CN113474613B - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明的热交换器，包括具有第1流体(A)流动的流路的板翅片(2a)层叠而成的板翅片层叠体(2)，板翅片(2a)具有来自集管流路(11)的第1流体(A)流动、并与第2流体(B)之间进行热交换的板翅片流路(13)，在集管流路(11)和板翅片流路(13)的流路中，构成为具有以在层叠方向上波动的方式移动的路径。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器，尤其是涉及将制冷剂流动的板状的板翅片层叠而构成的层叠型板翅片的热交换器。
背景技术
在具有不同的热能的流体间，为了进行热能交换而使用的热交换器被用于大量的设备中。尤其是层叠型板翅片的热交换器，例如在家庭用和车辆用的空气调节机、计算机以及各种电设备等中被广泛使用。
层叠型板翅片的热交换器，是在形成于板状的板翅片中的流路中流动的流体(制冷剂)、与在所层叠的板翅片间流动的流体(空气)之间进行热交换的形式。
在上述的层叠型板翅片的热交换器的领域中，以轻量化、小型化和热交换的高效率化为目的，提案有各种的结构(例如，参照专利文献1和专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3965901号公报
专利文献2：实用新型登记第3192719号公报
专利文献3：日本特许第6504367号公报
发明内容
在层叠型板翅片的热交换器的领域中，以轻量化、小型化和热交换的高效率化为目的，正在研讨将板翅片用热传导率高的材料以较薄的厚度形成，在设置于板翅片的流路中流动与现有的热交换器相比较高压力的流体(制冷剂)。
在层叠型板翅片的热交换器中，对于设置于板翅片的流路流动高压的制冷剂的结构中，流路产生变形，制冷剂的流量和流速产生不一致，作为热交换器的性能有可能降低。在像这样将多个板翅片层叠而构成的热交换器中，为了防止在流路中流动制冷剂导致的向层叠方向的变形、翘曲，在层叠方向的两端侧，作为端板设置有刚性高、且具有厚度的金属部件(专利文献3参照)。
但是，像这样构成的层叠型板翅片的热交换器中，也存在实现轻量化和小型化的同时实现热交换的更高效率化的重要课题。
本发明的目的在于，提供一种达成轻量化、小型化和热交换的高效率化，并且能够在流路中流动高压制冷剂的可靠性高的热交换器。
本发明的一个方式的热交换器，其包括：
具有供第1流体流动的流路的板翅片层叠而成的板翅片层叠体；和
供排管，其进行在所述板翅片层叠体中的各层的板翅片的流路中流动的所述第1流体的供给或者排出，
在所述板翅片层叠体的各层间的间隙中流动第2流体，并且在所述流路中流动的所述第1流体与所述第2流体之间进行热交换，
所述板翅片包括：
在所述供排管作为供给管发挥功能时，被供给来自所述供给管的所述第1流体的集管开口；
形成于所述集管开口的周围的集管流路；和
流动来自所述集管流路的所述第1流体，并且在与所述第2流体之间进行热交换的板翅片流路，
在所述集管流路和所述板翅片流路的流路中，以具有在层叠方向上移动的路径的方式构成。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的层叠型板翅片热交换器的外观的立体图。
图2A是表示实施方式1的板翅片的第1翅片部件的平面图。
图2B是表示实施方式1的板翅片的第2翅片部件的平面图。
图3是将实施方式1的板翅片层叠的状态分解来表示的立体图。
图4是表示实施方式1的板翅片层叠体的一部分的立体图。
图5是表示实施方式1的板翅片层叠体的集管流路的附近的立体图。
图6是表示将实施方式1的板翅片层叠体用图2A所示的VI-VI线切断的截面的立体图。
图7是表示由端板夹着的板翅片层叠体的集管开口的附近的截面图。
图8是表示与图7所示的纵截面图的切断面正交的长度方向的切断面的纵截面图。
图9是表示图7中的第1翅片部件的纵截面图。
图10是表示图7中的第2翅片部件的纵截面图。
图11是表示图8中的第1翅片部件的纵截面图。
图12是表示图8中的第2翅片部件的纵截面图。
图13是表示将实施方式1的板翅片层叠体沿着长度方向切断的纵截面的立体图。
图14是将实施方式1的板翅片层叠体沿着长度方向切断的端面图。
图15是表示将实施方式1的板翅片层叠体切断的纵截面的立体图。
图16是表示图15的纵截面的板翅片层叠体的端面图。
图17是表示在实施方式1的结构中，相对于第2端板接触的第1翅片部件和层叠于其上的板翅片的分解立体图。
图18是表示在实施方式1的结构中，相对于第1端板接触的第2翅片部件和层叠于其下的板翅片的分解立体图。
图19是示意性表示实施方式1的结构中的变形例的纵截面图。
图20是表示本发明的实施方式2的热交换器中的板翅片层叠体的立体图。
图21是实施方式2的板翅片层叠体中形成有集管流路的区域的截面图。
图22是表示本发明的实施方式3的热交换器中的板翅片层叠体的一部分的立体图。
图23A是表示实施方式3的板翅片的第1翅片部件的平面图。
图23B是表示实施方式3的板翅片的第2翅片部件的平面图。
图24是将表示实施方式3的板翅片层叠体沿着长度方向切断的纵截面的立体图。
图25是表示将实施方式3的板翅片层叠体沿着长度方向切断的端面图。
具体实施方式
本发明的一个方式的热交换器，其包括：
具有供第1流体流动的流路的板翅片层叠而成的板翅片层叠体；和
供排管，其进行在所述板翅片层叠体中的各层的板翅片的流路中流动的所述第1流体的供给或者排出，
在所述板翅片层叠体的各层间的间隙中流动第2流体，并且在所述流路中流动的所述第1流体与所述第2流体之间进行热交换，
所述板翅片包括：
在所述供排管作为供给管发挥功能时，被供给来自所述供给管的所述第1流体的集管开口；
形成于所述集管开口的周围的集管流路；和
流动来自所述集管流路的所述第1流体，并且在与所述第2流体之间进行热交换的板翅片流路，
在所述集管流路和所述板翅片流路的流路中，以具有在层叠方向上移动的路径的方式构成。
此外也可以，所述板翅片具有接合第1翅片部件和第2翅片部件而形成流路的结构，
所述第1翅片部件具有用于形成所述集管流路和所述板翅片流路的凹部，
所述第2翅片部件具有形成交接流路的凹部，所述交接流路使所述第1翅片部件的所述集管流路和所述板翅片流路中的流路连通。
此外也可以，所述第1翅片部件具有用于形成所述板翅片流路的多个凹部，
所述板翅片中的所述第2翅片部件的所述交接流路的凹部，使形成于所述第1翅片部件中的多个凹部连通，形成为所述板翅片流路在层叠方向上移动的路径。
此外也可以，在所述第1翅片部件中的用于形成所述集管流路的凹部与用于形成所述板翅片流路的凹部之间具有平坦的交接区域，
所述第2翅片部件中的所述交接流路的凹部具有与所述第1翅片部件的所述交接区域相对的区域，
在所述板翅片中，以用于形成所述集管流路的凹部与用于形成所述板翅片流路的凹部相连续的方式构成。
此外，热交换器也可以具有以夹着所述板翅片层叠体的层叠方向的两端的方式设置的端板，
在所述板翅片层叠体中，在与所述端板相接触的位置设置有构成所述板翅片的所述第1翅片部件或者所述第2翅片部件。
此外也可以，所述板翅片通过所述第1翅片部件和所述第2翅片部件的平坦面的接合而构成，所述第1翅片部件和所述第2翅片部件中的平坦的接合面以与所述端板相接触的方式构成。
此外也可以，用于形成所述第1翅片部件中的所述板翅片流路的多个凹部配设在S形弯曲(蜿蜒)的线上，
用于形成所述第2翅片部件中的交接流路的凹部，在所述板翅片中使所述第1翅片部件中的所述板翅片流路的凹部连通，以S形弯曲的方式构成。
以下，作为本发明的热交换器的实施方式，关于层叠型板翅片热交换器参照附图进行说明。此外，本发明的热交换器不限于以下的实施方式中记载的层叠型板翅片热交换器的结构，也包括具有与以下的实施方式中说明的技术思想等同的结构的热交换器。在以下说明的实施方式，是表示本发明的一例的方式，实施方式中所示的结构、功能、动作等为例示，不是对本发明加以限定的内容。以下的实施方式的构成要素中，关于表示最上位概念的独立权利要求没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1的层叠型板翅片热交换器(以下简单称为热交换器)1的外观的立体图。如图1所示，实施方式1的热交换器1包括：供给管4，其被供给作为第1流体A的制冷剂；板翅片层叠体2，其通过将作为长方形的板状的多个板翅片2a层叠而构成；和排出管5，其将在形成于板翅片2a的流路中流动的制冷剂排出。
此外，在实施方式1的热交换器1中，供给管4和排出管5具有实质上相同的结构，将与这时的动作对应的功能作为名称使用。此外，在本发明中，将供给管4和排出管5一起称为供排管(4、5)。
在板翅片层叠体2的层叠方向的两端配置有端板3(3a、3b)，端板3(3a、3b)与长方形的板翅片2a在俯视时为大致相同形状。在一方的端板3(3a)的长度方向的两端侧接合有供给管4或者排出管5。此外，在实施方式1的结构中，以在一个端板3(3a)的两端侧接合有供给管4或者排出管5的结构进行说明，根据使用热交换器1的装置的规格，也可以形成为一个端板3(3a)接合供给管4，而在另一个端板3(3b)接合排出管5的结构。
此外，在以下的实施方式中，将在图1所示的热交换器1中的板翅片层叠体2的层叠方向作为上下方向，将设置于板翅片层叠体2的一个端板3(3a)的位置作为上侧，将另一个端板3(3b)的位置作为下侧来说明。但是，在该热交换器1设置于装置(例如空调设备)中的状态下，其层叠方向并不特定为上下方向(铅垂方向)。
在板翅片层叠体2的层叠方向的两端配设的端板3(3a、3b)，通过定位机构(例如、定位螺栓等)具有规定间隔地彼此固定，并夹着板翅片层叠体2。将两端的端板3(3a、3b)维持为规定间隔地固定的定位机构，具有相对所层叠的各板翅片2a的定位功能。端板3由例如铝、铝合金、不锈钢等的金属材料所形成的板材构成。
在实施方式1的热交换器1中为，作为第1流体A的制冷剂在形成于板翅片层叠体2的各板翅片2a中的流路(板翅片流路13)中流动的结构。另一方面，作为第2流体B的空气是在形成于板翅片层叠体2的板翅片2a的叠层间的间隙经过的结构。像这样构成的热交换器1，在板翅片层叠体2中在第1流体A与第2流体B之间进行热交换。
构成实施方式1的热交换器1中的板翅片层叠体2的多个板翅片2a的各自为，将2个板材即第1翅片部件10和第2翅片部件20相对地粘合并接合(钎焊)而形成流路的结构。像这样构成的板翅片2a在层叠了多个的状态下被加压和加热并进行接合(钎焊)，而构成板翅片层叠体2。
图2A和图2B是分别表示构成板翅片2a的第1翅片部件10和第2翅片部件20的平面图。图2A是第1翅片部件10的平面图，图2B是第2翅片部件20的平面图。第1翅片部件10和第2翅片部件20例如由铝、铝合金、不锈钢等的金属板材构成，在金属板材的芯材中至少具有钎焊料层。另外，第1翅片部件10和第2翅片部件20例如使用厚度为0.2mm的薄板材加工为规定形状。被加工为规定形状的第1翅片部件10和第2翅片部件20以在规定位置彼此密接的方式被加压并加热，由此，相对平坦的规定区域彼此可靠地接合(钎焊)。
图2A所示的第1翅片部件10中，在长度方向的两端侧形成有凹部，该凹部是用于被供给来自供给管4的制冷剂、或者向排出管5排出制冷剂的环状的集管流路11的凹部。第1翅片部件10中的集管流路11，由在图2A中向纸面的跟前侧突出的结构的环状凹部形成。从集管流路11的外周部分的一个部位起形成有以规定距离导出的集管连通流路12。在集管连通流路12的导出方向的延长线上，配设形成于板翅片2a中的热交换区域C(参照后述图5)的板翅片流路13的端部。
在第1翅片部件10中，在集管连通流路12的导出方向的延长线上形成的板翅片流路13，与集管连通流路12同样地由凹部形成。板翅片流路13在板翅片2a的热交换区域C的整体中以S形弯曲(蜿蜒)的方式形成。板翅片流路13包括：由直线状的凹部构成的第1板翅片流路13a；和由圆弧状的凹部构成的第2板翅片流路13b。此外，在实施方式1的结构中，在板翅片2a的热交换区域C中，在长度方向上并排地延伸设置有多个(例如3个)直线状的第1板翅片流路13a，它们的端部之间由圆弧状的第2板翅片流路13b连接，由此形成蜿蜒形状的流路。另外，作为板翅片2a中的热交换区域C，表示形成有集管流路11的集管区域以外的区域。
如上所述，在第1翅片部件10的长度方向的两端侧，形成有与供给管4或者排出管5连通的集管流路11。在第1翅片部件10中，集管流路11、集管连通流路12和板翅片流路13各流路，以将第1翅片部件10的俯视时的中心点作为对称中心成点对称的方式配设。
在第1翅片部件10中，在蜿蜒的板翅片流路13之间形成有作为空缺部分(间隙)的传热阻断狭缝6。像这样通过形成作为空缺部分(间隙)的传热阻断狭缝6，抑制靠近的板翅片流路13之间的传热作用。并且，在第1翅片部件10，以包围集管流路11的方式形成有多处(3处)用于插入定位销(未图示)的定位销用开口9。上述传热阻断狭缝6和定位销用开口9与各流路(集管流路11、板翅片流路13)同样地，形成以第1翅片部件10的俯视时的中心点作为对称中心的点对称。
另外，如图2A所示，在第1翅片部件10中，从集管流路11导出的集管连通流路12，与在其导出方向的延长线上形成的板翅片流路13不直接连接，在其之间形成有平坦的流路交接区域16。即，在第1翅片部件10中为集管连通流路12的凹部与第1板翅片流路13a的凹部不相连的结构。
另一方面，在第2翅片部件20中，如图2B所示，在与第1翅片部件10的流路交接区域16相对的位置形成有交接流路21。交接流路21由在图2B中以向纸面的背侧突出的方式凹陷的凹部形成。由此，在第1翅片部件10与第2翅片部件20接合而成的板翅片2a中，成为集管连通流路12与板翅片流路13经由交接流路21而连通的状态。其结果是，从供给管4供给的制冷剂在集管流路11、集管连通流路12、交接流路21、板翅片流路13、交接流路21、集管连通流路12和集管流路11中流动而从排出管5排出。
在第2翅片部件20中，在与第1翅片部件10的直线状的第1板翅片流路13a相对的区域形成有板翅片凸区域22(参照后述的图16的截面图)。该板翅片凸区域22与第1板翅片流路13a相组合而被接合，确保板翅片流路13的直线部分的流路形状，并抑制与制冷剂的流动方向正交的截面形状的变形。
此外，在第2翅片部件20中，在与形成于第1翅片部件10的传热阻断狭缝6对应的位置、且板翅片凸区域22之间形成有同样的传热阻断狭缝6。像这样通过形成传热阻断狭缝6，抑制靠近的板翅片流路13间的传热作用，提高热交换效率。
另外，在实施方式1的结构中，在第2翅片部件20设置有多个间隔限定突起7，其用于将层叠的板翅片2a之间的间隙限定为一定间隔。此外，因为这些间隔限定突起7是将在层叠方向上相邻的板翅片2a间维持为一定间隔的结构，因此配置在第1翅片部件10和第2翅片部件20的任意一者的外表面侧(在板翅片2a中与将第1翅片部件10与第2翅片部件20钎焊的面相反的面)、或者两者的外表面侧即可，其配设位置根据形成的流路的位置而适当设定。
在如上所述构成的第2翅片部件20中，也与第1翅片部件10同样地，以将第2翅片部件20的俯视时的中心点作为对称中心形成点对称的方式配设各要素(传热阻断狭缝6、间隔限定突起7、定位销用开口9)。
图3是将2组板翅片2a(第1翅片部件10和第2翅片部件20)层叠的状态分解来表示的立体图，表示了集管流路11的附近。如图3所示，在第1翅片部件10中在形成集管流路11的环状的凹部的内周侧，形成有作为缺口的集管流路口8。集管流路口8形成于环状的集管流路11的内周侧的多个部位。作为集管流路口8(8a、8b)的形成位置，在实施方式1的结构中，例如形成在集管流路11的内周侧的相对的位置。实施方式1的集管流路口8(8a、8b)的形成位置形成于，在通过环状的集管流路11的中心的、板翅片2a的长度方向上延伸的中心线上，集管流路11的相对的位置(图2A参照)。
此外，作为集管流路11中的多个集管流路口8的形成位置，优选包括在设置有具备该热交换器1的装置(例如空调设备)的状态下的铅垂方向上，成为上下的位置。
图4是表示实施方式1的板翅片层叠体2的一部分的立体图。图4中，表示层叠有多个板翅片2a的板翅片层叠体2，作为板翅片2a的应层叠的个数，根据热交换器1的规格适当地设定。在图4所示的板翅片层叠体2中，表示了端板3(3a、3b)被拆下，在定位销用开口9中没有插入定位销的状态。
图5是表示图4所示的板翅片层叠体2中的集管流路11的附近的立体图。图6是表示将图4的板翅片层叠体2用图2A所示的VI-VI线切断的截面的立体图。如图5和图6所示，在板翅片层叠体2中的集管流路11的内周侧形成有在层叠方向上贯通的集管开口11a。在集管开口11a，从供给管4向集管流路11流动制冷剂、或者从集管流路11向排出管5流动制冷剂。
在板翅片层叠体2中，构成在层叠方向上贯通的集管开口11a的内表面侧的集管流路11的内周侧，通过钎焊加工在层叠方向上连续地接合。另外，在集管流路11的外周侧也以在层叠方向上连续的方式接合。其结果是，板翅片层叠体2中的集管流路11的内周侧与外周侧为在层叠方向上可靠地接合了的状态，在集管流路11中的刚性提高。
从供给管4供给的制冷剂为，流动集管开口11a，并通过形成于集管流路11的内周侧的集管流路口8(8a、8b)流入集管流路11的结构。在图5和图6中，表示了在集管流路11的内周侧相对的2个集管流路口8的一方的第1集管流路口8a。第1集管流路口8a与第2集管流路口8b配置于，在通过集管开口11a的中心且在长度方向上延伸的中心线上、即板翅片2a中在长度方向上延伸的中心线上的相对的位置。
图7是表示由端板3(3a、3b)夹着的状态的板翅片层叠体2中的集管开口11a的附近的截面图。图7的截面图是由图2A所示的VI-VI线切断的纵截面图。图8是表示与图7所示的纵截面图的切断面正交的长度方向的切断面的纵截面图。图8表示板翅片层叠体2中的集管开口11a的附近，是包括第1集管流路口8a和第2集管流路口8b的截面图。
如图7所示，板翅片层叠体2通过将第1翅片部件10与第2翅片部件20粘合而形成的板翅片2a层叠多个而构成。在第1翅片部件10中，在集管开口11a的外周形成有用于形成集管流路11的凹部。第1翅片部件10中的集管流路11(凹部)由构成集管开口11a的外周侧的壁面的集管流路内周支承部10a、集管流路顶部10b、集管流路外周支承部10c形成。即在第1翅片部件10中，用于形成集管流路11的凹部包括：顶部形成为环状且具有平坦面的集管流路顶部10b；成为在内周侧在层叠方向上支承集管流路顶部10b的内周壁的集管流路内周支承部10a；成为在外周侧在层叠方向上支承集管流路顶部10b的外周壁的集管流路外周支承部10c。
另一方面，在第2翅片部件20中，形成有成为集管开口11a的外周的外缘部分的内周支承部20a，接着该内周支承部20a形成有平坦部20b。平坦部20b与内周支承部20a弯折地连续。第2翅片部件20的内周支承部20a构成集管开口11a的外周侧的壁面。第2翅片部件20的平坦部20b将由第1翅片部件10的集管流路内周支承部10a、集管流路顶部10b和集管流路外周支承部10c构成的凹部堵塞，是在集管开口11a的外周构成环状的集管流路11的一部分。
如上所述，在实施方式1的板翅片层叠体2的第1翅片部件10中，用于形成集管流路11的凹部具有集管流路内周支承部10a、集管流路顶部10b和集管流路外周支承部10c。集管流路内周支承部10a和集管流路外周支承部10c接合于第2翅片部件20的平坦面而形成集管流路，在集管流路内周支承部10a的一部分形成有集管流路口8。
另外，第2翅片部件20包括：具有平坦面的平坦部20b；和与平坦部20b的平坦面弯折地连续、且位于集管流路11的内周侧的成为集管开口11a的外缘部分的内周支承部20a。第2翅片部件20的内周支承部20a与在层叠方向上相邻的另一板翅片2a中的第1翅片部件10接合，板翅片层叠体2中的集管流路11的内周侧成为具有在层叠方向上延伸的2重壁面的结构。
另外，如图8的长度方向的纵截面图所示，集管流路11的内周侧的相对的区域，为了形成集管流路口8(8a、8b)，第1翅片部件10的集管流路内周支承部10a从集管流路顶部10b的突出长度形成得较短。同样地，第2翅片部件20的内周支承部20a的突出长度形成得较短。像这样，集管流路内周支承部10a和内周支承部20a中的在长度方向上相对的区域形成有缺口，在集管流路11的内周侧形成集管流路口8(8a、8b)。
图9是表示图7所示的第1翅片部件10的纵截面图，表示在集管开口11a的附近的第1翅片部件10。图10是表示图7所示的第2翅片部件20的纵截面图，表示了与图9所示的第1翅片部件10接合的部分。图11是表示图8所示的第1翅片部件10的纵截面图，表示了形成于集管开口11a的外周的集管流路口8(8a、8b)。同样地，图12是表示图8所示的第2翅片部件20的纵截面图，表示了与图11所示的第1翅片部件10接合的部分。
图9所示的第1翅片部件10与图10所示的第2翅片部件20相粘合并接合，在1个板翅片2a中的集管开口11a的外周形成有集管流路11。像这样形成集管流路11时，在图11所示的第1翅片部件10的集管流路内周支承部10a、与图12所示的第2翅片部件20的内周支承部20a中，形成集管流路11中的集管流路口8(8a、8b)，集管开口11a经由集管流路口8(8a、8b)与集管流路11的内部连通。
此外，如图9所示，在第1翅片部件10中，集管流路内周支承部10a的内周侧端部向内周侧突出，形成内周侧的突出端部10d。在该内周侧的突出端部10d，抵接着在层叠方向上相邻的板翅片2a中的第2翅片部件20的内周支承部20a的内周侧端部。因此，在板翅片层叠体2中，第1翅片部件10的内周侧的突出端部10d与第2翅片部件20的内周支承部20a的内周侧端部形成为被接合了的状态(图7参照)。
如前文所述，在板翅片层叠体2的各板翅片2a中，连接于集管流路11的集管连通流路12为，经由形成于第2翅片部件20的交接流路21与第1板翅片流路13a相连的结构。
图13是表示将板翅片层叠体2沿着其长度方向切断的纵截面的立体图。在图13中表示，在各板翅片2a中集管连通流路12与第1板翅片流路13a经由交接流路21连通的截面。图14是将板翅片层叠体2沿着长度方向切断的端面图，表示了交接流路21的附近。
如图13和图14所示，在各板翅片2a中形成于第1翅片部件10的集管连通流路12，经由形成于第2翅片部件20的交接流路21与形成于第1翅片部件10的板翅片流路13连通。因此，在板翅片层叠体2中，例如从供给管4供给的制冷剂流到集管开口11a、集管流路11、集管连通流路12、交接流路21和板翅片流路13。这时，在图14所示的结构中，制冷剂从集管连通流路12向交接流路21向下方流动，制冷剂从交接流路21向板翅片流路13向上方流动。即，在交接流路21的前后制冷剂一边在上下方向(层叠方向)上波动一边移动，成为与平面的流路相比，路径变长的结构。
图15是表示将实施方式1的板翅片层叠体2以与其长度方向正交的面切断的纵截面的立体图。图16是表示图15的纵截面的板翅片层叠体2的端面图。如图15和图16所示，在两端的端板3(3a、3b)之间所层叠的板翅片层叠体2中，在其上端配设作为板翅片2a的一方的第2翅片部件20，在其下端配设作为板翅片2a的另一方的第1翅片部件10。
实施方式1的热交换器中，两端的端板3的上侧的第1端板3a的下表面、与在其正下方所配设的第2翅片部件20的接合面整面地接触。在此，所谓接合面是指，在板翅片2a中第1翅片部件10与第2翅片部件20相接合的面。
另一方面，在板翅片层叠体2的下端配设有作为板翅片2a的另一方的第1翅片部件10，下侧的第2端板3b的上表面与第1翅片部件10的接合面整面地接触。这是因为，通过使与第1翅片部件10接合的第2翅片部件20的接合面相对于上侧的第1端板3a相对，由此平坦面扩大，接触面积变大。同样地，通过使与第2翅片部件20接合的第1翅片部件10的接合面相对于下侧的第2端板3b相对，由此平坦面扩大，接触面积变大。
图17是表示由相对于下侧的第2端板3b接触的第1翅片部件10、以及层叠于其上的第2翅片部件20和第1翅片部件10构成的板翅片2a的分解立体图。图17是从层叠方向的下方看的立体图。图18是表示将相对于上侧的第1端板3a接触的第2翅片部件20、以及层叠于其下的由第1翅片部件10和第2翅片部件20构成的板翅片2a的分解立体图。图18是从层叠方向的上方看的立体图。
在图17和图18中，将在各个翅片部件(10、20)中接触并接合的区域用斜线部分表示。此外，在构成板翅片2a的第1翅片部件10与第2翅片部件20之间相接触的区域成为被钎焊的区域。如图17和图18所示，端板3(3a、3b)与第1翅片部件10或者第2翅片部件20相接触的区域是广泛且整体的，因此不需要对端板3实施特别的加工就能够相对于第1翅片部件10或者第2翅片部件20大致均匀地接合，能够可靠地保持该板翅片层叠体2。
此外，配设在板翅片层叠体2的层叠方向的两端的第1翅片部件10和第2翅片部件20，由于如上所述与端板3相接触，因此来自供给管4的制冷剂流入该第1翅片部件10和第2翅片部件20的集管开口11a。但是，在与第2端板3b相接触的第1翅片部件10中，从集管连通流路12起前端被堵塞，成为平坦的流路交接区域16。因此，在与第2端板3b相接触的第1翅片部件10中，制冷剂不能流入板翅片流路13。另一方面，与第1端板3a相接触的第2翅片部件20为，作为流路仅形成有交接流路21的结构，由于没有形成集管流路11，因此不存在制冷剂流入集管开口11a的流路。
在如上所述的实施方式1的热交换器1的结构中，通过在板翅片层叠体2的层叠方向的两端配设构成板翅片2a的部件的一方，对于端板3不实施特别的加工就能够可靠地确保板翅片层叠体2。由端板3保持的板翅片层叠体2，形成有设置于板翅片2a的长度方向的两侧的集管流路11的集管区域之间的区域成为热交换区域C，在该热交换区域C形成有期望形状的板翅片流路13。为了使作为第2流体B的空气相对于形成在该热交换区域C的板翅片流路13高效率地接触地流动，所层叠的板翅片2a的热交换区域C之间具有规定间隙。如前文所述，在层叠方向上相邻的板翅片2a之间的间隙，由设置于第1端板3a和/或者第2端板3b的多个间隔限定突起7(参照图2B)来确保。
如上所述构成的实施方式1的热交换器1为，集管流路11由凹部和第2翅片部件20的实质上的平坦面所构成的平坦部20b形成，上述凹部由第1翅片部件10的集管流路内周支承部10a、集管流路顶部10b和集管流路外周支承部10c构成，经由形成于集管流路内周支承部10a的集管流路口8被供给来自供给管4的制冷剂的结构。
实施方式1的板翅片层叠体2中，在各板翅片2a的集管开口11a的外周形成的集管流路11，在第1翅片部件10的集管流路内周支承部10a的内周侧和集管流路外周支承部10c的外周侧接合。另外，在所层叠的板翅片2a中，在层叠方向上相邻的集管流路被接合。因此，实施方式1中的集管流路11成为刚性高的结构，即使来自供给管4的高压制冷剂从集管开口11a通过集管流路口8供给到集管流路11，也是能够抑制集管流路11被扩张等的变形的结构，形成为能够可靠地维持期望形状的流路的结构。因此，在实施方式1的热交换器1中，能够可靠性高地进行高效率的热交换。
如上所述，在实施方式1的热交换器1中，利用第1翅片部件10与第2翅片部件20的层叠结构，能够提高各板翅片2a中的集管流路的强度，并且能够达成板翅片层叠体2的轻量化、小型化和热交换的高效率化。依据实施方式1的结构，能够提供能够在流路中流动高压制冷剂的可靠性高的热交换器。
此外，在上述实施方式1的结构中，板翅片2a的集管流路11的内周侧，由第1翅片部件10的集管流路内周支承部10a和第2翅片部件20的内周支承部20a的2重结构的壁面构成。其结果是，实施方式1的热交换器1，从供给管4被供给制冷剂的集管流路11的内周侧的强度提高，成为能够在集管流路11中流动高压制冷剂的结构。
另外，在实施方式1的结构中构成为，使构成板翅片2a的第1翅片部件10或者第2翅片部件20的接合面相对于设置在热交换器1的两端的端板3接触的结构。因此，成为不需要对端板3实施特别的加工，就能够可靠地夹着板翅片层叠体2的结构，并且在与端板3相接触的第1翅片部件10或者第2翅片部件20中，不需要实施特别的加工就能够防止制冷剂的流动的结构，能够防止在端板3中制冷剂泄漏。
[变形例]
图19是示意性表示实施方式1的结构的变形例的纵截面图。图19表示了第1翅片部件10A和第2翅片部件20A中的集管流路11的附近。如图19所示，第1翅片部件10A中的形成集管流路11的凹部由：形成为环状的具有平坦面的集管流路顶部10Ab；和以在内周侧与外周侧的两方在层叠方向上支承集管流路顶部10Ab的方式形成的集管流路支承部(集管流路内周支承部10Aa、集管流路外周支承部10Ac)构成。此外，在外周侧支承集管流路顶部10Ab的集管流路外周支承部10Ac，与形成有板翅片流路13的热交换区域C经由弯折部连续形成。如图19的纵截面图所示，用于形成集管流路11的凹部中，集管流路内周支承部10Aa、集管流路顶部10Ab和集管流路外周支承部10Ac之间弯折地呈
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字状地连续形成，与流路方向正交的截面成为大致四边形状的流路。
另一方面，与第1翅片部件10A接合的第2翅片部件20A，为了在各板翅片2Aa中形成集管流路11，如图19所示，以覆盖由集管流路内周支承部10Aa、集管流路顶部10Ab和集管流路外周支承部10Ac构成的凹部的方式具有作为平坦的面的平坦部20Ab。图19所示变形例的第2翅片部件20A，与上述图6所示的第2翅片部件20的内周支承部20a不同，不是第2翅片部件20A的内周侧端部下垂的形状。
因此，在该变形例的板翅片层叠体2A中，集管流路11的内周侧由第1翅片部件10A的集管流路内周支承部10Aa构成，板翅片2Aa的集管流路11的内周侧成为1重结构。在图19中，成为集管流路内周支承部10Aa的下端的导出端，与第2翅片部件20A的内周侧前端部分接合。与集管流路内周支承部10Aa的上端相连的集管流路顶部10Ab，与在层叠方向上相邻的板翅片2Aa的第2翅片部件20A的平坦部20Ab接合。即，图19所示的变形例的集管流路11的内周侧和外周侧，由在层叠方向的上下被接合而成为相连的壁面的集管流路支承部构成。
其结果是，在变形例的板翅片层叠体2A中，即使内周侧为1重结构，集管流路11也构成为刚性高的结构。另外，层叠的板翅片2Aa中的集管流路11的内周侧为1重结构，但由于各层连续地接合，因此形成了刚性高的制冷剂通路。在该制冷剂通路中在每一叠层形成有集管流路口8，成为对于各层的板翅片2Aa的集管流路11能够供给压力高的制冷剂的结构。
此外，图19所示的变形例的其他的结构(例如，集管连通流路12、板翅片流路13、交接流路21等)与实施方式1中所说明的结构相同。
(实施方式2)
接着，关于本发明的实施方式2的层叠型板翅片热交换器(以下简称为热交换器)进行说明。图20是表示实施方式2的热交换器中的板翅片层叠体100的立体图。图21是在实施方式2的板翅片层叠体100中，形成有集管流路130的区域的截面图。
在图20和图21中，对于与上述实施方式1实质上具有相同功能、结构的要素标注了相同的附图标记。另外，因为作为实施方式2的热交换器的基本动作与实施方式1的热交换器1的动作相同，所以主要以实施方式2中的与实施方式1的不同点进行说明。实施方式2的热交换器中，与实施方式1的热交换器1较大的不同点在于，集管流路的形状。
如图20和图21所示，与实施方式1的结构同样地，第1翅片部件110与第2翅片部件120接合(钎焊)形成1个板翅片100a。在实施方式2的第1翅片部件110和第2翅片部件120的各自中，在形成集管流路130的相对位置具有环状的凹部。通过第1翅片部件110与第2翅片部件120接合，形成集管流路130。因此，实施方式2的集管流路130，其与流路的流动方向正交的截面形成为比实施方式1的集管流路11大(例如，如果是同样的板翅片则与流路方向正交的截面积为大致2倍)。
在实施方式2的第1翅片部件110的表面侧，为了确保与层叠方向上相邻的板翅片100a之间的距离，间隔限定突起7整体上形成有多个。作为这些间隔限定突起7的配设位置，与实施方式1的第2翅片部件20(参照图2B)同样地，以使与层叠方向上相邻的板翅片100a之间的距离均等的方式分散地配置。另外，在第1翅片部件110，在与板翅片层叠体100的长度方向正交的方向上排列、且在集管流路130的两侧形成有定位销用开口9。即，集管流路130和定位销用开口9在与板翅片层叠体100的长度方向正交的方向上配置成一排，与作为第2流体B的空气的流动方向平行地配设。
在实施方式2中的第2翅片部件120与实施方式1的第1翅片部件10同样地形成有集管连通流路12和板翅片流路13(参照图2A)。因此，为了使第2翅片部件120的集管连通流路12与板翅片流路13连通，在第1翅片部件110形成有交接流路21(参照图20参照)。
在实施方式2的热交换器中，与实施方式1的热交换器1同样地，为了向集管流路130供给来自供给管4的高压制冷剂，在集管流路130的内周侧形成有集管流路口80(参照图21)。实施方式2中的集管流路口80，通过将形成集管流路130的第1翅片部件110的内周侧端部的一部分去除而形成。
如图21所示，在构成1个板翅片100a的第1翅片部件110和第2翅片部件120中，形成为集管流路130的内周侧和外周侧被接合(钎焊)的区域。因此，集管流路130中，在高压制冷剂从集管流路口80被吸入的结构中，是能够防止集管流路的变形的结构，具有可靠性高的集管流路。
此外，在实施方式2的结构中，集管流路口80形成在集管流路130的内周侧的相对的位置，且形成在通过环状的集管流路130的中心的、在板翅片100a的长度方向上延伸的中心线上的位置。像这样，通过在集管流路130的长度方向的位置上相对地形成集管流路口80，在该热交换器安装在装置(例如空调设备)中的状态下，由于板翅片层叠体100相对于该长度方向从铅垂线以规定角度倾斜、例如以45度倾斜地设置，因此相对的集管流路口80成为铅垂方向的上下位置。因此，在供给管4的制冷剂以液相和气相的状态分开流动的情况下，液相和气相的制冷剂被供给到处于上下位置的集管流路口80。其结果是，对于热交换区域中层叠的各层板翅片流路13供给取得了液相与气相的平衡的同样的制冷剂，成为能够进行板翅片层叠体100的整体上取得平衡的高效率的热交换的结构。
(实施方式3)
接着，关于本发明的实施方式3的层叠型板翅片热交换器(以下简称为热交换器)进行说明。图22是表示实施方式3的热交换器中的板翅片层叠体200的一部分的立体图。图23A和图23B分别是表示构成实施方式3中的板翅片层叠体200的板翅片200a的第1翅片部件210和第2翅片部件220的平面图。图23A表示第1翅片部件210，图23B表示第2翅片部件220。
实施方式3中，对于具有与上述实施方式1实质上相同功能、结构的要素标注相同的附图标记进行说明。另外，作为实施方式3的热交换器的基本动作，与实施方式1的热交换器1的动作相同，因此在实施方式3中主要说明与实施方式1的不同点。实施方式3的热交换器中，与实施方式1的热交换器1较大的不同点在于，热交换区域C中的板翅片流路的形状。此外，实施方式3的结构中，集管流路具有在实施方式1和实施方式2中所说明的结构。
实施方式3的第1翅片部件210与第2翅片部件220接合而构成的板翅片200a中，热交换区域C的板翅片流路230以在层叠方向上移动地上下波动的方式形成。如图23A所示，构成形成于第1翅片部件210的板翅片流路230的凹部，由直线状的第1板翅片流路230a和圆弧状的第2板翅片流路230b构成。在图23A所示的第1翅片部件210中，多个第1板翅片流路230a配置在直线上，这些直线上的第1板翅片流路230a并排设置3排。以将并排设置3排的第1板翅片流路230a的两端侧的2排相连的方式配设圆弧状的第2板翅片流路230b，第1翅片部件210中的板翅片流路230以蜿蜒的方式配设。
另外，如图23A所示，在第1翅片部件210中在直线上排列的多个第1板翅片流路230a之间，形成有平坦的流路交接区域216。因此，在第1翅片部件210中构成板翅片流路230的凹部为在直线上被分断的状态。
另一方面，如图23B所示，在第2翅片部件220形成有多个交接流路240。这些交接流路240为，与被接合的第1翅片部件210中在直线上排列的第1板翅片流路230a之间的流路交接区域216相对的凹部。因此，板翅片200a的直线上的板翅片流路230由第1翅片部件210的第1板翅片流路230a和第2翅片部件220的交接流路240形成，是以将制冷剂在层叠方向上移动地上下波动的方式流动的结构。
图24是表示将实施方式3的板翅片层叠体200沿着其长度方向切断的纵截面的立体图。在图24中表示了在各板翅片200a中在直线上排列的第1板翅片流路230a经由交接流路240在层叠方向上上下波动地连通的截面。图25是将板翅片层叠体200沿着长度方向切断的端面图，表示交接流路240的附近。
如图24和图25所示，在直线上排列的多个第1板翅片流路230a之间形成有流路交接区域216，相对于这些流路交接区域216在层叠方向上相对地形成第2翅片部件220的交接流路240并层叠。因此，在实施方式3的板翅片层叠体200中的各板翅片200a中，形成为在直线上排列的第1板翅片流路230a经由交接流路240而流路在层叠方向上波动地连通的结构。
如上所述，实施方式3中的板翅片流路230的结构，为在热交换区域C中在平面上蜿蜒并且在层叠方向移动而波动的结构。其结果是，在实施方式3的热交换器中，即使是同样的板翅片层叠体的形状(尺寸)，与仅在平面上的蜿蜒的流路结构相比，流路路径实质上变成，成为能够提高热交换效率的结构。
此外，在从实施方式1至实施方式3的结构中，作为集管流路，说明了圆环状的形状的结构，但本发明并不限定于该形状，除了单纯的环状的形状以外，例如也包括C形状或圆弧形状那样没有连接成环状的流路形状等的各种形状。
依据本发明，能够提供达成轻量化、小型化和高效率化，并且即使是流动高压制冷剂的结构也是高可靠性的热交换器。
本发明的热交换器，如实施方式1至实施方式3中所说明，作为集管流路，是从集管流路的内周侧被供给制冷剂的结构，并且板翅片层叠体中的各层的集管流路的内周侧和外周侧被接合，形成为刚性高的结构。在像这样构成的热交换器中，能够将期望的高压力的制冷剂供给到板翅片层叠体中，形成为具有高效率的热交换功能的结构。
在本发明的热交换器的板翅片层叠体中，由于由在层叠方向上相连的多层支承部(集管流路内周支承部、集管流路外周支承部)构成集管流路，因此集管流路中的耐压脆弱性大幅被缓和，集管流路的刚性提高。其结果是，在本发明的热交换器中，即使流动一定以上的高压力的制冷剂的情况下，也能够维持稳定的动作。
另外，在本发明的热交换器的板翅片层叠体中，在集管流路的内周侧的支承部形成集管流路口，该集管流路口形成为相对各板翅片的流路的最初的流通口。集管流路的集管流路口为能够对其开口形状和形成位置适当设定的结构，因此在本发明的热交换器中，能够最优化地形成理想的制冷剂状态(液相-气体层的平衡状态)，是能够实现更高性能化的结构。
并且，在本发明的热交换器的板翅片层叠体中，如实施方式3的热交换器中所说明，形成于热交换区域中的板翅片流路为平面中的蜿蜒形状并且在层叠方向上移动地波动的流路结构，因此形成为流路路径实质上增长的结构，成为能够提高热交换效率的结构。
如上所述，在本发明的热交换器的结构中，能够达成轻量化、小型化和热交换的高效率化，并且是能够在板翅片层叠体中的各层板翅片流动高压的制冷剂的结构，能够提供可靠性高、热交换效率高的热交换器。
对于本发明基于一定程度的详细内容在各实施方式中进行了说明，但这些结构是例示，这些实施方式的公开内容在结构的细节部分能够进行变化。在本发明中，各实施方式的要素的置换、组合和顺序的变更，只要不脱离权利要求的范围和思想就能够实现。
工业上的可利用性
本发明提供能够达成轻量化、小型化和热交换的高效率化的高可靠性的热交换器，因此能够构建市场价值高的空调设备。
附图标记说明
1 热交换器
2、2A、100、200 板翅片层叠体
2a、2Aa、100a、200a 板翅片
3 端板
3a 第1端板
3b 第2端板
4 供给管
5 排出管
6 传热阻断狭缝
7 间隔限定突起
8、80 集管流路口
8a 第1集管流路口
8b 第2集管流路口
9 定位销用开口
10、10A、110、210 第1翅片部件
10a、10Aa 集管流路内周支承部
10b、10Ab 集管流路顶部
10c、10Ac 集管流路外周支承部
10d 内周侧的突出端部
11、130 集管流路
11a 集管开口
12 集管连通流路
13、230 板翅片流路
13a、230a 第1板翅片流路(直线状)
13b、230b 第2板翅片流路(圆弧状)
16、216 流路交接区域
20、20A、120、220 第2翅片部件
20a 内周支承部
20b、20Ab 平坦部
21、240 交接流路。

Claims (6)

1.一种热交换器，包括：
具有供第1流体流动的流路的板翅片层叠而成的板翅片层叠体；和
供排管，其进行在所述板翅片层叠体中的各层的板翅片的流路中流动的所述第1流体的供给或者排出，
在所述板翅片层叠体的各层间的间隙中流动第2流体，并且在所述流路中流动的所述第1流体与所述第2流体之间进行热交换，所述热交换器的特征在于：
所述板翅片包括：
在所述供排管作为供给管发挥功能时，被供给来自所述供给管的所述第1流体的集管开口；
形成于所述集管开口的周围的集管流路；和
流动来自所述集管流路的所述第1流体，并且在与所述第2流体之间进行热交换的板翅片流路，
所述板翅片构成为在所述集管流路和所述板翅片流路的流路中，具有在层叠方向上移动的路径，
所述板翅片具有接合第1翅片部件和第2翅片部件而形成流路的结构，
所述第1翅片部件具有用于形成所述集管流路和所述板翅片流路的凹部，形成所述集管流路的凹部与形成所述板翅片流路的凹部不相连，
所述第2翅片部件具有形成交接流路的凹部，所述交接流路使所述第1翅片部件的所述集管流路和所述板翅片流路中的流路连通，所述集管流路与所述板翅片流路经由所述交接流路而连通。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于：
所述第1翅片部件具有用于形成所述板翅片流路的多个凹部，
所述板翅片中的所述第2翅片部件的所述交接流路的凹部，使形成于所述第1翅片部件中的多个凹部连通，成为所述板翅片流路在层叠方向上移动的路径。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于：
在所述第1翅片部件中的用于形成所述集管流路的凹部与用于形成所述板翅片流路的凹部之间具有平坦的交接区域，
所述第2翅片部件中的所述交接流路的凹部具有与所述第1翅片部件的所述交接区域相对的区域，
在所述板翅片中，用于形成所述集管流路的凹部与用于形成所述板翅片流路的凹部相连续。
4.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于：
具有以夹着所述板翅片层叠体的层叠方向的两端的方式设置的端板，
在所述板翅片层叠体中，在与所述端板相接触的位置设置有构成所述板翅片的所述第1翅片部件或者所述第2翅片部件。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于：
所述板翅片通过所述第1翅片部件和所述第2翅片部件的平坦面的接合而构成，所述第1翅片部件和所述第2翅片部件中的平坦的接合面与所述端板相接触。
6.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于：
用于形成所述第1翅片部件中的所述板翅片流路的多个凹部配设在S形弯曲的线上，
用于形成所述第2翅片部件中的交接流路的凹部，在所述板翅片中使所述第1翅片部件中的所述板翅片流路的凹部连通而S形弯曲。
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