JPH02242091A - 液―液式熱交換器用伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、管の内側を流通せしめられる液体と、管の外
側を流通せしめられる液体との間の熱交換を行なう液−
液式の熱交換器用伝熱管に係り、特に管壁が管外方に屈
曲・突出せしめられることによって、管軸方向に螺旋状
に延びるように形成された構造のフィンを備えた液−液
式の熱交換器用伝熱管における伝熱性能を向上させるた
めの技術に関するものである。

（背景技術） 吸収式冷凍器や吸収式ヒートポンプ等の熱交換器の中に
、伝熱管の内外面に接触するようにそれぞれ液体を流通
せしめて、その管の内外で流通せしめられる液体間の熱
交換を行なうようにした液−液式の熱交換器がある。そ
して、そのような液−液式の熱交換器に用いられる伝熱
管として、従来より、管壁が管外方に屈曲・突出せしめ
られることによって、管軸方向に螺旋状に延びるように
形成されたフィンを有するものが知られており、それは
、例えば特公昭５３−２５８３０号公報に示される手法
等に従って製造されている。

そして、かかる螺旋状のフィンを備えた伝熱管は、平滑
管に比べて伝熱性能が著しく優れているため、熱交換器
の高性能化・小型化を図る上で、平滑管よりも極めて有
利であり、また平滑管に比べて曲げ易いため、配管が容
易であるといった利点も有していることが認められてい
る。

ところで、このような螺旋状のフィンを備えた伝熱管に
おいては、従来、フィンの管軸方向におけるピッチ（Ｐ
）と管内径（Ｄりとの比率（Ｐ／Ｄム）が、ｌよりも大
きく設定されていると共に、フィン内の管内側に開口す
る螺旋溝の１／２の深さ位置における溝幅（Ｓ）が、ｌ
ｌｌ１１よりも大きな幅において設定されているが、本
発明者等の研究によれば、このような寸法条件の従来の
伝熱管は、伝熱性能の面において決して最適とは言い難
く、未だ改良の余地のあることが判明した。

（解決課Ｂ） ここにおいて、本発明は、本発明者等が、前述の如き螺
旋状のフィンを備えた構造の液−液式熱交換器用伝熱管
において、伝熱性能の面より最適の管形状を確立すべく
、種々の研究を重ねた結果、完成されたものであって、
その解決すべき課題とするところは、前述の如き螺旋状
のフィンを備えた構造の液−液式熱交換器用伝熱管にし
て、従来よりも伝熱性能に優れた伝熱管の構造を確立す
ることにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、前述の如き、管壁が管外方に屈曲・突出せしめられ
ることによって、管軸方向に螺旋状に延びるように形成
されたフィンを有する液−液式の熱交換器用伝熱管にお
いて、フィンの管軸方向におけるピッチ（Ｐ）と管内径
（Ｄｉ）との比率（Ｐ／Ｄりを、１以下に設定すると共
に、フィン内の管内側に開口する螺旋溝の１／２の深さ
位置における溝幅（Ｓ）を、１ｍｍ以下に設定すること
としたのである。

（作用および具体的構成） このように、本発明に従って、フィンの管軸方向におけ
るピッチ（Ｐ）と管内径（Ｄｌ）との比率（Ｐ／Ｄム）
を、１以下に設定すると共に、フィン内の管内側に開口
する螺旋溝の１／２の深さ位置における溝幅（Ｓ）を、
１−以下に設定すれば、前記従来の寸法条件のものより
も、すなわちピッチ（Ｐ）と管内径（Ｄりとの比率（Ｐ
／Ｄｔ）が１よりも大きく、また溝幅（Ｓ）がｌａｗｓ
よりも大きいものよりも、その伝熱性能を更に一段と向
上せしめ得るのである。

なお、ここで、フィンのピッチＣＰ）と管内径（Ｄｚ）
との比率（Ｐ／Ｄりおよびフィン内の螺旋溝の溝幅（Ｓ
）の何れかが、前記本発明の条件（Ｐ　／　Ｄ　ｔ≦１
．３≦１閣）を逸脱するようになると、伝熱性能の向上
はそれ程期待できなくなるのであり、それ故、フィンの
ピッチ（Ｐ）と管内ｍ（Ｄｉ）との比率（Ｐ／Ｄ＋）お
よびフィン内の螺旋溝の溝幅（Ｓ）は、前記本発明の条
件を同時に満足させるようにする必要があるのである。

また、フィンのピッチ（Ｐ）と管内径（Ｄｌ）との比率
（Ｐ／Ｄ＋）およびフィン内の螺旋溝の溝幅（Ｓ）が、
何れも、あまり小さくなり過ぎると、伝熱性能が却って
低下する恐れがあるため、フィンノピッチ（Ｐ）と管内
径（Ｄりとの比率（Ｐ／Ｄｔ）は、０．５以上に設定す
ることが好ましく、また溝幅（Ｓ）は、０．５−以上に
設定することが望ましい。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その実施例を示すが、本発明がそのような実施例の記載
によって何等の制限をも受けるものではなく、本発明が
、その趣旨を逸脱しない範囲内において、他の態様によ
っても実施され得ることが、理解されるべきである。

先ず、同一寸法形状の銅製の平滑な素管から、第１図に
示される如き、管壁２が管外方に屈曲・突出せしめられ
て、管軸方向に螺旋状に延びるフィン４とされた構造の
、３種類の液−液式熱交換器用伝熱管を製造した。そし
て、そのうちの２種類（試作品Ａ、試作品Ｂ）のものに
ついては、下記第１表に示されるように、フィン４の管
軸方向におけるピッチ：Ｐと管内径＝Ｄｉとの比率二Ｐ
／Ｄ１、およびフィン４内の管内側に開口する螺旋溝６
の１／２の深さ位置における溝幅：Ｓが、本発明の条件
ＣＰ／Ｄ！≦１．Ｓ≦１ｍ＊）を満足するように、それ
らり、、Ｐ、Ｓを設定し、また残りの１種類（比較品）
については、本発明に従う試作品Ａ、Ｂと比較するため
に、ピッチ二Ｐと管内径＝Ｄｉとの比率：　Ｐ／Ｄ！お
よび螺旋溝６の溝幅：Ｓが、従来の伝熱管と同様の条件
（Ｐ　／　Ｄ　ｉ＞１．Ｓ＞１■）となるように、それ
らり、、Ｐ。

Ｓを設定した。

試作品Ａ、試作品Ｂおよび比較品は、内部に縮管量を規
制する部材を挿入した状態で、平滑管の軸心方向に圧縮
力を加えつつ、外部にフィンを転遺させるためのローラ
を押し付ける手法等、種々の手法に従って製造すること
が可能であるが、ここでは、特公昭５３−２５８３０号
公報に開示されている如き、平滑管の両端を把持装置に
て把持せしめ、平滑管内に縮管量規制部材を挿入した状
態で、その平滑管の細心方向に圧縮力を作用させつつ、
平滑管の両端を軸心回りに互いに反対方向に回転させる
手法で製造した。

なお、ここでは、フィン４は、試作品Ａ、試作品Ｂおよ
び比較品の何れについても、各３条（４ａ、４ｂ、４ｃ
）形成され〔従って、螺旋溝６も３条（６ａ、６ｂ、６
ｃ）形成される〕、第１図における各部の具体的な寸法
等については、それぞれ、下記第２表のように設定した
（ただし、溝幅：Ｓについては、第１表参照）、また、
これら】工」Ｌ−表 碧−≦Ｌ−表 そして、上述のような構造の試作品Ａ、試作品Ｂおよび
比較品を、逐次、水−水式二重管方式の熱交換器にセッ
トし、それら試作品Ａ、試作品Ｂおよび比較品について
、それぞれ、下記第３表に示す同一実験条件にて、熱通
過率：　Ｋ　（ｋｃａｌ／＋ｗ”ｈ’Ｃ）を測定・演算
し、その結果を第２図に示した。

なお、下記第３表における環状部は、供試管の管外面に
接触・流通せしめられる熱交換器の水流路部を示してい
る。

第２図の結果から明らかなように、本発明に従う試作品
Ａは、従来品である比較品と比べて、熱通過率：Ｋが１
割程度、また試作品Ｂは２割程度、向上しており、この
ことから、本発明に従う伝熱管の伝熱性能が、同種の従
来の伝熱管のそれに比べて、大幅に向上され得ることが
認められるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う、管壁が
管外方に屈曲・突出せしめられて、管軸方向に螺旋状に
延びるようにフィンが形成された構造の液−液式の熱交
換器用伝熱管においては、そのフィンの管軸方向におけ
るピッチ（Ｐ）と管内径ＬＤ、）との比率（Ｐ／ＤＪ）
が、１以下に設定されると共に、フィン内の螺旋溝の１
／２の深さ位置における溝幅（Ｓ）が、１ｍ以下に設定
されていることにより、この種の従来の液−液式熱交換
器用伝熱管よりも、伝熱性能が更に向上せしめられ、そ
れ故に、液−液式熱交換器の高性能化・小型化を図る上
において更に有利となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の対象とする液−液式熱交換器用伝熱
管の一例を説明するための説明図であり、第２図は、本
発明が適用された第１図に示す構造の伝熱管の熱通過率
と、従来の寸法条件が適用された第１図に示す構造の伝
熱管の熱通過率を比較して示すグラフである。 ２：管壁　　４　（４ａ、４ｂ、４ｃ）：フィン６　（
６ａ、６ｂ、６ｃ）：螺旋溝 り、：管内径　　　　Ｐ：フィンピッチＳ：溝輻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 管壁が管外方に屈曲・突出せしめられて形成された構造
   の、管軸方向に螺旋状に延びるフィンを有し、管の内外
   に流通せしめられる液体間の熱交換を行なうようにした
   液−液式の熱交換器用伝熱管において、 前記フィンの管軸方向におけるピッチ（Ｐ）と管内径（
   Ｄ＿ｉ）との比率（Ｐ／Ｄ＿ｉ）を、１以下に設定する
   と共に、該フィン内の管内側に開口する螺旋溝の１／２
   の深さ位置における溝幅（Ｓ）を、１ｍｍ以下に設定し
   たことを特徴とする液−液式熱交換器用伝熱管。