JPS5850143A - 凝縮伝熱管の製法 - Google Patents

凝縮伝熱管の製法

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JPS5850143A
JPS5850143A JP13706782A JP13706782A JPS5850143A JP S5850143 A JPS5850143 A JP S5850143A JP 13706782 A JP13706782 A JP 13706782A JP 13706782 A JP13706782 A JP 13706782A JP S5850143 A JPS5850143 A JP S5850143A
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fin
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Jun Fujikake
藤掛 純
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/04Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by preventing the formation of continuous films of condensate on heat-exchange surfaces, e.g. by promoting droplet formation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温蒸気C;浸漬されて低温伝熱向で蒸気を凝
縮させる場合の性能を向上せしめた伝熱管の製法−二関
するものである。
従来冷凍機の凝縮器等鑑二使用される伝熱管として平滑
管或いはローフインチューブが使用されている。
一般一一凝縮の初期段階では伝熱面上で蒸気は渦状で凝
縮するが、凝縮が進行する1;従い所謂膜状凝縮となっ
て伝熱面が陳い液膜で覆われ、る、ところでこの液膜が
スきな熱抵抗となって伝熱性能の低下となるが、平滑管
の伝熱性能が悪いのはこの理由による。
又、ローフインチューブは多数のフィンを設けることに
より犀い液膜の形成を防止すると共≦二表面積の増加亀
;より伝熱性能の向上を計るものであるが、未だ十分と
は事えない、そこで最近になって新しい技術が提案され
伝熱、性能の向上も期待さ、れているが騒済性や取扱い
上の面で十分満足すべきものではない。
しかして凝縮時の伝熱性能の向上奪計るため丘は伝熱面
の表面積を大き、くすると同#1:声面番二厚い#l膜
の形成されるのを防ぎ凝縮液を表面より離脱し易い様−
二工夫することが必要である。
本発明はこのような観点−二基づいてなされたもので、
ローブインチューブのフィンの外11部を歯車状6二し
て山fat;当る部分の大体、の形状をしてフィン間の
溝に面する側(フィン間の溝が連続する方向)1;底面
の長辺をもつ長方形の四角錐としその長辺に対応する両
斜面が頂部より底面・:向って順次溝らかに中低となる
ようC;形成した凝縮伝熱管の製法を提供したものであ
る。
即ち1本発明はローフインチューブのフィン成形用円板
工具群の*C歯車状の円板工具を取付け、ローフインチ
ューブの製造に引き続いて、そのフィシ外w4sを加工
するもので、ローフインチューブのフィン成形用円板工
具群によりフィンを成形した後、歯車状の円板工具を用
いてフィンの外−slに歯車状の変形加工を施すと第1
図6=示すよう4二山部…と谷部(Jが交互−一連続し
て成形される。
その際、谷m(3>を形成する前蟲二は谷部の空間S;
あったフィン−分は圧縮変形されその1部は谷g(31
の底部として示されるよう一二元のフィン部分に直交す
る方向番二横−二延ばされるが、その他の部分は谷II
(31t;向う斜面(2)として示されるように山II
(11の頂−附近が最小で谷部(3)の底部附近が最大
6;シかも山−の頂部から谷部の底部に向って漸増する
よう6二滑らかな巾広5二形成される。
一方1.山部(1)として残る部分においては山部の中
心部は圧縮変形の影響が少ないので元のフィン1Ilr
jID形状に近い形を保っているが、谷s6二向う斜面
(■の形状が上記のよう6:山部の頂部から谷部の底5
Is=向けて漸増する巾広6:形成されることから山部
(1)の相対向する1対の斜1ii(f)と(1’3間
の巾は山s(1%の中心砿二向って漸減するので、当該
斜面(f)は山−…の元のフィン部分−二平行な両斜面
が円弧に近い形状の中低に変形した形状として得られる
。崗、上記の歯車状円板工具の歯車のピッチを適当に選
択しておくことζ:より前記の如く山部口1はその截頭
断面が溝(4−二面する側区長辺をもちかつこの長辺が
円弧1;近似した中低曲線となっている略鼓形であると
ころの四角錐形状6二成形されることになる。
上記のよう6ニしてフィン成形機でフィン加工と一時6
二又はフィン加工域二続いて本発明の基本的加工が完了
するが、上Pの加工で得た伝熱管は局−的I=不都合な
バ9や突起の生ずることが多いので最終工程として伝熱
管の表面S:: @ <ワイヤーブラシ掛1゛すを行な
うのが望ましい、その際、ワイヤーブラシ掛けが過電で
あ8と形状が変化して性能が低下するので実験的C:そ
の程層を決めて行なうようζ:すればよい。
このよう−一シて製造した伝熱管は第1図6=示す拡大
展開図より明らかなよう1=ロ一フインチューブのフィ
ンの外周部は山部…と谷部(31とが交互−一連続した
歯車状部分亀二形成され、この歯車状感二連続した山部
(1)と谷部(31は溝(4を隔て\例えば螺旋状−二
配列されている。
上eの山部用は第2図−二示すよう1;略鼓形の截頭断
面を有する四角錐をなしているが、この四角錐の截頭断
1Iil二おいては溝H) I=面する側の相対向する
1対の斜m(f)(f)が長辺を形成し、かつこのなる
よう6二形成されている。(21(2)は谷部(3)二
面する側の相対向するl対の斜面、C’l)は四角錐の
稜線を示す。
上記の谷部(31の深さ紘山部口)の頂点溝(4)の底
面C至る高さ・や溝(4)の配列ピッチに応じて最適の
値を決めればよいが、大凡前記山部(11の頂点より溝
(4の底i1gt:至る高さの70%以下≦;すればよ
い。
上eの螺旋状に隣接して設けられた山部と谷部の関係位
置は必ずしも限定されるものではないが。
溝(4t= II交した方向において山部と谷部とが交
互藝;配列するよう一二シた方が好ましく溝(4)のピ
ッチが細かくなればなる程その効果は大(第1図−二示
す伝熱面で蒸気が凝縮する場合、凝縮液は液の表面張力
と重力とが作用しながら斜面ば)及び(21から溝(#
へ流れ込むので山部…の液膜は薄(なり伝熱抵抗が減少
する。特に斜面(1’)は截頭断面が第2図の如(中低
の鼓形をしているので中低を形成する曲率半径と表面張
力の作用で液膜中6二中低となった方への圧力勾配が生
じ液膜は中低1;なった方へ引込まれる結果、中低にな
った部分は液膜が卑(なるが、その両側の部分の液膜は
薄くなり。
全体としては液膜が厚くなって伝熱抵抗の増加した分よ
りも液膜が薄くなって伝熱抵抗が減少した分の方が太き
(なりそのために優れた凝縮性能を示すことになる。第
1図のよう1二隣接して設けられた山部と谷部をそれら
が交互−二配列するような関係位置ト形成することが有
利な理由は、仮り4:隣接して山部と谷部が同じ位置6
二配列された場合i:は隣接して設けられた溝(4)の
ピッチ方向に一番巾の広い部分である谷部(3)と谷部
(31の各底部が隣接して配列されること6二なり、そ
こで谷部(3)と谷部(3%の巾が結果的C:狭くなっ
て液の流れや離脱を阻害するようになるからである。
このよう−二して製造した伝熱管は管の円周方向の位置
の変化−二よる伝熱面の形状と重力の関係は複雑感二変
化はするが、全体として前述の如く伝熱面の液膜が薄く
なる特性は維持され、従って熱抵抗が小さくなり優れた
凝縮特性を示す。
第3図1及びbは冷媒R−11の蒸気が従来のクーフィ
ンチューブと本発明−二より製造した伝熱管の管表面6
:凝縮するときの溝6:保持される液の状態と液の離脱
観察状況を示したものであるが、従来のローフインチュ
ーブの場合は円周の約1/3は溝が液で満されこの部分
は殆んど凝縮伝熱5二寄与することな(又液は管から液
滴として離脱している。これC;対し本発明−一より製
造した伝熱管の場合はその形状の効果6二より溝に液が
満された部分は極めて少く又液は管から連続した棒状で
激しく離脱し優れた凝縮性能を示すことが判る。
以下1本発明を実施例について説明する。
工具取付軸が120”の位相差をもつ3本構成のフィン
成形機を用いて外径1905■、肉厚1.40閣の端管
1ニフイン加工を施し、外径18.87m、太径16.
03mm。
フィン高さ1.42m、フィンピッチ0.98−の3条
の螺旋状のフィンチューブを得た。このときのフィン成
形用の最終段の円板工具の外径はSλ71■であった。
次G二3本の工具取付軸の夫々の最終段の円板工具の後
I=0.63■のシムを介して外径51.8■、歯数1
20、歯先の巾0.15111m、歯先の角[6G’中
0.7閣の歯車状の円板工具を取付け、フィン成形と同
時感二変形加工を施した結果、外径18.87閣1元径
16flS■。
チーキュラーピッチ1.41NI1.山部の高さ0.7
S■で溝6;沿った山部の両斜面が中低となった第1図
の如き表面構造をもつ伝熱管を得た。
尚、螺旋状−;隣接して設けられた山部と谷部は大体≦
二おいて交互纏;配列された。
上Pの如くして得た伝熱管を脱脂後線径0.15■。
外径250■、巾30mのスチールワイヤーブラVを用
いて21R/分でブラシ掛けを行った。
上記伝熱管の冷媒R−11の蒸気中における単位長さ当
りの管外凝縮熱伝達率のグラフを第4図(: (b)と
して示した。
尚、比較のため1二本発明の変形加工を施す前のO,*
S■のフィンピッチを有するローフインチューブの単位
長さ当りの管外凝縮熱伝達率のグラフを(1)として併
重した。
尚、凝縮圧力は0.5KP/aiGであった。
上記本発明により製造した凝縮伝熱管の特徴を要約して
列配すると次の通りである。
(11第1図に示されるよう6二ロ一フィンチューブの
フィン外一部を歯車litニして山部6;当る部分の大
体の形状は底面が溝の連続する方向C長辺をもつ長方形
の四角錐であり、七の長辺狐:対応する両斜面が頂部よ
り底11c向って順次中低になるよう1二形成した伝熱
面であるので、蒸気が凝縮する場合凝縮液は表面張力と
重力が作用しながら斜面から溝へ流れ込み、その際、山
部の液膜は薄くなり伝熱抵抗が減少する。更に山部の中
低6:なった両斜面は中低を形成する曲率半径と表面張
力の作用で液膜中C中低の方向へ圧力勾配が生じ液膜は
中低6:なった方向へ引込まれて中低の両側の部分の液
膜は薄くなり全体としての伝熱抵抗が減少する。
これらの作用晶二よって伝熱管の性能の向上に大きく寄
与している。
(21第3S(二示されるよう6ニロ一フインチューブ
(:比べて本発明弧二よる伝熱管の液の離脱性能は大巾
6;優れている。a−フィンチューブの場合は円一方向
の約1/3は溝が液で満され七の部分の熱抵抗は極端に
増加するが、本俸、明の伝熱管は溝C二液の満される範
囲が極めて少く、結果として伝熱管の性能向上値:大き
く寄与し平滑管やフィンチューブと同様熱交換器への装
着性が極めて良好である。
(31ローフインチューブの成形と殆んど変らない簡単
な加工法、更に要すればワイヤーブラン掛け1:よる仕
上げを行って経済的有利に目的の伝熱管をl1j1する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により製造した伝熱管の表面構造を示し
た拡大伝熱面の1部斜視図=*2図は同上の山部を底面
と平行基;切断した截頭断面図。 第3図−)(b)は冷媒R−11の蒸気がローフインチ
ューブ及び本発明により製造した伝熱管の各管表面で凝
縮するときの溝に保持される液の状態と液の離脱状態を
示す比較観察図、第4図は冷媒外凝縮熱伝達率を示すグ
ラフである。 l・+++−++++++*−*・山部z−−−−−−
−・−・・谷部に向う斜面τ−・・・−・・山部の四角
錐稜線 3・・−・・・−・−・・谷部 4−L−・−・・溝 第1図 71゛ 第4図 w#外凝縮伝熱性勲 第2図 1′ (a)   (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ローフイン加工機のフィン成形用円板工具群の後亀二、
    外局が歯車状の円板工具を取付けてローフインチューブ
    のフィンの外周部6二その長2手方向に沿って変形加工
    を施すことI:より、フィンの外周部を山部、と谷部と
    が交互に連続した歯車状葛二成杉すると共に山部−二当
    る部分の大体の杉林がフィン間の溝覗;面する側−二底
    面の長辺をもつ四角錐をなしかつこの長辺6;対応する
    両、斜面が環1部より底面署二向って順次滑らか慝二円
    弧&:近似した曲線で中低になるよう感=形成したこと
    を特徴とする凝縮伝熱管の製法。
JP13706782A 1982-08-06 1982-08-06 凝縮伝熱管の製法 Granted JPS5850143A (ja)

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JPS6219252B2 JPS6219252B2 (ja) 1987-04-27

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294899A (ja) * 1998-04-08 1999-10-29 Kobe Steel Ltd 吸収式熱交換器の吸収器用伝熱管
WO2020054752A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 古河電気工業株式会社 冷却装置および冷却装置を用いた冷却システム
JP2020063895A (ja) * 2018-09-14 2020-04-23 古河電気工業株式会社 冷却装置および冷却装置を用いた冷却システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11294899A (ja) * 1998-04-08 1999-10-29 Kobe Steel Ltd 吸収式熱交換器の吸収器用伝熱管
WO2020054752A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 古河電気工業株式会社 冷却装置および冷却装置を用いた冷却システム
JP2020063895A (ja) * 2018-09-14 2020-04-23 古河電気工業株式会社 冷却装置および冷却装置を用いた冷却システム

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