專利名稱：包括百葉窗板的熱交換器散熱片的制作方法
包括百葉窗板的熱交換器散熱片相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2008年8月15日提交的第61/089，084號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
微通道熱交換器(MCHX)包括在兩集管之間延伸的具有平坦表面的熱交換管。制冷 劑流過熱交換管且與在熱交換管上流動(dòng)的空氣進(jìn)行熱交換?？梢栽趦蓚€(gè)相鄰熱交換管之間 放置包括多個(gè)散熱片板的折疊散熱片。每個(gè)散熱片板通過彎曲部分與鄰近散熱片板連接。 每個(gè)散熱片板包括百葉窗板以在氣流中產(chǎn)生湍流且增強(qiáng)在制冷劑與空氣之間的熱傳遞。百 葉窗板具有在熱交換管之間延伸的長(zhǎng)度。由于更高的表面密度，在微通道熱交換器中可以形成凝結(jié)的水珠和霜。任何形成 的冷凝物都能沿著散熱片的表面以蜿蜒的路徑流向散熱片的底部。然而，冷凝物能在熱交 換管附近的最為寒冷的彎曲部分累積并形成霜。圖1示出包括通過間隙104間隔開的多個(gè)百葉窗板102的現(xiàn)有技術(shù)散熱片板100。 每個(gè)百葉窗板102的整體位于單個(gè)平面內(nèi)。在第4，676，304號(hào)美國專利中描述的一種現(xiàn)有熱交換器中，散熱片板的百葉窗板 的一部分相對(duì)于散熱片板主體向下成一定角度，散熱片板的其他百葉窗板嵌入并且位于散 熱片板主體之下且與散熱片板主體平行。成一定角度的百葉窗板位于散熱片板的一部分 內(nèi)，且嵌入的百葉窗板位于散熱片板的另一部分內(nèi)。在第JP56157793號(hào)日本公開中描述的另一種現(xiàn)有熱交換器中，頂部位于每個(gè)百 葉窗板的長(zhǎng)度中間，頂部高于百葉窗板的端部。在散熱片上形成的任何冷凝物被向著百葉 窗板的較低的端部引導(dǎo)到熱交換管附近以排出。

發(fā)明內(nèi)容
—種熱交換器包括第一集管、第二集管和熱交換管，所述熱交換管在所述第一集 管和所述第二集管之間延伸。散熱片位于兩個(gè)相鄰熱交換管之間，且所述散熱片包括散熱 片板，每個(gè)散熱片板具有百葉窗板。百葉窗板中的每一個(gè)包括第一百葉窗板部分、第二百葉 窗板部分和位于第一百葉窗板部分與第二百葉窗板部分之間的第三百葉窗板部分。第三百 葉窗板部分包括相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向下延伸的排出部分。在另一說明性實(shí)施例中，熱交換器的散熱片包括散熱片板和百葉窗板。所述多個(gè) 百葉窗板的每一個(gè)都包括第一百葉窗板部分、第二百葉窗板部分和位于第一百葉窗板部分 與第二百葉窗板部分之間的第三百葉窗板部分。第三百葉窗板部分包括相對(duì)于第一百葉窗 板部分和第二百葉窗板部分向下延伸的排出部分。根據(jù)下面的說明書和描述將最佳地理解本發(fā)明的這些和其他特征。


根據(jù)下面的當(dāng)前優(yōu)先實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是明顯的?？梢匀缦潞?jiǎn)要描述伴隨詳細(xì)描述的附圖 圖1示出現(xiàn)有技術(shù)散熱片板； 圖2示出現(xiàn)有技術(shù)制冷系統(tǒng)； 圖3示出微通道熱交換器； 圖4示出沿散熱片的冷凝物流動(dòng)路徑； 圖5示出微通道熱交換器的散熱片的一部分的立體圖； 圖6示出散熱片的散熱片板；以及 圖7示出散熱片的散熱片板的另一示例。
具體實(shí)施例方式圖2示出制冷系統(tǒng)20，包括壓縮機(jī)22、第一熱交換器M、膨脹設(shè)備沈和第二熱交 換器觀。制冷劑通過閉路式制冷系統(tǒng)20循環(huán)。當(dāng)制冷系統(tǒng)20在冷卻模式下運(yùn)行時(shí)，制冷劑以高壓和高焓離開壓縮機(jī)22，并且流 過第一熱交換器對(duì)，第一熱交換器M用作冷凝器。在第一熱交換器M中，制冷劑將熱排出 到空氣且冷凝成以低焓和高壓離開第一熱交換器M的液體。風(fēng)扇30導(dǎo)引空氣通過第一熱 交換器對(duì)。然后，冷卻的制冷劑通過膨脹設(shè)備26，使制冷劑膨脹到低壓。在膨脹之后，制冷 劑流過第二熱交換器觀，第二熱交換器觀用作蒸發(fā)器或冷熱交換器。在第二熱交換器觀 中，制冷劑接受來自空氣的熱量，以高焓和低壓離開第二熱交換器觀。風(fēng)扇32將空氣吹過 第二熱交換器觀。然后，制冷劑流到壓縮機(jī)22，完成循環(huán)。制冷系統(tǒng)20可以包括四通閥34，使制冷劑的流動(dòng)方向反向。當(dāng)制冷系統(tǒng)20在冷 卻模式下運(yùn)行時(shí)，四通閥34導(dǎo)引制冷劑從壓縮機(jī)22到第一熱交換器M，并且第二熱交換器 28用作蒸發(fā)器或冷熱交換器。當(dāng)制冷系統(tǒng)20在加熱模式下運(yùn)行時(shí)，四通閥34導(dǎo)引制冷劑 從壓縮機(jī)22到第二熱交換器觀，并且第一熱交換器M作為蒸發(fā)器或冷熱交換器運(yùn)行。熱交換器M和觀中的一個(gè)或兩個(gè)可以是微通道熱交換器36。微通道熱交換器 36可以是與微型裝置或汽車空調(diào)一起使用的制冷系統(tǒng)20的一部分。例如，由于微通道熱交 換器36的緊湊性、低成本和性能，對(duì)于汽車、住宅或航天HVAC應(yīng)用可以采用微通道熱交換 器36。為了便于參考，微通道熱交換器可以被稱為微通道熱交換器36。圖3示出微通道熱交換器36。微通道熱交換器36包括第一集管38、第二集管40 和在集管38和40之間延伸的多個(gè)平坦熱交換管42。熱交換管42基本平行且沿垂直方向 延伸。在一個(gè)示例中，每個(gè)熱交換管42是平坦多端口管，且每個(gè)端口具有小于5 mm的水力 直徑。散熱片44位于相鄰的熱交換管42之間以增加熱傳遞。制冷劑通過第一集管38進(jìn)入微通道熱交換器36且沿方向B向下流動(dòng)通過熱交換 管42?？諝庋胤较駻流入紙頁內(nèi)。隨著制冷劑通過熱交換管42流向第二集管40，制冷劑 與在熱交換管42上流動(dòng)的空氣進(jìn)行熱交換。如果微通道熱交換器36是蒸發(fā)器或冷熱交換 器，則隨著空氣流過熱交換管42空氣被冷卻。如果使用單相液體(如乙二醇或水)作為制冷 劑，則微通道熱交換器36是冷熱交換器。如果采用兩相制冷劑(作為液體進(jìn)入微通道熱交 換器36且作為蒸汽離開微通道熱交換器36的制冷劑)，則微通道熱交換器36是蒸發(fā)器。圖4示出微通道熱交換器36的散熱片44之一。散熱片44具有蛇形形狀且由金 屬制成。在一個(gè)示例中，散熱片44由被沖壓且彎曲成蛇形的鋁片制成。
每個(gè)散熱片44包括多個(gè)散熱片板46，每一個(gè)都相對(duì)水平方向輕微地成一定角度。 也就是說，每個(gè)散熱片板46不與水平方向平行。每個(gè)散熱片板46也不與相鄰散熱片板46 平行。例如，第一散熱片板46a、第三散熱片板46c以及任何間隔的散熱片板46基本平行， 且第二散熱片板46b、第四散熱片板46d以及任何間隔的散熱片板46基本平行。第一散熱 片板46a和第三散熱片板46b與第二散熱片板46b和第四散熱片板46d不平行。使用多個(gè) 散熱片板46重復(fù)這樣的模式，以形成蛇形散熱片44。也就是說，每個(gè)散熱片板46具有與相 鄰散熱片板46相反的構(gòu)型(或是相鄰散熱片板46的鏡像)。因此，散熱片板46a、散熱片板 46c以及任何間隔的散熱片板具有第一方向，散熱片板46b、散熱片板46d以及任何間隔的 散熱片板具有第二方向。彎曲部分48連接相鄰散熱片板46。熱交換管42位于每個(gè)散熱片44的兩側(cè)且臨 近彎曲部分48。圖5示出包括通過彎曲部分48a連接的兩個(gè)散熱片板46a和46b的散熱片 44的一部分的立體圖。圖6示出第一示例散熱片板46。散熱片板46包括多個(gè)百葉窗板50，每個(gè)百葉窗 板50通過槽52間隔開。每個(gè)散熱片板46包括第一端板M、第二端板56和多個(gè)百葉窗板 50，百葉窗板50具有在端板M和端板56之間延伸的長(zhǎng)度L。每個(gè)散熱片板46限定平面，百葉窗板50相對(duì)所述平面成一定角度地延伸。每個(gè)百 葉窗板50包括第一邊緣58和第二邊緣60，這兩個(gè)邊緣與百葉窗板50的長(zhǎng)度L基本平行。 在一個(gè)百葉窗板50的第一邊緣58與相鄰百葉窗板50的第二邊緣60之間限定槽52之一。 由于百葉窗板50的角度或傾斜，所以導(dǎo)致一個(gè)百葉窗板50的第一邊緣58相對(duì)于相鄰百葉 窗板50的第二邊緣60高。當(dāng)空氣流過散熱片44時(shí)，有角度的百葉窗板50對(duì)空氣重新導(dǎo) 引且提供湍流以增加空氣與制冷劑之間的熱傳遞。每個(gè)百葉窗板50包括第一百葉窗板部分62、第二百葉窗板部分64和位于百葉窗 板部分62和64之間的第三百葉窗板部分90。第一百葉窗板部分62和第二百葉窗板部分 64共面。第一百葉窗板部分62的外端通過第一連接部分68連接到端板M，第二百葉窗板 部分64的外端通過第二連接部分70連接到端板56。在一個(gè)示例中，連接部分68和70基 本成三角形。百葉窗板部分62和64相對(duì)于連接部分68和70成一定角度。也就是說，百 葉窗板部分62和64限定的面不同于連接部分68和70限定的面。如果連接部分68和70 是三角形，則槽52包括通過連接部分68和70限定的尖端72。第三百葉窗板部分90包括第一排出部分74、第二排出部分76、連接部分92和間 隙66。第一排出部分74附接到第一百葉窗板部分62的內(nèi)端，第二排出部分76附接到第 二百葉窗板部分64的內(nèi)端。在一個(gè)示例中，排出部分74和76是三角形。在一個(gè)示例中，排 出部分74和76中的一個(gè)遠(yuǎn)離百葉窗板50地彎曲以相對(duì)于通過百葉窗板部分62和64限 定的面向上延伸，且排出部分74和76中的另一個(gè)遠(yuǎn)離百葉窗板50地彎曲以相對(duì)于通過百 葉窗板部分62和64限定的面向下延伸。在一個(gè)示例中，排出部分74和76基本平行。在 一個(gè)示例中，排出部分74和76都遠(yuǎn)離百葉窗板50地彎曲以相對(duì)于通過百葉窗板部分62 和64限定的面向下延伸。因此，排出部分74和76中的至少一個(gè)位于百葉窗板部分62和 64的外端之下(或相對(duì)百葉窗板部分62和64的外端較低)。在排出部分74和76之間限定間隙66。在一個(gè)示例中，間隙66位于百葉窗板50 的長(zhǎng)度L的中央或中間。
當(dāng)排出部分74和76被沖壓且遠(yuǎn)離百葉窗板50地彎曲時(shí)，百葉窗板50的剩余材 料形成連接百葉窗板部分62和64的連接部分92。連接部分92連接第一百葉窗板部分62 和第二百葉窗板部分64，且與第一百葉窗板部分62和第二百葉窗板部分64共面。連接部 分92可以具有任意寬度。在一個(gè)示例中，連接部分92是百葉窗板部分62和64寬度的一 半。在另一示例中，連接部分92是百葉窗板部分62和64寬度的四分之一。可選地，連接 部分92可以具有任意中間寬度。由于由彎曲排出部分74和76之后剩余的金屬形成連接 部分92，因此連接部分92的寬度與排出部分74和76的尺寸有關(guān)。也就是說，如果排出部 分74和76較大，則連接部分92的寬度減小。然而，如果排出部分74和76較小，則連接部 分92的寬度增加。返回圖4，在一個(gè)示例中，散熱片板46a的排出部分7 向上延伸，散熱片板46a的 排出部分76a向下延伸。散熱片板46b的排出部分74b向下延伸，散熱片板46b的排出部 分76b向上延伸。散熱片板46c的排出部分74c向上延伸，散熱片板46c的排出部分76c 向下延伸。散熱片板46d的排出部分74d向下延伸，散熱片板46d的排出部分76d向上延 伸。這種形式重復(fù)出現(xiàn)以使散熱片44的散熱片板46交替。如果排出部分74和76相對(duì)于百葉窗板部分62和64限定的面以相反方向延伸(分 別地，一個(gè)向上，另一個(gè)向下)，則在微通道熱交換器36中反轉(zhuǎn)地安裝散熱片44。也就是說， 相對(duì)圖4所示的示例上下倒置地安裝散熱片44。當(dāng)微通道熱交換器36作為蒸發(fā)器或冷熱交換器運(yùn)行時(shí)，可能在微通道熱交換器 36的表面上形成冷凝物。如果在微通道熱交換器36的表面上殘留有冷凝物且沒有被去除， 則可以形成霜。示出冷凝物通過散熱片44到散熱片44底部的流動(dòng)路徑。冷凝物可以通過第一流 動(dòng)路徑84和/或蛇形的第二流動(dòng)路徑86流到散熱片44的底部。當(dāng)冷凝物流向散熱片44 的底部時(shí)，冷凝物可以流過流動(dòng)路徑84和86之一或兩者。排出部分76a將第一流動(dòng)路徑84中的冷凝物(虛線所示)從散熱片板46a通過間 隙66導(dǎo)引到散熱片板46b之下。然后，排出部分74b將部分冷凝物通過間隙66導(dǎo)引到散 熱片板46c之下。冷凝物可以繼續(xù)沿其流動(dòng)路徑84流動(dòng)到散熱片44的底部。盡管多數(shù)冷凝物沿第一流動(dòng)路徑84流動(dòng)，但是部分冷凝物也可以沿第二流動(dòng)路 徑86 (點(diǎn)線所示)流到散熱片44的底部。冷凝物流動(dòng)通過散熱片板46a，通過彎曲部分48a 且流到散熱片板46b上。然后，部分冷凝物可以流動(dòng)通過散熱片板46b，通過彎曲部分48b 且到散熱片板46c上。這種流動(dòng)模式沿散熱片44的表面重復(fù)，直到冷凝物達(dá)到散熱片44 的底部。第一流動(dòng)路徑84增強(qiáng)冷凝物從微通道熱交換器36的排出，且提供通過散熱片板 46的中間或中心的到達(dá)散熱片44的底部的更短且更直接的冷凝物流動(dòng)路徑。散熱片板46 的中心比位于熱交換管42附近的散熱片板46的冷邊緣更熱，所以減少霜的形成。冷凝物 與彎曲部分48限定的折疊部接觸最少，在該折疊部最容易形成霜。這樣提高微通道熱交換 器36中冷凝物的排出，減少冷凝物遺留，減少微通道熱交換器36上霜凍聚集，并且提高潮 濕或霜凍條件下的性能。圖7示出另一示例散熱片板78。散熱片板78包括散熱片板46的特性，但是包括 在相交線88連接的兩個(gè)向下延伸的排出部分80和82。也就是說，向下延伸的排出部分80和82形成其間沒有間隙的單個(gè)部件。相交線88不與水平方向平行。向下延伸的排出部分 80和82位于百葉窗板部分62和64之間且限定百葉窗板50的第三百葉窗板部分90。在 一個(gè)示例中，向下延伸的排出部分80附接到百葉窗板部分62，向下延伸的排出部分82附 接到百葉窗板部分62。在一個(gè)示例中，百葉窗板部分62和64形狀相同，但是彼此為鏡像。 相交線88沿大致向下方向延伸，且位于百葉窗板50的長(zhǎng)度L的中央或中間。當(dāng)散熱片44上形成冷凝物時(shí)，向下延伸的排出部分80和82和相交線88沿第一 流動(dòng)路徑84導(dǎo)引冷凝物到散熱片板46下。冷凝物繼續(xù)以這種模式流動(dòng)到散熱片44的底 部。部分冷凝物還沿第二流動(dòng)路徑86以蛇形模式流過散熱片板78的表面。上面的描述僅是本發(fā)明的原理的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)上述教導(dǎo)，本發(fā)明的許多修改 和變形是可行的。已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而，本發(fā)明的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí) 到，特定修改將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，可以理解，在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)，并非具體描 述，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。為此，所附權(quán)利要求應(yīng)該用于確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括第一集管； 第二集管；多個(gè)熱交換管，其在所述第一集管和所述第二集管之間延伸；以及 位于兩個(gè)相鄰熱交換管之間的散熱片，其中，所述散熱片包括多個(gè)散熱片板，每個(gè)散熱 片板具有多個(gè)百葉窗板，且多個(gè)百葉窗板中的每一個(gè)包括第一百葉窗板部分、第二百葉窗 板部分和位于第一百葉窗板部分與第二百葉窗板部分之間的第三百葉窗板部分，其中，所 述第三百葉窗板部分包括相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向下延伸的排出 部分。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述多個(gè)散熱片板的每一個(gè)不與相鄰散熱片 板平行。
3.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分共
4.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述第三百葉窗板部分包括另一排出部分， 該另一排出部分相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向上延伸，并且在所述排出 部分和所述另一排出部分之間限定間隙。
5.如權(quán)利要求4所述的熱交換器，其中，所述排出部分和所述另一排出部分基本平行。
6.如權(quán)利要求4所述的熱交換器，其中，所述多個(gè)百葉窗板的每一個(gè)具有長(zhǎng)度，且所 述間隙基本位于所述長(zhǎng)度的中央。
7.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述第三百葉窗板部分包括另一排出部分， 該另一排出部分相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向下延伸，并且在相交線處 連接所述排出部分和所述另一排出部分。
8.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中，所述多個(gè)百葉窗板的每一個(gè)具有長(zhǎng)度，且所 述相交線基本位于所述長(zhǎng)度的中央。
9 如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中，所述相交線不與水平方向平行。
10.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分的 每一個(gè)都包括外端，并且所述排出部分位于百葉窗板部分的所述外端之下。
11.一種熱交換器的散熱片，所述散熱片包括多個(gè)散熱片板；以及多個(gè)百葉窗板，其中，所述多個(gè)百葉窗板的每一個(gè)都包括第一百葉窗板部分、第二百葉 窗板部分和位于第一百葉窗板部分與第二百葉窗板部分之間的第三百葉窗板部分，其中， 所述第三百葉窗板部分包括相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向下延伸的排 出部分。
12.如權(quán)利要求11所述的散熱片，其中，所述多個(gè)散熱片板的每一個(gè)不與相鄰散熱片 板平行。
13.如權(quán)利要求11所述的散熱片，其中，所述第三百葉窗板部分包括另一排出部分， 該另一排出部分相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向上延伸，并且在所述排出 部分和所述另一排出部分之間限定間隙。
14.如權(quán)利要求13所述的散熱片，其中，所述排出部分和所述另一排出部分基本平行。
15.如權(quán)利要求13所述的散熱片，其中，所述多個(gè)散熱片板的每一個(gè)具有長(zhǎng)度，且所 述間隙基本位于所述長(zhǎng)度的中央。
16.如權(quán)利要求11所述的散熱片，其中，所述第三百葉窗板部分包括另一排出部分， 該另一排出部分相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向下延伸，并且在相交線處 連接所述排出部分和所述另一排出部分。
17.如權(quán)利要求16所述的散熱片，其中，所述多個(gè)百葉窗板的每一個(gè)具有長(zhǎng)度，且所 述相交線基本位于所述長(zhǎng)度的中央。
18.如權(quán)利要求16所述的散熱片，其中，所述相交線不與水平方向平行。
19.如權(quán)利要求11所述的散熱片，其中，第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分的每 一個(gè)都包括外端，并且所述排出部分位于這些百葉窗板部分的所述外端之下。
全文摘要
一種熱交換器包括第一集管、第二集管和熱交換管，所述熱交換管在所述第一集管和所述第二集管之間延伸。散熱片位于兩個(gè)相鄰熱交換管之間，且所述散熱片包括散熱片板，每個(gè)散熱片板具有百葉窗板。百葉窗板中的每一個(gè)包括第一百葉窗板部分、第二百葉窗板部分和位于第一百葉窗板部分與第二百葉窗板部分之間的第三百葉窗板部分。第三百葉窗板部分包括相對(duì)于第一百葉窗板部分和第二百葉窗板部分向下延伸的排出部分。
文檔編號(hào)F28F17/00GK102124296SQ200980131792
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者A·A·阿拉雅里 申請(qǐng)人:開利公司