熱交換器、其制造方法及制冷循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】熱交換器，其具備板狀的多個翅片(11)和多個扁平管(12)；該板狀的多個翅片(11)以規(guī)定的間隔層疊，空氣在其間流動，由含鋁的金屬制成，并具有插入孔；該多個扁平管(12)是具有長邊側為直線、短邊側為半圓狀的曲線的截面形狀、在長邊側的兩側外周表面和與翅片(11)接觸的短邊側的外周表面上覆蓋了釬料的管，以制冷劑沿翅片(11)的層疊方向在管內(nèi)流動的方式插入到翅片中，并由含鋁的金屬制成；翅片(11)的翅片墊圈(18)的前端部與扁平管(12)接觸，在翅片墊圈(18)的根部與扁平管(12)之間具有間隙；扁平管(12)的覆蓋于短邊側的釬料的厚度比覆蓋于長邊側的釬料的厚度薄，由具有覆蓋在了扁平管(12)的外周表面上的釬料的釬料包覆材料(15)接合翅片(11)與扁平管(12)，容易地、可靠地進行接合。
【專利說明】熱交換器、其制造方法及制冷循環(huán)裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在制冷劑與空氣之間進行熱交換的熱交換器等。

【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術的熱交換器中存在一種熱交換器，該熱交換器平行地配置多個板狀的翅片，用夾具固定，將各翅片插入成為傳熱管的扁平管，配置釬料，接合固定各翅片與各扁平管(例如，參照專利文獻I)。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2009-281693號公報(圖9?圖12等)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]在上述的那樣的熱交換器中，若例如釬料沒有順利地配置，則存在釬料焊時熔融了的釬料例如流到翅片上而將翅片熔融的可能性。另外，由于有時釬料不進入到翅片與扁平管的間隙中，因此，存在翅片與扁平管的接合沒有順利地進行的可能性。
[0008]本發(fā)明是為了解決上述的課題而做出的，其目的在于提供一種能夠容易地可靠地進行翅片與扁平管的接合的熱交換器等。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發(fā)明的熱交換器，具備板狀的多個翅片和多個扁平管；該板狀的多個翅片，以規(guī)定的間隔層疊，空氣在其間流動，由含鋁的金屬制成，并具有插入孔；該多個扁平管是具有長邊側為直線、短邊側為半圓狀的曲線的截面形狀、在長邊側的兩側外周表面和與翅片接觸的短邊側的外周表面上覆蓋了釬料的管，以制冷劑沿翅片的層疊方向在管內(nèi)流動的方式插入到翅片中，并由含鋁的金屬制成；翅片的翅片墊圈的前端部與扁平管接觸，在翅片墊圈的根部與扁平管之間具有間隙；扁平管的覆蓋于短邊側的釬料的厚度比覆蓋于長邊側的釬料的厚度薄，由覆蓋在了扁平管上的釬料接合翅片與扁平管。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，通過由覆蓋在了扁平管上的釬料進行扁平管與板狀翅片的釬料焊來接合，從而，能夠容易地、可靠地進行接合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表示具有本發(fā)明的實施方式I的熱交換器的室內(nèi)單元的結構的圖。
[0014]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的主熱交換器10的一部分的圖。
[0015]圖3是說明翅片11與扁平管12的接合部分的圖。
[0016]圖4是表示本發(fā)明的實施方式I的扁平管12的截面的圖。
[0017]圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的扁平管12的截面的圖。
[0018]圖6是表示本發(fā)明的實施方式3的釬料包覆材料15的厚度與熱交換率之間的關系的圖。
[0019]圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式4的扁平管12的制造工序的圖。
[0020]圖8是表示本發(fā)明的實施方式5的制冷循環(huán)裝置的結構的圖。

【具體實施方式】
[0021]實施方式1.
[0022]圖1是表示具有本發(fā)明的實施方式I的熱交換器的室內(nèi)單元的結構的圖。這里，在進行空氣調節(jié)的空調裝置(制冷循環(huán)裝置)中，以配置在空調對象空間側的室內(nèi)單元為例進行說明。但是，本發(fā)明的熱交換器不限定為室內(nèi)單元的熱交換器。這里，以下將圖的左側作為前表面、將右側作為后表面進行說明。另外，關于設備等，在不需要特別區(qū)別、或特別指定的情況下，也有時省略下標地進行記載。另外，關于以下說明的溫度、壓力的高低，不特別根據(jù)與絕對的值的關系決定高低等，而是根據(jù)在裝置等的狀態(tài)、動作等中相對地決定的關系進行表記。
[0023]在圖1中，在室內(nèi)單元I的外殼2與前面板3之間的上部，設置具有空氣的吸入口5的頂面板4。而且，在頂面板4的內(nèi)側(下游側)設置過濾器6。泄水盤7a、7b接收由熱交換而產(chǎn)生的水分。另外，在吸入口 5的下游側配置送風機8。而且，在送風機8的下游側具有吹出口 9。
[0024]第I主熱交換器10a、10b在室內(nèi)單元I的前面?zhèn)壬喜?過濾器6與送風機8之間)在空氣的流動方向(用箭頭表示)設置成2列。另外，第2主熱交換器10c、10d在第I熱交換器10a、10b的下部在空氣的流動方向配設成2列。而且，第3主熱交換器10e、10f在室內(nèi)單元I的背面?zhèn)壬喜吭诳諝獾牧鲃臃较蚺湓O成2列。第I?第3主熱交換器1a?1f是具有平板狀的翅片11和成為傳熱管的扁平管12的翅片管式的熱交換器。這里，在排成2列的主熱交換器1a和1bUOc和1cUlOe和1f中，扁平管12處于成為交錯狀那樣的配置關系。以下，有時簡單地將第I?第3主熱交換器1a?1f記為主熱交換器10。
[0025]另外，輔助熱交換器20a、20b、20c通過在翅片21上安裝由圓管構成的傳熱管22來構成。而且，相對于第I?第3主熱交換器10的空氣的流動分別配設在上游側。
[0026]圖2是表不本發(fā)明的實施方式I的主熱交換器10的一部分的圖。圖2(a)表不局部立體圖。另外，圖2(b)是表示翅片11與扁平管12之間的關系的局部放大圖。本實施方式的主熱交換器10如上述那樣，關于具有扁平管12的扁平管熱交換器進行說明，扁平管12是截面形狀的一部分成為曲線的扁平狀的傳熱管。在圖2(a)中，實施方式I的主熱交換器10具有扁平狀的多個扁平管12，該扁平管12，在與制冷劑流動的方向垂直地截斷的截面中，長邊部分是直線，短邊部分是例如半圓狀等的曲線。多個扁平管12，在與在管內(nèi)流動的制冷劑的流路方向正交的方向隔開一定間隔地平行地配列。另外，具有設置有插入孔16的多個平板狀(矩形形狀)的翅片11。翅片11在制冷劑的流路方向(與扁平管12的排列方向正交的方向)以一定間隔平行地配列。而且，具備被插入到平板狀的翅片11的插入孔16中的扁平管12，翅片11與扁平管12的接觸部分(釬料焊部13)通過釬料焊進行接合。這里，翅片11及扁平管12使用鋁或鋁合金作為材料。在本實施方式中，以鋁作為材料。通過將鋁等作為材料，能夠謀求熱交換率的提高、輕量化、小型化等。這里，關于本實施方式的翅片11，由于是沿扁平管12的短邊的排列方向(將扁平管12做成橢圓時的短軸方向)的長度比沿扁平管12的長邊的寬度方向(將扁平管12做成橢圓時的長軸方向)的長度長的矩形形狀，所以，將扁平管12的排列方向設為長度方向，將扁平管12的寬度方向設為寬度方向。
[0027]圖3是說明翅片11與扁平管12的接合部分的圖。翅片11在長度方向具有多個插入孔16。因為各插入孔16與各扁平管12對應，所以，例如以與扁平管12相同數(shù)量并且相同間隔(除兩端外)地設置。另外，在各插入孔16之間設置將翅片11的一部分切起而形成的狹縫17。而且，在各插入孔16的緣部，設置向與翅片11垂直的方向立起的翅片墊圈18。至于扁平管12與翅片墊圈18，扁平管12與翅片墊圈18的前端部接觸。在翅片墊圈18的根部，扁平管12與翅片墊圈18之間具有間隙。如果在扁平管12與翅片墊圈18之間存在間隙，則變得容易將扁平管12插入到平板狀翅片11的插入孔16中。扁平管12與翅片墊圈18之間的間隙優(yōu)選2 μ m?30 μ m。而且，如圖3所示那樣，通過在釬料焊部13用釬料接合扁平管12與翅片11 (翅片墊圈18)，對各扁平管12與各翅片11進行固定。這里，若在例如扁平管12的表面具有釬料包覆材料15，則在間隙是2 μ m以下的情況下，難以將扁平管12插入到翅片墊圈18中。另外，在間隙是30 μ m以上的情況下，不能有效地接合扁平管12與翅片墊圈18。因此，將扁平管12與翅片墊圈18之間的間隙設為2μπι?30μπι。
[0028]圖4是表示本發(fā)明的實施方式I的扁平管12的截面的圖。在扁平管12內(nèi)，在寬度方向并列設置多個孔(制冷劑流路)14。在制冷劑流路14內(nèi)，用于與例如通過主熱交換器10的空氣進行熱交換的制冷劑流動。這里，在制冷劑流路14中在內(nèi)周面上形成螺旋狀的槽。通過此槽，以良好的效率進行制冷劑的相變化，通過管內(nèi)的表面積增加、流體攪拌效果、由槽的毛細管作用所產(chǎn)生的液膜保持效果等，謀求傳熱管的傳熱性能的改善。
[0029]另外，在本實施方式中，在扁平管12的長邊側的兩側外周表面和扁平管12的翅片11所接觸的短邊側的外周表面上，形成并具有包覆(覆蓋)了釬料的釬料包覆材料15，該釬料用于使其熔融來對翅片11與扁平管12進行釬料焊。在本實施方式中，因為翅片11及扁平管12的材料是鋁，所以，將在鋁中含有硅的Al-Si系(鋁-硅系)的合金作為釬料形成釬料包覆材料15。
[0030]通過將釬料包覆材料15形成在扁平管12的長邊側的兩側外周表面和扁平管12的翅片11所接觸的短邊側的外周表面上，將翅片11插入到扁平管12中進行釬料焊，從而，能夠容易地進行釬料焊。此時，釬料能夠以均勻地遍布在釬料焊部13的狀態(tài)進行釬料焊。這里，雖然也考慮到在成為翅片11的鋁板上形成釬料包覆材料，但釬料是比鋁硬的合金。因此，當例如成型翅片11時，用于加工的模具變得容易破損，加工成本增加。另外，若在成為翅片11的鋁板上形成釬料包覆材料，則用于制作翅片11的加工變難。因此，難以確保狹縫的高度，熱交換的性能下降。根據(jù)以上情況，在本實施方式中在扁平管12上形成釬料包覆材料15。
[0031]如以上那樣，根據(jù)實施方式I的熱交換器，通過形成于扁平管12的長邊側的兩側外周表面和扁平管12的翅片11所接觸的短邊側的外周表面的釬料包覆材料15，對構成主熱交換器10的翅片11和扁平管12進行釬料焊而接合，所以，能夠容易地、可靠地接合。由于能夠可靠地進行接合，所以，能夠謀求熱交換率的提高。
[0032]實施方式2.
[0033]圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的扁平管12的截面的圖。如圖4所示，在本實施方式的扁平管12中，以外周表面的短邊部分的釬料包覆材料15與長邊部分的釬料包覆材料15的厚度不同的方式形成。例如，將外周表面的短邊部分的釬料包覆材料15形成得比長邊部分的釬料包覆材料15薄(將長邊部分的釬料包覆材料15形成得厚)。根據(jù)情況，也可僅在長邊部分形成釬料包覆材料15。
[0034]上述的實施方式I的扁平管12在外周表面整體上形成釬料包覆材料15。例如，當進行釬料焊時，有時熔融了的釬料因重力等流動。此時，若釬料多，則有時多余的釬料繞過短邊部分。若釬料在該狀態(tài)下凝固，則向接合部分以外突出的釬料使翅片11間的間隙減小，有阻礙在熱交換器中的通風的可能性。因此，為了熔融了的釬料不突出，在本實施方式中，將短邊部分的釬料包覆材料15形成得比長邊部分薄，由流動到翅片11與扁平管12的間隙的釬料對短邊部分進行釬料焊而進行接合。
[0035]如以上那樣，根據(jù)實施方式2的熱交換器，由于將外周表面的短邊部分的釬料包覆材料15形成得薄，所以，在釬料焊時，不會發(fā)生多余的釬料繞過短邊部分的情況，不會阻礙通風。
[0036]實施方式3.
[0037]圖6是表示本發(fā)明的實施方式3的釬料包覆材料15的厚度與熱交換率之間的關系的圖。在圖5中，橫軸將釬料包覆材料15的厚度相對于扁平管12的總壁厚(短邊方向長度)的比例作為包覆率(百分率)進行表示，縱軸表示熱交換率(百分率)。
[0038]在例如包覆率過低(約百分之三以下)的情況下，由于用于接合翅片11與扁平管12的釬料不足，發(fā)生接合不良，因此，熱交換率變差。另外，在包覆率過高(約百分之七以上)的情況下，當釬料包覆材料15熔融了時，翅片11與扁平管12之間的間隙變寬。若長邊部分的翅片11與扁平管12之間的間隙變寬，則變得不能夠將釬料保持在間隙中，發(fā)生接合不良。另外，在長邊部分釬料不足，并且大部分的釬料繞過短邊部分。因此，多余的釬料使翅片11間的間隙減小，空氣側的壓力損失(通風阻力)增加。由于以上原因，熱交換率變差。
[0039]根據(jù)以上內(nèi)容，最好使將釬料包覆材料15的厚度相對于扁平管12的總壁厚的比例設為3?7%的扁平管12與翅片11接合，制成熱交換器。
[0040]實施方式4.
[0041]圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式4的扁平管12的制作工序的圖。根據(jù)圖7，說明本實施方式的扁平管12的制造的一例。在本實施方式中，將一般在市場上出售等的、在母材表面上形成了釬料包覆材料15的坯料30作為材料(圖7(a))。
[0042]然后，將坯料30分割成兩個(圖7(b))。然后，在截斷面?zhèn)确謩e形成成為制冷劑流路14的凹部31 (圖7(c))。當形成凹部31時，還形成上述的螺旋狀的槽。然后，使截斷面彼此(形成了凹部31的面)相向地結合，制作扁平管12。
[0043]通過使用預先在母材表面上形成了釬料包覆材料15的坯料30進行加工，能夠削減加工的時間、費用等成本。
[0044]這里雖然使用了市場上出售等的形成了釬料包覆材料15的坯料30，但也可通過其他的方法制成。例如，可以在坯料通過擠壓成型加工制冷劑流路14，制作扁平管12，之后，在扁平管12表面上通過涂布釬料等，形成釬料包覆材料15。
[0045]實施方式5.
[0046]圖8是表示本發(fā)明的實施方式5的制冷循環(huán)裝置的結構的圖。圖8的制冷循環(huán)裝置，通過用配管連接壓縮機100、冷凝器200、膨脹閥300及蒸發(fā)器400，構成制冷劑回路(制冷劑循環(huán)回路)。這里，關于溫度的高低、壓力的高低，不是以與絕對的值的關系決定高低等，而是根據(jù)在裝置內(nèi)的制冷劑等的狀態(tài)、動作等相對地決定。
[0047]壓縮機100吸入制冷劑，進行壓縮，使其成為高溫、高壓的狀態(tài)而將其排出。這里，可以由能夠例如通過變頻電路等對轉速進行控制、調整制冷劑的排出量的類型的壓縮機構成。成為熱交換器的冷凝器200，在例如從送風機(未圖示)供給的空氣與制冷劑之間進行熱交換，使制冷劑冷凝，成為液狀的制冷劑(使其冷凝液化)。
[0048]另外，膨脹閥(減壓閥、節(jié)流裝置)300是對制冷劑進行減壓、使其膨脹的裝置。雖然由例如電子式膨脹閥等流量控制機構構成，但也可由例如具有感溫筒的膨脹閥、毛細管(capillary)等制冷劑流量調節(jié)機構等構成。蒸發(fā)器400是通過與空氣等的熱交換使制冷劑蒸發(fā)而成為氣體(gas)狀的制冷劑(使其蒸發(fā)氣化)的裝置。
[0049]這里，可將在實施方式I?4中說明了的具有扁平管12的熱交換器用于蒸發(fā)器400、冷凝器200的至少一方。據(jù)此，能夠使傳熱性能提高。通過傳熱性能提高，能夠獲得能量效率良好、節(jié)能的制冷循環(huán)裝置。
[0050]接下來，基于在制冷劑回路中循環(huán)的制冷劑的流動，對制冷循環(huán)裝置的各構成設備的動作等進行說明。首先，壓縮機100將制冷劑吸入，進行壓縮，使其成為高溫、高壓的狀態(tài)而將其排出。排出了的制冷劑流入到冷凝器200。冷凝器200，在從送風機500供給的空氣與制冷劑之間進行熱交換，使制冷劑冷凝液化。冷凝液化了的制冷劑通過膨脹閥300。膨脹閥300，對通過的冷凝液化了的制冷劑進行減壓。減壓了的制冷劑流入到蒸發(fā)器400中。蒸發(fā)器400，通過例如與熱負荷(熱交換對象)的熱交換使制冷劑蒸發(fā)氣化。壓縮機100將蒸發(fā)氣化了的制冷劑吸入。這里，雖然在蒸發(fā)器400中與熱負荷進行熱交換，但在使熱負荷過熱的情況下，也可由冷凝器200進行。
[0051]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0052]例如，在上述的實施方式I等中，說明了空調裝置的室內(nèi)單元具有的熱交換器，但不限于此。也可以適用于空調裝置的室外單元具有的熱交換器。另外，也可以適用于在其它的制冷循環(huán)裝置的蒸發(fā)器、冷凝器等中使用的熱交換器。
[0053]符號說明:
[0054]I室內(nèi)單元，2外殼，3前面板，4頂面板，5吸入□，6過濾器，7a、7b泄水盤，8送風機，9吹出口，10、10a?1f主熱交換器，11翅片，12扁平管，13釬料焊部，14制冷劑流路，15釬料包覆材料，16插入孔，17狹縫，18翅片墊圈，20a?20c輔助熱交換器，21翅片，22傳熱管，30坯料，31凹部，100壓縮機，200冷凝器，300膨脹閥，400蒸發(fā)器。
【權利要求】
1.一種熱交換器，其特征在于，具備板狀的多個翅片和多個扁平管； 所述板狀的多個翅片，以規(guī)定的間隔層疊，空氣在其間流動，由含鋁的金屬制成，并具有插入孔； 所述多個扁平管是具有長邊側為直線、短邊側為半圓狀的曲線的截面形狀、在上述長邊側的兩側外周表面和與上述翅片接觸的上述短邊側的外周表面上覆蓋了釬料的管，以制冷劑沿上述翅片的層疊方向在管內(nèi)流動的方式插入到上述翅片中，并由含鋁的金屬制成； 上述翅片的翅片墊圈的前端部與上述扁平管接觸，在上述翅片墊圈的根部與上述扁平管之間具有間隙；上述扁平管的覆蓋于上述短邊側的釬料的厚度比覆蓋于上述長邊側的釬料的厚度薄，由覆蓋在了上述扁平管上的釬料接合了上述翅片與上述扁平管。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，使覆蓋于上述長邊側的釬料的厚度處在總壁厚的3?7%的范圍內(nèi)。
3.—種制造熱交換器的扁平管的方法，該熱交換器是權利要求1或2所述的熱交換器， 所述制造熱交換器的扁平管的方法的特征在于，具有以下的工序: 對預先覆蓋了釬料的由含鋁的金屬制成的板進行分割的工序， 在分割了的板的截斷面分別形成成為制冷劑的流路的凹部的工序，和 使上述凹部相向地接合上述分割了的板的工序。
4.一種制冷循環(huán)裝置，其特征在于:用配管連接壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器來構成制冷劑回路；該壓縮機對制冷劑進行壓縮而將其排出；該冷凝器通過熱交換使上述制冷劑冷凝；該節(jié)流裝置用于使冷凝的制冷劑減壓；該蒸發(fā)器對減壓的制冷劑與空氣進行熱交換，使上述制冷劑蒸發(fā)； 上述蒸發(fā)器、上述冷凝器的至少一方是權利要求1或2所述的熱交換器。
【文檔編號】F28F1/32GK104246410SQ201380022321
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權日:2012年4月27日
【發(fā)明者】李相武, 松田拓也, 石橋晃, 岡崎多佳志 申請人:三菱電機株式會社