JP3344282B2 - 内面溝付伝熱管 - Google Patents
内面溝付伝熱管Info
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- JP3344282B2 JP3344282B2 JP15227997A JP15227997A JP3344282B2 JP 3344282 B2 JP3344282 B2 JP 3344282B2 JP 15227997 A JP15227997 A JP 15227997A JP 15227997 A JP15227997 A JP 15227997A JP 3344282 B2 JP3344282 B2 JP 3344282B2
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- Japan
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- groove
- transfer tube
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発器や凝縮器等
に用いられる伝熱性能に優れた内面溝付伝熱管に関する
ものである。
に用いられる伝熱性能に優れた内面溝付伝熱管に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、伝熱管の管内で冷媒の蒸発及び凝
縮を行うに際しては、熱伝達率が高く、圧力損失が少な
い伝熱管として、図７に示すように、伝熱管５１の内面
５４に沿って多数の突条５２を形成して、複数の溝５３
を形成した構造のものが知られている。
縮を行うに際しては、熱伝達率が高く、圧力損失が少な
い伝熱管として、図７に示すように、伝熱管５１の内面
５４に沿って多数の突条５２を形成して、複数の溝５３
を形成した構造のものが知られている。
【０００３】形成される溝５３の形態としては、図８に
示すように、断面台形状のものや断面三角形状のものが
ある。これら溝５３は、管軸方向に対して一定の角度を
もって形成されているのが一般的である。
示すように、断面台形状のものや断面三角形状のものが
ある。これら溝５３は、管軸方向に対して一定の角度を
もって形成されているのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年オゾン
層の破壊を防止するために、ルームエアコンやパッケー
ジエアコン等に使用されてきたＨＣＦＣ２２は西暦２０
２０年に原則全廃が決定し、現在このＨＣＦＣ２２に代
わる代替冷媒の開発と応用技術開発が進められている。
層の破壊を防止するために、ルームエアコンやパッケー
ジエアコン等に使用されてきたＨＣＦＣ２２は西暦２０
２０年に原則全廃が決定し、現在このＨＣＦＣ２２に代
わる代替冷媒の開発と応用技術開発が進められている。
【０００５】このＨＣＦＣ２２の代替品として有力視さ
れているものに、Ｒ４０７Ｃ（ＨＦＣ３２／１２５／１
３４ａ）とＲ４１０ａ（ＨＦＣ３２／１２５）がある。
れているものに、Ｒ４０７Ｃ（ＨＦＣ３２／１２５／１
３４ａ）とＲ４１０ａ（ＨＦＣ３２／１２５）がある。
【０００６】このうちＲ４０７Ｃは、非共沸混合冷媒で
あるため、物質拡散抵抗の影響により単一冷媒の場合に
比べて熱伝達率が低下してしまうことがある。従って、
従来広く使用されてきた内面溝付伝熱管では、熱交換器
の高性能化、小型化が達成できないという問題が生じ
た。
あるため、物質拡散抵抗の影響により単一冷媒の場合に
比べて熱伝達率が低下してしまうことがある。従って、
従来広く使用されてきた内面溝付伝熱管では、熱交換器
の高性能化、小型化が達成できないという問題が生じ
た。
【０００７】そこで、非共沸混合冷媒の物質拡散抵抗と
なる濃度境界層を乱すことによって物質拡散を促進さ
せ、熱伝達率を向上させることが考えられる。
なる濃度境界層を乱すことによって物質拡散を促進さ
せ、熱伝達率を向上させることが考えられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく、
本発明は、管内面に複数の溝を形成すべく管内面に多数
の突条を隆起させて形成した伝熱管において、管内面に
その円周方向に沿って断面突状の堰部材を所定の間隔で
形成すると共に、その堰部材間に非共沸混合冷媒の流れ
を規制する上記溝をその角度が相違するように形成した
ものである。
本発明は、管内面に複数の溝を形成すべく管内面に多数
の突条を隆起させて形成した伝熱管において、管内面に
その円周方向に沿って断面突状の堰部材を所定の間隔で
形成すると共に、その堰部材間に非共沸混合冷媒の流れ
を規制する上記溝をその角度が相違するように形成した
ものである。
【０００９】上記溝が、上記堰部材を境としてこの堰部
材に隣接する一方の溝のリード角が管軸方向に対して４
°から４５°で、他方の溝のリード角が管軸方向に対し
て−４°から−４５°となるように形成されたものが好
ましい。
材に隣接する一方の溝のリード角が管軸方向に対して４
°から４５°で、他方の溝のリード角が管軸方向に対し
て−４°から−４５°となるように形成されたものが好
ましい。
【００１０】また、上記堰部材の高さが、上記溝の深さ
の０．８から１．２倍であるものがよい。
の０．８から１．２倍であるものがよい。
【００１１】さらに、上記堰部材が、管長手方向に断続
的に配置されたものが望ましく、上記堰部材が、管内面
に沿って螺旋状若しくは、螺旋の延長線上に配置された
ものがよい。
的に配置されたものが望ましく、上記堰部材が、管内面
に沿って螺旋状若しくは、螺旋の延長線上に配置された
ものがよい。
【００１２】上記構成によれば、溝に沿ってできた非共
沸混合冷媒の流れを塞いで、違う方向に拡散させること
ができるので、濃度境界層を乱すことができる。
沸混合冷媒の流れを塞いで、違う方向に拡散させること
ができるので、濃度境界層を乱すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
図面に従って説明する。
【００１４】図１は本発明にかかる内面溝付伝熱管の第
一の実施の形態を示した断面図である。
一の実施の形態を示した断面図である。
【００１５】図１に示すように、本発明にかかる内面溝
付伝熱管１は、その管内面２に複数の溝３を形成すべく
管内面に多数の突条４が隆起されて形成されている。そ
して、管内面２には、その円周方向に沿って断面突状の
堰部材５が所定の間隔で形成されている。
付伝熱管１は、その管内面２に複数の溝３を形成すべく
管内面に多数の突条４が隆起されて形成されている。そ
して、管内面２には、その円周方向に沿って断面突状の
堰部材５が所定の間隔で形成されている。
【００１６】上記溝３は、堰部材５を境としてこの堰部
材５に隣接する一方の溝のリード角が管軸方向に対して
４°から４５°（ここでは略４５°）で、他方の溝のリ
ード角が管軸方向に対して−４°から−４５°（ここで
は略−４５°）となるように形成されている。この溝３
によって、管内部を流れる冷媒の熱伝達率を向上させる
と共に、流れを規制するようになっている。
材５に隣接する一方の溝のリード角が管軸方向に対して
４°から４５°（ここでは略４５°）で、他方の溝のリ
ード角が管軸方向に対して−４°から−４５°（ここで
は略−４５°）となるように形成されている。この溝３
によって、管内部を流れる冷媒の熱伝達率を向上させる
と共に、流れを規制するようになっている。
【００１７】堰部材５は、管軸方向に直交するように、
管内面２に沿って一周して断面三角形状に形成され、上
記突条４と交差するようになり、上記溝３の長手方向の
途中に形成され、溝３を流れる非共沸混合冷媒の流れを
塞ぐようになっている。そして、堰部材５の高さは、上
記溝３の深さの０．８から１．２倍の範囲内（ここでは
略１倍、図３参照）となるように形成されている。これ
は、堰部材５の高さが、溝３の深さの１．２倍よりも大
きいと圧力損失の増大を招いてしまい、実用化が困難に
なってしまうことと、０．８倍よりも小さいと非共沸混
合冷媒の撹拌にあまり効果がないためである。すなわ
ち、堰部材５の高さを溝３の深さの０．８から１．２倍
の範囲内にしたことによって、圧力損失と非共沸混合冷
媒の撹拌との調和を図っている。
管内面２に沿って一周して断面三角形状に形成され、上
記突条４と交差するようになり、上記溝３の長手方向の
途中に形成され、溝３を流れる非共沸混合冷媒の流れを
塞ぐようになっている。そして、堰部材５の高さは、上
記溝３の深さの０．８から１．２倍の範囲内（ここでは
略１倍、図３参照）となるように形成されている。これ
は、堰部材５の高さが、溝３の深さの１．２倍よりも大
きいと圧力損失の増大を招いてしまい、実用化が困難に
なってしまうことと、０．８倍よりも小さいと非共沸混
合冷媒の撹拌にあまり効果がないためである。すなわ
ち、堰部材５の高さを溝３の深さの０．８から１．２倍
の範囲内にしたことによって、圧力損失と非共沸混合冷
媒の撹拌との調和を図っている。
【００１８】次に、図３に基づいて、本発明にかかる内
面溝付伝熱管１を使用した時の冷媒の流れについて説明
する。
面溝付伝熱管１を使用した時の冷媒の流れについて説明
する。
【００１９】ところで、非共沸混合冷媒は、比較的凝縮
しやすい冷媒と、比較的凝縮しにくい冷媒とが存在する
ので、比較的凝縮しやすい冷媒が先に凝縮して液体にな
り、比較的凝縮しにくい冷媒は、ガスのまま残って濃度
境界層を形成する。内面溝付伝熱管１内の濃度境界層は
上記溝３に沿って形成される。
しやすい冷媒と、比較的凝縮しにくい冷媒とが存在する
ので、比較的凝縮しやすい冷媒が先に凝縮して液体にな
り、比較的凝縮しにくい冷媒は、ガスのまま残って濃度
境界層を形成する。内面溝付伝熱管１内の濃度境界層は
上記溝３に沿って形成される。
【００２０】上記溝３に沿って流れてきた非共沸混合冷
媒は、堰部材５によって管内方へ掻き揚げられ、管軸方
向に対して垂直な方向に流れの向きが変えられ、管内部
を流れる非共沸混合冷媒とかき混ぜられて、冷媒の撹拌
が生じる。そして、堰部材５を越えたところで、溝３の
向きが上流側の溝３と逆向きになっているので、管内部
の非共沸混合冷媒の旋回流れの向きを逆にすることとな
り、さらなる冷媒の撹拌が生じる。これによって、非共
沸混合冷媒の拡散物質抵抗となっていた濃度境界層は完
全に乱されて、上記比較的凝縮しやすい冷媒を、内面溝
付伝熱管１の管壁に拡散させることができるので、熱伝
達率を向上させ、優れた伝熱性能を得ることができる。
媒は、堰部材５によって管内方へ掻き揚げられ、管軸方
向に対して垂直な方向に流れの向きが変えられ、管内部
を流れる非共沸混合冷媒とかき混ぜられて、冷媒の撹拌
が生じる。そして、堰部材５を越えたところで、溝３の
向きが上流側の溝３と逆向きになっているので、管内部
の非共沸混合冷媒の旋回流れの向きを逆にすることとな
り、さらなる冷媒の撹拌が生じる。これによって、非共
沸混合冷媒の拡散物質抵抗となっていた濃度境界層は完
全に乱されて、上記比較的凝縮しやすい冷媒を、内面溝
付伝熱管１の管壁に拡散させることができるので、熱伝
達率を向上させ、優れた伝熱性能を得ることができる。
【００２１】次に、本発明にかかる内面溝付伝熱管の第
二の実施の形態について説明する。図２に示すように、
第二の実施の形態の内面溝付伝熱管１においては、堰部
材５が、内面溝付伝熱管１の管内面２に沿って螺旋状に
配置されたことに特徴を有する。この堰部材５は、螺旋
の延長線上に断続的に形成されてもよい。溝３は、堰部
材５を挟んでその角度が相違するように形成されてい
る。
二の実施の形態について説明する。図２に示すように、
第二の実施の形態の内面溝付伝熱管１においては、堰部
材５が、内面溝付伝熱管１の管内面２に沿って螺旋状に
配置されたことに特徴を有する。この堰部材５は、螺旋
の延長線上に断続的に形成されてもよい。溝３は、堰部
材５を挟んでその角度が相違するように形成されてい
る。
【００２２】このように、堰部材５を溝３の長手方向の
途中に形成すると共に、堰部材５を挟んで溝３をその角
度が相違するように形成したので、上記内面溝付伝熱管
１と同様に、溝３を流れる非共沸混合冷媒の流れを塞ぐ
と共に、旋回流れの向きを逆にすることによって、非共
沸混合冷媒の濃度境界層を効果的に乱して熱伝達率を向
上させることができる。
途中に形成すると共に、堰部材５を挟んで溝３をその角
度が相違するように形成したので、上記内面溝付伝熱管
１と同様に、溝３を流れる非共沸混合冷媒の流れを塞ぐ
と共に、旋回流れの向きを逆にすることによって、非共
沸混合冷媒の濃度境界層を効果的に乱して熱伝達率を向
上させることができる。
【００２３】このように、内面溝付伝熱管１が優れた伝
熱性能を有しているので、熱交換器の高性能化を図ると
共に、内面溝付伝熱管１を必要以上に大きくしなくてよ
く、熱交換器全体の小型化を達成することができる。
熱性能を有しているので、熱交換器の高性能化を図ると
共に、内面溝付伝熱管１を必要以上に大きくしなくてよ
く、熱交換器全体の小型化を達成することができる。
【００２４】上記二つの実施の形態以外にも、図４から
図６に示すように、溝３のリード角を管軸方向に対して
４°から４５°及び−４°から−４５°の範囲内で複数
種類設定して、隣接する溝３のリード角が相違するよう
に形成したり、螺旋状の堰部材５と管軸方向に直交する
堰部材５とを交互に形成するようにしてもよい。これら
構成による内面溝付伝熱管においても、上記作用と同様
の作用を得ることができる。
図６に示すように、溝３のリード角を管軸方向に対して
４°から４５°及び−４°から−４５°の範囲内で複数
種類設定して、隣接する溝３のリード角が相違するよう
に形成したり、螺旋状の堰部材５と管軸方向に直交する
堰部材５とを交互に形成するようにしてもよい。これら
構成による内面溝付伝熱管においても、上記作用と同様
の作用を得ることができる。
【００２５】なお、上記構成による内面溝付伝熱管１
は、非共沸混合冷媒に限らず、単一冷媒に対しても有効
である。
は、非共沸混合冷媒に限らず、単一冷媒に対しても有効
である。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、溝を塞ぐ
ように堰部材を形成すると共に、堰部材を挟んで溝をそ
の角度が相違するように形成したので、非共沸混合冷媒
の物質拡散抵抗となる濃度境界層を乱すことができ、物
質拡散を促進させ、熱伝達率を向上させることによっ
て、熱交換器の高性能化及び小型化を達成することがで
きるという優れた効果を発揮する。
ように堰部材を形成すると共に、堰部材を挟んで溝をそ
の角度が相違するように形成したので、非共沸混合冷媒
の物質拡散抵抗となる濃度境界層を乱すことができ、物
質拡散を促進させ、熱伝達率を向上させることによっ
て、熱交換器の高性能化及び小型化を達成することがで
きるという優れた効果を発揮する。
【図１】本発明にかかる内面溝付伝熱管の第一の実施の
形態を示した断面図である。
形態を示した断面図である。
【図２】本発明にかかる内面溝付伝熱管の第二の実施の
形態を示した断面図である。
形態を示した断面図である。
【図３】内面溝付伝熱管の内部を平面的に示した斜視図
である。
である。
【図４】本発明にかかる内面溝付伝熱管の他の実施の形
態を示した断面図である。
態を示した断面図である。
【図５】本発明にかかる内面溝付伝熱管の他の実施の形
態を示した断面図である。
態を示した断面図である。
【図６】本発明にかかる内面溝付伝熱管の他の実施の形
態を示した断面図である。
態を示した断面図である。
【図７】従来の内面溝付伝熱管を示した断面図である。
【図８】内面溝付伝熱管の溝の形状を示した断面図であ
る。
る。
１ 内面溝付伝熱管（伝熱管） ３ 溝 ４ 突条 ５ 堰部材 ６ 管内面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乾 謙一 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (72)発明者 大谷 忠男 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (56)参考文献 特開 平９−53893（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−61876（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−101985（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280933（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 39/00
Claims (3)
- 【請求項１】管内面に複数の溝を形成すべく管内面に多
数の突条を隆起させて形成した非共沸混合冷媒用の伝熱
管において、管内面にその円周方向に沿って前記溝の深
さの０．８〜１．２倍の高さを有する断面突状の堰部材
を所定の間隔で形成すると共に、その堰部材間に前記冷
媒の流れを規制する上記溝をその角度が相違するように
形成したことを特徴とする内面溝付伝熱管。 - 【請求項２】上記溝が、上記堰部材を境としてこの堰部
材に隣接する一方の溝のリード角が管軸方向に対して４
°から４５°で、他方の溝のリード角が管軸方向に対し
て−４°から−４５°となるように形成された請求項１
記載の内面溝付伝熱管。 - 【請求項３】上記堰部材が、管内面に沿って螺旋状もし
くは、螺旋の延長線上に配置された請求項１または２い
ずれかに記載の内面溝付伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15227997A JP3344282B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 内面溝付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15227997A JP3344282B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 内面溝付伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339518A JPH10339518A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3344282B2 true JP3344282B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=15537048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15227997A Expired - Fee Related JP3344282B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 内面溝付伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3344282B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104154794B (zh) * | 2013-12-06 | 2017-07-21 | 北京大学工学院包头研究院 | 一种提高气液两相态co2工质在换热管内的换热效率的方法 |
| CN105202961A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-30 | 苏州新太铜高效管有限公司 | 具有两段不同螺旋齿型结构内螺纹蒸发换热管 |
| CN114909941B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-08-08 | 青岛宏泰金属制品有限公司 | 一种组合齿内螺纹铜管 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15227997A patent/JP3344282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10339518A (ja) | 1998-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |