CN100398917C - 带翅片热交换器及其制造方法 - Google Patents

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CN100398917C CNB2004800224717A CN200480022471A CN100398917C CN 100398917 C CN100398917 C CN 100398917C CN B2004800224717 A CNB2004800224717 A CN B2004800224717A CN 200480022471 A CN200480022471 A CN 200480022471A CN 100398917 C CN100398917 C CN 100398917C
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Abstract

一种带翅片热交换器,前面侧热交换器(20)及背面侧热交换器(40)分别由以规定间隔平行排列的多个翅片(21,41)、以及大致垂直地插入这些各翅片中且在内部有制冷剂流动的多个传热管(11)构成。所述前面侧热交换器中翅片利用其上风前缘(22,23)及下风后缘(32,33)分别呈相同钝角的2根直线部以及连接这2根直线的1根曲线部(24,34)而形成为弯曲状,在由该翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机(5)侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离(B)设定为比远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离(A)小。

Description

带翅片热交换器及其制造方法
(1)技术领域
本发明涉及带翅片热交换器及其制造方法。
(2)背景技术
如图5所示,一般空调机的室内机在框体61上设有前面吸入口62a及上面吸入口62b等一处以上的吸入口、以及下面吹出口63等1处以上的吹出口,在该框体61内收纳有横流风机65和带翅片热交换器64。
该现有的带翅片热交换器64包括:配置在框体61内的前面侧、在上下方向中央部附近弯曲加工而成的作为主体的前面侧热交换器64A;配置在框体61内的背面侧的背面侧热交换器64B;分别辅助性地安装在前面侧热交换器64A的前面的辅助热交换器64C、64D。配置成利用前面侧热交换器64A及背面侧热交换器64B从上游侧将横流风机65围住的形态,在有限的空间内尽可能收纳大的带翅片热交换器。辅助热交换器64C、64D是为了提高热交换能力而设置的,是利用与作为主体的前面侧热交换器64A及背面侧热交换器64B不同的工序制造后补充连接安装在作为主体的前面侧热交换器64A及背面侧热交换器64B上而成的,图5中表示了补充连接在作为主体的前面侧热交换器64A上的状态。在前面侧热交换器64A的弯曲部附近,若单纯将前面侧热交换器64A弯曲而留有没有翅片的空间的话,存在气流几乎不进行热交换就流过带翅片热交换器的可能性,故为了防止这样的情况而设有隔板66。
相比之下,作为既不需要前面侧热交换器64A的弯曲加工、消除该隔板66又可防止气流不进行热交换就流过带翅片热交换器这样的情况的结构,在日本特许第3091830号的说明书中已揭示了使前面侧热交换器形成为圆弧状的结构。
在该专利说明书中,如图6A、图6B及图7所示,揭示了一种使前面侧热交换器71A的翅片72的形状形成为围住横流风机73的一部分圆周面的圆弧状的空调机的室内机。大致垂直地穿过该前面侧热交换器71A的传热管74设置成多列,配置成由这些传热管74的上风侧列和下风侧列构成等腰三角形。其结果是,配置在圆弧状部分内侧的下风侧的传热管74的排间距A形成得比配置在圆弧状部分的外侧的上风侧列的传热管74的排间距B小。
采用该结构,不需要隔板66,同时在制造时翅片72的材料中与隔板66相对应的部位不产生废弃材料,故具有翅片72材料的废弃材料少、使各传热管74相互之间连通的发夹形或U形弯头的弯曲间距种类只要A、B、C这3种即可的优点。因为没有设置隔板66,故翅片72的面积增加与隔板66对应的部分的大小,可提高热交换能力。
但是,上述专利说明书中记载的带翅片热交换器中,前面侧热交换器71A为圆弧状,翅片72的上部的倾斜缓慢,在将带翅片热交换器用作蒸发器时,冷凝的水滞留在翅片72的上部,最严重的时候冷凝水无法沿翅片72流动,水滴掉落到横流风机73内,存在水滴从吹出口75飞散的可能。
(3)发明内容
为了解决上述现有的技术问题,本发明的目的在于提供一种改善带翅片热交换器的形态及其制造方法、能在空调机的室内机的有限空间尤其是进深狭窄的空间内尽可能收纳大的带翅片热交换器、可大幅度地提高热交换能力且在作为蒸发器使用时能使在翅片表面冷凝的水沿翅片顺畅地流下的带翅片热交换器。
本发明的又一目的在于提供一种能廉价地制造带翅片热交换器的带翅片热交换器的制造方法。
为了解决上述问题,本发明的带翅片热交换器装载在空调机的室内机上,该室内机由在前面侧设有吸入口且在下面侧设有吹出口的框体、以及收纳在该框体内的横流风机构成风回路,
该带翅片热交换器由配置在从所述吸入口至横流风机的风回路途中或配置在从横流风机至吹出口的风回路途中的前面侧热交换器和背面侧热交换器构成,
所述前面侧热交换器及所述背面侧热交换器分别包括:以规定间隔平行排列且在其间有气体流动的多个翅片;大致垂直地插入该翅片且在内部有制冷剂流动的多个传热管构成,
所述前面侧热交换器中翅片利用其上风前缘和下风后缘分别呈相同钝角的2根直线部及连接这2根直线部的1根曲线部而形成为弯曲状,
在由形成为弯曲状的所述翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离设定为比远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离小。
采用该结构的话,前面侧热交换器中翅片的上风前缘和下风后缘分别形成为由呈相同钝角的2根直线部以及连接这2根直线部的1根曲线部构成的弯曲状,而且在由弯曲状前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,靠近横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离设定为比远离横流风机侧的另一方区域的上风前缘与下风后缘的距离小,从而在有限空间尤其是进深狭窄的空间内能收纳更大的带翅片热交换器,能发挥更大的热交换能力。前面侧热交换器不需要在以后进行弯曲加工,当然也不需要弯曲时所需的空间。而且当将该带翅片热交换器用作蒸发器时,在前面侧热交换器及背面侧热交换器的翅片上冷凝的水滴沿连续的两个翅片顺畅地流下。而且,前面侧热交换器的翅片的上侧以被上风前缘的直线和下风后缘的直线围起的接近铅垂的一定角度倾斜,故蒸发时在翅片表面冷凝的水滴不会滞留。
另外,在上述热交换器中,靠近横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离为20~23mm,同时远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离为24~27mm。
采用该结构的话,在由弯曲状前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离为24~27mm,是薄型的,同时,接近横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离设定为更薄的20~23mm,故包含热交换器在内的风回路所需的进深宽度可减小很多,可使室内机薄型化。
上述热交换器中翅片的上风前缘侧及下风后缘侧的两个曲线部为相同形状。
采用该结构的话,通过将前面侧热交换器的翅片的上风前缘及下风后缘的各曲线部做成相同形状,从而在对翅片进行连续压力加工时,翅片不太产生无用的废弃材料,能高效地进行生产。
上述热交换器中的前面侧热交换器中翅片的曲线部为圆弧状。
采用该结构的话,通过将前面侧热交换器的翅片的上风前缘及下风后缘的各曲线部做成圆弧状,从而翅片的压模的加工及维护容易。
在上述热交换器中,背面侧热交换器中翅片的上风前缘及下风后缘由互相平行的直线构成,同时使该翅片的上风前缘与下风后缘的距离与由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离相等。
采用该结构的话,通过使背面侧热交换器的上风前缘及下风后缘由平行的直线构成,从而在有限的空间内能收纳更大的带翅片热交换器,能发挥更大的热交换能力。而且,对于翅片,可将前面侧热交换器中翅片的上端部和背面侧热交换器中翅片的上端部相连作为1个翅片,该场合,能以高的生产率进行连续压力加工。
在上述热交换器中,在由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,插入远离横流风机侧的区域的翅片部内的传热管、以及插入由背面侧热交换器中翅片的上风前缘的直线部与下风后缘的直线部夹着的部分内的传热管的外径为4~6.4mm,且在沿气体的主流方向的列方向上配置3列,与所述气体的主流方向成直角的方向即排方向的传热管配置间距为14.5~16mm。
采用该结构的话,对于由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机侧的区域以及由背面侧热交换器的上风前缘的直线部与下风后缘的直线部夹着的区域,通过将外径为4~6.4mm范围的传热管配置3列,同时将排方向间距设定为14.5~16mm,从而通风阻力不会太大,能得到高的空气侧传热系数,且在相同噪声下可增加风量,能发挥大的热交换能力。
在上述热交换器中,在由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,插入远离横流风机侧的区域的翅片部中的传热管、以及插入由背面侧热交换器中翅片的上风前缘的直线部与下风后缘的直线部夹着的部分中的传热管由2种外径的传热管构成,
且外径大的传热管配置在气流的最上风的列上,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时该传热管用作靠近制冷剂出口的传热管,或者在将带翅片热交换器作为蒸发器使用时该传热管用作靠近制冷剂进口的传热管,并使用1通道,
对于外径小的传热管,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时,该传热管用作外径大的所述传热管的制冷剂上游侧的传热管,或者在将带翅片热交换器作为蒸发器使用时,该传热管用作外径大的传热管的制冷剂下游侧的传热管,并使用4通道,分别有制冷剂流动。
采用该结构的话,将该带翅片热交换器用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂出口的传热管或用作蒸发器时靠近制冷剂进口的外径为4~6.4mm的传热管,配置在3列结构的气流的最上风的列上并形成1通道,从而可提高管内的传热系数,并对于空气与制冷剂的温差配置成对流形态,可增大热交换能力。而且,该区域的制冷剂密度大,故不会过度增大制冷剂流通阻力,不会妨碍热交换能力的增大。而且,外径在4~6.4mm范围内、且外径比该带翅片热交换器用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂出口的传热管或用作蒸发器时靠近制冷剂进口的传热管小的传热管,在将该带翅片热交换器用于冷凝器或气体冷却器时用作靠近制冷剂出口且以1通道形成的传热管的制冷剂上游侧的传热管,或者在将该带翅片热交换器用于蒸发器时用作靠近制冷剂进口且以1通道形成的传热管的制冷剂下游侧的传热管,此时,该传热管形成4通道,能同时实现高的管内传热系数和小的制冷剂流通阻力,能增大热交换能力。
上述热交换器中,在由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,插入靠近横流风机侧的区域的翅片部内的传热管、以及插入由该翅片的曲线状上风前缘与曲线状下风后缘夹着的区域的部分内的传热管的外径分别为6.5~8.5mm的范围,上述传热管在沿气体的主流方向的列方向上配置2列,与所述气体的主流方向成直角的方向即排方向的所述传热管的配置间距为16~22mm的范围。
采用该结构的话,对于由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域以及由前面侧热交换器的曲线状上风前缘与曲线状下风后缘夹着的区域,通过将外径为6.5~8.5mm的传热管配置2列,同时将排方向间距设定为16~22mm,从而虽然2列结构下的通风阻力会稍大,但能得到高的空气侧传热系数,且可减小作为热交换器整体的通风阻力的差异,改善风速分布,因而在相同噪声下可增加风量,能发挥优良的热交换能力。
在上述热交换器中,对于由前面侧热交换器中翅片的曲线状上风前缘和曲线状下风侧后缘夹着的区域的部分中所插入的传热管在排方向上的配置间距,气流的上风侧的列的值小于等于下风侧的列的值。
采用该结构的话,使由前面侧热交换器中翅片的曲线状上风前缘和曲线状下风侧后缘夹着的区域的部分中所插入的传热管在排方向上的根数尽可能多,增大该区域的通风阻力,因而使带翅片热交换器的风速分布更为均匀,能发挥更大的热交换能力。
在上述热交换器中,由所述前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域的翅片部中所插入的传热管、以及由该翅片的曲线状上风前缘与曲线状下风后缘夹着的区域的部分中所插入的传热管由2种外径的传热管构成,
且外径大的所述传热管配置在气流的最下风的列上,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时该传热管用作靠近制冷剂进口的传热管,或者在带翅片热交换器作为蒸发器使用时该传热管用作靠近制冷剂出口的传热管,
对于外径小的所述传热管,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时该传热管用作外径大的所述传热管的制冷剂下游侧的传热管,或者在带翅片热交换器作为蒸发器使用时该传热管用作外径大的所述传热管的制冷剂上游侧的传热管,并分别使用2通道,有制冷剂流动。
采用该结构的话,将带翅片热交换器用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂进口的传热管或用作蒸发器时靠近制冷剂出口的传热管的外径取为6.5~8.5mm范围且比其他任何传热管的直径大,配置在2列结构的气流的下风侧的列上,并形成2通道,故对于空气与制冷剂的温差配置成对流形态,可提高性能,而且,尽管管内的传热系数稍许下降,但可大幅度降低制冷剂流通阻力,因而可大幅度提高热交换能力。而且,外径在6.5~8.5mm范围内、且外径比带翅片热交换器用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂进口的传热管或用作蒸发器时靠近制冷剂出口的传热管小的传热管,在将该带翅片热交换器用于冷凝器或气体冷却器时用作靠近制冷剂出口且外径最大的以2通道形成的传热管的制冷剂下游侧的传热管,或者在将该带翅片热交换器用于蒸发器时用作靠近制冷剂出口且外径最大的以2通道形成的传热管的制冷剂上游侧的传热管,此时,该传热管形成2通道,能提高管内传热系数和热交换能力。
在上述热交换器中,传热管与翅片的上风前缘或下风后缘的最短距离大于等于1.8mm。
采用该结构的话,传热管与翅片的上风前缘或下风后缘的距离最短也设定为1.8mm,故将带翅片热交换器用作蒸发器时,可抑制附着在翅片表面而流下的冷凝水碰到传热管而从翅片的上风前缘或下风后缘飞出这样的现象。
在上述热交换器中,在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,将由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机侧的区域以及背面侧热交换器用作再热器,
将由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域以及由该翅片的曲线状上风前缘和曲线状下风侧后缘夹着的区域用作蒸发器。
采用该结构的话,能合理地平衡再热器和蒸发器的热负荷,很好地进行除湿运行。而且,再热器配置在蒸发器的铅垂方向上侧,故可防止在蒸发器的区域的翅片上结露的冷凝水碰到再热器的翅片表面再次蒸发而对房内加湿。
在上述热交换器中,在排方向上相邻的传热管之间的翅片表面上设有沿气体的主流方向开口的多个切起,
这些各切起的靠近传热管的立起部大致沿着传热管的圆周方向形成,且所述列方向上相邻的切起之间的宽度与所述各切起在列方向上的宽度的比值为2~2.5。
采用该结构的话,通过在排方向上相邻的传热管之间的翅片的表面上沿气体的主流方向开口设置的多个切起的温度边界层前缘效果,能得到高的空气侧传热系数,且将这些切起的靠近传热管的立起部大致沿传热管的圆周方向设置,故可将气流引导至传热管的尾流部,从而增加有效传热面积,提高热交换性能。而且,列方向上相邻的切起之间(翅片基板)的宽度与切起在列方向上的宽度的比值设定为2~2.5,从而与现有的比值约为3的情况相比,可提高热交换能力。
在上述热交换器中,切起的高度为相邻翅片彼此间的间距的1/4~3/4。
采用该结构的话,切起的高度设定为相邻翅片彼此间的间距的1/4~3/4,可增加在相同噪声时的风量,能发挥更大的热交换能力。
在上述热交换器中,对于该带翅片热交换器靠近横流风机的风速大的区域,切起的高度为相邻翅片彼此间的间距的1/2,对于其他区域为相邻翅片彼此间的间距的3/4。
采用该结构的话,对于带翅片热交换器靠近横流风机的风速大的区域,将切起的高度设定为相邻翅片彼此间的间距的1/2,使通风阻力较大,而对于其他区域设定为相邻翅片彼此间的间距的3/4,使通风阻力比前者小,从而可使带翅片热交换器的风速分布进一步均匀化,从而能发挥更大的热交换能力。
在上述热交换器中,切起与翅片的上风前缘或下风后缘的最短距离大于等于1.8mm。
采用该结构的话,将切起与翅片的上风前缘或下风后缘的距离最短设定在1.8mm,故将带翅片热交换器用作蒸发器时,可抑制附着在翅片表面上的冷凝水沿切起流下而从翅片的上风前缘或下风后缘飞出这样的现象。
在上述热交换器中,当在列方向上相邻的2个传热管之间,在内部流动的制冷剂彼此间存在温差时,在所述2个传热管的列间中央部的翅片上以大致沿排方向的方向设有切口。
采用该结构的话,当在列方向上相邻的2个传热管之间,在内部流动的流体之间存在温差时,在2个传热管的列间中央部的翅片上以大致沿排方向的方向设置切口,可防止穿过翅片的传热引起的热交换损失,不会使热交换能力下降。
在上述热交换器中,在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,在再热器的区域与蒸发器的区域之间的翅片部上设有仅留下微小的未切断部分的切口。
采用该结构的话,在将该带翅片热交换器在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,在再热器的区域与蒸发器的区域之间的翅片上仅留下微小的未切断部分地设有大致全部切断的切口,可防止翅片的传热引起的大幅度的能力下降。而且,在将带翅片热交换器整体用作蒸发器时,在翅片的表面上冷凝的水不会滞留在切口内,通过翅片的极其微小但相连着的部分顺畅地流下。
在上述热交换器中,作为传热管内部流动的制冷剂,使用HFC制冷剂、HC制冷剂及二氧化碳中的任意1种。
采用该结构的话,作为在传热管内部流动的制冷剂,通过使用臭氧破坏系数小的HFC制冷剂、HC制冷剂及二氧化碳中的任意1种,就可对地球环境的保护作出贡献。尤其是HC制冷剂和二氧化碳是地球温室效应系数小的制冷剂,因而更能对地球环境的保护作出贡献。
在上述热交换器中,是在前面侧热交换器中翅片的上端部和背面侧热交换器中翅片的上端部相连的状态下制造的热交换器,
对于所述前面侧热交换器中翅片的上端部和所述背面侧热交换器中翅片的上端部相连的状态下的翅片上所形成的供传热管插入用的翅片环圈在相对于气体主流方向成直角的方向,即排方向上的间距,在所述前面侧热交换器和所述背面侧热交换器的边界部相邻部位的翅片环圈的配置间距比其他的排方向上的配置间距小。
采用该结构的话,与将前面侧热交换器和背面侧热交换器的边界部相邻的部位的翅片环圈的排方向的间距设定为与其他附近的排方向上的间距等同的情况相比,可减少翅片的废弃材料。
本发明的热交换器的制造方法,是一种具有前面侧热交换器和背面侧热交换器的上述热交换器的制造方法,
在将所述前面侧热交换器中翅片的上端部和所述背面侧热交换器中的所述翅片的上端部用边界部相连的状态下作为1个翅片连续地进行压力加工,将得到的翅片多个层叠后,将传热管插入,
接着将所述各翅片在前面侧热交换器和背面侧热交换器的边界部切断,分离成所述前面侧热交换器和所述背面侧热交换器。
采用该制造方法的话,与将前面侧热交换器和背面侧热交换器单独进行制造的情况相比,可高效地制造带翅片热交换器。插入1个翅片中的传热管可混合有直径、列数、列方向间距和排方向间距不同的结构,对于形成于1个翅片上的切起也可混合有形状和高度不同的结构。
在上述热交换器的制造方法中,在将所述前面侧热交换器中翅片的上端部和所述背面侧热交换器中翅片的上端部用边界部相连的状态下作为1个翅片连续地进行压力加工,此时,
供传热管插入用的翅片环圈的间距,对于在所述前面侧热交换器与所述背面侧热交换器上分别形成的翅片环圈在排方向上相邻的部分形成为比其他排方向的间距小,将这样的翅片多个层叠后,将传热管插入各翅片环圈,
接着将所述翅片分离成所述前面侧热交换器和所述背面侧热交换器。
采用该制造方法的话,与将在前面侧热交换器和背面侧热交换器的边界部相邻的部位的翅片环圈的排方向的间距设定为与其他附近的排方向的间距等同的情况相比,可减少翅片的废弃材料。
(4)附图说明
图1是收纳有本发明的实施形态的带翅片热交换器的空调机的室内机的剖视图。
图2是该带翅片热交换器的翅片的侧视图。
图3是表示该带翅片热交换器的翅片的主要部分放大侧视图。
图4是表示将该带翅片热交换器的翅片在压力机的进给方向上连续排列2个的状态的侧视图。
图5是收纳有现有带翅片热交换器的空调机的室内机的剖视图。
图6A是其他现有的带翅片热交换器的翅片的简要剖视图。
图6B是收纳有使用了图6A所示的翅片的带翅片热交换器的空调机的室内机的简要剖视图。
图7是表示其他现有的带翅片热交换器的翅片中的传热管的配置间距关系的图。
(5)具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施形态的带翅片热交换器及其制造方法进行说明。
首先,参照图1对装载有本实施形态的带翅片热交换器的空调机的室内机进行说明。图1是该室内机的纵向剖视图。
如图1所示,在该空调机的室内机1的框体2的前表面和上表面设有吸入口3a、3b,在下表面设有吹出口4,在框体2内收纳有横流风机5和带翅片热交换器10。
该带翅片热交换器10由配置在框体2内的前面侧的前面侧热交换器20、配置在框体2内的背面侧的背面侧热交换器40构成,这些前面侧热交换器20及背面侧热交换器40配置成从上风侧围住横流风机5。
上述各热交换器20、40包括:以规定间隔平行排列并在其间有气体流动的多个翅片21、41;以及大致垂直地插入这些翅片21、41中并在内部有制冷剂(制冷剂流体)流动的多个传热管11,前面侧热交换器20与背面侧热交换器40的翅片21、41彼此间分离,但传热管11连通,因而可作为1个热交换器进行作用。
接着,利用图1及图2~图4对本实施形态的带翅片热交换器及其制造方法进行说明。
图2是实施形态的带翅片热交换器的前面侧热交换器20的翅片21和背面侧热交换器40的翅片41的侧视图,图3是该前面侧热交换器20的翅片21的主要部分的放大侧视图。图4是表示在将图2的带翅片热交换器的前面侧热交换器20的翅片21及背面侧热交换器40的翅片41的上端部彼此间用边界部相连的状态下作为1个翅片13连续地进行压力加工形成翅片、在压力机的进给方向上连续地排列有2个该翅片的状态的侧视图。
如图2及图3所示,前面侧热交换器20的翅片21的上风侧前缘部及下风侧后缘部分别形成为大致“く”字形即弯曲状,该“く”字形由各自的延长线的交叉部分的角度θ1及θ2呈相同钝角的2根直线部22、23及32、33、将这2根直线部22、23和32、33之间分别连接的各1根曲线部24、34构成。在此,直线部22、32及23、33分别平行。作为曲线部24、34的形状,有椭圆曲线、双曲线和样条曲线等,但上风侧缘部的曲线部24和下风侧缘部的曲线部34是相同尺寸形状。本实施形态中,如图1~图4所示,上风侧缘部的曲线部24和下风侧缘部的曲线部34形成为圆弧状,同时它们由相同的曲率半径形成。背面侧热交换器40的翅片41的上风侧前缘部及下风侧后缘部由平行的直线部42、43构成。
由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,靠近横流风机5侧的一方区域的上风前缘与下风后缘的距离即上风前缘23与下风后缘33的距离B,形成为比远离横流风机5侧的另一方区域的上风前缘与下风后缘的距离即上风前缘22与下风后缘32的距离A小。一方区域表示弯曲状形成的热交换器20的弯曲部的上方部分,另一方区域表示弯曲状形成的热交换器20的弯曲部的下方部分。
本实施形态的带翅片热交换器中,考虑到传热性能及通风阻力,推荐平行直线状的上风前缘22与下风后缘32的距离A(一方区域)为24~27mm,平行直线状的上风前缘23与下风后缘33的距离B(另一方区域)为20~23mm。
如图2及图4所示,背面侧热交换器40的翅片41的上风前缘42与下风后缘43的距离,与由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的、远离横流风机5侧的一方区域的上风前缘22与下风后缘32的距离A相等。
如图4所示,这些前面侧热交换器20的翅片21和背面侧热交换器40的翅片41,是在上端部彼此间用边界部相连的状态下作为1个翅片13连续地进行压力加工制造而成的。将前面侧热交换器20的翅片21的远离横流风机5侧的直线状上风前缘22或下风后缘32与翅片的进给方向构成的角度作为α,将靠近横流风机5侧的直线状上风前缘23或下风后缘33与翅片压力机的进给方向构成的角度作为β,1个翅片在翅片加压时进给的宽度为C,则α+β=θ1=θ2,A/sinα=B/sinβ=C的关系式成立,已知θ1=θ2、A、B,故α、β、C可唯一地确定。
另外,如图4所示,在翅片13(21、41)由金属板连续地进行压力加工制造时,考虑到带翅片热交换器10的收纳方便等,在其两端部以及成为前面侧热交换器20与背面侧热交换器40之间的部位上会出现切断扔掉的部分,但此时产生的废弃材料51、52、53很小,其他可没有浪费地使用,连续地制造翅片13。
如图3所示,在各翅片13上圆孔状地内缘翻边加工有翅片环圈12。
如图4所示,在前面侧热交换器20的翅片21和背面侧热交换器40的翅片41相连的状态下作为1个翅片连续地进行压力加工制造而成的翅片13多个层叠,传热管11穿过翅片环圈12插入(插通),此后,为了使翅片环圈12与传热管11紧密接触,而将传热管11扩管,将翅片13在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部切断,分离成前面侧热交换器20和背面侧热交换器40。
如图1及图2所示,对于传热管11的直径、传热管11的垂直于气体(是空气)主流方向(流动方向)的所谓排方向的间距、以及沿着气体主流方向的所谓列方向的个数即列数,由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的、远离横流风机5侧的区域形成为与由背面侧热交换器40的翅片41的直线状上风前缘42及直线状下风后缘43夹着的区域不同。
即,作为分别插入由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域即由直线状上风前缘22与直线状下风后缘32夹着的区域、以及由背面侧热交换器40的翅片41的直线状上风前缘42与直线状下风后缘43夹着的区域的翅片21、41中的传热管11,使用(构成为)4~6.4mm范围中外径大的一方的传热管11a和外径小的一方的传热管11b这2种外径的传热管,在列方向配置3列,而对于排方向的间距D,形成为14.5~16mm。另外,作为分别插入由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机5侧的区域即由直线状上风前缘23与直线状下风后缘33夹着的区域、以及由前面侧热交换器20的曲线状上风前缘24和曲线状下风侧后缘34夹着的区域的翅片21中的传热管11,使用(构成为)6.5~8.5mm范围中外径小的一方的传热管11c和外径大的一方的传热管11d这2种外径的传热管,在列方向配置2列,而对于排方向的间距E,形成为16~22mm。
如图3所示,对于由前面侧热交换器20的曲线状上风前缘和曲线状下风侧后缘夹着的区域的翅片21中插入的传热管11c、11d的排方向间距E,气流上风侧的列的间距Eu形成为小于等于气流下风侧的列的间距Ed(相等或比其小)。
图1表示将本实施形态的带翅片热交换器10作为蒸发器使用时制冷剂的流动,由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域即由直线状上风前缘22与直线状下风后缘32夹着的区域、以及由背面侧热交换器40的翅片41的直线状上风前缘42与直线状下风后缘43夹着的区域的翅片21、41中插入的4~6.4mm范围的2种外径的传热管11中的外径大的6根传热管11a配置在气流的最上风的列,作为蒸发器使用时作为靠近制冷剂进口的传热管使用(形成为)1通道,且将外径小的上述传热管11b作为外径大的传热管11a的制冷剂下游侧的传热管使用(形成为)4通道,制冷剂流动。
此后,在除湿运行时以外,制冷剂流过处于全开状态的除湿运行用的拧干构件80,在由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机5侧的区域即由直线状上风前缘23与直线状下风后缘33夹着的区域、以及由前面侧热交换器20的曲线状上风前缘24与曲线状下风侧后缘34夹着的区域的翅片(翅片部)21中插入的6.5~8.5mm范围的2种外径的传热管11中的外径小的传热管11c中以2通道(2个路径)流动,最后,在作为蒸发器使用时靠近制冷剂出口的外径大的4根传热管11d内以2通道流动,并从带翅片热交换器流出。作为蒸发器使用时靠近制冷剂出口的外径大的4根传热管11d配置在气流的最下风的列。
传热管11使用了4种外径的管子,扩管之前的外径推荐使用:传热管11a约为6mm,传热管11b约为5mm,传热管11c约为7mm,传热管11d约为8mm。
根据图1,对将本实施形态的带翅片热交换器10用作蒸发器的情况进行了说明,而将本实施形态的带翅片热交换器用作冷凝器或气体冷却器时,制冷剂的流动方向相反,但其他结构与用作蒸发器时相同。
在将本实施形态的带翅片热交换器10在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,将由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域即由直线状上风前缘22与直线状下风后缘32夹着的区域、以及由前面侧热交换器20的曲线状上风前缘24和曲线状下风侧后缘34夹着的区域用作蒸发器。该除湿运行时,如图1所示,制冷剂从再热器流经设定了合适的拧干量的拧干构件80流入蒸发器。
如图4所示,在将前面侧热交换器20的翅片21和背面侧热交换器40的翅片41在它们的上端部彼此间用边界部相连的状态下作为1个翅片13连续地进行压力加工制造时,对于前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的各自的翅片环圈12在排方向上的相邻部分的配置间距F设定为比其相邻的其他排方向上的间距D小。
如图2及图3所示,在翅片13(21、41)的排方向上相邻的传热管11彼此间的部位上设有沿气体主流方向开口的多个切起141、151、161、142、152,且在这些切起141、151、161、142、152的靠近翅片环圈12的部位即靠近传热管11的部位上设置的切起141、151、161、142、152的立起部141a、151a、161a、142a、152a大致沿着传热管11的圆周方向形成。
在此,如图3所示,列方向上相邻的切起141、151、161之间的翅片部分的宽度(列方向上相邻的翅片21的平板部分的宽度)Wb1与各切起141、151、161在列方向的宽度Ws1的比值Wb1/Ws1、以及列方向上相邻的切起142、152之间的翅片部分的宽度(列方向上相邻的翅片21、41的平板部分的宽度)Wb2与切起142、152在列方向的宽度Ws2的比值Wb2/Ws2设定为约2~约2.5。
另外,切起141、151、161、142、152沿翅片21、41的厚度方向的高度设定为相邻的翅片13(21、41)彼此间的间距的约1/4~约3/4。
而且,为了得到好的热交换性能,对于风速大的区域例如图1中靠近横流风机5而成为高风速的区域G,将切起141、151、161的高度设定为相邻的翅片13(21、41)彼此间的间距的约1/2,对于其他区域设定为相邻的翅片13(21、41)彼此间的间距的约3/4。
如图3所示,传热管11a、11b、11c、11d与翅片21、41的上风前缘22、23、24、42或下风后缘32、33、34、43的最短距离Lt以及切起141、151、161、142、152与翅片21、41的上风前缘22、23、24、42或下风后缘32、33、34、43的最短距离Ls设定为大于等于1.8mm。
另外,如图2及图3所示,在列方向上相邻的2个传热管11彼此间,在内部流动的制冷剂彼此存在温差时,在这2个传热管11(翅片环圈12)的列间中央部的翅片部分以大致沿排方向的方向设置切口17。
在使空调机进行除湿运行,将室内机1的带翅片热交换器10在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用时,将图1所示的前面侧热交换器20中的翅片21的曲线部24、34的下侧部分用作蒸发器,将其他部分用作再热器,但在该场合,在翅片21的再热器的区域与蒸发器的区域之间的部位上设有几乎完全切断的切口19,而仅留下微小的未切断部分18。
另外,作为在带翅片热交换器10的传热管11内部流动的制冷剂使用HFC制冷剂、HC制冷剂及二氧化碳中的任意1种。
这些前面侧热交换器20及背面侧热交换器40的翅片21、41,如上所述,在各自的上端部彼此间用边界部相连的状态下作为1个翅片13连续地进行加力加工制造,并将该翅片13多个层叠后,传热管11插入(插通)翅片环圈12中,并进行扩管,将前面侧热交换器20和背面侧热交换器40在由翅片13(21、41)相连的状态下进行制造,接着将前面侧热交换器20和背面侧热交换器40在其翅片21、41彼此间的边界部分切断,分离为前面侧热交换器20和背面侧热交换器40。
如上所述,该前面侧热交换器20的翅片21的上风前缘和下风后缘分别形成为由构成相同钝角的2根直线部及连接这2根直线的1根曲线部构成的弯曲状,将由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机5的一方区域的上风前缘23与下风后缘33的距离设定为比远离横流风机5侧的另一方区域的上风前缘22与下风后缘32的距离小,从而在有限的空间尤其是进深狭窄的空间内能收纳更大的带翅片热交换器10,能发挥更大的热交换能力。前面侧热交换器20不需要在以后进行弯曲加工,当然也不需要弯曲时所需的空间。而且当将该带翅片热交换器10用作蒸发器时,在前面侧热交换器20及背面侧热交换器40的翅片21、41上冷凝的水滴沿连续的各个翅片21、41顺畅地流下。而且,前面侧热交换器20的翅片21的上侧被上风前缘22的直线和下风后缘32的直线围住、以接近铅垂的一定的角度倾斜,故蒸发时在上述翅片的表面冷凝的水滴不会滞留。
另外,由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域的上风前缘22与下风后缘32的距离为24~27mm,是薄型的,同时,接近横流风机5侧的区域的上风前缘23与下风后缘33的距离设定为更薄的20~23mm,故包含热交换器在内的风回路所需的进深宽度可减小很多,可使室内机1薄型化。
通过将前面侧热交换器20的翅片21的上风前缘及下风后缘的各曲线部24、34做成相同形状,从而在对翅片13进行连续的压力加工时,翅片13不太产生无用的废弃材料51、52、53,能高效地进行生产。
通过将前面侧热交换器20的翅片21的上风前缘及下风后缘的各曲线部24、25做成圆弧状,从而翅片13的压模的加工及维护容易。
通过将背面侧热交换器40的上风前缘42及下风后缘43做成平行的直线,从而在有限的空间内能收纳更大的带翅片热交换器10,能发挥更大的热交换能力。
另外,带翅片热交换器10的翅片13,将背面侧热交换器40的翅片41的上风前缘42与下风后缘43的距离,设定为与由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域的上风前缘23与下风后缘33的距离相等,因而可做成前面侧热交换器20的翅片21的上端部和背面侧热交换器40的翅片41的上端部相连状态的1个翅片,因而能以高的生产率进行连续压力加工。
另外,对于由前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域即由上风前缘22与下风后缘32夹着的区域、以及由背面侧热交换器40的上风前缘42的直线部与下风后缘43的直线部夹着的区域,通过将外径为4~6.4mm范围的传热管11a、11b配置3列,同时将排间距设定为14.5~16mm,从而通风阻力不会太大,能得到高的空气侧传热效率,且在相同噪声下可增加风量,能发挥大的热交换能力。
将带翅片热交换器10用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂出口的传热管11或用作蒸发器时靠近制冷剂进口的传热管11,将4~6.4mm范围的外径的传热管11a、11b中的外径大的传热管11a配置在3列结构的气流的最上风的列上并使用(形成为)1通道,可提高管内的传热系数,并对于空气与制冷剂的温差配置成对流形态,可增大热交换能力。而且,该区域的制冷剂密度大,故不会过度增大制冷剂流通阻力,不会妨碍热交换能力的增大。而且,外径在4~6.4mm范围内、且外径比带翅片热交换器10用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂出口的传热管11a或用作蒸发器时靠近制冷剂进口的传热管11a小的传热管11b,在将该带翅片热交换器10用于冷凝器或气体冷却器时用作靠近制冷剂出口且以1通道使用的传热管11a的制冷剂上游侧的传热管,或者在将该带翅片热交换器10用于蒸发器时用作靠近制冷剂进口且以1通道使用的传热管11a的制冷剂下游侧的传热管,此时,该传热管11b使用(形成为)4通道,能同时实现高的管内传热系数和小的制冷剂流通阻力,能增大热交换能力。
另外,对于由前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机5侧的区域即由上风前缘23与下风后缘33夹着的区域、以及由前面侧热交换器20的曲线状上风前缘24与曲线状下风后缘34夹着的区域,通过将外径为6.5~8.5mm范围的传热管11c、11d配置2列,同时将排间距设定为16~22mm,2列结构下的通风阻力会稍大,但能得到高的空气侧传热系数,且可减小作为热交换器整体的通风阻力的差异,改善风速分布,因而在相同噪声下可增加风量,能发挥优良的热交换能力。
另外,对于由前面侧热交换器20的翅片21的曲线状上风前缘24和曲线状下风侧后缘34夹着的区域部分中插入的传热管11的排方向间距,其在气流上风侧的列的值小于等于气流下风侧的列的值,因而能尽可能增加传热管11在排方向上的根数,增大该区域的通风阻力,因而使带翅片热交换器10的风速分布更为均匀,能发挥更大的热交换能力。
将带翅片热交换器10用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂进口的传热管11d或用作蒸发器时靠近制冷剂出口的传热管11d的外径取为6.5~8.5mm范围且比其他任何传热管11a、11b、11c的直径大,配置在2列结构的气流下风侧的列上,并使用(形成为)2通道,故对于空气与制冷剂的温差配置成对流形态,可提高性能,而且,尽管管内的传热系数稍许下降,但可大幅度降低制冷剂流通阻力,因而可大幅度提高热交换能力。而且,外径为6.5~8.5mm范围内、且内径比带翅片热交换器10用作冷凝器或气体冷却器时靠近制冷剂进口的传热管11d或用作蒸发器时靠近制冷剂出口的传热管11d小的传热管11c,在将该带翅片热交换器10用于冷凝器或气体冷却器时用作靠近制冷剂出口且外径最大的以2通道使用(形成)的传热管11d的制冷剂下游侧的传热管,或者在将该带翅片热交换器10用于蒸发器时用作靠近制冷剂出口且外径最大的以2通道使用(形成)的传热管11d的制冷剂上游侧的传热管,此时,该传热管11c使用2通道,能提高管内传热系数和热交换能力。
传热管11a、11b、11c、11d与翅片21、41的上风前缘22、23、24、42或下风后缘32、33、34、43的距离最短也要设定为1.8mm,故将带翅片热交换器10用作蒸发器时,可抑制附着在翅片21、41表面而流下的冷凝水碰到传热管11a、11b、11c、11d,并从翅片21、41的上风前缘22、23、24、42或下风后缘32、33、34、43飞出这样的现象。
另外,在将带翅片热交换器10在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,将由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机5侧的区域即由上风前缘22与下风后缘32夹着的区域以及背面侧热交换器40用作再热器,将由弯曲状前面侧热交换器20的翅片21的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机5侧的区域即由上风前缘23与下风后缘33夹着的区域以及由前面侧热交换器20的翅片21的曲线状上风前缘24和曲线状下风侧后缘34夹着的区域用作蒸发器,能合理地平衡再热器和蒸发器的热负荷,很好地进行除湿运行。而且,再热器配置在蒸发器的铅垂方向上侧,故可防止在蒸发器区域的翅片上结露的冷凝水碰到再热器的翅片表面再次蒸发而对房内加湿。
另外,在排方向上相邻的传热管11之间的翅片21、41的表面上沿气体的主流方向开口设置多个切起141、151、161、142、152,通过它们的温度边界层前缘效果,能得到高的空气侧传热系数,且将这些切起141、151、161、142、152的靠近传热管11的立起部141a、151a、161a、142a、152a大致沿传热管11的圆周方向设置,可将气流引导至传热管11的尾流部,从而增加有效传热面积,提高热交换性能。而且,将列方向上相邻的切起彼此间的宽度Wb1、Wb2与切起141、151、161、142、152在列方向的宽度Ws1、Ws2的比值Wb1/Ws1、Wb2/Ws2设定为约2~约2.5,从而与现有的比值约为3的情况相比,可提高热交换能力。
另外,各切起141、151、161、142、152的高度设定为相邻的翅片13(21、41)彼此间的间距的约1/4~约3/4,可增加在相同噪声时的风量,能发挥更大的热交换能力。
而且,对于带翅片热交换器10的靠近横流风机5而成为高风速的区域G,将各切起141、151、161、142、152的高度设定为相邻的翅片13(21、41)之间的间距的约1/2,使通风阻力较大,而对于其他区域设定为相邻的翅片13(21、41)彼此间的间距的约3/4,使通风阻力比前者小,从而可使带翅片热交换器10的风速分布进一步均匀化,从而能发挥更大的热交换能力。
将各切起141、151、161、142、152与翅片21、41的上风前缘22、23、24、42或下风后缘32、33、34、43的距离最短也要设定为1.8mm,故将带翅片热交换器10用作蒸发器时,可抑制附着在翅片21、41表面上的冷凝水沿切起141、151、161、142、152流下而从翅片21的上风前缘22、23、24、42或下风后缘32、33、34、43飞出这样的现象。
另外,在列方向上相邻的2个传热管11之间,在内部流动的流体之间存在温差时,在2个传热管11的列间中央部的翅片21、41以大致沿排方向的方向设置切口17,可防止穿过翅片21、41的传热引起的热交换损失,不会使热交换能力下降。
另外,在将带翅片热交换器10在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,在再热器的区域与蒸发器的区域之间的翅片21、41上设有几乎完全切断的切口19,而仅留下微小的未切断部分18,可防止翅片21、41的传热引起的大幅度的能力下降。而且,将带翅片热交换器10整体用作蒸发器时,在翅片21、41的表面上冷凝的水不会滞留在切口19内,通过翅片21、41的极其微小但相连着的部分18顺畅地流下。
另外,作为在传热管11内部流动的制冷剂,通过使用臭氧破坏系数小的HFC制冷剂、HC制冷剂及二氧化碳中的任意1种,就可对地球环境的保护作出贡献。尤其是HC制冷剂和二氧化碳是地球温室效应系数小的制冷剂,因而更能对地球环境的保护作出贡献
在将前面侧热交换器20中翅片21的上端部与背面侧热交换器40中翅片41的上端部相连的状态下作为1个翅片13连续地进行压力加工时,对于以后用于将传热管11插入的翅片环圈12的相对于与气体主流方向成直角方向即排方向的间距,将在两个翅片21、41彼此间的边界部相邻部位的翅片环圈的排方向间距F设定为比其他排方向上的间距D小,因此,与将在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部相邻部位的翅片环圈的间距F设定为与其他排方向上的间距D等同的情况相比,可减少翅片的废弃材料52。
一种带翅片热交换器10的制造方法,是制造由配置在框体2内的前面侧的前面侧热交换器20、配置在框体2内的背面侧的背面侧热交换器40构成的带翅片热交换器10的制造方法,在将前面侧热交换器20中翅片21的上端部和背面侧热交换器40中翅片41的上端部用边界部相连的状态下作为1个翅片13连续地进行压力加工,将这些翅片13多个层叠,将传热管11插入、扩管后,将翅片13在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部切断,分离成前面侧热交换器20和背面侧热交换器40,与将前面侧热交换器20和背面侧热交换器40单独进行制造的情况相比,可高效地制造带翅片热交换器10。插入1个翅片13中的传热管11a、11b、11c、11d可混合有直径、列数、列方向间距和排方向间距不同的结构,对于形成于1个翅片13上的切起141、151、161、142、152也可混合有形状和高度不同的结构。
对于将在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部相邻部位的翅片环圈12的间距F设定为比其他相邻的排方向上的间距D小的结构的带翅片热交换器10的制造方法,对于在前面侧热交换器20中翅片21的上端部与背面侧热交换器40中翅片41的上端部相连状态下作为1个翅片13中的、用于以后将传热管11插入的翅片环圈12的相对于与气体主流方向成直角方向即排方向的间距,将在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部相邻的部位的翅片环圈12的间距F形成为比其他相邻的排方向上的间距D小,将这些翅片13多个层叠,将传热管11插入、扩管后,将翅片13在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部切断,分离成前面侧热交换器20和背面侧热交换器40,因此,与将在前面侧热交换器20和背面侧热交换器40的边界部相邻的部位的翅片环圈12的排方向的间距F设定为与其他附近的排方向的间距D等同的情况相比,可减少翅片的废弃材料52。
上述实施形态中对吸入口3a、3b设置在前表面和上表面等的情况进行了说明,但并不局限于此。另外,作为吹出口4对设置在下面侧的情况进行了说明,但并不局限于此,上述结构也可适用于设置在前表面等的情况。
上述实施形态中,对前面侧热交换器20及背面侧热交换器40设置在从吸入口3a、3b至横流风机5的风回路途中的情况进行了说明,但并不局限于此,也可适用于例如配置在从横流风机5至吹出口4的风回路途中的热交换器。而且,也可适用于在室内机内设置3个以上热交换器的结构或仅设置1个的结构。
上述本实施形态的带翅片热交换器,对装载在空调机的室内机上的由前面侧热交换器及背面侧热交换器构成的带翅片热交换器的形态及其制造方法进行了改善,前面侧热交换器的翅片的上风前缘及下风后缘分别形成为由构成相同钝角的2根直线部及连接这2根直线的1根曲线部构成的弯曲状,将由该弯曲状前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离设定为比远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离小,将前面侧热交换器中翅片的上风前缘及下风后缘的各个曲线部做成相同形状,背面侧热交换器中翅片的上风前缘及下风后缘由平行的直线构成,将背面侧热交换器中翅片的上风前缘与下风后缘的距离设定为与由弯曲状前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离相等,从而在空调机的室内机的有限空间尤其是进深狭窄的空间内能尽可能收纳大的带翅片热交换器,能大幅度提高热交换能力,同时用作蒸发器时能使翅片表面上冷凝的水沿该翅片顺畅地流下。采用带翅片热交换器的制造方法,将前面侧热交换器中翅片和背面侧热交换器中翅片相连地作为1个翅片连续地进行压力加工,因而翅片的废弃材料较少,能高效且廉价地进行制造。
产业上的可利用性:
这样,本发明涉及热交换器的翅片形状、尺寸改善、传热管的配置改善,尤其适用于空调机的室内机,此外也可适用于在传热管内流动的制冷剂与外部流动的空气之间进行热交换的设备。

Claims (22)

1.一种带翅片热交换器,装载在空调机的室内机上,该室内机由在前面侧设有吸入口且在下面侧设有吹出口的框体、以及收纳在该框体内的横流风机构成风回路,其特征在于,
该带翅片热交换器由配置在从所述吸入口至横流风机的风回路途中或配置在从横流风机至吹出口的风回路途中的前面侧热交换器和背面侧热交换器构成,
所述前面侧热交换器及所述背面侧热交换器分别包括:以规定间隔平行排列且在其间有气体流动的多个翅片;大致垂直地插入该翅片且内部有制冷剂流动的多个传热管,
所述前面侧热交换器中的翅片利用其上风前缘和下风后缘分别呈相同钝角的2根直线部以及连接这2根直线部的1根曲线部而形成为弯曲状,
在由形成为弯曲状的所述翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,靠近横流风机的区域的上风前缘与下风后缘间的距离比远离横流风机的区域的上风前缘与下风后缘间的距离小。
2.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,靠近横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离为20~23mm,同时远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离为24~27mm。
3.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,前面侧热交换器中翅片的上风前缘侧及下风后缘侧的两个曲线部为相同形状。
4.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,前面侧热交换器中翅片的曲线部为圆弧状。
5.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,背面侧热交换器中翅片的上风前缘及下风后缘由互相平行的直线构成,同时使该翅片的上风前缘与下风后缘的距离与由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机侧的区域的上风前缘与下风后缘的距离相等。
6.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,在由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,插入远离横流风机侧的区域的翅片部内的传热管、以及插入由背面侧热交换器中翅片的上风前缘的直线部与下风后缘的直线部夹着的部分内的传热管的外径为4~6.4mm,且在沿气体的主流方向的列方向上配置3列,与所述气体的主流方向成直角的方向即排方向的传热管配置间距为14.5~16mm。
7.如权利要求6所述的带翅片热交换器,其特征在于,在由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,插入远离横流风机侧的区域的翅片部中的传热管、以及插入由背面侧热交换器中翅片的上风前缘的直线部与下风后缘的直线部夹着的部分中的传热管由2种外径的传热管构成,
且外径大的传热管配置在气流的最上风的列上,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时该传热管用作靠近制冷剂出口的传热管,或者在将带翅片热交换器作为蒸发器使用时该传热管用作靠近制冷剂进口的传热管,并使用1通道,
对于外径小的传热管,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时,该传热管用作外径大的所述传热管的制冷剂上游侧的传热管,或者在将带翅片热交换器作为蒸发器使用时,该传热管用作外径大的传热管的制冷剂下游侧的传热管,并使用4通道,分别有制冷剂流动。
8.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,在由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中,插入靠近横流风机侧的区域的翅片部内的传热管、以及插入由该翅片的曲线状上风前缘与曲线状下风后缘夹着的区域的部分内的传热管的外径为6.5~8.5mm,且在沿气体的主流方向的列方向上配置2列,与所述气体的主流方向成直角的方向即排方向的所述传热管的配置间距为16~22mm。
9.如权利要求8所述的带翅片热交换器,其特征在于,对于由前面侧热交换器中翅片的曲线状上风前缘和曲线状下风侧后缘夹着的区域的部分中所插入的传热管在排方向上的配置间距,气流的上风侧的列的值小于等于下风侧的列的值。
10.如权利要求8或9所述的带翅片热交换器,其特征在于,由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域的翅片部中所插入的传热管、以及由该翅片的曲线状上风前缘与曲线状下风后缘夹着的区域的部分中所插入的传热管由2种外径的传热管构成,
且外径大的所述传热管配置在气流的最下风的列上,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时该传热管用作靠近制冷剂进口的传热管,或者在带翅片热交换器作为蒸发器使用时该传热管用作靠近制冷剂出口的传热管,
对于外径小的所述传热管,在将该带翅片热交换器作为冷凝器或气体冷却器使用时该传热管用作外径大的所述传热管的制冷剂下游侧的传热管,或者在带翅片热交换器作为蒸发器使用时该传热管用作外径大的所述传热管的制冷剂上游侧的传热管,并分别使用2通道,有制冷剂流动。
11.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,传热管与翅片的上风前缘或下风后缘的最短距离大于等于1.8mm。
12.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,将由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的远离横流风机侧的区域以及背面侧热交换器用作再热器,
将由前面侧热交换器中翅片的直线状上风前缘和直线状下风后缘夹着的2个区域中的靠近横流风机侧的区域以及由该翅片的曲线状上风前缘和曲线状下风侧后缘夹着的区域用作蒸发器。
13.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,在排方向上相邻的传热管之间的翅片表面上设有沿气体的主流方向开口的多个切起,
这些各切起的靠近传热管的立起部大致沿着传热管的圆周方向形成,且所述列方向上相邻的切起之间的宽度与所述各切起在列方向上的宽度的比值为2~2.5。
14.如权利要求13所述的带翅片热交换器,其特征在于,切起的高度为相邻翅片彼此间的间距的1/4~3/4。
15.如权利要求14所述的带翅片热交换器,其特征在于,对于该带翅片热交换器靠近横流风机的风速大的区域,切起的高度为相邻翅片彼此间的间距的1/2,对于其他区域为相邻翅片彼此间的间距的3/4。
16.如权利要求13所述的带翅片热交换器,其特征在于,切起与翅片的上风前缘或下风后缘的最短距离大于等于1.8mm。
17.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,当在列方向上相邻的2个传热管之间,在内部流动的制冷剂彼此间存在温差时,在所述2个传热管的列间中央部的翅片上以大致沿排方向的方向设有切口。
18.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,在排方向上分成再热器和蒸发器进行使用以进行除湿运行时,在再热器的区域与蒸发器的区域之间的翅片部上设有仅留下微小的未切断部分的切口。
19.如权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,作为传热管内部流动的制冷剂,使用HFC制冷剂、HC制冷剂及二氧化碳中的任意1种。
20.一种带翅片热交换器,是在前面侧热交换器中的翅片的上端部和背面侧热交换器中的翅片的上端部相连的状态下制造出的的权利要求1所述的带翅片热交换器,其特征在于,
所述前面侧热交换器中的翅片的上端部和所述背面侧热交换器中的翅片的上端部相连的状态下的翅片上所形成的供传热管插入用的翅片环圈在相对于气体主流方向成直角的方向,即排方向上的间距为:在所述前面侧热交换器和所述背面侧热交换器间的边界部相邻的部位的翅片环圈的配置间距比其他的排方向上的配置间距小。
21.一种带翅片热交换器的制造方法,是具有前面侧热交换器和背面侧热交换器的权利要求1所述的带翅片热交换器的制造方法,其特征在于,
在将所述前面侧热交换器中的翅片的上端部和所述背面侧热交换器中的所述翅片的上端部用边界部相连的状态下作为1个翅片连续地进行压力加工,将得到的翅片多个层叠后,将传热管插入,
接着将所述各翅片在前面侧热交换器和背面侧热交换器的边界部切断,分离成所述前面侧热交换器和所述背面侧热交换器。
22.一种带翅片热交换器的制造方法,是具有前面侧热交换器和背面侧热交换器的权利要求20所述的带翅片热交换器的制造方法,其特征在于,
在将所述前面侧热交换器中的翅片的上端部和所述背面侧热交换器中的翅片的上端部用边界部相连的状态下作为1个翅片连续地进行压力加工,此时,
供传热管插入用的翅片环圈的间距为,在所述前面侧热交换器与所述背面侧热交换器上分别形成的翅片环圈在排方向上相邻的部分比其他排方向的间距小,将这样形成的翅片多个层叠后,将传热管插入各翅片环圈,
接着将所述翅片分离成所述前面侧热交换器和所述背面侧热交换器。
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