CN117098962A - 制冷剂流路单元以及冷冻装置 - Google Patents
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Abstract
制冷剂流路单元(10)包括：单元主体(11)，具有彼此层叠的多个板(21、22、23)且在内部形成有制冷剂流路(15)；制冷剂管(12、13、103)；以及第一焊料(B3、B4)，使单元主体(11)与制冷剂管(12、13、103)接合，单元主体(11)具有第一板(21)和第二板(22)，第一板形成有第一开口(21a)，第二板形成有与第一开口(21a)连通的第二开口(22a)，且层叠于第一板(21)，制冷剂管(12、13、103)插入第一开口(21a)以及第二开口(22a)，第一焊料(B3、B4)使第一开口(21a)的内周面以及第二开口(22a)的内周面与制冷剂管(12、13、103)的外周面接合。
Description
技术领域
本公开涉及一种制冷剂流路单元以及冷冻装置。
背景技术
已知，在包括进行蒸气压缩式冷冻循环运转的制冷剂回路的冷冻装置中，将供制冷剂流动的多个制冷剂配管集中为一个，实现制冷剂回路的小型化。例如，在专利文献1中公开了具有彼此层叠的上基板以及下基板且内部形成有制冷剂流路的基板(制冷剂流路单元)。在上述基板的上基板形成有孔部，在该孔部连接有与压缩机、热交换器等相连的辅助配管。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-79616号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1记载的技术中，形成于上基板的孔部与辅助配管通过钎焊的方式接合。然而，由于例如振动会传递至与压缩机相连的辅助配管和孔部的接合部分，因此，要求将辅助配管与孔部牢固地接合。
本公开的目的在于将构成制冷剂流路单元的板与制冷剂管牢固地接合。
解决技术问题所采用的技术方案
(1)本公开的制冷剂流路单元包括：
单元主体，所述单元主体具有彼此层叠的多个板，且在内部形成有制冷剂流路；
制冷剂管；以及
第一焊料，所述第一焊料使所述单元主体与所述制冷管接合，
所述单元主体具有第一板和第二板，所述第一板形成有第一开口，所述第二板形成有与所述第一开口连通的第二开口，且层叠于所述第一板，
所述制冷剂管插入所述第一开口以及所述第二开口，
所述第一焊料使所述第一开口的内周面以及所述第二开口的内周面与所述制冷剂管的外周面接合。
在上述结构的制冷剂流路单元中，制冷剂管跨越第一板、第二板而被接合，因此，能够增大单元主体与制冷剂管的接合长度，能够提高接合强度。
(2)优选，所述制冷剂管与和空调机的压缩机相连的另一制冷剂管连接。
由于压缩机构成发生振动的振动源，因此，提高来自压缩机的振动会传递到的制冷剂管与单元主体的接合强度是更理想的。
(3)优选，制冷剂流路单元还包括第二焊料，所述第二焊料将所述第一板与所述第二板接合。
(4)优选，所述第一焊料的熔点和所述第二焊料的熔点相同。
根据该结构，在第一板与第二板的接合以及第一板和第二板与制冷剂管的接合通过炉中钎焊的方式同时进行的情况下，能够容易地进行炉内的温度管理。
(5)优选，所述第一板形成得比所述第二板薄。
根据这样的结构，能够实现制冷剂流路单元的轻量化。
(6)优选，所述第一板具有筒状的突出部，所述突出部在所述第一板以及所述第二板的层叠方向上突出，形成所述第一开口。
根据该结构，将制冷剂管插入形成在突出部的筒内的第一开口，通过第一焊料使突出部的内周面与制冷剂管的外周面接合，由此，能够增大两者的接合长度。
(7)优选，所述制冷剂管包括第一制冷剂管以及直径比所述第一制冷剂管小的第二制冷剂管，
与所述第二制冷剂管相比，所述第一制冷剂管的管轴方向上的与所述第一板以及所述第二板的接合长度较大。
根据该结构，与直径小的第二制冷剂管相比，能够提高直径大的第一制冷剂管与单元主体的接合强度。
(8)本公开的冷冻装置具有所述(1)～(7)中任一项所述的制冷剂流路单元。
附图说明
图1是从一侧观察本公开的第一实施方式的制冷剂流路单元的立体图。
图2是从另一侧观察本公开的第一实施方式的制冷剂流路单元的立体图。
图3是制冷剂流路单元的一部分的剖视图。
图4是将单元主体与制冷剂管的接合部分放大并示出的剖视图。
图5是将第二实施方式的制冷剂流路单元的单元主体与制冷剂管的接合部分放大并示出的剖视图。
图6是将第三实施方式的制冷剂流路单元的单元主体与制冷剂管的接合部分放大并示出的剖视图。
图7是第四实施方式的制冷剂流路单元的一部分的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。
[第一实施方式]
图1是从一侧观察本公开的第一实施方式的制冷剂流路单元的立体图。图2是从另一侧观察本公开的第一实施方式的制冷剂流路单元的立体图。图3是制冷剂流路单元的一部分的剖视图。
本实施方式的制冷剂流路单元10例如适用于包括蒸气压缩式冷冻循环运转的制冷剂回路的冷冻装置。作为冷冻装置，能够列举的有空调机、冷藏库、冷冻库、供热水器等。
在制冷剂流路单元10连接有构成制冷剂回路的四通换向阀、电动阀、压缩机、储罐、油分离器等设备。例如，在制冷剂流路单元10的一个面如图1所示那样连接有四通换向阀61、电动阀62等功能部件。本实施方式的制冷剂流路单元10例如以通过支承台63而立起的姿势(使板面沿着铅垂方向的姿势)固定于空调机的底板等。
如图3所示，制冷剂流路单元10包括单元主体11、制冷剂管即第一接头管12以及制冷剂管即第二接头管13。单元主体11具有多个板21、22、23。多个板21、22、23彼此层叠、接合。本实施方式的板21、22、23是不锈钢的。在单元主体11的内部形成有制冷剂流路15。以下，也将多个板21、22、23层叠的方向(各板的法线方向)称为第一方向。也将与板21、22、23的板面平行的方向(与第一方向正交的方向)称为第二方向。
多个板21、22、23具有第一板21、层叠于第一板21的第二板22、层叠于第二板22的第三板23。彼此相邻的板21、22、23彼此通过钎焊的方式接合。
第一板21配置于第一方向上的单元主体11的两端部。第一板21形成得比其他的第二板22、第三板23薄。在第一板21设置有向第一方向上的单元主体11的外侧突出的突出部即连接筒21b。连接筒21b形成为圆筒形状。连接筒21b的筒轴心与第一方向平行。连接筒21b的筒内构成第一开口21a。第一开口21a是贯穿第一板21的圆形的孔。在图3所示的两块第一板21处，示出了总计三个第一开口21a。连接筒21b以及第一开口21a是通过对第一板21进行内缘翻边加工而形成的。
第二板22位于从单元主体11的第一方向的两端起的第二块的位置。第二板22形成得比第一板21厚。例如，在第一板21的板厚为1mm的情况下，第二板22的板厚可设为其四倍即4mm。在第二板22形成有第二开口22a。第二开口22a是贯穿第二板22的圆形的孔。
在图3所示的两块第二板22处，示出了总计三个第二开口22a。第二开口22a与第一板21的第一开口21a连通。第一开口21a和第二开口22a具有相同的内径。
另外，在图3所示的一侧(上侧)的第一板21处，沿左右示出了两个第一开口21a(连接筒21b)，它们彼此的直径不同。同样地，在图3所示的一侧(上侧)的第二板22处，沿左右示出了两个第二开口22a，它们彼此的直径不同。
第三板23配置于在第一方向上隔开间隔地配置的两块第二板22之间。在本实施方式中，在两块第二板22之间层叠有三块第三板23。第三板23形成为与第二板22具有相同的厚度。因此，第二板22和第三板23能通过对相同的原材料进行加工而形成。
在第三板23形成有构成制冷剂流路15的第三开口23a。第三开口23a是贯穿各第三板23的孔或在第二方向上延伸的缝隙。在图3所示的例子中，在跨越一侧的第二板22的两个第二开口22a的范围形成有第三开口23a。第三开口23a与第二板22的第二开口22a连通。
第一板21、第二板22、第三板23可以是不锈钢以外的材料，例如，可以是铝、铝合金、铁等。
图4是将单元主体与制冷剂管的接合部分放大并示出的剖视图。
第一接头管12安装于配置在第一方向的一侧(图3中的上侧)的第一板21以及第二板22。第一接头管12在管轴心方向的一端侧具有大径部12a，在另一端侧具有小径部12b，在中间具有台阶部12c。大径部12a以及小径部12b是圆筒形状的。大径部12a的直径大于小径部12b的直径。台阶部12c以直径从大径部12a朝向小径部12b逐渐变小的方式形成为圆锥形状。
第一接头管12的小径部12b插入至第一开口21a以及第二开口22a。小径部12b的管轴心方向的长度与第一方向上的连接筒21b的长度和第二开口22a的长度(第二板22的厚度)相加而成的尺寸基本相同。第一接头管12的小径部12b的外周面与第一开口21a的内周面以及第二开口22a的内周面通过基于焊料(第一焊料)B3的钎焊而接合。
另外，第一开口21a的内周面是指形成第一板21的第一开口21a的面。同样地，第二开口22a的内周面是指形成第二板22的第二开口22a的面。
本实施方式的第一接头管12由铜、铜合金等以铜为主成分的材料形成。不过，第一接头管12也可以是除此以外的材料，例如，可以是不锈钢、铝、铝合金、铁等。
在第一接头管12的大径部12a连接有另一制冷剂管101。该制冷剂管101例如是图1所示的那样从四通换向阀61、电动阀62延伸的制冷剂管。一般而言，该种类的制冷剂管101由铜、铜合金等以铜为主成分的材料形成。制冷剂管101的一端部插入至第一接头管12的大径部12a内，制冷剂管101的外周面与大径部12a的内周面通过基于钎料B2的钎焊而接合。
在图3所示的一侧(上侧)的第一板21、第二板22处，沿左右连接有两个第一接头管12，它们的直径以及管轴心方向的长度彼此不同。直径大的第一接头管12(图3中标注符号51并示出)与直径大的第一开口21a1以及第二开口22a1的内周面接合。直径小的第一接头管12(图3中标注符号52并示出)与直径小的第一开口21a2以及第二开口22a2的内周面接合。
形成直径大的第一开口21a1的连接筒21b1在第一方向上的长度比形成直径小的第一开口21a2的连接筒21b2在第一方向上的长度大。因此，直径大的第一接头管51与第一板21、第二板22在第一方向上的接合长度比直径小的第一接头管52与第一板21、第二板22在第一方向上的接合长度大。
另外，第一接头管12也可以是不包括大径部12a、小径部12b以及台阶部12c的直径恒定的管。
如图3所示，第二接头管(制冷剂管)13安装于配置在第一方向的另一侧(图3中的下侧)的第一板21以及第二板22。在第二接头管13例如连接有与压缩机、储罐等容器相连的另一制冷剂管102。第二接头管13的一端部13a插入至第一开口21a以及第二开口22a。第二接头管13的外周面与第一开口21a的内周面以及第二开口22a的内周面通过基于焊料(第一焊料)B3的钎焊而接合。
第二接头管13具有与第一板21、第二板22连接的一端部13a、从该一端部13a弯曲90°的弯曲部13b、从弯曲部13b沿第二方向延伸的直线部13c。该制冷剂管102的另一端部13d如图2所示的那样以制冷剂流路单元10立起的姿势朝上或横向地配置。因此，能够容易地将从压缩机等容器延伸的另一制冷剂管102以燃烧器钎焊等方式连接至第二接头管13的另一端部13d。制冷剂管102的一端部插入至第二接头管13的另一端部13d内，制冷剂管102的外周面与另一端部13d的内周面通过基于焊料B2的钎焊而接合。
如图3以及图4所示，对于将多个板21、22、23彼此接合的焊料(第二焊料)B1，采用青铜焊料。对于将第一板21以及第二板22与第一接头管12接合的焊料(第一焊料)B3，也采用青铜焊料。对于使第一板21、第二板22与第二接头管13接合的焊料(第一焊料)B3，也采用青铜焊料。与之相对地，对于将第一接头管12与另一制冷剂管101接合的焊料B2，采用磷铜焊料。对于将第二接头管13与另一制冷管102接合的焊料B2，也采用磷铜焊料。作为上述青铜焊料，例如，采用BCu-3。作为磷铜焊料，例如采用BCuP-2。
焊料B1、B3的熔点比焊料B2的熔点高。
焊料B1和焊料B3是相同的焊料，因此，熔点是相同的。不过，焊料B1和焊料B3也可以是不同的材料但熔点相同。焊料B1和焊料B3也可以是不同的材料且熔点不同。
多个板21、22、23彼此的接合以及第一板21、第二板22与第一接头管12、第二接头管13的接合通过炉中钎焊的方式进行。具体而言，首先，将片状的焊料B1设置在各板21、22、23之间。此外，在一方的第一板21的连接筒21b与第一接头管12之间设置环状的焊料B3。此外，在另一方的第一板21的连接筒21b与第二接头管13之间设置环状的焊料B3。它们被投入被加热至能够使焊料B1、B3熔融的温度例如1040℃左右的炉内，进行钎焊。通过上述方式，制冷剂流路单元10被制造。
通过上述方式制造出的制冷剂流路单元10的第一接头管12、第二接头管13与另一制冷剂管101、102通过使用焊料B2的燃烧器钎焊的方式接合。在通过燃烧器钎焊的方式将制冷剂管101、102与第一接头管12、第二接头管13接合的情况下，燃烧器的热量以辐射、导热的方式不仅传递至第一接头管12、第二接头管13，还传递至单元主体11。特别地，单元主体11通过将多个板21、22、23层叠而形成为块状，热容量变大，因此，容易吸收燃烧器的热量。因此，热也容易传递至使多个板21、22、23接合的焊料B1。在本实施方式中，作为焊料B1，采用熔点比焊料B2的熔点高的焊料。因此，通过以比焊料B1的熔点低但比焊料B2的熔点高的温度对焊料B2(及其周围的第一接头管12、第二接头管13以及制冷剂管101、102)进行加热，能够抑制焊料B1在将第一接头管12、第二接头管13与制冷剂管101、102接合时的热量的作用下熔化。
将第一板21以及第二板22与第一接头管12、第二接头管13接合的焊料B3的熔点也高于焊料B2的熔点。因此，能够抑制焊料B3在第一接头管12、第二接头管13与制冷剂管101、102接合时的热量的作用下熔化。
在本实施方式中，如图4所示，第一板21的连接筒21b与安装于第一接头管12的大径部12a的制冷剂管101的距离L例如设为100mm以下。在如上所述那样设定了连接筒21b与制冷剂管101的距离L的情况下，燃烧器的热量容易传递至单元主体11，因此，如上所述那样设定焊料B1、B2、B3的熔点是更有效的。
如图3所示，第二接头管13在管轴心方向上形成得比第一接头管12长。第一板21的连接筒21b与连接于第二接头管13的制冷剂管102的距离超过100mm。因此，与第一接头管12相比，用于对第二接头管13与制冷剂管102进行钎焊的燃烧器的热量不容易通过导热的方式传递至单元主体11。然而，第二接头管13在中途弯曲90°，连接制冷剂管102的另一端部13d靠近单元主体11。因此，燃烧器的热量容易以辐射的方式传递至单元主体11。因此，与第一接头管12相同地，使用熔点比焊料B1的熔点低的焊料B2将制冷剂管102连接至第二接头管13是理想的。
[第二实施方式]
图5是将第二实施方式的制冷剂流路单元的单元主体与制冷剂管的接合部分放大并示出的剖视图。
在本实施方式的制冷剂流路单元10中，构成单元主体11的多个板中的、配置于第一方向的两端部的第一板21不包括第一实施方式那样的连接筒21b。第一接头管12插入形成于第一板21的第一开口21a以及形成于第二板22的第二开口22a，在第一开口21a的内周面和第二开口22a的内周面通过焊料B3被接合。
本实施方式的第一板21与第一接头管12的接合长度得到确保，因此，具有与第二板22以及第三板23相同的厚度。单元主体11由第一方向的两侧的两块第一板21、层叠于各第一板21的两块第二板22以及配置在两块第二板22之间的一块或多块第三板23这合计五块以上的板21、22、23构成。
虽然未图示，但与第一接头管12相同地，第二接头管13(参照图3)插入形成于与第二板22具有相同厚度的第一板21的第一开口21a以及形成于第二板22的第二开口22a且通过焊料B3接合。
其他结构与第一实施方式的相同。在本实施方式中，焊料B1、B2、B3的熔点关系与第一实施方式的相同。
[第三实施方式]
图6是将第三实施方式的制冷剂流路单元的单元主体与制冷剂管的接合部分放大并示出的剖视图。
在本实施方式的制冷剂流路单元10中，单元主体11的板21、22、23的结构与图3以及图4所示的单元主体11是相同的，但不包括第一接头管12。虽然未图示，但本实施方式的制冷剂流路单元10也不包括第二接头管13。
制冷剂管103被直接插入第一板21的第一开口21a和第二板22的第二开口22a，第一开口21a的内周面以及第二开口22a的内周面与制冷剂管103的外周面通过焊料(第一焊料)B4钎焊。该焊料B4具有比焊料B1低的熔点。制冷剂管103通过燃烧器钎焊等方式与单元主体11接合。
在图6所示的例子中，第一板21具有连接筒21b，不过，连接筒21b也可省略。在该情况下，与第二实施方式相同地，为了确保第一板与制冷剂管103的接合长度，优选，将第一板21的厚度设为与第二板22相同程度的厚度。
[第四实施方式]
图7是第四实施方式的制冷剂流路单元的一部分的剖视图。
在本实施方式的制冷剂流路单元10中，在第一方向上的单元主体11的两侧设置有第一接头管12，在该第一接头管12连接有另一制冷剂管101。除此之外的结构与第一实施方式的基本相同。
[实施方式的作用效果]
(1)上述各实施方式的制冷剂流路单元10包括：单元主体11，所述单元主体11具有彼此层叠的多个板21、22、23且在内部形成有制冷剂流路15；制冷剂管即接头管12、13或制冷剂管103；以及第一焊料B3、B4，所述第一焊料B3、B4使单元主体11与制冷剂管12、13、103接合。单元主体11具有形成有第一开口21a的第一板21以及形成有与第一开口21a连通的第二开口22a且层叠于第一板21的第二板22。制冷剂管12、13、103被插入第一开口21a以及所述第二开口22a。第一焊料B3、B4使第一开口21a的内周面以及第二开口22a的内周面与制冷剂管12、13、103的外周面接合。
在上述结构的制冷剂流路单元10中，由于制冷剂管12、13、103跨越两块板21、22而被接合，因此，能够增大单元主体11与制冷剂管12、13、103的接合长度，能够提高接合强度。因此，例如，在压缩机这样会发生振动的部件与制冷剂管12、13、103相连的情况下，能够抑制该振动对制冷剂管12、13、103与单元主体11的接合部分造成的影响。具体而言，在上述实施方式中，制冷剂管即第二接头管13连接至与空调机的压缩机相连的另一制冷剂管102。
(2)在上述实施方式中，制冷剂流路单元10还包括将第一板21与第二板22接合的第二焊料B1。第一焊料B3的熔点和第二焊料B1的熔点相同。因此，在第一板21与第二板22的接合以及第一板21和第二板22与制冷剂管12、13的接合通过炉中钎焊的方式同时进行的情况下，能够容易地进行炉内的温度管理。
(3)在上述第一、第三实施方式中，第一板21形成得比第二板22薄。因此，能够实现制冷剂流路单元10的轻量化。
(4)在上述第一、第三实施方式中，第一板21具有连接筒21b，所述连接筒21b是在第一板21以及第二板22的层叠方向上突出且形成第一开口21a的筒状的突出部。因此，通过将制冷剂管12、13、103插入形成于连接筒21b的筒内的第一开口21a和第二开口22a并使第一开口21a的内周面以及第二开口22a的内周面与制冷剂管12、13、103的外周面通过第一焊料B3、B4接合，能够增大两者的接合长度。
在第一板21形成得比第二板22薄的情况下，能够容易地进行在第一板21形成连接筒21b的加工。
(5)在上述各实施方式中，第一接头管12所例示的制冷剂管包括第一制冷剂管51以及直径比第一制冷剂管51小的第二制冷剂管52，与第二制冷剂管52相比，第一制冷剂管51在管轴方向上与第一板21以及第二板22的接合长度较大。因此，与直径小的第二制冷剂管52相比，能够提高直径大的第一制冷剂管51与单元主体11的接合强度。
另外，本公开不限定于上述示例，其是通过权利要求范围示出的，意在包括与权利要求范围同等的意思及其范围内的全部变更。
例如，构成单元主体11的板的块数不限于上述实施方式，本公开的制冷剂流路单元只要包括第一板和第二板即可。此外，制冷剂流路单元10的单元主体11不限于板状，能够采用块状等各种形式。
符号说明
10：制冷剂流路单元
11：单元主体
12：第一接头管(制冷剂管)
13：第二接头管(制冷剂管)
21：第一板
21a：第一开口
21b：连接筒(突出部)
22：第二板
22a：第二开口
103：制冷剂管
B1：焊料(第二焊料)
B3：焊料(第一焊料)
B4：焊料(第一焊料)
Claims (8)
1.一种制冷剂流路单元，其特征在于，包括：
单元主体(11)，所述单元主体(11)具有彼此层叠的多个板(21、22、23)且在内部形成有制冷剂流路(15)；
制冷剂管(12、13、103)；以及
第一焊料(B3、B4)，所述第一焊料(B3、B4)使所述单元主体(11)与所述制冷剂管(12、13、103)接合，
所述单元主体(11)具有第一板(21)和第二板(22)，所述第一板(21)形成有第一开口(21a)，所述第二板(22)形成有与所述第一开口(21a)连通的第二开口(22a)，且层叠于所述第一板(21)，
所述制冷剂管(12、13、103)插入所述第一开口(21a)以及所述第二开口(22a)，
所述第一焊料(B3、B4)使所述第一开口(21a)的内周面以及所述第二开口(22a)的内周面与所述制冷剂管(12、13、103)的外周面接合。
2.如权利要求1所述的制冷剂流路单元，其特征在于，
所述制冷剂管(13)与和空调机的压缩机相连的另一制冷剂管(102)连接。
3.如权利要求1或2所述的制冷剂流路单元，其特征在于，
所述制冷剂流路单元还包括将所述第一板(21)与所述第二板(22)接合的第二焊料(B1)。
4.如权利要求3所述的制冷剂流路单元，其特征在于，
所述第一焊料(B3)的熔点和所述第二焊料(B1)的熔点相同。
5.如权利要求1至4中任一项所述的制冷剂流路单元，其特征在于，
所述第一板(21)形成得比所述第二板(22)薄。
6.如权利要求1至5中任一项所述的制冷剂流路单元，其特征在于，
所述第一板(21)具有筒状的突出部(21b)，所述突出部(21b)在所述第一板(21)以及所述第二板(22)的层叠方向上突出，形成所述第一开口(21a)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的制冷剂流路单元，其特征在于，
所述制冷剂管(12)包括第一制冷剂管(51)以及管径比所述第一制冷剂管(51)的管径小的第二制冷剂管(52)，
与所述第二制冷剂管(52)相比，所述第一制冷剂管(51)的管轴方向上的与所述第一板(21)以及所述第二板(22)的接合长度较大。
8.一种冷冻装置，其特征在于，
具有权利要求1至7中任一项所述的制冷剂流路单元。
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