CN114245860A - 热交换器及制冷循环装置 - Google Patents

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CN114245860A CN201980099418.3A CN201980099418A CN114245860A CN 114245860 A CN114245860 A CN 114245860A CN 201980099418 A CN201980099418 A CN 201980099418A CN 114245860 A CN114245860 A CN 114245860A
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畠田崇史
是泽亮辅
冈田成浩
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Abstract

本发明实施方式的热交换器具有热交换管和集管。热交换管形成制冷剂流动的制冷剂流路。集管分别设置在上述热交换管的一方和另一方端部。上述集管具备第1主面彼此面对面地层叠的一对板体。在上述板体的至少一个的上述第1主面上形成有凹陷部，该凹陷部形成与上述制冷剂流路连通的空间流路。

Description

热交换器及制冷循环装置
技术领域
本发明的实施方式涉及热交换器及制冷循环装置。
背景技术
集管式热交换器具有多根热交换管和集管。在热交换管的内部形成制冷剂流路。集管设置在热交换管的端部。热交换器要求小型和轻量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公布第2015/037641号
专利文献2：国际公布第2015/063875号
发明内容
发明想要解决的课题
本发明所要解决的课题就是要提供小型并且轻量的热交换器和制冷循环装置。
用于解决课题的手段
实施方式的热交换器具有热交换管和集管。热交换管形成制冷剂流动的制冷剂流路。集管分别设置在上述热交换管的一方和另一方端部。上述集管具备第1主面彼此面对面地层叠的一对板体。在上述板体的至少一个的上述第1主面上形成有凹陷部，该凹陷部形成与上述制冷剂流路连通的空间流路。
附图说明
图1为实施方式中的制冷循环装置的概略结构图。
图2为第1实施方式中的热交换器的立体图。
图3为第1集管的分解立体图。
图4为第1集管和热交换管的分解立体图。
图5为第1集管的剖视图。
图6为第2集管的分解立体图。
图7为第2集管的剖视图。
图8为第1变形例的第1集管的剖视图。
图9为第2变形例的第1集管的剖视图。
图10为第2实施方式中的第1集管的剖视图。
图11为第3变形例的第1集管的剖视图。
附图标记的说明
1—制冷循环装置；4—室外热交换器(热交换器)；10—第1集管(集管)；11、111、211—第1内板体(板体)；11a—第1主面；12、112、212—第1外板体(板体)；12a—第1主面；13、23、17、27—凹陷部；20—第2集管；21—第2内板体(板体)；21a—第1主面；22—第2外板体(板体)；22a—第1主面；30—热交换管；34—制冷剂流路；113b—外表面(第2主面)；115b—外表面(第2主面)；313—中间板体
具体实施方式
以下参照附图说明实施方式的热交换器。
在本发明申请中，X方向、Y方向和Z方向被如下地定义。Z方向为第1集管和第2集管的长度方向(延伸方向)。例如，Z方向为竖直方向，+Z方向为向上方向。X方向为热交换管的中心轴方向(延伸方向)。例如，X方向为水平方向，+X方向为从第2集管指向第1集管的方向。Y方向为与X方向和Z方向垂直的方向。
(第1实施方式)
图1为实施方式的制冷循环装置的概略结构图。
如图1所示，制冷循环装置1具有压缩机2、四通阀3、室外热交换器(热交换器)4、膨胀装置5和室内热交换器(热交换器)6。制冷循环装置1的组成部分用配管7依次连接。在图1中，制冷运行时制冷剂(热介质)的流动方向用实线箭头示出，制热运行时制冷剂的流动方向用虚线箭头示出。
压缩机2具有压缩机主体2A和储能器2B。压缩机主体2A压缩被收进到内部的低压的气体制冷剂使其变成高温高压的气体制冷剂。储能器2B将气液两相制冷剂分离，将气体制冷剂提供到压缩机主体2A中。
四通阀3使制冷剂的流动方向逆转，切换制冷运行和制热运行。制冷运行时，制冷剂依次流过压缩机2、四通阀3、室外热交换器4、膨胀装置5和室内热交换器6。此时，制冷循环装置1使室外热交换器4发挥冷凝器的作用，使室内热交换器6发挥蒸发器的作用，将室内制冷。制热运行时，制冷剂依次流过压缩机2、四通阀3、室内热交换器6、膨胀装置5、室外热交换器4。此时，制冷循环装置1使室内热交换器6发挥冷凝器的作用，使室外热交换器4发挥蒸发器的作用，给室内制热。
冷凝器通过使从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂向外部空气散热而使其冷凝，变成高压的液体制冷剂。
膨胀装置5使从冷凝器输入的高压的液体制冷剂的压力下降，变成低温低压的气液两相制冷剂。
蒸发器通过使从膨胀装置5输入的低温低压的气液两相制冷剂从外部空气中吸热而气化，变成低压的气体制冷剂。
如此，在制冷循环装置1中，作为工作流体的制冷剂边在气体制冷剂与液体制冷剂之间相变边循环。制冷剂在从气体制冷剂相变成液体制冷剂的过程中散热，在从液体制冷剂相变成气体制冷剂的过程中吸热。制冷循环装置1利用制冷剂的散热或吸热进行制热或制冷、除霜等。
图2为第1实施方式的热交换器的立体图。如图2所示，第1实施方式的热交换器4被用于制冷循环装置1的室外热交换器4和室内热交换器6中的一方或双方。以下以热交换器4被作为制冷循环装置1(参照图1)的室外热交换器4使用的情况为例进行说明。
热交换器4具有第1集管10、第2集管20和热交换管(传热管)30。
图3为第1集管10的分解立体图。图4为第1集管10和热交换管30的分解立体图。图5为第1集管10的沿XZ平面的剖视图。
如图3和图5所示，第1集管10层叠一对板体11、12而构成。即，第1集管10层叠第1内板体11和第1外板体12而构成。第1内板体11和第1外板体12用铝、铝合金等热传导率高、比重小的材料形成。第1内板体11和第1外板体12大致与YZ平面平行。第1外板体12被层叠到第1内板体11的+X方向一侧的面(第1主面11a)上。
如图5所示，第1主面11a为第1内板体11的主面，为与第1外板体12对置的面。第2主面11b为与第1主面11a相反的面。
在第1内板体11的第1主面11a上，形成有多个凹陷部13。凹陷部13由通过第1内板体11弯曲变形而形成的变形部15形成。凹陷部13为形成在变形部15的内表面上的凹陷部。例如，凹陷部13的深度D1比第1内板体11的厚度T1大。
变形部15为具备底板部15a和侧板部15b的托盘形状。侧板部15b从底板部15a的外周边缘向+X方向扩径并延伸。例如，变形部15可以是长圆锥台形状、棱锥台形状、圆锥台形状等。例如，变形部15能够通过加工平板状的板体而形成。作为加工方法，有冷铸造(模压加工)、冲压成型等。
在第2主面11b上形成有形状与凹陷部13相适应的凸起部14。凸起部14为形成在变形部15的外表面上的凸起部。
如图3所示，多个凹陷部13包含第1凹陷部13A～第9凹陷部13I。
第1凹陷部13A从X方向看为长圆形状。「长圆形状」为由互相平行并且面对面的2条直线和将2条直线的端部之间分别连接起来的弯曲凸状(例如半圆形、椭圆弧形状等)的曲线构成的形状。第1凹陷部13A的长径方向与Y方向平行。第1凹陷部13A位于第1凹陷部13A～第9凹陷部13I中最高的位置(即，位于最+Z方向一侧)。
第2凹陷部13B～第5凹陷部13E和第8凹陷部13H从X方向看为矩形形状。例如，第2凹陷部13B～第5凹陷部13E和第8凹陷部13H为具有圆角部的矩形形状。
第2凹陷部13B和第3凹陷部13C位于相对于第1凹陷部13A低的位置(即，位于第1凹陷部13A的－Z方向一侧)。第2凹陷部13B和第3凹陷部13C沿Y方向隔开间隔沿Y方向排列形成。第3凹陷部13C相对于第2凹陷部13B位于+Y方向一侧。
第4凹陷部13D位于相对于第2凹陷部13B低的位置(即，位于第2凹陷部13B的－Z方向一侧)。第5凹陷部13E位于相对于第3凹陷部13C低的位置(即，位于第3凹陷部13C的－Z方向一侧)。第4凹陷部13D和第5凹陷部13E沿Y方向隔开间隔沿Y方向排列形成。第5凹陷部13E相对于第4凹陷部13D位于+Y方向一侧。
第6凹陷部13F位于相对于第4凹陷部13D低的位置(即，位于第4凹陷部13D的－Z方向一侧)。第7凹陷部13G位于相对于第6凹陷部13F低的位置(即，位于第6凹陷部13F的－Z方向一侧)。第6凹陷部13F和第7凹陷部13G从X方向看为长圆形状。第6凹陷部13F和第7凹陷部13G的长径方向与Y方向平行。
第8凹陷部13H位于相对于第5凹陷部13E低的位置(即，位于第5凹陷部13E的－Z方向一侧)。第8凹陷部13H相对于第6凹陷部13F和第7凹陷部13G位于Y方向一侧。
第9凹陷部13I从X方向看为长圆形状。第9凹陷部13I的长径方向与Y方向平行。第9凹陷部13I位于相对于第7凹陷部13G和第8凹陷部13H低的位置(即，位于第7凹陷部13G和第8凹陷部13H的－Z方向一侧)。
在形成第1凹陷部13A的变形部15的底板部15a上，形成有2个插入部41、41。插入部41沿厚度方向贯穿底板部15a。插入部41形成为与Y方向平行的狭缝形状。热交换管30的端部被插入到插入部41中(参照图5)。2个插入部41、41沿Y方向隔开间隔而形成。
在形成第2凹陷部13B～第5凹陷部13E和第8凹陷部13H的变形部15的底板部15a上，分别形成有2个插入部41、41。2个插入部41、41沿Z方向隔开间隔而形成。
在形成第6凹陷部13F和第7凹陷部13G的变形部15的底板部15a上，分别形成有1个插入部41。
在形成第9凹陷部13I的变形部15的底板部15a上，形成有2个插入部41、41。2个插入部41、41沿Y方向隔开间隔而形成。
第1凹陷部13A和第9凹陷部13I为相同形状的凹陷部。第1凹陷部13A和第9凹陷部13I为沿Y方向排列了2个后述的热交换管30的长度(或者长度超过沿Y方向排列了2个热交换管30的长度)的长圆形状。第2凹陷部13B、第3凹陷部13C、第4凹陷部13D、第5凹陷部13E和第8凹陷部13H为相同形状的凹陷部。第6凹陷部13F和第7凹陷部13G为相同形状的凹陷部。第6凹陷部13F和第7凹陷部13G形成为比其他的凹陷部13A、13B、13C、13D、13E、13H和13I小。
如图5所示，第1主面12a为第1外板体12的主面，为与第1内板体11对置的面。第2主面12b为与第1主面12a相反的面。
在第1外板体12的第1主面12a上，形成有多个凹陷部17。凹陷部17由通过第1内板体11弯曲变形而形成的变形部19形成。凹陷部17为形成在变形部19的内表面上的凹陷部。例如，凹陷部17的深度D2比第1外板体12的厚度T2大。
变形部19为具备底板部19a和侧板部19b的托盘形状。侧板部19b从底板部19a的外周边缘向－X方向扩径并延伸。例如，变形部19可以是长圆锥台形状、棱锥台形状、圆锥台形状等。例如，变形部19能够通过加工平板状的板体而形成。作为加工方法，有冷铸造(模压加工)、冲压成型等。
在第2主面12b上形成有与凹陷部17相适应的形状的凸起部18。凸起部18为形成在变形部19的外表面的凸起部。
如图4所示，多个凹陷部17包含第1凹陷部17A～第9凹陷部17I。第1凹陷部17A～第9凹陷部17I分别为与第1内板体11的第1凹陷部13A～第9凹陷部13I相对应的形状。详细为，第1凹陷部17A从X方向看为长圆形状。第2凹陷部17B～第5凹陷部17E和第8凹陷部17H从X方向看为矩形形状(例如，具有圆角部的矩形形状)。第6凹陷部17F和第7凹陷部17G从X方向看为长圆形状。第9凹陷部17I从X方向看为长圆形状。第1凹陷部17A～第9凹陷部17I分别位于与第1内板体11的第1凹陷部13A～第9凹陷部13I相对的位置。
第1凹陷部17A和第9凹陷部17I为相同形状的凹陷部。第1凹陷部17A和第9凹陷部17I为沿Y方向排列了2根后述的热交换管30的长度以上长度(例如，长度超过沿Y方向排列了2根热交换管30的长度)的长圆形状。第2凹陷部17B、第3凹陷部17C、第4凹陷部17D、第5凹陷部17E和第8凹陷部17H为相同形状的凹陷部。第6凹陷部17F和第7凹陷部17G为相同形状的凹陷部。第6凹陷部17F和第7凹陷部17G形成为比其他的凹陷部17A、17B、17C、17D、17E、17H和17I小。
如图5所示，第1内板体11的凹陷部13和与之相对置的第1外板体12的凹陷部17形成集管空间流路16(空间)。集管空间流路16形成由面对面的凹陷部13和凹陷部17划分的空间流路。集管空间流路16形成沿YZ平面的板状空间流路。被插入到插入部41中的热交换管30的端部在集管空间流路16中开口。因此，集管空间流路16与热交换管30的制冷剂流路34连通。
如图2和图3所示，将由第1凹陷部13A和第1凹陷部17A划分的集管空间流路16称为第1集管空间流路16A。将由第2凹陷部13B和第2凹陷部17B划分的集管空间流路16称为第2集管空间流路16B。将由第3凹陷部13C和第3凹陷部17C划分的集管空间流路16称为第3集管空间流路16C。将由第4凹陷部13D和第4凹陷部17D划分的集管空间流路16称为第4集管空间流路16D。将由第5凹陷部13E和第5凹陷部17E划分的集管空间流路16称为第5集管空间流路16E。将由第6凹陷部13F和第6凹陷部17F划分的集管空间流路16称为第6集管空间流路16F。将由第7凹陷部13G和第7凹陷部17G划分的集管空间流路16称为第7集管空间流路16G。将由第8凹陷部13H和第8凹陷部17H划分的集管空间流路16称为第8集管空间流路16H。将由第9凹陷部13I和第9凹陷部17I划分的集管空间流路16称为第9集管空间流路16I。
第1集管空间流路16A和第9集管空间流路16I形成相同形状的空间流路部。第1集管空间流路16A和第9集管空间流路16I为沿Y方向排列了2根后述的热交换管30的长度以上长度(例如，长度超过沿Y方向排列了2根热交换管30的长度)的长圆形状。第2集管空间流路16B、第3集管空间流路16C和第4集管空间流路16D形成相同形状的空间流路部。并且，第3集管空间流路16C、第5集管空间流路16E和第8集管空间流路16H形成相同形状的空间流路部。第6集管空间流路16F和第7集管空间流路16G形成相同形状的空间流路部。第6集管空间流路16F和第7集管空间流路16G形成为比其他的集管空间流路16A、16B、16C、16D、16E、16H和16I小。
如图3所示，在形成第6凹陷部17F的变形部19的底板部19a上，形成有插入部42。例如，插入部42为圆形。管状的第1制冷剂端口51被插入到插入部42中(参照图2)。第1制冷剂端口51的端部在第6集管空间流路16F的内部开口。该开口成为将制冷剂导入到热交换器4中的导入口、或者将制冷剂从热交换器4导出的导出口。
在形成第7凹陷部17G的变形部19的底板部19a上，形成有插入部43。例如，插入部43为圆形，被以与插入部42相同的大小和形状形成。管状的第2制冷剂端口52被插入到插入部43中(参照图2)。第2制冷剂端口52的端部在第7集管空间流路16G的内部开口。该开口成为将制冷剂导入到热交换器4中的导入口、或者将制冷剂从热交换器4导出的导出口。
在形成第3凹陷部17C的变形部19的底板部19a上，形成有插入部44。例如，插入部44为圆形，形成为比插入部42、43大。管状的第3制冷剂端口53被插入到插入部44中(参照图2)。第3制冷剂端口53的端部在第3集管空间流路16C的内部开口。该开口成为将制冷剂导入到热交换器4中的导入口、或者将制冷剂从热交换器4导出的导出口。
如图5所示，假定集管空间流路16的压力为「P」。第1内板体11和第1外板体12的厚度为「T」。集管空间流路16的厚度尺寸(X方向上的尺寸)为「L」。则第1内板体11和第1外板体12的材料屈服强度σ优选满足下式(1)。
σ＞－10.1T+2.1L+8.1P+3.5┈┈┈┈┈┈┈(1)
在满足式(1)的情况下，能够确保第1集管10的耐压性。
图6为第2集管20的分解立体图。图7为第2集管20的沿XZ平面的剖视图。
如图6和图7所示，第2集管20通过层叠一对板体21、22而构成。即，第2集管20通过层叠第2内板体21和第2外板体22而构成。第2内板体21和第2外板体22用铝、铝合金等热传导率高、比重小的材料形成。第2内板体21和第2外板体22大致与YZ平面平行。第2外板体22层叠在第2内板体21的－X方向一侧的面(第1主面21a)上。
如图7所示，第1主面21a为第2内板体21的主面，为与第2外板体22对置的面。第2主面21b为与第1主面21a相反的面。
在第2内板体21的第1主面21a上，形成有多个凹陷部23。凹陷部23由通过第2内板体21弯曲变形而形成的变形部25形成。凹陷部23为形成在变形部25的内表面上的凹陷部。例如，凹陷部23的深度D3比第2内板体21的厚度T3大。
变形部25为具备底板部25a和侧板部25b的托盘形状。侧板部25b从底板部25a的外周边缘向－X方向扩径并且延伸。例如，变形部25可以是长圆锥台形状、棱锥台形状、圆锥台形状等。例如，变形部25能够通过加工平板状的板体而形成。作为加工方法，有冷铸造(模压加工)、冲压成型等。
在第2主面21b上形成有与凹陷部23相适应的形状的凸起部24。凸起部24为形成在变形部25的外表面上的凸起部。
如图6所示，多个凹陷部23包含第1凹陷部23A～第8凹陷部23H。第1凹陷部23A～第8凹陷部23H从X方向看为矩形形状。第1凹陷部23A和第2凹陷部23B沿Y方向排列形成。第3凹陷部23C位于第1凹陷部23A的－Z方向一侧。第4凹陷部23D位于第2凹陷部23B的－Z方向一侧。第3凹陷部23C和第4凹陷部23D沿Y方向排列形成。第5凹陷部23E位于第3凹陷部23C的－Z方向一侧。第6凹陷部23F位于第4凹陷部23D的－Z方向一侧。第5凹陷部23E和第6凹陷部23F沿Y方向排列形成。第7凹陷部23G位于第5凹陷部23E的－Z方向一侧。第8凹陷部23H位于第6凹陷部23F的－Z方向一侧。第7凹陷部23G和第8凹陷部23H沿Y方向排列形成。
在形成第1凹陷部23A～第8凹陷部23H的变形部25的底板部25a上，分别形成有2个插入部45、45。插入部45形成为与Y方向平行的狭缝形状。热交换管30的端部被插入到插入部45中(参照图7)。2个插入部45、45沿Z方向隔开间隔而形成。
如图7所示，第1主面22a为第2外板体22的主面，为与第2内板体21对置的面。第2主面22b为与第1主面22a相反的面。
在第2外板体22的第1主面22a上，形成有多个凹陷部27。凹陷部27由通过第2内板体21弯曲变形而形成的变形部29形成。凹陷部27为形成在变形部29的内表面上的凹陷部。例如，凹陷部27的深度D4比第2外板体22的厚度T4大。
变形部29为具备底板部29a和侧板部29b的托盘形状。侧板部29b从底板部29a的外周边缘向+X方向扩径并且延伸。例如，变形部29可以为长圆锥台形状、棱锥台形状、圆锥台形状等。例如，变形部29能够通过加工平板状的板体而形成。作为加工方法，有冷铸造(模压加工)、冲压成型等。
在第2主面21b上，形成有与凹陷部27相适应的形状的凸起部28。凸起部28为形成在变形部29的外表面上的凸起部。
如图6所示，多个凹陷部27包含第1凹陷部27A～第8凹陷部27H。第1凹陷部27A～第9凹陷部27I分别为与第2内板体21的第1凹陷部23A～第8凹陷部27H相对应的形状。第1凹陷部27A～第8凹陷部27H从X方向看为矩形形状。第1凹陷部27A～第8凹陷部27H分别位于与第2内板体21的第1凹陷部23A～第8凹陷部23H相对的位置上。
如图7所示，第2内板体21的凹陷部23和与之相对应的第2外板体22的凹陷部27形成集管空间流路26(空间)。集管空间流路26在由凹陷部23和凹陷部27划分的空间内形成空间流路。集管空间流路26在沿着YZ平面的板状空间内形成空间流路。
如图2所示，将由第1凹陷部23A和第1凹陷部27A划分的集管空间流路26称为第1集管空间流路26A。将由第2凹陷部23B和第2凹陷部27B划分的集管空间流路26称为第2集管空间流路26B。将由第3凹陷部23C和第3凹陷部27C划分的集管空间流路26称为第3集管空间流路26C。将由第4凹陷部23D和第4凹陷部27D划分的集管空间流路26称为第4集管空间流路26D。将由第5凹陷部23E和第5凹陷部27E划分的集管空间流路26称为第5集管空间流路26E。将由第6凹陷部23F和第6凹陷部27F划分的集管空间流路26称为第6集管空间流路26F。将由第7凹陷部23G和第7凹陷部27G划分的集管空间流路26称为第7集管空间流路26G。将由第8凹陷部23H和第8凹陷部27H划分的集管空间流路26称为第8集管空间流路26H。
第1集管10和第2集管20被沿X方向相互隔开地排列配置。
热交换管30由铝、铝合金等热传导率高、比重小的材料形成。热交换管30形成为偏平管状。即，热交换管30的Y方向的尺寸比Z方向的尺寸大。热交换管30的与长度方向正交的截面(YZ截面)的形状为长圆形状。热交换管30沿X方向延伸。在热交换管30的内部形成制冷剂流路34(参照图5)。制冷剂流路34贯穿热交换管30的全长而形成。
多根热交换管30中的至少一部分在Z方向隔开间隔并列配置。热交换管30的+X方向的端部被插入到形成在第1集管10中的插入部41中(参照图5)。由此，热交换管30的制冷剂流路34的+X方向的端部在第1集管10的集管空间流路16的内部开口。因此，集管空间流路16与热交换管30的制冷剂流路34连通。
热交换管30的－X方向的端部被插入到形成在第2集管20中的插入部45中(参照图7)。由此，热交换管30的制冷剂流路34的－X方向的端部在第2集管20的集管空间流路26的内部开口。因此，集管空间流路26与热交换管30的制冷剂流路34连通。
第1集管10和第2集管20与热交换管30之间的间隙通过钎焊等密封。钎焊的具体程序如下：在第1集管10和第2集管20的内表面涂敷焊料；将热交换管30插入第1集管10和第2集管20中，组装热交换器4；组装好的热交换器4在炉内被加热；通过加热，第1集管10和第2集管20的内表面上的焊料熔化；熔化了的焊料将第1集管10和第2集管20与热交换管30之间的间隙堵塞；冷却热交换器4，焊料固化。由此，第1集管10和第2集管20与热交换管30被固定。
在上下相邻的热交换管30之间形成沿Y方向的外部空气流路。热交换器4利用排风扇(未图示)等使外部空气流通到外部空气流路中。热交换器4在在外部空气流路中流动的外部空气与在制冷剂流路34中流动的制冷剂之间进行热交换。热交换经由热交换管30间接地进行。
当图1所示的制冷循环装置1进行制冷运行时，室外热交换器4作为冷凝器发挥作用。这种情况下，从压缩机2流出的气体制冷剂流入室外热交换器4中。
如图2所示，制冷剂从第1制冷剂端口51和第2制冷剂端口52流入第1集管10的内部。从第1制冷剂端口51流入第6集管空间流路16F中的制冷剂在热交换管30(30F)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第5集管空间流路26E的下部。制冷剂从第5集管空间流路26E的上部在热交换管30(30D2)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第4集管空间流路16D的下部。制冷剂从第4集管空间流路16D的上部在热交换管30(30D1)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第3集管空间流路26C的下部。
制冷剂从第3集管空间流路26C的上部在热交换管30(30B2)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第2集管空间流路16B的下部。制冷剂从第2集管空间流路16B的上部在热交换管30(30B1)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第1集管空间流路26A的下部。制冷剂从第1集管空间流路26A的上部在热交换管30(30A1)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第1集管空间流路16A中。制冷剂从第1集管空间流路16A在热交换管30(30A2)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第2集管空间流路26B的上部。制冷剂从第2集管空间流路26B的下部在热交换管30(30C1)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第3集管空间流路16C中。制冷剂从第3集管空间流路16C通过第3制冷剂端口53而流出。
从第2制冷剂端口52流入第7集管空间流路16G的制冷剂在热交换管30(30G)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第7集管空间流路26G的上部。制冷剂从第7集管空间流路26G的下部在热交换管30(30I1)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第9集管空间流路16I中。制冷剂从第9集管空间流路16I在热交换管30(30I2)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第8集管空间流路26H的下部。制冷剂从第8集管空间流路26H的上部在热交换管30(30H2)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第8集管空间流路16H的下部。
制冷剂从第8集管空间流路16H的上部在热交换管30(30H1)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第6集管空间流路26F的下部。制冷剂从第6集管空间流路26F的上部在热交换管30(30E2)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第5集管空间流路16E的下部。制冷剂从第5集管空间流路16E的上部在热交换管30(30E1)中沿－X方向流动，流入第2集管20的第4集管空间流路26D的下部。制冷剂从第4集管空间流路26D的上部在热交换管30(30C2)中沿+X方向流动，流入第1集管10的第3集管空间流路16C中。制冷剂从第3集管空间流路16C通过第3制冷剂端口53而流出。
气体制冷剂在热交换管30中流通的过程中向外部空气散热而冷凝。冷凝了的制冷剂变成液体制冷剂，从第3制冷剂端口53流出到热交换器4的外部。
当图1所示的制冷循环装置1进行制热运行时，制冷剂与上述方向相反地流通。即，液体制冷剂从第3制冷剂端口53流入第3集管空间流路16C中，气液两相制冷剂从第1制冷剂端口51和第2制冷剂端口52流出。
在实施方式的热交换器4中，利用凹陷部13、17、23、27在第1集管10和第2集管20中形成制冷剂流通的集管空间流路16、26(参照图5和图7)。因此，能够使第1集管10和第2集管20的结构简化。因而，能够获得小型并且轻量的热交换器4。
由于第1集管10和第2集管20用板材11～14构成，因此与圆筒形状的集管相比，能够小型化和轻量化。因而，热交换器4能够实现小型化和轻量化。由于热交换器4小型并且轻量，因此在向室外机等的框体的收纳性方面也优越。由于第1集管10和第2集管20能够设计出不多不少的制冷剂能够流通的集管空间流路16、26，因此能够抑制制冷剂使用量。
作为第1比较实施方式，设想使用了圆筒形状的集管的热交换器。该热交换器由于使用外径大的集管，因此难以小型化和轻量化。尤其在为了提高热交换效率而使用扁平形状的热交换管的情况下，需要外径大的集管，小型化和轻量化变得困难。在圆筒形状的集管中，由于内部空间大，存在制冷剂使用量变大的可能性。
作为第2比较实施方式，设想不具备集管的热交换器。该热交换器使用交替形成了平直部分和弯曲部分的蛇形形式的热交换管。在使用扁平形状的热交换管的情况下，在弯曲部分，为了防止压曲需要增大曲率半径，热交换器的小型化困难。如果仅弯曲部分使用圆管形热交换管的话，能够缩小曲率半径。但是，在这种情况下，由于需要将扁平形状的热交换管与圆管形热交换管连接的机构，因此小型化不容易。
在实施方式的热交换器4中，在第1集管10中设置有具有制冷剂导入口的制冷剂端口51、52和具有制冷剂导出口的制冷剂端口53(参照图2)。由于热交换器4中制冷剂端口51～53都设置在第1集管10中，因此与制冷剂端口分散设置在2根集管上的情况相比，能够小型化。因而，热交换器4在向框体的收纳性方面优越。
图8为第1变形例的第1集管10A的沿XZ平面的剖视图。对于已经出现的结构，添加相同的标号，省略其说明。
第1集管10A使用第1内板体111取代第1内板体11(参照图5)。第1集管10A使用第1外板体112取代第1外板体12(参照图5)。
第1内板体111具备板体主体部113和被覆层114。例如，板体主体部113由含铝的材料(铝、铝合金等)构成。被覆层114设置在板体主体部113的外表面113b(第2主面)上。外表面113b为与第1外板体112对置的第1主面111a相反的面。被覆层114由含Zn的金属材料构成。例如，被覆层114由7000系的铝合金构成。被覆层114的Zn含量(含有率)比板体主体部113的Zn含量(含有率)高。
第1外板体112具备板体主体部115和被覆层116。例如，板体主体部115由含铝的材料(铝、铝合金等)构成。被覆层116设置在板体主体部115的外表面115b(第2主面)上。外表面115b为与第1内板体111对置的第1主面112a相反的面。被覆层116由含Zn的金属材料构成。例如，被覆层116由7000系的铝合金构成。被覆层116的Zn含量(含有率)比板体主体部115的Zn含量(含有率)高。
第1内板体111和第1外板体112能够使用预先形成了含Zn的被覆层的包覆材料(层叠板材)而制作。被覆层能够通过热喷形成。
对于第2集管，也与第1集管10A同样，能够使用具有被覆层的板体。
该热交换器中由于板体111、112具有被覆层114、116，因此能够提高第1集管10A的耐腐蚀性。
图9为第2变形例的第1集管10B的沿XZ平面的剖视图。对于已经出现的结构，添加相同的标号，省略其说明。
如图9所示，第1集管10B使用第1内板体211取代第1内板体11(参照图5)。第1集管10B中使用第1外板体212取代第1外板体12(参照图5)。
第1内板体211具备板体主体部213和低熔点层214。例如，板体主体部213用含铝的材料(铝、铝合金等)构成。低熔点层214设置在板体主体部213的内表面213a(第1主面)上。低熔点层214用含Si的金属材料构成。例如，低熔点层214用4000系的铝合金构成。低熔点层214的Si含量(含有率)比板体主体部213的Si含量(含有率)高。低熔点层214的构成材料的熔点比板体主体部213的构成材料的熔点低。
第1外板体212具备板体主体部215和低熔点层216。例如，板体主体部215用含铝的材料(铝、铝合金等)构成。低熔点层216设置在板体主体部215的内表面215a(第1主面)上。低熔点层216用含Si的金属材料构成。例如，低熔点层216用4000系的铝合金构成。低熔点层216的Si含量(含有率)比板体主体部215的Si含量(含有率)高。低熔点层216的构成材料的熔点比板体主体部215的构成材料的熔点低。
第1内板体212和第1外板体212能够用预先形成了含Si的低熔点层的包覆材料(层叠板材)制作。低熔点层也可以通过将由低熔点材料构成的包覆片层叠到板体主体部上而形成。
对于第2集管也与第1集管10B同样，能够使用具有低熔点层的板体。
在该热交换器中，由于低熔点层214、216作为将第1集管10和第2集管20与热交换管30之间的间隙密封的焊料而发挥作用，因此钎焊作业变得容易。
(第2实施方式)
图10为第2实施方式的热交换器中第1集管10C的沿XZ平面的剖视图。对于已经出现的结构，添加相同的标号，省略其说明。
如图10所示，第1集管10C在第1内板体11(参照图5)与第1外板体12(参照图5)之间层叠中间板体313。例如，中间板体313用含铝的材料(铝、铝合金等)构成。中间板体313形成有从X方向看与凹陷部13、17重叠的插入部314。凹陷部13、17和插入部314形成集管空间流路316。
对于第2集管，与第1集管10C同样，能够采用在第2内板体与第2外板体之间层叠中间板体的结构。
在第2实施方式的热交换器中，由于具备具有中间板体313的第1集管10C，因此能够提高集管空间流路316的设计自由度。例如，通过增大集管空间流路316的X方向的尺寸，能够增大集管空间流路316的容积。
图11为第3变形例的第1集管10D的沿XZ平面的剖视图。对于已经出现的结构，添加相同的标号，省略其说明。
如图11所示，第1集管10D使用平板状的第1外板体412取代第1外板体12(参照图5)。凹陷部13和第1外板体412形成集管空间流路416。
第1集管10D由于使用了平板状的第1外板体412，因此结构简化。因而，在小型化、低成本化等方面有利。
根据以上说明过的至少一方实施方式，由于在集管中利用凹陷部形成制冷剂流动的空间，因此能够简化集管的结构。因而，能够获得小型并且轻量的热交换器。由于集管由板材构成，因此与圆筒形状的集管相比，能够小型化和轻量化。因而，热交换器能够实现小型化和轻量化。由于热交换器小型并且轻量，因此在向室外机等的框体的收纳性方面优越。由于能够设计出不多不少的制冷剂能够流通的空间，因此集管能够抑制制冷剂使用量。
以上虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只是作为例子提出，无意限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的实施方式实施，在不超出发明宗旨的范围内能够进行种种省略、置换和变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和宗旨内，同样也包含在权利要求记载的发明及其均等的范围内。

Claims (6)

1.一种热交换器，具备：
形成有制冷剂流动的制冷剂流路的热交换管，以及
分别设置在上述热交换管的一方和另一方端部的集管；
上述集管具备第1主面彼此面对面地层叠的一对板体；
在上述板体的至少一个的上述第1主面上形成有凹陷部，该凹陷部形成与上述制冷剂流路连通的空间流路。
2.如权利要求1所述的热交换器，其中，假定上述空间流路内的压力为P、上述板体的厚度为T、上述空间流路的厚度尺寸为L，上述板体的材料屈服强度σ满足下式(1)：
σ＞－10.1T+2.1L+8.1P+3.5┈┈┈┈┈┈┈(1)。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其中，上述板体在与上述第1主面相反的第2主面上具备含Zn的被覆层。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的热交换器，其中，在设置在上述热交换管的一方和另一方端部的上述集管中的一方上，形成将上述制冷剂导入到上述热交换器中的导入口和从上述热交换器将上述制冷剂导出的导出口。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的热交换器，其中，在上述一对板体之间设置有中间板体。
6.一种制冷循环装置，具有权利要求1～5中的任一项所述的热交换器。
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