JP5709733B2 - 二重管 - Google Patents

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本発明は、螺旋状の凹凸部が設けられた内管と内管に嵌合された外管との間に螺旋状の熱交換通路が構成され熱交換器として使用される二重管に係る技術分野に属する。
自動車の空調機の熱交換系等では、小型で熱交換効率の高い熱交換器として、内管,外管の間の螺旋状の熱交換通路に熱交換の一方の流体を流通させるように構成された二重管が多用されている。二重管は、内管に螺旋状の凹凸部を形成することによって螺旋状の熱交換通路が構成されるが、配設の制約等によって曲げ加工されると、曲部分の内側で圧縮され曲部分の外側で引張されて内管の凹凸部が外管の内壁に圧接されて変形してしまうことになる。この結果、曲げ加工された二重管は、曲部分で螺旋状の熱交換通路が変形して流体の流通性が阻害されてしまい、熱交換性能が低下してしまうという不具合が生ずる。
従来、二重管の曲げ加工による熱交換性能の低下を避ける技術としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。
特許文献1には、内管の凹凸部の凸部分の外径を外管の内径よりも小さくして、外管の曲部分においてのみ内管の凹凸部の凸部分が外管の内壁に当接されるようにした二重管が記載されている。
特許文献1に係る二重管は、曲げ加工による内管の凹凸部と外管の内壁との圧接を回避することによって、曲げ加工による内管の凹凸部の変形を減少させるものである。
特開2006−162241号公報
特許文献1に係る二重管では、外管の曲部分以外では内管の凹凸部の凸部分が外管の内側に当接されず、不完全な螺旋状の熱交換通路が形成されてしまうため、熱交換通路を流通する流体が正確に螺旋状にならず充分な熱交換性能が得られないという問題点がある。
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、曲げ加工されても充分な熱交換性能が得られる二重管を提供することを課題とする。
前述の課題を解決するため、本発明に係る二重管は、以下に記載の手段を採用する。
即ち、本発明は、螺旋状の凹凸部が設けられた内管と内管に嵌合された外管との間に螺旋状の熱交換通路が構成され熱交換器として使用される二重管において、内管の凹凸部の凸部分は外管の内壁に当接され、内管の曲げ加工で曲部分となる箇所には凹凸部が設けられておらず、内管の凹凸部は素管の拡径処理によって形成され凹凸部の凹部分の外径が素管の外径と一致され、内管の凹凸部が設けられずに曲げ部分となる箇所の外径が素管の外径よりも大きく設定されていることを特徴とする。
この手段では、内管の曲げ加工で曲部分となる箇所に凹凸部が設けられていないことから、曲げ加工で内管の凹凸部が外管の内壁に圧接して変形することがない。また、内管の凹凸部の凸部分が外管の内壁に当接されていることから、完全な螺旋状の熱交換通路が形成される。
そして、内管の凹凸部が設けられずに曲げ部分となる箇所の外径が素管の外径よりも大きく設定されることで、内管の凹凸部が設けられていない曲げ部分となる箇所における熱交換通路の流通断面の急激な拡張が避けられる。
本発明に係る二重管は、内管の曲げ加工で曲部分となる箇所に凹凸部が設けられていないことから、曲げ加工で内管の凹凸部が外管の内壁に圧接して変形することがなく、内管の凹凸部の凸部分が外管の内壁に当接されていることから、完全な螺旋状の熱交換通路が形成されるため、曲げ加工されても充分な熱交換性能が得られる効果がある。
そして、内管の凹凸部が設けられずに曲げ部分となる箇所の外径が素管の外径よりも大きく設定されることで、内管の凹凸部が設けられずに曲げ部分となる箇所における熱交換通路の流通断面の急激な拡張が避けられ、曲げ部分となる箇所における熱交換通路を流通する流体の滞溜が避けられるため、より充分な熱交換性能が得られる効果がある。
本発明に係る二重管を実施するための第1例の断面図である。 図1の曲げ加工前の図である。 本発明に係る二重管を実施するための第2例の要部の拡大断面図である。
以下、本発明に係る二重管を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図1,図2は、本発明に係る二重管を実施するための形態の第1例を示すものである。
第1例は、熱伝導性の良好なアルミニウム材で形成された内管1,外管2,接続管3,4で構成されている。
内管1は、直状の素管の中央の2箇所の螺旋状の凹凸部11と凹凸部11からそれぞれ少し間隔を介した箇所のシール用膨張部12とが拡径処理によって形成されている。両凹凸部11の間の凹凸部11が設けられていない部分は、曲げ加工の曲げ部分となる箇所である。凹凸部11の凸部分11aとシール用膨張部12との外径は、外管2の内壁に当接されるように外管2の内径と一致している。なお、内管1の拡径処理については、例えば、内管1を内部に内管1の凹凸部11,シール用膨張部12を形成する溝が設けられた金型に挿通して、内管1の内部に圧力流体を供給する工法で実施される。
外管2は、直状の素管の両端部付近に接続管3,4の接続のための接続孔(図示せず)が穿孔されている。外管2の長さは、内管1の両シール用膨張部12の間隔とほぼ一致されている。
これ等の内管1,外管2は、内管1の外側に外管2が嵌合されることで、内管1の凹凸部11の凹部分11bと外管2の内壁との間に螺旋状の熱交換通路R1が形成され、内管1の凹凸部11が設けられていない部分と外管2の内壁との間に環状の熱交換通路R2が形成される。熱交換通路R1,R2には、熱交換の一方の流体が流通される。なお、熱交換の他方の流体は、内管1の内部を流通されることになる。また、内管1のシール用膨張部12と外管2の端口とは、ろう付け等で固定されてシールされる。
接続管3,4は、熱交換通路R1,R2に連通されて熱交換の一方の流体のインレット,アウトレットとなるもので、外管2にろう付け等で接続固定されている。
第1例によると、図1,図2の対比により明らかなように、直状の素管から曲げ加工(ほぼ90度)されても内管1の曲げ加工の曲げ部分となる箇所に凹凸部11が設けられていないため、曲げ加工で内管1の凹凸部11が外管2の内壁に圧接されて変形してしまうことがなくなる。この結果、曲部分で螺旋状の熱交換通路R1が変形して流体の流通性が阻害されて熱交換性能が低下してしまうという不具合が生じなくなる。
なお、曲げ部分となる箇所に螺旋状の熱交換通路R1が形成されず環状の熱交換通路R2が形成されているが、環状の熱交換通路Rで旋回力の低下した流体が再び螺旋状の熱交換通路R1で旋回され、流通する流体の全体がほぼ正確に螺旋状になるため、充分な熱交換性能が得られる。
また、曲げ加工で内管1の凹凸部11が外管2の内壁に圧接されなくなることで、曲げ加工の曲げ抵抗が減少されることになる。この結果、曲げ加工が容易になる。
図3は、本発明に係る二重管を実施するための形態の第2例を示すものである。
第2例では、内管1の凹凸部11の凹部分の外径aが素管の外径bと一致するように形成されているが、内管1の凹凸部11が設けられていない曲げ加工の曲げ部分となる箇所の外径cを素管の外径bよりも大きく設定してある。
第2例によると、環状の熱交換通路R2の流体の流通断面が第1例よりも減少され、螺旋状の熱交換通路R1から環状の熱交換通路R2への流体の流通断面の急激な拡張が避けられている。この結果、環状の熱交換通路R2における流体の滞溜が回避されて充分な熱交換性能が得られる。
以上、図示した各例の外に、内管1,外管2の素管を90度以外の角度に曲げ加工することも可能である。
さらに、内管1,外管2の素管を複数方向へ捻るように曲げ加工したりジグザク状に曲げ加工したりすることも可能である。
1 内管
11 凹凸部
11a 凸部分
11b 凹部分
2 外管
R1 熱交換通路(螺旋状の)

Claims (1)

  1. 螺旋状の凹凸部が設けられた内管と内管に嵌合された外管との間に螺旋状の熱交換通路が構成され熱交換器として使用される二重管において、内管の凹凸部は素管の拡径処理によって形成され該凹凸部の凹部分の外径が素管の外径と一致されると共に前記内管の凹凸部の凸部分が前記外管の内壁に当接され、且つ内管の曲げ加工で曲部分となる箇所には凹凸部設けず、該曲げ部分となる箇所の外径が素管の外径よりも大きく設定されていることを特徴とする二重管。
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