CN203980730U - 双层管式热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双层管式热交换器，其能够提高在第1制冷剂流路内流动的制冷剂与在第2制冷剂流路内流动的制冷剂之间的热交换效率。该双层管式热交换器具有外管(2)和隔开间隔配置在外管内部的内管(3)，外管与内管之间的间隙成为第1制冷剂流路(4)，并且内管内部成为第2制冷剂流路(5)。沿着内管的内周面，且沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向排列地配置有多个波纹状散热片(15)，这些波纹状散热片由波峰部(15a)、波谷部(15b)以及将波峰部与波谷部连结的连结部(15c)而构成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向。在散热片的连结部上形成有制冷剂通过孔。沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向相邻的2个散热片的波峰部彼此、波谷部彼此及连结部彼此沿内管的圆周方向错开。

Description

双层管式热交换器

技术领域

本实用新型涉及双层管式热交换器，更具体地说，涉及具有外管和隔开间隔地配置在外管内部的内管的双层管式热交换器。

在本说明书中，所谓“冷凝器”这一术语，除了包含通常的冷凝器以外，还包含具有冷凝部及过冷却部的过冷却式冷凝器(subcoolcondenser)。

背景技术

以往，作为用于汽车空调的制冷循环，已提出了一种制冷循环，其具有：压缩机、具有冷凝部和过冷却部的冷凝器、蒸发器、作为减压器的膨胀阀、气液分离器以及中间热交换器，该中间热交换器配置在冷凝器与蒸发器之间，且使从冷凝器的过冷却部流出的高温制冷剂与从蒸发器流出的低温制冷剂进行热交换(参照专利文献1)。在专利文献1所述的制冷循环中，在冷凝器的过冷却部中被过冷却的制冷剂，在中间热交换器中由从蒸发器流出的低温低压制冷剂进一步冷却，由此，能够提高蒸发器的冷却性能。

用于专利文献1所述的制冷循环中的中间热交换器是由双层管式热交换器构成的，该双层管式热交换器具有外管及隔开间隔地配置在外管内部的内管，通过使管壁变形而在内管的外周面上形成有沿内管的长度方向延伸的槽，外管与内管之间的间隙成为供从冷凝器流出的高温制冷剂流动的第1制冷剂流路，而内管内部成为供从蒸发器流出的低温制冷剂流动的第2制冷剂流路。

但是，在用于专利文献1所述的中间热交换器中的双层管式热交换器的情况下，存在第1制冷剂流路与第2制冷剂流路之间的导热面积变小，而导致热交换性能不足的问题。

于是，本申请人先前作为使第1制冷剂流路与第2制冷剂流路之间的导热面积增大的双层管式热交换器，而提出了如下的双层管式热交换器，其具有外管和隔开间隔地配置在外管内部的内管，外管与内管之间的间隙成为第1制冷剂流路，并且，内管内部成为第2制冷剂流路，在内管的内周面上，沿圆周方向隔开间隔地设有向径向内侧突出且沿长度方向延伸的多个内部散热片，并且，在内管的外周面上，沿圆周方向隔开间隔地设有向径向外侧突出且沿长度方向延伸的多个凸条，内部散热片的散热片高度与凸条的突出高度相比更高(参照专利文献2)。

但是，在近期，为了提高在第1制冷剂流路内流动的制冷剂与在第2制冷剂流路内流动的制冷剂之间的热交换效率，而要求一种能够缩短整体长度的双层管式热交换器。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2006-162241号公报

专利文献2：日本特开2009-162395号公报

实用新型内容

本实用新型的目的在于，应对上述要求，而提供一种与专利文献2所述的双层管式热交换器相比，能够使在第1制冷剂流路内流动的制冷剂与在第2制冷剂流路内流动的制冷剂之间的热交换效率提高的双层管式热交换器。

为了实现上述目的，本实用新型由以下方式构成。

1)一种双层管式热交换器，具有外管和隔开间隔地配置在外管内部的内管，外管与内管之间的间隙成为第1制冷剂流路，并且内管内部成为第2制冷剂流路，其中，沿着内管的内周面，且沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向排列地配置有多个波纹状散热片，这些多个波纹状散热片由波峰部、波谷部以及将波峰部与波谷部连结的连结部构成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向，各散热片的波峰部与内管的内周面接合，在散热片的连结部上形成有制冷剂通过孔，沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向相邻的2个散热片的波峰部彼此、波谷部彼此及连结部彼此沿内管的圆周方向错开。

2)根据上述1)所述的双层管式热交换器，在散热片的连结部上，沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向隔开间隔地设有多个百叶板，这些多个百叶板在从波峰部朝向波谷部的方向上延伸，通过设置百叶板而在连结部上形成有制冷剂通过孔。

3)根据上述2)所述的双层管式热交换器，设在连结部上的所有百叶板相对于第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向而向同一方向倾斜。

4)根据上述3)所述的双层管式热交换器，在内管的外周面上，形成有多个向外侧突出的螺旋状凸条，螺旋状凸条的扭转方向与由于百叶板的存在而在内管的第2制冷剂流路内产生的制冷剂的旋转流的流向相反。

根据上述1)～4)的双层管式热交换器，沿着内管的内周面，且沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向排列地配置有多个波纹状散热片，这些多个波纹状散热片由波峰部、波谷部以及将波峰部与波谷部连结的连结部而构成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向，各散热片的波峰部与内管内周面接合，因此，能够增大第1制冷剂流路与第2制冷剂流路之间的导热面积。此外，在散热片的连结部上形成有制冷剂通过孔，因此，通过形成在散热片连结部上的制冷剂通过孔的作用而搅拌在第2制冷剂流路内流动的制冷剂。进一步地，沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向相邻的两个散热片的波峰部彼此、波谷部彼此以及连结部彼此沿内管的圆周方向错开，因此，制冷剂在第2制冷剂流路内从位于制冷剂流动方向上游侧的散热片向位于同一流动方向下游侧的散热片流动时，会产生圆周方向上的流动成分，而搅拌在第2制冷剂流路内流动的制冷剂。由此，能够提高在第1制冷剂流路内流动的制冷剂与在第2制冷剂流路内流动的制冷剂之间的热交换效率，其结果为，能够缩短双层管式热交换器的整体长度。

根据上述2)的双层管式热交换器，能够在散热片的连结部上比较简单地形成制冷剂通过孔。

根据上述3)的双层管式热交换器，在内管内部的第2制冷剂流路中，会产生在绕着内管的轴线的一个方向上流动的制冷剂的流动，而能够有效地搅拌在第2制冷剂流路内流动的制冷剂。

根据上述4)的双层管式热交换器，能够提高在第1制冷剂流路内流动的制冷剂与在第2制冷剂流路内流动的制冷剂之间的热交换效率。

附图说明

图1是表示本实用新型的双层管式热交换器整体结构的垂直纵剖视图，其中省略了长度方向上的中间部分。

图2是局部表示图1的双层管式热交换器的外管以及内管结构的立体图。

图3是图1的A-A线的放大剖视图。

图4是图3的局部放大图。

图5是放大表示图1的双层管式热交换器的配置在内管内部的第2制冷剂流路中的散热片的连结部的纵剖视图。

图6是表示将图1的双层管式热交换器作为中间热交换器来使用的制冷循环的图。

图7是表示本实用新型的双层管式热交换器的第2实施方式的与图2相当的图。

附图标记说明

1、30：双层管式热交换器

2：外管

3：内管

4：第1制冷剂流路

5：第2制冷剂流路

15：散热片

15a：波峰部

15b：波谷部

15c：连结部

16：百叶板

17：制冷剂通过孔

31：螺旋状凸条

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。

另外，在所有附图中，对同一部分及同一部件使用同一附图标记。

在以下说明中，所谓“铝”这一术语，除了包含纯铝以外，还包含铝合金。

图1表示本实用新型的双层管式热交换器的整体结构，图2～图5表示其主要部分的结构，图6表示将图1的双层管式热交换器作为中间热交换器来使用的制冷循环。

在图1～图3中，双层管式热交换器1具有横截面为圆形的铝挤压型材制的外管2、以及隔开间隔且以同心状插入至外管2内部的横截面为圆形的铝挤压型材制的内管3，外管2与内管3之间的间隙成为第1制冷剂流路4，内管3内部成为第2制冷剂流路5。内管3的两端部与外管2的两端部相比向外侧突出，在两突出端部上分别接合有管接头部件6。

在外管2的靠近两端的部分上，分别以与第1制冷剂流路4连通的方式形成有扩管部7、8。在外管2中的一方的扩管部7的管壁上形成有制冷剂入口9，在外管2中的另一方的扩管部8的管壁上形成有制冷剂出口(未图示)。在制冷剂入口9上，插入有与第1制冷剂流路4连通的铝制高压制冷剂流入管11的一端部并使其钎焊在扩管部7上。此外，在制冷剂出口上，插入有与第1制冷剂流路4连通的铝制高压制冷剂流出管12的一端部并使其钎焊在扩管部8上。在高压制冷剂流入管11以及高压制冷剂流出管12的另一端部上，分别接合有管接头部件13。钎焊有高压制冷剂流入管11的扩管部7成为分流部，该分流部使从高压制冷剂流入管11送入的制冷剂在第1制冷剂流路4的整周范围内分流，钎焊有高压制冷剂流出管12的扩管部8成为合流部，该合流部使在第1制冷剂流路4内流动的制冷剂合流而向高压制冷剂流出管12送出。此外，在外管2中的与两扩管部7、8相比位于长度方向外侧的部分上形成有缩管部14，并且，该缩管部14钎焊在内管3上，由此，两扩管部7、8的外端即第1制冷剂流路4的两端被封闭。

在第1制冷剂流路4所存在的部分、即外管2的两缩管部14之间的部分上，沿着内管3的内周面，且沿第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向排列地配置有多个铝制波纹状散热片15。散热片15由沿第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向延伸的波峰部15a、沿第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向延伸的波谷部15b、以及将波峰部15a与波谷部15b连结的连结部15c而构成，波峰部15a钎焊(接合)在内管3的内周面上。

如图2及图4所示，沿第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向相邻的2个散热片15的波峰部15a彼此、波谷部15b彼此及连结部15c彼此，沿内管3的圆周方向错开。

如图5所示，在散热片15的连结部15c上，沿第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向隔开间隔地设有在从波峰部15a朝向波谷部15b的方向(内管3的径向)上延伸的多个百叶板16，由此，在连结部15c上形成有多个制冷剂通过孔17。设在散热片15的连结部15c上的所有百叶板16相对于第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向而向同一方向倾斜。散热片15通过通常的制造方法，以使连结部15c排列在1条直线上的方式形成，然后被卷为圆筒状，并以此状态被配置在内管3的内部。

在内管3的外周面上，沿圆周方向隔开间隔地一体设有沿长度方向延伸的多个直线状的凸条28。

另外，虽然省略了图示，外管2以及内管3存在整体呈直线状的情况和至少在一个位置上弯曲的情况。

图6表示将上述双层管式热交换器1作为中间热交换器来使用的制冷循环。

在图6中，制冷循环作为制冷剂，而例如使用氟类制冷剂，并具有：压缩机20；具有冷凝部22、作为气液分离器的受液器23及过冷却部24的冷凝器21；蒸发器25；作为减压器的膨胀阀26；作为中间热交换器的双层管式热交换器1，该双层管式热交换器1使从冷凝器21流出的制冷剂与从蒸发器25流出的制冷剂进行热交换。在与双层管式热交换器1的外管2连接的高压制冷剂流入管11上，连接有从冷凝器21的过冷却部24延伸的配管，在与该双层管式热交换器1的外管2连接的高压制冷剂流出管12上，连接有向膨胀阀26延伸的配管。此外，在双层管式热交换器1的内管3中的高压制冷剂流出管12侧的端部上连接有从蒸发器25延伸的配管，在该双层管式热交换器1的内管3中的高压制冷剂流入管11侧的端部上连接有向压缩机20延伸的配管。制冷循环作为汽车空调而搭载在车辆例如汽车上。

在制冷循环工作时，由压缩机20压缩的高温高压的气液混相的制冷剂，由冷凝器21的冷凝部22冷却而冷凝，然后流入至受液器23内并被分离成气体和液体两相，随后流入至过冷却部24而被过冷却。被过冷却的液态制冷剂从高压冷却流入管11通过而流入至双层管式热交换器1的外管2的扩管部7内，并经由扩管部7而进入至第1制冷剂流路4内。通过扩管部7的作用而使流入至扩管部7内的液态制冷剂在第1制冷剂流路4的整周范围内分流。另一方面，从蒸发器25流出的气态制冷剂流入至双层管式热交换器1的第2制冷剂流路5内。而且，液态制冷剂在第1制冷剂流路4内流动的过程中，通过在第2冷却流路5内流动的温度较低的气态制冷剂被进一步冷却。

此时，流入至第2制冷剂流路5内的制冷剂通过设在散热片15的连结部15c上的百叶板16及制冷剂通过孔17的作用，而在内管3内部的第2制冷剂流路5内，绕着内管3的轴线旋转同时流动，因此，能够有效地搅拌在第2制冷剂流路5内流动的制冷剂。而且，因为沿第2制冷剂流路5中的制冷剂流动方向相邻的2个散热片15的波峰部15a彼此、波谷部15b彼此及连结部15c彼此，沿内管3的圆周方向错开，所以，制冷剂在第2制冷剂流路5内从位于制冷剂流动方向上游侧的散热片15向位于同一流动方向下游侧的散热片15流动时，会产生圆周方向上的流动成分，而搅拌在第2制冷剂流路5内流动的制冷剂。因此，能够有效地提高在第1制冷剂流路4内流动的制冷剂与在第2制冷剂流路5内流动的制冷剂之间的热交换效率。

图7表示本实用新型的双层管式热交换器的第2实施方式。

在图7所示的双层管式热交换器30中，在内管3的外周面上，形成有向外侧突出的多个螺旋状凸条31。螺旋状凸条31的扭转方向与由于形成在散热片15的连结部15c上的百叶板16的存在而产生在内管3的第2制冷剂流路5内的制冷剂旋转流的流向相反。具有螺旋状凸条31的内管3例如通过将如下的铝挤压型材制管绕着轴线扭转而形成，该铝挤压型材制管在圆周方向上隔开间隔地一体设有沿长度方向延伸的多个直线状凸条。

本实用新型的其他结构与图1～图5所示的第1实施方式的双层管式热交换器1相同。

本实用新型的双层管式热交换器在构成汽车空调的制冷循环中，适合作为中间热交换器来使用。该制冷循环具有：压缩机、具有冷凝部与过冷却部的冷凝器、蒸发器、作为减压器的膨胀阀、气液分离器以及中间热交换器，该中间热交换器配置在冷凝器与蒸发器之间，且使从冷凝器的过冷却部流出的高温制冷剂与从蒸发器流出的低温制冷剂进行热交换。

Claims (4)

1.一种双层管式热交换器，具有外管和隔开间隔地配置在外管内部的内管，外管与内管之间的间隙成为第1制冷剂流路，并且内管内部成为第2制冷剂流路，该双层管式热交换器的特征在于，沿着内管的内周面，且沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向排列地配置有多个波纹状散热片，所述波纹状散热片由波峰部、波谷部以及将波峰部与波谷部连结的连结部构成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向，各散热片的波峰部与内管的内周面接合，在散热片的连结部上形成有制冷剂通过孔，沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向相邻的2个散热片的波峰部彼此、波谷部彼此及连结部彼此沿内管的圆周方向错开。

2.根据权利要求1所述的双层管式热交换器，其特征在于，在散热片的连结部上，沿第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向隔开间隔地设有多个百叶板，所述百叶板在从波峰部朝向波谷部的方向上延伸，通过设置百叶板而在连结部上形成有制冷剂通过孔。

3.根据权利要求2所述的双层管式热交换器，其特征在于，设在连结部上的所有百叶板相对于第2制冷剂流路中的制冷剂流动方向而向同一方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的双层管式热交换器，其特征在于，在内管的外周面上，形成有多个向外侧突出的螺旋状凸条，螺旋状凸条的扭转方向与由于百叶板的存在而在内管的第2制冷剂流路内产生的制冷剂的旋转流的流向相反。