JPS6325493A - 金属製熱伝達部材 - Google Patents
金属製熱伝達部材Info
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- JPS6325493A JPS6325493A JP62166264A JP16626487A JPS6325493A JP S6325493 A JPS6325493 A JP S6325493A JP 62166264 A JP62166264 A JP 62166264A JP 16626487 A JP16626487 A JP 16626487A JP S6325493 A JPS6325493 A JP S6325493A
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- Japan
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- tube
- heat transfer
- condensing
- transfer coefficient
- tubes
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Links
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 101100012902 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) FIG2 gene Proteins 0.000 description 1
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- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
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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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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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、熱交換器に使用される熱伝達性が向上された
チューブに係り、更に詳細には細かい内部溝を有するコ
ンデンサチューブであって、内部に冷媒が流れ、これと
同時にチューブの外部に冷却流体が流れるよう構成され
たコンデンサチューブに係る。チューブは外部フィンを
有していてもよい。
チューブに係り、更に詳細には細かい内部溝を有するコ
ンデンサチューブであって、内部に冷媒が流れ、これと
同時にチューブの外部に冷却流体が流れるよう構成され
たコンデンサチューブに係る。チューブは外部フィンを
有していてもよい。
従来の技術
一体的な内部フィンを有するチューブは、本願出願人と
同一の譲受人に譲渡された米国特許第４゜１１８．９４
４号に記載されている如く、従来より知られている。し
かしこれらのチューブは、−般に、フィンの高さが高い
ことや、フィンとチューブの軸線との間のリード角が大
きいことに起因して大きい圧力損失を有している。
同一の譲受人に譲渡された米国特許第４゜１１８．９４
４号に記載されている如く、従来より知られている。し
かしこれらのチューブは、−般に、フィンの高さが高い
ことや、フィンとチューブの軸線との間のリード角が大
きいことに起因して大きい圧力損失を有している。
米国特許第４，０４４，７９７号に記載されている如く
、深さが０．０２〜０．２ｎ＋ｍの溝を有し質量速度が
３０ 、 ３００ ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ２（３０、７ｋｇ
／ｈｒ−＋ｎ２）である熱伝達性が向上されたチューブ
によれば、熱伝達が良好に行われる。何故ならば、熱伝
達率は溝の深さがこの範囲の上下に於て低下し、流量の
増大につれて圧力損失が増大するからである。従って内
部フィンを有するチューブよりの熱伝達効率を所望の高
い値にするためには、フィンの高さを０．０２ｍ＋＋ｎ
以」二に設定し、質量速度を比較的小さい値に設定する
ことが必要であると考えられていた。更に従来のチュー
ブの比較的高い圧力降下は、内部フィンを大きくするこ
とによって表面積を増大させることにより補償されたが
、チューブの単位長さ当りの材料が増大し、従ってチュ
ーブの単位長さ当りの価格が増大した。
、深さが０．０２〜０．２ｎ＋ｍの溝を有し質量速度が
３０ 、 ３００ ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ２（３０、７ｋｇ
／ｈｒ−＋ｎ２）である熱伝達性が向上されたチューブ
によれば、熱伝達が良好に行われる。何故ならば、熱伝
達率は溝の深さがこの範囲の上下に於て低下し、流量の
増大につれて圧力損失が増大するからである。従って内
部フィンを有するチューブよりの熱伝達効率を所望の高
い値にするためには、フィンの高さを０．０２ｍ＋＋ｎ
以」二に設定し、質量速度を比較的小さい値に設定する
ことが必要であると考えられていた。更に従来のチュー
ブの比較的高い圧力降下は、内部フィンを大きくするこ
とによって表面積を増大させることにより補償されたが
、チューブの単位長さ当りの材料が増大し、従ってチュ
ーブの単位長さ当りの価格が増大した。
発明の概要
深さが０．００１２ｉｎｃｈ （０，０３Ｏｎ＋ｍ）を
越えない細かい内部溝を有する熱伝達性が向上されたチ
ューブが開発された。かかる細かい内部溝を有するチュ
ーブは、質量速度と熱力学的乾き度との積が比較的高い
流体の凝縮中には、平滑なチューブの場合に比して局部
的な熱伝達係数を大きく増大する。更に本発明の原理に
よる熱伝達性が向上されたチューブは、平滑なチューブ
に比して材料の間を殆ど増大しない。本発明によるチュ
ーブによれば、平滑なチューブの場合に比して、２００
、 ０ ０ ０ ｌｂ／ｂｒ−ｒｔ”
（２０２ｋｇ／ｈｒ−ｍ” ） 以 」二の
質ｍ速度に於ける全体としての凝縮性能がかなり良好に
なる。
越えない細かい内部溝を有する熱伝達性が向上されたチ
ューブが開発された。かかる細かい内部溝を有するチュ
ーブは、質量速度と熱力学的乾き度との積が比較的高い
流体の凝縮中には、平滑なチューブの場合に比して局部
的な熱伝達係数を大きく増大する。更に本発明の原理に
よる熱伝達性が向上されたチューブは、平滑なチューブ
に比して材料の間を殆ど増大しない。本発明によるチュ
ーブによれば、平滑なチューブの場合に比して、２００
、 ０ ０ ０ ｌｂ／ｂｒ−ｒｔ”
（２０２ｋｇ／ｈｒ−ｍ” ） 以 」二の
質ｍ速度に於ける全体としての凝縮性能がかなり良好に
なる。
従って本発明の目的は、優れた凝縮特性を有する凝縮用
チューブを提供することである。
チューブを提供することである。
本発明の他の一つの目的は、高い熱伝達係数を有し、チ
ューブの単位長さ当りの材料の量が殆ど増大されない凝
縮用チューブを提供することである。
ューブの単位長さ当りの材料の量が殆ど増大されない凝
縮用チューブを提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、チューブのコストを実
質的に増大させることなく高い熱伝達係数を有する凝縮
用チューブを提供することである。
質的に増大させることなく高い熱伝達係数を有する凝縮
用チューブを提供することである。
本発明のこれらの目的及び他の目的は、凝縮用チューブ
の熱伝達係数を増大させる目的で従来より設けられてい
る溝よりも遥かに細かい溝がチューブの内壁面に設けら
れた新規な内面の熱伝達性が向上されたチューブによっ
て達成される。溝の深さは一般にＯｌＯＯ１２ｉｎｃｈ
（０，０３０ｎ＋ｍ）を越えず、凝縮する流体の質量
速度は一般に２００、 ０００ ｌｂ／ｈｒ−１’ｔ２
（２０２ｋｇ／ｈｒ−＋ｎ２）以」−である。
の熱伝達係数を増大させる目的で従来より設けられてい
る溝よりも遥かに細かい溝がチューブの内壁面に設けら
れた新規な内面の熱伝達性が向上されたチューブによっ
て達成される。溝の深さは一般にＯｌＯＯ１２ｉｎｃｈ
（０，０３０ｎ＋ｍ）を越えず、凝縮する流体の質量
速度は一般に２００、 ０００ ｌｂ／ｈｒ−１’ｔ２
（２０２ｋｇ／ｈｒ−＋ｎ２）以」−である。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
実施例
下記の本発明の実施例は凝縮用熱交換器に使用されるよ
う構成されているが、本発明は内部フィンを有するチュ
ーブを使用する他の形態の熱交換器にも同様に適用され
てよいものであることに留意されたい。凝縮用熱交換器
は一般に従来の直接膨張型蒸気圧縮冷凍システムに使用
される。かかる冷凍システムに於ては、圧縮機がガス状
冷媒（Ｒ−２２であることが多い）を圧縮し、冷媒はコ
ンデンサを経て循環され、コンデンサ内に於て冷却され
ることによって液化され、しかる後膨張制御装置を経て
冷凍システムの低圧側へ流れ、熱交換器内に於て冷却さ
れるべき流体より熱を吸収することによって蒸発し、一
部液体一部蒸気の状態より過熱蒸気に相変化する。過熱
された蒸気は圧縮機へ流れ、これにより冷凍サイクルを
完了する。
う構成されているが、本発明は内部フィンを有するチュ
ーブを使用する他の形態の熱交換器にも同様に適用され
てよいものであることに留意されたい。凝縮用熱交換器
は一般に従来の直接膨張型蒸気圧縮冷凍システムに使用
される。かかる冷凍システムに於ては、圧縮機がガス状
冷媒（Ｒ−２２であることが多い）を圧縮し、冷媒はコ
ンデンサを経て循環され、コンデンサ内に於て冷却され
ることによって液化され、しかる後膨張制御装置を経て
冷凍システムの低圧側へ流れ、熱交換器内に於て冷却さ
れるべき流体より熱を吸収することによって蒸発し、一
部液体一部蒸気の状態より過熱蒸気に相変化する。過熱
された蒸気は圧縮機へ流れ、これにより冷凍サイクルを
完了する。
添付の第１図は内周面に溝を有するチューブ１０を一部
破断して示している。第１図より解る如く、溝２０は溝
の方向とチューブの長手方向軸線との間の角度が成る角
度に設定された状態で、チューブの内面に形成されてい
る。しかし軸線方向に延在する溝が設けられたチューブ
が使用されてもよい。
破断して示している。第１図より解る如く、溝２０は溝
の方向とチューブの長手方向軸線との間の角度が成る角
度に設定された状態で、チューブの内面に形成されてい
る。しかし軸線方向に延在する溝が設けられたチューブ
が使用されてもよい。
第２図は凝縮する冷媒の種々の質量速度（Ｇ ｘ）につ
いて溝の深さと熱伝達係数の乗数との間の関係を示すグ
ラフである。第２図の曲線Ａは、米国特許第４，０４４
，７９７号に記載されている如く、従来技術により教示
された最小深さより最大深さまで溝の深さの影響を示し
ている。従来技術に於ける流体の質量速度は３０ 、
３００ ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ２（３０，７ｋｇ／ｈｒ−〜
２）である。第２図の曲線Ｂは、質量流量が２００ 、
０００１ｂ／ｈｒ−ｈｆｔ” （２０２ｋｇ／ｈｒ
−＋ｎ２）である本発明による溝を有するチューブの熱
伝達係数の乗数を示しており、０゜０００６〜０． ０
０１２ｊｎｅｈ（０，０１５〜０゜０３０ ｍｍ）の溝
を有するチューブについての熱伝達係数の平均乗数は平
滑なチューブの乗数よりもかなり高い値である。第２図
の曲線Ｃは質量速度が５００ 、０００ ｌｂ／ｈｒ−
ｈｆｔ２（５０６ｋｇ／ｈｒ−ｎ＋２）である場合に於
ける本発明のチューブについての熱伝達係数の乗数を示
しており、０．０００６〜０．００１２ｉｎｃｈ（０，
０１５〜０．０３０ｍｍ）の溝を有するチューブについ
ての熱伝達係数の平均乗数は平滑なチューブの乗数より
も高く、また質量速度が小さい値である場合に於ける乗
数よりも高い値である。更に曲線Ｂ及びＣは、溝の深さ
が０． ０００６ｉｎｃｈ （０，０１５ｍｍ）までの
範囲に於ては熱伝達係数の乗数が同様に増大することを
示している。
いて溝の深さと熱伝達係数の乗数との間の関係を示すグ
ラフである。第２図の曲線Ａは、米国特許第４，０４４
，７９７号に記載されている如く、従来技術により教示
された最小深さより最大深さまで溝の深さの影響を示し
ている。従来技術に於ける流体の質量速度は３０ 、
３００ ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ２（３０，７ｋｇ／ｈｒ−〜
２）である。第２図の曲線Ｂは、質量流量が２００ 、
０００１ｂ／ｈｒ−ｈｆｔ” （２０２ｋｇ／ｈｒ
−＋ｎ２）である本発明による溝を有するチューブの熱
伝達係数の乗数を示しており、０゜０００６〜０． ０
０１２ｊｎｅｈ（０，０１５〜０゜０３０ ｍｍ）の溝
を有するチューブについての熱伝達係数の平均乗数は平
滑なチューブの乗数よりもかなり高い値である。第２図
の曲線Ｃは質量速度が５００ 、０００ ｌｂ／ｈｒ−
ｈｆｔ２（５０６ｋｇ／ｈｒ−ｎ＋２）である場合に於
ける本発明のチューブについての熱伝達係数の乗数を示
しており、０．０００６〜０．００１２ｉｎｃｈ（０，
０１５〜０．０３０ｍｍ）の溝を有するチューブについ
ての熱伝達係数の平均乗数は平滑なチューブの乗数より
も高く、また質量速度が小さい値である場合に於ける乗
数よりも高い値である。更に曲線Ｂ及びＣは、溝の深さ
が０． ０００６ｉｎｃｈ （０，０１５ｍｍ）までの
範囲に於ては熱伝達係数の乗数が同様に増大することを
示している。
第３図に於て、深さが０．００１２ｉｎｃｈ（０゜０３
０ ａｓ）の溝を有するチューブについては、質量速度
が２００ 、 ０００１ｂ／ｈｒ−ｆｔ２（２０２ｋｇ
／ｈｒ−ｍ２）である場合には、凝縮時の平均熱伝達係
数は平滑なチューブの場合に比して１８％高い値である
ことが解る。また同一のチューブについて、質量速度が
５００ 、 ＯＯ０１ｂ／ｈｒ−ｆｔ２（５０６ｋｇ
／ｈｒ−ｍ２）である場合には、凝縮時の平均熱伝達係
数は平滑なチューブの場合に比して２９％高い値である
ことが解る。
０ ａｓ）の溝を有するチューブについては、質量速度
が２００ 、 ０００１ｂ／ｈｒ−ｆｔ２（２０２ｋｇ
／ｈｒ−ｍ２）である場合には、凝縮時の平均熱伝達係
数は平滑なチューブの場合に比して１８％高い値である
ことが解る。また同一のチューブについて、質量速度が
５００ 、 ＯＯ０１ｂ／ｈｒ−ｆｔ２（５０６ｋｇ
／ｈｒ−ｍ２）である場合には、凝縮時の平均熱伝達係
数は平滑なチューブの場合に比して２９％高い値である
ことが解る。
本発明による細かい内部溝を有する凝縮用チューブによ
れば、平滑なチューブに比して平均熱伝達係数が大きく
増大される。
れば、平滑なチューブに比して平均熱伝達係数が大きく
増大される。
例１
チューブの材料： 銅
溝の深さ： ０．０００８ｉｎｃｈ（０，０
１５ｍｍ）らせん角度： １５゜ フィンの始点数：４５ 表面積増大比率： １．０６ 凝縮時の熱伝達 係数の増大率： １２〜３１％ 例２ チューブの材料： 銅 溝の深さ： ０．００１２ｉｎｃｈ（０，０
３０ｍｍ）らせん角度： １５゜ フィンの始点数：５０ 表面積増大比率： ’ １．０９ 凝縮時の熱伝達 係数の増大率： １８．２９％ かくして深さが０．０Ｏ１２１ｎｃｈ（０，０３００１
１１１）を越えない細かい内部溝を有し、冷媒の質量流
量が２００． ＯＯＯｌｂ／ｂｒ−ｈｆｔ” （２０
２ｋｇ／ｈｒ−町２）以上である凝縮用チューブを使用
すれば、凝縮用チューブの性能が大きく向上されること
が理解されよう。
１５ｍｍ）らせん角度： １５゜ フィンの始点数：４５ 表面積増大比率： １．０６ 凝縮時の熱伝達 係数の増大率： １２〜３１％ 例２ チューブの材料： 銅 溝の深さ： ０．００１２ｉｎｃｈ（０，０
３０ｍｍ）らせん角度： １５゜ フィンの始点数：５０ 表面積増大比率： ’ １．０９ 凝縮時の熱伝達 係数の増大率： １８．２９％ かくして深さが０．０Ｏ１２１ｎｃｈ（０，０３００１
１１１）を越えない細かい内部溝を有し、冷媒の質量流
量が２００． ＯＯＯｌｂ／ｂｒ−ｈｆｔ” （２０
２ｋｇ／ｈｒ−町２）以上である凝縮用チューブを使用
すれば、凝縮用チューブの性能が大きく向上されること
が理解されよう。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
′ことは当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
′ことは当業者にとって明らかであろう。
第１図は本発明による内面の熱伝達性が向上されたチュ
ーブを一部破断して示す正面図である。 第２図は溝を有するチューブの熱伝達係数と平滑なチュ
ーブの熱伝達係数との間の比と溝の深さとの間の関係を
示すグラフである。 第３図はチューブを流れる流体の質量速度と対応するチ
ューブの平均熱伝達係数との間の関係を示すグラフであ
る。 １０・・・チューブ、２０・・・溝 特許出願人 キャリア・コーポレイション代 理
人 弁 理 士 明 石 昌 毅
。 ＦＩＧ、 ／ ≦ ＦＩＧ２ ”の’Ｊ−”！ （ｉｎ （ｍｍ
））ＦＩＧ ３
ーブを一部破断して示す正面図である。 第２図は溝を有するチューブの熱伝達係数と平滑なチュ
ーブの熱伝達係数との間の比と溝の深さとの間の関係を
示すグラフである。 第３図はチューブを流れる流体の質量速度と対応するチ
ューブの平均熱伝達係数との間の関係を示すグラフであ
る。 １０・・・チューブ、２０・・・溝 特許出願人 キャリア・コーポレイション代 理
人 弁 理 士 明 石 昌 毅
。 ＦＩＧ、 ／ ≦ ＦＩＧ２ ”の’Ｊ−”！ （ｉｎ （ｍｍ
））ＦＩＧ ３
Claims (1)
- 凝縮する冷媒に曝されるよう構成された少なくとも一
つの熱伝達性が向上された凝縮面を有し、前記熱伝達性
が向上された凝縮面には０．００１２ｉｎｃｈ（０．０
３０ｍｍ）を越えない深さを有する溝が形成されており
、前記凝縮する冷媒は２００，０００ｌｂ／ｈｒ−ｈｆ
ｔ＾２（２０２ｋｇ／ｈｒ−ｍ＾２）に等しいか又はそ
れを越える質量速度にて前記熱伝達性が向上された凝縮
面を横切って流されるよう構成された金属製熱伝達部材
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/881,436 US4705103A (en) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | Internally enhanced tubes |
| US881436 | 1986-07-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325493A true JPS6325493A (ja) | 1988-02-02 |
Family
ID=25378479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62166264A Pending JPS6325493A (ja) | 1986-07-02 | 1987-07-02 | 金属製熱伝達部材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4705103A (ja) |
| JP (1) | JPS6325493A (ja) |
| CA (1) | CA1294271C (ja) |
Families Citing this family (16)
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| MY110330A (en) * | 1991-02-13 | 1998-04-30 | Furukawa Electric Co Ltd | Heat-transfer small size tube and method of manufacturing the same |
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| US5415225A (en) * | 1993-12-15 | 1995-05-16 | Olin Corporation | Heat exchange tube with embossed enhancement |
| US5408152A (en) * | 1994-03-28 | 1995-04-18 | Westinghouse Electric Corporation | Method of improving heat transfer in stator coil cooling tubes |
| JPH08128793A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-21 | Toshiba Corp | 内部フィン付伝熱管とその製造方法 |
| CA2179448A1 (en) * | 1995-07-12 | 1997-01-13 | Atsuyumi Ishikawa | Heat exchanger for refrigerating cycle |
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-
1986
- 1986-07-02 US US06/881,436 patent/US4705103A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-05-27 CA CA000538107A patent/CA1294271C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-02 JP JP62166264A patent/JPS6325493A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730594B2 (ja) * | 1975-10-14 | 1982-06-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4705103A (en) | 1987-11-10 |
| CA1294271C (en) | 1992-01-14 |
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