JPH02165875A

JPH02165875A - 伝熱管およびその製造方法

Info

Publication number: JPH02165875A
Application number: JP31773388A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hashizume; 利明橋爪; Hiroshi Kawaguchi; 川口　寛; Koji Yamamoto; 山本　孝司
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-26

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、冷凍機用、空調機用等の熱交換器に用いられ
る伝熱管およびその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、冷凍機や空調機の熱交換器に用いられる伝熱管
は、管内にフレオン等の冷媒液を流し、熱交換を行わせ
るもので、熱交換器の高効率化や省エネルギー化の観点
から内面溝付伝熱管の使用が多くなっている。この内面
溝付伝熱管は、管内に微細な三角形や台形等の断面をも
つ溝を、管軸に対して平行にもしくはらせん状に形成し
たのもであって、平滑管に比べて伝熱面積が増加するこ
とや、冷媒液を攪拌させる作用があるなどの利点があり
、伝熱性能は大きく向上する。

近年、特に、空調機用熱交損器に対しては、高性能化や
小型軽量化の要求が強く、ヒートポンプ式エアコンの普
及もあいまって、伝熱管としては高性能化がより一層強
く要求されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の内面溝付伝熱管では、溝数、リード角、
溝深さ、溝形状等積々の改良が行なわれているものの、
性能向上にはおのずと限界があった。

一方、これらの要求に応えるために、従来の内面溝付伝
熱管に代わって、管の内面に金属粉粒体を焼結して、多
孔質層を形成した伝熱管が開発されている。

この伝熱管は、管内蒸発時に、形成されている多孔質層
により核沸騰が促進されて、伝熱性能は大幅に向上する
が、管内凝縮時に、凝縮した冷媒液が多孔質層内に滞留
したり、ときには撹拌されずに管内表面に液膜を形成し
て、伝熱性能が向上しない場合があった。

また、この伝熱管は、製造工程が多いうえ、長尺物の加
工においては、多孔質層を均一に形成することが困難な
ため、伝熱性能等にバラツキが発生するなどの欠点があ
った。

本発明の目的は、蒸発性能、凝縮性能がともによく、し
かもそれらのバラツキの少ない伝熱管を提供することで
ある。

さらに他の目的は、そのような伝熱管を長尺に容易に加
工できる伝熱管の製造方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段）前記課題を解決するために、本発明による伝熱管は、管
内面の管軸に対して平行にもしくはらせん状に連続して
形成された微細な多数の内面溝を有する伝熱管において
、前記内面溝のフィン部や溝底部に、平行もしくは交差
するように、互いに異なる方向をもつ多数の切込みを形
成する構成としである。

また、本発明による伝熱管の製造方法は、管内面の管軸
に対して平行にもしくはらせん状に、互いに平行な多数
の溝を形成し、それらの溝に平行もしくは交差する互い
に平行な他の多数の溝を１回以上形成することにより、
管内面に多数の突起部または凹部を形成し、それらの突
起部または凹部を潰しながら、管内面の管軸に対して平
行にもしくはらせん状に連続して内面溝を形成すること
により、前記内面溝のフィン部や溝底部に、平行もしく
は交差するように、互いに異なる方向をもつ多数の切込
みを形成する構成としである。

〔作用〕

本発明による伝熱管は、多数の切込みによって空孔部が
できるので、従来の内面溝付伝熱管に比較して、冷媒液
の蒸発時の核沸騰を大福に向上させることができる。こ
れは、多孔質層を形成した伝熱管と略同等の蒸発性能と
なる。

また、管内＠縮時においては、基本的には、内面溝が形
成されているため、′ａ縮した冷媒液は適度に攪拌され
て、液膜を形成することがなく、空孔部によりさらに攪
拌され、従来の内面溝付伝熱管に比較して凝縮性能が向
上する。

さらに、本発明による伝熱管の製造方法は、基本的には
、従来の内面溝付伝熱管の製造時の溝加工を複数回繰り
返すだけで、略同じ装置を使用して、長尺物の加工もバ
ラツキ無しに製造できるようになった。

〔実施例〕

以下、図面等を参照して、実施例につき、本発明の詳細
な説明する。

第１図は、本発明による伝熱管の実施例を示した図であ
って、第１Ａ図は伝熱管の内面を展開して示した図、第
１Ｂ図は伝熱管の一部を拡大して示した断面図である。

伝熱管１は、その内面に複数の微細な内面溝１１が形成
されている。この内面溝１１は、管内面に連続して設け
られており、管軸に対して平行にもしくはらせん状に形
成されている。

この伝熱管ｌの内面には、多数本の切込み１２が形成さ
れている。切込み１２は、互いに異なる方向に形成され
ており、内面溝１１のフィン部工１ａや溝底部１１ｂに
、互いに平行にもしくは交差するように形成されている
。この切込み１２により、伝熱管ｌの内面に多数の空孔
部が形成される。

第２図は、本発明による伝熱管の製造方法の実施例を説
明するための図である。

伝熱管１は、鋼管等の素管１０を用いて、製造装置１２
により製造することができる。

製造装置２は、素管１０の外側に配置され素管１０の径
を絞る縮径ダイス２１と、素管１０の内側に縮径ダイス
２１に対向して設けられたフローティングプラグ２２と
、そのフローティングプラグ２２に連結棒２３により素
管ｌＯ内の一定の位置に保持された第１〜第３溝付プラ
グ２４〜２６と、素管１０の外側の第１〜第３溝付プラ
グ２４〜２６に対向する位置に配置され公転しながら素
管１０を縮径加工する第１〜第３転造ローラ２７〜２９
とから構成されている。

まず、第１溝付プラグ２４と第１転造ローラ２７および
第２溝付プラグ２５と第２転遣ローラ２８とにより、素
管１０内に微細な多数の略四角錐や鋸刃状の突起を形成
する０次に、第３溝付プラグ２６と第３転造ローラ２９
とにより、内面溝１１を形成する。

ここで、第３溝付プラグ２６を用いて、内面溝１１を形
成するときに、前工程までに形成されている略四角錐や
鋸刃状の突起を押し潰すようにして、内面溝１１を主と
して形成するようにする。

このため、内面溝１１によって成形されるフィン部１１
ａや溝底部ｌｌｂに、略四角錐や鋸刃状の突起が押し潰
された形で、平行もしくは交差した切込み１２が形成さ
れ、そこに多数の空孔部が形成される。

この実施例では、第１溝付プラグ２４として、溝数９０
、リード角２８度（右ねじり）、溝深さ０．１５ｍｍの
ものを用い、第２溝付プラグ２５として、溝数８０、リ
ード角２０度（左ねじり）、溝深さＯ，１０ｍｍのもの
を用い、第３溝付プラグ２６として、溝数６０、リード
角１８度（右ねじり）、溝深さ０．２０ｍｍのものを用
い、素管１０として鋼管を用いて溝加工した結果、溝数
６０、リード角１８度（右ねじり）、溝深さ０．２０ｍ
ｍの内面溝１１を得た。その後、図示しない空引きダイ
スを通して、外径φ９．５３ｍｍの伝熱管１を得た。得
られた伝熱管１の内面には、第１図に示すように、内面
溝１１のフィン部１１ａおよび溝底部１１ｂに多数の切
込み１２が交差するように成形されていた。

第３図、第４図は、本発明による伝熱管の実施例の管内
蒸発性能、管内凝縮性能をそれぞれ示した図である。

製造した伝熱管１は、二重管式熱交換器を用いて伝熱測
定した０本発明による内面溝付伝熱管の特性（Ａ）は、
第３図、第４図に示すように、従来の内面溝付伝熱管の
特性（Ｂ）に比較して、管内蒸発性能で約１００％、管
内ｌｉ！縮性能で約７０％程度性能が向上した。

この伝熱測定で使用した従来の内面溝付伝熱管は、外径
φ９．５３ｍｍ、溝数６０．リード角１８度、溝深さ０
．２０ｍｍのものを用いた。

第５図は、本発明による伝熱管の製造方法の他の実施例
を説明するための図である。

第２図に示した製造装置は、素管１０を転造する例を示
したが、この実施例では、帯板３０を用いて、製造装置
４により伝熱管３を製造したものである。

帯板３０は、らせん状の溝を有する第１溝付ローラ４１
とフラットローラ４４および第２溝付ローラ４２とフラ
ットローラ４５とにより、帯板３０の片面に微細な多数
の略四角錐や鋸刃状の突起を形成する０次に、第３溝付
ローラ４３とフラットローラ４６とにより、内面溝３１
を形成する。

このとき、第３溝付ローラ４３では、内面溝３１を形成
するときに、前工程までに形成されている略四角錐や鋸
刃状の突起を押し潰すようにして、内面溝３１を形成す
る。

次に、成形ローラ群４７ａ〜４７ｈにより、管状に成形
し、続いて誘導コイル４日により高周波誘導溶接を施し
たのち、スクイズロール４９ａ。

４９ｂを通して、伝熱管３を製造した。得られた伝熱管
３には、第１図と同様に、内面溝３１に多数の切込み３
２が形成されていた。

以上説明した実施例にとられれることなく、種々の変形
を施すことができる。

ここで説明した実施例では、２回の溝加工によリ、略四
角錐や鋸刃状の突起を形成するようにしたが、２回目の
溝加工で内面溝が形成されるようにしてもよい。

また、２回目の溝加工後の管内形状は、いかなる形状で
あってもよく、内面溝を主として形成する溝加工のとき
に、２回目までの溝加工後に形成された突起部もしくは
溝部等を押し潰してしまうようにすればよい、そして、
１回目と２回目の溝加工によるそれぞれの溝の形状（連
敗、リード角。

溝深さ等）を適宜選択することにより、第１図に示すよ
うな管内面に平行もしくは交差するような切込みが入り
、それらが多数の空孔部を形成するようになればよい。

また、この実施例では、３回の溝加工により内面溝を形
成した例を説明したが、溝加工の回数は３回に限らず、
４回、５回またはそれ以上でもよく、最終の溝加工時に
、内面溝を加工して多重交差の切込みを形成するように
してもよい。

なお、第５図に示したローラ群４７ａ〜４７ｈを用いて
帯板を管加工したのち、第２図に示した製造装置２で溝
加工してもよい。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、伝熱管の
内面溝のフィン部や溝底部に、交差する切込みを多数入
れ、空孔を形成するようにしたので、蒸発、ａｍの両特
性を大幅に向上させることができた。従って、ヒートポ
ンプタイプの伝熱管として、好適に使用できる。

また、製造方法は、従来の内面溝付伝熱管と略同様にし
て製造できるので、容易に長尺物の加工が行えるなど、
工業上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第Ｆ図は、本発明による伝熱管の実施例を示した図であ
って、第１Ａ図は伝熱管の内面を展開して示した図、第
１Ｂ図は伝熱管の一部を拡大して示した断面図である。第２図は、本発明による伝熱管の製造方法の実施例を説
明するための図である。第３図、第４図は、本発明による伝熱管の実施例の管内
蒸発性能、管内凝縮性能をそれぞれ示した図である。第５図は、本発明による伝熱管の製造方法の他の実施例
を説明するための図である。１・・・伝熱管１１・・・内面溝１１ａ・・・フィン部　　　　１１ｂ・・・溝底部１２
・・・切込み２・・・製造装置２１・・・縮径ダイス２２・・・フローティングプラグ２３・・・連結棒２４〜２６・・・第１〜第３溝付プラグ２７〜２９・・
・第１〜第３転遣ローラ３・・・伝熱管３１・・・内面溝　　　　　　３２・・・切込み４・・
・製造装置４１〜４３・・・第１〜第３溝付ローラ４４〜４６・・
・フラットローラ４７ａ〜４７ｈ・・・成形ローラ群４８・・・誘導コイル第１Ａ図１１ｔ）第Ｂ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管内面の管軸に対して平行にもしくはらせん状に
連続して形成された微細な多数の内面溝を有する伝熱管
において、前記内面溝のフィン部や溝底部に、平行もし
くは交差するように、互いに異なる方向をもつ多数の切
込みを形成したことを特徴とする伝熱管。
（２）管内面の管軸に対して平行にもしくはらせん状に
、互いに平行な多数の溝を形成し、それらの溝に平行も
しくは交差する互いに平行な他の多数の溝を１回以上形
成することにより、管内面に多数の突起部または凹部を
形成し、それらの突起部または凹部を潰しながら、管内
面の管軸に対して平行にもしくはらせん状に連続して内
面溝を形成することにより、前記内面溝のフィン部や溝
底部に、平行もしくは交差するように、互いに異なる方
向をもつ多数の切込みを形成するようにした伝熱管の製
造方法。