CN1120977C - 空调换热器翅片 - Google Patents

Abstract

换热器包括平行翅片和伸过翅片的导热管。每个翅片有四组狭长切口形格栅。第一和第三格栅组在一对导热管的第一管的下面，而第二和第四格栅组在该对导热管的第二管的上面。第三、四格栅组分别在第一、二格栅组的后面。中间格栅位于第一和第二格栅组的后面和第三和第四格栅组的前面。沿流体流动方向第一和第二格栅组的格栅从翅片伸出的高度逐渐增加，第三和第四格栅组的格栅的高度逐渐增加或减短。中间格栅的高度大于所有其它格栅的高度。

Description

空调换热器翅片

                         技术领域

本发明涉及一种空调换热器，特别涉及一种在扁平翅片中形成栅型格栅的空调换热器。

                         背景技术

如图1所示，传统空调换热器包括多个以预定间隔平行布置的扁平翅片1和与翅片1垂直排列并成Z形的导热管2。空气流在翅片1之间沿箭头所示方向流动，以与导热管2中的流体进行热交换。

此外，就翅片周围热流体的特性而言，如图2所示那样，翅片1导热表面的温度边界层变得较厚，与离气流进入端的距离的平方根成正比。因此，其缺点是气流和翅片之间的热导率随着离气流进入端的距离的增加而明显地降低。从而使换热器的导热效率降低。

另一个缺点是，当低速的气流流过导热管2时，在每个导热管的后部(即图3中画断面线的区域)区形成气穴区4，致使在该气穴区4的热导率明显降低，从而引起换热器的导热性能下降。

为解决上面提到的不足，日本实用新型专利申请昭55-110995公开了如图4所示的空调翅片，其中空调翅片的多组狭长切口形格栅5a、5b、5c、5d、5e和5f布置在导热管2之间以垂直间隙分布。

换句话说，如图5所示那样，格栅5a、5c和5e借助切割和弯曲工艺伸出翅片1的一个表面，其格栅以预定间隔排列，其它格栅5b、5d和5f伸出翅片1的相反表面，排列在格栅5a、5c和5e之间。

有多组格栅5a、5b、5c、5d、5e和5f的翅片1与无格栅的散热片相比预计能有高的导热性能。上游的格栅5a和5b因此处形成的温度边界层薄而有高的导热性能。然而，导热性能在下游格栅5c、5d、5e、和5f处就比较低，这是因为这些格栅5c、5d、5e和5f被置于由格栅5a和5b形成的边界温度面层中。

存在的另一个问题是，在导热管2的后侧产生了气流不流动的气穴区，从而减少导热效率。

还有再一个问题是，翅片的导热区是有限的，而且相当容易弯曲。

                      发明内容

本发明涉及一种适用于空调的换热器，该换热器包括多个间隔开的平行翅片，以引导空气在每对相邻翅片之间流动。导热管伸过与其垂直的翅片，其中通入导热流体，翅片包括：第一、第二、第三和第四狭长切口格栅组，布置在垂直间隔开的成对导热管之间，第一和第三格栅组布置在一对导热管的第一管的下面，而第二和第四格栅组布置在该对导热管的第二管的上面，相对流体流动方向来讲，第三格栅组布置在第一格栅组的后面，而第四格栅组布置在第二格栅组的后面，一中间狭长切口形格栅，位于第一第二格栅组的后面，而位于第三和第四格栅组的前面。每个格栅均相对流体流动方向横向伸延，第一和第二格栅组的各格栅从翅片伸出的高度沿流体流动方向逐渐加大，而第三和第四格栅组的各格栅从翅片伸出的高度沿流体流动方向逐斩加大。中间格栅的高度大于所有其它格栅的高度。

另外，第三和第四格栅组的格栅从翅片伸出的高度沿流体流动方向也可逐渐变小。

优选每个格栅组包括一些从翅片的第一侧面伸出的格栅，和一些从翅片的第二侧面伸出的格栅，相当于流体流动方向第二侧面的格栅与第一侧面的格栅交替布置。

每个格栅最好是借助翅片的实体部位与相邻的格栅隔开。第一和第三格栅组的格栅最好相对于第一导热管基本沿径向延伸，第二和第四格栅组的格栅相对于第二导热管基本沿径向延伸。

                        附图说明

为了较全面地理解本发明的目的和特征，结合附图作下面的详细说明，其中：

图1是现有技术的换热器的透视图；

图2是用来说明图1中扁平翅片周围热流体特性的放大图；

图3是用来说明图1中导热管周围热流体特性的放大图；

图4是现有技术另一换热器的扁平翅片的平面图；

图5是沿图4中A-A线的剖面图；

图6是用来说明本发明的换热器的扁平翅片的侧视图；

图7是图6中B部分的放大图；

图8是沿图7中C-C所取的剖面图；

图9是用于说明本发明另一实施例的格栅高度差的截面图。

                      具体实施方式

下面，参考附图对本发明的空调换热器最佳实施例进行详细说明。

所有附图中，同样的标号和符号用以表示与现有技术中同样或等同的零件或部分。

标号20(或方框B)表示一狭长切口形格栅的排列，狭长切口沿气流流动方向的横向伸出。每个排列20布置在两个垂直隔开的导热管2A，2B之间，相对于相应导热管2的中心轴线基本呈径向布置，使沿翅片1的每个表面流动的气流扰动(即呈湍流)和混合。这就减小了在导热管2后侧形成的气穴区，并提高导热效率，增强热传导性能。

换句话说，如图6、7和8所示那样，排列20包括第一、第二、第三和第四狭长切口形格栅组30、40、50、60。格栅组30-60的每组中的各格栅是由翅片的实体部分21隔开，并如图6所示，相对于两个导热管2中间延伸的中心面P倾斜。

第一格栅组30由四个格栅31-34组成，格栅31和33伸出翅片第一侧面1A而格栅32和34伸出翅片的第二侧面1B。第一格栅组30沿导热管2A的下半部的上游布置。也就是说格栅31与相应导热管2A前侧面2A′相邻，格栅34大约在导热管2A前后侧面2A′，2A″之间的中间位置。格栅31-34的长度L如图6所示那样从格栅31到格栅34逐渐缩短。当气流通过导热管2A下半部的上游时，第一格栅组30引起气流扰动。

第二格栅组40是由四个格栅41-44组成，格栅41和43伸出翅片第一侧面1A，而格栅42和44伸出翅片的第二侧面1B。第二格栅组40沿导热管2B的上半部的上游布置，也就是说格栅41与相应导热管2B前侧面2B′相邻，格栅44大约在导热管2B前后侧面2B′，2B″之间的中间位置。格栅41-44的长度从格栅41到格栅44逐渐缩短，格栅41-44倾斜成使它们向前(即上游方向)与相应的各格栅31-34会聚。当气流通过导热管2B的上半部的上游时，第二格栅组40引起气流扰动。

第三格栅组50由四个格栅51-54组成，这些格栅倾斜成与第二格栅组41-44基本上平行。格栅51和53伸出翅片的第一侧面1A，而格栅52和54伸出翅片的第二侧面1B。第三组50沿导热管2A的下半部的下游布置，也就是说格栅51大约在导热管2A的前后侧面2A′，2A″之间的中间位置，而格栅54与导热管2A的后侧面2A″相邻。第三格栅组51-54的长度从格栅51到格栅54逐渐伸长，当气流通过导热管2A的下半部的下游时第三格栅组50引起气流扰动。

第四格栅组60由四个格栅61-64组成，这些格栅相对于平面P倾斜使之平行于第一格栅组31-34延伸。格栅61和63伸出翅片的第一侧面1A，而格栅62，64伸出翅片的第二侧面1B。第四格栅组60沿导热管2B的上半部的下游布置。也就是说，格栅61大约在导热管2B的前后侧面2B′，2B″之间的中间位置，而格栅64与导热管2B的后侧面2B″相邻。格栅61-64的长度从格栅61到格栅64逐渐增大。当气流通过导热管2B上半部的下游时第四格栅组60引起气流扰动。

中间格栅70伸出翅片1的第一侧面1A，并沿垂直于平面P的含导热管2A，2B轴线在内的平面P′延伸。该中间格栅70扰动第一和第三格栅组30，50之间流动的气流，同时也扰动第二和第四格栅组40，60之间流动的气流。

如前述，翅片的实体部分21布置在四个格栅组的每个格栅和中间格栅的两侧的。

第一、第二、第三和第四格栅组的格栅宽度W是相等的，而且比中间格栅70的宽度W′窄(见图7)。

每个格栅的高度是由格栅伸出翅片相应侧面的距离确定的。如图8所示，四个格栅组的每组中的各个格栅的高度H1-H4沿气流方向S逐渐增大。也就是说，在图8中高度是从左到右增大。而中间格栅70的高度比其它格栅的高度都高。

换句话说，第一个格栅(31，41，51，61)的高度比第二个格栅(32，42，52，62)的高度要短，第二个格栅的高度比第三格栅(33，43，53，63)的高度要短，第三格栅的高度比第四个格栅(34，44，54，64)的高度要短。如图8中所示那样，这四个格栅组30-60的所有格栅的高度均比中间格栅70的高度低。

显然，当空气沿方向S流动时，沿翅片第一侧面1A流动的空气部分将会通过格栅31、41、33、43、70、51、61、53、63转换到第二侧面1B。沿翅片第二侧面1B流动的空气的一部分会通过格栅32、42、34、44、52、62、54、64转到第一侧面1A。现在，将结合附图6-8说明所公开的换热器的工作情况。当空气沿方向S流动时，空气通过第一、第二、第三和第四格栅组以及中间格栅70时变成为湍流。如图6所示那样，气流同时被分成围绕每个导热管2流动的各气流F1，F2。这些气流在导热管下游或后侧面附近重新汇合，从而就产生了混合的作用。

因为空气变成为湍流，每个导热管2后侧形成的气穴区就减小，后侧的导热效率也就得以增大。

第一和第三格栅31、33、41、43、51、53、61、63的倾斜度使得沿第一表面1A流动的一部分气流被转到第二表面1B，而且，第二和第四格栅32、34、42、44、52、54、62、64倾斜度使得沿第二表面流动的一部分气流被转到第一表面。下面，将根据如此构成的本发明的实施例叙述空调换热器的工作情况。

当气流沿图8中所示箭头(S)方向在翅片1之间流动时，气流在通过排列20的第一、第二、第三、第四、第五格栅组(30、40、50、60、70)时变成为湍流。

该流动的气流同时被分成两股流动F1，F2，它们之后汇合在一起，产生混合的气流。

由于变成湍流，该气流有效地减少了每个导热管2后侧的气穴区，并提高了后侧处的导热效率。

而且，气流的一部分沿第一表面1A运动，另一部分沿第二表面1B运动，这些流动部分在翅片第一和第二侧面1A，1B之间经格栅的狭长切口来回转移，如图8和9箭头所示那样

本格栅结构利用格栅交替伸出翅片相反两侧面和逐渐改变高度，从而增加了温度边界层效应，使压力降低减少到最低程度，提高了换热效率。

另外，本格栅结构利用格栅相对于导热管基本沿径向延伸，从而使流体流动被引导到导热管后面，减少了气穴区的大小。

该种格栅也起到了增加导热管2后面导热效率和加快热量朝导热管流动的作用。

尽管上述说明叙述了空调换热器的一个实施例，该实施例中的第三和第四格栅组(50)，(60)的格栅在高度上是逐渐增加的。但本发明并不限于此实施例。

如在图9所示的另一实施例那样，举例说明第三和第四格栅组(50)，(60)的格栅高度沿流体流动方向逐渐减少。

换句话说，格栅31和41的高度与格栅54、64的高度相等(见图9)。格栅32、42的高度与格栅53、63一样。格栅33、43的高度与格栅52、62的高度一样。格栅34、44的高度与格栅51、61的高度一样。

各种的变形和修改均包括在由本发明权利要求限定的精神和范围之中。

正如上面所显而易见的那样，本发明的优点在于，因采用了围绕导热管周边形成的开口朝向气流并以预定的角度和不同的高度从扁平翅片内、外表面伸出的格栅组，因此，这些格栅起到了加强运动气流混合和使空气流动呈湍流的作用，从而有效地减少了导热管背面产生的气穴区，并进一步提高了导热效率。

本发明的另一优点是提高了每个导热管处的热导率。

Claims (14)

1.一种适用于空调的换热器，该换热器包括多个隔开的平行翅片，以引导空气在每对相邻翅片之间流动，而导热管伸过与其垂直的翅片，其中通入导热流体，其特征在于，翅片包括：

第一、第二、第三和第四狭长切口形格栅组，布置在垂直隔开的成对导热管之间，第一和第三格栅组布置在一对导热管的第一管的下面，第二和第四格栅组布置在该对导热管的第二管的上面，相对于流体流动方向来讲第三格栅组布置在第一格栅组的后面，第四格栅组布置在第二格栅组的后面；

一个中间狭长切口形格栅，该格栅与空气流动方向垂直延伸，并位于第一和第二格栅组的后面，以及第三和第四格栅组的前面；

每个格栅相对于流体流动方向横向延伸；

第一和第二格栅组的每个格栅从翅片伸出的高度沿流体流动方向逐渐增大；

第三和第四格栅组的每个格栅从翅片伸出高度沿流体流动方向逐渐增大；

中间格栅的高度大于所有其它格栅的高度。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，每个格栅组包括一些从翅片的第一侧面伸出的格栅，和一些从翅片的第二侧面伸出的格栅，第二侧面的格栅相对于流体流动方向与第一侧面的格栅交替地布置。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，每个格栅组包括两个伸出第一侧面的格栅和两个伸出第二侧面的格栅。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，每个格栅是借助翅片的实体部位与相邻的格栅隔开。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，第一和第三格栅组的格栅相对于第一导热管呈径向延伸，而第二和第四格栅组的格栅相对于第二导热管基本呈径向延伸。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，格栅组的每个格栅相对于第一和第二导热管之间的中间沿流体流动方向伸延的中心平面呈倾斜延伸，中间格栅垂直于中心平面并被该平面分成等分的两半。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，格栅组的格栅沿流体流动方向延伸的宽度相等，而中间格栅的宽度大于格栅组的格栅的宽度。

8.一种适用于空调的换热器，该换热器包括多个隔开的平行翅片，以引导空气在每对相邻翅片之间流动，而导热管伸过与其垂直的翅片，其中通入导热流体，其特征在于，翅片包括

第一、第二、第三和第四狭长切口形格栅组，布置在垂直隔开的成对导热管之间，第一和第三格栅组布置在一对导热管的第一管的下面，第二和第四格栅组布置在该对导热管的第二管的上面，相对于流体流动方向来讲第三格栅组布置在第一格栅组的后面，第四格栅组布置在第二格栅组的后面；

一个中间狭长切口形格栅，该格栅与空气流动方向垂直延伸，并位于第一和第二格栅组的后面，以及第三和第四格栅组的前面；

每个格栅相对于流体流动方向横向延伸；

第一和第二格栅组的每个格栅从翅片伸出的高度沿流体流动方向逐渐增大；

第三和第四格栅组的每个格栅从翅片伸出的高度沿流体流动方向逐渐减少；

中间格栅的高度大于所有其它格栅的高度。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，每个格栅组包括一些从翅片的第一侧面伸出的格栅，和一些从翅片的第二侧面伸出的格栅，第二侧面的格栅相对于流体流动方向与第一侧面的格栅交替地布置。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，每个格栅组包括两个伸出第一侧面的格栅和两个伸出第二侧面的格栅。

11.根据权利要求10所述的换热器，其特征在于，每个格栅借助翅片的实体部位与相邻的格栅隔开。

12.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，第一和第三格栅组的格栅相对于第一导热管基本呈径向延伸，而第二和第四格栅组的格栅相对于第二导热管呈径向延伸。

13.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，格栅组的每个格栅相对于第一和第二导热管之间的中间在流体流动方向上伸延的中心平面呈倾斜延伸，中间格栅垂直于中心平面，并被该平面分为两等分。

14.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，格栅组的格栅在流体流动方向延伸的宽度相等，而中间格栅的宽度大于格栅组的格栅的宽度。

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