JP7190544B2 - 熱交換器とそのフィン及び熱交換機器とエアコン - Google Patents

Description

本発明は熱交換の技術分野に関し、特に熱交換器とそのフィン及び熱交換機器とエアコンに関する。

関連技術において、熱交換器の複数枚のフィンが第一方向に間隔を開けて配置され、気流が第二方向（第二方向は第一方向と交差している）に沿って複数枚のフィンを通る時、複数枚のフィンと熱交換を行うことで、熱交換を実現する。しかしながら、関連技術における熱交換器には、気流の流通損失が比較的大きい課題がある。

本発明の主な目的は、熱交換器の気流流通損失を下げるためのフィンを提案することにある。

上記目的を実現するために、本発明が提案するフィンは、本体部と、前記本体部の前記フィンの気流方向における片側と接続されている縁部と、を含み、前記縁部の少なくとも一部の厚さは前記本体部の厚さより小さい。

一実施例において、前記縁部は少なくとも一つの第一縁部セグメント及び少なくとも一つの第二縁部セグメントを含み、前記第一縁部セグメント及び前記第二縁部セグメントは前記縁部の長さ方向に互い違いに配置され、前記第一縁部セグメントの厚さ及び／又は前記第二縁部セグメントの厚さは前記本体部の厚さより小さい。

一実施例において、前記本体部は、厚さ方向にある第一熱交換面と第二熱交換面とを有し、前記第一縁部セグメントの厚さ及び前記第二縁部セグメントの厚さは何れも前記本体部の厚さより小さく、前記第一縁部セグメントと前記第二熱交換面は厚さ方向において異なる高さに位置し、前記第二縁部セグメントと前記第一熱交換面は厚さ方向において異なる高さに位置する。

一実施例において、前記フィンは厚さ方向に積層されて設置された第一シート体及び第二シート体を含み、前記第一熱交換面が前記第一シート体の前記第二シート体から離れた側に位置し、前記第二熱交換面は前記第二シート体の前記第一シート体から離れた側に位置し、前記第一縁部セグメントが前記第一シート体にあり、前記第二縁部セグメントが前記第二シート体にある。

一実施例において、前記縁部は二つあり、それぞれ第一縁部と第二縁部であり、前記フィンの気流方向において、前記第一縁部が前記本体部の上流側に位置し、前記第二縁部が前記本体部の下流側に位置し、前記第一縁部の前記第一縁部セグメントと前記第二縁部の前記第一縁部セグメントは前記縁部の長さ方向に互い違いに配置され、前記第一縁部の前記第二縁部セグメントと前記第二縁部の前記第二縁部セグメントは前記縁部の長さ方向に互い違いに配置されている。

一実施例において、同一の前記縁部において、前記第一縁部セグメントの前記第二縁部セグメント寄りの第一端面と前記第二縁部セグメントの前記第一縁部セグメント寄りの第二端面は同一平面にある。

一実施例において、前記第二縁部セグメントと前記第一縁部セグメントの形状及びサイズは同じである。

一実施例において、同一の前記縁部において、前記第一縁部セグメントの数は前記第二縁部セグメントの数と同じである。

一実施例において、前記本体部は熱交換管路、入口集流通路及び出口集流通路を有し、前記熱交換管路が前記本体部内にあり、厚さ方向において、前記入口集流通路及び前記出口集流通路は何れも前記本体部を貫通し、前記熱交換管路の入口が前記入口集流通路の内壁に開けられ、前記熱交換管路の出口が前記出口集流通路の内壁に開けられている。

一実施例において、前記入口集流通路はそれぞれ前記本体部を貫通する第一入口集流通路及び第二入口集流通路を含み、前記熱交換管路の入口が前記第二入口集流通路の内壁に開けられ、前記本体部はさらに前記本体部内にある絞り通路を有し、前記絞り通路の入口が前記第一入口集流通路の内壁に開けられ、前記絞り通路の出口が前記第二入口集流通路の内壁に開けられ、前記第一入口集流通路と前記第二入口集流通路の中の一方は気液分離器の気体熱交換媒体出口と接続されるために用いられ、他方は気液分離器の液体熱交換媒体出口と接続されるために用いられる。

一実施例において、前記フィンは厚さ方向に積層されて設置された第一シート体及び第二シート体を含み、前記第一シート体には第一熱交換凹溝及び第一絞り凹溝が開けられ、前記第二シート体には第二熱交換凹溝及び第二絞り凹溝が開けられており、前記第一熱交換凹溝と前記第二熱交換凹溝とが突き合わされて前記熱交換管路を囲んで形成し、前記第一絞り凹溝と前記第二絞り凹溝とが突き合わされて絞り通路を囲んで形成し、前記第一シート体には第一入口集流孔、第二入口集流孔及び第一出口集流孔が開けられ、前記第二シート体には第三入口集流孔、第四入口集流孔及び第二出口集流孔が開けられており、前記第一入口集流孔と前記第三入口集流孔とが突き合わされて前記第一入口集流通路を囲んで形成し、前記第二入口集流孔と前記第四入口集流孔とが突き合わされて前記第二入口集流通路を囲んで形成し、前記第一出口集流孔と前記第二出口集流孔とが突き合わされて前記出口集流通路を囲んで形成している。

一実施例において、前記フィンはさらにスペーサを含み、前記本体部は、厚さ方向にある第一熱交換面と第二熱交換面とを有し、前記第一熱交換面と前記第二熱交換面との少なくとも一つに前記スペーサが設置されている。

一実施例において、前記本体部は熱交換管路、入口集流通路及び出口集流通路を有し、前記熱交換管路が前記本体部内にあり、厚さ方向において、前記入口集流通路及び前記出口集流通路は何れも前記本体部を貫通し、前記熱交換管路の入口が前記入口集流通路の内壁に開けられ、前記熱交換管路の出口が前記出口集流通路の内壁に開けられており、前記入口集流通路と前記出口集流通路との少なくとも一つには対応するように前記スペーサが設置され、前記スペーサは、対応するように設置された前記入口集流通路又は前記出口集流通路と連通している。

本発明はさらに、熱交換器を提案し、この熱交換器は複数枚の上記フィンを含み、複数枚の前記フィンは厚さ方向に配置されており、隣り合う二つの前記フィンの間には気流通路が形成されており、隣り合う二枚の前記フィンの前記縁部間の間隔が隣り合う二枚の前記フィンの前記本体部間の間隔より大きい。

一実施例において、前記フィンが厚さ方向に積層されて設置された第一シート体及び第二シート体を含む場合、複数枚の前記フィンの前記第一シート体と前記第二シート体は厚さ方向に互い違いに配置されている。

本発明はさらに、上記の熱交換器を含む熱交換機器を提案する。

本発明はさらに、上記熱交換機器を含むエアコンを提案する。

上記フィンにおいて、縁部は本体部のフィンの気流方向における片側と接続され、縁部の少なくとも一部の厚さが本体部の厚さより小さく、即ち、フィンには厚さが比較的小さい縁部が存在し、上記フィンを熱交換器中に応用する場合、隣り合う二枚のフィンの縁部の間の間隔を比較的大きく、隣り合う二枚のフィンの本体部間の間隔より大きくすることが可能であるので、気流流通損失を下げて、さらには熱交換器の熱交換効率を向上させることが可能である。

本発明の実施例及び従来技術の技術案をより明確に説明するため、以下では、実施例或いは従来技術の説明に必要とされる添付図面を簡単に説明する。下記説明における添付図面は本発明の一部の実施例に過ぎないことは明らかであって、当業者にとって、創造的な労働を行わないことを前提に、これらの添付図面が示す構造により他の添付図面を得ることができる。
本発明の一実施例の熱交換器の斜視構造模式図である。 図１のＡでの部分拡大図である。 図１のＢでの部分拡大図である。 図１に示す熱交換器の二つのフィンの斜視分解図である。 図１に示す熱交換器のもう一つの斜視分解図である。 本発明のもう一つの実施例の熱交換器の斜視構造模式図である。 図６に示す熱交換器の二つのフィンの斜視分解図である。 図６に示す熱交換器のもう一つの斜視分解図である。 本発明のもう一つの実施例の熱交換器の斜視構造模式図である。 従来技術における熱交換器の気体熱交換媒体及び液体熱交換媒体の入口集流通路の長さ方向における流量分配模式図である。 図１に示す熱交換器の気体熱交換媒体及び液体熱交換媒体の入口集流通路の長さ方向における流量分配模式図である。

実施例と組み合わせて、添付図面を参照して本発明の目的の実現、機能特徴及び長所をさらに説明する。

以下では、本発明の実施例における添付図面と組み合わせ、本発明の実施例における技術案を明確且つ完全に説明する。説明される実施例は本発明の全ての実施例ではなく、一部の実施例に過ぎないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提に得られる全ての他の実施例は、本発明の保護の範囲に属す。

もし本発明の実施例において方向性指示（例えば上、下、左、右、前、後…）に関わった場合、当該方向性指示はある特定の姿勢における各部品間の相対的位置関係、運動状況等を説明するためだけに用いられるのであって、もし当該特定の姿勢が変わる場合、当該方向性指示もそれ相当に変わることは説明すべきである。

また、本発明の実施例において「第一」、「第二」等の説明に関わる場合、当該「第一」、「第二」等の説明は、説明のために利用されるだけであって、その相対的重要性を提示又は暗示する、或いは提示される技術的特徴の数を暗示的に指定するように理解すべきではない。これにより、「第一」、「第二」に限定された特徴は明示的或いは暗示的に少なくとも一つの当該特徴を含んでもよい。また、全文において現れた「及び／又は」は三つの並行する案を含むことを意味する。「Ａ及び／又はＢ」を例に取ると、Ａ案、或いはＢ案、或いはＡとＢとが同時に満たされる案を含むことになる。また、各実施例の技術案はお互いに組み合わせることができる。ただし、当業者が実現できることはその基礎である。技術案の組み合わせに矛盾が生じるか、実現できない場合には、このような技術案の組み合わせが存在しない、且つ本発明が主張する保護範囲にないと理解すべきである。

本発明は熱交換器を提案する。

本発明の実施例において、図１～図４に示すように、この熱交換器１０は複数枚のフィン２００を含み、複数枚のフィン２００は厚さ方向に配置されている。隣り合う二つの前記フィン２００の間には気流通路１２が形成されている。気流が気流通路１２を通る時、フィン２００と熱交換を行うことで、熱交換を実現する。図１～図４に示す熱交換器１０は二枚のフィン２００を含む。

本実施例において、フィン２００は本体部２１０及び縁部２２０を含む。縁部２２０は本体部２１０のフィン２００の気流方向における片側と接続され、縁部２２０の少なくとも一部の厚さは本体部２１０の厚さより小さい。図１～図４に示すフィン２００は二つの縁部２２０を有し、一つの縁部２２０と本体部２１０とは破線ａ－ａを境界線として、もう一つの縁部２２０と本体部２１０とは破線ｂ－ｂを境界線としている。

関連技術において、フィンの各所の厚さが同じであり、フィンを熱交換器に応用する場合、隣り合う二枚のフィンの縁部間の間隔が比較的小さく、気流流通損失が比較的大きく、熱交換器の熱交換効率に影響してしまう。一方、上記フィン２００において、縁部２２０は本体部２１０のフィン２００の気流方向における片側と接続され、縁部２２０の少なくとも一部の厚さが本体部２１０の厚さより小さく、即ち、フィン２００には厚さが比較的小さい縁部２２０が存在し、上記フィン２００を熱交換器１０中に応用する場合、隣り合う二枚のフィン２００の縁部２２０の間の間隔を比較的大きく、隣り合う二枚のフィン２００の本体部２１０間の間隔より大きくすることが可能であるので、気流流通損失を下げて、さらには熱交換器１０の熱交換効率を向上させることが可能である。

縁部２２０が本体部２１０のフィン２００の気流方向における片側と接続されるとは、少なくとも以下のような三つの状況が含まれる。
一つ目の状況は、縁部２２０が一つあって、フィン２００の気流方向において、縁部２２０が本体部２１０の上流側にある。

二つ目の状況は、縁部２２０が一つあって、フィン２００の気流方向において、縁部２２０が本体部２１０の下流側にある。

三つ目の状況は、縁部２２０が二つあって、一つの縁部２２０が本体部２１０の上流側にあって、もう一つの縁部２２０が本体部２１０の下流側にある。

本実施例において、三つ目の状況を採用することにより、気流流通損失をさらに下げて、熱交換器１０の熱交換効率を向上させることが可能である。

本実施例において、図１～図５に示すように、本体部２１０は、厚さ方向にある第一熱交換面２０２２と第二熱交換面２０４２とを有する。縁部２２０は少なくとも一つの第一縁部セグメント２２２及び少なくとも一つの第二縁部セグメント２２４を含み、第一縁部セグメント２２２及び第二縁部セグメント２２４は縁部２２０の長さ方向に互い違いに配置されている。

本実施例において、第一縁部セグメント２２２の厚さ及び第二縁部セグメント２２４の厚さは何れも本体部２１０の厚さより小さく、第一縁部セグメント２２２と第二熱交換面２０４２は厚さ方向において異なる高さに位置し、即ち、第一縁部セグメント２２２と第二熱交換面２０４２には、厚さ方向で高度差が存在し、第二縁部セグメント２２４と第一熱交換面２０２２は厚さ方向において異なる高さに位置し、即ち、第二縁部セグメント２２４と第一熱交換面２０２２には、厚さ方向で高度差が存在する。こうして、隣り合う二つのフィン２００において、縁部２２０の長さ方向において、少なくとも二つのサブ気流通路１２ａ（この二つのサブ気流通路１２ａの厚さ方向における幅は伝統的な気流通路の幅と比べて何れも大きくなっている）が存在し、二つのサブ気流通路１２ａが厚さ方向で位置をずらして設置されていることにより、気流が曲がって流動しやすくして、さらには気流とフィン２００との熱交換効率を増大させる。

他の実施例において、第一縁部セグメント２２２の厚さ又は第二縁部セグメント２２４の厚さを本体部２１０の厚さより小さくしてもよいことは、理解できるであろう。こうして、隣り合う二つのフィン２００において、縁部２２０の長さ方向において、同様に、少なくとも二つのサブ気流通路１２ａ（この二つのサブ気流通路１２ａの中の一つのサブ気流通路１２ａの厚さ方向における幅は伝統的な気流通路の幅と比べて大きくなっている）が存在し、二つのサブ気流通路１２ａが厚さ方向で位置をずらして設置されていることにより、気流が曲がって流動しやすくして、さらには気流とフィン２００との熱交換効率を増大させる。

本実施例において、縁部２２０の長さ方向において、第一縁部セグメント２２２の長さが本体部２１０の長さより小さく、第二縁部セグメント２２４の長さも本体部２１０の長さより小さい。

他の実施例において、縁部２２０は第一縁部セグメント２２２及び第二縁部セグメント２２４を同時に含まず、第一縁部セグメント２２２（又は第二縁部セグメント２２４）のみを含んでもよく、第一縁部セグメント２２２が縁部２２０の長さ方向に延び、第一縁部セグメント２２２（又は第二縁部セグメント２２４）と第一熱交換面２０２２及び第二熱交換面２０４２の中の少なくとも一つとは厚さ方向において異なる高さに位置することは、理解できるであろう。この場合、縁部２２０の長さ方向において、第一縁部セグメント２２２（又は第二縁部セグメント２２４）の長さは本体部２１０の長さと等しくてもよい。

本実施例において、図１～図５に示すように、フィン２００は厚さ方向に積層されて設置された第一シート体２０２及び第二シート体２０４を含み、第一熱交換面２０２２が第一シート体２０２の第二シート体２０４から離れた側に位置し、第二熱交換面２０４２は第二シート体２０４の第一シート体２０２から離れた側に位置する。第一縁部セグメント２２２が第一シート体２０２上にあり、第二縁部セグメント２２４が第二シート体２０４上にあって、即ち、第一シート体２０２の第二縁部セグメント２２４に対応する位置に第一切欠き２０２ａが形成され、第一切欠き２０２ａが厚さ方向に第一シート体２０２を貫通し、第二シート体２０４の第一縁部セグメント２２２に対応する位置に第二切欠き２０４ａが形成され、第二切欠き２０４ａが厚さ方向に第二シート体２０４を貫通する。こうして、第一縁部セグメント２２２と第二縁部セグメント２２４との設置を非常に容易にできる。

他の実施例において、フィン２００は積層されて設置された第一シート体２０２及び第二シート体２０４を同時に含まず、第一シート体２０２（又は第二シート体２０４）のみを含んでもよく、第一シート体２０２の厚さ方向にある両側にそれぞれ第一凹み及び第二凹みが形成され、第一凹み及び第二凹みのあるエリアはそれぞれ第一縁部セグメント２２２と第二縁部セグメント２２４に対応することは、理解できるであろう。

本実施例において、図３に示すように、同一の縁部２２０において、第一縁部セグメント２２２の第二縁部セグメント２２４寄りの第一端面２２２ａと第二縁部セグメント２２４の第一縁部セグメント２２２寄りの第二端面２２４ａは同一平面にある。この場合、第一切欠き２０２ａの形状及びサイズは第二縁部セグメント２２４の形状及びサイズと同じで、第二切欠き２０４ａの形状及びサイズは第一縁部セグメント２２２の形状及びサイズと同じである。

第一縁部セグメント２２２と第二縁部セグメント２２４を長さ方向で重ねて接続して、且つ第一端面２２２ａと第二端面２２４ａを離間させて設置する方式に対して、或いは、第一縁部セグメント２２２と第二縁部セグメント２２４を長さ方向で離間させて（重ねて接続しない）、且つ第一端面２２２ａと第二端面２２４ａを離間させて設置する方式に対して、第一端面２２２ａと第二端面２２４ａを同一平面にあるように設置することで、フィン２００の熱伝導面積を小さくすることなく、フィン２００の縁部２２０の厚さを小さくできるので、フィン２００が比較的高い熱交換効率を有するようになる。

本実施例において、第二縁部セグメント２２４の形状及びサイズは第一縁部セグメント２２２の形状及びサイズと同じである。こうして、同一の型で第二縁部セグメント２２４と第一縁部セグメント２２２を製造することができる。

本実施例において、同一の縁部２２０において、第一縁部セグメント２２２の数は第二縁部セグメント２２４の数と同じである。こうして、隣り合う二つのフィン２００において、縁部２２０の長さ方向において、厚さ方向で位置をずらして設置されたサブ気流通路１２ａは均一に分配できるので、熱交換を均一にすることが可能になる。いくつかの実施例において、図１～図５に示すように、縁部２２０は一つの第一縁部セグメント２２２及び一つの第二縁部セグメント２２４を含む。いくつかの実施例において、図６～図９に示すように、縁部２２０は二つの第一縁部セグメント２２２及び二つの第二縁部セグメント２２４を含む。

他の実施例において、縁部２２０の第一縁部セグメント２２２の数と縁部２２０の第二縁部セグメント２２４の数は同じではなくてもよいことは、理解できるであろう。縁部２２０は三つ又は三つ以上の第一縁部セグメント２２２又は第二縁部セグメント２２４を含んでもよい。

本実施例において、第一縁部セグメント２２２の第二縁部セグメント２２４寄りの第一端面２２２ａと第二縁部セグメント２２４の第一縁部セグメント２２２寄りの第二端面２２４ａは同一平面にあり、第二縁部セグメント２２４の形状及びサイズは第一縁部セグメント２２２の形状及びサイズと同じであり、且つ同一の縁部２２０において、第一縁部セグメント２２２の数は第二シート体２０４の数と同じである。こうして、第二シート体２０４が第一シート体２０２に相当するので、同一の型を利用して第一シート体２０２と第二シート体２０４を製造でき、さらには同一の型を利用してフィン２００を製造することが可能である。

図５に示す角度を例とすると、積層されて設置された第一シート体２０２及び第二シート体２０４において、縁部２２０の長さ方向で、第二シート体２０４の一端を支点として、他端を１８０°回動させると、第二縁部セグメント２２４を第一縁部セグメント２２２と厚さ方向で正対して積層することができ、第二切欠き２０４ａを第一切欠き２０２ａと厚さ方向で正対して積層することができ、即ち第二シート体２０４が第一シート体２０２に相当するので、同一の型を利用して第一シート体２０２と第二シート体２０４を製造でき、さらには同一の型を利用してフィン２００を製造することが可能である。

いくつかの実施例において、第一シート体２０２と第二シート体２０４とは完全に同じでもよい。いくつかの実施例において、「第一シート体２０２の位置を固定したまま、第二シート体２０４の位置を変えると、第二縁部セグメント２２４は第一縁部セグメント２２２と厚さ方向で正対して積層することができ、第二切欠き２０４ａは第一切欠き２０２ａと厚さ方向で正対して積層することができる。第二縁部セグメント２２４と第一縁部セグメント２２２とは形状及びサイズが同じで、第二切欠き２０４ａと第一切欠き２０２ａとは形状及びサイズが同じである」という条件を満たせれば、第一シート体２０２と第二シート体２０４とは部分的に同じでもよい。

本実施例において、図５に示すように、第一シート体２０２は第一熱交換面２０２２と反対するように設置された第一面２０２４を有し、第一縁部セグメント２２２の厚さ方向における両側はそれぞれ第一熱交換面２０２２及び第一面２０２４と面一である。こうして、第一シート体２０２をより容易に製造できる。

第二シート体２０４は第二熱交換面２０４２と反対するように設置された第二面２０４４を有し、第二縁部セグメント２２４の厚さ方向における両側はそれぞれ第二熱交換面２０４２及び第二面２０４４と面一である。こうして、第二シート体２０４をより容易に製造できる。

本実施例において、縁部２２０は二つあって、それぞれ第一縁部２２０ａと第二縁部２２０ｂである。フィン２００の気流方向において、第一縁部２２０ａが本体部２１０の上流側に位置し、第二縁部２２０ｂが本体部２１０の下流側に位置する。第一縁部２２０ａの第一縁部セグメント２２２と第二縁部２２０ｂの第一縁部セグメント２２２は縁部２２０の長さ方向に互い違いに配置されている。第一縁部２２０ａの第二縁部セグメント２２４と第二縁部２２０ｂの第二縁部セグメント２２４は縁部２２０の長さ方向に互い違いに配置されている。こうして、隣り合う二つのフィン２００において、フィン２００の気流方向において、サブ気体取入通路１２ｂ及びサブ気体排出通路１２ｃが存在し、サブ気体取入通路１２ｂ及びサブ気体排出通路１２ｃは厚さ方向で位置をずらして設置されていることにより、気流が曲がって流動しやすくして、さらには気流とフィン２００との熱交換効率を増大させる。

本実施例において、図１～図５に示すように、本体部２１０はフィン２００の主な熱交換エリアである。本実施例において、本体部２１０の内部には熱交換管路２１２が形成されている。熱交換媒体（例えば、冷媒）は熱交換管路２１２内で流れるとともに、本体部２１０と熱交換し、気流がフィン２００の外で流れるとともに、フィン２００と熱交換をする。他の実施例において、本体部２１０の内部に熱交換管路２１２が形成されなくてもよく、この場合、本体部２１０に熱交換管路２１２を有する伝熱管を挿設してもよいことは、理解できるであろう。

本体部２１０に熱交換管路２１２を有する伝熱管を挿設するのに対して、本体部２１０の内部に熱交換管路２１２を形成することで、管径がより小さい熱交換管路２１２を得て、フィン２００により高い熱交換効率を持たせることが可能になる。

本実施例において、熱交換管路２１２の横断面は円形又は多角形であり、実際の需要によって適当な形状を選ぶことが可能である。例えば、熱交換管路２１２の横断面が円形である時、その加工と製造が比較的容易であり、さらに横断面の外周の周長が同じである時、円形の横断面の面積が最も大きく、より多くの熱交換媒体流量を耐えることが可能である。

本実施例において、本体部２１０にはさらに入口集流通路２１４及び出口集流通路２１６が形成されている。厚さ方向において、入口集流通路２１４及び出口集流通路２１６は何れも本体部２１０を貫通している。熱交換管路２１２の入口は入口集流通路２１４の内壁に開けられ、熱交換管路２１２の出口は出口集流通路２１６の内壁に開けられており、つまり、熱交換管路２１２によって入口集流通路２１４と出口集流通路２１６を連通させている。入口集流通路２１４は熱交換管路２１２内に熱交換媒質（例えば冷媒）を取り入れるためのもので、出口集流通路２１６は熱交換管路２１２内の熱交換媒体（例えば冷媒）を排出するためのものである。

本実施例において、縁部２２０の長さ方向において、熱交換管路２１２は本体部２１０の中部に位置し、入口集流通路２１４及び出口集流通路２１６はそれぞれ本体部２１０の両端に位置する。こうして、熱交換媒体をより流れやすくする。他の実施例において、縁部２２０の長さ方向において、入口集流通路２１４及び出口集流通路２１６が本体部２１０の同一端部に位置してもよいことは、理解できるであろう。

関連技術において、入口集流通路内には気液二相状態の熱交換媒体が流れ込み、そして、長さ方向で順に熱交換媒体を熱交換管路内に分配する。しかしながら、入口集流通路の長さ方向における熱交換媒体の分配は非常に困難である。図１０に示すように、具体的に、入口集流通路の内部に流れ込んだ気液二相の熱交換媒体では、液体の熱交換媒体は密度が大きいので運動エネルギーが大きく、より多く入口集流通路の入口側の遠位端の熱交換管路内に分配され、一方、気体の熱交換媒体は密度が小さいので運動エネルギーが小さく、より多く入口集流通路の入口側の近位端の熱交換管路内に分配される。これにより、気体熱交換媒質と液体熱交換媒質の入口集流通路の長さ方向における分配が非常に不均一になるので、熱交換器の熱交換性能を低下させてしまうことになる。

上記課題を解決するために、本実施例において、入口集流通路２１４はそれぞれ本体部２１０を貫通する第一入口集流通路２１４ａ及び第二入口集流通路２１４ｂを含む。熱交換管路２１２の入口は、第二入口集流通路２１４ｂの内壁に開けられている。

本体部２１０の内部にはさらに絞り通路２１８が形成され、絞り通路２１８の入口は第一入口集流通路２１４ａの内壁に開けられ、絞り通路２１８の出口は第二入口集流通路２１４ｂの内壁に開けられ、即ち、絞り通路２１８により第一入口集流通路２１４ａと第二入口集流通路２１４ｂを連通させている。

熱交換器１０はさらに気液分離器を含み、気液分離器は気体熱交換媒体出口と液体熱交換媒体出口を有する。第一入口集流通路２１４ａと第二入口集流通路２１４ｂの中の一つは気液分離器の気体熱交換媒体出口と接続され、もう一つは気液分離器の液体熱交換媒体出口と接続されている。

気液分離器とは、気液二相の熱媒体を気体熱交換媒体と液体熱交換媒体を分離させる機器であり、気液二相の熱交換媒体が気液分離器を通して気体熱交換媒体と液体熱交換媒体に分離してから、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体はそれぞれ、異なる入口集流通路に取り入れられる。

図６に示すように、第一入口集流通路２１４ａと第二入口集流通路２１４ｂとが基本的に水平に配置されている。熱交換器の作動時に、気液二相の熱交換媒体が気液分離器を経て気体熱交換媒体と液体熱交換媒体に分離してから、気体熱交換媒体が第一入口集流通路２１４ａに取り入れられ、液体熱交換媒体が第二入口集流通路２１４ｂに取り入れられる場合、図中の矢印方向が即ち熱交換媒体が流れる方向で、この場合、第一入口集流通路２１４ａの内部に気体熱交換媒体が充満するので、第一入口集流通路２１４ａが長さ方向において、絞り通路２１８を通して第二入口集流通路２１４ｂへ均一の流量の気体熱交換媒体を取り入れて、液体熱交換媒体が第二入口集流通路２１４ｂの末端部分へ過度に流れるのを抑えて、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体とを第二入口集流通路２１４ｂの長さ方向での均一な混合を実現してから、熱交換管路２１２内に流れて熱交換を行うようにする。気液二相の熱交換媒体が気液分離器を経て気体熱交換媒体と液体熱交換媒体とに分離してから、その中の液体熱交換媒体が第一入口集流通路２１４ａに取り入れられ、気体熱交換媒体が第二入口集流通路２１４ｂに取り入れられる場合、この場合、第一入口集流通路２１４ａの内部には液体熱交換媒体が充満して、液体熱交換媒体の密度の大きさによる慣性力を相殺することで、第一入口集流通路２１４ａが長さ方向において、絞り通路２１８を通して第二入口集流通路２１４ｂへ均一の流量の液体熱交換媒体を取り入れるようにし、液体熱交換媒体と気体熱交換媒体を第二入口集流通路２１４ｂの長さ方向で均一な混合を実現してから、熱交換管路２１２内に流れて熱交換するようにする。

図６及び図１１に示すように、この熱交換器１０は気液分離器を通して気液二相の熱交換媒体を気体熱交換媒体と液体熱交換媒体に分離させるとともに、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体をそれぞれ第一入口集流通路２１４ａと第二入口集流通路２１４ｂの中の一つに取り入れることで、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体をそれぞれ異なる入口集流通路に取り入れて、そして、第一入口集流通路２１４ａ内の気体熱交換媒体又は液体熱交換媒体が絞り通路２１８を経て第二入口集流通路２１４ｂ内に均一に流れ込み、第二入口集流通路２１４ｂ内の液体熱交換媒体又は気体熱交換媒体と十分に混合されてから、熱交換管路２１２に入って熱交換を行うため、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体の入口集流通路２１４の長さ方向における流量分配をより均一にして、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体の密度の差による分配不均一の問題を取り除いて、熱交換器１０の熱交換性能の向上に有利である。

図９に示すように、いくつかの実施例において、第一入口集流通路２１４ａの熱交換媒体の流れ込み方向は第二入口集流通路２１４ｂの熱交換媒体の流れ込み方向とは反対であり、図中の矢印方向は即ち熱交換媒体の流動方向である。液体熱交換媒体と比べて、気体熱交換媒体の流動損失が比較的大きいため、気体熱交換媒体が入口集流通路の入口側近位端により多く分配される一方、液体熱交換媒体は密度が大きい故運動エネルギーも大きく、入口集流通路の入口側遠位端により流れやすく、この場合、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体の入口集流通路における流れ込み方向を反対するように設置することで、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体の密度の違いによる、両者の入口集流通路の長さ方向における流量の分配不均一の問題をさらに軽減でき、熱交換器の熱交換性能のさらなる向上に有利である。

いくつかの実施例において、第一入口集流通路２１４ａは気液分離器の液体熱交換媒体出口と連通し、第二入口集流通路２１４ｂは気液分離器の気体熱交換媒体出口と連通し、第一入口集流通路２１４ａの管径が第二入口集流通路２１４ｂの管径より小さい。この場合、第一入口集流通路２１４ａに液体熱交換媒体が取り入れられ、第二入口集流通路２１４ｂには気体熱交換媒体が取り入れられることになり、第二入口集流通路２１４ｂの管径が第一入口集流通路２１４ａの管径より大きいため、液体熱交換媒体に対して気体熱交換媒体の流動損失が大きい問題をさらに緩和して、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体との入口集流通路の長さ方向における流量分配の均一性を向上させることが可能である。

本実施例において、気液分離器にはさらに熱交換媒体入口が設置され、熱交換媒体入口は気液二相の熱交換媒体を受けるためのもので、気液二相の熱交換媒体は熱交換媒体入口を通って気液分離器に入り、気液分離器によって気液二相の熱交換媒体を気体熱交換媒体と液体熱交換媒体に分離させてから、気体熱交換媒体と液体熱交換媒体をそれぞれ、異なる入口集流通路に取り入れる。

本実施例において、気液分離器は表面張力型又は遠心分離型でもよく、両者のハイブリッド型でもよく、実際の需要によって具体的に選択できる。

本実施例において、図５に示すように、第一シート体２０２には第一熱交換凹溝２０２ｂ及び第一絞り凹溝２０２ｃが開けられている。第二シート体２０４には第二熱交換凹溝２０４ｂ及び第二絞り凹溝２０４ｃが開けられている。第一熱交換凹溝２０２ｂと第二熱交換凹溝２０４ｂを突き合わせて熱交換管路２１２を囲んで形成する。第一絞り凹溝２０２ｃと第二絞り凹溝２０４ｃを突き合わせて絞り通路２１８を囲んで形成する。

第一シート体２０２には第一入口集流孔２０２ｄ、第二入口集流孔２０２ｅ及び第一出口集流孔２０２ｆが開けられている。第二シート体２０４には第三入口集流孔２０４ｄ、第四入口集流孔２０４ｅ及び第二出口集流孔２０４ｆが開けられている。第一入口集流孔２０２ｄと第三入口集流孔２０４ｄを突き合わせて第一入口集流通路２１４ａを囲んで形成する。第二入口集流孔２０２ｅと第四入口集流孔２０４ｅを突き合わせて第二入口集流通路２１４ｂを囲んで形成する。第一出口集流孔２０２ｆと第二出口集流孔２０４ｆを突き合わせて出口集流通路２１６を囲んで形成する。

本実施例において、第一シート体２０２と第二シート体２０４とは完全に同じである。それに対応するように、図１に示すように、出口集流通路２１６は第一出口集流通路２１６ａ及び第二出口集流通路２１６ｂを含む。熱交換管路２１２の出口は、第二出口集流通路２１６ｂの内壁に開けられている。

第一出口集流通路２１６ａ及び第二出口集流通路２１６ｂは本体部２１０の内部に形成された絞り通路２１８によって連通している。

実際の応用では、熱交換器１０の作動時に、第一出口集流通路２１６ａを塞いで、熱交換媒体を第二出口集流通路２１６ｂから直接排出するようにしてもよく、或いは、第二出口集流通路２１６ｂを塞いで、熱交換媒体を第一出口集流通路２１６ａから排出するようにしてもよく、さらに、熱交換媒体を第一出口集流通路２１６ａ及び第二出口集流通路２１６ｂから排出するようにしてもよい。

実際の応用では、入口集流通路２１４と出口集流通路２１６とは位置を入れ替えてもよく、即ち、出口集流通路２１６を熱交換管路２１２への熱交換媒体（例えば、冷媒）の取り入れに利用し、入口集流通路２１４を熱交換管路２１２内の熱交換媒体（例えば、冷媒）の排出に利用する。この場合、出口集流通路２１６を気液分離器に接続してもよい。

本実施例において、フィン２００はさらにスペーサ２０６を含む。第一熱交換面２０２２と第二熱交換面２０４２との少なくとも一つにスペース０６が設置されている。こうして、複数枚のフィン２００を離間させて配置する際、スペーサ２０６により、隣り合う二枚のフィン２００を既定距離だけ離間させて、既定サイズを有する気流通路１２を形成することが可能である。

本実施例において、入口集流通路２１４と出口集流通路２１６との少なくとも一つには対応するようにスペーサ２０６が設置され、スペーサ２０６は、対応するように設置された入口集流通路２１４又は出口集流通路２１６と連通している。こうして、熱交換媒体の流通を容易にするだけではなく、スペーサ２０６の気流通路１２の空間に対する占用を回避することも可能である。

具体的に、本実施例において、第一熱交換面２０２２と第二熱交換面２０４２には何れもスペーサ２０６が設置されている。本実施例において、スペーサ２０６は、第一熱交換面２０２２に設置された第一スペーサ及び第二熱交換面２０４２に設置された第二スペーサを含む。第一入口集流通路２１４ａ、第二入口集流通路２１４ｂ、第一出口集流通路２１６ａ及び第二出口集流通路２１６ｂとの少なくとも一つに対応するように第一スペーサが設置され、第一スペーサは、対応するように設置された第一入口集流通路２１４ａ、第二入口集流通路２１４ｂ、第一出口集流通路２１６ａ又は第二出口集流通路２１６ｂと連通している。第一入口集流通路２１４ａ、第二入口集流通路２１４ｂ、第一出口集流通路２１６ａ及び第二出口集流通路２１６ｂとの少なくとも一つに対応するように第二スペーサが設置されている。第二スペーサは、対応するように設置された第一入口集流通路２１４ａ、第二入口集流通路２１４ｂ、第一出口集流通路２１６ａ又は第二出口集流通路２１６ｂと連通している。

いくつかの実施例において、隣り合う二枚のフィン２００において、一枚のフィン２００の第一スペーサともう一枚のフィン２００の第二スペーサとは突き合わせられて且つ連通している。この場合、隣り合う二枚のフィン２００間の間隔は第一スペーサと第二スペーサとの長さの和とほぼ等しい。さらに、この場合、第一スペーサと第二スペーサとが完全に一致してもよく、それによって第一シート体２０２と第二シート体２０４とが完全に同じでもよい。

いくつかの実施例において、隣り合う二枚のフィン２００において、一枚のフィン２００の第一スペーサともう一枚のフィン２００の第二スペーサとは挿接されている。この場合、隣り合う二枚のフィン２００間の間隔が第一スペーサと第二スペーサの長さの和より小さく、隣り合う二枚のフィン２００間の間隔が第一スペーサ又は第二スペーサの長さと等しくてもよい。

本実施例において、第一シート体２０２は第一スペーサと一体成型されている。第一切欠き２０２ａ、第一熱交換凹溝２０２ｂ、第一絞り凹溝２０２ｃ、第一入口集流孔２０２ｄ、第二入口集流孔２０２ｅ、第一出口集流孔２０２ｆ及び第一スペーサなどは、プレスなどのプロセスにより形成できる。本実施例において、第一シート体２０２と第一スペーサの材質は金属でアルミニウムである。第二シート体２０４は第一シート体２０２と同じなので、ここでは改めて説明しない。

本実施例において、熱交換器１０は複数枚のフィン２００を含み、複数枚のフィン２００は厚さ方向に配置されている。隣り合う二枚のフィン２００の縁部２２０間の間隔が隣り合う二枚のフィン２００の本体部２１０間の間隔より大きいため、気流流通損失を下げることができ、さらには熱交換器１０の熱交換効率を向上させることが可能である。

本実施例において、複数枚のフィン２００の第一シート体２０２と第二シート体２０４は厚さ方向に互い違いに配置されている。こうすることで、気流通路１２のサイズをより抑えやすくなる。

本実施例において、複数枚のフィン２００の第一入口集流通路２１４ａが順に連通し、複数枚のフィン２００の第二入口集流通路２１４ｂが順に連通し、複数枚のフィン２００の第一出口集流通路２１６ａが順に連通し、複数枚のフィン２００の第二出口集流通路２１６ｂが順に連通している。

本発明はさらに、上記の熱交換器１０を含む熱交換機器を提案する。この熱交換機器は、冷蔵庫、除湿機、エアコン室内機及びエアコン室外機などとすることが可能である。

本実施例において、さらに上記の熱交換器１０を含むエアコンを提案する。エアコンは一体式エアコンでもよく、セパレート型エアコンでもよく、他のタイプのエアコンでもよい。

以上に述べたことは本発明の好ましい実施例にすぎず、それによって本発明の特許の範囲を制限するわけではない。本発明の構想の下で、本発明の明細書及び添付図面の内容を利用してなされた等価構造変換、或いは他の関連する技術分野への直接／間接的な応用は、何れも本発明の特許の保護範囲に含まれる。

１０ 熱交換器
２００ フィン
２１０ 本体部
２２０ 縁部
２０２２ 第一熱交換面
２０４２ 第二熱交換面
２２２ 第一縁部セグメント
２２４ 第二縁部セグメント
２０２ 第一シート体
２０４ 第二シート体
２０２ａ 第一切欠き
２０４ａ 第二切欠き
２２０ａ 第一縁部
２２０ｂ 第二縁部
１２ 気流通路
１２ａ サブ気流通路
１２ｂ サブ気体取入通路
１２ｃ サブ気体排出通路
２２２ａ 第一端面
２２４ａ 第二端面
２０２４ 第一面
２０４４ 第二面
２１２ 熱交換管路
２１４ 入口集流通路
２１６ 出口集流通路
２１４ａ 第一入口集流通路
２１４ｂ 第二入口集流通路
２１８ 絞り通路
２０２ｂ 第一熱交換凹溝
２０２ｃ 第一絞り凹溝
２０２ｄ 第一入口集流孔
２０２ｅ 第二入口集流孔
２０２ｆ 第一出口集流孔
２０４ｄ 第三入口集流孔
２０４ｅ 第四入口集流孔
２０４ｆ 第二出口集流孔
２１６ａ 第一出口集流通路
２１６ｂ 第二出口集流通路
２０６ スペーサ

Claims (14)

1. フィンであって、
   本体部と、
   前記本体部の前記フィンの気流方向における片側と接続されている縁部と、
   を含み、
   前記縁部は少なくとも一つの第一縁部セグメント及び少なくとも一つの第二縁部セグメントを含み、前記第一縁部セグメント及び前記第二縁部セグメントは前記縁部の長さ方向に互い違いに配置され、
   前記本体部は、厚さ方向にある第一熱交換面と第二熱交換面とを有し、
   前記第一縁部セグメントの厚さ及び前記第二縁部セグメントの厚さは何れも前記本体部の厚さより小さく、前記第一縁部セグメントと前記第二熱交換面は厚さ方向において異なる高さに位置し、前記第二縁部セグメントと前記第一熱交換面は厚さ方向において異なる高さに位置し、
   前記フィンは厚さ方向に積層されて設置された第一シート体及び第二シート体を含み、前記第一熱交換面が前記第一シート体の前記第二シート体から離れた側に位置し、前記第二熱交換面は前記第二シート体の前記第一シート体から離れた側に位置し、
   前記第一縁部セグメントが前記第一シート体にあり、前記第二縁部セグメントが前記第二シート体にある
   ことを特徴とするフィン。
2. 前記縁部は二つあり、それぞれ第一縁部と第二縁部であり、前記フィンの気流方向において、前記第一縁部が前記本体部の上流側に位置し、前記第二縁部が前記本体部の下流側に位置し、
   前記第一縁部の前記第一縁部セグメントと前記第二縁部の前記第一縁部セグメントは前記縁部の長さ方向に互い違いに配置され、前記第一縁部の前記第二縁部セグメントと前記第二縁部の前記第二縁部セグメントは前記縁部の長さ方向に互い違いに配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィン。
3. 同一の前記縁部において、前記第一縁部セグメントの前記第二縁部セグメント寄りの第一端面と前記第二縁部セグメントの前記第一縁部セグメント寄りの第二端面は同一平面にある
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィン。
4. 前記第二縁部セグメントの形状及びサイズは前記第一縁部セグメントの形状及びサイズと同じである
   ことを特徴とする請求項３に記載のフィン。
5. 同一の前記縁部において、前記第一縁部セグメントの数は前記第二縁部セグメントの数と同じである
   ことを特徴とする請求項４に記載のフィン。
6. 前記本体部は熱交換管路、入口集流通路及び出口集流通路を有し、前記熱交換管路が前記本体部内にあり、厚さ方向において、前記入口集流通路及び前記出口集流通路は何れも前記本体部を貫通し、前記熱交換管路の入口が前記入口集流通路の内壁に開けられ、前記熱交換管路の出口が前記出口集流通路の内壁に開けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィン。
7. 前記入口集流通路はそれぞれ前記本体部を貫通する第一入口集流通路及び第二入口集流通路を含み、前記熱交換管路の入口が前記第二入口集流通路の内壁に開けられ、
   前記本体部はさらに前記本体部内にある絞り通路を有し、前記絞り通路の入口が前記第一入口集流通路の内壁に開けられ、前記絞り通路の出口が前記第二入口集流通路の内壁に開けられ、
   前記第一入口集流通路と前記第二入口集流通路の中の一方は気液分離器の気体熱交換媒体出口と接続されるために用いられ、他方は気液分離器の液体熱交換媒体出口と接続されるために用いられる
   ことを特徴とする請求項６に記載のフィン。
8. 前記フィンは厚さ方向に積層されて設置された第一シート体及び第二シート体を含み、
   前記第一シート体には第一熱交換凹溝及び第一絞り凹溝が開けられ、前記第二シート体には第二熱交換凹溝及び第二絞り凹溝が開けられており、前記第一熱交換凹溝と前記第二熱交換凹溝とが突き合わされて前記熱交換管路を囲んで形成し、前記第一絞り凹溝と前記第二絞り凹溝とが突き合わされて絞り通路を囲んで形成し、
   前記第一シート体には第一入口集流孔、第二入口集流孔及び第一出口集流孔が開けられ、前記第二シート体には第三入口集流孔、第四入口集流孔及び第二出口集流孔が開けられており、前記第一入口集流孔と前記第三入口集流孔とが突き合わされて前記第一入口集流通路を囲んで形成し、前記第二入口集流孔と前記第四入口集流孔とが突き合わされて前記第二入口集流通路を囲んで形成し、前記第一出口集流孔と前記第二出口集流孔とが突き合わされて前記出口集流通路を囲んで形成している
   ことを特徴とする請求項７に記載のフィン。
9. 前記フィンはさらにスペーサを含み、前記本体部は、厚さ方向にある第一熱交換面と第二熱交換面とを有し、前記第一熱交換面と前記第二熱交換面との少なくとも一つに前記スペーサが設置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィン。
10. 前記本体部は熱交換管路、入口集流通路及び出口集流通路を有し、前記熱交換管路が前記本体部内にあり、厚さ方向において、前記入口集流通路及び前記出口集流通路は何れも前記本体部を貫通し、前記熱交換管路の入口が前記入口集流通路の内壁に開けられ、前記熱交換管路の出口が前記出口集流通路の内壁に開けられており、
    前記入口集流通路と前記出口集流通路との少なくとも一つには対応するように前記スペーサが設置され、前記スペーサは、対応するように設置された前記入口集流通路又は前記出口集流通路と連通している
    ことを特徴とする請求項９に記載のフィン。
11. 複数枚の請求項１～１０の何れか一項に記載のフィンを含む熱交換器であって、複数枚の前記フィンが厚さ方向に配置されており、隣り合う二つの前記フィンの間には気流通路が形成されており、
    隣り合う二枚の前記フィンの前記縁部間の間隔が隣り合う二枚の前記フィンの前記本体部間の間隔より大きい
    ことを特徴とする熱交換器。
12. 前記フィンが厚さ方向に積層されて設置された第一シート体及び第二シート体を含む場合、複数枚の前記フィンの前記第一シート体と前記第二シート体は厚さ方向に互い違いに配置されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の熱交換器。
13. 請求項１１又は１２に記載の熱交換器を含む
    ことを特徴とする熱交換機器。
14. 請求項１１又は１２に記載の熱交換器を含む
    ことを特徴とするエアコン。

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