JP3050795B2 - 伝熱管 - Google Patents
伝熱管Info
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- JP3050795B2 JP3050795B2 JP8064668A JP6466896A JP3050795B2 JP 3050795 B2 JP3050795 B2 JP 3050795B2 JP 8064668 A JP8064668 A JP 8064668A JP 6466896 A JP6466896 A JP 6466896A JP 3050795 B2 JP3050795 B2 JP 3050795B2
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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
- F28F1/42—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
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- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷水製造用の吸収
式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプなどの吸収器、再生
器あるは蒸発器に使用される伝熱管に関する。
式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプなどの吸収器、再生
器あるは蒸発器に使用される伝熱管に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプ
などの吸収器は、多数の伝熱管が水平に複数列、複数段
に配列されて構成されている。これら伝熱管群の上部よ
り、例えば臭化リチウム水溶液のような吸収液を散布す
る。この散布された吸収液が伝熱管外表面を流下する間
に、蒸発器から発生した冷媒蒸気を吸収すると同時に、
吸収反応によって生じる熱を伝熱管内を流れる冷却水と
熱交換する構造になっている。したがって、冷媒蒸気を
吸収する際の物質移動現象を促進させることは吸収器の
高性能化に不可欠である。臭化リチウム水溶液が冷媒蒸
気を吸収する際に図１０に示すように吸収液膜Ａと冷媒
蒸気Ｂとの界面において物質移動が行われる。吸収液膜
Ａの表面層Ａa 即ち吸収液膜Ａと冷媒蒸気Ｂとの界面層
では冷媒蒸気Ｂを吸収するために、伝熱管Ｃ表面に近い
吸収液膜Ａの内部層Ａb よりも濃度が薄い。すなわち、
冷媒蒸気Ｂの吸収促進には伝熱管Ｃ上での吸収液膜Ａの
撹乱が必要である。
などの吸収器は、多数の伝熱管が水平に複数列、複数段
に配列されて構成されている。これら伝熱管群の上部よ
り、例えば臭化リチウム水溶液のような吸収液を散布す
る。この散布された吸収液が伝熱管外表面を流下する間
に、蒸発器から発生した冷媒蒸気を吸収すると同時に、
吸収反応によって生じる熱を伝熱管内を流れる冷却水と
熱交換する構造になっている。したがって、冷媒蒸気を
吸収する際の物質移動現象を促進させることは吸収器の
高性能化に不可欠である。臭化リチウム水溶液が冷媒蒸
気を吸収する際に図１０に示すように吸収液膜Ａと冷媒
蒸気Ｂとの界面において物質移動が行われる。吸収液膜
Ａの表面層Ａa 即ち吸収液膜Ａと冷媒蒸気Ｂとの界面層
では冷媒蒸気Ｂを吸収するために、伝熱管Ｃ表面に近い
吸収液膜Ａの内部層Ａb よりも濃度が薄い。すなわち、
冷媒蒸気Ｂの吸収促進には伝熱管Ｃ上での吸収液膜Ａの
撹乱が必要である。
【０００３】このため、実用化されている臭化リチウム
水溶液を使用する吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポン
プは、臭化リチウム水溶液に数十〜数百ｐｐｍのｎ−オ
クチルアルコールや２−エチル−１−ヘキサノール等の
界面活性剤を添加して冷媒蒸気吸収時にマランゴニー対
流と呼ばれる吸収液膜の撹乱作用を発生させる。このマ
ランゴニー対流により吸収液の冷媒蒸気吸収能力を向上
させる方法が取られることが一般的である。こうしたこ
とから吸収器用伝熱管の高性能化には、伝熱管外面上で
吸収液が冷媒蒸気を吸収する際に生じる吸収液膜のマラ
ンゴニー対流による撹乱を効率的に促進させることが必
要である。
水溶液を使用する吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポン
プは、臭化リチウム水溶液に数十〜数百ｐｐｍのｎ−オ
クチルアルコールや２−エチル−１−ヘキサノール等の
界面活性剤を添加して冷媒蒸気吸収時にマランゴニー対
流と呼ばれる吸収液膜の撹乱作用を発生させる。このマ
ランゴニー対流により吸収液の冷媒蒸気吸収能力を向上
させる方法が取られることが一般的である。こうしたこ
とから吸収器用伝熱管の高性能化には、伝熱管外面上で
吸収液が冷媒蒸気を吸収する際に生じる吸収液膜のマラ
ンゴニー対流による撹乱を効率的に促進させることが必
要である。
【０００４】この吸収液の撹乱作用を促進させる効果を
ねらったものとして、実開昭５７−１００１６１号公報
が提案されている。実開昭５７−１００１６１号公報の
マイクロフィルムに記載されている伝熱管は、「管表面
に細かな螺旋溝を加工」したものである。この伝熱管
は、螺旋溝に沿って伝熱管表面に吸収液を広げると同時
に、その螺旋溝の凹凸によって吸収液膜の撹乱作用を促
進させようとしたものである。
ねらったものとして、実開昭５７−１００１６１号公報
が提案されている。実開昭５７−１００１６１号公報の
マイクロフィルムに記載されている伝熱管は、「管表面
に細かな螺旋溝を加工」したものである。この伝熱管
は、螺旋溝に沿って伝熱管表面に吸収液を広げると同時
に、その螺旋溝の凹凸によって吸収液膜の撹乱作用を促
進させようとしたものである。
【０００５】また、吸収液の撹乱作用を促進させる効果
をねらったものとして、実開昭６４−３５３６８号公報
が提案されている。実開昭６４−３５３６８号公報のマ
イクロフィルムに記載されている伝熱管は、「管の外面
に螺旋溝を有し、且つ逆方向にねじれる第２の螺旋溝を
有し、螺旋溝の交差による突起を有する。」ものであ
る。この伝熱管は、螺旋溝の交差による突起に吸収液膜
がぶつかることで吸収液膜の撹乱作用の促進をねらって
いる。
をねらったものとして、実開昭６４−３５３６８号公報
が提案されている。実開昭６４−３５３６８号公報のマ
イクロフィルムに記載されている伝熱管は、「管の外面
に螺旋溝を有し、且つ逆方向にねじれる第２の螺旋溝を
有し、螺旋溝の交差による突起を有する。」ものであ
る。この伝熱管は、螺旋溝の交差による突起に吸収液膜
がぶつかることで吸収液膜の撹乱作用の促進をねらって
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
５７−１００１６１号公報のマイクロフィルムに記載さ
れている伝熱管においては、図１１（イ）に示すように
吸収液膜Ａ1 が伝熱管Ｃ1 外面で螺旋溝Ｖ1 によって広
がることになるが、螺旋溝Ｖ1 が直線的であるために吸
収液膜Ａ1 の撹乱は不十分であるという問題があった。
５７−１００１６１号公報のマイクロフィルムに記載さ
れている伝熱管においては、図１１（イ）に示すように
吸収液膜Ａ1 が伝熱管Ｃ1 外面で螺旋溝Ｖ1 によって広
がることになるが、螺旋溝Ｖ1 が直線的であるために吸
収液膜Ａ1 の撹乱は不十分であるという問題があった。
【０００７】また、実開昭６４−３５３６８号公報のマ
イクロフィルムに記載されている伝熱管においては、図
１１（ロ）に示すように吸収液膜Ａ2 がある突起Ｅ1 に
ぶつかり撹乱作用が発生しても、２つの螺旋溝Ｖ2 、Ｖ
3 が管軸方向に対して互いに逆方向にねじれて交差して
いるので、この突起Ｅ1 と隣接する突起Ｅ2 で発生した
吸収液膜Ａ3 の撹乱がぶつかりあってしまう。このため
に吸収液膜Ａ2 、Ａ3の撹乱作用を管軸方向に持続させ
ながら効果的に促進させることができず、吸収液膜Ａ2
、Ａ3 は伝熱管Ｃ2 上に長時間保持されにくいといっ
た問題があった。
イクロフィルムに記載されている伝熱管においては、図
１１（ロ）に示すように吸収液膜Ａ2 がある突起Ｅ1 に
ぶつかり撹乱作用が発生しても、２つの螺旋溝Ｖ2 、Ｖ
3 が管軸方向に対して互いに逆方向にねじれて交差して
いるので、この突起Ｅ1 と隣接する突起Ｅ2 で発生した
吸収液膜Ａ3 の撹乱がぶつかりあってしまう。このため
に吸収液膜Ａ2 、Ａ3の撹乱作用を管軸方向に持続させ
ながら効果的に促進させることができず、吸収液膜Ａ2
、Ａ3 は伝熱管Ｃ2 上に長時間保持されにくいといっ
た問題があった。
【０００８】本発明は上記の課題を解決し、伝熱管外面
での吸収液の広がりを十分にさせると同時に、吸収液膜
の撹乱作用を吸収液の流下する下方向（管軸方向に直角
な方向）にも、管軸方向にも十分に促進させる伝熱管お
よびその伝熱管を提供することを目的とするものであ
る。
での吸収液の広がりを十分にさせると同時に、吸収液膜
の撹乱作用を吸収液の流下する下方向（管軸方向に直角
な方向）にも、管軸方向にも十分に促進させる伝熱管お
よびその伝熱管を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。
決するために以下のような手段を有している。
【００１０】本発明のうち請求項１の伝熱管は、吸収式
冷凍機の吸収器、蒸発器、或いは再生器に使用する伝熱
管であって、前記伝熱管の管外周面には管軸に対するね
じれ角の方向が同じで、ねじれ角の異なる少なくとも２
種類の螺旋溝を有し、前記少なくとも２種類の螺旋溝の
うち、ねじれ角が最小である螺旋溝はねじれ角が３°〜
３０°、溝深さが０．３〜１．５ｍｍであり、他の螺旋
溝はねじれ角が８０° 以下、溝深さが０．１〜０．７ｍ
ｍであり、前記他の螺旋溝の溝深さは前記ねじれ角が最
小である螺旋溝の溝深さより小さく、前記少なくとも２
種類の螺旋溝のねじれ角は各々１０°を超えて異なるこ
とを特徴とする。
冷凍機の吸収器、蒸発器、或いは再生器に使用する伝熱
管であって、前記伝熱管の管外周面には管軸に対するね
じれ角の方向が同じで、ねじれ角の異なる少なくとも２
種類の螺旋溝を有し、前記少なくとも２種類の螺旋溝の
うち、ねじれ角が最小である螺旋溝はねじれ角が３°〜
３０°、溝深さが０．３〜１．５ｍｍであり、他の螺旋
溝はねじれ角が８０° 以下、溝深さが０．１〜０．７ｍ
ｍであり、前記他の螺旋溝の溝深さは前記ねじれ角が最
小である螺旋溝の溝深さより小さく、前記少なくとも２
種類の螺旋溝のねじれ角は各々１０°を超えて異なるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項１の伝熱管において、少なくとも２
種類の螺旋溝のねじれ角の交差角は１０゜より大きいこ
ととする。
種類の螺旋溝のねじれ角の交差角は１０゜より大きいこ
ととする。
【００１２】また、請求項１の伝熱管において、少なく
とも２種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋
溝の溝深さは０．３〜１．５ｍｍの範囲とする。また周
方向のピッチが０．２５〜１０ｍｍの範囲であることが
望ましい。
とも２種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋
溝の溝深さは０．３〜１．５ｍｍの範囲とする。また周
方向のピッチが０．２５〜１０ｍｍの範囲であることが
望ましい。
【００１３】また、請求項１の伝熱管は、少なくとも２
種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋溝の溝
深さは、他の螺旋溝の溝深さより大きいことを特徴とす
る。
種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋溝の溝
深さは、他の螺旋溝の溝深さより大きいことを特徴とす
る。
【００１４】前記他の螺旋溝は溝深さが０．１〜０．７
ｍｍの範囲であることとし、また周方向のピッチは０．
２５〜２．０ｍｍの範囲であることが望ましい。
ｍｍの範囲であることとし、また周方向のピッチは０．
２５〜２．０ｍｍの範囲であることが望ましい。
【００１５】請求項１の伝熱管において、螺旋溝のねじ
れ角が最小である螺旋溝はねじれ角が３゜〜３０゜の範
囲であることとする。
れ角が最小である螺旋溝はねじれ角が３゜〜３０゜の範
囲であることとする。
【００１６】請求項１の伝熱管は、螺旋溝のねじれ角が
最小である螺旋溝の少なくともその溝深さが他の螺旋溝
のそれよりも大きいこととする。
最小である螺旋溝の少なくともその溝深さが他の螺旋溝
のそれよりも大きいこととする。
【００１７】本発明のうち請求項２の伝熱管は、管内周
面に、管外周面に形成された溝深さの大きさが最も大き
い螺旋溝の凹凸形状に、対応した凸凹形状の螺旋条を有
することを特徴とする請求項１に記載の伝熱管である。
面に、管外周面に形成された溝深さの大きさが最も大き
い螺旋溝の凹凸形状に、対応した凸凹形状の螺旋条を有
することを特徴とする請求項１に記載の伝熱管である。
【００１８】請求項１の伝熱管は、外周面が平滑な素管
の外周面上に、所定の螺旋溝形状を有する複数種類の駒
またはロールなどの転造工具を押しつけながら回転させ
て、前記素管の外周面上に、管軸に対するねじれ角の方
向が同じで、ねじれ角の異なる少なくとも２種類以上の
螺旋溝を１工程で形成することで製造される。
の外周面上に、所定の螺旋溝形状を有する複数種類の駒
またはロールなどの転造工具を押しつけながら回転させ
て、前記素管の外周面上に、管軸に対するねじれ角の方
向が同じで、ねじれ角の異なる少なくとも２種類以上の
螺旋溝を１工程で形成することで製造される。
【００１９】請求項２の伝熱管は、内周面が平滑な素管
に対して、管の外周面に形成される溝深さの大きさが最
も大きい螺旋溝の凹凸形状に対応した凸凹形状を内周面
に形成するプラグを管の内側にいれて加工することで製
造される。
に対して、管の外周面に形成される溝深さの大きさが最
も大きい螺旋溝の凹凸形状に対応した凸凹形状を内周面
に形成するプラグを管の内側にいれて加工することで製
造される。
【００２０】本発明の請求項１の伝熱管によれば、管外
周面に管軸に対するねじれ角の方向が同じで、ねじれ角
の異なる少なくとも２種類の螺旋溝を有しているので、
例えばこの伝熱管を水平に配置する吸収器に使用した場
合、少なくとも２種類の螺旋溝で囲まれた突起が管外周
面に多数形成されるので、吸収液膜がその突起にぶつか
って撹乱作用がより促進させられる。同時に、少なくと
も２種類の螺旋溝は管軸方向に対して同じ方向にねじれ
ているので、いくつかの突起にぶつかって撹乱された吸
収液膜は螺旋溝の交差部分を横切りながら、伝熱管外面
での吸収液の広がりを十分にさせると同時に、吸収液膜
の撹乱作用を吸収液の流下する下方向（管軸方向に直角
な方向）にも十分に促進させる。
周面に管軸に対するねじれ角の方向が同じで、ねじれ角
の異なる少なくとも２種類の螺旋溝を有しているので、
例えばこの伝熱管を水平に配置する吸収器に使用した場
合、少なくとも２種類の螺旋溝で囲まれた突起が管外周
面に多数形成されるので、吸収液膜がその突起にぶつか
って撹乱作用がより促進させられる。同時に、少なくと
も２種類の螺旋溝は管軸方向に対して同じ方向にねじれ
ているので、いくつかの突起にぶつかって撹乱された吸
収液膜は螺旋溝の交差部分を横切りながら、伝熱管外面
での吸収液の広がりを十分にさせると同時に、吸収液膜
の撹乱作用を吸収液の流下する下方向（管軸方向に直角
な方向）にも十分に促進させる。
【００２１】また、前記少なくとも２種類の螺旋溝のう
ち、ねじれ角が最小である螺旋溝のねじれ角は３゜〜３
０゜の範囲、他の螺旋溝のねじれ角が８０°以下である
ので、吸収液膜の撹乱作用に対して適した範囲となって
いる。例えば、前記ねじれ角が最小である螺旋溝のねじ
れ角が３゜よりも小さいねじれ角では、吸収液膜の流れ
がその溝に沿って左右に生じ、吸収液膜同志がぶつかり
合って一定の方向に安定して広げることができず、吸収
液膜の攪乱作用も管軸方向に促進させにくくなる。ま
た、例えば螺旋溝の管軸方向に対するねじれ角が８０°
よりも大きくなると、吸収液膜の管軸方向への動きに対
して螺旋溝と螺旋溝の間の突起が妨げとなり、吸収液膜
の攪乱作用が管軸方向に促進されにくくなる。
ち、ねじれ角が最小である螺旋溝のねじれ角は３゜〜３
０゜の範囲、他の螺旋溝のねじれ角が８０°以下である
ので、吸収液膜の撹乱作用に対して適した範囲となって
いる。例えば、前記ねじれ角が最小である螺旋溝のねじ
れ角が３゜よりも小さいねじれ角では、吸収液膜の流れ
がその溝に沿って左右に生じ、吸収液膜同志がぶつかり
合って一定の方向に安定して広げることができず、吸収
液膜の攪乱作用も管軸方向に促進させにくくなる。ま
た、例えば螺旋溝の管軸方向に対するねじれ角が８０°
よりも大きくなると、吸収液膜の管軸方向への動きに対
して螺旋溝と螺旋溝の間の突起が妨げとなり、吸収液膜
の攪乱作用が管軸方向に促進されにくくなる。
【００２２】本発明の請求項１の伝熱管において、少な
くとも２種類の螺旋溝のねじれ角が近すぎると螺旋溝に
囲まれる突起が形成できなくなり、突起による吸収液膜
の撹乱作用促進の効果が得られなくなるので、上記ねじ
れ角の交差角は１０°より大きくする。例えば３種類の
螺旋溝を有する伝熱管の場合には、１５°程度の差をつ
けて、管軸方向に対するねじれ角を、１５°、３０°、
４５°と設定すると螺旋溝に囲まれて形成される突起が
規則正しく整然となり、突起による吸収液膜の撹乱作用
促進の効果が十分に得られる。
くとも２種類の螺旋溝のねじれ角が近すぎると螺旋溝に
囲まれる突起が形成できなくなり、突起による吸収液膜
の撹乱作用促進の効果が得られなくなるので、上記ねじ
れ角の交差角は１０°より大きくする。例えば３種類の
螺旋溝を有する伝熱管の場合には、１５°程度の差をつ
けて、管軸方向に対するねじれ角を、１５°、３０°、
４５°と設定すると螺旋溝に囲まれて形成される突起が
規則正しく整然となり、突起による吸収液膜の撹乱作用
促進の効果が十分に得られる。
【００２３】また、本発明の請求項１の伝熱管において
は、螺旋溝の溝深さが０．１〜１．５ｍｍの範囲である
が、更に周方向のピッチが０．２５〜１０ｍｍの範囲で
あると、次のような理由により最適な範囲となってい
る。螺旋溝の溝深さと周方向のピッチが前記範囲よりも
小さければ、突起による吸収液膜の攪乱作用促進効果が
小さく、前記範囲よりも大きければ、吸収液膜が突起を
乗り越えて管外周面に広がりにくい。
は、螺旋溝の溝深さが０．１〜１．５ｍｍの範囲である
が、更に周方向のピッチが０．２５〜１０ｍｍの範囲で
あると、次のような理由により最適な範囲となってい
る。螺旋溝の溝深さと周方向のピッチが前記範囲よりも
小さければ、突起による吸収液膜の攪乱作用促進効果が
小さく、前記範囲よりも大きければ、吸収液膜が突起を
乗り越えて管外周面に広がりにくい。
【００２４】本発明の請求項１の伝熱管では、少なくと
も２種類の螺旋溝のうち少なくとも１つの螺旋溝の溝深
さ、あるいは更に周方向のピッチを、他の螺旋溝のそれ
とは異ならせることにより次のような作用が得られる。
伝熱管外周面の突起の大きさがランダムとなり吸収液膜
の厚さに差を生じさせることができる。その結果、吸収
液膜に表面張力の差をつけることができてマランゴニー
対流を促進させ、複数の螺旋溝の大きさが同じときより
も吸収液膜の撹乱作用がより促進され、より高効率な熱
交換が行われるようになる。
も２種類の螺旋溝のうち少なくとも１つの螺旋溝の溝深
さ、あるいは更に周方向のピッチを、他の螺旋溝のそれ
とは異ならせることにより次のような作用が得られる。
伝熱管外周面の突起の大きさがランダムとなり吸収液膜
の厚さに差を生じさせることができる。その結果、吸収
液膜に表面張力の差をつけることができてマランゴニー
対流を促進させ、複数の螺旋溝の大きさが同じときより
も吸収液膜の撹乱作用がより促進され、より高効率な熱
交換が行われるようになる。
【００２５】本発明の請求項１の伝熱管においては、少
なくとも２種類の螺旋溝のうち溝深さが最も大きい螺旋
溝は溝深さが０．３〜１．５ｍｍの範囲であるが、更に
周方向のピッチが０．８〜５．０ｍｍの範囲であり、他
の螺旋溝は溝深さが０．１〜０．７ｍｍの範囲である
が、更に周方向のピッチが０．２５〜２．０ｍｍの範囲
であると、伝熱管外周面に形成される突起が吸収液膜の
厚さに対して最適な差を生じさせることができる。その
結果、吸収液膜に表面張力の差をつけることができてマ
ランゴニー対流をより促進させ、複数の螺旋溝の大きさ
が同じときよりも吸収液膜の撹乱作用がより促進され、
より高効率な熱交換が行われるようになる。
なくとも２種類の螺旋溝のうち溝深さが最も大きい螺旋
溝は溝深さが０．３〜１．５ｍｍの範囲であるが、更に
周方向のピッチが０．８〜５．０ｍｍの範囲であり、他
の螺旋溝は溝深さが０．１〜０．７ｍｍの範囲である
が、更に周方向のピッチが０．２５〜２．０ｍｍの範囲
であると、伝熱管外周面に形成される突起が吸収液膜の
厚さに対して最適な差を生じさせることができる。その
結果、吸収液膜に表面張力の差をつけることができてマ
ランゴニー対流をより促進させ、複数の螺旋溝の大きさ
が同じときよりも吸収液膜の撹乱作用がより促進され、
より高効率な熱交換が行われるようになる。
【００２６】本発明の請求項１の伝熱管において、ねじ
れ角が最小である螺旋溝のねじれ角を３゜〜３０゜の範
囲とするので、より安定して吸収液膜を管軸方向に広げ
ることができる。
れ角が最小である螺旋溝のねじれ角を３゜〜３０゜の範
囲とするので、より安定して吸収液膜を管軸方向に広げ
ることができる。
【００２７】本発明の請求項１の伝熱管によれば、螺旋
溝のねじれ角が最小である螺旋溝の少なくとも溝深さが
他の螺旋溝のそれよりも大きいので、吸収液膜が管軸方
向に広がり易くなる。その結果、吸収液膜の撹乱作用も
管軸方向により促進され、更に高効率な熱交換が行われ
る。
溝のねじれ角が最小である螺旋溝の少なくとも溝深さが
他の螺旋溝のそれよりも大きいので、吸収液膜が管軸方
向に広がり易くなる。その結果、吸収液膜の撹乱作用も
管軸方向により促進され、更に高効率な熱交換が行われ
る。
【００２８】本発明の請求項２の伝熱管は、管外周面に
形成された最も溝深さの大きい螺旋溝の凹凸形状に、対
応した凸凹形状の螺旋条を管内周面に有しているので、
管内側を流れる、例えば冷却水に乱流効果を与えること
ができ、管内側の性能も向上できる。また、管内側の余
分な肉厚部分をなくして管の肉厚を管周方向にできる限
り均一にすることとなり、全体としての重量が減少でき
るので、コスト低減にも有効となる。
形成された最も溝深さの大きい螺旋溝の凹凸形状に、対
応した凸凹形状の螺旋条を管内周面に有しているので、
管内側を流れる、例えば冷却水に乱流効果を与えること
ができ、管内側の性能も向上できる。また、管内側の余
分な肉厚部分をなくして管の肉厚を管周方向にできる限
り均一にすることとなり、全体としての重量が減少でき
るので、コスト低減にも有効となる。
【００２９】本発明の請求項１の伝熱管は、外周面が平
滑な素管の外周面上に、所定の螺旋溝形状を有する複数
種類の駒またはロールなどの転造工具を押しつけながら
回転させて２種類以上の螺旋溝を１工程で形成すること
で製造できる。この方法によれば、段取り替え等の時間
や手間が省略され生産性が向上する。
滑な素管の外周面上に、所定の螺旋溝形状を有する複数
種類の駒またはロールなどの転造工具を押しつけながら
回転させて２種類以上の螺旋溝を１工程で形成すること
で製造できる。この方法によれば、段取り替え等の時間
や手間が省略され生産性が向上する。
【００３０】本発明の請求項２の伝熱管は、内周面が平
滑な素管に対して、管の外周面に形成される溝深さの大
きさが最も大きい螺旋溝の凹凸形状に対応した凸凹形状
を内周面に形成するプラグを管の内側にいれて加工する
ことで製造できる。このように形成された伝熱管は管内
側を流れる、例えば冷却水に乱流効果を与えることがで
き、管内側の性能も向上できる。また、管内側の余分な
肉厚部分をなくして管の肉厚を管周方向にできる限り均
一にすることとなり、全体としての重量が減少できるの
で、コスト低減にも有効となる。
滑な素管に対して、管の外周面に形成される溝深さの大
きさが最も大きい螺旋溝の凹凸形状に対応した凸凹形状
を内周面に形成するプラグを管の内側にいれて加工する
ことで製造できる。このように形成された伝熱管は管内
側を流れる、例えば冷却水に乱流効果を与えることがで
き、管内側の性能も向上できる。また、管内側の余分な
肉厚部分をなくして管の肉厚を管周方向にできる限り均
一にすることとなり、全体としての重量が減少できるの
で、コスト低減にも有効となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施の形態により
詳細に説明する。 なお、本明細書において螺旋溝を図示
する場合、図示の都合上螺旋溝は一本の直線で表示して
いる。また溝深さが深い螺旋溝は太く表示している。螺
旋溝を図示している図面は図２を除いて全て同様であ
る。
詳細に説明する。 なお、本明細書において螺旋溝を図示
する場合、図示の都合上螺旋溝は一本の直線で表示して
いる。また溝深さが深い螺旋溝は太く表示している。螺
旋溝を図示している図面は図２を除いて全て同様であ
る。
【００３２】本発明の伝熱管は管外周面に管軸に対する
ねじれ角の方向が同じで、ねじれ角の異なる少なくとも
２種類の螺旋溝を有しているので、例えばこの伝熱管を
水平に配置する吸収器に使用した場合、図１１の（ハ）
に示すように少なくとも２種類の螺旋溝Ｍ1 、Ｍ2 で囲
まれた突起Ｅ0 が管外周面に多数形成されるので、吸収
液膜がその突起Ｅ0 にぶつかって撹乱作用がより促進さ
せられる。同時に、少なくとも２種類の螺旋溝Ｍ1 、Ｍ
2 は管軸方向に対して同じ方向にねじれているので、い
くつかの突起Ｅ0 にぶつかって撹乱された吸収液膜Ａ0
は螺旋溝の交差部分を横切りながら伝熱管外面での吸収
液の広がりを十分にさせると同時に、吸収液膜Ａ0 の撹
乱作用を吸収液の流下する下方向（管軸方向に直角な方
向）にも十分に促進させる。
ねじれ角の方向が同じで、ねじれ角の異なる少なくとも
２種類の螺旋溝を有しているので、例えばこの伝熱管を
水平に配置する吸収器に使用した場合、図１１の（ハ）
に示すように少なくとも２種類の螺旋溝Ｍ1 、Ｍ2 で囲
まれた突起Ｅ0 が管外周面に多数形成されるので、吸収
液膜がその突起Ｅ0 にぶつかって撹乱作用がより促進さ
せられる。同時に、少なくとも２種類の螺旋溝Ｍ1 、Ｍ
2 は管軸方向に対して同じ方向にねじれているので、い
くつかの突起Ｅ0 にぶつかって撹乱された吸収液膜Ａ0
は螺旋溝の交差部分を横切りながら伝熱管外面での吸収
液の広がりを十分にさせると同時に、吸収液膜Ａ0 の撹
乱作用を吸収液の流下する下方向（管軸方向に直角な方
向）にも十分に促進させる。
【００３３】（実施例１） 図１は本発明の伝熱管一実施例を示す斜視図である。図
１の伝熱管１Ａは外周面に２種類の螺旋溝Ｍ3 、Ｍ4 を
有したもので、螺旋溝Ｍ3 、Ｍ4 は管軸Ｚに対するねじ
れ角θ3 、θ4 の方向が同じで、螺旋溝Ｍ3 のねじれ角
θ3 はねじれ角θ4 より小さくなっている。また螺旋溝
Ｍ3 はその溝深さと周方向のピッチが螺旋溝Ｍ4 の溝深
さと周方向のピッチよりも大きくなっている。
１の伝熱管１Ａは外周面に２種類の螺旋溝Ｍ3 、Ｍ4 を
有したもので、螺旋溝Ｍ3 、Ｍ4 は管軸Ｚに対するねじ
れ角θ3 、θ4 の方向が同じで、螺旋溝Ｍ3 のねじれ角
θ3 はねじれ角θ4 より小さくなっている。また螺旋溝
Ｍ3 はその溝深さと周方向のピッチが螺旋溝Ｍ4 の溝深
さと周方向のピッチよりも大きくなっている。
【００３４】（実施例２） 図２は図１に示した伝熱管の主要部の拡大断面図であ
る。図２の伝熱管１Ｂは外周面に２種類の螺旋溝Ｍ5
（図１のＭ3 に相当）、Ｍ6 （図１のＭ4 に相当）を有
したもので、螺旋溝Ｍ5 、Ｍ6 は管軸に対するねじれ角
の方向が同じで、螺旋溝Ｍ5 のねじれ角は螺旋溝Ｍ6 の
ねじれ角より小さくなっている。また螺旋溝Ｍ5 はその
溝深さＨ1 と周方向のピッチＰ1 が螺旋溝Ｍ6 の溝深さ
Ｈ2 と周方向のピッチＰ2 よりも大きくなっている。図
２において、符号Ｄ0 は伝熱管１Ｂ（図１の１A に相
当）の外径である。
る。図２の伝熱管１Ｂは外周面に２種類の螺旋溝Ｍ5
（図１のＭ3 に相当）、Ｍ6 （図１のＭ4 に相当）を有
したもので、螺旋溝Ｍ5 、Ｍ6 は管軸に対するねじれ角
の方向が同じで、螺旋溝Ｍ5 のねじれ角は螺旋溝Ｍ6 の
ねじれ角より小さくなっている。また螺旋溝Ｍ5 はその
溝深さＨ1 と周方向のピッチＰ1 が螺旋溝Ｍ6 の溝深さ
Ｈ2 と周方向のピッチＰ2 よりも大きくなっている。図
２において、符号Ｄ0 は伝熱管１Ｂ（図１の１A に相
当）の外径である。
【００３５】（実施例３） 図３は本発明の伝熱管のその他の実施例を示す斜視図で
ある。図３の伝熱管１Ｃは実施例２の伝熱管と同様に外
周面に２種類の螺旋溝Ｍ7 、Ｍ8 を有したもので、螺旋
溝Ｍ7 、Ｍ8 は管軸Ｚに対するねじれ角θ7 、θ8 の方
向が同じで、螺旋溝Ｍ7 のねじれ角θ7 は螺旋溝Ｍ8 よ
り小さくなっている。また螺旋溝Ｍ7 はその溝深さと周
方向のピッチが螺旋溝Ｍ8 の溝深さと周方向のピッチよ
りも大きくなっている。本実施例の特徴は伝熱管の内周
面にある。内周面には、外周面に形成された螺旋溝Ｍ7
に対応した位置に螺旋溝Ｍ7 に対応した形状の螺旋条Ｎ
が形成されていることである。上記各実施例において外
周面に形成された螺旋溝はねじれ角が２種類の場合につ
いて例示したが螺旋溝は２種類に限るものではなく、２
種類以上で螺旋溝が交差して突起を形成できればよいの
である。本発明の伝熱管の製造方法について以下に説明
する。
ある。図３の伝熱管１Ｃは実施例２の伝熱管と同様に外
周面に２種類の螺旋溝Ｍ7 、Ｍ8 を有したもので、螺旋
溝Ｍ7 、Ｍ8 は管軸Ｚに対するねじれ角θ7 、θ8 の方
向が同じで、螺旋溝Ｍ7 のねじれ角θ7 は螺旋溝Ｍ8 よ
り小さくなっている。また螺旋溝Ｍ7 はその溝深さと周
方向のピッチが螺旋溝Ｍ8 の溝深さと周方向のピッチよ
りも大きくなっている。本実施例の特徴は伝熱管の内周
面にある。内周面には、外周面に形成された螺旋溝Ｍ7
に対応した位置に螺旋溝Ｍ7 に対応した形状の螺旋条Ｎ
が形成されていることである。上記各実施例において外
周面に形成された螺旋溝はねじれ角が２種類の場合につ
いて例示したが螺旋溝は２種類に限るものではなく、２
種類以上で螺旋溝が交差して突起を形成できればよいの
である。本発明の伝熱管の製造方法について以下に説明
する。
【００３６】（実施例４） 図４は、溝断面形状が三角形の螺旋溝を加工する場合の
駒を示すもので、駒Ｋの外周面に斜めに断面形状が三角
形の凸条Ｔ1 が形成されている。上記のような駒を図５
に示すように、外面が平滑な素管Ｓの外周面に対し管軸
Ｚ方向に一定間隔に所定の螺旋溝の種類数、本実施例に
あっては２種類の螺旋溝Ｍ7 、Ｍ8 を加工するための所
望の形状の凸条Ｔ1 、Ｔ2 が形成されている駒Ｋ1 、Ｋ
2 を同一円周上に複数個本実施例にあっては３個配置す
る。素管Ｓの内面には外面が平滑なプラグＰＬを入れて
おき、それぞれの駒Ｋ1 、Ｋ2 を外周面に押しつけなが
ら素管Ｓの外周上を回転させて、素管Ｓを矢印Ｙの方向
に引き抜くことにより管軸Ｚに対するねじれ角θ9 、θ
10の方向が同じで、且つねじれ角θ9 、θ10の異なる２
種類の螺旋溝Ｍ9 、Ｍ10を有する伝熱管を製造する。
駒を示すもので、駒Ｋの外周面に斜めに断面形状が三角
形の凸条Ｔ1 が形成されている。上記のような駒を図５
に示すように、外面が平滑な素管Ｓの外周面に対し管軸
Ｚ方向に一定間隔に所定の螺旋溝の種類数、本実施例に
あっては２種類の螺旋溝Ｍ7 、Ｍ8 を加工するための所
望の形状の凸条Ｔ1 、Ｔ2 が形成されている駒Ｋ1 、Ｋ
2 を同一円周上に複数個本実施例にあっては３個配置す
る。素管Ｓの内面には外面が平滑なプラグＰＬを入れて
おき、それぞれの駒Ｋ1 、Ｋ2 を外周面に押しつけなが
ら素管Ｓの外周上を回転させて、素管Ｓを矢印Ｙの方向
に引き抜くことにより管軸Ｚに対するねじれ角θ9 、θ
10の方向が同じで、且つねじれ角θ9 、θ10の異なる２
種類の螺旋溝Ｍ9 、Ｍ10を有する伝熱管を製造する。
【００３７】図５の例では、２種類の駒Ｋ1 、Ｋ2 は素
管Ｓの加工方向に並ぶものを同一円周上に配置して同時
に押しつけているが、それぞれを分離して別々に押しつ
けても良い。図５の例では、１種類の螺旋溝を形成する
のに必要な駒の数は３個としているが、その望ましい個
数は３〜４個である。駒数が２個以下では素管の引き抜
き速度を下げなければ溝部が形成されにくくなり生産性
が悪くなる。また、５個以上では駒の配置空間が大きく
なり製造設備が大きくなりすぎてしまう。
管Ｓの加工方向に並ぶものを同一円周上に配置して同時
に押しつけているが、それぞれを分離して別々に押しつ
けても良い。図５の例では、１種類の螺旋溝を形成する
のに必要な駒の数は３個としているが、その望ましい個
数は３〜４個である。駒数が２個以下では素管の引き抜
き速度を下げなければ溝部が形成されにくくなり生産性
が悪くなる。また、５個以上では駒の配置空間が大きく
なり製造設備が大きくなりすぎてしまう。
【００３８】さらに、３種類以上の螺旋溝を加工する場
合には、加工する螺旋溝の数の種類の駒を管軸方向に一
定間隔で配置し、且つ１種類の螺旋溝加工用の駒を３個
もしくは所定数配置することにより前述と同様にして製
造できる。本発明の伝熱管を吸収器などに使用する場
合、拡管装着や伝熱管のたわみを防止する金具を取付る
ために、伝熱管の外面両端や中間部に平滑面を設ける必
要がある。この平滑部を形成するには、所定の長さ螺旋
溝を加工した後、駒を素管外面から離すことによって平
滑面のままの未加工部を設けることができる。また、螺
旋溝の溝深さと周方向のピッチに差をつける場合には、
溝深さの大きな方の螺旋溝を先に加工するように駒を配
置する。小さな螺旋溝を加工してから大きな螺旋溝を加
工すると、先に加工した小さな螺旋溝が大きな螺旋溝の
加工時につぶれてしまい、螺旋溝の間に形成される突起
が形成され難くなるからである。
合には、加工する螺旋溝の数の種類の駒を管軸方向に一
定間隔で配置し、且つ１種類の螺旋溝加工用の駒を３個
もしくは所定数配置することにより前述と同様にして製
造できる。本発明の伝熱管を吸収器などに使用する場
合、拡管装着や伝熱管のたわみを防止する金具を取付る
ために、伝熱管の外面両端や中間部に平滑面を設ける必
要がある。この平滑部を形成するには、所定の長さ螺旋
溝を加工した後、駒を素管外面から離すことによって平
滑面のままの未加工部を設けることができる。また、螺
旋溝の溝深さと周方向のピッチに差をつける場合には、
溝深さの大きな方の螺旋溝を先に加工するように駒を配
置する。小さな螺旋溝を加工してから大きな螺旋溝を加
工すると、先に加工した小さな螺旋溝が大きな螺旋溝の
加工時につぶれてしまい、螺旋溝の間に形成される突起
が形成され難くなるからである。
【００３９】（実施例５） 図６は本発明の伝熱管を製造する他の実施例を示すもの
である。外面が平滑な素管Ｓの外周面に対し管軸Ｚ方向
に一定間隔で所定の螺旋溝の種類数、本実施例にあって
は２種類の螺旋溝Ｍ11、Ｍ12を加工するための所望の形
状の凸条Ｔ3 、Ｔ4 が形成されているロールＲ1 、Ｒ2
を同一周面上に複数個、本実施例にあっては３個、管軸
Ｚから一定の角度をもたせて配置する。２種類のロール
Ｒ1 およびロールＲ2 を３方向から素管Ｓの外周面に押
しつける。また、素管Ｓの内側には、外面が平滑なプラ
グＰＬを差し込んでおく。２種類のロールＲ1 、Ｒ2 自
体を回転させながら素管Ｓの外周面に押しつけ螺旋溝Ｍ
11、Ｍ12を形成する。
である。外面が平滑な素管Ｓの外周面に対し管軸Ｚ方向
に一定間隔で所定の螺旋溝の種類数、本実施例にあって
は２種類の螺旋溝Ｍ11、Ｍ12を加工するための所望の形
状の凸条Ｔ3 、Ｔ4 が形成されているロールＲ1 、Ｒ2
を同一周面上に複数個、本実施例にあっては３個、管軸
Ｚから一定の角度をもたせて配置する。２種類のロール
Ｒ1 およびロールＲ2 を３方向から素管Ｓの外周面に押
しつける。また、素管Ｓの内側には、外面が平滑なプラ
グＰＬを差し込んでおく。２種類のロールＲ1 、Ｒ2 自
体を回転させながら素管Ｓの外周面に押しつけ螺旋溝Ｍ
11、Ｍ12を形成する。
【００４０】螺旋溝Ｍ11、Ｍ12を形成する推進力で素管
Ｓが回転しながら送り出されることで２種類の螺旋溝Ｍ
11、Ｍ12を有した伝熱管が製造できる。ロール自体の回
転は、少なくとも１つのロールを駆動させれば良い。１
つのロールが回転すればその推進力で素管Ｓが加工方向
に進むので、他のロールは素管Ｓの外周面に押しつける
だけで螺旋溝を形成しながら回転する。この製造方法に
より、３種類以上の螺旋溝を有する伝熱管を製造する場
合は、螺旋溝の種類の数のロールを所定の間隔を有して
配置することにより一工程で必要とする本数の螺旋溝を
有する伝熱管を製造できる。
Ｓが回転しながら送り出されることで２種類の螺旋溝Ｍ
11、Ｍ12を有した伝熱管が製造できる。ロール自体の回
転は、少なくとも１つのロールを駆動させれば良い。１
つのロールが回転すればその推進力で素管Ｓが加工方向
に進むので、他のロールは素管Ｓの外周面に押しつける
だけで螺旋溝を形成しながら回転する。この製造方法に
より、３種類以上の螺旋溝を有する伝熱管を製造する場
合は、螺旋溝の種類の数のロールを所定の間隔を有して
配置することにより一工程で必要とする本数の螺旋溝を
有する伝熱管を製造できる。
【００４１】（その他の実施例） 上述の実施例４または５の伝熱管は内周面は平滑面とな
っているが、図３に示すように外周面に形成された螺旋
溝Ｍ7 に対応した位置に螺旋溝Ｍ7 に対応した形状の螺
旋条Ｎが形成されている伝熱管は、次のようにして製造
することができる。上述の、例えば実施例４にあって
は、素管Ｓの内側には、外面が平滑なプラグＰＬを差し
込んで素管Ｓの外周面に螺旋溝を形成しているが、図７
に示すように素管Ｓの外周面に形成される螺旋溝Ｍ5 に
対応した位置に螺旋溝Ｍ5 に対応した形状の螺旋溝Ｌが
外面に形成されているプラグＰＬ1 を素管Ｓの内側にい
れて、それぞれの駒Ｋ1 （Ｋ2 ）を外周面に押しつけな
がら素管Ｓの外周上を回転させることによって伝熱管の
内周面に螺旋条Ｎが形成されている伝熱管が製造され
る。
っているが、図３に示すように外周面に形成された螺旋
溝Ｍ7 に対応した位置に螺旋溝Ｍ7 に対応した形状の螺
旋条Ｎが形成されている伝熱管は、次のようにして製造
することができる。上述の、例えば実施例４にあって
は、素管Ｓの内側には、外面が平滑なプラグＰＬを差し
込んで素管Ｓの外周面に螺旋溝を形成しているが、図７
に示すように素管Ｓの外周面に形成される螺旋溝Ｍ5 に
対応した位置に螺旋溝Ｍ5 に対応した形状の螺旋溝Ｌが
外面に形成されているプラグＰＬ1 を素管Ｓの内側にい
れて、それぞれの駒Ｋ1 （Ｋ2 ）を外周面に押しつけな
がら素管Ｓの外周上を回転させることによって伝熱管の
内周面に螺旋条Ｎが形成されている伝熱管が製造され
る。
【００４２】（性能試験） 実施例４の製造方法で製造した表１〜表５に示す外径が
１９．０５ｍｍφの伝熱管、平滑管および実開昭５７−
１００１６１号公報のマイクロフィルムに開示されてい
る方法で製造した伝熱管（以下比較伝熱管という）を図
８に示すような試験機により吸収器に使用した場合の伝
熱試験を行った。本発明の伝熱管の製造に使用した駒
は、駒外周上に所定の形状となる山部もしくは溝部を有
し、厚さ６ｍｍ、直径１９．０５ｍｍである。この駒を
１種類の溝を形成するのに管の円周上に３個配置し加工
した。駒の素管円周上の回転速度や素管の引き抜き速度
は、加工する螺旋溝の形状に大きく影響するが、１００
０ｒｐｍ、３．０ｍ／ｍｉｎ．程度である。
１９．０５ｍｍφの伝熱管、平滑管および実開昭５７−
１００１６１号公報のマイクロフィルムに開示されてい
る方法で製造した伝熱管（以下比較伝熱管という）を図
８に示すような試験機により吸収器に使用した場合の伝
熱試験を行った。本発明の伝熱管の製造に使用した駒
は、駒外周上に所定の形状となる山部もしくは溝部を有
し、厚さ６ｍｍ、直径１９．０５ｍｍである。この駒を
１種類の溝を形成するのに管の円周上に３個配置し加工
した。駒の素管円周上の回転速度や素管の引き抜き速度
は、加工する螺旋溝の形状に大きく影響するが、１００
０ｒｐｍ、３．０ｍ／ｍｉｎ．程度である。
【００４３】本発明の伝熱管のサンプルの形状の有効性
を調査するために表１〜表５は以下のように分類してい
る。 表１：２種類の螺旋溝を有し、その溝深さは固定し、管
軸に対するねじれ角を変化させたときの影響を調査する
実験。 表２：２種類の螺旋溝を有し、管軸に対するねじれ角が
互いに異なるように固定し、その溝深さを互いに同じな
るように変化させたときの影響を調査する実験。 表３：２種類の螺旋溝を有し、その溝深さと周方向のピ
ッチを互いに異なるように変化させたときの影響を調査
する実験。 表４：３種類の螺旋溝を有する伝熱管の実験。 表５：螺旋溝断面形状に関する実験。
を調査するために表１〜表５は以下のように分類してい
る。 表１：２種類の螺旋溝を有し、その溝深さは固定し、管
軸に対するねじれ角を変化させたときの影響を調査する
実験。 表２：２種類の螺旋溝を有し、管軸に対するねじれ角が
互いに異なるように固定し、その溝深さを互いに同じな
るように変化させたときの影響を調査する実験。 表３：２種類の螺旋溝を有し、その溝深さと周方向のピ
ッチを互いに異なるように変化させたときの影響を調査
する実験。 表４：３種類の螺旋溝を有する伝熱管の実験。 表５：螺旋溝断面形状に関する実験。
【００４４】試験条件を以下に示す。 吸収液：ＬｉＢｒ水溶液 入口濃度：５８±０．５ ｗｔ．％ 入口温度：４０±１ ℃ 流量：０．０１〜０．０４ｋｇ／ｍ・ｓ （単位長さ当たりの伝熱管の片側に流れる吸収液膜の質
量流量） 界面活性剤：オクチルアルコールを２５０ｐｐｍ添加 吸収液散布装置 孔径：１．５ｍｍ、間隔２４ｍｍ 吸収器冷却水 入口温度：２８±０．３ ℃ 流速：１．０ ｍ／ｓ 吸収器、蒸発器内圧力：１５±０．５ ｍｍＨｇ 伝熱管の配列：長さ５００ｍｍの伝熱管を上下方向へ５
段１列
量流量） 界面活性剤：オクチルアルコールを２５０ｐｐｍ添加 吸収液散布装置 孔径：１．５ｍｍ、間隔２４ｍｍ 吸収器冷却水 入口温度：２８±０．３ ℃ 流速：１．０ ｍ／ｓ 吸収器、蒸発器内圧力：１５±０．５ ｍｍＨｇ 伝熱管の配列：長さ５００ｍｍの伝熱管を上下方向へ５
段１列
【００４５】図８の試験機について簡単に説明する。７
４は蒸発器であり、内部には伝熱管７２を２列５段配管
し、上下の伝熱管７２を相互を連通してこれらに水を通
す。これらの伝熱管７２には散布パイプ７６より冷媒
（純水）を散布した。７３は吸収器であり、内部には試
験すべきサンプル管７１を１列５段配管する。上下のサ
ンプル管７１相互を連通してこれらに冷却水を通し、こ
れらのサンプル管７１には散布パイプ７５より吸収液
（臭化リチウム水溶液）を散布した。７７は希溶液槽
で、吸収器７３内で冷媒蒸気を吸収して希釈された吸収
液を溜めるものである。この希溶液槽７７内の吸収液を
濃溶液槽７８に供給し、この濃溶液槽７８で臭化リチウ
ムを加えて濃度調整し、濃度調整後の吸収液を、ポンプ
８０により配管７９、散布パイプ７５を通じてサンプル
管７１へ散布した。以上の試験機の試験による結果か
ら、本発明の伝熱管の各サンプルの管外熱伝達率を計算
した。
４は蒸発器であり、内部には伝熱管７２を２列５段配管
し、上下の伝熱管７２を相互を連通してこれらに水を通
す。これらの伝熱管７２には散布パイプ７６より冷媒
（純水）を散布した。７３は吸収器であり、内部には試
験すべきサンプル管７１を１列５段配管する。上下のサ
ンプル管７１相互を連通してこれらに冷却水を通し、こ
れらのサンプル管７１には散布パイプ７５より吸収液
（臭化リチウム水溶液）を散布した。７７は希溶液槽
で、吸収器７３内で冷媒蒸気を吸収して希釈された吸収
液を溜めるものである。この希溶液槽７７内の吸収液を
濃溶液槽７８に供給し、この濃溶液槽７８で臭化リチウ
ムを加えて濃度調整し、濃度調整後の吸収液を、ポンプ
８０により配管７９、散布パイプ７５を通じてサンプル
管７１へ散布した。以上の試験機の試験による結果か
ら、本発明の伝熱管の各サンプルの管外熱伝達率を計算
した。
【００４６】（伝熱性能測定結果） 各サンプルの伝熱性能測定結果として、表１〜表５に吸
収液膜流量０．０２ｋｇ／ｍ・ｓでの管外熱伝達率で、
従来伝熱管に対する性能比を記載する。また、本発明の
伝熱管の中で管外熱伝達率の最も良かったサンプル３１
に関しての管外熱伝達率の算出結果を図９に記載する。
収液膜流量０．０２ｋｇ／ｍ・ｓでの管外熱伝達率で、
従来伝熱管に対する性能比を記載する。また、本発明の
伝熱管の中で管外熱伝達率の最も良かったサンプル３１
に関しての管外熱伝達率の算出結果を図９に記載する。
【００４７】表１〜表５に示すように、少なくとも２種
類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋溝はねじ
れ角が３°〜３０°、溝深さが０．３〜１．５ｍｍであ
り、他の螺旋溝はねじれ角が８０°以下、溝深さが０．
１〜０．７ｍｍであり、前記他の螺旋溝の溝深さは前記
ねじれ角が最小である螺旋溝の溝深さより小さく、前記
少なくとも２種類の螺旋溝のねじれ角は各々１０°を超
えて異なる本発明の伝熱管（サンプル３０〜３４、３
６）は、従来伝熱管より管外熱伝達率が優れている。
類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋溝はねじ
れ角が３°〜３０°、溝深さが０．３〜１．５ｍｍであ
り、他の螺旋溝はねじれ角が８０°以下、溝深さが０．
１〜０．７ｍｍであり、前記他の螺旋溝の溝深さは前記
ねじれ角が最小である螺旋溝の溝深さより小さく、前記
少なくとも２種類の螺旋溝のねじれ角は各々１０°を超
えて異なる本発明の伝熱管（サンプル３０〜３４、３
６）は、従来伝熱管より管外熱伝達率が優れている。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
【表４】
【００５２】
【表５】
【００５３】表１〜３より明らかなように、本発明例の
サンプル３０〜３４、３６は、比較例のサンプル１〜２
９、３５に較べて管外熱伝達率で１％以上向上した。
サンプル３０〜３４、３６は、比較例のサンプル１〜２
９、３５に較べて管外熱伝達率で１％以上向上した。
【００５４】また、サンプル３１とサンプル３６は管外
面形状が同じであるので管外熱伝達率は同じであるが、
管の内面が管の外面に形成された溝深さと周方向のピッ
チの大きい螺旋溝の凹凸形状に対応した凸凹形状となっ
ているので、加工に用いた素管の肉厚が薄くても加工で
きた。また、表４に記載のサンプル実験から管外面に３
種類の螺旋溝を形成した場合でも、同様の性能向上が得
られたことがわかる。また、表５に記載のサンプル実験
から螺旋溝の断面形状がどの様な場合でも、吸収液膜撹
乱作用が得られたことがわかる。
面形状が同じであるので管外熱伝達率は同じであるが、
管の内面が管の外面に形成された溝深さと周方向のピッ
チの大きい螺旋溝の凹凸形状に対応した凸凹形状となっ
ているので、加工に用いた素管の肉厚が薄くても加工で
きた。また、表４に記載のサンプル実験から管外面に３
種類の螺旋溝を形成した場合でも、同様の性能向上が得
られたことがわかる。また、表５に記載のサンプル実験
から螺旋溝の断面形状がどの様な場合でも、吸収液膜撹
乱作用が得られたことがわかる。
【００５５】（滴下液膜式再生器への使用） 以上の説明は、本発明の伝熱管を吸収式冷凍機の熱交換
器の内、吸収器に使用した例について行ってきた。とこ
ろで、滴下液膜式再生器の場合には、吸収器と同様に伝
熱管管群が水平に取り付けられ、吸収器内で冷媒蒸気を
吸収し薄くなった希溶液が伝熱管外表面に滴下される。
同時に、伝熱管内部に温水もしくは水蒸気が流され、希
溶液を伝熱管外表面で沸騰させ濃度を濃くする（元に戻
す）作用がなされる。したがって、伝熱管外表面での吸
収液の広がりや吸収液膜の撹乱作用には、吸収器に使用
された伝熱管と同様の効果が要求されている。このこと
から、本発明の伝熱管による吸収液の広がりと吸収液膜
の撹乱作用は、滴下液膜式再生器用伝熱管として使用し
ても効果的である。
器の内、吸収器に使用した例について行ってきた。とこ
ろで、滴下液膜式再生器の場合には、吸収器と同様に伝
熱管管群が水平に取り付けられ、吸収器内で冷媒蒸気を
吸収し薄くなった希溶液が伝熱管外表面に滴下される。
同時に、伝熱管内部に温水もしくは水蒸気が流され、希
溶液を伝熱管外表面で沸騰させ濃度を濃くする（元に戻
す）作用がなされる。したがって、伝熱管外表面での吸
収液の広がりや吸収液膜の撹乱作用には、吸収器に使用
された伝熱管と同様の効果が要求されている。このこと
から、本発明の伝熱管による吸収液の広がりと吸収液膜
の撹乱作用は、滴下液膜式再生器用伝熱管として使用し
ても効果的である。
【００５６】（蒸発器への使用） 本発明の伝熱管は蒸発器用伝熱管としても有効である。
吸収式冷凍機の蒸発器では、吸収器および蒸発器と同様
に伝熱管群が取り付けられ、伝熱管外面に純水などの冷
媒が適下され、伝熱管内には水が流される。蒸発器内は
減圧されており、冷媒が伝熱管外面で蒸発する。その
時、冷媒が蒸発潜熱として管内を流れる水から熱を奪
い、所望の冷水が得られる。そのため、伝熱管の外面を
流下する冷媒が広がり易くなる形状であることと、その
外表面での伝熱面積の増加が要求される。本発明の『管
外面に管軸方向に同じ向きにねじれた、２種類もしくは
それ以上の螺旋溝を有する伝熱管』を蒸発器用伝熱管に
使用した場合、複数の螺旋溝が管軸方向に同じ方向にね
じれているので冷媒がそれら螺旋溝に沿って伝熱管外面
に均一に広げられる。同時に螺旋溝の突起によって伝熱
面積も増加しているので、高い伝熱性能が得られる。
吸収式冷凍機の蒸発器では、吸収器および蒸発器と同様
に伝熱管群が取り付けられ、伝熱管外面に純水などの冷
媒が適下され、伝熱管内には水が流される。蒸発器内は
減圧されており、冷媒が伝熱管外面で蒸発する。その
時、冷媒が蒸発潜熱として管内を流れる水から熱を奪
い、所望の冷水が得られる。そのため、伝熱管の外面を
流下する冷媒が広がり易くなる形状であることと、その
外表面での伝熱面積の増加が要求される。本発明の『管
外面に管軸方向に同じ向きにねじれた、２種類もしくは
それ以上の螺旋溝を有する伝熱管』を蒸発器用伝熱管に
使用した場合、複数の螺旋溝が管軸方向に同じ方向にね
じれているので冷媒がそれら螺旋溝に沿って伝熱管外面
に均一に広げられる。同時に螺旋溝の突起によって伝熱
面積も増加しているので、高い伝熱性能が得られる。
【００５７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の伝熱管によ
れば、伝熱管外面での吸収液の広がりを十分にさせると
同時に、吸収液膜の撹乱作用を吸収液の流下する下方向
（管軸方向に直角な方向）にも、管軸方向にも十分に促
進させる形状を持たせ、吸収液膜の撹乱作用をより促進
させる形状となっているので、より高性能の伝熱管とな
り、冷凍機の小型化および高性能化に寄与することがで
きる。
れば、伝熱管外面での吸収液の広がりを十分にさせると
同時に、吸収液膜の撹乱作用を吸収液の流下する下方向
（管軸方向に直角な方向）にも、管軸方向にも十分に促
進させる形状を持たせ、吸収液膜の撹乱作用をより促進
させる形状となっているので、より高性能の伝熱管とな
り、冷凍機の小型化および高性能化に寄与することがで
きる。
【００５８】本発明の請求項１の伝熱管によれば、管外
周面に管軸に対するねじれ角の方向が同じで、ねじれ角
の異なる少なくとも２種類の螺旋溝を有しているので、
例えばこの伝熱管を水平に配置する吸収器に使用した場
合、少なくとも２種類の螺旋溝で囲まれた突起が管外周
面に多数形成されるので、吸収液膜がその突起にぶつか
って撹乱作用がより促進させられる。同時に、少なくと
も２種類の螺旋溝は管軸方向に対して同じ方向にねじれ
ているので、いくつかの突起にぶつかって撹乱された吸
収液膜は螺旋溝の交差部分を横切りながら管軸方向に促
進させる。
周面に管軸に対するねじれ角の方向が同じで、ねじれ角
の異なる少なくとも２種類の螺旋溝を有しているので、
例えばこの伝熱管を水平に配置する吸収器に使用した場
合、少なくとも２種類の螺旋溝で囲まれた突起が管外周
面に多数形成されるので、吸収液膜がその突起にぶつか
って撹乱作用がより促進させられる。同時に、少なくと
も２種類の螺旋溝は管軸方向に対して同じ方向にねじれ
ているので、いくつかの突起にぶつかって撹乱された吸
収液膜は螺旋溝の交差部分を横切りながら管軸方向に促
進させる。
【００５９】また、ねじれ角が最小である螺旋溝のねじ
れ角が３゜〜３０゜の範囲、他の螺旋溝はねじれ角が８
０°以下であるので、吸収液膜の撹乱作用がより促進さ
せられる。その結果、高効率な熱交換が行われる。
れ角が３゜〜３０゜の範囲、他の螺旋溝はねじれ角が８
０°以下であるので、吸収液膜の撹乱作用がより促進さ
せられる。その結果、高効率な熱交換が行われる。
【００６０】また、少なくとも２種類の螺旋溝のねじれ
角の交差角を１０゜より大きくすると、少なくとも２種
類の螺旋溝に囲まれて突起が確実に形成され、突起によ
る吸収液膜の撹乱作用促進の効果が得られる。
角の交差角を１０゜より大きくすると、少なくとも２種
類の螺旋溝に囲まれて突起が確実に形成され、突起によ
る吸収液膜の撹乱作用促進の効果が得られる。
【００６１】本発明の請求項１の伝熱管は、少なくとも
２種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋溝の
溝深さが他の螺旋溝の溝深さより深いので、次のような
効果がある。伝熱管外周面の突起がランダムとなり吸収
液膜の厚さに差を生じさせることができる。その結果、
吸収液膜に表面張力の差をつけることができてマランゴ
ニー対流を促進させ、複数の螺旋溝の大きさが同じとき
よりも吸収液膜の撹乱作用がより促進され、より高効率
な熱交換が行われるようになる。
２種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋溝の
溝深さが他の螺旋溝の溝深さより深いので、次のような
効果がある。伝熱管外周面の突起がランダムとなり吸収
液膜の厚さに差を生じさせることができる。その結果、
吸収液膜に表面張力の差をつけることができてマランゴ
ニー対流を促進させ、複数の螺旋溝の大きさが同じとき
よりも吸収液膜の撹乱作用がより促進され、より高効率
な熱交換が行われるようになる。
【００６２】特に、少なくとも２種類の螺旋溝のうち溝
深さが最も大きい螺旋溝は溝深さが０．３〜１．５ｍｍ
の範囲であり、周方向のピッチが０．８〜５．０ｍｍの
範囲であり、他の螺旋溝は溝深さが０．１〜０．７ｍｍ
の範囲であり、周方向のピッチが０．２５〜２．０ｍｍ
の範囲であるようにすると、伝熱管外周面に形成される
突起が吸収液膜の厚さに対して最適な差を生じさせるこ
とができる。その結果、吸収液膜に表面張力の差をつけ
ることができてマランゴニー対流をより促進させ、複数
の螺旋溝の大きさが同じときよりも吸収液膜の撹乱作用
がより促進され、より高効率な熱交換が行われるように
なる。
深さが最も大きい螺旋溝は溝深さが０．３〜１．５ｍｍ
の範囲であり、周方向のピッチが０．８〜５．０ｍｍの
範囲であり、他の螺旋溝は溝深さが０．１〜０．７ｍｍ
の範囲であり、周方向のピッチが０．２５〜２．０ｍｍ
の範囲であるようにすると、伝熱管外周面に形成される
突起が吸収液膜の厚さに対して最適な差を生じさせるこ
とができる。その結果、吸収液膜に表面張力の差をつけ
ることができてマランゴニー対流をより促進させ、複数
の螺旋溝の大きさが同じときよりも吸収液膜の撹乱作用
がより促進され、より高効率な熱交換が行われるように
なる。
【００６３】本発明の請求項１の伝熱管において、ねじ
れ角が最小である螺旋溝のねじれ角を３゜〜３０゜の範
囲とするので、より安定して吸収液膜を管軸方向に広げ
ることができる。
れ角が最小である螺旋溝のねじれ角を３゜〜３０゜の範
囲とするので、より安定して吸収液膜を管軸方向に広げ
ることができる。
【００６４】本発明の請求項１の伝熱管によれば、螺旋
溝のねじれ角が最小である螺旋溝の少なくとも溝深さが
他の螺旋溝のそれよりも大きいので、吸収液膜が管軸方
向に広がり易くなる。その結果、吸収液膜の撹乱作用も
管軸方向により促進され、更に高効率な熱交換が行われ
る。
溝のねじれ角が最小である螺旋溝の少なくとも溝深さが
他の螺旋溝のそれよりも大きいので、吸収液膜が管軸方
向に広がり易くなる。その結果、吸収液膜の撹乱作用も
管軸方向により促進され、更に高効率な熱交換が行われ
る。
【００６５】本発明のうち請求項２の伝熱管は、管外周
面に形成された最も溝深さが大きい螺旋溝の凹凸形状
に、対応した凸凹形状の螺旋条を管内周面に有している
ので、管内側を流れる、例えば冷却水に乱流効果を与え
ることができ、管内側の性能も向上できる。また、管内
側の余分な肉厚部分をなくして管の肉厚を管周方向にで
きる限り均一にすることとなり、全体としての重量が減
少できるので、コスト低減にも有効となる。
面に形成された最も溝深さが大きい螺旋溝の凹凸形状
に、対応した凸凹形状の螺旋条を管内周面に有している
ので、管内側を流れる、例えば冷却水に乱流効果を与え
ることができ、管内側の性能も向上できる。また、管内
側の余分な肉厚部分をなくして管の肉厚を管周方向にで
きる限り均一にすることとなり、全体としての重量が減
少できるので、コスト低減にも有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝熱管の一実施の形態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】図１に示した伝熱管の主要部の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の伝熱管の他の実施の形態を示す斜視図
である。
である。
【図４】（イ）は本発明の伝熱管の製造方法に使用され
る駒の一実施の形態を示す正面図、（ロ）は（イ）の駒
の断面図である。
る駒の一実施の形態を示す正面図、（ロ）は（イ）の駒
の断面図である。
【図５】（イ）は本発明の伝熱管の製造方法の一実施の
形態を示す主要部の概要図、（ロ）は（イ）の側面を示
す概要図である。
形態を示す主要部の概要図、（ロ）は（イ）の側面を示
す概要図である。
【図６】（イ）は本発明の伝熱管の製造方法の他の実施
の形態を示す主要部の概要図、（ロ）は（イ）の側面を
示す概要図である。
の形態を示す主要部の概要図、（ロ）は（イ）の側面を
示す概要図である。
【図７】本発明の伝熱管の製造方法の他の実施の形態を
示す主要部の側面を示す概要図である。
示す主要部の側面を示す概要図である。
【図８】本発明の伝熱管の性能を測定する試験機の概要
図である。
図である。
【図９】本発明の一伝熱管の性能を示す関係図である。
【図１０】伝熱管の外周面の臭化リチウム水溶液が冷媒
蒸気を吸収する際の吸収液膜と冷媒蒸気との界面状態を
示す説明図である。
蒸気を吸収する際の吸収液膜と冷媒蒸気との界面状態を
示す説明図である。
【図１１】（イ）および（ロ）は従来の伝熱管の螺旋溝
と吸収液膜の流れを示す説明図、（ハ）は本発明の一伝
熱管の螺旋溝と吸収液膜の流れを示す説明図である。
と吸収液膜の流れを示す説明図、（ハ）は本発明の一伝
熱管の螺旋溝と吸収液膜の流れを示す説明図である。
１ 伝熱管 Ｅ 突起 Ｈ 溝深さ Ｋ 駒 Ｍ 螺旋溝 Ｐ 周方向のピッチ Ｓ 素管 Ｒ ロール Ｚ 管軸 θ ねじれ角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 正則 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 審査官 柳田 利夫 (56)参考文献 特開 昭61−88917（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−101649（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−23819（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28F 1/36 B21D 53/06 F25B 37/00 F28F 1/42
Claims (2)
- 【請求項１】 吸収式冷凍機の吸収器、蒸発器、或いは
再生器に使用する伝熱管であって、前記伝熱管の管外周
面には管軸に対するねじれ角の方向が同じで、ねじれ角
の異なる少なくとも２種類の螺旋溝を有し、前記少なく
とも２種類の螺旋溝のうち、ねじれ角が最小である螺旋
溝はねじれ角が３°〜３０°、溝深さが０．３〜１．５
ｍｍであり、他の螺旋溝はねじれ角が８０°以下、溝深
さが０．１〜０．７ｍｍであり、前記他の螺旋溝の溝深
さは前記ねじれ角が最小である螺旋溝の溝深さより小さ
く、前記少なくとも２種類の螺旋溝のねじれ角は各々１
０°を超えて異なることを特徴とする伝熱管。 - 【請求項２】 管内周面に、管外周面に形成された溝深
さの大きさが最も大きい螺旋溝の凹凸形状に、対応した
凸凹形状の螺旋条を有することを特徴とする請求項１に
記載の伝熱管。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8064668A JP3050795B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 伝熱管 |
| US08/819,208 US5992512A (en) | 1996-03-21 | 1997-03-17 | Heat exchanger tube and method for manufacturing the same |
| CN97104838A CN1177095A (zh) | 1996-03-21 | 1997-03-21 | 热交换管及其制造方法 |
| KR1019970009747A KR970066487A (ko) | 1996-03-21 | 1997-03-21 | 전열관 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8064668A JP3050795B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257382A JPH09257382A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3050795B2 true JP3050795B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=13264810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8064668A Expired - Fee Related JP3050795B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050795B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7614589B2 (en) | 2005-02-24 | 2009-11-10 | Newfrey Llc | Vibration absorbing clamp for pipe |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4897266B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2012-03-14 | コムコ株式会社 | 金属管の溝加工装置、および金属管の溝加工方法 |
| WO2009156125A2 (de) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | Efficient Energy Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum effizienten oberflächenverdampfen und zum effizienten kondensieren |
| KR101017890B1 (ko) * | 2009-01-02 | 2011-03-04 | 최진봉 | 파이프 외주연의 마름모형상 성형금형 및 이를 이용한 성형방법 |
| CN104236369B (zh) * | 2014-09-12 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 内螺旋外交叉隧道双面强化沸腾传热管 |
| CN113908573B (zh) * | 2021-11-24 | 2023-02-28 | 杭州金匠设备制造有限公司 | 一种新型刮板式薄膜蒸发器及使用方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101649U (ja) * | 1977-12-28 | 1979-07-18 | ||
| JPS6188917A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-07 | Kobe Steel Ltd | 伝熱管の製造装置 |
| JPH0723819B2 (ja) * | 1987-06-04 | 1995-03-15 | 日立電線株式会社 | 吸収器用伝熱管 |
| JPH02207918A (ja) * | 1989-02-06 | 1990-08-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 伝熱管の製造方法 |
| JP2868163B2 (ja) * | 1991-04-10 | 1999-03-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱交換器用伝熱管の製造方法 |
-
1996
- 1996-03-21 JP JP8064668A patent/JP3050795B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7614589B2 (en) | 2005-02-24 | 2009-11-10 | Newfrey Llc | Vibration absorbing clamp for pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09257382A (ja) | 1997-10-03 |
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