JP2001033185A - Heat conductive pipe provided with inside groove, and its design method - Google Patents

Heat conductive pipe provided with inside groove, and its design method

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JP2001033185A
JP2001033185A JP20299999A JP20299999A JP2001033185A JP 2001033185 A JP2001033185 A JP 2001033185A JP 20299999 A JP20299999 A JP 20299999A JP 20299999 A JP20299999 A JP 20299999A JP 2001033185 A JP2001033185 A JP 2001033185A
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Japan
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heat transfer
groove
tube
grooves
transfer tube
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JP20299999A
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Inventor
Naoe Sasaki
直栄 佐々木
Takashi Kondo
隆司 近藤
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat conductive pipe provided with inside grooves excellent in inner heat conduction performance and processability and easy in design. SOLUTION: This heat conductive pipe 10 has many grooves 12 slant to its axis made at its inner face. In this case, the tilt angle (θ) to pipe axis of the groove 12 is set to 5-45 deg., and also it is so arranged that the shape parameter: [2(d/D)2.A/a] being expressed by the diameter (D) of the pipe, the sectional area (a) per groove 12, the depth (d) of the groove, and the area (A) of the circle contacting with the tip of the fin 16 made between the grooves 12 and 12, centering upon the axis of the pipe enters the range of more than 0.8 and less than 2.0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、内面溝付伝熱管及びその設計方
法に係り、特に、管内熱伝達性能と加工性に優れると共
に、設計の容易な内面溝付伝熱管、並びにそのような内
面溝付伝熱管を有利に設計することの出来る方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat transfer tube having an inner groove and a method of designing the same, and more particularly, to a heat transfer tube having an inner groove having excellent heat transfer performance and workability in the tube and easy to design, and such an inner grooved heat transfer tube. The present invention relates to a method for advantageously designing a heat transfer tube.

【0002】[0002]

【背景技術】従来より、エアコンに代表される空調機器
や冷凍機等における蒸発器や凝縮器等の熱交換器にあっ
ては、一般に、複数の伝熱管が、それぞれ、フィンスト
ック等に対して所定の方向に延びる状態で拡管装着され
て、一体的に組み付けられることにより、構成されてお
り、それら複数の伝熱管内に流通せしめられる伝熱流体
としての冷媒と、各伝熱管の外面に接触せしめられる空
気や水等の伝熱流体との間で、熱交換が為されて、かか
る伝熱管内に導かれる冷媒が、蒸発乃至は凝縮され得る
ようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a heat exchanger such as an evaporator or a condenser in an air conditioner represented by an air conditioner or a refrigerator, generally, a plurality of heat transfer tubes are respectively connected to a fin stock or the like. It is configured by being expanded and attached in a state of extending in a predetermined direction and integrally assembled, and comes into contact with a refrigerant as a heat transfer fluid circulated in the plurality of heat transfer tubes and an outer surface of each heat transfer tube. Heat is exchanged with the heat transfer fluid such as air or water to be conveyed, and the refrigerant introduced into the heat transfer tube can be evaporated or condensed.

【0003】ところで、そのような熱交換器に取り付け
られる伝熱管としては、これまでに、各種のものが提案
されており、例えば、管内面において、多数の溝が、管
軸に対して傾斜して螺旋状に形成されてなる、所謂、内
面螺旋溝付伝熱管や、管内面が周方向で複数(偶数個)
の領域に分割されて、かかる各領域において、管軸に対
して所定の角度をもって傾斜する多数の溝が形成される
共に、その溝の傾斜方向が、隣り合う領域で互いに逆と
された、恰も、松葉の如き形状を呈する溝構造を有する
内面溝付伝熱管(内面松葉溝付伝熱管)が、従来から、
広く用いられている。即ち、このような内面螺旋溝付伝
熱管や内面松葉溝付伝熱管にあっては、管内面に螺旋溝
乃至は松葉溝等の傾斜溝が形成されていることにより、
管内を流通せしめられる冷媒の接触面積、要するに、伝
熱管の伝熱面積が増大せしめられる等して、管内熱伝達
率が有利に高められるようになっているのであるが、そ
れだけでは、蒸発性能や凝縮性能の向上が充分に図られ
得ず、従って、期待される程の管内熱伝達性能が有効に
発揮され得ないといった問題を、内在するものであっ
た。
[0003] By the way, various types of heat transfer tubes mounted on such a heat exchanger have been proposed so far. For example, a large number of grooves are inclined on the inner surface of the tube with respect to the tube axis. A so-called heat transfer tube with an internal spiral groove formed in a spiral shape, and a plurality of (even number of) inner surfaces of the tube in the circumferential direction
In each of these areas, a number of grooves that are inclined at a predetermined angle with respect to the pipe axis are formed in each of the areas, and the inclination directions of the grooves are opposite to each other in adjacent areas. , Internally grooved heat transfer tubes (inner pine needle grooved heat transfer tubes) having a groove structure exhibiting a shape like pine needles,
Widely used. That is, in such a heat transfer tube with an internal spiral groove and a heat transfer tube with an internal crutch, an inclined groove such as a spiral groove or a pine needle groove is formed on the inner surface of the tube.
The heat transfer area in the pipe is advantageously increased by increasing the contact area of the refrigerant circulated in the pipe, in other words, increasing the heat transfer area of the heat transfer pipe. There is an inherent problem that the condensing performance cannot be sufficiently improved, and the expected heat transfer performance in the pipe cannot be effectively exhibited.

【0004】そこで、このような問題に対処するため
に、近年においては、上記内面螺旋溝付伝熱管や内面松
葉溝付伝熱管において、傾斜溝の深さを深くして、隣接
する溝の間に形成される突条(フィン)の高さを高くす
る高フィン化や、傾斜溝のピッチを狭くして、フィンの
幅を小さくする細フィン化、ピッチや溝底部の幅を小さ
くする等して溝条数を増加させる多溝化を実施したり、
また、管軸に対する溝の傾斜角を規定したり、或いはま
た、特開平10−260000号公報等において明らか
にされているように、フィンの頂角、即ち、フィンを構
成する両側の斜面の交差角度を、所定の範囲内の大きさ
に設定する等といった、各種の方策が、単独で或いは組
み合わされて、講じられてきている。
In order to address such a problem, in recent years, in the heat transfer tube with the internal spiral groove or the heat transfer tube with the internal Matsuba groove, the depth of the inclined groove is increased so that the distance between the adjacent grooves is increased. High fins to increase the height of the ridges (fins) formed in the fins, narrow fins to narrow the pitch of the inclined grooves to reduce the width of the fins, and decrease the width of the pitch and the bottom of the groove To increase the number of grooves and increase the number of grooves,
Further, the inclination angle of the groove with respect to the tube axis is defined, or, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2600000, the apex angle of the fin, that is, the intersection of the slopes on both sides constituting the fin. Various measures, such as setting the angle to a size within a predetermined range, have been taken alone or in combination.

【0005】しかしながら、それら高フィン化や細フィ
ン化、多溝化、溝の傾斜角若しくはフィン頂角の規定等
にあっては、その何れも、蒸発性能や凝縮性能をある程
度は向上せしめ得るのであるが、それらが組み合わされ
て実施される場合にあっても、伝熱促進効果を大幅に増
大せしめ得るまでには、到底、到るものではなかったの
である。特に、高フィン化や細フィン化にあっては、最
近の加工技術の著しい進歩により、より一層高度に達成
され得るものの、本発明者らが検討したところ、そのよ
うな従来よりも高く且つスリムなフィンを内面に形成し
てなる伝熱管は、従来品に比して、それ程、大差のない
性能しか得られないことが、判明したのである。
However, in the case of increasing the fins, making the fins thinner, increasing the number of grooves, and defining the inclination angle of the grooves or the fin apex angle, any of them can improve the evaporation performance and the condensation performance to some extent. However, even if they are implemented in combination, they have not reached the point at which the heat transfer promoting effect can be greatly increased. In particular, in the case of higher fins and finer fins, it can be achieved even more highly by the recent remarkable progress of processing technology. It has been found that a heat transfer tube having a fin formed on its inner surface can provide only a very small difference in performance as compared with a conventional product.

【0006】また、上記せる如き傾斜溝を有する内面溝
付伝熱管にあっては、それが適用される熱交換器、更に
は空調機器や冷凍機等に応じて、その仕様に制約を受け
ることがあり、例えば、内面溝付伝熱管に求められる耐
圧性能に基づいて、管外径と溝底部の肉厚とが規定さ
れ、また、熱交換器の作製においてフィンストック等に
伝熱管を装着する際に用いられる拡管プラグの形状に応
じて、溝深さが予め定められてしまうことがあるのであ
るが、そのような制約によって、上述した方策の中で実
施し得ないものが生じ(かかる具体例では、高フィン化
は実施不可能)、それによって、求められる熱伝達性能
を充分に確保することが出来なくなるという問題があ
り、更に、かくの如く制約条件が存在する場合には、そ
の制約がない条件下において先に決められた、溝深さ等
の伝熱管形状に係る因子の値を採用して、伝熱管を設計
することが出来なくなるところから、良好な蒸発性能及
び凝縮性能が共に有利に実現され得る伝熱管を設計する
には、制約条件が変わる度に実験を行なって、各因子の
最適値を試行錯誤的に求めなくてはならず、そのため
に、その設計作業が、極めて面倒となる等の問題が、内
在しているのである。
Further, in the case of the heat transfer tube with an inner groove having the inclined groove as described above, the specification is restricted depending on the heat exchanger to which the tube is applied, and furthermore, the air conditioner and the refrigerator. For example, the outer diameter of the tube and the thickness of the groove bottom are defined based on the pressure resistance required for the inner grooved heat transfer tube, and the heat transfer tube is attached to a fin stock or the like in the production of a heat exchanger. Depending on the shape of the expansion plug used in such a case, the groove depth may be determined in advance. However, due to such restrictions, some of the above-described measures cannot be implemented (such specific examples). In the example, it is not possible to increase the fins), which causes a problem that the required heat transfer performance cannot be sufficiently ensured. In addition, when such a constraint exists as described above, the constraint is imposed. Under no conditions Since it is not possible to design the heat transfer tube by using the previously determined factors related to the shape of the heat transfer tube such as the groove depth, both good evaporation performance and good condensation performance are advantageously realized. In order to design the heat transfer tube to be obtained, it is necessary to carry out an experiment every time the constraint conditions change, and to find the optimum value of each factor by trial and error, which makes the design work extremely troublesome. The problem is inherent.

【0007】[0007]

【解決課題】かかる状況下、本発明者らは、上記内面螺
旋溝付伝熱管や内面松葉溝付伝熱管として、管外径,溝
深さ,溝の管軸に対する傾斜角,フィン頂角,溝底部の
幅,フィンの幅,溝条数,溝底部の肉厚等の伝熱管形状
に係る各因子を、従来のように個別に規定するのではな
く、それらの因子を一括して考慮して、管形状を多角的
に捉えながら、各因子の値を設定してなるものが有効で
あろうという予測の元に、鋭意研究を重ねた結果、その
管形状に係る各因子を互いの相関関係に基づいて一纏め
にしてなる特定の形状パラメータと、溝の傾斜角とが、
それぞれ、所定の範囲内にある内面溝付伝熱管が、その
溝付加工性に優れると共に、蒸発と凝縮の両方において
高い性能を有しており、それにより、良好な管内熱伝達
性能を発揮し得ることを見い出したのである。加えて、
そのような構成の内面溝付伝熱管にあっては、かかる形
状パラメータと溝の傾斜角とが所定範囲内に収まるよう
に、所定因子の値を設定することにより、その設計を容
易に行なうことが出来るものであり、しかも、そのよう
な設計によって、伝熱管の仕様に関して何らかの制限が
加えられる場合にあっても、その仕様の範囲内におい
て、管内熱伝達性能を最大限に向上せしめ得るという知
見をも、得たのである。
Under such circumstances, the inventors of the present invention have developed a heat transfer tube with an inner spiral groove or a heat transfer tube with an inner pine needle groove, the outer diameter of the tube, the groove depth, the inclination angle of the groove with respect to the tube axis, the fin apex angle, and the like. Rather than individually defining the heat transfer tube shape such as the width of the groove bottom, the width of the fin, the number of grooves, and the thickness of the groove bottom as in the past, these factors are considered together. As a result of intensive research based on the prediction that the one obtained by setting the values of each factor while grasping the tube shape from various angles, the factors related to the tube shape were correlated with each other. Specific shape parameters that are grouped based on the relationship, and the inclination angle of the groove,
Each of the inner grooved heat transfer tubes within a predetermined range has excellent groove forming workability and high performance in both evaporation and condensation, thereby exhibiting good heat transfer performance in the tube. I found something to gain. in addition,
In the heat transfer tube with an inner groove having such a configuration, the design can be easily performed by setting the value of a predetermined factor so that the shape parameter and the inclination angle of the groove fall within a predetermined range. And that even if such a design imposes some restrictions on the specifications of the heat transfer tubes, the heat transfer performance in the tubes can be maximized within the specifications. I also got

【0008】従って、本発明は、かかる知見に基づいて
完成されたものであって、その解決課題とするところ
は、高い蒸発性能と凝縮性能とを両立的に達成して、優
れた管内熱伝達性能を有効に発揮し得る、加工性の良好
な内面溝付伝熱管を提供することにあり、また、他の解
決課題とするところは、容易に、且つ仕様に制約が存在
する場合にあっても、良好なる熱伝達性能をもって有利
に設計され得る内面溝付伝熱管を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been completed on the basis of this finding, and the object of the present invention is to achieve both high evaporation performance and high condensation performance while achieving excellent heat transfer in a pipe. Another object of the present invention is to provide a heat transfer tube with an inner groove having good workability and capable of effectively exhibiting performance. Another object of the present invention is to provide a heat transfer tube with an inner groove that can be advantageously designed with good heat transfer performance.

【0009】さらに、本発明にあっては、管内熱伝達性
能に優れる内面溝付伝熱管を容易に設計することが出来
ると共に、その仕様に制限を受ける場合でも、熱伝達性
能を最大限に向上せしめ得る、内面溝付伝熱管の設計方
法も、また、その解決課題とするものである。
Further, according to the present invention, it is possible to easily design a heat transfer tube with an inner groove having excellent heat transfer performance in the tube, and to maximize the heat transfer performance even when the specification is limited. A method for designing a heat transfer tube with an inner surface groove that can be made is also an object to be solved.

【0010】[0010]

【解決手段】そして、本発明にあっては、そのような課
題を解決するために、管軸に対して5°〜45°の傾斜
角を有する多数の溝が管内面に形成されてなると共に、
管外径(D)、管軸に直角な断面における前記溝1個当
たりの断面積(a)、溝深さ(d)、及び管軸を中心と
して、溝間に形成されるフィンの先端に接する円の面積
(A)にて表わされる形状パラメータ:〔2(d/D)
2 ・A/a〕が、0.8以上2.0以下の範囲内とされ
ていることを特徴とする内面溝付伝熱管を、その要旨と
するものである。
According to the present invention, in order to solve such a problem, a large number of grooves having an inclination angle of 5 ° to 45 ° with respect to a pipe axis are formed on a pipe inner surface. ,
The outer diameter of the pipe (D), the cross-sectional area per groove (a) in a cross section perpendicular to the pipe axis, the depth of the groove (d), and the tip of the fin formed between the grooves with the pipe axis as the center. Shape parameter expressed by the area (A) of the tangent circle: [2 (d / D)
2 · A / a] is within the range of 0.8 or more and 2.0 or less.

【0011】すなわち、この本発明に従う内面溝付伝熱
管にあっては、その内面において、管軸に対して前記特
定の傾斜角をもって、多数の溝が形成されていると共
に、管外径(D)、管軸に直角な断面における溝1個当
たりの断面積(a)、溝深さ(d)、及び管軸を中心と
して、溝間に形成されるフィンの先端に接する円の面積
(A)が組み合わされてなる、前記せる如き数式にて表
わされる形状パラメータが、特定の範囲内とされている
ところに、大きな特徴を有しているのである。
That is, in the heat transfer tube with an inner groove according to the present invention, a large number of grooves are formed on the inner surface at the specific inclination angle with respect to the tube axis, and the outer diameter of the tube (D ), The cross-sectional area per groove in a cross section perpendicular to the pipe axis (a), the groove depth (d), and the area of a circle centering on the pipe axis and in contact with the tip of a fin formed between the grooves (A ) Have a great feature in that the shape parameter represented by the mathematical formula as described above is within a specific range.

【0012】要するに、かくの如き本発明において、前
記管軸に直角な断面における溝1個当たりの断面積
(a)は、一般に、溝深さ(d)や溝間に形成されるフ
ィンの両側の斜面の交差角度(フィン頂角),溝底部の
幅,溝条数,フィンの先端幅乃至は先端の曲率半径,溝
の傾斜角等の伝熱管形状に係る因子によって規定され、
また、前記管軸を中心として溝間に形成されるフィンの
先端に接する円の面積(A)は、管外径(D),溝深さ
(d),溝底部の肉厚等の因子によって規定されるもの
であるところから、前記形状パラメータは、管形状に係
る各種の因子が、互いの相関関係に基づいて結び付けら
れて、一纏めにされたものとなっているのであり、換言
すれば、かかる形状パラメータの値が定められるという
ことは、各因子の値が、それらの間の相互関係が総合的
に顧慮されることによって、定められるということを意
味するのである。
In short, in the present invention as described above, the cross-sectional area (a) per groove in a cross section perpendicular to the tube axis generally indicates the groove depth (d) and both sides of the fin formed between the grooves. Are defined by factors related to the shape of the heat transfer tube, such as the intersection angle of the slope (fin apex angle), the width of the groove bottom, the number of grooves, the tip width or radius of curvature of the fin, and the inclination angle of the groove.
Further, the area (A) of the circle contacting the tip of the fin formed between the grooves around the pipe axis depends on factors such as the pipe outer diameter (D), the groove depth (d), and the thickness of the groove bottom. From what is specified, the shape parameters are various factors related to the tube shape, which are linked based on the correlation between each other, so that they are united, in other words, The fact that the value of such a shape parameter is determined means that the value of each factor is determined by comprehensively taking into account the interrelationship between them.

【0013】従って、溝の傾斜角と併せて、そのような
特徴的性質を有する形状パラメータが、所定の範囲内の
値となるように構成されてなる、本発明に従う内面溝付
伝熱管にあっては、その溝付加工性を損なうことなく、
蒸発性能と凝縮性能とが共に効果的に高められ得ている
のであり、それによって、従来の伝熱管に比して、より
優れた管内熱伝達性能が有利に発揮され得、以て伝熱促
進効果が大幅に且つ効果的に増大され得ることとなった
のである。
Accordingly, the heat transfer tube with an inner surface groove according to the present invention is configured so that the shape parameter having such a characteristic property together with the inclination angle of the groove becomes a value within a predetermined range. Without impairing its grooved workability.
Both the evaporation performance and the condensation performance can be effectively enhanced, whereby the superior heat transfer performance in the tube can be advantageously exhibited as compared with the conventional heat transfer tube, and thus the heat transfer can be enhanced. The effect could be greatly and effectively increased.

【0014】さらに、かかる本発明に従う内面溝付伝熱
管にあっては、前記形状パラメータと溝の傾斜角とが所
定範囲内となるように、所定因子の値を設定するだけ
で、上述の如き優れた機能をもって容易に設計され得る
のである。しかも、伝熱管の仕様に制約がある場合にお
いても、そのような設計手法にて設計されることによ
り、かかる仕様内で、その熱伝達性能が極限まで向上せ
しめられ得るという利点をも、有しているのである。
Further, in the heat transfer tube with an inner groove according to the present invention, the value of a predetermined factor is simply set so that the shape parameter and the inclination angle of the groove are within a predetermined range. It can be easily designed with excellent functions. In addition, even when there are restrictions on the specifications of the heat transfer tube, the design using such a design method has an advantage that the heat transfer performance can be improved to the utmost within such specifications. -ing

【0015】なお、本発明に従う内面溝付伝熱管におけ
る望ましい態様の一つによれば、前記溝間に形成される
フィンの両側の斜面の交差角度は、10°〜45°の範
囲内とされているのである。このような構成の内面溝付
伝熱管にあっては、より高い熱伝達性能を更に有利に実
現し得ると共に、その溝付加工性において、一層優れた
ものとなっているのである。
According to a preferred embodiment of the heat transfer tube with internal grooves according to the present invention, the intersection angle between the slopes on both sides of the fin formed between the grooves is in the range of 10 ° to 45 °. -ing In the heat transfer tube with the inner surface groove having such a configuration, higher heat transfer performance can be more advantageously realized, and the groove workability is further improved.

【0016】そして、上述の如き本発明に従う内面溝付
伝熱管にあっては、管内を100kg/(m2 ・s)以
上の冷媒質量速度にて所定の冷媒が流通せしめられる伝
熱管として、特に、好適に用いられるのであり、それに
よって、良好なる熱伝達性能の実現という利益を、最大
限に享受することが出来るのである。
In the heat transfer tube with an inner groove according to the present invention as described above, the heat transfer tube through which a predetermined refrigerant can flow at a refrigerant mass speed of 100 kg / (m 2 · s) or more is particularly used. , So that the benefits of good heat transfer performance can be maximized.

【0017】また、本発明にあっては、管内を100k
g/(m2 ・s)以上の冷媒質量速度にて所定の冷媒が
流通せしめられる伝熱管を設計するに際して、管軸に対
して5°〜45°の傾斜角を有する多数の溝を管内面に
形成すると共に、管外径(D)、管軸に直角な断面にお
ける前記溝1個当たりの断面積(a)、溝深さ(d)、
及び管軸を中心として、溝間に形成されるフィンの先端
に接する円の面積(A)が、次式:0.8≦〔2(d/
D)2 ・A/a〕≦2.0を満足するように、それぞれ
の値を設定することを特徴とする内面溝付伝熱管の設計
方法も、また、その要旨とするものである。
In the present invention, the inside of the pipe is 100 k
When designing a heat transfer tube through which a predetermined refrigerant can flow at a refrigerant mass velocity of g / (m 2 · s) or more, a number of grooves having an inclination angle of 5 ° to 45 ° with respect to the tube axis are formed on the inner surface of the tube. And a pipe outer diameter (D), a cross-sectional area per one groove at a cross section perpendicular to the pipe axis (a), a groove depth (d),
And the area (A) of a circle contacting the tip of the fin formed between the grooves around the pipe axis is expressed by the following equation: 0.8 ≦ [2 (d /
D) The design method of the heat transfer tube with inner grooves, characterized in that the respective values are set so as to satisfy 2 · A / a] ≦ 2.0, is also the gist of the invention.

【0018】このような本発明に従う内面溝付伝熱管の
設計方法にあっては、多数の溝を、その管軸に対する傾
斜角が5°〜45°となるように形成すると共に、上述
せる如き特定の形状パラメータ:〔2(d/D)2 ・A
/a〕の値が、0.8〜2.0の範囲となるように、管
外径(D)、管軸に直角な断面における溝1個当たりの
断面積(a)、溝深さ(d)、及び管軸を中心として溝
間に形成されるフィンの先端に接する円の面積(A)の
値を、それぞれ設定する。要するに、かかる形状パラメ
ータの値が所定の範囲内に収まるように、管外径
(D),溝深さ(d),溝間に形成されるフィンの両側
の斜面の交差角度,溝底部の幅,溝条数,フィンの先端
幅乃至は先端の曲率半径,溝の傾斜角,溝底部の肉厚等
の伝熱管形状に係る因子の値を、それら因子同士の相互
関係を総合的に考慮しつつ、バランス良く同時に決定す
るところに、格別顕著な特徴があるのである。
In the method for designing a heat transfer tube with an inner surface groove according to the present invention, a large number of grooves are formed so that the inclination angle with respect to the tube axis is 5 ° to 45 °, and as described above. Specific shape parameter: [2 (d / D) 2 · A
/ A], the outer diameter (D) of the pipe, the cross-sectional area per groove (a) in a cross section perpendicular to the pipe axis, and the depth of the groove ( d) and the value of the area (A) of the circle which is in contact with the tip of the fin formed between the grooves around the tube axis are set. In short, the pipe outer diameter (D), the groove depth (d), the intersection angle of the slopes on both sides of the fin formed between the grooves, and the width of the groove bottom so that the value of the shape parameter falls within a predetermined range. , The number of grooves, the width of the fin tip or the radius of curvature of the tip, the inclination angle of the groove, the thickness of the bottom of the groove, and other factors related to the shape of the heat transfer tube. However, there is a remarkable feature in determining at the same time in a well-balanced manner.

【0019】従って、かかる本発明に従う内面溝付伝熱
管の設計方法にあっては、溝の傾斜角と前記特定の形状
パラメータとが所定の範囲内となるように、上述の如き
比較的に簡単な設定作業を実施するだけで、余分な実験
を何等伴うことなく、各種因子の値を最適化せしめ得、
以て、高度な蒸発性能及び凝縮性能、更には、有効な管
内熱伝達性能を有利に実現し得る内面溝付伝熱管、中で
も、そのような特徴的性能を有する、管内を100kg
/(m2 ・s)以上の冷媒質量速度にて所定の冷媒が流
通せしめられる伝熱管を、極めて容易に設計することが
出来るのである。それ故に、本発明手法によれば、設計
作業が飛躍的に簡素化及び効率化され得るのである。
Therefore, in the method for designing a heat transfer tube with an inner groove according to the present invention, the above-described relatively simple method is used so that the inclination angle of the groove and the specific shape parameter fall within a predetermined range. By simply performing the setting work, the values of various factors can be optimized without any extra experiment,
Therefore, the inner grooved heat transfer tube capable of advantageously realizing a high evaporation performance and condensation performance, and furthermore, an effective heat transfer performance in the tube, among which 100 kg in the tube having such a characteristic performance.
A heat transfer tube through which a predetermined refrigerant flows at a refrigerant mass velocity of / (m 2 · s) or more can be designed very easily. Therefore, according to the method of the present invention, the design work can be significantly simplified and made more efficient.

【0020】加えて、本発明に従う内面溝付伝熱管の設
計方法によれば、伝熱管の仕様において制限を受けるよ
うな場合にあっても、その制限下において、各種の因子
の値を最適化して、管内熱伝達性能を極限まで向上せし
め得るのであり、その結果として、多種の仕様に対し
て、容易に且つ迅速に対処することが可能となるのであ
る。
In addition, according to the method for designing a heat transfer tube with an inner groove according to the present invention, even when the specification of the heat transfer tube is limited, the values of various factors are optimized under the limitation. As a result, the heat transfer performance in the pipe can be improved to the utmost, and as a result, it is possible to easily and quickly cope with various specifications.

【0021】なお、かくの如き本発明に従う内面溝付伝
熱管の設計方法の好ましい態様の一つにおいては、更
に、前記溝間に形成されるフィンの両側の斜面の交差角
度が、10°〜45°の範囲内となるように設計するこ
ととなるのである。このような設計手法によれば、より
一層高度な熱伝達性能を有し、且つ溝の加工性が良好で
ある内面溝付伝熱管を、極めて有利に設計することが出
来るのである。
In a preferred embodiment of the method for designing a heat transfer tube with an inner groove according to the present invention, the intersection angle of the slopes on both sides of the fin formed between the grooves is 10 ° to 10 °. The design is to be within the range of 45 °. According to such a design method, it is possible to extremely advantageously design a heat transfer tube with an inner groove having higher heat transfer performance and good groove workability.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明をより明らかにする
ために、本発明の具体的構成について、図面を参照しつ
つ、詳細に説明することとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, in order to make the present invention clearer, a specific configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0023】先ず、図1には、本発明に従う構造とされ
た内面溝付伝熱管の一具体例が、管軸方向の切断面で切
り開いて平板状に展開した平面図にて示されている(但
し、図1においては、その上下方向が、伝熱管の管軸方
向とされている)と共に、図2及び図3には、かかる図
1に示される内面溝付伝熱管の管軸方向及び管軸に直角
な方向における断面図が、それぞれ、示されている。そ
のような図1〜図3において、内面溝付伝熱管10は、
全体として、円形断面の直管形状を呈しており、その外
周面が平滑面とされる一方、内周面には多数の溝12が
設けられて、構成されるものであり、一般に、空調機器
や冷凍機等における蒸発器や凝縮器等の熱交換器を構成
する伝熱管として用いられて、その内部において、伝熱
流体としての公知の各種の冷媒が流通せしめられ得るよ
うになっている。
First, FIG. 1 is a plan view showing a specific example of a heat transfer tube with an inner groove having a structure according to the present invention, which is cut open along a cutting surface in the tube axis direction and developed into a flat plate shape. (However, in FIG. 1, the vertical direction is the tube axis direction of the heat transfer tube.) FIGS. 2 and 3 show the tube axis direction of the heat transfer tube with the inner surface groove shown in FIG. Cross-sectional views in a direction perpendicular to the tube axis are respectively shown. In such FIGS. 1 to 3, the heat transfer tube 10 with an inner groove is
As a whole, it has a straight pipe shape with a circular cross section, and its outer peripheral surface is a smooth surface, while its inner peripheral surface is provided with a large number of grooves 12. It is used as a heat transfer tube which constitutes a heat exchanger such as an evaporator or a condenser in a refrigerator or a refrigerator, and various known refrigerants as a heat transfer fluid can be circulated therein.

【0024】より具体的には、内面溝付伝熱管10の内
周面に形成された多数の溝12は、その何れも、管軸1
4に直角な断面において、互いに同じな、底部に向かう
に従って狭幅となる台形形状とされていると共に、管軸
14に対して傾斜して、周方向に連続して螺旋状に延
び、且つ管軸方向で互いに所定距離だけ離間する形態を
もって、設けられている。そして、内面溝付伝熱管10
の内周面においては、かくの如く溝12が設けられるこ
とにより、隣接する溝12,12間において、該溝12
の形状に対応して先端に向かうに従って狭幅となると共
に、その先端が平坦面とされた管軸直角断面形状を有す
るフィン16が形成されており、それによって、フィン
16は、管軸14に対して傾斜して周方向で螺旋状に延
び、互いに間隔をおいて多数条形成されている。即ち、
図1〜図3に示された内面溝付伝熱管10は、その内面
に螺旋溝が刻設されてなる、内面螺旋溝付伝熱管とされ
ているのである。
More specifically, each of the large number of grooves 12 formed on the inner peripheral surface of the heat transfer tube 10 having an inner surface groove has a tube shaft 1.
In a cross section perpendicular to 4, the pipes have the same trapezoidal shape, the width of which becomes narrower toward the bottom, and which are inclined with respect to the pipe axis 14, extend continuously in the circumferential direction in a spiral shape, and They are provided so as to be separated from each other by a predetermined distance in the axial direction. And the heat transfer tube 10 with an inner surface groove
The groove 12 is provided on the inner peripheral surface as described above, so that the groove 12 is provided between the adjacent grooves 12.
A fin 16 having a cross-section perpendicular to the tube axis and having a flat surface at the end is formed, and the fin 16 is attached to the tube shaft 14. It extends in a spiral shape in the circumferential direction while being inclined with respect to it, and is formed in a large number at intervals with each other. That is,
The heat transfer tube with internal grooves 10 shown in FIGS. 1 to 3 is a heat transfer tube with internal spiral grooves, in which a spiral groove is engraved on the inner surface.

【0025】そして、本発明に従う内面溝付伝熱管10
にあっては、溝12(フィン16)の管軸14に対する
傾斜角〔図2において、θにて示される角度〕が、5°
〜45°の角度とされていると共に、下記数式(1)に
て表わされる如き特定の形状パラメータ:Rの値(無次
元数)が、0.8以上2.0以下の範囲内とされている
のであり、そこに、本発明の大きな特徴が存しているの
である。 R=〔2(d/D)2 ・A/a〕 ・・・ (1) なお、上記数式(1)にて表される形状パラメータ:R
において、Dは、管外径〔図2及び図3(i)におい
て、Dにて示される寸法〕であり、aは、管軸直角断面
における溝12の断面積〔図3(ii)中、溝12を構成
する底面と両斜面と、かかる斜面を構成する隣り合うフ
ィン16,16の先端面の中心を直線的に結ぶ線17と
にて囲まれる面積〕であり、また、dは、溝深さ〔図2
において、dにて示される寸法〕であり、更に、Aは、
管軸直角断面において、管軸14を中心として、フィン
16の先端に接する円の面積〔図3(i)において、二
点鎖線にて示される接円18の面積〕である。
Then, the heat transfer tube 10 with an inner groove according to the present invention is provided.
In this case, the inclination angle of the groove 12 (fin 16) with respect to the tube axis 14 (the angle indicated by θ in FIG. 2) is 5 °.
The angle (angle) is up to 45 °, and the value of a specific shape parameter (R) (dimensionless number) represented by the following equation (1) is set to be in a range of 0.8 to 2.0. This is where the major features of the present invention reside. R = [2 (d / D) 2 · A / a] (1) The shape parameter represented by the above equation (1): R
, D is the pipe outer diameter [dimension indicated by D in FIGS. 2 and 3 (i)], and a is the cross-sectional area of the groove 12 in a cross section perpendicular to the pipe axis [in FIG. 3 (ii), Area defined by a bottom surface and both slopes forming the groove 12, and a line 17 that linearly connects the centers of the tip surfaces of the adjacent fins 16, 16 forming the slope], and d is the groove. Depth [Figure 2
In the above, the dimension shown by d]
In the section perpendicular to the tube axis, the area of a circle centered on the tube axis 14 and in contact with the tip of the fin 16 [the area of the tangent circle 18 shown by a two-dot chain line in FIG.

【0026】すなわち、かくの如き本発明において導入
される前記特定の形状パラメータ:Rは、管外径:D、
管軸直角断面における溝12の断面積:a、溝深さ:
d、接円18の面積:Aが組み合わされて構成されてい
るのであるが、かかる特定の形状パラメータ:Rにおい
て、その構成要素たる前記溝12の断面積:aは、一般
には、溝深さ:d,フィン16を構成する両側斜面の交
差角度〔図3(ii)において、ψにて示される寸法〕,
管軸直角断面における溝12の底部の幅〔図3(ii)
中、Wdbで示される寸法〕,溝12の条数:n,管軸直
角断面におけるフィン16の先端部の幅〔図3(ii)に
おいて、Wftにて示される寸法〕,溝12の傾斜角:θ
等の伝熱管形状に係る因子に基づいて、規定されるもの
であり、また、前記接円18の面積:Aは、通常、管外
径:D,溝深さ:d,溝12の底部の肉厚〔図2及び図
3(ii)中、tにて示される寸法〕等の管形状に係る因
子に基づいて、規定されるものであるということから
も、明らかなように、形状パラメータ:Rは、そのよう
な管形状に係る各種の因子が、互いの相関関係に基づい
て関連付けられて、一纏りとされることによって、構成
されているのである。
That is, the specific shape parameter R introduced in the present invention as described above is an outer tube diameter D:
Cross-sectional area of the groove 12 in a cross section perpendicular to the tube axis: a, groove depth:
d, the area of the tangent circle 18: A is configured in combination, and in such a specific shape parameter: R, the cross-sectional area of the groove 12 as a component thereof: a is generally the groove depth. : D, the intersection angle of the slopes on both sides constituting the fin 16 [dimension indicated by ψ in FIG. 3 (ii)],
The width of the bottom of the groove 12 in a section perpendicular to the tube axis [FIG. 3 (ii)
Medium, dimension indicated by W db ], number of grooves 12: n, width of tip of fin 16 in cross section perpendicular to tube axis [dimension indicated by W ft in FIG. Tilt angle: θ
The area A of the tangent circle 18 is usually the outer diameter of the tube: D, the depth of the groove: d, and the bottom of the groove 12. It is apparent from the fact that the shape parameters are determined based on factors related to the tube shape such as the wall thickness (dimensions indicated by t in FIGS. 2 and 3 (ii)): R is configured by associating various factors related to such a tube shape based on a mutual correlation and grouping them.

【0027】要するに、本発明に従う内面溝付伝熱管1
0にあっては、溝12の傾斜角:θに加えて、かくの如
き管形状に係る特徴的な形状パラメータ:Rが、前記範
囲内とされているところから、溝12が、良好なる加工
性をもって、管内面に対して容易に形成され得るように
なっているばかりでなく、蒸発性能と凝縮性能とが、何
れも、効果的に高められ得ているのであり、それ故に、
極めて優れた管内熱伝達性能を有利に発揮し得、結果的
に、伝熱促進効果の顕著な増大が達成され得るようにな
っているのである。
In short, the heat transfer tube with inner groove 1 according to the present invention
In the case of 0, in addition to the inclination angle θ of the groove 12 and the characteristic shape parameter R related to the tube shape as described above being within the above-mentioned range, the groove 12 can be processed with good quality. Not only can it be easily formed on the inner surface of the tube, but also the evaporation performance and the condensation performance can be effectively enhanced, and therefore,
It is possible to advantageously exhibit extremely excellent heat transfer performance in the pipe, and consequently a remarkable increase in the heat transfer promoting effect can be achieved.

【0028】なお、かかる内面溝付伝熱管10にあって
は、先述せる如く、その溝12の傾斜角:θが5°〜4
5°であることが必要とされるのであり、また、有利に
は、15°〜30°であることが、より望ましいのであ
る。尤も、傾斜角:θが5°未満の場合には、かかる傾
斜角を有する溝12によって、管内を伝って流れる冷媒
が管底部から管頂部まで到達する周期が長くなり過ぎる
ために、乱流効果が低下したり、また、特に、内面溝付
伝熱管10が蒸発器に用いられる場合において、管内面
が乾燥するドライアウトが惹起されるために、実質的な
伝熱面積が減少して、蒸発性能が悪化する等の不具合が
生じるのである。一方、傾斜角:θが45°を越えるよ
うな溝12は、現状においては、技術的に形成すること
が困難であり、また、仮に、その形成が可能であるとし
ても、製造速度の大幅な低下や工具の破損の多発を招来
することとなると共に、そのような溝12,12間に形
成されたフィン16により、冷媒の流通が遮られて、圧
力損失が大きくなるために、管内の冷媒温度が高くなっ
てしまうことから、特に、内面溝付伝熱管10を蒸発器
に適用する場合において、管外部の所定の伝熱流体との
温度差を充分に確保し得なくなり、その結果、蒸発能力
が低下することとなる等の問題が内在するのである。
In the heat transfer tube 10 having the inner groove, as described above, the inclination angle θ of the groove 12 is 5 ° to 4 °.
It is required that it be 5 °, and advantageously it is more preferably between 15 ° and 30 °. However, if the inclination angle θ is less than 5 °, the cycle of the refrigerant flowing through the inside of the pipe from the bottom to the top of the pipe becomes too long due to the groove 12 having such an inclination angle. In particular, when the inner grooved heat transfer tube 10 is used for an evaporator, a dryout in which the inner surface of the tube is dried is caused. Problems such as deterioration of performance occur. On the other hand, at present, it is difficult to form the groove 12 in which the inclination angle θ exceeds 45 °, and even if the groove 12 can be formed, the manufacturing speed is greatly increased. In addition, the fins 16 formed between the grooves 12, 12 block the flow of the refrigerant and increase the pressure loss. Since the temperature becomes high, especially when the heat transfer tube 10 with the inner surface groove is applied to an evaporator, it is not possible to sufficiently secure a temperature difference with a predetermined heat transfer fluid outside the tube, and as a result, the evaporation There are inherent problems such as a decline in ability.

【0029】一方また、本発明においては、内面溝付伝
熱管10の形状を規定する、前記形状パラメータ:Rの
値は、0.8以上2.0以下、好適には1.0以上1.
8以下であることが、求められるのである。なお、形状
パラメータ:Rの値が0.8よりも小さくなる典型的な
ケースとしては、溝条数:nが極端に少ない場合が挙げ
られるが、その場合には、冷媒の管内面に対する接触面
積、即ち、伝熱面積の著しい減少が惹起されることか
ら、蒸発性能の特段の促進は為され得なくなる。逆に、
形状パラメータ:Rの値が2.0を越える典型例として
は、溝条数:nが極端に多過ぎるものが考えられるが、
かかる内面溝付伝熱管10にあっては、必然的に溝12
の開口幅〔図3(ii)において、Wdoにて示される寸
法〕が小さくなり過ぎることから、そのような伝熱管1
0を凝縮器に用いた場合において、凝縮時に溝12の全
体が冷媒にて覆われて、液没し易くなり、それにより、
凝縮性能が極度に悪化するのである。
On the other hand, in the present invention, the value of the shape parameter: R, which defines the shape of the heat transfer tube 10 with an inner surface groove, is 0.8 to 2.0, preferably 1.0 to 1.
It is required to be 8 or less. A typical case in which the value of the shape parameter: R is smaller than 0.8 is a case where the number of grooves: n is extremely small. In this case, the contact area of the refrigerant with the inner surface of the pipe is considered. That is, a significant reduction in the heat transfer area is caused, so that no particular enhancement of the evaporation performance can be made. vice versa,
As a typical example in which the value of the shape parameter: R exceeds 2.0, it is conceivable that the number of grooves: n is extremely large.
In the heat transfer tube 10 having the inner groove, the groove 12 is inevitably formed.
Since the opening width (the dimension indicated by W do in FIG. 3 (ii)) becomes too small, the heat transfer tube 1
When 0 is used for the condenser, the entire groove 12 is covered with the refrigerant at the time of condensation, so that the groove 12 is easily immersed.
The condensation performance is extremely deteriorated.

【0030】さらに、上述の如き内面溝付伝熱管10に
おいて、フィン16の両側斜面の交差角度:ψは、好ま
しくは10°〜45°、より好ましくは10°〜20°
であることが、望ましいのである。けだし、かかるフィ
ン16における交差角度:ψが小さくなり過ぎると、そ
のようなフィン16を間に挟むようにして多数の溝12
を管内面に溝付加工することが、極めて困難となるばか
りでなく、例えそれが加工され得ても、目的とする熱交
換器を組み立てるに際しての伝熱管10の拡管作業時に
おいて、フィン16が圧潰されてしまい、溝深さ:dを
充分に確保し得なくなったり、或いは溝12の開口部が
閉塞したりするからである。また、交差角度:ψが大き
過ぎる場合には、単位面積当たりの溝12の形成数が少
なくなることから、それに従って、前記形状パラメー
タ:Rの値が小さくなり過ぎて、伝熱面積が減少すると
共に、凝縮時における凝縮液の保持容積が小さくなる等
によって、熱伝達性能の向上を望め得なくなる恐れがあ
るからである。
Further, in the heat transfer tube 10 having the inner surface groove as described above, the intersection angle ψ of the slopes on both sides of the fin 16 is preferably 10 ° to 45 °, more preferably 10 ° to 20 °.
Is desirable. If the intersection angle 角度 in such a fin 16 becomes too small, a large number of grooves 12 are formed so as to sandwich such a fin 16 therebetween.
Not only is it extremely difficult to groove the inner surface of the tube, but even if it can be processed, the fins 16 may not work when the heat transfer tube 10 is expanded at the time of assembling the target heat exchanger. This is because they are crushed and the groove depth: d cannot be sufficiently secured, or the opening of the groove 12 is closed. If the intersection angle 場合 is too large, the number of the grooves 12 formed per unit area decreases, and accordingly, the value of the shape parameter R becomes too small, and the heat transfer area decreases. At the same time, the heat transfer performance may not be improved due to a reduced holding volume of the condensed liquid at the time of condensation.

【0031】ところで、このような有効な効果を奏し得
る内面溝付伝熱管10を設計するに際しては、上記せる
如き構成が有利に実現され得るように、本発明に従っ
て、溝12(フィン16)の管軸14に対する傾斜角:
θを、5°〜45°、好ましくは15°〜30°に設定
すると共に、上記数式(1)にて表わされる形状パラメ
ータ:Rの値が、0.8≦R≦2.0、好適には1.0
≦R≦1.8を満足するように、その形状パラメータ:
Rの構成要素たる管外径:D、管軸直角断面における溝
12の断面積:a、溝深さ:d、及び管軸14を中心と
して、フィン16の先端に接する円18の面積:Aの値
を、それぞれ、設定することとなるのである。
By the way, when designing the heat transfer tube 10 with an inner surface groove which can exhibit such an effective effect, according to the present invention, the groove 12 (fin 16) is formed so that the above-described configuration can be advantageously realized. Angle of inclination with respect to tube axis 14:
θ is set to 5 ° to 45 °, preferably 15 ° to 30 °, and the value of the shape parameter: R represented by the above formula (1) is 0.8 ≦ R ≦ 2.0, preferably Is 1.0
In order to satisfy ≦ R ≦ 1.8, its shape parameter:
The outer diameter of the pipe as a component of R: D, the cross-sectional area of the groove 12 in a cross section perpendicular to the pipe axis: a, the depth of the groove: d, and the area of the circle 18 in contact with the tip of the fin 16 around the pipe axis 14: A Are set, respectively.

【0032】そのような内面溝付伝熱管10の設計にお
いて、前記した特定の要件が満たされるように値を設定
する、管軸直角断面における溝12の断面積:aや接円
18の面積:Aにあっては、上述せるように、伝熱管形
状に係る所定の因子(d,ψ,Wdb,n,Wft,θ,
D,t等)に基づいて規定され得るものであるところか
ら、前述の如くD,a,d,Aの値の設定を行なうとい
うことは、形状パラメータ:Rの値が前記範囲内となる
ように、管形状に係る各種の因子:d,ψ,Wdb,n,
ft,θ,D,t等について、それらの間の相互関係を
総合的に考慮して、翻れば、管全体の形状を多面的に捉
えて、各因子の値を、バランス良く且つ一括して決定す
るということに、他ならないのである。
In the design of such an inner grooved heat transfer tube 10, values are set so as to satisfy the above-mentioned specific requirements. The cross-sectional area of the groove 12 in the cross section perpendicular to the tube axis: a and the area of the tangent circle 18: In the case of A, as described above, the predetermined factors (d, ψ, W db , n, W ft , θ,
D, t, etc.), setting the values of D, a, d, A as described above means that the value of the shape parameter: R falls within the above range. In addition, various factors related to the tube shape: d, ψ, W db , n,
For W ft , θ, D, t, etc., taking into account the interrelationship among them, in other words, the shape of the whole pipe is grasped from multiple angles, and the values of each factor are balanced and integrated. It is no less than to make a decision.

【0033】従って、かかる本発明に従う設計手法によ
れば、比較的に簡単な所定の設定作業を行なうだけで、
前記管形状に係る各因子の値を有利に最適化せしめて、
高い蒸発性能及び凝縮性能、ひいては優れた管内熱伝達
性能を実現し得る内面溝付伝熱管10を、容易に設計す
ることが出来るのである。要するに、本発明手法にあっ
ては、内面溝付伝熱管10において所期の性能を確保す
るべく、管形状に係る各因子の最適値を得ることを目的
とした特別な試行実験を何等行なう必要性がないところ
から、設計作業に要する作業者の負担や作業時間等を効
果的に低減化せしめ得るという利益をもたらすものなの
である。
Therefore, according to the design method according to the present invention, a relatively simple predetermined setting operation can be performed.
By advantageously optimizing the value of each factor relating to the tube shape,
This makes it possible to easily design the heat transfer tube 10 having an inner groove, which can realize high evaporation performance and condensation performance, and excellent heat transfer performance in the tube. In short, in the method of the present invention, in order to secure the expected performance in the heat transfer tube 10 with the inner surface groove, it is necessary to perform any special trial experiment aimed at obtaining the optimum values of the factors relating to the tube shape. This is advantageous because it can effectively reduce the burden on the worker and the work time required for the design work from the point of lack of performance.

【0034】さらに、内面溝付伝熱管10において要求
される耐圧性能を実現するために、管外径:Dや溝12
の底部の肉厚:tが予め定められる等、伝熱管10の仕
様において制約条件がある場合でも、本発明手法によれ
ば、その制約を受けない因子の値を最適化せしめて、与
えられた仕様の範囲内で、充分に高い管内熱伝達性能を
発揮する伝熱管10を設計することが出来るのであり、
これによって、様々な仕様条件に対しても、柔軟に対応
することが可能となるのである。
Further, in order to realize the pressure resistance required for the heat transfer tube 10 with an inner surface groove, the outer diameter of the tube:
According to the method of the present invention, even if there are constraints in the specification of the heat transfer tube 10 such as when the thickness of the bottom of the tube: t is predetermined, the values of the factors not subject to the constraints are optimized and given. Within the range of the specification, it is possible to design the heat transfer tube 10 exhibiting a sufficiently high heat transfer performance in the tube.
As a result, it is possible to flexibly cope with various specification conditions.

【0035】なお、そのような本発明に従う内面溝付伝
熱管10の設計手法において、特に、エアコン等の蒸発
器において用いる内面溝付伝熱管10を設計するに際
し、溝深さ:dや溝条数:nが多いことにより、蒸発性
能に大きな影響を及ぼす圧力損失の増加が懸念される場
合には、圧力損失の増大を効果的に抑制せしめるべく、
溝12の傾斜角:θとして、5°〜45°の角度のう
ち、極力、小さな角度を採用することが、望ましい。ま
た、近年、エアコンの暖房性能向上のために、凝縮運転
時に、出口過冷却度を大きく取る運転条件を採用した
り、過冷却領域専用の補助熱交換器を主たる凝縮器にお
ける冷媒の出口側に接続,付加する手法が盛んに試みら
れており、そこでは、過冷却領域での熱伝達率の向上が
強く望まれているのであるが、そのような目的を達成す
るための凝縮器を構成する伝熱管10の設計を行なう場
合には、溝12の傾斜角:θを、5°〜45°の範囲内
で、極力、大きな角度に設定して、伝熱面積をより増大
させることが、望ましいのである。
In the design method of the heat transfer tube 10 having the internal groove according to the present invention, particularly when designing the heat transfer tube 10 having the internal groove used in the evaporator of an air conditioner or the like, the groove depth: d and the groove width are used. When the number: n is large and there is a concern about an increase in pressure loss that greatly affects the evaporation performance, in order to effectively suppress the increase in pressure loss,
It is preferable that the inclination angle of the groove 12 be as small as possible among the angles of 5 ° to 45 ° as θ. Also, in recent years, in order to improve the heating performance of the air conditioner, during the condensation operation, operating conditions that increase the degree of supercooling at the outlet are adopted, or an auxiliary heat exchanger dedicated to the supercooling area is provided on the outlet side of the refrigerant in the main condenser. There are many attempts to connect and add, and there is a strong demand for improvement of the heat transfer coefficient in the supercooled region. However, a condenser for achieving such purpose is constructed. When designing the heat transfer tube 10, it is desirable to set the inclination angle θ of the groove 12 as large as possible within the range of 5 ° to 45 ° to increase the heat transfer area. It is.

【0036】さらに、本発明手法においては、溝付け加
工性に一段と優れると共に、有効な熱伝達性能をより効
果的に発揮する内面溝付伝熱管10を設計するために、
フィン16の両側斜面の交差角度:ψを、好ましくは1
0°〜45°、より好ましくは10°〜20°の角度に
設定することとなるのである。
Further, in the method of the present invention, in order to design a heat transfer tube 10 with an inner groove, which is more excellent in grooving workability and more effectively exhibits effective heat transfer performance,
The intersection angle of the slopes on both sides of the fin 16: 、, preferably 1
The angle is set at 0 ° to 45 °, more preferably at 10 ° to 20 °.

【0037】而して、本発明に従う内面溝付伝熱管10
にあっては、かくの如き設計に基づいて、従来と同様、
鋼管等の転造加工、或いは溝付け加工を施した銅条等を
曲成して溶接接合する方法により作製され、そして、そ
の複数本が、予めプレス成形されたフィンストック等に
対して、並列形態をもって水平に配管された状態で、拡
管装着されて、一体的に組み付けられることにより、蒸
発器や凝縮器等の熱交換器が構成されることとなるので
ある。要するに、内面溝付伝熱管10は、かかる蒸発器
や凝縮器等の熱交換器を構成する伝熱管として有利に用
いられて、上述の如き優れた管内熱伝達性能を奏し得る
のであるが、本発明においては、特に、管内を100k
g/(m2 ・s)以上、好ましくは150kg/(m2
・s)以上の冷媒質量速度にて所定の冷媒が流通せしめ
られる伝熱管として使用されることで、優れた効果がよ
り一層効果的に発揮され得るのである。
Thus, the heat transfer tube 10 with an inner groove according to the present invention
In, based on such a design, as before,
It is produced by a method of bending and welding a copper strip or the like that has been subjected to rolling or grooving of a steel pipe, etc., and a plurality of the pieces are arranged in parallel with a pre-pressed fin stock or the like. In a state where the pipes are arranged horizontally in a form, they are expanded and mounted, and are integrally assembled, so that a heat exchanger such as an evaporator or a condenser is formed. In short, the internal grooved heat transfer tube 10 can be advantageously used as a heat transfer tube constituting a heat exchanger such as an evaporator or a condenser, and can exhibit the excellent heat transfer performance in the tube as described above. In the invention, in particular, 100 k
g / (m 2 · s) or more, preferably 150 kg / (m 2
(S) By using the heat transfer tube through which a predetermined refrigerant is circulated at the above-described mass flow rate of the refrigerant, excellent effects can be more effectively exerted.

【0038】なお、上記においては、本発明を内面に螺
旋溝が形成されてなる内面螺旋溝付伝熱管に適用したも
のの具体例を示したが、本発明にあっては、管軸に対し
て傾斜する多数の溝を有してなる内面溝付伝熱管の何れ
にも、適用され得るものであることが、理解されなけれ
ばならない。
In the above description, a specific example is shown in which the present invention is applied to a heat transfer tube with an inner spiral groove having an inner spiral groove formed therein. It should be understood that the present invention can be applied to any of the internally grooved heat transfer tubes having a large number of inclined grooves.

【0039】例えば、図4及び図5には、管内面が管軸
方向に延びる仮想境界線20にて複数(偶数個)の領域
に分割されて、その各領域22において、管軸に対して
傾斜する多数の溝12が形成されている共に、その溝1
2の傾斜方向が、隣り合う領域22,22で互いに逆と
された、松葉溝構造を有する内面溝付伝熱管(内面松葉
溝付伝熱管)に本発明を適用した例が、管軸方向の切断
面で切り開いて平板状に展開した平面図にて示されてい
る。
For example, FIGS. 4 and 5 show that the inner surface of the pipe is divided into a plurality (even number) of areas by a virtual boundary line 20 extending in the pipe axis direction. A number of inclined grooves 12 are formed, and the grooves 1
An example in which the present invention is applied to a heat transfer tube with an inner groove having a flute groove structure (a heat transfer tube with an inner creasing groove) in which the inclination directions of the two are reversed in the adjacent regions 22 is an axial direction. It is shown in a plan view that is cut open at the cut surface and developed into a flat plate shape.

【0040】より具体的には、図4,5に示される如き
内面溝付伝熱管24,26にあっては、それらの管内面
における前記仮想境界線20にて区切られた複数の領域
22のそれぞれにおいて、管軸に直角な断面において所
要の形状を呈する溝12が、全体として周方向に連続
し、且つ管軸方向に所定間隔をおいて隣接する溝12,
12間に、フィン16を形成しつつ、多数条設けられて
いると共に、そのような形態の溝12が、管軸14に対
して、所定の傾斜角を為して、設けられているのであ
る。なお、かかる内面溝付伝熱管24,26において
は、図からは明らかではないが、溝12の管軸直角断面
形状が、底部に向かうに従って狭幅となる台形形状とさ
れている。
More specifically, in the heat transfer tubes 24 and 26 having the inner surface grooves as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of regions 22 defined by the virtual boundary line 20 on the inner surfaces of the tubes. In each case, a groove 12 having a required shape in a cross section perpendicular to the tube axis is continuous in the circumferential direction as a whole, and is adjacent to the groove 12 at a predetermined interval in the tube axis direction.
A large number of fins 16 are formed between the fins 12, and the grooves 12 having such a configuration are provided at a predetermined inclination angle with respect to the tube shaft 14. . In addition, in the heat transfer tubes 24 and 26 with the inner surface grooves, although not clear from the drawing, the cross-sectional shape of the groove 12 at right angles to the tube axis has a trapezoidal shape that becomes narrower toward the bottom.

【0041】そして、本発明に従う内面溝付伝熱管2
4,26にあっては、各領域22における溝12の傾斜
角の何れもが、5°〜45°の範囲内の角度とされると
共に、前記数式(1)にて表わされる形状パラメータ:
Rの値が、0.8以上2.0以下の範囲内とされている
のであり、それによって、上記内面溝付伝熱管10と同
様にして、容易に且つ有利に設計され得るのであり、更
にかかる設計に基づいて作製されて、蒸発器や凝縮器等
の熱交換器を構成する伝熱管、特に、管内を100kg
/(m2 ・s)以上の冷媒質量速度にて所定の冷媒が流
通せしめられる伝熱管として、有利に用いられて、上述
せる如き内面溝付伝熱管10と同様の作用,効果を効果
的に発揮し得るようになっているのである。
And, the heat transfer tube 2 with an inner groove according to the present invention
4 and 26, each of the inclination angles of the groove 12 in each region 22 is set to an angle in the range of 5 ° to 45 °, and the shape parameter represented by the above-described formula (1):
The value of R is in the range of 0.8 or more and 2.0 or less, whereby it is possible to easily and advantageously design the heat transfer tube 10 in the same manner as the heat transfer tube 10 with the inner surface groove. Heat transfer tubes made based on such a design and constituting a heat exchanger such as an evaporator or a condenser, in particular, 100 kg inside the tubes
/ (M 2 · s) It is advantageously used as a heat transfer tube through which a predetermined refrigerant is circulated at a refrigerant mass speed of not less than / (m 2 · s), and effectively has the same function and effect as the heat transfer tube 10 with the inner surface groove as described above. It is able to demonstrate.

【0042】なお、そのような内面溝付伝熱管24,2
6においても、フィン16を構成する両側斜面の交差角
度は、好適には、10°〜45°とされることが、望ま
しい。また、溝12の傾斜角,管軸直角断面における溝
12の断面積,溝深さの他、フィン16の両側斜面の交
差角度等の値は、上記の構成要件を満たす限りにおい
て、各領域22において、互いに同じとされていても、
或いは互いに異ならしめられていても、何等差し支えな
い。更に、溝12の断面積や溝深さの値が、領域22毎
に異なるような場合には、前記形状パラメータ:Rを構
成するa,d,Aの値が一義的に定められなくなること
から、それらa,d,Aの値として、平均値が採用され
ることとなる。なお、フィン16の先端に接する円の面
積:Aの値として採用される平均値は、各領域22にお
ける溝深さの平均値を算出して、それより、フィン16
の先端に接する円の半径を導出することで、容易に得る
ことが出来る。
It should be noted that such heat transfer tubes 24, 2 having an inner groove are provided.
Also in 6, it is desirable that the intersection angle between the slopes on both sides constituting the fin 16 is preferably 10 ° to 45 °. In addition to the inclination angle of the groove 12, the cross-sectional area of the groove 12 in the cross section perpendicular to the tube axis, the groove depth, and the intersection angle between the slopes on both sides of the fin 16, the values of the respective regions 22 In, even if it is the same as each other,
Or, even if they are different from each other, there is no problem. Further, when the values of the cross-sectional area and the groove depth of the groove 12 are different for each region 22, the values of a, d and A constituting the shape parameter: R cannot be uniquely determined. The average value is adopted as the values of a, d, and A. The average value adopted as the value of the area A of the circle in contact with the tip of the fin 16 is calculated by calculating the average value of the groove depth in each region 22.
It can be easily obtained by deriving the radius of the circle contacting the tip of.

【0043】さらに、かくの如き内面溝付伝熱管24,
26や上述の内面溝付伝熱管10においては、溝12の
断面形状が台形形状とされ、また、フィン16の先端の
端面が平坦面とされているが、そのような溝12の断面
形状やフィン16の先端形状にあっては、何等これに限
定されるものでは決してなく、例えば、溝12の断面形
状としては、V字型形状等、従来の螺旋溝構造や松葉溝
構造に採用される各種の形状が何れも有利に採用され
得、また、フィン16の先端面にあっては、管軸直角方
向での断面が鞍型を呈する湾曲凸面とされていても、何
等支障はない。なお、フィン16の先端の端面形状とし
て、そのような湾曲凸面が採用される場合には、前記形
状パラメータ:Rの構成要素たるフィン16の先端に接
する円の面積:Aを規定する因子の一つとして、管軸直
角断面におけるフィン16の先端面(湾曲凸面)の曲率
半径が含まれることとなることは、言うまでもない。
Further, the heat transfer tube 24 with the inner surface groove as described above
In the heat transfer tube 26 and the inner grooved heat transfer tube 10 described above, the cross-sectional shape of the groove 12 is trapezoidal, and the end face of the tip of the fin 16 is a flat surface. The shape of the tip of the fin 16 is by no means limited to this. For example, the cross-sectional shape of the groove 12 is employed in a conventional spiral groove structure or a pine needle groove structure such as a V-shaped shape. Any of various shapes can be advantageously employed, and there is no problem even if the cross section in the direction perpendicular to the tube axis is a curved convex surface having a saddle shape on the distal end surface of the fin 16. When such a curved convex surface is adopted as the end surface shape of the tip of the fin 16, when the shape parameter: R, the area of a circle in contact with the tip of the fin 16, which is a component of R, is one of the factors that define A. First, it goes without saying that the radius of curvature of the tip end surface (curved convex surface) of the fin 16 in the section perpendicular to the tube axis is included.

【0044】[0044]

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。
EXAMPLES Hereinafter, some examples of the present invention will be described to clarify the present invention more specifically. However, the present invention imposes some restrictions by the description of such examples. It goes without saying that you don't receive anything. In addition, the present invention, in addition to the following examples, in addition to the above specific description, various modifications based on the knowledge of those skilled in the art, unless departing from the spirit of the present invention,
It should be understood that modifications, improvements and the like can be made.

【0045】先ず、図1〜図3に示される如き、管内面
において、管軸(14)に対して傾斜する多数の螺旋溝
(12)が設けられて、その隣接する溝(12,12)
間にフィン(16)が形成されてなる内面溝付伝熱管
(10)を、本発明に従って、前記した形状パラメー
タ:Rの値と溝の管軸に対する傾斜角(θ)とが、それ
ぞれ下記表1に示す値となるように設計し、次いで、か
かる設計に基づいて、従来と同様な、銅管の転造加工に
より、本発明例1〜11の供試管を作製、準備した。な
お、下記表1には、かくして設計,作製された各供試管
の寸法諸元を併せ示した。但し、下記表1において、フ
ィン頂角とは、フィンの両側斜面の交差角度を示してい
る。
First, as shown in FIGS. 1 to 3, on the inner surface of the pipe, a number of spiral grooves (12) inclined with respect to the pipe axis (14) are provided, and adjacent spiral grooves (12, 12).
According to the present invention, according to the present invention, the heat transfer tube (10) having an inner surface having a fin (16) formed between the shape parameter: R and the inclination angle (θ) of the groove with respect to the tube axis are shown in the following table. The test tubes of Examples 1 to 11 of the present invention were designed and designed to have the value shown in FIG. Table 1 below also shows the dimensions of the test tubes thus designed and manufactured. However, in Table 1 below, the fin apex angle indicates the intersection angle between the slopes on both sides of the fin.

【0046】また、比較のために、現状において一般的
に量産されている銅製の内面螺旋溝付伝熱管を、供試管
(比較例)として準備した。なお、この比較例の供試管
における前記形状パラメータ:Rの値や溝の管軸に対す
る傾斜角等の諸元は、下記表1に示される通りであっ
た。
For comparison, a heat transfer tube made of copper and having a spiral groove on its inner surface, which is currently generally mass-produced, was prepared as a test tube (comparative example). The specifications of the sample tube of this comparative example, such as the value of the shape parameter R and the inclination angle of the groove with respect to the tube axis, were as shown in Table 1 below.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】次いで、上記で準備した本発明例と比較例
に係る供試管を用いて、そのそれぞれを、図6にて示さ
れる如き伝熱性能測定実験装置の試験セクション50に
対して、各性能試験別に組み付けて、下記表2に示され
る如き標準的な試験条件により、200及び300kg
/(m2 ・s)の2つの冷媒質量速度において、蒸発性
能試験及び凝縮性能試験を行なった。なお、図6に示さ
れる伝熱性能測定実験装置おいて、52は蒸発器、54
は圧縮器、56は凝縮器、58は冷媒質量流量計であ
る。また、試験セクション50は、それに試験対象たる
供試管が組み付けられることにより、内管60として供
試管が配設されてなる二重管熱交換器を形成するように
なっており、上記試験の実施に際しては、かかる熱交換
器を構成する外管62と内管60(供試管)との間の環
状部64に、熱水若しくは冷却水を流通せしめた。更
に、本実施例では、供試管内を流通せしめる冷媒とし
て、R−22を用い、試験に際しては、かかる冷媒を、
図6において黒矢印にて示すように、前記熱水乃至は冷
却水と対向流を形成する方向で流通せしめた。更にま
た、蒸発性能試験及び凝縮性能試験における試験区間長
さは、何れも、4mとした。
Next, using the test tubes according to the present invention and the comparative example prepared above, each of them was transferred to a test section 50 of a heat transfer performance measuring experiment apparatus as shown in FIG. Assembled for each test, 200 and 300 kg according to standard test conditions as shown in Table 2 below.
At two refrigerant mass velocities of / (m 2 · s), an evaporation performance test and a condensation performance test were performed. In the experimental apparatus for measuring heat transfer performance shown in FIG.
Is a compressor, 56 is a condenser, and 58 is a refrigerant mass flow meter. The test section 50 is configured such that a test tube to be tested is assembled thereto to form a double-tube heat exchanger in which test tubes are provided as the inner tube 60. At that time, hot water or cooling water was passed through an annular portion 64 between the outer tube 62 and the inner tube 60 (test tube) constituting the heat exchanger. Further, in this example, R-22 was used as a refrigerant to be circulated in the test tube.
As shown by the black arrows in FIG. 6, the hot water or the cooling water was circulated in a direction forming a counterflow. Furthermore, the test section length in the evaporation performance test and the condensation performance test was 4 m in both cases.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】そして、上述の如き伝熱性能試験により、
各種供試管の管内熱伝達率を測定し、その測定結果に基
づいて、供試管の管内熱伝達率比を求めて、その得られ
た管内熱伝達率比の値を、採用した冷媒の質量速度毎
に、下記表3及び表4に示すと共に、かかる管内熱伝達
率比と形状パラメータ:Rの値との関係を示すグラフ
を、冷媒質量速度毎に、図7及び図8に示した。なお、
ここにおいて、管内熱伝達率比とは、比較例の供試管の
管内熱伝達率を基準(100)とした時の、各供試管の
管内熱伝達率の大きさを百分率にて表わしたものであ
る。
Then, by the heat transfer performance test as described above,
The heat transfer coefficient in the pipe of each test tube was measured, the heat transfer coefficient ratio in the test tube was determined based on the measurement result, and the obtained value of the heat transfer coefficient in the pipe was used as the mass velocity of the adopted refrigerant. Each of the following Tables 3 and 4 and graphs showing the relationship between the in-pipe heat transfer coefficient ratio and the value of the shape parameter: R are shown in FIGS. 7 and 8 for each refrigerant mass velocity. In addition,
Here, the ratio of the heat transfer coefficient in the pipe is a percentage of the heat transfer coefficient in the pipe of each test pipe when the heat transfer coefficient in the pipe of the test pipe of the comparative example is set as a reference (100). is there.

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】かかる表3及び表4、並びに図7及び図8
の結果からも明らかなように、前記形状パラメータ:R
の値が0.8〜2.0の範囲内にあると共に、溝の傾斜
角が5°〜45°とされた本発明例の殆どの供試管にあ
っては、何れの冷媒質量速度域においても、従来品たる
比較例の供試管と比較して、蒸発性能と凝縮性能とが共
に向上され得ていることが認められ、これにより、優れ
た熱伝達性能を発揮するものであることが理解される。
Tables 3 and 4 and FIGS. 7 and 8
As is clear from the results of the above, the shape parameter: R
Is in the range of 0.8 to 2.0, and in most of the test tubes of the present invention examples in which the inclination angle of the groove is 5 ° to 45 °, in any refrigerant mass velocity range. Also, it was recognized that both the evaporation performance and the condensation performance could be improved as compared with the test tube of the comparative example, which is a conventional product, and it was understood that this exhibited excellent heat transfer performance. Is done.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に従う内面溝付伝熱管にあっては、溝の管軸に対する傾
斜角と特定の形状パラメータとが、それぞれ、所定の範
囲内とされているところから、溝付加工性が良好である
と共に、高い蒸発性能と凝縮性能とを両立的に実現し
て、優れた管内熱伝達性能を効果的に発揮し得るのであ
り、結果的に、伝熱促進効果の大幅な向上が有利に達成
され得ることとなるのである。
As is clear from the above description, in the heat transfer tube with an inner surface groove according to the present invention, the inclination angle of the groove with respect to the tube axis and the specific shape parameter are each within a predetermined range. From the fact that it is, grooved workability is good, and high evaporation performance and condensing performance are realized at the same time, and excellent heat transfer performance in the pipe can be effectively exhibited, and as a result, A significant improvement in the heat transfer promoting effect can be advantageously achieved.

【0055】また、上述の如き優れた効果を発揮する内
面溝付伝熱管にあっては、本発明に従って設計を行え
ば、溝の管軸に対する傾斜角及び形状パラメータが所定
範囲内となるように、比較的簡単な所定因子の設定作業
を行なうだけで、容易に設計され得るのであり、更に
は、伝熱管の仕様に制約があっても、その制約条件下に
おいて、最良の熱伝達性能をもって有利に設計され得る
のである。
Further, in the case of the heat transfer tube with an inner groove which exhibits the above-mentioned excellent effects, if the design is carried out in accordance with the present invention, the inclination angle of the groove with respect to the tube axis and the shape parameter will be within predetermined ranges. It can be easily designed simply by setting a relatively simple predetermined factor. Further, even if the specification of the heat transfer tube is restricted, it is advantageous with the best heat transfer performance under the restricted condition. It can be designed for.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に従う構造とされた内面溝付伝熱管の
一具体例を示す説明図であって、その管内面を管軸方向
の切断面で切り開いて平板状に展開した平面図にて示す
ものである。
FIG. 1 is an explanatory view showing a specific example of a heat transfer tube with an inner surface groove having a structure according to the present invention, and is a plan view in which the inner surface of the tube is cut open along a cutting surface in the tube axis direction and developed into a flat plate shape. It is shown.

【図2】 図1に示される内面溝付伝熱管の要部を拡大
して示す管軸方向断面説明図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in the axial direction of a tube of the heat transfer tube with an inner surface groove shown in FIG.

【図3】 (i)は、図1に示される内面溝付伝熱管の
要部を拡大して示す管軸直角方向断面図であり、(ii)
は、その要部を更に拡大して示す説明図である。
FIG. 3 (i) is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the tube axis, showing an enlarged main part of the heat transfer tube with an inner surface groove shown in FIG. 1, and (ii).
FIG. 4 is an explanatory view showing a further enlarged main part thereof.

【図4】 本発明に従う構造とされた内面溝付伝熱管の
別の具体例を示す説明図であって、その管内面を管軸方
向の切断面で切り開いて平板状に展開した平面図にて示
すものである。
FIG. 4 is an explanatory view showing another specific example of a heat transfer tube with an inner surface groove having a structure according to the present invention, and is a plan view in which the inner surface of the tube is cut open along the axial direction of the tube and developed into a flat plate shape. It is shown.

【図5】 本発明に従う構造とされた内面溝付伝熱管の
更に別の具体例を示す説明図であって、その管内面を管
軸方向の切断面で切り開いて平板状に展開した平面図に
て示すものである。
FIG. 5 is an explanatory view showing still another specific example of the heat transfer tube with an inner surface groove having the structure according to the present invention, and is a plan view in which the inner surface of the tube is cut open along a cutting surface in the tube axis direction and developed into a flat plate shape. It is shown by.

【図6】 実施例において用いられる伝熱性能測定実験
装置を説明するための概略構成図であって、(i)は蒸
発性能試験に際して使用される装置、(ii)は凝縮性能
試験に際して使用される装置を、それぞれ、示してい
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining a heat transfer performance measurement experiment apparatus used in the examples, where (i) is an apparatus used for an evaporation performance test, and (ii) is an apparatus used for a condensation performance test. Are shown, respectively.

【図7】 実施例において得られた、冷媒質量速度が2
00kg/(m2 ・s)の時の、各供試管の管内熱伝達
率比と形状パラメータの値との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 7 shows that the refrigerant mass velocity obtained in the example is 2
00Kg / when the (m 2 · s), a graph showing the relationship between the value of the tube heat transfer coefficient ratio and shape parameter of each test試管.

【図8】 実施例において得られた、冷媒質量速度が3
00kg/(m2 ・s)の時の、各供試管の管内熱伝達
率比と形状パラメータの値との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 8 shows that the refrigerant mass velocity obtained in the example is 3
00Kg / when the (m 2 · s), a graph showing the relationship between the value of the tube heat transfer coefficient ratio and shape parameter of each test試管.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,24,26 内面溝付伝熱管 12 溝 14 管軸 16 フィン 10, 24, 26 Heat transfer tube with internal groove 12 Groove 14 Tube shaft 16 Fin

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年7月22日(1999.7.2
2)
[Submission date] July 22, 1999 (July 7, 1999
2)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0051[Correction target item name] 0051

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0052[Correction target item name] 0052

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 管軸に対して5°〜45°の傾斜角を有
する多数の溝が管内面に形成されてなると共に、管外径
(D)、管軸に直角な断面における前記溝1個当たりの
断面積(a)、溝深さ(d)、及び管軸を中心として、
溝間に形成されるフィンの先端に接する円の面積(A)
にて表わされる形状パラメータ:〔2(d/D)2 ・A
/a〕が、0.8以上2.0以下の範囲内とされている
ことを特徴とする内面溝付伝熱管。
1. A plurality of grooves having an inclination angle of 5 ° to 45 ° with respect to a tube axis are formed on the inner surface of the tube, and the grooves 1 have a tube outer diameter (D) and a cross section perpendicular to the tube axis. With the cross-sectional area per unit (a), groove depth (d), and tube axis as the center,
Area of the circle that contacts the tip of the fin formed between the grooves (A)
Shape parameter represented by: [2 (d / D) 2 · A
/ A] is in the range of 0.8 or more and 2.0 or less.
【請求項2】 前記溝間に形成されるフィンの両側の斜
面の交差角度が、10°〜45°の範囲内にある請求項
1記載の内面溝付伝熱管。
2. The heat transfer tube with internal grooves according to claim 1, wherein the intersection angle between the slopes on both sides of the fin formed between the grooves is in the range of 10 ° to 45 °.
【請求項3】 管内を100kg/(m2 ・s)以上の
冷媒質量速度にて所定の冷媒が流通せしめられる伝熱管
である請求項1又は請求項2記載の内面溝付伝熱管。
3. The heat transfer tube with an inner groove according to claim 1, wherein the heat transfer tube allows a predetermined refrigerant to flow through the inside of the tube at a refrigerant mass velocity of 100 kg / (m 2 · s) or more.
【請求項4】 管内を100kg/(m2 ・s)以上の
冷媒質量速度にて所定の冷媒が流通せしめられる伝熱管
を設計するに際して、 管軸に対して5°〜45°の傾斜角を有する多数の溝を
管内面に形成すると共に、管外径(D)、管軸に直角な
断面における前記溝1個当たりの断面積(a)、溝深さ
(d)、及び管軸を中心として、溝間に形成されるフィ
ンの先端に接する円の面積(A)が、次式:0.8≦
〔2(d/D)2 ・A/a〕≦2.0を満足するよう
に、それぞれの値を設定することを特徴とする内面溝付
伝熱管の設計方法。
4. When designing a heat transfer tube through which a predetermined refrigerant can flow at a refrigerant mass velocity of 100 kg / (m 2 · s) or more in a tube, an inclination angle of 5 ° to 45 ° with respect to the tube axis is set. A large number of grooves are formed on the inner surface of the pipe, and the outer diameter (D) of the pipe, the cross-sectional area per groove (a) perpendicular to the pipe axis, the depth (d) of the groove, and the center of the pipe axis. The area (A) of the circle formed between the grooves and in contact with the tip of the fin is represented by the following equation: 0.8 ≦
A method of designing a heat transfer tube with an inner surface groove, wherein each value is set so as to satisfy [2 (d / D) 2 · A / a] ≦ 2.0.
【請求項5】 前記溝間に形成されるフィンの両側の斜
面の交差角度が、10°〜45°の範囲内とされる請求
項4記載の内面溝付伝熱管の設計方法。
5. The method according to claim 4, wherein the intersection angle between the slopes on both sides of the fin formed between the grooves is in the range of 10 ° to 45 °.
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