專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，更具體地說，涉及一種對傾斜角和氣流改變部件進行結(jié)構(gòu)上的改進、以有效地引導(dǎo)空氣沿設(shè)置在管間的翅片流動到管的后端的熱交換器。
背景技術(shù)：
一般說來，熱交換器安裝在空調(diào)器內(nèi)，并起使制冷劑和空氣之間進行熱交換的蒸發(fā)器或冷凝器的作用。在各種不同的熱交換器中廣泛采用了翅片管式熱交換器。
在翅片管式熱交換器中，安裝在管上并用于空氣流動的翅片分成細(xì)長翅片(slit fin)、百葉窗翅片和形成W形的波紋翅片。
圖1表示傳統(tǒng)的具有波紋翅片的熱交換器。
參照圖1，熱交換器1包括多個彼此以預(yù)定距離間隔開并形成W形的翅片10及多根以垂直角度貫穿波紋翅片10并使制冷劑流過的管30。
這里，翅片10設(shè)有管未被貫穿并且以預(yù)定角度相互交叉的峰部12和谷部14、多個限定用于插入管的插管孔的翅片項圈(fin collars)16、和多個與項圈形成在一個同心圓上、用以支撐翅片項圈16的底座18。
下面將參照圖1至4描述傳統(tǒng)的具有波紋翅片的熱交換器。
參照圖1，熱交換器1是一種翅片管式熱交換器，多個翅片10和多根管沿垂直方向相互交叉。排列成兩排的管30以垂直方向貫穿多個翅片10。圖中箭頭AR表示空氣流向。
每個翅片10都是波紋翅片(下文簡稱為翅片)。各翅片10都具有多個圓圈形平直部分和多個傾斜部分，傾斜部分為W形并具有多個峰部和谷部。翅片10沿管30的縱向安裝在管30上，并以預(yù)定距離相互間隔開。
參照圖2和3，圖中示出了翅片10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。翅片10為具有交替形成的峰部和谷部12和14的W形狀。即，翅片10具有分別由谷部14a和14c限定的兩個側(cè)端。在采用多個翅片10的情況下，管30以之字形設(shè)置成兩排，以提高熱交換效率。圖中箭頭AF表示氣流方向。
也就是說，安裝在管30上的各翅片10都具有兩個峰部12a和12b及三個谷部14a、14b和14c，它們交替地排列并由傾斜表面連接。翅片10的形狀相對于縱向谷部14b對稱。之字形排列的管30的中心軸線穿過谷部14b的縱向中心。
翅片10設(shè)有多個插管孔16a，插管孔的中心軸線與之字形管30的各中心軸線一致。翅片項圈16從翅片10上突起，以限定插入之字形管30的插管孔16a。管30與各項圈16的內(nèi)周面表面接觸。
底座18以同心圓的形狀包圍翅片項圈16的外周面的下端，用以支撐翅片項圈16并使空氣以包圍管30和翅片項圈16的方式流動。
在翅片20上的底座18周圍形成傾斜部分20，以防止圍繞管30流動的空氣從管30的周圍流出。傾斜部分20從底座18向上傾斜到相鄰的峰部12。
底座18與谷部14處于同一水平面上。峰部和谷部12和14的高度及深度H1及H2彼此相同。也就是說，H1表示從谷部14至相鄰峰部12的高度，H2表示從峰部12至相鄰谷部14的深度。另外，傾斜表面以相同的角度將谷部連接到峰部。
圖4(a)和4(b)分別是翅片的前視圖和后視圖，其中圖4(a)中所示的峰部12和谷部14分別與圖4(b)中所示的谷部14和峰部12一致。
當(dāng)空氣流入熱交換器1時，在翅片10的外表面上結(jié)的霜與翅片10的外表面上的傳熱量成正比。因此，氣流速度在管區(qū)及沿縱向設(shè)置在管30間的翅片區(qū)處增大，從而形成高速氣流。結(jié)果使傳熱系數(shù)增大并在翅片10的表面快速地形成霜層。
在翅片10的表面形成霜層的情況下，由于相鄰翅片10之間的距離減小，所以空氣流通面積也減小。由于面積減小，使氣流速度大大增加。結(jié)果，隨著時間的推移，空氣的壓降以拋物線的形狀增加。此外，熱交換器的傳熱量也大大減小。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種可基本上消除由于現(xiàn)有技術(shù)的局限性和缺陷造成的一個或多個問題的熱交換器。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種熱交換器，它與傳統(tǒng)的、峰部和谷部的高度彼此相同的熱交換器相比，能提高熱交換效率，該熱交換器中形成在垂直地通過管的中心軸線的基準(zhǔn)線左側(cè)和右側(cè)的峰部和谷部之間的波紋翅片的高度彼此不同。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種熱交換器，它包括彎曲成之字形、使得外側(cè)峰部和谷部的高度和深度大于內(nèi)側(cè)峰部和谷部的高度和深度的翅片。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種熱交換器，它包括彎曲成之字形、使得外側(cè)峰部的高度大于內(nèi)側(cè)峰部的高度、以增大空氣流通面積從而提高氣流流量的翅片。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種熱交換器，它包括彎曲成之字形、使得將谷部中心連接到相鄰峰部的傾斜部分的寬度小于其它傾斜部分的寬度的翅片。
本發(fā)明的第五個目的是提供一種熱交換器，它具有中心谷部為平直形狀的、彎曲成之字形的翅片。
本發(fā)明的第六個目的是提供一種熱交換器，它包括彎曲成之字形、使得谷部的深度小于峰部的高度的翅片，并且該翅片形成從底座延伸到峰部、以使空氣有效地沿插在翅片上的管流動的傾斜部分。
在下文的描述中將給出本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特性，這些優(yōu)點、目的和特性中的一部分對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在閱讀了下文后可明顯得知，或也可從本發(fā)明的實施中得知。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點可通過說明書的文字部分、權(quán)利要求及附圖中特別給出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和達(dá)到。
為了實現(xiàn)上述目的和其它優(yōu)點，按照本發(fā)明的目的和下面具體和概括的描述，本發(fā)明所提供的熱交換器包括多根供制冷劑流動的管，這些管相互間隔開；多個被管垂直插過的翅片，這些翅片以預(yù)定距離相互間隔開；各翅片都具有交替設(shè)置的四個以上的峰部和四個以上的谷部，至少兩個峰部或至少兩個谷部的高度或深度彼此不同。
每個翅片都包括多個翅片項圈，它們沿翅片縱向中心線設(shè)置，每個翅片項圈突起預(yù)定高度，以限定用于插入管的插管孔；多個底座，每個底座都設(shè)置在翅片項圈的外周面的下端；及一個氣流引導(dǎo)部分，它以預(yù)定的角度從底座的外周面延伸到峰部，以使空氣沿管的外周面流動。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種熱交換器，它包括多個供制冷劑流動的管，這些管相互間隔開；及多個相互間隔開預(yù)定距離的翅片，各翅片都包括一個被管垂直插過的翅片項圈、一個圍繞翅片項圈的外周面設(shè)置的底座和交替設(shè)置的峰部和谷部，將峰連接到谷的部分的傾斜角彼此不同。
按照本發(fā)明的再一方面，提供一種熱交換器，它包括多個供制冷劑流動的管，這些管相互間隔開；及多個相互間隔開預(yù)定距離的翅片，各翅片都包括一個被管垂直插過的翅片項圈、一個圍繞翅片項圈的外周面設(shè)置的底座，及交替設(shè)置的峰部和谷部，至少一個谷部以具有預(yù)定寬度的平直形狀形成在峰部之間。
按照本發(fā)明的又一方面，提供一種熱交換器，它包括多個供制冷劑流動的管，這些管相互間隔開；及多個相互間隔開預(yù)定距離的翅片，各翅片都包括一個被管垂直插過的翅片項圈、一個圍繞翅片項圈的外周面設(shè)置的底座、交替設(shè)置的峰部和谷部、從底座的外周面延伸到峰部的傾斜部分。
可理解到，上述一般說明和下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述都只是舉例說明，它們用于進一步解釋本發(fā)明的權(quán)利要求。


對本發(fā)明提供進一步說明并構(gòu)成該申請一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施方式，并與說明書文字部分一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是傳統(tǒng)熱交換器的透視圖；圖2是圖1所示翅片的透視圖；圖3(a)是沿圖2的A-A′線剖開的剖視圖；圖3(b)是沿圖2的B-B′線剖開的剖視圖；圖4(a)是圖2所示翅片的前視圖；圖4(b)是圖2所示翅片的后視圖；圖5是本發(fā)明第一實施方式的熱交換器的透視圖；圖6是圖5所示翅片的透視圖；圖7是沿圖6的C-C′線剖開的剖視圖；圖8(a)是圖6所示翅片的前視圖；
圖8(b)是圖6所示翅片的后視圖；圖9和10是表示與圖7的實例類似的改型實例的視圖；圖11和12示出了本發(fā)明第一實施方式的熱交換器中的氣流狀態(tài)；圖13是本發(fā)明第二實施方式的熱交換器的翅片的透視圖；圖14是沿圖13的D-D′線剖開的剖視圖；圖15(a)是圖13所示翅片的前視圖；圖15(b)是圖13所示翅片的后視圖；圖16是表示與圖14的實例類似的改型實例的剖視圖；圖17和18示出了本發(fā)明第二實施方式的熱交換器中的氣流狀態(tài)；圖19是本發(fā)明第三實施方式的熱交換器的透視圖；圖20是圖19所示翅片的透視圖；圖21(a)是沿圖20的E-E′線剖開的剖視圖；圖21(b)是沿圖20的F-F′線剖開的剖視圖；圖21(c)是沿圖20的G-G′線剖開的剖視圖；圖22(a)是圖20所示翅片的前視圖；圖22(b)是圖20所示翅片的后視圖；圖23和24示出了本發(fā)明第三實施方式的熱交換器中的氣流狀態(tài)；圖25是本發(fā)明熱交換器的壓降和熱容量的曲線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，即在附圖中所示的實例。如果可能，在全部附圖中，相同附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件。
第一實施方式圖5至12示出了本發(fā)明的第一實施方式，圖中箭頭AR表示空氣流動方向。
參照圖5至7，按照本發(fā)明第一實施方式的熱交換器101包括多個相互隔開預(yù)定距離的翅片110和多個以垂直角度貫穿翅片110設(shè)置的供制冷劑流動的管130。
此實施方式中，翅片110包括以預(yù)定角度傾斜并連續(xù)地相互交叉形成的至少四個峰部112和至少5個谷部114；形成限定使管130垂直穿過的插管孔116a的翅片項圈116；用于支撐管130的底座118；及從底座118的外周面向上朝峰部112方向傾斜的傾斜部分120。
在翅片110中，至少四個峰部112(112a1、112b、112c和112d)和至少五個谷部114(114a、114b、114c、114d和114e)交替地形成在翅片項圈116之間，并通過以預(yù)定傾斜角傾斜的表面使它們相互連接。
作為本發(fā)明的一個特征，第二和第三峰部112b和112c的高度低于第一和第四峰部112a和112d的高度，從而可有效地引導(dǎo)空氣在管間流動并達(dá)到管30的后端。
下面將描述本發(fā)明第一實施方式的熱交換器的運行效果。
如圖5至8所示，熱交換器101是翅片管式熱交換器，其中多個分別以W形狀形成的波紋翅片相對于管130垂直設(shè)置并相互隔開預(yù)定的距離。
各翅片110被分成一個由管130貫穿的翅片項圈區(qū)和一個限定在翅片項圈116之間的傾斜表面區(qū)。峰部和谷部的高度和深度互不相同，以改變流入熱交換器的空氣的流動。
也就是說，連接交替設(shè)置的峰部112(112a、112b、112c和112d)和谷部114(114a、114b、114c和114d)的傾斜表面的傾斜角互不相同。為了更有效地使空氣流入和流出，翅片110具有由第一和第五谷部114a和114e限定的兩個側(cè)端。即，翅片110沿橫向起始于谷部114a，終止于谷部114e。
此外，翅片110相對于中心谷部114c對稱。即，相對于中心谷部114c的左部和右部是對稱的，并且形成在左部和右部的峰部和谷部的高度和深度是互不相同的。
谷部114a至114e位于同一水平面上，峰部112a至112d位于不同的水平面上。
第一谷部114a由翅片的一個側(cè)端限定，第二谷部114b位于第一和第二峰部112a和112b之間。第三谷部114c位于第二和第三峰部112b和112c之間，第四谷部114d位于第三和第四峰部112c和112d之間。第五谷部114e由翅片的另一側(cè)端限定。
因此，內(nèi)側(cè)的峰部112b和112c的高度不同于外側(cè)的峰部112a和112d的高度。
也就是說，如圖6和7所示，谷部113位于同一水平面上，而峰部112處在不同的高度H11，H12和H13上。
如圖6和7所示，谷部位于同一水平面上，相對于中心谷部114c的左部和右部是對稱的，并且形成在左部和右部的峰部和谷部的高度和深度互不相同。
例如，從谷部114所處的水平面到內(nèi)側(cè)的峰部112b和112c的高度H12和H13低于從該水平面到外側(cè)的峰部112a和112d的高度H11。
也就是說，第一和第四峰部112a和112d的高度H11彼此相同，而內(nèi)側(cè)的峰部112b和112c的高度H12和H13也彼此相同，但低于外側(cè)的峰部112a和112d的高度。這里，內(nèi)側(cè)的峰部之間的距離可窄于外側(cè)的峰部和相鄰內(nèi)側(cè)的峰部之間的距離。
利用上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，引入限定在翅片110之間的區(qū)域中的氣流發(fā)生較大變化。因而可更有效地將空氣引導(dǎo)到管30的后端。此外，高速氣流的壓降減小，并且傳熱量增大。
具體地說，從第一谷部114a所處水平面到第一和第四峰部112a和112d的高度H11彼此相同時，從第二谷部114b所處水平面到第二和第三峰部112b和112c的高度H12和H13低于第一和第四峰部112a的高度H11。
也可選擇將高度H12和H13設(shè)計成大于高度H11，或高度H1I大于高度H12，同時高度H12大于高度H13。
峰部112b和112c的高度H12和H13不大于最外側(cè)的峰部112a和112d的高度H11。例如，雖然第一和第四峰部112a和112d的高度H11高于第二和第三峰部112b和112c的高度，但只要各高度互不相同就符合要求。因此，本發(fā)明的熱交換器與現(xiàn)有技術(shù)的翅片高度H11、H12和H13彼此相同的熱交換器相比，減小了壓降并提高了傳熱量。
另外，峰部112可位于同一水平面上，并且內(nèi)側(cè)的谷部114b、114c和114d的深度可低于外側(cè)的谷部114a和114d的深度。此外，在內(nèi)側(cè)的谷部114b、114c和114d的深度中，中心谷部114c的深度可低于其它谷部的深度。
還可選擇，從基準(zhǔn)水平面到峰部的高度沿翅片的縱向中心部分的方向逐漸減小，或從基準(zhǔn)水平面到谷部的深度朝翅片的縱向中心部分方向逐漸減小。
同時，在翅片110上形成翅片項圈116，并且翅片項圈沿翅片110的縱向排列。所有的中心軸線垂直地與翅片110的縱向中心部分相交。翅片項圈116限定插管孔116a，各插管孔都具有與管的外徑相適應(yīng)的直徑，以支承插入其內(nèi)的管130。
此外，形成在翅片項圈116外周邊下端的底座118具有預(yù)定寬度，用以支承翅片項圈116。底座118設(shè)置在與第二、第三和第四谷部114b、114c和114d所處水平面相同的水平面上。
傾斜部分120從底座的外周邊向上朝峰部112方向傾斜。即，通過將各峰部112b和112c連接到與底座118的外周邊接觸并與峰部112b和112c相鄰的谷部114b和114c或114c和114d上可限定各傾斜部分120，因而傾斜部分形成三角形。傾斜部分120引導(dǎo)空氣沿翅片項圈116的外周方向流動。
此外，傾斜部分120還可通過將各外側(cè)的峰部(第一和第四峰部112a和112d)的兩點連接到與底座118接觸的各相鄰的內(nèi)側(cè)的谷部(第二和第四谷部114b和114d)的兩點而形成。在這種情況下，傾斜部分120形成三角形。傾斜部分120的作用就像一個包圍翅片項圈116的壁。
圖8(a)和8(b)分別為本發(fā)明第一實施方式的翅片的前后視圖。圖8(a)中示出的峰部和谷部分別為在圖8(b)中示出的谷部和峰部。也就是說，當(dāng)從圖8(b)觀察，從峰部所處的水平面到谷部的深度彼此不同。
圖9示出了第一實施方式的一變型例。
在該變型例中，第一、第二、第三和第四峰部152(152a、152b、152c和152d)位于同一水平面上。從該水平面到谷部154的深度沿從翅片的中心部分到翅片的兩個側(cè)端方向逐漸增大。即，第二和第四谷部154b和154d的深度H12′大于第三(中心)谷部154c的深度H13′，第一和第五谷部154a和154e的深度H11′大于深度H12′。在該變型例中，設(shè)置在翅片項圈156的外周下端周圍的底座可位于與谷部所處水平面不同的水平面上。
圖10示出了第一實施方式的另一變型例。
在該變型例中，第一、第二、第三和第四峰部162(162a、162b、162c和162d)位于同一水平面上，從該水平面到內(nèi)側(cè)的谷部164b、164c和164d的深度H14彼此相同。此外，從該水平面到外側(cè)的谷部的深度H11大于深度H14。在該變型例中，設(shè)置在翅片項圈156的外周下端周圍的底座可位于與谷部所處水平面不同的水平面上。
在上述第一實施方式中，由于峰部或谷部具有不同的高度或深度，所以與空氣的接觸面積增大，并增大了氣流的變化。
盡管可設(shè)計出各種不同的翅片結(jié)構(gòu)，但最好內(nèi)側(cè)的峰部和谷部的高度或深度低于外側(cè)的峰部和谷部的高度或深度。
圖11和12示出了第一實施方式的熱交換器的氣流狀態(tài)。圖11是由單翅片結(jié)構(gòu)組成的翅片的情況，而圖12是由雙翅片結(jié)構(gòu)組成的翅片的情況。
如圖11所示，當(dāng)將外部空氣引入熱交換器時，由于空氣在管間快速流動，同時沿峰部和谷部112(112a、112b、112c和112d)和114(114a、114b、114c和114d)反復(fù)上升和下降，所以增大了空氣和翅片之間的接觸面積。
也就是說，空氣通過第一峰部112a進入。通過第一峰部112a進入的空氣在沿第二和第三峰部112b和112c流動時，其流動狀況發(fā)生改變。結(jié)果，提高了氣流流速，從而提高了傳熱效率。
此外，由于分別位于空氣入口側(cè)和出口側(cè)的第一和第四峰部112a和112d的高度H11高于第二和第三峰部112b和112c的高度H12和H13，所以相鄰翅片110之間的距離增加，從而增大了空氣流通面積。結(jié)果，使高速氣流的壓降減小，從而提高了熱交換器的傳熱量，減小了總壓降。
此外，由于翅片項圈、底座和傾斜部分形成在用于插入管的插管孔的周圍，所以可引導(dǎo)空氣沿管和傾斜部分的曲線流動到管的后端。
特別是，當(dāng)空氣高速流過管130之間時，高速氣流增大了熱傳遞并減緩了霜層的生成。因此，即使在形成霜的條件下，也能維持高水平的熱容量，從而可提高熱交換能力并可使熱交換器運行許多小時。
圖12示出了當(dāng)翅片為雙翅片結(jié)構(gòu)、管以之字形垂直地安裝在翅片上時的氣流狀態(tài)。由于管以之字形設(shè)置，所以當(dāng)空氣通過管區(qū)域和非管區(qū)域(管間的區(qū)域)時，氣流可達(dá)到翅片為單翅片情況下的狀態(tài)。
在上述第一實施方式中，由于內(nèi)側(cè)的峰部和谷部的高度或深度低于設(shè)置在空氣入口側(cè)和出口側(cè)的外側(cè)的峰部和谷部的高度或深度，所以空氣能快速地在管間流動，并且能有效地將空氣引導(dǎo)到管后端。此外，由于空氣在管間快速流動使壓降減小，同時傳熱量和熱交換量提高了，從而提高了熱交換器的總效率。
第二實施方式圖13至18表示本發(fā)明的第二實施方式，圖中箭頭AR表示空氣流動方向。
參照圖13，翅片210包括第一和第二峰部212(212a和212b)，第一、第二和第三谷部214(214a、214b和214c)。第一和第三谷部214a和214c由翅片的兩個側(cè)端限定，第二谷部214b形成在峰部212a和212b之間。
第一、第二和第三谷部214a、214b和214c位于同一水平面上。第二谷部214b具有預(yù)定的寬度。
現(xiàn)參照圖14進行更詳細(xì)的描述，峰部212和谷部214交替地設(shè)置，從所述水平面到峰部212的高度H21彼此相同。
第二谷部214b形成在翅片第一和第二峰線214a和214b之間的縱向中心部分上。第二谷部214b是平直的并具有預(yù)定的寬度W。該寬度小于管230的外徑，但大于所述管的內(nèi)徑。管230是這樣設(shè)置的管230的中心軸線垂直地貫穿第二谷部214b的縱向中心線。
由于在峰部212a和212b之間形成平直形狀的谷部214b，所以相鄰翅片之間的距離增大了，從而提高了空氣流通面積。
此外，通過相鄰管230之間的空氣可有效地被引導(dǎo)到管230的后端。另外，相對于氣流流速的加快，使壓降減小，并提高了傳熱量。
限定用于插入管230的插管孔的翅片項圈216從第二谷部214b上突起，用以支承管230。
底座218形成在翅片項圈216的外周下端周圍，以使空氣能以包圍管230和翅片項圈216的形式流動。在底座218周圍的翅片210上形成傾斜部分220，用以防止繞管230流動的空氣脫離管230的周面。傾斜部分220從底座218向上傾斜到峰部212a和212b。
底座218起連通縱向設(shè)置的第二谷部214b的作用。
優(yōu)選將第二谷部214b的寬度W設(shè)定為在形成霜的條件下能最大程度地抑制霜形成的數(shù)值上，同時能使傳熱效率的惡化程度降到最小。例如，當(dāng)翅片項圈216的外徑為Wo并且第二谷部214的寬度為W時，最好能滿足下述條件1.0＞W(wǎng)/Wo＞0.3圖16表示第二實施方式的一變型例。
在該變型例中，形成在第一和第二峰部252a和252b之間的平直形狀的第二谷部254b的深度H22′低于第一和第三谷部254a和254c的深度H21’。
在峰部252a和252b的高度H21高于第二谷部254b的深度的情況下，第二谷部254b的深度H22′低于峰部252a和252b的高度并高于第一和第三谷部254a和254c的深度。第一和第三谷部254a和254c的深度彼此相同。
圖17和18表示第二實施方式的熱交換器的氣流情況。
參照圖17，空氣經(jīng)第一谷部214a流入并通過第三谷部214c流出。
當(dāng)空氣流入時，空氣繞管230流動，同時提高了管230之間的窄間隙之間的流速。但空氣壓力下降并使流動阻力增大。
因此，由于在第一和第二峰部212a和212b之間形成的平直形狀的第二谷部214b，所以相鄰翅片210之間的距離增大，從而增大了空氣流通面積。當(dāng)空氣流通面積增大時，壓降減小，同時空氣仍以高速流動。也就是說，與沒有形成平直形狀的谷部的情況相比，在高速氣流區(qū)中的熱傳遞降低了。其結(jié)果減緩了霜層的形成。因此，在形成霜的條件下可維持較高的熱容量，并且熱交換能力增加了，從而可使熱交換器運行許多小時。
此外，當(dāng)霜融化時，融化的液體流向管間平直形狀的谷部，然后滴落到熱交換器的下端，這樣就提高了融化液體的排放效率。
圖18表示當(dāng)翅片為雙翅片結(jié)構(gòu)時的氣流情況。
作為另一變型例，可將第一和第二實施方式結(jié)合起來。即形成第四峰部和第五谷部，并形成平直的中心谷部。
作為又一變型例，可將第一和第二實施方式的翅片交替地設(shè)置。
作為再一變型例，當(dāng)翅片為雙翅片結(jié)構(gòu)時，可將第一和第二實施方式分別應(yīng)用到雙翅片結(jié)構(gòu)的左部和右部。
第三實施方式圖19至25表示本發(fā)明的第三實施方式，圖中箭頭AR表示空氣流動方向。
參照圖19至21，熱交換器301包括多個翅片310，每個翅片具有至少兩個峰部312和至少兩個谷部314，它們交替地設(shè)置；多根管330，它們以直角貫穿翅片310；翅片項圈316，用于固定插入翅片310的管330；底座318，各底座形成在各翅片項圈316的外周下端周圍；及傾斜部分320，該部分從峰部312的外周向上傾斜到峰部312，以防止繞管330流動的空氣脫離管330的周面。
翅片310形成W形狀，以限定三個谷部314(314a、314b和314c)和兩個峰部312(312a和312b)，這兩個峰部分別形成在谷部314a和314b之間及314b和314c之間。峰部312a和312b位于同一水平面上。從該水平面到中心(第二)谷部114b的深度H32小于從該水平面到第一和第三谷部114a和114c的深度H31。
此外，峰部312a和312b的高度與限定用于插入管的插管孔316a的翅片項圈316的頂部的高度幾乎相同。
傾斜部分320從形成在翅片項圈316外周下端的底座318的外周延伸到峰部312，從而可防止繞管330流動的空氣脫離管330的周面。
也就是說，由于底座318位于與第一和第二谷部所處水平面相同的水平面上，所以底座318以預(yù)定的曲率角沿橫向從谷部到峰部及沿縱向從峰部到峰部連接到峰部312。
這里，第二谷部314b的深度H32低于峰部312的深度H31。深度H32與深度H31之比(H32/H31)應(yīng)等于或小于0.7，以減小相對于空氣的快速流速而引起的壓降。另外，第二谷部314b的深度H32可大于或小于峰部312的高度H31。
為了使設(shè)計的第二谷部314b的深度H32小于峰部312的高度H32，應(yīng)使峰部312兩側(cè)表面的傾斜角彼此不同。即，峰部312的外側(cè)的傾斜角大于與第二谷部314b相連的峰部312內(nèi)側(cè)的傾斜角，峰部312的內(nèi)側(cè)角自然就小于第二谷部314b的內(nèi)側(cè)角。
如上所述，當(dāng)峰部312的高度H31大于第二谷部314b的深度時，第二谷部位于峰部312所處水平面與底座所處水平面之間的一個水平面上。
圖22(a)和22(b)分別是圖20所示的翅片的前視圖和后視圖。
圖23和24示出了第三實施方式的熱交換器的氣流情況。
參照圖23，當(dāng)空氣流入熱交換器時，空氣在管間的流速增大了。然而，由于底座318及在峰部和谷部存在的高度和深度差，使空氣的流動阻力減小，同時可將空氣沿傾斜部分320和底座318引導(dǎo)到管330的后端。
圖25表示本發(fā)明的熱交換器的壓降和熱容量的曲線圖。
如圖25所示，由于峰部312的高度大于谷部314b的深度，所以相鄰翅片310之間的距離增大了。因此，相對于空氣的快速流速引起的壓降減小了。此外，即使在形成霜的條件下，也能維持較高的熱容量，所以熱交換器可運行許多小時。
如上面的實施方式所述，使谷部的深度大于峰部的高度可減小壓降，從而提高熱交換效率。此外，通過在谷部和翅片項圈之間安裝傾斜部分，可將繞管流動的氣流有效地引導(dǎo)到管的后部如上所述，通過形成傾斜的并具有不同高度的峰部和谷部，可使前后翅片之間的流動區(qū)域增大，從而可減小壓降。這樣就提高了傳熱量從而提高了熱交換器的總效率。
另外，由于在峰部之間形成具有預(yù)定寬度(面積)的平直形狀的谷部，使空氣流動發(fā)生變化，所以壓降減小。結(jié)果使傳熱量增加，并且熱交換器的總效率也提高了。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可對本發(fā)明進行各種變型和改變。因此，本發(fā)明包含了對本發(fā)明所作出的、落入由權(quán)利要求書和它們的等同物限定的保護范圍內(nèi)的那些變型和改變。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括多個供制冷劑流動的管，這些管相互間隔開；及多個相互間隔開預(yù)定距離的翅片，各翅片都包括一被所述管垂直插入的翅片項圈、一圍繞所述翅片項圈的外周面設(shè)置的底座，及交替設(shè)置的峰部和谷部，至少一個谷部以具有預(yù)定寬度的平直形狀形成在所述峰部之間。
2.按照權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述形成平直形狀的谷部處于與其余谷部所處的水平面相同的水平面上。
3.按照權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述形成平直形狀的谷部所處的水平面高于其余谷部所處的水平面。
4.按照權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述形成平直形狀的谷部所處的水平面等于圍繞所述項圈的底座所處的水平面。
5.按照權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述形成平直形狀的谷部的寬度W滿足下面的條件1.0＞W(wǎng)/Wo＞0.3這里，Wo代表翅片項圈的外徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱交換器，包括多根供制冷劑流動的管，這些管相互間隔開；多個被管垂直貫穿的翅片，翅片以預(yù)定距離相互間隔開，各翅片都具有交替設(shè)置的四個以上的峰部和四個以上的谷部，至少兩個峰部或至少兩個谷部的高度或深度是彼此不同的。
文檔編號F28F1/10GK1967133SQ20061014358
公開日2007年5月23日 申請日期2004年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者吳世基, 高喆洙, 張東延, 史容澈, 吳世允, 鄭百永 申請人:Lg電子株式會社