TWM485396U - 熱交換管 - Google Patents

Description

熱交換管

本創作係關於一種熱交換管，尤指一種安裝在大型冷凍庫靠近天花板，用來提供冷凍液流通並與冷凍庫裡之空氣進行熱交換，進一步達到降低冷凍庫內之溫度的熱交換管。

有一種大型的冷凍庫係建置在建築物的室內空間內，這種冷凍庫主要係在該室內空間的天花板上設置複數支中空的金屬管，且金屬管表面設置有用來增加接觸面積的鰭片，並且在金屬管的內部使低溫的冷凍液流動，如此冷凍庫內的空氣流經熱交換管的各鰭片時，就與低溫的熱交換管進行熱交換，進一步空氣的溫度降至0℃以下。

此外，由於冷凍庫內的空氣含有濕氣，並且冷凍庫內的空氣溫度比熱交換管高，因此當溫度高的空氣接觸溫度低的熱交換管時，會在熱交換管表面形成冷凝水，由於熱交換管的溫度低於0℃，所以這些冷凝水會在熱交換管表面被冷凍成霜(或冰)，當熱交換管表面的霜太厚時，這些形成在熱交換器表面的霜會阻礙熱交換管與冷凍庫的空氣接觸，進一步導致熱交換管與冷凍庫之空氣的熱交換效率降低，因此一般冷凍庫使用一段時間之後要進行除霜作業，其主要是將熱交換管內的冷凍液抽出後灌入熱水，使得熱交換管的溫度上升，進一步造成熱交換管表面的霜融化，由於 換管的鰭片都是設計成向下垂的形式，因此當熱交換管表面的霜最靠近熱交換管的部分融化之後，這些霜就可以靠著本身的重量作用而滑動脫離熱交換管的鰭片。

雖然傳統的熱交換管可以透過除霜作業使表面的霜脫落，然而，熱交換管之各鰭片中位於較上方的鰭片受限於下方鰭片的緣故其與水平面的夾角較小，因此較上方鰭片的霜脫離鰭片的速度較下方鰭片之霜脫離速度慢，詳細地說，各熱交換管之鰭片越靠近下方的角度越接近垂直，而越接近垂直的鰭片除霜時，該霜脫離鰭片的速度受到重力的影響越大速度也較快，因此越上方鰭片的除霜速度就越慢，也就是說，當下方鰭片的霜都已脫落了，但上方鰭片的霜仍然尚未脫落，如此將影響除霜的速度，進一步，除霜的時間越長，冷凍庫的保鮮效果也越差。

為解決此問題，本創作提供一種熱交換管，該熱交換管包括一管體，管體包括一外表面以及位於外表面內側且與之隔開的一內表面，內表面區隔出一通道，熱交換管進一步包括由外表面向外延伸的複數側鰭片，各側鰭片包括與外表面連接的一內端與一外端，且各側鰭片的外端沿縱向的高度較內端低，其特徵在於：熱交換管進一步包括由外表面向外延伸且位於各側鰭片上方的二個外鰭片，各外鰭片包括與外表面連接的一結合端與一尾端，尾端沿縱向位於結合端下方，且各外鰭片的尾端沿垂直於縱向的橫向位於對應之側鰭片的內、外端之間。

本創作的熱交換管之各外鰭片雖然角度較接近水平，但由於外鰭片的長度較短，因此結在各外鰭片上的霜或冰溶化速度較側鰭片與支 撐鰭片上的霜或冰快速，所以結在外鰭片上的霜或冰脫離外鰭片的速度相較於各側鰭片及各支撐鰭片差異不大，進一步使得整體熱交換管的除霜(冰)時間縮短，因而冷凍庫的溫度不至於提升太多，進一步增加冷凍庫的保鮮效果。

10‧‧‧熱交換器

12‧‧‧熱交換單元

20‧‧‧熱交換管

22‧‧‧管體

24‧‧‧外表面

26‧‧‧內表面

28‧‧‧通道

30‧‧‧上鰭片

30A‧‧‧頂端

30B‧‧‧底端

32‧‧‧下鰭片

32A‧‧‧上端

32B‧‧‧下端

34‧‧‧橫板

36‧‧‧側鰭片

38‧‧‧內端

40‧‧‧外端

42‧‧‧支撐鰭片

44‧‧‧連接端

46‧‧‧末端

48‧‧‧外鰭片

50‧‧‧結合端

52‧‧‧尾端

54‧‧‧連接管

56‧‧‧結合管

58‧‧‧第一端

60‧‧‧第二端

62‧‧‧法蘭

64‧‧‧支架

第1圖為本創作熱交換管之立體外觀圖。

第2圖本創作之熱交換管的端視圖。

第3圖利用本創作熱交換管組裝成熱交換單元的立體組合圖。

第4圖為顯示兩組熱交換單元組裝的部分立體分解圖。

第5圖為將第3圖所示複數組熱交換單元組裝成熱交換器的立體組合圖。

第6圖為熱交換管結霜後的模擬狀態圖。

以下所有圖式係僅便於解釋本創作基本教導而已，圖式中將對構成較佳實施例之元件的數目、位置、關係、及尺寸之延伸將有所說明，在閱讀及了解本創作的敎導後相關之變化實施屬於業界技能。另外，在閱讀及了解本創作的敎導後，配合特定力量、重量、強度、及類似要求之精確尺寸及尺寸比例之改變亦屬業界技能。

在不同圖式中係以相同標號來標示相同或類似元件；另外請了解文中諸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“後”、“內”、“外”、“端”、“部”、“段”、“水平”、“垂直”、 “向內”、“向外”、“寬度”、“長度”、”區”、”周圍”、”側”、”徑向”、”軸向”等等及類似用語係僅便於看圖者參考圖中構造以及僅用於幫助描述本創作而已。

依據圖式所示，本創作係為一熱交換器10中使用的熱交換管20，熱交換管20包括圓筒狀的一管體22，管體22包括一外表面24以及位於外表面24內側且與之隔開的一內表面26，內表面26為波浪狀的表面用來增加接觸面積，管體22之內表面26界定出一通道28。熱交換管20進一步包括沿垂直於地面的縱向由外表面24延伸的一上鰭片30與一下鰭片32，上鰭片30包括與外表面24連接的一底端30B以及一頂端30A，頂端30A與底端30B排列成一直線，且頂端30A與底端30B延伸線通過管體22之中心，下鰭片32包括與外表面24連接的一上端32A與一下端32B，上、下端32A、32B與上鰭片30之頂、底端30A、30B排列成一直線，下鰭片32進一步包括沿垂直於縱向的橫向在下鰭片32兩側對稱地延伸且位於下端32B的一橫板34(如第1、2圖所示)。

依據圖式所示，本創作的熱交換管20進一步包括由外表面24向外延伸且繞管體22之圓周方向位於上、下鰭片30、32之間複數個對稱排列的側鰭片36，各側鰭片36包括與外表面24連接的一內端38以及與內端38隔開的一外端40，各側鰭片36之外端40沿縱向位於內端38下方，任意一個沿縱向位於較上方的側鰭片36之內、外端38、40隔開的距離相較於相鄰之較下方之側鰭片36的內、外端38、40隔開的距離小，且任意一個沿縱向位於較上方的側鰭片36之內、 外端38、40沿縱向隔開的距離相較於相鄰之較下方之側鰭片36的內、外端38、40縱向隔開的距離小，換句話說，越靠近下鰭片32的側鰭片36越接近垂直(與水平面的夾角越大)且長度越長，越靠近上鰭片30的側鰭片36越接近水平且長度越短。

依據圖式所示，本創作之熱交換管20包括進一步包括由外表面24向外延伸且繞管體22之圓周方向位於各側鰭片36與下鰭片32之間的複數個支撐鰭片42，各支撐鰭片42包括與外表面24連接的一連接端44以及與連接端44隔開的一末端46，各末端46沿縱向位於連接端44下方，各支撐鰭片42的末端46約與橫板34切齊。

依據圖式所示，本創作的熱交換管20另包括由外表面24向外延伸且位於上鰭片30與各側鰭片36之間的二外鰭片48，各外鰭片48包括與外表面24連接的一結合端50以及與結合端50隔開的一尾端52，尾端52沿縱向位於結合端50下方，各外鰭片48的尾端52沿橫向位於對應(同一側)之各側鰭片36的內、外端38、40之間，各外鰭片48之結合端50與尾端52隔開的距離相較於任意一側鰭片36之內端38與外端40隔開的距離比例為1：1.2~1：2.5之間的任意一比值。

依據圖式所示，本創作的複數個熱交換管20係被預先組裝成複數組熱交換單元12(如第3圖所示)，施工者再依據場地的尺寸將複數組熱交換單元12組在一起(如第5圖所示)形成完整的熱交換器10，其中各熱交換單元12包括三支平行並列的熱交換管20，其中任意相鄰的二熱交換管20同側的末端面之間焊接一U形的連接管54，並且在最外側的二支熱交換管20剩餘的一端各焊接一結合管56，結合管56包 括與熱交換管20端面焊接在一起的一第一端58以及與第一端58隔開的一第二端60，結合管56的第二端60形成一法蘭62。

組裝各熱交換單元12時，係將各熱交換單元12之結合管56的法蘭62相互對齊，再利用複數個螺絲配合螺帽鎖接，如此就能將複數組熱交換單元12組合成相互連通，再將組合在一起的複數組熱交換單元12放置在一支架64上，各熱交換管20之橫板34與各支撐鰭片42之末端46貼靠於支架64表面，如此各熱交換管20就不會傾倒，支架64利用長螺絲懸吊在冷凍庫的天花板上(圖未顯示)，且這些熱交換單元12另外與諸如壓縮機的降溫設備連通形成密閉式通路，如此冷凍液能夠在壓縮機與各熱交換單元12之各熱交換管20的通道28、各連接管54與各結合管56流動，各熱交換管20與冷凍液進行熱交換而降溫至0℃以下。

被降溫至0℃以下的各熱交換管20與冷凍庫中的空氣進行熱交換，如此冷凍庫的空氣會被降溫至0℃以下，此外，由於冷凍庫的空氣中含有濕氣，因此當空氣接觸各熱交換管20時，會在熱交換管20上凝結水分，並且因為熱交換管20之溫度低於0℃，如此凝結在熱交換管20上的水分會冷凍成霜或冰(如第6圖所示)，當這些霜或冰厚度太大時，各熱交換管20與冷凍庫內之空氣的熱交換效率就會變差，進一步就需要耗費更多的能源維持冷凍庫的溫度，因而熱交換器10使用一段時間之後，需要進行除霜，進行除霜時，係將各熱交換管20之通道28中之冷凍液抽出，再將熱水注入各熱交換管20的通道內，使得熱交換管20被加熱至0℃以上，因而結在各熱交換管20上的霜或冰得以溶解。

各熱交換管20上的霜或冰溶解時，係由最靠近熱交換管20的部分先開始，因而即使結在各熱交換管20上的霜或冰沒有完全融化，但霜或冰與各熱交換管20之接觸面已被融化成水，所以整塊(片)的霜或冰可以直接滑落脫離熱交換管20，此外，由於各支撐鰭片42最接近垂直，因而霜或冰會最先由各支撐鰭片42上滑落，其次霜或冰由各側鰭片36上滑落，最後由於外鰭片48的長度較短，因此結在外鰭片48上的霜或冰溶解的速度較快，所以外鰭片48上的霜或冰也能快速地脫落進一步完成除霜作業。

本創作的熱交換管20之各外鰭片48雖然角度較接近水平，但由於外鰭片48的長度較短，因此結在各外鰭片48上的霜或冰溶化速度較側鰭片36與支撐鰭片42上的霜或冰快速，所以結在外鰭片48上的霜或冰脫離外鰭片48的速度相較於各側鰭片36及各支撐鰭片42差異不大，進一步使得整體熱交換管20的除霜(冰)時間縮短，因而冷凍庫的溫度不至於提升太多，進一步增加冷凍庫的保鮮效果。

由於說明書揭示的本創作可在未脫離本創作精神或大體特徵的其它特定形式來實施，且這些特定形式的一些形式已經被指出，所以，說明書揭示的實施例應視為舉例說明而非限制。本創作的範圍是由所附的申請專利範圍界定，而不是由上述說明所界定，對於落入申請專利範圍的均等意義與範圍的所有改變仍將包含在其範圍之內。

20‧‧‧熱交換管

22‧‧‧管體

24‧‧‧外表面

26‧‧‧內表面

28‧‧‧通道

30‧‧‧上鰭片

30A‧‧‧頂端

30B‧‧‧底端

32‧‧‧下鰭片

32A‧‧‧上端

32B‧‧‧下端

34‧‧‧橫板

36‧‧‧側鰭片

38‧‧‧內端

40‧‧‧外端

42‧‧‧支撐鰭片

44‧‧‧連接端

46‧‧‧末端

48‧‧‧外鰭片

50‧‧‧結合端

52‧‧‧尾端

Claims (4)

1. 一種熱交換管，該熱交換管(20)包括一管體(22)，管體(22)包括一外表面(24)以及位於外表面(24)內側且與之隔開的一內表面(26)，內表面(26)區隔出一通道(28)，熱交換管(20)進一步包括由外表面(24)向外延伸的複數側鰭片(36)，各側鰭片(36)包括與外表面(24)連接的一內端(38)與一外端(40)，且各側鰭片(36)的外端(40)沿縱向的高度較內端(38)低，其特徵在於：熱交換管(20)進一步包括由外表面(24)向外延伸且位於各側鰭片(36)上方的二個外鰭片(48)，各外鰭片(48)包括與外表面(24)連接的一結合端(50)與一尾端(52)，尾端(52)沿縱向位於結合端(50)下方，各外鰭片(48)的尾端(52)沿垂直於縱向的橫向位於對應之側鰭片(36)的內、外端(38、40)之間，且各外鰭片(48)之結合端(50)與尾端(52)隔開的距離小於各側鰭片(36)之內端(38)與外端(40)隔開的距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換管，其中各外鰭片(48)之結合端(50)與尾端(52)隔開的距離相較於各側鰭片(36)之內端(38)與外端(40)隔開的距離比例為1：1.2~1：2.5之間的任意一比值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換管，其中外鰭片(48)之結合端(50)與尾端(52)沿縱向隔開的距離小於各側鰭片(36)之內端(38)與外端(40)沿縱向隔開的距離。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換管，其中任意一個沿縱向位於較上方的側鰭片(36)之內、外端(38、40)隔開的距離相較於相鄰之較下方之側鰭片(36)的內、外端(38、40)隔開的距離小，且 任意一個沿縱向位於較上方的側鰭片(36)之內、外端(38、40)沿縱向隔開的距離相較於相鄰之較下方之側鰭片(36)的內、外端(38、40)縱向隔開的距離小。