CN103471452B - 波纹片式热交换器的排水结构 - Google Patents

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Abstract

一种波纹片式热交换器的排水结构，即使在将热交换管水平配置的情况下，也充分具有将附着于表面的冷凝水（结露水）排出的排水性，从而能抑制对通气阻力及热交换效率带来的不良影响。所述波纹片式热交换器（1）是在相对的一对总管（2a、2b）之间，将相互平行的多个扁平状热交换管（3）沿水平方向配置，并将波纹片（4）接合在热交换管（3）之间而形成的，在热交换管（3）的宽度方向上的端部外表面上，以沿热交换管（3）的长度方向隔着适当间距的方式形成多个流水路径（10），这些流水路径（10）对保留在与热交换管（3）的上下侧相邻的波纹片（4）之间的水进行引导。

Description

波纹片式热交换器的排水结构
本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2010/001624，国际申请日为2010年3月8日，进入中国国家阶段的申请号为201080012701.7，名称为“波纹片式热交换器的排水结构”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种波纹片式热交换器的排水结构，更详细来说，涉及一种波纹片与扁平状热交换管交替配置的、能提高并流型热交换器的排水性的排水结构。
背景技术
一般，广泛使用一种波纹片式热交换器，该波纹片式热交换器是在相对的一对总管之间，将相互平行的多个扁平状热交换管沿水平方向配置，并将波纹片接合在这些热交换管之间而形成的。当将这种波纹片式热交换器用作例如蒸发器的情况下，会存在表面附着有冷凝水（结露水）而使通气阻力增大、附着于波纹片表面的水膜成为阻力而阻碍传热由此导致热交换性能降低这样的问题。
作为解决上述问题的方法，已知有如下排水结构，该排水结构设有多个引导板，这些引导板在送风的下游侧与波纹片接触配置以使附着于波纹片的水滴朝下方滴落（例如参照专利文献1）。
此外，作为其它的解决方法，已知有如下排水结构，在该排水结构中，在冷凝水的积聚侧由线形构件构成与波纹片接触的排水引导件，将该排水引导件相对于热交换管倾斜配置，并且将排水引导件两端中的至少一端引导到波纹片式热交换器的下端或侧端侧（例如参照专利文献2）。
在专利文献1记载的技术中，当在要求较高的排水性时，需要增加波纹片与引导板之间的紧贴性及接触数，此外，在专利文献2记载的技术中，当在要求较高的排水性时，需要以较窄的间距配置许多管线等排水引导件。
专利文献1：日本专利特开2001-263861号公报
专利文献2：日本专利特开2007-285673号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献1、2记载的技术中，当要求较高的排水性时，需要增加波纹片与引导板之间的紧贴性及接触数、或是需要以较窄的间距配置许多管线等排水引导件，因此，担心会阻碍通过热交换器的风的流动，而使通气阻力增大。
本发明鉴于上述情况而作，其技术问题在于提供一种波纹片式热交换器的排水结构，在波纹片式热交换器被例如用作蒸发器的情况下即使将热交换管水平配置，上述排水结构也能充分具有将附着于表面的冷凝水（结露水）排出的排水性，并能抑制对通气阻力及热交换效率带来的不良影响。
解决技术问题所采用的技术方案
在本发明的波纹片式热交换器的排水结构中，上述波纹片式热交换器是在相对的一对总管之间，将相互平行的多个扁平状热交换管沿水平方向配置，并将波纹片接合在上述热交换管之间而形成的，其特征是，以沿着上述热交换管且与和热交换管的上下侧相邻的上述波纹片接触的方式配置线形的排水辅助构件，并利用上述排水辅助构件形成对附着于上述热交换器的水滴进行引导的水路径。
通过上述结构，附着于热交换器的水滴经由上方侧的波纹片流入沿下方侧的热交换管配置的排水辅助构件，并通过由排水辅助构件形成的水路径而向下方侧的波纹片排出。
在本发明中，上述排水辅助构件可以由用于形成与上述热交换管之间的水路径而隔着微小间隙配置的管线形成。
通过上述结构，附着于波纹片上的水滴被引导而形成排水辅助构件与热交换管之间的间隙，并以该间隙为水路径，向下方侧的波纹片排出。
此外，在本发明中，上述排水辅助构件是由多个线状材料搓成的形状，在各线状材料之间的间隙形成水路径，且上述间隙位于上述波纹片侧端的内侧位置。
通过上述结构，附着于波纹片的水滴从在波纹形状（凸部-凹部形状）中展开的凸部的部分流向配置在旁边的排水辅助构件，并以排水辅助构件自身的空隙（线状材料之间的间隙）为水路径朝下方侧的波纹片排出。
此外，在本发明中，较为理想的是，上述排水辅助构件的材料与构成热交换器的材料相同，且与热交换器钎焊接合成一体。
此外，在本发明中，上述排水辅助构件也可以是毛线或模制线材，附着于该毛线或模制线材表面的水滴被引导而形成该排水辅助构件的表面的水膜或水滴，并在排水辅助构件的表面形成水路径。
根据如上所述构成，一旦热交换器呈潮湿状态，则水滴会附着于形成排水辅助构件的毛线或模制线材的表面，进而在表面形成水膜。此外，附着于波纹片的水滴被引导成形成排水辅助构件的毛线或模制线材表面的水膜或水滴，并以其表面作为水路径而向下方侧的波纹片排出。
此外，在本发明中，较为理想的是，将上述热交换器铅垂配置或将上述热交换器的上端侧朝背风侧倾斜配置，并将上述排水辅助构件配置在背风侧。
通过如上所述构成，能使附着于热交换器的水滴更有效地在热交换器的背风侧，如上所述地从上方侧的波纹片经过由下方侧的排水辅助构件形成的水路径朝下方侧的波纹片排出。
此外，在本发明中，也可以将上述热交换器铅垂配置或将上述热交换器的上端侧朝背风侧倾斜配置，并将上述排水辅助构件配置在迎风侧及背风侧。
通过如上所述构成，能使附着于热交换器的水滴更有效地在热交换器的迎风侧及背风侧，如上所述地从上方侧的波纹片经过由下方侧的排水辅助构件形成的水路径朝下方侧的波纹片排出。
此外，在本发明中，也可以将上述热交换器铅垂配置或将上述热交换器的上端侧朝迎风侧倾斜配置，并将上述排水辅助构件配置在迎风侧。
通过如上所述构成，能使附着于热交换器的水滴在热交换器的迎风侧，如上所述地从上方侧的波纹片经过由下方侧的排水辅助构件形成的水路径朝下方侧的波纹片排出。
发明效果
根据本发明，即使在波纹片式热交换器中将热交换管水平配置的情况下，也充分具有将附着于表面的冷凝水（结露水）排出的排水性，从而能抑制对通气阻力及热交换效率带来的不良影响。
附图说明
图1（a）是表示本发明的波纹片式热交换器的排水结构的第一实施方式的主视图，图1（b）是图1（a）的I部放大主视图。
图2（a）是用剖面表示本发明排水结构的第一实施方式的一部分的立体图，图2（b）是本发明的波纹片的局部放大立体图。
图3是表示第一实施方式的具有流水路径的热交换管的立体图。
图4是表示第一实施方式的流水路径的其它形态的主要部分的主视图。
图5（a）是表示本发明的波纹片式热交换器的排水结构的第二实施方式的主视图，图5（b）是图5（a）的II部放大主视图。
图6是用剖面表示本发明的排水结构的第二实施方式的一部分的立体图。
图7是表示第二实施方式的具有流水路径的热交换管的立体图。
图8是表示第二实施方式的流水路径的其它形态的主要部分的主视图。
图9是表示本发明的排水结构的第三实施方式的局部剖视立体图。
图10是表示本发明的排水结构的第三实施方式的主要部分的放大剖视图。
图11（a）是表示本发明的排水结构的第四实施方式的主要部分的放大剖视图，图11（b）是图11（a）的侧视图。
图12是表示本发明的排水结构的第五实施方式的主要部分的放大剖视图。
图13是表示第三实施方式至第五实施方式的排水结构设于热交换器的背风侧的形态的示意侧视图。
图14是表示第三实施方式至第五实施方式的排水结构设于热交换器的迎风侧及背风侧的形态的示意侧视图。
图15是表示第三实施方式至第五实施方式的排水结构设于热交换器的迎风侧的形态的示意侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。
如图1所示，本发明的波纹片式热交换器1是将一对总管2a、2b、多个扁平状的热交换管3及波纹片4钎焊而成的，其中，上述一对总管2a、2b分别是铝（包括铝合金）制的并左右相对，上述多个扁平状的热交换管3在水平方向上平行地架设（连结）在上述总管2a、2b之间，上述波纹片4设置在相邻的热交换管3之间。另外，在热交换管3中形成有划分成多个的热介质流路3a。此外，在上下端的波纹片4的上部外侧及下部开放侧分别钎焊有铝制的侧板5。此外，在总管2a、2b的上下开口端钎焊有铝制的端盖6。
如图1至图3所示，在如上所述构成的热交换器1中，在热交换管3的宽度方向的侧端部，沿着热交换管3的长度方向延伸设置有檐部7，利用隔着适当间距的切入在该檐部7上切起成例如倾斜状的切起片8，来形成对保留在与热交换管3的上下侧相邻的波纹片4之间的水进行引导的流水路径10。此时，如图3所示，也可以在热交换管的两端部延伸设置檐部7，并利用切入在该檐部7形成切起片8。
另外，如图4所示，也可以通过相对于热交换管3铅垂状切起的切起片8A来形成流水路径10A。
此时，若流水路径10（10A）位于波纹片4的侧端部的外侧，则附着于波纹片4的冷凝水（结露水）保留在上下相邻的波纹片4之间，因此，至少流水路径10（10A）的一部分需要位于波纹片4的侧端部的内侧。
在如上所述构成的热交换器1中，波纹片4以交替反复进行凸部-凹部折回（日文：山―谷折り）来成形，以使薄板达到规定的高度，从热交换器正面的视角观察，能看到该波纹片4呈V字形连续。
作为本发明的排水机理，由于在V字形（凹部折回）的翅片表面上冷凝的冷凝水（结露水）没有朝下层的水路径，因此，冷凝水通过在波纹片4上将沿宽度方向相互并排设置的多个纵向切槽切起而形成的百叶窗翅片4c（参照图2（b））而移动到相邻的倒V字形（凸部折回）部，积聚在倒V字形部的冷凝水通过顺畅地反复进行从下方的开口部经由形成于热交换管3的流水路径10（10A）流入下方侧的波纹片4这样的机理，来促进排水。
另外，通过在波纹片4上设置百叶窗翅片4c，能实现热交换能力的提高，即通过在空气的通路上设置以规定角度成形的规定数量的百叶窗，从而能因湍流效果等而实现热传递性能的提高。
在上述排水机理中，若形成于热交换管3的流水路径10（10A）的间距达到波纹片4的间距（凸部顶点-凹部顶点的尺寸）的四倍以上，则与波纹片4的蓄水力相比，与上下侧连接的排水路径变少，因此，排水速度急剧变慢，从而在实际使用上无法得到有效的排水效果。因此，如图1（b）及图4所示，流水路径10（10A）即切起片8（8A）的间距P1为波纹片4的间距P（凸部顶点-凹部顶点的尺寸）的四倍以下较为理想。
根据如上所述构成的排水结构，一旦热交换器表面呈潮湿的状态，则在波纹片4的表面冷凝的、呈水滴的冷凝水（结露水）保留在与热交换管3的上下侧相邻的波纹片4之间的状态下，通过使切起片8（8A）〔流水路径10（10A）〕的边缘部与蓄水接触，从而成为流下的起点，并能引导水朝下方侧的波纹片4排出。下面同样地，在波纹片4的表面冷凝的、呈水滴的冷凝水（结露水）依次朝下方侧的波纹片4排出。
在上述实施方式中，对流水路径10（10A）由利用切入在热交换管3的宽度方向的端部延伸设置的檐部7切起成倾斜状或铅垂状的切起片8（8A）形成的情况进行了说明，但不必限定于本实施方式的结构。
例如，如图5至图7所示，也可以在热交换管3的宽度方向的端部设置壁厚部9，并由在该壁厚部9的上下方向上切除成例如铅垂状的槽部11形成流水路径10B。此时，槽11沿热交换管3的长度方向隔着适当的间距P2设置多个，并且至少槽部11的一部分位于波纹片4的侧端部的内侧。此外，槽部11即流水路径10B的间距P2处于波纹片4的间距P（凸部顶点-凹部顶点的尺寸）的四倍以下的范围内。此时，如图7所示，也可以在热交换管3的宽度方向的两端部设置壁厚部9，并由在该壁厚部9的上下方向上切除而成的槽部11形成流水路径10B。
另外，如图8所示，也可以通过切除成相对于热交换管3呈倾斜状的槽部11A来形成流水路径10C。
此时，为了在实际使用上能得到有效的排水效果，如图5（b）及图8所示，流水路径10B（10C）即槽部11（11A）的间距P2为波纹片4的间距P（凸部顶点-凹部顶点的尺寸）的四倍以下较为理想。
根据如上所述构成的第二实施方式的排水结构，一旦热交换器表面呈潮湿的状态，则在波纹片4的表面冷凝的、呈水滴的冷凝水（结露水）保留在与热交换管3的上下侧相邻的波纹片4之间的状态下，通过使槽部11（11A）〔流水路径10B（11C）〕的边缘部与蓄水接触，从而成为流下的起点，并能引导水朝下方侧的波纹片4排出。下面同样地，在波纹片4的表面冷凝的、呈水滴的冷凝水（结露水）依次朝下方侧的波纹管4排出。
根据如上所述构成的第一实施方式、第二实施方式的排水结构，通过在热交换管3的宽度方向的端部外表面上，以在热交换管3的长度方向上隔着适当间距的方式形成多个流水路径10（10A、10B、10C），这些流水路径10（10A、10B、10C）对保留在与该热交换管3的上下侧相邻的波纹片4之间的水进行引导，由此，在附着于热交换器1的水滴保留在波纹片4之间的状态下，通过使流水路径10（10A、10B、10C）的边缘部与蓄水接触，从而作为流下的起点，并能引导水朝下方侧的波纹片4排出。因此，即使在将扁平状热交换管3水平配置的情况下，也能具有足够的排水性。
此外，通过将流水路径10（10A、10B、10C）形成在热交换管3的端部，由此不会阻碍通过热交换器1的风的流动，因此，能抑制对通气阻力及热交换效率带来的不良影响。
此外，由于将流水路径10（10A、10B、10C）形成在热交换管3上，以使热交换器自身带有排水促进机构，因此，不会增大构成构件，并且能简单地进行组装，从而能容易地进行热交换器1的制造。
接着，参照图9至图15对本发明的排水结构的其它实施方式进行说明。在图9至图15中，由于热交换器1与上述第一实施方式、第二实施方式的热交换器1相同，因此，对相同的部分标注相同的符号而省略说明。
在如上所述构成的热交换器1中，在热交换管3的宽度方向的侧端部以沿着该热交换管3且与和热交换管3的上下侧相邻的波纹片4接触的方式配置有线形的排水辅助构件100，并利用该排水辅助构件100形成对附着于热交换器1的水滴进行引导的水路径。此时，排水辅助构件100由例如铝制或合成树脂制的一根线状管线形成，并利用该排水辅助构件100与热交换管3之间的间隙110形成水路径。
如上所述构成的热交换器1一般在总管2a、2b之间组装完热交换管3、波纹片4等之后，通过钎焊来进行一体钎焊（接合）。此时，当由铝制管线形成排水辅助构件100时，除了通常那样在将热交换器1自身钎焊（接合）之后，另行安装排水辅助构件100的方法之外，还可以采用在将排水辅助构件100沿着热交换管3配置之后，使其与热交换器钎焊（接合）成一体的方法。另外，当用合成树脂制管线形成排水辅助构件100时，在将热交换器1自身钎焊（接合）之后，使用粘接剂等来安装排水辅助构件100。
根据如上所述构成的排水结构，当热交换器表面呈潮湿状态时，附着于波纹片4的水滴被引导至排水辅助构件100与热交换管3之间的间隙110，并以间隙110作为水路径朝下方侧的波纹片4排出。下面同样地，附着于波纹片4的水滴依次向下方侧的波纹片4排出。
在上述第三实施方式中，对排水辅助构件100由一根管线形成的情况进行了说明，但也可以采用其它形状的排水辅助构件。
例如，在图11所示的第四实施方式中，排水辅助构件20为将多根例如2～3根（图3中示出为三根的情形）的铝制线状材料21搓成的形状，在各线状材料21之间的间隙22形成水路径。此时，间隙22位于波纹片4的侧端内侧的位置。
根据如上所述构成的第四实施方式，如图11（b）所示，附着于波纹片4的水滴通过毛细管现象从在波纹形状即凸部4a-凹部4b形状中展开的凸部4a的部分流向配置在旁边的排水辅助构件20，并以排水辅助构件20自身的空隙即线状材料21之间的间隙22为水路径朝下方侧的波纹片4排出。下面同样地，附着于波纹片4的水滴依次向下方侧的波纹片4排出。
另外，在上述第四实施方式中，由于其它部分与第三实施方式相同，因此，对相同部分标注相同符号并省略说明。
此外，在上述第三实施方式及第四实施方式中，当用铝制管线形成排水辅助构件100时，在将排水辅助构件100沿着热交换管3配置之后，使其与热交换器钎焊（接合）成一体。
此外，在图12所示的第五实施方式中，排水辅助构件30由毛线或模制线材形成，附着于该由毛线或模制线材形成的排水辅助构件30的起毛的表面上的水滴被引导而形成排水辅助构件30表面的水膜或水滴，并在排水辅助构件30的表面上形成水路径。
根据如上所述构成的第五实施方式，一旦热交换器1呈潮湿状态，则水滴会附着于形成排水辅助构件30的毛线或模制线材的表面，进而在表面上形成水膜。此外，附着于波纹片4的水滴通过毛细管现象被引导成形成排水辅助构件30的毛线或模制线材表面的水膜或水滴，并以其表面作为水路径而向下方侧的波纹片4排出。下面同样地，附着于波纹片4的水滴依次向下方侧的波纹片4排出。另外，在第五实施方式中，由于其它部分与第三实施方式、第四实施方式相同，因此，对相同部分标注相同符号并省略说明。
具有如上所述构成的第三实施方式至第五实施方式的排水结构的热交换器1能在以下状态下使用。
例如，如图13所示，能在将热交换器1铅垂配置或将热交换器1的上端侧朝背风侧倾斜配置，并将排水辅助构件100、20、30（以下以符号100为代表）配置在背风侧的状态下使用。
通过如上所述构成，能使附着于热交换器1的水滴更有效地在热交换器1的背风侧，如上所述地从上方侧的波纹片4经过由下方侧的排水辅助构件100形成的水路径朝下方侧的波纹片4排出。
此外，如图14所示，能在将热交换器1铅垂配置或将热交换器1的上端侧朝背风侧倾斜配置，并将排水辅助构件100配置在迎风侧及背风侧的状态下使用。
通过如上所述构成，能使附着于热交换器1的水滴更有效地在热交换器1的迎风侧及背风侧，如上所述地从上方侧的波纹片4经过由下方侧的排水辅助构件100形成的水路径朝下方侧的波纹片4排出。
此外，如图15所示，也可以在将热交换器1铅垂配置或将热交换器1的上端侧朝迎风侧倾斜配置，并将排水辅助构件100配置在迎风侧的状态下使用。
通过如上所述构成，能使附着于热交换器1的水滴在热交换器1的迎风侧，如上所述地从上方侧的波纹片4经过由下方侧的排水辅助构件100形成的水路径朝下方侧的波纹片4排出。
根据如上所述构成的第三实施方式至第五实施方式的排水结构，能以沿着热交换管3且与和热交换管3的上下侧相邻的波纹片4接触的方式配置线形的排水辅助构件100（20、30），并利用排水辅助构件100（20、30）形成对附着于热交换器1的水滴进行引导的水路径即间隙110（22），由此使附着于热交换器1的水滴经由上方侧的波纹片4流入沿着下方侧的热交换管3配置的排水辅助构件100（20、30），并通过由排水辅助构件100（20、30）形成的间隙110（22）向下方侧的波纹片4排出。因此，即使在将扁平状热交换管3水平配置的情况下，也能具有足够的排水性。
此外，通过将排水辅助构件100（20、30）沿着热交换管3配置，不会因附加的排水辅助构件自身而阻碍通过热交换器1的风的流动，因此，能抑制对通气阻力及热交换效率带来的不良影响。
此外，与将管线等线材倾斜配置在热交换器表面的情形相比，能简单地进行排水辅助构件100（20、30）向热交换器1的组装，并且在用铝制管线形成排水辅助构件100（20）时，能与热交换器1钎焊（接合）成一体，因此，能容易地进行热交换器1的制造。
工业上的可利用性
根据本发明，能用于被用作蒸发器的情形，但在蒸发器之外的并流型波纹片式热交换器中，即使在将热交换管水平配置的情况下，也充分具有将附着于表面的水滴排出的排水性，从而能抑制对通气阻力及热交换效率带来的不良影响。
(符号说明)
1热交换器
2a、2b总管
3热交换管
4波纹片
4c百叶窗翅片
7檐部
8、8A切起片
9壁厚部
10、10A、10B、10C流水路径
11、11A槽部
P波纹片的间距
P1切起片的间距
P2槽部的间距
100排水辅助构件
110间隙
20排水辅助构件
21线状材料
22间隙
30排水辅助构件（毛线、模制线材）

Claims (9)

1.一种波纹片式热交换器的排水结构，所述波纹片式热交换器是在相对的一对总管之间，将相互平行的多个扁平状热交换管沿水平方向配置，并将波纹片接合在所述热交换管之间而形成的，其特征在于，
以沿着所述热交换管的长边方向的侧面的方式，且以至少一部分夹入与热交换管的上下侧相邻的所述波纹片之间并与各波纹片接触的方式配置线形的排水辅助构件，利用所述排水辅助构件形成对附着于所述热交换器的水滴进行引导的水路径。
2.如权利要求1所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，所述排水辅助构件是用于形成与所述热交换管之间的水路径而隔着微小间隙配置的管线。
3.如权利要求1所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，所述排水辅助构件是由多个线状材料搓成的形状，在各线状材料之间的间隙形成水路径，且所述间隙位于所述波纹片侧端的内侧位置。
4.如权利要求2所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，所述排水辅助构件的材料与构成热交换器的材料相同，且与热交换器钎焊接合成一体。
5.如权利要求3所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，所述排水辅助构件的材料与构成热交换器的材料相同，且与热交换器钎焊接合成一体。
6.如权利要求1所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，所述排水辅助构件是毛线或模制线材，附着于该毛线或模制线材表面的水滴被引导而形成该排水辅助构件表面的水膜或水滴，并在排水辅助构件的表面形成水路径。
7.如权利要求1至6中任一项所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，将所述热交换器铅垂配置或将所述热交换器的上端侧朝背风侧倾斜配置，并将所述排水辅助构件配置在背风侧。
8.如权利要求1至6中任一项所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，将所述热交换器铅垂配置或将所述热交换器的上端侧朝背风侧倾斜配置，并将所述排水辅助构件配置在迎风侧及背风侧。
9.如权利要求1至6中任一项所述的波纹片式热交换器的排水结构，其特征在于，将所述热交换器铅垂配置或将所述热交换器的上端侧朝迎风侧倾斜配置，并将所述排水辅助构件配置在迎风侧。
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