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换热器及具备换热器的空调机的制作方法

2021-10-24 11:45:00 来源:中国专利 TAG:空调机 换热器 具备 器及 换热


1.本发明涉及一种换热器及具备换热器的空调机。


背景技术:

2.以往,在空调机中,已知有使用扁管的换热器。在这种换热器中,当水滴状的冷凝水滞留于扁管及翅片中的至少一方的表面时,在扁管内的流路中流动的工作流体与通过翅片彼此间的气体之间的热交换因冷凝水而被妨碍,由此对换热器的功能产生不良影响。
3.对此,公开有如下技术,在设置空调机时,在翅片上设置在重力方向上引导冷凝水的隆起部,由此提高冷凝水的排出(例如,参见专利文献1)。具体地,在该技术中,从翅片的平面部突出而形成的隆起部形成为如下形状,其第一端部位于用于插入扁管的上下缺口部彼此之间的区域,并且隆起部的第二端部在无缺口部的区域中相比于第一端部位于下方。
4.但是,专利文献1的技术存在如下问题,其结构虽然能够提高附着于翅片的冷凝水的排出性,但另一方面在该形状下无法充分排出滞留于扁管周围的冷凝水。即,在扁管的下表面,以表面张力、重力、及静摩擦系数等处于平衡的状态下滞留的水滴无法被排出,直到水滴变大而其重力超过表面张力等与重力方向相反方向的力。此外,如图4b所示,在隆起部54a中,冷凝水的大部分量沿中间部侧边缘x1‑
z1而使其流动集中在方向w1侧。其结果,沿连结部侧边缘x2‑
z2向方向w2侧流动的量变少。并且,被传递到方向w1上的大部分冷凝水因重力影响,冷凝水的一部分被传递至方向w3上,之后滴落到插入于在隆起部54a的下方设置的第二缺口部51b的第二扁管40b(参见图3)。
5.专利文献1:国际公开第2016/194043号


技术实现要素:

6.本发明是鉴于上述问题作出的,其目的在于提供一种能够提高滞留于翅片及扁管这两者的表面的冷凝水的排出性的换热器及具备换热器的空调机。
7.本技术公开的换热器的一种形式,其包括:多个扁管;翅片,其中用于分别插入多个扁管的多个缺口部在上下方向上并排配置,该翅片具有分别在上下方向上相邻的缺口部彼此之间形成的多个中间部、以及连接各中间部彼此的连结部;以及第一隆起部,其具有在夹着中间部且在上下方向上相邻的两个缺口部中将上侧的缺口部设为第一缺口部,将下侧的缺口部设为第二缺口部时,设置于第一缺口部与第二缺口部之间的上端边缘及下端边缘,上端边缘位于中间部,下端边缘位于连结部,上端边缘中,位于中间部侧的第一上端部相比于位于连结部侧的第二上端部位于上方,或者第一上端部与第二上端部位于相同高度。
8.根据本发明,能够提高滞留于翅片及扁管这两者的表面的冷凝水的排出性。
附图说明
9.图1a是为了说明实施方式涉及的空调机的一个示例而表示的制冷剂回路图。
10.图1b是为了说明实施方式涉及的空调机的一个示例而表示的控制单元的框图。
11.图2a是为了说明实施方式涉及的室外换热器而表示的室外换热器的俯视图。
12.图2b是为了说明实施方式涉及的室外换热器而表示的室外换热器的主视图。
13.图3是说明扁管与翅片的关系的图。
14.图4a是说明实施方式涉及的第一隆起部的图。
15.图4b是说明比较例涉及的第一隆起部的图。
16.图5是说明第一隆起部的位置关系的侧视图。
17.图6是说明第一隆起部的位置关系的主视图。
18.图7是说明液体与固体之间的接触角的图。
19.图8a是说明第一隆起部的上端边缘与第一缺口部的下边之间的距离的主视图。
20.图8b是说明第一隆起部的上端边缘与第一缺口部的下边之间的距离的侧视图。
21.图9是说明第一隆起部的下端边缘与第二缺口部的中间部侧端部之间的距离的图。
22.图10是说明进一步设置了第二隆起部的形式的图。
23.图11是说明第一隆起部的位置关系的侧视图。
24.图12是说明比较例涉及的第一隆起部的位置关系的侧视图。
25.图13a是比较了彼此接触角θ不同的、滞留于第一扁管40a周围的冷凝水(液滴)的大小d2的图,且是表示接触角θ=10
°
时的液滴的大小d2的图。
26.图13b是比较了彼此接触角θ不同的、滞留于第一扁管40a周围的冷凝水(液滴)的大小d2的图,且是分别表示接触角θ=60
°
时的液滴的大小d2的图。
具体实施方式
27.实施方式
28.下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外,本发明并不限于以下实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,可以进行各种变形。
29.制冷剂回路的结构
30.首先,参照图1a对包括室外机2的空调机1的制冷剂回路进行说明。如图1a所示,本实施方式的空调机1具备设置于室外的室外机2、以及设置于室内且通过液体管4及气体管5连接于室外机2的室内机3。具体地,室外机2的液体侧关闭阀25与室内机3的液体管连接部33通过液体管4连接。此外,室外机2的气体侧关闭阀26与室内机3的气体管连接部34通过气体管5连接。由此形成空调机1的制冷剂回路10。
31.室外机的制冷剂回路
32.首先,对室外机2进行说明。室外机2具备:压缩机21、四通阀22、室外换热器23、膨胀阀24、连接有液体管4的液体侧关闭阀25、连接有气体管5的气体侧关闭阀26、及室外风机27。并且,除室外风机27外的这些各装置通过后述的各制冷剂管道相互连接,由此形成构成制冷剂回路10的一部分的室外机制冷剂回路10a。另外,可以在压缩机21的制冷剂吸入側设置储液器(未图示)。
33.压缩机21是容量可变压缩机,由未图示的逆变器控制其转速,由此能够改变运行容量。压缩机21的制冷剂排出侧与四通阀22的端口a和排出管61连接。此外,压缩机21的制
冷剂吸入側与四通阀22的端口c和吸入管66连接。
34.四通阀22是用于切换制冷剂的流动方向的阀,且具备四个端口a、b、c、d。如上所述,端口a与压缩机21的制冷剂排出侧通过排出管61连接。端口b与室外换热器23的一方的制冷剂出入口通过制冷剂管道62连接。如上所述,端口c与压缩机21的制冷剂吸入側通过吸入管66连接。并且,端口d与气体侧关闭阀26通过室外机气体管64连接。
35.室外换热器23用于使通过后述的室外风机27的旋转被吸入至室外机2内部的外部气体与制冷剂进行热交换。如上所述,室外换热器23的一方的制冷剂出入口与四通阀22的端口b通过制冷剂管道62连接,另一方的制冷剂出入口与液体侧关闭阀25通过室外机液体管63连接。通过四通阀22的切换,室外换热器23在制冷运行时用作冷凝器,在制热运行时用作蒸发器。
36.膨胀阀24是通过未图示的脉冲电动机驱动的电子膨胀阀。具体地,膨胀阀24的开度根据施加于脉冲电动机的脉冲数被调整。以在制热运行时膨胀阀24使从压缩机21排出的制冷剂的温度、即排出温度成为规定的目标温度的方式,膨胀阀24的开度被调整。
37.室外风机27由树脂材料形成,并配置于室外换热器23的附近。室外风机27的中心部支承于未图示的风机电动机的旋转轴。室外风机27通过风机电动机旋转而旋转。通过室外风机27的旋转,从室外机2的未图示的吸入口向室外机2的内部吸入外部气体,并将在室外换热器23中与制冷剂进行了热交换的外部气体从室外机2的未图示的吹出口向室外机2的外部排出。
38.除以上说明的结构外,在室外机2设置有各种传感器。如图1a所示,排出管61设置有:排出压力传感器71,其检测从压缩机21排出的制冷剂的压力;以及排出温度传感器73,其检测从压缩机21排出的制冷剂的温度(上述的排出温度)。吸入管66设置有:吸入压力传感器72,其检测吸入到压缩机21的制冷剂的压力;以及吸入温度传感器74,其检测吸入到压缩机21的制冷剂的温度。
39.室外换热器23具有的未图示的制冷剂通道的大致中间部设置有换热温度传感器75,其检测室外换热器23的温度、即室外换热温度。并且,在室外机2的未图示的吸入口附近设置有外部气体温度传感器76,其检测流入室外机2内部的外部气体的温度、即外部气体温度。
40.此外,室外机2具备室外机控制单元200。室外机控制单元200搭载于控制基板,该控制基板收纳于室外机2的未图示的电气设备箱。如图1b所示,室外机控制单元200具备cpu210、存储部220、通信部230、以及传感器输入部240。
41.存储部220由快闪存储器构成,其存储有室外机2的控制程序、与来自各种传感器的检测信号对应的检测值、压缩机21或室外风机27等的控制状态等。此外,虽然省略了图示,但在存储部220中预先存储有转速表,该转速表中根据从室内机3接收的需求能力规定有压缩机21的转速。
42.通信部230是与室内机3进行通信的接口。传感器输入部240获取室外机2的各种传感器的检测结果,并将其输出至cpu210。
43.cpu210通过传感器输入部240获取上述的室外机2的各传感器的检测结果。进一步地,cpu210通过通信部230获取从室内机3发送的控制信号。cpu210基于所获取的检测结果或控制信号等,进行压缩机21或室外风机27的驱动控制。此外,cpu210基于所获取的检测结
果或控制信号,进行四通阀22的切换。进一步地,cpu210基于所获取的检测结果或控制信号,调整膨胀阀24的开度。
44.室内机的制冷剂回路
45.接着,参见图1a对室内机3进行说明。室内机3具备:室内换热器31、室内风机32、连接有液体管4的另一端的液体管连接部33、以及连接有气体管5的另一端的气体管连接部34。并且,除室内风机32外的这些各装置通过在以下详述的各制冷剂管道相互连接,由此形成构成制冷剂回路10的一部分的室内机制冷剂回路10b。
46.室内换热器31用于使通过后述的室内风机32的旋转从室内机3的未图示的吸入口吸入至室内机3内部的室内空气与制冷剂进行热交换。室内换热器31的一方的制冷剂出入口与液体管连接部33通过室内机液体管67连接。室内换热器31的另一方的制冷剂出入口与气体管连接部34通过室内机气体管68连接。室内换热器31在室内机3进行制冷运行时用作蒸发器,在室内机3进行制热运行时用作冷凝器。
47.室内风机32由树脂材料形成,并配置于室内换热器31的附近。室内风机32通过未图示的风机电动机而旋转,由此从室内机3的未图示的吸入口向室内机3的内部吸入室内空气,并将在室内换热器31中与制冷剂进行了热交换的室内空气从室内机3的未图示的吹出口向室内吹出。
48.除以上说明的结构外,在室内机3设置有各种传感器。室内机液体管67设置有液体侧温度传感器77,其检测流入室内换热器31或从室内换热器31流出的制冷剂的温度。室内机气体管68设置有气体侧温度传感器78,其检测从室内换热器31流出或流入室内换热器31的制冷剂的温度。并且,在室内机3的未图示的吸入口附近设置有室内温度传感器79,其检测流入室内机3内部的室内空气的温度、即室内温度。
49.此外,室内机3具备室内机控制单元300。如图1b所示,室内机控制单元300(另外,在本说明书中有时将室内机控制单元300简单地称为控制单元)具备cpu310、存储部320、通信部330、以及传感器输入部340。
50.存储部320由快闪存储器构成,其存储有室内机3的控制程序、与来自各种传感器的检测信号对应的检测值、室内风机32等的控制状态等。此外,虽然省略了图示,但在存储部320中预先存储有转速表,该转速表规定有包括后述的用于监视运行停止中的制冷剂的泄露的转速的室内风机32的转速。
51.通信部330是与室外机2进行通信的接口。传感器输入部340获取室内机3的各种传感器的检测结果,并将其输出至cpu310。
52.cpu310通过传感器输入部340获取上述的室内机3的各传感器的检测结果。进一步地,cpu310通过通信部330获取从室外机2发送的控制信号。cpu310基于所获取的检测结果或控制信号,进行室内风机32的驱动控制,该驱动控制包括后述的用于监控运行停止中的制冷剂泄露的驱动。此外,cpu310计算用户操作未图示的遥控器而设定的设定温度与由室内温度传感器79检测出的室内温度之间的温度差,并将基于计算出的温度差的需求能力通过通信部330发送至室外机2的室外机控制单元200。
53.制冷剂回路的动作
54.接着,参见图1a,对本实施方式涉及的空调机1的空调运行时的制冷剂回路10中制冷剂的流动或各部件的动作进行说明。以下,基于在图中用实线示出的制冷剂的流动,对室
内机3进行制热运行的情况进行说明。另外,用虚线示出的制冷剂的流动表示制冷运行。
55.在室内机3进行制热运行时,cpu210如图1a中用实线表示的状态那样,对四通阀22进行切换,以使四通阀22的端口a与端口d连通,并且对四通阀22进行切换,以使四通阀22的端口b与端口c连通。由此,在制冷剂回路10中制冷剂在用实线箭头表示的方向上循环,由此形成将室外换热器23用作蒸发器且将室内换热器31用作冷凝器的制热循环。
56.从压缩机21排出的高压的制冷剂流过排出管61并流入四通阀22。流入四通阀22的端口a的制冷剂从四通阀22的端口d流入室外机气体管64,并经由气体侧关闭阀26流入气体管5。流过气体管5的制冷剂经由气体管连接部34流入室内机3。
57.流入室内机3的制冷剂流过室内机气体管68并流入室内换热器31,并与通过室内风机32的旋转吸入至室内机3内部的室内空气进行热交换,由此使其凝缩。如上所述,通过将室内换热器31用作冷凝器,并将在室内换热器31与制冷剂进行了热交换的室内空气从未图示的吹出口向室内吹出,来对设置有室内机3的室内进行制热。
58.从室内换热器31流出的制冷剂流过室内机液体管67,并经由液体管连接部33流入液体管4。流过液体管4并经由液体侧关闭阀25流入了室外机2的制冷剂,流过室外机液体管63,并在通过膨胀阀24时被减压。如上所述,以使压缩机21的排出温度成为规定的目标温度的方式,制热运行时的膨胀阀24的开度被调整。
59.通过膨胀阀24并流入室外换热器23的制冷剂与通过室外风机27的旋转吸入至室外机2的内部的外部气体进行热交换,由此使其蒸发。从室外换热器23流出至制冷剂管道62的制冷剂流过四通阀22的端口b和端口c、以及吸入管66,并由压缩机21吸入而再次被压缩。
60.换热器
61.本实施方式的换热器可适用于室内机3的室内换热器31及室外机2的室外换热器23,在以下说明中,对适用于在制热运行时用作蒸发器的室外机2的室外换热器(在以下,简单地称为换热器)23的情况进行说明。
62.图2是说明本实施方式涉及的换热器23的图,图2a表示换热器23的俯视图,图2b表示换热器23的主视图。如图2a及图2b所示,换热器23具备:多个扁管40,其是截面形状呈长圆形或角为圆角的矩形的传热管,且以其侧面(宽面)相互相向的方式在上下方向上(与制冷剂的流动方向垂直的方向)排列;左右一对的集管12,其连接于多个扁管40的两端;以及多个翅片50,其在与扁管40的延伸方向正交的方向上配置,且跨越各扁管40而与其接合。换热器23以使多个扁管40的排列方向(翅片50的长度方向)与重力方向平行的方式配置于室外机2。在以下说明中,对多个扁管40,在上下方向上相互相邻的两个扁管40中,有时将图中上侧的扁管40称为第一扁管40a,将图中下侧的扁管40称为第二扁管40b。另外,除上述这些以外,在换热器23中,集管12连接有通过与空调机1的其他要素之间连接使制冷剂流动的制冷剂管道(未图示)。
63.更具体说明,扁管40具有相对于上下方向呈扁平的形状,其沿着制冷剂在一对集管12之间流动的方向(扁管40的长度方向)设置,且使空气沿着扁管40的宽度方向流通。在扁管40的内部,使制冷剂沿着扁管40的长度方向流动的多个制冷剂流路41在扁管40的宽度方向上并排而形成。如图2b所示,多个扁管40隔着用于使空气通过的间隙s1在上下方向上并排配置,并且各扁管40的两端部连接于一对集管12。具体地,将在长度方向上延伸的多个扁管40在上下方向上以规定排列间距ph(间隙s1的上下方向的距离)排列,并将各扁管40的
两端部连接于集管12。
64.集管12呈圆筒状,在集管12的内部形成有制冷剂流路(未图示),该制冷剂流路使提供到换热器23的制冷剂被分流到多个扁管40中的每一个扁管并流入其中,或使从多个扁管40中的每一个扁管流出的制冷剂合流。
65.从换热器23的正面观察,翅片50呈平板状,其在扁管40的长度方向上层叠配置,以使其与扁管40正交。多个翅片50隔开用于使空气通过的间隙s1并排配置。具体地,沿着上下方向的多个翅片50在扁管40的长度方向上以规定翅片间距pv(间隙s1的扁管40长度方向上的距离)排列。在以下说明中,对多个翅片50,在左右相互相邻的两个翅片50中,将图中左侧的翅片50称为第一翅片50a,将图中右侧的翅片50称为第二翅片50b。
66.扁管、翅片、及隆起部
67.接着,参考图3及其后的图,对扁管40、翅片50、及第一隆起部54的关系进行说明。首先,如图3所示,在翅片50中,用于插入多个扁管40的每一个扁管的多个缺口部51在上下方向上并排配置。翅片50具有:多个中间部52(下风侧的部分),其分别形成于在位于上下方向上相邻位置的两个缺口部51彼此(第一缺口部51a和第二缺口部51b)之间;以及连结部53(上风侧的部分),其连接各中间部52彼此。在以下说明中,有时对多个缺口部51,在夹着中间部52而相邻的两个缺口部51中,将图中上侧的缺口部51称为第一缺口部51a,将图中下侧的缺口部51称为第二缺口部51b。在第一缺口部51a插入第一扁管40a,在第二缺口部51b插入第二扁管40b。在扁管40的内部,设置有使制冷剂流动的多个制冷剂流路41,多个制冷剂流路41沿着扁管40的宽度方向(空气流通的方向)排列。
68.如图4a所示,在翅片50中,在第一缺口部51a与第二缺口部51b之间设置有在翅片50的厚度方向(扁管的长度方向)上鼓起的第一隆起部54。即,在上下方向上,第一缺口部51a位于第一隆起部54的上方,第二缺口部位于第一隆起部54的下方。第一隆起部54具有:上端边缘x1‑
x2,其以跨越中间部52和连结部53的边界的方式位于从中间部52直到连结部53的位置;以及下端边缘z1‑
z2,其位于连结部53。并且,第一隆起部54形成为第一隆起部54中位于中间部52侧的第一上端部x1相比于第一隆起部54中位于连结部53侧的第二上端部x2位于上方,或第一上端部x1位于与第二上端部x2相同的高度。即,在图4a中图示的是,第一上端部x1和第二上端部x2在重力方向上位于相同高度的情况,但可以形成为第一上端部x1相比于第二上端部x2在重力方向上位于上方。
69.如详细后述那样,将第一隆起部54的上端边缘x1‑
x2设定于与第一扁管40a(未图示,参见图3)相对应的适当的位置,该第一扁管40a插入于在第一隆起部54上方的第一缺口部51a中。由此,附着于第一扁管40a周围的冷凝水沿着第一缺口部51a的边缘方向w流过第一缺口部51a(第一扁管40a)的上风侧的端部(图中右侧的端部),而到达第一隆起部54的上端边缘x1‑
x2。
70.到达上端边缘x1‑
x2后,冷凝水被大致均匀地分流为以下两个流向:方向w1的流向,其沿着连结第一上端部x1与第二下端部z1的中间部侧边缘x1‑
z1传递;以及方向w2的流向,其沿着连结第二上端部x2与第二下端部z2的连结部侧边缘x2‑
z2传递。并且,沿着方向w1和方向w2传递的冷凝水均不会滴落到在第一隆起部54下方的第二缺口部51b中插入的第二扁管40b(未图示,参见图3),而沿着连结部53朝换热器23的重力方向的下方排出。
71.相对于此,图4b示出了作为比较例的第一隆起部54a,其示出了第一隆起部54a形
成为,第一上端部x1相比于第二上端部x2在重力方向上位于下方的情况。在图4b的比较例的情况下,由于第一上端部x1相比于第二上端部x2位于下方,由此冷凝水在传递到第一隆起部54a的上端边缘x1‑
x2后,冷凝水的大部分量传递到中间部侧边缘x1‑
z1上而集中成沿着方向w1的流动,而传递到连结部侧边缘x2‑
z2上而沿着方向w2的流动的量变少。并且,沿着方向w1流动的大部分冷凝水因重力影响,其一部分沿着方向w3在中间部52上传递,而滴落到在第一隆起部54a下方的第二缺口部51b中插入的第二扁管40b(未图示,参见图3)。另一方面,本实施方式涉及的第一隆起部54中,在中间部52侧不会使冷凝水集中并流动,而能够使冷凝水沿着连结部53朝下方顺利排出。
72.这里,如图5及图6所示,为了使滞留于第一扁管40a周围的冷凝水顺利排出,优选将本实施方式涉及的第一隆起部54形成为,使其位于第一隆起部54的第一上端部x1与第一缺口部51a的下边之间的上下方向上的距离d1为4mm以下的范围内。使距离d1设为4mm以下的范围的理由是基于以下说明的验证结果而做出的。另外,图5是换热器23的侧视图,图6是换热器23的主视图。冷凝水作为液滴附着于扁管40上及翅片50上中的任一方或两方,其与各扁管40、翅片50的接触角及表面张力的关系,在图7所示的关系中可以用以下杨氏方程表达。
73.γs=γl
·
cosθ γsl

杨氏方程
74.其中,θ:接触角
75.γs:固体的表面张力
76.γl:液体的表面张力
77.γsl:固体与液体的界面张力
78.图13a、13b是用于比较接触角θ不同的滞留于第一扁管40a周围的冷凝水(液滴)的大小d2的图。图13a表示接触角θ=10
°
时的各翅片间距(1.0mm、1.5mm、2.0mm)下的液滴的大小d2的检测结果的平均值。图13b表示接触角θ=60
°
时的各翅片间距(1.0mm、1.5mm、2.0mm)下的液滴的大小d2的检测结果的平均值。
79.另外,如图8所示,作为实验条件,对于滞留于相邻的第一翅片50a与第二翅片50b之间的冷凝水,将翅片50的翅片间距pv设置成1.0mm、1.5mm、2.0mm这三种,并在以下两种情况下对该液滴的大小d2进行检测:(1)接触角θ为10度的情况,即翅片50表面的亲水加工充分发挥作用的状态;(2)接触角θ为60度的情况,即因老化、污渍翅片50表面的亲水加工未能充分发挥作用的状态。另外,形成液滴的水中混合表面活性剂来调整接触角θ。即,通过增加表面活性剂的量,使液滴的接触角θ变小。另外,在该实验中,使用了由亚克力(acrylic)材料形成的翅片50。由亚克力材料形成的翅片50相比于由铝材形成的实际翅片,在翅片表面的水的扩展的容易程度不同。因此,对于亚克力制的翅片,通过调整表面活性剂的量,以使接触角θ与铝制的翅片相等,由此即使是与实际翅片不同的材质,也能够不受影响地进行验证。
80.如图13a所示,在接触角θ=10
°
且翅片间距pv为1.0mm的条件下检测液滴的大小d2的结果,大小d2的平均值为3.0mm。此外,如图13a所示,在接触角θ=10
°
且翅片间距pv为1.5mm的条件下检测液滴的大小d2的结果,大小d2的平均值为3.3mm。此外,如图13a所示,在接触角θ=10
°
且翅片间距pv为2.0mm的条件下检测液滴的大小d2的结果,大小d2的平均值为3.1mm。
81.此外,如图13b所示,在接触角θ=60
°
且翅片间距pv为1.0mm的条件下检测液滴的大小d2的结果,大小d2的平均值为11.0mm。此外,如图13b所示,在接触角θ=60
°
且翅片间距pv为1.5mm的条件下检测液滴的大小d2的结果,大小d2的平均值为11.2mm。此外,如图13b所示,在接触角θ=60
°
且翅片间距pv为2.0mm的条件下检测液滴的大小d2的结果,大小d2的平均值为11.3mm。
82.因此,根据上述检测结果,越是在接触角θ小的条件下,液滴的大小d2变得越小,因此需要将第一隆起部54的第一上端部x1与第一缺口部51a的下边之间的距离d1设定成较小。通常对翅片50表面进行亲水加工,然而滞留于进行了亲水加工的翅片表面的液滴的接触角θ被设定成20
°
或20
°
以下。翅片50的亲水加工的效果因污渍或老化变差,由此只要将第一隆起部54的第一上端部x1与第一缺口部51a的下边之间的距离d1设定成能对应作为新品状态的接触角θ=20
°
时的液滴的大小d2即可。
83.由此,根据上述检测结果作出与接触角θ对应的液滴大小d2的近似公式,并求出接触角θ=20
°
时的液滴的大小d2。根据其结果可知,在距离d1为4mm以下时,即使是接触角θ=20
°
,附着于第一扁管40a的下表面(第一缺口部51a的下边)的液滴的下端与第一隆起部54的第一上端部x1接触。
84.因此,通过将图8b所示的、第一隆起部54的第一上端部x1与第一缺口部51a的下边之间的距离d1设为4mm以下,即使是在冷凝水的液滴的大小d2较小且接触角20度时(翅片50的亲水加工充分发挥作用的状态),也能够使其小于最小的液滴的大小d2,进而能够使液滴到达第一隆起部54的第一上端部x1。
85.通过上述方式,冷凝水的水滴在到达第一隆起部54的第一上端部x1时,因表面张力的影响在上端边缘x1‑
x2上漫流,进一步地经过第一上端部x1和第二上端部x2传递到中间部侧边缘x1‑
z1及连结部侧边缘x2‑
z2。在中间部侧边缘x1‑
z1及连结部侧边缘x2‑
z2,水滴除表面张力影响外还受到重力影响,因此通过设置第一隆起部54,使水滴的排出变得容易。
86.进一步地,如图9所示,优选第一隆起部54形成为,位于第一隆起部54的中间部52侧的第一下端部z1与第二缺口部51b的连结部侧端部y1之间的水平方向距离(与上下方向正交的方向的距离)d3为第一下端部z1与位于第二缺口部51b的连结部53侧的连结部侧端部y1之间的重力方向距离(上下方向的距离)d4的1/5以上。这是反映了,在考虑到在第一翅片50a与第二翅片50b之间产生的水滴的大小d2及局部风速的最大值(5m/s)时,重力以因通风方向的风力而作用于水滴的阻力(来自风的通风方向的力)的5倍左右的力作用于水滴。局部风速通过流体分析事先设定。这里,本实施方式的第二缺口部51b的连结部侧端部y1形成为向连结部53侧鼓起的圆弧状。因此,连结部侧端部y1的位置是第二缺口部51的上边与下边之间的中央。
87.具体地,作用于水滴的重力f和阻力d可用以下式表示。
88.d=cd*a*ρairv2/2g
89.cd

阻力系数
90.a

水滴的投射面积(a=πr2/2)(m2)
91.r

水滴的半径(m)
92.ρair

空气的密度(kg/m3)
93.v

风速(m/s)
94.g

重力加速度
95.f=m*g
96.m

水滴的重量(m=4πr3/3)(g)
97.另外,在第一下端部z1,为了使以表面张力、重力、及静摩擦系数等处于平衡的状态滞留的水滴从第一下端部z1排出,需要水滴变大直到其重力超过表面张力等与重力方向相反方向的力。因此,基于在水滴的半径变大直到某种程度的状态(例如,0.6mm)下的重力与阻力的关系,设定第一下端部z1与连结部侧端部y1的相对位置关系即可。比较上述重力f和阻力d可知,重力f大于阻力d的6倍。优选形成为水平方向距离d3小于重力方向距离d4的1/6倍。
98.如图10所示,在第一隆起部54的下端边缘z1‑
z2的下方可进一步设置第二隆起部55。第二隆起部55的上端边缘v1‑
v2靠近第一隆起部54的下端边缘z1‑
z2的下方配置。此外,第二隆起部55的下端边缘u1‑
u2不与第一隆起部54的上端边缘x1‑
x2交叉。通过设置第二隆起部55,不会使从第一隆起部54滴落下的水滴因风的影响而飞溅,而能够从第一隆起部54经由第二隆起部55引导至更下方的第一隆起部54。进一步地,在上下方向上,第二隆起部55可形成为,第二隆起部55的上端边缘v1‑
v2位于从第一隆起部54的下端边缘z1‑
z2起4mm以下范围内。其理由与将上述的第一隆起部54的第一上端部x1与第一缺口部51a的下边之间的距离d1设为4mm以下的理由相同。
99.第一隆起部54以跨越翅片50的中间部52与连结部53的边界的方式配置(参见图5),由此提高翅片50的机械强度,且在组装工序等能够抑制翅片50弯曲。此外,第二隆起部55也在连结部53以跨越上下方向上的缺口部51的位置的方式配置,由此提高连结部53的缺口部51附近的机械强度,且在组装工序等能够抑制翅片50弯曲。
100.此外,如图11所示,在第一隆起部54中,下端边缘z1‑
z2的位于连结部53侧的第二下端部z2和第一下端部z1位于连结部53。此外,在第一隆起部54中,在通过第一上端部x1并沿着第一隆起部54的边缘的边缘线上,距连结第一上端部x1与第二下端部z2的直线的垂直方向的距离d最大的点dmax(图11中的第一下端部z1)位于连结部53。由此,能够通过第一隆起部54更顺利地排出。
101.图12表示比较例的第一隆起部54。如图12所示,在比较例的第一隆起部54中,在通过第一上端部x1并沿着第一隆起部54的边缘的边缘线上,距连结第一上端部x1与第二下端部z2的直线的垂直方向的距离d最大的点y2位于中间部52。在该比较例的情况下,从第一上端部x1沿着中间部侧边缘x1‑
z1流动的冷凝水在点y2位置因表面张力而停滞,之后朝向中间部側下端z1流动。此时,在滞留于点y2位置的冷凝水因重力及风的影响而有可能滴落到在第二缺口部51b中插入的第二扁管40b(未图示)。
102.实施方式的效果
103.能够减少滞留于扁管40周围的冷凝水,并缩短冷凝水的排出时间。具体地,通过在扁管40的下方设置第一隆起部54,使表面张力和重力的影响作用于从扁管40的上表面绕到下表面的冷凝水、或在扁管40的下表面产生的冷凝水,由此能够顺利地排出。此外,翅片50的连结部53位于上风侧,由此使从第一隆起部54排出的冷凝水不会在扁管40的区域流动,进而能够顺利地排出。此外,通过在第一隆起部54的下方设置第二隆起部55,能够不受风的影响而顺利地排出。
104.符号说明
105.1 空调机
106.2 室外机
107.3 室内机
108.4 液体管
109.5 气体管
110.10 制冷剂回路
111.10a 室外机制冷剂回路
112.10b 室内机制冷剂回路
113.12 集管
114.21 压缩机
115.22 四通阀
116.23 室外换热器
117.24 膨胀阀
118.25 液体侧关闭阀
119.26 气体侧关闭阀
120.27 室外风机
121.31 室内换热器
122.32 室内风机
123.33 液体管连接部
124.34 气体管连接部
125.40 扁管
126.50 翅片
127.51 缺口部
128.52 中间部
129.53 连结部
130.54 第一隆起部
131.55 第二隆起部
132.61 排出管
133.62 制冷剂管道
134.63 室外机液体管
135.64 室外机气体管
136.66 吸入管
137.67 室内机液体管
138.68 室内机气体管
139.71 排出压力传感器
140.72 吸入压力传感器
141.73 排出温度传感器
142.74 吸入温度传感器
143.75 换热温度传感器
144.76 外部气体温度传感器
145.77 液体侧温度传感器
146.78 气体侧温度传感器
147.79 室内温度传感器
148.200 室外机控制单元
149.210 cpu
150.220 存储部
151.230 通信部
152.240 传感器输入部
153.300 室内机控制单元
154.310 cpu
155.320 存储部
156.330 通信部
157.340 传感器输入部
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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