CN110741217B - 热交换器和波纹翅片 - Google Patents

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Abstract

热交换器具备:多个管(20),该多个管在一个方向(DRst)上排列,供第一流体流动;以及波纹翅片(10),该波纹翅片促进第一流体与在管的相互之间流动的第二流体的热交换。该波纹翅片设置在管的相互之间,以呈波形状的方式弯曲。另外,波纹翅片具有:多个接合部(12),该多个接合部与管接合;以及多个翅片主体部(13),该多个翅片主体部将沿着波形状相邻的接合部彼此之间相连。该翅片主体部具有用于促进导热的切开立起部(14),该切开立起部呈将该翅片主体部的一部分切开立起的形状。该切开立起部具有设置在上述一个方向的至少一个端部的切开立起端部(142、143)。该切开立起端部在切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状(142a、143a),该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性而形成的。

Description

热交换器和波纹翅片
关联申请的相互参照
本申请基于在2017年6月12日申请的日本专利申请号2017-115290号和在2018年5月31日申请的日本专利申请号2018-105208号,这里通过参照而编入该记载内容。
技术领域
本发明涉及热交换器和波纹翅片。
背景技术
进行流体彼此的热交换的热交换器是以往公知的。例如,采用专利文献1所记载的热交换器。该专利文献1的热交换器是板式翅片管式热交换器,在形成于平板状的板式翅片的切口中插入扁平管而构成。
而且,在该板式翅片的表面形成凹凸,利用该凹凸而提高板式翅片的表面的亲水性。由此,冷凝水沿着板式翅片而迅速地排水。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5661202号公报
若在热交换器中产生冷凝水且该冷凝水滞留,则会损害热交换性能。其结果为,有可能导致例如噪声的增加、向热交换器通风的送风机的消耗电力的增加、在制冷循环中与热交换器连接的压缩机的动力增加等。因此,在产生了冷凝水的情况下,优选该冷凝水从热交换器迅速地排水。
优选这样的冷凝水的迅速排水的情况并不限于专利文献1的板式翅片管式热交换器,在其他的热交换器中也是相同的。
然而,在具备具有百叶板的波纹翅片的热交换器中,与板式翅片管式热交换器相比,排水的路径不同。另外,在波纹翅片中,通过管的相互之间的流体被波纹翅片的百叶板引导而实现热交换性能的提高。因此,在具备波纹翅片的热交换器中无法保持原样地使用专利文献1所记载的技术。发明者们的详细的研究的结果为,发现了以上的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述例示的情况等而完成的。而且,本发明的目的在于,提供一种热交换器和波纹翅片,能够防止水滞留在波纹翅片所具有的用于促进导热的切开立起部(例如,百叶板)。
为了实现上述目的,根据本发明的一个观点,热交换器进行第一流体与第二流体的热交换,其中,该热交换器具有:多个管,该多个管在一个方向上排列,供第一流体流动;以及波纹翅片,该波纹翅片设置在管的相互之间,以呈波形状的方式弯曲地形成,促进第一流体与在管的相互之间流动的第二流体的热交换,波纹翅片具有:多个接合部,该多个接合部与管接合;以及多个翅片主体部,该多个翅片主体部以将沿着波形状相邻的接合部彼此之间相连的方式与该接合部分别连结,翅片主体部具有用于促进导热的切开立起部,该切开立起部呈将该翅片主体部的一部分切开立起的形状,切开立起部具有:切开立起主体部,该切开立起主体部引导第二流体;以及切开立起端部,该切开立起端部呈从该切开立起主体部延伸配置的板状,且设置在切开立起部中的上述一个方向的至少一个端部,切开立起端部在该切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性而形成的。
由此,通过切开立起端部的表面的亲水性较高,从而附着于切开立起部的水在切开立起端部不容易滞留,该水迅速地向波纹翅片的接合部或者管的表面排水。因此,能够防止水滞留在波纹翅片的切开立起部。其结果为,例如,能够抑制切开立起部引导第二流体的功能被附着于切开立起部的水妨碍。
另外,根据本发明的其他的观点,波纹翅片在进行第一流体与第二流体的热交换的热交换器中设置在沿一个方向排列的多个管的相互之间,以呈波形状的方式弯曲地形成,促进在管内流动的第一流体与在管的相互之间流动的第二流体的热交换,其中,该波纹翅片具备:多个接合部,该多个接合部与管接合;以及多个翅片主体部,该多个翅片主体部以将沿着波形状相邻的接合部彼此之间相连的方式与该接合部分别连结,翅片主体部具有用于促进导热的切开立起部,该切开立起部呈将该翅片主体部的一部分切开立起的形状,切开立起部具有:切开立起主体部,该切开立起主体部引导第二流体;以及切开立起端部,该切开立起端部呈从该切开立起主体部延伸配置的板状,且设置在切开立起部中的上述一个方向的至少一个端部,切开立起端部在该切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性而形成的。
由此,能够起到与上述一个观点的热交换器相同的作用效果。
另外,对各结构要素等标注的带有括弧的参照符号表示该结构要素等与后述的实施方式所记载的具体的结构要素等的对应关系的一例。
附图说明
图1是第一实施方式的热交换器的立体图。
图2是对图1的热交换器的管和波纹翅片的一部分进行放大的立体图。
图3是以单体摘录图2的波纹翅片并放大其一部分的立体图。
图4是图2的IV向视图。
图5是以沿着板厚方向的平面切断图2的波纹翅片的示意性的剖视图,是表示在波纹翅片的表面形成的槽的槽深度的图。
图6是以单体摘录图2的波纹翅片并放大其一部分的立体图,是以图4的箭头VI为视线方向观察波纹翅片的单体的图。
图7是局部性地表示在比较例中热交换器所具有的波纹翅片的单体,并且表示冷凝水的排水滞留的第一状态的立体图。
图8是在相当于图4的图中表示像图7那样冷凝水的排水滞留的第一状态的图。
图9是表示在具有百叶板的波纹翅片中不存在冷凝水的情况下的空气流动的剖视图。
图10是表示在比较例的波纹翅片中像图7和图8那样冷凝水的排水滞留的情况下的空气流动的剖视图。
图11是局部性地表示在与图7相同的比较例中热交换器所具有的波纹翅片的单体,并且表示冷凝水的排水滞留的第二状态的立体图。
图12是在相当于图4的图中表示像图11那样冷凝水的排水滞留的第二状态的图。
图13是表示在比较例的波纹翅片中像图11和图12那样冷凝水的排水滞留的情况下的空气流动的剖视图。
图14是表示在波纹翅片等物体的表面附着的水的膜厚和接触角的示意图。
图15是在相当于图4的图中表示在第一实施方式中从百叶板排出冷凝水的现象的图。
图16是在相当于图4的图中表示在第一实施方式中从翅片主体部的弯曲连结部向接合部或者管壁面排出冷凝水的现象的图。
图17是将图16的XVII部分放大的第一详细图。
图18是将图16的XVII部分放大的第二详细图。
图19是相当于图3的立体图,是例示出在第一实施方式中从波纹翅片的平坦面排出冷凝水的排水路径的图。
图20是用于对在第一实施方式中形成在平坦面上的冷凝水的排水路径进行说明的示意图。
图21是以沿着波纹翅片的板厚方向的平面切断图2的波纹翅片中的槽交替配置部分的示意性的剖视图。
图22是表示在有槽面和平滑面上比较随着时间经过的亲水性的劣化的实验结果的图。
图23是在第二实施方式中将热交换器所具有的管和波纹翅片的一部分放大的立体图。
图24是在第三实施方式中以单体摘录波纹翅片并放大其一部分的立体图,是相当于图3的图。
图25是用于对在第三实施方式中沿着管壁面流动的冷凝水的排水路径进行说明的图,是相当于图4的图。
图26是在第四实施方式中以单体摘录波纹翅片并放大其一部分的立体图,是相当于图3的图。
图27是以与图4相同的朝向示意性地表示在第五实施方式中波纹翅片中的接合部及其周边部分的图,是以剖面图示接合部的图。
图28是例示出在各实施方式的波纹翅片的表面设置的多个槽的变形例的示意图。
图29是表示作为各实施方式的变形例的、水平放置的热交换器的图,是相当于图4的图。
图30是示意性地表示作为各实施方式的变形例的、仅在波纹翅片的板厚方向的一个表面形成提高其表面的亲水性的多个槽的结构例的剖视图,是相当于图5的图。
图31是表示作为各实施方式的变形例的、具有狭缝翅片的热交换器的图,是将该热交换器的管和波纹翅片的一部分放大的立体图。
图32是将图31的XXXII部分放大地表示的放大图。
图33是表示作为各实施方式的变形例的三角翅片的立体图,是摘录地表示该三角翅片所具有的切开立起部及其周边的图。
图34是表示作为各实施方式的变形例的偏置翅片,并且简单地表示该偏置翅片的制造过程的立体图。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边对各实施方式进行说明。另外,在图中,在以下的各实施方式相互之间,对相互相同或均等的部分标注相同的符号。
(第一实施方式)
本实施方式的热交换器1例如作为构成进行车室内的空气调和的制冷循环的一部分的蒸发器使用。蒸发器对在制冷循环中循环的作为第一流体的制冷剂与通过热交换器1的作为第二流体的空气进行热交换,通过制冷剂的蒸发潜热来冷却空气。图1的箭头DRg表示热交换器1的上下方向DRg。
如图1和图2所示,热交换器1具备多个波纹翅片10、多个管20、第一~第四集液箱21~24、外框部件25以及配管连接部件26等。这些部件由例如铝合金构成,各部件彼此通过钎焊而接合。另外,如后所述,在波纹翅片10的表面形成有多个槽12b~15c,但在图2中为了成为容易观察的图示,而省略该槽12b~15c的图示。
多个管20在管排列方向DRst上隔开规定的间隔以并排方式排列。而且,通过热交换器1的空气在多个管20的相互之间流动。在该管20的相互之间,该空气以空气通过方向AF的一侧为上游侧且以空气通过方向AF的另一侧为下游侧而流动。该空气通过方向AF是与作为一个方向的管排列方向DRst交叉的一个交叉方向。
另外,通过热交换器1的空气一边在管20的相互之间流动一边被制冷剂冷却而产生冷凝水。换句话说,通过该热交换器1的空气是通过与制冷剂的热交换而产生冷凝水的气体。
另外,多个管20在空气通过方向AF的一侧和另一侧排列成2列。多个管20都从一端到另一端在管延伸方向DRt上呈直线状延伸。该管延伸方向DRt未必需要与上下方向DRg一致,但在本实施方式中,与该上下方向DRg一致。总之,本实施方式的管20都沿上下方向DRg即垂直方向延伸。另外,空气通过方向AF与管排列方向DRst与管延伸方向DRt为相互交叉的方向,严格来说为相互正交的方向。
多个管20在上侧的端部插入于第一集液箱21或者第二集液箱22,在下侧的端部插入于第三集液箱23或者第四集液箱24。第一~第四集液箱21~24向多个管20分配制冷剂,另外使从多个管20流入的制冷剂集合。
空气在多个管20的相互之间流动,因此形成在该管20的相互之间的间隙成为供空气流动的空气通路。而且,波纹翅片10设置于该空气通路。换言之,波纹翅片10设置在管20的相互之间。因此,本实施方式的波纹翅片10为设置在管20的外侧的外翅片。
波纹翅片10促进在管20的内侧流动的制冷剂与在管20的相互之间流动的空气的热交换。详细而言,波纹翅片10通过使在管20的内侧流动的制冷剂与在管20的外侧流动的空气的导热面积增大,而提高该制冷剂与空气的热交换效率。
在管排列方向DRst上,在多个管20与多个波纹翅片10交替地排列的部分的更外侧设置有一对外框部件25。在该一对外框部件25中的一方固定有配管连接部件26。
在该配管连接部件26设置有供给制冷剂的制冷剂入口27和用于排出制冷剂的制冷剂出口28。从制冷剂入口27流入到第一集液箱21的制冷剂按照规定的路径在第一~第四集液箱21~24和多个管20中流动,从制冷剂出口28流出。此时,通过在第一~第四集液箱21~24和多个管20中流动的制冷剂的蒸发潜热而对在设置有波纹翅片10的空气通路中流动的空气进行冷却。
如图3和图4所示,波纹翅片10是通过对板状的板部件实施弯曲成形等而形成的。具体而言,波纹翅片10以呈在管延伸方向DRt上连续的波形状的方式弯曲形成。
波纹翅片10具有多个接合部12和多个翅片主体部13。该多个接合部12分别构成波纹翅片10的波形状的顶部,与朝向管排列方向DRst的管20的侧面即管壁面201接合。即,接合部12的板厚方向两侧的表面中的与接合于管20的一侧相反的一侧的表面121在形成于管20的相互之间的空气通路露出。该接合部12与管20的接合具体而言为钎焊接合。另外,接合部12构成波纹翅片10的波形状的顶部,因此也称为翅片TOP部。
翅片主体部13配置在沿着波纹翅片10的波形状而相邻的接合部12彼此之间,以将该接合部12彼此相连的方式分别与该接合部12连结。
另外,翅片主体部13在管排列方向DRst上的翅片主体部13的两端部分被进行R弯曲。即,翅片主体部13具有:在管排列方向DRst上的翅片主体部13的两端部分分别设置的一对弯曲连结部131、以及设置在该一对弯曲连结部131之间的主体中间部132。该一对弯曲连结部131分别相对于翅片主体部13的两相邻的接合部12弯曲并且连结。
另外,图3的实线L1、L2、L3、L4是表示接合部12与弯曲连结部131与主体中间部132与百叶板14各自之间的边界的假想的线,并不是表示例如槽等具体的形状。这在表示波纹翅片10的图2等其他的立体图中也是相同的。
翅片主体部13具有多个百叶板14,该多个百叶板呈为将翅片主体部13的一部分切开立起的形状。该多个百叶板14在空气通过方向AF上排列配置。
该多个百叶板14包含于翅片主体部13中的主体中间部132。百叶板14具有:包含管排列方向DRst上的百叶板14的中央部分的百叶板主体部141、百叶板一端部142、以及百叶板另一端部143。在本实施方式中,将百叶板一端部142和百叶板另一端部143通称为百叶板端部142、143。
另外,如果将百叶板14表达为上位概念,则可以说该百叶板14为用于对波纹翅片10和与波纹翅片10接触的空气进行促进导热的切开立起部14。另外,也可以与之相对应地,将百叶板主体部141称为切开立起主体部141,将百叶板一端部142称为切开立起一端部142,将百叶板另一端部143称为切开立起另一端部143。此外,也可以将该切开立起一端部142和切开立起另一端部143通称为切开立起端部142、143。
百叶板主体部141呈相对于空气通过方向AF倾斜的平板状,以沿着百叶板主体部141的方式对空气进行引导。
百叶板一端部142呈从百叶板主体部141向管排列方向DRst的一侧延伸配置的板状,设置在百叶板14中的管排列方向DRst的一侧的端部。而且,百叶板一端部142形成为该百叶板一端部142的板厚方向为与百叶板主体部141的板厚方向交叉的方向。
另外,百叶板一端部142在管排列方向DRst上的与百叶板主体部141侧相反的一侧与翅片主体部13中的构成百叶板14周围的部位的弯曲连结部131连结。与该百叶板一端部142连结的弯曲连结部131是夹着主体中间部132排列的一对弯曲连结部131中的管排列方向DRst的一侧的弯曲连结部。
百叶板另一端部143呈从百叶板主体部141向管排列方向DRst的另一侧延伸配置的板状,设置在百叶板14中的管排列方向DRst的另一侧的端部。即,鉴于百叶板一端部142和百叶板另一端部143的各配置,这些百叶板端部142、143被配置为夹着百叶板主体部141而形成一对,分别设置在百叶板14中的管排列方向DRst的两端。
另外,百叶板另一端部143形成为该百叶板另一端部143的板厚方向为与百叶板主体部141的板厚方向交叉的方向。
另外,百叶板另一端部143在管排列方向DRst上的与百叶板主体部141侧相反的一侧,与翅片主体部13中的构成百叶板14周围的部位的弯曲连结部131连结。与该百叶板另一端部143连结的弯曲连结部131是夹着主体中间部132排列的一对弯曲连结部131中的管排列方向DRst的另一侧的弯曲连结部。
另外,如图2和图3所示,一个翅片主体部13所具有的全部的百叶板14分为四个百叶板组。而且,各百叶板组由百叶板主体部141隔开规定的间隔而相互平行地设置的多个百叶板14构成。
而且,构成该四个百叶板组的多个百叶板14整体为,将通过热交换器1的空气引导成像图2的箭头FLf那样蛇行。换言之,像该箭头FLf那样流动的空气在穿越百叶板14的相互之间的同时蛇行。空气像这样蛇行地流动,从而实现制冷剂与空气之间的热交换的性能提高。
翅片主体部13的主体中间部132包含上述的多个百叶板14,但该百叶板14以外的部位形成为平板状。具体而言,主体中间部132具有形成为沿着空气通过方向AF的多个平坦面15。该多个平坦面15相对于百叶板14在空气通过方向AF上排列配置。即,多个平坦面15包含:在主体中间部132中的空气通过方向AF的一侧的端部设置的一侧平坦面151、在空气通过方向AF的另一侧的端部设置的另一侧平坦面152、以及中间平坦面153。该中间平坦面153设置在主体中间部132所具有的多个百叶板14之间。
如图3和图5所示,在波纹翅片10的表面(详细地说,板厚方向两侧的表面)设置有为了提高该表面的亲水性而形成的凹凸形状即亲水性凹凸形状12a、131a、141a、142a、143a、15a。波纹翅片10的表面的亲水性凹凸形状12a、131a、141a、142a、143a、15a在该波纹翅片10的表面整体上形成。另外,关于上述的凹凸形状是为了提高表面的亲水性而形成的,详细而言,是指与该表面为没有凹凸形状的平滑面的情况进行比较,该凹凸形状形成为提高表面的亲水性。另外,亲水性凹凸形状12a、131a、141a、142a、143a、15a有时简略地表示为亲水性凹凸形状12a~15a。
另外,该波纹翅片10的表面的亲水性凹凸形状12a~15a由隔开规定的间隔而排列的多个槽12b、131b、141b、142b、143b、15b、15c构成。而且,该多个槽12b、131b、141b、142b、143b、15b、15c由在规定的第一个方向上延伸的槽和在与该第一个方向交叉的规定的第二方向上延伸的槽构成。
因此,构成亲水性凹凸形状12a~15a的多个槽12b、131b、141b、142b、143b、15b、15c为该亲水性凹凸形状12a~15a中包含的凹形状。另外,多个槽12b、131b、141b、142b、143b、15b、15c有时简略地表示为多个槽12b~15c。另外,在本实施方式所参照的各附图中,为了说明,示意性地较大地表示设置于波纹翅片10的表面的多个槽12b~15c。这在表示该槽12b~15c的后述的各附图中也是相同的。
具体地说,若对波纹翅片10中的各部位进行观察,接合部12在接合部12的板厚方向上与接合于管20的接合侧相反的一侧具有亲水性凹凸形状12a,该亲水性凹凸形状是为了提高该接合部12的表面的亲水性而形成的凹凸形状。而且,该亲水性凹凸形状12a由在接合部12的与接合侧相反的一侧的表面121形成的多个槽12b构成。
另外,在波纹翅片10的单体中,接合部12在接合部12的板厚方向上在接合于管20的接合侧也具有亲水性凹凸形状12a。其中,在热交换器1中接合部12与管20接合,因此在该接合部12的接合侧设置的亲水性凹凸形状12a几乎被管20覆盖。
另外,百叶板一端部142在百叶板一端部142的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状142a,该亲水性凹凸形状是为了提高该百叶板一端部142的表面的亲水性而形成的凹凸形状。而且,该亲水性凹凸形状142a由在百叶板一端部142的表面形成的多个槽142b构成。
另外,百叶板另一端部143在百叶板另一端部143的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状143a,该亲水性凹凸形状是为了提高该百叶板另一端部143的表面的亲水性而形成的凹凸形状。而且,该亲水性凹凸形状143a由在百叶板另一端部143的表面形成的多个槽143b构成。
另外,百叶板主体部141在百叶板主体部141的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状141a,该亲水性凹凸形状是为了提高该百叶板主体部141的表面的亲水性而形成的凹凸形状。而且,该亲水性凹凸形状141a由在百叶板主体部141的表面形成的多个槽141b构成。另外,设置于百叶板主体部141的多个槽141b的至少任意一方形成为沿管排列方向DRst延伸。
另外,一对弯曲连结部131都在弯曲连结部131的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状131a,该亲水性凹凸形状是为了提高该弯曲连结部131的表面的亲水性而形成的凹凸形状。而且,该亲水性凹凸形状131a由在弯曲连结部131的表面形成的多个槽131b构成。
另外,翅片主体部13所具有的各个平坦面15具有亲水性凹凸形状15a,该亲水性凹凸形状是为了提高该平坦面15的亲水性而形成的凹凸形状。而且,该亲水性凹凸形状15a由在平坦面15形成的多个槽15b、15c构成。而且,为了提高该平坦面15的亲水性而形成的多个槽15b、15c中包含的槽彼此相互交叉。详细地说,平坦面15所具有的多个槽15b、15c由多个第一平坦面槽15b和多个第二平坦面槽15c构成。
而且,多个第一平坦面槽15b为在空气通过方向AF上延伸的横槽。另一方面,多个第二平坦面槽15c为在管排列方向DRst上延伸的纵槽。因此,多个第一平坦面槽15b以与多个第二平坦面槽15c交叉的方式延伸。确切地说,这在一侧平坦面151、另一侧平坦面152和中间平坦面153中的任一方都是相同的。另外,关于像上述那样平坦面15所具有的多个槽15b、15c中包含的槽彼此相互交叉的情况,在波纹翅片10中的平坦面15以外的各部分是相同的。
另外,波纹翅片10的表面的多个槽12b~15c例如在波纹翅片10成形为波形状之前形成。因此,如图3所示,在该波纹翅片10的表面的多个槽12b~15c包含遍及构成波纹翅片10的多个部位12、131、132、141、142、143而连续地延伸的槽。
若具体地例示,百叶板一端部142所具有的多个槽142b中的至少任意一方与一对弯曲连结部131中的作为接近百叶板一端部142侧的一个弯曲连结部131所具有的多个槽131b的至少任意一方连结。这在百叶板一端部142的两面的任一面也是相同的。另外,百叶板另一端部143的多个槽143b与一对弯曲连结部131中的作为接近百叶板另一端部143侧的另一个弯曲连结部131所具有的多个槽131b之间的关系也是相同的。
详细地说,百叶板14所具有的多个槽141b、142b、143b中的到达百叶板邻接部位的槽都与该百叶板邻接部位所具有的任意的槽连结。该百叶板邻接部位是指百叶板14周围的部位、即与百叶板14邻接的部位,如图3所示,一对弯曲连结部131和多个平坦面15相当于百叶板邻接部位。
若着眼于百叶板14中的百叶板一端部142,上述一个弯曲连结部131与百叶板一端部142邻接。而且,该百叶板一端部142所具有的多个槽142b中的到达上述一个弯曲连结部131的槽都与该一个弯曲连结部131所具有的任意的槽131b连结。
与之同样,若着眼于百叶板另一端部143,上述另一个弯曲连结部131与百叶板另一端部143邻接。而且,该百叶板另一端部143所具有的多个槽143b中的到达上述另一个弯曲连结部131的槽都与该另一个弯曲连结部131所具有的任意的槽131b连结。
另外,百叶板一端部142所具有的多个槽142b中的至少任意一方与百叶板主体部141所具有的多个槽141b中的至少任意一方连结。与之相伴,在百叶板另一端部143也是,该百叶板另一端部143所具有的多个槽143b中的至少任意一方与百叶板主体部141所具有的多个槽141b中的至少任意一方连结。
例如,在图3的P1部分和图6的P2部分,一个弯曲连结部131的槽131b与百叶板一端部142的槽142b相互连结。另外,在图3的P3部分,百叶板主体部141的槽141b与百叶板一端部142的槽142b相互连结。另外,图6的双点划线表示波纹翅片10的概略形状。
另外,如图5所示,上述的亲水性凹凸形状12a~15a中包含的凹形状的深度h、即槽12b~15c的槽深度h为例如10μm以上。若是例如翅片主体部13的平坦面15,多个第一平坦面槽15b的槽深度h为10μm以上,多个第二平坦面槽15c的槽深度h也为10μm以上。
由此,能够充分地提高波纹翅片10的表面的亲水性。若波纹翅片10的表面的亲水性变高,则波纹翅片10的排水性提高,防止冷凝水滞留在波纹翅片10的表面。因此,防止空气通路的通风阻力由于冷凝水的滞留而变大,因此热交换器1能够提高热交换性能。
接下来,关于被制冷剂冷却后的空气所产生的冷凝水的流动进行说明。如图4所示,各管20沿着上下方向DRg配置,因此冷凝水像箭头F1、F2那样从上侧向下侧沿着波纹翅片10的接合部12和管壁面201流动,而从热交换器1的下部排出到热交换器1外。
此时,翅片主体部13横穿管20的相互之间的空气通路,因此像箭头F1那样流动的冷凝水通过百叶板一端部142的表面,并且穿越在百叶板14的相互之间形成的间隙。与之同样,像箭头F2那样流动的冷凝水通过百叶板另一端部143的表面,并且穿越在百叶板14的相互之间形成的间隙。例如,在图4的A1部分,像箭头F1那样流动的冷凝水通过百叶板一端部142的表面而越过该百叶板一端部142。另外,在A2部分,像箭头F2那样流动的冷凝水通过百叶板另一端部143的表面而越过该百叶板另一端部143。
另外,由于在百叶板14中促进制冷剂与空气的热交换,因此冷凝水主要在百叶板14产生。例如,附着于该百叶板14中的百叶板主体部141的冷凝水Wc像箭头Fa、Fb那样在百叶板主体部141的表面润湿扩展。
这样在百叶板主体部141产生的冷凝水与像箭头Fc那样从上侧流动的冷凝水在百叶板一端部142合流,向管壁面201或者接合部12流动。另外,在该百叶板主体部141产生的冷凝水与像箭头Fd那样从上侧流动的冷凝水在百叶板另一端部143合流,向管壁面201或者接合部12流动。
根据以上的冷凝水的流动,在波纹翅片10中,在箭头F1、F2所示的冷凝水的流动中,需要良好地确保朝向管壁面201的排水性和朝向接合部12的排水性。
接下来,为了对本实施方式的热交换器1的效果进行说明,对与本实施方式进行比较的比较例进行说明。如图7所示,在该比较例的热交换器中,没有在波纹翅片90的表面设置亲水性凹凸形状12a~15a。即,比较例的波纹翅片90的表面由没有亲水性凹凸形状12a~15a的平滑面构成,除此之外,与本实施方式的波纹翅片10相同。另外,比较例的热交换器所具有的波纹翅片90以外的各部件(例如管20等)与本实施方式的热交换器1的部件相同。
在图7和图8所示的比较例的波纹翅片90中,在各百叶板14中空气与制冷剂的热交换性能较高,因此冷凝水的产生量较多。该产生的冷凝水被引导到形成较窄的间隙的百叶板一端部142或者百叶板另一端部143。除此之外,从上侧沿着接合部12或者管壁面201流动的冷凝水也被引导到该百叶板一端部142或者百叶板另一端部143。例如,在图8中,从上侧引导到百叶板另一端部143的冷凝水的流动由箭头Fg表示。
在比较例的波纹翅片90中,百叶板一端部142和百叶板另一端部143的亲水性比本实施方式低,因此从百叶板一端部142或者百叶板另一端部143向接合部12或者管壁面201的排水容易滞留。例如,若图8的箭头Fh、Fi那样的从百叶板另一端部143向接合部12或者管壁面201的排水滞留,则冷凝水Wc滞留在百叶板14相互之间的间隙。而且,该滞留的冷凝水Wc像箭头Fj那样在该百叶板14的间隙整体中扩展,该百叶板14的间隙整体被堵塞。
这里,如果在该百叶板14的相互之间不存在例如冷凝水Wc,则像图9的箭头FLf那样空气沿着百叶板14蛇行。但是,若像上述那样百叶板14的间隙被冷凝水Wc堵塞,则百叶板14不发挥功能,空气像图10的箭头FLn那样直线地流动。这样,若百叶板14的间隙被冷凝水Wc堵塞,则不能维持图9的箭头FLf那样的空气的蛇行流动,因此导致制冷性能的降低。
另外,在比较例的波纹翅片90中,如图11和图12所示,从波纹翅片90的接合部12向位于该接合部12的下侧的管壁面201的排水容易滞留。例如,若图12的箭头Fk那样的从接合部12经由百叶板另一端部143向管壁面201的排水滞留,则冷凝水Wc滞留在沿管延伸方向DRt排列的翅片主体部13彼此之间。而且,在该滞留的冷凝水Wc中添加从上侧像箭头Fg那样流动的冷凝水Wc和在百叶板14产生的冷凝水Wc。因此,滞留在翅片主体部13彼此之间的冷凝水Wc像箭头Fm那样在该翅片主体部13彼此之间的间隙中遍及管排列方向DRst的整个宽度而扩展。其结果为,该翅片主体部13彼此之间的间隙被冷凝水Wc闭塞。
若像上述那样翅片主体部13彼此之间的间隙被冷凝水Wc闭塞,则像图13那样,在该翅片主体部13彼此之间的间隙被闭塞的部位,空气被拦截。这样,若在比较例的热交换器中的几个部位,翅片主体部13彼此之间的间隙被冷凝水Wc闭塞,则与之相应地,通过热交换器的通风阻力增加,引起热交换器的性能降低。
与此相对,本实施方式的热交换器1构成为,防止在使用图7~图13而说明的比较例的热交换器中会产生的冷凝水Wc的滞留(换言之,排水的滞留)。而且,在本实施方式中,通过防止冷凝水Wc的滞留、即提高冷凝水Wc的排水性,能够减少热交换器1的通风阻力,提高热交换器1的性能。
例如,根据本实施方式,如图3所示,百叶板一端部142在百叶板一端部142的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状142a,该亲水性凹凸形状是为了提高该百叶板一端部142的表面的亲水性而形成的。而且,百叶板另一端部143在百叶板另一端部143的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状143a,该亲水性凹凸形状是为了提高该百叶板另一端部143的表面的亲水性而形成的。
通过像这样百叶板一端部142和百叶板另一端部143的表面的亲水性较高,从而附着于百叶板14的冷凝水不容易滞留在百叶板一端部142和百叶板另一端部143的各个端部。而且,该冷凝水迅速地向波纹翅片10的接合部12或者管壁面201排水。即,能够促进作为排水路径的一部分的百叶板一端部142和百叶板另一端部143的排水。
因此,能够防止冷凝水滞留在波纹翅片10的百叶板14。其结果为,例如,能够抑制百叶板14像图2和图9的箭头FLf那样引导空气的功能被附着于百叶板14的冷凝水妨碍。
另外,由于百叶板一端部142所具有的作为亲水性凹凸形状142a的凹部的槽142b产生牵引冷凝水的力,因此利用该槽142b牵引冷凝水的力,能够促进在百叶板一端部142流动的冷凝水的排水。这在百叶板另一端部143也是相同的。因此,与只在百叶板一端部142和百叶板另一端部143的一方具有亲水性凹凸形状142a、143a的结构进行比较,更容易防止冷凝水滞留在百叶板14。
另外,通过像上述那样在波纹翅片10的表面设置凹凸形状,能够提高该表面的亲水性,但若详细描述通过该亲水性的提高而得到的作用,则可以说如下。即,通过上述表面的亲水性的提高,能够增大附着于该表面的水的润湿扩展。而且,如图14所示,能够减小该水的膜厚Tw,减小该水的接触角Aw。通过这样的作用,在本实施方式的热交换器1中促进冷凝水的排水。
另外,根据本实施方式,如图3和图5所示,百叶板一端部142在百叶板一端部142的板厚方向的两侧分别具有该百叶板一端部142的亲水性凹凸形状142a。因此,与该亲水性凹凸形状142a仅设置在百叶板一端部142的板厚方向的一方的情况进行比较,能够进一步获得防止冷凝水滞留在百叶板14这样的效果。这在百叶板另一端部143也是相同的。
另外,根据本实施方式,如图3和图4所示,翅片主体部13在管排列方向DRst上的翅片主体部13的两端部分分别具有与接合部12连结且弯曲的一对弯曲连结部131。而且,一对弯曲连结部131在该弯曲连结部131的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状131a,该亲水性凹凸形状是为了提高该弯曲连结部131的表面的亲水性而形成的。因此,通过弯曲连结部131的表面的亲水性较高,能够促进从该弯曲连结部131向接合部12或者管壁面201的排水。
另外,根据本实施方式,百叶板一端部142的亲水性凹凸形状142a由多个槽142b构成。另外,一对弯曲连结部131中的作为接近百叶板一端部142侧的一个弯曲连结部131的亲水性凹凸形状131a也由多个槽131b构成。而且,百叶板一端部142所具有的多个槽142b中的至少任意一方与上述一个弯曲连结部131所具有的多个槽131b中的至少任意一方连结。
由此,附着于百叶板一端部142的冷凝水容易被向上述一个弯曲连结部131牵引,因此能够促进从百叶板14的排水。因此,能够促进从百叶板14经由上述一方的弯曲连结部131向接合部12或者管壁面201的排水。能够促进例如像图6和图15的箭头Fn、Fo所示那样流动的冷凝水Wc的排水。
另外,关于像这样促进从百叶板14的排水的情况,在百叶板另一端部143中也是相同的。即,在本实施方式中,也可以像例如图15的箭头Fp、Fq所示那样,促进经由百叶板另一端部143而流动的冷凝水Wc的排水。
另外,根据本实施方式,如图3和图4所示,接合部12在与接合于管20的一侧相反的一侧具有亲水性凹凸形状12a,该亲水性凹凸形状是为了提高该接合部12的表面的亲水性而形成的。因此,冷凝水的排水不容易滞留在接合部12,因此能够促进从百叶板一端部142或者百叶板另一端部143向接合部12的排水。
另外,构成该接合部12的亲水性凹凸形状12a的多个槽12b从与该接合部12的上侧连结的弯曲连结部131上牵引冷凝水。由此,也能够促进像例如图16的箭头Fr所示那样流动的冷凝水Wc的排水。
另外,在图16的XVII部分,图3所示的弯曲连结部131的多个槽131b牵引表面的冷凝水Wc。与之相伴,由于弯曲连结部131的弯曲形状的凸侧朝向斜下侧,因此因该弯曲形状引起的牵引力作用于弯曲连结部131上的冷凝水Wc。因此,能够促进像图16和图17的箭头Fs、Ft所示那样从弯曲连结部131向管壁面201流动的冷凝水Wc的排水。
这里,用于对因该弯曲连结部131的弯曲形状引起的冷凝水Wc的牵引进行说明的图被表示为图18。如该图18所示,附着于弯曲连结部131的弯曲形状的凹侧的冷凝水Wc的表面的曲率半径R1比附着于该弯曲形状的凸侧的冷凝水Wc的表面的曲率半径R2大。这是因为,弯曲连结部131的弯曲形状的凸侧的面与管壁面201之间的角度θ为锐角。而且,这是因为,作为物理现象,在水积存于角部的情况下,构成该角部的两边所成的角度越小,则该水的表面的曲率半径越小。
根据这样的曲率半径R1、R2的大小关系,在比弯曲连结部131的弯曲形状的凹侧靠凸侧的位置牵引冷凝水Wc的力较大,促进图16和图17的箭头Fs、Ft所示的流动的排水。
另外,根据本实施方式,如图3所示,百叶板主体部141在该百叶板主体部141的板厚方向的两侧分别具有亲水性凹凸形状141a,该亲水性凹凸形状是为了提高该百叶板主体部141的表面的亲水性而形成的。因此,促进像图4的箭头Fa、Fb那样在百叶板主体部141的表面上冷凝水Wc的润湿扩展。因此,冷凝水Wc容易从百叶板主体部141向百叶板一端部142和百叶板另一端部143分别流动,能够提高从百叶板14的排水性。
另外,根据本实施方式,如图3所示,波纹翅片10的平坦面15具有为了提高该平坦面15的亲水性而形成的多个第一平坦面槽15b和多个第二平坦面槽15c。而且,多个第一平坦面槽15b以与多个第二平坦面槽15c交叉的方式延伸。
因此,附着在平坦面15上的冷凝水Wc被第一平坦面槽15b和第二平坦面槽15c牵引并且润湿扩展,而向平坦面15周围的部位排水。例如如图19的箭头F1u、F2u、F3u所示,附着在平坦面15上的冷凝水Wc从平坦面15通过百叶板14相互之间的间隙而向下侧排水。此时,多个第一平坦面槽15b与多个第二平坦面槽15c交叉,因此平坦面15上的排水路径变多,能够提高从平坦面15的排水性。
例如如图20所示,多个第一平坦面槽15b与多个第二平坦面槽15c交叉,因此平坦面15上的冷凝水Wc的排水路径作为将第一平坦面槽15b的一部分和多个第二平坦面槽15c的一部分连结多个而得的路径而构成多个。因此,例如沿着箭头F1v的路径、沿着箭头F2v的路径都会成为冷凝水Wc的排水路径。这样冷凝水Wc的排水路径形成为多个,能够提高从平坦面15的排水性。
另外,根据本实施方式,如图3所示,多个第二平坦面槽15c为沿管排列方向DRst延伸的纵槽。因此,第二平坦面槽15c在管排列方向DRst上牵引附着在平坦面15上的冷凝水Wc,因此该冷凝水Wc容易被引导到与波纹翅片10邻接的管20。因此,能够提高从平坦面15的排水性。
另外,根据本实施方式,在平坦面15上除了设置有多个第二平坦面槽15c,还设置有在空气通过方向AF上延伸的多个第一平坦面槽15b。因此,通过该第一平坦面槽15b也提高平坦面15的亲水性,因此能够提高从平坦面15的排水性。
另外,根据本实施方式,如图1和图4所示,多个管20在垂直方向上延伸。因此,通过重力,能够提高像图4的箭头F1、F2那样沿着管壁面201的冷凝水的排水性。
另外,根据本实施方式,图5所示的亲水性凹凸形状12a~15a中包含的凹形状的深度h为例如10μm以上。这样,充分地确保该亲水性凹凸形状12a~15a所产生的亲水性,能够充分地发挥将附着于具有该亲水性凹凸形状12a~15a的表面的冷凝水排出的排水效果。若例如上述凹形状的深度h小于10μm,则不容易确保要想良好地得到排水性所需的充分的亲水性。
另外,在本实施方式中,如图5的B1部分和图21所示,在波纹翅片10的一部分,在多个槽12b~15c中的板厚方向的一个表面设置的一个表面槽与在另一个表面设置的另一个表面槽成为交替配置。该交替配置是指该一个表面槽与另一个表面槽在沿着上述板厚方向的一个表面或者另一个表面的方向上交替地排列配置。换言之,该交替配置是指,配置成一个表面槽与另一个表面槽在相同的方向上排列,并且该一个表面槽相对于该另一个表面槽在上述板厚方向的一方不重叠。
这样,在波纹翅片10中的多个槽12b~15c成为交替配置的部分,抑制由于在板厚方向两侧的表面分别形成槽12b~15c而导致波纹翅片10的板厚局部性变小。因此,在成为该交替配置的部分,能够抑制因槽12b~15c的形成而导致的波纹翅片10的强度降低。另外,多个槽12b~15c成为交替配置的部分、即槽交替配置部分也可以包含在例如接合部12、翅片主体部13、百叶板14等波纹翅片10的结构部位的任意部位。
像上述那样在本实施方式中,在波纹翅片10的表面设置有亲水性凹凸形状12a~15a,因此通过该表面的形状而实现亲水性的提高。另外,这样的表面的形状的老化变化较小。因此,由老化引起的亲水性的劣化不容易推进,能够稳定地发挥波纹翅片10的表面的亲水性。
例如,在图22中表示确认了基于亲水性凹凸形状12a~15a的亲水性不容易老化劣化的实验的结果。在该图22所示的实验中,在分别对形成有相当于亲水性凹凸形状12a~15a的槽的有槽面和没有凹凸形状的平滑面实施了亲水涂敷之后,对随着时间经过的各自的亲水性的劣化的程度进行测定。例如,面的亲水性越高则附着于该面的水的接触角Aw(参照图14)越小,因此有槽面和平滑面的亲水性能够通过对附着于各面的水的接触角Aw进行测定而测量。在图22中,有槽面的亲水性变化由实线Lm表示,平滑面的亲水性变化由虚线Ln表示。根据该图22所示的实验的结果,可以说与平滑面相比,在有槽面上亲水性不容易老化劣化。
另外,在本实施方式中,没有进行对波纹翅片10的表面实施亲水涂敷等的化学方法,该化学方法不是必须的。其中,如果将设置亲水性凹凸形状12a~15a及该化学的方法组合,则亲水性提高这样的效果更大。
(第二实施方式)
接下来,对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与上述的第一实施方式的不同点进行说明。另外,关于与上述的实施方式相同或者等同的部分,省略或者简化地进行说明。这在后述的第三实施方式之后的说明中也是相同的。
如图23所示,在本实施方式中,设置在波纹翅片10的表面的多个槽12b~15c的朝向与第一实施方式不同。具体而言,如图3所示,上述的第一实施方式的槽12b~15c几乎全部在沿着空气通过方向AF的方向或者与其正交的方向上延伸。与此相对,如图23所示,本实施方式的槽12b~15c几乎全部在相对于空气通过方向AF倾斜的方向上延伸。
除了以上说明的内容以外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与上述的第一实施方式共用的结构实现的效果。
(第三实施方式)
接下来,对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与上述的第一实施方式的不同点进行说明。
如图24所示,在本实施方式中,在沿空气通过方向AF排列的百叶板14的相互之间形成的百叶板间隙14c设置于翅片主体部13。该百叶板间隙14c是通过形成将百叶板14切开立起的形状从而形成的切开立起间隙,与百叶板14邻接。另外,百叶板14呈沿管排列方向DRst延伸的形状,因此百叶板间隙14c也呈沿管排列方向DRst延伸的形状。
本实施方式的波纹翅片10和第一实施方式的波纹翅片10都具有百叶板14,因此像上述那样设置百叶板间隙14c的方面在本实施方式和第一实施方式中都是相同的。
其中,在本实施方式中,与第一实施方式不同,在翅片主体部13所具有的一对弯曲连结部131形成切口131c。该切口131c只要形成在一对弯曲连结部131中的至少任意一方即可,但在本实施方式中,分别形成在一对弯曲连结部131双方。
具体地说,弯曲连结部131的切口131c呈相对于该弯曲连结部131从百叶板间隙14c切入的形状。在本实施方式中,切口131c被设置为与形成于翅片主体部13的多个百叶板间隙14c中的一部分的百叶板间隙14c对应。而且,如图24和图25所示,该切口131c到达管排列方向DRst上的比百叶板14的宽度Wf靠外侧的位置。
由于像上述那样在弯曲连结部131形成切口131c,因此形成有该切口131c的切口部分也作为排水路径使用,能够顺畅地进行该切口部分周边的区域的排水。
例如如图25所示,冷凝水像箭头F1、F2那样从上侧向下侧沿着波纹翅片10的接合部12和管壁面201流动,而从热交换器1的下部排出到热交换器1外。此时,如果没有切口131c,则该排水路径通过百叶板14的相互之间而沿着虚线F1c、F2c的路径。与此相对,在本实施方式中,在形成有切口131c的切口部分,排水路径通过切口131c而沿着实线F1n、F2n的路径。因此,沿着通过该切口131c的排水路径流动的冷凝水与没有切口131c的情况进行比较,顺畅地流下。这样,在本实施方式中,通过设置切口131c,能够将从上侧流动来的冷凝水顺畅地排出到热交换器1外。
除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与上述的第一实施方式共用的结构实现的效果。另外,本实施方式是基于第一实施方式的变形例,但也可以将本实施方式与上述的第二实施方式组合。
(第四实施方式)
接下来,对第四实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与上述的第一实施方式的不同点进行说明。
如图26所示,在本实施方式中,仅在波纹翅片10的表面整体中的、百叶板一端部142的表面和百叶板另一端部143的表面设置有亲水性凹凸形状142a、143a。而且,除了该百叶板一端部142和百叶板另一端部143之外的部分为没有凹凸形状的平滑面。
另外,百叶板端部142、143的亲水性凹凸形状142a、143a只要形成在该百叶板端部142、143的板厚方向的至少一方即可,但在本实施方式中,分别形成在百叶板端部142、143的板厚方向的两侧。
除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与上述的第一实施方式共用的结构实现的效果。另外,本实施方式是基于第一实施方式的变形例,但也可以将本实施方式与上述的第二实施方式或者第三实施方式组合。
(第五实施方式)
接下来,对第五实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与上述的第一实施方式的不同点进行说明。
在本实施方式中,如图27所示,波纹翅片10具有由该波纹翅片中的接合部12和与该接合部12邻接的接合邻接部分161构成的管侧凸状部16。该管侧凸状部16呈将该管侧凸状部16中包含的接合部12所接合的管20(参照图4)的一侧作为凸侧而弯曲的形状。管侧凸状部16包含接合部12,因此波纹翅片10具有与接合部12数目相同的管侧凸状部16。
接合邻接部分161夹着接合部12而形成一对,分别从接合部12的两端延伸配置。该接合邻接部分161包含于弯曲连结部131。例如,接合邻接部分161可以是该弯曲连结部131的一部分,也可以是全部。
管侧凸状部16在与管20接合的凸侧和作为与该凸侧相反侧的凹侧分别具有多个亲水性槽16a、16b,该多个亲水性槽是为了提高该管侧凸状部16的表面的亲水性而形成的。即,管侧凸状部16具有设置于凸侧的多个亲水性槽16a和设置于凹侧的多个亲水性槽16b。另外,在管侧凸状部16包含接合部12,因此管侧凸状部16的亲水性槽16a、16b包含接合部12的槽12b(参照图3)。另外,管侧凸状部16的凸侧也称为山侧,管侧凸状部16的凹侧也称为谷侧。
而且,管侧凸状部16的凸侧的亲水性槽16a和凹侧的亲水性槽16b形成为其形状具有差异。具体而言,该凸侧的亲水性槽16a所具有的槽深度DPa比凹侧的亲水性槽16b所具有的槽深度DPb小。此外,凸侧的亲水性槽16a所具有的槽宽度WDa也可以比凹侧的亲水性槽16b所具有的槽宽度WDb大。
另外,上述的“DPa<DPb”这样的槽深度DPa、DPb的大小关系可以在管侧凸状部16的整体中成立,也可以仅在管侧凸状部16中的一部分成立。另外,上述的“WDa>WDb”这样的槽宽度WDa、WDb的大小关系可以在管侧凸状部16的整体成立,也可以仅在管侧凸状部16中的一部分成立。
另外,管侧凸状部16的上述的槽深度DPa、DPb的大小关系和槽宽度WDa、WDb的大小关系可以遍及到波纹翅片10中的管侧凸状部16以外的部位,也可以不遍及。
除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与上述的第一实施方式共用的结构实现的效果。
另外,根据本实施方式,管侧凸状部16的多个亲水性槽16a、16b中的凸侧的亲水性槽16a所具有的槽深度DPa比该多个亲水性槽16a、16b中的凹侧的亲水性槽16b所具有的槽深度DPb小。
因此,管侧凸状部16的亲水性槽16a、16b产生的毛细管力为“凸侧<凹侧”,因此容易向成为排水路径的管侧凸状部16的凹侧的表面收集水。其结果为,容易从热交换器1顺畅地排水。另外,能够在管侧凸状部16中的与管20接合的凸侧的表面中减小凹凸,能够将波纹翅片10相对于管20可靠地接合。
另外,在管侧凸状部16,凸侧的亲水性槽16a所具有的槽宽度WDa比凹侧的亲水性槽16b所具有的槽宽度WDb大。由此,也像上述那样容易向管侧凸状部16的凹侧的表面收集水,能够将波纹翅片10相对于管20可靠地接合。
另外,本实施方式是基于第一实施方式的变形例,但也可以将本实施方式与上述的第二实施方式或者第三实施方式组合。
(其他的实施方式)
(1)在上述的各实施方式中,如图5所示,形成于波纹翅片10的表面的多个槽12b~15c的槽深度h为例如10μm以上,优选为10μm以上。然而,该槽深度h未必需要为10μm以上。
(2)在上述的各实施方式中,例如如图3所示,波纹翅片10的表面的槽12b~15c都直线地延伸,但并不限于此,例如也可以弯曲。
另外,该槽12b~15c可以是槽宽度均匀的槽,也可以是不均匀的槽。另外,该槽12b~15c可以是槽深度均匀的槽,也可以是不均匀的槽。
(3)在上述的各实施方式中,如图3和图23所示,在波纹翅片10的表面设置的多个槽12b~15c分别从该表面的端部连续地延伸到端部,但这是一例。例如如图28所示,多个槽12b~15c也可以分别断续地断开。
(4)在上述的各实施方式中,如图1和图4所示,热交换器1被配置为管20处于沿垂直方向DRg延伸的方向,但不限于该热交换器1的设置方向。例如,也可以如图29所示,热交换器1被配置为管20处于沿水平方向延伸的方向。
在像图29那样配置有热交换器1的情况下,在从百叶板14向接合部12或者管壁面201的排水中,冷凝水Wc例如像箭头Fw那样流动。因此,在从百叶板14向接合部12或者管壁面201的排水中,能够得到与上述的第一和第二实施方式相同的排水效果。即,在图29的热交换器1中,也能够促进从百叶板14的排水。而且,如果促进从百叶板14的排水,则与上述的第一和第二实施方式同样地,能够抑制热交换器1的性能降低,能够通过百叶板14的水膜厚度的减少而抑制热交换器1的通风阻力增加。
(5)在上述的各实施方式中,说明了热交换器1作为蒸发器使用的情况,但不限于此。各实施方式的热交换器1只要是需要水的排出的结构,也可以是蒸发器以外的热交换器。
例如,热交换器1也可以不是蒸发器,而是设置在沾水环境中的热交换器。如果列举具体例,则设置在车辆的发动机室内的空调用冷凝器和散热器有时在车辆行驶中等被水覆盖,因此相当于设置在沾水环境中的热交换器。
(6)在上述的各实施方式中,在管20内流动的第一流体为制冷剂,但还可以假定该第一流体为制冷剂以外的流体。另外,在管20的相互之间流动的第二流体为空气,但还可以假定该第二流体为空气以外的流体。
(7)在上述的第一实施方式中,例如如图3和图5所示,波纹翅片10的表面的亲水性凹凸形状12a~15a遍及该波纹翅片10的表面整体而形成,但还可以考虑在该表面中局部地形成。这是因为,如果与完全没有亲水性凹凸形状12a~15a的情况进行比较,能够实现亲水性和排水性的提高。
例如,还可以考虑亲水性凹凸形状12a~15a不是形成在波纹翅片10的板厚方向两侧的表面,而是仅形成在该板厚方向的一个表面。即,对于百叶板端部142、143而言,百叶板端部142、143只要分别在该百叶板端部142、143的板厚方向的至少一方具有亲水性凹凸形状142a、143a即可。另外,对于弯曲连结部131而言,弯曲连结部131只要在弯曲连结部131的板厚方向的至少一方具有亲水性凹凸形状131a即可。另外,对于百叶板主体部141而言,百叶板主体部141只要在百叶板主体部141的板厚方向的至少一方具有亲水性凹凸形状141a即可。
例如,在亲水性凹凸形状12a~15a仅形成在波纹翅片10的板厚方向的一个表面的结构中,能够像图30所示那样形成亲水性凹凸形状12a~15a。在该图30中,构成亲水性凹凸形状12a~15a的多个槽12b~15c的槽深度h为形成有该槽12b~15c的部位的板厚的1/2以上。
另外,作为另一观点,还可以考虑亲水性凹凸形状12a~15a仅形成在波纹翅片10中的特定的部位。例如,亲水性凹凸形状12a~15a也可以仅设置在波纹翅片10中的百叶板一端部142与百叶板另一端部143的一方,而不设置在其他的部位。
即,如图26所示,在百叶板端部142、143的双方设置有亲水性凹凸形状142a、143a的第四实施方式为一例,该亲水性凹凸形状142a、143a也可以仅设置在百叶板端部142、143的一方。总之,只要在百叶板14中的管排列方向DRst的至少一个端部设置的百叶板端部142、143具有亲水性凹凸形状142a、143a即可。换言之,只要百叶板一端部142和百叶板另一端部143的至少一方具有亲水性凹凸形状142a、143a即可。
(8)在上述的第一实施方式中,如图5的B1部分和图21所示,波纹翅片10所具有的多个槽12b~15c中的一个表面槽与另一个表面槽成为交替配置的是波纹翅片10的一部分,但这是一例。例如,也可以在波纹翅片10的整体上,一个表面槽与另一个表面槽成为交替配置。
(9)在上述的第三实施方式中,如图24所示,弯曲连结部131的切口131c被设置为与形成于翅片主体部13的多个百叶板间隙14c中的一部分的百叶板间隙14c对应,但这是一例。例如,该切口131c也可以配置为与形成于翅片主体部13的多个百叶板间隙14c的全部对应,按照每个该百叶板间隙14c而设置。
(10)在上述的第五实施方式中,如图27所示,管侧凸状部16的多个亲水性槽16a、16b具备“DPa<DPb”这样的槽深度DPa、DPb的大小关系和“WDa>WDb”这样的槽宽度WDa、WDb的大小关系的双方。然而,这是一例。例如,也可以具备该槽深度DPa、DPb的大小关系和槽宽度WDa、WDb的大小关系中的一方,不具备另一方。
(11)在上述的各实施方式中,例如如图3所示,作为用于促进导热的切开立起部14,波纹翅片10具有百叶板,但也可以是,例如如图31~图34所示,该切开立起部14也可以是百叶板以外的部件。
具体地说,在图31和图32中表示切开立起部14形成狭缝的狭缝翅片。在该狭缝翅片中,例如在切开立起端部142、143形成有亲水性凹凸形状142a、143a。即,在图32的C1部分和C2部分形成有亲水性凹凸形状142a、143a。
另外,在图33中表示切开立起部14形成三角形状的通气口的三角翅片。在该三角翅片中,也与上述的狭缝翅片同样地形成有亲水性凹凸形状142a、143a。另外,在图33中,摘录地图示出切开立起部14及其周边,未图示波纹翅片10的波形状。
另外,在图34中表示通过将波形状的一部分以偏置的方式错开而形成有切开立起部14的偏置翅片。在该偏置翅片中,如图34的(c)所示,在切开立起一端部142形成有亲水性凹凸形状142a。即,在图34的(c)所示的C3部分形成有亲水性凹凸形状142a。另外,图34的(c)表示偏置翅片的完成品,图34的(a)(b)(c)的整体表示偏置翅片的制造过程。即,如图34的(a)所示,首先,准备波形状的翅片材料,接下来,如图34的(b)所示,将该翅片材料中的、作为带有点阴影的切开立起部14的部位14d以相对于其以外的部位错开的方式切开立起。其结果为,得到图34的(c)所示的偏置翅片。
确切地描述,上述的图31和图32的狭缝翅片、图33的三角翅片、图34的偏置翅片都呈波形状,因此是波纹翅片10的一种。另外,在图31~图34的各波纹翅片10中,也可以是,不仅在切开立起端部142、143而且在波纹翅片10的整体形成亲水性凹凸形状12a~15a。
(12)另外,本发明不限于上述的实施方式,能够各种变形地实施。另外,上述各实施方式并不是相互没有关系,除了明确不能组合的情况之外,能够适当地组合。另外,在上述各实施方式中,构成实施方式的要素除了特别地指明是必须的情况以及原理上明确地认为是必须的情况等之外,当然不是必须的要素。
另外,在上述各实施方式中,在提到实施方式的结构要素的个数、数值、数量、范围等数值的情况下,除了特别地指明是必须的情况以及原理上明确地限定于特定的数量的情况等之外,不限于该特定的数量。另外,在上述各实施方式中,在提到结构要素等的材质、形状、位置关系等时,除了特别地指明的情况以及原理上限定于特定的材质、形状、位置关系等的情况等之外,并不限于该材质、形状、位置关系等。
(总结)
根据上述各实施方式的一部分或者全部所示的第一观点,供第一流体流动的多个管在一个方向上排列。波纹翅片的切开立起部具有切开立起端部和引导第二流体的切开立起主体部。该切开立起端部呈从切开立起主体部延伸配置的板状,且设置在切开立起部中的上述一个方向的至少一个端部。另外,切开立起端部在该切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性而形成的。
另外,根据第二观点,切开立起端部分别设置在切开立起部中的上述一个方向的两端。而且,像上述那样,该切开立起端部在切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状。因此,在切开立起部的两端,分别通过表面的亲水性提高而使附着于切开立起部的水不容易滞留。因此,与上述第一观点的结构相比,更容易防止水滞留在波纹翅片的切开立起部。
另外,根据第三观点,翅片主体部在上述一个方向的翅片主体部的两端部分分别具有与接合部连结且弯曲的一对弯曲连结部。而且,一对弯曲连结部在该弯曲连结部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该弯曲连结部的表面的亲水性而形成的。因此,通过弯曲连结部的表面的亲水性较高,能够促进从该弯曲连结部向接合部或者管壁面的排水。
另外,根据第四观点,在上述一个方向的至少一个端部设置的切开立起端部包含切开立起一端部,该切开立起一端部设置在切开立起部中的上述一个方向的一侧的端部。该切开立起一端部的凹凸形状由多个槽构成,一对弯曲连结部中的作为接近切开立起一端部侧的一方的弯曲连结部的凹凸形状也由多个槽构成。而且,切开立起一端部所具有的多个槽中的至少任意一方与一方的弯曲连结部所具有的多个槽中的至少任意一方连结。由此,附着于切开立起一端部的水容易被向一个弯曲连结部牵引,因此能够促进从切开立起部的排水。因此,能够促进从切开立起部经由一个弯曲连结部而向接合部或者管壁面的排水。
另外,根据第五观点,翅片主体部在上述一个方向的翅片主体部的两端部分分别具有与接合部连结且弯曲的一对弯曲连结部。而且,在翅片主体部中,与切开立起部邻接地设置有切开立起间隙,该切开立起间隙是通过呈将切开立起部切开立起的形状而形成的。在一对弯曲连结部中的至少任意一方形成有切口,该切口是对于该弯曲连结部而从切开立起间隙切入的形状,该切口到达上述一个方向的切开立起部的宽度的外侧。因此,形成有该切口的切口部分也作为排水路径使用,能够顺畅地进行该切口部分周边的区域的排水。
另外,根据第六观点,接合部在与接合于管的一侧相反的一侧具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该接合部的表面的亲水性而形成的。因此,排水不容易滞留在接合部,因此能够促进从切开立起部向接合部的排水。
另外,根据第七观点,设置有管侧凸状部,该管侧凸状部由波纹翅片中的接合部和与该接合部邻接的部分构成,且呈将接合有该接合部的管的一侧作为凸侧而弯曲的形状。该管侧凸状部在与管接合的凸侧和作为与该凸侧相反侧的凹侧分别具有多个亲水性槽,该多个亲水性槽是为了提高该管侧凸状部的表面的亲水性而形成的。而且,多个亲水性槽中的凸侧的亲水性槽所具有的槽深度比多个亲水性槽中的凹侧的亲水性槽所具有的槽深度小。
因此,管侧凸状部的亲水性槽所产生的毛细管力为“凸侧<凹侧”,因此容易向作为排水路径的管侧凸状部的凹侧的表面收集水。其结果为,容易从热交换器顺畅地排水。另外,能够在管侧凸状部中的与管接合的凸侧的表面中减小凹凸,能够将波纹翅片与管可靠地接合。
另外,根据第八观点,设置有管侧凸状部,该管侧凸状部由波纹翅片中的接合部和与该接合部邻接的部分构成,且呈将接合有该接合部的管的一侧作为凸侧而弯曲的形状。该管侧凸状部在与管接合的凸侧和作为与该凸侧相反侧的凹侧分别具有多个亲水性槽,该多个亲水性槽是为了提高该管侧凸状部的表面的亲水性而形成的。而且,多个亲水性槽中的凸侧的亲水性槽所具有的槽宽度比多个亲水性槽中的凹侧的亲水性槽所具有的槽宽度大。
因此,与上述第七观点同样地,容易向管侧凸状部的凹侧的表面收集水,能够将波纹翅片相对于管可靠地接合。
另外,根据第九观点,切开立起主体部在该切开立起主体部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起主体部的表面的亲水性而形成的。因此,在切开立起主体部的表面中,水容易润湿扩展而从切开立起部流出,能够提高从切开立起部的排水性。
另外,根据第十观点,在管的相互之间,第二流体将与上述一个方向交叉的一个交叉方向的一侧作为上游侧、将该一个交叉方向的另一侧作为下游侧而流动。翅片主体部具有形成为沿着上述一个交叉方向的平坦面。该平坦面具有为了提高该平坦面的亲水性而形成的多个纵槽,该多个纵槽在上述一个方向上延伸。因此,纵槽向上述一个方向牵引附着在平坦面上的水,因此该水容易向与波纹翅片邻接的管引导。因此,能够提高从平坦面的排水性。
另外,根据第十一观点,平坦面具有为了提高该平坦面的亲水性而形成的多个横槽,该多个横槽与多个纵槽交叉且在上述一个交叉方向上延伸。因此,附着在平坦面上的水被纵槽和横槽牵引并且润湿扩展,而向平坦面周围的部位排水。此时,多个纵槽与多个横槽交叉,因此平坦面上的排水路径变多,能够提高从平坦面的排水性。
另外,根据第十二观点,平坦面具有为了提高该平坦面的亲水性而形成的多个横槽,该多个横槽在上述一个交叉方向上延伸。因此,通过基于该横槽的平坦面的亲水性提高,能够提高从平坦面的排水性。
另外,根据第十三观点,第二流体为通过与第一流体的热交换而产生冷凝水的气体。
另外,根据第十四观点,热交换器设置于沾水环境。
另外,根据第十五观点,多个管在垂直方向上延伸。因此,能够通过重力而提高沿着管壁面的水的排水性。
另外,根据第十六观点,上述凹凸形状所包含的凹形状的深度为10μm以上。由此,能够充分地确保通过上述凹凸形状而产生的亲水性,充分地发挥将附着于具有该凹凸形状的表面的水排出的排水效果。
另外,根据第十七观点,多个纵槽所包含的槽的深度为10μm以上,多个横槽所包含的槽的深度也为10μm以上。由此,能够充分地确保纵槽与横槽产生的亲水性,充分地发挥将附着于平坦面的水排出的排水效果。
另外,根据第十八观点,切开立起端部在切开立起端部的板厚方向的两侧分别具有该切开立起端部的凹凸形状。因此,与该凹凸形状仅设置在切开立起端部的板厚方向的一方的情况进行比较,能够进一步获得防止水滞留在波纹翅片的切开立起部这样的效果。
另外,根据第十九观点,用于上述促进导热的切开立起部为百叶板。
另外,根据第二十观点,波纹翅片的切开立起部具有切开立起端部和引导第二流体的切开立起主体部。该切开立起端部呈从切开立起主体部延伸配置的板状,且设置在切开立起部中的上述一个方向的至少一个端部。另外,切开立起端部在该切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性而形成的。

Claims (20)

1.一种热交换器,进行第一流体与第二流体的热交换,该热交换器的特征在于,具有:
多个管(20),该多个管在一个方向(DRst)上排列,且供所述第一流体流动;以及
波纹翅片(10),该波纹翅片设置在所述管的相互之间,以呈波形状的方式弯曲地形成,且促进所述第一流体与在所述管的相互之间流动的所述第二流体的热交换,
所述波纹翅片具有:多个接合部(12),该多个接合部与所述管接合;以及多个翅片主体部(13),该多个翅片主体部以将沿着所述波形状相邻的所述接合部彼此之间相连的方式与该接合部分别连结,
所述翅片主体部具有用于促进导热的切开立起部(14),该切开立起部呈将该翅片主体部的一部分切开立起的形状,
所述切开立起部具有:切开立起主体部(141),该切开立起主体部引导所述第二流体;以及切开立起端部(142、143),该切开立起端部呈从该切开立起主体部延伸配置的板状,且设置在所述切开立起部中的所述一个方向的至少一个端部,
所述切开立起端部在该切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性以减小附着于该表面的水的接触角(Aw)而形成的,
所述切开立起端部的凹凸形状促进向所述接合部或者所述管的表面的排水。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,
所述切开立起端部分别设置在所述切开立起部中的所述一个方向的两端。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述翅片主体部在所述一个方向的所述翅片主体部的两端部分分别具有弯曲的一对弯曲连结部(131),该一对弯曲连结部与所述接合部连结,
所述一对弯曲连结部在该弯曲连结部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该弯曲连结部的表面的亲水性而形成的。
4.根据权利要求3所述的热交换器,其特征在于,
在所述一个方向的至少一个端部设置的所述切开立起端部包含切开立起一端部(142),该切开立起一端部设置在所述切开立起部中的所述一个方向的一侧的端部,
所述切开立起一端部的凹凸形状由多个槽构成,所述一对弯曲连结部中的作为接近所述切开立起一端部侧的一方的弯曲连结部的凹凸形状也由多个槽构成,
所述切开立起一端部所具有的所述多个槽中的至少任意一方与所述一方的弯曲连结部所具有的所述多个槽中的至少任意一方连结。
5.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述翅片主体部在所述一个方向的所述翅片主体部的两端部分分别具有弯曲的一对弯曲连结部(131),该一对弯曲连结部与所述接合部连结,
在所述翅片主体部中,与所述切开立起部邻接地设置有切开立起间隙(14c),该切开立起间隙是通过形成将所述切开立起部切开立起的形状而形成的,
在所述一对弯曲连结部中的至少任意一方形成有切口(131c),该切口是对于该弯曲连结部从所述切开立起间隙切入的形状,
该切口到达所述一个方向上的所述切开立起部的宽度(Wf)的外侧。
6.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述接合部在与接合于所述管的一侧相反的一侧具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该接合部的表面的亲水性而形成的。
7.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
管侧凸状部(16)由所述波纹翅片中的所述接合部和与该接合部邻接的部分(161)构成,且呈将接合有该接合部的所述管的一侧作为凸侧而弯曲的形状,该管侧凸状部在与所述管接合的所述凸侧和作为与该凸侧相反的一侧的凹侧分别具有多个亲水性槽,该多个亲水性槽是为了提高该管侧凸状部的表面的亲水性而形成的,
所述多个亲水性槽中的所述凸侧的亲水性槽(16a)所具有的槽深度(DPa)比所述多个亲水性槽中的所述凹侧的亲水性槽(16b)所具有的槽深度(DPb)小。
8.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
管侧凸状部(16)由所述波纹翅片中的所述接合部和与该接合部邻接的部分(161)构成,且呈将接合有该接合部的所述管的一侧作为凸侧而弯曲的形状,该管侧凸状部在与所述管接合的所述凸侧和作为与该凸侧相反的一侧的凹侧分别具有多个亲水性槽,该多个亲水性槽是为了提高该管侧凸状部的表面的亲水性而形成的,
所述多个亲水性槽中的所述凸侧的亲水性槽(16a)所具有的槽宽度(WDa)比所述多个亲水性槽中的所述凹侧的亲水性槽(16b)所具有的槽宽度(WDb)大。
9.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述切开立起主体部在该切开立起主体部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起主体部的表面的亲水性而形成的。
10.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
在所述管的相互之间,所述第二流体将与所述一个方向交叉的一个交叉方向(AF)的一侧作为上游侧、将该一个交叉方向的另一侧作为下游侧而流动,
所述翅片主体部具有形成为沿着所述一个交叉方向的平坦面(15),
该平坦面具有为了提高该平坦面的亲水性而形成的多个纵槽(15c),
该多个纵槽在所述一个方向上延伸。
11.根据权利要求10所述的热交换器,其特征在于,
所述平坦面具有为了提高该平坦面的亲水性而形成的多个横槽(15b),
该多个横槽与所述多个纵槽交叉且在所述一个交叉方向上延伸。
12.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
在所述管的相互之间,所述第二流体将与所述一个方向交叉的一个交叉方向(AF)的一侧作为上游侧、将该一个交叉方向的另一侧作为下游侧而流动,
所述翅片主体部具有形成为沿着所述一个交叉方向的平坦面(15),
该平坦面具有为了提高该平坦面的亲水性而形成的多个横槽(15b),
该多个横槽在所述一个交叉方向上延伸。
13.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述第二流体为通过与所述第一流体的热交换而产生冷凝水的气体。
14.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
该热交换器设置于沾水环境。
15.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述多个管在垂直方向(DRg)上延伸。
16.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述凹凸形状所包含的凹形状的深度(h)为10μm以上。
17.根据权利要求11所述的热交换器,其特征在于,
所述多个纵槽所包含的槽的深度(h)为10μm以上,所述多个横槽所包含的槽的深度(h)也为10μm以上。
18.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
所述切开立起端部在所述切开立起端部的板厚方向的两侧分别具有该切开立起端部的凹凸形状。
19.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,
用于促进导热的所述切开立起部为百叶板。
20.一种波纹翅片,该波纹翅片在进行第一流体与第二流体的热交换的热交换器中设置在沿一个方向(DRst)排列的多个管的相互之间,以呈波形状的方式弯曲地形成,且促进在所述管内流动的所述第一流体与在所述管的相互之间流动的所述第二流体的热交换,该波纹翅片的特征在于,具备:
多个接合部(12),该多个接合部与所述管接合;以及
多个翅片主体部(13),该多个翅片主体部以将沿着所述波形状相邻的所述接合部彼此之间相连的方式与该接合部分别连结,
所述翅片主体部具有用于促进导热的切开立起部(14),该切开立起部呈将该翅片主体部的一部分切开立起的形状,
所述切开立起部具有:切开立起主体部(141),该切开立起主体部引导所述第二流体;以及切开立起端部(142、143),该切开立起端部呈从该切开立起主体部延伸配置的板状,且设置在所述切开立起部中的所述一个方向的至少一个端部,
所述切开立起端部在该切开立起端部的板厚方向的至少一方具有凹凸形状,该凹凸形状是为了提高该切开立起端部的表面的亲水性以减小附着于该表面的水的接触角(Aw)而形成的,
所述切开立起端部的凹凸形状促进向所述接合部或者所述管的表面的排水。
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