JP3466409B2 - 内面溝付伝熱管 - Google Patents
内面溝付伝熱管Info
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Description
アコン等の冷凍空調機器に使用される空冷式熱交換器等
の凝縮器及び蒸発器に使用され、管内面に溝を形成した
内面溝付伝熱管に関する。 【０００２】 【従来の技術及びその問題点】空冷式熱交換器の凝縮器
には、管内面に螺旋状の溝を形成して熱伝達効率を向上
させた内面溝付伝熱管が使用されている。そして、この
内面溝付伝熱管の伝熱効率を向上させるために、溝の深
さを深くする深溝化、溝のリード角度を大きくする高リ
ード角化及び溝の数を増やす多溝化等の手段が採用され
ている。 【０００３】しかし、深溝化しようとすると、内面溝付
管の生産速度が低下してしまうと共に、工具寿命が短く
なるという欠点がある。また、伝熱管を熱交換器に組み
立てる際には、平行に配置した複数個のフィンの穴に、
伝熱管を挿通した後、この伝熱管を拡開してフィンと伝
熱管とを接合する。この拡開工程においては、伝熱管の
内側にマンドレルを配置して伝熱管を機械的に拡開す
る。このため、溝の深さを深くすると、山形状がつぶれ
やすく、熱交換器として期待する性能を得にくい。 【０００４】また、高リード角化すると、凝縮性能は向
上するものの、圧力損失が著しく増大する。このため、
この熱交換器を組み込んだ空調機等の入力動力を増加さ
せたり、空気との温度差が小さくなる。従って、熱交換
器としての性能も低下する。 【０００５】更に、多溝化のみでは、溝間に形成される
媒体液滞留可能空間の断面積が小さくなり、媒体液の排
出性が低下し、その結果、凝縮性能が低下する。 【０００６】一方、多溝化は前記溝間に滞留する媒体液
の深さを深くする。このため、伝熱管を蒸発器に使用す
ると、蒸発時の媒体液の液膜が厚くなり、蒸発性能を低
下させる。 【０００７】更にまた、溝の山形状を特定してフィンの
つぶれを抑制する方法がある（特開平４−２６０７９３
号公報）が、山頂幅が小さく、山頂角が小さい場合は、
フィンが倒れて所定の性能が得られない。一方、山頂幅
を広くした場合は、必然的に溝間の断面積が小さくな
り、凝縮性能及び蒸発性能が低下する。 【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、管内面の表面積が大きいと共に、媒体液の
排出性が良好であり、凝縮及び蒸発の双方において伝熱
性能が優れている内面溝付伝熱管を提供することを目的
とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明に係る内面溝付伝
熱管は、管外径が６乃至１０ｍｍであり管内面に管軸方
向に傾斜する螺旋状の複数の平行溝を形成した内面溝付
伝熱管において、管外径をＤ（ｍｍ）としたとき、前記
溝は管軸方向に直交する断面において、−１．７１×Ｄ
２＋３２．３×Ｄ−８２個以上、−１．７１×Ｄ ２ ＋３
２．３×Ｄ−６６個以下設けられ、隣り合う２個の溝の
間に形成される山形状の山頂角は３０°以下であり、前
記山形状は頂部に平坦部が形成された台形状であること
を特徴とする。 【００１０】本発明に係る内面溝付伝熱管は、管内面に
形成された平行溝の数を、−１.７１×Ｄ2＋３２.３×
Ｄ−８２個以上と従来より多溝化しているので、凝縮性
能が優れている。更に、前記管を用いて熱交換器を組み
立てるために管にマンドレルを配置して拡管する際に、
前記山形状１個当たりに受ける圧力が低減されるので、
拡管の際に山形状がつぶれにくくなる。しかし、このよ
うに多溝化すると、上述のように溝間の断面積が小さく
なるため、凝縮性能が低下してしまう。また、媒体液滞
留可能空間に厚い媒体液膜が形成されやすくなるため、
蒸発性能が低下してしまう。 【００１１】そこで、本発明においては、管内面の溝の
数を増やすと共に、山形状の山頂角を３０°以下とする
ことにより、溝底部の長さを広くし、溝間の断面積を大
きくし媒体液の排出性を向上させ、媒体液を薄く広く滞
留させることができる。このため、本発明においては、
凝縮性能及び蒸発性能を向上することができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の
実施例に係る内面溝付伝熱管を示す横断面図であり、図
２は図１の溝部を拡大した断面図である。図１に示すよ
うに、管内面には管円周方向に５０個以上の溝１が形成
されている。そして、図１及び２に示すように、溝１の
深さは全ての溝について共通である。また、隣り合う２
個の溝１の間には山形状２が形成され、山形状２の山頂
角θは３０°以下である。 【００１３】次に、本発明に係る内面溝付伝熱管の上記
の数値限定理由について説明する。 【００１４】山頂角：３０°以下 山頂角の大きさにより蒸発伝熱効率及び凝縮伝熱効率が
大きく変化する。図３は横軸に山頂角の角度（°）をと
り、縦軸に平滑管に対する管内熱伝達率をとって両者の
関係を示すグラフ図である。なお、図３において、●は
凝縮時の管内熱伝達率を示し、■は蒸発時の管内熱伝達
率を示している。山形状の山頂角が３０°を超えると、
溝間の媒体滞留可能空間に形成される液膜の厚さが厚く
なり、蒸発熱伝達率及び凝縮熱伝達率が著しく低下す
る。従って、山形状の山頂角は３０°以下とする。 【００１５】溝の数：−１.７１×Ｄ2＋３２.３×Ｄ−
８２個以上 山頂角を小さくすると、拡管の際に山形状が潰れる量が
増加したり、山形状が倒れたりする。管内の溝の数を増
やすことにより、山形状１個当たりにかかる力を小さく
し、山形状の潰れ及び倒れを防止することができる。図
４は横軸に管外径をとり、縦軸に溝の数をとって、山頂
角が２５°のときに山形状が倒れない範囲を示すグラフ
図である。図４において、斜線で示された領域では、山
形状が倒れることがない。管の管軸方向に直交する断面
における溝の数が、管外径をＤ（ｍｍ）としたとき、−
１.７１×Ｄ2＋３２.３×Ｄ−８２個未満であると、管
内面の表面積が小さいので凝縮性能が低い。また、熱交
換器を形成するために管にマンドレルを配置して拡管す
る際に、山形状１個当たりに受ける圧力が大きくなり、
山形状がつぶれやすくなる。従って、管の管軸方向に直
交する断面における溝の数は−１.７１×Ｄ2＋３２.３
×Ｄ−８２個以上とする。 【００１６】本発明に係る内面溝付伝熱管においては、
管内面の溝を多溝化しているので、凝縮性能が優れてお
り、熱交換器を形成する際に山形状がつぶれにくい。更
に、多溝化と共に、山形状の山頂角を小さくしているの
で、山間の溝断面積が大きく、多溝化による蒸発性能の
低下を防止することができる。 【００１７】なお、内面溝付伝熱管の管径は特に限定さ
れるものではないが、蒸発性能及び凝縮性能が優れてい
るものとするために、表１に示す内面溝付伝熱管を用い
ることが望まれる。 【００１８】 【表１】 【００１９】 【実施例】次に、本発明の実施例について、その特許請
求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。 【００２０】第１実施例 先ず、表２に示す形状の実施例１乃至３及び比較例４乃
至６の内面溝付管をリン脱酸銅管より製造した。 【００２１】 【表２】 【００２２】次に、各実施例及び比較例の内面溝付管に
ついて、冷媒質量速度を２６０ｋｇｆ／ｃｍ2として、
蒸発時においては蒸発温度を７.５℃、膨張弁前温度を
４０℃、過熱度を５℃として、凝縮時においては凝縮温
度を４５℃、入口温度を７０℃、過冷却度を５℃とし
て、管内熱伝達率を測定した。この結果を内面に溝を有
しない平滑管のそれを基準として表３に示す。 【００２３】 【表３】 【００２４】そして、各実施例及び比較例の内面溝付管
にマンドレルを配置して拡管した。拡管後の各内面溝付
管の形状を表４に示す。 【００２５】 【表４】【００２６】次に、拡管前と同様にして、管内熱伝達率
を測定した。この結果を表５に示す。 【００２７】 【表５】 【００２８】表４及び５に示すように、実施例１乃至３
においては、管内面の溝の数が本発明で規定した範囲内
であるので、溝深さの減少が極めて小さい。また、蒸発
性能及び凝縮性能も安定している。 【００２９】一方、比較例４乃至６においては管内面の
溝の数が本発明範囲の下限未満であるので、溝深さの減
少が大きく、山形状が傾くこともあった。また、凝縮性
能も大きく低下している。 【００３０】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溝の数を増やすと共に、山形状の山頂角を小さくしてい
るので、管内面の表面積が大きいと共に、媒体液の排出
性が良好であり、凝縮性能及び蒸発性能が優れている内
面溝付管を得ることができる。
断面図である。 【図２】図１の溝部を拡大した断面図である。 【図３】横軸に山頂角の角度（°）をとり、縦軸に平滑
管に対する管内熱伝達率をとって両者の関係を示すグラ
フ図である。 【図４】横軸に管外径をとり、縦軸に溝の数をとって、
山頂角が２５°のときに山形状が倒れない範囲を示すグ
ラフ図である。 【符号の説明】 １；溝 ２；山形状
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 管外径が６乃至１０ｍｍであり管内面に
管軸方向に傾斜する螺旋状の複数の平行溝を形成した内
面溝付伝熱管において、管外径をＤ（ｍｍ）としたと
き、前記溝は管軸方向に直交する断面において、−１．
７１×Ｄ２＋３２．３×Ｄ−８２個以上、−１．７１×
Ｄ ２ ＋３２．３×Ｄ−６６個以下設けられ、隣り合う２
個の溝の間に形成される山形状の山頂角は３０°以下で
あり、前記山形状は頂部に平坦部が形成された台形状で
あることを特徴とする内面溝付伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06639197A JP3466409B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 内面溝付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06639197A JP3466409B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 内面溝付伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260000A JPH10260000A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3466409B2 true JP3466409B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=13314484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06639197A Expired - Lifetime JP3466409B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 内面溝付伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3466409B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4651366B2 (ja) | 2004-12-02 | 2011-03-16 | 住友軽金属工業株式会社 | 高圧冷媒用内面溝付伝熱管 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP06639197A patent/JP3466409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10260000A (ja) | 1998-09-29 |
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