鳍片管式热交换器及冷冻循环装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及鳍片管式热交换器、以及通过使用鳍片管式热交换器来进行热交换而构成冷冻循环的冷冻循环装置。
【背景技术】
[0002]鳍片管式热交换器包含以规定间隔排列的多个鳍片与贯穿多个鳍片的导热管。空气在鳍片与鳍片之间流动而与导热管中的流体进行热交换。
[0003]图9A?图9D分别是以往的鳍片管式热交换器中的鳍片的俯视图、沿着线IXB-1XB的剖视图、沿着线IXC-1XC的剖视图以及沿着线IXD-1XD的剖视图。
[0004]鳍片10以在气流方向上山部4与谷部6交替出现的方式而成形。此种鳍片一般被称作“波状鳍片(corrugated fin)”。通过使用波状鳍片，不仅能获得增大导热面积的效果，而且通过使气流3蜿蜒，还能获得减薄温度边界层的效果。
[0005]另外，图1OA?图1OC分别是以往的鳍片管式热交换器中的其他鳍片的俯视图、沿着线XB-XB的剖视图、以及沿着线XC-XC的剖视图。如图1OA?图1OC所示，还已知有通过对波状鳍片设置切起以改善导热性能的技术(专利文献I)。
[0006]在鳍片I的鳍片倾斜面42a、42b、42c以及42d上，设置有切起41a、41b、41c及41d。当设相邻的鳍片I的距离为Fp时，切起41a、41b、41c及41d的高度Hl、H2、H3及H4满足1/5.Fp ( (H1、H2、H3、H4) ( 1/3.Fp 的关系。
[0007]在专利文献I中，还公开了以极力降低结霜运转时的通风阻力的方式构成的另一鳍片。图1lA?图1lC分别是以往的鳍片管式热交换器中的又一鳍片的俯视图、沿着线XIB-XIB的剖视图、以及沿着线XIC-XIC的剖视图。
[0008]如图1lA?图1lC所示，在鳍片I的鳍片倾斜面12a及12b上，设置有满足上述关系的切起Ila及lib。由于鳍片I的弯折次数少，因此鳍片倾斜面12a及12b的倾斜角度相对较平缓。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开平11-125495号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]但是，即使切起足够低，在结霜运转时，流路的剖面积仍会局部性地减少20%以上。因此，在设置有切起的情况下，即使将弯折次数限制为一次以减缓倾斜角度，仍无法避免通风阻力的大幅增加。
[0014]为了将图1lA?图1lC所示的鳍片I的通风阻力下降到与图9A?图9D所示的鳍片10同等的水平，必须使鳍片10的倾斜角度无限接近0°。
[0015]解决问题的方案
[0016]本发明的目的在于提供无论是结霜运转时还是非结霜运转时，都具有优异的基本性能的鳍片管式热交换器以及冷冻循环装置。
[0017]本发明的鳍片管式热交换器采用下述结构，S卩，鳍片管式热交换器，包括:多个鳍片，平行地排列以形成气体的流路；以及导热管，贯穿多个鳍片，内部供与气体进行热交换的介质流动，其中，鳍片是以在气流方向上仅在一处部位出现山部的方式成形的波状鳍片，且具有供导热管嵌入的多个贯穿孔、形成在贯穿孔周围的平坦部、以形成山部的方式相对于气流方向而倾斜的第一倾斜部、及连接平坦部与第一倾斜部的第二倾斜部，多个贯穿孔沿着与多个鳍片的排列方向和气流方向这两个方向垂直的段方向而形成，当将气流方向上的从第一倾斜部的上游端到下游端的距离定义为S1、将气流方向上的从平坦部的上游端到下游端的距离定义为D1、将从山部的顶点侧的相反侧与气流方向上的第一倾斜部的上游端和下游端相切的平面定义为基准平面、将基准平面与第一倾斜部所成的角度定义为Θ 1、将从贯穿孔观察时气流方向上游侧的区域中的基准平面与第二倾斜部所成的角度定义为Θ 2、从基准平面到平坦部的距离定义为α、一个鳍片的基准平面与跟山部的顶点侧相邻的另一鳍片的基准平面之间的距离定义为L时，在平坦部关于基准平面而与山部的顶点侧位于同一侧的情况下或者a =0的情况下，满足0° <0 2<tan ^(L-Q )/{(Sl-Dl)/2-L/tan9 I}]的关系，在平坦部关于基准平面而与山部的顶点侧位于相反侧的情况下，满足O。< Θ 2<tan 1 [ (L+ a ) / {(Sl-Dl) /2-L/tan θ 1}]的关系。
[0018]本发明的冷冻循环装置采用下述结构，即，冷冻循环装置，以制冷剂在压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器中循环的方式构成冷冻循环，冷凝器与蒸发器中的至少一者包括上述鳍片管式热交换器。
[0019]发明的效果
[0020]根据本发明，能够提供无论是结霜运转时还是非结霜运转时，都能发挥优异的基本性能的鳍片管式热交换器以及冷冻循环装置。
【附图说明】
[0021]图1是表示本发明的实施方式的鳍片管式热交换器的一例的图。
[0022]图2Α是表示用于图1的鳍片管式热交换器中的鳍片的一例的俯视图。
[0023]图2Β是表示以沿着线IIB-1IB的面剖切图2Α所示的鳍片时的剖面的剖视图。
[0024]图2C是表示以沿着线IIC-1IC的面剖切图2Α所示的鳍片时的剖面的剖视图。
[0025]图2D是表示以沿着线IID-1ID的面剖切图2Α所示的鳍片时的剖面的剖视图。
[0026]图3Α是表示鳍片管式热交换器的一例的侧视图。
[0027]图3Β是表示鳍片形状的一例的立体图。
[0028]图4Α是表示鳍片管式热交换器中形成的间隙部的一例的图。
[0029]图4Β是表示相对于第二倾斜角度Θ 2的变化的间隙部的变化的图。
[0030]图5Α是说明上限值角度Θ 2U的计算方法的图。
[0031]图5Β是说明下限值角度Θ 2L的计算方法的图。
[0032]图5C是说明下限值角度Θ IL的计算方法的图。
[0033]图6Α是表示在第二倾斜角度Θ2小的情况下具有高热流速(热交换量)的部分的俯视图。
[0034]图6B是表示在第二倾斜角度Θ2大的情况下具有高热流速(热交换量)的部分的俯视图。
[0035]图7是表示第二倾斜角度Θ2与鳍片管式热交换器的性能(热交换量及压力损失)的关系的图。
[0036]图8A是表不鑛片形状的另一例的图。
[0037]图8B是表示鳍片形状的又一例的图。
[0038]图9A是以往的鳍片管式热交换器中的鳍片的俯视图。
[0039]图9B是图9A所示的鳍片的沿着线IXB-1XB的剖视图。
[0040]图9C是图9A所示的鳍片的沿着线IXC-1XC的剖视图。
[0041]图9D是图9A所示的鳍片的沿着线IXD-1XD的剖视图。
[0042]图1OA是以往的鳍片管式热交换器中的另一鳍片的俯视图。
[0043]图1OB是图1OA所示的鳍片的沿着线XB-XB的剖视图。
[0044]图1OC是图1OA所示的鳍片的沿着线XC-XC的剖视图。
[0045]图1lA是以往的鳍片管式热交换器中的又一鳍片的俯视图。
[0046]图1lB是图1lA所示的鳍片的沿着线XIB-XIB的剖视图。
[0047]图1lC是图1lA所示的鳍片的沿着线XIC-XIC的剖视图。
【具体实施方式】
[0048]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明并不受该实施方式限定。
[0049]图1是表示本发明的实施方式的鳍片管式热交换器100的一例的图。如图1所示，本实施方式的鳍片管式热交换器100包括:多个鳍片31，平行地排列以形成空气A (气体)的流路；以及导热管21，贯穿这些鳍片31。
[0050]鳍片管式热交换器100以在流经导热管21内部的介质B、与沿着鳍片31表面流动的空气A之间进行热交换的方式构成。介质B例如是二氧化碳、氢氟烃等制冷剂。导热管21既可连成一条，也可分成多条。
[0051]鳍片31具有前缘30a及后缘30b。前缘30a及后缘30b分别呈直线状。本实施方式中，鳍片31关于导热管21的中心而具有左右对称的结构。因而，当装配热交换器100时，无须考虑鳍片31的方向。
[0052]本实施方式中，将鳍片31的排列方向定义为高度方向(图1的Y方向)、与前缘30a平行的方向定义为段方向(图1的Z方向)、与高度方向及段方向垂直的方向定义为气流方向(空气A的流动方向:图1的X方向)。换言之，段方向是与高度方向和气流方向这两个方向垂直的方向。
[0053]图2A是表示用于图1的鳍片管式热交换器100中的鳍片的一例的俯视图。图2B是表示以沿着线IIB-1IB的面剖切图2A所示的鳍片时的剖面的剖视图。图2C是表示以沿着线IIC-1IC的面剖切图2A所示的鳍片时的剖面的剖视图。