JPH0250086A - 管内凝縮用伝熱管およびその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱交換器用の伝熱管とくに冷媒を当該管内で
凝縮させて熱交換する管内凝縮用伝熱管およびその製造
方法に関するものである。

［従来の技術１ 冷凍・空気調和器やヒートポンプなどにおける熱交換器
には、冷媒を管内に通し、当該冷媒を管内でｉｓさせる
ことにより必要な熱交換を行なわせる管内凝縮用の伝熱
管が使用されている。

このような伝熱管の内面は、当初は平滑なものであった
が、熱力学的研究が進むにつれ、管内面は平滑のままで
はなく所定の凹凸を形成させた方が熱伝達率が良くなる
ことがわかり、最近では第４図に示すように伝熱管１０
−の内面にらせん状の連続溝１−を形成させたものが主
流を占めるようになった。

このようにらせん消１−を形成することの効果として、
一つにはそれにより管内面の表面積が大きくなり伝熱面
積が増大することがあげられる。

しかし、それだけではなく、管内にらせん状の凹凸が存
在することで流通する冷媒が撹拌乱流化され、それによ
って熱伝達率が向上することになるし、管内で冷媒を沸
騰させて熱交換する場合には、管内に流れる冷媒液がら
せん消１−１１−に沿ってかき上げられ、管内面全体が
冷媒液でぬらされることによる熱伝達率の向上効果を期
待することもできるものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記内面らせん清付き伝熱管は、前記したようなすぐれ
た熱伝達特性を有するが、すべてにおいて好都合なわけ
ではない、とくに管内で冷媒を凝縮させて使用する場合
にはつぎのような問題点がある。

すなわち、管内で凝縮した冷媒液は重力により管の下方
に溜り、管の下側を流れることになるが、らせん清１−
１■−か存在するために液化した冷媒の流れか円滑にい
かず、らせん清１−９１−による前記かき上げ現象が起
り、管内面全体をぬらすような結果になる。

このように管内面が液でぬらされると、管内壁面と気体
である冷ａ蒸気とが直接的に接触しないために、熱伝達
率を大ｒｊＪに低下させてしまうおそれかある。この故
に、凝縮用の伝熱管の場合には、管内壁面と冷媒蒸気と
がより多くの表面積において直接的に接触できるように
することがより重要である。

本発明の目的は、上記のような実情にかんがみ、凝縮用
伝熱管において液化した冷媒の流れを円滑にし、前記冷
媒液のかき上げ現象の発生を大巾に抑制し、凝縮熱伝達
率を格段に増大させ得る新規な凝縮用伝熱管およびその
製造方法を堤供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の要旨は、管の内面に￥１方向に平行な平
行溝と該溝と角度をなす傾斜溝あるいは直交溝が形成さ
れてなる管内凝縮用伝熱管にあり、第２の要旨は長尺平
板の［１１方向中央部側に長手方向に角度を有する溝を
形成し、その両端側に長手方向に平行に伸びる平行溝を
形成し、これら講が内側になるようにして管状に成形し
て端縁の合わせ目をシーム溶接する管内凝縮Ｉ＃１（伝
熱管の製造方法にある。

［作用］ 管内面のらせん状溝により冷媒蒸気に乱流か生じ、伝熱
効果を向上させ得る一方、平行溝側か下側となるように
設置することで、液化した冷媒を円滑に流し、前記した
冷ａ液のかき上げを抑止し、管内壁面に不必要な液膜が
形成されるのを防止することができる。

また、平行溝側でシーム溶接して管体とすれば、溶接部
の肉厚はつねに一定となり、安定した品質良好な溶接管
を製造することができる。さらに溶接前の平板の状態に
おいて溝付は加工すれば、複雑な清でも容易に形成する
ことができる。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例図面を参照し説明する。

第１図は、本発明に係る伝熱管１ｏの実施例の−を示す
横断面を有する欠截縦断面図である。

１．１は長手方向に対し角度をもって形成された傾斜溝
であり、前記従来例におけるらせん消１−に相当する。

２．２は第１図の横断面図部分よりわかるように、伝熱
管１０の下側となる部分に形成された管長手方向に平行
な平行溝である。

本発明に係る伝熱管１０の内面は上記のように構成され
ているから、伝熱管１０内の冷媒蒸気は傾斜溝１，１に
より乱流化され、すぐれた熱交換効率を発揮して凝縮し
、かくして液化した冷媒液は傾斜溝１，１に治って流下
し、伝熱管１０の下方に溜り流れる。しかして、本発明
に係る伝熱管１０の下側部には平行溝２，２が形成され
ており、液化凝縮した冷媒液はこの平行溝２，２内をき
わめて円滑に流れることができ、先にみた従来例におけ
るようならせん清による冷媒液のがきけ現象の如き挙動
は起らない、従って従来例におけるように、管内壁面が
冷媒液で不必要にぬらされて伝熱効率を大きく劣化させ
るおそれはそれにより十分に解消される。

上記した平行溝２．２の有する作用効果を参酌すれば、
平行溝２．２の形成域はさほど広くとる必要はなく、傾
斜溝１，１の有する冷媒蒸気の撹乱による伝熱効率の向
上効果を考慮し、平行溝２゜２の形成比をより小さくし
、管断面の１／２以下となるようにする′のが好ましい
。

以上のように構成される伝熱管１０を製造するには、つ
ぎのようにするのが簡易でありかつ効率的である。

管体をＪＭ［するための長尺平板を用意し、溝付きロー
ルと平ロールをもって圧延し長尺平板の片面に溝付は加
工をする。この際、平板の中央部側には前記した傾斜溝
１．１を形成するための長手方向に角度を存する清を付
け、両端側には前記した平行溝２，２を形成するための
長手方向に平行な溝付けをする。溝付けした平板を当該
溝が内側となるようにして管状に成形し、端縁の合わせ
目を第１図に示すようにシーム溶接１１するのである。

このようにずれば、シーム溶接１１する際の端縁部の厚
さは長手方向に均一となり、一定の溶接粂件に従って安
定した高品質のシーム溶接を行なうことかできる。因み
に傾斜溝側で溶接すれば、清の有無により長手方向の板
厚は不均一となり、安定した溶接をするには高度の技術
か要求されることになるのである。溶接部の位置につい
ては、平行溝形成域内であればその効果に変りがなく、
必ずしも第１図に示すように平行溝の中央位置に限定す
る必要はない。しかし、左右対称となる加工を行ない応
力上の°均衡を図るといった見地よりすれば中央位置が
好ましいことは勿論である。

上記のように溝付は加工を平板の状態で行なえば、管内
に対して行なう加工に比べ加工が容易であり、たとえ複
雑な溝形状であっても切削など常用の手段により容易に
形成し得るという大きなメリットを発揮することができ
る。

なお、溝付は加工においては、伝熱管の内圧強度、拡管
性などを考慮すれば溝部底の肉厚を傾斜溝部１および平
行溝部２ともにほぼ等しくなるようにすることが望まし
い。

第２図は、傾斜溝の一つの典型例として長手方向に直交
する直交溝３．３を形成した他の実施例を示す縦断面図
である。傾斜溝１，１が直交溝３゜３となっている以外
第１図の構成と特に変るところはない、直交溝３，３と
することにより冷奴蒸気の撹乱効果の向上と液化した冷
媒の管底部への回収の迅速性を期待するものである。

第３図はさらに別な実施例を示す縦断面図であり、傾斜
１１ａ、Ｉａに対しこれと交差する方向に別な傾斜溝１
ｂ、ｌｂを形成し、とくに冷媒蒸気の撹乱を促進させよ
うとするものである。他の構成は第１図の場合と変ると
ころはない。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る伝熱管によれば、冷媒の凝縮
熱伝達率を著しく向上させることができ、熱交換器の小
型化ひいては冷媒装置の小型化を達成することが可能と
なり、設（Ｉｔｆｉ費やランニングコストの低減を図り
得るなど、その工業上の価値は非常に大きなものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る伝熱管の実施例の−を示す横断面
を有する欠截縦断面図、第２および３図は本発明に係る
別な２様の実施例を示す縦断面図、第４図は従来例を示
す縦断面図である。 １、ｌａ、ｌｂ：傾斜溝、 ２：平行溝、 ３：直交溝、 １０：伝熱管、 １１：シーム溶接部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）管の内面に管軸方向に平行な平行溝と該溝と角度
   をなす傾斜溝あるいは直交溝が形成されてなる管内凝縮
   用伝熱管。
2. （２）長尺平板の巾方向中央部側に長手方向に角度を有
   する溝を形成し、その両端側に長手方向に平行に伸びる
   平行溝を形成し、これら溝が内側になるようにして管状
   に成形して端縁の合わせ目をシーム溶接する管内凝縮用
   伝熱管の製造方法。