CN116157644A - 热交换器以及具备热交换器的空调装置 - Google Patents

热交换器以及具备热交换器的空调装置 Download PDF

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CN116157644A CN202080103603.8A CN202080103603A CN116157644A CN 116157644 A CN116157644 A CN 116157644A CN 202080103603 A CN202080103603 A CN 202080103603A CN 116157644 A CN116157644 A CN 116157644A
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岸田七海
尾中洋次
松本崇
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Abstract

能够提供热交换器以及具备热交换器的空调装置，即使是插入有传热管的热交换器，也能够降低制冷剂的压力损失且热交换性能优异。热交换器(100)具备：在第一方向上相互隔开间隔地设置的多个传热管(2)；具有供多个传热管(2)的各个传热管(2)的前端从与第一方向正交的第二方向插入的插入孔(11a)的集管(1)；以及安装于传热管(2)的翅片(3)。并且，集管(1)具备隔板(13)，该隔板(13)将集管内部分隔为设置有插入孔(11a)的一侧的第一空间(15)和连接有制冷剂配管(4)的第二空间(16)。在隔板(14)上设置有从第二方向观察包围传热管(2)的前端的外周的开口部(14a)。另外，空调装置(200)具备热交换器(100)作为冷凝器或蒸发器。

Description

热交换器以及具备热交换器的空调装置
技术领域
本公开涉及具备集合或分配制冷剂的集管的热交换器、以及具备热交换器的空调装置。
背景技术
在具有连接有多个传热管的集管的热交换器中，已知有如下的热交换器，该热交换器构成为利用隔板将集管内部分割为插入有多个传热管的第一空间和未插入有多个传热管的第二空间。在隔板上形成有将第一空间和第二空间连通的连通孔(例如参照专利文献1)。
另外，在专利文献1中，为了解决因隔板的连通孔的通路阻力而产生的问题，连通孔相对于制冷剂流动方向倾斜，在制冷剂的流动方向的下游侧缘部形成有对制冷剂的流动进行引导的引导件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-57036号公报
发明内容
发明要解决的课题
在以往的热交换器中，为了将传热管与集管连接并通过钎焊固定，需要使传热管向集管的内部突出。若使传热管向集管的内部突出，则由突出部形成凹凸，由此，在集管中流动的制冷剂的压力损失有可能增大。另外，在专利文献1中，从传热管流入集管内部的制冷剂与隔板碰撞，有可能产生压力损失。
本公开是为了解决上述那样的课题而作出的，其目的在于提供一种热交换器以及具备该热交换器的空调装置，即使是传热管被插入到集管内部的热交换器以及具备该热交换器的空调装置，也能够降低集管内部的制冷剂的压力损失且热交换性能优异。
用于解决课题的方案
本公开涉及的热交换器具备：多个传热管，所述多个传热管在第一方向上相互隔开间隔地设置；集管，所述集管具有供多个传热管的各个传热管的前端从与第一方向正交的第二方向插入的插入孔；以及翅片，所述翅片安装于传热管，其中，集管具备隔板，所述隔板将集管内部分隔为设置有插入孔的一侧的第一空间和连接有制冷剂配管的第二空间，在隔板上设置有从第二方向观察包围传热管的前端的外周的开口部。
另外，本公开涉及的空调装置具备用配管连接压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及四通阀并供制冷剂流动的制冷剂回路，该空调装置具备上述热交换器作为冷凝器或蒸发器。
发明的效果
根据本公开，能够提供一种热交换器以及具备该热交换器的空调装置，所述热交换器通过具备隔板，能够降低制冷剂的压力损失且热交换性能优异，所述隔板将集管内部分隔为设置有插入孔的一侧的第一空间和连接有制冷剂配管的第二空间，并且设置有从第二方向观察包围传热管的前端的外周的开口部。
附图说明
图1是实施方式1的热交换器的概略结构图。
图2是部分地表示实施方式1的集合集管的结构的立体图。
图3是从第二方向观察实施方式1的集合集管时的剖视图。
图4是表示实施方式1的隔板的开口部的宽度的图。
图5是表示实施方式1的隔板的开口部的宽度与压力损失之间的关系的图。
图6是实施方式1的热交换器的从图1的剖切线A-A观察的剖视图。
图7是实施方式1的热交换器的图6的局部放大图。
图8是实施方式1的热交换器的图6的局部放大图。
图9是实施方式1的热交换器的图6的局部放大图。
图10是将实施方式1的热交换器用与第一方向平行的面剖开而得到的剖视图。
图11是表示实施方式1的集合集管内部的制冷剂的流动的示意图。
图12是表示实施方式1的集合集管内部的制冷剂的流动的示意图。
图13是表示实施方式1的集合集管内部的制冷剂的流量和压力损失的变化的图。
图14是表示实施方式1的分配集管的制冷剂的流动的示意图。
图15是将实施方式2的热交换器用与第一方向平行的面剖开而得到的剖视图。
图16是实施方式2的隔板的立体图。
图17是将实施方式3的热交换器用与第一方向平行的面剖开而得到的剖视图。
图18是实施方式3的隔板的立体图。
图19是将实施方式4的热交换器用与第一方向平行的面剖开而得到的剖视图。
图20是实施方式4的隔板的立体图。
图21是表示实施方式5的空调装置的制冷剂回路图。
具体实施方式
首先，参照附图对本公开的实施方式进行说明。在各图中，标注相同的附图标记的部分是相同或与其相当的部分，这在说明书的全文中是共通的。需要说明的是，说明书全文所示的构成要素的形态仅仅是例示，并不限定于这些记载。
另外，在说明书全文中，将相互正交的方向设为第一方向、第二方向、第三方向。而且，作为其一例，对将第一方向设为水平方向、将第二方向设为铅垂方向、将第三方向设为集管的宽度方向的情况进行说明，但并不限定于制冷剂的流动的方向等。需要说明的是，在附图中、X方向对应于第一方向，Y方向对应于第二方向，Z方向对应于第三方向。
另外，在以下的说明中，为了容易理解而适当使用表示方向的用语，例如“上”、“下”、“右”、“左”等，但这是用于说明，这些用语并不限定本公开。需要说明的是，在侧视热交换器100的状态下，使用“上”、“下”、“右”、“左”等。
实施方式1.
图1是作为本公开的实施方式1的热交换器100的概略结构图。
如图1所示，实施方式1的热交换器100具备集管1(1a、1b)、多个传热管2、翅片3以及制冷剂配管4(4a、4b)。
集管1(1a、1b)是筒状的形状，由集管上板11、集管主体部12、侧面盖13以及隔板14(未图示)构成，以集管1(1a、1b)的长边方向为水平方向的方式配置。在图1中，配置成集管1(1a、1b)的长边方向与从纸面跟前方向朝向里侧流动的空气的流动正交。另外，在图1中，集管1(1a、1b)的铅垂方向的剖视图示出D字形状的例子，但也可以是矩形形状或圆形形状。
另外，在集管1(1a、1b)上连接有制冷剂配管4(4a、4b)和多个传热管2，制冷剂在内部流动。将连接有制冷剂流入管4a且将从制冷剂流入管4a流入的制冷剂向多个传热管2的各个传热管2分配的集管1称为分配集管1a。另外，将连接有制冷剂流出管4b并以能够将从多个传热管2流出的制冷剂经由制冷剂流出管4b向热交换器100的外部排出的方式使制冷剂集合的集管1称为集合集管1b。需要说明的是，与集管1(1a、1b)的结构相关的详细说明在后面叙述。
多个传热管2在第一方向(X方向)上相互隔开间隔地配置。传热管2的两端部的一方与分配集管1a连接，另一方与集合集管1b连接。传热管2分别是内部为空腔的金属制的管，例如使用截面为扁平形状的扁平管等。由于是金属制，因此，导热系数好，在传热管2的内部流动的制冷剂与传热管2的外部的空气的热交换容易。通过在传热管2的内部流动的制冷剂与传热管2的外部的空气进行热交换，能够对制冷剂进行冷却而使其气化，或者对制冷剂进行加热而使其液化。
需要说明的是，在图1中，作为传热管的一例，示出扁平管的例子，但传热管2的形状并不限定于此，另外，空气也可以是其他流体。
翅片3例如是波形形状的金属板，被插入到多个传热管2之间并与相邻的传热管2的表面接合，从而安装于传热管2。由于翅片3由金属等传导热的材质构成，因此，能够从被接合的传热管2引导热，与在间隙中流动的空气等进行热交换。另外，通过形成为波形形状，与空气等进行热交换的流体接触的表面积大，能够高效地进行热交换。
制冷剂配管4(4a、4b)分别与作为集管1(1a、1b)的侧面的侧面盖13连接。如上所述，与分配集管1a连接的制冷剂配管4是制冷剂流入管4a，与集合集管1b连接的制冷剂配管4是制冷剂流出管4b。
制冷剂流入管4a使制冷剂从热交换器100的外部向分配集管1a流入，制冷剂流出管4b使集中在集合集管1b中的制冷剂向热交换器100的外部流出。如图1所示，制冷剂流入管4a以及制冷剂流出管4b例如与互不相同的一侧面连接。
在热交换器100中流动的制冷剂如图1的实线箭头所示，从制冷剂流入管4a流入到分配集管1a，通过分配集管1a被分配到多个传热管2的各个传热管2。被分配后的制冷剂在传热管2中流通，通过集合集管1b集中，从制冷剂流出管4b排出。
在流入的制冷剂为气体制冷剂和液体制冷剂混合存在的气液二相状态，使其通过传热管2而使气液二相制冷剂蒸发的情况下，热交换器100被称为蒸发器。另外，在流入的制冷剂为气体，使其通过传热管2而使制冷剂冷凝的情况下，热交换器100被称为冷凝器。需要说明的是，在将热交换器100作为冷凝器使用的情况下，制冷剂的流动方向为与图1的实线箭头相反的方向。
接着，对本实施方式的热交换器100的集管1的详细结构进行说明。以下，在说明中以集合集管1b为例进行说明，但本公开并不限定于集合集管1b，也可以是分配集管1a。
图2是部分地表示实施方式1的集管的结构的立体图。图3是从第二方向观察实施方式1的集管时的剖视图，表示传热管2与隔板14的开口部14a之间的位置关系。图4是表示实施方式1的隔板的开口部的宽度的图。图5是表示实施方式1的隔板14的开口部14a的宽度与压力损失之间的关系的图。
如图2所示，在集合集管1b的集管上板11设置有插入孔11a，该插入孔11a在第一方向(X方向)上相互隔开间隔地设置，供多个传热管2的各个传热管的前端从第二方向(Y方向)插入。传热管2从集管上板11朝向集管主体部12被插入到插入孔11a中，通过钎焊等将集管上板11和插入孔11a之间以无间隙地密闭的方式固定。即，传热管2的铅垂方向(第二方向)为长边方向。
隔板14是铝等金属制的平板，通过钎焊等固定于集合集管1b的集管主体部12、侧面盖13。需要说明的是，隔板14也可以不一定将整个周围固定于集管主体部12的内壁，也可以使在集合集管内部流动的制冷剂在隔板14与集管主体部12的内壁之间通过。另外，隔板14也可以与集合集管1b一体形成。另外，如图2所示，在隔板14上设置有供多个传热管2分别插入的多个开口部14a。
图3是从第二方向(Y方向)下侧观察集合集管1b的内部的图，是表示传热管2与隔板14的开口部14a之间的位置关系的示意图。在隔板14上设置有包围传热管2的前端的外周的开口部14a、即具有在从第二方向观察时传热管2能够插入的开口的开口部14a。
另外，如图3所示，设置于隔板14的开口部14a是从第二方向(Y方向)观察在该开口部14a与传热管2的前端的外周之间具有间隙的形状。即，在从第二方向(Y方向)观察集合集管1b的内部时，开口部14a是从传热管2的前端的外周隔开间隔地包围传热管2的形状。开口部14a的形状只要是从第二方向(Y方向)观察在该开口部14a与传热管2的前端的外周之间具有间隙的形状即可，并不限定于与传热管2相同的形状。
图4与图3同样地，是从第二方向(Y方向)下侧观察集合集管1b的内部的图。在此，如图4所示，将开口部14a在第一方向(X方向)上的宽度定义为K，将多个传热管2中的相邻的传热管2彼此的距离定义为W。
图5是表示开口部14a的宽度K与压力损失之间的关系的图。纵轴为集合集管内部的压力损失，横轴为开口部14a在第一方向(X方向)上的宽度K。由图5可知，压力损失根据开口部14a的宽度K而变化。在某个宽度K，压力损失示出最小值，当宽度K比该宽度小或大时，压力损失增大。设置于隔板14的开口部14a具有比传热管2的前端的截面积大的开口面积，但如图5所示，若该开口部14a的宽度K过大，则存在压力损失增大的倾向。因此，在本实施方式1中，设置于隔板14的开口部14a满足K<W的关系。即，开口部14a在第一方向(X方向)上的宽度K比多个传热管2中的相邻的传热管2彼此的距离W小。
需要说明的是，压力损失示出最小值时的宽度K为传热管2的宽度的约2倍左右。即，如图4所示，在传热管2以及开口部的形状为扁平形状的情况下，通过使开口部14a的宽度K相对于传热管2的宽度为2倍左右，能够使压力损失为最小值。因此，设置于隔板14的开口部14a在第一方向(X方向)上的宽度K最优选为传热管2的宽度的2倍的大小。
接着，对集合集管内部的隔板14的设置位置进行说明。
图6是实施方式1的热交换器100的从图1的剖切线A-A观察的剖视图。图7、图8以及图9是实施方式1的热交换器100的图6的局部放大图。图7是传热管2的前端位于第一空间15的情况下的集管的放大图。图8是传热管2的前端位于第二空间16的情况下的集管的放大图。图9是传热管2的前端位于与隔板14相同的高度的情况下的集管的放大图。
如图6所示，集合集管1b通过隔板14被分隔为集管上板11侧且设置有传热管2的插入孔11a的第一空间15和连接有制冷剂流出管4b(未图示)的第二空间16。第一空间15和第二空间16是不同的空间，以第一空间15和第二空间16在上下方向上排列的方式设置隔板14。另外，如图6所示，优选以第二空间16比第一空间15大的方式设置隔板14。需要说明的是，第一空间15以及第二空间16分别是在图6的纸面进深方向、即集合集管1b的长边方向上连通的制冷剂流路。
由于在隔板14上设置有从第二方向(Y方向)观察包围传热管2的前端的外周的开口部14a，因此，隔板14设置成传热管2的前端位于第一空间15、或位于与隔板14相同的位置、或位于第二空间16。在此，在图6、图7、图8以及图9的第二方向(Y方向)上，将插入孔11a与传热管2的前端之间的距离定义为“插入长度D”，将插入孔11a与隔板14之间的距离定义为“第一空间高度H”，将隔板14与传热管2的前端之间的距离定义为“间隙距离L”，将隔板14的厚度定义为“t”。
如图7、图8以及图9所示，本公开的实施方式1的隔板14设置成，间隙距离L比插入长度D小，并且比第一空间高度H小。即，隔板14以满足L<D且L<H的关系的方式设置。在该情况下，传热管2的前端位于第一空间15或第二空间16。
另外，如图7所示，在以传热管2的前端位于第一空间15的方式设置隔板14的情况下，更优选以间隙距离L比第一空间高度H的一半的距离小的方式设置隔板14。即，更优选以满足L<D/2的方式设置隔板14。
另外，如图8所示，在以传热管2的前端位于第二空间16的方式设置隔板14的情况下，更优选以间隙距离L比第二空间高度H的一半的距离小的方式设置隔板14。即，更优选以满足L<H/2的方式设置隔板14。
需要说明的是，关于隔板14的设置位置，当对以传热管2的前端位于第一空间15的方式设置隔板14的情况(图7)和以传热管2的前端位于第二空间16的方式设置隔板14的情况(图8)进行比较时，优选以传热管2的前端位于第二空间16的方式设置隔板14的情况(图8)。即，优选以传热管2的前端位于第二空间16的方式设置隔板14。
并且，如图9所示，更优选以间隙距离L为隔板14的厚度t以下的方式设置隔板14。即，最优选以满足L≤t的方式设置隔板14。
接着，对集合集管内部的制冷剂的流动以及压力损失进行说明。
图10是将实施方式1的热交换器100用与第一方向(X方向)平行的面剖开而得到的剖视图。图11以及图12是表示实施方式1的集合集管内部的制冷剂的流动的图。图11是表示未设置隔板14的情况下的制冷剂的流动的图，图12是表示设置有隔板14的情况下的制冷剂的流动的图。在图10、图11以及图12中，实线箭头示意性地表示制冷剂的流动。
如图10所示，在传热管2内流通来的制冷剂通过设置于隔板14的开口部14a向第二空间16流入。此时，由于开口部14a的开口面积比传热管2的前端的截面积大，因此，从传热管2流出的制冷剂不与隔板14碰撞地向第二空间16流入。从传热管2流出的制冷剂在第二空间16汇合，从设置于第二空间16的侧面的制冷剂流出管4b向热交换器100的外部排出。
如图11所示，为了将传热管2固定于集管上板11，需要将传热管2以一定的长度插入到集合集管1b中。但是，若将传热管2插入至传热管2的固定所需的长度，则由于插入的传热管2而在集合集管1b的内部形成凹凸。以下，有时也称为凹凸部进行说明。传热管2的前端成为凸部，集合集管1b中的未插入有传热管2的部分成为凹部。由于集合集管内部的制冷剂朝向制冷剂流出管流动，因此，因传热管2的凹凸而产生制冷剂流路的扩大以及收缩。由于制冷剂流路扩大以及收缩，制冷剂受到压力损失。另外，在插入有多个传热管2的情况下，制冷剂流路的扩大以及收缩反复产生，在集合集管1b内部流动的制冷剂的压力损失进一步增大。
另外，在集管内部，还存在因集管内部的内壁面与制冷剂的摩擦而产生的压力损失、在制冷剂从传热管2向集合集管1b流入时在集合集管1b中流动的制冷剂与从传热管2流入的制冷剂汇合时产生的压力损失，但特别是由传热管2的凹凸部引起的压力损失对热交换器100的性能降低造成的影响大。
如图12所示，在集合集管1b的内部设置有具有从第二方向(Y方向)观察包围传热管2的前端的外周的开口部14a的隔板14的情况下，从传热管2的前端流出的制冷剂不与隔板14碰撞地通过开口部14a流入集合集管1b。流入到集合集管1b的制冷剂主要在第二空间16中朝向制冷剂流出管4b流动。即，制冷剂以隔板14与集合集管主体部之间的空间即第二空间16为主流路。另外，由于设置于隔板14的开口部14a比传热管2的前端的截面积大，因此，在集合集管1b的内部流动的制冷剂的一部分在第一空间15中流动。
在如图12那样设置有隔板14的情况下，传热管2的前端成为凸部，隔板14中的与第二空间16相向的面成为凹部。即，因传热管2的插入而产生的凹凸部与未设置隔板14的情况相比变小。通过减小凹凸部，制冷剂流路的扩大以及收缩也被减轻，能够降低在集合集管内部流动的制冷剂的压力损失。另外，在集合集管内部，制冷剂主要在第二空间中流动，因此，即使在以传热管的前端位于第一空间15的方式设置隔板14的情况下，也能够降低因传热管的插入而产生的凹凸部对制冷剂的压力损失造成的影响。
另外，从传热管2的前端流出的制冷剂不与隔板14碰撞地向第二空间16流入，因此，也能够降低因制冷剂与隔板14碰撞而引起的压力损失。由此，能够降低在集合集管内部流动的制冷剂的压力损失。
接着，对本实施方式的热交换器100的效果进行说明。
本实施方式1的热交换器100通过将具备从第二方向(Y方向)观察包围传热管2的前端的外周的开口部14a的隔板14配置成将集管内部分隔为设置有传热管2的插入孔11a的一侧的第一空间15和连接有制冷剂配管4的第二空间16，由此，因传热管2向集合集管1b的插入而产生的凹凸部变小，因此，能够减轻集合集管内部的制冷剂流路的扩大以及收缩。因此，通过设置隔板14，能够减轻制冷剂流路的扩大以及收缩，因此，在集合集管内部制冷剂流路的截面积的变化变小，能够降低在内部流动的制冷剂受到的压力损失。
另外，通过设置隔板14，从被插入到集管内部的传热管2的前端流出的制冷剂能够不与隔板14碰撞地流入作为主流路的第二空间16。在现有例中，由于连通孔倾斜，因此，是具有传热管2与连通孔不重叠的部分的结构，从传热管2的前端流出的制冷剂与隔板14碰撞，有可能产生压力损失，但如本实施方式1的热交换器100那样，通过在集合集管1b的内部设置上述结构的隔板14，能够抑制从传热管2的前端流出的制冷剂与隔板14碰撞而产生的压力损失。由此，能够提供热交换性能优异的热交换器100。
另外，由于开口部14a是在从第二方向观察时在该开口部14a与传热管2的前端的外周之间具有间隙的形状，因此，从传热管2的前端流出的制冷剂更容易避免与隔板14的碰撞，能够降低压力损失。需要说明的是，在以传热管2的前端位于第二空间16的方式设置隔板14的情况下，制冷剂能够在开口部14a处在该开口部14a与传热管2的外周之间形成的间隙中流通，不需要另外设置连通孔，也能够降低成本。
另外，开口部14a采用开口部14a的宽度K比相邻的传热管2的距离W小的结构。开口部14a的开口面积比传热管2的前端的截面积大，但若开口面积过大，则在第二空间16中流动的制冷剂的大部分经由开口部14a向第一空间流入。即，若开口部14a的开口面积过大，则接近未设置隔板14的情况下的凹凸，因此，有可能产生制冷剂流路的扩大以及收缩，增大压力损失。因此，通过采用开口部14a满足K<W的关系的结构，能够进一步降低集合集管1b内部的压力损失。
另外，通过以满足L<D且L<H的关系的方式设置隔板14，因传热管2的插入而产生的凹凸进一步变小，制冷剂流路的扩大以及收缩也进一步减轻。即，通过使被插入到集管的多个传热管2的前端与隔板14在第二方向(Y方向)上的距离L比多个传热管2的前端与插入孔在第二方向(Y方向)上的距离D小，并且比隔板与插入孔在第二方向(Y方向)上的距离H小，集合集管1b内部的制冷剂的流路截面积的变化变小，能够进一步降低在集合集管内部流动的制冷剂受到的压力损失。
另外，在传热管2的前端位于第一空间15的情况下，通过以满足L<D/2的关系的方式设置隔板14，传热管2的前端与第二空间16之间的距离变近，制冷剂容易向第二空间16流入，因此，能够降低压力损失。即，通过使被插入到集管的多个传热管2的前端与隔板14在第二方向(Y方向)上的距离L比插入长度D的一半的距离小，传热管2的前端与隔板14的开口部14a之间的距离变近，制冷剂容易从传热管2向第二空间16流入，进而能够抑制压力损失的增大。另一方面，在传热管2的前端位于第二空间16的情况下，通过以满足L<H/2的关系的方式设置隔板14，传热管2的前端与隔板14之间的距离变近，能够进一步减小由传热管2的插入而引起的凹凸，因此，能够进一步降低压力损失。
另外，通过以满足L≤t的关系的方式设置隔板14，几乎不存在因传热管2的插入而产生的制冷剂流路的扩大以及收缩。即，通过使被插入到集管的传热管2的前端与开口部14a在第二方向(Y方向)上的距离L为隔板14的厚度t以下，传热管2的前端成为与隔板14实质上相同的高度，几乎不存在凹凸。即，集合集管1b内部的制冷剂的流路截面积几乎恒定。由此，在第二空间16中沿第一方向(X方向)流动的制冷剂不受流路的扩大以及缩小的影响，能够进一步降低在集合集管内部流动的制冷剂受到的压力损失。
另外，通过以第二空间16比第一空间大的方式设置隔板14，制冷剂容易在作为主流路的第二空间16中流动，有助于提高热交换性能。
另外，通过以传热管2的前端位于第二空间16的方式设置隔板14，从传热管2的前端流出的制冷剂能够直接流入第二空间16，因此，能够抑制因隔板14的碰撞而产生的压力损失。
图13是表示在本实施方式1的集合集管1b设置有隔板14的情况和未设置隔板14的情况下的集合集管内部的制冷剂流量和压力损失的变化的图。纵轴为集合集管内部的压力损失，横轴为流入集合集管1b的制冷剂量。用方块图表示隔板14设置在集合集管内部的情况下的压力损失，用圆圈图表示隔板14未设置在集合集管内部的情况下的压力损失。需要说明的是，隔板14的设置位置设为满足L<D且L<H的关系并且传热管2的前端位于第二空间16的位置。
由图13可知，在各制冷剂流量中，与没有设置隔板14(圆圈图)的情况相比，设置有隔板14(方块图)的情况下的压力损失较小。即，通过将本实施方式1的隔板14设置于集合集管1b，能够降低压力损失。特别是，制冷剂流量越增加，与没有设置隔板14(圆圈图)相比，设置有隔板14(方块图)的情况下的压力损失越小。即，可知制冷剂流量越多，隔板14的设置带来的降低压力损失的效果越大。
由此，本实施方式1的热交换器100具备：在第一方向(X方向)上相互隔开间隔地设置的多个传热管2；具有供多个传热管2的各个传热管的前端从与第一方向(X方向)正交的第二方向(Y方向)插入的插入孔11a的集管1；以及安装于传热管2的翅片3。并且，集管1具备将集管内部分隔为设置有插入孔11a的一侧的第一空间15和连接有制冷剂配管4的第二空间16的隔板14。在隔板14上设置有从第二方向(Y方向)观察包围传热管的前端的外周的开口部14a。通过该结构，能够提供如下的热交换器100：即使是插入有传热管2的热交换器100，也能够降低制冷剂的压力损失且热交换性能优异。
在此，在本实施方式1的热交换器100中，以气体制冷剂集合的集合集管1b为例进行了说明，但也可以是如图14所示气液二相制冷剂流动的分配集管1a。图14是表示实施方式1的热交换器100的分配集管的制冷剂的流动的图。
另外，在本实施方式1的热交换器100中流动的制冷剂例如为丙烷制冷剂、HFO制冷剂、氨制冷剂、二甲醚制冷剂等。在使用像这些制冷剂那样在空调装置200中作为蒸发器工作的条件下密度比通常使用的R32小的制冷剂、或将这些制冷剂中的任意制冷剂作为成分之一添加而得到的混合制冷剂的情况下，能够特别增大降低压力损失的效果。
另外，在本实施方式1中，以传热管配置成一列的例子进行了说明，但不限于一列配置，传热管也可以两列或多列排列。
实施方式2.
使用图15以及图16对本公开的实施方式2中的热交换器100进行说明。实施方式2的热交换器100相对于实施方式1的热交换器100，隔板14的开口部14a的数量不同。需要说明的是，对于与实施方式1重复的结构省略说明，对与实施方式1相同或相当的部分标注相同的附图标记。
图15是将实施方式2的集合集管1b用与第一方向(X方向)平行的面剖开而得到的剖视图。图16是表示实施方式2的隔板14的立体图，用虚线表示传热管2的位置。
在实施方式1中，以被插入到集合集管1b的传热管2的数量和隔板14的开口部14a的数量相等的情况为例进行了说明，但在实施方式2中，如图16所示，开口部14a的数量比传热管2的数量少。如图16所示，实施方式2的开口部14a设置于在从第二方向观察时相邻的两根传热管2能够插入到一个开口部14a中的位置。
通过采用这样的结构，从传热管2的前端流出的制冷剂能够不与隔板14碰撞地向第二空间16流入，能够降低压力损失。因此，能够提供热交换性能优异的热交换器100。
实施方式3.
使用图17以及图18对本公开的实施方式3中的热交换器100进行说明。实施方式3与实施方式1的隔板14的开口部14a的形状不同。需要说明的是，对于与实施方式1重复的结构省略说明，对与实施方式1相同或相当的部分标注相同的附图标记。
图17是将实施方式3的集合集管1b用与第一方向(X方向)平行的面剖开而得到的剖视图。图18是表示实施方式3的隔板14的立体图。
如图17所示，实施方式3的隔壁的开口部14a是具备从第一空间朝向第二空间16逐渐扩大开口部14a的开口面积的锥形部的形状。即，开口部14a从第一空间朝向第二空间16逐渐扩大。例如，如图17所示，是带有朝向传热管2的终端部延伸的倾斜的形状。
通过采用这样的结构，不仅能够得到与实施方式1同样的效果，而且能够通过锥形部进一步减小由传热管2的插入而引起的凹凸，集合集管1b内部的制冷剂流路的扩大以及收缩变得更加平缓。由此，能够进一步降低在集管的第二空间16中流动的制冷剂受到的压力损失，能够提供热交换性能优异的热交换器100。另外，通过设置锥形部，在将传热管2的前端插入到开口部14a中的情况下，也可以防止传热管2的前端与隔板14的开口部14a的边缘碰撞而损坏。
实施方式4.
使用图19以及图20对本公开的实施方式4中的热交换器100进行说明。实施方式4与实施方式1的隔板14的形状不同。需要说明的是，对于与实施方式1重复的结构省略说明，对与实施方式1相同或相当的部分标注相同的附图标记。
图19是将实施方式4的集合集管1b用与第一方向(X方向)平行的面剖开而得到的剖视图。图20是表示实施方式4的隔板14的立体图。
如图19所示，实施方式4的隔壁14是以比相邻的传热管2的宽度小的间隔具有凹凸部的波形的形状。即，波形的凹凸比传热管2的间距小。如图20所示，优选在波形的凸部的顶部设置开口部14a，凹部具有平坦的底部。隔板14的波形的凸部与集管上板11接触而被固定。
需要说明的是，在本实施方式4中，第一空间15按每个传热管2在第一方向上被分割。另外，传热管2与开口部14a之间的间隙由集管上板11封闭。因此，优选使隔板14在第三方向(Z方向)上的宽度比集管内部的宽度小，或者在隔板14的第三方向(Z方向)的端部局部地形成切口等，从而使第一空间15与第二空间16连通。通过采用这样的结构，不仅能够得到与实施方式1同样的效果，还能够削减隔板14的固定费用。
实施方式5.
使用图21对本公开的实施方式5中的空调装置200进行说明。实施方式5是将实施方式1～4中任一实施方式的热交换器100作为冷凝器或蒸发器而具备的空调装置200。需要说明的是，对于与实施方式1重复的结构省略说明，对与实施方式1相同或相当的部分标注相同的附图标记。
图21是表示搭载有实施方式1～4中任一实施方式的热交换器100(100a、100b)的空调装置200的制冷剂回路图。需要说明的是，图21的实线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动，在此以制热运转为例进行说明。
如图21所示，在本实施方式5的空调装置200中，将在实施方式1～4中说明的热交换器100(100a、100b)作为冷凝器或蒸发器搭载于室内机或室外机。在制热运转时，热交换器100a成为冷凝器，热交换器100b成为冷凝器。空调装置200所具备的制冷剂回路如图21所示，用配管连接压缩机22、冷凝器、膨胀阀21、蒸发器以及四通阀23而构成。
制冷剂被压缩机22压缩而成为高温高压的气体制冷剂。之后，气体制冷剂流入冷凝器。气体制冷剂在作为冷凝器发挥功能的热交换器100b中与空气等流体进行热交换而冷凝，成为高压的液体制冷剂。之后，液体制冷剂被膨胀阀21减压，成为低温低压的气液二相制冷剂，并流入蒸发器。气液二相制冷剂在作为蒸发器发挥功能的热交换器100a中与空气等流体进行热交换而蒸发，成为气体制冷剂。成为气体制冷剂的制冷剂返回压缩机22。
另外，通过用四通阀23切换回路，制冷剂的流动反向，能够进行制冷运转。在制冷运转时，热交换器100a成为冷凝器，热交换器100b成为蒸发器。
在空调装置200中，通过将实施方式1～4中任一实施方式的热交换器100搭载于蒸发器或冷凝器，不仅能够得到与实施方式1～4同样的效果，而且能够提供具备热交换性能优异的热交换器100(100a、100b)的空调装置200。
由此，本实施方式5的空调装置200具备用配管连接压缩机22、冷凝器、膨胀阀21、蒸发器以及四通阀23并供制冷剂流动的制冷剂回路，并具备实施方式1～4中任一实施方式的热交换器100作为冷凝器或蒸发器。由此，能够提供具备热交换性能优异的热交换器100的空调装置200。
在此，在实施方式5中，对将实施方式1～4所述的热交换器100应用于冷凝器或蒸发器的例子进行了说明，但特别是，最优选将实施方式1～4所述的热交换器100的结构应用于具备从多个传热管2收集气体制冷剂的集合集管1b的蒸发器、或具备将气体制冷剂向多个传热管2分配的分配集管的冷凝器。这是因为：在气体制冷剂流动的集管1中，从传热管2的前端流出或流入的制冷剂的速度比气液二相制冷剂流动的集管1大，因此，从传热管2的前端流出的制冷剂与隔板14碰撞而产生的压力损失的影响也容易变大。但是，根据上述热交换器100，能够减轻因与隔板14的碰撞而引起的压力损失，并且，因传热管2的插入的凸凹而产生的扩大以及缩小的压力损失降低，因此，能够提供热交换性能优异的热交换器100。
需要说明的是，也可以将本实施方式1的热交换器100的结构应用于具备将制冷剂向多个传热管2分配的分配集管1a的蒸发器、或具备从多个传热管2收集制冷剂的集合集管1b的冷凝器。在该情况下，也能够减轻因与隔板14的碰撞而引起的压力损失，以及降低因传热管2的插入的凸凹而产生的扩大以及缩小的压力损失，因此，能够提供热交换性能优异的热交换器100。另外，由于能够降低压力损失，因此，在使集管1的尺寸小型化的情况下也有效。
需要说明的是，将各实施方式适当地组合、变形或省略也包含在实施方式所示的技术思想的范围内。
附图标记说明
1集管、1a分配集管、1b集合集管、2传热管、3翅片、4制冷剂配管、4a制冷剂流入管、4b制冷剂流出管、11集管上板、11a插入孔、12集管主体部、13侧面盖、14隔板、14a开口部、15第一空间、16第二空间、21膨胀阀、22压缩机、23四通阀、100、100a、100b热交换器、200空调装置。

Claims (12)

1.一种热交换器，所述热交换器具备：
多个传热管，所述多个传热管在第一方向上相互隔开间隔地设置；
集管，所述集管具有供所述多个传热管的各个传热管的前端从与所述第一方向正交的第二方向插入的插入孔；以及
翅片，所述翅片安装在所述多个传热管中的相邻的传热管之间，
所述热交换器的特征在于，
所述集管具备隔板，所述隔板将所述集管内部分隔为设置有所述插入孔的一侧的第一空间和连接有制冷剂配管的第二空间，
在所述隔板上设置有从所述第二方向观察包围所述传热管的前端的外周的开口部。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部为从所述第二方向观察在所述开口部与所述传热管的前端的外周之间具有间隙的形状。
3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部在所述第一方向上的宽度比所述相邻的传热管彼此的距离小。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，
被插入到所述集管的所述传热管的前端与所述开口部在所述第二方向上的距离比所述传热管的前端与所述插入孔在所述第二方向上的距离小，并且比所述开口部与所述插入孔在所述第二方向上的距离小。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，
在所述传热管的前端位于所述第一空间的情况下，被插入到所述集管的所述传热管的前端与所述开口部在所述第二方向上的距离比所述传热管的前端与所述插入孔在所述第二方向上的距离的一半小，在所述传热管的前端位于所述第二空间的情况下，被插入到所述集管的所述传热管的前端与所述开口部在所述第二方向上的距离比所述开口部与所述插入孔在所述第二方向上的距离的一半小。
6.如权利要求4或5所述的热交换器，其特征在于，
所述传热管的前端与所述开口部在所述第二方向上的距离为所述隔板在所述第二方向上的厚度以下。
7.如权利要求4或5所述的热交换器，其特征在于，
所述传热管的前端位于所述第二空间。
8.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部的数量少于所述传热管的数量。
9.如权利要求1～8中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部具备从所述第一空间朝向所述第二空间逐渐扩大所述开口部的开口面积的锥形部。
10.如权利要求1～9中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述隔板是以比所述相邻的传热管的宽度小的间隔具有凹凸部的波形形状。
11.如权利要求1～10中任一项所述的热交换器，其特征在于，
在所述热交换器中流动的制冷剂是丙烷制冷剂、HFO制冷剂、氨制冷剂、二甲醚制冷剂、或将这些制冷剂中的任意制冷剂作为成分之一添加而得到的混合制冷剂。
12.一种空调装置，其特征在于，具备用配管连接压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及四通阀并供所述制冷剂流动的制冷剂回路，所述空调装置具备权利要求1～11中任一项所述的热交换器作为所述冷凝器或所述蒸发器。
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