本發(fā)明涉及用于例如空氣調(diào)節(jié)機(jī)或者冷凍機(jī)等的熱交換器,以及用于該熱交換器的板狀翅片的制造方法。
背景技術(shù):
以往以來(lái),公知有通過(guò)將隔著規(guī)定的翅片間距間隔地被層疊多張的板狀翅片和具有大致橢圓形狀或者大致長(zhǎng)圓形狀的截面的扁平形狀的導(dǎo)熱管組合而形成的翅片管式熱交換器。這樣的熱交換器例如構(gòu)成為具備:多張板狀翅片,該多張板狀翅片隔著規(guī)定的翅片間距間隔地被層疊,并在長(zhǎng)度方向側(cè)的端部形成有多個(gè)缺口部;以及多條扁平形狀的導(dǎo)熱管,該多條扁平形狀的導(dǎo)熱管沿著板狀翅片的層疊方向地被配置,并被插入到缺口部中。另外,各導(dǎo)熱管的端部與同這些導(dǎo)熱管一起形成制冷劑流路的分配管或者集管連接。并且,這樣的熱交換器在熱交換流體與被熱交換流體之間進(jìn)行換熱,該熱交換流體為在板狀翅片之間流動(dòng)的空氣等,該被熱交換流體為在扁平形狀的導(dǎo)熱管內(nèi)流動(dòng)的水或者制冷劑等。
在上述那樣的熱交換器中,為了提高該板狀翅片與導(dǎo)熱管的緊貼性,在板狀翅片成形有從板狀翅片的缺口部的周緣垂直地立起的翅片翻邊(フィンカラー),利用爐中釬焊或者粘接劑使所述翅片翻邊與導(dǎo)熱管緊貼。另外,在上述那樣的熱交換器中,為了提高板狀翅片的熱交換性能,公知有:在缺口部之間的區(qū)域成形沿空氣的主流方向開(kāi)口的被稱作狹縫的切起(切り起こし),或者相對(duì)于空氣的主流方向成形被稱作刮痕(スクラッチ)的凹凸形狀。另外,在上述那樣的熱交換器中,為了提高熱交換性能,還公知有:使用在內(nèi)部形成有多條流路的導(dǎo)熱管、使用在內(nèi)表面形成有槽的導(dǎo)熱管。
另外,作為使用上述那樣的扁平形狀的導(dǎo)熱管的以往的熱交換器,公知有下述技術(shù):通過(guò)將板狀翅片的一部分切起而形成墊片,并在層疊翅片時(shí)使墊片與相鄰的翅片的基面抵接,從而將層疊多片的板狀翅片的間隔保持為恒定,并且使定位容易(參照專利文獻(xiàn)1)。
另外,作為使用上述那樣的扁平形狀的導(dǎo)熱管的以往的熱交換器,公知有下述技術(shù):設(shè)置矩形的被稱作再展開(kāi)(リフレア)的突起部,該突起部是將從板狀翅片的缺口部周緣垂直地立起的翅片翻邊的一部分的前端部向外側(cè)彎折而形成的,將該再展開(kāi)部(リフレア部)設(shè)為確定板狀翅片的翅片間距的彎折高度,由此在層疊板狀翅片時(shí),使再展開(kāi)部與相鄰的板狀翅片的基面抵接,從而將層疊多片的板狀翅片的間隔保持為恒定,并且使定位容易(參照專利文獻(xiàn)2)。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-163318號(hào)公報(bào)(圖5~圖8)
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-64403號(hào)公報(bào)(圖4)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
上述那樣的以往的熱交換器存在以下課題:雖然能夠在板狀翅片的缺口部之間的區(qū)域形成狹縫、刮痕,但是不能夠在缺口部的周圍(換言之,導(dǎo)熱管的周圍)形成狹縫、刮痕,無(wú)法說(shuō)導(dǎo)熱管周緣的熱交換性能是良好的。
另外,在專利文獻(xiàn)1所示的熱交換器的板狀翅片的結(jié)構(gòu)中,墊片是通過(guò)在板狀翅片主體設(shè)置切口而形成的。然而,當(dāng)在板狀翅片主體設(shè)置切口時(shí),存在板狀翅片的導(dǎo)熱面積減少、因墊片位于風(fēng)路而使通風(fēng)阻力增大的課題。
另外,對(duì)于如專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2所示的那樣的熱交換器的板狀翅片而言,根據(jù)再展開(kāi)形狀、翅片形狀自身的問(wèn)題來(lái)看,會(huì)產(chǎn)生未使用的部位。即,對(duì)于如專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2所示的那樣的熱交換器的板狀翅片而言,存在當(dāng)對(duì)用作板狀翅片的板狀構(gòu)件(例如鋁板材)進(jìn)行沖壓時(shí),會(huì)產(chǎn)生較多的廢料的課題。
本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題的至少一個(gè)而提出的,第一目的在于獲得一種與以往相比能夠提高導(dǎo)熱管周緣的熱交換性能的熱交換器。另外,本發(fā)明的第二目的在于提供一種能夠提高該熱交換器的板狀翅片的制造能力(每單位時(shí)間的制造張數(shù))的制造方法。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的熱交換器具備:多張板狀翅片,所述多張板狀翅片隔著規(guī)定的翅片間距間隔地被層疊,并形成有沿長(zhǎng)度方向排列的多個(gè)缺口部;以及多條扁平形狀的導(dǎo)熱管,所述多條扁平形狀的導(dǎo)熱管沿著所述板狀翅片的層疊方向地被配置,并被插入到所述缺口部中,所述板狀翅片在所述缺口部的周緣具有與所述導(dǎo)熱管的外周部緊貼的翅片翻邊,所述翅片翻邊具有至少一個(gè)再展開(kāi)部,相鄰的所述板狀翅片彼此通過(guò)一方的所述板狀翅片的所述再展開(kāi)部與另一方的所述板狀翅片接觸而以所述翅片間距間隔被配置,所述再展開(kāi)部的至少一個(gè)具有遠(yuǎn)離鄰接的所述板狀翅片的再展開(kāi)前端部。
另外,本發(fā)明的熱交換器的板狀翅片的制造方法是本發(fā)明的熱交換器的所述板狀翅片的制造方法,其中,具備:底孔形成工序,在板狀構(gòu)件上,隔著規(guī)定的間隔地形成多個(gè)由至少兩個(gè)第一底孔構(gòu)成的底孔組;接縫形成工序,在所述底孔形成工序之后,在各底孔組中形成接縫,以連接所述第一底孔;立起部形成工序,在所述接縫形成工序之后,對(duì)所述接縫進(jìn)行沖緣加工,形成成為所述翅片翻邊的立起部以及成為所述缺口部的開(kāi)口部;再展開(kāi)部形成工序,在所述立起部形成工序之后,對(duì)所述立起部進(jìn)行再展開(kāi)加工,形成所述再展開(kāi)部;以及切斷工序,在所述再展開(kāi)部形成工序之后,沿著所述底孔組的排列方向切斷所述板狀構(gòu)件,形成所述翅片翻邊以及所述缺口部。
發(fā)明效果
本發(fā)明的熱交換器不會(huì)導(dǎo)致由墊片等引起的通風(fēng)阻力的增大、板狀翅片的導(dǎo)熱面積的減少,能夠利用再展開(kāi)部將被層疊的翅片間隔保持為恒定。而且,由于本發(fā)明的熱交換器能夠在遠(yuǎn)離再展開(kāi)部所接觸的板狀翅片地被形成的再展開(kāi)前端部獲得前緣效應(yīng),所以能夠提高導(dǎo)熱管周緣的熱交換性能。
另外,對(duì)于本發(fā)明的熱交換器的板狀翅片的制造方法而言,除了在底孔形成工序中形成的第一底孔之外,還能夠防止從成為板狀翅片的材料的板狀構(gòu)件產(chǎn)生廢料。因此,本發(fā)明的熱交換器的板狀翅片的制造方法能夠高效地使用成為板狀翅片的材料的板狀構(gòu)件,能夠削減熱交換器的成本。
另外,對(duì)于本發(fā)明的熱交換器的板狀翅片的制造方法而言,通過(guò)在切斷工序中沿著底孔組的排列方向切斷板狀構(gòu)件,從而能夠一次形成兩張板狀翅片的翅片翻邊以及缺口部。即,本發(fā)明的熱交換器的板狀翅片的制造方法能夠一次制造兩張板狀翅片。因此,本發(fā)明的熱交換器的板狀翅片的制造方法能夠提高板狀翅片的制造能力。
附圖說(shuō)明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器中的板狀翅片的層疊狀態(tài)的立體圖(主要部分放大圖)。
圖3是圖2所示的板狀翅片的側(cè)視圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的導(dǎo)熱管的一例的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的導(dǎo)熱管的另一例的剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的一例的俯視圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的一例的俯視圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的一例的俯視圖。
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的一例的俯視圖。
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的另一例的俯視圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的再一例的側(cè)視圖。
圖12是表示成為比較例的熱交換器的圖。
圖13是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器中的具有多條制冷劑流路的導(dǎo)熱管的熱交換器的一例的圖。
圖14是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器中的具有多條制冷劑流路的導(dǎo)熱管的熱交換器的一例的圖。
圖15是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明底孔形成工序的俯視圖。
圖16是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明接縫形成工序的俯視圖。
圖17是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明接縫形成工序的俯視圖。
圖18是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明接縫形成工序的俯視圖。
圖19是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明接縫形成工序的俯視圖。
圖20是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明沖壓工序的俯視圖。
圖21是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明立起部形成工序的說(shuō)明圖(側(cè)視圖)。
圖22是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明立起部形成工序的說(shuō)明圖(立體圖)。
圖23是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明切斷工序的俯視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1.
以下,基于圖1至圖14對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器4以及用于該熱交換器4的板狀翅片3進(jìn)行說(shuō)明。
此外,在本實(shí)施方式1中,為了易于理解本實(shí)施方式1的板狀翅片3的結(jié)構(gòu),基于主要部分放大圖(圖示出將板狀翅片3的張數(shù)限定為兩張,將導(dǎo)熱管1的條數(shù)限定為一條的熱交換器4的一部分的圖),對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器4以及板狀翅片3進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器的立體圖(主要部分放大圖)。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器中的板狀翅片的層疊狀態(tài)的立體圖(主要部分放大圖)。另外,圖3是圖2所示的板狀翅片的側(cè)視圖。此外,圖3是沿缺口部2的長(zhǎng)度方向(換言之,導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸方向)觀察板狀翅片3的圖。
本實(shí)施方式1的熱交換器4是翅片管式熱交換器,具備:多張板狀翅片3,該多張板狀翅片3隔著規(guī)定的翅片間距間隔FP地被層疊,并在長(zhǎng)度方向側(cè)的端部形成有多個(gè)缺口部2;以及多條扁平形狀的導(dǎo)熱管1,該多條扁平形狀的導(dǎo)熱管1沿著這些板狀翅片3的層疊方向地被配置,并被插入到缺口部2中。在本實(shí)施方式中,板狀翅片3以及導(dǎo)熱管1例如為鋁制品(鋁制品或者鋁合金制品)。
對(duì)于導(dǎo)熱管1而言,在內(nèi)部具備至少一條以上的制冷劑流路即可,例如如圖4以及圖5那樣被構(gòu)成。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的導(dǎo)熱管的一例的剖視圖。
例如,導(dǎo)熱管1被形成為具有大致長(zhǎng)圓形狀的截面的扁平形狀,在其內(nèi)部形成有一條制冷劑流路。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的導(dǎo)熱管的另一例的剖視圖。
例如,導(dǎo)熱管1也可以被形成為具有大致長(zhǎng)圓形狀的截面的扁平形狀,并在其內(nèi)部沿著導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸方向形成有多條制冷劑流路。通過(guò)在內(nèi)部形成多條制冷劑流路,導(dǎo)熱管內(nèi)表面與制冷劑的接觸面積增加,熱交換效率提高。
另外,導(dǎo)熱管1并不被限定于圖4以及圖5的結(jié)構(gòu)。例如,也可以將導(dǎo)熱管1的截面形狀形成為大致橢圓形狀。另外,例如也可以在導(dǎo)熱管1的制冷劑流路的壁面(導(dǎo)熱管1的內(nèi)壁面)形成槽。導(dǎo)熱管內(nèi)表面與制冷劑的接觸面積增加,熱交換效率提高。
此外,如圖5所示,分別將導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸直徑定義為DA、將短軸直徑定義為DB。
在此,進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施方式1的板狀翅片3。
如上所述,各板狀翅片3在長(zhǎng)度方向側(cè)的端部形成有供導(dǎo)熱管1插入的多個(gè)缺口部2。因此,如圖1以及圖2所示,各缺口部2的形狀被形成為與導(dǎo)熱管1的截面形狀對(duì)應(yīng)的形狀。另外,在本實(shí)施方式1中,為了使導(dǎo)熱管1向缺口部2的插入容易,在缺口部2的開(kāi)口側(cè)端部形成有引導(dǎo)部2a,該引導(dǎo)部2a的寬度比缺口部2的寬度寬。
而且,在各缺口部2的周緣形成有翅片翻邊5,該翅片翻邊5從該周緣立起地被形成,并與導(dǎo)熱管1的外周部緊貼。并且,各翅片翻邊5在與同該翅片翻邊5接觸的導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的側(cè)面相向的位置具有至少一個(gè)再展開(kāi)部6,該再展開(kāi)部6向與該側(cè)面相反的一側(cè)彎折。如圖3所示,對(duì)于鄰接的板狀翅片3彼此而言,通過(guò)使一方的板狀翅片3的再展開(kāi)部6(更加詳細(xì)地說(shuō),再展開(kāi)基端部6a)與另一方的板狀翅片3的底面部3a(接觸側(cè)面)接觸,該鄰接的板狀翅片3彼此隔著所述翅片間距間隔FP地被配置。此外,在本實(shí)施方式1中,考慮到對(duì)鄰接的板狀翅片3彼此的所述翅片間距間隔FP進(jìn)行保持時(shí)的穩(wěn)定性,再展開(kāi)部6被設(shè)置在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的兩側(cè)面相向的位置。
若進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明上述的再展開(kāi)部6,各再展開(kāi)部6由再展開(kāi)基端部6a以及再展開(kāi)前端部6b形成。如上所述,再展開(kāi)基端部6a是為了保持翅片間距間隔FP而與鄰接的板狀翅片3的底面部3a接觸的部位。另外,再展開(kāi)前端部6b被形成為遠(yuǎn)離再展開(kāi)基端部6a所接觸的板狀翅片3的底面部3a。
此外,在再展開(kāi)前端部6b中,將在板狀翅片3的層疊方向上離再展開(kāi)基端部6a所接觸的板狀翅片3的底面部3a最遠(yuǎn)的部位特別定義為再展開(kāi)前端部的終端部6c。
即,如圖3所示,在將再展開(kāi)基端部6a所接觸的板狀翅片3的底面部3a與再展開(kāi)前端部6b所成的角度設(shè)為θ時(shí),θ>0。通過(guò)使θ>0,再展開(kāi)前端部6b遠(yuǎn)離再展開(kāi)基端部6a所接觸的板狀翅片3的底面部3a。即,能夠在供空氣流動(dòng)的風(fēng)路中(鄰接的板狀翅片3的底面部3a之間)確保導(dǎo)熱面。特別是,再展開(kāi)前端部6b的上風(fēng)側(cè)端部即再展開(kāi)上風(fēng)部6d(同時(shí)參照后述的圖6~圖9)是溫度邊界層發(fā)展之前的區(qū)域,通過(guò)獲得前緣效應(yīng),熱傳遞局部地變得良好,板狀翅片3的熱交換性能會(huì)提高。
即,通過(guò)如本實(shí)施方式1那樣構(gòu)成再展開(kāi)部6,能夠在導(dǎo)熱促進(jìn)困難的導(dǎo)熱管1周緣的區(qū)域確保導(dǎo)熱面積,而且,利用前緣效應(yīng),能夠高效地進(jìn)行熱交換。
特別是,優(yōu)選使再展開(kāi)基端部6a所接觸的板狀翅片3的底面部3a與再展開(kāi)前端部6b所成的角度θ為0°<θ<90°。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)使0°<θ<90°,穿過(guò)再展開(kāi)前端部6b的空氣的風(fēng)速變快,所以能夠更加高效地獲得前緣效應(yīng)。另外,這是由于在θ>90°的情況下,翅片翻邊5與再展開(kāi)前端部6b的間隔變窄,在將本熱交換器4用作蒸發(fā)器時(shí)產(chǎn)生的空氣中水分的冷凝水容易橋連(ブリッジ)。
另外,本實(shí)施方式1的各板狀翅片3在翅片表面上形成有刮痕7。通過(guò)形成刮痕7,與平面形狀相比,能夠在該部位促進(jìn)導(dǎo)熱,并能夠提高板狀翅片3的屈曲強(qiáng)度。此外,也可以與刮痕7一起,或者代替刮痕7,在各板狀翅片3形成被稱作狹縫的切起。通過(guò)在板狀翅片3形成狹縫,也能夠促進(jìn)導(dǎo)熱。
此外,本實(shí)施方式1的再展開(kāi)部6的形狀并不被限定于上述的結(jié)構(gòu)。以下示出再展開(kāi)部6的形狀的一例。
圖6~圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的一例的俯視圖。
例如如圖6以及圖8所示,也可以將再展開(kāi)部6形成為矩形形狀。例如如圖7所示,也可以將再展開(kāi)部6形成為三角形形狀。另外,例如如圖9所示,也可以將再展開(kāi)部6形成為正弦波形狀。另外,例如當(dāng)然也可以將再展開(kāi)部6形成為除了這些圖6~圖9所示的形狀以外的形狀。另外,在圖6~圖9中,在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的兩側(cè)面相向的位置設(shè)置有再展開(kāi)部6,但是也可以僅在與任意一方的側(cè)面相向的位置設(shè)置再展開(kāi)部6。另外,在上述的說(shuō)明中是在全部的再展開(kāi)部6形成再展開(kāi)前端部6b的,但是,通過(guò)在至少一個(gè)再展開(kāi)部6形成再展開(kāi)前端部6b,也能夠在導(dǎo)熱管1周緣的區(qū)域確保導(dǎo)熱面積,并能夠利用前緣效應(yīng)來(lái)高效地進(jìn)行熱交換。
另外,圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的另一例的俯視圖。
在上述的圖1~圖9中,在著眼于被設(shè)置在同一缺口部2的周緣的翅片翻邊5時(shí),在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的一側(cè)面相向的位置沿著導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸方向最多形成有兩個(gè)再展開(kāi)部6(再展開(kāi)前端部6b)。該數(shù)量并不是限定被設(shè)置在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的一側(cè)面相向的位置的再展開(kāi)部6的最大數(shù)量。例如,如圖10所示,也可以在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的一側(cè)面相向的位置沿著導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸方向形成三個(gè)以上(在圖10中為四個(gè))的再展開(kāi)部6(再展開(kāi)前端部6b)。像這樣,通過(guò)使再展開(kāi)部6(再展開(kāi)前端部6b)的個(gè)數(shù)增多,能夠確保更多的能夠獲得前緣效應(yīng)的再展開(kāi)上風(fēng)部6d,所以特別能夠提高熱交換性能。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的板狀翅片的再一例的側(cè)視圖。
在將板狀翅片3的底面部3a與再展開(kāi)前端部的終端部6c之間的距離(板狀翅片3的層疊方向的距離)設(shè)為再展開(kāi)間距RP時(shí),圖3所示的板狀翅片3的再展開(kāi)間距RP比翅片間距間隔FP的長(zhǎng)度的一半短。不限定于此,如圖11所示,也可以將板狀翅片3形成為再展開(kāi)間距RP比翅片間距間隔FP的長(zhǎng)度的一半長(zhǎng)。穿過(guò)板狀翅片3之間的流路的空氣的風(fēng)速在遠(yuǎn)離板狀翅片3的底面部3a的翅片間距間隔FP的中央部變?yōu)樽畲蟆R虼?,通過(guò)將板狀翅片3形成為再展開(kāi)間距RP比翅片間距間隔FP的長(zhǎng)度的一半長(zhǎng),能夠確保更多的能夠獲得前緣效應(yīng)的再展開(kāi)上風(fēng)部6d,所以特別能夠提高熱交換性能。
此外,在上文中敘述了本實(shí)施方式1的導(dǎo)熱管1也可以是在內(nèi)部形成有多條制冷劑流路的導(dǎo)熱管。通過(guò)由這樣的具有多條制冷劑流路的導(dǎo)熱管1和上述的板狀翅片3構(gòu)成熱交換器4,還能夠獲得如下的效果。
在此,以下,為了易于理解本實(shí)施方式1的熱交換器4的效果,首先,對(duì)不具有再展開(kāi)部6(即,再展開(kāi)前端部6b)的熱交換器104進(jìn)行說(shuō)明。然后,對(duì)本實(shí)施方式1的熱交換器4進(jìn)行說(shuō)明。此外,對(duì)于在不具有再展開(kāi)部6(即,再展開(kāi)前端部6b)的熱交換器104和本實(shí)施方式1的熱交換器4中共有的結(jié)構(gòu),標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
圖12是表示成為比較例的熱交換器的圖。在此,圖12(a)是表示成為比較例的熱交換器104的俯視圖。另外,圖12(b)是表示該熱交換器104的熱通量分布的圖。此外,空氣從白底箭頭所示的方向向該熱交換器104流入。
如圖12(a)所示,成為比較例的熱交換器104具備導(dǎo)熱管1,該導(dǎo)熱管1具備供制冷劑(或者水)流動(dòng)的多條流路。然而,該熱交換器104構(gòu)成為不具有再展開(kāi)部6(即,再展開(kāi)前端部6b)。在這樣的結(jié)構(gòu)的熱交換器104中,空氣從紙面右側(cè)流入到熱交換器104內(nèi),并與導(dǎo)熱管1內(nèi)的制冷劑、板狀翅片3進(jìn)行熱交換,然后從紙面左側(cè)流出。此時(shí),由于能夠在導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c處獲得前緣效應(yīng),所以靠近該端部的導(dǎo)熱管1內(nèi)的制冷劑流路的導(dǎo)熱被促進(jìn)。此時(shí),熱交換器104無(wú)法在導(dǎo)熱管1的下風(fēng)側(cè)端部1b獲得前緣效應(yīng),所以在導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c和下風(fēng)側(cè)端部1b,熱傳遞性能會(huì)產(chǎn)生差異。另外,在導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)的制冷劑流路中流動(dòng)的制冷劑與空氣的溫度差會(huì)變得比在導(dǎo)熱管1的下風(fēng)側(cè)的制冷劑流路中流動(dòng)的制冷劑與空氣的溫度差大。因此,熱交換器104在導(dǎo)熱管1的各制冷劑流路中會(huì)產(chǎn)生熱通量的偏移,由于因制冷劑流路而產(chǎn)生制冷劑的溫度分布的偏差,所以作為一個(gè)整體的導(dǎo)熱管1的熱交換性能會(huì)下降。
另外,假定如下情況:例如在外部氣溫為大約2℃以下、制冷劑的蒸發(fā)溫度為0℃以下且在熱交換器104產(chǎn)生結(jié)霜的環(huán)境下,將本熱交換器104用作室外熱交換器(蒸發(fā)器)。在這種情況下,板狀翅片3的上風(fēng)側(cè)端部3b以及導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c獲得前緣效應(yīng),熱交換性能提高,且由于被配置在空氣的絕對(duì)濕度量大的位置,所以在板狀翅片3的上風(fēng)側(cè)端部3b以及導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c集中地進(jìn)行熱交換,由此在該部位容易產(chǎn)生結(jié)霜。其結(jié)果為,在熱交換器104中,該部位附近的風(fēng)路被霜堵塞,因通風(fēng)阻力增大而導(dǎo)致風(fēng)量下降,所以熱交換性能下降。
另一方面,通過(guò)由具有多條制冷劑流路的導(dǎo)熱管1和上述的板狀翅片3構(gòu)成熱交換器4,能夠解決該課題。
圖13以及圖14是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱交換器中的具有多條制冷劑流路的導(dǎo)熱管的熱交換器的一例的圖。在此,圖13以及圖14中的(a)是表示本實(shí)施方式1的熱交換器4的俯視圖。另外,圖13以及圖14中的(b)是表示各附圖所示的熱交換器4的熱通量分布的圖??諝鈴陌椎准^所示的方向向圖13以及圖14所示的熱交換器4流入。在此,附圖標(biāo)記6e表示再展開(kāi)前端部6b中的離導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c(第一端部)最近的再展開(kāi)前端部,附圖標(biāo)記6f表示再展開(kāi)前端部6b中的離導(dǎo)熱管1的下風(fēng)側(cè)端部1b(第二端部)最近的再展開(kāi)前端部。
此外,圖13所示的熱交換器4和圖14所示的熱交換器4的“導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c(第一端部)與離該上風(fēng)側(cè)端部1c最近的再展開(kāi)前端部6e的距離B”不同。
如圖13以及圖14所示,本實(shí)施方式1的熱交換器4具備導(dǎo)熱管1,該導(dǎo)熱管1具備供制冷劑(或者水)流動(dòng)的多條流路。另外,這些熱交換器4具備多個(gè)在圖10中示出的板狀翅片3(在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的兩側(cè)面相向的位置分別形成有各四個(gè)再展開(kāi)部6(再展開(kāi)前端部6b))。如上所述,通過(guò)使再展開(kāi)前端部6b的個(gè)數(shù)增多,能夠確保更多的能夠獲得前緣效應(yīng)的再展開(kāi)上風(fēng)部6d。因此,導(dǎo)熱管1的各制冷劑流路中的熱通量的差異的產(chǎn)生被抑制。因此,本實(shí)施方式1的熱交換器4能夠抑制由制冷劑流路產(chǎn)生的制冷劑的溫度分布的偏差,所以能夠提高作為一個(gè)整體的導(dǎo)熱管1的熱交換性能(換言之,導(dǎo)熱管1周緣的熱交換性能)。此外,對(duì)于圖13以及圖14所示的板狀翅片3而言,在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的兩側(cè)面相向的位置設(shè)置有多個(gè)再展開(kāi)前端部6b,所以與僅在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的一側(cè)面相向的位置設(shè)置多個(gè)再展開(kāi)前端部6b的情況相比,能夠進(jìn)一步增加再展開(kāi)前端部6b的數(shù)量,并能夠進(jìn)一步獲得上述的效果。
在此,圖14所示的熱交換器4構(gòu)成為“導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c(第一端部)與離該上風(fēng)側(cè)端部1c最近的再展開(kāi)前端部6e的距離B”比“導(dǎo)熱管1的下風(fēng)側(cè)端部1b(第二端部)與離該下風(fēng)側(cè)端部1b最近的再展開(kāi)前端部6f的距離A”長(zhǎng)。即,圖14所示的熱交換器4構(gòu)成為使離上風(fēng)側(cè)端部1c最近的再展開(kāi)前端部6e遠(yuǎn)離上風(fēng)側(cè)端部1c。由此,能夠抑制導(dǎo)熱管1的上風(fēng)側(cè)端部1c中的能夠獲得前緣效應(yīng)的位置與再展開(kāi)前端部6e中的能夠獲得前緣效應(yīng)的位置重合。因此,能夠使導(dǎo)熱管1的各制冷劑流路中的熱通量的偏移均勻化。因此,圖14所示的熱交換器4能夠進(jìn)一步抑制由制冷劑流路產(chǎn)生的制冷劑的溫度分布的偏差,所以能夠進(jìn)一步提高作為一個(gè)整體的導(dǎo)熱管1的熱交換性能(換言之,導(dǎo)熱管1周緣的熱交換性能)。
另外,圖13以及圖14所示的熱交換器4在抑制導(dǎo)熱管1周緣的熱通量的偏移的同時(shí),提高導(dǎo)熱管1周緣的熱交換性能,所以板狀翅片3的上風(fēng)側(cè)端部3b的熱交換性能與導(dǎo)熱管1周緣的熱交換性能的差異小。因此,圖13以及圖14所示的熱交換器4在產(chǎn)生結(jié)霜的環(huán)境下,能夠使結(jié)霜分布分散,所以能夠提供一種風(fēng)路不易堵塞、抗結(jié)霜能力提高的熱交換器。
實(shí)施方式2.
在本實(shí)施方式2中,對(duì)在實(shí)施方式1中示出的熱交換器4的制造方法,特別是板狀翅片3的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)如本實(shí)施方式2那樣制造板狀翅片3,能夠削減熱交換器4的成本,并能夠提高板狀翅片3的制造能力(每單位時(shí)間的制造張數(shù))。
此外,在本實(shí)施方式2中,對(duì)于未特別言及的結(jié)構(gòu),使之與實(shí)施方式1相同,對(duì)于與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。另外,在本實(shí)施方式2中,作為板狀翅片3的原材料的一例,使用鋁板材11(鋁板材或者鋁合金板材)。
圖15是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明底孔形成工序的俯視圖。
在制造板狀翅片3時(shí),首先,在成為板狀翅片3的原材料的鋁板材11上,隔著規(guī)定的間隔地形成多個(gè)由至少兩個(gè)第一底孔12a構(gòu)成的底孔組。各第一底孔12a形成缺口部2的底部。此外,在本實(shí)施方式2中,在板狀翅片3的缺口部2的開(kāi)口端形成引導(dǎo)部2a。因此,在各底孔組中,在位于兩端的第一底孔12a之間的位置形成直徑比該第一底孔12a大的第二底孔12b。
在此,在本實(shí)施方式2所示的板狀翅片3的制造方法中,成為廢料的只是作為第一底孔12a以及第二底孔12b而被挖除的相應(yīng)部位,所以能夠高效地使用材料,并能夠削減板狀翅片3(換言之,熱交換器4)的成本。
圖16~圖19是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明接縫形成工序的俯視圖。
在底孔形成工序之后,在各底孔組中,將接縫形成為連接第一底孔12a。接縫的形狀是各種各樣的,根據(jù)再展開(kāi)部6的形狀而不同。例如如圖16所示,在同一底孔組中,在將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線上形成接縫13a。在這種情況下,如圖6所示,在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的兩端面相向的位置分別各形成一個(gè)矩形形狀的再展開(kāi)部6。
另外,例如如圖17至圖19所示,在同一底孔組中,將接縫形成為與將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線至少相交一處以上。在這種情況下,如圖7~圖9所示,在與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的至少一側(cè)面相向的位置形成多個(gè)再展開(kāi)部6。此時(shí),通過(guò)如圖17那樣形成鋸齒形狀的接縫13b,再展開(kāi)部6的形狀成為如在圖7中示出的那樣的三角形形狀。另外,通過(guò)如圖18那樣形成正弦波形狀的接縫13c,再展開(kāi)部6的形狀成為如在圖9中示出的那樣的正弦波形狀。另外,通過(guò)如圖19那樣形成矩形形狀的接縫13d,再展開(kāi)部6的形狀成為如在圖8中示出的矩形形狀。
該接縫的形狀會(huì)影響在實(shí)施方式1中示出的再展開(kāi)部6的形狀。關(guān)于該影響的詳細(xì)情況,在后續(xù)工序即翅片翻邊5的形成工序(立起部形成工序)中進(jìn)行說(shuō)明。
圖20是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明沖壓工序的俯視圖。
在接縫形成工序之后,對(duì)鋁板材11進(jìn)行沖壓加工來(lái)形成刮痕7。如上所述,該刮痕7以促進(jìn)該部位的導(dǎo)熱和提高板狀翅片3的屈曲強(qiáng)度為目的。此外,在不形成刮痕7的情況下,不需要該工序。
圖21以及圖22是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明立起部形成工序的說(shuō)明圖。此外,圖21是側(cè)視圖,圖22是立體圖。另外,圖22表示對(duì)在圖17中示出的鋸齒形狀的接縫13b進(jìn)行沖緣加工后的狀態(tài)。
在沖壓加工之后,對(duì)在接縫形成工序中形成的接縫進(jìn)行沖緣加工,形成成為翅片翻邊5的立起部25以及成為缺口部2的開(kāi)口部22。此時(shí),實(shí)施沖緣加工,以使開(kāi)口部22(即缺口部2)的寬度為與導(dǎo)熱管短軸直徑DB相同長(zhǎng)度。
另外,如圖21所示,在將沖緣加工后形成的立起部25的最大高度設(shè)為FCmax的情況下,立起部25的最大高度FCmax根據(jù)在接縫形成工序中形成的接縫的形狀而不同。
如圖22所示,在將鋸齒形狀的接縫13b形成為與將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線至少相交一處以上的情況下,立起部25的棱線也同樣地成為鋸齒形狀。即,根據(jù)鋸齒的角度和鋸齒頂部的間距,立起部25的高度FC沿著上述假想直線(成為缺口部2的長(zhǎng)度方向并成為導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸方向的方向)變動(dòng)。因此,立起部25的最大高度FCmax的范圍為DB/2<FCmax<DB。
此外,對(duì)于立起部25的最大高度FCmax為這樣的范圍而言,并不被限定于圖22所示的鋸齒形狀的接縫13b的情況。在如與將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線至少相交一處以上那樣的接縫的情況下(參照?qǐng)D18以及圖19),立起部25的最大高度FCmax為這樣的范圍。只是,對(duì)于在將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線上形成接縫的情況而言(參照?qǐng)D16),立起部25的最大高度FCmax恒為FCmax=DB/2。
在立起部形成工序之后,進(jìn)行形成再展開(kāi)部6的再展開(kāi)部形成工序。即,使立起部25的前端部向與導(dǎo)熱管1的長(zhǎng)軸側(cè)的側(cè)面相反的一側(cè)彎折,并形成再展開(kāi)部6。
如在實(shí)施方式1中說(shuō)明的那樣,對(duì)于本發(fā)明中的再展開(kāi)部6的作用而言,能夠列舉以下兩點(diǎn):
·翅片間距間隔FP的確保;
·基于再展開(kāi)前端部6b的導(dǎo)熱促進(jìn)。
因此,立起部25的最大高度FCmax優(yōu)選為盡可能高。這是因?yàn)橛捎谀軌蛟诖_保充分的翅片間距間隔FP的同時(shí),延長(zhǎng)再展開(kāi)間距RP,所以能夠促進(jìn)導(dǎo)熱。另外,通過(guò)將接縫形成為與將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線至少相交一處以上,能夠在導(dǎo)熱管1的一側(cè)面形成多個(gè)再展開(kāi)部6。并且,再展開(kāi)部6的個(gè)數(shù)隨著相交的次數(shù)的增多而增加。
即,為了充分地發(fā)揮本發(fā)明的再展開(kāi)部6的作用,將接縫形成為與將位于兩端的第一底孔12a的中心連接的假想直線相交多次更為有效。
在此,對(duì)于立起部25的最大高度FCmax而言,為了形成再展開(kāi)部6,最低也需要比翅片間距間隔FP高。即,需要FCmax>FP的長(zhǎng)度。另外,通過(guò)實(shí)施被稱作變薄拉深(アイアニング)的對(duì)立起部25進(jìn)行拉深的加工,或者實(shí)施被稱作拉延(ドローイング)的將鋁板材11的厚壁部集中并對(duì)立起部25進(jìn)行延伸的加工,從而能夠?qū)⒘⑵鸩?5的最大高度延長(zhǎng)。在考慮了為了確保翅片間距間隔FP所需要的到再展開(kāi)基端部6a為止的翅片翻邊5的高度和再展開(kāi)前端部6b的長(zhǎng)度的情況下,當(dāng)FCmax=2FP左右時(shí),使再展開(kāi)間距RP比翅片間距間隔FP的長(zhǎng)度的一半長(zhǎng),即RP>FP/2,特別能夠提高熱交換性能。
因此,優(yōu)選將立起部25形成為立起部25的最大高度FCmax為1.0<(FCmax/FP)≤2.0。
圖23是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的板狀翅片的制造方法的說(shuō)明圖,并是用于說(shuō)明切斷工序的俯視圖。
在再展開(kāi)部形成工序之后,在翅片切斷面14將鋁板材11切斷。即,沿著底孔組的排列方向,將鋁板材11切斷成橫穿開(kāi)口部22。由此,立起部25成為翅片翻邊5,開(kāi)口部22成為缺口部2。如由圖23可知的那樣,通過(guò)在翅片切斷面14將鋁板材11切斷(更加詳細(xì)地說(shuō),通過(guò)與在翅片切斷面14的切斷的同時(shí)或者其后,在成為板狀翅片3的端部的位置也進(jìn)行切斷),能夠以翅片切斷面14為邊界,一次制造兩張板狀翅片3。因此,通過(guò)如本實(shí)施方式2那樣制造板狀翅片3,能夠提高板狀翅片3的制造能力。
此外,作為實(shí)施方式2到此為止,但是作為熱交換器4的制造工序,實(shí)施被稱作堆疊(スタック)的堆積工序,在該堆積工序中,將切斷的板狀翅片3層疊至規(guī)定的層疊寬度,以便利用再展開(kāi)部6來(lái)保持恒定的翅片間距間隔FP。而且,在堆疊后,將導(dǎo)熱管1插入到所述缺口部2中,并通過(guò)進(jìn)行爐中釬焊使導(dǎo)熱管1與板狀翅片3緊貼,從而制造熱交換器4。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1導(dǎo)熱管,1b下風(fēng)側(cè)端部,1c上風(fēng)側(cè)端部,2缺口部,2a引導(dǎo)部,3板狀翅片,3a底面部,3b上風(fēng)側(cè)端部,4熱交換器,5翅片翻邊,6再展開(kāi)部,6a再展開(kāi)基端部,6b再展開(kāi)前端部,6c再展開(kāi)前端部的終端部,6d再展開(kāi)上風(fēng)部,6e再展開(kāi)前端部,6f再展開(kāi)前端部,7刮痕,11鋁板材,12a第一底孔,12b第二底孔,13a~13d接縫,14翅片切斷面,22開(kāi)口部,25立起部,104熱交換器。