專利名稱：板翅管式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在安裝于傳熱管的外周部的翅片上設(shè)置用于提高熱交換能力的沖切突起部的板翅管式熱交換器。
背景技術(shù)：
板翅管式熱交換器具有隔開一定間隔層疊的多個翅片和將該翅片在層疊方向貫通的多個傳熱管，廣泛用于例如空調(diào)機(jī)用的冷凝器或蒸發(fā)器等。在這種熱交換器中，例如在傳熱管內(nèi)部水或氟利昂等工作流體流動，在傳熱管外即層疊的翅片的間隙中空氣等工作流體流動，這些工作流體通過傳熱管以及翅片相互進(jìn)行熱交換。
通常，為了提高熱交換性能，在現(xiàn)有的這種熱交換器的翅片上通過沖壓加工等形成沖切突起部(例如，參照特開平8-291988號公報、特開平10-89875號公報、特開平10-197182號公報、特開平10-206056號公報以及特開2001-280880號公報)。這樣的沖切突起部通常被設(shè)置在傳熱管群中相鄰的傳熱管之間的區(qū)域上，該傳熱管群在相對傳熱管外的工作流體的整體流動方向垂直的方向上排列(參照圖17)。并且，沖切突起部從翅片分開的端邊相對傳熱管外的工作流體的流動方向大致垂直地延伸設(shè)置。在不設(shè)置這樣的沖切突起部的情況下，在被層疊的翅片的間隙上溫度邊界層沿著工作流體的流動發(fā)展，阻礙該工作流體與翅片之間的熱輸送。但是，如果設(shè)置沖切突起部，溫度邊界層則被更新，促進(jìn)了傳熱管外的工作流體與翅片之間的熱輸送。
但是，將板翅管式熱交換器用于例如空調(diào)機(jī)的室外機(jī)等的情況下，有時在落霜的條件下必須運轉(zhuǎn)該熱交換器。這種情況下，如果在翅片上設(shè)置沖切突起部，則霜附著在沖切突起部及其周圍并成長，存在各翅片的間隙被霜堵塞的情況。
因此，將這種熱交換器用于例如空調(diào)機(jī)的室外機(jī)的情況下，在翅片上不能設(shè)置沖切突起部，熱交換能力降低。這種情況下，為了得到高的熱交換能力，必須加大熱交換器本身，或提高風(fēng)扇的轉(zhuǎn)數(shù)增加傳熱管外的工作流體的流量，因此，具有導(dǎo)致設(shè)置面積增加、材料費用增加、風(fēng)扇動力增加而產(chǎn)生的噪音增加等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有的課題，以提供即使在產(chǎn)生落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)也可以防止各翅片的間隙被霜堵塞的、熱交換能力高、小型的板翅管式熱交換器為目的。
為了實現(xiàn)上述目的而構(gòu)成的本發(fā)明的板翅管式熱交換器具有相互隔開間隔層疊的多個翅片和將該翅片在層疊方向貫通的多個傳熱管。在該熱交換器中，傳熱管內(nèi)流體和傳熱管外流體通過傳熱管和翅片相互進(jìn)行熱交換。并且，在各翅片上設(shè)置沖切突起部。在此，對于各傳熱管，如果設(shè)沿著傳熱管外流體的上游側(cè)的翅片端部的方向(以下稱為“層方向”)的沖切突起部的整個擴(kuò)展寬度為Ws，傳熱管的外徑為D，層方向的傳熱管的排列間距為DP，則沖切突起部實質(zhì)上只被設(shè)置在滿足以下關(guān)系的范圍內(nèi)。
WS＝(1-)DP+D＞0.5在該熱交換器上，對于各傳熱管，由于在傳熱管外流體的上游側(cè)以及/或下游側(cè)，在翅片上設(shè)置沖切突起部，因此，通過該沖切突起部，各翅片之間的溫度邊界層被截斷并且更新。因此，提高了熱交換能力，使熱交換器小型化。
并且，在層方向排列的各傳熱管之間存在不設(shè)置沖切突起部的區(qū)域。因此，例如，在傳熱管外流體是空氣的情況下，在產(chǎn)生落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)時，在沖切突起部的附近部，即使由于落霜在各翅片之間產(chǎn)生堵塞，空氣也會向不設(shè)置沖切突起部的區(qū)域流動，可以抑制作為熱交換器整體的空氣流量的降低。因此，即使在落霜時進(jìn)行運轉(zhuǎn)時，也可以保持高的熱交換能力。在此，如果使沖切突起部相對層方向傾斜，則可以將空氣向傳熱管的下游側(cè)沒有氣流的區(qū)域引導(dǎo)，可以更加提高熱交換能力。
而且，沖切突起部被形成為橋狀的情況下，如果與翅片本體部連接的腳部的外面與傳熱管相對，則來自傳熱管的熱的移動不會被沖切突起部截斷。因此，可以使熱有效地移動到遠(yuǎn)離傳熱管的區(qū)域。


通過后述的詳細(xì)說明以及附圖，可以充分地理解本發(fā)明。另外，在附圖中，共同的構(gòu)成元件使用相同的參考符號。
圖1A是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第一實施方式的熱交換器的模式圖，圖1B是圖1A的A-A線剖視圖。
圖2是表示一例圖1所示的熱交換器的沖切突起部的立體圖。
圖3是表示在落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)的情況下的熱交換器的壓力損失對參數(shù)(參照后述的公式1)變化特性的圖表。
圖4A是表示在附著有霜的狀態(tài)下的平坦翅片式熱交換器的示意圖，圖4B是圖4A的B-B線剖視圖。
圖5A是表示附著有霜的狀態(tài)下的圖1所示的熱交換器的示意圖，圖5B是圖5A的C-C線剖視圖。
圖6A和圖6B分別是在產(chǎn)生落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)的情況下的熱交換器的壓力損失對于落霜量的變化特性的圖表。
圖7是表示圖1所示的熱交換器中的上游側(cè)的傳熱管排列的傳熱管周圍的翅片內(nèi)的熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱流以及傳熱管外的工作流體的傳熱管周圍的流線的示意圖。
圖8是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第一實施方式的熱交換器的變型例的示意圖。
圖9是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第二實施方式的熱交換器的示意圖。
圖10是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第三實施方式的熱交換器的示意圖。
圖11是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第四實施方式的熱交換器的示意圖。
圖12A是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第五實施方式的熱交換器的示意圖，圖12B是圖12A的D-D線剖視圖。
圖13是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第六實施方式的熱交換器的示意圖。
圖14A是圖13的E-E線剖視圖，表示圖13所示的熱交換器上的凸形的突起的剖面。圖14B和圖14C是分別表示突起的變型例的剖視圖。
圖15是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第七實施方式的熱交換器的示意圖。
圖16是從傳熱管的一端側(cè)看本發(fā)明的第七實施方式的熱交換器的變型例的示意圖。
圖17是從傳熱管的一端側(cè)看作為比較例的板翅管式熱交換器的示意圖。
具體實施例方式
以下參照附圖就本發(fā)明的實施方式進(jìn)行具體說明。
第一實施方式如圖1A和圖1B所示，第一實施方式的熱交換器具有以一定的間隔分離、層疊的多個翅片1(只圖示一個)和將翅片1在層疊方向貫通的多個傳熱管2。在各翅片1上每個傳熱管2設(shè)置兩個沖切突起部3。并且，流入傳熱管外的工作流體4(例如空氣)和流入傳熱管內(nèi)的無圖示的工作流體(例如空調(diào)機(jī)用的導(dǎo)熱媒介物)通過翅片1和傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
在圖1A和圖1B所示的熱交換器中，從在傳熱管外流動的工作流體4的整體流動方向(在圖1中從左到右)上看，多個傳熱管2以規(guī)定的間距排列在沿著上游側(cè)(以下稱為“上風(fēng)側(cè)”，將下游側(cè)稱為“下風(fēng)側(cè)”)的翅片端部的方向(即上述“層方向”)和與層方向垂直的方向(以下稱為“列方向”)上。另外，在圖1A中，只表示傳熱管2在列方向為一列，當(dāng)然可以設(shè)置兩列或者更多。
在該熱交換器中，在各傳熱管2的上風(fēng)側(cè)各設(shè)置兩個沖切突起部3。各沖切突起部3被從翅片本體部起切起成橋狀，由與翅片本體部連接的腳部3a和具有與翅片本體部分離的端邊(以下簡稱“端邊”)的梁部3b構(gòu)成。
在圖2中用立體圖表示一例沖切突起部3。在圖1A和圖1B所示的熱交換器中，從上風(fēng)側(cè)看，設(shè)置在各傳熱管2的上風(fēng)側(cè)的兩個沖切突起部3的上風(fēng)側(cè)以及下風(fēng)側(cè)的端邊分別越向內(nèi)側(cè)越窄地傾斜。即，各沖切突起部3被設(shè)置成工作流體4從沖切突起部3的上風(fēng)側(cè)的開口部流入。并且，各沖切突起部3的下風(fēng)側(cè)的腳部3a被形成為其外面與傳熱管相對。這些沖切突起部3通過例如在翅片1上進(jìn)行沖壓加工等而形成。另外，如后所述，在層方向相鄰的兩個傳熱管2之間存在沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(在圖1中只圖示了一個)。
在該熱交換器中，傳熱管2使用例如外直徑(管直徑)為7mm或者9.52mm的金屬管等。并且，穿過傳熱管2并對其進(jìn)行保持的翅片套管的直徑(翅片套管直徑)例如設(shè)定為(管直徑×1.05+0.2mm)左右。傳熱管2的層方向的排列間距例如設(shè)定為20.4mm或22mm。傳熱管2的列方向的排列間距例如設(shè)定為12.7mm或21mm。另外，這些數(shù)值只不過都是單純的示例，本發(fā)明當(dāng)然不局限于這些數(shù)值。
對應(yīng)傳熱管2的沖切突起部3的整個層方向的擴(kuò)展寬度Ws(即兩個沖切突起部3的擴(kuò)展寬度)，如果傳熱管2的外徑為D，層方向的傳熱管2的排列間距為DP，則設(shè)定成滿足以下公式所示的關(guān)系。
WS＝(1-)DP+D..................公式1其中，＞0.5因此，在層方向上相鄰的兩個傳熱管2之間存在沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5。并且，沖切突起部3在翅片上相對傳熱管中心的中心角向著上風(fēng)側(cè)設(shè)置成130°(相對列方向±65°)，最好只設(shè)置在90°(相對列方向±45°)范圍內(nèi)的區(qū)域，在該區(qū)域外不設(shè)置沖切突起部3。
以下，就第一實施方式的熱交換器的功能以及作用進(jìn)行說明。在該熱交換器中，進(jìn)行通常運轉(zhuǎn)時，在從上風(fēng)側(cè)(圖1中的左側(cè))流入的工作流體4中形成的溫度邊界層被設(shè)置在翅片1上的沖切突起部3截斷并且更新，通過這樣提高熱交換器的熱交換能力(導(dǎo)熱性能)。另一方面，在產(chǎn)生落霜的條件下運轉(zhuǎn)熱交換器的情況下，霜附著在沖切突起部3及其周圍(以下稱為“沖切突起部附近部”)并成長。因此，在沖切突起部附近部，翅片1的間隙由于落霜而變得狹窄，最終導(dǎo)致堵塞。
但是，在該熱交換器中，由于在翅片1上存在沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5，在熱交換能力高的沖切突起部附近部落霜量增加，因此，在沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5上的落霜量減少。因此，即使由于落霜在沖切突起部附近部使翅片1的間隙變得狹窄并且產(chǎn)生堵塞，工作流體4也可以穿過沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5無障礙地流動。即，在沖切突起部附近部工作流體4的流量降低時，隨之沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5上的工作流體4的流量增加，可以抑制并且防止整個熱交換器的工作流體4的流量降低，抑制熱交換器的熱交換能力的降低。
在此，就上述的公式1的關(guān)系進(jìn)行說明。在被在層方向相鄰的兩個傳熱管2夾住的翅片1的表面的區(qū)域上，設(shè)沒有設(shè)置沖切突起部3的區(qū)域的寬度為Wf，利用參數(shù)將Wf在以下的公式2中表示。
Wf＝×(DP-D) ...............公式2在此，在Wf、WS和DP之間具有以下公式3所示的關(guān)系。
Wf+WS＝DP.................公式3因此，公式2可以進(jìn)行以下變形。
WS＝(1-)DP+D.................公式4圖3是表示對使參數(shù)變化的情況下的熱交換器的落霜量相同狀態(tài)下的壓力損失的變化進(jìn)行測定的結(jié)果，將該結(jié)果與不設(shè)置沖切突起部的翅片(即平坦翅片)的數(shù)值(規(guī)格化)進(jìn)行比較。
圖4A和圖4B是表示平坦翅片中的落霜狀態(tài)。如圖4A和圖4B所示，在平坦翅片中，霜6主要附著在翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣部，壓力損失由于該霜6而增加。
并且，圖5A和圖5B是表示設(shè)置第一實施方式的沖切突起部3的翅片1上的落霜狀態(tài)。如圖5A和圖5B所示，在第一實施方式的翅片1中，霜6附著在翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣部和沖切突起部3的內(nèi)部，壓力損失由于該霜6而增加。
在圖3中，A點(＝1)表示沖切突起部3的寬度WS與傳熱管2的外徑D相等的情況下的狀態(tài)。并且，在B點(＝0.6)上，霜6主要附著在沖切突起部3的內(nèi)部并成長。因此，翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣部的落霜量減少，工作流體4能夠以比平坦翅片更低的壓力損失向沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5流動。在此，如果使參數(shù)進(jìn)一步縮小，則沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5變窄，在C點(＝0.5)附近，壓力損失高于平坦翅片的數(shù)值。如果使參數(shù)進(jìn)一步縮小，則熱交換器的壓力損失急速增大。因此，參數(shù)的數(shù)值最好設(shè)定在大于0.5的范圍內(nèi)(＞0.5)。
圖6A表示平坦翅片式的熱交換器(平坦翅片)和第一實施方式的熱交換器(本實施方式)分別在產(chǎn)生落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)的情況下的熱交換器的壓力損失對落霜量的變化特性。
并且，圖6B表示例如在圖17所示層方向上、在各傳熱管2之間設(shè)置沖切突起部3的熱交換器(比較例)和平坦翅片熱交換器(平坦翅片)分別在產(chǎn)生落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)的情況下的熱交換器的壓力損失相對落霜量的變化特性。
如圖6A和圖6B所明確的，在第一實施方式的熱交換器中，與平坦翅片熱交換器以及圖17所示的熱交換器相比，隨著落霜的增加而產(chǎn)生的壓力損失的增加程度小。因此，抑制并且防止了作為熱交換器整體的工作流體4的流量降低，抑制了該熱交換器的熱交換能力的降低。
圖7表示圖1所示的交換器中的由傳熱管周圍的翅片1內(nèi)的熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱流7和傳熱管外的工作流體4的傳熱管周圍的流線8的示意圖。如圖7所示，熱從傳熱管2向翅片1傳導(dǎo)時，該熱通過熱傳導(dǎo)放射狀地移動乃至擴(kuò)散。另外，熱從翅片1向傳熱管2傳導(dǎo)時，雖然該熱是與上述相反的朝向，但也通過熱傳導(dǎo)放射狀地移動。即，如圖1所示，在沖切突起部3從傳熱管2的附近起大致放射狀地延伸的熱交換器中，傳熱管周圍的熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱的移動方向與沖切突起部3的延伸方向大致一致。因此，傳熱管周圍的翅片1內(nèi)的由熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱的移動不會受到?jīng)_切突起部3的妨礙。因此，熱傳導(dǎo)形成的從傳熱管2向翅片1的熱移動或者從翅片1向傳熱管2的熱移動順暢地進(jìn)行，翅片內(nèi)的導(dǎo)熱量增加。
另外，如圖8所示，沖切突起部3雖然沒有相對傳熱管2放射狀地延伸，但向?qū)臃较騼A斜地延伸，即使傳熱管側(cè)的腳部3a的外面與傳熱管2相對的情況下，也可以確保熱傳導(dǎo)形成的從傳熱管2向翅片1的熱移動或者翅片1向傳熱管2的熱移動的移動路徑。因此，翅片內(nèi)的導(dǎo)熱量增加。
并且，工作流體4的流動通過沖切突起部3的腳部3a在各傳熱管2的上游側(cè)分成兩個方向，各流動相對工作流體的整體的流動方向(圖7中的左右方向)向與該傳熱管1背離的方向傾斜。其結(jié)果，分配在傳熱管2的兩側(cè)的工作流體4被向?qū)臃较蛳噜彽膬蓚€傳熱管2之間的翅片上的區(qū)域引導(dǎo)。因此，翅片之間的工作流體4的流動被均勻化，翅片1的有效導(dǎo)熱面積增加。
另一方面，沖切突起部3的端邊如上所述從翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣部來看向內(nèi)變窄地傾斜。因此，在傳熱管2的上游側(cè)分成兩個方向的各工作流體4從沖切突起部3的端邊的開口部向沖切突起部內(nèi)流入。這樣，截斷乃至更新沖切突起部3的溫度邊界層的效果增大，提高了熱交換器的熱交換能力(熱傳導(dǎo)率)。沖切突起部3相對傳熱管2放射狀地延伸的情況下，由于被分成兩個方向的各工作流體4與沖切突起部3的端邊大致直角地交叉，因此，截斷乃至更新沖切突起部3的溫度邊界層的效果最大。
另外，雖然沒有圖示，即使在沖切突起部3被設(shè)置在下風(fēng)側(cè)的傳熱管列的傳熱管周圍的情況下，基本上也與上風(fēng)側(cè)的傳熱管列的情況相同，熱傳導(dǎo)形成的從傳熱管2向翅片1的熱移動或者從翅片1向傳熱管2的熱移動可以順暢地進(jìn)行，當(dāng)然截斷乃至更新沖切突起部3的溫度邊界層的效果也增大。
以上，在第一實施方式中的熱交換器上，在進(jìn)行通常的運轉(zhuǎn)時，通過設(shè)置在傳熱管2的上風(fēng)側(cè)或下風(fēng)側(cè)的沖切突起部3，促進(jìn)了翅片1和工作流體4之間的熱輸送(導(dǎo)熱)，提高了熱交換能力。通過這樣，該熱交換器形成小型化。并且，在產(chǎn)生落霜的條件下進(jìn)行運轉(zhuǎn)時，在沖切突起部附近部，即使落霜使各翅片1的間隙堵塞(孔眼堵塞)，由于工作流體4也可以通過沒有設(shè)置沖切突起部3的沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5流動，因此，可以抑制作為熱交換器整體的工作流體4的流量降低。因此，在進(jìn)行落霜運轉(zhuǎn)時也可以保持高的熱交換能力。
在此，沖切突起部3的端邊向?qū)臃较騼A斜延伸的情況下，傳熱管2的周圍的工作流體4的流動通過沖切突起部3的腳部3a被向該傳熱管2的兩側(cè)分配，被分配的工作流體4向?qū)臃较蛳噜彽膬蓚€傳熱管2之間的翅片區(qū)域引導(dǎo)。因此，翅片之間的工作流體4的流動被均勻化，翅片1的有效導(dǎo)熱面積增加。通過這樣，熱交換器的熱交換能力增加。并且，由于沖切突起部3的端邊與工作流體4的流動大致直角地交叉或相對，因此，提高了溫度邊界層的截斷效果，更加促進(jìn)了導(dǎo)熱。而且，在沖切突起部附近部，由于可以確保從傳熱管2向翅片1的由熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱的移動路徑，因此，在沖切突起部附近部的翅片內(nèi)的熱移動量有所增加，作為熱交換器整體的熱交換量增加。
第二實施方式以下，一面參照圖9，一面就本發(fā)明的第二實施方式進(jìn)行說明。由于第二實施方式的熱交換器與圖1A～圖7所示的第一實施方式的熱交換器有許多共同點，因此，為了避免重復(fù)說明，以下主要就與第一實施方式的不同點進(jìn)行說明。另外，在圖9中，與圖1A所示的熱交換器的構(gòu)成元件共通的構(gòu)成元件使用相同的參照符號。
如圖9所示，第二實施方式也基本上與第一實施方式相同，設(shè)置有多個翅片1、多個傳熱管2、多個沖切突起部3以及多個沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(只圖示了一個)。并且，向傳熱管外流動的工作流體4和向傳熱管內(nèi)流動的工作流體通過翅片1以及傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
但是，在各傳熱管2的上風(fēng)側(cè)，與第二實施方式基本上相同的每對沖切突起部3分別在列方向上稍微分離地設(shè)置兩組(共4個)。其他方面與第一實施方式相同。
這樣，在第二實施方式的熱交換器上，基本上具有與第一實施方式相同的作用、效果。而且，由于在各傳熱管2上設(shè)置兩對基本上與第一實施方式相同的沖切突起部3，因此可以更加提高沖切突起部3形成的初期運轉(zhuǎn)或常規(guī)運轉(zhuǎn)時的熱交換能力(導(dǎo)熱性能)。
另外，在第二實施方式中，在傳熱管2的上風(fēng)側(cè)、將沖切突起部3的對在列方向分離地設(shè)置了兩組，當(dāng)然也可以設(shè)置三組以上的沖切突起部3。
第三實施方式以下，一面參照圖10、一面就本發(fā)明的第三實施方式進(jìn)行說明。由于第三實施方式的熱交換器與圖1A～圖7所示的第一實施方式的熱交換器有許多共同點，因此，為了避免重復(fù)說明，以下主要就與第一實施方式的不同點進(jìn)行說明。另外，在圖10中，與圖1A所示的熱交換器的構(gòu)成元件共通的構(gòu)成元件使用相同的參照符號。
如圖10所示，第三實施方式也基本上與第一實施方式相同，設(shè)置有多個翅片1、多個傳熱管2、多個沖切突起部3以及多個沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(只圖示了一個)。并且，向傳熱管外流動的工作流體4和向傳熱管內(nèi)流動的工作流體通過翅片1以及傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
但是，在沖切突起部3的腳部3a的與翅片本體部連接的邊(以下稱為“側(cè)邊”)中，至少上游側(cè)的側(cè)邊在列方向平行。其他方面與第一這樣，在第三實施方式的熱交換器上，基本上具有與第一實施方式相同的作用、效果。而且，由于沖切突起部3的腳部3a的側(cè)邊與工作流體4的流動方向平行，因此，工作流體4由于與沖切突起部3的腳部3a接觸而產(chǎn)生的壓力損失為最小限度，因此，風(fēng)量有可能增大。
第四實施方式以下，一面參照圖11、一面就本發(fā)明的第四實施方式進(jìn)行說明。由于第四實施方式的熱交換器與圖1A～圖7所示的第一實施方式的熱交換器有許多共同點，因此，為了避免重復(fù)說明，以下主要就與第一實施方式的不同點進(jìn)行說明。另外，在圖11中，與圖1A所示的熱交換器的構(gòu)成元件共通的構(gòu)成元件使用相同的參照符號。
如圖11所示，第四實施方式也基本上與第一實施方式相同，設(shè)置有多個翅片1、多個傳熱管2、多個沖切突起部3以及多個沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(只圖示了一個)。并且，向傳熱管外流動的工作流體4和向傳熱管內(nèi)流動的工作流體通過翅片1以及傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
但是，在各翅片1上，每個傳熱管2在該傳熱管2的上風(fēng)側(cè)以及下風(fēng)側(cè)的兩側(cè)各設(shè)置二組(共4個)與第一實施方式1相同的一對沖切突起部3。另外，設(shè)置在上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)的沖切突起部3的對最好相對連接層方向排列的多個傳熱管2的中心的中心線對稱地設(shè)置。在其他方面與第一實施方式相同。
這樣，在第四實施方式的熱交換器上，基本上具有與第一實施方式相同的作用、效果。而且，相對于各傳熱管2，由于與第一實施方式相同的一對沖切突起部3被設(shè)置在上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)，因此，加工翅片1、沖壓成型沖切突起部3時的翅片本體部的變形小，容易進(jìn)行層疊加工等的制造加工。
第五實施方式以下，一面參照圖12A和圖12B、一面就本發(fā)明的第五實施方式進(jìn)行說明。由于第五實施方式的熱交換器與圖1A～圖7所示的第一實施方式的熱交換器有許多共同點，因此，為了避免重復(fù)說明，以下主要就與第一實施方式的不同點進(jìn)行說明。另外，在圖12A中，與圖1A所示的熱交換器的構(gòu)成元件共通的構(gòu)成元件使用相同的參照符號。
如圖12A所示，第五實施方式也基本上與第一實施方式相同，設(shè)置有多個翅片1、多個傳熱管2、多個沖切突起部3以及多個沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(只圖示了一個)。并且，向傳熱管外流動的工作流體4和向傳熱管內(nèi)流動的工作流體通過翅片1以及傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
但是，各沖切突起部3以翅片1的擴(kuò)展面(翅片空間面)乃至本體部為基準(zhǔn)(中心)，形成交替地在上下(傳熱管的延伸方向)切起的形狀。即，各沖切突起部3由上風(fēng)側(cè)的部分、中間部分和下風(fēng)側(cè)的部分構(gòu)成，上風(fēng)側(cè)的部分和下風(fēng)側(cè)的部分被在翅片1的擴(kuò)展面的下側(cè)切起。在其他方面與第一實施方式相同。另外，圖12B是表示圖12A中在D-D線截斷的沖切突起部3的剖面的一例。
一般將熱交換器安裝在組件上時，有時對熱交換器進(jìn)行彎曲加工進(jìn)行設(shè)置。在第五實施方式的熱交換器中，由于一個沖切突起部3被上下切起，因此，形成通過上下的沖切突起部分與翅片1的擴(kuò)展面的接點來支撐彎曲時的負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。因此，在根據(jù)與組件的形狀對熱交換器進(jìn)行彎曲加工的情況下，不容易發(fā)生翅片1的傾倒等，對外觀和性能沒有損害。另外，在第五實施方式的熱交換器上，也當(dāng)然基本上具有與第一實施方式相同的作用、效果。
第六實施方式以下，一面參照圖13、一面就本發(fā)明的第六實施方式進(jìn)行說明。由于第六實施方式的熱交換器與圖1A～圖7所示的第一實施方式的熱交換器有許多共同點，因此，為了避免重復(fù)說明，以下主要就與第一實施方式的不同點進(jìn)行說明。另外，在圖13中，與圖1A所示的熱交換器的構(gòu)成元件共通的構(gòu)成元件使用相同的參照符號。
如圖13所示，第六實施方式也基本上與第一實施方式相同，設(shè)置有多個翅片1、多個傳熱管2、多個沖切突起部3以及多個沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(只圖示了一個)。并且，向傳熱管外流動的工作流體4和向傳熱管內(nèi)流動的工作流體通過翅片1以及傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
但是，在第六實施方式中，在翅片1上形成層方向連續(xù)延伸的凸形的突起9。凸形的突起9例如可以通過沖壓加工形成。
圖14A是表示在圖13E-E線上截斷的凸形的突起9的一例。另外，圖14B和圖14C分別表示突起變型例的剖視圖。
這樣，在第六實施方式的熱交換器上，基本上具有與第一實施方式相同的作用、效果。而且，由于設(shè)置有凸形的突起9，因此可以增加翅片1的導(dǎo)熱面積，并且提高強度、降低翅片1的彎曲，可以實現(xiàn)翅片1的層疊工序的高速化。
第七實施方式以下，一面參照圖15、一面就本發(fā)明的第七實施方式進(jìn)行說明。由于第七實施方式的熱交換器與圖1A～圖7所示的第一實施方式的熱交換器有許多共同點，因此，為了避免重復(fù)說明，以下主要就與第一實施方式的不同點進(jìn)行說明。另外，在圖15中，與圖1A所示的熱交換器的構(gòu)成元件共通的構(gòu)成元件使用相同的參照符號。
如圖15所示，第七實施方式也基本上與第一實施方式相同，設(shè)置有多個翅片1、多個傳熱管2、多個沖切突起部3以及多個沖切突起部禁設(shè)區(qū)域5(只圖示了一個)。并且，向傳熱管外流動的工作流體4和向傳熱管內(nèi)流動的工作流體通過翅片1以及傳熱管2相互進(jìn)行熱交換。
但是，在各沖切突起部3上，在該兩個端邊中，離翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣部近的端邊比另一條端邊長，從翅片1的上面?zhèn)瓤?，沖切突起部3為梯形。其他方面與第一實施方式相同。
這樣，在第七實施方式的熱交換器上，基本上具有與第一實施方式相同的作用、效果。而且，由于距離沖切突起部3的翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣部近的端邊長，因此，可以促進(jìn)導(dǎo)熱，其結(jié)果可以提高熱交換性能。并且，由于梯形的底邊長，因此，從傳熱管2向沖切突起部3的熱流增加，熱交換性能提高。
另外，如圖16所示，如果在翅片1上設(shè)置凸形的突起9，則即使在從翅片1的上風(fēng)側(cè)的邊緣到傳熱管2的空間小的情況下，也可以增加翅片1的面積，實現(xiàn)熱交換性能的提高。
以上根據(jù)特定的實施方式就本發(fā)明進(jìn)行了說明，除此之外，也可以有許多變型例和修正例，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的。并且，本發(fā)明不局限于這樣的實施方式，而應(yīng)該受到附件的權(quán)利要求的限制。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的板翅管式熱交換器可以作為在產(chǎn)生落霜的條件下而使用的熱交換器，尤其適合于空調(diào)機(jī)用的冷凝器等。
權(quán)利要求
1.一種板翅管式熱交換器，具有相互隔開間隔層疊的多個翅片和將該翅片在層疊方向貫通的多個傳熱管，傳熱管內(nèi)流體和傳熱管外流體通過傳熱管和翅片相互進(jìn)行熱交換，其特征在于，在上述各翅片上設(shè)置沖切突起部，對于上述各傳熱管，若設(shè)層方向的沖切突起部的整個擴(kuò)展寬度為WS，所述層方向是以沿著傳熱管外流體的上游側(cè)的翅片端部的方向定義的，設(shè)傳熱管的外徑為D，設(shè)層方向的傳熱管的排列間距為DP，則實質(zhì)上只在滿足以下關(guān)系的范圍內(nèi)設(shè)置沖切突起部。WS＝(1-)DP+D＞0.5
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，對上述各傳熱管，向著傳熱管外流體的上游側(cè)或下游側(cè)，僅在相對該傳熱管中心的中心角為130°的范圍內(nèi)設(shè)置沖切突起部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，上述沖切突起部的與翅片本體部分開的兩個端邊的至少一方相對于層方向傾斜地延伸。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的熱交換器，其特征在于，上述沖切突起部的與翅片本體部分開的兩個端邊的至少一方相對于傳熱管放射狀地延伸。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的熱交換器，其特征在于，上述沖切突起部的與翅片本體部分開的兩個側(cè)邊的至少一方向與層方向垂直的方向延伸。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的熱交換器，其特征在于，相對上述各傳熱管設(shè)置多個沖切突起部，該沖切突起部被設(shè)置在相對于穿過該傳熱管的中心、與層方向平行或垂直的軸對稱的位置上。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的熱交換器，其特征在于，上述沖切突起部具有以翅片本體部為基準(zhǔn)、在傳熱管的延伸方向被交替地切起的形狀。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的熱交換器，其特征在于，在上述翅片上形成層方向連續(xù)地延伸的凸形的突起。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的熱交換器，其特征在于，上述沖切突起部被從翅片本體部橋狀地切起，具有與翅片本體部連接的腳部和與翅片本體部分離的梁部。
全文摘要
板翅管式熱交換器具有相互隔開間隔層疊的多個翅片(1)和將該翅片(1)在層疊方向貫通的多個傳熱管(2)。在該熱交換器中，傳熱管內(nèi)流體和傳熱管外流體通過傳熱管(2)和翅片(1)相互進(jìn)行熱交換。并且，在各翅片(1)上設(shè)置由腳部和梁部構(gòu)成的沖切突起部(3)。在此，對于各傳熱管(2)，如果設(shè)沿著傳熱管外流體的上游側(cè)的翅片端部的方向(層方向)的整個沖切突起部的擴(kuò)展寬度為W
文檔編號F28F1/32GK1809722SQ20048001766
公開日2006年7月26日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者加賀邦彥, 中出口真治, 石橋晃, 若本慎一, 大手利德, 村上泰城, 齋藤直 申請人:三菱電機(jī)株式會社