JPWO2015162677A1 - ヘッダ分配器、熱交換器、空気調和装置、及び、ヘッダ分配器の製造方法 - Google Patents
ヘッダ分配器、熱交換器、空気調和装置、及び、ヘッダ分配器の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
なお、以下では、本発明に係るヘッダ分配器が、冷媒が流入する熱交換器に適用される場合を説明しているが、本発明に係るヘッダ分配器は、他の流体が流入する他の機器に適用されてもよい。また、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、そのような構成、動作等に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態1に係る熱交換器について説明する。
<熱交換器の構成>
以下に、実施の形態1に係る熱交換器の構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る熱交換器の、構成を示す図である。なお、図1以下では、冷媒の流れ方向を墨付き矢印で示している。
以下に、実施の形態1に係る熱交換器における冷媒の流れについて説明する。
冷媒配管を流れる冷媒は、ヘッダ分配器2に流入して分配流路2aで分配され、複数の伝熱管4に流出する。冷媒は、複数の伝熱管4において、例えば、ファンによって供給される空気等と熱交換する。複数の伝熱管4を流れる冷媒は、ヘッダ3の合流流路3aに流入して合流し、冷媒配管に流出する。冷媒は、逆流することができる。
以下に、実施の形態1に係る熱交換器のヘッダ分配器の構成について説明する。
図2及び図3は、実施の形態1に係る熱交換器の、ヘッダ分配器の構成を説明するための図である。なお、図2は、ヘッダ分配器2を分解した状態での斜視図である。また、図3は、ヘッダ分配器2を分解した状態での、ベア材12_2〜12_5とクラッド材13_1〜13_4とを組毎に纏めて描画した場合の斜視図である。
以下に、実施の形態1に係る熱交換器のヘッダ分配器における冷媒の流れについて説明する。
図4は、実施の形態1に係る熱交換器の、ヘッダ分配器における冷媒の流れを説明するための図である。なお、図4は、図3に示される斜視図を展開させたものである。
以下に、実施の形態1に係る熱交換器の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細について説明する。
図5は、実施の形態1に係る熱交換器の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細を説明するための図である。なお、図5は、図3におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線での断面図である。ヘッダ分配器2は、図3におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線の全てにおいて、図5に示されるような断面である場合に、限定されない。また、図5は、ロウ材13cが溶融する前の状態を示している。
以下に、実施の形態1に係る熱交換器の作用について説明する。
ヘッダ分配器2では、ロウ材13cが溶融して第1領域12rと第2領域13rとが接合される前の状態において、ロウ材13cは、第2開口部13oにおけるロウ材13cの開口部13ocの開口面積が第1開口部12oの開口面積と比較して大きくなるように、塗布される。そのため、ロウ材13cが溶融する際に、第2開口部13oにおけるロウ材13cの開口部13ocと、第1開口部12oと、の間に、突部12bの壁面が介在することとなって、溶融したロウ材13cが、分配流路2aのうちの伝熱管4が挿入されない領域に流入してしまうこと、分配流路2aのうちの伝熱管4が挿入される領域と伝熱管4との隙間に染み込んで伝熱管4の端部に達して、分配流路2aのうちの伝熱管4が挿入されない領域に流入してしまうこと、等が抑制されて、分配流路2aの流路形状が不均一となって、冷媒の分配の均一性が低下してしまうことが抑制される。また、冷媒に生じる圧力損失が増加してしまうことが抑制される。
図6及び図7は、実施の形態1に係る熱交換器の変形例−1の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細を説明するための図である。なお、図6及び図7は、図3におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線での断面図である。ヘッダ分配器2は、図3におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線の全てにおいて、図6及び図7に示されるような断面である場合に、限定されない。また、図6及び図7は、ロウ材13cが溶融する前の状態を示している。
図8は、実施の形態1に係る熱交換器の変形例−2の、ヘッダ分配器の構成を説明するための図である。なお、図8は、ヘッダ分配器2を分解した状態での斜視図である。
以下に、実施の形態1に係る熱交換器の使用態様の一例について説明する。
なお、以下では、実施の形態1に係る熱交換器が、空気調和装置に使用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、実施の形態1に係る熱交換器が、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に使用されてもよい。また、空気調和装置が、冷房運転と暖房運転とを切り替えるものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、空気調和装置が、冷房運転又は暖房運転のみを行うものであってもよい。
圧縮機52から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁53を介して熱源側熱交換器54に流入し、熱源側ファン57によって供給される外気との熱交換によって凝縮することで高圧の液状態の冷媒となり、熱源側熱交換器54から流出する。熱源側熱交換器54から流出した高圧の液状態の冷媒は、絞り装置55に流入し、低圧の気液二相状態の冷媒となる。絞り装置55から流出する低圧の気液二相状態の冷媒は、負荷側熱交換器56に流入し、負荷側ファン58によって供給される室内空気との熱交換によって蒸発することで低圧のガス状態の冷媒となり、負荷側熱交換器56から流出する。負荷側熱交換器56から流出する低圧のガス状態の冷媒は、四方弁53を介して圧縮機52に吸入される。
圧縮機52から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁53を介して負荷側熱交換器56に流入し、負荷側ファン58によって供給される室内空気との熱交換によって凝縮することで高圧の液状態の冷媒となり、負荷側熱交換器56から流出する。負荷側熱交換器56から流出した高圧の液状態の冷媒は、絞り装置55に流入し、低圧の気液二相状態の冷媒となる。絞り装置55から流出する低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器54に流入し、熱源側ファン57によって供給される外気との熱交換によって蒸発することで低圧のガス状態の冷媒となり、熱源側熱交換器54から流出する。熱源側熱交換器54から流出する低圧のガス状態の冷媒は、四方弁53を介して圧縮機52に吸入される。
実施の形態2に係る熱交換器について説明する。
なお、実施の形態1と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
以下に、実施の形態2に係る熱交換器のヘッダ分配器の構成について説明する。
図10及び図11は、実施の形態2に係る熱交換器の、ヘッダ分配器の構成を説明するための図である。なお、図10は、ヘッダ分配器2を分解した状態での斜視図である。また、図11は、ヘッダ分配器2を分解した状態での、ベア材12_2〜12_5とクラッド材13_1〜13_4とを組毎に纏めて描画した場合の斜視図である。
以下に、実施の形態2に係る熱交換器のヘッダ分配器における冷媒の流れについて説明する。
図12は、実施の形態2に係る熱交換器の、ヘッダ分配器における冷媒の流れを説明するための図である。なお、図12は、図11に示される斜視図を展開させたものである。
以下に、実施の形態2に係る熱交換器の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細について説明する。
図13及び図14は、実施の形態2に係る熱交換器の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細を説明するための図である。なお、図13は、図11におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線での断面図である。ヘッダ分配器2は、図11におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線の全てにおいて、図13に示されるような断面である場合に、限定されない。また、図13は、ロウ材13cが溶融する前の状態を示している。また、図14は、クラッド材13_3の露出部13dの製造工程の一例を示している。クラッド材13_1、13_2、13_4の露出部13dの製造工程の一例についても同様である。
以下に、実施の形態2に係る熱交換器の作用について説明する。
ヘッダ分配器2では、ロウ材13cが溶融して第1領域12rと第2領域13rとが接合される前の状態において、ロウ材13cは、第2開口部13oにおけるロウ材13cの開口部13ocの開口面積が第1開口部12oの開口面積と比較して大きく、且つ、第2開口部13oにおけるロウ材13cの開口部13ocの開口面積が第2開口部13oにおける基材13bの開口部13obの開口面積と比較して大きくなるように、塗布される。そのため、ロウ材13cが溶融する際に、第2開口部13oにおけるロウ材13cの開口部13ocと、第1開口部12oと、の間に、隙間Sが介在することとなって、溶融したロウ材13cが、分配流路2aのうちの伝熱管4が挿入されない領域に流入してしまうこと、分配流路2aのうちの伝熱管4が挿入される領域と伝熱管4との隙間に染み込んで伝熱管4の端部に達して、分配流路2aのうちの伝熱管4が挿入されない領域に流入してしまうこと、等が抑制される。
図15は、実施の形態2に係る熱交換器の変形例−1の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細を説明するための図である。なお、図15では、クラッド材13_3の露出部13dの形状を示している。クラッド材13_1、13_2、13_4の露出部13dの形状についても同様である。
図16は、実施の形態2に係る熱交換器の変形例−2の、ヘッダ分配器の構成を説明するための図である。なお、図16は、ヘッダ分配器2を分解した状態での斜視図である。
図17は、実施の形態2に係る熱交換器の変形例−3の、ベア材とクラッド材との接合部の詳細を説明するための図である。なお、図17は、図11におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線に相当する線での断面図である。ヘッダ分配器2は、図11におけるA1−A1線、B1−B1線、B2−B2線、及び、B3−B3線に相当する線の全てにおいて、図17に示されるような断面である場合に、限定されない。また、図17は、ロウ材13cが溶融する前の状態を示している。
伝熱管、5 フィン、11 板状体、12、12_1〜12_5 ベア材、12a、12a_1〜12a_5 第1流路、12b 突部、12c 突部の頂面、12o 第1開口部、12r 第1領域、13、13_1〜13_4 クラッド材、13a、13a_1〜13a_4 第2流路、13b 基材、13c ロウ材、13d 露出部、13e 屈曲部、13o 第2開口部、13ob 基材の開口部、13oc ロウ材の開口部、13r 第2領域、51 空気調和装置、52 圧縮機、53 四方弁、54 熱源側熱交換器、55 絞り装置、56 負荷側熱交換器、57 熱源側ファン、58 負荷側ファン、59 制御装置。
Claims (15)
- 第1流路が形成され、
外面の少なくとも一部に、ロウ材が塗布されない領域で、且つ、前記第1流路の端部である第1開口部を有する領域である、第1領域が形成された、ベア材と、
第2流路が形成され、
外面の少なくとも一部に、ロウ材が塗布された領域で、且つ、前記第2流路の端部である第2開口部を有する領域である、第2領域が形成された、クラッド材と、を有し、
前記ベア材の前記第1領域と、前記クラッド材の前記第2領域と、が、前記ロウ材によって接合されて、前記第1流路と前記第2流路とが接続された、板状体を備え、
前記ロウ材は、前記第2領域において、前記第2開口部における該ロウ材の開口部の開口面積が、前記第1開口部の開口面積と比較して大きい状態になるように、塗布された、ヘッダ分配器。 - 前記第1開口部は、前記第1領域の突部に形成され、
前記突部は、前記第2流路の内側に突出する、請求項1に記載のヘッダ分配器。 - 第1流路が形成され、
外面の少なくとも一部に、ロウ材が塗布されない領域で、且つ、前記第1流路の端部である第1開口部を有する領域である、第1領域が形成された、ベア材と、
第2流路が形成され、
外面の少なくとも一部に、ロウ材が塗布された領域で、且つ、前記第2流路の端部である第2開口部を有する領域である、第2領域が形成された、クラッド材と、を有し、
前記ベア材の前記第1領域と、前記クラッド材の前記第2領域と、が、前記ロウ材によって接合されて、前記第1流路と前記第2流路とが接続された、板状体を備え、
前記第1開口部は、前記第1領域の突部に形成され、
前記突部は、前記第2流路の内側に突出する、ヘッダ分配器。 - 前記ロウ材が溶融する前の状態で、前記突部の外周面と前記第2流路の内周面との間に、隙間が形成された、請求項2又は3に記載のヘッダ分配器。
- 前記隙間は、前記突部の根元に近づく程狭くなる隙間である、請求項4に記載のヘッダ分配器。
- 前記突部の突出高さは、前記クラッド材の板厚以下である、請求項2〜5のいずれか一項に記載のヘッダ分配器。
- 前記ロウ材は、前記第2領域において、前記第2開口部における該ロウ材の開口部の開口面積が、前記第2開口部における前記クラッド材の基材の開口部の開口面積と比較して大きい状態になるように、塗布された、請求項1〜6のいずれか一項に記載のヘッダ分配器。
- 前記ロウ材は、前記第2領域において、該ロウ材の表面が、前記クラッド材の基材の表面と比較して前記第1領域に近い状態になるように、塗布された、請求項7に記載のヘッダ分配器。
- 前記ロウ材は、前記第2領域において、前記第2開口部のうちの前記クラッド材の周縁に近い領域における、該ロウ材の開口部の内周面と前記クラッド材の基材の開口部の内周面との間に形成される該基材の露出部の幅が、前記第2開口部のうちの前記クラッド材の周縁に遠い領域における該幅と比較して小さい状態になるように、塗布された、請求項7又は8に記載のヘッダ分配器。
- 前記第2開口部は、屈曲部を有する形状であり、
前記ロウ材は、前記第2領域において、前記第2開口部のうちの前記屈曲部に近い領域における、該ロウ材の開口部の内周面と前記クラッド材の基材の開口部の内周面との間に形成される該基材の露出部の幅が、前記第2開口部のうちの前記屈曲部に遠い領域における該幅と比較して小さい状態になるように、塗布された、請求項7〜9のいずれか一項に記載のヘッダ分配器。 - 前記第2開口部は、1つの前記クラッド材に複数形成され、
前記ロウ材は、前記第2領域において、前記第2開口部のうちの他の第2開口部に近い領域における、該ロウ材の開口部の内周面と前記クラッド材の基材の開口部の内周面との間に形成される該基材の露出部の幅が、前記第2開口部のうちの他の第2開口部に遠い領域における該幅と比較して小さい状態になるように、塗布された、請求項7〜10のいずれか一項に記載のヘッダ分配器。 - 前記ロウ材は、前記第2領域において、該ロウ材の厚さが、前記クラッド材の基材の板厚の30%以下の状態になるように、塗布された、請求項1〜11のいずれか一項に記載のヘッダ分配器。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載のヘッダ分配器と、
前記板状体に接続された伝熱管と、を備えた、熱交換器。 - 請求項13に記載の熱交換器を備えた、空気調和装置。
- 第1流路が形成され、
外面の少なくとも一部に、ロウ材が塗布されない領域で、且つ、前記第1流路の端部である第1開口部を有する領域である、第1領域が形成された、ベア材と、
第2流路が形成され、
外面の少なくとも一部に、ロウ材が塗布された領域で、且つ、前記第2流路の端部である第2開口部を有する領域である、第2領域が形成された、クラッド材と、を有し、
前記ベア材の前記第1領域と、前記クラッド材の前記第2領域と、が、前記ロウ材によって接合されて、前記第1流路と前記第2流路とが接続された、板状体を備えた、ヘッダ分配器の製造方法であって、
前記ロウ材は、前記第2領域において、前記第2開口部における該ロウ材の開口部の開口面積が、前記第1開口部の開口面積と比較して大きい状態になるように、塗布された、ヘッダ分配器の製造方法。
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