JP2011075122A - Aluminum internally-grooved heat transfer tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種の冷凍・空調・給湯機器用のクロスフィンチューブ型熱交換器に好適に用いられる内面溝付伝熱管に係り、特に、管材質をアルミニウム製とした内面溝付伝熱管に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internally grooved heat transfer tube suitably used for various fin-and-tube heat exchangers for refrigeration, air conditioning, and hot water supply equipment, and more particularly to an internally grooved heat transfer tube made of aluminum. It is.
従来より、家庭用エアコンや自動車用エアコン、パッケージエアコン等の空調用機器や冷蔵庫等には、蒸発器又は凝縮器として作動する熱交換器が用いられており、その中で、家庭用室内エアコンや業務用パッケージエアコンにおいては、クロスフィンチューブ型熱交換器が、最も一般的に用いられてきている。 Conventionally, heat exchangers that operate as evaporators or condensers have been used in air conditioners such as home air conditioners, automobile air conditioners, packaged air conditioners, and refrigerators. In commercial packaged air conditioners, cross-fin tube heat exchangers have been most commonly used.
そして、そのようなクロスフィンチューブ型熱交換器を構成するクロスフィンチューブは、空気側のアルミニウムプレートフィンと冷媒側の伝熱管とが一体的に組み付けられることによって、構成されている。また、そのようなクロスフィンチューブを構成するために用いられる伝熱管としては、その内面に、多数の溝、例えば管軸に対して所定のリード角をもって延びるように螺旋状の溝を多数形成して、それらの溝間に、所定高さの内面フィンが形成されるようにした、所謂内面溝付伝熱管が、多く用いられてきている。 And the cross fin tube which comprises such a cross fin tube type heat exchanger is comprised by assembling | attaching the air side aluminum plate fin and the refrigerant | coolant side heat exchanger tube integrally. In addition, as a heat transfer tube used to constitute such a cross fin tube, a large number of grooves, for example, spiral grooves extending so as to have a predetermined lead angle with respect to the tube axis are formed on the inner surface thereof. Thus, so-called internally grooved heat transfer tubes in which internal fins having a predetermined height are formed between the grooves have been widely used.
ところで、そのようなクロスフィンチューブを構成するために用いられる内面溝付伝熱管は、一般に、銅や銅合金等の金属材料を転造加工等することによって、その内面に溝付加工を施して形成されることとなる。そして、そのように形成された内面溝付伝熱管を、定尺に切断し、ヘアピン曲げ加工を施した後、かかる伝熱管をアルミニウムプレートフィンに拡管固着してクロスフィンチューブを形成し、更に、ヘアピン曲げ加工を施した側と反対側の伝熱管端部にUベンド管をロウ付け加工する工程を経て、目的とするクロスフィンチューブ型熱交換器が製作されている。 By the way, the internally grooved heat transfer tube used to construct such a cross fin tube is generally formed by rolling a metal material such as copper or a copper alloy, thereby grooving the inner surface. Will be formed. And, after cutting the inner surface grooved heat transfer tube so formed and performing hairpin bending processing, the heat transfer tube is expanded and fixed to the aluminum plate fin to form a cross fin tube, The target cross fin tube type heat exchanger is manufactured through the process of brazing the U-bend tube to the end of the heat transfer tube opposite to the side subjected to the hairpin bending process.
これまで、このような構成とされているクロスフィンチューブ型熱交換器においては、その熱交換性能を向上させるために、様々な取り組みが為されてきている。例えば、伝熱管においては、管の内面に施した溝の形態に、様々な改良を加えることにより、伝熱管の管内を流通せしめられる冷媒と伝熱管との間の伝熱を促進して、管内熱伝達率を向上せしめるようにした内面溝付伝熱管が、各種提案されている。 Until now, in the cross fin tube type heat exchanger having such a configuration, various efforts have been made to improve the heat exchange performance. For example, in a heat transfer tube, various improvements are made to the shape of the groove formed on the inner surface of the tube to promote heat transfer between the refrigerant and the heat transfer tube that can be circulated in the tube. Various types of internally grooved heat transfer tubes designed to improve the heat transfer rate have been proposed.
また、そのような伝熱管の管材質については、熱交換性能の向上を図るために、熱伝導率の高い銅や銅合金等の銅系材料が使用されることが多いのであるが、近年、空調用熱交換器の小型化や軽量化の要求に対応するために、その管材質に、アルミニウムやアルミニウム合金からなるアルミニウム系材質を採用することが、検討されている。 In addition, for such heat transfer tube materials, copper-based materials such as copper and copper alloys with high thermal conductivity are often used in order to improve heat exchange performance. In order to meet the demands for reducing the size and weight of air-conditioning heat exchangers, it has been studied to employ aluminum-based materials made of aluminum or aluminum alloy as the tube material.
そして、そのようなアルミニウム製の内面溝付伝熱管としては、例えば、特開2008−267788号公報(特許文献1)において、JISA6000系(Al−Mg−Si系)のアルミニウム合金からなる管内面にフィンが形成された伝熱管であって、前記伝熱管の外径(D)と底肉厚(t)との比[D/t]が18.4以上、24.8以下であり、かつ前記フィン底幅Wが0.1mm以上であることを特徴とする伝熱管が、明らかにされている。 As such an aluminum inner surface grooved heat transfer tube, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-267788 (Patent Document 1), a tube inner surface made of a JIS A6000 (Al—Mg—Si) aluminum alloy is used. A heat transfer tube in which fins are formed, wherein a ratio [D / t] of an outer diameter (D) of the heat transfer tube and a bottom wall thickness (t) is 18.4 or more and 24.8 or less, and A heat transfer tube characterized by a fin bottom width W of 0.1 mm or more has been clarified.
しかしながら、かかる特許文献1にて明らかにされているアルミニウム製内面溝付伝熱管にあっては、従来の銅製の内面溝付伝熱管と同様に、転造加工によって内面溝を形成するものとされているのであるが、そのようなアルミニウムの転造加工工程においては、材料が長手方向に伸びやすくなるため、内面溝加工部へのメタルフローが悪化するという問題があり、従来からの銅製の内面溝付伝熱管のように、フィン高さが高く、フィン頂角の小さい、熱交換性能が良好な内面溝・フィン形状を得ることが難しいものであった。 However, in the aluminum internally grooved heat transfer tube disclosed in Patent Document 1, the internal groove is formed by rolling as in the conventional copper internally grooved heat transfer tube. However, in such a rolling process of aluminum, the material tends to extend in the longitudinal direction, so there is a problem that the metal flow to the inner groove processing portion deteriorates, and the conventional inner surface made of copper Like a grooved heat transfer tube, it was difficult to obtain an inner surface groove / fin shape having a high fin height, a small fin apex angle, and good heat exchange performance.
そこで、アルミニウム製の内面溝付伝熱管における内面溝は、転造加工ではなく、一般的に、押出しによる加工工程で形成されることとなるのであるが、このような押出加工にて内面溝を形成する場合にあっては、加工上の制限から、内面フィンのリード角を大きくすることが出来ないため、通常はリード角が0°、即ち平行溝となるか、若しくは10°以下とされることとなり、このために、これまでの内面溝形状では、管内を流れる冷媒への乱流促進効果が充分には得られないものであった。 Therefore, the inner surface groove in the heat transfer tube with inner surface groove made of aluminum is not formed by rolling, but is generally formed by a processing step by extrusion. In the case of forming, since the lead angle of the inner fin cannot be increased due to processing limitations, the lead angle is usually 0 °, that is, a parallel groove, or 10 ° or less. For this reason, the conventional inner surface groove shape does not provide a sufficient effect of promoting turbulent flow to the refrigerant flowing in the pipe.
かかる状況下、そのような押出加工によって内面溝を形成するアルミニウム製内面溝付伝熱管においては、管内を流れる冷媒へ効果的に乱流を促進させて、熱交換性能を向上させることが出来る新たなアルミニウム製内面溝付伝熱管の開発が、求められているのである。 Under such circumstances, in the aluminum inner surface grooved heat transfer tube that forms the inner surface groove by such an extrusion process, it is possible to effectively promote turbulent flow to the refrigerant flowing in the tube and improve the heat exchange performance. The development of a heat transfer tube with an inner surface groove made of aluminum is demanded.
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、アルミニウム若しくはその合金の押出加工によって、管内面に所定の内面溝が形成されてなる内面溝付伝熱管において、良好な熱交換性能、特に、良好な凝縮性能を発揮することが可能なアルミニウム製内面溝付伝熱管を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and a solution to that problem is that a predetermined inner surface groove is formed on the inner surface of the tube by extrusion of aluminum or an alloy thereof. It is an object of the present invention to provide an aluminum internally grooved heat transfer tube capable of exhibiting good heat exchange performance, particularly good condensation performance, in the internally grooved heat transfer tube.
そして、本発明にあっては、かくの如き課題の解決のために、管軸方向に延びる内面溝が押出加工によって管周方向に3つ以上設けられた、アルミニウム若しくはその合金を材質とするアルミニウム製内面溝付伝熱管にして、前記内面溝の隣り合うものの間に、管軸方向に延びる内面フィンが、フィン高さ:Haと管最小内径:Diとの比:Ha/Diが0.02〜0.45となるように、形成されていると共に、各内面溝の一方の側面を与える、隣り合う一方の内面フィンの側面に、凹凸部が形成されている一方、該各内面溝の他方の側面を与える、隣り合う他方の内面フィンの側面が、平滑面とされていることを特徴とするアルミニウム製内面溝付伝熱管を、その要旨とするものである。 In the present invention, in order to solve such problems, aluminum made of aluminum or an alloy thereof having three or more inner surface grooves extending in the pipe axis direction by extrusion processing is provided. In the inner surface grooved heat transfer tube, an inner surface fin extending in the tube axis direction between adjacent ones of the inner surface grooves has a fin height: Ha and a minimum tube inner diameter: Di: Ha / Di is 0.02. Are formed so as to be .about.0.45, and one side surface of each inner surface groove is provided with a concavo-convex portion on the side surface of one adjacent inner surface fin, while the other inner surface groove The gist is an aluminum internally grooved heat transfer tube in which the side surface of the other adjacent inner surface fin that provides the side surface is a smooth surface.
なお、かかる本発明に従うアルミニウム製内面溝付伝熱管の望ましい態様の一つによれば、前記内面フィンの側面に形成される凹凸部は、フィン長手方向に延びる複数の突条とされることとなり、更に別の望ましい態様の一つにあっては、前記内面フィンは、0.2mm以上のフィン高さを有している。 In addition, according to one of the desirable aspects of the aluminum inner surface grooved heat transfer tube according to the present invention, the uneven portions formed on the side surfaces of the inner surface fins are a plurality of protrusions extending in the fin longitudinal direction. In still another preferred embodiment, the inner fin has a fin height of 0.2 mm or more.
さらに、このような本発明に従うアルミニウム製内面溝付伝熱管の好ましい態様の一つにあっては、前記内面フィンの隣り合うものの間に位置する管内面部位に、該内面フィンよりも高さの低い第二の内面フィンが設けられることとなる。 Furthermore, in one of the preferred embodiments of the aluminum internally grooved heat transfer tube according to the present invention, the inner surface of the tube located between adjacent ones of the inner surface fins is higher than the inner surface fin. A low second inner fin will be provided.
更にまた、本発明の別の好ましい態様の一つによれば、前記各内面フィンの一方の側面に、それぞれ、前記凹凸部が形成されている一方、他方の側面が平滑面とされていると共に、前記各内面フィンの周方向の一方の側の側面にのみ、前記凹凸部が形成されている。 Furthermore, according to another preferred embodiment of the present invention, the concave and convex portions are formed on one side surface of each inner fin, and the other side surface is a smooth surface. The concave and convex portions are formed only on the side surface on one side in the circumferential direction of each inner fin.
従って、このような本発明に従うアルミニウム製内面溝付伝熱管においては、管軸方向に延びる内面フィンのフィン高さと管最小内径との関係を適正な範囲に維持しつつ、隣り合う内面フィンの一方の側面を平滑面とする一方、他方の側面を凹凸面としているところから、そのような内面フィン間に形成される内面溝部分を冷媒が流通する際に、それら内面フィンの二つの側面に対する冷媒の摩擦抵抗に差が生じることとなり、換言すれば、平滑面に対する冷媒の摩擦抵抗よりも凹凸面に対する冷媒の摩擦抵抗の方が大きくなることとなって、その結果、内面溝内を、ひいては管内を流通する冷媒の乱流が促進されることとなるのである。そして、そのように冷媒の乱流が促進されることによって、冷媒と伝熱管との間における熱伝達も効果的に促進され得て、内面溝付伝熱管の熱交換性能、特に、凝縮性能を有利に向上させることが可能となるのである。 Therefore, in such an aluminum inner surface grooved heat transfer tube according to the present invention, while maintaining the relationship between the fin height of the inner surface fin extending in the tube axis direction and the minimum inner diameter of the tube within an appropriate range, Since the side surface of the inner fin is a smooth surface and the other side surface is an uneven surface, when the refrigerant flows through the inner groove portion formed between the inner fins, the refrigerant against the two side surfaces of the inner fins In other words, the frictional resistance of the refrigerant against the uneven surface is greater than the frictional resistance of the refrigerant against the smooth surface. Thus, the turbulent flow of the refrigerant flowing through the air is promoted. And by promoting the turbulent flow of the refrigerant in this way, the heat transfer between the refrigerant and the heat transfer tube can also be effectively promoted, and the heat exchange performance of the internally grooved heat transfer tube, in particular, the condensation performance can be improved. This can be advantageously improved.
以下、本発明の構成をより具体的に明らかにするために、本発明に従うアルミニウム製内面溝付伝熱管について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。 Hereinafter, in order to clarify the configuration of the present invention more specifically, an aluminum internally grooved heat transfer tube according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1には、本発明に従うアルミニウム製内面溝付伝熱管の一例が、その管軸方向に垂直な面にて切断した断面形態において、示されている。即ち、この図1に明らかにされている伝熱管10は、管内面に、多数の内面溝12が、管軸に対して互いに平行に延びるように形成されていると共に、それら内面溝12,12間に位置するように、内面フィン14が、多数形成されている。
First, FIG. 1 shows an example of an aluminum internally grooved heat transfer tube according to the present invention in a cross-sectional form cut along a plane perpendicular to the tube axis direction. That is, the
より詳細には、伝熱管10は、要求される伝熱性能や該伝熱管内に流通せしめられる伝熱媒体の種類等に応じて、アルミニウム若しくはその合金の中から適宜に選択された、所定のアルミニウム材料を、公知の方式に従って押出加工することによって、管状に形成された内面溝付伝熱管であって、その管外径:Dは、一般に、4.0〜10.0mm程度とされ、また底肉厚:tは、一般に、0.2〜0.6mm程度とされている。
More specifically, the
そして、かかる伝熱管10の内面に所定深さをもって形成されている、管軸に対して平行に延びる内面溝12は、管軸方向に垂直な面にて切断した端面の一部を拡大した図2にも示されるように、ここでは、その溝底部に向かうに従って次第に狭幅となる、略台形形状とされており、この内面溝12の底部と管外周面との間の管壁厚さが、底肉厚:tとされている。また、それら内面溝12における隣り合う内面溝12間には、内面フィン14が、フィン高さ:Ha、フィン頂角:αにおいて形成されているのである。なお、図1においては、内面フィン14は、その頭部が半円形状乃至は円弧形状とされた略台形形状とされているが、これに代えて、頭部を扁平にした略台形形状や、或いは三角形形状としていても、何等差支えない。
And the inner surface groove |
また、そのような伝熱管10の内面に形成されているフィン14の側面16において、隣り合う内面フィン14,14の対向する側面のうち、一方の側面16aは、その面粗さが粗くされていることによって、凹凸部18が形成されていると共に、他方の側面16bは、側面16aよりも面粗さが滑らかな平滑面とされている。このように、内面フィン14の側面16a,16bの面粗さに違いが設けられているところから、内面フィン14,14間に形成される内面溝12部分を流通する冷媒が、内面フィン14の延びる方向、即ち管軸方向に流れる際に、側面16a近傍と側面16b近傍とで摩擦抵抗に差が生じることとなり、これによって、乱流が効果的に促進されるという効果が得られるのである。即ち、管内面を冷媒が流通するイメージを概略的に表した図3に示されるように、内面溝12内を流通する冷媒(図中、上下方向)が、面粗さの粗い側面16aの近傍においては、冷媒の流れに抵抗が生じ、流速が遅くなる(図中、V1の流れ)。また、同じ内面溝12内において、平滑面とされた側の側面16bにおいては、冷媒の流れに対する抵抗が小さいために、側面16aの近傍よりも早い流速の冷媒流れとなるのである(図中、V2の流れ)。このように、内面溝12内で速度差が生じることによって、かかる内面溝12内で管周方向の流れV3が発生して、これが冷媒の乱流を引き起こすようになるのである。
In addition, in the side surface 16 of the
なお、このような内面フィン14は、そのフィン頂角:αが、一般に0〜40°程度とされ、また、その条数が、管周当たり少なくとも3条以上となるように、形成されている。これは、内面フィン14の条数が3条よりも少なくなった場合に、隣り合う内面フィン14,14間に形成される内面溝12の幅が広くなり過ぎてしまい、面粗さの異なる内面フィン14の側面16a,16bが離れ過ぎてしまうこととなり、流通する冷媒と側面16との間の摩擦抵抗の差による乱流促進効果が、充分に得られなくなってしまうからである。
In addition, such an
さらに、そのような内面フィン14のフィン高さ:Haは、望ましくは0.2mm以上の高さとされることとなる。これは、フィン高さ:Haが0.2mm未満となると、フィン側面の面積が小さくなり過ぎてしまい、対向するフィン側面との面粗さの違いによる乱流促進効果が、充分に得られなくなってしまうからである。一方、内面フィン14のフィン高さ:Haが高くなり過ぎると、管内を流れる冷媒の圧力損失が増大してしまい、伝熱性能の低下を招いてしまう。このため、伝熱管10の最小内径、即ち、内面フィン14の頂部にて規定される内径:Diとフィン高さ:Haとの比が、0.02〜0.45の範囲となるように、構成されている。
Further, the fin height Ha of the
ところで、このような構成とされた伝熱管10は、従来から公知の押出加工によって好適に形成されることとなる。即ち、アルミニウムやその合金の中から適宜に選択された公知の材質の所定のアルミニウム材料(ビレット)を、所望の内面溝形状を与えるダイスから押し出すことによって、管内面に所定の内面溝12が形成された内面溝付伝熱管が製作される。そして、その内面溝12,12間に形成される内面フィン14の一方の側面16aに凹凸部18を形成するには、例えば、押出加工によって内面溝付伝熱管を形成した後に、内面フィン14の一方の側面16aに対して表面処理を施すことによって、その面粗さを粗くして、目的とする凹凸部18を形成したり、或いは押出加工と同時に形成したりする手法が、採用されることとなる。なお、押出加工によって内面溝付伝熱管を形成する際に、通常は、内面溝12と管軸とのリード角は0°、即ち管軸に平行な内面溝12とされることとなるが、押出加工の際に捩り力を加える等することで、0〜10°程度のリード角を与え、管軸に対して螺旋状に延びる内面溝12とすることも可能である。このように、内面溝12を螺旋状とすることで、管内を流通する冷媒に対して、より効果的に乱流を促進することが可能となる。
By the way, the
このような本発明に従う内面溝付伝熱管10によれば、内面溝12両側の凹凸部18を設けた側面16aとそのような凹凸部が設けられていない平滑面である側面16bとに対する冷媒の摩擦抵抗差に基づいて、内面溝12内、ひいては管内を流通する冷媒に対して効果的に乱流を促進することが出来、そしてそのような乱流によって冷媒と伝熱管との間における熱伝達が促進されることとなるところから、アルミニウム若しくはその合金を押出加工することによって形成された内面溝付伝熱管においても、熱交換性能を有利に向上させることが可能となるのである。
According to such an internally grooved
そして、かくの如き特徴を有する本発明に従う内面溝付伝熱管10は、冷凍機用、空調機器用、給湯機器用等の、従来から公知の各種用途のクロスフィンチューブ型熱交換器における伝熱管として、有利に用いられ得ることとなるのである。
The internally grooved
以上、本発明の代表的な実施形態についてそれぞれ詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。 The exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above. However, these are merely examples, and the present invention is not limited to any specific description according to the specific embodiments. It should be understood that this is not to be interpreted.
例えば、前記した実施の形態においては、面粗さを粗くすることで、内面フィン14の一方の側面16aに凹凸部18を形成していたが、図4に示されるように、内面フィン14の一方の側面16bは平滑な側面とすると共に、他方の側面は、その表面から所定高さ:Hcをもって突出した、内面フィン14に沿って、その長手方向に延びる複数の突条22を形成して、それらの突条22にて凹凸構造とした伝熱管20とすることも可能である。なお、このような形状の凹凸部は、例えば、押出ダイスの内面溝形成面の所定のものに微細な凹凸を施すことによって、形成することが出来る。即ち、内面フィン14の一方の側面16aを形成する部位のダイス面に微細な凹凸を施し、そのような押出ダイスを用いて押出加工をすることによって、かかるダイスの凹凸面に対応した押出方向に連続して延びる突条22を形成せしめるのである。このような複数の突条22にて凹凸部を形成した場合にあっては、押出加工のみで、伝熱管10を形成することが可能であるため、伝熱管の生産性も有利に向上させることが出来る。なお、このような突条の高さ:Hcは、ここでは、内面フィン14のフィン高さ:Haの1/10程度とされているが、充分な乱流促進効果を得るためには、一般に、内面フィン14のフィン高さ:Haの1/20〜1/2程度の高さとされることとなる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、本発明に従う内面溝付伝熱管の望ましい態様の一つに従って、図5に示される如く、隣り合う内面フィン14,14との間に、かかる内面フィン14よりも高さの低い第二の内面フィン32の複数を、管内面から突出するように設けた伝熱管30とすることも可能である。そのような第二の内面フィン32を設けることにより、冷媒と伝熱管との接触面積を更に増大させることが出来、以て冷媒側熱伝達率を向上させることが可能となる。このような第二の内面フィン32を内面フィン14,14間に設ける場合において、内面フィン14の形成数としては、一般に、管周方向において3つ乃至6つ程度とされることとなる。なお、このような溝形態とされた伝熱管30を実際に製作したものを、管軸に垂直な面で切断した断面の写真を図6に示す。また、この実際に作製されたアルミニウム製内面溝付伝熱管は、後述する実施例においても、性能評価試験に用いられている。
Further, according to one of the desirable embodiments of the internally grooved heat transfer tube according to the present invention, as shown in FIG. 5, a second height lower than that of the
そして、そのような第二の内面フィン32のフィン高さ:Hbは、内面フィン14のフィン高さHaの1/2以下とすることが望ましい。これは、HbがHaの1/2を超えて高くなると、内面フィン14における粗さの異なる側面16a,16bによる乱流促進を妨げるようになるからである。また、そのような第二の内面フィン32の数は、図5においては、内面フィン14,14間にそれぞれ2本としたが、この数に限定されるものではなく、形成される伝熱管の径や内面フィン14の高さや数に応じて、適宜に決定されることとなる。そのような第二の内面フィン32は、内面フィン14と共に、伝熱管と冷媒との伝熱面積の増大に貢献するため、その合計数は多いほど、その効果は大きく、また、それぞれのフィン高さも、高い方がその効果は大きくなる。但し、フィン高さ(Ha,Hb)は、前述したような制限があるため、フィン高さを制限した上で、その数を多くすることは、伝熱面積増大に有効である。
And it is desirable that the fin height Hb of the second
さらに、前記した実施の形態においては、それぞれの内面フィン14の両側面のうちの一方の端面16aに対して凹凸部18や突条22を形成することで、隣り合う内面フィン14,14間においてそれぞれの側面の凹凸面と平滑面とが対向するようにしていたが、このような配設形態の他にも、例えば、フィン両側の側面に凹凸部18や突条22を形成した内面フィン14と両側の側面が平滑面とされた内面フィン14とを、管周方向に交互に配設することで、隣り合う内面フィン14,14間の対向する側面において、凹凸面と平滑面とが対向するようにした内面溝付伝熱管とすることも、可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the concave and
その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施されるものであり、またそのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。 In addition, although not listed one by one, the present invention is implemented in a mode to which various changes, modifications, improvements and the like are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that any one of them falls within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
以下に、本発明の代表的な実施例の一つを示し、本発明の特徴を更に明確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。 In the following, one of the representative embodiments of the present invention will be shown to clarify the features of the present invention. However, the present invention is not restricted by the description of such embodiments. It goes without saying that it is not a thing.
先ず、本発明に従う構造の内面溝付伝熱管を製作するために、JIS A3003のアルミニウム合金材料を用意し、そしてそれを、従来から公知の熱間押出し加工することにより、図4及び図5(図6)に示される如き、本発明に従う構造とされたアルミニウム製内面溝付伝熱管を、それぞれ作製した。即ち、図4に示されるような内面フィン(14)の高さ:Haが1種類とされ、かかる内面フィン(14)の一方の側面(16a)に凹凸部としての突条(22)が複数設けられているものを実施例1とする一方、図6の写真に示されるような内面フィン(14)と第二の内面フィン(22)とを組み合わせた形状のものを実施例2として、作製した。一方、内面フィン14の両側の側面が平滑面とされたものを、同様に押出加工にて作製し、これを比較例とした。なお、それら実施例1,2及び比較例の伝熱管の管外径やフィン高さ等の諸元は、下記表1に示される通りとした。また、かかる表1において、一方のフィン側面に凹凸部が設けられた内面フィン(14)に相当するフィンをフィンA、フィン側面が平滑面とされた第二の内面フィン(22)及び比較例1の内面フィンをフィンBとして、それぞれの諸元を示している。
First, in order to fabricate an internally grooved heat transfer tube having a structure according to the present invention, an aluminum alloy material of JIS A3003 is prepared, and this is subjected to a conventionally known hot extrusion process to obtain FIGS. As shown in FIG. 6), aluminum inner surface grooved heat transfer tubes each having a structure according to the present invention were produced. That is, the height: Ha of the inner fin (14) as shown in FIG. 4 is one type, and there are a plurality of protrusions (22) as concavo-convex portions on one side surface (16a) of the inner fin (14). While what is provided is referred to as Example 1, a combination of an inner fin (14) and a second inner fin (22) as shown in the photograph of FIG. did. On the other hand, the side surface of the
そして、このように準備された各伝熱管について、それぞれ伝熱管の単管における熱交換性能評価を行った。なお、かかる単管性能評価試験は、従来より公知の伝熱性能試験装置の試験セクションに対して各供試伝熱管を単管で組み付け、図7に示されるような冷媒の流通下において、蒸気飽和温度:50℃、入口条件:過熱度=40℃、出口条件:過冷却度=5℃の試験条件にて凝縮性能試験を行った。なお、冷媒には、HFC系冷媒であるR−410Aを使用し、実際の空調機器の運転条件とほぼ一致する、200kg/(m2 ・s) の冷媒質量速度で試験を実施した。 And about each heat exchanger tube prepared in this way, the heat exchange performance evaluation in the single tube of a heat exchanger tube was performed, respectively. In this single tube performance evaluation test, each test heat transfer tube is assembled as a single tube with respect to a test section of a conventionally known heat transfer performance test apparatus, and under the flow of refrigerant as shown in FIG. The condensation performance test was performed under the test conditions of saturation temperature: 50 ° C., inlet condition: degree of superheat = 40 ° C., outlet condition: degree of supercooling = 5 ° C. Note that R-410A, which is an HFC-based refrigerant, was used as the refrigerant, and the test was performed at a refrigerant mass speed of 200 kg / (m 2 · s), which almost coincided with the actual operating conditions of the air conditioning equipment.
その結果、比較例の伝熱管の管内熱伝達率を100としたとき、実施例1は140、実施例2は155となり、本発明に従う構造とされた伝熱管において、良好な凝縮熱伝達率が得られることを確認した。 As a result, assuming that the heat transfer coefficient in the tube of the heat transfer tube of the comparative example is 100, Example 1 is 140, and Example 2 is 155. In the heat transfer tube having the structure according to the present invention, a good condensation heat transfer coefficient is obtained. It was confirmed that it was obtained.
10 伝熱管
12 内面溝
14 内面フィン
16a,16b 側面
18 凹凸部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記内面溝の隣り合うものの間に、管軸方向に延びる内面フィンが、フィン高さ:Haと管最小内径:Diとの比:Ha/Diが0.02〜0.45となるように、形成されていると共に、各内面溝の一方の側面を与える、隣り合う一方の内面フィンの側面に、凹凸部が形成されている一方、該各内面溝の他方の側面を与える、隣り合う他方の内面フィンの側面が、平滑面とされていることを特徴とするアルミニウム製内面溝付伝熱管。 An aluminum inner surface grooved heat transfer tube made of aluminum or an alloy thereof, in which three or more inner surface grooves extending in the tube axis direction are provided in the tube circumferential direction by extrusion processing,
The inner surface fins extending in the tube axis direction between adjacent ones of the inner surface grooves are such that the ratio of the fin height: Ha to the minimum tube inner diameter: Di: Ha / Di is 0.02 to 0.45. An uneven portion is formed on the side surface of one adjacent inner surface fin that is formed and that provides one side surface of each inner surface groove, while the other adjacent surface that provides the other side surface of each inner surface groove A heat transfer tube with an aluminum inner surface groove, wherein the side surface of the inner surface fin is a smooth surface.
While the concave and convex portions are formed on one side surface of each of the inner surface fins, the other side surface is a smooth surface, and only on one side surface in the circumferential direction of each inner surface fin, The aluminum inner surface grooved heat transfer tube according to any one of claims 1 to 4, wherein the uneven portion is formed.
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