空氣調節器的熱交換器的製作方法
2023-05-14 20:13:46 2
專利名稱：空氣調節器的熱交換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種空氣調節器的熱交換器，特別是這樣一種空氣調節器的熱交換器，它用平板散熱片在多個電熱管的上下側之間形成多個百葉窗型的百葉板群，使通過百葉板群的流動氣流(例如空氣)成為暖流及彼此混合，從而提高熱交換功能，同時，可以減少在多個電熱管後方產生的靜流區(例如無效空間)。
如
圖1所示，過去的空氣調節器的熱交換器由按一定間隔平行排列的多個平板散熱片1和與前述平板散熱片1垂直同時按鋸齒形排列的電加熱管2組成，氣流在前述各個平板散熱片1之間按箭頭所示的方向流動，與電加熱管2中的流體進行熱交換。
平板散熱片1周圍的熱流體特性，如圖2所示，由於平板散熱片1的電加熱表面上的溫度邊界層3的厚度的加厚是與從氣流流入部分開始的距離的平方根成比例的，因此，從氣流流入部分開始的距離增加，氣流側的熱傳導率就同時顯著地降低，作為熱產換器，就有電加熱性能低的缺點。
還有，電加熱管2周圍的熱流體特性，如圖3所示，由於在電加熱管2上有按箭頭方向的低風速氣流流動的場合，從電加熱管表面的支點開始，角度為70°乃至80°處，流動分離，在電加熱管2的後方產生用斜線表示的靜流區4，因此，從此靜流區4開始的氣流側的熱傳導率就顯著地降低，作為熱交換器，就有電加熱性能低的缺點。
因而，過去的以及其它空氣調節器的熱交換器，如圖4所示，建議相對於多個平板散熱片1，在多個電加熱管2的上下間隙中交錯設置設有基板的按直接方式的多個百葉窗型的百葉板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)。
也就是說，前述百葉窗型百葉板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)，如圖5所示，相互以相同的傾斜角在前述平板散熱片1的背面與表面側用切割加工突出設置，這些百葉窗型的百葉板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)的上下段相對於前述電加熱管2的周邊表面相互平行地設置。
但是，根據按前面所述構造的過去的熱交換器，由於平板散熱片1的熱交換流體的暖流化，特別是為了使邊界層的厚度減少，採用了在平板散熱片1上設置多個百葉窗型的百葉板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)的構造，但是，由於這種百葉窗型的百葉板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)的上下段不僅相對於前述電加熱管2的周邊表面平行設置，而且其全體呈長方形排列，故在電加熱管2的後方產生氣流不流動的靜流區。還有，由於在多個平板散熱片1之間的間隙中流動的氣流不混合，而是平行地流動，就產生這樣的問題，即不能期望有由於氣流混合而得到的傳熱效率提高。
還有，多個百葉窗型的百葉板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)由於其百葉板相對於氣流的流動進行方向垂直設置，產生壓力降低量的增大，使熱交換性能降低的問題。
因此，本發明是為了解決上述問題的，本發明的目的在於提供一種空氣調節器的熱交換器，它使通過多個平板散熱片之間的間隙流動的氣流成為暖流並彼此混合，提高傳熱效率，以提高電加熱性能，同時有效地減少在多個電加熱管的後方產生的靜流區。
本發明的其它目的在於提供一種空氣調節器的熱交換器，它不阻斷來自電加熱管的熱流，而是使之順暢地傳送，同時，提高了向多個電加熱管之間的傳熱，抑制了壓力降低量的增大，提高了熱交換性能。
本發明的又一目的在於提供一種空氣調節器的熱交換器，它在增大平板散熱片的表面性的同時，具有使由前述電加熱管產生的凝結水順暢地流動的排水功能。
為了達到上述目的，本發明的空氣調節器的熱交換器，由氣流在其間的間隙中流動並以一定的間隔平行排列的多個平板散熱片和流體在內部流動並垂直地插入前述多個平板散熱片的多個電加熱管構成，其特徵在於，為了使在前述平板散熱片背面及表面流動的氣流成為暖流及彼此混合，為了減少在前述多個電加熱管後方產生的靜流區以及為了提高電加熱性能，在電加熱管等的上下側，朝氣流的流動進行方向及氣流的流動反對方向，在平板散熱片上左右對稱地開口，並在圍繞電加熱管上下側的周邊表面按放射形設置多個百葉窗型百葉板群。
圖1示出了過去的熱交換器的透視圖；圖2示出了圖1的平板散熱片的周圍的熱流體特性的放大圖；圖3示出了圖1的電加熱管周圍的熱流體特性的放大圖；圖4示出了過去的其它的熱交換器的平板散熱片的平面圖；圖5是沿圖4的A-A線的剖視圖；圖6示出了按照本發明的熱交換器的平板散熱片的平面圖；圖7是沿圖6的B-B線的剖視圖；圖8是沿圖6的C-C線的剖視圖；圖9是用於說明本發明的氣流的流動的示意圖。
下面，參照附圖詳細說明本發明的一個實施例的空氣調節器的熱交換器。圖中，對於與過去的結構相同的結構，用同一名稱及同一符號代表，省去其詳細說明。
在圖6中，參考符號10示出，為了使在前述多個平板散熱片的背面與表面流動的氣流成為暖流並彼此混合，減少在前述多個電加熱管2的後方產生的靜流區，同時，為了提高整個的電加熱性能，在電加熱管的上下側，在前述平板散熱片上，朝氣流的流動進行方向及氣流的流動反對方向，左右對稱地開口，並在圍繞電加管2的上下側的規定面(周向面)按放射形設置多個百葉窗型的百葉板群。也就是說，前述百葉窗型的百葉板群10，如圖6及圖7所示，由第一及第二百葉窗型的百葉板部分20、30與第三及第四百葉窗型的百葉板部分40、50組成，第一及第二百葉窗型的百葉板部分20與30，為了使在前述平板散熱片的背面與表面流動的氣流相對於前述多個電加熱管2之間以前方通過中間一半時成為暖流並彼此混合，在電加熱管2的前方的上下側以相互對稱的形狀沿在平板散熱片1的裡面與表面上突出的斜線方向分別設置，而第三及第四百葉窗型的百葉板部分40與50，為了一方面使通過前述第一及第二百葉窗型的百葉板部分20與30擴散的混合氣流在相對於多個電加熱管2之間從中間一半通過後方時進一步成為暖流並彼此混合，一方面減少在電加熱管2的後方產生的靜流區，在電加熱管2的後方的上下側以相互對稱的形狀沿在平板散熱片1的裡面與表面上突出的斜線方向分別設置。
在此情況下，前述第一及第二百葉窗型的百葉板部分20、30垂直於通過前述平板散熱片1的氣流前進方向開口，其左側段突出於平板散熱片的背面，而右側段則沿在平板散熱片1的表面上突出的斜線方向用切割加工設置。還有，前述第三及第四百葉窗型的百葉板部分40、50垂直於通過前述平板散熱片1的氣流的流動反對方向開口，其左側段突出於平板散熱片1的表面，而右側段則沿在平板散熱片1的背面突起的斜線方向用切割加工設置。
前述第一及第三百葉窗型的百葉板部分20、40的上段與前述電加管2下部側外周表面之間隔開規定的基板部分60，以相同的半徑沿周圍按放射形設置，而前述第二及第四百葉窗型的百葉板部分30、50的上段與前述電加熱管2的上部側外周表面之間隔開規定的基板部分60，以相同的半徑沿周圍按放射形設置。
前述第一及第三百葉窗型的百葉板部分20、40和第二及第四百葉窗型的百葉板部分30、50上下對稱地設置著在它們相互之間隔開平行的規定的基板部分60。而第一及第二百葉窗型的百葉板部分20、30和第三及第四百葉窗型的百葉板部分40、50左右對稱地設置，在其間隔開規定的基板部分60。
前述第一至第四百葉窗型的百葉板部分20、30、40、50分別具有沿橫向連續的多個百葉板(70、71、72、73、74、75)，這些多個百葉板(70、71、72、73、74、75)相互間沒有基板部分而是用切割加工以直接方式設置。
在圖6至圖9中，參考符號80所示是為了使前述平板散熱片1的表面積增大，同時具有使由前述電加熱管2產生的凝結水順暢地流動的排水功能而相對於前述電加管2的上下側之間在中央沿垂直方向用軋波紋加工得到的波紋部分。
也就是說，前述波紋部分80，如圖所示，設置於前述第一及第二百葉窗型的百葉板部分20、30和第三及第四百葉窗型的百葉板部分40、50之間的基板部60內，以其中央為中心的左右側段具有相互對稱的傾斜角，從前述平板散熱片1的背面向表面隆起。其上下側段與前述電加熱管2的上下側外周表面之間隔開規定的基板部分60，設置在按放射形設置的百葉窗型的百葉板群10的同一延線上。
下面，根據如此構成的本發明的一個實施例說明空氣調節器的熱交換器的作用。
當氣流沿圖6所示的大箭頭S方向流動，而這一流動氣流流入多個平板散熱片1等的背面和表面側之間時，此氣流一邊沿圖9的實線箭頭方向順序地通過相對於多個電加熱管2的前方側、上下側及後方側分別在前述平板散熱片1的背面與表面沿同一斜線方向突出的多個第一至第四百葉窗型的百葉板部分(20、30、40、50)，一邊來自電加熱管2的熱流不被阻斷，而是順利地傳送，上述氣流不斷地暖流化並彼此混合。
也就是說，沿平板散熱片1的背面側流動的氣流的一部分通過垂直於氣流前進方向開口、設置於電加熱管2的上下側的前方的第一及第二百葉窗型的百葉板部分(20、30)的百葉板(70、71、72、73、74、75)流動，當氣流到達平板散熱片1的表面時，與在表面側流動的原來的氣流混合，並由於這種氣流混合而暖流化，從電加熱管2的前方到中間的一半，比較多量的氣流停滯，同時在電加熱管2的周邊進行強度高的熱交換，這樣，就提高了電加熱性能。
還有，像前面那樣被暖流化的氣流的一部分通過垂直於氣流的流動反對方向開口、設置於電加熱管2的上下側的後方的第三及第四百葉窗型的百葉板部分40、50的百葉板(70、71、72、73、74、75)流動，該氣流到達平板散熱片1的背面側時，與在背面側流動的原來的氣流混合，並由於這種氣流混合而進一步被暖流化，從電加熱管2的前方至後方，氣流的流動不被阻斷，而是一邊沿電加熱管2的周邊表面順利地暖流化並彼此混合，一邊向電加熱管1的後方傳送，顯著地減少壓力的降低量，導致更順利的氣流流動。
在此情況下，由於第一至第四百葉窗型的百葉板部分(20、30、40、50)與電加熱管2的上下側的外周面之間隔開規定的基板部分60並按放射形設置，故通過這些第一至第四百葉窗型的百葉板部分(20、30、40、50)的暖氣流進一步更多地通過電加熱管2的後方，不但將在電加熱管的後方產生的靜流區減至最小，而且會在電加熱管2的後方提高傳熱效率。
另一方面，在第一及第二百葉窗型的百葉板部分(20、30)和第三及第四百葉窗型的百葉板部分(40、50)之間、在平板散熱片1的背面做成向表面突起的波紋部分80使平板散熱片1的表面積增大，在將熱交換器作為冷氣設備用的蒸發器或冷凝器使用的場合，導致由於在電加熱管2的內部流動的致冷劑溫度與在平板散熱片1之間流動的氣流溫度之差而產生的凝結水(例如結露現象)容易流動。
根據以上的說明，按照本發明的空氣調節器的熱交換器，由於隔著規定的基板部分圍繞電加熱管的上下側外周面並按放射形設置多個百葉窗型的百葉板群，並且將在電加熱管的前方設置的百葉窗型百葉板部分垂直於氣流前進方向開口，同時將在電加熱管的後方設置的百葉窗型百葉板部分垂直於氣流的流動反對方向開口，故其效果為一方面減少流動氣流的壓力降低量，一方面被暖流化並彼此混合，使傳熱效果提高，同時，由於有效地減少在電加熱管的後方發生的靜流區，來自電加熱管的熱流不被阻斷，而是順利地傳送，同時提高向多個電加熱管之間中央的傳熱。
還有，由於在電加熱管的上下側之間，在垂直於百葉窗型的百葉板群的中央的位置，在平板散熱片的背面做成向表面隆起的波紋部分，不僅增大了平板散熱片的表面積，而且，在將熱交換器作為冷氣設備的蒸發器或冷凝器使用的場合，導致由於在電加熱管的內部流動的致冷劑溫度與在平板散熱片之間流動的氣流溫度之差而產生的凝結水(例如結露現象)容易流動。
權利要求
1.一種空氣調節器的熱交換器，由氣流在其間的間隙中流動並按一定間隔平行排列的多個平板散熱片和流體在內部流動的垂直於前述多個平板散熱片插入的多個電加熱管構成，其特徵在於，為了使在前述平板散熱片的背面與表面流動的氣流成為暖流並彼此混合，減少在前述多個電加熱管的後方產生的靜流區，同時提高電加熱性能，相對於電加熱管等的上下側，在平板散熱片上，朝氣流的流動行進方向及氣流的流動反對方向，左右對稱地開口，並且圍繞電加熱管的上下側的規定部位按放射形設置多個百葉窗型的百葉板群。
2.如權利要示1所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵在於，前述百葉窗型的百葉板群由第一及第二百葉窗型的百葉板部分和第二及第三百葉窗型的百葉板部分組成，第一及第二百葉窗型的百葉板部分，為了使在前述平板的背面與表面流動的氣流相對於前述電加熱管等之間從前方通過中間一半時與暖流混合，在電加熱管的前方的上下側以相互對稱的形狀沿在平板散熱片的背面與表面上突出的斜線方向分別設置，而第三及第四百葉窗型的百葉板部分，為了使通過前述第一及第二百葉窗型的百葉板部分擴散的混合氣流在相對於多個電加熱管之間從中間一半通過後方時進一步與暖氣流混合，並減少在電加熱管的後方產生的靜流區，在電加熱管的後方的上下側以相互對稱的形狀沿在平板散熱片的背面與表面上突出的斜線方向分別設置。
3.如權利要求2所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵為，前述第一及第二百葉窗型的百葉板部分垂直於通過平板散熱片的氣流前進方向開口，其左側段在平板散熱片的背面突起，而右側段則沿在平板散熱片的表面上突出的斜線方向設置。
4.如權利要求2所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵為，前述第三及第四百葉窗型的百葉板部分垂直於通過前述平板散熱片的氣流的流動反對方向開口，其左側段在平板散熱片的表面上突起，而右側段則沿在平板散熱片的背面突起的斜線方向設置。
5.如權利要求2所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵為，前述第一至第四百葉窗型的百葉板部分分別具有沿橫向連續的多個百葉板，而且是以沒有基板部分的、直接方式設置。
6.如權利要求2所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵為，前述第一及第三百葉窗型的百葉板部分的上段和前述第二及第四百葉窗型的百葉板部分的下段，與前述電加熱管的下部及上部側的外周面隔開規定的基板部分，以相同的半徑沿周圍按放射形設置。
7.如權利要求1所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵為，為了使前述平板散熱片的表面積增大，同時具有使由前述電加熱管產生的凝結水容易地流動的排水功能，在前述電加熱管的上下側之間的中央設置了沿垂直方向的波紋部分。
8.如權利要求7所述的空氣調節器的熱交換器，其特徵為，前述波紋部分，以其中央為中心，左右側段相互對稱，並且有規定的傾斜角，它在前述平板散熱片的背面向表面突出。
全文摘要
一種空氣調節器的熱交換器,按一定間隔平行排列的多個平板散熱片和垂直於前述平板散熱片插入的多個電加熱管構成,其特徵在於,為了使在平板散熱片的背面與表面流動的氣流成為暖流並彼此混合,減少在多個電加熱管的後方產生的靜流區,同時提高電加熱性能,相對於電加熱管的上下側,在平板散熱片上,朝氣流的前進方向及氣流的流動反對方向左右對稱地開口,並以圍繞電管加熱的上下側的周邊面的放射形設置多個百葉窗型的百葉板群。
文檔編號F24F1/00GK1178312SQ97114100
公開日1998年4月8日 申請日期1997年7月8日 優先權日1996年7月9日
發明者金永生 申請人:三星電子株式會社