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給湯用コルゲート伝熱管

国内特許コード P150011687
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2008-533094
登録番号 特許第4768029号
出願日 平成19年8月24日(2007.8.24)
登録日 平成23年6月24日(2011.6.24)
国際出願番号 JP2007066436
国際公開番号 WO2008029639
国際出願日 平成19年8月24日(2007.8.24)
国際公開日 平成20年3月13日(2008.3.13)
優先権データ
  • 200610113027.7 (2006.9.8) CN
発明者
  • 李 志信
  • 孟 継安
  • 沼田 光春
  • 笠井 一成
出願人
  • 清華大学
  • ダイキン工業株式会社
発明の名称 給湯用コルゲート伝熱管
発明の概要 本発明は、内部と外部との熱交換を行う給湯用コルゲート伝熱管に関するものである。コルゲート伝熱管の内部を流れる流体のレイノルズ数(Re)が7000未満の区間に位置する部分の内面の少なくとも一部に、高さH1が0.5mm~1.5mmの複数の突起が設けられ、突起の高さH1が内径Dの0.05~0.15倍、または突起の高さH1がコルゲート溝の深さ(Hm)の1~3倍である。その結果、簡単な構造で、低レイノルズ数域において伝熱性能の向上を図るとともに、管内の圧力損失が小さい。
従来技術、競合技術の概要



空気調和装置、給湯器などに用いられる熱交換装置においては、管内に水などの流体が流れるとともに管内外の温度差によって熱交換を行う伝熱管が設けられている。そして、伝熱管の伝熱性能を向上させるため、管内面に溝が形成された溝付管が使われることがある。また、伝熱管の内面に突起を設けて伝熱性能を向上させる技術も提案されている。





このように、伝熱管内部に突起を設けると、伝熱管の伝熱面積が大きくなるとともに、突起により流体が撹拌されることで、伝熱面における熱伝達率が増大され、伝熱性能が向上する。しかし、伝熱管内部に突起を設けると、突起によって管摩擦係数が増大し、管内の流れの圧力損失が大きくなる。そこで、伝熱管内部に高さが0.45mm~0.6mmの突起を設けて、冷媒との熱伝達を促進しつつ圧力損失を抑える技術が提案されている(特許文献1)。また、伝熱管にコルゲート管を採用することで、伝熱能力の向上を図る技術も提案されている(特許文献2)。

【特許文献1】

公平6-70556

【特許文献2】

開平2002-228370

産業上の利用分野



本発明は、給湯器技術、特に管内を流れる流体のレイノルズ数Reが7000未満の給湯用コルゲート伝熱管に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であって、その特徴は、
管内に螺旋コルゲートが設けられており、
前記内部を流れる流体である水が流入する流入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ(H1)が0.5mm~1.5mmである複数の突起が設けられており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外部には、前記流体と熱交換を行う第2流体を流すための第2伝熱管が配置されており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外面には、前記第2伝熱管が接触しており、
前記突起は、前記外面を凹ませることによって前記内面に形成されるものであって、前記第2伝熱管との接触部分以外の場所に形成されている、
給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項2】
給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であって、その特徴は、
管内に螺旋コルゲートが設けられており、
前記内部を流れる流体である水が流入する流体入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ(H1)が内径(D)の0.05~0.15倍である複数の突起が設けられており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外部には、前記流体と熱交換を行う第2流体を流すための第2伝熱管が配置されており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外面には、前記第2伝熱管が接触しており、
前記突起は、前記外面を凹ませることによって前記内面に形成されるものであって、前記第2伝熱管との接触部分以外の場所に形成されている、
給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項3】
給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であって、その特徴は、
管内に螺旋コルゲートが設けられており、
前記内部を流れる流体である水が流入する流体入口の近傍に位置する部分の内面に、高さ(H1)がコルゲート溝の深さ(Hm)の1~3倍である複数の突起が設けられており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外部には、前記流体と熱交換を行う第2流体を流すための第2伝熱管が配置されており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外面には、前記第2伝熱管が接触しており、
前記突起は、前記外面を凹ませることによって前記内面に形成されるものであって、前記第2伝熱管との接触部分以外の場所に形成されている、
給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項4】
給湯器の熱交換器に用いられ、内部と外部との熱交換を行うコルゲート伝熱管であって、その特徴は、
管内に螺旋コルゲートが設けられており、
前記内部を流れる流体である水が流入する流入口の近傍に位置する部分の内面に、複数の突起が設けられており、
前記複数の突起のピッチ(P1)と前記コルゲートのピッチ(Pm)とは異なる値であり、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外部には、前記流体と熱交換を行う第2流体を流すための第2伝熱管が配置されており、
前記給湯用コルゲート伝熱管の外面には、前記第2伝熱管が接触しており、
前記突起は、前記外面を凹ませることによって前記内面に形成されるものであって、前記第2伝熱管との接触部分以外の場所に形成されている、
給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項5】
内部を流れる流体の流速が0.1m/s~0.6m/sである、請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項6】
前記突起の任意の高さにおける断面形状は、円形、楕円形もしくは近似円形のような滑らかな曲線で構成されている、請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項7】
前記流体が流出する流体出口の近傍に位置する部分の内面には、前記突起が設けられていない平滑部を有する
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項8】
前記突起の高さ(H1)よりも溝深さの浅い溝が前記内面に形成されている、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項9】
前記複数の突起は、管軸の方向に平行して設けられている、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項10】
前記複数の突起は、螺旋状に設けられている、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項11】
前記複数の突起は、径方向の対向する位置で一対となるように設けられている、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項12】
前記複数の突起のピッチ(P1)と内径(D)との比は、0.5~10である、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項13】
前記複数の突起間には、高さ(H2)が0.5mm未満である小突起が設けられている、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項14】
前記内面には、前記突起が設けられていない平滑部が存在する、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項15】
前記突起は、前記外部から力を加えることにより形成されるものであり、直線部には前記突起が形成され、曲げ部には前記突起が形成されない、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。

【請求項16】
前記突起は、前記外部から力を加えることにより形成されるものであり、曲げ部においては、曲げられている面と交差する部分には前記突起が形成されていない、
請求項1からのいずれかに記載の給湯用コルゲート伝熱管。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008533094thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 機械工学;照明;加熱;武器;爆破
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