翅片管熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠提高冷凝水的排水性，從而能夠提高熱交換性能的翅片管熱交換器。翅片管熱交換器包括：相互隔開間隔層疊的多個翅片（1）；和多個傳熱管（2），其貫通多個翅片（1），在該多個傳熱管（2）的內(nèi)部流通有與流過多個翅片（1）之間的氣流進行熱交換的流體，翅片（1）具有：在氣流（3）的流動方向山部（8a）與谷部（8b）交替出現(xiàn)的波紋形狀部（8）；使傳熱管（2）插入的筒狀的翅片套環(huán)（3）；和形成于翅片套環(huán)（3）的周圍的平坦部（1c），波紋形狀部（8）在翅片（1）的上風部（1a）和下風部（1b）兩者具有山部（8a），平坦部（1c）的位于下風部（1b）的部分延伸至翅片（1）的下風側(cè)的端部（15b）。
【專利說明】翅片管熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制冷劑的熱交換的翅片管熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，這種翅片管熱交換器如圖8所示包括:相互隔開間隔層疊的多個翅片101 ;和以在層疊方向貫通多個翅片101的方式設置的多個傳熱管102。
[0003]在該翅片管熱交換器中，由送風機(未圖示)送來的空氣等氣流103流過彼此相鄰的翅片101之間，由此，與流過傳熱管102的內(nèi)部的流體進行熱交換。
[0004]如圖9A所示，在翅片101，在鉛垂方向設置有多個用于貫通并擴管固定傳熱管102的圓筒狀的翅片套環(huán)104。翅片套環(huán)104如圖9B所示，其端部114a與相鄰的翅片101的背面接觸，由此，發(fā)揮將翅片101彼此的間隔FpO保持在規(guī)定距離的作用。
[0005]另外，翅片101形成在氣流103的流動方向上山部與谷部交替出現(xiàn)的波紋(corrugated)形狀。由此,氣流103與翅片101的傳熱面積擴大。
[0006]作為形成波紋形狀的翅片，例如公開在專利文獻I (日本特開平11 - 125495號公報)中的結(jié)構(gòu)。
[0007]在專利文獻I的翅片111，如圖1OA和圖1OB所示，分別在上風側(cè)的傾斜面Illa與下風側(cè)的傾斜面Illb設置有多個切開成形切口部115。切開成形切口部115通過在鉛垂方向切入兩道切口，使由該兩道切口夾著的部分在從傾斜面離開的方向上立起而形成。
[0008]先行技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平11 - 125495號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]如果采用上述現(xiàn)有的翅片101、111的結(jié)構(gòu)，因翅片101、101形成波紋形狀，所以冷凝水滯留在翅片套環(huán)104、114的周圍，通風阻力增大，傳熱性能下降。
[0013]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有的課題，提供一種能夠提高冷凝水的排水性，從而能夠進一步提高熱交換性能的翅片管熱交換器。
[0014]用于解決課題的方法
[0015]為了解決上述現(xiàn)有的課題，本發(fā)明的翅片管熱交換器包括:
[0016]相互隔開間隔層疊的多個翅片；和
[0017]多個傳熱管，其在層疊方向貫通上述多個翅片，在該多個傳熱管的內(nèi)部流通有與流過上述多個翅片之間的氣流進行熱交換的流體，
[0018]上述翅片具有:
[0019]在上述氣流的流動方向山部與谷部交替出現(xiàn)的波紋形狀部；
[0020]使上述傳熱管插入的筒狀的翅片套環(huán)；和[0021 ] 形成于上述翅片套環(huán)的周圍的平坦部，
[0022]上述波紋形狀部在上述翅片的上風部與下風部兩者具有上述山部，
[0023]上述平坦部的位于上述下風部的部分延伸至上述翅片的下風側(cè)的端部。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明的翅片管熱交換器，通過具有上述結(jié)構(gòu)，能夠提高冷凝水的排水性，從而能夠提聞熱交換性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的翅片管熱交換器的立體圖。
[0027]圖2是圖1所示的翅片管熱交換器所具備的翅片的部分平面圖。
[0028]圖3是表示在圖2所示的翅片中產(chǎn)生的冷凝水的排水情況的說明圖。
[0029]圖4是表示設置于圖2所示的翅片中的單側(cè)翻起切口部的開口部為三角形狀的例子的立體圖。
[0030]圖5是表示設置于圖2所示的翅片的單側(cè)翻起切口部的開口部為圓弧狀的例子的立體圖。
[0031]圖6是表示設置于圖2所示的翅片中的單側(cè)翻起切口部的開口部為梯形的例子的立體圖。
[0032]圖7是本發(fā)明的第2實施方式的翅片管熱交換器所具備的翅片的部分平面圖。
[0033]圖8是現(xiàn)有的翅片管熱交換器的概略立體圖。
[0034]圖9A是現(xiàn)有的翅片管熱交換器所具備的翅片的部分平面圖。
[0035]圖9B是表示圖9A所示的翅片的層疊狀態(tài)的截面圖。
[0036]圖1OA是專利文獻I的翅片管熱交換器所具備的翅片的部分平面圖。
[0037]圖1OB是表示圖1OA所示的翅片的層疊狀態(tài)的截面圖。
【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明的翅片管熱交換器包括:
[0039]相互隔開間隔層疊的多個翅片；和
[0040]多個傳熱管，其在層疊方向貫通上述多個翅片，在該多個傳熱管的內(nèi)部流通有與流過上述多個翅片之間的氣流進行熱交換的流體，
[0041]上述翅片具有:
[0042]在上述氣流的流動方向山部與谷部交替出現(xiàn)的波紋形狀部；
[0043]使上述傳熱管插入的筒狀的翅片套環(huán)；和
[0044]形成于上述翅片套環(huán)的周圍的平坦部，
[0045]上述波紋形狀部在上述翅片的上風部與下風部兩者具有上述山部，
[0046]上述平坦部的位于上述下風部的部分延伸至上述翅片的下風側(cè)的端部。
[0047]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，波紋形狀部以在翅片的上風部與下風部上均具有山部的方式形成，所以翅片與氣流的接觸面積大，能夠獲得高的傳熱性能。
[0048]另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，位于平坦部的下風部的部分延伸至翅片的下風側(cè)的端部，所以即使在翅片套環(huán)與波紋形狀部之間產(chǎn)生冷凝水的情況下，利用流過所層疊的翅片之間的氣流的動能，也能夠使冷凝水通過平坦部被引導至翅片的下風側(cè)的端部。由此，能夠提高冷凝水的排水性，從而能夠進一步提聞熱交換性能。
[0049]另外，優(yōu)選上述平坦部的延伸至上述端部的部分的下端，在上述氣流的流動方向，隨著向下風側(cè)去向下方傾斜。
[0050]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用冷凝水的勢能和流過層疊的翅片之間的氣流的動能，能夠?qū)⒗淠龑е脸崞南嘛L側(cè)的端部。由此，能夠進一步提高冷凝水的排水性，從而能夠進一步提聞熱交換性能。
[0051]另外，優(yōu)選在上述平坦部的延伸至上述端部的部分設置有，以在上述氣流的流動方向僅在下風側(cè)具有開口部的方式切開成形的單側(cè)翻起切口部。
[0052]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用單側(cè)翻起切口部能夠促進氣流的湍流。另外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于單側(cè)翻起切口部設置于在外部空氣溫度低的運轉(zhuǎn)條件下也難以結(jié)霜的翅片的下風部，所以能夠抑制因在通過設置單側(cè)翻起切口部而形成的前緣部形成霜層而導致的熱交換性能的下降。其結(jié)果是，能夠進一步提高熱交換性能。
[0053]另外，優(yōu)選上述翅片在通過上述傳熱管的中心部的水平面上形成為面對稱。
[0054]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供一種即使將翅片的上下方向反著安裝也能獲得同等效果且設計自由度高的翅片，并且能夠提供一種加工性高的翅片管熱交換器。
[0055]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。此外，本發(fā)明并不限于該實施方式。
[0056](第I實施方式)
[0057]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的翅片管熱交換器的立體圖。圖2是圖1所示的翅片管熱交換器所具備的翅片的部分平面圖。本第I實施方式的翅片管熱交換器例如裝載于空氣調(diào)節(jié)機、熱泵熱水器、熱泵熱水供暖等室外機中。
[0058]如圖1所示，本第I實施方式的翅片管熱交換器包括:為了形成氣流3的流路而相互隔開間隔Fp層疊的多個翅片I ;和在層疊方向貫通多個翅片I的多個傳熱管2。
[0059]在傳熱管2的內(nèi)部流過流體，該流體與由送風機(未圖示)送出到多個翅片I之間的空氣等氣流3進行熱交換。另外，如圖1所示，多個傳熱管2也可以彼此連結(jié)成為一根傳熱管。流過傳熱管2的內(nèi)部的流體一般是液相與氣相的兩相狀態(tài)，通過與氣流3的熱交換液相蒸發(fā)變成過熱氣體，流出到翅片管熱交換器的外部。
[0060]作為流過傳熱管2的內(nèi)部的流體，可以使用HFC制冷劑、HFO制冷劑、HC制冷劑、CO2制冷劑、或者它們的混合制冷劑。通過使用這些制冷劑，能夠抑制臭氧層的破壞。另外，在使用HC制冷劑和CO2制冷劑的情況下，全球變暖系數(shù)小，所以能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保型的空調(diào)機和冷凍機。
[0061]如圖2所示，翅片I具有:在氣流3的流動方向上山部8a與谷部Sb交替出現(xiàn)的波紋形狀部8 (也稱作華夫餅(waffIe)形狀等)。在本第I實施方式中，波紋形狀部8形成倒W字形狀。即，波紋形狀部8在以翅片I的寬度方向(圖2的左右方向)的中央部為界分成上風部Ia與下風部Ib的情況下，形成為在上風部Ia與下風部Ib中分別具備一個山部8a。
[0062]另外，翅片I在氣流3的流動方向上沿著最上風側(cè)的端部具有平坦部15a。另外，翅片I在氣流3的流動方向上沿著最下風側(cè)的端部具有平坦部15b。平坦部15a、15b最大寬度分別為數(shù)_，形成為向翅片I的鉛垂方向(圖2的上下方向)伸長。[0063]另外，翅片I具有使傳熱管2插入的多個翅片套環(huán)4。傳熱管2在被插入到翅片套環(huán)4內(nèi)后，進行從內(nèi)部擴大傳熱管2的直徑的擴管作業(yè)，由此與翅片套環(huán)4緊貼。
[0064]在本第I實施方式中，多個翅片套環(huán)4在鉛垂方向以規(guī)定間隔配置。另外，各個翅片套環(huán)4形成圓筒形狀。在各個翅片套環(huán)4的周圍設置有平坦部lc。平坦部Ic設置成遍及翅片I的上風部Ia和翅片I的下風部Ib的區(qū)域。在本第I實施方式中，平坦部Ic的外形形成圓形。
[0065]平坦部Ic通過平坦部15c與平坦部15b連接。平坦部15c從位于比傳熱管2更靠下方的平坦部Ic的下風側(cè)的下部向斜下方形成。平坦部lc、15b、15c和波紋形狀部8的谷部Sb形成相同平面狀。換言之，形成于翅片套環(huán)4的周圍的平坦部Ic延伸形成平坦部15c,平坦部lc、15b、15c形成一體。
[0066]另外，平坦部15c與平坦部15c的鉛垂下方的波紋形狀部16經(jīng)由傾斜面18連接。平坦部15c與傾斜面18的邊界線(平坦部15c的下端)17在氣流3的流動方向上，隨著向下風側(cè)去而向下方傾斜。
[0067]另外，在平坦部15c中設置有單側(cè)翻起切口部21，該單側(cè)翻起切口部21以在氣流3的流動方向僅在下風側(cè)具有開口部20的方式切開成形。單側(cè)翻起切口部21通過在鉛垂方向上在平坦部15c切入切口，使相對于該切口上風側(cè)的部分在從平坦部15c離開的方向立起而形成。
[0068]下面，對于以以上方式構(gòu)成的本第I實施方式的翅片管熱交換器，說明其動作和作用。
[0069]圖3是表示在本第I實施方式的翅片管熱交換器所具備的翅片中產(chǎn)生的冷凝水的排水情況的說明圖。
[0070]在本第I實施方式的翅片管熱交換器用作蒸發(fā)器的情況下，流體一邊蒸發(fā)一邊流過傳熱管2的內(nèi)部。此時，翅片I的熱量被奪走，翅片I的表面溫度變成比氣流3低的溫度。如果翅片I的表面溫度比氣流3的露點溫度低，則在翅片I的表面產(chǎn)生冷凝水22。該冷凝水22尤其是在翅片套環(huán)4的周圍大量地產(chǎn)生，并且抵抗翅片I的表面的表面張力，因自重而向鉛垂下方流動。
[0071]在本第I實施方式中，位于作為平坦部Ic與邊界線17的接點的最下端部17c附近的冷凝水22如圖3所示，利用冷凝水22的勢能和氣流3的動能，沿著邊界線17向下風側(cè)流向斜下方。之后，到達平坦部15b的冷凝水沿著平坦部15b向鉛垂下方流動。即，平坦部15c是排出冷凝水22的流路，能夠抑制冷凝水22滯留在平坦部Ic中的情況。由此，能夠提高冷凝水22的排水性，減少通風阻力，從而能夠提高熱交換性能。
[0072]另外，平坦部15c的結(jié)構(gòu)，不僅在上述的翅片I產(chǎn)生冷凝水的運轉(zhuǎn)條件下有用，在翅片I發(fā)生結(jié)霜的運轉(zhuǎn)條件(例如翅片I的溫度不到o°c的運轉(zhuǎn)條件)下也有用。即，在翅片I發(fā)生結(jié)霜的情況下，通常進行除霜運轉(zhuǎn)。此時，霜融化生成融解水，該融解水可能滯留于平坦部1C。根據(jù)本第I實施方式，利用平坦部15c能夠?qū)⒃撊诮馑虺崞琁的外部排出，所以在從除霜運轉(zhuǎn)的復原時，滯留于平坦部Ic的融解水再結(jié)冰，由此，能夠抑制通風阻力增大。
[0073]另外，根據(jù)本第I實施方式，波紋形狀部8以在翅片I的上風部Ia與下風部Ib兩者均具有山部8a的方式形成，所以翅片I與氣流3的接觸面積大，能夠獲得高的傳熱性能。
[0074]另外，根據(jù)本第I實施方式，在平坦部15c設置有單側(cè)翻起切口部21，由此，氣流3通過開口部20時產(chǎn)生縱漩渦，能夠擾亂溫度邊界層。由此，能夠提高熱傳遞率。另外，能夠使沿著翅片I的表面流動的氣流、與從翅片I的背面?zhèn)韧ㄟ^開口部20流向翅片I的表面?zhèn)鹊臍饬髋鲎不旌?，所以能夠進一步提聞傳熱性能。
[0075]另外，根據(jù)本第I實施方式，通過設置單側(cè)翻起切口部21，在開口部20的下風側(cè)形成前緣部(上風側(cè)端部)。使氣流3接觸該前端部，由此，利用所謂的前緣效應能夠促進熱傳遞。
[0076]另外，根據(jù)本第I實施方式，在翅片I的下風部lb，與鉛垂方向平行僅在一處設置有開口部20，所以熱傳遞不會被過度遮擋，能夠使翅片I的整個表面有助于傳熱。
[0077]另外，單側(cè)翻起切口部21的開口部20并不限于圖4所示的三角形狀的開口部20a,既可以是圖5所示的圓弧狀的開口部20b，也可以是圖6所示的梯形的開口部20c。在單側(cè)翻起切口部21的開口部20采用圓弧狀的開口部21b和梯形的開口部21c的情況下，加工容易。
[0078](第2實施方式)
[0079]下面，使用圖7，對本發(fā)明的第2實施方式的翅片管熱交換器進行說明。圖7是本第2實施方式的翅片管熱交換器所具備的翅片的部分平面圖。本第2實施方式的翅片管熱交換器與所述第I翅片管熱交換器的不同點在于，如圖7所示，平坦部15c在通過翅片套環(huán)4的中心部的水平面L上形成為面對稱。
[0080]根據(jù)本第2實施方式，能夠提供一種即使將翅片I的上下方向反著安裝也能獲得同等的效果的設計自由度高的翅片，并且能夠提供加工性高的翅片管熱交換器。
[0081]另外，本發(fā)明并不限于所述實施方式，能夠采用其他各種方式來實施。例如，在上述說明中，翅片套環(huán)4和傳熱管2的形狀采用圓筒形，但翅片套環(huán)4和傳熱管2的形狀也可以是筒狀。例如，傳熱管2也可以是扁平管。
[0082]另外，在上述說明中，平坦部15c從位于比傳熱管2更靠下方的平坦部Ic的下風側(cè)的下部向斜下方形成，但是本發(fā)明并不限于此。平坦部15c只要是能夠利用氣流3的動能對冷凝水22排水的流路即可，例如，也可以從位于比傳熱管2更靠下方的平坦部Ic的下風側(cè)的下部至翅片I的平坦部15b在水平方向上形成。
[0083]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0084]本發(fā)明的翅片管熱交換器能夠提高熱交換性能，所以作為在空氣調(diào)節(jié)裝置、供熱水裝置、供暖裝置等中使用的各種制冷循環(huán)裝置的熱交換器是有用的。
[0085]附圖符號說明
[0086]I 翅片
[0087]Ia上風部
[0088]Ib 下風部
[0089]lc、15a、15b、15c 平坦部
[0090]2傳熱管
[0091]3 氣流
[0092]4翅片套環(huán)
[0093]8、16波紋形狀部
[0094]8a 山部[0095]8b 谷部
[0096]17邊界線
[0097]17c最下端部
[0098]18傾斜面
[0099]20、20a、20b、20c 開口部
[0100]21單側(cè)翻起切口部
[0101]L 水平面
【權(quán)利要求】
1.一種翅片管熱交換器，其特征在于，包括: 相互隔開間隔層疊的多個翅片；和 多個傳熱管，其在層疊方向貫通所述多個翅片，在該多個傳熱管的內(nèi)部流通有與流過所述多個翅片之間的氣流進行熱交換的流體， 所述翅片具有: 在所述氣流的流動方向山部與谷部交替出現(xiàn)的波紋形狀部； 使所述傳熱管插入的筒狀的翅片套環(huán)；和 形成于所述翅片套環(huán)的周圍的平坦部， 所述波紋形狀部在所述翅片的上風部與下風部兩者具有所述山部， 所述平坦部的位于所述下風部的部分延伸至所述翅片的下風側(cè)的端部。
2.如權(quán)利要求1所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述平坦部的延伸至所述端部的部分的下端，在所述氣流的流動方向，隨著向下風側(cè)去向下方傾斜。
3.如權(quán)利要求1或2所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 在所述平坦部的延伸至所述端部的部分設置有，以在所述氣流的流動方向僅在下風側(cè)具有開口部的方式切開成形的單側(cè)翻起切口部。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的翅片管熱交換器,其特征在于: 所述翅片在通過所述傳熱管的中心部的水平面上形成為面對稱。
【文檔編號】F28F1/32GK103791750SQ201310532675
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】野間富之, 橫山昭一, 朔晦誠, 名越健二, 木田琢己, 廣田正宣, 山本憲昭, 大城崇裕 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社