JPH0849992A - 内面溝付伝熱管 - Google Patents
内面溝付伝熱管Info
- Publication number
- JPH0849992A JPH0849992A JP20272894A JP20272894A JPH0849992A JP H0849992 A JPH0849992 A JP H0849992A JP 20272894 A JP20272894 A JP 20272894A JP 20272894 A JP20272894 A JP 20272894A JP H0849992 A JPH0849992 A JP H0849992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- tube
- groove
- fin
- grooves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
いて、管軸直角断面で台形溝間に頂角10〜30°の山
形突条部が形成され、溝深さ(H)が管内径( Di )と
の比でH/Di =0.04〜0.05、管軸直角断面で
の各溝の断面積(S)が溝深さ(H)との比でS/H=
0.2〜0.4に形成され、且つ溝の傾斜面部と溝底間
に曲率半径がRの円弧状部が設けられ、該円弧状部が溝
深さ(H)との比でH/R=4〜10に形成される。 【効果】 管内熱伝達率が向上し、成形加工上も問題が
ない内面溝付伝熱管が提供される。
Description
空調機、冷凍機などの熱交換器のうち、管内流体が相変
化を行う熱交換器に装着するのに適した内面溝付伝熱管
の改良に関する。
すように、銅管などの金属管2の内面に、断面が三角形
状や台形状の連続ら旋溝3(ら旋角α)を設けたもので
ある。断面台形状のら旋溝を形成した内面溝付伝熱管が
現在広く使用されているが、この伝熱管1の管内熱伝達
率の向上については、特公平4-21117 号公報に記載され
ているように、溝間に形成される山形突起部(フィン)
4の高さ(H)が高く、フィン4の頂角(γ)が小さい
方が良好である。
所定寸法に抽伸加工した後、管内部に溝付けプラグを挿
入し、管外に配設された転造ロールやボールを管の周り
に回転させ、管を溝付けプラグに向けて圧縮し、管を縮
径するとともに管内面に内面溝を形成することにより行
われる。このような内面溝の成形加工において、溝間の
フィン4の高さを高く、その頂角(γ)を小さくしてい
くと、フィン部に材料が充填され難くなり、またフィン
部に割れが発生したり、溝付けプラグの溝が狭く且つ深
くなるため、溝付きプラグが破損するなどの問題も生じ
易く、加工性が低下する。
状は、フィン4の高さが、フィン高さ( H)と管内径
(Di ) の比としてH/Di ≦0.04、管軸直角断面
での溝部断面積(S )とフィン高さ( H)との比とし
て、0.2≦S/H≦0.4、フィン頂角(γ)が管軸
直角断面でγ≧40°が限界であり、現状ではこの範囲
の内面溝付伝熱管が量産、使用されている。図2におい
て、Do は管外径、TF は底肉厚である。
(γ)を小さくし、スリムなフィン形状とした場合で
も、成形加工時のメタルフローを改善し満足すべき材料
充填を達成するために、図2に示すように、溝底部5と
フィン部傾斜直線部6との間に円弧状部7を設け、円弧
状部7の曲率半径Rを1.5≦H/R≦4(H:フィン
高さ=溝深さ)の関係を満足する値とすることも提案さ
れている。(特開平5-141890号公報)
ても、フィンの高さは、フィン高さ(H)と管内径(D
i ) の比としてH/Di ≦0.04、フィン頂角(γ)
は、管軸直角断面で35°≦γ≦50°であり、形状的
に従来のものと大きく変わっておらず、顕著な伝熱性能
の改善効果は得られない。
状の連続ら旋溝を有する内面溝付伝熱管における上記従
来の問題点を解消するために、溝部、溝間の形成される
フィン部の形状寸法、成形加工性および伝熱性能の相互
関係について種々の面から検討を重ねた結果としてなさ
れたものであり、その目的は、成形加工性を低下させず
に、さらにスリムなフィン形状とすることができ、伝熱
性能に優れた内面溝付伝熱管を提供することにある。
めの本発明による内面溝付伝熱管は、管内面にら旋状の
台形溝を有する伝熱管において、管軸直角断面で台形溝
間に頂角10〜30°の山形突起部が形成され、溝深さ
(H)が管内径(Di ) との比でH/Di =0.04〜
0.05、管軸直角断面での各溝の断面積(S)が溝深
さ(H)との比でS/H=0.2〜0.4に形成され、
且つ溝の傾斜部と溝底間に曲率半径Rの円弧状部が設け
られ、該円弧状部が溝深さ(H)との比でH/R=4〜
10に形成されることを構成上の特徴とする。
と、図3に示すように、冷媒液8の液面は、溝3内にお
いて冷媒液8の凝集力およびフィンの側面と冷媒液間に
働く力により水平ではなく湾曲した状態となる。このと
き形成されるメニスカス液膜9は、他の部分に比べ液膜
厚さが薄くなり良好な熱伝達が可能となる。このメニス
カス液膜の形成のし易さが管内熱伝達率の向上に寄与す
る。
溝間に形成される山形突起部(フィン)の頂角(γ)を
10〜30°、さらに好ましくは10〜25°と従来よ
り小さく形成する。フィン頂角を小さくするとメニスカ
ス液膜は形成し易くなり、また液膜全体に薄くなって、
凝縮、蒸発ともに熱伝達率が向上するが、フィン頂角が
小さ過ぎると、メニスカス液膜は形成されてもフィン部
の断面積が減少してフィン効率が低下し伝熱性能をわる
くする。本発明においては下限を10°とするのが好ま
しい。フィン頂角が大きくなり過ぎると、冷媒液の液膜
が厚くなって熱抵抗が増加する傾向があるので、本発明
においては30°を上限とするのが望ましく、25°以
下とするのがさらに望ましい。
り深く、すなわちフィン高さを従来より高く形成する。
溝深さ(H)を深くし、フィン高さを大きくすると、溝
の断面積(S)が大きくなって伝熱に関与する面積が増
え、メニスカス液膜も形成し易くなるが、フィンが高過
ぎると、冷媒液の液膜が厚くなり熱抵抗が増加する。ま
た、フィンの先端部には液膜が形成されず、伝熱に寄与
しない乾いている部分が多くなる。フィン高さが小さい
とメニスカス液膜が形成し難くなる。本発明の内面溝付
伝熱管において最も効率的な伝熱性能を達成するために
は、台形溝の溝深さ(山形突起部高さ=フィン高さ)
(H)を、溝深さ(H)と管内径(Di )との比でH/
Di =0.04〜0.05、管軸直角断面での各溝の断
面積(S)と溝深さ(H)との比でS/H=0.2〜
0.4となるよう形成するのが好ましい。
的特徴は、図2における溝の斜面部6と溝底部7との間
に形成される円弧状部7を特定範囲の曲率半径とするこ
とにある。円弧状部7を設けることにより、フィンの頂
角を小さくしてもフィン部断面積が減少せずフィン効率
も低下しないが、曲率半径(R)が大きくなり過ぎる
と、溝断面積が減少して冷媒液膜が厚くなり熱抵抗が増
加する。本発明においては、溝深さ(H)との比でH/
R=4〜10、さらに好ましくはH/R=5〜10とな
るような曲率半径を有する円弧状部を設けるのが好まし
い。
mの内面溝付伝熱管に適用した場合に最も効果的な性能
を達成することができる。内面溝のねじれ角αは10〜
30°の範囲のものが有効である。このような内面溝付
伝熱管の製造方法としては、素材となる銅管が大径、例
えば9.5mm程度の段階で溝付け加工した後、製品寸
法まで空引き抽伸する方式を採用するのが好ましい。こ
の加工方式と、特定の曲率半径を有する円弧状部を設け
るという本発明の形状的特徴との組合わせによって、フ
ィン割れなどの内面欠陥を生じることなくフィン部に材
料が充填され、寸法精度の良好な内面溝付管を製造する
ことができる。
5、S/H=0.2〜0.4となるよう溝深さ(フィン
高さ)を大きくし、フィン頂角を10〜30°とし、溝
傾斜部と溝底部の間に、H/R=4〜10を満足する曲
率半径Rを有する円弧状部を形成することにより、メニ
スカス液膜の形成が促進されて管内熱伝達率が向上する
とともに、成形加工上の制約を受けることなしに精度の
優れた内面溝付伝熱管を得ることが可能となる。
成形加工性、伝熱性能を調査した。成形加工性は、フィ
ン充填率、フィン割れなどの内面欠陥の発生、溝付き工
具の破損などの観点から総合判断したが、いずれの試験
材においても、従来のもの(試験材J)と比べて、同等
の優れた成形加工性を示した。
材のJについて、伝熱性能の測定を行った。伝熱性能の
測定方法は、図4に示す装置を使用して行った。試験部
は長さ4mの水冷向流二重管式熱交換器を用い、供試管が
二重管の中央部に位置するようセットした。外管の内径
は16.00mm で、供試管内にはフロン(R-22)を、環状部に
は水を向流させて熱交換を行わせた。試験条件を表3に
示す。
熱量Q(Kcal/h)を下記(1) 式により測定した。 Q=GW ・CP ・|tw1−tw2| ……(1) (1) 式においてGW は水の流量( kg/h) 、CP は水の比
熱(kcal/kg℃) 、tw1は水入口温度( ℃) 、tw2は
水出口温度( ℃) である。
m2h ℃) を求めた。 K=Q/(AO ・Δtm) ……(2) (2) 式においてAO は供試管外表面積(m2)、Δtmは対
数平均温度差( ℃) である。
蒸気温度( 凝縮温度)(℃) 、tr2は冷媒の出側圧力基
準飽和蒸気温度( 蒸発温度)(℃) である。
を下記(4) 式によって計算し、管内熱伝達率αi (kcal/
m2h ℃) を下記(5) 式により算出した。 αO =0.023・(λW /De)・Re0.8 ・Pr1/3 ……(4) αi =1/(1/K−1/αO ) ……(5) (4) 式においてλW は水の熱伝導率(kcal/mh℃) 、De
は環状部の水力相当直径(m) で、外管の内径から内管
(供試管)の外径を引いたものとして求められ、Reは
水側のレイノルズ数、Prは水側のプラントル数であ
る。
A)及び凝縮(COND)における管内熱伝達率を、従
来材Jの管内熱伝達率を1として相対比で求め、管内熱
伝達率と、H/Di 、フィン頂角γ、S/H、およびH
/Rとの関係をそれぞれ図5、図6、図7、および図8
に示した。なお、これらの結果は冷媒質量速度250kg/m2
s(流量約30kg/h) の場合の測定結果に基づくものであ
る。
伝達率が大きくなり、H/Di の値が0.04〜0.0
5の範囲で最大に達する。フィン頂角と熱伝達率との関
係では、図6に示すように、頂角10〜25°をピーク
とし、頂角30°を越えて増加すると熱伝達性能は低下
する。溝断面積と熱伝達率の関係を示す図7において
は、S/Hが0.2〜0.4、とくに0.3を越え0.
4未満の0.35近傍に熱伝達率のピークが存在する。
また、溝傾斜部と溝底部との間に形成される円弧状部の
曲率半径(R)については、図8に示すように、H/R
が4〜10の範囲、とくに5〜10の範囲で最大の伝熱
性能が得られる。
の管内熱伝達率が、従来のものに比べて、蒸発で9〜1
8%、凝縮で3〜13%向上し、成形加工性にも優れた
内面溝付伝熱管が提供される。
形成状況を示す一部断面図である。
図である。
る。
ラフである。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 管内面にら旋状の台形溝を有する伝熱管
において、管軸直角断面で台形溝間に頂角10〜30°
の山形突条部が形成され、溝深さ(H)が管内径
(Di ) との比でH/Di =0.04〜0.05、管軸
直角断面での各溝の断面積(S)が溝深さ(H)との比
でS/H=0.2〜0.4に形成され、且つ溝の傾斜部
と溝底間に曲率半径Rの円弧状部が設けられ、該円弧状
部が溝深さとの比でH/R=4〜10に形成されること
を特徴とする内面溝付伝熱管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6202728A JP2912826B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 内面溝付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6202728A JP2912826B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 内面溝付伝熱管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0849992A true JPH0849992A (ja) | 1996-02-20 |
JP2912826B2 JP2912826B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=16462184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6202728A Expired - Fee Related JP2912826B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 内面溝付伝熱管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2912826B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7048043B2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-05-23 | Trefimetaux | Reversible grooved tubes for heat exchangers |
WO2006059544A1 (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | 高圧冷媒用内面溝付伝熱管 |
WO2009028901A3 (en) * | 2007-08-31 | 2009-05-14 | Lg Electronics Inc | Heat exchanger and air conditioner having the same and manufacturing process of the same |
JP2010096372A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-30 | Hitachi Cable Ltd | 二酸化炭素冷媒用の内部熱交換器 |
JP2010185610A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Hitachi Cable Ltd | 熱交換器及び伝熱管 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5971084U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 内面溝付き伝熱管 |
JPS60142195A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Hitachi Cable Ltd | 内面溝付伝熱管 |
JPS62142995A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Hitachi Cable Ltd | 内面らせん溝付伝熱管 |
JPH0421117A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤル式入力装置 |
JPH04260793A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付伝熱管 |
JPH04327792A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付銅管 |
JPH05141890A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-06-08 | Kobe Steel Ltd | 内面溝付伝熱管 |
JPH06201286A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-07-19 | Carrier Corp | 伝熱管 |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP6202728A patent/JP2912826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5971084U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 内面溝付き伝熱管 |
JPS60142195A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Hitachi Cable Ltd | 内面溝付伝熱管 |
JPS62142995A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Hitachi Cable Ltd | 内面らせん溝付伝熱管 |
JPH0421117A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤル式入力装置 |
JPH04260793A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付伝熱管 |
JPH04327792A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付銅管 |
JPH05141890A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-06-08 | Kobe Steel Ltd | 内面溝付伝熱管 |
JPH06201286A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-07-19 | Carrier Corp | 伝熱管 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7048043B2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-05-23 | Trefimetaux | Reversible grooved tubes for heat exchangers |
WO2006059544A1 (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | 高圧冷媒用内面溝付伝熱管 |
JP2006162100A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 高圧冷媒用内面溝付伝熱管 |
US7490658B2 (en) | 2004-12-02 | 2009-02-17 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Internally grooved heat transfer tube for high-pressure refrigerant |
KR100918216B1 (ko) * | 2004-12-02 | 2009-09-21 | 스미토모 게이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 | 고압 냉매용 내부 홈구비 전열관 |
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 |
WO2009028901A3 (en) * | 2007-08-31 | 2009-05-14 | Lg Electronics Inc | Heat exchanger and air conditioner having the same and manufacturing process of the same |
JP2010096372A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-30 | Hitachi Cable Ltd | 二酸化炭素冷媒用の内部熱交換器 |
JP2010185610A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Hitachi Cable Ltd | 熱交換器及び伝熱管 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2912826B2 (ja) | 1999-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100300237B1 (ko) | 냉각장치및냉동장치의열교환기용의홈이형성된튜브및그열교환기 | |
JPH0421117B2 (ja) | ||
US5832995A (en) | Heat transfer tube | |
JP4119836B2 (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JPH0849992A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JP3219811B2 (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JPH085278A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JPH09101093A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JP5006155B2 (ja) | 伝熱管 | |
JPH04260793A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JPH0579783A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JPH08233480A (ja) | 内面溝付き伝熱管 | |
JP4119765B2 (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JP2010019489A (ja) | 蒸発器用の内面溝付伝熱管 | |
JP3415013B2 (ja) | 凝縮器用伝熱管 | |
JPS6225959B2 (ja) | ||
JP3286171B2 (ja) | 内面溝付き伝熱管 | |
JPH0712483A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JP3417825B2 (ja) | 内面溝付管 | |
JP3199621B2 (ja) | 混合冷媒を使用する内面溝付伝熱管 | |
JPH04260792A (ja) | 細径伝熱管 | |
JPH08327272A (ja) | 伝熱管及びその製造方法 | |
JPH051891A (ja) | 内面溝付伝熱管 | |
JP3129565B2 (ja) | 熱交換器用伝熱管 | |
JP2001033185A (ja) | 内面溝付伝熱管及びその設計方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100409 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100409 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110409 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120409 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120409 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130409 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140409 Year of fee payment: 15 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |