JP3313086B2 - 熱交換器用チューブ - Google Patents
熱交換器用チューブInfo
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- JP3313086B2 JP3313086B2 JP16541099A JP16541099A JP3313086B2 JP 3313086 B2 JP3313086 B2 JP 3313086B2 JP 16541099 A JP16541099 A JP 16541099A JP 16541099 A JP16541099 A JP 16541099A JP 3313086 B2 JP3313086 B2 JP 3313086B2
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- heat exchanger
- passage
- heat medium
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
- F28D2021/0073—Gas coolers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、カーエアコンの
コンデンサ等に好適に適用される熱交換器用チューブに
関する。
コンデンサ等に好適に適用される熱交換器用チューブに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カーエアコン用コンデンサに適用
される熱交換器として、図8及び図9に示すように、マ
ルチフロータイプと称される熱交換器(50)が多く採
用されている。
される熱交換器として、図8及び図9に示すように、マ
ルチフロータイプと称される熱交換器(50)が多く採
用されている。
【0003】この熱交換器(50)は、一対の垂直方向
に沿うヘッダー(52)(52)間に、それぞれ両端を
両ヘッダー(52)(52)に連通接続する複数本の熱
交換器用チューブ(53)が並列状に配置されるととも
に、チューブ(53)の各間及び最外側のチューブ(5
3)の外側にフィン(54)がそれぞれ配置され、更に
最外側のフィン(54)の外側にサイドプレート(5
5)が配置される。また、ヘッダー(52)(52)に
設けられた仕切部材(56)によって、熱交換チューブ
(53)が区分けされて、複数のパス(P1)〜(P
3)が形成される。そしてヘッダー上部の冷媒入口(5
7)から流入された冷媒が、各パス(P1)〜(P3)
を順に流通し、その流通時に外気との熱交換により凝縮
液化された後、ヘッダー下部の冷媒出口(58)から流
出されるものである。
に沿うヘッダー(52)(52)間に、それぞれ両端を
両ヘッダー(52)(52)に連通接続する複数本の熱
交換器用チューブ(53)が並列状に配置されるととも
に、チューブ(53)の各間及び最外側のチューブ(5
3)の外側にフィン(54)がそれぞれ配置され、更に
最外側のフィン(54)の外側にサイドプレート(5
5)が配置される。また、ヘッダー(52)(52)に
設けられた仕切部材(56)によって、熱交換チューブ
(53)が区分けされて、複数のパス(P1)〜(P
3)が形成される。そしてヘッダー上部の冷媒入口(5
7)から流入された冷媒が、各パス(P1)〜(P3)
を順に流通し、その流通時に外気との熱交換により凝縮
液化された後、ヘッダー下部の冷媒出口(58)から流
出されるものである。
【0004】このような熱交換器(50)のチューブ
(53)としては、図8ないし図10に示すように、厚
み寸法が幅寸法に比べて短い扁平状のチューブ本体(5
3a)に、チューブ長さ方向に延びる断面矩形状の複数
の冷媒通路(53b)が、チューブ幅方向に並列状に形
成されたアルミニウム押出チューブからなるものが一般
に使用されている。
(53)としては、図8ないし図10に示すように、厚
み寸法が幅寸法に比べて短い扁平状のチューブ本体(5
3a)に、チューブ長さ方向に延びる断面矩形状の複数
の冷媒通路(53b)が、チューブ幅方向に並列状に形
成されたアルミニウム押出チューブからなるものが一般
に使用されている。
【0005】一方、従来において、空調機器用の冷媒と
して、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)、
HFC(ハイドロフルオロカーボン)が広く使用されて
いるが、HCFC冷媒は、オゾン破壊物質として既に西
暦2020年を目標に全廃が決定されており、またHF
C冷媒も温暖化物質であるということから、大気中への
排出が強く規制されており、これらHCFC冷媒、HF
C冷媒等のフロン冷媒における代替物質の開発、いわゆ
る脱フロン化の技術開発が急務となっている。
して、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)、
HFC(ハイドロフルオロカーボン)が広く使用されて
いるが、HCFC冷媒は、オゾン破壊物質として既に西
暦2020年を目標に全廃が決定されており、またHF
C冷媒も温暖化物質であるということから、大気中への
排出が強く規制されており、これらHCFC冷媒、HF
C冷媒等のフロン冷媒における代替物質の開発、いわゆ
る脱フロン化の技術開発が急務となっている。
【0006】このような状況下において、近年、脱フロ
ン対策の一つとして、二酸化炭素(CO2 )を冷媒とす
る冷凍サイクルが提案されている。CO2 は自然界に存
在する自然冷媒の一つで、フロンに比べて、地球環境に
ほとんど影響を及ぼすようなことはない。
ン対策の一つとして、二酸化炭素(CO2 )を冷媒とす
る冷凍サイクルが提案されている。CO2 は自然界に存
在する自然冷媒の一つで、フロンに比べて、地球環境に
ほとんど影響を及ぼすようなことはない。
【0007】ところが、CO2 を蒸気圧縮式冷凍サイク
ルの冷媒に適用した場合、CO2 固有の熱力学的性質に
より超臨界サイクルとなるため、常用圧力レベルが高圧
側で10MPa程度にまで達し、フロン冷媒の常用圧力
(3〜4MPa)に比較して非常に高くなる。このた
め、CO 2 を冷媒として利用する場合、安全性を十分に
考慮すると、熱交換器用チューブとして、常用圧力レベ
ルの3倍程度の耐圧強度、具体的には30MPa程度の
耐圧強度を有するものを使用する必要がある。
ルの冷媒に適用した場合、CO2 固有の熱力学的性質に
より超臨界サイクルとなるため、常用圧力レベルが高圧
側で10MPa程度にまで達し、フロン冷媒の常用圧力
(3〜4MPa)に比較して非常に高くなる。このた
め、CO 2 を冷媒として利用する場合、安全性を十分に
考慮すると、熱交換器用チューブとして、常用圧力レベ
ルの3倍程度の耐圧強度、具体的には30MPa程度の
耐圧強度を有するものを使用する必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
8ないし図10に示す従来の熱交換器用チューブ(5
3)は、冷媒通路(53b)のコーナ部の一点に冷媒圧
力が集中するので、CO2冷媒用としては、十分な耐圧
強度を有しているとは言えず、具体的には、耐圧強度が
15MPa程度であり、CO2 冷媒用としてそのまま適
用することは困難である。
8ないし図10に示す従来の熱交換器用チューブ(5
3)は、冷媒通路(53b)のコーナ部の一点に冷媒圧
力が集中するので、CO2冷媒用としては、十分な耐圧
強度を有しているとは言えず、具体的には、耐圧強度が
15MPa程度であり、CO2 冷媒用としてそのまま適
用することは困難である。
【0009】一方、耐圧強度を向上させるために、図1
1の熱交換器用チューブ(63)に示すように、冷媒通
路(63b)を、真円形断面に形成することが考えられ
る。
1の熱交換器用チューブ(63)に示すように、冷媒通
路(63b)を、真円形断面に形成することが考えられ
る。
【0010】しかしながら、この構造の熱交換器用チュ
ーブ(63)においては、冷媒通路(63b)が真円形
であるため、所定の通路断面を確保しようとすると、隣
合う冷媒通路(63b)(63b)間の仕切壁(63
c)における厚み寸法、特に仕切壁(63c)のチュー
ブ厚み方向中間位置における厚み寸法を十分に確保でき
ない上、その仕切壁(63c)の中間位置に、冷媒圧力
による引張応力が集中するので、計算上、仕切壁(63
c)が20MPa程度で破壊する恐れがあり、CO2 冷
媒用として、十分な耐圧強度を付与することは困難であ
る。なお、仕切壁(63c)の厚み、特にその仕切壁
(63c)の中間位置の厚みを大きく確保しようとする
と、通路断面及び伝熱断面が小さくなり、熱交換性能の
低下を来す恐れがある。
ーブ(63)においては、冷媒通路(63b)が真円形
であるため、所定の通路断面を確保しようとすると、隣
合う冷媒通路(63b)(63b)間の仕切壁(63
c)における厚み寸法、特に仕切壁(63c)のチュー
ブ厚み方向中間位置における厚み寸法を十分に確保でき
ない上、その仕切壁(63c)の中間位置に、冷媒圧力
による引張応力が集中するので、計算上、仕切壁(63
c)が20MPa程度で破壊する恐れがあり、CO2 冷
媒用として、十分な耐圧強度を付与することは困難であ
る。なお、仕切壁(63c)の厚み、特にその仕切壁
(63c)の中間位置の厚みを大きく確保しようとする
と、通路断面及び伝熱断面が小さくなり、熱交換性能の
低下を来す恐れがある。
【0011】この発明は、上記の実情に鑑みてなされた
もので、熱交換性能の向上を図りつつ、十分な耐圧強度
を有し、CO2 冷媒用として好適に使用することができ
る熱交換器用チューブを提供することを目的とする。
もので、熱交換性能の向上を図りつつ、十分な耐圧強度
を有し、CO2 冷媒用として好適に使用することができ
る熱交換器用チューブを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の超臨界サイクル用熱交換器用チューブ
は、高さ寸法に比べて幅寸法が長い扁平状のチューブ本
体に、チューブ長さ方向に延びる複数の熱媒体通路が、
チューブ幅方向に並列状に形成された熱交換器用チュー
ブにおいて、前記熱媒体通路が、チューブ高さ方向に長
い縦長の断面形状に形成されて、その断面視において前
記熱媒体通路の周辺部が、両側の長辺部と、その長辺部
よりも短い上下の短辺部とを有し、前記両側の長辺部が
互いに平行に形成されるとともに、前記短辺部における
少なくとも長辺部との連接部が円弧状に形成されてな
り、前記チューブ本体における隣合う熱媒体通路間の仕
切壁の厚みを「Tw」、通路幅を「Wp」としたとき、 0.5Wp≦Tw≦1.5Wp の関係が成立するよう構成されてな るものを要旨として
いる。
め、この発明の超臨界サイクル用熱交換器用チューブ
は、高さ寸法に比べて幅寸法が長い扁平状のチューブ本
体に、チューブ長さ方向に延びる複数の熱媒体通路が、
チューブ幅方向に並列状に形成された熱交換器用チュー
ブにおいて、前記熱媒体通路が、チューブ高さ方向に長
い縦長の断面形状に形成されて、その断面視において前
記熱媒体通路の周辺部が、両側の長辺部と、その長辺部
よりも短い上下の短辺部とを有し、前記両側の長辺部が
互いに平行に形成されるとともに、前記短辺部における
少なくとも長辺部との連接部が円弧状に形成されてな
り、前記チューブ本体における隣合う熱媒体通路間の仕
切壁の厚みを「Tw」、通路幅を「Wp」としたとき、 0.5Wp≦Tw≦1.5Wp の関係が成立するよう構成されてな るものを要旨として
いる。
【0013】この発明の熱交換器用チューブにおいて
は、熱媒体通路の短辺部における長辺部との連接部が円
弧状に形成されているため、熱媒体通路内を通過する熱
媒体の圧力による応力が、熱媒体通路における周辺部の
一部、特にコーナ部の一部に集中することはなく、適当
に分散させることができる。
は、熱媒体通路の短辺部における長辺部との連接部が円
弧状に形成されているため、熱媒体通路内を通過する熱
媒体の圧力による応力が、熱媒体通路における周辺部の
一部、特にコーナ部の一部に集中することはなく、適当
に分散させることができる。
【0014】更に熱媒体通路における両側の長辺部が、
互いに平行にチューブ高さ方向に沿って形成されるた
め、隣合う熱媒体通路間の仕切壁が、通路高さ内のほぼ
全域にわたって均一な厚さで、かつ十分な厚みに形成す
ることができる。このため、仕切壁において、熱媒体の
圧力による引張応力の局部集中を回避できる上更に、十
分な強度を確保することができる。
互いに平行にチューブ高さ方向に沿って形成されるた
め、隣合う熱媒体通路間の仕切壁が、通路高さ内のほぼ
全域にわたって均一な厚さで、かつ十分な厚みに形成す
ることができる。このため、仕切壁において、熱媒体の
圧力による引張応力の局部集中を回避できる上更に、十
分な強度を確保することができる。
【0015】また熱媒体通路は、チューブ高さ方向に長
い縦長の断面形状に形成されているため、例えば真円形
断面のものに比べて、断面積を大きくでき、通路断面及
び伝熱断面を大きく確保することができる。
い縦長の断面形状に形成されているため、例えば真円形
断面のものに比べて、断面積を大きくでき、通路断面及
び伝熱断面を大きく確保することができる。
【0016】更に、0.5Wp≦Tw≦1.5Wpの関
係が成立するよう構成されているので、十分な耐圧強度
を得ることができる。
係が成立するよう構成されているので、十分な耐圧強度
を得ることができる。
【0017】一方、本発明においては、以下に示すよう
な構成を採用する場合、より一層、熱性能、耐圧強度を
向上させることができる。
な構成を採用する場合、より一層、熱性能、耐圧強度を
向上させることができる。
【0018】すなわち、本発明においては、前記熱媒体
通路の高さ(通路高さ)を「Hp」、チューブ高さを
「Ht」としたとき、0.3Ht≦Hp≦0.7Htの
関係が成立するよう構成するのが好ましい。
通路の高さ(通路高さ)を「Hp」、チューブ高さを
「Ht」としたとき、0.3Ht≦Hp≦0.7Htの
関係が成立するよう構成するのが好ましい。
【0019】更に本発明においては、前記熱媒体通路の
幅(通路幅)を「Wp」、通路高さを「Hp」としたと
き、0.2Hp≦Wp<1.0Hpの関係が成立するよ
う構成するのが良い。
幅(通路幅)を「Wp」、通路高さを「Hp」としたと
き、0.2Hp≦Wp<1.0Hpの関係が成立するよ
う構成するのが良い。
【0020】また本発明においては、前記熱媒体通路の
総断面積を「Sp」としたとき、5mm2 ≦Spの関係
が成立するよう構成するのが、より好ましい。
総断面積を「Sp」としたとき、5mm2 ≦Spの関係
が成立するよう構成するのが、より好ましい。
【0021】更に本発明においては、前記チューブ本体
の総断面積から熱媒体通路の総断面積を差し引いた面積
(バルク部の断面積)を「Sb」、前記熱媒体通路の総
通路断面積を「Sp」としたとき、Sp/Sb≦1/2
の関係が成立するよう構成するのが、より望ましい。
の総断面積から熱媒体通路の総断面積を差し引いた面積
(バルク部の断面積)を「Sb」、前記熱媒体通路の総
通路断面積を「Sp」としたとき、Sp/Sb≦1/2
の関係が成立するよう構成するのが、より望ましい。
【0022】更に本発明においては、前記熱媒体通路の
総断面積を「Sp」、チューブ高さを「Ht」、チュー
ブ幅を「Wt」としたとき、5mm2 ≦Sp≦Wt・H
t/3の関係が成立するよう構成するのが、より一層好
ましい。
総断面積を「Sp」、チューブ高さを「Ht」、チュー
ブ幅を「Wt」としたとき、5mm2 ≦Sp≦Wt・H
t/3の関係が成立するよう構成するのが、より一層好
ましい。
【0023】更に本発明においては、前記チューブ高さ
を「Ht」としたとき、Ht≦4mmの関係が成立する
よう構成するのが、より一層望ましい。
を「Ht」としたとき、Ht≦4mmの関係が成立する
よう構成するのが、より一層望ましい。
【0024】また本発明においては、熱媒体通路を、以
下に示すように特有の構造に形成するのが良い。
下に示すように特有の構造に形成するのが良い。
【0025】すなわち本発明においては、前記長辺部が
直線状に形成されるとともに、前記短辺部の中間が直線
状に形成されて、前記熱媒体通路が長方形断面を有する
構成を採用するのが、なお一層好ましい。
直線状に形成されるとともに、前記短辺部の中間が直線
状に形成されて、前記熱媒体通路が長方形断面を有する
構成を採用するのが、なお一層好ましい。
【0026】更に本発明においては、前記短辺部におけ
る前記長辺部との連接部の曲率半径が、通路幅に対し、
10以上%に設定されてなる構成を採用するのが、なお
一層望ましい。
る前記長辺部との連接部の曲率半径が、通路幅に対し、
10以上%に設定されてなる構成を採用するのが、なお
一層望ましい。
【0027】また本発明においては、前記短辺部が半円
弧状に形成されて、前記熱媒体通路が長穴形断面を有す
る構成を採用するのが、一段と好ましい。
弧状に形成されて、前記熱媒体通路が長穴形断面を有す
る構成を採用するのが、一段と好ましい。
【0028】更に本発明においては、前記熱媒体通路の
周辺部に、インナーフィンが形成されてなる構成を採用
するのが、一段と望ましい。
周辺部に、インナーフィンが形成されてなる構成を採用
するのが、一段と望ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】<第1の実施形態> 図1ないし図3はこの発明の第1の実施形態である熱交
換器用チューブ(1)を示す図である。これらの図に示
すように、この熱交換器用チューブ(1)は、例えば上
記図7に示すマルチフロータイプの熱交換器やパラレル
フロータイプの熱交換器と同様な熱交換器の熱交換チュ
ーブとして使用されるものであり、長尺なアルミニウム
押出成形品をもって構成されている。
換器用チューブ(1)を示す図である。これらの図に示
すように、この熱交換器用チューブ(1)は、例えば上
記図7に示すマルチフロータイプの熱交換器やパラレル
フロータイプの熱交換器と同様な熱交換器の熱交換チュ
ーブとして使用されるものであり、長尺なアルミニウム
押出成形品をもって構成されている。
【0030】この熱交換チューブ(1)は、高さ(H
t)が幅(Wt)よりも短い扁平なチューブ本体(2)
を有している。
t)が幅(Wt)よりも短い扁平なチューブ本体(2)
を有している。
【0031】チューブ本体(2)には、それぞれチュー
ブ長さ方向に沿って延びる複数の冷媒(熱媒体)通路
(3)がチューブ幅方向に並列状に形成されている。各
冷媒通路(3)は、その断面形状がチューブ高さ方向に
長い長方形に形成されており、その断面視において、冷
媒通路(3)の周辺部が、互いに平行な両側の長辺部
(3L)(3L)と、長辺部(3L)よりも短い上下の
短辺部(3S)(3S)とを有している。短辺部(3
S)の両側における長辺部(3L)との連接部、つまり
長辺部(3L)と短辺部(3S)とのコーナ部(3C)
は、円弧状に形成されている。
ブ長さ方向に沿って延びる複数の冷媒(熱媒体)通路
(3)がチューブ幅方向に並列状に形成されている。各
冷媒通路(3)は、その断面形状がチューブ高さ方向に
長い長方形に形成されており、その断面視において、冷
媒通路(3)の周辺部が、互いに平行な両側の長辺部
(3L)(3L)と、長辺部(3L)よりも短い上下の
短辺部(3S)(3S)とを有している。短辺部(3
S)の両側における長辺部(3L)との連接部、つまり
長辺部(3L)と短辺部(3S)とのコーナ部(3C)
は、円弧状に形成されている。
【0032】ここで本実施形態において、伝熱断面を大
きくして十分な熱交換性能を得るには、冷媒通路(3)
の総断面積を、5mm2 以上に設定するのが好ましく、
つまり冷媒通路(3)の総断面積を「Sp」としたと
き、下式(イ)を成立させるのが好ましい。
きくして十分な熱交換性能を得るには、冷媒通路(3)
の総断面積を、5mm2 以上に設定するのが好ましく、
つまり冷媒通路(3)の総断面積を「Sp」としたと
き、下式(イ)を成立させるのが好ましい。
【0033】 5mm2 ≦Sp…(イ) また、チューブ高さを「Ht」、冷媒通路(3)の高さ
(通路高さ)を「Hp」、冷媒通路(3)の幅(通路
幅)を「Wp」、隣合う冷媒通路(3)間における仕切
壁(4)の厚み(仕切り厚み)を「Tw」としたとき、
十分な耐圧強度を得るために、下式(ロ)(ハ)を成立
させるのが好ましい。
(通路高さ)を「Hp」、冷媒通路(3)の幅(通路
幅)を「Wp」、隣合う冷媒通路(3)間における仕切
壁(4)の厚み(仕切り厚み)を「Tw」としたとき、
十分な耐圧強度を得るために、下式(ロ)(ハ)を成立
させるのが好ましい。
【0034】 0.3Ht≦Hp≦0.7Ht…(ロ) 0.5Wp≦Tw≦1.5Wp…(ハ) 更にチューブ(1)の総断面積から冷媒通路(3)の総
断面積(Sp)を差し引いた面積(バルク部の断面積)
を「Sb」としたとき、十分な耐圧強度を得るために、
下式(ニ)を成立させるのが好ましい。
断面積(Sp)を差し引いた面積(バルク部の断面積)
を「Sb」としたとき、十分な耐圧強度を得るために、
下式(ニ)を成立させるのが好ましい。
【0035】 Sp/Sb≦1/2…(ニ) ここでチューブ(1)の総断面積は、チューブ幅(W
t)にチューブ高さ(Ht)を掛け合わせた値(Wt・
Ht)にほぼ等しいので、バルク部の断面積(Sb)
は、「Wt・Ht−Sp」と置き換えることができる。
従ってこれを、上式(ニ)に当てはめることにより、下
式(ホ)が成立し、更にその式(ホ)から下式(ヘ)が
導かれる。
t)にチューブ高さ(Ht)を掛け合わせた値(Wt・
Ht)にほぼ等しいので、バルク部の断面積(Sb)
は、「Wt・Ht−Sp」と置き換えることができる。
従ってこれを、上式(ニ)に当てはめることにより、下
式(ホ)が成立し、更にその式(ホ)から下式(ヘ)が
導かれる。
【0036】 Sp/(Wt・Ht−Sp)≦1/2…(ホ) Sp≦Wt・Ht/3…(ヘ) 更に上式(イ)(ヘ)から下式(ト)が導かれる。
【0037】 5mm2 ≦Sp≦Wt・Ht/3…(ト) つまり、本実施形態においては、上式(ト)の関係を成
立させることにより、十分な熱交換性能及び十分な耐圧
強度を有する熱交換チューブ(1)を得ることができる
ものである。
立させることにより、十分な熱交換性能及び十分な耐圧
強度を有する熱交換チューブ(1)を得ることができる
ものである。
【0038】また本実施形態においては、耐圧強度等
を、一層向上させるために、通路幅を「Wp」、通路高
さを「Hp」、チューブ高さを「Ht」としたとき、下
式(チ)(リ)を成立させるのが好ましい。 0.2Hp≦Wp<1.0Hp…(チ) Ht≦4mm…(リ) 更に耐圧強度等を、より一層向上させるために、コーナ
部(3C)の曲率半径(Rc)を、通路幅(Wp)に対
し、10%以上、50%未満に設定するのが好ましい。
を、一層向上させるために、通路幅を「Wp」、通路高
さを「Hp」、チューブ高さを「Ht」としたとき、下
式(チ)(リ)を成立させるのが好ましい。 0.2Hp≦Wp<1.0Hp…(チ) Ht≦4mm…(リ) 更に耐圧強度等を、より一層向上させるために、コーナ
部(3C)の曲率半径(Rc)を、通路幅(Wp)に対
し、10%以上、50%未満に設定するのが好ましい。
【0039】以上の構成の熱交換器用チューブ(1)
は、CO2 冷媒使用の冷凍サイクルにおける熱交換器に
好適に採用することができ、十分な耐圧強度を有するも
のである。すなわち、熱交換器用チューブ(1)におけ
る冷媒通路(3)は、コーナ部(3C)が円弧状に形成
された長方形断面に形成されているため、冷媒通路
(3)を通過する冷媒圧力による応力が、コーナ部(3
C)の一部に集中することはなく、適当に分散するの
で、応力の局部集中を回避することができ、十分な耐圧
強度を得ることができる。
は、CO2 冷媒使用の冷凍サイクルにおける熱交換器に
好適に採用することができ、十分な耐圧強度を有するも
のである。すなわち、熱交換器用チューブ(1)におけ
る冷媒通路(3)は、コーナ部(3C)が円弧状に形成
された長方形断面に形成されているため、冷媒通路
(3)を通過する冷媒圧力による応力が、コーナ部(3
C)の一部に集中することはなく、適当に分散するの
で、応力の局部集中を回避することができ、十分な耐圧
強度を得ることができる。
【0040】しかも冷媒通路(3)の長辺部(3L)
を、チューブ高さ方向に沿って直線状に形成しているた
め、隣合う冷媒通路(3)(3)間の仕切壁(4)が、
通路高さ内のほぼ全域にわたって均一な厚さに形成する
ことができ、冷媒圧力による引張応力の局部集中を回避
できる上更に、仕切壁(4)を十分な厚みに形成するこ
とができ、十分な強度を得ることができる。従って、一
段と、耐圧強度を向上させることができる。
を、チューブ高さ方向に沿って直線状に形成しているた
め、隣合う冷媒通路(3)(3)間の仕切壁(4)が、
通路高さ内のほぼ全域にわたって均一な厚さに形成する
ことができ、冷媒圧力による引張応力の局部集中を回避
できる上更に、仕切壁(4)を十分な厚みに形成するこ
とができ、十分な強度を得ることができる。従って、一
段と、耐圧強度を向上させることができる。
【0041】また冷媒通路(3)は、チューブ高さ方向
に長い長方形断面に形成されているため、例えば真円形
断面のものに比べて、断面積を大きくすることができる
ので、通路断面及び伝熱断面を大きく確保することがで
き、熱交換性能を向上させることができる。
に長い長方形断面に形成されているため、例えば真円形
断面のものに比べて、断面積を大きくすることができる
ので、通路断面及び伝熱断面を大きく確保することがで
き、熱交換性能を向上させることができる。
【0042】<第2の実施形態> 図4及び図5はこの発明の第2の実施形態である熱交換
器用チューブ(11)を示す図である。両図に示すよう
に、この熱交換器用チューブ(11)は、上記第1実施
形態の熱交換器用チューブ(11)に対し、冷媒通路
(13)の断面形状が相違している。すなわち、各冷媒
通路(13)は、その断面形状がチューブ高さ方向に長
い長穴形に形成されており、長辺部(13L)がチュー
ブ高さ方向に沿う直線状に形成されるとともに、短辺部
(13S)が半円弧状に形成されている。
器用チューブ(11)を示す図である。両図に示すよう
に、この熱交換器用チューブ(11)は、上記第1実施
形態の熱交換器用チューブ(11)に対し、冷媒通路
(13)の断面形状が相違している。すなわち、各冷媒
通路(13)は、その断面形状がチューブ高さ方向に長
い長穴形に形成されており、長辺部(13L)がチュー
ブ高さ方向に沿う直線状に形成されるとともに、短辺部
(13S)が半円弧状に形成されている。
【0043】ここで本実施形態においても、上記第1の
実施形態と同様、チューブ高さを「Ht」、チューブ幅
を「Wt」、通路高さ「Hp」、通路幅「Wp」、仕切
り厚みを「Tw」、バルク部の断面積を「Sb」、通路
総断面積を「Sp」としたとき、上記の関係式(イ)〜
(リ)を成立させるのが好ましい。
実施形態と同様、チューブ高さを「Ht」、チューブ幅
を「Wt」、通路高さ「Hp」、通路幅「Wp」、仕切
り厚みを「Tw」、バルク部の断面積を「Sb」、通路
総断面積を「Sp」としたとき、上記の関係式(イ)〜
(リ)を成立させるのが好ましい。
【0044】なお本実施形態において、短辺部(13
S)の半径(Rs)は、通路幅(Wp)に対し、50%
に設定されている。
S)の半径(Rs)は、通路幅(Wp)に対し、50%
に設定されている。
【0045】その他の構成は、上記第1の実施形態と同
様であるため、同一部分に相当符号を付して、重複説明
は省略する。
様であるため、同一部分に相当符号を付して、重複説明
は省略する。
【0046】この熱交換器用チューブ(11)において
も、冷媒圧力による応力が、冷媒通路(13)における
周辺部の一部に集中することがなく、しかも引張応力が
仕切壁(14)の一部に集中することもない。更に仕切
壁(14)を十分な厚みに形成することができるので、
十分な強度を得ることができる。従って十分な耐圧強度
を得ることができ、CO2 冷媒用として好適に使用する
ことができる。
も、冷媒圧力による応力が、冷媒通路(13)における
周辺部の一部に集中することがなく、しかも引張応力が
仕切壁(14)の一部に集中することもない。更に仕切
壁(14)を十分な厚みに形成することができるので、
十分な強度を得ることができる。従って十分な耐圧強度
を得ることができ、CO2 冷媒用として好適に使用する
ことができる。
【0047】また冷媒通路(13)は、長穴形に形成さ
れているため、通路断面及び伝熱断面を大きく確保する
ことができ、熱交換性能を向上させることができる。
れているため、通路断面及び伝熱断面を大きく確保する
ことができ、熱交換性能を向上させることができる。
【0048】<第3の実施形態> 図6及び図7はこの発明の第3の実施形態である熱交換
器用チューブ(21)を示す図である。両図に示すよう
に、このチューブ(21)は、冷媒通路(23)の内周
面全域に、長さ方向に沿って連続する断面波形のインナ
ーフィン(30)が設けられる点において、上記第1の
実施形態と相違している。
器用チューブ(21)を示す図である。両図に示すよう
に、このチューブ(21)は、冷媒通路(23)の内周
面全域に、長さ方向に沿って連続する断面波形のインナ
ーフィン(30)が設けられる点において、上記第1の
実施形態と相違している。
【0049】その他の構成は、上記第1及び第2の実施
形態と同様であるため、同一部分に相当符号を付して、
重複説明は省略する。
形態と同様であるため、同一部分に相当符号を付して、
重複説明は省略する。
【0050】なお本実施形態においても、上記第1及び
第2の実施形態と同様、チューブ高さを「Ht」、チュ
ーブ幅を「Wt」、通路高さ「Hp」、通路幅「W
p」、仕切り厚みを「Tw」、バルク部の断面積を「S
b」、通路総断面積を「Sp」としたとき、上記の関係
式(イ)〜(リ)を成立させるのが好ましい。
第2の実施形態と同様、チューブ高さを「Ht」、チュ
ーブ幅を「Wt」、通路高さ「Hp」、通路幅「W
p」、仕切り厚みを「Tw」、バルク部の断面積を「S
b」、通路総断面積を「Sp」としたとき、上記の関係
式(イ)〜(リ)を成立させるのが好ましい。
【0051】この実施形態の熱交換器用チューブ(2
1)においても、上記と同様に、同様な効果を得ること
ができる。更に本実施形態においては、冷媒通路(2
3)の内周面に、インナーフィン(30)を形成してい
るため、伝熱面積の増大により、より一層優れた熱交換
性能を得ることができる。
1)においても、上記と同様に、同様な効果を得ること
ができる。更に本実施形態においては、冷媒通路(2
3)の内周面に、インナーフィン(30)を形成してい
るため、伝熱面積の増大により、より一層優れた熱交換
性能を得ることができる。
【0052】なお、本発明においては、上記第2の実施
形態のような長穴断面の冷媒通路を有するチューブに、
第3の実施形態のようにインナーフィンを形成すること
も可能である。
形態のような長穴断面の冷媒通路を有するチューブに、
第3の実施形態のようにインナーフィンを形成すること
も可能である。
【0053】また、本発明においては、冷媒通路を、第
1及び第2実施形態を組み合わせたような断面形状に形
成することもできる。例えば冷媒通路における短辺部を
大きい半径の円弧状に形成するとともに、その短辺部に
おける長辺部との連接部(コーナ部)を、曲率半径の小
さい円弧状に形成するようなことも可能である。
1及び第2実施形態を組み合わせたような断面形状に形
成することもできる。例えば冷媒通路における短辺部を
大きい半径の円弧状に形成するとともに、その短辺部に
おける長辺部との連接部(コーナ部)を、曲率半径の小
さい円弧状に形成するようなことも可能である。
【0054】
【発明の効果】以上のように、本発明の熱交換器用チュ
ーブによれば、チューブ本体における熱媒体通路が、チ
ューブ高さ方向に長い縦長の断面形状を有し、その断面
における両側の長辺部が互いに平行に形成されるととも
に、短辺部における長辺部との連接部が円弧状に形成さ
れるため、熱媒体の圧力による応力が、例えばコーナ部
の一部に集中せず、適当に分散する上更に、通路間仕切
壁を通路高さ内のほぼ全域にわたって均一な厚みに形成
できて、引張応力が仕切壁の一部に集中するのを回避す
ることができるとともに、仕切壁を十分な厚みに形成で
きて、十分な強度を得ることができる。従って、十分な
耐圧強度を得ることができ、CO2 冷媒用の熱交換チュ
ーブとして好適に使用することができる。また熱媒体通
路は、縦長の断面形状に形成しているため、通路断面及
び伝熱断面を大きく確保することができ、熱交換性能を
向上させることができるという効果がある。更に、0.
5Wp≦Tw≦1.5Wpの関係が成立するよう構成さ
れているので、十分な耐圧強度を得ることができる。
ーブによれば、チューブ本体における熱媒体通路が、チ
ューブ高さ方向に長い縦長の断面形状を有し、その断面
における両側の長辺部が互いに平行に形成されるととも
に、短辺部における長辺部との連接部が円弧状に形成さ
れるため、熱媒体の圧力による応力が、例えばコーナ部
の一部に集中せず、適当に分散する上更に、通路間仕切
壁を通路高さ内のほぼ全域にわたって均一な厚みに形成
できて、引張応力が仕切壁の一部に集中するのを回避す
ることができるとともに、仕切壁を十分な厚みに形成で
きて、十分な強度を得ることができる。従って、十分な
耐圧強度を得ることができ、CO2 冷媒用の熱交換チュ
ーブとして好適に使用することができる。また熱媒体通
路は、縦長の断面形状に形成しているため、通路断面及
び伝熱断面を大きく確保することができ、熱交換性能を
向上させることができるという効果がある。更に、0.
5Wp≦Tw≦1.5Wpの関係が成立するよう構成さ
れているので、十分な耐圧強度を得ることができる。
【0055】一方、本発明において、チューブ幅、チュ
ーブ高さ、通路高さ、通路幅を特定の値に形成する場
合、又はチューブ断面や熱媒体通路断面を特定の値の断
面形状に形成する場合には、上記の効果をより一層確実
に得ることができるという利点がある。
ーブ高さ、通路高さ、通路幅を特定の値に形成する場
合、又はチューブ断面や熱媒体通路断面を特定の値の断
面形状に形成する場合には、上記の効果をより一層確実
に得ることができるという利点がある。
【図1】この発明の第1の実施形態である熱交換器用チ
ューブを示す斜視図である。
ューブを示す斜視図である。
【図2】第1実施形態の熱交換器用チューブを示す断面
図である。
図である。
【図3】第1実施形態の熱交換器用をチューブを示す拡
大断面図である。
大断面図である。
【図4】この発明の第2の実施形態である熱交換器用チ
ューブを示す断面図である。
ューブを示す断面図である。
【図5】第2実施形態の熱交換器用チューブを示す拡大
断面図である。
断面図である。
【図6】この発明の第3の実施形態である熱交換器用チ
ューブを示す断面図である。
ューブを示す断面図である。
【図7】第3実施形態の熱交換器用チューブを示す拡大
断面図である。
断面図である。
【図8】マルチフロータイプの熱交換器を示す正面図で
ある。
ある。
【図9】従来のマルチフロータイプの熱交換器における
熱交換チューブのヘッダーとの連結部を分解して示す斜
視図である。
熱交換チューブのヘッダーとの連結部を分解して示す斜
視図である。
【図10】従来の熱交換器用チューブを示す断面図であ
る。
る。
【図11】従来の提案例としての熱交換器用チューブを
示す断面図である。
示す断面図である。
1、11、21…熱交換器用チューブ 2、12、22…チューブ本体 3、13、23…冷媒通路(熱媒体通路) 30…インナーフィン 3C、23C…コーナ部(連接部) 3L、13L、23L…長辺部 3S、13S、23S…短辺部 Hp…通路高さ Ht…チューブ高さ Tw…仕切り厚み Wp…通路幅 Wt…チューブ幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−142755(JP,A) 特開 平6−300473(JP,A) 特開 平2−230091(JP,A) 実開 昭60−86779(JP,U) 実開 平4−17288(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 1/02 F28D 1/053
Claims (12)
- 【請求項1】 高さ寸法に比べて幅寸法が長い扁平状の
チューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の熱媒
体通路が、チューブ幅方向に並列状に形成された熱交換
器用チューブにおいて、 前記熱媒体通路が、チューブ高さ方向に長い縦長の断面
形状に形成されて、その断面視において前記熱媒体通路
の周辺部が、両側の長辺部と、その長辺部よりも短い上
下の短辺部とを有し、 前記両側の長辺部が互いに平行に形成されるとともに、
前記短辺部における少なくとも長辺部との連接部が円弧
状に形成されてなり、 前記チューブ本体における隣合う熱媒体通路間の仕切壁
の厚みを「Tw」、通路幅を「Wp」としたとき、 0.5Wp≦Tw≦1.5Wp の関係が成立するよう構成されてな ることを特徴とする
超臨界サイクル用熱交換器用チューブ。 - 【請求項2】 前記熱媒体通路の高さ(通路高さ)を
「Hp」、チューブ高さを「Ht」としたとき、 0.3Ht≦Hp≦0.7Ht の関係が成立するよう構成されてなる請求項1記載の熱
交換器用チューブ。 - 【請求項3】 前記熱媒体通路の幅(通路幅)を「W
p」、通路高さを「Hp」としたとき、 0.2Hp≦Wp<1.0Hp の関係が成立するよう構成されてなる請求項1又は2記
載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項4】 前記熱媒体通路の総断面積を「Sp」と
したとき、 5mm2 ≦Sp の関係が成立するよう構成されてなる請求項1ないし3
のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項5】 前記チューブ本体の総断面積から熱媒体
通路の総通路断面積を差し引いた面積(バルク部の断面
積)を「Sb」、前記熱媒体通路の総断面積を「Sp」
としたとき、 Sp/Sb≦1/2 の関係が成立するよう構成されてなる請求項1ないし4
のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項6】 前記熱媒体通路の総断面積を「Sp」、
チューブ高さを「Ht」、チューブ幅を「Wt」とした
とき、 5mm2 ≦Sp≦Wt・Ht/3 の関係が成立するよう構成されてなる請求項1ないし5
のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項7】 前記チューブ高さを「Ht」としたと
き、 Ht≦4mm の関係が成立するよう構成されてなる請求項1ないし6
のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項8】 前記長辺部が直線状に形成されるととも
に、前記短辺部の中間が直線状に形成されて、前記熱媒
体通路が長方形断面を有する請求項1ないし7のいずれ
かに記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項9】 前記短辺部における前記長辺部との連接
部の曲率半径が、通路幅に対し、10以上%に設定され
てなる請求項8記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項10】 前記短辺部が半円弧状に形成されて、
前記熱媒体通路が長穴形断面を有する請求項1ないし7
のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項11】 前記熱媒体通路の周辺部に、インナー
フィンが形成されてなる請求項1ないし7のいずれかに
記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項12】 前記熱交換器用チューブは、CO 2 冷
媒用の熱交換器用チューブとして用いられる請求項1な
いし11のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16541099A JP3313086B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 熱交換器用チューブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16541099A JP3313086B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 熱交換器用チューブ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356488A JP2000356488A (ja) | 2000-12-26 |
| JP3313086B2 true JP3313086B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=15811892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16541099A Expired - Fee Related JP3313086B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 熱交換器用チューブ |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004347267A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Denso Corp | 熱交換用チューブ |
| JP2017026281A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | サンデンホールディングス株式会社 | 熱交換器 |
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|---|---|---|---|---|
| EP1342970A4 (en) | 2000-11-24 | 2006-06-07 | Showa Denko Kk | HEAT EXCHANGER TUBE AND HEAT EXCHANGER |
| JP2002303500A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Zexel Valeo Climate Control Corp | 熱交換器 |
| JP2002318086A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-31 | Japan Climate Systems Corp | 熱交換器用チューブ |
| KR100906769B1 (ko) | 2002-01-31 | 2009-07-10 | 한라공조주식회사 | 오뚜기형 유로를 갖는 열교환기용 튜브 및 이를 이용한열교환기 |
| WO2004031676A1 (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-15 | Showa Denko K.K. | Heat exchanging tube and heat exchanger |
| CN100547332C (zh) * | 2002-10-02 | 2009-10-07 | 昭和电工株式会社 | 热交换管和热交换器 |
| JP2006336873A (ja) * | 2002-10-02 | 2006-12-14 | Showa Denko Kk | 熱交換器用チューブ及び熱交換器 |
| JP4679827B2 (ja) | 2003-06-23 | 2011-05-11 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
| JP4536459B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-09-01 | 株式会社ティラド | 熱交換器用チューブおよび熱交換器 |
| DE112005003260T5 (de) * | 2004-12-24 | 2008-01-03 | Showa Denko K.K. | Wärmetauscher |
| JP2006200881A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Showa Denko Kk | 熱交換器 |
| WO2006112540A1 (en) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Showa Denko K.K. | Heat exchanger |
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| JP2013024472A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Daikin Industries Ltd | 熱交換器用扁平管 |
| JP2013139915A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Daikin Industries Ltd | 熱交換用扁平管及び熱交換器 |
| KR102025738B1 (ko) * | 2012-07-06 | 2019-09-27 | 삼성전자주식회사 | 냉장고 및 이에 구비되는 열교환기 |
| DE102014221168A1 (de) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Mahle International Gmbh | Wärmeübertrager |
| WO2016103437A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JP6656368B2 (ja) * | 2016-06-02 | 2020-03-04 | 三菱電機株式会社 | フィンチューブ型熱交換器、および、このフィンチューブ型熱交換器を備えたヒートポンプ装置 |
| FR3058210A1 (fr) * | 2016-10-27 | 2018-05-04 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur thermique |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH02230091A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Hitachi Ltd | サーペンタイン形熱交換器 |
| JPH0417288U (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-13 | ||
| JP3113100B2 (ja) * | 1992-11-05 | 2000-11-27 | 株式会社デンソー | 多穴管押出用ダイス及び多穴管 |
| JPH06300473A (ja) * | 1993-04-19 | 1994-10-28 | Sanden Corp | 偏平冷媒管 |
-
1999
- 1999-06-11 JP JP16541099A patent/JP3313086B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000356488A (ja) | 2000-12-26 |
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