JPH1047880A - 内面溝付き伝熱管 - Google Patents

内面溝付き伝熱管

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JPH1047880A
JPH1047880A JP20724896A JP20724896A JPH1047880A JP H1047880 A JPH1047880 A JP H1047880A JP 20724896 A JP20724896 A JP 20724896A JP 20724896 A JP20724896 A JP 20724896A JP H1047880 A JPH1047880 A JP H1047880A
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grooves
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Mamoru Ishikawa
守 石川
Kiyonori Koseki
清憲 小関
Nobuaki Hinako
伸明 日名子
Masataka Noguchi
昌孝 野口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒流量が少ない省エネルギ運転条件下にお
いても、高い熱交換性能を得ることができる内面溝付き
伝熱管を提供する。 【解決手段】 金属板条材の一方の面に複数の溝を圧延
成形し、この溝形成面を内側にして管状に成形し、突き
合わせ端部を溶接接合して製管された内面溝付き伝熱管
である。前記溝は、管円周方向の溝ピッチが異なるか、
捻れ方向が異なるか、又は捻れ角度が異なる2種の溝群
1、2が、管円周方向に異なる幅W1、W2の領域に交互
に配置されたものである。また、幅が広い領域には捻れ
角度が小さい溝が形成されている。更に、幅が広い方の
領域の幅をW1、幅が狭い方の領域の幅をW2としたと
き、W1/W2=1.1乃至3.0である。更に、前記捩
れ角度は小さい方が4乃至20°、大きい方が15乃至
90°である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はルームエアコン等の
熱交換器に使用する内面溝付き伝熱管に関し、冷媒流量
が少ない省エネルギ運転条件でも高熱交換性能を有する
内面溝付き伝熱管に関する。
【0002】
【従来の技術】ルームエアコン等の熱交換器に使用する
内面溝付き伝熱管として、金属管の内面に複数種の溝を
形成して熱交換性能を向上させたものが公知である(特
開平3−13796、特開平4−158193号公
報)。
【0003】これらの従来技術のうち、特開平3−13
796号公報においては、管内面に管の内周を4以上の
偶数で分割する形で管軸に対し互いに逆向きの角度を有
する螺旋溝を形成させてなる伝熱管が開示されている。
そして、前記螺旋溝が一定ピッチで形成されると共に、
管軸方向に適宜間隔で溝を有しない平坦部が設けられて
いる。この従来の内面溝付き伝熱管においては、ヘアピ
ン加工による溝の逆転に起因する性能低下が防止され、
凝縮時の凝縮液の集液作用により管内の液膜厚が平準化
し、更に溝交差部からの液の離脱が促進されて凝縮性能
が向上するという効果を奏する。
【0004】また、特開平4−158193号公報にお
いては、管内面へ管軸方向に沿い所定幅で複数種の凹凸
群を形成した伝熱管が開示されている。この凹凸群は、
凹凸が並行であり、且つ凸条と溝とが交互に位置するも
のである。また、一の凹凸群と、当該凹凸群に隣り合う
凹凸群とは、溝ピッチ、溝寸法、溝形状及び溝の管軸方
向に対するリード角の各要素のうちのいずれか一以上の
要素を異にしている。更に、前記凹凸群が三つ以上とし
た場合が開示されている。この従来技術においては、管
内の冷媒の流れを撹乱して伝熱性能を高めるという効果
が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術においては、以下に示す欠点がある。先ず、
特開平3−13796号公報においては、伝熱管内に互
いに逆向きの角度を有する螺旋溝を設けた場合、冷媒流
量が少ない運転条件で蒸発器として使用すると、冷媒液
が管内全体に均一に広がらず、熱交換性能が低下すると
いう問題点がある。
【0006】また、特開平4−158193号公報にお
いても、伝熱管内に互いに逆向きの角度を有する螺旋溝
を設けた場合、冷媒流量が少ない運転条件で蒸発器とし
て使用すると、冷媒液が管内全体に均一に広がらず、熱
交換性能が低下する。一方、同一方向の角度を有する螺
旋溝を設けた場合、凝縮時に凝縮液の集液効果が低下
し、伝熱面が凝縮液に覆われて熱抵抗となって熱交換性
能を低下させてしまう。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒流量が少ない省エネルギ運転条件下に
おいても、高い熱交換性能を得ることができる内面溝付
き伝熱管を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る内面溝付き
伝熱管は、金属板条材の一方の面に複数の溝を圧延成形
し、この溝形成面を内側にして管状に成形し、突き合わ
せ端部を溶接接合して製管された内面溝付き伝熱管にお
いて、前記溝は、管軸方向に対する捩れ角度が異なると
共に捩れ方向が異なる2種以上の溝群が、管円周方向に
異なる幅の領域に交互に配置されたものであり、前記幅
が広い領域には捻れ角度が小さい溝が形成されているこ
とを特徴とする。
【0009】前記溝群が2種類の場合、幅が広い方の領
域の幅をW1、幅が狭い方の領域の幅をW2としたとき、
1/W2=1.1乃至3.0にすることが好ましい。な
お、このW1、W2は溝が形成された管内面における周長
である。
【0010】また、前記溝群を2種類としたとき、前記
捩れ角度は小さい方が4乃至20°、大きい方が15乃
至90°であることが好ましい。
【0011】本願発明においては、溝の捻れ方向及び管
軸方向に対する捻れ角度が相違する2種類以上の溝群
を、管円周方向に幅が異なる領域に交互に配分すること
により、蒸発時に冷媒液が管内全体に広がり易く、更に
乱流効果も生じるため、冷媒流量が少ない運転条件でも
高い熱交換性能が得られる。
【0012】一方、凝縮時は凝縮液の集液作用が生じ、
伝熱面が常に冷媒ガスと接触して連続的な凝縮が起き
る。更に、捩れ角度が大きい部分では重力による液排出
が促進されるため、冷媒流量が少ない条件でも高い熱交
換性能が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明の
実施例に係る内面溝付き伝熱管の正面図、図2はその内
面溝を示す伝熱管の展開図である。伝熱管10の内面に
は、2種類の溝群1、2が形成されている。即ち、図2
に示すように、溝群1は管軸方向に対する捻れ角が小さ
い溝の集合体であり、溝群2は管軸方向に対する捻れ角
が溝群1よりも大きな溝の集合体である。これらの溝群
1、2は管円周方向に管内面における周長で夫々W1
2(W1>W2)の領域に形成されている。また、図1
に示すように、溝群1の管円周方向の溝ピッチは溝群2
の管円周方向の溝ピッチよりも小さい。各溝群1、2は
管円周方向に交互に配置されているが、管軸方向には連
続して形成されている。但し、伝熱管10には、フィン
を連結するために、管軸方向に適宜間隔で溝を有しない
平坦部が設けられることがある。
【0014】このような溝形状は、金属条板材の一方の
面に、図2に示すような溝形状を圧延成形により転写
し、この金属条板材をその溝形成面を内側にして管状に
成形し、更に突合せ端部を溶接接合することにより、製
造することができる。
【0015】次に、上述のごとく構成された内面溝付き
伝熱管の作用について説明する。先ず、伝熱管を蒸発器
として使用する場合、伝熱管内には冷媒液が供給され
る。そこで、図2に示すように、伝熱管内面に形状要素
(溝ピッチ、捻れ角度又は捻れ方向)が異なる溝を管円
周方向に異なった加工幅で配分すると、冷媒液は円周方
向の加工幅が広い溝形状の影響を受け、当該溝の捩れ角
に沿った旋回流となって伝熱管内壁全体に広がり、蒸発
性能が高くなる。
【0016】この場合に、幅が広い溝形成領域における
溝の管軸方向に対する捩れ角が小さいと、冷媒液の流量
が少ない低流速条件下でも旋回流が生じ易く、更には溝
形状が異なる幅が狭い領域においては乱流を伴うため、
高い蒸発性能が得られる。
【0017】一方、伝熱管を凝縮器として使用する場
合、伝熱管内には冷媒ガスが供給される。冷媒ガスは伝
熱管内壁全体で凝縮して液化する。このとき、液化初期
の凝縮液は流れの慣性が小さいため、幅が狭い溝形成領
域の溝によって旋回流が抑制される。この結果、凝縮し
た液が伝熱面全体を覆うことが防止され、伝熱面は常に
冷媒ガスと接触して連続的な凝縮が生じ、凝縮性能が高
くなる。
【0018】この場合に、溝の捩れ角が大きい領域で
は、重力により伝熱管の下方側に凝縮液が排出され易
く、冷媒液の流量が少ない低流速条件下でも高い凝縮性
能が得られる。
【0019】而して、管円周方向の幅が広い溝形成領域
の前記幅をW1、狭い領域の前記幅をW2とすると、W1
/W2が1.1未満では、蒸発時の冷媒流速が少ない条
件下では、冷媒流が方向の異なる溝により相殺されて旋
回流が生じ難くなり、蒸発性能は低下してしまう。一
方、W1/W2が3.0を超えると、凝縮時に幅が広い溝
形成領域の溝に沿って凝縮液の旋回流が生じ易くなり、
伝熱面の埋没が生じて凝縮性能が低下する。従って、W
1/W2は1.1乃至3.0であることが好ましい。
【0020】
【実施例】以下、本発明の内面溝付き伝熱管を実際に製
造し、その伝熱性能を本発明からはずれる比較例と比較
した結果について説明する。銅板の一方の表面に、深さ
0.2mm、溝直角断面での溝ピッチを0.2mmとし
た台形状の溝を、板幅方向に管円周方向の加工幅比に相
当させて、W1/W2が1.0〜3.5、幅W1の領域の
溝の捩れ角を3°、7°、20°、幅W2の領域の溝の
捩れ角を15°、20°、60°、90°とし、W1
領域とW2の領域とを3対設けた。溝の成形はロール圧
延にて行い、その後、溝加工面を内側にして板を幅方向
に丸めながら板幅端部を突き合わせて溶接し、外径7.
0mmの伝熱管を製作した。
【0021】上記伝熱管を長さ3000mmの二重管式
熱交換機の内側に配置し、伝熱管の管内に冷媒を通流
し、伝熱管と外管との間の環状部に水を通流して熱交換
し、伝熱性能を測定した。
【0022】外径7.0mmの銅管を用いた熱交換器で
は、定格能力運転時の冷媒流量は約30kg/hである
が、今回は定格条件以下の冷媒流量20kg/hで実施
した。
【0023】図3は蒸発試験、図4は凝縮試験結果を示
すものであり、いずれも横軸にW1/W2をとり、縦軸に
図3は蒸発性能、図4は凝縮性能をとって各性能を示す
グラフ図である。図3、4において、実施例1乃至6及
び比較例1乃至2は、下記表1に示す捩れ角(W1部及
びW2部)を有するものである。
【0024】
【表1】
【0025】図3から明らかなように、蒸発時にはW1
/W2が1.1を超えると、冷媒に旋回流が生じて、W1
/W2が1.0の場合よりも性能が向上する。特に、溝
形成領域が広いW1の領域に捩れ角度が7〜20°の溝
を配置した場合に、高い蒸発性能を示した。
【0026】一方、幅が広い溝形成領域1に捩れ角度が
30°の溝を配置すると、上記の場合よりも蒸発性能は
低下する。この原因は捩れ角度が30°と大きい場合に
は、冷媒流量が少ない条件下では冷媒の旋回流が生じ難
くなって、伝熱管上部が乾いた状態になり易いためであ
る。
【0027】一方、図4から明らかなように、凝縮時に
はW1/W2が3.0以下の範囲では高い性能を維持し、
1/W2が3.0を超えると性能低下が顕著となる。凝
縮時には幅が広い溝形成領域W1に捩れ角度が大きい溝
を配置すると、高い凝縮性能が得られる傾向にあり、こ
の領域に捩れ角度が30°の溝を配置した場合が最も高
い性能を示した。
【0028】最近のエアコンは冷暖房兼用が主流であ
り、伝熱管の性能は蒸発及び凝縮の双方が共に高いもの
が要求される。このため、上記実施例から管円周方向の
幅が広い方の溝形成領域の幅をW1、狭い方の溝形成領
域の幅をW2とするとき、W1/W2=1.1〜3.0と
し、広い領域の溝捩れ角度を4〜20°、狭い領域の溝
捻れ角度を逆方向の捻れで15〜90°とすることが好
ましい。
【0029】W1/W2については、蒸発及び凝縮のいず
れも高い性能を得るために、好ましくはW1/W2=1.
5〜2.5とするのが良い。図5及び図6は縦軸に蒸発
性能又は凝縮性能をとり、横軸に冷媒流量をとって、夫
々蒸発試験及び凝縮試験の結果を示すグラフ図である。
図中に示す実施例7、比較例3、4は、下記表2に示す
捩れ角(W1部及びW2部)を有する。
【0030】
【表2】
【0031】図5、6に示すように、本願発明の実施例
7は、W1/W2が請求項2の範囲から外れる比較例3、
4に比して、蒸発性能及び凝縮性能がいずれも優れてい
る。
【0032】前述のように、従来、外径7.0mmの銅
管を用いたエアコン等の熱交換器では、定格能力運転時
の冷媒流量は約30Kg/hで設計されていた。しか
し、近時、省エネルギ及び高効率化の点から、圧縮器の
動力負荷低減が要求されている。この場合は、冷媒流量
が少ない運転条件で従来の定格能力を得ることが必要に
なるが、本願発明に係る内面溝付き伝熱管は、上述のご
とく、冷媒流量が20kg/hという少ない運転条件下
で高性能が得られるため、熱交換器の省エネルギ及び高
効率化に著しい貢献をなす。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内面
溝付き伝熱管は、ルームエアコン等の熱交換器に使用す
ると、冷媒流量が少ない省エネルギ運転条件下でも高い
熱交換性能が得られる。このため、本発明は近時の熱交
換器の省エネルギ化及び高効率化の要請に多大の貢献を
なす。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る内面溝付き伝熱管の正面
図である。
【図2】同じくその溝形状を示す伝熱管の展開図であ
る。
【図3】蒸発性能を示すグラフ図である。
【図4】凝縮性能を示すグラフ図である。
【図5】蒸発性能を示すグラフ図である。
【図6】凝縮性能を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1、2:溝群 10:伝熱管
フロントページの続き (72)発明者 野口 昌孝 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神戸 製鋼所秦野工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属板条材の一方の面に複数の溝を圧延
    成形し、この溝形成面を内側にして管状に成形し、突き
    合わせ端部を溶接接合して製管された内面溝付き伝熱管
    において、前記溝は、管軸方向に対する捩れ角度が異な
    ると共に捩れ方向が異なる2種以上の溝群が、管円周方
    向に異なる幅の領域に交互に配置されたものであり、前
    記幅が広い領域には捻れ角度が小さい溝が形成されてい
    ることを特徴とする内面溝付き伝熱管。
  2. 【請求項2】 前記溝群は2種類であり、幅が広い方の
    領域の幅をW1、幅が狭い方の領域の幅をW2としたと
    き、W1/W2が1.1乃至3.0であることを特徴とす
    る請求項1に記載の内面溝付き伝熱管。
  3. 【請求項3】 前記溝群は2種類であり、前記捩れ角度
    は、小さい方が4乃至20°、大きい方が15乃至90
    °であることを特徴とする請求項1又は2に記載の内面
    溝付き伝熱管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000062001A1 (fr) * 1999-04-08 2000-10-19 Daikin Industries, Ltd. Tube de transfert thermique avec rainures internes et son procede de fabrication
WO2001077601A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Daikin Industries, Ltd. Tube chauffant muni de rainures de la surface interieure
US6340050B1 (en) * 1998-11-24 2002-01-22 The Furakawa Electric Co., Ltd. Internally grooved heat exchanger pipe and metal bar working roll for internally grooved heat exchanger pipes
DE10210016A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-25 Wieland Werke Ag Wärmeaustauschrohr mit berippter Innenoberfläche

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6340050B1 (en) * 1998-11-24 2002-01-22 The Furakawa Electric Co., Ltd. Internally grooved heat exchanger pipe and metal bar working roll for internally grooved heat exchanger pipes
WO2000062001A1 (fr) * 1999-04-08 2000-10-19 Daikin Industries, Ltd. Tube de transfert thermique avec rainures internes et son procede de fabrication
WO2001077601A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Daikin Industries, Ltd. Tube chauffant muni de rainures de la surface interieure
JP2001289586A (ja) * 2000-04-07 2001-10-19 Daikin Ind Ltd 内面溝付伝熱管
DE10210016A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-25 Wieland Werke Ag Wärmeaustauschrohr mit berippter Innenoberfläche
DE10210016B4 (de) * 2002-03-07 2004-01-08 Wieland-Werke Ag Wärmeaustauschrohr mit berippter Innenoberfläche
DE10210016B9 (de) * 2002-03-07 2004-09-09 Wieland-Werke Ag Wärmeaustauschrohr mit berippter Innenoberfläche

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