TW201346206A - 傳熱管及使用該傳熱管的熱交換器 - Google Patents

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Shigeaki Takinami
Shigetoshi Tanigawa
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Kasei Co C I
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Abstract

本發明是為了提供在緊密的熱交換器中高精度地組裝外管與內管且不會引起傳熱效率降低的傳熱管及熱交換器，所述傳熱管的特徵在於包括：多個平行的外管(13)；內管(15)，***至外管(13)且兩端導出；間隙支撐構件(17)，配置在外管(13)的內周面與內管(15)的外周面的間隙內，且包含遍及外管(13)的大致全長而螺旋狀地與內周面及外周面接觸的線材；以及支撐構件(19)，包含遍及內管(15)的全長而螺旋狀地與內管(15)的內周面接觸的線材，且內管(15)內的一次流路與外管(13)內的二次流路的面積比設為1：1~1：1.6。

Description

傳熱管及使用該傳熱管的熱交換器
本發明涉及一種傳熱管及使用該傳熱管的多管式等熱交換器。
作為多管式熱交換器，有如下的二重管(double pipe)式熱交換器，其將內管插通至外管內，且在內管內流通的流體和內管與外管之間流通的流體之間進行熱交換。該熱交換器適用於使用了冷媒的熱泵(heat pump)式熱水器或供暖設備等，在內管內流通高溫高壓的冷媒，並對內管與外管之間流通的水進行加熱而供給熱水。
在該二重管式熱交換器中，為了獲得規定的供給熱水能力，而增大傳熱面積並設為長條狀的二重管構成。因此，為了嵌入在設備內，必須進行彎折加工或盤繞而成形為規定的外形形狀，從而緊密化困難。此外，伴隨全長的長尺寸化，流體(冷媒、水)的壓力損失也會增大，因而必須使用大管徑的管體，從而無法使用相對於高壓冷媒而耐壓性優異的小徑管。針對所述課題，在下述專利文獻1中設為如下構成，即，將外管內插通著內管的二重管平行地並列配置多根，在該二重管的端部將內側集管(header pipe)接合而使外管連通，並將貫通了內側集管的內管與外側集管 接合而使其連通，從而使流體的壓力損失大幅地減少而可使用小徑管，可緊密地製作，且容易嵌入在設備內。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2005-127684號公報
然而，所述現有的二重管式熱交換器為了實現緊密化而使用內管及外管的直徑小的管，但必須構成為使流體確實地通過外管與內管的間隙部分以進行傳熱，對於這些外管與內管及集管的接合部分的製作而言要求精度。一般來說，是利用焊接來進行所述管體的接合，焊料會因接合時的加熱而溢出並流動，從而可看到向外部流出的焊料，但因為是二重管構造，所以在管內部流動的情況下無法看到，如果浸入內管與外管的間隙部分等則會妨礙流路，也就是流路剖面積並不固定，從而有時無法獲得充分的傳熱效率。
此外，專利文獻1的二重管式熱交換器的內管的中心呈一條直線地形成空間，熱媒流的阻力雖小，但未與內管接觸而流動的熱媒量多，從而存在無法有效地進行熱交換的問題。
本發明鑒於所述狀況而完成，其目的在於提供一種傳熱管及使用該傳熱管的熱交換器，所述傳熱管在緊密的熱交換器中高精度地組裝外管與內管，不會引起傳熱效率的降低，並且可提高內管與該內管中流動的熱媒的熱交換效率。
接著，參照與實施方式相對應的附圖來對用以解決所述課題的 手段進行說明。
本發明的技術方案1所述的傳熱管11的特徵在於包括：外管13；內管15，***至所述外管13；間隙支撐構件17，配置在所述外管13的內周面與所述內管15的外周面的間隙長度(間隙幅長)W內，且包含遍及所述外管13的大致全長而螺旋狀地與所述內周面及外周面接觸的線材；以及支撐構件19，包含遍及該內管15的全長而螺旋狀地與所述內管15的內周面接觸的線材。
該傳熱管11成為支撐構件19從內側對作為一次流路的內管15進行支撐的結構，並且內管15與外管13由間隙支撐構件17來支撐，該間隙支撐構件17使作為剖面環狀的管狀間隙的二次流路遍及周向(circumferential direction)而成為相等的間隙來進行定位，從而外管13與內管15組裝時彼此的配置精度提高，且實現組裝步驟的簡化。此外，不會在外管13與內管15的配置位置發生偏離，流路剖面積固定，從而傳熱效率不會降低。
技術方案2所述的傳熱管11的特徵在於：在技術方案1所述的傳熱管11中，所述間隙支撐構件17包含捲材，線徑d1設為與所述間隙長度(間隙幅長)W大致相等。
該傳熱管11中，可利用包含捲材的間隙支撐構件17，而容易地將外管13與內管15的間隙保持為固定來進行組裝，且以固定的間隙來確保流路。此外，也為了傳熱而***間隙支撐構件17，從而傳熱面積設定得大。
技術方案3所述的傳熱管11的特徵在於：在技術方案1所述的 傳熱管11中，所述間隙支撐構件45包含小徑部43與大徑部41交替地形成的捲材，線徑d1比所述間隙長度(間隙幅長)W小，所述小徑部43的捲內徑D1設為所述內管15的外徑D5，所述大徑部41的捲外徑D2設為所述外管13的內徑D4，且所述內管15支撐於所述外管13內。
該傳熱管11中，間隙支撐構件45的小徑部43對內管15進行支撐，大徑部41由外管13的內周面支撐，在內管15的外周面與外管13的內周面的間隙長度(間隙幅長)W***間隙支撐構件45的線徑d1與空隙47，因而可充分地確保流路面積。
技術方案4所述的傳熱管11的特徵在於包括：外管13；內管15，***至所述外管13；間隙支撐構件17，配置在外管內周面32與內管外周面30的間隙31內，且包含遍及所述外管13的大致全長而螺旋狀地與所述外管內周面32及所述內管外周面30接觸的線材；支撐構件19，包含遍及所述內管15的全長而螺旋狀地與所述內管內周面38接觸的線材；以及傳熱構件20，遍及所述支撐構件19的全長設置在所述支撐構件19的中心，且至少外周的一部分與所述支撐構件19接觸。
在該傳熱管11中，內管15中流動的熱媒一邊與設置於內管15的內側的傳熱構件20接觸且與支撐構件19接觸一邊流動，由此對在內管15內的熱媒施加流動阻力，而形成如蜿蜒般的流動，以前，為只有在內管15內筆直地流動且與內管內周面38鄰接的熱媒對內管15進行熱交換的狀態，由此熱媒的接觸面積增大。熱媒通過與傳熱構件20進行接觸，而與該傳熱構件20、支撐構件19及內管內周面38進行接觸，對這些傳熱構件20、 支撐構件19、內管15傳遞熱，從而進行熱交換。經熱交換的熱量通過熱傳導而傳遞至內管外周面30，與在外管13和內管15的間隙31內流動的另一系統的熱媒進行熱交換。也就是，與傳熱構件20交換的熱量有助於重新提高熱交換效率。
本發明的技術方案5所述的傳熱管11的特徵在於：其為技術方案4所述的傳熱管11，所述傳熱構件20為在所述支撐構件19的長度方向上是長的且螺旋狀地扭轉的帶板141。
在該傳熱管11中，帶板141一邊與支撐構件19接觸一邊螺旋狀地設置，在內管15內流動的熱媒一邊螺旋旋轉一邊在內管15中前進。由此，相比於熱媒與軸線平行地流動的情況，可增大熱媒與傳熱構件20接觸的接觸面積及接觸時間。
本發明的技術方案6所述的傳熱管11的特徵在於：其為技術方案4所述的傳熱管11，所述傳熱構件20為外周部凸出圓桿153，該外周部凸出圓桿153具有在所述支撐構件19的長度方向上每隔規定間隔擠壓圓形外周而變形的長圓部155。
在該傳熱管11中，圓桿原材料以從軸線正交方向夾持的方式而被擠壓，由此被擠壓的部分向半徑方向外側凸出，從而成為長圓部155。該長圓部155的凸出前端側與支撐構件19接觸。通過使該擠壓方向例如每90度地交替地改變，而可對熱媒的流路進行攪拌且使其蜿蜒。
本發明的技術方案7所述的傳熱管11的特徵在於：其為技術方案4所述的傳熱管11，所述傳熱構件20為異徑圓桿161，該異徑圓桿161是在所述支撐構件19的長度方向上每隔規定間隔使圓形外周由小徑部159與大徑部157交替形成。
在該傳熱管11中，通過將異徑圓桿161***至內管15，沿著異 徑圓桿161流動的熱媒一邊與大徑部157碰撞一邊流動。由該碰撞而打亂熱媒的流動，在不與內管內周面38或傳熱構件20接觸的狀態下直接通過的熱媒得以減少。
本發明的技術方案8所述的傳熱管11的特徵在於：其為技術方案4所述的傳熱管11，所述傳熱構件20為剖面是多邊形狀的實心桿165。
在該傳熱管11中，相比於主要僅表背面與熱媒接觸的帶板141，例如通過剖面是三角形狀的傳熱構件20，而可使與熱媒的接觸位置為多個部位。尤其是如果將剖面形狀設為星形等則不會減少流路，而可進一步增大接觸面積。
本發明的技術方案9所述的熱交換器49的特徵在於：使用了技術方案1至技術方案8中任一項所述的傳熱管11，所述傳熱管11相互平行而配置著多個，將所有內管入口端連接於一次分支管21且將所有內管出口端連接於一次集合管27而構成一次流路，並且將所有外管入口端連接於二次分支管25且將所有外管出口端連接於二次集合管29而構成二次流路。
在該熱交換器49中，由多個傳熱管11相互平行地構成，於同一平面上鄰接地排列著，且配置著外管13及內管15。此外，可將在該平面上構成的熱交換器49設為1個單元，且積層多段而構成，從而可構成擴大了傳熱面積且接地面積小的熱交換器。
此外，在包括傳熱構件20的熱交換器49中，內管15中流動的熱媒一邊與設置在內管15的內側的傳熱構件20接觸一邊流動，以前僅與內管內周面38接觸的熱媒的接觸面積增大。熱媒通過與傳熱構件20接觸而利用熱傳遞與傳熱構件20進行熱交換。經熱交換的熱量利用熱傳導而傳 遞至內管15，且與在外管13和內管15的間隙31內流動的另一系統的熱媒進行熱交換。也就是，與傳熱構件20交換的熱量有助於重新提高熱交換效率。此外，該熱交換器49中，由包含外管13及內管15的多個傳熱管11相互平行地構成，且在同一平面上鄰接地排列著。在該平面上構成的熱交換器49可設為一個單元，且積層多段而構成，從而可在擴大傳熱面積的同時減小接地面積而構成。
技術方案10所述的熱交換器65的特徵在於：使用了技術方案1至技術方案8中任一項所述的傳熱管11，將多根所述傳熱管11予以成束，將該傳熱管11的束收容在圓筒形狀的殼體67內，將所述內管15的入口端彼此及出口端彼此分別連接而構成一次流路，並且將所述外管13的入口端彼此及出口端彼此分別連接而構成二次流路，且在所述殼體67內作為三次流路而構成。
在該熱交換器65中，成束的多個傳熱管11利用各個外管13與內管15而在圓筒形殼體67內進行熱交換，並且也可與在殼體67內流動的熱媒進行熱交換。
技術方案11所述的熱交換器65的特徵在於：在技術方案10所述的熱交換器65中，在所述殼體67內設置著多個整流板87，所述整流板87具有與所述傳熱管11的長度方向正交的面，對各所述傳熱管11進行支撐並且使所述三次流路蜿蜒。
在該熱交換器65中，殼體67內流動的熱媒利用整流板87而蜿蜒，一邊使三次流路形成得長，一邊相對於殼體67內的各傳熱管11而在與長度方向大致正交的方向上流動，且熱媒利用各傳熱管11的外管13增大傳熱面積而進行熱交換。
根據本發明的技術方案1所述的傳熱管，內管與外管由間隙支 撐構件而支撐，該間隙支撐構件使作為剖面環狀的管狀間隙的二次流路遍及周向而成為相等的間隙來進行定位，從而外管與內管組裝時彼此的配置精度提高，且實現組裝步驟的簡化。此外，通過具有間隙支撐構件及支撐構件，而內管與外管的位置不會發生偏移，在相互焊接等時焊料不會偏離或溢出，從而可分別固定位置。此外，間隙支撐構件及支撐構件成為支撐內管壁及外管壁的結構，由此可使這些內管及外管的壁厚薄型化，從而導熱率可進一步提高，也可進一步實現熱交換器的緊密化。此外，不會在外管與內管的配置位置發生偏離而同軸心地進行定位，流路剖面積固定且傳熱效率不會降低。此外，因流路形成為螺旋狀所以在管軸方向上管內的流體順暢地流動，並均勻地傳熱至整個管壁，而且間隙支撐構件與支撐構件成為傳熱體，從而可提高傳熱效率。
根據技術方案2所述的傳熱管由包含捲材的間隙支撐構件構成，由此可容易地將外管與內管的間隙保持為固定來進行組裝，也就是，在相互***、嵌合時間隙支撐構件成為導件(guide)，可進行組裝的容易度與精度高的安裝，且能夠以固定的間隙確保流路。
根據技術方案3所述的傳熱管，間隙支撐構件的小徑部對內管進行支撐，大徑部由外管的內周面支撐，在內管的外周面與外管的內周面的間隙部分***間隙支撐構件的線徑及空隙，因而可充分地確保流路面積。
此外，根據本發明的技術方案4所述的傳熱管，內管與外管由間隙支撐構件而支撐，該間隙支撐構件使作為剖面環狀的管狀間隙的二次流路遍及周向而成為相等的間隙來進行定位，從而外管與內管組裝時彼此的配置精度提高，且實現組裝步驟的簡化。此外，通過具有間隙支撐構件及支撐構件，而內管與外管的位置不會發生偏移，在相互焊接等時焊料不會偏離或溢出，從而可分別固定位置。此外，間隙支撐構件及支撐構件成 為支撐內管壁及外管壁的結構，由此可將這些內管及外管的壁厚薄型化，從而導熱率可進一步提高，也可進一步實現熱交換器的緊密化。此外，傳熱構件支撐著支撐構件，可使支撐構件與內管密接。此外，不會在外管與內管的配置位置發生偏離而同軸心地進行定位，流路剖面積固定且傳熱效率不會降低。此外，利用間隙支撐構件與支撐構件而使流路形成為螺旋狀，且利用傳熱構件以蜿蜒的方式進行流動，因而朝向管軸方向的管內的流體充分地進行接觸而流動，從而可均勻地傳熱至整個管壁，且間隙支撐構件、支撐構件、傳熱構件分別為傳熱體，從而可提高傳熱效率。
根據技術方案5所述的傳熱管，因為是廉價的材料，所以不會相對地增大流動損失，利用呈螺旋狀扭轉的帶板而使內管內的熱媒螺旋旋轉，由此可提高內管與該內管中流動的熱媒的熱交換率。
根據技術方案6所述的傳熱管，朝向半徑方向外側凸出的長圓部的凸出前端側與支撐構件進行接觸，該長圓部可對熱媒的流路進行攪拌而使其蜿蜒，由此可提高內管內流動的熱媒的熱交換率。
根據技術方案7所述的傳熱管，利用異徑圓桿的大徑部與小徑部來對內管中流動的熱媒進行攪拌，而可容易與內管及傳熱構件接觸，從而熱交換率提高。
根據技術方案8所述的傳熱管，可增大傳熱構件的表面積，且可提高熱媒與傳熱構件及支撐構件的熱交換率。
根據本發明的技術方案9所述的熱交換器，將長度固定的多個傳熱管在同一平面上排列，可在有限的設置面積內擴大一次熱媒與二次熱媒的傳熱面積，從而可獲得溫度效率高的節省空間的熱交換器。此外，可將該平面狀的熱交換器作為單元積層多段而構成，提高內管與該內管中流動的熱媒的熱交換效率，從而可構成以小的設置面積緊密地構成的高效率 的熱交換器。
根據技術方案10所述的熱交換器，可利用間隙支撐構件或支撐構件而高精度地構成內管及外管的相互的配置位置，即便分別成束而構成，一次流路與二次流路也不會不均勻，多個傳熱管成為束而構成且配置在圓筒形殼體內，從而可在內管、外管、殼體中由3種熱媒來確實地進行熱交換。
根據技術方案11所述的熱交換器，可利用設置在殼體內的整流板而使在殼體內流動的熱媒蜿蜒，從而可增大相對於傳熱管的傳熱面積。
11‧‧‧傳熱管
13‧‧‧外管
15‧‧‧內管
17、45‧‧‧間隙支撐構件
19‧‧‧支撐構件
20‧‧‧傳熱構件
21‧‧‧一次分支管
23‧‧‧栓塞
25‧‧‧二次分支管
27‧‧‧一次集合管
29‧‧‧二次集合管
30‧‧‧內管外周面
31‧‧‧間隙
32‧‧‧外管內周面
33‧‧‧外管***孔
35‧‧‧內管貫通孔
37‧‧‧內管***孔
38‧‧‧內管內周面
39‧‧‧傳熱管列單元
41、157‧‧‧大徑部
43、159‧‧‧小徑部
47‧‧‧空隙
49、65‧‧‧熱交換器
51‧‧‧一次入口集管
53‧‧‧一次出口集管
55‧‧‧二次入口集管
57‧‧‧二次出口集管
59‧‧‧旋入式管接頭
61‧‧‧底板
67‧‧‧殼體
69‧‧‧一次隔離壁
71‧‧‧內管支撐孔(一次支撐孔)
73‧‧‧二次隔離壁
75‧‧‧外管支撐孔(二次支撐孔)
77‧‧‧端部壁
79‧‧‧一次分支部
81‧‧‧一次集合部
83‧‧‧二次分支部
85‧‧‧二次集合部
87‧‧‧整流板
89‧‧‧通過部
91‧‧‧一次入口集管
93‧‧‧二次出口集管
95‧‧‧三次入口集管
97‧‧‧一次出口集管
99‧‧‧二次入口集管
101‧‧‧三次出口集管
141‧‧‧帶板
151‧‧‧切口
153‧‧‧外周部凸出圓桿
155‧‧‧長圓部
161‧‧‧異徑圓桿
163‧‧‧圓桿
165‧‧‧實心桿
d1、d2‧‧‧線徑
D1‧‧‧捲內徑
D2、D3‧‧‧捲外徑
D4、D6、D7‧‧‧內徑
D5‧‧‧外徑
S1‧‧‧一次流路的面積
S2‧‧‧二次流路的面積
圖1(a)是表示本發明的傳熱管的示意放大剖面圖，圖1(b)是表示圖1(a)的A-A剖面圖的圖。
圖2(a)是表示包含本發明的傳熱管的傳熱管列單元的平面圖，圖2(b)是表示該平面圖的B-B線剖面圖的圖。
圖3是圖2所示的傳熱管列單元的C-C側剖面圖。
圖4是圖2(b)所示的剖面圖的局部放大剖面圖。
圖5是另一實施方式的傳熱管的剖面圖。
圖6(a)是本發明的傳熱管的示意放大剖面圖，圖6(b)是圖6(a)的A-A剖面圖。
圖7(a)是包含本發明的傳熱管的傳熱管列單元的平面圖，圖7(b)是與一次分支管正交且包含內管的軸線的面的剖面圖。
圖8是從二次分支管的內方觀察到的外管及內管的正面圖。
圖9是圖7(b)的主要部分放大圖。
圖10(a)是包括將帶板每隔規定長度扭轉90度而成形的傳熱構件的傳熱管的剖面圖，圖10(b)是圖10(a)的B-B剖面圖，圖10(c)是圖10(a)的C-C剖面圖。
圖11是圖10(a)至圖10(c)所示的傳熱構件的立體圖。
圖12是使圓桿的外徑變形為橢圓形而每隔規定長度改變90度朝向的外周部凸出圓桿的立體圖。
圖13(a)是包括圖12的外周部凸出圓桿的傳熱管的剖面圖，圖13(b)是圖13(a)的D-D剖面圖，圖13(c)是圖13(a)的E-E剖面圖，圖13(d)是圖13(a)的F-F剖面圖。
圖14(a)是包括大徑部與小徑部交替地形成的異徑圓桿的傳熱管的剖面圖，圖14(b)是圖14(a)的G-G剖面圖，圖14(c)是圖14(a)的H-H剖面圖。
圖15(a)是包括大徑部與小徑部由平緩的面形成的具有收縮部的圓桿的傳熱管的剖面圖，圖15(b)是圖15(a)的I-I剖面圖，圖15(c)是圖15(a)的J-J剖面圖。
圖16(a)是包括剖面是多邊形狀的實心桿的傳熱管的剖面圖，圖16(b)是圖16(a)的K-K剖面圖。
圖17是包括圓桿型的各所述形狀例中將端部形成為流線型的傳熱構件的傳熱管的剖面圖。
圖18是使用本發明的傳熱管而構成的熱交換器的立體圖。
圖19是使用本發明的傳熱管而構成的另一實施方式的熱交換器的示意分解立體圖。
圖20是圖19所示的熱交換器的側剖面圖。
首先，參照附圖對本發明的第一實施方式進行說明。
圖1(a)是表示本發明的傳熱管的示意放大剖面圖，圖1(b)是表示圖1(a)的A-A剖面圖的圖，圖2(a)是表示包含本發明的傳熱管的熱交換器的傳熱管列單元的平面圖，圖2(b)是表示該平面圖的B-B線剖面圖的圖，圖3是圖2(a)、圖2(b)所示的傳熱管列單元的C-C側剖面圖，圖4是圖2(b)所示的剖面圖的局部放大剖面圖。
本實施方式的傳熱管11包括外管13、內管15、間隙支撐構件17、及支撐構件19。
外管13包含筆直的細管，內管15***至外管13，且兩端從該外管13的兩端導出。此外，內管15與外管13設為同軸心狀態。
該傳熱管11由多根構成，且以成為同一平面狀的方式平行地排列而相互鄰接地並列著，從而構成成為矩形狀的配管列且作為熱交換器的傳熱管列單元。
並列配置的所有內管15的入口端上連接著一次分支管21，一次分支管21的一端利用栓塞23而閉合。所有外管13的入口端上連接著二次分支管25，二次分支管25的一端利用栓塞23而閉合，且所述內管15貫通。所有內管15的出口端上連接著一次集合管27，一次集合管27的另一端利用栓塞23而閉合。所有外管13的出口端上連接著二次集合管29，二次集合管29的另一端利用栓塞23而閉合，且內管15貫通。本實施方式中，一次分支管21、一次集合管27、二次分支管25、及二次集合管29包含筆直的圓管。
內管15外周面與外管13內周面之間具有作為流路的間隙31，在該間隙部分***間隙支撐構件17。間隙支撐構件17為由與間隙長度(間 隙幅長)W大致相等的線徑d1構成的捲材，其中所述間隙長度(間隙幅長)W是外管13的內周面與內管15的外周面的間隙長度。也就是，包含捲材的間隙支撐構件17的捲內徑D1設為內管15的外徑D5(D1=D5)，捲外徑D2設為外管13的內徑D4(D2=D4)，螺旋狀地與外管13的內周面及內管15的外周面接觸，且隔著與線徑d1同等長度的間隙長度(間隙幅長)W(d1=W=D4-D5)來配置外管13與內管15，從而可遍及外管13的大致全長來支撐內管15與外管13。
此外，在內管15中設置著與其內周面接觸的支撐構件19。支撐構件19包含設為與間隙支撐構件17大致相等的線徑d2的捲材，並且設為與內管15的內徑D6相等的捲外徑D3，且以螺旋狀地與內管15的內周面接觸而從內方支撐的方式來設置。
如圖4所示，外管13***外管***孔33中而在二次集合管29的內側開口，所述外管***孔33穿設在二次集合管29的一管壁上。在二次集合管29的另一管壁上穿設著內管貫通孔35，插通至內管貫通孔35的內管15利用穿設在一次分支管21的內管***孔37而在一次分支管21的內側開口。
各所述貫通部的管彼此利用焊接而氣密地固定。焊接可採用所謂放置焊料的方法，該方法是在管彼此的接觸面上放置焊料，例如放置銅焊料或黃銅焊料，並通過在爐內進行焊接而一體地接合。此外，就支撐內管15與外管13的間隙支撐構件17與支撐構件19而言，也在爐內，利用焊料而相對於外管13內周面與內管15外周面及內管15內周面進行接觸，從而使它們分別相互接合在一起。這些間隙支撐構件17、支撐構件19使用的是包含不銹鋼制的捲材且線徑為0.5 mm~2 mm的構件，該捲材是作為以螺旋狀成形的金屬絲狀的構件的捲材，且例如實施了鍍銅、鍍鎳、鍍敷所 述銅與鎳的合金或者銅與鎳的多層鍍敷等。此外，如所述般，在爐內，各捲材(間隙支撐構件17、支撐構件19)相對於外管13內周面與內管15外周面及內管15內周面進行接觸，並將鍍敷原材料作為焊料，從而使它們分別接合在一起。另外，不銹鋼制的捲材也可以是預先實施了淬火處理的具有彈簧彈性的捲材，或者也可以是未處理的捲材、也就是使筆直的金屬絲狀的原材料變形為螺旋狀而成形的捲材，優選為可廉價地構成的未處理的捲材。此外，因將外管13與內管15一起如所述般放入至爐內而進行加熱處理，所以優選使用淬火處理以前的狀態的捲材。
另外，在將間隙支撐構件17與支撐構件19放入爐內以前，僅對內管15及外管13的端部進行點焊而臨時固定，然後組裝各管並放入至爐內，由此間隙支撐構件17、支撐構件19與內管15及外管13、且外管13、內管15、一次分支管21、二次分支管25、一次集合管27、二次集合管29分別接合在一起。
如圖3所示，外管13在二次分支管25的內部開口，在各個外管13的內部配置著內管15。在二次分支管25中從外管13導出的內管15在貫通二次分支管25後，在一次集合管27的內部分別開口。插通著內管15的多根外管13、連接於外管13的兩端的二次分支管25及二次集合管29、以及連接於內管15的兩端的一次分支管21及一次集合管27，在同一平面上形成成為四邊形狀的圖2(a)所示的傳熱管列單元39。
本實施方式中，傳熱管11中，內管15與外管13使用極細的金屬制圓管，內管15內的一次流路的面積S1與外管13內的二次流路的面積S2之比S1：S2設為1：2~2：1。使用如下的管：內管15的內徑設為2 mm~6 mm，優選設為3 mm~5 mm，外管13的內徑設為4 mm~10 mm，優選設為5 mm~8.5 mm，厚度設為0.15 mm~0.35 mm。
此處，例如，內管15使用的是外徑D5=4 mm、內徑D6=3.6 mm的不銹鋼(SUS)管，外管13使用的是外徑6.6 mm、內徑D4=6 mm的SUS管，而且使間隙支撐構件17及支撐構件19為線徑d1=d2=1 mm的實施了鍍銅的不銹鋼制的捲材，如果根據這些數值並根據圖1(a)及圖1(b)所示的傳熱管11的剖面(圖1(b))來求出一次流路及二次流路的面積，則一次流路的面積S1約為9.17 mm2，二次流路的面積S2約為14.70 mm2，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比約為1：1.6。
另外，適當地變更所述內管15及外管13的各直徑尺寸及間隙支撐構件17、支撐構件19的各自的數值，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比優選設為1：1的比，並且在包含捲材的間隙支撐構件17及支撐構件19中，剖面積根據相對於各外管13、內管15的捲數或間距而發生變化，因而可變更它們的形狀，而且通過將內管15內及外管13內的流速的比設為1：1而實現導熱率的提高。
另外，所述實施方式中，關於間隙支撐構件17的形狀，表示了包含捲內徑D1及捲外徑D2設為固定的捲材的示例，但並不限定於此，例如如圖5所示，也可為大徑部41與小徑部43交替地形成的捲材。該間隙支撐構件45中設為如下構成：將線徑d1設定得小於內管15與外管13的間隙長度(間隙幅長)W，小徑部43的捲內徑D1設為內管15的外徑D5，大徑部41的捲外徑D2設為外管13的內徑D4，且在外管13內支撐內管15。根據該傳熱管11，因在內管15的外周面與外管13的內周面的間隙長度(間隙幅長)W***間隙支撐構件17的線徑d1與空隙，所以可充分地確保流路面積。
然後，參照附圖對本發明的第二實施方式進行說明。
圖6(a)是本發明的傳熱管的示意放大剖面圖，圖6(b)是圖 6(a)的A-A剖面圖，圖7(a)是包含本發明的傳熱管的傳熱管列單元的平面圖，圖7(b)是與一次分支管正交且包含內管的軸線的面的剖面圖，圖8是從二次分支管的內方觀察到的外管及內管的正面圖，圖9是圖7(b)的主要部分放大圖。
本實施方式的傳熱管11包括外管13、內管15、間隙支撐構件17、支撐構件19、及傳熱構件20。
外管13包含筆直的細管，內管15***至外管13，且兩端從該外管13的兩端導出。此外，內管15與外管13設為同軸心狀態。
該傳熱管11由多根構成，且以成為同一平面狀的方式平行地排列而相互鄰接地並列著，從而構成成為矩形狀的配管列的傳熱管列單元39。
並列配置的所有內管15的入口端上連接著一次分支管21，一次分支管21的一端利用栓塞23而閉合。所有外管13的入口端上連接著二次分支管25，二次分支管25的一端利用栓塞23而閉合，且所述內管15貫通。所有內管15的出口端上連接著一次集合管27，一次集合管27的另一端利用栓塞23而閉合。所有外管13的出口端上連接著二次集合管29，二次集合管29的另一端利用栓塞23而閉合，且內管15貫通。本實施方式中，一次分支管21、一次集合管27、二次分支管25及二次集合管29包含筆直的圓管。
如圖6(a)所示，內管外周面30與外管內周面32之間具有成為流路的間隙31，在該間隙部分***間隙支撐構件17。間隙支撐構件17為由與間隙長度(間隙幅長)W大致相等的線徑d1構成的捲材，其中所述間隙長度(間隙幅長)是外管13的內周面與內管15的外周面的間隙長度。也就是，包含捲材的間隙支撐構件17的捲內徑D1設為內管15的外徑D5(D1=D5)，捲外徑D2設為外管13的內徑D4(D2=D4)，螺旋狀地與外管 13的內周面及內管15的外周面接觸，且隔著與線徑d1同等長度的間隙長度(間隙幅長)W(d1=W=(D4-D5)/2)來配置外管13及內管15，從而可遍及外管13的大致全長來支撐內管15與外管13。
此外，在內管15中設置著與其內周面接觸的支撐構件19。支撐構件19包含設為與間隙支撐構件17大致相等的線徑d2的捲材，並且設為與內管15的內徑D6相等的捲外徑D3，且以螺旋狀地與內管15的內周面接觸而從內方支撐的方式設置。
在支撐構件19的中心設置著傳熱構件20。傳熱構件20遍及支撐構件19的全長而設置，至少外周的一部分與支撐構件19接觸。本實施方式中，該傳熱構件20為在支撐構件19的長度方向上是長的且螺旋狀地扭轉的帶板141。帶板141的幅長與支撐構件19的內徑D7大致相等。
外管13***穿設在二次分支管25、二次集合管29的一管壁的外管***孔33而在二次分支管25、二次集合管29的內側開口。在二次分支管25、二次集合管29的另一管壁穿設著內管貫通孔35，插通至內管貫通孔35的內管15利用穿設在一次分支管21、一次集合管27的內管***孔37而在一次分支管21、一次集合管27的內側開口。
各所述貫通部的管彼此利用焊接而氣密地固定。焊接可採用所謂放置焊料的方法，該方法是在管彼此的接觸面上放置焊料，例如放置銅焊料或黃銅焊料，並通過在爐內進行焊接而一體地接合。此外，就支撐內管15與外管13的間隙支撐構件17、支撐構件19及傳熱構件20而言，也在爐內，利用焊料相對於外管內周面32與內管外周面30及內管內周面38進行接觸，而使它們分別相互接合在一起。這些間隙支撐構件17或支撐構件19使用的是包含不銹鋼制的捲材且線徑為0.5 mm~2 mm的構件，該捲材是作為螺旋狀成形的金屬絲狀的構件的捲材，且例如實施了鍍銅、鍍鎳、 鍍敷所述銅與鎳的合金或者銅與鎳的多層鍍敷等。此外，如所述般，在爐內，間隙支撐構件17與支撐構件19相對於外管內周面32與內管外周面30及內管內周面38(參照圖6(a))、傳熱構件20進行接觸，並將鍍敷原材料作為焊料，從而使它們分別接合在一起。另外，不銹鋼制的捲材也可以是預先實施了淬火處理的具有彈簧彈性的捲材，或者也可以是未處理的捲材、也就是使筆直的金屬絲狀的原材料變形為螺旋狀而成形的捲材，優選為可廉價地構成的未處理的捲材。此外，因將外管13與內管15一起如所述般放入至爐內而進行加熱處理，所以優選使用淬火處理以前的狀態的捲材。
另外，在間隙支撐構件17、支撐構件19、傳熱構件20放入爐內以前，僅對內管15及外管13的端部進行點焊而臨時固定，然後組裝內管15及外管13而可放入至爐內。由此，內管15與支撐構件19、支撐構件19與傳熱構件20、內管15與間隙支撐構件17及外管13、一次分支管21與內管15、一次集合管27與內管15、二次分支管25與外管13、二次集合管29與外管13分別接合。
如圖8所示，外管13在二次分支管25的內部開口，在各個外管13的內部配置著內管15。在二次分支管25中從外管13導出的內管15在貫通二次分支管25後，在一次集合管27的內部分別開口。插通著內管15的多根外管13、連接於外管13的兩端的二次分支管25及二次集合管29、以及連接於內管15的兩端的一次分支管21及一次集合管27，在同一平面上形成成為四邊形狀的圖7(a)所示的傳熱管列單元39。
本實施方式中，傳熱管11中，內管15與外管13使用極細的金屬制圓管。內管15的一次流路的面積S1為(內管15的內徑剖面積-支撐構件的剖面積-帶板的剖面積)。此外，外管13的二次流路的面積S2為(外管 13的內徑剖面積-內管的外徑剖面積-間隙支撐構件的剖面積)。一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比設為S1：S2=1：2~2：1。使用如下的管：內管15的內徑設為2 mm~6 mm，優選設為3 mm~5 mm，外管13的內徑設為4 mm~10 mm，優選設為5 mm~8.5 mm，厚度設為0.15 mm~0.35 mm。
此處，例如，內管15使用外徑D5=4 mm、內徑D6=3.6 mm的SUS管，外管13使用外徑6.6 mm、內徑D4=6 mm的SUS管，而且將間隙支撐構件17及支撐構件19設為線徑d1=d2=1 mm的實施了鍍銅的不銹鋼制的捲材，帶板141設為幅長1.6 mm、厚度0.21 mm，如果根據這些數值並根據圖6(a)及圖6(b)所示的傳熱管11的剖面(圖6(b))來求出一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的面積，則一次流路的面積S1約為8.5 mm2，二次流路的面積S2約為14.0 mm2，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比約為1：1.65。
另外，適當地變更所述內管15及外管13的各直徑尺寸及間隙支撐構件17、支撐構件19、帶板141的各自的數值，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比優選設為1：1的比，並且在包含捲材的間隙支撐構件17及支撐構件19中，剖面積根據相對於內管15及外管13的捲數或間距而發生變化，因而可變更它們的形狀，而且通過將內管15及外管13的流速的比設為1：1而實現導熱率的提高。
對所述傳熱管11的作用說明。
內管15中流動的熱媒一邊與設置在內管15的內側的傳熱構件20及支撐構件19接觸一邊流動，以前，僅與內管內周面38接觸的熱媒的接觸面積增大。熱媒通過與傳熱構件20及支撐構件19進行接觸，而利用熱傳遞與傳熱構件20、支撐構件19進行熱交換。經熱交換的熱量利用熱傳 導而傳遞至內管15，且與在外管13與內管15的間隙31內流動的另一系統的熱媒進行熱交換。也就是，在內管15內交換的熱量有助於重新提高熱交換效率。
此外，作為傳熱構件20的帶板141一邊與支撐構件20接觸一邊設置為螺旋狀，支撐構件19呈捲狀地配設在內管15內，內管15內流動的熱媒一邊螺旋旋轉或蜿蜒一邊在內管15中前進。由此，相比於熱媒與軸線平行地筆直流動的情況，可增大熱媒在內管15內接觸的接觸面積及接觸時間。因為是廉價的材料，所以不會相對地增大流動損失，從而可提高內管15與在該內管15中流動的熱媒的熱交換率。
圖10(a)是包括將帶板每隔規定長度而扭轉90度成形的傳熱構件的傳熱管的剖面圖，圖10(b)是圖10(a)的B-B剖面圖，圖10(c)是圖10(a)的C-C剖面圖，圖11是圖10(a)至圖10(c)所示的傳熱構件的立體圖。
傳熱構件20也可設為如下構成：將規定長度的長方形板以兩端例如擰轉180°而成形細長的螺旋形的帶板141，且每隔規定長度例如扭轉90度而將端部彼此連結成形。該情況下，可隔著通過帶板141的寬度方向中央的軸線，從寬度方向的兩側預先開設切口151，由此使姿勢以每90度反轉而成形。根據該構成，將熱媒連同位於帶板141的外周的支撐構件19在內管15內進行攪拌而可增加接觸面積以使其接觸。另外，所述帶板141的擰轉角度的180°及扭轉角度的90度並不限定於這些，也可將擰轉角度設為90°或120°等其他角度，而且也可將扭轉角度設定為45度或60度等其他角度來成形。
圖12是使圓桿的外徑變形為橢圓形而每隔規定長度改變90度朝向的外周部凸出圓桿的立體圖，圖13(a)是包括圖12的外周部凸出圓 桿的傳熱管的剖面圖，圖13(b)是圖13(a)的D-D剖面圖，圖13(c)是圖13(a)的E-E剖面圖，圖13(d)是圖13(a)的F-F剖面圖。
傳熱構件20可形成為具有長圓部155的外周部凸出圓桿153，該長圓部155是在支撐構件19的長度方向上每隔規定間隔向徑向擠壓圓形外周變形所得。通過以從軸線正交方向夾持圓桿原材料的方式受到擠壓，被擠壓的部分向半徑方向外側凸出，從而成為長圓部155。該長圓部155的凸出前端側與支撐構件19接觸。該擠壓方向例如每90度交替地改變，由此對熱媒的流路進行攪拌且可使其蜿蜒。例如，內管15設為外徑D5=4.4 mm、內徑D6=4.0 mm，外管13設為外徑6.6 mm、內徑D4=6 mm，間隙支撐構件17設為線徑d1=0.8 mm，支撐構件19設為線徑d2=1 mm，外周部凸出圓桿153的剖面積設為1.77 mm2，如果根據這些數值並根據圖13(a)至圖13(d)所示的傳熱管11的剖面(圖13(b)、圖13(c)、圖13(d))來求出一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的面積，則一次流路的面積S1約為9.5 mm2，二次流路的面積S2約為12.1 mm2，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比約為1：1.27。
根據該傳熱構件20，可相對廉價且容易地製造具有可與內管15進行熱傳導的長圓部155的外周部凸出圓桿153。
圖14(a)是包括大徑部與小徑部交替地形成的異徑圓桿的傳熱管的剖面圖，圖14(b)是圖14(a)的G-G剖面圖，圖14(c)是圖14(a)的H-H剖面圖。
傳熱構件20可形成為異徑圓桿161，該異徑圓桿161是在支撐構件19的長度方向上每隔規定間隔使圓形外周由小徑部159與大徑部157交替形成。支撐構件19的間距與大徑部157及小徑部159的間距不同。例如，將內管15設為外徑D5=4.0 mm、內徑D6=3.6 mm，外管13設為外徑 6.6 mm、內徑D4=6 mm，間隙支撐構件17與支撐構件19設為線徑d1=d2=1 mm，異徑圓桿161的小徑部159的外徑設為0.3 mm，大徑部157的外徑設為0.9 mm，如果根據這些數值並根據圖14(a)至圖14(c)所示的傳熱管11的剖面(圖14(b)、圖14(c))來求出一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的面積，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比在大徑部157中設為S1：S2≒1：1.7，小徑部159中設為S1：S2≒1：1.6。
根據該傳熱構件20，通過將異徑圓桿161***至內管15，沿著異徑圓桿161流動的熱媒一邊與大徑部157碰撞一邊流動。因該碰撞而打亂熱媒的流動，對內管15中流動的熱媒進行攪拌，在不與內管內周面38或支撐構件19、傳熱構件20接觸的狀態下直接通過的熱媒得以減少，可使熱媒容易與內管15、支撐構件19及傳熱構件20進行接觸。
圖15(a)是包括大徑部與小徑部由平緩的面形成的具有收縮部的圓桿的傳熱管的剖面圖，圖15(b)是圖15(a)的I-I剖面圖，圖15(c)是圖15(a)的J-J剖面圖。
傳熱構件20可形成為圓桿163，該圓桿163是將大徑部157與小徑部159由平緩的面形成且具有收縮部。例如，將內管15設為外徑D5=4.4 mm、內徑D6=4.0 mm，外管13設為外徑6.6 mm、內徑D4=6 mm，間隙支撐構件17設為線徑d1=0.8 mm，支撐構件19設為線徑d2=1 mm，具有收縮部的圓桿163的小徑部159的外徑設為0.76 mm，大徑部157的外徑設為2.0 mm，如果根據這些數值並根據圖15(a)至圖15(c)所示的傳熱管11的剖面(圖15(b)、圖15(c))來求出一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的面積，則一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比在大徑部157中設為S1：S2≒1：1.47，在小徑部159中設為S1：S2≒1：1.11。
根據該傳熱構件20，對內管15中流動的熱媒進行攪拌而使其蜿 蜒，可使熱媒容易地與內管15、支撐構件19及傳熱構件20接觸。此外，通過將圓桿原材料設為以每隔規定長度而擠壓成形的形狀，而使大徑部157與支撐構件19的內徑大致相等，也使該大徑部157與支撐構件19的一部分接觸而進行支撐。
圖16(a)是包括剖面是多邊形狀的實心桿的傳熱管的剖面圖，圖16(b)是圖16(a)的K-K剖面圖。
傳熱構件20可形成為剖面是多邊形狀的實心桿165。圖例中，形成為剖面是大致三角形狀的實心桿165。實心桿165通過進行扭轉，而稜線不與軸線平行地形成為大致螺旋狀。
例如，將內管15設為外徑D5=4.4 mm、內徑D6=4.0 mm，外管13設為外徑6.6 mm、內徑D4=6 mm，間隙支撐構件17設為線徑d1=0.8 mm，支撐構件19設為線徑d2=1 mm，實心桿165的剖面積設為1.8 mm2，如果根據這些數值並根據圖16(a)及圖16(b)所示的傳熱管11的剖面(圖16(b))來求出一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的面積，則一次流路的面積S1約為9.5 mm2，二次流路的面積S2約為12.1 mm2，一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比約為1：1.27。
根據該傳熱構件20，相比於主要僅表背面與熱媒接觸的所述帶板141，例如設為圖例的剖面三角形狀，而可使與熱媒的接觸位置為多個部位，而且稜線為大致螺旋狀，由此形成朝向支撐構件19的流動。尤其通過將剖面形狀設為星形等，且與所述同樣地以螺旋狀扭轉而形成，不會減少流路(流路剖面積)，而可進一步增大與熱媒的接觸面積。由此，可增大傳熱構件20的表面積，從而可提高熱媒與傳熱構件20的熱交換率。
圖17是包括圓桿型的各所述形狀例中端部形成為流線型的傳熱構件的傳熱管的剖面圖。
圓桿型的各所述形狀例的傳熱構件20優選使端部形成為流線形狀。可減少端部中流動的熱媒因來自傳熱構件20表面的漩渦等而引起的剝離或紊亂，可使熱媒的流入及流出變得順暢，且可提高熱媒與內管15內的傳熱效率。
本實施方式的傳熱管11以所述方式構成傳熱管列單元39，可將其作為單體熱交換器而構成，並且如圖18所示，可由多個傳熱管列單元39而構成熱交換器49。
該熱交換器49將所述傳熱管列單元39積層多段而構成。該實施方式中積層為4段。積層配置的多個傳熱管列單元39的一次分支管21的另一端連接於一次入口集管51，二次分支管25的一端連接於二次入口集管55，一次集合管27的一端連接於一次出口集管53，二次集合管29的一端連接於二次出口集管57。積層段數並不限定於圖例的4段，可比4段少也可比4段多，優選包含4段~10段，各個集合管及分支管連接於各集管。
一次入口集管51、二次入口集管55、一次出口集管53及二次出口集管57的軸線方向的一方閉合，在軸線方向的另一方固接旋入式管接頭59。雖省略圖示，但來自熱交換裝置側的一次熱媒供給配管、二次熱媒供給配管、一次熱媒環流配管及二次熱媒環流配管的管接頭包含例如使配管端部擴徑而成的喇叭部、及外插至該喇叭部的外側的帶帽螺母，在將旋入式管接頭59的前端片材面與喇叭部密接的狀態下，帶帽螺母的內螺紋與旋入式管接頭59的外螺紋擰接，由此熱交換器49裝卸自如地安裝在熱交換裝置中。這樣，經由旋入式管接頭59而相對於熱交換裝置裝卸自如地安裝熱交換器49，由此可容易地進行保養(maintenance)時的熱交換器49的更換。
一次入口集管51、二次入口集管55、一次出口集管53、及二次 出口集管57的與旋入式管接頭59的固接端相反側的端部閉合，例如利用底板61而被固定支撐著。另外，在一次入口集管51、二次入口集管55、一次出口集管53、及二次出口集管57的與旋入式管接頭59相反側的端部，也可以固接可與旋入式管接頭59擰接連接的管接頭。通過設為所述兩端接頭結構，而可將熱交換器49更多段地積層。
根據如所述般構成的傳熱管11，構成圖2(a)、圖2(b)、圖7(a)、圖7(b)所示的傳熱管列單元及圖18所示的熱交換器49，由此流入一次入口集管51的一次熱媒進入一次分支管21，並從一次分支管21流入至各內管15。流經內管15的一次熱媒與二次熱媒進行熱交換後，進入一次集合管27，並從一次出口集管53流向外部。流入二次入口集管55的二次熱媒進入二次分支管25，並從二次分支管25流入外管13。流經外管13的二次熱媒與一次熱媒進行熱交換後，進入二次集合管29，並從二次出口集管57流向外部。
對所述構成的熱交換器49的作用進行說明。
熱交換器49中，內管15中流動的熱媒一邊與設置在內管15的內側的傳熱構件20及支撐構件19接觸一邊流動，以前，僅與內管內周面38接觸的內管15內的熱媒的接觸面積增大。熱媒通過與支撐構件19、傳熱構件20進行接觸而利用熱傳遞進行熱交換。經熱交換的熱量利用熱傳導而傳遞至內管15，與流經外管13和內管15的間隙31的另一系統的熱媒進行熱交換。也就是，與傳熱構件20、支撐構件19交換的熱量有助於重新提高熱交換效率。此外，該熱交換器49中，包含外管13及內管15的多個傳熱管11相互平行地構成，且在同一平面上鄰接地排列著。該平面上構成的熱交換器49設為一個單元且可積層多段而構成，從而可在擴大傳熱面積的同時減小接地面積而構成。
此外，本實施方式的傳熱管11除所述熱交換器49外，也可構成圖19、圖20所示的圓筒狀的熱交換器65。
該熱交換器65是將多根該傳熱管11予以成束而構成。各傳熱管11以相互保持規定間隔的方式支撐兩端，且收容在圓筒狀的殼體67內。本實施方式中，如圖19所示，包括圓板形狀的一次隔離壁69與二次隔離壁73，該一次隔離壁69與二次隔離壁73具有矩陣狀地在縱橫方向上成為等間隔的多個內管支撐孔(一次支撐孔)71、外管支撐孔(二次支撐孔)75，利用這些一次隔離壁69、二次隔離壁73而以貫通狀態支撐兩端部分。一次隔離壁69具有設為與內管15的外徑相等的孔徑的內管支撐孔(一次支撐孔)71，且內管15貫通。二次隔離壁73具有設為與外管13相等的孔徑的外管支撐孔(二次支撐孔)75，且外管13貫通。在分別貫通的狀態下，在一次隔離壁69與殼體67的端部壁77之間，在內管15的入口端側形成著一次分支部79，在內管15的出口端側形成著一次集合部81。此外，在一次隔離壁69與二次隔離壁73之間，在外管13的入口端側形成著二次分支部83，在外管13的出口端側形成著二次集合部85。另外，這些傳熱管11的外管13及內管15與各一次隔離壁69、二次隔離壁73的連接也是利用所述焊接來進行，就與配置於外管13與內管15的間隙的間隙支撐構件17的固定而言也同樣，且外管13、內管15的端部在各一次隔離壁69、二次隔離壁73的外側開口。
在殼體67內的兩個二次隔離壁73、二次隔離壁73之間設置著多個整流板87。這些整流板87形成與傳熱管11的長度方向正交的面，並且設為分別在殼體67內具有一部分不與殼體67的內周面接觸的切口狀的通過部89的形狀，例如設為大致半月板(Meniscus)形狀。這些整流板87的通過部89以在殼體67內的軸線方向上交替地定位的方式而設置，由此 在殼體67內形成Z字形蜿蜒的三次流路。另外，各整流板87中包括貫通孔，該貫通孔供各傳熱管11貫通且可支撐這些傳熱管11，對於這些貫通孔與各傳熱管11的外管13而言，也優選進行與所述同樣的焊接固定。
此外，如圖20所示，在殼體67的一端側，在一次分支部79配設著一次入口集管91，在二次集合部85配設著二次出口集管93，並且配設著成為三次流路的入口的三次入口集管95。此外，在殼體67的另一端側，在一次集合部81配設著一次出口集管97，在二次分支部83配設著二次入口集管99，並且配設著成為三次流路的出口的三次出口集管101。
根據如此構成的熱交換器65，流入一次入口集管91的一次熱媒進入一次分支部79，並從一次分支部79流入各內管15。內管15內流動的一次熱媒在與二次熱媒進行熱交換後，進入一次集合部81，並從一次出口集管97流向外部。流入二次入口集管99的二次熱媒進入二次分支部83，並從二次分支部83流向外管13。流經外管13的二次熱媒在與一次熱媒進行熱交換後，進入二次集合部85，並從二次出口集管93流向外部。流入三次入口集管95的三次熱媒進入殼體67，且利用各整流板87蜿蜒而沿外管13的周圍流動。殼體67內流動的三次熱媒在與二次熱媒進行熱交換後，從三次出口集管101流向外部。另外，三次熱媒也可與一次熱媒相同。
在該熱交換器65中，傳熱管11與殼體67內的三次熱媒進行熱交換，因而所述內管15內的一次流路的面積S1與外管13內的二次流路的面積S2的比S1：S2可設定為1：4~1：2，關於位於外管13與內管15的間隙部分的間隙支撐構件17或內管15內的支撐構件19的線徑、傳熱構件20的形狀、剖面積等，也可根據一次流路的面積S1與二次流路的面積S2的比而適當地增減。
因此，根據本實施方式的傳熱管11及熱交換器49，可提高內管 15及該內管15中流動的熱媒的熱交換效率。
11‧‧‧傳熱管
13‧‧‧外管
15‧‧‧內管
17‧‧‧間隙支撐構件
19‧‧‧支撐構件
31‧‧‧間隙
d1、d2‧‧‧線徑
D1‧‧‧捲內徑
D2、D3‧‧‧捲外徑
D4、D6‧‧‧內徑
D5‧‧‧外徑
S1‧‧‧一次流路的面積
S2‧‧‧二次流路的面積
W‧‧‧間隙長度(間隙幅長)

Claims (11)

  1. 一種傳熱管，其特徵在於包括：外管；內管，***至所述外管；間隙支撐構件，配置在所述外管的內周面與所述內管的外周面的間隙內，且包含遍及所述外管的全長而螺旋狀地與所述外管的內周面及所述內管的外周面接觸的線材；以及支撐構件，包含遍及所述內管的全長而螺旋狀地與所述內管的內周面接觸的線材。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的傳熱管，其中所述間隙支撐構件包含捲材，且線徑設為與所述間隙相等。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的傳熱管，其中所述間隙支撐構件包含小徑部與大徑部交替地形成的捲材，線徑比所述間隙小，所述小徑部的捲內徑設為所述內管的外徑，所述大徑部的捲外徑設為所述外管的內徑，且所述內管支撐於所述外管內。
  4. 一種傳熱管，其特徵在於包括：外管；內管，***至所述外管；間隙支撐構件，配置在外管內周面與內管外周面的間隙內，且包含遍及所述外管的全長而螺旋狀地與所述外管內周面及所述內管外周面接觸的線材；支撐構件，包含遍及所述內管的全長而螺旋狀地與內管內周面接觸的線材；以及傳熱構件，遍及所述支撐構件的全長而設置在所述支撐構件的中心， 且至少外周的一部分與所述支撐構件接觸。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的傳熱管，其中所述傳熱構件為在所述支撐構件的長度方向上是長的且螺旋狀地扭轉的帶板。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的傳熱管，其中所述傳熱構件為外周部凸出圓桿，所述外周部凸出圓桿具有在所述支撐構件的長度方向上每隔規定間隔擠壓圓形外周而變形的長圓部。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的傳熱管，其中所述傳熱構件為異徑圓桿，所述異徑圓桿是在所述支撐構件的長度方向上每隔規定間隔使圓形外周由小徑部與大徑部交替形成。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的傳熱管，其中所述傳熱構件為剖面是多邊形狀的實心桿。
  9. 一種熱交換器，其特徵在於：使用如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的傳熱管，所述傳熱管相互平行而配置著多個；將所有內管入口端連接於一次分支管且將所有內管出口端連接於一次集合管而構成一次流路，並且將所有外管入口端連接於二次分支管且將所有外管出口端連接於二次集合管而構成二次流路。
  10. 一種熱交換器，其特徵在於：使用如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的傳熱管，將多根所述傳熱管予以成束，將所述傳熱管的束收容在圓筒形狀的殼體內，將所述內管的入口端彼此及出口端彼此分別連接而構成一次流路，並且將所述外管的入口端彼此及出口端彼此分別連接而構成二次流路，且 在所述殼體內作為三次流路而構成。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的熱交換器，其中在所述殼體內設置著多個整流板，所述整流板具有與所述傳熱管的長度方向正交的面，對各所述傳熱管進行支撐並且使所述三次流路蜿蜒。
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