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公開番号2024141555
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053280
出願日2023-03-29
発明の名称熱交換用二重管
出願人住友理工株式会社
代理人弁理士法人笠井中根国際特許事務所,個人,個人
主分類F28D 7/10 20060101AFI20241003BHJP(熱交換一般)
要約【課題】内側流路と外側流路をそれぞれ流れる流体の圧力損失を抑えながら、それら流体間での熱交換効率の更なる向上を実現することができる、新規な構造の熱交換用二重管を提供する。
【解決手段】内管12が外管14に内挿されて内管12内の内側流路16と内管12と外管14との間の外側流路46とをそれぞれ流れる流体間で熱交換可能にした熱交換用二重管10であって、管長手方向へ直線状に延びて熱交換部を構成する直管部分において、内管12の管壁20aが周方向で複数の凸状部24が設けられた凹凸断面形状を有していると共に、内管12の管壁20aには、凸状部24が管長手方向へ螺旋状に延びる傾斜状管壁部26と、凸状部24のリード角を傾斜状管壁部26と異ならせた乱流発生管壁部28とが、管長手方向で直列的に形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内管が外管に内挿されて該内管内の内側流路と該内管と該外管との間の外側流路とをそれぞれ流れる熱媒体間で熱交換可能にした熱交換用二重管であって、
管長手方向へ直線状に延びて熱交換部を構成する直管部分において、
前記内管の管壁が周方向で複数の凸状部が設けられた凹凸断面形状を有していると共に、
該内管の該管壁には、該凸状部が管長手方向へ螺旋状に延びる傾斜状管壁部と、該凸状部のリード角を該傾斜状管壁部と異ならせた乱流発生管壁部とが、管長手方向で直列的に形成されている熱交換用二重管。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記乱流発生管壁部の管長手方向の長さは、前記傾斜状管壁部の管長手方向の長さより短くされている請求項１に記載の熱交換用二重管。
【請求項３】
前記乱流発生管壁部は、前記凸状部が管長手方向で直線状に延びるストレート状管壁部とされている請求項１又は２に記載の熱交換用二重管。
【請求項４】
前記内管の前記管壁における前記傾斜状管壁部及び前記乱流発生管壁部が、全長に亘って一定の断面形状とされている請求項１又は２に記載の熱交換用二重管。
【請求項５】
前記傾斜状管壁部における前記凸状部が一定のリード角で管長手方向へ螺旋状に延びている請求項１又は２に記載の熱交換用二重管。
【請求項６】
前記乱流発生管壁部に対する管長手方向の両側に前記傾斜状管壁部がそれぞれ設けられている請求項１又は２に記載の熱交換用二重管。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の空調装置や冷蔵庫等の熱交換器に用いられる熱交換用二重管に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の空調装置（エアーコンディショナ）や車載式冷蔵庫等の熱交換器の配管の一部には、内管が外管に内挿された熱交換用二重管が採用される場合がある。熱交換用二重管は、例えば特許第６８２３９０６号公報（特許文献１）に示されているように、内管の内側を流れる熱媒体と、内管と外管の間を流れる熱媒体との間で、熱交換を可能とするものである。このような熱交換用二重管を採用すれば、熱交換用二重管における熱媒体間での熱交換によって、冷凍サイクルにおける熱媒体の冷却／加温の効率化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６８２３９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内管内の内側流路と内管と外管との間の外側流路とをそれぞれ流れる熱媒体間での熱交換効率を高めるために、特許文献１では、内管の管壁に周方向で複数の凸部が設けられており、それら凸部が螺旋状に延びた構造が採用されている。これにより、内管の管壁の表面積が、一定の円形断面でストレートに延びる場合よりも大きくなって、熱交換効率の向上が図られる。また、内管の管壁が螺旋形状とされていることで、熱媒体の流動抵抗の増大が抑えられて、圧力損失の低減が図られており、高いポンプ性能等が要求されることもない。
【０００５】
しかし、本発明者が特許文献１の如き螺旋状の内管の管壁を備えた熱交換用二重管について更に検討したところ、未だ改良の余地のあることが明らかになった。即ち、特許文献１の構造では、内側流路内における管壁付近を流れる熱媒体が、外側流路を流れる熱媒体との間での熱交換によって十分な温度変化を生じる一方、内側流路内における管壁から離れた中央部分を流れる熱媒体は、外側流路との間での熱交換に十分に寄与しておらず、温度変化が小さいことが分かった。
【０００６】
特に、管路が湾曲や屈曲した部分に比して、管長手方向へ直線状に延びる部分では、螺旋状の内管の管壁に近い領域と、内管の管壁から離れた中心に近い領域との間における熱媒体の温度差が大きいことが明らかになった。
【０００７】
一方、近年では環境保全等の観点から熱媒体の変更等も検討されていることから、熱交換用二重管全体の熱交換効率の更なる向上が強く求められている。
【０００８】
本発明は、かくの如き状況下において前述の如き新たに得られた知見に基づいて為されたものであって、その解決課題は、内側流路と外側流路をそれぞれ流れる熱媒体の圧力損失を抑えながら、それら熱媒体間での熱交換効率の更なる向上を実現することができる、新規な構造の熱交換用二重管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明を把握するための好ましい態様について記載するが、以下に記載の各態様は、例示的に記載したものであって、適宜に互いに組み合わせて採用され得るだけでなく、各態様に記載の複数の構成要素についても、可能な限り独立して認識及び採用することができ、適宜に別の態様に記載の何れかの構成要素と組み合わせて採用することもできる。それによって、本発明では、以下に記載の態様に限定されることなく、種々の別態様が実現され得る。
【００１０】
第一の態様は、
内管が外管に内挿されて該内管内の内側流路と該内管と該外管との間の外側流路とをそれぞれ流れる熱媒体間で熱交換可能にした熱交換用二重管であって、
管長手方向へ直線状に延びて熱交換部を構成する直管部分において、
前記内管の管壁が周方向で複数の凸状部が設けられた凹凸断面形状を有していると共に、
該内管の該管壁には、該凸状部が管長手方向へ螺旋状に延びる傾斜状管壁部と、該凸状部のリード角を該傾斜状管壁部と異ならせた乱流発生管壁部とが、管長手方向で直列的に形成されている
ものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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