JP7483062B2 - Heat exchanger and refrigeration cycle device equipped with same - Google Patents
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Description
本開示は、熱交換器およびそれを備えた冷凍サイクル装置に関する。 The present disclosure relates to a heat exchanger and a refrigeration cycle device equipped with the same.
空気調和機に使用される熱交換器の一形態として、冷媒が流れる複数の流路が形成された扁平状の扁平伝熱管を適用した熱交換器がある。この種の熱交換器では、蒸発器として機能させる運転の際には、伝熱性能を向上させるために、風上側に位置する流路に対してより多くの冷媒を流すことが求められる。たとえば、特許文献1では、風上側に位置する流路を、風下側に位置する流路よりも拡げた扁平伝熱管を備えた熱交換器が提案されている。One type of heat exchanger used in air conditioners is a heat exchanger that uses flattened heat transfer tubes with multiple flow paths through which the refrigerant flows. When operating this type of heat exchanger as an evaporator, it is required to pass more refrigerant through the flow paths located on the windward side in order to improve heat transfer performance. For example,
扁平伝熱管は、たとえば、アルミニウム等の材料を押出し成型することによって製造される。風上側に位置する流路を、風下側に位置する流路よりも拡げた扁平伝熱管では、たとえば、断面形状が非対称となることに起因して、所望の扁平伝熱管を製造することが困難になることがある。熱交換器では、伝熱性能を確保しながら製造性を向上させることが求められている。 Flat heat transfer tubes are manufactured, for example, by extruding a material such as aluminum. In flat heat transfer tubes in which the flow passages on the windward side are wider than the flow passages on the leeward side, for example, it can be difficult to manufacture the desired flat heat transfer tube due to an asymmetric cross-sectional shape. There is a demand for heat exchangers to improve manufacturability while maintaining heat transfer performance.
本開示は、このような開発の一環でなされたものであり、一つの目的は、伝熱性能を確保しながら、製造性の向上が図られる熱交換器を提供することであり、他の目的は、そのような熱交換器を適用した冷凍サイクル装置を提供することである。 The present disclosure has been made as part of such development, and one objective is to provide a heat exchanger that improves manufacturability while ensuring heat transfer performance, and another objective is to provide a refrigeration cycle device that employs such a heat exchanger.
本開示に係る熱交換器は、扁平状の扁平伝熱管とヘッダと放熱フィンとを有している。扁平状の扁平伝熱管は、第1方向に幅を隔てて第1側部および第2側部を有するとともに、第1方向と交差する第2方向に延在する。扁平伝熱管には、第2方向にそれぞれ延在する複数の流路が、第1方向に互いに間隔を開けて配置されている。ヘッダは、開口部が形成され、開口部に扁平伝熱管が接続されている。扁平伝熱管は、本体部と接続部とを備えている。本体部は、放熱フィンに装着される。接続部は、複数の流路のそれぞれが開口している開口端面を有し、ヘッダにおける開口部に挿入されてヘッダに接続されている。本体部では、複数の流路のそれぞれは、第1流路断面積を有する。接続部では、第1側部のみが、開口端面に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。開口端面では、複数の流路のうち、テーパー状に形成された第1側部に最も近い第1流路の第1開口端は、第1流路断面積よりも小さい第2流路断面積を有する。
本開示に係る他の熱交換器は、扁平状の扁平伝熱管とヘッダと放熱フィンとを有している。扁平状の扁平伝熱管は、第1方向に幅を隔てて第1側部および第2側部を有するとともに、第1方向と交差する第2方向に延在する。扁平伝熱管には、第2方向にそれぞれ延在する複数の流路が、第1方向に互いに間隔を開けて配置されている。ヘッダは、開口部が形成され、開口部に扁平伝熱管が接続されている。扁平伝熱管は、本体部と接続部とを備えている。本体部は、放熱フィンに装着される。接続部は、複数の流路のそれぞれが開口している開口端面を有し、ヘッダにおける開口部に挿入されてヘッダに接続されている。本体部では、複数の流路のそれぞれは、第1流路断面積を有する。接続部では、第1側部は、開口端面に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。開口端面では、複数の流路のうち、テーパー状に形成された第1側部に最も近い第1流路の第1開口端は、第1流路断面積よりも小さい第2流路断面積を有する。接続部では、第2側部は、開口端面に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。開口端面では、第1方向に沿って配置された複数の流路のうち、テーパー状に形成された第2側部に最も近い第2流路の第2開口端は、第1流路断面積よりも小さく、第2流路断面積よりも大きい第3流路断面積を有する。接続部では、第1側部は、第2側部よりも、扁平伝熱管の幅方向におけるより内側に向かってテーパー状に形成されている。
The heat exchanger according to the present disclosure includes a flattened heat transfer tube, a header, and a heat dissipation fin. The flattened heat transfer tube has a first side portion and a second side portion separated by a width in a first direction, and extends in a second direction intersecting the first direction. The flattened heat transfer tube has a plurality of flow paths extending in the second direction, and is arranged at intervals in the first direction. The header has an opening, and the flattened heat transfer tube is connected to the opening. The flattened heat transfer tube includes a main body portion and a connection portion. The main body portion is attached to the heat dissipation fin. The connection portion has an opening end surface where each of the plurality of flow paths is open, and is inserted into the opening of the header and connected to the header. In the main body portion, each of the plurality of flow paths has a first flow path cross-sectional area. In the connection portion, only the first side portion is tapered in such a manner that the width is reduced as it approaches the opening end surface. At the open end surface, a first open end of a first flow passage, among the plurality of flow passages, closest to the tapered first side portion has a second flow passage cross-sectional area smaller than the first flow passage cross-sectional area.
Another heat exchanger according to the present disclosure includes a flattened heat transfer tube, a header, and a heat dissipation fin. The flattened heat transfer tube has a first side portion and a second side portion separated by a width in a first direction, and extends in a second direction intersecting the first direction. The flattened heat transfer tube has a plurality of flow paths extending in the second direction, and is arranged at intervals in the first direction. The header has an opening, and the flattened heat transfer tube is connected to the opening. The flattened heat transfer tube includes a main body portion and a connection portion. The main body portion is attached to the heat dissipation fin. The connection portion has an opening end surface where each of the plurality of flow paths is open, and is inserted into the opening of the header and connected to the header. In the main body portion, each of the plurality of flow paths has a first flow path cross-sectional area. In the connection portion, the first side portion is formed in a tapered shape such that the width is reduced as it approaches the opening end surface. At the open end surface, a first open end of a first flow passage, among the plurality of flow passages, closest to the tapered first side portion has a second flow passage cross-sectional area smaller than the first flow passage cross-sectional area. At the connection portion, the second side portion is tapered such that its width decreases as it approaches the open end surface. At the open end surface, a second open end of a second flow passage, among the plurality of flow passages arranged along the first direction, closest to the tapered second side portion has a third flow passage cross-sectional area smaller than the first flow passage cross-sectional area and larger than the second flow passage cross-sectional area. At the connection portion, the first side portion is tapered more inward in the width direction of the flat heat transfer tube than the second side portion.
本開示に係る冷凍サイクル装置は、上記熱交換器を備えている。The refrigeration cycle device of the present disclosure is equipped with the above-mentioned heat exchanger.
本開示に係る熱交換器によれば、扁平伝熱管は、本体部と接続部とを備えている。扁平伝熱管には、複数の流路が互いに間隔を開けて配置されている。扁平伝熱管は、幅を隔てて第1側部および第2側部を有する。ヘッダの開口部に接続される接続部は、複数の流路がそれぞれ開口している開口端面を有する。接続部では、第1側部は、開口端面に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。これにより、ヘッダの開口部へ接続部を容易に挿入することができ、製造性の向上に寄与することができる。また、開口端面では、第1側部に最も近い第1流路の第1開口端は、第1流路断面積よりも小さい第2流路断面積を有する。これにより、熱負荷の高い領域に位置する流路に、冷媒をより多く流すことができ、伝熱性能を確保することができる。According to the heat exchanger of the present disclosure, the flat heat transfer tube includes a main body and a connecting portion. The flat heat transfer tube has a plurality of flow paths arranged at intervals from each other. The flat heat transfer tube has a first side portion and a second side portion separated by a width. The connecting portion connected to the opening of the header has an opening end surface on which the plurality of flow paths are each open. In the connecting portion, the first side portion is tapered in such a manner that the width is reduced as it approaches the opening end surface. This allows the connecting portion to be easily inserted into the opening of the header, which contributes to improving manufacturability. In addition, in the opening end surface, the first opening end of the first flow path closest to the first side portion has a second flow path cross-sectional area smaller than the first flow path cross-sectional area. This allows more refrigerant to flow in the flow path located in the area with high heat load, thereby ensuring heat transfer performance.
本開示に係る冷凍サイクル装置によれば、上記熱交換器を備えていることで、伝熱性能を確保しながら製造性を向上させることができる。 According to the refrigeration cycle device of the present disclosure, by being equipped with the above-mentioned heat exchanger, it is possible to improve manufacturability while ensuring heat transfer performance.
はじめに、各実施の形態に係る熱交換器(室外熱交換器)を備えた冷凍サイクル装置の冷媒回路の一例について説明する。図1に示すように、冷凍サイクル装置1は、圧縮機3、室内熱交換器5、ファン7、膨張弁9、室外熱交換器11、プロペラファン13、四方弁15およびこれらを接続する冷媒配管17を備えている。室外熱交換器11の構造については、各実施の形態において、詳しく説明する。First, an example of a refrigerant circuit of a refrigeration cycle device equipped with a heat exchanger (outdoor heat exchanger) according to each embodiment will be described. As shown in Fig. 1, the
次に、上述した冷凍サイクル装置1の動作として、まず、暖房運転の場合について説明する。暖房運転の場合の冷媒の流れを実線で示す。圧縮機3を駆動させることによって、圧縮機3から高温高圧のガス冷媒が吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒(単相)は、四方弁15を介して室内熱交換器5に流れ込む。Next, the operation of the above-mentioned
室内熱交換器5では、流れ込んだガス冷媒と、ファン7によって送り込まれる空気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒(単相)になる。熱交換が行われた空気は、室内熱交換器5から室内に送り出されて、室内が暖房されることになる。室内熱交換器5から送り出された高圧の液冷媒は、膨張弁9によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。In the
二相状態の冷媒は、室外熱交換器11に流れ込む。室外熱交換器11は、蒸発器として機能する。室外熱交換器11では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、プロペラファン13によって供給される空気との間で熱交換が行われる。二相状態の冷媒のうち、液冷媒が蒸発して、低圧のガス冷媒(単相)になる。このとき、風下側に位置する冷媒流路よりも風上側に位置する冷媒流路により多くの冷媒が流される。低圧のガス冷媒は、室外熱交換器11から送り出される。The two-phase refrigerant flows into the
室外熱交換器11から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁15を介して圧縮機3に流れ込む。圧縮機3に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機3から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。The low-pressure gas refrigerant sent out from the
次に、冷房運転の場合について説明する。圧縮機3を駆動させることによって、圧縮機3から高温高圧のガス冷媒が吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒(単相)は、四方弁15を介して室外熱交換器11へ流れ込む。室外熱交換器11は、凝縮器として機能する。室外熱交換器11では、流れ込んだ冷媒と、プロペラファン13によって供給される空気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒(単相)になる。Next, the cooling operation will be described. By driving the
室外熱交換器11から送り出された高圧の液冷媒は、膨張弁9によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室内熱交換器5に流れ込む。室内熱交換器5では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、ファン7によって室内熱交換器5に送り込まれた空気との間で熱交換が行われる。二相状態の冷媒は、液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒(単相)になる。熱交換が行われた空気は、室内熱交換器5から室内に送り出されて、室内が冷房されることになる。
The high-pressure liquid refrigerant sent out from the
室内熱交換器5から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁15を介して圧縮機3に流れ込む。圧縮機3に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機3から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。次に、各実施の形態に係る室外熱交換器11の構造について説明する。各実施の形態では、説明の便宜上、X軸およびY軸を用いて説明する。The low-pressure gas refrigerant sent out from the
実施の形態1.
実施の形態1に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図2に示すように、室外機の筺体10内には、扁平伝熱管21および放熱フィン41を含む室外熱交換器11およびヘッダ31が収容されている。ここでは、単列型の室外熱交換器11が配置されている。また、筐体10内には、プロペラファン13および圧縮機3(図示せず)等も収容されている。プロペラファン13(図示せず)の駆動によって、筐体10内には、矢印Y1に示す方向に空気が流れる。
An example of an outdoor heat exchanger as a heat exchanger according to the first embodiment will be described. As shown in Fig. 2, an
図3に示すように、室外熱交換器11における扁平伝熱管21は、本体部23と接続部25とを備えている。扁平伝熱管21は、第1方向としてのY軸方向に幅を有し、第2方向としてのX軸方向に延在する。扁平伝熱管21では、X軸方向にそれぞれ延在する複数の流路27が、Y軸方向に互いに間隔を開けて配置されている(図4参照)。As shown in Figure 3, the flat
扁平伝熱管21は、幅を隔てて第1側部29aおよび第2側部29bを有する。ここでは、第1側部29aは風下側に位置し、第2側部29bは風上側に位置する。本体部23には放熱フィン41が取り付けられている。The flat
接続部25は、複数の流路27のそれぞれの開口端28(図5参照)が位置する開口端面26を有する。ここでは、開口端面26は、Y軸方向に沿って位置する。接続部25は、ヘッダ31に形成された開口部33に挿入される態様で、ヘッダ31に接続されている。接続部25における第1側部29aと第2側部29bとは、開口部33の開口内壁面34に接している。図4に示すように、本体部23では、複数の流路27のそれぞれは、第1流路断面積S1を有する。後述するように、扁平伝熱管21を製造する際には、まず、本体部23となる成型体が製造される。The
図3および図5に示すように、接続部25では、扁平伝熱管21を幅方向(Y軸方向)に縮める加工(縮管)が施されている。接続部25では、第1側部29aは、開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。開口端面26では、Y軸方向に沿って配置された複数の流路27のうち、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、テーパー状に形成された第1側部29aに対応するように、Y軸方向に狭められている。3 and 5, at the
このため、第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有する。すなわち、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有する。実施の形態1に係る室外熱交換器11は、上記のように構成される。Therefore, the first
次に、上述した室外熱交換器11の製造方法の一例について、フローチャートに基づいて説明する。図6に示すように、まず、ステップT1では、扁平伝熱管となる材料を用意する。次に、ステップT2では、その材料を押出成型機へ投入する。次に、ステップT3では、押出成型機に投入された材料を押し出すことによって、扁平伝熱管となる成型体20(図7参照)を製造する。Next, an example of a manufacturing method for the above-mentioned
このとき、複数の流路27(図4参照)のそれぞれが、第1流路断面積S1を有するように押出成型されることで、成型体20(図7参照)の断面形状としては、本体部23の断面形状(図4参照)に示されるように、幅方向の中心線に対して線対称の断面形状になる。これにより、材料が均一に押し出されて、たとえば、ボイドのない成型体を製造することができる。At this time, each of the multiple flow paths 27 (see FIG. 4) is extruded to have a first flow path cross-sectional area S1, so that the cross-sectional shape of the molded body 20 (see FIG. 7) is line-symmetrical with respect to the center line in the width direction, as shown in the cross-sectional shape of the main body 23 (see FIG. 4). This allows the material to be extruded uniformly, making it possible to produce a molded body without voids, for example.
次に、ステップT4では、成型体20(図7参照)の切断と縮管とを行う。図7に示すように、ここでは、Y軸方向に沿って成型体20を切断する。切断された成型体20の切断面は、開口端面26として、複数の流路27(図4等参照)のそれぞれが開口する。Next, in step T4, the molded body 20 (see FIG. 7) is cut and shrunk. As shown in FIG. 7, the molded
このとき、成型体20の切断とともに、成型体20の縮管を行う。すなわち、開口端面26に近づくにしたがい成型体20の幅を縮める態様で、成型体20における第1側部29aを、たとえば、板材(図示せず)等によって圧力(矢印P1参照)を加えることによって、テーパー状の第1側部29aを形成する。At this time, the molded
テーパー状の第1側部29aを形成することで、開口端面26では、複数の流路27のうち、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、Y軸方向に狭められる(図5参照)。これにより、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有することになる。こうして、本体部23および接続部25を含む扁平伝熱管21が完成する(ステップT5)。By forming the tapered
次に、ステップT6では、扁平伝熱管21をヘッダ31に接続する(図8参照)。図8に示すように、扁平伝熱管21の接続部25を、矢印P3に示すように、ヘッダ31に設けられた開口部33に挿入し、第1側部29aと第2側部29bとを開口部33の開口内壁面34に接触させる。Next, in step T6, the flat
このとき、第1側部29aがテーパー状に形成されていることで、ヘッダ31の開口部33へ挿入しやすくなる。また、接続部25がヘッダ31内に挿入される長さが一義的に規定されて、接続部25が、たとえば、ヘッダ31の開口部33へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。こうして、扁平伝熱管21のヘッダ31への取り付けが完了し、室外熱交換器11の主要部分が完成する。At this time, the
上述した室外熱交換器11によれば、まず、扁平伝熱管21となる成型体を製造する際には、本体部23の断面形状(図4参照)に示されるように、幅方向の中心線に対して線対称の断面形状を有する成型体が成型される。これにより、材料が均一に押し出されて、たとえば、ボイドのない成型体を製造することができ、室外熱交換器11の製造性の向上に寄与することができる。According to the above-mentioned
次に、成型体から製造される扁平伝熱管21では、テーパー状の第1側部29aが形成されることで、伝熱性能を確保しながら製造性を向上させることができる。これについて説明する。Next, in the flat
図2に示すように、冷凍サイクル装置1における室外熱交換器11では、室外熱交換器11に送り込まれた空気(矢印Y1参照)と、扁平伝熱管21を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器11が蒸発器として機能する場合には、室外熱交換器11に送り込まれた空気は、扁平伝熱管21を流れる冷媒との間で熱交換が行われて、風上から風下へ向かって空気の温度は下がっていく。2, in the
すなわち、図9(中段)に示すように、熱負荷は、空気が、風上から風下へ向かって流れる通風距離が長くなるにしたがって小さくなる。熱負荷の高い領域(範囲)では、空気と冷媒との熱交換が積極的に行われることになる。このため、蒸発器として機能する場合には、空気との熱交換によって冷媒がガス化しきってしまうと、伝熱性能は向上できなくなる。That is, as shown in Figure 9 (middle), the thermal load decreases as the ventilation distance that the air flows from upwind to downwind increases. In areas (ranges) with high thermal load, heat exchange between the air and the refrigerant actively takes place. For this reason, when functioning as an evaporator, if the refrigerant is completely gasified by heat exchange with the air, the heat transfer performance cannot be improved.
そこで、図9(上段)に示すように、風上側を流れる冷媒の流路が、風下側を流れる冷媒の流量よりも多くなるように、扁平伝熱管21の本体部となる部分に対して、扁平伝熱管21の接続部25となる成型体20の切断部分に、加工(縮管)が施される。すなわち、第1側部29aを、開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様(幅W1から幅W2)で、テーパー状に形成する加工(縮管)が施される。9 (top), the cut portion of the molded
このため、扁平伝熱管21の接続部25では、風下側に位置する第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、テーパー状に形成された第1側部29aに対応するように、Y軸方向に狭められることになる。これにより、第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有することになる。Therefore, in the
風下側に位置する第1流路27aの第1開口端28aの第2流路断面積S2を、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さくすることで、図9(下段)に示すように、第1流路27aには、冷媒が流れにくくなり、その分、熱負荷の高い風上側等に位置する流路27には、より多くの冷媒が流れることになり、冷媒が完全にガス化されるのを抑制することができる。その結果、室外熱交換器11としての伝熱性能を確保することができる。By making the second flow passage cross-sectional area S2 of the first opening
さらに、上述した室外熱交換器11では、ヘッダ31に接続される扁平伝熱管21の接続部25の第1側部29aがテーパー状に形成されることで、ヘッダ31に形成された開口部33に挿入させやすくなる。これにより、室外熱交換器11の製造性の向上に寄与することができる。Furthermore, in the above-described
また、接続部25におけるテーパー状の第1側部29aが、開口部33の開口内壁面34に接触することで、接続部25(扁平伝熱管21)がヘッダ31内に挿入される長さが一義的に規定される。これにより、接続部25が、たとえば、ヘッダ31の開口部33へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。その結果、ヘッダ31内の冷媒の流れの安定化に寄与することができる。In addition, the tapered
実施の形態2.
実施の形態2に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図10および図11に示すように、扁平伝熱管21における開口端面26は、第1側部29aから第2側部29bへ向かって、本体部23に近づく態様でY軸方向に対して傾いた第3方向としての方向に沿って位置する。
An example of an outdoor heat exchanger as a heat exchanger according to
扁平伝熱管21における接続部25では、第1側部29aは、その開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有する。At the
なお、これ以外の構成については、図3~図5に示す室外熱交換器11の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
Other than this, the configuration is similar to that of the
次に、上述した室外熱交換器11の製造方法の一例について説明する。図6に示すステップT1、ステップT2およびステップT3に示す工程と同様の工程を経た後、成型体の切断と縮管とを行う(ステップT4)。Next, an example of a method for manufacturing the above-mentioned
図12に示すように、ここでは、Y軸方向に対して傾いた方向に沿って成型体20を切断する。切断された成型体20の切断面は、開口端面26として、複数の流路27(図11参照)のそれぞれが開口する。このとき、成型体20の切断とともに、成型体20の縮管を行う。すなわち、開口端面26に近づくにしたがい成型体20の幅を縮める態様で、成型体20における第1側部29aを、たとえば、板材(図示せず)等によって圧力(矢印P1参照)を加えることによって、テーパー状の第1側部29aを形成する。As shown in Figure 12, here, the molded
テーパー状の第1側部29aを形成することで、開口端面26では、複数の流路27のうち、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有することになる。こうして、本体部23および接続部25を含む扁平伝熱管21が完成する(ステップT5)。その後、ステップT6と同様の工程を経て、扁平伝熱管21のヘッダ31への取り付けが完了し、室外熱交換器11の主要部分が完成する。By forming the tapered
上述した室外熱交換器11によれば、実施の形態1において説明した室外熱交換器11による効果に加えて、次のような効果が得られる。According to the above-mentioned
上述した室外熱交換器11の扁平伝熱管21における接続部25では、開口端面26は、風下側に位置する第1側部29aから風上側に位置する第2側部29bへ向かって、本体部23に近づく態様でY軸方向に対して傾いた方向に沿って位置する。In the
このため、風下側に位置する第2流路27bの長さが、風上側に位置する第1流路27aの長さよりも長くなる。これにより、風下側に位置する第2流路27bの流路抵抗(摩擦抵抗)が、風上側に位置する第1流路27aの流路抵抗(摩擦抵抗)よりも高くなり、風上側に位置する第2流路27bに冷媒が流れやすくなる。Therefore, the length of the
このため、第1側部29aがテーパー状に形成されることにより、風下側に位置する第1流路27aに冷媒が流れにくくなる作用と相まって、熱負荷の高い風上側に位置する流路27には、さらに多くの冷媒が流れることになる。その結果、室外熱交換器11としての伝熱性能を向上させることができる。Therefore, by forming the
実施の形態3.
実施の形態3に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図13および図14に示すように、扁平伝熱管21における開口端面26は、Y軸方向に沿って位置する。
A description will be given of an example of an outdoor heat exchanger as a heat exchanger according to
扁平伝熱管21における接続部25では、第1側部29aは、開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有する。At the
さらに、接続部25では、第2側部29bは、開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第2側部29bに最も近い第2流路27bの第2開口端28bは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さく、第2流路断面積S2よりも大きい第3流路断面積S3を有する。Furthermore, in the
なお、これ以外の構成については、図3~図5に示す室外熱交換器11の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
Other than this, the configuration is similar to that of the
次に、上述した室外熱交換器11の製造方法の一例について説明する。図6に示すステップT1、ステップT2およびステップT3に示す工程と同様の工程を経た後、成型体の切断と縮管とを行う(ステップT4)。Next, an example of a method for manufacturing the above-mentioned
図15に示すように、Y軸方向に沿って成型体20を切断する。切断された成型体20の切断面は、開口端面26として、複数の流路27(図14参照)のそれぞれが開口する。このとき、成型体20の切断とともに、成型体20における第1側部29aと第2側部29bとの双方について、開口端面26に近づくにしたがい成型体20の幅を縮める態様で、テーパー状の第1側部29aとテーパー状の第2側部29bとを形成する。As shown in Figure 15, the molded
テーパー状の第1側部29aを、圧力(圧力A:矢印P1参照)を加えることによって形成する。また、テーパ状の第2側部29bを、圧力Aよりも低い圧力(圧力B:矢印P2参照)を加えることによって形成する。The tapered
テーパー状に形成する圧力の大小関係を、圧力A>圧力Bとすることで、開口端面26における、第2側部29bに最も近い第2流路27bの第2開口端28bでは、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aに比べて、Y軸方向に狭められる長さが短くなる。By making the relationship of the pressures for forming the tapered shape such that pressure A is greater than pressure B, the length narrowed in the Y-axis direction at the
これにより、図14に示すように、第2流路27bの第2開口端28bは、第1流路27aの第1開口端28aの第2流路断面積S2よりも大きい第3流路断面積S3を有するように形成される。こうして、本体部23および接続部25を含む扁平伝熱管21が完成する(ステップT5)。14, the second
次に、ステップT6では、扁平伝熱管21をヘッダ31に接続する(図16参照)。図16に示すように、扁平伝熱管21の接続部25を、矢印P3に示すように、ヘッダ31に設けられた開口部33に挿入し、第1側部29aと第2側部29bとを開口部33の開口内壁面34に接触させる。Next, in step T6, the flat
このとき、第1側部29aと第2側部29bとの双方がテーパー状に形成されていることで、ヘッダ31の開口部33へ挿入しやすくなる。また、接続部25がヘッダ31内に挿入される長さが一義的に規定されて、接続部25が、たとえば、ヘッダ31の開口部33へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。こうして、扁平伝熱管21のヘッダ31への取り付けが完了し、室外熱交換器11の主要部分が完成する。At this time, because both the
上述した室外熱交換器11によれば、実施の形態1において説明した室外熱交換器11による効果に加えて、次のような効果が得られる。According to the above-mentioned
上述した室外熱交換器11の扁平伝熱管21における接続部25では、第1側部29aと第2側部29bとの双方がテーパー状に形成される。これにより、扁平伝熱管21の接続部25をヘッダ31に接続する際に、第1側部29aだけがテーパー状に形成されている場合と比べて、ヘッダ31に形成された開口部33に、より挿入させやすくなる。その結果、室外熱交換器11の製造性の向上に寄与することができる。In the
また、接続部25におけるテーパー状の第1側部29aとテーパー状の第2側部29bとが、開口部33の開口内壁面34に接触することで、接続部25(扁平伝熱管21)がヘッダ31内に挿入される長さがより確実に規定される。これにより、接続部25が、ヘッダ31の開口部33へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。その結果、ヘッダ31内の冷媒の流れの安定化に寄与することができる。In addition, the tapered
さらに、接続部25における開口端面26では、第2側部29bに最も近い第2流路27bの第2開口端28bは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さく、第2流路断面積S2よりも大きい第3流路断面積S3を有する。
Furthermore, at the opening end face 26 of the
これにより、冷媒をより多く流すことが求められる風上側に位置する第2流路27bについて、風上側の第2側部29bをテーパー状に形成することに伴って、冷媒が第2流路27bを流れにくくなるのを最小限に抑えることができる。その結果、室外熱交換器11としての伝熱性能を維持することができる。As a result, for the
実施の形態4.
実施の形態4に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図17および図18に示すように、扁平伝熱管21における開口端面26は、第1側部29aから第2側部29bへ向かって、本体部23に近づく態様でY軸方向に対して傾いた第3方向としての方向に沿って位置する。
Embodiment 4.
An example of an outdoor heat exchanger as a heat exchanger according to embodiment 4 will be described. As shown in Fig. 17 and Fig. 18, the
扁平伝熱管21における接続部25では、第1側部29aは、開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さい第2流路断面積S2を有する。At the
第2側部29bは、開口端面26に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第2側部29bに最も近い第2流路27bの第2開口端28bは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さく、第2流路断面積S2よりも大きい第3流路断面積S3を有する。The
なお、これ以外の構成については、図3~図5に示す室外熱交換器11の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
Other than this, the configuration is similar to that of the
次に、上述した室外熱交換器11の製造方法の一例について説明する。図6に示すステップT1、ステップT2およびステップT3に示す工程と同様の工程を経た後、成型体の切断と縮管とを行う(ステップT4)。Next, an example of a method for manufacturing the above-mentioned
図19に示すように、ここでは、Y軸方向に対して傾いた方向に沿って成型体20を切断する。切断された成型体20の切断面は、開口端面26として、複数の流路27(図18参照)のそれぞれが開口する。このとき、成型体20の切断とともに、成型体20における第1側部29aと第2側部29bとの双方について、開口端面26に近づくにしたがい成型体20の幅を縮める態様で、テーパー状の第1側部29aとテーパー状の第2側部29bとを形成する。As shown in Figure 19, here, the molded
テーパー状の第1側部29aを、圧力(圧力A:矢印P1参照)を加えることによって形成する。また、テーパ状の第2側部29bを、圧力Aよりも低い圧力(圧力B:矢印P2参照)を加えることによって形成する。The tapered
テーパー状に形成する圧力の大小関係を、圧力A>圧力Bとすることで、開口端面26における、第2側部29bに最も近い第2流路27bの第2開口端28bでは、第1側部29aに最も近い第1流路27aの第1開口端28aに比べて、Y軸方向に狭められる長さが短くなる。By making the relationship of the pressures for forming the tapered shape such that pressure A is greater than pressure B, the length narrowed in the Y-axis direction at the
これにより、図18に示すように、第2流路27bの第2開口端28bは、第1流路27aの第1開口端28aの第2流路断面積S2よりも大きい第3流路断面積S3を有するように形成される。こうして、本体部23および接続部25を含む扁平伝熱管21が完成する(ステップT5)。18, the second
次に、ステップT6では、扁平伝熱管21をヘッダ31に接続する。このとき、第1側部29aと第2側部29bとの双方がテーパー状に形成されていることで、ヘッダ31の開口部33へ挿入しやすくなる。また、接続部25がヘッダ31内に挿入される長さが一義的に規定されて、接続部25が、たとえば、ヘッダ31の開口部33へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。こうして、扁平伝熱管21のヘッダ31への取り付けが完了し、室外熱交換器11の主要部分が完成する。Next, in step T6, the flat
上述した室外熱交換器11によれば、実施の形態2において説明した室外熱交換器11による効果と、実施の形態3において説明した室外熱交換器11による効果との双方の効果を得ることができる。
According to the above-mentioned
まず、上述した室外熱交換器11の扁平伝熱管21における接続部25では、開口端面26は、第1側部29aから第2側部29bへ向かって、本体部23に近づく態様でY軸方向に対して傾いた方向に沿って位置する。First, in the
これにより、第1流路27aの長さが、第2流路27bの長さよりも長くなって、第1流路27aの流路抵抗(摩擦抵抗)が、第2流路27bの流路抵抗(摩擦抵抗)よりも高くなり、風上側に位置する第2流路27bに冷媒が流れやすくなる。As a result, the length of the
また、接続部25では、第1側部29aと第2側部29bとの双方がテーパー状に形成される。接続部25における開口端面26では、第2側部29bに最も近い第2流路27bの第2開口端28bは、他の流路27の開口端28の第1流路断面積S1よりも小さく、第2流路断面積S2よりも大きい第3流路断面積S3を有する。In addition, both the
これにより、冷媒をより多く流すことが求められる風上側に位置する第2流路27bについて、風上側の第2側部29bをテーパー状に形成することに伴って、冷媒が第2流路27bを流れにくくなるのを最小限に抑えることができる。その結果、室外熱交換器11としての伝熱性能を維持することができる。As a result, for the
さらに、接続部25では、第1側部29aと第2側部29bとの双方がテーパー状に形成されることで、ヘッダ31に形成された開口部33に、より挿入させやすくなる。その結果、室外熱交換器11の製造性の向上に寄与することができる。Furthermore, in the
また、接続部25におけるテーパー状の第1側部29aとテーパー状の第2側部29bとが、開口部33の開口内壁面34に接触することで、接続部25が、たとえば、ヘッダ31の開口部33へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。その結果、ヘッダ31内の冷媒の流れの安定化に寄与することができる。In addition, the tapered
なお、上述した各実施の形態では、単列型の室外熱交換器11を例に挙げて説明した(図2参照)。室外熱交換器11としては、多列型であってもよく、図20に示すように、空気が流れる方向に沿って、室外熱交換器11aと室外熱交換器11bとが配置された2列型の室外熱交換器11であってもよい。In the above-described embodiments, a single-row
このような室外熱交換器11においても、点線枠DL内に示される、室外熱交換器11aの扁平伝熱管がヘッダ31aに接続される部分と、室外熱交換器11bの扁平伝熱管がヘッダ31bに接続される部分とについて、実施の形態1~4に係る室外熱交換器11を適用することができる。In such an
さらに、3列以上の室外熱交換器が配置された室外熱交換器であってもよい。また、室外熱交換器11だけではなく、必要に応じて室内熱交換器5にも適用することも可能である。Furthermore, the outdoor heat exchanger may have three or more rows of outdoor heat exchangers. It may also be applied not only to the
各実施の形態において説明した室外熱交換器については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。The outdoor heat exchangers described in each embodiment can be combined in various ways as needed.
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。The embodiments disclosed herein are illustrative and are not intended to be limiting. The present disclosure is defined by the scope of the claims, not the scope described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
本開示は、扁平伝熱管を備えた熱交換器に有効に利用される。 The present disclosure is effectively used in heat exchangers equipped with flat heat transfer tubes.
1 冷凍サイクル装置、3 圧縮機、5 室内熱交換器、7 ファン、9 膨張弁、10 筺体、11 室外熱交換器、13 プロペラファン、15 四方弁、17 冷媒配管、20 成型体、21 扁平伝熱管、23 本体部、25 接続部、26 開口端面、27 流路、27a 第1流路、27b 第2流路、28 開口端、28a 第1開口端、28b 第2開口端、29a 第1側部、29b 第2側部、31 ヘッダ、33 開口部、34 開口内壁面、41 放熱フィン、S1 第1流路断面積、S2 第2流路断面積、S3 第3流路断面積、Y1、P1、P2、P3 矢印(挿入)、DL 枠。1 refrigeration cycle device, 3 compressor, 5 indoor heat exchanger, 7 fan, 9 expansion valve, 10 housing, 11 outdoor heat exchanger, 13 propeller fan, 15 four-way valve, 17 refrigerant piping, 20 molded body, 21 flat heat transfer tube, 23 main body, 25 connection portion, 26 opening end surface, 27 flow path, 27a first flow path, 27b second flow path, 28 opening end, 28a first opening end, 28b second opening end, 29a first side portion, 29b second side portion, 31 header, 33 opening, 34 opening inner wall surface, 41 heat dissipation fin, S1 first flow path cross-sectional area, S2 second flow path cross-sectional area, S3 third flow path cross-sectional area, Y1, P1, P2, P3 arrows (inserted), DL frame.
Claims (8)
開口部が形成され、前記開口部に前記扁平伝熱管が接続されたヘッダと、
放熱フィンと
を有し、
前記扁平伝熱管は、
前記放熱フィンに装着される本体部と、
複数の前記流路のそれぞれが開口している開口端面を有し、前記ヘッダにおける前記開口部に挿入されて前記ヘッダに接続される接続部と
を備え、
前記本体部では、複数の前記流路のそれぞれは、第1流路断面積を有し、
前記接続部では、前記第1側部のみが、前記開口端面に近づくにしたがい、前記幅が縮められる態様でテーパー状に形成され、
前記開口端面では、複数の前記流路のうち、テーパー状に形成された前記第1側部に最も近い第1流路の第1開口端は、前記第1流路断面積よりも小さい第2流路断面積を有する、熱交換器。 a flat heat transfer tube having a first side portion and a second side portion separated by a width in a first direction and extending in a second direction intersecting the first direction, the flat heat transfer tube having a plurality of flow paths each extending in the second direction and arranged at intervals in the first direction;
a header having an opening and the flat heat transfer tube connected to the opening;
and a heat dissipation fin.
The flat heat transfer tube is
A main body portion attached to the heat dissipation fin;
a connection portion having an open end surface at which each of the plurality of flow paths is open, the connection portion being inserted into the opening of the header and connected to the header,
In the main body portion, each of the plurality of flow paths has a first flow path cross-sectional area,
In the connection portion, only the first side portion is formed in a tapered shape such that the width is reduced as the first side portion approaches the opening end surface,
a first opening end of a first flow passage, among the plurality of flow passages, that is closest to the first side portion that is tapered, has a second flow passage cross-sectional area that is smaller than the first flow passage cross-sectional area, at the opening end surface.
開口部が形成され、前記開口部に前記扁平伝熱管が接続されたヘッダと、
放熱フィンと
を有し、
前記扁平伝熱管は、
前記放熱フィンに装着される本体部と、
複数の前記流路のそれぞれが開口している開口端面を有し、前記ヘッダにおける前記開口部に挿入されて前記ヘッダに接続される接続部と
を備え、
前記本体部では、複数の前記流路のそれぞれは、第1流路断面積を有し、
前記接続部では、前記第1側部は、前記開口端面に近づくにしたがい、前記幅が縮められる態様でテーパー状に形成され、
前記開口端面では、複数の前記流路のうち、テーパー状に形成された前記第1側部に最も近い第1流路の第1開口端は、前記第1流路断面積よりも小さい第2流路断面積を有し、
前記接続部では、前記第2側部は、前記開口端面に近づくにしたがい、前記幅が縮められる態様でテーパー状に形成され、
前記開口端面では、前記第1方向に沿って配置された複数の前記流路のうち、テーパー状に形成された前記第2側部に最も近い第2流路の第2開口端は、前記第1流路断面積よりも小さく、前記第2流路断面積よりも大きい第3流路断面積を有し、
前記接続部では、前記第1側部は、前記第2側部よりも、前記扁平伝熱管の前記幅方向におけるより内側に向かってテーパー状に形成されている、熱交換器。 a flat heat transfer tube having a first side portion and a second side portion separated by a width in a first direction and extending in a second direction intersecting the first direction, the flat heat transfer tube having a plurality of flow paths each extending in the second direction and arranged at intervals in the first direction;
a header having an opening and the flat heat transfer tube connected to the opening;
Heat sink fins and
having
The flat heat transfer tube is
A main body portion attached to the heat dissipation fin;
a connection portion having an open end surface at which each of the plurality of flow paths is open, the connection portion being inserted into the opening of the header and connected to the header;
Equipped with
In the main body portion, each of the plurality of flow paths has a first flow path cross-sectional area ,
In the connection portion, the first side portion is formed in a tapered shape such that the width is reduced as the first side portion approaches the opening end surface,
At the opening end surface, a first opening end of a first flow passage, among the plurality of flow passages, that is closest to the first side portion formed in a tapered shape has a second flow passage cross-sectional area that is smaller than the first flow passage cross-sectional area,
In the connection portion, the second side portion is formed in a tapered shape such that the width is reduced as the second side portion approaches the opening end surface,
At the opening end surface, a second opening end of a second flow path, among the plurality of flow paths arranged along the first direction, that is closest to the second side portion formed in a tapered shape has a third flow path cross-sectional area that is smaller than the first flow path cross-sectional area and larger than the second flow path cross-sectional area ,
A heat exchanger, wherein, at the connection portion, the first side portion is tapered more inward in the width direction of the flattened heat transfer tube than the second side portion .
テーパー状の前記第2側部は、前記ヘッダの前記開口部における前記開口内壁面に接触している、請求項2記載の熱交換器。 the tapered first side portion contacts an inner wall surface of the opening of the header,
The heat exchanger according to claim 2 , wherein the tapered second side portion is in contact with an inner wall surface of the opening of the header.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/004112 WO2022168232A1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus equipped with same |
Publications (3)
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