CN117157500A - 热交换器 - Google Patents

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水上彰久
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Abstract

在循环于冷冻循环中的制冷剂和外部空气之间进行热交换的热交换器(100)具有被设置为平行排列并供制冷剂流通的多个管(1)和设置于相邻的管(1)之间并供外部空气流通的鳍片(3)，鳍片(3)具有与相邻的管(1)的一方和另一方交替抵接的多个接触部(31)、为了连接相邻的管(1)之间而连接相邻的接触部(31)的多个壁部(32)、接触部(31)和壁部(32)延长而从管(1)向外部空气流动方向的上游突出而成的延长部(35)、和沿外部空气流动方向连续地设置于壁部(32)的多个导风部(36)，外部空气流动方向的最上游的导风部(36)的下游端部(36b)位于比管(1)的外部空气流动方向的前端(12)更靠近上游的位置。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器。
背景技术
JP5563162B公开了一种车辆用空调装置的室外热交换器，其具有多个扁平管和设置于相邻的扁平管之间的波纹鳍片，波纹鳍片的板部具有多个导风部(louver)，板部具有比板部和扁平管的接合区域更向迎风侧突出的延长部。
发明内容
然而，在JP5563162B的室外热交换器中，在车辆用空调装置进行制热运行时，可能会出现外部空气所含有的水蒸气冷却，存在延长部结霜的忧虑。若延长部结霜，则外部空气无法直接接触扁平管，因此室外热交换器的热交换性能下降。
本发明的目的在于抑制热交换器的热交换性能的下降。
根据本发明的某一方式，在循环于冷冻循环过程中的制冷剂和外部空气之间进行热交换的热交换器具有：管，其被设置为平行排列多个，供制冷剂流通；以及鳍片，其设置于相邻的所述管之间，供外部空气流过，所述鳍片具有与相邻的所述管的一方和另一方交替抵接的多个接触部、为了连接相邻的所述管部而连接相邻的所述接触部的多个壁部、所述接触部和所述壁部延长而从所述管向外部空气流动方向的上游突出而成的延长部、和沿所述外部空气流动方向连续地设置于所述壁部的多个导风部(louver)，所述壁部具有形成为平板状的平板部、和从所述平板部朝向所述接触部弯曲为圆弧状的圆弧部，所述导风部由在所述延长部中形成于所述外部空气流动方向的最上游的第一导风部、和在比所述管的所述外部空气流动方向的上游端部更靠近下游侧的位置中形成于比所述第一导风部更靠近所述外部空气流动方向的下游侧的位置的第二导风部构成，所述第一导风部和所述第二导风部形成为具有与所述平板部的高度方向上的整个高度相同的高度，所述第一导风部的下游端部位于比所述管的所述外部空气流动方向的前端更靠近上游的位置，在所述下游端部的整个高度方向上形成为相同的切起高度。
在上述方式中，鳍片具有从管向外部空气流动方向的上游突出的延长部、和沿外部空气流动方向连续地设置于壁部的多个导风部。由此，若在外部空气温度低的情况下进行制热运行，则可能出现外部空气所含有的水蒸气冷却，在外部空气流动方向的最上游的第一导风部产生结霜的情况。然而，结霜集中产生于最上游的第一导风部，因此，可以使得位于最上游第一导风部的下游的第二导风部不易产生结霜。此外，最上游的第一导风部的下游端部位于比管的外部空气流动方向的前端更靠近上游的位置，因此即使在该第一导风部产生结霜，也会在第一导风部和管之间留有间隙。因此，从该间隙进入的外部空气经过管之间，从而可以进行制冷剂和外部空气之间的热交换。因此，可以抑制热交换器的热交换性能的下降。
附图说明
图1为本发明的实施方式的热交换器的主视图。
图2为用于说明管和鳍片的主视放大图。
图3为用于说明管和鳍片的立体图。
图4为图2中的IV-IV剖视图。
图5为图2中的V-V剖视图。
图6为用于说明热交换器的作用的图。
图7为用于说明热交换器的作用的图。
图8为用于说明在比较例的鳍片产生结霜的情况的示意图。
图9为用于说明在鳍片产生结霜的情况的示意图。
图10为用于说明鳍片的变形例的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的热交换器100进行说明。
首先，参照图1，对热交换器100的整体结构进行说明。图1为热交换器100的主视图。
热交换器100搭载于车辆(省略图示)。热交换器100为空调装置(省略图示)的冷冻循环中的室外热交换器。在热交换器100中，循环于冷冻循环中的制冷剂和外部空气之间进行热交换。热交换器100在空调装置进行制冷运行时作为冷凝器发挥功能，在空调装置进行制热运行时作为蒸发器发挥功能。
热交换器100具有多个管1、一对箱体2a、2b和多个鳍片(fin)3。管1、箱体2a、2b和鳍片3由铝等金属形成，通过钎焊等来彼此接合而成为一体。
管1设置为平行排列，隔着间隔而层叠。管1内形成有供制冷剂流通的流路。管1配置为与鳍片3抵接的热交换面11成为水平。
箱体2a和箱体2b配置为分别与管1的长度方向的两端部相连接。箱体2a和箱体2b分别配置为在长度方向上连接于多个管1。箱体2a和箱体2b暂时存储制冷剂。
循环于冷冻循环中而用于空气调节后的制冷剂流入箱体2a。流入箱体2a的制冷剂分别流通于多个管1内。制冷剂在流通于管1时，与外部空气进行热交换。
流通于管1内的制冷剂流入箱体2b。流入箱体2b的制冷剂再次循环于冷冻循环中而用于空气调节。
鳍片3设置于相邻的管1之间，与管1交替层叠。鳍片3沿管1的长度方向形成为波状，与相邻的两个管1接合。通过车辆的行使或者室外风扇(省略图示)来导入的外部空气经过多个管1和鳍片3的周围。因此，在管1的内部流通的制冷剂可以通过管1的表面和鳍片3来与外部空气进行热交换。如上所述般，鳍片3促进制冷剂和外部空气之间的热交换。
热交换器100的多个管1和鳍片3作为在经过周围的外部空气和管1的内部流动的制冷剂之间进行热交换的芯部9而发挥功能。
而后，参照图2至图5，详细说明鳍片3。图2为用于说明管1和鳍片3的主视放大图。图3为用于说明管1和鳍片3的立体图。图4为图2中的IV-IV剖视图。图5为图2中的V-V剖视图。
如图2和图3所示，鳍片3具有接触部31、壁部32、延长部35和导风部(louver)36。接触部31和壁部32连接为波状。
如图2所示，接触部31设置为多个，交替抵接于相邻的管1的一方和另一方。接触部31形成为平板状。接触部31通过钎焊等来与管1的热交换面11接合。
壁部32设置为多个，连接相邻的接触部31，以连接相邻的管1。壁部32具有平板部33和圆弧部34。
平板部33形成为平板状。平板部33相互交替地向相反方向倾斜排列。导风部36设置于平板部33。
圆弧部34从平板部33朝向接触部31弯曲为圆弧状。通过设置圆弧部34，来利用平滑的曲面连接平板部33和接触部31。
如图3所示，接触部31和壁部32延长而从管1向外部空气流动方向的上游突出，由此形成延长部35。
如图4所示，延长部35中的没有设置有导风部36的平面部35a的长度LP[mm]比延长部35中的设置有导风部36的导风部形成部35b的长度LL[mm]短。这是因为若延长部35中的平面部35a的长度长，则会存在热交换性能变差的忧虑。
如图4和图5所示，多个导风部36沿外部空气流动方向连续地设置于平板部33。外部空气流动方向的最上游的导风部36的下游端部36b为位于比管1的外部空气流动方向的前端12更靠近上游的位置的直线状的切起端部。即，外部空气流动方向的最上游的导风部36(第一导风部)整体位于比管1的外部空气流动方向的前端12更靠近上游的位置。此外。在图3中，位于作为导风部36直线状切起端部的、下游端部36b上下的三角形部分为连接导风部36的下游端部36b和鳍片3的壁部32的部位。即，在图3中，下游端部36b为导风部36中的被直线状地切起的下游侧的端部，不包括上下的三角形部分。
如图5所示，外部空气流动方向的最上游的导风部36为只有下游端部36b在壁部32的一方的侧面切起的单导风部(单侧开口导风部)361。在单导风部361的下游连续设置的其他的导风部36(第二导风部)为在下游端部36b在壁部32的一方的侧面切起的同时，上游端部36a在壁部32的另一方的侧面切起的双导风部(两侧开口导风部)362。
此外，导风部36不形成于圆弧部34。导风部36形成于壁部32中的平板部33的整个高度方向。由此，可以将导风部36形成为具有与平板部33的整体的高度H[mm](参照图2)一样大的高度，因此可以防止外部空气旁通导风部36而流向下游。因此，可以防止在外部空气流动方向的下游结霜。
在各个壁部32中，位于比管1的前端12更靠近上游的位置的导风部36的下游端部36b的数量为一个。即，整体突出至比管1的前端12更靠近上游的位置的导风部36的数量为一个。可以设置两个以上的整体突出至比管1的前端12更靠近上游的位置的导风部36，但结霜集中产生于最上游的导风部36，因此不会在第二个导风部36产生大量的结霜。因此，在热交换器100中，通过设置一个整体向比管1的前端12更靠近上游的位置突出的导风部36，来在抑制外部空气的流通阻力的上升的同时抑制热交换性能的降低。
而后，参照图6至图9，来说明热交换器100的作用。图6为用于说明热交换器100的作用的图，是示出产生结霜F前的状态的图。图7为用于说明热交换器100的作用的图，是示出产生结霜F后的状态的图。图8为用于说明在比较例的鳍片产生结霜F的情况的示意图。图9为用于说明在鳍片3产生结霜F的情况的示意图。
如图6所示，鳍片3具有从管1向外部空气流动方向的上游突出的延长部35、和以沿外部空气流动方向连续的方式设置于壁部32的多个导风部36。在不在热交换器100产生结霜F的通常的状态下，外部空气经过管10之间。因此，在管1的内部流通的制冷剂通过管1的表面和鳍片3，来与外部空气进行热交换。
如图7所示，若在外部空气温度低的情况下进行制热运行，则会出现外部空气所含有的水蒸气冷却，存在在外部空气流动方向的最上游的导风部36产生结霜F的忧虑。
若具体地进行说明，则在图8示出的比较例中，没有整体向比管1的前端12更靠近上游的位置突出的导风部36。在该情况下，集中产生于最上游的导风部36的结霜F接触管1的前端12，会存在堵塞外部空气的流路的忧虑。
与之相对地，如图9所示，在热交换器100中，最上游的导风部36的下游端部36b位于比管1的外部空气流动方向的前端12更靠近上游的位置。因为结霜F集中产生于最上游的导风部36，所以可以使得最上游的导风部36的下游不易产生结霜F。即使结霜F集中产生于最上游的导风部36，也会在最上游的导风部36和管1的前端12之间留有间隙。因此，从该间隙进入的外部空气经过管1之间，从而可以进行制冷剂和外部空气之间的热交换。因此，可以抑制热交换器100的热交换性能的下降。
而后，即使结霜F变大而堵塞与管10的前端12之间的间隙，也可以在间隙被完全堵塞之前通过热交换器100来进行制冷剂和外部空气之间的热交换。因此，可以延长可以使用热交换器100的时间。
在结霜F变大而堵塞与管10的前端12之间的间隙的情况下，例如进行使冷冻循环的被压缩机(省略图示)压缩的高温的制冷剂流通于管1内的除霜运行(热气运行)。由此，在外部空气流动方向下游的结霜F较薄的位置，若进行除霜运行，则结霜F立即融化成水。
此时，管1配置为与鳍片3抵接的热交换面11成为水平。结霜F为多孔质体，因此附着于外部空气流动方向下游的水沿热交换面11而移动至外部空气流动方向上游，因毛细现象而被在最上游的导板部36产生的结霜F吸收。而后，产生于延长部35的结霜F融化，完成除霜。如上所述般，最上游的导风部36的下游端部36b位于比管1的外部空气流动方向的前端12更靠近上游的位置，因此容易进行除霜运行时的排水。
根据以上的实施方式，可发挥如下所示效果。
在循环于冷冻循环中的制冷剂和外部空气之间进行热交换的热交换器100具有：管1，其被设置为平行排列多个，供制冷剂流通；以及鳍片3，其设置于相邻的管1之间，供外部空气流通，鳍片3具有与相邻的管1的一方和另一方交替抵接的多个接触部31、为了连接相邻的管1之间而连接相邻的接触部31的多个壁部32、接触部31和壁部32延长而从管1向外部空气流动方向的上游突出而成的延长部35、和沿外部空气流动方向连续地设置于壁部32的多个导风部36，壁部32具有形成为平板状的平板部33、和从平板部33朝向接触部31弯曲为圆弧状的圆弧部34，导风部36由在延长部35中形成于外部空气流动方向的最上游的第一导风部、和在比管1的外部空气流动方向的上游端部更靠近下游侧的位置中形成于比第一导风部更靠近外部空气流动方向下游侧的位置的第二导风部构成，第一导风部和第二导风部形成为具有与平板部33的高度方向上的整个高度相同的高度，第一导风部的下游端部36b位于比管1的外部空气流动方向的前端更靠近上游的位置，在下游端部36b的整个高度方向上形成为相同的切起高度。
在该结构中，鳍片3具有从管1向外部空气流动方向的上游突出的延长部35、和沿外部空气流动方向连续地设置于壁部32的多个导风部36。由此，若在外部空气温度低的情况下进行制热运行，则可能出现外部空气所含有的水蒸气冷却，在外部空气流动方向的最上游的第一导风部产生结霜F的情况。然而，结霜F集中产生于最上游的第一导风部，因此，可以使得位于最上游的第一导风部的下游的第二导风部不易产生结霜F。此外，最上游的第一导风部的下游端部36b位于比管1的外部空气流动方向的前端12更靠近上游的位置，因此即使在该第一导风部产生结霜F，也会在第一导风部和管1之间留有间隙。因此，从该间隙进入的外部空气经过管1之间，从而可以进行制冷剂和外部空气之间的热交换。因此，可以抑制热交换器100的热交换性能的下降。
而后，即使结霜F变大而堵塞与管10的前端12之间的间隙，也可以在间隙被完全堵塞之前通过热交换器100来进行制冷剂和外部空气之间的热交换。因此，可以延长可以使用热交换器100的时间。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅示出了本发明的适用例的一部分，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式的具体结构。
例如，在上述实施方式中，外部空气流动方向的最上游的导风部36为单导风部361，设置于单导风部361的下游的其他的导风部36为双导风部362。然而，如图10所示，外部空气流动方向的最上游的导风部36也可以是与其他的导风部36相同的双导风部362。在该情况下，也与上述实施方式相同地，可以抑制热交换器100的热交换性能的下降。

Claims (6)

1.一种热交换器，其在循环于冷冻循环过程的制冷剂和外部空气之间进行热交换，其特征在于，具有：
平行排列地设置的多个管，供制冷剂流通；以及
鳍片，其设置于相邻的所述管之间，供外部空气流过，
所述鳍片具有：
与相邻的所述管的一方和另一方交替抵接的多个接触部；
为了连接相邻的所述管之间而连接相邻的所述接触部的多个壁部；
所述接触部和所述壁部延长而从所述管向外部空气流动方向的上游突出而成的延长部；以及
沿所述外部空气流动方向连续地设置于所述壁部的多个导风部，
所述壁部具有形成为平板状的平板部和从所述平板部朝向所述接触部弯曲为圆弧状的圆弧部，
所述导风部由在所述延长部中形成于所述外部空气流动方向的最上游的第一导风部和在比所述管的所述外部空气流动方向的上游端部更靠近下游侧的位置中形成于比所述第一导风部更靠近所述外部空气流动方向的下游侧的位置的第二导风部构成，
所述第一导风部和所述第二导风部形成为具有与所述平板部的高度方向上的整个高度相同的高度，
所述第一导风部的下游端部位于比所述管的所述外部空气流动方向的前端更靠近上游的位置，在所述下游端部的整个高度方向上形成为相同的切起高度。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述第一导风部为只有所述下游端部在所述壁部的一方的侧面切起的单导风部，
所述第二导风部为所述下游端部在所述壁部的一方的侧面切起的同时上游端部在所述壁部的另一方的侧面切起的双导风部。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述延长部中的没有设置有所述第一导风部的平面部的长度比所述延长部中的设置有所述第一导风部的导风部形成部的长度短。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，
在各个所述壁部中，位于比所述管的所述前端更靠近上游的位置的所述第一导风部的所述下游端部的数量为一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述管配置为与所述鳍片相抵接的热交换面成为水平。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述壁部具有朝向所述接触部弯曲为圆弧状的圆弧部，
所述导风部不形成于所述圆弧部。
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