[发明专利]热交换器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在第一流体和第二流体之间进行热交换的热交换器及其制造方法。 

背景技术

这种热交换器例如具备偏置型翅片的热交换器，其构成为具有多个扁平容器和偏置型翅片，该翅片设置在形成于该扁平容器内的长度方向一端部的流入口和形成于另一端部的流出口之间。在该扁平容器内形成有从一端部的流入口进入、经上述翅片之间朝向另一端部、并从流出口流出的流体的流路。 

上述翅片通过在截面呈梯形的凸条的两侧壁上从其肩部到底板部按照一定的间隔设置一对切口并将该部分向内侧折曲而形成，呈现所述的偏置形状。并且，通常构成如下结构：将多个上述扁平容器层叠，作为第一流体和第二流体交替地流过形成在各扁平容器内的流路内部，从而能够在两流体之间进行热交换(例如参照专利文献1)。 

专利文献1：(日本)特开2003-314985号公报 

但是，上述翅片在扁平容器内配置成，翅片朝向与在该流路流动的各流体的流向正交或者平行的任一个方向，如果将翅片配置成与流体的流向正交，则由于流体与该翅片碰撞的面积多，所以流体因翅片的作用而容易分散到整个流路，从而能够使流体在整个流路均匀地流动，但会产生压力损失显著增大的问题。 

另一方面，如果将翅片配置成平行于流体的流向，则由于流体与翅片碰撞的面积小，所以压力损失小，但难以使流体分散到整个流路，因而不能使流体在整个流路均匀地流动，导致作为热交换器的性能显著降低。 

发明内容

本发明是为了解决上述现有课题而作出的，其目的在于提供一种能够 在改善流体的不均匀速度分布的同时抑制压力损失的增大的热交换器。 

本发明的热交换器具有第一流体的流路和第二流体的流路并使两流体之间进行热交换，第一流体的流路和第二流体的流路由在一端部具有流体的流入口而在另一端部具有流体的流出口的扁平容器、以及设置于该扁平容器内的翅片构成，该热交换器的特征在于，具有翅片正交区域和翅片平行区域，在该翅片正交区域中，翅片与从流入口朝向流出口的流体的流动方向正交，在该翅片平行区域中，翅片与从流入口朝向流出口的流体的流动方向平行。 

第二方面发明的热交换器，在第一方面发明中，其特征在于，翅片正交区域设置在流入口和流出口侧，翅片平行区域设置在各翅片正交区域之间。 

第三方面发明的热交换器，在第一方面或第二方面的发明中，其特征在于，翅片是呈矩形波状的偏置型翅片。 

第四方面发明的热交换器，在第一方面～第三方面中任一方面的发明中，其特征在于，第一流体或者第二流体是二氧化碳。 

第五方面发明的热交换器的制造方法，制造第一方面～第四方面中任一方面所述的热交换器，该热交换器的制造方法的特征在于，相对于第一流体和第二流体的流动方向，对与该第一流体和第二流体的流动方向正交的面上的该第一流体和第二流体的最大流速与最小流速之差进行积分，在增加翅片正交区域相对于所有翅片的比例时，将积分值的斜度变缓的拐点作为最大值，在大于零而小于等于最大值的范围内设定翅片正交区域的比例。 

第六方面发明的热交换器的制造方法，制造第一方面～第四方面中任一方面所述的热交换器，该热交换器的制造方法的特征在于，将扁平容器与翅片分别形成，并将形成的该翅片收纳在扁平容器内。 

根据本发明，由于热交换器具有第一流体的流路和第二流体的流路并使两流体之间进行热交换，流路由在一端部具有流体的流入口而在另一端部具有流体的流出口的扁平容器、以及设置于该扁平容器内的翅片构成，该热交换器具有翅片正交区域和翅片平行区域，在该翅片正交区域中，翅片与从流入口朝向流出口的流体的流动方向正交，在该翅片平行区域中，翅片与从流入口朝向流出口的流体的流动方向平行，因此，能够利用翅片正交区域使流体分散到整个流路，并且能够利用翅片平行区域使流体顺畅地流动。 

由此，能够利用翅片正交区域改善不均匀的速度分布，同时利用翅片平行区域改善压力损失增大的不良情况。 

特别是，如第二方面发明那样，通过将翅片正交区域设置在流入口和流出口侧，将翅片平行区域设置在各翅片正交区域之间，从而能够有效改善流入口以及流出口附近的偏流，并有效利用整个流路，因此能够谋求提高热交换性能。 

进而，如第三方面发明那样，如果将翅片设为呈矩形波状的偏置型翅片，则由于翅片与扁平容器面接触，所以能够提高该热交换器的耐压性。由此，如第四方面发明那样，至少第一流体或第二流体中的任一个也可使用二氧化碳那样的高压流体。