JPS62142995A - 内面らせん溝付伝熱管 - Google Patents
内面らせん溝付伝熱管Info
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- JPS62142995A JPS62142995A JP28368285A JP28368285A JPS62142995A JP S62142995 A JPS62142995 A JP S62142995A JP 28368285 A JP28368285 A JP 28368285A JP 28368285 A JP28368285 A JP 28368285A JP S62142995 A JPS62142995 A JP S62142995A
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- tube
- fin
- heat exchanger
- performance
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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
- 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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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、空気調和機、冷凍別、ボイラー等の熱交換器
の中で、ポンプ手段によって移送される管内流体が相変
化を行う用途に適した内面らけん溝付伝熱管（以下「内
面溝付管」という）の改良に関するものである。
の中で、ポンプ手段によって移送される管内流体が相変
化を行う用途に適した内面らけん溝付伝熱管（以下「内
面溝付管」という）の改良に関するものである。
［従来技術とその問題点１
内面溝付管は、鋼管の如き金属管の内面に、多数のらせ
ん状溝を設けたものである。この内面溝付管の溝部の仕
様は、溝付管の伝熱特性のみならず、その製造コストに
も深い影響を持つため、従来から種々の仕様が提案され
てきた。
ん状溝を設けたものである。この内面溝付管の溝部の仕
様は、溝付管の伝熱特性のみならず、その製造コストに
も深い影響を持つため、従来から種々の仕様が提案され
てきた。
その中で、頂角の比較的小さな断面三角形のフィンによ
って隔てられた断面が略Ｕ字形の溝を設けたものが実用
的であるとして使用されている。しかし、この内面溝付
管の１つの欠点として、熱交換器組立て時のプラグ拡管
作業において、内面に形成された頂角の小さい三角フィ
ンの先端が変形し易く、これによる金属粉、例えば管材
が銅の場合、銅粉の発生は冷凍１ナイクルへ重大な影響
をＪ３よぼしかねない。この金属粉は微細なフィン間に
挟まれて、通常の洗浄作業では落らにくく、繁雑な洗浄
の繰返しも必要となってきている。
って隔てられた断面が略Ｕ字形の溝を設けたものが実用
的であるとして使用されている。しかし、この内面溝付
管の１つの欠点として、熱交換器組立て時のプラグ拡管
作業において、内面に形成された頂角の小さい三角フィ
ンの先端が変形し易く、これによる金属粉、例えば管材
が銅の場合、銅粉の発生は冷凍１ナイクルへ重大な影響
をＪ３よぼしかねない。この金属粉は微細なフィン間に
挟まれて、通常の洗浄作業では落らにくく、繁雑な洗浄
の繰返しも必要となってきている。
［発明の目的］
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を低減させる
と共に、製造コストの増加を最小に抑えながら、より蒸
発性能の高い、高性能な内面溝付管を１２供することに
ある。
と共に、製造コストの増加を最小に抑えながら、より蒸
発性能の高い、高性能な内面溝付管を１２供することに
ある。
［発明の概要］
本発明の要旨は、頂角の小さいフィン形状を先端幅の小
さい台形とすることを骨子とし、その先端側の寸法、頂
角及び溝面積等についてより効果的な寸法範囲を選定し
たことにある。
さい台形とすることを骨子とし、その先端側の寸法、頂
角及び溝面積等についてより効果的な寸法範囲を選定し
たことにある。
即ち、本発明は、管の最小内径（Ｄｉ）に対する溝ｆｆ
す（Ｈｆ）（７）比（Ｈｆ／Ｄｉ）が０．０２〜０．０
３、溝の管軸に対するねじれ角が７°〜３０°、溝深さ
くＨ［）に対する個々の溝部の軸直角断面積（Ｓ）の比
（Ｓ／Ｈｆ）が０．２５〜０，４０である多数の断面が
略Ｕ字形のら住ん状溝を有し、その溝部に位置するフィ
ンは、溝直角断面における頂角が３０°〜５０°、先端
の平坦部長さが０．０２〜０．１０ｍ、先端両側の角部
が半径０゜０２ｓ以下の台形断面であることを特徴とす
るものである。
す（Ｈｆ）（７）比（Ｈｆ／Ｄｉ）が０．０２〜０．０
３、溝の管軸に対するねじれ角が７°〜３０°、溝深さ
くＨ［）に対する個々の溝部の軸直角断面積（Ｓ）の比
（Ｓ／Ｈｆ）が０．２５〜０，４０である多数の断面が
略Ｕ字形のら住ん状溝を有し、その溝部に位置するフィ
ンは、溝直角断面における頂角が３０°〜５０°、先端
の平坦部長さが０．０２〜０．１０ｍ、先端両側の角部
が半径０゜０２ｓ以下の台形断面であることを特徴とす
るものである。
次に各数値の意義について述べる。
（１） 満深さの影響について
溝深さくＨ「＝フィン高さ）は、内側表面積の増加、内
部流体の乱流促進、その信金ての点で伝熱性能への影響
が大きい。
部流体の乱流促進、その信金ての点で伝熱性能への影響
が大きい。
溝深さくＨ「＝フィン高さ）を管の最小内径（Ｄｉ）と
の比で、熱伝達率と圧力損失を平滑管と比べてみると、
Ｈｆ／Ｄｔの値を零から次第に増して行ったとき、熱伝
達率は増加するものの、その増加はＨｆ／Ｄｉ ＝０．
０２〜０．０３付近から緩慢となる。一方、圧力損失は
Ｈｆ／Ｄｉ ＝０．０３付近から急激に増大する傾向を
示す。
の比で、熱伝達率と圧力損失を平滑管と比べてみると、
Ｈｆ／Ｄｔの値を零から次第に増して行ったとき、熱伝
達率は増加するものの、その増加はＨｆ／Ｄｉ ＝０．
０２〜０．０３付近から緩慢となる。一方、圧力損失は
Ｈｆ／Ｄｉ ＝０．０３付近から急激に増大する傾向を
示す。
従って、圧力損失が平滑管と大差ない範囲で、できる限
り高い伝熱性能を得るには、渦の深さくＨｆ）は、管の
最小内径（Ｄｉ）との比にしてＨ１７０ｉ ＝ ０ 、
０２〜０．０３の範囲とすることが望ましい。
り高い伝熱性能を得るには、渦の深さくＨｆ）は、管の
最小内径（Ｄｉ）との比にしてＨ１７０ｉ ＝ ０ 、
０２〜０．０３の範囲とすることが望ましい。
（２）溝のねじれ角の影響について
最も一般的に使用されている条件で行なった実験結果か
ら、溝のねじれ角と熱伝達率比との関係を見ると、蒸発
時は、溝の管軸に対するねじれ角が７°〜２０°に僅か
なピークを持ち、菱縮時はねじれ角の増加と共に性能が
漸増する傾向を示す。
ら、溝のねじれ角と熱伝達率比との関係を見ると、蒸発
時は、溝の管軸に対するねじれ角が７°〜２０°に僅か
なピークを持ち、菱縮時はねじれ角の増加と共に性能が
漸増する傾向を示す。
しかし、このねじれ角の増加は管製造時の加工性低下を
Ｉｎ ＜ことを考え併往ると、溝の管軸に対するねじれ
角は、７°〜３０°程度の範囲に留めることが好ましい
。しかも、この範囲内においては、蒸発・凝縮性能の差
はあまりないので、両性能のバランスの要求されるヒー
トポンプタイプへの適用も可能である。
Ｉｎ ＜ことを考え併往ると、溝の管軸に対するねじれ
角は、７°〜３０°程度の範囲に留めることが好ましい
。しかも、この範囲内においては、蒸発・凝縮性能の差
はあまりないので、両性能のバランスの要求されるヒー
トポンプタイプへの適用も可能である。
（３） 溝部断面積の影響について
占深さが一定の場合、管内壁（溝部）での液膜挙動が性
能への大きな影響要因となってくる。即ち、溝深さを一
定として、溝の幅を変えて溝の断面積と冷媒流量の関係
をみると、溝の幅を大きくした場合、溝面積が大きくな
りすぎて液膜が薄くなり、フィン先端の乾いた部分は蒸
発に寄与しなくなる。また満の幅を小さくした場合、溝
面積が小さくなりすぎて、溝内をかき上げられるべき液
の絶対ｂ）が加熱量に対して不足し、蒸発性能が低下す
ることになる。一方、凝縮については、前者のようにで
きるだけ乾いた部分が多いことが望ましいが、前者の場
合は、溝ピッチの増大に伴う総表面積の減少が著しいた
め、蒸発・凝縮の両性能を低下させる方向となる。
能への大きな影響要因となってくる。即ち、溝深さを一
定として、溝の幅を変えて溝の断面積と冷媒流量の関係
をみると、溝の幅を大きくした場合、溝面積が大きくな
りすぎて液膜が薄くなり、フィン先端の乾いた部分は蒸
発に寄与しなくなる。また満の幅を小さくした場合、溝
面積が小さくなりすぎて、溝内をかき上げられるべき液
の絶対ｂ）が加熱量に対して不足し、蒸発性能が低下す
ることになる。一方、凝縮については、前者のようにで
きるだけ乾いた部分が多いことが望ましいが、前者の場
合は、溝ピッチの増大に伴う総表面積の減少が著しいた
め、蒸発・凝縮の両性能を低下させる方向となる。
従って、液膜挙動と内表面積とのバランスにおいて最適
な溝断面積値が存在するはずである。
な溝断面積値が存在するはずである。
そこで、第７図に示ずように、フィンの断面形状を一定
とし、そのピッチを変えて溝の断面積の影響をみた結果
、蒸発性能は、溝深さく Ｈｆ）に対する溝断面積（Ｓ
）の比（Ｓ／ｌ−１ｆ）が０．３付近にピークがあり、
これ以上での急激な性能低下に比べ、０．３以下での性
能低下は緩やかである。一方、凝縮性能は、Ｓ／Ｈｆの
値が小さくなるほど上昇している。
とし、そのピッチを変えて溝の断面積の影響をみた結果
、蒸発性能は、溝深さく Ｈｆ）に対する溝断面積（Ｓ
）の比（Ｓ／ｌ−１ｆ）が０．３付近にピークがあり、
これ以上での急激な性能低下に比べ、０．３以下での性
能低下は緩やかである。一方、凝縮性能は、Ｓ／Ｈｆの
値が小さくなるほど上昇している。
これらの両性能の傾向を見ると、Ｓ／Ｈ［が小さいはと
性能的に安定しているように思われるが、Ｓ／Ｈｆが小
さくなることは、フィン数の増加による単位長さ当りの
重量（以下単車という）の増加が茗しいことも忘れては
ならない。従って、性能と単重を総合的に考えると、溝
断面積（Ｓ）は溝深さ（Ｈｆ）との関係においてＳ／Ｈ
ｆの値が０．２５〜０．４の範囲にあることが望ましい
。
性能的に安定しているように思われるが、Ｓ／Ｈｆが小
さくなることは、フィン数の増加による単位長さ当りの
重量（以下単車という）の増加が茗しいことも忘れては
ならない。従って、性能と単重を総合的に考えると、溝
断面積（Ｓ）は溝深さ（Ｈｆ）との関係においてＳ／Ｈ
ｆの値が０．２５〜０．４の範囲にあることが望ましい
。
（４） フィン形状の影フ！について一般に三角形フ
ィンは、大なり小なりその先端に丸味をもっている。何
故なら溝付加工工具の製作、加工粘度の維持等の実用性
を考慮すると、フィンの先端が丸味をもつことは避けら
れないからである。しかも、フィン先端の丸味はフィン
頂角が小さいものほど大きくなってくる。内面溝付管が
使用されている代表的な仕様条件のものでみると、その
フィン先端の丸味は半径０．０３〜０．０５ｍとなる。
ィンは、大なり小なりその先端に丸味をもっている。何
故なら溝付加工工具の製作、加工粘度の維持等の実用性
を考慮すると、フィンの先端が丸味をもつことは避けら
れないからである。しかも、フィン先端の丸味はフィン
頂角が小さいものほど大きくなってくる。内面溝付管が
使用されている代表的な仕様条件のものでみると、その
フィン先端の丸味は半径０．０３〜０．０５ｍとなる。
この内面溝付管は熱交換器組立て時のプラグ拡管作業に
おいて通常の管外径を６％程度拡管する場合、溝深さく
フィン高さ）の減少量は約０．０２ｍｍであり、結果的
にフィンは先端に平坦部を持つ台形となる。
おいて通常の管外径を６％程度拡管する場合、溝深さく
フィン高さ）の減少量は約０．０２ｍｍであり、結果的
にフィンは先端に平坦部を持つ台形となる。
従って、そのことを想定して予めフィン形状を台形にて
おけば、フィン先端の面圧及び変形量を減少させ、金属
粉の発生迅も大幅に減少さぼることができる。
おけば、フィン先端の面圧及び変形量を減少させ、金属
粉の発生迅も大幅に減少さぼることができる。
この場合、フィン先端の平坦部長さは０．０２ｍＩＲ以
上は必要であるが、あまり極端なフィン先端幅の増大は
、当然単重の増加を招くので、上限としては０．１ｓ程
度が望ましい。また、その先端角部は、平坦部の確保、
内部流体の流れ等の点も考慮すると、半径０．０２ｒＮ
Ｒ以下であることが望ましい、。
上は必要であるが、あまり極端なフィン先端幅の増大は
、当然単重の増加を招くので、上限としては０．１ｓ程
度が望ましい。また、その先端角部は、平坦部の確保、
内部流体の流れ等の点も考慮すると、半径０．０２ｒＮ
Ｒ以下であることが望ましい、。
内面溝付管が使用されている代表的な条件で、フィンの
先端幅を０．０６ｍｍとしてフィン７１４角を変えて行
なった実験結果では、第５図に示すようにフィン頂角（
α）が２５゛〜５０°の範囲では、表面積の差以上に蒸
発熱伝達率の向上が得られている。これは、フィン形状
により溝内を流れる冷媒液の流速が維持されるか、撹拌
による伝熱促進効果がもたらされたものと思われる。
先端幅を０．０６ｍｍとしてフィン７１４角を変えて行
なった実験結果では、第５図に示すようにフィン頂角（
α）が２５゛〜５０°の範囲では、表面積の差以上に蒸
発熱伝達率の向上が得られている。これは、フィン形状
により溝内を流れる冷媒液の流速が維持されるか、撹拌
による伝熱促進効果がもたらされたものと思われる。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を第１図〜第８図により説明する
。
。
第１図及び第２図に示すように、管１の内面に断面が略
Ｕ字形をしたらせん状の溝２を設け、溝の深さくＨｒ）
を、管の最小内径（Ｄｉ）との関係（Ｈｆ／Ｄｉ）にお
いて、０．０２〜０．０３、溝２の管軸に対するねじれ
角（β）を７〜３０°、個々の溝部の軸直角断面積（Ｓ
）を溝深さＩｆ）と（７）ｒ％ｌ（Ｍ （Ｓ／ｌ−１ｆ
）テ０．２５〜０．４０、各名聞に位置する頂角の小さ
い台形フィン３の溝直角断面における頂角を２５°〜５
０°、フィン先端の平端部長さを０．０２〜０．１０ｍ
、フィン先端両側の角部を半径０．０２ｍｍ以下とする
。これによってフィン３形状を予め熱交換器組立て時の
プラグ拡管作業を行なつ：だ後の形状に近いものとし、
殆ど製造コストの増加なしに、熱伝達率を向上さぜるこ
とができる。第３図及び第４図は銅製の内面溝付管につ
いて、次に示す条件で実験した結果を示すが、以下に示
す伝熱性能データは、特に断りのない限り同じ条件にて
測定したものである。
Ｕ字形をしたらせん状の溝２を設け、溝の深さくＨｒ）
を、管の最小内径（Ｄｉ）との関係（Ｈｆ／Ｄｉ）にお
いて、０．０２〜０．０３、溝２の管軸に対するねじれ
角（β）を７〜３０°、個々の溝部の軸直角断面積（Ｓ
）を溝深さＩｆ）と（７）ｒ％ｌ（Ｍ （Ｓ／ｌ−１ｆ
）テ０．２５〜０．４０、各名聞に位置する頂角の小さ
い台形フィン３の溝直角断面における頂角を２５°〜５
０°、フィン先端の平端部長さを０．０２〜０．１０ｍ
、フィン先端両側の角部を半径０．０２ｍｍ以下とする
。これによってフィン３形状を予め熱交換器組立て時の
プラグ拡管作業を行なつ：だ後の形状に近いものとし、
殆ど製造コストの増加なしに、熱伝達率を向上さぜるこ
とができる。第３図及び第４図は銅製の内面溝付管につ
いて、次に示す条件で実験した結果を示すが、以下に示
す伝熱性能データは、特に断りのない限り同じ条件にて
測定したものである。
（１） 冷 媒 ：Ｒ−２２（２沸騰
液の圧カニ ４ Ｋｏ／ｃｍ２Ｇ（３）沸騰液流ＦＬ
： ２００Ｋａ／ｍ２Ｓ（４）平均乾き度＝０．６ （５） 熱 流 束： １０にｗ／ ｍ”（
６］蒸気圧カニ１４．６にｏ／ｃｍ２Ｇ（７）入口過熱
度：５０℃ （８）出口過冷却度＝５℃ １ 第３図は、管内の溝深さくフィン高さ）と熱伝達率及び
圧力損失との関係を示しており、横軸に最小内径（Ｄｉ
）に対する溝深さくＨｆ）の比率〈トＩｆ／Ｄｉ）をと
り、縦軸に熱伝達率と圧力損失を平滑管との比でとった
ものである。この結果によれば、熱伝達率の増加は、Ｈ
ｆ／Ｄ ｉの値が０．０２〜０．０３イ］近から緩慢と
′／、【るが、圧力損失はＨｒ／Ｄｉのｌ＋ｌｊが０，
０３付近から急激に増大する傾向にあり、１−１ｆ／Ｄ
ｉ＝Ｏつ０２〜０．０３の範囲において圧力損失が平滑
管と大差ない範囲で高い性能が得られることが判る。
液の圧カニ ４ Ｋｏ／ｃｍ２Ｇ（３）沸騰液流ＦＬ
： ２００Ｋａ／ｍ２Ｓ（４）平均乾き度＝０．６ （５） 熱 流 束： １０にｗ／ ｍ”（
６］蒸気圧カニ１４．６にｏ／ｃｍ２Ｇ（７）入口過熱
度：５０℃ （８）出口過冷却度＝５℃ １ 第３図は、管内の溝深さくフィン高さ）と熱伝達率及び
圧力損失との関係を示しており、横軸に最小内径（Ｄｉ
）に対する溝深さくＨｆ）の比率〈トＩｆ／Ｄｉ）をと
り、縦軸に熱伝達率と圧力損失を平滑管との比でとった
ものである。この結果によれば、熱伝達率の増加は、Ｈ
ｆ／Ｄ ｉの値が０．０２〜０．０３イ］近から緩慢と
′／、【るが、圧力損失はＨｒ／Ｄｉのｌ＋ｌｊが０，
０３付近から急激に増大する傾向にあり、１−１ｆ／Ｄ
ｉ＝Ｏつ０２〜０．０３の範囲において圧力損失が平滑
管と大差ない範囲で高い性能が得られることが判る。
第４図は、最も一般的な外径９．５２ｍｍ、最小内径（
Ｄｉ）８．５２ｍｍ、溝深さく Ｈｆ）０ 、２０ｍｍ
の内面溝付鋼管について、溝のねじれ角（β）と熱伝達
率比との関係を見たしのである。
Ｄｉ）８．５２ｍｍ、溝深さく Ｈｆ）０ 、２０ｍｍ
の内面溝付鋼管について、溝のねじれ角（β）と熱伝達
率比との関係を見たしのである。
本図によれば、蒸発時は７°〜２０°に僅かなピークを
持ら、凝縮時はねじれ角（β）の増加と共に、性能が漸
増する。しかし、ねじれ角の増加は管製造時の加工性低
下を１？１りことを考え併せると、ねじれ角（β）は７
°〜３０°稈度の範囲に留めることが好ましい。
持ら、凝縮時はねじれ角（β）の増加と共に、性能が漸
増する。しかし、ねじれ角の増加は管製造時の加工性低
下を１？１りことを考え併せると、ねじれ角（β）は７
°〜３０°稈度の範囲に留めることが好ましい。
第５図は、外径９．５２調、 Ｄ ｉ ＝８．５２ｍ。
Ｈｆ ＝０．２０ｍｍ、溝数６０．ねじれ角（β）１８
°、フィン先端幅０．６０ｍとし、フィン頂角（α）を
変化させた台形フィンを有する内面溝付銅管についての
実験結果を示すものである。
°、フィン先端幅０．６０ｍとし、フィン頂角（α）を
変化させた台形フィンを有する内面溝付銅管についての
実験結果を示すものである。
横軸にフィン頂角（α）をとり、縦軸に蒸発熱伝達率を
平滑管との比でとっている。なお、比較例としての従来
品は、先端に半径０．０４調程度の丸味のある頂角の小
さい三角フィンを設けたものである。
平滑管との比でとっている。なお、比較例としての従来
品は、先端に半径０．０４調程度の丸味のある頂角の小
さい三角フィンを設けたものである。
本図によれば、フィン頂角（α）が３０°〜５０’の範
囲で約１０％の性能向上が得られる。
囲で約１０％の性能向上が得られる。
台形フィンと三角フィンとの間の表面積差はほんの僅か
であるので、ここに見られる性能向上は、次のような理
由によるものと思われる。
であるので、ここに見られる性能向上は、次のような理
由によるものと思われる。
即ち、三角フィンと台形フィンの近傍においては、第６
図に示すように、溝２内を溝に沿ってかき上げられる蒸
発液の流れ（イ）は、フィン３の先端近傍になると管軸
方向への主流（ロ）の影響を受けてフィン３を乗り越え
ようとする。このとき、先端に丸味のあるフィンの場合
（ａ）は、スムーズに乗り越えて行く（ハ）に対し、角
の張った台形フィンの場合（ｂ）は、乗り越えられずに
溝方向向う流れ（ニ）や、乗り越える前後に、ミクロ的
な渦流を発生する流れ（ホ）等を生じ、これらが溝内流
の流速を維持するか、撹拌による伝熱促進効果をもたら
ずものと思われる。
図に示すように、溝２内を溝に沿ってかき上げられる蒸
発液の流れ（イ）は、フィン３の先端近傍になると管軸
方向への主流（ロ）の影響を受けてフィン３を乗り越え
ようとする。このとき、先端に丸味のあるフィンの場合
（ａ）は、スムーズに乗り越えて行く（ハ）に対し、角
の張った台形フィンの場合（ｂ）は、乗り越えられずに
溝方向向う流れ（ニ）や、乗り越える前後に、ミクロ的
な渦流を発生する流れ（ホ）等を生じ、これらが溝内流
の流速を維持するか、撹拌による伝熱促進効果をもたら
ずものと思われる。
第７図は、フィン頂角（α）４０°、溝数を除く他の寸
法諸元を前例と同じくし、フィンピッチを変えた内面溝
付銅管について、溝断面積の影響を見たものである。本
図の横軸には溝深さくＨ［）に対する溝部断面積（Ｓ）
の比率（Ｓ／Ｈｆ）をとり、縦軸には熱伝達率を平滑管
との比でとっである。
法諸元を前例と同じくし、フィンピッチを変えた内面溝
付銅管について、溝断面積の影響を見たものである。本
図の横軸には溝深さくＨ［）に対する溝部断面積（Ｓ）
の比率（Ｓ／Ｈｆ）をとり、縦軸には熱伝達率を平滑管
との比でとっである。
なお、比較例としての従来品は前例と同じである。
本図によれば、本発明によるものは蒸発性能において従
来品より高いが、Ｓ／Ｈｆに対しては従来品と同様の傾
向とピークを持ち、また凝縮性能は従来品と殆ど変らな
い。
来品より高いが、Ｓ／Ｈｆに対しては従来品と同様の傾
向とピークを持ち、また凝縮性能は従来品と殆ど変らな
い。
これは、フィン先端の液切れ性の点で本発明品は従来品
に劣るものの、フィン先端で凝縮に最も有効に働く部分
の面積が大ぎいため、これらが相殺されたものではない
かと思われる。
に劣るものの、フィン先端で凝縮に最も有効に働く部分
の面積が大ぎいため、これらが相殺されたものではない
かと思われる。
第８図は、総合的なコストメリットを、横軸にＳ／ ｌ
−１ｒをパラメータとして示す。ここでは、代表的な用
途例であるルームエアコン用フィンコイル型熱交換器を
想定し、ルーバースリット型アルミフィンを含めた管外
側熱抵抗と、頂角が大きい三角フィンを持つ内面溝付銅
管を使用したときの管内側熱抵抗どの比を７５対２５と
仮定した。この条件で、管のみを頂角が小さい三角フィ
ンをもつ従来品と、頂角が小ざい台形フィンをもつ本発
明品に切替えたときの全然通過率向上分をＢに、単重量
減少率をＡに示づ゛。なお、比較に供給した管材は何れ
も銅製で、第１表に示す寸法諸元のものを用いた。
−１ｒをパラメータとして示す。ここでは、代表的な用
途例であるルームエアコン用フィンコイル型熱交換器を
想定し、ルーバースリット型アルミフィンを含めた管外
側熱抵抗と、頂角が大きい三角フィンを持つ内面溝付銅
管を使用したときの管内側熱抵抗どの比を７５対２５と
仮定した。この条件で、管のみを頂角が小さい三角フィ
ンをもつ従来品と、頂角が小ざい台形フィンをもつ本発
明品に切替えたときの全然通過率向上分をＢに、単重量
減少率をＡに示づ゛。なお、比較に供給した管材は何れ
も銅製で、第１表に示す寸法諸元のものを用いた。
第 １ 表
ここで、Ｂの熱通過率向上弁だけ管材の長さを短かくし
たとすれば、この分がそのままコストメリットとなる。
たとすれば、この分がそのままコストメリットとなる。
またＡの単車減少分も加工性の低下を考えなければ、は
ぼこれに近いコストメリットとなる。従って、Ａ十Ｂが
大まかながら管材購入側メリットの一つの目安となるで
あろう。
ぼこれに近いコストメリットとなる。従って、Ａ十Ｂが
大まかながら管材購入側メリットの一つの目安となるで
あろう。
本発明はコストの増加を最小に抑えながら性能を向上さ
せることに力点をおいているため、性能向上の少ないＳ
／Ｈｆの値が低い領域においては単重低減がその不利を
補っており、結果としてＳ／Ｈ［が０．２５〜０．４の
範囲において従来品に比べて３〜４％のメリットが生じ
る。
せることに力点をおいているため、性能向上の少ないＳ
／Ｈｆの値が低い領域においては単重低減がその不利を
補っており、結果としてＳ／Ｈ［が０．２５〜０．４の
範囲において従来品に比べて３〜４％のメリットが生じ
る。
本発明による内面溝付管は、当然のことながら拡管プラ
グによる機械的拡管に対しては、三角フィンの線接触か
ら台形フィンの面接触への改善に伴い、フィン先端の面
圧及び変形漬は減少する。
グによる機械的拡管に対しては、三角フィンの線接触か
ら台形フィンの面接触への改善に伴い、フィン先端の面
圧及び変形漬は減少する。
通常の管外径を６％程度拡管する場合において、従来品
のＨｆ減少量は０．０２ｍであるのに対し、７を発明品
の場合は０．０１ｊ！ｌＩ＋と変形ｍが半減しており、
伝熱性能の低下も最小限度に抑えることができるだけで
なく、銅粉等の発生量も大幅に減少しており、冷凍サイ
クルへの影響も小ざくすることができる。
のＨｆ減少量は０．０２ｍであるのに対し、７を発明品
の場合は０．０１ｊ！ｌＩ＋と変形ｍが半減しており、
伝熱性能の低下も最小限度に抑えることができるだけで
なく、銅粉等の発生量も大幅に減少しており、冷凍サイ
クルへの影響も小ざくすることができる。
［発明の効果］
本発明によれば、殆ど管加工費等の増加なしに蒸発性能
にすぐれ、プラグ拡管作業を伴ってもその影響の少ない
高性能な伝熱管を提供でき、エアコン用伝熱管の需要の
多さから考えても効果の大きな伝熱管であるといえる。
にすぐれ、プラグ拡管作業を伴ってもその影響の少ない
高性能な伝熱管を提供でき、エアコン用伝熱管の需要の
多さから考えても効果の大きな伝熱管であるといえる。
勿論、高性能化を熱交換器の］ンバクト化だけに利用す
るのでなく、熱効率の向上にも利用すれば、低消費電力
という別のメリットをもった熱交換器とすることもでき
る。
るのでなく、熱効率の向上にも利用すれば、低消費電力
という別のメリットをもった熱交換器とすることもでき
る。
第１図は、本発明に係る内面溝付管の一例の拡大断面図
、第２図は縦断面図、第３図は溝深さと性能の関係を示
す線図、第４図はねじれ角と性能の関係を示す線図、第
５図はフィン頂角と性能との関係を示す線図、第６図は
管内流れを示す模式図、第７図は渦面積と性能及び単重
との関係を示す線図、第８図は総合効果示す線図である
。 １・・・管。 ２・・・溝。 ３・・・フ ィ ン。 代理人 弁理士 佐 藤 不二雄 １ミ９！菅ざ９翠 イ石 、馴１暉補ト９Ｈ 第 ４ 図 清わＵれ角β（＠） 第 ５ 日 フィン環１！ｌＫじ） 第 ６ 目 （α）（ｂ） １本１
、第２図は縦断面図、第３図は溝深さと性能の関係を示
す線図、第４図はねじれ角と性能の関係を示す線図、第
５図はフィン頂角と性能との関係を示す線図、第６図は
管内流れを示す模式図、第７図は渦面積と性能及び単重
との関係を示す線図、第８図は総合効果示す線図である
。 １・・・管。 ２・・・溝。 ３・・・フ ィ ン。 代理人 弁理士 佐 藤 不二雄 １ミ９！菅ざ９翠 イ石 、馴１暉補ト９Ｈ 第 ４ 図 清わＵれ角β（＠） 第 ５ 日 フィン環１！ｌＫじ） 第 ６ 目 （α）（ｂ） １本１
Claims (1)
- （１）ポンプ手段によって移送される内部流体が相変化
を行う用途に適した内面らせん溝付伝熱管において、管
の最小内径（Ｄｉ）に対する溝深さ（Ｈｆ）の比（Ｈｆ
／Ｄｉ）が０．０２〜０．０３、溝の管軸に対するねじ
れ角が７°〜３０°、溝深さ（Ｈｆ）に対する個々の溝
部の軸直角断面積（Ｓ）の比（Ｓ／Ｈｆ）が０．２５〜
０．４である多数の断面が略Ｕ字形のらせん状溝を有し
、この溝部に位置するフィンは溝直角断面における頂角
が３０°〜５０°、先端の平坦部長さが０．０２〜０．
１０ｍｍ、先端両側の角部が半径０．０２ｍｍ以下の台
形断面を有していることを特徴とする内面らせん溝付伝
熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28368285A JPS62142995A (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 内面らせん溝付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28368285A JPS62142995A (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 内面らせん溝付伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142995A true JPS62142995A (ja) | 1987-06-26 |
Family
ID=17668706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28368285A Pending JPS62142995A (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | 内面らせん溝付伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62142995A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2623893A1 (fr) * | 1987-11-30 | 1989-06-02 | American Standard Inc | Echangeur de chaleur ayant des tubes comportant des ailettes interieures |
| JPH06201286A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-07-19 | Carrier Corp | 伝熱管 |
| JPH06221788A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-08-12 | Carrier Corp | 熱交換器の管 |
| JPH0849992A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-20 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| WO2001063196A1 (fr) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Tube comportant des rainures sur sa surface interieure et procede de fabrication associe |
| WO2001092806A1 (fr) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | Tube chauffant pourvu de rainures internes et echangeur de chaleur |
| CZ301687B6 (cs) * | 2008-11-14 | 2010-05-26 | Lapácek@František | Zalisovaný spoj trubky a lamely otopného telesa, zpusob jeho výroby a nástroj k provádení tohoto zpusobu |
-
1985
- 1985-12-17 JP JP28368285A patent/JPS62142995A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2623893A1 (fr) * | 1987-11-30 | 1989-06-02 | American Standard Inc | Echangeur de chaleur ayant des tubes comportant des ailettes interieures |
| JPH06201286A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-07-19 | Carrier Corp | 伝熱管 |
| JPH06221788A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-08-12 | Carrier Corp | 熱交換器の管 |
| JPH0849992A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-20 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| WO2001063196A1 (fr) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Tube comportant des rainures sur sa surface interieure et procede de fabrication associe |
| WO2001092806A1 (fr) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | Tube chauffant pourvu de rainures internes et echangeur de chaleur |
| CZ301687B6 (cs) * | 2008-11-14 | 2010-05-26 | Lapácek@František | Zalisovaný spoj trubky a lamely otopného telesa, zpusob jeho výroby a nástroj k provádení tohoto zpusobu |
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