JPH08327273A - 熱交換機の交換円管 - Google Patents
熱交換機の交換円管Info
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- JPH08327273A JPH08327273A JP8054811A JP5481196A JPH08327273A JP H08327273 A JPH08327273 A JP H08327273A JP 8054811 A JP8054811 A JP 8054811A JP 5481196 A JP5481196 A JP 5481196A JP H08327273 A JPH08327273 A JP H08327273A
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- ribs
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
好な気化効率あるいは凝縮効率を利点に結び付き、他方
で交換円管を製造するために一段圧印法を使用できる、
内部表面模様を有する交換円管を提供する。 【解決手段】 滑らかな外部表面2と模様を付けた内部
表面3を有し、この内部表面が交換円管1の長手軸6に
対して 90 °からずれた角度αで延びる、傾いた立ち上
がり部分8,リブ7により横方向制限された通路13お
よびリブ7に成形され横に延びる凹部14を備えた平行
なリブ7で形成され、凹部14の中心縦面MLEが交換
円管1の長手軸6に対して 90 °からずれた角度γの方
向に進む、熱交換機の交換円管にあって、凹部14が表
面8,10,11に関して微細の粗さ16を有し、頭部
側を丸めたリブ7を縦断面で正弦波状に構成して形成さ
れ、隣接するリブ7の対向する立ち上がり部分8)が丸
みを付けた移行部11により通路の底部12に連結す
る。
Description
面と模様を付けた内部表面を有し、この内部表面が交換
円管の長手軸に対して 90 °からずれた角度で延びる、
傾いた立ち上がり部分、リブにより横方向制限された通
路およびリブに成形され横に延びる凹部を備えた平行な
リブで形成され、凹部の中心縦面が交換円管の長手軸に
対して 90°からずれた角度の方向に進む、熱交換機の
交換円管に関する。
米国特許第 53 32 034号明細書を掲げることができる。
この場合、リブとこれ等のリブにより横方向制限される
チャンネルがそれぞれ一つの台形状の断面を有する。リ
ブの横断面の体積は、通路の横断面より約半分大きく設
計されている。
れる。この場合、リブから成形された材料は凹部の端面
で通路に湾曲する。凹部の底は通路の底に対してある間
隔を保っている。周知の交換円管の製造は、先ず、二段
ロール法で後で内部表面の模様が金属ベルトの片側で発
生し、次いで金属ベルトが内部にある金属面模様を有す
るスリット円管に変形され、その後、スリットの縁部を
溶接することにより行われる。
上げ経費が嵩む。これは経済性に影響を当たる多数のロ
ール圧印工具を必要とする。リブの凹部は最初のロール
工程で圧印加工されたリブの最初の体積成分をロールし
て生じる。リブの初めの体積成分は直ぐ隣に配分され
る。しかし、単位長当たりの重量を取り立てて低減する
ことにならない。
の表面が一様であるため、凝縮を遅らせる割れるのが難
しい凝縮フィルムとなるので、熱絶縁特性の遮断膜が形
成する。蒸発には僅かな角部が蒸発泡の芽として使用さ
れる。
として、この発明の課題は、一方でリブの重量を低減し
た場合に一様で良好な気化効率あるいは凝縮効率を利点
に結び付き、他方で交換円管を製造するために一段圧印
法を使用できる、内部表面模様を有する交換円管を提供
することにある。
により、滑らかな外部表面2と模様を付けた内部表面3
を有し、この内部表面が交換円管1の長手軸6に対して
90 °からずれた角度αで延びる、傾いた立ち上がり部
分8,リブ7により横方向制限された通路13およびリ
ブ7に成形され横に延びる凹部14を備えた平行なリブ
7で形成され、凹部14の中心縦面MLEが交換円管1
の長手軸6に対して 90 °からずれた角度γの方向に進
む、熱交換機の交換円管にあって、凹部14が表面8,
10,11に関して微細の粗さ16を有し、頭部側を丸
めたリブ7を縦断面で正弦波状に構成して形成され、隣
接するリブ7の対向する立ち上がり部分8)が丸みを付
けた移行部11により通路の底部12に連結することに
よって解決されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
部しかなく、鋭い角部をなくしたこのような内部の粗い
表面模様を形成する。その結果、ただ一段のローラー圧
印により粗い表面模様を特に有利に発生させることがで
きる。従って、装置技術上の経費が大幅に低減する。
模様との間の熱伝達が強力になることに関して、リブの
表面が通路の底まで更に目的とする微細粗さを備えてい
ると言う利点がある。これは、特に冷媒を凝縮したり蒸
発したりする場合、交換円管を対応する熱交換機に組み
入れる時に分かる。リブの横断面積は、リブの数を多く
するために低減される。これにより、熱交換する表面模
様を大きくし、熱の移行を改善できる。これに関連し
て、ほっそりとしてリブ、つまり狭い通路を発生させる
こともできる。ヘッド側を丸めたリブは、特に交換円管
で移動する器具により拡げて交換円管を熱交換機のフィ
ンに入れる場合、リブの頭部を僅かに偏平にするので、
開き難い凝縮膜を形成することにも有効になると言う利
点がある。それでも、微細粗さにより大きなリブの表面
のため有効な気化にとって有利な多数の突出部、角部、
尖り部分や窪みが蒸発泡の芽として用意され、これには
大量の材料を必要としない。
の内部模様および/または微細粗さに応じて粗い模様が
あってもよい。この発明を応用することは、金属、特に
銅や銅合金の交換円管で行われる。この種の交換円管
は、例えば丸いあるいは卵形の横断面を有しいてもよ
い。丸い交換円管の外径は好ましくは約 6 mm 〜 20 mm
である。
行であるが、リブの長手方向に互いにずれ延びているこ
とがこの発明により想像できる。従って、請求項2の構
成では、凹部の中心長手面が隣のリブに揃って延びてい
る。リブの表面の微細な粗さは種々の方法で実現でき
る。例えば、吹付コランダムで面を粗くすることも考え
られる。更に、リブの表面に直線状の微細溝の形の刻み
を入れることも想像できる(請求項3)。これ等の微細
溝は互いに平行に延びていると有利である。しかし、そ
の長手方向はリブの長手方向とはずれいる。
手方向からずれた十文字状に交差する微細溝で形成され
ていてもよい。通しの微細溝の代わりに、点状の窪みを
用いてもよい。これ等の窪みも同じように直線状あるい
は十文字状に間隔をおいて連続的に配置されていてもよ
い。微細粗さの発生も種々の方法で行える。この場合、
有利な実施態様が請求項5の構成に与えてある。ここで
は、リブの表面の微細粗さが、例えばコランダムのよう
な硬質粒子を吹き付けて、あるいはレーザービームを交
差走査させて形成される。この場合、表面模様を既に付
けた初期材料(薄板帯)を適当に加工するか、あるいは
圧印ローラ自体に所望の負の微細粗さを付けることが可
能である。
ともできる。内部試験によれば、一様で良好な凝縮効率
と気化効率を得るため、請求項6により微細粗さの深さ
を 0.075 mm あるいはそれ以下に設定すると有利であ
る。請求項7によれば、リブの立ち上がり角度は 5°〜
60 °, 好ましくは 10 °〜 40 °である。こうして、
非常にほっそりとしたリブの輪郭を作製できる。
求項8の構成により1 °〜 89 °,好ましくは 20 °〜
55 °で行われる。更に、この発明の枠内では、請求項
9によりリブの長手方向と凹部の中心長手面との間でな
す角度が 90 °およびそれ以下に設計されている場合に
効果的である。
の間隔が 0.10 mm〜 2.0 mm,好ましくは 0.26 mm〜 0.6
mm であると有利である。リブの高さは、円管の直径に
応じて請求項11により 0.03 mm〜 1.0 mm,好ましくは
0.05 mm〜 0.35 mmに設計されていると効果的である。
その外、この発明によれば、請求項12により一つのリ
ブの隣接する二つの凹部の間隔が 0.2 mm 〜 4.0 mm,好
ましくは 0.3 mm 〜 1.0 mm であると有利である。
一つの面上にあるべきではない。凹部の底と通路の底部
の間の間隔は少なくとも 0.01 mmとなる。請求項14の
構成により、凹部の底と通路の底部が同一の平面内にあ
ることも考えられる。
より詳しく説明する。図1には冷媒を凝縮したり気化す
る詳しく図示しない熱交換機に対する長手継ぎ目溶接し
た交換円管の長手部分に記号1が付けてある。外部横断
面と内部横断面で円形の交換円管1には、滑らかな外部
表面2と模様を付けた内部表面3とがある。場合によっ
て、互いに平行に延びる多数の交換円管1により貫通さ
れる熱交換機のフィンに交換円管1を固定するため、交
換円管1はその外径に合ったフィンの開口に導入され、
開口に広がって固定される。このため、適当に形成され
た図示しない拡張器具を交換円管1により移動させる。
外径Dを有する。交換円管1の作製は、銅製の詳しく図
示していない両側が平坦な薄板帯から行われる。薄板帯
を一段ローラ圧印工程にかけ、その際、図2と図3の図
面に対応して薄板帯4の片側は磨きがかかている(交換
円管1の外部表面2)および他の側には模様を付けた表
面(交換円管1の内面)がある。ただ溶接に使用する薄
板帯4の縁領域5(図2)が模様の付けられていない状
態である。ローラ圧印の後、薄板帯4はスリット円管に
成形され、次いで長手継ぎ目溶接され、長手方向に分割
される。
5に基づきより詳しく説明する。この模様は、交換円管
1の長手軸6に対して 45 °の角度αで平行に進む傾い
た立ち上がり部分8(図3と図4)を有するリブ7(図
2と図3)を有する。リブ7の立ち上がり角度βは、こ
の実施例の場合、20°であり、隣接する二つのリブ7の
間隔Aは 0.35 mmである(図2と図4)。このリブの高
さHは 0.30 mmに達する。底部領域でリブ7に接続する
基礎部分9は 0.3 mm の厚さD1 を有する(図5)。
10も立ち上がり部分8から通路の底部12への移行部
分11も丸くなっていることが分かる。リブ7の横断面
積は二つのリブ7の間の通路13の横断面積より小さく
設計されている。特に図3と図5に示してあるように、
各リブ7は長手方向の断面で見て正弦波状の櫛の波形を
有する。リブ7の長手方向のこの正弦波状の波形櫛によ
り、リブ7内で横に延びる凹部14が形成されている。
これに関連して図2が示すように、隣接する二つのリブ
7の凹部14は交換円管1の長手軸6に対して 45 °の
角度γで揃って相前後して配置されている。リブ7の長
手方向LRと凹部14の中心縦面MLEの間で成す角度
δは 90 °である。リブ7の長手方向に隣接する二つの
凹部14の間隔A1 は 0.50 mmであり(図2と図5),
通路の底部12と凹部の底15の間隔A2 は 0.01 mmで
ある。これ等の凹部14は 0.25 mmの深さT1 を有する
(図4と図5)。
図面の図5から分かるように、リブ7の表面8,10,
11,つまり頭部領域10,立ち上がり部分8および立
ち上がり部分8から通路の底部12に移行する領域1
1,場合によっては、通路の底部12にも、微細な粗さ
16がある。この粗さの深さは 0.005 mm である。微細
な粗さ16の作製は、この実施例の場合、ロール圧印で
直接行われる。このため、圧印ローラにはコランダムに
よるサンドブラストで負のぼけた表面模様が付けてあ
る。この模様は交換円管1の内面3に表面模様を付ける
ことを保証する。
す交換円管1は、滑らかな内面を有する交換円管に比べ
るだけでなく、内部に溝を付けた交換円管に比べても、
非常に良好な熱伝播係数k′(W/mK) を有する。この事
情は、効率の比較実験により確認された図6と図7のブ
ラフから、付加的な説明なしに理解できる。図6が凝縮
の場合で、試験における動作条件と管のパラメータは表
1のようであった。
のパラメータは表2のようであった。
機の交換円管により、一方でリブの重量を低減した場合
に一様で良好な気化効率あるいは凝縮効率を利点に結び
付き、他方で交換円管を製造するために一段圧印法を使
用できる。
大図、
する効率比較のグラフ(凝縮の場合),図中の記号A,
B,Cはそれぞれ表1の管の形状に関する分類記号A,
B,Cに対応する。
する効率比較のグラフ(気化の場合),図中の記号A,
B,Cはそれぞれ表2の管の形状に関する分類記号A,
B,Cに対応する。
の移行部 12 通路の底部 13 通路 14 凹部 15 凹部の底 16 微細な粗さ A 隣接する二つのリブ7の間隔 A1 一つのリブ7の上で隣接する二つのMLE
の間隔 A2 通路の底部と凹部の底の間隔 D 交換円管の外径 D1 薄板帯の基礎部分の厚さ H リブの高さ LR リブの長手方向 MLE 異なったリブ7の直接隣接する凹部1
4の中間縦面 T 微細な粗さの深さ T1 凹部の深さ α 交換円管の長手軸とリブの間の角度 β リブの立ち上がり角度 γ 交換円管の長手軸とMLEの間の角度 δ LRとMLEの間の角度
Claims (14)
- 【請求項1】 滑らかな外部表面(2)と模様を付けた
内部表面(3)を有し、この内部表面が交換円管(1)
の長手軸(6)に対して 90 °からずれた角度(α)で
延びる、傾いた立ち上がり部分(8),リブ(7)によ
り横方向制限された通路(13)およびリブ(7)に成
形され横に延びる凹部(14)を備えた平行なリブ
(7)で形成され、凹部(14)の中心縦面(MLE)
が交換円管(1)の長手軸(6)に対して 90 °からず
れた角度(γ)の方向に進む、熱交換機の交換円管にお
いて、凹部(14)が表面(8,10,11)に関して
微細の粗さ(16)を有し、頭部側を丸めたリブ(7)
を縦断面で正弦波状に構成して形成され、隣接するリブ
(7)の対向する立ち上がり部分(8)が丸みを付けた
移行部(11)により通路の底部(12)に連結するこ
とを特徴とする交換円管。 - 【請求項2】 隣接するリブ(7)の凹部(14)の中
心縦面(MLE)は揃って延びていることを特徴とする
請求項1に記載の交換円管。 - 【請求項3】 リブの表面(8,10,11)の微細な
粗さ(16)がリブ(7)の長手方向(LR)からずれ
た互いに平行に延びる微細な溝で形成されていることを
特徴とする請求項1または2に記載の交換円管。 - 【請求項4】 リブの表面(8,10,11)の微細な
粗さ(16)がリブ(7)の長手方向(LR)からずれ
た十文字に交わる微細な溝で形成されていることを特徴
とする請求項1または2に記載の交換円管。 - 【請求項5】 微細な粗さ(16)は粒子の吹付によ
り、あるいはレーザービームにより作製されることを特
徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項6】 微細な粗さ(16)の深さ(T)は 0.0
75あるいはそれ以下に設計されていることを特徴とする
請求項1〜5の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項7】 リブ(7)の立ち上がり角度(β)は 5
°〜 60 °, 好ましくは 10 °〜 40 °であることを特
徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項8】 リブ(7)の長手方向(LR)は交換円
管(1)の長手軸(6)に対して 1°〜 89 °, 好まし
くは 20 °〜 55 °の角度(α)で延びていることを特
徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項9】 リブ(7)の長手方向(LR)と凹部
(14)の中心縦面(MLE)の間のなす角度(δ)は
90 °またはそれ以下に設計されていることを特徴とす
る請求項1〜8の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項10】 隣接する二つのリブ(7)の間隔
(A)は 0.10 mm〜 2.0mm,好ましくは 0.26 mm〜 0.6
mm であることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項
に記載の交換円管。 - 【請求項11】 リブ(7)の高さ(H)は 0.03 mm〜
1.0 mm,好ましくは0.05 mm〜 0.35 mmであることを特
徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の交換円
管。 - 【請求項12】 一つのリブ(7)の隣接する二つの凹
部(14)の間隔(A1 )は 0.2 mm 〜 4.0 mm,好まし
くは 0.3 mm 〜 1.0 mm であることを特徴とする請求項
1〜11の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項13】 凹部の底部(15)は通路の底部(1
2)の間隔に配置されていることを特徴とする請求項1
〜12の何れか1項に記載の交換円管。 - 【請求項14】 凹部の底部(15)は通路の底部(1
2)と同じ面内に配置されていることを特徴とする請求
項1〜12の何れか1項に記載の交換円管。
Applications Claiming Priority (2)
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DE19510124A DE19510124A1 (de) | 1995-03-21 | 1995-03-21 | Austauscherrohr für einen Wärmeaustauscher |
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Family Applications (1)
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ES (1) | ES2143102T3 (ja) |
GR (1) | GR3033193T3 (ja) |
PT (1) | PT733871E (ja) |
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