JPH04260793A - 内面溝付伝熱管 - Google Patents
内面溝付伝熱管Info
- Publication number
- JPH04260793A JPH04260793A JP4106991A JP4106991A JPH04260793A JP H04260793 A JPH04260793 A JP H04260793A JP 4106991 A JP4106991 A JP 4106991A JP 4106991 A JP4106991 A JP 4106991A JP H04260793 A JPH04260793 A JP H04260793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- groove
- heat transfer
- heat exchanger
- groove depth
- 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
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- Metal Extraction Processes (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍機、空調機等の熱
交換器に用いられる内面溝付伝熱管に関するものである
。
交換器に用いられる内面溝付伝熱管に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、ヒートポンプエアコン
に対する省エネルギー、省スペースの要求は強く、その
主要部分をしめる熱交換器も高効率化、コンパクト化が
重要課題となっている。ヒートポンプエアコンには、管
外側に空気と熱交換のため、表面にルーバー等の切りお
こしを行ったアルミフィンが使用され、伝熱管内に拡管
プラグを通し、管を拡げアルミフィンと密着させ、その
アルミフィンに垂直に組み込み、管内にフレオン等の冷
媒を流すクロスフィン型熱交換器が主に使用されている
。そして、以前は、伝熱管として、平滑管が使用されて
いた。しかし、管内面に微細な螺旋溝が多数形成された
内面溝付管が開発され、これにより管内伝熱性能の高性
能化が行われた。現在、熱交換器の改良のため主に外径
９．５３ｍｍ及び７．００ｍｍの台形溝、三角山型の内
面溝付管が使用されているが、さらに熱交換器のコンパ
クト化、高効率化への要求がある。このためコスト面か
ら考え、現在と同程度の単位時間当りの製造量がみこめ
、伝熱性能も向上させるものとして、各種溝形状の改良
が行われている。その１つの方法として、溝頂角を小さ
くする方法が有効であるとされている。しかし、この場
合、熱交換器組み立て時の拡管で山がつぶれやすく（と
くに、小径管になるほどつぶれやすい）、伝熱性能が低
下する問題があった。
に対する省エネルギー、省スペースの要求は強く、その
主要部分をしめる熱交換器も高効率化、コンパクト化が
重要課題となっている。ヒートポンプエアコンには、管
外側に空気と熱交換のため、表面にルーバー等の切りお
こしを行ったアルミフィンが使用され、伝熱管内に拡管
プラグを通し、管を拡げアルミフィンと密着させ、その
アルミフィンに垂直に組み込み、管内にフレオン等の冷
媒を流すクロスフィン型熱交換器が主に使用されている
。そして、以前は、伝熱管として、平滑管が使用されて
いた。しかし、管内面に微細な螺旋溝が多数形成された
内面溝付管が開発され、これにより管内伝熱性能の高性
能化が行われた。現在、熱交換器の改良のため主に外径
９．５３ｍｍ及び７．００ｍｍの台形溝、三角山型の内
面溝付管が使用されているが、さらに熱交換器のコンパ
クト化、高効率化への要求がある。このためコスト面か
ら考え、現在と同程度の単位時間当りの製造量がみこめ
、伝熱性能も向上させるものとして、各種溝形状の改良
が行われている。その１つの方法として、溝頂角を小さ
くする方法が有効であるとされている。しかし、この場
合、熱交換器組み立て時の拡管で山がつぶれやすく（と
くに、小径管になるほどつぶれやすい）、伝熱性能が低
下する問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これに鑑み
、種々の検討の結果、従来内面溝付管に比べ、単位時間
当りの製造量が変わらず、伝熱性能が向上し、かつ拡管
時に溝のつぶれを小さくして、熱交換器として飛躍的に
効率が向上する内面溝付伝熱管を開発したものである。
、種々の検討の結果、従来内面溝付管に比べ、単位時間
当りの製造量が変わらず、伝熱性能が向上し、かつ拡管
時に溝のつぶれを小さくして、熱交換器として飛躍的に
効率が向上する内面溝付伝熱管を開発したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、管
内面に螺旋状又は、管軸方向に連続する多数の溝と山を
形成した伝熱管において、山頂角を−２０°＜α＜２０
°、溝深さを０．１０〜０．２５ｍｍであって、かつ山
頂幅と溝深さの比Ｗ／Ｈ＝０．３〜１．５、溝底幅Ｗ１
＝０．１〜０．３ｍｍとしたことを特徴とする内面溝
付伝熱管である。すなわち本発明は、図１に示すように
伝熱管１の山頂角（α）、溝深さ（Ｈ）、山頂巾（Ｗ）
と溝深さ（Ｈ）の比、及び溝底幅（Ｗ１ ）などを上記
のように限定することにより、伝熱性能が優れ、単位時
間当りの製造量が低下せず、かつ拡管時における溝のつ
ぶれを小さくして熱交換器としての性能が向上する内面
溝付管を得たものである。
内面に螺旋状又は、管軸方向に連続する多数の溝と山を
形成した伝熱管において、山頂角を−２０°＜α＜２０
°、溝深さを０．１０〜０．２５ｍｍであって、かつ山
頂幅と溝深さの比Ｗ／Ｈ＝０．３〜１．５、溝底幅Ｗ１
＝０．１〜０．３ｍｍとしたことを特徴とする内面溝
付伝熱管である。すなわち本発明は、図１に示すように
伝熱管１の山頂角（α）、溝深さ（Ｈ）、山頂巾（Ｗ）
と溝深さ（Ｈ）の比、及び溝底幅（Ｗ１ ）などを上記
のように限定することにより、伝熱性能が優れ、単位時
間当りの製造量が低下せず、かつ拡管時における溝のつ
ぶれを小さくして熱交換器としての性能が向上する内面
溝付管を得たものである。
【０００５】そして上記の山頂角を−２０°＜α＜２０
°としたのは、この範囲外では従来の三角山形状のもの
と変りがなく拡管時における溝のつぶれが生じ、また単
位時間当りの製造量が低下する。溝深さを０．１０〜０
．２５ｍｍとしたのは、０．１０ｍｍ未満及び０．２５
ｍｍを越えると山頂巾と溝深さの比が所定の数値になら
ず、伝熱性能が低下するからである。また山頂巾と溝深
さの比Ｗ／Ｈ＝０．３〜１．５としたのは、０．３未満
では、溝深さに対する山頂巾が小さい、すなわち山底巾
が極端にせまくなり、所定の溝深さが形成できない。 また１．５を越えると山底巾が広くなり過ぎて所定の溝
深さができないためであり、いずれも単位時間当りの製
造量が低下する。さらに溝底巾Ｗ１ を０．１〜０．３
ｍｍとしたのは、０．１ｍｍ未満および０．３ｍｍを越
えると蒸発性能が低下する。
°としたのは、この範囲外では従来の三角山形状のもの
と変りがなく拡管時における溝のつぶれが生じ、また単
位時間当りの製造量が低下する。溝深さを０．１０〜０
．２５ｍｍとしたのは、０．１０ｍｍ未満及び０．２５
ｍｍを越えると山頂巾と溝深さの比が所定の数値になら
ず、伝熱性能が低下するからである。また山頂巾と溝深
さの比Ｗ／Ｈ＝０．３〜１．５としたのは、０．３未満
では、溝深さに対する山頂巾が小さい、すなわち山底巾
が極端にせまくなり、所定の溝深さが形成できない。 また１．５を越えると山底巾が広くなり過ぎて所定の溝
深さができないためであり、いずれも単位時間当りの製
造量が低下する。さらに溝底巾Ｗ１ を０．１〜０．３
ｍｍとしたのは、０．１ｍｍ未満および０．３ｍｍを越
えると蒸発性能が低下する。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。
溝付プラグを用いた転造加工により、りん脱酸銅からな
る外径６．００ｍｍφの各種溝付管を作製した。この時
の形状は、山頂角はα＝１５°一定、溝深さは、Ｈ＝０
．１〜０．２ｍｍ、底肉厚は約０．２７ｍｍで、山頂巾
を各種に変化させた。図１にその代表的形状を示す。 また図２に山頂巾／溝深さに対する単位時間当りの製造
量を示す。図においてＷ／Ｈが０．３未満で製造量が急
激に低下しているのは、溝深さに対する山頂巾が小さい
ためすなわち、山底幅が、極端にせまくなり、所定の溝
深さの溝付加工ができないからであり、また１．５以上
で低下しているのは、逆に極端に広くなりすぎ、所定の
溝深さができないためであり、山頂巾／溝深さの比Ｗ／
Ｈが０．３〜１．５の範囲で単位時間当りの製造量が従
来の三角山形状のものより多いことが判る。
る外径６．００ｍｍφの各種溝付管を作製した。この時
の形状は、山頂角はα＝１５°一定、溝深さは、Ｈ＝０
．１〜０．２ｍｍ、底肉厚は約０．２７ｍｍで、山頂巾
を各種に変化させた。図１にその代表的形状を示す。 また図２に山頂巾／溝深さに対する単位時間当りの製造
量を示す。図においてＷ／Ｈが０．３未満で製造量が急
激に低下しているのは、溝深さに対する山頂巾が小さい
ためすなわち、山底幅が、極端にせまくなり、所定の溝
深さの溝付加工ができないからであり、また１．５以上
で低下しているのは、逆に極端に広くなりすぎ、所定の
溝深さができないためであり、山頂巾／溝深さの比Ｗ／
Ｈが０．３〜１．５の範囲で単位時間当りの製造量が従
来の三角山形状のものより多いことが判る。
【０００７】次に、このサンプルを縮径率３３％で、４
ｍｍφに空引きして、焼鈍後、最大内径よりも０．６ｍ
ｍ、太径の拡管プラグを使用して管内に挿入し拡管した
。図３にその時の山頂巾と溝深さの比に対する溝のつぶ
れ量を示した。これによるとＷ／Ｈが大きくなるほど、
拡管に強くなり、溝のつぶれは小さくなっていることが
わかる。特にＷ／Ｈ＜０．３では山形状が細くなりすぎ
て、溝のつぶれが大きくなり山形状が三角型の従来品と
同等になっている。これらのことより溝形状をＷ／Ｈ＝
０．３〜１．５に形成することにより、従来の山形状が
三角型のものと同等以上の加工性が望め、かつ拡管時に
溝のつぶれを小さくすることができることが判る。 次に外径７ｍｍφの伝熱管において、α＝１０°、Ｈ＝
０．１５〜０．２０ｍｍ、Ｗ＝０．１ｍｍの山部形状に
おいて、リード角１８°とし、溝数をかえて、溝底巾Ｗ
１ を変化させたサンプルを数種試作した。これを、二
重管式熱交換器の内管に組み込み、伝熱管内にフレオン
Ｒ−２２を流し、管外側に被冷却水を流して表１に示す
測定条件で、管内熱伝達率及びその圧力損失を測定した
。
ｍｍφに空引きして、焼鈍後、最大内径よりも０．６ｍ
ｍ、太径の拡管プラグを使用して管内に挿入し拡管した
。図３にその時の山頂巾と溝深さの比に対する溝のつぶ
れ量を示した。これによるとＷ／Ｈが大きくなるほど、
拡管に強くなり、溝のつぶれは小さくなっていることが
わかる。特にＷ／Ｈ＜０．３では山形状が細くなりすぎ
て、溝のつぶれが大きくなり山形状が三角型の従来品と
同等になっている。これらのことより溝形状をＷ／Ｈ＝
０．３〜１．５に形成することにより、従来の山形状が
三角型のものと同等以上の加工性が望め、かつ拡管時に
溝のつぶれを小さくすることができることが判る。 次に外径７ｍｍφの伝熱管において、α＝１０°、Ｈ＝
０．１５〜０．２０ｍｍ、Ｗ＝０．１ｍｍの山部形状に
おいて、リード角１８°とし、溝数をかえて、溝底巾Ｗ
１ を変化させたサンプルを数種試作した。これを、二
重管式熱交換器の内管に組み込み、伝熱管内にフレオン
Ｒ−２２を流し、管外側に被冷却水を流して表１に示す
測定条件で、管内熱伝達率及びその圧力損失を測定した
。
【０００８】
【表１】
図４に溝底巾と従来品に対する蒸発熱伝達率の上昇率を
示す。この場合、冷媒流量が５０ｋｇ／ｈの時の値をも
ちいている。
示す。この場合、冷媒流量が５０ｋｇ／ｈの時の値をも
ちいている。
【０００９】従来品は図７に示すような三角山形状であ
り、溝数６０、リード角１８°、溝深さ０．１５ｍｍ、
山頂角が５５°、溝底巾０．１５ｍｍである。図４から
明らかなように圧力損失は、どれも従来品と同等以上で
あった。従来の三角山形状の場合、蒸発時に最適な形状
は、６０溝で溝底巾０．１５ｍｍ付近であったが、本発
明の頂角の小さい山形状の場合、溝底巾Ｗ１ ＝０．２
ｍｍ付近に最適値があり、従来品より性能を向上させる
ためには、０．１≦Ｗ１ ≦０．３に形成することが望
ましいことが判る。次に本発明において頂角が０°〜２
０°の山形状の図５に示すような伝熱管の製作方法とし
ては、０°付近の溝形状を前述と同様な方法で、溝付加
工し、その後２０〜４０％の縮径加工を行うことにより
、頂角を減少することができる。同様にしてつくった頂
角がα＝０〜−２０°の形状においても、前述と同様の
傾向を見出すことができた。また本発明伝熱管の形状に
おいて図６に示すように山部先端が丸みをおびている場
合にも、何ら問題なく同傾向を見出すことができた。
り、溝数６０、リード角１８°、溝深さ０．１５ｍｍ、
山頂角が５５°、溝底巾０．１５ｍｍである。図４から
明らかなように圧力損失は、どれも従来品と同等以上で
あった。従来の三角山形状の場合、蒸発時に最適な形状
は、６０溝で溝底巾０．１５ｍｍ付近であったが、本発
明の頂角の小さい山形状の場合、溝底巾Ｗ１ ＝０．２
ｍｍ付近に最適値があり、従来品より性能を向上させる
ためには、０．１≦Ｗ１ ≦０．３に形成することが望
ましいことが判る。次に本発明において頂角が０°〜２
０°の山形状の図５に示すような伝熱管の製作方法とし
ては、０°付近の溝形状を前述と同様な方法で、溝付加
工し、その後２０〜４０％の縮径加工を行うことにより
、頂角を減少することができる。同様にしてつくった頂
角がα＝０〜−２０°の形状においても、前述と同様の
傾向を見出すことができた。また本発明伝熱管の形状に
おいて図６に示すように山部先端が丸みをおびている場
合にも、何ら問題なく同傾向を見出すことができた。
【００１０】
【発明の効果】このように本発明の内面溝付伝熱管は、
管内伝熱性能を向上することができ、かつ管外側にフィ
ンと拡管密着させる場合に溝のつぶれをおさえ、密着を
強くでき熱交換器の性能向上を行うことができる。さら
に従来品と同等以上の加工性を有する。
管内伝熱性能を向上することができ、かつ管外側にフィ
ンと拡管密着させる場合に溝のつぶれをおさえ、密着を
強くでき熱交換器の性能向上を行うことができる。さら
に従来品と同等以上の加工性を有する。
【図１】本発明内面溝付管の一例の要部断面図である。
【図２】伝熱管の製造量と山頂巾／溝深さとの関係を示
す線図である。
す線図である。
【図３】溝のつぶれ量と山頂巾／溝深さとの関係を示す
線図である。
線図である。
【図４】従来品に対する蒸発性能上昇率と溝底巾との関
係を示す線図である。
係を示す線図である。
【図５】本発明内面溝付管の一例の要部断面図である。
【図６】本発明内面溝付管の一例の要部断面図である。
【図７】従来の内面溝付伝熱管の要部断面図である。
１ 伝熱管
２ 溝
３ 山
Claims (1)
- 【請求項１】 管内面に螺旋状又は、管軸方向に連続
する多数の溝と山を形成した伝熱管において、山頂角を
−２０°＜α＜２０°、溝深さを０．１０〜０．２５ｍ
ｍであって、かつ山頂幅と溝深さの比Ｗ／Ｈ＝０．３〜
１．５、溝底幅Ｗ１ ＝０．１〜０．３ｍｍ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 |
|---|---|---|---|
| JP4106991A JPH04260793A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 内面溝付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106991A JPH04260793A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 内面溝付伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260793A true JPH04260793A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=12598158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4106991A Pending JPH04260793A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 内面溝付伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260793A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06201286A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-07-19 | Carrier Corp | 伝熱管 |
| JPH085278A (ja) * | 1994-06-20 | 1996-01-12 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| JPH0849992A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-20 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内面溝付伝熱管 |
| US6164370A (en) * | 1993-07-16 | 2000-12-26 | Olin Corporation | Enhanced heat exchange tube |
| WO2001063196A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Tube with inner surface grooves and method of manufacturing the tube |
| WO2001092806A1 (fr) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | Tube chauffant pourvu de rainures internes et echangeur de chaleur |
| JP2013092335A (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-16 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム細管およびこれを用いた熱交換器 |
| JP2014142175A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-08-07 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 内面螺旋溝付管およびその製造方法と熱交換器 |
| JP2018091610A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 三菱アルミニウム株式会社 | 伝熱管、熱交換器および伝熱管の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP4106991A patent/JPH04260793A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06201286A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-07-19 | Carrier Corp | 伝熱管 |
| US6164370A (en) * | 1993-07-16 | 2000-12-26 | Olin Corporation | Enhanced heat exchange tube |
| JPH085278A (ja) * | 1994-06-20 | 1996-01-12 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 内面溝付伝熱管 |
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| WO2001063196A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Tube with inner surface grooves and method of manufacturing the tube |
| WO2001092806A1 (fr) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | Tube chauffant pourvu de rainures internes et echangeur de chaleur |
| JP2013092335A (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-16 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム細管およびこれを用いた熱交換器 |
| JP2014142175A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-08-07 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 内面螺旋溝付管およびその製造方法と熱交換器 |
| JP2018091610A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 三菱アルミニウム株式会社 | 伝熱管、熱交換器および伝熱管の製造方法 |
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