JPH0814785A - 伝熱管 - Google Patents

伝熱管

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JPH0814785A
JPH0814785A JP15132094A JP15132094A JPH0814785A JP H0814785 A JPH0814785 A JP H0814785A JP 15132094 A JP15132094 A JP 15132094A JP 15132094 A JP15132094 A JP 15132094A JP H0814785 A JPH0814785 A JP H0814785A
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JP
Japan
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heat transfer
groove
transfer tube
pipe
efficiency
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JP15132094A
Other languages
English (en)
Inventor
Dein Kaan
ディン カーン
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication of JPH0814785A publication Critical patent/JPH0814785A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • F28D15/046Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管内に充填される作動液の熱輸送効率を向上
させることができ、熱交換器などに利用されるヒートパ
イプなどの伝熱管の提供。 【構成】 金属管1の内周面に、金属管1の軸線方向に
沿って延びる横断面矩形状の溝2および突条3を形成す
る。溝2の深さtは、10〜100μmに設定する。 【効果】 蒸発核となるエッジ4にまで作動液が拡が
り、作動液の気化効率が向上する。また、凝縮部で液化
した作動液は蒸発部へ効率よく移行することができ、蒸
発・凝固のバランスを保持して、管内における熱輸送効
率を向上させることができる。さらに、製造の簡易化を
図ることができ、製造コストを低減させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器などの蒸発管
および凝縮管、ならびにヒートパイプなどとして使用さ
れる伝熱管に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ヒートパイプなどの伝熱管におい
て、管内に充填されるフロンなどの作動液の気化および
凝縮効率、ひいては熱輸送効率を向上させるべく、管の
内周面に溝を形成することがあり、この溝をマイクログ
ルーブという。
【0003】マイクログルーブについては、例えば特開
平4−116391号公報に記載されているが、該公報
に記載のマイクログルーブは、複数の溝を交差させて形
成されているので、加工が複雑となり、製造コストが上
昇するという欠点がある。
【0004】一方、マイクログルーブの形成以外の方法
としては、例えば特開平4−110597号公報に、発
泡体を管内面に被着させる方法が記載されている。しか
し、発泡体を管の屈曲部内に挿入する場合、作業が煩雑
となり、また、発泡体を管内に密着固定する工程が必要
となるので、製造コストが上昇する。さらに、凝縮部で
液化した作動液が蒸発部へ移動する際に、発泡体が障害
となるので、蒸発・凝固のバランスが崩れて、管内にお
ける熱輸送効率が低下するという欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の如き欠点を解消し、高い熱輸送効率を実現するととも
に、製造が容易であり、したがって、低コストで製造し
得る伝熱管を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の伝熱
管は、金属管の内周面に、深さ10〜100μm、好ま
しくは10〜20μmの溝が複数形成されていることを
特徴とするものである。
【0007】特に、複数の溝が相互に平行に形成されて
いることが望ましい。
【0008】また、溝は金属管の軸線方向および/また
は螺旋状に形成されていることが望ましい。
【0009】さらに、溝の横断面形状および/または溝
同士の間に形成される突条の横断面形状は、矩形状およ
び/またはV字状であることが望ましい。
【0010】本発明の伝熱管中に充填され得る作動液と
しては、液体で25℃のときに表面張力が6.0〜8.
0dyn /cmの値をとり、沸点が−25℃以下のフロンが
好適に例示され、具体的には、R12,R22,R13
4a,R502などが挙げられる。
【0011】かかる作動液を従来の伝熱管中に充填した
場合、作動液のぬれ性を充分に確保できないという問題
がある。すなわち、図6(A)および(B)に示される
ように、作動液10の表面張力が非常に小さいために、
金属管の内周面に形成された溝11,12の角に作動液
10が付着して、蒸発核となるエッジ13,14にまで
作動液10が拡がらないので、作動液10の気化効率が
低下する。また、凝縮部で液化した作動液10は蒸発部
へ効率よく移行することができず、蒸発・凝固のバラン
スが崩れて、管内における熱輸送効率が低下するおそれ
がある。
【0012】本発明者が、かかる問題の原因を究明した
結果、従来の伝熱管の溝の深さが0.2〜0.4mmであ
るために、かかる問題が生ずることを見出し、かかる知
見に基づいて鋭意研究した結果、本発明を完成させるに
到ったものである。
【0013】
【作用】本発明の伝熱管によれば、金属管の内周面に形
成された溝の深さが10〜100μmであるので、蒸発
核となるエッジにまで作動液が拡がり、作動液の気化効
率が向上する。また、凝縮部で液化した作動液は蒸発部
へ効率よく移行することができ、蒸発・凝固のバランス
を保持して、管内における熱輸送効率を向上させること
ができる。
【0014】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものでな
いことは言うまでもない。
【0015】図1は、本発明の伝熱管の一実施例を示す
部分断面図であり、金属管1の内周面に、金属管1の軸
線方向に沿って延びる横断面矩形状の溝2が形成され、
各溝2の間に形成される突条3の横断面形状も矩形状で
ある。
【0016】金属管1は、銅、銅合金、アルミニウムな
どの従来から使用されている材質で形成され、肉厚、径
などは用途に応じて決められる。
【0017】溝2の深さtは、10〜100μmに設定
されており、図2に示されるように、溝2内の作動液1
0が突条3のエッジ4にまで拡がり、管内周面が均一に
ぬれる。溝2の深さtが10μm未満では、管内周面の
表面積を充分に拡大することができず、溝を形成する意
義がなくなり、反対に100μmを越えると、突条3の
エッジ4にまで作動液10が拡がらず、上記の問題が生
ずる。
【0018】なお、作動液10として、表面張力が8.
0dyn /cmを越えるものを使用すると、各溝2内の作動
液10が相互に結び付いて塊状となり、突条3のエッジ
4を作動液10が被覆するために、作動液の気化効率が
低下するおそれがあるが、本発明の伝熱管においては、
表面張力が8.0dyn /cmを越える作動液10を用いて
も、従来の伝熱管に比して熱輸送効率を向上させるとい
う効果を奏する。
【0019】溝2の内幅W1は、特に限定されないが、
好ましくは溝2の深さtの40〜140%、より好まし
くは80〜120%が望ましい。40%未満では加工が
困難となり、140%を越えると作動液10が突条3の
エッジ4にまで拡がらなくなるおそれがある。
【0020】また、溝2の開口幅W2は、特に限定され
ないが、好ましくは内幅W1の40〜200%、より好
ましくは80〜140%が望ましい。40%未満では加
工が困難となり、200%を越えると管内周面の表面積
を充分に拡大できなくなるおそれがある。
【0021】溝2の間隔Pについても特に限定されない
が、好ましくは内幅W1の1.5〜3倍、より好ましく
は1.8〜2.2倍が望ましい。1.5倍未満では加工
が困難となり、3倍を越えると管内周面の表面積を充分
に拡大できなくなるおそれがある。
【0022】しかしながら、溝2の内幅W1,開口幅W
2および間隔Pは、必ずしも上記の範囲に限定されるも
のでなく、適宜決定されるものである。
【0023】本実施例において、溝2および突条3は横
断面が矩形状であるが、その角が実質的に曲面状となっ
たU字状であってもよい。また、複数形成された溝2お
よび/または突条3の一部が、横断面V字状であっても
よい。
【0024】図2は、本発明の伝熱管の他の実施例を示
す部分断面図であり、注目すべきは、金属管5の内周面
に、金属管5の軸線方向に沿って延びる横断面V字状の
溝6が形成され、各溝6の間に形成される突条7の横断
面形状もV字状である点である。
【0025】溝6の深さtは、図1における溝2と同様
に、10〜100μmに設定されており、図4に示され
るように、溝6内の作動液10が突条7のエッジ8にま
で拡がり、管内周面が均一にぬれる。
【0026】溝6の横断面の角度は、特に限定されない
が、好ましくは30〜90°、より好ましくは45〜7
5°が望ましい。30°未満では加工が困難となり、9
0°を越えると作動液10が突条7のエッジ8にまで拡
がらなくなるおそれがあるが、本発明においては、かか
る範囲外であっても、上記の効果が得られる。
【0027】本発明の伝熱管は、常套手段により製造さ
れる。例えば図1に示される伝熱管1は、以下の工程を
経ることによって製造される。すなわち、溝2を形成す
るための横断面矩形状の複数の突条部が周方向に相互に
平行に形成されたロールを用いて、伝熱管1となる板条
材を圧延する。圧延終了後、板条材を溝2の形成面を内
面側に向けた状態で電縫装置に導入し、多段階的に成形
ロールの間に通して、板条材を幅方向に丸め、最終的に
板条材の両側縁部を溶接して、円管形に成形する。
【0028】電縫装置としては通常使用されているもの
でよく、また電縫条件も通常の加工と同じでよい。その
後、必要に応じて管の外周面の溶接部を整形したうえ、
ロール状に巻き取るか、所定の長さで切断して、長尺の
伝熱管1を得る。
【0029】また、図3に示される伝熱管5は、溝6を
形成するための横断面V字状の突条部が形成されたロー
ルを用いる以外は、上記と同様の工程を経ることによっ
て得られる。
【0030】なお、図1および図3に示される伝熱管
1,5は、図5(A)および(B)にそれぞれ示される
ように、溝2,6が伝熱管1,5の軸線方向9に形成さ
れているが、溝2,6が軸線方向9に対して一定角度を
なす方向、すなわち螺旋状に形成されていてもよい。か
かる場合、溝2,6を伝熱管1,5の軸線方向9に対し
て30°以内に形成することが望ましく、30°を越え
ると、液化した作動液の凝縮部から蒸発部への輸送効率
が低下するおそれがある。螺旋状の溝を形成するには、
板条材を圧延するロールとして、周方向に対して一定角
度をなす複数の突条部が外周面に相互に平行に形成され
たロールを用いればよい。
【0031】本発明の伝熱管においては、複数の溝が交
差するように形成してもよいが、従来の技術の欄で述べ
たように、加工が複雑となり、製造コストが上昇すると
いう欠点がある。これに対して、図1および図3に示さ
れるように、複数の溝2,6が相互に平行である場合に
は、板条材の圧延工程を一度行うだけでよいので、歩留
りが向上し、製造コストが低減するという効果を奏す
る。
【0032】
【発明の効果】本発明の伝熱管によれば、金属管の内周
面に対する作動液のぬれ性を充分に確保することができ
るので、作動液の熱輸送効率が向上する。また、凝縮部
で液化した作動液は蒸発部へ効率よく移行することがで
き、蒸発・凝固のバランスを保持して、管内における熱
輸送効率を向上させることができる。さらに、製造の簡
易化を図ることができ、製造コストを低減させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の伝熱管の一実施例を示す部分断面図で
ある。
【図2】図1に示される伝熱管1の効果を示す部分断面
図である。
【図3】本発明の伝熱管の他の実施例を示す部分断面図
である。
【図4】図3に示される伝熱管5の効果を示す部分断面
図である。
【図5】(A)および(B)は、それぞれ伝熱管1,5
の部分断面斜視図である。
【図6】(A)および(B)は、従来の伝熱管の問題を
示す部分断面図である。
【符号の説明】
1,5 金属管 2,6 溝 3,7 突条 9 軸線方向

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属管の内周面に、深さ10〜100μ
    mの溝が複数形成されていることを特徴とする伝熱管。
  2. 【請求項2】 複数の溝が相互に平行に形成されている
    請求項1記載の伝熱管。
  3. 【請求項3】 金属管の軸線方向および/または螺旋状
    に溝が形成されている請求項1記載の伝熱管。
  4. 【請求項4】 溝の横断面形状が、矩形状および/また
    はV字状である請求項1記載の伝熱管。
  5. 【請求項5】 溝同士の間に形成される突条の横断面形
    状が、矩形状および/またはV字状である請求項1記載
    の伝熱管。
JP15132094A 1994-07-01 1994-07-01 伝熱管 Pending JPH0814785A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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