JPH0498097A - 沸騰伝熱管 - Google Patents
沸騰伝熱管Info
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- JPH0498097A JPH0498097A JP21537590A JP21537590A JPH0498097A JP H0498097 A JPH0498097 A JP H0498097A JP 21537590 A JP21537590 A JP 21537590A JP 21537590 A JP21537590 A JP 21537590A JP H0498097 A JPH0498097 A JP H0498097A
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- grooves
- heat transfer
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- refrigerant
- liquid refrigerant
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Links
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims description 40
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 39
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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や冷凍機器、自動車機器等の、冷媒
と空気等の流体間で熱の授受を行う熱交換器に用いられ
る沸騰伝熱管に間するものである。
と空気等の流体間で熱の授受を行う熱交換器に用いられ
る沸騰伝熱管に間するものである。
従来の技術
近年、熱交換器は機器設計の面からコンパクト化が要求
されており、熱交換器の冷媒側流路を形成する伝熱管に
ついても実公昭５５−１４９５６号公報や実公昭５５−
２６７０６号公報のように管内周面に螺旋状の溝を設け
る等の工夫により高効率化が図られている。
されており、熱交換器の冷媒側流路を形成する伝熱管に
ついても実公昭５５−１４９５６号公報や実公昭５５−
２６７０６号公報のように管内周面に螺旋状の溝を設け
る等の工夫により高効率化が図られている。
以下、図面を参照しながら上述した従来の沸騰伝熱管に
ついて説明を行う。
ついて説明を行う。
第５図は従来の沸騰伝熱管の形状を示し、第６図と第７
図は前記沸騰伝熱管の造管加工前の伝熱面形状を示し、
第８図は前記沸騰伝熱管を用いた熱交換器の一例を示す
。第５図から第７図において、１は断面がほぼ円筒状の
沸騰伝熱管で、内側に流路２を形成している。３は前記
沸騰伝熱管１の内周面１ａに設けられたＶ字型の溝で、
沸騰伝熱管１の軸ｍ方向に対して螺旋状に連続して多数
設けられている。またこの沸騰伝熱管１は、造管及び溶
接加工を経て成形され、造管加工前の平板状の伝熱面４
の段階で前記溝３を加工した後、平板状から管状に造管
され、更に伝熱面４両端の端面５ａと５ｂを溶接して形
成される。
図は前記沸騰伝熱管の造管加工前の伝熱面形状を示し、
第８図は前記沸騰伝熱管を用いた熱交換器の一例を示す
。第５図から第７図において、１は断面がほぼ円筒状の
沸騰伝熱管で、内側に流路２を形成している。３は前記
沸騰伝熱管１の内周面１ａに設けられたＶ字型の溝で、
沸騰伝熱管１の軸ｍ方向に対して螺旋状に連続して多数
設けられている。またこの沸騰伝熱管１は、造管及び溶
接加工を経て成形され、造管加工前の平板状の伝熱面４
の段階で前記溝３を加工した後、平板状から管状に造管
され、更に伝熱面４両端の端面５ａと５ｂを溶接して形
成される。
以上のように構成された沸騰伝熱管１は一般的に熱交換
器の一部として用いられる。第８図において、６は前記
沸騰伝熱管１を用いた熱交換器の一例で、一定間隔で平
行に並べられたフィン７とフィン７に直角に挿入された
前記沸騰伝熱管１とから構成されており、フィン７間を
流れる気流と沸騰伝熱管１内の流路２を流れる沸騰過程
の冷媒との闇で熱交換が行なわれる。その際、沸騰伝熱
管１の内周面１ａにＶ字型の溝３を螺旋状に設けること
により、水平な沸騰伝熱管１の流路２の管底部を流れて
いる液冷媒が毛細現象によって溝３内を引き上げられて
内周面１ａ全体が冷媒液膜で濡れることとなり、有効伝
熱面積が増大するために管内側熱伝達率が向上していた
。
器の一部として用いられる。第８図において、６は前記
沸騰伝熱管１を用いた熱交換器の一例で、一定間隔で平
行に並べられたフィン７とフィン７に直角に挿入された
前記沸騰伝熱管１とから構成されており、フィン７間を
流れる気流と沸騰伝熱管１内の流路２を流れる沸騰過程
の冷媒との闇で熱交換が行なわれる。その際、沸騰伝熱
管１の内周面１ａにＶ字型の溝３を螺旋状に設けること
により、水平な沸騰伝熱管１の流路２の管底部を流れて
いる液冷媒が毛細現象によって溝３内を引き上げられて
内周面１ａ全体が冷媒液膜で濡れることとなり、有効伝
熱面積が増大するために管内側熱伝達率が向上していた
。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような構成では、沸騰伝熱管１の内
周面１ａの全てに薄い厚さの冷媒液膜が形成され伝熱促
進効果が得られるのは冷媒の乾き度が大きい領域、すな
わち沸騰過程の後期だけである。一方、沸騰過程の初期
においては冷媒の乾き度は小さく管内の液冷媒が多いた
めに液冷媒によってＶ字型の溝３はすぐに埋もれ液冷媒
はＶ字型の溝３の上を横切って通過してしまい、上述し
たような沸騰メカニズムによる伝熱促進効果は望めない
。更に、冷媒の乾き度が大きい領域においても、■字型
の溝３の効果により冷媒液膜と接する内周面１ａの有効
伝熱面積が増大しても内周面１ａの実画積分以上の増加
はなく、熱伝達率向上に限界があるという課題を有して
いた。
周面１ａの全てに薄い厚さの冷媒液膜が形成され伝熱促
進効果が得られるのは冷媒の乾き度が大きい領域、すな
わち沸騰過程の後期だけである。一方、沸騰過程の初期
においては冷媒の乾き度は小さく管内の液冷媒が多いた
めに液冷媒によってＶ字型の溝３はすぐに埋もれ液冷媒
はＶ字型の溝３の上を横切って通過してしまい、上述し
たような沸騰メカニズムによる伝熱促進効果は望めない
。更に、冷媒の乾き度が大きい領域においても、■字型
の溝３の効果により冷媒液膜と接する内周面１ａの有効
伝熱面積が増大しても内周面１ａの実画積分以上の増加
はなく、熱伝達率向上に限界があるという課題を有して
いた。
本発明は上記課題に鑑み、沸騰伝熱管の内周面形歌を工
夫することによって、冷媒の低乾き度域から高乾き度域
にわたって管内側熱伝達率を大幅に向上させ、沸騰伝熱
管を用いた熱交換器の性能向上を図ろうとするものであ
る。
夫することによって、冷媒の低乾き度域から高乾き度域
にわたって管内側熱伝達率を大幅に向上させ、沸騰伝熱
管を用いた熱交換器の性能向上を図ろうとするものであ
る。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために本発明の沸騰伝熱管は、管軸
方向に対してほぼ平行な溝を設けた平行溝群と、前記管
軸方向に対してほぼ直角な溝を設けた直角溝群とを内周
面に備え、前記平行溝群と前記直角溝群とを交互に管軸
方向に連続して設けるものである。
方向に対してほぼ平行な溝を設けた平行溝群と、前記管
軸方向に対してほぼ直角な溝を設けた直角溝群とを内周
面に備え、前記平行溝群と前記直角溝群とを交互に管軸
方向に連続して設けるものである。
作用
本発明は上記した構成によって、管内を流れる冷媒は、
まず平行溝群の溝で従来と同様に毛細管現象により液冷
媒厚さを均一に薄くして有効伝熱面積を増大して伝熱促
進が図られるが、従来のように溝が管軸方向に傾斜して
いないために溝を乗り越える液冷媒は従来より少なく、
冷媒が、高乾き度域だけでなく液冷媒が多い低乾き度域
でも、溝に沿った液冷媒の流れを得て前期伝熱促進効果
を十分に得ることがｔきる。また次の直角溝群では、上
流側の平行溝群からきた冷媒流れを混合して液冷媒の偏
流を防ぐと共に液冷媒が溝を乗り越えて蛇行した流れと
なり液冷媒の乱流促進を図ることができ、ここでも冷媒
の低乾き度域から高乾き度域に渡って熱伝達率を向上し
て伝熱促進を図ることができる。また直角溝群で乱流促
進が図られた冷媒が次の平行溝群に流入するため、次の
平行溝群では毛細管現象による伝熱促進だけでなく乱流
促進された液冷媒の流れによっても熱伝達率を更に向上
することができる。
まず平行溝群の溝で従来と同様に毛細管現象により液冷
媒厚さを均一に薄くして有効伝熱面積を増大して伝熱促
進が図られるが、従来のように溝が管軸方向に傾斜して
いないために溝を乗り越える液冷媒は従来より少なく、
冷媒が、高乾き度域だけでなく液冷媒が多い低乾き度域
でも、溝に沿った液冷媒の流れを得て前期伝熱促進効果
を十分に得ることがｔきる。また次の直角溝群では、上
流側の平行溝群からきた冷媒流れを混合して液冷媒の偏
流を防ぐと共に液冷媒が溝を乗り越えて蛇行した流れと
なり液冷媒の乱流促進を図ることができ、ここでも冷媒
の低乾き度域から高乾き度域に渡って熱伝達率を向上し
て伝熱促進を図ることができる。また直角溝群で乱流促
進が図られた冷媒が次の平行溝群に流入するため、次の
平行溝群では毛細管現象による伝熱促進だけでなく乱流
促進された液冷媒の流れによっても熱伝達率を更に向上
することができる。
実施例
以下本発明の実施例の沸騰伝熱管について図面上参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
第１図と第８図、第４図は本発明の実施例における沸騰
伝熱管の造管加工前の伝熱面形８を示し、第２図は造管
加工後の沸騰伝熱管１内を示す、第１図から第４図にお
いて、８は断面がほぼ円筒状の沸騰伝熱管で、内側に流
路９を形成している。
伝熱管の造管加工前の伝熱面形８を示し、第２図は造管
加工後の沸騰伝熱管１内を示す、第１図から第４図にお
いて、８は断面がほぼ円筒状の沸騰伝熱管で、内側に流
路９を形成している。
１０は前記沸騰伝熱管８の内周面８ａに設けられた一定
の深さを持った断面が台形状の溝で、管軸ｎ方向に対し
て溝１０が平行に刻まれた平行溝群１１と管軸ｎ方向に
対して溝１０が直角に刻まれた直角溝群１２とが管軸ｎ
方向に連続して交互に配列されている。またこの沸騰伝
熱管８は、造管及び溶接加工を経て成形され、造管加工
前の平板状の伝熱面１３の段階で前記溝１０の平行溝群
１１と直角溝群１２が長手ｎ方向に連続して交互に成形
された後、平板状から管状に造管され、更に伝熱面１３
両端の端面１４ａと１４ｂを溶接して形成される。
の深さを持った断面が台形状の溝で、管軸ｎ方向に対し
て溝１０が平行に刻まれた平行溝群１１と管軸ｎ方向に
対して溝１０が直角に刻まれた直角溝群１２とが管軸ｎ
方向に連続して交互に配列されている。またこの沸騰伝
熱管８は、造管及び溶接加工を経て成形され、造管加工
前の平板状の伝熱面１３の段階で前記溝１０の平行溝群
１１と直角溝群１２が長手ｎ方向に連続して交互に成形
された後、平板状から管状に造管され、更に伝熱面１３
両端の端面１４ａと１４ｂを溶接して形成される。
以上のように構成された沸騰伝熱管８は従来例と同様に
熱交換器の一部として用いられ、管内に沸ｍ過程の冷媒
を流して使用される。この使用状態において、管内の流
路９を流れる冷媒は、まず平行溝群１１の８１０で従来
と同様に毛細管現象により液冷媒厚さを均一に薄くして
有効伝熱面積を増大して伝熱促進が図られるが、従来の
ように溝１０が管軸方向に傾斜していないことと溝１０
の断面形状が台形状のために溝１０を乗り越える液冷媒
は従来より少なく、冷媒が、高乾き度域だけでなく液冷
媒が多い低乾き度域でも、溝１０に沿った液冷媒の流れ
を得て前記伝熱促進効果を十分に得ることができる。ま
た次の直角溝群１２では、上流側の平行溝群１１からき
た冷媒流れを混合して液冷媒の偏流を防ぐと共に液冷媒
が溝１０を乗り越えて蛇行した流れになるために液冷媒
の乱流促進も図ることができ、ここでも冷媒の低乾き度
域から高乾き度域に渡って熱伝達率を向上して伝熱促進
を図ることができる。また直角溝群］２で乱流促進が図
られた冷媒が次の平行溝群１１に流入するため、次の平
行溝群１１では毛細管現象による伝熱促進だけでなく乱
流促進された液冷媒の流れによっても熱伝達率を更に向
上することができる。
熱交換器の一部として用いられ、管内に沸ｍ過程の冷媒
を流して使用される。この使用状態において、管内の流
路９を流れる冷媒は、まず平行溝群１１の８１０で従来
と同様に毛細管現象により液冷媒厚さを均一に薄くして
有効伝熱面積を増大して伝熱促進が図られるが、従来の
ように溝１０が管軸方向に傾斜していないことと溝１０
の断面形状が台形状のために溝１０を乗り越える液冷媒
は従来より少なく、冷媒が、高乾き度域だけでなく液冷
媒が多い低乾き度域でも、溝１０に沿った液冷媒の流れ
を得て前記伝熱促進効果を十分に得ることができる。ま
た次の直角溝群１２では、上流側の平行溝群１１からき
た冷媒流れを混合して液冷媒の偏流を防ぐと共に液冷媒
が溝１０を乗り越えて蛇行した流れになるために液冷媒
の乱流促進も図ることができ、ここでも冷媒の低乾き度
域から高乾き度域に渡って熱伝達率を向上して伝熱促進
を図ることができる。また直角溝群］２で乱流促進が図
られた冷媒が次の平行溝群１１に流入するため、次の平
行溝群１１では毛細管現象による伝熱促進だけでなく乱
流促進された液冷媒の流れによっても熱伝達率を更に向
上することができる。
以上のように本実施例によれば、管軸ｎ方向に対して平
行な溝１０を設けた平行溝群１１と管軸ｎ方向に対して
直角な溝１０を設けた直角溝群１２とを内周面８ａに惰
え、前記平行溝群１１と前記直角溝群１２とを交互に管
軸ｎ方向に連続して設けることにより、冷媒が、高乾き
度域のみでなく液冷媒が比較的多い低乾き度域から中乾
き度域でも、平行溝群１１により溝１０に沿った液冷媒
の流れを得て、毛細管現象により液冷媒厚さを均一に薄
くして内周面８ａと液冷媒とが接する有効伝熱面積の増
大を図ると共に、更に直角溝群１２によって溝１０を乗
り越える液冷媒の乱流化も促進することができ、この平
行溝群１１と直角溝群１２の効果及びその相乗効果によ
って管内側熱伝達率を全乾き度域に渡って大幅に向上す
ることができる。また、この沸騰伝熱管８を用いた熱交
換器の性能を大幅に向上することができる。
行な溝１０を設けた平行溝群１１と管軸ｎ方向に対して
直角な溝１０を設けた直角溝群１２とを内周面８ａに惰
え、前記平行溝群１１と前記直角溝群１２とを交互に管
軸ｎ方向に連続して設けることにより、冷媒が、高乾き
度域のみでなく液冷媒が比較的多い低乾き度域から中乾
き度域でも、平行溝群１１により溝１０に沿った液冷媒
の流れを得て、毛細管現象により液冷媒厚さを均一に薄
くして内周面８ａと液冷媒とが接する有効伝熱面積の増
大を図ると共に、更に直角溝群１２によって溝１０を乗
り越える液冷媒の乱流化も促進することができ、この平
行溝群１１と直角溝群１２の効果及びその相乗効果によ
って管内側熱伝達率を全乾き度域に渡って大幅に向上す
ることができる。また、この沸騰伝熱管８を用いた熱交
換器の性能を大幅に向上することができる。
発明の効果
以上のように本発明は、管軸方向に対してほぼ平行な溝
を設けた平行溝群と、前記管軸方向に対してほぼ直角な
溝を設けた直角溝群とを内周面に備え、前記平行溝群と
前記直角溝群とを交互に管軸方向に連続して設けること
により、冷媒が、高乾き度域のみでなく液冷媒が比較的
多い低乾き度域から中乾き度域でも、平行溝群により溝
に沿った液冷媒の流れを得て、毛細管現象により液冷媒
厚さを均一に薄くして内周面と液冷媒とが接する有効伝
熱面積の増大を図ると共に、更に直角溝群によって溝を
乗り越える液冷媒の乱流化も促進することができ、この
平行溝群と直角溝群の効果及びその相乗効果によって管
内側熱伝達率を全乾き度域に渡って大幅に向上すること
ができる。また、この沸騰伝熱管を用いた熱交換器の性
能を大幅に向上することができる。
を設けた平行溝群と、前記管軸方向に対してほぼ直角な
溝を設けた直角溝群とを内周面に備え、前記平行溝群と
前記直角溝群とを交互に管軸方向に連続して設けること
により、冷媒が、高乾き度域のみでなく液冷媒が比較的
多い低乾き度域から中乾き度域でも、平行溝群により溝
に沿った液冷媒の流れを得て、毛細管現象により液冷媒
厚さを均一に薄くして内周面と液冷媒とが接する有効伝
熱面積の増大を図ると共に、更に直角溝群によって溝を
乗り越える液冷媒の乱流化も促進することができ、この
平行溝群と直角溝群の効果及びその相乗効果によって管
内側熱伝達率を全乾き度域に渡って大幅に向上すること
ができる。また、この沸騰伝熱管を用いた熱交換器の性
能を大幅に向上することができる。
第１図は本発明の一実施例における沸騰伝熱管の造管加
工前の伝熱面形状を示す平面図、第２図は第１図の沸騰
伝熱管の造管加工後の形状を示す円周方向断面図、第３
図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ断
面図、第５図は従来の沸騰伝熱管の形状を示す円周方向
断面図、第６図は第５図の沸騰伝熱管の造管加工前の伝
熱面形状を示す平面図、第７図は第６図のＣ−Ｃ断面ズ
、第８図は沸騰伝熱管を用いた熱交換器を示す斜視図で
ある。 ８・・沸騰伝熱管、８ａ・・・内周面、１０・・・溝、
１１・・・平行溝群、１２・・・直角溝群。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名１０−−−
シ鼻 ｒｔ−・−平材〉露騨 ／２−１１ 両溝」叫
工前の伝熱面形状を示す平面図、第２図は第１図の沸騰
伝熱管の造管加工後の形状を示す円周方向断面図、第３
図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ断
面図、第５図は従来の沸騰伝熱管の形状を示す円周方向
断面図、第６図は第５図の沸騰伝熱管の造管加工前の伝
熱面形状を示す平面図、第７図は第６図のＣ−Ｃ断面ズ
、第８図は沸騰伝熱管を用いた熱交換器を示す斜視図で
ある。 ８・・沸騰伝熱管、８ａ・・・内周面、１０・・・溝、
１１・・・平行溝群、１２・・・直角溝群。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名１０−−−
シ鼻 ｒｔ−・−平材〉露騨 ／２−１１ 両溝」叫
Claims (1)
- 管軸方向に対してほぼ平行な溝を設けた平行溝群と、前
記管軸方向に対してほぼ直角な溝を設けた直角溝群とを
内周面に備え、前記平行溝群と前記直角溝群とを交互に
管軸方向に連続して設けたことを特徴とする沸騰伝熱管
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21537590A JPH0498097A (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 沸騰伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21537590A JPH0498097A (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 沸騰伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498097A true JPH0498097A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16671260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21537590A Pending JPH0498097A (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 沸騰伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0498097A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011058507A (ja) * | 2010-12-22 | 2011-03-24 | Denso Corp | 外燃機関 |
-
1990
- 1990-08-14 JP JP21537590A patent/JPH0498097A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011058507A (ja) * | 2010-12-22 | 2011-03-24 | Denso Corp | 外燃機関 |
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