JP5255241B2

JP5255241B2 - 伝熱管

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Publication number: JP5255241B2
Application number: JP2007196901A
Authority: JP
Inventors: 将寛柴田; 弘太郎釣
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: JP2009030913A

Description

本発明は、例えば、ビルの冷房等に用いられる吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプなどの蒸発器に使用される伝熱管に関する。

ビルの冷房等に用いられる吸収式冷凍機や空調用吸収ヒートポンプなどを用いた冷却システムでは、蒸発器や吸収器の内部で、伝熱管を多列状かつ上下方向へ多段になるように水平に設置し、上下方向に隣り合う伝熱管相互の端部を連通させ、蒸発器内を５ｍｍＨｇ程度の減圧状態に保ち、伝熱管内に１２℃程度の水を流しながら当該伝熱管に対して上方の凝縮器から供給される冷媒（水）を滴下ないし散布する。
そして、冷媒が伝熱管群の表面を流下して蒸発する際の潜熱により、伝熱管内の流水を７℃程度まで冷却するように構成されている。

他方吸収器では、伝熱管を多列状かつ上下方向へ多段になるように水平に設置し、上下方向に隣り合う伝熱管相互の端部を連通させ、伝熱管内に冷却媒体（水）を流しながら、当該伝熱管に対して再生器から冷却用の熱交換器を経て供給される吸収液（臭化リチュウム水溶液）が滴下ないし散布される。

そして、吸収液は、伝熱管群の表面を流下する際に蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収した後、再生器へ送られる。吸収器の伝熱管内の冷却媒体は、冷媒蒸気の吸収により温度上昇する吸収液を冷却した後、凝縮器の伝熱管へ送られるように構成されている。

この種の伝熱管は、蒸発器、及び、吸収器において、従来より、管外熱伝達率を向上させるためにフィンを管外周面に螺旋状に形成した螺旋フィン付管が使用されている。

さらに、伝熱管の中には、管外周面の蒸発面積の拡大を図り、より一層、伝熱性能（管外熱伝達率）を向上させるため、フィンの高さを高くしたり、管軸方向のフィンの枚数を増やした伝熱管も存在する。
ところで、蒸発器における伝熱管内の冷却媒体は、上述したように、凝縮器により伝熱管に滴下した水が蒸発する際の潜熱を利用して冷却されるため、伝熱管に滴下した水が管外周面全体に薄く広がることが必要である。

ところが、上述したように管外周面にフィンを積極的に形成すると、螺旋状のフィンが管軸方向の水の移動を妨げることになってしまう事態が生じてしまう。

このような事態に対して、下記特許文献１において「蒸発器用伝熱管およびその製造方法」が開示されている。
特許文献１によれば、螺旋状のフィン（１）に、そのフィン形成方向に沿って断続的に押圧部（２）を形成した「蒸発器用伝熱管およびその製造方法」が開示されている。

特許文献１における「蒸発器用伝熱管」は、伝熱管に滴下した水が前記押圧部（２）を通じて管軸方向へ移動可能に構成している。

前記構成により、特許文献１における「蒸発器用伝熱管」は、フィンに押圧部を全く構成していない構成の伝熱管と比較して、確かに、管軸方向への水が拡散し易くなるといえる。

しかし、特許文献１によれば、「蒸発器用伝熱管およびその製造方法」は、押圧部（２）形成によるフィン面積の減少を最小限に留めるため、押圧部（２）の巾をフィンの長さ方向に０．３ｍｍ以下という短い長さに限定して構成されている。

このため、管軸方向へ水が拡散し、管外熱伝達率の向上を図ることができるというフィンに押圧部（２）を形成することによる効果を十分に発揮できているか否かについては、さらなる検討が必要であった。

特開平１１−１１８３８２号公報

そこで本発明は、フィン面積は減少するが、その分、水が管軸方向へ広がり易くなり、管外周面全体を濡らすことも可能となり、結果的に、従来の伝熱管よりも格段に、管外熱伝達率を向上させることができる伝熱管の提供を目的とする。

本発明の伝熱管は、管外周面から螺旋状に突き出したフィンを形成し、該フィンに、フィンの長さ方向に沿って凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成された伝熱管であって、前記凸部の長さを、前記凹部の長さ以下で形成し、隣り合う前記凸部同士の間隔を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成し、前記凹部に対する前記凸部の長さの比率を、０．２５から１の範囲内で形成し、前記凸部と前記凹部との、前記フィンの長さ方向に沿う繰り返しのピッチを、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成し、前記管外周面に対するフィンの前記凸部の高さを、０．２ｍｍから０．９５ｍｍの範囲内で形成し、フィン頂部に対する前記凹部を、０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲内の深さで形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成し、前記フィンは、当該伝熱管を管軸方向に沿って切断した断面で１インチあたり１９枚から５０枚の範囲内で形成し、前記フィンを、管軸に対するねじれ角度を７０〜８５度で形成したことを特徴とする。

なお、該フィンには、その長さ方向に沿って凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成され、凹部も含まれるため、当該伝熱管を管軸方向に沿って切断した断面に凹部が現れる場合もあるが、この凹部ついてもフィンの一部として数えるものとする。

前記凹部は、例えば、加工ロールや歯車状円板工具などの特殊な工具によりフィンを断続的に押圧することにより形成することのできる切り欠き状の部分であり、フィンに、その長さ方向に沿って前記凹部と前記凸部とを繰り返したとき、隣り合う前記凸部同士の間隔の範囲内で管外周面に対する高さが最も低い部分を示す。

一方、前記凸部は、フィンの頂部（フィンの上端部）を示すが、その他にも、前記凹部よりも高さが高くなるようフィン頂部を切り欠いた形状の段状部分、すなわち、フィンにおける隣り合う前記頂部同士の間隔において少なくとも前記凹部よりも高い部分を含む。

また、前記隣り合う凸部同士の間隔とは、凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成されたフィンにおける所定の隣り合う凸部同士の間隔を示し、この隣り合う各凸部のフィンの長さ方向の中間部分同士の間隔を示す。

本発明は、フィン面積は減少するが、その分、管軸方向の水の広がり易くなり、管全面が濡らすことも可能となり、結果的に、従来の伝熱管よりも格段に、管外熱伝達率を向上させることができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態における伝熱管１１は、図１に示すように、管外周面から螺旋状に高さ（Ｈ）が０．３ｍｍで突き出したフィン１２を形成し、該フィン１２に、その長さ方向に沿って凸部１３と凹部１４とが形成され、前記凸部１３の長さを、前記凹部１４の長さ以下で形成し、隣り合う凸部１３同士の間隔を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成している。
なお、図１は、第１実施形態における伝熱管１１の部分拡大正面図である。

前記伝熱管１１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、前記凹部１４の長さ（Ｌｂ）に対する前記凸部１３の長さ（Ｌａ）の比率（Ｌａ／Ｌｂ）を、０．２５から１の範囲内である０．７５で形成し、前記凹部１４と前記凸部１３とを、フィン１２の長さ方向に沿って正逆状に繰り返し形成し、フィン１２の長さ方向に沿って前記凹部１４と前記凸部１３との繰り返しのピッチ（Ｐ）を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内である７ｍｍで形成している。
なお、図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ第１実施形態における伝熱管１１の外周部の一部を展開して示した斜視図であり、フィン１２部分の拡大斜視図である。

また、前記伝熱管１１は、管外周面に対するフィン１２の前記凸部１３の高さ（Ｈ）を、０．２ｍｍから０．９５ｍｍの範囲内である０．３ｍｍで形成している。

また、フィン頂部１２Ｔに対する前記凹部１４を、０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲内の深さ（ｄ）である０．２５ｍｍの深さ（ｄ）で形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成している。

さらにフィン１２は、伝熱管１１を管軸方向Ｙに沿って切断した断面で１インチあたり１９枚から５０枚の範囲内である４０枚／インチで形成している。

さらにまた、前記凹部１４は、上述したように高さが０．３ｍｍのフィン１２に対して深さ（ｄ）が０．２５ｍｍで形成しているため、管外周面に対する高さ（ｈ）が０．０５ｍｍである。

そして、前記伝熱管１１は、上述したとおり、前記凹部１４に対する前記凸部１３の長さの比率（Ｌａ／Ｌｂ）が０．７５であり、さらに、フィンの長さ方向のピッチ（Ｐ）が７ｍｍであるため、凹部１４のフィンの長さ方向の長さ（Ｌｂ）は４ｍｍで形成しているとともに、凸部１３のフィンの長さ方向の長さ（Ｌａ）は３ｍｍで形成している。

また、前記螺旋状のフィン１２は、図１に示したように、管軸に対するねじれ角度θを大きく（７０〜８５度）形成している。

前述した伝熱管１１は、図３（a）に示すように、常法で製造した伝熱素管１１’の管外周面に、フィン成形円板工具群１５によりフィン１２を螺旋状に形成し、次いでフィン１２を形成した伝熱素管１１’の管外周面に配した歯車状円板工具１６によりフィン１２を断続的に押圧していき、フィン１２に凸部１３と凹部１４を形成することにより製造される。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、伝熱素管１１’の周方向へ等分配角度間隔に複数の歯車状円板工具１６を配置し、伝熱素管１１’の内部へ図示しないが回転自在なマンドレルを挿入し、そのマンドレル側へ歯車状円板工具１６を押し付けた状態で同一方向へ回転させる。
歯車状円板工具１６の管外周面１６ａには、伝熱管１１における凸部１３と凹部１４とが繰り返し形成されたフィン１２とは対称的な凹凸形状を有し、これら歯車状円板工具１６は、その軸線が伝熱素管１１’の管軸方向に対して伝熱管１１におけるフィン１２の前記ねじれ角度θに対応する角度だけ傾いている。
従って、歯車状円板工具１６を伝熱素管１１’へ押し付けた状態で同一方向へ回転させると、伝熱素管１１’は歯車状円板工具１６に押圧されて移動する過程で、素管表面に螺旋状のフィン１２が連続的に加工され、フィン１２には、該フィン１２の長さ方向に沿って凸部１３と凹部１４とを交互に、かつ、連続的に加工することができる。

なお、フィン１２の凸部１３は、フィン１２の長さ方向における前記歯車状円板工具１６により押圧されなかった部分に相当する。
上述したように、前記フィン１２および凹部１４の形成は、連続して行うことにより、極めて高い生産性が得られる。
なお、図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ第１実施形態における伝熱管１１の製造方法の例を示す工程説明図であり、フィン２１に凸部１３と凹部１４とを形成する工程の例を示す説明図である。

前述したように第１実施形態の伝熱管１１によれば、
管外周面から螺旋状に突き出したフィン１２を形成し、該フィン１２に、該フィン１２の長さ方向に沿って凸部１３と凹部１４とが形成され、前記凸部１３の長さを、前記凹部１４の長さ以下で形成し、隣り合う前記凸部同士の間隔を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成している。

このため、例えば、冷却システムにおける蒸発器に組み込まれて使用される際、管外周面に滴下された水がフィン１２によって管軸方向Ｙへ拡散することを阻害されることなく、フィン１２に形成した前記凹部１４を通じてスムーズに管軸方向Ｙへ拡散させることができ、濡れ面積増大により伝熱性能を高めることができる。
なお、このような冷却システムは、代表的なものとして上述したようにオフィスビル等の冷房で広く用いられ、さらにコンビニエンスストアのような小規模なシステムもあれば、地下街や複合施設のような大規模なシステムもある。

具体的には、前述したように第１実施形態の伝熱管１１によれば、前記凹部１４に対する前記凸部１３の長さの比率（Ｌａ／Ｌｂ）を、０．２５から１の範囲内で形成している。

このように、前記凹部１４に対する前記凸部１３の長さの比率（Ｌａ／Ｌｂ）を、０．２５から１の範囲内で形成する理由は、この比率（Ｌａ／Ｌｂ）が０．２５未満である場合、すなわち、凸部１３に対する凹部１４のフィン１２の長さ方向の長さを極端に長く形成した場合、フィン１２面積が小さすぎて伝熱効果（放熱効果）が十分に得られないためである。
逆に、前記比率（Ｌａ／Ｌｂ）が１を超えた場合、凸部１３に対する凹部１４のフィン１２の長さ方向の長さが短くなり、滴下した水を管軸方向Ｙへ十分に拡散させることができないためである。

前述したように第１実施形態の伝熱管１１によれば、前記凹部１４と前記凸部１３とを、フィン１２の長さ方向に沿って正逆状に繰り返し形成し、前記凹部１４と前記凸部１３との、フィン１２の長さ方向に沿う繰り返しのピッチ（Ｐ）を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成している。

前記構成により、フィン１２の長さ方向に沿って複数の凹部１４が管周方向Ｘにおいてバランスよく配設されるため、滴下された水は、管周方向Ｘに拡散するとともに、凹部１４を通じて管軸方向Ｙへ拡散するため、管全体に均等な冷媒液膜を形成することができる。

前記凹部１４と前記凸部１３との繰り返しのピッチ（Ｐ）を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成する理由は、このピッチ（Ｐ）が１．０ｍｍ未満である場合、滴下した水が凹部１４を通過し難くなり、管軸方向Ｙへ十分に拡散させることができないためである。
逆に、前記ピッチ（Ｐ）が１０ｍｍを超えた場合、滴下した水は、凹部１４においては管軸方向Ｙへ拡散するが、凸部１３においては管軸方向Ｙへ拡散し難くなるといった事態が生じ、管周方向Ｘにおいて水が均等に管軸方向Ｙへ拡散し難くなるためである。

また、前述したように第１実施形態の伝熱管１１によれば、管外周面に対するフィン１２の前記凸部１３の高さ（Ｈ）を、０．２ｍｍから０．９５ｍｍの範囲内で形成している。

管外周面に対するフィン１２の前記凸部１３の高さ（Ｈ）を、０．２ｍｍから０．９５ｍｍの範囲内で形成する理由は、フィン１２の前記凸部１３の高さ（Ｈ）が０．２ｍｍ未満の場合は、フィン１２面積が減少しすぎて伝熱効果が十分に得られないためである。逆に、フィン１２の前記凸部１３の高さ（Ｈ）が０．９５ｍｍを超えると、フィン１２の加工が困難になるためである。

また、前述したように第１実施形態の伝熱管１１によれば、フィン頂部１２Ｔに対する前記凹部１４を、０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲内の深さ（ｄ）で形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成している。

フィン頂部１２Ｔに対する前記凹部１４の深さ（ｄ）を、０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲内で形成する理由は、前記凹部１４の深さ（ｄ）が０．１ｍｍ未満である場合、滴下した水が凹部１４を越え難くなり、該水を管軸方向Ｙへ十分に拡散させることができないためである。

逆に前記凹部１４の深さ（ｄ）が０．８ｍｍを超える場合、フィン１２の面積が減少して伝熱効果が十分に得られないためである。また、滴下した水が管軸方向Ｙのフィン１２同士の間に僅かな量も留めておくことが困難になり、冷媒液膜が形成され難くなるためである。

また、フィン頂部１２Ｔに対する前記凹部１４の深さ（ｄ）を、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成する理由は、管外周面を超える深さを超えてしまうと、凹部１４での冷媒液膜の厚さが厚くなりすぎて伝熱性能が低下するためである。

また、前述したように第１実施形態の伝熱管１１によれば、前記フィン１２は、当該伝熱管１１を管軸方向Ｙに沿って切断した断面で１インチあたり１９枚から５０枚の範囲内で形成している。

フィン１２の枚数を、管軸方向Ｙに１インチあたり１９枚から５０枚の範囲内で形成している理由は、フィン１２の枚数が管軸方向Ｙに１インチあたり１９枚未満である場合、フィン１２面積が減少しすぎて伝熱効果が十分に得られないためである。逆に、フィン１２の枚数が管軸方向Ｙに１インチあたり５０枚を超えるとフィン１２加工が困難になるためである。

（実施例）
本実施例で用いる本発明の伝熱管１１は、第１実施形態の伝熱管１１と同様な構成であり、外径φ１５．８８ｍｍ、肉厚０．８ｍｍのリン脱酸銅素管１１’を用いて構成している。

第１実施形態の伝熱管１１の比較例として用いる伝熱管１０１は、図８（ａ），（ｂ）に示すような構成をしている。すなわち、比較例で用いた伝熱管１０１は、フィン１０２に、該フィン１０２の長さ方向に沿って凸部１０３と凹部１０４とを形成しているが、凸部１０３の長さ（Ｌａ’）を、凹部１０４の長さ（Ｌｂ’）よりも長くなるよう形成した構成を採る従来の伝熱管である。
また、比較例で用いた伝熱管１０１は、第１実施形態の伝熱管１１と同様に、外径φ１５．８８ｍｍ、肉厚０．８ｍｍのリン脱酸銅素管を用いて構成している。
なお、図８（ａ），（ｂ）は、比較例で用いた従来の伝熱管１０１のそれぞれ部分正面図、外周部の一部を展開して示した斜視図である。

第１実施形態の伝熱管１１、及び、比較例で用いた伝熱管１０１のそれぞれについて表１に示した試験条件の下、図４に示す試験装置２４を用いて管外熱伝達率を測定し、比較を行った。
なお、図４は、本実施例で用いた試験装置２４の概略図である。

前記試験装置２４は、図４に示すように、減圧された蒸発器２５内部に蒸発器用伝熱管２６が１列５段に２列配されている。各列の伝熱管２６は相互に連通されている。伝熱管２６の上方に配された冷媒水滴下トレー２７から冷媒水（純水）が滴下され、この冷媒水の蒸発潜熱により伝熱管２６内の水が冷却される。

一方、減圧された吸収器２８内部には吸収器用伝熱管２９が１列５段に１列配されている。各伝熱管２９は相互に連通されている。伝熱管２９表面には散布パイプ３５より吸収液（臭化リチウム水溶液）が散布され、この吸収液に蒸発器２５で発生した蒸気が吸収される。吸収器用伝熱管２９内部には冷却水を流して吸収液を冷却し、その蒸気の吸収効率を高めるようにする。
蒸気を吸収して希釈された吸収液は吸収液貯留タンク３６から吸収液調整タンク３７に移され、ここで濃度調整されたのち、ポンプ３８により散布パイプ３５に循環可能に構成している。

前記試験装置２４における蒸発器用伝熱管２６として、第１実施形態の伝熱管１１と比較例で用いた伝熱管１０１とを、別々に組み込んで冷媒流量が１．０リットル／ｍ・ｍｉｎのときのそれぞれの管外熱伝達率を測定した結果を表２に示す。

なお、表２にはフィン１２および凹部１４の寸法などを併記した。第１実施形態の伝熱管１１の管外熱伝達率は、比較例として用いた伝熱管１０１の管外熱伝達率を１００としたときの比率で表した。

さらに、第１実施形態の伝熱管１１と比較例で用いた伝熱管１０１について、冷媒流量を０．６〜２．８リットル／ｍ・ｍｉｎ．の範囲で種々に変化させたときの管外熱伝達率を求めた結果を図５に示す。
表２、及び、図５から明らかなように、第１実施形態の伝熱管１１は、比較例で用いた伝熱管１０１に比べて冷媒流量が１．５リットル／ｍ・ｍｉｎ．をはじめとして全冷媒水流量において高い管外熱伝達率を示し、本実施例により第１実施形態の伝熱管１１の有効性が明らかとなった。

また、本発明の伝熱管は、上述した第１実施形態の伝熱管１１の形態に限定せず、他の実施形態により構成することができる。
以下では、本発明における他の実施形態の伝熱管について説明するが、第１実施形態の伝熱管１１と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

本発明の伝熱管は、第１実施形態の伝熱管１１のようにリン脱酸銅管の素管１１’を用いるに限らず、銅や銅合金その他の熱伝導性のよい金属であれば、他の材質の素管を用いて構成してもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態における伝熱管は、第１実施形態における伝熱管１１と同様に、フィンに、該フィンの長さ方向に沿って凸部と凹部とを繰り返して形成している。
但し、第２実施形態における凸部は、図示しないが、管外周面に対する高さがフィンの頂部に相当する高さを有する部分と、フィンの頂部よりも低く凹部よりも高い部分とで段状に形成している。

前記構成であっても、フィンの長さ方向に沿った凸部の長さを、凹部の長さ以下で形成しているため、水を管軸方向Ｙへ拡散させ、管外熱伝達率を向上させることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態における伝熱管３１は、図６に示すように、管外周面に対する高さ（Ｈ１，Ｈ２）の異なる２種類のフィン１２（１２ａ，１２ｂ）が混在するよう螺旋状に形成されている。
なお、図６は、第３実施形態における伝熱管３１の部分正面図を示す。

具体的には、第３実施形態における伝熱管３１は、管外周面に対する高さが高い側（Ｈ１）の一種のフィン１２ａと、該一種のフィン１２ａよりも管外周面に対する高さが低い側（Ｈ２）の他種のフィン１２ｂとが１：２の割合で管軸方向Ｙに沿って交互に並ぶよう形成している。

そして、一種のフィン１２ａのみに、その長さ方向に沿って凸部１３と凹部１４とを形成している。さらに、前記凸部１３と前記凹部１４は、第１実施形態の伝熱管１１と同様に凸部１３の長さを凹部１４の長さ以下で形成し、隣り合う前記凸部１３同士の間隔を、１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成している。
ている。

第３実施形態における伝熱管３１は、一種のフィン１２ａのように管外周面に対する高さを高くに形成している。このため、全てのフィン１２を他種のフィン１２ｂで形成する場合と比較してフィン１２面積の増加を図ることができるとともに、一種のフィン１２ａの凹部１４を通じて水を管軸方向Ｙへと拡散させ、管外周面全体を濡らすことができる。

よって、第３実施形態における伝熱管３１の管外熱伝達率を向上させることができる。

本発明における伝熱管は、前記構成に限らず、例えば、図示しないが高さの低い側（Ｈ２）の他種のフィン１２ｂにも、該フィン１２ｂの長さ方向に沿って凸部１３と凹部１４とを形成してもよく、また、一種のフィン１２ａと他種のフィン１２ｂとのそれぞれにおいて、凸部１３と凹部１４のピッチを、異なる長さで形成することができる。

さらにまた、上述したように、管外周面に高さ（Ｈ１，Ｈ２）が異なるフィン１２ａ，１２ｂは、２種類で形成するに限らず、高さがそれぞれ異なるフィン１２を３種類以上、混在させたり、管軸方向Ｙに沿って如何なる割合で混在させたりして形成してもよい。

（第４実施形態）
第４実施形態における伝熱管４１は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、その内周面に多数の凸状リッジ４３（線状突起部）が螺旋状に形成されている。
なお、図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ第４実施形態における伝熱管１１の内面に形成した凸状リッジ４３の例を示す横断面図、縦断面図である。

また、前記凸状リッジ４３は、素管の管外周面にフィン１２を加工する前に転造法により加工され、横断面のリッジ数３０、リッジねじれ角４６°、リッジ高さ０．２ｍｍで形成している。

このように、第４実施形態における伝熱管４１は、内周面に多数の凸状リッジ４３を形成したことにより、表３に示すように、内周面に凸状リッジ４３を形成していない伝熱管と比較して、管内を流れる冷媒の乱流が促進されるとともに、管内面の伝熱面積が増大して熱通過率Ｋが向上する。さらに、管外周面に前記凸部１３と前記凹部１４とを備えたフィン１２を形成することにより、より一層、管外熱伝達率を向上させることができる。
なお、表３は、管内リッジの有無による熱通過率Ｋの違いを示す表であり、第４実施形態の伝熱管４１の熱通過率Ｋは、比較例として用いたリッジなしの伝熱管の熱通過率を１００としたときの比率で表した。
ここで、熱通過率Ｋは、管外熱伝達率と管内熱伝達率の両方の効果を加味した値であり、数値が大きいほど伝熱管の伝熱性能が高くなる。熱通過率Ｋの定義は、次式で表される。

第１実施形態における伝熱管の構成説明図。第１実施形態における伝熱管の構成説明図。第１実施形態における伝熱管の製造方法の例を示す工程説明図。第１実施形態における伝熱管の伝熱性能の測定に用いた装置の説明図。冷媒水流量を変化させたときの管外熱伝達率における第１実施形態における伝熱管と従来の伝熱管との比較説明図。第３実施形態における伝熱管の部分正面図。第４実施形態における伝熱管の部分正面図。従来の伝熱管の構成説明図。

１１，３１，４１…伝熱管
１２，１２ａ，１２ｂ…フィン
１３…凸部
１４…凹部
１２Ｔ…フィン頂部

Claims

管外周面から螺旋状に突き出したフィンを形成し、該フィンに、フィンの長さ方向に沿って凸部と凹部とが正逆状に繰り返し形成された伝熱管であって、
前記凸部の長さを、
前記凹部の長さ以下で形成し、
隣り合う前記凸部同士の間隔を、
１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成し、
前記凹部に対する前記凸部の長さの比率を、
０．２５から１の範囲内で形成し、
前記凸部と前記凹部との、前記フィンの長さ方向に沿う繰り返しのピッチを、
１．０ｍｍから１０ｍｍの範囲内で形成し、
前記管外周面に対するフィンの前記凸部の高さを、
０．２ｍｍから０．９５ｍｍの範囲内で形成し、
フィン頂部に対する前記凹部を、
０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲内の深さで形成するとともに、少なくとも前記管外周面以上の高さで形成し、
前記フィンは、当該伝熱管を管軸方向に沿って切断した断面で１インチあたり１９枚から５０枚の範囲内で形成し、
前記フィンを、管軸に対するねじれ角度を７０〜８５度で形成したことを特徴とする
伝熱管。