JP4420117B2 - 熱交換器用伝熱管及びこれを用いた熱交換器 - Google Patents
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Description
0.022{30.7×(Hc/OD)+1.13}(-0.5)≦Hf/ID ≦0.037
を満たすことを特徴とする熱交換器用伝熱管を提供する。
(伝熱管の構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る熱交換器用伝熱管の構造を示す説明図であり、図1(a)は全体図を示し、図1(b)は図1(a)の部分拡大断面図、図1(c)は図1(a)の楕円Aの領域における拡大断面図を示す。
0.022{30.7×(Hc/OD)+1.13}c≦Hf/ID≦0.037
を満たすことを特徴とする。(尚、詳細な検討や考察、それらに応じた数式の導出については、〔本発明の数式の上限について〕、〔本発明の数式の下限について〕を参照のこと。)
(伝熱管の構成)
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る熱交換器用伝熱管の構造を示す説明図である。
0.022{30.7×(Hc/OD)+1.13}(-0.5)≦Hf/ID≦0.037
を満たすようにする。(尚、詳細な検討や考察、それらに応じた数式の導出については、〔本発明の数式の上限について〕、〔本発明の数式の下限について〕を参照のこと。)
(熱交換器の構成)
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る熱交換器の構造を示す説明図である。
(熱交換器の構成)
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る熱交換器の構造を示す説明図である。
(熱交換器の構成)
図5は、本発明の第5の実施の形態に係る熱交換器の構造を示す説明図である。また、図6は、本発明の第6の実施の形態に係る熱交換器の構造を示す説明図である。
(熱交換器の構成)
図7は、本発明の第7の実施の形態に係る熱交換器の構造を示す説明図である。
本発明の実施の形態としては、上記の第1〜7の実施の形態のほか、種々の形態があり、例えば、以下の形態が挙げられる。
図8は、レイノルズ数Reが1000のときの、内面溝が施されていないコルゲート管のHc/ODと伝熱性能の関係(平滑管に対する伝熱性能比)を示したものである。
図13(b)に示すように、比較例3の内面溝付コルゲート管(図11の参考例3にコルゲート加工したもの)は、比較例2の内面平滑コルゲート管より、層流域では却って性能が低下している。同様に、図14に示すように、圧力損失も、比較例3の内面溝付コルゲート管は、比較例2の内面平滑コルゲート管より層流域で低下している。
ところで、実施例1のコルゲート加工前である参考例1は、遷移域で平滑管より性能向上しないため、層流域で流れを整流化するほどにフィンは高くない。しかし、乱流域(レイノルズ数Re:4000以上)でも、高めのレイノルズ数でないと性能は上がらない。これは、フィンが低いため、乱流境界層に隠れてしまうためである。
(レイノルズ数Re=4000の場合)
δ*=0.018k-0.5
∴2δ*=0.036k-0.5
(レイノルズ数Re=7000の場合)
δ*=0.011k-0.5
∴2δ*=0.022k-0.5
ここで、コルゲート管の圧力損失と平滑管比(図10)は、0.04<Hc/ODで直線的に増加するので、圧力損失比kとHc/ODの関係式は次の数6のようになる。
2 内面溝
10 内面溝付コルゲート管
Claims (3)
- 熱交換器を構成する水管として使用されるコルゲート形状の伝熱管であって、
前記コルゲート管内面には螺旋状の内面溝が形成されており、
前記コルゲート形状のコルゲート溝深さをHc、コルゲート外径をODとすると、
0.04≦Hc/OD≦0.1を満たし、さらに、
前記内面溝のフィン高さをHf、管の最大内径をIDとすると、
0.022{30.7×(Hc/OD)+1.13}(-0.5)≦Hf/ID ≦0.037
を満たすことを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 熱交換器を構成する水管として使用されるコルゲート形状の伝熱管であって、
前記コルゲート管内面には螺旋状の内面溝が形成されており、
前記コルゲート形状のコルゲート溝深さをHc、コルゲート外径をODとすると、
0.04≦Hc/OD≦0.1を満たし、さらに、
前記内面溝のフィン高さをHf、管の最大内径をIDとすると、
0.036{30.7×(Hc/OD)+1.13} (-0.5) ≦Hf/ID ≦0.037
を満たすことを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項1又は2のいずれか記載の熱交換器用伝熱管を備えたことを特徴とする熱交換器。
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