JP2589764B2 - 伝熱管とその製造方法 - Google Patents

伝熱管とその製造方法

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JP2589764B2 JP63144283A JP14428388A JP2589764B2 JP 2589764 B2 JP2589764 B2 JP 2589764B2 JP 63144283 A JP63144283 A JP 63144283A JP 14428388 A JP14428388 A JP 14428388A JP 2589764 B2 JP2589764 B2 JP 2589764B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空調機器や冷凍機器,自動車機器等の熱交換
器に用いられる伝熱管に関するものである。
従来の技術 近年、熱交換器は高性能化及びコンパクト化が要求さ
れており、その熱交換器を構成する伝熱管の重要度が増
している。
また伝熱管の中でも、生産性及び軽量化の面から押し
出しまたは引き抜き成形されたアルミニュウム製の偏平
管が自動車用熱交換器を中心として多用化されている。
以下、図面を参照しながら上述した従来の伝熱管とそ
の製造方法について説明を行う。
第13図と第14図は従来の伝熱管の形状を示し、第15図
は従来の伝熱管を熱交換器として使用した状態を示し、
第16図と第17図は従来の伝熱管の製造方法を示す。
第13図から第17図において、1はアルミニュウムから
形成された伝熱管で、中空状の偏平管2のみで構成され
ている。この偏平管2の仕切り壁3と外周壁4とから構
成されており、偏平管2の管内は仕切り壁3により複数
個の独立した流路5に分割されている。
この伝熱管1の製造方法は、外枠6と中子7との間に
偏平管2の素材であるアルミニュウムを流し込み、第17
図注C方向に押し出しまたは引き抜きにより成形するも
のである。このことにより、偏平管2の内面に仕切り壁
3を一体に形成できるものである。
以上のように構成された伝熱管について、以下第14図
から第17図を用いてその動作を説明する。
伝熱管1は熱交換器として使用するとき、伝熱管1の
管外流体Aと、伝熱管1の管内の流路5を流れる管内流
体Bとの間で熱交換を行なう。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような偏平管では、外枠6の加工
精度や押し出しまたは引き抜き成形時の偏平管2の変形
限界のために、偏平管2の短辺方向の厚さa寸法を小さ
くすることができない。その結果、熱交換器として使用
時に、偏平管2の短辺方向の厚さaに起因する管外流体
Aの流通抵抗が上がるため管外流体Aの流量が下がって
熱交換量が低下する問題があった。
また、中子7の加工精度とその耐久性の限界により流
路5の幅bと高さc寸法を小さくすることができず、管
内流体Bの温度境界層が薄くできず熱伝達率を向上する
ことができないという課題を有していた。
本発明は上記課題に鑑み、偏平管の短辺方向厚さaや
流路の幅b、高さc寸法を小さくして、管外流体Aの流
通抵抗を下げ、かつ管内流体Bの熱伝達率を向上するこ
とができる伝熱管とその製造方法を提供するものであ
る。
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の伝熱管は、相対向
する一対の長辺及び短辺と両方の長辺の内面から先端同
士が相対向するように延びた複数の突起とを有する偏平
管と、前記偏平管の相対向する突起の先端間に挟まれ前
記突起の先端と密着して設けられた平板状のフィンとよ
りなり、前記フィンと前記突起に囲まれて構成される流
路を前記偏平管の短辺方向に複数備えたのである。
また、その製造方法は、相対向する一対の長辺及び短
辺と両方の長辺の内面から先端同士が所定の間隔をあけ
て相対向するように延びた複数の突起とを有する偏平管
を、偏平管の短辺方向の厚さを伝熱管の仕上げ寸法より
も厚く押し出しまたは引き抜き成形し、表面にロウ材を
備えた平板状のフィンを前記偏平管の相対向する突起の
先端間に挿入した後、前記偏平管の長辺側から加圧・圧
延して前記突起の先端と前記フィンとを当接させるとと
もに前記偏平管をより偏平にする工程と、加熱炉内で前
記ロウ材を溶融し突起の先端とフィンとをロウ付け密着
させる工程とを備えたものである。
作用 本発明は上記した構成と製造方法によって、フィンと
突起に囲まれた微小な流路を偏平管の長辺方向だけでな
く、短辺方向にも複数列形成できるため、各流路の温度
境界層を薄くできる。また、伝熱管の短辺方向の厚さが
小さくすることができ、熱交換器として使用時に、管外
流体の流通抵抗を下げることができる。
実 施 例 以下本発明の実施例の伝熱管とその製造方法について
図面を参照しながら説明する。
第1図と第2図は本発明の実施例における伝熱管の形
状を示すもので、第3図は熱交換器として用いた時の使
用状態を示し、第4図から第10図はその製造方法を示
す。
第1図から第10図において、8はアルミニュウムから
なる伝熱管で、偏平管9と管内のフィン13とから構成さ
れている。偏平管9は短辺9aと長辺9bおよび長辺9bの内
面側に相対向する方向へ突出した突起10とから構成され
ている。なお、前記短辺9aと長辺9bにより偏平管9の外
周壁11を構成している。更に伝熱管8の管内にはフィン
13の両面に偏平管9の突起10がロウ付けで密着されてお
り、突起10とフィン13及び外周壁11とに囲まれた管内の
微小な流路12が偏平管9の長辺方向のみならず短辺方向
にも複数列構成されている。
この伝熱管8の製造方法は、第4図から第10図を参照
に説明すると、まず偏平管9の短辺9a方向の厚さd′を
伝熱管8の仕上げ寸法dよりも厚くなるように外枠14及
び中子15を設計し、外枠14と中子15との間に偏平管9の
素材であるアルミニュウムを流し込んでG方向に押し出
し、または、引き抜きすることにより突起物10及び外周
壁11を備えた偏平管9を成形し、次に表面にロウ材を備
えたプレート状のフィン13を前記偏平管9の管内に挿入
した後、第10図に示したようなロール機16で前記偏平管
9を両面から短径方向に加圧・圧延する工程を有してい
る。更に加熱炉内で前記フィン13のロウ材を溶融するこ
とにより、前記偏平管9の短辺方向厚さd′を伝熱管の
仕上げ寸法dにまで薄くすると共に、前記偏平管9の管
内の突起10先端とフィン13とをロウ付け密着させてい
る。
以上のように構成された伝熱管8について、以下第3
図から第10図を用いてその動作について説明する。
まず第4図から第10図に伝熱管の製造方法について示
しているが、偏平管9を押し出しまたは引き抜き成形す
るとき、短辺方向の厚さd′を伝熱管8の仕上げ寸法d
よりも大きくすることができ、かつ突起10の高さも低く
することができるので偏平管9の成形が可能となり、な
おかつ伝熱管8の仕上げ寸法dを小さくかつ流路12を小
さくすることができる。
次に、第3図に伝熱管8を熱交換器として使用した状
態を示している。管外流体Dと流路12を流れる管内流体
Eとの間で熱交換が行なわれる。この時、伝熱管8の短
辺方向厚さdが小さいために管外流体Dの流通抵抗を小
さくすることができる。また流路12が小さいために管内
流体Eの温度境界層が薄くできるため熱伝達率を向上す
ることもできる。更に、突起10とフィン13がロウ付けさ
れているために、伝熱管8の管内の耐圧強度も高く変形
しにくい。
以上のように本実施例によれば、相対向する一対の長
辺9b及び短辺9aと両方の長辺9bの内面から先端同士が相
対向するように延びた複数の突起10とを有する偏平管9
と、偏平管9の相対向する突起10の先端間に挟まれ突起
10の先端と密着して設けられた平板状のフィン13とより
なり、フィン13と突起10に囲まれて構成される流路12を
偏平管9の短辺方向に複数備えることにより、流路12を
小さくし、管内流体の温度境界相を薄くして熱伝達率を
向上することができる。
また、その製造方法において、相対向する一対の長辺
9b及び短辺9aと両方の長辺9bの内面から先端同士が所定
の間隔をあけて相対向するように延びた複数の突起10と
を有する偏平管9を、偏平管9の短辺9a方向の厚さを伝
熱管8の仕上げ寸法よりも厚く押し出しまたは引き抜き
成形し、表面にロウ材を備えた平板状のフィン13を偏平
管9の相対向する突起10の先端間に挿入した後、前記偏
平管9の長辺9b側から加圧・圧延して突起10の先端とフ
ィン13とを当接させるとともに偏平管9をより偏平に
し、更に、加熱炉内でフィン13のロウ材を溶融し突起10
の先端とフィン13とをロウ付け密着させることにより、
前記偏平管9の短辺方向厚さd′を伝熱管8の仕上げ寸
法dにまで薄くすると共に、前記偏平管9の管内の突起
10先端とフィン13とをロウ付け密着させることにより、
伝熱管8の短辺方向厚さdを容易に小さくすることがで
き、管外流体Dの流通抵抗を下げることができる。
また、本実施例では流路12の形状を矩形としたが、流
路12の形状は第11図に示したように突起10aの形状を先
端に行くに従って細くして台形としたり、第12図に示し
たように突起10bの形状をさらに小さな山状として三角
形としても良い。
なお、実施例の製造方法としてフィンを偏平管の管内
に挿入した後、前記偏平管の長辺側から加圧・圧延し偏
平にする工程で示したが、この作業は何ら連続した工程
である必要がなく、前工程でフィンを偏平管の管内に挿
入していればよいものである。
発明の効果 以上のように本発明は、相対向する一対の長辺及び短
辺と両方の長辺の内面から先端同士が相対向するように
延びた複数の突起とを有する偏平管と、前記偏平管の相
対向する突起の先端間に挟まれ前記突起の先端と密着し
て設けられた平板状のフィンとよりなり、前記フィンと
前記突起に囲まれて構成される流路を前記偏平管の短辺
方向に複数備えたことにより、偏平管の短辺方向に複数
列の小さな流路を構成できるため、偏平管の短辺方向の
厚さに比べて流路の平均径を小さくすることができ、管
内流体の温度境界層の厚さを薄くして管内流体の熱伝達
率を十分に向上することができる。
また、その製造方法において、相対向する一対の長辺
及び短辺と両方の長辺の内面から先端同士が所定の間隔
をあけて相対向するように延びた複数の突起とを有する
偏平管を、偏平管の短辺方向の厚さを伝熱管の仕上げ寸
法よりも厚く押し出しまたは引き抜き成形し、表面にロ
ウ材を備えた平板状のフィンを前記偏平管の相対向する
突起の先端間に挿入した後、前記偏平管の長辺側から加
圧・圧延して前記突起の先端と前記フィンとを当接させ
るとともに前記偏平管をより偏平にする工程と、加熱炉
内で前記ロウ材を溶融し突起の先端とフィンとをロウ付
け密着させる工程とを備えたことにより、伝熱管の短辺
方向厚さを容易に小さくすることができ、管外流体の流
通抵抗を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における伝熱管を示す斜視
図、第2図は第1図の断面図、第3図は第1図の使用状
態を示す斜視図、第4図は第1図の偏平管の初期形状を
示す斜視図、第5図は第1図のフィンの形状を示す斜視
図、第6図は第5図のフィンを第4図の偏平管に挿入し
た状態を示す斜視図、第7図は第6図の状態を経て完成
した伝熱管を示す斜視図、第8図は第4図の偏平管を製
造するための外枠と中子の形状を示す斜視図、第9図は
第4図の偏平管の製造状態を示す斜視図、第10図は第4
図の偏平管を加圧・圧延する状態を示す斜視図、第11図
及び第12図は本発明の他の実施例における伝熱管の斜視
図、第13図は従来の伝熱管の形状を示す斜視図、第14図
は第13図の断面図、第15図は第13図の使用状態を示す斜
視図、第16図は第13図の偏平管を製造するための外枠と
中子の形状を示す斜視図、第17図は第13図の偏平管の製
造状態を示す斜視図である。 8……伝熱管、9……偏平管、10……突起、12……流
路、13……フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加瀬 広明 大阪府東大阪市高井田本通3丁目22番地 松下冷機株式会社内 (72)発明者 中邨 隆 大阪府大阪市城東区今福西6丁目2番61 号 松下精工株式会社内 (72)発明者 青木 亮 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 青柳 治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−84252(JP,A) 特開 平2−84253(JP,A) 特開 平2−84255(JP,A) 特開 平2−84256(JP,A) 特開 昭63−242432(JP,A) 特開 昭61−67529(JP,A) 特開 昭62−207572(JP,A) 実開 昭63−150721(JP,U) 実開 昭53−88864(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相対向する一対の長辺及び短辺と両方の長
    辺の内面から先端同士が相対向するように延びた複数の
    突起とを有する偏平管と、前記偏平管の相対向する突起
    の先端間に挟まれ前記突起の先端と密着して設けられた
    平板状のフィンとよりなり、前記フィンと前記突起に囲
    まれて構成される流路を前記偏平管の短辺方向に複数備
    えた伝熱管。
  2. 【請求項2】相対向する一対の長辺及び短辺と両方の長
    辺の内面から先端同士が所定の間隔をあけて相対向する
    ように延びた複数の突起とを有する偏平管を、偏平管の
    短辺方向の厚さを伝熱管の仕上げ寸法よりも厚く押し出
    しまたは引き抜き成形し、表面にロウ材を備えた平板状
    のフィンを前記偏平管の相対向する突起の先端間に挿入
    した後、前記偏平管の長辺側から加圧・圧延して前記突
    起の先端と前記フィンとを当接させるとともに前記偏平
    管をより偏平にする工程と、加熱炉内で前記ロウ材を溶
    融し突起の先端とフィンとをロウ付け密着させる工程と
    を備えた伝熱管の製造方法。
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