CN110869690B - 冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明提供冷凝器(1)，其具有优良的热交换性能且适合制冷运行专用的空调装置。冷凝器(1)具有将扁平管(2)与翅片(3)交替层叠而成的芯部(11)、配置于芯部(11)的一端的第一头部(4)、配置于芯部(11)的另一端的第二头部(5)以及与第一头部(4)连接的制冷剂供给管(6)和制冷剂排出管(7)。第一头部(4)具有与制冷剂供给管(6)连结的入口部(41)、第二转弯部(42)以及与制冷剂排出管(7)连结的出口部(43)。冷凝器(1)满足下述式(1)～式(5)。400≤L≤1500(1)、0.4≤A/L≤0.75(2)、30.275/L≤B/L≤(L－A)/3L(3)、0.22≤a/A≤0.64(4)、{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B(5)。

Description

冷凝器

技术领域

本发明涉及冷凝器。

背景技术

作为家庭用或业务用的空调装置，多使用构成为能进行制冷运行以及制热运行这两者的空调装置。在这种空调装置的室外机装配有热交换器，该热交换器构成为在制冷运行时作为冷凝器发挥功能，且在制热运行时作为蒸发器发挥功能。

例如在专利文献1中记载有一种并流式热交换器，其具备2根垂直方向总管以及对总管彼此进行连结的多根水平方向扁平管。在总管内设置有隔板，该隔板将扁平管划分为多个组。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5858478号

发明内容

(发明要解决的课题)

例如，在中东地区或东南亚地区等一年气温均较高的地区，存在仅进行制冷运行的空调装置被需求的情况。在此情况下，装配于空调装置的室外机的热交换器仅具有作为使从压缩机供给的高温高压的制冷剂的气体凝结的冷凝器的功能即可。然而，由于专利文献1的热交换器构成为在制冷运行时作为冷凝器发挥功能且在制热运行时作为蒸发器发挥功能，因此在制冷运行时以及制热运行时均要求兼顾低的压力损失和高的热交换量。故而，在作为冷凝器的热交换性能中还存在改善的余地。

本发明鉴于上述背景而提出，想要提供一种具有优良的热交换性能且适合制冷运行专用的空调装置的冷凝器。

(用于解决课题的技术方案)

本发明的一技术方案提供一种冷凝器，具有：芯部，是将供制冷剂流通的多个扁平管隔着翅片平行排列且将所述扁平管与所述翅片在上下方向上交替层叠而成的；第一头部，配置于所述扁平管的长度方向上的所述芯部的一端；第二头部，配置于所述长度方向上的所述芯部的另一端；以及制冷剂供给管和制冷剂排出管，与所述第一头部连接。多个所述扁平管从上方起依次被划分为第一扁平管组、第二扁平管组、第三扁平管组以及第四扁平管组。所述第一头部具有：入口部，与所述第一扁平管组和所述制冷剂供给管连结；第二转弯部，与所述第二扁平管组和所述第三扁平管组连结；出口部，与所述第四扁平管组和所述制冷剂排出管连结；以及第一隔板，对所述入口部与所述第二转弯部之间进行分隔，且对所述第二转弯部与所述出口部之间进行分隔。所述第二头部具有：第一转弯部，与所述第一扁平管组和所述第二扁平管组连结；第三转弯部，与所述第三扁平管组和所述第四扁平管组连结；以及第二隔板，对所述第一转弯部与所述第三转弯部之间进行分隔。在上下方向上，将所述第一头部的全长设为L[mm]、将所述入口部的长度设为A[mm]、将所述出口部的长度设为B[mm]、将从与所述入口部连接的所述制冷剂供给管的端部的中心起至所述第一头部的上端为止的距离设为a[mm]、且将从与所述出口部连接的所述制冷剂排出管的端部的中心起至所述第一头部的下端为止的距离设为b[mm]的情况下，满足下述式(1)～式(5)。

400≤L≤1500 (1)

0.4≤A/L≤0.75 (2)

30.275/L≤B/L≤(L－A)/3L (3)

0.22≤a/A≤0.64 (4)

{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (5)

本发明的另一技术方案是在上述技术方案的冷凝器的基础上，代替上述式(4)～式(5)而满足下述式(6)～式(7)。

0.22≤a/A≤(A－6.825)/A (6)

{0.47×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (7)

(发明效果)

在所述冷凝器的第一技术方案中，以上下方向上的第一头部的全长L是400～1500mm(所述式(1))作为前提，入口部占第一头部的比率A/L以及出口部占第一头部的比率B/L满足所述式(2)～式(3)。通过将A/L的值设为以所述式(2)所确定的范围，从而能够使第一扁平管组的传热面积成为适当的范围。由此，能高效地冷却从压缩机经由入口部而流入第一扁平管组的高温高压的气体状的制冷剂。另外，通过将B/L的值设为以所述式(3)所确定的范围，从而能够在冷凝器的制造过程中容易确保制冷剂排出管或出口部、第四扁平管组中的制冷剂的流路。

另外，在所述第一技术方案中，进而，从第一头部的上端起至制冷剂供给管的端部为止的距离a相对于入口部的长度A的比率a/A、以及从第一头部的下端起至制冷剂排出管的端部为止的距离相对于出口部的长度的比率b/B满足所述式(4)～式(5)。由此，能在抑制冷凝器的压力损失的增大的同时，增大热交换量。

另外，在所述第二技术方案中，取代所述式(4)～式(5)，从第一头部的上端起至制冷剂供给管的端部为止的距离a相对于入口部的长度A的比率a/A以及从第一头部的下端起至制冷剂排出管的端部为止的距离相对于出口部的长度的比率b/B满足所述式(6)～式(7)。由此，能在抑制热交换量的减少的同时，降低压力损失。

如此，在所述第一技术方案的冷凝器以及所述第二技术方案的冷凝器中，第一头部的结构、制冷剂供给管的连接位置以及制冷剂排出管的连接位置得以优化。由此，与构成为还能作为蒸发器发挥功能的冷凝器相比，能提高作为冷凝器的性能。所述第一技术方案的冷凝器以及所述第二技术方案的冷凝器均适合制冷运行专用的空调装置。

附图说明

图1是实施例中的冷凝器的主视图。

图2是实施例中的表示冷凝器的重要部分的剖视图。

具体实施方式

所述冷凝器构成为供制冷剂在水平方向上延伸设置的扁平管内流通的所谓的并流式的热交换器。另外，所述冷凝器按照以第一扁平管组为上方且以第四扁平管组为下方的朝向进行配置。

在所述冷凝器中，从制冷剂供给管供给的高温高压的制冷剂流入第一头部(header)的入口部内，并被分配给第一扁平管组。经过第一扁平管组的制冷剂流入第二头部的第一转向(turn)部，并被分配给第二扁平管组。制冷剂在第二扁平管组中流动的方向与制冷剂在第一扁平管组中流动的方向互为反向。此后，制冷剂依次经过第一头部的第二转弯部、第三扁平管组、第二头部的第三转弯部以及第四扁平管组。从第四扁平管组流出至出口部的制冷剂经由制冷剂排出管而向冷凝器的外部排出。

优选地，属于第一扁平管组的扁平管的数量多于属于第二扁平管组的扁平管的数量，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第三扁平管组的扁平管的数量，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第四扁平管组的扁平管的数量。从入口部流入第一扁平管组的制冷剂是高温高压的气体，因此密度低。故而，要想从流入第一扁平管组的制冷剂中高效地去除热量，需要使传热面积较宽。通过使第一扁平管组的扁平管的数量最多，能充分确保第一扁平管组的传热面积，并从高温高压的气体状的制冷剂中高效地去除热量。

另外，在冷凝器内移动的制冷剂通过与外部气体的热交换而冷却，并逐渐凝结。故而，冷凝器内的制冷剂的流动在入口部成为气相的单相流，且随着向下游移动而变化成气相与液相混合的气液两相流。液相在气液两相流中的比例越往下游侧越大，最终成为液相的单相流。

液相的制冷剂与气相的制冷剂相比密度更高，因此与气相的制冷剂相比，能以更少的传热面积来高效地去除热量。因此，通过按第二扁平管组、第三扁平管组、第四扁平管组的顺序使扁平管的数量减少，能对应于液相的比例的增加而确保充分的传热面积，高效地进行制冷剂与外部气体的热交换。

如上所述，通过使配置于上游侧的属于第一扁平管组的扁平管的数量最多并按照第二扁平管组、第三扁平管组、第四扁平管组的顺序使扁平管的数量减少，从而能使冷凝器的热交换量更大。

从进一步增大冷凝器的热交换量的观点出发，进一步优选地，在将多个扁平管组的总数以100％表示的情况下，将属于第一扁平管组的扁平管的数量设为35～45％，将属于第二扁平管组的扁平管的数量设为25～35％，将属于第三扁平管组的扁平管的数量设为15～25％，并将属于第四扁平管组的扁平管的数量设为5～15％。

第一头部具有配置于上方的入口部、配置于下方的出口部、以及配置于入口部与出口部之间的第二转弯部。入口部与第二转弯部之间以及第二转弯部与出口部之间由第一隔板进行分隔。

上下方向，即扁平管与翅片的层叠方向上的第一头部的长度L[mm]满足下述式(1)。

400≤L≤1500 (1)

满足所述式(1)的冷凝器与家庭用或业务用的空调装置的室外机的尺寸相匹配，能容易地装配至相应的室外机。

第一头部的上方部分构成为将从制冷剂供给管供给的制冷剂分配至第一扁平管组的入口部。入口部的长度A[mm]相对于第一头部在上下方向上的长度L[mm]的比率A/L满足下述式(2)。

0.4≤A/L≤0.75 (2)

通过将入口部占第一头部的比例A/L设为所述特定的范围，能使入口部的长度适度地加长。由此，能充分增加与入口部连结的扁平管的数量，即属于第一扁平管组的扁平管的数量。其结果是，能增大第一扁平管组的传热面积，高效地冷却经由入口部而流入的高温高压的气体状的制冷剂。其结果是，能增大冷凝器的热交换量。

在A/L的值小于0.4的情况下，属于第一扁平管组的扁平管的数量不足，因此有可能导致冷凝器的热交换量的下降。另外，在A/L的值超过0.7的情况下，属于第一扁平管组的扁平管的数量变多，因此属于第二扁平管组～第四扁平管组的扁平管的合计值相对变少。其结果是，有可能导致冷凝器的压力损失的增大。

在入口部连接有用于向冷凝器内供给制冷剂的制冷剂供给管。在将从与入口部连接的制冷剂供给管的端部的中心起至第一头部的上端为止的上下方向上的距离设为a[mm]的情况下，a/A的值满足下述式(6)。

0.22≤a/A≤(A－6.825)/A (6)

通过将a/A的值设为0.22以上，能将制冷剂供给管连接至距第一头部的上端适度相离的位置，能减轻属于第一扁平管组的扁平管之间的制冷剂的不均。其结果是，能在抑制压力损失的增大的同时，增大热交换量。在a/A的值小于0.22的情况下，属于第一扁平管组的扁平管之间的制冷剂的不均变大，反而有可能导致冷凝器的热交换量的下降。

另外，通过将a/A的值设为(A－6.825)/A以下，能避免第一头部的尺寸精度的恶化。在a/A的值超过(A－6.825)/A的情况下，从制冷剂供给管的端部的中心起至第一隔板的中心为止的上下方向上的距离小于6.825mm。如此在想要将制冷剂供给管连接至第一隔板的极近处的情况下，在对第一头部进行用于安装制冷剂供给管、第一隔板的加工之时第一头部有可能变形，从而导致第一头部的尺寸精度的恶化。另外，根据情况，制作冷凝器有可能变得困难。

a/A的值优选满足下述式(4)。

0.22≤a/A≤0.64 (4)

在此情况下，能将制冷剂供给管连接至与第一头部的上端适度分离且与第一隔板也适度分离的位置。由此，能进一步减轻属于第一扁平管组的扁平管之间的制冷剂的不均，能兼顾压力损失的降低与热交换量的增大。其理由如下。

入口部内的制冷剂的压力在制冷剂供给管的端部最大，且越远离制冷剂供给管越下降。故而，在属于第一扁平管组的扁平管内流动的制冷剂的流速具有如下趋势：越靠近制冷剂供给管越快，且越远离制冷剂供给管越慢。

在a/A的值小的情况下，即制冷剂供给管与入口部的较上方连接的情况下，属于第一扁平管组的扁平管当中的配置于上方的扁平管中的制冷剂的流速容易变快。另外，在配置于上方的扁平管中经过的制冷剂与在配置于下方的扁平管中经过的制冷剂相比，到达第二扁平管组为止的移动距离更长。

故而，通过使a/A的值小，且使在配置于上方的扁平管中经过的制冷剂的流速快，能促进与冷凝器的外部之间的热交换。其结果是，能增大冷凝器整体的热交换量。作为其反面，在a/A的值小的情况下，由于制冷剂的平均移动距离长，因此有可能导致压力损失的增大。

另一方面，在a/A的值大的情况下，即制冷剂供给管与入口部的较下方连接的情况下，属于第一扁平管组的扁平管当中的配置于下方的扁平管中的制冷剂的流速容易变快。经过配置于下方的扁平管的制冷剂与经过配置于上方的扁平管的制冷剂相比，至到达第二扁平管组为止的移动距离更短。故而，在a/A的值小的情况下，能降低压力损失。作为其反面，在a/A的值小的情况下，经过配置于上方的扁平管的制冷剂的流速容易变慢，因此有可能导致热交换量的下降。

因此，通过以使a/A的值满足下述式(4)的方式连接制冷剂供给管，能兼顾压力损失的降低与热交换量的增大。

第一头部的下方部分构成为将从第四扁平管组流出的制冷剂向制冷剂排出管引导的出口部。出口部的长度B[mm]相对于第一头部在上下方向上的长度L[mm]满足下述式(3)。

30.275/L≤B/L≤(L－A)/3L (3)

通过将出口部占第一头部的比例B/L设为所述特定的范围，能使出口部的长度适度地加长。由此，能在抑制冷凝器的压力损失的增大的同时，增大热交换量。

在B/L的值小于所述特定的范围的情况下，出口部的长度过短。故而，在冷凝器的制造过程中进行钎焊时，不需要的钎料会流入制冷剂排出管或出口部、第四扁平管组，制冷剂流路有可能变窄。其结果是，有可能导致冷凝器的压力损失的增大、热交换量的下降。另外，在B/L的值超过所述特定的范围的情况下，出口部的长度过长，入口部以及第二转弯部的长度相对变短。其结果是，属于第一扁平管组～第三扁平管组的扁平管的合计值不足，有可能导致冷凝器的热交换量的下降。

在出口部，连接有用于将冷凝器内的制冷剂向外部排出的制冷剂排出管。在将从与出口部连接的制冷剂排出管的端部的中心起至第一头部的下端为止的上下方向上的距离设为b[mm]的情况下，b/B的值满足下述式(5)。

{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (5)

通过将b/B的值设为(B－6.825)/B以下，能避免第一头部的尺寸精度的恶化。在b/B的值超过(B－6.825)/B的情况下，从制冷剂排出管的端部的中心起至第一隔板的中心为止的上下方向上的距离小于6.825mm。如此在想要将制冷剂排出管连接至第一隔板的极近处的情况下，在对第一头部进行用于安装制冷剂排出管、第一隔板的加工时第一头部有可能变形，从而导致第一头部的尺寸精度的恶化。另外，根据情况，制作冷凝器也有可能变难。

另外，通过将b/B的值设为{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B以上，能抑制压力损失的增大。在b/B的值小于{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B的情况下，有可能导致压力损失的增大。其理由如下。

出口部内的制冷剂的压力在制冷剂排出管的端部最小，且越远离制冷剂排出管越增大。故而，在属于第四扁平管组的扁平管内流动的制冷剂的流速具有如下趋势：越靠近制冷剂排出管越快，且越远离制冷剂排出管越慢。

在b/B的值大的情况下，即制冷剂排出管与出口部的较上方连接的情况下，属于第四扁平管组的扁平管当中的配置于上方的扁平管中的制冷剂的流速容易变快。密度较高的液相的制冷剂与密度较低的气相的制冷剂混在一起的气液两相流在配置于上方的扁平管中流动。通过加快该气液两相流的流速，能使气液两相流中的气相的制冷剂高效地凝结，能在扁平管的出口部侧使气液两相流变化成液相的单相流。

因此，在b/B的值大的情况下，能降低在第四扁平管组中流动的气液两相流的比例。

另外，在气液两相流下，气相的制冷剂的流速通常与液相的制冷剂的流速不同。故而，在气相的制冷剂与液相的制冷剂的交界面，因两者的流速差，会产生成为压力损失的原因的剪切力。通过降低气液两相流的比例，能降低上述剪切力的影响，进而抑制冷凝器的压力损失的增大。

相对于此，在b/B的值小的情况下，即制冷剂排出管与出口部的较下方连接的情况下，与b/B的值大的情况相反，配置于上方的扁平管中的制冷剂的流速容易变慢。故而，气液两相流的流速变慢，气液两相流中的气相的制冷剂变得不易凝结。因此，在此情况下，与b/B的值大的情况相比，在第四扁平管组中流动的气液两相流的比例更大，有可能导致压力损失的增大。

另外，在想要将制冷剂排出管连接至第一头部的下端的极近处的情况下，与想要将制冷剂排出管连接至第一隔板的极近处的情况同样，有可能导致第一头部的变形。为了避免该问题，需要将制冷剂排出管连接至距第一头部的下端在上下方向上相离12.825mm以上的位置。

在b/B的值为{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B以上的情况下，在将制冷剂排出管与第一头部的下端的距离确保为12.825mm以上的前提下，进而能将制冷剂排出管以适度离开第一头部的下端的方式进行连接。其结果是，不仅能避免第一头部的变形，而且能抑制上述气液两相流的比例的增大，抑制压力损失的增大。

b/B的值优选满足下述式(7)。

{0.47×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (7)

在此情况下，能将制冷剂排出管连接于更上方。由此，能进一步降低气液两相流的比例，能进一步降低冷凝器的压力损失。

在所述冷凝器中能使用公知的制冷剂来作为空调装置用途。为了得到热交换量的增大以及压力损失的降低的效果，例如使用R410A、R32、R1234yf、R1123等制冷剂是有效的。其中，使用R32尤其有效。

(实施例)

(实施例1)

使用附图来说明所述冷凝器的实施例。此外，本发明所涉及的冷凝器的具体的技术方案不限于实施例的技术方案，能在不有损本发明的主旨的范围内酌情变更。

如图1所示，本例的冷凝器1具备：芯部(core)11，其是将供制冷剂流通的多个扁平管2隔着翅片3平行排列、且将扁平管2与翅片3在上下方向上交替层叠而成的；第一头部4，其配置于扁平管2的长度方向上的芯部11的一端；第二头部5，其配置于长度方向上的芯部11的另一端；以及制冷剂供给管6和制冷剂排出管7，与第一头部4连接。如图2所示，多个扁平管2从上方起依次被划分为第一扁平管组21、第二扁平管组22、第三扁平管组23以及第四扁平管组24。

第一头部4具有：入口部41，其与第一扁平管组21和制冷剂供给管6连结；第二转弯部42，其与第二扁平管组22和第三扁平管组23连结；出口部43，其与第四扁平管组24和制冷剂排出管7连结；以及第一隔板44、45，其对入口部41与第二转弯部42之间、以及第二转弯部42与出口部43之间进行分隔。第二头部5具有：第一转弯部51，其与第一扁平管组21和第二扁平管组22连结；第三转弯部52，其与第三扁平管组23和第四扁平管组24连结；以及第二隔板53，其对第一转弯部51与第三转弯部52之间进行分隔。

本例的冷凝器1满足下述式(1)～式(3)，并且满足下述式(4)与下述式(5)的组合或者下述式(6)与下述式(7)的组合的任一组合。

400≤L≤1500 (1)

0.4≤A/L≤0.75 (2)

30.275/L≤B/L≤(L－A)/3L (3)

0.22≤a/A≤0.64 (4)

{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (5)

0.22≤a/A≤(A－6.825)/A (6)

{0.47×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (7)

在此，所述式(1)～式(7)中使用的记号的含义如下(参照图2)。

L[mm]：上下方向上的第一头部4的全长

A[mm]：上下方向上的入口部41的长度

B[mm]：上下方向上的出口部43的长度

a[mm]：从与入口部41连接的制冷剂供给管6的端部61的中心起至第一头部4的上端411为止的上下方向上的距离

b[mm]：从与出口部43连接的制冷剂排出管7的端部71的中心起至第一头部4的下端412为止的上下方向上的距离

以下，更详细地说明本例的冷凝器1的各部。

如图1以及图2所示，芯部11具有在上下方向上隔开间隔进行配置的多个扁平管2、以及夹设在扁平管2彼此之间的翅片3。扁平管2与翅片3通过钎焊进行接合。扁平管2的个数能根据所要求的热交换量、压力损失而酌情设定，例如能设为30～160个。

本例的芯部11还具有由铝或铝合金的板材构成的侧板(side sheet)111。侧板111经由翅片3与多个扁平管2当中的配置于上端的扁平管2a以及配置于下端的扁平管2b进行接合。

如图2所示，多个扁平管2从上方起依次被划分为第一扁平管组21、第二扁平管组22、第三扁平管组23以及第四扁平管组24这4个扁平管组。属于第一扁平管组21的扁平管2的数量例如能设为扁平管2的总数的35～45％。属于第二扁平管组22的扁平管2的数量例如能设为扁平管2的总数的25～35％。属于第三扁平管组23的扁平管2的数量例如能设为扁平管2的总数的15～25％。属于第四扁平管组24的扁平管2的数量例如能设为扁平管2的总数的5～15％。

扁平管2由铝或者铝合金构成。虽未图示，但从长度方向观察下的扁平管2的截面呈长圆状或者矩形状。另外，如图1所示，扁平管2的上表面211以及下表面212由平坦面构成，翅片3与上表面211以及下表面212接合。

扁平管2的外部尺寸例如能从厚度1.1～3.0mm、宽度6～20mm的范围酌情设定。另外，扁平管2既可以是在其内部具有1条制冷剂流路的单孔管，也可以是具有多条制冷剂流路的多孔管。多孔管中的制冷剂流路的数量例如能设为4～20条。

如图1以及图2所示，作为翅片3，能使用由铝或者铝合金构成的波纹状翅片。翅片3的板厚例如能设为0.06～0.12mm。另外，上下方向上的翅片3的高度能设为6～8mm。

在翅片3中的平坦部31(参照图1)，即与扁平管2接合的弯曲部32之间的部分，可以设置朝翅片3的厚度方向突出的挡板(louver)。关于挡板的数量，能设为：按每处平坦部而设置6～16个挡板。另外，挡板能在相对于翅片3的宽度方向倾斜20～60度的方向上延伸设置。此外，在图1以及图2中，为了方便，省略了挡板的记载。

第一头部4由铝或铝合金构成。如图2所示，第一头部4具有：头部主体46，其在上下方向即芯部11的层叠方向上延伸设置，且呈筒状；以及盖体47、48，其对头部主体46的上端以及下端进行封闭。

作为头部主体46，例如能使用外径15～25mm且壁厚1.0～2.5mm的圆筒管，但不限于该形状。另外，盖体47、48以及第一隔板44、45通过钎焊与头部主体46接合。此外，在图1中，为了方便，省略了盖体47、48的记载。

由头部主体46和盖体47、48包围的第一头部4的内部空间被2片第一隔板44、45划分为3个空间。从第一头部4的上端411起至配置于上方的第一隔板44为止的部分构成第一头部4的入口部41。属于第一扁平管组21的扁平管2的端部插入入口部41内。

另外，在入口部41，连接有用于向冷凝器1内供给制冷剂的制冷剂供给管6。制冷剂供给管6的端部61插入入口部41内。另外，制冷剂供给管6从端部61起向扁平管2的长度方向上的外部方向延伸设置。由此，第一扁平管组21与制冷剂供给管6经由入口部41进行连结。

第一头部4中的从配置于上方的第一隔板44起至配置于下方的第一隔板45为止的部分构成第二转弯部42。属于第二扁平管组22以及第三扁平管组23的扁平管2的端部插入第二转弯部42内。由此，第二扁平管组22与第三扁平管组23经由第二转弯部42进行连结。

从第一头部4的下端412起至配置于下方的第一隔板45为止的部分构成出口部43。属于第四扁平管组24的扁平管2的端部插入出口部43内。

另外，在出口部43，连接有用于将冷凝器1内的制冷剂向外部排出的制冷剂排出管7。制冷剂排出管7的端部71插入出口部43内。另外，制冷剂排出管7从端部71起朝扁平管2的长度方向上的外部方向延伸设置。由此，第四扁平管组24与制冷剂排出管7经由出口部43进行连结。

插入第一头部4内的扁平管2、制冷剂供给管6以及制冷剂排出管7通过钎焊而与第一头部4的头部主体46接合。

第二头部5由铝或铝合金构成，具有：头部主体56，其在上下方向即芯部11的层叠方向上延伸设置，且呈筒状；以及盖体57、58，其对头部主体56的上端以及下端进行封闭。另外，由头部主体56和盖体57、58围成的第二头部5的内部空间通过1片第二隔板53而被划分为2个空间。

作为头部主体56，与第一头部4的头部主体46同样，例如能使用外径15～25mm且壁厚1.0～2.5mm的圆筒管，但不限于该形状。另外，盖体57、58以及第二隔板53通过钎焊与头部主体56接合。

从第二头部5的上端511起至第二隔板53为止的部分构成第一转弯部51。属于第一扁平管组21以及第二扁平管组22的扁平管2的端部插入第一转弯部51内。由此，第一扁平管组21与第二扁平管组22经由第一转弯部51进行连结。

从第二头部5的下端512起至第二隔板53为止的部分构成第三转弯部52。属于第三扁平管组23以及第四扁平管组24的扁平管2的端部插入第三转弯部52内。由此，第三扁平管组23与第四扁平管组24经由第三转弯部52进行连结。

插入第二头部5内的扁平管2通过钎焊与第二头部5的头部主体56接合。

接下来，说明本例的冷凝器1的作用效果。本例的冷凝器1是以上下方向即芯部11的层叠方向上的第一头部4的全长L为400～1500mm(所述式(1))作为前提，入口部41占第一头部4的比率A/L以及出口部43占第一头部4的比率B/L满足所述式(2)～式(3)。通过将A/L的值设为以所述式(2)所确定的范围，能使第一扁平管组21的传热面积成为适当的范围。由此，能高效地冷却从压缩机经由入口部41而流入第一扁平管组21的高温高压的气体状的制冷剂。另外，通过将B/L的值设为以所述式(3)所确定的范围，从而在冷凝器1的制造过程中能容易确保制冷剂排出管7或出口部43、第四扁平管组24中的制冷剂的流路。

另外，关于冷凝器1，进一步地，a/A的值以及b/B的值满足所述式(4)与所述式(5)的组合、或者所述式(6)与所述式(7)的组合的任一组合。

在a/A的值满足所述式(4)的情况下，能将制冷剂供给管6连接至距第一头部4的上端411适度相离且距配置于上方的第一隔板44、45也适度相离的位置。由此，能进一步减轻属于第一扁平管组21的扁平管2彼此的制冷剂的不均，能进一步增大热交换量。在另外，b/B的值满足所述式(5)的情况下，能在将制冷剂排出管7与第一头部4的下端412的距离确保为12.825mm以上的前提下，进而将制冷剂排出管7以距第一头部4的下端412适度相离的方式进行连接。其结果是，能抑制压力损失的增大。

因此，在a/A的值和b/B的值满足所述式(4)～式(5)的情况下，在此情况下，能在抑制冷凝器1的压力损失的增大的同时，进一步增大热交换量。

另一方面，在a/A的值满足所述式(6)的情况下，能将制冷剂供给管6连接至距第一头部4的上端411适度相离的位置。由此，能减轻属于第一扁平管组21的扁平管2彼此的制冷剂的不均，避免热交换量的下降。另外，在b/B的值满足所述式(7)的情况下，能将制冷剂排出管7连接至出口部43的较上方。由此，能进一步降低在第四扁平管组24中流动的气液两相流的比例，能进一步降低冷凝器1的压力损失。

因此，在a/A的值和b/B的值满足所述式(6)～式(7)的情况下，能在避免冷凝器1的热交换量的下降的同时，进一步降低压力损失。

(实施例2)

本例是将制冷剂供给管6的连接位置以及制冷剂排出管7的连接位置分别变更后的例子。此外，除非特别说明，从本实施例起使用的标号当中与已有的实施例中使用的标号相同的标号表示与实施例1同样的构成要素等。

在本例中，如表1所示，对设定有a/A的值以及b/B的值的冷凝器1(试验体1～36)的可制造性进行了评价。另外，针对能制作冷凝器1的试验体1～25测量了热交换量以及压力损失。另外，制作了a/A的值是0.15且b/B的值是0.40来作为热交换量以及压力损失的基准的冷凝器1(试验体R)。试验体R是将制冷剂供给管6以及制冷剂排出管7与车载用空调装置的热交换器中的一般的位置进行连接的试验体。

在表1中的“式(4)”一栏，在各试验体的a/A的值满足所述式(4)的情况下记为记号“〇”，在不满足的情况下记为记号“×”。同样，在“式(6)”一栏，在各试验体的a/A的值满足所述式(6)的情况下记为记号“〇”，在不满足的情况下记为记号“×”。

另外，在表1中的“式(5)”一栏，在各试验体的b/B的值满足所述式(5)的情况下记为记号“〇”，在不满足的情况下记为记号“×”。同样，在“式(7)”一栏，在各试验体的b/B的值满足所述式(7)的情况下记为记号“〇”，在不满足的情况下记为记号“×”。

本例的试验体的详细的构成如下。

·冷凝器1的外部尺寸

上下方向464mm

扁平管2的长度方向720mm

扁平管2的宽度方向14mm

·扁平管2

扁平管2的总数50个

属于第一扁平管组21的扁平管2的数量20个

属于第二扁平管组22的扁平管2的数量15个

属于第三扁平管组23的扁平管2的数量10个

属于第四扁平管组24的扁平管2的数量5个

扁平管2的厚度1.3mm

扁平管2的宽度14mm

扁平管2内的制冷剂流路的数量15个

扁平管2内的制冷剂流路的截面形状矩形

·翅片3

高度7.5mm

板厚0.08mm

挡板的角度30度

每个平坦部31的挡板的数量6个

·第一头部4

头部主体46的外径18mm

头部主体46的壁厚1.2mm

上下方向上的第一头部4的全长L 464mm

上下方向上的入口部41的长度A 192.5mm

上下方向上的出口部43的长度B 59.5mm

(表1)

可制造性的评价方法、热交换量的测量方法以及压力损失的测量方法如下。

·可制造性

在成为头部主体46的圆筒管，形成有供扁平管2、第一隔板44、45、制冷剂供给管6以及制冷剂排出管7插入的贯通孔。通过目视来观察形成贯通孔后的圆筒管，在圆筒管未变形的情况下在表2的“可制造性”一栏记为记号“A”，在圆筒管发生塌陷等变形的情况下在同栏记为记号“B”。

在可制造性的评价中，将圆筒管未发生变形的记号“A”的情况判定为合格，将圆筒管发生了变形的记号“B”的情况判定为不合格。此外，在圆筒管发生了变形的情况下，中止试验体的制作。

·热交换量以及压力损失的测量

通过基于JIS B8615-1：2013附录G中规定的室外侧空气焓试验法的方法，测量了各试验体的热交换量以及压力损失。具体而言，将试验体设置于在恒温恒湿试验室内设置的风洞装置，并将试验室内的空气温度设为干球温度35℃、湿球温度24℃。在从风洞装置向试验体送出风速1.6m/秒的风的同时，以制冷剂供给管6的温度为65℃且制冷剂排出管7的温度为40℃的方式使制冷剂R32在试验体内流通。然后，测量了空气与制冷剂的热平衡达到稳定状态的时刻处的热交换量以及压力损失。各试验体的稳定状态下的热交换量Q以及压力损失ΔP如表2所示。

此外，在表2中记载有将试验体R的热交换量Q及压力损失ΔP与热交换量Q及压力损失ΔP的测量值一同均设为100％时的试验体1～25的热交换量Q以及压力损失ΔP的比率。

在热交换量的评价中，在试验体的热交换量Q为作为基准的试验体R的103％以上的情况下，在“评价”栏中记为记号“A+”，在为101％以上且小于103％的情况下记为记号“A”，且在小于101％的情况下记为记号“B”。然后，针对试验体的热交换量Q成为试验体R的101％以上的为记号“A”、“A+”的情况，由于热交换性能优良，因此判定为合格；针对小于101％的为记号“B”的情况，由于热交换性能差，因此判定为不合格。

在压力损失的评价中，在试验体的压力损失ΔP为作为基准的试验体R的95％以下的情况下在“评价”栏记为记号“A+”，在超过95％且为103％以下的情况下记为记号“A”，并在超过103％的情况下记为记号“B”。然后，针对试验体的压力损失ΔP为试验体R的103％以下的成为记号“A”、“A+”的情况，由于已抑制压力损失的增大，因此判定为合格；针对超过103％的成为记号“B”的情况，由于压力损失增大，因此判定为不合格。

此外，在可制造性的评价中，针对圆筒管发生了变形的试验体26～35，未实施热交换量以及压力损失的评价。针对这些试验体，在表2的“热交换量”栏以及“压力损失”栏记为记号“－”。

(表2)

如表1以及表2所示，满足所述式(1)～式(5)的试验体1～4以及试验体9～12能在抑制压力损失的增大的同时，与试验体R相比使热交换量更大。另外，满足所述式(1)～式(3)以及所述式(6)～式(7)的试验体1～8能在避免热交换量的下降的同时，与试验体R相比使压力损失更加降低。

进而，即使在这些试验体1～12之中，满足所述式(1)～式(3)、所述式(4)以及所述式(7)的试验体1～4与试验体R相比，不仅能降低压力损失，而且能增大热交换量。

另一方面，关于试验体13～16，虽然能增大热交换量，但压力损失也增大。认为其原因在于，制冷剂供给管6以及制冷剂排出管7这两者配置于较下方，因此所述式(4)与所述式(5)的组合以及所述式(6)与所述式(7)的组合均未满足。

关于试验体17～21，a/A的值小且制冷剂供给管6过度配置于上方，因此属于第一扁平管组21的扁平管2彼此的制冷剂的不均变大。其结果是，导致了热交换量的下降。

关于试验体21～25，b/B的值小且制冷剂排出管7过度配置于下方，因此在第四扁平管组24中流动的气液两相流的比例增大。其结果是，导致了压力损失的增大。

关于试验体26～31，意图增大b/B的值，且将制冷剂排出管7连接至第一隔板45的极近处。然而，在成为头部主体46的圆筒管形成了贯通孔后，在圆筒管发生了变形。

关于试验体31～36，意图增大a/A的值，且将制冷剂供给管6连接至第一隔板44的极近处。然而，在成为头部主体46的圆筒管形成了贯通孔后，在圆筒管发生了变形。

Claims (14)

1.一种冷凝器，具有：

芯部，是将供制冷剂流通的多个扁平管隔着翅片平行排列且将所述扁平管与所述翅片在上下方向上交替层叠而成的；

第一头部，配置于所述扁平管的长度方向上的所述芯部的一端；

第二头部，配置于所述长度方向上的所述芯部的另一端；以及

制冷剂供给管和制冷剂排出管，与所述第一头部连接，

多个所述扁平管从上方起依次被划分为第一扁平管组、第二扁平管组、第三扁平管组以及第四扁平管组，

所述第一头部具有：

入口部，与所述第一扁平管组和所述制冷剂供给管连结；

第二转弯部，与所述第二扁平管组和所述第三扁平管组连结；

出口部，与所述第四扁平管组和所述制冷剂排出管连结；以及

第一隔板，对所述入口部与所述第二转弯部之间进行分隔，且对所述第二转弯部与所述出口部之间进行分隔，

所述第二头部具有：

第一转弯部，与所述第一扁平管组和所述第二扁平管组连结；

第三转弯部，与所述第三扁平管组和所述第四扁平管组连结；以及

第二隔板，对所述第一转弯部与所述第三转弯部之间进行分隔，

在上下方向上，将所述第一头部的全长设为L、将所述入口部的长度设为A、将所述出口部的长度设为B、将从与所述入口部连接的所述制冷剂供给管的端部的中心起至所述第一头部的上端为止的距离设为a、将从与所述出口部连接的所述制冷剂排出管的端部的中心起至所述第一头部的下端为止的距离设为b、且所述L、所述A、所述B、所述a、所述b的单位均为mm的情况下，满足下述式(1)～式(5)：

400≤L≤1500 (1)

0.4≤A/L≤0.75 (2)

30.275/L≤B/L≤(L－A)/3L (3)

0.22≤a/A≤0.64 (4)

{0.09×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (5)。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其中，

所述冷凝器满足所述式(1)～式(3)，且满足下述式(4)与下述式(7)的组合：

0.22≤a/A≤0.64 (4)

{0.47×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (7)。

3.根据权利要求1所述的冷凝器，其中，

属于所述第一扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第二扁平管组的扁平管的数量，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第三扁平管组的扁平管的数量，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第四扁平管组的扁平管的数量。

4.根据权利要求2所述的冷凝器，其中，

属于所述第一扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第二扁平管组的扁平管的数量，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第三扁平管组的扁平管的数量，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第四扁平管组的扁平管的数量。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的冷凝器，其中，

在将多个所述扁平管的总数以100％表示的情况下，属于所述第一扁平管组的扁平管的数量占35～45％，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量占25～35％，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量占15～25％，属于所述第四扁平管组的扁平管的数量占5～15％。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的冷凝器，其中，

属于所述第四扁平管组的扁平管的数量为2个以上。

7.根据权利要求5所述的冷凝器，其中，

属于所述第四扁平管组的扁平管的数量为2个以上。

8.一种冷凝器，具有：

芯部，是将供制冷剂流通的多个扁平管隔着翅片平行排列且将所述扁平管与所述翅片在上下方向上交替层叠而成的；

第一头部，配置于所述扁平管的长度方向上的所述芯部的一端；

第二头部，配置于所述长度方向上的所述芯部的另一端；以及

制冷剂供给管和制冷剂排出管，与所述第一头部连接，

多个所述扁平管从上方起依次被划分为第一扁平管组、第二扁平管组、第三扁平管组以及第四扁平管组，

所述第一头部具有：

入口部，与所述第一扁平管组和所述制冷剂供给管连结；

第二转弯部，与所述第二扁平管组和所述第三扁平管组连结；

出口部，与所述第四扁平管组和所述制冷剂排出管连结；以及

第一隔板，对所述入口部与所述第二转弯部之间进行分隔，且对所述第二转弯部与所述出口部之间进行分隔，

所述第二头部具有：

第一转弯部，与所述第一扁平管组和所述第二扁平管组连结；

第三转弯部，与所述第三扁平管组和所述第四扁平管组连结；以及

第二隔板，对所述第一转弯部与所述第三转弯部之间进行分隔，

在上下方向上，将所述第一头部的全长设为L、将所述入口部的长度设为A、将所述出口部的长度设为B、将从与所述入口部连接的所述制冷剂供给管的端部的中心起至所述第一头部的上端为止的距离设为a、将从与所述出口部连接的所述制冷剂排出管的端部的中心起至所述第一头部的下端为止的距离设为b、且所述L、所述A、所述B、所述a、所述b的单位均为mm的情况下，满足下述式(1)～式(3)以及下述式(6)～式(7)：

400≤L≤1500 (1)

0.4≤A/L≤0.75 (2)

30.275/L≤B/L≤(L－A)/3L (3)

0.22≤a/A≤(A－6.825)/A (6)

{0.47×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (7)。

9.根据权利要求8所述的冷凝器，其中，

所述冷凝器满足所述式(1)～式(3)，且满足下述式(4)与下述式(7)的组合：

0.22≤a/A≤0.64 (4)

{0.47×(B－6.825－12.825)+12.825}/B≤b/B≤(B－6.825)/B (7)。

10.根据权利要求8所述的冷凝器，其中，

属于所述第一扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第二扁平管组的扁平管的数量，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第三扁平管组的扁平管的数量，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第四扁平管组的扁平管的数量。

11.根据权利要求9所述的冷凝器，其中，

属于所述第一扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第二扁平管组的扁平管的数量，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第三扁平管组的扁平管的数量，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量多于属于所述第四扁平管组的扁平管的数量。

12.根据权利要求8～11中任一项所述的冷凝器，其中，

在将多个所述扁平管的总数以100％表示的情况下，属于所述第一扁平管组的扁平管的数量占35～45％，属于所述第二扁平管组的扁平管的数量占25～35％，属于所述第三扁平管组的扁平管的数量占15～25％，属于所述第四扁平管组的扁平管的数量占5～15％。

13.根据权利要求8～11中任一项所述的冷凝器，其中，

属于所述第四扁平管组的扁平管的数量为2个以上。

14.根据权利要求12所述的冷凝器，其中，

属于所述第四扁平管组的扁平管的数量为2个以上。

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