CN1645028A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减少压力损失、抑制由于堆积灰尘或发生结霜等造成的传热性能随时间恶化的热交换器。该热交换器包括以规定间隔平行排列的多片平板散热片(10)，和贯通该平板散热片(10)并且在内部通过冷媒的传热管(20)，从平板散热片(10)的前缘在通过的空气之间进行热交换，在这样的热交换器中，在传热管(20)的送风方向前方，形成从平板散热片(10)切开翻起的翼部(11)，该翼部从根部向前端逐渐变窄，使通过的空气产生纵向涡流(S)，在传热管(20)的送风方向后方，形成从平板散热片(10)切开翻起的翼片(12)。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器，比如涉及适用于自动售货机、商品陈列橱等中的列管散热片式热交换器。
背景技术
如在图15中所示，现有的所谓列管散热片式热交换器是已知的，这种热交换器包括以规定间隔平行排列的多片平板100和贯通了平板100且在内部循环着冷媒的传热管110，该热交换器向平板100送风，使空气和冷媒之间进行热交换。
在这样的列管散热片式热交换器中，为了提高热交换的性能，比如在图16中所示，提出了各种平板散热器100，其在传热管110和传热管110之间，形成被称作百叶窗的微小的切开翻起103(参照专利文献1和专利文献2)。
专利文献1：特开平11-281279号公报
专利文献2：特开2001-141383号公报
发明内容
但是，形成了这样的切开翻起103的所谓百叶窗虽然效率良好，却由于切开翻起103的表面上的空气流动紊乱，使摩擦阻力加大，从而使压力损失加大。由于灰尘的堆积或者结霜的发生，随着时间的进程会使传热性能变差。而且很难维持在薄的平板散热片的表面上形成的微小的切开翻起。
鉴于以上的情况，本发明的目的是提供一种热交换器，能够降低压力损失，抑制由于灰尘的堆积或结霜而造成的传热性能随时间变差的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面的热交换器包括以规定间隔平行排列的多片平板散热片和贯通该平板散热片且在内部通过冷媒的传热管，在与从所述平板散热片的前边缘通过所述平板散热片相互间的空气之间进行热交换，其特征在于，在传热管的送风方向前方，从平板散热片切开翻起形成翼部，该翼部从根部向前端部逐渐变窄，并使通过的空气产生纵向涡流，在传热管的送风方向的后方，形成从平板散热片切开翻起的翼片。
涉及本发明第2方面的热交换器，其特征在于，以生成与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式，设定所述翼片的倾角。
涉及本发明第3方面的热交换器，其特征在于，以通过的空气的偏转成分和旋转成分为同步的方式，设定在送风方向最后列的传热管的送风方向后方形成的翼片的倾角。
涉及本发明第4方面的热交换器，其特征在于，所述平板散热片是从以规定间隔连续地形成所述翼部和所述翼片的薄板切割分开而制造的。
根据本发明第1方面的热交换器，由于在传热管送风方向的前方从平板散热片向上切开翻起形成了从基部向前端逐渐变窄的、能够使通过的空气产生纵向涡流的翼部，所以在平板散热片的表面上的送风方向，形成了向前翼片内侧呈漩涡状流动的纵向涡流，此纵向涡流与在传热管根部形成的马蹄状涡流相互干扰增强了纵向涡流并将其引导到传热管周围。另外，由于在传热管送风方向的后方，从平板散热片向上切起形成翼片，将空气引导到传热管送风方向后方的死区中。因此，能够使在传热管周围的温度边界层变薄，抑制在传热管送风方向后方形成死区，促进传热管送风方向后方的传热。
根据本发明第2方面的热交换器，由于以生成与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式，设定所述翼片的倾角。能够在横切过翼片的空气流动中产生偏向翼片前端的较强的旋转成分，将空气引导到传热管送风方向后方的死区中。因此，在平板散热片上产生纵向涡流的同时，还能够使在传热管送风方向后方的死区中发展的温度边界层变薄，促进在传热管送风方向后方死区中的传热。
根据本发明第3方面的热交换器，由于以通过的空气的偏转成分和旋转成分为同步的方式，设定在送风方向最后列的传热管的送风方向后方形成的翼片的倾角，所以抑制了在传热管送风方向后方生成死区。因此促进了在送风方向最后列传热管送风方向后方的传热。
根据本发明第4方面的热交换器，所述平板散热片是从以规定间隔连续地形成所述翼部和所述翼片的薄板切割分开而制造的。所以能够以良好的效率制造平板散热片。
附图说明
图1是说明本发明实施例1的热交换器的平板散热片的平面图；
图2是将图1所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图；
图3是说明在平板散热片上产生纵向涡流的立体图；
图4是说明在平板散热片上产生的纵向涡流和在传热管周围产生的马蹄状涡流的立体图；
图5是说明第一翼片的作用的立体图；
图6是说明在平板散热片上产生的纵向涡流、在传热管周围产生的马蹄状涡流和第一翼片的作用的立体图；
图7是说明第二翼片的作用的立体图；
图8是说明本发明实施例2的热交换器的平板散热片的平面图；
图9是将图6所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图；
图10是说明图6所示平板散热片的制造方法的平面图；
图11是说明本发明实施例3的热交换器的平板散热片的平面图；
图12是将图11所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图；
图13是说明本发明实施例4的热交换器的平板散热片的平面图；
图14是将图12所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图；
图15是现有技术的热交换器的立体图；
图16是现有技术的热交换器的平板散热片的平面图。
符号说明：10平板散热片；11翼部；12第一翼片；13第二翼片；20传热管；30平板散热片；31翼部；32翼片；40传热管；50平板散热片；51翼部；52翼片；60传热管；70平板散热片；71翼部；72翼片；80传热管；H马蹄状涡流；S纵向涡流；α迎角；β倾角；γ倾角。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的热交换器的优选实施例。然而本发明并不限于这些实施例。
实施例1
基于图1～图6说明本发明实施例1的热交换器。图1是说明本发明实施例1的热交换器的平板散热片的平面图；图2是将图1所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图；图3是说明在平板散热片上产生纵向涡流的立体图；图4是说明在平板散热片上产生的纵向涡流和在传热管周围产生的马蹄状涡流的立体图；图5是说明第一翼片的作用的立体图；图6是说明在平板散热片上产生的纵向涡流、在传热管周围产生的马蹄状涡流和翼片的作用的立体图；图7是说明第二翼片的作用的立体图。
实施例1的热交换器与在图9中所示的是同样的，具有以规定间隔平行层叠的多片平板散热片10，以及图1所示的贯通平板散热片10、且在内部循环冷媒的传热管20，向平板散热片10送风，在空气和在传热管20的内部循环的冷媒之间进行热交换。
平板散热片10的厚度通常在0.5mm以下，是由铝合金的薄板冲压制造的，但本实施例的平板散热片10是将0.3mm的薄板冲压制造的。
在此平板散热片10的送风方向上呈交叉网格状设置有两列传热管20。在传热管20送风方向的前方，从平板散热片10切开翻起形成翼部11。翼部11呈等边三角形的形状，从根部向前端逐渐变窄，其前端(顶点)突出至从传热管20的中心开始的送风方向的延长线上，在翼部11上产生的纵向涡流S没有崩溃的范围内(未失速范围内)相对于送风方向具有迎角α。
相对于送风方向前列的传热管20的送风方向，在的斜后方，从平板散热片10切开翻起形成第一翼片12。以产生与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式设定该第一翼片12的倾角β(从送风方向看，相对于传热管20呈倒八字状)。
相对于送风方向后列(最后列)的传热管20的送风方向，在斜后方从平板散热片10切开翻起形成第二翼片13。以通过空气的偏向成分和旋转成分同步的方式设置该第二翼片13的倾角γ(从送风方向看，相对于传热管20呈正八字状)。
然后，将如此形成的平板散热片10的表面进行勃姆石处理(ベ一マ一ト処理)或者通过涂布浸水性涂料进行亲水性处理。
当向该热交换器送风时，如在图3上所示，在相对于流动的空气(送风方向)具有迎角α的平板散热片10的翼部11两侧，产生在翼部11的内侧旋转的一对纵向涡流S，而如在图4中所示，在传热管20的根部，生成与纵向涡流S在同一方向旋转的马蹄状涡流H。纵向涡流S受马蹄状涡流H的影响，在促进纵向涡流S的强大的同时，将纵向涡流S引导到传热管20的根部。
由于纵向涡流S将空气向下吹到平板散热片10的表面上，能够使温度边界层变薄。而由于马蹄状涡流H将纵向涡流引导至传热管20的根部，能够抑制在送风方向的后方形成死区，恢复传热管20在送风方向后方的传热。
而如在图5中所示，在横切配置于送风方向前方的传热管20的斜后方的第一翼片12而流动的空气中，在第一翼片12的前端生成偏转的强烈旋转成分，将空气引导到传热管20在送风方向后方的死区。因此，如在图6中所示，与在平板散热片10的翼部11上产生的纵向涡流S一起，能够使在传热管20送风方向后方的死区中发展起来的温度边界层变薄。从而能够恢复在传热管20送风方向后方死区的传热。
特别如在图7中所示，在送风方向后列(最后列)的、传热管20的斜后方配置的第二翼片13中，通过的空气偏转成分和旋转成分是同步的，抑制了在传热管20的送风方向后方形成死区。因此，在平板散热片10的翼部11上产生纵向涡流的同时，能够使在传热管20送风方向后方的死区内发展的温度边界层变薄。从而能够恢复传热管20送风方向后方死区的传热。
由于在翼部11上产生的纵向涡流S，使在传热管20送风方向前方产生的沉淀点附近流过的空气加速，这就能够抑制灰尘的堆积和发生结霜。特别是，由于在平板散热片10的表面进行了亲水性处理，含有水分的空气即使与翼部11相冲突也不会结霜，就不会由于纵向涡流S引起传热促进效果恶化使得增加压力损失。
从而，根据实施例1的热交换器，通过翼部11、第一翼片12和第二翼片13，能够恢复送风方向前列的传热管20在送风方向后方的死区和送风方向后列的传热管20在送风方向后方死区中的传热，热交换器就发挥了高的传热性能。
这样的热交换器与现有技术的热交换器不同，由于没有通过百叶窗造成的紊流，空气流不会被一段一段地截断，减小了由于摩擦造成的压力损失。
实施例1的热交换器是将传热管20按两列配置的，但也能够适用于三列以上多数的配置，在配置三列以上的多列配置的情况下，优选在最后一列传热管20的斜后方配置第二翼片13，在其它的前列的传热管20的斜后方配置第一翼片12。
实施例2
基于图8～图10说明本发明实施例2的热交换器。图8是说明本发明实施例2的热交换器的平板散热片的平面图；图9是将图8所示的平板散热片层叠的热交换器的侧面图；图9是说明图8所示的平板散热片的制造方法的平面图。
实施例2的热交换器与实施例1的热交换器一样，包括以规定间隔平行排列的多片平板散热片30，贯通平板散热片30且在内部循环冷媒的传热管40，向平板散热片30送风使空气与在传热管40内部循环的冷媒之间进行热交换。
平板散热片30与实施例1的热交换器的平板散热片10是同样的，由厚度0.3mm的铝合金薄板冲压制成。
在此平板散热片30的送风方向，呈交叉网格状配置两列传热管40。在传热管40的送风方向的前面，从平板散热片30切开翻起形成翼部31。翼部31呈从根部向前端逐渐变窄的等边三角形，其前端(顶点)在从传热管40的中心开始的送风方向的延长线上，在翼部31上产生的纵向涡流S没有崩溃的范围内(未失速范围内)相对于送风方向具有迎角α。
相对于传热管40的送风方向，在斜后方从平板散热片30切开翻起形成翼片32。该翼片32的倾角β以能够产生与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式设置(从送风方向看，相对于传热管40呈倒八字状)。
然后，将如此形成的平板散热片30的表面进行勃姆石处理或者通过涂布浸水性涂料进行亲水性处理。
当向这样的热交换器送风时，与实施例1的热交换器一样，在相对送风方向具有迎角α的平板散热片30的翼部31的两侧，产生向着翼部31的内侧旋转的一对纵向涡流S，另外，在传热管40的根部，形成与纵向涡流S在同一方向旋转的马蹄状涡流H。纵向涡流S受马蹄状涡流H的影响，在促进纵向涡流的强度和大小的同时，将纵向涡流S引导到传热管40的根部。
由于纵向涡流S将空气向下吹到平板散热片30的表面上，能够使温度边界层变薄。而由于马蹄状涡流H将纵向涡流引导至传热管40的根部，能够抑制在送风方向的后方形成死区，恢复传热管40在送风方向后方的传热。
并且，在配置于传热管40的送风方向的翼片32上流动的空气中，产生向翼片32的前端侧偏向的较强的旋转成分，并将空气引导至传热管40的送风方向后方的死角区。因此与在平板散热片30的翼部31发生的纵向涡流S一起，可使传热管40的送风方向后方的死角区中发展的温度边界层变薄。从而可恢复传热管40的送风方向后方的死角区的传热。
由于在翼部31上产生的纵向涡流S，使在传热管40送风方向前方产生的沉淀点附近流过的空气加速，这就能够抑制灰尘的堆积和发生结霜。特别是，由于在平板散热片30的表面进行了亲水性处理，含有水分的空气即使与翼部31相冲撞也不会结霜，就不会使纵向涡流S引起的传热促进效果恶化而加大压力损失。
从而，按照实施例2的热交换器，通过翼部31和翼片32能够恢复传热管40的送风方向后方的死区中的传热，热交换器就发挥了高的传热性能。
这样的热交换器与现有技术的热交换器不同，由于没有百叶窗造成的紊流，空气流不会被一段一段地截断，减小了由于摩擦造成的压力损失。
实施例2的热交换器是将传热管40按两列配置的，但也能够适用于三列以上多数的配置。
如在图10中所示，平板散热片30优选是在铝合金的薄板上以规定的间隔形成翼部31和翼片32，然后切分而制造的。如果是这样，在连续地形成翼部31和翼片32以后，切分制造平板散热片30，在提高了制造效率的同时，还能够抑制产生边角料。由于只是通过改变切分的方式地制造配置两列传热管40的平板散热片和配置三列以上的多列传热管40的平板散热片，就没有必要个别地准备模具等工具。
实施例3
基于图11和图12说明本发明实施例3的热交换器。图11是说明本发明实施例3的热交换器的平板散热片的平面图；图12是将图11所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图。
实施例3的热交换器与实施例1的热交换器一样，包括以规定间隔平行排列的多片平板散热片50，和贯通平板散热片50且在内部循环冷媒的传热管60，向平板散热片50送风使空气与在传热管60内部循环的冷媒之间进行热交换。
平板散热片50与实施例1的热交换器的平板散热片10是同样的，由厚度0.3mm的铝合金薄板冲压制成。
在该平板散热片50的送风方向，呈交叉网格状配置两列传热管60。在相邻的传热管60之间，从平板散热片50切开翻起形成翼部51。翼部51呈从根部向前端逐渐变窄的等边三角形，其前端(顶点)在从传热管60的中心开始的送风方向的延长线上，在翼部51上产生的纵向涡流S没有崩溃的范围内(未失速范围内)相对于送风方向具有迎角α。
相对于排传热管60的送风方向，在斜后方从平板散热片50切开翻起形成翼片52。此翼片32的倾角β以能够产生与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式设置(从送风方向看，相对于传热管60呈倒八字状)。
然后，将如此形成的平板散热片50的表面进行勃姆石处理或者通过涂布浸水性涂料进行亲水性处理。
当向该热交换器送风时，在相对于送风方向具有迎角α的平板散热片50的翼部51的两侧，形成向着翼部51的内侧旋转的一对纵向涡流S，另外，在后列传热管60的根部，形成与纵向涡流S在同一方向旋转的马蹄状涡流H。纵向涡流S受马蹄状涡流H的影响，在促进纵向涡流的强度和大小的同时，将纵向涡流S引导到传热管60的根部。
由于纵向涡流S将空气向下吹到平板散热片50的表面上，能够使温度边界层变薄。而由于马蹄状涡流H将纵向涡流S引导至传热管60的根部，能够抑制在送风方向的后方形成死区，恢复传热管60在送风方向后方的传热。
在流经配置于传热管60的送风方向斜后方的翼片52的空气中，产生很强的向着翼片52前端偏转的旋转成分，将空气引导到传热管60的送风方向后方的死区中。因此，在平板散热片50的翼部51上产生纵向涡流S的同时，能够使在传热管60的送风方向后方的死区中发展的温度边界层变薄。从而能够恢复在传热管60的送风方向后方死区中的传热。
由于在翼部51上产生的纵向涡流S，使在后列传热管60送风方向前方产生的沉淀点附近流过的空气加速，这就能够抑制灰尘的堆积和发生结霜。特别是，由于在平板散热片50的表面进行了亲水性处理，即使含有水分的空气与翼部51相冲突也不会结霜，就不会有纵向涡流S引起的传热促进效果恶化从而增加压力损失的问题。
从而，根据实施例3的热交换器，由于翼部51和翼片52，能够恢复传热管60在送风方向后方的死区中的传热，热交换器就发挥了高的传热性能。
这样的热交换器与现有技术的热交换器不同，由于没有百叶窗造成的紊流，空气流不会被一段一段地截断，减小了由于摩擦造成的压力损失。
实施例3的热交换器是将传热管60按两列配置的，但也能够适用于配置三列以上传热管60的多数配置。
平板散热片30，与实施例3的热交换器同样，优选是在铝合金的薄板上以规定的间隔形成翼部51和翼片52，然后切分而制造的。如果是这样，在连续地形成翼部51和翼片52以后，切分制造平板散热片50，在提高了制造效率的同时，还能够抑制产生边角料。由于能够通过改变切分的方式来制造配置两列传热管60的平板散热片和配置三列以上的多列传热管60的平板散热片，就没有必要个别地准备模具等工具。
实施例4
基于图13和图14说明本发明实施例4的热交换器。图13是说明本发明实施例4的热交换器的平板散热片的平面图；图14是将图13所示平板散热片层叠的热交换器的侧面图。
实施例4的热交换器与实施例1的热交换器一样，包括以规定间隔平行排列的多片平板散热片70，和贯通平板散热片70且在内部循环冷媒的传热管80，向平板散热片70送风使空气与在传热管80内部循环的冷媒之间进行热交换。
平板散热片70与实施例1的热交换器的平板散热片10是同样的，由厚度0.3mm的铝合金薄板冲压制成。
在此平板散热片70的送风方向，呈交叉网格状配置两列传热管80。在传热管80的送风方向前方，从平板散热片70切开翻起形成翼部71。翼部71呈从根部向前端逐渐变窄的等边三角形的形状，其前端(顶点)在从传热管80的中心开始的送风方向的延长线上，在翼部71上产生的纵向涡流S没有崩溃的范围内(未失速范围内)相对于送风方向具有迎角α。
相对于传热管80的送风方向，在斜后方从平板切开翻起形成翼片72。此翼片72的倾角β以能够产生与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式设置(从送风方向看，相对于传热管80呈倒八字状)。
然后，将如此形成的平板散热片70的表面进行勃姆石处理或者通过涂布浸水性涂料进行亲水性处理。
当向这样的热交换器送风时，与实施例1的热交换器一样，在相对送风方向具有迎角α的平板散热片70的翼部71的两侧，形成向着翼部71的内侧旋转的一对纵向涡流S，另外，在传热管80的根部形成与纵向涡流S在同一方向旋转的马蹄状涡流H。纵向涡流S受马蹄状涡流H的影响，在促进纵向涡流的强度和大小的同时，将纵向涡流S引导到传热管80的根部。
由于纵向涡流S将空气向下吹到平板散热片70的表面上，能够使温度边界层变薄。而由于马蹄状涡流H将纵向涡流引导传热管80的根部，能够抑制在送风方向的后方形成死区，恢复传热管80在送风方向后方的传热。
在流经配置于传热管80的送风方向斜后方的翼片72的空气中，产生很强的向着翼片72前端偏转的旋转成分，将空气引导到传热管80的送风方向后方的死区中。因此，在平板散热片70的翼部71上产生纵向涡流S的同时，能够使在传热管80的送风方向后方的死区中发展的温度边界层变薄。从而能够恢复在传热管80的送风方向后方死区中的传热。
由于在翼部71上产生的纵向涡流S，使在传热管80送风方向前方产生的沉淀点附近流过的空气加速，这就能够抑制灰尘的堆积和发生结霜。特别是，由于在平板散热片70的表面进行了亲水性处理，即使含有水分的空气与翼部71相冲突也不会结霜，就不会发生纵向涡流S引起传热促进效果恶化从而增加压力损失的问题。
从而，按照实施例4的热交换器，由于翼部71和翼片72能够恢复传热管80在送风方向后方的死区中的传热，热交换器就发挥了高的传热性能。
这样的热交换器与现有技术的热交换器不同，由于没有百叶窗造成的紊流，空气流不会被一段一段地截断，减小了由于摩擦造成的压力损失。
实施例4的热交换器是将传热管80按两列配置的，但也能够适用于配置三列以上传热管80的多数配置。
与实施例2的热交换器一样，平板散热片70优选是在铝合金的薄板上以规定的间隔形成翼部71和翼片72，然后切分而制造的。如果是这样，在连续地形成翼部71和翼片72以后，切分制造平板散热片70，在提高了制造效率的同时，还能够抑制产生边角料。由于能够仅通过改变切开的方式来制造配置两列传热管80的平板散热片和配置三列以上的多列传热管80的平板散热片，就没有必要个别地准备模具等工具。
如上所述的本发明的热交换器，可用于送风速度是低速的热交换器，特别适用于自动售货机、商品陈列橱窗等列管散热片式热交换器。

Claims (4)

1.一种热交换器，该热交换器包括以规定间隔平行排列的多片平板散热片和贯通该平板散热片且在内部通过冷媒的传热管，在与从所述平板散热片的前边缘通过所述平板散热片相互间的空气之间进行热交换，其特征在于，
在传热管的送风方向前方，从平板散热片切开翻起形成翼部，该翼部从根部向前端部逐渐变窄，并使通过的空气产生纵向涡流，
在传热管的送风方向的后方，形成从平板散热片切开翻起的翼片。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，以生成与传热管后流的缩流成分同步的旋转成分的方式，设定所述翼片的倾角。
3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，以通过的空气的偏转成分和旋转成分为同步的方式，设定在送风方向最后列的传热管的送风方向后方形成的翼片的倾角。
4.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述平板散热片是从以规定间隔连续地形成所述翼部和所述翼片的薄板切割分开而制造的。
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