专利名称：空气调节器用螺旋热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在空气等热交換流体和制冷剂之间进行热交換的螺旋热交換器，特别涉及适合作为空气调节器用的热交換器使用的螺旋热交換器。
背景技术：
以往，作为空气调节器用的热交換器，主要使用交叉翅片管型热交換器。该交叉翅片管型热交換器的构造为将发夹形弯曲的多个导热管沿与多个翅片垂直的方向插入该多个翅片，并对这些导热管进行扩管，从而使翅片和导热管相接合。而且，在这样的热交换器中，使规定的制冷剂在导热管内流通，另ー方面，使空气沿与导热管垂直的方向沿翅片流动，从而在制冷剂与空气之间进行热交換。另外，这样的交叉翅片管型热交換器一般由铝或铝合金制的翅片和铜或铜合金制的导热管构成，使多个导热管贯穿I张翅片。而且，在空气调节器的室内热交換器中，例如日本特开2008-138913号公报(专利文献I)中明确所示，使用覆盖涡旋风扇的状态那样的圆弧状的热交換器、多层弯折形状的热交換器。另外，在空气调节器的室外热交換器中，一般使用平板状的热交換器、将平板弯折了的形状的热交換器。而且，这样的交叉翅片管型热交換器通常通过以下的エ序制作。即，首先，通过冲压加工等成形形成有多个规定的装配孔的铝板翅片。接着，将多个该得到的铝板翅片分别以规定间隔层叠之后，将另外単独制作的导热管插入上述装配孔的内部。在此所用的导热管通过如下提供将通过滚压成形加工等在内表面施加规定的开槽加工等得到的管切断为规定长度之后，实施发夹形弯曲加工。而且，通过使用公知的各种手法将该导热管扩管而使其固定于铝板翅片上之后，经由在与实施了发夹形弯曲加工的ー侧相反的ー侧的导热管端部对U形弯管进行钎焊加工的エ序制作成目标的交叉翅片管型热交換器。但是，为了以这样的エ序制作交叉翅片管型热交換器，需要较大的设备投资。例如，需要用于成形铝板翅片的大型冲压装置及该冲压装置的冲压模具、用于将铝板翅片和导热管扩管固定的扩管装置、及该扩管装置所用的扩管滴定管。特别是，在室内热交換器和室外热交換器中，由于翅片的形状(有无槽、百叶窗等)、导热管的管径不同，因此，为了制造热交換器，必须准备与各热交換器相对应的冲压模具、扩管滴定管等，为了准备这些需要较大的投资，因此，导致妨碍改变热交換器的形状这样的产品更新。另外，在作为组装热交換器时的最终エ序的钎焊エ序中，由于利用U形弯管将导热管彼此连接起来等的钎焊部位较多，因此，还存在作业负荷较大、而且能源费增加等的问题。另外，还存在可能产生在这样的钎焊时产生的铝翅片的烧伤、钎焊部的漏孔等的品质不良的问题，期望钎焊部位尽量少的热交換器。另ー方面，作为冰箱所用的热交換器，以往使用下述构成的交叉翅片管型热交换器，即，像上述那样的在一张较大的板状的铝制翅片上形成多个孔，使冷却管贯穿该孔，再利用扩管将翅片和冷却管压接，利用U字型的联络管将各冷却管的端部钎焊起来，使它们相连通，但这也存在与上述同样的问题。
在该状况下，作为冰箱等所用的热交換器，知道有很多下述构成的独立翅片型的翅片管式热交換器(螺旋热交換器)(參照专利文献2 4)，即，将由平行地排列的多张板翅片和贯穿这些翅片的制冷剂管构成的这样的制冷剂管相对于空气的流动方向配置为锯齿状，并且将上述制冷剂管相对于上述板翅片按每列及每层断开。采用这样的螺旋热交换器，通过将安装有独立的翅片组的制冷剂管弯曲加工为锯齿状来构成热交換器，因此，能减少钎焊部位，能提高生产率，并且通过做成独立翅片得到的前缘效应(anterior bordereffect)等,能谋求提高热交换性能。因此，对于在空气调节器用的热交換器中也应用这样的螺旋热交換器进行了研究，但在实际的空气调节器用的热交換器中，几乎都使用上述那样的交叉翅片管型热交换器，迄今为止，未采用螺旋热交換器。这是由于空气调节器用的热交換器与冰箱用的热交换器相比较，是在空气的流动方向上比较薄的构造的热交換器(2 3层)，因此，由做成独立翅片得到的效果较小。另外，专利文献2 4记载的热交換器设计为冰箱等的冷却系统用的热交換器，因此，为了抑制由落霜引起的翅片之间的堵塞，导热管间距、翅片间隔(翅片间距)变大，空气侧的导热面积变小。另ー方面，在空气调节器用的热交換器中，需要抑制由结露引起的翅片之间的堵塞。鉴于这样的情况，就以专利文献2 4记载的热交換器为首的以往的螺旋热交換器而言，难以直接应用为空气调节器用的热交換器。但是，近年来，作为原材料的铜块的成本飞涨，因此，空气调节器用的热交換器出现了从以往的由铝制翅片和铜制的导热管构成的交叉翅片管型热交換器向翅片和导热管全都由铝或铝合金形成的、全铝热交換器转换的动向。另外，特别是在室内机中，期望能充分地应对近年来出现的显著的紧凑化的热交换器，针对该期望，螺旋热交換器具有期待由独立翅片的前缘效应带来的热交换性能的提高等、能应对紧凑化的可能性，另外，在空气调节器的制作方面，也尽量将室内机和室外机的热交換器的形态共通化，能简化工序。从上述观点出发，期望开发能有利地作为空气调节器用的热交換器使用的螺旋热交換器。专利文献1:日本特开2008-138913号公报专利文献2 :日本实开平5-8265号公报专利文献3 :日本特开平5-265941号公报专利文献4 :日本特开2002-243382号公报
发明内容
在此，本发明是以上述事实为背景做成的，要解决的课题在于提供能有效地抑制结露带来的热交换性能的降低、并且能充分地应对空气调节器的紧凑化的空气调节器用螺旋热交換器。而且，在本发明中，解决这样的课题的主g在于ー种空气调节器用螺旋热交換器，该空气调节器用螺旋热交換器的构造为由在与热交换流体的流通方向即X方向成直角的方向即y方向上彼此平行且隔开规定间隔地配置的多张翅片构成翅片组，将多个翅片组在与X方向及y方向成直角的方向即z方向上彼此隔开一定距离地排列成一列而构成多层翅片组，并且使I根至两根金属制导热管贯穿I张翅片，在这样的形态下，该金属制导热管以依次贯穿所述各层翅片组的方式配置为蛇行形态，其特征在干，(I)构成上述翅片组的各翅片具有相同形状，且相邻的翅片以0.6 5. Omm的间隔排列，并且⑵上述翅片由在金属板的至少一面上形成有单层或多层的涂膜层而成的预涂金属板构成，且该涂膜层中的至少最外层是由亲水性树脂或疏水性树脂构成的涂膜层。另外，在此，作为翅片的形状，适当采用矩形、圆形、多边形等形状。然而，采用这样的本发明的空气调节器用螺旋热交換器的优选的一个技术方案，上述金属板由铝或铝合金构成。另外，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器的优选的一个技术方案中，上述导热管由铝或铝合金构成，更优选的另ー技术方案，在导热管的外表面赋予由锌带来的牺牲阳极效果。 另外，采用本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー优选的技术方案，上述金属板的材质是由 JIS A1050、JIS A1100、JISA1200、JIS A7072 以及在 JIS A1050、JIS AllOO或JIS A1200中含有0.1 0. 5质量％的Mn及/或0.1 1. 8质量％的Zn而成的物质中的任I种构成的铝或铝合金，且上述导热管的材质是由JISA1050、JIS A1100、JIS A1200、及JIS A3003中的任I种构成的铝或铝合金。另外，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー优选的技术方案中，上述导热管由铜或铜合金构成，采用另一优选的技术方案，上述导热管的材质为JIS H3300 C1220或 JIS H3300 C5010。除此之外，在那样的本发明的空气调节器用螺旋热交換器中，有利地是构成为，在上述金属制导热管的内表面具有与管轴线方向平行的直槽、相对于管轴线具有规定的扭转角的螺旋槽或由在管轴线方向上交叉的槽构成的十字槽中的其中I种或2种以上。另外，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー优选的技术方案中，上述翅片构成为具有多个向厚度方向突出、底部外形呈圆形或椭圆形的压花部。另外，在本发明中，优选对上述翅片施加狭缝加工或百叶窗加工，采用另一优选的技术方案，上述翅片的投影面积构成为由上述导热管的外径规定的截面积的3 30倍。另外，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー优选的技术方案中，上述翅片的投影面积为200 1000mm2。而且，采用上述的本发明的空气调节器用螺旋热交換器的优选的一个技术方案，上述金属制导热管的外径为3 13mm。另外，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー有利的技术方案中，在上述金属板的表面设有基底处理层，在该基底处理层之上形成有上述单层或多层的涂膜层。另外，采用本发明的空气调节器用螺旋热交換器的优选的一个技术方案，上述亲水性树脂从由聚こ醇类树脂、聚丙烯酰胺类树脂、聚丙烯酸类树脂、纤维素类树脂及聚こ烯こニ醇类树脂构成的组中选择。另外，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器的优选的一个技术方案中，上述疏水性树脂从由环氧类树脂、聚氨基甲酸こ酯类树脂、丙烯类树脂、密胺类树脂、氟类树脂、硅类树脂及聚酯类树脂构成的组中选择。 另外，在本发明中，有利地是在上述金属制导热管的表面形成有树脂制的涂膜层。另外，采用本发明的另ー优选的技术方案，上述树脂制的涂膜层含有热传导性填充物。
然而，在本发明中，空气调节器具有螺旋热交換器，其具有上述那样特征的构造；风扇机构，其使热交换流体在沿上述z方向排列的多层翅片组沿上述X方向流通，其特征在于，在位于由于该风扇机构引起的热交换流体流通时的风速变大的第一区域的翅片组或其一部分的相邻的翅片间的间隔为P1，位于相对于该第一区域的风速为0. 7以下的风速的、风速较小的第二区域的翅片组或其一部分的相邻的翅片间的间隔为P2时，满足下式地规定上述翅片组或其一部分的翅片间隔1. 5 ^ P2Zp1 ^ 3. O0另外，采用本发明的空气调节器的优选的一个技术方案，位于上述第一区域的翅片组或其一部分和位于上述第二区域的翅片组或其一部分在上述z方向上位于不同的层。
另外，采用这样的本发明的空气调节器的另ー优选的技术方案，位于上述第一区域的翅片组或其一部分和位于上述第二区域的翅片组或其一部分在上述z方向上位于同ー层。这样，在本发明的空气调节器用螺旋热交換器中，构成各翅片组的翅片形状相同，在金属制导热管上相邻的翅片的间隔(翅片间距)为0.6 5. Omm，并且，各翅片由在金属板的至少一面上形成有单层或多层涂膜层而成的预涂金属板构成，该涂膜层的至少最外层由亲水性树脂或疏水性树脂构成，因此，在空气调节器中使用本发明的空气调节器用螺旋热交換器时，能有效地抑制由结露带来的热交换性能的降低。另外，在该空气调节器用螺旋热交換器中，使I根至2根导热管贯穿构成翅片组的多张翅片，由独立的翅片组构成，从而能有利地提高翅片效率、能隔断通过相邻的导热管的翅片的热干涉(传导)，結果，能提高热交換性能，因此，能有利地实现热交換器的紧凑化。
图1是表示本发明的空气调节器用螺旋热交換器的一例的立体说明图。图2是概略地表示将本发明的空气调节器用螺旋热交換器应用于空气调节器的室外机时的一例的剖面说明图。图3是概略地表示将本发明的空气调节器用螺旋热交換器应用于空气调节器的室外机时的另一例的剖面说明图。图4是表示形成于构成本发明的空气调节器用螺旋热交換器的翅片的表面的涂膜层的一例的剖面说明图。图5是表示本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー不同的一例的立体说明图。图6是表示本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー不同的一例的立体说明图。图7是表示本发明的空气调节器用螺旋热交換器的另ー不同的一例的立体说明图。图8是表示构成本发明的空气调节器用螺旋热交換器的翅片的另一例的说明图，
(a)是I张翅片整体的立体说明图，(b)是放大表示压花部的剖面的剖面说明图。图9是表示构成本发明的空气调节器用螺旋热交換器的金属制导热管的说明图，(a)是表示图1所示的热交換器所用的情况的剖面说明图，(b)、(C)、(d)分别是表示作为金属制导热管使用的另ー不同一例的剖面说明图。
具体实施例方式以下，为了更具体地明示本发明，參照附图详细地说明本发明的实施方式。首先，图1在立体图的形态中表示本发明的空气调节器用螺旋热交換器(以下简称作螺旋热交換器或热交換器)的一个实施方式。在此，热交換器10将由多张彼此平行且隔开一定距离配置的、呈矩形形状的翅片12构成的多个翅片组14分别隔开一定距离地平行地排列，并且将金属制导热管16以依次贯穿上述多个翅片组14的方式通过弯曲部18配设为蛇行形态、即螺旋状。更详细而言，翅片12构成为将在规定的金属板的至少一面上形成有单层或多层 涂膜层而成的预涂金属板形成为规定的翅片形状(在此为矩形形状)的薄壁的大致平坦的板状翅片，在该矩形形状的大致中央部位设有供金属制导热管16贯穿的装配孔，在该装配孔的周缘部分与翅片12—体地设有规定高度的轴环部。另外，作为该翅片12所用的预涂金属板的基材的金属板与以往同样优选由铝或铝合金构成。而且，其中，从导热性优异、且能确保作为翅片的强度这样的观点出发，除了 JIS A1050、JIS A1100、JIS A1200等材质之夕卜，也有利地利用在JIS A1050、JIS AllOO或JIS A1200中含有0.1 0. 5质量％左右比例的Mn及/或含有0.1 1. 8质量％左右比例的Zn的材质等。另外，在优先作为翅片的強度的情况下，有利地采用JIS A7072的材质。另外，在此，用“JIS A”的字母表和四位数字的组合表不的记号表不按JIS标准规定的招或招合金材质。另外，形成在该翅片12的表面的涂膜层至少最外层由亲水性树脂或疏水性树脂形成。在此，作为亲水性树脂，例如能举出聚こ烯醇类树脂(聚こ烯醇及其衍生物)、聚丙烯酰胺类树脂(聚丙烯酰胺及其衍生物)、聚丙烯酸类树脂(聚丙烯酸及其衍生物)、纤维素类树脂(羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素铵等)、聚こ烯こニ醇类树脂(聚こ烯こニ醇、聚环氧こ烷等)等。另外，作为疏水性树脂，例如能举出环氧类树脂、聚氨基甲酸こ酯类树脂、丙烯类树脂、密胺类树脂、氟类树脂、硅类树脂、聚酯类树脂等。另外，从同时实现热交換器的小型化和热交换性能的观点出发，翅片12的投影面积优选为由导热管(金属制导热管16)的外径规定的截面积的3 30倍。由该导热管的外径规定的截面积表示根据将金属制导热管16相对于翅片12的装配孔扩管固定之后的导热管的外径求出的截面积，例如，如图1所示，在相对于I张翅片贯穿I根导热管的螺旋热交换器中，若扩管后的金属制导热管16的外径为6. 5mm,则其截面积为33. 2mm2。而且，在翅片的投影面积小于这样地由导热管的外径规定的截面积的3倍的情况下，由于翅片相对于导热管过小，因此，可能不能获得充分的热交换性能，另ー方面，若翅片的投影面积超过该截面积的30倍，则导致热交換器大型化，不实用。特别是，从同时实现热交換器的小型化和热交换性能的观点出发，翅片的投影面积优选为200 1000mm2。在翅片的投影面积小于200_2的情况下，可能不能获得充分的热交换性能，另ー方面，若翅片的投影面积超过IOOOmm2,则导致热交換器大型化，不实用。而且，如图1所示，通过将多个那样的翅片12如下地配置而形成有翅片组14，即，在与作为热交换流体的空气的流通方向(在图1中为X方向)垂直的方向(在图1为y方向)上、即以板的厚度方向与空气的流通方向垂直的方式将彼此平行且相邻的翅片12、12隔开0. 6 5. Omm的间隔(翅片间距)、优选为1. 0 4. Omm的间隔。另外，这样的由多张翅片12构成的多个翅片组14通过在与上述X方向及y方向成直角的方向(在图1中为z方向)上将各翅片组14彼此隔开一定距离地排列成一列而整体呈平板形状。另ー方面，金属制导热管16为与以往同样的由规定的金属材料形成的、具有大致圆形形状的截面的管体。而且，作为构成该金属制导热管16的金属材料，优选使用铝或铝合金、或铜或铜合金。在此，在金属制导热管16由铝材料或铝合金材料构成的情况下，从制造性(挤出性)的观点出发，有利地采用由JIS A1050、JISA1100、JIS A1200、及JIS A3003中的其中I种构成的材质，另外，为了提高导热管的耐腐蚀性，优选为以下那样。即，金属制导热管16如上所述地由JIS A1050、JIS A1100、JIS A1200、JISA3003的其中I种的铝或铝合金构成，并且在导热管的外表面形成由锌喷镀、含锌助溶剂(KZnF4)、镀锌等形成的牺牲阳极材层，赋予由锌产生的牺牲阳极效果，从而能提高导热管的耐腐蚀性。或者，金属制导热管16由上述的JIS A1050、JISA1100、JIS A1200、JIS A3003中的其中I种材质构成，并且构成翅片12的金属板的材质为电化学性比这些铝或铝合金低的、含Zn的JIS A7072的材质，从而能提高导热管的耐腐蚀性。另外，该导热管16也能由在径向上靠内侧的心材层和靠外侧的皮材层构成的双重的管壁构造的包覆管构成。因此，作为心材层的材质，采用上述的JIS A1050、JIS A1100、JIS A1200、JIS A3003等，另外，作为皮材层的材质，采用JIS A7072等，能同时实现与上述同样的效果。另外，作为外侧的皮材层的厚度的包覆率，采用管壁全厚度的3 20%的值。若该包覆率小于3%，则皮材的牺牲阳极效果变小，贯穿孔容易露出，产生耐腐蚀性变差的问题，另外，若包覆率超过20%，则心材层占管壁厚度的比例变小，容易产生强度降低等的问题。另ー方面，在上述的金属制导热管16由铜或铜合金构成的情况下，从导热性的观点出发，有利地采用JIS H3300 C1220、JISH3300 C5010等的材质。另外，在此所用的由“JISH3300”和“C+四位数字”的组合构成的记号也表示按JIS标准规定的铜或铜合金材质。而且，在那样的由规定的金属材料构成的金属制导热管16中，其外径以同时实现对于目标的螺旋热交換器10的小型化的要求和热交换性的目的适当地决定，但优选为3 13mm。这是由于，外径小于3mm的导热管作为管难以制造，另外，对于外径超过13mm的管来说，采用那样粗的导热管的热交換器也需要大型化，不实用。另外，那样的I根金属制导热管16的直线部依次贯穿形成于构成前述的翅片组14的多张翅片12的各自的大致中央部位的装配孔，使金属制导热管16的外周面和上述多个翅片12的装配孔周缘的轴环内周面密接、固定(结合)。另外，这样的翅片12和金属制导热管16的结合适当选择以往公知的各种方法，但特别适合采用下述方法，即，在翅片12的中央部位开设内径比金属制导热管16的外径稍大的带轴环的装配孔，在使金属制导热管16贯穿那样的装配孔内之后，在金属制导热管16内插入扩管插头，将金属制导热管16的外径扩大，从而使金属制导热管16的外周面和设于翅片12的装配孔的内周面(轴环内周面)密接的方法。这样，如图1所示，通过使金属制导热管16依次贯穿在与作为热交換流体的空气的流通方向(X方向)及多张翅片12的排列方向(y方向)成直角的方向(Z方向)上排列的多个翅片组14、且呈蛇行形态，換言之，将金属制导热管16配设为螺旋状，构成整体呈大致平板形状的空气调节器用的螺旋热交換器10。然而，将金属制导热管16做成蛇行形状、目标的热交換器10的形状，能例示出以下的方法。即，首先，相对于I根长的直线状的金属制导热管16，分别隔开规定间隔地配设多个翅片组14。然后，将金属制导热管16的未配设翅片组14的部位弯曲加工为U字形状形成弯曲部18而形成蛇行形状，从而如图1所示，形成目标的热交換器10的形状。另外，在此例示的呈大致平板状的空气调节器用螺旋热交換器10适合作为例如如图2所示的空气调节器的室外机用的热交換器使用。即，在该图2中，在剖视图的形态中概略地图示空气调节器的室外机20，因此，利用风扇22使作为热交换流体的空气相对于配置于室外机20内的空气调节器用螺旋热交換器10流通，从而在制冷剂和空气之间进行热交換。另外，将该空气调节器用螺旋热交換器10作为其侧面看为L字形状、将平板弯折的形态的热交換器使用的例子如图3所示。因此，使用两个那样的L字形状的热交換器(10、10’)，上述热交換器10、10’组合配置为俯视呈矩形形状，并且风扇22以其矩形形状位于上方的方式设置于室外机20的上部。而且，利用该风扇22的动作，使作为热交換流体的空气如剪头所示地在以矩形的筒体形状组合的两个热交換器10、10’中流通，因此，能进行制冷剂与空气之间的热交換。因此，如上所述，在本发明的构造的空气调节器用螺旋热交換器10中，通过将翅片12以0. 6 5. Omm的间隔(翅片间距)配设于金属制导热管16上来构成翅片组14，从而在空气调节器中使用的情况下，能有效地抑制由结露引起的热交换性能的降低。即，若翅片间距小于0. 6mm，则即使在翅片上设置后述的涂膜层的情况下，由结露产生的水(结露液)也难以从翅片表面落下，因此，热交換性能降低，并且，那样的结露液被送风的空气挤出，可能在室内产生溅水。另ー方面，若翅片间距超过5. 0mm，则翅片间距过大，因此，在同样大小的热交換器中，必然地翅片数变少，可能导致热交換性能降低。另外，在该热交換器10中，利用多个独立的翅片组14构成热交換器，因此，与在I张翅片中组装多个导热管而构成的翅片管式热交換器相比，能有利地提高翅片效率，并且能有效地抑制乃至隔断相邻的导热管的通过翅片的热干涉(传导)，結果，能有利地提高热交換性能，因此，能实现热交換器10的紧凑化。另外，在翅片12的表面形成有单层或多层的涂膜层，该涂膜层的至少最外层由亲水性树脂或疏水性树脂形成，因此，空气调节器的设定温度和外气温度的温度差明显而在翅片表面产生结露的状况下，也能有利地维持热交換器10的热交换性能。即，在将由亲水性树脂构成的涂膜层设置为最外层的情况下，在该最外层的表面，由结露产生的水成为膜状，因此，能有效地抑制由结露水导致的通风阻カ(空气通过翅片间时的阻力)的増加，能稳定地维持较高的热交换性能。另ー方面，在将由疏水性树脂构成的涂膜层设置为最外层的情况下，在该最外层的表面，由结露产生的水也成为微细的水滴从翅片表面圆滑地落下，能有效地向翅片外排出，因此，与将由亲水性树脂构成的涂膜层设置为最外层的情况同样地，能有效地抑制由结露水导致的通风阻カ的増加，能維持热交换性能。另外，当然能将设置有由亲水性树脂或疏水性树脂构成的単一的涂膜层的预涂金属板作为翅片12使用，但优选使用设有多层涂膜层的预涂金属板，该多层涂膜层通过首先在作为基板的金属板的表面形成由环氧类树脂、氨基甲酸こ酯类树脂、聚酯类树脂、氯こ烯类树脂等构成的耐腐蚀性的涂膜层、再在该涂膜层的表面形成由上述的亲水性树脂等构成的涂膜层而得到。即，通过在作为基板的金属板的表面设置那样的耐腐蚀性的涂膜层，能提高翅片12的耐腐蚀性。另外，这样地形成于金属板的表面的各涂膜层的厚度每层优选为0.1 5. Oy m。这是由于，在各涂膜层的厚度小于0.1ym的情况下，可能不能有利地得到各涂膜层的效果。另ー方面，即使设置厚度超度5. 0 y m的涂膜层，各涂膜层的效果也已经为饱和状态，因此，为了形成那样的涂膜层，只能増加成本。另外，在构成翅片12的金属板的表面设置由亲水性树脂、疏水性树脂构成的涂膜层或耐腐蚀性涂膜层时，优选在金属板30的表面预先形成基底处理层32 (參照图4)。通过设置这样的基底处理层32，能提高金属板和上述的各涂膜层(34、36)的密接性。在此，作为该基底处理层，能例示出由使用磷酸铬、铬酸铬等的铬酸盐处理、使用铬化合物以外的、磷酸钛、磷酸锆、磷酸钥、磷酸锌、氧化钛、氧化锆等的无铬处理等的、化学皮膜处理(化成处 理)得到的皮膜层等。另外，化学皮膜处理方法有反应型及涂覆型，但在本发明中，能采用任何方法。以上，详述了本发明的热交換器的代表性的实施方式之一及其制作方法，但它们只不过是例示，应该理解本发明并不被那样的实施方式的具体的记述任何地限定。例如，在前述的实施方式中，相邻的翅片12、12的间隔(翅片间距)都为等间隔，但是当然，在ー个热交換器10内，根据利用翅片组14的配设部位、翅片组14中的翅片12的配设部位，在翅片组14之间或ー个翅片组14中也能为不同的翅片间距。具体而言，就在金属制导热管16内流通的制冷剂而言，制冷剂出入口附近的气相域及液相域与制冷剂中间部的气液二相域相比较，制冷剂自身的热交换性降低，明显地热传递率降低，因此，通过缩小那样的部位的翅片间距，能扩宽热交换面积，提高热交换效率。另外，在图3所示的空气调节器的室外机20中，在利用风扇22使空气在热交換器10、10’中流通的情况下，在位于最接近那样的风扇22的区域的上层区域A的翅片组14的翅片12之间流通的空气的流速，大于在位于最远离风扇22的区域的下层区域B的翅片组14的翅片12之间流通的空气的流速。例如，在上层区域A的翅片组14的翅片12之间流通的空气的流速Va为在下层区域B的翅片组14的翅片12之间流通的空气的流速Vb的1. 5倍 2倍左右，在该情况下，以提高热交换性能的目的，缩小上层区域A的翅片组14的、相邻的翅片12、12之间的间隔(翅片间距=P1)，另ー方面，在下层区域B的翅片组14的、相邻的翅片12、12之间的间隔(翅片间距P2)也为上述的翅片间距=P1相同的翅片间距时，在下层区域B的翅片组14中，通风阻カ过大，产生整体的热交换性能降低的问题。而且，为了避免产生那样的问题，优选位于远离风扇22的下层区域B的翅片组14的翅片间距P2相对于位于接近风扇22的上层区域A的翅片组14的翅片间距P1以适当的比率扩大。因此，在本发明中，着眼于上述区域A、B的作为热交換流体的空气的流速(风速)，有利地采用下述构成限制位于风扇22的空气流通时的风速变大的上层区域A(第一区域)的翅片组14的多个翅片部位的翅片间距？1和位于相对于该上层区域A的风速为0. 7以下的风速的、风速较小的下层区域B (第二区域)的翅片组14的翅片间距P2的关系，使它们之比P2/Pl为1. 5 3. 0(1. 5彡P2/Pl ( 3. 0)地调整各个区域的翅片组14的翅片间距，控制通风阻カ，提高整体的热交换性能。另外，该？2/ 1的值小于1. 5时，使上述两个翅片间距的比率变化的效果不充分，难以期待提高热交換性能。另外，若该P2/Pl的值超过3. 0，在位于各热交換器10、10’的上层区域A的翅片组14的相邻的翅片12、12之间的间_Pl为作为翅片间距适当的范围的下限的0. 6mm时，供暖工作时的各翅片12的结露水的附着产生的通风阻カ的增大会导致空气侧热传递率降低的问题，而且，导致空气侧热传递率降低，热交换性能降低。另外，在此，上述的翅片间距？1设定为位于最接近风扇22的区域的上层区域A的、至少I层的翅片组14的相邻的翅片之间的间隔，但通常在那样的接近风扇22的上层区域A含有沿z方向排列的多层(n层)的翅片组14中的、位于接近风扇22的位置的n/4层数 的翅片组14。同样地，翅片间距P2采用位于最远离风扇22的区域的下层区域B的、至少I层的翅片组的相邻的翅片之间的间隔，但通常有力地采用构成热交換器10、10’的多层(n层)翅片组14中的、位于最远离风扇22的区域的n/4层的层数的翅片组14。除此之外，在位于上层区域A和下层区域B之间的中间区域的翅片组14(n/2层)，在上述翅片组14的风速为上层区域A的风速的0. 7倍以下的情况下，满足上述的P2/Pl的不等式地规定该翅片间距(p2)。另外，该P1表示为位于上层区域A的至少I层的翅片组14的平均翅片间距，而且，P2表示为位于下层区域B的至少I层的翅片组14的平均翅片间距。另外，各热交換器10、10’的、沿z方向排列的多个层(n层)翅片组的、位于上层区域A和下层区域B之间的中间区域的翅片组14的空气的流速Vc为Vb彡Vc彡Va的关系，因此，那样的多层的翅片组14的中间区域的层(一般为n/2的层数)的翅片组14的翅片间距P3优选为P1<P3<P2。另外，上述那样的热交换流体(空气)的流速(风速)的变化除了在位于z方向上的不同的层的翅片组14、14间产生之外，在同一层的翅片组14的不同的翅片配设部位、換言之配设于导热管16的管轴线方向的不同的位置的ー个翅片组14的翅片12之间也产生，因此，上述的翅片间距P1、P2的关系在任何情况下都适用。另外，在该实施方式的热交換器10中，构成为I根金属制导热管16贯穿I张翅片12，但如图5所示，也可以为使2根金属制导热管16、16贯穿I张翅片42、形成了各个翅片组44的构造的热交換器40。另外，也能通过使热交換器10在热交换流体(空气)的流通方向上多个重合、例如图6、图7所示的使两个平板形状的热交換器10隔开规定间隔地重合来构成ー个空气调节器用螺旋热交換器46、48。这样，在使多个平板形状的热交換器10在空气的流通方向上重合的情况下，如图6所示的热交換器46所示，配置为相邻的热交換器10的翅片12为棋盘格状，换言之，在热交换流体的流通方向上，前段的热交換器10的翅片组14的一个与后段的热交換器10的翅片组14的ー个相邻，除此之外也可以如图7所示的热交換器48那样，配置为前段的热交換器10的翅片组14的一个与后段的热交換器10的两个翅片组14相邻接，相邻的热交換器10的翅片12也能为锯齿状。但是，从热交換性能的观点出发，如图7所示，以锯齿状重合的做法能期待良好的热交换效率。另外，这样使热交換器10在作为热交換流体的空气的流通方向上多个重合的情况下，在不能期待较高的热交换效率的部位扩宽翅片间距，也能降低通风阻力。通过这样地降低通风阻力，作为热交換流体的空气的流动良好，在相对于空气的流通方向配置于后侧的热交換器10也有足够的空气流动，因此，能提高热交換器整体的热交换效率。另外，作为构成该热交換器10(40，46，48)的翅片，除了例示的大致平坦的矩形形状的翅片12(42)之外，例如，如图8所示，也适当使用在翅片表面具有多个向翅片的厚度方向突出、底部外形呈圆形或椭圆形的压花部52的翅片50。通过这样地在翅片表面形成压花部52，通过层叠的翅片50之间的热交换用的空气与压花部52接触之后，向翅片50的层叠方向(纵向)和与该层叠方向平行的方向(横向)转换，它们成为适度的纵向的涡流(以下称作纵涡)及横向的涡流(以下称作横涡)。利用这样的适度的涡流，翅片间的空气被适度地搅乱，结果，能提高热交換性能。另外，将翅片管式热交換器(螺旋热交換器)作为寒冷地的室外机在低温环境下作为蒸发器使用的情况下，这样的适度的涡流、特别是纵涡能抑制在翅片表面附近滞留温度比较低的空气、能使容易滞留于翅片间的中央部位的温度比较高的空气与翅片表面相接触，因此，能抑制翅片表面的落霜或有效地抑制落霜的霜的成长。这样的由压花部52的存在带来的热交换性能的提高通过利用狭缝加工、百叶窗加工形成的切削狭缝、百叶窗狭缝同样地也能实现。因此，那样的狭缝加工、百叶窗加工与用于形成压花部52的压花加工一起或代替该压花加工按照常法对翅片(12、42)实施。另外，金属制导热管16的管径也可以与在管内流通的制冷剂的流动特性相应地根据热交換器10的部位使用不同的外径。例如，通过在液相域使用比较小的外径的导热管，而在气相域使用比较大的外径的导热管，能有利地实现提高管内传递率、降低压カ损失。另外，在采用根据那样的热交換器的部位而管径不同的金属制导热管时，除了使用管径在管轴线方向上的期望的部位适当地变化的一根较长的金属制导热管之外，还使用例如针对翅片组14适当选择的管径的金属制导热管、利用U形弯管将它们连接起来、呈蛇行形状的金属制导热管。另外，在先前例示的实施方式中，作为金属制导热管16，使用其内表面平滑的管体(參照图9的(a))，但也能采用在导热管的内面形成有与长度方向平行的直槽、具有扭转角的螺旋槽或具有槽以规定的角度交叉的槽形态的十字槽的、所谓的内表面带槽导热管。这样，通过使导热管内表面的导热面积增大、且使在导热管中流通的制冷剂的流动复杂化，能进ー步提高热交換器10的热交换性能。另外，在采用这样的内表面带槽导热管的螺旋热交换器10中，可以采用整体为同一槽型的内表面带槽的导热管，但除此之外，例如也可以为每个构成翅片组14的路径槽形状不同的类型的内表面带槽导热管。另外，这样地形成于导热管的内表面的槽的槽深度优选为0. 05 1. 0mm，槽条数在相对于导热管的长度方向成直角的截面中优选为15 150条，从而能有效地提高热交换性能。另外，在本发明中所用的金属制导热管16只要是外表面呈大致圆形形状即可，例如图9的(b)、(c)、(d)所示，除了截面为由I张分隔板55、两张平行的分隔板57、57、两张交叉的分隔板59、59分隔的多孔管54、56、58之外，能适当采用公知的各种多孔管。除此之外，作为构成螺旋热交換器10的金属制导热管16，适当使用在其表面形成有树脂制的涂膜层的管。前述的螺旋热交換器10利用机械扩管法等的方法使金属制导热管16和翅片12密接，将它们组合起来进行装配，但是若微观看那些翅片和导热管的接触部分，在金属制导热管16和翅片12之间存在某种程度的空隙。但是，存在这样的空隙吋，导致翅片和导热管的接触热阻カ变高、热交换性能降低。因此，为了使翅片和导热管之间的抵触热阻カ降低、有效地发挥热交換器的性能，优选金属制导热管16和翅片12之间的空隙不存在，因此，通过在金属制导热管16的表面形成树脂制涂膜层，能有利地抑制那样的空隙的产生。而且，作为构成那样的树脂制涂膜层的树脂，除了例如聚こ烯树脂等的热塑性树脂之外，还能例示出与形成于前述的翅片12表面的物质同样的亲水性树脂及疏水性树脂、环氧类树脂、氨基甲酸こ酯类树脂、聚酯类树脂、氯こ烯类树脂等。通过使由这些各种树脂构成的涂膜层形成于金属制导热管16的表面，能起到以下那样的效果。即，关于聚こ烯树脂等的热塑性树脂，在作为最外层具有由聚こ烯树脂等的热塑性树脂构成的涂膜层的金属制导热管16上组装设有带轴环的孔的翅片12之后，加热到聚こ烯树脂等的热塑性树脂的融点以上，然后冷却时，形成于带轴环的孔周缘的轴环的下端的部分和金属制导热管的间隙被聚こ烯树脂等的热塑性树脂有利地掩埋，能确保翅片12和金属制导热管16的接触面积更大，因此，能进ー步提高热交換器的热交换性能。另外，通过使由亲水性树脂或疏水性树脂构成的涂膜层作为最外层形成于金属制导热管16上，在金属制导热管16的露出部(未组装翅片的部分)具有与翅片12同样的功能。另外，通过在金属制导热管16的表面设 置由环氧类树脂、氨基甲酸こ酯类树脂、聚酯类树脂、氯こ烯类树脂等构成的涂膜层，能提高金属制导热管16的耐腐蚀性。另外，从提高热传导性的观点出发，该树脂制涂膜层优选包含热传导性填充物。作为那样的热传导性填充物，能例示出氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、碳的微细的粉末等。另外，在本发明中，能采用在金属制导热管16的表面设有如上所述由各种树脂构成的単一的涂膜层的构造，但优选采用在金属制导热管16的表面先形成由环氧类树脂、氨基甲酸こ酯类树脂、聚酯类树脂、氯こ烯类树脂等构成的耐腐蚀性的涂膜层、再在其上形成由聚こ烯树脂等的热塑性树脂、亲水性树脂或疏水性树脂构成的树脂制涂膜层的构成。另夕卜，该树脂制涂膜层的厚度优选每层是0.1 5. 0 y m。若树脂制涂膜层的厚度小于0.1 y m，则可能不能起到上述的各树脂制涂膜层的效果，另ー方面，即使设置厚度超过5. 0 y m的树脂制涂膜层，各涂膜层的效果也已经处于饱和状态，只是增加成本。另外，在金属制导热管16的表面设置由上述的树脂构成的树脂制涂膜层时，优选在金属制导热管16的表面预先形成基底处理层。通过设置该基底处理层，能提高金属制导热管16和上述的各涂膜层的密接性。在此，作为基底处理层，能例示出通过使用磷酸铬、铬酸铬等的铬酸盐处理、使用铬化合物以外的、磷酸钛、磷酸锆、磷酸钥、磷酸锌、氧化钛、氧化锆等的无铬处理等的化学皮膜处理(化成处理)得到的皮膜层等。另外，化学皮膜处理方法有反应型及涂覆型，但在本发明中，无论任何方法都能采用。另外，虽然未一一列挙，但本发明基于本领域技术人员的常识能以施加了各种各样的变更、修正、改良等的方案实施，那样的实施方案只要不脱离本发明的主g当然都属于本发明的范畴。实施例以下表示本发明的代表性的实施例，更具体地明示本发明，但本发明当然不受那样的实施例的记载的任何的制约。-实施例ト
首先，作为用于构成本发明的空气调节器用的螺旋热交換器的导热管，准备了多条内表面槽形成为相对于管轴线具有规定的导程角地延伸的螺旋槽的、由磷脱氧铜(JISH3300 C1220)构成的内表面带槽导热管。该内表面带槽导热管的各尺寸为外径6. 35mm、底壁厚0. 23mm、槽深度0. 15mm、槽条数58条、导程角30°。另ー方面，作为翅片材料，准备板厚0. 13mm、纯铝(JIS A1050)的板材，在该翅片材料的表面实施如图4所示的、由3层构成的表面处理。即，首先，通过对上述铝材料的基板30实施磷铬酸盐浸溃处理，而在铝基板的表面形成由磷铬酸盐形成的化成皮膜32。接着，在该化成皮膜32上使用辊涂敷器涂敷环氧树脂，在220°C的温度下加热10秒钟，从而形成膜厚I U m的耐腐蚀性涂膜34。而且，空冷之后，在耐腐蚀性涂膜34上涂敷由聚こ烯醇树脂(PVA树脂)构成的亲水性涂膜用的涂料，以220°C的温度加热10秒钟，从而形成膜厚1.5um的亲水性涂膜36。另外，作为涂敷在耐腐蚀性涂膜34的表面的树脂，代替前述的亲水性涂膜36，使用由环氧类树脂构成的疏水性涂膜用的涂料，将其涂敷在耐腐蚀性涂膜34的表面，以220°C的温度加热10秒钟，从而准备了形成有膜厚1. 5 ii m的疏水性涂膜36的另外的翅片材料。 而且，将这样地准备了两种的翅片材料分别切断为图1中的X方向为12mm、z方向为16mm的大小的矩形状，并且在其大致中央部设置用于供导热管贯穿的贯穿孔(在周缘立起0. 5mm的轴环的贯穿孔)，从而准备了多个两种翅片。而且，使用这样地准备的导热管和翅片在I根导热管上如下地形成目标的翅片组。即，将多个该翅片排列为各自的贯穿孔隔开规定间隔且平行，而且使导热管以依次贯穿的方式插入该贯穿孔之后，对导热管进行扩管，从而使导热管和翅片一体化，在该导热管上形成翅片组。此时，扩管后的导热管的管径(D)为6. 75mm, I根导热管贯穿I张翅片的大致中央。另外，以使各翅片为下述表I所述的翅片间隔(翅片间距)、翅片张数地按顺序平行地排列的方式将各翅片与导热管的直管部相接合，从而形成了全都为相同的宽度的目标的翅片组。另外，翅片间距是本发明的范围的1. 0mm,3. Omm的实施例是实施例1 实施例4，是本发明的范围外的0. 5mm>8mm的实施例是比较例I 4。[表 I]
权利要求
1.一种空气调节器用螺旋热交换器，其构造为由在与热交换流体的流通方向即X方向成直角的方向即y方向上彼此平行且隔开规定间隔地配置的多张翅片构成翅片组，将多个翅片组在与X方向及y方向成直角的方向即z方向上彼此隔开一定距离地排列成一列而构成多层翅片组，并且使I根至两根金属制导热管贯穿I张翅片，在这样的形态下，该金属制导热管以依次贯穿所述各层翅片组的方式配置为蛇行形态，其特征在于， 构成所述翅片组的各翅片具有相同形状，且相邻的翅片以0. 6 5. Omm的间隔排列，并且所述翅片由在金属板的至少一面上形成有单层或多层的涂膜层而成的预涂金属板构成，且该涂膜层中的至少最外层是由亲水性树脂或疏水性树脂构成的涂膜层。
2.根据权利要求1所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述金属板由铝或铝合金构成。
3.根据权利要求1或2所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述导热管由铝或铝合金构成。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述导热管由铝或铝合金构成，在导热管的外表面赋予由锌带来的牺牲阳极效果。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述金属板的材质是由JIS A1050、JIS A1100、JIS A1200、JIS A7072、以及在JISA1050、JIS AllOO或JIS A1200中含有0.1 0.5质量％的]^及/或0.1 1.8质量％的Zn而成的物质中的任I种构成的铝或铝合金，且所述导热管的材质是由JIS A1050、JISA1100、JIS A1200、及JIS A3003中的任I种构成的铝或铝合金。
6.根据权利要求1或2中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述导热管由铜或铜合金构成。
7.根据权利要求6所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述导热管的材质为JIS H3300 C1220或JIS H3300C5010。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 在所述金属制导热管的内表面具有与管轴线方向平行的直槽、相对于管轴线具有规定的扭转角的螺旋槽或由在管轴线方向上交叉的槽构成的十字槽中的其中I种或2种以上。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述翅片构成为具有多个向厚度方向突出、底部外形呈圆形或椭圆形的压花部。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 对所述翅片施加狭缝加工或百叶窗加工。
11.根据权利要求1 10中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述翅片的投影面积构成为由所述导热管的外径规定的截面积的3 30倍。
12.根据权利要求1 11中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述翅片的投影面积为200 1000mm2。
13.根据权利要求1 12中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述金属制导热管的外径为3 13mm。
14.根据权利要求1 13中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 在所述金属板的表面设有基底处理层，在该基底处理层之上形成有所述单层或多层的涂膜层。
15.根据权利要求1 14中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述亲水性树脂从由聚乙醇类树脂、聚丙烯酰胺类树脂、聚丙烯酸类树脂、纤维素类树脂及聚乙烯乙二醇类树脂构成的组中选择。
16.根据权利要求1 15中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述疏水性树脂从由环氧类树脂、聚氨基甲酸乙酯类树脂、丙烯类树脂、密胺类树脂、氟类树脂、硅类树脂及聚酯类树脂构成的组中选择。
17.根据权利要求1 16中任一项所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 在所述金属制导热管的表面形成有树脂制的涂膜层。
18.根据权利要求17所述的空气调节器用螺旋热交换器，其特征在于， 所述树脂制的涂膜层含有热传导性填充物。
19.一种空气调节器，其具有权利要求1 权利要求18中任一项所述的螺旋热交换器；风扇机构，其使热交换流体在沿所述z方向排列的多层翅片组沿所述X方向流通，其特征在于， 在位于由于该风扇机构引起的热交换流体流通时的风速变大的第一区域的翅片组或其一部分的相邻的翅片间的间隔为P1，位于相对于该第一区域的风速为0. 7以下的风速的、风速较小的第二区域的翅片组或其一部分的相邻的翅片间的间隔为P2时，满足下式地规定所述翅片组或其一部分的翅片间隔1.5 ^ P2/Pi ^ 3. O。
20.根据权利要求19所述的空气调节器，其特征在于， 位于所述第一区域的翅片组或其一部分和位于所述第二区域的翅片组或其一部分在所述z方向上位于不同的层。
21.根据权利要求19或20所述的空气调节器，其特征在于， 位于所述第一区域的翅片组或其一部分和位于所述第二区域的翅片组或其一部分在所述z方向上位于同一层。
全文摘要
本发明提供能有效地抑制由结露引起的热交换性能降低且能充分应对空气调节器的紧凑化的空气调节器用螺旋热交换器。空气调节器用螺旋热交换器(10)中，通过在与作为热交换流体的空气的流通方向(x方向)成直角的方向(y方向)上彼此平行且隔开0.6～5.0mm的间隔地配置在金属板的至少一面上形成有规定的涂膜层而成的多张翅片(12)而构成翅片组(14)，将多个翅片组(14)在与x方向及y方向成直角的方向(z方向)上以彼此隔开一定距离的状态排列成一列而构成多层翅片组，并且，将导热管(16)以依次贯穿上述各层的翅片组(14)的方式配设为蛇行形态。
文档编号F28F1/40GK103026165SQ20118003644
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者佐佐木直荣, 矶村纪寿, 片平史郎 申请人:住友轻金属工业株式会社