WO2008029639A1

WO2008029639A1 - tube ondulÉ pour Échangeur thermique destinÉ À une alimentation en eau chaude

Info

Publication number: WO2008029639A1
Application number: PCT/JP2007/066436
Authority: WO
Inventors: Zhixing Li; Jian Meng; Mitsuharu Numata; Kazushige Kasai
Original assignee: Tsinghua University; Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2008-03-13
Also published as: AU2007292663A1; JPWO2008029639A1; US20090250198A1; EP2071266A4; EP2071266A1; KR20090055604A; CN1924507A; AU2007292663B2; JP4768029B2

Description

明細書

給湯用コルゲート伝熱管

技術分野

[0001] 本発明は、給湯器技術、特に管内を流れる流体のレイカレズ数 Reが 7000未満の給湯用コルゲート伝熱管に関する。

背景技術

[0002] 空気調和装置、給湯器などに用いられる熱交換装置においては、管内に水などの流体が流れるとともに管内外の温度差によって熱交換を行う伝熱管が設けられている。そして、伝熱管の伝熱性能を向上させるため、管内面に溝が形成された溝付管力 S使われること力 Sある。また、伝熱管の内面に突起を設けて伝熱性能を向上させる技術も提案されている。

このように、伝熱管内部に突起を設けると、伝熱管の伝熱面積が大きくなるとともに、突起により流体が撹拌されることで、伝熱面における熱伝達率が増大され、伝熱性能が向上する。しかし、伝熱管内部に突起を設けると、突起によって管摩擦係数が増大し、管内の流れの圧力損失が大きくなる。そこで、伝熱管内部に高さが 0. 45mm 〜0. 6mmの突起を設けて、冷媒との熱伝達を促進しつつ圧力損失を抑える技術が提案されている（特許文献 1)。また、伝熱管にコルゲート管を採用することで、伝熱能力の向上を図る技術も提案されている（特許文献 2)。

特許文献 1 :特公平 6— 70556

特許文献 2：特開平 2002— 228370

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかし、伝熱管内の流体の流速が非常に低ぐ管内における流体の流れが層流域から乱流域への遷移領域である場合、特許文献 1で開示された高さ 0. 45mm〜0. 6mmの突起を設けても伝熱性能の向上は小さい。

例えば、図 1に示すヒートポンプ式給湯器においては、電気代の安い夜間電力を効率的に利用するため、長い時間をかけて水を約 10°Cから約 90°Cまで一過式で沸かす。ここでは、製品のコンパクト化と高効率を確保するため、伝熱管内を流れる水の流量を非常に小さい値 (例えば、 0. 8L/min)に設定している。このように管内の水流量が小さい伝熱管においては、伝熱管の内径を小さくすることで管内の流速を高め、伝熱性能を向上させる方法を採用している。しかし、この場合でも管内の水流量が小さいため、管内における水の流れは、流入口付近では層流域から乱流域への遷移領域 (Re = 1500-3000)、流出口付近でも乱流初期（Re = 7000)程度である。また、水の流入口付近の低温区間では、熱伝導率も小さいため、効率的な熱交換が期待できない。

[0004] また、伝熱管内の流体の流速が非常に低ぐ管内における流体の流れが層流域から乱流域への遷移領域である場合、コルゲート管のみによる伝熱性能の向上は小さい。さらに、コルゲート管は管壁の境界において強い乱流を発生させるため、コルゲート溝の深さによっては、管摩擦係数が平滑管よりかなり増大し、管内の流れの圧力損失が大きくなる。

本発明の目的は、上記背景技術の問題点を克服し、簡単な構造で、低レイカレズ数域において伝熱性能の向上を図るとともに、管内の圧力損失が小さい給湯用コルゲート伝熱管を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 第 1発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管であって、内部を流れる流体のレイノルズ数 Reが 7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さ HIが 0. 5mm〜； 1. 5mmである複数の突起が設けられてレ、る。

伝熱管としてコルゲート管を採用すると、コルゲート溝により乱流を発生させ、伝熱性能の向上効果を得ることができる。一方、層流域及び層流域から乱流域への遷移が発生する低レイカレズ数の区間において、コルゲート管のみによる伝熱性能の向上効果を得るためには、コルゲート溝の深さを高くする必要があり、それにより管摩擦係数が高くなり、管内の圧力損失が大きくなる。

そこで、層流域及び層流域から乱流域への遷移が発生する低レイノルズ数の区間、すなわちレイノルズ数 Reが 7000未満の区間に位置する部分の内面に、管内に向けて突出する高さが 0. 5mm〜； 1. 5mmの複数の突起を設けた。その結果、コルゲート管及び管内に設けた突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、コルゲート溝の深さを抑え、且つ突起が管内の圧力損失に与える影響が小さぐ給湯用コルゲ一ト伝熱管全体の性能が向上する。

[0006] 第 2発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管であって、内部を流れる流体のレイノルズ数 Reが 7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さ HIが内径 Dの 0. 05-0. 15倍である複数の突起が設けられてレ、る。

管内に突起が設けられた場合、管摩擦係数は、レイカレズ数 Re及び相対粗度の関数となる。ここでは、管内突起による管摩擦係数への影響を表すため、管内に設けた突起の高さと管内径との比（すなわち相対粗度）を用いている。層流域から乱流域への遷移が発生する低レイカレズ数の区間において、管内壁面の相対粗度を所定範囲内にすることにより、伝熱効果の向上を図るとともに圧力損失による影響を最小限に ί卬ぇることができる。

そこで、層流域及び層流域から乱流域への遷移が発生する低レイノルズ数の区間、すなわちレイノルズ数 Reが 7000未満の区間に位置する部分の内面に、高さ HIが内径 Dの 0. 05-0. 15倍である複数の突起を設けた。その結果、管内に設けた突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、突起が管内の圧力損失に与える影響が抑えられ、給湯用コルゲート伝熱管全体の性能が向上する。

[0007] 第 3発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、給湯用熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行う伝熱管であって、内部を流れる流体のレイノルズ数（Re)が 70 00未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さ（HI)がコルゲート溝の深さ（Hm)の 1〜3倍である複数の突起が設けられている。

コルゲート溝が設けられている伝熱管内に突起を設けた場合、突起の高さ（HI)とコルゲート溝の深さ（Hm)による伝熱効果の向上を図るとともに圧力損失による影響を最小限に抑える必要がある。レイノルズ数 (Re)が 7000未満の低レイノルズ数の区間において、複数の突起の高さ（HI)がコルゲート溝の深さ（Hm)の 1〜3倍である場合、コルゲート管及び管内に設けた突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、コルゲート溝の深さを抑え、且つ突起が管内の圧力損失に与える影響が小さぐ給湯用コルゲート伝熱管全体の性能が向上することができる。

[0008] 第 4発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、給湯用熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行う伝熱管であって、内部を流れる流体のレイノルズ数（Re)が 70 00未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に複数の突起が設けられており、

複数の突起のピッチ（P1)とコルゲートのピッチ（Pm)とは異なる値である。

突起とコルゲート溝とが重なる位置に設けられた場合、管内の摩擦係数が高くなり、管内の圧力損失が急激に高くなる恐れがある。ここでは、突起のピッチ（P1)とコルゲートのピッチ（Pm)とは異なる値にすることで、突起がコルゲート溝と重ならな!/、位置に設けられることとなり、管内における圧力損失の急増を抑えることができる。

[0009] 第 5発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、給湯用熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行う伝熱管であって、内部を流れる流体である水が流入する流入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ HIが 0. 5mm〜； 1. 5mmである複数の突起が設けられている。

給湯用熱交換器に用いられる伝熱管の流入口付近の水の流れは、層流域および /または層流域から乱流域への遷移領域に該当する。一方、伝熱管の流入口付近では水温が低ぐ熱伝達率も低い。そこで、本発明では、少なくとも水の流入口近傍に位置する部分の内面に、高さが 0. 5mm〜； 1. 5mmの複数の突起を設けて、管内に設けた突起による熱伝達率の向上を図っている。また、突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、突起が管内の圧力損失に与える影響が小さぐ給湯用コルゲ一ト伝熱管全体の性能が向上する。

[0010] 第 6発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、給湯用熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行う伝熱管であって、内部を流れる流体である水が流入する流体流入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ HIが内径 Dの 0. 05-0. 15倍である複数の突起が設けられてレ、る。

給湯用熱交換器においては、伝熱管の流入口付近の水の流れは、層流域および /または層流域から乱流域への遷移領域に該当する。また、伝熱管の流入口付近では水温が低ぐ熱伝達率も低い。そこで、この給湯用熱交換器において、少なくとも水の流入口近傍に位置する伝熱管の内面に、高さが伝熱管内径の 0. 05-0. 15 倍である複数の突起を設けている。その結果、管内に設けた突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、突起が管内の圧力損失に与える影響が抑えられ、給湯用コルゲート伝熱管全体の性能が向上する。

[0011] 第 7発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、給湯用熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行う伝熱管であって、内部を流れる流体である水が流入する流体入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ（HI)がコルゲート溝の深さ（Hm)の 1〜 3倍である複数の突起が設けられて!/、る。

伝熱管の流入口付近の水の流れは、層流域および/または層流域から乱流域への遷移領域に該当する。また、伝熱管の流入口付近では水温が低ぐ熱伝達率も低い。ここでは、コルゲート溝が設けられている伝熱管内に突起を設け、熱伝達率の向上を図っている。しかし、コルゲート溝が設けられている伝熱管内に突起を設けた場合、突起の高さ（HI)とコルゲート溝の深さ（Hm)による伝熱効果の向上を図るとともに圧力損失による影響を最小限に抑える必要がある。レイカレズ数 (Re)が 7000未満の低レイノルズ数の区間において、複数の突起の高さ（HI)がコルゲート溝の深さ (Hm)の 1〜3倍である場合、コルゲート管及び管内に設けた突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、コルゲート溝の深さを抑え、且つ突起が管内の圧力損失に与える影響が小さぐ給湯用コルゲート伝熱管全体の性能が向上することができる。

[0012] 第 8発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、給湯用熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行う伝熱管であって、内部を流れる流体である水が流入する流入口の近傍に位置する部分の内面に複数の突起が設けられており、複数の突起のピッチ（P1)とコルゲートのピッチ（P2)とは異なる値である。

伝熱管の流入口付近の水の流れは、層流域および/または層流域から乱流域への遷移領域に該当する。また、伝熱管の流入口付近では水温が低ぐ熱伝達率も低い。ここでは、コルゲート溝が設けられている伝熱管内に突起を設け、熱伝達率の向上を図っている。しかし、突起とコルゲート溝とが重なる位置に設けられた場合、管内の摩擦係数が高くなり、管内の圧力損失が急激に高くなる恐れがある。そこで、突起のピッチ（PI)とコルゲートのピッチ（P2)とは異なる値にすることで、突起がコルゲート溝と重ならない位置に設けられることとなり、管内における圧力損失の急増を抑えること力 Sでさる。

[0013] 第 9発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、内部を流れる流体の流速が 0. lm 〜 0. 6 m/sである。なお、給湯用コルゲート伝熱管の内部を流れる流体の流速が 0. 2m/s 〜0· 4m/sであることが好ましい。ここで、管内の流体の流速が 0. lm/s未満である場合、コルゲート伝熱管の熱伝達率が極めて低い。一方、管内の流体の流速が 0. 6 m/sを超えると、コルゲート管内の摩擦係数が大きくなり、管内の圧力損失が大きくなる。そこで、内部を流れる流体の流速範囲を 0· lm 〜 0· 6m/sとする。その結果、コルゲート溝と管内に設けた突起による熱伝達率の向上が図られるとともに、突起が管内の圧力損失に与える影響が抑えられ、給湯用コルゲート伝熱管全体の性能が向上する。

[0014] 第 10発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、突起の任意の高さにおける断面形状は、円形、楕円形もしくは近似円形のような滑らかな曲線で構成されている。

コルゲート管内突起による管内流体の圧力損失への影響要素として、コルゲート溝の高さ、管内流体のレイカレズ数、速度、突起の高さなどのほか、突起の形状が挙げられる。突起の形状が鋭角状である場合、角を曲がる流れにより剥離渦が生じ、流体の圧力損失が高くなる。

そこで、突起の任意の高さにおける断面形状が、円形、楕円形もしくは近似円形のような滑らかな曲線で構成されているようにしている。すなわち、突起の外周面が滑らかな曲面で形成されているため、突起の形状が鋭角状であるものに比べて剥離渦の発生を抑えることができ、管内流体の圧力損失による影響が抑えられ、コルゲート伝熱管全体の性能が向上する。

[0015] 第 11発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、流体が流出する流体流出口の近傍に位置する区間には、突起が設けられていない。コルゲート伝熱管の流体流出口部では、流体の温度が高ぐ例えば流体が水である場合、コルゲート管内面にスケールが付着するおそれがある。このような区間に突起を設けると、突起によりスケールの付着が促進されるおそれがある。そこで、流体の温度が高い流体流出口近傍に位置する区間には、突起が設けられていない管、例えば平滑管を使用することにより、スケールの発生を抑える。

[0016] 第 12発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、突起の高さ HIよりも溝深さの浅い溝が管内面に形成されている。

低レイノルズ数域においては、コルゲート伝熱管内面に設けられた突起のうち、小さい突起より大きい突起の方が熱伝達率の向上に貢献する。そこで、コルゲート伝熱管内に溝付き管の溝の深さより高い突起を設けることで伝熱効果の向上を図る。一方、高レイカレズ数域においては、突起の高さより深さの浅い溝の方が熱伝達率の向上に貢献する。そこで、高レイカレズ域においては、突起の高さより溝深さの浅い溝が内面に形成されている溝付き管を採用することにより、コルゲート伝熱伝熱管の伝熱性能がさらに向上する。

[0017] 第 13発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、複数の突起は、管軸方向に平行して設けられている。

管軸方向に突起を設けることにより、伝熱促進が連続しておこなえる。また、流体の流れは管軸方向に直線的に流れるため、圧力損失の増加が小さぐ伝熱管全体の性能が向上する。

[0018] 第 14発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、複数の突起は、螺旋状に設けられている螺旋状に突起を設けることにより、管内の流体の流れに旋回が発生し、流体の通過長さが長くなり、伝熱性能がさらに向上する。

[0019] 第 15発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、複数の突起は、伝熱管の径方向の対向する位置で一対となるように設けられている。

径方向の対向する位置で一対となるように突起を設けることにより、突起付近の断面積が減少し、流体の混合が促進され、伝熱性能がさらに向上される。

[0020] 第 16発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、複数の突起のピッチ P1と伝熱管内径 Dとの比は 0· 5〜； 10である。

突起のピッチ P1と伝熱管内径 Dとの比が 0. 5以下の場合、伝熱促進効果は得られる力上流側において突起の影響により圧力損失が大きくなる。また、突起のピッチ P

1と伝熱管内径 Dとの比が 10以上の場合、伝熱促進効果が小さくなる。

そこで、突起のピッチ P1と伝熱管内径 Dとの比を 0. 5〜； 10にすることで、伝熱促進効果を維持しつつ、圧力損失の増加が小さぐ伝熱管全体の性能が向上する。

[0021] 第 17発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、複数の突起間には、高さ（H2)が 0. 5m m未満の小突起が設けられて!/、る。

低レイノルズ数域においては、小さい突起より大きい突起の方が熱伝達率の向上に貢献する力 S、高レイカレズ数域においては、大きい突起より小さい突起（小突起）の方が熱伝達率の向上に貢献する。ここでは、大きな突起の間に小さな突起を設けることにより、レイカレズ数が低い区間では大きな突起により伝熱性能が向上され、レイノノレズ数が高い区間では小さな突起による伝熱性能の向上の相乗効果が図られることにより、熱交換器全体の性能が向上する。

[0022] 第 18発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、伝熱管の内面には、突起が設けられていない平滑部が存在する。

突起のない平滑部において、伝熱管内の断面積は最大となる。すなわち、突起を設けている部分と突起を設けていない部分との間の内面形状の変化が最大となり、伝熱性能が向上する。一方、伝熱管内面に平滑部が存在しない場合は、伝熱管の内径が減少したものと同じ効果となり、流体の流速が速くなること伝熱促進効果は得られる力 S、管内の圧力損失も大きくなる。 [0023] 第 19発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、突起は外部から力を加えることにより形成されるものであり、直線部には形成され、曲げ部には形成されない。

外部から力を加えることにより伝熱管の内面に突起を形成させる場合、外面が凹むとともに対応する内面において管内に向け突起が形成されることが多い。また、一般的に、伝熱管に直線部と曲げ部を有している。曲げ部には、直線部における圧力損失に加えて曲げによる付加的な圧力損失が存在する。ここで、曲げ部の内面にさらに突起を設けると、曲げ部における圧力損失がさらに増大されるおそれがある。また、曲げ作業過程で伝熱管外面の凹んだ部位に大きな変形が発生し、破損などが発生するおそれがある。そこで、直線部には突起を設け、曲げ部には突起を設けていない。

[0024] 第 20発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管において、突起は外部から力を加えることにより形成されるものであり、曲げ部においては、曲げられている面と交差する区間には形成されていない。

伝熱管の曲げ部において、曲げられている面と交差する部分の変形量がいちばん大きい。そこで、伝熱管の曲げ部において、曲げられている面と交差する区間には突起を設けていない。例えば、伝熱管が水平面で曲げられている場合、曲げ部における水平面と交差する区間には突起を設けない。

[0025] 第 21発明に係る給湯用コルゲート伝熱管は、第 1発明から第 8発明のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管にお!/、て、外部には流体に熱を供給する第 2流体を流すための第 2伝熱管が配置されており、外面には第 2伝熱管が接触しており、突起は外面を凹ませることによって内面に形成されるものであって、第 2伝熱管との接触部分以外の場所に形成されてレ、る。

ここでは、突起は外面を凹ませることによって内面に形成されるものであるため、内面に突起が形成された部位に対応する外面には凹みが形成されている。第 2伝熱管と接触する部分に突起が形成される。すなわち外面に凹みが形成されると、伝熱管と第 2伝熱管との接触が悪くなり、第 2伝熱管からの伝熱効果が低下する。そこで、第 2 伝熱管との接触区間には突起を設けないようにすることで、第 2伝熱管からの伝熱効果の低下を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]ヒートポンプ給湯器の模式図

[図 2]水熱交換器の概略図。

[図 3]コルゲート伝熱管の平面図。

[図 4]コルゲート伝熱管の管内流れのレイノルズ数を表すグラフ。

[図 5] (a)コルゲート伝熱管の断面斜視図。

[0027] (b)図 5 (a)の A— A矢視断面図。

(c)図 5 (b)の B— B矢視断面図。

[図 6]実験 1の結果を示すグラフ図。

[図 7]実験 2の結果を示すグラフ図。

[図 8]実験 3の結果を示すグラフ図。

[図 9]実験 4の結果グラフ図。

[図 10]実施例 1に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 11]実施例 2に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 12] (a)実施例 3に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[0028] (b)実施例 3に係るコルゲート伝熱管の斜視図。

[図 13]実施例 4に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 14]実施例 5に係るコルゲート伝熱管の平面図。（a)実施例 5に係るコルゲート伝熱管の平面図。（b)実施例 5に係るコルゲート伝熱管の斜視図。

[図 15]実施例 6に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 16]実施例 7に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 17]実施例 8に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 18]実施例 9に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[図 19] (a)実施例 10に係るコルゲート伝熱管の平面図。

[0029] (b)実施例 10に係るコルゲート伝熱管の斜視図。

[図 20]実施例 11に係るコルゲート伝熱管の平面図。園 21] (a)コルゲート伝熱管の斜視図。（b)ハイフィン伝熱管の斜視図。（c)花柄伝熱管の斜視図。

符号の説明

1 貯湯ユニット

100 ヒートポンプ給湯器

2 ヒートポンプユニット

30 水熱交換器

31 1 水流入口

312 水流出口

313, 413, 513, 613 突起

315 小突起

316, 416, 516, 616 コノレゲ

644

発明を実施するための最良の形態

[0031] 本発明に係る給湯用コルゲート伝熱管について、添付図及び実施例に基づいて説明する。

図 1は、本発明の給湯用コルゲート伝熱管を採用したヒートポンプ式給湯機の模式図である。ここで、ヒートポンプ式給湯機は、貯湯ユニット 1とヒートポンプユニット 2とを備えている。貯湯ユニット 1は、水道管 11と、貯湯タンク 12と、水循環用ポンプ 13と、給水管 3と、水熱交換器 30を構成するコルゲート伝熱管 31と、温湯管 16と、混合弁 17と、給湯管 18とが順に連結されている。ここでは、給水管 11から貯湯タンク 12に水道水が供給される。貯湯タンク 12の底部から温度の低い水が水循環用ポンプ 13 より水熱交換器 30のコルゲート伝熱管 31に供給され加熱される。加熱された温湯は、貯湯タンク 12の上部に流入される。温湯管 16を経て貯湯タンク 12の上部から出湯される高温の温湯は、混合弁 17により混合水管 19の冷水と混合される。この混合弁 17により給湯の温度が調節され、給湯管 18によりユーザに供給される。

[0032] 次に、ヒートポンプユニット 2は冷媒循環回路を備え、この冷媒循環回路は、圧縮機 21と、水熱交換器 30と、膨張弁 23と、空気熱交換器 24とを、冷媒管 32により順に接続して構成される。冷媒は圧縮機 21により高圧に圧縮された後、水熱交換器 30に送られる。水熱交換器 30において熱交換された冷媒は、膨張弁 23を通過し、空気熱交換器 24へ供給される。冷媒は、周囲からの熱を吸収して圧縮機 21に還流される。図 2は、ヒートポンプ給湯機における水熱交換器 30の概略図である。図 2に示すように、水熱交換器 30は、コルゲート伝熱管 31と冷媒管 32とによって構成されている。コルゲート伝熱管 31は、同一平面上において長円形状となるように渦巻き形状に形成され、水通路 Wを形成している。冷媒管 32は、伝熱管 31の外周に螺旋状に巻き付けられ、冷媒通路 Rを形成している。そして、コルゲート伝熱管 31における渦巻きの外周側を水流入口 311、コルゲート伝熱管 31における渦巻きの中心側を水流出口 312としている。水熱交換器 30において、冷媒管 32内の冷媒は、冷媒流入口 32 2において A22方向から流入し放熱する。その後、冷媒流出口 321において A21方向から流出する。水流入口 311にお!/、て Al 1方向から供給された水道水はこの熱により加熱され、温湯となって水流出口 312において A12方向に流出する。

次に、コルゲート伝熱管 31について説明する。図 3に示すように、コルゲート伝熱管 31の管内面には、コルゲート 316が形成され、高さが HIの複数の突起 313が、管軸方向において上下対称に設けられている。図 3においては、紙面方向から見て上方に設けられた突起 313のみが表示されている。本実施例では、伝熱管 31の水流入口 311における水温は約 10°C、水流出口 312における水温は約 90°Cと設定されている。ここで、コルゲート伝熱管における水の流量は約 0. 8L/minである。また、コルゲート伝熱管の外径が 8mm〜； 14mm (内径が 6mm〜； 12mm)であることが好ましいコルゲート伝熱管 31の管内流のレイノルズ数 Reを、図 4に表している。図 4で示すように、コルゲート伝熱管 31の水流入口 311におけるレイノルズ数 Reは約 2000であり、管内の流れは層流域である。水の流れが進むにつれ、流入口 311から流入された水は、図 2に示す冷媒管 32との熱交換を行い水温が高くなる。水温上昇により、水の粘性係数が小さくなり、レイカレズ数 Reは段々大きくなる。図 4において、水流出口 312におけるレイノノレズ数 Reは約 7000であって、管内流は層流から乱流への遷移領域に位置する。ここで、コルゲート伝熱管 31の管内面に設けられた複数の突起 31 3が、伝熱性能の向上に与える影響及び圧力損失に与える影響を調べるため、以下の実験を行った。

[0034] (1)実験 1

図 5 (a)はコルゲート伝熱管 31の断面斜視図である。実験 1においては、内径 Dが 8mmの管内面に、深さが Hmのコルゲート 316に、高さが HIの突起を上下対称に設けている。図 5 (b)は、図 5 (a)の A— A矢視断面図であり、図 5 (c)は、図 5 (b)の B B矢視断面図である。図 5 (a)及び図 5 (b)から分るように、突起 313は伝熱管の外面を凹ませることによって内面に形成されるようになっている。また、図 5 (c)から分るように、突起 313の横断面図の形状は楕円形になるように形成されている。ここで、コルゲート伝熱管 31の内面には、突起が設けられていない平面部 31aが存在する。図 6 (a)は、管内の流れが層流域及び層流域から乱流域への遷移が発生する低レイノルズ数の区間の各レイノルズ数 Reにお!/、て、突起を設けて!/、な!/、コルゲート管を採用した場合と、コルゲートの深さ Hm+突起の高さ HIが 1. 2mmの場合の伝熱性能を表したものである。ここで、横軸はレイカレズ数 Reの値を表している。縦軸は、突起 313を設けたコルゲート伝熱管及び突起を設けていないコルゲート伝熱管のヌセルト数 Nuと平滑管の Nuoの比（Nu/Nuo)を表している。ここで、ヌセルト数は、固体壁から流体への熱の伝わりやすさの指標としての熱伝達率値を無次元化したものであり、その値が大きいほど、固体壁から流体へ熱が伝わりやすくなる。従って、 Nu /Nuoの値が大きいほど、突起及びコルゲートによる伝熱管の伝熱性能の向上が大きい。実線は突起 313を設けたコルゲート伝熱管、点線は突起を設けていないコノレゲート伝熱管である場合の実験結果を表わしている。図 6 (a)から分るように、突起を設けていないコルゲート伝熱管の伝熱性能はレイカレズ数と関係なく平滑管の 3倍ぐらいである。一方、突起の高さ HIが 1. 2mmの突起 313を設けたコルゲート伝熱管の場合、レイカレズ数 Reが 4000以下の状態で、管内に設けた突起 313による伝熱性能の向上は明らかである。一方、レイノルズ数 Reが 4000以上の場合、管内に設けた突起 313による伝熱性能の向上は緩やかである。

[0035] 図 6 (b)は、管内の流れが、層流域及び層流域から乱流域への遷移が発生する低レイノルズ数の区間の各レイノルズ数 Reにお!/、て、突起を設けて!/、な!/、コルゲート管を採用した場合と、コルゲートの深さ Hm+突起の高さ HIが 1. 2mmの場合のコルゲ一ト伝熱管 31を採用した場合の管内圧力損失の推移を表したものである。ここで、横軸はレイノルズ数 Reの値を表している。縦軸は、突起 313を設けたコルゲート伝熱管及び突起を設けて!/、な!/、コルゲート管のファニングの摩擦係数 fと平滑管のファニングの摩擦係数 foとの比（f/fo)を表している。ここで、ファニングの摩擦係数は、管内流れの圧力損失を表す無次元数であり、その値が大きいほど、管内流れの圧力損失は大きくなる。したがって、 f/foの値が大きいほど、管内の水圧損失は大きくなる。実線は突起 313を設けたコルゲート伝熱管、点線は突起を設けて!/、な!/、コルゲート伝熱管である場合の実験結果を表わしている。図 6 (b)から分るように、レイカレズ数 Reが 7000以下である場合、管内面に設けた突起 313による管内圧力損失の増加部分は、ほぼ一定している。

[0036] (2)実験 2

実験 2においては、突起 313の高さ HIが伝熱性能及び管内流れの圧力損失に与える影響を調べるため、管内面に設けた突起 313の高さ HIを変更させながら実験を行った。図 7 (a)は、内径 Dが 8mmのコルゲート伝熱管に、高さ HIが異なる突起を、管軸方向のピッチ Pが 15mmになるように上下対称に設けた場合の伝熱性能を表したものである。ここで、横軸は突起 313の高さ HIの値を表している。縦軸は、突起 31 3を設けたコルゲート伝熱管 31のヌセルト数 Nuと突起を設けていない平滑管のヌセルト数 Nuoとの比（Nu/Nuo)を表して!/、る。実線はレイノルズ数 Reが 4000である場合、点線はレイカレズ数 Reが 2000である場合の実験結果を表わしている。図 7 (a )から分るように、レイノルズ数 Re力 000及び 2000の場合ともに、突起 313の高さ H 1が高くなるほど伝熱性能は向上する。

[0037] 図 7 (b)は、管内圧力損失の推移を表したものである。ここで、横軸は突起 313の高さ HIの値を表している。縦軸は、突起 313を設けたコルゲート伝熱管 31のファニングの摩擦係数 fと突起を設けて!/、な!/、平滑管のファニングの摩擦係数 foとの比（f/f o)を表している。実線はレイノルズ数 Reが 4000である場合、点線はレイノルズ数 Re 力 ¾000である場合の実験結果を表わしている。図 7 (b)から分るように、レイカレズ数 Reが 4000及び 2000の場合ともに、突起 313の高さ HIが高くなるほど管内圧力損失は大きくなる。特に、 HIが 1. 0以上の場合、管内圧力損失の増加が顕著になっている。

図 7 (c)は、内径 Dが 8mmのコルゲート伝熱管に、高さ HIが異なる突起を 15mm ( 管軸方向）ピッチで上下対称に設けた場合の伝熱管全体の性能を表したものである。すなわち、伝熱性能の向上と圧力損失の抑制を総合的に考慮した性能を表す。ここで、横軸は突起の高さの値を表している。縦軸は、突起を設けたコルゲート伝熱管のヌセルト数 Nuと突起を設けて!/、な!/、平滑管のヌセルト数 Nuoとの比（Nu/Nuo) を、突起を設けた伝熱管のファニングの摩擦係数 fと突起を設けてレ、なレ、平滑管のフアニングの摩擦係数 foとの比（f/fo)で割った値を表している。上述したように、 Nu /Nuoの値が大きいほど伝熱性能が向上され、 f/foの値が大きいほど管内の水圧損は大きくなる。したがって、 Nu/Nuoの値を f/foの値で割った値が大きいほど、伝熱性能の向上が図れるとともに、突起が管内の圧力損失に与える影響が抑えられ、伝熱管全体の性能が向上したこととなる。

図 7 (c)にお!/、て、実線はレイノルズ数 Reが 4000である場合、点線はレイノルズ数 Reが 2000である場合の実験結果を表わしている。図 7 (c)から分るように、レイカレズ数 Reが 2000で、伝熱管内に設けられた突起の高さが 0. 79mmである場合、 Nu /Nuoの値を f/foの値で割った値が一番大きぐ突起の高さが 2. 0mmを超えるとその値は顕著に小さくなる。すなわち、低レイカレズ数区間では、突起の高さが 0. 5 mm〜； 1. 5mmの範囲内である場合、伝熱管全体の性能向上が図れる。特に、突起の高さが 0. 5mm〜0. 79mmの範囲内であることが好ましい。

(3)実験 3

実験 3においては、突起 313の高さ HIをそのまま指標とするのではなぐ相対粗度 (H1/D)を指標としている。この相対粗度（H1/D)が伝熱性能及び管内流れの圧力損失に与える影響を調べるため、相対粗度 (H1/D)を変更させながら実験を行つた。図 8 (a)は、レイノルズ数 Reが 2000である状態及び 4000である状態で、相対粗度（H1/D)が異なる場合のコルゲート伝熱管の伝熱性能を表したものである。ここで、横軸は相対粗度（H1/D)の値を表している。縦軸は、突起 313を設けたコノレゲート伝熱管 31のヌセルト数 Nuと突起を設けていない平滑管のヌセルト数 Nuoとの比（Nu/Nuo)を表している。図 8 (a)から分るように、突起の相対粗度（H1/D)の値が大きいほど伝熱性能は向上する。また、図 8 (a)の点線から分るように、レイカレズ数 2000の状態では、相対粗度（H1/D)の値が 0. 1以下では突起による伝熱性能の向上は小さい。

[0039] 図 8 (b)は、管内圧力損失の推移を表したものである。ここで、横軸は相対粗度（H 1/D)の値を表している。縦軸は、突起 313を設けたコルゲート伝熱管 31のファニングの摩擦係数 fと突起を設けて!/、な!/、平滑管のファニングの摩擦係数 foとの比（f/f o)を表している。実線はレイノルズ数 Reが 4000である場合、点線はレイノルズ数 Re 力 ¾000である場合の実験結果を表わしている。図 8 (b)から分るように、レイカレズ数 Re力 000及び 2000の場合ともに、突起 313の高さ H1/Dが高くなるほど管内圧力損失は大きくなる。特に、 H1/Dが 0. 12以上の場合、管内圧力損失の増加が顕著になっている。

図 8 (c)は、突起の相対粗度（H1/D)が異なる場合のコルゲート伝達管全体の性能を表したものである。ここで、横軸は相対粗度（H1/D)の値を表している。縦軸は、突起を設けた伝熱管のヌセルト数 Nuと突起を設けて!/、な!/、平滑管のヌセルト数 Nu oとの比（Nu/Nuo)を、突起を設けたコルゲート伝熱管のファニングの摩擦係数 fと突起を設けて!/、な!/、平滑管のファニングの摩擦係数 foとの比（f/fo)で割った値を表している。上述したように、 Nu/Nuoの値が大きいほど伝熱性能が向上され、 f/f oの値が大きいほど管内の水圧損は大きくなる。したがって、 Nu/Nuoの値を f/fo の値で割った値が大きいほど、熱伝達率の向上を図るとともに、突起が管内の圧力損失に与える影響を抑え、コルゲート伝熱管全体の性能が向上したこととなる。図 8 ( c)から分るように、レイノルズ数 Reが 2000の場合、コルゲート伝熱管内に設けられた突起の相対粗度（H1/D)が 0· 1である場合、 Nu/Nuoの値を f/foの値で割った値が一番大きぐ突起の相対粗度（H1/D)が 0. 20を超えるとその値は顕著に小さくなる。すなわち、低レイカレズ数 Reの区間では、突起の相対粗度（H1/D)が 0. 0 5〜0. 15の範囲内である場合は、伝熱管全体の性能向上が図れる。特に、突起の相対粗度（H1/D)が 0. 05-0. 15の範囲内であることが好ましい。

[0040] (4)実験 4 実験 4においては、突起 313の高さ HIの指標だけでなぐ突起 313の高さ HIとコルゲート溝の深さ Hmとの比（Hl/Hm)を指標として!/、る。この相対高さ（Hl/Hm )が伝熱性能及び管内流れの圧力損失に与える影響を調べるため、相対高さ（HI/ Hm)を変更させながら実験を行った。図 9 (a)は、レイカレズ数 Reが 2000である状態及び 4000である状態で、相対高さ（Hl/Hm)が異なる場合の伝熱性能を表したものである。ここで、横軸は相対高さ（Hl/Hm)の値を表している。縦軸は、突起 31 3を設けたコルゲート伝熱管 31のヌセルト数 Nuと突起を設けていない平滑管のヌセノレト数 Nuoとの比（Nu/Nuo)を表している。図 9 (a)から分るように、突起の相対高さ（Hl/Hm)の値が大きいほど伝熱性能は向上する。また、図 9 (a)の点線から分るように、レイノルズ数 2000の状態では、相対粗度（Hl/Hm)の値が 0. 5以下では突起による伝熱性能の向上は小さい。

図 9 (b)は、管内圧力損失の推移を表したものである。ここで、横軸は相対高さ（HI /Hm)の値を表している。縦軸は、突起 313を設けたコルゲート伝熱管 31のファニングの摩擦係数 fと突起を設けて!/、な!/、平滑管のファニングの摩擦係数 foとの比（f/ fo)を表している。実線はレイノルズ数 Reが 4000である場合、点線はレイノルズ数 R eが 2000である場合の実験結果を表わしている。図 8 (b)から分るように、レイカレズ数 Reが 2000の場合、突起 313の高さ相対高さ（Hl/Hm)が高くなるほど管内圧力損失は大きくなる。特に、 Hl/Hmが 1. 8以上の場合、管内圧力損失の増加が顕著になっている。

図 9 (c)は、突起の相対高さ（Hl/Hm)が異なる場合の伝達管全体の性能を表したものである。ここで、横軸は相対高さ（Hl/Hm)の値を表している。縦軸は、突起を設けた伝熱管のヌセルト数 Nuと突起を設けて!/、な!/、平滑管のヌセルト数 Nuoとの比（Nu/Nuo)を、突起を設けた伝熱管のファニングの摩擦係数 fと突起を設けて!/、なレ、平滑管のファニングの摩擦係数 foとの比（f/f o)で割った値を表して!/、る。図 9 ( c)から分るように、レイノルズ数 Reが 2000で、伝熱管内に設けられた突起の相対高さ（Hl/Hm)が 1 · 8である場合、 Nu/Nuoの値を f/foの値で割った値が一番大きぐ突起の相対高さ（Hl/Hm)が 3· 0を超えるとその値は顕著に小さくなる。すなわち、低レイノルズ数 Reの区間では、突起の相対高さ（Hl/Hm)が 1 · 0〜3. 0の範囲内である場合は、伝熱管全体の性能向上が図れる。特に、突起の相対高さ（HI /Hm)が 1. 0〜2. 0の範囲内であることが好ましい。

[0042] 本発明に係る給湯用コルゲート伝熱管の異なる構造については、下記の実施例でさらに説明する（下記の実施例における内径 D、コルゲート溝の深さ Hm、突起の高さ HI , H2、ピッチ及び溝の深さなどの値は単に例示したものであり、実施例において特許請求の範囲に記載された各パラメータの数値範囲及び上記各実験で用いた値を用いることも可能である。 )

<実施例 1〉

図 10では、実施例 1で使用したコルゲート伝熱管 41の構造を示している。図 10 (a) で示すように、内径 Dが 8mmの平滑管に、溝の深さ Hmが 0. 5mm、管軸方向のピッチ Pmが 10mmのコルゲート溝 416が形成されている。図 10 (b)で示すように、高さ H 1が lmmの突起 43を、管軸方向のピッチ Pが 15mmになるように上下対称に設けている。ここでは、複数の突起のピッチ（P1)とコルゲートのピッチ（Pm)の値が異なる値にすることで、突起 413がコルゲート溝 416と重ならない位置に設けられることとなり、管内における圧力損失の急増を抑えることができる。

[0043] <実施例 2〉

実施例 2のコルゲート伝熱管 51では、図 11で示すように、コルゲート溝 516が設けられており、高さ HIが 1. Ommの突起 513の間には、高さ H2が 0. 3mmの小突起 5 15を設けている。低レイノルズ数域においては、小さい突起より大きい突起の方が熱伝達率の向上に貢献するが、高レイカレズ数域においては、大きい突起より小さい突起の方が熱伝達率の向上に貢献する。そこで、高さ HIが 1. Ommの突起 513の間に、高さ H2が 0. 3mmの小突起 515を設けることにより、レイノルズ数が低い区間ではコルゲート溝 516と突起 513により伝熱性能が向上され、レイカレズ数が高い区間ではコルゲート溝 516と小突起 515による伝熱性能の向上の相乗効果が図られることにより、熱交換器全体の性能が向上する。

[0044] <実施例 3〉

図 12に示すように、実施例 3で採用したコルゲート伝熱管 61は、管内面上螺旋 C1 に沿って突起 613を設けている。図 12 (a)は、コルゲート伝熱管 61の平面図であり、図 12 (b)はコルゲート伝熱管 61の斜視図である。ここで、突起 613の高さ HIは 1. 0 mm、円周方向のピッチ PIは 6mm、管軸方向のピッチ P2は 6mmである。

<実施例 4〉

図 13に示すように、実施例 4で採用したコルゲート伝熱管 63は、深さが 0. 5mmのコルゲート溝 636が設けられた伝熱管に、突起 633が設けられている区間 63aと、突起が設けられていない区間 63bを有する。ここで、突起が設けられていない区間 63b は、水の流出口 632近傍に位置する区間である。伝熱管 63の流出口 632近傍では、流体である水の温度が高ぐ管壁にスケールが付着するおそれがある。このような区間に突起部を設けた場合、スケールの付着が促進される場合がある。そこで、水温が高い水流出口 632近傍に位置する区間 63bには、突起を設けらないことにより、スケールの発生が抑えられる。

[0045] <実施例 5〉

図 14に示すように、実施例 5で採用したコルゲート伝熱管 64は、深さが 0. 5mmのコルゲート溝 646と深さと 0. 2mmの溝 644とが設けられた溝付き管に、高さ HIが 1. Ommの突起 643を、管軸方向のピッチ Pが 15mmになるように上下対称に設けている。ここで、コルゲート溝 646は実線、溝 644は細い実線で表わしている。ここでは、溝 644が設けられている管に突起 643を設けることで、コルゲート溝 646、、溝 644と突起 643による伝熱管全体の相乗効果が計られる。

<実施例 6〉

図 15に示すように、実施例 6で採用したコルゲート伝熱管 65は、区間 65a、区間 6 5bより構成されている。水流出口 652の近傍に位置する区間 65bには突起を設けていないコルゲート伝熱管を採用し、その他の区間 65aには、深さが 0. 5mmのコルゲート溝 656と深さ力 SO. 2mmの溝 654が設けられた溝付き管に高さが 1. 0mmの突起 653を設けている。コルゲート溝 656は実線、溝 654は細い実線で表わしている。コルゲート溝 656、溝 654と突起 653による伝熱管全体の相乗効果が計られるとともに、水温が高い水流出口 652近傍に位置する区間 65bにおけるスケールの発生が抑 X_られる。

[0046] <実施例 7〉図 16に示すように、実施例 7で採用したコルゲート伝熱管 66は、区間 66a、区間 6 6b, 区間 66cの 3区間力、ら構成されている。水流入口 661から管内のレイノルズ数 Re 力 000までの区間 66aには、深さが 0. 5mmのコルゲート溝 666と深さが 0. 2mm の溝 664が設けられた溝付き管に高さが 1. Ommの突起 663を設けたものを採用し、水流出口 662の近傍に位置する区間 66cには深さが 0. 5mmのコルゲート溝 666付きのコルゲート管を採用し、区間 66aと区間 66cとの間には深さが 0. 5mmのコルゲート溝と 664の深さが 0. 2mmの溝付き管 66bを採用している。ここで、コルゲート溝 666は実線、溝 664は細い実線で表わしている。ここでは、レイカレズ数が低い区間では突起 663と溝 664とコルゲート溝 666とにより伝熱性能が向上され、レイノルズ数が高い区間では溝 664とコルゲート溝 666による伝熱性能の向上の相乗効果が図られることにより、熱交換器全体の性能が向上する。また、水温が高い水流出口 662近傍に位置する区間 66cにおいてはコルゲート溝 666によるスケールの発生が抑えられる。

[0047] <実施例 8〉

図 17に示すように、実施例 8で採用した伝熱管 67は、区間 67a、区間 67b, 区間 6 7cの 3区間力、ら構成されている。水流入口 671から管内のレイノルズ数 Reが 4000までの区間 67aには、深さが 0. 5mmのコルゲート溝 666と高さが 1. Ommの突起 673 を設けたものを採用し、水流出口 672の近傍に位置する区間 67cには深さが 0. 5m mのコルゲート溝 676を有するコルゲート伝熱管を採用し、区間 67aと区間 67cとの間には深さが 0. 5mmのコルゲート溝 676と、溝 674の深さが 0. 2mmの溝付き管 67 bを採用している。ここで、コルゲート溝 676は実線、溝 674は細い実線で表わしている。ここでは、レイノルズ数が低い区間ではコルゲート溝 676と突起 673により伝熱性能が向上され、レイノルズ数が高い区間ではコルゲート溝 676と溝 674による伝熱性能の向上の相乗効果が図られることにより、熱交換器全体の性能が向上する。また、水温が高い水流出口 672近傍に位置する区間 67cにおいてはコルゲート溝 676によりスケールの発生が抑えられる。

[0048] <実施例 9〉

図 18に示すように、実施例 9で採用したコルゲート伝熱管 68は、直線部 684には突起 683を設けている力曲げ部 B1〜B7 (点線部分）には突起を設けていない。曲げ部 B1〜B7の内面に突起を設けることによる管内圧力損失の増大を回避し、また曲げ作業過程における大きな変形、破損などの発生を回避できる。

<実施例 10〉

図 19 (a)は、実施例 10で採用したコルゲート伝熱管 69の平面図を示したものであり、図 19 (b)は、伝熱管 69の斜視図を示したものである。ここで、直線部 694には突起 693が設けられている力曲げ部 C Cにおいて、曲げられている面 S 1と交差する区間 695には突起を設けていない。

<実施例 11〉

図 20に示すように、実施例 11で採用したコルゲート伝熱管 70は、コルゲート伝熱管の外面 71と冷媒管 72との接触部位には突起を設けていない。冷媒管 72が巻かれる部位に対応する管外面に凹みが設けられると、冷媒管 72と伝熱管外面 71との接触が悪くなり、冷媒管 72からの伝熱効果が低下するおそれがある。そこで、冷媒管 72が巻き付けられていない部位に突起 713を設けることで、冷媒管 72からの伝熱効果の低下を防ぐことができる。

<その他〉

上述した実験及び実施例においては、図 21 (a)に示すように、伝熱管としてコルゲ一ト溝を有するコルゲート管に突起が設けられている。なお、図 21 (b)に示すように、伝熱管としてハイフィン管に突起が設けられた管、または図 21 (c)に示すように、伝熱管として花柄管に突起が設けられた管を採用することもできる。

Claims

請求の範囲

[1] 内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管であって、その特徴は、管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体のレイカレズ数 (Re)が 7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さ（HI)が 0. 5mm〜； 1. 5mmである複数の突起が設けられている、給湯用コルゲート伝熱管。

[2] 内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管であって、その特徴は、管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体のレイカレズ数 (Re)が 7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さ（HI)が内径（D)の 0. 05-0. 15倍である複数の突起が設けられている、

給湯用コルゲート伝熱管。

[3] 内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管であって、その特徴は、管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体のレイカレズ数 (Re)が 7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さ（HI)がコルゲート溝の深さ（Hm)の 1〜3倍である複数の突起が設けられている、

給湯用コルゲート伝熱管。

[4] 内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管であって、その特徴は、管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体のレイカレズ数 (Re)が 7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に複数の突起が設けられており、

前記複数の突起のピッチ（P1)と前記コルゲートのピッチ（Pm)とは異なる値である給湯用コルゲート伝熱管。

[5] 給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であつて、その特徴は、

管内に螺旋コルゲートが設けられており、前記内部を流れる流体である水が流入する流入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ（HI)が 0. 5mm〜； 1. 5mmである複数の突起が設けられている、給湯用コルゲート伝熱管。

[6] 給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であつて、その特徴は、

管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体である水が流入する流体入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ（HI)が内径（D)の 0. 05-0. 15倍である複数の突起が設けられている給湯用コルゲート伝熱管。

[7] 給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であつて、その特徴は、

管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体である水が流入する流体入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ（HI)がコルゲート溝の深さ（Hm)の 1〜3倍である複数の突起が設けられている、

給湯用コルゲート伝熱管。

[8] 給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であつて、その特徴は、

管内に螺旋コルゲートが設けられており、

前記内部を流れる流体である水が流入する流入口の近傍に位置する部分の内面に、複数の突起が設けられており、

[9] 内部を流れる流体の流速が 0· lm 〜 0· 6m/sである、請求項 1から 8のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

[10] 前記突起の任意の高さにおける断面形状は、円形、楕円形もしくは近似円形のような滑らかな曲線で構成されている、請求項 1から 8のいずれかに記載の給湯用コルゲ一ト伝熱管。

[11] 前記流体が流出する流体出口の近傍に位置する部分の内面には、前記突起が設けられて!/、な!/、平滑部を有する

請求項 1から 8のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

[12] 前記突起の高さ（HI)よりも溝深さの浅い溝が前記内面に形成されている、

[13] 前記複数の突起は、管軸の方向に平行して設けられている、

[14] 前記複数の突起は、螺旋状に設けられている、

[15] 前記複数の突起は、径方向の対向する位置で一対となるように設けられている、請求項 1から 8のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

[16] 前記複数の突起のピッチ（P1)と内径（D)との比は、 0. 5〜； 10である、

[17] 前記複数の突起間には、高さ（H2)が 0. 5mm未満である小突起が設けられている請求項 1から 8のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

[18] 前記内面には、前記突起が設けられていない平滑部が存在する、

[19] 前記突起は、前記外部から力を加えることにより形成されるものであり、直線部には前記突起が形成され、曲げ部には前記突起が形成されない、

[20] 前記突起は、前記外部から力を加えることにより形成されるものであり、曲げ部にお

V、ては、曲げられて!/、る面と交差する部分には前記突起が形成されて!/、ない、請求項 1から 8のいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

[21] 前記給湯用コルゲート伝熱管の外部には、前記流体と熱交換を行う第 2流体を流すための第 2伝熱管が配置されており、給湯用コルゲート伝熱管の外面には、前記第 2伝熱管が接触しており、前記突起は、前記外面を凹ませることによって前記内面に形成されるものであって

、前記第 2伝熱管との接触部分以外の場所に形成されている、