JP3572497B2 - 空調用熱交換器の内面溝付き溶接管 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に気液二相状態の冷媒が流通する空調用熱交換器の溶接管に係り、平板の条材に多数の溝を形成し、それを管状に塑性変形して継目を溶接した電縫管に関する。
【0002】
【従来の技術】
空調用熱交換器は、冷媒が気液二相状態で流通する管を有し、その管内面に冷媒攪拌用の多数の溝を形成したものが提案されている。
例えば、図6に示す溶接管5aは条材を長手方向に対して傾斜する多数の斜め溝部1aを一方の方向にのみ設け、それを管状に丸めその継目を溶接固定したものである。また図7に示す溶接管5bは、多数の斜め溝部1aが中心線に対し対称に形成されている。さらに図8に示す溶接管5cは、多数の三角波形状の斜め溝部1aを形成したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
内面溝付溶接管は、溝なし管に比べて冷媒側熱伝達率を向上することが認められているが、さらに熱伝達率の良いものが求められていた。
そこで本発明者は、各種実験の結果、冷媒側熱伝達率を向上する方法として、傾斜溝群1に加えてさらに軸線に平行な縦溝が有効であることを見出した。
しかしながら空調用熱交換器の如く極めて薄い条材に比較的深い斜め溝部1aと同様に縦溝底部2を形成すると、板材をチューブに塑性変形する際に縦溝底部2部分でより大きな変形が生じ、チューブの外周が多角形に形成されてしまうとこが判った。
さらに、気液二相状態で流通する冷媒は、その液相部分が気相部分に変化する際、および気相部分が液相部分に変化する際、隣接する傾斜溝群1の傾斜方向及びそれと縦溝底部2との関係が影響することが見つかり、その知見に基づき熱伝達率が良く且つ、成形性が良く真円に近いチューブ断面を形成できる条件がわかり、本発明を完成したものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の空調用熱交換器の内面溝付き溶接管は、金属製条材の長手方向に平行で互いに幅方向に等間隔に離間して内面に形成された複数の縦溝底部2と、
夫々の縦溝底部2間でその内面に前記長手方向に対して斜めの方向に突条部3と斜め溝部1aとが交互に多数並列された複数の傾斜溝群1と、
を具備し、前記内面にはその高さが、前記突条3の頂面、前記縦溝底部2、前記斜め溝部1aの順に低く形成され、
夫々の前記傾斜溝群1の傾斜方向が全て同一方向に形成され、
前記金属製条材が幅方向に湾曲して管状に形成され、その継目が液密に溶接固定されたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の空調用熱交換器の内面溝付き溶接管の先端部を展開した状態を示す。そして図2は図1におけるII−II矢視端面拡大図、図3は同拡大斜視図である。
この溶接管5は、銅板の条材に予め傾斜溝群1及び縦溝底部2を形成し、次いで次工程にて条材を次第に円形に形成し、その継目を電気溶接により溶接固定するものである。
そして、管内面には複数の縦溝底部2が周方向に等間隔に離間して配置され、縦溝底部2を挟んでその両側の傾斜溝群1が夫々同一方向に傾斜している。そして、縦溝底部2の溝の深さは傾斜溝群1の斜め溝部1aの深さよりも浅く形成され、多数の斜め溝部1aの深さは管の平均肉厚の 0.3倍〜 0.7倍である。また縦溝底部2の深さは傾斜溝群1の深さの 3/4〜 1/2程度である。さらに、管の平均肉厚は0.25mm〜 0.5mm程である。
【0006】
【実施例】
次に、本発明の一実施例につき説明すると、外径が7mmで平均肉厚が0.31mmのヒートポンプ型空調用熱交換器の冷媒管において、傾斜溝群1のリード角α(図1)は18度で深さh2=0.17mm(図2)であり、図1の如く周方向に6分割され、夫々の傾斜溝群1は同一向きに配置されている。そして長手方向に平行な横断面において、傾斜溝群1の数は48本である。
また、夫々の傾斜溝群1の境目には縦溝底部2が形成されている。この縦溝底部2の幅W1は 0.4mmであり、深さh1は0.14mmで5本形成されている。そして、縦溝底部2における板厚h3は 0.28mmであり、斜め溝部1aの板厚h4は0.25mmである。
【0007】
【交換熱量の比較】
次に、前記実施例における図1の管とその比較例における図5〜図8の溶接管における交換熱量の比較実験の結果について述べる。
先ず、比較例の図5の溶接管5は、隣り合う傾斜溝群1が互いに逆方向に配置されている。それ以外には図1〜図3に示す本発明の溶接管と全く同一である。
次に、図6〜図8は本発明における縦溝底部2が全く存在しないものである。
このような溶接管において、成形が最も良好であったのが図1の溶接管と図5の溶接管である。これは適当な深さの縦溝底部2の存在により、真円に近いチューブの塑性変形が容易にできるからと思われる。
【0008】
このようにして形成された本発明の図1〜図3における溶接管の比較例の各溶接管との交換熱量の比較実験は、傾斜溝群1のリード角及びその深さ並びに管の外直径その他を同一として行った。そして、本発明の溶接管5および比較例の溶接管をコンデンサーとして用いた実験条件は、入口空気の乾球温度が35度で湿球温度が24度である。また空調用コンデンサの入口圧は20.8Kg/cm2 Gであり、過熱度は25deg 、過冷却度は5deg 、ファン流速は1.0m/s 、冷媒流量は50Kg/hrとした。そして、比較例の図6の溶接管5の交換熱量を 100としたとき、図7,図8の夫々の溶接管5b,5cは同様に 102であり、殆ど差はなかった。そして、図5における溶接管5は 103〜104 となった。これに対して、図1の溶接管5は 105となった。
従って、本発明の空調用熱交換器の内面溝付き溶接管は、いずれの比較例の管よりも1〜数%熱交換量が良いことがわかった。これは、傾斜溝群1が夫々同一方向に形成され、且つそれらの管に縦溝底部2が比較的浅く設けられているので、傾斜溝群1の斜め溝部1aに沿って流通する気液二相状態の冷媒が縦溝底部2で攪拌されつつ、且つ図4の如く夫々の傾斜溝群1に沿って螺旋状に流通するからと思われる。
【0009】
次に、本発明の熱交換器用内面溝付き管及び比較例の溝付き管を夫々エバポレータとして実験を行った。このときの実験条件は、入口空気の乾球温度が27度で湿球温度が19度である。
またエバポレータ出口圧は5.4Kg /cm2 Gであり、過熱度は5deg 、 過冷却度は5deg 、ファン流速は0.8m/s 、冷媒流量は70Kg/hrである。そして、図6の比較例の第1の溝付き管5aを100 としたときの交換熱量は、図7,図8の比較例第2〜第3の溝付き管が102 で、図5の比較例の溝付き管5が 102〜104 であり、本発明の内面溝付き管5が 105であった。
従って、ヒートポンプ型空調用熱交換器を冷房側に設定しても暖房側に設定しても、何れも比較例の管よりも本発明の管の方が1〜数%交換熱量が良いことが判った。
【0010】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器用内面溝付き溶接管は、縦溝底部2の深さが斜め溝部1aの深さよりも浅く形成されているので、平板の条材を管状に塑性変形した際に、縦溝底部2の部分が他の部分より大きく変形することを防止して、管外周が多角形になることを防ぎ、真円度の高い管を提供できる。
しかも比較的深い斜め溝部1aを形成することができる、それにより管内を流通する冷媒の攪拌効果が高くなると共に、冷媒接触面積が大きくなり熱交換が促進される。
しかも、気液二相状態で流通する冷媒は斜め溝部1aに沿って螺旋状に回転する効果が生じ、気液二相状態の冷媒の液相は、その蒸発時に管内面の乾き部に連続的に供給されて蒸発性能を向上し、空調用熱交換器としての熱効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空調用熱交換器の内面溝付き溶接管の一部展開正面図。
【図2】図1のII−II矢視端面図。
【図3】同要部拡大図。
【図4】本発明の溶接管の冷媒の流れの一部を示す説明図。
【図5】比較例としての内面溝付き溶接管。
【図6】さらに他の比較例としての従来の他の溶接管5a。
【図7】同比較例として従来の他の溶接管5b。
【図8】同比較例としての従来の他の溶接管5c。
【符号の説明】
1 傾斜溝群
1a 斜め溝部
2 縦溝底部
3 突条
4 外面
5 溶接管
5a〜5c 溶接管
Claims (1)
- 金属製条材の長手方向に平行で互いに幅方向に等間隔に離間して内面に形成された複数の縦溝底部2と、
夫々の縦溝底部2間でその内面に前記長手方向に対して斜めの方向に突条部3と斜め溝部1aとが交互に多数並列された複数の傾斜溝群1と、
を具備し、前記内面にはその高さが、前記突条3の頂面、前記縦溝底部2、前記斜め溝部1aの順に低くなるように形成され、
夫々の前記傾斜溝群1の傾斜方向が全て同一方向に形成され、
前記金属製条材が幅方向に湾曲して管状に形成され、その継目が液密に溶接固定された空調用熱交換器の内面溝付き溶接管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09333696A JP3572497B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 空調用熱交換器の内面溝付き溶接管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09333696A JP3572497B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 空調用熱交換器の内面溝付き溶接管 |
Publications (2)
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JPH09257383A JPH09257383A (ja) | 1997-10-03 |
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Family Applications (1)
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JP09333696A Expired - Lifetime JP3572497B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 空調用熱交換器の内面溝付き溶接管 |
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JP (1) | JP3572497B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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DE10041919C1 (de) * | 2000-08-25 | 2001-10-31 | Wieland Werke Ag | Innenberipptes Wärmeaustauschrohr mit versetzt angeordneten Rippen unterschiedlicher Höhe |
JP3700562B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2005-09-28 | 松下電器産業株式会社 | 熱交換器の製造方法 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP09333696A patent/JP3572497B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09257383A (ja) | 1997-10-03 |
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