翅片管熱交換器和具備其的制冷循環裝置制造方法
【專利摘要】本發明的翅片管熱交換器包括：多個翅片(1)，翅片(1)具有切開成形部(4)，并且氣流(100)通過翅片(1)；和貫通多個上述翅片(1)、在內部流動流體的多個傳熱管(2)，上述切開成形部(4)僅配置在比最接近的上述傳熱管(2)的中心更靠上述氣流(100)的下游側，相對于上述氣流(100)傾斜地形成，所以使熱的流速均勻化，另外，即使水析出在翅片(1)上，也因切開成形部(4)而順暢地流下，能夠減少翅片(1)上的結霜，提高排水性，傳熱性能優秀。
【專利說明】翅片管熱交換器和具備其的制冷循環裝置
【技術領域】
[0001]本發明特別涉及制冷劑的熱交換所使用的翅片管熱交換器。
【背景技術】
[0002]現有技術中，作為這種翅片管熱交換器，如圖17所示，由以規定間隔Fp排列的多個翅片I和與這些翅片I大致垂直地插入的傳熱管2構成。
[0003]圖18(a)是將現有的構成翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，圖18(b)是現有的構成翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0004]如圖18所示，翅片I形成從翅片I的表面立起的翅片套環(fin collar) 3，在翅片套環3中插入嵌合傳熱管2。翅片套環3起到端面30與相鄰的翅片I接觸將翅片I彼此的間隔保持為規定距離的作用。
[0005]在翅片管熱交換器中，通過風機(未圖示)等導入氣流100 (例如，空氣)。氣流100在層疊的翅片I的間隙流動并經由翅片I與在傳熱管2的內部流通的流體(例如，R410a、二氧化碳等制冷劑)進行熱交換。
[0006]另外，在傳熱管2的內部流通的流體一般為液相和氣相的兩相狀態。流體通過與氣流100的熱交換而從液相蒸發，成為過熱氣體，從翅片管熱交換器流出。
[0007]對于這樣的翅片管熱交換器，為了促進與追求高效率對應的傳熱，如圖19所示，遍及翅片I的整個區域形成有切開成形部4(例如，參照專利文獻1、2)。
[0008]圖19(a)是將專利文獻I記載的構成翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，圖19(b)是專利文獻I記載的構成翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0009]圖19所示的切開成形部4是將翅片I的一部分相對于翅片平面部Ic在大致鉛垂方向折彎而形成的百葉片(louver)形狀。該切開成形部4形成為在翅片I上從氣流100的上游側向下游側去在一直線上排列地傾斜，降低因傳熱管2的尾流而產生的死水區域。
[0010]另外，圖20 (a)是將在專利文獻2中記載的構成翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，圖20(b)是在專利文獻2中記載的構成翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0011]圖20所示的切開成形部4中，切開成形部4的平面與翅片平面部Ic大致平行地偏移(offset)，切開成形部4的兩端與翅片平面部Ic連接而形成有狹縫。該切開成形部4相對于傳熱管2形成在氣流100的上游側和下游側雙方。另外，切開成形部4的高度設定在規定的范圍。專利文獻2中記載的翅片管熱交換器通過設置圖20所示的切開成形部4，抑制結霜時產生的顯著的傳熱性能的降低。
[0012]圖21 (a)是將專利文獻3中記載的構成翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，圖21(b)是專利文獻3中記載的構成翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0013]圖21所示的切開成形部4是將翅片I的一部分在與翅片平面部Ic大致垂直方向折彎而形成的百葉片形狀。將翅片I折彎而形成的切開成形部4朝向相鄰的翅片I形成切起開口部4c。
[0014]該切開成形部4在翅片I上相對于氣流100的流動方向傾斜地配置，并且，以從與翅片平面部Ic垂直的方向觀看交叉的方式配置。其結果，因通過切起開口部4c產生的氣流100彼此的碰撞而促進湍流，促進翅片管熱交換器的傳熱。
[0015]現有技術文獻
[0016]專利文獻
[0017]專利文獻1:日本特開2008-89237號公報
[0018]專利文獻2:日本特開平11-125495號公報
[0019]專利文獻3:日本特開2007 - 309533號公報
【發明內容】
[0020]發明要解決的課題
[0021]但是，在現有的結構中，切開成形部4遍及翅片I的整個區域形成，尤其在熱交換劇烈進行的翅片I的氣流100的上游側，存在翅片I上的結霜顯著、傳熱性能降低的課題。
[0022]另外，現有的結構中，存在在翅片I析出的水因切開成形部4而滯留從而不能順暢地流下，傳熱性能降低的課題。
[0023]本發明解決現有的課題，目的在于提供一種減少翅片上的結霜、提高了排水性的、傳熱性能優秀的翅片管熱交換器。
[0024]用于解決課題的方法
[0025]為了解決上述現有的課題，本發明的翅片管熱交換器，其特征在于，包括:多個翅片，上述翅片具有切開成形部，并且氣流通過上述翅片；和貫通多個上述翅片、在內部流動流體的多個傳熱管，上述切開成形部僅配置在比最接近的上述傳熱管的中心更靠上述氣流的下游側，相對于上述氣流傾斜地形成。
[0026]由此，通過僅在難以結霜的氣流的下游側設置切開成形部，能夠減少結霜。另外，利用相對于氣流方向傾斜的切開成形部，能夠使翅片上的水順暢地流下，所以能夠提高排水性。
[0027]發明的效果
[0028]根據本發明，能夠提供結霜少、排水性提高、傳熱性能優秀的翅片管熱交換器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1 (a)是將本發明的實施方式I的翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0030]圖2是表示該翅片管熱交換器的翅片中切開成形部與傳熱管的位置關系的局部俯視圖。
[0031]圖3是表示該翅片管熱交換器的翅片中切開成形部高度Hs和波形狀高度Hw的截面圖。
[0032]圖4是表示該翅片管熱交換器的翅片中切開成形部高度Hs和翅片套環高度He的截面圖。
[0033]圖5是該翅片管熱交換器的翅片的排水作用說明圖。
[0034]圖6(a)是將本發明的實施方式2的翅片管熱交換器的其他形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的其他形狀的翅片的局部俯視圖。
[0035]圖7(a)是將本發明的實施方式3的翅片管熱交換器的其他形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的其他形狀的翅片的局部俯視圖。
[0036]圖8是本發明的實施方式4的翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0037]圖9(a)是將本發明的實施方式5的翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0038]圖10是表示該翅片管熱交換器的翅片中切開成形部與翅片的等溫線的關系的翅片的局部俯視圖。
[0039]圖11是表示該翅片管熱交換器的翅片中切開成形部高度Hs和波形狀高度Hw的截面圖。
[0040]圖12是表示該翅片管熱交換器的翅片中切開成形部高度Hs和翅片套環高度He的截面圖。
[0041]圖13是該翅片管熱交換器的翅片的排水作用的說明圖。
[0042]圖14(a)是將本發明的實施方式6的翅片管熱交換器的其他形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的其他形狀的翅片的局部俯視圖。
[0043]圖15 (a)是將本發明的實施方式7的翅片管熱交換器的另一形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)該翅片管熱交換器的另一形狀的翅片的局部俯視圖。
[0044]圖16是本發明的實施方式8的翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0045]圖17是現有的翅片管熱交換器的結構圖。
[0046]圖18(a)現有的翅片管熱交換器的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0047]圖19(a)是將現有的翅片管熱交換器的其他形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的其他形狀的翅片的局部俯視圖。
[0048]圖20(a)是將現有的翅片管熱交換器的其他形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的其他形狀的翅片的局部俯視圖。
[0049]圖21(a)是將現有的翅片管熱交換器的其他形狀的翅片層疊時的截面圖，(b)是該翅片管熱交換器的其他形狀的翅片的局部俯視圖。
[0050]附圖標記的說明
[0051]I 翅片
[0052]Ia翅片上風部
[0053]Ib翅片下風部
[0054]Ic翅片平面部
[0055]2傳熱管
[0056]3翅片套環
[0057]4切開成形部
[0058]4a切起邊
[0059]4b立起邊
[0060]4c切起開口部
[0061]5波形狀部
[0062]6 座部
[0063]100 氣流
[0064]N半徑方向假想線
[0065]M長度方向假想線
【具體實施方式】
[0066]第I方面的特征在于，包括:多個翅片，上述翅片具有切開成形部，并且氣流通過上述翅片；和貫通多個上述翅片、在內部流動流體的多個傳熱管，上述切開成形部僅配置在比最接近的上述傳熱管的中心更靠上述氣流的下游側，相對于上述氣流傾斜地形成。
[0067]由此，通過僅在難以結霜的氣流的下游側設置切開成形部，能夠減少結霜。另外，利用相對于氣流方向傾斜的切開成形部，能夠使翅片上的水順暢地流下，由此能夠提高排水性，所以能夠提高傳熱性能。
[0068]第2方面中，其特征在于，特別是在第I方面中，上述翅片包括:形成在上述傳熱管的周圍的平坦的座部；從上述座部形成至成為上述氣流的上述下游側的翅片端部的翅片平面部；和形成在上述座部的周圍和上述翅片平面部的周圍、交替形成有峰和谷的波形狀部，上述切開成形部配置于上述翅片平面部。
[0069]由此，通過具有波形狀部來增大翅片的傳熱面積。另外，利用從傳熱管周圍的座部至成為氣流的下游側的翅片端部形成的翅片平面部引導水，能夠提高排水性。
[0070]第3方面中，其特征在于，特別是第I或者第2方面中，上述切開成形部由與上述翅片連接的一對立起邊、和與上述翅片切離的一對切起邊形成為橋狀，在上述切起邊與上述翅片之間形成有狹縫，上述立起邊形成在鉛垂方向上。
[0071]由此，通過使因表面張力而容易滯留水的立起邊形成在鉛垂方向上，所以能夠使排泄水順暢地流下，提高排水性。
[0072]第4方面中，其特征在于，特別是第3方面中，上述切開成形部中，位于上述氣流的上游側的上述立起邊處于比位于上述氣流的上述下游側的上述立起邊高的位置。
[0073]由此，利用自重和空氣流將析出的水向翅片下風端部側引導，所以能夠提高排水性。
[0074]第5方面中，其特征在于，特別是第3方面中，上述切開成形部中，位于上述氣流的上游側的上述立起邊處于比位于上述氣流的上述下游側的上述立起邊低的位置。
[0075]由此，將析出水引導到波形狀部的谷部而順暢地流下，所以能夠提高排水性。
[0076]第6方面中，其特征在于，特別是第I方面中，上述切開成形部形成在與通過最接近的上述傳熱管的上述中心的直線垂直的方向上。
[0077]由此，阻礙從切開成形部與傳熱管之間的翅片向相對于氣流方向比切開成形部更靠下游側的翅片傳遞的熱傳遞，所以在翅片上會發生結霜的運轉條件下，能夠抑制在比切開成形部更靠氣流方向下游側的翅片上的結霜。
[0078]第7方面，其特征在于，特別是第I方面中，上述切開成形部與通過上述傳熱管的上述中心的直線平行地形成。
[0079]由此，通過將切開成形部配置成與傳熱管中心線平行，能夠不阻礙對切開成形部下風側的熱傳導并維持熱交換性能。
[0080]第8方面，其特征在于，特別是第2方面中，上述翅片具有使上述傳熱管插入的翅片套環，上述切開成形部、上述波形狀部、上述翅片套環的高度尺寸依次變大。
[0081]由此，能夠容易進行翅片的層疊。
[0082]第9方面，其特征在于，特別是第I至第6方面中，在上述氣流方向上至少配置位于上游側的上述翅片和位于下游側的上述翅片，上述上游側的上述翅片的上述傳熱管和上述下游側的上述翅片的上述傳熱管的高度不同。
[0083]由此，能夠將通過翅片管熱交換器的氣流引導到整個翅片，所以翅片管熱交換器能夠大致均勻地通過切開成形部促進傳熱，能夠使熱流束均勻化，進一步促進傳熱，能夠提高熱交換能力。
[0084]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。但是，并不由本實施方式限定本發明。
[0085](實施方式I)
[0086]本發明的實施方式I的翅片管熱交換器，與圖18所示的現有的翅片管熱交換器同樣，由以規定間隔Fp排列的多個翅片I和與這些翅片I大致垂直地插入的傳熱管2構成。在此，以下以使用翅片管熱交換器作為蒸發器的情況為例進行說明。
[0087]圖1 (a)是本實施方式的構成翅片管熱交換器額翅片的截面圖，圖1 (b)表示翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0088]如圖1所示，翅片I具有平坦的座部6、翅片平面部Ic和波形狀部5。波形狀部5一般被稱為波紋形(corrugate)、華夫餅形(waffle)等。
[0089]座部6形成在傳熱管2的周圍，在翅片套環3的周圍引導氣流100。翅片平面部Ic從座部6形成至成為氣流100的下游側的翅片端部Id。波形狀部5形成在座部6的周圍和翅片平面部Ic的周圍，交替形成有峰和谷。
[0090]切開成形部4配置在翅片平面部lc。切開成形部4從翅片平面部Ic使翅片I的一部分偏移為狹縫狀。
[0091]切開成形部4由與翅片平面部Ic連接的一對立起邊4b和與翅片平面部Ic切離的一對切起邊4a形成為橋狀，在切起邊4a與翅片平面部Ic之間形成切起開口部(狹縫)4c。
[0092]立起邊4b形成在鉛垂方向上。
[0093]切開成形部4僅配置在比最接近的傳熱管2的中心更靠氣流100的下游側，相對于氣流100傾斜地形成。位于氣流100的上游側的立起邊4b在比位于氣流100的下游側的立起邊4b高的位置。另外，翅片平面部Ic與波形狀部5的邊界線中的、上側和下側的邊界線，在與切開成形部4相同的方向上傾斜地形成。
[0094]在切開成形部4的上方和下方形成切起開口部4c。切起開口部4c中，冷凝而成的排泄水流下，氣流100通過。另外，立起邊4b形成在鉛垂方向上，所以冷凝而成的排泄水因重力而容易沿著立起邊4b流下。
[0095]另外，相對于將傳熱管2的中心彼此連接的假想線L，當設氣流100的上游側為翅片上風部la、氣流100的下游側為翅片下風部Ib時，切開成形部4僅配置在翅片下風部lb。波形狀部5配置在翅片上風部Ia和翅片下風部lb。其中，切開成形部4配置在比座部6更靠外側的翅片平面部lc。
[0096]而且，如圖2所示，切開成形部4形成在與通過最接近的傳熱管2的中心的半徑方向假想線N垂直的方向(長度方向假想線M)。即，以直線狀的切起邊4a與最接近切開成形部4的傳熱管2的半徑方向假想線N垂直地相交的方式配置切開成形部4。
[0097]在此，如圖3和圖4所示，當設翅片套環3的高度為He (例如，1.5mm)、切開成形部4的高度為Hs (例如，0.75mm)、波形狀部5的高度為Hw (例如，Imm)時，以滿足He > Hw >Hs的關系的方式形成。而且，切開成形部4相對于翅片平面部Ic全都在同一方向上立起。
[0098]以下，對如以上方式構成的翅片管熱交換器，說明其作用。
[0099]本實施方式的翅片管熱交換器中，成型于波形狀部5的翅片上風部Ia中，通過翅片I的間隙的氣流100蛇行(蜿蜒)，所以湍流被促進。而且，在翅片下風部Ib中，使氣流100通過切開成形部4，由此由切起邊4a形成溫度邊界層。
[0100]一般來講，切開成形部4促進傳熱。從而，通過配置波形狀部5和切開成形部4，進一步促進熱流速低的翅片下風部Ib的傳熱，使得翅片上風部Ia和翅片下風部Ib的熱流速變得比較均勻。
[0101]特別是在翅片I的溫度成為不到o°C而會在翅片管熱交換器上發生結霜的運轉條件下，通過切開成形部4促進翅片下風部Ib上的結霜，翅片上風部Ia和翅片下風部Ib的結霜變得比較均勻。
[0102]而且，以切起邊4a(切開成形部4的長度方向假想線M)和最接近該切開成形部4的傳熱管2的半徑方向假想線N垂直相交的方式配置切開成形部4。通過這樣的方式，翅片下風部Ib中的從傳熱管2與切開成形部4之間的翅片I傳遞到比切開成形部4更靠氣流100的下游側的翅片I的區域A的熱被截斷。由此，在翅片I的溫度成為不到0°C而會在翅片管熱交換器上發生結霜的運轉條件下，抑制區域A中的結霜，即使切開成形部4因結霜而堵塞，也能夠確保區域A作為氣流100的風路。
[0103]另外，如圖3所示，通過使波形狀部5的高度Hw比切開成形部4的高度Hs更高，由波形狀部5引導的氣流100更可靠地通過切開成形部4，能夠促進切開成形部4的傳熱。
[0104]另外，切開成形部4從翅片平面部Ic在與翅片套環3相同的方向上成型，所以在切開成形部4附近不產生氣流100的渦旋，另外，不使氣流100超出必要地蛇行(蜿蜒)。因此，能夠抑制因切開成形部4導致的通風阻力的增大。
[0105]另外，切開成形部4通過切起開口部4c在上方和下方開口，而且，以氣流100的上游側變高的方式傾斜。因此，如圖5所示，附著于切開成形部4的排泄水除了自重之外，也因氣流100而流下。另外，附著于切開成形部4的排泄水中的、流下至翅片平面部Ic的排泄水，沿著在與切開成形部4相同的方向傾斜的邊界線，除了自重之外，也因氣流100而流下。
[0106]從而，抵抗想要使排泄水滯留的翅片I的表面張力而使排泄水順利地流下，能夠減少滯留于翅片I的水的量。由此，即使在翅片I附著有排泄水那樣的運轉條件下，排泄水的排水性也提高，能夠減小翅片管熱交換器的通風阻力。
[0107]特別是在翅片I的溫度成為不到0°C而會在翅片管熱交換器上發生結霜的運轉條件下，在除霜時霜融化而生成的融解水利用切開成形部4的傾斜順利地流下。從而，能夠抑制在恢復除霜時滯留于翅片I的融解水再次結冰而導致的通風阻力的增大。
[0108]而且，如圖4所示，通過使翅片套環3的高度He比切開成形部4的高度Hs更高，能夠使相鄰的翅片平面部Ic和切開成形部4不接觸，減少因翅片I的表面張力導致的排泄水的滯留量。
[0109]由此，即使在翅片I附著有排泄水那樣的運轉條件下，排泄水的排水性也提高，能夠減小翅片管熱交換器的通風阻力。
[0110]另外，切開成形部4配置在比座部6更靠外側的位置，所以能夠在切開成形部4與翅片套環3之間獲得規定的間隔。由此，附著于切開成形部4的排泄水因表面張力而不滯留在翅片套環3之間而向下方流下。由此，即使在翅片I附著有排泄水那樣的運轉條件下，排泄水的排水性也提高，能夠減小翅片管熱交換器的通風阻力。
[0111]此外，在座部6和翅片平面部Ic形成在同一平面上的情況下，設在波形狀部5與座部6的接點20之間形成的長度為距離D，令以距離D為直徑的圓形的區域為座部6，令其外側為翅片平面部lc。
[0112]如上所述，在本實施方式中，在翅片下風部Ib設置有相對于氣流100傾斜的切開成形部4，促進翅片下風部Ib的傳熱。由此，在翅片I的溫度不到0°C的運轉條件下，除了翅片上風部Ia和翅片下風部Ib的結霜變得比較均勻之外，在除霜時生成的融解水難以滯留在翅片I。
[0113]由此，抑制切開成形部4上的局部的結霜導致的通風阻力的急劇的增加、熱交換量的降低，促進利用切開成形部4進行的傳熱。而且，能夠大幅改善現有的翅片管熱交換器上的結霜。
[0114]此外，本實施方式中，將切開成形部4和翅片套環3設置在相同的方向上，但是也可以在與翅片套環3不同的方向上形成切開成形部4。
[0115](實施方式2)
[0116]圖6表不本發明的實施方式2。對具有與實施方式I相同功能的結構標注相同的附圖標記，省略說明，以下僅說明與實施方式I不同的結構。
[0117]切開成形部4可以形成為，除了使圖1所示的翅片I的一部分偏移為狹縫狀之外，使圖6(a)和(b)所示的翅片I的一部分相對于翅片平面部Ic大致鉛垂的方式折彎。
[0118]在本實施方式中，設一個邊為立起邊4b，其它的三個邊為從翅片平面部Ic切離的切起邊4a。而且，將翅片I的一部分利用立起邊4b折彎，由此形成切起開口部4c。
[0119](實施方式3)
[0120]圖7表示本發明的實施方式3。對具有與實施方式I相同功能的結構標注相同的附圖標記，省略說明，以下僅說明與實施方式I不同的結構。
[0121]如圖7(a)和(b)所示，切開成形部4以氣流100的下游側成為較高的位置的方式傾斜地配置。
[0122]S卩，切開成形部4中，位于氣流100的上游側的立起邊4b處于比位于氣流100的下游側的立起邊4b低的位置。另外，翅片平面部Ic與波形狀部5的邊界線中的、上側和下側的邊界線，在與切開成形部4相同的方向上傾斜地形成。
[0123]利用上述結構，在除霜時，利用切開成形部4的傾斜使霜融化而生成的融解水順利地流下。另外，附著于切開成形部4的排泄水中的、流下至翅片平面部Ic的排泄水，沿著向與切開成形部4相同的方向傾斜的邊界線流下。而且，利用由波形狀部5形成的峰部、谷部，使融解水向重力方向下方流下。因此，能夠減少水在翅片I的滯留，抑制在除霜恢復后的融解水的再次結冰導致的通風阻力的增大。
[0124]另外，波形狀部5形成在氣流100的上游側和下游側，由此，擾亂翅片I的表面的溫度邊界層，促進傳熱，所以能夠減少結霜并維持排水性，并且進一步提高熱交換能力。
[0125]此外，本實施方式中，以傳熱管2為圓管進行記載，但是也可以為例如扁平管。
[0126]另外，可以將在實施方式2中說明的切開成形部4應用于實施方式3。
[0127](實施方式4)
[0128]圖8是本發明的實施方式4的構成翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。此外，對與實施方式I至3相同的部分標注相同的附圖標記，省略其詳細說明。
[0129]如圖8所示，實施方式4的翅片管熱交換器中，將多個翅片I在氣流100的方向上并排地排列。即，實施方式4的翅片管熱交換器，至少配置位于上游側的第I列的翅片I和位于下游側的第2列的翅片I。
[0130]而且，上游側的第I列的翅片I的傳熱管2和下游側的第2列的翅片I的傳熱管2的高度不同。優選在第I列的翅片I的2個傳熱管2之間配置第2列的翅片I的傳熱管2。
[0131]本實施方式的翅片管熱交換器，使通過第I列的翅片I的氣流100與第2列的翅片I的傳熱管2容易進行熱交換。
[0132]另外，氣流100通過設置于第I列的翅片I或者第2列的翅片I的切開成形部4的任一者的切開成形部4。從而，氣流100比較地均勻因第I列或者第2列的切開成形部4而形成溫度邊界層，能夠促進傳熱。
[0133]如上所述，本實施方式中，在翅片下風部Ib設置有相對于氣流100傾斜的切開成形部4，且在氣流100的方向上翅片I排列為2列，第I列的翅片I的傳熱管2和下游側的第2列的翅片I的傳熱管2的高度不同。
[0134]由此，通過翅片管熱交換器的任一位置的氣流100都比較均勻因切開成形部4而促進傳熱，能夠提聞熱交換能力。
[0135]另外，在翅片I的表面溫度不到0°C的運轉條件下，在翅片上風部Ia和翅片下風部Ib比較均勻地結霜，防止在除霜時的融解水的再次結冰，也能夠較大改善現有的具有切開成形部4的翅片管熱交換器上的結霜。
[0136](實施方式5)
[0137]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式5。
[0138]本發明的實施方式5的翅片管熱交換器，與圖18所示的現有的翅片管熱交換器同樣，由以規定間隔Fp排列的多個翅片I和與這些翅片I大致垂直地插入的傳熱管2構成。在此，以下以使用翅片管熱交換器作為蒸發器的情況為例進行說明。
[0139]圖9(a)是本實施方式的構成翅片管熱交換器額翅片的截面圖，圖9(b)表示翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。
[0140]如圖9所示，翅片I具有平坦的座部6、翅片平面部Ic和波形狀部5。波形狀部5一般被稱為波紋形(corrugate)、華夫餅形(waffle)等。
[0141]座部6形成在傳熱管2的周圍，在翅片套環3的周圍引導氣流100。翅片平面部Ic從座部6形成至成為氣流100的下游側的翅片端部Id。波形狀部5形成在座部6的周圍和翅片平面部Ic的周圍，交替形成有峰和谷。
[0142]切開成形部4配置在翅片平面部lc。切開成形部4從翅片平面部Ic使翅片I的一部分偏移為狹縫狀。
[0143]切開成形部4由與翅片平面部Ic連接的一對立起邊4b和與翅片平面部Ic切離的一對切起邊4a形成為橋狀，在切起邊4a與翅片平面部Ic之間形成切起開口部(狹縫)4c。
[0144]立起邊4b形成在鉛垂方向上。
[0145]切開成形部4僅配置在比最接近的傳熱管2的中心更靠氣流100的下游側，相對于氣流100傾斜地形成。位于氣流100的上游側的立起邊4b在比位于氣流100的下游側的立起邊4b高的位置。另外，翅片平面部Ic與波形狀部5的邊界線中的、上側和下側的邊界線，在與切開成形部4相同的方向上傾斜地形成。
[0146]切開成形部4與通過傳熱管2的中心的半徑方向假想線N平行地形成。
[0147]本實施方式的2個切開成形部4以氣流100的上游側成為上方的方式配置在通過傳熱管2的中心的半徑方向假想線N的兩側。
[0148]在切開成形部4的上方和下方形成切起開口部4c。切起開口部4c中，冷凝而成的排泄水流下，氣流100通過。另外，立起邊4b形成在鉛垂方向上，所以冷凝而成的排泄水因重力而容易沿著立起邊4b流下。
[0149]另外，相對于將傳熱管2的中心彼此連接的假想線L，當設氣流100的上游側為翅片上風部la、氣流100的下游側為翅片下風部Ib時，切開成形部4僅配置在翅片下風部lb。波形狀部5配置在翅片上風部Ia和翅片下風部lb。其中，切開成形部4配置在比圓形狀地形成于翅片套環3的周邊的座部6更靠外側的翅片平面部lc。
[0150]在此，如圖11和圖12所示，當設翅片套環3的高度為He (例如，1.5mm)、切開成形部4的高度為Hs (例如，0.75mm)、波形狀部5的高度為Hw (例如，Imm)時，以滿足He > Hw> Hs的關系的方式形成。而且，切開成形部4相對于翅片平面部Ic全都在同一方向上立起。
[0151]以下，對如以上方式構成的翅片管熱交換器，說明其作用。
[0152]本實施方式的翅片管熱交換器中，成型于波形狀部5的翅片上風部Ia中，通過翅片I的間隙的氣流100蛇行(蜿蜒)，所以湍流被促進。而且，在翅片下風部Ib中，使氣流100通過切開成形部4，由此由切起邊4a形成溫度邊界層。
[0153]一般來講，切開成形部4促進傳熱，所以通過配置波形狀部5和切開成形部4，進一步促進熱流速低的翅片下風部Ib的傳熱，使得翅片上風部Ia和翅片下風部Ib的熱流速變得比較均勻。
[0154]特別是在翅片I的溫度成為不到0°C而會在翅片管熱交換器上發生結霜的運轉條件下，通過切開成形部4促進翅片下風部Ib上的結霜，翅片上風部Ia和翅片下風部Ib的結霜變得比較均勻。
[0155]另外，切開成形部4與傳熱管2的半徑方向假想線N大致平行地配置。通常，如圖10所示，傳熱管2和翅片I之間的傳熱的等溫線T0、Tl、T2、T3、T4……從傳熱管2的中心放射狀地擴展。由此，從切開成形部4和傳熱管2擴展的等溫線大致垂直地相交。S卩，如圖10的熱傳導方向的虛線箭頭所示，熱在與等溫線垂直的方向上移動。因此，與半徑方向假想線N大致平行地配置的切開成形部4在翅片I上形成不連續面，并且，不遮斷翅片I和傳熱管2之間的傳熱，不作為翅片I和傳熱管2之間的熱阻力發揮作用。
[0156]而且，與傳熱管2的半徑方向假想線N大致平行地配置的切開成形部4，促進傳熱管2的距離較大的翅片I的端部和傳熱管2的傳熱。由此，傳熱管2的附近的熱流速和翅片I的端部周邊的熱流速變得比較均勻。
[0157]另外，如圖11所示，通過使波形狀部5的高度Hw比切開成形部4的高度Hs更高，由波形狀部5引導的氣流100更可靠地通過切開成形部4，能夠由切開成形部4促進傳熱。
[0158]另外，切開成形部4從翅片平面部Ic在與翅片套環3相同的方向上成型，所以在切開成形部4附近不產生氣流100的渦旋，另外，不使氣流100超出必要地蛇行(蜿蜒)。因此，能夠抑制因切開成形部4導致的通風阻力的增大。
[0159]另外，切開成形部4通過切起開口部4c在上方和下方開口，而且，以氣流100的上游側變高的方式傾斜。因此，如圖13所示，附著于切開成形部4的排泄水除了自重之外，也因氣流100而流下。另外，附著于切開成形部4的排泄水中的、流下至翅片平面部Ic的排泄水，沿著在與切開成形部4相同的方向傾斜的邊界線，除了自重之外，也因氣流100而流下。
[0160]從而，抵抗想要使排泄水滯留的翅片I的表面張力而使排泄水順利地流下，能夠減少滯留于翅片I的水的量。由此，即使在翅片I附著有排泄水那樣的運轉條件下，排泄水的排水性也提高，能夠減小翅片管熱交換器的通風阻力。
[0161]特別是在翅片I的溫度成為不到0°C而會在翅片管熱交換器上發生結霜的運轉條件下，在除霜時霜融化而生成的融解水利用切開成形部4的傾斜順利地流下。從而，能夠抑制在恢復除霜時滯留于翅片I的融解水再次結冰而導致的通風阻力的增大。
[0162]而且，如圖12所示，通過使翅片套環3的高度He比切開成形部4的高度Hs更高，能夠使相鄰的翅片平面部Ic和切開成形部4不接觸，減少因翅片I的表面張力而滯留在層疊的翅片I之間的排泄水。
[0163]由此，即使在翅片I附著有排泄水那樣的運轉條件下，排泄水的排水性也提高，能夠減小翅片管熱交換器的通風阻力。
[0164]另外，切開成形部4配置在比圓形狀地形成于翅片套環3的周圍的座部6更靠外側的位置，所以能夠在切開成形部4與翅片套環3之間獲得規定的間隔。由此，附著于切開成形部4的排泄水因表面張力而不滯留在翅片套環3之間而向下方流下。由此，即使在翅片I附著有排泄水那樣的運轉條件下，排泄水的排水性也提高，能夠減小翅片管熱交換器的通風阻力。
[0165]此外，在座部6和翅片平面部Ic形成在同一平面上的情況下，設在波形狀部5與座部6的接點20之間形成的長度為距離D，令以距離D為直徑的圓形的區域為座部6，令其外側為翅片平面部lc。
[0166]如上所述，在本實施方式中，在翅片下風部Ib設置有相對于氣流100傾斜的切開成形部4，促進翅片下風部Ib的傳熱。由此，在翅片I的溫度不到0°C的運轉條件下，除了翅片上風部Ia和翅片下風部Ib的結霜變得比較均勻之外，在除霜時生成的融解水難以滯留在翅片I。
[0167]由此，抑制切開成形部4上的局部的結霜導致的通風阻力的急劇的增加、熱交換量的降低，促進利用切開成形部4進行的傳熱。而且，能夠大幅改善現有的翅片管熱交換器上的結霜。
[0168]此外，本實施方式中，將切開成形部4和翅片套環3設置在相同的方向上，但是也可以在與翅片套環3不同的方向上形成切開成形部4。
[0169](實施方式6)
[0170]圖14表不本發明的實施方式6。對具有與實施方式5相同功能的結構標注相同的附圖標記，省略說明，以下僅說明與實施方式5不同的結構。
[0171]切開成形部4可以形成為，除了使圖9所示的翅片I的一部分偏移為狹縫狀之外，使圖14(a)和(b)所示的翅片I的一部分相對于翅片平面部Ic大致鉛垂的方式折彎。
[0172]在本實施方式中，設一個邊為立起邊4b，其它的三個邊為從翅片平面部Ic切離的切起邊4a。而且，將翅片I的一部分利用立起邊4b折彎，由此形成切起開口部4c。
[0173](實施方式7)
[0174]圖15表不本發明的實施方式7。對具有與實施方式5相同功能的結構標注相同的附圖標記，省略說明，以下僅說明與實施方式5不同的結構。
[0175]如圖15(a)和(b)所示，切開成形部4以氣流100的下游側成為較高的位置的方式傾斜地配置。
[0176]S卩，切開成形部4中，位于氣流100的上游側的立起邊4b處于比位于氣流100的下游側的立起邊4b低的位置。另外，翅片平面部Ic與波形狀部5的邊界線中的、上側和下側的邊界線，在與切開成形部4相同的方向上傾斜地形成。
[0177]利用上述結構，在除霜時，利用切開成形部4的傾斜使霜融化而生成的融解水順利地流下。另外，附著于切開成形部4的排泄水中的、流下至翅片平面部Ic的排泄水，沿著向與切開成形部4相同的方向傾斜的邊界線流下。而且，利用由波形狀部5形成的峰部、谷部，使融解水向重力方向下方流下。因此，能夠減少水在翅片I的滯留，抑制在除霜恢復后的融解水的再次結冰導致的通風阻力的增大。
[0178]另外，波形狀部5形成在氣流100的上游側和下游側，由此，擾亂翅片I的表面的溫度邊界層，促進傳熱，所以能夠減少結霜并維持排水性，并且進一步提高熱交換能力。
[0179]此外，本實施方式中，以傳熱管2為圓管進行記載，但是也可以為例如扁平管。
[0180]另外，可以將在實施方式6中說明的切開成形部4適用于實施方式7。
[0181](實施方式8)
[0182]圖16是本發明的實施方式8的構成翅片管熱交換器的翅片的局部俯視圖。此外，對與實施方式I至7相同的部分標注相同的附圖標記，省略其詳細說明。
[0183]如圖16所示，實施方式7的翅片管熱交換器中，將多個翅片I在氣流100的方向上并排地排列。即，實施方式7的翅片管熱交換器，至少配置位于上游側的第I列的翅片I和位于下游側的第2列的翅片I。
[0184]而且，上游側的第I列的翅片I的傳熱管2和下游側的第2列的翅片I的傳熱管2的高度不同。優選在第I列的翅片I的2個傳熱管2之間配置第2列的翅片I的傳熱管2。
[0185]本實施方式的翅片管熱交換器，使通過第I列的翅片I的氣流100與第2列的翅片I的傳熱管2容易進行熱交換。
[0186]另外，氣流100通過設置于第I列的翅片I或者第2列的翅片I的切開成形部4的任一者的切開成形部4。從而，氣流100比較地均勻因第I列或者第2列的切開成形部4而形成溫度邊界層，能夠促進傳熱。
[0187]如上所述，本實施方式中，在翅片下風部Ib設置有相對于氣流100傾斜的切開成形部4，且在氣流100的方向上翅片I排列為2列，第I列的翅片I的傳熱管2和下游側的第2列的翅片I的傳熱管2的高度不同。
[0188]由此，通過翅片管熱交換器的任一位置的氣流100都因切開成形部4而促進傳熱，能夠提高熱交換性能。
[0189]另外，在翅片I的表面溫度不到0°C的運轉條件下，在翅片上風部Ia和翅片下風部Ib比較均勻地結霜，防止在除霜時的融解水的再次結冰，也能夠較大改善現有的具有切開成形部4的翅片管熱交換器上的結霜。
[0190]產業上的可利用性
[0191]如上所述，本發明的翅片管熱交換器相對于氣流方向僅形成在翅片的下游側，且利用相對于氣流方向傾斜的切開成形部，能夠減少結霜、提高排水性，所以能夠應用于空氣調節裝置、供熱水裝置、供暖裝置等所使用的制冷循環裝置的熱交換器。
【權利要求】
1.一種翅片管熱交換器，其特征在于，包括: 多個翅片，所述翅片具有切開成形部，并且氣流通過所述翅片；和 貫通多個所述翅片、在內部流動流體的多個傳熱管， 所述切開成形部僅配置在比最接近的所述傳熱管的中心更靠所述氣流的下游側，相對于所述氣流傾斜地形成。
2.如權利要求1所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述翅片包括: 形成在所述傳熱管的周圍的平坦的座部； 從所述座部形成至成為所述氣流的所述下游側的翅片端部的翅片平面部；和 形成在所述座部的周圍和所述翅片平面部的周圍、交替形成有峰和谷的波形狀部， 所述切開成形部配置于所述翅片平面部。
3.如權利要求1或2所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述切開成形部由與所述翅片連接的一對立起邊、和與所述翅片切離的一對切起邊形成為橋狀， 在所述切起邊與所述翅片之間形成有狹縫， 所述立起邊形成在鉛垂方向上。
4.如權利要求3所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述切開成形部中，位于所述氣流的上游側的所述立起邊處于比位于所述氣流的所述下游側的所述立起邊高的位置。
5.如權利要求3所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述切開成形部中，位于所述氣流的上游側的所述立起邊處于比位于所述氣流的所述下游側的所述立起邊低的位置。
6.如權利要求1所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述切開成形部形成在與通過最接近的所述傳熱管的所述中心的直線垂直的方向上。
7.如權利要求1所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述切開成形部與通過所述傳熱管的所述中心的直線平行地形成。
8.如權利要求2所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 所述翅片具有使所述傳熱管插入的翅片套環， 所述切開成形部、所述波形狀部、所述翅片套環的高度尺寸依次變大。
9.如權利要求1至8中任一項所述的翅片管熱交換器，其特征在于: 在所述氣流方向上至少配置位于上游側的所述翅片和位于下游側的所述翅片， 所述上游側的所述翅片的所述傳熱管和所述下游側的所述翅片的所述傳熱管的高度不同。
10.一種制冷循環裝置，其特征在于: 具有權利要求1至9中任一項所述的翅片管熱交換器。
【文檔編號】F28F1/32GK104272053SQ201380022277
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月3日 優先權日:2012年4月27日
【發明者】山岡由樹, 青柳治, 安藤智朗, 小石原一貴 申請人:松下知識產權經營株式會社