鳍片管式热交换器及冷冻循环装置的制造方法_3

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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正好相等时,距离L表示为{(Sl-Dl) /2 土 a /tan θ 2} / (1/tan θ l+1/tan θ 2)。
[0091]由此,第二倾斜角度Θ 2 的正切以 tan Θ 2 = (L土 α ) / {(Sl-Dl)/2-L/tan Θ 1}表示,因此第二倾斜角度Θ 2的上限即阈值角度Θ 2U如式⑵那样表示。
[0092]通过形成这样的间隙部40,空气A容易在内部流经有介质B的导热管21附近的间隙部40中流动,从而能够在与空气A具备最大温差的鳍片31的部位促进热交换。
[0093]另外,当使第二倾斜角度Θ 2发生变化时,间隙部40的开口面积发生变化。如图4B所示,当第二倾斜角度Θ 2变小时,间隙部40的开口面积扩大,当第二倾斜角度Θ2变大时,间隙部40的开口面积缩小。
[0094]若比较第二倾斜角度为Θ 2a的情况与为Θ 2b ( Θ 2a > Θ 2b)的情况,则第二倾斜角度为9 2a时的开口面积为图4B的右下斜线所示的部分的面积。另一方面,第二倾斜角度为Θ 2b时的开口面积为将图4B的右下斜线与左下斜线所示的部分的面积合计所得的面积。
[0095]当第二倾斜角度Θ 2变大时,使间隙部40的开口面积变小,由此,通过间隙部40的空气A的流速上升,第二倾斜部38中的空气A侧的热传递率上升。由此,鳍片31中的热交换量(热交换能力)增加。
[0096]另一方面,当第二倾斜角度Θ 2变小时,使间隙部40的开口面积变大,由此,通过间隙部40的空气A的流速下降,第二倾斜部38中的空气A侧的热传递率下降。由此,鳍片31中的热交换量(热交换能力)减少。
[0097]但是,在鳍片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之间形成的流路中,若第二倾斜角度Θ 2超过阈值角度0 2U,则相对于气流方向(空气A的流动方向)不会形成间隙部40。
[0098]因此,为了提高鳍片管式热交换器的热交换能力,关键在于:在小于阈值角度Θ 2U的范围内,进一步增大第二倾斜角度Θ 2。由此,空气A的流速增加,从而能够增加鳍片31中的热交换量(热交换能力)。
[0099]另外,通过在小于阈值角度0 2U且大于0°的范围内尽可能增大第二倾斜角度Θ 2,从而位于空气A的流动方向下游侧的下游侧第二倾斜部38a(参照图2A)相对于空气A的流动而耸立。由此,空气A的流动在下游侧第二倾斜部38a处将大幅弯曲。
[0100]其结果,在下游侧第二倾斜部38a处,可获得通过扰乱倾斜面表面的温度边界而促进热传递的弯曲效果,鳍片管式热交换器的热交换能力提高。
[0101]另外,通过在上述范围内尽可能增大第二倾斜角度Θ 2,从而位于空气A的流动方向下游侧的下游侧棱线部39a相对于空气流动而突出。其结果,在下游侧棱线部39a处,也能新获得前缘效果,从而热交换能力提高。
[0102]图6A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。图6B是表示在第二倾斜角度Θ 2大的情况下具有高热流速(热交换量)的部分的俯视图。此处,具有高热流速的部分以粗线表示。这些见解基于数值分析的结果而获得。
[0103]根据图6A、图6B可知,当第二倾斜角度Θ 2变大时,即使在下游侧棱线部39a的两端部,热流速也变大。即,在下游侧棱线部39a的两端部,新获得前缘效果,从而热交换能力提尚。
[0104](关于第二倾斜角度Θ2的下限值)
[0105]图5B是说明下限值角度02L的计算方法的图。如前所述,棱线部39的鳍片卡圈37侧的突出方向距离,小于鳍片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。
[0106]由此,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,形成间隙部40 (图4B中的点部分)。
[0107]此处,若山部34的顶点的高度小于上述距离L,则形成在鳍片卡圈37周围的间隙部40将与相邻的间隙部40相连。此种情况下,间隙部40的开口面积将变得过大,与开口面积小的情况相比,空气A的流速将变小。
[0108]而且,空气A也会朝与空气A的流动方向正交的方向蔓延,从而难以发挥下游侧第二倾斜部38a处的弯曲效果或下游侧棱线部39a处的前缘效果。即,更优选位于各鳍片卡圈37周围的间隙部40的开口以彼此独立的方式形成。
[0109]间隙部40的开口部以彼此独立的方式形成的阈值角度0 2L用以下的式(3)表不O
[0110]Θ 2L = tan V{(S2-Dl)/2}......(3)
[0111]此处,S2是段方向上的导热管的中心间距离,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,L是鳍片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。
[0112]该阈值角度0 2L通过以下的方法算出。图5Β中,当将第二倾斜角度Θ2设为最小时,间隙部40的开口部以彼此独立的方式形成时的山部34的高度以(S2-Dl)/2 - tan Θ 2表不。
[0113]并且,当山部34的顶点的高度与距离L正好相等时,表示为L =(S2-Dl)/2.tan Θ 2,因此第二倾斜角度Θ 2(=阈值角度Θ 2L)的正切为tan Θ 2L = L/{(S2-Dl)/2}0因此,阈值角度0 2L能够以上述式(3)表示。
[0114]通过形成这种间隙部40,从而空气A在内部流经有介质B的导热管21附近的间隙部40中流动,由此,在与空气A具备最大温差的鳍片31的部位,能够进一步促进热交换。
[0115](关于第一倾斜角度ΘI的下限值)
[0116]另外,本实施方式中的鳍片管式热交换器100满足下述式(4)。
[0117]tan 穴2.(L± a )/Sl)〈 Θ 1......⑷
[0118]由此,位于各鳍片卡圈37周围的间隙部40的开口部以彼此独立的方式形成。其结果,能够增大空气A的流速。以下,详细说明式(4)的技术意义。
[0119]图5C是对下限值角度Θ IL的计算方法进行说明的图。如图5C所示,鳍片31的山部34从平坦部35算起的高度以S1/2.tan θ 1± α表示。
[0120]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,α是从基准平面Hl到平坦部35的距离。
[0121]并且,用于使位于各鳍片卡圈37周围的间隙部40的开口部以彼此独立的方式形成的第一倾斜角度Θ I的下限值Θ 1L,以下述式(5)表示。
[0122]Θ IL = tan M2.(L± a )/Sl}......(5)
[0123]此处,L是鳍片31的基准平面Hl与跟山部34的顶点侧相邻的另一鳍片31的基准平面Hl之间的距离。
[0124]如图5C所示,当山部34的顶点的高度与距离L正好相等时,为L =S1/2.tan0 I土 α,因此第一倾斜角度Θ 1(=阈值角度Θ 1L)的正切以tan Θ IL =2.(L土 a )/Sl表示。因此,阈值角度Θ IL能够以式(5)表示。
[0125]如上所述,本实施方式中,使用式(2)来决定第二倾斜角度Θ 2的上限值。S卩,第二倾斜角度Θ2包含在以下范围内。
[0126](A)在平坦部35相对于基准平面Hl而与山部34的顶点侧位于同一侧的情况或α = O的情况下,
[0127]O。< Θ 2<tan 1 [ (L- α ) / {(Sl-Dl) /2-L/tan θ 1} ]......(6)
[0128](B)在平坦部35关于基准平面Hl而与山部34的顶点侧位于相反侧的情况下,
[0129]O。< Θ 2<tan 1 [ (L+ α ) / {(Sl-Dl) /2-L/tan θ 1} ]......(7)
[0130]由此,在鳍片31的棱线部39与跟鳍片31的山部34的顶点侧相邻的另一鳍片31的基准平面Hl之间,形成间隙部40。其结果,空气A容易在内部流经有介质B的导热管21附近的间隙部40中流动,从而能够在与空气A具备最大温差的鳍片31的部位促进热交换。
[0131]此外,Θ 2越大,则间隙部40的开口面积越小,空气A的流速越大,因此越优选。
[0132]而且,优选第二倾斜角度Θ 2包含在以下的范围内。
[0133]tan 1L/{(S2-D1)/2} < Θ 2<90°......(8)
[0134]另外,优选第一倾斜角度ΘI包含在以下的范围内。
[0135](A)在平坦部35相对
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