CN102893117A

CN102893117A - 热交换器

Info

Publication number: CN102893117A
Application number: CN2011800240194A
Authority: CN
Inventors: 松元雄一; 饭野祐介
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2031-05-11
Also published as: JP2011247448A; US20130068438A1; CN102893117B; JP5421859B2; DE112011101771T5; WO2011148785A1

Abstract

本发明提供一种热交换器，能抑制热交换的效率降低，同时提高管件以及翅片的排水性。本发明的热交换器具备：管件（110），其具有隔着预定间隔相对的平面（115）；翅片（120），其在长边方向交替地形成弯折部（122（122a、122b））以及平坦部（121），而弯折部（122（122a、122b））与管件（110）的相对的平面（115）接合；翅片（120）与相对的平面（115）之中一侧的平面（115）接触的弯折部（122a）的短边方向的预定范围（弯折部122c），向相对的另一侧的平面（115）折弯，与该另一侧的面（115）接合，以形成通道（125）。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，特别是涉及一种热交换器中的翅片构造。

背景技术

热交换器通常被使用于例如空调装置等。例如具有室内用热交换器以及室外用热交换器的空调装置，已知在冷气运转时的室内用热交换器以及暖气运转时的室外用热交换器容易生成由结露而产生的冷凝水。冷凝水易滞留在热交换器的管件与翅片之间，不仅是造成阻碍空气流通、使热交换的效率降低的原因，也是例如在暖气运转时使室外用热交换器结霜的原因。

因此，例如专利文献1所示，为了排出滞留在热交换器中的冷凝水，已设计出一种热交换器，在上下方向配置的扁平传热管（管件）之间，通过焊接接合由斜状部及弯曲部构成的波纹状翅片，在波纹状翅片的弯曲部上形成多个上下方向贯通的切口。

的确，这样的热交换器可将在扁平传热管以及波纹状翅片的表面结露的冷凝水，从波纹状翅片的弯曲部所形成的切口引导至下方。

专利文献1 日本特开2006－105415号公报（权利要求1、段落0015～0018、图3）

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，波纹状翅片的弯曲部是与扁平传热管接合的部分，通过该部分的接触，使扁平传热管和波纹状翅片之间进行热的传递。因此，如专利文献1所记载的热交换器，在波纹状翅片的弯曲部形成切口，可能会造成波纹状翅片与扁平传热管的接触面积减少，导致热交换的效率降低。

本发明将解决上述问题作为课题的一例，本发明的目的在于提供一种热交换器，可以抑制热交换的效率降低，同时提高管件以及翅片的排水性。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决这样的课题，本发明的热交换器的特征是具有：管件，其具有隔着预定间隔相对的面；翅片，其在长边方向交替地形成弯折部以及平坦部，而弯折部与所述管件的相对的面接合，所述翅片，其与相对的面之中一侧的面接触的弯折部的短边方向的预定范围，向相对的另一侧的面折弯，与该另一侧的面接合，以形成通道。

此外，所述翅片，在其所述弯折部的短边方向的预定范围设有长边方向的切口，该切口部分向相对的另一侧的面折弯，与该另一侧的面接合，以形成所述通道。

而且，所述通道分别设在与相对的面之中一侧的面接触的弯折部上，以及与另一侧的面接触的弯折部上。

另外，设在与相对的面之中一侧的面接触的弯折部的通道的短边方向的范围，和设在与另一侧的面接触的弯折部的通道的短边方向的范围重叠。

发明效果

根据本发明，可提供一种抑制热交换的效率降低，同时提高管件以及翅片的排水性的热交换器。

附图说明

图1是本发明一实施方式的热交换器的示意性前视图。

图2是本发明一实施方式的热交换器中的翅片的斜视图。

图3是本发明一实施方式的热交换器中的翅片的斜视图。

图4（a）是本发明一实施方式的热交换器中的翅片的平面图。（b）是其侧视图。（c）是沿图4（a）中的A－A线的剖视图）

图5是本发明其它实施方式的热交换器中的翅片的斜视图。

图6（a）是本发明其它实施方式的热交换器中的翅片的平面图。（b）是其侧视图。（c）是沿图6（a）中的B－B线的剖视图。

图7是本发明另一实施方式的热交换器中的翅片的斜视图。

图8（a）是本发明另一实施方式的热交换器中的翅片的平面图。（b）是其侧视图。（c）是沿图8（a）中的C－C线的剖视图。（d）是沿图8（a）中的D－D线的剖视图。

图9是显示具有热交换器的空调装置的类似结构图。

图10（a）是显示翅片的变型的示意图。（b）是显示翅片的其它变型的示意图。

具体实施方式

以下参照附图具体说明本发明的实施方式。为了方便起见，具有相同作用效果的部分标注相同的符号，并省略其说明。

（实施方式1）

如图1所示，热交换器100由并列设置的多根冷媒流动的管件110，以及在相邻的管件110之间通过焊接接合翅片120所构成。在图示例中，多根管件110的长边方向（冷媒的流动方向）的两端分别连通中空的集液箱130、135，设置于上侧的集液箱130的一端侧设有冷媒的入口部130a，另一端侧设有冷媒的出口部130b，中央设有隔绝内部的隔板131。藉此，由集液箱130的入口部130a流入的冷媒，流经比隔板131更靠入口部130a侧连通的管件110（图1中的左侧两根），流至设置在下侧的集液箱135。接着，来自该集液箱135的冷媒，流经比隔板更靠出口部1 30b侧连通的管件110（图1中的右侧两根），经由集液箱130由出口部130b排出。此外，图1是为了简单说明热交换器100而简略化的示意图。

如图2所示，管件110是由高热导率的铝等金属形成扁平中空的板状。此外，其内侧的空间中设有多个间隔部113，用于将向长边方向延伸的多个流道111并列设置在短边方向（宽度方向）上。如图1所示，多根管件110隔着预定间隔均等地并列设置，使平面115相对，而翅片120接合相邻的管件110的相对平面115。管件110的长边方向的两端部110a以及110b被嵌插于设在集液箱130、135的插入孔中，并被焊接。

如图3以及图4所示，翅片120，即所谓的波纹状翅片，是由在长边方向交替地形成平坦的板状平坦部121、以及以预定的曲率半径折弯的弯折部122所构成。弯折部122是接合至管件110的平面115的部分，由接合至相对的一方的管件110的平面115的第一弯折部122a、以及接合至相对的另一方的管件110的平面115的第二弯折部122b所构成（参照图1）。在图示例中，剖面形状形成为半圆弧状的弯折部122（122a、122b）上平滑、连续地设有平坦部121，藉此，相邻的平坦部121彼此互相平行。此外，接合至管件110时，平坦部121垂直于管件110的长边方向。另外，翅片120与管件同样是由高热导率的铝等金属所形成。

在第一弯折部122a的短边方向（宽度方向）的预定范围（在图示例的中央附近，如图4（a）的平面图中的缺口状所示）上，在连接至第一弯折部122a的平坦部121的中间位置为止设有沿长边方向的两条切口。接着，两条切口范围内的翅片从平坦部121的长边方向上的中间位置被翻折，使其在相对于第一弯折部122a的凸出侧的相反侧呈凸状，形成第三弯折部122c。两条切口所形成的第三弯折部122c延伸至第二弯折部122b的位置，使第三弯折部122c与相对的另一方的管件110的平面115接合。

如图4（b）所示，第三弯折部122c的曲率半径比第一弯折部122a以及第二弯折部122b的曲率半径小，此外，该曲率半径与在平坦部121上的翻折部123的曲率半径大致相同。另外，例中所示的切口长度是到平坦部12 1的长边方向上的中间位置为止，也可以对应第三弯折部122c的曲率半径以及平坦部121上的翻折部123的曲率半径，适当地变更切口长度，以接合至相对的另一方的管件110的平面115。

这样，通过对第一弯折部122a的短边方向的预定范围连续形成在长边方向的第三弯折部122c，从而在第一弯折部122a侧的短边方向的预定范围（第三弯折部的宽度）上形成沿着管件110的长边方向的通道125（如图3中的箭头所示）。藉此，滞留在翅片120内以及翅片120与管件110之间的冷凝水可通过通道125轻易排出至下方。

此外，如图1所示，第一弯折部122a与相对的一方的管件110的面、第二弯折部122b以及第三弯折部122c与相对的另一方的管件110的面分别焊接接合。藉此，无论是否设有第三弯折部122c，相对的一对管件110、110与翅片120的总接触面积都相等，能抑制热交换的效率降低。

（实施方式2）

图5以及图6表示实施方式2的热交换器200中的翅片220。另外，对于实施方式1的热交换器100中的翅片120，实施方式2的热交换器200设有与实施方式1不同构造的翅片220，因此，在此省略翅片220之外的说明。

如图5以及图6所示，翅片220即所谓的波纹状翅片，是由在长边方向交替地形成平坦的板状平坦部221、以及以预定的曲率半径折弯的弯折部222所构成。弯折部222是接合至管件110的平面115的部分，由接合至相对的一方的管件110的平面115的第一弯折部222a、以及接合至相对的另一方的管件110的平面115的第二弯折部222b所构成。在图示例中，剖面形状形成为半圆弧状的弯折部222a、222b上平滑、连续地设有平坦部221，藉此，相邻的平坦部221彼此互相平行。此外，接合至管件110时，平坦部221垂直于管件110的长边方向。另外，翅片220与管件同样是由高热导率的铝等金属所形成。

在第一弯折部222a的短边方向的预定范围（在图示例的中央附近）上，在连接至第一弯折部222a的平坦部221的中间位置为止设有沿长边方向的两条切口。接着，两条切口范围内的翅片从平坦部221的长边方向上的中间位置被翻折，使其在相对于第一弯折部222a的凸出侧的相反侧呈凸状，形成第三弯折部222c。两条切口所形成的第三弯折部222c延伸至第二弯折部222b的位置，使第三弯折部222c与相对的另一方的管件110的平面115接合。

然后，在第二弯折部222b的短边方向上，与第三弯折部222c的短边方向的范围重叠、并且比该范围更宽的预定范围上，到连接至第二弯折部222b的平坦部221的中间位置为止设有沿长边方向的两条切口。接着，两条切口范围内的翅片220从平坦部221的长边方向上的中间位置被翻折，使其在相对于第二弯折部222b的凸出侧的相反侧呈凸状，形成第四弯折部222d。两条切口所形成的第四弯折部222d延伸至第一弯折部222a的位置，使第四弯折部222d与相对的另一方的管件110的平面115接合。

如图6（b）所示，第三弯折部222c以及第四弯折部222d的曲率半径比第一弯折部222a以及第二弯折部222b的曲率半径小，此外，该曲率半径与在平坦部221上的翻折部223的曲率半径大致相同。另外，例中所示的切口长度是到平坦部22 1的长边方向上的中间位置为止，其可以对应第三弯折部222c和第四弯折部222d的曲率半径、以及平坦部221上的翻折部223的曲率半径，进行适当变更。

这样，通过对第一弯折部222a的短边方向的预定范围连续形成在长边方向的第三弯折部222c，从而在第一弯折部222a侧的短边方向的预定范围（第三弯折部222c的宽度）上形成沿着管件110的长边方向的通道225a（如图5中的箭头所示）。藉此，滞留在翅片220内以及翅片220与管件110之间的冷凝水可通过通道225a排出至下方。此外，设置的第四弯折部222d挡住通道225a，因此，冷凝水在通道225a与第四弯折部222d之间穿流後排出。

另外，通过对第二弯折部222b的短边方向的预定范围连续形成在长边方向的第四弯折部222d，从而在第二弯折部222b侧的短边方向的预定范围（第四弯折部222d的宽度）上形成沿着管件110的长边方向的通道225b（如图5中的箭头所示）。藉此，滞留在翅片220内以及翅片220与管件110之间的冷凝水可通过通道225b排出至下方。此外，通道225b上设有第三弯折部222c，因此，只有通道225b的两侧呈直线状连通。

此外，第一弯折部222a以及第四弯折部222d与相对的一方的管件110的平面115、第二弯折部222b以及第三弯折部222c与相对的另一方的管件110的平面115分别焊接接合。藉此，无论是否设有第三弯折部222c以及第四弯折部222d，相对的一对管件110、110与翅片220的总接触面积都相等，能抑制热交换的效率降低。

（实施方式3）

图7以及图8表示实施方式3的热交换器300中的翅片320。另外，对于实施方式1的热交换器100中的翅片120，实施方式3的热交换器300设有与实施方式1不同构造的翅片320，因此，在此省略翅片320之外的说明。

如图7以及图8所示，翅片320即所谓的波纹状翅片，是由在长边方向交替地形成由平坦的板状平坦部321、以及以预定的曲率半径折弯的弯折部322所构成。弯折部322是接合至管件110的平面115的部分，由接合至相对的一方的管件110的平面115的第一弯折部322a、以及接合至相对的另一方的管件110的平面115的第二弯折部322b所构成。在图示例中，剖面形状形成为半圆弧状的弯折部322a、322b上平滑、连续地设有平坦部321，藉此，相邻的平坦部321彼此互相平行。此外，接合至管件110时，平坦部321垂直于管件110的长边方向。另外，翅片320与管件同样是由高热导率的铝等金属所形成。

在第一弯折部322a的短边方向的一侧的预定范围（如图8（a）所示，在中央偏左侧的预定范围）上，在连接至第一弯折部322a的平坦部321的中间位置为止设有沿长边方向的两条切口。接着，两条切口范围内的翅片从平坦部321的长边方向上的中间位置被翻折，使其在相对于第一弯折部322a的凸出侧的相反侧呈凸状，形成第三弯折部322c。两条切口所形成的第三弯折部322c延伸至第二弯折部322b的位置，使第三弯折部322c与相对的另一方的管件110的平面115接合。

然后，在第二弯折部322b的短边方向上的另一侧的预定范围(如图8（a）所示，在中央偏右侧的预定范围)上，在连接至第二弯折部322b的平坦部321的中间位置为止设有沿长边方向的两条切口。接着，两条切口范围内的翅片从平坦部321的长边方向上的中间位置被翻折，使其在相对于第二弯折部322b的凸出侧的相反侧呈凸状，形成第四弯折部322d。两条切口所形成的第四弯折部322d延伸至第一弯折部322a的位置，使第四弯折部322d与相对的另一方的管件110的平面115接合。另外，在图示例中，第三弯折部322c的宽度与第四弯折部322d的宽度相等。

如图8（b）以及（c）所示，第三弯折部322c以及第四弯折部322d的曲率半径比第一弯折部322a以及第二弯折部322b的曲率半径小，此外，该曲率半径与在平坦部321上的翻折部323的曲率半径大致相同。另外，例中所示的切口长度是到平坦部321的长边方向上的中间位置为止，也可以对应第三弯折部322c和第四弯折部322d的曲率半径、以及平坦部321上的翻折部323的曲率半径，适当地变更切口长度。

这样，通过对第一弯折部322a的短边方向的预定范围连续形成在长边方向的第三弯折部322c，从而在第一弯折部322a侧的短边方向的预定范围（第三弯折部322c的宽度）上形成沿着管件110长边方向的通道325a（如图7中的箭头所示）。藉此，滞留在翅片320内以及翅片320与管件110之间的冷凝水可通过通道325a排出至下方。

另外，通过对第二弯折部322b的短边方向的预定范围连续形成在长边方向的第四弯折部322d，从而在第二弯折部322b侧的短边方向的预定范围（第四弯折部322d的宽度）上形成朝向翅片320的长边方向的通道325b（如图7中的箭头所示）。藉此，滞留在翅片320内以及翅片320与管件110之间的冷凝水可通过通道325b排出至下方。

此外，第一弯折部322a以及第四弯折部322d与相对的一方的管件1 10的平面115、第二弯折部322b以及第三弯折部322c与相对的另一方的管件110的平面115分别焊接接合。藉此，无论是否设有第三弯折部322c以及第四弯折部322d，相对的一对管件110与翅片320的总接触面积都相等，能抑制热交换的效率降低。

（使用例）

作为使用上述实施方式1至3所示的热交换器（100、200、300）的一例，图9显示了设置在电动车等的空调装置1的整体构造图。该空调装置1利用所谓的热泵循环，，通过四通阀13转换压缩机11的冷媒对车外用的热交换器100A以及车内用的热交换器100B的流向，进行冷气与暖气的切换。此外，热交换器100A以及热交换器110B是对应于热交换器100、200以及300的任何一个的热交换器，在此，以对应于实施方式1的热交换器100为例进行说明。

在图示例中，四通阀13连接至压缩机11的排出口11a。藉此，压缩机11与车内用的热交换器100B以及车外用的热交换器100A连接，在四通阀13处于以虚线表示的接续状态时(暖气运转)，由压缩机11排出的冷媒流入车内用的热交换器100B，通过该车内用的热交换器100B的冷媒经由膨胀阀15流入车外用的热交换器100A，再经由四通阀13回到压缩机11的吸入口11b。另外，在四通阀13处于以实线表示的状态时(冷气运转)，由压缩机11排出的冷媒流入车外用的热交换器100A，通过该车外用的热交换器100A的冷媒经由膨胀阀15流入车内用的热交换器100B，再经由四通阀13回到压缩机11的吸入口11b。此外，车外用的热交换器100A附设有冷却风扇17。

在空调装置1的车内侧单元中，在设有热交换器100B的通风管道20的上游侧设置有吸入空气转换用风门21以及鼓风机23。此外，在通风管道20的下游侧设有制热辅助用的加热单元25，通过该加热单元25的空气量由排出空气转换用的风门27进行调节。通风管道20的出风口29a、29b以及29c分别用于DEF、FACE以及FOOT，可通过分别设置的风门30a、30b以及30c调节从出风口29a、29b以及29c排出的空气量。

在这样的空调装置1中，在冷气运转时，即使车内用的热交换器100B附着了结露的冷凝水，该冷凝水也能通过设置在热交换器100B的翅片120上的通道25排出被。此外，在暖气运转时，即使车外用的热交换器100A附着了冷凝水，该冷凝水也能通过设置在热交换器100A的翅片120上的通道25被排出。

以上参照附图详述了本发明的实施方式，但是具体的构成并不仅限于这些实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内的设计变更等也包含在本发明中。并且，上述的各实施方式只要其目的及构成等没有特别矛盾或问题，可以沿用相互的技术。

例如，并不限于所显示的多根管件并列设置的例子。可广泛适用于管件的平面为相对设置、且该平面之间设有翅片的热交换器。例如，也可以是通过一根管件形成波状，从而在一根管件上形成相对的平面的构造。

此外，不限于所显示的翅片上相邻的平坦部为平行的例子。例如，如图10（a）所示，相邻的平坦部421可以被设置为具有预定的角度。而且，在图10（a）的例子中，第一弯折部422a以及第二弯折部422b设有各自的通道，使冷凝水易流入该各自的通道。

此外，不限于所显示的设有与管件的长边方向垂直的平坦部的例子。例如，如图10（b）所示，也可以设置为与一方的管件110接触的弯折部522a的接合位置，以及与另一方的管件110接触的弯折部522b的接合位置，和上述各实施方式相比在上下方向上错开，使相对的一方的管件110侧的平坦部521倾斜。在这种情况下，例如仅在第一弯折部522a侧设置通道时，将平坦部521倾斜成使通道侧保持在下方，则冷凝水更容易流入通道。

另外，不限于在实施方式1以及实施方式2所显示的将通道设置在短边方向的中央、或是实施方式3中将通道设置在短边方向的两端部侧的例子，通道可以设置在任意的位置上。此外，当热交换器的通道设在短边方向的一端侧时，已知在相当于上风的管件的端部会附着更多的冷凝水，因此优选的是，可由设有通道的一端侧进行风扇送风。

而且，不限于所显示的风扇的弯折部具有预定的曲率半径且平滑地弯曲的例子。只要是翅片能交互地接合在相对的管件的平面上即可，例如，可以是与完全折回的角接合，也可以与折弯成矩形的面接合。

虽然例子中显示的是对第一弯折部或第二弯折部仅形成一个通道，但不限于此，也可以是两个以上的通道。而且，也不限于在各实施方式中所示的通道的宽度，可以设置各种宽度的通道。

此外，例如热交换器的表面可以是经过含硅酸盐被膜等的亲水处理加工。通过这样的亲水处理加工，使附着于翅片与管件的冷凝水容易流下，从而提高排水性。

(符号说明)

100 热交换器

110 管件

115 平面

120 翅片

121 平坦部

122a 第一弯折部

122b 第二弯折部

122c 第三弯折部

125 通道

200 热交换器

220 翅片

221 平坦部

222a 第一弯折部

222b 第二弯折部

222c 第三弯折部

222d 第四弯折部

225a 通道

225b 通道

300 热交换器

320 翅片

321 平坦部

322a 第一弯折部

322b 第二弯折部

322c 第三弯折部

322d 第四弯折部

325a 通道

325b 通道

Claims

1.一种热交换器，其特征在于，具备：管件，其具有隔着预定间隔相对的面；翅片，其在长边方向交替地形成弯折部以及平坦部，而所述弯折部与所述管件的相对的面接合，

所述翅片，其与相对的面之中一侧的面接触的弯折部的短边方向的预定范围，向相对的另一侧的面折弯，与该另一侧的面接合，以形成通道。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述翅片，在其所述弯折部的短边方向的预定范围设有长边方向的切口，该切口部分向相对的另一侧的面折弯，与该另一侧的面接合，以形成所述通道。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述通道分别设在与相对的面之中一侧的面接触的弯折部上，以及与另一侧的面接触的弯折部上。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，设在与相对的面之中一侧的面接触的弯折部的通道的短边方向的范围，和设在与另一侧的面接触的弯折部的通道的短边方向的范围重叠。