CN103105089B - 传热翅片、翅片管型热交换器及热泵装置 - Google Patents

传热翅片、翅片管型热交换器及热泵装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种适用于翅片管型热交换器的传热翅片、翅片管型热交换器及使用了该翅片管型热交换器的热泵装置。传热翅片(3A)具备：基体部(4)；从基体部(4)立起的筒状的环部(5)；通过环部(5)的前端的一部分从环部(5)的前端向环部的径向外侧伸出而成的伸出部(51)；在环部(5)的前端向伸出部(51)以外的区域延长而形成的壁部(52)。壁部(52)距基体部(4)的高度(B)比伸出部(51)距基体部(4)的高度(A)高。

Description

传热翅片、翅片管型热交换器及热泵装置
技术领域
本发明涉及翅片管型热交换器及使用了该翅片管型热交换器的热泵装置。另外，本发明涉及适用于翅片管型热交换器的传热翅片。
背景技术
目前，在家庭用空调、机动车用空调或业务用封装空调等空气调节用设备、或者冰箱、热泵式供热水机等热泵装置中使用了作为蒸发器或冷凝器而进行动作的热交换器，其中，在家庭用空调或业务用封装空调中，最通常使用的是翅片管型热交换器。
图13是家庭用空调或业务用封装空调等中使用的翅片管型热交换器100的局部剖视图。该热交换器100具备重叠的多片传热翅片120、贯通传热翅片120的传热管110。各传热翅片120具有从基体部121立起的圆筒状(截面形状一定)的环部123。根部122及张开部124从环部123的根端及前端一边弯曲一边向径向外侧扩大。张开部124与相邻的传热翅片120的平面部121中的根部122附近部分抵接。通常，在重叠的传热翅片120的环部123内插通外径比环部123的内径小的传热管110，之后将传热管110扩大，由此使传热管110与环部123密接。
当将传热翅片120重叠时，在张开部124与根部122之间形成间隙130。在所述间隙130中，传热管110与传热翅片120不接触，因此就目前通常的机械的扩管施工方法来说无法提高从传热管110向传热翅片120的传热性。
最近，专利文献1提出有提高从传热管110向传热翅片120的传热性的方法。在该方法中，通过在间隙130中填充硅酮树脂等填充剂并使其固化来填埋间隙130。
专利文献1：日本特开2010-169344号公报
然而，就专利文献1所提出的方法来说，除了目前通常的工序之外，还需要填充填充剂的工序，因此需要重新规划工序，从而导致工时太长。并且，在热交换器的废弃时，作为废料，除了通常的由金属构成的传热翅片120及传热管110以外，还增加了填充剂这样的不同种材料，因此材料的分类变得困难。由此，再循环性恶化，导致环境负载增大。
发明内容
本发明鉴于上述的情况而提出，其目的在于提供一种能够在不使用填充剂的情况下提高从传热管向传热翅片的传热性的翅片管型热交换器及使用了该翅片管型热交换器的热泵装置。另外，本发明的目的在于提供一种适用于翅片管型热交换器的传热翅片。
即，本发明提供一种传热翅片，具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部，
所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高。
【发明效果】
根据本发明，能够提供一种适用于翅片管型热交换器的传热翅片。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的热交换器的结构图。
图2是图1所示的热交换器的局部剖视图。
图3是第一实施方式中的传热翅片的局部立体图。
图4A是图1的沿着IVA-IVA线的剖视图。
图4B是图1的沿着IVB-IVB线的剖视图。
图5是为了便于说明图4A及图4B而在一个图中表示的放大剖视图。
图6是为了便于说明图4A及图4B而在一个图中表示的另一放大剖视图。
图7是第一实施方式的变形例的传热翅片的局部立体图。
图8是第一实施方式的其它变形例的传热翅片的局部立体图。
图9是本发明的第二实施方式中的传热翅片的局部立体图。
图10是第二实施方式的变形例的传热翅片的局部立体图。
图11是本发明的第三实施方式中的传热翅片的局部立体图。
图12是使用了翅片管型热交换器的作为热泵装置的一例的室内空调的结构图。
图13是现有的翅片管型热交换器的局部剖视图。
具体实施方式
本发明的第一方式提供一种传热翅片，具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部，
所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高。
根据上述结构，在重叠传热翅片时，伸出部起到对相邻的传热翅片进行支承的作用。另一方面，在将传热管穿过环部时，没有设置伸出部的环部的前端即壁部与传热管接触。因此，能够增大传热翅片与传热管的接触面积，能够尽可能地减小相邻的传热翅片之间的间隙。从而，能够将相邻的传热翅片稳定地重叠，并且作为整体来看，能够尽可能地减少相邻的传热翅片之间的间隙。
另外，通过在环部的前端形成壁部，由此在重叠传热翅片时，重叠的传热翅片彼此抵接。因此，重叠的传热翅片整体上一体化而使传热性提高。其结果是，能够使在传热管内流动的流体的热量有效地散出。需要说明的是，虽然有可能产生重叠的传热翅片彼此不抵接的部位，但作为整体来看，重叠的传热翅片整体上一体化而使传热性提高。
另外，由于不仅环部连伸出部之间的壁部也与传热管接触，因此与现有的热交换器相比，能够提高从传热管向传热翅片的传热性。由此，能够提高热交换器的热交换效率。另外，由于不像现有技术那样需要填充剂，因此在热交换器废弃时容易进行材料的分类，不会使再循环性恶化。
本发明的第二方式在第一方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，所述伸出部至少设有两个。根据这样的结构，能够减少伸出部的数目，并且将相邻的传热翅片稳定地重叠。若减少伸出部的数目，则相应地能够增大传热翅片与传热管的接触面积。
本发明的第三方式在第二方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，至少两个所述伸出部中的一方沿着一个方向延伸，至少两个所述伸出部中的另一方沿着与所述一个方向相反的方向延伸。根据这样的结构，即使伸出部的数目为两个，也能够充分地确保重叠传热翅片时的稳定性。
本发明的第四方式在第三方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，所述一个方向为与所述传热翅片的长度方向正交的方向。根据这样的结构，即使伸出部的数目为两个，也能够充分地确保重叠传热翅片时的稳定性。
本发明的第五方式在第三方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，所述一个方向位于相对于从所述环部的中心沿着与所述传热翅片的长度方向正交的宽度方向延伸的直线呈±30度的范围内。根据这样的结构，即使伸出部的数目为两个，也能够充分地确保重叠传热翅片时的稳定性。
本发明的第六方式在第一～第五方式中的任一方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，所述伸出部为随着远离所述环部的前端而向径向外侧折弯的结构。
本发明的第七方式在第一～第六方式中的任一方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，在所述伸出部与所述壁部之间设置有切口部。
本发明的第八方式在第一～第五方式及第七方式中的任一方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，所述伸出部形成为所述伸出部的中央部从构成所述环部的筒状体的外周面鼓起的形状。
本发明的第九方式在第一～第五方式及第七方式中的任一方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，所述伸出部为在构成所述环部的筒状体的外周面上设置的突起。
本发明的第十方式在第一～第九方式中的任一方式的基础上，提供一种传热翅片，其中，设置有台阶部，该台阶部从所述环部的根端弯曲而与所述基体部相连，且形成凹部。根据这样的结构，在重叠传热翅片时，台阶部形成供相邻的传热翅片的伸出部进入的凹部。由此，在制造时重叠传热翅片之际，即使因重叠的传热翅片的自重而对下层部分的传热翅片施加载荷，而使伸出部向环部的径向的外侧扩张，也能够利用由台阶部形成的凹部来限制扩张的范围。因此，能够防止重叠的下层部分的传热翅片的环部的内径比重叠的上层部分的传热翅片的环部的内径更大地扩张的情况。即，在进行将传热管***重叠的传热翅片中，使传热管扩张而与传热翅片的环部接触的作业时，能够防止在重叠的上层部分的传热翅片与传热管的接触面积和重叠的下层部分的传热翅片与传热管的接触面积之间产生偏差。从而，能够与重叠的传热翅片的部位无关地实现从传热管向传热翅片的传热性的均匀化。
本发明的第十一方式提供一种传热翅片，具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部；
从所述环部的根端弯曲而与所述基体部相连，且形成凹部的台阶部。
根据这样的结构，在重叠传热翅片时，台阶部形成供相邻的传热翅片的伸出部进入的凹部。由此，在制造时重叠传热翅片之际，即使因重叠的传热翅片的自重而对下层部分的传热翅片施加载荷，而使伸出部向环部的径向的外侧扩张，也能够利用由台阶部形成的凹部来限制扩张的范围。因此，能够防止重叠的下层部分的传热翅片的环部的内径比重叠的上层部分的传热翅片的环部的内径更大地扩张的情况。即，在进行将传热管***重叠的传热翅片中，使传热管扩张而与传热翅片的环部接触的作业时，能够防止在重叠的上层部分的传热翅片与传热管的接触面积和重叠的下层部分的传热翅片与传热管的接触面积之间产生偏差。从而，能够与重叠的传热翅片的部位无关地实现从传热管向传热翅片的传热性的均匀化。
本发明的第十二方式提供一种翅片管型热交换器，具备重叠的多片传热翅片和贯通所述多片传热翅片的传热管，
所述传热翅片具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部，
所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高。
根据这样的结构，在重叠传热翅片时，伸出部起到对相邻的传热翅片进行支承的作用。另一方面，在将传热管穿过环部时，没有设置伸出部的环部的前端即壁部与传热管接触。因此，能够增大传热翅片与传热管的接触面积，能够尽可能地减小相邻的传热翅片之间的间隙。从而，能够将相邻的传热翅片稳定地重叠，并且作为整体来看，能够尽可能地减少相邻的传热翅片之间的间隙。
另外，通过在环部的前端形成壁部，由此在重叠传热翅片时，重叠的传热翅片彼此抵接。因此，重叠的传热翅片整体上一体化而使传热性提高。其结果是，能够使在传热管内流动的流体的热量有效地散出。
另外，由于能够尽可能地减少相邻的传热翅片之间的间隙，因此无需向间隙填充填充剂。在热交换器废弃时，容易进行材料的分类，使再循环性提高。
本发明的第十三方式在第十二方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述伸出部至少设有两个。根据这样的结构，能够减少伸出部的数目，并且将相邻的传热翅片稳定地重叠。若减少伸出部的数目，则相应地能够增大传热翅片与传热管的接触面积。
本发明的第十四方式在第十三方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，至少两个所述伸出部中的一方沿着一个方向延伸，至少两个所述伸出部中的另一方沿着与所述一个方向相反的方向延伸。根据这样的结构，即使伸出部的数目为两个，也能够充分地确保重叠传热翅片时的稳定性。
本发明的第十五方式在第十四方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述一个方向为与所述传热翅片的长度方向正交的方向。根据这样的结构，即使伸出部的数目为两个，也能够充分地确保重叠传热翅片时的稳定性。
本发明的第十六方式在第十四方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述一个方向位于相对于从所述环部的中心沿着与所述传热翅片的长度方向正交的宽度方向延伸的直线呈±30度的范围内。根据这样的结构，即使伸出部的数目为两个，也能够充分地确保重叠传热翅片时的稳定性。
本发明的第十七方式在第十二～第十六方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述伸出部为随着远离所述环部的前端而向径向外侧折弯的结构。
本发明的第十八方式在第十二～第十七方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，在所述伸出部与所述壁部之间设置有切口部。
本发明的第十九方式在第十二～第十六方式及第十八方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述伸出部形成为所述伸出部的中央部从构成所述环部的筒状体的外周面鼓起的形状。
本发明的第二十方式在第十二～第十六方式及第十八方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述伸出部为在构成所述环部的筒状体的外周面上设置的突起。
本发明的第二十一方式在第十二～第二十方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的壁部与和这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的环部的根端的背面抵接。
本发明的第二十二方式在第十二～第二十方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的壁部不与和这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的环部的根端的背面抵接。
本发明的第二十三方式在第十二～第二十二方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，设置有台阶部，该台阶部从所述环部的根端弯曲而与所述基体部相连，且形成凹部。根据这样的结构，在重叠传热翅片时，台阶部形成供相邻的传热翅片的伸出部进入的凹部。由此，在制造时重叠传热翅片之际，即使因重叠的传热翅片的自重而对下层部分的传热翅片施加载荷，而使伸出部向环部的径向的外侧扩张，也能够利用由台阶部形成的凹部来限制扩张的范围。因此，能够防止重叠的下层部分的传热翅片的环部的内径比重叠的上层部分的传热翅片的环部的内径更大地扩张的情况。即，在进行将传热管***重叠的传热翅片中，使传热管扩张而与传热翅片的环部接触的作业时，能够防止在重叠的上层部分的传热翅片与传热管的接触面积和重叠的下层部分的传热翅片与传热管的接触面积之间产生偏差。从而，能够与重叠的传热翅片的部位无关地实现从传热管向传热翅片的传热性的均匀化。
本发明的第二十四方式在第十二～第二十三方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的所述伸出部进入到通过与这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的所述台阶部形成的凹部内。
本发明的第二十五方式在第二十三方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，在所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的所述伸出部与通过和这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的所述台阶部形成的凹部接触的范围内，所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高。
本发明的第二十六方式在第十二～第二十五方式中任一方式的基础上，提供一种翅片管型热交换器，其中，所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的所述壁部进入到与这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的所述环部的根端的内侧。根据这样的结构，由于能够尽可能地减少在重叠的传热翅片中的一个传热翅片与和这一个传热翅片重叠的其它传热翅片之间形成的间隙，因此能够增大传热面积，提高热交换效率。
本发明的第二十七方式提供一种热泵装置，具备：压缩机；冷凝器；节流装置；蒸发器；供制冷剂在所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置及所述蒸发器中循环的制冷剂回路，所述冷凝器和所述蒸发器中的至少一方为第十二～第二十五方式中任一方式所述的翅片管型热交换器。
(实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。然而，本发明并不限定于以下的实施方式。
(第一实施方式)
图1表示本发明的第一实施方式涉及的翅片管型热交换器1。该热交换器1具备重叠的多片传热翅片3A、配置在传热翅片3A的两侧的一对侧板20、贯通传热翅片3A及侧板20的多个U字状的传热管2。
各传热翅片3A沿着特定方向延伸，各传热管2的直线部以一定的间距在传热翅片3A的长度方向上排列。各传热管2的两端部从连结直线部彼此的折回部的相反侧的侧板20突出，相邻的传热管2的端部彼此通过弯管21连结。
各传热管2由铜等热传导率大的金属构成。各传热翅片3A为通过对薄的铝板进行冲压成形而成的板状的构件，在俯视下呈长方形状。然而，各传热翅片3A的形状只要沿着特定方向延伸即可，并没有特别限定，例如，可以为沿着特定方向延伸的菱形或梯形等多边形形状，也可以为椭圆状。
具体而言，如图2～图4B所示，各传热翅片3A包括绕着传热管2的直线部而扩展的基体部4、从基体部4沿着传热管2的直线部立起的圆筒状的环部5。需要说明的是，以下，为了便于说明，将环部5立起的方向称为上方，将与其相反的方向称为下方。
环部5形成用于供传热管2插通的插通孔。传热管2最初具有比环部5的内径小的外径，以与传热翅片3A的插通孔一致的方式重叠后插通在插通孔中。即，在最初的传热管2与环部5之间设有用于确保传热管2的插通性的间隙。之后，使用在传热管2内插通扩管坯的机械的扩管法等来对传热管2进行扩管。由此，传热管2与环部5接触，传热管2和环部5以同轴地一体化的方式被固定。
在环部5的下方设置有从环部5的根端一边弯曲一边向径向外侧扩大而与基体部4相连的根部55。另一方面，在环部5的上方，多个伸出部51和多个壁部52在周向上交替地排列设置。即，伸出部51的数目与壁部52的数目相同。
基体部4可以平坦地形成，但在本实施方式中，形成为呈与传热翅片3A的长度方向平行的条纹模样的波形。需要说明的是，波形的条纹模样不一定非要与传热翅片3A的长度方向平行，也可以相对于传热翅片3A的长度方向倾斜。具体而言，基体部4包括具有多个山谷的波形部41、以与波形部41的谷相同的高度包围传热管2的平坦的环状部43、从环状部43的外周缘至波形部41的山为止呈锥状延伸的周壁42。并且，上述的根部55与环状部43的内周缘相连。
伸出部51从环部5的前端向径向外侧伸出。壁部52通过环部5向伸出部51以外的区域延长而形成。换言之，壁部52通过环部5在伸出部51之间延长而形成。并且，在相邻的传热翅片3A中，如图4A所示，一方的传热翅片3A的伸出部51与另一方的传热翅片3A的环状部43中的根部55附近部分抵接。
需要说明的是，在本实施方式中，设置有从环部5的根端弯曲而与基体部4相连且形成凹部的台阶部6。详细而言，在环状部43上设置有形成能够供伸出部51嵌入到根部55的周围这样的凹部的台阶部6。即，台阶部6具有比与伸出部51外接的圆的直径大的内径。台阶部6的截面形状可以为相对于环部5的轴向平行或者倾斜的直线，也可以弯曲。在这样的结构中，制造时将传热翅片3A重叠时，即使因重叠的传热翅片3A的自重而对下层部分的传热翅片3A施加载荷，而使伸出部51向环部5的径向的外侧扩张，也能够利用由台阶部6形成的凹部来限制扩张的范围。因此，能够防止重叠的下层部分的传热翅片3A的环部5的内径比重叠的上层部分的传热翅片3A的环部5的内径更大地扩张的情况。即，在进行将传热管2***重叠的传热翅片3A中，使传热管2扩张而与传热翅片3A的环部5接触的作业时，能够防止在重叠的上层部分的传热翅片3A与传热管2的接触面积和重叠的下层部分的传热翅片3A与传热管2的接触面积之间产生偏差。从而，能够与重叠的传热翅片3A的部位无关地实现从传热管2向传热翅片3A的传热性的均匀化。
伸出部51起到在重叠传热翅片3A时对相邻的传热翅片3A进行支承的作用。因此，优选伸出部51的上端均位于距环状部43相等的高度处。另外，优选伸出部51在周向上等角度间隔地配置。
伸出部51的个数并没有特别限制，但优选伸出部51至少设有两个。从重叠传热翅片3A时的与传热翅片3A的长度方向正交的宽度方向的稳定性(在长度方向上，通过设置的多个伸出部51来稳定地支承)的观点出发，就伸出部51来说，优选至少包括分别配置在从环部5的中心在传热翅片3A的宽度方向上扩展的两个角度范围(例如，相对于沿宽度方向延伸的直线呈±30度的范围)内的两个伸出部。例如，在俯视下(从环部5的轴向观察时)，以三个伸出部51的中心线呈Y字状的方式在一方的角度范围内配置一个伸出部51而在另一方的角度范围内配置两个伸出部51也可。或者，在两方的角度范围内各将一个伸出部51配置在从通过环部5的中心而沿宽度方向延伸的直线偏离的位置处也可。然而，从将壁部52与传热管2的接触面积确保得较大并同时提高稳定性这样的观点出发，将伸出部51以沿着传热翅片3A的宽度方向相互反向地伸出的方式设置两个为最佳的方式。换言之，两个伸出部51中的一方沿着一个方向延伸。两个伸出部51中的另一方沿着与一个方向相反的方向延伸。详细而言，一个方向是指与传热翅片3A的长度方向正交的方向(宽度方向)。
在本实施方式中，各伸出部51以随着远离环部5的前端而向径向外侧移动的方式相对于环部5一边弯曲一边折弯90度。然而，伸出部51不一定非要弯曲，例如，伸出部51可以由从环部5倾斜延伸的直线坡度部和在直线坡度部的前端设置的凸缘部构成。折弯的角度也不限定为90度。
优选各伸出部51的周向上的宽度比环部5的周向上的宽度小，例如，为环部5的周长的1/12～1/5左右。
另外，在本实施方式中，各伸出部51在俯视下形成为一定宽度的圆弧状而具有尖锐的角部，但为了防止在重叠传热翅片3A时伸出部51的角部成为妨碍，可以如图7所示那样将伸出部51的角部形成为圆角，也可以将伸出部51的形状形成为在俯视下呈月牙状。
另一方面，壁部52不具有对相邻的传热翅片3A进行支承的作用，取而代之而与传热管2接触。壁部52的内径与环部5的内径相同，壁部52构成与环部5连续的壁面。即，在重叠传热翅片3A时，虽然如图4A所示那样在伸出部51与上方的传热翅片3A的根部55之间形成了间隙7，但如图4B所示那样在壁部52与上方的传热翅片3A的根部55之间仅形成了微小的间隙。
从壁部52进入到上方的传热翅片3A的根部55的内侧而使与根部55之间形成的间隙尽可能地小这样的观点出发，如图5所示，壁部52距环状部43(基体部4)的高度B比伸出部51距环状部43(基体部4)的高度A高。即，壁部52高出壁部52距环状部43(基体部4)的高度B与伸出部51距环状部43(基体部4)的高度A之差Δh。根据这样的结构，不仅能够将间隙7减少差Δh的量，还由于传热翅片3A与传热管2的接触面积增大，因此传热面积增大，热交换效率提高。反之，在壁部52距环状部43(基体部4)的高度B比伸出部51距环状部43(基体部4)的高度A低的情况下，在重叠传热翅片3A时，在相邻的传热翅片3A之间传热管2的侧面露出，从传热效率的观点出发不优选。并且，通过在环部5的前端形成壁部52，由此在重叠传热翅片3A时，重叠的传热翅片3A彼此抵接。因此，重叠的传热翅片3A整体上一体化而使传热性提高。其结果是，能够使在传热管2内流动的流体的热量有效地散出。
如图5所示，重叠的传热翅片3A中的一个传热翅片3A的壁部52可以与和这一个传热翅片3A重叠的其它传热翅片3A的环部5的根端的背面抵接。另外，如图6所示，重叠的传热翅片3A中的一个传热翅片3A的壁部52也可以不与和这一个传热翅片3A重叠的其它传热翅片3A的环部5的根端的背面抵接。在重叠的多个传热翅片3A中，若存在壁部52与环部5的根端的背面抵接的部分，则也可能存在壁部52与环部5的根端的背面不抵接的部分。例如，在制造时重叠传热翅片3A之际，在下层部分的传热翅片3A中，壁部52与环部5的根端的背面因自重而抵接的可能性高。相对于此，在上层部分的传热翅片3A中也可能产生壁部52与环部5的根端的背面不抵接的部位。然而，从整体来看，重叠的传热翅片3A整体上一体化而使传热性提高。
另外，如图4A所示，重叠的传热翅片3A中的一个传热翅片3A的伸出部51进入到通过和这一个传热翅片3A重叠的其它传热翅片3A的台阶部6形成的凹部内。另外，图4B所示，重叠的传热翅片3A中的一个传热翅片3A的壁部52进入到和这一个传热翅片3A重叠的其它传热翅片3A的环部5的根端的内侧。需要说明的是，如图5所示，在重叠的传热翅片3A中的一个传热翅片3A的伸出部51与通过和这一个传热翅片3A重叠的其它传热翅片3A的台阶部6形成的凹部接触的范围内，壁部52距基体部4的高度B比伸出部51距基体部4的高度A高为好。
在本实施方式中，在各伸出部51与各壁部52之间设置有细线状的切口(狭缝)。然而，为了缓和伸出部51与壁部52的边界处的应力集中，如图8所示，优选在各伸出部51与各壁部52之间设置将它们光滑地连结的具有规定宽度且底呈圆弧状的切口53(切口部的一例)。
这里，以图13所示的现有的翅片管型热交换器100为参考，对传热现象的详细情况进行说明。
在传热管110内流动的流体的热量从传热管110的外周面向环部123的内周面传递后，向环部123的外周面以及基体部121的上表面及下表面传导。传导到环部123的外周面、基体部121的上表面及下表面的热量从此处向在基体部121之间流动的流体传递。
此时，从传热管110的外周面向环部5的内周面热传递时的接触热导率通常由以下的式1定义。
【式1】
…(式1)
K：接触热导率(W/m2·K)
δ1：构成接触面的一方的构件的表面粗糙度(μm)
δ2：构成接触面的另一方的构件的表面粗糙度(μm)
δ0：接触相当长度(＝23μm)
λ1：构成接触面的一方的构件的热导率(W/m·K)
λ2：构成接触面的另一方的构件的热导率(W/m·K)
P：接触压力(MPa)
H：构成接触面的构件中的柔软的一方的硬度(Hb)
λf：中间流体热导率(W/m·K)
另外，使用通过上述的式1求出的接触热导率K，根据以下的式2来求解接触热阻Rc。
Rc＝1/(K×S)…(式2)
Rc：接触热阻(K/W)
S：接触面积(m2)
因而，为了降低接触热阻Rc，存在增大接触热导率K的方法和增大接触面积S的方法这两种方法。
为了增大接触热导率K，例如像专利文献1所记载的那样，已知有在环部123间的间隙130中填充填充剂的方法。在该方法中，通常通过将作为空气的中间流体变更为填充剂，由此能够提高中间流体热导率λf而增大接触热导率K。
然而，在使用了填充剂的情况下，在构成热交换器100的材料中除了传热翅片120的原材料及传热管110的原材料之外还混有填充剂的原材料，在产品废弃时难以按照用于再循环的原材料而进行分类。其结果是，导致再循环性恶化而使再循环率降低或再循环时所需的能量增大等，从而使环境负载增大。
目前，像家电再循环法所代表的那样降低对地球环境的负载的措施由政府主导实施，由于将来存在扩大对象商品的趋势，因此再循环性成为无法忽视的要素。
另外，除了上述的方法以外，作为增大接触热导率K的方法，还有减小传热管110与环部123的接触面的表面粗糙度δ1、δ2的方法、提高接触压力P的方法、提高传热管110及传热翅片120的热导率λ1、λ2的方法、降低传热管110或者传热翅片120中的柔软的一方的硬度H的方法等。本发明着眼于增大接触面积S的方法。
通过增加传热管110与传热翅片120的接触面积，由此即使不改变接触热导率K也能够降低接触热阻Rc，能够提高从传热管110向传热翅片120的传热性。
如上所述，在本实施方式的热交换器1中，不仅环部5连伸出部51之间的壁部52也与传热管2接触，因此与现有的热交换器相比，能够提高从传热管2向传热翅片3A的传热性。由此，能够提高热交换器1的热交换效率。另外，由于不像现有技术那样需要填充剂，因此在热交换器废弃时容易进行材料的分类，不会使再循环性恶化。
<热泵装置>
接着，参照图12，对使用上述热交换器1的作为热泵装置的一例的室内空调10进行说明。
在室内空调10中，跨室内单元10A和室外单元10B而构成制冷剂回路10C。在室外单元10B内配置有压缩机11(作为一例，为回转式压缩机)、四通阀12、室外热交换器13、节流装置14(作为一例，为膨胀阀)，在室内单元10A内配置有室内热交换器15。另外，在室外单元10B设置有向室外热交换器13输送室外空气的室外风扇16(作为一例，为轴流风扇)，在室内单元10A设置有向室内热交换器15输送室内空气的室内风扇17(作为一例，为横流风扇)。
在室内空调10中，通过四通阀12将被压缩机11压缩后的高温高压的制冷剂在供暖运转时向室内热交换器15引导并在制冷运转时向室外热交换器13引导。在供暖运转时，室内热交换器15成为冷凝器，从四通阀12向室内热交换器15输送高温制冷剂。室内热交换器15将流动而来的高温制冷剂的热量与由室内风扇17输送来的室内空气的热量进行热交换，将制冷剂的热量向空气放出，由此来使制冷剂冷凝液化。液化了的制冷剂被节流装置14隔热膨胀，由此成为低温低压的制冷剂向室外热交换器13输送。室外热交换器13成为蒸发器，将气液二相状态的低温制冷剂的热量与由室外风扇16输送来的室外空气的热量进行热交换，使制冷剂吸收空气的热量，由此使制冷剂蒸发气化。蒸发后的低压气化制冷剂被压缩机11再次压缩。通过连续地反复进行该循环，由此加热室内空气而进行供暖。在制冷运转时，通过切换四通阀12使制冷剂反向流动，从而冷却室内空气来进行制冷。即，在供暖运转和制冷运转这两方的运转中，在制冷剂回路10C中循环的制冷剂按顺序通过压缩机11、冷凝器、节流装置14及蒸发器。
在上述那样的室内空调10或其以外的热泵装置中，通过将冷凝器和蒸发器中的至少一方设为本实施方式的热交换器1，由此能够提高冷凝器及/或蒸发器的热交换效率。其结果是，能够提高热泵装置的COP(制冷系数：coefficient of performance)。
(第二实施方式)
接着，参照图9，对本发明的第二实施方式涉及的翅片管型热交换器进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的结构部分标注同一符号，而省略其说明。这点在后述的第三实施方式中也同样。
在本实施方式中，使用图9所示的形状的传热翅片3B。该传热翅片3B通过对第一实施方式所使用的传热翅片3A而言变更伸出部51的形状而成。壁部52距基体部4的高度比伸出部51距基体部4的高度高。
具体而言，在本实施方式中，各伸出部51与两侧的壁部52连续，并且具有随着远离环部5的前端而周向的中央部逐渐鼓起的形状。换言之，各伸出部51的形状为ヘ状截面(喙状截面、V字状截面)的注水口形状。
在重叠传热翅片3B时，伸出部51具有对相邻的传热翅片3B进行支承的作用，因此需要耐受住位于上方的所有的传热翅片3B的重量。关于这一点，在像本实施方式那样将伸出部51的形状形成为注水口形状时，由于使截面系数增加，因此能够使伸出部51自身的强度提高。需要说明的是，壁部52所起到的效果与第一实施方式相同。
需要说明的是，在图9中，伸出部51的截面呈ヘ状而中央部尖锐，但为了防止在重叠传热翅片3B时伸出部51的中央部成为妨碍，也可以像图10所示那样使伸出部51的中央部平滑地弯曲。
(第三实施方式)
接着，参照图11，对本发明的第三实施方式涉及的翅片管型热交换器进行说明。在本实施方式中，使用图11所示的形状的传热翅片3C。该传热翅片3C通过对第一实施方式所使用的传热翅片3A而言变更伸出部51的形状而成。壁部52距基体部4的高度比伸出部51距基体部4的高度高。
具体而言，在本实施方式中，各伸出部51由在构成环部5及壁部52的连续筒状体的外周面上设置的突起构成。突起具有沿着环部5的轴向延伸的线状的捏手形状。在这样的结构中，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
【工业实用性】
本发明的翅片管型热交换器能够适用于家庭用空调、机动车用空调或业务用封装空调等空气调节用设备、或者冰箱、热泵式供热水机等所利用的热泵装置。

Claims (23)

1.一种传热翅片，具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部；
从所述环部的根端一边弯曲一边向径向外侧扩大的根部；
从所述根部弯曲而与所述基体部相连，且形成凹部的台阶部，
所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高，
在重叠传热翅片时，所述壁部不与相邻的传热翅片的所述环部的根端的背面抵接。
2.根据权利要求1所述的传热翅片，其中，
所述伸出部至少设有两个。
3.根据权利要求2所述的传热翅片，其中，
至少两个所述伸出部中的一方沿着一个方向延伸，至少两个所述伸出部中的另一方沿着与所述一个方向相反的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的传热翅片，其中，
所述一个方向为与所述传热翅片的长度方向正交的方向。
5.根据权利要求3所述的传热翅片，其中，
所述一个方向位于相对于从所述环部的中心沿着与所述传热翅片的长度方向正交的宽度方向延伸的直线呈±30度的范围内。
6.根据权利要求1所述的传热翅片，其中，
所述伸出部为随着远离所述环部的前端而向径向外侧折弯的结构。
7.根据权利要求1所述的传热翅片，其中，
在所述伸出部与所述壁部之间设置有切口部。
8.根据权利要求1所述的传热翅片，其中，
所述伸出部形成为所述伸出部的中央部从构成所述环部的筒状体的外周面鼓起的形状。
9.根据权利要求1所述的传热翅片，其中，
所述伸出部为在构成所述环部的筒状体的外周面上设置的突起。
10.一种传热翅片，具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部；
从所述环部的根端一边弯曲一边向径向外侧扩大的根部；
从所述根部弯曲而与所述基体部相连，且形成凹部的台阶部，
在重叠传热翅片时，所述壁部不与相邻的传热翅片的所述环部的根端的背面抵接。
11.一种翅片管型热交换器，具备重叠的多片传热翅片和贯通所述多片传热翅片的传热管，
所述传热翅片具备：
基体部；
从所述基体部立起的筒状的环部；
通过所述环部的前端的一部分从所述环部的前端向所述环部的径向外侧伸出而成的伸出部；
在所述环部的前端向所述伸出部以外的区域延长而形成的壁部；
从所述环部的根端一边弯曲一边向径向外侧扩大的根部；
从所述根部弯曲而与所述基体部相连，且形成凹部的台阶部，
所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高，
所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的壁部不与和这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的环部的根端的背面抵接。
12.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
所述伸出部至少设有两个。
13.根据权利要求12所述的翅片管型热交换器，其中，
至少两个所述伸出部中的一方沿着一个方向延伸，至少两个所述伸出部中的另一方沿着与所述一个方向相反的方向延伸。
14.根据权利要求13所述的翅片管型热交换器，其中，
所述一个方向为与所述传热翅片的长度方向正交的方向。
15.根据权利要求13所述的翅片管型热交换器，其中，
所述一个方向位于相对于从所述环部的中心沿着与所述传热翅片的长度方向正交的宽度方向延伸的直线呈±30度的范围内。
16.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
所述伸出部为随着远离所述环部的前端而向径向外侧折弯的结构。
17.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
在所述伸出部与所述壁部之间设置有切口部。
18.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
所述伸出部形成为所述伸出部的中央部从构成所述环部的筒状体的外周面鼓起的形状。
19.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
所述伸出部为在构成所述环部的筒状体的外周面上设置的突起。
20.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的所述伸出部进入到通过与这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的所述台阶部形成的凹部内。
21.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
在所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的所述伸出部与通过和这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的所述台阶部形成的凹部接触的范围内，所述壁部距所述基体部的高度比所述伸出部距所述基体部的高度高。
22.根据权利要求11所述的翅片管型热交换器，其中，
所述重叠的传热翅片中的一个传热翅片的所述壁部进入到与这一个传热翅片重叠的其它传热翅片的所述环部的根端的内侧。
23.一种热泵装置，具备：
压缩机；
冷凝器；
节流装置；
蒸发器；
供制冷剂在所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置及所述蒸发器中循环的制冷剂回路，
所述冷凝器和所述蒸发器中的至少一方为权利要求11所述的翅片管型热交换器。
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