JPH10267578A - 伝熱管およびそれを用いた熱交換器 - Google Patents
伝熱管およびそれを用いた熱交換器Info
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- JPH10267578A JPH10267578A JP6796497A JP6796497A JPH10267578A JP H10267578 A JPH10267578 A JP H10267578A JP 6796497 A JP6796497 A JP 6796497A JP 6796497 A JP6796497 A JP 6796497A JP H10267578 A JPH10267578 A JP H10267578A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全流量域に渡って高い熱伝達率が得られる伝
熱性能の向上した伝熱管およびそれを用いた熱交換器を
提供する。 【解決手段】 管内周面に複数の突条３を管軸方向に対
して螺旋状に形成し、突条３を、山頂角が１０度〜６０
度の範囲内で断面山形状に形成した先端部と、管内周面
と突条側面とのなす角が３０度〜９０度の範囲内で断面
矩形状に形成した軸部とにより構成したものである。
熱性能の向上した伝熱管およびそれを用いた熱交換器を
提供する。 【解決手段】 管内周面に複数の突条３を管軸方向に対
して螺旋状に形成し、突条３を、山頂角が１０度〜６０
度の範囲内で断面山形状に形成した先端部と、管内周面
と突条側面とのなす角が３０度〜９０度の範囲内で断面
矩形状に形成した軸部とにより構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍・空調装置に
用いられる熱交換器と、その熱交換器の蒸発管および凝
縮管として主に使用される伝熱管とに関するものであ
る。
用いられる熱交換器と、その熱交換器の蒸発管および凝
縮管として主に使用される伝熱管とに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えばハイドロクロロフルオロカーボン
類であるＨＣＦＣ−２２などの冷媒を作動流体とする従
来の冷凍・空調装置の熱交換器に用いられる伝熱管とし
ては、管内周面に複数の突条が螺旋状に形成された螺旋
溝付管、または、管内周面に螺旋方向が異なる２つの突
条が２つ組み合わされて螺旋状に複数形成された溝付管
（以下、ダブル溝付管という）などがある。
類であるＨＣＦＣ−２２などの冷媒を作動流体とする従
来の冷凍・空調装置の熱交換器に用いられる伝熱管とし
ては、管内周面に複数の突条が螺旋状に形成された螺旋
溝付管、または、管内周面に螺旋方向が異なる２つの突
条が２つ組み合わされて螺旋状に複数形成された溝付管
（以下、ダブル溝付管という）などがある。
【０００３】図８は冷凍・空調装置に用いられる熱交換
器の模式図、図９は熱交換器に用いられている従来の伝
熱管の斜視図、その斜視図のＣ−Ｃ１展開図および斜視
図Ｄ部分の拡大断面図である。図において、１１はほぼ
中間点においてＵ字状に折り曲げられた（折り曲げ部１
１ｃ）螺旋溝付管１１ａまたはダブル溝付管１１ｂであ
る伝熱管、１２は縦に所定間隔をおいて平行に複数枚配
列されたフィンで、伝熱管１１はフィン１２に対して垂
直にかつ隣接して設置され、各フィン１２を貫通してい
る。１３は隣接する伝熱管１１の端部を結合するＵ字型
ベンドで、伝熱管１１、フィン１２およびベンド１３に
よって熱交換器１が構成されている。そして、冷媒は伝
熱管１１およびベンド１３の内部を流れてフィン１２間
を流れる空気との間で熱交換し、伝熱管１１内において
は冷媒の蒸発あるいは凝縮の相変化が起こる。
器の模式図、図９は熱交換器に用いられている従来の伝
熱管の斜視図、その斜視図のＣ−Ｃ１展開図および斜視
図Ｄ部分の拡大断面図である。図において、１１はほぼ
中間点においてＵ字状に折り曲げられた（折り曲げ部１
１ｃ）螺旋溝付管１１ａまたはダブル溝付管１１ｂであ
る伝熱管、１２は縦に所定間隔をおいて平行に複数枚配
列されたフィンで、伝熱管１１はフィン１２に対して垂
直にかつ隣接して設置され、各フィン１２を貫通してい
る。１３は隣接する伝熱管１１の端部を結合するＵ字型
ベンドで、伝熱管１１、フィン１２およびベンド１３に
よって熱交換器１が構成されている。そして、冷媒は伝
熱管１１およびベンド１３の内部を流れてフィン１２間
を流れる空気との間で熱交換し、伝熱管１１内において
は冷媒の蒸発あるいは凝縮の相変化が起こる。
【０００４】また、伝熱管１１である螺旋溝付管１１ａ
は、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、その管内周面に
複数の突条１４が管軸方向に対して螺旋状に多数形成さ
れており、伝熱管１１であるダブル溝付管１１ｂは、図
９（ｄ），（ｅ）に示すように、管内周面に螺旋方向が
異なる２つの突条１６が２つ組み合わされて管内周全体
でほぼＷ字状になるように管軸方向に対して螺旋状に複
数形成されている。そして、螺旋溝付管１１ａおよびダ
ブル溝付管１１ｂは、造管および溶接加工を経て形成さ
れ、図９（ｂ），（ｄ）に示すように、造管加工前の平
板状の伝熱面（造管加工後の管内周面）において溝加工
を施した後、伝熱面の両端部１８ａ，１８ｂを溶接して
平板状から管状に造管する。
は、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、その管内周面に
複数の突条１４が管軸方向に対して螺旋状に多数形成さ
れており、伝熱管１１であるダブル溝付管１１ｂは、図
９（ｄ），（ｅ）に示すように、管内周面に螺旋方向が
異なる２つの突条１６が２つ組み合わされて管内周全体
でほぼＷ字状になるように管軸方向に対して螺旋状に複
数形成されている。そして、螺旋溝付管１１ａおよびダ
ブル溝付管１１ｂは、造管および溶接加工を経て形成さ
れ、図９（ｂ），（ｄ）に示すように、造管加工前の平
板状の伝熱面（造管加工後の管内周面）において溝加工
を施した後、伝熱面の両端部１８ａ，１８ｂを溶接して
平板状から管状に造管する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の熱
交換器１においては、その伝熱管１１である螺旋溝付管
１１ａまたはダブル溝付管１１ｂ内を流れる冷媒とフィ
ン１２間を流れる空気との間で熱交換されるとき、蒸発
熱および凝縮熱が発生するが、これらの熱の伝達率は大
きければ大きいほど螺旋溝付管１１ａまたはダブル溝付
管１１ｂである伝熱管１１の伝熱性能が高くなることに
なる。
交換器１においては、その伝熱管１１である螺旋溝付管
１１ａまたはダブル溝付管１１ｂ内を流れる冷媒とフィ
ン１２間を流れる空気との間で熱交換されるとき、蒸発
熱および凝縮熱が発生するが、これらの熱の伝達率は大
きければ大きいほど螺旋溝付管１１ａまたはダブル溝付
管１１ｂである伝熱管１１の伝熱性能が高くなることに
なる。
【０００６】図１０および図１１は螺旋溝付管１１ａと
ダブル溝付管１１ｂの平均蒸発熱伝達率および平均凝縮
熱伝達率を示す線図で、曲線ａが螺旋溝付管１１ａ、曲
線ｂがダブル溝付管１１ｂを示している。図１０，１１
から明らかなように、螺旋溝付管１１ａは、質量速度の
大きな高流量域あるいは質量速度の小さな低流量域のい
ずれでも蒸発熱伝達率および凝縮熱伝達率がダブル溝付
管１１ｂに比べて低くなっており、螺旋溝付管１１ａと
ダブル溝付管１１ｂとではダブル溝付管１１ｂを伝熱管
１１として用いることが好ましいことがわかる。しかし
ながら、ダブル溝付管１１ｂは、質量速度の大きな高流
量域では螺旋溝付管１１ａよりも大きな熱伝達率を示す
ものの、質量速度の小さな低流量域では螺旋溝付管１１
ａとほぼ等しい熱伝達率まで低下してしまう。この傾向
は単一冷媒や混合冷媒に関わらず同様である。なお、図
１１においてダブル溝付管１１ｂの凝縮熱伝達率が低流
量域においても螺旋溝付管１１ａより大きな値を示すの
は、図９（ｃ），（ｅ）に示すように、この場合のダブ
ル溝付管１１ｂの突条１６が螺旋溝付管１１ａの突条１
４に比べて凝縮に有利な高くて細い形状であるためであ
る。
ダブル溝付管１１ｂの平均蒸発熱伝達率および平均凝縮
熱伝達率を示す線図で、曲線ａが螺旋溝付管１１ａ、曲
線ｂがダブル溝付管１１ｂを示している。図１０，１１
から明らかなように、螺旋溝付管１１ａは、質量速度の
大きな高流量域あるいは質量速度の小さな低流量域のい
ずれでも蒸発熱伝達率および凝縮熱伝達率がダブル溝付
管１１ｂに比べて低くなっており、螺旋溝付管１１ａと
ダブル溝付管１１ｂとではダブル溝付管１１ｂを伝熱管
１１として用いることが好ましいことがわかる。しかし
ながら、ダブル溝付管１１ｂは、質量速度の大きな高流
量域では螺旋溝付管１１ａよりも大きな熱伝達率を示す
ものの、質量速度の小さな低流量域では螺旋溝付管１１
ａとほぼ等しい熱伝達率まで低下してしまう。この傾向
は単一冷媒や混合冷媒に関わらず同様である。なお、図
１１においてダブル溝付管１１ｂの凝縮熱伝達率が低流
量域においても螺旋溝付管１１ａより大きな値を示すの
は、図９（ｃ），（ｅ）に示すように、この場合のダブ
ル溝付管１１ｂの突条１６が螺旋溝付管１１ａの突条１
４に比べて凝縮に有利な高くて細い形状であるためであ
る。
【０００７】つまり、ダブル溝付管１１ｂにおいては、
図９（ｄ），（ｅ）に示すように、高流量域では突条１
６間の溝部１７に沿って流れる冷媒の液膜の速度が速い
ため、隣接する螺旋方向が異なる溝部１７ａ，１７ｂと
の交差部１７ｃで液膜同志が衝突して伝熱促進に寄与す
る乱れが発生するが、低流量域では液膜の速度が遅くな
りこのような液膜の衝突効果が小さくなるため、熱伝達
率が低下してしまうという問題があった。また、螺旋溝
付管１１ａにおいては、図９（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、突条１４間の溝部１５で螺旋溝付管１１ａの底部の
液膜を頂部へ引き上げようとする毛細管力が生じ、これ
が伝熱を促進する。すなわち、冷媒の蒸発では毛細管力
によって引き上げられた冷媒と管内周面が接する有効伝
熱面積が増大して熱伝達率が促進され、凝縮では毛細管
力によって引き上げられた冷媒の液膜で埋もれない突条
１４の先端部１４ａで非常に高い凝縮熱伝達率が得られ
る。しかしながら、ダブル溝付管１１ｂにおいては隣接
する螺旋方向が異なる溝部１７ａ，１７ｂとの交差部１
７ｃで溝幅Ｇ２が他の部分より大きくなるため、この交
差部１７ｃで毛細管力が非常に小さくなり、高い熱伝達
率を示す領域が減少して熱伝達率が低下してしまうとい
う問題があった。
図９（ｄ），（ｅ）に示すように、高流量域では突条１
６間の溝部１７に沿って流れる冷媒の液膜の速度が速い
ため、隣接する螺旋方向が異なる溝部１７ａ，１７ｂと
の交差部１７ｃで液膜同志が衝突して伝熱促進に寄与す
る乱れが発生するが、低流量域では液膜の速度が遅くな
りこのような液膜の衝突効果が小さくなるため、熱伝達
率が低下してしまうという問題があった。また、螺旋溝
付管１１ａにおいては、図９（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、突条１４間の溝部１５で螺旋溝付管１１ａの底部の
液膜を頂部へ引き上げようとする毛細管力が生じ、これ
が伝熱を促進する。すなわち、冷媒の蒸発では毛細管力
によって引き上げられた冷媒と管内周面が接する有効伝
熱面積が増大して熱伝達率が促進され、凝縮では毛細管
力によって引き上げられた冷媒の液膜で埋もれない突条
１４の先端部１４ａで非常に高い凝縮熱伝達率が得られ
る。しかしながら、ダブル溝付管１１ｂにおいては隣接
する螺旋方向が異なる溝部１７ａ，１７ｂとの交差部１
７ｃで溝幅Ｇ２が他の部分より大きくなるため、この交
差部１７ｃで毛細管力が非常に小さくなり、高い熱伝達
率を示す領域が減少して熱伝達率が低下してしまうとい
う問題があった。
【０００８】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、全流量域に渡って高い熱伝達率が
得られる伝熱性能の向上した伝熱管およびそれを用いた
熱交換器を提供することを目的としたものである。
めになされたもので、全流量域に渡って高い熱伝達率が
得られる伝熱性能の向上した伝熱管およびそれを用いた
熱交換器を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱交換器用
伝熱管は、管内周面に複数の突条を管軸方向に対して螺
旋状に形成し、突条を、山頂角が１０度〜６０度の範囲
内で断面山形状に形成した先端部と、管内周面と突条側
面とのなす角が３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に
形成した軸部とにより構成したものである。
伝熱管は、管内周面に複数の突条を管軸方向に対して螺
旋状に形成し、突条を、山頂角が１０度〜６０度の範囲
内で断面山形状に形成した先端部と、管内周面と突条側
面とのなす角が３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に
形成した軸部とにより構成したものである。
【００１０】また、突条の断面形状を、先端山形状、ほ
ぼ菱形状またはほぼ矢印状としたものである。
ぼ菱形状またはほぼ矢印状としたものである。
【００１１】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、熱交換器に設置したときの底部および頂部に
突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定された
幅で管軸方向に設けて２つの突条部を形成し、突条部の
一方の螺旋方向を他方の突条部の螺旋方向と異なるよう
にしたものである。
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、熱交換器に設置したときの底部および頂部に
突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定された
幅で管軸方向に設けて２つの突条部を形成し、突条部の
一方の螺旋方向を他方の突条部の螺旋方向と異なるよう
にしたものである。
【００１２】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条が形成されていない平滑部をあらかじめ
設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設
けて複数の突条部を形成したものである。
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条が形成されていない平滑部をあらかじめ
設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設
けて複数の突条部を形成したものである。
【００１３】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条の螺旋方向が他の螺旋方向と異なる方向
の突条部を管軸方向に対して垂直または螺旋状に少なく
とも１つ設けたものである。
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条の螺旋方向が他の螺旋方向と異なる方向
の突条部を管軸方向に対して垂直または螺旋状に少なく
とも１つ設けたものである。
【００１４】また、突条が形成されていない平滑部をあ
らかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺
旋状に設けて複数の突条部を形成したものである。
らかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺
旋状に設けて複数の突条部を形成したものである。
【００１５】さらに、各突条部を、突条の先端部によっ
て形成された突条先端線の延長線が隣接する突条部の突
条間の溝部に位置するように形成したものである。
て形成された突条先端線の延長線が隣接する突条部の突
条間の溝部に位置するように形成したものである。
【００１６】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、螺旋方向が異なる２つの突条をこの突条間の溝部
の幅が熱交換器に設置したときの底部で最大、頂部で最
小になるように管軸方向に対して螺旋状に複数形成した
ものである。
面に、螺旋方向が異なる２つの突条をこの突条間の溝部
の幅が熱交換器に設置したときの底部で最大、頂部で最
小になるように管軸方向に対して螺旋状に複数形成した
ものである。
【００１７】また、管軸方向のあらかじめ設定された間
隔毎に突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定
された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設けて
複数の突条部を形成したものである。
隔毎に突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定
された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設けて
複数の突条部を形成したものである。
【００１８】本発明に係る熱交換器は、フィンおよび伝
熱管を備えこの伝熱管内に冷媒を流して外部空気と熱交
換する熱交換器において、上述の伝熱管を少なくとも一
部に用いたものである。
熱管を備えこの伝熱管内に冷媒を流して外部空気と熱交
換する熱交換器において、上述の伝熱管を少なくとも一
部に用いたものである。
【００１９】
実施形態１．図１は本発明の第１の実施形態の一部を示
す斜視図、図２はそのＢ部分の拡大断面図である。図に
おいて、２は図８で説明した熱交換器１に用いられる伝
熱管で、管内周面に複数の突条３が管軸方向に対して螺
旋状に形成されている。また、突条３は、図２に示すよ
うに、山頂角θが１０度〜６０度の範囲内で断面山形状
に形成された先端部３ａと、管内周面と突条側面とのな
す角αが３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に形成さ
れた軸部３ｂとから構成され、突条３の高さＨは、伝熱
管２の管内径Ｒが７ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内にあるとき
０．１５ｍｍ以上管半径ｒ以内になるように形成されて
いる。そして、伝熱管２は、図８に示すように、そのほ
ぼ中間部においてＵ字状に折り曲げられ（折り曲げ部２
ａ）、フィン１２に対して垂直にかつ隣接して設置され
て各フィン１２を貫通し、隣接する伝熱管２の端部をベ
ンド１３によって結合させて熱交換器１を構成する。
す斜視図、図２はそのＢ部分の拡大断面図である。図に
おいて、２は図８で説明した熱交換器１に用いられる伝
熱管で、管内周面に複数の突条３が管軸方向に対して螺
旋状に形成されている。また、突条３は、図２に示すよ
うに、山頂角θが１０度〜６０度の範囲内で断面山形状
に形成された先端部３ａと、管内周面と突条側面とのな
す角αが３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に形成さ
れた軸部３ｂとから構成され、突条３の高さＨは、伝熱
管２の管内径Ｒが７ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内にあるとき
０．１５ｍｍ以上管半径ｒ以内になるように形成されて
いる。そして、伝熱管２は、図８に示すように、そのほ
ぼ中間部においてＵ字状に折り曲げられ（折り曲げ部２
ａ）、フィン１２に対して垂直にかつ隣接して設置され
て各フィン１２を貫通し、隣接する伝熱管２の端部をベ
ンド１３によって結合させて熱交換器１を構成する。
【００２０】このように構成した熱交換器１において、
伝熱管２およびベンド１３の内部に冷媒を流すと、その
冷媒とフィン１２間を流れる空気との間で熱交換が行わ
れ、伝熱管２内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変
化が起こる。そして、冷媒の凝縮では、突条３の先端部
３ａで凝縮した冷媒が先端部３ａから流れ落ち、軸部３
ｂを伝って突条３間の溝部４に流れ込む。この時、軸部
３ｂの側面と管内周面とのなす角αが３０度〜９０度の
範囲内であるため、冷媒は溝部４内に容易に流れ込み、
突条３の先端部３ａが冷媒の液膜に埋もれない状態が維
持されて、冷媒と伝熱管２の外部空気とが熱交換され
る。また、冷媒の蒸発では、凝縮の場合と同様に冷媒が
先端部３ａから流れ落ち、軸部３ｂを伝って突条３間の
溝部４に流れ込む。この時、軸部３ｂの側面と管内周面
とのなす角αが３０度〜９０度の範囲内であるため、図
９に示した従来の伝熱管１１の突条１４，１６の場合と
比較して突条３間の溝部４内に冷媒が保持されやすくな
り、沸騰が促進されるとともに冷媒と管内周面が接する
有効伝熱面積が増大し、冷媒は蒸発しつつ冷媒と伝熱管
２の外部空気との間で熱交換される。
伝熱管２およびベンド１３の内部に冷媒を流すと、その
冷媒とフィン１２間を流れる空気との間で熱交換が行わ
れ、伝熱管２内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変
化が起こる。そして、冷媒の凝縮では、突条３の先端部
３ａで凝縮した冷媒が先端部３ａから流れ落ち、軸部３
ｂを伝って突条３間の溝部４に流れ込む。この時、軸部
３ｂの側面と管内周面とのなす角αが３０度〜９０度の
範囲内であるため、冷媒は溝部４内に容易に流れ込み、
突条３の先端部３ａが冷媒の液膜に埋もれない状態が維
持されて、冷媒と伝熱管２の外部空気とが熱交換され
る。また、冷媒の蒸発では、凝縮の場合と同様に冷媒が
先端部３ａから流れ落ち、軸部３ｂを伝って突条３間の
溝部４に流れ込む。この時、軸部３ｂの側面と管内周面
とのなす角αが３０度〜９０度の範囲内であるため、図
９に示した従来の伝熱管１１の突条１４，１６の場合と
比較して突条３間の溝部４内に冷媒が保持されやすくな
り、沸騰が促進されるとともに冷媒と管内周面が接する
有効伝熱面積が増大し、冷媒は蒸発しつつ冷媒と伝熱管
２の外部空気との間で熱交換される。
【００２１】このように、伝熱管２の突条３の先端部３
ａをその山頂角θが１０度〜６０度の範囲内で断面山形
状に形成し、突条３の軸部３ｂをその側面と管内周面と
のなす角αが３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に形
成したので、熱交換時において伝熱管２での冷媒の凝縮
では、突条３の先端部３ａで凝縮した冷媒は先端部３ａ
から流れ落ちて突条３間の溝部４内に容易に流れ込み、
先端部３ａが冷媒の液膜に埋もれない状態が維持されて
常に高い凝縮熱伝達率が得られ、伝熱性能を向上させる
ことができる。また、冷媒の蒸発では、冷媒が突条３間
の溝部４内で保持されて沸騰が促進されるとともに、冷
媒と管内周面が接する有効伝熱面積を増大させることが
でき、伝熱性能が向上した伝熱管２を得ることができ
る。
ａをその山頂角θが１０度〜６０度の範囲内で断面山形
状に形成し、突条３の軸部３ｂをその側面と管内周面と
のなす角αが３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に形
成したので、熱交換時において伝熱管２での冷媒の凝縮
では、突条３の先端部３ａで凝縮した冷媒は先端部３ａ
から流れ落ちて突条３間の溝部４内に容易に流れ込み、
先端部３ａが冷媒の液膜に埋もれない状態が維持されて
常に高い凝縮熱伝達率が得られ、伝熱性能を向上させる
ことができる。また、冷媒の蒸発では、冷媒が突条３間
の溝部４内で保持されて沸騰が促進されるとともに、冷
媒と管内周面が接する有効伝熱面積を増大させることが
でき、伝熱性能が向上した伝熱管２を得ることができ
る。
【００２２】ここで、突条３の先端部３ａの山頂角θを
６０度を越えた大きさに形成すると、先端部３ａで凝縮
した冷媒が突条３間の溝部４内に流れにくくなるため先
端部３ａにとどまってしまい、先端部３ａが冷媒の液膜
に埋もれてしまって高い凝縮熱伝達率が得られない。ま
た、突条３の軸部３ｂの側面と管内周面とのなす角αを
９０度を越えた大きさに形成すると、溝部４内に冷媒が
保持されにくくなり、３０度より小さく形成すると、冷
媒が溝部４内に流れ込みにくくなるため、毛細管力が小
さくなって有効伝熱面積が減少し、高い蒸発熱伝達率が
得られない。したがって、山頂角θは１０度〜６０度の
範囲内が好ましく、軸部３ｂの側面と管内周面とのなす
角αは３０度〜９０度の範囲内が好ましい。
６０度を越えた大きさに形成すると、先端部３ａで凝縮
した冷媒が突条３間の溝部４内に流れにくくなるため先
端部３ａにとどまってしまい、先端部３ａが冷媒の液膜
に埋もれてしまって高い凝縮熱伝達率が得られない。ま
た、突条３の軸部３ｂの側面と管内周面とのなす角αを
９０度を越えた大きさに形成すると、溝部４内に冷媒が
保持されにくくなり、３０度より小さく形成すると、冷
媒が溝部４内に流れ込みにくくなるため、毛細管力が小
さくなって有効伝熱面積が減少し、高い蒸発熱伝達率が
得られない。したがって、山頂角θは１０度〜６０度の
範囲内が好ましく、軸部３ｂの側面と管内周面とのなす
角αは３０度〜９０度の範囲内が好ましい。
【００２３】なお、上述の実施形態では伝熱管２の突条
３を山頂角θが１０度〜６０度の範囲内で断面山形状に
形成された先端部３ａと、側面と管内周面とのなす角α
が３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に形成された軸
部３ｂにより構成し、突条３の断面形状を先端山形状に
形成した場合を示したが、図３（ａ）に示すように、突
条３の断面形状がほぼ菱形状になるように形成してもよ
く、図３（ｂ）に示すように、突条の断面形状がほぼ矢
印状になるように形成してもよい。これらの場合も同様
の効果を奏する。
３を山頂角θが１０度〜６０度の範囲内で断面山形状に
形成された先端部３ａと、側面と管内周面とのなす角α
が３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に形成された軸
部３ｂにより構成し、突条３の断面形状を先端山形状に
形成した場合を示したが、図３（ａ）に示すように、突
条３の断面形状がほぼ菱形状になるように形成してもよ
く、図３（ｂ）に示すように、突条の断面形状がほぼ矢
印状になるように形成してもよい。これらの場合も同様
の効果を奏する。
【００２４】実施形態２．図４は本発明の第２の実施形
態の一部を示すＡ−Ａ１展開図およびＡ−Ａ断面図で、
この実施形態は、第１の実施形態の伝熱管２（図１参
照）において、管内周面に複数の突条３を管軸方向に対
して螺旋状に形成するとともに、熱交換器１に設置した
ときの底部および頂部に突条３が形成されていない平滑
部５をあらかじめ設定された幅で管軸方向に設けて２つ
の突条部６Ａ，６Ｂを形成し、一方の突条部６Ａの螺旋
方向を他方の突条部６Ｂの螺旋方向と異なるように構成
したものである。
態の一部を示すＡ−Ａ１展開図およびＡ−Ａ断面図で、
この実施形態は、第１の実施形態の伝熱管２（図１参
照）において、管内周面に複数の突条３を管軸方向に対
して螺旋状に形成するとともに、熱交換器１に設置した
ときの底部および頂部に突条３が形成されていない平滑
部５をあらかじめ設定された幅で管軸方向に設けて２つ
の突条部６Ａ，６Ｂを形成し、一方の突条部６Ａの螺旋
方向を他方の突条部６Ｂの螺旋方向と異なるように構成
したものである。
【００２５】このように構成したこの実施形態において
も、第１の実施形態で説明した場合と同様に、熱交換器
１に設置された伝熱管２およびベンド１３の内部に図４
の矢印Ｘの方向（管軸方向）に冷媒を流すと、冷媒は伝
熱管２の底部から頂部に向かって突条３間の溝部４に沿
いかつ左右両側に旋回流を形成しながら流れて、フィン
１２間を流れる空気との間で熱交換が行われ、伝熱管２
内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変化が起こる。
冷媒の凝縮では、突条３の先端部３ａで凝縮した冷媒が
先端部３ａから流れ落ち、軸部３ｂを伝って突条３間の
溝部４に流れ込んで溜まるとともに、平滑部５で多量に
保持されて、冷媒と伝熱管２の外部空気とが熱交換され
る。そして、旋回流によって溝部４に挟まれた冷媒の液
膜は頂部に引き上げられて底部の液膜を薄くする。ま
た、冷媒の蒸発では、凝縮の場合と同様に冷媒が先端部
３ａから流れ落ち、軸部３ｂを伝って突条３間の溝部４
に流れ込んで平滑部５に多量に保持されるとともに、溝
部４に挟まれた冷媒の液膜は頂部に引き上げられて底部
の液膜を薄くし、冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積
を増大して冷媒と伝熱管２の外部空気が熱交換される。
も、第１の実施形態で説明した場合と同様に、熱交換器
１に設置された伝熱管２およびベンド１３の内部に図４
の矢印Ｘの方向（管軸方向）に冷媒を流すと、冷媒は伝
熱管２の底部から頂部に向かって突条３間の溝部４に沿
いかつ左右両側に旋回流を形成しながら流れて、フィン
１２間を流れる空気との間で熱交換が行われ、伝熱管２
内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変化が起こる。
冷媒の凝縮では、突条３の先端部３ａで凝縮した冷媒が
先端部３ａから流れ落ち、軸部３ｂを伝って突条３間の
溝部４に流れ込んで溜まるとともに、平滑部５で多量に
保持されて、冷媒と伝熱管２の外部空気とが熱交換され
る。そして、旋回流によって溝部４に挟まれた冷媒の液
膜は頂部に引き上げられて底部の液膜を薄くする。ま
た、冷媒の蒸発では、凝縮の場合と同様に冷媒が先端部
３ａから流れ落ち、軸部３ｂを伝って突条３間の溝部４
に流れ込んで平滑部５に多量に保持されるとともに、溝
部４に挟まれた冷媒の液膜は頂部に引き上げられて底部
の液膜を薄くし、冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積
を増大して冷媒と伝熱管２の外部空気が熱交換される。
【００２６】ところで、伝熱管２の造管工程は、通常、
伝熱管２のＵ字曲げ加工→フィン１２への挿入→ベンド
１３の取り付けの順に行われるため、伝熱管２はそのＵ
字曲げ部２ａ（図８参照）を中心に底部と頂部が逆転す
ることになる。しかしながら、この実施形態に係る伝熱
管２は底部と頂部の２個所に平滑部５を設けているの
で、底部と頂部が逆転して設置されても常に伝熱管２の
底部と頂部には平滑部５が位置し、この平滑部５に多量
の冷媒が保持される。
伝熱管２のＵ字曲げ加工→フィン１２への挿入→ベンド
１３の取り付けの順に行われるため、伝熱管２はそのＵ
字曲げ部２ａ（図８参照）を中心に底部と頂部が逆転す
ることになる。しかしながら、この実施形態に係る伝熱
管２は底部と頂部の２個所に平滑部５を設けているの
で、底部と頂部が逆転して設置されても常に伝熱管２の
底部と頂部には平滑部５が位置し、この平滑部５に多量
の冷媒が保持される。
【００２７】このように、管内周面に複数の突条３を管
軸方向に対して螺旋状に形成するとともに、底部および
頂部に平滑部５を管軸方向に設けて２つの突条部６Ａ，
６Ｂを形成し、一方の突条部６Ａの螺旋方向を他方の突
条部６Ｂの螺旋方向と異なるように構成したので、底部
から頂部に向かう冷媒の旋回流が溝部４に沿って左右両
側に形成され、突条３間の溝部４に挟まれた冷媒の液膜
が頂部へ引き上げられ易くなる。これにより、冷媒の蒸
発では、冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積が増大し
て熱伝達率が促進され、凝縮の場合も底部の液膜が薄く
なって突条３の先端部３ａの冷媒の液膜により埋もれて
いない領域が増加し、高い凝縮熱伝達率が得られて伝熱
性能を向上することができる。また、凝縮の場合、底部
に設けた平滑部５に多量の冷媒が保持されるので、側部
では突条３間の溝部４の液膜が薄くなって突条３の先端
部３ａの液膜により埋もれていない領域が増加し、高い
凝縮熱伝達率を得ることができる。
軸方向に対して螺旋状に形成するとともに、底部および
頂部に平滑部５を管軸方向に設けて２つの突条部６Ａ，
６Ｂを形成し、一方の突条部６Ａの螺旋方向を他方の突
条部６Ｂの螺旋方向と異なるように構成したので、底部
から頂部に向かう冷媒の旋回流が溝部４に沿って左右両
側に形成され、突条３間の溝部４に挟まれた冷媒の液膜
が頂部へ引き上げられ易くなる。これにより、冷媒の蒸
発では、冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積が増大し
て熱伝達率が促進され、凝縮の場合も底部の液膜が薄く
なって突条３の先端部３ａの冷媒の液膜により埋もれて
いない領域が増加し、高い凝縮熱伝達率が得られて伝熱
性能を向上することができる。また、凝縮の場合、底部
に設けた平滑部５に多量の冷媒が保持されるので、側部
では突条３間の溝部４の液膜が薄くなって突条３の先端
部３ａの液膜により埋もれていない領域が増加し、高い
凝縮熱伝達率を得ることができる。
【００２８】実施形態３．図５は本発明の第３の実施形
態の一部を示すＡ−Ａ１展開図で、この実施形態は、第
１の実施形態のＡ−Ａ１で展開した伝熱管２において、
管内周面に複数の突条３を管軸方向に対して螺旋状に形
成するとともに、突条３が形成されていない平滑部５を
あらかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直に設け
て複数の突条部６を形成し、各突条部６を、突条３の先
端部３ａによって形成された突条先端線の延長線７が隣
接する突条部６の突条３間の溝部４に位置するように形
成したものである。
態の一部を示すＡ−Ａ１展開図で、この実施形態は、第
１の実施形態のＡ−Ａ１で展開した伝熱管２において、
管内周面に複数の突条３を管軸方向に対して螺旋状に形
成するとともに、突条３が形成されていない平滑部５を
あらかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直に設け
て複数の突条部６を形成し、各突条部６を、突条３の先
端部３ａによって形成された突条先端線の延長線７が隣
接する突条部６の突条３間の溝部４に位置するように形
成したものである。
【００２９】このように構成したこの実施形態において
も、第１の実施形態で説明した場合と同様に、熱交換器
１に設置された伝熱管２およびベンド１３の内部に図５
の矢印Ｘの方向（管軸方向）に冷媒を流すと、冷媒は突
条３間の溝部４に沿って旋回流を形成しながら流れてフ
ィン１２間を流れる空気との間で熱交換が行われ、伝熱
管２内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変化が起こ
る。この時、突条部６を流れる冷媒は各突条３において
伝熱抵抗である温度境界層８を形成する。この温度境界
層８は高い熱伝達率を得るために薄くする必要がある
が、突条部６の入口６ａでは非常に薄くなっているもの
の突条３に沿って流れるにしたがって連続的に発達して
厚くなる（以下、前縁効果という）。そして、１つの突
条部６を通過する間に充分発達した冷媒の温度境界層８
は平滑部５を経て次の突条部６に流入される。この時、
各突条部６は突条先端線の延長線７が隣接する突条部６
の突条３間の溝部４に位置するように形成されているの
で、次の突条部６に流れる冷媒はその入口６ａ付近で混
合して乱れ、各突条３で発達した冷媒の温度境界層８は
破壊される。
も、第１の実施形態で説明した場合と同様に、熱交換器
１に設置された伝熱管２およびベンド１３の内部に図５
の矢印Ｘの方向（管軸方向）に冷媒を流すと、冷媒は突
条３間の溝部４に沿って旋回流を形成しながら流れてフ
ィン１２間を流れる空気との間で熱交換が行われ、伝熱
管２内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変化が起こ
る。この時、突条部６を流れる冷媒は各突条３において
伝熱抵抗である温度境界層８を形成する。この温度境界
層８は高い熱伝達率を得るために薄くする必要がある
が、突条部６の入口６ａでは非常に薄くなっているもの
の突条３に沿って流れるにしたがって連続的に発達して
厚くなる（以下、前縁効果という）。そして、１つの突
条部６を通過する間に充分発達した冷媒の温度境界層８
は平滑部５を経て次の突条部６に流入される。この時、
各突条部６は突条先端線の延長線７が隣接する突条部６
の突条３間の溝部４に位置するように形成されているの
で、次の突条部６に流れる冷媒はその入口６ａ付近で混
合して乱れ、各突条３で発達した冷媒の温度境界層８は
破壊される。
【００３０】このように、管内周面に複数の突条３を管
軸方向に対して螺旋状に形成するとともに、平滑部５を
あらかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直に設け
て複数の突条部６を形成し、各突条部６を突条先端線の
延長線７が隣接する突条部６の突条３間の溝部４に位置
するように形成しているので、冷媒の蒸発では、冷媒が
突条３間の溝部４内に保持され毛細管力が大きくなり、
冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積が増大して熱伝達
率が促進され、凝縮の場合も平滑部５に多量の冷媒が保
持されて突条３の先端部３ａの冷媒の液膜により埋もれ
ていない領域が増加し、高い凝縮熱伝達率が得られて伝
熱性能を向上することができる。また、前縁効果によっ
て各突条３で発達し厚くなった冷媒の温度境界層８は、
次の突条部６の入口６ａ付近で冷媒が混合してその流れ
に乱れが生じることによって破壊され、次の突条部６で
は薄くなるため、高い熱伝達率が得られて伝達性能の向
上した伝熱管２を得ることができる。
軸方向に対して螺旋状に形成するとともに、平滑部５を
あらかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直に設け
て複数の突条部６を形成し、各突条部６を突条先端線の
延長線７が隣接する突条部６の突条３間の溝部４に位置
するように形成しているので、冷媒の蒸発では、冷媒が
突条３間の溝部４内に保持され毛細管力が大きくなり、
冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積が増大して熱伝達
率が促進され、凝縮の場合も平滑部５に多量の冷媒が保
持されて突条３の先端部３ａの冷媒の液膜により埋もれ
ていない領域が増加し、高い凝縮熱伝達率が得られて伝
熱性能を向上することができる。また、前縁効果によっ
て各突条３で発達し厚くなった冷媒の温度境界層８は、
次の突条部６の入口６ａ付近で冷媒が混合してその流れ
に乱れが生じることによって破壊され、次の突条部６で
は薄くなるため、高い熱伝達率が得られて伝達性能の向
上した伝熱管２を得ることができる。
【００３１】なお、上述の実施形態では各突条部６の螺
旋方向を同一にした場合を示したが、図６に示すよう
に、各突条部６のうち少なくとも１つの突条部６の螺旋
方向を他の突条部と異なるように構成してもよく、さら
に平滑部５を省略したものとしてもよい。これらの場
合、各突条部６で形成された冷媒の流れが異なるため、
次の突条部６の入口６ａ付近で流れの乱れが生じ、各突
条３で形成された温度境界層８が破壊されて熱伝達率の
促進を図ることができる。また、図６に示す伝熱管２に
おいて、各突条部６を突条先端線の延長線７が隣接する
突条部６の突条３間の溝部４に位置するように形成して
もよく、この場合も同様の効果を奏する。さらに、平滑
部５を管軸方向に対して螺旋状に設けてもよく、この場
合も同様に効果を奏する。
旋方向を同一にした場合を示したが、図６に示すよう
に、各突条部６のうち少なくとも１つの突条部６の螺旋
方向を他の突条部と異なるように構成してもよく、さら
に平滑部５を省略したものとしてもよい。これらの場
合、各突条部６で形成された冷媒の流れが異なるため、
次の突条部６の入口６ａ付近で流れの乱れが生じ、各突
条３で形成された温度境界層８が破壊されて熱伝達率の
促進を図ることができる。また、図６に示す伝熱管２に
おいて、各突条部６を突条先端線の延長線７が隣接する
突条部６の突条３間の溝部４に位置するように形成して
もよく、この場合も同様の効果を奏する。さらに、平滑
部５を管軸方向に対して螺旋状に設けてもよく、この場
合も同様に効果を奏する。
【００３２】実施形態４．図７は本発明の第４の実施形
態の一部を示すＡ−Ａ１展開図で、この実施形態は、第
１の実施形態のＡ−Ａ１で展開した伝熱管２において、
管内周面に螺旋方向が異なる２つの突条３Ａ，３Ｂを突
条３間の溝部４の幅Ｇ１が熱交換器１に設置したときの
底部で最大、頂部で最小になるように管軸方向に対して
螺旋状に複数形成し、管軸方向のあらかじめ設定された
間隔毎に突条３が形成されていない平滑部５をあらかじ
め設定された幅で管軸方向に対して垂直に設けて複数の
突条部６を形成したものである。なお、伝熱管２はその
造管工程のＵ字曲げ加工時において、伝熱管２のＵ字曲
げ部２ａを中心に底部と頂部が逆転するが、各伝熱管２
はベンド１３によってそれぞれ結合されたときに底部と
頂部は元の位置にもどるため、この伝熱管２を熱交換器
１全体に用いることができる。
態の一部を示すＡ−Ａ１展開図で、この実施形態は、第
１の実施形態のＡ−Ａ１で展開した伝熱管２において、
管内周面に螺旋方向が異なる２つの突条３Ａ，３Ｂを突
条３間の溝部４の幅Ｇ１が熱交換器１に設置したときの
底部で最大、頂部で最小になるように管軸方向に対して
螺旋状に複数形成し、管軸方向のあらかじめ設定された
間隔毎に突条３が形成されていない平滑部５をあらかじ
め設定された幅で管軸方向に対して垂直に設けて複数の
突条部６を形成したものである。なお、伝熱管２はその
造管工程のＵ字曲げ加工時において、伝熱管２のＵ字曲
げ部２ａを中心に底部と頂部が逆転するが、各伝熱管２
はベンド１３によってそれぞれ結合されたときに底部と
頂部は元の位置にもどるため、この伝熱管２を熱交換器
１全体に用いることができる。
【００３３】このように構成したこの実施形態において
も、第１の実施形態で説明した場合と同様に、熱交換器
１に設置された伝熱管２およびベンド１３の内部に図７
の矢印Ｘの方向（管軸方向）に冷媒を流すと、冷媒は伝
熱管２の底部から頂部に向かって突条３間の溝部４に沿
いかつ左右両側に旋回流を形成しながら流れ、フィン１
２間を流れる空気との間で熱交換が行われる。伝熱管２
内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変化が起こる。
この時、突条３間の溝部４の冷媒の液膜は、その重力と
底部から頂部に引き上げる毛細管力とがつり合う高さま
で引き上げられる。この毛細管力は溝部４の幅Ｇ１が小
さいほど大きくなり、底部から頂部に向かうほど大きな
毛細管力が生じる。また、各突条３では冷媒の温度境界
層８が形成されるが、冷媒は平滑部５と突条部６の入口
６ａ付近で混合して流れが乱れ、発達した冷媒の温度境
界層８が破壊される。
も、第１の実施形態で説明した場合と同様に、熱交換器
１に設置された伝熱管２およびベンド１３の内部に図７
の矢印Ｘの方向（管軸方向）に冷媒を流すと、冷媒は伝
熱管２の底部から頂部に向かって突条３間の溝部４に沿
いかつ左右両側に旋回流を形成しながら流れ、フィン１
２間を流れる空気との間で熱交換が行われる。伝熱管２
内においては冷媒の凝縮および蒸発の相変化が起こる。
この時、突条３間の溝部４の冷媒の液膜は、その重力と
底部から頂部に引き上げる毛細管力とがつり合う高さま
で引き上げられる。この毛細管力は溝部４の幅Ｇ１が小
さいほど大きくなり、底部から頂部に向かうほど大きな
毛細管力が生じる。また、各突条３では冷媒の温度境界
層８が形成されるが、冷媒は平滑部５と突条部６の入口
６ａ付近で混合して流れが乱れ、発達した冷媒の温度境
界層８が破壊される。
【００３４】このように、管内周面に螺旋方向が異なる
２つの突条３Ａ，３Ｂを突条３間の溝部４の幅Ｇ１が熱
交換器１に設置したときの底部で最大、頂部で最小にな
るように管軸方向に対して螺旋状に複数形成しているの
で、毛細管力が頂部に向かうにしたがって大きくなり、
冷媒の蒸発では伝熱に寄与する有効伝熱面積が増大して
熱伝達率が促進され、冷媒の凝縮でも高い凝縮熱伝達率
が得られる突条３の先端部３ａの冷媒の液膜により埋も
れていない領域が増加して伝熱性能を向上させることが
できる。また、管軸方向のあらかじめ設定された間隔毎
にあらかじめ設定された幅の平滑部５を管軸方向に対し
て垂直に設けて複数の突条部６を形成しているので、前
縁効果によって発達し厚くなった冷媒の温度境界層８
は、平滑部５および次の突条部６の入口６ａ付近で混合
された冷媒の流れの乱れによって破壊され、次の突条部
６では薄くなるため、高い熱伝達率が得られて伝達性能
の向上した伝熱管２を得ることができる。
２つの突条３Ａ，３Ｂを突条３間の溝部４の幅Ｇ１が熱
交換器１に設置したときの底部で最大、頂部で最小にな
るように管軸方向に対して螺旋状に複数形成しているの
で、毛細管力が頂部に向かうにしたがって大きくなり、
冷媒の蒸発では伝熱に寄与する有効伝熱面積が増大して
熱伝達率が促進され、冷媒の凝縮でも高い凝縮熱伝達率
が得られる突条３の先端部３ａの冷媒の液膜により埋も
れていない領域が増加して伝熱性能を向上させることが
できる。また、管軸方向のあらかじめ設定された間隔毎
にあらかじめ設定された幅の平滑部５を管軸方向に対し
て垂直に設けて複数の突条部６を形成しているので、前
縁効果によって発達し厚くなった冷媒の温度境界層８
は、平滑部５および次の突条部６の入口６ａ付近で混合
された冷媒の流れの乱れによって破壊され、次の突条部
６では薄くなるため、高い熱伝達率が得られて伝達性能
の向上した伝熱管２を得ることができる。
【００３５】さらに、熱交換器１を蒸発器として用いた
場合、乾き度の大きな領域では冷媒の流動状態が環状流
または半環状流となり、薄い液膜が管内周面全域に渡っ
て形成されるので大きな熱伝達率が得られるが、乾き度
の小さな領域では流動状態が分離流となり易く、冷媒と
管内周面が接する有効伝熱面積が減少して熱伝達率が低
下する。このような場合、特に乾き度の小さな蒸発器の
上流部に上述した伝熱管２を適用すると、毛細管力が増
大し、伝熱に寄与する有効伝熱面積が増加して熱伝達率
の促進が得られる。
場合、乾き度の大きな領域では冷媒の流動状態が環状流
または半環状流となり、薄い液膜が管内周面全域に渡っ
て形成されるので大きな熱伝達率が得られるが、乾き度
の小さな領域では流動状態が分離流となり易く、冷媒と
管内周面が接する有効伝熱面積が減少して熱伝達率が低
下する。このような場合、特に乾き度の小さな蒸発器の
上流部に上述した伝熱管２を適用すると、毛細管力が増
大し、伝熱に寄与する有効伝熱面積が増加して熱伝達率
の促進が得られる。
【００３６】なお、上述の実施形態では平滑部５を管軸
方向に対して垂直に設けた場合を示したが、管軸方向に
対して螺旋状に設けてもよく、平滑部５を省略してもよ
い。これらの場合も同様の効果を奏する。
方向に対して垂直に設けた場合を示したが、管軸方向に
対して螺旋状に設けてもよく、平滑部５を省略してもよ
い。これらの場合も同様の効果を奏する。
【００３７】また、上述の第２〜第４の実施形態では伝
熱管２の管内周面に設けた突条３を図２に示した形状で
構成した場合を示したが、突条３の形状はこれに限定す
るものではなく、例えば図３（ａ），（ｂ）に示したも
のでもよく、また、図９に示した従来の突条１４，１６
としてもよい。これらの場合も同様の効果を奏する。
熱管２の管内周面に設けた突条３を図２に示した形状で
構成した場合を示したが、突条３の形状はこれに限定す
るものではなく、例えば図３（ａ），（ｂ）に示したも
のでもよく、また、図９に示した従来の突条１４，１６
としてもよい。これらの場合も同様の効果を奏する。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明に係る熱交換器用伝
熱管は、管内周面に複数の突条を管軸方向に対して螺旋
状に形成し、突条を、山頂角が１０度〜６０度の範囲内
で断面山形状に形成した先端部と、管内周面と突条側面
とのなす角度が３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に
形成した軸部とにより構成し、突条の断面形状を、先端
山形状、ほぼ菱形状またはほぼ矢印状としたので、伝熱
管内に冷媒を流して外部空気との熱交換が行われると、
冷媒の凝縮では突条間の溝部に冷媒が容易に流れ込んで
突条の先端部が冷媒の液膜によって埋もれない状態が維
持され、常に高い凝縮熱伝達率を得ることができるとと
もに、冷媒の蒸発では突条間の溝部に冷媒が保持されや
すくなって沸騰が促進され、冷媒と管内周面が接する有
効伝熱面積が増大して伝熱性能の向上した伝熱管を得る
ことができる。
熱管は、管内周面に複数の突条を管軸方向に対して螺旋
状に形成し、突条を、山頂角が１０度〜６０度の範囲内
で断面山形状に形成した先端部と、管内周面と突条側面
とのなす角度が３０度〜９０度の範囲内で断面矩形状に
形成した軸部とにより構成し、突条の断面形状を、先端
山形状、ほぼ菱形状またはほぼ矢印状としたので、伝熱
管内に冷媒を流して外部空気との熱交換が行われると、
冷媒の凝縮では突条間の溝部に冷媒が容易に流れ込んで
突条の先端部が冷媒の液膜によって埋もれない状態が維
持され、常に高い凝縮熱伝達率を得ることができるとと
もに、冷媒の蒸発では突条間の溝部に冷媒が保持されや
すくなって沸騰が促進され、冷媒と管内周面が接する有
効伝熱面積が増大して伝熱性能の向上した伝熱管を得る
ことができる。
【００３９】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、熱交換器に設置したときの底部および頂部に
突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定された
幅で管軸方向に設けて２つの突条部を形成し、突条部の
一方の螺旋方向を他方の突条部の螺旋方向と異なるよう
にしたので、伝熱管内に冷媒を流して外部空気との熱交
換が行われると、伝熱管の底部から頂部に向かう旋回流
が形成され、突条間の溝部の冷媒の液膜が頂部へ引き上
げられやすくなり、冷媒の蒸発では冷媒と管内周面が接
する有効伝熱面積が増大して高い熱伝達率が得られ、冷
媒の凝縮でも底部の冷媒の液膜が薄くなって伝熱性能の
向上した伝熱管を得ることができる。
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、熱交換器に設置したときの底部および頂部に
突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定された
幅で管軸方向に設けて２つの突条部を形成し、突条部の
一方の螺旋方向を他方の突条部の螺旋方向と異なるよう
にしたので、伝熱管内に冷媒を流して外部空気との熱交
換が行われると、伝熱管の底部から頂部に向かう旋回流
が形成され、突条間の溝部の冷媒の液膜が頂部へ引き上
げられやすくなり、冷媒の蒸発では冷媒と管内周面が接
する有効伝熱面積が増大して高い熱伝達率が得られ、冷
媒の凝縮でも底部の冷媒の液膜が薄くなって伝熱性能の
向上した伝熱管を得ることができる。
【００４０】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条が形成されていない平滑部をあらかじめ
設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設
けて複数の突条部を形成したので、伝熱管内に冷媒を流
して外部空気との熱交換が行われると、冷媒の蒸発では
冷媒が突条間の溝部内に保持され毛細管力が大きくな
り、冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積が増大して熱
伝達率が促進され、冷媒の凝縮でも平滑部に多量の冷媒
が保持されて突条の先端部の冷媒の液膜により埋もれて
いない領域が増加し、底部の冷媒の液膜が薄くなって伝
熱性能の向上した伝熱管を得ることができる。
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条が形成されていない平滑部をあらかじめ
設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設
けて複数の突条部を形成したので、伝熱管内に冷媒を流
して外部空気との熱交換が行われると、冷媒の蒸発では
冷媒が突条間の溝部内に保持され毛細管力が大きくな
り、冷媒と管内周面が接する有効伝熱面積が増大して熱
伝達率が促進され、冷媒の凝縮でも平滑部に多量の冷媒
が保持されて突条の先端部の冷媒の液膜により埋もれて
いない領域が増加し、底部の冷媒の液膜が薄くなって伝
熱性能の向上した伝熱管を得ることができる。
【００４１】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条の螺旋方向が他の螺旋方向と異なる方向
の突条部を管軸方向に対して垂直または螺旋状に少なく
とも１つ設けた、または、突条が形成されていない平滑
部をあらかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直ま
たは螺旋状に設けて複数の突条部を形成した、あるい
は、各突条部を突条の先端部によって形成された突条先
端線の延長線が隣接する突条部の突条間の溝部に位置す
るように形成したので、前縁効果によって各突条で発達
し厚くなった冷媒の温度境界層を次の突条部の入口付近
で冷媒が混合してその流れに乱れが生じることによって
破壊することができ、高い熱伝達率が得られて伝達性能
の向上した伝熱管を得ることができる。
面に、複数の突条を管軸方向に対して螺旋状に形成する
とともに、突条の螺旋方向が他の螺旋方向と異なる方向
の突条部を管軸方向に対して垂直または螺旋状に少なく
とも１つ設けた、または、突条が形成されていない平滑
部をあらかじめ設定された幅で管軸方向に対して垂直ま
たは螺旋状に設けて複数の突条部を形成した、あるい
は、各突条部を突条の先端部によって形成された突条先
端線の延長線が隣接する突条部の突条間の溝部に位置す
るように形成したので、前縁効果によって各突条で発達
し厚くなった冷媒の温度境界層を次の突条部の入口付近
で冷媒が混合してその流れに乱れが生じることによって
破壊することができ、高い熱伝達率が得られて伝達性能
の向上した伝熱管を得ることができる。
【００４２】本発明に係る熱交換器用伝熱管は、管内周
面に、螺旋方向が異なる２つの突条をこの突条間の溝部
の幅が熱交換器に設置したときの底部で最大、頂部で最
小になるように管軸方向に対して螺旋状に複数形成した
ので、伝熱管の頂部に向かうにしたがって毛細管力が大
きくなり、冷媒の蒸発では伝熱に寄与する有効伝熱面積
が増大して熱伝達率が促進され、冷媒の凝縮でも突条の
先端部の冷媒の液膜により埋もれていない領域が増加し
て伝熱性能を向上させることができる。
面に、螺旋方向が異なる２つの突条をこの突条間の溝部
の幅が熱交換器に設置したときの底部で最大、頂部で最
小になるように管軸方向に対して螺旋状に複数形成した
ので、伝熱管の頂部に向かうにしたがって毛細管力が大
きくなり、冷媒の蒸発では伝熱に寄与する有効伝熱面積
が増大して熱伝達率が促進され、冷媒の凝縮でも突条の
先端部の冷媒の液膜により埋もれていない領域が増加し
て伝熱性能を向上させることができる。
【００４３】また、管軸方向のあらかじめ設定された間
隔毎に突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定
された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設けて
複数の突条部を形成したので、前縁効果によって各突条
で発達し厚くなった冷媒の温度境界層を平滑部および次
の突条部の入口付近で混合された冷媒の流れの乱れによ
って破壊することができ、高い熱伝達率が得られて伝達
性能の向上した伝熱管を得ることができる。
隔毎に突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定
された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設けて
複数の突条部を形成したので、前縁効果によって各突条
で発達し厚くなった冷媒の温度境界層を平滑部および次
の突条部の入口付近で混合された冷媒の流れの乱れによ
って破壊することができ、高い熱伝達率が得られて伝達
性能の向上した伝熱管を得ることができる。
【００４４】本発明に係る熱交換器は、フィンおよび伝
熱管を備えこの伝熱管内に冷媒を流して外部空気と熱交
換する熱交換器において、上述の伝熱管を少なくとも一
部に用いたので、全流領域に渡って冷媒側の熱伝達率を
高く維持することができ、伝熱性能の向上した熱交換器
を得ることができる。
熱管を備えこの伝熱管内に冷媒を流して外部空気と熱交
換する熱交換器において、上述の伝熱管を少なくとも一
部に用いたので、全流領域に渡って冷媒側の熱伝達率を
高く維持することができ、伝熱性能の向上した熱交換器
を得ることができる。
【図１】 本発明の第１の実施形態の一部を示す斜視図
である。
である。
【図２】 図１のＢ部分の拡大断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係る突条の他の変
形例の拡大断面図である。
形例の拡大断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態の一部を示すＡ−Ａ
１展開図およびＡ−Ａ断面図である。
１展開図およびＡ−Ａ断面図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態の一部を示すＡ−Ａ
１展開図である。
１展開図である。
【図６】 本発明の第３の実施形態の他の変形例の一部
を示すＡ−Ａ１展開図である。
を示すＡ−Ａ１展開図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態の一部を示すＡ−Ａ
１展開図である。
１展開図である。
【図８】 冷凍・空調装置に用いられる熱交換器の模式
図である。
図である。
【図９】 熱交換器に用いられている従来の伝熱管の斜
視図、その斜視図のＣ−Ｃ１展開図および斜視図Ｄ部分
の拡大断面図である。
視図、その斜視図のＣ−Ｃ１展開図および斜視図Ｄ部分
の拡大断面図である。
【図１０】 従来の螺旋溝付管とダブル溝付管の平均蒸
発熱伝達率を示す線図である。
発熱伝達率を示す線図である。
【図１１】 従来の螺旋溝付管とダブル溝付管の平均凝
縮熱伝達率を示す線図である。
縮熱伝達率を示す線図である。
１ 熱交換器、２ 伝熱管、３，３Ａ，３Ｂ 突条、３
ａ 先端部、３ｂ 軸部、４ 溝部、５ 平滑部、６，
６Ａ，６Ｂ 突条部、７ 突条先端線の延長線、１２
フィン、１３ ベンド、θ 山頂角、α 管内周面と突
条側面とのなす角。
ａ 先端部、３ｂ 軸部、４ 溝部、５ 平滑部、６，
６Ａ，６Ｂ 突条部、７ 突条先端線の延長線、１２
フィン、１３ ベンド、θ 山頂角、α 管内周面と突
条側面とのなす角。
Claims (11)
- 【請求項１】 管内周面に複数の突条を管軸方向に対し
て螺旋状に形成し、前記突条を、山頂角が１０度〜６０
度の範囲内で断面山形状に形成した先端部と、前記管内
周面と突条側面とのなす角が３０度〜９０度の範囲内で
断面矩形状に形成した軸部とにより構成したことを特徴
とする熱交換器用伝熱管。 - 【請求項２】 突条の断面形状を、先端山形状、ほぼ菱
形状またはほぼ矢印状としたことを特徴とする請求項１
記載の熱交換器用伝熱管。 - 【請求項３】 管内周面に、複数の突条を管軸方向に対
して螺旋状に形成するとともに、熱交換器に設置したと
きの底部および頂部に前記突条が形成されていない平滑
部をあらかじめ設定された幅で管軸方向に設けて２つの
突条部を形成し、該突条部の一方の螺旋方向を他方の突
条部の螺旋方向と異なるようにしたことを特徴とする熱
交換器用伝熱管。 - 【請求項４】 管内周面に、複数の突条を管軸方向に対
して螺旋状に形成するとともに、前記突条が形成されて
いない平滑部をあらかじめ設定された幅で管軸方向に対
して垂直または螺旋状に設けて複数の突条部を形成した
ことを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 【請求項５】 管内周面に、複数の突条を管軸方向に対
して螺旋状に形成するとともに、前記突条の螺旋方向が
他の螺旋方向と異なる方向の突条部を管軸方向に対して
垂直または螺旋状に少なくとも１つ設けたことを特徴と
する熱交換器用伝熱管。 - 【請求項６】 突条が形成されていない平滑部をあらか
じめ設定された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状
に設けて複数の突条部を形成したことを特徴とする請求
項５記載の熱交換器用伝熱管。 - 【請求項７】 各突条部を、前記突条の先端部によって
形成された突条先端線の延長線が隣接する前記突条部の
突条間の溝部に位置するように形成したことを特徴とす
る請求項４，５または６記載の熱交換器用伝熱管。 - 【請求項８】 管内周面に、螺旋方向が異なる２つの突
条を該突条間の溝部の幅が熱交換器に設置したときの底
部で最大、頂部で最小になるように管軸方向に対して螺
旋状に複数形成したことを特徴とする熱交換器用伝熱
管。 - 【請求項９】 管軸方向のあらかじめ設定された間隔毎
に前記突条が形成されていない平滑部をあらかじめ設定
された幅で管軸方向に対して垂直または螺旋状に設けて
複数の突条部を形成したことを特徴とする請求項８記載
の熱交換器用伝熱管。 - 【請求項１０】 突条を請求項１または２のいずれかに
記載の形状に構成したことを特徴とする請求項３，４，
５，６，７，８または９記載の熱交換器用伝熱管。 - 【請求項１１】 フィンおよび伝熱管を備え該伝熱管内
に冷媒を流して外部空気と熱交換する熱交換器におい
て、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または
１０のいずれかに記載の伝熱管を少なくとも一部に用い
たことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06796497A JP3811909B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 伝熱管およびそれを用いた熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06796497A JP3811909B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 伝熱管およびそれを用いた熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267578A true JPH10267578A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3811909B2 JP3811909B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=13360171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06796497A Expired - Lifetime JP3811909B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 伝熱管およびそれを用いた熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3811909B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001296096A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-10-26 | Japan Atom Energy Res Inst | スクリュウ冷却管 |
| JP2002005588A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管及びその製造方法 |
| EP1178278A3 (de) * | 2000-08-03 | 2004-01-07 | F.W. Brökelmann Aluminiumwerk GmbH & Co.KG | Wärmeübertragungsrohr mit gedrallten Innenrippen |
| WO2015132968A1 (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JPWO2015140886A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| KR20200093327A (ko) * | 2019-01-28 | 2020-08-05 | 엘지전자 주식회사 | 전열관 및 칠러용 열교환기 |
| WO2024053300A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 株式会社小松製作所 | 熱交換器 |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP06796497A patent/JP3811909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001296096A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-10-26 | Japan Atom Energy Res Inst | スクリュウ冷却管 |
| JP2002005588A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管及びその製造方法 |
| JP4632487B2 (ja) * | 2000-06-22 | 2011-02-16 | 住友軽金属工業株式会社 | 内面溝付伝熱管及びその製造方法 |
| EP1178278A3 (de) * | 2000-08-03 | 2004-01-07 | F.W. Brökelmann Aluminiumwerk GmbH & Co.KG | Wärmeübertragungsrohr mit gedrallten Innenrippen |
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| JPWO2015132968A1 (ja) * | 2014-03-07 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| EP3115730A4 (en) * | 2014-03-07 | 2017-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle device |
| JPWO2015140886A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| KR20200093327A (ko) * | 2019-01-28 | 2020-08-05 | 엘지전자 주식회사 | 전열관 및 칠러용 열교환기 |
| WO2020159175A1 (ko) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 엘지전자 주식회사 | 전열관 및 칠러용 열교환기 |
| WO2024053300A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 株式会社小松製作所 | 熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3811909B2 (ja) | 2006-08-23 |
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