CN114945792B - 板壳式热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种板壳式热交换器(1)包括壳体(10)和板束(20)，壳体(10)形成内部空间(15)，板束(20)具有重叠且相互接合起来的多个传热板(21)并被收纳于内部空间(15)中，板壳式热交换器使流入内部空间(15)的制冷剂冷凝。在相邻的板(21)之间，交替地布置有与内部空间(15)连通且供制冷剂流动的制冷剂流路(24)、和与内部空间(15)断开且供热介质流动的热介质流路(25)。在板束(20)的至少下部设置有曲折部(28、29、31)，曲折部(28、29、31)使已在多个传热板(21)各自的表面上冷凝后的制冷剂曲折行进。

Description

板壳式热交换器
技术领域
本公开涉及一种板壳式热交换器。
背景技术
已知有如专利文献1所公开的板壳式热交换器。该板壳式热交换器包括由多个传热板构成的板束和收纳板束的壳体。
在专利文献1的热交换器中，板束浸在贮存于壳体内的液态制冷剂中。壳体内的液态制冷剂与流经板束的热介质进行热交换而蒸发，并通过设置于壳体上部的制冷剂出口向壳体外部流出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公表专利公报特表2006－527835号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
在将板壳式热交换器作为冷凝器使用的情况下，通过使从壳体的上部被引入的制冷剂与流经板束的热介质进行热交换，从而使制冷剂在传热板上冷凝，并通过设置于壳体下部的制冷剂出口将冷凝后的制冷剂向壳体的外部排出。
不过，在现有的板壳式热交换器中，由于冷凝后的制冷剂在传热板上流动的速度慢，所以无法充分确保用以在传热板上对制冷剂进行过冷却的面积，因此热交换效率降低。
另外，在现有的板壳式热交换器中，冷凝后的制冷剂直接在传热板上垂直地朝下方流动，其结果是，传热板的几乎整个面都处于被冷凝后的制冷剂润湿的状态。因此，高温制冷剂与热介质之间的热交换被抑制，热交换效率降低。
本公开的目的在于：提高板壳式热交换器的热交换效率。
－用于解决技术问题的技术方案－
本公开的第一方面涉及一种板壳式热交换器，其包括壳体10和板束20，所述壳体10形成内部空间15，所述板束20具有重叠且相互接合起来的多个传热板21并被收纳于所述壳体10的所述内部空间15中，所述板壳式热交换器使流入所述壳体10的所述内部空间15的制冷剂冷凝。在所述多个传热板21中的相邻的板21之间，交替地布置有制冷剂流路24和热介质流路25，所述制冷剂流路24与所述壳体10的所述内部空间15连通且该制冷剂流路24供制冷剂流动，所述热介质流路25与所述壳体10的所述内部空间15断开且该热介质流路25供热介质流动。在所述板束20的至少下部设置有曲折部28、29、31，所述曲折部28、29、31使已在所述多个传热板21各自的表面上冷凝后的所述制冷剂曲折行进。
在第一方面中，在板束20的至少下部设置有使冷凝后的制冷剂曲折行进的曲折部28、29、31。因此，由于冷凝后的制冷剂进行曲折行进，该制冷剂流动的速度增大，因而能够充分确保用以在传热板21上对制冷剂进行过冷却的面积，能够提高热交换效率。
本公开的第二方面是在第一方面的基础上，在所述多个传热板21各自的下部，设置有成为所述热介质的引入口的第一通孔22，所述曲折部28、29、31设置于所述第一通孔22的水平方向上的两侧。
在第二方面中，由于热介质入口(第一通孔22)的水平方向上的两侧原本就是对热交换贡献小的区域，因此能够抑制因设置使冷凝后的制冷剂曲折行进的曲折部28、29、31而引起的热交换效率降低。
本公开的第三方面是在第一或第二方面的基础上，在所述板束20的设有所述曲折部28、29、31的区域的外周部、与所述壳体10的内壁之间，设置有阻止所述制冷剂进入的部件30。
在第三方面中，能够防止冷凝后的制冷剂绕过曲折部28、29、31而在板束20的外周部与壳体10的内壁之间流动。
本公开的第四方面是在第一到第三方面中任一方面的基础上，所述曲折部28、29、31包含凹凸28、29，所述凹凸28、29设置于所述多个传热板21中的夹着所述制冷剂流路24的一对板21a、21b之中的至少一者的表面上。
在第四方面中，由于形成有凹凸28、29，因而制冷剂能够沿着凹凸28曲折行进。例如如果将凹凸28、29以曲折的方式设置，则通过增加曲折的弯曲数，使得制冷剂的流路长度变长，因此能够稳定地进行制冷剂的过冷却。
本公开的第五方面是在第一到第四方面中任一方面的基础上，所述曲折部28、29、31包含沿所述多个传热板21的层叠方向在所述板束20内延伸的连通流路31。
在第五方面中，制冷剂能够通过连通流路31沿传热板21的层叠方向(即板壳式热交换器的长度方向)曲折行进。由此，制冷剂的流路长度变长，因此能够稳定地进行制冷剂的过冷却。
本公开的第六方面涉及一种板壳式热交换器，其包括壳体10和板束20，所述壳体10形成内部空间15，所述板束20具有重叠且相互接合起来的多个传热板21并被收纳于所述壳体10的所述内部空间15中，所述板壳式热交换器使流入所述壳体10的所述内部空间15的制冷剂冷凝。在所述多个传热板21中的相邻的板21之间，交替地布置有制冷剂流路24和热介质流路25，所述制冷剂流路24与所述壳体10的所述内部空间15连通且该制冷剂流路24供制冷剂流动，所述热介质流路25与所述壳体10的所述内部空间15断开且该热介质流路25供热介质流动。在所述多个传热板21中的夹着所述制冷剂流路24的一对板21a、21b之中的至少一者的表面上，设置有沿着相对于水平方向倾斜的方向延伸的凹部26，该凹部26具有促进该制冷剂沿所述倾斜的方向流动的结构。
在第六方面中，在夹着制冷剂流路24的传热板21的表面，设置有沿着相对于水平方向倾斜的方向延伸的凹部26，凹部26具有促进制冷剂沿上述倾斜的方向流动的结构。因而，能够使冷凝后的制冷剂顺着凹部26沿倾斜方向流动。因此，能够抑制冷凝后的制冷剂垂直地朝下方流动并润湿传热板21的整个面，因而能够提高高温制冷剂与热介质的热交换效率。
本公开的第七方面是在第六方面的基础上，所述凹部26的剖面形状是非对称的，所述凹部26的下侧的第一壁面26a与水平方向所成的第一角度比所述凹部26的上侧的第二壁面26b与水平方向所成的第二角度小。
在第七方面中，通过使凹部26的下侧的第一壁面26a与水平方向所成的第一角度变小，从而容易利用第一壁面26a抑制制冷剂垂直地朝下方流动。
本公开的第八方面是在第七方面的基础上，所述第一角度为45°以下。
在第八方面中，更容易抑制制冷剂垂直地朝下方流动。
本公开的第九方面是在第六到第八方面中任一方面的基础上，所述凹部26的下侧的第一壁面26a具有凹陷的曲面。
在第九方面中，通过使凹部26的下侧的第一壁面26a具有凹陷的曲面，从而容易利用第一壁面26a抑制制冷剂垂直地朝下方流动。
本公开的第十方面是在第六到第九方面中任一方面的基础上，所述凹部26的图案是在所述一对板21a、21b之中的至少一者的表面上从水平方向的中央部朝着两侧向斜下方延伸的山形图案。
在第十方面中，与凹部26的图案从传热板21的一端到另一端沿一个方向延伸的情况相比，冷凝后的制冷剂沿着凹部26流到传热板21的端部的距离变短。因此，在冷凝后的制冷剂从凹部26溢出而垂直地朝下方流动之前，就容易使冷凝后的制冷剂流动至传热板21的端部。因此，能够扩大未被冷凝后的制冷剂润湿的传热板21的范围，因而能够提高热交换效率。
本公开的第十一方面是在第十方面的基础上，在所述一对板21a、21b上都设置有所述山形图案。
根据第十一方面，能够进一步提高热交换效率。
附图说明
图1是示出从与传热板的层叠方向垂直的水平方向观察到的第一实施方式和第二实施方式所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图2是示出从传热板的层叠方向观察到的第一实施方式所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图3是与传热板的立体图一起示出第一实施方式所涉及的板壳式热交换器的板束的剖面结构的图。
图4是示出从传热板的层叠方向观察到的第二实施方式所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图5是与传热板的立体图一起示出第二实施方式所涉及的板壳式热交换器的板束的剖面结构的图。
图6是与传热板的立体图一起示出第二实施方式的第一变形例所涉及的板壳式热交换器的板束的剖面结构的图。
图7是示出第二实施方式的第二变形例所涉及的板壳式热交换器的板束的剖面结构的图。
图8是示出从传热板的层叠方向观察到的第二实施方式的第三变形例所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图9是构成第二实施方式的第三变形例所涉及的板壳式热交换器的板束的传热板的立体图。
图10是示出从传热板的层叠方向观察到的第二实施方式的第四变形例所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图11是构成第二实施方式的第四变形例所涉及的板壳式热交换器的板束的传热板的立体图。
图12是示出第二实施方式的第四变形例所涉及的板壳式热交换器的板束的剖面结构的图。
图13是构成第二实施方式的第四变形例所涉及的板壳式热交换器的板束的一对传热板的立体图。
图14是示出从与传热板的层叠方向垂直的水平方向观察到的第三实施方式所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图15是示出从传热板的层叠方向观察到的第三实施方式所涉及的板壳式热交换器的剖面结构的图。
图16是与传热板的立体图一起示出第三实施方式所涉及的板壳式热交换器的板束的剖面结构的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面对第一实施方式进行说明。本实施方式的板壳式热交换器1(以下称为“热交换器”)是冷凝器。本实施方式的热交换器1设置在进行制冷循环的制冷装置的制冷剂回路中，利用制冷剂对热介质进行加热。需要说明的是，作为热介质，可以例举出水和不冻液。
如图1所示，本实施方式的热交换器1包括壳体10和板束20。板束20被收纳于壳体10的内部空间15中。
－壳体－
壳体10形成为两端封闭的圆筒状。壳体10以其长度方向为水平方向的形态设置。在壳体10上设置有制冷剂引入口11和制冷剂排出口12。制冷剂引入口11用于向壳体10的内部空间15引入制冷剂2。制冷剂引入口11例如设置于图1中的壳体10的宽度方向中央附近的顶部。制冷剂引入口11经由管道与制冷装置的压缩机连接。制冷剂排出口12用于将冷凝后的制冷剂2从壳体10的内部空间15排出。制冷剂排出口12例如设置于图1中的壳体10的宽度方向中央附近的底部。制冷剂排出口12经由管道与制冷装置的蒸发器连接。
在壳体10上设置有热介质入口13和热介质出口14。热介质入口13和热介质出口14分别为管状部件。热介质入口13例如贯穿图1中的壳体10的左端部的下部，并与板束20的下部连接。热介质出口14例如贯穿图1中的壳体10的左端部的上部，并与板束20的上部连接。热介质入口13与板束20的热介质引入路连接，用于向板束20供给热介质3。热介质出口14与板束20的热介质引出路连接，用于从板束20引出热介质3。
－板束－
如图1所示，板束20由层叠起来的多个传热板21构成。板束20以传热板21的层叠方向为水平方向的形态收纳于壳体10的内部空间15中。板束20布置于壳体10的内部空间15中的靠底部的位置。
如图2所示，构成板束20的传热板21是例如近似圆形的板状部件。在传热板21上，设置有成为热介质的引入口的第一通孔22和成为热介质的引出口的第二通孔23。第一通孔22和第二通孔23分别沿厚度方向贯穿传热板21。第一通孔22和第二通孔23例如分别设置于传热板21的下部和上部。第一通孔22和第二通孔23是例如直径实质上彼此相等的圆形孔。第一通孔22和第二通孔23各自的中心例如位于传热板21的垂直轴JV上。此处，将通过传热板21的中心的铅直方向轴作为垂直轴JV，将通过传热板21的中心的水平方向轴作为水平轴JH。
在壳体10的内壁上设置有对板束20进行支承的突起状的支承部，未图示。在板束20被收纳于壳体10的内部空间15中的状态下，板束20与壳体10的内壁相分离，在构成板束20的传热板21的下缘部与壳体10的内壁之间，形成有供冷凝后的制冷剂贮存的空间。
如图3所示，构成板束20的传热板21包含形状互不相同的第一板21a和第二板21b。第二板21b例如也可以通过将第一板21a的布置方向绕垂直轴JV或水平轴JH翻转180°而得到。板束20包括多个第一板21a和多个第二板21b。在板束20中，第一板21a和第二板21b交替层叠。在下述说明中，就各个第一板21a和各个第二板21b而言，以图3中的右侧的面为“第一面”，以图3中的左侧的面为“第二面”。
〈制冷剂流路、热介质流路〉
在板束20中，夹着传热板21a、21b分别形成有多条制冷剂流路24和多条热介质流路25。制冷剂流路24和热介质流路25由传热板21a、21b彼此分隔开。制冷剂流路24是被第一板21a的第一面和第二板21b的第二面夹住的流路。制冷剂流路24与壳体10的内部空间15连通。热介质流路25是被第一板21a的第二面和第二板21b的第一面夹住的流路。热介质流路25与壳体10的内部空间15断开，另一方面，热介质流路25与安装于壳体10的热介质入口13以及热介质出口14连通。热介质流路25与热介质入口13通过传热板21a、21b的第一通孔22连通。热介质流路25与热介质出口14通过传热板21a、21b的第二通孔23连通。也就是说，从热介质入口13被引入的热介质3在通过传热板21a、21b的第一通孔22流入热介质流路25以后，通过传热板21a、21b的第二通孔23从热介质流路25流出，然后被从热介质出口14引出。
〈用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案〉
如图2和图3所示，为了促进制冷剂2冷凝，在第一板21a和第二板21b上形成有由凹部26和凸部27构成的凹凸图案，例如形成有鲱鱼骨状(Herringbone)图案。由凹部26和凸部27构成的凹凸图案设置于各个第一板21a和各个第二板21b的除了下部(后述的过冷区R2)以外的冷凝区R1。在第一板21a上，凹部26向第一板21a的第二面侧凹陷，凸部27向第一板21a的第一面侧鼓起。在第二板21b上，凹部26向第二板21b的第一面侧凹陷，凸部27向第二板21b的第二面侧鼓起。图3所示的剖面结构是第一板21a的凸部27与第二板21b的凸部27相接触的部位处的板束20的剖面结构。
需要说明的是，作为由凹部26和凸部27构成的凹凸图案，也可以不使用鲱鱼骨状图案，而是使用例如细长脊状的凹凸重复形成的图案、凹凸的棱线沿水平方向延伸的图案等。或者，也可以不使用凹凸图案，而是使用压窝(dimple)图案。
〈热介质引入路、热介质引出路〉
在板束20中，各第一板21a的第一通孔22与和该第一板21a的第一面侧相邻的第二板21b的第一通孔22重叠，重叠起来的第一通孔22彼此的各缘部通过焊接在整周上接合。另外，在板束20中，各第一板21a的第二通孔23与和该第一板21a的第一面侧相邻的第二板21b的第二通孔23重叠，重叠起来的第二通孔23彼此的各缘部通过焊接在整周上接合。进而，第一板21a的第一面侧的周缘部与和该第一板21a的第一面侧相邻的第二板21b的第二面侧的周缘部相互分离而处于开放状态。由此，在第一板21a的第一面和与该第一板21a的第一面相邻的第二板21b的第二面之间形成有制冷剂流路24，所述制冷剂流路24与后述的热介质引入路以及热介质引出路断开，且与壳体10的内部空间15连通以供制冷剂2流动。
另一方面，在板束20中，各第一板21a的周缘部与和该第一板21a的第二面侧邻接的第二板21b的周缘部通过焊接在整周上接合。另外，在板束20中，由各第一板21a的第一通孔22和各第二板21b的第一通孔22形成热介质引入路。热介质引入路是沿板束20中的传热板21a、21b的层叠方向延伸的通路。另外，在板束20中，由各第一板21a的第二通孔23和各第二板21b的第二通孔23形成热介质引出路。热介质引出路是沿板束20中的传热板21a、21b的层叠方向延伸的通路。如上所述，在第一板21a的第二面与和该第一板21a的第二面相邻的第二板21b的第一面之间形成热介质流路25，所述热介质流路25与壳体10的内部空间15断开，且与上述热介质引入路以及热介质引出路连通以供热介质3流动。
需要说明的是，热介质引入路是与壳体10的内部空间15断开的通路，使所有的热介质流路25与热介质入口13连通。另外，热介质引出路是与壳体10的内部空间15断开的通路，使所有的热介质流路25与热介质出口14连通。
〈使制冷剂曲折行进的凹凸图案〉
如图2和图3所示，在多个传热板21中的夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b之中的至少一者的下部(过冷区R2)的表面上，形成有使在该表面上冷凝后的制冷剂2曲折行进的曲折部28、29，具体而言，形成有由凹部28和凸部29构成的凹凸图案。过冷区R2例如可以设置于第一通孔22的水平方向上的两侧，更具体而言，可以设置于第一通孔22的除了上部以外的其他部分的水平方向上的两侧。为了使制冷剂2能够沿着凹部28曲折行进，例如沿水平方向延伸的多个凸部29以构成曲折图案的方式布置在过冷区R2。在第一板21a上，凹部28向第一板21a的第二面侧凹陷，凸部29向第一板21a的第一面侧鼓起。在第二板21b上，凹部28向第二板21b的第一面侧凹陷，凸部29向第二板21b的第二面侧鼓起。在图3所示的剖面结构的部位处，第一板21a的凸部29与第二板21b的凸部29接触。
需要说明的是，为了确保过冷区R2的热介质流路25的强度，也可以从第一板21a和第二板21b各自的凹部28向热介质流路25侧布置多个压窝突起并使它们彼此接触，未图示。
另外，如图2所示，为了防止冷凝后的制冷剂绕过过冷区R2的凹部28和凸部29(曲折部28、29)而在板束20的外周部与壳体10的内壁之间流动，也可以在板束20中的过冷区R2的外周部与壳体10的内壁之间设置阻止制冷剂2进入的部件(填充物)30。
－热交换器中的制冷剂和热介质的流动情况－
下面对本实施方式的热交换器1中的制冷剂和热介质的流动情况进行说明。
〈制冷剂的流动情况〉
通过制冷剂回路的压缩机后的气相状态的高压制冷剂被供往热交换器1。被供往热交换器1的制冷剂2从制冷剂引入口11被供向板束20的制冷剂流路24。被供至制冷剂流路24的制冷剂2在冷凝区R1的第一板21a的第一面或第二板21b的第二面被流经热介质流路25的热介质吸热而冷凝。冷凝后的制冷剂2沿着冷凝区R1的由凹部26和凸部27构成的凹凸图案向下方流动。冷凝后的制冷剂2在到达过冷区R2后，边沿着过冷区R2中的由凹部28和凸部29构成的凹凸图案(曲折部28、29)曲折行进边流动，从传热板21a、21b的下缘部流下来，并暂时贮存于壳体10的内部空间15的底部。然后，冷凝后的制冷剂2通过制冷剂排出口12从壳体10的内部空间15排出。从壳体10的内部空间15排出后的制冷剂2被引入制冷装置的蒸发器中。
〈热介质的流动情况〉
被供往热交换器1的热介质通过热介质入口13流入板束20的热介质引入路，并被分配至各热介质流路25。流入各热介质流路25后的热介质一边沿传热板21a、21b的宽度方向扩散，一边向大致上方流动。在流经热介质流路25的过程中，热介质从流经制冷剂流路24的制冷剂中吸热。其结果是，热介质的温度上升。
在流经各热介质流路25的期间被加热了的热介质流入板束20的热介质引出路，在与通过其他热介质流路25后的热介质汇合后，通过热介质出口14向热交换器1的外部流出，并被用于空气调节等。
－第一实施方式的效果－
根据本实施方式的热交换器1，在多个传热板21中的夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b之中的至少一者的下部的表面，设置有凹部28和凸部29，所述凹部28和凸部29成为使在该表面上冷凝后的制冷剂2曲折行进的曲折部28、29。因此，由于冷凝后的制冷剂2进行曲折行进，该制冷剂2流动的速度增大，因而能够充分确保用以在传热板21上对制冷剂2进行过冷却的面积，能够提高热交换效率。另外，例如如果将凹凸28、29以曲折的方式设置，则通过增加曲折的弯曲数，而使得制冷剂2的流路长度变长，因此能够稳定地进行制冷剂2的过冷却。
另外，在本实施方式的热交换器1中，如果将曲折部28、29(凹部28和凸部29)设置于一对板21a、21b之中的至少一者的表面上的、第一通孔22(热介质3的引入口)的水平方向上的两侧，则能够获得如下效果。也就是说，由于热介质3的引入口(第一通孔22)的水平方向上的两侧原本就是对热交换贡献小的区域，因此能够抑制因设置使冷凝后的制冷剂2曲折行进的凹部28和凸部29而引起的热交换效率降低。
另外，在本实施方式的热交换器1中，如果在板束20的设置有凹部28和凸部29的过冷区R2的外周部、与壳体10的内壁之间，设置有阻止制冷剂2进入的部件(填充物)30，则能够获得如下效果。也就是说，能够防止冷凝后的制冷剂绕过凹部28和凸部29即曲折部28、29而在板束20的外周部与壳体10的内壁之间流动，因此能够稳定地获得上述效果。
(第二实施方式)
下面对第二实施方式进行说明。本实施方式的热交换器1在第一实施方式的热交换器1的基础上，对凹部26和凸部27(用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案)的图案形状和/或剖面结构进行了改变。此处，对本实施方式的热交换器1与第一实施方式的热交换器1的不同点进行说明。
〈用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案〉
如图4和图5所示，在多个传热板21中的夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b之中的至少一者的表面上，设置有沿着相对于水平方向倾斜的方向延伸的凹部26和凸部27。另外，在凹部26具有促进制冷剂2沿上述倾斜方向流动的结构，例如，具有凹部26的下侧的第一壁面26a与水平方向所成的第一角度为45°以下、更优选为30°以下的结构。需要说明的是，由于凹部26和凸部27是用模具形成的，因此，第一角度优选为10°以上，更优选为15°以上。就图5所示的凹部26而言，凹部26的上侧的第二壁面26b与水平方向所成的第二角度与上述第一角度相等。换句话说，凹部26的剖面形状是对称形状。
在夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b中，如图5所示，在第一板21a设置有上述结构的情况下，第二板21b也可以是将第一板21a的布置方向绕垂直轴JV翻转180°后得到的板。
需要说明的是，在图4中，示出了不设置第一实施方式的热交换器1的过冷区R2的结构。但是，在本实施方式的热交换器1中，也可以设置与第一实施方式或后述的第三实施方式相同的过冷区R2(使制冷剂曲折行进的曲折部(凹部28和凸部29、或连通流路31))，亦或是阻止制冷剂2进入的部件(填充物)30。
另外，在本实施方式的热交换器1中，凹部26和凸部27是从传热板21的一端到另一端连续形成的。不过，例如，为了布置制冷剂流路24和/或热介质流路25的加强用部件，凹部26和/或凸部27则也可以是局部不连续地形成的。
－第二实施方式的效果－
根据本实施方式的热交换器1，在夹着制冷剂流路24的传热板21的表面，设置有沿着相对于水平方向倾斜的方向延伸的凹部26，凹部26具有促进制冷剂2沿上述倾斜方向流动的结构。因而，能够使冷凝后的制冷剂2顺着凹部26沿倾斜方向流动(参照图5右侧的虚线箭头)。因此，能够抑制冷凝后的制冷剂2垂直地朝下方流动并润湿传热板21的整个面，因而能够提高热交换效率。
－第二实施方式的第一变形例―
本变形例的热交换器1在第二实施方式的热交换器1的基础上，凹部26和凸部27(用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案)的图案形状保持不变，而对凹部26和凸部27的剖面结构进行了改变。此处，对本变形例的热交换器1与第二实施方式的热交换器1的不同点进行说明。
图6所示的凹部26的剖面形状是非对称形状，凹部26的下侧的第一壁面26a与水平方向所成的第一角度比凹部26的上侧的第二壁面26b与水平方向所成的第二角度小。凹部26的第一壁面26a与水平方向所成的第一角度例如优选为10°以上且45°以下，更优选为15°以上且30°以下。
由于是使用模具来形成凹部26和凸部27的，所以使上述第一角度和第二角度都变小是很困难的，但通过如本变形例那样仅使第一角度变小，则能够避开模具制作上的困难，并且能够获得与第二实施方式相同的效果。
－第二实施方式的第二变形例－
本变形例的热交换器1在第二实施方式的第一变形例的热交换器1的基础上，凹部26和凸部27(用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案)的图案形状保持不变，而对凹部26和凸部27的剖面结构进行了改变。此处，对本变形例的热交换器1与第二实施方式的第一变形例的热交换器1的不同点进行说明。
图7所示的凹部26是将图6所示的凹部26的下侧的第一壁面26a做成凹陷的曲面而得到的。由此，容易利用第一壁面26a抑制制冷剂2垂直地朝下方流动。
－第二实施方式的第三变形例－
本变形例的热交换器1在第二实施方式的第一变形例的热交换器1的基础上，凹部26和凸部27(用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案)的剖面结构保持不变，而对凹部26和凸部27的图案形状进行了改变。此处，对本变形例的热交换器1与第二实施方式的第一变形例的热交换器1的不同点进行说明。
如图8和图9所示，本变形例的凹部26和凸部27的图案是在夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b之中的一者的表面上从水平方向上的中央部(即垂直轴JV)朝着两侧向斜下方延伸的山形图案。
在夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b中，如图9所示，当第一板21a设置有第二实施方式的第一变形例的剖面结构(参照图6、图7)的情况下，第二板21b也可以是通过将第一板21a的布置方向绕水平轴JH翻转180°后得到的板。
根据本变形例，与凹部26的图案从传热板21的一端到另一端沿一个方向延伸的情况相比，冷凝后的制冷剂2沿着凹部26流到传热板21的端部的距离变短。因此，在冷凝后的制冷剂2从凹部26溢出而垂直地朝下方流动之前，容易使冷凝后的制冷剂2流动至传热板21的端部。因此，能够扩大未被冷凝后的制冷剂2润湿的传热板21的范围，因而能够进一步提高热交换效率。
－第二实施方式的第四变形例－
本变形例的热交换器1在第二实施方式的热交换器1的基础上，对凹部26和凸部27(用于促进制冷剂冷凝的凹凸图案)的图案形状和剖面结构进行了改变。此处，对本变形例的热交换器1与第二实施方式的热交换器1的不同点进行说明。
如图10～图12所示，本变形例的凹部26和凸部27的图案是在夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b的表面上从水平方向的中央部(即垂直轴JV)朝着两侧向斜下方延伸的山形图案。
除了用于形成热介质流路25的周缘部的接合区域以外，夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b具有相同的剖面形状。
图11和图12所示的凹部26的剖面形状是对称形状，凹部26的下侧的第一壁面26a与水平方向所成的第一角度、与凹部26的上侧的第二壁面26b与水平方向所成的第二角度相等，例如为45°左右。
需要说明的是，在本变形例中，凹部26的剖面形状也可以是非对称形状。或者，也可以将上述第一角度设定为10°以上且45°以下或者15°以上且30°以下。再或者，也可以将上述第一角度和第二角度都设定为小于45°。
另外，在本变形例中，为了对制冷剂流路24和/或热介质流路25进行加强，也可以如图13所示的那样在从垂直轴JV向斜下方延伸的凹部26的中途布置凸区域P1，并使该凸区域P1与凸部27的相应区域P2接触。
根据以上所说明的本变形例，通过在夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b的表面设置凹部26的山形图案，从而能够更显著地获得第二实施方式的第三变形例中所说明的效果。
(第三实施方式)
下面对第三实施方式进行说明。图14示出了从与传热板21的层叠方向垂直的水平方向观察到的本实施方式的热交换器1的剖面结构。图15示出了从传热板21的层叠方向观察到的本实施方式的热交换器1的剖面结构。图16是与传热板21的立体图一起示出了本实施方式的热交换器1的板束20的剖面结构的图。需要说明的是，在图14～图16中，对与图1～图3所示的第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记。以下，主要对本实施方式的热交换器1与第一实施方式的不同点进行说明。
在第一实施方式中，如图1～图3所示，在夹着制冷剂流路24的一对板21a、21b的下部(过冷区R2)的表面，设置了由凹部28和凸部29构成的凹凸图案，以作为使已在该表面上冷凝后的制冷剂2进行曲折行进的曲折部。
相对于此，在本实施方式中，如图14～图16所示，作为曲折部设置有沿传热板21的层叠方向在板束20内延伸的连通流路31。连通流路31也可以设置多个。连通流路31贯穿各传热板21a、21b的下部(过冷区R2)。过冷区R2例如可以设置于第一通孔22的水平方向上的两侧，更具体而言，可以设置于第一通孔22的除了上部以外的其他部分的水平方向上的两侧。
连通流路31例如也可以具有如图16所示的结构。也就是说，在过冷区R2中夹着制冷剂流路24相邻的一对传热板21a、21b上，分别以彼此相对的方式设置突起部33，所述突起部33例如呈圆台形状且在顶部具有开口32，并将各传热板21a、21b的开口32彼此连接起来。由此，便设置了在板束20内沿水平方向延伸的连通流路31。
需要说明的是，在本实施方式中，除了连通流路31以外，还可以设置由第一实施方式的凹部28和凸部29构成的凹凸图案作为曲折部。
以下，参照图14对本实施方式的热交换器1中的制冷剂的流动情况进行说明。需要说明的是，在图14中，用虚线箭头示出了制冷剂的流动情况。
与第一实施方式相同，在冷凝区R1的传热板21a、21b上冷凝后的制冷剂2沿着由冷凝区R1的凹部26和凸部27构成的凹凸图案向下方流动。在本实施方式中，在过冷区R2的外周部与壳体10的内壁之间阻止制冷剂2进入的板状部件30上，在例如传热板21的层叠方向(热交换器1的长度方向)上的后侧(未设置热介质入口13和热介质出口14的一侧)设置有与过冷区R2相通的开口。由此，到达部件30后的制冷剂2在部件30上向热交换器1的长度方向上的后侧流动，并从该后侧被引导至作为曲折部的连通流路31的一端。被引导至连通流路31的一端的制冷剂2向热交换器1的长度方向上的前侧流动，从连通流路31的另一端流下来，并暂时贮存于壳体10的内部空间15的底部。然后，冷凝后的制冷剂2通过制冷剂排出口12从壳体10的内部空间15排出。
－第三实施方式的效果－
根据本实施方式的热交换器1，作为曲折部设置有沿着传热板21的层叠方向在板束20内延伸的连通流路31。因此，由于冷凝后的制冷剂2进行曲折行进，该制冷剂2流动的速度增大，因而能够充分确保用以在传热板21上对制冷剂2进行过冷却的面积，能够提高热交换效率。另外，制冷剂2能够通过连通流路31沿传热板21的层叠方向(即热交换器1的长度方向)进行曲折行进。由此，制冷剂2的流路长度变长，因此能够稳定地进行制冷剂2的过冷却。
另外，在本实施方式的热交换器1中，如果作为曲折部的连通流路31设置于各传热板21的第一通孔22(热介质3的引入口)的水平方向上的两侧，则能够获得如下效果。也就是说，由于热介质3的引入口(第一通孔22)的水平方向上的两侧原本就是对热交换贡献小的区域，因此能够抑制因设置使冷凝后的制冷剂2曲折行进的连通流路31而引起的热交换效率降低。
另外，在本实施方式的热交换器1中，如果在板束20的设置有连通流路31的过冷区R2的外周部、与壳体10的内壁之间设置阻止制冷剂2进入的部件(填充物)30，则能够获得如下效果。也就是说，能够防止冷凝后的制冷剂绕过作为曲折部的连通流路31而在板束20的外周部与壳体10的内壁之间流动，因此能够稳定地获得上述效果。
(其他实施方式)
在第一实施方式～第三实施方式(包含各变形例)的热交换器1中，构成板束20的传热板21的形状为圆形，但传热板21的形状没有特别限定。例如，传热板21也可以形成为椭圆形或半圆形等其他形状。
另外，在第一实施方式～第三实施方式(包含各变形例)的热交换器1中，构成板束20的多个传热板21例如也可以通过硬钎焊彼此接合起来。
以上，对实施方式和变形例进行了说明，但应理解的是能够在不脱离权利要求书的主旨及范围的情况下，对方案及具体情况进行各种改变。只要不影响本公开的对象的功能，还可以对上述实施方式和变形例适当地进行组合和替换。说明书和权利要求书中的“第一”、“第二”、“第三”……这些词语仅用于区分包含上述词语的语句，并不是要限定该语句的数量、顺序。
－产业实用性－
综上所述，本公开对于热交换器是有用的。
－符号说明－
1 板壳式热交换器
10 壳体
15 内部空间
20 板束
21 传热板
22 第一通孔
23 第二通孔
24 制冷剂流路
25 热介质流路
26 凹部
27 凸部
28 凹部(曲折部)
29 凸部(曲折部)
30 阻止制冷剂进入的部件
31 连通流路(曲折部)

Claims (4)

1.一种板壳式热交换器，其包括壳体(10)和板束(20)，所述壳体(10)形成内部空间(15)，所述板束(20)具有重叠且相互接合起来的多个传热板(21)，并被收纳于所述壳体(10)的所述内部空间(15)中，所述板壳式热交换器使流入所述壳体(10)的所述内部空间(15)的制冷剂冷凝，其特征在于：
在所述多个传热板(21)中的相邻的板(21)之间，交替地布置有制冷剂流路(24)和热介质流路(25)，所述制冷剂流路(24)与所述壳体(10)的所述内部空间(15)连通且该制冷剂流路(24)供所述制冷剂流动，所述热介质流路(25)与所述壳体(10)的所述内部空间(15)断开且该热介质流路(25)供热介质流动，
在所述板束(20)的至少下部设置有曲折部(28、29、31)，所述曲折部(28、29、31)使已在所述多个传热板(21)各自的表面上冷凝后的所述制冷剂曲折行进，
所述曲折部(28、29、31)是通过对所述多个传热板(21)进行加工而形成的，
在所述多个传热板(21)各自的下部，设置有成为所述热介质的引入口的第一通孔(22)，
所述曲折部(28、29、31)设置于所述第一通孔(22)的除了上部以外的其他部分的水平方向上的两侧，
被供至所述制冷剂流路(24)的上部的制冷剂在所述传热板(21)的表面边被流经所述热介质流路(25)的热介质吸热而冷凝边向下方流动，到达所述曲折部(28、29、31)，
流入所述第一通孔(22)的热介质边在所述热介质流路(25)中向上方流动边从流经所述制冷剂流路(24)的制冷剂中吸热。
2.根据权利要求1所述的板壳式热交换器，其特征在于：
在所述板束(20)的设有所述曲折部(28、29、31)的区域的外周部、与所述壳体(10)的内壁之间，设置有阻止所述制冷剂进入的部件(30)。
3.根据权利要求1或2所述的板壳式热交换器，其特征在于：
所述曲折部(28、29、31)包含凹凸(28、29)，所述凹凸(28、29)设置于所述多个传热板(21)中的夹着所述制冷剂流路(24)的一对板(21a、21b)之中的至少一者的表面上。
4.根据权利要求1或2所述的板壳式热交换器，其特征在于：
所述曲折部(28、29、31)包含沿所述多个传热板(21)的层叠方向在所述板束(20)内延伸的连通流路(31)。
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