CN105865010A - 换热器结构及具有其的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换热器结构及具有其的空调器，其中，换热器结构包括：换热器本体，具有第一物料口；管道部，设置于换热器本体上，管道部与第一物料口相连通，管道部包括缓冲部，缓冲部包括由部分的管道部经弯折后形成的第一折弯部，以减小管道部与换热器本体的连接处的应力。通过在管道部上设置缓冲部，能够有效地降低来自与管道部相连接的其他部件的振动，从而有效地减小了管道部与换热器本体的连接处的应力。增加了管道部与换热器本体的连接处的可靠性。

Description

换热器结构及具有其的空调器

技术领域

本发明涉及空调器设备技术领域，具体而言，涉及一种换热器结构及具有其的空调器。

背景技术

现有技术中，分体空调制冷管路常见的失效形式有两种，分别是空调器在运输过程中的管路断裂和空调系统运行过程中的管路断裂问题。而造成运行过程中的管路断裂的原因有很多种。从设计上来讲大致可以分为包装设计不合理和空调器管路的结构设计不合理两种。

运输过程中的管路断裂主要由两个方面的原因导致：一是压缩机的底角是不固定的，在运输过程中压缩机可以在一定范围内跳动和摆动，致使运输工具在加速和制动过程中压缩机存在一定的惯性力，导致配管受到较大的瞬间载荷。而冷凝器中U形管的壁厚多数都是0.25mm的，是整个管路系统中最薄弱的地方，且压缩机的管路直接与冷凝器的进管相连接，致使应力集中在冷凝器的进管根部即管路与冷凝器的连接处。二是运输工具在行驶过程中需要承受来自路面的冲击，其中多为20Hz以下的随机激励。如果配管在前1、2阶固有频率落在20HZ以下，在运输过程中将会发生共振。整机的管路在运输过程中由于受到路面的激振而处于受迫振的运动状态。受迫振动的振幅为：

$A=\frac{F}{m\sqrt{({{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2)+4{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\ξ}}^2}}$

式中：A为管路的振幅，单位为米。F为物体所受到的力，单位为N。m为物体的质量，单位为Kg。ω₀为物体的固有频率，单位为Hz。ω为策动力的频率，单位为Hz。ε为衰减常数。

从上面的公式可以得出：在受力相同的情况下，当管路的固有频率ω₀与路面的激励频率即策动力频率ω一致或者较为接近时，管路的振幅最大，其配管的变形能也最大，这样直接导致管路相关部位的变形加大，其应变力也会增大。此时管路受到的应力也最大，这样容易导致空调器内部的连接管路失效。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种换热器结构及具有其的空调器，以解决现有技术中空调器管路失效的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种换热器结构，包括：换热器本体，具有第一物料口；管道部，设置于换热器本体上，管道部与第一物料口相连通，管道部包括缓冲部，缓冲部包括由部分的管道部经弯折后形成的第一折弯部，以减小管道部与换热器本体的连接处的应力。

进一步地，缓冲部还包括由部分的管道部经弯折后形成的第二折弯部，第一折弯部的第一端与第一物料口相连通，第一折弯部的第二端与第二折弯部的第一端相连通。

进一步地，第一折弯部包括：第一直管段，第一直管段的第一端与第一物料口相连通；第一圆弧管段，第一圆弧管段的第一端与第一直管段的第二端相连通；第二直管段，第二直管段的第一端与第一圆弧管段的第二端相连通。

进一步地，缓冲部包括第一连接管部，第一连接管部包括：第三直管段，第三直管段的第一端与第一物料口相连通，第三直管段的轴线与第一直管段的轴线具有第一夹角；第二圆弧管段，第二圆弧管段的第一弯与第三直管段的第二弯相连通，第二圆弧管段的第二弯与第一直管段的第一端相连通。

进一步地，第二折弯部包括：第三圆弧管段，第三圆弧管段的第一端与第二直管段的第二端相连通；第六直管段，第六直管段的第一端与第三圆弧管段的第二端相连通，第一直管段的轴线分别与第二直管段的轴线、第六直管段的轴线相互平行。

进一步地，第三直管段、第二圆弧管段以及第一直管段位于同一个第一平面α内，第一直管段、第一圆弧管段以及第二直管段位于同一个第二平面β内，第二直管段、第三圆弧管段以及第六直管段位于同一个第三平面γ内，第一平面α与第二平面β相交，第三平面γ与第二平面β相交。

进一步地，第二折弯部包括：第三圆弧管段，第三圆弧管段的第一端与第二直管段的第二端相连通；第六直管段，第六直管段的第一端与第三圆弧管段的第二端相连通，第一直管段的轴线分别与第二直管段的轴线、第六直管段的轴线相互平行。

进一步地，第六直管段靠近换热器本体设置。

进一步地，换热器结构还包括第二连接管部，第二连接管部包括：第四直管段，第四直管段的第一端与第一物料口相连通；第五直管段，第五直管段的第一端与第四直管段的第二端相连通，第五直管段与第四直管段具有第二夹角，第五直管段的第二端与第一直管段的第一端相连通，第五直管段与第一直管段具有第三夹角。

进一步地，第二夹角和/或第三夹角为钝角。

进一步地，第四直管段、第五直管段以及第一直管段位于同一个第四平面τ内，第一直管段、第一圆弧管段以及第二直管段位于同一个第二平面β内，第二直管段、第三圆弧管段以及第六直管段位于同一个第三平面γ内，第三平面γ与第二平面β相交，第四平面τ与第一折弯部所在的平面具有第四夹角。

进一步地，第三平面γ与第二平面β所成的二面角和第四平面τ与第二平面β所成的二面角的和为钝角。

进一步地，换热器本体还具有第二物料口，第二物料口与第一物料口位于换热器本体的同侧，换热器结构包括两个第二连接管部和一个进料段，两个第二连接管部中的一个第二连接管部的第四直管段的第一端与第一物料口相连通，第六直管段的第二端与进料段的第一端相连通，两个第二连接管部中的另一个第二连接管部的第四直管段的第一端与第二物料口相连通，第六直管段的第二端与进料段的第一端相连通。

进一步地，换热器结构还包括：U形管路，设置于换热器本体上；第一固定部，第一固定部的第一端套设于第一直管段上，第一固定部的第二端套设于U形管路上。

进一步地，换热器结构还包括：U形管路，设置于换热器本体上；第二固定部，第二固定部的一端焊接于第一直管段上，第二固定部的第二端焊接于U形管路上，或者第二固定部的一端焊接于第一直管段上，第二固定部的第二端焊接于U形管路上。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，包括换热器结构，换热器结构为上述的换热器结构。

应用本发明的技术方案，换热器结构包括换热器本体和管道部。换热器本体具有第一物料口。管道部设置于换热器本体上，管道部与第一物料口相连通，管道部包括缓冲部，缓冲部包括由部分的管道部经弯折后形成的第一折弯部，以减小管道部与换热器本体的连接处的应力。通过在管道部上设置缓冲部，能够有效地降低来自与管道部相连接的其他部件的振动，从而有效地减小了管道部与换热器本体的连接处的应力。增加了管道部与换热器本体的连接处的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的换热器的实施例一的第一视角的结构示意图；

图2示出了图1中换热器的第二视角的结构示意图；

图3示出了图1中换热器的第三视角的结构示意图；

图4示出了根据本发明的换热器的实施例二的第一视角的结构示意图；

图5示出了图4中换热器的第二视角的结构示意图；

图6示出了图4中换热器的第三视角的结构示意图；

图7示出了图4中换热器的第四视角的结构示意图；

图8示出了图7中的A处放大结构示意图；以及

图9示出了图8的俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、换热器本体；11、第一物料口；12、第二物料口；20、管道部；21、第三直管段；22、第二圆弧管段；23、第一直管段；24、第一圆弧管段；25、第二直管段；26、第三圆弧管段；27、第六直管段；30、U形管路；40、第一固定部；50、第二固定部；71、第四直管段；72、第五直管段；80、进料段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的一个方面，提供了一种换热器结构。在本发明的一个具体实施例中，该换热器结构包括换热器本体10和管道部20，换热器本体10具有第一物料口11。管道部20设置于换热器本体10上，管道部20与第一物料口11相连通，管道部20包括缓冲部，缓冲部包括由部分的管道部20经弯折后形成的第一折弯部，以减小管道部20与换热器本体10的连接处的应力。

在本实施例中，通过在管道部20上设置缓冲部，能够有效地降低来自与管道部20相连接的其他部件的振动，从而有效地减小了管道部20与换热器本体10的连接处的应力。增加了管道部20与换热器本体10的连接处的可靠性。这样设置有效地减小换热器进管的位移，较大限度的提高换热器进管的柔性，加强管路在运输过程中的可靠性。

如图2所示，缓冲部包括由部分的管道部20经弯折后形成的第二折弯部，第一折弯部的第一端与第一物料口11相连通，第一折弯部的第二端与第二折弯部的第一端相连通。通过管道自身的弯折形成缓冲部以减少管路与换热器连接处的应力，有效地增加了管路与换热器的之间的连接稳定性。

进一步地，第一折弯部包括第一直管段23、第一圆弧管段24和第二直管段25。第一直管段23的第一端与第一物料口11相连通。第一圆弧管段24的第一端与第一直管段23的第二端相连通。第二直管段25的第一端与第一圆弧管段24的第二端相连通。如图2所示，第一折弯部呈U形结构，这样设置有效地增加了换热器比如冷凝器进管的柔性，可以较大限度的提高管路的变形裕量。可以通过适当地增加U形管路两臂直线段长度来增加冷凝器进管的柔性。

请在参照图1和图2，缓冲部包括第一连接管部。第一连接管部包括第三直管段21和第二圆弧管段22。第三直管段21的第一端与第一物料口11相连通，第三直管段21的轴线与第一直管段23的轴线具有第一夹角。第二圆弧管段22的第一弯与第三直管段21的第二弯相连通，第二圆弧管段22的第二弯与第一直管段23的第一端相连通。其中，第三直管段21设置于换热器的顶部并朝向水平方向延伸，第一直管段23通过第二圆弧管段22朝向第三直管段21的下方延伸。通过第二圆弧管段22改变管路的弯折方向，从而形成U形结构的缓冲结构，能够有效地增加缓冲部的柔性。

进一步地，第二折弯部包括第三圆弧管段26和第六直管段27。第三圆弧管段26的第一端与第二直管段25的第二端相连通。第六直管段27的第一端与第三圆弧管段26的第二端相连通，第一直管段23的轴线分别与第二直管段25的轴线、第六直管段27的轴线相互平行。设置多个折弯部能够进一步地增加缓冲部的柔性，从而最大限度的减小了管道部20与换热器之间的连接处的应力。为减小连接管路与换热器之间的应力，将第六直管段27靠近换热器本体10设置。

如图2所示，第三直管段21、第二圆弧管段22以及第一直管段23位于同一个第一平面α内。第一直管段23、第一圆弧管段24以及第二直管段25位于同一个第二平面β内。第二直管段25、第三圆弧管段26以及第六直管段27位于同一个第三平面γ内，第一平面α与第二平面β相交，第三平面γ与第二平面β相交。

如图3所示，根据本发明的另一个实施例，换热器结构还包括第二连接管部。第二连接管部包括第四直管段71和第五直管段72。第四直管段71的第一端与第一物料口11相连通。第五直管段72的第一端与第四直管段71的第二端相连通，第五直管段72与第四直管段71具有第二夹角，第五直管段72的第二端与第一直管段23的第一端相连通，第五直管段72与第一直管段23具有第三夹角。优选地，第二夹角和第三夹角为钝角。当然，也可以将第二夹角和第三夹角中的一个设置成钝角，同样能够达到减小管道部20与换热器连接处的应力。

如图4和图8所示，第四直管段71、第五直管段72以及第一直管段23位于同一个第四平面τ内。第一直管段23、第一圆弧管段24以及第二直管段25位于同一个第二平面β内。第二直管段25、第三圆弧管段26以及第六直管段27位于同一个第三平面γ内，第三平面γ与第二平面β相交，第四平面τ与第一折弯部所在的平面具有第四夹角。如图5所示，第二折弯部也呈U形结构，增加换热器即冷凝器在竖直平面和水平面内设置U型的减振结构，使得冷凝器在水平面具有充分的自由度即如图9所示，在俯视图中保证至少有两个弯位，能够实现空调器运输的可靠性，避免管路断裂造成冷媒泄露。能够提高产品的品质，减少系列售后的维护成本。

如图8所示，第三平面γ与第二平面β所成的二面角和第四平面τ与第二平面β所成的二面角的和为钝角。这样设置能够使得具有该缓冲部的管路能够最大限度的承受来至外界的振动力，从而保证了管路和换热器在运行或运输过程中的安全性和可靠性。

如图4至图9所示，换热器本体10还具有第二物料口12。第二物料口12与第一物料口11位于换热器本体10的同侧。换热器结构包括两个第二连接管部和一个进料段80，两个第二连接管部中的一个第二连接管部的第四直管段71的第一端与第一物料口11相连通，第六直管段27的第二端与进料段80的第一端相连通，两个第二连接管部中的另一个第二连接管部的第四直管段71的第一端与第二物料口12相连通，第六直管段27的第二端与进料段80的第一端相连通。这样设置能够进一步的增加缓冲部的管路承受来至外界的振动力，从而保证了管路和换热器在运行或运输过程中的安全性和可靠性。

换热器结构还包括U形管路30。U形管路30设置于换热器本体10上。第一固定部40，第一固定部40的第一端套设于第一直管段23上，第一固定部40的第二端套设于U形管路30上。当然，也可以将第二固定部50的一端焊接于第一直管段23上，第二固定部50的第二端焊接于U形管路30上。或者将第二固定部50的一端焊接于第一直管段23上，第二固定部50的第二端焊接于U形管路30上。在换热器即冷凝器的进管上增加管固定块(第一固定部40)或者加强管(第二固定部50)，把冷凝器的进管与其他管路捆绑在一起，能够有效地减少冷凝器进管的位移，提高了管路可靠性。

在运输过程中压缩机的振动较大，且方向较为随机，为减小振动，在冷凝器进管的竖直平面和水平面内各设置一个U型的减振结构，以增加管路的柔性，消耗由于压缩机振动传递至管路的动能。只有一个进口的冷凝器进管设计成如图1至图3中“回形针”形式的管型。有两个进口即物料进口的冷凝器进管设计中使用如图3至9中所示的U型弯。如图1至图9所示，最后一个直管管的折弯方向尽量朝向换热器边板处设置以减小力臂长度，从而进一步地增加缓冲部的稳定性，如图9所示，其中一个第二弯折部所在的平面与进料段所在的平面的夹角为135°，两个第二弯折部之间的夹角为63°。

如图8和图9所示，管道部20中的进料段80与四通阀部件相连，振动较大。如果此段的两个第六直管段的直线段长度过大会导致配管柔性增加和共振幅度太大，对配管振动控制不利。第一折弯部和第二折弯部的管段相对来说属于振动较小的管路段，在水平和竖直平面内可以通过适当增加U形管路两臂的直线段长度来增加冷凝器进管的柔性。这样设置可以较大限度的提高缓冲部变形裕量，有效提高换热器在运输过程中的可靠性。

冷凝器进管直线段因为靠近弯管区域存在残余应力，同时因为靠近烧焊部位，材料力学性能受到影响，所以很容易疲劳断裂。为削弱上述因素的影响，冷凝器进管弯曲半径R尽可能大一些，以减少此部位残余应力。同时保证一定直线段，以减少烧焊带来的不利影响。另外也要保证冷凝器与配管连接处的管路的刚性，遏制过大的振幅导致的微动磨损。冷凝器的第三直管段21的长度尽量控制在30～40mm。第四直管段71、第五直管段72以及第一直管段之间的角度大于等于90°。

上述实施例中的换热器结构可以用于空调器技术领域，根据本发明的另一方面，提供了一种空调器。该空调器包括换热器结构，换热器结构为上述实施例中的换热器结构。该换热器结构包括换热器本体10和管道部20，换热器本体10具有第一物料口11。管道部20设置于换热器本体10上，管道部20与第一物料口11相连通，管道部20包括缓冲部，缓冲部包括由部分的管道部20经弯折后形成的第一折弯部，以减小管道部20与换热器本体10的连接处的应力。

通过在管道部20上设置缓冲部，能够有效地降低来自与管道部20相连接的其他部件的振动，从而有效地减小了管道部20与换热器本体10的连接处的应力。增加了管道部20与换热器本体10的连接处的可靠性。这样设置有效地减小换热器进管的位移，较大限度的提高换热器进管的柔性，加强管路在运输过程中的可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种换热器结构，其特征在于，包括：

换热器本体(10)，具有第一物料口(11)；

管道部(20)，设置于所述换热器本体(10)上，所述管道部(20)与所述第一物料口(11)相连通，所述管道部(20)包括缓冲部，所述缓冲部包括由部分的所述管道部(20)经弯折后形成的第一折弯部，以减小所述管道部(20)与所述换热器本体(10)的连接处的应力。

2.根据权利要求1所述的换热器结构，其特征在于，所述缓冲部还包括由部分的所述管道部(20)经弯折后形成的第二折弯部，所述第一折弯部的第一端与所述第一物料口(11)相连通，所述第一折弯部的第二端与所述第二折弯部的第一端相连通。

3.根据权利要求2所述的换热器结构，其特征在于，所述第一折弯部包括：

第一直管段(23)，所述第一直管段(23)的第一端与所述第一物料口(11)相连通；

第一圆弧管段(24)，所述第一圆弧管段(24)的第一端与所述第一直管段(23)的第二端相连通；

第二直管段(25)，所述第二直管段(25)的第一端与所述第一圆弧管段(24)的第二端相连通。

4.根据权利要求3所述的换热器结构，其特征在于，所述缓冲部包括第一连接管部，所述第一连接管部包括：

第三直管段(21)，所述第三直管段(21)的第一端与所述第一物料口(11)相连通，所述第三直管段(21)的轴线与所述第一直管段(23)的轴线具有第一夹角；

第二圆弧管段(22)，所述第二圆弧管段(22)的第一弯与所述第三直管段(21)的第二弯相连通，所述第二圆弧管段(22)的第二弯与所述第一直管段(23)的第一端相连通。

5.根据权利要求4所述的换热器结构，其特征在于，所述第二折弯部包括：

第三圆弧管段(26)，所述第三圆弧管段(26)的第一端与所述第二直管段(25)的第二端相连通；

第六直管段(27)，所述第六直管段(27)的第一端与所述第三圆弧管段(26)的第二端相连通，所述第一直管段(23)的轴线分别与所述第二直管段(25)的轴线、所述第六直管段(27)的轴线相互平行。

6.根据权利要求5所述的换热器结构，其特征在于，所述第三直管段(21)、所述第二圆弧管段(22)以及所述第一直管段(23)位于同一个第一平面α内，所述第一直管段(23)、所述第一圆弧管段(24)以及所述第二直管段(25)位于同一个第二平面β内，所述第二直管段(25)、所述第三圆弧管段(26)以及所述第六直管段(27)位于同一个第三平面γ内，所述第一平面α与所述第二平面β相交，所述第三平面γ与所述第二平面β相交。

7.根据权利要求3所述的换热器结构，其特征在于，所述第二折弯部包括：

第三圆弧管段(26)，所述第三圆弧管段(26)的第一端与所述第二直管段(25)的第二端相连通；

第六直管段(27)，所述第六直管段(27)的第一端与所述第三圆弧管段(26)的第二端相连通，所述第一直管段(23)的轴线分别与所述第二直管段(25)的轴线、所述第六直管段(27)的轴线相互平行。

8.根据权利要求7所述的换热器结构，其特征在于，所述第六直管段(27)靠近所述换热器本体(10)设置。

9.根据权利要求7所述的换热器结构，其特征在于，所述换热器结构还包括第二连接管部，所述第二连接管部包括：

第四直管段(71)，所述第四直管段(71)的第一端与所述第一物料口(11)相连通；

第五直管段(72)，所述第五直管段(72)的第一端与所述第四直管段(71)的第二端相连通，所述第五直管段(72)与所述第四直管段(71)具有第二夹角，所述第五直管段(72)的第二端与所述第一直管段(23)的第一端相连通，所述第五直管段(72)与所述第一直管段(23)具有第三夹角。

10.根据权利要求9所述的换热器结构，其特征在于，所述第二夹角和/或所述第三夹角为钝角。

11.根据权利要求9所述的换热器结构，其特征在于，所述第四直管段(71)、所述第五直管段(72)以及所述第一直管段(23)位于同一个第四平面τ内，所述第一直管段(23)、所述第一圆弧管段(24)以及所述第二直管段(25)位于同一个第二平面β内，所述第二直管段(25)、所述第三圆弧管段(26)以及所述第六直管段(27)位于同一个第三平面γ内，所述第三平面γ与所述第二平面β相交，所述第四平面τ与所述第一折弯部所在的平面具有第四夹角。

12.根据权利要求11所述的换热器结构，其特征在于，所述第三平面γ与所述第二平面β所成的二面角和所述第四平面τ与所述第二平面β所成的二面角的和为钝角。

13.根据权利要求11所述的换热器结构，其特征在于，所述换热器本体(10)还具有第二物料口(12)，所述第二物料口(12)与所述第一物料口(11)位于所述换热器本体(10)的同侧，所述换热器结构包括两个第二连接管部和一个进料段(80)，两个所述第二连接管部中的一个所述第二连接管部的所述第四直管段(71)的第一端与所述第一物料口(11)相连通，所述第六直管段(27)的第二端与所述进料段(80)的第一端相连通，两个所述第二连接管部中的另一个所述第二连接管部的所述第四直管段(71)的第一端与所述第二物料口(12)相连通，所述第六直管段(27)的第二端与所述进料段(80)的第一端相连通。

14.根据权利要求3至13中任一项所述的换热器结构，其特征在于，所述换热器结构还包括：

U形管路(30)，设置于所述换热器本体(10)上；

第一固定部(40)，所述第一固定部(40)的第一端套设于所述第一直管段(23)上，所述第一固定部(40)的第二端套设于所述U形管路(30)上。

15.根据权利要求3至13中任一项所述的换热器结构，其特征在于，所述换热器结构还包括：

U形管路(30)，设置于所述换热器本体(10)上；

第二固定部(50)，所述第二固定部(50)的一端焊接于所述第一直管段(23)上，所述第二固定部(50)的第二端焊接于所述U形管路(30)上，

或者所述第二固定部(50)的一端焊接于所述第一直管段(23)上，所述第二固定部(50)的第二端焊接于所述U形管路(30)上。

16.一种空调器，包括换热器结构，其特征在于，所述换热器结构为权利要求1至15中任一项所述的换热器结构。