雙層管式熱交換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙層管式熱交換器，其能夠提高在第1制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑與在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑之間的熱交換效率。該雙層管式熱交換器具有外管(2)和隔開間隔配置在外管內(nèi)部的內(nèi)管(3)，外管與內(nèi)管之間的間隙成為第1制冷劑流路(4)，并且內(nèi)管內(nèi)部成為第2制冷劑流路(5)。沿著內(nèi)管的內(nèi)周面，且沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向排列地配置有多個波紋狀散熱片(15)，這些波紋狀散熱片由波峰部(15a)、波谷部(15b)以及將波峰部與波谷部連結(jié)的連結(jié)部(15c)而構(gòu)成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向。在散熱片的連結(jié)部上形成有制冷劑通過孔。沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向相鄰的2個散熱片的波峰部彼此、波谷部彼此及連結(jié)部彼此沿內(nèi)管的圓周方向錯開。
【專利說明】雙層管式熱交換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及雙層管式熱交換器，更具體地說，涉及具有外管和隔開間隔地配置在外管內(nèi)部的內(nèi)管的雙層管式熱交換器。
[0002]在本說明書中，所謂“冷凝器”這一術(shù)語，除了包含通常的冷凝器以外，還包含具有冷凝部及過冷卻部的過冷卻式冷凝器(subcool condenser)。

【背景技術(shù)】
[0003]以往，作為用于汽車空調(diào)的制冷循環(huán)，已提出了一種制冷循環(huán)，其具有:壓縮機、具有冷凝部和過冷卻部的冷凝器、蒸發(fā)器、作為減壓器的膨脹閥、氣液分離器以及中間熱交換器，該中間熱交換器配置在冷凝器與蒸發(fā)器之間，且使從冷凝器的過冷卻部流出的高溫制冷劑與從蒸發(fā)器流出的低溫制冷劑進(jìn)行熱交換(參照專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I所述的制冷循環(huán)中，在冷凝器的過冷卻部中被過冷卻的制冷劑，在中間熱交換器中由從蒸發(fā)器流出的低溫低壓制冷劑進(jìn)一步冷卻，由此，能夠提高蒸發(fā)器的冷卻性能。
[0004]用于專利文獻(xiàn)I所述的制冷循環(huán)中的中間熱交換器是由雙層管式熱交換器構(gòu)成的，該雙層管式熱交換器具有外管及隔開間隔地配置在外管內(nèi)部的內(nèi)管，通過使管壁變形而在內(nèi)管的外周面上形成有沿內(nèi)管的長度方向延伸的槽，外管與內(nèi)管之間的間隙成為供從冷凝器流出的高溫制冷劑流動的第I制冷劑流路，而內(nèi)管內(nèi)部成為供從蒸發(fā)器流出的低溫制冷劑流動的第2制冷劑流路。
[0005]但是，在用于專利文獻(xiàn)I所述的中間熱交換器中的雙層管式熱交換器的情況下，存在第I制冷劑流路與第2制冷劑流路之間的導(dǎo)熱面積變小，而導(dǎo)致熱交換性能不足的問題。
[0006]于是，本 申請人:先前作為使第I制冷劑流路與第2制冷劑流路之間的導(dǎo)熱面積增大的雙層管式熱交換器，而提出了如下的雙層管式熱交換器，其具有外管和隔開間隔地配置在外管內(nèi)部的內(nèi)管，外管與內(nèi)管之間的間隙成為第I制冷劑流路，并且，內(nèi)管內(nèi)部成為第2制冷劑流路，在內(nèi)管的內(nèi)周面上，沿圓周方向隔開間隔地設(shè)有向徑向內(nèi)側(cè)突出且沿長度方向延伸的多個內(nèi)部散熱片，并且，在內(nèi)管的外周面上，沿圓周方向隔開間隔地設(shè)有向徑向外側(cè)突出且沿長度方向延伸的多個凸條，內(nèi)部散熱片的散熱片高度與凸條的突出高度相比更高(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0007]但是，在近期，為了提高在第I制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑與在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑之間的熱交換效率，而要求一種能夠縮短整體長度的雙層管式熱交換器。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-162241號公報
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-162395號公報實用新型內(nèi)容
[0011]本實用新型的目的在于，應(yīng)對上述要求，而提供一種與專利文獻(xiàn)2所述的雙層管式熱交換器相比，能夠使在第I制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑與在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑之間的熱交換效率提高的雙層管式熱交換器。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型由以下方式構(gòu)成。
[0013]I) 一種雙層管式熱交換器，具有外管和隔開間隔地配置在外管內(nèi)部的內(nèi)管，外管與內(nèi)管之間的間隙成為第I制冷劑流路，并且內(nèi)管內(nèi)部成為第2制冷劑流路，其中，沿著內(nèi)管的內(nèi)周面，且沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向排列地配置有多個波紋狀散熱片，這些多個波紋狀散熱片由波峰部、波谷部以及將波峰部與波谷部連結(jié)的連結(jié)部構(gòu)成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向，各散熱片的波峰部與內(nèi)管的內(nèi)周面接合，在散熱片的連結(jié)部上形成有制冷劑通過孔，沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向相鄰的2個散熱片的波峰部彼此、波谷部彼此及連結(jié)部彼此沿內(nèi)管的圓周方向錯開。
[0014]2)根據(jù)上述I)所述的雙層管式熱交換器，在散熱片的連結(jié)部上，沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向隔開間隔地設(shè)有多個百葉板，這些多個百葉板在從波峰部朝向波谷部的方向上延伸，通過設(shè)置百葉板而在連結(jié)部上形成有制冷劑通過孔。
[0015]3)根據(jù)上述2)所述的雙層管式熱交換器，設(shè)在連結(jié)部上的所有百葉板相對于第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向而向同一方向傾斜。
[0016]4)根據(jù)上述3)所述的雙層管式熱交換器，在內(nèi)管的外周面上，形成有多個向外側(cè)突出的螺旋狀凸條，螺旋狀凸條的扭轉(zhuǎn)方向與由于百葉板的存在而在內(nèi)管的第2制冷劑流路內(nèi)產(chǎn)生的制冷劑的旋轉(zhuǎn)流的流向相反。
[0017]根據(jù)上述I)?4)的雙層管式熱交換器，沿著內(nèi)管的內(nèi)周面，且沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向排列地配置有多個波紋狀散熱片，這些多個波紋狀散熱片由波峰部、波谷部以及將波峰部與波谷部連結(jié)的連結(jié)部而構(gòu)成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向，各散熱片的波峰部與內(nèi)管內(nèi)周面接合，因此，能夠增大第I制冷劑流路與第2制冷劑流路之間的導(dǎo)熱面積。此外，在散熱片的連結(jié)部上形成有制冷劑通過孔，因此，通過形成在散熱片連結(jié)部上的制冷劑通過孔的作用而攪拌在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑。進(jìn)一步地，沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向相鄰的兩個散熱片的波峰部彼此、波谷部彼此以及連結(jié)部彼此沿內(nèi)管的圓周方向錯開，因此，制冷劑在第2制冷劑流路內(nèi)從位于制冷劑流動方向上游側(cè)的散熱片向位于同一流動方向下游側(cè)的散熱片流動時，會產(chǎn)生圓周方向上的流動成分，而攪拌在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑。由此，能夠提高在第I制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑與在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑之間的熱交換效率，其結(jié)果為，能夠縮短雙層管式熱交換器的整體長度。
[0018]根據(jù)上述2)的雙層管式熱交換器，能夠在散熱片的連結(jié)部上比較簡單地形成制冷劑通過孔。
[0019]根據(jù)上述3)的雙層管式熱交換器，在內(nèi)管內(nèi)部的第2制冷劑流路中，會產(chǎn)生在繞著內(nèi)管的軸線的一個方向上流動的制冷劑的流動，而能夠有效地攪拌在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑。
[0020]根據(jù)上述4)的雙層管式熱交換器，能夠提高在第I制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑與在第2制冷劑流路內(nèi)流動的制冷劑之間的熱交換效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本實用新型的雙層管式熱交換器整體結(jié)構(gòu)的垂直縱剖視圖，其中省略了長度方向上的中間部分。
[0022]圖2是局部表示圖1的雙層管式熱交換器的外管以及內(nèi)管結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0023]圖3是圖1的A-A線的放大剖視圖。
[0024]圖4是圖3的局部放大圖。
[0025]圖5是放大表示圖1的雙層管式熱交換器的配置在內(nèi)管內(nèi)部的第2制冷劑流路中的散熱片的連結(jié)部的縱剖視圖。
[0026]圖6是表示將圖1的雙層管式熱交換器作為中間熱交換器來使用的制冷循環(huán)的圖。
[0027]圖7是表示本實用新型的雙層管式熱交換器的第2實施方式的與圖2相當(dāng)?shù)膱D。
[0028]附圖標(biāo)記說明
[0029]1、30:雙層管式熱交換器
[0030]2:外管
[0031]3:內(nèi)管
[0032]4:第I制冷劑流路
[0033]5:第2制冷劑流路
[0034]15:散熱片
[0035]15a:波峰部
[0036]15b:波谷部
[0037]15c:連結(jié)部
[0038]16:百葉板
[0039]17:制冷劑通過孔
[0040]31:螺旋狀凸條

【具體實施方式】
[0041]以下參照附圖對本實用新型的實施方式進(jìn)行說明。
[0042]另外，在所有附圖中，對同一部分及同一部件使用同一附圖標(biāo)記。
[0043]在以下說明中，所謂“鋁”這一術(shù)語，除了包含純鋁以外，還包含鋁合金。
[0044]圖1表示本實用新型的雙層管式熱交換器的整體結(jié)構(gòu)，圖2?圖5表示其主要部分的結(jié)構(gòu)，圖6表示將圖1的雙層管式熱交換器作為中間熱交換器來使用的制冷循環(huán)。
[0045]在圖1?圖3中，雙層管式熱交換器I具有橫截面為圓形的鋁擠壓型材制的外管
2、以及隔開間隔且以同心狀插入至外管2內(nèi)部的橫截面為圓形的鋁擠壓型材制的內(nèi)管3，外管2與內(nèi)管3之間的間隙成為第I制冷劑流路4，內(nèi)管3內(nèi)部成為第2制冷劑流路5。內(nèi)管3的兩端部與外管2的兩端部相比向外側(cè)突出，在兩突出端部上分別接合有管接頭部件6。
[0046]在外管2的靠近兩端的部分上，分別以與第I制冷劑流路4連通的方式形成有擴管部7、8。在外管2中的一方的擴管部7的管壁上形成有制冷劑入口 9，在外管2中的另一方的擴管部8的管壁上形成有制冷劑出口(未圖示)。在制冷劑入口 9上，插入有與第I制冷劑流路4連通的鋁制高壓制冷劑流入管11的一端部并使其釬焊在擴管部7上。此外，在制冷劑出口上，插入有與第I制冷劑流路4連通的鋁制高壓制冷劑流出管12的一端部并使其釬焊在擴管部8上。在高壓制冷劑流入管11以及高壓制冷劑流出管12的另一端部上，分別接合有管接頭部件13。釬焊有高壓制冷劑流入管11的擴管部7成為分流部，該分流部使從高壓制冷劑流入管11送入的制冷劑在第I制冷劑流路4的整周范圍內(nèi)分流，釬焊有高壓制冷劑流出管12的擴管部8成為合流部，該合流部使在第I制冷劑流路4內(nèi)流動的制冷劑合流而向高壓制冷劑流出管12送出。此外，在外管2中的與兩擴管部7、8相比位于長度方向外側(cè)的部分上形成有縮管部14，并且，該縮管部14釬焊在內(nèi)管3上，由此，兩擴管部7、8的外端即第I制冷劑流路4的兩端被封閉。
[0047]在第I制冷劑流路4所存在的部分、即外管2的兩縮管部14之間的部分上，沿著內(nèi)管3的內(nèi)周面，且沿第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向排列地配置有多個鋁制波紋狀散熱片15。散熱片15由沿第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向延伸的波峰部15a、沿第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向延伸的波谷部15b、以及將波峰部15a與波谷部15b連結(jié)的連結(jié)部15c而構(gòu)成，波峰部15a釬焊(接合)在內(nèi)管3的內(nèi)周面上。
[0048]如圖2及圖4所示，沿第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向相鄰的2個散熱片15的波峰部15a彼此、波谷部15b彼此及連結(jié)部15c彼此，沿內(nèi)管3的圓周方向錯開。
[0049]如圖5所示，在散熱片15的連結(jié)部15c上，沿第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向隔開間隔地設(shè)有在從波峰部15a朝向波谷部15b的方向(內(nèi)管3的徑向)上延伸的多個百葉板16，由此，在連結(jié)部15c上形成有多個制冷劑通過孔17。設(shè)在散熱片15的連結(jié)部15c上的所有百葉板16相對于第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向而向同一方向傾斜。散熱片15通過通常的制造方法，以使連結(jié)部15c排列在I條直線上的方式形成，然后被卷為圓筒狀，并以此狀態(tài)被配置在內(nèi)管3的內(nèi)部。
[0050]在內(nèi)管3的外周面上，沿圓周方向隔開間隔地一體設(shè)有沿長度方向延伸的多個直線狀的凸條28。
[0051]另外，雖然省略了圖示，外管2以及內(nèi)管3存在整體呈直線狀的情況和至少在一個位置上彎曲的情況。
[0052]圖6表示將上述雙層管式熱交換器I作為中間熱交換器來使用的制冷循環(huán)。
[0053]在圖6中，制冷循環(huán)作為制冷劑，而例如使用氟類制冷劑，并具有:壓縮機20 ;具有冷凝部22、作為氣液分離器的受液器23及過冷卻部24的冷凝器21 ;蒸發(fā)器25 ;作為減壓器的膨脹閥26 ;作為中間熱交換器的雙層管式熱交換器1，該雙層管式熱交換器I使從冷凝器21流出的制冷劑與從蒸發(fā)器25流出的制冷劑進(jìn)行熱交換。在與雙層管式熱交換器I的外管2連接的高壓制冷劑流入管11上，連接有從冷凝器21的過冷卻部24延伸的配管，在與該雙層管式熱交換器I的外管2連接的高壓制冷劑流出管12上，連接有向膨脹閥26延伸的配管。此外，在雙層管式熱交換器I的內(nèi)管3中的高壓制冷劑流出管12側(cè)的端部上連接有從蒸發(fā)器25延伸的配管，在該雙層管式熱交換器I的內(nèi)管3中的高壓制冷劑流入管11側(cè)的端部上連接有向壓縮機20延伸的配管。制冷循環(huán)作為汽車空調(diào)而搭載在車輛例如汽車上。
[0054]在制冷循環(huán)工作時，由壓縮機20壓縮的高溫高壓的氣液混相的制冷劑，由冷凝器21的冷凝部22冷卻而冷凝，然后流入至受液器23內(nèi)并被分離成氣體和液體兩相，隨后流入至過冷卻部24而被過冷卻。被過冷卻的液態(tài)制冷劑從高壓冷卻流入管11通過而流入至雙層管式熱交換器I的外管2的擴管部7內(nèi)，并經(jīng)由擴管部7而進(jìn)入至第I制冷劑流路4內(nèi)。通過擴管部7的作用而使流入至擴管部7內(nèi)的液態(tài)制冷劑在第I制冷劑流路4的整周范圍內(nèi)分流。另一方面，從蒸發(fā)器25流出的氣態(tài)制冷劑流入至雙層管式熱交換器I的第2制冷劑流路5內(nèi)。而且，液態(tài)制冷劑在第I制冷劑流路4內(nèi)流動的過程中，通過在第2冷卻流路5內(nèi)流動的溫度較低的氣態(tài)制冷劑被進(jìn)一步冷卻。
[0055]此時，流入至第2制冷劑流路5內(nèi)的制冷劑通過設(shè)在散熱片15的連結(jié)部15c上的百葉板16及制冷劑通過孔17的作用，而在內(nèi)管3內(nèi)部的第2制冷劑流路5內(nèi)，繞著內(nèi)管3的軸線旋轉(zhuǎn)同時流動，因此，能夠有效地攪拌在第2制冷劑流路5內(nèi)流動的制冷劑。而且，因為沿第2制冷劑流路5中的制冷劑流動方向相鄰的2個散熱片15的波峰部15a彼此、波谷部15b彼此及連結(jié)部15c彼此，沿內(nèi)管3的圓周方向錯開，所以，制冷劑在第2制冷劑流路5內(nèi)從位于制冷劑流動方向上游側(cè)的散熱片15向位于同一流動方向下游側(cè)的散熱片15流動時，會產(chǎn)生圓周方向上的流動成分，而攪拌在第2制冷劑流路5內(nèi)流動的制冷劑。因此，能夠有效地提高在第I制冷劑流路4內(nèi)流動的制冷劑與在第2制冷劑流路5內(nèi)流動的制冷劑之間的熱交換效率。
[0056]圖7表示本實用新型的雙層管式熱交換器的第2實施方式。
[0057]在圖7所示的雙層管式熱交換器30中，在內(nèi)管3的外周面上，形成有向外側(cè)突出的多個螺旋狀凸條31。螺旋狀凸條31的扭轉(zhuǎn)方向與由于形成在散熱片15的連結(jié)部15c上的百葉板16的存在而產(chǎn)生在內(nèi)管3的第2制冷劑流路5內(nèi)的制冷劑旋轉(zhuǎn)流的流向相反。具有螺旋狀凸條31的內(nèi)管3例如通過將如下的鋁擠壓型材制管繞著軸線扭轉(zhuǎn)而形成，該鋁擠壓型材制管在圓周方向上隔開間隔地一體設(shè)有沿長度方向延伸的多個直線狀凸條。
[0058]本實用新型的其他結(jié)構(gòu)與圖1?圖5所示的第I實施方式的雙層管式熱交換器I相同。
[0059]本實用新型的雙層管式熱交換器在構(gòu)成汽車空調(diào)的制冷循環(huán)中，適合作為中間熱交換器來使用。該制冷循環(huán)具有:壓縮機、具有冷凝部與過冷卻部的冷凝器、蒸發(fā)器、作為減壓器的膨脹閥、氣液分離器以及中間熱交換器，該中間熱交換器配置在冷凝器與蒸發(fā)器之間，且使從冷凝器的過冷卻部流出的高溫制冷劑與從蒸發(fā)器流出的低溫制冷劑進(jìn)行熱交換。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層管式熱交換器，具有外管和隔開間隔地配置在外管內(nèi)部的內(nèi)管，外管與內(nèi)管之間的間隙成為第I制冷劑流路，并且內(nèi)管內(nèi)部成為第2制冷劑流路，該雙層管式熱交換器的特征在于，沿著內(nèi)管的內(nèi)周面，且沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向排列地配置有多個波紋狀散熱片，所述波紋狀散熱片由波峰部、波谷部以及將波峰部與波谷部連結(jié)的連結(jié)部構(gòu)成，且使波峰部及波谷部朝向第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向，各散熱片的波峰部與內(nèi)管的內(nèi)周面接合，在散熱片的連結(jié)部上形成有制冷劑通過孔，沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向相鄰的2個散熱片的波峰部彼此、波谷部彼此及連結(jié)部彼此沿內(nèi)管的圓周方向錯開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層管式熱交換器，其特征在于，在散熱片的連結(jié)部上，沿第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向隔開間隔地設(shè)有多個百葉板，所述百葉板在從波峰部朝向波谷部的方向上延伸，通過設(shè)置百葉板而在連結(jié)部上形成有制冷劑通過孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層管式熱交換器，其特征在于，設(shè)在連結(jié)部上的所有百葉板相對于第2制冷劑流路中的制冷劑流動方向而向同一方向傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層管式熱交換器，其特征在于，在內(nèi)管的外周面上，形成有多個向外側(cè)突出的螺旋狀凸條，螺旋狀凸條的扭轉(zhuǎn)方向與由于百葉板的存在而在內(nèi)管的第2制冷劑流路內(nèi)產(chǎn)生的制冷劑的旋轉(zhuǎn)流的流向相反。
【文檔編號】F28D7/10GK203980730SQ201420377914
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】峰北斗, 井上晃一 申請人:株式會社京濱冷暖科技