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1、(10)申请公布号 CN 103791660 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103791660 A (21)申请号 201310530385.8 (22)申请日 2013.10.31 2012-240186 2012.10.31 JP F25B 39/00(2006.01) F28F 1/32(2006.01) F28F 13/02(2006.01) (71)申请人 松下电器产业株式会社 地址 日本大阪府 (72)发明人 名越健二 横山昭一 野间富之 木田琢己 朔晦诚 广田正宣 山本宪昭 (74)专利代理机构 北京尚诚知识产权代理有限 公司 11322 代理人 龙淳 (5。
2、4) 发明名称 翅片管热交换器 (57) 摘要 本发明提供一种能够抑制因结霜和冷凝水所 导致的热交换性能的下降的翅片管热交换器。该 翅片管热交换器包括 ： 相互隔开间隔层叠的多个 翅片 （1） ； 和多个传热管 （2） ， 其在层叠方向贯通 多个翅片 （1） ， 在该多个传热管 （2） 的内部流通有 与流过多个翅片 （1） 之间的气流进行热交换的流 体， 翅片 （1） 具有至少一处以上的使上述气流的 流动方向弯曲的倾斜面 （4） ， 在倾斜面中的位于 最下风侧的倾斜面， 具有以仅在下风侧具有开口 部 （5a） 的方式切开成形的单侧翻起切口部 （5） 。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl。
3、. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103791660 A CN 103791660 A 1/1 页 2 1. 一种翅片管热交换器， 其特征在于， 包括 ： 相互隔开间隔层叠的多个翅片 ； 和 多个传热管， 其在层叠方向贯通所述多个翅片， 在该多个传热管的内部流通有与流过 所述多个翅片之间的气流进行热交换的流体， 所述翅片具有至少一处以上的使所述气流的流动方向弯曲的倾斜面， 在所述倾斜面中 的位于最下风侧的倾斜面， 具有以仅在下风侧具有开口部的方式切开成。
4、形的单侧翻起切口 部。 2. 如权利要求 1 所述的翅片管热交换器， 其特征在于 ： 所述翅片具有立起片， 该立起片以将形成于所述单侧翻起切口部的铅垂方向的下端 部的立起面与所述翅片的下风侧的端部连接的方式， 从位于所述最下风侧的倾斜面立起设 置。 3. 如权利要求 2 所述的翅片管热交换器， 其特征在于 ： 所述立起片在所述气流的流动方向， 随着向下风侧去向下方倾斜。 4. 如权利要求 1 3 中任一项所述的翅片管热交换器， 其特征在于 ： 位于所述单侧翻起切口部的下风侧的带状翅片部， 与在所述单侧翻起切口部的铅垂方 向延伸的主面平行。 权 利 要 求 书 CN 103791660 A 2 。
5、1/6 页 3 翅片管热交换器 技术领域 0001 本发明涉及一种用于制冷剂的热交换的翅片管热交换器。 背景技术 0002 现有技术中， 这种翅片管热交换器如图 7 所示包括 ： 相互隔开间隔层叠的多个翅 片 101 ； 和以在层叠方向贯通多个翅片 101 的方式设置的多个传热管 102。 0003 在该翅片管热交换器中， 由送风机 （未图示） 送来的空气等气流 103 流过彼此相邻 的翅片 101 之间， 由此， 与流过传热管 102 的内部的流体进行热交换。 0004 作为具有这种结构的翅片管热交换器， 例如， 公开在专利文献 1（日本特开 2001-091101 号公报） 中。 0005。
6、 图 8A 是现有的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。图 8B 是图 8A 的 A0-A0 线截面图。图 8C 是表示图 8B 所示的翅片的层叠状态的截面图。 0006 在现有的翅片管热交换器所具备的翅片 111， 在铅垂方向上设置有多个用于贯通 并扩管固定传热管 112 的圆筒状的翅片套环 114。另外， 在相对于图 8A 的箭头所示的热交 换用的气流 113、 以翅片 111 的宽度方向的中央部为界的上风侧的部分， 如图 8B 所示， 设置 有以出现山部的方式而弯折的弯折部115。 而且， 在相对于气流113以翅片111的宽度方向 的中央部为界的下风侧且彼此相邻的传热管 112 之间。
7、的部分， 如图 8B 所示， 设置有切开成 形切口部 116。现有的翅片管热交换器如图 8C 所示， 具有层叠多个咦上述方式构成的翅片 111 的结构。 0007 在上述现有的翅片管热交换器例如用于空气调节机的室外机的情况下， 特别是在 外部空气温度低时的供暖运转过程中， 容易在翅片 111 的上风侧的部分发生结霜。根据现 有的翅片管热交换器， 在该翅片 111 的上风侧的部分仅设置有弯折部 115， 所以在彼此相邻 的翅片 111 之间形成大致等间隔的气流 113 的流路。由此， 如图 8C 所示， 即使在翅片 111 的前缘部 （上风侧的端部） 111a 形成霜层 117， 也能够抑制彼此。
8、相邻的翅片 111 之间被该霜 层 117 堵塞。另外， 在发生结霜的可能性低的翅片 111 的下风侧的部分设置有切开成形切 口部 116， 所以能够提高对气流 113 的热传递， 从而能够提高热交换性能。 0008 先行技术文献 0009 专利文献 0010 专利文献 1 ： 日本特开 2001-091101 号公报 发明内容 0011 发明要解决的课题 0012 但是， 在上述现有的结构中， 在翅片111的上风侧的部分难以完全除去气流113的 湿气， 所以在切开成形切口部116的前缘部116a形成霜层118， 彼此相邻的翅片111之间有 可能被该霜层 118 堵塞。在这种情况下， 气流 1。
9、13 的流动受到阻碍， 热交换性能下降。 0013 另外， 通常， 在供暖运转时， 冷凝水容易覆盖翅片 111 的整个表面。在上述现有的 说 明 书 CN 103791660 A 3 2/6 页 4 结构中， 在设置于翅片 111 的下风侧的切开成形切口部 116 的前缘部 116a 附近， 产生冷凝 水的桥 （bridge） 以使得堵塞彼此相邻的翅片 111 之间， 热交换性能有可能大幅下降。 0014 本发明的目的在于， 解决上述现有的课题， 提供一种能够抑制因结霜和冷凝水导 致的热交换性能下降的翅片管热交换器。 0015 用于解决课题的方法 0016 为了解决上述现有的课题， 本发明的翅。
10、片管热交换器包括 ： 0017 相互隔开间隔层叠的多个翅片 ； 和 0018 多个传热管， 其在层叠方向贯通上述多个翅片， 在该多个传热管的内部流通有与 流过上述多个翅片之间的气流进行热交换的流体， 0019 上述翅片具有至少一处以上的使上述气流的流动方向弯曲的倾斜面， 在上述倾斜 面中的位于最下风侧的倾斜面， 具有以仅在下风侧具有开口部的方式切开成形的单侧翻起 切口部。 0020 发明效果 0021 根据本发明的翅片管热交换器， 通过具有上述结构， 能够抑制因结霜和冷凝水导 致的热交换性能的下降。 附图说明 0022 图 1 是本发明的第 1 实施方式的翅片管热交换器的立体图。 0023 图。
11、 2A 是图 1 所示的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。 0024 图 2B 是图 2A 的 A1-A1 线截面图。 0025 图 2C 是在图 2A 的 A1-A1 线截面图中表示气流的流动方向的说明图。 0026 图3A是在图2A的翅片中， 表示流过彼此相邻的传热管之间的气流的流动、 与在传 热管的下风侧产生的死水区域的大小的说明图。 0027 图 3B 是在未具备单侧翻起切口部的比较例的翅片中， 表示流过彼此相邻的传热 管之间的气流的流动、 与在传热管的下风侧产生的死水区域的大小的说明图。 0028 图 4A 是本发明的第 2 实施方式的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。 。
12、0029 图 4B 是在图 4A 的 A2-A2 线截面图中表示冷凝水滞留的状态的说明图。 0030 图 4C 是在图 4A 的放大平面图中表示冷凝水的排水情况的说明图。 0031 图 5A 是本发明的第 3 实施方式的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。 0032 图 5B 是图 5A 的 A3-A3 线截面图。 0033 图 5C 是在图 5A 的 A3-A3 线截面图中表示气流的流动方向的说明图。 0034 图 6A 是表示将图 5A 的翅片的形状变形为倒 V 字形的例子的部分平面图。 0035 图6B是表示在图6A的翅片的传热管的下方附近部设置有排水用切口的例子的部 分平面图。 0。
13、036 图 7 是现有的翅片管热交换器的概略立体图。 0037 图 8A 是现有的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。 0038 图 8B 是图 8A 的 A0-A0 线截面图。 0039 图 8C 是表示图 8A 所示的翅片的层叠状态的截面图。 说 明 书 CN 103791660 A 4 3/6 页 5 具体实施方式 0040 本发明的翅片管热交换器包括 ： 0041 相互隔开间隔层叠的多个翅片 ； 和 0042 多个传热管， 其在层叠方向贯通上述多个翅片， 在该多个传热管的内部流通有与 流过上述多个翅片之间的气流进行热交换的流体， 0043 上述翅片具有至少一处以上的使上述气流的流动。
14、方向弯曲的倾斜面， 在上述倾斜 面中的位于最下风侧的倾斜面， 具有以仅在下风侧具有开口部的方式切开成形的单侧翻起 切口部。 0044 根据该结构， 在位于最下风侧的倾斜面设置有单侧翻起切口部， 所以能够使整个 翅片形成为有利于热交换的弯折形状 （所谓的波纹 （corrugated） 形状） 。由此， 能够确保高 的传热性能， 并且能够提高热交换性能。另外， 在单侧翻起切口部的上风侧不存在开口部， 所以与现有技术相比能够抑制结霜所导致的热交换性能下降。 0045 另外， 优选上述翅片具有立起片， 该立起片以将形成于上述单侧翻起切口部的铅 垂方向的下端部的立起面与上述翅片的下风侧的端部连接的方式，。
15、 从位于上述最下风侧的 倾斜面立起设置。 0046 根据该结构， 利用流过所层叠的翅片之间的气流的动能， 能够将滞留在单侧翻起 切口部的开口部附近的冷凝水引导至翅片的下风侧的端部。即， 立起片能够用作排水路起 作用， 促进冷凝水向翅片的下风侧的端部移动。 由此， 防止单侧翻起切口部的开口部被冷凝 水堵塞， 能够抑制通风阻力的增加， 能够抑制因冷凝水所导致的热交换性能的下降。 0047 另外， 优选上述立起片在上述气流的流动方向， 随着向下风侧去向下方倾斜。 0048 根据该结构， 利用冷凝水的势能和流过层叠的翅片之间的气流的动能， 能够将冷 凝水引导至翅片的下风侧的端部。 由此， 能够进一步提。
16、高冷凝水的排水性， 从而能够进一步 抑制因冷凝水所导致的热交换性能的下降。 0049 另外， 优选位于上述单侧翻起切口部的下风侧的带状翅片部， 与在上述单侧翻起 切口部的铅垂方向延伸的主面平行。 0050 由此， 由于带状翅片部与单侧翻起切口部的主面平行， 所以能够利用带状翅片部 的上风侧的端部将由单侧翻起切口部引导的气流平行地分割。由此， 能够尽可能地抑制通 风阻力， 且促进传热， 能够进一步提高热交换性能。 0051 下面， 参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外， 本发明并不限于该实施方 式。 0052 （第 1 实施方式） 0053 图 1 是本发明的第 1 实施方式的翅片管热交换器。
17、的立体图。图 2A 是图 1 所示的 翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。图 2B 是图 2A 的 A1-A1 线截面图。图 2C 是 在图 2A 的 A1-A1 线截面图中表示气流的流动情况的说明图。本第 1 实施方式的翅片管热 交换器例如装载于空气调节机、 热泵热水器、 热泵热水供暖等室外机中。 0054 如图1所示， 本第1实施方式的翅片管热交换器包括 ： 为了形成气流3的流路而相 互隔开间隔 Fp 层叠的多个翅片 1 ； 和在层叠方向贯通多个翅片 1 的多个传热管 2。 0055 在传热管 2 的内部流过流体， 该流体与由送风机 （未图示） 送出到多个翅片 1 之间 的空气等气流 。
18、3 进行热交换。另外， 如图 1 所示， 多个传热管 2 也可以彼此连结成为一根传 说 明 书 CN 103791660 A 5 4/6 页 6 热管。流过传热管 2 的内部的流体一般是液相与气相的两相状态， 通过与气流 3 的热交换 液相蒸发变成过热气体， 流出到翅片管热交换器的外部。 0056 作为流过传热管 2 的内部的流体， 可以使用 HFC 制冷剂、 HFO 制冷剂、 HC 制冷剂、 CO2制冷剂、 或者它们的混合制冷剂。通过使用这些制冷剂， 能够抑制臭氧层的破坏。另外， 在使用 HC 制冷剂和 CO2制冷剂的情况下， 全球变暖系数小， 所以能够实现环保型的空气调 节机和冷冻机。 0。
19、057 翅片1具有至少一处以上的使气流3的流动方向弯曲的倾斜面6a6d。 在本第1 实施方式中， 翅片 1 如图 2C 所示， 具有 4 个以上的使气流 3 的流动方向弯曲的倾斜面 6a 6d。在 4 个倾斜面 6a 6d 中的位于最下风侧的倾斜面 4， 设置有以仅在下风侧具有开口部 5a 的方式切开成形的单侧翻起切口部 5。在本第 1 实施方式中， 单侧翻起切口部 5 具有 ： 以 仅在下风侧形成开口部 5a 的方式， 将下风侧的部分从倾斜面 4 向上方抬起的形状。另外， 单侧翻起切口部 5 在铅垂方向上配置于彼此相邻的传热管 2 之间。 0058 根据本第 1 实施方式， 单侧翻起切口部 。
20、5 形成于倾斜面 4， 所以能够将整个翅片 1 形成为有利于热交换的弯曲形状 （所谓的波纹形状） 。由此， 能够确保高的传热性能， 并且能 够提高热交换性能。 0059 另外， 根据本第 1 实施方式， 如图 2C 所示， 在单侧翻起切口部 5 的上风侧不存在开 口部， 所以不存在产生霜层的前缘部 （上风侧的端部） 。因此， 与现有技术相比， 能够抑制因 结霜所导致的热交换性能的下降。 0060 另外， 如图2B和图2C所示， 在位于单侧翻起切口部5的下风侧的带状翅片部10存 在前缘部 10a。该前缘部 10a 可能成为产生冷凝水的桥和霜层的主要原因。但是， 在本第 1 实施方式中， 将单侧翻。
21、起切口部 5 设置于位于最下风侧的倾斜面 4， 所以能够抑制因设置单 侧翻起切口部 5 而导致的通风阻力的增加。另外， 前缘部 10a 位于气流 3 的流路最大、 且平 均流速变低的翅片 1 的最下风侧。因此， 即使在前缘部 10a 附着有冷凝水和霜的情况下， 也 能够避免气流 3 的流路被完全堵塞。因此， 与现有技术相比， 能够抑制热交换性能的下降。 0061 另外， 根据本第1实施方式， 通过在翅片1设置单侧翻起切口部5， 该单侧翻起切口 部 5 成为通风阻力的因素， 如图 3A 所示， 能够使通过彼此相邻的传热管 2、 2 之间的气流 33 更加沿着传热管 2 的表面流动。由此， 能够缩。
22、小在传热管 2 的下风侧 （背面侧） 产生的死水 区域 7。另外， 如图 3B 所示， 在未设置单侧翻起切口部 5 的情况下， 通过彼此相邻的传热管 2、 2 之间的气流 33 容易从传热管 2 的表面离开， 大致笔直地前进。其结果是， 在传热管 2 的 下风侧产生的死水区域 7 变大。 0062 如上所述， 根据本第 1 实施方式的翅片管热交换器， 具有上述效果， 所以无论供冷 / 供暖的运转种类， 都能维持高水准的热交换性能。 0063 （第二实施方式） 0064 以下， 参照图 4A 图 4C， 对本发明的第 2 实施方式的翅片管热交换器进行说明。 0065 图 4A 是本第 2 实施方。
23、式的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。图 4B 是 在图 4A 的 A2-A2 线截面图中表示冷凝水滞留的状态的说明图。图 4C 是在图 4A 的放大平 面图中表示冷凝水的排水情况的说明图。 0066 本第2实施方式的翅片管热交换器与上述第1实施方式的翅片管热交换器的不同 点在于， 如图 4C 所示， 具有立起片 8a， 该立起片 8a 以将形成于单侧翻起切口部 5 的铅垂方 说 明 书 CN 103791660 A 6 5/6 页 7 向的下端部的立起面 5b 与翅片 1 的后缘部 （下风侧的端部） 1b 连接的方式， 从位于最下风 侧的倾斜面 4 立起设置。另外， 在本第 2 实施方。
24、式中， 立起片 8a 如图 4C 所示， 设置成在气 流 3 的流动方向上， 随着向下风侧去向下方倾斜。 0067 根据本第 2 实施方式， 如图 4C 所示， 利用冷凝水 9 的势能、 和流过所层叠的翅片 1 之间的气流 3 的动能， 能够将滞留在单侧翻起切口部 5 的开口部 5a 附近的冷凝水 9 引导至 翅片 1 的后缘部 1b。即， 立起片 8a 作为排水路发挥作用， 能够促进向翅片 1 的后缘部 1b 的 移动。由此， 防止单侧翻起切口部 5 的开口部 5a 被冷凝水堵塞， 能够抑制通风阻力的增加， 能够控制冷凝水 9 所导致的热交换性能的下降。 0068 另外， 根据本第 2 实施。
25、方式， 通过设置单侧翻起切口部 5， 如图 4B 所示， 在开口部 5a的下风侧形成前缘部 （带状翅片部10的上风侧的端部） 10a。 使气流3接触该前缘部10a， 由此， 利用所谓的前缘效应能够促进热传递。 0069 另外， 根据本第 2 实施方式， 在翅片 1 的下风侧的部分， 与铅垂方向平行仅在一处 设置有开口部 5a， 所以热传递不会被过度遮挡， 能够使翅片 1 的整个表面有助于传热。 0070 另外， 本第 2 实施方式的翅片管热交换器如图 4C 所示， 也可以在通过翅片套环 4 的中心部的水平面h1上呈面对称地形成。 即， 也可以设置立起片8b以将形成于单侧翻起切 口部 5 的铅垂。
26、方向的上端部的立起面 5d 与翅片 1 的后缘部 1b 连接。在这种情况下， 能够 提供一种即使将翅片 1 的上下方向反着安装也能获得同等的效果的设计自由度高的翅片。 0071 （第 3 实施方式） 0072 以下， 参照图 5A 图 5C， 对本发明的第 3 实施方式的翅片管热交换器进行说明。 0073 图5A是本发明的第3实施方式的翅片管热交换器所具备的翅片的部分平面图。 图 5B 是图 5A 的 A3-A3 线截面图。图 5C 是在图 5A 的 A3-A3 线截面图中表示气流的流动方向 的说明图。 0074 本第3实施方式的翅片管热交换器与上述第2实施方式的翅片管热交换器的不同 点在于，。
27、 如图 5B 或图 5C 所示， 位于单侧翻起切口部 5 的下风侧的带状翅片部 10， 与在单侧 翻起切口部 5 的铅垂方向延伸的主面 5c 平行。 0075 根据本第 3 实施方式， 带状翅片部 10 与单侧翻起切口部 5 的主面 5c 平行， 所以如 图 5C 所示， 利用带状翅片部 10 的上风侧的端部 10a， 能够平行地分割由单侧翻起切口部 5 引导的气流 33。由此， 能够尽可能地抑制通风阻力， 且促进传热， 能够进一步提高热交换性 能。 0076 另外， 本发明并不限于所述实施方式， 能够采用其他各种方式来实施。例如， 在上 述第 2 实施方式中， 立起片 8a 设置成在气流 3。
28、 的流动方向， 随着向下风侧去向下方倾斜， 但 本发明并不限于此。立起片 8a 只要作为利用气流 3 的动能能够排出冷凝水 9 的流路起作 用即可， 例如， 也可以形成为在水平方向延伸。 0077 另外， 例如， 在上述第 3 实施方式中， 以具备两个以山部与谷部交替出现的方式弯 折的弯折部的方式 （倒 W 字形） 构成翅片 1， 但本发明并不限于此。例如， 如图 6A 所示， 也可 以以具备一个弯折部 （倒 V 字形） 的方式构成翅片 1。由此， 能够降低通风阻力， 实现更低的 压力损失。另外， 在这种情况下， 最下风侧的倾斜面 4 变得比上述第 3 实施方式更宽， 所以 单侧翻起切口部 5。
29、 的配置自由度增大， 容易进行翅片 1 的最适化。 0078 另外， 如图 6B 所示， 也可以在传热管 2 的下方附近部设置在厚度方向贯通翅片 1 说 明 书 CN 103791660 A 7 6/6 页 8 的排水用切口 11。在此情况下， 能够提高容易产生冷凝水等的传热管 2 的下方附近部的排 水性， 特别是在供暖运转时能够大幅提高热交换性能。 0079 其中， 通过适当组合上述的各种实施方式当中的任意的实施方式， 能够使各自所 具有的效果奏效。 0080 产业上的利用可能性 0081 本发明的翅片管热交换器能够抑制结霜和冷凝水所导致的热交换能力的下降， 所 以作为在热水器、 冷冻 / 。
30、空调机等各种热泵设备中使用的热交换器是有用的。 0082 附图符号说明 0083 1 翅片 0084 1b 后缘部 0085 2 传热管 0086 3、 33 气流 0087 4 倾斜面 0088 5 单侧翻起切口部 0089 5a 开口部 0090 5b、 5d 立起面 0091 5c 主面 0092 7 死水区域 0093 8a、 8b 立起片 0094 9 冷凝水 0095 10 带状翅片部 0096 10a 前缘部 0097 11 排水用切口 0098 h1 水平方向 说 明 书 CN 103791660 A 8 1/6 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103791660 A 9 2/6 页 10 图 2A 图 2B 图 2C 说 明 书 附 图 CN 103791660 A 10 3/6 页 11 图 3A 图 3B 图 4A 图 4B 说 明 书 附 图 CN 103791660 A 11 4/6 页 12 图 4C 图 5A 图 5B 说 明 书 附 图 CN 103791660 A 12 5/6 页 13 图 5C 图 6A 图 6B 图 7 说 明 书 附 图 CN 103791660 A 13 6/6 页 14 图 8A 图 8B 图 8C 说 明 书 附 图 CN 103791660 A 14 。