JPWO2021009889A1 - 伝熱管およびそれを用いた熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態1に係る伝熱管について説明する。本実施の形態1に係る伝熱管は、例えば、冷凍サイクル装置を構成する熱交換器に用いられるものである。
図1は、本実施の形態1に係る伝熱管の構成の一例を示す斜視図である。図1に示すように、伝熱管1は、本体部1Aおよび延在部1Bを備えている。伝熱管1の本体部1Aおよび延在部1Bは、アルミニウム、銅または真鍮などの高い熱伝導性を有する金属材料を用いた一枚の板材を複数回折り曲げることによって形成されている。
本体部1Aは、略長円形状の断面を有する扁平形状に形成されている。本体部1Aの内部には、伝熱管1の長軸方向に沿って複数の流路が形成され、これらの流路を第1の熱交換流体が流通する。第1の熱交換流体は、例えば、水、ブライン、HFC系冷媒およびHC(炭化水素)系冷媒などである。
延在部1Bは、本体部1Aから第一方向に延びるようにして形成されている。延在部1Bは、本体部1Aおよび延在部1Bを形成する一枚の板材の端部によって形成されている。
図3は、本実施の形態1に係る伝熱管の第1の変形例を第三方向から見た際の伝熱管の側面図である。図3に示す伝熱管1では、一方の延在部1Bが折り曲げられ、他方の延在部1Bに重なるように形成されている。このように、本実施の形態1に係る伝熱管1では、1つの延在部1Bのみが形成されてもよい。これにより、延在部1Bおよび本体部1Aの管外壁10の一部が二重構造となり、延在部1Bおよび管外壁10の厚みを増大させることができるため、伝熱管1の耐圧性および耐久性を向上させることができる。
図4は、本実施の形態1に係る伝熱管の第2の変形例を第三方向から見た際の伝熱管の側面図である。図4に示す伝熱管1では、板材の一方の端部が管内壁11となるように、伝熱管1が形成されている。これにより、伝熱管1は、1つの延在部1Bのみが形成される。したがって、第2の変形例による伝熱管1は、延在部1Bおよび本体部1Aの管外壁10の一部が二重構造とならない。そのため、第1の変形例による伝熱管1と比較して、材料の使用量、ならびに、二重構造となる箇所を接合するためのろう材の使用量を低減することができ、伝熱管1の製造コストを抑制することができる。
次に、本実施の形態1に係る伝熱管1を用いた熱交換器の伝熱性能について説明する。熱交換器の伝熱性能は、一般に、全熱通過率AoKを用いて判断することができる。全熱通過率AoKは、式(1)に基づき算出される。式(1)において、Aoは管外伝熱面積、Kは熱通過率、Apは伝熱管表面積、ηはフィン効率、AFはフィン表面積、αoは管外熱伝達率(接触熱抵抗含む)、Aiは管内伝熱面積、αiは管内熱伝達率を示す。
次に、本実施の形態2について説明する。本実施の形態2は、扁平短軸方向の管外壁10が二重構造に形成される点で、実施の形態1と相違する。なお、本実施の形態2において、実施の形態1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態3について説明する。本実施の形態3は、本体部1Aの扁平長軸方向の端部がR形状とされ、延在部1Bが扁平短軸方向の略中心軸に位置する点で、実施の形態1および2と相違する。なお、本実施の形態3において、実施の形態1および2と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態4について説明する。本実施の形態4は、本体部1Aの管外壁10の一部が扁平短軸方向の中心軸に向かって屈曲する点で、実施の形態1〜3と相違する。なお、本実施の形態4において、実施の形態1〜3と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態5について説明する。本実施の形態5は、本体部1Aのすべての管外壁10が二重以上の構造に形成される点で、実施の形態1〜4と相違する。なお、本実施の形態5において、実施の形態1〜4と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態6について説明する。本実施の形態6は、本体部1Aにおける管外壁10および管内壁11が、扁平長軸長さDAおよび扁平短軸長さDBのそれぞれの中心軸の交点において点対称となるように形成される点で、実施の形態1〜5と相違する。なお、本実施の形態6において、実施の形態1〜5と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態7について説明する。本実施の形態7は、延在部1Bに伝熱促進加工を施す点で、実施の形態1〜6と相違する。なお、本実施の形態7において、実施の形態1〜6と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態8について説明する。本実施の形態8は、実施の形態1〜7で説明した伝熱管1を熱交換器に適用した場合について説明する。なお、本実施の形態8において、実施の形態1〜7と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態9について説明する。本実施の形態9は、実施の形態1〜7で説明した伝熱管1を熱交換器に適用する点で実施の形態8と共通し、フィンを設けない点で実施の形態8と相違する。なお、本実施の形態9において、実施の形態1〜8と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
Claims (13)
- 一枚の板材を複数回折り曲げることによって複数の流路が形成された扁平形状の本体部と、
前記板材の少なくとも一方の端部が前記本体部の断面における長軸方向を示す扁平長軸方向に延びて形成された延在部と
を備え、
前記延在部の長さが扁平短軸長さよりも長い
伝熱管。 - 前記本体部は、
前記板材を複数回折り曲げることによって形成された管外壁および管内壁を有し、
前記複数の流路は、前記管外壁および前記管内壁で囲まれて形成される
請求項1に記載の伝熱管。 - 扁平短軸方向に設けられた前記管外壁には、二重構造となる外壁重合部が形成されている
請求項2に記載の伝熱管。 - 前記外壁重合部は、前記扁平短軸長さの1/2以上である
請求項3に記載の伝熱管。 - 前記管外壁の一部は、前記扁平短軸長さの中心軸方向に屈曲している
請求項2〜4のいずれか一項に記載の伝熱管。 - すべての前記管外壁は、二重以上の構造とされている
請求項2〜5のいずれか一項に記載の伝熱管。 - 前記管外壁および前記管内壁は、扁平長軸長さおよび前記扁平短軸長さのそれぞれの中心軸の交点において点対称となるように形成されている
請求項2〜6のいずれか一項に記載の伝熱管。 - 前記本体部は、前記扁平長軸方向の端部がR形状に形成され、
前記延在部は、前記扁平短軸長さの中心軸上に形成されている
請求項1〜7のいずれか一項に記載の伝熱管。 - 前記延在部は、前記延在部の外面に沿って流通する流体の伝熱を促進させる伝熱促進部を有する
請求項1〜8のいずれか一項に記載の伝熱管。 - 前記板材は、基材の両面にろう材が塗布されている
請求項1〜9のいずれか一項に記載の伝熱管。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の伝熱管を複数本備え、
前記複数の伝熱管は、前記複数の流路を流通する第1の熱交換流体の流通方向と、前記本体部の外面に沿って流通する第2の熱交換流体の流通方向とに垂直な方向に沿って併設されている
熱交換器。 - 隣接する前記伝熱管の間に設けられたフィンをさらに備える
請求項11に記載の熱交換器。 - 前記第1の熱交換流体の流通方向が重力と平行な方向となるように配置される
請求項11または12に記載の熱交換器。
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