JPWO2021014603A1 - Heat exchanger and air conditioner using it - Google Patents
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Abstract
扁平管と円管とこれらを接続する扁平形状継手とを備える熱交換器であり、扁平形状継手は、扁平管の軸中心で且つ扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも2つの継手部材を有し、2つの継手部材の間に扁平管と円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、一端側に扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、他端側に円管に対応した第二の差込口が形成されている。2つの継手部材における少なくとも一方の第一の差込口側における扁平管のろう付箇所には、ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されている。これにより、扁平形状継手のろう付箇所に設けたろう材貯留部にろう材を集めることで、ろう付時にろう材が必要となる接合面にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。A heat exchanger comprising a flat tube, a circular tube and a flat joint connecting them, wherein the flat joint is at least two divided in longitudinal sections at the axial center of the flat tube and along the long sides of the flat tube. It has one joint member and is joined by brazing with a flat pipe and a circular pipe interposed between the two joint members, and a first insertion port corresponding to the flat pipe is formed on one end side. At the same time, a second insertion port corresponding to the circular tube is formed on the other end side. A brazing material storage portion for collecting the brazed material melted at the time of brazing is formed at the brazed portion of the flat pipe on the brazing portion of at least one of the two joint members on the first insertion port side. As a result, by collecting the brazing material in the brazing material storage portion provided at the brazing point of the flat joint, the brazing material can be sufficiently spread over the joint surface where the brazing material is required at the time of brazing. It is possible to suppress the generation of voids due to insufficient supply of materials.
Description
本発明は、熱交換器およびそれを用いた空気調和装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger and an air conditioner using the heat exchanger.
空気調和装置では、室外機の小型化および高性能化を図るため、搭載される熱交換器の伝熱管として、円筒形状よりも伝熱性能に優れた扁平形状で多穴管構造の扁平管を用いる傾向となっている。このような扁平管を用いた熱交換器としては、帯板状に成形されたフィンと、扁平管と、を組み合わせて構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the air conditioner, in order to reduce the size and performance of the outdoor unit, a flat tube with a flat shape and a multi-hole tube structure, which has better heat transfer performance than a cylindrical shape, is used as the heat transfer tube of the heat exchanger to be mounted. There is a tendency to use it. As a heat exchanger using such a flat tube, a fin-and-tube type heat exchanger configured by combining fins formed in a strip shape and a flat tube is known (for example, a patent). See Document 1).
かかる特許文献1に開示された熱交換器は、複数の隔壁で冷媒の流路が分割形成された扁平管と、横断面が円形状の円管と、扁平管に接合されている複数のフィンと、を備えて構成されている。この熱交換器では、円管をU字形状に曲折したUベンド管または分配器と、扁平管と、の接続部分において、これら扁平管と円管とを接続するために、円管を扁平管にまたは扁平管を円管に変換するための扁平管継手が用いられている。 The heat exchanger disclosed in Patent Document 1 includes a flat tube in which a flow path of a refrigerant is divided and formed by a plurality of partition walls, a circular tube having a circular cross section, and a plurality of fins joined to the flat tube. And is configured with. In this heat exchanger, at the connection portion between the U-bend tube or the distributor in which the circular tube is bent into a U shape and the flat tube, the circular tube is flattened in order to connect the flat tube and the circular tube. Flat tube joints are used to convert flat tubes into circular tubes.
扁平管継手は、円管と扁平管とを接続する継手であり、一端側に扁平管に対応した差込み口を有し、他端側に円管に対応した差込み口を有している。なお、扁平形状で多穴管構造の扁平管におけるアスペクト比によっては、一体型の継手形成が困難な場合がある。そのため、扁平形状継手は、縦断面で分割された同じ形状の2つの継手部材で構成され、扁平管の差込み口の奥部に逃げ部が形成されている。そして、このような構成の扁平形状継手は、2つに分割された継手部材の間に、円管と扁平管とを、それぞれに対応した差込み口に介在した状態でろう付されることによって接合され、円管と扁平管とを接続するようになっている。 The flat pipe joint is a joint that connects a circular pipe and a flat pipe, and has an insertion port corresponding to the flat pipe on one end side and an insertion port corresponding to the circular pipe on the other end side. Depending on the aspect ratio of the flat tube having a flat shape and a multi-hole tube structure, it may be difficult to form an integrated joint. Therefore, the flat joint is composed of two joint members having the same shape divided in the vertical cross section, and a relief portion is formed in the inner part of the insertion port of the flat pipe. Then, the flat joint having such a configuration is joined by brazing a circular pipe and a flat pipe between the joint members divided into two in a state of being interposed at the corresponding insertion ports. It is designed to connect a circular tube and a flat tube.
しかしながら、特許文献1の熱交換器では、扁平形状継手における扁平管のろう付箇所が面接触でのろう付となる。とりわけ、扁平形状継手は、継手部材同士を組み合わせた際のクリアランスなどの影響により、溶融したろう材が扁平形状継手の内壁をどのように伝って流れるか予測が困難であった。 However, in the heat exchanger of Patent Document 1, the brazed portion of the flat tube in the flat joint is brazed by surface contact. In particular, in the flat-shaped joint, it is difficult to predict how the molten brazing material flows along the inner wall of the flat-shaped joint due to the influence of the clearance when the joint members are combined.
また、ろう付時にろう材が必要となるろう付箇所としての接合面に十分なろう材が供給されていない場合、当該接合面の随所でボイドが発生する虞があった。このボイドとは、空気、フラックス若しくはろう材から発生したガス、残留したフラックス、または酸化物等の異物を包み込んだ空洞のことである。よって、特許文献1の熱交換器では、扁平形状継手における接合面に十分なろう材を行き亘らせることができず、ろう材が不足することにより、ボイドが発生する虞があった。 Further, if a sufficient brazing material is not supplied to the joint surface as a brazing point where the brazing material is required at the time of brazing, voids may occur everywhere on the joint surface. The void is a cavity that encloses a foreign substance such as air, a gas generated from a flux or a brazing material, a residual flux, or an oxide. Therefore, in the heat exchanger of Patent Document 1, a sufficient brazing material cannot be spread over the joint surface of the flat joint, and there is a possibility that voids are generated due to the shortage of the brazing material.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、ろう付時にろう材が必要となる接合面にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる熱交換器およびそれを用いた空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and it is possible to sufficiently spread the brazing material on the joint surface where the brazing material is required at the time of brazing, and the generation of voids due to the insufficient supply of the brazing material is generated. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger that can be suppressed and an air conditioner using the same.
本発明に係る熱交換器は、横断面が扁平形状の伝熱管である扁平管と、横断面が円形状の円管と、前記円管と前記扁平管とを接続する扁平形状継手と、を備える熱交換器であって、前記扁平形状継手は、前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも2つの継手部材を有し、前記2つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、前記2つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されているものである。 The heat exchanger according to the present invention has a flat tube having a flat cross section, a circular tube having a circular cross section, and a flat joint connecting the circular tube and the flat tube. A heat exchanger comprising, the flat-shaped joint having at least two joint members divided in a longitudinal section at the axial center of the flat tube and along the long side of the flat-shaped pipe. The flat tube and the circular tube are interposed between the members and joined by brazing, and a first insertion port corresponding to the flat tube is formed on one end side and the other end. A second insertion port corresponding to the circular tube is formed on the side, and the wax is formed at the brazing portion of the flat tube on at least one of the two joint members on the first insertion port side. A brazing filler metal storage section is formed to collect the molten brazing filler metal at the time of attachment.
また、本発明に係る空気調和装置は、熱交換器を備えた空気調和装置であって、前記熱交換器として、上記熱交換器を用いるものである。 Further, the air conditioner according to the present invention is an air conditioner provided with a heat exchanger, and the heat exchanger is used as the heat exchanger.
本発明に係る熱交換器およびそれを用いた空気調和装置によれば、扁平形状継手のろう付箇所に設けたろう材貯留部にろう材を集めることで、ろう付時にろう材が必要となる接合面にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の不足を回避してボイドの発生を抑制できる。 According to the heat exchanger according to the present invention and the air conditioner using the same, by collecting the brazing material in the brazing material storage portion provided at the brazing point of the flat joint, the brazing material is required at the time of brazing. The brazing material can be sufficiently spread on the surface, the shortage of the brazing material can be avoided, and the generation of voids can be suppressed.
以下、図面に基づいて、本発明に係る熱交換器およびそれを空気調和装置に適用した場合の実施の形態について説明する。なお、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。すなわち、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能である。また、そのような変更を伴う熱交換器およびそれを用いた空気調和装置も本発明の技術思想に含まれる。さらに、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。 Hereinafter, an embodiment of the heat exchanger according to the present invention and an embodiment thereof when the heat exchanger is applied to the air conditioner will be described with reference to the drawings. It should be noted that the forms of the components shown in the entire specification are merely examples and are not limited to these descriptions. That is, the present invention can be appropriately modified as long as it does not contradict the gist or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Further, a heat exchanger accompanied by such a change and an air conditioner using the heat exchanger are also included in the technical idea of the present invention. Further, in each figure, those having the same reference numerals are the same or equivalent thereof, which are common to the whole text of the specification.
実施の形態1.
<空気調和装置1の構成>
図1を参照しながら、実施の形態1に係る空気調和装置1について説明する。図1は、実施の形態1に係る空気調和装置1の冷媒回路5を示す模式図である。Embodiment 1.
<Structure of air conditioner 1>
The air conditioner 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a
図1に示すように、本実施の形態1に係る空気調和装置1は、冷媒を介して外気と室内の空気との間で熱を移動させることにより、冷房または暖房運転を行って室内の空気調和を行うものであり、室内機2と室外機3とを有している。
As shown in FIG. 1, the air conditioner 1 according to the first embodiment transfers heat between the outside air and the indoor air via a refrigerant to perform cooling or heating operation to perform indoor air. It is for harmonization and has an
空気調和装置1においては、室内機2と室外機3とが冷媒配管4、4a、4bを介して配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路5を構成している。冷媒回路5には、圧縮機10、流路切替装置11、熱交換器12、膨張弁13および室内熱交換器14が設けられ、これらが冷媒配管4、4a、4bを介して接続されている。
In the air conditioner 1, the
室外機3は、圧縮機10、流路切替装置11、熱交換器12および膨張弁13を有している。圧縮機10は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。ここで、圧縮機10は、不図示のインバータ装置を備えていてもよい。インバータ装置を備えた場合、制御部6によって運転周波数を変化させて、圧縮機10の容量を変更することができる。なお、圧縮機10の容量とは、単位時間当たりに送り出す冷媒の量である。
The
流路切替装置11は、例えば四方弁であり、冷媒流路の方向の切り換えが行われる装置である。空気調和装置1は、制御部6からの指示に基づいて、流路切替装置11を用いて冷媒の流れを切り換えることで、暖房運転または冷房運転を実現することができる。熱交換器12は、冷媒と室外空気との熱交換を行う。また、熱交換器12には、冷媒と室外空気との間の熱交換の効率を高めるために、室外送風機15が設けられている。室外送風機15には、不図示のインバータ装置が取り付けられていてもよい。この場合、インバータ装置は、室外送風機15の駆動源であるファンモーター16の運転周波数を変化させてファンの回転速度を変更する。なお、室外送風機15は、同様の効果が得られるものであればこれに限らず、例えばファンの種類はシロッコファンでもよいし、プラグファンでもよい。また、室外送風機15は押し込み方式でもよいし、引っぱり方式でもよい。
The flow
ここで、熱交換器12は、暖房運転時において蒸発器として機能し、冷媒配管4b側から流入した低圧の冷媒と、室外空気と、の間で熱交換を行って冷媒を蒸発させて気化させ、冷媒配管4a側に流出させる。また、熱交換器12は、冷房運転時において凝縮器として機能し、冷媒配管4a側から流路切替装置11を介して流入した圧縮機10にて圧縮済の冷媒と、室外空気と、の間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させ、冷媒配管4b側に流出させる。なお、ここでは室外空気を外部流体として用いる場合を例に説明したが、外部流体は室外空気を含む気体に限らず、水を含む液体であってもよい。
Here, the
膨張弁13は、冷媒の流量を制御する絞り装置であり、膨張弁13の開度を変化させることで冷媒配管4を流れる冷媒の流量を調節することにより、冷媒の圧力を調整する。膨張弁13は、冷房運転時において、高圧の液状態の冷媒を低圧の気液二相状態の冷媒へと膨張させ減圧させる。なお、膨張弁13としてはこれに限らず、同様の効果が得られるものであれば、電子膨張弁またはキャピラリーチューブ等でもよい。例えば、膨張弁13が、電子式膨張弁で構成された場合は、制御部6の指示に基づいて開度調整が行われる。
The
室内機2は、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器14と、室内熱交換器14が熱交換を行う空気の流れを調整する室内送風機17と、を有する。
The
室内熱交換器14は、暖房運転時において凝縮器の働きをし、冷媒配管4a側から流入した冷媒と、室内空気と、の間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させ、冷媒配管4b側に流出させる。また、室内熱交換器14は、冷房運転時において蒸発器として機能し、冷媒配管4b側から流入した膨張弁13によって低圧状態にされた冷媒と、室内空気と、の間で熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、冷媒配管4a側に流出させる。なお、ここでは室内空気を外部流体として用いる場合を例に説明したが、外部流体は室内空気を含む気体に限らず、水を含む液体であってもよい。
The
室内送風機17の運転速度は、ユーザーの設定により決定される。室内送風機17には、インバータ装置を取り付け、ファンモーター18の運転周波数を変化させてファンの回転速度を変更することが好ましい。なお、室内送風機17は、同様の効果が得られるものであればこれに限らず、例えば、ファンの種類はシロッコファンでもよいし、プラグファンでもよい。また、室内送風機17は押し込み方式でもよいし、引っぱり方式でもよい。
The operating speed of the
<空気調和装置1の冷房および暖房運転の動作例>
次に、空気調和装置1の動作例として冷房運転の動作を説明する。圧縮機10によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置11を経由して、熱交換器12に流入する。熱交換器12に流入したガス冷媒は、室外送風機15により送風される外気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、熱交換器12から流出する。熱交換器12から流出した冷媒は、膨張弁13によって膨張および減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室内機2の室内熱交換器14に流入し、室内送風機17により送風される室内空気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器14から流出する。このとき、冷媒に吸熱されて冷却された室内空気は、空調空気(吹出風)となって、室内機2から空調対象空間である室内に吹き出される。室内熱交換器14から流出したガス冷媒は、流路切替装置11を経由して圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。空気調和装置1の冷房運転は、以上の動作が繰り返される(図1中、実線の矢印で示す)。<Operation example of cooling and heating operation of air conditioner 1>
Next, the operation of the cooling operation will be described as an operation example of the air conditioner 1. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed and discharged by the
次に、空気調和装置1の動作例として暖房運転の動作を説明する。圧縮機10によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置11を経由して、室内機2の室内熱交換器14に流入する。室内熱交換器14に流入したガス冷媒は、室内送風機17により送風される室内空気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室内熱交換器14から流出する。このとき、ガス冷媒から熱を受け取り暖められた室内空気は、空調空気(吹出風)となって、室内機2から室内に吹き出される。室内熱交換器14から流出した冷媒は、膨張弁13によって膨張および減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室外機3の熱交換器12に流入し、室外送風機15により送風される外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって熱交換器12から流出する。熱交換器12から流出したガス冷媒は、流路切替装置11を経由して圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。空気調和装置1の暖房運転は、以上の動作が繰り返される(図1中、破線の矢印で示す)。
Next, the operation of the heating operation will be described as an operation example of the air conditioner 1. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed and discharged by the
<室外機3>
ここで、図2および図3を参照しながら、本実施の形態1に係る空気調和装置1の室外機3について説明する。図2は、図1の空気調和装置1における室外機3の外観を示す斜視図である。図3は、図2の室外機3の構成を示す分解斜視図である。<
Here, the
図2および図3に示すように、室外機3は、外郭を覆う筐体パネル30が直方体形状で形成されている。筐体パネル30の内部は、仕切板31によって風路室32と機械室33とに区画されている。風路室32における筐体パネル30の前面側には、室外送風機15が設置されている。また、風路室32における室外送風機15の背面側には、筐体パネル30の風路室32における背面側から側面側にかけてL字状に搭載される熱交換器12が設置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
筐体パネル30は、前面上部外郭パネル30a、前面下部外郭パネル30b、背面上部外郭パネル30c、背面下部外郭パネル30d、天面外郭パネル30e、側面外郭パネル30fおよび前面パネル30gによって構成されている。また、筐体パネル30は、仕切板31と共に風路室32の側面四面および機械室33の側面四面を囲っている。なお、前述した機械室33の筐体パネル30の構成は一例であり、筐体パネル30の部品点数または継ぎ目の位置等は限定しない。例えば、前面上部外郭パネル30aと前面下部外郭パネル30bとを一体化した前面外郭パネルを用いた室外機3であってもよい。
The
室外送風機15は、回転中心となるボス15aの外周に複数の翼15bが設けられ、ファンモーター16(図1参照)により回転駆動される。また、筐体パネル30における室外送風機15の前面側に位置する前面パネル30gには、筐体パネル30の内部の空気を当該筐体パネル30の外部へと排出するためのスリット状の吹出口30hが設けられている。
The
機械室33には、熱交換器12と冷媒配管4(図1参照)を介して接続され、当該熱交換器12へと冷媒を供給する圧縮機10が設置されている。圧縮機10には、当該圧縮機10の表面温度を検知する過熱保護装置として機能するサーマルプロテクタが取り付けられていてもよい。また、機械室33には、室外機3の運転有無を検知する電流センサーをはじめ、パワーモジュールおよびインバータ基板等の電気部品が設置されている。
In the machine room 33, a
<熱交換器12>
次に、図4〜図11を参照しながら、本実施の形態1における熱交換器12について説明する。図4は、図2の室外機3に用いられる熱交換器12の構成を示す斜視図である。図5は、図4の熱交換器12における要部を拡大して示す斜視図である。図6は、図5の熱交換器12における扁平形状継手20の構成を示す斜視図である。図7は、図6の扁平形状継手20における継手部材21の構成を示す斜視図である。図8は、図7の継手部材21における変形例の構成を示す斜視図である。図9は、図7の継手部材21における変形例の構成を示す斜視図である。図10は、図7の継手部材21における変形例の構成を示す斜視図である。図11は、図7の継手部材21における変形例の構成を示す斜視図である。<
Next, the
なお、以下の説明において、図7〜図11では扁平形状継手20を構成する継手部材21および22のうちの一方の継手部材21のみを図示して説明するが、これは他方の継手部材22も同様に構成されているため、便宜上、割愛するものである。すなわち、詳細は後述するが、扁平形状継手20を構成する継手部材21および22は、同一形状からなる。そして、これら継手部材21および22は、互いに対向して重ね合わせの状態で接合されることで、扁平形状継手20を形成するものである。
In the following description, in FIGS. 7 to 11, only one of the
図4および図5に示すように、熱交換器12は、冷媒を流通させる扁平形状の伝熱管である扁平管121と、扁平管121を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン122と、を有する熱交換体120を並列に備えた構造を有している。すなわち、熱交換器12は、2つの熱交換体120を有する、所謂、2列構造のフィンアンドチューブ型熱交換器として構成されている。本実施の形態1の場合、熱交換器12は、搭載される室外機3(図2および図3参照)の形状に合わせて全体としてL字状に形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
フィン122は帯板状に成形され、鉛直方向の上下に伸長した状態で配置され、当該鉛直方向に直交する水平方向に間隔をあけて複数並んで設けられている。扁平管121は、横断面が扁平形状をなす多穴管構造をなし、水平方向に伸長した状態で配置され、鉛直方向の上下に間隔をあけて複数積層して設けられている。これら扁平管121は、それぞれフィン122に挿入し貫通した状態で接続されている。そして、扁平管121とフィン122とは、組み付け後にろう付により接合される。フィン材料は、ろう材層を有するクラッド材料である。フィン122は、心材となるアルミニウム合金よりも融点が低いアルミニウム合金をろう材層として、心材と共にクラッドされている。扁平管121とフィン122とは、組み付けた後、接合するため加熱される。また、フィン材料がベア材で、扁平管121側にろう材を塗装したものを用い、同様に加熱して接合してもよい。あるいは、フィン材料がベア材で、扁平管121側にもろう材を持たせず、フィン122と扁平管121とを組み付け後、棒状のろう材を置きろうする、またはペーストろうを塗布することによって、ろう材を供給し、同様に加熱して接合する方法もある。
The
ここで、扁平管121は、伸長方向に垂直な横断面が長円形の扁平形状を有しており、短辺側が円弧状に形成され、長辺側が平面状に形成された外形により構成されている。扁平管121は、多穴管構造で構成されることにより、円管形状の伝熱管に比べて伝熱管内面と冷媒との接触面積が増えるため熱交換効率に優れている。扁平管121の材料は、主としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金であり、押し出し成形または引き抜き成形等の加工方法により成形される。扁平形状の断面を有する扁平管121は、腐食が進展すると孔食が発生する。そのため、扁平管121の外側面には、孔食の発生に伴う管内冷媒の漏れを防止するべく、亜鉛溶射を施すなどの手法を用いて犠牲陽極層が形成されていることが望ましい。
Here, the
本実施の形態1の場合、室外送風機15(図3参照)から供給される風の上流側に配置される熱交換体120と、下流側に配置される熱交換体120とで、当該風の流れに対して扁平管121が交差しないように、各扁平管121は互い違いに配置されている。つまり、上流側の熱交換体120の扁平管121と、下流側の熱交換体120の扁平管121とが、上下方向において交互に配置されている。これにより、どの扁平管121にも均一に風が供給されることで、熱交換効率の低下を防止している。
In the case of the first embodiment, the
図5に拡大して示す熱交換器12における要部としての扁平管121の端部は、扁平形状継手20を介して円管123と接続されることで、円管形状へと変換されている。円管123から先には、分配器125およびヘッダ126等の分配回路が接続されている。分配器125は各扁平管121へ冷媒を分配し、ヘッダ126は冷媒を集める機能を有する。また、上下に交互に配置された上流側の熱交換体120の扁平管121と、下流側の熱交換体120の扁平管121とは、Uベンド管124を介して接続されている。このUベンド管124は、横断面が円形状の配管がU字状に屈曲されてなるものである。
The end of the
ここで、扁平形状継手20は、図6に示すように、扁平管121の軸中心で且つ扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも2つの継手部材21および22を有して構成される。また、扁平形状継手20は、一端側に扁平管121に対応した第一の差込口20aが形成されていると共に、他端側に円管123に対応した第二の差込口20bが形成されている。そして、扁平形状継手20は、同一形状からなる2つの継手部材21および22の間に扁平管121と円管123とを介在した状態で、これら継手部材21および22をモナカ状に対向させて重ね合わせ、ろう付によって接合することで形成される。
Here, as shown in FIG. 6, the flat joint 20 has at least two
なお、継手部材21には、継手部材22との対向する部位に、継手部材21および22の接合の際の位置合わせのための係合突出部23および24と、係合穴部25および26とが形成されている。ここでは図示省略するが、継手部材22も継手部材21と同様に構成されている。したがって、継手部材21と継手部材22とを対向して重ね合わせた場合、継手部材21の係合突出部23および継手部材22の係合穴部25と、継手部材21の係合突出部24および継手部材22の係合穴部26とが係合する。同様に、継手部材21の係合穴部25および継手部材22の係合突出部23と、継手部材21の係合穴部26および継手部材22の係合突出部24とが係合する。これにより、継手部材21と継手部材22とを対向させて重ね合わせる際、容易且つ正確に位置合わせができるようになっている。
In the
図7に示すように、継手部材21において、その第一の差込口20a側における扁平管121の接合面であるろう付箇所には、ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部21aが形成されている。なお、継手部材21と図6に示す継手部材22とは、同一形状からなるが、ろう材貯留部21aは、継手部材21および22のいずれか一方のろう付箇所に設けてもよいし、継手部材21および22の双方のろう付箇所に設けてもよい。また、ろう材貯留部21aは、扁平管121に向かって開口された凹部として形成され、この凹部が第一の差込口20aの開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成されることで構成される。このとき、ろう材貯留部21aは、継手部材21の第一の差込口20a側における開口端部からの距離が、当該第一の差込口20aに挿入された扁平管121の端部からの距離よりも短い位置に配置される。
As shown in FIG. 7, in the
このような構成のろう材貯留部21aでは、毛細管現象によりろう付の際に溶融したろう材がろう材貯留部21a内へ流れ込み留まることができ、ボイドの発生を防止したい箇所にろう材を行き亘らせることが可能となる。したがって、ろう付箇所において、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。なお、ろう材貯留部21aろ配置する位置を規定することで、扁平管121内へのろう材の流入を抑制し、ろう詰まりを未然に防止することも可能となる。
In the brazing
ろう材貯留部21aを形成する手法としては、プレス時に凹部を同時成形するか、プレス成形後に切り欠きを入れることで形成できる。加工の方法により、ろう付箇所表面の凹部の断面形状は半円形状、三角形状または矩形形状等の様々な形態となり、どの構成においても一定の効果が得られる。
As a method for forming the brazing filler
また、扁平形状継手20を構成する継手部材21は、第一の差込口20aと第二の差込口20bとの間に、ろう材が扁平管121または円管123内への流入することによって、ろう詰まりを生じることを未然に防止するための逃げ部20cが形成されている。扁平形状継手20の逃げ部20cは、第一の差込口20aおよび第二の差込口20bよりも外方に向けた膨らみが大きい。なお、逃げ部20cは、継手部材21と同一形状の継手部材22(図6参照)にも設けられている。
Further, in the
なお、ここでは、上述のように、扁平形状継手20を構成する継手部材21および22の一方または双方のろう付箇所に、ろう材貯留部21aが第一の差込口20aの開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成される場合について述べた。しかし、ろう材貯留部21aの形状および配置としてはこれに限ることはない。すなわち、ろう材貯留部21aは、部分的な凹部状態で形成されてもよいし、線状的な溝部状態で形成されてもよい。
Here, as described above, the brazing
具体的に、ろう材貯留部21aは、例えば、図7との対応部分に同一符号を付した図8に示すように、第一の差込口20aの開口に対して平行、且つ、線状に連続した溝部状態で、第一の差込口20aの開口に対して複数並列に配置するようにしてもよい。これにより、ろう材貯留部21aにおける外気に接触する側と、冷媒と接触する側と、の両側面において、フィレットを形成することが可能となり、ボイドの発生位置をろう付箇所中央にコントロールもしくは排除することができる。よって、外側にフィレットを形成することで、耐圧はもとより、腐食または疲労耐力等の向上を促進することができる。
Specifically, the brazing filler
また、同じく図7との対応部分に同一符号を付した図9に示すように、ろう材貯留部21aは、第一の差込口20aの開口に対して平行、且つ、線状に断続して、すなわち破線状に配置された溝部として形成するようにしてもよい。この場合においても、前述した実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
Further, as shown in FIG. 9, which also has the same reference numerals as those corresponding to those in FIG. 7, the brazing filler
また、図7との対応部分に同一符号を付した図10に示すように、ろう材貯留部21aは、第一の差込口20aの開口に対して平行、且つ、同一線上に間隔をあけて配置された線状の溝部として形成するようにしてもよい。これにより、特にろう材が回りにくい箇所に、ろう材を集約することが可能となる。図10では、ろう付箇所の中央を除く両端にろう材貯留部21aを設けるように構成しているが、中央部分だけろう材貯留部21aを形成するなど、その他の構成でも一定の効果が得られる。
Further, as shown in FIG. 10 in which the corresponding portions corresponding to those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, the brazing filler
さらに、ろう材貯留部21aは、図7との対応部分に同一符号を付した図11に示すように、第一の差込口20aの開口に向かって放射状に配置された複数の溝部として形成されてもよい。これにより、冷媒流れ方向に対して、凝固したろう材を配置することが可能となる。よって、ろう材貯留部21aにおける外気に接触する側と、冷媒と接触する側と、の両側面において、フィレットを形成することが可能となり、ボイドの発生位置を中央にコントロールもしくは排除することが可能となる。図11では、放射状のろう材貯留部21aを3本配置する場合について図示しているが、ろう付時のろう材の供給量またはろう付箇所の形状により、複数本設ければ一定の効果は得られる。
Further, the brazing filler
<実施の形態1における効果>
以上、説明したように、本実施の形態1の熱交換器12およびそれを用いた空気調和装置1によれば、扁平管121と円管123とを接続する扁平形状継手20において、当該扁平形状継手20を構成する継手部材21および22の一方または双方のろう付箇所にろう材貯留部21aを設けるようにした。これにより、ろう材貯留部21aに、ろう付の際に溶融したろう材を集め、留めることで、ろう付時にろう材が必要となるろう付箇所にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。<Effect in Embodiment 1>
As described above, according to the
実施の形態2.
次に、図12〜図14を参照しながら、実施の形態2に係る熱交換器12の扁平形状継手20について説明する。図12は、実施の形態2に係る熱交換器12の扁平形状継手20における継手部材21の構成を示す斜視図である。図13は、図12の継手部材21における変形例の構成を示す斜視図である。図14は、図12の継手部材21における変形例の構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態2においても、前述した実施の形態1と同様、扁平形状継手20における継手部材21についてのみ図示して説明するが、これは、継手部材22も継手部材21と同一形状をなすため、便宜上、割愛するものである。
Next, the flat joint 20 of the
図7との対応部分に同一符号を付した図12に示すように、実施の形態2のろう材貯留部21aは、継手部材21の第一の差込口20a側における扁平管121のろう付箇所に、当該継手部材21の表裏を貫通した貫通孔として形成される。これにより、ろう付の際に溶融したろう材と、ろう材の働きを活性化させるためのフラックス材の抜け穴が形成されることとなる。よって、ろう材が凝固する前の、活性化が終了し不要となったフラックス材をろう付箇所に形成したろう材貯留部21aから抜くことが可能となり、ろう材も貫通孔周辺に集まることから、ボイド発生を抑制することが可能となる。なお、貫通孔状態のろう材貯留部21aを形成する加工の方法としては、実施の形態1と同様に、プレス時に穴をあけるか、プレス後に孔加工を施すか等で形成である。
As shown in FIG. 12, in which the corresponding portions corresponding to those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, the brazing
なお、貫通孔状態のろう材貯留部21aは、一つに限らず、ろう付箇所に複数形成されていてもよい。例えば、図12との対応部分に同一符号を付した図13に示すように、継手部材21のろう付箇所において、ろう材貯留部21aを複数(この場合、2つ)形成するようにしてもよい。これにより、ろう付の際に溶融したろう材とフラックス材とが抜けるろう材貯留部21aを、凝固したろう材が必要な箇所に配置可能となり、ボイド発生を抑制することが可能となる。
The number of brazed
また、図12との対応部分に同一符号を付した図14に示すように、複数の貫通孔からなるろう材貯留部21aを、2つの継手部材21および22における双方のろう付箇所において、それぞれ第一の差込口20aおよび継手部材21および22の中央から同一方向、且つ、同一位置に配置するようにしてもよい。この場合、複数のろう材貯留部21aは、2つの継手部材21および22を互いに対向させて重ね合わせた際に、互い違いの位置となるように配置される。これにより、ろう付の際に溶融したろう材と、フラックス材との抜け穴としてのろう材貯留部21aを、凝固したろう材が必要な箇所に無駄なく配置可能となり、ボイド発生をより抑制することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 14 in which the corresponding portions corresponding to those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, the brazed
<実施の形態2における効果>
以上、説明したように、本実施の形態2の熱交換器12およびそれを用いた空気調和装置1によれば、扁平管121と円管123とを接続する扁平形状継手20において、当該扁平形状継手20を構成する継手部材21および22の一方または双方のろう付箇所にろう材貯留部21aを貫通孔として設けるようにした。これにより、ろう材貯留部21aに、ろう付の際に溶融したろう材と、フラックス材とをろう付箇所から抜くことができ、凝固したろう材が必要な箇所に無駄なく配置可能となる。よって、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。<Effect in
As described above, according to the
1 空気調和装置、2 室内機、3 室外機、4 冷媒配管、4a 冷媒配管、4b 冷媒配管、5 冷媒回路、6 制御部、10 圧縮機、11 流路切替装置、12 熱交換器、13 膨張弁、14 室内熱交換器、15 室外送風機、15a ボス、15b 翼、16 ファンモーター、17 室内送風機、18 ファンモーター、20 扁平形状継手、20a 第一の差込口、20b 第二の差込口、20c 逃げ部、21 継手部材、21a ろう材貯留部、22 継手部材、23 係合突出部、24 係合突出部、25 係合穴部、26 係合穴部、30 筐体パネル、30a 前面上部外郭パネル、30b 前面下部外郭パネル、30c 背面上部外郭パネル、30d 背面下部外郭パネル、30e 天面外郭パネル、30f 側面外郭パネル、30g 前面パネル、30h 吹出口、31 仕切板、32 風路室、33 機械室、120 熱交換体、121 扁平管、122 フィン、123 円管、124 Uベンド管、125 分配器、126 ヘッダ。 1 air conditioner, 2 indoor unit, 3 outdoor unit, 4 refrigerant piping, 4a refrigerant piping, 4b refrigerant piping, 5 refrigerant circuit, 6 control unit, 10 compressor, 11 flow path switching device, 12 heat exchanger, 13 expansion Valve, 14 indoor heat exchanger, 15 outdoor blower, 15a boss, 15b wing, 16 fan motor, 17 indoor blower, 18 fan motor, 20 flat joint, 20a first outlet, 20b second outlet , 20c relief part, 21 joint member, 21a brazing filler metal storage part, 22 joint member, 23 engagement protrusion, 24 engagement protrusion, 25 engagement hole, 26 engagement hole, 30 housing panel, 30a front surface. Upper outer panel, 30b front lower outer panel, 30c rear upper outer panel, 30d rear lower outer panel, 30e top outer panel, 30f side outer panel, 30g front panel, 30h air outlet, 31 partition plate, 32 air passage room, 33 Machine room, 120 heat exchanger, 121 flat pipe, 122 fins, 123 circular pipe, 124 U bend pipe, 125 distributor, 126 header.
本発明に係る熱交換器は、横断面が扁平形状の伝熱管である扁平管と、横断面が円形状の円管と、前記円管と前記扁平管とを接続する扁平形状継手と、を備える熱交換器であって、前記扁平形状継手は、前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも2つの継手部材を有し、前記2つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、前記2つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されており、前記ろう材貯留部は、前記第一の差込口側における開口端部から前記ろう材貯留部までの距離が、前記第一の差込口に挿入された扁平管の端部から前記ろう材貯留部までの距離よりも短い位置になるように配置されているものである。 The heat exchanger according to the present invention has a flat tube having a flat cross section, a circular tube having a circular cross section, and a flat joint connecting the circular tube and the flat tube. A heat exchanger comprising, wherein the flat-shaped joint has at least two joint members divided in a longitudinal section at the axial center of the flat tube and along the long side of the flat-shaped pipe. The flat tube and the circular tube are interposed between the members and joined by brazing, and a first insertion port corresponding to the flat tube is formed on one end side and the other end. A second insertion port corresponding to the circular tube is formed on the side, and the wax is formed at the brazing portion of the flat tube on at least one of the two joint members on the first insertion port side. A brazing filler metal storage portion for collecting the molten brazing filler metal is formed at the time of attachment, and the brazing filler metal storage portion has a distance from the opening end portion on the first insertion port side to the brazing filler metal storage portion. It is arranged so as to be at a position shorter than the distance from the end of the flat tube inserted into the first insertion port to the brazing filler metal storage portion.
Claims (10)
前記扁平形状継手は、
前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも2つの継手部材を有し、
前記2つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、
一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、
他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、
前記2つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されている、熱交換器。A heat exchanger comprising a flat tube having a flat cross section, a circular tube having a circular cross section, and a flat joint connecting the circular tube and the flat tube.
The flat joint is
It has at least two joint members at the axial center of the flat tube and divided by a longitudinal section along the long side of the flat shape.
The flat tube and the circular tube are interposed between the two joint members and joined by brazing.
A first insertion port corresponding to the flat tube is formed on one end side, and at the same time,
A second insertion port corresponding to the circular tube is formed on the other end side.
A brazing material storage portion for collecting the brazed material melted during the brazing is formed at the brazed portion of the flat pipe on the brazing portion of at least one of the two joint members on the first insertion port side. Heat exchanger.
前記扁平管に向かって開口された凹部で形成される、請求項1に記載の熱交換器。The wax material storage section is
The heat exchanger according to claim 1, which is formed by a recess opened toward the flat tube.
前記第一の差込口の開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成される、請求項2に記載の熱交換器。The recess is
The heat exchanger according to claim 2, wherein the heat exchanger is formed as a groove portion parallel to the opening of the first insertion port and continuously arranged linearly.
前記第一の差込口の開口に対して平行、且つ、線状に断続して配置された溝部として形成される、請求項2に記載の熱交換器。The recess is
The heat exchanger according to claim 2, which is formed as a groove portion arranged parallel to the opening of the first insertion port and intermittently arranged linearly.
前記第一の差込口の開口に対して複数並列に配置される、請求項3または4に記載の熱交換器。The groove is
The heat exchanger according to claim 3 or 4, wherein a plurality of heat exchangers are arranged in parallel with respect to the opening of the first insertion port.
前記第一の差込口の開口に向かって放射状に配置された複数の溝部として形成される、請求項2に記載の熱交換器。The recess is
The heat exchanger according to claim 2, which is formed as a plurality of grooves radially arranged toward the opening of the first insertion port.
2つの前記継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所に、当該継手部材の表裏を貫通して形成される一つまたは複数の貫通孔として形成される、請求項2に記載の熱交換器。The wax material storage section is
It is formed as one or more through holes formed through the front and back of the joint member at the brazed portion of the flat pipe on the brazed portion of at least one of the two joint members on the first insertion port side. , The heat exchanger according to claim 2.
2つの前記継手部材における双方の前記扁平管のろう付箇所において、
それぞれ前記第一の差込口および前記継手部材の中央から同一方向、且つ、同一位置に配置される、請求項7に記載の熱交換器。The plurality of through holes are
At the brazed points of both flat tubes in the two joint members
The heat exchanger according to claim 7, respectively, which are arranged in the same direction and at the same position from the center of the first insertion port and the joint member.
2つの前記継手部材を互いに重ね合わせた際に、互い違いの位置に配置される、請求項8に記載の熱交換器。The plurality of through holes are
The heat exchanger according to claim 8, wherein the two joint members are arranged at staggered positions when they are overlapped with each other.
前記熱交換器として、請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱交換器を用いる、空気調和装置。An air conditioner equipped with a heat exchanger
An air conditioner using the heat exchanger according to any one of claims 1 to 9 as the heat exchanger.
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