JP3494625B2 - Internal grooved heat transfer tube - Google Patents

Internal grooved heat transfer tube

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JP3494625B2
JP3494625B2 JP2001042992A JP2001042992A JP3494625B2 JP 3494625 B2 JP3494625 B2 JP 3494625B2 JP 2001042992 A JP2001042992 A JP 2001042992A JP 2001042992 A JP2001042992 A JP 2001042992A JP 3494625 B2 JP3494625 B2 JP 3494625B2
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tube
groove
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fin
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はジフルオロメタン又
はジフルオロメタンを含む混合物を冷媒として使用する
冷凍機器及び空調機器等の熱交換器に使用される内面溝
付伝熱管に関し、特に、凝縮熱伝達率及び蒸発熱伝達率
の双方が優れたシームレス内面溝付伝熱管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat transfer tube with an inner groove for use in heat exchangers such as refrigeration equipment and air conditioners which use difluoromethane or a mixture containing difluoromethane as a refrigerant, and more particularly to a condensation heat transfer coefficient. And a seamless inner grooved heat transfer tube excellent in both evaporation heat transfer rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ルームエアコンをはじめとする空
調機器及び冷凍機器には、クロロジフルオロメタン(R
22)等、その分子構造内に塩素を含む冷媒(HCF
C)が広く使用されてきた。しかしながら、これらの冷
媒(HCFC)はオゾン層を破壊する物質であることか
ら、近時、塩素を含まない冷媒(HFC)への転換が進
んでいる。また、地球温暖化抑制のために、冷凍機器及
び空調機器には消費電力の低減が求められている。これ
は、冷凍機器及び空調機器の消費電力を低減することに
より、火力発電所から排出される炭酸ガス量を削減する
ことができるからである。
2. Description of the Related Art Conventionally, chlorodifluoromethane (R) has been used for air conditioning equipment such as room air conditioners and refrigeration equipment.
22) etc., a refrigerant (HCF) containing chlorine in its molecular structure.
C) has been widely used. However, since these refrigerants (HCFCs) are substances that destroy the ozone layer, the conversion to chlorine-free refrigerants (HFCs) has recently been in progress. Further, in order to suppress global warming, refrigeration equipment and air conditioning equipment are required to reduce power consumption. This is because the amount of carbon dioxide gas discharged from the thermal power plant can be reduced by reducing the power consumption of the refrigeration equipment and the air conditioning equipment.

【0003】R22の代替として、HFCである1,
1,1,2−テトラフルオロエタン(R134a)が一
部の大型空調機等に採用されたが、R134aはR22
よりも液熱伝導率が低いため機器性能が大幅に低下し、
熱交換器容積及び消費電力の増大を招くため、ルームエ
アコン及びパッケージエアコンには殆ど採用されていな
い。
As an alternative to R22, HFC 1,
1,1,2-Tetrafluoroethane (R134a) was adopted for some large air conditioners, but R134a is R22
Since the liquid thermal conductivity is lower than
Since it causes an increase in heat exchanger volume and power consumption, it is rarely used in room air conditioners and package air conditioners.

【0004】ルームエアコン及びパッケージエアコンに
はジフルオロメタン(R32)を含む混合冷媒が採用さ
れ始めている。R32はR22に比べて、潜熱、蒸気熱
伝導率及び液熱伝導率が大きいという利点がある。ま
た、R32が可燃性であることと作動圧力がR22の
1.6倍であることから、R32にR125又はR13
4aを混合した冷媒、即ち、R410A及びR407C
等の非共沸混合冷媒も使用されている。但し、R32の
可燃性は比較的低く不燃性に近いため、R32単体を冷
媒として使用することも考えられる。
A mixed refrigerant containing difluoromethane (R32) has begun to be used in room air conditioners and package air conditioners. R32 has an advantage that it has larger latent heat, vapor thermal conductivity and liquid thermal conductivity than R22. In addition, since R32 is flammable and the operating pressure is 1.6 times that of R22, R125 has R125 or R13.
4a mixed refrigerant, ie R410A and R407C
Non-azeotropic mixed refrigerants such as However, since R32 has a relatively low flammability and is close to nonflammability, it is possible to use R32 alone as a refrigerant.

【0005】一方、空調機器の空冷式熱交換器の伝熱管
には内面溝付管が広く使用されており、その内面の溝形
状は以下のように最適化が図られている。
On the other hand, an inner grooved tube is widely used as a heat transfer tube of an air-cooling type heat exchanger of an air conditioner, and the groove shape of the inner surface is optimized as follows.

【0006】特開平8−105699号公報には、蒸発
及び凝縮熱伝達率を向上させることを目的として、内面
の溝形状を規定する技術が開示されている。具体的に
は、フィン山頂角を10乃至20°、溝深さを0.15
乃至0.23mm、溝底幅を0.1乃至0.3mm及び
管軸に対する溝のリード角(捩れ角)を10乃至30°
とすることにより、伝熱管の蒸発熱伝達率及び凝縮熱伝
達率を改良することができると記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 8-105699 discloses a technique for defining the groove shape on the inner surface for the purpose of improving the evaporation and condensation heat transfer coefficients. Specifically, the fin crest angle is 10 to 20 ° and the groove depth is 0.15.
To 0.23 mm, groove bottom width 0.1 to 0.3 mm, and groove lead angle (torsion angle) to the tube axis of 10 to 30 °
It is described that the above can improve the evaporation heat transfer coefficient and the condensation heat transfer coefficient of the heat transfer tube.

【0007】また、特開平8−145585号公報に
は、非共沸混合冷媒用に考案された溝形状が開示されて
いる。この技術は、凝縮熱伝達率を向上させることを目
的として、リード角(捩れ角)を45°以上と極端に大
きくしている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 8-145585 discloses a groove shape devised for a non-azeotropic mixed refrigerant. This technique has an extremely large lead angle (twist angle) of 45 ° or more for the purpose of improving the condensation heat transfer coefficient.

【0008】更に、特許第2997189号公報にも非
共沸混合冷媒用に考案された溝形状が開示されている。
この技術は、凝縮熱伝達率を向上させることを目的とし
て、内面溝のリード角を25°以上とし、溝深さを0.
15乃至0.35mmに規定している。
Further, Japanese Patent No. 2997189 also discloses a groove shape devised for a non-azeotropic mixed refrigerant.
In this technique, the lead angle of the inner surface groove is set to 25 ° or more and the groove depth is set to 0.
It is specified to be 15 to 0.35 mm.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術には以下のような問題点がある。特開平8−105
699号公報に開示されている内面溝付管は、クロロジ
フルオロメタン(R22)及び1,1,1,2−テトラ
フルオロエタン(R134a)等の従来の冷媒に適した
ものであり、ジフルオロメタン(R32)並びにR41
0A及びR407C等のジフルオロメタンを含む混合冷
媒には適さないという問題点がある。
However, the conventional techniques have the following problems. JP-A-8-105
The inner grooved tube disclosed in Japanese Patent No. 699 is suitable for a conventional refrigerant such as chlorodifluoromethane (R22) and 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a), and is difluoromethane ( R32) and R41
There is a problem that it is not suitable for a mixed refrigerant containing difluoromethane such as 0A and R407C.

【0010】また、特開平8−145585号公報に開
示されている内面溝付管は、リード角を極端に大きくし
ているため、凝縮熱伝達率は向上するものの蒸発熱伝達
率は大幅に低下する。また、45°以上のリード角をシ
ームレス銅管に設けることは極めて困難である。
The inner grooved tube disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-145585 has an extremely large lead angle, so that the condensation heat transfer coefficient is improved but the evaporation heat transfer coefficient is significantly reduced. To do. Also, it is extremely difficult to provide a seamless copper tube with a lead angle of 45 ° or more.

【0011】更に、特許第2997189号公報に開示
されている内面溝付管も、特開平8−145585号公
報に開示されている内面溝付管と同様に、リード角を限
定することにより凝縮熱伝達率は向上するが、一方で蒸
発熱伝達率が低下するという問題点がある。
Further, the inner grooved tube disclosed in Japanese Patent No. 2997189 also has a condensing heat by limiting the lead angle similarly to the inner grooved tube disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-145585. Although the transfer rate is improved, there is a problem that the evaporation heat transfer rate is decreased.

【0012】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ジフルオロメタン及びジフルオロメタンを
含む混合冷媒に好適な内面溝付伝熱管であって、内面形
状を限定することにより凝縮熱伝達率のみならず蒸発熱
伝達率も向上させ、且つ軽量なシームレス内面溝付伝熱
管を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and is an internal grooved heat transfer tube suitable for difluoromethane and a mixed refrigerant containing difluoromethane, and the condensation heat transfer is achieved by limiting the inner surface shape. It is an object of the present invention to provide a lightweight seamless heat transfer tube with inner surface groove, which improves not only the heat transfer coefficient but also the heat transfer rate of evaporation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る内面溝付伝
熱管は、ジフルオロメタン又はジフルオロメタンを含む
混合物を冷媒に使用する熱交換器に使用され、管内面に
溝が形成された内面溝付伝熱管において、管内面の溝の
リード角が25°以上、溝ピッチが0.25mm以上で
あると共に、管内面の展開図において、転造ボール又は
転造ロールにより管外面を押圧した結果管内面に現れた
圧痕の軌跡が管軸直交方向に対し前記溝と同じ方向に0
°を超え10°以下の角度で傾斜していることを特徴と
する。
A heat transfer tube with an inner groove according to the present invention is used in a heat exchanger that uses difluoromethane or a mixture containing difluoromethane as a refrigerant, and an inner groove having a groove formed on the inner surface of the tube. In the heat transfer tube with a pipe, the lead angle of the groove on the inner surface of the tube is 25 ° or more, the groove pitch is 0.25 mm or more, and in the development view of the inner surface of the tube, the outer surface of the tube is pressed by a rolling ball or a rolling roll. The trace of the indentation appearing on the surface is 0 in the same direction as the groove with respect to the direction orthogonal to the tube axis.
It is characterized in that it is inclined at an angle of more than ° and less than 10 °.

【0014】本発明においては、リード角を25°以上
とすることにより、凝縮時に冷媒液が溝に沿って上昇す
ることを抑制し、凝縮時に管頂部付近を乾いた状態に維
持することができる。これにより、内面溝付伝熱管の内
面において、冷媒液で濡れていない乾いた面で冷媒ガス
を凝縮させ、また、凝縮した冷媒液を速やかに排出させ
ることができるため、凝縮熱伝達率を向上させることが
できる。なお、リード角とは、管の内面に形成された溝
と管軸とのなす角のうち、小さい方の角度を指す。
In the present invention, by setting the lead angle to 25 ° or more, it is possible to suppress the refrigerant liquid from rising along the groove at the time of condensation, and it is possible to keep the vicinity of the pipe top dry during the condensation. . As a result, on the inner surface of the heat transfer tube with internal groove, the refrigerant gas can be condensed on the dry surface which is not wet with the refrigerant liquid, and the condensed refrigerant liquid can be quickly discharged, so that the condensation heat transfer rate is improved. Can be made. The lead angle refers to the smaller one of the angles formed by the groove formed on the inner surface of the tube and the tube axis.

【0015】一方、転造ボール又は転造ロールにより前
記内面溝付伝熱管の管外面を押圧することにより管内面
に圧痕の軌跡が形成されるが、この圧痕の軌跡は、管内
面の展開図において管軸方向に直交する方向(管軸直交
方向)に対し、前記溝と同じ方向に0°を超え10°以
下の角度で傾斜している。この圧痕により、蒸発時に圧
痕の軌跡に沿う冷媒液の流れを生じさせることができ
る。これにより、蒸発時に管側部まで濡らすことがで
き、蒸発熱伝達率を向上させることができる。なお、凝
縮時においては冷媒液の温度が高いため、冷媒液の表面
張力が蒸発時の約30%、粘度が約60%に低下し、圧
痕に沿う流れは存在し得ない。このため、凝縮時に管内
面における濡れている領域の面積を増大させ凝縮熱伝達
率を低下させることはない。また、本発明において、管
側部とは管の内面における管頂部と管底部の中央部の近
傍をいう。
On the other hand, a rolling ball or rolling roll presses the outer surface of the heat transfer tube with inner groove to form a locus of an indentation on the inner surface of the tube. The locus of the indentation is a developed view of the inner surface of the tube. With respect to the direction orthogonal to the tube axis direction (tube orthogonal direction), the groove is inclined at an angle of more than 0 ° and 10 ° or less in the same direction as the groove. This indentation can cause a flow of the refrigerant liquid along the trajectory of the indentation during evaporation. As a result, the tube side portion can be wetted during evaporation, and the evaporation heat transfer coefficient can be improved. Since the temperature of the refrigerant liquid is high at the time of condensation, the surface tension of the refrigerant liquid is reduced to about 30% of that at the time of evaporation and the viscosity is reduced to about 60%, so that the flow along the indentation cannot exist. Therefore, at the time of condensation, the area of the wet region on the inner surface of the tube is not increased and the condensation heat transfer coefficient is not reduced. Further, in the present invention, the pipe side portion means the vicinity of the central portion of the pipe top portion and the pipe bottom portion on the inner surface of the pipe.

【0016】また、前記内面溝付伝熱管の溝ピッチを
0.25mm以上とすることにより、凝縮時に溝底に連
続した液膜が形成されることを抑制できるため、凝縮時
に冷媒液が溝に沿って上昇することを抑制し、凝縮時に
管頂部付近を乾いた状態に維持することができる。
Further, by setting the groove pitch of the inner surface grooved heat transfer tube to 0.25 mm or more, it is possible to suppress the formation of a continuous liquid film at the groove bottom at the time of condensation, so that the refrigerant liquid is condensed at the groove at the time of condensation. It is possible to suppress the rise along and to keep the vicinity of the pipe top in a dry state at the time of condensation.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】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。図1(a)乃
至(d)は、リード角と冷媒液の挙動との関係を示す模
式図である。図1(a)及び(b)はリード角が大きい
内面溝付伝熱管を示し、図1(a)は管内面の模式的展
開図であり、(b)は管軸方向に垂直な断面図である。
一方、図1(c)及び(d)はリード角が小さい内面溝
付伝熱管を示し、図1(c)は管内面の模式的展開図で
あり、(d)は管軸方向に垂直な断面図である。また、
図2(a)乃至(c)はこの圧痕の軌跡に沿う流れを示
す展開図であり、(a)は管の内面における圧痕の軌跡
の位置を示し、(b)は圧痕の軌跡4が線10に対して
溝3と逆の方向に傾いている場合を示し、(c)は圧痕
の軌跡4が線10に対して溝3と同じ方向に傾いている
場合を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
A detailed description will be given with reference to the accompanying drawings. 1A to 1D are schematic diagrams showing the relationship between the lead angle and the behavior of the refrigerant liquid. 1A and 1B show a heat transfer tube with an inner groove having a large lead angle, FIG. 1A is a schematic development view of the inner surface of the tube, and FIG. 1B is a sectional view perpendicular to the tube axis direction. Is.
On the other hand, FIGS. 1 (c) and 1 (d) show a heat transfer tube with an inner groove having a small lead angle, FIG. 1 (c) is a schematic development view of the inner surface of the tube, and FIG. 1 (d) is a view perpendicular to the tube axis direction. FIG. Also,
2A to 2C are development views showing a flow along the locus of the indentation, FIG. 2A shows the position of the locus of the indentation on the inner surface of the pipe, and FIG. 10 shows a case in which the groove 3 is tilted in the opposite direction to the groove 3, and FIG. 10C shows a case in which the locus 4 of the indentation is tilted in the same direction as the groove 3 with respect to the line 10.

【0018】本発明に係る内面溝付伝熱管は、冷媒とし
てジフルオロメタン(R32)又はジフルオロメタンを
含む混合冷媒、例えば、R410A及びR407C等の
非共沸混合冷媒等を使用する熱交換器に使用されるもの
である。ジフルオロメタン(R32)は、従来の冷媒で
あるクロロジフルオロメタン(R22)と比較して蒸気
密度が大きく、R22と同じ質量流量を管内に流して
も、体積流量が小さいために圧力損失が小さくなるとい
う特徴がある。また、R32の表面張力はR22に比べ
て、7乃至30%小さい。
The inner grooved heat transfer tube according to the present invention is used for a heat exchanger using difluoromethane (R32) or a mixed refrigerant containing difluoromethane as a refrigerant, for example, a non-azeotropic mixed refrigerant such as R410A and R407C. It is what is done. Difluoromethane (R32) has a higher vapor density than chlorodifluoromethane (R22) that is a conventional refrigerant, and even if the same mass flow rate as R22 is flown into the pipe, the volume flow rate is small and the pressure loss is small. There is a feature called. The surface tension of R32 is smaller than that of R22 by 7 to 30%.

【0019】本実施例の内面溝付伝熱管は、素材として
溝が形成されていないシームレス銅管を用意し、この管
の内側に溝付プラグを挿入し、この管の外面に転造ボー
ルを押圧し、溝付プラグ及び転造ボールを回転させて管
を転造することにより製造される。これにより、溝付プ
ラグによって管の内面に螺旋状の溝が形成されると共
に、管外面を転造ボールにより押圧することにより、管
内面に転造ボールの圧痕の軌跡が現われる。通常、転造
ボールの回転方向は溝付プラグの回転方向に対して逆方
向であるため、圧痕の軌跡は管軸直交方向に対して溝と
反対の方向に形成されるが、本実施例においては、転造
ボールの回転方向を溝付プラグの回転方向と同じ方向、
即ち順方向とすることにより、転造ボールの圧痕の軌跡
は管軸直交方向に対して溝と同じ方向に形成される。こ
の後、この管に縮径をかけ、内面溝付伝熱管1cが製造
される。図2(a)に示すように、内面溝付伝熱管1c
の管内面には、螺旋状の溝3及び転造ボールの圧痕の軌
跡4が形成されている。螺旋状の溝3と管内面における
管軸方向に平行な線5とのなす角は25°以上であり、
転造ボールの圧痕の軌跡4は管軸直交方向に対して溝3
と同じ方向に0°を超え10°以下の角度で傾斜してい
る。
For the heat transfer tube with groove on the inner surface of this embodiment, a seamless copper tube having no groove is prepared as a raw material, a plug with groove is inserted into the inside of the tube, and a rolling ball is placed on the outer surface of the tube. It is manufactured by rolling by pressing and rotating the grooved plug and the rolling ball. As a result, a spiral groove is formed on the inner surface of the pipe by the grooved plug, and by pressing the outer surface of the pipe with the rolling ball, the locus of the indentation of the rolling ball appears on the inner surface of the pipe. Normally, since the rolling ball rotates in the opposite direction to the grooved plug, the indentation locus is formed in the direction opposite to the groove relative to the tube axis orthogonal direction. Indicates that the rolling direction of the rolling ball is the same as that of the grooved plug,
That is, by making the direction forward, the locus of the indentation of the rolled ball is formed in the same direction as the groove with respect to the direction orthogonal to the tube axis. After this, the tube is reduced in diameter to manufacture the heat transfer tube with inner groove 1c. As shown in Fig. 2 (a), the heat transfer tube 1c with an inner groove
On the inner surface of the tube, a spiral groove 3 and a locus 4 of the indentation of the rolling ball are formed. The angle formed by the spiral groove 3 and the line 5 parallel to the tube axis direction on the inner surface of the tube is 25 ° or more,
The locus 4 of the indentation of the rolling ball is the groove 3 in the direction orthogonal to the tube axis.
It is inclined at an angle of more than 0 ° and 10 ° or less in the same direction as.

【0020】以下、本発明の各構成要件の数値限定理由
について説明する。
The reasons for limiting the numerical values of the respective constituents of the present invention will be described below.

【0021】リード角:25°以上 熱交換器に使用される内面溝付伝熱管においては、凝縮
時には冷媒液で濡れていない乾いた面で冷媒ガスを凝縮
させ、凝縮した冷媒液は速やかに排出されることが好ま
しい。図1(a)及び(b)に示すように、内面溝付伝
熱管1aの内面に形成された溝3と管内面における管軸
方向に平行な線5とのなす角、即ち、リード角θが大き
い場合は、冷媒液2が溝3に沿って上昇し難いため、管
頂部8付近は乾いている。また、管頂部8付近で凝縮し
た冷媒液2は速やかに管頂部8から排出される。なお、
内面溝付伝熱管1a及び1b内における冷媒液2により
占められていない空間には冷媒ガス9が存在している。
Lead angle: 25 ° or more In an inner grooved heat transfer tube used in a heat exchanger, the refrigerant gas is condensed on a dry surface which is not wet with the refrigerant liquid during condensation, and the condensed refrigerant liquid is quickly discharged. Preferably. As shown in FIGS. 1A and 1B, the angle formed by the groove 3 formed on the inner surface of the inner grooved heat transfer tube 1a and the line 5 parallel to the tube axis direction on the inner surface of the tube, that is, the lead angle θ. Is large, it is difficult for the refrigerant liquid 2 to rise along the groove 3, so that the vicinity of the pipe top 8 is dry. Further, the refrigerant liquid 2 condensed near the pipe top 8 is promptly discharged from the pipe top 8. In addition,
Refrigerant gas 9 exists in the space not occupied by the refrigerant liquid 2 in the inner grooved heat transfer tubes 1a and 1b.

【0022】図1(c)及び(d)に示すように、リー
ド角θが小さい内面溝付伝熱管1bにおいては、冷媒液
2は溝3に沿って流れ、管頂部8付近へ大量に冷媒液2
が供給されるため、冷媒液膜の熱抵抗によりガス冷媒の
凝縮が阻害される。
As shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), in the inner grooved heat transfer tube 1b having a small lead angle θ, the refrigerant liquid 2 flows along the groove 3 and a large amount of the refrigerant near the tube top 8 is formed. Liquid 2
Is supplied, the condensation of the gas refrigerant is hindered by the thermal resistance of the refrigerant liquid film.

【0023】このように、単一冷媒及び混合冷媒のいず
れの冷媒においても、高リード化、即ちリード角θを大
きくすることにより凝縮熱伝達率が向上する。前述の如
く、ジフルオロメタン(R32)は従来の冷媒であるク
ロロジフルオロメタン(R22)と比較して圧力損失が
小さいため、ジフルオロメタン(R32)を使用する内
面溝付伝熱管は、クロロジフルオロメタン(R22)を
使用する内面溝付伝熱管と比較して、リード角を大きく
して凝縮時の熱伝達率の向上させることができる。リー
ド角が25°以上であれば前記効果が顕著に認められる
ため、本発明においてはリード角を25°以上とする。
一方、高リード化による凝縮熱伝達率の向上は、管の単
重増加を殆ど伴わないという利点もある。
As described above, in both the single refrigerant and the mixed refrigerant, the condensing heat transfer coefficient is improved by increasing the lead, that is, by increasing the lead angle θ. As described above, since the pressure loss of difluoromethane (R32) is smaller than that of chlorodifluoromethane (R22) which is a conventional refrigerant, the inner grooved heat transfer tube using difluoromethane (R32) is chlorodifluoromethane (R32). R22) can be used to increase the lead angle and improve the heat transfer coefficient during condensation, as compared with an inner grooved heat transfer tube. If the lead angle is 25 ° or more, the above effect is remarkably observed. Therefore, in the present invention, the lead angle is 25 ° or more.
On the other hand, the improvement of the condensing heat transfer coefficient by increasing the lead also has an advantage that the unit weight of the tube hardly increases.

【0024】図3は内面溝付伝熱管の表面温度分布を測
定するための試験装置の構成を示す断面図である。図3
に示す試験装置は、試験部11と試験部11の両側に設
けられた配管部12とから構成されている。試験部11
の長さは500mmであり、試験装置全体の長さは83
0mmである。試験部11は試験対象となる内面溝付伝
熱管を使用して冷媒と水との間で熱交換を行うためのも
のであり、試験対象とする内面溝付伝熱管を供試管13
とし、供試管13を他の管14の内部に挿入して2重管
構造とし、更に、管14の周囲を断熱材15で覆ってい
る。供試管13の試験部11に含まれる部分が供試部1
3aである。試験部11においては、供試部13aと管
14との間の環状部に水を流し、供試管13内に冷媒を
流して熱交換させる。供試部13aの長手方向中間位置
には、直径0.2mmのシース熱電対16が供試管13
の周方向に沿って8箇所均等に貼り付けられており、供
試部13aの周方向の温度分布を測定することができ
る。配管部12は試験部11に冷媒及び水を供給するた
めのものであり、試験部11の両側に設けられている。
各配管部12には、夫々水を出入させる水出入口17及
び冷媒を出入させる冷媒出入口18が設けられている。
また、冷媒は試験装置の外部に設けられたポンプ19に
より循環される。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a test apparatus for measuring the surface temperature distribution of the heat transfer tube with internal groove. Figure 3
The test apparatus shown in (1) includes a test section 11 and piping sections 12 provided on both sides of the test section 11. Test section 11
Has a length of 500 mm, and the total length of the test equipment is 83 mm.
It is 0 mm. The test section 11 is for performing heat exchange between the refrigerant and water by using the heat transfer tube with inner groove to be tested, and the heat transfer tube with inner groove to be tested is the test tube 13
The test tube 13 is inserted into another tube 14 to form a double tube structure, and the circumference of the tube 14 is covered with a heat insulating material 15. The portion of the test tube 13 included in the test section 11 is the test section 1
3a. In the test section 11, water is caused to flow in an annular portion between the test section 13a and the tube 14, and a refrigerant is caused to flow in the test tube 13 for heat exchange. A sheath thermocouple 16 having a diameter of 0.2 mm is provided at an intermediate position in the longitudinal direction of the test portion 13a.
It is evenly attached at eight locations along the circumferential direction, and the temperature distribution in the circumferential direction of the test portion 13a can be measured. The pipe section 12 is for supplying the refrigerant and water to the test section 11, and is provided on both sides of the test section 11.
Each of the piping portions 12 is provided with a water inlet / outlet 17 for letting in / out water and a refrigerant inlet / outlet 18 for letting in / out refrigerant.
The refrigerant is circulated by a pump 19 provided outside the test device.

【0025】また、図4は試験対象となる内面溝付伝熱
管1dの形状、即ち、最小内径(Di)、底肉厚(t
w)、フィンの高さ(Hf)、フィンの根元の円弧半径
(R)、先端の円弧半径(R0)、フィンの山頂角
(α)及び溝底幅(Wg)を示す模式的断面図である。
図4において、山頂角αは、内面溝付伝熱管1dにおけ
るフィン6cの両側の側壁がなす角度を指す。
Further, FIG. 4 shows the shape of the heat transfer tube with inner groove 1d to be tested, that is, the minimum inner diameter (Di) and the bottom wall thickness (t).
w), fin height (Hf), fin root arc radius (R), tip arc radius (R0), fin peak angle (α) and groove bottom width (Wg). is there.
In FIG. 4, the peak angle α indicates the angle formed by the side walls on both sides of the fin 6c in the inner surface grooved heat transfer tube 1d.

【0026】図5(a)乃至(d)は、夫々リード角θ
が10°、20°、25°及び30°の内面溝付伝熱管
における凝縮時の管周方向の表面温度分布を示すグラフ
図である。この表面温度分布は図3に示した試験装置に
より測定される。試験条件は、供試部13aの入口にお
ける冷媒の乾き度が0.6、出口の乾き度は0.4、凝
縮温度は供試部長手方向中間位置で約45℃になるよう
に制御する。冷媒の乾き度とは、液体の冷媒と蒸気の冷
媒との合計量に対する蒸気の冷媒量の質量比である。試
験対象となる内面溝付伝熱管は、外径(D0)が7.9
4mm、溝数(N)は70、底肉厚(tw)は0.26
mmであり、これらの内面溝付伝熱管の内面形状は、圧
痕の軌跡と管軸直交方向とのなす角(η)が+3°、溝
ピッチ(Pg)は0.333mm、フィンの高さ(H
f)は0.15mm、フィンの根元の円弧半径(R)は
0.05mm、フィンの先端の円弧半径(R0)は0.
04mm、フィンの山頂角(α)は20°である。図5
(a)乃至(d)において、各図の縦軸に沿って記載さ
れた数字は温度を示し、各図の外側に記載された1乃至
8の数字は測定位置を示し、1は管頂部、3及び7は管
側部、5は管底部を示す。なお、この記載方法は下記図
6乃至9においても同様である。また、太い実線で描か
れた八角形は各供試管の測定結果を示し、太い破線で描
かれた八角形は温度が45℃の線、即ち、気液境界を示
す。温度が45℃よりも高い箇所はその箇所の冷媒の状
態が蒸気であることを、温度が45℃以下の箇所は液で
あることを示している。
5 (a) to 5 (d) respectively show the lead angle θ.
FIG. 6 is a graph showing a surface temperature distribution in the tube circumferential direction at the time of condensation in a heat transfer tube with inner groove having angles of 10 °, 20 °, 25 ° and 30 °. This surface temperature distribution is measured by the test device shown in FIG. The test conditions are such that the dryness of the refrigerant at the inlet of the test portion 13a is 0.6, the dryness at the outlet is 0.4, and the condensation temperature is about 45 ° C. at the longitudinal intermediate position of the test portion. The dryness of the refrigerant is a mass ratio of the amount of the refrigerant of the vapor to the total amount of the refrigerant of the liquid and the refrigerant of the vapor. The heat transfer tube with inner groove to be tested has an outer diameter (D0) of 7.9.
4 mm, number of grooves (N) is 70, bottom wall thickness (tw) is 0.26
The inner surface shape of these heat transfer tubes with inner grooves is such that the angle (η) formed by the locus of the indentation and the direction orthogonal to the tube axis is + 3 °, the groove pitch (Pg) is 0.333 mm, and the fin height ( H
f) is 0.15 mm, the arc radius (R) of the base of the fin is 0.05 mm, and the arc radius (R0) of the tip of the fin is 0.
04 mm, fin crest angle (α) is 20 °. Figure 5
In (a) to (d), the numbers written along the vertical axis of each figure indicate the temperature, the numbers 1 to 8 written on the outside of each figure indicate the measurement position, and 1 is the pipe top. Reference numerals 3 and 7 denote side portions of the tube, and 5 denotes a bottom portion of the tube. The description method is the same in FIGS. 6 to 9 below. The octagon drawn with a thick solid line shows the measurement result of each test tube, and the octagon drawn with a thick broken line shows a line at a temperature of 45 ° C, that is, a gas-liquid boundary. A portion where the temperature is higher than 45 ° C. indicates that the state of the refrigerant in the portion is vapor, and a portion where the temperature is 45 ° C. or lower indicates the liquid.

【0027】図5(a)及び(b)に示すように、リー
ド角(θ)が10°及び20°の内面溝付伝熱管におい
ては管頂部まで液冷媒が到達している。一方、図5
(c)及び(d)に示すように、リード角(θ)が25
°及び30°の内面溝付伝熱管においては管頂部には液
冷媒が存在せず乾いており、凝縮性能が優れていること
を示している。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the heat transfer tube with inner groove having the lead angles (θ) of 10 ° and 20 °, the liquid refrigerant reaches the top of the tube. On the other hand, FIG.
As shown in (c) and (d), the lead angle (θ) is 25
In the heat transfer tubes with grooved inner surfaces of 30 ° and 30 °, there is no liquid refrigerant at the top of the tubes and they are dry, indicating that the condensation performance is excellent.

【0028】管内面の展開図において転造ボール又は転
造ロールにより前記内面溝付伝熱管の内面に形成される
圧痕の軌跡の方向:管軸直交方向に対して溝と同じ方向
に0°を超え10°以下の角度で傾斜している 前述の如く、内面溝付伝熱管の高リード化に伴い、冷媒
液が溝に沿って管内を上昇することが抑制されるため、
管の凝縮熱伝達率は向上するが、濡れ面積が減少するた
め蒸発熱伝達率は低下する。このため、本発明において
は、転造ボール又は転造ロールの圧痕の軌跡と管軸との
なす角を規定することによりこの問題を解決する。内面
溝付伝熱管は、その製造過程において、転造ボール又は
転造ロールにより管の外面に圧痕の軌跡がつき、この軌
跡が管の内面にも現われる。本発明において規定する圧
痕の軌跡とはこの管の内面に現われた圧痕の軌跡を指
す。
In the development view of the inner surface of the pipe, a rolling ball or rolling
Formed on the inner surface of the inner surface grooved heat transfer tube by a forming roll
Direction of indentation locus: same direction as groove with respect to tube axis orthogonal direction
Inclining at an angle of more than 0 ° and not more than 10 ° as described above, with the increase in the lead of the inner grooved heat transfer tube, the refrigerant liquid is suppressed from rising in the tube along the groove,
The condensation heat transfer coefficient of the tube is improved, but the evaporation heat transfer coefficient is decreased because the wetting area is reduced. Therefore, in the present invention, this problem is solved by defining the angle formed by the trajectory of the indentation of the rolling ball or rolling roll and the tube axis. In the manufacturing process of the inner grooved heat transfer tube, the rolling balls or the rolling rolls form a trace of an indentation on the outer surface of the tube, and this trace also appears on the inner surface of the tube. The locus of the indentation defined in the present invention refers to the locus of the indentation appearing on the inner surface of the tube.

【0029】管壁表面には僅かではあるが、前述の圧痕
の軌跡に沿う流れが生じる。これは圧痕表面の凹凸を表
面張力によって冷媒液が濡れ広がるために生じるもので
ある。図2(a)に示すように、圧痕の軌跡4と管の内
面における管軸方向と直交する線10とのなす角を角度
ηとする。また、溝3と管内面における管軸方向に平行
な線5とのなす角のうち小さい角度がリード角θであ
る。圧痕の軌跡4は線10に対して溝3と同じ方向に傾
斜している。
A slight amount of flow is generated on the surface of the tube wall along the trajectory of the above-mentioned indentation. This occurs because the refrigerant liquid wets and spreads the unevenness of the indentation surface due to the surface tension. As shown in FIG. 2A, the angle formed by the locus 4 of the indentation and the line 10 on the inner surface of the pipe orthogonal to the axial direction of the pipe is an angle η. The lead angle θ is the smaller of the angles formed by the groove 3 and the line 5 parallel to the tube axis direction on the inner surface of the tube. The locus 4 of the indentation is inclined with respect to the line 10 in the same direction as the groove 3.

【0030】図2(b)に示すように、圧痕の軌跡4が
線10に対して溝3と逆の方向に傾いている場合又は圧
痕の軌跡4が線10と平行である場合、即ち、角度ηが
0°以下の場合は、圧痕の軌跡4に沿って管頂部へ上昇
しようとする冷媒液の流れは冷媒ガスの流れに対して順
方向ではないため存在できない。また、冷媒の流れの方
向が図2(b)に示す冷媒の流れの方向に対して逆の方
向である場合においても、溝3に沿う冷媒の流れの方向
と圧痕の軌跡4に沿う冷媒の流れの方向とのなす角度が
鈍角になるため、圧痕の軌跡4に沿う冷媒の流れは生じ
ない。
As shown in FIG. 2B, when the locus 4 of the indentation is inclined with respect to the line 10 in the direction opposite to the groove 3, or when the locus 4 of the indentation is parallel to the line 10, that is, When the angle η is 0 ° or less, the flow of the refrigerant liquid that is going to rise to the pipe top along the locus 4 of the indentation cannot exist because it is not in the forward direction with respect to the flow of the refrigerant gas. Even when the flow direction of the coolant is opposite to the flow direction of the coolant shown in FIG. 2B, the flow direction of the coolant along the groove 3 and the flow of the coolant along the locus 4 of the indentation Since the angle formed with the flow direction is an obtuse angle, the flow of the refrigerant along the locus 4 of the indentation does not occur.

【0031】これに対し、図2(c)に示すように、圧
痕の軌跡4が線10に対して溝3と同じ方向に傾いてい
る場合、即ち、角度ηが0°を超える場合は、圧痕の軌
跡4に沿う冷媒液の流れは冷媒ガスの流れに対して順方
向の流れとなり、且つ、溝3に沿う冷媒の流れの方向と
圧痕の軌跡4に沿う冷媒の流れの方向とのなす角度が鋭
角になるため、圧痕の軌跡4に沿う冷媒の管頂部へ向か
う流れが存在でき、冷媒液が管側部まで濡れ広がること
ができ、蒸発熱伝達率を向上させることができる。ま
た、冷媒の流れの方向が図2(c)に示す冷媒の流れの
方向に対して逆の方向である場合においては、圧痕の軌
跡4に沿う冷媒の流れは一旦管底部に向かい、管底部を
通過した後に管頂部へ向かう流れとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (c), when the locus 4 of the indentation is inclined with respect to the line 10 in the same direction as the groove 3, that is, when the angle η exceeds 0 °, The flow of the refrigerant liquid along the locus 4 of the indentation is a flow in the forward direction with respect to the flow of the refrigerant gas, and the direction of the flow of the refrigerant along the groove 3 and the direction of the flow of the refrigerant along the locus 4 of the indentation are formed. Since the angle becomes acute, there can be a flow of the refrigerant along the locus 4 of the indentation toward the top of the tube, the refrigerant liquid can spread to the side of the tube, and the evaporation heat transfer coefficient can be improved. Further, in the case where the direction of the flow of the refrigerant is opposite to the direction of the flow of the refrigerant shown in FIG. 2C, the flow of the refrigerant along the locus 4 of the indentation is once directed to the pipe bottom and then the pipe bottom. After passing through, the flow goes to the pipe top.

【0032】一方、製造上の限界から、ηは10°以下
である必要がある。なお、凝縮時においては冷媒液の温
度が高いため、冷媒液の表面張力は蒸発時の約30%、
粘度は約60%に低下し、圧痕の軌跡に沿う流れは発生
しない。従って、この流れが凝縮熱伝達率を低下させる
ことはない。
On the other hand, from the manufacturing limit, η needs to be 10 ° or less. Since the temperature of the refrigerant liquid is high during condensation, the surface tension of the refrigerant liquid is about 30% of that during evaporation,
The viscosity drops to about 60% and no flow along the indentation trajectory occurs. Therefore, this flow does not reduce the condensation heat transfer coefficient.

【0033】図6(a)乃至(d)は、夫々角度ηが−
8°、−3°、+3°及び+8°の平滑管において、蒸
発時の周方向表面温度分布を示すグラフ図である。平滑
管とは、内面溝付伝熱管を製造する工程において、内面
に溝付プラグを挿入しないで製作した管である。即ち、
これらの平滑管の内外表面には転造ボールによる圧痕の
みが形成されており、溝は形成されていない。このよう
な平滑管について図3に示した試験装置を使用して周方
向の表面温度分布を測定する。試験条件は、供試部13
aの入口における冷媒の乾き度は0.4、出口の乾き度
は0.6、蒸発温度は供試部長手方向中央位置で5℃に
なるように制御する。試験対象となる内面溝付伝熱管
は、外径(D0)が7.94mm、底肉厚(tw)は
0.26mmである。図6(a)乃至(d)において、
太い実線で描かれた八角形は各供試管の測定結果を示
し、太い破線で描かれた八角形は温度が5℃の線、即
ち、気液境界を示す。温度が5℃よりも高い箇所は、そ
の箇所の冷媒の状態が蒸気であることを、温度が5℃以
下の箇所は液であることを示す。
In FIGS. 6A to 6D, the angle η is-.
It is a graph figure which shows the circumferential surface temperature distribution at the time of evaporation in a smooth tube of 8 degrees, -3 degrees, +3 degrees, and +8 degrees. The smooth tube is a tube manufactured without inserting a grooved plug into the inner surface in the process of manufacturing the inner surface grooved heat transfer tube. That is,
Only the indentations due to the rolling balls are formed on the inner and outer surfaces of these smooth tubes, and no grooves are formed. The surface temperature distribution in the circumferential direction of such a smooth tube is measured using the test apparatus shown in FIG. The test conditions are as follows:
The dryness of the refrigerant at the inlet of a is 0.4, the dryness at the outlet is 0.6, and the evaporation temperature is controlled to be 5 ° C. at the central position in the longitudinal direction of the test portion. The inner grooved heat transfer tube to be tested has an outer diameter (D0) of 7.94 mm and a bottom wall thickness (tw) of 0.26 mm. 6 (a) to 6 (d),
An octagon drawn with a thick solid line shows the measurement result of each test tube, and an octagon drawn with a thick broken line shows a line at a temperature of 5 ° C, that is, a gas-liquid boundary. A location where the temperature is higher than 5 ° C indicates that the state of the refrigerant at that location is vapor, and a location where the temperature is 5 ° C or lower is a liquid.

【0034】図6(a)及び(b)に示すように、ηが
−8°及び−3°の供試管においては、冷媒液は管底部
にあり側面及び管頂部には行き渡っていない。一方、図
6(c)及び(d)に示すように、ηが+3°及び+8
°の供試管においては、管側面まで液冷媒が行き渡って
いて、蒸発性能が優れている。
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), in the test tubes having η of -8 ° and -3 °, the refrigerant liquid is at the bottom of the tube and does not reach the side surface and the top of the tube. On the other hand, as shown in FIGS. 6C and 6D, η is + 3 ° and +8.
In the test tube of °, the liquid refrigerant spreads to the side surface of the tube, and the evaporation performance is excellent.

【0035】溝ピッチ:0.25mm以上 前述の如く、凝縮時の冷媒液の表面張力及び粘度は蒸発
時よりも小さいため、リード角が25°以上であれば、
凝縮時に冷媒が管頂部まで濡れ広がることはない。しか
しながら、溝ピッチを狭くし過ぎると、溝底に連続した
液膜を形成し、冷媒液が管頂部付近まで到達し凝縮熱伝
達率を低下させる。溝ピッチが0.25mm以上であれ
ば前記問題が発生しないため、溝ピッチの下限を0.2
5mmとする。
Groove pitch: 0.25 mm or more As described above, the surface tension and viscosity of the refrigerant liquid at the time of condensation are smaller than those at the time of evaporation, so if the lead angle is 25 ° or more,
The refrigerant does not spread to the top of the pipe during condensation. However, if the groove pitch is made too narrow, a continuous liquid film is formed at the groove bottom, and the refrigerant liquid reaches the vicinity of the pipe top, reducing the condensation heat transfer coefficient. If the groove pitch is 0.25 mm or more, the above problem does not occur, so the lower limit of the groove pitch is set to 0.2.
5 mm.

【0036】図7(a)乃至(d)は、夫々溝ピッチ
(Pg)が0.333mm、0.274mm、0.24
5mm及び0.222mmである内面溝付伝熱管におい
て、凝縮時の管周方向の表面温度分布を示すグラフ図で
ある。この温度分布は図3に示した試験装置を使用して
測定される。試験条件は、供試部13aの入口における
冷媒の乾き度が0.6、出口の乾き度が0.4、凝縮温
度は供試部長手方向中間位置で45℃になるように制御
される。試験対象となる内面溝付伝熱管は、外径(D
0)が7.94mm、底肉厚(tw)は0.26mmで
あり、これらの内面溝付伝熱管の内面形状は、リード角
(θ)が30°、圧痕の軌跡と管軸直交方向とのなす角
(η)が+3°、フィンの高さ(Hf)は0.15m
m、フィンの根元の円弧半径(R)は0.05mm、フ
ィンの先端の円弧半径(R0)は0.04mm、フィン
の山頂角(α)は20°である。図7(a)乃至(d)
において、太い実線で描かれた八角形は各供試管の測定
結果を示し、太い破線で描かれた八角形は温度が45℃
の線、即ち、気液境界を示す。温度が45℃よりも高い
箇所は、その箇所の冷媒の状態が蒸気であることを、温
度が45℃以下の箇所は液であることを表している。
In FIGS. 7A to 7D, the groove pitch (Pg) is 0.333 mm, 0.274 mm and 0.24, respectively.
FIG. 5 is a graph showing a surface temperature distribution in the tube circumferential direction during condensation in the heat transfer tube with inner groove having a size of 5 mm and 0.222 mm. This temperature distribution is measured using the test device shown in FIG. The test conditions are controlled so that the dryness of the refrigerant at the inlet of the test part 13a is 0.6, the dryness at the outlet is 0.4, and the condensation temperature is 45 ° C. at the intermediate position in the test part longitudinal direction. The heat transfer tube with inner groove to be tested has an outer diameter (D
0) is 7.94 mm and the bottom wall thickness (tw) is 0.26 mm. The inner surface shape of these heat transfer tubes with inner grooves has a lead angle (θ) of 30 °, an indentation locus and a tube axis orthogonal direction. Angle (η) is + 3 °, fin height (Hf) is 0.15m
m, the arc radius (R) of the base of the fin is 0.05 mm, the arc radius (R0) of the tip of the fin is 0.04 mm, and the crest angle (α) of the fin is 20 °. 7 (a) to 7 (d)
In, the octagon drawn with a thick solid line shows the measurement result of each test tube, and the octagon drawn with a thick broken line has a temperature of 45 ° C.
Line, that is, the gas-liquid boundary. A location where the temperature is higher than 45 ° C indicates that the state of the refrigerant at that location is vapor, and a location where the temperature is 45 ° C or lower is liquid.

【0037】図7(a)及び(b)に示すように、溝ピ
ッチ(Pg)が0.333mm及び0.274mmの内
面溝付伝熱管においては、管頂部が乾いている。一方、
図7(c)及び(d)に示すように、溝ピッチ(Pg)
が0.245mm及び0.222mmの内面溝付伝熱管
においては、管頂部に液冷媒が達しているため凝縮性能
が劣る。
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), in the inner grooved heat transfer tubes having groove pitches (Pg) of 0.333 mm and 0.274 mm, the tube tops are dry. on the other hand,
As shown in FIGS. 7C and 7D, the groove pitch (Pg)
In the heat transfer tubes with inner grooves of 0.245 mm and 0.222 mm, the condensing performance is poor because the liquid refrigerant reaches the top of the tubes.

【0038】フィンの高さ:0.10mm以上 本発明の内面溝付伝熱管においては、凝縮熱伝達率は高
リード化によって向上されるため、従来の内面溝付伝熱
管よりもフィンの高さを低くすることができ、単重軽減
が可能となる。しかし、蒸発時において、フィンの高さ
が0.10mm未満ではフィンが液膜に完全に埋もれて
しまうため、冷媒液膜を濡れ広がせる効果が低下する。
一方、フィンの高さを0.10mm以上にすれば、フィ
ンが液膜に埋もれることを防止できるため、冷媒液膜を
濡れ広がせることができ、蒸発熱伝達率がより向上す
る。従って、フィンの高さは0.10mm以上であるこ
とが好ましい。
Fin height: 0.10 mm or more In the inner grooved heat transfer tube of the present invention, since the condensing heat transfer coefficient is improved by increasing the lead, the fin height is higher than that of the conventional inner grooved heat transfer tube. Can be lowered, and unit weight can be reduced. However, at the time of evaporation, if the height of the fin is less than 0.10 mm, the fin is completely buried in the liquid film, so that the effect of wetting and spreading the refrigerant liquid film is reduced.
On the other hand, if the height of the fins is set to 0.10 mm or more, the fins can be prevented from being buried in the liquid film, so that the liquid film of the refrigerant can be made wet and spread, and the evaporation heat transfer coefficient is further improved. Therefore, the height of the fin is preferably 0.10 mm or more.

【0039】図8(a)乃至(d)は、夫々フィンの高
さが0.05mm、0.08mm、0.10mm及び
0.15mmの内面溝付伝熱管において、蒸発時の管周
方向表面温度分布を示すグラフ図である。図3に示した
試験装置を使用して周方向の表面温度分布を測定する。
試験条件は、供試部13aの入口における冷媒の乾き度
は0.4、出口の乾き度は0.6、蒸発温度は供試部長
手方向中間位置で5℃になるように制御する。試験対象
となる内面溝付伝熱管は、外径(D0)が7.94m
m、溝数(N)は70、底肉厚(tw)は0.26mm
であり、これらの内面溝付伝熱管の内面形状は、リード
角(θ)が30°、圧痕の軌跡と管軸直交方向とのなす
角(η)が+3°、溝ピッチ(Pg)は0.333m
m、フィンの根元の円弧半径(R)は0.05mm、フ
ィンの先端の円弧半径(R0)は0.04mm、フィン
の山頂角(α)は20°である。図8(a)乃至(d)
において、太い実線で描かれた八角形は各供試管の測定
結果を示し、太い破線で描かれた八角形は温度が5℃の
線、即ち、気液境界を示す。温度が5℃よりも高い箇所
は、その箇所の冷媒の状態が蒸気であることを、温度が
5℃以下の箇所は液であることを示している。
FIGS. 8 (a) to 8 (d) show inner circumferential groove heat transfer tubes with fins of 0.05 mm, 0.08 mm, 0.10 mm and 0.15 mm in height, respectively. It is a graph which shows temperature distribution. The surface temperature distribution in the circumferential direction is measured using the test device shown in FIG.
The test conditions are such that the dryness of the refrigerant at the inlet of the test portion 13a is 0.4, the dryness at the outlet is 0.6, and the evaporation temperature is 5 ° C. at the middle position in the longitudinal direction of the test portion. The heat transfer tube with inner groove to be tested has an outer diameter (D0) of 7.94 m.
m, the number of grooves (N) is 70, and the bottom wall thickness (tw) is 0.26 mm
The inner surface shape of these inner grooved heat transfer tubes has a lead angle (θ) of 30 °, an angle (η) formed by the track of the indentation and the direction orthogonal to the tube axis is + 3 °, and a groove pitch (Pg) of 0. .333 m
m, the arc radius (R) of the base of the fin is 0.05 mm, the arc radius (R0) of the tip of the fin is 0.04 mm, and the crest angle (α) of the fin is 20 °. 8 (a) to 8 (d)
In, the octagon drawn with a thick solid line shows the measurement result of each test tube, and the octagon drawn with a thick broken line shows a line at a temperature of 5 ° C, that is, a gas-liquid boundary. A location where the temperature is higher than 5 ° C indicates that the state of the refrigerant at that location is vapor, and a location where the temperature is 5 ° C or lower is a liquid.

【0040】図8(a)及び(b)に示すように、フィ
ンの高さ(Hf)が0.05mm及び0.08mmの内
面溝付伝熱管においては、冷媒液の位置は管側部に留ま
っており、圧痕の軌跡による効果以上の効果は得られて
いない。一方、図8(c)及び(d)に示すように、フ
ィンの高さが0.10mm及び0.15mmの内面溝付
伝熱管においては、冷媒液が管頂部まで行き渡ってお
り、蒸発性能がより向上していることがわかる。
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), in the inner grooved heat transfer tube having fin heights (Hf) of 0.05 mm and 0.08 mm, the position of the refrigerant liquid is on the tube side. It remains, and the effect more than the effect by the trace of the indentation is not obtained. On the other hand, as shown in FIGS. 8 (c) and 8 (d), in the heat transfer tube with inner groove having fin heights of 0.10 mm and 0.15 mm, the refrigerant liquid spreads to the top of the tube, and the evaporation performance is It can be seen that it is improving.

【0041】溝ピッチ:0.40mm以下 ジフルオロメタン(R32)は従来の冷媒であるクロロ
ジフルオロメタン(R22)と比較して表面張力が小さ
いため、溝部の液膜が広がり難く、蒸発熱伝達率を低下
させる原因となる。このため、溝ピッチを狭めて溝底に
連続した液膜を形成させることにより、冷媒液を濡れ広
がらせることが好ましい。溝ピッチを0.40mm以下
にすると蒸発熱伝達率を向上させる効果が顕著に認めら
れるため、溝ピッチは0.40mm以下とすることが好
ましい。
Groove pitch: 0.40 mm or less Difluoromethane (R32) has a smaller surface tension than conventional refrigerant chlorodifluoromethane (R22), so that the liquid film in the groove is difficult to spread and the evaporation heat transfer coefficient is increased. It causes to decrease. For this reason, it is preferable that the refrigerant liquid be wet and spread by narrowing the groove pitch and forming a continuous liquid film on the groove bottom. When the groove pitch is 0.40 mm or less, the effect of improving the evaporation heat transfer coefficient is remarkably observed. Therefore, the groove pitch is preferably 0.40 mm or less.

【0042】図9(a)乃至(d)は、夫々溝ピッチ
(Pg)が0.466mm、0.424mm、0.38
9mm及び0.333mmである内面溝付伝熱管におい
て、蒸発時の管周方向表面温度分布を示すグラフ図であ
る。図3に示した試験装置を使用して周方向の表面温度
分布を測定する。試験条件は、供試部の入口における冷
媒の乾き度は0.4、出口の乾き度は0.6、蒸発温度
は供試部長手方向中間位置で5℃になるように制御す
る。試験対象となる内面溝付伝熱管は、外径(D0)が
7.94mm、底肉厚(tw)は0.26mmであり、
これらの内面溝付伝熱管の内面形状は、リード角(θ)
が30°、圧痕の軌跡と管軸直交方向とのなす角(η)
が+3°、フィンの高さ(Hf)は0.15mm、フィ
ンの根元の円弧半径(R)は0.05mm、フィンの先
端の円弧半径(R0)は0.04mm、フィンの山頂角
(α)は20°である。図9(a)乃至(d)におい
て、太い実線で描かれた八角形は各供試管の測定結果を
示し、太い破線で描かれた八角形は温度が5℃の線、即
ち、気液境界を示す。温度が5℃よりも高い箇所は、そ
の箇所の冷媒の状態が蒸気であることを、温度が5℃以
下の箇所は液であることを示している。
In FIGS. 9A to 9D, the groove pitch (Pg) is 0.466 mm, 0.424 mm and 0.38, respectively.
It is a graph figure which shows the tube peripheral direction surface temperature distribution at the time of evaporation in the heat transfer tube with an inner surface groove which is 9 mm and 0.333 mm. The surface temperature distribution in the circumferential direction is measured using the test device shown in FIG. The test conditions are such that the dryness of the refrigerant at the inlet of the test part is 0.4, the dryness at the outlet is 0.6, and the evaporation temperature is 5 ° C. at the middle position in the test part longitudinal direction. The inner grooved heat transfer tube to be tested had an outer diameter (D0) of 7.94 mm and a bottom wall thickness (tw) of 0.26 mm,
The shape of the inner surface of these heat transfer tubes with internal grooves is the lead angle (θ)
Is 30 °, the angle between the indentation locus and the direction orthogonal to the tube axis (η)
Is + 3 °, the height (Hf) of the fin is 0.15 mm, the arc radius (R) of the base of the fin is 0.05 mm, the arc radius (R0) of the tip of the fin is 0.04 mm, and the peak angle of the fin (α ) Is 20 °. In FIGS. 9A to 9D, the octagons drawn with thick solid lines show the measurement results of each test tube, and the octagons drawn with thick broken lines are lines at a temperature of 5 ° C., that is, the gas-liquid boundary. Indicates. A location where the temperature is higher than 5 ° C indicates that the state of the refrigerant at that location is vapor, and a location where the temperature is 5 ° C or lower is a liquid.

【0043】図9(a)及び(b)に示すように、溝ピ
ッチ(Pg)が0.466mm及び0.424mmの管
においては、冷媒液が管頂部まで行き渡っていない。一
方、図9(c)及び(d)に示すように、溝ピッチ(P
g)が0.389mm及び0.333mmの管において
は、冷媒液が濡れ広がっているため、蒸発性能が優れて
いる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, in the tubes having the groove pitches (Pg) of 0.466 mm and 0.424 mm, the refrigerant liquid does not reach the top of the tubes. On the other hand, as shown in FIGS. 9C and 9D, the groove pitch (P
In the tubes having g) of 0.389 mm and 0.333 mm, the refrigerant liquid is wet and spread, so that the evaporation performance is excellent.

【0044】フィン根元の円弧半径とフィン高さの比:
0.15乃至0.45 フィンの根元を曲面状に加工することにより、フィンの
根元部分における液膜を薄くすることができる。その結
果、液膜の熱抵抗が減少し、蒸発熱伝達率を向上させる
ことができる。図10(a)及び(b)はフィンの根元
の形状と液膜の厚さとの関係を示す模式的断面図であ
る。図10(a)に示すように、フィン6aの根元7a
が曲面状に加工されていない場合は、根元7aの近傍で
は冷媒液2の液膜が厚くなる。一方、図10(b)に示
すように、フィン6bの根元7bに適当な円弧半径を持
つ曲面が設けられている場合は、曲面が設けられていな
い場合と比較して冷媒液2の液膜が薄くなる。フィンの
根元の円弧半径をRとし、フィンの高さをHfとすると
き、R/Hfの値が0.15乃至0.45であれば、フ
ィンの根元における液膜が薄くなり、蒸発熱伝達率が向
上する。
Ratio of arc radius of fin base to fin height:
By processing the base of the fin of 0.15 to 0.45 into a curved surface, the liquid film at the base of the fin can be thinned. As a result, the thermal resistance of the liquid film is reduced, and the evaporation heat transfer coefficient can be improved. 10A and 10B are schematic cross-sectional views showing the relationship between the root shape of the fin and the thickness of the liquid film. As shown in FIG. 10A, the base 7a of the fin 6a
Is not processed into a curved surface, the liquid film of the refrigerant liquid 2 becomes thick in the vicinity of the root 7a. On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the root 7b of the fin 6b is provided with a curved surface having an appropriate arc radius, the liquid film of the refrigerant liquid 2 is larger than that in the case where the curved surface is not provided. Becomes thin. When the radius of the arc of the fin is R and the height of the fin is Hf, if the value of R / Hf is 0.15 to 0.45, the liquid film at the base of the fin becomes thin, and the heat of vaporization is transferred. The rate is improved.

【0045】図11は、内面溝付伝熱管の蒸発熱伝達率
及び凝縮熱伝達率を測定する試験装置の構成を示す模式
図である。図11に示すように、この試験装置は試験部
20及びバイパス部21が設けられている。試験部20
は内面溝付伝熱管の蒸発熱伝達率及び凝縮熱伝達率を測
定するものであり、バイパス部21は試験部20に供給
する冷媒を所定の条件に調節するものである。試験部2
0とバイパス部21とは並列に連結されている。試験部
20は2重管構造となっており内管22と外管23とが
設けられている。内管22には供試管となる内面溝付伝
熱管を使用し、外管23には平滑銅管を使用する。試験
部20の両側にはヒーター24が設けられ、片方のヒー
ター24と試験部20との間には膨張弁25が連結され
ている。更に、試験部20には試験部20に水を供給す
るための水槽26が連結されている。一方、バイパス部
21には、バイパス凝縮器27、膨張弁28、バイパス
蒸発器29及びコンプレッサー30がこの順に環状に連
結され、独立した冷凍サイクルを構成している。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the structure of a test apparatus for measuring the evaporation heat transfer coefficient and the condensation heat transfer coefficient of the inner grooved heat transfer tube. As shown in FIG. 11, this test apparatus is provided with a test section 20 and a bypass section 21. Test section 20
Is for measuring the evaporation heat transfer coefficient and the condensation heat transfer coefficient of the inner grooved heat transfer tube, and the bypass section 21 is for adjusting the refrigerant supplied to the test section 20 to a predetermined condition. Test section 2
0 and the bypass unit 21 are connected in parallel. The test section 20 has a double-tube structure and is provided with an inner tube 22 and an outer tube 23. The inner tube 22 is a heat transfer tube with an inner groove, which is a sample tube, and the outer tube 23 is a smooth copper tube. Heaters 24 are provided on both sides of the test section 20, and an expansion valve 25 is connected between one heater 24 and the test section 20. Further, a water tank 26 for supplying water to the test section 20 is connected to the test section 20. On the other hand, the bypass section 21, the bypass condenser 27, the expansion valve 28, the bypass evaporator 29, and the compressor 30 are annularly connected in this order to form an independent refrigeration cycle.

【0046】図11に示す試験装置においては、コンプ
レッサー30が駆動することにより、バイパス凝縮器2
7、膨張弁28、バイパス蒸発器29及びコンプレッサ
ー30からなる冷凍サイクルに冷媒を流し、冷媒を所定
の条件に調節する。そして、この条件が調節された冷媒
を試験部20の内管22内に流す。一方、水槽26より
内管22と外管23との間の環状部に水を供給し、この
水と前記冷媒との間で熱交換させて、水の出入口温度差
から伝熱量を測定する。また、内管22の冷媒出入口の
差圧も計測する。このとき、冷媒の圧力及び冷媒流量等
の条件が表1に示す値になるように、バイパス凝縮器2
7及びバイパス蒸発器29に流す水流量、膨張弁25及
び28の開度並びにヒーター24の出力を調節する。
In the test apparatus shown in FIG. 11, the compressor 30 is driven to drive the bypass condenser 2
Refrigerant is made to flow through a refrigeration cycle composed of 7, an expansion valve 28, a bypass evaporator 29, and a compressor 30 to adjust the refrigerant to a predetermined condition. Then, the refrigerant whose conditions are adjusted is flown into the inner tube 22 of the test section 20. On the other hand, water is supplied from the water tank 26 to the annular portion between the inner pipe 22 and the outer pipe 23, heat is exchanged between the water and the refrigerant, and the amount of heat transfer is measured from the temperature difference between the inlet and outlet of the water. Further, the pressure difference between the refrigerant inlet and outlet of the inner pipe 22 is also measured. At this time, the bypass condenser 2 is adjusted so that the conditions such as the pressure of the refrigerant and the flow rate of the refrigerant have the values shown in Table 1.
7, the flow rate of water flowing to the bypass evaporator 29 and the bypass evaporator 29, the openings of the expansion valves 25 and 28, and the output of the heater 24 are adjusted.

【0047】管内熱伝達率は、管内熱伝達率をαi、総
括熱伝達率をKo、管外熱伝達率をαo、管壁熱抵抗を
R、供試管の内径をDi、供試管の外径をDoとすると
き、下記数式1により表される。
The heat transfer coefficient in the tube is as follows: the heat transfer coefficient in the tube is αi, the overall heat transfer coefficient is Ko, the heat transfer coefficient outside the tube is αo, the heat resistance of the tube wall is R, the inner diameter of the test tube is Di, and the outer diameter of the test tube is Where Do is represented by the following mathematical formula 1.

【0048】[0048]

【数1】αi=1/(1/Ko−1/αo−R)/(D
i/Do)
## EQU1 ## αi = 1 / (1 / Ko-1 / αo-R) / (D
i / Do)

【0049】なお、管外熱伝達率αoはMonrad−
Pelton式により求めることができる。また、総括
熱伝達率Koは、伝熱量をQ、管外表面積をAo、冷媒
と水との間の対数平均温度差をΔTmとするとき、下記
数式2により表される。
The external heat transfer coefficient αo is Monrad-
It can be obtained by the Pelton formula. Further, the overall heat transfer coefficient Ko is represented by the following mathematical formula 2 where Q is the amount of heat transfer, Ao is the outer surface of the tube, and ΔTm is the logarithmic average temperature difference between the refrigerant and water.

【0050】[0050]

【数2】Ko=Q/(Ao×ΔTm)[Formula 2] Ko = Q / (Ao × ΔTm)

【0051】図12は、フィンの高さが0.15mm、
0.20mm及び0.25mmの内面溝付伝熱管におけ
るフィンの根元の円弧半径Rを変化させた場合の蒸発熱
伝達率比を示す。測定は図11に示す試験装置により行
った。表1はこのときの測定条件を示す。フィンの根元
にRが設けられていない内面溝付伝熱管、即ち、R=0
の内面溝付伝熱管と比較して、R/Hfが0.15乃至
0.45の範囲にある内面溝付伝熱管は、蒸発熱伝達率
が5乃至8%高い値を示す。
FIG. 12 shows that the fin height is 0.15 mm,
The evaporation heat transfer rate ratio when the arc radius R of the root of the fin in the heat transfer tube with inner groove of 0.20 mm and 0.25 mm is changed is shown. The measurement was performed by the test device shown in FIG. Table 1 shows the measurement conditions at this time. An inner grooved heat transfer tube with no R at the root of the fin, that is, R = 0
The heat transfer tube with inner groove having R / Hf in the range of 0.15 to 0.45 has a higher evaporation heat transfer rate by 5 to 8% than the heat transfer tube with inner groove of No.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】なお、前記内面溝付伝熱管に関して、更に
熱伝熱性能の向上及び軽量化を図るために、フィンの山
頂角(α)は25°以下、フィン先端の円弧半径(R
0)は0.05mm以下であることが望ましい。
Regarding the heat transfer tube with internal groove, in order to further improve the heat transfer performance and reduce the weight, the crest angle (α) of the fin is 25 ° or less, and the arc radius (R
0) is preferably 0.05 mm or less.

【0054】また、ジフルオロメタンは作動時の圧力が
従来の冷媒に比べて高いため、内面溝付伝熱管の底肉厚
は、底肉厚をtw、管の外径をD0とするとき、下記数
式3の関係を満たすものが望ましい。
Since the pressure during operation of difluoromethane is higher than that of the conventional refrigerant, the bottom wall thickness of the heat transfer tube with inner groove is as follows, where tw is the bottom wall thickness and D0 is the outer diameter of the tube. It is desirable to satisfy the relationship of Expression 3.

【0055】[0055]

【数3】D0/tw≦31.7## EQU3 ## D0 / tw ≦ 31.7

【0056】[0056]

【実施例】以下、本発明の実施例に係る内面溝付伝熱管
について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して具
体的に説明する。表2は本発明の実施例及び比較例にお
ける内面溝付伝熱管の内面形状を示す。
EXAMPLES The heat transfer tubes with internal grooves according to the examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples outside the scope of the present invention. Table 2 shows the inner surface shapes of the heat transfer tubes with inner groove in Examples and Comparative Examples of the present invention.

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】表2に示す内面溝付伝熱管は、いずれもJ
ISH3300に記載されている合金番号C1220の
銅合金からなっている。表2において、溝数とは管の管
軸方向と直角をなす断面を横切る溝の数を指す。底肉厚
とは、図4に示すように、溝の底部における管の厚さを
指す。角度ηとは、管内面の展開図において転造ボール
又は転造ロールにより前記内面溝付伝熱管の内面に形成
される圧痕の軌跡と、管軸直交方向とのなす角をいい、
前記溝と同じ方向である場合を正とする。また、溝ピッ
チとは管の円周方向における溝の間隔を指し、溝ピッチ
をPg、管の最小内径をDi、円周率をπ、溝数をNと
すると下記数式4により求められる。
The heat transfer tubes with internal grooves shown in Table 2 are all J
It is made of a copper alloy of alloy number C1220 described in ISH3300. In Table 2, the number of grooves means the number of grooves crossing a cross section perpendicular to the tube axis direction of the tube. Bottom wall thickness refers to the thickness of the tube at the bottom of the groove, as shown in FIG. The angle η refers to an angle formed by a trajectory of an indentation formed on the inner surface of the heat transfer tube with the inner groove by a rolling ball or a rolling roll in a developed view of the inner surface of the tube and a direction orthogonal to the tube axis,
The case where the direction is the same as that of the groove is positive. Further, the groove pitch refers to the groove interval in the circumferential direction of the pipe, and is calculated by the following formula 4 where Pg is the groove pitch, Di is the minimum inner diameter of the pipe, Pi is π, and N is the number of grooves.

【0059】[0059]

【数4】Pg=Di×π/N(4) Pg = Di × π / N

【0060】表2におけるNo.1乃至3は本発明の実
施例である。実施例No.1乃至3は、いずれもリード
角及び角度ηが本発明の範囲内にある。また、フィンの
高さ、溝ピッチ及びフィン根元の円弧半径Rとフィン高
さHfとの比も本発明の好適範囲内にある。一方、N
o.4乃至6は比較例である。比較例No.4乃至6
は、リード角及び角度ηが本発明の範囲から外れてい
る。
No. in Table 2 1 to 3 are embodiments of the present invention. Example No. The lead angle and the angle η are all within the scope of the present invention. Further, the fin height, groove pitch, and the ratio of the fin radius H of the circular arc radius R to the fin height Hf are also within the preferred range of the present invention. On the other hand, N
o. 4 to 6 are comparative examples. Comparative Example No. 4 to 6
Has a lead angle and angle η outside the scope of the present invention.

【0061】表2に示す内面溝付伝熱管について、図1
1に示す試験装置を使用して蒸発熱伝達率及び凝縮熱伝
達率を評価した。評価方法は、管径が同じ実施例及び比
較例について冷媒質量速度を変化させて蒸発時及び凝縮
時における管内熱伝達率を測定し、その結果を比較し
た。冷媒質量速度以外の試験条件は表1に示す条件とし
た。試験結果を図13(a)及び(b)、図14(a)
及び(b)並びに図15(a)及び(b)に示す。
The heat transfer tubes with internal grooves shown in Table 2 are shown in FIG.
The evaporation heat transfer coefficient and the condensation heat transfer coefficient were evaluated using the test apparatus shown in FIG. As for the evaluation method, for the examples and comparative examples having the same tube diameter, the refrigerant mass velocity was changed to measure the in-tube heat transfer coefficient during evaporation and condensation, and the results were compared. The test conditions other than the refrigerant mass velocity were the conditions shown in Table 1. The test results are shown in FIGS. 13 (a) and (b), FIG. 14 (a).
And (b) and FIGS. 15 (a) and 15 (b).

【0062】図13(a)及び(b)は、外径が7.0
0mmの管を使用している実施例No.1及び比較例N
o.4の試験結果を示し、(a)は蒸発時の管内熱伝達
率、(b)は凝縮時の管内熱伝達率を示す。図13
(a)及び(b)に示すように、蒸発時及び凝縮時のい
ずれの場合においても、実施例No.1の管内熱伝達率
は比較例No.4の管内熱伝達率よりも大きかった。
13 (a) and 13 (b), the outer diameter is 7.0.
Example No. using a 0 mm tube. 1 and Comparative Example N
o. 4 shows the test results of (4), (a) shows the heat transfer coefficient in the tube at the time of evaporation, and (b) shows the heat transfer coefficient in the tube at the time of condensation. FIG.
As shown in (a) and (b), Example No. 2 was used in both cases of evaporation and condensation. The heat transfer coefficient in the tube of No. 1 is Comparative Example No. It was larger than the in-tube heat transfer coefficient of 4.

【0063】図14(a)及び(b)は、外径が7.9
4mmの管を使用している実施例No.2及び比較例N
o.5の試験結果を示し、(a)は蒸発時、(b)は凝
縮時の管内熱伝達率を示す。図14(a)及び(b)に
示すように、蒸発時及び凝縮時のいずれの場合において
も、実施例No.2の管内熱伝達率は比較例No.5の
管内熱伝達率よりも大きかった。
14 (a) and 14 (b), the outer diameter is 7.9.
Example No. using a 4 mm tube. 2 and Comparative Example N
o. 5 shows the test results of FIG. 5, (a) shows the heat transfer coefficient in the tube at the time of evaporation, and (b) shows the heat transfer coefficient in the tube at the time of condensation. As shown in FIGS. 14A and 14B, in each of the cases of evaporation and condensation, Example No. The heat transfer coefficient in the tube of No. 2 is Comparative Example No. It was larger than the heat transfer coefficient in the tube of No. 5.

【0064】図15(a)及び(b)は実施例No.3
及び比較例No.6の試験結果を示す。これらの管の外
径は共に9.52mmである。図15(a)は蒸発時の
管内熱伝達率、図15(b)は凝縮時の管内熱伝達率を
夫々示す。蒸発時及び凝縮時のいずれの場合において
も、実施例No.3の管内熱伝達率は比較例No.6の
管内熱伝達率よりも大きかった。
15 (a) and 15 (b) show Example No. Three
And Comparative Example No. 6 shows the test results of 6. The outer diameters of these tubes are both 9.52 mm. FIG. 15A shows the heat transfer coefficient in the tube during evaporation, and FIG. 15B shows the heat transfer coefficient in the tube during condensation. In both cases of evaporation and condensation, Example No. The heat transfer coefficient in the tube of Comparative Example No. 3 was It was larger than the in-tube heat transfer coefficient of 6.

【0065】このように、実施例No.1乃至3の内面
溝付伝熱管は、夫々比較例No.4乃至6の内面溝付伝
熱管よりも凝縮熱伝達率及び蒸発熱伝達率が優れていた
が、表2に示すように単位長さ当たりの質量は同等であ
る。凝縮熱伝達率及び蒸発熱伝達率が同等になるように
溝形状を設計すれば、実施例No.1乃至3の内面溝付
伝熱管はフィンの高さを夫々比較例No.4乃至6の内
面溝付伝熱管よりも低くすることができ、より軽量化す
ることができる。
As described above, in Example No. The heat transfer tubes with inner groove Nos. 1 to 3 are each of Comparative Example No. Although the condensing heat transfer coefficient and the evaporation heat transfer coefficient were superior to those of the inner grooved heat transfer tubes Nos. 4 to 6, the mass per unit length was the same as shown in Table 2. If the groove shape is designed so that the condensation heat transfer coefficient and the evaporation heat transfer coefficient are equal, the embodiment No. In the heat transfer tubes with inner groove Nos. 1 to 3, the heights of the fins were set to Comparative Example Nos. It can be made lower than the heat transfer tubes with inner grooves 4 to 6 and can be made lighter.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ジフルオロメタン又はジフルオロメタンを含む混合冷媒
に好適な内面溝付伝熱管であって、凝縮熱伝達率と蒸発
熱伝達率が共に優れ、且つ軽量な内面溝付伝熱管を得る
ことができる。また、この内面溝付伝熱管を使用して熱
交換器を構成することにより、塩素を含まない冷媒を使
用する消費電力が少ない冷凍機器及び空調機器を製造す
ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
An inner grooved heat transfer tube suitable for difluoromethane or a mixed refrigerant containing difluoromethane, which is excellent in both the condensation heat transfer coefficient and the evaporation heat transfer coefficient and is lightweight can be obtained. Further, by configuring a heat exchanger using this inner grooved heat transfer tube, it is possible to manufacture a refrigerating device and an air conditioner that use a chlorine-free refrigerant and consume less power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)乃至(d)はリード角と冷媒液の挙動と
の関係を示す図であり、(a)はリード角が大きい内面
溝付伝熱管の模式的展開図、(b)はこの内面溝付伝熱
管の断面図、(c)はリード角が小さい内面溝付伝熱管
の模式的展開図、(d)はこの内面溝付伝熱管の断面図
を示す。
1A to 1D are diagrams showing a relationship between a lead angle and behavior of a refrigerant liquid, FIG. 1A is a schematic development view of a heat transfer tube with an inner groove having a large lead angle, and FIG. Shows a cross-sectional view of the inner surface grooved heat transfer tube, (c) shows a schematic development view of the inner surface grooved heat transfer tube having a small lead angle, and (d) shows a cross-sectional view of the inner surface grooved heat transfer tube.

【図2】(a)乃至(c)は圧痕の軌跡に沿う流れを示
す展開図であり、(a)は管の内面における圧痕の軌跡
の位置を示し、(b)は圧痕の軌跡4が線10に対して
溝3と逆の方向に傾いている場合を示し、(c)は圧痕
の軌跡4が線10に対して溝3と同じ方向に傾いている
場合を示す。
2 (a) to 2 (c) are developed views showing the flow along the locus of the indentation, (a) shows the position of the locus of the indentation on the inner surface of the pipe, and (b) shows the locus 4 of the indentation. A case is shown in which the line 10 is inclined in the opposite direction to the groove 3, and (c) shows a case in which the locus 4 of the indentation is inclined in the same direction as the groove 3 with respect to the line 10.

【図3】内面溝付伝熱管の性能評価を行うための試験装
置の構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a test apparatus for evaluating the performance of a heat transfer tube with an inner groove.

【図4】内面溝付伝熱管の形状を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a heat transfer tube with an inner groove.

【図5】(a)乃至(d)は、リード角が異なる内面溝
付伝熱管における凝縮時の管周方向の表面温度分布を示
すグラフ図である。
5A to 5D are graphs showing surface temperature distributions in the tube circumferential direction during condensation in heat transfer tubes with inner grooves having different lead angles.

【図6】(a)乃至(d)は、異なるηの値を持つ平滑
管における蒸発時の周方向表面温度分布を示すグラフ図
である。
6A to 6D are graphs showing circumferential surface temperature distributions during evaporation in smooth tubes having different values of η.

【図7】(a)乃至(d)は、異なる溝ピッチを持つ内
面溝付伝熱管における凝縮時の管周方向の表面温度分布
を示すグラフ図である。
FIGS. 7A to 7D are graphs showing surface temperature distributions in the tube circumferential direction during condensation in heat transfer tubes with inner groove having different groove pitches.

【図8】(a)乃至(d)は、異なるフィンの高さを持
つ内面溝付伝熱管の蒸発時における管周方向表面温度分
布を示すグラフ図である。
8 (a) to 8 (d) are graphs showing the surface temperature distribution in the tube circumferential direction at the time of evaporation of the inner grooved heat transfer tube having different fin heights.

【図9】(a)乃至(d)は、異なる溝ピッチを持つ内
面溝付伝熱管における蒸発時の管周方向表面温度分布を
示すグラフ図である。
9A to 9D are graphs showing a surface temperature distribution in the tube circumferential direction at the time of evaporation in an inner grooved heat transfer tube having different groove pitches.

【図10】(a)及び(b)はフィンの根元の形状と液
膜の厚さとの関係を示す模式図であり、(a)はフィン
の根元が曲面状に加工されていない場合、(b)はフィ
ンの根元が曲面上に加工されている場合を示す。
10 (a) and 10 (b) are schematic views showing the relationship between the shape of the fin base and the thickness of the liquid film, and FIG. 10 (a) shows the case where the fin base is not processed into a curved shape. b) shows the case where the root of the fin is processed on a curved surface.

【図11】内面溝付伝熱管の蒸発熱伝達率及び凝縮熱伝
達率を測定する試験装置の構成を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of a test device for measuring the evaporation heat transfer coefficient and the condensation heat transfer coefficient of the heat transfer tube with the inner groove.

【図12】フィンの根元の円弧半径とフィン高さとの比
と蒸発熱伝達率比との関係を示すグラフ図である。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the ratio of the arc radius of the root of the fin to the fin height and the evaporation heat transfer coefficient ratio.

【図13】(a)及び(b)は、本発明の実施例No.
1及び比較例No.4の試験結果を示すグラフ図であ
り、(a)は蒸発時の管内熱伝達率、(b)は凝縮時の
管内熱伝達率を示す。
13 (a) and (b) show Example No. 3 of the present invention.
1 and Comparative Example No. It is a graph which shows the test result of No. 4, (a) shows the heat transfer coefficient in a pipe at the time of evaporation, (b) shows the heat transfer coefficient in a pipe at the time of condensation.

【図14】(a)及び(b)は、本発明の実施例No.
2及び比較例No.5の試験結果を示すグラフ図であ
り、(a)は蒸発時の管内熱伝達率、(b)は凝縮時の
管内熱伝達率を示す。
14 (a) and (b) show Example No. 3 of the present invention.
2 and Comparative Example No. It is a graph which shows the test result of No. 5, (a) shows the heat transfer coefficient in a pipe at the time of evaporation, (b) shows the heat transfer coefficient in a pipe at the time of condensation.

【図15】(a)及び(b)は、本発明の実施例No.
3及び比較例No.6の試験結果を示すグラフ図であ
り、(a)は蒸発時の管内熱伝達率、(b)は凝縮時の
管内熱伝達率を示す。
15 (a) and 15 (b) show Example No. 3 of the present invention.
3 and Comparative Example No. It is a graph which shows the test result of No. 6, (a) shows the heat transfer coefficient in a pipe at the time of evaporation, (b) shows the heat transfer coefficient in a pipe at the time of condensation.

【符号の説明】 1a乃至1d;内面溝付伝熱管 2;冷媒液 3;溝 4;圧痕の軌跡 5;管内面における管軸方向に平行な線 6a乃至6c;フィン 7a、7b;フィンの根元 8;管頂部 9;冷媒ガス 10;管内面における管軸方向と直交する線 11;試験部 12;配管部 13;供試管 13a;供試管13の供試部 14;管 15;断熱材 16;熱電対 17;水出入口 18;冷媒出入口 19;ポンプ 20;試験部 21;バイパス部 22;内管 23;外管 24;ヒーター 25;膨張弁 26;水槽 27;バイパス凝縮器 28;膨張弁 29;バイパス蒸発器 30;コンプレッサー[Explanation of symbols] 1a to 1d; heat transfer tube with internal groove 2; Refrigerant liquid 3; groove 4; Trace of indentation 5: Line parallel to the tube axis direction on the inner surface of the tube 6a to 6c; fins 7a, 7b; root of fin 8; pipe top 9; Refrigerant gas 10: Line orthogonal to the tube axis direction on the inner surface of the tube 11; Testing Department 12; Piping section 13; Test tube 13a; test part of test tube 13 14; tube 15; Thermal insulation 16; Thermocouple 17; Water entrance 18: Refrigerant inlet / outlet 19; Pump 20; Testing Department 21; Bypass section 22; Inner tube 23; outer tube 24; heater 25; Expansion valve 26; water tank 27; Bypass condenser 28; Expansion valve 29; Bypass evaporator 30; Compressor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2002−301514(JP,A) 特許2997189(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 1/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 2002-301514 (JP, A) Patent 2997189 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F28F 1/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ジフルオロメタン又はジフルオロメタン
を含む混合物を冷媒に使用する熱交換器に使用され、管
内面に溝が形成された内面溝付伝熱管において、管内面
の溝のリード角が25°以上、溝ピッチが0.25mm
以上であると共に、管内面の展開図において、転造ボー
ル又は転造ロールにより管外面を押圧した結果管内面に
現れた圧痕の軌跡が管軸直交方向に対し前記溝と同じ方
向に0°を超え10°以下の角度で傾斜していることを
特徴とする内面溝付伝熱管。
1. A heat transfer tube having an inner surface groove having a groove formed on the inner surface of the pipe, which is used in a heat exchanger using difluoromethane or a mixture containing difluoromethane as a refrigerant, and the lead angle of the groove on the inner surface of the pipe is 25 °. Above, the groove pitch is 0.25mm
In addition to the above, in the development view of the inner surface of the pipe, the locus of the indentation appearing on the inner surface of the pipe as a result of pressing the outer surface of the pipe with the rolling ball or the rolling roll is 0 ° in the same direction as the groove with respect to the direction orthogonal to the pipe axis. An inner grooved heat transfer tube, which is inclined at an angle of more than 10 °.
【請求項2】 管内面に形成されているフィンの高さが
0.10mm以上であることを特徴とする請求項1に記
載の内面溝付伝熱管。
2. The inner grooved heat transfer tube according to claim 1, wherein the height of the fins formed on the inner surface of the tube is 0.10 mm or more.
【請求項3】 前記溝ピッチが0.40mm以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内面溝付伝熱
管。
3. The inner surface grooved heat transfer tube according to claim 1, wherein the groove pitch is 0.40 mm or less.
【請求項4】 前記フィンの根元が円弧状の形状を有
し、その円弧の半径をRとし、前記フィンの高さをHf
とするとき、R/Hfの値が0.15乃至0.45であ
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記
載の内面溝付伝熱管。
4. The fin has a base with an arc shape, the radius of the arc is R, and the height of the fin is Hf.
The inner surface grooved heat transfer tube according to any one of claims 1 to 3, wherein R / Hf has a value of 0.15 to 0.45.
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