CN105378421A - 层叠型集管、热交换器、空气调节装置和将层叠型集管的板状体与管接合的方法 - Google Patents

层叠型集管、热交换器、空气调节装置和将层叠型集管的板状体与管接合的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的层叠型集管(2)具备板状体(11),该板状体(11)将形成第一流路且未涂敷钎料的芯材(12_1~12_6)与形成第二流路且至少在表背面涂敷有钎料的包层材(13_1~13_5)以使第一流路及第二流路连通的方式交替层叠,并供管以端部插入到第一流路及第二流路中的至少任一方的流路的状态接合,在板状体(11)的层叠方向的最外侧层叠了芯材(12_1、12_6)。

Description

层叠型集管、热交换器、空气调节装置和将层叠型集管的板状体与管接合的方法
技术领域
本发明涉及层叠型集管、热交换器、空气调节装置和将层叠型集管的板状体与管接合的方法。
背景技术
作为以往的层叠型集管,存在具备板状体的结构,该板状体将形成第一流路且未涂敷钎料的芯材(日文:ベア材)与形成第二流路且在表背面涂敷有钎料的包层材(日文:クラッド材)以使第一流路及第二流路连通的方式交替层叠。管以端部插入到第一流路的状态接合到板状体(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-249241号公报(段落[0021],图2~图7)
发明内容
发明所要解决的课题
在这样的层叠型集管中,在板状体的层叠方向的最外侧层叠有包层材,即,在板状体的层叠方向的最外侧的面上涂敷有钎料,因此存在钎料的使用量多的问题。另外,在板状体的层叠方向的最外侧的面上涂敷的钎料在加热时会渗入到管与第一流路的间隙及管与第二流路的间隙而到达管的端部,从而流入流体的流路,因此具有在流路中流动的流体的压力损失增大的问题。
本发明以上述那样的课题为背景而作出,目的在于得到一种削减钎料的使用量并抑制在流路中流动的流体的压力损失的增大的层叠型集管。另外,本发明目的在于得到一种具备这样的层叠型集管的热交换器。另外,本发明目的在于得到一种具备这样的热交换器的空气调节装置。另外,本发明目的在于得到一种能够削减钎料的使用量并抑制在流路中流动的流体的压力损失的增大的将层叠型集管的板状体与管接合的方法。
用于解决课题的方案
本发明的层叠型集管具备板状体,该板状体将形成第一流路且未涂敷钎料的芯材与形成第二流路且至少在表背面涂敷有钎料的包层材以使该第一流路及该第二流路连通的方式交替层叠,并供管以端部插入到该第一流路及该第二流路中的至少任一方的流路的状态接合,在所述板状体的层叠方向的最外侧层叠了所述芯材。
发明效果
本发明的层叠型集管在板状体的层叠方向的最外侧层叠有芯材,即,在板状体的层叠方向的最外侧的面未涂敷钎料,因此削减了钎料的使用量。另外,由于在板状体的层叠方向的最外侧的面未涂敷钎料,因此抑制了在加热时钎料流入流体的流路的情况,从而抑制了在流路中流动的流体的压力损失的增大。
附图说明
图1是表示实施方式1的热交换器的结构的图。
图2是实施方式1的热交换器的将层叠型集管分解的状态下的立体图。
图3是实施方式1的热交换器的将层叠型集管分解的状态下的立体图。
图4是实施方式1的热交换器的层叠型集管的展开图。
图5是表示实施方式1的热交换器的板状体与第一传热管的接合部的结构的图。
图6是表示应用实施方式1的热交换器的空气调节装置的结构的图。
图7是表示实施方式1的热交换器的变形例的板状体与第一传热管的接合部的结构的图。
图8是表示实施方式2的热交换器的结构的图。
图9是实施方式2的热交换器的将层叠型集管分解的状态下的立体图。
图10是实施方式2的热交换器的层叠型集管的展开图。
图11是表示应用实施方式2的热交换器的空气调节装置的结构的图。
图12是表示实施方式3的热交换器的结构的图。
图13是实施方式3的热交换器的将层叠型集管分解的状态下的立体图。
图14是实施方式3的热交换器的将层叠型集管分解的状态下的立体图。
图15是实施方式3的热交换器的层叠型集管的展开图。
图16是表示实施方式3的热交换器的板状体与第一传热管及第二传热管的接合部的结构的图。
图17是表示应用实施方式3的热交换器的空气调节装置的结构的图。
图18是表示实施方式3的热交换器的变形例的板状体与第一传热管及第二传热管的接合部的结构的图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的层叠型集管进行说明。
需要说明的是,以下,说明了将本发明的层叠型集管应用于供制冷剂流入的热交换器的情况,但是本发明的层叠型集管也可以应用于供其他的流体流入的其他的设备。另外,以下说明的结构、动作等只不过是一个例子,并不限定于这样的结构、动作等。另外,在各图中,对于相同或类似的结构,标注相同符号或者省略符号的标注。另外,关于细微的结构,适当地简化或省略了图示。另外,关于重复或类似的说明,适当地简化或省略。
实施方式1
说明实施方式1的热交换器。
<热交换器的结构>
以下,说明实施方式1的热交换器的结构。
图1是表示实施方式1的热交换器的结构的图。需要说明的是,在图1以下,用实心箭头表示制冷剂的流动方向。
如图1所示,热交换器1具有层叠型集管2、集管3、多个第一传热管4和多个散热片5。需要说明的是,集管3可以是与层叠型集管2同样的层叠型集管,另外,也可以是不同类型的集管。
在层叠型集管2的内部形成有分配流路2a。在分配流路2a的流入侧连接有制冷剂配管。在分配流路2a的流出侧连接有多个第一传热管4。在集管3的内部形成有合流流路3a。在合流流路3a的流入侧连接有多个第一传热管4。在合流流路3a的流出侧连接有制冷剂配管。
第一传热管4是形成有多个流路的扁平管。第一传热管4为例如铝制。在第一传热管4接合有多个散热片5。散热片5为例如铝制。第一传热管4与散热片5的接合可以是钎焊接合。需要说明的是,在图1中,示出了第一传热管4为8根的情况,但是并不限定于这样的情况。另外,第一传热管4也可以不是扁平管。
<热交换器中的制冷剂的流动>
以下,说明实施方式1的热交换器中的制冷剂的流动。
在制冷剂配管中流动的制冷剂流入层叠型集管2而由分配流路2a分配,并向多个第一传热管4流出。制冷剂在多个第一传热管4中,与例如由风扇供给的空气等进行热交换。在多个第一传热管4中流动的制冷剂流入到集管3的合流流路3a而合流,并向制冷剂配管流出。制冷剂可以逆流。
<层叠型集管的结构>
以下,说明实施方式1的热交换器的层叠型集管的结构。
图2及图3是实施方式1的热交换器的将层叠型集管分解的状态下的立体图。图3是将图2中的A部放大的立体图。
如图2所示,层叠型集管2具有板状体11。板状体11将芯材12_1~12_6与包层材13_1~13_5交替层叠而形成。在板状体11的层叠方向的最外侧层叠芯材12_1、12_6。以下,有时将芯材12_1~12_6统称为芯材12。以下,有时将包层材13_1~13_5统称为包层材13。
芯材12为例如铝制。在芯材12上未涂敷钎料。在芯材12分别形成分配用第一流路12a_1~12a_6。分配用第一流路12a_1~12a_6是贯通芯材12的表背面的贯通孔。当芯材12与包层材13层叠时,分配用第一流路12a_1~12a_6作为分配流路2a的一部分发挥功能。以下,有时将分配用第一流路12a_1~12a_6统称为分配用第一流路12a。
包层材13为例如铝制,比芯材12薄。在包层材13的至少表背面涂敷钎料。在包层材13分别形成分配用第二流路13a_1~13a_5。分配用第二流路13a_1~13a_5是贯通包层材13的表背面的贯通孔。当芯材12与包层材13层叠时,分配用第二流路13a_1~13a_5作为分配流路2a的一部分发挥功能。以下,有时将分配用第二流路13a_1~13a_5统称为分配用第二流路13a。
形成于芯材12_1的分配用第一流路12a_1及形成于包层材13_1~13_4的分配用第二流路13a_1~13a_4是圆形形状的贯通孔。在分配用第一流路12a_1连接制冷剂配管。例如,可以在芯材12_1的制冷剂的流入侧的面设置管头等,经由该管头等连接制冷剂配管,另外,也可以使分配用第一流路12a_1的内周面为与制冷剂配管的外周面嵌合的形状,不使用管头等而使制冷剂配管直接连接到分配用第一流路12a_1。
形成于芯材12_2~12_4的分配用第一流路12a_2~12a_4为例如Z字形的贯通孔。在芯材12_2~12_4的供制冷剂流入一侧层叠的包层材13_1~13_3的分配用第二流路13a_1~13a_3,形成在与分配用第一流路12a_2~12a_4的中心相向的位置。在芯材12_2~12_4的供制冷剂流出的一侧层叠的包层材13_2~13_4的分配用第二流路13a_2~13a_4,形成在与分配用第一流路12a_2~12a_4的端部相向的位置。
当芯材12_2~12_4与包层材13_1~13_4层叠时,除了分配用第一流路12a_2~12a_4的中心的与分配用第二流路13a_1~13a_3连通的区域(即供制冷剂流入的区域)、及分配用第一流路12a_2~12a_4的与分配用第二流路13a_2~13a_4连通的区域(即供制冷剂流出的区域)之外,分配用第一流路12a_2~12a_4被闭塞,从而形成分支流路。需要说明的是,在图2中,示出了分配流路2a具有使流入的制冷剂分支为两部分而流出的多个分支流路的情况,但是并不限定于这样的情况。
如图3所示,形成于芯材12_5、12_6的分配用第一流路12a_5、12a_6及形成于包层材13_5的分配用第二流路13a_5是沿着第一传热管4的外周面的形状的贯通孔。分配用第一流路12a_5、12a_6的内周面及分配用第二流路13a_5的内周面与第一传热管4的外周面嵌合。该嵌合优选具有允许加热后的钎料因毛细管现象而渗入的程度的间隙。在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合了第一传热管4的状态下,第一传热管4的端部4a位于芯材12_5的分配用第一流路12a_5的内侧。关于板状体11与第一传热管4的接合部的结构、及板状体11与第一传热管4的接合的方法,在后文叙述。
<层叠型集管中的制冷剂的流动>
以下,说明实施方式1的热交换器的层叠型集管中的制冷剂的流动。
图4是实施方式1的热交换器的层叠型集管的展开图。
如图2及图4所示,从芯材12_1的分配用第一流路12a_1流入到包层材13_1的分配用第二流路13a_1内的制冷剂向芯材12_2的分配用第一流路12a_2的中心流入。流入到芯材12_2的分配用第一流路12a_2的中心的制冷剂触碰到相邻层叠的包层材13_2的表面而分支,并向芯材12_2的分配用第一流路12a_2的端部流入。从芯材12_2的分配用第一流路12a_2的端部流出的制冷剂,通过包层材13_2的分配用第二流路13a_2,向芯材12_3的分配用第一流路12a_3的中心流入。
同样,流入到芯材12_3的分配用第一流路12a_3的中心的制冷剂触碰到相邻层叠的包层材13_3的表面而分支,向芯材12_3的分配用第一流路12a_3的端部流入。从芯材12_3的分配用第一流路12a_3的端部流出的制冷剂,通过包层材13_3的分配用第二流路13a_3,向芯材12_4的分配用第一流路12a_4的中心流入。
同样,流入到芯材12_4的分配用第一流路12a_4的中心的制冷剂触碰到相邻层叠的包层材13_4的表面而分支,并向芯材12_4的分配用第一流路12a_4的端部流入。从芯材12_4的分配用第一流路12a_4的端部流出的制冷剂,通过包层材13_4的分配用第二流路13a_4,向芯材12_5的分配用第一流路12a_5流入。
流入到芯材12_5的分配用第一流路12a_5内的制冷剂,从位于分配用第一流路12a_5内的第一传热管4的端部4a向第一传热管4内流入。流入到第一传热管4内的制冷剂,通过第一传热管4的位于包层材13_5的分配用第二流路13a_5内及芯材12_6的分配用第一流路12a_6内的区域,向第一传热管4的供散热片5接合的区域流入。
<板状体与第一传热管的接合部的结构>
以下,说明实施方式1的热交换器的板状体与第一传热管的接合部的结构。
图5是表示实施方式1的热交换器的板状体与第一传热管的接合部的结构的图。图5(a)是芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合了第一传热管4的状态下的图3的B-B线的剖视图。图5(b)是芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合了第一传热管4的状态下的图5(a)的C-C线的剖视图。需要说明的是,在图5(a)中,示出了在分配用第二流路13a的内周面未涂敷钎料的状态,但是也可以在分配用第二流路13a的内周面涂敷钎料。
如图5所示,在芯材12_5的分配用第一流路12a_5的内周面形成有突起14a。第一传热管4以将端部4a抵接于突起14a的状态接合。需要说明的是,在图5中,示出了突起14a形成在分配用第一流路12a_5的长度方向的两端部的情况,但是并不限定于这样的情况,突起14a也可以形成在分配用第一流路12a_5的宽度方向的两端部,另外,突起14a还可以形成在分配用第一流路12a_5的长度方向的两端部及宽度方向的两端部。另外,在图5中,示出了突起14a为2个的情况,但是并不限定于这样的情况,也可以是其他的个数。另外,在图5中,示出了突起14a为半球状的情况,但是并不限定于这样的情况,也可以是其他的形状。
突起14a形成在分配用第一流路12a_5的内周面的两端部之间。即,突起14a形成在从芯材12_5的表面及背面分离的位置。另外,与第一传热管4的壁厚相比,突起14a的高度低。即,在从第一传热管4的内侧观察第一传热管4的端部4a的状态下,突起14a的前端不向第一传热管4的内周面的内侧突出。
<板状体与第一传热管的接合的方法>
以下,说明实施方式1的热交换器的板状体与第一传热管的接合的方法。
如图5所示,在第一传热管4以将端部4a抵接于突起14a的方式被定位的状态下,对板状体11及第一传热管4进行加热。结果,涂敷于包层材13的钎料的温度成为熔点以上,从而钎料熔融。熔融的钎料因毛细管现象而流入到第一传热管4的外周面与分配用第一流路12a_5、12a_6的内周面的间隙、及第一传热管4的外周面与分配用第二流路13a_5的间隙。当板状体11及第一传热管4的加热结束并使钎料冷却时,板状体11与第一传热管4被接合。
在板状体11及第一传热管4的加热时,如图5的空心箭头所示,优选从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的端部4a供给流体。流体的温度优选高于钎料的熔点,在这样的情况下,妨碍钎料的熔融的情况得以抑制。另外,流体优选为空气,在这样的情况下,能够沿用通用的设备机器而简化工序。
此外,在包括芯材12、包层材13、第一传热管4及散热片5在内的全部的钎焊接合的构件为同一材质(例如,铝制)的情况下,能够一并进行钎焊接合,生产性提高。以上,说明了将第一传热管4、全部的芯材12和全部的包层材13一并进行钎焊接合的情况,但是并不限定于这样的情况。例如,也可以是第一传热管4与芯材12_6先钎焊接合、或通过其他的方法接合,剩余的芯材12_1~12_5与全部的包层材13后续进行钎焊接合。另外,也可以是第一传热管4、芯材12_5、12_6和包层材13_5先钎焊接合,剩余的芯材12_1~12_4与剩余的包层材13_1~13_4后续进行钎焊接合。
<热交换器的使用方式>
以下,说明实施方式1的热交换器的使用方式的一例。
需要说明的是,以下,说明了实施方式1的热交换器使用于空气调节装置的情况,但是并不限定于这样的情况,例如,也可以使用于具有制冷剂循环回路的其他制冷循环装置。另外,说明了空气调节装置是切换制冷运转与制热运转的结构的情况,但是并不限定于这样的情况,也可以是仅进行制冷运转或制热运转的结构。
图6是表示应用实施方式1的热交换器的空气调节装置的结构的图。需要说明的是,在图6中,制冷运转时的制冷剂的流动方向由实线的箭头表示,制热运转时的制冷剂的流动方向由虚线的箭头表示。
如图6所示,空气调节装置51具有压缩机52、四通阀53、热源侧热交换器54、节流装置55、负载侧热交换器56、热源侧风扇57、负载侧风扇58和控制装置59。压缩机52、四通阀53、热源侧热交换器54、节流装置55和负载侧热交换器56由制冷剂配管连接,从而形成制冷剂循环回路。
在控制装置59连接例如压缩机52、四通阀53、节流装置55、热源侧风扇57、负载侧风扇58、各种传感器等。通过控制装置59,切换四通阀53的流路,由此来切换制冷运转与制热运转。热源侧热交换器54在制冷运转时作为冷凝器发挥作用,在制热运转时作为蒸发器发挥作用。负载侧热交换器56在制冷运转时作为蒸发器发挥作用,在制热运转时作为冷凝器发挥作用。
说明制冷运转时的制冷剂的流动。
从压缩机52排出的高压高温的气体状态的制冷剂经由四通阀53向热源侧热交换器54流入,通过与由热源侧风扇57供给的外部气体进行的热交换而冷凝,从而成为高压的液体状态的制冷剂,从热源侧热交换器54流出。从热源侧热交换器54流出的高压的液体状态的制冷剂向节流装置55流入,成为低压的气液两相状态的制冷剂。从节流装置55流出的低压的气液两相状态的制冷剂向负载侧热交换器56流入,通过与由负载侧风扇58供给的室内空气进行的热交换而蒸发,从而成为低压的气体状态的制冷剂,从负载侧热交换器56流出。从负载侧热交换器56流出的低压的气体状态的制冷剂经由四通阀53被压缩机52吸入。
说明制热运转时的制冷剂的流动。
从压缩机52排出的高压高温的气体状态的制冷剂经由四通阀53向负载侧热交换器56流入,通过与由负载侧风扇58供给的室内空气进行的热交换而冷凝,从而成为高压的液体状态的制冷剂,从负载侧热交换器56流出。从负载侧热交换器56流出的高压的液体状态的制冷剂向节流装置55流入,成为低压的气液两相状态的制冷剂。从节流装置55流出的低压的气液两相状态的制冷剂向热源侧热交换器54流入,通过与由热源侧风扇57供给的外部气体进行的热交换而蒸发,从而成为低压的气体状态的制冷剂,从热源侧热交换器54流出。从热源侧热交换器54流出的低压的气体状态的制冷剂经由四通阀53被压缩机52吸入。
热源侧热交换器54及负载侧热交换器56中的至少任一方使用热交换器1。在热交换器1作为蒸发器发挥作用时,热交换器1连接成使制冷剂从层叠型集管2流入并使制冷剂从集管3流出。即,在热交换器1作为蒸发器发挥作用时,气液两相状态的制冷剂从制冷剂配管向层叠型集管2流入,气体状态的制冷剂从第一传热管4向集管3流入。另外,在热交换器1作为冷凝器发挥作用时,气体状态的制冷剂从制冷剂配管向集管3流入,液体状态的制冷剂从第一传热管4向层叠型集管2流入。
层叠型集管2通过多个分支流路来分配制冷剂,因此即使气液两相状态的制冷剂流入,也能够使向多个第一传热管4分别流入的制冷剂的流量及干度均匀。即,层叠型集管2适合于空气调节装置51那样的制冷循环装置。
<热交换器的作用>
以下,说明实施方式1的热交换器的作用。
在层叠型集管2中,在板状体11的层叠方向的最外侧层叠有未涂敷钎料的芯材12_1、12_6,即,在板状体11的层叠方向的最外侧的面未涂敷钎料。因此,削减了钎料的使用量。另外,由于在板状体11的层叠方向的最外侧的面未涂敷钎料,因此,钎料在加热时渗入第一传热管4与分配用第一流路12a的间隙及第一传热管4与分配用第二流路13a的间隙、到达第一传热管4的端部4a而流入制冷剂的流路的情况被抑制,制冷剂的压力损失的增大被抑制。
另外,在层叠型集管2中,芯材12比包层材13厚,第一传热管4以端部4a定位于芯材12_5的表面与背面之间的状态接合。因此,能够延长包层材13的表背面与端部4a之间的距离,抑制熔融的钎料流入到第一传热管4内而使制冷剂的压力损失增大的情况。另外,能够延长第一传热管4的外周面与芯材12_5的分配用第一流路12a_5的内周面相向的距离,能够可靠地进行加热前的第一传热管4的端部4a周边的定位及保持。需要说明的是,即使层叠型集管2在板状体11的层叠方向的最外侧层叠有涂敷了钎料的包层材13,即,在板状体11的层叠方向的最外侧的面涂敷有钎料,也能起到同样的作用。
另外,在层叠型集管2中,在分配用第一流路12a_5的内周面形成突起14a。因此,因第一传热管4的必要以上的插入而导致散热片5与层叠型集管2之间的间隙缩窄、热交换效率下降的情况被抑制。另外,无需为了第一传热管4的必要以上的插入作准备而将第一传热管4延长为必要以上,因此能够实现热交换器1的小型化。
另外,在层叠型集管2中,第一传热管4以将端部4a抵接于突起14a且使端部4a的外周面与分配用第一流路12a_5的内周面嵌合的状态接合。在以往的层叠型集管中,在第一传热管的端部的外周面与第一流路的内周面之间形成有用于抑制钎料的流入的间隙,但是制冷剂会向该间隙流入,管路的入口处的制冷剂的压力损失会增大。在层叠型集管2中,在端部4a的外周面与分配用第一流路12a_5的内周面之间仅形成有允许钎料因毛细管现象而流入的程度的间隙,因此抑制了制冷剂流入该间隙而使制冷剂的压力损失增大的情况。另外,能够可靠地进行加热前的第一传热管4的端部4a周边的定位及保持。需要说明的是,即使层叠型集管2在板状体11的层叠方向的最外侧层叠有涂敷了钎料的包层材13,即,在板状体11的层叠方向的最外侧的面涂敷有钎料,也能起到同样的作用。
另外,在层叠型集管2中,在从第一传热管4的内侧观察第一传热管4的端部4a的状态下,突起14a的前端不向第一传热管4的内周面的内侧突出。因此,通过突起14a,抑制了制冷剂的压力损失增大。
另外,在层叠型集管2中,板状体11与第一传热管4以从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的端部4a供给流体的状态接合。因此,抑制了熔融的钎料流入到第一传热管4内而使制冷剂的压力损失增大的情况。需要说明的是,即使层叠型集管2在板状体11的层叠方向的最外侧层叠有涂敷了钎料的包层材13,即,在板状体11的层叠方向的最外侧的面涂敷有钎料,也能起到同样的作用。
<变形例>
图7是表示实施方式1的热交换器的变形例的板状体与第一传热管的接合部的结构的图。需要说明的是,图7(a)是在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4的状态下的图3的B-B线的剖视图。图7(b)是在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4的状态下的图7(a)的D-D线的剖视图。
如图7所示,在芯材12_5的分配用第一流路12a_5的内周面形成有遍及该内周面的整个周向的突起14b。需要说明的是,在图7中,示出了突起14b的截面为半圆状的情况,但是并不限定于这样的情况,也可以是其他的形状。
突起14b形成在分配用第一流路12a_5的内周面的两端部之间。即,突起14b形成在从芯材12_5的表面及背面分离的位置。另外,与第一传热管4的壁厚相比,突起14b的高度低。即,在从第一传热管4的内侧观察第一传热管4的端部4a的状态下,突起14b的前端不向第一传热管4的内周面的内侧突出。
与突起14a相比,突起14b能够将第一传热管4抵接时产生的负载分散。因此,第一传热管4的定位的可靠性提高。另外,与突起14a相比,突起14b的加工容易,另外,铸造等成型也容易。因此,削减了芯材12_5的制造成本。
实施方式2
说明实施方式2的热交换器。
需要说明的是,与实施方式1重复或类似的说明适当简化或省略。
<热交换器的结构>
以下,说明实施方式2的热交换器的结构。
图8是表示实施方式2的热交换器的结构的图。
如图8所示,热交换器1具有层叠型集管2、多个第一传热管4和多个散热片5。
在层叠型集管2的内部形成有分配流路2a和合流流路2b。在合流流路2b的流入侧连接多个第一传热管4。在合流流路2b的流出侧连接制冷剂配管。第一传热管4是实施了U字形弯曲加工的扁平管。在分配流路2a的流出侧与合流流路2b的流入侧之间连接多个第一传热管4。
<热交换器中的制冷剂的流动>
以下,说明实施方式2的热交换器中的制冷剂的流动。
在制冷剂配管中流动的制冷剂向层叠型集管2流入而由分配流路2a分配,向多个第一传热管4流出。制冷剂在多个第一传热管4中,与例如由风扇供给的空气等进行热交换。在多个第一传热管4中流动的制冷剂向层叠型集管2的合流流路2b流入而合流,并向制冷剂配管流出。制冷剂可以逆流。
<层叠型集管的结构>
以下,说明实施方式2的热交换器的层叠型集管的结构。
图9是实施方式2的热交换器的将层叠型集管分解的状态的立体图。
如图9所示,在芯材12分别形成合流用第一流路12b_1~12b_6。合流用第一流路12b_1~12b_6是贯通芯材12的表背面的贯通孔。当芯材12与包层材13层叠时,合流用第一流路12b_1~12b_6作为合流流路2b的一部分发挥功能。以下,有时将合流用第一流路12b_1~12b_6统称为合流用第一流路12b。
另外,在包层材13分别形成有合流用第二流路13b_1~13b_5。合流用第二流路13b_1~13b_5是贯通包层材13的表背面的贯通孔。当芯材12与包层材13层叠时,合流用第二流路13b_1~13b_5作为合流流路2b的一部分发挥功能。以下,有时将合流用第二流路13b_1~13b_5统称为合流用第二流路13b。
形成于芯材12_1的合流用第一流路12b_1及形成于包层材13_4的合流用第二流路13b_4是圆形形状的贯通孔。在合流用第一流路12b_1连接制冷剂配管。例如,也可以在芯材12_1的制冷剂的流出侧的面设置管头等,经由该管头等来连接制冷剂配管,另外,也可以使合流用第一流路12b_1的内周面为与制冷剂配管的外周面嵌合的形状,不使用管头等而使制冷剂配管直接连接到合流用第一流路12b_1。
形成于芯材12_2~12_4的合流用第一流路12b_2~12b_4及形成于包层材13_1~13_3的合流用第二流路13b_1~13b_3是例如贯通芯材12及包层材13的高度方向的大致整个区域的矩形形状的贯通孔。需要说明的是,在图9中,示出了合流流路2b将流入的制冷剂合流成一个而流出的情况,但是并不限定于这样的情况。
形成于芯材12_5、12_6的合流用第一流路12b_5、12b_6及形成于包层材13_5的合流用第二流路13b_5是沿着第一传热管4的外周面的形状的贯通孔。合流用第一流路12b_5、12b_6的内周面及合流用第二流路13b_5的内周面与第一传热管4的外周面嵌合。该嵌合优选具有允许加热后的钎料因毛细管现象而渗入的程度的间隙。在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4的状态下,第一传热管4的端部4a位于芯材12_5的合流用第一流路12b_5的内侧。关于板状体11与第一传热管4的接合部的结构、及板状体11与第一传热管4的接合的方法,在后文叙述。
<层叠型集管中的制冷剂的流动>
以下,说明实施方式2的热交换器的层叠型集管中的制冷剂的流动。
图10是实施方式2的热交换器的层叠型集管的展开图。需要说明的是,在图10中,包层材13的图示省略。
如图9及图10所示,流入到第一传热管4内的制冷剂通过第一传热管4的位于芯材12_6的合流用第一流路12b_6内及包层材13_5的合流用第二流路13b_5内的区域,向芯材12_5的合流用第一流路12b_5流入。流入到芯材12_5的合流用第一流路12b_5内的制冷剂通过芯材12_2~12_4的合流用第一流路12b_2~12b_4及包层材13_1~13_4的合流用第二流路13b_1~13b_4而合流,向制冷剂配管流出。
<板状体与第一传热管的接合部的结构>
以下,说明实施方式2的热交换器的板状体与第一传热管的接合部的结构。
与图5或图7一样,在芯材12_5的合流用第一流路12b_5的内周面形成有突起14a或突起14b,第一传热管4以将端部4a抵接于突起14a或突起14b的状态接合。
<板状体与第一传热管的接合的方法>
以下,说明实施方式2的热交换器的板状体与第一传热管的接合的方法。
与图5或图7一样,在第一传热管4以将端部4a抵接于突起14a或突起14b的方式被定位的状态下,对板状体11及第一传热管4进行加热。
在板状体11及第一传热管4的加热时,与图5的空心箭头一样,优选从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的端部4a供给流体。与实施方式1中说明的层叠型集管2不同,第一传热管4的两侧的端部4a与1个芯材12_5接合,因此在包括芯材12、包层材13、第一传热管4及散热片5在内的全部的钎焊接合的构件一并进行钎焊接合的情况下,无法从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的两侧的端部4a供给流体,仅能向分配用第一流路12a_5及合流用第一流路12b_5中的任一方的流路供给从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的端部4a流动的流体。即使在这样的情况下,也能够减少制冷剂通过该一方的流路时产生的压力损失。
另外,在第一传热管4、芯材12_5、12_6和包层材13_5先钎焊接合,剩余的芯材12_1~12_4与剩余的包层材13_1~13_4后续进行钎焊接合的情况下,在第一传热管4的两侧的端部4a露出的状态下接合。在这样的情况下,使第一传热管4的多个流路中的一部分流路作为供给从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的位于分配用第一流路12a_5的内侧的端部4a流动的流体的流路发挥功能,使第一传热管4的多个流路中的剩余的流路作为供给从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的位于合流用第一流路12b_5的内侧的端部4a流动的流体的流路发挥功能,从而能够向分配用第一流路12a_5和合流用第一流路12b_5这两方供给从第一传热管4的内侧朝向第一传热管4的端部4a流动的流体。
<热交换器的使用方式>
以下,说明实施方式2的热交换器的使用方式的一例。
图11是表示应用实施方式2的热交换器的空气调节装置的结构的图。
如图11所示,热源侧热交换器54及负载侧热交换器56中的至少任一方使用热交换器1。在热交换器1作为蒸发器发挥作用时,热交换器1连接成使制冷剂从层叠型集管2的分配流路2a向第一传热管4流入并使制冷剂从第一传热管4向层叠型集管2的合流流路2b流入。即,在热交换器1作为蒸发器发挥作用时,气液两相状态的制冷剂从制冷剂配管向层叠型集管2的分配流路2a流入,气体状态的制冷剂从第一传热管4向层叠型集管2的合流流路2b流入。另外,在热交换器1作为冷凝器发挥作用时,气体状态的制冷剂从制冷剂配管向层叠型集管2的合流流路2b流入,液体状态的制冷剂从第一传热管4向层叠型集管2的分配流路2a流入。
<热交换器的作用>
以下,说明实施方式2的热交换器的作用。
在层叠型集管2中,在板状体11形成合流流路2b。因此,不需要集管3,从而削减了热交换器1的零件费用等。另外,由于不需要集管3,因此相应地能够延长第一传热管4而增加散热片5的安装体积。
实施方式3
说明实施方式3的热交换器。
需要说明的是,与实施方式1及实施方式2重复或类似的说明适当简化或省略。
<热交换器的结构>
以下,说明实施方式3的热交换器的结构。
图12是表示实施方式3的热交换器的结构的图。
如图12所示,热交换器1具有层叠型集管2、多个第一传热管4、多个第二传热管6和多个散热片5。
在层叠型集管2的内部形成有分配流路2a、合流流路2b和折返流路2c。在折返流路2c的流入侧连接多个第一传热管4。在折返流路2c的流出侧连接多个第二传热管6。在合流流路2b的流入侧连接多个第二传热管6。在合流流路2b的流出侧连接制冷剂配管。第一传热管4及第二传热管6是实施了U字形弯曲加工的扁平管。在分配流路2a的流出侧与折返流路2c的流入侧之间连接多个第一传热管4。在折返流路2c的流出侧与合流流路2b的流入侧之间连接多个第二传热管6。
<热交换器中的制冷剂的流动>
以下,说明实施方式3的热交换器中的制冷剂的流动。
在制冷剂配管中流动的制冷剂向层叠型集管2流入而由分配流路2a分配,向多个第一传热管4流出。制冷剂在多个第一传热管4中,与例如由风扇供给的空气等进行热交换。在多个第一传热管4中流动的制冷剂向折返流路2c流入而折返,并向多个第二传热管6流出。制冷剂在多个第二传热管6中,与例如由风扇供给的空气等进行热交换。在多个第二传热管6中流动的制冷剂向层叠型集管2的合流流路2b流入而合流,并向制冷剂配管流出。制冷剂可以逆流。
<层叠型集管的结构>
以下,说明实施方式3的热交换器的层叠型集管的结构。
图13及图14是实施方式3的热交换器的将层叠型集管分解的状态的立体图。图14是将图13的E部放大的立体图。
如图13及图14所示,在芯材12_5、12_6形成折返用第一流路12c_5、12c_6_1、12c_6_2。折返用第一流路12c_5是将第一传热管4的外周面和第二传热管6的外周面包围的形状的贯通孔。折返用第一流路12c_6_1是沿着第一传热管4的外周面的形状的贯通孔。折返用第一流路12c_6_2是沿着第二传热管6的外周面的形状的贯通孔。当芯材12与包层材13层叠时,折返用第一流路12c_5、12c_6_1、12c_6_2作为折返流路2c的一部分发挥功能。以下,有时将折返用第一流路12c_5、12c_6_1、12c_6_2统称为折返用第一流路12c。
另外,在包层材13_5形成有折返用第二流路13c_5。折返用第二流路13c_5是将第一传热管4的外周面和第二传热管6的外周面包围的形状的贯通孔。当芯材12与包层材13层叠时,折返用第二流路13c_5作为折返流路2c的一部分发挥功能。以下,有时将折返用第二流路13c_5记为折返用第二流路13c。
在折返用第一流路12c_5的内周面与第一传热管4的外周面的一部分及第二传热管6的外周面的一部分之间,形成有允许加热后的钎料因毛细管现象而渗入的程度的间隙。在折返用第二流路13c_5的内周面与第一传热管4的外周面的一部分及第二传热管6的外周面的一部分之间,形成有允许加热后的钎料因毛细管现象而渗入的程度的间隙。折返用第一流路12c_6_1的内周面与第一传热管4的外周面嵌合。折返用第一流路12c_6_2的内周面与第二传热管6的外周面嵌合。该嵌合优选具有允许加热后的钎料因毛细管现象而渗入的程度的间隙。在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4及第二传热管6的状态下,第一传热管4的端部4a及第二传热管6的端部6a位于芯材12_5的折返用第一流路12c_5的内侧。关于板状体11与第一传热管4及第二传热管6的接合部的结构、及板状体11与第一传热管4及第二传热管6的接合的方法,在后文叙述。
<层叠型集管中的制冷剂的流动>
以下,说明实施方式3的热交换器的层叠型集管中的制冷剂的流动。
图15是实施方式3的热交换器的层叠型集管的展开图。需要说明的是,在图15中,包层材13的图示省略。
如图13及图15所示,流入到第一传热管4内的制冷剂通过第一传热管4的位于芯材12_6的折返用第一流路12c_6_1内的区域,向芯材12_5的折返用第一流路12c_5及包层材13_5的折返用第二流路13c_5流入而折返,并通过第二传热管6的位于芯材12_6的折返用第一流路12c_6_2内的区域,向第二传热管6流入。
<板状体与第一传热管及第二传热管的接合部的结构>
以下,说明实施方式3的热交换器的板状体与第一传热管及第二传热管的接合部的结构。
图16是表示实施方式3的热交换器的板状体与第一传热管及第二传热管的接合部的结构的图。图16(a)是在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4及第二传热管6的状态下的图14的F-F线的剖视图。图16(b)是在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4及第二传热管6的状态下的图16(a)的G-G线的剖视图。需要说明的是,在图16(a)中,示出了在折返用第二流路13c的内周面未涂敷钎料的状态,但是也可以在折返用第二流路13c的内周面涂敷钎料。
如图16所示,在芯材12_5的折返用第一流路12c_5的内周面形成有突起14a。第二传热管6以将端部6a抵接于突起14a的状态接合。
<板状体与第一传热管及第二传热管的接合的方法>
以下,说明实施方式3的热交换器的板状体与第一传热管及第二传热管的接合的方法。
在第一传热管4以将端部4a抵接于突起14a的方式被定位的状态且第二传热管6以将端部6a抵接于突起14a的方式被定位的状态下,对板状体11和第一传热管4及第二传热管6进行加热。
<热交换器的使用方式>
以下,说明实施方式3的热交换器的使用方式的一例。
图17是表示应用实施方式3的热交换器的空气调节装置的结构的图。
如图17所示,热源侧热交换器54及负载侧热交换器56中的至少任一方使用热交换器1。在热交换器1作为蒸发器发挥作用时,热交换器1连接成使制冷剂从层叠型集管2的分配流路2a向第一传热管4流入且使制冷剂从第二传热管6向层叠型集管2的合流流路2b流入。即,在热交换器1作为蒸发器发挥作用时,气液两相状态的制冷剂从制冷剂配管向层叠型集管2的分配流路2a流入,气体状态的制冷剂从第二传热管6向层叠型集管2的合流流路2b流入。另外,在热交换器1作为冷凝器发挥作用时,气体状态的制冷剂从制冷剂配管向层叠型集管2的合流流路2b流入,液体状态的制冷剂从第一传热管4向层叠型集管2的分配流路2a流入。
<热交换器的作用>
以下,说明实施方式3的热交换器的作用。
在热交换器1中,在板状体11形成有折返流路2c,除了多个第一传热管4之外,还连接有多个第二传热管6。即,热交换器1的热交换部在由风扇供给的空气等的通过方向上形成两列。因此,不改变热交换器1的主视观察的状态下的面积等就能够增加热交换量。
另外,在层叠型集管2中,在1个折返流路2c插入有2个管的端部即第一传热管4的端部4a及第二传热管6的端部6a的状态下,将板状体11与第一传热管4及第二传热管6接合。因此,不使板状体11的结构复杂化就能够实现将热交换器1的热交换部在由风扇供给的空气等的通过方向上形成两列。另外,可以在板状体11上一并接合第一传热管4和第二传热管6,层叠型集管2的生产效率提高。需要说明的是,即使层叠型集管2在板状体11的层叠方向的最外侧层叠有涂敷了钎料的包层材13,即,在板状体11的层叠方向的最外侧的面涂敷有钎料,也能起到同样的作用。
<变形例>
图18是表示实施方式3的热交换器的变形例的板状体与第一传热管及第二传热管的接合部的结构的图。需要说明的是,图18(a)是在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4及第二传热管6的状态下的图14的F-F线的剖视图。图18(b)是在芯材12与包层材13层叠且在板状体11接合有第一传热管4及第二传热管6的状态下的图18(a)的H-H线的剖视图。
如图18所示,在芯材12_5的折返用第一流路12c_5的内周面形成有遍及该内周面的整个周向的突起14b。
以上,说明了实施方式1~实施方式3,但是本发明并不限定于各实施方式的说明。例如,也可以对各实施方式的全部或一部分、各变形例等进行组合。
附图标记说明
1热交换器,2层叠型集管,2a分配流路,2b合流流路,2c折返流路,3集管,3a合流流路,4第一传热管,4a端部,5散热片,6第二传热管,6a端部,11板状体,12、12_1~12_6芯材,12a、12a_1~12a_6分配用第一流路,12b、12b_1~12b_6合流用第一流路,12c、12c_5、12c_6_1、12c_6_2折返用第一流路,13、13_1~13_5包层材,13a、13a_1~13a_5分配用第二流路,13b、13b_1~13b_5合流用第二流路,13c、13c_5折返用第二流路,14a、14b突起,51空气调节装置,52压缩机,53四通阀,54热源侧热交换器,55节流装置,56负载侧热交换器,57热源侧风扇,58负载侧风扇,59控制装置。

Claims (14)

1.一种层叠型集管,其特征在于,
所述层叠型集管具备板状体,该板状体将形成第一流路且未涂敷钎料的芯材与形成第二流路且至少在表背面涂敷有钎料的包层材以使该第一流路及该第二流路连通的方式交替层叠,并供管以端部插入到该第一流路及该第二流路中的至少任一方的流路的状态接合,
在所述板状体的层叠方向的最外侧层叠了所述芯材。
2.根据权利要求1所述的层叠型集管,其特征在于,
所述芯材比所述包层材厚,
所述管以所述端部插入所述芯材的表面与背面之间的状态接合。
3.根据权利要求1或2所述的层叠型集管,其特征在于,
在所述一方的流路的内周面形成突起,
所述管以将所述突起抵接于所述端部且使该端部的外周面与所述一方的流路的内周面嵌合的状态接合。
4.根据权利要求3所述的层叠型集管,其特征在于,
在从所述管的内侧观察该管的所述端部的状态下,所述突起的前端不向该管的内周面的内侧突出。
5.根据权利要求3或4所述的层叠型集管,其特征在于,
所述突起在所述一方的流路的内周面的一部分的周向上形成。
6.根据权利要求3或4所述的层叠型集管,其特征在于,
所述突起在所述一方的流路的内周面的整个周向上形成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的层叠型集管,其特征在于,
所述管在从所述管的内侧朝向所述端部供给流体的状态下接合。
8.根据权利要求7所述的层叠型集管,其特征在于,
所述流体的温度为所述钎料的熔点以上的温度。
9.根据权利要求7或8所述的层叠型集管,其特征在于,
所述流体是空气。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的层叠型集管,其特征在于,
所述管为多个,
所述板状体供多个所述管以所述端部插入到一个所述一方的流路的状态接合。
11.一种热交换器,其特征在于,具备:
权利要求1~10中任一项所述的层叠型集管;以及
与所述板状体接合的所述管。
12.根据权利要求11所述的热交换器,其特征在于,
所述管是扁平管。
13.一种空气调节装置,其特征在于,
具备权利要求11或12所述的热交换器。
14.一种将层叠型集管的板状体与管接合的方法,所述层叠型集管将形成第一流路且未涂敷钎料的芯材与形成第二流路且至少在表背面涂敷有钎料的包层材以使该第一流路及该第二流路连通且在层叠方向的最外侧层叠该芯材的方式交替层叠,其特征在于,包括:
将所述管以端部插入到所述第一流路及所述第二流路中的至少任一方的流路的状态进行定位的步骤;以及
从所述管的内侧朝向所述端部供给流体并且对所述钎料进行加热的步骤。
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