热交换器、使用该热交换器的空调装置以及该热交换器的制造方法 |
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| 申请号 | CN201480042143.7 | 申请日 | 2014-09-16 | 公开(公告)号 | CN105431700B | 公开(公告)日 | 2017-09-08 |
| 申请人 | 三菱电机株式会社; | 发明人 | 中岛崇志; 加藤贵士; 铃木涉; 池田亮一; | ||||
| 摘要 | 热交换器 (1)具备多个传 热管 (4)和多个翅片(2)，多个翅片具有相向的两边且在上述两边之中的一边侧(3a)具有插入并固定上述 传热 管(4)的多个开口部(6)，上述多个传热管(4)与上述多个翅片(2)相互交叉地形成，其中，上述多个传热管(4)之中的至少两根以从上述多个翅片(2)的上述一边侧朝上述多个翅片(2)的外侧突出的状态被固定在上述开口部(6)内。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种热交换器，具备多个传热管和多个翅片，上述多个翅片具有相向的两边且在上述两边之中的一边侧具有插入并固定上述多个传热管的多个开口部， |
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| 说明书全文 | 热交换器、使用该热交换器的空调装置以及该热交换器的制造方法 技术领域[0001] 本发明涉及采用了扁平管的翅管式的热交换器、使用了该热交换器的空调装置以及该热交换器的制造方法。 背景技术[0002] 以往，在汽车的空调用热交换器中，出于轻量化非常重要等原因，采用的是将铝制扁平多孔管用于传热管的热交换器。大多数被称为波纹方式，通过设置在扁平管与扁平管之间具有连续波动的铝薄板材的翅片而构成。另外，有一部分也存在横跨多个扁平管地插入翅片的被称为翅管方式的结构。 [0003] 另一方面，作为家庭用或大厦用的空调机所使用的热交换器，主流的是将铜圆管作为传热管且横跨多个传热管地设置多个翅片的翅管结构，但近年来有时也与汽车用空调机同样，采用将铝制扁平管用于传热管的翅管方式的热交换器(例如参照专利文献1)。 [0004] 在先技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本特开2012-154497号公报 发明内容[0007] 发明所要解决的课题 [0008] 但是，在以往使用铝制扁平管的热交换器中在翅片上存在用于插入扁平管的开口部，在该结构中存在以下问题：当从插入扁平管的方向对翅片施加力时，翅片之中的从扁平管的端部突出的部分与其他部分相比容易变形，在制造时或组装时等翅片会弯曲、压塌。 [0009] 本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于获得翅管式的热交换器、使用了该热交换器的空调装置以及该热交换器的制造方法，即便从翅片的存在插入扁平管的开口部那侧施加力，翅片也不会变形。 [0010] 用于解决课题的手段 [0011] 本发明所涉及的热交换器，具备多个传热管和多个翅片，上述多个翅片具有相向的两边且在上述两边之中的一边侧具有插入并固定上述传热管的多个开口部，上述多个传热管与上述多个翅片相互交叉地形成，其特征在于，上述多个传热管之中的至少两根以从上述多个翅片的上述一边侧朝上述多个翅片的外侧突出的状态被固定在上述开口部内。 [0012] 发明的效果 [0014] 图1是表示实施方式1中的热交换器的立体图。 [0015] 图2是表示实施方式1中的热交换器的截面图。 [0016] 图3是表示实施方式1中的热交换器的翅片的俯视图。 [0017] 图4a是表示实施方式1中的热交换器的制造方法的图。 [0018] 图4b是通过实施方式1中的热交换器的制造方法使扁平管排列在扁平管定位部件上的图。 [0019] 图5是表示实施方式2中的热交换器的截面图。 [0020] 图6a是通过实施方式2中的热交换器的制造方法使翅片排列在扁平管插入夹具上的图。 [0021] 图6b是表示通过实施方式2中的热交换器的制造方法使扁平管排列在扁平管插入夹具上的图。 [0022] 图7是表示实施方式3中的热交换器的截面图。 [0023] 图8是表示实施方式4中的热交换器的翅片的俯视图。 [0024] 图9是表示实施方式4中的作为翅片材料的带状卷材(hoop material)的俯视图。 具体实施方式[0025] 以下，基于附图来说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。 [0026] 实施方式1. [0027] 图1是表示实施方式1中的热交换器的立体图。 [0028] 图2是表示实施方式1中的热交换器的截面图。 [0029] 图3是表示实施方式1中的热交换器的翅片的俯视图。 [0030] 本实施方式1所涉及的热交换器1是翅管式的热交换器，如图1所示那样，多个扁平管4平行配置，在与该扁平管4的管轴垂直的方向上安装多个翅片2。扁平管4使制冷剂等流体在内部流动，通过将截面形成为扁平形状，能够增多制冷剂等流体的量而不会增大风阻，由此即使在小型化的情况下也能够获得作为热交换器的充分性能。 [0031] 扁平管4例如是在内部具备多个制冷剂流路的多孔扁平管。扁平管4的截面通过两端部的圆弧形状部4a、4c和连接该圆弧形状部4a、4c的一对长边部4b形成。即，形成为具有长边部4b方向的长轴和由圆弧形状部4a、4c形成的短轴的扁平形状。扁平管4的材质优选的是传热性好且腐蚀少的金属材质，例如可考虑铝制或铜制等。 [0032] 翅片2如图3所示那样平面形状呈大致矩形，在其一边侧3a，多个用于插入安装扁平管4的开口部6排列成一列地呈梳齿状配置。 [0033] 开口部6呈现从翅片2的一边侧3a朝相向的另一边侧3b具有长轴的细长切痕的形状。作为用于形成翅片2的翅片材料，一般使用厚度为“0.1”～“0.7”[mm]左右的呈卷状地被卷成卷盘的铝薄板，或是形成为片状的翅片材料。通过使用顺序传送冲压装置从卷状或是片状的翅片材料依次裁切出成形为规定形状的多个翅片2，从而一张一张地形成翅片2。另外，翅片2也可以使用顺序传送冲压装置以外的装置来一张一张地形成。 [0034] 开口部6的宽度的尺寸是与扁平管4的截面中的短轴侧的长度大致相同的长度，形成为在将扁平管4插入开口部6时无隙间地嵌合那样的长度。 [0035] 另外，在开口部6的进深方向的最深部6a形成有与扁平管4的端部的圆弧形状部4a大致相同形状的圆弧部，当扁平管4被插入到开口部6的最深部6a时相互抵接。并且，多个开口部6的进深方向的尺寸(从翅片2的一边侧3a到最深部6a的长度)是彼此相同的长度。 [0036] 在此，在实施方式1所涉及的热交换器中，如图2所示那样在翅片2的开口部6的最深部6a抵接有扁平管4的一端部的圆弧形状部4a的状态下，形成为扁平管4的另一端部侧的圆弧形状部4c从翅片2的开口部6中的一边侧3a突出的状态。即，开口部6的进深尺寸被设定得比扁平管4的截面中的长轴侧的长度短。 [0037] 并且，连结多个扁平管4的圆弧形状部4c的末端的扁平管端部切线8呈直线状，且与翅片2的一边侧3a平行。 [0038] 另外，上面仅提取1张翅片2来说明与扁平管4的位置关系，但由于如图1所示那样翅片2在扁平管4上安装多张，因而，全部翅片2与扁平管4的位置关系都与图2的形状相同。另外，示出了扁平管4的全部根数都是从翅片2的开口部6中的一边侧3a突出的状态的例子，但也可以是一部分的扁平管(例如两根以上)从翅片2的一边侧3a突出的状态。 [0039] 接着，就本实施方式1所涉及的热交换器的制造方法进行说明。 [0040] 图4a是表示实施方式1中的热交换器的制造方法的图。 [0041] 另外，图4b是通过实施方式1中的热交换器的制造方法使扁平管排列在扁平管定位部件10上的图。 [0042] 如图4a所示那样，作为组装翅片2和扁平管4的制造方法，预先将多个扁平管4固定在扁平管定位部件10上，按固定速度使其在轴向移动。另外，一般是以下方法：将翅片2一张一张地保持在翅片插入装置9的翅片保持部12上并使其移动，插入并固定到配置在扁平管定位部件10上的扁平管4上(例如参照日本特开2012－30284号公报)。 [0043] 各个翅片保持部12在滚筒20的圆周上配置多个，随着滚筒20的旋转而进行圆周运动。并且，接收1张翅片2并加以保持，将所保持的翅片2安装到扁平管4的外周面。 [0046] 作为本实施方式1所涉及的热交换器的制造方法，如图4b所示那样，将突出形成有翅片抵接部件11的扁平管定位部件10使用于翅片插入装置9，组装翅片2和扁平管4。 [0047] 在使用这样的翅片插入装置9的情况下，在进行插入动作时存在翅片2的开口部6的一边侧3a与翅片抵接部件11抵接，从而扁平管4的端部的圆弧形状部4c以从开口部6突出的状态被固定。 [0048] 即，通过将翅片抵接部件11的上端部配置成比与扁平管定位部件10抵接的扁平管4的下端(圆弧形状部4c的末端)更靠上方，扁平管4的端部位于比翅片2的存在开口部6的一边侧3a更靠外侧的位置。以该状态对翅片2和扁平管4进行钎焊。 [0049] 于是，作为实施方式1所涉及的热交换器，即使从翅片2的设有开口部6的一边侧3a侧施加力，通过由从翅片2的开口部6突出的扁平管4的端部来挡住力，能够防止翅片2的变形。另外，通过使用变形少的热交换器1来构成空调装置，不会因变形的翅片2导致热交换器部分的空气阻力增加或热交换效率降低，因而能够获得制冷制热性能优异的空调装置。 [0050] 实施方式2. [0051] 在实施方式1中，使扁平管4同样地从翅片2的开口部6突出，将多个扁平管4的圆弧形状部4c的末端连结的扁平管端部切线8呈直线状，且与翅片2的一边侧3a平行，但实施方式2所涉及的热交换器1形成为仅使翅片2的一边侧3a的两端部的扁平管4从开口部6突出的形状。 [0052] 图5是表示实施方式2中的热交换器的截面图。 [0053] 实施方式2所涉及的热交换器1设想的是具有将一边侧3a侧作为内侧的翘曲的翅片2的形状。 [0054] 此时，构成为扁平管4之中的两端部的扁平管4比翅片2的一边侧3a更向外侧突出，以便两端部的扁平管4的切线14比连结翅片2的一边侧3a的两端的弦15位于热交换器的更外侧。 [0055] 实施方式2所涉及的热交换器设想的是在翅片2产生翘曲的场合。一般来讲，在制造图1所记载的翅管式热交换器时，首先在组装了翅片2和扁平管4之后，将它们钎焊接合。由于翅片2与扁平管4的组装作业或钎焊等制造方法，有时会在翅片2发生翘曲。 [0056] 该翘曲即使成为翅片2的一边侧3a侧为内侧的形状，也与实施方式1同样形成用于保护翅片2的一边侧3a免于外力影响的热交换器的构成。 [0057] 对这样的热交换器的制造方法进行说明。图6a是通过实施方式2中的热交换器的制造方法使翅片2排列在扁平管插入夹具16上的图。图6b是通过实施方式2中的热交换器的制造方法使扁平管4排列在扁平管插入夹具16上的图。 [0058] 首先，如图6a所示那样，使翅片2排列在平板形状的扁平管插入夹具16上。然后，如图6b所示那样，在翅片2的开口部6中插入扁平管4。此时，在扁平管插入夹具16的两端部存在突起17，两端的扁平管4相比其他扁平管4向翅片2的开口部6的插入量更浅，以具有在与开口部6的最深部6a之间形成间隙的空间部分的形状被固定。在该状态下对翅片2和扁平管4进行钎焊。另外，由于在热交换器产生翘曲的情况发生在翅片2与扁平管4的组装以后，所以在组装作业中不产生翘曲。 [0059] 在这样的热交换器中，即便热交换器1的翅片2向一边侧3a侧翘曲，由于两端的扁平管4从翅片2的一边侧3a突出而将来自一边侧3a侧的外力挡住，能够防止翅片2的变形。另外，通过使用变形少的热交换器1来构成空调装置，不会因变形的翅片2导致热交换器部分的空气阻力增加或热交换效率降低，因而能够获得制冷制热性能优异的空调装置。 [0060] 另外，示出的是仅翅片2的两端的两根扁平管4从翅片2的一边侧3a突出的例子，但即使其他扁平管4也从一边侧3a向外侧突出也能获得同样的效果。另外，根据扁平管4的突出量，也可以形成为不一定是两端部的扁平管4而是位于其内侧的扁平管4突出的构成。 [0061] 实施方式3. [0062] 在实施方式1中，使扁平管4同样地从翅片2的开口部6突出，将多个扁平管4的圆弧形状部4c的末端连结的扁平管端部切线8呈直线状，并且与翅片2的一边侧3a平行，而实施方式3所涉及的热交换器1呈现使翅片2的一边侧3a中的两端部和中央部的3根扁平管4从开口部6突出的形状。 [0063] 图7是表示实施方式3中的热交换器的截面图。 [0064] 实施方式3所涉及的热交换器设想的是具有将一边侧3a设作外侧的翘曲的翅片2的形状。 [0065] 此时，形成为以下构成：扁平管4之中的两端部和中央部的扁平管4比翅片2的一边侧3a更为向外侧突出，使得两端部的扁平管4和中央部的扁平管4的切线19比翅片2的一边侧3a所描画的曲线更靠外侧。 [0066] 实施方式3所涉及的热交换器与实施方式2同样设想的是在翅片2产生翘曲的场合。其中，设想的是与实施方式2相反方向的翘曲。 [0067] 该翘曲即便是翅片2的一边侧3a侧为外侧的形状，也与实施方式1同样形成为用于保护翅片2的一边侧3a免受外力影响的热交换器的构成。 [0068] 对这样的热交换器的制造方法进行说明。与实施方式2同样，首先，如图6a所示那样将翅片2排列到平板形状的扁平管插入夹具16上。然后，如图6b所示那样在翅片2的开口部6中插入扁平管4。此时，通过在扁平管插入夹具16的两端部和中央部设置突起17，两端部和中央部的扁平管4与其他扁平管4相比，向翅片2的开口部6的插入量更浅，以具有在与开口部6的最深部6a之间形成间隙的空间部分的形状被固定。在该状态下对翅片2和扁平管4进行钎焊。 [0069] 在这样的热交换器中，即使热交换器1的翅片2将一边侧3a作为外侧地翘曲，通过两端以及中央的扁平管4从翅片2的一边侧3a突出，从而挡住来自一边侧3a侧的外力，能够防止翅片2的变形。另外，通过采用变形少的热交换器1来构成空调装置，不会因变形的翅片2导致热交换器部分的空气阻力增加或热交换效率降低，因而，可获得制冷制热性能优异的空调装置。 [0070] 另外，虽然示出的是仅翅片2的两端部和中央部的3根扁平管4从翅片2的一边侧3a突出的例子，但即使进而其他扁平管4从一边侧3a朝外侧突出，也可获得同样的效果。另外，根据扁平管4的突出量，也可以构成为不一定是两端部和中央部的扁平管4而是其他扁平管4突出的构成。 [0071] 实施方式4. [0072] 在实施方式4中，相对于实施方式1所涉及的图3所记载的翅片2的形状，在另一边侧3b设有凹部6b。即，是相对于实施方式1～3所涉及的热交换器1而言仅翅片2的形状不同的实施方式。 [0073] 图8是表示实施方式4中的热交换器的翅片的俯视图。 [0074] 在图8中，开口部6和凹部6b设置于在一边侧3a和另一边侧3b在纸面上的纵向相向的相同位置。另外，凹部6b的纸面上的纵向的宽度与开口部6的纸面上的纵向的宽度形成为相同。 [0075] 接着，对用于制造实施方式4所涉及的热交换器1的制造方法进行说明。 [0076] 热交换器1的翅片2通过对卷成卷盘的片状翅片材料即带状卷材30进行加工制造而得。 [0077] 图9是实施方式4中的翅片材料即带状卷材的俯视图。 [0078] 在图9中，以带状卷材输送方向31表示带状卷材30经过冲压装置时的方向。 [0079] 在实施方式4中，首先在带状卷材30开设长孔32，使用具备金属模的冲压装置，形成用于使翅片2的性能提高的各种突起、切口等。接着，按经过长孔32的位置即翅片裁切线33将带状卷材30裁断成规定的宽度，形成翅片2。 [0080] 在此，关于相对于长孔32的位置将翅片裁切线33设置成何种位置，通过调整包括金属模的冲压装置，能够容易地进行变更。因此，使用这样的带状卷材30成形的翅片2的开口部6以及凹部6b的深度也容易变更。 [0081] 作为翅片2和扁平管4的组装方法，可以采用将实施方式1所示的翅片2一张一张地保持在翅片插入装置9的翅片保持部12上并进行移动、将其插入并固定于配置在扁平管定位部件10上的扁平管4的方法，或者是如实施方式2、3所示那样预先利用夹具等使翅片2定位并排列、在排列好的翅片2的开口部6中插入组装扁平管4的方法中的任意一种。并且，最终将翅片2与扁平管4通过钎焊等接合在一起。 [0082] 为了增强防止翅片2变形的效果，设大扁平管4的突出尺寸是有效的，但若扁平管4向开口部6的插入深度极浅，则扁平管4与翅片2的传热性能会降低。 [0083] 在实施方式4所涉及的热交换器1的制造方法中，通过相对于长孔32的位置来调整翅片裁切线33的位置，能够简便地对扁平管4的突出尺寸进行微调。 [0084] 由此，能够在对于防止这些翅片2变形的效果与传热性能之间相冲突的作用效果最为有效的位置上配置扁平管4。 [0085] 附图标记的说明 [0086] 1热交换器，2翅片，3a一边侧，3b另一边侧，4扁平管，4a圆弧形状部，4b长边部，4c圆弧形状部，6开口部，6a最深部，6b凹部，8扁平管端部切线，9翅片插入装置，10扁平管定位部件，11翅片抵接部件，12翅片保持部，14切线，15弦，16扁平管插入夹具，17突起，19切线，20滚筒，30带状卷材，31带状卷材输送方向，32长孔，33翅片裁切线。 |
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