JPS61265499A - 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 本発明は伝熱管の改良に関し、特に管内の冷媒圧力損失
を高めることなく、管内の冷媒と管外の流体間の熱通過
率を向上せしめたものである。

従来の技術 管内でフレオン等の冷媒を沸騰又は凝縮させて、管外の
液体との間で熱交換させる伝熱管としては、第５図に示
すように平滑管（４）内に星型押出し材（５）ヲ嵌大し
たインナーフィンチューブや、第６図に示すコルゲート
チューブ（６）が知うれている。

発明が解決しようとする問題５点 上記伝熱管は平滑管と比べて熱通過率を高めると管内の
冷媒流通抵抗が増大して圧力損失が高くなり、管内の冷
媒流通抵抗を低くすると熱通過率があまり向上しない欠
点があつ友。

問題点を解決するための手段 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、管内の冷媒圧力損
失をそれほど高めることなく、熱通過率を向上すること
ができる伝熱管を開発したもので、管外面に多数の螺旋
状突起と管内面に多数の螺旋状凹溝を一体に設け、該管
内で冷媒を沸騰又は凝縮させて管外の流体との間で熱交
換させる伝熱管において、管内面の溝深さを０．０５〜
１．０＋ｍ＋＋、溝ピッチを０．２〜１．０ｍｍとし、
管外面の突起を連続又は不連続として突起の断面をくさ
び状とし、突起の高さヲ０．１〜８ｍ、突起ピッチ’ｉ
ｏ、５〜８ｍとしたことを特徴とするものである。

即ち本発明は第１図に示すように管（１）の外面に多数
の螺旋状突起（２）を連続又は不連続に形成れており、
突起（２）は第２図に示すように突起（２）の断面をく
さび状とし、その高さくｈ０〕を０．１〜Ｂｍｓピッチ
（ｐｏ）を０．５〜８瓢とする。ま念溝（３）は第３図
０）（ロ）（ハ）に示すように断面形状を三角形状や台
形状とし、その溝深さくｂ＋）’ｉ−０，０５〜１．０
ｍｓピッチ（ｐｉ）を０．２〜１．０ｍとしたものであ
る。

作用 本発明伝熱管は上記の如く管外面に多数の螺旋状突起と
管内面に多数の螺旋状溝を形成して、管内の冷媒圧力損
失を高めることなく、管内の冷媒と管外の流体間の熱通
過率を向上せしめたもので、管外面の突起の高さを０，
１〜８　ｗａｓピッチを０．５〜８ｍと限定（１，たの
に、突起の高さが０．１−未満でピッチが８璽を越える
と、管外面が平滑面に近くなり、熱通過率を高める本発
明の効果が得られず、高さが８■を越え、ピッチが０．
５−未満では、突起と突起の間隙が狭く突起の高さが高
くなるため、管外流体が突起間に入り込んで流れにくく
なり、熱通過率を高める効果が失なわれるためである。

尚突起の高さ及びピッチは、上記範囲内で管外流体の条
件により選択決定することが望ましい。

また管内面の溝の深さ’ｉｏ、０５〜１．０鱈、ピッチ
を０．２〜１．０＋ｍと限定したのは、溝の深さが０．
０５ｗ未満、ピッチが０．２ｍ未満では管内面が平滑面
に近くなり熱通過率の向上効果が得られも、管内冷媒の
圧力損失が大きくなり、高性能伝熱管としてのメ１］ッ
トが失なわれるためである。開溝の深さ及びピッチは上
記範囲内で管内冷媒の条件により選択決定することが望
ましい。

また管内面の溝のねじれ角度は１６〜３５°とすること
が望ましく、この範囲において管内の冷媒の沸騰、凝縮
のバランスがよく、熱通過率を著しく向上することがで
きる。

実施例（１） りん脱酸銅からなる外径１２．７ｍ、内径１１．４６露
の管外面に高さ１．５９ｍの断面くさび状の螺旋状突起
をピッチ１．３４■で多数形放し、管内面に深さ０．２
簡の第３図（ロ）に示す台形状溝をねじれ角１８°＋、
。ピッチＱ、５３ｍｍで多数螺旋状に形成した本発明伝
熱管について熱通過率比と管内冷媒圧力損失比を測定し
た。その結果をりん酸銅からなる外径１５．８８ｍｍ、
肉厚０．８ｍ＋の管周面に深さＷ＝１．３０■の溝ｆ　
Ｐ　ｃ　＝　８　ｔｔｍのピッチで螺旋状に形成し几第
６図に示すコルゲート管、りん脱酸銅からなる外径１５
．８８　ｍｍ、内径１４．２８■の平滑管内に１０枚の
フィンを放射状に設けたアルミ押出材を嵌入しまた第５
図に示すインナーフィンチューブ及びりん脱酸銅からな
る直径１５．８１３＋ｍ、内径１４．２８ｍ＋ａの平滑
管と比較して第４図（イ）（ロ）（ハ）に示す。

熱通過率比と管内冷媒圧力損失比の測定には対交流型熱
交換器を用い、管内冷媒にはフレオンＲ−２２を使用し
１、管外冷却水には水を用いで行ない平滑管の特性を１
として示した。

第４図（イ）は管内蒸発による冷媒流量と熱通過率比の
関係を示し、第４図（ロ）は管内蒸発による冷媒流量と
管内圧力損失比の関係を示し、第４図（ハ）は管内凝縮
による冷媒流量と熱通過率比の関係を示すもので、図中
側れも（ａ）は本発明伝熱管の特性、（ｂ）はコルゲー
ト管の特性、（Ｃ）はインナーフィンチューブの特性、
（ｄ）は平滑管の特性全示す。なお、第４図（イ）（ロ
）ｅ→の縦軸は平滑管の特性（ｄ）ｔ−１とした場合の
比である。

図から明らかなように本発明伝熱管（ａ）は他の従来の
伝熱管（′ｂ）の平滑管（ｄ）に近い冷媒圧力損失比で
、はるかに高い熱通過率比を示し、従来の伝熱管と比較
し特性がはるかに優れていることが判る。

実施例（２） 実施例（１）　Ｋおける４種類の伝熱管を用いてシェル
アンドチューブ式熱交換器を組立て、同一条件で熱交換
能を比較した。その結果を第１表に示す。

第１表 平滑管　　　１１ インナーフィンチューブ　　　１．４　　　　１．３コ
ルゲート管　　　　　　１．３　　　１．４本発明伝熱
管　　　　　　２．２　　　２．０同第１表は平滑管の
熱交換能を１として比較したもので、本発明伝熱管は従
来の伝熱管の何れよりもはるかに優れていることが判る
。

発明の効果 本発明によれば管内冷媒圧力損失を高めることなく、管
内と管外の熱通過率を著しく向上し得るもので、熱交換
器に使用して伝熱特性全向上し、機器の小型化軽量化を
可能にする等工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明伝熱管の一例を一部切欠いて示す斜視図
、第２図は本発明伝熱管の外面突起の一例を示す側断面
図、第３図（ｆ）（ロ）（ハ）は本発明伝熱管の内面溝
の形状を示すもので、（イ）は三角形状の溝の断面図、
（ロ）（ハ）は台形状の溝の断面図、第４図（イ）（ロ
）（ハ）は本発明伝熱管の通過率比と管内冷媒圧力損失
比の測定結果を従来伝熱管と比較して示すもので、（イ
）は管内蒸発における冷媒流量と熱通過率比、（ロ）は
管内蒸発における管内圧力損失比、ｆ→は管内凝縮にお
ける熱通過率比の関係図、第５図は従来の伝熱管用イン
ナーフィンチューブの一例を示す斜視図、第６図は従来
の伝熱管用コルゲートチューブの一例を示す斜視図であ
る。 １、管　　　　　２．突起 ３、溝　　　　　４．平滑管 ５、星型押出材　６．コルゲートチューブ第１図　　　
　第２図 第３図 第４図 （イ） 玲穫這１（ｋｇ／ｈ） ン１諭°句［真Ｌａ１（シ（９／旧 軒ｕ１夙牽比（到千滑菅） ・手続ネｒｌｉ正書　（自発） 昭和６１年３月２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管外面に多数の螺旋状突起と、管内面に多数の螺旋状凹
   溝を一体に設け、該管内で冷媒を沸騰又は凝縮させて管
   外の液体との間で熱交換させる伝熱管において、管内面
   の溝深さを０．０５〜１．０ｍｍ、溝ピッチを０．２〜
   １．０ｍｍとし、管外面の突起を連続又は不連続として
   突起の断面をくさび状とし、突起の高さを０．１〜８ｍ
   ｍ、突起ピッチを０．５〜８ｍｍとしたことを特徴とす
   る伝熱管。