JP2002081882A - 熱交換器とその製造方法 - Google Patents
熱交換器とその製造方法Info
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
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- B21D53/08—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of both metal tubes and sheet metal
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- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
- F28F1/422—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element
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- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
- F28F2001/428—Particular methods for manufacturing outside or inside fins
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器の拡管工程で溝加工しながら拡管す
ると加工速度の低下や切削屑が発生する。また、複合溝
を有する伝熱管を用いると加工が複雑化し、高価になっ
てしまう。 【解決手段】 熱交換器を組み立てる際、拡管器具が簡
便な方法で回転させる機構を備えた拡管装置を用いて、
拡管しながら伝熱管を多角形状に変形させる。
ると加工速度の低下や切削屑が発生する。また、複合溝
を有する伝熱管を用いると加工が複雑化し、高価になっ
てしまう。 【解決手段】 熱交換器を組み立てる際、拡管器具が簡
便な方法で回転させる機構を備えた拡管装置を用いて、
拡管しながら伝熱管を多角形状に変形させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として空気調和
機などに使用される熱交換器と、これを製作するための
製造方法に関するものである。
機などに使用される熱交換器と、これを製作するための
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を、図８、図９に従い説明す
る。図８は、熱交換器１００の斜視図で、所定間隔に並
べられたフィン群１０１と、このフィン群１０１に略直
角に挿入し貫通する伝熱管群１０２とから構成されてい
る。熱交換器の外部を流れる気流は矢印１１０方向に流
れ、伝熱管１０２内を流れる冷媒は矢印１１１の方向に
流れ、Ａ側から流入しＢ側へ流出する。熱交換器を凝縮
器として用いた場合、冷媒は気相状態で流入し気液二相
状態を経て液相状態で流出する。また、熱交換器を蒸発
器として用いた場合、冷媒は気液二相状態で流入し気液
二相状態または気相状態で流出する。
る。図８は、熱交換器１００の斜視図で、所定間隔に並
べられたフィン群１０１と、このフィン群１０１に略直
角に挿入し貫通する伝熱管群１０２とから構成されてい
る。熱交換器の外部を流れる気流は矢印１１０方向に流
れ、伝熱管１０２内を流れる冷媒は矢印１１１の方向に
流れ、Ａ側から流入しＢ側へ流出する。熱交換器を凝縮
器として用いた場合、冷媒は気相状態で流入し気液二相
状態を経て液相状態で流出する。また、熱交換器を蒸発
器として用いた場合、冷媒は気液二相状態で流入し気液
二相状態または気相状態で流出する。
【０００３】図９は、フィンと伝熱管の固定化の方法を
示した図である。図９に示すように、フィン１０１に設
けられた貫通口１０６に伝熱管１０２を通し、その後、
前記伝熱管１０２の内部に、伝熱管の内径より大きい真
円に近い拡管ビレット１０４を圧入して矢印１０７方向
に動かすことにより、前記伝熱管１０２を拡管し、フィ
ン１０１と密着させる。
示した図である。図９に示すように、フィン１０１に設
けられた貫通口１０６に伝熱管１０２を通し、その後、
前記伝熱管１０２の内部に、伝熱管の内径より大きい真
円に近い拡管ビレット１０４を圧入して矢印１０７方向
に動かすことにより、前記伝熱管１０２を拡管し、フィ
ン１０１と密着させる。
【０００４】また特開昭５６−６６３４１号公報に記載
のように、表面に凹凸を有する拡管ビレットを回転させ
ながら、伝熱管に挿入することにより、熱交換チューブ
を拡管するとともに、同時に管中心軸に対して傾斜した
溝を内面に形成するようにしたものがある。
のように、表面に凹凸を有する拡管ビレットを回転させ
ながら、伝熱管に挿入することにより、熱交換チューブ
を拡管するとともに、同時に管中心軸に対して傾斜した
溝を内面に形成するようにしたものがある。
【０００５】また特開平１０−５９１０号公報に記載の
ように、拡管ビレットに、伝熱管内面の凹凸に対応した
凸凹部を形成し、これらの凹凸をあわせて伝熱管に挿入
し、回転させながら押し込むことにより拡管するものも
ある。
ように、拡管ビレットに、伝熱管内面の凹凸に対応した
凸凹部を形成し、これらの凹凸をあわせて伝熱管に挿入
し、回転させながら押し込むことにより拡管するものも
ある。
【０００６】また、特開昭６２−６４４２１号公報に記
載のように、複数の溝付きプラグを用いて複数の交差す
る溝を伝熱管内に形成し、管内を流れる冷媒の乱流促進
により伝熱性能を向上させるものである。
載のように、複数の溝付きプラグを用いて複数の交差す
る溝を伝熱管内に形成し、管内を流れる冷媒の乱流促進
により伝熱性能を向上させるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、次のような課題を有している。
来の構成では、次のような課題を有している。
【０００８】まず、伝熱管内の伝熱性能としての課題に
ついて説明する。管内を流れる冷媒の流速が遅い場合、
気液二相状態では気液が分離した状態で冷媒が流れる分
離流という流動状態になり易く、特に蒸発時の伝熱性能
を低下させてしまう。図１０は、伝熱管内面が平滑な伝
熱管内を流れる冷媒の状態を示した断面図である。１０
２は伝熱管、１０８は冷媒の液相部、１０９は冷媒の気
相部である。冷媒は液相部１０８で蒸発し、この液相部
１０８が接する伝熱管内面では潜熱変化が行われるため
非常に熱伝達率が高くなる。一方、気相部１０９が接す
る伝熱管内面は、蒸発する冷媒がないため気体の顕熱変
化のみであり、熱伝達率は著しく低くなってしまう。こ
れにより、伝熱性能は大幅に低下し、熱交換能力の著し
い低下を招いてしまう。また、冷媒の流速が速い場合、
管壁面を流れる液相の冷媒は密度が低く流速の速い気相
部に剥ぎ取られ、滴状になって気相中を流れる。したが
って、液相の冷媒は伝熱管の管壁でなく中央付近で蒸発
してしまうドライアウトと呼ばれ現象を生じてしまい、
管壁で蒸発するより著しく伝熱性能を低下させてしま
う。これらの現象は、特に伝熱管内面に溝加工されてい
ない平滑管の場合、頻繁に発生しやすい。
ついて説明する。管内を流れる冷媒の流速が遅い場合、
気液二相状態では気液が分離した状態で冷媒が流れる分
離流という流動状態になり易く、特に蒸発時の伝熱性能
を低下させてしまう。図１０は、伝熱管内面が平滑な伝
熱管内を流れる冷媒の状態を示した断面図である。１０
２は伝熱管、１０８は冷媒の液相部、１０９は冷媒の気
相部である。冷媒は液相部１０８で蒸発し、この液相部
１０８が接する伝熱管内面では潜熱変化が行われるため
非常に熱伝達率が高くなる。一方、気相部１０９が接す
る伝熱管内面は、蒸発する冷媒がないため気体の顕熱変
化のみであり、熱伝達率は著しく低くなってしまう。こ
れにより、伝熱性能は大幅に低下し、熱交換能力の著し
い低下を招いてしまう。また、冷媒の流速が速い場合、
管壁面を流れる液相の冷媒は密度が低く流速の速い気相
部に剥ぎ取られ、滴状になって気相中を流れる。したが
って、液相の冷媒は伝熱管の管壁でなく中央付近で蒸発
してしまうドライアウトと呼ばれ現象を生じてしまい、
管壁で蒸発するより著しく伝熱性能を低下させてしま
う。これらの現象は、特に伝熱管内面に溝加工されてい
ない平滑管の場合、頻繁に発生しやすい。
【０００９】次に、製造方法としての課題について説明
する。従来の拡管しながら溝を形成する方法では、伝熱
管を拡管する役割と、溝を形成する２つの役割をになう
ため、拡管ビレットを押し推める推力が多大になり、装
置が大掛かりなものになり、コストアップの要因になっ
てしまう。また、溝を形成する際、管内面を削り取って
しまい不要な切削屑が発生し、冷凍サイクル内に混入し
てしまうと、キャピラリチューブなどの絞り部分の詰ま
りや圧縮機の故障など切削屑に起因する動作不良が発生
しやすく、これを防止するには拡管後に管内の清浄工程
を追加しなければならず、さらにコストアップになって
しまう。
する。従来の拡管しながら溝を形成する方法では、伝熱
管を拡管する役割と、溝を形成する２つの役割をになう
ため、拡管ビレットを押し推める推力が多大になり、装
置が大掛かりなものになり、コストアップの要因になっ
てしまう。また、溝を形成する際、管内面を削り取って
しまい不要な切削屑が発生し、冷凍サイクル内に混入し
てしまうと、キャピラリチューブなどの絞り部分の詰ま
りや圧縮機の故障など切削屑に起因する動作不良が発生
しやすく、これを防止するには拡管後に管内の清浄工程
を追加しなければならず、さらにコストアップになって
しまう。
【００１０】また、凹凸をあわせて、拡管ビレットを回
転させながら押し込み拡管する方法では、拡管に要する
時間（拡管ビレットが前方に進むのに要する時間）がか
かり効率的でなく、また、拡管ビレットを前方に進めた
後、凹凸にあわせて後方に引き抜くための微妙な調整も
必要となる。
転させながら押し込み拡管する方法では、拡管に要する
時間（拡管ビレットが前方に進むのに要する時間）がか
かり効率的でなく、また、拡管ビレットを前方に進めた
後、凹凸にあわせて後方に引き抜くための微妙な調整も
必要となる。
【００１１】また、伝熱管内に複雑な溝を加工する場
合、複数のプラグを用いることで加工速度が大幅に低下
し、加工コストが著しく上昇してしまう。
合、複数のプラグを用いることで加工速度が大幅に低下
し、加工コストが著しく上昇してしまう。
【００１２】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、乱流促進による熱交換器の性能向上と、そ
の熱交換器を、容易でかつ効率的な拡管方法で製造する
方法を提案するものである。
ものであり、乱流促進による熱交換器の性能向上と、そ
の熱交換器を、容易でかつ効率的な拡管方法で製造する
方法を提案するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、熱交換器の伝熱管を多角形状に変形させ
る。この構成により、伝熱管内を流れる冷媒は乱され、
これにより伝熱管内面での熱伝達を促進でき、熱交換能
力の著しい向上が図れる。また、拡管に要する時間は従
来とほとんど変わらず、容易にかつ効率的に行うことが
できる。
に本発明は、熱交換器の伝熱管を多角形状に変形させ
る。この構成により、伝熱管内を流れる冷媒は乱され、
これにより伝熱管内面での熱伝達を促進でき、熱交換能
力の著しい向上が図れる。また、拡管に要する時間は従
来とほとんど変わらず、容易にかつ効率的に行うことが
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】第１の発明の実施の形態は、所定
間隔に平行に並設し、その間を気体が流動するフィン群
と、このフィン群を略直角に貫通して列を成し、内部を
流体が流動する伝熱管群とを備え、伝熱管の中心軸に対
する直角断面形状が、多角形状の断面を形成すること
で、管内を流れる冷媒の乱流促進が図れ、熱伝達率の向
上が図れる。
間隔に平行に並設し、その間を気体が流動するフィン群
と、このフィン群を略直角に貫通して列を成し、内部を
流体が流動する伝熱管群とを備え、伝熱管の中心軸に対
する直角断面形状が、多角形状の断面を形成すること
で、管内を流れる冷媒の乱流促進が図れ、熱伝達率の向
上が図れる。
【００１５】第２の発明の実施の形態は、伝熱管の中心
軸に対する直角断面形状において、多角形状が伝熱管の
中心軸に対し傾斜し螺旋状にねじれた状態で形成するこ
とで、管内を流れる冷媒の乱流促進が図れ、さらに熱伝
達率の向上が図れる。
軸に対する直角断面形状において、多角形状が伝熱管の
中心軸に対し傾斜し螺旋状にねじれた状態で形成するこ
とで、管内を流れる冷媒の乱流促進が図れ、さらに熱伝
達率の向上が図れる。
【００１６】第３の実施の形態は、円弧と弦または円弧
と円弧の境界で稜線を形成する。この円弧部分でフィン
に設けられたの真円の伝熱管挿通孔と確実に密着させる
ことができる。また、管内を流れる冷媒は表面張力の影
響で、平面よりは凹凸面や折れ曲がった角部に集りやす
く、これにより円弧と弦または円弧と円弧の境界の稜線
部分に集中して流れやすくなり、管内を流れる冷媒の乱
流促進が図れ、さらに熱伝達率の向上が図れる。
と円弧の境界で稜線を形成する。この円弧部分でフィン
に設けられたの真円の伝熱管挿通孔と確実に密着させる
ことができる。また、管内を流れる冷媒は表面張力の影
響で、平面よりは凹凸面や折れ曲がった角部に集りやす
く、これにより円弧と弦または円弧と円弧の境界の稜線
部分に集中して流れやすくなり、管内を流れる冷媒の乱
流促進が図れ、さらに熱伝達率の向上が図れる。
【００１７】第４の発明の実施の形態は、伝熱管の中心
軸に対する直角断面形状において、少なくとも１つの弦
の長さが他の弦の長さと異なる伝熱管で形成すること
で、管内を流れる冷媒の乱流促進が図れ、さらに熱伝達
率の向上が図れる。
軸に対する直角断面形状において、少なくとも１つの弦
の長さが他の弦の長さと異なる伝熱管で形成すること
で、管内を流れる冷媒の乱流促進が図れ、さらに熱伝達
率の向上が図れる。
【００１８】第５の発明の実施の形態は、伝熱管の内面
が溝を有することで伝熱管内面の伝熱面積の増大と管内
を流れる冷媒の乱流促進が図れ、さらに熱伝達率の向上
が図れる。
が溝を有することで伝熱管内面の伝熱面積の増大と管内
を流れる冷媒の乱流促進が図れ、さらに熱伝達率の向上
が図れる。
【００１９】第６の発明の実施の形態は、伝熱管の内面
が平滑な面を有する多角形状の伝熱管を用いることで、
特に螺旋状にねじれた多角形状の伝熱管の場合は、平滑
管内を流れる気液二相の冷媒が、螺旋状にねじれながら
流動し、乱流促進が図れ、気液の分離を抑制でき、熱伝
達率の向上が図れる。
が平滑な面を有する多角形状の伝熱管を用いることで、
特に螺旋状にねじれた多角形状の伝熱管の場合は、平滑
管内を流れる気液二相の冷媒が、螺旋状にねじれながら
流動し、乱流促進が図れ、気液の分離を抑制でき、熱伝
達率の向上が図れる。
【００２０】第７の発明の実施の形態は、フィンに形成
された挿通孔に伝熱管を挿通した後、伝熱管の内径より
大きい径を持つ拡管器具を押込んで伝熱管を拡管し、フ
ィンと伝熱管を密着させ、同時に回転せる機構を有する
拡管器具を用いて熱交換器を製造する。これにより、伝
熱管の中心軸に対する直角断面形状が、円弧と弦とで形
成する稜線が伝熱管の中心軸に対し傾斜し螺旋状にねじ
れた多角形状の伝熱管を有する熱交換器を製造できる。
された挿通孔に伝熱管を挿通した後、伝熱管の内径より
大きい径を持つ拡管器具を押込んで伝熱管を拡管し、フ
ィンと伝熱管を密着させ、同時に回転せる機構を有する
拡管器具を用いて熱交換器を製造する。これにより、伝
熱管の中心軸に対する直角断面形状が、円弧と弦とで形
成する稜線が伝熱管の中心軸に対し傾斜し螺旋状にねじ
れた多角形状の伝熱管を有する熱交換器を製造できる。
【００２１】第８の発明の実施の形態は、拡管器具の最
短径より大きく、最大径より小さい平行な距離を形成す
る穴を有する拡管器具回転用板を、伝熱管直前に設け、
拡管器具がこの板の穴を通過した後、伝熱管に挿通する
拡管器具を用いるもので、これにより、拡管器具を、伝
熱管入口にねじ込むことができ、拡管器具がこの板を通
り抜けた後は、強制的に回転を加えなくても、入口のね
じ込まれた螺旋形状に倣って拡管器具が回転する。これ
により、容易に回転する機構を設けることができる。
短径より大きく、最大径より小さい平行な距離を形成す
る穴を有する拡管器具回転用板を、伝熱管直前に設け、
拡管器具がこの板の穴を通過した後、伝熱管に挿通する
拡管器具を用いるもので、これにより、拡管器具を、伝
熱管入口にねじ込むことができ、拡管器具がこの板を通
り抜けた後は、強制的に回転を加えなくても、入口のね
じ込まれた螺旋形状に倣って拡管器具が回転する。これ
により、容易に回転する機構を設けることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の熱交換器及びその製造方法の
実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】（実施例１）図１（ａ）は、熱交換器の断
面図、（ｂ）は同熱交換器の中心軸方向の断面図であ
る。
面図、（ｂ）は同熱交換器の中心軸方向の断面図であ
る。
【００２４】図１（ａ）、（ｂ）において、内面に多数
の溝１３が形成された多角形状伝熱管１２ｂは、その外
周に沿っての多角形状に変形したフィンカラー１１ｂ部
分でフィン１１と密着し、伝熱管１２ｂの外面は、円弧
１４と弦１５とが交互に繰り返され、その両者の境界は
複数の稜線１６で形成される。また、伝熱管１２ｂの内
面には多数の螺旋状の溝１３以外に、管外面に設けられ
た稜線１６の管内面側で谷部１８が形成される。
の溝１３が形成された多角形状伝熱管１２ｂは、その外
周に沿っての多角形状に変形したフィンカラー１１ｂ部
分でフィン１１と密着し、伝熱管１２ｂの外面は、円弧
１４と弦１５とが交互に繰り返され、その両者の境界は
複数の稜線１６で形成される。また、伝熱管１２ｂの内
面には多数の螺旋状の溝１３以外に、管外面に設けられ
た稜線１６の管内面側で谷部１８が形成される。
【００２５】このような構成により、伝熱管内を流れる
冷媒は、多数の螺旋状の溝と複数の谷部により、伝熱管
を抽伸ダイスとフローティングプラグで引き抜き加工す
る際、相異なる２個の溝を有する溝加工プラグを二段に
配置し、伝熱管内面に互いに交差する螺旋状の溝を形成
する方法で加工された複合溝付き管に近い形状にするこ
とができ、コストの高い複合溝を用いずに、管内を流れ
る冷媒の乱流促進が図れ、伝熱性能の向上が図れる。ま
た、伝熱管の断面を多角形状に変形させるのみであり、
従来のように拡管時の溝加工による切削屑の発生がな
く、また、加工速度を低下させることもない。
冷媒は、多数の螺旋状の溝と複数の谷部により、伝熱管
を抽伸ダイスとフローティングプラグで引き抜き加工す
る際、相異なる２個の溝を有する溝加工プラグを二段に
配置し、伝熱管内面に互いに交差する螺旋状の溝を形成
する方法で加工された複合溝付き管に近い形状にするこ
とができ、コストの高い複合溝を用いずに、管内を流れ
る冷媒の乱流促進が図れ、伝熱性能の向上が図れる。ま
た、伝熱管の断面を多角形状に変形させるのみであり、
従来のように拡管時の溝加工による切削屑の発生がな
く、また、加工速度を低下させることもない。
【００２６】なお、図１は４つの円弧１４と４つの弦１
５で形成する略８角形を示したが、特に多角形の数を限
定するものではない。１２角形や２４角形など真円に近
い形状になってもフィンと伝熱管との密着性を阻害しな
ければ同様の効果が得られるものである。また、弦１５
が円弧１４より半径の大きい円弧であっても稜線１６が
形成され、伝熱管内面の谷部１８が形成できれば同様の
効果が得られる。
５で形成する略８角形を示したが、特に多角形の数を限
定するものではない。１２角形や２４角形など真円に近
い形状になってもフィンと伝熱管との密着性を阻害しな
ければ同様の効果が得られるものである。また、弦１５
が円弧１４より半径の大きい円弧であっても稜線１６が
形成され、伝熱管内面の谷部１８が形成できれば同様の
効果が得られる。
【００２７】（実施例２）次に図２を用いて実施例２に
ついて説明する。実施例１との相違点は、管内面の谷部
２８を、多角形状伝熱管２２ｂの中心軸に対し、角度α
だけ傾斜させ、螺旋状にねじれた谷部２８を有する多角
形状の伝熱管２２ｂを形成する点である。
ついて説明する。実施例１との相違点は、管内面の谷部
２８を、多角形状伝熱管２２ｂの中心軸に対し、角度α
だけ傾斜させ、螺旋状にねじれた谷部２８を有する多角
形状の伝熱管２２ｂを形成する点である。
【００２８】このような構成により、実施例１に比べ、
管内を流れる冷媒の乱流促進を増大でき、さらに伝熱性
能の向上が図れるものである。その他の効果については
実施例１と同様の効果が得られる。
管内を流れる冷媒の乱流促進を増大でき、さらに伝熱性
能の向上が図れるものである。その他の効果については
実施例１と同様の効果が得られる。
【００２９】（実施例３)次に図３を用いて本発明の実
施例３について説明する。実施例１や実施例２との相違
点は、図２では円弧２４の長さは４ヶ所とも同じで、ま
た弦２５の長さも４ヶ所とも同じ長さとしていたが、こ
の実施例３では、図３に示すように、円弧３４の長さは
すべて同じであるが、弦の長さは異なり、弦３５ａの長
さは弦３５ｂの長さより長い弦としたものである。これ
により伝熱管３２ｂは距離Ｌ１と距離Ｌ２との長さが異
なり、楕円に近い形状となる。
施例３について説明する。実施例１や実施例２との相違
点は、図２では円弧２４の長さは４ヶ所とも同じで、ま
た弦２５の長さも４ヶ所とも同じ長さとしていたが、こ
の実施例３では、図３に示すように、円弧３４の長さは
すべて同じであるが、弦の長さは異なり、弦３５ａの長
さは弦３５ｂの長さより長い弦としたものである。これ
により伝熱管３２ｂは距離Ｌ１と距離Ｌ２との長さが異
なり、楕円に近い形状となる。
【００３０】このような構成により、図３に示すように
谷部３８が伝熱管中心軸に対し角度α傾斜させた螺旋状
の多角形状伝熱管では、伝熱管内を流れる冷媒に実施例
２では見られない大きなうねりを生じさせることがで
き、乱流促進をさらに加速させることができ、熱伝達率
の向上が図れる。また、稜線がねじれのない多角形状の
伝熱管の場合、縦横比の短い方の中心線が気流と直角方
向に配置することで楕円管と類似の効果である通風抵抗
の低減を図ることができる。その他の効果については実
施例１、２と同様の効果が得られる。
谷部３８が伝熱管中心軸に対し角度α傾斜させた螺旋状
の多角形状伝熱管では、伝熱管内を流れる冷媒に実施例
２では見られない大きなうねりを生じさせることがで
き、乱流促進をさらに加速させることができ、熱伝達率
の向上が図れる。また、稜線がねじれのない多角形状の
伝熱管の場合、縦横比の短い方の中心線が気流と直角方
向に配置することで楕円管と類似の効果である通風抵抗
の低減を図ることができる。その他の効果については実
施例１、２と同様の効果が得られる。
【００３１】なお、図３では弦の長さが異なる場合を示
したが、円弧の長さを異なる様に配置しても同様の効果
が得られる。また、弦及び円弧ともすべて不均一にして
も同様の効果が得られる。
したが、円弧の長さを異なる様に配置しても同様の効果
が得られる。また、弦及び円弧ともすべて不均一にして
も同様の効果が得られる。
【００３２】（実施例４）次に図４を用いて本発明の実
施例４について説明する。これまでの実施例との相違点
は、図４に示すように、管内面には溝形状がない平滑管
を用いることである。管外面に形成された稜線４６の管
内面側では谷部４８の形状が螺旋状に形成されている。
施例４について説明する。これまでの実施例との相違点
は、図４に示すように、管内面には溝形状がない平滑管
を用いることである。管外面に形成された稜線４６の管
内面側では谷部４８の形状が螺旋状に形成されている。
【００３３】この構成により伝熱管内を流れる気液二相
状態の冷媒は螺旋状の谷部４８に沿って流れ、平滑管で
あっても管上部に押し上げられる。一方、重力に影響し
やすい液冷媒は伝熱管下面に流れ落ちる。この二つの作
用により冷媒は攪拌され、気液が混合され、熱伝達率を
向上させることができる。また、伝熱管内面に溝加工が
ないことで、大幅な軽量化または低コスト化を図ること
ができる。
状態の冷媒は螺旋状の谷部４８に沿って流れ、平滑管で
あっても管上部に押し上げられる。一方、重力に影響し
やすい液冷媒は伝熱管下面に流れ落ちる。この二つの作
用により冷媒は攪拌され、気液が混合され、熱伝達率を
向上させることができる。また、伝熱管内面に溝加工が
ないことで、大幅な軽量化または低コスト化を図ること
ができる。
【００３４】（実施例５)次に図５を用いて本発明の実
施例５について説明する。フィン１１に形成された挿通
孔５１０に伝熱管５２ａを挿通した後、伝熱管の内径よ
り大きい径を持つ拡管器具５１１を押込んで伝熱管５２
ａを拡管し、フィンカラー１１ｂ部と拡管後の伝熱管５
２ｂを密着させることで熱交換器が形成される。拡管器
具５１１は、マンドレル５１２の先端にナット５１３で
外れないように取り付けられているが、ナット５１３と
拡管器具５１１との間にはわずかな隙間５１４があり、
拡管器具はマンドレルのまわりを自由に回転できるよう
に取り付けられている。
施例５について説明する。フィン１１に形成された挿通
孔５１０に伝熱管５２ａを挿通した後、伝熱管の内径よ
り大きい径を持つ拡管器具５１１を押込んで伝熱管５２
ａを拡管し、フィンカラー１１ｂ部と拡管後の伝熱管５
２ｂを密着させることで熱交換器が形成される。拡管器
具５１１は、マンドレル５１２の先端にナット５１３で
外れないように取り付けられているが、ナット５１３と
拡管器具５１１との間にはわずかな隙間５１４があり、
拡管器具はマンドレルのまわりを自由に回転できるよう
に取り付けられている。
【００３５】このような拡管器具を用いると、傾斜した
稜線５１１ａにより伝熱管５２ｂには螺旋状の谷部５８
が形成され、次に、拡管器具を矢印５１５方向に推し進
めると、拡管器具５１１は稜線５１１ａ部分で伝熱管の
螺旋状の谷部５８に拘束され、回転しながら矢印５１５
方向に進むことで伝熱管５２ａが螺旋状に谷部を持つ伝
熱管５２ｂに拡管され、螺旋状でかつ多角形状の伝熱管
５２ｂを有する熱交換器が形成される。回転可能な拡管
器具を溝付きの伝熱管に用いることで、拡管の速度を落
とすことなく、容易に実施例１〜４の形状を形成するこ
とができる。
稜線５１１ａにより伝熱管５２ｂには螺旋状の谷部５８
が形成され、次に、拡管器具を矢印５１５方向に推し進
めると、拡管器具５１１は稜線５１１ａ部分で伝熱管の
螺旋状の谷部５８に拘束され、回転しながら矢印５１５
方向に進むことで伝熱管５２ａが螺旋状に谷部を持つ伝
熱管５２ｂに拡管され、螺旋状でかつ多角形状の伝熱管
５２ｂを有する熱交換器が形成される。回転可能な拡管
器具を溝付きの伝熱管に用いることで、拡管の速度を落
とすことなく、容易に実施例１〜４の形状を形成するこ
とができる。
【００３６】（実施例６）次に図６及び図７を用いて本
発明の実施例６について説明する。図６（ａ）は拡管部
の正面図、図６（ｂ）はその側面図である。図６
（ａ）、（ｂ）において、拡管器具６１１は、マンドレ
ル６１２の先端にナット６１３で取り付けられており、
拡管器具６１１はマンドレル６１２との間にはわずかな
隙間６１４があり、マンドレル６１２のまわりを回転で
きる構造となっている。一方、拡管器具回転用板６１７
には、拡管器具６１１の最短径ＬＢ１より長く、最大径
ＬＢ２より短い平行な距離ＬＧ１と拡管器具６１１の最
大径ＬＢ２より長いＬＧ２とで形成する略鼓形状のガイ
ド穴６１６が形成されており、これにより拡管器具６１
１はガイド穴内６１６では自由に回転することはできな
い。一方、拡管器具６１１の稜線６１１ａは中心軸に対
し傾斜角αの傾きを有することで、拡管器具６１１はガ
イド穴６１６を通過しながら確実に回転することにな
る。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、順に拡管
が進んでいくようすを表す説明図である。拡管器具回転
用板６１５を伝熱管６２ａの入口直前に設けることで、
伝熱管６２ａの入口近傍で拡管器具６１１を確実に回転
させながら拡管でき、拡管器具６１１がガイド穴６１６
を通過した後は、実施例５と同様に螺旋状の拡管がなさ
れる。
発明の実施例６について説明する。図６（ａ）は拡管部
の正面図、図６（ｂ）はその側面図である。図６
（ａ）、（ｂ）において、拡管器具６１１は、マンドレ
ル６１２の先端にナット６１３で取り付けられており、
拡管器具６１１はマンドレル６１２との間にはわずかな
隙間６１４があり、マンドレル６１２のまわりを回転で
きる構造となっている。一方、拡管器具回転用板６１７
には、拡管器具６１１の最短径ＬＢ１より長く、最大径
ＬＢ２より短い平行な距離ＬＧ１と拡管器具６１１の最
大径ＬＢ２より長いＬＧ２とで形成する略鼓形状のガイ
ド穴６１６が形成されており、これにより拡管器具６１
１はガイド穴内６１６では自由に回転することはできな
い。一方、拡管器具６１１の稜線６１１ａは中心軸に対
し傾斜角αの傾きを有することで、拡管器具６１１はガ
イド穴６１６を通過しながら確実に回転することにな
る。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、順に拡管
が進んでいくようすを表す説明図である。拡管器具回転
用板６１５を伝熱管６２ａの入口直前に設けることで、
伝熱管６２ａの入口近傍で拡管器具６１１を確実に回転
させながら拡管でき、拡管器具６１１がガイド穴６１６
を通過した後は、実施例５と同様に螺旋状の拡管がなさ
れる。
【００３７】このように、拡管器具回転用板６１５を伝
熱管直前に設けることで、拡管器具６１１を伝熱管６２
ａに押し込みながら矢印６１５方向に進めることで、拡
管器具６１１は進むと同時に確実に回転することがで
き、このような簡単な拡管器具回転用板のみで容易にし
かも安定して螺旋状の多角形状伝熱管を有する熱交換器
を製造することができる。
熱管直前に設けることで、拡管器具６１１を伝熱管６２
ａに押し込みながら矢印６１５方向に進めることで、拡
管器具６１１は進むと同時に確実に回転することがで
き、このような簡単な拡管器具回転用板のみで容易にし
かも安定して螺旋状の多角形状伝熱管を有する熱交換器
を製造することができる。
【００３８】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明
は、多角形状の伝熱管により伝熱管内を流れる冷媒の乱
流促進が図れ、熱交換器の伝熱性能の向上を図ることが
できる。
は、多角形状の伝熱管により伝熱管内を流れる冷媒の乱
流促進が図れ、熱交換器の伝熱性能の向上を図ることが
できる。
【００３９】また、螺旋状でかつ多角形状の拡管器具を
用いることで容易に螺旋状の多角形伝熱管を有する熱交
換器を形成できる。さらに、簡単な拡管器具回転用板を
用いることで確実にしかも安定して螺旋状の多角形伝熱
管を有する熱交換器を形成できる。
用いることで容易に螺旋状の多角形伝熱管を有する熱交
換器を形成できる。さらに、簡単な拡管器具回転用板を
用いることで確実にしかも安定して螺旋状の多角形伝熱
管を有する熱交換器を形成できる。
【図１】（ａ）本発明の実施例１における伝熱管中心軸
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
【図２】（ａ）本発明の実施例２における伝熱管中心軸
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
【図３】（ａ）本発明の実施例３における伝熱管中心軸
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
【図４】（ａ）本発明の実施例４における伝熱管中心軸
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
に直角方向の断面図 （ｂ）同熱交換器の伝熱管中心軸方向の断面図
【図５】本発明の実施例５における伝熱管の拡管の方法
を説明する図
を説明する図
【図６】（ａ）本発明の実施例６における拡管部構造の
正面図 （ｂ）同拡管部構造の側面図
正面図 （ｂ）同拡管部構造の側面図
【図７】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施例６における伝熱
管の拡管の方法を説明する図
管の拡管の方法を説明する図
【図８】熱交換器の斜視図
【図９】伝熱管の拡管の方法を説明する図
【図１０】管内を流れる冷媒の流動状態を説明する図
１１ フィン １１ａ 拡管前のフィンカラー １１ｂ 拡管後のフィンカラー １２ａ、５２ａ 拡管前の伝熱管 １２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、５２ｂ 拡管後の伝熱管 １３ 溝 １４、２４、３４ 円弧 １５、２５、３５ａ、３５ｂ 弦 １６、４６ 稜線 １８、２８、３８、４８、５８ 谷部 ５１０ 挿通孔 ５１１、６１１ 拡管器具 ５１１ａ、６１１ａ 稜線 ５１２、６１２ マンドレル ５１３、６１３ ナット ５１４、６１４ 拡管器具が締め付けられていないこと
を示す隙間 ５１５、６１５ 拡管方向を示す矢印 ６１６ 拡管器具回転用板に設けられたガイド穴 ６１７ 拡管器具回転用板
を示す隙間 ５１５、６１５ 拡管方向を示す矢印 ６１６ 拡管器具回転用板に設けられたガイド穴 ６１７ 拡管器具回転用板
Claims (8)
- 【請求項１】 所定間隔に平行に並設し、その間を気体
が流動するフィン群と、このフィン群を略直角に貫通し
て列を成し、内部を流体が流動する伝熱管群とを備え、
前記伝熱管の中心軸に対する直角断面形状が、多角形状
で形成することを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 前記多角形状の伝熱管は、伝熱管の中心
軸に対し傾斜し螺旋状にねじれた状態で形成することを
特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 円弧と弦または円弧と円弧の境界で稜線
を形成し、前記稜線により前記多角形状を形成すること
を特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。 - 【請求項４】 前記多角形状は、少なくとも１つの弦の
長さが他の弦の長さと異なることを特徴とする請求項１
から３いずれか１項記載の熱交換器。 - 【請求項５】 前記伝熱管の内面が溝を有することを用
いたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に
記載の熱交換器。 - 【請求項６】 前記伝熱管の内面が平滑な面を有するこ
とを用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれか
１項に記載の熱交換器。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
熱交換器において、前記フィンに形成された挿通孔に前
記伝熱管を挿通した後、前記伝熱管の内径より大きい径
を持つ拡管器具を押込んで前記伝熱管を拡管し、前記フ
ィンと前記伝熱管を密着させ、同時に回転する機構を有
する拡管器具を用いた熱交換器の製造方法。 - 【請求項８】 前記拡管器具の拡管部の最短径より大き
く、最大径より小さい平行な距離を形成する穴を有する
板を、伝熱管直前に設け、拡管器具がこの板の穴を通過
した後、伝熱管に挿通する拡管装置を用いたことを特徴
とする請求項７記載の熱交換器の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263458A JP3700562B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 熱交換器の製造方法 |
| KR1020010051998A KR20020018046A (ko) | 2000-08-31 | 2001-08-28 | 열교환기와 그 제조방법 |
| CN01234077U CN2525465Y (zh) | 2000-08-31 | 2001-08-31 | 热交换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263458A JP3700562B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081882A true JP2002081882A (ja) | 2002-03-22 |
| JP3700562B2 JP3700562B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR20020018046A (ja) |
| CN (1) | CN2525465Y (ja) |
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| JP2010054060A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | フィンチューブ型熱交換器およびフィンチューブ型熱交換器製造方法並びに冷凍サイクル空調装置 |
| JP2012097920A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器 |
| WO2013046482A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及びその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置 |
| JP2013127321A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | 漏洩検知機能をもつ伝熱管及びそれに使用する外管 |
| JP2015038414A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-26 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器の製造方法 |
| KR20150144625A (ko) * | 2014-06-17 | 2015-12-28 | 두산중공업 주식회사 | 퍼니스용 이송관 |
| KR20190026480A (ko) * | 2017-09-05 | 2019-03-13 | 한온시스템 주식회사 | 열교환기 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100752636B1 (ko) * | 2006-05-02 | 2007-08-29 | 삼성광주전자 주식회사 | 냉장고용 열교환기 및 그 튜브의 제조방법 |
| US8037699B2 (en) * | 2008-04-24 | 2011-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat exchanger and air conditioner using the same |
| JP6173317B2 (ja) * | 2012-07-13 | 2017-08-02 | 株式会社Uacj | 拡管用プラグ |
| CN103742300A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-23 | 广西科技大学 | 内燃机废气再循环用冷却器的生产方法 |
| CN103742301A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-23 | 广西科技大学 | 内燃机废气再循环用冷却器的生产方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314452A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacturing method of heat exchanger |
| JPS5580694U (ja) * | 1978-11-28 | 1980-06-03 | ||
| JPS60181589A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-17 | Toshiba Corp | 熱交換器 |
| JPH0413433A (ja) * | 1990-05-07 | 1992-01-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属製伝熱部材の製造方法 |
| JPH0434283A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 排水管 |
| JPH07305980A (ja) * | 1994-05-13 | 1995-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器 |
| JP2816656B2 (ja) * | 1995-06-02 | 1998-10-27 | 株式会社キャニオン | パイプ継手の製造方法 |
| JP3572497B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2004-10-06 | 東洋ラジエーター株式会社 | 空調用熱交換器の内面溝付き溶接管 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000263458A patent/JP3700562B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-08-28 KR KR1020010051998A patent/KR20020018046A/ko active IP Right Grant
- 2001-08-31 CN CN01234077U patent/CN2525465Y/zh not_active Expired - Fee Related
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