，并且将该集管罩3d以在左右的集管2上错级方式交替安装。

参照图11对该第四实施方式进行说明。如第一实施方式所示，该实施方式中的集管组件21为使上下的组件分离体22相向而夹持传热管4，并使后面侧开口。并且，虽然在该实施方式中对使用后面侧开口的集管组件21的情况进行了说明，但是对于该集管组件21的构成，也可以使用第二至第四实施方式的任一构成。

并且，特征在于，本实施方式中，用以集管罩3覆盖上下二个集管组件21的开口部27，在该开口部27上形成规定的间隙空间S。

构成这种热交换器1d时，首先将安装有传热管4的集管组件21层叠二层，不在第一级左侧的集管组件21上安装集管罩3d，而仅在右侧第一级和第二级的集管组件21上安装集管罩3d。

接着，在该第二级的集管组件21的下方层叠第三级的集管组件21，关于左侧的集管2，则在第二级和第三级的集管组件21上安装集管罩3。此时，第二级上的右侧和左侧的集管组件21的高度位置由于夹持集管罩3而略有不同，对于该高度则可以通过传热管4的挠曲进行吸收。

以下同样地，对于右侧和左侧将集管罩3以错级方式交替安装，对与最端部则仅为集管组件21。

对使用这样构成的热交换器1d的情况进行说明。首先，使流体从最上部的左侧设置的集管组件21流入，通过第一级的传热管4流向右侧的集管组件21。于是，该流体经由该集管组件21后方的间隙空间S流入到第二级的集管组件21，从这里通过第二级的传热管4流向左侧的集管组件21。同样地，经由集管罩3的间隙空间S流向第三级的集管组件21，同样地，使流体以交替蛇行的方式流过而从最下层的集管组件21排出。

如上所述，在如第四实施方式构成的情况下，也能够仅通过改变集管组件21的层叠状态并制作与其对应的集管罩3d，来应对传热管4的根数增减。

并且，在该实施方式中，即使层叠厚度改变时也无需重新制作集管罩3d本身，能够简单地应对传热管4的根数增减。

<第五实施方式>

接着，使用图12和图13对本发明第五实施方式进行说明。该实施方式中的热交换器1e使用具有内管41和外管42的多重管40进行热交换，使通过内管41的流体、与通过内管41和外管42的间隙的流体之间进行热交换。并且，特征在于，用第一集管2a覆盖外管42的端部附近并从此处延伸出内管41，用集管罩3b覆盖从该第一集管2a延伸出的内管41的端部附而设为第二集管2d。此外，在本实施方式中，使用多重管40时，如图13所示，优选使用使二根内管41内切于外管42的内侧的构造。

对该第一集管2a的构造进行说明。该第一集管2a层叠了保持多个多重管40的集管组件21e，如图13所示，各集管组件21e由上下一对的组件分离体22e构成。该组件分离体22e在安装外管42的一侧即第一壁面23上形成将该外管42的外形切半的第一凹部28a，另外，在与该第一壁面23轴向相向的第二壁面(后面26)上形成将内管41的外形切半的第二凹部28b。这些第一壁面23和第二壁面的分割面20被与多重管40的轴面平行的面分割，使第一凹部28a或第二凹部28b的开放部分面向该分割面20。并且，使这样形成的组件分离体22e上下相向而用第一凹部28a夹持外管42的端部附近，用第二凹部28b夹持从这里延伸出的内管41的端部附近。并且，在这样夹持多重管40的状态下以层状层叠集管组件21e，如图13所示，用集管罩3a覆盖侧面侧的开口部27，使从流入口31a流入的流体分支到各集管组件71。分支到该各集管组件21e的流体，流过外管42与内管41的间隙。

接着，对第二集管2d的构造进行说明。该第二集管2d用于使流体流过从第二凹部28b延伸出的内管41，在该实施方式中，由集管组件71和覆盖该集管罩3a的一个集管罩3b构成。通过该集管罩3b覆盖集管组件21e和侧面的集管罩3a时，会在侧面的集管罩3a与集管组件21e之间产生较小的间隙，但是对于该间隙可以用焊料等进行焊接。然后，使流体从这样构成的第二集管2d的流入口31b流入而使流体仅流入内管41的内部。

这样的话，构成第二集管2d时，能够仅以一个集管罩3b构成，因此能够非常简单地构成集管。

并且，本发明不限于上述实施方式而能够以多种方式实施。

例如，在上述实施方式中，作为集管罩3采用具有箱形状的构成，但是形状不限于此，只要能够经由开口部27使来自各层的传热管4的流体流通，则其形状没有限制。

Claims (1)

1.一种热交换器，具有集管、和安装在该集管上的传热管，其特征在于，

该集管由集管组件和集管罩构成，

上述集管组件构成为：具有用于安装传热管的管安装部，并在与具有该管安装部的壁面不同的壁面上具有开口部，

上述集管罩构成为具有间隙地覆盖在上下方向层叠的集管组件的开口部，

并且将上述集管罩安装成在左右的集管上形成错级。

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