CN102124296A - 包括百叶窗板的热交换器散热片 - Google Patents

Abstract

一种热交换器包括第一集管、第二集管和热交换管，所述热交换管在所述第一集管和所述第二集管之间延伸。散热片位于两个相邻热交换管之间，且所述散热片包括散热片板，每个散热片板具有百叶窗板。百叶窗板中的每一个包括第一百叶窗板部分、第二百叶窗板部分和位于第一百叶窗板部分与第二百叶窗板部分之间的第三百叶窗板部分。第三百叶窗板部分包括相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸的排出部分。

Description

包括百叶窗板的热交换器散热片

相关申请

本申请要求2008年8月15日提交的第61/089,084号美国临时专利申请的优先权。

背景技术

微通道热交换器（MCHX）包括在两集管之间延伸的具有平坦表面的热交换管。制冷剂流过热交换管且与在热交换管上流动的空气进行热交换。可以在两个相邻热交换管之间放置包括多个散热片板的折叠散热片。每个散热片板通过弯曲部分与邻近散热片板连接。每个散热片板包括百叶窗板以在气流中产生湍流且增强在制冷剂与空气之间的热传递。百叶窗板具有在热交换管之间延伸的长度。

由于更高的表面密度，在微通道热交换器中可以形成凝结的水珠和霜。任何形成的冷凝物都能沿着散热片的表面以蜿蜒的路径流向散热片的底部。然而，冷凝物能在热交换管附近的最为寒冷的弯曲部分累积并形成霜。

图1示出包括通过间隙104间隔开的多个百叶窗板102的现有技术散热片板100。每个百叶窗板102的整体位于单个平面内。

在第4,676,304号美国专利中描述的一种现有热交换器中，散热片板的百叶窗板的一部分相对于散热片板主体向下成一定角度，散热片板的其他百叶窗板嵌入并且位于散热片板主体之下且与散热片板主体平行。成一定角度的百叶窗板位于散热片板的一部分内，且嵌入的百叶窗板位于散热片板的另一部分内。

在第JP56157793号日本公开中描述的另一种现有热交换器中，顶部位于每个百叶窗板的长度中间，顶部高于百叶窗板的端部。在散热片上形成的任何冷凝物被向着百叶窗板的较低的端部引导到热交换管附近以排出。

发明内容

一种热交换器包括第一集管、第二集管和热交换管，所述热交换管在所述第一集管和所述第二集管之间延伸。散热片位于两个相邻热交换管之间，且所述散热片包括散热片板，每个散热片板具有百叶窗板。百叶窗板中的每一个包括第一百叶窗板部分、第二百叶窗板部分和位于第一百叶窗板部分与第二百叶窗板部分之间的第三百叶窗板部分。第三百叶窗板部分包括相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸的排出部分。

在另一说明性实施例中，热交换器的散热片包括散热片板和百叶窗板。所述多个百叶窗板的每一个都包括第一百叶窗板部分、第二百叶窗板部分和位于第一百叶窗板部分与第二百叶窗板部分之间的第三百叶窗板部分。第三百叶窗板部分包括相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸的排出部分。

根据下面的说明书和描述将最佳地理解本发明的这些和其他特征。

附图说明

根据下面的当前优先实施例的详细描述，本发明的各种特征和优点对于本领域的技术人员将是明显的。可以如下简要描述伴随详细描述的附图：

图1示出现有技术散热片板；

图2示出现有技术制冷系统；

图3示出微通道热交换器；

图4示出沿散热片的冷凝物流动路径；

图5示出微通道热交换器的散热片的一部分的立体图；

图6示出散热片的散热片板；以及

图7示出散热片的散热片板的另一示例。

具体实施方式

图2示出制冷系统20，包括压缩机22、第一热交换器24、膨胀设备26和第二热交换器28。制冷剂通过闭路式制冷系统20循环。

当制冷系统20在冷却模式下运行时，制冷剂以高压和高焓离开压缩机22，并且流过第一热交换器24，第一热交换器24用作冷凝器。在第一热交换器24中，制冷剂将热排出到空气且冷凝成以低焓和高压离开第一热交换器24的液体。风扇30导引空气通过第一热交换器24。然后，冷却的制冷剂通过膨胀设备26，使制冷剂膨胀到低压。在膨胀之后，制冷剂流过第二热交换器28，第二热交换器28用作蒸发器或冷热交换器。在第二热交换器28中，制冷剂接受来自空气的热量，以高焓和低压离开第二热交换器28。风扇32将空气吹过第二热交换器28。然后，制冷剂流到压缩机22，完成循环。

制冷系统20可以包括四通阀34，使制冷剂的流动方向反向。当制冷系统20在冷却模式下运行时，四通阀34导引制冷剂从压缩机22到第一热交换器24，并且第二热交换器28用作蒸发器或冷热交换器。当制冷系统20在加热模式下运行时，四通阀34导引制冷剂从压缩机22到第二热交换器28，并且第一热交换器24作为蒸发器或冷热交换器运行。

热交换器24和28中的一个或两个可以是微通道热交换器36。微通道热交换器36可以是与微型装置或汽车空调一起使用的制冷系统20的一部分。例如，由于微通道热交换器36的紧凑性、低成本和性能，对于汽车、住宅或航天HVAC应用可以采用微通道热交换器36。为了便于参考，微通道热交换器可以被称为微通道热交换器36。

图3示出微通道热交换器36。微通道热交换器36包括第一集管38、第二集管40和在集管38和40之间延伸的多个平坦热交换管42。热交换管42基本平行且沿垂直方向延伸。在一个示例中，每个热交换管42是平坦多端口管，且每个端口具有小于5 mm的水力直径。散热片44位于相邻的热交换管42之间以增加热传递。

制冷剂通过第一集管38进入微通道热交换器36且沿方向B向下流动通过热交换管42。空气沿方向A流入纸页内。随着制冷剂通过热交换管42流向第二集管40，制冷剂与在热交换管42上流动的空气进行热交换。如果微通道热交换器36是蒸发器或冷热交换器，则随着空气流过热交换管42空气被冷却。如果使用单相液体（如乙二醇或水）作为制冷剂，则微通道热交换器36是冷热交换器。如果采用两相制冷剂（作为液体进入微通道热交换器36且作为蒸汽离开微通道热交换器36的制冷剂），则微通道热交换器36是蒸发器。

图4示出微通道热交换器36的散热片44之一。散热片44具有蛇形形状且由金属制成。在一个示例中，散热片44由被冲压且弯曲成蛇形的铝片制成。

每个散热片44包括多个散热片板46，每一个都相对水平方向轻微地成一定角度。也就是说，每个散热片板46不与水平方向平行。每个散热片板46也不与相邻散热片板46平行。例如，第一散热片板46a、第三散热片板46c以及任何间隔的散热片板46基本平行，且第二散热片板46b、第四散热片板46d以及任何间隔的散热片板46基本平行。第一散热片板46a和第三散热片板46b与第二散热片板46b和第四散热片板46d不平行。使用多个散热片板46重复这样的模式，以形成蛇形散热片44。也就是说，每个散热片板46具有与相邻散热片板46相反的构型（或是相邻散热片板46的镜像）。因此，散热片板46a、散热片板46c以及任何间隔的散热片板具有第一方向，散热片板46b、散热片板46d以及任何间隔的散热片板具有第二方向。

弯曲部分48连接相邻散热片板46。热交换管42位于每个散热片44的两侧且临近弯曲部分48。图5示出包括通过弯曲部分48a连接的两个散热片板46a和46b的散热片44的一部分的立体图。

图6示出第一示例散热片板46。散热片板46包括多个百叶窗板50，每个百叶窗板50通过槽52间隔开。每个散热片板46包括第一端板54、第二端板56和多个百叶窗板50，百叶窗板50具有在端板54和端板56之间延伸的长度L。

每个散热片板46限定平面，百叶窗板50相对所述平面成一定角度地延伸。每个百叶窗板50包括第一边缘58和第二边缘60，这两个边缘与百叶窗板50的长度L基本平行。在一个百叶窗板50的第一边缘58与相邻百叶窗板50的第二边缘60之间限定槽52之一。由于百叶窗板50的角度或倾斜，所以导致一个百叶窗板50的第一边缘58相对于相邻百叶窗板50的第二边缘60高。当空气流过散热片44时，有角度的百叶窗板50对空气重新导引且提供湍流以增加空气与制冷剂之间的热传递。

每个百叶窗板50包括第一百叶窗板部分62、第二百叶窗板部分64和位于百叶窗板部分62和64之间的第三百叶窗板部分90。第一百叶窗板部分62和第二百叶窗板部分64共面。第一百叶窗板部分62的外端通过第一连接部分68连接到端板54，第二百叶窗板部分64的外端通过第二连接部分70连接到端板56。在一个示例中，连接部分68和70基本成三角形。百叶窗板部分62和64相对于连接部分68和70成一定角度。也就是说，百叶窗板部分62和64限定的面不同于连接部分68和70限定的面。如果连接部分68和70是三角形，则槽52包括通过连接部分68和70限定的尖端72。

第三百叶窗板部分90包括第一排出部分74、第二排出部分76、连接部分92和间隙66。第一排出部分74附接到第一百叶窗板部分62的内端，第二排出部分76附接到第二百叶窗板部分64的内端。在一个示例中，排出部分74和76是三角形。在一个示例中，排出部分74和76中的一个远离百叶窗板50地弯曲以相对于通过百叶窗板部分62和64限定的面向上延伸，且排出部分74和76中的另一个远离百叶窗板50地弯曲以相对于通过百叶窗板部分62和64限定的面向下延伸。在一个示例中，排出部分74和76基本平行。在一个示例中，排出部分74和76都远离百叶窗板50地弯曲以相对于通过百叶窗板部分62和64限定的面向下延伸。因此，排出部分74和76中的至少一个位于百叶窗板部分62和64的外端之下（或相对百叶窗板部分62和64的外端较低）。

在排出部分74和76之间限定间隙66。在一个示例中，间隙66位于百叶窗板50的长度L的中央或中间。

当排出部分74和76被冲压且远离百叶窗板50地弯曲时，百叶窗板50的剩余材料形成连接百叶窗板部分62和64的连接部分92。连接部分92连接第一百叶窗板部分62和第二百叶窗板部分64，且与第一百叶窗板部分62和第二百叶窗板部分64共面。连接部分92可以具有任意宽度。在一个示例中，连接部分92是百叶窗板部分62和64宽度的一半。在另一示例中，连接部分92是百叶窗板部分62和64宽度的四分之一。可选地，连接部分92可以具有任意中间宽度。由于由弯曲排出部分74和76之后剩余的金属形成连接部分92，因此连接部分92的宽度与排出部分74和76的尺寸有关。也就是说，如果排出部分74和76较大，则连接部分92的宽度减小。然而，如果排出部分74和76较小，则连接部分92的宽度增加。

返回图4，在一个示例中，散热片板46a的排出部分74a向上延伸，散热片板46a的排出部分76a向下延伸。散热片板46b的排出部分74b向下延伸，散热片板46b的排出部分76b向上延伸。散热片板46c的排出部分74c向上延伸，散热片板46c的排出部分76c向下延伸。散热片板46d的排出部分74d向下延伸，散热片板46d的排出部分76d向上延伸。这种形式重复出现以使散热片44的散热片板46交替。

如果排出部分74和76相对于百叶窗板部分62和64限定的面以相反方向延伸（分别地，一个向上，另一个向下），则在微通道热交换器36中反转地安装散热片44。也就是说，相对图4所示的示例上下倒置地安装散热片44。

当微通道热交换器36作为蒸发器或冷热交换器运行时，可能在微通道热交换器36的表面上形成冷凝物。如果在微通道热交换器36的表面上残留有冷凝物且没有被去除，则可以形成霜。

示出冷凝物通过散热片44到散热片44底部的流动路径。冷凝物可以通过第一流动路径84和/或蛇形的第二流动路径86流到散热片44的底部。当冷凝物流向散热片44的底部时，冷凝物可以流过流动路径84和86之一或两者。

排出部分76a将第一流动路径84中的冷凝物（虚线所示）从散热片板46a通过间隙66导引到散热片板46b之下。然后，排出部分74b将部分冷凝物通过间隙66导引到散热片板46c之下。冷凝物可以继续沿其流动路径84流动到散热片44的底部。

尽管多数冷凝物沿第一流动路径84流动，但是部分冷凝物也可以沿第二流动路径86（点线所示）流到散热片44的底部。冷凝物流动通过散热片板46a，通过弯曲部分48a且流到散热片板46b上。然后，部分冷凝物可以流动通过散热片板46b，通过弯曲部分48b且到散热片板46c上。这种流动模式沿散热片44的表面重复，直到冷凝物达到散热片44的底部。

第一流动路径84增强冷凝物从微通道热交换器36的排出，且提供通过散热片板46的中间或中心的到达散热片44的底部的更短且更直接的冷凝物流动路径。散热片板46的中心比位于热交换管42附近的散热片板46的冷边缘更热，所以减少霜的形成。冷凝物与弯曲部分48限定的折叠部接触最少，在该折叠部最容易形成霜。这样提高微通道热交换器36中冷凝物的排出，减少冷凝物遗留，减少微通道热交换器36上霜冻聚集，并且提高潮湿或霜冻条件下的性能。

图7示出另一示例散热片板78。散热片板78包括散热片板46的特性，但是包括在相交线88连接的两个向下延伸的排出部分80和82。也就是说，向下延伸的排出部分80和82形成其间没有间隙的单个部件。相交线88不与水平方向平行。向下延伸的排出部分80和82位于百叶窗板部分62和64之间且限定百叶窗板50的第三百叶窗板部分90。在一个示例中，向下延伸的排出部分80附接到百叶窗板部分62，向下延伸的排出部分82附接到百叶窗板部分62。在一个示例中，百叶窗板部分62和64形状相同，但是彼此为镜像。相交线88沿大致向下方向延伸，且位于百叶窗板50的长度L的中央或中间。

当散热片44上形成冷凝物时，向下延伸的排出部分80和82和相交线88沿第一流动路径84导引冷凝物到散热片板46下。冷凝物继续以这种模式流动到散热片44的底部。部分冷凝物还沿第二流动路径86以蛇形模式流过散热片板78的表面。

上面的描述仅是本发明的原理的一个实施例。根据上述教导，本发明的许多修改和变形是可行的。已经公开了本发明的优选实施例，然而，本发明的普通技术人员将认识到，特定修改将落入本发明的范围内。因此，可以理解，在所附权利要求范围内，并非具体描述，可以实现本发明。为此，所附权利要求应该用于确定本发明的真实范围和内容。

Claims (19)

1. 一种热交换器，包括：

第一集管；

第二集管；

多个热交换管，其在所述第一集管和所述第二集管之间延伸；以及

位于两个相邻热交换管之间的散热片，其中，所述散热片包括多个散热片板，每个散热片板具有多个百叶窗板，且多个百叶窗板中的每一个包括第一百叶窗板部分、第二百叶窗板部分和位于第一百叶窗板部分与第二百叶窗板部分之间的第三百叶窗板部分，其中，所述第三百叶窗板部分包括相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸的排出部分。

2. 如权利要求1所述的热交换器，其中，所述多个散热片板的每一个不与相邻散热片板平行。

3. 如权利要求1所述的热交换器，其中，第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分共面。

4. 如权利要求1所述的热交换器，其中，所述第三百叶窗板部分包括另一排出部分，该另一排出部分相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向上延伸，并且在所述排出部分和所述另一排出部分之间限定间隙。

5. 如权利要求4所述的热交换器，其中，所述排出部分和所述另一排出部分基本平行。

6. 如权利要求4所述的热交换器，其中，所述多个百叶窗板的每一个具有长度，且所述间隙基本位于所述长度的中央。

7. 如权利要求1所述的热交换器，其中，所述第三百叶窗板部分包括另一排出部分，该另一排出部分相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸，并且在相交线处连接所述排出部分和所述另一排出部分。

8. 如权利要求7所述的热交换器，其中，所述多个百叶窗板的每一个具有长度，且所述相交线基本位于所述长度的中央。

9. 如权利要求7所述的热交换器，其中，所述相交线不与水平方向平行。

10. 如权利要求1所述的热交换器，其中，第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分的每一个都包括外端，并且所述排出部分位于百叶窗板部分的所述外端之下。

11. 一种热交换器的散热片，所述散热片包括：

多个散热片板；以及

多个百叶窗板，其中，所述多个百叶窗板的每一个都包括第一百叶窗板部分、第二百叶窗板部分和位于第一百叶窗板部分与第二百叶窗板部分之间的第三百叶窗板部分，其中，所述第三百叶窗板部分包括相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸的排出部分。

12. 如权利要求11所述的散热片，其中，所述多个散热片板的每一个不与相邻散热片板平行。

13. 如权利要求11所述的散热片，其中，所述第三百叶窗板部分包括另一排出部分，该另一排出部分相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向上延伸，并且在所述排出部分和所述另一排出部分之间限定间隙。

14. 如权利要求13所述的散热片，其中，所述排出部分和所述另一排出部分基本平行。

15. 如权利要求13所述的散热片，其中，所述多个散热片板的每一个具有长度，且所述间隙基本位于所述长度的中央。

16. 如权利要求11所述的散热片，其中，所述第三百叶窗板部分包括另一排出部分，该另一排出部分相对于第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分向下延伸，并且在相交线处连接所述排出部分和所述另一排出部分。

17. 如权利要求16所述的散热片，其中，所述多个百叶窗板的每一个具有长度，且所述相交线基本位于所述长度的中央。

18. 如权利要求16所述的散热片，其中，所述相交线不与水平方向平行。

19. 如权利要求11所述的散热片，其中，第一百叶窗板部分和第二百叶窗板部分的每一个都包括外端，并且所述排出部分位于这些百叶窗板部分的所述外端之下。

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