CN100554855C - 翅片管型热交换器 - Google Patents

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CN100554855C CNB2006800229226A CN200680022922A CN100554855C CN 100554855 C CN100554855 C CN 100554855C CN B2006800229226 A CNB2006800229226 A CN B2006800229226A CN 200680022922 A CN200680022922 A CN 200680022922A CN 100554855 C CN100554855 C CN 100554855C
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Abstract

本发明提供翅片管型热交换器。在翅片管型热交换器中，同时实现基于引导翅片的传热促进效果和排水性。翅片管型热交换器(1)具有：传热翅片(2)，其配置在气流中；以及多个传热管(3)，其插入传热翅片(2)，并配置在与气流的流动方向大致正交的方向上。在传热翅片(2)上，在传热管(3)的两侧，通过切出立起而在传热翅片(2)表面形成有从气流的流动方向上游侧朝向下游侧笔直排列的引导翅片(21a、21b)和引导翅片(21c、21d)。将引导翅片(21a、21b)或引导翅片(21c、21d)假想地连接的直线(L1、L2)以将传热管(3)附近的气流向传热管(3)的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向倾斜。

Description

翅片管型热交换器
技术领域
本发明涉及翅片管型热交换器，特别涉及具有配置在气流中的传热翅片，以及插入传热翅片并配置在与气流的流动方向大致正交的方向上的多个传热管的翅片管型热交换器。
背景技术
以往，在空调装置等中，广泛使用具有配置在空气流中的传热翅片，以及插入传热翅片并配置在与空气流的流动方向大致正交的方向上的多个传热管的翅片管型热交换器(即，交叉翅片管型热交换器)。
在这种翅片管型热交换器中，作为以减少在传热翅片的传热管的空气流的流动方向下游侧的部分形成的死水区域以及更新传热翅片的边界层为目的的传热促进方法，有时采用如下技术：在传热翅片表面的传热管两侧的位置上，通过切出立起来形成朝向空气流的流动方向上游侧扩开的引导翅片(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开昭61-110889号公报
但是，在将采用了上述那种引导翅片的翅片管型热交换器用作以空调装置等为代表的将空气作为热源的制冷剂等载热体的蒸发器的情况下，会产生如下问题：由于空气与载热体的热交换而产生的排放水滞留在引导翅片内而使通风阻力增大。并且，在将采用了上述那种引导翅片的翅片管型热交换器用作构成空调装置的室外单元的室外热交换器的情况下，有时通过除霜运转去除在传热翅片表面产生的霜，但此时会产生排水性降低的问题。
发明内容
本发明的课题在于，在翅片管型热交换器中，同时实现基于引导翅片的传热促进效果和排水性。
第1方面的翅片管型热交换器具有：传热翅片，其配置在气流中；以及多个传热管，其插入传热翅片，并配置在与气流的流动方向大致正交的方向上。在传热翅片上，在传热管的两侧，通过切出立起而在传热翅片表面形成有从气流的流动方向上游侧朝向下游侧笔直排列的多个引导翅片。将多个引导翅片假想地连接起来的直线以将传热管附近的气流向传热管的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向倾斜。
在该翅片管型热交换器中，引导翅片从气流的流动方向上游侧朝向下游侧被分割为多个，并且，多个引导翅片以将传热管附近的气流向传热管的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向倾斜，因此，主要能够可靠地获得以下效果：通过多个引导翅片中的配置在传热翅片的气流的流动方向前侧的引导翅片来更新边界层，并且能够获得以下效果：通过配置在传热翅片的气流的流动方向后侧的引导翅片来减少在传热管的气流的流动方向后侧的部分形成的死水区域，同时，能够容易地从引导翅片之间的间隙排出在传热翅片表面产生的排放水。由此，能够不受在传热翅片表面产生的排放水的影响，而获得基于引导翅片的传热促进效果。
而且，多个引导翅片从气流的流动方向上游侧朝向下游侧笔直地排列，由此，多个引导翅片中配置在传热翅片的气流的流动方向后侧的引导翅片具有与配置在气流的流动方向前侧的引导翅片相同的倾斜，因此，不仅能够减少在传热管的气流的流动方向后侧的部分形成的死水区域，而且能够防止在引导翅片的背后形成新的死水区域。
如上所述，在本发明的翅片管型热交换器中，能够不受在传热翅片表面产生的排放水的影响，而获得基于引导翅片的传热促进效果，并且，能够防止在引导翅片的背后形成新的死水区域，因此能够同时实现基于引导翅片的传热促进效果和排水性。
第2方面的翅片管型热交换器形成为，在第1方面的翅片管型热交换器中，各引导翅片的高度朝向气流的流动方向下游侧逐渐增加。
在该翅片管型热交换器中，通过使各引导翅片的形状形成为高度朝向气流的流动方向下游侧逐渐增加的形状，从而能够在各引导翅片的背后产生纵向旋涡，因此，能够进一步提高基于引导翅片的传热促进效果。
第3方面的翅片管型热交换器形成为，在第1或第2方面的翅片管型热交换器中，在传热翅片上形成有排水促进部，该排水促进部用于使滞留于在直线上相互相邻的引导翅片之间的水流到下方。
在该翅片管型热交换器中，由于在引导翅片之间形成有排水促进部，所以能够进一步提高传热翅片的排水性。
第4方面的翅片管型热交换器形成为，在第3方面的翅片管型热交换器中，排水促进部是形成于在直线上相互相邻的引导翅片之间的狭缝。
第5方面的翅片管型热交换器形成为，在第3方面的翅片管型热交换器中，排水促进部是切口，该切口形成于在直线上相互相邻的引导翅片的端部上，即形成于引导翅片的成为下端部的部分上。
第6方面的翅片管型热交换器形成为，在第3方面的翅片管型热交换器中，排水促进部是形成于在直线上相互相邻的引导翅片之间的导水肋。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的翅片管型热交换器的剖面图。
图2是沿图1的A-A线的剖面图。
图3是沿图1的B-B线的剖面图。
图4是示出第1实施方式的变形例的翅片管型热交换器的图，是示出图1的C部分的图。
图5是示出第1实施方式的变形例的翅片管型热交换器的图，是示出图1的C部分的图。
图6是示出第1实施方式的变形例的翅片管型热交换器的图，是示出图1的C部分的图。
图7是本发明的第2实施方式的翅片管型热交换器的剖面图。
图8是沿图7的A-A线的剖面图。
图9是沿图7的B-B线的剖面图。
图10是示出第2实施方式的变形例的翅片管型热交换器的图，是示出图7的C部分的图。
图11是示出第2实施方式的变形例的翅片管型热交换器的图，是示出图7的C部分的图。
图12是示出第2实施方式的变形例的翅片管型热交换器的图，是示出图7的C部分的图。
符号说明
1、101：翅片管型热交换器；2、102：传热翅片；3：传热管；21a～21d、121a～121f：引导翅片；32、35、132、133、136、137：狭缝(排水促进部)；42、43、142、143、144、145：切口(排水促进部)；52、151、154：导水肋。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的翅片管型热交换器的实施方式。
<第1实施方式>
图1～图3示出本发明的第1实施方式的翅片管型热交换器1的主要部分。这里，图1是翅片管型热交换器1的剖面图。图2是沿图1的A-A线的剖面图。图3是沿图1的B-B线的剖面图。
(1)翅片管型热交换器的基本结构
翅片管型热交换器1是所谓的交叉翅片管(cross fin and tube)型热交换器，主要具有多个板状的传热翅片2和多个传热管3。传热翅片2在使其平面方向大致沿着空气等气流的流动方向的状态下，在板厚方向上排列配置。在传热翅片2上，在与气流的流动方向大致正交的方向上，隔开间隔形成有多个贯通孔2a。贯通孔2a的周围部分成为向传热翅片2的板厚方向的一侧突出的环状的套环(collar)部23。套环部23与在板厚方向上相邻的传热翅片2的形成有套环部23的面的相反面抵接，在各传热翅片2的板厚方向之间确保预定的间隔H。传热管3是在内部有制冷剂等载热体流动的管部件，插入在板厚方向上排列配置多个的传热翅片2，并在与气流的流动方向大致正交的方向上配置。具体而言，传热管3贯通在传热翅片2上形成的贯通孔2a，通过翅片管型热交换器1的组装时的扩管作业，紧贴在套环部23的内表面。
并且，本实施方式的翅片管型热交换器1在多个传热管3的排列方向设置成大致为上下方向的状态下进行使用。因此，气流以大致朝向水平方向横穿的方式流过翅片管型热交换器1。另外，在以下的说明中，在使用“上侧”、“上方”或“下侧”、“下方”这样的词语时，表示传热管3的排列方向。
(2)传热翅片的详细形状
接着，对本实施方式的翅片管型热交换器1所使用的传热翅片2的详细形状进行说明。
在传热翅片2上，在各传热管3的两侧(即，各传热管3的下侧和上侧)，通过切出立起而在传热翅片2表面形成从气流的流动方向上游侧朝向下游侧笔直排列的多个(在本实施方式中为2个)引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d。将该引导翅片21a、21b或引导翅片21c、21d假想地连接起来的直线L1、L2以将传热管3附近的气流向传热管3的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向倾斜。这里，直线L1、L2相对于气流的流动方向的迎角(迎え角)α1、α2设定在10°～30°的范围内。
并且，各引导翅片21a～21d形成为其高度朝向气流的流动方向下游侧逐渐增加。在本实施方式中，各引导翅片21a～21d是大致梯形状或大致三角形状(参照图3，图3是示出引导翅片21c、21d的图，引导翅片21a、21b也具有同样的形状)，其最大高度h形成为比套环部23的高度H低。并且，在切出立起引导翅片21a～21d时形成在传热翅片2上的狭缝孔22a～22d隔着引导翅片21a～21d配置在离传热管3远的一侧。
(3)翅片管型热交换器的特征
在上述那样构成的翅片管型热交换器1中，在各传热管3的两侧形成的各个引导翅片被分割为从气流的流动方向上游侧朝向下游侧的多个(在本实施方式中为2个)引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d，并且，引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d以将传热管3附近的气流向传热管3的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向倾斜，因此，主要能够可靠地获得以下效果：通过引导翅片21a～21d中的配置在传热翅片2的气流的流动方向前侧的引导翅片21a、21c来更新边界层，并且能够获得以下效果：通过配置在传热翅片2的气流的流动方向后侧的引导翅片21b、21d，来减少在传热管3的气流的流动方向后侧的部分形成的死水区域，同时，能够容易地从引导翅片21a、21b之间和引导翅片21c、21d之间的间隙排出在传热翅片2表面产生的排放水。由此，能够不受在传热翅片2表面产生的排放水的影响，而获得基于引导翅片21a～21d的传热促进效果。
而且，通过使引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d从气流的流动方向上游侧朝向下游侧笔直地排列在直线L1和直线L2上，从而引导翅片21a～21d中的配置在传热翅片2的气流的流动方向后侧的引导翅片21b、21d具有与配置在气流的流动方向前侧的引导翅片21a、21c相同的倾斜，因此，不仅能够减少在传热管3的气流的流动方向后侧的部分形成的死水区域，而且能够防止在引导翅片21b、21d的背后形成新的死水区域。
如上所述，在本实施方式的翅片管型热交换器1中，能够不受在传热翅片2表面产生的排放水的影响，而获得基于引导翅片21a～21d的传热促进效果，并且，能够防止在引导翅片21b、21d的背后形成新的死水区域，因此能够同时实现基于引导翅片的传热促进效果和排水性。
并且，在该翅片管型热交换器1中，通过使各引导翅片21a～21d的形状形成为朝向气流的流动方向下游侧，高度逐渐增加的形状，从而能够在各引导翅片21a～21d的背后产生纵向旋涡，因此，能够进一步提高基于各引导翅片21a～21d的传热促进效果。
(4)变形例
在上述的翅片管型热交换器1中，为了更容易地从引导翅片21a、21b之间和引导翅片21c、21d之间的间隙排出在传热翅片2表面产生的排放水，也可以形成使滞留于在直线L1、L2上相互相邻的引导翅片21a、21b之间或引导翅片21c、21d之间的水流到下方的、作为排水促进部的狭缝32、35(参照图4)、切口42、43(参照图5)或导水肋52(参照图6)。这里，图4～图6是示出在传热翅片2上形成各种排水促进部时的图1的C部分的图。
首先，使用图4说明在传热翅片2上形成狭缝32、35的情况。在本变形例中，狭缝32、35以在上下方向上横穿直线L1、L2的方式形成于在直线L1上相互相邻的引导翅片21a、21b之间以及在直线L2上相互相邻的引导翅片21c、21d之间的间隙部分。这里，为了尽可能不影响传热性能，例如通过在传热翅片2表面形成纵向的缝隙(切わ目)，由此使狭缝32、35的狭缝宽度较窄。并且，在引导翅片21a、21b之间和引导翅片21c、21d之间的间隙部分以外的各引导翅片21a～21d的端部，也可以形成与狭缝32、35同样的狭缝31、33、34、36。
接着，使用图5说明在传热翅片2上形成切口42、43的情况。在本变形例中，切口42、43形成于在直线L1、L2上相互相邻的引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d的端部上，即形成于引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d的成为下端部的部分(即，引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d的沿重力方向成为下部的部分)。具体而言，形成在引导翅片21b的下端部和引导翅片21c的下端部。这里，切口42、43是在引导翅片21b、21c的下端部，以与通过切出立起而形成引导翅片21b、21c时所形成的狭缝孔22b、22c连通的方式形成的纵向的缝隙。并且，在引导翅片21b、21c的成为下端部的部分以外的各引导翅片21a、21d的端部，也可以形成与切口42、43同样的切口41、44。
接着，使用图6说明在传热翅片2上形成导水肋52的情况。在本变形例中，导水肋52以在上下方向上横穿直线L1、L2的方式形成于在直线L1上相互相邻的引导翅片21a、21b之间以及在直线L2上相互相邻的引导翅片21c、21d之间的间隙部分。这里，导水肋52是通过对传热翅片2表面实施冲压加工等而形成的在纵向延伸的细长的突起，并形成为在上下方向(即重力方向)上连续地连接引导翅片21a、21b之间的间隙部分和引导翅片21c、21d之间的间隙部分。另外，在传热管3的附近，无法使导水肋52在上下方向上笔直地延伸，因此，通过仅将套环部23的附近部分形成为圆弧状，来维持大致在重力方向上连续地形成的状态。并且，在引导翅片21a、21b之间的间隙部分和引导翅片21c、21d之间的间隙部分以外的、引导翅片21a、21c的气流的流动方向前侧的部分和引导翅片21b、21d的气流的流动方向后侧的部分，也可以形成与导水肋52同样的导水肋51、53。
如上所述，在本变形例的翅片管型热交换器1中，在传热翅片2的直线L1上相互相邻的引导翅片21a、21b之间以及直线L2上相互相邻的引导翅片21c、21d之间形成有作为排水促进部的狭缝32、35、切口42、43或导水肋52，因此，能够进一步提高传热翅片2的排水性。
<第2实施方式>
图7～图9示出本发明的第2实施方式的翅片管型热交换器101的主要部分。这里，图7是翅片管型热交换器101的剖面图。图8是沿图7的A-A线的剖面图。图9是沿图7的B-B线的剖面图。
(1)翅片管型热交换器的基本结构
关于翅片管型热交换器101的基本结构，除了后述的传热翅片102的引导翅片121a～121f以外，与第1实施方式的翅片管型热交换器1的结构相同。因此，关于翅片管型热交换器101的基本结构，将与传热翅片102有关的标号从10级替换为100级，并省略说明。
接着，对本实施方式的翅片管型热交换器101所使用的传热翅片102的详细形状进行说明。
在传热翅片102上，在各传热管3的两侧(即，各传热管3的下侧和上侧)，通过切出立起而在传热翅片102表面形成从气流的流动方向上游侧朝向下游侧笔直排列的多个(在本实施方式中为3个)引导翅片121a、121b、121c和引导翅片121d、121e、121f。将该引导翅片121a、121b、121c或引导翅片121d、121e、121f假想地连接起来的直线L1、L2以将传热管3附近的气流向传热管3的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向倾斜。这里，直线L1、L2相对于气流的流动方向的迎角α1、α2设定在10°～30°的范围内。
并且，各引导翅片121a～121f形成为其高度朝向气流的流动方向下游侧逐渐增加。在本实施方式中，各引导翅片121a～121f是大致梯形状或大致三角形状(参照图9，图9是示出引导翅片121d、121e、121f的图，引导翅片121a、121b、121c也具有同样的形状)，其最大高度h形成为比套环部123的高度H低。并且，在切出立起引导翅片121a～121f时形成在传热翅片102上的狭缝孔122a～122f隔着引导翅片121a～121f配置在离传热管3远的一侧。
如上所述，第1实施方式的翅片管型热交换器1的引导翅片为引导翅片21a、21b和引导翅片21c、21d的分割为两个的结构，与此相对，在本实施方式的翅片管型热交换器101中，为引导翅片121a、121b、121c和引导翅片121d、121e、121f的分割为三个的结构，因此，用于排出在传热翅片102表面产生的排放水的引导翅片间的间隙的数量增加。因此，与第1实施方式的翅片管型热交换器1相比，能够提高排放水的排水性。
(2)变形例
在上述的翅片管型热交换器101中，与第1实施方式的翅片管型热交换器1同样，为了更容易地从引导翅片121a、121b之间、引导翅片121b、121c之间、引导翅片121d、121e之间和引导翅片121e、121f之间的间隙排出在传热翅片102表面产生的排放水，也可以形成使滞留于在直线L1、L2上相互相邻的引导翅片121a、121b之间、引导翅片121b、121c之间、引导翅片121d、121e之间和引导翅片121e、121f之间的水流到下方的、作为排水促进部的狭缝132、133、136、137(参照图10)、切口142、143、144、145(参照图11)或导水肋152、153(参照图12)。这里，图10～图12是示出在传热翅片102上形成各种排水促进部时的图7的C部分的图。
另外，狭缝、切口和导水肋的形状等与第1实施方式的变形例的狭缝32、35、切口42、43或导水肋52相同，因此省略说明。并且，在该翅片管型热交换器101中，与第1实施方式的变形例的翅片管型热交换器1同样，为了排出在传热翅片102表面上产生的排放水，在引导翅片121a、121b之间、引导翅片121b、121c之间、引导翅片121d、121e之间和引导翅片121e、121f之间以外的部分，也可以形成狭缝131、134、135、138、切口141、146或导水肋151、154。
<其它实施方式>
以上，根据附图说明了本发明的实施方式，但是，具体的结构不限于这些实施方式，可在不脱离发明主旨的范围内进行变更。
产业上的可利用性
利用本发明，在翅片管型热交换器中，能够同时实现基于引导翅片的传热促进效果和排水性。

Claims (5)

1.一种翅片管型热交换器(1、101)，该翅片管型热交换器(1、101)具有：
传热翅片(2、102)，其配置在气流中；以及
多个传热管(3)，其插入所述传热翅片，并配置在与气流的流动方向正交的方向上，
在所述传热翅片上，在每个所述传热管的两侧，通过切出立起而在所述传热翅片表面形成有从气流的流动方向上游侧朝向下游侧空出间隙笔直排列的多个引导翅片(21a～21d、121a～121f)，
所述各引导翅片仅由被切出立起以使其从所述传热翅片表面立起的部分形成，并且所述各引导翅片的高度朝向气流的流动方向下游侧逐渐增加，
将所述多个引导翅片假想地连接起来的直线(L1、L2)以将所述传热管附近的气流向所述传热管的气流的流动方向后侧引导的方式相对于气流的流动方向成10度到30度的迎角倾斜。
2.根据权利要求1所述的翅片管型热交换器(1、101)，其特征在于，
在所述传热翅片(2、102)上形成有排水促进部，该排水促进部用于使滞留于在所述直线(L1、L2)上相互相邻的所述引导翅片(21a～21d、121a～121f)之间的水流到下方。
3.根据权利要求2所述的翅片管型热交换器(1、101)，其特征在于，
所述排水促进部是狭缝(32、35、132、133、136、137)，所述狭缝(32、35、132、133、136、137)形成于在所述直线(L1、L2)上相互相邻的所述引导翅片(21a～21d、121a～121f)之间。
4.根据权利要求2所述的翅片管型热交换器(1、101)，其特征在于，
所述排水促进部是切口(42、43、142、143、144、145)，所述切口(42、43、142、143、144、145)形成于在所述直线(L1、L2)上相互相邻的所述引导翅片(21a～21d、121a～121f)的端部上，即形成于所述引导翅片的成为下端部的部分上。
5.根据权利要求2所述的翅片管型热交换器(1、101)，其特征在于，
所述排水促进部是导水肋(52、151、154)，所述导水肋(52、151、154)形成于在所述直线(L1、L2)上相互相邻的所述引导翅片(21a～21d、121a～121f)之间。
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