层叠型热交换器的制造方法
【专利说明】层叠型热交换器
[0001]本发明以2013年2月27日提交的日本申请号2013-37466号和2013年9月17日提交的日本申请号2013-191695号为基础，将其记载内容引用于此。
技术领域
[0002]本发明涉及使制冷循环的制冷剂和载热体进行热交换的层叠型热交换器。
【背景技术】
[0003]专利文献1-6公开了层叠型热交换器。特别是，专利文献I公开了能够用作冷凝器的水冷式层叠型热交换器。
[0004]专利文献I公开的层叠型热交换器中，在所层叠的板之间形成有制冷剂的通路，在板上形成有凹凸。但是，这样的形状无法充分地进行与制冷剂的热交换。从这样的观点以及其他观点来看，要求进一步改良层叠型热交换器。
[0005]专利文献7中记载有使高温流体和低温流体进行热交换的层叠型热交换器，将多个大致平板状的传热板隔开间隔地重叠，由此在传热板之间交替形成高温流体流路和低温流体流路。
[0006]专利文献7中，在传热板上设定凹凸形状，并且将相邻的传热板的凹凸彼此钎焊接合。由此，通过凹凸形状部分而使传热面积增大，能够促进高温流体和低温流体之间的热交换。
[0007]但是，专利文献7所记载的层叠型热交换器中，高温流体流路以及低温流体流路的流路形状由凹凸形状部分规定，因此，高温流体流路以及低温流体流路的流路形状相同。因此，难以根据高温流体以及低温流体的物性而任意地设定传热面积和流路截面积等，难以使传热特性以及压力损失特性最佳化。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:美国专利申请公开第2012/0234523号说明书
[0011]专利文献2:日本特开2005-147572号公报
[0012]专利文献3:日本特开2010-216795公报
[0013]专利文献4:日本特开平5-1890号公报
[0014]专利文献5:日本特开平10-185462号公报
[0015]专利文献6:日本特开2009-36468号公报
[0016]专利文献7:日本专利5194011号公报
【发明内容】
[0017]本发明的目的之一在于提供一种发挥高热交换性能的层叠型热交换器。
[0018]本发明的另一目在于提供一种能够实现高耐压性的层叠型热交换器。
[0019]本发明的又一目在于提供一种能够多样地变更内部的流路的层叠型热交换器。
[0020]本发明的又一目在于提供一种高度小型化的制冷循环用的层叠型热交换器。
[0021]本发明的又一目在于提供一种能够提供水冷式热交换器和水冷式蒸发器而且具有内部热交换功能的制冷循环用的层叠型热交换器。
[0022]在本发明的一例中，层叠型热交换器具有芯部，该芯部包括多个板，该多个板层叠配置成，形成在制冷循环中流动的制冷剂用的扁平的制冷剂通路、以及与制冷剂进行热交换的载热体用的扁平的载热体通路。层叠型热交换器还具备:提供使制冷剂在制冷剂通路中流动用的入口及出口的连接部件；以及提供使载热体在载热体通路中流动用的入口及出口的连接部件，该连接部件以如下方式设定入口及出口:在载热体通路中流动的载热体相对于在制冷剂通路中流动的制冷剂成为对流。芯部具备至少设于制冷剂通路的偏置型的翅片。
[0023]根据该结构，制冷剂和载热体成为对流地流动，因此可实现良好的热交换。而且，偏置型的翅片，针对伴随从气体向液体、或从液体向气体的相变的制冷剂，提供优异的热交换性能。因此，可提供发挥高的热交换性能的层叠型热交换器。
[0024]在本发明的一例中，层叠型热交换器具备使制冷循环的制冷剂和载热体进行热交换的热交换部。热交换部是通过多个板状部件彼此层叠并接合而形成的，在多个板状部件彼此之间形成制冷剂所流动的多个制冷剂流路、及载热体所流动的多个载热体流路。多个制冷剂流路及多个载热体流路在多个板状部件的层叠方向上排列配置。在多个制冷剂流路及多个载热体流路中分别设有内翅片，该内翅片将相邻的板状部件彼此接合，且促进制冷剂和载热体之间的热交换。设于制冷剂流路的内翅片是制冷剂侧偏置翅片，在制冷剂的流动方向上形成有多个局部切割并折起的切折部，并且在制冷剂的流动方向上相邻的切折部彼此互相偏置。设于载热体流路的内翅片是载热体侧偏置翅片，在载热体的流动方向上形成多个局部切割并折起的切折部，并且在载热体的流动方向上相邻的切折部彼此互相偏置。制冷剂流路高度与制冷剂侧翅片高度Frh相等，所述制冷剂流路高度为制冷剂流路在板状部件的层叠方向上的长度，所述制冷剂侧翅片高度Frh为制冷剂侧偏置翅片在板状部件的层叠方向上的长度。载热体流路高度与载热体侧翅片高度Fwh相等，所述载热体流路高度为载热体流路在板状部件的层叠方向上的长度，所述载热体侧翅片高度Fwh载热体侧偏置翅片在板状部件的层叠方向上的长度。制冷剂侧翅片高度Frw及载热体侧翅片高度Fwh 设定成满足 0.14 < Frh/ (Frh+Fwh) < 0.49 的关系。
[0025]由此，通过将制冷剂侧翅片高度Frw及载热体侧翅片高度Fwh设定成满足0.14< Frh/ (Frh+Fwh) < 0.49的关系，能够降低制冷剂及载热体的压力损失，且能够提高制冷剂和载热体之间的传热性能。因此，能够提高热交换性能。
[0026]在本发明的一例中，层叠型热交换器具备使制冷循环的制冷剂和载热体进行热交换的热交换部。热交换部是通过多个板状部件彼此层叠并接合而形成的，在多个板状部件彼此之间形成制冷剂所流动的多个制冷剂流路、及载热体所流动的多个载热体流路。多个制冷剂流路及多个载热体流路在多个板状部件的层叠方向上排列配置。在多个制冷剂流路及多个载热体流路中分别设有内翅片，该内翅片将相邻的板状部件彼此接合，且促进制冷剂和载热体之间的热交换。设于制冷剂流路的内翅片是制冷剂侧偏置翅片，在制冷剂的流动方向上形成有多个局部切割并折起的切折部，并且在制冷剂的流动方向上相邻的切折部彼此互相偏置。设于载热体流路的内翅片是载热体侧偏置翅片，在载热体的流动方向上形成有多个局部切割并折起的切折部，并且在载热体的流动方向上相邻的切折部彼此互相偏置。热交换部配置成板状部件的层叠方向与重力方向交叉，热交换部具有使在制冷剂流路中流通的制冷剂的流动进行U形转弯的U形转弯部。
[0027]由此，通过在热交换部设置使在制冷剂流路中流通的制冷剂的流动进行U形转弯的U形转弯部，从而能够使在U形转弯前的制冷剂流路中暂时扩散的制冷剂集合之后，使制冷剂再向U形转弯后的制冷剂流路扩散。而且，通过将热交换部配置成层叠方向与重力方向交叉，从而能够利用气液密度差将液相制冷剂分离。通过以上，能够确保在制冷剂流路中气相制冷剂所流通的流路面积(有效传热面)，能够提尚传热性能。因此，能够提尚热交换性能。
【附图说明】
[0028]图1是第I实施方式涉及的热系统的框图。
[0029]图2是第I实施方式的层叠型热交换器的主视图。
[0030]图3是第I实施方式的层叠型热交换器的俯视图。
[0031]图4是第I实施方式的层叠型热交换器的剖视图。
[0032]图5是第I实施方式的层叠型热交换器的局部放大剖视图。
[0033]图6是第I实施方式的区划板的俯视图。
[0034]图7是第I实施方式的翅片的立体图。
[0035]图8是表示第I实施方式的层叠型热交换器的流路的主视图。
[0036]图9是第2实施方式的层叠型热交换器的主视图。
[0037]图10是第2实施方式的区划板的俯视图。
[0038]图11是第3实施方式的层叠型热交换器的主视图。
[0039]图12是第4实施方式的层叠型热交换器的主视图。
[0040]图13是第5实施方式的层叠型热交换器的主视图。
[0041]图14是第6实施方式的层叠型热交换器的局部放大剖视图。
[0042]图15是第7实施方式涉及的热系统的框图。
[0043]图16是表示第7实施方式的层叠型热交换器的流路的主视图。
[0044]图17是第7实施方式的区划板的俯视图。
[0045]图18是第8实施方式涉及的热系统的框图。
[0046]图19是表示第8实施方式的层叠型热交换器的流路的主视图。
[0047]图20是第9实施方式涉及的热系统的框图。
[0048]图21是表示第9实施方式的层叠型热交换器的流路的主视图。
[0049]图22是第10实施方式涉及的热系统的框图。
[0050]图23是第11实施方式涉及的热系统的框图。
[0051]图24是表示第11实施方式的层叠型热交换器的流路的主视图。
[0052]图25是第12实施方式涉及的热系统的框图。
[0053]图26是第13实施方式涉及的热系统的框图。
[0054]图27是第14实施方式涉及的热系统的框图。
[0055]图28是第15实施方式涉及的热系统的框图。
[0056]图29是第16实施方式涉及的热系统的框图。
[0057]图30是表示第17实施方式的热交换器的俯视图。
[0058]图31是图30的XXXI向视图。
[0059]图32是表示第17实施方式涉及的热交换器的局部剖视图。
[0060]图33是表示第17实施方式中的偏置翅片的立体图。
[0061]图34是表示偏置翅片的翅片高度与传热性能或压力损失之间的关系的特性图。
[0062]图35是表示第17实施方式中的板状部件的主视图。
[0063]图36是表示制冷剂流路或冷却水流路的纵横比与压力损失之间的关系的特性图。
【具体实施方式】
[0064]下面，参照附图对用于实施本发明的多个实施方式进行说明。在各实施方式中，对于与在先的实施方式中说明的事项对应的部分，有时标注相同的参考符号，并省略重复的说明。另外，在各实施方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下，关于结构的其他部分，可以应用在先说明的其他方式。另外，在后续的实施方式中，对于与在先的实施方式中说明的事项对应的部分，通过标注仅百位以上的数字不同的参考符号来表示对应关系，有时省略重复的说明。不限于各实施方式中明示的能够进行组合的部分之间的组合，若组合不产生特别的阻碍，即使不明示也能够将实施方式彼此局部组合。
[0065](第I实施方式)
[0066]如图1所示，第I实施方式公开了热系统10。热系统10搭载于车辆。热系统10提供车辆用空调装置或搭载于车辆的设备的温度调节装置。在作为空调装置被利用的情况下，热系统10提供制热和/或制冷。在作为温度调节装置被利用的情况下，热系统10提供加热用的热源和/或冷却用的低温源。热系统10具有制冷循环20。制冷循环20是通过对制冷剂的蒸汽进行压缩来提供低温和高温的蒸汽压缩式的制冷循环20。制冷剂也称为第I载热体。而且，热系统10具有与制冷循环20的制冷剂进行热交换的载热体所流动的辅助系统30。辅助系统30使作为载热体的冷却水进行循环，该冷却水以水为主要成分。冷却水也称为第2载热体。辅助系统30也可以称为与制冷循环20的散热器进行热结合的高温系统或第I辅助系统。
[0067]制冷循环20具备:配置于循环型制冷剂路径的压缩机21、热交换器40、减压器
22、以及热交换器23。压缩机21吸入制冷剂，将所吸入的制冷剂压缩，并将压缩后的制冷剂排出。
[0068]热交换器40是用于提供水-制冷剂之间的热交换的层叠型热交换器。热交换器
40作为散热器发挥功能。热交换器40执行从由压缩机21供给的高温高压的制冷剂的散热。热交换器40与辅助系统30的水进行热交换。热交换器40也可以称为制冷循环用的层叠型的水-制冷剂热交换器。另外，热交换器40也可以称为层叠型的水-制冷剂散热器。在制暖用途或加热用途中，热交换器40提供对空调用空气等利用侧介质进行加热的利用侧热交换器。
[0069]减压器22通过对在热交换器40中散热的高压制冷剂进行减压来提供低温低压的制冷剂。热交换器23使由减压器22供给的低温低压的制冷剂和热源介质进行热交换。热交换器23作为蒸发器发挥功能。热交换器23也称为吸热器。在制冷用途或冷却用途中，热交换器23提供对空调用空气等利用侧介质进行冷却的利用侧热交换器。