JP2737799B2 - 伝熱管 - Google Patents
伝熱管Info
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- JP2737799B2 JP2737799B2 JP1323220A JP32322089A JP2737799B2 JP 2737799 B2 JP2737799 B2 JP 2737799B2 JP 1323220 A JP1323220 A JP 1323220A JP 32322089 A JP32322089 A JP 32322089A JP 2737799 B2 JP2737799 B2 JP 2737799B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は冷凍機や空調機器等の熱交換器に使用される
伝熱管に関するものであり、特に、内部で冷媒を沸騰又
は凝縮させ、管外の流体との間で熱交換を行なう沸騰型
又は凝縮型の内面加工伝熱管に関するものである。
伝熱管に関するものであり、特に、内部で冷媒を沸騰又
は凝縮させ、管外の流体との間で熱交換を行なう沸騰型
又は凝縮型の内面加工伝熱管に関するものである。
「従来技術及び発明が解決しようとする課題」 空調機器等の熱交換器については近年小型・軽量化の
要請が強く、ヒートポンプ式エアコンの普及とも相まっ
て、これ等に使用する伝熱管についても一層の小径・高
性能化が要請されている。
要請が強く、ヒートポンプ式エアコンの普及とも相まっ
て、これ等に使用する伝熱管についても一層の小径・高
性能化が要請されている。
このため、近時は第４図のように内面に直線状又は螺
線状に溝22を多数形成した伝熱管が使用されており、さ
らに前記のような溝を交叉させて形成した伝熱管も使用
されている。そして、これらの内面溝についても種々の
形状のものが提案されている。
線状に溝22を多数形成した伝熱管が使用されており、さ
らに前記のような溝を交叉させて形成した伝熱管も使用
されている。そして、これらの内面溝についても種々の
形状のものが提案されている。
前述のように内面に溝を形成した伝熱管は、内面が平
滑な伝熱管に比べ、伝熱面積の増大や溝内における薄液
膜の形成によって伝熱性能を向上させることができる
が、前述のような溝の形成や溝形状の改良のみでは伝熱
性能の向上に限界があるばかりでなく、例えば所定形状
の溝を交叉させて形成すると、内面に形成される凹凸に
より管内の圧力損失が増大する欠点があった。
滑な伝熱管に比べ、伝熱面積の増大や溝内における薄液
膜の形成によって伝熱性能を向上させることができる
が、前述のような溝の形成や溝形状の改良のみでは伝熱
性能の向上に限界があるばかりでなく、例えば所定形状
の溝を交叉させて形成すると、内面に形成される凹凸に
より管内の圧力損失が増大する欠点があった。
本発明の目的は、第４図のような従来の内面溝付き伝
熱管と比べ管内の圧力損失をさ程増大させることなく、
伝熱性能を大幅に向上させることができる伝熱管であっ
て、既存の製造装置をほぼそのまま使用して製造するこ
とができる伝熱管を提供することにある。
熱管と比べ管内の圧力損失をさ程増大させることなく、
伝熱性能を大幅に向上させることができる伝熱管であっ
て、既存の製造装置をほぼそのまま使用して製造するこ
とができる伝熱管を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 本発明に係る伝熱管は、前述の目的を達成するため、
内面へ長手方向に沿って直線状又は螺線状に溝を多数形
成した伝熱管において、前記各溝の間には、長手方向に
沿い上面に同一方向へ傾斜した傾斜部を有する所定長さ
の突起が階段状に繰返し形成し、前記各溝の底部には、
前記突起との隣接部分毎に当該突起の傾斜部とは逆方向
に傾斜する傾斜面が長手方向へ階段状に繰返し形成し、
前記突起の上り傾斜方向端部における突起部最大肉厚Tm
axと前記溝の下り傾斜方向端部における溝部最小肉厚tm
inの差Ｈと、前記突起の下り傾斜方向端部における突起
部最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜方向端部における溝
部最大肉厚tmaxの差ｈとの関係を、Ｈ−h/H≦0.6の範囲
に設定している。
内面へ長手方向に沿って直線状又は螺線状に溝を多数形
成した伝熱管において、前記各溝の間には、長手方向に
沿い上面に同一方向へ傾斜した傾斜部を有する所定長さ
の突起が階段状に繰返し形成し、前記各溝の底部には、
前記突起との隣接部分毎に当該突起の傾斜部とは逆方向
に傾斜する傾斜面が長手方向へ階段状に繰返し形成し、
前記突起の上り傾斜方向端部における突起部最大肉厚Tm
axと前記溝の下り傾斜方向端部における溝部最小肉厚tm
inの差Ｈと、前記突起の下り傾斜方向端部における突起
部最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜方向端部における溝
部最大肉厚tmaxの差ｈとの関係を、Ｈ−h/H≦0.6の範囲
に設定している。
前記伝熱管においては、繰返し形成される突起の長さ
は0.20〜3mmであるのが好ましい。
は0.20〜3mmであるのが好ましい。
「作用」 本発明に係る伝熱管は、溝相互の間に前述のような一
定方向への傾斜部を有する突起が繰返し形成され、溝の
底部もその逆方向への傾斜面を有する凹凸になってお
り、前述のように、前記突起の上り傾斜方向端部におけ
る突起部最大肉厚Tmaxと前記溝の下り傾斜方向端部にお
ける溝部最小肉厚tminの差Ｈと、前記突起の下り傾斜方
向端部における突起部最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜
方向端部における溝部最大肉厚tmaxの差ｈとの関係を、
Ｈ−h/H≦0.6の範囲に設定しているので、前記傾斜部及
び傾斜面が管内の圧力損失の増大を防ぎ、かつ、これら
の突起及び凹凸が伝熱性能を向上させる。
定方向への傾斜部を有する突起が繰返し形成され、溝の
底部もその逆方向への傾斜面を有する凹凸になってお
り、前述のように、前記突起の上り傾斜方向端部におけ
る突起部最大肉厚Tmaxと前記溝の下り傾斜方向端部にお
ける溝部最小肉厚tminの差Ｈと、前記突起の下り傾斜方
向端部における突起部最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜
方向端部における溝部最大肉厚tmaxの差ｈとの関係を、
Ｈ−h/H≦0.6の範囲に設定しているので、前記傾斜部及
び傾斜面が管内の圧力損失の増大を防ぎ、かつ、これら
の突起及び凹凸が伝熱性能を向上させる。
「実施例」 第１図はその一例を示す伝熱管の一部を展開した拡大
斜視図であり、管内面に形成した螺線状の溝２の数60、
溝２の管軸に対するねじれ角18度、外径9.53mm、溝２の
底面からの溝部最小肉厚tminが0.2mmの銅管よりなる伝
熱管１を示している。
斜視図であり、管内面に形成した螺線状の溝２の数60、
溝２の管軸に対するねじれ角18度、外径9.53mm、溝２の
底面からの溝部最小肉厚tminが0.2mmの銅管よりなる伝
熱管１を示している。
溝２相互の間には、溝２の長手方向に沿い、上面に一
定の方向に傾斜した傾斜部31を有する長さl1.5mmの突起
３が階段状に繰換し間断なく形成され、突起３と隣接の
突起３との間はそれぞれほぼ同じ高さの段部32で区切ら
れた状態になっており、各傾斜部31の幅は上り傾斜方向
に行くほど徐々に狭くなっている。
定の方向に傾斜した傾斜部31を有する長さl1.5mmの突起
３が階段状に繰換し間断なく形成され、突起３と隣接の
突起３との間はそれぞれほぼ同じ高さの段部32で区切ら
れた状態になっており、各傾斜部31の幅は上り傾斜方向
に行くほど徐々に狭くなっている。
各溝２の底部は、突起３との隣接部分毎に突起３の傾
斜部31とは逆方向に傾斜する階段状の傾斜面21に形成さ
れ、隣接の傾斜面21相互はそれぞれほぼ同じ高さの段部
22によって区分された状態になっている。
斜部31とは逆方向に傾斜する階段状の傾斜面21に形成さ
れ、隣接の傾斜面21相互はそれぞれほぼ同じ高さの段部
22によって区分された状態になっている。
この実施例の伝熱管１において、前記突起３の上り傾
斜方向端部における突起部最大肉厚Tmaxと前記溝２の下
り傾斜方向端部における溝部最小肉厚tminとの差Ｈは0.
15mmに、前記突起３の下り傾斜方向端部における突起部
最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜方向端部における溝部
最大肉厚tmaxとの差ｈは0.1mmにそれぞれ設定されてお
り、したがって、Ｈ−ｈとＨとの比Ｈ−h/Hはほぼ0.33
である。
斜方向端部における突起部最大肉厚Tmaxと前記溝２の下
り傾斜方向端部における溝部最小肉厚tminとの差Ｈは0.
15mmに、前記突起３の下り傾斜方向端部における突起部
最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜方向端部における溝部
最大肉厚tmaxとの差ｈは0.1mmにそれぞれ設定されてお
り、したがって、Ｈ−ｈとＨとの比Ｈ−h/Hはほぼ0.33
である。
前記実施例の伝熱管１は、例えば第２図のような公知
の製造装置により容易に製造することができる。
の製造装置により容易に製造することができる。
同図において、素管7aを図示しない適当な引抜け機等
で右方向に定速で移動させながら、伝熱管１に製造され
る前に、フローティングプラグ５と縮径ダイス６との共
働で縮径させる。
で右方向に定速で移動させながら、伝熱管１に製造され
る前に、フローティングプラグ５と縮径ダイス６との共
働で縮径させる。
フローティングプラグ５には、先端側にロッド41が固
定され、このロッド41の先端には、周面に所定のねじれ
角の互いに平行な螺線状の溝40の有する溝付きプラグ４
が、素管ａ内で自在に回転するよう保持され、この溝付
きプラグ４の周囲には、120度の角度間隔であってプラ
グ４の先端部分に対し押圧するよう回転自在な転造ロー
ル７が設けてある。
定され、このロッド41の先端には、周面に所定のねじれ
角の互いに平行な螺線状の溝40の有する溝付きプラグ４
が、素管ａ内で自在に回転するよう保持され、この溝付
きプラグ４の周囲には、120度の角度間隔であってプラ
グ４の先端部分に対し押圧するよう回転自在な転造ロー
ル７が設けてある。
各転造ロール７は、素管ａの挿入側が適当なテーパー
71に形成してある。
71に形成してある。
この転造ロール７を遊星回転させながら溝付きプラグ
４の先端部分に押圧させ、縮径された素管ａを外周より
プラグ４の先端部分に圧迫して、素管ａを縮径しながら
内部に前記のように多数の溝２と突起３とを有する伝熱
管１を製造する。
４の先端部分に押圧させ、縮径された素管ａを外周より
プラグ４の先端部分に圧迫して、素管ａを縮径しながら
内部に前記のように多数の溝２と突起３とを有する伝熱
管１を製造する。
このように、溝付きプラグ４と複数の転造ロール７と
の間に素管ａを通して一定の速度で移動させながら、遊
星回転する転造ロール７により素管ａを外周より溝付き
プラグ４の先端部分に圧迫すると、素管ａには転造ロー
ル７で溝付きプラグ４に多数回圧迫される部分と少ない
回数しか圧迫されない部分が生じ、圧迫される回数が多
い部分はプラグ４の溝40内に深くめり込んで高く隆起し
た状態になり、圧迫される回数の少ない部分は溝40内に
めり込む度合が少なくなるので、前記のような傾斜部31
を有する突起３と同時に階段状の傾斜面21を有する溝２
が繰返し間断なく形成される。
の間に素管ａを通して一定の速度で移動させながら、遊
星回転する転造ロール７により素管ａを外周より溝付き
プラグ４の先端部分に圧迫すると、素管ａには転造ロー
ル７で溝付きプラグ４に多数回圧迫される部分と少ない
回数しか圧迫されない部分が生じ、圧迫される回数が多
い部分はプラグ４の溝40内に深くめり込んで高く隆起し
た状態になり、圧迫される回数の少ない部分は溝40内に
めり込む度合が少なくなるので、前記のような傾斜部31
を有する突起３と同時に階段状の傾斜面21を有する溝２
が繰返し間断なく形成される。
突起３は、素管ａの移動方向先端側が高く、後端側に
行くほど徐々に低くなるような傾斜部31を有する形状に
形成される。
行くほど徐々に低くなるような傾斜部31を有する形状に
形成される。
また、プラグ４における溝40の相互間は凸条になって
いるので、前記突起３が形成されると同様な理由によ
り、素管ａの移動方向先端側が低く、後端側に行くほど
徐々に高くなるような傾斜面21が階段状に形成される。
いるので、前記突起３が形成されると同様な理由によ
り、素管ａの移動方向先端側が低く、後端側に行くほど
徐々に高くなるような傾斜面21が階段状に形成される。
伝熱管１に対する転造ロール７の接触軌跡は管１に対
して螺線状になり、これによって突起３は溝２を介在し
て螺線状に並ぶ状態に形成される。
して螺線状になり、これによって突起３は溝２を介在し
て螺線状に並ぶ状態に形成される。
突起３の長さｌ及び傾斜面31の傾斜角は、転造ロール
７の公転数と素管ａの移動速度との相関関係により適宜
設定できる。
７の公転数と素管ａの移動速度との相関関係により適宜
設定できる。
転造ロール７の押圧力及び公転数を一定にした場合、
素管ａの移動速度を上げると突起３の長さｌは長く、傾
斜面31の傾斜角は小さくなり、素管ａの移動速度を下げ
るとその逆になる。溝２の傾斜面21についても同様であ
る。
素管ａの移動速度を上げると突起３の長さｌは長く、傾
斜面31の傾斜角は小さくなり、素管ａの移動速度を下げ
るとその逆になる。溝２の傾斜面21についても同様であ
る。
したがって、転造ロール７の公転数と素管ａの移動速
度を調整することによって、前述の比Ｈ−h/Hを適宜設
定することができる。
度を調整することによって、前述の比Ｈ−h/Hを適宜設
定することができる。
製造条件によっては、段部32とそれに隣接する段部22
とが順次一定方向へわずかにずれた状態に形成される。
とが順次一定方向へわずかにずれた状態に形成される。
第２図の例では、縮径のためフローティングプラグ５
及び縮径ダイス６を使用したが、素管ａの縮径を要しな
い場合はこれ等は不要である。
及び縮径ダイス６を使用したが、素管ａの縮径を要しな
い場合はこれ等は不要である。
前記の比Ｈ−h/Hをそれぞれ変化させた伝熱管を製造
し、溝２の深さ0.15mm、肉厚0.2mm、螺旋溝２のねじれ
角が18度である第４図のような従来の銅管よりなる伝熱
管を製造し、それぞれについて二重管式熱交換器に組み
込んで管内蒸発熱伝達率と管内圧力損失を測定したとこ
ろ、第３図のような結果を得た。
し、溝２の深さ0.15mm、肉厚0.2mm、螺旋溝２のねじれ
角が18度である第４図のような従来の銅管よりなる伝熱
管を製造し、それぞれについて二重管式熱交換器に組み
込んで管内蒸発熱伝達率と管内圧力損失を測定したとこ
ろ、第３図のような結果を得た。
第３図の線図における縦軸には、従来の伝熱管におけ
る蒸発熱伝達率と管内圧力損失とを１とした場合の比
を、横軸には前記の比Ｈ−h/H（従来の伝熱管のそれは
０である）の変化を示している。
る蒸発熱伝達率と管内圧力損失とを１とした場合の比
を、横軸には前記の比Ｈ−h/H（従来の伝熱管のそれは
０である）の変化を示している。
したがって、本発明に係る伝熱管のように前記比Ｈ−
h/Hが0.6以下であるとき、管内圧力損失が第４図のよう
な従来の内面溝付き伝熱管とほとんど変らず、かつ、熱
伝達率が従来の内面溝付き伝熱管よりはるかによくな
る。
h/Hが0.6以下であるとき、管内圧力損失が第４図のよう
な従来の内面溝付き伝熱管とほとんど変らず、かつ、熱
伝達率が従来の内面溝付き伝熱管よりはるかによくな
る。
「発明の効果」 本発明に係る伝熱管によれば、管の内面に無数の凹凸
があるにもかかわらず、管内圧力損失をさ程低下させる
ことなく伝熱性能のよい伝熱管を得ることができ、しか
も、従来の製造設備をほとんどそのまま使用して製造す
ることができる。
があるにもかかわらず、管内圧力損失をさ程低下させる
ことなく伝熱性能のよい伝熱管を得ることができ、しか
も、従来の製造設備をほとんどそのまま使用して製造す
ることができる。
第１図は本発明に係る伝熱管の一例を示す部分拡大展開
斜視図、第２図は第１図の実施例の伝熱管の製造方法を
説明するための装置の一例を示す概略断面図、第３図は
従来の内面溝付き伝熱管と本発明に係る実施例の伝熱管
との管内圧力損失比と蒸発熱伝達率比とを示す線図、第
４図は従来の内面溝付き伝熱管の一部を展開して示す拡
大斜視図である。 主要図中符号の説明 １は伝熱管、２は溝、21は傾斜面、22は段部、３は突
起、31傾斜部、32は段部、４は溝付きプラグ、40は溝、
41はロッド、７は転造ロール、ａは素管、ｌは突起３の
長さ、Tmaxは突起部最大肉厚、Tminは突起部最小肉厚、
tmaxは溝部最大肉厚、tminは溝部最小肉厚、ＨはTmaxと
tminの差、ｈはTminとtmaxとの差を示す。
斜視図、第２図は第１図の実施例の伝熱管の製造方法を
説明するための装置の一例を示す概略断面図、第３図は
従来の内面溝付き伝熱管と本発明に係る実施例の伝熱管
との管内圧力損失比と蒸発熱伝達率比とを示す線図、第
４図は従来の内面溝付き伝熱管の一部を展開して示す拡
大斜視図である。 主要図中符号の説明 １は伝熱管、２は溝、21は傾斜面、22は段部、３は突
起、31傾斜部、32は段部、４は溝付きプラグ、40は溝、
41はロッド、７は転造ロール、ａは素管、ｌは突起３の
長さ、Tmaxは突起部最大肉厚、Tminは突起部最小肉厚、
tmaxは溝部最大肉厚、tminは溝部最小肉厚、ＨはTmaxと
tminの差、ｈはTminとtmaxとの差を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】内面へ長手方向に沿って直線状又は螺線状
に溝を多数形成した伝熱管において、前記各溝の間に
は、長手方向に沿い上面に同一方向へ傾斜した傾斜部を
有する所定長さの突起が階段状に繰返し形成され、前記
各溝の底部には、前記突起との隣接部分毎に当該突起の
傾斜部とは逆方向に傾斜する傾斜面が長手方向へ階段状
に繰返し形成され、前記突起の上り傾斜方向端部におけ
る突起部最大肉厚Tmaxと前記溝の下り傾斜方向端部にお
ける溝部最小肉厚tminの差Ｈと、前記突起の下り傾斜方
向端部における突起部最小肉厚Tminと前記溝の上り傾斜
方向端部における溝部最大肉厚tmaxの差ｈとの関係が、
Ｈ−h/H≦0.6の範囲に設定されていることを特徴とする
伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323220A JP2737799B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323220A JP2737799B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186196A JPH03186196A (ja) | 1991-08-14 |
| JP2737799B2 true JP2737799B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=18152371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1323220A Expired - Fee Related JP2737799B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737799B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3303599B2 (ja) * | 1995-05-17 | 2002-07-22 | 松下電器産業株式会社 | 伝熱管 |
| KR100245383B1 (ko) * | 1996-09-13 | 2000-03-02 | 정훈보 | 교차홈 형성 전열관 및 그 제조 방법 |
| KR20030061548A (ko) * | 2002-01-14 | 2003-07-22 | 엘지전선 주식회사 | 열교환 향상을 위한 전열관 내부 구조 |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1323220A patent/JP2737799B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03186196A (ja) | 1991-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |