CN115127382A - 热交换器以及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够将附着于导热管的液滴良好地排水的热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置。一实施方式的热交换器具备扁平的导热管以及与上述导热管接触的翅部。上述导热管具有宽度方向上的第1端部及第2端部、以及在上述第1端部及上述第2端部之间沿着上述宽度方向排列的多个制冷剂流路。并且，上述导热管包括：与上述宽度方向平行的上表面；与上述上表面平行的下表面；以及在上述宽度方向上位于上述上表面与上述第1端部之间且在与上述上表面及上述下表面正交的厚度方向上位于上述下表面的上方的第1曲面。上述第1曲面与上述下表面之间的距离随着接近上述第1端部而减小。

Description

热交换器以及制冷循环装置

本申请以日本专利申请2021-050345(申请日：2021年3月24日)为基础，享受该申请的优先利益。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及热交换器以及制冷循环装置。

背景技术

以往，已知一种热交换器，具备在内部具有制冷剂流路的多个扁平的导热管以及与这些导热管接触的多个翅部。这种热交换器例如利用于空调机等制冷循环装置。

在热交换器作为蒸发器起作用的情况下，有时由于结露等而产生的液滴(水滴)会附着于导热管的表面。在该液滴未从导热管的表面适当地排水的情况下，热交换性能会降低。

发明内容

本发明要解决的课题在于，提供能够将附着于导热管的液滴良好地排水的热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置。

实施方式的热交换器具备扁平的导热管以及与上述导热管接触的翅部。上述导热管具有宽度方向上的第1端部及第2端部、以及在上述第1端部及上述第2端部之间沿着上述宽度方向排列的多个制冷剂流路。并且，上述导热管包括：与上述宽度方向平行的上表面；与上述上表面平行的下表面；以及第1曲面，在上述宽度方向上位于上述上表面与上述第1端部之间，在与上述上表面以及上述下表面正交的厚度方向上位于上述下表面的上方。上述第1曲面与上述下表面之间的距离随着接近上述第1端部而减少。

实施方式的另一观点的热交换器具备扁平的导热管以及与上述导热管接触的翅部。上述导热管具有宽度方向上的第1端部以及第2端部、以及在上述第1端部以及上述第2端部之间沿着上述宽度方向排列的多个制冷剂流路。并且，上述导热管包括：具有恒定的厚度的平坦部；第1凸部，位于上述平坦部与上述第1端部之间，并且在上述宽度方向上具有第1宽度，随着接近上述第1端部而厚度减小；以及第2凸部，位于上述平坦部与上述第2端部之间，并且在上述宽度方向上具有第2宽度，随着接近上述第2端部而厚度减小。上述第1宽度大于第2宽度。

实施方式的制冷循环装置具备上述热交换器、以及产生从上述热交换器通过的气流的风扇。上述第1端部位于比上述第2端部靠上述气流的下游侧的位置。

根据实施方式，能够提供能够将附着于导热管的液滴良好地排水的热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置。

附图说明

图1是表示第1实施方式的制冷循环装置的概略构成的图。

图2是第1实施方式的热交换器的概略的平面图。

图3是沿着图2中的III-III线的热交换器的概略的截面图。

图4是将图3所示的导热管放大的截面图。

图5是比较例的导热管的概略的截面图。

图6是用于说明第1实施方式的导热管的效果的概略的截面图。

图7是第2实施方式的热交换器的概略的截面图。

图8是第3实施方式的热交换器的概略的截面图。

图9是第4实施方式的热交换器的概略的截面图。

图10是第5实施方式的热交换器的概略的截面图。

图11是第6实施方式的导热管的概略的截面图。

具体实施方式

参照附图对几个实施方式进行说明。在各实施方式中，作为具备热交换器的制冷循环装置的一个例子，公开能够进行制冷运转以及制热运转的空调机。但是，各实施方式所公开的构成也能够应用于空调机以外的制冷循环装置。此外，各实施方式所公开的热交换器还能够在制冷循环装置以外的装置中利用。

[第1实施方式]

图1是表示第1实施方式的制冷循环装置1的概略构成的图。制冷循环装置1具备压缩机2、四通阀3、室外热交换器4、膨胀阀5、室内热交换器6、以及将这些要素进行连接的制冷剂配管7。并且，制冷循环装置1具备向室外热交换器4送风的室外风扇8、以及向室内热交换器6送风的室内风扇9。

压缩机2具备压缩机主体2a以及储压器2b。储压器2b将经由制冷剂配管7供给的制冷剂进行气液分离，将气体制冷剂向压缩机主体2a供给。压缩机主体2a对从储压器2b供给的气体制冷剂进行压缩而生成高温高压的气体制冷剂。

在这样的制冷循环装置1中，通过利用四通阀3来改变制冷剂的流动，由此能够切换制冷运转、制热运转等。在图1的例子中，实线箭头表示制冷运转中的制冷剂的流动，虚线箭头表示制热运转中的制冷剂的流动。

例如，在制冷运转中，制冷剂按照压缩机2、四通阀3、室外热交换器4、膨胀阀5以及室内热交换器6的顺序流动。此时，室外热交换器4作为冷凝器起作用，室内热交换器6作为蒸发器起作用，由此室内被制冷。

另一方面，在制热运转中，四通阀3的流路如虚线所示那样被切换，制冷剂按照压缩机2、四通阀3、室内热交换器6、膨胀阀5以及室外热交换器4的顺序流动。此时，室内热交换器6作为冷凝器起作用，室外热交换器4作为蒸发器起作用，由此室内被制热。

图2是本实施方式的热交换器100的概略的平面图。该热交换器100能够利用于图1所示的室外热交换器4、室内热交换器6。

热交换器100具备第1集管10、以及第2集管20。第1集管10以及第2集管20均是长条的管，隔开间隔且平行地配置。

第1集管10的两端部由端盖11、12封闭。并且，第1集管10具有用于与制冷循环装置1的制冷剂配管7进行连接的第1接头13。

同样，第2集管20的两端部由端盖21、22封闭。并且，第2集管20具有用于与制冷剂配管7进行连接的第2接头23。

热交换器100进一步具备多个导热管30、以及多个翅部40(板翅)。多个导热管30在第1排列方向D1上隔开间隔且相互平行地排列。多个翅部40在第2排列方向D2上隔开间隔且相互平行地排列。

在图2的例子中，导热管30在第1排列方向D1上的排列间距大于翅部40在第2排列方向D2上的排列间距。作为一个例子，相邻的翅部40的间隔(排列间距)为1.5mm程度。

各导热管30的第2排列方向D2的一端与第1集管10连结。此外，各导热管30的第2排列方向D2的另一端与第2集管20连结。例如，当经由第1接头13向热交换器100供给了制冷剂时，该制冷剂从第1集管10向各导热管30分流，在第2集管20中合流，经由第2接头23从热交换器100排出。此外，在经由第2接头23向热交换器100供给了制冷剂时，该制冷剂从第2集管20向各导热管30分流，在第1集管10中合流，经由第1接头13从热交换器100排出。

也可以通过流路相互连接的多个热交换器100来构成上述室外热交换器4、室内热交换器6。在该情况下，第1接头13以及第2接头23的任一方也可以用于热交换器100彼此的流路的连接。

第1集管10、第2集管20、各导热管30以及各翅部40由金属材料形成。作为该金属材料，例如能够使用铝或者铝合金。第1集管10、第2集管20、各导热管30以及各翅部40例如通过钎焊来接合。

图3是沿着图2中的III-III线的热交换器100的概略的截面图。具体地说，图3中示出了沿着图2中的III-III线的热交换器100的截面中的4个导热管30的区域，图中的最下方的导热管30由虚线表示。

如图3所示那样，定义导热管30的宽度方向WD、导热管30的厚度方向TD。导热管30在图2所示的第2排列方向D2上为长条，并且具有厚度方向TD上的厚度与宽度方向WD上的宽度相比足够小的扁平形状。

在本实施方式中，厚度方向TD与第1排列方向D1一致。此外，在热交换器100作为室外热交换器4而组装于室外机的状态、或者热交换器100作为室内热交换器6而组装于室内机的状态下，第1排列方向D1与重力方向GD平行。

热交换器100暴露在送风方向SD的气流中。该气流为，在热交换器100被利用为室外热交换器4的情况下由室外风扇8生成，在热交换器100被利用为室内热交换器6的情况下由室内风扇9生成。

在本实施方式中，送风方向SD与宽度方向WD一致。在图3中，对于比热交换器100靠送风方向SD的上游侧(一次侧)赋予USM的符号，对于下游侧(二次侧)赋予DSM的符号。

导热管30在宽度方向WD上具有第1端部31以及第2端部32。第1端部31是导热管30中位于最下游侧DSM的部分。第2端部32是导热管30中位于最上游侧USM的部分。

导热管30具有与图2所示的第1集管10内的流路以及第2集管20内的流路连通的多个制冷剂流路33。这些制冷剂流路33在第1端部31与第2端部32之间沿着宽度方向WD排列。

翅部40具有分别配置于在第1排列方向D1上相邻的导热管30之间的多个翅片41、以及将这些翅片41连接的连接部42(连通部)。在本实施方式中，连接部42位于比各导热管30靠下游侧DSM的位置。即，连接部42与各翅片41的下游侧DSM的端部连接。连接部42形成为遍及第1排列方向D1上的翅部40的两端之间连通。在本实施方式中，各翅片41以及在第1排列方向D1上连通而成的连接部42一体地形成。

在相邻的导热管30之间配置的翅片41与这些导热管30的双方接触。在相邻的翅片之间形成有狭缝43。狭缝43在翅部40的上游侧USM的端边开口。导热管30插入于狭缝43。

狭缝43具有位于上游侧USM的扩宽部43a。扩宽部43a在第1排列方向D1上的宽度随着接近下游侧DSM而减小。通过设置扩宽部43a，由此在热交换器100的制造时，能够将导热管30相对于狭缝43顺畅地插入。狭缝43的下游侧DSM的端部附近的部分43b，具有与导热管30的第1端部31附近的部分(后述的第1曲面36)嵌合的形状。

图4是将图3所示的导热管30放大的截面图。在导热管30的内部设置有多个隔壁33a。通过隔壁33a将导热管30的内部空间分隔为多个制冷剂流路33。

导热管30具有上表面34和下表面35。上表面34以及下表面35是相互平行的平面。此外，上表面34以及下表面35与宽度方向WD平行，并且与厚度方向TD正交。

上表面34在宽度方向WD上具有宽度Wa。下表面35在宽度方向WD上具有宽度Wb。在本实施方式中，宽度Wb大于宽度Wa(Wa＜Wb)。上表面34在厚度方向TD上整体地与下表面35重叠。

导热管30进一步具有将上表面34与下表面35连接的第1曲面36以及第2曲面37。第1曲面36也能够称为导热管30的下游侧DSM的侧面。第2曲面37也能够称为导热管30的上游侧USM的侧面。

第1曲面36在宽度方向WD上位于上表面34与第1端部31之间。第2曲面37在宽度方向WD上位于上表面34及下表面35与第2端部32之间。

第1曲面36在宽度方向WD上具有宽度W1(第1宽度)。第2曲面37在宽度方向WD上具有宽度W2(第2宽度)。在本实施方式中，宽度W1大于宽度W2(W1＞W2)。作为一个例子，宽度W1为宽度W2的1.5倍以上，优选为2倍以上。

第1曲面36在厚度方向TD上整体地与下表面35重叠。另一方面，第2曲面37在厚度方向TD上与上表面34以及下表面35均不重叠。在图4的例子中，在第1曲面36与下表面35之间未配置有隔壁33a。作为其他例子，也可以在第1曲面36与下表面35之间配置隔壁33a。

第1曲面36具有如下形状：厚度方向TD上的与下表面35之间的距离随着接近第1端部31而变小。在本实施方式中，第1曲面36由曲率不同的多个部分构成。在图4的例子中，第1曲面36包括具有曲率半径R1a的第1部分36a、具有曲率半径R1b的第2部分36b以及具有曲率半径R1c的第3部分36c。

第1部分36a将上表面34与第2部分36b相连。第2部分36b将第1部分36a与第3部分36c相连。第3部分36c将第2部分36b与下表面35相连。第3部分36c中最向下游侧DSM突出的点相当于导热管30的第1端部31。即，第1曲面36包括第1端部31。

第1部分36a的曲率中心O1a位于比第1部分36a靠下方(下表面35侧)的位置。第2部分36b的曲率中心O1b位于比第2部分36b靠上方的位置。即，第1部分36a为朝向导热管30外侧的凸状。此外，第2部分36b为朝向导热管30内侧的凹状。将曲率中心O1a、O1b相连的线段与第1曲面36交叉。第1曲面36中由第1部分36a和第2部分36b构成的区域以截面形状成为S字状的方式弯曲。曲率半径R1a、R1b例如相同，但也可以相互不同。

第3部分36c的曲率半径R1c优选为，与曲率半径R1a、R1b相比足够小。在图4的例子中，在第3部分36c附近，导热管30的内表面38彼此接触。由此，能够使第3部分36c的曲率半径R1c最大限度地小。

在图4的例子中，第2曲面37为具有恒定曲率的半圆状。第2曲面37的曲率半径R2例如与曲率半径R1a相等。即，第3部分36c的曲率半径R1c与曲率半径R2相比足够小(R1c＜R2)。第2曲面37中最向上游侧USM突出的点相当于第2端部32。即，第2曲面37包括第2端部32。

当从其他观点说明具有以上那样的上表面34、下表面35、第1曲面36以及第2曲面37的导热管30时，导热管30具有：具有恒定的厚度T的平坦部30A；从平坦部30A向下游侧DSM突出的第1凸部30B；以及从平坦部30A向上游侧USM突出的第2凸部30C。

平坦部30A是其外表面由上表面34和下表面35的一部分构成的部分，具有与上表面34相同的宽度Wa。第1凸部30B是其外表面由第1曲面36和下表面35的一部分构成的部分，具有与第1曲面36相同的宽度W1。第2凸部30C是其外表面由第2曲面37构成的部分，具有与第2曲面37相同的宽度W2。

第1凸部30B的厚度随着接近第1端部31而减小。第2凸部30C的厚度随着接近第2端部32而减小。第1凸部30B与第2凸部30C相比，具有更尖的形状。

与导热管30的厚度方向TD上的中心C相比，第1凸部30B的前端即第1端部31位于下表面35侧。另一方面，第2凸部30C的前端即第2端部32的位置与中心C一致。

接着，对本实施方式所起到的效果的一个例子进行说明。

图5是本实施方式和比较例的导热管30X的概略的截面图。图6是用于说明本实施方式的导热管30的效果的概略的截面图。

图5所示的导热管30X具有下游侧DSM的第1端部31X、上游侧USM的第2端部32X、上表面34X、下表面35X、包含第1端部31X的第1曲面36X、以及包含第2端部32X的第2曲面37X。第2曲面37X的形状与图4所示的导热管30的第2曲面37的形状相同。此外，第1曲面37X也具有与第2曲面37X相同的形状。

在具备该导热管30X的热交换器作为蒸发器起作用的情况下，由于结露等而产生的液滴200有时会附着于导热管30X的上表面34X。液滴200通过沿着送风方向SD流动的气流而流向下游侧DSM。

当第1曲面36X为图示那样的形状时，在第1端部31X周围气流的流速降低。此外，液滴200沿着第1曲面36X流入下方，而难以从第1端部31X分离。因此，液滴200长时间停留在导热管30X的表面，成为结霜的原因。若产生了结霜，则热交换效率会降低。

另一方面，图6所示的本实施方式的导热管30为，在第1端部31附近具有下表面35以及位于厚度方向TD的上方的第1曲面36。并且，第1曲面36与下表面35之间的距离随着接近第1端部31而减小。如果是这种形状，则平坦的下表面35达到第1端部31的附近，并且第1端部31为尖状，因此流到第1端部31的液滴200不流入导热管30的下方，而容易被气流吹飞。

如使用图4说明的那样，第1曲面36具有第1部分36a以及第2部分36b。液滴200首先由于第1部分36a而顺畅地向下方流动，然后由于第2部分36b而朝向第1端部31以沿着送风方向SD的方式流动。如果在第1端部31附近液滴200沿着送风方向SD流动，则液滴200由于尖状的第1端部31而容易从导热管30的表面剥离。

在本实施方式中，翅部40具有将各翅片41连接的连接部42。附着于翅部40的液滴沿着连接部42向下方流落。特别是，在本实施方式中，连接部42设置在第1端部31侧(下游侧DSM)。在该情况下，附着于导热管30的表面中的第1端部31附近的液滴容易沿着连接部42流动。

如此，如果是本实施方式的导热管30的形状，则能够提高附着于上表面34的液滴的排水性。由此，能够抑制热交换效率降低，且能够提高热交换器100的性能。此外，还能够提高作为室外热交换器4以及室内热交换器6的至少一方而具备热交换器100的制冷循环装置1的性能。

以下，公开能够应用于热交换器100的其他实施方式。在各实施方式中未特别提及的构成与第1实施方式相同。此外，在各实施方式中公开的构成能够适当地组合。

[第2实施方式]

图7是第2实施方式的热交换器100的概略的截面图。在本实施方式中，热交换器100相对于送风方向SD倾斜，以使气流吹到导热管30的下表面35。

由此，宽度方向WD与送风方向SD不平行。此外，第1排列方向D1与重力方向GD、进而厚度方向TD与重力方向GD也不平行。第1端部31位于比第2端部32靠重力方向GD的下方的位置。

如此，即使在使热交换器100相对于送风方向SD倾斜的情况下，只要导热管30具有图4所示的形状，则能够将附着于导热管30的表面的液滴良好地排水。

[第3实施方式]

图8是第3实施方式的热交换器100的概略的截面图。在本实施方式中，导热管30相对于送风方向SD倾斜，以使气流吹到导热管30的下表面35。由此，与第2实施方式同样，第1端部31位于比第2端部32靠重力方向GD的下方的位置。

如此，在使热交换器100相对于送风方向SD倾斜的情况下，附着于导热管30的液滴容易朝向第1端部31流动。由此，能够将附着于导热管30的表面的液滴更良好地排水。

[第4实施方式]

图9是第4实施方式的热交换器100的概略的截面图。在本实施方式中，翅部40的连接部42设置于各导热管30的上游侧USM。即，连接部42与各翅片41的上游侧USM的端部连接。

狭缝43在翅部40的下游侧DSM的端边开口。在图9的例子中，各导热管30的第1端部31比各翅片41向下游侧DSM突出，但不限定于该例子。

即使在如本实施方式那样在各导热管30的上游侧USM设置了连接部42的情况下，只要导热管30具有图4所示的形状，则能够将附着于导热管30的表面的液滴良好地排水。此外，附着于翅部40的液滴沿着连接部42向下方流动，因此热交换器100的排水性提高。

[第5实施方式]

图10是第5实施方式的热交换器100的概略的截面图。在本实施方式中，翅部40具有第1连接部42a以及第2连接部42b。

第1连接部42a设置于各导热管30的下游侧DSM。即，第1连接部42a与各翅片41的下游侧DSM的端部连接。第1连接部42a遍及形成在第1排列方向D1上的翅部40的两端之间。

第2连接部42b设置于各导热管30的上游侧USM。即，第2连接部42b与各翅片41的上游侧USM的端部连接。第2连接部42b遍及形成在第1排列方向D1上的翅部40的两端之间。

在图10的例子中，第1连接部42a的宽度大于第2连接部42b的宽度。狭缝43具有与导热管30的外形相同的形状。导热管30嵌入狭缝43。

即使在如本实施方式那样设置了第1连接部42a以及第2连接部42b的情况下，只要导热管30具有图4所示的形状，则能够将附着于导热管30的表面的液滴良好地排水。此外，在各导热管30的下游侧DSM，液滴沿着第1连接部42a流向下方，在各导热管30的上游侧USM，液滴沿着第2连接部42b流向下方，因此热交换器100的排水性提高。

在送风时，附着于导热管30的液滴朝向下游侧DSM流动。因此，如图10的例子那样，液滴沿着第1连接部42a被良好地排水。

此外，在翅部40设置第1连接部42a以及第2连接部42b的情况下，翅部40以及热交换器100能够大型化。关于这一点，在图10的例子中，由于第2连接部42b的宽度较小，因此能够抑制翅部40以及热交换器100的大型化。

[第6实施方式]

图11是第6实施方式的导热管30的概略的截面图。该导热管30与图4的例子的不同点在于第1曲面36的形状。

即，在图11的例子中，第1曲面36在上表面34与第1端部31之间以恒定的曲率弯曲。此外，第1曲面36与图4的例子同样在厚度方向TD上位于下表面35的上方。此外，第1曲面36(第1凸部30B)的宽度W1大于第2曲面37(第2凸部30C)的宽度W2。

即使在导热管30具有本实施方式那样的形状的情况下，也能够与第1实施方式同样地提高附着于上表面34的液滴的排水性。

此外，本实施方式的导热管30能够应用于上述各实施方式的热交换器100的任一个。导热管30的形状不限定于图4以及图11所示。例如，第1曲面36(第1凸部30B)的形状能够变形为其他各种方式。

在图4以及图11所示的导热管30中，在下表面35与第1端部31之间设置有与第1曲面36同样的曲面。此外，在上表面34与第2端部32之间、下表面35与第2端部32之间也可以设置有与第1曲面36同样的曲面。

在各实施方式中，公开了具备板状的翅部40的热交换器100。各实施方式中的导热管30例如也能够应用于具备波型的波纹翅部的热交换器等其他种类的热交换器。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于权利要求所记载的发明及其等同的范围。

Claims (6)

1.一种热交换器，具备：

扁平的导热管，具有宽度方向上的第1端部以及第2端部、以及在上述第1端部及上述第2端部之间沿着上述宽度方向排列的多个制冷剂流路；以及

翅部，与上述导热管接触，

上述导热管包括：

与上述宽度方向平行的上表面；

与上述上表面平行的下表面；以及

第1曲面，在上述宽度方向上位于上述上表面与上述第1端部之间，在与上述上表面以及上述下表面正交的厚度方向上位于上述下表面的上方，

上述第1曲面与上述下表面之间的距离随着接近上述第1端部而减小。

2.如权利要求1所述的热交换器，其中，

上述导热管还具有第2曲面，该第2曲面包括上述第2端部并且将上述上表面以及上述下表面进行连接，

上述第1曲面在上述宽度方向上具有第1宽度，

上述第2曲面在上述宽度方向上具有第2宽度，

上述第1宽度大于上述第2宽度。

3.如权利要求1所述的热交换器，其中，

上述第1端部位于比上述第2端部靠重力方向的下方的位置。

4.如权利要求1所述的热交换器，其中，

具备隔开间隔而平行地排列的多个上述导热管，

上述翅部具有：

分别位于相邻的上述导热管之间的多个翅片；以及

在上述多个翅片的上述宽度方向上的端部在上述导热管的排列方向上连通而构成的连通部。

5.一种热交换器，具备：

扁平的导热管，具有宽度方向上的第1端部以及第2端部、以及在上述第1端部及上述第2端部之间沿着上述宽度方向排列的多个制冷剂流路；以及

翅部，与上述导热管接触，

上述导热管包括：

平坦部，具有恒定的厚度；

第1凸部，位于上述平坦部与上述第1端部之间，并且在上述宽度方向上具有第1宽度，随着接近上述第1端部而厚度减小；以及

第2凸部，位于上述平坦部与上述第2端部之间，并且在上述宽度方向上具有第2宽度，随着接近上述第2端部而厚度减小，

上述第1宽度大于第2宽度。

6.一种制冷循环装置，具备：

权利要求1至5中任一项所述的热交换器；以及

产生从上述热交换器通过的气流的风扇，

上述第1端部位于比上述第2端部靠上述气流的下游侧的位置。

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