JPH01131895A - 内面溝付伝熱管 - Google Patents
内面溝付伝熱管Info
- Publication number
- JPH01131895A JPH01131895A JP28896787A JP28896787A JPH01131895A JP H01131895 A JPH01131895 A JP H01131895A JP 28896787 A JP28896787 A JP 28896787A JP 28896787 A JP28896787 A JP 28896787A JP H01131895 A JPH01131895 A JP H01131895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- heat exchanger
- heat exchange
- groove
- 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.)
- Pending
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
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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〕
本発明は空調器や冷凍器等の熱交換器における内面溝付
伝熱管に関するものである。
伝熱管に関するものである。
空調器や冷凍器等の熱交換器における伝熱管では、第５
図及び第６図に示すように伝熱管（１）の内面に多数の
螺旋状の連続する溝（２）と山（３）を隣接して設ける
ことにより、熱交換面積を増大し、熱交換効率（管内熱
伝達率）を向上させている。
図及び第６図に示すように伝熱管（１）の内面に多数の
螺旋状の連続する溝（２）と山（３）を隣接して設ける
ことにより、熱交換面積を増大し、熱交換効率（管内熱
伝達率）を向上させている。
現在空調器や冷凍器等の熱交換器の伝熱管には、第７図
に示すように直径９．５３８の伝熱管（１）の内面に多
数の螺旋状の連続する溝（２）と山（３）を隣接して設
けた溝付伝熱管が用いられており、管内に熱交換媒体と
して冷媒Ｒ−２２を流し、管外に水又は空気を流して熱
交換を行なっている。しかして管内に熱交換媒体を流し
、管外に水を流して熱交換を行なうと、管内の熱交換媒
体の流量が少なくなる（管内流速が遅くなる）と管内蒸
発熱伝達率及び管内凝縮熱伝達率が低下する。即ち管内
蒸発において、内部を流れる熱交換媒体の流量が少なく
なる（管内流速が遅くなる）と熱交換媒体が層流となり
、管内壁に沿って熱交換媒体の膜が形成されて乱流効果
を失い、熱交換効率を低下する。このため熱交換媒体の
流量が少なくなるほど平滑管との性能差がなくなる。ま
た管内凝縮においても、第８図に示すように溝（２）の
底幅（Ｗｌ）が山（３）の底幅（Ｗｌ）に比べて狭いた
め、凝縮液（４）が滞留しやすく低流量域において熱交
換効率を低下する。
に示すように直径９．５３８の伝熱管（１）の内面に多
数の螺旋状の連続する溝（２）と山（３）を隣接して設
けた溝付伝熱管が用いられており、管内に熱交換媒体と
して冷媒Ｒ−２２を流し、管外に水又は空気を流して熱
交換を行なっている。しかして管内に熱交換媒体を流し
、管外に水を流して熱交換を行なうと、管内の熱交換媒
体の流量が少なくなる（管内流速が遅くなる）と管内蒸
発熱伝達率及び管内凝縮熱伝達率が低下する。即ち管内
蒸発において、内部を流れる熱交換媒体の流量が少なく
なる（管内流速が遅くなる）と熱交換媒体が層流となり
、管内壁に沿って熱交換媒体の膜が形成されて乱流効果
を失い、熱交換効率を低下する。このため熱交換媒体の
流量が少なくなるほど平滑管との性能差がなくなる。ま
た管内凝縮においても、第８図に示すように溝（２）の
底幅（Ｗｌ）が山（３）の底幅（Ｗｌ）に比べて狭いた
め、凝縮液（４）が滞留しやすく低流量域において熱交
換効率を低下する。
しかるに最近の空調器や冷凍器の伝熱管の使用は、パス
数を増やして低流量域での使用が増えており、低流量域
における熱交換効率の向上が強く望まれている。
数を増やして低流量域での使用が増えており、低流量域
における熱交換効率の向上が強く望まれている。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、内面溝付管の低流
量域における熱交換媒体の層流化、凝縮液の滞留化を防
ぎ、低流量域においても熱交換効率の極めて良い内面溝
付伝熱管を開発したもので、管内面に連続する多数の溝
と山を隣接して設けた伝熱管において、伝熱管の外径を
Ｄ、溝の深さをＮ１溝の底幅をＷ１、山の底幅をＷ１、
溝数をＮ、山頂角をαとすると、Ｄは８ｍ以下、Ｈは０
．１〜０．５Ｍ、ＷｌはＨ≦Ｗ１≦３Ｈ又はＷ２≦Ｗ１
≦３Ｗ２ 、Ｎは４０〜６０゜αは２０〜６０°とし、
直角横断面の溝の部分の断面積を隣接する山の部分の断
面積の２〜５倍としたことを特徴とするものである。
量域における熱交換媒体の層流化、凝縮液の滞留化を防
ぎ、低流量域においても熱交換効率の極めて良い内面溝
付伝熱管を開発したもので、管内面に連続する多数の溝
と山を隣接して設けた伝熱管において、伝熱管の外径を
Ｄ、溝の深さをＮ１溝の底幅をＷ１、山の底幅をＷ１、
溝数をＮ、山頂角をαとすると、Ｄは８ｍ以下、Ｈは０
．１〜０．５Ｍ、ＷｌはＨ≦Ｗ１≦３Ｈ又はＷ２≦Ｗ１
≦３Ｗ２ 、Ｎは４０〜６０゜αは２０〜６０°とし、
直角横断面の溝の部分の断面積を隣接する山の部分の断
面積の２〜５倍としたことを特徴とするものである。
本発明伝熱管は上記構成からなり、特に第１図に示すよ
うに伝熱管（１）の外径をＤ、溝（２）の深さをＮ１溝
（２）の底幅をＷ１、山（３）の底幅をＷ１、溝（２）
の数をＮ１山（３）の頂角をαとすると、Ｄは８ｓ以下
、Ｈは０．１〜０．５ｓ。
うに伝熱管（１）の外径をＤ、溝（２）の深さをＮ１溝
（２）の底幅をＷ１、山（３）の底幅をＷ１、溝（２）
の数をＮ１山（３）の頂角をαとすると、Ｄは８ｓ以下
、Ｈは０．１〜０．５ｓ。
ＷｌはＨ≦Ｗ１≦３Ｈ又はＷ２≦Ｗ１≦３Ｗ２、Ｎは４
０〜６０、αは２０〜６０” とし、これ等を組合わせ
、第２図に示すように伝熱管（１）の直角横断面におい
て、溝（２）の断面積（Ｓｌ）を山（３）の断面積（Ｓ
２）の２〜５倍とし、伝熱管（１）の外径りを８ｍ以下
と従来よりも小さくして低流量域における熱交換媒体の
管内流速を高め、乱流を促進させて層流化を防止し、か
つ熱交換媒体の凝縮液（４）の滞留高さ（ｆ）が低くな
るように充分な溝底幅（Ｗｌ）をもたせたものである。
０〜６０、αは２０〜６０” とし、これ等を組合わせ
、第２図に示すように伝熱管（１）の直角横断面におい
て、溝（２）の断面積（Ｓｌ）を山（３）の断面積（Ｓ
２）の２〜５倍とし、伝熱管（１）の外径りを８ｍ以下
と従来よりも小さくして低流量域における熱交換媒体の
管内流速を高め、乱流を促進させて層流化を防止し、か
つ熱交換媒体の凝縮液（４）の滞留高さ（ｆ）が低くな
るように充分な溝底幅（Ｗｌ）をもたせたものである。
置溝と溝の間に形成する山の先端形状は半円状、台形、
三角形又は長方形とするか、或いはこれ等の形状を適宜
組合せてもよい。また溝は螺旋状であっても、管軸と平
行であってもよい。
三角形又は長方形とするか、或いはこれ等の形状を適宜
組合せてもよい。また溝は螺旋状であっても、管軸と平
行であってもよい。
外径７＃の伝熱管の内面に、下記の溝と山を隣接して形
成した本発明伝熱管を造り、管内熱伝達率を測定した。
成した本発明伝熱管を造り、管内熱伝達率を測定した。
その結果を従来の直径９．３５ｍの内面溝付伝熱管と内
面平滑伝熱管と比較して第３図及び第４図に示す。
面平滑伝熱管と比較して第３図及び第４図に示す。
本発明伝熱管は外径７履、溝底肉厚０．２５Ｍ、溝深さ
０．１５ｍで、溝底幅０．２５ｍの溝を５０個、管軸に
対して右上り１８°傾けて設け、溝と溝との間にできる
山の頂角を５０°、出先端形状を半円状とした。
０．１５ｍで、溝底幅０．２５ｍの溝を５０個、管軸に
対して右上り１８°傾けて設け、溝と溝との間にできる
山の頂角を５０°、出先端形状を半円状とした。
管内熱伝達率の測定は管内に冷媒Ｒ−２２を流し、管外
に水を流して熱交換を行なわせ、その時の管内蒸発熱伝
達率と管内凝縮熱伝達率を測定した。第３図は管内蒸発
熱伝達率を、第４図は管内凝縮熱伝達率の測定結果を示
すもので、図中（１）、 （１’）は従来の内面平滑伝
熱管、（２）。
に水を流して熱交換を行なわせ、その時の管内蒸発熱伝
達率と管内凝縮熱伝達率を測定した。第３図は管内蒸発
熱伝達率を、第４図は管内凝縮熱伝達率の測定結果を示
すもので、図中（１）、 （１’）は従来の内面平滑伝
熱管、（２）。
（２°）は従来の内面溝付伝熱管、（３）、（３’）は
本発明伝熱管の場合を示す。
本発明伝熱管の場合を示す。
図から判るように従来の内面溝付伝熱管の管内蒸発熱伝
達率は内部を流通する熱交換媒体の流量が少なくなる（
管内流速が遅くなる）と熱交換媒体が層流となり、管内
壁に沿って熱交換媒体の膜が形成され、管内蒸発熱伝達
率を低下し、熱交換媒体の流量が少なくなるほど内面平
滑伝熱管との性能差がなくなる。また従来の内面溝付伝
熱管の管内凝縮熱伝達率は溝底幅が山底幅に比べて狭い
ため、凝縮液が滞留しやすく、熱交換媒体の低速流域に
おいて熱交換率を著しく低下する。
達率は内部を流通する熱交換媒体の流量が少なくなる（
管内流速が遅くなる）と熱交換媒体が層流となり、管内
壁に沿って熱交換媒体の膜が形成され、管内蒸発熱伝達
率を低下し、熱交換媒体の流量が少なくなるほど内面平
滑伝熱管との性能差がなくなる。また従来の内面溝付伝
熱管の管内凝縮熱伝達率は溝底幅が山底幅に比べて狭い
ため、凝縮液が滞留しやすく、熱交換媒体の低速流域に
おいて熱交換率を著しく低下する。
これに対し本発明伝熱管は熱交換媒体の低速流域におい
ても管内凝縮熱伝達率には著しい性能低下がなく、管内
蒸発熱伝達率では熱交換媒体の低速流域で低流量になる
ほど性能が向上することが判る。
ても管内凝縮熱伝達率には著しい性能低下がなく、管内
蒸発熱伝達率では熱交換媒体の低速流域で低流量になる
ほど性能が向上することが判る。
本発明伝熱管は、従来の内面溝付伝熱管より外径を小さ
くして管内を流通する熱交換媒体の管内流速を高めるこ
とにより、低流量域においても適度の乱流となり、これ
によって熱交換媒体が層流となるのを防ぎ、管内壁に沿
って熱交換媒体の膜が形成されるのを解消し、また溝底
幅を従来よりも広くすることにより、熱交換媒体の凝縮
液の滞留高さを低くし、これ等の作用の相乗効果により
、熱交換媒体の低流量域において管内蒸発熱伝達率及び
管内凝縮熱伝達率を飛躍的に向上したものである。
くして管内を流通する熱交換媒体の管内流速を高めるこ
とにより、低流量域においても適度の乱流となり、これ
によって熱交換媒体が層流となるのを防ぎ、管内壁に沿
って熱交換媒体の膜が形成されるのを解消し、また溝底
幅を従来よりも広くすることにより、熱交換媒体の凝縮
液の滞留高さを低くし、これ等の作用の相乗効果により
、熱交換媒体の低流量域において管内蒸発熱伝達率及び
管内凝縮熱伝達率を飛躍的に向上したものである。
第１図は本発明伝熱管の一例を示す断面図、第２図は本
発明伝熱管の内面溝の断面積と山の断面積を示す説明図
、第３図は各内面溝付管の管内蒸発熱伝達率と冷媒流量
（熱交換媒体の流量）の関係を示す説明図、第４図は各
内面溝付管の管内凝縮熱伝達率と冷媒流量（熱交換媒体
の流量）の関係を示す説明図、第５図は従来の内面溝付
伝熱管の一例を示す断面図、第６図は第５図に示す伝熱
管の側断面図、第７図は従来の内面溝付伝熱管の他の一
例を示す断面図、第８図は従来の内面溝付伝熱管の断面
を拡大して示す説明図である。 １、伝熱管 ２、溝 ３、山 ４、凝縮液 り、直径 Ｈ０溝の深さ Ｗ１、溝の底幅 Ｗ２ 、山の底幅 α、山の頂角 第１図 ７／ ツ 第２図 ７が一一一一一一一 ■ 第３図 ＩＯ 玲嬬５友量 （Ｋｇ ／ ｈｒ ） 第４図 ＸＩＯ ２０５０ｔｏ。 ；令 匂９本、ラブ！ｔｔ （Ｋｇ／ｈｒ）第
５図 第６図
発明伝熱管の内面溝の断面積と山の断面積を示す説明図
、第３図は各内面溝付管の管内蒸発熱伝達率と冷媒流量
（熱交換媒体の流量）の関係を示す説明図、第４図は各
内面溝付管の管内凝縮熱伝達率と冷媒流量（熱交換媒体
の流量）の関係を示す説明図、第５図は従来の内面溝付
伝熱管の一例を示す断面図、第６図は第５図に示す伝熱
管の側断面図、第７図は従来の内面溝付伝熱管の他の一
例を示す断面図、第８図は従来の内面溝付伝熱管の断面
を拡大して示す説明図である。 １、伝熱管 ２、溝 ３、山 ４、凝縮液 り、直径 Ｈ０溝の深さ Ｗ１、溝の底幅 Ｗ２ 、山の底幅 α、山の頂角 第１図 ７／ ツ 第２図 ７が一一一一一一一 ■ 第３図 ＩＯ 玲嬬５友量 （Ｋｇ ／ ｈｒ ） 第４図 ＸＩＯ ２０５０ｔｏ。 ；令 匂９本、ラブ！ｔｔ （Ｋｇ／ｈｒ）第
５図 第６図
Claims (1)
- 管内面に連続する多数の溝と山を隣接して設けた伝熱
管において、伝熱管の外径をＤ、溝の深さをＨ、溝の底
幅をＷ＿１、山の底幅をＷ＿２、溝数をＮ、山の頂角を
αとすると、Ｄは８ｍｍ以下、Ｈは０．１〜０．５ｍｍ
、Ｗ＿１はＨ≦Ｗ＿１≦３Ｈ又はＷ＿２≦Ｗ＿１≦３Ｗ
＿２、Ｎは４０〜６０、αは２０〜６０゜とし、直角横
断面の溝の部分の断面積を隣接する山の部分の断面積の
２〜５倍としたことを特徴とする内面溝付伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28896787A JPH01131895A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 内面溝付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28896787A JPH01131895A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 内面溝付伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01131895A true JPH01131895A (ja) | 1989-05-24 |
Family
ID=17737117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28896787A Pending JPH01131895A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 内面溝付伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01131895A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297898A (ja) * | 1988-10-04 | 1990-04-10 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| JP2011185589A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-09-22 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 空気調和機用サーペンタイン熱交換器 |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP28896787A patent/JPH01131895A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297898A (ja) * | 1988-10-04 | 1990-04-10 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| JP2011185589A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-09-22 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 空気調和機用サーペンタイン熱交換器 |
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