阅读说明：本技术 换热器、换热器的制造方法以及具备换热器的空调机 (Heat exchanger, method for manufacturing heat exchanger, and air conditioner provided with heat exchanger ) 是由 山本尚毅 法福守 草野隆人 于 2019-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供实现较高的换热性能的换热器或包括该换热器的空调机。本发明的换热器具备：具有管内被至少四个隔壁(3)沿宽度方向分割而大致平行的制冷剂流路(2)的扁平多孔导热管(1)；具有扩大接合扁平多孔导热管的插入孔(11)的翅片(10)；以及在扁平多孔导热管的各个端部连通制冷剂流路的集管,该换热器中,扁平多孔导热管以宽度方向的两端的流路宽度比其它部分的流路宽度宽的方式配置有隔壁。并且,本发明的空调机具有该换热器。(The invention provides a heat exchanger realizing high heat exchange performance or an air conditioner comprising the heat exchanger. The heat exchanger of the present invention comprises: a flat porous heat transfer tube (1) having a refrigerant flow path (2) divided by at least four partition walls (3) in the tube in the width direction and substantially parallel thereto; a fin (10) having an insertion hole (11) for enlarging and engaging the flat porous heat transfer pipe; and headers that communicate with the refrigerant flow paths at respective ends of the flat porous heat transfer tubes, wherein partition walls are arranged so that the flow path width at both ends in the width direction of the flat porous heat transfer tubes is wider than the flow path width at other portions. The air conditioner of the present invention is provided with the heat exchanger.)

换热器、换热器的制造方法以及具备换热器的空调机

技术领域

本发明涉及利用扁平多孔导热管来形成制冷剂流路的换热器以及具备该换热器的空调机。

背景技术

现今，在空调机等冷冻循环装置中，在构成换热器的导热管、在换热器之间进行连接的制冷剂配管使用由铜或者铜合金构成的管部件是主流。但是，近年来，从轻型化以及低成本化的观点看，提出了不仅使用翅片还使用铝或者铝合金制的导热管的换热器。

附着铝合金制的钎料，对板状翅片和扁平多孔导热管进行硬钎焊来制造该换热器，从而实现较高的换热性能。但是，在该制造方法中，有必须对硬钎焊而成的换热器的板状翅片进行亲水性处理的问题。

作为替代硬钎焊的换热器的制造方法，有机械式地接合板状翅片和扁平多孔导热管的方法。

例如，在专利文献1中记载有以下方法：以贯通板状翅片的方式安装扁平多孔导热管，利用流体提高扁平多孔导热管的内压来扩大导热管，由此接合导热管和翅片。在专利文献1的扁平多孔导热管中，导热管内的隔壁呈折曲或者弯曲的形状，通过呈直线状地拉长隔壁来扩大导热管。

并且，在专利文献2中记载有以下方法：将设有大致呈“く”形状的隔壁的扁平多孔导热管以贯通的方式安装于具有多边形的***孔的板状翅片，并利用水压等使扁平管塑性变形来机械式地与翅片接合。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第4109444号公报

专利文献2：日本特开2004-353954号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据专利文献1、专利文献2，由于能够机械式地接合翅片和扁平多孔导热管，所以通过预先对翅片进行亲水性覆膜处理，不需要对制造出的换热器进行亲水性覆膜处理。

然而，因扁平多孔导热管的形状，扩管后的翅片与导热管之间的接触面压变得不均匀，翅片与扁平多孔导热管之间的接触热阻增加，从而有无法实现较高的换热性能的问题。

本发明的目的在于解决上述的问题，提供实现较高的换热性能的换热器或者具备该换热器的空调机。

用于解决课题的方案

为了实现上述课题，本发明的换热器具备：扁平多孔导热管，其具有管内被至少四个隔壁沿宽度方向分割而大致平行的制冷剂流路；翅片，其具有扩大接合上述扁平多孔导热管的***孔；以及集管，其在上述扁平多孔导热管的各个端部连通上述制冷剂流路，上述换热器中，上述扁平多孔导热管以宽度方向的两端的流路宽度比其它部分的流路宽度宽的方式配置上述隔壁。

并且，本发明的空调机具备上述换热器。

并且，本发明的换热器具备：扁平多孔导热管，其具有管内被至少四个隔壁沿宽度方向分割而大致平行的制冷剂流路；翅片，其具有扩大接合上述扁平多孔导热管的***孔；以及集管，其在上述扁平多孔导热管的各个端部连通上述制冷剂流路，上述换热器中，上述扁平多孔导热管以宽度方向的两端的流路宽度比其它部分的平均流路宽度宽的方式配置上述隔壁。

并且，本发明的换热器具备：扁平多孔导热管，其具有管内被至少四个隔壁沿宽度方向分割而大致平行的制冷剂流路；翅片，其具有扩大接合上述扁平多孔导热管的***孔；以及集管，其在上述扁平多孔导热管的各个端部连通上述制冷剂流路，上述换热器中，上述扁平多孔导热管以宽度方向的中央部的流路宽度比其它部分的平均流路宽度窄的方式配置上述隔壁。

发明的效果如下。

根据本发明，由于能够改善将扁平多孔导热管扩大来接合翅片和扁平多孔导热管后的接触热阻，所以能够提供换热性能较高的换热器。

附图说明

图1是示出实施方式的换热器的主要部分的图。

图2是示出扁平多孔导热管的长度方向的截面的图。

图3是示出板状翅片的外观的图。

图4是示出实施方式的换热器的制造流程的图。

图5是示出扁平多孔导热管的截面的图。

图6是示出隔壁间的距离不同的扁平多孔导热管的平面度和接合性的图。

图7是比较例1的扁平多孔导热管的剖视图。

图8是比较例2的扁平多孔导热管的剖视图。

图9是实施例4的扁平多孔导热管的剖视图。

图10是在制冷剂流路形成有散热翅片的扁平多孔导热管的剖视图。

图11是在除中央部之外的制冷剂流路形成有散热翅片的扁平多孔导热管的剖视图。

图中：

1—扁平多孔导热管，2—制冷剂流路，3—隔壁，4—管壁，10—板状翅片，11—***孔，12—翅片套管。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是示出实施方式的换热器的主要部分的图。实施方式的换热器作为空调机的冷凝器或者蒸发器发挥功能，并且作为室内换热器或者室外换热器的任一个来使用。

换热器由以下部件构成：扁平多孔导热管1，其供制冷剂流通；板状翅片10，其设有多个用于扩大接合扁平多孔导热管1的***孔11；以及集管(未图示)，其分别在扁平多孔导热管1的两端部处连通扁平多孔导热管1。

流入一方的集管的制冷剂向多个扁平多孔导热管1分配，并在扁平多孔导热管1的管内流通。此时，制冷剂的潜热以及显热热传递至与扁平多孔导热管1接合的板状翅片10。扁平多孔导热管1与板状翅片10之间的接触热阻影响换热器的换热性能，对此在下文中进行详细说明。因此，在实施方式的换热器中，使扁平多孔导热管1与板状翅片10之间的接合部的接触面压适当来缩小接触热阻，从而提高换热器的换热性能。

根据图2对扁平多孔导热管1进行详细说明。

图2示出扁平多孔导热管1的长度方向的截面。

扁平多孔导热管1由铝或者铝合金构成，并设有由沿管截面的长轴方向(管的宽度方向)设置的多个隔壁3分割出的多个制冷剂流路2。在制造时，向由折曲或者弯曲的形状的隔壁3和管壁4围起的制冷剂流路2供给高压的压缩流体，以拉长隔壁3的方式使之变形，从而在管截面的短轴方向(管的厚度方向)上扩大扁平多孔导热管1，对此在下文中进行详细说明。

接着，根据图3对板状翅片10进行详细说明。

图3是示出板状翅片10的外观的图。

板状翅片10由铝或者铝合金构成，并在外表面实施有亲水性覆膜处理。

在板状翅片10，以预定间隔设有供扁平多孔导热管1***的多个***孔11。在***孔11的外周部设有向板状翅片10的一方的面侧折弯而成的翅片套管12，与***并扩管后的扁平多孔导热管1接合。通过设置该翅片套管12，能够减小板状翅片10与扁平多孔导热管1之间的接合部的接触热阻。

为了将扩管前的扁平多孔导热管1***，***孔11形成为具有0～150μm左右的间隙。

板状翅片10与扁平多孔导热管1之间的接合部的接触面压受到伴随***孔11的变形而产生的回弹的影响。因此，扁平多孔导热管1的扩管量根据用于***扁平多孔导热管1的***孔11的间隙与生成接触面压的***孔11的变形量的和来决定。

此时，期望扁平多孔导热管1的扩管量在宽度方向上恒定，以便在扁平多孔导热管1的宽度方向(截面的长轴方向)上的接合部的接触面压变得均匀。但是，在均等地加压的情况下，扁平多孔导热管1的两端部难以扩大，从而扁平多孔导热管1的两端部的扩管量比中央部的扩管量小。

因此，考虑在端部和中央部处改变***孔11的孔宽度，来使板状翅片10的变形量恒定，但在该情况下，有可能翅片套管12的形成产生问题。因此，在实施方式的换热器中，***孔11的孔宽度设为恒定，改变扁平多孔导热管1的隔壁3的配置来使扁平多孔导热管1的扩管量变得合理，对此在下文中进行详细说明。

此处，根据图4对实施方式的换热器的制造方法进行说明。

图4是示出实施方式的换热器的制造流程的图。

在步骤S41中，对由铝或者铝合金材料构成的铝板实施亲水性覆膜处理，并在步骤S42中，冲压加工成预定形状来制造板状翅片10。

在步骤S43中，对铝或者铝合金材料例如进行挤出加工或者拉拔加工，将其切断成与实施方式的换热器的大小对应的预定尺寸，从而制造扁平多孔导热管1。

而且，在步骤S44中，以预定间隔排列多个扁平多孔导热管1。

在步骤S45中，向板状翅片10的***孔11内***在步骤S44中排列的多个扁平多孔导热管1。此时，在扁平多孔导热管1的外周与翅片套管12之间没有缝隙，或者形成微小缝隙(0～150μm)。

接着，在步骤S46中，将***在板状翅片10的***孔11内的扁平多孔导热管1的两端部向设于集管的接合孔***。而且，利用硬钎焊或者其它适当的方法来接合扁平多孔导热管1的两端部和集管。

在步骤S47中，通过经由集管向扁平多孔导热管1供给压缩流体，来提高制冷剂流路2的内压，对扁平多孔导热管1进行加压，扩大扁平多孔导热管1，从而接合板状翅片10和扁平多孔导热管1。

在实施方式的换热器中，通过上述的制造方法，将下述的接触热阻变小了的扁平多孔导热管1扩大来机械式地与板状翅片10接合，从而能够预先进行板状翅片10的亲水性覆膜处理，并且换热器的制造变得容易。

以下，对实施方式的换热器中的扁平多孔导热管1的隔壁3的配置状况进行详细说明。

图5是示出扁平多孔导热管1的截面的图。

扁平多孔导热管1是成型为上下的管壁4大致平行的扁平的管，扁平多孔导热管1具备多个隔壁3，该多个隔壁3在扁平多孔导热管1的内部与上下的管壁4连接，并且截面形状在扁平多孔导热管1的截面的长轴方向上呈山形(呈日语平假名的“く”形状或者“く”的镜像形状)地折曲。由上述隔壁3分割扁平多孔导热管1的内部，从而平行地设有多个制冷剂流路2。

图5的实线示出扩管前的扁平多孔导热管1的截面，虚线示出扩管后的扁平多孔导热管1的截面。此外，夸张扩管状态地记载了图5的扩管后的截面(虚线)。

在扁平多孔导热管1的扩管中，呈山形地折曲的隔壁3沿直线延长，截面的短轴方向(管的厚度方向)上的尺寸变大。该截面的短轴方向(管的厚度方向)上的尺寸增加量为扩管量。

该扩管量由隔壁3的形状决定，但在扁平多孔导热管1的两端的制冷剂流路2内，单侧与隔壁3不同，从而扩管状态不同。并且，与扁平多孔导热管1的两端的制冷剂流路2相邻的制冷剂流路2受到端部的扩管的影响。

因此，在隔壁3均等间隔的情况下，扩管量在截面的长轴方向上分布。具体而言，扩管量朝向扁平多孔导热管1的端部变小。

因被隔壁3所夹的管壁4内侧的压缩流体的压力而产生在扩管时对隔壁3施加的张力，从而对隔壁3施加的张力与隔壁3的间隔成比例。在实施方式的扁平多孔导热管1中，基于此，改变隔壁3的间隔来调整扩管量。

如上所述，扁平多孔导热管1的端部与中央部相比难以扩大，期望扩大端部的隔壁3的间隔，但由于***孔11的长度方向的端部的刚性较高，所以在获得均匀的接触面压的方面，扩管量存在上限。也就是说，扁平多孔导热管1的端部处的隔壁3的间隔的长度存在上限。

此外，由于隔壁3如呈“く”形状延伸那样地变形，所以隔壁3的间隔在扩管前后不变化。

接着，使用图6～图9对扁平多孔导热管1的隔壁3的间隔与截面的长轴方向的扩管量之差、***孔11处的接合性的关系进行说明。

图6示出设于扁平多孔导热管1的管内的隔壁3的间隔(L_c、L₁、L₂、L_T)不同的每个例子中的端部与中央部的隔壁3的间隔比(L_T/L_c)、扁平多孔导热管1的平面度(ΔYmax－ΔYmin)以及***孔11处的扁平多孔导热管1的接合性。

隔壁3的间隔(L_c、L₁、L₂、L_T)与图5所示的隔壁3的隔壁间的距离对应。

间隔L_c示出离扁平多孔导热管1的中央最近的流路的隔壁间的距离(管壁4的长度)。

间隔L_T示出扁平多孔导热管1的端部流路的隔壁与管端部之间的直线部的距离。

间隔L₁、L₂示出从与扁平多孔导热管1的中央流路相邻的流路朝向端部而相邻的流路的隔壁间的距离。

本说明书中，有时将隔壁3的间隔(L_c、L₁、L₂、L_T)称作流路宽度。

ΔYmax、ΔYmin示出扁平多孔导热管1的单侧的扩管宽度的最大值和最小值，将其差量作为平面度。并且示出平面度较小的一方为平坦。

图6的比较例1的扁平多孔导热管1是图7所示的L_c、L₁、L₂、L_T的长度相等的全孔均等的情况。

比较例1的扁平多孔导热管1在被扩管时，中央部流路的管壁4较大地膨胀，从而平面度变大。

由于通过扩大扁平多孔导热管1使管壁4的外表面与翅片套管12紧贴，来获得高换热性能，所以不推荐管壁4的外表面因扩管而呈波形或者凹凸地变化的情况，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性会变得不充分(标记×)。

图6的比较例2的扁平多孔导热管1是图8所示的L_T的长度比L_c、L₁、L₂的长度短的情况。

在该情况下，扩管后的中央流路的管壁4较大地膨胀，平面度变大，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性变得不充分(标记×)。

图6的实施例1的扁平多孔导热管1是L_T的长度比L_c、L₁、L₂的长度长的情况。

在该情况下，在扩管后，制冷剂流路2的管壁4大约均等地膨胀，平面度变小。由此，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性变得优良(标记◎)，获得换热性较高的换热器。

图6的实施例2的扁平多孔导热管1是L_T的长度比L_T以外的L_c、L₁、L₂的平均长度长的情况。

在该情况下，在扩管后，制冷剂流路2的管壁4也大约均等地膨胀，平面度变小。由此，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性变得优良(标记◎)，获得换热性较高的换热器。

图6的实施例3的扁平多孔导热管1是L_c的长度比L₁、L₂、L_T的平均长度短的情况。

在该情况下，在扩管后，制冷剂流路2的管壁4也大约均等地膨胀，平面度变小。由此，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性变得优良(标记◎)，获得换热性较高的换热器。

图6的实施例4的扁平多孔导热管1是图9所示的L_c的长度比L₁、L₂、L_T的长度短的情况。

在该情况下，扩管后的端部流路的管壁4膨胀，而中央流路的管壁4不扩大，平面度变小，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性变得良好(标记○)。

如图6所示，在实施例1～4的扁平多孔导热管1中，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性良好或优良，能够获得换热性较高的换热器。相对于此，在比较例1～2的扁平多孔导热管1中，扁平多孔导热管1与翅片套管12的接合性变得不充分。从这一点看，尤其期望接合性变得优良的条件，扁平多孔导热管1以使宽度方向的两端的流路宽度Lt与宽度方向的中央部的流路宽度L_c成为1.0＜(Lt/L_c)＜3.5的方式配置隔壁3。

如上所述，根据实施方式的扁平多孔导热管1，由于扩管时的管外表面的凹凸变小，所以接触热阻变小，能够提供换热性能较高的换热器。

图10和图11是示出在图6的实施例1～4的扁平多孔导热管1中更加提高了换热性的扁平多孔导热管1的截面的图。

详细而言，在制冷剂流路2的管内表面中的扁平部，形成有沿扁平多孔导热管1的长度方向延伸且成为散热翅片的突起部13，提高与制冷剂之间的传热率，从而提高扁平多孔导热管1的换热性能。

也可以如图11所示，不在中央部的冷却流路形成突起部13。由此能够防止流路截面积的降低，从而能够抑制制冷剂流量的降低(压损的增加)。

此外，突起部13的截面形状不限定于三角形，当然也可以是圆弧状的形态、四边形。

如上所述，扁平多孔导热管1的管壁4的厚度设计为在作为换热器而使用时可以承受由管内的流体产生的压力，从而在扁平多孔导热管1的长度方向的截面中，与配置在管内的折曲或者弯曲的隔壁相比，管截面的长轴方向两端的管壁厚度较大。因此，在进行扁平多孔导热管1的扩管时，管截面的长轴方向两端与隔壁2相比沿管截面的短轴方向的伸长较小，扁平多孔导热管1的管壁4成为不均匀地膨胀的状态。

当利用流体压力来进行扁平多孔导热管1的扩管时，沿管的管截面的短轴方向扩大的力与在隔壁之间对应的各流路的多孔管内表面中的扁平部的长度成比例。在实施方式的扁平多孔导热管1中，通过使截面的长轴方向的两端流路处的扁平部的长度比其它流路中的扁平部的长度(隔壁间的距离)长，来增大对两端流路的扁平部施加的负载使之扩管。由此，扁平多孔导热管1的管壁成为均匀地膨胀的状态，从而提高翅片与导热管的接合性。

对实施方式的扁平多孔导热管1由六个隔壁3分割而具有七个制冷剂流路2的情况进行了说明，但隔壁3(制冷剂流路2)的个数不限定于此。是至少具有五个制冷剂流路2的扁平多孔导热管1即可。

根据使用了实施方式的扁平多孔导热管1的换热器以及空调机，能够提高换热器的换热性能，并且能够容易地实现具有较高的亲水性、耐腐蚀性、除臭性、抗菌性、防霉性的换热器。