JP3402622B2 - 凝縮伝熱管 - Google Patents
凝縮伝熱管Info
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Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボ冷凍機又は吸収式
冷凍機等の大型冷凍機の凝縮器内に組み込むのに好適の
凝縮伝熱管に関する。 【０００２】 【従来の技術】図８乃至図１０は夫々従来の凝縮伝熱管
の伝熱面を示す斜視図である。図８に示す伝熱管は、伝
熱管本体１の伝熱面に、相互に平行のフィン２が形成さ
れている。これにより、伝熱管本体１の外表面の伝熱面
の表面積が増大し、伝熱特性が向上する。 【０００３】一方、図９に示す凝縮伝熱管（特公昭62-1
9252号）は、伝熱管本体１の伝熱面に、ピラミッド状又
は鋸状の多数のフィン３を配置したものであり、伝熱面
の表面積が図８に示すものより更に一層増大している。
また、図１０に示す凝縮伝熱管は、伝熱管本体１の伝熱
面に、図８のフィン２と同様のフィン４を形成し、この
フィン４の山頂に直交する方向に延びる第１の切れ込み
５を設け、更にフィン４の山頂に沿ってこの山頂を２分
割するように形成された第２の切れ込み６を設けてあ
る。この伝熱管においても、伝熱面の表面積を図８の伝
熱管よりも増大させることができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の図８乃至図１０に示す凝縮伝熱管は、フィン２，３，
４を有しない平坦な伝熱面を有する伝熱管に比してその
伝熱表面積は増大するものの、冷媒が凝縮して液化した
場合に、図９及び図１０の伝熱管は、夫々鋸状フィン間
の切り欠き及び第１の切れ込み５でこの液体冷媒が付着
しやすく、そうすると、この付着した冷媒が熱抵抗とな
って伝熱性能が低下してしまうという難点がある。 【０００５】また、冷媒としてフロンを使用している冷
凍機に対し、フロン規制の要請から代替フロンを使用し
ようとすると、代替フロンの性質により、伝熱管の伝熱
性能が従来フロンの使用時に比して１０〜２０％低下す
る。このため、代替フロンを冷媒として使用する場合に
は、伝熱管自体の伝熱性能を向上させる必要がある。こ
のような背景の下で、凝縮伝熱管の伝熱性能の向上が要
請されている。 【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒の付着が回避され、伝熱性能を向上さ
せることができる凝縮伝熱管を提供することを目的とす
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る凝縮伝熱管
は、円管の管外の伝熱面に０．７ｍｍ以上のピッチにお
いて管軸方向に対して８９乃至９０°の角度をなす方向
に延びる環状又はらせん状に形成されたフィン部と、こ
のフィン部の山頂に沿う方向に対し４０乃至６０°の角
度をなして交差する第１の切れ込みと、前記フィン部の
山頂部を２分割する第２の切れ込みとを有することを特
徴とする。 【０００８】 【作用】本発明においては、第１の切れ込みが、フィン
部の山頂に沿う方向に対して40乃至60°の角度をなして
交差するように形成されているので、前記山頂に沿う方
向に直交する方向に切れ込みを設けた従来の伝熱管（図
１０参照）よりも更に一層伝熱表面積を増大させること
ができる。また、第１の切れ込みがフィン部の山頂に沿
う方向に対して40乃至60°の角度をなして切れ込みを入
れているため、管軸直角断面からみて両側面の部分にお
いて、第１の切れ込み部に付着する液体冷媒が排出しや
すくなる。更に、フィンピッチが0.7mm以上と十分広い
ので、冷媒が凝縮して液化しても、この液化冷媒がフィ
ン部間に付着してしまうことを回避できる。これによ
り、伝熱性能の低下を防止できる。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。 【００１０】図１は本発明の実施例に係る凝縮伝熱管の
伝熱面の形状を示す斜視図である。伝熱管本体７の伝熱
面には、らせん状にフィン部８が形成されている。この
フィン部８のピッチは０．７ｍｍ以上である。また、フ
ィン部８は管軸方向に対して８９°の角度をなす方向に
延びている。そして、このフィン部８の上部には、フィ
ン部８の山頂に沿う方向に対してα（４０°≦α≦６０
°）の角度をなす方向に延びる第１の切れ込み９が設け
られている。また、各フィン部８の山頂には、この山頂
に沿う方向に延びて山頂を２分割し、第１の切れ込み９
よりも浅く形成された第２の切れ込み１０が設けられて
いる。 【００１１】上述の如く構成された本実施例の凝縮伝熱
管においては、第１の切れ込み９がフィン部８の山頂に
沿う方向に対し、直交せず、角度α（40°≦α≦60°）
をなして傾斜して交差するので、この第１の切れ込み９
により形成される伝熱面の表面積は従来のように山頂に
直交する場合よりも大きい。 【００１２】また、このように第１の切れ込み９がフィ
ン部８に対して60°以下の角度をなして傾斜するから、
管軸直角断面の側面においては、切れ込み９を設けた部
分で凝縮された液冷媒が充満しなくなり、伝熱性能の劣
化が防止される。これは、特に管軸直角断面から見て両
側面において、第１の切れ込み９の部分で凝縮された液
冷媒が充満しにくくなるからである。即ち、図１０の従
来の場合には、両側面において、θが垂直（90°）に近
くなり、垂直の場合には、第１の切れ込み５がフィンに
対して直交しているため、液冷媒が乗ってしまうが、図
１の場合には、θが90°に近くても第１の切れ込み９が
傾斜しているため、第１切れ込み９において液が流れ落
ちる。更に、本実施例の凝縮伝熱管は、フィン部８の厚
さを薄くしてフィン部８のフィンピッチを0.7mm以上に
するので、フィン部８間に凝縮した液冷媒の排出性が優
れている。これにより、液冷媒がフィン部８間及び第１
の切れ込み９に付着して熱伝達率が低下することを防止
でき、伝熱性能が向上する。 【００１３】この場合に、第１の切れ込み９がフィン部
８となす角度αは、60°以下であることが必要である。
αが60°を超えると、従来のようにフィン部８に対して
直交する方向に切れ込みを入れて形成した場合（図１０
参照）と同等となり、伝熱性能の向上を期待できない。
一方、角度αが40°未満であると、切れ込み９とフィン
部８とのなす角度が小さく、極めて小さい鋭角で両者が
交差する。このためフィン山頂の加工性が劣化するとい
う難点がある。このため、切れ込み９がフィン部８の山
頂となす角度αは40乃至60°とする。 【００１４】図２は、本実施例の凝縮伝熱管の製造装置
を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ´線による断面図で
ある。マンドレル１１の周面近傍には３個の回転工具１
２がマンドレル１１とその軸方向を平行にしてマンドレ
ル１１の周方向の３等配の位置に配置されている。各回
転工具１２には、フィン部８のピッチで配設された多数
のディスク１３と、このディスク１３よりも素管１６の
進行方向前方に配置された歯車ディスク１４と、更にそ
の前方に配置された半割ディスク１５とが同軸的に固定
されている。歯車ディスク１４は、図４に示すように、
その周面に歯１７が形成されている。この歯１７は、歯
車ディスク１４の軸方向に対してθの角度をなして傾斜
する。この歯１７のリード角θは、θ＝90−αにより与
えられ、歯１７により図１に示す第１の切れ込み９が形
成される。半割ディスク１５は、その先端部がフィン部
８の幅よりも細く先鋭に成形されたディスクであり、フ
ィン部８の山頂部にこの山頂部に沿って第２の切れ込み
１０を入れる。 【００１５】このように構成された製造装置において
は、回転工具１２がその軸の周りに回転しつつマンドレ
ル１１より大径の素管１６がマンドレル１１に嵌合する
ようにしてマンドレル１１と回転工具１２との間にディ
スク１３側から矢印方向に向けて進行する。そうする
と、この素管１６は先ずディスク１３により噛み込ま
れ、マンドレル１１に向けて押圧されてその内面がマン
ドレル１１の周面と同一径に成形されると共に、素管１
６の外面には一定間隔の平行のフィン部８が形成され
る。また、ディスク１３に噛み込まれた素管１６は回転
工具１２の回転によりその軸方向に進行するように駆動
される。 【００１６】そして、ディスク１３の下流側に配設され
た歯車ディスク１４の歯１７がフィン部８の山頂部に転
動し、この山頂部に第１の切れ込み９を形成する。その
後、半割ディスク１５がフィン部８の山頂部に転動し、
山頂部に第２の切れ込み１０を形成する。このようにし
て、素管１６の外周面に、フィン部８、第１の切れ込み
９及び第２の切れ込み１０が設けられた凝縮伝熱管が製
造される。 【００１７】次に、本実施例の凝縮伝熱管を製造し、そ
の伝熱特性を従来の凝縮伝熱管と比較した結果について
説明する。下記表１は本実施例の凝縮伝熱管と、従来の
凝縮伝熱管の形状仕様を示す。但し、表１に示す形状の
各部分は、図７に示す部分の寸法であり、その単位はmm
である。 【００１８】 【表１】 【００１９】これらの凝縮伝熱管の伝熱特性を図５及び
図６に示す。図５は横軸に管内冷却水流速をとり、縦軸
に総括伝熱係数をとって、管内冷却水流速に対する総括
伝熱係数の変化を示すグラフ図であり、図６は横軸に伝
熱面温度差をとり、縦軸に管外凝縮伝熱係数をとって、
伝熱面温度差に対する管外凝縮伝熱係数の影響を示すグ
ラフ図である。この図５及び図６に示すように、本実施
例に係る凝縮伝熱管は、総括伝熱係数及び管外凝縮伝熱
係数のいずれも従来のものより高く、伝熱特性が優れて
いることがわかる。 【００２０】 【発明の効果】本発明によれば、フィン部のピッチを0.
7mm以上にすると共に、フィン部に対して40乃至60°の
角度で交差する第１の切れ込みと、前記フィン部の山頂
を２分割する第２の切れ込みとを設けたので、フィン部
間に液体冷媒が付着してしまうことが防止され、伝熱性
能が著しく向上する。
冷凍機等の大型冷凍機の凝縮器内に組み込むのに好適の
凝縮伝熱管に関する。 【０００２】 【従来の技術】図８乃至図１０は夫々従来の凝縮伝熱管
の伝熱面を示す斜視図である。図８に示す伝熱管は、伝
熱管本体１の伝熱面に、相互に平行のフィン２が形成さ
れている。これにより、伝熱管本体１の外表面の伝熱面
の表面積が増大し、伝熱特性が向上する。 【０００３】一方、図９に示す凝縮伝熱管（特公昭62-1
9252号）は、伝熱管本体１の伝熱面に、ピラミッド状又
は鋸状の多数のフィン３を配置したものであり、伝熱面
の表面積が図８に示すものより更に一層増大している。
また、図１０に示す凝縮伝熱管は、伝熱管本体１の伝熱
面に、図８のフィン２と同様のフィン４を形成し、この
フィン４の山頂に直交する方向に延びる第１の切れ込み
５を設け、更にフィン４の山頂に沿ってこの山頂を２分
割するように形成された第２の切れ込み６を設けてあ
る。この伝熱管においても、伝熱面の表面積を図８の伝
熱管よりも増大させることができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の図８乃至図１０に示す凝縮伝熱管は、フィン２，３，
４を有しない平坦な伝熱面を有する伝熱管に比してその
伝熱表面積は増大するものの、冷媒が凝縮して液化した
場合に、図９及び図１０の伝熱管は、夫々鋸状フィン間
の切り欠き及び第１の切れ込み５でこの液体冷媒が付着
しやすく、そうすると、この付着した冷媒が熱抵抗とな
って伝熱性能が低下してしまうという難点がある。 【０００５】また、冷媒としてフロンを使用している冷
凍機に対し、フロン規制の要請から代替フロンを使用し
ようとすると、代替フロンの性質により、伝熱管の伝熱
性能が従来フロンの使用時に比して１０〜２０％低下す
る。このため、代替フロンを冷媒として使用する場合に
は、伝熱管自体の伝熱性能を向上させる必要がある。こ
のような背景の下で、凝縮伝熱管の伝熱性能の向上が要
請されている。 【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒の付着が回避され、伝熱性能を向上さ
せることができる凝縮伝熱管を提供することを目的とす
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る凝縮伝熱管
は、円管の管外の伝熱面に０．７ｍｍ以上のピッチにお
いて管軸方向に対して８９乃至９０°の角度をなす方向
に延びる環状又はらせん状に形成されたフィン部と、こ
のフィン部の山頂に沿う方向に対し４０乃至６０°の角
度をなして交差する第１の切れ込みと、前記フィン部の
山頂部を２分割する第２の切れ込みとを有することを特
徴とする。 【０００８】 【作用】本発明においては、第１の切れ込みが、フィン
部の山頂に沿う方向に対して40乃至60°の角度をなして
交差するように形成されているので、前記山頂に沿う方
向に直交する方向に切れ込みを設けた従来の伝熱管（図
１０参照）よりも更に一層伝熱表面積を増大させること
ができる。また、第１の切れ込みがフィン部の山頂に沿
う方向に対して40乃至60°の角度をなして切れ込みを入
れているため、管軸直角断面からみて両側面の部分にお
いて、第１の切れ込み部に付着する液体冷媒が排出しや
すくなる。更に、フィンピッチが0.7mm以上と十分広い
ので、冷媒が凝縮して液化しても、この液化冷媒がフィ
ン部間に付着してしまうことを回避できる。これによ
り、伝熱性能の低下を防止できる。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。 【００１０】図１は本発明の実施例に係る凝縮伝熱管の
伝熱面の形状を示す斜視図である。伝熱管本体７の伝熱
面には、らせん状にフィン部８が形成されている。この
フィン部８のピッチは０．７ｍｍ以上である。また、フ
ィン部８は管軸方向に対して８９°の角度をなす方向に
延びている。そして、このフィン部８の上部には、フィ
ン部８の山頂に沿う方向に対してα（４０°≦α≦６０
°）の角度をなす方向に延びる第１の切れ込み９が設け
られている。また、各フィン部８の山頂には、この山頂
に沿う方向に延びて山頂を２分割し、第１の切れ込み９
よりも浅く形成された第２の切れ込み１０が設けられて
いる。 【００１１】上述の如く構成された本実施例の凝縮伝熱
管においては、第１の切れ込み９がフィン部８の山頂に
沿う方向に対し、直交せず、角度α（40°≦α≦60°）
をなして傾斜して交差するので、この第１の切れ込み９
により形成される伝熱面の表面積は従来のように山頂に
直交する場合よりも大きい。 【００１２】また、このように第１の切れ込み９がフィ
ン部８に対して60°以下の角度をなして傾斜するから、
管軸直角断面の側面においては、切れ込み９を設けた部
分で凝縮された液冷媒が充満しなくなり、伝熱性能の劣
化が防止される。これは、特に管軸直角断面から見て両
側面において、第１の切れ込み９の部分で凝縮された液
冷媒が充満しにくくなるからである。即ち、図１０の従
来の場合には、両側面において、θが垂直（90°）に近
くなり、垂直の場合には、第１の切れ込み５がフィンに
対して直交しているため、液冷媒が乗ってしまうが、図
１の場合には、θが90°に近くても第１の切れ込み９が
傾斜しているため、第１切れ込み９において液が流れ落
ちる。更に、本実施例の凝縮伝熱管は、フィン部８の厚
さを薄くしてフィン部８のフィンピッチを0.7mm以上に
するので、フィン部８間に凝縮した液冷媒の排出性が優
れている。これにより、液冷媒がフィン部８間及び第１
の切れ込み９に付着して熱伝達率が低下することを防止
でき、伝熱性能が向上する。 【００１３】この場合に、第１の切れ込み９がフィン部
８となす角度αは、60°以下であることが必要である。
αが60°を超えると、従来のようにフィン部８に対して
直交する方向に切れ込みを入れて形成した場合（図１０
参照）と同等となり、伝熱性能の向上を期待できない。
一方、角度αが40°未満であると、切れ込み９とフィン
部８とのなす角度が小さく、極めて小さい鋭角で両者が
交差する。このためフィン山頂の加工性が劣化するとい
う難点がある。このため、切れ込み９がフィン部８の山
頂となす角度αは40乃至60°とする。 【００１４】図２は、本実施例の凝縮伝熱管の製造装置
を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ´線による断面図で
ある。マンドレル１１の周面近傍には３個の回転工具１
２がマンドレル１１とその軸方向を平行にしてマンドレ
ル１１の周方向の３等配の位置に配置されている。各回
転工具１２には、フィン部８のピッチで配設された多数
のディスク１３と、このディスク１３よりも素管１６の
進行方向前方に配置された歯車ディスク１４と、更にそ
の前方に配置された半割ディスク１５とが同軸的に固定
されている。歯車ディスク１４は、図４に示すように、
その周面に歯１７が形成されている。この歯１７は、歯
車ディスク１４の軸方向に対してθの角度をなして傾斜
する。この歯１７のリード角θは、θ＝90−αにより与
えられ、歯１７により図１に示す第１の切れ込み９が形
成される。半割ディスク１５は、その先端部がフィン部
８の幅よりも細く先鋭に成形されたディスクであり、フ
ィン部８の山頂部にこの山頂部に沿って第２の切れ込み
１０を入れる。 【００１５】このように構成された製造装置において
は、回転工具１２がその軸の周りに回転しつつマンドレ
ル１１より大径の素管１６がマンドレル１１に嵌合する
ようにしてマンドレル１１と回転工具１２との間にディ
スク１３側から矢印方向に向けて進行する。そうする
と、この素管１６は先ずディスク１３により噛み込ま
れ、マンドレル１１に向けて押圧されてその内面がマン
ドレル１１の周面と同一径に成形されると共に、素管１
６の外面には一定間隔の平行のフィン部８が形成され
る。また、ディスク１３に噛み込まれた素管１６は回転
工具１２の回転によりその軸方向に進行するように駆動
される。 【００１６】そして、ディスク１３の下流側に配設され
た歯車ディスク１４の歯１７がフィン部８の山頂部に転
動し、この山頂部に第１の切れ込み９を形成する。その
後、半割ディスク１５がフィン部８の山頂部に転動し、
山頂部に第２の切れ込み１０を形成する。このようにし
て、素管１６の外周面に、フィン部８、第１の切れ込み
９及び第２の切れ込み１０が設けられた凝縮伝熱管が製
造される。 【００１７】次に、本実施例の凝縮伝熱管を製造し、そ
の伝熱特性を従来の凝縮伝熱管と比較した結果について
説明する。下記表１は本実施例の凝縮伝熱管と、従来の
凝縮伝熱管の形状仕様を示す。但し、表１に示す形状の
各部分は、図７に示す部分の寸法であり、その単位はmm
である。 【００１８】 【表１】 【００１９】これらの凝縮伝熱管の伝熱特性を図５及び
図６に示す。図５は横軸に管内冷却水流速をとり、縦軸
に総括伝熱係数をとって、管内冷却水流速に対する総括
伝熱係数の変化を示すグラフ図であり、図６は横軸に伝
熱面温度差をとり、縦軸に管外凝縮伝熱係数をとって、
伝熱面温度差に対する管外凝縮伝熱係数の影響を示すグ
ラフ図である。この図５及び図６に示すように、本実施
例に係る凝縮伝熱管は、総括伝熱係数及び管外凝縮伝熱
係数のいずれも従来のものより高く、伝熱特性が優れて
いることがわかる。 【００２０】 【発明の効果】本発明によれば、フィン部のピッチを0.
7mm以上にすると共に、フィン部に対して40乃至60°の
角度で交差する第１の切れ込みと、前記フィン部の山頂
を２分割する第２の切れ込みとを設けたので、フィン部
間に液体冷媒が付着してしまうことが防止され、伝熱性
能が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る凝縮伝熱管の伝熱面を示
す斜視図である。 【図２】本発明の実施例に係る凝縮伝熱管を製造する製
造装置を示す断面図である。 【図３】図２のＡ−Ａ´線による断面図である。 【図４】同じくその歯車ディスクを示す模式図である。 【図５】総括伝熱係数を示すグラフ図である。 【図６】管外凝縮伝熱係数を示すグラフ図である。 【図７】伝熱面の形状寸法を示す模式図である。 【図８】従来の凝縮伝熱管を示す斜視図である。 【図９】従来の他の凝縮伝熱管を示す斜視図である。 【図１０】従来の更に他の凝縮伝熱管を示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 １；伝熱管本体 ２，３，４；フィン ５，６；切れ込み ７；伝熱管本体 ８；フィン部 ９；第１の切れ込み １０；第２の切れ込み １１；マンドレル １２；成形ロール １３；ディスク １４；歯車ディスク １５；半割ディスク
す斜視図である。 【図２】本発明の実施例に係る凝縮伝熱管を製造する製
造装置を示す断面図である。 【図３】図２のＡ−Ａ´線による断面図である。 【図４】同じくその歯車ディスクを示す模式図である。 【図５】総括伝熱係数を示すグラフ図である。 【図６】管外凝縮伝熱係数を示すグラフ図である。 【図７】伝熱面の形状寸法を示す模式図である。 【図８】従来の凝縮伝熱管を示す斜視図である。 【図９】従来の他の凝縮伝熱管を示す斜視図である。 【図１０】従来の更に他の凝縮伝熱管を示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 １；伝熱管本体 ２，３，４；フィン ５，６；切れ込み ７；伝熱管本体 ８；フィン部 ９；第１の切れ込み １０；第２の切れ込み １１；マンドレル １２；成形ロール １３；ディスク １４；歯車ディスク １５；半割ディスク
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F28F 1/26,1/36
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 円管の管外の伝熱面に０．７ｍｍ以上の
ピッチにおいて管軸方向に対して８９乃至９０°の角度
をなす方向に延びる環状又はらせん状に形成されたフィ
ン部と、このフィン部の山頂に沿う方向に対し４０乃至
６０°の角度をなして交差する第１の切れ込みと、前記
フィン部の山頂部を２分割する第２の切れ込みとを有す
ることを特徴とする凝縮伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03540592A JP3402622B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 凝縮伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03540592A JP3402622B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 凝縮伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231790A JPH05231790A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3402622B2 true JP3402622B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=12440991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03540592A Expired - Lifetime JP3402622B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 凝縮伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402622B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111947497A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 换热管及空调机组 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP03540592A patent/JP3402622B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05231790A (ja) | 1993-09-07 |
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