CN1831462A - 传热管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热交换器用传热管，以提高传热性能为目的，其组成通过在传热管内部设置扩大传热面积的结构，将传热管外径尺寸原样保持6.0mm～15.0mm而取得与将传热管内径细化到1.2mm～5.0mm时实质上相同的高传热性能。做成将传热面积扩大为平滑管的3倍以上的内部结构，能取得与实质上将传热管直径大幅度地做细时相同的高传热性能。
Description
技术领域
本发明涉及房间空调机、空调箱、汽车空调机、电冰箱、冷冻箱等热交换器中用的传热管。
背景技术
以往，作为这种热交换器用的传热管，广泛采用专利文献1(日本国专利公开昭60-142195)和专利文献2(日本国专利公开平8-49992)记载的截面形成梯形螺旋槽的内表面带槽的管。图4是专利文献1和专利文献2记载的已有内表面带槽的传热管的局部剖视图。图5是图4中沿A-A的截面的局部放大图。
已有的内表面带槽传热管101在铜管等金属管102的内表面形成截面为梯形的连续螺旋槽103(螺旋角α)，但为了提高管传热管101的管内传热率，如专利文献1所述，以加高槽间形成的三角形凸起部(凸片)104的高度(H)、减小凸片的顶角(γ)、扩大传热面积为佳。
又，专利文献2中，考虑传热性能和加工性，将凸片104的顶角(γ)取为10度～30度，槽深(H)与管内径(Di)之比取为H/Di＝0.04～0.05等，谋求优化各尺寸。
然而，上述已有的构成中，内表面带槽传热管的内表面传热面积与没有螺旋槽的平滑管的传热面积相比，为其1.5～2.5倍左右，所以其流体直径D(D＝4×流道面积/浸润缘长度)太大，例如外径Do＝7mm、壁厚Tf＝0.25mm的平滑管的流体直径为4×{π×(7-2×0.25)2/4}/{π×(7-0.25)}＝6.50mm，与此相对应，该内表面加工成带槽的传热管中，即便将内表面传热面积(即浸润缘长度)取为平滑管的2.5倍时，其流体直径也为4×{π×(7-2×0.25)2/4}/{2.5×π×(7-0.25)}＝2.60mm。然而，已知通过将传热管直径做细使流体直径进一步减小能取得优良的性能，并且热交换器高性能化、小型化方面需要能进一步大幅度减小流体直径的技术。
本发明解决上述课题，其目的在于提供一种高传热性能的传热管，这种高传热性能的传热管外径尺寸原样不变、却能取得实质上与大幅度地将传热管直径做细时相同。
发明内容
为了解决上述已有的课题，提供一种传热管，在传热管内部设置使传热面积比平滑管时扩大的结构，从而使传热面积为平滑管的至少3倍。利用这种结构，传热管外径尺寸原样不变却能取得与实质上大幅度地将传热管直径做细时相同的高传热性能。
根据本发明的传热管的第1较佳方式，用与传热管的内表面连接且截面为圆形的多个管道状体，构成扩大传热面积的结构。
根据本发明的传热管的第2较佳方式，用相对于传热管为同心圆状的截面为圆形的管道状体和使圆形管道状体的外表面与传热管的内表面之间相连的多个肋，构成扩大传热面积的结构。
根据本发明的传热管，传热管的外径为6.0mm～15.0mm，但内部具有轴垂直截面的流道面积减小不大，却将传热面积扩大为平滑管的3～5倍的形态，而且将流体直径做成1.2mm～5.0mm，因而不改变传热管外径，却能取得与实质上大幅度地将传热管直径做细时相同的高传热性能。
附图说明
图1是本发明实施方式1的热交换器用传热管的剖视图。
图2是局部剖切本发明实施方式1的热交换器用传热管的立体图。
图3是本发明实施方式2的热交换器用传热管的剖视图。
图4是已有的内表面带槽传热管的局部纵剖视图。
图5是图4中沿A-A的局部放大剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
实施方式1
图1是本发明实施方式1的热交换器用传热管的剖视图，图2是局部剖切本发明实施方式1的热交换器用传热管的立体图。
图1、图2中，本发明实施方式1的热交换器用传热管1的外径Do1为6.0mm～15.0mm，具体地说、例如8.0mm，壁厚Tf1为0.26mm。传热管1的内部具有多个与传热管1的内表面相连且截面为大致圆形的管道状体。具体地说，形成4个外径Do2为约3.1mm、壁厚Tf2为0.1mm的截面形状为大致圆形的流道2，并将截面形状为大致圆形的流道2的外周连接成与传热管1的内周相切。如图1所示，在半径R的圆的内侧与4个半径r的圆相切时，R＝(1+√2)r的关系成立。如图2所示，将截面形状为大致圆形的4个流道2在传热管1的轴向，扭绞成螺旋状。
这时，与没有截面形状为大致圆形的流道2时相比，所述传热管1的传热面积(＝浸润缘长度×传热管长度)为前者的[2×4×π×3.1+π×(8-2×0.26)]/[π×(8-2×0.26)]≈4.3倍，即处在前者的3～5倍的范围，并且流道直径D为D＝4×流道截面积/浸润缘长度≈π×(8-2×0.26)2/[2×4×π×3.1+π×(8-2×0.26)]≈1.73mm，将其设定为1.2mm～5.0mm的范围。
以上那样构成的热交换器用传热管中，外径Do1为6.0mm～15.0mm、壁厚Tf1为0.26mm的传热管1，在内部形成4个外径Do2为约3.1mm、壁厚Tf2为0.1mm的截面形状为大致圆形的流道2，并将截面形状为大致圆形的流道2的外周连接成与传热管1的内周相切，因而与没有截面形状为大致圆形的流道2时相比，所述传热管1的传热面积为前者的4.3倍，处在3～5倍的范围，而且流道直径D≈1.73mm，将其设定在1.2mm～5.0mm的范围，从而传热管1的外径原样保持8.0mm，却能取得与实质上大幅度地将传热管直径做细时相同的高传热性能。
又由于在传热管1的轴向扭绞截面形状为大致圆形的4个流道2，能时内部流通的冷媒旋转，可提高传热性能。
实施方式2
图3是本发明实施方式2的热交换器用传热管的剖视图。
图3中，本发明实施方式2的热交换器用传热管11的外径Do1为6.0mm～15.0mm(具体为7.0mm)，壁厚Tf1为0.25mm。传热管11的内部具有至少一个(在本发明实施方式2中具体为1个)相对于传热管11为同心圆状的截面为大致圆形且外径Do2为4.0mm、壁厚Tf2为0.15mm的管道状体12，并且用多个肋13(本实施方式2中具体为8个肋13)使大致圆形的管道状体12的外周与传热管11的内周之间相连。还在大致圆形的管道状体12上形成缺口部14，使传热管11的内部成为不产生独立流道地得到连通的状态。
这时，传热管11内侧的浸润缘长度为π×(7-2×0.25)，肋13两侧的浸润缘长度为2×8×(7-2×0.25-4)/2，管道状体12两侧的浸润缘长度为2×π×4，因而与没有截面形状为大致圆形的流道12时相比，所述传热管11的传热面积(＝浸润缘长度×传热管长度)为前者的[π×(7-2×0.25)+2×8×(7-2×0.25-4)/2+2×π×4]/[π×(7-2×0.25)]≈4.2倍，处在前者的3～5倍的范围，并且流道直径D为D＝4×流道截面积/浸润缘长度≈π×(7-2×0.25)2/[π×(7-2×0.25)+2×8×(7-2×0.25-4)/2+2×π×4]≈1.55mm，将其设定为1.2mm～5.0mm的范围。
以上那样构成的热交换器用传热管中，外径Do1为7.0mm、壁厚Tf1为0.25mm的传热管11在内部将外径Do2为4.0mm、壁厚Tf2为0.15mm的截面形状为大致圆形的流道12形成与传热管11为同心圆的形状，并且用8个肋13使大致圆形的管道状体12的外周与传热管11的内周之间相连，因而与没有截面形状为大致圆形的流道12时相比，所述传热管11的传热面积为前者的4.2倍，处在前者的3～5倍的范围，而且流体直径D≈1.55mm，将其设定在1.2mm～5.0mm的范围，从而传热管11的外径原样保持7.0mm，却能取得与大幅度地将传热管直径实质上做细到1.55mm时相同的高传热性能。
再有，由于在大致圆形的管道状体12上形成缺口部14，传热管11的内部形成不产生独立流道地得到连通的状态，所以内部流通的冷媒液得以混合搅拌，能谋求促进传热，同时还排出成为热交换的热阻的冷媒液，从而可使传热性能提高。
与实施方式2相同，实施方式1中也可在截面为大致圆形的管道状体2上设置缺口部，在传热管1的内部形成不产生独立流道地得到连通的状态，所以内部流通的冷媒液得以混合搅拌，能谋求促进传热，同时还排出成为热交换的热阻的冷媒液，从而可使传热性能提高。
与实施方式1相同，本实施方式2中也可构成在传热管11的轴向螺旋状扭绞大致圆形的管道状体12，因而能使内部流通的冷媒旋转，可提高传热性能。
作为本发明实施方式1和本发明实施方式2的热交换器用传热管1、11的内部流通的冷媒，使用HFC冷媒、或HC冷媒、或CO2冷媒、或它们的混合冷媒，因而能做成照顾环境的商品。
工业上的实用性
本发明的热交换器用传热管，虽然传热管的外径为6.0mm～15.0mm，但内部具有轴垂直截面的流道面积减小不大，却将传热面积扩大为平滑管时的3～5倍的形态，而且将流体直径做成1.2mm～5.0mm，利用这种构成，传热管外径尺寸原样不变，却能取得与实质上大幅度地将传热管直径做细时相同的高传热性能，因而作为用于房间空调机、空调箱、汽车空调机、电冰箱、冷冻箱等的热交换器的传热管是有用的。
Claims (9)
1、一种传热管，外侧形状为圆形，用作在内部流通的流体与外侧流体之间热交换的热交换器，其特征在于，
在传热管的内部设置使传热面积比平滑管时扩大的结构，并使传热面积为平滑管的至少3倍。
2、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
用与所述传热管的内表面连接且截面为圆形的多个管道状体，构成扩大传热面积的所述结构。
3、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
以相切的方式构成所述圆形流道管。
4、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
用相对于所述传热管为同心圆状的截面为圆形的管道状体和使所述圆形管道状体的外表面与所述传热管的内表面之间相连的多个肋，构成扩大传热面积的所述结构。
5、如权利要求4中所述的传热管，其特征在于，
在所述管道状体的内部还设置相对于所述传热管为同心圆状的截面为圆形的另一管道状体，并且用多个肋使所述另一管道状体的外表面与所述管道状体的内表面之间相连。
6、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
扩大传热面积的所述结构中设置缺口部，使得所述传热管内的流体的流动非独立地形成一体。
7、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
以在所述传热管的轴向螺旋状扭绞的方式，构成扩大传热面积的所述结构。
8、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
所述传热管的外径为6.0mm～15.0mm。
9、如权利要求1中所述的传热管，其特征在于，
内部连同的流体是HFC冷媒、或HC冷媒、或CO2冷媒、或它们的混合冷媒。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090826 Termination date: 20130217 |