專利名稱：熱交換裝置、蒸發器和冷庫單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在其內部有制冷劑流過的熱交換裝置、與這種熱交換裝置連接的蒸發器、以及使用這種熱交換裝置和這種蒸發器的冷庫單元，該冷庫單元例如為冷藏庫和冷凍庫等。
背景技術：
諸如冷藏庫(和冷凍庫)等許多冷庫單元都設置有作為冷卻裝置的壓縮制冷裝置。某些壓縮制冷裝置設置有毛細管作為用于降低已經由壓縮機壓縮并由冷凝器液化的制冷劑的壓力的限流器(孔)。該制冷劑被毛細管降壓然后流入蒸發器，該制冷劑會在該蒸發器中氣化。氣化后的低溫制冷劑與蒸發器周圍的空氣進行熱交換，從而讓該空氣冷卻。接著，制冷劑從蒸發器中流出然后經由吸入管流入至壓縮機。在壓縮制冷裝置中，毛細管連接到蒸發器的入口側管道，并與吸入管側管道接合以用于熱交換。熱的制冷劑流過毛細管，冷的制冷劑流過吸入管；在這兩個管道內流過的制冷劑之間的熱交換使得能夠提高壓縮制冷裝置中的冷卻循環效率。此外，提高在吸入管內流過的制冷劑的溫度具有能夠抑制在吸入管上積霜的效果。在上述壓縮制冷裝置中，為了提高冷卻循環效率，設置有具有不同阻力(具有不同的內徑和/或長度)的兩個毛細管且設置有切換閥。在毛細管之間進行選擇就使得能夠在實際應用中調整某些壓縮制冷裝置的冷卻性能。在具有如此構造的壓縮制冷裝置中，兩個毛細管與一個吸入管相接觸(例如參見日本專利申請公報N0.2002-372319)。在上述壓縮制冷裝置中，在兩個毛細管相遇的位置處，使用合流部件，將兩個毛細管插入到合流部件中從而通向一個管道(例如參見日本專利公報N0.3076522，日本實用新型公報N0.3118033，日本專利申請公報N0.2009-168196)。在如上所述都設置有兩個毛細管的各情況中，這兩個毛細管需要利用日本專利公報N0.3076522、日本實用新型公報N0.3118033、日本專利申請公報N0.2009-168196等中所公開的合流部件而被聯合起來，從而增加了部件的數量。上述蒸發器被構造成:在其安裝于冷庫單元內之后再與管道進行連接。這就導致無法使用作為焊接熱源但具有著火的高危險性的火炬。因此，使用允許局部加熱的感應式加熱裝置。當上述合流部件被加熱時，將要被焊接的各零件需要逐一加熱，這樣很麻煩且浪費時間。另外，在使用上述合流部件的情況下，至少需要在三個位置(兩個毛細管每一者以及它們合流后被引導至的那個管道與合流部件的接合部)處進行焊接，這相應地增加了制造過程中的麻煩和所需的時間。此外，合流部件的裝配需要冷庫單元內部的空間，而且，取決于合流部件所布置的位置，很難檢查制冷劑等在合流部件周圍的泄露。作為一個解決方案，曾經提出了一種將兩個毛細管直接插入到一個作為入口側管道的管道中的結構。該結構有助于減少部件數量。圖11是將兩個毛細管直接插入到入口側管道中的立體圖。如圖11所示，入口側管道95的末端的形狀被形成為具有并排設置的兩個圓筒部951和將該兩個圓筒部951連接在一起的橋部952，在各圓筒部951中插入毛細管941和942之一。接著，在圓筒部951與毛細管941和942之間灌入熔融的填充金屬從而將它們固定在一起。引用文獻專利文獻專利文獻1:日本專利公報N0.3076522專利文獻2:日本實用新型公報N0.3118033專利文獻3:日本專利申請公報N0.2009-168196專利文獻4:日本專利申請公報N0.2002-372319
發明內容
本發明要解決的技術問題上述的各毛細管和吸入管需要一定的接觸長度以提高流過毛細管的制冷劑和流過吸入管的制冷劑之間的熱交換效率。為了使冷庫單元具有較大的內部容量，沒有很大的空間能夠分配給壓縮制冷裝置。因此，毛細管和吸入管被彎曲為迂回。毛細管和吸入管的這種彎曲是在將毛細管和吸入管以彼此接觸的狀態固定在一起之后再執行的。在如同日本專利申請公報N0.2002-372319中所公開的發明中那樣的情況下，兩個毛細管與吸入管相接觸，取決于毛細管和吸入管進行彎曲的方向，毛細管往往會陷入到吸入管中或變扁平，這使得很難彎曲毛細管和吸入管。該問題可以通過如下途徑來予以避免:先分別地彎曲毛細管和吸入管，然后再將它們焊接在一起。但是，這樣就要求增加要被執行的彎曲加工的次數，而且要求毛細管和吸入管的彎曲部分被賦予精確的曲率，從而增加了麻煩和所需的時間。如圖11所示，入口側管道95的截面形狀為:分別圍繞兩個毛細管之一的圓筒并排設置著且連接在一起。在此情況下，橋部952具有凹陷表面，這使得很難一次就對整個部件進行均勻加熱。因此，為了精確地焊接，圓筒部951需要分別加熱，此外橋部952中的空隙也需要焊接，從而導致制造步驟的數量增加。另外，由于相鄰的毛細管941和942被布置為彼此分離，力獨立地作用于它們上。這樣使毛細管941和942很容易變形或破損。為防止毛細管941和942的細微開口被填充金屬填充，毛細管941和942的末端需要超過圓筒部951到達入口側管道95內。當毛細管941和942所約束的制冷劑流入蒸發器時，制冷劑由于急劇的壓力差而氣化，并且產生沖擊。如果兩個毛細管941和942被布置為在入口側管道95內彼此靠近但不相接觸，當制冷劑噴出時所產生的沖擊容易使毛細管941和942各自的末端部振動，導致這些末端部反復地彼此接觸、彼此分離，即發生抖動。鑒于上述情況，本發明的一個目的在于提供一種熱交換裝置、一種蒸發器以及一種使用該熱交換裝置和該蒸發器的冷庫單元，該熱交換裝置被構造成使得兩個毛細管與一個吸入管接觸，且使得能夠可靠地執行熱交換，抑制諸如抖動噪聲等噪聲，并且防止部件數量和制造步驟數量增加。解決問題的方案為了獲得上述目的，本發明的一個方面提供一種熱交換器，其具有:低溫管，低溫制冷劑流過所述低溫管，且所述低溫管在至少一個位置處彎曲；和兩個高溫管，高溫制冷劑流過所述高溫管，所述高溫管的至少中間部分在與所述低溫管接觸的狀態下被固定到所述低溫管。所述兩個高溫管在與所述低溫管進行彎曲的方向交叉的方向上并排布置著，并關于所述低溫管對稱。以此結構，當低溫管和以與該低溫管接觸的方式固定到該低溫管的兩個高溫管一起彎曲時，這兩個高溫管和這個低溫管的彎曲部分中的曲率可以被適當的調整。這使得高溫管不太可能脫離低溫管、變扁平或向低溫管中凹入。在上述結構中，優選地，所述兩個高溫管的至少所述在與所述低溫管接觸的狀態下被固定到所述低溫管的部分沿與所述低溫管進行彎曲的方向垂直的方向布置著。在此情況下，能夠使得這兩個高溫管和這一個低溫管的曲率相同。這樣，更有效地使得高溫管不太可能脫離低溫管、變扁平或向低溫管中凹入。在上述結構中，優選地，所述兩個高溫管是在內徑和長度中的至少一者上彼此不同的管道。在上述結構中，優選地，所述低溫管是布置在蒸發器和壓縮機之間的吸入管，所述兩個高溫管是布置在冷凝器和所述蒸發器之間的兩個毛細管，所述兩個毛細管是在制冷劑回路中彼此平行地形成的管道，所述兩個毛細管各自的兩個端部都與所述吸入管分離，且所述兩個毛細管的至少更靠近所述蒸發器的端部被退火。以此結構，退火使得兩個毛細管容易變形，增加了對毛細管進行處理時的靈活性，從而提聞了作業效率。在上述結構中，優選地，所述兩個毛細管的更靠近所述蒸發器的所述端部通過固定部件而被捆綁在一起。所述固定部件可以是填充金屬環、帶(tape)、條(ribbon)等。以此方式將毛細管的更靠近蒸發器的端部捆綁在一起，就使得它們的末端幾乎不可能破損，且使得能夠容易地將毛細管裝配到蒸發器中。填充金屬環可以是圍繞兩個毛細管的一個圓環，或者是部分開口的C形環。為了獲得上述目的，本發明的另一個方面提供一種蒸發器，其連接到具有上述任一種結構的熱交換裝置，所述蒸發器設置有入口側管道，所述入口側管道在其一個端部中具有開口，所述兩個毛細管一起插入所述開口中。所述入口側管道在其末端部中具有毛細管保持部，所述兩個毛細管插入至并通過焊接而被固定至所述毛細管保持部中。所述毛細管保持部具有:橢圓柱形的內周部，所述內周部能夠以如下方式保持所述兩個毛細管:在所述兩個毛細管的軸線并排布置的狀態下，所述兩個毛細管彼此接觸；和外周部，其在軸向上的投影面具有在與所述內周部相同的方向上延伸的橢圓形。所述投影面的投影面積小于所述入口側管道的剩余部分的投影面積。 以此結構，可在兩個毛細管和入口側管道一起被加熱的同時通過灌入填充金屬來實現焊接，這樣有助于縮短焊接所需的時間。另外，由于吸入管和毛細管被布置為靠在一起的結構，能夠連續地實現吸入管和出口側管道之間的連接以及毛細管和入口側管道之間的連接。這相應地有助于減少制造時間。以此結構，兩個毛細管在彼此接觸的狀態下被保持在入口側管道中。兩個毛細管到在它們各自的側面上彼此線接觸。在入口側管道的焊接過程中，填充金屬利用毛細管現象而細微地滲透到線接觸部之間。因而，兩個毛細管被聯合為一體，因此，即使當由于制冷劑壓力突然降低所產生的沖擊等導致了將振動傳遞給毛細管之一時，該毛細管也不會與另一毛細管反復地彼此接觸、彼此分離。因此，能夠抑制由于兩個毛細管彼此接觸、彼此分離而產生的抖動噪聲。此外，保持著兩個毛細管的毛細管保持部的軸向投影面積小于剩余部分的軸向投影面積。由此，毛細管保持部不具有在從外周部到內周部的厚度上發生大幅度變化的部分。因此，即使在使用高頻感應加熱裝置時，毛細管也能在短時間內被加熱。這使得能夠可靠地在短時間內將熔融的填充金屬灌入各毛細管與毛細管保持部之間的空隙中。而且，通過將各毛細管與毛細管保持部可靠地固定在一起，能夠增加接合部的強度和焊接的精確度，從而能夠抑制由于振動或沖擊導致的脫離以及由于兩個毛細管反復地彼此接觸、彼此離開而產生的抖動噪聲。在上述結構中，優選地，所述毛細管保持部所具有的長度使得所述兩個毛細管的末端部能夠穿透所述毛細管保持部。以此結構，毛細管的末端穿透了毛細管保持部，因此在毛細管的末端和入口側管道之間存在很大的間距。于是，即使在灌入了稍微大量的填充金屬時，也能夠使得毛細管不太可能被填充金屬填充。在上述結構中，優選地，所述兩個毛細管是在內徑和長度的至少一者上彼此不同的管道。在上述結構中，優選地，所述入口側管道由與用于形成所述蒸發器的熱交換部的管道的金屬不同的金屬形成，且所述入口側管道的接合面與所述熱交換部的管道的接合面被引導至一起并接合在一起，使得所述入口側管道的內表面和所述熱交換部的管道的內表面齊平。以此結構，在制冷劑同時流過兩個毛細管的運作過程中，制冷劑從兩個毛細管以不同速度流入毛細管保持部。在此情況下，毛細管保持部處于制冷劑很可能發生渦流的狀態。然而，由于在齊平的管道內表面狀態下的接合，因而在制冷劑通道中幾乎不可能發生渦流，因此能夠抑制噪聲及振動的產生和發展。在上述結構中，優選地，所述毛細管保持部的內周為:當所述蒸發器安裝在冷庫單元內部時，所述兩個毛細管在所述冷庫單元的縱深方向上并排布置。以此結構，填充金屬能夠在不受到冷庫單元的后壁部件阻礙的情況下灌入兩個毛細管與毛細管保持部的內周之間。因此，能夠穩固地將兩個毛細管固定到毛細管保持部，從而抑制由于毛細管相對于彼此進行振動而產生的抖動噪聲。 在上述結構中，優選地，在所述開口中形成有錐形，所述錐形朝著末端向外側愈來愈寬地打開。這里，在蒸發器安裝到安裝位置時，該錐形例如是這樣的:其在下側傾斜表面上的長度大于在其他位置處的長度。上述熱交換裝置和/或蒸發器能夠組裝到諸如冷庫單元等在它們內部執行冷卻的裝置中。本發明的效果根據本發明，可提供一種熱交換裝置、一種蒸發器以及使用該熱交換裝置和該蒸發器的冷庫單元，該熱交換裝置被構造為使得兩個毛細管與一個吸入管接觸，且使得能夠可靠地執行熱交換，抑制諸如抖動噪聲等噪聲，并且防止部件數量和制造步驟數量的增加。
圖1是本發明設置有蒸發器的壓縮制冷裝置和冷庫單元的示意圖；圖2是本發明蒸發器的示例的立體圖；圖3是本發明中作為熱交換裝置的熱交換管的平面圖；圖4是圖3所示的熱交換管的立體剖視圖；圖5是本發明蒸發器的入口側管道的立體圖；圖6是圖5所示的入口側管道在沿其軸線的方向看去時的側視圖；圖7是圖6中沿線VI1-VII切開的入口側管道的剖視圖；圖8是圖6中沿線VII1-VIII切開的入口側管道的剖視圖；圖9是圖2所示的蒸發器的IX部分的放大立體圖；圖10是本發明蒸發器的入口側管道的剖視圖；圖11是直接插入到入口側管道中的兩個毛細管的立體圖。
具體實施例方式下面將參考所提供的附圖來說明本發明的實施例。圖1是本發明設置有蒸發器的壓縮制冷裝置和冷庫單元(refrigeration storage unit)的示意圖。如圖1所示，該冷庫單元設置有作為冷藏區域的冷藏室Rl和作為冷凍區域的冷凍室R2。該冷庫單元Rf還設置有用于對冷藏室Rl及冷凍室R2的內部進行冷卻的壓縮制冷裝置A。壓縮制冷裝置A設置有壓縮機1、冷凝器2、切換閥3和作為熱交換裝置的熱交換管Hp，并構成冷卻循環，在該冷卻循環內密封有制冷劑。本發明的熱交換裝置包括第一毛細管41、第二毛細管42、蒸發器5和吸入管6。在冷庫單元Rf中，冷藏室Rl和冷凍室R2是通過隔熱材料彼此隔開的。在將冷藏室Rl和冷凍室R2彼此隔開的隔熱材料中，形成有允許空氣在冷藏室Rl和冷凍室R2之間流動的通道(未圖示)。如稍后所述，蒸發器5僅布置在冷凍室R2中，壓縮制冷裝置A對冷凍室R2進行冷卻。冷庫單元Rf被構造為:冷凍室R2中的冷空氣經由上述通道送入至冷藏室R1，由此對冷藏室Rl進行冷卻。另外，還設置有:用于使與蒸發器5進行了熱交換后的冷空氣在冷凍室R2中循環的風扇(未圖示)；以及用于將冷凍室R2中的冷空氣經由上述通道送入至冷藏室Rl的風扇(未圖示)。首先說明壓縮制冷裝置A。壓縮機I是對制冷劑進行壓縮并將其送入至冷凝器2的電動機。壓縮機I被設置在冷庫單元Rf的隔熱箱體外側。冷凝器2使從壓縮機I送入過來的制冷劑冷卻并冷凝。在壓縮制冷裝置A中，冷凝器2被構造成這樣的管道:該管道位于冷庫單元Rf的隔熱箱體外側附近，當制冷劑流過該管道時，制冷劑的熱量從冷庫單元Rf排出。冷凝器2可以以其他方式構造而成，可以采用通常使用的氣冷或水冷熱交換器。為了獲得較高的熱交換效率，冷凝器2由具有高導熱性的諸如銅等金屬形成。除了可以使用銅之外，也可以使用具有高導電性的任何金屬，例如鋁(合金)等。切換閥3是用于使制冷劑從冷凝器2流過第一毛細管41和第二毛細管42中的一者或兩者的電磁閥。切換閥3被構造為根據冷藏室Rl和/或冷凍室R2內部的溫度、壓縮機I的旋轉速度等執行切換。類似于冷凝器2，切換閥3被設置在冷庫單元Rf的隔熱箱體外側。切換閥3還具有用于停止制冷劑使其不流入第一毛細管41和第二毛細管42的功能。當壓縮機I不工作時，通過操作切換閥3來抑制制冷劑從冷凝器2中流出，就能夠抑制冷凝器2側制冷劑壓力的降低，從而使壓縮制冷裝置A更節能。第一毛細管41和第二毛細管42是內徑比從冷凝器2延伸過來的管道的內徑小的銅管道，且用作用于降低來自冷凝器2的制冷劑的壓力的限流器(restrictor)(孔)。從第一毛細管41或第二毛細管42流出的制冷劑擴散并氣化。第一毛細管41和第二毛細管42具有不同的內徑。由于第一毛細管41和第二毛細管42以此方式具有不同內徑，因而第一毛細管41和第二毛細管42提供了不同的阻力。在壓縮制冷裝置A中，根據毛細管之間的內徑差異來調整阻力；另外，也可使用具有相同內徑的管道，可以通過改變它們的長度或同時改變它們的內徑和長度來調整阻力。第一毛細管41和第二毛細管42聯合起來并直接連接至蒸發器5的入口側管道51。因此，第一毛細管41和第二毛細管42是連接于設置在隔熱箱體外側的切換閥3和布置在冷凍室R2內部(隔熱箱體內部)的蒸發器5之間的管道，并橫穿隔熱箱體。流過第一毛細管41和第二毛細管42的制冷劑具有高溫(相對而言);因此，其熱量不會傳導到冷藏室Rl和冷凍室R2，且制冷劑也不會被來自冷凝器2的熱量加熱。第一毛細管41和第二毛細管42除了它們的連接到切換閥3的端部和它們的連接到蒸發器5的端部以外，都被布置于隔熱部中，該隔熱部是在隔熱箱體的隔熱層內形成的空間。蒸發器5是這樣的熱交換器:在該熱交換器內部流動的制冷劑與外部空氣進行熱交換以冷卻外部空氣，且該熱交換器被布置在冷凍室R2內部。圖2是本發明蒸發器的示例的立體圖。如圖2所示，蒸發器5設置有熱交換部50、將制冷劑導入熱交換部50時所流過的入口側管道51、以及將熱交換部50中的制冷劑排出時所流過的出口側管道52。熱交換部50設置有迂回的管道501且設置有多個翅片，該多個翅片彼此平行設置著并且管道501在該多個翅片中貫穿而過。管道501具有直線部和彎曲部，在熱交換部50中，直線部貫穿多個翅片。多個翅片增加了熱交換部50的表面積，提高了制冷劑的冷卻效果。稍后將詳述蒸發器5的不同部分。吸入管6連接到蒸發器5的出口側管道52。吸入管6是連接在蒸發器5和壓縮機I之間的管道。吸入管6處于與第一毛細管41和第二毛細管42接觸的狀態。在流過吸入管6的制冷劑和流過第一毛細管41、第二毛細管42的制冷劑之間進行熱交換。為了允許在吸入管6內流動的制冷劑和在第一毛細管41或第二毛細管42內流動的制冷劑之間進行熱交換，吸入管6由例如銅或鋁等具有高導熱性的金屬(在此為銅管)形成。類似于第一毛細管41和第二毛細管42，吸入管6被布置于在隔熱箱體中形成的隔熱部中。作為將第一毛細管41、第二毛細管42和吸入管6固定在一起的方法，可采用焊接法或金屬帶捆扎法。除此之外，還可以采用對第一毛細管41、第二毛細管42和吸入管6的影響盡可能小的多種不同的固定方法中任何一者。吸入管6連接到壓縮機I，并被布置為使吸入管6的一部分從隔熱部到達位于隔熱箱體的隔熱層之外的壓縮機I。流過吸入管6的制冷劑通過與流過第一毛細管41或第二毛細管42的制冷劑進行熱交換而被加熱，從而吸入管6被加熱。這樣防止了在吸入管6的設置于隔熱層之外的那部分上沉積有霜和露。制冷劑被壓縮機I壓縮為高溫高壓制冷劑氣體，并流入冷凝器2。當流過冷凝器2內部時，該高溫高壓制冷劑氣體與外部空氣熱交換，從而凝縮并液化。然后，根據切換閥3的切換動作，該凝縮并液化的制冷劑流入第一毛細管41或第二毛細管42。在第一毛細管41和第二毛細管42中，使制冷劑降壓。第一毛細管41和第二毛細管42具有不同的阻力，根據壓縮機I的旋轉速度，選擇第一毛細管41和第二毛細管42中合適的那一個毛細管。或者，當壓縮機I的旋轉速度保持恒定時，通過選擇第一毛細管41或第二毛細管42就能夠對蒸發器5中制冷劑的蒸發溫度進行調整。在第一毛細管41或第二毛細管42中被降壓后的制冷劑在低溫低壓狀態下流入蒸發器5。第一毛細管41和第二毛細管42連接到蒸發器5的入口側管道51，因此已經流過第一毛細管41的制冷劑和已經流過第二毛細管42的制冷劑二者都經由入口側管道51流入到蒸發器5。流入蒸發器5之后，制冷劑由于急劇壓力差而氣化。此時為低溫制冷劑氣體狀態的氣化制冷劑在蒸發器5的熱交換部50中循環。當在熱交換部50中循環時，制冷劑與冷凍室R2內部的空氣熱交換，從而對冷凍室R2進行冷卻。在熱交換部50中循環之后，由于熱交換而已經變成高溫的制冷劑經由出口側管道52流入至吸入管6。吸入管6與第一毛細管41和第二毛細管42接觸，因此流過吸入管6的低溫制冷劑與流過第一毛細管41或第二毛細管42的高溫制冷劑進行熱交換。稍后說明在流過吸入管6的制冷劑和流過第一毛細管41或第二毛細管42的制冷劑之間的熱交換。接著，參考相關附圖來說明本發明中作為熱交換裝置的熱交換管。圖3是本發明中作為熱交換裝置的熱交換管的平面圖，圖4是圖3所示的熱交換管的立體剖視圖。如圖4所示,在熱交換管(熱交換裝置)Hp中，吸入管6與第一毛細管41及第二毛細管42在它們各自的外周表面上相接觸。第一毛細管41及第二毛細管42是外徑和內徑都小于吸入管6的外徑和內徑的管部件。更具體地，第一毛細管41和第二毛細管42的一端連接到切換閥3，另一端連接到蒸發器5的入口側管道51，并且是高溫制冷劑的通路。另一方面，吸入管6的一端連接到壓縮機1，另一端連接到蒸發器5的出口側管道52，并且是低溫制冷劑的通路。第一毛細管41及第二毛細管42與吸入管6結合并且可熱交換地固定在一起，以形成熱交換管Hp。優選地，吸入管6由諸如銅或鋁等具有高導熱性的金屬(在此為銅管)形成。作為用于將第一毛細管41及第二毛細管42與吸入管6固定在一起的方法，可采用焊接法。除此之外，也可以采用對第一毛細管41、第二毛細管42和吸入管6的影響盡可能小的多種不同的方法中的任何一者。吸入管6、第一毛細管41及第二毛細管42的處于相互接觸狀態的部分布置在隔熱部內部。具體來說，在熱交換管Hp中，第一毛細管41和第二毛細管42的中間部分與吸入管6的中間部分通過焊接而被固定在一起，從而處于彼此接觸的狀態，以在隔熱部內部進行熱交換。第一毛細管41及第二毛細管42所連接的部件(即蒸發器5的入口側管道51和切換閥3)不同于吸入管6所連接的部件(即蒸發器5的出口側管道52和壓縮機1)，因此第一毛細管41及第二毛細管42的兩個端部被形成得離開吸入管6。在熱交換管Hp中，在第一毛細管41、第二毛細管42及吸入管6的處于相互接觸狀態的部分中，在流過第一毛細管41或第二毛細管42的高溫制冷劑與流過吸入管6的低溫制冷劑之間進行熱交換。也就是說，流過第一毛細管41或第二毛細管42的制冷劑被冷卻，使得制冷劑在蒸發器5中在較低溫度下氣化，這有利于壓縮制冷裝置的較高循環效率。另一方面，通過與流過第一毛細管41或第二毛細管42的高溫制冷劑進行熱交換,流過吸入管6的低溫制冷劑被加熱，然后作為具有適于運轉的溫度的制冷劑氣體而被吸入到壓縮機I。雖然吸入管6的接近壓縮機I的部分被布置在隔熱部外部，但是由于制冷劑是被加熱的，因此空氣中的水分不可能在吸入管6的表面上沉積為霜。第一毛細管41、第二毛細管42及吸入管6的處于相互接觸狀態的部分(中間部分)的長度如果不足夠長就會導致交換的熱量下降，從而降低熱交換效果。為了避免該情況，在熱交換管Hp中，如圖3所示,第一毛細管41、第二毛細管42及吸入管6的以相互接觸的狀態固定在一起的部分被制造為迂回的，以增加第一毛細管41及第二毛細管42與吸入管6之間的接觸長度。以此方式，在流過第一毛細管41或第二毛細管42的制冷劑與流過吸入管6的制冷劑之間交換的熱量增加了。通過增加交換的熱量，能夠提高上述效果。熱交換管Hp的形狀在兩個位置處發生彎曲。但是這并不意味著任何限制，彎曲的數量和形狀可被設計為適合于熱交換管Hp被安裝的場所。在將吸入管6與第一毛細管41及第二毛細管42固定在一起之后，通過彎曲來制造成熱交換管Hp。此時，如果吸入管6與第一毛細管41及第二毛細管42具有不同的曲率，則第一毛細管41和/或第二毛細管42有可能會變扁平，或者第一毛細管41和/或第二毛細管42會向吸入管6凹入，或者第一毛細管41和/或第二毛細管42會與吸入管6脫離。為避免該情況，如圖4所示，在熱交換管Hp中，第一毛細管41和第二毛細管42以位于與吸入管6的彎曲方向交叉的線上的方式，關于該吸入管的中心對稱地安裝至吸入管6。對以此方式安裝至吸入管6的第一毛細管41和第二毛細管42進行彎曲，使得第一毛細管41、第二毛細管42及吸入管6的彎曲部分具有相同或大致相同的曲率。這使得第一毛細管41、第二毛細管42以及吸入管6在彎曲時幾乎不可能發生位移，并使得第一毛細管41和第二毛細管42幾乎不可能變扁平或向吸入管6凹入。因此，第一毛細管41和第二毛細管42以它們各自的中心位于與吸入管6的彎曲方向大致垂直的線上的方式安裝到吸入管6。當吸入管6與第一毛細管41和第二毛細管42具有相同的曲率時，不會出現變形差異。因此，優選地，第一毛細管41和第二毛細管42被配置為使它們各自的中心位于與吸入管6的彎曲方向垂直的線上。作為用于以此方式來彎曲具有放置在一起的多個管道的管部件的方法，可采用通過多個輥將多個管道壓在一起的方法。然而這并不意味著任何限制，還可以使用能夠使管部件彎曲且不會變扁平或凹入的多種不同的處理方法中的任何一者。第一毛細管41和第二毛細管42的被形成得離開吸入管6的部分(至少與蒸發器5的入口側管道51鄰近的部分)被熱處理(退火)，使得是可變形的。由于第一毛細管41和第二毛細管42的末端是可變形的，因此必要時它們就能夠在離開吸入管6的位置處聯合。以此方式聯合在一起的第一毛細管41和第二毛細管42能夠在它們可到達的范圍內到處放置著。與此相比，不經過熱處理的吸入管6是剛性的，幾乎不可變形。另外，第一毛細管41和第二毛細管42的被焊接至與它們相接觸的吸入管6上的部分未經過熱處理，且是剛性的。下面參照相關附圖來說明本發明蒸發器的入口側管道。圖5是本發明蒸發器的入口側管道的立體圖，圖6是圖5所示的入口側管道沿其軸線方向看去時的側視圖，圖7是圖6中的沿線VI1-VII切開的入口側管道的剖視圖，圖8是圖6中的沿線VII1-VIII切開的入口側管道的剖視圖。蒸發器5的管道501是由鋁形成的管部件，入口側管道51是由銅形成的管部件。因此，管道501和入口側管道51形成了不同金屬的接合部。作為用于將不同金屬的管道接合到一起的方法，通常使用的是下述兩種方法:一種方法(側面熔接法)是:一個管道的較窄末端插入到另一管道的較寬末端中，兩個管道彼此相接觸的部分熱熔合在一起；另一方法(閃光熔接法(flash butt fusion))是:兩個管道的端面被引導為在軸向上彼此相接觸并熱熔合到一起。側面熔接法相對而言不需要在內部形成過火磚，因此并不需要在接合之后移除過火磚。然而，側面熔接法要求加寬一個管道的末端并使另一個管道的末端變窄，因此管道厚度很難調整，該調整比移除過火磚更昂貴。另一方面，閃光熔接法要求在接合之后移除過火磚，但能讓接合部的內表面是光滑的。總的來說，閃光熔接法要求較低的成本，并提供了比側面熔接法更光滑的內表面。因此，在本發明的蒸發器5中，通過閃光熔接法來接合入口側管道51和管道501。雖然在本實施例中未曾考慮，但取決于切換閥3的結構，制冷劑可以流過第一毛細管41和第二毛細管42中的一者或二者。由于第一毛細管41和第二毛細管42具有不同的阻力，因此當制冷劑流過第一毛細管41和第二毛細管42 二者時，制冷劑在出口處的不同速度容易產生渦流。在產生或容易產生渦流的制冷劑所流過的管道中，如果使用諸如側面熔接法等會形成受限制的接合部的接合法，就會促成渦流的形成并產生很大的噪聲。從這個觀點考慮，如同本發明中那樣優選的是，保持著第一毛細管41和第二毛細管42的入口側管道51與管道501通過閃光熔接法接合在一起。在入口側管道51的末端側，形成有將第一毛細管41和第二毛細管42保持在一起的毛細管保持部511。如圖3和圖4所示，毛細管保持部511被形成為使得其在垂直于其中心軸線的方向上切開的端面為橢圓形。在入口側管道51中，毛細管保持部511的包含有開口 510的內部為橢圓形。該橢圓形的大小和形狀被設置成使得:當第一毛細管41和第二毛細管42 —起插入時，它們能夠在入口側管道51的內壁上滑動。在捆綁到一起的第一毛細管41和第二毛細管42被一起插入到毛細管保持部511中之后，第一毛細管41和第二毛細管42以及毛細管保持部511通過焊接而被固定在一起。在制造時，與毛細管保持部511類似地，入口側管道51可被形成為在其端部為橢圓形，或者，具有均勻一致的橫截面形狀的管部件可以被處理以形成毛細管保持部511，使得該毛細管保持部511具有在周向上壁厚均勻的橢圓形。接著說明將熱交換管Hp和蒸發器5安裝到冷庫單元Rf。在制造冷庫單元Rf時，在將蒸發器5安裝到冷凍室R2中之前，將熱交換管Hp安裝至隔熱箱體的隔熱部內。此時，第一毛細管41、第二毛細管42以及吸入管6的位于蒸發器5側的端部已經經由未圖示的開口而被引導至冷凍室R2中。如先前所述，雖然吸入管6的末端部幾乎不可變形，但第一毛細管41和第二毛細管42的末端部是可變形的。因此，以使吸入管6穿入到出口側管道52中的方式，將蒸發器5布置在冷凍室R2內部。通過讓吸入管6穿入到出口側管道52中，蒸發器5被固定在冷庫單元Rf的冷凍室R2內部。接著，第一毛細管41和第二毛細管42 —起插入到蒸發器5的入口側管道51中。接著，將填充金屬灌入第一毛細管41和第二毛細管42與入口側管道51之間的空隙以及吸入管6與出口側管道52之間的空隙，從而通過焊接進行固定。因此，第一毛細管41和第二毛細管42的末端部被布置在一起，并被固定到毛細管保持部511。下面參考相關附圖來詳細說明將第一毛細管41和第二毛細管42焊接到入口側管道51。圖9是圖2所示的蒸發器中的IX部分的放大立體圖。隨著吸入管6被插入到出口側管道52中，蒸發器5被固定在冷凍室R2內。接著，第一毛細管41和第二毛細管42被一起插入到入口側管道51中。當被插入到入口側管道51中時(當被操作時)，第一毛細管41和第二毛細管42會被扭搓或卡住，使它們的末端彼此分離。由于第一毛細管41和第二毛細管42的末端彼此分離，因而它們很難插入到入口側管道51中。為避免上述情況，如圖9所示，在插入到入口側管道51之前，第一毛細管41和第二毛細管42通過填充金屬環43而被捆綁在一起。第一毛細管41和第二毛細管42通過填充金屬環43被捆綁在一起，就使得它們的末端幾乎不可能分離。這樣，能夠適配地將第一毛細管41和第二毛細管42經由入口側管道51的開口 510插入到毛細管保持部511中。填充金屬環43可以如圖9所示那樣是螺旋式扭轉的，或可以類似于填充金屬環44那樣被形成為讓兩個端部彼此抵靠，或者類似于填充金屬環45那樣被形成為部分開口的C形。填充金屬環43、44和45由銅(即與第一毛細管41和第二毛細管42相同的材料)形成。然而，這并不意味著任何限制。還可以使用能夠將第一毛細管41和第二毛細管42牢固地捆綁在一起的任何其他材料。除了填充金屬環，也可使用諸如帶等將第一毛細管41和第二毛細管42捆綁在一起。在第一毛細管41和第二毛細管42插入到入口側管道51中之后，入口側管道51與第一毛細管41和第二毛細管42被加熱，熔融的填充金屬就灌入到入口側管道51與第一毛細管41及第二毛細管42之間的空隙，從而實現焊接。填充金屬填充了第一毛細管41和第二毛細管42的接觸部與入口側管道51之間的空隙。接著，利用毛細管現象，填充金屬滲透到入口側管道51與第一毛細管41之間的空隙以及入口側管道51與第二毛細管42之間的空隙。在冷庫單元Rf中，蒸發器5被布置在冷凍室R2的壁附近。這樣就導致很難使用可以容易地獲得均勻加熱的火炬來對入口側管道51以及第一毛細管41和第二毛細管42進行加熱。因此，在這里采用了利用不會引起著火的感應加熱裝置的加熱方法。該感應加熱裝置的線圈被布置為靠近入口側管道51，以通過感應進行加熱。如果在加熱過程中，在第一毛細管41及第二毛細管42與毛細管保持部511之間的溫差較大，填充金屬就可能分布不均勻，從而導致了不完全固定或者導致了會讓制冷劑泄漏出去的空隙的形成。為避免該情況，如圖4所示，毛細管保持部511是由在周向上厚度大體均勻的管部件形成的。由于毛細管保持部511是這樣的在周向上厚度大體均勻的管部件，因此能夠通過感應加熱來實現溫度大體均勻的加熱。由于第一毛細管41和第二毛細管42在左右(沿冷庫單元Rf的縱深方向)并排設置的狀態下插入到入口側管道51中而得到的結構，因此在第一毛細管41和第二毛細管42的接觸部與入口側管道51之間的上方或下方形成了在焊接過程中熔融的填充金屬會流入進來的空隙。熔融的填充金屬灌入到在上方或下方形成的這些空隙內，這使得能夠容易地實現焊接。由于在第一毛細管41和第二毛細管42的接觸部與入口側管道51之間的空隙是形成在上方或下方，因此焊接工人能夠容易地用肉眼檢查這些空隙。因此，能夠容易地確認第一毛細管41和第二毛細管42的接觸部與入口側管道51之間的空隙已被填充金屬完全填充，故而能夠容易地確認入口側管道51與第一毛細管41及第二毛細管42牢固地固定在一起。如圖2、圖5和圖6等所示，入口側管道51的開口 510為橢圓形，在該橢圓形中，第一毛細管41和第二毛細管42左右(在縱深方向上)并排地布置著。為了將捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42平滑地插入到開口 510中，如圖6所示，在入口側管道51的開口 510中，形成有向外側愈來愈寬地打開的錐形部512。由于設置有錐形部512，因此捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42的末端被錐形511引導向開口 510的中央。這樣就允許以較高的作業效率將捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42插入到入口側管道51中。在冷庫單元Rf中，更冷的冷凍室R2通常形成在冷藏室Rl下方，蒸發器5布置在冷凍室R2內。在制造具有如此構造的冷庫單元Rf時，裝配工人通常是從上方取放蒸發器
5。在此情況下，工人通常從上方將捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42插入到入口側管道51的開口 510中，此時第一毛細管41和第二毛細管42位于傾斜位置。即使在該情況下，由于在入口側管道51的開口 510中形成有錐形部512，捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42也能夠以較高的作業效率插入到開口 510中。如上所述，形成在入口側管道51的開口 510中的錐形部512使得能夠容易地將捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42插入。此外，這還有助于在將第一毛細管41及第二毛細管42與毛細管保持部511固定在一起的過程中讓熔融的填充金屬聚集。填充金屬從其被聚集的位置沿著第一毛細管41和第二毛細管42 二者滲透，因此，即使第一毛細管41和/或第二毛細管42被扭搓,且在第一毛細管41和/或第二毛細管42與毛細管保持部511之間形成了空隙，也能夠使足以讓它們固定在一起的填充金屬量灌入。以此方式，能夠可靠地將第一毛細管41和第二毛細管42放置于一起從而一體化，且第一毛細管41和第二毛細管42能夠牢固地固定到毛細管保持部511。另外，由于將填充金屬聚集在錐形部512處，因此即使在灌入的填充金屬有些超量的情況下，填充金屬也不可能會堵塞第一毛細管41和/或第二毛細管42的末端。在壓縮制冷裝置A中，當制冷劑從第一毛細管41和/或第二毛細管42流入到毛細管保持部511時，該制冷劑立即被降壓(快速降壓)并氣化。此時，沖擊往往會作用于第一毛細管41和/或第二毛細管42 (尤其是其末端)上。在如同本發明這樣將第一毛細管41和第二毛細管42通過焊接而放置于一起從而一體化并牢固地固定到毛細管保持部511的結構中，第一毛細管41和/或第二毛細管42就幾乎不可能由于上述沖擊而發生破損等。如上所述，由于快速降壓而導致的沖擊可能會引起第一毛細管41和/或第二毛細管42振動。即使當這樣的振動發生的時候，由于第一毛細管41和第二毛細管42直至它們的端部是通過焊接而被放置于一起從而一體化并且被牢固地固定到毛細管保持部511，因此可避免第一毛細管41和第二毛細管42由于在入口側管道51內快速連續地反復彼此接觸、彼此分離而產生的抖動噪聲。從第一毛細管41和第二毛細管42流出的制冷劑的快速降壓往往是例如緊隨在壓縮機I的啟動(重啟)操作之后或緊隨在切換毛細管以使制冷劑流過的操作之后發生的。不僅快速降壓會導致上述沖擊，而且當操作切換閥3以使制冷劑的循環突然停止時，也會導致上述沖擊。在上述實施例中，形成在入口側管道51的開口 510中的錐形部512被形成為斜面，該斜面在開口 510的整個周長上具有均勻長度。如上所述，由于設置有錐形部512，因此第一毛細管41和第二毛細管42能夠經由開口 510被可靠地導入至毛細管保持部511中。在焊接過程中也可以將填充金屬聚集在錐形部512處，這樣就允許第一毛細管41和第二毛細管42更牢固地與毛細管保持部511固定在一起。在蒸發器5中，第一毛細管41和第二毛細管42的末端穿透毛細管保持部511，并達到入口側管道51內部的被加寬的部分。因此，即使滲透的填充金屬有些超量，該填充金屬也會流入到入口側管道51內的較寬空間，從而使第一毛細管41和第二毛細管42的末端幾乎不會被填充金屬填充。此外，如上所述，通過感應加熱進行加熱，第一毛細管41和第二毛細管42與毛細管保持部511能夠被局部加熱。因此，在將入口側管道51的靠近開口 510的部分加熱至高溫的同時，入口側管道51的靠近第一毛細管41和第二毛細管42 二者的末端所到達位置的部分被加熱至使填充金屬凝縮的較低溫度，通過以此方式執行加熱，就能夠防止過量的填充金屬滲透到入口側管道51中。圖5和圖6所示的開口 510具有錐形部512，該錐形部512的傾斜面在周長上具有均勻尺寸，但這并不意味著任何限定。接下來要說明如下的入口側管道:在該入口側管道的開口中形成有不同形狀的錐形部。圖10是本發明中蒸發器的入口側管道的剖視圖。圖10所示的開口 510設置有下側錐形部513，當蒸發器5被安裝在冷庫單元Rf內時，下側錐形部513的傾斜表面的長度比其他位置處的傾斜表面的長度更長。如前所述，裝配工人通常將捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42從上方插入到入口側管道51的開口 510中，此時第一毛細管41和第二毛細管42處于傾斜狀態。因此，通過將下側錐形部513形成為使其傾斜表面比其他位置處的傾斜表面更長，與在開口 510的整個周長上具有均勻尺寸的傾斜表面的錐形部512相比，能夠使捆綁在一起的第一毛細管41和第二毛細管42更容易地插入到毛細管保持部511中。The larger下側的傾斜表面越大，就會導致第一毛細管41和第二毛細管42的接觸部與入口側管道51之間的間隙越大，而且在下側錐形部513中聚集的填充金屬的量越大。這允許第一毛細管41和第二毛細管42與入口側管道51之間的間隙被可靠地填充。根據本發明的熱交換裝置和蒸發器，可以在將蒸發器安裝在冷凍室中之后，通過焊接將毛細管與入口側管道、以及吸入管與出口側管道接合在一起，因此，焊接部位于冷凍室內部。由此，在組裝好冷庫單元之后，在加載制冷劑和檢查的期間，能夠容易地在接合部處檢查制冷劑的泄漏，能夠容易地補救制冷劑的泄漏。因此本發明的冷庫單元有助于更高的產量以及讓修理和維護變容易。在上述說明中，被稱為焊接(brazing)的接合方法使用無銀磷銅(日本工業標準中規定的BCuP-2)，在熔融時，該無銀磷銅具有高滲透性(流動性)。雖然上述說明記載了一個厚管為吸入管且沿著該厚管布置的兩個薄管是兩個毛細管的示例，但并不意味著任何限制。工業用途本發明可應用于諸如冷藏庫和冷凍庫等使用制冷劑在其內部進行制冷的冷庫單
J Li ο附圖標記說明列表Rf冷庫單元Rl冷藏室R2冷凍室Hp熱交換管A壓縮制冷裝置I壓縮機2冷凝器3切換閥41第一毛細管42第二毛細管5蒸發器50熱交換部501 管道51入口側管道510 開口511毛細管保持部512錐形部513下側錐形部52出口側管道6 吸入管
權利要求
1.一種熱交換裝置，其包括: 低溫管，所述低溫管用于讓低溫制冷劑流過，且所述低溫管在至少一個位置處是彎曲的；以及 兩個高溫管，所述兩個高溫管用于讓高溫制冷劑流過，所述兩個高溫管的至少中間部分在與所述低溫管接觸的狀態下被固定至所述低溫管， 其中，所述兩個高溫管沿與所述低溫管進行彎曲的方向交叉的方向并排布置著，并且關于所述低溫管對稱。
2.根據權利要求1所述的熱交換裝置，其中，所述兩個高溫管的至少所述在與所述低溫管接觸的狀態下被固定至所述低溫管的部分沿與所述低溫管進行彎曲的所述方向垂直的方向布置著。
3.根據權利要求1或2所述的熱交換裝置，其中，所述兩個高溫管是在內徑和長度中的至少一者上彼此不同的管道。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的熱交換裝置，其中， 所述低溫管是布置在蒸發器與壓縮機之間的吸入管， 所述兩個高溫管是布置在冷凝器與所述蒸發器之間的兩個毛細管， 所述兩個毛細管是在制冷劑回路中彼此平行地形成的管道，所述兩個毛細管各自的兩個端部都與所述吸入管分離，并且 所述兩個毛細管的至少與所述蒸發器更靠近的端部進行了退火。
5.根據權利要求4所述的熱交換裝`置，其中，所述兩個毛細管的與所述蒸發器更靠近的端部通過固定部件而被捆綁在一起。
6.根據權利要求5所述的熱交換裝置，其中，所述固定部件是填充金屬環。
7.一種蒸發器，其連接到權利要求4至6中任一項所述的熱交換裝置，所述蒸發器包括入口側管道，所述入口側管道在一個端部中具有開口，所述兩個毛細管一起插入至所述開口中， 其中，所述入口側管道在末端部分處具有毛細管保持部，所述兩個毛細管插入至且通過焊接而被固定至所述毛細管保持部中， 所述毛細管保持部具有: 橢圓柱形的內周部，所述內周部能夠以如下方式保持所述兩個毛細管:在所述兩個毛細管的軸線并排布置的狀態下，所述兩個毛細管彼此接觸；以及 外周部，所述外周部在軸向上的投影面具有在與所述內周部相同的方向上延伸的橢圓形，所述投影面的投影面積小于所述入口側管道的剩余部分的投影面積。
8.根據權利要求7所述的蒸發器，其中，所述毛細管保持部所具有的長度使得所述兩個毛細管的末端部能夠穿透所述毛細管保持部。
9.根據權利要求7或8所述的蒸發器，其中，用于形成所述入口側管道的金屬不同于用于形成所述蒸發器的熱交換部的管道的金屬，并且 所述入口側管道的接合面與所述熱交換部的管道的接合面被引導至一起并接合在一起，使得所述入口側管道的內表面和所述熱交換部的管道的內表面齊平。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的蒸發器，其中，所述毛細管保持部的內周使得當所述蒸發器被安裝在冷庫單元內時，所述兩個毛細管沿所述冷庫單元的縱深方向并排布置著。
11.根據權利要求7至10中任一項所述的蒸發器，其中，在所述入口側管道的所述開口中形成有錐形，所述錐形朝著末端向外側愈來愈寬地打開。
12.根據權利要求11所述的蒸發器，其中，當所述蒸發器被安裝在安裝位置處時，所述錐形部的下側傾斜表面的長度大于其他位置處的傾斜表面的長度。
13.—種冷庫單元，其包括權利要求1至6中任一項所述的熱交換裝置。
14.一種冷庫單元，其包括權利要求7至12中任一項所述的蒸發器。
全文摘要
本發明以使兩個毛細管與一個吸入管相接觸的方式構造而成，可靠地執行熱交換，減少了諸如抖動噪聲等噪聲，并抑制了部件數量的增加和加工工時的增加。本發明具有吸入管，低溫制冷劑流過所述吸入管，且所述吸入管在至少一個位置處是彎曲的；和兩個毛細管，高溫制冷劑流過所述兩個毛細管，所述兩個毛細管的至少中間部分與所述吸入管接觸并被固定到所述吸入管。所述兩個毛細管(41、42)以下述方式插入到毛細管保持部(511)中在所述兩個毛細管(41、42)的軸線并排布置著的同時所述兩個毛細管(41、42)彼此接觸，并且所述兩個毛細管(41、42)通過焊接而被固定。
文檔編號F25B41/00GK103154642SQ20118004775
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月30日 優先權日2010年10月1日
發明者藤原啟司, 小野友良 申請人:夏普株式會社