JPH10160374A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents
熱交換器の製造方法Info
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- JPH10160374A JPH10160374A JP8314496A JP31449696A JPH10160374A JP H10160374 A JPH10160374 A JP H10160374A JP 8314496 A JP8314496 A JP 8314496A JP 31449696 A JP31449696 A JP 31449696A JP H10160374 A JPH10160374 A JP H10160374A
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- heat transfer
- tube
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Abstract
器を組み立て、且つ伝熱管とフィンとの接触熱抵抗を低
減し熱交換器自体の伝熱性能を向上させる。 【解決手段】拡管プラグ16と共に一定の荷重あるいは
熱によりその性状が変化する流体14を伝熱管19内に
挿入して拡管すること、および伝熱管外表面18に熱あ
るいは荷重によってその性状が変化する塗料15を塗
る。
Description
に関する。
は単一冷媒、または共沸混合冷媒が用いられていたが、
オゾン層破壊,地球温暖化等の環境問題の深刻化により
規制が強化され、作動媒体として使える冷媒は限られて
きた。空調機用の冷媒を例にとると、従来から使用され
てきたHCFC22はオゾン層を破壊する塩素が含まれ
ているため、HFC系の冷媒に移行することになった。
しかしHFC系冷媒はいずれも単一冷媒ではHCFC−
22と同等の特性が得られないために、2種、又は3種
の混合冷媒(非共沸を含む)が考えられている。
段として、伝熱管の内面に加工を施した伝熱管が使用さ
れている。内面螺旋溝付伝熱管は銅製円管等の内面に多
数の微細な溝を螺旋状に設けたものであり、溝の深さ,
溝の形状,溝の捩じれ角等を特定することによって性能
を向上させたものが数多く提案されている。
するには、冷媒蒸気に対して常に新しい伝熱面を作れば
よい。そのためには凝縮液膜を速やかに取り除くことが
必要であり、フィン部の先端の頂角は鋭く溝部の形状は
凝縮液を引き込みやすい構造が望ましいとされている。
また蒸発過程では内面溝に沿って冷媒液膜をできるだけ
薄く形成し、有効伝熱面積を増加できる構造が望まれ
る。特に非共沸混合冷媒の場合は、液膜の抵抗に加え
て、気相側に拡散抵抗が生じるため、この二つの抵抗を
低減し、伝熱性能を向上させる必要がある。これらの抵
抗を低減する方法として、伝熱管内面のフィンや溝の形
状を変える方法、また冷媒の流れ方向に内面形状を変化
させる方法(例えば特開平6−281293 号公報)等があ
る。熱交換器全体で性能を向上させる方法は、空気の流
れと冷媒の流れを対向させた構造等がある。空気流に対
して内面構造を偏らせた例は特開平2−233996 号公報が
ある。
ンチューブ型の熱交換器を示す。このタイプの熱交換器
は、一般に冷凍機,空気調和機の熱交換器として用いら
れているものであり、伝熱管19の内部を相変化しなが
ら流れる冷媒と、フィン23の間を流れる空気とを間接
的に熱交換させる。このような構造の熱交換器を組み立
てる場合には、従来の方式として図2に示すような機械
拡管法等が一般的である。この拡管方式は、伝熱管外径
より僅かに大きい径のフィンカラー部26を持つフィン
23を積層したものに伝熱管19を通し、伝熱管の中に
拡管プラグ16を挿入し、伝熱管19を内部から拡管し
て、フィンカラー部26と伝熱管外表面18を密着させ
る。この方式の問題点は、伝熱管内面に加工されたフィ
ン1がプラグ16に押しつぶされ、変形することによる
伝熱性能低下がある。図7に内面螺旋溝付管の、拡管前
及び拡管後の熱伝達率を示した図を示す。図から分かる
ように拡管後の伝熱管の熱伝達率28は拡管前の熱伝達
率27と比較して低下している。
となく拡管する方法として液圧拡管方式がある。この方
式は伝熱管内に液体を封入し、液体を加圧することによ
り伝熱管を押し拡げるが、機械拡管方式と比較してフィ
ンと伝熱管との密着力が弱い等の問題点があり、今後更
なる改善が必要である。
ためには伝熱管の内面形状が大きな鍵となる。従って、
伝熱管を熱交換器に組み立てる場合は、拡管による性能
低下を防ぐために、内面のフィン形状を変形させること
がない、拡管方式を利用することが望まれる。
例は広い幅と狭い幅の2種類のフィン形状を持たせた
り、円筒管を介して拡管する方法(例えば特開平8−128
793 号公報)がある。
管の内面形状を変化させることなく熱交換器を組み立
て、且つ伝熱管とフィンとの接触熱抵抗を低減し熱交換
器自体の伝熱性能を向上させ、さらにこの熱交換器を用
いて冷凍サイクルの効率を向上させることにある。
決するためになされた。すなわち、積層したフィンに伝
熱管を通し、拡管プラグ等の拡管治具を押し込むことに
よって伝熱管内面から伝熱管を拡管してフィンと伝熱管
を緊密に接触させるタイプの熱交換器を作る場合に問題
となる、伝熱管内面構造の変形を防ぐために拡管プラグ
と共に、一定の荷重あるいは熱によりその性状が変化す
る流体を伝熱管内に挿入して拡管すること、および伝熱
管外表面に熱あるいは荷重によってその性状が変化する
塗料を塗ったことを特徴とする。
に封入した流体により、プラグの荷重が伝熱管内面のフ
ィン先端のみでなく、溝底にもかけることができるた
め、伝熱管の内部形状は殆ど変化することなく拡管する
ことができる。
熱管とフィンカラー部との隙間を減じて接触熱抵抗を減
らし、電食を防ぎ熱交換器の性能を向上させることがで
きる。
蒸発器に上述の様な方法で製作した熱交換器を用いれ
ば、冷凍及び空調装置の成績係数(COP)を向上させ
ることができる。
管内部の部分拡大図を示した。伝熱管は内壁面に所定の
ピッチでフィン部1と溝部2が構成されている。この伝
熱管内に拡管プラグ16を押し込んでいく場合、拡管プ
ラグ16から伝熱管に加えられる圧力はすべてフィン先
端部1aにかかり、鋭く加工した先端部を平坦に潰した
り、あるいは拡管方向に傾斜して潰していくことにな
る。多くの場合、フィン形状は拡管による変化を見越し
て作られていないため、拡管前後での伝熱管の性能は大
きく変わってくる。
は熱によりその性状が変化する流体14を入れて拡管す
る本実施例の一例を示す。例えば一定の荷重によって硬
化する性質を持つような流体14を伝熱管内に挿入して
拡管する場合について説明する。内面の溝2に入り込ん
だ流体14は、押し込まれてきた拡管プラグ16により
硬化する。さらに拡管プラグ16を伝熱管長手方向に進
めると、プラグ16の荷重は硬化した流体14を介して
直接伝熱管の溝底部2aにかかるため、拡管の力が直接
フィン先端部1aへのみ作用することを防ぎ、かつ十分
な拡管率を得ることができる。
化する流体14の代わりに、図4で示すように内面の溝
に入り込む大きさの粒子11を分散させた流体と共に拡
管する方法も考えられる。この場合、直接拡管プラグ1
6の荷重は粒子11を介してフィンの溝底部2aに直接
かかるため、従来の機械拡管方式と比較するとフィン先
端部1aの潰れを少なくすることができる。
面形状が全周にわたって均一でない場合でも拡管プラグ
16からの荷重を伝熱管内面で均等に受けることができ
る。
した機能を持ち、拡管終了後は洗浄剤等で除去出来るも
のであればいかなるものでもよい。
金属性の被膜21を生成、または貼り付けた実施例を示
す。これは伝熱管の外表面18に低融点金属の被膜を生
成させた例である。管プラグ16を加熱しながら拡管す
ることによりに、低融点金属の融点以上に伝熱管及びフ
ィンカラー26を加熱して低融点金属をフィンと伝熱管
との間に充填して密着させることができるため、この間
の接触熱抵抗を低減する効果がある。金属性の被膜21
の生成方法は低融点金属を含んだ塗料を塗布する方法や
メッキにより被膜を形成する方法等がとられる。また、
金属に限定せずに熱伝導性に優れた被膜を付けることに
より、同様の効果が見込まれる。
体を入れて拡管すれば、図3で示した第1の実施例と同
様にフィン先端1aを潰さずに拡管することができる。
ことにより、伝熱管の内面形状を示して熱交換器組立時
の位置決めを容易にできる。
スフィンタイプの熱交換器の多くは、伝熱管19には銅
材、フィン23にはアルミ材が用いられている。熱交換
器の使用条件によっては空気中の水分がアルミフィン2
3上に凝縮してフィンカラー部26に溜まるために電食
を起こす場合がある。この現象を防ぐためには、伝熱管
外表面18とフィンカラー26との間の隙間をなくすこ
と、または伝熱管とフィンを同じ材質にすること等が考
えられる。
を減らす一つの実施例について説明する。伝熱管外表面
18とフィンカラー部26は伝熱管内部からの拡管によ
り強い拘束力を受けて密着しているが、その接触面は図
6に示すように材料の粗さに起因する微細な隙間12が
できている。
インダ9を封入したマイクロカプセル13をおいてお
き、拡管時にフィンカラー26の緊縛力でカプセル13
を潰し中の液状のバインダ9を微細な隙間12に充填さ
せる。バインダ9は毛細管力でフィンカラー部と伝熱管
の接触面に均等に充填されるため、微細な隙間12を減
じて接触熱抵抗を減らし、電食を防ぐことができる。
セル13を伝熱管外表面18に付着させる方法は、図8
に示すようにマイクロカプセル13を分散させた塗料1
5を塗布すること等が考えられる。
布する場合は、カプセル13の材質を耐圧力性を持たせ
たもの、あるいは耐熱性を持たせたものにしておけばよ
い。その性質は伝熱管加工工程により決定される。
る時に塗料15を削ぎ落とさないためには、予め塗料を
硬化させておき、フィンカラー26に挿入後拡管時に熱
を加えることで溶剤を除去し、カプセル13が伝熱管と
接触できるようにする等の方法をとればよい。
現れる縞を観察するとフィン側の拘束力が強いのはフィ
ンカラー部26の両端部であることがわかる。このこと
から、仮に塗料15が均一に塗布されなくても、カプセ
ル13が適当な間隔で伝熱管外表面18に分散,付着し
ていれば、フィンカラー中央部の微細な隙間は毛細管力
でカプセルから流れ出たバインダ9で充填される。
内面に螺旋溝を設け伝熱面積を拡大した伝熱管が用いら
れてきた。非共沸混合冷媒を用いる場合等さらなる性能
向上が望まれ、複雑な内面構造を持つ伝熱管が提案され
ている。これらの伝熱管を従来と同様に機械拡管する場
合は従来の螺旋溝付き管よりもフィン先端の変形が大き
く、期待された性能が得られないことが予想される。従
ってこのような内面に微細な構造を持つ伝熱管を熱交換
器として組み立てる場合に前述してきた拡管方法を用い
れば、フィン先端部の変形を抑制して拡管前と同程度の
伝熱性能を得ることができる。
て、伝熱管19の断面形状は代表として円形にしていた
が、断面形状は円形とは限らず、偏平形,楕円形等であ
っても実施できる。またその管径はサイクルの使用条件
によって設計され、材質は、銅,アルミニウム等利用可
能な材質であればどんなものでもよい。
により、プラグの荷重が伝熱管内面のフィン先端のみで
なく、溝底にもかけることができるため、伝熱管の内部
形状は殆ど変化することなく拡管することができる。
熱管とフィンカラー部との隙間を減じて接触熱抵抗を減
らし、電食を防ぎ熱交換器の性能を向上させることがで
きる。
蒸発器に上述の様な方法で製作した熱交換器を用いれ
ば、冷凍及び空調装置の成績係数(COP)を向上させ
ることができる。
明図。
熱管外表面、19…伝熱管。
Claims (1)
- 【請求項1】積層したフィンに伝熱管を通し、上記伝熱
管内面に拡管治具を押し込むことによって上記伝熱管の
内面から上記伝熱管を拡管して上記フィンと上記伝熱管
を緊密に接触させる熱交換器を組み立てる場合に、上記
拡管治具と共に一定の荷重あるいは熱によりその性状が
変化する流体を上記伝熱管内に挿入して拡管することを
特徴とする熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8314496A JPH10160374A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8314496A JPH10160374A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 熱交換器の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10160374A true JPH10160374A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18054006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8314496A Pending JPH10160374A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10160374A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012002399A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器、並びに、この熱交換器を備えた空気調和機及び冷蔵庫 |
US8640337B2 (en) | 2006-07-21 | 2014-02-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Pipe expansion method |
CN105318188A (zh) * | 2015-07-02 | 2016-02-10 | 浙江海洋学院 | 固接外换热片可拆连接内换热片的液化天然气气化器 |
JP2017101866A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社デンソー | 熱交換器およびその製造方法 |
CN109518442A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-26 | 河南科隆集团有限公司 | 一种旋转胀形干衣机冷凝器结构 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP8314496A patent/JPH10160374A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8640337B2 (en) | 2006-07-21 | 2014-02-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Pipe expansion method |
JP2012002399A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器、並びに、この熱交換器を備えた空気調和機及び冷蔵庫 |
CN105318188A (zh) * | 2015-07-02 | 2016-02-10 | 浙江海洋学院 | 固接外换热片可拆连接内换热片的液化天然气气化器 |
JP2017101866A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社デンソー | 熱交換器およびその製造方法 |
CN109518442A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-26 | 河南科隆集团有限公司 | 一种旋转胀形干衣机冷凝器结构 |
CN109518442B (zh) * | 2018-12-24 | 2023-09-26 | 河南科隆集团有限公司 | 一种旋转胀形干衣机冷凝器结构 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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