JPS6029593A - 単相流伝熱管構造 - Google Patents
単相流伝熱管構造Info
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- JPS6029593A JPS6029593A JP13597683A JP13597683A JPS6029593A JP S6029593 A JPS6029593 A JP S6029593A JP 13597683 A JP13597683 A JP 13597683A JP 13597683 A JP13597683 A JP 13597683A JP S6029593 A JPS6029593 A JP S6029593A
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- phase flow
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- grooves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geometry (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】
〔発明の利用分野〕
この発明は空気調和機、冷凍機等の熱交換器に用いる伝
熱管の構造に関する発明であり、特に、該伝熱管の内面
に於て軸方向に対して各々決められた設定角を有して交
叉する一次溝、及び、該一次溝に形成させた二次溝を有
する単相流伝熱管構造に係わる発明である。
熱管の構造に関する発明であり、特に、該伝熱管の内面
に於て軸方向に対して各々決められた設定角を有して交
叉する一次溝、及び、該一次溝に形成させた二次溝を有
する単相流伝熱管構造に係わる発明である。
周知の如く空気調和機や冷凍機等の熱交換器には熱交換
管が設けられており、これらの管の内面の構造は一般に
液体や気体の単相流を流過させる構造としてストレート
管もあるが、該伝熱管の内面に特殊な構造を形成させて
上記ストレート上のも 平滑管に比し熱伝導率が向上するような機能が与えるこ
とが知られている。
管が設けられており、これらの管の内面の構造は一般に
液体や気体の単相流を流過させる構造としてストレート
管もあるが、該伝熱管の内面に特殊な構造を形成させて
上記ストレート上のも 平滑管に比し熱伝導率が向上するような機能が与えるこ
とが知られている。
例えば、該伝熱管内面に立体的に溝を交叉状態に形成さ
せるものは公知であり、高熱負荷のボイラーの焼損防止
対策として限界熱流束を向上させる試みとして所謂クロ
スライフル蒸発管が知られており、文献としては日本機
械学会論文集第３９巻３２号、第１２６８頁から１２７
７頁にかけて記載されており、又、特許文献としては特
開昭５４−１１６７６５号公報がある。
せるものは公知であり、高熱負荷のボイラーの焼損防止
対策として限界熱流束を向上させる試みとして所謂クロ
スライフル蒸発管が知られており、文献としては日本機
械学会論文集第３９巻３２号、第１２６８頁から１２７
７頁にかけて記載されており、又、特許文献としては特
開昭５４−１１６７６５号公報がある。
ちなみに該特許文献に示されているものを第１。
２、３図で示すと、伝熱管１の内面に軸方向に対して設
定角０１を有するスパイラル状の一次溝２と設定角θ雪
を成す二次溝３が交叉して刻設形成され、これらの−欠
溝２、及び、二次溝３の相互のピッチは極めて細かく数
学的には０．１５〜１，５叫の範囲にされてその結果−
欠溝２、二次溝３の間には微小な突起４，４・・・が多
数形成されている。
定角０１を有するスパイラル状の一次溝２と設定角θ雪
を成す二次溝３が交叉して刻設形成され、これらの−欠
溝２、及び、二次溝３の相互のピッチは極めて細かく数
学的には０．１５〜１，５叫の範囲にされてその結果−
欠溝２、二次溝３の間には微小な突起４，４・・・が多
数形成されている。
このようにすることにより沸騰及び凝縮伝熱性能を向上
させることが出来るようにされている。
させることが出来るようにされている。
さりながら、単に該沸騰及び凝縮伝熱にかかわる構造の
伝熱管を単相流伝熱管として用いると次のような問題が
おる。
伝熱管を単相流伝熱管として用いると次のような問題が
おる。
即ち、相変化を伴わない単相流の伝熱管として上述の如
き伝熱管を用いると、流過する流体が上記突起４．４・
・・に衝突してその結果内面の壁面近くで渦を形成して
渦と流れの主流の境界が壁面に近くなると該突起４の後
部で流線が澱んで新開死水域を形成して伝熱管としての
伝熱性能を著しく低下させる欠点がある。
き伝熱管を用いると、流過する流体が上記突起４．４・
・・に衝突してその結果内面の壁面近くで渦を形成して
渦と流れの主流の境界が壁面に近くなると該突起４の後
部で流線が澱んで新開死水域を形成して伝熱管としての
伝熱性能を著しく低下させる欠点がある。
又、仮シに核種伝熱管を単相流の伝熱管として用いると
図示する様に一次溝２と二次溝３のピッチが極めて小さ
いためにその成形工程において工数が極めて多く、コス
ト高になる不利点かあシ、更に精度管理が極めて慎重で
ある難点がある。
図示する様に一次溝２と二次溝３のピッチが極めて小さ
いためにその成形工程において工数が極めて多く、コス
ト高になる不利点かあシ、更に精度管理が極めて慎重で
ある難点がある。
ところで、発明者等においては理論分析と実験による観
察の結果、該種従来の伝熱管の構造について上記沸騰及
び凝縮伝熱性能の向上と単相流に対する阻害条件を分析
し、一つの突起後部の澱み領域に於て次の突起の再付着
点では逆に熱伝達率が局所的に著しく向上することが分
シ、シタがって、−欠溝２と二次溝３の間のピッチは沸
騰及び凝縮の伝熱形態と単相流のそれとでは最適値の範
囲が異なるということを見出した。
察の結果、該種従来の伝熱管の構造について上記沸騰及
び凝縮伝熱性能の向上と単相流に対する阻害条件を分析
し、一つの突起後部の澱み領域に於て次の突起の再付着
点では逆に熱伝達率が局所的に著しく向上することが分
シ、シタがって、−欠溝２と二次溝３の間のピッチは沸
騰及び凝縮の伝熱形態と単相流のそれとでは最適値の範
囲が異なるということを見出した。
この発明の目的は上述従来技術に基づく伝熱管の内壁構
造の問題点を解決すべき技術的課題とし、単相流の伝熱
形態において伝熱性能を最適にするその内面の構造を支
配的な形状にする数値的範囲を決定するようにしてエネ
ルギー産業における熱交換利用分野に益する優れた単相
流伝熱管構造を提供せんとするものである。
造の問題点を解決すべき技術的課題とし、単相流の伝熱
形態において伝熱性能を最適にするその内面の構造を支
配的な形状にする数値的範囲を決定するようにしてエネ
ルギー産業における熱交換利用分野に益する優れた単相
流伝熱管構造を提供せんとするものである。
上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の概要は、前述問題点を解決するために単相流伝熱管
の内面に軸方向に対して一次溝をスパイラル状に設定角
０°〜３０″でリプを介し形成させ、更に該−欠溝のピ
ッチを２〜５ｍであるようにし、而して該−欠溝をなす
リプにスパイラル状に二次溝をＯ°〜−３０°の設定角
で交叉形成させ、これらの溝深さを所定に形成させて最
大の伝熱促進効果をあげ得るようにした技術的手段を講
じたものである。
明の概要は、前述問題点を解決するために単相流伝熱管
の内面に軸方向に対して一次溝をスパイラル状に設定角
０°〜３０″でリプを介し形成させ、更に該−欠溝のピ
ッチを２〜５ｍであるようにし、而して該−欠溝をなす
リプにスパイラル状に二次溝をＯ°〜−３０°の設定角
で交叉形成させ、これらの溝深さを所定に形成させて最
大の伝熱促進効果をあげ得るようにした技術的手段を講
じたものである。
実施例
次に、この発明の実施例を第４図以下の図面に基づいて
説明すれば以下の通シである。同、第１〜３図と同一態
様部分は同一符号を用いて説明するものとする。
説明すれば以下の通シである。同、第１〜３図と同一態
様部分は同一符号を用いて説明するものとする。
第４図に示す基本的な実施例において、単相流伝熱管ｌ
の内面の流れ方向Ｆに対して、即ち、軸方向に対して設
定角θｌでリプ５、・・・をピッチｐとして形成するこ
とにより一次溝２．２・・・をその深さｅｌで刻設形成
している。
の内面の流れ方向Ｆに対して、即ち、軸方向に対して設
定角θｌでリプ５、・・・をピッチｐとして形成するこ
とにより一次溝２．２・・・をその深さｅｌで刻設形成
している。
而して、同じく流れ方向Ｆに対して、即ち、軸方向に対
して設定角θ３で上ＥＩＪブ５，５・・・上にこれを交
叉する如くしてその上面からその深さＣ！で二次溝３／
、３／・・・を、同じくスパイラル状に刻設形成しで
ある。
して設定角θ３で上ＥＩＪブ５，５・・・上にこれを交
叉する如くしてその上面からその深さＣ！で二次溝３／
、３／・・・を、同じくスパイラル状に刻設形成しで
ある。
同、ここで上記設定角θ重、θ雪については軸方向に対
し右側で等方向にあれば＋、左側にあれば−とじて現わ
すものとする。
し右側で等方向にあれば＋、左側にあれば−とじて現わ
すものとする。
したがって、第４図に示す基本的実施例においては設定
角θ１は＋でアク設定角０１１は−である。
角θ１は＋でアク設定角０１１は−である。
而して、第５図に示す実施例のように設定角０１１及び
、θ３が流れ方向Ｆに対して同じ一側にある態様に於て
は一次溝２に沿って流れる単相流の流線に対し二次溝３
′から流入する流線は擾乱をおこすことなくスムースに
混合され流過していくことが分る。
、θ３が流れ方向Ｆに対して同じ一側にある態様に於て
は一次溝２に沿って流れる単相流の流線に対し二次溝３
′から流入する流線は擾乱をおこすことなくスムースに
混合され流過していくことが分る。
これに対し第６図に示す実施例においては、設定角θｌ
が流れ方向Ｆに対して＋側にあるのに対し、設定角θ３
は一側にあシ、シたがって一次溝２の流線に対し二次溝
３／からの流線はリプ５上に形成される突起６によシ微
妙な渦線７が形成されることが認められた。
が流れ方向Ｆに対して＋側にあるのに対し、設定角θ３
は一側にあシ、シたがって一次溝２の流線に対し二次溝
３／からの流線はリプ５上に形成される突起６によシ微
妙な渦線７が形成されることが認められた。
そして、この渦線７が実は後で詳述するように単相流と
伝熱管１との間の伝熱を促進し、高性能な単相流伝熱管
１を現出させることに大きく祭力ゝることになるのであ
る。
伝熱管１との間の伝熱を促進し、高性能な単相流伝熱管
１を現出させることに大きく祭力ゝることになるのであ
る。
上述記載内容は主として観察に適するモデルを作り実験
して得たことの内容であるが、次にこれらから得た数値
的測定結果と理論的背景を述べる。
して得たことの内容であるが、次にこれらから得た数値
的測定結果と理論的背景を述べる。
上述実施例に即して種々の単相流伝熱管１に付いてその
圧力損失と熱伝達率を測定した結果を第７図のグラフに
示すが、該第７図のグラフにおいては一部溝２の設定角
θｌを固定し、二次ピッチ３の設定角θ２の影響を調べ
たデータであり、横軸にはレイノルズ数Ｂｅ （＝ｕ
−ｄ／ｖ 、 ｕ ：管内平均流速（ｍ／ｓ） 、ｄ
：管内径（ｚ）、シ：流体の動粘性係数（Ｗ？／８））
で、縦軸は無次元化された熱伝達率Ｎｕ／Ｐｒ （＝α
ｄ／λ１０．４ ｐｒ 、α：熱伝達率（Ｗ／ｌｌ？・Ｋ）、λ：流体の
熱伝達率（Ｗ／ｌｔｔ”・Ｋ）、Ｐｒ：流体のプラント
ル数）、及び管路の抵抗係数ｆを示しである。
圧力損失と熱伝達率を測定した結果を第７図のグラフに
示すが、該第７図のグラフにおいては一部溝２の設定角
θｌを固定し、二次ピッチ３の設定角θ２の影響を調べ
たデータであり、横軸にはレイノルズ数Ｂｅ （＝ｕ
−ｄ／ｖ 、 ｕ ：管内平均流速（ｍ／ｓ） 、ｄ
：管内径（ｚ）、シ：流体の動粘性係数（Ｗ？／８））
で、縦軸は無次元化された熱伝達率Ｎｕ／Ｐｒ （＝α
ｄ／λ１０．４ ｐｒ 、α：熱伝達率（Ｗ／ｌｌ？・Ｋ）、λ：流体の
熱伝達率（Ｗ／ｌｔｔ”・Ｋ）、Ｐｒ：流体のプラント
ル数）、及び管路の抵抗係数ｆを示しである。
同、第７図においては慎重になることを避けるために図
示してはないが管の内面に溝加工を何等施さない平滑管
について実験を行った結果、熱伝達率に付いては従来一
般に知られているＤ １ ｔ ｔｕｓＢｏｅｔｔｅｒ
（７）式、Ｎｕ＝０．０２３Ｒｅ”ｐｒ”’（グラフＡ
）と良く一致し、管路の抵抗係数に付いてはｐｒａｎｄ
ｔｌ の式１／Ｖ’Ｔ＝２．０ ｔｏｇ （Ｒｅｖ’７
″）−Ｏ，Ｓ（グラフＢ）と良く一致した結果が得られ
てはいる。
示してはないが管の内面に溝加工を何等施さない平滑管
について実験を行った結果、熱伝達率に付いては従来一
般に知られているＤ １ ｔ ｔｕｓＢｏｅｔｔｅｒ
（７）式、Ｎｕ＝０．０２３Ｒｅ”ｐｒ”’（グラフＡ
）と良く一致し、管路の抵抗係数に付いてはｐｒａｎｄ
ｔｌ の式１／Ｖ’Ｔ＝２．０ ｔｏｇ （Ｒｅｖ’７
″）−Ｏ，Ｓ（グラフＢ）と良く一致した結果が得られ
てはいる。
同、該第７図における６９口、し、の記号の内容は次表
の通りである。
の通りである。
ところで、該第７図のデータの結果を見てみると二次溝
３′の設定角θ２の角度が減少するにしたがって熱伝達
率の抵抗係数も大きくなっていることが分る。
３′の設定角θ２の角度が減少するにしたがって熱伝達
率の抵抗係数も大きくなっていることが分る。
但し、該第７図の結果からだけでは伝熱性能の成否を決
定することは直接的には出来ない。
定することは直接的には出来ない。
そこで、従来一般に熱伝達率、及び、抵抗係数について
その内容が知られている文献（例えば、Ｒ，ＬＷｅｂｂ
ａｎｄ Ｅ、Ｒ，Ｇ、Ｅｃｋｅｒｔ ”Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎｏｆ ｌｏｕｇｈ ５ｕｒｆａｃｅｓ ｔｏ
：［（ｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ］）ｅｓｉｇｎ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｈｅａｔａｎｄ Ｍａｓｓ ’ｌ’ｒａｎｓｆｅｒ、
■ａｌ 、 １５、Ｐ１６４７〜Ｐ１６５８ ）で示さ
れているような で与えられる熱伝達率、及び、抵抗係数について上記−
欠溝２、及び、二次溝３′を形成させた単相流伝熱管１
と何等このような加工を施していない平滑管とのこれら
の比を取ったものの割合で評価するのが最も一般的であ
る。
その内容が知られている文献（例えば、Ｒ，ＬＷｅｂｂ
ａｎｄ Ｅ、Ｒ，Ｇ、Ｅｃｋｅｒｔ ”Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎｏｆ ｌｏｕｇｈ ５ｕｒｆａｃｅｓ ｔｏ
：［（ｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ］）ｅｓｉｇｎ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｈｅａｔａｎｄ Ｍａｓｓ ’ｌ’ｒａｎｓｆｅｒ、
■ａｌ 、 １５、Ｐ１６４７〜Ｐ１６５８ ）で示さ
れているような で与えられる熱伝達率、及び、抵抗係数について上記−
欠溝２、及び、二次溝３′を形成させた単相流伝熱管１
と何等このような加工を施していない平滑管とのこれら
の比を取ったものの割合で評価するのが最も一般的であ
る。
そして、これらの値は平滑管については１であり伝熱性
能が向上するにしたがってその値が大きくなっていくの
であるので上記第７図に示されたデータを水速２．５
ｍ ／ Ｓに対応するＲｅ＝４Ｘ１０’の場合について
整理した結果を第８図に示しである。
能が向上するにしたがってその値が大きくなっていくの
であるので上記第７図に示されたデータを水速２．５
ｍ ／ Ｓに対応するＲｅ＝４Ｘ１０’の場合について
整理した結果を第８図に示しである。
尚、該第８図においてＣは二次元リプ管（ａ＝３０°、
ｐ＝２ｗ、ｅ＝０．３ｍｍ）を示すものである。（但し
、Ｒｅ＝４Ｘ１０’ ｌ［：ｌｌへ、Ａは第７図と同じ
） 第８図にみられるとおりにこの結果からは二次溝３′の
設定角θ３が減少するに従って即ち、伝熱性能は極めて
向上していることが良く分る。
ｐ＝２ｗ、ｅ＝０．３ｍｍ）を示すものである。（但し
、Ｒｅ＝４Ｘ１０’ ｌ［：ｌｌへ、Ａは第７図と同じ
） 第８図にみられるとおりにこの結果からは二次溝３′の
設定角θ３が減少するに従って即ち、伝熱性能は極めて
向上していることが良く分る。
そこで、前述第５．６図に示した基本的実施例のモデル
実験の観察結果と該第８図に示す結果とを対比して検討
してみると、設定角０１が３０’、設定角θ鵞が１５°
でおる結果は０くθ雪くθ１の条件に当てはまることに
なり前記第５図に示すモデル実験のように二次溝３′を
流過する流線は一部溝２を流過する流線に渦を生ずるこ
となくスムースに混合して流過していく。
実験の観察結果と該第８図に示す結果とを対比して検討
してみると、設定角０１が３０’、設定角θ鵞が１５°
でおる結果は０くθ雪くθ１の条件に当てはまることに
なり前記第５図に示すモデル実験のように二次溝３′を
流過する流線は一部溝２を流過する流線に渦を生ずるこ
となくスムースに混合して流過していく。
これに対し０１が３０＠で０３が一３０’の場合は第６
図に示すモデル実験に相当し、二次ピッチ３′を流過す
る流線はその突起６の部分で微妙な両線７を形成して擾
乱を起こすことが観察されている。
図に示すモデル実験に相当し、二次ピッチ３′を流過す
る流線はその突起６の部分で微妙な両線７を形成して擾
乱を起こすことが観察されている。
そして、第８図に示す様にその部分においては伝熱性能
は極めて良好に示されている。
は極めて良好に示されている。
したがって、単相流の伝熱促進に関する限り、上記両線
７がある程度生ずるような単相流の流れ方の方が伝熱性
能を向上させることがわかりしかも、これがあまシ大き
いと抵抗係数で与えられるところの管路の圧力損失だけ
が上昇して何等熱伝達の上昇には＋必゛うないことが充
分に予測される。
７がある程度生ずるような単相流の流れ方の方が伝熱性
能を向上させることがわかりしかも、これがあまシ大き
いと抵抗係数で与えられるところの管路の圧力損失だけ
が上昇して何等熱伝達の上昇には＋必゛うないことが充
分に予測される。
ところで、該第８図に示す二次溝３′の設定角θ２につ
いては一３０°までしか示されていないが、単相流伝熱
管１の製法上の点から見ると伝熱管１の内面に形成する
リプ５、溝３１の工作上の（１１） 制約から転造による線溝２，３′の刻設が困難であり、
したがって、その点からも臨界角度は±３０＠である。
いては一３０°までしか示されていないが、単相流伝熱
管１の製法上の点から見ると伝熱管１の内面に形成する
リプ５、溝３１の工作上の（１１） 制約から転造による線溝２，３′の刻設が困難であり、
したがって、その点からも臨界角度は±３０＠である。
一方、θ＝＝００場合は軸方向に沿って引き抜き加工が
できるということになるが、一般には引き抜き加工によ
るθ＝０の溝の製作が最もし易いことになる。
できるということになるが、一般には引き抜き加工によ
るθ＝０の溝の製作が最もし易いことになる。
したがって、実際の伝熱性能、及び、製法の加工上の点
から見ても最適な設定角の範囲はθ２についてはθ°〜
−３０＠であることが分る。
から見ても最適な設定角の範囲はθ２についてはθ°〜
−３０＠であることが分る。
そして、原則的には一部溝２と二次溝３／については対
称と考えることが出来るので設定角θ！について′４ｂ
Ｏ°〜３０＠とすることができる。
称と考えることが出来るので設定角θ！について′４ｂ
Ｏ°〜３０＠とすることができる。
次に伝熱性能については他のパラメータとして一部溝２
の溝深さｅｌ、及び二次溝３′の溝深さｅｌがおるが、
両者の等しい場合と異なる場合を種々の実験に基づいて
調べてみると実質的に変らないことが分った。
の溝深さｅｌ、及び二次溝３′の溝深さｅｌがおるが、
両者の等しい場合と異なる場合を種々の実験に基づいて
調べてみると実質的に変らないことが分った。
但し、ｅｌ＝９の場合、即ち、二次元リブ付き管の場合
は第８図に示す様に８３が有限値である（１２） ところの三次元リブ付き管の方の伝熱性能の方が性能が
良いことが分る。
は第８図に示す様に８３が有限値である（１２） ところの三次元リブ付き管の方の伝熱性能の方が性能が
良いことが分る。
又、ｅ、の範囲に付いては二次元リブ付き管でＲｅ＝４
Ｘ１０’の場合の第９図に示す様にそのリプ高さが０．
２〜０．５閣の範囲でピークの値を持つ結果が得られて
いることから内面の壁面寄９の距離が０．２〜０．５ｍ
の範囲内で通過流体に擾乱を与えれば伝熱促進効果が最
も良く与えられると考えることが出来、又、この値は二
次溝３′に付いても拡張して考えることが出来るもので
ある。
Ｘ１０’の場合の第９図に示す様にそのリプ高さが０．
２〜０．５閣の範囲でピークの値を持つ結果が得られて
いることから内面の壁面寄９の距離が０．２〜０．５ｍ
の範囲内で通過流体に擾乱を与えれば伝熱促進効果が最
も良く与えられると考えることが出来、又、この値は二
次溝３′に付いても拡張して考えることが出来るもので
ある。
したがって、ｅｌ、ｅ２に付いてその最適値は０．２〜
０．５ ｍとすることが一番良いことが分る。
０．５ ｍとすることが一番良いことが分る。
次に一部溝２と二次溝３１のピッチｐに付いては第１０
図に示される様にｐ ＝ ４ ｍ前後の直が三次元リブ
付き管に付いては最も良いことが分っている。
図に示される様にｐ ＝ ４ ｍ前後の直が三次元リブ
付き管に付いては最も良いことが分っている。
尚、第１θ図において、Ｄは三次元リブ（０１＝３０°
、ｅ１＝０．５閣、θ２＝０°＋”２：＝０．３閣）を
表わし、Ｅは二次元リブ（θ＝３０’。
、ｅ１＝０．５閣、θ２＝０°＋”２：＝０．３閣）を
表わし、Ｅは二次元リブ（θ＝３０’。
ｅ二０．３問）を表わす。
（１３）
又、Ｉ’ｔｅ＝４Ｘ１０４である。
尚、参考のために示されているが二次溝３′を有しない
二次元リブ付き管の場合も良い値を示している。
二次元リブ付き管の場合も良い値を示している。
ところで、理論によれば定量的にはリプ５の突起６を該
突起６の澱み領域内にｈ・する再付着点の距離はおよそ
リプ高さの１０倍程度の値とされていることによりピッ
チにおいて澱み域が形成されないようにする大きさとし
てはリプ高さが前述の如＜０．２〜ｏ、ｓｍの範囲でち
ることによ９両値の１０倍程度の値、即ち、２ｗ〜５１
０Ｉの範囲内が澱み領域の形成されない範囲であり、こ
れが第１０図に示されるハツチングが示されている範囲
内である。
突起６の澱み領域内にｈ・する再付着点の距離はおよそ
リプ高さの１０倍程度の値とされていることによりピッ
チにおいて澱み域が形成されないようにする大きさとし
てはリプ高さが前述の如＜０．２〜ｏ、ｓｍの範囲でち
ることによ９両値の１０倍程度の値、即ち、２ｗ〜５１
０Ｉの範囲内が澱み領域の形成されない範囲であり、こ
れが第１０図に示されるハツチングが示されている範囲
内である。
したがって、−欠溝２の最適ピッチの範囲は２〜５ｍ＋
１１とされて良いことが分る。
１１とされて良いことが分る。
以上この発明によれば、基本的に単相流伝熱管の管内を
流過する単相流の伝熱性能を向上させることが出来、熱
効率を向上させる優れた効果が奏（１４） される。
流過する単相流の伝熱性能を向上させることが出来、熱
効率を向上させる優れた効果が奏（１４） される。
又、−次溝の設定角を０．°〜３０″と設定することに
よりリプと一次溝とのスパイラル状の溝の加工が著しく
し易く、その精度管理が高くすることが出来る優れた効
果が奏される。
よりリプと一次溝とのスパイラル状の溝の加工が著しく
し易く、その精度管理が高くすることが出来る優れた効
果が奏される。
又、製作がし易いので製品歩留りが良くコストダウンに
つながる優れた効果が奏される。
つながる優れた効果が奏される。
そして、該−次溝に交叉してそのリプ上に二次溝を形成
させることによシ上記リブに形成される突起の密度が粗
くなり、したがって、沸騰及び凝縮の伝熱携帯とは異な
り、単相流に適する伝熱管とすることが出来該単相流の
流過に伴う伝熱性能を最も良くすることが出来る効果が
奏される。
させることによシ上記リブに形成される突起の密度が粗
くなり、したがって、沸騰及び凝縮の伝熱携帯とは異な
り、単相流に適する伝熱管とすることが出来該単相流の
流過に伴う伝熱性能を最も良くすることが出来る効果が
奏される。
第１図は従来技術に基づく沸騰及び凝縮伝熱管の講説明
部分断面図、第２図は第１図部分拡大斜視図、第３図は
第１図横断面図、第４図以下はこの発明の詳細な説明図
であり、第４図は１実施例の部分斜視図、第５図は他の
実施例の部分拡大斜視図、第６図は別の実施例の部分拡
大斜視図、（１５） 第７図は実験のデータ表示グラフ図、第８図は二次溝の
設定角を伝熱性能との関係説明グラフ図、第９図はリプ
高さと伝熱性能との関係グラフ図、第１０図はリプ、ピ
ッチと伝熱性能との関係グラフ説明図。 １・・・伝熱管、２・・・−次溝、３′・・・二次溝、
４７４７幅、５・・・リプ、θ１．θ２・・・設定角。 代理人 弁理士 高橋明夫 （１６） 晃 １ 図 第３図 冨 ４ 図 ■５図 ３′ 百 〆 図 ￥：Ｊ ７ 図 レイノ１しス゛＠又 尺ｅ 暦 ８ 図 １５’ ρ −３θ′ 二ン大溝ｆ）／ＡＡ θ？
部分断面図、第２図は第１図部分拡大斜視図、第３図は
第１図横断面図、第４図以下はこの発明の詳細な説明図
であり、第４図は１実施例の部分斜視図、第５図は他の
実施例の部分拡大斜視図、第６図は別の実施例の部分拡
大斜視図、（１５） 第７図は実験のデータ表示グラフ図、第８図は二次溝の
設定角を伝熱性能との関係説明グラフ図、第９図はリプ
高さと伝熱性能との関係グラフ図、第１０図はリプ、ピ
ッチと伝熱性能との関係グラフ説明図。 １・・・伝熱管、２・・・−次溝、３′・・・二次溝、
４７４７幅、５・・・リプ、θ１．θ２・・・設定角。 代理人 弁理士 高橋明夫 （１６） 晃 １ 図 第３図 冨 ４ 図 ■５図 ３′ 百 〆 図 ￥：Ｊ ７ 図 レイノ１しス゛＠又 尺ｅ 暦 ８ 図 １５’ ρ −３θ′ 二ン大溝ｆ）／ＡＡ θ？
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、伝熱管内面に軸方向に設定角でリブを介してスパイ
ラル状の溝を少くとも１条形成させた単相流伝熱管構造
において、該溝を成す一次溝を設定角を０°〜３０°と
して設け、更に該−次溝を形成するリブに交叉して二次
溝を設けたことを特徴とする単相流伝熱管構造。 ２、上記−次溝のピッチが２〜５ａ＋の範囲に形成され
ていることを特徴とする特許 範囲第１項記載の単相流伝熱管構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13597683A JPS6029593A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 単相流伝熱管構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13597683A JPS6029593A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 単相流伝熱管構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029593A true JPS6029593A (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=15164269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13597683A Pending JPS6029593A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 単相流伝熱管構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029593A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06221788A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-08-12 | Carrier Corp | 熱交換器の管 |
| WO1995009324A1 (de) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampferzeugerrohr mit innenberippung sowie dampferzeuger zu seiner verwendung |
| US5992513A (en) * | 1997-09-17 | 1999-11-30 | Hitachi Cable, Ltd. | Inner surface grooved heat transfer tube |
| EP1538415A1 (de) * | 2003-12-01 | 2005-06-08 | Balcke-Dürr GmbH | Strömungskanal |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP13597683A patent/JPS6029593A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06221788A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-08-12 | Carrier Corp | 熱交換器の管 |
| WO1995009324A1 (de) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampferzeugerrohr mit innenberippung sowie dampferzeuger zu seiner verwendung |
| US5992513A (en) * | 1997-09-17 | 1999-11-30 | Hitachi Cable, Ltd. | Inner surface grooved heat transfer tube |
| EP1538415A1 (de) * | 2003-12-01 | 2005-06-08 | Balcke-Dürr GmbH | Strömungskanal |
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