热交换器及制冷循环装置的制作方法

文档序号:19158001发布日期:2019-11-16 01:03阅读:146来源:国知局
热交换器及制冷循环装置的制作方法

本发明涉及实现排水性和传热性能双方的提高的热交换器及具备该热交换器的制冷循环装置。



背景技术:

以往,已知有沿着从送风机横向吹出的空气的流动方向并列设置两个以上的翅片管型热交换部而成的热交换器。详细而言,该热交换器的各热交换部具备多根传热管和在上下方向上延伸的多个翅片。多个翅片隔开规定间隔地在与空气的流动方向大致垂直的横向上并列设置。多根传热管隔开规定间隔地在上下方向上并列设置,并沿着翅片的并列设置方向贯通各翅片。另外,各传热管的端部连接到与这些传热管一起形成制冷剂流路的分配管或集管。而且,在热交换器中,在空气与制冷剂之间进行热交换,其中,所述空气在翅片之间流动,所述制冷剂在传热管内流动。

在按上述方式构成的热交换器中,还提出了使用扁平管作为传热管的热交换器。扁平管是在与制冷剂的流通方向垂直的截面中横宽大于纵宽的例如截面为长圆形形状等的传热管。使用扁平管的热交换器与使用圆管状的传热管的热交换器相比,除了能够将管内的传热面积确保为较大之外,还能够抑制空气的通风阻力。因此,使用扁平管的热交换器与使用圆管状的传热管的热交换器相比,能够提高传热性能。另一方面,使用扁平管的热交换器与使用圆管状的传热管的热交换器相比,存在如下倾向,即:作为蒸发器使用时的排水性较差。这是由于水滴容易残留在扁平管的上表面。

例如,在空调机及制冷机等制冷循环装置中,当在低外部空气温度时将室外机的热交换器作为蒸发器使用时,空气中的水分作为露水附着于热交换器,该露水冻结并成为霜。因此,一般来说,以防止由结霜导致的通风阻力的增加、传热性能的下降及热交换器的损伤等为目的,这样的制冷循环装置具备使附着于热交换器的霜融化的除霜运转模式。在此,如上所述,使用扁平管的热交换器容易残留水滴。而且,在水滴残留的情况下,该水滴会冻结而成长为较大的霜。因此,使用扁平管的热交换器需要延长除霜运转的时间,结果,会招致舒适性的下降及平均制热能力的降低等。

因此,在专利文献1中提出了一种热交换器,其沿着从送风机横向吹出的空气的流动方向并列设置有两个使用截面为长圆形形状的扁平管的翅片管型热交换部,并将扁平管配置成使扁平管的上表面倾斜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-183088号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

专利文献1公开的热交换器通过使扁平管的上表面倾斜,从而容易利用重力的作用将滞留在扁平管的上表面的结露水排出。因此,专利文献1公开的热交换器具有能够降低除霜运转的时间的效果。相反地,如以下那样,专利文献1公开的热交换器存在如下课题,即:不能充分地发挥作为扁平管的特征的传热性能。

详细而言,流入到热交换器内部的空气到达扁平管的前缘,并被分为扁平管的上表面侧和下表面侧这两部分。在朝向与空气流面对的方向的面处,会产生沿着管壁的空气流,维持比较高的风速并通过热交换器。另一方面,在朝向不与空气流面对的方向的面处,难以产生沿着管壁的空气流,会产生流动停滞的状态即死水区域。而且,在沿空气的流动方向观察专利文献1公开的热交换器的情况下,位于空气的流动方向的下游侧的热交换部的扁平管配置在位于上游侧的热交换部的扁平管的死水区域的后方。因此,在位于空气的流动方向的下游侧的热交换部的扁平管的表面附近,不再流过足够的量的空气,该位置处的风速变低。由此,专利文献1公开的热交换器产生如下课题,即:不能充分地发挥作为扁平管的特征的传热性能。

作为解决该课题的一种方法,可以考虑变更下游侧的扁平管的配置位置,以便在沿空气的流动方向观察热交换器时,使空气的流动方向的下游侧的扁平管不位于上游侧的扁平管的后方。即,可以考虑将下游侧的扁平管配置成在沿空气的流动方向观察热交换器时与上游侧的扁平管不重叠。然而,在按这种方式构成热交换器时,热交换器的通风阻力增加,传热性能会因该通风阻力而下降。

本发明的目的在于提供能够提高排水性和传热性能双方的热交换器及具备该热交换器的制冷循环装置。

用于解决课题的手段

本发明的热交换器具备:第一翅片,所述第一翅片在横向上具有第一端部及第二端部;第二翅片,所述第二翅片在横向上具有第三端部及第四端部,所述第三端部与所述第二端部相向地配置;第一传热管,所述第一传热管与所述第一端部相距第一规定间隔地贯通所述第一翅片;以及第二传热管,所述第二传热管与所述第三端部相距第二规定间隔地贯通所述第二翅片,所述第一传热管具有平面状或曲面状的第一上表面和平面状的第一下表面,所述第二传热管具有平面状或曲面状的第二上表面和平面状的第二下表面,当在所述第一上表面为平面状的情况下将该第一上表面定义为第一面、在所述第一上表面为曲面状的情况下将该第一上表面的切平面定义为第一面、在所述第二上表面为平面状的情况下将该第二上表面定义为第二面、在所述第二上表面为曲面状的情况下将该第二上表面的切平面定义为第二面时,在以所述第一下表面成为水平的方式观察所述第一传热管及所述第二传热管时,在与所述第一传热管贯通所述第一翅片的方向垂直的纵截面中,所述第一面趋向所述第一端部侧而向下方倾斜,所述第二面趋向所述第三端部侧而向下方倾斜,所述第二传热管的上端位于比所述第一下表面靠上方的位置,交点a与交点b一致或者位于比所述交点b靠所述第二传热管侧的位置,所述交点a是所述第二面或该第二面的延长线与所述第一下表面的延长线的交点,所述交点b是所述第二面或该第二面的延长线与所述第二下表面的延长线的交点。

另外,本发明的制冷循环装置具备:本发明的热交换器;以及送风机,所述送风机从所述第一端部侧沿着所述第一下表面向所述热交换器供给空气,所述热交换器被设置成:所述第一面趋向所述第一端部侧而向下方倾斜,所述第二面趋向所述第三端部侧而向下方倾斜。

发明效果

根据本发明,可以得到能够提高排水性和传热性能双方的热交换器及具备该热交换器的制冷循环装置。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的制冷循环装置的制冷剂回路图。

图2是示出本发明的实施方式1的热交换器的主视图。

图3是示出本发明的实施方式1的热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。

图4是示出本发明的实施方式1的热交换器的传热管的剖视图。

图5是将图2的一部分放大而得到的主要部分放大图。

图6是示出本发明的实施方式2的热交换器的主视图。

图7是示出本发明的实施方式2的热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。

图8是将图6的一部分放大而得到的主要部分放大图。

图9是示出本发明的实施方式3的热交换器的主视图。

图10是示出本发明的实施方式3的热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。

图11是将图9的一部分放大而得到的主要部分放大图。

图12是示出本发明的实施方式4的热交换器的主视图。

图13是示出本发明的实施方式4的热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。

图14是将图12的一部分放大而得到的主要部分放大图。

具体实施方式

以下,参照附图,说明本发明的热交换器及制冷循环装置的各实施方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的制冷循环装置的制冷剂回路图。

制冷循环装置100具有压缩机200、冷凝器300、膨胀机构400及蒸发器500,且是将它们用制冷剂配管依次连接而构成的。

压缩机200吸入制冷剂,对该制冷剂进行压缩并使之成为高温高压的气体制冷剂。冷凝器300使在内部流动的制冷剂与空气等热交换对象进行热交换,例如是翅片管型热交换器。在冷凝器300的附近,设置有向该冷凝器300供给成为热交换对象的空气的送风机301。膨胀机构400例如是膨胀阀,使制冷剂减压并膨胀。蒸发器500使在内部流动的制冷剂与空气等热交换对象进行热交换。本实施方式1的蒸发器500为翅片管型热交换器。另外,在蒸发器500的附近,设置有向该蒸发器500供给成为热交换对象的空气的送风机501。送风机501例如是螺旋桨风扇。

为了使蒸发器500的排水性和传热性能双方提高,本实施方式1的制冷循环装置100采用以下那样的结构的热交换器1作为蒸发器500。

图2是示出本发明的实施方式1的热交换器的主视图。图3是示出该热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。图4是示出该热交换器的传热管的剖视图。另外,图5是将图2的一部分放大而得到的主要部分放大图。

此外,在图2中,用截面示出传热管15、25。另外,图2及图5所示的空心箭头示出从送风机501向热交换器1供给的空气的流动方向。也就是说,在本实施方式1中,送风机501沿大致水平方向向热交换器1供给空气。换句话说,作为螺旋桨风扇的送风机501的旋转轴沿大致水平方向配置。另外,在图2、3、5中,也用箭头x示出该空气的流动方向。图2、3、5所示的箭头z为重力方向。

热交换器1是沿着空气的流动方向并列设置多个翅片管型热交换部而成的。在本实施方式1中,以具备位于空气流动方向的上游侧的第一热交换部10和位于下游侧的第二热交换部20的热交换器1为例进行说明。第一热交换部10及第二热交换部20为相同的结构。

详细而言,第一热交换部10具备多个在上下方向上延伸的板状翅片11。这些翅片11在与空气的流动方向垂直的横向(图2的纸面正交方向)上隔开规定的翅片间距(间隔)地并列设置。另外,在各翅片11的下游侧端部11d,在上下方向上隔开规定的层间距(间隔)地形成有多个切口12。这些切口12供传热管15插入,为与传热管15的外形对应的形状。另外,切口12的上游侧端部12a配置在与翅片11的上游侧端部11c相距规定间隔(第一规定间隔)的位置。此外,各切口12为如下形状,即:从上游侧端部12a到开口部12b,上缘部与下缘部之间的距离逐渐变大。因此,能够容易地进行传热管15向切口12的插入。

在此,翅片11相当于本发明的第一翅片。上游侧端部11c相当于本发明的第一端部。另外,下游侧端部11d相当于本发明的第二端部。

另外,第一热交换部10具备被插入到翅片11的切口12中的多根传热管15。即,各传热管15在上下方向上隔开规定的层间距地并列设置。而且,各传热管15被设置成在这些翅片11的并列设置方向上将各翅片11贯通。翅片11与传热管15通过钎焊而一体地密接。这些传热管15成为如下形状:在与制冷剂的流通方向垂直的截面中,横宽大于纵宽。各传热管15的内部由多个隔壁划分,并形成有多个制冷剂流路16。

若进一步详细说明传热管15的形状,则传热管15具有平面状的上表面15a及平面状的下表面15c。而且,从上游侧端部15b趋向下游侧端部15d,上表面15a与下表面15c的距离逐渐变大。换句话说,从翅片11的上游侧端部11c趋向下游侧端部11d,上表面15a与下表面15c的距离逐渐变大。这样的传热管15例如为铝制或铝合金制,例如通过挤压成形而形成。因此,在本实施方式1中,以相对于将上表面15a与下表面15c所成的角度等分的平面成为大致对称的方式形成有将传热管15的内部划分为多个制冷剂流路16的隔壁。由此,容易确保将传热管15挤压成形的情况下的制造性。此外,传热管15例如也可以在通过挤压成形而制造成使截面成为长圆形形状之后,通过冲压等追加工序而形成最终形状。另外,也可以在制冷剂流路16的壁面即传热管15的内壁面形成槽。由此,传热管15的内壁面与制冷剂的接触面积增加。因此,热交换效率提高。

在此,传热管15中的任一个相当于第一传热管。另外,相当于第一传热管的传热管15的上表面15a相当于本发明的第一面。

如上所述,供传热管15插入的翅片11的切口12的上游侧端部12a配置在与翅片11的上游侧端部11c相距规定间隔(第一规定间隔)的位置。因此,另外,在传热管15安装于翅片11的状态下,传热管15的上游侧端部15b也配置在与翅片11的上游侧端部11c相距规定间隔(第一规定间隔)的位置。因此,在翅片11形成有第一区域11a和第二区域11b。第一区域11a是在成为重力方向(箭头z方向)的长度方向上形成有多个切口12的区域,是设置有传热管15的区域。第二区域11b是在长度方向(箭头z方向)上未设置传热管15的区域,是将附着于翅片11的水排出的排水区域。在作为热交换流体的空气的流动方向(箭头x方向)上,第二区域11b配置在第一区域11a的上游侧。第一区域11a与第二区域11b的边界线为连结在上下方向上并列设置的切口12的上游侧端部12a的假想直线,换句话说,为连结在上下方向上并列设置的传热管15的上游侧端部15b的假想直线。

另外,在传热管15安装于翅片11的状态下,从翅片11的下游侧端部11d趋向上游侧端部11c,换句话说,从翅片11的下游侧端部11d趋向作为排水区域的第二区域11b,传热管15的上表面15a下降。也就是说,传热管15的上表面15a趋向翅片11的上游侧端部11c侧而向下方倾斜。在本实施方式1中,传热管15的上表面15a相对于水平面倾斜角度θ。另一方面,在传热管15安装于翅片11的状态下,传热管15的下表面15c成为大致水平。

第二热交换部20具备多个在上下方向上延伸的板状翅片21。这些翅片21在与空气的流动方向垂直的横向(图2的纸面正交方向)上隔开规定的翅片间距(间隔)地并列设置。另外,在各翅片21的下游侧端部21d,在上下方向上隔开规定的层间距(间隔)地形成有多个切口22。这些切口22供传热管25插入,为与传热管25的外形对应的形状。另外,切口22的上游侧端部22a配置在与翅片21的上游侧端部21c相距规定间隔(第二规定间隔)的位置。此外,各切口22为如下形状,即:从上游侧端部22a到开口部22b,上缘部与下缘部之间的距离逐渐变大。因此,能够容易地进行传热管25向切口22的插入。

在此,翅片21相当于本发明的第二翅片。上游侧端部21c相当于本发明的第三端部。另外,下游侧端部21d相当于本发明的第四端部。

另外,第二热交换部20具备被插入到翅片21的切口22中的多根传热管25。即,各传热管25在上下方向上隔开规定的层间距地并列设置。而且,各传热管25被设置成在这些翅片21的并列设置方向上将各翅片21贯通。翅片21与传热管25通过钎焊而一体地密接。这些传热管25成为如下形状:在与制冷剂的流通方向垂直的截面中,横宽大于纵宽。各传热管25的内部由多个隔壁划分,并形成有多个制冷剂流路26。

若进一步详细说明传热管25的形状,则传热管25具有平面状的上表面25a及平面状的下表面25c。而且,从上游侧端部25b趋向下游侧端部25d,上表面25a与下表面25c的距离逐渐变大。换句话说,从翅片21的上游侧端部21c趋向下游侧端部21d,上表面25a与下表面25c的距离逐渐变大。这样的传热管25例如为铝制或铝合金制,例如通过挤压成形而形成。因此,在本实施方式1中,以相对于将上表面25a与下表面25c所成的角度等分的平面成为大致对称的方式形成有将传热管25的内部划分为多个制冷剂流路26的隔壁。由此,容易确保将传热管25挤压成形的情况下的制造性。此外,传热管25例如也可以在通过挤压成形而制造成使截面成为长圆形形状之后,通过冲压等追加工序而形成最终形状。另外,也可以在制冷剂流路26的壁面即传热管25的内壁面形成槽。由此,传热管25的内壁面与制冷剂的接触面积增加。因此,热交换效率提高。

在此,在横向上与相当于第一传热管的传热管15相邻的传热管25相当于本发明的第二传热管。另外,相当于第二传热管的传热管25的上表面25a相当于本发明的第二面。

如上所述,供传热管25插入的翅片21的切口22的上游侧端部22a配置在与翅片21的上游侧端部21c相距规定间隔(第二规定间隔)的位置。因此,另外,在传热管25安装于翅片21的状态下,传热管25的上游侧端部25b也配置在与翅片21的上游侧端部21c相距规定间隔(第二规定间隔)的位置。因此,在翅片21形成有第一区域21a和第二区域21b。第一区域21a是在成为重力方向(箭头z方向)的长度方向上形成有多个切口22的区域,是设置有传热管25的区域。第二区域21b是在长度方向(箭头z方向)上未设置传热管25的区域,是将附着于翅片21的水排出的排水区域。在作为热交换流体的空气的流动方向(箭头x方向)上,第二区域21b配置在第一区域21a的上游侧。第一区域21a与第二区域21b的边界线为连结在上下方向上并列设置的切口22的上游侧端部22a的假想直线,换句话说,为连结在上下方向上并列设置的传热管25的上游侧端部25b的假想直线。

另外,在传热管25安装于翅片21的状态下,从翅片21的下游侧端部21d趋向上游侧端部21c,换句话说,从翅片21的下游侧端部21d趋向作为排水区域的第二区域21b,传热管25的上表面25a下降。也就是说,传热管25的上表面25a趋向翅片21的上游侧端部21c侧而向下方倾斜。在本实施方式1中,传热管25的上表面25a相对于水平面倾斜角度θ。另一方面,在传热管25安装于翅片21的状态下,传热管25的下表面25c成为大致水平。

按这种方式构成的第一热交换部10及第二热交换部20被配置成使第一热交换部10的翅片11的下游侧端部11d与第二热交换部20的翅片21的上游侧端部21c相向。此外,即使在第一热交换部10的翅片11与第二热交换部20的翅片21在图2的纸面正交方向上偏移的情况下,在本实施方式1中,也表现为第一热交换部10的翅片11的下游侧端部11d与第二热交换部20的翅片21的上游侧端部21c相向。

在此,在本实施方式1的热交换器1中,第一热交换部10的传热管15和在横向上与该传热管15相邻的第二热交换部20的传热管25成为图5那样的配置关系,该图5示出与传热管15贯通翅片11的方向垂直的纵截面,换句话说,该图5示出与传热管25贯通翅片21的方向垂直的纵截面。此外,在说明该配置关系的详细情况时,按以下方式定义交点a、b。将本发明的第二面(在本实施方式1中为传热管25的上表面25a)或第二面的延长线与传热管15的下表面15c的延长线的交点设为交点a。将本发明的第二面(在本实施方式1中为传热管25的上表面25a)或第二面的延长线与传热管25的下表面25c的延长线的交点设为交点b。

详细而言,传热管25的上端部(图5的c点)位于比在横向上与该传热管25相邻的传热管15的下表面15c靠上方的位置。另外,传热管25的上表面25a与传热管15的下表面15c的延长线的交点a位于比传热管25的上表面25a的延长线与下表面25c的延长线的交点b靠传热管25侧的位置。即,在空气的流动方向上,交点a位于比交点b靠下游侧的位置。在成为这样的配置关系的情况下,在沿空气的流动方向观察热交换器1时,第一热交换部10的传热管15和在横向上与该传热管15相邻的第二热交换部20的传热管25重叠。另外,在沿空气的流动方向观察热交换器1时重叠的传热管15及传热管25成为如下的位置关系,即:传热管25位于比传热管15稍靠下方的位置。

接着,说明本实施方式1的热交换器1的作用。

首先,说明在从送风机501供给的空气与流经传热管15、25的内部的制冷剂之间进行热交换时的热交换作用。

如上所述,送风机501例如为螺旋桨风扇,送风机501的旋转轴沿大致水平方向配置。因此,如图2及图5中用空心箭头示出的那样,从第一热交换部10的翅片11的上游侧端部11c侧起,从送风机501向热交换器1大致水平地供给空气。该空气流入到第一热交换部10,并从第二热交换部20流出。

详细而言,从送风机501供给的空气从翅片11的上游侧端部11c侧流入到第一热交换部10的翅片11间。然后,在该空气到达传热管15的上游侧端部15b时,被分为上表面15a侧和下表面15c侧这两部分。

如上所述,传热管15的上表面15a趋向翅片11的上游侧端部11c侧而向下方倾斜。也就是说,传热管15的上表面15a朝向与空气流面对的方向。因此,在传热管15的横宽方向的大部分,空气能够沿着上表面15a流动。因此,能够促进空气与传热管15之间的热交换而不产生较大的剥离,能够减轻通风阻力。

另外,如上所述,传热管15的下表面15c成为大致水平。也就是说,传热管15的下表面15c与空气流动方向大致一致。因此,在传热管15的横宽方向的大致整个区域,空气能够沿着下表面15c流动。因此,能够促进空气与传热管15表面之间的热交换而不产生较大的剥离,能够减轻通风阻力。

另外,当着眼于在上下方向上相邻的传热管15时,位于上方的传热管15的下表面15c与位于下方的传热管15的上表面15a之间的间隙相对于空气的流动方向,随着趋向下游侧而变窄。因此,能够抑制由风路扩大导致的上下表面的低风速区域(死水区域)的生成,能够促进空气与第一热交换部10的表面之间的热交换。

在传热管15的周围流动的空气从翅片11的下游侧端部11d侧流出第一热交换部10。在此,第一热交换部10的传热管15的上表面15a趋向上游侧端部11c侧而向下方倾斜,下表面15c成为大致水平。因此,流经在上下方向上相邻的传热管15间的空气流成为比水平方向朝向上方的流动。

流出第一热交换部10的空气从翅片21的上游侧端部21c侧流入到第二热交换部20的翅片21间。然后,当该空气到达传热管25的上游侧端部25b时,被分为上表面25a侧和下表面25c侧这两部分。

传热管25的上表面25a位于在空气的流动方向上位于上游侧的传热管15的下游侧端部15d的后方。即,在以往的情况下,传热管25的上表面25a位于死水区域的后方,没有足够的量的空气流过而风速下降,且热交换效率下降。然而,在本实施方式1中,流经翅片21间的空气成为比水平方向朝向上方的流动,并到达传热管25的上游侧端部25b。因此,如图5所示的箭头w那样,到达传热管25的上游侧端部25b的空气的一部分能够沿着上表面25a流动,能够促进空气与上表面25a之间的热交换。另外,在本实施方式1中,传热管25的上游侧端部25b位于比传热管15稍靠下方的位置。因此,能够进一步增大沿着传热管25的上表面25a流动的空气的量,能够促进空气与上表面25a之间的热交换。

另一方面,由于到达传热管25的上游侧端部25b的空气成为比水平方向朝向上方的流动,所以传热管25的下表面25c朝向与空气流面对的方向。因此,空气能够沿着传热管25的下表面25c流动,也能够促进空气与下表面25c之间的热交换。

接着,说明将附着于热交换器1的水滴排出时的排水作用。

第一热交换部10的排水作用如下所述。

附着于第一热交换部10的翅片11的第一区域11a的水滴顺着成为第一区域11a的翅片11的表面落下。该水滴到达传热管15的上表面15a。到达传热管15的上表面15a的水滴由于重力的影响而顺着上表面15a向上游侧端部15b流动。到达上游侧端部15b的水滴利用流过来的势头,其大部分顺着第二区域11b向第一热交换部10的下方流动。由于在该第二区域11b不存在传热管15,所以水滴顺着翅片11的表面一下子到达第一热交换部10的下部并排出。即,对于第一热交换部10而言,即便使用横宽大于纵宽的截面形状的传热管15,也能够提高排水性。

此外,未从第一区域11a顺流到第二区域11b的一部分的水滴顺着传热管15的上游侧端部15b环绕到下表面15c。环绕后的水滴在表面张力、重力及静摩擦力等平衡的状态下滞留于传热管15的下表面15c并成长。水滴伴随着成长而向下方凸起,重力的影响变大。然后,当施加于水滴的重力胜过表面张力等向上的力时,水滴不再受到表面张力的影响,从传热管15的下表面15c脱离。脱离后的水滴再次在第一区域11a上落下,并到达下方的传热管15的上表面15a。之后,反复进行上述那样的动作,并最终向第一热交换部10的下方排出。

第二热交换部20的排水作用也与第一热交换部10相同。

即,附着于第二热交换部20的翅片21的第一区域21a的水滴顺着成为第一区域21a的翅片21的表面落下。该水滴到达传热管25的上表面25a。到达传热管25的上表面25a的水滴由于重力的影响而顺着上表面25a向上游侧端部25b流动。到达上游侧端部25b的水滴利用流过来的势头,其大部分顺着第二区域21b向第二热交换部20的下方流动。由于在该第二区域21b不存在传热管25,所以水滴顺着翅片21的表面一下子到达第二热交换部20的下部并排出。即,对于第二热交换部20而言,即便使用横宽大于纵宽的截面形状的传热管25,也能够提高排水性。

此外,未从第一区域21a顺流到第二区域21b的一部分的水滴顺着传热管25的上游侧端部25b环绕到下表面25c。环绕后的水滴在表面张力、重力及静摩擦力等平衡的状态下滞留于传热管25的下表面25c并成长。水滴伴随着成长而向下方凸起,重力的影响变大。然后,当施加于水滴的重力胜过表面张力等向上的力时,水滴不再受到表面张力的影响,从传热管25的下表面25c脱离。脱离后的水滴再次在第一区域21a上落下,并到达下方的传热管25的上表面25a。之后,反复进行上述那样的动作,并最终向第二热交换部20的下方排出。

如以上那样,本实施方式1的热交换器1具备:翅片11,所述翅片11在横向上具有上游侧端部11c及下游侧端部11d;翅片21,所述翅片21在横向上具有上游侧端部21c及下游侧端部21d,且上游侧端部21c与下游侧端部11d相向地配置;传热管15,所述传热管15与上游侧端部11c相距第一规定间隔地贯通翅片11;以及传热管25,所述传热管25与上游侧端部21c相距第二规定间隔地贯通翅片21,传热管15具有平面状的上表面15a和平面状的下表面15c,传热管25具有平面状的上表面25a和平面状的下表面25c,在将上表面15a定义为第一面、将上表面25a定义为第二面时,在以使下表面15c成为水平的方式观察传热管15及传热管25时,在与传热管15贯通翅片11的方向垂直的纵截面中,所述第一面趋向上游侧端部11c侧而向下方倾斜,所述第二面趋向上游侧端部21c侧而向下方倾斜,传热管25的上端位于比下表面15c靠上方的位置,交点a位于比交点b靠传热管25侧的位置,所述交点a是所述第二面与下表面15c的延长线的交点,所述交点b是所述第二面的延长线与下表面25c的延长线的交点。

因此,对于本实施方式1的热交换器1而言,即便使用横宽大于纵宽的截面形状的传热管15、25,也能够提高排水性。另外,如上所述,在沿空气的流动方向观察热交换器1时位于空气流的上游侧的传热管15与位于下游侧的传热管25重叠的配置中,本实施方式1的热交换器1也能够促进传热管25的热交换。因此,本实施方式1的热交换器1能够提高排水性和传热性能双方。

此外,在本实施方式1中,水平地配置传热管15、25的下表面15c、25c。不限于此,也可以相对于水平面倾斜地配置传热管15、25的下表面15c、25c。若传热管15、25的上表面15a、25a趋向作为排水区域的第二区域11b、21b而下降,则能够得到上述排水性的提高效果。另外,若以使空气沿着传热管15的下表面15c流动的方式从送风机501向热交换器1供给空气,则能够得到上述传热性能的提高效果。但是,在构成为传热管15、25的下表面15c、25c从上游侧端部15b、25b趋向下游侧端部15d、25d而下降的情况下,从传热管15、25的上表面15a、25a到达上游侧端部15b、25b的水滴容易环绕到下表面15c、25c。因此,上述排水性的提高效果稍微下降。因此,优选以水平或从下游侧端部15d、25d趋向上游侧端部15b、25b而下降的方式配置传热管15、25的下表面15c、25c。换句话说,优选以水平或从翅片11、21的下游侧端部11d、21d趋向上游侧端部11c、21c而下降的方式配置传热管15、25的下表面15c、25c。

另外,在本实施方式1中,将传热管15、25安装于翅片11、21的切口12、22,但也可以在翅片11、21形成贯通孔,在该贯通孔中插入并安装传热管15、25。即使按这种方式构成热交换器1,也能够提高排水性和传热性能双方。

另外,在本实施方式1中,分体地形成翅片11和翅片21,但也可以将翅片11和翅片21设为一体而用一块翅片形成。在该情况下,将在与传热管25的上游侧端部25b相距规定间隔(第二规定间隔)的位置在上下方向上延伸的假想直线看作翅片11的下游侧端部11d及翅片21的上游侧端部21c并制造热交换器1即可。即使按这种方式构成热交换器1,也能够提高排水性和传热性能双方。

实施方式2.

在实施方式1中,将传热管15的下表面15c的倾斜和传热管25的下表面25c的倾斜设为相同。不限于此,也可以使传热管15的下表面15c的倾斜和传热管25的下表面25c的倾斜不同,并按以下方式构成热交换器1。此外,在本实施方式2中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1相同,对于相同的功能或结构,使用相同的附图标记进行记述。

图6是示出本发明的实施方式2的热交换器的主视图。图7是示出该热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。另外,图8是将图6的一部分放大而得到的主要部分放大图。

此外,在图6中,用截面示出传热管15、25。另外,图6及图8所示的空心箭头示出从送风机501向热交换器1供给的空气的流动方向。也就是说,在本实施方式2中,送风机501沿大致水平方向向热交换器1供给空气。换句话说,作为螺旋桨风扇的送风机501的旋转轴沿大致水平方向配置。另外,在图6~图8中,也用箭头x示出该空气的流动方向。图6~图8所示的箭头z为重力方向。

在本实施方式2的热交换器1中,对于第一热交换部10的传热管15和在横向上与该传热管15相邻的第二热交换部20的传热管25而言,也是在与传热管15贯通翅片11的方向垂直的纵截面中,换句话说,在与传热管25贯通翅片21的方向垂直的纵截面中,传热管25的上端部的位置及交点a、b的位置与实施方式1相同。

详细而言,传热管25的上端部(图8的c点)位于比在横向上与该传热管25相邻的传热管15的下表面15c靠上方的位置。另外,传热管25的上表面25a与传热管15的下表面15c的延长线的交点a位于比传热管25的上表面25a的延长线与下表面25c的延长线的交点b靠传热管25侧的位置。即,在空气的流动方向上,交点a位于比交点b靠下游侧的位置。因此,在本实施方式2的热交换器1中,与实施方式1同样地,也是在沿空气的流动方向观察热交换器1时,第一热交换部10的传热管15和在横向上与该传热管15相邻的第二热交换部20的传热管25重叠。另外,在沿空气的流动方向观察热交换器1时重叠的传热管15及传热管25成为如下的位置关系,即:传热管25的上游侧端部25b位于比传热管15的下表面15c稍靠下方的位置。

本实施方式2的热交换器1与实施方式1的不同点在于:传热管25的下表面25c从翅片21的下游侧端部21d趋向上游侧端部21c而下降,换句话说,从翅片21的下游侧端部21d趋向作为排水区域的第二区域21b而下降。也就是说,传热管25的下表面25c趋向翅片21的上游侧端部21c侧而向下方倾斜。

在按这种方式构成的本实施方式2的热交换器1中,与实施方式1同样地,也能够利用重力将到达传热管15、25的上表面15a、25a的水滴排出到不存在传热管15、25的第二区域11b、21b。并且,在本实施方式2的热交换器1中,传热管25的下表面25c也趋向第二区域21b而下降。因此,附着于传热管25的下表面25c的水滴由于重力的影响而顺着下表面25c向上游侧端部25b流动。然后,到达上游侧端部25b的水滴利用流过来的势头,其大部分被排出到第二区域21b。因此,本实施方式2的热交换器1与实施方式1相比,能够使排水性进一步提高。

另外,本实施方式2的热交换器1与实施方式1相比,还能够得到如下效果,即:能够使传热性能进一步提高。详细而言,在本实施方式2的传热管25中,配置成使上表面25a及下表面25c双方趋向空气流的上游侧而下降。因此,将上表面25a与下表面25c所成的角度等分的平面趋向空气流的上游侧而下降。换句话说,在与传热管25贯通翅片21的方向垂直的截面中,传热管25的截面的中心线趋向空气流的上游侧而下降。在此,如在实施方式1中记述的那样,流经第二热交换部20的翅片21间的空气成为比水平方向朝向上方的流动,并到达传热管25的上游侧端部25b。即,本实施方式2的热交换器1与实施方式1相比,成为传热管25的截面的中心线沿着空气流的结构。因此,本实施方式2的热交换器1与实施方式1相比,能够降低空气在传热管25的周围流动时的通风阻力。因此,本实施方式2的热交换器1与实施方式1相比,能够进一步促进传热管25的热交换,能够使传热性能进一步提高。

实施方式3.

在实施方式1及实施方式2中,交点a位于比交点b靠传热管25侧的位置。不限于此,在实施方式1及实施方式2所示的热交换器1中,即便使传热管25的配置位置向上方偏移而使交点a与交点b的位置一致,也能够实施本发明。在本实施方式3中,图示并说明在实施方式1所示的热交换器1中使传热管25的配置位置向上方偏移而使交点a与交点b的位置一致的例子。此外,在本实施方式3中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1或实施方式2相同,对于相同的功能或结构,使用相同的附图标记进行记述。

图9是示出本发明的实施方式3的热交换器的主视图。图10是示出该热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。另外,图11是将图9的一部分放大而得到的主要部分放大图。

此外,在图9中,用截面示出传热管15、25。另外,图9及图11所示的空心箭头示出从送风机501向热交换器1供给的空气的流动方向。也就是说,在本实施方式3中,送风机501沿大致水平方向向热交换器1供给空气。换句话说,作为螺旋桨风扇的送风机501的旋转轴沿大致水平方向配置。另外,在图9~图11中,也用箭头x示出该空气的流动方向。图9~图11所示的箭头z为重力方向。

在本实施方式3的热交换器1中,传热管25的上表面25a的延长线与传热管15的下表面15c的延长线的交点a和传热管25的上表面25a的延长线与下表面25c的延长线的交点b的位置一致。此外,在本实施方式3中,与实施方式1及实施方式2同样地,传热管25的上端部(图11的c点)也位于比在横向上与该传热管25相邻的传热管15的下表面15c靠上方的位置。本实施方式3的热交换器1的其他结构与实施方式1相同。

如本实施方式3的热交换器1那样,当在实施方式1所示的热交换器1中使传热管25的配置位置向上方偏移而使交点a与交点b的位置一致的情况下,与实施方式1同样地,在沿空气的流动方向观察热交换器1时,在横向上相邻的传热管15及传热管25重叠。另外,在沿空气的流动方向观察热交换器1时重叠的传热管15及传热管25中,传热管25的下表面25c的上下方向位置与传热管15的下表面15c的上下方向位置一致。

此外,当在实施方式2所示的热交换器1中使传热管25的配置位置向上方偏移而使交点a与交点b的位置一致的情况下,与实施方式2同样地,在沿空气的流动方向观察热交换器1时,在横向上相邻的传热管15及传热管25重叠。另外,在沿空气的流动方向观察热交换器1时重叠的传热管15及传热管25中,传热管25的上游侧端部25b位于比传热管15的下表面15c稍靠上方的位置。

在如本实施方式3那样构成的热交换器1中,与实施方式1及实施方式2同样地,也能够利用重力将到达传热管15、25的上表面15a、25a的水滴排出到不存在传热管15、25的第二区域11b、21b。因此,在本实施方式3的热交换器1中,与实施方式1及实施方式2同样地,也能够使排水性提高。

另外,在本实施方式3的热交换器1中,在第一热交换部10中在上下方向上相邻的传热管15彼此的配置姿势与实施方式1及实施方式2相同。因此,流经第二热交换部20的翅片21间的空气成为比水平方向朝向上方的流动,并到达传热管25的上游侧端部25b。因此,即便如本实施方式3那样构成热交换器1,也能够使足够的量的空气沿着第二热交换部20的传热管25的上表面25a流动。因此,在如本实施方式3那样构成的热交换器1中,也能够使传热性能提高。

即,在本实施方式3的热交换器1中,与实施方式1及实施方式2同样地,也能够提高排水性和传热性能双方。

并且,当在实施方式1所示的热交换器1中使传热管25的配置位置向上方偏移而使交点a与交点b的位置一致的情况下,如图11等所示,沿空气的流动方向观察热交换器1时的、在横向上相邻的传热管15及传热管25的重叠程度成为最大。例如,在使用相同形状的传热管作为传热管15及传热管25的情况下,如图11等所示,在沿空气的流动方向观察热交换器1时,传热管25完全隐藏在传热管15的后方。因此,当在实施方式1所示的热交换器1中使传热管25的配置位置向上方偏移而使交点a与交点b的位置一致的情况下,能够与传热管15及传热管25的重叠程度增大的量对应地降低通风阻力,与该通风阻力降低的量对应地使传热性能提高。

实施方式4.

在实施方式1~实施方式3中,使用上表面15a、25a为平面状的传热管15、25。不限于此,即便使用上表面15a、25a为曲面状的传热管15、25,也能够实施本发明。此外,在本实施方式4中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1~实施方式3中的任一个相同,对于相同的功能或结构,使用相同的附图标记进行记述。

图12是示出本发明的实施方式4的热交换器的主视图。图13是示出该热交换器的翅片的主要部分放大图(主视图)。另外,图14是将图12的一部分放大而得到的主要部分放大图。

此外,在图12中,用截面示出传热管15、25。另外,图12及图14所示的空心箭头示出从送风机501向热交换器1供给的空气的流动方向。也就是说,在本实施方式4中,送风机501沿大致水平方向向热交换器1供给空气。换句话说,作为螺旋桨风扇的送风机501的旋转轴沿大致水平方向配置。另外,在图12~图14中,也用箭头x示出该空气的流动方向。图12~图14所示的箭头z为重力方向。

在实施方式1~实施方式3中,在第一热交换部10的翅片11,供传热管15插入的多个切口12在上下方向上隔开规定的层间距(间隔)地形成。与此相对,在本实施方式4中,在第一热交换部10的翅片11,供传热管15插入的多个贯通孔13在上下方向上隔开规定的层间距(间隔)地形成。各贯通孔13成为与传热管15的外形对应的形状。另外,贯通孔13的上游侧端部13a配置在与翅片11的上游侧端部11c相距规定间隔(第一规定间隔)的位置。贯通孔13的下游侧端部13b也配置在与翅片11的下游侧端部11d相距规定间隔的位置。

本实施方式4的各传热管15通过插入到各翅片11的贯通孔13中,从而在这些翅片11的并列设置方向上将各翅片11贯通。翅片11与传热管15通过钎焊而一体地密接。这些传热管15成为如下形状:在与制冷剂的流通方向垂直的截面中,横宽大于纵宽。

若进一步详细说明传热管15的形状,则传热管15具有向上侧凸出的曲面状的上表面15a和平面状的下表面15c。而且,当在与制冷剂的流通方向垂直的截面中观察传热管15时,在比横向的中央位置靠空气流的上游侧(翅片11的上游侧端部11c侧)的位置,从翅片11的上游侧端部11c趋向下游侧端部11d,上表面15a与下表面15c的距离逐渐变大。换句话说,在将上表面15a的切平面定义为切平面17的情况下,从翅片11的上游侧端部11c趋向下游侧端部11d,切平面17与下表面15c的距离逐渐变大。此外,传热管15的下表面15c成为大致水平。也就是说,切平面17趋向翅片11的上游侧端部11c侧而向下方倾斜。

在此,切平面17相当于本发明的第一面。

如上所述,供传热管15插入的翅片11的贯通孔13的上游侧端部13a配置在与翅片11的上游侧端部11c相距规定间隔(第一规定间隔)的位置。另外,供传热管15插入的翅片11的贯通孔13的下游侧端部13b配置在与翅片11的下游侧端部11d相距规定间隔的位置。因此,在传热管15安装于翅片11的状态下,传热管15的上游侧端部15b也配置在与翅片11的上游侧端部11c相距规定间隔(第一规定间隔)的位置。另外,在传热管15安装于翅片11的状态下,传热管15的下游侧端部15d也配置在与翅片11的下游侧端部11d相距规定间隔的位置。

因此,在本实施方式4中,在翅片11,在上游侧端部11c侧和下游侧端部11d侧双方形成有第二区域11b,所述第二区域11b是未设置传热管15的区域。此外,第一区域11a与上游侧端部11c侧的第二区域11b的边界线为连结在上下方向上并列设置的贯通孔13的上游侧端部13a的假想直线,换句话说,为连结在上下方向上并列设置的传热管15的上游侧端部15b的假想直线。另外,第一区域11a与下游侧端部11d侧的第二区域11b的边界线为连结在上下方向上并列设置的贯通孔13的下游侧端部13b的假想直线,换句话说,为连结在上下方向上并列设置的传热管15的下游侧端部15d的假想直线。

本实施方式4的第二热交换部20为与本实施方式4的第一热交换部10相同的结构。详细而言,在第二热交换部20的翅片21,供传热管25插入的多个贯通孔23在上下方向上隔开规定的层间距(间隔)地形成。各贯通孔23成为与传热管25的外形对应的形状。另外,贯通孔23的上游侧端部23a配置在与翅片21的上游侧端部21c相距规定间隔(第二规定间隔)的位置。贯通孔23的下游侧端部23b也配置在与翅片21的下游侧端部21d相距规定间隔的位置。

本实施方式4的各传热管25通过插入到各翅片21的贯通孔23中,从而在这些翅片21的并列设置方向上将各翅片21贯通。翅片21与传热管25通过钎焊而一体地密接。这些传热管25成为如下形状:在与制冷剂的流通方向垂直的截面中,横宽大于纵宽。

若进一步详细说明传热管25的形状,则传热管25具有向上侧凸出的曲面状的上表面25a和平面状的下表面25c。而且,当在与制冷剂的流通方向垂直的截面中观察传热管25时,在比横向的中央位置靠空气流的上游侧(翅片21的上游侧端部21c侧)的位置,从翅片21的上游侧端部21c趋向下游侧端部21d,上表面25a与下表面25c的距离逐渐变大。换句话说,在将成为比横向的中央位置靠空气流的上游侧(翅片21的上游侧端部21c侧)的位置的上表面25a部分的切平面定义为切平面27的情况下,从翅片21的上游侧端部21c趋向下游侧端部21d,切平面27与下表面25c的距离逐渐变大。此外,传热管25的下表面25c成为大致水平。也就是说,切平面27趋向翅片21的上游侧端部21c侧而向下方倾斜。

在此,切平面27相当于本发明的第二面。

如上所述,供传热管25插入的翅片21的贯通孔23的上游侧端部23a配置在与翅片21的上游侧端部21c相距规定间隔(第二规定间隔)的位置。另外,供传热管25插入的翅片21的贯通孔23的下游侧端部23b配置在与翅片21的下游侧端部21d相距规定间隔的位置。因此,在传热管25安装于翅片21的状态下,传热管25的上游侧端部25b也配置在与翅片21的上游侧端部21c相距规定间隔(第二规定间隔)的位置。另外,在传热管25安装于翅片21的状态下,传热管25的下游侧端部25d也配置在与翅片21的下游侧端部21d相距规定间隔的位置。

因此,在本实施方式4中,在翅片21,在上游侧端部21c侧和下游侧端部21d侧双方形成有第二区域21b,所述第二区域21b是未设置传热管25的区域。此外,第一区域21a与上游侧端部21c侧的第二区域21b的边界线为连结在上下方向上并列设置的贯通孔23的上游侧端部23a的假想直线,换句话说,为连结在上下方向上并列设置的传热管25的上游侧端部25b的假想直线。另外,第一区域21a与下游侧端部21d侧的第二区域21b的边界线为连结在上下方向上并列设置的贯通孔23的下游侧端部23b的假想直线,换句话说,为连结在上下方向上并列设置的传热管25的下游侧端部25d的假想直线。

在按这种方式构成热交换器1的情况下,与实施方式1~实施方式3同样地,能够利用重力将到达传热管15、25的上表面15a、25a的水滴排出到不存在传热管15、25的第二区域11b、21b。因此,在本实施方式4的热交换器1中,与实施方式1~实施方式3同样地,也能够使排水性提高。

另外,通过将第一热交换部10的传热管15的上述切平面17配置成与实施方式1~实施方式3的上表面15a相同的姿势,并将第二热交换部20的传热管25的上述切平面27配置成与实施方式1~实施方式3的上表面25a相同的姿势,由此,与实施方式1~实施方式3同样地,也能够使传热性能提高。

即,将传热管15、25的切平面17、27配置成从翅片11、21的下游侧端部11d、21d趋向上游侧端部11c、21c而下降即可。另外,将传热管25的上端部(图14的c点)配置于比在横向上与该传热管25相邻的传热管15的下表面15c靠上方的位置即可。另外,使传热管25的切平面27与传热管15的下表面15c的延长线的交点a位于和传热管25的切平面27与下表面25c的延长线的交点b一致的位置或比交点b靠传热管25侧的位置即可。

通过设为这样的结构,从而能够使传热管15、25的配置位置与实施方式1~实施方式3相同。而且,也能够使第一热交换部10及第二热交换部20内的空气流与实施方式1~实施方式3相同。详细而言,从送风机501大致水平地向第一热交换部10供给的空气在大致水平地配置的传热管15的下表面15c附近沿着该下表面15c大致水平地流动。另外,在成为比横向的中央位置靠空气流的上游侧的位置的上表面15a部分附近,成为比水平方向朝向上方的流动。因此,与实施方式1~实施方式3同样地,流经在上下方向上相邻的传热管15间的空气流成为比水平方向朝向上方的流动。因此,流经第二热交换部20的翅片21间的空气成为比水平方向朝向上方的流动,并到达传热管25的上游侧端部25b。而且,与实施方式1~实施方式3同样地,在以往的情况下成为死水区域的后方且风速下降的位置的传热管25的上表面25a附近,能够使足够的量的空气流过,能够促进空气与上表面25a之间的热交换。

附图标记的说明

1热交换器,10第一热交换部,11翅片,11a第一区域,11b第二区域,11c上游侧端部,11d下游侧端部,12切口,12a上游侧端部,12b开口部,13贯通孔,13a上游侧端部,13b下游侧端部,15传热管,15a上表面,15b上游侧端部,15c下表面,15d下游侧端部,16制冷剂流路,17切平面,20第二热交换部,21翅片,21a第一区域,21b第二区域,21c上游侧端部,21d下游侧端部,22切口,22a上游侧端部,22b开口部,23贯通孔,23a上游侧端部,23b下游侧端部,25传热管,25a上表面,25b上游侧端部,25c下表面,25d下游侧端部,26制冷剂流路,27切平面,100制冷循环装置,200压缩机,300冷凝器,301送风机,400膨胀机构,500蒸发器,501送风机。

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