專利名稱：熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱交換器，尤其是涉及改良了散熱翅片形狀的翅片管型熱交換器(fin-tube type heat-exchanger)。
背景技術：
以往廣泛使用以下的熱交換器結構，即，設于空調機的室內機的翅片管型的室內熱交換器，并列設置且具有規(guī)定的間距(pitch)，將傳熱管以貫通相互的間隙中流通熱交換空氣的多片散熱翅片(fin)的形態(tài)沿熱交換氣流方向設置1列或2列，同時在各列中排列的相鄰的傳熱管之間，在所述散熱翅片上形成多個切起。
在這樣的翅片管型室內熱交換器中，近年來，例如，如日本專利特開2001-90977號公報和特開2004-19999號公報所示，為了提高性能，有將熱交換器的一部分或整體的傳熱管的列數增加至3列以上的趨勢。
但是，只單純增加傳熱管的列數，熱交換器的通風阻力也增大，導致風量下降，故為了確保所需的風量而需要加大風扇(fan)的轉速，其結果，存在消耗電力增大、效率下降的問題。
即，如圖7所示，傳熱管的各列的流入空氣溫度與傳熱管溫度的溫度差越往下游側越小，尤其是在第3列以后上述溫度差有小的趨勢，風速(風量)小的情況下該趨勢更為顯著。這意味著傳熱管的列數增加引起的熱交換量的增加并不是很大，第3列以后的傳熱管沒能得到有效的利用。
另外，圖8(a)表示在傳熱管列中排列的相鄰的傳熱管之間，翅片上形成的切起的個數與傳熱系數的相互關系，可見切起的個數增加則傳熱系數也增加。各相鄰傳熱管之間切起通常大多形成4個以上。但是，如圖8(b)所示，當切起的個數增加，則通風阻力也增大，隨著切起個數的增加，其增大的趨勢顯著，熱交換效率下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述問題而作成的，其目的在于，提供一種能抑制隨著傳熱管列的增加而導致通風阻力的增大、提高熱交換效率的熱交換器。
為了達到上述目的，本發(fā)明的熱交換器，包括并列設置且具有規(guī)定的間距、在相互的間隙中使熱交換空氣流通的多片散熱翅片；設置成貫通這些散熱翅片、內部導通熱交換介質的傳熱管，所述傳熱管沿熱交換氣流方向設置3列以上，在這些傳熱管列中的除最上游側的列以外的至少1個列中排列的相鄰的傳熱管之間，在所述散熱翅片上形成4個以上的切起，其特征在于，最上游側的列中排列的相鄰傳熱管之間，在所述散熱翅片上沿熱交換氣流方向形成3個切起，當將翅片間距(fin pitch)設為P時，這3個切起中的上游側及下游側的切起的高度H1由0.6P＜H1＜0.8P這樣的關系式給出，位于中央的切起的高度H2由H2＜0.6P這樣的關系式給出。
根據本發(fā)明的熱交換器，能抑制隨著傳熱管列的增加而導致通風阻力的增大，提高熱交換效率。


圖1是表示本發(fā)明的熱交換器的立體圖。
圖2(a)是本發(fā)明的熱交換器的翅片上形成的風的最上游側的切起組的俯視圖，(b)是側視圖。
圖3是表示本發(fā)明的熱交換器的切起高度相對于翅片間距的比例與傳熱系數的相關線圖。
圖4(a)是使用了本發(fā)明的熱交換器的傳熱管1列情況下的風速與傳熱系數的相關線圖，(b)是表示風速與通風阻力系數的相關線圖。
圖5(a)是使用了本發(fā)明的熱交換器的傳熱管3列情況下的風速與傳熱系數的相關線圖，(b)是表示風速與通風阻力系數的相關線圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施例2的熱交換器的概念圖。
圖7是表示一般的傳熱管列數與、流入空氣溫度與傳熱管溫度的溫度差、以及通風阻力的相關線圖。
圖8(a)表示一般的切起數與傳熱系數的相關線圖，(b)是表示切起數與通風阻力系數的相關線圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例1進行說明。
圖1是表示本發(fā)明的實施例1的熱交換器的概念圖。
如圖1所示，實施例1的熱交換器1包括并列設置且具有規(guī)定的間距P、在相互的間隙中使熱交換空氣流通的多片散熱翅片2；設置成貫通這些散熱翅片2、內部導通熱交換介質的傳熱管3。圖中箭頭表示風的流動。散熱翅片2分成配置在風上游側的寬度窄的散熱翅片21的組和寬度大的散熱翅片22的組，這些散熱翅片21的組與散熱翅片22的組接近地配置。散熱翅片既可按各傳熱管的列劃分，也可將多列傳熱管并列設置在一組散熱翅片上。
傳熱管3由3列以上例如3列傳熱管31、32、33構成，最上游側的傳熱管31貫通翅片襯圈(fin collar)21a，可傳熱地與一組散熱翅片21嵌接，中央的傳熱管32及下游側的傳熱管33貫通翅片襯圈22a，與其他一組散熱翅片22可傳熱地嵌接。
而且，在傳熱管31的列中的鄰接的傳熱管之間，散熱翅片21上形成多個切起組21G。在傳熱管32的列中的鄰接的傳熱管之間、及在傳熱管33的列中的鄰接的傳熱管之間，散熱翅片22上也分別形成多個切起組22G、23G。
切起組21G由3個切起構成，切起組22G由4個切起構成，而且，切起組23G由3個切起構成。不過，切起組23G也可由4個以上的切起構成。
如圖2(a)、(b)所示，最上游側的切起組21G的3個切起21s1、21s2、21s3中，上游側及下游側的切起21s1、21s3的高度H1在將翅片間距設為P時，形成為0.6P＜H1＜0.8P，同時，中央的切起21s2的高度H2形成為H2＜0.6P。切起21s1、21s3的高度在上述數值范圍內也可相互不同。
切起組23G既可與切起組21G相同的形狀，也可是不同的形狀。
從本發(fā)明者們所進行的大量試驗結果發(fā)現，3個切起21s1、21s2、21s3，其特性各不相同，上游側的切起21s1具有將氣流朝傳熱管31的周圍集中的作用，對傳熱及通風阻力的影響大，中央的切起21s2具有防止傳熱管31周圍的氣流偏離的效果，對傳熱的影響是中等程度，對通風阻力的影響較小，而下游側的切起21s3具有將氣流朝傳熱管31的周圍集中的作用，對傳熱的影響小，對通風阻力的影響為中等程度。
另外，切起高度相對于翅片間距的比例與傳熱系數的關系確認為是圖3所示的關系。
根據該試驗結果，上游側及下游側切起21s1、21s3，對于傳熱，切起的立起部的效果比切起的平坦部的效果大，如何將氣流向傳熱管31周圍集中是重要的，本發(fā)明那樣通過以單側切起結構提高切起的高度，能將氣流向傳熱管周圍集中。
另外，還通過增加切起平坦部的高度來減小通風阻力。但是，當切起高度H1＞0.8P、即H1/P＞0.8時，平坦部的邊界層阻礙效果也大大減小。
發(fā)現中央的切起21s2對于傳熱，由于邊界層阻礙效果大，故最好將其高度H2做成邊界層阻礙效果最大的間距P的大致一半的高度。
由此，若將切起21s1、21s3的高度H1做成0.6P＜H1＜0.8P，同時將中間的切起2ls2的高度H2設定為間距P的大致一半的高度，則可抑制傳熱系數的下降，同時可減小通風阻力。
而且，從本發(fā)明者們進行的試驗結果，圖4(a)表示傳熱管1列情況下的傳熱系數，圖4(b)是表示傳熱管1列情況下的通風阻力系數。
實線是切起為4個的情況，虛線是實施例1的上游側的翅片列的情況。實施例1的情況與切起為4個的情況相比，發(fā)現傳熱系數的下降微小，但通風阻力大幅度減小。
另外，圖5(a)是傳熱管3列情況下的傳熱系數，圖5(b)是傳熱管3列情況下的通風阻力。圖中，實線表示各列的切起為4個的情況，虛線表示實施例1的情況。
從圖4(a)及圖5(a)所示的結構可見，使上游側列的通風阻力減小的形態(tài)下形成切起的實施例1的結構，上游側1列下的傳熱系數稍微下降，但其熱交換下降的量由下游側列彌補，故3列的熱交換器整體下的傳熱系數與將各列的切起做成4個的情況同等。相比之下，從圖4(b)及圖5(b)可見，實施例1的熱交換器整體的通風阻力減小。
如上述實施例1所示，在翅片間距設為P時，將3個切起中的上游側及下游側的切起的高度H1做成0.6P＜H1＜0.8P，同時將中央的切起的高度H2做成H2＜0.6P，從而通過上游側的切起實現傳熱的提高及通風阻力的減小，通過提高中央切起的邊界層阻礙效果，可抑制傳熱系數的下降，同時降低熱交換器整體的通風阻力。
因此，根據實施例1的熱交換器，可抑制風扇的轉速，降低消耗電力，提高效率。
下面對本發(fā)明的實施例2的熱交換器進行說明。
實施例2是使上述實施例1的各切起的寬度具有特定關系的情況。
例如，如圖6所示，實施例2的熱交換器1，最上游側的切起組21G的3個切起21s1、21s2、21s3中的、中央切起21s2的寬度W2形成得比上游側切起21s1的寬度W1及下游側切起21s3a的寬度W3大。由此，通過中央切起21s2的特性、在抑制通風阻力增加的同時可提高傳熱效率。
另外，下游側的切起21s3a最好在傳熱管31間的大致中央處分割。由此，能使朝下游側列的氣流的風速均勻化，提高下游側列的傳熱性能。
而且，下游側切起21s3a的下游側端與翅片下游側端的距離m2最好做成比其他切起間的間隔m1大。由此，能改善制冷劑蒸發(fā)過程中生成的冷凝水的排水性，降低通風阻力，提高下游側的傳熱性能。
上述各實施例中，采用了傳熱管的列數為3列的例子進行了說明，但也能適用于傳熱管的列數為4列以上的熱交換器。
權利要求
1.一種熱交換器，包括并列設置且具有規(guī)定的間距、在相互的間隙中使熱交換空氣流通的多片散熱翅片；設置成貫通這些散熱翅片、內部導通熱交換介質的傳熱管，所述傳熱管沿熱交換氣流方向設置3列以上，在這些傳熱管列中的除最上游側的列以外的至少1個列中排列的相鄰的傳熱管之間，在所示散熱翅片上形成4個以上的切起，其特征在于，最上游側的列中排列的相鄰傳熱管之間，在所述散熱翅片上沿熱交換氣流方向形成3個切起，當將翅片間距設為P時，這3個切起中的上游側及下游側的切起的高度H1，由0.6P＜H1＜0.8P的關系式給出，位于中央的切起的高度H2，由H2＜0.6P的關系式給出。
2.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，位于所述中央的切起的寬度比所述上游側的切起及下游側的切起的寬度大。
全文摘要
本發(fā)明的熱交換器是翅片管型，將傳熱管在熱交換氣流方向設置3列以上，在傳熱管之間形成多個切起，在最上游側的列的傳熱管之間從單側切起的切起形成3個，同時，將翅片間距設為P時，3個切起中的上游側及下游側的切起的高度H1形成為0.6P＜H1＜0.8P，同時，中央的切起的高度H2為H2＜0.6P。由此，本發(fā)明能提供可減小通風阻力、控制風扇的轉速、降低消耗電力的熱交換器。
文檔編號F28F1/32GK1704698SQ20051007850
公開日2005年12月7日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2004年6月3日
發(fā)明者北野龍兒 申請人:東芝開利株式會社