具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道及使用該管道的熱交換器的製作方法

2023-07-31 02:39:41 1

專利名稱：具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道及使用該管道的熱交換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道及使用該管道的熱交換器。
背景技術：
通常，在汽車用空調裝置的構成要素中具有熱交換器，例如有通過使從壓縮器送出的高溫·高壓的冷媒與外氣進行熱交換而使其液化的冷凝器、以及使該冷媒變化成低溫氣體狀態，用來冷卻周圍空氣的蒸發器等。
這些冷凝器和蒸發器都具備具有使冷媒通過的冷媒流路管道、設置在該管道上的呈波紋形狀的散熱片(corrugated fin)、設置成可連通該管道的兩端的散熱器上下貯液箱(header tank)、和用於使冷媒流入流出的被設置在散熱器上下貯液箱上的流入流出管。
但是，在一些所述熱交換器中的冷凝器中，使用了具有形成在內部的多重流路的扁平管道，作為這樣的以往技術，例如有日本國公開專利公告特開平11-159985號所公開的技術。
上述的以往技術，如圖1、圖2所示，在具備在內部具有冷媒流路的熱傳導管道11的熱交換器中，所述冷媒流路15、21形成了分別把在同一方向排列的具有多角形或圓形截面的多個單元流路相互連通的接合構造。
但是，所述結構的以往技術存在著以下的問題。
作為提高通常的熱交換器的性能的一種方法，重要的是設計成增大能夠進行冷媒的熱交換的傳熱面積，並且作為增大該傳熱面積的方法之一是減少水力直徑(hydraulic diameter)。
但是，如圖1、圖2所示，以往技術是在熱傳導管道11的寬度方向上形成多個冷媒流路15、21。此時，在各個冷媒流路15、21的寬度(w)與高度(h)之比超過1的情況下(即，w/h＞1)，在具有同一尺寸的熱傳導管道的熱交換器11中，越減小水力直徑，其壁厚(t)就越增加。
隨著壁厚(t)的增加，則出現了不僅增加了熱傳導管道11的重量，而且還由於浪費材料而使得製造的單價成本上升的問題。
另一方面，除了上述的以往技術，作為其它的以往技術，有日本國公開專利公告特開平2000-111290號所公開的多路扁平管道。
如圖3所示，多路扁平管道5中，以一定的間隔排列的多個橢圓狀的冷媒流路2a相對y軸傾斜規定的角度(α)。
但是，上述的以往技術存在著不能提高熱傳導效率的問題。
而且，上述的以往技術，在管道的製造工序中，在進行擠出工序時，當把擠出速度增加到超過了一定值時，在管道的外側面會產生微孔(pinhole)，結果，在熱交換器的釺焊工序中，無法堵住該微孔，因此將會生產出不良的熱交換器。
所以，由於為了製造出高質量的熱交換器而不能把管道的擠出速度增加到超過了一定值，因此，存在著生產效率低的問題。

發明內容
本發明就是為了解決上述以往技術的問題而作出的，其目的是提供一種熱交換器和具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用的管道，使其達到如下的效果，即，作為提高熱交換器的性能的方法之一的增大傳熱面積的方法，即使形成小的水力直徑，也可以維持一定的管道壁厚度，從而減小管道的重量及製造單價成本，而且，使熱交換媒體的工作壓力所產生的應力不會集中在冷媒流路的一部分上，而使其形成均勻的分布，確保充分的耐壓強度，能夠使用二氧化碳來充分地代替熱交換媒體，並且，在把管道用在冷凝器中的情況下，通過由在冷媒流路內的相互對置的紊流促進結構減薄了冷凝液的膜厚，可提高熱傳導效率，此外，由於紊流促進結構在寬度方向上為相互對置，所以可進一步促進通過冷媒流路的冷媒的紊流化，可提高傳熱性能。
為了達到上述的目的，本發明的熱交換器用管道，具有扁平的主體，在長度、高度、寬度的方向上分別具有一定的長度；和冷媒流路，沿著長度方向貫通所述主體，其特徵在於，所述冷媒流路的形狀為多圓柱面組合型，所述冷媒流路包括由第1曲線部和第2曲線部構成的多路內側流路和位於所述內側流路的最外側兩端的多個外側流路，所述第1曲線部使規定的曲線至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體的寬度方向突出的曲率變化點，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構，所述第2曲線部在寬度方向上與所述第1曲線部對稱，並且通過與所述第1曲線部平緩連接而形成閉合曲面。
為了達到上述的目的，本發明的熱交換器，包括包含以下特徵的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其包括由第1曲線部和第2曲線部構成的多路內側流路和位於所述內側流路的最外側兩端的多個外側流路，並且以一定的間隔排列多個，能夠使熱交換媒體流動，所述第1曲線部使規定的曲線至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體的寬度方向突出的曲率變化點，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構，所述第2曲線部在寬度方向上與所述第1曲線部對稱，並且通過與所述第1曲線部平緩連接而形成閉合曲面；配置在所述管道上的散熱片；和被配置成能夠與所述管道的兩端連通，以一定的間隔對置，並且使所述熱交換媒體流動的一對散熱器上下貯液箱。


圖1是表示以往技術的熱交換器用管道的一例的剖視圖。
圖2是表示以往技術的熱交換器用管道的其它例的剖視圖。
圖3是表示以往技術的熱交換器用管道的另一其它例的剖視圖。
圖4是表示使用本發明的管道的熱交換器中的冷凝器的結構的主視圖。
圖5是表示本發明的管道的一例的外觀立體圖。
圖6是沿圖4中的指示線A-A』剖開的剖視圖。
圖7是表示本發明的其它實施例的具備2個紊流促進結構的管道的剖視圖。
圖8至圖14是表示本發明的其它實施例的管道的局部剖視圖。
圖15是表示作為使用本發明的管道的熱交換器中的熱交換媒體而使用了二氧化碳的熱交換器的外觀立體圖。
圖16和圖17是表示圖15所示的管道的剖視圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發明的熱交換器用管道以及使用該管道的熱交換器的良好的實施例進行詳細說明。
首先，在說明本發明的結構之前，對使用本發明的熱交換器中的冷凝器進行說明。
如圖4所示，冷凝器100由能夠使熱交換媒體通過的在內部形成了流路的一對散熱器上下貯液箱200、使所述熱交換媒體流動的多個管道300、和分別設置在管道300上的多個散熱片400構成。
所述多個管道300的各自的兩端部與所述散熱器上下貯液箱200連通，在與所述管道300連接的所述散熱器上下貯液箱200的內部至少設置有一個以上的擋板，分別由多個管道300構成多條流通路。
由於本發明是關於上述的管道300的發明，所以如圖5所示，上述管道300由分別在長度(X軸)、高度(Y軸)、寬度(Z軸)的方向上具有一定的長度的扁平的主體350構成。
沿著所述主體350的長度(X軸)方向形成貫通所述主體350的內部的冷媒流路340。
所述冷媒流路340由多條內側流路320、和分別位於主體350的最靠兩端側的一對外側流路330構成。
如圖6及圖7所示，所述內側流路320由第1曲線部321和第2曲線部322構成，所述第1曲線部321使規定的曲線321a至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體350的寬度方向突出的曲率變化點(曲折部)，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構321b，所述第2曲線部322在寬度方向上與所述第1曲線部321對稱，並且通過與所述第1曲線部321平緩連接而形成閉合曲面。
所述第2曲線部322也是和第1曲線部321同樣，使規定的曲線322a至少發生一次以上的曲率變化(曲折)，形成向所述主體350的寬度方向突出的曲率變化點，由該曲率變化點形成紊流促進結構322b。
分別構成所述第1、第2曲線部321、322的曲線321a、322a的曲率，如圖12所示，與圓的曲率大致相同。
其它的實施例，如圖8及圖9所示，分別構成所述第1、第2曲線部321、322的曲線321a、322a的曲率，與橢圓的曲率大致相同。
另一其它的實施例，如圖10及圖11所示，分別構成所述第1、第2曲線部321、322的曲線321a、322a是通過按任意的順序連接具有圓的曲率的曲線和具有橢圓的曲率的曲線而構成。
所述內側流路320雖然是在高度(Y軸)的方向上形成，但優選寬度(W1)與高度(H1)之比小於1。(即，W1/H1＜1)在以上述的條件形成的情況下，作為提高熱交換器的性能的方法之一的增大傳熱面積的方法，即使減小水力直徑，也能夠維持一定的壁厚。
即，可從根本上解決以往的越減小水力直徑就越要增加壁厚，由此帶來的不僅使以往技術的熱傳導管道11的重量增加，而且由於浪費材料而導致製造單價成本的提高的問題。
另一方面，所述外側流路330位於所述內側流路320的最外側的兩端，鄰接所述主體350的兩端部的曲線的一部分由具有與所述主體350的兩端部的截面大致相同形狀的第3曲線部331和連接所述第3曲線部331的兩端點而形成閉合曲面的第4曲線部332構成。
這裡，如圖6及圖7所示，所述第4曲線部332形成與所述內側流路320的第1曲線部321或者第2曲線部322的任意曲線相同的形狀。
另外，如圖12所示，所述第3曲線部331與第4曲線部332左右對稱。
另外，最好使所述第4曲線部332形成圓弧狀。
另外，所述第4曲線部為如圖13所示的直線狀。
另一方面，如圖8及圖12所示，形成所述紊流促進結構321b、322b，使得把所述內側流路320的紊流促進結構321b、322b相互連接的多條假想線I2與在高度方向上把所述主體350二等分的假想線I1相一致。
另外，如圖14所示，形成所述紊流促進結構321b、322b，使得把所述內側流路320的紊流促進結構321b、322b相互連接的多條假想線I3與在高度方向上把所述主體350二等分的假想線I1以一定的角度相交。
另外，如圖10所示，形成所述紊流促進結構321b、322b，使得所述內側流路320的紊流促進結構321b、322b相互連接的多條假想線I2位於以在高度方向上把所述主體350二等分的假想線I1為中心的上下位置上。
通過把紊流促進結構321b、322b形成上述的形狀，可促進通過冷媒流路320的冷媒的紊流化，提高熱傳導性能。
另一方面，本發明的內外側流路320、330的水力直徑(Dh)的取值範圍是大於等於0.55mm、小於等於1.55mm。即，滿足關係式0.55mm≤Dh≤1.55mm。
即使形成了上述的水力直徑，也可以不增加所述內側流路320的內面與所述主體的外面之間的厚度的在高度方向上的最薄的厚度t1，維持一定的厚度。
如表示上述實施例的圖6及圖7所示，在構成所述第1曲線部321的曲線321a中連接相鄰的2條曲線的各自的中心點的線段長度L1除以所述各曲線之間最長距離L2的值為大於等於0.3、小於等於0.8，即滿足關係式0.3≤L1/L2≤0.8。
這裡，滿足上面的關係式的理由是，如果所述最長距離L2大於等於一定值，則紊流促進結構321b、322b的突出高度升高，其結果使得擠出模具的製作困難，且結構脆弱，不僅如此，還存在著所述紊流促進結構321b、322b容易損壞的隱患。
而且，如果所述長度L2小於一定值，則所述紊流促進結構321b、322b的突出高度明顯降低，其結構使得熱交換性能下降。
另外，在從所述紊流促進結構321b、322b的頂點畫出對應所述曲線的切線時，使該切線之間的角度(α)大於80°並小於160°。即，滿足關係式80°＜α＜160°。
在上述的實施例中，使所述外側流路330的內面與所述主體350的外側面之間的厚度的在寬度方向上的最薄厚度t大於等於所述外側流路320的內面與所述主體350的外側面之間的厚度的在高度方向上的最薄厚度t1的1.25倍。即，滿足關係式t≥1.25t1。
另一方面，如圖8所示，使把所述內側流路320的紊流促進結構321b、322b相互連接的多條假想線I2與在所述主體350的高度方向上連接的假想線I5直角相交。
在所述的實施例中，使所述內側流路320上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度t2大於等於0.15mm並小於等於0.35mm。即，滿足關係式0.15mm≤t2≤0.35mm。
另一方面，使所述內側流路320上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度t2小於等於所述外側流路330的內面與所述主體350的外側面之間的厚度中的在寬度方向上的最薄厚度t。即，滿足關係式t2≤t。
另外，使所述內側流路320上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度t2小於等於所述內側流路320的內面與所述主體350的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度t1。即，滿足關係式t2≤t1。
如果滿足了以上的關係式，則即使在製造管道的過程中提高了擠出工序的擠出速度，也可以從根本上防止管道的外側面上的微孔(pinhole)的產生。
因此，由於不會產生微孔，所以可提高管道的擠出速度，提高生產效率。
以上，對本發明的管道及使用該管道的熱交換器的一實施例進行了說明。
另一方面，作為在所述的熱交換器的管道300內流動的熱交換媒體，當前主要是使用氟裡昂類的冷媒。但是，現在認識到該氟裡昂類冷媒是造成地球溫暖化的主要原因，所以被強化限制使用。在這種狀況下，作為替代氟裡昂類冷媒的下一代冷媒的先驅，在全世界範圍內，正在對二氧化碳冷媒進行積極地研究。
二氧化碳由於具有第1，工作壓縮比低、體積效率高，第2，熱傳導性極好，作為2次流體的空氣的入口溫度與冷媒的出口溫度之間的差小於現有的冷媒的差，所以，作為冷媒，不僅優點多，而且對於熱泵的可適應性也高。
下面，參照圖15，以冷媒的流動過程為基準，對如上所述的作為熱交換媒體而使用了二氧化碳的熱交換器600進行說明。
如該圖所示，首先，從流入口610流入的二氧化碳冷媒流過第1散熱器上下貯液箱620的內部通路621，流入其中形成的多個槽(未圖示)內，然後通過與第2散熱器上下貯液箱630的內部通路631的第1管道632，流向第2散熱器上下貯液箱630的內部通路631。
在這樣地向第2散熱器上下貯液箱630的內部通路631流入的流入過程中，二氧化碳冷媒通過第1管道632及散熱片634進行與外部空氣的熱交換。另一方面，流入第2散熱器上下貯液箱630的內部通路631的二氧化碳冷媒通過返回孔(未圖示)返回到相鄰的同一第2散熱器上下貯液箱630的內部通路641a內。然後，二氧化碳冷媒從第2冷凝器貯液箱630的內部通路631a流入其中形成的多個槽(未圖示)內，再流過與第1散熱器上下貯液箱620的內部通路621a連接的第2管道633，然後進一步流入第1散熱器上下貯液箱620的內部通路621a內。
在這樣地向第1散熱器上下貯液箱620的內部通路621a流入的流入過程中，二氧化碳冷媒再次通過第2管道633及散熱片634進行與外部空氣的熱交換。
一邊經過這樣的過程，一邊使二氧化碳冷媒的出口溫度接近外部流入空氣的入口溫度。
另一方面，流入到第1散熱器上下貯液箱632的內部通路621的二氧化碳冷媒從流出口610a向外部流出。
如圖4、圖5、圖6、圖7、圖16、圖17所示，作為使用上述的二氧化碳冷媒的熱交換器600的構成要素的第1、第2管道632、633由分別在長度(X軸)、高度(Y軸)、寬度(Z軸)的方向上具有一定的長度的扁平的主體350構成。沿著所述主體350的長度(X軸)方向，形成貫通所述主體350的內部的冷媒流路340。
所述冷媒流路340由多條內側流路320和分別位於主體350的兩端側的一對外側流路330構成。
如圖6及圖7所示，所述內側流路320由第1曲線部321和第2曲線部322構成，所述第1曲線部321使規定的曲線321a至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體350的寬度方向突出的曲率變化點(曲折部)，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構321b，所述第2曲線部322在寬度方向上與所述第1曲線部321對稱，並且通過與所述第1曲線部321平緩連接而形成閉合曲面。
所述第2曲線部322也是與第1曲線部321同樣，使規定的曲線322a至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體350的寬度方向突出的曲率變化點，由該曲率變化點形成紊流促進結構322b。
而且，不言而喻，不僅適用於作為所述熱交換媒體而使用二氧化碳冷媒的熱交換器的管道，也可適用於圖7至圖15所示的實施例中。
通過採用具有上述結構的本發明的管道，不會使因二氧化碳冷媒的壓力所產生的應力集中到冷媒流路340的任意一部分上，而且也能夠防止拉伸應力集中的現象。
而且，由於能夠確保充分的耐壓強度，所以作為二氧化碳冷媒用管道是非常有效的。
並且，如圖16及圖17所示，使所述內側流路320上的在寬度方向上的厚度的最薄厚度t2大於等於所述內側流路320的內面與所述主體350的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度t1。即，可滿足關係式t2≥t1。
對於滿足上述關係式的管道進行了高壓和耐久性的試驗，結果是，內側流路320上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度t2部位首先發生了破裂，使內側流路320形成了單一流路，即，管道發生了圓筒狀的變形，然後在主體350的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度t1部位發生了破裂。
因此，以滿足上述關係式t2≥t1的條件製造的管道，可適用於使用二氧化碳作為替代冷媒的熱交換器中。
綜上所述，根據本發明可獲得以下的效果。
第1，能夠使得因熱交換媒體的工作壓力而產生的應力不集中在冷媒流路的一部分上，而形成均勻的分布，可確保充分的耐壓強度，可使用二氧化碳充分地替代熱交換媒體。
第2，作為提高熱交換器的性能的方法之一的增大熱傳導面積的方法，即使形成小的水力直徑，也可以維持一定的管道的厚度，由此可降低管道的重量以及降低製造成本。
第3，在把本發明的管道應用在冷凝器的情況下，可通過在冷媒流路內相互對置的紊流促進結構來增大冷媒的流速，由此可促進冷媒的紊流化，使冷凝液膜厚變薄，從而能夠提高熱傳導效率。
第4，由於紊流促進結構在寬度方向上相互對置，所以可進一步促進通過冷媒流路的冷媒的紊流化，提高熱傳導效率。
權利要求
1.一種具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，具有扁平的主體(350)，在長度、高度、寬度的方向上分別具有一定的長度；和冷媒流路(340)，沿著長度方向貫通所述主體(350)，其特徵在於，所述冷媒流路(340)包括由第1曲線部(321)和第2曲線部(322)構成的多路內側流路(320)和位於所述內側流路(320)的最外側兩端的多個外側流路(330)，所述第1曲線部(321)使規定的曲線(321a)至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體(350)的寬度方向突出的曲率變化點，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構(321b)，所述第2曲線部(322)在寬度方向上與所述第1曲線部(321)對稱，並且通過與所述第1曲線部(321)平緩連接而形成閉合曲面。
2.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所述外側流路(330)的與所述主體(350)的兩端部相鄰的曲線的一部分由與所述主體(350)的兩端部的截面大致相同的形狀的第3曲線部(331)和通過連接所述第3曲線部(331)的兩端點而形成閉合曲面的第4曲線部(332)構成。
3.根據權利要求2所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所述第4曲線部(332)形成與所述內側流路(320)的第1曲線部(321)或第2曲線部(322)的任意一個相同的形狀。
4.根據權利要求2所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所述第3曲線部(331)與第4曲線部(332)左右對稱。
5.根據權利要求2所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所述第4曲線部(332)形成圓弧狀。
6.根據權利要求2所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所述第4曲線部(332)形成直線狀。
7.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，分別構成所述第1、第2曲線部(321)、(322)的曲線(321a)、(322a)的曲率與圓的曲率相同。
8.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，分別構成所述第1、第2曲線部(321)、(322)的曲線(321a)、(322a)的曲率與橢圓的曲率相同。
9.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，分別構成所述第1、第2曲線部(321)、(322)的曲線(321a)、(322a)通過按照任意的順序連接具有圓的曲率的曲線和具有橢圓的曲率的曲線而構成。
10.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所形成的所述紊流促進結構(321b)、(322b)，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多條假想線(I2)與把所述主體(350)在高度方向上二等分的假想線(I1)相一致。
11.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所形成的所述紊流促進結構(321b)、(322b)，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多條假想線(I3)與把所述主體(350)在高度方向上二等分的假想線(I1)以一定的角度相交。
12.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所形成的所述紊流促進結構(321b)、(322b)，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多條假想線(I2)位於以把所述主體(350)在高度方向上二等分的假想線(I1)為中心的上下位置上。
13.根據權利要求5所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使連接構成所述第1曲線部(321)的曲線(321a)中的相鄰的2個曲線的各自的中心點的線段長度(L1)除以所述各曲線之間的最長距離(L2)的值大於等於0.3並小於等於0.8，即，滿足關係式0.3≤L1/L2≤0.8。
14.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使內外側流路(320)、(330)的水力直徑(Dh)大於等於0.55mm並小於等於1.55mm，即，滿足關係式0.55mm≤Dh≤1.55mm。
15.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使從所述紊流促進結構(321b)、(322b)的頂點引出的對應所述曲線的切線的相互之間的角度(α)大於80°並小於160°，即，滿足關係式80°＜α＜160°。
16.根據權利要求15所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使在所述外側流路(330)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在寬度方向上的最薄厚度(t)大於等於所述內側流路(320)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度(t1)的1.25倍，即，滿足關係式t≥1.25t1。
17.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多個假想線(I2)與在所述主體(350)的高度方向上連接的假想線(I5)呈直角相交。
18.根據權利要求17所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使所述內側流路(320)上的在寬度方向上的最薄厚度(t2)大於等於0.15mm並小於等於0.35mm，即，滿足關係式0.15mm≤t2≤0.35mm。
19.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使所述內側流路(320)上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度(t2)小於等於所述外側流路(330)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在寬度方向上的最薄厚度(t)，即，滿足關係式t2≤t。
20.根據權利要求1所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使所述內側流路(320)上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度(t2)小於等於所述內側流路(320)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度(t1)，即，滿足關係式t2≤t1。
21.一種熱交換器，其特徵在於，包括包含以下特徵的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道(300)，其包括由第1曲線部(321)和第2曲線部(322)構成的多路內側流路(320)和位於所述內側流路(320)的最外側兩端的多個外側流路(330)，並且以一定的間隔排列多個，能夠使熱交換媒體流動，所述第1曲線部(321)使規定的曲線(321a)至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體(350)的寬度方向突出的曲率變化點，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構(321b)，所述第2曲線部(322)在寬度方向上與所述第1曲線部(321)對稱，並且通過與所述第1曲線部(321)平緩連接而形成閉合曲面；配置在所述管道(330)上的散熱片(400)、(634)；和被配置成能夠與所述管道(300)的兩端連通，以一定的間隔對置，並且使所述熱交換媒體流動的一對散熱器上下貯液箱(200)。
22.根據權利要求21所述的熱交換器，其特徵在於，使用二氧化碳作為所述熱交換媒體。
23.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，所述外側流路(330)的與所述主體(350)的兩端部相鄰的曲線的一部分由與所述主體(350)的兩端部的截面大致相同的形狀的第3曲線部(331)和通過連接所述第3曲線部(331)的兩端點而形成閉合曲面的第4曲線部(332)構成。
24.根據權利要求23所述的熱交換器，其特徵在於，所述第4曲線部(332)形成與所述內側流路(320)的第1曲線部(321)或第2曲線部(322)的任意一個相同的形狀。
25.根據權利要求23所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，所述第3曲線部(331)與第4曲線部(332)左右對稱。
26.根據權利要求23所述的熱交換器，其特徵在於，所述第4曲線部(332)形成圓弧狀。
27.根據權利要求23所述的熱交換器，其特徵在於，所述第4曲線部(332)形成直線狀。
28.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，分別構成所述第1、第2曲線部(321)、(322)的曲線(321a)、(322a)的曲率與圓的曲率相同。
29.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，分別構成所述第1、第2曲線部(321)、(322)的曲線(321a)、(322a)的曲率與橢圓的曲率相同。
30.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，分別構成所述第1、第2曲線部(321)、(322)的曲線(321a)、(322a)通過按照任意的順序連接具有圓的曲率的曲線和具有橢圓的曲率的曲線而構成。
31.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，所形成的所述紊流促進結構(321b)、(322b)，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多條假想線(I2)與把所述主體(350)在高度方向上二等分的假想線(I1)相一致。
32.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，所形成的所述紊流促進結構(321b)、(322b)，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多條假想線(I3)與把所述主體(350)在高度方向上二等分的假想線(I1)以一定的角度相交。
33.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，所形成的所述紊流促進結構(321b)、(322b)，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多條假想線(I2)位於以把所述主體(350)在高度方向上二等分的假想線(I1)為中心的上下位置上。
34.根據權利要求26所述的熱交換器，其特徵在於，使連接構成所述第1曲線部(321)的曲線(321a)中的相鄰的2個曲線的各自的中心點的線段長度(L1)除以所述各曲線之間的最長距離(L2)的值大於等於0.3並小於等於0.8，即，滿足關係式0.3≤L1/L2≤0.8。
35.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，使內外側流路(320)、(330)的水力直徑(Dh)大於等於0.55mm並小於等於1.55mm，即，滿足關係式0.55mm≤Dh≤1.55mm。
36.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，使從所述紊流促進結構(321b)、(322b)的頂點引出的對應所述曲線的切線的相互之間的角度(α)大於80°並小於160°，即，滿足關係式80°＜α＜160°。
37.根據權利要求36所述的熱交換器，其特徵在於，使在所述外側流路(330)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在寬度方向上的最薄厚度(t)大於等於所述內側流路(320)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度(t1)的1.25倍，即，滿足關係式t≥1.25t1。
38.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，使相互連接所述內側流路(320)的紊流促進結構(321b)、(322b)的多個假想線(I2)與在所述主體(350)的高度方向上連接的假想線(I5)呈直角相交。
39.根據權利要求38所述的具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道，其特徵在於，使所述內側流路(320)上的在寬度方向上的最薄厚度(t2)大於等於0.15mm並小於等於0.35mm，即，滿足關係式0.15mm≤t2≤0.35mm。
40.根據權利要求21或22所述的熱交換器，其特徵在於，使所述內側流路(320)上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度(t2)小於等於所述外側流路(330)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在寬度方向上的最薄厚度(t)，即，滿足關係式t2≤t。
41.根據權利要求22所述的熱交換器，其特徵在於，使所述內側流路(320)上的在寬度方向上的厚度中的最薄厚度(t2)小於等於所述內側流路(320)的內面與所述主體(350)的外側面之間的厚度中的在高度方向上的最薄厚度(t1)，即，滿足關係式t2≤t1。
全文摘要
本發明提供一種具有多圓柱面組合型流路的熱交換器用管道及使用該管道的熱交換器。本發明對於作為提高熱交換器的性能的方法之一的增大傳熱面積的方法，即使形成小的水力直徑，也可以維持一定的管道壁厚度，從而減小管道的重量及製造單價成本，而且，使熱交換媒體的工作壓力不會集中在冷媒流路的一部分上，而使其形成均勻的分布，確保充分的耐壓強度，能夠使用二氧化碳來充分地代替熱交換媒體，並且，在把管道用在冷凝器中的情況下，通過由在冷媒流路內的相互對置的紊流促進結構減薄了冷凝液的膜厚，可提高熱傳導效率，此外，由於紊流促進結構在寬度方向上為相互對置，所以可進一步促進通過冷媒流路的冷媒的紊流化，可提高傳熱性能。該熱交換器用管道具有扁平的主體，在長度、高度、寬度的方向上分別具有一定的長度；和冷媒流路，沿著長度方向貫通所述主體，所述冷媒流路包括由第1曲線部和第2曲線部構成的多路內側流路和位於所述內側流路的最外側兩端的多個外側流路，所述第1曲線部使規定的曲線至少呈現一次以上的曲率變化，形成向所述主體的寬度方向突出的曲率變化點，並利用該曲率變化點形成了紊流促進結構，所述第2曲線部在寬度方向上與所述第1曲線部對稱，並且通過與所述第1曲線部平緩連接而形成閉合曲面。
文檔編號F28F1/02GK1618003SQ02827721
公開日2005年5月18日 申請日期2002年6月26日 優先權日2002年1月31日
發明者李相沃, 吳光憲, 閔殷基, 樸泰英 申請人:漢孥空調株式會社