專利名稱：導熱翅片以及翅片管型熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導熱翅片(fin)及翅片管型熱交換器。
背景技術(shù)：
一直以來，例如在家用或汽車用的空調(diào)裝置、冷凍冷藏裝置、除濕器、 熱水器等中使用各種導熱翅片。另外，還經(jīng)常使用組合了導熱翅片和導熱 管的翅片管型熱交換器。翅片管型熱交換器由以規(guī)定的翅片間距排列的多 個導熱翅片和貫通這些翅片的導熱管構(gòu)成。
在這樣的熱交換器中，當使在翅片表面流動的流體的速度增加時，翅 片的熱傳遞率變大。但是，當在翅片表面流動的流體的速度變大時，流體 通過熱交換器時的壓力損失增加。如此，在熱交換器中，熱傳遞率和壓力 損失處于折衷(tradeoff)關(guān)系。因此，為了提高熱交換器的性能，希望在 抑制壓力損失的增加的同時，使熱傳遞率提高。
一直以來，以提高熱傳遞率和降低壓力損失為目的，公知的是對翅片 形狀施加改進的技術(shù)。例如，在日本特開昭64—90995號公報中，公開了 將板狀翅片彎曲成波狀的波紋翅片。另外，在日本特開平7—239196號公 報中，公開了在翅片表面設(shè)有多個微小凹坑的翅片管型熱交換器。在日本 特開昭63—294494號公報中，公開了在翅片的表面設(shè)有三角錐狀的突起 的翅片管型熱交換器。在日本特開平6—300474號公報中，公開了在翅片 的表面設(shè)有四角錐狀的突部的翅片管型熱交換器。
但是，近年來，希望熱交換器的性能進一步提高，即使實現(xiàn)現(xiàn)有的翅 片管型熱交換器的規(guī)格的最佳化，也不一定能夠得到多少滿意的性能。因 此，希望出現(xiàn)具有完全新穎的翅片形狀的翅片管型熱交換器
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種在抑制壓力損 失的增加的同時提高熱傳遞率的新的翅片以及翅片型熱交換器。
本發(fā)明的導熱翅片具備在翅片表面?zhèn)嚷∑鸬穆∑鸩亢托纬稍诒人?隆起部更靠規(guī)定方向的上游側(cè)的缺口 ，所述隆起部具有朝向上游側(cè)前端變 細的形狀的翼部，所述翼部作為與所述缺口鄰接的上游側(cè)部分。
所述隆起部優(yōu)選由以如下方式設(shè)置所述缺口之后的殘存部分構(gòu)成，所 述方式是在作為從翅片基面隆起的大致橢圓丘或大致圓丘的原隆起部形 成所述翼部，相對于所述大致橢圓丘或大致圓丘的頂點的切面優(yōu)選相對于 所述翅片基面平行?？梢詫]有形成所述隆起部的部分的主面在內(nèi)的 平面定義為導熱翅片的翅片基面。
而且，在此，所謂"橢圓丘"是指向翅片基面的正投影的投影像的輪 廓為橢圓形，是包括頂點在內(nèi)的縱剖面的輪廓為曲線(例如正弦曲線或余 弦曲線等)的隆起部分的情況。另一方面，所謂"圓丘"是指向翅片基面 的正投影的投影像的輪廓是圓形，包括頂點在內(nèi)的縱剖面的輪廓是曲線 (例如正弦曲線或余弦曲線等)的隆起部分的情況。
所述隆起部還可以由以如下方式設(shè)置所述缺口之后的殘存部分構(gòu)成， 所述方式是在作為從翅片基面隆起的大致橢圓錐或大致多角錐的原隆起 部形成所述翼部。
在此，所謂"錐狀"是指如下形狀將在平面(翅片基面)上的閉曲 線(或折線)的線周上繞一圈的點與該平面外的一定點(頂點)連結(jié)的直 線構(gòu)成的形狀。所謂"橢圓錐狀"是指上述平面上的閉曲線是橢圓形的情 況。所謂"多角錐狀"是指上述平面上的閉曲線是多邊形的情況。而且， 所謂"圓錐"是上述平面上的閉曲線是圓形的情況。
所述隆起部可以從翅片基面隆起，所述翼部與所述翅片基面平行。另 外，所述翼部可以以越往上游側(cè)越接近所述翅片基面的方式傾斜?；蛘咚?述翼部可以以越往上游側(cè)越從所述翅片基面離開的方式傾斜。
另外，本發(fā)明的導熱翅片可以用于使第一流體和第二流體進行熱交換 的翅片管型熱交換器。此時，可以沿著與所述第一流體的流動方向交叉的 規(guī)定的列方向以等間隔設(shè)置嵌合所述第二流體應流通的導熱管的預定的 多個導熱管用貫通孔，進而可以在相鄰的兩個所述導熱管用貫通孔之間設(shè)有所述隆起部。還可以沿著所述隆起部的所述翼部形成有所述缺口，使得 沿該導熱翅片的主面流通的所述第一流體在到達所述隆起部時能夠從該 導熱翅片的第一主面?zhèn)认虻诙髅鎮(zhèn)攘魍ā?br> 本發(fā)明的翅片管型熱交換器，其具備相互隔開間隔平行排列的多個導 熱翅片和貫通所述導熱翅片的多個導熱管，使在所述導熱翅片的表面?zhèn)攘?動的第一流體和在所述導熱管的內(nèi)部流動的第二流體進行熱交換，其中， 所述導熱管包括在與所述第一流體的流動方向交叉的規(guī)定的列方向上排 列的第一導熱管以及第二導熱管，所述導熱翅片在所述第一導熱管和所述 第二導熱管之間具有在翅片表面?zhèn)嚷∑鸩⑺龅谝涣黧w引導向所述第 一導熱管側(cè)和所述第二導熱管側(cè)的隆起部；以及形成在比所述隆起部更靠 所述第一流體的流動方向的上游側(cè)的缺口，所述隆起部具有朝向上游側(cè)前 端變細的形狀的翼部，所述翼部作為與所述缺口鄰接的上游側(cè)部分。
優(yōu)選的是所述導熱管以及所述隆起部在從所述導熱管的軸向觀察時 分別配置成交錯狀，在所述列方向上相鄰的各個導熱管之間配置有所述隆 起部。
在其他方面，本發(fā)明提供一種翅片管型熱交換器，其使第一流體和第 二流體進行熱交換，其中，其具備為了形成要流通所述第一流體的空間， 相互隔開間隔平行排列的多個導熱翅片；以及貫通所述多個導熱翅片，在 與所述第一流體的流動方向交叉的規(guī)定的列方向上排列配置的、要流通所 述第二流體的多個導熱管，所述導熱翅片具有(a)在所述列方向上相 互相鄰的第一導熱管和第二導熱管之間形成的隆起部；以及(b)以沿著 該導熱翅片的主面流通的所述第一流體在到達所述隆起部時可從該導熱 翅片的第一主面?zhèn)认虻诙髅鎮(zhèn)攘魍ǖ姆绞?，沿著所述第一流體的流動方 向上所述隆起部的上游側(cè)部分形成的孔，所述隆起部以及所述孔分別關(guān)于 映像面映像對稱，所述映像面包括以最短距離連結(jié)所述第一導熱管的中心 和所述第二導熱管的中心的線的垂直二等分線，在俯視所述導熱翅片時觀 察的所述隆起部和所述孔的邊界線朝向所述第一流體的流動方向的上游 側(cè)顯示為凸形狀，所述隆起部具有隨著向所述第一流體的流動方向的上游 側(cè)前進在所述列方向上的寬度減少的翼部，所述翼部作為由所述邊界線規(guī) 定輪廓的所述上游側(cè)部分。
7根據(jù)本發(fā)明，可以抑制壓力損失的增加，同時提高導熱翅片的熱傳遞 率。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)具有新穎形狀的高性能的翅片管型熱交換器。


圖1是翅片管型熱交換器的立體圖； 圖2A是翅片的俯視圖； 圖2B是圖2A的局部放大圖； 圖3是圖2A的in—m線截面圖4是從上游側(cè)觀察翅片的一部分的主視圖5是表示空氣流動的翅片的立體圖6是與變形例相關(guān)的翅片的俯視圖7是與變形例相關(guān)的翅片的俯視圖8是與變形例相關(guān)的翅片的俯視圖9是模擬模型的俯視圖。
具體實施例方式
以下，基于附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
如圖1所示，本實施方式的翅片管型熱交換器1，其包括為了形成 空氣A流通的空間而以規(guī)定間隔且平行排列的多個翅片3;貫通這些翅片
3的多個導熱管2。熱交換器1使在導熱管2的內(nèi)部流通的流體和沿翅片3 的表面流通的流體進行熱交換。在本實施方式中，空氣A沿翅片3的表面 流通，在導熱管2的內(nèi)部流通制冷劑B。但是，在導熱管2的內(nèi)部流通的 流體以及沿翅片3的表面流通的流體的種類、狀態(tài)并不特別限定。這些流 體可以是氣體，還可以是液體。多個導熱管2可以連成一根，也可以不相 連。
翅片3形成為長方形的大致平板狀，沿圖示的Y方向排列。在本實施 方式中，翅片3以一定的翅片間距排列。翅片間距例如是1.0 1.5mm等。 但是，翅片間距沒有必要是一定的，也可以不同。而且，如圖3所示，翅 片間距FP以相鄰的翅片3的中心位置彼此的距離表示。翅片3例如可以適當使用沖裁加工了的壁厚為0.08 0.2mm的鋁制的平板。而且，在翅片 3的表面優(yōu)選實施了勃姆膜處理或涂敷親水性涂料等親水性處理，或者實 施放水性處理。
如圖2所示，在本實施方式中，設(shè)有兩列的導熱管。各列的導熱管2 沿翅片3的長度方向(以下僅稱為Z方向或列方向)排列。SP，翅片3上， 沿著與空氣A的流通方向交叉的規(guī)定的列方向，以等間隔設(shè)有用于嵌合導 熱管2的多個導熱管用貫通孔。在導熱管用貫通孔的周圍設(shè)有翅片圈(fm collar) 3a第一列的導熱管2和第二列的導熱管2在Z方向上以管間距的 1/2錯開。g卩，導熱管2配置成交錯狀。而且，管間距以在列方向上相鄰 的導熱管2的中心彼此的距離表示。導熱管2的外徑D例如是1 20mm。 導熱管2與翅片圈3a密接，并被嵌合于該翅片圈3a。而且，導熱管2可 以是內(nèi)表面平滑的平滑管，也可以是內(nèi)表面帶有槽的管。
熱交換器1被配置成空氣A的流通方向與翅片3的層疊方向(Y方向) 以及導熱管2的列方向(Z方向)大致成交的姿勢。但是，只要能夠確保 足夠的熱交換量，氣流方向還可以從X方向稍微傾斜。
在翅片3的表面上形成有多個隆起部5。各隆起部5形成為切取了在 X方向上細長的橢圓丘的上流側(cè)的一部分的形狀。作為與空氣A的流通方 向相關(guān)的隆起部5的上游側(cè)部分，朝向上游側(cè)形成有前端細的形狀的三角 翼部6。換言之，隆起部5由半橢圓丘狀的后半部7和位于后半部7的上 流側(cè)的三角翼部6形成。本實施方式的三角翼部6形成為大致三角形狀的 所謂三角洲翼形狀。在隆起部5的上游側(cè)鄰接于隆起部5形成有孔8 (缺 口)。
孔8沿與空氣A的流通方向相關(guān)的隆起部5的上游側(cè)部分6 (三角翼 部6)形成，使得沿導熱翅片3的主面流通的空氣A在吹到隆起部5時， 能夠從該導熱翅片3的第一主面?zhèn)?表面?zhèn)?向第二主面?zhèn)?背面?zhèn)?流 通。
隆起部5從翅片3的一方的面隆起。如果將在與空氣A的流動方向交 叉的Z方向上相鄰的兩個導熱管2、 2中的一個稱為第一導熱管2A，將另 一個稱為第二導熱管2B，則僅一個隆起部5配置在第一導熱管2A和第二 導熱管2B之間。進而，在本實施方式中，隆起部5配置在列方向上相鄰的導熱管2之間的中間位置。即，在從導熱管2的軸向觀察時，導熱管2
配置成交錯狀，隆起部5也配置成交錯狀。
如圖2B的局部放大圖可以理解，隆起部5以及孔8分別相對于映像 面PS映像對稱，映像面PS包括直線LS的垂直二等分線，直線LS是以 最短距離連結(jié)第一導熱管2A的中心Cll和第二導熱管2B的中心C21的 直線。在俯視翅片3時，觀察的隆起部5和孔8的邊界線BL朝向與空氣 A的流動方向相關(guān)的上游側(cè)顯示凸形狀。作為由邊界線BL規(guī)定輪廓的上 游側(cè)部分6，隆起部5具有隨著向空氣A的流動方向的上游側(cè)前進在列方 向(Z方向)上的寬度減少的翼部6。
隆起部5由設(shè)置孔9 (缺口)之后的殘存部分構(gòu)成，使得在從翅片基 面隆起了的大致橢圓丘即原隆起部上形成翼部6。換言之，隆起部5以及 孔8的平面像作為整體顯示橢圓形。橢圓的長軸與X方向一致，短軸與Z 方向一致。而且，在后述的其他例子(參考圖6、圖7)中，隆起部5以 及孔8的平面像顯示圓形或多邊形。
成為隆起部5的基礎(chǔ)的橢圓丘(沒有缺口的狀態(tài)的原隆起部)9向翅 片基面的投影像的面積被設(shè)定成與導熱管2的面積相等或比其大。S卩，橢 圓丘9的投影像的等價直徑d(以7rd2/4=S (面積)定義的d)在導熱管2的 外徑D以上。在本實施方式中，橢圓丘9的投影像的長徑大于導熱管2的 外徑D，短徑也大于導熱管2的外徑D。而且，符號L1表示橢圓丘9的 氣流方向長度(X方向長度)，符號L2表示隆起部5的氣流方向長度。所 謂翅片基面是指包括沒有形成隆起部5的部分的主面的平面。
第一列的橢圓丘9的中心(頂點)C12位于第一列的導熱管2的中心 Cll的下游側(cè)。另一方面，第一列的隆起部5的上游端6a位于第一列的導 熱管2的中心C11的上游側(cè)。第二列的橢圓丘9的中心(頂點)C22位于 第二列的導熱管2的中心C21的上游側(cè)。第一列的橢圓丘9和第二列的橢 圓丘9在從Z方向觀察時一部分重合。在X方向上相鄰的隆起部5和導熱 管2被配置在Z方向上相互對齊的位置上。g卩，第一列的橢圓丘9的中心 C12和第二列的導熱管2的中心C21配置在Z方向上對齊的位置上。另外， 第一列的導熱管2的中心C11和第二列的隆起部5的中心(頂點)C22也 配置在Z方向上對齊的位置上。艮P，翼部6的一部分或全部相比于通過第一導熱管2A的中心Cll和 第二導熱管2B的中心C21的直線，更位于與空氣A的流動方向相關(guān)的上 游側(cè)。翼部6位于這樣的位置，可以有效地將空氣A引導向第一導熱管 2A和第二導熱管2B。
在圖2A所示的翅片3的俯視圖中，在Z方向(列方向)上平行且通 過三角翼部6的上游端6a的直線與三角翼部6的一邊所呈的角度設(shè)為后 退角0。通過適當改變后退角0，可以調(diào)整三角翼部6的大小(面積)。后 退角0的值并不特別限定，但例如優(yōu)選為30度 50度，在本實施方式中 設(shè)定為大約30度。在本實施方式中，三角翼部6的前緣形成為直線狀， 但三角翼部6的前緣也可以形成為曲線狀。而且，翼部還可以是三角形狀， 也可以是其他的多邊形狀等。
如圖3所示，從翅片基面3b到隆起部5的頂點C12的高度(以下， 僅稱為隆起部5的高度)H小于翅片間距FP。但是，隆起部5的高度H 的值并不特別限定，例如可以是翅片間距FP的1/3 2/3。在本實施方式 中，隆起部5的高度設(shè)定為翅片間距FP的大致2/3。
如圖3以及翅片3的從X方向觀察的圖即圖4所示，三角翼部6越往 上游側(cè)，與翅片基面3b之間的距離越變小地傾斜。g卩，三角翼部6形成 為所謂的低頭的狀態(tài)。
相對于隆起部5的頂點C12的切面20與翅片基面3b平行。如此，隆 起部5形成為與翅片基面3b和諧的形狀，不會使空氣的流動亂流。
下面，對于本熱交換器l中的空氣的流動進行說明。
如圖5所示，從翅片3的前方流過來的氣流Al沖撞到三角翼部6。此 時，由于所謂的前緣效果，在三角翼部6的表面形成薄的溫度邊界層。因 此，在三角翼部6中，實現(xiàn)熱傳遞率的提高。另一方面，由于三角翼部6， 氣流的正交方向分量(與三角翼部6的前緣正交的方向的分量)變小，實 現(xiàn)壓力損失的降低。
在三角翼部6上流動的氣流A2接下來在位于三角翼部6的下游側(cè)的 后半部7上流動。三角翼部6形成為將氣流切分成左右，而且，后半部7 形成為半橢圓丘狀，因此，氣流A2被隆起部5引導向左右。因此， 一部 分的氣流A2被引導向?qū)峁?A側(cè)，其他氣流A2被引導向?qū)峁?B側(cè)。然后，被引導向?qū)峁?A側(cè)的氣流A2流入該導熱管2A的后方。另外， 被引導向?qū)峁?B側(cè)的氣流A2流入該導熱管2B的后方。其結(jié)果是，在 翅片3的導熱管2A以及2B的后方部分，死水區(qū)域變小，抑制熱傳遞率
的下降。
接著，暫時流入導熱管2A的后方的氣流A3沖撞于第二列的隆起部5。 然后，與前述同樣，在三角翼部6中，實現(xiàn)基于前緣效果的熱傳遞率的提 高和壓力損失的降低。在第二列的隆起部5的三角翼部6上流動的氣流 A4接下來在該隆起部5的后半部7上流動。由此，氣流A4的一部分沿著 后半部7的半橢圓丘形狀被弓1導向?qū)峁?C側(cè)，流入該導熱管2C的后方。 其結(jié)果是，在第二列的導熱管2C的后方部分，死水區(qū)域變小，抑制熱傳 遞率的下降。
另外，在本實施方式中，在三角翼部6將空氣流切分成一方的導熱管 2A側(cè)和另一方的導熱管2B側(cè)之后，在隆起部5的后半部7和各導熱管 2A、 2B之間的空間加速空氣流。因此，空氣被加速，相應地翅片3的熱
傳遞率提高。
另外，加速了的空氣沖撞到在下游側(cè)設(shè)置的隆起部5。其結(jié)果是在下 游側(cè)的隆起部5的三角翼部6中，溫度邊界層變薄。因此，實現(xiàn)下游側(cè)的 隆起部5的熱傳遞率的提高，進而翅片3整體的熱傳遞率提高。
另外，根據(jù)本熱交換器l，在第一導熱管2A和第二導熱管2B之間僅 形成有一個隆起部5。成為隆起部5的基礎(chǔ)的橢圓丘9 (原隆起部)的投 影像的等價直徑d在導熱管2的外徑D以上，隆起部5形成得較大。因此， 可以以比較大的規(guī)模改變流動方向。因此，即使在空氣流速比較小的情況 (例如，前面風速不足2m/s)或特別小的情況(例如，前面風速不足lm/s) 下也可以將空氣良好地引導向?qū)峁?的后方。根據(jù)本熱交換器l，即使 對于層流狀態(tài)的氣流，也可以發(fā)揮良好的導熱特性。
另外，由于在隆起部5的上游側(cè)形成有孔8，所以適當控制從導熱翅 片3的最前緣部向?qū)峁?的導熱量。因此，導熱翅片3的最前緣部的熱 傳遞率難以局部變高，在將本熱交換器1用作蒸發(fā)器時，可以得到抑制在 導熱翅片3的最前緣部上霜的效果。而且，導熱翅片3的最前緣部的熱傳 遞率下降引起的導熱性能的下降可以由隆起部5帶來的導熱性能的提高來彌補。另外，即使在前端細的形狀的翼部6的前緣部產(chǎn)生上霜的情況下， 由于空氣A的一部分可以通過孔8,所以可以將壓力損失的增大限制在最 小限度。
而且，成為隆起部5的基礎(chǔ)的橢圓丘9 (原隆起部)的形狀可以是如 下形狀，在由與Z方向正交的截面切斷該橢圓丘9時，其輪廓成為正弦曲 線狀或余弦曲線狀。換言之，由上述截面切斷橢圓丘9時的輪廓可以是以 K作為常數(shù)的由y二Kcos (x)表示的余弦曲線。而且，在此，x是一180。 《x《180。的常數(shù)。
另外，成為隆起部5的基礎(chǔ)的原隆起部的形狀并不限定于橢圓丘，還 可以是圓丘(參考圖6)，也可以是多角錐(圖7是多角錐的一例的四角錐)。 另外，還可以是圓錐或橢圓錐等。而且，當采用頂點尖的圓錐、橢圓錐等 形狀時，可以得到更良好的導熱特性。另一方面，當采用頂點鈍的圓丘、 橢圓丘等形狀時，制造容易。
下面對于上述翅片3的制造方法進行說明。在該翅片3的制造時，首 先，預先制作用于沖裁成形三角翼部6的模具，將該模具壓接于平板狀的 翅片材，進行沖壓加工。其結(jié)果是翅片材的一部分被沖裁，形成隆起前的 狀態(tài)的三角翼部6。下面，將成為隆起部5的基礎(chǔ)的橢圓丘9的模具(該 模具也預先制作)定位在規(guī)定位置，之后，壓接于該翅片材。其結(jié)果是被 沖裁的部分的下游側(cè)的一部分呈大致橢圓丘狀隆起，形成隆起部5 (三角 翼部6以及后半部7)。
上述翅片管型熱交換器1以下這樣制造。即，對如上述制造的翅片3， 在導熱管2貫通的規(guī)定位置設(shè)置孔，并且在該孔的周圍立起，形成翅片圈 3a。接著，將規(guī)定片數(shù)的上述翅片3以規(guī)定的翅片間距進行排列，在上述 孔中插入導熱管2。然后，接合導熱管2和翅片3 (例如擴管接合等)。由 此，制造上述翅片管型熱交換器l。
而且，上述翅片3以及翅片管型熱交換器1的制造方法是一個例子， 其制造方法并不限定于上述方法。
但是，在翅片3的厚度小的情況或隆起部5大的情況等時，在制作隆 起部5之際，存在著在翅片材上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，在翅片材的表面形成意想不到 的凹凸的顧慮。因此，為了吸收這樣的扭轉(zhuǎn)或凹凸，如圖8所示，也可以預先在翅片材上設(shè)置槽口 12。槽口 12優(yōu)選形成在傾斜方向上相鄰的隆起
部5之間(尤其中間)的位置上。另外，槽口 12優(yōu)選在與連結(jié)隆起部5
的頂點彼此之間的線正交的方向上延伸。如此，通過在翅片材上設(shè)置槽口
12，在將模具壓接于翅片材時難以產(chǎn)生不合理的應力，容易形成適當形狀 以及大小的隆起部5。
表1表示具有現(xiàn)有的波紋翅片(將翅片彎曲成波狀的翅片。例如參考 日本特開昭64_90995號公報的圖1以及圖2)的翅片管型熱交換器與本 實施方式的翅片管型熱交換器(具體的形狀參考圖9)之間比較的模擬結(jié) 果。在本模擬時，翅片的厚度為O.lmm，翅片間距為1.49mm，導熱管的 外徑為7.0mm，前面風速Vair為lm/s。
表1
相對于波紋翅片 的比率
翅片 編號Vair (m/s)H (mm)(mm)(%)△P (%)
波紋翅片(現(xiàn)有技術(shù))No. 11100100
橢圓丘No. 20. 76 513108. 184.8
圓丘No. 311.4910107.691.2
圓錐No. 410. 76 513106.383. 3
No. 511.4913108.686.8
四角錐No, 610. 76 513103.889.0
在此，翅片種類中的"橢圓丘"、"圓丘"、"圓錐"以及"四角錐"表
示成為隆起部5的基礎(chǔ)的原隆起部的形狀。而且，表1的"圓丘"以及"橢 圓丘"是在用與Z方向正交的截面切斷時的輪廓成為正弦曲線狀或余弦曲 線狀者。
從表l可以看出，根據(jù)本實施方式的翅片管型熱交換器，與具有波紋 翅片的現(xiàn)有技術(shù)的翅片管型熱交換器相比，壓力損失降低，且熱傳遞率提
14咼。
以上，本實施方式的翅片管型熱交換器1的翅片3具有隆起部5和形 成于隆起部5上游側(cè)的孔8 (缺口)，隆起部5作為與孔8 (缺口)相鄰的 上游側(cè)部分具有朝向上游側(cè)前端變細的形狀的三角翼部6。因此，在三角 翼部6中，實現(xiàn)基于前緣效果的熱傳遞率的提高和流動的正交方向成分的 減少帶來的壓力損失的降低，進而，通過隆起部5可以向?qū)峁?的后方 引導氣流，還實現(xiàn)導熱管2的后方的熱傳遞率的提高。因此，根據(jù)本實施 方式的翅片管型熱交換器1，可以抑制壓力損失的增大，同時提高熱傳遞 率。而且，在本實施方式中，成為隆起部5的基礎(chǔ)的原隆起部形成為大致 5橢圓丘狀，但原隆起部也可以形成為大致橢圓錐狀，也可以得到大致同 樣的效果。
而且，在所述實施方式中，三角翼部6以越往上游側(cè)越接近于翅片基 面3b的方式傾斜。由此，加速在翅片3的上表面(圖5的Y軸正方向) 流動的氣流A1的流速，，可得到熱傳遞率的提高這樣的效果。
但是，三角翼部6還可以與翅片基面3b平行。g口，即使是連結(jié)三角 翼部6的最上游端6a和隆起部5的頂點C12的直線與翅片基面3b平行也 可以。在此時，由于通過三角翼部6的氣流A1順暢流動，所以可得到壓 力損失降低這樣的效果。
另外，三角翼部6還可以以越往上游側(cè)越從翅片基面3b離開的方式 傾斜。在此時，加速在翅片3的背面?zhèn)?圖5的Y軸負方向)流動的氣流 Al的流速，可得到熱傳遞率提高這樣的效果。
在本實施方式中，在第一列的隆起部5以及第二列的隆起部5上都形 成了三角翼部6。但是三角翼部6也可以只形成在第一列的隆起部5以及 第二列的隆起部5之中的任一個上。S卩，另一個隆起部5還可以是形成孔 (缺口)之前的橢圓丘形狀等原隆起部本身。另外，還可以在列方向排列 的多個隆起部5之中的任一個上形成有三角翼部6。即，還可以是具有三 角翼部6的隆起部5和沒有三角翼部6的隆起部(原隆起部)在列方向上 排列。
本實施方式是利用翅片3作為翅片管型熱交換器1的導熱翅片的方 式，但本發(fā)明的翅片的適用對象并不限定于翅片管型熱交換器，也可以是其他形式的熱交換器，還可以是散熱器或冷卻器等。 工業(yè)實用性
如以上說明，本發(fā)明對于導熱翅片，具有導熱翅片的翅片管型熱交換 器以及具有該熱交換器的各種機器，例如加熱泵系統(tǒng)以及使用該系統(tǒng)的熱 水器、家用或汽車用的空氣裝置、冰箱等有用。
權(quán)利要求
1. 一種導熱翅片，其具備在翅片表面?zhèn)嚷∑鸬穆∑鸩亢托纬稍诒人雎∑鸩扛恳?guī)定方向的上游側(cè)的缺口，所述隆起部具有朝向上游側(cè)前端變細的形狀的翼部，所述翼部作為與所述缺口鄰接的上游側(cè)部分。
2. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中，所述隆起部由以如下方式設(shè)置所述缺口之后的殘存部分構(gòu)成，所述方 式是在作為從翅片基面隆起的大致橢圓丘或大致圓丘的原隆起部形成所 述翼部，相對于所述大致橢圓丘或大致圓丘的頂點的切面相對于所述翅片基 面平行。
3. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中，所述隆起部由以如下方式設(shè)置所述缺口之后的殘存部分構(gòu)成，所述方 式是在作為從翅片基面隆起的大致橢圓錐的原隆起部形成所述翼部。
4. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中，所述隆起部由以如下方式設(shè)置所述缺口之后的殘存部分構(gòu)成，所述方 式是在作為從翅片基面隆起的大致多角錐的原隆起部形成所述翼部。
5. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中， 所述隆起部從翅片基面隆起， 所述翼部與所述翅片基面平行。
6. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中， 所述隆起部從翅片基面隆起，所述翼部以越往上游側(cè)越接近所述翅片基面的方式傾斜。
7. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中， 所述隆起部從翅片基面隆起，所述翼部以越往上游側(cè)越從所述翅片基面離開的方式傾斜。
8. 如權(quán)利要求l所述的導熱翅片，其中，為了用于使第一流體和第二流體進行熱交換的翅片管型熱交換器，沿著與所述第一流體的流動方向交叉的規(guī)定的列方向以等間隔設(shè)置嵌合要流通所述第二流體的導熱管的預定的多個導熱管用貫通孔，在相鄰的兩個所述導熱管用貫通孔之間設(shè)有所述隆起部， 沿著所述隆起部的所述翼部形成有所述缺口 ，使得沿該導熱翅片的主面流通的所述第一流體在到達所述隆起部時能夠從該導熱翅片的第一主面?zhèn)认虻诙髅鎮(zhèn)攘魍ā?br> 9. 一種翅片管型熱交換器，其具備相互隔開間隔平行排列的多個導熱 翅片和貫通所述導熱翅片的多個導熱管，使在所述導熱翅片的表面?zhèn)攘鲃?的第一流體和在所述導熱管的內(nèi)部流動的第二流體進行熱交換，其中，所述導熱管包括在與所述第一流體的流動方向交叉的規(guī)定的列方向 上排列的第一導熱管以及第二導熱管，所述導熱翅片在所述第一導熱管和所述第二導熱管之間具有在翅片 表面?zhèn)嚷∑鸩⑺龅谝涣黧w引導向所述第一導熱管側(cè)和所述第二導熱 管側(cè)的隆起部；以及形成在比所述隆起部更靠所述第一流體的流動方向的 上游側(cè)的缺口，所述隆起部具有朝向上游側(cè)前端變細的形狀的翼部，所述翼部作為與 所述缺口鄰接的上游側(cè)部分。
10. 如權(quán)利要求9所述的翅片管型熱交換器，其中， 所述導熱管以及所述隆起部在從所述導熱管的軸向觀察時分別配置成交錯狀，在所述列方向上相鄰的各個導熱管之間配置有所述隆起部。
11. 一種翅片管型熱交換器，其使第一流體和第二流體進行熱交換， g巾，其具備為了形成要流通所述第一流體的空間，相互隔開間隔平行排 列的多個導熱翅片；以及貫通所述多個導熱翅片，在與所述第一流體的流 動方向交叉的規(guī)定的列方向上排列配置的、要流通所述第二流體的多個導 熱管，所述導熱翅片具有(a)在所述列方向上相互相鄰的第一導熱管和 第二導熱管之間形成的隆起部；以及(b)以沿著該導熱翅片的主面流通 的所述第一流體在到達所述隆起部時可從該導熱翅片的第一主面?zhèn)认虻诙髅鎮(zhèn)攘魍ǖ姆绞?，沿著所述第一流體的流動方向上所述隆起部的上游 側(cè)部分形成的孔，所述隆起部以及所述孔分別關(guān)于映像面映像對稱，所述映像面包括以 最短距離連結(jié)所述第一導熱管的中心和所述第二導熱管的中心的線段的 垂直二等分線，在俯視所述導熱翅片時觀察的所述隆起部和所述孔的邊界線朝向所 述第一流體的流動方向的上游側(cè)顯示為凸形狀，所述隆起部具有隨著向所述第一流體的流動方向的上游側(cè)前進在所 述列方向上的寬度減少的翼部，所述翼部作為由所述邊界線規(guī)定輪廓的所 述上游側(cè)部分。
12. 如權(quán)利要求ll所述的翅片管型熱交換器，其中，在所述第一導熱管和所述第二導熱管之間只形成有一個所述隆起部。
13. 如權(quán)利要求ll所述的翅片管型熱交換器，其中， 所述隆起部以及所述孔的平面像作為整體顯示為橢圓形、圓形或多邊形。
14. 如權(quán)利要求ll所述的翅片管型熱交換器，其中， 所述翼部的一部分或全部相比于通過所述第一導熱管的中心和所述第二導熱管的中心的直線，位于所述第一流體的流動方向的上游側(cè)。
全文摘要
翅片管型熱交換器(1)的翅片(3)具有在相鄰的兩個導熱管(2、2)之間配置的隆起部(5)和形成在隆起部(5)的上游側(cè)的孔(8)(缺口)。隆起部(5)具有朝向上游側(cè)前端變細的形狀的翼部(6)，所述翼部(6)作為與孔(8)相鄰的上游側(cè)部分。
文檔編號F28D1/053GK101427094SQ200780013939
公開日2009年5月6日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者小川修, 小森晃, 林宏樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社