CN113574332A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器，具有层叠配置的多个板部件(21)，在将多个板部件层叠配置的方向设为板层叠方向时，该热交换器具备：翅片(F10)，该翅片配置于第一流路(W10)；以及筒状的箱部(61)，以在板层叠方向上贯通多个板部件的方式形成该箱部。在箱部的周壁(610)形成有供制冷剂流入第一流路的流入口(611)。在将第一流路中配置有翅片的部分设为翅片设置部(80)时，在从流入口到翅片设置部之间形成有比板层叠方向上的翅片设置部的宽度窄的流路缩小部(100)。

Description

热交换器
相关申请的相互参照
本申请基于2019年4月1日申请的日本专利申请2019-070170号并主张优先权，该专利申请的全部的内容作为参照组入本说明书。
技术领域
本发明涉及一种热交换器。
背景技术
以往，作为这种热交换器，有专利文献1所记载的热交换器。专利文献1所记载的热交换器具有层叠了多个板部件的结构。在多个板部件之间形成有制冷剂流动的制冷剂流路和冷却水流动的冷却水流路。在板部件的层叠构造形成有制冷剂用箱部，该制冷剂用箱部将从流入口流入的制冷剂分配至多个制冷剂流路，并且收集在多个制冷剂流路流动的制冷剂而从排出口排出。另外，在板部件的层叠结构还形成有冷却水用箱部，该冷却水用箱部将从流入口流入的冷却水分配至多个冷却水流路，并且收集在多个冷却水流路流动的冷却水而从排出口排出。在该热交换器中，在制冷剂流路流动的制冷剂与在冷却水流路流动的冷却水之间进行热交换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-59669号公报
在专利文献1所记载的热交换器中，有从流入口流入制冷剂用箱部的制冷剂成为气相制冷剂和液相制冷剂混合的两相状态的情况。在流入制冷剂用箱部的制冷剂为两相状态的情况下，其中的液相制冷剂由于其流动的惯性，容易流向制冷剂用箱部的下游侧。因此，在多个制冷剂流路中，液相制冷剂容易流向配置于制冷剂用箱部的下游侧的附近的制冷剂流路。这样，当多个制冷剂流路中的制冷剂的流量分布产生偏差，有热交换器的热交换性能显著降低的担忧。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使制冷剂的分配性提高的热交换器。
根据本发明的一方式的热交换器，具有层叠配置的多个板部件，并且通过多个板部件形成有多个第一流路和多个第二流路，并且在流动于第一流路的制冷剂和流动于第二流路的流体之间进行热交换。在将多个板部件层叠配置的方向设为板层叠方向时，热交换器具备：翅片，该翅片配置于第一流路；以及筒状的箱部，以在板层叠方向上贯通多个板部件的方式形成该箱部。在箱部的周壁形成有供制冷剂流入第一流路的流入口。在将第一流路中配置有翅片的部分设为翅片设置部时，在从流入口到翅片设置部之间形成有比板层叠方向上的翅片设置部的宽度窄的流路缩小部。
另外，根据本发明的其他方式的热交换器，具有层叠配置的多个板部件，并且通过多个板部件形成有多个第一流路和多个第二流路，并且在流动于第一流路的制冷剂和流动于第二流路的流体之间进行热交换，在将多个板部件层叠配置的方向设为板层叠方向时，该热交换器具备筒状的箱部，以在板层叠方向上贯通多个板部件的方式形成该箱部。在箱部的周壁形成有供制冷剂流入第一流路的流入口。在从第一流路到流入口之间形成有流路截面积变窄的流路缩小部。
根据这些结构，由于从流入口到翅片设置部之间，或者从第一流路到流入口之间形成有流路缩小部，因此制冷剂难以从箱部流入第一流路。即，能够增加从箱部流入第一流路的制冷剂的通水阻力。由此，即使在通过制冷剂的流动的惯性而在箱部的制冷剂的流量分布产生偏差的情况下，也由于制冷剂会从制冷剂的流量容易变多的部分流向制冷剂的流量容易变少的部分，因此结果上能够使制冷剂的分配性提高。
附图说明
图1是表示第一实施方式的热交换器的正面构造的主视图。
图2是表示第一实施方式的热交换器的俯视构造的俯视图。
图3是表示沿图2的III-III线的剖面构造的剖视图。
图4是表示第二实施方式的热交换器的剖面构造的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对热交换器的实施方式进行说明。为了方便说明的理解，尽可能对各附图中相同的构成要素标注相同的符号，并且省略重复的说明。
<第一实施方式>
首先，对图1～图3所示的第一实施方式的热交换器10进行说明。热交换器10例如能够作为如下这样的蒸发器而使用：通过在搭载于车辆的空调装置的制冷循环循环的制冷剂与冷却水之间进行热交换而使制冷剂蒸发。在本实施方式中，冷却水相当于与制冷剂进行热交换的流体。
如图1所示，热交换器10具备热交换芯部20、制冷剂流入部30、制冷剂排出部31、冷却水流入部40以及冷却水排出部41。
热交换芯部20由在Z轴方向上层叠地配置的多个板部件21构成。以下，将Z轴方向也称为“板层叠方向Z”。另外，将板层叠方向Z中的一方向称为“Z1方向”，将另一方向称为“Z2方向”。在各板部件21的内部设置有供制冷剂流动的制冷剂流路和供冷却水流动的冷却水流路。在热交换器10中，制冷剂流路和冷却水流路交替地配置。
如图2所示，热交换芯部20的与板层叠方向Z正交的剖面形状形成为大致矩形状。以下，将热交换芯部20的长度方向和宽度方向分别称为“X轴方向”和“Y轴方向”。
在多个板部件21中的配置于Z1方向的最上端的端部的最外壳板部件21a的四个角部中位于对角线上的两个角部分别设置有制冷剂流入部30和制冷剂排出部31。另外，在位于对角线上的剩余的角部设置有冷却水流入部40和冷却水排出部41。
如图1及图2所示，在热交换芯部20的内部，以从制冷剂流入部30向Z2方向延伸的方式形成有第一制冷剂用箱部61，并且以从制冷剂排出部31向Z2方向延伸的方式形成有第二制冷剂用箱部62。第一制冷剂用箱部以轴线m11为中心而形成为筒状。第二制冷剂用箱部62以轴线m12为中心而形成为筒状。另外，在热交换芯部20的内部，以从冷却水流入部40向Z2方向延伸的方式形成有第一冷却水用箱部71，并且以从冷却水排出部41向Z2方向延伸的方式形成有第二冷却水用箱部72。第一冷却水用箱部71以轴线m21为中心而形成为筒状。第二冷却水用箱部72以轴线m22为中心而形成为筒状。各箱部61、62、71、72形成为在板层叠方向Z上贯通多个板部件21。
在该热交换器10中，由气相及液相的两相状态构成的制冷剂从制冷剂流入部30流入第一制冷剂用箱部61，并且冷却水从冷却水流入部40流入第一冷却水用箱部71。流入至第一制冷剂用箱部61的制冷剂被分配至热交换芯部20的多个制冷剂流路。分别流入至多个制冷剂流路的制冷剂在第二制冷剂用箱部62中被收集后，从制冷剂排出部31排出。另外，流入至第一冷却水用箱部71的冷却水被分配至热交换芯部20的多个冷却水流路。分别流入至多个冷却水流路的冷却水在第二冷却水用箱部72中被收集后，从冷却水排出部41排出。在热交换器10中，通过在制冷剂流路流动的制冷剂与在冷却水流路流动的冷却水之间进行热交换，制冷剂被加热而蒸发。
接着，对热交换芯部20的具体构造进行说明。
如图3所示，热交换芯部20具备板部件21、制冷剂用翅片F10以及冷却水用翅片F20。这些部件由铝合金等金属材料形成。
板部件21由外部板22和内部板23构成。
外部板22由与板层叠方向Z正交的剖面形状形成为大致矩形状的板状的部件构成。在外部板22的外周缘部形成有向Z1方向突出的伸出部220。多个外部板22的伸出部220朝向Z1方向而层叠地配置。各外部板22的伸出部220通过钎焊而彼此接合。
在外部板22设置有通过翻边加工而形成的翻边部221。翻边部221是以作为第一制冷剂用箱部61的中心轴的轴线m11作为中心而形成为向Z1方向筒状地突出的部分。在外部板22中，在与翻边部221的基端部相当的部分形成有向Z2方向突出的突出部222。
内部板23也与外部板22同样地由与板层叠方向Z正交的剖面形状形成为大致矩形状的板状的部件构成。内部板23配置于外部板22的伸出部220的内侧且配置于相邻的外部板22、22之间。内部板23的外周缘部通过钎焊而与外部板22的伸出部220的内周部分接合。内部板23将形成于相邻的外部板22、22之间的空间划分为彼此不连通的独立的制冷剂流路W10和冷却水流路W20。更详细而言，在内部板23与相对于内部板23在Z2方向上相邻的外部板22之间形成的间隙构成制冷剂流路W10。另外，在内部板23与相对于内部板23在Z1方向上相邻的外部板22之间形成的间隙构成冷却水流路W20。在本实施方式中，制冷剂流路W10相当于第一流路，冷却水流路W20相当于第二流路。
在制冷剂流路W10配置有制冷剂用翅片F10。以下，将在制冷剂流路W10中配置有制冷剂用翅片F10的部分称为“翅片设置部80”。在冷却水流路W20也同样地配置有冷却水翅片F20。能够使用例如偏置翅片作为制冷剂用翅片F10和冷却水用翅片F20。制冷剂用翅片F10使相对于在制冷剂流路W10流动的制冷剂的传热面积增加。冷却水用翅片F20使相对于在冷却水流路W20流动的冷却水的传热面积增加。通过这些翅片F10、F20，能够使制冷剂与冷却水之间的热交换效率提高。
在内部板23的与外部板22的翻边部221对应的部分设置有通过翻边加工而形成的翻边部231。翻边部231是以作为第一制冷剂用箱部61的中心轴的轴线m11为中心而形成为向Z2方向筒状地突出的部分。在内部板23中，在与翻边部231的基端部相当的部分形成有向Z2方向突出的突出部232。
内部板23的突出部232通过钎焊而与在Z1方向上相邻的外部板22的突出部222接合。由此，通过外部板22的翻边部221与内部板23的翻边部231而构成由以轴线m11为中心的筒状的空间构成的第一制冷剂用箱部61。这样，第一制冷剂用箱部61的周壁610由外部板22的翻边部221和内部板23的翻边部231构成。另外，通过外部板22的突出部222与内部板23的突出部232的突出部232彼此接合而分隔冷却水流路W20和第一制冷剂用箱部61。因此，在第一制冷剂用箱部61流动的制冷剂不会流入冷却水流路W20。
在外部板22的翻边部221的顶端部与内部板23的翻边部231的顶端部之间形成有间隙。该间隙构成流入口611。流入口611是使流入至第一制冷剂用箱部61的制冷剂分配并流入至多个制冷剂流路W10的部分。
在热交换器10中，在将板层叠方向Z上的制冷剂流路W10的翅片设置部80的宽度设为“H10”时，流入口611的宽度H20比翅片设置部80的宽度H10窄。因此，在热交换器10中，流入口611成为比翅片设置部80的宽度H10窄的流路缩小部100。
根据以上说明了的本实施方式的热交换器10，能够获得以下的(1)～(3)所示的作用及效果。
(1)从制冷剂流入部30流入至第一制冷剂用箱部61的制冷剂，通过其流动的惯性，容易朝向第一制冷剂用箱部61的下游侧流动。在本实施方式的热交换器10中，即使是在更多的制冷剂通过惯性朝向第一制冷剂用箱部61的下游侧流动的情况下，也由于流入口611的宽度H20较窄，因此通过作用于制冷剂的通水阻力，制冷剂难以从流入口611朝向制冷剂流路W10的翅片设置部80流动。由此，即使是在通过制冷剂的流动的惯性而在第一制冷剂用箱部61中制冷剂的流量分布产生偏差的情况下，由于制冷剂从制冷剂的流量容易变多的下游侧的部分向制冷剂的流量容易变少的上游侧部分流动，其结果是，能够使制冷剂的分配性提高。
(2)在流入口611形成有比翅片设置部80的宽度H10窄的流路缩小部100。根据这样的结构，能够在热交换器10容易地形成流路缩小部100。
(3)流路缩小部100形成于板部件21的翻边部221、231。更详细而言，流路缩小部100设置于分别形成于外部板22和内部板23的两个翻边部221、231之间。根据这样的结构，能够在热交换器10容易地形成流路缩小部100。
<第二实施方式>
接着，对热交换器10的第二实施方式进行说明。以下，以与第一实施方式的热交换器10的不同点为中心进行说明。
如图4所示，在本实施方式的热交换器10中，外部板22的翻边部221与内部板23的翻边部231通过钎焊而彼此接合。通过该接合构造而划分形成第一制冷剂用箱部61。另外，通过翻边部221、231的接合构造，制冷剂流路W10与第一制冷剂用箱部61连通，并且冷却水流路W20相对于第一制冷剂箱部61形成为独立的流路。
在本实施方式的热交换器10中，形成于第一制冷剂用箱部61的周壁610的流入口611的宽度H20与制冷剂流路W10的翅片设置部80的宽度H10被设定为相同的长度。在外部板22和内部板23以从流入口611到翅片设置部80的制冷剂流路W10的中途的部分的流露截面积变窄的方式分别形成有突出部223、232。在本实施方式中，通过突出部223、232而构成比板层叠方向Z上的翅片设置部80的宽度H20窄的流路缩小部100。
即使是这样的结构，也能够获得上述的(1)所示的作用及效果。
<其他实施方式>
此外，各实施方式也能够按以下的方式实施。
在各实施方式的热交换器10中，也可以是存在形成有流路缩小部100的板部件21和未形成有流路缩小部100的板部件21。例如，也能够采用如下这样的构造：考虑制冷剂容易在配置于第一制冷剂用箱部61的下游侧的板部件21流动而在配置于第一制冷剂用箱部61的下游侧的板部件21形成流路缩小部100，并且在配置于第一制冷剂用箱部61的上游侧的板部件21不形成流路缩小部100。
也可以组合通过第一实施方式的各板22、23的翻边部221、231形成的流路缩小部100和通过各板22、23的突出部222、232形成的流路缩小部100。
各实施方式的热交换器10也能够应用于在空气与制冷剂之间进行热交换的层叠型蒸发器。
本发明并不限定于上述的具体例。本领域技术人员对上述的具体例进行适当设计变更的结构，只要具备本发明的特征，则包含在本发明的范围内。上述的各具体例所具备的各要素及其配置、条件、形状等不限定于例示的内容而能够进行适当变更。上述的各具体例所具备的各要素只要不产生技术上的矛盾，就能够进行适当组合变更。

Claims (7)

1.一种热交换器，具有层叠配置的多个板部件(21)且通过多个所述板部件形成有多个第一流路(W10)和多个第二流路(W20)，并且在流动于所述第一流路的制冷剂和流动于所述第二流路的流体之间进行热交换，该热交换器的特征在于，
在将多个所述板部件层叠配置的方向设为板层叠方向时，该热交换器具备：
翅片(F10)，该翅片配置于所述第一流路；以及
筒状的箱部(61)，以在所述板层叠方向上贯通多个所述板部件的方式形成该箱部，
在所述箱部的周壁(610)形成有供制冷剂流入所述第一流路的流入口(611)，
在将所述第一流路中配置有所述翅片的部分设为翅片设置部(80)时，
在从所述流入口到所述翅片设置部之间形成有比所述板层叠方向上的所述翅片设置部的宽度窄的流路缩小部(100)。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述流路缩小部形成于所述流入口。
3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，
在多个所述板部件形成有翻边部(221、231)，该翻边部构成所述箱部的周壁，
所述流路缩小部形成于所述翻边部。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，
所述板部件由被接合的两个板构成，
所述流路缩小部设置于在两个所述板分别形成的两个翻边部之间。
5.一种热交换器，具有层叠配置的多个板部件(21)且通过多个所述板部件形成有多个第一流路(W10)和多个第二流路(W20)，并且在流动于所述第一流路的制冷剂和流动于所述第二流路的流体之间进行热交换，该热交换器的特征在于，
在将多个所述板部件层叠配置的方向设为板层叠方向时，
该热交换器具备筒状的箱部(61)，以在所述板层叠方向上贯通多个所述板部件的方式形成该箱部，
在所述箱部的周壁(610)形成有供制冷剂流入所述第一流路的流入口(611)，
在从所述第一流路到所述流入口之间形成有流路截面积变窄的流路缩小部(100)。
6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，
在所述第一流路(W10)设置有使所述第一流路的宽度变窄的突出部(223、232)，
所述流路缩小部由所述突出部构成。
7.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，
所述流入口(611)的宽度(H20)比所述第一流路(W10)的宽度(H10)窄，
所述流路缩小部由所述流入口构成。
CN202080021402.3A 2019-04-01 2020-03-25 热交换器 Active CN113574332B (zh)

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