CN107850403B - 热交换器及空气调节装置 - Google Patents

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Abstract

目的在于得到一种实现高性能且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性的热交换器及空气调节装置。一种热交换器,具备在平板状的基板上穿设有短筒状的翅片套环的翅片,使翅片套环重叠连接而将多个翅片重叠,将被连接的翅片套环接合而构成管路及翅片芯,并在管路的内表面形成树脂层,其中,热交换器具备加强构件,该加强构件具有从管路的一端至另一端的长度以提高管路的刚性。

Description

热交换器及空气调节装置
技术领域
本发明涉及在室内空调器、柜式空调器等空气调节机中使用的板翅式热交换器,尤其涉及在使翅片套环重叠连接而使多个翅片重叠的情况下提高接合部的强度的热交换器及空气调节装置。
背景技术
以往的热交换器具有在平板状的基板上穿设有多个短筒状的翅片套环的翅片。并且,使翅片套环重叠连接而使多个翅片重叠。此外,利用树脂将相邻的翅片套环接合而形成管路及翅片芯,并在管路的内表面形成树脂层。
根据该热交换器,通过翅片芯的流体与通过管路的流体进行热交换,并且,由于树脂包覆于管路的内表面,管路被密封且管路的金属表面被防蚀(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭61-015359号公报
发明内容
发明要解决的课题
在以往的热交换器中,使翅片套环重叠连接的接合部仅通过树脂来固定,因此存在相对于在将热交换器设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切而强度低的课题。
而且,当为了增加接合部的强度而使树脂层变厚时,存在树脂层成为热阻而热交换性能下降的课题。
本发明用于解决上述课题,其目的在于得到一种性能高且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性的热交换器及空气调节装置。
用于解决课题的方案
本发明的热交换器具备在平板状的基板上穿设有短筒状的翅片套环的翅片,使所述翅片套环重叠连接而将多个所述翅片重叠,将被连接的所述翅片套环接合而构成管路及翅片芯,并在所述管路的内表面形成树脂层,其中,所述热交换器具备加强构件,该加强构件具有从所述管路的一端至另一端的长度以提高所述管路的刚性。
发明效果
根据本发明的热交换器,由于具备具有从管路的一端至另一端的长度以提高管路的刚性的加强构件,因此,与在将热交换器设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,不需要为了提高强度而使树脂层变厚,也不存在树脂层成为热阻而热交换性能下降的情况。因此能够实现高性能且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的热交换器的立体图。
图2是表示本发明的实施方式1的热交换器的翅片芯的、图1的A-A截面的剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1的热交换器的管路的、图2的B-B截面的剖视图。
图4是表示本发明的实施方式1的热交换器的翅片套环的放大立体图。
图5是表示本发明的实施方式1的热交换器的翅片套环的俯视图。
图6是表示本发明的实施方式1的热交换器的管路内的树脂膜厚度与性能及耐压强度的关系的概念图。
图7是表示本发明的实施方式2的热交换器的立体图。
图8是表示本发明的实施方式2的热交换器的翅片芯的、图7的A-A截面的剖视图。
图9是表示本发明的实施方式2的热交换器的管路的、图8的B-B截面的剖视图。
图10是表示本发明的实施方式3的热交换器的翅片芯的端部的图。
图11是表示本发明的实施方式3的热交换器的管路的、图10的B-B截面的剖视图。
图12是表示本发明的实施方式4的热交换器的翅片芯的剖视图。
图13是表示本发明的实施方式4的热交换器的管路的、图12的B-B截面的剖视图。
图14是表示本发明的实施方式5的热交换器的翅片芯的剖视图。
图15是表示本发明的实施方式5的热交换器的管路的、图14的B-B截面的剖视图。
图16是表示本发明的实施方式6的热交换器的立体图。
图17是表示本发明的实施方式6的热交换器的管路的、图16的A-A截面的剖视图。
图18是表示本发明的实施方式7的热交换器的翅片芯的剖视图。
图19是表示本发明的实施方式7的热交换器的翅片芯的剖视图。
图20是表示本发明的实施方式7的热交换器的翅片芯的剖视图。
图21是表示本发明的实施方式8的热交换器的立体图。
图22是表示本发明的实施方式8的热交换器的立体图。
图23是表示本发明的实施方式8的热交换器的管路的、图21的A-A截面的剖视图。
图24是表示本发明的实施方式9的热交换器的立体图。
图25是表示本发明的实施方式9的热交换器的立体图。
图26是表示本发明的实施方式9的热交换器的管路的、图24的A-A截面的剖视图。
图27是表示本发明的实施方式10的热交换器的立体图。
图28是表示本发明的实施方式10的热交换器的立体图。
图29是表示本发明的实施方式10的热交换器的管路的、图27的A-A截面的剖视图。
图30是表示本发明的实施方式11的空气调节装置的概略结构的制冷剂回路图。
具体实施方式
以下,说明本发明的热交换器的实施方式。需要说明的是,附图的方式是一例,没有对本发明进行限定。而且,在各图中标注相同的附图标记的构件是相同或与之相当的构件,这在说明书的全文中通用。此外,在以下的附图中,各结构构件的大小关系有时与实际情况不同。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的热交换器10的立体图。图2是表示本发明的实施方式1的热交换器10的翅片芯14的、图1的A-A截面的剖视图。图3是表示本发明的实施方式1的热交换器10的管路13、的图2的B-B截面的剖视图。图4是表示本发明的实施方式1的热交换器10的翅片套环11的放大立体图。图5是表示本发明的实施方式1的热交换器10的翅片套环11的俯视图。图6是表示本发明的实施方式1的热交换器10的管路13内的树脂膜厚度与性能及耐压强度的关系的概念图。
需要说明的是,图中箭头表示空气的流动(WF)及制冷剂的流动(RF)。
如图1~图6所示,实施方式1的热交换器10具备在平板状的基板上穿设有多个短筒状的翅片套环11的翅片1。
多个翅片1将翅片套环11重叠连接。被连接的相邻的翅片套环11由树脂接合,由此构成多个管路13及供空气流动的翅片芯14,并以覆盖管路13的内表面的方式形成树脂层12。
在此构成的管路13的、图2所示的形状为圆筒型,但是并不局限于该形状,也可以不是对称的形状。
管路13在翅片1重叠的两端具备连接管4。而且,管路13在与翅片1的重叠方向正交的方向上,沿着空气的流动(WF)方向(列方向)例如图示2个那样排列多个,且沿着与列方向正交的方向(层方向)例如图示8个那样排列多个。
列方向的多个管路13中的配置于下风侧的多个管路13在一端处连接于入口集管2。另一方面,配置于上风侧的多个管路13在一端处连接于出口集管3。多个管路13在未图示的另一端处以使下风侧的管路13与上风侧的管路13连通的方式由U字管等连接。
在多个管路13中的一部分的管路13中插入有作为加强构件的树脂结构体15,并通过树脂材料而被限制于翅片芯14的两端。
树脂结构体15是每隔90度与管路13的内壁接触的截面十字状,从1个管路13的一端至另一端而配置于整个区域。树脂结构体15具有从管路13的一端至另一端的长度,以提高管路13的刚性。
作为加强构件的树脂结构体15相当于配置在管路13内的树脂结构材料。
如图3所示,翅片套环11形成为朝向重叠方向前端为小径且基部为大径的锥状。
如图4、图5所示,翅片套环11具备筒部21和顶部22。翅片套环11连续进行向筒部21的内部插入下一翅片套环11的顶部22的配置。通过这样将翅片套环11连接,从而翅片1彼此重叠。
接下来,对于实施方式1的热交换器10的动作,以应用于将制冷剂与空气进行热交换的空气调节装置的室内机的情况为例进行说明。
如图1的空气的流动(WF)所示,在例如风扇等的作用下,空气流入热交换器10,在翅片芯14的、具体而言由相邻的翅片1彼此形成的翅片1间的间隙内流动,与在管路13中流动的水等制冷剂进行热交换并流出。
接下来,说明制冷剂的流动。在制热运转时,在热交换器10处,在管路13中流动的制冷剂即热水对空气进行加热。在热交换器10中,热水从入口集管2流入,在下风侧的管路13内沿翅片1的重叠方向流动,经由U字管等,在上风侧的管路13内流动,在出口集管3处聚集后流出。热水以所谓模拟对流的方式被进行热交换。
在制冷运转时,在热交换器10处,在管路13中流动的制冷剂即冷水对空气进行冷却,除此以外,制冷剂的流动与制热运转相同。
接下来,使用图2、图3,说明实施方式1的热交换器10的制造方法。
如图3所示,将穿设有多个通过冲压加工等形成为锥筒状的翅片套环11的翅片1通过使翅片套环11重叠连接而重叠。
从重叠的翅片1的一端向翅片1的筒部21的内部注入树脂,安装入口集管2、出口集管3及连接管4。
在翅片套环11的内部制作树脂层12的工序也可以使用预先具备树脂的预涂翅片。然后,进行加热处理使树脂流动化,使树脂覆盖翅片套环11的管路13的内壁侧的表面,并使树脂向相邻的翅片套环11彼此的接合部渗透而接合,进行冷却固化而固定。
此时,调整树脂的种类、加热和冷却温度及时间,将管路13的内壁侧的表面的成为树脂膜的树脂层12形成为薄膜,优选形成为50μm以下。
接下来,向规定的部位的管路13插入图2所示的树脂结构体15作为加强构件。树脂结构体15具有从管路13的一端至另一端的长度,插入到管路13内,在翅片芯14的两端处能够通过树脂材料容易地对其进行限制,制造容易。该树脂结构体15的插入部位越多,则热交换器10的强度越提高,但是从成本的观点出发,优选控制到最小限度的部位。
在此,树脂结构体15的图2所示的截面为十字状,但是并不局限于该形状,也可以不是对称的形状。而且,树脂结构体15即加强构件的材质没有限定为树脂,只要具备耐腐蚀性即可,也可以为金属。
需要说明的是,如果加强构件为树脂制,则即使与树脂层12发生摩擦,树脂层12剥离的可能性也小,因此优选。
另外,在树脂结构体15即使在树脂流动所需的加热温度下也不受影响的情况下,即使颠倒利用树脂覆盖翅片套环11的管路13的内壁侧的表面的工序与向管路13内插入并固定树脂结构体15的工序的实施顺序,也不会产生问题。
特别地,当使用金属制的构件作为加强构件时,与树脂层12摩擦而存在树脂层12剥离的可能性。因此,优选在插入了加强构件之后形成树脂层12。这样在插入了加强构件之后形成树脂层12的情况下,加强构件的表面的至少一部分、尤其是与管路13的内壁相接的部分由树脂层12覆盖,树脂层12难以剥离。另外,在加强构件为树脂制的情况下同样地在插入了加强构件之后形成树脂层12,也能够使树脂层难以剥离。这样,加强构件的至少一部分可以与管路13的内表面相同地由树脂层12覆盖。
以上,在如实施方式1那样构成的热交换器10中,在一部分的管路13具备树脂结构体15,该树脂结构体15具有从管路13的一端至另一端的长度以提高管路13的刚性。因此,热交换器10的刚性增加,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时所受到的、使翅片套环11重叠连接的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,不需要为了提高接合部的强度而加厚管路13的树脂层12,能够将翅片套环11的管路13的内壁侧的表面的树脂层12以薄膜形成,也不存在树脂层12成为热阻而使热交换性能下降的情况。因此,能够实现高性能且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性。
需要说明的是,管路13的列方向及层方向的排列数可以为任意的数目而没有限定为实施方式1所示的数目。而且,也可以不使空气与作为制冷剂的水以模拟对流进行热交换,而是使空气的流动反转并以模拟并流进行热交换。而且,插入有树脂结构体15的管路13可以通过使制冷剂流动而使用于热交换,也可以不使用于热交换。即,树脂结构体15可以仅设置于多个管路13中的液体流通的一部分的管路13。
实施方式2.
在实施方式2中,是通过利用树脂填埋管路13而发挥加强构件的作用的结构,实施方式2中未特别记述的项目与实施方式1相同。
图7是表示本发明的实施方式2的热交换器10的立体图。图8是表示本发明的实施方式2的热交换器10的翅片芯14的、图7的A-A截面的剖视图。图9是表示本发明的实施方式2的热交换器10的管路13的、图8的B-B截面的剖视图。
如图7~图9所示,实施方式2的热交换器10是多个管路13中的一部分的管路13具备树脂填埋部31作为加强构件的热交换器。
如图8所示,朝向重叠方向重叠的翅片1的多个管路13中的一部分的管路13的内部由树脂粘结剂填埋而构成树脂填埋部31。
树脂填埋部31通过下述方式制作:将穿设有多个通过冲压加工等而形成为锥筒状的多个翅片套环11的翅片1通过使翅片套环11重叠连接而重叠,并对管路13的重叠的翅片1的一端实施避免树脂泄漏的处置,从另一端注入树脂,由此来制作树脂填埋部31。树脂填埋部31从管路13的一端至另一端遍及整个区域由树脂填埋而形成。与实施方式1记载的树脂结构体15不同,树脂填埋部31不使用于热交换,因此在树脂填埋部31不需要连接入口集管、出口集管、连接管。
另外,树脂填埋部31对于不供制冷剂流动的一部分的管路13进行加强,因此供制冷剂流动的其他的管路13的树脂层12不会受到以设有树脂填埋部31的情况为起因而剥离等的影响。
以上,在如实施方式2那样构成的热交换器10中,多个管路13中的一部分的管路13由树脂填埋而作为加强构件发挥功能,热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,树脂轻量且廉价,因此与金属制加强构件相比具有轻量化及成本减少的效果。
实施方式3.
在实施方式3中,是在管路13具备翅片限制件41、43和支柱42作为加强构件的结构,实施方式3中未特别记述的项目与实施方式1相同。
图10是表示本发明的实施方式3的热交换器10的翅片芯14的端部的图。图11是表示本发明的实施方式3的热交换器10的管路13的、图10的B-B截面的剖视图。
如图10、图11所示,支柱42在朝向重叠方向的多个管路13中的一部分的管路13的内部连通。并且,在支柱42的两端部分别设置的翅片限制件41、43从翅片芯14的两端面对翅片芯14进行限制。翅片限制件41呈十字状地卡定于重叠的翅片1的端部的翅片套环11的孔中。翅片限制件43覆盖向重叠的翅片1的端部突出的翅片套环11。支柱42将翅片限制件41、43连结。通过在管路13的两端固定翅片限制件41、43,使得相对于管路13伸长方向的力的刚性升高。而且,通过固定翅片限制件41、43而将支柱42保持成与管路13的内壁空出距离。由此,翅片限制件41、43和支柱42对于从管路13的一端至另一端的整个区域进行加强。
需要说明的是,只要能得到限制翅片芯14所需的刚性,则翅片限制件41、43和支柱42的材质可以为树脂,也可以为金属。需要说明的是,翅片限制件41、43在与由树脂层12覆盖的翅片1接触的情况下,更优选为树脂制。而且,翅片限制件41、43也可以与管路13同样地由树脂层12覆盖。翅片限制件41、43、支柱42中的任一个也可以由具有弹性的材料构成,以向管路13收缩的方向施加应力。
以上,在如实施方式3那样构成的热交换器10中,一部分的管路13具备由翅片限制件41、43和支柱42构成的加强构件,因此热交换器10的刚性增加,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
而且,支柱42被保持成与管路13的内壁空出距离。因此,支柱42不会与管路13的内壁的树脂层12接触,树脂层12不会剥离。
实施方式4.
在实施方式4中,是具备金属结构体61作为管路13的加强构件的结构,实施方式4中未特别记述的项目与实施方式1相同。
图12是表示本发明的实施方式4的热交换器10的翅片芯14的剖视图。图13是表示本发明的实施方式4的热交换器10的管路13的、图12的B-B截面的剖视图。
如图12、13所示,在多个管路13中的一部分的管路13的内部,板状的金属结构体61与设于翅片1及翅片套环11的切口部62嵌合。板状的金属结构体61在从管路13的一端至另一端的整个区域中嵌合于翅片1及翅片套环11。金属结构体61是与设于翅片套环11的切口部62嵌合并使端部向管路13内突出的金属结构件。
与翅片1及翅片套环11嵌合后的金属结构体61通过在管路13的内部形成树脂层12的工序而由树脂覆盖。
需要说明的是,金属结构体61只要前端63向管路13中的空间突出即可,既不需要为板状形状,还可以在多个部位进行嵌合。
在实施方式4中,金属结构体61需要通过形成树脂层12的工序而由树脂覆盖,因此在形成树脂层12的工序之前具有将金属结构体61与翅片1及翅片套环11嵌合的工序。
以上,在如实施方式4那样构成的热交换器10中,通过在一部分的管路13具备金属结构体61作为加强构件而使热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,由于藉由金属结构体61而使制冷剂侧及空气侧的传热面积增加,因此热交换效率提高。
另外,由于在插入并固定了金属结构体61之后形成树脂层12,因此树脂层12成为从管路13的内壁至金属结构体61的表面连续的结构。因此,树脂层12难以剥离。
实施方式5.
在实施方式5中,是具备金属管71作为管路13的加强构件的结构,实施方式5中未特别记述的项目与实施方式1相同。
图14是表示本发明的实施方式5的热交换器10的翅片芯14的剖视图。图15是表示本发明的实施方式5的热交换器10的管路13的、图14的B-B截面的剖视图。
如图14、图15所示,在多个管路13中的一部分的管路13的内部插入并固定金属管71。如图14所示,向管路13插入金属管71,使用扩管坯将金属管71的管径扩大,通过将金属管71与翅片套环11铆紧而进行固定。
以上,在如实施方式5那样构成的热交换器10中,通过在一部分的管路13具备金属管71作为加强构件而使热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,将金属管71的管径扩大这样的设备作为热交换器10的制造设备是很普通的,可以利用现有的设备进行制造。
多个管路13通过翅片1连续,因此通过对插入有金属管71的一部分的管路13进行加强,使得未插入金属管71的其他的管路13实质上也被加强。由于多个管路13被加强,因此未插入金属管71的管路13的内表面的树脂层12也难以剥离。
实施方式6.
在实施方式6中,是具备金属管71和侧板81作为管路13的加强构件的结构,实施方式6中未特别记述的项目与实施方式1、5相同。
图16是表示本发明的实施方式6的热交换器10的立体图。图17是表示本发明的实施方式6的热交换器10的管路13的、图16的A-A截面的剖视图。
如图16、图17所示,具备将金属管71与侧板81一起插入并固定于多个管路13中的一部分的管路13的内部的结构。如图17所示,侧板81与多个金属管71同时被固定。
以上,在如实施方式6那样构成的热交换器10中,除了在一部分的管路13具备金属管71作为加强构件,还利用侧板81进行固定,由此使热交换器10的重叠方向及水平方向上的刚性增加,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度较大地提高。
实施方式7.
在实施方式7中,涉及具备加强构件的管路13的管径、位置及数目,实施方式7中未特别记述的项目与实施方式1~6相同。
图18是表示本发明的实施方式7的热交换器10的翅片芯14的剖视图。图19是表示本发明的实施方式7的热交换器10的翅片芯14的剖视图。图20是表示本发明的实施方式7的热交换器10的翅片芯14的剖视图。
如图18~图20所示,具备加强构件的管路91的管径可以与具备树脂层12而进行热交换的管路13的管径不同。尤其是从热交换器10的高性能化、成本削减的观点出发,为了同时实现管路13的细径化及具备加强构件的管路91的部位的最小化,优选使具备加强构件的管路91大于制冷剂的管路13。
如图18~图20所示,具备加强构件的管路91设置在翅片1的最外周部。尤其是在具备加强构件的管路91为偶数时,优选有意识地对称性配置。
翅片1的管路13以某一定的图案配置。然而,具备加强构件的管路91不需要遵照前述的配置图案。例如,如图20所示,优选配置在翅片1的四个角这样的使热交换器10的刚性最高的位置。
以上,在如实施方式7那样构成的热交换器10中,通过具备加强构件的管路91的管径、位置、数目而将热交换器10的刚性提高至最大限度,由此与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
实施方式8.
在实施方式8中,涉及加强构件的与翅片芯14的固定方法,实施方式8中未特别记述的项目与实施方式1~7相同,对于相同的功能或结构,使用同一附图标记来叙述。
图21是表示本发明的实施方式8的热交换器10的立体图。图22是表示本发明的实施方式8的热交换器10的立体图。图23是表示本发明的实施方式8的热交换器10的管路13的、图21的A-A截面的剖视图。
如图21~图23所示,加强构件通过集管限制件44、连通构件限制件45、以及支柱42对管路13进行限制,该集管限制件44安装于在翅片芯14的两端具有的入口集管2或出口集管3,该连通构件限制件45穿通了U形弯管等连通构件5的至少一方,该U形弯管使通过管路13后的制冷剂进行转向而向不同的管路13流通,该支柱42较长,从管路13的一端穿至另一端,且与集管限制件44及连通构件限制件45连接。
连通构件5只要与翅片芯14的端部连接而将两个管路13连通即可,也可以通过一体的材质形成转向流路。而且,连通构件5也可以通过将具备凹面的构件接合于翅片芯14并将两个管路13的出口连通而形成转向流路。
连通构件5只要能够确保与翅片芯14的接合强度及对于水的耐腐蚀性即可,材质可以为金属,也可以为树脂。只要能得到限制翅片芯14所需的刚性,则集管限制件44、连通构件限制件45、以及支柱42的材质可以为树脂,也可以为金属。
连通构件5与翅片芯14的接合部及连通构件5的加强构件插入部的间隙可以由连通构件限制件45覆盖。而且,对加强构件进行插入并固定的工序可以在利用树脂覆盖翅片套环11的液体流通侧的表面的工序之前实施,然后实施利用树脂进行覆盖的工序,利用树脂将连通构件5与翅片芯14的接合部及连通构件5的加强构件插入部的间隙填埋。
另外,加强构件只要能够与入口集管2或出口集管3以及连通构件5连接即可,不需要如图23所示为支柱,可以是上述的实施方式1~7中的任意加强构件的形状。尤其是在使用实施方式2的加强构件的情况下,连通构件5只要将其他的液体流通的管路13连通2条以上即可。
以上,在如实施方式8那样构成的热交换器10中,多个管路13由层叠的翅片1构成,因此通过在翅片1的端部具备的入口集管2或出口集管3或连通构件5将翅片1限制在层叠方向,由此管路13实质上也被加强。而且,由于连通构件5被加强,因此,相对于连通构件5的液体流通部中的由于制冷剂的转向而产生的连通构件5的外周方向上的应力的接合强度提高。而且,翅片芯14与入口集管2或出口集管3或连通构件5的接合部被加强,与在将热交换器10设置在框体内或搬运时受到的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
实施方式9.
实施方式9涉及实施方式8中的加强构件的形状,在实施方式9中未特别提及的项目与实施方式8相同,对于相同的功能或结构,使用同一附图标记来叙述。
图24是表示本发明的实施方式9的热交换器10的立体图。图25是表示本发明的实施方式9的热交换器10的立体图。图26是表示本发明的实施方式9的热交换器10的管路13的、图24的A-A截面的剖视图。
如图24~图26所示,支柱42由与翅片芯14的一端的连通构件5一体的材料成形,通过作为管路13的液体流通管而与另一端的入口集管2或出口集管3连接。
多个连通构件5由与翅片1相同形状的在翅片芯14的一端配置的加强壁46一体地成形。
在入口集管2或出口集管3设有集管限制件44。入口集管2或出口集管3为了取得与多个连通构件5侧的加强壁46的夹持力的平衡而呈棱柱状地被加强,并使板状部2a、3a与翅片芯14的另一端接触。板状部2a、3a从棱柱状的入口集管2或出口集管3沿翅片1的面进行扩展。实施方式9的热交换器10不具有连接管4。
以上,在如实施方式9那样构成的热交换器10中,在加强壁46设置的多个连通构件5一体成形,因此通过对一部分的连通构件5进行加强,使未插入支柱42的连通构件5实质上也被加强。通过将多个连通构件5一体地设置于加强壁46,能够减少多个连通构件5的接合数,防止制冷剂泄漏的发生。而且,由于能够减少连通构件限制件等的部件个数,因此能够实现重量的减轻及制造成本的削减。
实施方式10.
实施方式10涉及实施方式8中的连通构件的形状,在实施方式11中未特别提及的项目与实施方式8相同,对于相同的功能或结构,使用同一附图标记来叙述。
图27是表示本发明的实施方式10的热交换器10的立体图。图28是表示本发明的实施方式10的热交换器10的立体图。图29是表示本发明的实施方式10的热交换器10的管路13的、图27的A-A截面的剖视图。
如图27~图29所示,通过一体的构件来成形并设置将多个翅片芯14的管路13连接的连通构件5。并且,通过将翅片芯14的一部分的管路13连通的加强构件进行固定。连通构件5的内部由分隔件5a划分为对于通过管路13后的制冷剂进行转向而向不同的管路13流通的U形弯管状。连通构件5构成由分隔件5a划分为U形弯管状的多个不同的液体流通路。连通构件5也构成加强构件的一部分。
另外,具备由一体的材料形成的集管部47来作为加强构件,而不使用入口集管及出口集管。集管部47为了取得与加强壁46的夹持力的平衡而固定于在翅片芯14的另一端设置的加强壁48。集管部47为了发挥入口集管及出口集管的功能,内部由分隔件47a划分为沿纵向排列2个。
另外,作为其他的加强构件,还具备集管限制件44、连通构件限制件45、以及支柱42。
以上,在如实施方式10那样构成的热交换器10中,通过由一体的构件形成的连通构件5来构成多个不同的液体流通路,并通过在一部分的液体流通路插入于翅片芯14的管路13中的支柱42而固定于翅片芯14。而且,由一体的构件形成的集管部47设有入口集管及出口集管的功能。由此,通过数目比液体流通路的数目少的加强构件能够确保连通构件5或集管部47与翅片芯14的接合所需的强度。因此,减少支柱42与连通构件5或集管部47的接合数而防止制冷剂泄漏的发生。而且,由于接合数减少,能够实现制造成本的削减,并且由于具备加强构件的液体流通管的根数减少而能够提高热交换器10的性能。
需要说明的是,连通构件5或集管部47的材质特别地由导热率比金属低的树脂结构材料来成形,由此能够抑制在不同的液体流通路中流动的制冷剂间的热交换,减少热损失。
实施方式11.
图30是表示本发明的实施方式11的空气调节装置200的概略结构的制冷剂回路图。
如图30所示,空气调节装置200具备通过制冷剂配管210将压缩机201、消音器202、四通阀203、室外热交换器204、毛细管205、过滤器206、电子控制式膨胀阀207、断流阀208a、208b、作为室内热交换器的热交换器10、以及辅助消音器209连接而构成的制冷剂回路。
在空气调节装置200的具有热交换器10的室内机,设有基于外部气体、室内、制冷剂等的各温度而进行压缩机201、电子控制式膨胀阀207等致动器类的控制的控制部211。四通阀203是对制冷与制热的冷冻循环进行切换的阀,由控制部211控制。
接下来,参照图30,说明空气调节装置200的制冷运转时的动作例。在通过控制部211将四通阀203切换为制冷运转的情况下,制冷剂由压缩机201压缩而成为高温高压的气体制冷剂,经由四通阀203向室外热交换器204流入。流入到室外热交换器204的高温高压的气体制冷剂与通过室外热交换器204的室外空气进行热交换(散热),成为高压的液体制冷剂而流出。从室外热交换器204流出的高压的液体制冷剂由毛细管205及电子控制式膨胀阀207减压,成为低压的气液二相的制冷剂,向作为室内热交换器的热交换器10流入。流入到热交换器10的气液二相的制冷剂与通过热交换器10的室内空气进行热交换,对室内空气进行冷却之后成为低温低压的气体制冷剂而由压缩机201吸入。
接下来,参照图30,说明空气调节装置200的制热运转时的动作例。在通过控制部211将四通阀203切换为制热运转的情况下,制冷剂与上述同样地由压缩机201压缩而成为高温高压的气体制冷剂,经由四通阀203向作为室内热交换器的热交换器10流入。流入到热交换器10的高温高压的气体制冷剂与通过热交换器10的室内空气进行热交换,将室内空气加热之后成为高压的液体制冷剂。从热交换器10流出的高压的液体制冷剂由电子控制式膨胀阀207及毛细管205减压,成为低压的气液二相的制冷剂,向室外热交换器204流入。流入到室外热交换器204的低压的气液二相的制冷剂与通过室外热交换器204的室外空气进行热交换,成为低温低压的气体制冷剂而由压缩机201吸入。
如以上所述,在如实施方式11那样构成的空气调节装置200中,在热交换器10的一部分的管路13具备树脂结构体15等加强构件,因此热交换器10的刚性增加,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的、使翅片套环11重叠连接的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,不需要为了提高接合部的强度而使管路13的树脂层12变厚,能够以薄膜形成翅片套环11的管路13的内壁侧的表面的树脂层12,也不存在树脂层12成为热阻而热交换性能下降的情况。因此,能够实现高性能且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性。
<效果>
在以上的实施方式1~11中,热交换器10具备在平板状的基板上穿设有短筒状的翅片套环11的翅片1。使翅片套环11重叠连接而将多个翅片1重叠,将被连接的翅片套环11接合而构成管路13及翅片芯14,并在管路13的内表面形成树脂层12。具备加强构件,该加强构件具有从管路13的一端至另一端的长度以提高管路13的刚性。
根据该结构,由于具备具有从管路13的一端至另一端的长度以提高管路13的刚性的加强构件,因此,热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,不需要为了提高强度而使树脂层12变厚,能够以薄膜形成翅片套环11的管路13的内壁侧的表面的树脂层12,也不存在树脂层12成为热阻而热交换性能下降的情况,因此能够实现高性能且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性。
加强构件仅设置于多个管路13中的液体流通的一部分的管路13。
根据该结构,加强构件仅设置于制冷剂流通的一部分的管路13,就能够增加热交换器10的刚性。
加强构件的至少一部分与管路13的内表面相同地由树脂层12覆盖。
根据该结构,加强构件的表面的至少一部分由树脂层12覆盖,树脂层12难以剥离。
加强构件是配置在管路13内的树脂结构体15。
根据该结构,一部分的管路13具备树脂制的加强构件,因此热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,树脂为轻量且廉价,因此具有轻量化及成本减少的效果。
加强构件是利用树脂将多个管路13中的至少1个管路13内填埋的树脂填埋部31。
根据该结构,一部分的管路13通过由树脂填埋而作为加强构件发挥功能,热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,树脂为轻量且廉价,因此具有轻量化及成本减少的效果。
另外,树脂填埋部31对于不供制冷剂流动的一部分的管路13进行加强,因此供制冷剂流动的其他的管路13的树脂层12不会受到以设有树脂填埋部31为起因而剥离等的影响。
加强构件使用插通到管路13内的支柱42对翅片芯14的两端面进行限制。
根据该结构,支柱42插通于一部分的管路13的内部,通过从两端对翅片芯14进行限制而对其进行加强,热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
另外,支柱42被保持成与管路13的内壁空出距离。因此,支柱42不会与管路13的内壁的树脂层12接触,树脂层12不会剥离。
加强构件是与设于翅片套环11的切口部62嵌合并使端部向管路13内突出的金属结构体61。
根据该结构,通过在一部分的管路13具备金属结构体61作为加强构件而使热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,通过金属结构体61,制冷剂侧及空气侧的传热面积增加,因此在通过管路13的内部的制冷剂与空气之间进行热传导,从而热交换效率提高。
另外,由于在插入并固定了金属结构体61之后形成树脂层12,因此树脂层12成为从管路13的内壁至金属结构体61的表面连续的结构。因此,树脂层12难以剥离。
加强构件是插入并固定到管路13内的金属管71。
根据该结构,通过在一部分的管路13具备金属管71作为加强构件而使热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,将金属管71的管径扩大的设备作为热交换器10的制造设备是普通的,能够利用现有的设备进行制造。
多个管路13通过翅片1连续,因此通过对插入有金属管71的一部分的管路13进行加强,使得未插入金属管71的其他的管路13实质上也被加强。由于多个管路13被加强,因此未插入金属管71的管路13的内表面的树脂层12也难以剥离。
加强构件在多个翅片1的端面具有插入并固定金属管71的侧板81。除了在一部分的管路13具备金属管71作为加强构件,还利用侧板81进行固定来加强,由此使热交换器10的重叠方向及水平方向上的刚性增加,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度较大地提高。
多个管路13中的具备加强构件的管路91与其他的管路13的管径不同。通过具备加强构件的管路91的管径而将热交换器10的刚性提高至最大限度,由此与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
具备加强构件的管路91配置在翅片1的最外周部。通过具备加强构件的管路91的位置、数目而将热交换器10的刚性提高至最大限度,由此与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
加强构件穿通在翅片芯14的管路13的端部具备的入口集管2或出口集管3、或者使液体向不同的管路13流通的连通构件5而被连接。
根据该结构,提高翅片芯14与连通构件5的接合强度,由此能够提高与通过制冷剂的转向而产生的连通部的外周方向的应力相对的连通构件5的强度。而且,翅片芯14与入口集管2或出口集管3或连通构件5的接合部被加强,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。
加强构件通过与集管部47或连通构件5一体的材料来形成。
根据该结构,能够减少加强构件与集管部47或连通构件5的接合数而防止制冷剂泄漏的发生。而且,由于能够减少连通构件限制件等的部件个数,因此能够实现重量的减轻及制造成本的削减。
连通构件5一体地形成多个液体流通部并将管路13连接,在一部分的液体流通的管路13具备加强构件。
根据该结构,在一部分的管路13具备由一体的构件形成的连通构件5的加强构件固定于翅片芯14,由此,通过数目比液体流通路的数目少的加强构件能够确保连通构件5与翅片芯14的接合所需的强度。因此,能够减少加强构件与连通构件5的接合数而防止制冷剂泄漏的发生。而且由于接合数减少而能够实现制造成本的削减,而且由于具备加强构件的液体流通管的根数减少而能够提高热交换器10的性能。连通构件5的材质特别地由导热率比金属低的树脂结构材料成形,由此能够抑制在不同的液体流通路中流动的制冷剂间的热交换,减少热损失。
在使用包含水的制冷剂的情况下,希望防止翅片芯14的金属被腐蚀的情况。在本发明中,通过由薄膜的树脂层12覆盖管路13的内壁来防止翅片套环11的腐蚀。尤其是在使用铝或含铝的合金等作为翅片芯14的情况下,希望避免树脂层12产生针孔、裂纹。在本发明中,通过加强构件对管路13进行加强,避免连接的翅片套环11产生机械变形,因此具有树脂层12难以产生裂纹等的效果。此外,在本发明中,作为加强构件,作为向管路13插入的加强构件,可以使用由树脂材料构成的构件。而且,作为加强构件,可以与管路13的内壁空出距离地在管路13的外部进行固定。作为加强构件,可以通过仅加强一部分的管路13而对于没有加强构件的管路13也能够进行加强。与管路13的内壁接触的加强构件可以与内壁一起由树脂层12覆盖。通过上述的加强构件,防止树脂层12的剥离。因此,翅片芯14的金属难以被腐蚀,能够提高热交换器10的寿命。
具备压缩机201、室外热交换器204、电子控制式膨胀阀207、以及室内热交换器,室内热交换器是热交换器10。
根据该结构,在空气调节装置200中,在热交换器10的一部分的管路13具备树脂结构体15等加强构件,因此热交换器10的刚性增加。由此,与在将热交换器10设置于框体内或搬运时受到的、使翅片套环11重叠连接的接合部的弯曲、扭转、剪切相对的强度提高。而且,不需要为了提高接合部的强度而使管路13的树脂层12变厚,能够以薄膜形成翅片套环11的管路13的内壁侧的表面的树脂层12,也不存在树脂层12成为热阻而热交换性能下降的情况。因此,能够实现高性能且同时确保对于强度及抗蚀的可靠性。
需要说明的是,从一开始就预计将上述各实施方式的结构适当组合。应该认为本次公开的各实施方式在全部的点上为例示而不具有限制性。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求书示出,包含与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
附图标记说明
1翅片,2入口集管,2a板状部,3出口集管,3a板状部,4连接管,5连通构件,5a分隔件,10热交换器,11翅片套环,12树脂层,13管路,14翅片芯,15树脂结构体,21筒部,22顶部,31树脂填埋部,41翅片限制件,42支柱,43翅片限制件,44集管限制件,45连通构件限制件,46加强壁,47集管部,47a分隔件,48加强壁,61金属结构体,62切口部,63前端,71金属管,81侧板,91管路,200空气调节装置,201压缩机,202消音器,203四通阀,204室外热交换器,205毛细管,206过滤器,207电子控制式膨胀阀,208a断流阀,208b断流阀,209辅助消音器,210制冷剂配管,211控制部。

Claims (15)

1.一种热交换器,所述热交换器具备在平板状的基板上穿设有短筒状的翅片套环的翅片,
使所述翅片套环重叠连接而将多个所述翅片重叠,将被连接的所述翅片套环接合而构成多个管路及翅片芯,并在所述管路的内表面形成树脂层,其中,
所述热交换器仅在所述多个管路的一部分的管路具备加强构件,该加强构件具有从所述管路的一端至另一端的长度以提高所述管路的刚性。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其中,
具备所述加强构件的所述一部分的管路流通液体。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件的至少一部分与所述一部分的管路的内表面相同地由所述树脂层覆盖。
4.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件是配置在所述一部分的管路内的树脂结构材料。
5.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件是利用树脂将所述一部分的管路内填埋的树脂填埋部。
6.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件使用插通到所述一部分的管路内的支柱对所述翅片芯的两端面进行限制。
7.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件是与设于所述翅片套环的切口部嵌合并使端部向所述一部分的管路内突出的金属结构件。
8.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件是插入并固定到所述一部分的管路内的金属管。
9.根据权利要求8所述的热交换器,其中,
所述加强构件在多个所述翅片的端面具有插入并固定所述金属管的侧板。
10.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
具备所述加强构件的所述一部分的管路与所述一部分的管路以外的所述管路的管径不同。
11.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
具备所述加强构件的所述一部分的管路配置在所述翅片的最外周部。
12.根据权利要求1或2所述的热交换器,其中,
所述加强构件穿通在所述翅片芯的所述多个管路的端部具备的集管或使液体向所述多个管路的不同的端部流通的连通构件而被连接。
13.根据权利要求12所述的热交换器,其中,
所述加强构件由与所述集管或所述连通构件一体的材料形成。
14.根据权利要求12所述的热交换器,其中,
所述连通构件一体地形成多个液体流通部并将所述多个管路连接,在一部分的、供液体流通的所述一部分的管路具备所述加强构件。
15.一种空气调节装置,其中,
所述空气调节装置具备压缩机、室外热交换器、电子控制式膨胀阀、以及室内热交换器,
所述室内热交换器是权利要求1~14中任一项所述的热交换器。
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