专利名称：热交换器用带槽管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热交换器用带槽管，特别涉及如何抑制扩管时的槽损坏的措施。
背景技术：
迄今为止，作为制冷装置等的热交换器(所谓的片管型热交换器)的传热管，多使 用管内表面上形成有多个槽用以提高传热性能的内表面带槽管。例如，专利文献1的内表 面带槽管的内表面上，在管轴方向上形成有很多螺旋状延伸的散热条，在这些散热条之间 形成有槽。由此，比没有散热条或槽的所谓平滑管相比，管内表面积增大，传热作用得以促 进。专利文献1 日本公开专利公报特开平8-174044号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-然而，在组装热交换器时，为了让穿过多张翅片板的内表面带槽管贴紧翅片板，将 扩管用工具插入内表面带槽管内，对内表面带槽管进行扩管。在此之际，管内表面的散热条 顶端受到扩管用工具的挤压，会被破坏。在此，当内表面带槽管用在制冷循环的高压超过制冷剂的临界压力即所谓的超临 界制冷循环时，其工作压力要比该内表面带槽管用在亚临界制冷循环时高，所以为确保管 的强度就需要增加厚度。然而，若增加厚度，又势必增大扩管时的扩管力，由此就会引起管 内表面散热条会遭受更大的破坏。其结果，就会出现明显损害传热性能的问题。本发明是鉴于以上各点而完成的。其目的在于抑制热交换器用的带槽管(内表 面带槽管)由于扩管而破坏散热条。-为解决技术问题的技术方案-第一方面的发明，是以在内表面上形成多个槽及与该槽相邻的多个突条的热交换 器用带槽管为前提。并且，本发明的热交换器用带槽管是由0. 2%耐力40N/mm2以上的铜合 金制成，所述突条的基端宽度b、所述突条数量N和所述槽底厚度t之间的关系满足8 <bN/ t < 20。所述发明中，因为作为材质使用了耐力比现有磷脱氧铜高的铜合金，所以对于相 同的设计压力(管内的流体压力)可以减小槽底厚度t (如图3所示的谷底厚度t)。再有， 本发明中，是形成为扩管前突条基端宽度b、突条数量N(即槽的数量)和槽底厚度t的关 系满足bN/t大于8且小于20的带槽管。如图6所示，通过使其具有该关系，扩管后的突条 (散热条)高度相对于扩管前的突条(散热条)高度之比(h/hQ)约为0.8以上。也就是说， 抑制了扩管引起的突条损坏度。第二方面的发明，是在所述第一方面的发明中，用在二氧化碳作为制冷剂进行循 环高压达到二氧化碳的临界压力以上的蒸气压缩式制冷循环的制冷回路中。所述发明中，在制冷回路中进行高压达到超临界压即所谓的超临界循环。因此，热交换器的带槽管设计压力变高。即便是这种情况，也可以减小带槽管的槽底厚度t，8 < bN/ t < 20的关系容易成立。-发明效果-因此，根据本发明，因为是用0.2%耐力为40N/mm2以上的铜合金制成，所以可以降 低槽底厚度t，又因为是构成为突条基端宽度b、突条数量N和槽底厚度t之间的关系满足 8<bN/t<20，所以可以在对任何尺寸的管子进行扩管时确实抑制突条(散热条)遭受破坏。在此，根据图6，为抑制突条高度遭受破坏，只要尽可能地增大所述bN/t即可。由 于管底壁厚t是由设计压力决定的，所以为了增大bN/t，只要增加突条基端宽度b和突条 数量N即可。然而，若增大突条基端宽度b，则管内表面积变小，传热性能就会降低；而若增 加突条数量N，管内表面积会增加，但却会导致重量增大及压力损失增加。于是，本发明中， 从抑制突条高度受到破坏的观点出发，将bN/t的值设定为大于8 ；从确保适当的管内表面 积且抑制重量增加及压力损失增加的观点出发，将bN/t的值设定为小于20。因此，根据本 发明，在适当地确保管内表面积且不引起重量增加及压力损失增加的范围内，确实能够抑 制突条遭受破坏。其结果，可以提供传热性能高的带槽管，进而提供使用该带槽管的热交换
ο还有，正如第二方面的发明那样，与用在通常的亚临界制冷循环的情况相比，在用 在二氧化碳循环而进行超临界制冷循环的制冷回路的情况下，高压更高，设计压力也高，但 却能够抑制槽底厚度t变厚，8 < bN/t < 20的关系一定成立。由此，就可以抑制突条遭受 破坏。其结果，就能够得到高传热性能。
图1是表示实施方式所涉及的传热管纵切剖面图。图2是表示实施方式所涉及的传热管横切剖面图。图3是表示实施方式所涉及的传热管主要部位的横切剖面图。图4是表示蒸发器中面积扩大率和热传递促进率关系的曲线图。图5是表示放热器中面积扩大率和热传递促进率关系的曲线图。图6是表示bN/t和散热条高度变化比关系的曲线图。-符号说明-1传热管(热交换器用带槽管)；2 槽；3散热条(突条)
具体实施例方式以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。另外，以下的实施方式，从本质上说 是优选的示例，无意于限制本发明及其适用物，或者是它的用途范围。本实施方式的热交换器用带槽管，作为设置于制冷装置等的热交换器(所谓的管 片型热交换器)的传热管用，制冷剂在内部流动。流过该热交换器用带槽管(以下称为传 热管1)的制冷剂，与流过管周围的空气或水进行热交换而蒸发或冷凝。还有，本实施方式的传热管1，用于二氧化碳作为制冷剂循环而进行蒸气压缩式制冷循环的制冷回路的放热 器或蒸发器。并且，该制冷回路是进行高压被压缩到二氧化碳的临界压力以上的超临界制 冷循环的。如图1 图3所示，所述传热管1的内表面上形成有多个顺着管轴方向螺旋延伸 的散热条3。该散热条3构成为断面形成为顶端变细的山顶形突条。并且，在所述各散热 条3之间形成有相邻的槽2。该槽2的断面形成为倒梯形。这些槽2以及散热条3，平行形 成，且相对于管轴方向只倾斜规定的导程角度α。在此，在组装作为放热器或者蒸发器用的热交换器的过程中，为使穿过了多张翅 片板的所述传热管1与翅片板紧密接合，用扩管工具对传热管1进行扩管作业。传热管1 内表面的散热条3多多少少会遭受该扩管作业的破坏。特别是，超临界循环条件下高压非 常高，所以为确保传热管1的强度，就有必要使谷底厚度t(参照图3)比通常的亚临界循环 情况厚。若这样又会使扩管作业时所必要的扩管力增大，散热条3进一步遭受破坏，传热性 能显著下降。于是，本实施方式的传热管1是用0. 2%耐力为40N/mm2以上的铜合金制成。也就 是说，本实施方式的传热管1所使用的材质是耐力比现有材质磷脱氧铜(C1220-0L)优良 的材质。由此，对于相同的设计压力(流过传热管1的制冷剂的设计压力)就可以减小谷
底厚度t。还有，本实施方式的传热管1构成为散热条宽度b、散热条3数量N和槽2的谷底 厚度t之间的关系满足8 < bN/t < 20。散热条宽度b构成本发明所涉及的突条基端宽度。 散热条3的数量N构成本发明所涉及的突条数量。谷底厚度t构成本发明所涉及的底厚度。如图6所示，通过以上构成，由于扩管使得散热条高度h的变化比为约0. 8以上。 该变化比，是扩管后的散热条高度h比扩管前的散热条高度h (Vhtl)，其值越大也就是越接 近“ 1 ”，就表示散热条高度遭受破坏的程度受到了抑制。在bN/t的值约达到10这一范围内， 该变化比(Vhtl)与该值成正比地增大，之后该变化比(Vhtl)基本一定。这样，通过将bN/t 设定为比8大的值，就可以适当地抑制扩管对散热条3的破坏。由此，就可以抑制管内表面 积的降低，进而抑制传热性能的降低。其结果，如图4及图5所示，与由磷脱氧铜形成的现有技术下的传热管相比，能够 提高热传递促进率n。具体地讲，蒸发器(图4)及放热器(图5)的任一热交换器中，尽管 与扩管前的面积扩大率σ (图中白圈所示)相比，扩管后的传热管1面积扩大率σ (图中 黑三角所示)减少了，但是并没有减到现有技术下的传热管(图中黑点所示)那样小。即， 与现有技术相比，能够抑制面积扩大率ο的降低。因此，也就可以抑制热传递促进率η的 降低。另外，面积扩大率ο，是以无槽的平滑管的管内表面积为基准的管内表面积的增加 率。因此，扩管前的面积扩大率σ最高。并且，传热管1的热传递促进率n，是传热性能， 基本与面积扩大率σ成正比例。 还有，使bN/t的值小于20的理由如下。为了抑制散热条高度遭受破坏，由图6可 知，尽可能地将bN/t的值设定得较大即可。因为谷底厚度t是由设计压力决定的，所以要 将bN/t设定得较大，实质上要增大散热条宽度b和散热条的数量N。然而，若使散热条宽 度b增大，则管内表面积变小，传热性能就会降低。而若使散热条的数量N增大，管内表面 积增大，但会导致重量增加及压力损失增加。于是，本实施方式中，从确保适当的管内表面积并抑制重量增加及压力损失增加的观点出发，将bN/t的值设定为小于20。另外，现有技 术下的磷脱氧铜传热管bN/t的值被设定在20以上。-实施方式的效果_根据 上所述的本实施方式，是用0. 2%耐力为40N/mm2以上的铜合金制成的，所 以可以减小谷底厚度t，还有，构成为散热条宽度b、散热条的数量N和谷底厚度t满足8 < bN/t < 20的关系，所以适当地确保了管内表面积且在不导致重量增加及压力损失增加 范围内，能够确实地抑制了散热条3遭受破坏。其结果，就能够提供传热性能高的传热管1， 进而提供蒸发器以及放热器等的热交换器。还有，用于二氧化碳循环而进行超临界制冷循环的制冷回路，比通常的亚临界制 冷循环的高压高传热管1的设计压力也变高，但却能够谷底厚度t变厚。由此，就可以有效 地抑制散热条3的受压损坏。其结果，就可以得到高传热性能。-产业上的实用性-综上所述，本发明对内表面上具有多个槽的热交换器用带槽管是有用。
权利要求
1.一种热交换器用带槽管，在该热交换器用带槽管的内表面上形成有多个槽及与该槽 相邻的多个突条，其特征在于该带槽管由0. 2%耐力为40N/mm2以上的铜合金制成，所述突条的基端宽度b、所述突条的数量N和所述槽底厚度t满足关系8 < bN/t < 20。
2.根据权利要求1所述的热交换器用带槽管，其特征在于该热交换器用带槽管用于二氧化碳作为制冷剂循环，高压达到二氧化碳的临界压力以 上的蒸气压缩式制冷循环的制冷回路。
全文摘要
本发明公开了一种热交换器用带槽管。该热交换器用带槽管是由0.2％耐力为40N/mm2以上的铜合金制成，构成为散热条宽度b、散热条3的数量N和谷底厚度t满足8＜bN/t＜20的关系。
文档编号F28F1/40GK102112839SQ200980130159
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月28日 优先权日2008年8月4日
发明者中田春男, 吉冈俊, 织谷好男, 藤野宏和 申请人:大金工业株式会社