JPS60202297A - 沸騰用伝熱管 - 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 本発明は空気調和機の蒸発器などのように流体の沸騰、
蒸発を伴う熱交換器に使用する伝熱管に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 従来、空気調和機および冷凍機の蒸発器において、冷媒
側の熱伝達は良好な沸騰伝達であるため、この熱抵抗を
あまり考慮する必要はなかった・しかしながら、最近た
とえば高性能フィンの開発によって、空気側の熱伝達が
著しく改善され管外側の熱抵抗が減少したことなどのた
めに、蒸発伝熱管内の冷媒の熱抵抗も考慮する必要が生
じ、蒸発器の小形高性能化をはかるためには、管外の伝
熱促進とともに、管内の冷媒側の伝熱促進を行う必要が
生じてきた。

以下、従来の伝熱管について説明を行う。

第１図ａ、ｂはらせん溝付管の縦断面および側断面を示
すものであり、平滑管２の内壁面に、７字形のらせん溝
１を複数本設けたものである。この構造のために伝熱面
積は増加し、流体は管壁に沿って旋回力を受けながら流
動する。これらのことよシある程度の伝熱促進効果が得
られるが、隣接する溝の間隔が非常に小さいものでも０
．１ｆｉ程度であるため、フロン系冷媒のように表面張
力の小さい流体を用いる場合には溝の中に液体が侵入し
てしまい、これらの溝は沸騰熱伝達に有効な気泡核とは
なり得ないという欠点を有していた。

この他の蒸発伝熱管内の伝熱促進方法として従来から平
滑管内壁面上にスクリーンメツシュあるいはコイル状ス
プリングを装着する方法が知られている。平滑管内壁面
にスクリーンメツシュを装着する方法としては、スクリ
ーンメツシュを円筒状にした際の残留応力のみでスクリ
ーンメツシュを平滑管内壁面に密着させる方法が一般的
であった。しかしながら、スクリーンメツシュの残留応
力による力だけではスクリーンメツシュを平滑管内壁面
に熱的に密着させることは不可能である。

しだがって、スクリーンメツシュの温度は管内壁面温度
より低くなるので、スクリーンメツシュは沸騰熱伝達に
有効な気泡核とはなり得ない。また、平滑管内壁面にコ
イル状スプリングを密着させれば、管内を流域る流体が
管内をコイル状スプリングに沿って旋回しながら流動す
るためにある程度の伝熱促進効果は得られるが、その効
果だけでは伝熱性能はあまり向上しない。

発明の目的 本発明は、上記欠点を解消するものであり、フロン系冷
媒のような表面張力の小さい流体を用いる場合にも、管
内壁面近傍に沸騰熱伝達に有効な気泡核を安定化し、し
かも有効な伝熱面積を増加させて、伝熱性能の優れた沸
騰用伝熱管を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明の沸騰用伝熱管は、管内に内壁面に沿うように挿
入した円筒状スクリーンメツシュを、前記円筒状スクリ
ーンメツシュ内に挿入したコイル状スプリングを用いて
伝熱管内面に熱的に密着させることにより、管内壁面近
傍に多数の活性な沸騰核を形成し沸騰熱伝達に有効な気
泡核を安定化させ、しかも有効な伝熱面積を増加させた
ものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面とともに説明する。

第２図ａ、ｂは本発明の一実施例の沸騰用伝熱管の縦断
面図および横断面図である。円筒状スクリーンメツシュ
４を平滑管３内に、円筒状スクリーンメツシー４の外径
を平滑管３の内径より小さくした状態で、内壁面に沿う
ように挿入する。ついで、コイル状スプリング６に張力
を加えコイル状スプリング６の外径を円筒状スクリーン
メッシ＝４の内径よシ小さくしだ状態で、コイル状スプ
リング６を円筒状スクリーンメツシュ４内に挿入する。

挿入した後、コイル状スプリング６に加えていた張力を
取り除くと、コイル状スプリング６はスプリングバック
してその外径を拡大させ、円筒状スクリーンメツシュ４
を平滑管３の内壁面に押しつける。こうして円筒状スク
リーンメツシュ４は平滑管３と熱的に接触する。

なお、円筒状スクリーンメツシュ４と平滑管３との接触
面積を増加させ、しかも接触をさらに良好にするために
、平滑管３の内壁面にあらかじめロウ材を塗布しておき
、円筒状スクリーンメツシュ４をコイル状スプリング６
により平滑管３の内壁面に押しつけた後、平滑管３を加
熱してロウ付けしてもよい。

次に作用と効果を説明する。

円筒状スクリーンメツシュ４はコイル状スプリング６に
より平滑管３の内壁面に押しつけられ内壁面と熱的に密
着しているために伝熱面として機能する。しかも、流体
の表面張力に応じて円筒状スクリーンメツシュ４を構成
する素線の線径とメツシュ数を適切に選ぶことにより、
沸騰熱伝達に対して有効な多数の活性な沸騰核を形成す
ることができる。このような活性な沸騰核はその壁温か
降下しても液体で満たされることがなく常に気泡核を有
しているために、安定した伝熱促進効果が得られる。　
゛ また前記のように、円筒状スクリーンメツシュ４はコイ
ル状スプリング５により平滑管３の内壁面に押しつけら
れ内壁面と熱的に密着しているために、スクリーンメッ
シュ４全面の温度が管壁温度とほぼ等しくなり、スクリ
ーンメツシー４全面が伝熱面として機能し伝熱に対する
有効面積が増加する。

さらに、平滑管３内を流れる液流量が小さい場合には、
管下部′を流れる液体は毛細管現象によって管頂部まで
引き上げられ、管内管面は薄い液膜で覆われる。このた
め液体流量が小さい場合でも流れが環状流的となりやす
く伝熱性能が向上する。

次に、コイル状スプリング５を円筒状スクリーンメツシ
ュ４内に装着しているために、液体は平滑管３内をコイ
ル状スプリング６に沿って旋回しながら流動する。これ
により液体の乱流促進効果が生じ、伝熱促進効果が得ら
れる。

なお、上記実施例においては内面が平滑な管を用いたが
内面芥、たとえばスパイラル状の溝を設けたものであっ
てよい。

発明の効果 以上のように本発明は、平滑管の管内に内壁面に沿うよ
うに挿入した円筒状スクリーンメソシーを、前記円筒状
スクリーンメツシー内に挿入したコイル状スプリングを
用いて平滑管内壁面に熱的に密着させた沸騰用伝熱管で
あるために、（１）円筒状スクリーンメソシュが平滑管
内壁面との間に多数の活性な沸騰核を形成し、管内壁面
近傍に沸騰熱伝達に有効な気泡核が安定化される（２）
円筒状スクリーンメツシュがコイル状スプリングによっ
て平滑管内壁面に押しつけられ平滑管内壁面と密着、す
ることにより、伝熱に対して有効な面積が増加する（３
）平滑管内を流れる液体が管内をコイル状スプリングに
沿って旋回しながら流動することによって、乱流促進効
果が得られる、したがって、本発明は沸騰用伝熱管の伝
熱性能を著しく向上させることができ、その実用的効果
は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来の一実施例の伝熱管の断面図、第２
図ａ、ｂは本発明の一実施例の沸騰用伝熱管の断面図で
ある。 ３・・・・・・平滑管、４・・・−・円筒状スクリーン
メソシュ、５・・・　コイル状スプリング。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 （の） （ｂン ？

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管と、前記管の管内壁面に沿うように挿入した円筒状ス
   クリーンメツシュと、前記円筒状スクリーンメツシュを
   前記管内壁面に熱的に密着させる゛ように前記円筒状ス
   クリーンメツシュ内に挿入したコイル状スプリングを構
   成要素とする沸騰用伝熱管。