JP2003042676A - 液媒用内面溝付伝熱管とその伝熱管を用いた熱交換器 - Google Patents
液媒用内面溝付伝熱管とその伝熱管を用いた熱交換器Info
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- 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
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
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- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内面溝付伝熱管の伝熱効率を圧力損失の増
大を招くことなく向上させる。 【解決手段】 伝熱管１内に、管軸に対して４５〜９
０°の角度を有する方向に沿った環状溝２を長手方向に
間隔をおいて連続して形成する、環状溝２は深さｄ０．
２０ｍｍ以上、溝ピッチＰを溝深さの２〜５倍とするの
が望ましい。さらに溝凸部３における底幅Ｗと溝ピッチ
Ｐとの比Ｗ／Ｐを０．１〜０．９とするのが望ましい。 【効果】 環状溝により液媒の流れにおいて適度に乱
流が発生し伝熱管と液媒との間の熱伝達性が向上する。
圧力損失も小さく、熱交換器全体の熱交換効率が向上す
る。Ｗ／Ｐの比を規制することにより拡管加工によって
溝凸部がつぶれて上記効果が損なわれるのを防止する。
大を招くことなく向上させる。 【解決手段】 伝熱管１内に、管軸に対して４５〜９
０°の角度を有する方向に沿った環状溝２を長手方向に
間隔をおいて連続して形成する、環状溝２は深さｄ０．
２０ｍｍ以上、溝ピッチＰを溝深さの２〜５倍とするの
が望ましい。さらに溝凸部３における底幅Ｗと溝ピッチ
Ｐとの比Ｗ／Ｐを０．１〜０．９とするのが望ましい。 【効果】 環状溝により液媒の流れにおいて適度に乱
流が発生し伝熱管と液媒との間の熱伝達性が向上する。
圧力損失も小さく、熱交換器全体の熱交換効率が向上す
る。Ｗ／Ｐの比を規制することにより拡管加工によって
溝凸部がつぶれて上記効果が損なわれるのを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管内に液媒を流
し、その液媒と管外の気体、液体、固体と熱交換する内
面溝付伝熱管および該伝熱管を用いた熱交換器に関する
ものである。
し、その液媒と管外の気体、液体、固体と熱交換する内
面溝付伝熱管および該伝熱管を用いた熱交換器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】管内に液媒を流し、その液媒と管外の気
体、液体、固体と熱交換する伝熱管は、熱交換器の一部
として組み込まれており、熱交換効率が良好となる、材
料の選定や形状設計がなされている。その一つとして伝
熱管の内面にリード溝を形成したり、リブを形成したり
して液媒に攪拌作用を与えて管と液媒との熱伝達効率を
高める工夫が提案されている。例えば、通常使用されて
いる溝付管の場合は溝のリード角が十数度程度である溝
を形成している。また、特開昭５９−８４０９３号で
は、管の内面に形成するリブの形状を台形にして、液媒
の流れに対抗する面を管軸に対し直角に起立させ流れ方
向側を傾斜させて乱流を起こし、液媒の攪拌性を良好に
して熱伝達を向上させることを意図した伝熱管が提案さ
れている。
体、液体、固体と熱交換する伝熱管は、熱交換器の一部
として組み込まれており、熱交換効率が良好となる、材
料の選定や形状設計がなされている。その一つとして伝
熱管の内面にリード溝を形成したり、リブを形成したり
して液媒に攪拌作用を与えて管と液媒との熱伝達効率を
高める工夫が提案されている。例えば、通常使用されて
いる溝付管の場合は溝のリード角が十数度程度である溝
を形成している。また、特開昭５９−８４０９３号で
は、管の内面に形成するリブの形状を台形にして、液媒
の流れに対抗する面を管軸に対し直角に起立させ流れ方
向側を傾斜させて乱流を起こし、液媒の攪拌性を良好に
して熱伝達を向上させることを意図した伝熱管が提案さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記溝付管で
は、例えば溝ピッチ１．５ｍｍ、リード角１５度の溝が
形成された管内面に液媒を流した場合の熱伝達率は、図
１０に示すように平滑管と比較しても大きな性能の向上
は得られず、熱交換効率の向上効果は充分ではない。ま
た、伝熱管はプレートフィンに挿入し拡管して使用され
ることが多いが球状突起付マンドレルによる拡管時に、
管溝のリード角が大きくなるほどマンドレルに押される
凸部の本数が減るので凸部がつぶれやすくなるという問
題点がある。さらに、管の内面に台形状のリブを形成す
る伝熱管では、リブの断面形状が複雑で直角起立面の成
形精度を出すことが容易でなく、製造コストをアップさ
せる。即ち、乱流形成に必要な高さを十分に確保しつつ
起立面の角度を９０°に保つことは難しく、また、リブ
の先端部まで十分に成形することが困難で、角部が滑ら
かな曲面になる可能性もあり、性能を確実に得ることが
難しいという問題点がある。
は、例えば溝ピッチ１．５ｍｍ、リード角１５度の溝が
形成された管内面に液媒を流した場合の熱伝達率は、図
１０に示すように平滑管と比較しても大きな性能の向上
は得られず、熱交換効率の向上効果は充分ではない。ま
た、伝熱管はプレートフィンに挿入し拡管して使用され
ることが多いが球状突起付マンドレルによる拡管時に、
管溝のリード角が大きくなるほどマンドレルに押される
凸部の本数が減るので凸部がつぶれやすくなるという問
題点がある。さらに、管の内面に台形状のリブを形成す
る伝熱管では、リブの断面形状が複雑で直角起立面の成
形精度を出すことが容易でなく、製造コストをアップさ
せる。即ち、乱流形成に必要な高さを十分に確保しつつ
起立面の角度を９０°に保つことは難しく、また、リブ
の先端部まで十分に成形することが困難で、角部が滑ら
かな曲面になる可能性もあり、性能を確実に得ることが
難しいという問題点がある。
【０００４】本発明は、上記事情を背景としてなされた
ものであり、熱交換性能を飛躍的に向上させ、かつ圧力
損失が比較的小さく、拡管に際しても溝のつぶれが小さ
い液媒用溝付伝熱管および該伝熱管を用いた熱交換器を
提供することを目的とする。
ものであり、熱交換性能を飛躍的に向上させ、かつ圧力
損失が比較的小さく、拡管に際しても溝のつぶれが小さ
い液媒用溝付伝熱管および該伝熱管を用いた熱交換器を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の液媒用内面溝付伝熱管のうち請求項１記載の発
明は、管内の液媒移動により管外部と熱交換する液媒用
伝熱管において、該伝熱管内に、管軸に対して４５〜９
０°の角度を有する方向に沿って環状またはらせん溝が
形成され、かつ該環状またはらせん溝が管長手方向に間
隔をおいて連続して形成されていることを特徴とする。
本発明の液媒用内面溝付伝熱管のうち請求項１記載の発
明は、管内の液媒移動により管外部と熱交換する液媒用
伝熱管において、該伝熱管内に、管軸に対して４５〜９
０°の角度を有する方向に沿って環状またはらせん溝が
形成され、かつ該環状またはらせん溝が管長手方向に間
隔をおいて連続して形成されていることを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の液媒用内面溝付伝熱管の発
明は、請求項１記載発明において、前記環状またはらせ
ん溝の溝深さが０．２０ｍｍ以上であり、かつ溝ピッチ
が該溝深さの２〜５倍であることを特徴とする。
明は、請求項１記載発明において、前記環状またはらせ
ん溝の溝深さが０．２０ｍｍ以上であり、かつ溝ピッチ
が該溝深さの２〜５倍であることを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の液媒用内面溝付伝熱管の発
明は、請求項１または２に記載の発明において、前記環
状またはらせん溝底部間の凸部における底幅Ｗと溝ピッ
チＰとの比Ｗ／Ｐが０．１〜０．９であることを特徴と
する。請求項４記載の液媒用内面溝付伝熱管の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、溶接部
を有する溶接管であることを特徴とする。
明は、請求項１または２に記載の発明において、前記環
状またはらせん溝底部間の凸部における底幅Ｗと溝ピッ
チＰとの比Ｗ／Ｐが０．１〜０．９であることを特徴と
する。請求項４記載の液媒用内面溝付伝熱管の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、溶接部
を有する溶接管であることを特徴とする。
【０００８】請求項５記載の熱交換器の発明は、請求項
１〜４のいずれかに記載の液媒用内面溝付伝熱管を有す
ることを特徴とする。請求項６記載の熱交換器の発明
は、請求項５記載の発明において、前記液媒用内面溝付
伝熱管が平行した複数のプレートフィンに挿入され拡管
して該プレートフィンに密着されていることを特徴とす
る。
１〜４のいずれかに記載の液媒用内面溝付伝熱管を有す
ることを特徴とする。請求項６記載の熱交換器の発明
は、請求項５記載の発明において、前記液媒用内面溝付
伝熱管が平行した複数のプレートフィンに挿入され拡管
して該プレートフィンに密着されていることを特徴とす
る。
【０００９】すなわち、請求項１記載の液媒用内面溝付
伝熱管によれば、管軸に対し適度に角度差を有する環状
またはらせん溝により管内を流れる液媒が適度に攪拌さ
れ、管との熱伝達を効果的に向上させる。この際の圧力
損失は小さく、全体として効率が顕著に向上する。また
拡管に際し、溝間の突部のつぶれが小さく、性能の低下
が避けられる。なお、管軸に対する角度差が４０°未満
であると、溝に添った流れが発生しやすく液媒の攪拌作
用が充分ではないため熱伝達の向上効果が充分に得られ
ない。なお、特定の回転方向で上記角度差が９０°を越
えても逆の回転方向では９０°未満とみなせる。したが
って、管軸に対する溝の方向は４５〜９０°に限定す
る。
伝熱管によれば、管軸に対し適度に角度差を有する環状
またはらせん溝により管内を流れる液媒が適度に攪拌さ
れ、管との熱伝達を効果的に向上させる。この際の圧力
損失は小さく、全体として効率が顕著に向上する。また
拡管に際し、溝間の突部のつぶれが小さく、性能の低下
が避けられる。なお、管軸に対する角度差が４０°未満
であると、溝に添った流れが発生しやすく液媒の攪拌作
用が充分ではないため熱伝達の向上効果が充分に得られ
ない。なお、特定の回転方向で上記角度差が９０°を越
えても逆の回転方向では９０°未満とみなせる。したが
って、管軸に対する溝の方向は４５〜９０°に限定す
る。
【００１０】また前記環状またはらせん溝は、請求項２
に記載するように、溝深さを０．２０ｍｍ以上、溝ピッ
チを該溝深さの２〜５倍とするのが望ましい。一般的に
熱交換器の伝熱管は径が７ｍｍから２０ｍｍ程度であ
り、液媒の効果的な攪拌作用を得るためには、溝の深さ
は０．２０ｍｍ以上とするのが望ましい。０．２０ｍｍ
未満の深さでは、液媒の攪拌作用は充分得られない。ま
た、溝の深さは１ｍｍ以下が望ましい。これは溝の深さ
が大きくなり過ぎると、乱流が激しくなり圧損が大きく
なるためである。さらに、溝ピッチは上記溝深さに対し
２〜５倍とすることにより液媒の攪拌作用が効果的にな
る。溝ピッチが溝深さの２倍未満になるように溝が形成
されていると、液媒の流れが層流に近くなり、液媒の攪
拌効果が却って小さくなる。一方、溝ピッチが溝深さの
５倍を越えると、乱流発生効果が小さく、液媒の充分な
攪拌作用が得られない。したがって溝ピッチは、溝深さ
の２〜５倍が望ましい。
に記載するように、溝深さを０．２０ｍｍ以上、溝ピッ
チを該溝深さの２〜５倍とするのが望ましい。一般的に
熱交換器の伝熱管は径が７ｍｍから２０ｍｍ程度であ
り、液媒の効果的な攪拌作用を得るためには、溝の深さ
は０．２０ｍｍ以上とするのが望ましい。０．２０ｍｍ
未満の深さでは、液媒の攪拌作用は充分得られない。ま
た、溝の深さは１ｍｍ以下が望ましい。これは溝の深さ
が大きくなり過ぎると、乱流が激しくなり圧損が大きく
なるためである。さらに、溝ピッチは上記溝深さに対し
２〜５倍とすることにより液媒の攪拌作用が効果的にな
る。溝ピッチが溝深さの２倍未満になるように溝が形成
されていると、液媒の流れが層流に近くなり、液媒の攪
拌効果が却って小さくなる。一方、溝ピッチが溝深さの
５倍を越えると、乱流発生効果が小さく、液媒の充分な
攪拌作用が得られない。したがって溝ピッチは、溝深さ
の２〜５倍が望ましい。
【００１１】さらに前記環状またはらせん溝では、請求
項３に記載するように、環状またはらせん溝の底部間の
凸部における底幅Ｗと溝ピッチＰとの比Ｗ／Ｐを０．１
〜０．９とするのが望ましい。該比Ｗ／Ｐの値を上記範
囲内とすることにより拡管時の凸部のつぶれをより効果
的に軽減することができる。この比が０．１未満である
と、溝突部の幅が相対的に小さく、溝突部がつぶれやす
くなる。一方、該比が０．９を越えると、溝の幅が相対
的に小さくなり、乱流の発生が充分ではなく液媒の攪拌
作用が不十分である。なお、上記底幅Ｗは、図６（ａ）
（ｂ）に示すように、凸部の底部が曲面である場合、凸
部の実質的な壁面と溝の実質的な底面の面方向が交差す
る位置を基準として示される。
項３に記載するように、環状またはらせん溝の底部間の
凸部における底幅Ｗと溝ピッチＰとの比Ｗ／Ｐを０．１
〜０．９とするのが望ましい。該比Ｗ／Ｐの値を上記範
囲内とすることにより拡管時の凸部のつぶれをより効果
的に軽減することができる。この比が０．１未満である
と、溝突部の幅が相対的に小さく、溝突部がつぶれやす
くなる。一方、該比が０．９を越えると、溝の幅が相対
的に小さくなり、乱流の発生が充分ではなく液媒の攪拌
作用が不十分である。なお、上記底幅Ｗは、図６（ａ）
（ｂ）に示すように、凸部の底部が曲面である場合、凸
部の実質的な壁面と溝の実質的な底面の面方向が交差す
る位置を基準として示される。
【００１２】上記した本発明の内面溝付伝熱管は、熱交
換器内部に設置して、熱交換器内部（伝熱管外部）の液
体、気体、固体との間で熱交換することができ、熱交換
器の一部として組み込むことができる。該伝熱管では、
熱交換効率を上げるため外面にフィンを取り付けること
があり、その取り付けに際しては、一般に、平行した複
数のプレートフィンに伝熱管を挿入しマンドレル等によ
り拡管して該プレートフィンに密着する。
換器内部に設置して、熱交換器内部（伝熱管外部）の液
体、気体、固体との間で熱交換することができ、熱交換
器の一部として組み込むことができる。該伝熱管では、
熱交換効率を上げるため外面にフィンを取り付けること
があり、その取り付けに際しては、一般に、平行した複
数のプレートフィンに伝熱管を挿入しマンドレル等によ
り拡管して該プレートフィンに密着する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１〜３に基づき説明する。図１、２に示すように、円筒
形状の伝熱管１の内部には、管軸方向に対し、４５〜９
０°の角度方向に沿って環状溝２が形成されており、該
環状溝２は平底２ａを有しており、環状溝２間には山形
状の凸部３になっている。前記環状溝２は、深さｄが
０．２〜１ｍｍであり、溝ピッチＰは溝深さの２〜５倍
となっている。また凸部３の底幅をｗとすると、前記溝
ピッチとの比（ｗ／Ｐ）は、０．１〜０．９になってい
る。この伝熱管１に液媒を流すと、流れに適度な乱流が
生じ、液媒の攪拌作用により液媒と伝熱管との間で熱伝
達が効率的になされる。
１〜３に基づき説明する。図１、２に示すように、円筒
形状の伝熱管１の内部には、管軸方向に対し、４５〜９
０°の角度方向に沿って環状溝２が形成されており、該
環状溝２は平底２ａを有しており、環状溝２間には山形
状の凸部３になっている。前記環状溝２は、深さｄが
０．２〜１ｍｍであり、溝ピッチＰは溝深さの２〜５倍
となっている。また凸部３の底幅をｗとすると、前記溝
ピッチとの比（ｗ／Ｐ）は、０．１〜０．９になってい
る。この伝熱管１に液媒を流すと、流れに適度な乱流が
生じ、液媒の攪拌作用により液媒と伝熱管との間で熱伝
達が効率的になされる。
【００１４】図３は、上記伝熱管１を、プレートフィン
６の貫通孔５に挿入、貫通させ、マンドレル（図示しな
い）によって拡管し、伝熱管１…１をプレートフィン６
に密着固定したものである。該伝熱管１…１およびプレ
ートフィン６…６は、熱交換器の一部として熱交換器本
体（図示しない）に収容されるなどする。なお、伝熱管
１をプレートフィン６に密着固定する際、凸部３のつぶ
れは殆どなく、伝熱管１の伝熱性を損なうことがない。
該熱交換器では、伝熱管での良好な伝熱性により、良好
な熱交換効率を有している。
６の貫通孔５に挿入、貫通させ、マンドレル（図示しな
い）によって拡管し、伝熱管１…１をプレートフィン６
に密着固定したものである。該伝熱管１…１およびプレ
ートフィン６…６は、熱交換器の一部として熱交換器本
体（図示しない）に収容されるなどする。なお、伝熱管
１をプレートフィン６に密着固定する際、凸部３のつぶ
れは殆どなく、伝熱管１の伝熱性を損なうことがない。
該熱交換器では、伝熱管での良好な伝熱性により、良好
な熱交換効率を有している。
【００１５】図４は他の実施形態における伝熱管１０を
示すものである。該伝熱管１０は上記実施形態と同様に
環状溝１２、凸部１３を有している。上記実施形態と異
なる点は、該伝熱管１０が溶接部１１を有する溶接管で
あるということである。すなわち、本発明の伝熱管の製
造方法は特に限定されるものではなく、例えばシームレ
ス管であるか溶接管であるかは問わない。
示すものである。該伝熱管１０は上記実施形態と同様に
環状溝１２、凸部１３を有している。上記実施形態と異
なる点は、該伝熱管１０が溶接部１１を有する溶接管で
あるということである。すなわち、本発明の伝熱管の製
造方法は特に限定されるものではなく、例えばシームレ
ス管であるか溶接管であるかは問わない。
【００１６】図５はさらに他の実施形態における伝熱管
２０を示すものであり、該伝熱管２０も上記実施形態と
同様に溶接部２１を有する溶接管からなる。そして、本
実施形態の伝熱管２０は、管軸と６０°の角度差を有す
るらせん溝２２を有しており、該らせん溝２２は管軸方
向に連続して、溝と溝との間に凸部２３を有している。
すなわち本発明では溝は環状溝、らせん溝のいずれであ
ってもよい。
２０を示すものであり、該伝熱管２０も上記実施形態と
同様に溶接部２１を有する溶接管からなる。そして、本
実施形態の伝熱管２０は、管軸と６０°の角度差を有す
るらせん溝２２を有しており、該らせん溝２２は管軸方
向に連続して、溝と溝との間に凸部２３を有している。
すなわち本発明では溝は環状溝、らせん溝のいずれであ
ってもよい。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と対比しつつ
説明する。 （実施例１）先ず、内径が１０．４ｍｍで、内面に溝深
さ０．４ｍｍ、溝ピッチ１ｍｍまたは１．５ｍｍで管軸
方向に対し９０°に傾斜した環状溝を形成した本発明伝
熱管を用意し、また、比較のため、同内径で環状溝のな
いベア伝熱管を用意した。これらの伝熱管において、熱
交換量と圧力損失の関係を調査し、図７に示した。図か
ら明らかなように、本発明の伝熱管は、ベア伝熱管に比
べ、圧力損失に比べて高い伝熱性能が得られることが分
かる。
説明する。 （実施例１）先ず、内径が１０．４ｍｍで、内面に溝深
さ０．４ｍｍ、溝ピッチ１ｍｍまたは１．５ｍｍで管軸
方向に対し９０°に傾斜した環状溝を形成した本発明伝
熱管を用意し、また、比較のため、同内径で環状溝のな
いベア伝熱管を用意した。これらの伝熱管において、熱
交換量と圧力損失の関係を調査し、図７に示した。図か
ら明らかなように、本発明の伝熱管は、ベア伝熱管に比
べ、圧力損失に比べて高い伝熱性能が得られることが分
かる。
【００１８】（実施例２）次に、伝熱管に固定したフィ
ン間に水素吸蔵合金を充填し、管内にはメタノール水溶
液を流し、水素吸蔵合金の水素放出にともなう吸熱反応
による熱交換性能を調査した。なお、この実施例では、
内径が１０．４ｍｍで、溝深さが０．４ｍｍ、溝ピッチ
が１．５ｍｍ、管軸方向に対する方向が９０°である環
状溝が形成された伝熱管を用いた。また、この実施例で
も比較用に同内径のベア管を用意した。測定結果は図
８、９に示した。図８から明らかなように、本発明の伝
熱管は、ベア管と比較して、熱通過率は１．５倍以上の
性能を示している。さらに図９では、装置全体の圧力損
失と熱通過率の関係を示しているが、本発明の伝熱管を
使うことにより圧力損失を半分以下にでき、ポンプ動力
が半分近く下げられる。
ン間に水素吸蔵合金を充填し、管内にはメタノール水溶
液を流し、水素吸蔵合金の水素放出にともなう吸熱反応
による熱交換性能を調査した。なお、この実施例では、
内径が１０．４ｍｍで、溝深さが０．４ｍｍ、溝ピッチ
が１．５ｍｍ、管軸方向に対する方向が９０°である環
状溝が形成された伝熱管を用いた。また、この実施例で
も比較用に同内径のベア管を用意した。測定結果は図
８、９に示した。図８から明らかなように、本発明の伝
熱管は、ベア管と比較して、熱通過率は１．５倍以上の
性能を示している。さらに図９では、装置全体の圧力損
失と熱通過率の関係を示しているが、本発明の伝熱管を
使うことにより圧力損失を半分以下にでき、ポンプ動力
が半分近く下げられる。
【００１９】（実施例３）次に、本発明の伝熱管を拡管
する際、凸部の高さがどのように変化するかを調査し、
その結果を表１に示した。なお、この伝熱管での環状溝
の溝深さは０．４ｍｍ、溝ピッチ（Ｐ）１．６５ｍｍ、
管軸との角度９０°、凸部の底幅（ｗ）０．８０ｍｍで
あり、ｗ／Ｐは０．４９である。表から明らかなよう
に、拡管の進行によっても凸部の小さく、充分な高さ、
すなわち溝深さが確保されている。
する際、凸部の高さがどのように変化するかを調査し、
その結果を表１に示した。なお、この伝熱管での環状溝
の溝深さは０．４ｍｍ、溝ピッチ（Ｐ）１．６５ｍｍ、
管軸との角度９０°、凸部の底幅（ｗ）０．８０ｍｍで
あり、ｗ／Ｐは０．４９である。表から明らかなよう
に、拡管の進行によっても凸部の小さく、充分な高さ、
すなわち溝深さが確保されている。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液媒用内
面溝付伝熱管によれば、伝熱管内に、管軸に対して４５
〜９０°の角度を有する方向に沿って環状またはらせん
溝を形成し、かつ該環状またはらせん溝を管長手方向に
間隔をおいて連続して形成したので、液媒の流れにおい
て適度に乱流が発生して熱伝達性を向上させる。その際
の圧力損失も小さなものとすることができ、熱交換器に
組み込むことにより熱交換器の熱交換効率を向上させ
る。前記環状またはらせん溝は溝深さを０．２０ｍｍ以
上、溝ピッチを溝深さの２〜５倍とすることにより上記
効果が一層顕著となる。
面溝付伝熱管によれば、伝熱管内に、管軸に対して４５
〜９０°の角度を有する方向に沿って環状またはらせん
溝を形成し、かつ該環状またはらせん溝を管長手方向に
間隔をおいて連続して形成したので、液媒の流れにおい
て適度に乱流が発生して熱伝達性を向上させる。その際
の圧力損失も小さなものとすることができ、熱交換器に
組み込むことにより熱交換器の熱交換効率を向上させ
る。前記環状またはらせん溝は溝深さを０．２０ｍｍ以
上、溝ピッチを溝深さの２〜５倍とすることにより上記
効果が一層顕著となる。
【００２２】さらに、環状またはらせん溝底部間の凸部
における底幅Ｗと溝ピッチＰとの比Ｗ／Ｐを０．１〜
０．９とすることにより、伝熱管をフィンに拡管固定す
る際に、凸部のつぶれが抑制され、環状またはらせん溝
による上記効果が拡管加工によって損なわれるのを阻止
することができる。
における底幅Ｗと溝ピッチＰとの比Ｗ／Ｐを０．１〜
０．９とすることにより、伝熱管をフィンに拡管固定す
る際に、凸部のつぶれが抑制され、環状またはらせん溝
による上記効果が拡管加工によって損なわれるのを阻止
することができる。
【図１】 本発明の一実施形態における伝熱管の正面断
面図である。
面図である。
【図２】 同じく断面斜視図である。
【図３】 同じく本発明の伝熱管をフィンに固定した状
態を示す熱交換器の一部斜視図である。
態を示す熱交換器の一部斜視図である。
【図４】 他の実施形態における伝熱管の正面断面図で
ある。
ある。
【図５】 さらに他の実施形態における伝熱管の正面断
面図である。
面図である。
【図６】 本発明の溝間凸部における底幅を説明する図
である。
である。
【図７】 本発明の一実施例における伝熱性能と圧力損
失との関係を示すグラフである。
失との関係を示すグラフである。
【図８】 同じく他の実施例における媒体流速と交換熱
量との関係を示すグラフである。
量との関係を示すグラフである。
【図９】 同じく熱交換率とパイプ圧力損失との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１０】 従来の溝なし管および溝付管における媒体
流速と交換熱量との関係を示すグラフである。
流速と交換熱量との関係を示すグラフである。
１ 伝熱管
２ 環状溝
２ａ 溝底部
３ 凸部
５ 貫通孔
６ プレートフィン
１０ 伝熱管
１１ 溶接部
１２ 環状溝
１３ 凸部
２０ 伝熱管
２１ 溶接部
２２ らせん溝
２３ 凸部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小野 信市
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本
製鋼所内
(72)発明者 佐藤 幸雄
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本
製鋼所内
(72)発明者 河合 政征
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本
製鋼所内
(72)発明者 大脇 康志
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本
製鋼所内
(72)発明者 富家 将之
東京都中央区銀座１丁目６番２号 三菱伸
銅株式会社内
(72)発明者 ▲すくも▼田 俊緑
福島県会津若松市扇町128−７ 三菱伸銅
株式会社内
(72)発明者 永原 孝太郎
福島県会津若松市扇町128−７ 三菱伸銅
株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 管内の液媒移動により管外部と熱交換す
る液媒用伝熱管において、該伝熱管内に、管軸に対して
４５〜９０°の角度を有する方向に沿って環状またはら
せん溝が形成され、かつ該環状またはらせん溝が管長手
方向に間隔をおいて連続して形成されていることを特徴
とする液媒用内面溝付伝熱管。 - 【請求項２】 前記環状またはらせん溝の溝深さが０．
２０ｍｍ以上であり、かつ溝ピッチが該溝深さの２〜５
倍であることを特徴とする請求項１記載の液媒用内面溝
付伝熱管。 - 【請求項３】 前記環状またはらせん溝底部間の凸部に
おける底幅Ｗと溝ピッチＰとの比Ｗ／Ｐが０．１〜０．
９であることを特徴とする請求項１または２に記載の液
媒用内面溝付伝熱管。 - 【請求項４】 溶接部を有する溶接管であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の液媒用内面溝付
伝熱管。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の液媒用
内面溝付伝熱管を有することを特徴とする熱交換器。 - 【請求項６】 前記液媒用内面溝付伝熱管が平行した複
数のプレートフィンに挿入され拡管して該プレートフィ
ンに密着されていることを特徴とする請求項５記載の熱
交換器。
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|---|---|---|---|
| JP2001223636A JP4822238B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | 液媒用内面溝付伝熱管とその伝熱管を用いた熱交換器 |
| US10/200,449 US6662860B2 (en) | 2001-07-24 | 2002-07-23 | Heat transfer pipe for liquid medium having grooved inner surface and heat exchanger employing the same |
| KR1020020043459A KR20030010505A (ko) | 2001-07-24 | 2002-07-24 | 액매용 내면홈이 있는 전열관과 그 전열관을 이용한열교환기 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223636A JP4822238B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | 液媒用内面溝付伝熱管とその伝熱管を用いた熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003042676A true JP2003042676A (ja) | 2003-02-13 |
| JP4822238B2 JP4822238B2 (ja) | 2011-11-24 |
Family
ID=19056938
Family Applications (1)
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| SE533323C2 (sv) * | 2007-10-05 | 2010-08-24 | Muovitech Ab | Kollektor samt bergvärmeanläggning innefattande kollektor |
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- 2002-07-24 KR KR1020020043459A patent/KR20030010505A/ko not_active Application Discontinuation
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