CN210570100U

CN210570100U - 热交换器

Info

Publication number: CN210570100U
Application number: CN201790000814.2U
Authority: CN
Inventors: 山口功介; 我妻正章
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: JPWO2019130386A1; WO2019130386A1; JP6861848B2

Abstract

本实用新型涉及热交换器的制造方法以及热交换器。热交换器具备供流体流通的内管以及外管。外管在以螺旋状卷绕于内管的外周面的状态下与内管接合。在内管中构成为：未卷绕有外管的两端部的强度比卷绕有外管的部分的强度高。

Description

热交换器

技术领域

本实用新型涉及具备供流体流通的内管和外管的热交换器。

背景技术

在热交换器中，存在具备供水流通的内管和供制冷剂流通的外管的热交换器。外管卷绕于内管的外周面。在具有这样的构造的热交换器中，存在内管与外管通过钎焊或者锡焊而被导热接合的情况。在通过钎焊或者锡焊而导热接合的情况下，除了内管以及外管之外，还需要用于钎焊的钎材或者用于锡焊的焊锡。另外，必须确保钎焊或者锡焊用的热源。因此，这样的导热接合存在制造成本高涨这一问题。鉴于此，例如在专利文献1中，作为不使用钎焊或者锡焊而将内管与外管接合的方法，记载有通过水等液体使内管扩管从而使内管与外管紧贴的方法。

专利文献1：日本特开2004－93057号公报

在如专利文献1所记载那样通过水等液体将内管扩管的方法中，为了使内管和外管充分紧贴，需要以非常高的压力使内管扩管。然而，若对内管施加高的压力，则由于内管中未被卷绕外管的部分与卷绕有外管的部分相比强度较弱，所以会过度变形。为了避免这样的内管的变形，可考虑抑制施加于内管的压力。然而，若施加于内管的压力不充分，则内管与外管的紧贴成为较弱的状态，得不到充分的导热接合。其结果是，存在在内管中流通的水与在外管中流通的制冷剂之间得不到高的热交换率这一问题。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供一种具有更高的热交换率的热交换器。

本实用新型涉及热交换器的制造方法，上述热交换器具备供流体流通的内管以及外管，上述外管在以螺旋状卷绕于上述内管的除了两端部以外的外周面的状态下与上述内管接合，上述热交换器的制造方法包括：使上述内管的上述两端部的强度比供上述外管卷绕的部分的强度高的加强工序；以及使卷绕有上述外管的上述内管的内部的压力上升而对上述内管进行扩管的扩管工序。

本实用新型所涉及的热交换器具备供流体流通的内管以及外管，上述外管在以螺旋状卷绕于上述内管的除了两端部以外的外周面的状态下与上述内管接合，所述内管的一部分被退火，所述内管的所述两端部的强度比供所述外管卷绕的部分的强度高，卷绕有所述外管的所述内管被扩管，所述内管的多个部位被进行弯曲加工而形成为螺旋状，所述热交换器的特征在于，对从所述两端部中的一个端部到被进行弯曲加工的多个弯曲加工部中的最接近所述一个端部的第1弯曲加工部的近前为止的区域不实施退火处理，对从所述两端部中的另一个端部到被进行弯曲加工的多个弯曲加工部中的最接近所述另一个端部的第2弯曲加工部的近前为止的区域不实施退火处理，对从所述第1弯曲加工部到所述第2弯曲加工部为止的区域实施退火处理。

另外，优选在所述两端部接合有内径比所述两端部的外径大的配管，所述配管以所述配管的内周面与所述两端部的外周面接触的状态接合于所述两端部。

另外，优选所述配管构成为比所述两端部壁厚。

另外，优选所述配管构成为强度比所述两端部高。

另外，优选所述两端部的外径比卷绕有所述外管的部分的外径小。

另外，优选所述内管具有位于所述两端部之间且在外周面形成有多条螺旋槽的螺旋构造部，所述外管卷绕于所述螺旋槽。

根据本实用新型所涉及的热交换器，由于使内管的两端部的强度比卷绕有外管的部分的强度高，所以在对内管进行扩管时，能够抑制未卷绕有外管的内管的两端部的过度的变形。因此，能够使内管的扩管压力更高，能够使内管中卷绕有外管的部分与外管紧贴。其结果是，可得到内管与外管之间的热交换效率更高的热交换器。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的图。

图2是将本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的内管的一个端部放大表示的图。

图3是将本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的内管的另一个端部放大表示的图。

图4是表示本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的制造方法的工序的流程图。

图5是表示在内管中实施退火处理的部位的图。

图6是将执行扩管工序时的内管的一个端部放大表示的图。

图7是将执行扩管工序时的内管的另一个端部放大表示的图。

图8是将本实用新型的实施方式2所涉及的热交换器的内管的一个端部放大表示的图。

附图标记的说明

1...热交换器；10...内管；11...端部；12...端部；13...螺旋构造部；13A... 螺旋槽；13B...螺旋槽；13C...螺旋槽；13D...山部；20...外管；20A...外管；20B...外管；20C...外管；30...配管；31...喇叭(flare)部；40...配管；50... 泵；60...盖部件；100...内管；101...端部；103...螺旋构造部；X1...第1弯曲加工部；X2...第2弯曲加工部；Y1...区域；Y2...区域；Y3...区域。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型中的热交换器以及其制造方法的实施方式进行详细的说明。此外，本实用新型并不由以下说明的实施方式限定。另外，在以下的附图中，存在各构成部件的大小以及形状与实际的装置不同的情况。

实施方式1.

图1是表示本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的图。热交换器1具有内管10、外管20A、外管20B、以及外管20C。在以下的说明中，有时将外管20A、外管20B、以及外管20C统称为外管20。在内管10流通有水等流体。即，内管10例如是水管。在外管20A、外管20B、以及外管20C分别流通有制冷剂等流体。即，外管20A、外管20B、以及外管 20C例如是制冷剂管。内管10具有一个端部11、另一个端部12、以及螺旋构造部13。螺旋构造部13位于端部11和端部12之间。内管10在螺旋构造部13的多个部位被进行弯曲加工，整体形成为大致长方形的螺旋状。在内管10的两个端部中的一个端部11接合有配管30，在另一个端部12 接合有配管40。

图2是将本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的内管的一个端部放大表示的图。图3是将本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的内管的另一个端部放大表示的图。此外，图2以及图3示意地表示了将热交换器1沿着内管10的管轴切断而成的剖面。在图2中放大示出了内管 10的端部11，在图3中放大示出了内管10的端部12。如图2以及图3 所示，在螺旋构造部13的外周面形成有3条螺旋槽13A、螺旋槽13B、以及螺旋槽13C。由螺旋槽13A、螺旋槽13B以及螺旋槽13C之间的山部 13D、和作为谷部的螺旋槽13A、螺旋槽13B以及螺旋槽13C形成了螺旋构造部13的螺旋构造。通过对直管形状的导热管进行加工而得到螺旋构造部13的螺旋构造。在端部11的外周面以及端部12的外周面未形成螺旋槽，端部11以及端部12呈直管形状。即，端部11以及端部12分别构成直管部。

在螺旋槽13A卷绕有外管20A，在螺旋槽13B卷绕有外管20B，在螺旋槽13C卷绕有外管20C。在将外管20以螺旋状卷绕于内管10的外周面的状态下、即在螺旋构造部13卷绕有外管20、在端部11以及端部12 不卷绕外管20的状态下，如后述那样从内管10的内部施加液压。由此，内管10被液压扩管，外管20成为与内管10接合的状态。

如图2所示，在端部11连接有作为导热管的配管30。配管30的内径比端部11的外径大。在配管30的一个端部形成有内径趋向外侧而缓缓变大的喇叭部31。配管30的壁厚比端部11的壁厚厚。配管30被配置为喇叭部31朝向外侧。配管30中未形成喇叭部31的一侧亦即另一个端部通过钎焊而与内管10的端部11接合。配管30在其内周面与端部11的外周面接触的状态下被接合。由此，通过作为直管部的端部11和配管30形成了双重构造。

如图3所示，在端部12连接有作为导热管的配管40。配管40的内径比端部12的外径大。配管40的壁厚比端部12的壁厚厚。端部12与配管40通过钎焊而接合。配管40在其内周面与端部12的外周面接触的状态下被接合。由此，通过作为直管部的端部12和配管40形成了双重构造。

图4是表示本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的制造方法的工序的流程图。在步骤S1中，执行内管10的退火工序。如上述那样，在外管20A、外管20B、以及外管20C卷绕于内管10的螺旋构造部13的状态下，通过在螺旋构造部13的多个部位进行弯曲加工，从而如图1所示，得到内管10被成形为大致长方形的螺旋状的热交换器1。为了这样成形内管10，在螺旋构造部13中存在被弯曲为90度的角度的部位。螺旋构造部13通过形成了螺旋槽13A、螺旋槽13B、以及螺旋槽13C而加工固化。因此，对于螺旋构造部13而言，弯曲成90度的角度的弯曲加工的加工性很差。鉴于此，为了消除该弯曲加工的加工性的恶劣，对螺旋构造部 13的一部分进行退火。

图5是表示在内管10中实施退火处理的部位的图。粗箭头所示的第 1弯曲加工部X1是被弯曲加工的多个弯曲加工部中的最接近端部11的加工部。粗箭头所示的第2弯曲加工部X2是被弯曲加工的多个弯曲加工部中的最接近端部12的弯曲加工部。在步骤S1的退火工序中，对从端部 11到第1弯曲加工部X1的近前的区域Y1不实施退火处理，另外对从端部12到第2弯曲加工部X2的近前的区域Y2也不实施退火处理。而且，对从第1弯曲加工部X1到第2弯曲加工部X2的区域Y3实施退火处理。

再次参照图4，在执行了退火工序后，在步骤S2中，执行使内管10 的两端部、即端部11以及端部12的强度比卷绕有外管20的螺旋构造部 13的强度高的加强工序。换言之，在执行加强工序之前实施上述的退火处理。在步骤S2的加强工序中，如图2所示，将配管30与端部11嵌合并通过钎焊而接合，并如图3所示，将配管40与端部12嵌合并通过钎焊而接合。这里，强度是指从内管10的内部施加有液压的情况下的耐压强度。其后，对螺旋构造部13卷绕外管20A、外管20B、以及外管20C。

接着，在步骤S3中，执行对卷绕有外管20的内管10进行扩管的扩管工序。图6是将执行扩管工序时的内管的一个端部放大表示的图。图7 是将执行扩管工序时的内管的另一个端部放大表示的图。图6以及图7与图2以及图3相同，示意地示出了将热交换器1沿着内管10的管轴切断而成的剖面。如图6所示，在一个端部11连接泵50，并如图7所示，在另一个端部12安装盖部件60。泵50例如为液体泵。在该状态下使泵50 工作，来使内管10的内部的压力上升而执行对内管10进行扩管的扩管工序，由此内管10被进行液压扩管。

再次参照图4，在执行扩管工序后，进入步骤S4，在螺旋构造部13 中，在包括图5的第1弯曲加工部X1以及第2弯曲加工部X2的多个弯曲加工部执行将内管10弯曲成90度的弯曲工序。其结果是，得到图1所示的热交换器1。

而且，在通过上述的工序而得到的热交换器1中，通过在内管10中流通的水与在外管20A、外管20B、以及外管20C中流动的制冷剂进行热交换，从而在内管10中流通的水的温度上升，成为热水。

如上述那样，螺旋构造部13的螺旋构造通过对直管形状的导热管进行加工而形成，螺旋构造部13被加工固化。进而，在螺旋构造部13的外周面卷绕外管20A、外管20B、以及外管20C。另一方面，如图2所示，在端部11的外周面不卷绕外管20，端部11保持为直管不变。同样，如图 3所示，在端部12的直管部的外周面未卷绕外管20，端部12保持为直管不变。因此，关于针对将内管10液压扩管时的扩管压力的强度，螺旋构造部13比端部11以及端部12高。因此，若为了使螺旋构造部13中的内管10和外管20充分接合而从内管10的内部施加液压，则作为直管部的端部11以及端部12有可能过度变形。对于此，本实施方式1的内管10 如上述那样具有端部11以及端部12的强度被加强了的结构。

根据以上的结构，未卷绕有外管20的部分亦即端部11以及端部12 的强度比卷绕有外管20的部分亦即螺旋构造部13的强度高。

根据本实施方式1，在端部11接合有比端部11壁厚的配管30，在端部12接合有比端部12壁厚的配管40，端部11以及端部12的强度被加强。因此，即便在从内管10的内部施加了液压的情况下，也能够抑制由液压引起过度的变形这一情况。因此，在对内管10进行液压扩管时，能够使扩管压力更高，能够更加提高内管10在螺旋构造部13中的内管10和外管20的紧贴程度。其结果是，可得到内管10与外管20的热交换效率进一步提高的热交换器1。

在本实施方式1中，通过将比端部11壁厚的配管30钎焊于端部11，将比端部12壁厚的配管40钎焊于端部12，从而提高了端部11以及端部 12的相对于液压的强度，但并不限定于此。也可以将由强度较高的材料构成的配管接合于端部11以及端部12。该情况下，配管的调质例如优选为日本工业标准中的“H”以上的强度。该情况下，由于端部11以及端部 12的强度也被加强，所以可得到上述的效果。

此外，在端部11以及端部12中，只要能够构成比螺旋构造部13强度高的双重管构造即可，配管30与配管40的壁厚以及材料并不限定于上述内容。

不对图5所示的区域Y1以及区域Y2实施退火处理，而在区域Y3 中实施退火处理。因此，能够不使端部11以及端部12的强度降低地使得对内管10进行弯曲加工而如图1所示成形时的加工性更好。

此外，也可以不对作为直管部的端部11以及端部12实施退火处理，而对螺旋构造部13实施退火处理。

另外，在本实施方式1中，在端部11以及端部12的加强处理之前执行退火处理，但并不限定于此。例如，也可以在端部11以及端部12的加强处理执行之后执行退火处理。

在本实施方式1中，在螺旋构造部13的外周面形成有3条螺旋槽13A、螺旋槽13B、以及螺旋槽13C，但螺旋槽的数量并不限定于此。只要在螺旋构造部13形成多条螺旋槽，并在各螺旋槽卷绕有外管即可。

实施方式2.

图8是将本实用新型的实施方式2所涉及的热交换器的内管的一个端部放大表示的图。在图8中示出了内管100的端部101。在图8中，对于与实施方式1相同的部件标注了相同的附图标记。内管100的螺旋构造部 103具有与实施方式1的内管10的螺旋构造部13相同的结构，在其外周面卷绕有外管20A、外管20B、以及外管20C。内管100的两个端部中的一个端部101为直管部，被实施了缩管加工。即，端部101的外径D1比螺旋构造部103的外径D2小。端部101通过缩管而被加工固化。此外，端部101中实施缩管加工的范围被确定为不引起内管10所形成的水回路的压力损失，并且端部101的强度为最高。在内管100的另一个端部也同样地实施了缩管加工而被加工固化。另外，与实施方式1相同，也可在端部101的前端部形成用于安装泵50的喇叭部。其他的结构与实施方式1 相同。

端部101以及另一个端部的缩管加工在上述的实施方式1的加强工序中被执行。

根据本实施方式2，内管100的端部101以及另一个端部被加工固化，强度被加强。因此，可得到与实施方式1相同的效果。并且，在缩管加工中，端部101以及另一个端部未被加热。因此，根据本实施方式2，在端部101以及另一个端部中能够避免因加热引起的强度的降低。

Claims

1.一种热交换器，

具备供流体流通的内管以及外管，

所述外管在以螺旋状卷绕于所述内管的除了两端部以外的外周面的状态下与所述内管接合，所述内管的一部分被退火，所述内管的所述两端部的强度比供所述外管卷绕的部分的强度高，卷绕有所述外管的所述内管被扩管，所述内管的多个部位被进行弯曲加工而形成为螺旋状，

所述热交换器的特征在于，

对从所述两端部中的一个端部到被进行弯曲加工的多个弯曲加工部中的最接近所述一个端部的第1弯曲加工部的近前为止的区域不实施退火处理，

对从所述两端部中的另一个端部到被进行弯曲加工的多个弯曲加工部中的最接近所述另一个端部的第2弯曲加工部的近前为止的区域不实施退火处理，

对从所述第1弯曲加工部到所述第2弯曲加工部为止的区域实施退火处理。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

在所述两端部接合有内径比所述两端部的外径大的配管，所述配管以所述配管的内周面与所述两端部的外周面接触的状态接合于所述两端部。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，

所述配管构成为壁厚比所述两端部厚。

4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，

所述配管构成为强度比所述两端部高。

5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

所述两端部的外径比卷绕有所述外管的部分的外径小。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的热交换器，其特征在于，

所述内管具有位于所述两端部之间且在外周面形成有多条螺旋槽的螺旋构造部，

所述外管卷绕于所述螺旋槽。