双层管式热交换器以及制冷循环装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及组合具有不同管径的圆管而形成两条流路的双层管式热交换器以及 使用了双层管式热交换器的制冷循环装置。
【背景技术】
[0002] 双层管式热交换器是将直径小的圆管（以下称为内管）插入直径大的圆管（以 下称为外管），将内管的内部作为第一流路，将内管的外侧且外管的内侧的部分作为第二流 路，在第一流路内的第一流体与第二流路内的第二流体之间进行热交换。
[0003] 另外，在该双层管式热交换器中，作为提高传热性能的研究，例如存在专利文献1 所公开的结构。即，在专利文献1中提出了如下的方法：在位于圆筒状的内管的外侧与圆筒 状的外管的内侧之间的环状的第二流路内插入横截面为多瓣状的传热面积扩大管，通过传 热面积的扩大效果来提高传热性能。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2012-063067号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 在上述的专利文献1中仅公开了对扩大传热面积的研究。在此，本发明人着眼于 在使两相制冷剂进行热交换时适当地进行传热。
[0009] 本发明是鉴于这个情况而完成的，目的在于提供一种在第二流路中有两相流流动 的情况下能够提高热交换性能的双层管式热交换器等。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 为了实现上述目的，本发明的双层管式热交换器具备：外管；内管，所述内管被插 入所述外管的内侧，在与该外管之间形成环状区域，并且在内侧形成第一流路；以及传热面 积扩大管，所述传热面积扩大管具有相对于径向的凹凸，配置在所述外管的内侧且所述内 管的外侧，在所述环状区域形成第二流路；将所述传热面积扩大管的内表面中的与所述外 管的内表面密接的该传热面积扩大管的部分的内表面和所述外管的内表面中的与所述传 热面积扩大管的外表面一起划定所述第二流路的部分分别设为不形成槽范围，该不形成槽 范围是无槽面，形成槽候选范围由以下部分组成，即从所述传热面积扩大管的内表面中的 与所述内管的外表面一起划定所述第二流路的部分中去掉了所述不形成槽范围而得到的 部分、所述传热面积扩大管的外表面中的与所述外管的内表面一起划定所述第二流路的部 分、以及所述内管的外表面中的与所述传热面积扩大管的内表面一起划定所述第二流路的 部分，在至少一部分或整个所述形成槽候选范围形成有沿着流动方向延伸的槽。
[0012] 发明的效果
[0013] 根据本发明，在第二流路中有两相流流动的情况下，能够提高热交换性能。
【附图说明】
[0014] 图1是在与管轴正交的方向表示本发明的实施方式1的双层管式热交换器的内部 构造的图。
[0015] 图2是图1的II-II线的双层管式热交换器的剖视图。
[0016] 图3是放大地表示图2中的第二流路的图。
[0017] 图4是关于图3的部分，为了进行说明而将外管、传热面积扩大管以及内管相互分 离地表示的图。
[0018] 图5是表示使用了双层管式热交换器的制冷循环装置的实施例1的图。
[0019] 图6是表示使用了双层管式热交换器的制冷循环装置的实施例2的图。
[0020] 图7是表示使用了双层管式热交换器的制冷循环装置的实施例3的图。
[0021] 图8是表示使用了双层管式热交换器的制冷循环装置的实施例4的图。
[0022] 图9是关于实施方式2的与图3相同形式的图。
[0023] 图10是关于实施方式3的与图3相同形式的图。
【具体实施方式】
[0024] 以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在图中，同一附图标记表示同一或 对应部分。
[0025] 实施方式1
[0026] 图1是在与管轴正交的方向表示本发明的实施方式1的双层管式热交换器的内部 构造的图。图2是图1的II-II线的双层管式热交换器的剖视图。此外，优先确保图的明 了性，在图1中省略了后述的传热面积扩大管的图示。双层管式热交换器1具有在直径相 对大的圆管即外管3的内侧同心地插入了直径相对小的圆管即内管5的双层管构造。内管 5的内侧空间发挥第一流路7的功能。另一方面，在内管5的外侧且外管3的内侧即环状区 域9收容有传热面积扩大管11。
[0027] 传热面积扩大管11具有作为关于径向的相对的凹凸的多个凸部13和多个凹部 15。如图2的横截面所示，多个凸部13呈放射状地设置成朝向传热面积扩大管11的径向 外侧突出。另外，多个凸部13以大致等间隔配置在圆周方向。另一方面，多个凹部15分别 位于对应的一对凸部13的圆周方向之间。这些凹部15也以大致等间隔位于圆周方向。因 此，在传热面积扩大管11整体上看，多个凸部13和多个凹部15交替地位于圆周方向。
[0028] 在本发明中，在关于传热面积扩大管的图2的横截面中看到的凸部的凸形状和凹 部的凹形状可以考虑各种形式，而作为一个例子，在本实施方式1中如下所示。传热面积扩 大管11包括多个外侧密接部17、多个内侧密接部19以及多个连续部21。如图2所示，传 热面积扩大管11的外侧密接部17的外表面17a与外管3的内表面3b密接，尤其是在本例 中，外表面17a与内表面3b面接触。即，传热面积扩大管11的外侧密接部17的外表面17a 具有与外管3的内表面3b大致相同的弯曲。同样，传热面积扩大管11的内侧密接部19的 内表面19b与内管5的外表面5a密接，尤其是在本例中，内表面19b与外表面5a面接触。 即，传热面积扩大管11的内侧密接部19的内表面19b具有与内管5的外表面5a大致相同 的弯曲。此外，该相同的弯曲状态可以在外管3、内管5、传热面积扩大管11各自的单体状 态下获得，也可以在伴随着从双层管式热交换器1的中心侧或者半径方向外侧施加某种力 的组装工序结束了的状态下获得。
[0029] 连续部21分别位于相邻的外侧密接部17与内侧密接部19之间。在本实施方式 中，多个外侧密接部17以等间隔位于圆周方向，多个内侧密接部19也以等间隔位于圆周方 向。如果看整个传热面积扩大管11，则在圆周方向上，反复着外侧密接部17、连续部21、内 侧密接部19、连续部21的顺序的配置形式。此外，凸部13和凹部15并没有明确的边界，凸 部13由外侧密接部17和连续部21的靠近半径方向外侧的部分构成，凹部15由内侧密接 部19和连续部21的靠近半径方向内侧的部分构成。
[0030] 上述的环状区域9中的凸部13的内侧和凹部15的外侧发挥第二流路23的功能。 即，由传热面积扩大管11在环状区域9内划定第二流路23。
[0031] 更具体地说，第二流路23包括两种形式的部分，第一形式的部分由外侧密接部17 的内表面17b、对应的一对连续部21的内表面21b以及内管5的外表面5a划定。另外，第 二形式的部分由内侧密接部19的外表面19a、对应的一对连续部21的外表面21a以及外管 3的内表面3b划定。第一形式的部分与第二形式的部分在圆周方向上交替排列。
[0032] 在这样的结构中，第一流体在第一流路7内流通，第二流体在第二流路23流通。第 一流体与第二流体的温度不同，经由内管5和传热面积扩大管11的导热，在第一流体与第 二流体之间进行热交换。
[0033] -般，在交换热量Q、传热面积A、传热率K、第一流体和第二流体的温度差dT之间 存在公式（1)所示的关系。
[0034] [数 1]
[0035] Q=A?K?dT(1)
[0036] 另外，传热率K能够用公式（2)表示。
[0037] [数 2]
[0038]
[0039] 此外，各符号的意思如下。a1 :流体1的传热率，dl:流路1的水力直径，a2 :流 体2的传热率