CN103299149A - 热交换器及空调机 - Google Patents

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Abstract

在热交换器中设置有多根扁平管和多个翅片(35)。为波纹状翅片的翅片(35)设置在沿上下方向排列的扁平管之间。在上下方向上相邻的扁平管之间,沿扁平管(33)的延伸方向布置有多个设置在翅片(35)上的传热部(37)。在传热部(37)上形成有多个沿上下方向延伸的切起片(50、60)。上风侧切起片(50)的切起端(53)由主缘部(54)、上侧缘部(55)和下侧缘部(56)构成。上侧缘部(55)和下侧缘部(56)相对于主缘部(54)倾斜。下侧缘部(56)相对于主缘部(54)所成的倾斜角θ5比上侧缘部(55)相对于主缘部(54)所成的倾斜角θ4小。

Description

热交换器及空调机
技术领域
本发明涉及一种包括扁平管和翅片并使在扁平管内流动的流体与空气进行热交换的热交换器。
背景技术
迄今为止,包括扁平管和翅片的热交换器已为众人所知。例如,在专利文献1所公开的热交换器中,多根沿左右方向延伸的扁平管沿上下方向彼此留有规定间隔地排列,呈板状的翅片沿扁平管的延伸方向彼此留有规定间隔地排列。在专利文献2和专利文献3所公开的热交换器中,多根沿左右方向延伸的扁平管沿上下方向彼此留有规定间隔地排列,在相邻的扁平管之间分别设置有一个波纹状翅片。在这些热交换器中,与翅片接触着流动的空气和在扁平管内流动的流体进行热交换。如专利文献2的图2和专利文献3的图4所公开的那样,在这种热交换器的翅片上形成有用来促进传热的切起片(louver)。
现有技术文献
专利文献1:日本公开特许公报特开2003-262485号公报
专利文献2:日本公开特许公报特开2010-002138号公报
专利文献3:日本公开特许公报特开平11-294984号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
在空调机的制冷剂回路中,设置有使制冷剂与室外空气进行热交换的室外热交换器。在制热运转时作为蒸发器工作的室外热交换器中,空气中的水分在有些情况下会凝结成冷凝水。并且,若室外热交换器中的制冷剂蒸发温度低于0℃,空气中的水分就会凝结成霜而附着在室外热交换器上。在室外气温较低的状态下的制热运转中,例如每经过规定时间就会进行用来使附着在室外热交换器上的霜融化的除霜动作。因此,在除霜动作中也会由于霜融化而产生冷凝水。
另一方面,扁平管沿上下方向排列的热交换器可用作空调机的室外热交换器。然而,如上所述,在这种热交换器的翅片上形成有切起片。因此,产生的冷凝水有可能残留在切起片的切起(lancing)端附近的比较狭窄的间隙中,冷凝水难以从翅片表面上被排出。
本发明正是鉴于上述问题而完成的。其目的在于:在包括扁平管和形成有切起片的翅片的热交换器中,减少残留在翅片上的冷凝水的量。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面的发明以下述热交换器为对象,该热交换器包括多根扁平管33和多个翅片35、36,多根该扁平管33使多根该扁平管33的侧面彼此相向地上下排列,在多根该扁平管33的内部形成有流体的通路34,多个该翅片35、36将相邻的所述扁平管33之间划分成空气流动的多个通风流路39,所述翅片35、36具有多个传热部37,该传热部37形成为从相邻的所述扁平管33中的一扁平管33开始延伸到另一扁平管33的板状而构成所述通风流路39的侧壁。在所述翅片35、36上,通过切起所述传热部37而形成的上下延伸的多个切起片50、60沿空气通过方向排列,各个所述切起片50、60的切起端53、63,由主缘部54、64、上侧缘部55、65以及下侧缘部56、66构成,该上侧缘部55、65是从该主缘部54、64的上端延伸到该切起片50、60的上端的部分,该上侧缘部55、65相对于该主缘部54、64倾斜,该下侧缘部56、66是从该主缘部54、64的下端延伸到该切起片50、60的下端的部分,该下侧缘部56、66相对于该主缘部54、64倾斜,在形成在各个所述传热部37上的多个所述切起片50、60中的至少一部分切起片中,所述下侧缘部56、66相对于所述主缘部54、64的斜度比所述上侧缘部55、65相对于所述主缘部54、64的斜度小。
在第一方面的发明中,在热交换器30中设置有多根扁平管33和多个翅片35、36。在沿上下方向排列的扁平管33之间设置有翅片35、36的传热部37。在热交换器30中,空气通过沿上下方向排列的扁平管33之间的通风流路39,该空气与在扁平管33内部的通路34内流动的流体进行热交换。在翅片35、36的传热部37上,多个沿上下方向延伸的切起片50、60沿空气通过方向排列。
在第一方面的发明中,切起片50、60的切起端53、63,由主缘部54、64、上侧缘部55、65和下侧缘部56、66构成。并且,在形成于翅片35、36的各个传热部37上的切起片50、60中的至少一部分切起片中,下侧缘部56、66相对于主缘部54、64的斜度比上侧缘部55、65相对于主缘部54、64的斜度小。因此,就在空气通过方向上相邻的切起片50、60a的切起端53、63a相互间的间隙而言,与上侧缘部55、65相互间的间隙相比下侧缘部56、66相互间的间隙呈更加细长的形状。
在第一方面的发明中的热交换器30的翅片35、36表面上,或者空气中的水分冷凝,或者附着在翅片35、36上的霜融化,由此产生冷凝水。产生在翅片35、36表面上的冷凝水也会流入在空气通过方向上相邻的切起片50、60a的切起端53、63a相互间的间隙中。已流入切起片50、60a之间的冷凝水由于毛细管现象而被吸入细长的下侧缘部56、66相互间的间隙中。
第二方面的发明是在上述第一方面的发明中,在形成在所述翅片35、36的各个传热部37上的多个所述切起片50、60中,设置在下风一侧的一部分所述切起片,是所述下侧缘部66相对于所述主缘部64的斜度与所述上侧缘部65相对于所述主缘部64的斜度相等的对称型切起片60b,设置在比所述对称型切起片60b还靠近上风一侧的位置上的剩余的所述切起片,是所述下侧缘部56、66相对于所述主缘部54、64的斜度比所述上侧缘部55、65相对于所述主缘部54、64的斜度小的非对称型切起片50、60a。
在第二方面的发明中,在翅片35、36的各个传热部37上形成有非对称型切起片50、60a和对称型切起片60b。非对称型切起片50、60a是下侧缘部56、66相对于主缘部54、64的斜度比上侧缘部55、65相对于主缘部54、64的斜度小的切起片。另一方面,对称型切起片60b是下侧缘部66相对于主缘部64的斜度与上侧缘部65相对于主缘部64的斜度相等的切起片。在各个传热部37上,非对称型切起片50、60a设置在比对称型切起片60b还靠近上风一侧的位置上。
第三方面的发明是在上述第一或第二方面的发明中,所述翅片36形成为设置有多个切口部45的板状,该切口部45用来将所述扁平管33插入该切口部45中,所述翅片36沿所述扁平管33的延伸方向彼此留有规定间隔地设置,所述翅片36用所述切口部45的周缘夹着所述扁平管33,在所述翅片36中,在上下方向上相邻的切口部45之间的部分构成所述传热部37。
在第三方面的发明中,多个形成为板状的翅片36沿扁平管33的延伸方向彼此留有规定间隔地设置。在各个翅片36上形成有多个切口部45,该切口部45用来将扁平管33插入该切口部45中。各个翅片36的切口部45的周缘夹着扁平管33。在各个翅片36中,在上下方向上相邻的切口部45之间的部分构成传热部37。
第四方面的发明是在上述第一或第二方面的发明中,所述翅片35是设置在相邻的所述扁平管33之间且上下蛇行的波纹状翅片,具有多个所述传热部37和多个中板部41,多个该传热部37沿所述扁平管33的延伸方向排列,该中板部41是与相邻的该传热部37的上端或下端相连的部分,该中板部41与该扁平管33接合。
在第四方面的发明中,为波纹状翅片的翅片35设置在相邻的扁平管33之间。在各个翅片35上设置有沿扁平管33的延伸方向排列的多个传热部37。在各个翅片35中,相邻的传热部37与中板部41相连,该中板部41与扁平管33的平坦的侧面接合。
第五方面的发明以空调机10为对象,所述空调机10包括设置有上述第一到第四方面中的任一方面的发明所涉及的热交换器30的制冷剂回路20,所述空调机10在所述制冷剂回路20内使制冷剂循环而进行制冷循环。
在第五方面的发明中,上述第一到第四方面中的任一方面的发明所涉及的热交换器30与制冷剂回路20连接。在热交换器30中,在制冷剂回路20内循环的制冷剂流经扁平管33的通路34,并与在通风流路39内流动的空气进行热交换。
-发明的效果-
在本发明中,在翅片35、36的各个传热部37上形成有多个切起片50、60,在至少一部分切起片50、60中,下侧缘部56、66相对于主缘部54、64的斜度比上侧缘部55、65相对于主缘部54、64的斜度小。因此,产生在翅片35、36表面上并流入了在空气通过方向上相邻的切起片50、60a的切起端53、63a相互间的冷凝水由于毛细管现象而被吸入细长的下侧缘部56、66相互间的间隙中。因此,根据该发明,除了能够利用重力使已流入在空气通过方向上相邻的切起片50、60a的切起端53、63a相互间的冷凝水流向下方以外,还能够利用毛细管现象使冷凝水流向下方,因而能够减少残留在传热部37表面上的冷凝水量。
特别是在上述第二方面的发明中,在翅片35、36的各个传热部37的上风一侧形成有非对称型切起片50、60a。也就是说,在该发明的传热部37中,在冷凝水产生量较多的靠近上风一侧的部分形成有非对称型切起片50、60a,而在冷凝水产生量较少的靠近下风一侧的部分形成有对称型切起片60b。因此,根据该发明,能够可靠地减少残留在传热部37的冷凝水产生量较多的靠近上风一侧的部分上的冷凝水量。
附图说明
图1是显示包括第一实施方式的热交换器的空调机的概略结构的制冷剂回路图。
图2是第一实施方式的热交换器的立体略图。
图3是显示第一实施方式的热交换器的正面的局部剖视图。
图4是显示图3中的A-A剖面的一部分的、热交换器的剖视图。
图5是设置在第一实施方式的热交换器中的翅片的立体略图。
图6是显示设置在第一实施方式的热交换器的翅片上的传热部的图,(A)是传热部的主视图,(B)是显示(A)中的B-B剖面的剖视图。
图7是放大地显示图6(B)的一部分的图,(A)是上风侧切起片的剖视图,(B)是下风侧切起片的剖视图。
图8是设置在第一实施方式的热交换器上的翅片的剖视图,(A)显示图6中的C-C剖面,(B)显示图6中的D-D剖面。
图9是显示多个设置在第一实施方式的热交换器的翅片上的传热部的图,是相当于图6(B)的剖视图。
图10是显示第一实施方式的热交换器和现有热交换器的除霜动作中的霜和冷凝水的状态的图。
图11是显示图6中的E-E剖面的翅片的剖视图。
图12是第二实施方式的热交换器的立体略图。
图13是显示第二实施方式的热交换器的正面的局部剖视图。
图14是显示图13中的F-F剖面的一部分的、热交换器的剖视图。
图15是显示第二实施方式的热交换器的翅片的主要部分的图,(A)是翅片的主视图,(B)是显示(A)中的G-G剖面的剖视图。
图16是放大地显示图15(B)的一部分的图,(A)是上风侧切起片的剖视图,(B)是下风侧切起片的剖视图。
图17是设置在第二实施方式的热交换器上的翅片的剖视图,(A)显示图15中的H-H剖面,(B)显示图15中的I-I剖面。
图18是显示多个设置在第二实施方式的热交换器上的翅片的传热部的图,是相当于图15(B)的剖视图。
图19是第三实施方式的热交换器的、相当于图14的剖视图。
图20是显示第三实施方式的热交换器的翅片的主要部分的图,(A)是翅片的主视图,(B)是显示(A)中的H-H剖面的剖视图。
图21是显示将其他实施方式的第一变形例应用于第二实施方式的翅片中的例子的、翅片的主视图,是相当于图15(A)的图。
图22是显示将其他实施方式的第二变形例应用于第一实施方式的翅片中的例子的传热部的图,(A)是传热部的主视图,(B)是显示(A)中的J-J剖面的剖视图。
图23是显示将其他实施方式的第三变形例应用于第二变形例的翅片中的例子的传热部的图,(A)是传热部的主视图,(B)是显示(A)中的K-K剖面的剖视图。
图24是将其他实施方式的第四变形例应用于第二实施方式的翅片中的例子的、主要部分的主视图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。
(发明的第一实施方式)
对本发明的第一实施方式进行说明。第一实施方式的热交换器30构成后述的空调机10的室外热交换器23。
-空调机-
参照图1对包括本实施方式的热交换器30的空调机10进行说明。
〈空调机的结构〉
空调机10包括室外机组11和室内机组12。室外机组11和室内机组12通过液侧连接管道13和气侧连接管道14相互连接在一起。在空调机10中,由室外机组11、室内机组12、液侧连接管道13、气侧连接管道14构成制冷剂回路20。
在制冷剂回路20中设置有压缩机21、四通换向阀22、室外热交换器23、膨胀阀24和室内热交换器25。压缩机21、四通换向阀22、室外热交换器23和膨胀阀24收纳在室外机组11中。在室外机组11中设置有用来将室外空气供向室外热交换器23的室外风扇15。另一方面,室内热交换器25收纳在室内机组12中。在室内机组12中设置有用来将室内空气供向室内热交换器25的室内风扇16。
制冷剂回路20是填充有制冷剂的封闭回路。在制冷剂回路20中,压缩机21的喷出一侧与四通换向阀22的第一阀口连接,该压缩机21的吸入一侧与四通换向阀22的第二阀口连接。在制冷剂回路20中,从四通换向阀22的第三阀口朝向第四阀口依次设置有室外热交换器23、膨胀阀24和室内热交换器25。
压缩机21是全密闭型涡旋式压缩机或全密闭型旋转式压缩机。四通换向阀22的状态在第一状态(在图1中用虚线所示的状态)和第二状态(在图1中用实线所示的状态)之间切换,该第一状态是使第一阀口与第三阀口相通且使第二阀口与第四阀口相通的状态,该第二状态是使第一阀口与第四阀口相通且使第二阀口与第三阀口相通的状态。膨胀阀24是所谓的电子膨胀阀。
室外热交换器23使室外空气与制冷剂进行热交换。室外热交换器23由本实施方式的热交换器30构成。另一方面,室内热交换器25使室内空气与制冷剂进行热交换。室内热交换器25由包括为圆管的传热管的所谓的横肋管片式热交换器构成。
〈制冷运转〉
空调机10进行制冷运转。在制冷运转中,四通换向阀22设定为第一状态。并且,在制冷运转中,使室外风扇15和室内风扇16运转。
在制冷剂回路20中进行制冷循环。具体而言,已从压缩机21中喷出的制冷剂通过四通换向阀22流入室外热交换器23内,向室外空气放热而冷凝。已从室外热交换器23中流出的制冷剂在通过膨胀阀24时膨胀,然后流入室内热交换器25内,从室内空气中吸热而蒸发。已从室内热交换器25中流出的制冷剂在通过四通换向阀22后被吸入压缩机21中而被压缩。室内机组12将已在室内热交换器25内被冷却的空气供向室内。
〈制热运转〉
空调机10进行制热运转。在制热运转中,四通换向阀22设定为第二状态。并且,在制热运转中,使室外风扇15和室内风扇16运转。
在制冷剂回路20中进行制冷循环。具体而言,已从压缩机21中喷出的制冷剂通过四通换向阀22流入室内热交换器25内,向室内空气放热而冷凝。已从室内热交换器25中流出的制冷剂在通过膨胀阀24时膨胀,然后流入室外热交换器23内,从室外空气中吸热而蒸发。已从室外热交换器23中流出的制冷剂在通过四通换向阀22后被吸入压缩机21中而被压缩。室内机组12将已在室内热交换器25内被加热的空气供向室内。
〈除霜动作〉
如上所述,在制热运转中,室外热交换器23起到蒸发器的作用。在室外气温较低的运转条件下,室外热交换器23内的制冷剂蒸发温度有时会低于0℃,在该情况下,室外空气中的水分会凝结成霜而附着在室外热交换器23上。因此,制热运转的持续时间例如每达规定值(例如数十分钟),空调机10就会进行除霜动作。
在开始进行除霜动作时,四通换向阀22从第二状态切换成第一状态,室外风扇15和室内风扇16停止。在除霜动作中的制冷剂回路20中,已从压缩机21中喷出的高温制冷剂被供向室外热交换器23。在室外热交换器23中,附着在该室外热交换器23的表面上的霜被制冷剂加热而融化。已在室外热交换器23中放热的制冷剂依次通过膨胀阀24和室内热交换器25,然后被吸入压缩机21中而被压缩。在除霜动作结束后,再次进行制热运转。也就是说,四通换向阀22从第一状态切换成第二状态,使室外风扇15和室内风扇16再次开始运转。
-第一实施方式的热交换器-
适当地参照图2~图9,对构成空调机10的室外热交换器23的本实施方式的热交换器30进行说明。
〈热交换器的整体结构〉
如图2和图3所示,本实施方式的热交换器30包括一根第一总集合管31、一根第二总集合管32、许多扁平管33和许多翅片35。第一总集合管31、第二总集合管32、扁平管33和翅片35都是铝合金制部件,通过钎焊彼此接合在一起。
第一总集合管31和第二总集合管32都形成为细长且两端被封闭的空心圆筒状。在图3中,在热交换器30的左端设置有第一总集合管31,在热交换器30的右端设置有第二总集合管32,该第一总集合管31和第二总集合管32都设置为竖立的状态。也就是说,第一总集合管31和第二总集合管32设置为各自的轴向朝向上下方向的状态。
如在图4中也显示的那样,扁平管33是其剖面形状为扁平椭圆形或圆角矩形的传热管。在热交换器30中,多根扁平管33设置为下述状态,即:该扁平管33的延伸方向朝向左右方向,并且各自的平坦的侧面彼此相向。多根扁平管33设置为彼此留有固定的间隔沿上下方向排列。各根扁平管33的一端部被插入第一总集合管31中,各根扁平管33的另一端部被插入第二总集合管32中。
如图4所示,在各根扁平管33内形成有多个流体通路34。各个流体通路34是沿扁平管33的延伸方向延伸的通路。在各根扁平管33内,多个流体通路34沿与扁平管33的延伸方向垂直相交的宽度方向排成一列。形成在各根扁平管33内的多个流体通路34的一端分别与第一总集合管31的内部空间相通,多个该流体通路34的另一端分别与第二总集合管32的内部空间相通。已被供到热交换器30中的制冷剂在流经扁平管33的流体通路34的那一段时间内与空气进行热交换。
翅片35是上下蛇行的波纹状翅片,设置于在上下方向上相邻的扁平管33之间。在翅片35上形成有多个传热部37和多个中板部41,详情后述。各个翅片35的中板部41通过钎焊接合在扁平管33上。
如图3所示,在热交换器30内,在上下方向上相邻的扁平管33之间的空间由翅片35的传热部37划分成多个通风流路39。热交换器30使在扁平管33的流体通路34内流动的制冷剂与在通风流路39内流动的空气进行热交换。
如上所述,热交换器30包括多根扁平管33和多个翅片35,多根该扁平管33沿上下方向排列且使该扁平管33的平坦的侧面彼此相向,该翅片35具有从相邻的扁平管33中的一扁平管开始延伸到另一扁平管的板状传热部37。在相邻的扁平管33之间,多个传热部37沿扁平管33的延伸方向排列。在该热交换器30中,在相邻的传热部37之间流动的空气与在各根扁平管33内流动的流体进行热交换。
〈翅片的结构〉
如图5所示,翅片35是通过将宽度一定的金属板折弯而形成的波纹状翅片,呈上下蛇行的形状。在翅片35上沿扁平管33的延伸方向交替形成有传热部37和中板部41。也就是说,在翅片35中设置有布置在相邻的扁平管33之间且沿扁平管33的延伸方向排列的多个传热部37。并且,在翅片35上形成有突出板部42。应予说明,在图5中省略了后述的切起片50、60、70和引水用肋71的图示。
传热部37是从在上下方向上相邻的扁平管33中的一扁平管开始延伸到另一扁平管的板状部分。在传热部37中,上风一侧的端部成为前缘38。虽然在图5中省略了图示,但在传热部37上形成有多个切起片50、60。中板部41是沿扁平管33的平坦的侧面延伸的板状部分,与在左右方向上相邻的传热部37的各个上端连接、或者与在左右方向上相邻的传热部37的各个下端连接。传热部37和中板部41大致成直角。
突出板部42是与各个传热部37的下风一侧的端部相连地形成的板状部分。突出板部42形成为沿上下方向延伸的细长板状,突出到比扁平管33还靠近下风一侧的位置。突出板部42的上端突出到比传热部37的上端还靠近上方的位置,突出板部42的下端突出到比传热部37的下端还靠近下方的位置。如图4所示,在热交换器30中,夹着扁平管33在上下方向上相邻的翅片35的突出板部42相互接触。
如图6所示,在翅片35的传热部37和突出板部42上形成有多个切起片50、60、70。各个切起片50、60、70通过切起传热部37和突出板部42而形成。也就是说,各个切起片50、60、70通过在传热部37和突出板部42上形成多条狭缝状切缝,并将相邻的切缝之间的部分扭转使该部分产生塑性变形而形成。
各个切起片50、60、70的长边方向实质上与传热部37的前缘38平行(即,实质上朝向铅直方向)。也就是说,各个切起片50、60、70的长边方向朝向上下方向。在传热部37中,多个沿上下方向延伸的切起片50、60、70形成为从上风一侧朝向下风一侧排列。
形成在传热部37的靠近上风一侧的区域内的六个切起片构成上风侧切起片50。也就是说,在传热部37中,包括形成在最上风一侧的切起片在内的相互相邻的六个切起片构成上风侧切起片50。形成在与形成有上风侧切起片50的区域相邻且靠近下风一侧的区域内的六个切起片构成下风侧切起片60。形成在从传热部37的下风一侧的端部到突出板部42为止的区域内的两个切起片构成辅助切起片70。
如上所述,在传热部37中,从上风一侧朝向下风一侧依次形成有六个上风侧切起片50、六个下风侧切起片60和两个辅助切起片70。应予说明,上述各个切起片50、60、70的数量只不过是一例而已。各个切起片50、60、70的详细形状后述。
翅片35的传热部37的除了切起片50、60、70以外的部分是无切起部分且无凹凸部分的平坦区域。
具体而言,在传热部37上,传热部37的上端和上风侧切起片50之间的平坦的区域构成第一上侧平坦部81,传热部37的上端和下风侧切起片60之间的平坦的区域构成第二上侧平坦部82。第一上侧平坦部81是与上风侧切起片50相连的区域,与位于上风侧切起片50的上端的折痕51相邻。第二上侧平坦部82是与下风侧切起片60相连的区域,与位于下风侧切起片60的上端的折痕61相邻。
在传热部37上,传热部37的下端和上风侧切起片50之间的平坦的区域构成第一下侧平坦部83,传热部37的下端和下风侧切起片60之间的平坦的区域构成第二下侧平坦部84。第一下侧平坦部83是与上风侧切起片50相连的区域,与位于上风侧切起片50的下端的折痕52相邻。第二下侧平坦部84是与下风侧切起片60相连的区域,与位于下风侧切起片60的下端的折痕62相邻。
在翅片35的突出板部42上形成有引水用肋71。引水用肋71是沿突出板部42的下风一侧的端部朝向上下方向延伸的细长凹槽。
〈切起片的形状〉
对形成在翅片35上的切起片50、60、70的详细形状进行说明。应予说明,在以下说明中所述的“右”和“左”是指从上风一侧(即热交换器30的前面一侧)看到翅片35时的方向。
如图6(A)所示,上风侧切起片50的上下方向的长度从上风一侧向下风一侧逐渐变长。也就是说,在传热部37中,最靠近上风一侧的那一个上风侧切起片50最短,最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50最长。从各个上风侧切起片50的上端到传热部37的上端为止的距离L1相互相等。因此,上风侧切起片50的下端的位置从上风一侧向下风一侧逐渐变低。也就是说,从最靠近上风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L2比从最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L3长(L2>L3)。并且,从上风侧切起片50的上端到传热部37的上端为止的距离L1比从最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L3短(L3>L1)。
各个下风侧切起片60的上下方向的长度相互相等。各个下风侧切起片60比最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50长。从各个下风侧切起片60的上端到传热部37的上端为止的距离L4相互相等。并且,该距离L4与从上风侧切起片50的上端到传热部37的上端为止的距离L1相等。因此,从下风侧切起片60的下端到传热部37的下端为止的距离L5比从最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L3短(L3>L5)。
辅助切起片70的上下方向的长度比下风侧切起片60的上下方向的长度短。辅助切起片70的上端的位置比下风侧切起片60的上端的位置低。辅助切起片70的下端的位置比下风侧切起片60的下端的位置高。
在传热部37上形成有具有上述长度的上风侧切起片50和下风侧切起片60。如上所述,在传热部37上,第一下侧平坦部83形成在上风侧切起片50的下方,第二下侧平坦部84形成在下风侧切起片60的下方。因此,在传热部37上,第一下侧平坦部83的上下方向的宽度比第二下侧平坦部84的上下方向的宽度宽。
如图6(B)所示,各个切起片50、60、70相对于平坦部81~84倾斜。上风侧切起片50和下风侧切起片60朝向互为相反的方向倾斜,下风侧切起片60和辅助切起片70朝向彼此相同的方向倾斜。如在图8中也所示的那样,上风侧切起片50的上风一侧的切起端53向左侧鼓起,上风侧切起片50的下风一侧的切起端53向右侧鼓起。下风侧切起片60的上风一侧的切起端63向右侧鼓起,下风侧切起片60的下风一侧的切起端63向左侧鼓起。
如图7(A)所示,位于靠近上风一侧的位置上的两个上风侧切起片50a的横向(即空气通过方向)宽度为W1,相对于平坦部81、83所成的倾斜角为θ1,切起高度(即,从切起端53a到平坦部81、83为止的距离)为H1。位于靠近下风一侧的位置上的四个上风侧切起片50b的横向(即空气通过方向)宽度为W2,相对于平坦部81、83所成的倾斜角为θ2,切起高度(即,从切起端53b到平坦部81、83为止的距离)为H2。如图7(B)所示,下风侧切起片60的横向(即空气通过方向)宽度为W3,相对于平坦部82、84所成的倾斜角为θ3,切起高度(即,从切起端63到平坦部82、84为止的距离)为H3。应予说明,辅助切起片70的横向宽度、相对于平坦部82、84所成的倾斜角以及切起高度都与下风侧切起片60相等。
如图7所示,上风侧切起片50a的宽度W1比上风侧切起片50b的宽度W2宽,上风侧切起片50b的宽度W2比下风侧切起片60的宽度W3宽(W1>W2>W3)。上风侧切起片50a的倾斜角θ1比上风侧切起片50b的倾斜角θ2小,上风侧切起片50b的倾斜角θ2比下风侧切起片60的倾斜角θ3小(θ1<θ2<θ3)。也就是说,上风侧切起片50a的斜度比上风侧切起片50b的斜度小,上风侧切起片50b的斜度比下风侧切起片60的斜度小。上风侧切起片50a的切起高度H1比上风侧切起片50b的切起高度H2低,上风侧切起片50b的切起高度H2比下风侧切起片60的切起高度H3低(H1<H2<H3)。
在热交换器30中,翅片35的传热部37沿扁平管33的延伸方向以固定的间距布置。也就是说,如图9所示,在热交换器30中,多个传热部37彼此留着固定的间隔D0沿扁平管33的延伸方向排列。另一方面,上风侧切起片50a、50b和下风侧切起片60的切起高度的关系为H1<H2<H3。因此,在扁平管33的延伸方向上相邻的两个传热部37中,靠近上风一侧的上风侧切起片50a相互间的间隔D1比靠近下风一侧的上风侧切起片50b相互间的间隔D2宽,靠近下风一侧的上风侧切起片50b相互间的间隔D2比下风侧切起片60相互间的间隔D3宽(D0>D1>D2>D3)。
如图8所示,上风侧切起片50和下风侧切起片60的切起端53、63由主缘部54、64、上侧缘部55、65以及下侧缘部56、66构成。主缘部54、64的延伸方向实质上与传热部37的前缘38的延伸方向平行。上侧缘部55、65是从主缘部54、64的上端延伸到切起片50、60的上端的部分,上侧缘部55、65相对于主缘部54、64倾斜。下侧缘部56、66是从主缘部54、64的下端延伸到切起片50、60的下端的部分,下侧缘部56、66相对于主缘部54、64倾斜。
如图8(A)所示,在上风侧切起片50中,上侧缘部55相对于主缘部54的倾斜角为θ4,下侧缘部56相对于主缘部54的倾斜角为θ5。如图6所示,在所有上风侧切起片50中,下侧缘部56的倾斜角θ5都比上侧缘部55的倾斜角θ4小(θ5<θ4)。因此,所有上风侧切起片50的下侧缘部56都比上侧缘部55长。所有上风侧切起片50都是切起端53的形状为上下非对称的非对称型切起片。
应予说明,在图8(A)中图示的是位于靠近下风一侧的位置上的上风侧切起片50b。如在图7(A)中也所示的那样,该上风侧切起片50b的切起高度为H2。如在图9中也所示的那样,在空气通过方向上相邻的传热部37的上风侧切起片50b相互间的间隔为D2。
如图8(B)所示,在下风侧切起片60中,上侧缘部65相对于主缘部64的倾斜角为θ6,下侧缘部66相对于主缘部64的倾斜角为θ7。如图6所示,在位于靠近上风一侧的位置上的两个下风侧切起片60a中,下侧缘部66的倾斜角θ6比上侧缘部65的倾斜角θ7小(θ6<θ7)。因此,该下风侧切起片60a的下侧缘部66比上侧缘部65长。该下风侧切起片60a是切起端63的形状为上下非对称的非对称型切起片。另一方面,在位于靠近下风一侧的位置上的三个下风侧切起片60b中,下侧缘部66的倾斜角θ6与上侧缘部65的倾斜角θ7相等(θ6=θ7)。因此,该下风侧切起片60b的下侧缘部66及上侧缘部65的长度相等。该下风侧切起片60b是切起端63的形状为上下对称的对称型切起片。
应予说明,在图8(B)中图示的是位于靠近下风一侧的位置上的下风侧切起片60b。如在图7(B)中也所示的那样,该下风侧切起片60b的切起高度为H3。如在图9中也所示的那样,在空气通过方向上相邻的传热部37的下风侧切起片60b相互间的间隔为D3。
-除霜动作中的霜和冷凝水的状态-
如上所述,本实施方式的热交换器30构成空调机10的室外热交换器23。空调机10进行制热运转,在室外热交换器23内的制冷剂蒸发温度低于0℃的运转状态下,室外空气中的水分会凝结成霜而附着在室外热交换器23上。因此,空调机10进行用来使附着在室外热交换器23上的霜融化的除霜动作。在除霜动作中,由于霜融化而产生冷凝水。
参照图10对从除霜动作即将开始时起到除霜动作刚结束后为止的这段时间的霜和冷凝水的状态进行说明。在此,在对本实施方式的热交换器30中的霜和冷凝水的状态与现有热交换器中的霜和冷凝水的状态进行比较的基础上加以说明。应予说明,在该现有热交换器中,所有切起片形成在传热部的大致整个宽度上,并且所有切起片的切起高度都相等。
在除霜动作即将开始时,在翅片的传热部37上附着有大量霜,相邻的传热部37之间的空间成为被霜几乎堵住的状态。
如图10(a1)所示,在现有热交换器中,霜集中地附着在翅片的靠近上风一侧的区域上,霜会妨碍通过热交换器的空气流动,也会妨碍空气和制冷剂进行热交换。因此,在现有热交换器中,虽然霜几乎未附着在翅片的下风一侧的区域上,但也需要进行除霜动作。
另一方面,如图10(b1)所示,在本实施方式的热交换器30中,霜也附着在传热部37的下风一侧的区域上。在传热部37的靠近上风一侧的部分中的形成有上风侧切起片50的上侧区域内,空气流动的间隙被霜堵住,而在比上风侧切起片50还靠近下侧的区域内留有空气流动的间隙。因此,在本实施方式的热交换器30中,霜也附着在传热部37的形成有下风侧切起片60的部分上。
而且,在本实施方式的热交换器30中,下风侧切起片60的切起高度H3比上风侧切起片50的切起高度H1、H2高。因此,风易于接触位于上风侧切起片50的后面一侧的下风侧切起片60,其结果是,附着在下风侧切起片60上的霜量增加。
如上所述,在本实施方式的热交换器30中,霜不仅附着在翅片35的靠近上风一侧的区域上,还附着在翅片35的比该区域还靠近下风一侧的区域上。因此,当有了进行除霜动作的必要时,附着在本实施方式的热交换器30上的霜量比附着在现有热交换器上的霜量多。因此,与具有由现有热交换器构成的室外热交换器的空调机相比,在具有由本实施方式的热交换器30构成的室外热交换器23的空调机10中,从除霜动作结束时到下一次除霜动作开始时为止的时间间隔更长,其结果是制热运转的持续时间更长。
除霜动作一开始,附着在热交换器30上的霜就由于制冷剂而升温,逐渐融化。
如图10(a2)和(a3)所示,在现有热交换器中,冷凝水会残留在留下来的霜的周边。在现有热交换器中,所有切起片形成在传热部的大致整个宽度上,因而在传热部的靠近上风一侧的大致整个区域内,相邻的传热部相互间的间隙较窄。因此,由于霜融化而产生的冷凝水残留在相邻的传热部相互间的间隙中,几乎不从霜的周边流出。若冷凝水残留在霜的周边,霜就会成为浮在冷凝水中的状态,使得霜会离开传热部的表面。
另一方面,如图10(b2)和(b3)所示,在本实施方式的热交换器30中,产生的冷凝水流下,冷凝水不会残留在留下来的霜的周边。在本实施方式的热交换器30中,上风侧切起片50的下端位于比下风侧切起片60的下端高的位置上。因此,在上风侧切起片50的下侧区域内相邻的传热部37相互间的间隙较宽。因此,由于附着在上风侧切起片50上的霜融化而产生的冷凝水沿第一下侧平坦部83迅速流下。若冷凝水从霜的周边迅速被排出,霜就被保持为与传热部37的表面接触的状态。
如上所述,在本实施方式的热交换器30中,在除霜动作中产生的冷凝水从结霜量比较多的上风侧切起片50的周边迅速被排出。因此,残留在上风侧切起片50的周边的霜保持与传热部37的表面接触的状态。在此,若留下来的霜如现有热交换器那样成为浮在冷凝水中的状态而离开传热部,从传热部向霜的传热被冷凝水妨碍,使霜融化所需的时间会变长。相对于此,在本实施方式的热交换器30中,留下来的霜被保持为与传热部37的表面接触的状态,热不会被冷凝水妨碍地从传热部37传递给霜。因此,与具有由现有热交换器构成的室外热交换器的空调机相比,在具有由本实施方式的热交换器30构成的室外热交换器23的空调机10中,除霜动作的持续时间(即制热运转中断的时间)更短。
在通常情况下,除霜动作刚结束后不久时的热交换器30处于无残留的霜但冷凝水存在的状态。
如图10(a4)所示,在现有热交换器30中,较多的冷凝水残留在翅片的传热部37的下端附近。在现有热交换器30中,所有切起片都形成在传热部37的大致整个宽度上,因而相邻的传热部37相互间的间隙较窄。而且,扁平管33的位于上侧的侧面是大致水平的面。因此,在除霜动作中产生的冷凝水会残留在相邻的传热部37相互间的间隙中,并残留在扁平管33的上表面上。
另一方面,如图10(b4)所示,在本实施方式的热交换器30中,在除霜动作中产生的冷凝水大都朝向下风一侧移动,再沿突出板部42被排向下方。在本实施方式的热交换器30中,下风侧切起片60的下端位于比上风侧切起片50的下端低的位置上。因此,在下风侧切起片60的下侧区域内相邻的传热部37相互间的间隙较窄。积存在扁平管33的上表面上的冷凝水由于毛细管现象而被吸入下风一侧。也就是说,虽然室外风扇15在除霜动作中一直停止,而且扁平管33的上表面大致为水平面,但是冷凝水向下风一侧逐渐移动。
如上所述,在本实施方式的热交换器30中成为在除霜动作中产生的冷凝水几乎不残留在传热部37的表面上的状态。若冷凝水残留在传热部37的表面上,留下来的冷凝水就会在制热运转重新开始后结冰,到有了再次进行除霜动作的必要时为止的时间变短。因此,与具有由现有热交换器构成的室外热交换器的空调机相比,在具有由本实施方式的热交换器30构成的室外热交换器23的空调机10中,从除霜动作结束时到下一次除霜动作开始时为止所经过的时间(即制热运转的持续时间)更长。
如上所述,在本实施方式的热交换器30中,上风侧切起片50的下侧缘部56的倾斜角θ5比该上风侧切起片50的上侧缘部55的倾斜角θ4小(参照图8(A))。因此,如图11所示,在空气通过方向上相邻的上风侧切起片50之间,与形成在各自的上侧缘部55相互间的间隙相比形成在各自的下侧缘部56相互间的间隙呈更细长的形状。
一般而言,较大的毛细管力作用于存在于较窄的间隙中的液体上。并且,间隙越窄,作用于液体上的毛细管力就越大。另一方面,在如图11所示冷凝水已流入在空气通过方向上相邻的上风侧切起片50的切起端53之间的状态下,与该冷凝水的上端接触的主缘部54相互间的间隔相比与该冷凝水的下端接触的下侧缘部56相互间的间隔更窄。因此,作用于冷凝水上的、方向朝下的毛细管力比方向朝上的毛细管力强,因而冷凝水被吸入下侧缘部56一侧(即下侧)。
上风侧切起片50是切起端53的形状为上下非对称的非对称型切起片,该上风侧切起片50的下侧缘部56较长。因此,在空气通过方向上相邻的上风侧切起片50之间,切起端53相互间的间隔较窄的区域更大。其结果是,作用于冷凝水上的、方向朝下的毛细管力比方向朝上的毛细管力强的区域更大,因此冷凝水由于毛细管现象而向下方移动的可能性更高。
如上所述,已流入在空气通过方向上相邻的上风侧切起片50的切起端53之间的冷凝水由于毛细管现象而逐渐被吸入下侧缘部56相互间的细长且狭窄的间隙中。也就是说,该冷凝水不但在重力作用下流向下方,而且由于毛细管现象也流向下方。因此,在除霜动作中产生在上风侧切起片50附近的冷凝水迅速被排向下方,难以残留于在空气通过方向上相邻的上风侧切起片50的切起端53相互间。
在本实施方式的热交换器30中,位于靠近上风一侧的位置上的下风侧切起片60a也是下侧缘部56的倾斜角θ7比上侧缘部55的倾斜角θ6小的非对称型切起片(参照图6)。因此,与上风侧切起片50的情况一样,在相邻的下风侧切起片60a相互间,冷凝水在重力和毛细管现象的作用下逐渐流向下方。
-第一实施方式的效果-
如上所述,根据本实施方式的热交换器30,在空调机10的制热运转中,不仅能够使霜附着在翅片35的传热部37的靠近上风一侧的区域上,也能够使霜附着在该传热部37的靠近下风一侧的区域上。因此,通过由本实施方式的热交换器30构成空调机10的室外热交换器23,则能够使制热运转的持续时间变长。
根据本实施方式的热交换器30,能够将在空调机10的除霜动作中产生的冷凝水从翅片35的传热部37的表面上迅速排出。因此,能够充分确保从传热部37传递给霜的热量。因此,通过由本实施方式的热交换器30构成空调机10的室外热交换器23,则能够缩短除霜动作所需的时间。
根据本实施方式的热交换器30,能够减少在除霜动作结束时残留在传热部37的表面上的冷凝水量。残留在传热部37表面上的冷凝水会在制热运转重新开始后结冰。因此,若残留在传热部37的表面上的冷凝水减少,到有了再次进行除霜动作的必要时为止的时间就变长。因此,通过由本实施方式的热交换器30构成空调机10的室外热交换器23,则能够使制热运转的持续时间变长。
如上所述,通过由本实施方式的热交换器30构成空调机10的室外热交换器23,则能够使制热运转的持续时间变长,进而能够缩短除霜动作所需的时间。因此,通过由本实施方式的热交换器30构成空调机10的室外热交换器23,则能够提高空调机10的制热能力的时间平均值(即,空调机10的实质制热能力)。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的热交换器30与第一实施方式的热交换器30一样构成空调机10的室外热交换器23。下面,适当地参照图12~图18对本实施方式的热交换器30进行说明。
〈热交换器的整体结构〉
如图12和图13所示,本实施方式的热交换器30包括一根第一总集合管31、一根第二总集合管32、许多扁平管33和许多翅片36。第一总集合管31、第二总集合管32、扁平管33和翅片36都是铝合金制部件,通过钎焊彼此接合在一起。
第一总集合管31、第二总集合管32和扁平管33的结构和设置情况与第一实施方式的热交换器30相同。也就是说,第一总集合管31和第二总集合管32都形成为纵长的圆筒状,第一总集合管31和第二总集合管32中的一总集合管设置在热交换器30的左端,另一总集合管设置在热交换器30的右端。另一方面,扁平管33是剖面形状扁平的传热管,扁平管33沿上下方向排列而设置,并且处于各自的平坦的侧面相向的状态。在各根扁平管33内形成有多个流体通路34。沿上下方向排列的各根扁平管33的一端部被插入第一总集合管31内,另一端部被插入第二总集合管32内。
翅片36是板状翅片,在扁平管33的延伸方向上相互留着固定的间隔设置。也就是说,翅片36设置为实质上与扁平管33的延伸方向垂直相交。在各个翅片36中,位于在上下方向上相邻的扁平管33之间的部分构成传热部37,详情后述。
如图13所示,在热交换器30中,在上下方向上相邻的扁平管33之间的空间由翅片36的传热部37划分成多个通风流路39。热交换器30使在扁平管33的流体通路34内流动的制冷剂与在通风流路39内流动的空气进行热交换。
如上所述,热交换器30包括多根扁平管33和多个翅片36,多根该扁平管33沿上下方向排列,并且该扁平管33的平坦的侧面彼此相向,多个该翅片36具有从相邻的扁平管33中的一扁平管开始延伸到另一扁平管的板状传热部37。在相邻的扁平管33之间,多个传热部37沿扁平管33的延伸方向排列。在该热交换器30中,在相邻的传热部37之间流动的空气与在各根扁平管33内流动的流体进行热交换。
〈翅片的结构〉
如图14所示,翅片36是通过对金属板进行冲压加工而成的纵长板状翅片。翅片36的厚度大致为0.1mm左右。
在翅片36上形成有多个呈细长形状且从翅片36的前缘38沿翅片36的宽度方向延伸的切口部45。在翅片36上沿翅片36的长边方向(上下方向)留有固定的间隔形成有许多切口部45。切口部45是用来将扁平管33插入该切口部45内的切口。切口部45的靠近下风一侧的部分构成管插入部46。管插入部46的上下方向的宽度实质上与扁平管33的厚度相等,管插入部46的长度实质上与扁平管33的宽度相等。
扁平管33被插入翅片36的管插入部46内,并通过钎焊与管插入部46的周缘部分接合。也就是说,扁平管33被切口部45的一部分即管插入部46的周缘部分夹着。
在翅片36中,在上下方向上相邻的切口部45之间的部分构成传热部37,管插入部46的下风一侧的部分构成下风侧板部47。也就是说,在翅片36上形成有多个在上下方向上夹着扁平管33相邻的传热部37、以及一个与各个传热部37的下风一侧的端部相连的下风侧板部47。在本实施方式的热交换器30中,翅片36的传热部37布置于在上下方向上排列的扁平管33之间,下风侧板部47突出到比扁平管33还靠近下风一侧的位置上。
如图15所示,在翅片36的传热部37和下风侧板部47上形成有多个切起片50、60。各个切起片50、60通过切起传热部37和下风侧板部47而形成。也就是说,各个切起片50、60通过在传热部37和下风侧板部47上形成多条狭缝状切缝,并将相邻的切缝之间的部分扭转使该部分产生塑性变形而形成。
各个切起片50、60的长边方向实质上与传热部37的前缘38平行。也就是说,各个切起片50、60的长边方向朝向上下方向。在传热部37中,多个沿上下方向延伸的切起片50、60形成为从上风一侧朝向下风一侧排列。
形成在传热部37的靠近上风一侧的区域上的六个切起片构成上风侧切起片50。也就是说,在传热部37中,包括形成在最上风一侧的切起片在内的相互相邻的六个切起片构成上风侧切起片50。位于比上风侧切起片50还靠近下风一侧的位置上的剩余的九个切起片构成下风侧切起片60。下风侧切起片60形成在从传热部37的下风一侧的部分到下风侧板部47为止的区域内。
如上所述,在传热部37和下风侧板部47上,从上风一侧朝向下风一侧依次形成有六个上风侧切起片50和九个下风侧切起片60。应予说明,上述各个切起片50、60的数量只不过是一例而已。各个切起片50、60的详细形状后述。
翅片36的传热部37的切起片50、60的上侧部分及下侧部分是无切起部分且无凹凸部分的平坦的区域。
具体而言,在传热部37上,传热部37的上端和上风侧切起片50之间的平坦的区域构成第一上侧平坦部81,传热部37的上端和下风侧切起片60之间的平坦的区域构成第二上侧平坦部82。第一上侧平坦部81是与上风侧切起片50相连的区域,与位于上风侧切起片50的上端的折痕51相邻。第二上侧平坦部82是与下风侧切起片60相连的区域,与位于下风侧切起片60的上端的折痕61相邻。
在传热部37上,传热部37的下端和上风侧切起片50之间的平坦的区域构成第一下侧平坦部83,传热部37的下端和下风侧切起片60之间的平坦的区域构成第二下侧平坦部84。第一下侧平坦部83是与上风侧切起片50相连的区域,与位于上风侧切起片50的下端的折痕52相邻。第二下侧平坦部84是与下风侧切起片60相连的区域,与位于下风侧切起片60的下端的折痕62相邻。
在翅片36的下风侧板部47上形成有引水用肋71。引水用肋71是沿下风侧板部47的下风一侧的端部沿上下方向延伸的细长凹槽,从下风侧板部47的上端形成到下端。
在翅片36上形成有用来保持该翅片36与相邻的翅片36之间的间隔的凸部(tab)48。如图15(B)所示,凸部48是通过切起翅片36而形成的矩形小片。如图18所示,凸部48通过使该凸部48的突出端与相邻的翅片36接触从而保持翅片36相互间的间隔。如图14和图15所示,在翅片36的各个传热部37上分别形成有一个凸部48,在下风侧板部47上形成有多个凸部48。在各个传热部37上,凸部48布置在比上风侧切起片50还靠近上风一侧的部分上。在下风侧板部47上,在各个管插入部46的下风一侧的部分上分别布置有一个凸部48。
〈切起片的形状〉
对形成在翅片36上的切起片50、60的详细形状进行说明。应予说明,在以下说明中所述的“右”和“左”是指从上风一侧(即热交换器30的前面一侧)看到翅片36时的方向。
如图15所示,从位于靠近下风一侧的位置上的四个上风侧切起片50b的上端到传热部37的上端为止的距离为L11。位于靠近上风一侧的位置上的两个上风侧切起片50a的上端的位置比剩余的四个上风侧切起片50b的上端的位置稍低。上风侧切起片50的下端的位置从上风一侧朝向下风一侧逐渐变低。因此,从最靠近上风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L12,比从最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L13长(L12>L13)。从上风侧切起片50的上端到传热部37的上端为止的距离L11,比从最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L13短(L13>L11)。
各个下风侧切起片60的上下方向的长度相互相等。各个下风侧切起片60比最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50长。从各个下风侧切起片60的上端到传热部37的上端为止的距离L14相互相等。并且,该距离L14与从上风侧切起片50的上端到传热部37的上端为止的距离L11相等。因此,从下风侧切起片60的下端到传热部37的下端为止的距离L15,比从最靠近下风一侧的那一个上风侧切起片50的下端到传热部37的下端为止的距离L13短(L13>L15)。
在传热部37上形成有具有上述长度的上风侧切起片50和下风侧切起片60。如上所述,在传热部37上,第一下侧平坦部83形成在上风侧切起片50的下方,第二下侧平坦部84形成在下风侧切起片60的下方。因此,在传热部37上,第一下侧平坦部83的上下方向的宽度比第二下侧平坦部84的上下方向的宽度宽。
如图15(B)所示,各个切起片50、60相对于平坦部81~84倾斜。上风侧切起片50和下风侧切起片60朝向互为相反的方向倾斜。如在图17中也所示的那样,上风侧切起片50的上风一侧的切起端53向左侧鼓起,上风侧切起片50的下风一侧的切起端53向右侧鼓起。下风侧切起片60的上风一侧的切起端63向右侧鼓起,下风侧切起片60的下风一侧的切起端63向左侧鼓起。
如图16(A)所示,位于靠近上风一侧的位置上的两个上风侧切起片50a的横向(即空气通过方向)宽度为W11,相对于平坦部81、83所成的倾斜角为θ11,切起高度(即,从切起端53a到平坦部81、83为止的距离)为H11。位于靠近下风一侧的位置上的四个上风侧切起片50b的横向(即空气通过方向)宽度为W12,相对于平坦部81、83所成的倾斜角为θ12,切起高度(即,从切起端53b到平坦部81、83为止的距离)为H12。如图16(B)所示,下风侧切起片60的横向(即空气通过方向)宽度为W13,相对于平坦部82、84所成的倾斜角为θ13,切起高度(即,从切起端63到平坦部82、84为止的距离)为H13。
如图16所示,上风侧切起片50a的宽度W11比上风侧切起片50b的宽度W12宽,上风侧切起片50b的宽度W12比下风侧切起片60的宽度W13宽(W11>W12>W13)。上风侧切起片50a的倾斜角θ11比上风侧切起片50b的倾斜角θ12小,上风侧切起片50b的倾斜角θ12比下风侧切起片60的倾斜角θ13小(θ11<θ12<θ13)。也就是说,上风侧切起片50a的斜度比上风侧切起片50b的斜度小,上风侧切起片50b的斜度比下风侧切起片60的斜度小。上风侧切起片50a的切起高度H11比上风侧切起片50b的切起高度H12低,上风侧切起片50b的切起高度H12比下风侧切起片60的切起高度H13低(H11<H12<H13)。
在热交换器30中,翅片36的传热部37沿扁平管33的延伸方向以固定的间距布置。也就是说,如图18所示,在热交换器30中,多个传热部37彼此留有固定的间隔D10沿扁平管33的延伸方向排列。该间隔D10与凸部48的高度相等。另一方面,上风侧切起片50a、50b和下风侧切起片60的切起高度的关系为H11<H12<H13。因此,在扁平管33的延伸方向上相邻的两个传热部37中,靠近上风一侧的上风侧切起片50a相互间的间隔D11比靠近下风一侧的上风侧切起片50b相互间的间隔D12宽,靠近下风一侧的上风侧切起片50b相互间的间隔D12比下风侧切起片60相互间的间隔D13宽(D10>D11>D12>D13)。
如图17所示,上风侧切起片50和下风侧切起片60的切起端53、63由主缘部54、64、上侧缘部55、65以及下侧缘部56、66构成。主缘部54、64的延伸方向实质上与传热部37的前缘38的延伸方向平行。上侧缘部55、65是从主缘部54、64的上端延伸到切起片50、60的上端的部分,上侧缘部55、65相对于主缘部54、64倾斜。下侧缘部56、66是从主缘部54、64的下端延伸到切起片50、60的下端的部分,下侧缘部56、66相对于主缘部54、64倾斜。
如图17(A)所示,在上风侧切起片50中,上侧缘部55相对于主缘部54的倾斜角为θ14,下侧缘部56相对于主缘部54的倾斜角为θ15。如图15所示,在所有上风侧切起片50中,下侧缘部56的倾斜角θ15都比上侧缘部55的倾斜角θ14小(θ15<θ14)。因此,所有上风侧切起片50的下侧缘部56都比上侧缘部55长。所有上风侧切起片50都是切起端53的形状为上下非对称的非对称型切起片。
应予说明,在图17(A)中图示的是位于靠近下风一侧的位置上的上风侧切起片50b。如在图16(A)中也所示的那样,该上风侧切起片50b的切起高度为H12。
如图17(B)所示,在下风侧切起片60中,上侧缘部65相对于主缘部64的倾斜角为θ16,下侧缘部66相对于主缘部64的倾斜角为θ17。如图15所示,在位于靠近上风一侧的位置上的两个下风侧切起片60a中,下侧缘部66的倾斜角θ16比上侧缘部65的倾斜角θ17小(θ16<θ17)。因此,该下风侧切起片60a的下侧缘部66比上侧缘部65长。该下风侧切起片60a是切起端63的形状为上下非对称的非对称型切起片。另一方面,在位于靠近下风一侧的位置上的六个下风侧切起片60b中,下侧缘部66的倾斜角θ16与上侧缘部65的倾斜角θ17相等(θ16=θ17)。因此,该下风侧切起片60b的下侧缘部66及上侧缘部65的长度相等。该下风侧切起片60b是切起端63的形状为上下对称的对称型切起片。
应予说明,在图17(B)中图示的是位于靠近下风一侧的位置上的下风侧切起片60b。如在图16(B)中也所示的那样,该下风侧切起片60b的切起高度为H13。
-第二实施方式的效果-
能够用本实施方式的热交换器30获得的效果,与能够用上述第一实施方式的热交换器30获得的效果相同。
也就是说,与上述第一实施方式的热交换器30一样,在本实施方式的热交换器30中,上风侧切起片50的下端位于比下风侧切起片60的下端还靠近上方的位置上,而且上风侧切起片50的切起高度H11、H12位于比下风侧切起片60的切起高度H13低的位置上。因此,在空调机10的制热运转中,霜不仅附着在上风侧切起片50上,也附着在下风侧切起片60上,因而能够使制热运转的持续时间变长。在空调机10的除霜动作中,能够使在上风侧切起片50附近产生的冷凝水迅速流向下方,能够将霜保持为与传热部37的表面接触的状态,来确保从传热部37传递给霜的热量。因此,能够缩短除霜动作所需的时间。而且,能够利用毛细管作用使已流到上风侧切起片50的下方的冷凝水向下风一侧移动,因而能够减少除霜动作结束时残留在传热部37表面上的冷凝水量,其结果是能够使到进行下一次除霜动作时为止的时间间隔变长。
与上述第一实施方式的热交换器30一样,在本实施方式的热交换器30中的所有上风侧切起片50及一部分下风侧切起片60a上,切起端53、63的下侧缘部56、66的倾斜角θ15、θ17比切起端53、63的上侧缘部55、65的倾斜角θ14、θ16小。因此,能够利用重力和毛细管现象的作用将已流入在空气通过方向上相邻的上风侧切起片50相互间或在空气通过方向上相邻的下风侧切起片60a相互间的冷凝水排向下方。
(发明的第三实施方式)
对本发明的第三实施方式进行说明。第三实施方式的热交换器30是在第二实施方式的热交换器30中改变翅片36的结构而成的热交换器。在此,对设置在本实施方式的热交换器30中的翅片36与设置在第二实施方式的热交换器30中的翅片36不同之处进行说明。
〈翅片的结构〉
如图19和图20所示,在本实施方式的翅片36上形成有上风侧传热促进部75、下风侧传热促进部76和辅助鼓起部95,来代替第一实施方式的上风侧切起片50和下风侧切起片60。上风侧传热促进部75形成在各个传热部37上。下风侧传热促进部76形成在下风侧板部47上。辅助鼓起部95形成在跨在各个传热部37和下风侧板部47的部分上。上风侧传热促进部75、下风侧传热促进部76和辅助鼓起部95的详情后述。
〈翅片的传热部〉
设置在翅片36的各个传热部37上的上风侧传热促进部75,由多个切起片50c、50d以及多个鼓起部91~93构成。在各个传热部37的切起片50c、50d的上风一侧布置有鼓起部91~93。应予说明,以下所述的鼓起部91~93和切起片50c、50d的数量都只不过是一例而已。
具体而言,在翅片36的各个传热部37的靠近上风一侧的部分上设置有三个鼓起部91~93。三个鼓起部91~93沿空气通过方向排列。也就是说,在传热部37上从上风一侧朝向下风一侧依次形成有第一鼓起部91、第二鼓起部92和第三鼓起部93。
各个鼓起部91~93通过使传热部37朝向通风流路39鼓起而成,形成为山峰形状。各个鼓起部91~93朝向与通风流路39内的空气通过方向相交的方向延伸。三个鼓起部91~93从翅片36的前缘38看去分别朝向右侧鼓起。各个鼓起部91~93的棱线91a、92a、93a实质上与翅片36的前缘38平行。也就是说,各个鼓起部91~93的棱线91a、92a、93a与通风流路39内的空气流动方向相交。
各个切起片50c、50d通过在传热部37上形成多条狭缝状切缝,并将相邻的切缝之间的部分扭转使该部分产生塑性变形而形成。各个切起片50c、50d的长边方向实质上与翅片36的前缘38平行(即,朝向上下方向)。也就是说,各个切起片50c、50d的长边方向为与空气通过方向相交的方向。各个切起片50c、50d的长度相互相等。
如图20(B)所示,各个切起片50c、50d相对于其周围的平坦的部分倾斜。具体而言,各个切起片50c、50d的上风一侧的切起端53c、53d从翅片36的前缘38看去朝向左侧鼓起。另一方面,各个切起片50c、50d的下风一侧的切起端53c、53d从翅片36的前缘38看去朝向右侧鼓起。
位于靠近上风一侧的位置上的多个切起片50c,是与第一实施方式的上风侧切起片50和靠近上风一侧的下风侧切起片60a大致相同的非对称型切起片。也就是说,这些切起片50c的切起端53c的形状为上下非对称。另一方面,位于靠近下风一侧的位置上的多个切起片50d,是与第一实施方式的靠近下风一侧的下风侧切起片60b大致相同的对称型切起片。也就是说,这些切起片50d的切起端53d的形状为上下对称。
如图20(A)所示,在翅片36的传热部37的比第一鼓起部91还靠近上风一侧的位置上设置有凸部48。该凸部48布置在传热部37的上下方向的中央附近。该凸部48相对于翅片36的前缘38倾斜。
在翅片36的各个传热部37上形成有上侧水平肋部96和下侧水平肋部97。上侧水平肋部96形成在第一鼓起部91的上侧,下侧水平肋部97形成在第一鼓起部91的下侧。各个水平肋部96、97的形状为从翅片36的前缘38延伸到第二鼓起部92的、笔直且细长的垄状。与各个鼓起部91~94一样,各个水平肋部96、97通过使传热部37朝向通风流路39鼓起而形成。各个水平肋部96、97的鼓起方向与各个鼓起部91~94的鼓起方向相同。
〈翅片的下风侧板部〉
设置在翅片36的下风侧板部47上的下风侧传热促进部76由下风侧鼓起部94构成。在该下风侧板部47上,沿上下方向交替设置有下风侧鼓起部94和凸部48。具体而言,在下风侧板部47的各个切口部45的下风一侧分别形成有一个下风侧鼓起部94,并在下风侧板部47的在上下方向上相邻的下风侧鼓起部94之间分别形成有一个凸部48。
下风侧鼓起部94通过使下风侧板部47鼓起而成,形成为山峰形状。下风侧鼓起部94朝向与通风流路39内的空气通过方向相交的方向延伸。各个下风侧鼓起部94从翅片36的前缘38看去朝向右侧鼓起。下风侧鼓起部94的棱线94a实质上与翅片36的前缘38平行。也就是说,下风侧鼓起部94的棱线94a与通风流路39内的空气流动方向相交。各个下风侧鼓起部94,从翅片36的前缘38一侧看去和构成夹着与该下风侧鼓起部94相邻的切口部45相互相邻的两个传热部37的上风侧传热促进部75的鼓起部91~93及切起片50c、50d重合。
〈翅片的辅助鼓起部〉
如上所述,在翅片36的跨在各个传热部37和下风侧板部47的部分上分别形成有一个辅助鼓起部95。
辅助鼓起部95通过使翅片36鼓起而成,形成为山峰形状。辅助鼓起部95朝向与通风流路39内的空气通过方向相交的方向延伸。各个辅助鼓起部95从翅片36的前缘38看去朝向右侧鼓起。辅助鼓起部95的棱线95a实质上与翅片36的前缘38平行。也就是说,辅助鼓起部95的棱线95a与通风流路39内的空气流动方向相交。辅助鼓起部95的下端倾斜,使得越靠近下风一侧的部分越靠近下方。
-第三实施方式的效果-
在本实施方式的热交换器30中,在翅片36的各个传热部37上形成有切起片50c、50d,设置在上风一侧的一部分切起片50c为非对称型切起片。因此,能够利用重力和毛细管现象的作用将已流入在空气通过方向上相邻的切起片50c相互间的冷凝水排向下方。
(其他实施方式)
对第一实施方式和第二实施方式的热交换器30的变形例进行说明。
-第一变形例-
在第一实施方式和第二实施方式的热交换器30中,形成在翅片35、36的传热部37上的切起片50、60、70的长边方向也可以相对于铅直方向倾斜。
图21显示将本变形例应用于第二实施方式的热交换器30的翅片36中的例子。在该图所示的翅片36的传热部37上,所有切起片50、60的长边方向相对于传热部37的前缘38(即,实质上相对于铅直方向)大约倾斜5°左右。各个切起片50、60倾斜,使得各个切起片50、60的下端位于比该切起片50、60的上端还靠近下风一侧的位置上。在切起片50、60相对于铅直方向的斜度大致在20°以内的情况下,可以说是切起片50、60的长边方向实质上朝向上下方向。
如图21所示,当切起片50、60倾斜着的时候,在空调机10的除霜动作中产生的冷凝水在沿切起片50、60流下时朝向下风一侧被引导。因此,根据本变形例,能够进一步可靠地使在除霜动作中产生的冷凝水流向下风一侧,能够减少在除霜动作结束时残留在传热部37表面上的冷凝水量。
-第二变形例-
在第一实施方式、第二实施方式和第一变形例的热交换器30中,形成在翅片35、36的传热部37上的上风侧切起片50和下风侧切起片60的上下方向长度也可以相等。图22显示将本变形例应用于第一实施方式的热交换器30的翅片35中的例子。在该翅片35的传热部37上,所有上风侧切起片50和所有下风侧切起片60的上下方向的长度都相等。
-第三变形例-
在第一实施方式、第二实施方式、第一变形例和第二变形例的热交换器30中,形成在翅片35、36的传热部37上的上风侧切起片50和下风侧切起片60的横向宽度也可以相等。图23显示将本变形例应用于第二变形例的热交换器30的翅片35中的例子。在该翅片35的传热部37上,所有上风侧切起片50和所有下风侧切起片60的横向(即空气通过方向)宽度都相等。
-第四变形例-
在第一实施方式、第二实施方式、第一变形例、第二变形例和第三变形例的热交换器30中,形成在翅片35、36的各个传热部37上的所有上风侧切起片50和所有下风侧切起片60也可以都是非对称型切起片。图24显示将本变形例应用于第二实施方式的热交换器30的翅片35中的例子。在该翅片35的传热部37上,所有上风侧切起片50和所有下风侧切起片60的各个切起端53、63的形状均为上下非对称。
应予说明,以上实施方式是本质上优选之例,没有意图对本发明、本发明的应用对象或其用途的范围加以限制。
-产业实用性-
综上所述,本发明对具有沿上下方向排列的扁平管和翅片的热交换器很有用。
-符号说明-
10    空调机;
20    制冷剂回路;
30    热交换器;
33    扁平管;
34    流体通路(通路);
35    翅片;
36    翅片;
37    传热部;
39    通风流路;
41    中板部;
45    切口部;
50    上风侧切起片(非对称型切起片);
53    切起端;
54    主缘部;
55    上侧缘部;
56    下侧缘部;
60    下风侧切起片;
60a   下风侧切起片(非对称型切起片);
60b   下风侧切起片(对称型切起片);
63    切起端;
64    主缘部;
65    上侧缘部;
66    下侧缘部。

Claims (5)

1.一种热交换器,该热交换器包括多根扁平管(33)和多个翅片(35、36),多根该扁平管(33)使多根该扁平管(33)的侧面彼此相向地上下排列,在多根该扁平管(33)的内部形成有流体的通路(34),多个该翅片(35、36)将相邻的所述扁平管(33)之间划分成空气流动的多个通风流路(39),所述翅片(35、36)具有多个传热部(37),该传热部(37)形成为从相邻的所述扁平管(33)中的一扁平管(33)开始延伸到另一扁平管(33)的板状而构成所述通风流路(39)的侧壁,其特征在于:
在所述翅片(35、36)上,通过切起所述传热部(37)而形成的上下延伸的多个切起片(50、60)沿空气通过方向排列,
各个所述切起片(50、60)的切起端(53、63),由主缘部(54、64)、上侧缘部(55、65)以及下侧缘部(56、66)构成,该上侧缘部(55、65)是从该主缘部(54、64)的上端延伸到该切起片(50、60)的上端的部分,该上侧缘部(55、65)相对于该主缘部(54、64)倾斜,该下侧缘部(56、66)是从该主缘部(54、64)的下端延伸到该切起片(50、60)的下端的部分,该下侧缘部(56、66)相对于该主缘部(54、64)倾斜,
在形成在各个所述传热部(37)上的多个所述切起片(50、60)中的至少一部分切起片中,所述下侧缘部(56、66)相对于所述主缘部(54、64)的斜度比所述上侧缘部(55、65)相对于所述主缘部(54、64)的斜度小。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于:
在形成在所述翅片(35、36)的各个传热部(37)上的多个所述切起片(50、60)中,
设置在下风一侧的一部分所述切起片,是所述下侧缘部(66)相对于所述主缘部(64)的斜度与所述上侧缘部(65)相对于所述主缘部(64)的斜度相等的对称型切起片(60b),
设置在比所述对称型切起片(60b)还靠近上风一侧的位置上的剩余的所述切起片,是所述下侧缘部(56、66)相对于所述主缘部(54、64)的斜度比所述上侧缘部(55、65)相对于所述主缘部(54、64)的斜度小的非对称型切起片(50、60a)。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
所述翅片(36)形成为设置有多个切口部(45)的板状,该切口部(45)用来将所述扁平管(33)插入该切口部(45)中,所述翅片(36)沿所述扁平管(33)的延伸方向彼此留有规定间隔地设置,所述翅片(36)用所述切口部(45)的周缘夹着所述扁平管(33),
在所述翅片(36)中,在上下方向上相邻的切口部(45)之间的部分构成所述传热部(37)。
4.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于:
所述翅片(35)是设置在相邻的所述扁平管(33)之间且上下蛇行的波纹状翅片,具有多个所述传热部(37)和多个中板部(41),多个该传热部(37)沿所述扁平管(33)的延伸方向排列,该中板部(41)是与相邻的该传热部(37)的上端或下端相连的部分,该中板部(41)与该扁平管(33)接合。
5.一种空调机,其特征在于:
所述空调机包括设置有权利要求1所述的热交换器(30)的制冷剂回路(20),
所述空调机在所述制冷剂回路(20)内使制冷剂循环而进行制冷循环。
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