鳍片管式热交换器及冷冻循环装置的制造方法_2

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图2D是表示以沿着线IID-1ID的面剖切图2A所示的鳍片时的剖面的剖视图。
[0054]如图2A?图2D所示,鳍片31典型的是具有长方形且平板的形状。鳍片31的长度方向与段方向一致。本实施方式中,鳍片31以固定的间隔(鳍片间距)排列。鳍片间距例如被调整为1.0?2.0mm的范围。如图2B所示,鳍片间距以相邻的两个鳍片31的距离L表不。
[0055]包含前缘30a的固定宽度的部分以及包含后缘30b的固定宽度的部分与气流方向平行。但是,这些部分是在成形时用于将鳍片31固定于模具的部分,其宽度极窄,因此不会对鳍片31的性能造成大的影响。
[0056]作为鳍片31的材料,可适宜地使用冲压加工而成的壁厚0.05?0.8mm的铝制平板。也可对鳍片31的表面实施化学氧化处理、亲水性涂料的涂敷等亲水性处理。也能够取代亲水性处理而进行疏水处理。
[0057]在鳍片31上,沿着段方向排成一列且等间隔地形成有多个贯穿孔37h。通过多个贯穿孔37h的各中心的直线与段方向平行。在多个贯穿孔37h中分别嵌入有导热管21。
[0058]另外,在贯穿孔37h的周围,由鳍片31的一部分形成圆筒状的鳍片卡圈37,该鳍片卡圈37与导热管21紧贴。贯穿孔37h的直径例如为I?20mm。S卩,贯穿孔37h的直径也可为4mm以下。
[0059]贯穿孔37h的直径与导热管21的外径一致。在段方向上彼此相邻的两个贯穿孔37h的中心间距离(管间距)例如为贯穿孔37h的直径的2?3倍。另外,气流方向上的鳍片31的长度例如为15?25mm。
[0060]如图2A及图2B所示,将朝与鳍片卡圈37的突出方向相同的方向突出的部分定义为山部34。本实施方式中,鳍片31在气流方向上仅具有一个山部34。
[0061]山部34的棱线与段方向平行。S卩,鳍片31是被称作波状鳍片的鳍片。前缘30a及后缘30b对应于谷部。在气流方向上,山部34的位置与导热管21的中心位置一致。
[0062]本实施方式中,鳍片31在除了多个贯穿孔37h的其他区域中,禁止空气A从该鳍片31的表侧(上表面侧)朝背侧(下表面侧)流动。这样,较为理想的是,在鳍片31上未设置除了贯穿孔37h以外的开口部。
[0063]若不存在开口部,也不会产生因结霜造成的堵塞问题,因此在压力损失的观点上有利。此外,“未设置开口部”是指未设置狭缝、通风口等,即,未设置贯穿鳍片的孔。
[0064]鳍片31还具有平坦部35、第一倾斜部36以及第二倾斜部38。平坦部35是与鳍片卡圈37相邻的部分,且是形成在贯穿孔37h周围的圆环状部分。平坦部35的表面与气流方向平行且与高度方向垂直。第一倾斜部36是以形成山部34的方式相对于气流方向而倾斜的部分。
[0065]第一倾斜部36在鳍片31中占据最大的面积。第一倾斜部36的表面平坦。第一倾斜部36位于与段方向平行且通过导热管21中心的基准线的左右。S卩,由风上侧的第一倾斜部36与风下侧的第一倾斜部36形成山部34。
[0066]第二倾斜部38是以消除平坦部35与第一倾斜部36之间的高度差异的方式平滑地连接平坦部35与第一倾斜部36的部分,第二倾斜部38的表面由平缓的曲面构成。
[0067]并且,棱线部39由第一倾斜部36与第二倾斜部38形成。平坦部35及第二倾斜部38在鳍片卡圈37及贯穿孔37h的周围形成有凹状的部分。
[0068]此外,也可对第一倾斜部36与第二倾斜部38的边界部分即棱线部39赋予适度的弧度(例如R0.5mm?R2.0mm)。同样,也可对山部34与第二倾斜部38的边界部分赋予适度的弧度(例如R0.5mm?R2.0mm)。此种弧度改善鳍片31的排水性。
[0069]此处,如图2A?图2D所示,将气流方向上的第一倾斜部36的上游端到下游端间的距离定义为SI。将段方向上的导热管21的中心间距离(管间距)定义为S2。将平坦部35的直径定义为D1。而且,将从山部34的顶点侧的相反侧与气流方向上的第一倾斜部36的上游端和下游端相切的平面定义为基准平面H1。并且,将鳍片31的基准平面Hl与相邻于山部34的顶点侧的另一鳍片31的基准平面Hl之间的距离(鳍片间距)定义为L。
[0070]第一倾斜部36的上游端及下游端分别与前缘30a及后缘30b相连接。另外,将基准平面Hl与第一倾斜部36所成的角度定义为Θ1。并且,将基准平面Hl与第二倾斜部38所成的角度定义为Θ 2。
[0071]角度Θ I是基准平面Hl与第一倾斜部36所成的角度中的锐角侧的角度。同样,角度Θ 2是基准平面Hl与第二倾斜部38所成的角度中的锐角侧的角度。本实施方式中,将角度Θ I及角度Θ 2分别称为“第一倾斜角度Θ I”及“第二倾斜角度Θ 2”。
[0072]另外,将从基准平面Hl到平坦部35的距离定义为α。图2Α?图2D所示的实施方式中,距离α为零。S卩,在高度方向上,平坦部35的位置、第一倾斜部36的上游端的位置、第一倾斜部36的下游端的位置、前缘30a的位置及后缘30b的位置一致。此时,基准平面Hl与包含平坦部35表面的平面一致。
[0073]当如上所述地对S1、S2、D1、Θ 1、Θ 2、α及L进行了定义时,鳍片管式热交换器100满足下述式(Do
[0074]tan 1 {2.L/ (S2-D1)}〈 Θ 2<tan 1 [ (L± α ) / {(Sl-Dl) /2-L/tan Θ 1} ]......(I)
[0075]在高度方向上,平坦部35的位置也可与前缘30a的位置及后缘30b的位置不同。具体而言,在平坦部35比基准平面Hl更靠近山部34的顶点的情况下,式(I)的右边为tan 1 [ (L-α)/{(Sl-Dl)/2-L/tanθ 1}]。
[0076]当平坦部35比基准平面Hl更靠近山部34的顶点时,第一倾斜部36与第二倾斜部38所成的角度变大,因此尽管鳍片31的表面积减少,但压力损失降低。S卩,可获得压力损失低的鳍片31。
[0077]另一方面,在平坦部35比基准平面Hl更远离山部34的顶点时,式(I)的右边为tan 1 [ (L+ α)/{(Sl-Dl)/2-L/tanθ 1}]。
[0078]当平坦部35比基准平面Hl更远离山部34的顶点时,第一倾斜部36与第二倾斜部38所成的角度变小,因此尽管压力损失增加,但鳍片31的表面积增加。
[0079]此外,第二倾斜部38整体上为曲面,但在图2C或图2D所示的剖面中,能够指定第二倾斜角度Θ 2。图2C的剖面是以与段方向垂直且通过导热管21中心的平面剖切鳍片31时观察到的剖面。图2D的剖面是由与流动方向垂直且通过导热管中心的平面剖切鳍片31时观察到的剖面。
[0080]图3Α是表示鳍片管式热交换器100的一例的侧视图。图3Α是从图1中的空气A的流动方向(X方向)观察鳍片管式热交换器100的图。另外,图3Β是表示鳍片31的形状的一例的立体图。
[0081]如图3Α所示,该鳍片管式热交换器100中,在沿高度方向(Y方向)相邻的导热管21之间产生了间隙。如图3Β所示,该间隙是由于高度方向上的棱线部39的位置比山部34的位置低而产生。
[0082]以下详细说明式⑴的技术意义。
[0083](关于第二倾斜角度Θ2的上限值)
[0084]图4A是表不鳍片管式热交换器100中形成的间隙部40的一例的图。图4B是表示相对于第二倾斜角度Θ 2的变化的间隙部40的变化的图。图4A及图4B中表示下述状态,即从气流方向(空气A的流动方向)上的鳍片31的上游端侧观察时,在鳍片31的棱线部39与相邻于鳍片31的山部34的顶点侧的另一鳍片31的基准平面Hl之间,形成有间隙部40。
[0085]图4A中以点图案表示了间隙部40。在棱线部39的鳍片卡圈37侧的突出方向距离,比鳍片31的基准平面Hl与相邻于山部34的顶点侧的另一鳍片31的基准平面Hl之间的距离L小时,产生该间隙部40。
[0086]棱线部39的鳍片卡圈37侧的突出方向距离与上述距离L相等的阈值角度Θ 2U用以下的式⑵表示。
[0087]Θ 2U = tan 1 [ (L± α ) / {(Sl-Dl) /2-L/tan θ 1} ]......(2)
[0088]此处,SI是气流方向上的第一倾斜部36的上游端到下游端的距离,Dl是平坦部35的直径,Θ I是第一倾斜角度,α是从基准平面Hl到平坦部35的距离。
[0089]该阈值角度02U通过以下的方法算出。图5Α是对上限值角度02U的计算方法进行说明的图。如图5Α所示,棱线部39的鳍片卡圈37的突出方向距离H以H ={(Sl-Dl)/2土 a /tan θ 2}/(1/tan θ l+1/tan θ 2)表示。
[0090]并且,当棱线部39的鳍片卡圈37侧的突出方向距离H和鳍片31的基准平面Hl与相
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