JP2023099241A - 伝熱管、熱交換器、熱源ユニットおよび伝熱管の製造方法 - Google Patents

伝熱管、熱交換器、熱源ユニットおよび伝熱管の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】熱交換効率を向上させつつ、製造時の成型加工が容易となる伝熱管を提供する。【解決手段】本開示に係る伝熱管8は、同一形状の一対の板状の伝熱管部品12が接合されて冷媒流路9が形成されている。伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する。一対の伝熱管部品12は、互いの突出部13の突出方向の先端面13aが対向して接合されて隣り合う突出部13同士の間に冷媒流路9が突出部13の延びる方向に沿って形成され、かつ、一方の第2の領域15と他方の第2の領域15とがそれぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。【選択図】 図6

Description

本開示は、内部に流れる冷媒と外部との熱交換を行う機能を有する扁平形状の伝熱管、および、その伝熱管を部品として用いた熱交換器、熱源ユニットに関するものである。
従来から、圧縮機、四方弁、膨張弁、および複数の熱交換器が互いに冷媒配管で接続されて冷凍サイクルとして機能する熱源ユニットが知られている。熱源ユニットに用いられる熱交換器は、冷媒が流入されるヘッダと、2つのヘッダに接続されて冷媒を分配する複数の伝熱管を備える。近年、熱交換効率を向上させるために、伝熱管を細かい流路で構成された扁平管を用いることが多くなっている。また、熱交換効率をさらに向上させる方法として、扁平管内部を流れる冷媒と外部との間で熱交換を行う熱交換器が提案されている。例えば、特許文献1では、隣り合う伝熱管側に突出し、伝熱管内の冷媒流れ方向に沿う凸部が押し出し成型により形成された熱交換器が開示されている。
特開2008-202896号公報
しかしながら、細かい流路を構成し、凸部と一体的に押し出し成型して製造される扁平管では、押し出し加工時に用いる金型へ発生する抵抗が大きくなり、製造が容易ではないという課題があった。
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、熱交換効率を向上させつつ、容易に製造できる伝熱管を提供する。また、この伝熱管を用いた熱交換器、熱源ユニットおよびこの伝熱管の製造方法を提供する。
本開示に係る伝熱管は、同一形状の一対の板状の伝熱管部品が接合されて冷媒流路が形成され、伝熱管部品は、表面から突出し、表面に沿って延びた複数の突出部が互いに間隔をあけて配列された第1の領域および第1の領域に対して突出部の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部が設けられていない第2の領域を有し、一対の伝熱管部品は、互いの突出部の突出方向の先端面が対向して接合されて隣り合う突出部同士の間に冷媒流路が突出部の延びる方向に沿って形成され、かつ一方の第2の領域と他方の第2の領域とがそれぞれの第1の領域に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
本開示に係る熱交換器は、本開示に係る伝熱管と、第1ヘッダと、第1ヘッダに対向して配置された第2ヘッダとを備え、伝熱管は、両端がそれぞれ第1ヘッダと第2ヘッダとに接続されており、複数の伝熱管は、第1ヘッダと第2ヘッダとの間に互いに間隔をおいて配列されている。
本開示に係る熱源ユニットは、本開示に係る熱交換器を備え、熱交換器と、圧縮機と、四方弁と、膨張弁とが冷媒配管を介して接続されている。
本開示に係る伝熱管の製造方法は、表面から突出し、表面に沿って延びた複数の突出部が互いに間隔をあけて配列された第1の領域および第1の領域に対して突出部の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部が設けられていない第2の領域を有する板状の伝熱管部品を一体成型する工程と、一対の伝熱管部品の互いの突出部の突出方向の先端面を対向させ、突出部の表面に沿って延びる方向を合わせ、一方の第2の領域と他方の第2の領域とをそれぞれの第1の領域に対して互いに反対側に位置するように配置し、かつ、互いの突出部の先端面を接合する工程とを備える。
本開示に係る伝熱管によれば、複数の突出部が配列された第1の領域および第1の領域に対して隣接し、突出部が設けられていない第2の領域を備える一対の伝熱管部品が接合されて冷媒流路が形成されているため、熱交換効率を向上させつつ、製造時の成型加工が容易となる。
本開示に係る伝熱管の製造方法によれば、同一形状の一対の伝熱管部品を用いて伝熱管を製造できるため、部品管理の簡易化およびスケールメリットにより生産性向上および製造コスト低下を図ることができる。
本開示に係る熱交換器および熱源ユニットによれば、本開示に係る伝熱管を用いるため、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。
実施の形態1に係る熱源ユニットの構成を示す概略構成図である。 実施の形態1に係る熱交換器を示す概略斜視図である。 実施の形態1に係る伝熱管を示す概略斜視図である。 実施の形態1に係る熱交換器のヘッダと伝熱管の一部を示す概略断面図である。 実施の形態1に係る熱交換器のヘッダと伝熱管の一部を示す概略断面図である。 実施の形態1に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略断面図である。 実施の形態1に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略平面図である。 実施の形態2に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略断面図である。 実施の形態3に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略断面図である。 実施の形態4に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略断面図である。 実施の形態5に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略断面図である。 実施の形態6に係る伝熱管を構成する伝熱管部品を示す概略断面図である。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る熱源ユニットの構成を示す概略図である。
図1に示すように、熱源ユニット1は圧縮機2、四方弁3、膨張弁4、および複数台の熱交換器5を有する。実施の形態1において、複数台の熱交換器5とは熱交換器5aと、熱交換器5bのことである。
熱源ユニット1は、圧縮機2、四方弁3、膨張弁4、および複数台の熱交換器5は、冷媒配管を介して互いに接続されることにより冷凍サイクルが機能する冷媒回路が形成され、冷媒が温度変化や相変化を伴いながら回路内を循環することで複数台の熱交換器5において冷媒と冷媒回路外の外部熱流との間で熱交換が行われる。
四方弁3は、冷媒流路を切り替えることで圧縮機2から冷媒が流れ込む順番が複数台の熱交換器5の中で入れ替わり、冷房と暖房が入れ替わる。四方弁3は、例えば、冷房運転時に、圧縮機2からの冷媒を熱交換器5bへ導くとともに熱交換器5aからの冷媒を圧縮機2へ導き、暖房運転時に、圧縮機2からの冷媒を熱交換器5aへ導くとともに熱交換器5bからの冷媒を圧縮機2へ導く。図1において、破線の矢印は冷房運転時の冷媒の流れ方向6aを示し、実線の矢印は暖房運転時の冷媒の流れ方向6bを示している。
膨張弁4は、送られた冷媒を減圧した後、熱交換器5a、または熱交換器5bへ送る。
熱源ユニット1の使用用途が昇温または降温のいずれかに限定される場合は、この冷媒回路から四方弁3を除いた回路構成でもよい。また、冷媒タンク、圧力センサ等、冷媒回路の制御や性能向上の補助になる要素機器が適宜追加されていてもよい。
次に、熱交換器5の構造について説明する。
図2は実施の形態1に係る熱交換器5の構造を示す斜視図である。
図2に示すように、熱交換器5は、第1ヘッダ7aと、第1ヘッダ7aに対向して配置された第2ヘッダ7bと、第1ヘッダ7aと第2ヘッダ7bとの間に互いに間隔をおいて配列された複数の伝熱管8とを有している。
膨張弁4からの冷媒配管及び四方弁3からの冷媒配管のうち、一方が熱交換器5の第1ヘッダ7aに接続され、他方が熱交換器5の第2ヘッダ7bに接続されている。
第1ヘッダ7aと第2ヘッダ7bとは、互いに平行に配置されている。伝熱管8は、両端がそれぞれ第1ヘッダ7aと第2ヘッダ7bに接続されている。第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向に沿って伝熱管8内に冷媒が流れる。外部熱流Aは、複数の伝熱管8の間を通過する。
以下では、図2に示すように複数の伝熱管8が配列された方向をz方向、z方向に直交し、第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向をy方向、z方向とy方向とに直交する方向をx方向であるとして説明する。また、以下では、y方向の正の方向を上、負の方向を下として説明する。以下では、一例として下部に設けられた第1ヘッダ7aに冷媒が流入し、複数の伝熱管8を通って上部に設けられた第2ヘッダ7bから流出するものとして説明する。
次に、熱交換器5に配置された伝熱管8の構造について説明する。
図3は実施の形態1に係る伝熱管8を示す斜視図である。
図3に示すように、伝熱管8は、内部に冷媒が流れる複数の冷媒流路9が形成された扁平管部10と、扁平管部10から両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する。冷媒流路9は、第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向、すなわちy方向に沿って形成されている。複数の冷媒流路9は、互いに仕切られ、複数の伝熱管8の配列した方向であるz方向および第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向であるy方向に直交するx方向に沿って一列に並んでいる。伝熱板部11は、板状に形成され、複数の冷媒流路9が並んだ方向、すなわちx方向においての扁平管部10両側に設けられている。
扁平管部10を第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向、すなわちy方向に垂直な平面、すなわちxz平面で切断したときの断面の形状は、長軸および短軸をもつ扁平形状に形成されている。扁平管部10は、y方向の両端において、伝熱板部11よりも延びた第1扁平管端部10aと第2扁平管端部10bを有する。
図4は熱交換器5の本体下部を示す断面図であり、熱交換器5の第1ヘッダ7aに挿入された伝熱管8を示すyz平面における断面図である。
図5は熱交換器5の本体下部を示す断面図であり、熱交換器5の伝熱管8が挿入された第1ヘッダ7aを示すxy平面における断面図である。図5は図4に示すC-C線の位置における断面図である。
図4、図5に示すように、第1ヘッダ7aには、複数の伝熱管8がそれぞれ挿入される挿入穴7cが形成されている。扁平管部10の第1扁平管端部10aは、挿入穴7cから第1ヘッダ7a内の空間に挿入される。挿入穴7cの形状は扁平管部10の外周面の形状に合わせて形成される。伝熱板部11は、第1ヘッダ7a内には挿入されず、第1ヘッダ7aの外部に延びて設けられる。
同様に、扁平管部10の第2扁平管端部10bは、第2ヘッダ7bに設けられた挿入穴7cから第2ヘッダ7b内の空間に挿入される。
第1ヘッダ7a内の冷媒流Bは、伝熱管8の配列方向、すなわちx方向に沿って流れ、複数の伝熱管8内の冷媒流路9を第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向、すなわちy方向に沿って流れる。また、図5に示すように、配列された複数の伝熱管8の間を通過する外部熱流Aは、x方向およびy方向に直交する方向、すなわち扁平管部10から伝熱板部11が延びた方向に沿って流れる。熱交換器5では、配列された複数の伝熱管8の間を通過する外部熱流Aと、伝熱管8内の冷媒流路9を流れる冷媒流Bとの間で熱交換が行われる。伝熱管8に外部熱流Aが通過する方向に沿って延びた伝熱板部11を形成することで、熱交換効率を向上させることができる。
次に、伝熱管8の詳細な構成について説明する。
図6は実施の形態1に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12を示す断面図である。
図6(a)は実施の形態1に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12のxz平面における断面図である。図6(b)は、図6(a)に示す伝熱管部品12を2つ組み合わせたxz平面における断面図である。
図6に示すように、伝熱管8は、一対の伝熱管部品12が組み合わされて構成される。一対の伝熱管部品12は同一の形状である。伝熱管部品12は板状に形成されており、表面12aと表面12aの反対側の裏面12bを有する。
図6(a)に示すように、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14と、第1の領域14に対して複数の突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15とを有する。
図7は実施の形態1に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12を示すxy平面における平面図である。
図7に示すように、第1の領域14は、y方向の両端において、第2の領域15よりも延びて設けられている。
図6、図7において複数の突出部13が配列する方向であるx方向は、図3から図5において複数の冷媒流路9が並んだ方向および伝熱板部11が扁平管部10から延びた方向であるx方向に一致する。また図6において突出部13が表面12aから突出する方向であるz方向は、図2に示す伝熱管8の配列方向に一致する。また図6において突出部13が表面12aに沿って延びる方向であるy方向(図示せず、紙面に垂直する方向)は、図2から図5において第1ヘッダ7aから第2ヘッダ7bに向かう方向、伝熱管8内に冷媒が流れる方向に一致する。
ここで、複数の突出部13が配列された方向、すなわちx方向において、第1の領域14を二分割する線を中心軸Pとし、図6に破線で示している。図6に示すように、第1の領域14において、複数の突出部13は、中心軸Pに対してそれぞれ対称の位置に配置されている。
伝熱管部品12は、中心軸Pの両側にそれぞれ同じ数の突出部13を有する。図6では一例として、伝熱管部品12の突出部13の総数が偶数の10であり、中心軸Pの両側の突出部13がそれぞれ5か所ある例を示す。突出部13の総数が奇数の場合は、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じであり、かつ、中心軸Pの位置にも突出部13が配置される。
図6(b)に示すように、実施の形態1に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12は同一形状の部品であるため、2つの伝熱管部品12が接合された状態において、それぞれの中心軸Pは同じ位置になる。
伝熱管部品12の突出部13は、図6に示すxz平面の断面、つまり突出方向に沿った断面において略長方形状である。突出部13は突出方向の先端に、表面12aと平行な先端面13aを有する。表面12aおよび突出部13の先端面13aは、xy平面に平行な平らな平面である。
図6(b)に示すように、一対の伝熱管部品12は、互いの突出部13の突出方向の先端面13aが接合されて伝熱管8を形成する。隣り合う突出部13および隣り合う突出部13間の表面12aの部分に囲まれた部分は中空となっており、伝熱管8の冷媒流路9を形成する。ここで、隣り合う突出部13間の表面12aの部分とは、隣り合う突出部13同士の根元からもう一方の根元までの面領域である。
また一対の伝熱管部品12の一方の第2の領域15と他方の第2の領域15は、それぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
一対の伝熱管部品12の第1の領域14は、図3に示す伝熱管8の扁平管部10となり、一対の伝熱管部品12の第2の領域15は、それぞれ図3に示す扁平管部10の両側の伝熱板部11となる。
このように、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14と、第1の領域14に対して複数の突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15とを有する同一形状の一対の伝熱管部品12を用いることで、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11からなる伝熱管8を構成することができる。
次に、伝熱管8の製造方法について説明する。
まずは、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する板状の伝熱管部品12を一体成型する。
伝熱管部品12の製造に用いる材料は、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、その他、熱伝導性能や加工のし易さ、経済性等から適したものが選定される。また、伝熱管部品12の製造方法については、上記の材料を用い、押し出し加工、引き抜き加工、ローラー加工等の何れか1つの成型加工方法により図6(a)に示す通りの形状の伝熱管部品12を作製する。
次の工程では、一対の伝熱管部品12の互いの突出部13の突出方向の先端面13aを対向させ、複数の突出部13の表面12aに沿って延びた方向を合わせる。また、一方の第2の領域15と他方の第2の領域15とをそれぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置する。そして、互いの突出部13の先端面13aを接合する。
これにより、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する伝熱管8を製造できる。
伝熱管8の製造工程における接合方法については、あらかじめ突出部13の先端面13aにろう材のクラッド層形成、またはペーストろうの設置等により先端面13aにろう材を供給し、上記の通り2つの伝熱管部品12を配置した後に炉中加熱することにより接合できる。
上述のとおり、本実施の形態に係る伝熱管8は、同一形状の一対の伝熱管部品12を備え、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14と、第1の領域14に対して複数の突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15とを有する。そして伝熱管8は、一対の伝熱管部品12の互いの突出部13の先端面13aが対向して接合されて冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11が形成されている。
このように、本実施の形態に係る伝熱管8は、一対の伝熱管部品12を組み合わせて冷媒流路9が形成されているので、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。そのため、熱交換器5に用いる伝熱管8の板厚を薄く、冷媒流路9の穴を小さくすることができ、省冷媒化、省スペース化を図ることができる。
また本実施の形態に係る伝熱管8によれば、一対の伝熱管部品12により、複数の伝熱管8の間を通過する外部熱流の方向に沿って延びた伝熱板部11が形成されているため、外部熱流と伝熱管8内の冷媒流路9を流れる冷媒Bとの間で熱交換を促進することができる。
また、本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、一対の伝熱管部品12を成型加工してから、互いの突出部13を接合して冷媒流路9を形成するため、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易になり、成型品の品質劣化を防ぐことができる。扁平形状の伝熱管8の押し出し成型加工時における押し出し不可の発生率、および金型の損耗などを低減できる。
また、同一形状の一対の伝熱管部品12で伝熱管8を製造できるため、部品管理の簡易化およびスケールメリットにより生産性向上および製造コスト低下を図ることができる。
また本実施の形態に係る熱交換器5および熱源ユニット1は、本実施の形態に係る伝熱管8を備えるため、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。
実施の形態2.
実施の形態2では、本開示の実施の形態1と同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下、図面を参照して、実施の形態2に係る伝熱管8について説明する。実施の形態2では、伝熱管8を構成する一対の伝熱管部品12の間の接合位置が実施の形態1と相違する。
図8は、実施の形態2に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12を示す断面図である。
図8(a)は実施の形態2に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12のxz平面における断面図である。図8(b)は、図8(a)に示す伝熱管部品12を2つ組み合わせたxz平面における断面図である。
図8に示すように、伝熱管8は、一対の伝熱管部品12が組み合わされて構成される。伝熱管部品12は同一の形状である。伝熱管部品12は板状に形成されており、表面12aと表面12aの反対側の裏面12bを有する。
図8(a)に示すように、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する。
伝熱管部品12の突出部13は、図8に示すxz平面の断面、つまり突出方向に沿った断面において略長方形状である。突出部13は突出方向(図8においてz方向)の先端に先端面13aを有する。
図8に示すように、突出部13の先端面13aと表面12aともx方向に沿った平らな平面である。
第1の領域14において、図8に破線で示す第1の領域14のx方向の中心軸Pに対して、両側の突出部13がそれぞれ対称の位置に配置されている。
また、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じである。図8において、伝熱管部品12に突出部13の総数が奇数の5である例を示す。中心軸Pの位置にも突出部13が配置されている。
図8(b)に示すように、一対の伝熱管部品12は、隣り合う突出部13および隣り合う突出部13間の表面12aの部分に囲まれた部分は中空となっており、伝熱管8の冷媒流路9を形成する。
また一対の伝熱管部品12の一方の第2の領域15と他方の第2の領域15は、それぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
一対の伝熱管部品12の第1の領域14は、伝熱管8の扁平管部10となり、一対の伝熱管部品12の第2の領域15は、扁平管部10の両側の伝熱板部11となる。
本実施の形態に係る伝熱管8では、一対の伝熱管部品12のそれぞれの突出部13の先端面13aと対向する突出部13の間の表面12aとが接合される。すなわち、2つの伝熱管部品12のそれぞれの突出部13は伝熱管部品12の幅方向に沿って交互に配置される。このため、図8(b)に示すように、実施の形態2に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12が接合された状態において、中心軸Pは異なる位置になる。
次に、伝熱管8の製造方法について説明する。
まずは、表面から突出し、表面に沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する板状の伝熱管部品12を一体成型する。
次の工程では、一対の伝熱管部品12の互いの突出部13が設けられた表面12aを対向させ、複数の突出部13の表面12aに沿って延びた方向を合わせる。また、一方の第2の領域15と他方の第2の領域15とをそれぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置する。そして、一対の伝熱管部品12のそれぞれの突出部13の先端面13aと対向する突出部13の間の表面12aとが接合する。
これにより、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する伝熱管8を製造できる。
突出部13の間の間隔を分割して冷媒流路9の穴を形成するため、冷媒流路9を小さく作製できる。突出部13の間の間隔を広くでき、成型加工が容易である。これにより、伝熱管8の省スペース、省冷媒性が向上できる。
ここで、接合方法について、それぞれの突出部13の先端面13aが対向する他方の突出部13の間の表面12a部分に接触するように配置し、他方の第1の領域14の裏面12b側からシーム溶接、レーザー溶接および超音波接合などにより、接合することができる。図8(b)において、裏面12b側の矢印Dが接合加工箇所を示す。このため、炉中加熱のような伝熱管部品の全体へ入熱を行わず、接合時に部材への加熱が局所的にとどまるため、炉中加熱方法と比較して部材の焼鈍が抑えられることから、強度の高い製品を得ることができる。
本実施の形態に係る伝熱管8によれば、実施の形態1に係る伝熱管と同様に一対の伝熱管部品12を組み合わせて冷媒流路9が形成されているので、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。さらに本実施の形態に係る伝熱管8は、一対の伝熱管部品12のうち、一方の突出部13の先端面13aと、他方の突出部13の間の表面12aとが接合されて形成されているため、伝熱管部品12により冷媒流路9の穴を小さく作製でき、省スペース、省冷媒な伝熱管8を得ることができる。
本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、実施の形態1に係る伝熱管8の製造方法と同様に、一対の伝熱管部品12を成型加工してから、互いの突出部13を接合して冷媒流路9を形成するため、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。
さらに本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、一対の伝熱管部品12のうち、一方の突出部13の先端面13aと、他方の突出部13の間の表面12aを接合して製造するため、伝熱管部品12における突出部13の間隔が広く、成型加工が容易であるとともに、冷媒流路9の穴を小さく作製しても容易になり、成型品の品質劣化を防ぐことができる。
さらに、それぞれの突出部13の先端面13aと対向する突出部13の間の表面12aとの接合にシーム溶接、レーザー溶接、超音波接合などの方法により局所的に加熱して接合できるため、伝熱管部品12全体への炉中か熱を行わず、炉中加熱方法と比較して部材の焼鈍が抑えられることから、強度の高い伝熱管8を得ることができる。
また本実施の形態に係る熱交換器5および熱源ユニット1は、本実施の形態に係る伝熱管8を備えるため、実施の形態1と同様に、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。さらに、伝熱管8の強度を高めることができるため、熱交換器5および熱源ユニット1の製品信頼性が向上できる。
実施の形態3.
実施の形態3では、本開示の実施の形態1と同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下、図面を参照して、実施の形態3に係る伝熱管8について説明する。
図9は、実施の形態3に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12を示す断面図である。
図9(a)は実施の形態3に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12のxz平面における断面図である。図9(b)は、図9(a)に示す伝熱管部品12を2つ組み合わせたxz平面における断面図である。
図9に示すように、伝熱管8は、一対の伝熱管部品12が組み合わされて構成される。伝熱管部品12は同一の形状である。伝熱管部品12は板状に形成されており、表面12aと表面12aの反対側の裏面12bを有する。
図9(a)に示すように、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する。
伝熱管部品12の突出部13は、突出方向(図9においてz方向)の先端に先端面13aを有する。突出部13の先端面13aはx方向に沿った平らな平面である。
実施の形態1における伝熱管部品12の突出部13は突出方向に沿った断面において略長方形状であり、突出部13間の表面12aの部分が平らな平面であることに対して、実施の形態3に係る伝熱管部品12では、突出部13の突出方向に沿った断面において、突出部13間の表面12aの部分は円弧形状に呈する円弧面となる。隣り合う突出部13同士と突出部13の間の円弧とが連接されて略半円形状となる。
第1の領域14において、図9に破線で示す第1の領域14のx方向の中心軸Pに対して、両側の突出部13がそれぞれ対称の位置に配置されている。
また、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じである。図9において、伝熱管部品12に突出部13の総数が偶数の10であり、中心軸Pの両側の突出部13がそれぞれ5か所ある例を示す。突出部13の総数が奇数の場合は、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じであり、かつ、中心軸Pの位置にも突出部13が配置される。
図9(b)に示すように、一対の伝熱管部品12は、互いの突出部13の突出方向の先端面13aが接合されて伝熱管8を形成する。隣り合う突出部13および隣り合う突出部13間の表面12aの部分に囲まれた部分は中空となっており、伝熱管8の冷媒流路9を形成する。
また一対の伝熱管部品12の一方の第2の領域15と他方の第2の領域15は、それぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
一対の伝熱管部品12の第1の領域14は、伝熱管8の扁平管部10となり、一対の伝熱管部品12の第2の領域15は、扁平管部10の両側の伝熱板部11となる。
また、図9(b)に示すように、実施の形態3に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12は同一形状の部品であるため、2つの伝熱管部品12が接合された状態において、それぞれの中心軸Pは同じ位置になる。
実施の形態1に係る伝熱管8の接合構成と同様に、実施の形態3に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12の突出部13が互いに対向して接合される。実施の形態3に係る伝熱管8では、冷媒流路9は、図9に示すxz平面の断面において略円形状となる。すなわち、冷媒流路9はR部となる円周面に囲まれている。
実施の形態1における冷媒流路9と比較して、実施の形態3において、冷媒流路9はR部となる円周面に囲まれるため、冷媒流路9内に冷媒による圧力が作用する場合に、応力が集中して発生することを防ぐことができるため、冷媒による圧力に対する強度を高めることができる。
実施の形態3に係る伝熱管8は、実施の形態1に係る伝熱管8と同様な方法で製造できる。また、伝熱管8の製造工程における突出部13の先端面13a間の接合方法について、実施の形態1に係る伝熱管8の接合方法と同様に行うことができる。
2つの伝熱管部品12を対向して接合することにより、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10の両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する伝熱管8を製造できる。
本実施の形態に係る伝熱管8によれば、実施の形態1に係る伝熱管と同様に一対の伝熱管部品12を組み合わせて冷媒流路9が形成されているので、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。さらに本実施の形態では、冷媒流路9はR部となる円周面に囲まれるため、冷媒による圧力に対する強度を高めることができる。
本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、実施の形態1に係る伝熱管8の製造方法と同様に、一対の伝熱管部品12を成型加工してから、互いの突出部13を接合して冷媒流路9を形成するため、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。
また本実施の形態に係る熱交換器5および熱源ユニット1は、本実施の形態に係る伝熱管8を備えるため、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。
さらに、搭載された伝熱管8が冷媒による圧力に対する強度が高くなるため、熱交換器5および熱源ユニット1の製品信頼性が向上できる。
実施の形態4.
実施の形態4では、本開示の実施の形態1と同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下、図面を参照して、実施の形態4に係る伝熱管8について説明する。
図10は、実施の形態4に係る伝熱管を構成する伝熱管部品12および伝熱管8を示す断面図である。
図10(a)は実施の形態4に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12のxz平面における断面図である。図10(b)は、図10(a)に示す伝熱管部品12を2つ組み合わせたxz平面における断面図である。
図10に示すように、伝熱管8は、一対の伝熱管部品12が組み合わされて構成される。伝熱管部品12は同一の形状である。伝熱管部品12は板状に形成されており、表面12aと表面12aの反対側の裏面12bを有する。
図10(a)に示すように、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する。
伝熱管部品12の突出部13は、突出方向(図10においてz方向)の先端に先端面13aを有する。突出部13の先端面13aはx方向に沿った平らな平面である。
実施の形態1における伝熱管部品12において、各突出部13の突出方向(図6においてz方向)の側面および突出部13の間の表面12aが平らな平面であることに対して、実施の形態4に係る伝熱管部品12において、各突出部13の突出方向(図10においてz方向)の側面である突出部13の側面は凹凸形状を有する凹凸面である。また、突出部13間の表面12aの部分は凹凸形状を有する凹凸面となる。
第1の領域14において、図10に破線で示す第1の領域14のx方向の中心軸Pに対して、両側の突出部13がそれぞれ対称の位置に配置されている。
また、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じである。図10において、伝熱管部品12に突出部13の総数が偶数の10であり、中心軸Pの両側の突出部13がそれぞれ5か所ある例を示す。突出部13の総数が奇数の場合は、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じであり、かつ、中心軸Pの位置にも突出部13が配置される。
図10(b)に示すように、一対の伝熱管部品12は、互いの突出部13の突出方向の先端面13aが接合されて伝熱管8を形成する。隣り合う突出部13および隣り合う突出部13間の表面12aの部分に囲まれた部分は中空となっており、伝熱管8の冷媒流路9を形成する。
また一対の伝熱管部品12の一方の第2の領域15と他方の第2の領域15は、それぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
一対の伝熱管部品12の第1の領域14は、伝熱管8の扁平管部10となり、一対の伝熱管部品12の第2の領域15は、扁平管部10の両側の伝熱板部11となる。
また、図10(b)に示すように、実施の形態4に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12は同一形状の部品であるため、2つの伝熱管部品12が接合された状態において、それぞれの中心軸Pは同じ位置になる。
実施の形態4に係る伝熱管8において、冷媒流路9は凹凸面に囲まれている。このため、実施の形態1における冷媒流路9と比較して、実施の形態4における冷媒流路9では、冷媒との接触面積を増やすことができるため、冷媒と伝熱管8との間の熱交換効率を向上させることができる。
実施の形態4に係る伝熱管8は、実施の形態1に係る伝熱管8と同様な方法で製造できる。また、伝熱管8の製造工程における突出部13の先端面13a間の接合方法について、実施の形態1に係る伝熱管8の接合方法と同様に行うことができる。
2つの伝熱管部品12を対向して接合することにより、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する伝熱管8を製造できる。
本実施の形態に係る伝熱管8によれば、実施の形態1に係る伝熱管と同様に一対の伝熱管部品12を組み合わせて冷媒流路9が形成されているので、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。さらに本実施の形態では、冷媒流路9において冷媒との接触面積が増えるため、伝熱管8と冷媒との間の熱交換効率を向上させることができる。
また本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、実施の形態1に係る伝熱管8の製造方法と同様に、一対の伝熱管部品12を成型加工してから、互いの突出部13を接合して冷媒流路9を形成するため、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。
また本実施の形態に係る熱交換器5および熱源ユニット1は、本実施の形態に係る伝熱管8を備えるため、実施の形態1と同様に、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。さらに、搭載された伝熱管8と冷媒との間の熱交換効率を向上できるため、熱交換器5および熱源ユニット1の熱交換効率が向上できる。
実施の形態5.
実施の形態5では、本開示の実施の形態1と同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下、図面を参照して、実施の形態5に係る伝熱管8について説明する。
図11は、実施の形態5に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12を示す断面図である。
図11(a)は実施の形態5に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12のxz平面における断面図である。図11(b)は、図11(a)に示す伝熱管部品12を2つ組み合わせたxz平面における断面図である。
図11に示すように、伝熱管8は、一対の伝熱管部品12が組み合わされて構成される。伝熱管部品12は同一の形状である。伝熱管部品12は板状に形成されており、表面12aと表面12aの反対側の裏面12bを有する。
図11(a)に示すように、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する。
突出部13の突出方向(図11においてz方向)の先端に先端面13aを有する。突出部13の先端面13aと突出部13の間の表面12aとも平らな平面である。実施の形態5に係る伝熱管部品12の突出部13は実施の形態1に係る伝熱管を構成する伝熱管部品12と同様な構造である。
実施の形態1における伝熱管部品12において、第2の領域15における表面12aおよび裏面12bが平らな平面であることに対して、実施の形態5に係る伝熱管を構成する伝熱管部品12において、第2の領域15の表面部分は凹凸形状を有する凹凸面である表面となる。また、裏面12bも凹凸形状を有する凹凸面である。すなわち、伝熱管部品12において、突出部13が設けられた部分以外は表面部分が凹凸面である。
第1の領域14において、図11に破線で示す第1の領域14のx方向の中心軸Pに対して、両側の突出部13がそれぞれ対称の位置に配置されている。
また、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じである。図11において、伝熱管部品12に突出部13の総数が偶数の10であり、中心軸Pの両側の突出部13がそれぞれ5か所ある例を示す。突出部13の総数が奇数の場合は、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じであり、かつ、中心軸Pの位置にも突出部13が配置される。
図11(b)に示すように、一対の伝熱管部品12は、互いの突出部13の突出方向の先端面13aが接合されて伝熱管8を形成する。隣り合う突出部13および隣り合う突出部13間の表面12aの部分に囲まれた部分は中空となっており、伝熱管8の冷媒流路9を形成する。
また一対の伝熱管部品12の一方の第2の領域15と他方の第2の領域15は、それぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
一対の伝熱管部品12の第1の領域14は、伝熱管8の扁平管部10となり、一対の伝熱管部品12の第2の領域15は、扁平管部10の両側の伝熱板部11となる。
また、図11(b)に示すように、実施の形態5に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12は同一形状の部品であるため、2つの伝熱管部品12が接合された状態において、それぞれの中心軸Pは同じ位置になる。
実施の形態5に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12では、裏面12bおよび両側の第2の領域15の表面12aは凹凸形状を有する。すなわち、伝熱管8は、x方向の最表面は凹凸面である。このため、実施の形態1に係る伝熱管8と比較して、実施の形態5に係る伝熱管8は、最表面の表面積を増やすことより、伝熱管8の外部と伝熱管8との間の熱交換効率を向上させることができる。
なお、裏面12b、または第2の領域15の表面12aのいずれか一方が凹凸面に形成しても表面積を増やし、伝熱管8の外部と伝熱管8との間の熱交換効率を向上させることができる。
実施の形態5に係る伝熱管8は、実施の形態1に係る伝熱管8と同様な方法で製造できる。また、伝熱管8の製造工程における突出部13の先端面13a間の接合方法について、実施の形態1に係る伝熱管8の接合方法と同様に行うことができる。
2つの伝熱管部品12を向き合って接合することにより、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する伝熱管8を製造できる。
本実施の形態に係る伝熱管8によれば、実施の形態1に係る伝熱管と同様に一対の伝熱管部品12を組み合わせて冷媒流路9が形成されているので、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。さらに本実施の形態では、伝熱管8の表面積が増えるため、伝熱管8と外部との間の熱交換効率を向上させることができる。
本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、実施の形態1に係る伝熱管8の製造方法と同様に、一対の伝熱管部品12を成型加工してから、互いの突出部13を接合して冷媒流路9を形成するため、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。
また本実施の形態に係る熱交換器5および熱源ユニット1は、本実施の形態に係る伝熱管8を備えるため、実施の形態1と同様に、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。さらに、搭載された伝熱管8の表面積が増えるため、伝熱管8と外部との間の熱交換効率を向上できるため、熱交換器5および熱源ユニット1の熱交換効率を向上できる。
実施の形態6.
実施の形態6では、本開示の実施の形態1と同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下、図面を参照して、実施の形態6に係る伝熱管8について説明する。
図12は、実施の形態6に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12を示す断面図である。
図12(a)は実施の形態6に係る伝熱管8を構成する伝熱管部品12のxz平面における断面図である。図12(b)は、図12(a)に示す伝熱管部品12を2つ組み合わせたxz平面における断面図である。
図12に示すように、伝熱管8は、一対の伝熱管部品12が組み合わされて構成される。伝熱管部品12は同一の形状である。伝熱管部品12は板状に形成されており、表面12aと表面12aの反対側の裏面12bを有する。
図12(a)に示すように、伝熱管部品12は、表面12aから突出し、表面12aに沿って延びた複数の突出部13が互いに間隔をあけて配列された第1の領域14および第1の領域14に対して突出部13の配列方向の一方に隣接し、かつ突出部13が設けられていない第2の領域15を有する。
突出部13は突出方向(図12においてz方向)の先端に先端面13aを有する。
実施の形態1に係る伝熱管部品12における突出部13の先端面13aが平らな平面であることに対して、実施の形態6に係る伝熱管部品12では、突出部13の配列方向(図12においてx方向)に対して、傾き角が設けられている。中心軸Pの両側にそれぞれ少なくとも1箇所の突出部13の先端面13aに、突出部13の配列方向(図12においてx方向)に対して傾き角が設けられている。
第1の領域14において、図12に破線で示す第1の領域14のx方向の中心軸Pに対して、両側の突出部13がそれぞれ対称の位置に配置されている。
また、中心軸Pの両側の突出部13の数が同じである。図12において、伝熱管部品12に突出部13の総数が奇数の9であり、中心軸Pの両側の突出部13がそれぞれ4か所あり、かつ、中心軸Pの位置にも突出部13が配置される例を示す。
突出部13は、中心軸Pに対して対称の位置に配置されている。対称の位置に配置された突出部13の先端面13aの傾き角が同じである。また、突出部13の個数が奇数の場合には中心軸Pに位置する突出部13の傾き角に所定の角度が設けられる。
図12(a)において、中心軸Pに対して対称の位置に配置された突出部13の先端面13aの傾き角が同じとなっているが、隣り合う突出部13の先端面13aの傾き角が異なる向きとなる。隣接する突出部13の先端面13aは異なる向きの傾き角、または異なる傾き角を設けることができる。先端面13aに傾き角が設けられた突出部13と傾き角がない突出部13とを隣接させても良い。中心軸Pに対して対称の位置に傾き角が設けられた突出部13の先端面13aが1対以上あれば、接合の際に位置合わせが容易になる。
また、図12(a)に示すように、中心軸Pに位置する突出部13の先端面13aにも傾き角が設けられる。なお、中心軸Pに位置する突出部13の先端面13aに傾き角が設けなくても良い。
図12(b)に示すように、一対の伝熱管部品12は、互いの突出部13の突出方向の先端面13aが接合されて伝熱管8を形成する。隣り合う突出部13および隣り合う突出部13間の表面12aの部分に囲まれた部分は中空となっており、伝熱管8の冷媒流路9を形成する。
また一対の伝熱管部品12の一方の第2の領域15と他方の第2の領域15は、それぞれの第1の領域14に対して互いに反対側に位置するように配置されている。
一対の伝熱管部品12の第1の領域14は、伝熱管8の扁平管部10となり、一対の伝熱管部品12の第2の領域15は、扁平管部10の両側の伝熱板部11となる。
また図12(b)に示すように、実施の形態6に係る伝熱管8を構成する2つの伝熱管部品12は同一形状の部品であり、2つの伝熱管部品12が接合された状態において、それぞれの中心軸Pは同じ位置になる。
実施の形態6に係る伝熱管8は、実施の形態1に係る伝熱管8と同様な方法で製造できる。また、伝熱管8の製造工程における突出部13の先端面13a間の接合方法について、実施の形態1の突出部13の先端面13a間の接合方法と同様に行うことができる。
図12に示すように、隣接する突出部13の先端面13aは異なる向きの傾き角が設けられたため、伝熱管8を製造する際に、2つの伝熱管部品12の組付け時に容易に位置合わせて接合することができる。
2つの伝熱管部品12を向き合って接合することにより、内部に冷媒流路9を有する扁平管部10と、扁平管部10両側にそれぞれ延びた伝熱板部11とを有する伝熱管8を製造できる。
実施の形態に係る伝熱管8によれば、実施の形態1に係る伝熱管と同様に一対の伝熱管部品12を組み合わせて冷媒流路9が形成されているので、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。
本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、実施の形態1に係る伝熱管8の製造方法と同様に、一対の伝熱管部品12を成型加工してから、互いの突出部13を接合して冷媒流路9を形成するため、冷媒流路全体が一体に押し出し成型される場合と比べて成型加工が容易となる。
さらに、本実施の形態に係る伝熱管8の製造方法によれば、隣接する突出部13の先端面13aが異なる向きの傾き角を設けることにより、伝熱管8製造の際に2つの伝熱管部品12の組付けにおける位置合わせが容易になり、伝熱管8の製造の際に生産効率が向上できる。
また本実施の形態に係る熱交換器5および熱源ユニット1は、本実施の形態に係る伝熱管8を備えるため、実施の形態1と同様に、熱交換効率を向上させつつ、製品のコスト低下を図ることができる。
なお、実施の形態1から6では、熱源ユニット1が熱交換器5aおよび熱交換器5bは熱交換器5と同様の構成であるとするが、熱源ユニット1に複数台の熱交換器が搭載されている場合、熱交換器5と同様の構成を有する熱交換器は1つ以上含まれていれば良い。他の熱交換器は、例えばプレート式熱交換器、フィンチューブ式熱交換器、およびコルゲート式熱交換器などの別の方式の熱交換器を用いても良い。
なお、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。例えば、上記実施の形態4と実施の形態5を組み合わせて、冷媒流路における冷媒との接触面積および伝熱管の表面積とも増やした形態をとってもよい。
1 熱源ユニット、2 圧縮機、3 四方弁、4 膨張弁、5、5a、5b 熱交換器、7a 第1ヘッダ、7b 第2ヘッダ、7c 挿入穴、8 伝熱管、9 冷媒流路、10 扁平管部、11 伝熱板部、12 伝熱管部品、13 突出部、14 第1の領域、15 第2の領域

Claims (15)

  1. 同一形状の一対の板状の伝熱管部品が接合されて冷媒流路が形成された伝熱管であって、
    前記伝熱管部品は、表面から突出し、前記表面に沿って延びた複数の突出部が互いに間隔をあけて配列された第1の領域、および、前記第1の領域に対して前記突出部の配列方向の一方に隣接し、かつ前記突出部が設けられていない第2の領域を有し、
    一対の前記伝熱管部品は、互いの前記突出部の突出方向の先端面が対向して接合されて隣り合う前記突出部同士の間に前記冷媒流路が突出部の延びる方向に沿って形成され、かつ一方の前記第2の領域と他方の前記第2の領域とがそれぞれの前記第1の領域に対して互いに反対側に位置するように配置されていることを特徴とする伝熱管。
  2. 前記伝熱管部品において、前記第1の領域の前記突出部の配列方向の中心軸に対して、前記中心軸の両側の突出部が対称の位置に配置されており、
    前記一対の伝熱管部品が対向して接合された状態において、前記中心軸は同じ位置にあることを特徴とする請求項1に記載の伝熱管。
  3. 前記伝熱管部品において、前記突出部の先端面に前記突出部の配列方向に対して傾き角が設けられており、
    前記中心軸に対して対称の位置に配置された突出部の先端面の前記傾き角は同じであることを特徴とする請求項2に記載の伝熱管。
  4. 前記伝熱管部品は、前記突出部の突出方向に沿った断面において、前記突出部の間の前記表面が円弧形状となることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の伝熱管。
  5. 前記伝熱管部品において、前記突出部の間の前記表面は凹凸形状を有する凹凸面であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の伝熱管。
  6. 同一形状の一対の板状の伝熱管部品が対向して接合されて冷媒流路が形成された伝熱管であって、
    前記伝熱管部品は、表面から突出し、前記表面に沿って延びた複数の突出部が互いに間隔をあけて配列された第1の領域、および、前記第1の領域に対して前記突出部の配列方向の一方に隣接し、かつ前記突出部が設けられていない第2の領域を有し、
    一対の前記伝熱管部品は、一方の前記第2の領域と他方の前記第2の領域とがそれぞれの前記第1の領域に対して互いに反対側に位置するように配置され、かつ、一方の前記突出部の突出方向の先端面と対向する他方の前記突出部の間の前記表面とが接合されて隣り合う前記突出部同士の間に前記冷媒流路が形成されていることを特徴とする伝熱管。
  7. 前記伝熱管部品において、前記第2の領域の前記突出部の配列方向の中心軸に対して、前記中心軸の両側の突出部が対称の位置に配置されており、
    前記一対の伝熱管部品が接合された状態において、前記中心軸は異なる位置にあることを特徴とする請求項6に記載の伝熱管。
  8. 前記伝熱管部品の前記第1の領域は、前記突出部の延びる方向の両端において、前記第2の領域よりも延びて設けられていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の伝熱管。
  9. 前記伝熱管部品において、前記突出部の突出方向の側面は凹凸形状を有する凹凸面であることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の伝熱管。
  10. 前記伝熱管部品において、前記表面の反対側の裏面と、前記第2の領域の前記表面とは、少なくともいずれか一方が凹凸形状を有する凹凸面であることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の伝熱管。
  11. 前記伝熱管部品は一体成型されたことを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の伝熱管。
  12. 請求項1から請求項11のいずれかの1項に記載された伝熱管と、
    第1ヘッダと、
    前記第1ヘッダに対向して配置された第2ヘッダと、を備え、
    前記伝熱管は、両端がそれぞれ前記第1ヘッダと前記第2ヘッダとに接続されており、
    複数の前記伝熱管は、前記第1ヘッダと前記第2ヘッダとの間に互いに間隔をおいて配列されている熱交換器。
  13. 請求項12に記載された熱交換器を備え、
    前記熱交換器と、圧縮機と、四方弁と、膨張弁とが冷媒配管を介して接続されている熱源ユニット。
  14. 表面から突出し、前記表面に沿って延びた複数の突出部が互いに間隔をあけて配列された第1の領域および前記第1の領域に対して前記突出部の配列方向の一方に隣接し、かつ前記突出部が設けられていない第2の領域を有する板状の伝熱管部品を一体成型する工程と、
    一対の前記伝熱管部品の互いの前記突出部の突出方向の先端面を対向させ、前記突出部の前記表面に沿って延びる方向を合わせ、一方の前記第2の領域と他方の前記第2の領域とをそれぞれの前記第1の領域に対して互いに反対側に位置するように配置し、かつ、互いの前記突出部の前記先端面を接合する工程と、を備える伝熱管の製造方法。
  15. 表面から突出し、前記表面に沿って延びた複数の突出部が突出して互いに間隔をあけて配列された第1の領域および前記第1の領域に対して前記突出部の配列方向の一方に隣接し、かつ前記突出部が設けられていない第2の領域を有する板状の伝熱管部品を一体成型する工程と、
    一対の前記伝熱管部品の互いの前記突出部が設けられた前記表面を対向させ、前記突出部の前記表面に沿って延びる方向を合わせ、一方の前記第2の領域と他方の前記第2の領域とをそれぞれの前記第1の領域に対して互いに反対側に位置するように配置し、かつ、一方の前記突出部の突出方向の先端面と対向する他方の前記突出部の間の前記表面とを接合する工程と、を備える伝熱管の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2151540A (en) * 1935-06-19 1939-03-21 Varga Alexander Heat exchanger and method of making same
US2312451A (en) * 1941-05-02 1943-03-02 George N Strike Welding process
JPH0486489A (ja) * 1990-07-27 1992-03-19 Showa Alum Corp 熱交換器用チューブ
JP3364665B2 (ja) * 1993-03-26 2003-01-08 昭和電工株式会社 熱交換器用冷媒流通管
JPH06300473A (ja) * 1993-04-19 1994-10-28 Sanden Corp 偏平冷媒管
JPH08178569A (ja) * 1994-12-28 1996-07-12 Showa Alum Corp 熱交換器用冷媒流通管の製造方法
JPH10107194A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Fuji Electric Co Ltd 水冷式半導体素子スタックの冷却体およびその製造方法
EP1342970A4 (en) * 2000-11-24 2006-06-07 Showa Denko Kk HEAT EXCHANGER TUBE AND HEAT EXCHANGER
JP2008202896A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Sharp Corp 熱交換器
JP5350017B2 (ja) * 2009-03-02 2013-11-27 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー チューブ製造用板状体
JP6661781B2 (ja) * 2016-10-18 2020-03-11 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
US20200217588A1 (en) * 2017-08-03 2020-07-09 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus
JP6877549B2 (ja) * 2017-08-03 2021-05-26 三菱電機株式会社 空気調和装置、熱交換器、及び冷凍サイクル装置

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