JPH07225090A - 熱交換器用伝熱管 - Google Patents
熱交換器用伝熱管Info
- Publication number
- JPH07225090A JPH07225090A JP3913294A JP3913294A JPH07225090A JP H07225090 A JPH07225090 A JP H07225090A JP 3913294 A JP3913294 A JP 3913294A JP 3913294 A JP3913294 A JP 3913294A JP H07225090 A JPH07225090 A JP H07225090A
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- Japan
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- transfer tube
- heat transfer
- groove
- heat
- heat exchanger
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向
上させ、熱交換器のコストダウンや小型化に貢献するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明の熱交換器用伝熱管は、断面が円弧状
に形成され、螺旋状に形成された溝１２と、管軸に対し
て一方に傾斜した傾斜面１３を先端に有した突起１１を
内面に有して構成されている。
上させ、熱交換器のコストダウンや小型化に貢献するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明の熱交換器用伝熱管は、断面が円弧状
に形成され、螺旋状に形成された溝１２と、管軸に対し
て一方に傾斜した傾斜面１３を先端に有した突起１１を
内面に有して構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器用伝熱管に関
し、特に、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させた熱
交換器用伝熱管に関する。
し、特に、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させた熱
交換器用伝熱管に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷暖房装置等における熱交換器は、伝熱
管に熱媒体となる液体またはその蒸気（以下、冷媒とい
う）を通し、冷媒を蒸発または凝縮させることにより、
冷房または暖房を行うものである。特に、ヒートポンプ
式冷暖房装置の熱交換器では、冷媒の流通方向によって
蒸発と凝縮がそれぞれ行え、１台の装置で冷房と暖房が
行えるようになっている。
管に熱媒体となる液体またはその蒸気（以下、冷媒とい
う）を通し、冷媒を蒸発または凝縮させることにより、
冷房または暖房を行うものである。特に、ヒートポンプ
式冷暖房装置の熱交換器では、冷媒の流通方向によって
蒸発と凝縮がそれぞれ行え、１台の装置で冷房と暖房が
行えるようになっている。
【０００３】現在、このような熱交換器用伝熱管とし
て、例えば、内面に長手方向に連続した螺旋状の溝と突
起を有した内面溝付伝熱管が広く用いられている。
て、例えば、内面に長手方向に連続した螺旋状の溝と突
起を有した内面溝付伝熱管が広く用いられている。
【０００４】この内面溝付伝熱管は、管内面の表面積、
すなわち、熱媒体用液体との接触面積が平滑面より大き
いこと、また、管内面が環状の凸凹のために冷媒液がよ
く攪拌され、乱流作用によって熱交換が促進されること
から、平滑管に比べて熱交換効率が高いという利点を有
している。
すなわち、熱媒体用液体との接触面積が平滑面より大き
いこと、また、管内面が環状の凸凹のために冷媒液がよ
く攪拌され、乱流作用によって熱交換が促進されること
から、平滑管に比べて熱交換効率が高いという利点を有
している。
【０００５】また、最近では、伝熱面積を更に高めるた
めに、突起の高さ（もしくは溝の深さ）を大きくした
り、突起（もしくは溝）のピッチ，或いは突起の頂角を
小さくすると共に、溝を台形状にすることが実施されて
いる。図６は、その種の伝熱管２１を示し、台形状の溝
２２が長手方向に連続して螺旋状に形成され、その間に
二等辺三角形状の突起２３が設けられている。
めに、突起の高さ（もしくは溝の深さ）を大きくした
り、突起（もしくは溝）のピッチ，或いは突起の頂角を
小さくすると共に、溝を台形状にすることが実施されて
いる。図６は、その種の伝熱管２１を示し、台形状の溝
２２が長手方向に連続して螺旋状に形成され、その間に
二等辺三角形状の突起２３が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の熱交換
器用伝熱管によると、上記のような対策を施しているに
もかかわらず、以下のような問題がある。 (1) 伝熱管を蒸発器に適用した場合、図７および図８に
おいて、溝２２に沿って矢印Ｃ方向に回転しながら矢印
Ｂ方向に流れる液冷媒２４の蒸発が進行するにつれ、液
冷媒２４中の冷凍機油２６の濃度が増大し、これによっ
て液冷媒２４の液上げ効果を減少して、伝熱管２１の蒸
発性能が大幅に低下してしまう。また、図９に示すよう
な伝熱管２１の後端の過熱域においては内面に油膜が形
成され、更に蒸発性能の低下を招く。この油膜は冷凍機
油２６の粘度が高い程、蒸発過程の初期段階から生じ、
且つ、膜厚も大きくなる。 (2) 伝熱管を凝縮器に適用した場合、図７および図８に
おいて、矢印Ａ方向に送られる蒸気冷媒２５の凝縮によ
って生じた凝縮液２４が溝２２に沿って下降し、更には
矢印Ｄ方向に回転しながら凝縮器の後端部に送られるこ
とになり、伝熱管２１の内面全体に凝縮液２４による均
一で厚い膜が形成される。このように凝縮液２４による
厚い膜が形成されると、軸流方向、つまり、矢印Ａ方向
に供給される蒸気冷媒２５の熱抵抗を増大させ、凝縮性
能を低下させる。 (3) 伝熱管と放熱フィンとの組立て時の拡管工程におい
て、伝熱管に浸入する拡管治具（ビレット）により突起
先端が変形し、台形あるいは凹凸面等の形成によって著
しく伝熱管の凝縮および蒸発性能を低下させることがあ
る。 (4) 以上の蒸発および凝縮における伝熱管の性能低下に
より、熱交換器の目的とする熱交換両を得るに必要な伝
熱管の長さが増大し、熱交換器のコストアップや大型化
を招く。
器用伝熱管によると、上記のような対策を施しているに
もかかわらず、以下のような問題がある。 (1) 伝熱管を蒸発器に適用した場合、図７および図８に
おいて、溝２２に沿って矢印Ｃ方向に回転しながら矢印
Ｂ方向に流れる液冷媒２４の蒸発が進行するにつれ、液
冷媒２４中の冷凍機油２６の濃度が増大し、これによっ
て液冷媒２４の液上げ効果を減少して、伝熱管２１の蒸
発性能が大幅に低下してしまう。また、図９に示すよう
な伝熱管２１の後端の過熱域においては内面に油膜が形
成され、更に蒸発性能の低下を招く。この油膜は冷凍機
油２６の粘度が高い程、蒸発過程の初期段階から生じ、
且つ、膜厚も大きくなる。 (2) 伝熱管を凝縮器に適用した場合、図７および図８に
おいて、矢印Ａ方向に送られる蒸気冷媒２５の凝縮によ
って生じた凝縮液２４が溝２２に沿って下降し、更には
矢印Ｄ方向に回転しながら凝縮器の後端部に送られるこ
とになり、伝熱管２１の内面全体に凝縮液２４による均
一で厚い膜が形成される。このように凝縮液２４による
厚い膜が形成されると、軸流方向、つまり、矢印Ａ方向
に供給される蒸気冷媒２５の熱抵抗を増大させ、凝縮性
能を低下させる。 (3) 伝熱管と放熱フィンとの組立て時の拡管工程におい
て、伝熱管に浸入する拡管治具（ビレット）により突起
先端が変形し、台形あるいは凹凸面等の形成によって著
しく伝熱管の凝縮および蒸発性能を低下させることがあ
る。 (4) 以上の蒸発および凝縮における伝熱管の性能低下に
より、熱交換器の目的とする熱交換両を得るに必要な伝
熱管の長さが増大し、熱交換器のコストアップや大型化
を招く。
【０００７】従って、本発明の目的は蒸発時と凝縮時の
熱交換効率を向上させ、熱交換器のコストダウンや小型
化に貢献することができる熱交換器用伝熱管を提供する
ことである。
熱交換効率を向上させ、熱交換器のコストダウンや小型
化に貢献することができる熱交換器用伝熱管を提供する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させ、熱交換器
のコストダウンや小型化に貢献するため、突起の先端に
管軸に対して一方に傾斜した傾斜面を形成すると共に、
溝の断面を円弧状に形成した熱交換器用伝熱管を提供す
るものである。
み、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させ、熱交換器
のコストダウンや小型化に貢献するため、突起の先端に
管軸に対して一方に傾斜した傾斜面を形成すると共に、
溝の断面を円弧状に形成した熱交換器用伝熱管を提供す
るものである。
【０００９】上記突起は、傾斜面の幅と、傾斜面の下縁
から突起と溝の境界までの長さの和が溝の深さの半分以
上の寸法値を有していることが望ましい。
から突起と溝の境界までの長さの和が溝の深さの半分以
上の寸法値を有していることが望ましい。
【００１０】また、上記熱交換器用伝熱管は、内部に充
填した熱媒体を蒸発させるとき、熱媒体を傾斜面の背面
方向から循環させ、熱媒体を凝縮させるとき、熱媒体を
傾斜面の正面方向から循環させる構成を有している。
填した熱媒体を蒸発させるとき、熱媒体を傾斜面の背面
方向から循環させ、熱媒体を凝縮させるとき、熱媒体を
傾斜面の正面方向から循環させる構成を有している。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の熱交換器用伝熱管について添
付図面を参照しながら詳細に説明する。
付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】図１および図２には、本発明の一実施例の
伝熱管１０の部分断面構造が示されている。この伝熱管
１０は、図６の伝熱管５１と同様、内面に長手方向に連
続した螺旋状の溝１２と突起１１を有しており、突起１
１の先端に管軸に対して一方に傾斜した傾斜ガイド面１
３が形成され、且つ、溝１２の断面が円弧状に形成され
た構成を有している。
伝熱管１０の部分断面構造が示されている。この伝熱管
１０は、図６の伝熱管５１と同様、内面に長手方向に連
続した螺旋状の溝１２と突起１１を有しており、突起１
１の先端に管軸に対して一方に傾斜した傾斜ガイド面１
３が形成され、且つ、溝１２の断面が円弧状に形成され
た構成を有している。
【００１３】突起１１は、傾斜ガイド面１３の幅Ｗと、
傾斜ガイド面１３の下縁からこの突起１１と溝１２の境
界までの長さｌ1 の和が溝の深さｌ2 の半分以上の寸法
値を有していることが最も好ましい。
傾斜ガイド面１３の下縁からこの突起１１と溝１２の境
界までの長さｌ1 の和が溝の深さｌ2 の半分以上の寸法
値を有していることが最も好ましい。
【００１４】このような構成を有する伝熱管１０は、内
部に充填した熱媒体（液冷媒）を蒸発させるとき、熱媒
体を傾斜ガイド面１３の背面方向、すなわち、矢印Ａ方
向から循環させ、熱媒体（蒸気冷媒）を凝縮させると
き、熱媒体を傾斜ガイド面１３の正面方向、すなわち、
矢印Ｂ方向から循環させられる。
部に充填した熱媒体（液冷媒）を蒸発させるとき、熱媒
体を傾斜ガイド面１３の背面方向、すなわち、矢印Ａ方
向から循環させ、熱媒体（蒸気冷媒）を凝縮させると
き、熱媒体を傾斜ガイド面１３の正面方向、すなわち、
矢印Ｂ方向から循環させられる。
【００１５】以下、本発明の伝熱管の動作を説明する。 (1) 蒸発時 伝熱管１０の内部で液冷媒２４を蒸発させる場合、液冷
媒２４を傾斜ガイド面１３の傾斜方向と反対方向、すな
わち、矢印Ａ方向から流すが、このとき、突起１１の先
端に傾斜ガイド面１３が形成されているため、液冷媒２
４の溝１２への進入が容易となる。すなわち、液冷媒２
４に矢印Ｅ方向の流れが生じるため、突起１１による液
冷媒２４の液上り効果がより高められ、冷凍機油２６の
濃度上昇による油膜の形成を伝熱管１０の内部上下面に
均一にし、蒸発性能を向上させることかできる。また、
溝１２を断面円弧状に形成することにより、蒸発時の高
乾き度域における冷凍機油２６の滴を効果的に溝１２に
収液させることができ、突起１１の傾斜ガイド面１３に
より、蒸発による蒸気冷媒２５の矢印Ｅ方向の流れを促
進し、冷凍機油２６の流れを効果的にして過熱域におけ
る蒸発性能を向上させることができる。
媒２４を傾斜ガイド面１３の傾斜方向と反対方向、すな
わち、矢印Ａ方向から流すが、このとき、突起１１の先
端に傾斜ガイド面１３が形成されているため、液冷媒２
４の溝１２への進入が容易となる。すなわち、液冷媒２
４に矢印Ｅ方向の流れが生じるため、突起１１による液
冷媒２４の液上り効果がより高められ、冷凍機油２６の
濃度上昇による油膜の形成を伝熱管１０の内部上下面に
均一にし、蒸発性能を向上させることかできる。また、
溝１２を断面円弧状に形成することにより、蒸発時の高
乾き度域における冷凍機油２６の滴を効果的に溝１２に
収液させることができ、突起１１の傾斜ガイド面１３に
より、蒸発による蒸気冷媒２５の矢印Ｅ方向の流れを促
進し、冷凍機油２６の流れを効果的にして過熱域におけ
る蒸発性能を向上させることができる。
【００１６】(2) 凝縮時 伝熱管１０の内部で蒸気冷媒２５を凝縮させる場合、蒸
気冷媒２５を傾斜ガイド面１３の傾斜方向、すなわち、
矢印Ｂ方向から流すが、このとき、突起１１の先端に傾
斜ガイド面１３が形成されているため、蒸気冷媒２５が
溝１２に進入し難くなる。すなわち、蒸気冷媒２５に矢
印Ｆ方向の流れが生じ、蒸気冷媒２５の液上り効果が低
減される。このため、伝熱管１０の内部上面に凝縮し易
い液膜の薄い凝縮面を確保することができ、また、凝縮
液２４は突起１１の傾斜ガイド面１３を介して矢印Ｂ方
向に流れ易くなり、突起１１の先端から凝縮液２４の離
脱が促進することから凝縮性能を向上させることができ
る。
気冷媒２５を傾斜ガイド面１３の傾斜方向、すなわち、
矢印Ｂ方向から流すが、このとき、突起１１の先端に傾
斜ガイド面１３が形成されているため、蒸気冷媒２５が
溝１２に進入し難くなる。すなわち、蒸気冷媒２５に矢
印Ｆ方向の流れが生じ、蒸気冷媒２５の液上り効果が低
減される。このため、伝熱管１０の内部上面に凝縮し易
い液膜の薄い凝縮面を確保することができ、また、凝縮
液２４は突起１１の傾斜ガイド面１３を介して矢印Ｂ方
向に流れ易くなり、突起１１の先端から凝縮液２４の離
脱が促進することから凝縮性能を向上させることができ
る。
【００１７】また、放熱フィンを取り付ける場合、突起
１１の先端が傾斜ガイド面１３によって傾斜しているた
め、拡管治具の侵入による突起１１の形状変化を低減す
ることができ、突起１１の変形による蒸発および凝縮性
能の低下を防止することができる。
１１の先端が傾斜ガイド面１３によって傾斜しているた
め、拡管治具の侵入による突起１１の形状変化を低減す
ることができ、突起１１の変形による蒸発および凝縮性
能の低下を防止することができる。
【００１８】このように突起１１の先端に傾斜ガイド面
１３を形成し、溝１２を断面円弧状にすると、蒸発時と
凝縮時の熱媒体の流れを良好にすると共に、放熱フィン
を取り付ける場合の突起の形状変化を低減することがで
き、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させることがで
る。その結果、熱交換器で熱交換に必要な伝熱管の長さ
を短縮することができ、熱交換器のコストダウンや小型
化に貢献することができる。なお、図３に示すように、
突起１１の傾斜ガイド面１３が図１とは反対に形成され
ている場合、熱媒体の循環方向を逆転させれば良い。ま
た、これらの効果を得るためには、傾斜ガイド面１３の
幅Ｗと、傾斜ガイド面１３の下縁から突起１１と溝１２
の境界までの長さｌ1 の和を溝の深さｌ2 の半分以上の
寸法値としておくことが大切である。
１３を形成し、溝１２を断面円弧状にすると、蒸発時と
凝縮時の熱媒体の流れを良好にすると共に、放熱フィン
を取り付ける場合の突起の形状変化を低減することがで
き、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させることがで
る。その結果、熱交換器で熱交換に必要な伝熱管の長さ
を短縮することができ、熱交換器のコストダウンや小型
化に貢献することができる。なお、図３に示すように、
突起１１の傾斜ガイド面１３が図１とは反対に形成され
ている場合、熱媒体の循環方向を逆転させれば良い。ま
た、これらの効果を得るためには、傾斜ガイド面１３の
幅Ｗと、傾斜ガイド面１３の下縁から突起１１と溝１２
の境界までの長さｌ1 の和を溝の深さｌ2 の半分以上の
寸法値としておくことが大切である。
【００１９】図４および図５には、本発明の他の実施例
の伝熱管１０が示されている。これらの実施例の伝熱管
１０は、図１および図３の実施例の伝熱管１０に対し、
突起１１と溝１２の捩じれ方向を逆にしたものであり、
図４は図１の伝熱管１０の傾斜ガイド面１３の傾斜方向
が同一になっており、また、図５は図３の伝熱管１０の
傾斜ガイド面１３の傾斜方向が同一になっている。この
ような伝熱管１０においても、図１および図３の伝熱管
１０と同じ効果を得ることができる。
の伝熱管１０が示されている。これらの実施例の伝熱管
１０は、図１および図３の実施例の伝熱管１０に対し、
突起１１と溝１２の捩じれ方向を逆にしたものであり、
図４は図１の伝熱管１０の傾斜ガイド面１３の傾斜方向
が同一になっており、また、図５は図３の伝熱管１０の
傾斜ガイド面１３の傾斜方向が同一になっている。この
ような伝熱管１０においても、図１および図３の伝熱管
１０と同じ効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
用伝熱管によると、突起の先端に管軸に対して一方に傾
斜した傾斜面を形成すると共に、溝の断面を円弧状に形
成したため、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させ、
熱交換器のコストダウンや小型化に貢献することができ
る。
用伝熱管によると、突起の先端に管軸に対して一方に傾
斜した傾斜面を形成すると共に、溝の断面を円弧状に形
成したため、蒸発時と凝縮時の熱交換効率を向上させ、
熱交換器のコストダウンや小型化に貢献することができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す部分断面図。
【図２】本発明の一実施例を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す部分断面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す部分断面図。
【図５】本発明の第４の実施例を示す部分断面図。
【図６】従来の熱交換器用伝熱管を示す側面断面図。
【図７】従来の熱交換器用伝熱管の作動状態を示す側面
断面図。
断面図。
【図８】従来の熱交換器用伝熱管の作動状態を示す断面
図。
図。
【図９】従来の熱交換器用伝熱管の過熱域における作動
状態を示す部分断面図。
状態を示す部分断面図。
【符号の説明】 １０ 伝熱管 １１ 突起 １２ 溝 １３ 傾斜
ガイド面 ２１ 伝熱管 ２２ 溝 ２３ 突起 ２４ 液冷
媒（凝縮液） ２５ 蒸気冷媒 ２６ 冷凍
機油
ガイド面 ２１ 伝熱管 ２２ 溝 ２３ 突起 ２４ 液冷
媒（凝縮液） ２５ 蒸気冷媒 ２６ 冷凍
機油
Claims (3)
- 【請求項１】 内面に連続した螺旋状の溝を形成するこ
とにより、これらの間にリブ状の突起を設けて成る熱交
換器用伝熱管において、 前記突起は管軸に対して一方に傾斜した傾斜面を先端に
有し、 前記溝は断面が円弧状に形成されていることを特徴とす
る熱交換器用伝熱管。 - 【請求項２】 前記突起は、前記傾斜面の幅と、前記突
起の前記傾斜面の下縁から前記突起と前記溝の境界まで
の長さの和が前記溝の深さの半分以上の寸法値を有して
いる構成の請求項１の熱交換器用伝熱管。 - 【請求項３】 内面に連続した螺旋状の溝を形成するこ
とにより、これらの間にリブ状の突起を設けて成る熱交
換器用伝熱管において、 前記突起は管軸に対して一方に傾斜した傾斜面を先端に
有し、 前記溝は断面が円弧状に形成され、 内部に充填した熱媒体を蒸発させるとき、前記熱媒体を
前記傾斜面の背面方向から循環させ、前記熱媒体を凝縮
させるとき、前記熱媒体を前記傾斜面の正面方向から循
環させることを特徴とする熱交換器用伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3913294A JPH07225090A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 熱交換器用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3913294A JPH07225090A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 熱交換器用伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225090A true JPH07225090A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=12544585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3913294A Pending JPH07225090A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 熱交換器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07225090A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038812A3 (en) * | 1999-11-19 | 2002-05-10 | Mitsubishi Shindo Kk | Heat exchanger tube with grooved inner surface, tube expansion method therefor, and device for manufacture thereof |
| JP2013178138A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体冷却装置及び熱交換器 |
| CN107752788A (zh) * | 2016-08-16 | 2018-03-06 | 深圳市联创三金电器有限公司 | 空气炸锅装置 |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP3913294A patent/JPH07225090A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038812A3 (en) * | 1999-11-19 | 2002-05-10 | Mitsubishi Shindo Kk | Heat exchanger tube with grooved inner surface, tube expansion method therefor, and device for manufacture thereof |
| JP2013178138A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体冷却装置及び熱交換器 |
| CN107752788A (zh) * | 2016-08-16 | 2018-03-06 | 深圳市联创三金电器有限公司 | 空气炸锅装置 |
| CN107752788B (zh) * | 2016-08-16 | 2024-04-05 | 深圳市联创三金电器有限公司 | 空气炸锅装置 |
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