JPH0351997B2 - - Google Patents
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- JPH0351997B2 JPH0351997B2 JP58172610A JP17261083A JPH0351997B2 JP H0351997 B2 JPH0351997 B2 JP H0351997B2 JP 58172610 A JP58172610 A JP 58172610A JP 17261083 A JP17261083 A JP 17261083A JP H0351997 B2 JPH0351997 B2 JP H0351997B2
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
本発明では、管外面に管周方向の外面フインが
所定ピツチで一体的に形成された伝熱管に係り、
特に管外面における伝熱特性を向上させ得る伝熱
管に関するものである。 従来、熱交換器などに用いられる伝熱管は、凝
縮促進用と蒸発促進用との２種類のものが製作さ
れ、もしくは考案されてきた。一般に、凝縮促進
用の伝熱管は多数の外面フインを管周方向に備え
たものが一般的であり、また蒸発促進用の伝熱管
は管外周面に管外部に連通する多数の空洞部を備
えて、沸騰機能を高めるような構造が一般的であ
る。そして、凝縮器等には専ら凝縮促進用の伝熱
管が用いられ、蒸発器等には蒸発促進用の伝熱管
が用いられるのが普通であるが、例えば、ヒート
ポンプ式熱交換器のように、一つの伝熱管で凝縮
と蒸発とが同時に起こるような伝熱装置において
は、上述の機能別の伝熱管を適用することは望ま
しくない。いずれのタイプの伝熱管を用いたとし
ても、凝縮機能あるいは蒸発機能のどちらかが充
分に果たされないこととなるからである。 ここにおいて、本発明は、そのような事情に基
づいて為されたものであり、その目的とするとこ
ろは、凝縮機能と蒸発機能との双方の機能を備
え、さらに、何れか一方の機能を備えた従来の伝
熱管に比べ、その双方何れの機能をも向上させた
伝熱管を提供することにある。 このような目的を達成するために、本発明にあ
つては、管外面に管周方向の外面フインを所定ピ
ツチで一体的に形成すると共に、かかる凹所に略
対応した管内面部位を突部と為す一方、その外面
フインの間が管周方向に延びる溝部とされた伝熱
管において、該溝部の底部に、その長さ方向に所
定の間隔をおいて複数の凹所を形成する一方、上
記外面フインに、該溝部の底部に達しない深さで
フイン長さ方向に所定の間隔をもつて谷部を設
け、かて該谷部の底部部分を上記溝部の側に突出
せしめることにより、その溝部に狭窄部を形成す
るようにしたのである。 このようにすれば、外面フインおよびそのフイ
ンに形成された谷部が凝縮性能を向上させ、また
狭窄部の存在に基づき有効な沸騰作用、ひいては
蒸発性能の向上を図ることができる。さらに、溝
部の底部に形成された凹所が、主として蒸発機能
を更に助長することに寄与し。そのような構造の
有機的な組合せにより、凝縮性能と蒸発性能とを
共に備え、且つ、何れか片方の性能のみ備える従
来の伝熱管に比べて、双方何れの性能をも飛躍的
に向上させた伝熱管を提供することが可能となつ
たのである。 以下、本発明の幾つかの実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。 第１図は、本発明に従う伝熱管の一例を示す一
部切欠斜視図であり、そこにおいて２は、銅、銅
合金あるいはアルミニウム若しくはアルミニウム
合金等の熱伝熱率のよい金属からなる伝熱管であ
る。この伝熱管２の管外周面には、管材料からな
る螺旋状の外面フイン４が所定ピツチで一体に設
けられている。その結果、それら外面フイン４の
間が管周方向に螺旋状に延びる溝部６とされてい
る。 この外面フイン４は、第３図から明らかなよう
に、その高さ方向における先端側に向かう程厚さ
が漸次薄くなる突条形態で形成されている。ま
た、それら外面フイン４には、フイン長さ方向に
所定の間隔をもつて谷部８が設けられており、そ
の谷部８の形成によつて、外面フイン４が、溝部
６の底部には達しない深さでほぼＶ字形に切り欠
かれた形態となつているのである。 そして、外面フイン４において谷部８が形成さ
れていない残された部分が山部１０とされてお
り、それら山部１０と谷部８とが、フイン長さ方
向において交互に形成され、かつ隣り合う外面フ
イン４の山部１０同士および谷部８同士が、外面
フイン４とほぼ直角な方向において対応する位置
関係を有するようにされている。また、かかる山
部１０は、ほぼ四角錐台形状を有しており、か
つ、溝部６に臨む側の両側面が溝部６の側に向か
つて湾曲状に凹となつている。 そして、このような山部１０と谷部８とが連続
する形態が、管外面に接触せしめられる所定の流
体に対する接触面積を増加させ、凝縮性能を高め
ることに有効となるのである。また、外面フイン
４に付着する凝縮後の流体が外面フイン４の表面
に厚い液膜を作ることが避けられて、外面フイン
４からの凝縮液の離脱を促進する効果も得られる
のである。 なお、谷部８は、上述のように、伝熱管溝部６
の底部に達しない深さで形成されているが、第４
図に示される谷部８の深さ：htは、外面フイン４
の高さをhfとすれば、ht／hf＝１／４〜３／４程
度の範囲が望ましく、概ね1/2程度が好適と言え
る。また、谷部８のフイン長さ方向におけるピツ
チPt（第２図参照）は、伝熱管２の外径が例えば
20mm前後で、外面フイン４の高さが例えば１〜３
mm前後の場合、Pt＝0.5mm〜２mm程度が望ましい
範囲ということができる。そのような範囲に拘泥
するわけではないが、谷部のピツチPtがあまりに
小さいと谷部８の形成に困難を来し、また、あま
りに大きいと管外面の接触面積を充分に増大させ
得ず、凝縮性能を高める効果が小さくなるからで
ある。 また、かかる谷部８の底部部分は、両側に位置
する溝部６の側にそれぞれ突出させられている。
すなわち、谷部８の底部を構成する外面フイン４
の両側壁部がそれぞれ側方に突出せしめられて、
突出部１２が形成されているのである。そして、
溝部６を隔てて隣り合う谷部８の突出部１２同士
が、それらの突出端部において互いに近接させら
れ、それによつて、第２図に示されるように溝部
６の長さ方向において増幅を狭くする狭窄部１４
が形成されることとなる。また、かかる狭窄部１
４によつて、溝部６は、いわば溝長手方向におい
て複数の空洞部１６に分断されたような格好とさ
れているのである。 ところで、このような狭窄部１４は、谷部８が
通常ローレツト加工により形成されるところか
ら、谷部８の形成のために外面フイン４の外周部
（先端部）にローレツト掛けローラを押圧し、そ
こを押しつぶして塑性変形させる際に、外面フイ
ン４を構成する管材料を溝部６の側に押し出すよ
うに移動させることによつて、通常は谷部８の形
成と同時に、かかる突出部１２、ひいては狭窄部
１４が形成されることとなるのである。そして、
溝部６の長手方向において隣り合う狭窄部１４の
間に形成されている一種の空洞部１６が、沸騰作
用の核として有効に機能し、伝熱管２の管外面に
おける蒸発機能の促進に寄与するのである。 なお、狭窄部１４の隙間：ｘは、外面フイン４
のピツチをPfとし、また谷部形成前の外面フイン
４の厚さをｔとすれば、概ね次のような範囲、す
なわち ０≦ｘ≦（Pf−ｔ）／２ の範囲を満足するように定めることが望ましいと
言える。言い換えれば、狭窄部１４を形成する突
出部１２同士が実質的に隙間のない状態で突き合
わされ、当接した状態でも良いのであり、また、
ある程度当接部１２同士が離れた状態とする場合
には、谷部形成前における溝部６の溝幅の1/2以
下程度に狭窄部１４の隙間を設定することが好適
となるのである。狭窄部１４の隙間があまりに大
きいと沸騰作用の核となるような空洞部１６を形
成し難くなるからである。 一方、溝部６の底部には、第１図に示されるよ
うに、溝長手方向に所定の間隔をおいて複数の凹
所（デインプル）１８が形成されている。この凹
所１８は、それ自体が主に沸騰作用の核となり
得、管外面における蒸発機能の促進に寄与し得る
ものであるが、溝部６の長手方向において互いに
隣り合う狭窄部１４の間に位置するように形成す
れば、あるいは凹所１８の、溝長手方向における
両端部が狭窄部１４にそれぞれ対応する部位に位
置し、かつ適数の狭窄部１４にまたがつて形成す
るようにすれば、狭窄部１４間に形成された空洞
部１６が更に深さ方向に奥行きを持つこととなる
ため、核沸騰作用が一層促進されるようになるの
である。もつとも、凹所１８は、上述のようにそ
れ自体が沸騰作用の核となり得るから、狭窄部１
４と特別の位置関係を有しないで溝部６の長さ方
向に所定のピツチで形成されても蒸発機能の向上
に寄与することとなる。 かかる凹所１８の大きさは、伝熱管２の管外径
が例えば20mm前後で、外面フイン厚さが0.2〜0.4
mm、またフイン高さが１〜３mmで溝部６のピツチ
が0.5〜1.3mm程度であるとすれば、凹所１８の深
さが0.2〜1.0mm程度、また長さが0.5〜５mm程度が
好適な範囲となる。 なお、凹所１８の形成によつて、その位置に対
応する管内面が凹所１８にほぼ対応する範囲で内
側に突出せしめられて形成されるようになる。 この管内面に形成された突部により、凝縮機能
及び蒸発機能の双方が促進せしめられるのであ
る。そのような機能促進効果が生ずるのは、例え
ば管内を温水が流される場合、管内面に形成され
た突部の存在によつて温水と管内面との接触が良
好になつて、熱の伝熱効率の向上が図られるから
である。 そして、凹所１８の形成は、例えば鋸歯状デイ
スクを用い、かかる鋸歯状デイスクの鋸歯を伝熱
管２の溝部６に押し付けることにより、比較的容
易に行うことができるが、その際、管内面に挿入
されるダイスを鋸歯状デイスクの鋸歯から管軸方
向においてずらしておけば、溝部６の鋸歯によつ
て押圧される部分が凹所１８となる一方、そこの
管壁が管内側に押しやられて上述のような突部が
併せて形成されることとなるのである。ただし、
凹所１８の形成は、外面フイン４を形成した後、
谷部８および狭窄部１４を形成するのに先立つて
行うことが望ましい。 例えば、目的とする伝熱管を与える素管の外周
面に対して所定のフイン形成デイスクを押圧せし
めることにより、外面フイン４を転造形成する一
方、そのフイン形成デイスクの外面フイン形成方
向における下流側に、上述のような鋸歯状デイス
クを配置し、形成された外面フイン間の溝部６の
底部にかかる鋸歯状デイスクの鋸歯を押圧せしめ
ることにより、該鋸歯による押圧部分を陥没させ
るようにする。さらに、そのような鋸歯状デイス
クの下流側に、所定のローレツト掛けローラを配
置し、そのローラにより外面フイン４の外周部を
所定間隔で押し付けて、谷部８および狭窄部１４
を形成することが好適となる。 なお、谷部８および狭窄部１４の形成に際し
て、外面フイン４の外周部を複数ピツチにわたつ
て同時に押圧するローレツト掛けローラを用いる
代わりに、外面フイン４の幅とほぼ等しい幅を有
する谷部形成デイスク（歯車状のデイスク）を用
い、そのデイスクを外面フイン４の外周部にフイ
ン螺旋方向に沿つて１ピツチずつ押し付けること
により、谷部８等を形成してもよい。 以上のような伝熱管２にあつては、山部１０と
谷部８とを有する外面フイン４が、主に管外面に
おける凝縮機能を促進し、また溝部６における狭
窄部１４間の空間（空洞部１６）ならびに溝部６
に形成された凹所１８が、主に核沸騰機能の促
進、ひいては管外面における蒸発機能を促進し、
一つの伝熱管でありながら、凝縮性能と蒸発性能
との二つの機能を共に備え、さらに、片方の機能
のみ備える伝熱管に比べて、二つの機能の何れに
おいても、飛躍的な機能の向上を図つているもの
である。従つて、管外面において凝縮と蒸発との
二つの挙動が同時に、あるいは時間的なずれをお
いて生じることとなるような用途、例えばヒート
ポンプ式熱交換器等における伝熱管に特に有効に
用いることができるのである。 ところで、上記実施例においては、谷部８や山
部１０が管軸方向において略対向した位置に配置
された構成となつているが、第５図に示されるよ
うに、互いに隣り合う外面フイン４の谷部８をフ
イン長手方向においてやや位置がずれるように設
け、やや位置がずらされた谷部８の突出部１２同
士の近傍によつて、狭窄部１４が構成されるよう
にしても何等差支えないのである。 なお、第５図に示されるように、互いに隣り合
う外面フイン４における山部１０と谷部８とを位
置をずらして設ける場合、先に触れたような谷部
形成デイスクを用い、かつその押圧歯のピツチを
選ぶことにより、谷部１０と山部８との位置形態
を適宜に選ぶことができる。 さらに付言すれば、外面フイン４の管周方向に
おいて螺旋状に連続して形成する以外に、管周方
向において管軸に対して同心的な円環状の外面フ
インを所定間隔で多数形成するようにしてもよ
い。また、山部１０の形成は、前述のような四角
錐台形状に限られるものではなく、他の適宜の形
状とすることも可能である。また、谷部８をフイ
ン長さ方向において比較的大きな間隔をもつて設
ける場合には、山部と谷部とが交互に位置すると
いう形態にはならないが、そのような形態をとつ
ても本発明の利益は享受することができるのであ
る。 次に、本発明の効果を更に具体的に明らかにす
るために、本発明に従う伝熱管に対して行つた実
験の実験データを以下に示す。ただし、かかるデ
ータによつて本発明が限定的に解釈されるもので
はないことは言うまでもない。 この実験は、第１図および第２図に示されるよ
うな伝熱管２について、螺旋状の外面フイン４が
19山／インチで形成された伝熱管Ｃと、26山／イ
ンチで形成された伝熱管Ｄとを対象としたもので
あり、また比較のために、谷部８も凹所１８も形
成されていない従来の伝熱管について、螺旋状の
外面フインが19山／インチ、および26山／インチ
で形成されたそれぞれの伝熱管Ａ、Ｂに対して同
様な実験を行い、その結果を第１表に併せて示し
た。 なお、それら実験に用いた伝熱管は、いずれも
管外径が19.05mm、有効長さ2000mmのものであり、
更に本発明管ＣおよびＤについては、谷部８の深
さと外面フイン４の高さとの比；ht／hf≒１／２
であつて、狭窄部14間の隙間；ｘ≒（Pf−ｔ）／
４、かつ螺旋状外面フイン４のピツチPf≒１mmの
ものを取り上げた。また、試験条件については第
１表に併記されている。
所定ピツチで一体的に形成された伝熱管に係り、
特に管外面における伝熱特性を向上させ得る伝熱
管に関するものである。 従来、熱交換器などに用いられる伝熱管は、凝
縮促進用と蒸発促進用との２種類のものが製作さ
れ、もしくは考案されてきた。一般に、凝縮促進
用の伝熱管は多数の外面フインを管周方向に備え
たものが一般的であり、また蒸発促進用の伝熱管
は管外周面に管外部に連通する多数の空洞部を備
えて、沸騰機能を高めるような構造が一般的であ
る。そして、凝縮器等には専ら凝縮促進用の伝熱
管が用いられ、蒸発器等には蒸発促進用の伝熱管
が用いられるのが普通であるが、例えば、ヒート
ポンプ式熱交換器のように、一つの伝熱管で凝縮
と蒸発とが同時に起こるような伝熱装置において
は、上述の機能別の伝熱管を適用することは望ま
しくない。いずれのタイプの伝熱管を用いたとし
ても、凝縮機能あるいは蒸発機能のどちらかが充
分に果たされないこととなるからである。 ここにおいて、本発明は、そのような事情に基
づいて為されたものであり、その目的とするとこ
ろは、凝縮機能と蒸発機能との双方の機能を備
え、さらに、何れか一方の機能を備えた従来の伝
熱管に比べ、その双方何れの機能をも向上させた
伝熱管を提供することにある。 このような目的を達成するために、本発明にあ
つては、管外面に管周方向の外面フインを所定ピ
ツチで一体的に形成すると共に、かかる凹所に略
対応した管内面部位を突部と為す一方、その外面
フインの間が管周方向に延びる溝部とされた伝熱
管において、該溝部の底部に、その長さ方向に所
定の間隔をおいて複数の凹所を形成する一方、上
記外面フインに、該溝部の底部に達しない深さで
フイン長さ方向に所定の間隔をもつて谷部を設
け、かて該谷部の底部部分を上記溝部の側に突出
せしめることにより、その溝部に狭窄部を形成す
るようにしたのである。 このようにすれば、外面フインおよびそのフイ
ンに形成された谷部が凝縮性能を向上させ、また
狭窄部の存在に基づき有効な沸騰作用、ひいては
蒸発性能の向上を図ることができる。さらに、溝
部の底部に形成された凹所が、主として蒸発機能
を更に助長することに寄与し。そのような構造の
有機的な組合せにより、凝縮性能と蒸発性能とを
共に備え、且つ、何れか片方の性能のみ備える従
来の伝熱管に比べて、双方何れの性能をも飛躍的
に向上させた伝熱管を提供することが可能となつ
たのである。 以下、本発明の幾つかの実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。 第１図は、本発明に従う伝熱管の一例を示す一
部切欠斜視図であり、そこにおいて２は、銅、銅
合金あるいはアルミニウム若しくはアルミニウム
合金等の熱伝熱率のよい金属からなる伝熱管であ
る。この伝熱管２の管外周面には、管材料からな
る螺旋状の外面フイン４が所定ピツチで一体に設
けられている。その結果、それら外面フイン４の
間が管周方向に螺旋状に延びる溝部６とされてい
る。 この外面フイン４は、第３図から明らかなよう
に、その高さ方向における先端側に向かう程厚さ
が漸次薄くなる突条形態で形成されている。ま
た、それら外面フイン４には、フイン長さ方向に
所定の間隔をもつて谷部８が設けられており、そ
の谷部８の形成によつて、外面フイン４が、溝部
６の底部には達しない深さでほぼＶ字形に切り欠
かれた形態となつているのである。 そして、外面フイン４において谷部８が形成さ
れていない残された部分が山部１０とされてお
り、それら山部１０と谷部８とが、フイン長さ方
向において交互に形成され、かつ隣り合う外面フ
イン４の山部１０同士および谷部８同士が、外面
フイン４とほぼ直角な方向において対応する位置
関係を有するようにされている。また、かかる山
部１０は、ほぼ四角錐台形状を有しており、か
つ、溝部６に臨む側の両側面が溝部６の側に向か
つて湾曲状に凹となつている。 そして、このような山部１０と谷部８とが連続
する形態が、管外面に接触せしめられる所定の流
体に対する接触面積を増加させ、凝縮性能を高め
ることに有効となるのである。また、外面フイン
４に付着する凝縮後の流体が外面フイン４の表面
に厚い液膜を作ることが避けられて、外面フイン
４からの凝縮液の離脱を促進する効果も得られる
のである。 なお、谷部８は、上述のように、伝熱管溝部６
の底部に達しない深さで形成されているが、第４
図に示される谷部８の深さ：htは、外面フイン４
の高さをhfとすれば、ht／hf＝１／４〜３／４程
度の範囲が望ましく、概ね1/2程度が好適と言え
る。また、谷部８のフイン長さ方向におけるピツ
チPt（第２図参照）は、伝熱管２の外径が例えば
20mm前後で、外面フイン４の高さが例えば１〜３
mm前後の場合、Pt＝0.5mm〜２mm程度が望ましい
範囲ということができる。そのような範囲に拘泥
するわけではないが、谷部のピツチPtがあまりに
小さいと谷部８の形成に困難を来し、また、あま
りに大きいと管外面の接触面積を充分に増大させ
得ず、凝縮性能を高める効果が小さくなるからで
ある。 また、かかる谷部８の底部部分は、両側に位置
する溝部６の側にそれぞれ突出させられている。
すなわち、谷部８の底部を構成する外面フイン４
の両側壁部がそれぞれ側方に突出せしめられて、
突出部１２が形成されているのである。そして、
溝部６を隔てて隣り合う谷部８の突出部１２同士
が、それらの突出端部において互いに近接させら
れ、それによつて、第２図に示されるように溝部
６の長さ方向において増幅を狭くする狭窄部１４
が形成されることとなる。また、かかる狭窄部１
４によつて、溝部６は、いわば溝長手方向におい
て複数の空洞部１６に分断されたような格好とさ
れているのである。 ところで、このような狭窄部１４は、谷部８が
通常ローレツト加工により形成されるところか
ら、谷部８の形成のために外面フイン４の外周部
（先端部）にローレツト掛けローラを押圧し、そ
こを押しつぶして塑性変形させる際に、外面フイ
ン４を構成する管材料を溝部６の側に押し出すよ
うに移動させることによつて、通常は谷部８の形
成と同時に、かかる突出部１２、ひいては狭窄部
１４が形成されることとなるのである。そして、
溝部６の長手方向において隣り合う狭窄部１４の
間に形成されている一種の空洞部１６が、沸騰作
用の核として有効に機能し、伝熱管２の管外面に
おける蒸発機能の促進に寄与するのである。 なお、狭窄部１４の隙間：ｘは、外面フイン４
のピツチをPfとし、また谷部形成前の外面フイン
４の厚さをｔとすれば、概ね次のような範囲、す
なわち ０≦ｘ≦（Pf−ｔ）／２ の範囲を満足するように定めることが望ましいと
言える。言い換えれば、狭窄部１４を形成する突
出部１２同士が実質的に隙間のない状態で突き合
わされ、当接した状態でも良いのであり、また、
ある程度当接部１２同士が離れた状態とする場合
には、谷部形成前における溝部６の溝幅の1/2以
下程度に狭窄部１４の隙間を設定することが好適
となるのである。狭窄部１４の隙間があまりに大
きいと沸騰作用の核となるような空洞部１６を形
成し難くなるからである。 一方、溝部６の底部には、第１図に示されるよ
うに、溝長手方向に所定の間隔をおいて複数の凹
所（デインプル）１８が形成されている。この凹
所１８は、それ自体が主に沸騰作用の核となり
得、管外面における蒸発機能の促進に寄与し得る
ものであるが、溝部６の長手方向において互いに
隣り合う狭窄部１４の間に位置するように形成す
れば、あるいは凹所１８の、溝長手方向における
両端部が狭窄部１４にそれぞれ対応する部位に位
置し、かつ適数の狭窄部１４にまたがつて形成す
るようにすれば、狭窄部１４間に形成された空洞
部１６が更に深さ方向に奥行きを持つこととなる
ため、核沸騰作用が一層促進されるようになるの
である。もつとも、凹所１８は、上述のようにそ
れ自体が沸騰作用の核となり得るから、狭窄部１
４と特別の位置関係を有しないで溝部６の長さ方
向に所定のピツチで形成されても蒸発機能の向上
に寄与することとなる。 かかる凹所１８の大きさは、伝熱管２の管外径
が例えば20mm前後で、外面フイン厚さが0.2〜0.4
mm、またフイン高さが１〜３mmで溝部６のピツチ
が0.5〜1.3mm程度であるとすれば、凹所１８の深
さが0.2〜1.0mm程度、また長さが0.5〜５mm程度が
好適な範囲となる。 なお、凹所１８の形成によつて、その位置に対
応する管内面が凹所１８にほぼ対応する範囲で内
側に突出せしめられて形成されるようになる。 この管内面に形成された突部により、凝縮機能
及び蒸発機能の双方が促進せしめられるのであ
る。そのような機能促進効果が生ずるのは、例え
ば管内を温水が流される場合、管内面に形成され
た突部の存在によつて温水と管内面との接触が良
好になつて、熱の伝熱効率の向上が図られるから
である。 そして、凹所１８の形成は、例えば鋸歯状デイ
スクを用い、かかる鋸歯状デイスクの鋸歯を伝熱
管２の溝部６に押し付けることにより、比較的容
易に行うことができるが、その際、管内面に挿入
されるダイスを鋸歯状デイスクの鋸歯から管軸方
向においてずらしておけば、溝部６の鋸歯によつ
て押圧される部分が凹所１８となる一方、そこの
管壁が管内側に押しやられて上述のような突部が
併せて形成されることとなるのである。ただし、
凹所１８の形成は、外面フイン４を形成した後、
谷部８および狭窄部１４を形成するのに先立つて
行うことが望ましい。 例えば、目的とする伝熱管を与える素管の外周
面に対して所定のフイン形成デイスクを押圧せし
めることにより、外面フイン４を転造形成する一
方、そのフイン形成デイスクの外面フイン形成方
向における下流側に、上述のような鋸歯状デイス
クを配置し、形成された外面フイン間の溝部６の
底部にかかる鋸歯状デイスクの鋸歯を押圧せしめ
ることにより、該鋸歯による押圧部分を陥没させ
るようにする。さらに、そのような鋸歯状デイス
クの下流側に、所定のローレツト掛けローラを配
置し、そのローラにより外面フイン４の外周部を
所定間隔で押し付けて、谷部８および狭窄部１４
を形成することが好適となる。 なお、谷部８および狭窄部１４の形成に際し
て、外面フイン４の外周部を複数ピツチにわたつ
て同時に押圧するローレツト掛けローラを用いる
代わりに、外面フイン４の幅とほぼ等しい幅を有
する谷部形成デイスク（歯車状のデイスク）を用
い、そのデイスクを外面フイン４の外周部にフイ
ン螺旋方向に沿つて１ピツチずつ押し付けること
により、谷部８等を形成してもよい。 以上のような伝熱管２にあつては、山部１０と
谷部８とを有する外面フイン４が、主に管外面に
おける凝縮機能を促進し、また溝部６における狭
窄部１４間の空間（空洞部１６）ならびに溝部６
に形成された凹所１８が、主に核沸騰機能の促
進、ひいては管外面における蒸発機能を促進し、
一つの伝熱管でありながら、凝縮性能と蒸発性能
との二つの機能を共に備え、さらに、片方の機能
のみ備える伝熱管に比べて、二つの機能の何れに
おいても、飛躍的な機能の向上を図つているもの
である。従つて、管外面において凝縮と蒸発との
二つの挙動が同時に、あるいは時間的なずれをお
いて生じることとなるような用途、例えばヒート
ポンプ式熱交換器等における伝熱管に特に有効に
用いることができるのである。 ところで、上記実施例においては、谷部８や山
部１０が管軸方向において略対向した位置に配置
された構成となつているが、第５図に示されるよ
うに、互いに隣り合う外面フイン４の谷部８をフ
イン長手方向においてやや位置がずれるように設
け、やや位置がずらされた谷部８の突出部１２同
士の近傍によつて、狭窄部１４が構成されるよう
にしても何等差支えないのである。 なお、第５図に示されるように、互いに隣り合
う外面フイン４における山部１０と谷部８とを位
置をずらして設ける場合、先に触れたような谷部
形成デイスクを用い、かつその押圧歯のピツチを
選ぶことにより、谷部１０と山部８との位置形態
を適宜に選ぶことができる。 さらに付言すれば、外面フイン４の管周方向に
おいて螺旋状に連続して形成する以外に、管周方
向において管軸に対して同心的な円環状の外面フ
インを所定間隔で多数形成するようにしてもよ
い。また、山部１０の形成は、前述のような四角
錐台形状に限られるものではなく、他の適宜の形
状とすることも可能である。また、谷部８をフイ
ン長さ方向において比較的大きな間隔をもつて設
ける場合には、山部と谷部とが交互に位置すると
いう形態にはならないが、そのような形態をとつ
ても本発明の利益は享受することができるのであ
る。 次に、本発明の効果を更に具体的に明らかにす
るために、本発明に従う伝熱管に対して行つた実
験の実験データを以下に示す。ただし、かかるデ
ータによつて本発明が限定的に解釈されるもので
はないことは言うまでもない。 この実験は、第１図および第２図に示されるよ
うな伝熱管２について、螺旋状の外面フイン４が
19山／インチで形成された伝熱管Ｃと、26山／イ
ンチで形成された伝熱管Ｄとを対象としたもので
あり、また比較のために、谷部８も凹所１８も形
成されていない従来の伝熱管について、螺旋状の
外面フインが19山／インチ、および26山／インチ
で形成されたそれぞれの伝熱管Ａ、Ｂに対して同
様な実験を行い、その結果を第１表に併せて示し
た。 なお、それら実験に用いた伝熱管は、いずれも
管外径が19.05mm、有効長さ2000mmのものであり、
更に本発明管ＣおよびＤについては、谷部８の深
さと外面フイン４の高さとの比；ht／hf≒１／２
であつて、狭窄部14間の隙間；ｘ≒（Pf−ｔ）／
４、かつ螺旋状外面フイン４のピツチPf≒１mmの
ものを取り上げた。また、試験条件については第
１表に併記されている。
【表】
【表】
かかる第１表に示す実験結果から明らかなよう
に、本発明管Ｃ、Ｄにあつては、管外面における
凝縮性能および蒸発性能をそれぞれ示す凝縮伝熱
係数ならびに蒸発伝熱係数が、いずれも従来管
Ａ、Ｂを上回つており、凝縮伝熱係数については
従来管に比べて約40％〜80％近く向上し、また蒸
発伝熱係数については約80％〜100％を越える向
上率を達成していることが理解されるのである。
なお、外面フインのピツチが小さい程、狭窄部を
形成した効果が得られることが判り、また、ht／
hfが１／４〜３／４の範囲において、それ程大き
な差は見られなかつた。
に、本発明管Ｃ、Ｄにあつては、管外面における
凝縮性能および蒸発性能をそれぞれ示す凝縮伝熱
係数ならびに蒸発伝熱係数が、いずれも従来管
Ａ、Ｂを上回つており、凝縮伝熱係数については
従来管に比べて約40％〜80％近く向上し、また蒸
発伝熱係数については約80％〜100％を越える向
上率を達成していることが理解されるのである。
なお、外面フインのピツチが小さい程、狭窄部を
形成した効果が得られることが判り、また、ht／
hfが１／４〜３／４の範囲において、それ程大き
な差は見られなかつた。
第１図は本発明に従う伝熱管の一具体例を示す
一部切欠き斜視図であり、第２図は第１図におけ
る平面図である。第３図は、第２図における−
断面図であり、第４図は第２図における−
断面図である。第５図は、本発明の別の実施例を
示す部分平面図であつて、第２図に対応する図で
ある。 ２：伝熱管、４：外面フイン、６：溝部、８：
谷部、１０：山部、１２：突出部、１４：狭窄
部、１６：空洞部、１８：凹所。
一部切欠き斜視図であり、第２図は第１図におけ
る平面図である。第３図は、第２図における−
断面図であり、第４図は第２図における−
断面図である。第５図は、本発明の別の実施例を
示す部分平面図であつて、第２図に対応する図で
ある。 ２：伝熱管、４：外面フイン、６：溝部、８：
谷部、１０：山部、１２：突出部、１４：狭窄
部、１６：空洞部、１８：凹所。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 管外面に管周方向の外面フインを所定ピツチ
で一体的に形成する一方、該外面フインの間が管
周方向に延びる溝部とされた伝熱管において、 該溝部の底部に、その長さ方向に所定の間隔を
おいて複数の凹所を形成すると共に、かかる凹所
に略対応した管内面部位を突部と為す一方、前記
外面フインに、前記溝部の底部に達しない深さで
フイン長さ方向に所定の間隔をもつて谷部を設
け、かつ該谷部の底部部分を前記溝部の側に突出
せしめることにより該溝部に狭窄部を形成したこ
とを特徴とする伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17261083A JPS6064194A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17261083A JPS6064194A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064194A JPS6064194A (ja) | 1985-04-12 |
| JPH0351997B2 true JPH0351997B2 (ja) | 1991-08-08 |
Family
ID=15945059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17261083A Granted JPS6064194A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064194A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0244165A (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-14 | Yazaki Corp | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
| US5203404A (en) * | 1992-03-02 | 1993-04-20 | Carrier Corporation | Heat exchanger tube |
| DE4301668C1 (de) * | 1993-01-22 | 1994-08-25 | Wieland Werke Ag | Wärmeaustauschwand, insbesondere für Sprühverdampfung |
| DE10101589C1 (de) * | 2001-01-16 | 2002-08-08 | Wieland Werke Ag | Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung |
| CN101338987B (zh) * | 2007-07-06 | 2011-05-04 | 高克联管件(上海)有限公司 | 一种冷凝用传热管 |
| DE102008013929B3 (de) * | 2008-03-12 | 2009-04-09 | Wieland-Werke Ag | Verdampferrohr mit optimierten Hinterschneidungen am Nutengrund |
| KR101404853B1 (ko) * | 2008-04-18 | 2014-06-09 | 울버린 튜브, 인크. | 응축 및 증발용 핀 튜브 |
| DE102009007446B4 (de) * | 2009-02-04 | 2012-03-29 | Wieland-Werke Ag | Wärmeübertragerrohr und Verfahren zu dessen Herstellung |
| FR2945337B1 (fr) * | 2009-05-06 | 2012-05-25 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'echange thermique a coefficient d'echange thermique augmente et procede de realisation d'un tel dispositif |
| DE102011121733A1 (de) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Wieland-Werke Ag | Verdampferrohr mit optimierter Außenstruktur |
| CA3031363C (en) * | 2016-07-20 | 2023-09-26 | Japan Tobacco Inc. | Heating-type flavor inhaler |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5813837B2 (ja) * | 1978-05-15 | 1983-03-16 | 古河電気工業株式会社 | 凝縮伝熱管 |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17261083A patent/JPS6064194A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6064194A (ja) | 1985-04-12 |
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