CN1228833A - 空气调节装置用热交换器 - Google Patents

Abstract

一种适用于空气调节装置的热交换器,并排设置有数个散热片(10),在该散热片(10)上贯通地排列配置有数个风上侧传热管(13)和风下侧传热管(14)。传热管(13、14)相互间隔地沿基本相同的方向延伸设置着。在风上侧传热管(13)和风下侧传热管(14)之间的散热片的中间部分设置有数个切口(15)。这些切口(15)设置在与传热管(13、14)相同的排列方向上,并沿着与上述切口(15)的排列方向(X)交叉的方向延伸。采用这种结构,可以避免经过散热片的不需要的热传导,可进一步确保散热片有足够的刚性。

Description

空气调节装置用热交换器

技术领域

本发明涉及适用于空气调节装置等的热交换器，特别是关于传热管交叉贯通设置在数个并排配置的散热片上的所谓交叉板翅式热交换器。

背景技术

借助于使用制冷回路的热泵式空气调节装置对室内供暖时，室内热交换器发挥冷凝器的作用，室外热交换器发挥蒸发器的功能。在这种场合，具有冷凝器功能的热交换器的代表为交叉板翅式热交换器，图10示出了这种类型的热交换器的以往的一个例子。在这种类型的热交换器中，由铝等热传导性能良好的金属组成的多个散热片40按规定间隔并排设置，数个发针形传热管11插入该散热片40中，同时其端部用U形连接管12相互连接在一起。采用这种结构，在上述数个散热片40的风上半侧部40a及风下半侧部40b上分别配设有数个传热管13、14，使这些传热管13、14整体交错排列。

在上述热交换器中，来自压缩机的制冷剂从入口管9分为上下两个方向流入风下侧的传热管14中，与通过散热片40的空气A之间进行热交换后，流入风上侧的传热管13中。而且，流入风上侧的传热管13中的制冷剂再与通过散热中40的空气A之间进行交换后，从上下两个方向合流并从出口管8流出，再经过减压器及蒸发器返回压缩机。

可是，流过上述热交换器的制冷剂的温度通过与空气A的热交换以及经过传热管13、14的流动而逐渐下降。图11示出了上述以往的热交换器中的发针形传热管11及U形连接管12各部分的温度。图的左侧示出了发针形传热管11及U形连接管12的连接结构，与之对应的右侧的曲线图示出了其温度。首先，在入口管9附近的温度最高，大约90℃。另一方面，在出口管8附近的温度最低，大约30℃。而从上述入口管9附近到出口管8附近，虽然制冷剂沿流路与空气A进行热交换后温度逐渐降低，但如图所示，在由虚线所包围的B部、C部，其温度变化发生紊乱。这是由于温度最高的入口管9附近的传热管(入口附近传热管)14a与温度最低的出口管8附近的的传热管(出口附近传热管)13a近位置地配置、而且两者使用同一个散热片40的缘故。即在B部，由于入口附近传热管14a沿上下配置在接近下侧出口附近传热管13a的位置，经过入口附近传热管14a流动的过热气体的热量传递给散热片40并施加给经过出口附近传热管13a流动的过冷却液，由此使温度大幅度地上升。而在C部，由于出口附近传热管13a沿上下配置在接近上侧入口附近传热管14a的位置，经过出口附近传热管13a流动的过冷却液的低温也传递给散热片40并施加给经过入口附近传热管14a流动的过热气体，由此使温度大幅度地降低。于是，通过散热片40的热传导在入口管9侧与出口管8侧之间进行，因不必要的热流而导致了作为冷凝器的热效率的显著降低。

因此，在以往技术中，提出了如图12所示的在风上侧的传热管13与风下侧的传热管14之间配置有数个狭缝41，通过该狭缝41使散热片40的风上半侧部40a与风下半侧部40b热隔开的经过改进的热交换器(参照例如特开平3-194370号公报)。

但是，散热片40上设置如图12所示的狭缝41的情况与不设置这种狭缝41的散热片40相比较，降低了该图所示的散热片40并排设置方向(传热管13、14插入的方向)上的抗弯曲刚性。这样，导致了压力加工后处理散热片40时或者把发针形传热管11插入层叠的散热片40中时等的作业性的降低。另外，在进行上述作业时，因散热片40产生变形而导致了热交换器的热交换能力降低以及通风阻力增大的问题发生。

发明概述

本发明就是为了解决上述以往技术所存在的问题而提出的，其目的是提供一种能防止通过散热片的不需要的热传导发生并能确保散热片有足够刚性的热交换器。

为了达到上述目的，本发明的热交换器，是交叉板翅式热交换器，并排设置有数个散热片，在该散热片的风上半侧部上沿特定方向贯通地排列配置有数个风上侧传热管，同时在其风下半侧部上沿与上述风上侧传热管大致相同的方向贯通地排列配置有数个风下侧传热管，另外，沿特定方向相互间隔地排列配置有数个切口，使上述散热片的风上半侧部与风下半侧部热分离，其特征是，上述切口中至少有一个沿着与上述切口的排列方向交叉的方向延伸地设置。

上述切口的排列方向与上述至少一个切口的延伸设置方向相交所成的角度为θ时，最好是θ满足5°≤θ≤175°。

在上述热交换器中，由于上述数个切口中至少有一个，最好是所有的切口都沿着与切口排列方向相交叉的方向延伸设置，所以，可以减小以切口的排列方向为弯曲中心的散热片的刚性的降低，因此，能避免经过散热片的不需要的热传导，并可确保散热片的刚性。

在一个实施例中，上述风上侧传热管与风下侧传热管整体排列成交错状，上述数个切口设置在每一相邻的风上侧传热管与风下侧传热管之间，同时延伸设置成与连接两者的中心之间的假想线相交叉。

在这种场合，由于切口设置成与连接风上侧传热管与风下侧传热管的中心之间的假想线相交叉的结构，因此，能可靠地防止经过散热片的不需要的热传导。

在一个实施例中，上述风上侧传热管与风下侧传热管，其大小做成由W1表示的大致相同的直径，上述切口延伸设置在以上述假想线为中心的其宽度用W2表示的范围内，并且有方程式0.4≤W2/W1≤1.3成立。

根据这种结构，能可靠地防止经过散热片的不需要的热传导，同时在通常使用状态下能避免散热片的刚性降低。

上述假想线上的风上侧传热管与风下侧传热管对峙的外周部之间的距离为L1时，而且上述切口从与上述假想线相交的点到假想线上的风下侧传热管的上述外周部的距离为L2时，有方程式0.2≤L2/L1≤0.8成立。于是，能进一步可靠地防止经过散热片的不需要的热传导。

在另一实施例中，在上述散热片的风上半侧部与风下半侧部上分别设置有百页板部，该百页板部以下述方式形成，其切断边缘朝通风路方向突出，同时该切断边缘的延伸设置方向与通风方向相交叉，上述切口设置在风上侧的百页板部与风下侧的百页板部之间所形成的中间部。

在这种场合，通过上述百页板部可提高热交换能力。而且，可防止经过散热片的不必要的热传导，同时可消除散热片刚性的降低。

当上述中间部在风上侧传热管与风下侧传热管并排设置的方向上的宽度为W3、延伸设置上述切口的范围的上述并排设置方向上的宽度为W4时，有方程式0.4≤W4/W3≤0.9成立。

在这种场合，可进一步可靠地防止经过散热片的不必要的热传导，同时可消除散热片刚性的降低。

进一步，沿着上述风上侧传热管或风下侧传热管的排列方向相邻并对峙地两传热管中心之间的距离为L3，另外沿上述排列方向的风上侧传热管与上述切口中心之间的距离为L4时，有方程式0.3≤L4/L3≤0.7成立。在这种场合，能可靠地防止经过散热片的不必要的热传导。

在一实施例中，高温侧制冷剂经过上述风下侧传热管流动的同时，低温侧制冷剂也通过风上侧传热管流动，另一方面，上述散热片的风上半侧部中，在风下侧传热管的风上侧形成夹在两个风上侧百页板部之间的散热片连接部。

在这种结构中，通过散热片连接部使风下侧传热管的一部分热量传递给散热片的风上半侧部，由此可以防止风上半侧部中夹在风上侧传热管之间的部分温度的异常降低。结果，能确保充分的热交换能力。

在再一实施例中，上述风上侧传热管或风下侧传热管的排列方向与上述切口的延伸设置方向所成的角度为θ时，θ满足5°≤θ≤175°。这时，最好将相邻接的切口以与风上侧传热管13或风下侧传热管14的排列方向相反地交叉延伸设置。在这种场合，可进一步可靠地防止经过散热片的不必要的热传导，同时能确保散热片有足够的刚性。

附图的简单说明

图1是使用本发明热交换器的热泵式空气调节装置的制冷回路图。

图2是本发明交换器一实施例的透视图。

图3是图2所示实施例的散热片部分的主视图。

图4是本发明交换器另一实施例的散热片部分的主视图。

图5A是表示形成图3及图4所示的散热片的切口构成的透视图。

图5B、5C、5D是表示上述切口变形例的透视图。

图6是表示切口样式与热交换能力的关系的曲线图，示出了W2/W1=0时的热交换能力值为1.0的情况相对于W2/W1各值的热交换能力。

图7是表示切口样式与热交换能力的关系的曲线图，示出了L2/L1=0.5时的热交换能力值为1.0的情况相对于L2/L1各值的热交换能力。

图8是表示切口样式与热交换能力的关系的曲线图，示出了W4/W3=0时的热交换能力值为1.0的情况相对于W4/W3值的热交换能力。

图9是表示切口样式与热交换能力的关系的曲线图，示出了L4/L3=0.5时的热交换能力值为1.0的情况相对于L4/L3各值的热交换能力。

图10是以往例的热交换器的透视图。

图11是表示以往例的热交换器传热管各部分温度的曲线图。

图12是以往例的热交换器改进例子的透视图。

实施发明的最佳形式

下文参照附图详细叙述本发明热交换器的具体实施例。

图1是备有制冷回路的热泵式空气调节装置的制冷回路图。在该图中，1是压缩机，2是四通切换阀，3是并设有室内风扇7的室内热交换器，4是毛细管等减压器，5是并设有室外风扇6的室外热交换器。另外，在该图中，8是蓄能器。该空气调节装置进行供暖运行时，四通切换阀2切换到实线一侧，驱动压缩机1。于是，制冷剂从压缩机1流经室内热交换器3、减压器4、室外热交换器5后，返回到压缩机1，上述室内热交换器3发挥冷凝器的作用，同时室外热交换器5发挥蒸发器的作用。图2虽然简要地示出了进行供暖运行时具有冷凝器功能的室内热交换器3的构造，但是，与图10所示的以往的热交换器构件相同的构成部件标有同样的符号。该室内热交换器3的构造除了散热片10的形状外，与图10所示的以往技术相同。即是说，由例如铝等热传导性能良好的金属组成的多个散热片10按规定间隔并排设置，数个发针形传热管11插入该散热片中，同时其端部用U形连接管12相互连接在一起。采用这种结构，在上述数个散热片10的风上半侧部10a及风下半侧部10b上分别配设有数个传热管13、14，使这些传热管13、14为整体交错排列。来自压缩机1的制冷剂从入口管9分为上下两个方向流入风下侧的传热管14中，与经过散热片10流动的空气A之间进行热交换之后，流入风上侧的传热管13中。流入风上侧的传热管13中的制冷剂与经过散热片10流动的空气A之间进行再次热交换之后，从上下两个方向合流到一起，并从出口管18流出，然后经过减压器4和蒸发器5再返回到压缩机1。

下文利用图3详细说明上述室内热交换器3的散热片10。该图所示的13是风上侧传热管，而14是风下侧传热管。图中示出了其断面。这些传热管13、14的直径相同，并且直径的大小用图中的W1来表示。在图中，15是切口。该切口15以与连接相邻的上述风上侧传热管13和风下侧传热管14的中心之间的假想线20交叉的方式延伸设置。其交叉位置是，当上述假想线20上的风上侧传热管13和风下侧传热管14相对峙的外周部之间的距离为L1、从上述风下侧传热管14的上述外周部到上述交叉位置的距离为L2时，有下式成立：

0.2≤L2/L1≤0.8

所设置的上述切口15的范围是，当以上述假想线20为中心时，其宽度W2满足下式：

0.4≤W2/W1≤1.3

进一步，上述切口15按下述范围设置，即当风下侧传热管14的排列方向与切口1 5所夹的角为θ时，5°≤θ≤1 75°，同时，相邻的切口15之间如图3所示那样，以相互反向并与上述排列方向交叉的方式设置。另外其具体形状可以由图5A所示的长圆孔构成。由于风下侧传热管14与风上侧传热管13大致相互平行地排列着，所以将上述切口15也设置成相对于风上侧传热管13的排列方向也具有同样的夹角。

在上述构成的热交换器中，在散热片10上延伸设置着数个切口15。这些切口15沿着风下侧传热管14或风上侧传热管13的排列方向并列地配置，同时，其延伸方向与上述排列方向成5°～175°的规定角度。因此，切口15的延伸方向与排列方向X不一致，可以避免使排列方向X为弯曲中心的散热片10的刚性的降低。从而提高了散热片10使用时的作业性，同时可防止因散热片10的变形而引起的热交换性能的降低及通风阻力的增加。

另外，在上述热交换器中，通过在风上侧传热管13与风下侧传热管14之间的散热片10上设置切口15，可防止从散热片10的风下半侧部10b向风上半侧部10a的不必要的热传导。并且，当上述传热管13、14的直径为W1、设置切口15的区域的宽度为W2时，0.4≤W2/W1。于是，能可靠地抑制上述的不必要的热传导，如图6曲线图所示那样，能充分发挥热交换能力。另外，由于W2/W1≤1.3，在通常使用状态下可避免散热片10的刚性降低。再者，由于0.2≤L2/L1≤0.8，使得上述切口15设置在假想线20的中央部，由此，如图7的曲线图所示的那样，能充分发挥热交换能力。

图4示出了本发明另一实施例。图4中与图3所示实施例的构成部件相同的构成部件标有同样的符号。在该热交换器中，在散热片100的风上半侧部100a上设有风上侧百页板部16、17，在风下半侧部100b上设有风下侧百页板部18。这些百页板部16、17、18是从散热片100的表面让其一部分隆起而形成的所谓切缝型(参照图5B)，其切断的边缘16a、17a、18a以朝空气A的通风路方向突出并与该通风方向A交叉的方式形成。并且在散热片100的风上半侧部100a上，在风下侧传热管14的风上侧(图4的左侧)形成散热片连接部19，该散热片连接部19夹在风最下侧所设置的两个风上侧百页板部16、17之间。在散热片100上，在风最下侧的风上侧百页板部16、17与风最上侧的风下侧百页板部18之间所形成的中间部上，排列地配置有数个切口15，这些切口15与连接相邻并对峙的风上侧传热管13和风下侧传热管14的中心之间的假想线20相交。并且，当上述中间部的宽度为W3时，上述切口15在下述方程式成立的前提下设置在该中间部的中央部宽度为W4的区域中：

0.4≤W4/W3≤0.9

另外，上述切口15的排列方向X与风下侧传热管14的排列方向大致平行，因此也与风上侧传热管13的排列方向大致平行。如果沿该排列方向的风上侧传热管13与风下侧传热管14中心之间的距离为L3，沿相同方向的风上侧传热管13与上述切口15的中心之间的距离为L4，则上述切口15设置在下述方程式成立的位置：

0.3≤L4/L3≤0.7

进一步，上述切口15还以下述方式形成，其排列方向X与延伸方向所成的角度θ为5°～175°，并且，相邻切口15的延伸方向彼此相反。

在上述构成的热交换器中，由于在散热片100的表面上设有百页板部16、17、18，其边缘16a、17a、18a朝空气A的通风路方向突出，因此，提高了散热片100的放热效率，并提高了热交换能力。另外，通过在能提高热交换能力的室内热交换器上设置切口15，可以防止通过散热片100的不必要的热传导。而且，与利用图3说明的实施例的情况相同，切口15沿风下侧传热管14或风上侧传热管13的排列方向排列地配置，并且，其延伸方向与上述排列方向成5°～175°的规定角度。因此，切口15的延伸设置方向与排列方向X不一致，可以避免以排列方向为弯曲中心的散热片100的刚性降低。结果，可提高散热片100使用时的作业性。

另外，在上述热交换器中，通过在风上侧传热管13与风下侧传热管14之间的散热片100上设置切口15，可以防止从散热片100的风下半侧部100b向风上半侧部100a的不必要的热传导，并且，风上侧百页板部16、17与风下侧百页板部18之间所形成的中间部的宽度为W3、设置切口15的区域的宽度为W4时，0.4≤W4/W3。由此，能可靠地抑制上述不需要的热传导。如图8曲线所示那样，与图3所示的上述实施例的情况相同，能充分发挥热交换能力。再者，由于W4/W3≤0.9，所以，可避免散热片100的刚性降低。进一步，由于0.3≤L4/L3≤0.7，上述切口15设置在假想线20的中央部，因此，这种情况与图3所示实施例的情况一样，如图9的曲线所示那样，能充分发挥热交换能力。

另外，由于设置有百页板部16、17、18的散热片100与经过的空气A之间的热交换能力高，特别是其风上半侧部100a的风上侧传热管13彼此的中间部的温度很容易下降，因此，有不能充分发挥热交换能力的场合。但是，在本实施例中，由于在风下侧传热管14的风上侧设有散热片连接部19，因此，有高温制冷剂流过的风下侧传热管14的一部分热量可通过上述散热片连接部19传递给风上半侧部100a。结果，可防止风上半侧部的上述部分的异常低温化，提高了热交换能力。

以上，虽然对本发明的具体实施例进行了说明，但是，本发明并不限于上述形式，在本发明的范围内可以做出各种各样的变更。例如，上述切口15除了采用图5A所示的长圆孔结构以外，也可以采用如图5B所示的让散热片一部分隆起的切缝结构，或采用如图5C所示的让一侧凹陷(或隆起)的百页窗结构，还可以采用如图5D所示的在长圆孔的周围设有凸缘的内缘翻边型结构。在任何一种情况下，都应在散热片10、100上形成切口15，通过该切口15可防止从散热片10、100的风下半侧部10b、100b向风上半侧部10a、100a的不需要的热传导。另外，虽然上文对供暖时作为冷凝器功能的室内热交换器3上设置切口1 5的情况进行了说明，但是，在制冷时也可以在作为冷凝器功能的室外热交换器5上设置该切口15。

工业上的应用

本发明的热交换器适用于备有制冷回路的热泵式空气调节装置等。

Claims (10)

1、一种热交换器，是交叉板翅式热交换器，并排设置有数个散热片(10、100)，在该散热片(10、100)的风上半侧部(10a、100a)上沿特定方向贯通地排列配置有数个风上侧传热管(13)，同时在其风下半侧部(10b、100b)上沿与上述风上侧传热管(13)大致相同方向贯通地排列配置有数个风下侧传热管(14)，另外，沿特定方向相互间隔地排列配置有数个切口(15)，使上述散热片(10、100)的风上半侧部(10a、100a)与风下半侧部(10b、100b)热分离，其特征是，上述切口(15)中至少有一个沿着与上述切口(15)的排列方向(X)交叉的方向延伸地设置。

2、根据权利要求1所述的热交换器，其特征是，上述风上侧传热管(13)与风下侧传热管(14)整体排列成交错状，上述数个切口(15)设置在相邻的风上侧传热管(13)与风下侧传热管(14)之间，同时延伸设置成与连接风上侧传热管(13)与风下侧传热管(14)的中心之间的假想线(20)相交叉。

3、根据权利要求2所述的热交换器，其特征是，上述风上侧传热管(13)与风下侧传热管(14)，其大小做成由W1表示的大致相同的直径，上述切口(15)延伸设置在以上述假想线(20)为中心的其宽度用W2表示的范围内，并且有方程式0.4≤W2/W1≤1.3成立。

4、根据权利要求2所述的热交换器，其特征是，上述假想线(20)上的风上侧传热管(13)与风下侧传热管(14)相对峙的外周部之间的距离为L1时，而且上述切口(15)从与上述假想线(20)相交的点到假想线(20)上的风下侧传热管(14)的上述外周部的距离为L2时，有方程式0.2≤L2/L1≤0.8成立。

5、根据权利要求1所述的热交换器，其特征是，在上述散热片(100)的风上半侧部(100a)与风下半侧部(100b)上分别设置有百页板部(16、17；18)，该百页板部(16、17；18)以下述方式形成，其切断边缘(16a、17a；18a)朝通风路方向突出，同时该切断边缘(16a、17a；18a)的延伸设置方向与通风方向相交叉，上述切口(15)设置在风上侧的百页板部(16、17)与风下侧的百页板部(18)之间所形成的中间部。

6、根据权利要求5所述的热交换器，其特征是，当上述中间部在风上侧传热管(13)与风下侧传热管(14)并排设置的方向上的宽度为W3、延伸设置上述切口(15)的范围的上述并排设置方向上的宽度为W4时，有方程式0.4≤W4/W3≤0.9成立。

7、根据权利要求5所述的热交换器，其特征是，沿着上述风上侧传热管(13)或风下侧传热管(14)的排列方向相邻并对峙地两传热管(13与14)中心之间的距离为L3，另外沿上述排列方向的风上侧传热管(13)与上述切口(15)中心之间的距离为L4时，有方程式0.3≤L4/L3≤0.7成立。

8、根据权利要求5所述的热交换器，其特征是，高温侧制冷剂经过上述风下侧传热管(14)流动的同时，低温侧制冷剂也通过风上侧传热管(13)流动，另一方面，在上述散热片(100)的风上半侧部(100a)中，在风下侧传热管(14)的风上侧形成夹在两个风上侧百页板部(16、17)之间的散热片连接部(19)。

9、根据权利要求2所述的热交换器，其特征是，上述风上侧传热管(13)或风下侧传热管(14)的排列方向与上述至少一个切口(15)的延伸设置方向所成的角度为θ时，θ满足5°≤θ≤175°。

10、根据权利要求9所述的热交换器，其特征是，将相邻接的切口(15)以与风上侧传热管(13)或风下侧传热管(14)的排列方向相反地交叉延伸设置。

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