JPS61175486A - 沸騰用伝熱管 - Google Patents
沸騰用伝熱管Info
- Publication number
- JPS61175486A JPS61175486A JP1786985A JP1786985A JPS61175486A JP S61175486 A JPS61175486 A JP S61175486A JP 1786985 A JP1786985 A JP 1786985A JP 1786985 A JP1786985 A JP 1786985A JP S61175486 A JPS61175486 A JP S61175486A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- cylindrical projections
- liquid
- spiral grooves
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
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沸騰用伝熱管に関する
ものである。
、蒸発を伴う熱交換器に使用する沸騰用伝熱管に関する
ものである。
従来の技術
従来のこの種の沸騰用伝熱管は、例えば特開昭５４−１
１６７６５号公報に示されているように、第４図ａ、ｂ
および第６図に示すような構造になっていた。すなわち
、伝熱管１の管軸に対して互いに逆方向の傾き角をなす
２つの三角形断面の螺旋条溝２，３を伝熱管１の内壁に
刻設することによって、角錐状の突起４の列を多数形成
して、伝熱管１内を流れる沸騰液の核沸騰を促進してい
た。
１６７６５号公報に示されているように、第４図ａ、ｂ
および第６図に示すような構造になっていた。すなわち
、伝熱管１の管軸に対して互いに逆方向の傾き角をなす
２つの三角形断面の螺旋条溝２，３を伝熱管１の内壁に
刻設することによって、角錐状の突起４の列を多数形成
して、伝熱管１内を流れる沸騰液の核沸騰を促進してい
た。
発明が解決しようと會る問題点
しかしながら、上記従来の構成においては、伝熱管１の
内壁に刻設された突起４により管壁近傍を流れる流体が
乱され、また沸騰核が増すことから、管内の熱伝達が促
進される反面、この第４図ａ、ｂおよび第６図に示すよ
うな構造では、管壁近傍を流れる流体に管の内壁面に沿
う旋回力を与えることはできない。また管底部の液体を
管頂部へ引き上げようとする毛細管力は非常に小さくな
ってしまう。さらに、突起４が角錐状の形状であるため
、第４図ａ、ｂおよび第６図に示すような沸騰用伝熱管
１の管内伝熱面積は、突起４のない平滑管のそれと比較
して、著しく増大することはない。以上の理由のため、
従来の沸騰用伝熱管１は平滑管と比較してあまり伝熱性
能が向上していなかった。
内壁に刻設された突起４により管壁近傍を流れる流体が
乱され、また沸騰核が増すことから、管内の熱伝達が促
進される反面、この第４図ａ、ｂおよび第６図に示すよ
うな構造では、管壁近傍を流れる流体に管の内壁面に沿
う旋回力を与えることはできない。また管底部の液体を
管頂部へ引き上げようとする毛細管力は非常に小さくな
ってしまう。さらに、突起４が角錐状の形状であるため
、第４図ａ、ｂおよび第６図に示すような沸騰用伝熱管
１の管内伝熱面積は、突起４のない平滑管のそれと比較
して、著しく増大することはない。以上の理由のため、
従来の沸騰用伝熱管１は平滑管と比較してあまり伝熱性
能が向上していなかった。
本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、管内流
体の旋回運動、壁面上の突起によって形成される細い螺
旋溝による毛細管力、および伝熱面積増大による伝熱促
進効果を有効に利用し、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ものである。
体の旋回運動、壁面上の突起によって形成される細い螺
旋溝による毛細管力、および伝熱面積増大による伝熱促
進効果を有効に利用し、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ものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明は、管の内壁面に多
数の円柱状突起を突設し、かつこの円柱状突起は螺旋状
の列を多数形成し、この円柱状突起を主流の上流方向に
傾けたものである。
数の円柱状突起を突設し、かつこの円柱状突起は螺旋状
の列を多数形成し、この円柱状突起を主流の上流方向に
傾けたものである。
作 用
この構成によれば、管の内壁に突設された多数の円柱状
突起が螺旋状の列を多数形成し、この円柱状突起を主流
の上流方向に傾けているため、前記螺旋状の列の間には
主流の上流方向に傾いたＵ字形断面の螺旋溝が形成され
ることになり、したがって、管壁の近傍を流れる流体は
傾いたＵ字形の螺旋溝に沿って管内を旋回して流れるこ
とになる。また、傾いたＵ字形の螺旋溝によシ毛細管力
が生じて、管底部の液体は管類部へと引き上げられる。
突起が螺旋状の列を多数形成し、この円柱状突起を主流
の上流方向に傾けているため、前記螺旋状の列の間には
主流の上流方向に傾いたＵ字形断面の螺旋溝が形成され
ることになり、したがって、管壁の近傍を流れる流体は
傾いたＵ字形の螺旋溝に沿って管内を旋回して流れるこ
とになる。また、傾いたＵ字形の螺旋溝によシ毛細管力
が生じて、管底部の液体は管類部へと引き上げられる。
さらに、突起の形状が円柱状であシ、かつその突起が多
数突設されて螺旋状の列を多数形成しているため、角錐
状突起などの他の形状の突起の場合と比較して、管内の
表面積を著しく増大させることが可能となる。
数突設されて螺旋状の列を多数形成しているため、角錐
状突起などの他の形状の突起の場合と比較して、管内の
表面積を著しく増大させることが可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図ａ、ｂにおいて、６は円柱状突起で、この円柱状
突起６は、その中心線と管軸の交わる角度σ（矢印６で
示すように流れる主流部の流れの上流方向に作る角度）
が鈍角となるように、伝熱管７の内壁面に多数突設され
ており、かつこの円柱状突起６の上面はそれが突設され
た平滑管の内壁面の円筒面と同軸の円筒面の一部となっ
ている。
突起６は、その中心線と管軸の交わる角度σ（矢印６で
示すように流れる主流部の流れの上流方向に作る角度）
が鈍角となるように、伝熱管７の内壁面に多数突設され
ており、かつこの円柱状突起６の上面はそれが突設され
た平滑管の内壁面の円筒面と同軸の円筒面の一部となっ
ている。
またこれらの円柱状突起５は密に並べて円柱状突起５の
螺旋列８を多数管内に形成している。したがって、ある
一つの円柱状突起５の螺旋列８ａとその隣シの円柱状突
起６の螺旋列８ｂの間には、主流の上流方向に傾いたＵ
字形断面の螺旋溝９が形成される。
螺旋列８を多数管内に形成している。したがって、ある
一つの円柱状突起５の螺旋列８ａとその隣シの円柱状突
起６の螺旋列８ｂの間には、主流の上流方向に傾いたＵ
字形断面の螺旋溝９が形成される。
上記構成において、次にその作用を説明する。
円柱状突起６の螺旋列８は、その列間に主流の上流方向
に傾いたＵ字形断面の螺旋溝９を管内壁面に多数形成す
るため、主流部の流体速度が小さい場合には、第２図ａ
、ｂに示すように円柱状突起５の上面近くの液体は円柱
状突起６と螺旋溝９に沿って矢印１０で示すように管内
をゆるやかに旋回しながら流れる。一方、主流部の流体
速度が大きい場合には、第３図ａ、ｂに示すように円柱
状突起５の上面近くの液体は螺旋溝９の中に流入せず矢
印６で示した主流の流れ方向とほぼ平行に螺旋溝９の上
部をすべるように流れる（その流れ方向を矢印１１で示
す）。その結果、螺旋溝９の中には時計回りの循環渦１
２ａが生じ、しかもその循環渦１２ａは円柱状突起６の
上面近くの流体、すなわち管内主流部の液体に引きずら
れて螺旋溝９内を矢印１２ｂで示すように流れていく。
に傾いたＵ字形断面の螺旋溝９を管内壁面に多数形成す
るため、主流部の流体速度が小さい場合には、第２図ａ
、ｂに示すように円柱状突起５の上面近くの液体は円柱
状突起６と螺旋溝９に沿って矢印１０で示すように管内
をゆるやかに旋回しながら流れる。一方、主流部の流体
速度が大きい場合には、第３図ａ、ｂに示すように円柱
状突起５の上面近くの液体は螺旋溝９の中に流入せず矢
印６で示した主流の流れ方向とほぼ平行に螺旋溝９の上
部をすべるように流れる（その流れ方向を矢印１１で示
す）。その結果、螺旋溝９の中には時計回りの循環渦１
２ａが生じ、しかもその循環渦１２ａは円柱状突起６の
上面近くの流体、すなわち管内主流部の液体に引きずら
れて螺旋溝９内を矢印１２ｂで示すように流れていく。
すなわち、螺旋溝９内で循環運動している液体は循環運
動しながら、螺旋溝９に沿って管内を旋回運動すること
になる。循環渦１２ａの渦強さは、円柱状突起５の中心
線と管軸の交わる角度σが９００より大きいために、非
常に強いものとなシ、シたがって伝熱面から螺旋溝９内
の液体への熱伝達量は非常に大きくなる二さらに、螺旋
溝９の上部近傍で螺旋溝ｅ内の液体は主流部の液体と熱
交換を行うため、伝熱面から主流部の液体への熱伝達量
は非常に大きい。このように、円柱状突起６の螺旋列８
を形成することによシ、主流部の流れにかかわらず、管
内壁面近傍の液体は管の内壁面に沿って旋回運動を行う
。この結果、壁面近傍の流れが促進され、熱伝達量が増
大することになる。
動しながら、螺旋溝９に沿って管内を旋回運動すること
になる。循環渦１２ａの渦強さは、円柱状突起５の中心
線と管軸の交わる角度σが９００より大きいために、非
常に強いものとなシ、シたがって伝熱面から螺旋溝９内
の液体への熱伝達量は非常に大きくなる二さらに、螺旋
溝９の上部近傍で螺旋溝ｅ内の液体は主流部の液体と熱
交換を行うため、伝熱面から主流部の液体への熱伝達量
は非常に大きい。このように、円柱状突起６の螺旋列８
を形成することによシ、主流部の流れにかかわらず、管
内壁面近傍の液体は管の内壁面に沿って旋回運動を行う
。この結果、壁面近傍の流れが促進され、熱伝達量が増
大することになる。
また、主流の上流側方向に傾いたＵ字形断面の細い螺旋
溝９によって、管底部の液体を管類部へ引き上げようと
する毛細管力が生じる。したがって、管底部に液体が溜
まって管類部に液体が存在しないということはなくなシ
、液膜を管内全面で均一化しようとする力が作用するこ
とになる。このため、液膜は薄くなり、熱伝達は促進さ
れる。
溝９によって、管底部の液体を管類部へ引き上げようと
する毛細管力が生じる。したがって、管底部に液体が溜
まって管類部に液体が存在しないということはなくなシ
、液膜を管内全面で均一化しようとする力が作用するこ
とになる。このため、液膜は薄くなり、熱伝達は促進さ
れる。
さらに、突起６の形状を円柱状としているため、他の形
状の突起（例えば、角柱、角錐１円錐状等の突起）を用
いた場合と比較して突起の表面積を大きくすることが可
能であり、また突起６ａを隣接する突起６ｂと接するよ
うに密に管の内壁面に螺旋状に配列しても、各々の突起
が重なり合う部分は少なく、したがって管内の伝熱に有
効な面積を著しく増大させることができる。このため、
管内の熱伝達量は増大する。
状の突起（例えば、角柱、角錐１円錐状等の突起）を用
いた場合と比較して突起の表面積を大きくすることが可
能であり、また突起６ａを隣接する突起６ｂと接するよ
うに密に管の内壁面に螺旋状に配列しても、各々の突起
が重なり合う部分は少なく、したがって管内の伝熱に有
効な面積を著しく増大させることができる。このため、
管内の熱伝達量は増大する。
なお、円柱状突起５の中心線と管軸の交わる角度σおよ
び円柱状突起６の大きさが各々の突起で異なっていても
、上記と同様の効果が得られる。
び円柱状突起６の大きさが各々の突起で異なっていても
、上記と同様の効果が得られる。
また、伝熱管７の内壁面に円柱状突起５の螺旋列８を多
数突設した後、管内にサンドブラスト処理あるいはエツ
チング処理等を施して管の内表面を粗面とすれば、伝熱
面近傍の流れの乱れを一層増大させることになシ、伝熱
性能はさらに増大することになる。
数突設した後、管内にサンドブラスト処理あるいはエツ
チング処理等を施して管の内表面を粗面とすれば、伝熱
面近傍の流れの乱れを一層増大させることになシ、伝熱
性能はさらに増大することになる。
発明の効果
以上のように本発明の沸騰用伝熱管は、管の内壁に多数
の円柱状突起を突設し、かつ円柱状突起は螺旋状の列を
多数形成し、この円柱状突起を主流の上流方向に傾けた
ものであるため、管壁近傍を流れる流体に、円柱状突起
の螺旋列の間に形成される螺旋溝内での循環運動と管内
壁に沿う旋回運動を促し、かつ螺旋溝の毛細管力により
管内の液膜厚さを均一化し、しかも伝熱面積を増大させ
ることが可能となり、沸騰用伝熱管の伝熱性能を著しく
高めることができる。
の円柱状突起を突設し、かつ円柱状突起は螺旋状の列を
多数形成し、この円柱状突起を主流の上流方向に傾けた
ものであるため、管壁近傍を流れる流体に、円柱状突起
の螺旋列の間に形成される螺旋溝内での循環運動と管内
壁に沿う旋回運動を促し、かつ螺旋溝の毛細管力により
管内の液膜厚さを均一化し、しかも伝熱面積を増大させ
ることが可能となり、沸騰用伝熱管の伝熱性能を著しく
高めることができる。
第１図ａ、ｂは本発明の一実施例を示す沸騰用伝熱管の
縦断面図および半裁横断面図、第２図ａ。 ｂおよび第３図ａ、ｂは同伝熱管の要部拡大縦断面図お
よび斜視図、第４図ａ、ｂは従来の沸騰用伝熱管の縦断
面図および半裁横断面図、第６図は同伝熱管の要部拡大
斜視図である。 ６・・・・・・円柱状突起、７・・・・・・伝熱管、８
・・・・・・螺旋列、９・・・・・・螺旋溝。
縦断面図および半裁横断面図、第２図ａ。 ｂおよび第３図ａ、ｂは同伝熱管の要部拡大縦断面図お
よび斜視図、第４図ａ、ｂは従来の沸騰用伝熱管の縦断
面図および半裁横断面図、第６図は同伝熱管の要部拡大
斜視図である。 ６・・・・・・円柱状突起、７・・・・・・伝熱管、８
・・・・・・螺旋列、９・・・・・・螺旋溝。
Claims (1)
- 管の内壁面に多数の円柱状突起を突設し、かつこの円柱
状突起は螺旋状の列を多数形成し、この円柱状突起を主
流の上流方向に傾けた沸騰用伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1786985A JPS61175486A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 沸騰用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1786985A JPS61175486A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 沸騰用伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61175486A true JPS61175486A (ja) | 1986-08-07 |
| JPH0158440B2 JPH0158440B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=11955676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1786985A Granted JPS61175486A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 沸騰用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61175486A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6067712A (en) * | 1993-12-15 | 2000-05-30 | Olin Corporation | Heat exchange tube with embossed enhancement |
| WO2001004532A1 (de) * | 1999-07-14 | 2001-01-18 | Fitr Gesellschaft Für Innovation Im Tief- Und Rohrleitungsbau Weimar M.B.H. | Rohrleitungen und leitungselemente zum transportieren fliessfähiger medien |
| EP1538415A1 (de) * | 2003-12-01 | 2005-06-08 | Balcke-Dürr GmbH | Strömungskanal |
| US7311137B2 (en) | 2002-06-10 | 2007-12-25 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tube including enhanced heat transfer surfaces |
| US7637012B2 (en) | 2002-06-10 | 2009-12-29 | Wolverine Tube, Inc. | Method of forming protrusions on the inner surface of a tube |
| US8573022B2 (en) | 2002-06-10 | 2013-11-05 | Wieland-Werke Ag | Method for making enhanced heat transfer surfaces |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP1786985A patent/JPS61175486A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6067712A (en) * | 1993-12-15 | 2000-05-30 | Olin Corporation | Heat exchange tube with embossed enhancement |
| WO2001004532A1 (de) * | 1999-07-14 | 2001-01-18 | Fitr Gesellschaft Für Innovation Im Tief- Und Rohrleitungsbau Weimar M.B.H. | Rohrleitungen und leitungselemente zum transportieren fliessfähiger medien |
| US7311137B2 (en) | 2002-06-10 | 2007-12-25 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tube including enhanced heat transfer surfaces |
| US7637012B2 (en) | 2002-06-10 | 2009-12-29 | Wolverine Tube, Inc. | Method of forming protrusions on the inner surface of a tube |
| US8302307B2 (en) | 2002-06-10 | 2012-11-06 | Wolverine Tube, Inc. | Method of forming protrusions on the inner surface of a tube |
| US8573022B2 (en) | 2002-06-10 | 2013-11-05 | Wieland-Werke Ag | Method for making enhanced heat transfer surfaces |
| EP1538415A1 (de) * | 2003-12-01 | 2005-06-08 | Balcke-Dürr GmbH | Strömungskanal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158440B2 (ja) | 1989-12-12 |
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