JPH0579783A - 内面溝付伝熱管 - Google Patents
内面溝付伝熱管Info
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- JPH0579783A JPH0579783A JP16762591A JP16762591A JPH0579783A JP H0579783 A JPH0579783 A JP H0579783A JP 16762591 A JP16762591 A JP 16762591A JP 16762591 A JP16762591 A JP 16762591A JP H0579783 A JPH0579783 A JP H0579783A
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- Japan
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- groove
- heat transfer
- tube
- transfer tube
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝熱性能に優れ、単重を軽減した内面溝付伝
熱管を提供する。 【構成】 管外径 9.5〜10mmで内面に螺旋状溝を有し、
溝の管軸に対する捩じれ角度 (α) が16〜22度、溝深さ
(Hf)と管内径(Di)の比(Hf/Di) が 0.023〜0.025、溝底
部から外径までの肉厚(Tf)が 0.025〜0.35mmの管内流体
が相変化を行う伝熱管において、軸直角断面での溝底幅
(W) と溝深さ(Hf)の比(W/Hf)を1.22〜1.27とし、溝間に
形成された山部の頂角 (γ) を溝直角断面で50〜55度に
設定した形状を特徴とする。
熱管を提供する。 【構成】 管外径 9.5〜10mmで内面に螺旋状溝を有し、
溝の管軸に対する捩じれ角度 (α) が16〜22度、溝深さ
(Hf)と管内径(Di)の比(Hf/Di) が 0.023〜0.025、溝底
部から外径までの肉厚(Tf)が 0.025〜0.35mmの管内流体
が相変化を行う伝熱管において、軸直角断面での溝底幅
(W) と溝深さ(Hf)の比(W/Hf)を1.22〜1.27とし、溝間に
形成された山部の頂角 (γ) を溝直角断面で50〜55度に
設定した形状を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機、冷凍機、
ボイラー等の熱交換器に使用する伝熱管、とくに管内を
流れる流体が相変化を行う用途に適した内面溝付伝熱管
に関する。
ボイラー等の熱交換器に使用する伝熱管、とくに管内を
流れる流体が相変化を行う用途に適した内面溝付伝熱管
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１および図２に示すように、内面溝付
伝熱管１は、例えば銅管などの金属管内面に多数の螺旋
状溝２を加工して山部（フィン）３を形成したたもので
あり、管内を流れる流体が液相−気相間の相変化を行う
用途に使用されている。例えば液体の蒸発について説明
すると、管内を一定速度以上で流れる液体は、微細な溝
の毛細管作用と流速による力で螺旋状の溝をかけ上がっ
て環状流となり、管内全体で蒸発が促進される。
伝熱管１は、例えば銅管などの金属管内面に多数の螺旋
状溝２を加工して山部（フィン）３を形成したたもので
あり、管内を流れる流体が液相−気相間の相変化を行う
用途に使用されている。例えば液体の蒸発について説明
すると、管内を一定速度以上で流れる液体は、微細な溝
の毛細管作用と流速による力で螺旋状の溝をかけ上がっ
て環状流となり、管内全体で蒸発が促進される。
【０００３】このような相変化状態において、内面溝付
伝熱管の性能を決定する要因としては、内面の凹凸によ
る流体の撹拌効果、内表面積の増大による伝熱促進効
果、凹凸部における液線変動効果等が考えられる。表１
に現在使用されている内面溝付伝熱管の代表的な形状の
例を示す（特開昭60-142195 号公報参照）。なお、これ
ら各寸法は図１および図３で示した箇所を指すものであ
る。
伝熱管の性能を決定する要因としては、内面の凹凸によ
る流体の撹拌効果、内表面積の増大による伝熱促進効
果、凹凸部における液線変動効果等が考えられる。表１
に現在使用されている内面溝付伝熱管の代表的な形状の
例を示す（特開昭60-142195 号公報参照）。なお、これ
ら各寸法は図１および図３で示した箇所を指すものであ
る。
【０００４】
【表１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】表１に示す伝熱管は一
応の性能を有し、現在実用化されているものであるが、
さらに熱交換器の小型化、軽量化および低コスト化の要
求が強く、一層の性能向上が望まれている。
応の性能を有し、現在実用化されているものであるが、
さらに熱交換器の小型化、軽量化および低コスト化の要
求が強く、一層の性能向上が望まれている。
【０００６】本発明は内面螺旋溝付伝熱管の伝熱性能と
溝形状および溝間に形成される山部（フィン）の形状と
の相関性を多面的に検討した結果として開発されたもの
で、その目的は伝熱性能が優れかつ単重を軽減した内面
溝付伝熱管を提供することにある。
溝形状および溝間に形成される山部（フィン）の形状と
の相関性を多面的に検討した結果として開発されたもの
で、その目的は伝熱性能が優れかつ単重を軽減した内面
溝付伝熱管を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による内面溝付伝熱管は、管外径 9.5〜10mm
で内面に螺旋状の溝を有し、溝の管軸に対する捩じれ角
度が16〜22度、溝深さ(Hf)と管内径(Di)の比( Hf/Di)が
0.023〜0.025 、溝底部から外径までの肉厚(Tf)が0.25
〜0.35mmであり、管内流体が相変化を行う伝熱管におい
て、軸直角断面での溝底幅(W) と溝深さ(Hf)の比(W/Hf)
を1.22〜1.27とし、溝間に形成された山部の頂角を溝直
角断面で50〜55度としたことを構成上の特徴とする。
めの本発明による内面溝付伝熱管は、管外径 9.5〜10mm
で内面に螺旋状の溝を有し、溝の管軸に対する捩じれ角
度が16〜22度、溝深さ(Hf)と管内径(Di)の比( Hf/Di)が
0.023〜0.025 、溝底部から外径までの肉厚(Tf)が0.25
〜0.35mmであり、管内流体が相変化を行う伝熱管におい
て、軸直角断面での溝底幅(W) と溝深さ(Hf)の比(W/Hf)
を1.22〜1.27とし、溝間に形成された山部の頂角を溝直
角断面で50〜55度としたことを構成上の特徴とする。
【０００８】本発明における数値限定理由を説明する。
前提となる形状は管外径(D) が 9.5〜10mmで内面に螺旋
状の溝を有し、溝の管軸に対する捩じれ角度（リード角
α）が16〜22度、溝深さ(Hf)と管内径(Di)の比(Hf/Di)
が 0.023〜0.025 、溝底部から外径までの肉厚（底肉厚
Tf) が0.25〜0.35mmのものである。このうち、(Hf/Di)
比の範囲は主として伝熱管の性能面から選択され、溝の
リード角は伝熱管の製造の容易さも考慮して決定され
る。本発明の伝熱管においては、これらの前提的要件に
後述する溝部および山部の形状的要件を組合わせること
によって最大の伝熱性能が得られる。
前提となる形状は管外径(D) が 9.5〜10mmで内面に螺旋
状の溝を有し、溝の管軸に対する捩じれ角度（リード角
α）が16〜22度、溝深さ(Hf)と管内径(Di)の比(Hf/Di)
が 0.023〜0.025 、溝底部から外径までの肉厚（底肉厚
Tf) が0.25〜0.35mmのものである。このうち、(Hf/Di)
比の範囲は主として伝熱管の性能面から選択され、溝の
リード角は伝熱管の製造の容易さも考慮して決定され
る。本発明の伝熱管においては、これらの前提的要件に
後述する溝部および山部の形状的要件を組合わせること
によって最大の伝熱性能が得られる。
【０００９】本発明における第１の形状的要件は、軸直
角断面での溝底幅(W) と溝深さ、換言すればフィン高さ
(Hf)の比(W/Hf)を1.22〜1.27の範囲に限定することであ
る。(W/Hf)比が1.22未満の場合は、管内流体の凝縮時凝
縮液が溝部に溜まった際、フィン部が埋没し易くなり凝
縮能力が低下する。また、(W/Hf)比が1.27を越えると管
内表面積が小さくなって伝熱性能が低くなる。例えば山
部の数（フィン数）を減らすと(W/Hf)は大となり、本発
明の特定範囲を外れることになる。
角断面での溝底幅(W) と溝深さ、換言すればフィン高さ
(Hf)の比(W/Hf)を1.22〜1.27の範囲に限定することであ
る。(W/Hf)比が1.22未満の場合は、管内流体の凝縮時凝
縮液が溝部に溜まった際、フィン部が埋没し易くなり凝
縮能力が低下する。また、(W/Hf)比が1.27を越えると管
内表面積が小さくなって伝熱性能が低くなる。例えば山
部の数（フィン数）を減らすと(W/Hf)は大となり、本発
明の特定範囲を外れることになる。
【００１０】本発明における第２の形状的要件は、山部
（フィン）の頂角（γ）を溝直角断面で50〜55度に設定
することである。一般に蒸発、凝縮ともにフィンの頂角
（γ）が小さいほど伝熱性能は向上するが、伝熱管製造
時のフィン加工性も考慮して50〜55度の範囲に限定す
る。
（フィン）の頂角（γ）を溝直角断面で50〜55度に設定
することである。一般に蒸発、凝縮ともにフィンの頂角
（γ）が小さいほど伝熱性能は向上するが、伝熱管製造
時のフィン加工性も考慮して50〜55度の範囲に限定す
る。
【００１１】
【作用】本発明では、溝直角断面での溝底幅(W) とフィ
ン高さ(Hf)の比(W/Hf)を上記の範囲に限定することで溝
形状を特定し、この特定された溝形状と頂角の限定され
たフィン形状とを組合わせることによって伝熱を促進
し、凹凸部の流線を適度に保って性能を向上させ、しか
も単重が軽く、管製造時の加工性も支障のない内面溝付
伝熱管を得ることが可能となる。
ン高さ(Hf)の比(W/Hf)を上記の範囲に限定することで溝
形状を特定し、この特定された溝形状と頂角の限定され
たフィン形状とを組合わせることによって伝熱を促進
し、凹凸部の流線を適度に保って性能を向上させ、しか
も単重が軽く、管製造時の加工性も支障のない内面溝付
伝熱管を得ることが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００１３】実施例１ 冷媒としてフレオン−Ｒ２２を使用し、表２の条件によ
り表３に示す形状の内面螺旋溝付管に冷媒流量を変えて
流入し、蒸発試験および凝縮試験をおこなった。
り表３に示す形状の内面螺旋溝付管に冷媒流量を変えて
流入し、蒸発試験および凝縮試験をおこなった。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】上記の試験により得られた伝熱管の冷媒流
量と蒸発熱伝達率の関係を図４に、冷媒流量と凝縮伝達
率の関係を図５に示した。
量と蒸発熱伝達率の関係を図４に、冷媒流量と凝縮伝達
率の関係を図５に示した。
【００１７】実施例２ 表３に示す形状の内面螺旋溝付伝熱管において、フィン
幅（溝幅）を変えて軸直角断面での溝幅(W) とHfの比(W
/Hf)を変化させた伝熱管について実施例１と同じ条件で
凝縮試験を行った。但し、冷媒流量は50kg/hとした。そ
の結果を図６に示した。
幅（溝幅）を変えて軸直角断面での溝幅(W) とHfの比(W
/Hf)を変化させた伝熱管について実施例１と同じ条件で
凝縮試験を行った。但し、冷媒流量は50kg/hとした。そ
の結果を図６に示した。
【００１８】比較例１ 表３に示す形状の内面螺旋溝付伝熱管および内面螺旋溝
のない外径9.52mm、内径8.52mmの平滑銅管を製作し、実
施例１と同じ条件で蒸発試験および凝縮試験をおこなっ
た。その結果を、図４および図５に併せて示した。
のない外径9.52mm、内径8.52mmの平滑銅管を製作し、実
施例１と同じ条件で蒸発試験および凝縮試験をおこなっ
た。その結果を、図４および図５に併せて示した。
【００１９】図４および図５の結果から、本発明の実施
例は比較例に比べ、とくに凝集時の熱伝導率が向上して
いることが認められる。また、図６の結果から(W/Hf)比
1.25付近にピークが存在することが判る。
例は比較例に比べ、とくに凝集時の熱伝導率が向上して
いることが認められる。また、図６の結果から(W/Hf)比
1.25付近にピークが存在することが判る。
【００２０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば優れた伝
熱性能を有し、かつ従来品に比べ単重を軽減した内面溝
付伝熱管を提供することができ、熱交換器のコスト低下
に寄与することができる。
熱性能を有し、かつ従来品に比べ単重を軽減した内面溝
付伝熱管を提供することができ、熱交換器のコスト低下
に寄与することができる。
【図１】内面溝付伝熱管の形状を示す縦断面図である。
【図２】内面溝付伝熱管の形状を示す横断面図である。
【図３】内面溝付伝熱管の形状を示す横断面一部拡大説
明図図である。
明図図である。
【図４】冷媒流量と蒸発熱伝達率の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】冷媒流量と凝縮熱伝達率の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】溝幅と溝深さの比と凝縮熱伝達率の関係を示す
グラフである。
グラフである。
１ 内面溝付伝熱管 ２ 螺旋状溝 ３ 山部（フィン）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昌彦 愛知県宝飯郡一宮町大木新道100番地 住 友軽金属工業株式会社伸銅所内
Claims (1)
- 【請求項１】 管外径 9.5〜10mmで内面に螺旋状の溝を
有し、溝の管軸に対する捩じれ角度が16〜22度、溝深さ
(Hf)と管内径(Di)の比( Hf/Di)が 0.023〜0.025、溝底
部から外径までの肉厚(Tf)が0.25〜0.35mmであり、管内
流体が相変化を行う伝熱管において、軸直角断面での溝
底幅(W) と溝深さ(Hf)の比(W/Hf)を1.22〜1.27とし、溝
間に形成された山部の頂角を溝直角断面で50〜55度とし
たことを特徴とする内面溝付伝熱管。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16762591A JPH0579783A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 内面溝付伝熱管 |
| FI922701A FI922701A (fi) | 1991-06-11 | 1992-06-10 | Vaermeoeverfoeringsroer med raefflad inre yta |
| EP92109811A EP0518312A1 (en) | 1991-06-11 | 1992-06-11 | Heat transfer tube with grooved inner surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16762591A JPH0579783A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 内面溝付伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579783A true JPH0579783A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=15853262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16762591A Pending JPH0579783A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 内面溝付伝熱管 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0518312A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0579783A (ja) |
| FI (1) | FI922701A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271220A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | ガスクーラー用内面溝付伝熱管 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5332034A (en) * | 1992-12-16 | 1994-07-26 | Carrier Corporation | Heat exchanger tube |
| FR2706197B1 (fr) * | 1993-06-07 | 1995-07-28 | Trefimetaux | Tubes rainurés pour échangeurs thermiques d'appareils de conditionnement d'air et de réfrigération, et échangeurs correspondants. |
| US6164370A (en) * | 1993-07-16 | 2000-12-26 | Olin Corporation | Enhanced heat exchange tube |
| JPH08128793A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-21 | Toshiba Corp | 内部フィン付伝熱管とその製造方法 |
| JP2001241877A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付管及びその製造方法 |
| FR2837270B1 (fr) | 2002-03-12 | 2004-10-01 | Trefimetaux | Tubes rainures a utilisation reversible pour echangeurs thermiques |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044797A (en) * | 1974-11-25 | 1977-08-30 | Hitachi, Ltd. | Heat transfer pipe |
| JPS60142195A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Hitachi Cable Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| DE3414230A1 (de) * | 1984-04-14 | 1985-10-24 | Ernst Behm | Waermetauscherrohr |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP16762591A patent/JPH0579783A/ja active Pending
-
1992
- 1992-06-10 FI FI922701A patent/FI922701A/fi not_active Application Discontinuation
- 1992-06-11 EP EP92109811A patent/EP0518312A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271220A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | ガスクーラー用内面溝付伝熱管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI922701A (fi) | 1992-12-12 |
| EP0518312A1 (en) | 1992-12-16 |
| FI922701A0 (fi) | 1992-06-10 |
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