JPS63172892A - 蒸発用伝熱管およびその製造方法 - Google Patents
蒸発用伝熱管およびその製造方法Info
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- JPS63172892A JPS63172892A JP438787A JP438787A JPS63172892A JP S63172892 A JPS63172892 A JP S63172892A JP 438787 A JP438787 A JP 438787A JP 438787 A JP438787 A JP 438787A JP S63172892 A JPS63172892 A JP S63172892A
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- Japan
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- fin
- tube
- fins
- cavity
- heat transfer
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F28F13/187—Heat-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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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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】
(技術分野)
本発明は、蒸発用伝熱管およびその製造方法に係り、特
に沸騰熱伝達特性の良好な満液式蒸発用伝熱管乃至は沸
騰伝熱促進管と、それを経済的に有利に製造する方法に
関するものである。
に沸騰熱伝達特性の良好な満液式蒸発用伝熱管乃至は沸
騰伝熱促進管と、それを経済的に有利に製造する方法に
関するものである。
(背景技術)
一般に、伝熱管は、管内に流通せしめられる伝熱流体と
管外面に接触させられる伝熱流体との間で熱のやり取り
が行なわれるようにしたものであるが、従来から、その
ような伝熱管の一つとして、外周面を多孔質面とした伝
熱管や、管外周面に螺旋状のフィンを形成せしめたロー
フイン管が提案され、更にかかるローフイン管の熱伝達
を促進するために、該ローフイン管の内周面に螺旋状の
リブを設けた内面リブ付きローフイン管などが明らかに
されている。
管外面に接触させられる伝熱流体との間で熱のやり取り
が行なわれるようにしたものであるが、従来から、その
ような伝熱管の一つとして、外周面を多孔質面とした伝
熱管や、管外周面に螺旋状のフィンを形成せしめたロー
フイン管が提案され、更にかかるローフイン管の熱伝達
を促進するために、該ローフイン管の内周面に螺旋状の
リブを設けた内面リブ付きローフイン管などが明らかに
されている。
しかしながら、これら従来からの伝熱管を蒸発用として
用いた場合にあっては、何れも、その熱伝達特性が今一
つ充分でなく、またその他の特性上やその製造上におい
ても、種々の問題を内在しているのである。例えば、多
孔質面を有する伝熱管にあっては、三次元的に分布した
細孔の存在により気泡発生核が多く、また液の供給が沸
騰の不活発な部分より表面開口部を通じて、連続的に行
なわれ得るという特長を有するものの、その生産性が悪
く、製造コストが高くなることに加えて、多孔質面を形
成するための均一粒子を得ることが困難であるために、
均一細孔径の多孔質面を得難い等の問題を内在している
のである。
用いた場合にあっては、何れも、その熱伝達特性が今一
つ充分でなく、またその他の特性上やその製造上におい
ても、種々の問題を内在しているのである。例えば、多
孔質面を有する伝熱管にあっては、三次元的に分布した
細孔の存在により気泡発生核が多く、また液の供給が沸
騰の不活発な部分より表面開口部を通じて、連続的に行
なわれ得るという特長を有するものの、その生産性が悪
く、製造コストが高くなることに加えて、多孔質面を形
成するための均一粒子を得ることが困難であるために、
均一細孔径の多孔質面を得難い等の問題を内在している
のである。
ところで、管内を流通せしめられる伝熱流体との間の熱
交換作用によって、管外周面に接触せしめられた伝熱流
体(液体)を沸騰せしめて、それを蒸発させる蒸発用伝
熱管乃至は沸騰伝熱管には、従来より公知の凝縮用伝熱
管の構造をそのまま適用することができず、その伝熱効
率を高めるためには、また別個の対策を採る必要がある
。
交換作用によって、管外周面に接触せしめられた伝熱流
体(液体)を沸騰せしめて、それを蒸発させる蒸発用伝
熱管乃至は沸騰伝熱管には、従来より公知の凝縮用伝熱
管の構造をそのまま適用することができず、その伝熱効
率を高めるためには、また別個の対策を採る必要がある
。
このため、特公昭52−28262号公報や、特開昭5
9−183947号公報等には、管外表面に一体的に形
成した外面フィンを倒して、表面部分に周方向の空洞乃
至はトンネルを形成せしめるとともに、かかる空洞乃至
はトンネルを、多数の微細な開口あるいは間隙を介して
外部に連通せしめるようにした構造の沸騰伝熱管が明ら
かにされているが、それとても伝熱効率が今一つ充分で
なく、またそのような空洞乃至はトンネルを形成するた
めに、複雑な加工工程や複雑な加工工具を用いる必要が
ある等の問題に加えて、生産性は良いが、連続空洞であ
るために、沸騰が活発化すると、液の供給が不足したり
、伝熱面の熱負荷により最適な開孔径が得にくい等の問
題があった。
9−183947号公報等には、管外表面に一体的に形
成した外面フィンを倒して、表面部分に周方向の空洞乃
至はトンネルを形成せしめるとともに、かかる空洞乃至
はトンネルを、多数の微細な開口あるいは間隙を介して
外部に連通せしめるようにした構造の沸騰伝熱管が明ら
かにされているが、それとても伝熱効率が今一つ充分で
なく、またそのような空洞乃至はトンネルを形成するた
めに、複雑な加工工程や複雑な加工工具を用いる必要が
ある等の問題に加えて、生産性は良いが、連続空洞であ
るために、沸騰が活発化すると、液の供給が不足したり
、伝熱面の熱負荷により最適な開孔径が得にくい等の問
題があった。
(発明の構成)
ここにおいて、本発明者らは、管外周面にスパイラル状
に設けてなる外面フィンを倒して、空洞(キャビティ)
部乃至はトンネル部を形成してなる伝熱管について種々
検討を重ねて行くうちに、その空洞(キャビティ)部を
大小2種の開口部を通じて外部に連通せしめるようにす
ると共に、かかる空洞部を間欠的に接合(閉塞乃至は狭
窄)せしめて、核沸騰のための独立核が形成されるよう
にすることによって、それが、優れた沸騰伝熱特性を有
する蒸発用伝熱管乃至は沸騰伝熱促進管となり得ること
を見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
に設けてなる外面フィンを倒して、空洞(キャビティ)
部乃至はトンネル部を形成してなる伝熱管について種々
検討を重ねて行くうちに、その空洞(キャビティ)部を
大小2種の開口部を通じて外部に連通せしめるようにす
ると共に、かかる空洞部を間欠的に接合(閉塞乃至は狭
窄)せしめて、核沸騰のための独立核が形成されるよう
にすることによって、それが、優れた沸騰伝熱特性を有
する蒸発用伝熱管乃至は沸騰伝熱促進管となり得ること
を見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、管外周面に管材料からなる螺旋状
の外面フィンが一体的に形成されてなり、且つ該外面フ
ィンがその先端部分においてその長さ方向に所定の間隔
を隔てて形成された切込みを有すると共に、かかる外面
フィンの先端部分が隣接する外面フィンに向けて傾けら
れ乃至は延出せしめられることにより、該隣接する外面
フィンとの間に、前記切込みにて形成される小さな第一
の開口部を通じて外部に連通ずるキャビティが形成され
ている一方、隣接する外面フィン間の間隙を周方向に所
定の間隔を隔てて押し広げることにより、所定の大きな
拡幅部が形成され、そしてこの拡幅部を外部に連通ずる
、該第−の開口部よりも大きく開口する第二の開口部が
形成されており、且つかかる拡幅部の形成部位の両側に
おいてそれぞれ隣接する外面フィン同士が部分的に接合
状態とされて、前記キャビティを分断していることを特
徴とする蒸発用伝熱管を提供するものである。
の外面フィンが一体的に形成されてなり、且つ該外面フ
ィンがその先端部分においてその長さ方向に所定の間隔
を隔てて形成された切込みを有すると共に、かかる外面
フィンの先端部分が隣接する外面フィンに向けて傾けら
れ乃至は延出せしめられることにより、該隣接する外面
フィンとの間に、前記切込みにて形成される小さな第一
の開口部を通じて外部に連通ずるキャビティが形成され
ている一方、隣接する外面フィン間の間隙を周方向に所
定の間隔を隔てて押し広げることにより、所定の大きな
拡幅部が形成され、そしてこの拡幅部を外部に連通ずる
、該第−の開口部よりも大きく開口する第二の開口部が
形成されており、且つかかる拡幅部の形成部位の両側に
おいてそれぞれ隣接する外面フィン同士が部分的に接合
状態とされて、前記キャビティを分断していることを特
徴とする蒸発用伝熱管を提供するものである。
ところで、このような蒸発用伝熱管を製造するに際して
は、次のような手法が好適に採用され、これによって、
複雑な加工工具を用いたり、複雑な工程を経ることなく
、効果的に伝熱促進せしめられた満液式蒸発用伝熱管乃
至は沸騰伝熱促進管が、−挙に、工業的に有利に製造さ
れ得ることとなったのである。
は、次のような手法が好適に採用され、これによって、
複雑な加工工具を用いたり、複雑な工程を経ることなく
、効果的に伝熱促進せしめられた満液式蒸発用伝熱管乃
至は沸騰伝熱促進管が、−挙に、工業的に有利に製造さ
れ得ることとなったのである。
そのような製造工程においては、先ず、目的とする蒸発
用伝熱管を与える素管の周りの複数位置にそれぞれ配置
した、所定の回転駆動軸にて回転駆動させられる複数の
フィン形成ディスクを、該素管の外周面に対してそれぞ
れ押圧せしめることにより、かかる素管の外周面に所定
高さの外面フィンが順次管軸方向に転造形成せしめられ
ることとなる。
用伝熱管を与える素管の周りの複数位置にそれぞれ配置
した、所定の回転駆動軸にて回転駆動させられる複数の
フィン形成ディスクを、該素管の外周面に対してそれぞ
れ押圧せしめることにより、かかる素管の外周面に所定
高さの外面フィンが順次管軸方向に転造形成せしめられ
ることとなる。
次いで、前記複数のフィン形成ディスクを回転駆動させ
る回転駆動軸の一つに、該フィン形成ディスクの外面フ
ィン形成方向における下流側に位置するように取り付け
られて、同時に回転駆動せしめられる、外周部に複数の
切刃部が設けられたローレット加工用ディスクと、外面
フィン間の間隙よりも大きな幅を有する鋸歯が該ローレ
ット加工用ディスクの切刃部の間隔よりも大きな所定の
間隔を隔てて外周部に設けられてなる押広げ用ディスク
と、フィン倒し用ロールとを用い、先ず、前記ローレッ
ト加工用ディスクにて、その切刃部を前記外面フィンの
頂部に押圧せしめることにより、該外面フィンの長さ方
向に所定の間隔を隔てて切込みを加え、次いで前記押広
げ用ディスクにて、その鋸歯を前記形成された外面フィ
ン間の間隙内に強制的に押し込むことにより、該鋸歯に
て外面フィン間の間隙を押し広げて、当該部位の管軸方
向両側においてそれぞれ隣接する外面フィン同士を間欠
的に接近乃至は接触せしめ、更にその後、前記フィン倒
し用ロールにて前記外面フィンを押圧せしめることによ
り、該フィン倒し用ロールのロール面にて、該外面フィ
ンの先端部分を隣接する外面フィン側に傾倒乃至は延出
せしめて、該隣接する外面フィンとの間にキャビティ
(空洞)が形成されるようにするのである。
る回転駆動軸の一つに、該フィン形成ディスクの外面フ
ィン形成方向における下流側に位置するように取り付け
られて、同時に回転駆動せしめられる、外周部に複数の
切刃部が設けられたローレット加工用ディスクと、外面
フィン間の間隙よりも大きな幅を有する鋸歯が該ローレ
ット加工用ディスクの切刃部の間隔よりも大きな所定の
間隔を隔てて外周部に設けられてなる押広げ用ディスク
と、フィン倒し用ロールとを用い、先ず、前記ローレッ
ト加工用ディスクにて、その切刃部を前記外面フィンの
頂部に押圧せしめることにより、該外面フィンの長さ方
向に所定の間隔を隔てて切込みを加え、次いで前記押広
げ用ディスクにて、その鋸歯を前記形成された外面フィ
ン間の間隙内に強制的に押し込むことにより、該鋸歯に
て外面フィン間の間隙を押し広げて、当該部位の管軸方
向両側においてそれぞれ隣接する外面フィン同士を間欠
的に接近乃至は接触せしめ、更にその後、前記フィン倒
し用ロールにて前記外面フィンを押圧せしめることによ
り、該フィン倒し用ロールのロール面にて、該外面フィ
ンの先端部分を隣接する外面フィン側に傾倒乃至は延出
せしめて、該隣接する外面フィンとの間にキャビティ
(空洞)が形成されるようにするのである。
そして、このようなフィン倒し用ロールによる押圧乃至
は圧潰作用によって、外面フィンは、管軸方向に、漸次
効果的に湾曲乃至は屈曲或いは傾倒乃至は延出せしめら
れて、その頂部が隣接する外面フィンに接近、更には接
触乃至は接続されるようになるのであり、これによって
表面下にキャビティ (またはトンネル)が形成される
と共に、かかるキャビティが外面フィンに設けられた切
込み部分並びに押広げ部位においてそれぞれ外部と連通
せしめられるようになり、且っ該押広げ部位の両側にお
いてそれぞれ隣接する外面フィン同士が部分的に接合せ
しめられて、かかるキャビティが間欠的に閉塞されて、
不連続となるのである。
は圧潰作用によって、外面フィンは、管軸方向に、漸次
効果的に湾曲乃至は屈曲或いは傾倒乃至は延出せしめら
れて、その頂部が隣接する外面フィンに接近、更には接
触乃至は接続されるようになるのであり、これによって
表面下にキャビティ (またはトンネル)が形成される
と共に、かかるキャビティが外面フィンに設けられた切
込み部分並びに押広げ部位においてそれぞれ外部と連通
せしめられるようになり、且っ該押広げ部位の両側にお
いてそれぞれ隣接する外面フィン同士が部分的に接合せ
しめられて、かかるキャビティが間欠的に閉塞されて、
不連続となるのである。
(構成の具体的な説明)
以下、図面に示す本発明の実施例に基づいて、本発明の
構成を詳細に説明することとする。
構成を詳細に説明することとする。
先ず、第1図及び第2図は、本発明に従う蒸発用伝熱管
の一例を示す一部切欠図及びその拡大説四囲であり、そ
こにおいて、2は、銅などの熱伝達率の良い金属からな
る伝熱管である。そして、かかる伝熱管2の管外周面に
は、管壁から移動した管材料からなる螺旋状の外面フィ
ン4が所定ピッチで一体的に設けられていると共に、そ
のような外面フィン4がその先端部分において管軸方向
に傾倒乃至は圧潰・延出せしめられて一1隣接する外面
フィン4との間の溝部6の上部が実質的に閉じられるこ
とにより、螺旋状のキャビティ8が表面下に形成されて
いるのである。
の一例を示す一部切欠図及びその拡大説四囲であり、そ
こにおいて、2は、銅などの熱伝達率の良い金属からな
る伝熱管である。そして、かかる伝熱管2の管外周面に
は、管壁から移動した管材料からなる螺旋状の外面フィ
ン4が所定ピッチで一体的に設けられていると共に、そ
のような外面フィン4がその先端部分において管軸方向
に傾倒乃至は圧潰・延出せしめられて一1隣接する外面
フィン4との間の溝部6の上部が実質的に閉じられるこ
とにより、螺旋状のキャビティ8が表面下に形成されて
いるのである。
そして、かかるキャビティ8は、外面フィン4の長さ方
向に所定間隔で設けられた、小さな第一の開口部を構成
する切込み10によって、外部に連通せしめられている
のである。また、かかるキャビティ8は、周方向に所定
の間隔を隔てた部位において押し広げられて、当初の大
きさよりも大きな拡幅部12が間欠的に形成され、そし
てこの大きな拡幅部12が、前記切込み10よりも大き
く開口する第二の開口部14にて外部に連通せしめられ
た構造とされている。
向に所定間隔で設けられた、小さな第一の開口部を構成
する切込み10によって、外部に連通せしめられている
のである。また、かかるキャビティ8は、周方向に所定
の間隔を隔てた部位において押し広げられて、当初の大
きさよりも大きな拡幅部12が間欠的に形成され、そし
てこの大きな拡幅部12が、前記切込み10よりも大き
く開口する第二の開口部14にて外部に連通せしめられ
た構造とされている。
しかも、かかる拡幅部12が設けられた部位においては
、その両側において隣接する外面フィン4同士が部分的
に接合状態とされて、管軸方向において隣接するキャビ
ティ8が実質的に分断された状態となっているのである
。すなわち、外面フィン4.4間において周方向に螺旋
状に延びるキャビティ8が、拡幅部12形成部位におい
て押し広げられた外面フィン4の張出乃至は膨出により
狭窄され、以て隣接する外面フィン4.4間士が接合状
態となることにより、キャビティ8が周方向に不連続形
態において位置することとなるのである。換言すれば、
外面フィン4.4間の溝幅に相当する幅を有するキャビ
ティ8が周方向に所定長さで延びつつ、接合部(狭窄部
)によって分断され、そして所定の間隔をおいて、その
ようなキャビティ8は大きく押し広げられて、溝幅より
も大きな幅となった拡幅部12が形成されているのであ
る。
、その両側において隣接する外面フィン4同士が部分的
に接合状態とされて、管軸方向において隣接するキャビ
ティ8が実質的に分断された状態となっているのである
。すなわち、外面フィン4.4間において周方向に螺旋
状に延びるキャビティ8が、拡幅部12形成部位におい
て押し広げられた外面フィン4の張出乃至は膨出により
狭窄され、以て隣接する外面フィン4.4間士が接合状
態となることにより、キャビティ8が周方向に不連続形
態において位置することとなるのである。換言すれば、
外面フィン4.4間の溝幅に相当する幅を有するキャビ
ティ8が周方向に所定長さで延びつつ、接合部(狭窄部
)によって分断され、そして所定の間隔をおいて、その
ようなキャビティ8は大きく押し広げられて、溝幅より
も大きな幅となった拡幅部12が形成されているのであ
る。
従って、このような構造を有する伝熱管2にあっては、
伝熱管2の外面側に、外面フィン40倒しにより、トン
ネル状空洞部であるキャビティ8が不連続状態において
周方向にスパイラル状に形成され、そして該キャビティ
8が切込み10を通じて外部に連通せしめられている一
方、該キャビティ8が押し広げられて形成されてなる大
きな拡幅部12が間欠的に配置され、そしてそれが大き
な第二の開口部14を通じて外部に連通せしめられてい
るところから、独立したりエンドラントキャビティ (
8,12)を与える表面構造を有する伝熱面となり、こ
れにより核沸騰の伝熱促進に有効に機能することとなる
のである。即ち、独立沸騰核を形成する空洞部(8,1
2)を有すると共に、そのような空洞部に対応して大小
の表面開孔(ロ)部(10,14)を有しているため、
高熱負荷の場合には大きな開口部(14)が、また低熱
負荷の場合には小さな開口部(10)がそれぞれ有効に
働き、以て熱負荷の大小に拘わらず、高い伝熱性能を維
持し得るのである。
伝熱管2の外面側に、外面フィン40倒しにより、トン
ネル状空洞部であるキャビティ8が不連続状態において
周方向にスパイラル状に形成され、そして該キャビティ
8が切込み10を通じて外部に連通せしめられている一
方、該キャビティ8が押し広げられて形成されてなる大
きな拡幅部12が間欠的に配置され、そしてそれが大き
な第二の開口部14を通じて外部に連通せしめられてい
るところから、独立したりエンドラントキャビティ (
8,12)を与える表面構造を有する伝熱面となり、こ
れにより核沸騰の伝熱促進に有効に機能することとなる
のである。即ち、独立沸騰核を形成する空洞部(8,1
2)を有すると共に、そのような空洞部に対応して大小
の表面開孔(ロ)部(10,14)を有しているため、
高熱負荷の場合には大きな開口部(14)が、また低熱
負荷の場合には小さな開口部(10)がそれぞれ有効に
働き、以て熱負荷の大小に拘わらず、高い伝熱性能を維
持し得るのである。
因みに、第3図には、上記第1図および第2図に示され
る如き構造の本発明管Aと、基準管BおよびCとにおけ
る沸騰伝熱特性が熱通過率として示されているが、それ
らの比較から明らかなように、本発明管Aは、基準管B
およびCに比して何れも大きな伝熱効率を有しているの
である。
る如き構造の本発明管Aと、基準管BおよびCとにおけ
る沸騰伝熱特性が熱通過率として示されているが、それ
らの比較から明らかなように、本発明管Aは、基準管B
およびCに比して何れも大きな伝熱効率を有しているの
である。
なお、実験は、管内に冷却水を流通せしめる一方、冷媒
としてフロン−12を用いて、大気圧、飽和状態下にお
いて行なわれた。また、基準管Cとしては、フィン高さ
:1.4鶴の外面フィンが19山/インチの、外径:1
911のローフイン管が用いられ、また本発明管Aおよ
び基準管Bは、それぞれ、そのようなローフイン管をベ
ースに、第1図および第2図に示される構造乃至は均一
連続空洞(8)と開孔切込み(10)とを有する構造に
加工されたものであって、それらは何れも切込み10の
開口幅が約0.3龍、切込み10のピンチが約0.6
mm、フィン高さくフィンを倒した状態において)が約
Q、9 n+とされると共に、本発明管Aにおいては、
幅が約0.5 x璽、長さが約1.3 mm、ピッチが
約6鶴とされた第二の開口部14が設けられている。
としてフロン−12を用いて、大気圧、飽和状態下にお
いて行なわれた。また、基準管Cとしては、フィン高さ
:1.4鶴の外面フィンが19山/インチの、外径:1
911のローフイン管が用いられ、また本発明管Aおよ
び基準管Bは、それぞれ、そのようなローフイン管をベ
ースに、第1図および第2図に示される構造乃至は均一
連続空洞(8)と開孔切込み(10)とを有する構造に
加工されたものであって、それらは何れも切込み10の
開口幅が約0.3龍、切込み10のピンチが約0.6
mm、フィン高さくフィンを倒した状態において)が約
Q、9 n+とされると共に、本発明管Aにおいては、
幅が約0.5 x璽、長さが約1.3 mm、ピッチが
約6鶴とされた第二の開口部14が設けられている。
ところで、上記の第1〜2図に示される如き構造の蒸発
用伝熱管2は、また、第4〜7図に示される如き方法に
よって容易に製造することが可能である。
用伝熱管2は、また、第4〜7図に示される如き方法に
よって容易に製造することが可能である。
すなわち、先ず、漸次径が増大する複数のフィン形成デ
ィスク20からなるローフイン転造用工具22が、第4
図に示される如く、目的とする蒸発用伝熱管を与える素
管24の周りに略120゜の位相差をもって配置せしめ
られ、従来と同様にして、かかる素管24の外周面に所
定高さの外面フィン26が順次管軸方向に転造形成され
るようになっているのである。より具体的には、各ロー
フイン転造用工具22における複数のフィン形成ディス
ク20が、外面フィン26のピッチを与える間隔で、回
転駆動軸28によって同心的に且つ一体的に連結せしめ
られており、そしてかかる回転駆動軸28が、素管24
の中心線(管軸)に対して、形成されるべき外面フィン
26のリード角に相当する角度を以て位置せしめられ、
また素管24の内側には、各フィン形成ディスク20に
のみ対向する状態で、プラグ30が挿入されている。
ィスク20からなるローフイン転造用工具22が、第4
図に示される如く、目的とする蒸発用伝熱管を与える素
管24の周りに略120゜の位相差をもって配置せしめ
られ、従来と同様にして、かかる素管24の外周面に所
定高さの外面フィン26が順次管軸方向に転造形成され
るようになっているのである。より具体的には、各ロー
フイン転造用工具22における複数のフィン形成ディス
ク20が、外面フィン26のピッチを与える間隔で、回
転駆動軸28によって同心的に且つ一体的に連結せしめ
られており、そしてかかる回転駆動軸28が、素管24
の中心線(管軸)に対して、形成されるべき外面フィン
26のリード角に相当する角度を以て位置せしめられ、
また素管24の内側には、各フィン形成ディスク20に
のみ対向する状態で、プラグ30が挿入されている。
そして、その状態で、回転駆動軸28によりフィン形成
ディスク20を回転せしめつつ、素管24の外周面に対
して押圧せしめることにより、目的とする外面フィン2
6が漸次転造形成されるようになるのである。
ディスク20を回転せしめつつ、素管24の外周面に対
して押圧せしめることにより、目的とする外面フィン2
6が漸次転造形成されるようになるのである。
また、かかる素管24の周りに配置された三つのローフ
イン転造用工具22のうちの二つは、第5図に示される
如く、単に、複数のフィン形成ディスク20を回転駆動
軸28に取り付けただけの構造のものであるが、他の一
つは、第6図に示される如く、その回転駆動軸28が外
面フィン形成方向における下流側に延長せしめられてお
り、その延長部に対して、素管24内のプラグ30が存
在しない位置において、ローレット加工用ディスク32
と、それよりも下流側にフィン押広げ用ディスクとして
の鋸歯状ディスク34と、更にその下流側に位置してフ
ィン倒し用ローラ36とが、同心的に且つ一体的に取り
付けられている。
イン転造用工具22のうちの二つは、第5図に示される
如く、単に、複数のフィン形成ディスク20を回転駆動
軸28に取り付けただけの構造のものであるが、他の一
つは、第6図に示される如く、その回転駆動軸28が外
面フィン形成方向における下流側に延長せしめられてお
り、その延長部に対して、素管24内のプラグ30が存
在しない位置において、ローレット加工用ディスク32
と、それよりも下流側にフィン押広げ用ディスクとして
の鋸歯状ディスク34と、更にその下流側に位置してフ
ィン倒し用ローラ36とが、同心的に且つ一体的に取り
付けられている。
そして、第6図および第7図から明らかなように、ロー
レフト加工用ディスク32は、その外周部に複数の切歯
部38を所定ピンチで備えたものである。また、鋸歯状
ディスク34は、その外周部に所定ピッチで鋸歯40を
備えたものであり、その鋸歯40の歯先が描く円周の半
径はフィン形成ディスク20の最も大径のものの半径に
略等しくされると共に、その鋸歯40の幅(厚さ)が外
面フィン26.26間の溝幅より大きくされており、し
かもかかる鋸歯40のピッチはローレット加工用ディス
ク32の切歯部38のピッチより一定量大きくされてい
る。更に、フィン倒し用ロール36は、上流側に位置す
るテーパ面42aと下流側に位置するストレート面42
bからなる外周面42を有する構造とされている。そし
て、ローレット加工用ディスク32は、その切歯部38
が外面フィン26の頂部に押し付けられて食い込まされ
るように配置され、また鋸歯状ディスク34は、その鋸
歯40が隣接するフィン26.26間に形成される溝部
”46内に押し入れられて、それらを押し広げるように
配置され、さらにフィン倒し用ロール36は、外面フィ
ン26の頂部を素管24側に押し付は得るように配置さ
れている。
レフト加工用ディスク32は、その外周部に複数の切歯
部38を所定ピンチで備えたものである。また、鋸歯状
ディスク34は、その外周部に所定ピッチで鋸歯40を
備えたものであり、その鋸歯40の歯先が描く円周の半
径はフィン形成ディスク20の最も大径のものの半径に
略等しくされると共に、その鋸歯40の幅(厚さ)が外
面フィン26.26間の溝幅より大きくされており、し
かもかかる鋸歯40のピッチはローレット加工用ディス
ク32の切歯部38のピッチより一定量大きくされてい
る。更に、フィン倒し用ロール36は、上流側に位置す
るテーパ面42aと下流側に位置するストレート面42
bからなる外周面42を有する構造とされている。そし
て、ローレット加工用ディスク32は、その切歯部38
が外面フィン26の頂部に押し付けられて食い込まされ
るように配置され、また鋸歯状ディスク34は、その鋸
歯40が隣接するフィン26.26間に形成される溝部
”46内に押し入れられて、それらを押し広げるように
配置され、さらにフィン倒し用ロール36は、外面フィ
ン26の頂部を素管24側に押し付は得るように配置さ
れている。
従って、かかる第6図および第7図に示される如き工具
の装備によって、ローフイン転造用工具22により外面
フィン26がスパイラル状に素管24外周面に一体的に
形成せしめられた後、ローレフト加工用ディスク32の
切歯部38が外面フィン26の頂部に押し付けられて、
切り込まされることにより、外面フィン26には、その
長さ方向に所定の間隔を隔てて、切込み44が、所定の
深さにおいて且つ所定の開口幅で形成されることとなる
。
の装備によって、ローフイン転造用工具22により外面
フィン26がスパイラル状に素管24外周面に一体的に
形成せしめられた後、ローレフト加工用ディスク32の
切歯部38が外面フィン26の頂部に押し付けられて、
切り込まされることにより、外面フィン26には、その
長さ方向に所定の間隔を隔てて、切込み44が、所定の
深さにおいて且つ所定の開口幅で形成されることとなる
。
次いで、この切込み44が形成された後、ローレフト加
工用ディスク32よりも下流側に配置された鋸歯状ディ
スク34の鋸歯40が外面フィン26.26間の溝部4
6に対して押入せしめられることにより、両側の外面フ
ィン26.26は押し広げられ、それらの鋸歯40によ
る押広げ部分が管軸方向で隣接する外面フィン26側に
突出乃至は膨出させられ、その結果、管外周面における
外面フィン26間の溝部46の押広げ部位に大きな拡幅
部48が形成されるのである。
工用ディスク32よりも下流側に配置された鋸歯状ディ
スク34の鋸歯40が外面フィン26.26間の溝部4
6に対して押入せしめられることにより、両側の外面フ
ィン26.26は押し広げられ、それらの鋸歯40によ
る押広げ部分が管軸方向で隣接する外面フィン26側に
突出乃至は膨出させられ、その結果、管外周面における
外面フィン26間の溝部46の押広げ部位に大きな拡幅
部48が形成されるのである。
更にその後、かかる切込み44並びに拡幅部48が、所
定間隔で、換言すれば所定のピッチでそれぞれ形成され
た素管24の外面フィン26には、フィン倒し用ロール
36の押圧乃至は圧潰作用が加えられ、それによって、
その頂部部分がテーパ面42aとストレート面42bと
からなる外周面42により上流側に案内させられるよう
になるところから、その中間部から上流側の隣接する外
面フィン26側に湾曲乃至は屈曲或いは傾倒乃至は延出
せしめられ、そして、該隣接する外面フィン26との間
の溝部46の上部を実質的に覆蓋して、好適には閉塞せ
しめ、以て第1図および第2図に示される如き、外表面
下に螺旋状に延びるキャビティ (トンネル状空洞部)
50を形成すると共に、鋸歯状ディスク34の鋸歯40
にて押し広げられた拡幅部48に管軸方向において隣接
するキャビティ50は、その両側の外面フィン26.2
6同士が接合状態となることによって、狭窄(閉塞)せ
しめられて、不連続となるのである。そして、このキャ
ビティ50は、外面フィン26に切込み44が設けられ
ているところから、この切込み44を通じて外部に連通
し、また拡幅部48は、該切込み44よりも大きく開口
する第二の開口部52を通じて、外部に連通ずることと
なる。
定間隔で、換言すれば所定のピッチでそれぞれ形成され
た素管24の外面フィン26には、フィン倒し用ロール
36の押圧乃至は圧潰作用が加えられ、それによって、
その頂部部分がテーパ面42aとストレート面42bと
からなる外周面42により上流側に案内させられるよう
になるところから、その中間部から上流側の隣接する外
面フィン26側に湾曲乃至は屈曲或いは傾倒乃至は延出
せしめられ、そして、該隣接する外面フィン26との間
の溝部46の上部を実質的に覆蓋して、好適には閉塞せ
しめ、以て第1図および第2図に示される如き、外表面
下に螺旋状に延びるキャビティ (トンネル状空洞部)
50を形成すると共に、鋸歯状ディスク34の鋸歯40
にて押し広げられた拡幅部48に管軸方向において隣接
するキャビティ50は、その両側の外面フィン26.2
6同士が接合状態となることによって、狭窄(閉塞)せ
しめられて、不連続となるのである。そして、このキャ
ビティ50は、外面フィン26に切込み44が設けられ
ているところから、この切込み44を通じて外部に連通
し、また拡幅部48は、該切込み44よりも大きく開口
する第二の開口部52を通じて、外部に連通ずることと
なる。
このように、かかる製造手法に従えば、独立沸騰核の形
成にて効果的に伝熱促進される沸謄伝熱促進管が、外面
フィンの形成の後に、その工程に引き続いて、フィン切
込み加工、フィン(溝)押広げ加工、更にはフィン倒し
加工が同時に実施されることとなることによって、一つ
の連続した加工工程により、−挙に製造され得ることと
なり、以てそのような伝熱管の工業的生産性を著しく高
め得ることとなったのである。
成にて効果的に伝熱促進される沸謄伝熱促進管が、外面
フィンの形成の後に、その工程に引き続いて、フィン切
込み加工、フィン(溝)押広げ加工、更にはフィン倒し
加工が同時に実施されることとなることによって、一つ
の連続した加工工程により、−挙に製造され得ることと
なり、以てそのような伝熱管の工業的生産性を著しく高
め得ることとなったのである。
しかも、上述の製造手法に従えば、特にそのフィン倒し
工程におけるフィン倒し操作が、著しく簡略化、且つ容
易化されることとなるために、その加工工程の複雑さや
、複雑な加工工具なども全く必要でなくなったのである
。
工程におけるフィン倒し操作が、著しく簡略化、且つ容
易化されることとなるために、その加工工程の複雑さや
、複雑な加工工具なども全く必要でなくなったのである
。
なお、上述した鋸歯状ディスク34を用いるフィン押広
げ加工において、形成される拡幅部48の大きさく幅、
長さ)は、鋸歯状ディスク34の鋸歯40の大きさによ
り決定され、かかる拡幅部48が大きくなる程、第二の
開口部52も大きくなるのであり、また拡幅部48のピ
ッチは、鋸歯状ディスク34の外径と山数および外面フ
ィン26の転造時のプラグ30の径により決定されるこ
ととなる。
げ加工において、形成される拡幅部48の大きさく幅、
長さ)は、鋸歯状ディスク34の鋸歯40の大きさによ
り決定され、かかる拡幅部48が大きくなる程、第二の
開口部52も大きくなるのであり、また拡幅部48のピ
ッチは、鋸歯状ディスク34の外径と山数および外面フ
ィン26の転造時のプラグ30の径により決定されるこ
ととなる。
また、ローレット加工用ディスク32による鋸歯状加工
(切込み44の形成加工)における切込み深さは、その
ディスク径により決定され、それによって形成される切
込み44により核沸騰時の開口部が形成されることとな
り、またそのような切込み44が、更にその後のフィン
倒し工程を容易にする上において、歯先が軸方向に対し
て角度を以て上流側に傾斜せしめられた傘歯車状の構造
の工具を用いて、形成されるようにしても、何等差支え
ない。
(切込み44の形成加工)における切込み深さは、その
ディスク径により決定され、それによって形成される切
込み44により核沸騰時の開口部が形成されることとな
り、またそのような切込み44が、更にその後のフィン
倒し工程を容易にする上において、歯先が軸方向に対し
て角度を以て上流側に傾斜せしめられた傘歯車状の構造
の工具を用いて、形成されるようにしても、何等差支え
ない。
更に、最終工程となるフィン倒し工程にあっては、フィ
ン倒し用ロール36にて外面フィン26を一方の側に倒
して、フィン底部(溝部)46に空洞としてのキャビテ
ィ50、更には溝部46を拡幅してなる拡幅部48にて
構成される大きな凹み部が形成されることとなるが、か
かるフィン倒し用ロール36による外面フィン26の倒
し具合は、フィン倒し用ロール36の径により決定され
るものであり、その際フィン倒し用ロール36には、前
述のように外面フィン26が加工上流方向に倒されるよ
うに、テーパ面42aとストレート面42bからなる外
周面42が設けられているのである。
ン倒し用ロール36にて外面フィン26を一方の側に倒
して、フィン底部(溝部)46に空洞としてのキャビテ
ィ50、更には溝部46を拡幅してなる拡幅部48にて
構成される大きな凹み部が形成されることとなるが、か
かるフィン倒し用ロール36による外面フィン26の倒
し具合は、フィン倒し用ロール36の径により決定され
るものであり、その際フィン倒し用ロール36には、前
述のように外面フィン26が加工上流方向に倒されるよ
うに、テーパ面42aとストレート面42bからなる外
周面42が設けられているのである。
以上、本発明の具体例に沿って、本発明の構成について
詳細に説明してきたが、本発明がかかる具体例によって
限定的に解釈されるべきものでは決してなく、当業者の
知識に基づいて種々なる変更、改良等を加えた態様で実
施し得ることは、改めて言うまでもないところである。
詳細に説明してきたが、本発明がかかる具体例によって
限定的に解釈されるべきものでは決してなく、当業者の
知識に基づいて種々なる変更、改良等を加えた態様で実
施し得ることは、改めて言うまでもないところである。
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明は、管外表面下
に不連続状態でスパイラル状に位置する空洞乃至はキャ
ビティが形成され、それが微細な開口部を通じて外部と
連通せしめられて、核沸騰時の開口部の一つとされると
共に、大きな拡幅部が形成され、それが大きな第二の開
口部を通じて外部に連通せしめられて、核沸騰時の開口
部の他の一つを構成するようにして、独立沸騰核の形成
が可能な構造の蒸発用伝熱管乃至は沸騰伝熱促進管とし
たものであり、これによって、熱負荷の大小に拘わらず
高い伝熱性能を維持し得る、伝熱特性が改善された蒸発
用伝熱管を提供し得たのである。また、本発明によれば
、かかる蒸発用伝熱管を、フィン形成ディスクの回転駆
動軸に取り付けたローレット加工用ディスク、フィン押
広げ用ディスク、およびフィン倒し用ロールを同時に回
転駆動せしめることにより、一つの連続した工程によっ
て、−挙に製造し得るものであって、複雑な製造工程や
複雑な加工工具を何等用いることなく、工業的有利に、
生産性良(製造し得るようにしたところに、本発明の大
きな工業的意義が存するものである。
に不連続状態でスパイラル状に位置する空洞乃至はキャ
ビティが形成され、それが微細な開口部を通じて外部と
連通せしめられて、核沸騰時の開口部の一つとされると
共に、大きな拡幅部が形成され、それが大きな第二の開
口部を通じて外部に連通せしめられて、核沸騰時の開口
部の他の一つを構成するようにして、独立沸騰核の形成
が可能な構造の蒸発用伝熱管乃至は沸騰伝熱促進管とし
たものであり、これによって、熱負荷の大小に拘わらず
高い伝熱性能を維持し得る、伝熱特性が改善された蒸発
用伝熱管を提供し得たのである。また、本発明によれば
、かかる蒸発用伝熱管を、フィン形成ディスクの回転駆
動軸に取り付けたローレット加工用ディスク、フィン押
広げ用ディスク、およびフィン倒し用ロールを同時に回
転駆動せしめることにより、一つの連続した工程によっ
て、−挙に製造し得るものであって、複雑な製造工程や
複雑な加工工具を何等用いることなく、工業的有利に、
生産性良(製造し得るようにしたところに、本発明の大
きな工業的意義が存するものである。
第1図は、本発明に従う蒸発式伝熱管の具体例を示す一
部切欠正面図であり、第2図はそのような伝熱管の管壁
部を説明するための一部拡大説明図であり、第3図は本
発明に従う蒸発用伝熱管の一つの伝熱特性を示すグラフ
であり、第4図乃至第7図は本発明の蒸発用伝熱管の製
造工程のそれぞれの状態を示す説明図であり、第4図は
その横断面形態の説明図、第5図は二つのローフイン転
造用工具による外面フィン形成形態を示す縦断面状態の
説明図、第6図はローフイン転造用工具の一つのものに
よる加工工程を示す縦断面形態における説明図、第7図
は第6図における回転駆動軸方向の断面形態における加
工状態を説明するための略図である。 2:伝熱管 4.26:外面フィン6.46
:溝部 e、so:キャビティ10.44:切込
み 12.48:拡幅部14.52=開口部 20:フィン形成ディスク 22:ローフイン転造用工具 24:素管 28:回転駆動軸30ニブラグ 32:ローレット加工用ディスク 34:鋸歯状ディスク 36:フイン倒し用ロール 38:切歯部 40:鋸歯 42:外周面 42a:テーパ面 42bニストレ一ド面出願人
住友軽金属工業株式会社 第1図 第2図
部切欠正面図であり、第2図はそのような伝熱管の管壁
部を説明するための一部拡大説明図であり、第3図は本
発明に従う蒸発用伝熱管の一つの伝熱特性を示すグラフ
であり、第4図乃至第7図は本発明の蒸発用伝熱管の製
造工程のそれぞれの状態を示す説明図であり、第4図は
その横断面形態の説明図、第5図は二つのローフイン転
造用工具による外面フィン形成形態を示す縦断面状態の
説明図、第6図はローフイン転造用工具の一つのものに
よる加工工程を示す縦断面形態における説明図、第7図
は第6図における回転駆動軸方向の断面形態における加
工状態を説明するための略図である。 2:伝熱管 4.26:外面フィン6.46
:溝部 e、so:キャビティ10.44:切込
み 12.48:拡幅部14.52=開口部 20:フィン形成ディスク 22:ローフイン転造用工具 24:素管 28:回転駆動軸30ニブラグ 32:ローレット加工用ディスク 34:鋸歯状ディスク 36:フイン倒し用ロール 38:切歯部 40:鋸歯 42:外周面 42a:テーパ面 42bニストレ一ド面出願人
住友軽金属工業株式会社 第1図 第2図
Claims (2)
- (1)管外周面に管材料からなる螺旋状の外面フィンが
一体的に形成されてなり、且つ該外面フィンがその先端
部分においてその長さ方向に所定の間隔を隔てて形成さ
れた切込みを有すると共に、かかる外面フィンの先端部
分が隣接する外面フィンに向けて傾けられ乃至は延出せ
しめられることにより、該隣接する外面フィンとの間に
、前記切込みにて形成される小さな第一の開口部を通じ
て外部に連通するキャビティが形成されている一方、隣
接する外面フィン間の間隙を周方向に所定の間隔を隔て
て押し広げることにより、所定の大きな拡幅部が形成さ
れ、そしてこの拡幅部を外部に連通する、該第一の開口
部よりも大きく開口する第二の開口部が形成されており
、且つかかる拡幅部の形成部位の両側においてそれぞれ
隣接する外面フィン同士が部分的に接合状態とされて、
前記キャビティを分断していることを特徴とする蒸発用
伝熱管。 - (2)目的とする蒸発用伝熱管を与える素管の周りの複
数位置にそれぞれ配置した、所定の回転駆動軸にて回転
駆動させられる複数のフィン形成ディスクを、該素管の
外周面に対してそれぞれ押圧せしめることにより、該素
管の外周面に所定高さの外面フィンを順次管軸方向に転
造形成せしめる一方、前記複数のフィン形成ディスクを
回転駆動させる回転駆動軸の一つに、該フィン形成ディ
スクの外面フィン形成方向における下流側に位置するよ
うに取り付けられて、同時に回転駆動せしめられる、外
周部に複数の切刃部が設けられたローレット加工用ディ
スクと、外面フィン間の間隙よりも大きな幅を有する鋸
歯が該ローレット加工用ディスクの切刃部の間隔よりも
大きな所定の間隔を隔てて外周部に設けられてなる押広
げ用ディスクと、外面フィンの先端部を傾倒乃至は圧し
潰すフィン倒し用ロールとを用い、先ず、前記ローレッ
ト加工用ディスクにて、その切刃部を前記外面フィンの
頂部に押圧せしめることにより、該外面フィンの長さ方
向に所定の間隔を隔てて切込みを加え、次いで前記押広
げ用ディスクにて、その鋸歯を前記形成された外面フィ
ン間の間隙内に強制的に押し込むことにより、該鋸歯に
て外面フィン間の間隙を押し広げて、当該部位の管軸方
向両側においてそれぞれ隣接する外面フィン同士を間欠
的に接近乃至は接触せしめ、更にその後、前記フィン倒
し用ロールにて前記外面フィンを押圧せしめることによ
り、該フィン倒し用ロールのロール面にて該外面フィン
の先端部分を隣接する外面フィン側に傾倒乃至は延出せ
しめて、該隣接する外面フィンとの間にキャビティが形
成されるように為し、且つ該キャビティが前記切込み並
びに前記押広げ部位においてそれぞれ外部に連通せしめ
られると共に、該押広げ部位の両側においてそれぞれ隣
接する外面フィン同士が部分的に接合状態となるように
したことを特徴とする蒸発用伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP438787A JPS63172892A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 蒸発用伝熱管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP438787A JPS63172892A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 蒸発用伝熱管およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63172892A true JPS63172892A (ja) | 1988-07-16 |
| JPH0454876B2 JPH0454876B2 (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=11582949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP438787A Granted JPS63172892A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 蒸発用伝熱管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63172892A (ja) |
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1987
- 1987-01-12 JP JP438787A patent/JPS63172892A/ja active Granted
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Also Published As
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| JPH0454876B2 (ja) | 1992-09-01 |
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