JP2009030913A - Heat transfer pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ビルの冷房等に用いられる吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプなどの蒸発器や吸収器に使用される伝熱管に関する。 The present invention relates to a heat transfer tube used for an evaporator or an absorber such as an absorption refrigerator used for cooling a building or an absorption heat pump for air conditioning.
ビルの冷房等に用いられる吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプなどを用いた冷却システムでは、蒸発器や吸収器の内部で、伝熱管を多列状かつ上下方向へ多段になるように水平に設置し、上下方向に隣り合う伝熱管相互の端部を連通させ、蒸発器内を5mmHg程度の減圧状態に保ち、伝熱管内に12℃程度の水を流しならが当該伝熱管に対して上方の凝縮器から供給される冷媒(水)を滴下ないし散布する。
そして、冷媒が伝熱管群の表面を流下して蒸発する際の潜熱により、伝熱管内の流水を7℃程度まで冷却するように構成されている。
In a cooling system using an absorption chiller used for building cooling, an absorption heat pump for air conditioning, etc., the heat transfer tubes are arranged horizontally in a multi-row and vertical direction inside the evaporator and absorber. Installed, communicating the ends of adjacent heat transfer tubes in the vertical direction, keeping the inside of the evaporator at a reduced pressure of about 5 mmHg, and flowing about 12 ° C water into the heat transfer tube The refrigerant (water) supplied from the condenser is dripped or dispersed.
And it is comprised so that the flowing water in a heat exchanger tube may be cooled to about 7 degreeC by the latent heat at the time of a refrigerant | coolant flowing down the surface of a heat exchanger tube group, and evaporating.
他方吸収器では、伝熱管を多列状かつ上下方向へ多段になるように水平に設置し、上下方向に隣り合う伝熱管相互の端部を連通させ、伝熱管内に冷却媒体(水)を流しながら、当該伝熱管に対して再生器から冷却用の熱交換器を経て供給される吸収液(臭化リチュウム水溶液)が滴下ないし散布される。 On the other hand, in the absorber, the heat transfer tubes are installed horizontally so as to form a multi-row and multi-stage in the vertical direction, the ends of the heat transfer tubes adjacent in the vertical direction are communicated, and the cooling medium (water) is placed in the heat transfer tubes While flowing, the absorbing solution (lithium bromide aqueous solution) supplied from the regenerator through the cooling heat exchanger to the heat transfer tube is dropped or sprayed.
そして、吸収液は、伝熱管群の表面を流下する際に蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収した後、再生器へ送られる。吸収器の伝熱管内の冷却媒体は、冷媒蒸気の吸収により温度上昇する吸収液を冷却した後、凝縮器の伝熱管へ送られるように構成されている。 The absorbing liquid absorbs the refrigerant vapor evaporated by the evaporator when flowing down the surface of the heat transfer tube group, and then is sent to the regenerator. The cooling medium in the heat exchanger tube of the absorber is configured so as to be sent to the heat exchanger tube of the condenser after cooling the absorbing liquid whose temperature rises due to absorption of the refrigerant vapor.
この種の伝熱管は、蒸発器、及び、吸収器において、従来より、管外熱伝達率を向上させるためにフィンを管外周面に螺旋状に形成した螺旋フィン付管が使用されている。 Conventionally, this type of heat transfer tube uses a spiral finned tube in which fins are spirally formed on the outer peripheral surface of the tube in order to improve the heat transfer rate outside the tube in an evaporator and an absorber.
さらに、伝熱管の中には、管外周面の蒸発面積の拡大を図り、より一層、伝熱性能(管外熱伝達率)を向上させるため、フィンの高さを高くしたり、管軸方向のフィンの枚数を増やした伝熱管も存在する。
ところで、蒸発器における伝熱管内の冷却媒体は、上述したように、凝縮器により伝熱管に滴下した水が蒸発する際の潜熱を利用して冷却されるため、伝熱管に滴下した水が管外周面全体に薄く広がることが必要である。
Furthermore, in the heat transfer tubes, the evaporating area of the outer peripheral surface of the tube is increased, and in order to further improve the heat transfer performance (heat transfer coefficient outside the tube), the height of the fin is increased, There are also heat transfer tubes with more fins.
By the way, as mentioned above, the cooling medium in the heat transfer tube in the evaporator is cooled by using latent heat generated when the water dropped on the heat transfer tube evaporates by the condenser. It is necessary to spread thinly over the entire outer peripheral surface.
ところが、上述したように管外周面にフィンを積極的に形成すると、螺旋状のフィンが管軸方向の水の移動を妨げることになってしまう事態が生じてしまう。 However, as described above, when the fins are positively formed on the outer peripheral surface of the pipe, a situation occurs in which the spiral fins hinder the movement of water in the pipe axis direction.
このような事態に対して、下記特許文献1において「蒸発器用伝熱管およびその製造方法」が開示されている。
特許文献1によれば、螺旋状のフィン(1)に、そのフィン形成方向に沿って断続的に押圧部(2)を形成した「蒸発器用伝熱管およびその製造方法」が開示されている。
In response to such a situation, the following
According to
特許文献1における「蒸発器用伝熱管」は、伝熱管に滴下した水が前記押圧部(2)を通じて管軸方向へ移動可能に構成している。
The “heat exchanger tube for evaporator” in
前記構成により、特許文献1における「蒸発器用伝熱管」は、フィンに押圧部を全く構成していない構成の伝熱管と比較して、確かに、管軸方向への水が拡散し易くなるといえる。
With the above configuration, it can be said that the “heat transfer tube for evaporator” in
しかし、特許文献1によれば、「蒸発器用伝熱管およびその製造方法」は、押圧部(2)形成によるフィン面積の減少を最小限に留めるため、押圧部(2)の巾をフィンの長さ方向に0.3mm以下という短い長さに限定して構成されている。
However, according to
このため、管軸方向へ水が拡散し、管外熱伝達率の向上を図ることができるというフィンに押圧部(2)を形成することによる効果を十分に発揮できているか否かについては、さらなる検討が必要であった。 For this reason, whether water is diffused in the direction of the tube axis and the effect of forming the pressing portion (2) on the fin that can improve the heat transfer coefficient outside the tube can be sufficiently exhibited. Further study was needed.
そこで本発明は、フィン面積は減少するが、その分、水が管軸方向へ広がり易くなり、管外周面全体を濡らすことも可能となり、結果的に、従来の伝熱管よりも格段に、管外熱伝達率を向上させることができる伝熱管の提供を目的とする。 Therefore, in the present invention, although the fin area is reduced, water easily spreads in the direction of the tube axis, and the entire outer peripheral surface of the tube can be wetted. As a result, the tube is significantly more than conventional heat transfer tubes. It aims at providing the heat exchanger tube which can improve an external heat transfer rate.
本発明の伝熱管は、管外周面から螺旋状に突き出したフィンを形成し、該フィンに、フィンの長さ方向に沿って凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成された伝熱管であって、前記凸部の長さを、前記凹部の長さ以下で形成し、隣り合う前記凸部同士の間隔を、1.0mmから10mmの範囲内で形成したことを特徴とする。 The heat transfer tube of the present invention is a heat transfer tube in which a fin projecting spirally from the outer peripheral surface of the tube is formed, and a convex portion and a concave portion are repeatedly formed in the fin in the forward and reverse directions along the length direction of the fin. And the length of the said convex part was formed below the length of the said recessed part, and the space | interval of the said adjacent convex parts was formed in the range of 1.0 mm to 10 mm, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の伝熱管は、前記凹部に対する前記凸部の長さの比率を、0.25から1の範囲内で形成することができる。 In the heat transfer tube of the present invention, the ratio of the length of the convex portion to the concave portion can be formed within a range of 0.25 to 1.
本発明の伝熱管は、前記凸部と前記凹部との繰り返しのピッチを、1.0mmから10mmの範囲内で形成したことを特徴とする。 The heat transfer tube of the present invention is characterized in that a repeated pitch between the convex portion and the concave portion is formed within a range of 1.0 mm to 10 mm.
本発明の伝熱管は、管外周面に対するフィンの前記凸部の高さを、0.2mmから0.95mmの範囲内で形成することもできる。 In the heat transfer tube of the present invention, the height of the convex portion of the fin with respect to the outer peripheral surface of the tube can be formed within a range of 0.2 mm to 0.95 mm.
本発明の伝熱管は、フィン頂部に対する前記凹部を、0.1mmから0.8mmの範囲内の深さで形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成することもできる。 In the heat transfer tube of the present invention, the concave portion with respect to the fin top portion can be formed with a depth within a range of 0.1 mm to 0.8 mm and at least a height equal to or greater than the outer peripheral surface of the tube.
また、前記フィンは、当該伝熱管を管軸方向に沿って切断した断面で1インチあたり19枚から50枚の範囲内で形成することができる。 The fins can be formed within a range of 19 to 50 sheets per inch in a cross-section obtained by cutting the heat transfer tube along the tube axis direction.
なお、該フィンには、その長さ方向に沿って凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成され、凹部も含まれるため、当該伝熱管を管軸方向に沿って切断した断面に凹部が現れる場合もあるが、この凹部ついてもフィンの一部として数えるものとする。 In addition, since the convex part and the recessed part are repeatedly formed in the fin direction in the fin in the fin direction and include the recessed part, the recessed part has a recessed part in a cross section obtained by cutting the heat transfer tube along the tube axis direction. Although it may appear, this recess is also counted as a part of the fin.
前記凹部は、例えば、加工ロールや歯車状円板工具などの特殊な工具によりフィンを断続的に押圧することにより形成することのできる切り欠き状の部分であり、フィンに、その長さ方向に沿って前記凹部と前記凸部とを繰り返したとき、隣り合う前記凸部同士の間隔の範囲内で管外周面に対する高さが最も低い部分を示す。 The concave portion is, for example, a notch-shaped portion that can be formed by intermittently pressing the fin with a special tool such as a work roll or a gear-shaped disk tool, and the fin has a length direction. When the concave portion and the convex portion are repeated along, the portion having the lowest height relative to the outer peripheral surface of the pipe is shown within the range of the interval between the adjacent convex portions.
一方、前記凸部は、フィンの頂部(フィンの上端部)を示すが、その他にも、前記凹部よりも高さが高くなるようフィン頂部を切り欠いた形状の段状部分、すなわち、フィンにおける隣り合う前記頂部同士の間隔において少なくとも前記凹部よりも高い部分を含む。 On the other hand, although the said convex part shows the top part (fin upper end part) of a fin, in addition to the step part of the shape which notched the fin top part so that height might become higher than the said recessed part, ie, in a fin In the space | interval of the said adjacent top parts, the part higher than the said recessed part is included.
また、前記隣り合う凸部同士の間隔とは、凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成されたフィンにおける所定の隣り合う凸部同士の間隔を示し、この隣り合う各凸部のフィンの長さ方向の中間部分同士の間隔を示す。 The interval between the adjacent convex portions indicates the interval between the predetermined adjacent convex portions in the fin in which the convex portion and the concave portion are repeatedly formed in the forward and reverse directions. The space | interval of the intermediate parts of a length direction is shown.
本発明は、フィン面積は減少するが、その分、管軸包囲工の水の広がり易くなり、管全面が濡らすことも可能となり、結果的に、従来の伝熱管よりも格段に、管外熱伝達率を向上させることができる。 In the present invention, although the fin area is reduced, the water of the pipe shaft surrounding work is easily spread, and the entire surface of the pipe can be wetted. As a result, the heat outside the pipe is significantly higher than that of the conventional heat transfer pipe. The transmission rate can be improved.
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態における伝熱管11は、図1に示すように、管外周面から螺旋状に高さ(H)が0.3mmで突き出したフィン12を形成し、該フィン12に、その長さ方向に沿って凸部13と凹部14とが形成され、前記凸部13の長さを、前記凹部14の長さ以下で形成し、隣り合う凸部13同士の間隔を、1.0mmから10mmの範囲内で形成している。
なお、図1は、第1実施形態における伝熱管11の部分拡大正面図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
FIG. 1 is a partially enlarged front view of the
前記伝熱管11は、図2(a),(b)に示すように、前記凹部14の長さ(Lb)に対する前記凸部13の長さ(La)の比率(La/Lb)を、0.25から1の範囲内である0.75で形成し、前記凹部14と前記凸部13とを、フィン12の長さ方向に沿って正逆状に繰り返し形成し、フィン12の長さ方向に沿って前記凹部14と前記凸部13との繰り返しのピッチ(P)を、1.0mmから10mmの範囲内である7mmで形成している。
なお、図2(a),(b)は、それぞれ第1実施形態における伝熱管11の外周部の一部を展開して示した斜視図であり、フィン12部分の拡大斜視図である。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
2A and 2B are perspective views showing a part of the outer peripheral portion of the
また、前記伝熱管11は、管外周面に対するフィン12の前記凸部13の高さ(H)を、0.2mmから0.95mmの範囲内である0.3mmで形成している。
Further, the
また、フィン頂部12Tに対する前記凹部14を、0.1mmから0.8mmの範囲内の深さ(d)である0.25mmの深さ(d)で形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成している。
Further, the
さらにフィン12は、伝熱管11を管軸方向Yに沿って切断した断面で1インチあたり19枚から50枚の範囲内である40枚/インチで形成している。
Further, the
さらにまた、前記凹部14は、上述したように高さが0.3mmのフィン12に対して深さ(d)が0.25mmで形成しているため、管外周面に対する高さ(h)が0.05mmである。
Furthermore, since the
そして、前記伝熱管11は、上述したとおり、前記凹部14に対する前記凸部13の長さの比率(La/Lb)が0.75であり、さらに、フィンの長さ方向のピッチ(P)が7mmであるため、凹部14のフィンの長さ方向の長さ(Lb)は4mmで形成しているとともに、凸部13のフィンの長さ方向の長さ(La)は3mmで形成している。
And as above-mentioned, as for the said
また、前記螺旋状のフィン12は、図1に示したように、管軸に対するねじれ角度θを大きく(70〜85度)形成している。
Further, as shown in FIG. 1, the
前述した伝熱管11は、図3(a)に示すように、常法で製造した伝熱素管11’の管外周面に、フィン成形円板工具群15によりフィン12を螺旋状に形成し、次いでフィン12を形成した伝熱素管11’の管外周面に配した歯車状円板工具16によりフィン12を断続的に押圧していき、フィン12に凸部13と凹部14を形成することにより製造される。
As shown in FIG. 3 (a), the
具体的には、図3(b)に示すように、伝熱素管11’の周方向へ等分配角度間隔に複数の歯車状円板工具16を配置し、伝熱素管11’の内部へ図示しないが回転自在なマンドレルを挿入し、そのマンドレル側へ歯車状円板工具16を押し付けた状態で同一方向へ回転させる。
歯車状円板工具16の管外周面16aには、伝熱管11における凸部13と凹部14とが繰り返し形成されたフィン12とは対称的な凹凸形状を有し、これら歯車状円板工具16は、その軸線が伝熱素管11’の管軸方向に対して伝熱管11におけるフィン12の前記ねじれ角度θに対応する角度だけ傾いている。
従って、歯車状円板工具16を伝熱素管11’へ押し付けた状態で同一方向へ回転させると、伝熱素管11’は歯車状円板工具16に押圧されて移動する過程で、素管表面に螺旋状のフィン12が連続的に加工され、フィン12には、該フィン12の長さ方向に沿って凸部13と凹部14とを交互に、かつ、連続的に加工することができる。
Specifically, as shown in FIG. 3 (b), a plurality of gear-
The outer
Therefore, when the gear-shaped
なお、フィン12の凸部13は、フィン12の長さ方向における前記歯車状円板工具16により押圧されなかった部分に相当する。
上述したように、前記フィン12および凹部14の形成は、連続して行うことにより、極めて高い生産性が得られる。
なお、図3(a),(b)は、それぞれ第1実施形態における伝熱管11の製造方法の例を示す工程説明図であり、フィン21に凸部13と凹部14とを形成する工程の例を示す説明図である。
In addition, the
As described above, the
3A and 3B are process explanatory views showing examples of the method of manufacturing the
前述したように第1実施形態の伝熱管11によれば、
管外周面から螺旋状に突き出したフィン12を形成し、該フィン12に、該フィン12の長さ方向に沿って凸部13と凹部14とが形成され、前記凸部13の長さを、前記凹部14の長さ以下で形成し、隣り合う前記凸部同士の間隔を、1.0mmから10mmの範囲内で形成している。
As described above, according to the
A
このため、例えば、冷却システムにおける蒸発器に組み込まれて使用される際、管外周面に滴下された水がフィン12によって管軸方向Yへ拡散することを阻害されることなく、フィン12に形成した前記凹部14を通じてスムーズに管軸方向Yへ拡散させることができ、濡れ面積増大により伝熱性能を高めることができる。
なお、このような冷却システムは、代表的なものとして上述したようにオフィスビル等の冷房で広く用いられ、さらにコンビニエンスストアのような小規模なシステムもあれば、地下街や複合施設のような大規模なシステムもある。
For this reason, for example, when incorporated into an evaporator in a cooling system and used, water dropped on the outer peripheral surface of the pipe is formed in the
Note that such a cooling system is typically used in the cooling of office buildings and the like as described above, and there is a small system such as a convenience store. Some systems are large.
具体的には、前述したように第1実施形態の伝熱管11によれば、前記凹部14に対する前記凸部13の長さの比率(La/Lb)を、0.25から1の範囲内で形成している。
Specifically, as described above, according to the
このように、前記凹部14に対する前記凸部13の長さの比率(La/Lb)を、0.25から1の範囲内で形成する理由は、この比率(La/Lb)が0.25未満である場合、すなわち、凸部13に対する凹部14のフィン12の長さ方向の長さを極端に長く形成した場合、フィン12面積が小さすぎて伝熱効果(放熱効果)が十分に得られないためである。
逆に、前記比率(La/Lb)が1を超えた場合、凸部13に対する凹部14のフィン12の長さ方向の長さが短くなり、滴下した水を管軸方向Yへ十分に拡散させることができないためである。
Thus, the reason why the ratio (La / Lb) of the length of the
On the contrary, when the ratio (La / Lb) exceeds 1, the length of the
前述したように第1実施形態の伝熱管11によれば、前記凹部14と前記凸部13とを、フィン12の長さ方向に沿って正逆状に繰り返し形成し、前記凹部14と前記凸部13との繰り返しのピッチ(P)を、1.0mmから10mmの範囲内で形成している。
As described above, according to the
前記構成により、フィン12の長さ方向に沿って複数の凹部14が管周方向Xにおいてバランスよく配設されるため、滴下された水は、管周方向Xに拡散するとともに、凹部14を通じて管軸方向Yへ拡散するため、管全体に均等な冷媒液膜を形成することができる。
With the above-described configuration, the plurality of
前記凹部14と前記凸部13との繰り返しのピッチ(P)を、1.0mmから10mmの範囲内で形成する理由は、このピッチ(P)が1.0mm未満である場合、滴下した水が凹部14を通過し難くなり、管軸方向Yへ十分に拡散させることができないためである。
逆に、前記ピッチ(P)が10mmを超えた場合、滴下した水は、凹部14においては管軸方向Yへ拡散するが、凸部13においては管軸方向Yへ拡散し難くなるといった事態が生じ、管周方向Xにおいて水が均等に管軸方向Yへ拡散し難くなるためである。
The reason why the repetitive pitch (P) between the
On the contrary, when the pitch (P) exceeds 10 mm, the dropped water diffuses in the tube axis direction Y in the
また、前述したように第1実施形態の伝熱管11によれば、管外周面に対するフィン12の前記凸部13の高さ(H)を、0.2mmから0.95mmの範囲内で形成している。
Further, as described above, according to the
管外周面に対するフィン12の前記凸部13の高さ(H)を、0.2mmから0.95mmの範囲内で形成する理由は、フィン12の前記凸部13の高さ(H)が0.2mm未満の場合は、フィン12面積が減少しすぎて伝熱効果が十分に得られないためである。逆に、フィン12の前記凸部13の高さ(H)が0.95mmを超えると、フィン12の加工が困難になるためである。
The reason why the height (H) of the
また、前述したように第1実施形態の伝熱管11によれば、フィン頂部12Tに対する前記凹部14を、0.1mmから0.8mmの範囲内の深さ(d)で形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成している。
Further, as described above, according to the
フィン頂部12Tに対する前記凹部14の深さ(d)を、0.1mmから0.8mmの範囲内で形成する理由は、前記凹部14の深さ(d)が0.1mm未満である場合、滴下した水が凹部14を越え難くなり、該水を管軸方向Yへ十分に拡散させることができないためである。
The reason why the depth (d) of the
逆に前記凹部14の深さ(d)が0.8mmを超える場合、フィン12の面積が減少して伝熱効果が十分に得られないためである。また、滴下した水が管軸方向Yのフィン12同士の間に僅かな量も留めておくことが困難になり、冷媒液膜が形成され難くなるためである。
Conversely, when the depth (d) of the
また、フィン頂部12Tに対する前記凹部14の深さ(d)を、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成する理由は、管外周面を超える深さを超えてしまうと、凹部14での冷媒液膜の厚さが厚くなりすぎて伝熱性能が低下するためである。
The reason why the depth (d) of the
また、前述したように第1実施形態の伝熱管11によれば、前記フィン12は、当該伝熱管11を管軸方向Yに沿って切断した断面で1インチあたり19枚から50枚の範囲内で形成している。
Further, as described above, according to the
フィン12の枚数を、管軸方向Yに1インチあたり19枚から50枚の範囲内で形成している理由は、フィン12の枚数が管軸方向Yに1インチあたり19枚未満である場合、フィン12面積が減少しすぎて伝熱効果が十分に得られないためである。逆に、フィン12の枚数が管軸方向Yに1インチあたり50枚を超えるとフィン12加工が困難になるためである。
The reason why the number of
(実施例)
本実施例で用いる本発明の伝熱管11は、第1実施形態の伝熱管11と同様な構成であり、外径φ15.88mm、肉厚0.8mmのリン脱酸銅素管11’を用いて構成している。
(Example)
The
第1実施形態の伝熱管11の比較例として用いる伝熱管101は、図8(a),(b)に示すような構成をしている。すなわち、比較例で用いた伝熱管101は、フィン102に、該フィン102の長さ方向に沿って凸部103と凹部104とを形成しているが、凸部103の長さ(La’)を、凹部104の長さ(Lb’)よりも長くなるよう形成した構成を採る従来の伝熱管である。
また、比較例で用いた伝熱管101は、第1実施形態の伝熱管11と同様に、外径φ15.88mm、肉厚0.8mmのリン脱酸銅素管を用いて構成している。
なお、図8(a),(b)は、比較例で用いた従来の伝熱管101のそれぞれ部分正面図、外周部の一部を展開して示した斜視図である。
A
Further, the
8A and 8B are a partial front view of a conventional
第1実施形態の伝熱管11、及び、比較例で用いた伝熱管101のそれぞれについて表1に示した試験条件の下、図4に示す試験装置24を用いて管外熱伝達率を測定し、比較を行った。
なお、図4は、本実施例で用いた試験装置24の概略図である。
For each of the
FIG. 4 is a schematic diagram of the
一方、減圧された吸収器28内部には吸収器用伝熱管29が1列5段に1列配されている。各伝熱管29は相互に連通されている。伝熱管29表面には散布パイプ35より吸収液(臭化リチウム水溶液)が散布され、この吸収液に蒸発器25で発生した蒸気が吸収される。吸収器用伝熱管29内部には冷却水を流して吸収液を冷却し、その蒸気の吸収効率を高めるようにする。
蒸気を吸収して希釈された吸収液は吸収液貯留タンク36から吸収液調整タンク37に移され、ここで濃度調整されたのち、ポンプ38により散布パイプ35に循環可能に構成している。
On the other hand, the absorber
The absorption liquid diluted by absorbing the vapor is transferred from the absorption
前記試験装置24における蒸発器用伝熱管26として、第1実施形態の伝熱管11と比較例で用いた伝熱管101とを、別々に組み込んで冷媒流量が1.0リットル/m・minのときのそれぞれの管外熱伝達率を測定した結果を表2に示す。
As the evaporator
さらに、第1実施形態の伝熱管11と比較例で用いた伝熱管101について、冷媒流量を0.6〜2.8リットル/m・min.の範囲で種々に変化させたときの管外熱伝達率を求めた結果を図5に示す。
表2、及び、図5から明らかなように、第1実施形態の伝熱管11は、比較例で用いた伝熱管101に比べて冷媒流量が1.5リットル/m・min.をはじめとして全冷媒水流量において高い管外熱伝達率を示し、本実施例により第1実施形態の伝熱管11の有効性が明らかとなった。
Furthermore, about the
As is apparent from Table 2 and FIG. 5, the
また、本発明の伝熱管は、上述した第1実施形態の伝熱管11の形態に限定せず、他の実施形態により構成することができる。
以下では、本発明における他の実施形態の伝熱管について説明するが、第1実施形態の伝熱管11と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
例えば、第1実施形態の伝熱管11は、上述した実施例のように蒸発器用伝熱管26として用いるに限らず、吸収器用伝熱管29に適用することもできる。吸収器用伝熱管29の管外周面に滴下した臭化リチュウム水溶液などの吸収液は、フィン12に形成した凹部14を通じて管軸方向Yへ容易に拡散することができる。
Further, the heat transfer tube of the present invention is not limited to the form of the
Below, although the heat exchanger tube of other embodiment in this invention is demonstrated, about the structure similar to the
For example, the
このため、吸収液は、積極的に蒸気を吸収するとともに、温度上昇しても吸収器用伝熱管29の管内を流れる冷却水により迅速に冷却することができる。
Therefore, the absorbing liquid actively absorbs the vapor and can be quickly cooled by the cooling water flowing in the absorber
本発明の伝熱管は、第1実施形態の伝熱管11のようにリン脱酸銅管の素管11’を用いるに限らず、銅や銅合金その他の熱伝導性のよい金属であれば、他の材質の素管を用いて構成してもよい。
The heat transfer tube of the present invention is not limited to using the
(第2実施形態)
第2実施形態における伝熱管は、第1実施形態における伝熱管11と同様に、フィンに、該フィンの長さ方向に沿って凸部と凹部とを繰り返して形成している。
但し、第2実施形態における凸部は、図示しないが、管外周面に対する高さがフィンの頂部に相当する高さを有する部分と、フィンの頂部よりも低く凹部よりも高い部分とで段状に形成している。
(Second Embodiment)
As in the
However, although not shown, the convex portion in the second embodiment is stepped with a portion having a height corresponding to the top of the fin and a portion lower than the top of the fin and higher than the recess. Is formed.
前記構成であっても、フィンの長さ方向に沿った凸部の長さを、凹部の長さ以下で形成しているため、水を管軸方向Yへ拡散させ、管外熱伝達率を向上させることができる。 Even in the above configuration, since the length of the convex portion along the length direction of the fin is less than or equal to the length of the concave portion, water is diffused in the tube axis direction Y, and the heat transfer coefficient outside the tube is increased. Can be improved.
(第3実施形態)
第3実施形態における伝熱管31は、図6に示すように、管外周面に対する高さ(H1,H2)の異なる2種類のフィン12(12a,12b)が混在するよう螺旋状に形成されている。
なお、図6は、第3実施形態における伝熱管31の部分正面図を示す。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6, the
In addition, FIG. 6 shows the partial front view of the
具体的には、第3実施形態における伝熱管31は、管外周面に対する高さが高い側(H1)の一種のフィン12aと、該一種のフィン12aよりも管外周面に対する高さが低い側(H2)の他種のフィン12bとが1:2の割合で管軸方向Yに沿って交互に並ぶよう形成している。
Specifically, the
そして、一種のフィン12aのみに、その長さ方向に沿って凸部13と凹部14とを形成している。さらに、前記凸部13と前記凹部14は、第1実施形態の伝熱管11と同様に凸部13の長さを凹部14の長さ以下で形成し、隣り合う前記凸部13同士の間隔を、1.0mmから10mmの範囲内で形成している。
ている。
And the
ing.
第3実施形態における伝熱管31は、一種のフィン12aのように管外周面に対する高さを高くに形成している。このため、全てのフィン12を他種のフィン12bで形成する場合と比較してフィン12面積の増加を図ることができるとともに、一種のフィン12aの凹部14を通じて水を管軸方向Yへと拡散させ、管外周面全体を濡らすことができる。
The
よって、第3実施形態における伝熱管31の管外熱伝達率を向上させることができる。
Therefore, the external heat transfer coefficient of the
本発明における伝熱管は、前記構成に限らず、例えば、図示しないが高さの低い側(H2)の他種のフィン12bにも、該フィン12bの長さ方向に沿って凸部13と凹部14とを形成してもよく、また、一種のフィン12aと他種のフィン12bとのそれぞれにおいて、凸部13と凹部14のピッチを、異なる長さで形成することができる。
The heat transfer tube in the present invention is not limited to the above-described configuration. For example, although not shown, the other types of
さらにまた、上述したように、管外周面に高さ(H1,H2)が異なるフィン12a,12bは、2種類で形成するに限らず、高さがそれぞれ異なるフィン12を3種類以上、混在させたり、管軸方向Yに沿って如何なる割合で混在させたりして形成してもよい。
Furthermore, as described above, the
(第4実施形態)
第4実施形態における伝熱管41は、図7(a),(b)に示すように、その内周面に多数の凸状リッジ43(線状突起部)が螺旋状に形成されている。
なお、図7(a),(b)は、それぞれ第4実施形態における伝熱管11の内面に形成した凸状リッジ43の例を示す横断面図、縦断面図である。
(Fourth embodiment)
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
7A and 7B are a transverse sectional view and a longitudinal sectional view showing an example of the
また、前記凸状リッジ43は、素管の管外周面にフィン12を加工する前に転造法により加工され、横断面のリッジ数30、リッジねじれ角46°、リッジ高さ0.2mmで形成している。
Further, the
このように、第4実施形態における伝熱管41は、内周面に多数の凸状リッジ43を形成したことにより、表3に示すように、内周面に凸状リッジ43を形成していない伝熱管と比較して、管内を流れる冷媒の乱流が促進されるとともに、管内面の伝熱面積が増大して熱通過率Kが向上する。さらに、管外周面に前記凸部13と前記凹部14とを備えたフィン12を形成することにより、より一層、管外熱伝達率を向上させることができる。
なお、表3は、管内リッジの有無による熱通過率Kの違いを示す表であり、第4実施形態の伝熱管41の熱通過率Kは、比較例として用いたリッジなしの伝熱管の熱通過率を100としたときの比率で表した。
ここで、熱通過率Kは、管外熱伝達率と管内熱伝達率の両方の効果を加味した値であり、数値が大きいほど伝熱管の伝熱性能が高くなる。熱通過率Kの定義は、次式で表される。
As described above, the
Table 3 is a table showing the difference in the heat transfer rate K depending on the presence or absence of the ridge in the tube. The heat transfer rate K of the
Here, the heat transfer rate K is a value that takes into account the effects of both the heat transfer coefficient outside the tube and the heat transfer rate inside the tube, and the larger the value, the higher the heat transfer performance of the heat transfer tube. The definition of the heat transfer rate K is expressed by the following equation.
11,31,41…伝熱管
12,12a,12b…フィン
13…凸部
14…凹部
12T…フィン頂部
11, 31, 41 ...
Claims (6)
前記凸部の長さを、
前記凹部の長さ以下で形成し、
隣り合う前記凸部同士の間隔を、
1.0mmから10mmの範囲内で形成したことを特徴とする
伝熱管。 A heat transfer tube in which a fin protruding in a spiral shape from the outer peripheral surface of the tube is formed, and a convex portion and a concave portion are repeatedly formed in the fin direction along the length direction of the fin,
The length of the convex portion is
Formed below the length of the recess,
The interval between the adjacent convex portions is
A heat transfer tube formed within a range of 1.0 mm to 10 mm.
0.25から1の範囲内で形成した
請求項1に記載の伝熱管。 The ratio of the length of the convex part to the concave part,
The heat transfer tube according to claim 1, which is formed within a range of 0.25 to 1.
1.0mmから10mmの範囲内で形成したことを特徴とする
請求項1、又は、請求項2に記載の伝熱管。 Repetitive pitch between the convex part and the concave part is
The heat transfer tube according to claim 1, wherein the heat transfer tube is formed within a range of 1.0 mm to 10 mm.
0.2mmから0.95mmの範囲内で形成したことを特徴とする
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の伝熱管。 The height of the convex portion of the fin with respect to the outer peripheral surface of the tube,
The heat transfer tube according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat transfer tube is formed within a range of 0.2 mm to 0.95 mm.
0.1mmから0.8mmの範囲内の深さで形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成した
請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の伝熱管。 The recess relative to the fin top,
The heat transfer tube according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat transfer tube is formed at a depth within a range of 0.1 mm to 0.8 mm and at least a height equal to or greater than the outer peripheral surface of the tube.
請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載の伝熱管。 The heat transfer tube according to any one of claims 1 to 5, wherein the fin is formed within a range of 19 to 50 sheets per inch in a cross section obtained by cutting the heat transfer tube along the tube axis direction. .
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