阅读说明：本技术 套管式热交换器及其制造方法 (Double pipe heat exchanger and method of manufacturing the same ) 是由 金东均 金时亨 金仁赫 孟灿柱 朴基灿 朴大根 裵殷硕 尹吉相 李南濬 李镐 于 2019-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及套管式热交换器及其制造方法,目的在于,构成为即便一部分被挤压变形,也能够确保最小限度的流路的结构,从而防止由挤压变形导致的流路堵塞现象,维持流体流畅地流动,提高流体间的热交换效率。为此,本发明的套管式热交换器包括：内管,其形成内部流路；外管,其在内部插入安装内管,并在与内管之间形成外部流路,在内管的外表面沿着长度方向形成有至少1排以上的螺旋槽而将外部流路形成为螺旋形状,特征在于,还包括体积减少部,其将外管的一部分向内管侧挤压变形而减少该部分的体积来形成,体积减少部以小于在螺旋槽的两侧的螺纹中同一排的螺纹间的距离即螺距形成,以使螺距内的外部流路在体积减少部的挤压形成过程中不被堵塞。(The present invention relates to a double pipe heat exchanger and a method of manufacturing the same, and an object of the present invention is to provide a double pipe heat exchanger having a structure capable of ensuring a minimum flow path even if a portion of the double pipe heat exchanger is deformed by compression, thereby preventing a flow path blockage phenomenon caused by the compression deformation, maintaining a smooth flow of fluid, and improving heat exchange efficiency between fluids. To this end, the double pipe heat exchanger of the present invention comprises: an inner tube forming an inner flow path; and an outer pipe having an inner pipe inserted therein and mounted thereon, and forming an external flow path between the outer pipe and the inner pipe, wherein at least 1 row or more of spiral grooves are formed in an outer surface of the inner pipe in a longitudinal direction to form the external flow path in a spiral shape, wherein the outer pipe further includes a volume reducing portion formed by reducing a volume of a portion of the outer pipe by pressing and deforming the portion toward the inner pipe, the volume reducing portion being formed at a pitch smaller than a distance between threads of the same row among threads on both sides of the spiral grooves, so that the external flow path in the pitch is not blocked during the pressing and forming of the volume reducing portion.)

套管式热交换器及其制造方法

技术领域

本发明涉及套管式热交换器及其制造方法，更具体地，涉及如下的套管式热交换器及其制造方法：构成为即便一部分被挤压变形，也能够确保最小限度的流路的结构，从而防止由挤压变形导致的流路堵塞现象，由此维持流体的流动流畅，提高流体之间的热交换效率。

背景技术

空调装置具备多个热交换器，作为其一例，具有套管式热交换器。

如图1所示，套管式热交换器具备内管10和外管20。

内管10具备内部流路12，在该内部流路12内导入第1流体而流动。

外管20设于内管10的外表面周围。特别地，在与内管10之间形成有外部流路30，在这样形成的外部流路30内导入第2流体而流动。

导入到外部流路30的第2流体的温度与沿着内部流路12而流动的第1流体的温度彼此不同。因此，在与第1流体接触时，与上述第1流体之间彼此发生热交换作用。

另一方面，在内管10的外周面形成有螺旋槽14。螺旋槽14拓宽内管10的表面面积，延长第2流体的流动时间。因此，提高沿着外部流路30而流动的第2流体与沿着内部流路12而流动的第1流体之间的热交换效率。

在一般情况下，这样的螺旋槽14是通过用轧辊(未图示)将内管10的外周面加压而刻印螺旋状的槽来形成的。

但是，在这样的以往的套管式热交换器的情况下，根据设置空间的条件而经常发生需要将一部分变形的情况。特别地，在与设置空间的周边部件之间发生干扰的情况下，需要将发生干扰的一部分变形而避开干扰，而这样将一部分变形的过程中，会导致内管10与外管20之间的外部流路30变形而堵塞。

特别地，如图2所示，在将外管20的一部分向内管10侧挤压而变形的过程中，会导致将内管10的螺旋槽14损坏及变形，因这样的缺点，导致内管10与外管20之间的外部流路30完全被堵塞。

并且，因这样的问题，存在第2流体的流动不流畅的缺点，因这样的缺点，第2流体与第1流体之间的热交换效率下降，其结果，蒸发器的制冷效率下降，甚至还会发生空调装置损坏的情况。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了解决如上述这样的以往的问题而研发的，本发明的目的在提供一种如下的套管式热交换器及其制造方法：构成为即便一部分被挤压变形，也能够确保最小限度的流路的结构，从而从根本上防止由挤压变形导致的外部流路的堵塞现象。

本发明的另一目的在于提供一种如下的套管式热交换器及其制造方法：构成为防止由挤压变形导致的外部流路的堵塞现象，从而维持第2流体的流动流畅。

本发明的又一目的在于提供一种如下的套管式热交换器及其制造方法：构成为能够维持第2流体的流动流畅的结构，从而提高第1流体与第2流体之间的热交换效率，改善空调装置的制冷、制热性能。

用于解决课题的手段

为了达到这样的目的，本发明的套管式热交换器包括：内管，其形成内部流路；及外管，其在内部***而安装有上述内管，并在与上述内管之间形成外部流路，在上述内管的外表面沿着长度方向形成有至少1排以上的螺旋槽，从而使上述外部流路形成为螺旋形状，该套管式热交换器还包括体积减少部，该体积减少部是通过使上述外管的一部分向上述内管侧挤压变形而减少该部分的体积来形成的。

优选为，特征在于，上述体积减少部形成为小于螺距(Pitch)，以使上述螺距内的外部流路在上述体积减少部的挤压形成过程中不被堵塞，其中，该螺距是在上述螺旋槽的两侧螺纹中同一排的螺纹间的距离。

并且，上述体积减少部在上述外管的直管部的一侧部分沿着长度方向以一定范围形成。

并且，上述螺旋槽沿着上述内管的外周面形成为2排以上的多排，同一排的螺纹间的距离即螺距内的上述螺旋形外部流路与螺旋槽对应地分别形成为不同的类型，上述体积减少部以小于同一排的螺纹间的距离即螺距的范围形成，在上述螺距内的各不相同类型的螺旋形外部流路中的至少任意一个流路不被堵塞。

并且，上述外管及内管具备弯曲部，上述体积减少部形成于上述弯曲部，且形成于除了在对上述弯曲部进行弯曲加工时发生物理变形的部分以外的弯曲部部分。

并且，本发明的套管式热交换器的制造方法中，该套管式热交换器包括：内管，其在内部形成第1流路，在外周面形成有至少1排以上的螺旋槽；外管，其在内部***而安装上述内管，且在与上述内管之间形成第2流路，上述套管式热交换器的制造方法的特征在于，包括如下步骤：a)将上述内管***到上述外管的内径部而进行组装；b)对组装后的上述外管和内管的两端部进行固定；c)将上述外管的一部分向上述内管侧挤压变形，使得上述外管的一部分体积随着靠近上述内管侧而减少，且以小于在上述内管形成的螺旋槽的两侧螺纹中同一排的螺纹间的距离即螺距(Pitch)的范围挤压变形。

发明效果

根据本发明的套管式热交换器及其制造方法，具备干扰避开用体积减少部，改善上述体积减少部的结构，从而即便体积减少部变形，也能够确保最小限度的流路。

另外，即便体积减少部变形，也能够确保最小限度的流路，因此能够从根本上防止由变形导致的外部流路的堵塞现象。

另外，能够防止由变形导致的外部流路的堵塞现象，因此能够维持第2流体流畅地流动。

另外，能够维持第2流体流畅地流动，因此能够提高第1流体与第2流体之间的热交换效率，由此改善空调装置的制冷、制热性能。

附图说明

图1是表示以往的套管式热交换器的侧截面图。

图2是表示以往的套管式热交换器的横截面图，是表示在使外表面的一部分变形时，内管和外管及它们之间的外部流路变形的状态的图。

图3是表示本发明的套管式热交换器的立体图。

图4是表示本发明的套管式热交换器的侧截面图。

图5是对本发明的套管式热交换器的主要特征部进行放大表示的侧截面图。

图6是表示本发明的套管式热交换器的图5的Ⅵ-Ⅵ线截面图，是表示使外表面的一部分变形时，内管和外管及它们之间的外部流路的状态的图。

图7是表示本发明的套管式热交换器的另一个实施例的立体图。

图8a至图8g是表示本发明的套管式热交换器制造方法的各个步骤的图。

图9是为了确认本发明的套管式热交换器的作用效果，对本发明的具备体积减少部的套管式热交换器和不具备体积减少部的套管式热交换器的散热性能(热交换性能)进行比较试验的曲线图。

图10是为了确认本发明的套管式热交换器的作用效果，对本发明的具备体积减少部的套管式热交换器和不具备体积减少部的套管式热交换器的制冷、制热效率进行比较试验的曲线图。

(符号说明)

10：内管 12：内部流路

14：螺旋槽 14a：螺纹

20：外管 30：外部流路

40：体积减少部 50：弯曲部

52：内侧部分 54：外侧部分

56：侧面部分 60：进水管(Pipe)

62：出水管

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的套管式热交换器及其制造方法的优选的实施例进行详细说明(对于与以往相同的构成要件，使用相同的符号而进行说明)。

首先，在对本发明的套管式热交换器的特征部进行说明之前，参照图3至图5而对套管式热交换器进行简单说明。

套管式热交换器具备内管10和外管20。内管10具备内部流路12，第1流体导入到该内部流路12而流动。

在此，在内管10的外周面形成有螺旋槽14。螺旋槽14沿着内管10的外周面而形成为螺旋形。这样的螺旋槽14是利用轧模(未图示)而对内管10的外周面加压而刻印螺旋状的槽来形成的。

外管20组装到内管10的外表面周围，与内管10的外周面组合而形成外部流路30。特别地，与内管10的螺旋槽14组合而形成螺旋形外部流路30。

第2流体导入到内管10与外管20之间的螺旋形外部流路30而流动。此时，导入到螺旋形外部流路30的第2流体与沿着内部流路12而流动的第1流体彼此的温度不同。因此，与第1流体之间接触的情况下，与上述第1流体之间彼此发生热交换作用。

另一方面，内管10的螺旋槽14沿着内管10的外周面而形成为1排，也可以根据情况而构成为2排以上的多排。通常，螺旋槽14构成为3排。

构成为3排的螺旋槽14彼此不连接而各自独立地构成，因此按照每一螺距(Pitch)形成彼此不同的3种螺旋形外部流路30(下面，将同一排的螺纹14a之间的距离称为螺距P)。

接着，参照图3至图6，对本发明的套管式热交换器的特征部进行详细说明。

首先，本发明的套管式热交换器具备形成于外表面的一部分的体积减少部40。

体积减少部40形成于在套管式热交换器的外表面部分中与周边部件之间发生干扰的部分，通过将外表面的一部分向内侧方向挤压变形而减少该部分的体积来形成。

这样的体积减少部40形成于与周边部件之间发生干扰的部分，因此避开周边部件与套管式热交换器之间的干扰。因此，更容易地设置套管式热交换器。

另一方面，这样的体积减少部40形成于套管式热交换器的外表面部分，且沿着套管式热交换器的长度方向以一定范围形成。

另外，如图4和图5所示，体积减少部40在套管式热交换器的外表面部分沿着长度方向而以一定范围形成，且以对应于小于在内管10形成的螺旋槽14的螺距P的范围L形成。

之所以这样构成，是为了防止体积减少部40以在内管10形成的3排螺旋槽14的螺距P以上的范围形成，由此使得在内管10形成的各不相同类型的3排螺旋槽14中的至少一个螺旋槽因体积减少部40而不被完全堵塞。

其结果，即使使套管式热交换器的一部分挤压变形而形成了体积减少部40，也能够确保形成于内管10与外管20之间的彼此不同的3种螺旋形外部流路30中的至少任一个流路。

由此，即便使套管式热交换器的一部分挤压变形，也能够确保最小限度的流路，其结果，能够从根本上防止由变形导致的外部流路30的堵塞现象。

特别地，能够防止由变形导致的外部流路30的堵塞现象，因此能够维持第2流体流畅地流动，从而提高第1流体与第2流体之间的热交换效率，改善空调装置的制冷、制热性能。

接着，图7是表示本发明的套管式热交换器的另一个实施例的图。

与将上述体积减少部40形成于直管部的上述一个实施例不同地，在另一个实施例的套管式热交换器中，将上述体积减少部40形成于弯曲部50。

另一个实施例的体积减少部40形成于弯曲部50的一部分，且形成于在对弯曲部50进行弯曲加工时不发生物理变形的弯曲部50部分。

特别地，在弯曲弯曲部50时，在弯曲部50的内侧部分52发生压缩变形，在外侧部分54发生拉伸变形，而避开这样发生压缩变形和拉伸变形的弯曲部50的内侧部分52和外侧部分54而在不发生变形的弯曲部50部分例如弯曲部50的侧面部分56形成体积减少部40。

这样构成的理由如下：在弯曲弯曲部50的过程中，弯曲部50的内侧部分52和外侧部分54形成为1次性地被压缩及拉伸变形的状态，由此内管10与外管20之间的螺旋形外部流路30已被变形及损坏，因此在1次性地被变形的弯曲部50的内侧部分52和外侧部分54再次形成体积减少部40的情况下，有可能导致内管10与外管20之间的螺旋形外部流路30完全被变形而发生堵塞。

接着，参照图8a至图8f，对具备这样的结构的套管式热交换器的制造方法进行详细说明。

首先，如图8a所示，在本发明的制造方法中，准备具备螺旋槽14的内管10和外管20(S101)。

如图8b和图8c所示，当准备了内管10和外管20时，将内管10***到外管20的内径部而组装(S103)，并对外管20和内管10的两端部进行焊接固定(S105)。

并且，当完成外管20与内管10的两端部的焊接时，如图8d所示，在组装的外管20和内管10部分中的用于形成体积减少部40的部分配置冲压夹具(Press Jig)J(S107)。

然后，如图8e和图8f所示，挤压冲压夹具J，将外管20的外表面的一部分挤压变形(S109)，由此在外管20的外表面形成体积减少部40(S111)。

此时，冲压夹具J的挤压部J1以小于在内管10形成的螺旋槽14的螺距P的范围L形成，当利用这样形成的冲压夹具J的挤压部J1而挤压外管20的外表面的一部分时，在上述外管20形成小于内管10的螺旋槽14的螺距P的范围L的体积减少部40。

另一方面，在形成完体积减少部40之后，如图8g所示，将供第2流体流入和排出的进水管60、出水管62分别组装到外管20(S113)。

如图8g所示，通过上述这样的步骤制造的本发明的套管式热交换器具备供第1流体流动的内部流路12和供第2流体流动的螺旋形外部流路30及形成于外管20的一部分的体积减少部40。

特别地，在体积减少部40的情况下，以小于内管10的螺旋槽14的螺距P的范围形成，因此即便从套管式热交换器的外表面向内侧被挤压变形，使得形成于内管10与外管20之间的螺旋形外部流路30不被完全堵塞。

因此，套管式热交换器在具备干扰避开用体积减少部40的情况下确保最小限度的流路，其结果，维持第1流体和第2流体流畅地流动，从而改善流体之间的热交换效率。

另一方面，在S105步骤之后，还包括将外管20和内管10的一部分弯曲而形成弯曲部50的步骤(未图示)。

另外，也可以在将外管20和内管10弯曲之后，在上述弯曲部50形成体积减少部40。在这样的情况下，上述体积减少部40形成于在对弯曲部50进行弯曲加工时不发生物理变形的弯曲部50部分例如弯曲部50的侧面部分56。

接着，为了确认本发明的套管式热交换器的作用效果，通过几个项目对具有体积减少部40的本发明的套管式热交换器和不具有体积减少部的套管式热交换器进行了比较试验。

图9和图10是根据车速来对本发明的具有体积减少部40的套管式热交换器和不具有体积减少部的套管式热交换器的“散热性能(热交换性能)”和“制冷、制热效率”进行比较试验的曲线图。

(散热性能的试验)

针对各个车速而检测导入到具有体积减少部40的套管式热交换器并被排出的第1流体及第2流体的温度差，并以热量(kcal/h)(散热性能)进行了表示。

另外，针对各个车速而检测导入到不具有体积减少部40的套管式热交换器而被排出的第1流体及第2流体的温度差，并以热量(kcal/h)(散热性能)进行了表示。

检测结果，如图9所示，不具有体积减少部40的套管式热交换器在50km/h(持续15分钟)的车速条件下，散热性能为4,849(kcal/h).

相反地，本发明的具备体积减少部40的套管式热交换器在50km/h(持续15分钟)的车速条件下，散热性能为4,842(kcal/h)。

另外，在不具备体积减少部40的套管式热交换器的情况下，在100km/h的车速条件下，散热性能为4,400(kcal/h)。

相反地，在本发明的具备体积减少部40的套管式热交换器的情况下，在100km/h的车速条件下，散热性能为4,388(kcal/h)。

因此，具备体积减少部40的本发明的套管式热交换器与不具备体积减少部40的套管式热交换器相比，在散热性能上不存在大的差异。

结果表明，本发明的套管式热交换器虽然具备体积减少部40，但散热性能不会下降，由此在具备体积减少部40的情况下，也能够实现最佳的散热性能。

(制冷、制热效率的试验)

针对各个车速，对具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置的制冷、制热效率COP和不具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置的制冷、制热效率COP进行了检测。

检测结果，如图10所示，在不具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置的情况下，在50km/h(持续15分钟)的车速条件下，制冷、制热效率为2.54。

相反地，在本发明的具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置的情况下，在50km/h(持续15分钟)的车速条件下，制冷、制热效率为2.53。

另外，在不具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置的情况下，在100km/h的车速条件下，制冷、制热效率为1.83。

相反地，在本发明的具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置的情况下，在100km/h的车速条件下，制冷、制热效率为1.82。

因此，在具备体积减少部40的本发明的套管式热交换器侧空调装置与不具备体积减少部40的套管式热交换器侧空调装置相比，在制冷、制热效率上不存在大的差异。

结果表明，本发明的套管式热交换器虽然具备体积减少部40，但制冷、制热效率不会下降，其结果在具备体积减少部40的情况，也能够实现最佳的制冷、制热效率。

根据具备这样的结构的本发明的套管式热交换器及其制造方法，具备干扰避开用体积减少部40，并改善上述体积减少部40的结构，从而即便体积减少部40变形，也能够确保最小限度的流路。

另外，即便体积减少部40变形，也能够确保最小限度的流路，因此能够从根本上防止由变形导致的外部流路30的堵塞现象。

另外，能够防止由变形导致的外部流路30的堵塞现象，因此能够维持第2流体流畅地流动。

另外，能够维持第2流体流畅地流动，因此能够提高第1流体与第2流体之间的热交换效率，由此改善空调装置的制冷、制热性能。

以上，对本发明的优选的实施例进行了例示性的说明，但本发明的范围不限于这样的特定实施例，可在权利要求书记载的范围内进行适当变更。