JPH0160332B2 - - Google Patents

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JPH0160332B2
JPH0160332B2 JP59005448A JP544884A JPH0160332B2 JP H0160332 B2 JPH0160332 B2 JP H0160332B2 JP 59005448 A JP59005448 A JP 59005448A JP 544884 A JP544884 A JP 544884A JP H0160332 B2 JPH0160332 B2 JP H0160332B2
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JP
Japan
Prior art keywords
fin
tube
forming disk
heat transfer
groove
Prior art date
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Expired
Application number
JP59005448A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60149894A (en
Inventor
Kyoshi Nosetani
Iwao Takeda
Hiromi Hashimoto
Yoshihiro Hiramatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Light Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority to JP544884A priority Critical patent/JPS60149894A/en
Publication of JPS60149894A publication Critical patent/JPS60149894A/en
Publication of JPH0160332B2 publication Critical patent/JPH0160332B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/34Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
    • F28F1/36Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(技術分野) 本発明は、空気調和装置、冷凍器、ボイラー等
の熱交換器としてのコンデンサに好適に使用され
る伝熱管の製造方法に係り、特に管外面における
伝熱特性を効果的に高め得る伝熱管を容易に製造
し得る製造方法に関するものである。 (背景技術) 一般に、このような伝熱管は、例えば、管内面
に流通せしめられる伝熱流体(冷却液)と管外面
に接触せしめられる伝熱流体(凝縮性ガス)との
間で、熱交換を行ない、凝縮性ガスを凝縮、液化
するために用いられている。この種の伝熱管、特
に凝縮伝熱管においては、管外面における熱伝達
率、ひいては凝縮効率を如何に高めるかが重要な
課題とされており、そのために管外周面に螺旋状
のフインを形成せしめたローフイン管が知られて
いる。 このようなローフイン管においては、多数の外
面フインの形成により、それが全く形成されてい
ない平滑管に比べれば広い接触面積が確保され、
管外面における熱伝達性能の改善はある程度期待
できるのであるが、だからと言つて、それで充分
に満足し得ると言えるものではなく、この分野に
おいて日々高まる熱伝達率の向上の要求を満足す
るためには、それより更に進んだ伝熱管を開発す
ることが強く求められているのが実情である。 (発明の目的) ここにおいて、本発明は、上記のような事情に
基づいて為されたものであり、その目的とすると
ころは、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、それら外面フイン間が
管周方向に延びる溝部とされた伝熱管において、
その外面熱伝達率を効果的に高め得る伝熱管を容
易に製造し得る方法を提供することにある。 (解決手段) そして、上記の目的を達成すべく、本発明にあ
つては、目的とする伝熱管を与える素管の外周面
に対して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、所定ピツチで複数の切込歯を備えた切込
溝形成デイスクをその軸心が前記外面フイン形成
デイスクと同心になるように配置すると共に、か
かる複数の切込歯をその軸心に対して10〜60゜の
範囲で傾斜させたものとし、かつ前記外面フイン
形成デイスクによつて形成された外面フインに対
して、その切込溝形成デイスクの傾斜した切込歯
を押圧せしめて、かかる切込歯による押圧部分が
谷部となるように転造形成すると同時に、その切
込溝形成デイスクの回転押圧作用により、前記外
面フインの切込歯押圧部分に対して、その外面フ
インの両側に位置する溝部の一方の側に切込歯の
傾斜方向に沿つて加圧力を働かせるようにしたの
である。 (作用・効果) このような切込溝形成デイスクを用いて伝熱管
を製造するようにすれば、フイン長手方向に直角
な方向に対して10〜60゜の範囲内で傾斜して谷部
が形成されるとともに、切込溝形成デイスクの回
転押圧作用により、切込歯の傾斜方向に沿つて溝
部の一方の側に加圧力が働くため、その加圧力に
よつて、谷部となるべき部分に存在していた金属
材料が一方の谷部の側に移動させられ、その結
果、フツク状部分を容易に形成することができる
のである。 すなわち、かかる製造手法によれば、外面フイ
ンにその長手方向に沿つて山部と谷部とが交互に
形成され、該谷部によつてその外面フインは分断
されると共に、その谷部がフイン長手方向に直角
な方向に対して10〜60゜の範囲で互いに平行に傾
斜させた状態で形成され、かつ前記山部が、その
頂部に近づくほど、またフイン長手方向における
一方の谷部側に近づくほど、その山部を挟んで両
側に位置する前記溝部のうちの一方の側にフツク
状に延びるように形成されるのである。 このようにすれば、谷部が傾斜して形成される
ことにより、管外面における有効接触面積を増大
させ得ることは勿論、山部のフツク状に延び出す
部分も、その接触面積の増大に寄与し、それらの
ことが相俟つて、管外面における熱伝達率、特に
凝縮性能を効果的に向上させることに成功したの
である。なお、実際に得られる好結果からみて、
単に伝熱流体(例えば凝縮性ガス)に対する管外
面の接触面積を増大させ得ると言うことだけでは
なしに、山部のフツク状部分が、主に凝縮性能を
向上させる上で特別な役割を果たすものと推測さ
れ、それは、多数のフツク状部分の先端が凝縮を
促進する多数の点を形成することではないかと考
えられている。 また、単に山部と谷部とを形成した場合には、
山部が管外面から半径方向外向きに突出する鋭利
な突起形態を為すのであるが、本発明によれば、
山部のフツク状部分が一方の溝部の側に延びるよ
うに形成せしめられているため、かかる伝熱管を
載積する際に山部同士が食い込みにくく、またそ
の取扱い性が向上する利点をも得ることができる
のである。 (具体的構成・実施例) 以下、本発明の構成を更に具体的に明らかにす
るために、図面に示される実施例に基づいて、本
発明を詳細に説明する。 先ず、第1図は、本発明手法を適用して得られ
る凝縮伝熱管の一例を示す一部切欠図であり、そ
こにおいて、10は、銅、銅合金、或いはアルミ
ニウム若しくはアルミニウム合金等の熱伝達率の
よい金属からなる凝縮伝熱管である。この伝熱管
10の管外周面には、管周方向に螺旋状の外面フ
イン12が所定ピツチで一体に形成されている。
その結果、これら外面フイン12の間が、管周方
向に螺旋状に延びる溝部14とされている。そし
て、この伝熱管10の管外面の一部が拡大され
て、第2図a,bに示されている。 第2図aは、管外面を真上から見た平面拡大図
であり、第2図bは斜め上方から見た拡大図であ
る。これらの図から明らかなように、外面フイン
12には、その長手方向に沿つて山部16と谷部
18とが交互に形成され、谷部18によつて外面
フイン12が分断された形態となつている。しか
も、谷部18は、管軸方向に対して、厳密に言え
ば外面フイン12の長手方向に直角な直線Oに対
して、角度θだけ互いに平行に傾斜させられた状
態で設けられており、この角度θは10〜60゜の範
囲内とされている。 また、各々の山部16は、その頂部に向かつて
単に突出せしめられているのではなく、第2図b
から明らかなように、その頂部に近づくに従つ
て、その山部16を挟んで両側に位置する溝部1
4a,14bのうち一方の溝部14bの側にフツ
ク状に延びるように形成されており、そのように
延びる部分がフツク状部20とされている。しか
も、このフツク状部20は、第2図aに示される
ように、フイン長手方向における両側の斜面16
a,16bのうち一方の谷部18側の斜面16a
に近づくほど、上記溝部14bの側に延びるよう
にされており、かかるフツク状部20の先端は先
鋭の形態となつている。言い換えれば、各々の山
部16は、フイン長さ方向に直角な状態よりも角
度θだけ捻られた状態とされ、しかもその一方の
側にそれぞれフツク状部20が形成されて、何れ
も同じ側に延びているのである。 また、隣合う外面フイン12,12において、
それぞれの山部16同士と谷部18同士とは、前
記直線Oに対して角度θをなす方向において略互
い違いに形成されており、溝部14bの側に延び
出すフツク状部20は、その溝部14bを挟んで
隣合う外面フイン12の谷部18に向かつて延び
るようにされ、溝部14bはジグザグ状になりな
がら、略一定の幅を保ちつつ、管周方向に延びて
いる。以上のことは、溝部14bと14cとの間
に位置する外面フイン12についても、また、各
溝部14a,14cについても、共通に言えるこ
とである。 なお、第2図a及びbは、θ=30゜の場合であ
るが、第3図a及びbにはθ=20゜の場合が、ま
た第4図a及びbにはθ=45゜とした場合の態様
が、それぞれ示されている。それらの図から明ら
かなように、θが大きくなればなるほど、山部1
6のフツク状部20は、より鋭利に且つ長く、一
方の側の溝部に延びる形態となるのである。 因みに、従来においては、第5図a及びbに示
されるように、谷部18がフイン長手方向に直角
な直線Oに対して平行、即ちθ=0゜とされて、山
部16がほぼ四角台錐形状となつており、また谷
部18の底部部分が両側の溝部14の側に均等に
押し出された形態となつているに過ぎない。 これに対して、第2図a,b乃至第4図a,b
に示される本発明に従つて得られる伝熱管におい
ては、前述のように、谷部18が角度θだけ傾斜
させられ、且つ山部16がその分捻られてフツク
状部20を備えているため、管外面に接触せしめ
られる凝縮性ガスに対する接触面積が大きく、そ
のため凝縮効率が有効に高められるのである。ま
た、単に接触面積の増大だけでなく、フツク状部
20の存在によつて多数の先鋭な点状部分が得ら
れることで、かかるフツク状部20の存在が、山
部16の斜面などに厚い液膜が生ずることを防止
し、且つ滴状凝縮を促進して、凝縮性能の向上に
寄与するものと推定される。事実、第5図a,b
に示される従来の伝熱管に比べて、約30%以上も
凝縮伝熱性能が向上することが確認されている。 また、従来の伝熱管の山部16は、四角台錐形
状の鋭利な突起として存在していたが、本発明に
従つて得られる伝熱管の場合には、それが管外面
から半径方向外向きに鋭利に突出する状態とはな
らず、むしろフツク状部20として、管軸に平行
な方向に湾曲せしめられた形状となつているた
め、当該伝熱管を、例えば作業者が手袋をはめた
手で取り扱うような場合に、その手袋の繊維が山
部16に付着したりすることが従来に比べて格段
に少なく、また当該伝熱管を積層する時、山部同
士が互いに食い込み合うことが回避されるため、
積層した状態で、それらの伝熱管を管軸方向に整
列することが容易となる利点も生ずるのである。 なお、フイン長手方向に直角な直線Oに対する
谷部18の傾斜角度θは、前述のように、10〜
60゜の範囲内に選ばれる。というのは、θを10゜よ
り小さくした場合には、第5図a,bに示される
従来の伝熱管に比べて、優位性、即ち伝熱効率や
取扱い性の向上がそれほど認められず、一方、θ
が60゜を超えるようになると、谷部18の加工に
困難を来し、ただ不可能と言うわけではないが、
そのようにθを大きくしても、それに見合うだけ
の効果が得にくく、加工コストの増大を招くよう
になるからである。従つて、上記角度θは10〜
60゜の範囲内に選ぶ必要があるが、特に15〜45゜の
範囲が好適と言えるのである。 ところで、以上のような優れた特徴を有する伝
熱管は、次のようにして、容易に製造することが
できる。その製造方法の具体例を、第6図並びに
第7図などに基づいて説明する。 第6図において、22は、複数枚のフイン形成
デイスクであり、漸次径が増大するものが、外面
フイン12のピツチを与える間隔で、軸24によ
つて同心的且つ一体的に連結せしめられており、
さらに最も大径のフイン形成デイスク22に隣接
して、それと同心的に、切込溝形成デイスク26
が軸24に取り付けられている。この切込溝形成
デイスク26は、円板形状のものであつて、その
外周部に所定ピツチで複数の切込歯28を備えて
おり、その切込歯28の歯先が描く円周の半径
は、フイン形成デイスク22の最も大径のものよ
り一定量小さくされている。 しかも、それらの切込歯28は、第7図aから
明らかなように、切込溝形成デイスク26の軸心
に対して、何れも角度θだけ傾斜させられてお
り、この傾斜角度θは10〜60゜の範囲内に選ばれ
ていて、第2図a等に示した谷部18の傾斜角度
θに対応するものである。 そして、外面フイン形成デイスク22及び切込
溝形成デイスク26が取り付けられた軸24が、
目的とする伝熱管を与える素管30の中心線に対
して、形成されるべき外面フイン12のリード角
に相当する角度をもつて位置せしめられ、また素
管30の内側にはプラグ31が挿入される。 かかる状態で、軸24を介してフイン形成デイ
スク22を回転させながら、素管30の外周面に
対して押圧せしめることにより、素管30を管軸
まわりに回転させつつ、漸次外面フイン12を転
造形成する一方、フイン形成デイスク22の白抜
矢印で示される外面フイン形成方向における下流
側に配置された切込溝形成デイスク26によつ
て、上述のように形成された外面フイン12に、
切込溝形成デイスク26の切込歯28を押圧せし
めることにより、かかる切込歯28による押圧部
分が前記谷部18となるように転造形成して、前
述のような谷部18と山部16とを交互に形成す
るのである。 そこで、切込溝形成デイスク26の切込歯28
が、その軸心に対して角度θ傾斜させられている
ため、第7図bに示されるように、切込溝形成デ
イスク26が素管30に対して回転しつつ押圧せ
しめられる時、その回転押圧作用により、外面フ
イン12の切込歯28により押圧される部分にお
いては、第8図に示されるように、切込溝形成デ
イスク26の回転力Fに基づいて、切込歯28の
傾斜方向に沿う加圧力Pが作用する。この加圧力
Pは、外面フイン12の両側に位置する溝部14
の一方の側に働くものであつて、その結果、谷部
18となるべき部分に存在していた金属材料が、
切込歯28に沿つて一方の溝部14の側に移動さ
せられて、前述のような山部12、ひいてはフツ
ク状部20が形成されるのである。 因みに、第5図a,bに示されるような、従来
の伝熱管の製造に際しては、第9図a,bに示さ
れるように、平歯の切込溝形成デイスク32、言
い換えればその軸心に対して平行な切込歯34を
備えたデイスク32が用いられるが、その場合に
は、第10図に示されるように、かかる切込歯3
4で潰されることによつて外面フイン12の先端
部の断面積が著しく減少し、その減少した分が両
側の溝部14の側に押し出されるような状態とな
つて、その部分Gが、外面フイン間の溝部14に
おける凝縮液の流れを妨げ易くなる。 これに対して、前述のように、角度θだけ傾斜
した切込歯28を備えた切込溝形成デイスク26
を用いるようにすれば、その角度θが20゜程度の
場合には、第11図に示されるように、外面フイ
ン12の押圧される部分が殆ど潰されることがな
く、外面フイン12が、先端部での断面積の減少
を殆ど招かない状態で分断されると共に、一方の
溝部14の側にフツク状に延びる状態となるので
ある。 なお、切込歯28の傾斜角度θを30〜45゜の範
囲に選べば、第12図に示されるように、一層鋭
利に切り込まれると共に、フツク状に延びる程度
が大きくなるのであるが、その角度θが60゜を超
えるようになると、切込歯28が欠け易くなる等
の耐久性問題や、切込歯28を形成する加工コス
トの増大を招くようになる。切込歯28の傾斜角
度θを60゜以下とする主な理由はその点にある。 何れにしても、上記のような傾斜した切込歯2
8で前記加圧力Pを働かせるようにすれば、第2
図a,b等に示すような山部16と谷部18とを
備えた伝熱管を容易に製造することができ、切込
歯28の加工コストは傾斜していない従来のもの
より若干増加するが、特別の加工装置を必要とす
るわけではないので、実質的にコスト増は軽微で
ある。 次に、そのようにして得られた伝熱管が具体的
にどれだけ凝縮性能を向上させ得るかについて、
本発明者らが行なつた試験のデータを、以下に示
す。 なお、この試験は、管外面に接触せしめられる
凝縮性ガス(フロンR−22)について、次の通り
の試験条件の下に行なわれたものであり、その結
果が第1表に示されているが、比較のために、谷
部の傾斜角度θが0゜である従来の伝熱管について
のデータも並記した。 〔試験条件〕 外径 :19.05mm(素管の外径) フイン数 :19山/インチ 切込歯 :1mmピツチ×0.7mm深さ 内径 :14.80mm 凝縮温度 :40℃ 冷却水入口温度 :30℃ 冷却水流速 :1.5〜3.0m/秒
(Technical Field) The present invention relates to a method for manufacturing heat transfer tubes suitable for use in condensers as heat exchangers for air conditioners, refrigerators, boilers, etc., which effectively improves heat transfer characteristics particularly on the outer surface of the tube. The present invention relates to a manufacturing method for easily manufacturing heat exchanger tubes. (Background Art) In general, such heat transfer tubes perform heat exchange between, for example, a heat transfer fluid (cooling liquid) that flows through the inner surface of the tube and a heat transfer fluid (condensable gas) that is brought into contact with the outer surface of the tube. It is used to condense and liquefy condensable gases. In this type of heat exchanger tube, especially in condensing heat exchanger tubes, an important issue is how to increase the heat transfer coefficient on the tube's outer surface, and ultimately the condensing efficiency.For this purpose, spiral fins are formed on the tube's outer circumferential surface. Loaf-in tubes are known. In such a loaf-in tube, by forming a large number of outer surface fins, a wider contact area is ensured than in a smooth tube in which no fins are formed at all.
Although we can expect some improvement in the heat transfer performance on the outer surface of the tube, this does not mean that we can be fully satisfied. The reality is that there is a strong demand for the development of even more advanced heat transfer tubes. (Object of the Invention) The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and its object is to integrally form outer fins in the circumferential direction on the outer surface of the pipe at a predetermined pitch. In a heat transfer tube in which a groove is formed between the outer surface fins and extends in the circumferential direction of the tube,
It is an object of the present invention to provide a method for easily manufacturing a heat exchanger tube that can effectively increase its external heat transfer coefficient. (Solution Means) In order to achieve the above object, in the present invention, the outer fins are formed by rolling by pressing a fin forming disk against the outer peripheral surface of the raw tube that provides the intended heat transfer tube. On the other hand, on the downstream side of the fin forming disk in the outer fin forming direction, a cut groove forming disk having a plurality of cutting teeth at a predetermined pitch is arranged such that its axis is concentric with the outer fin forming disk. At the same time, the plurality of cutting teeth are inclined at an angle of 10 to 60 degrees with respect to the axis thereof, and the cutting depth thereof is set at an angle of 10 to 60 degrees with respect to the axis thereof, and the cutting depth thereof is The inclined cutting teeth of the groove-forming disk are pressed, and the portion pressed by the cutting teeth becomes a trough. A pressing force is applied to the cutting tooth pressing portion along the inclination direction of the cutting tooth on one side of the groove portion located on both sides of the outer surface fin. (Function/Effect) If a heat transfer tube is manufactured using such a groove-forming disk, the troughs will be inclined within the range of 10 to 60 degrees with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fins. At the same time, due to the rotational pressing action of the cutting groove forming disk, pressing force is applied to one side of the groove along the inclination direction of the cutting teeth. The metal material that was present in the groove is moved to one side of the valley, and as a result, a hook-like portion can be easily formed. That is, according to this manufacturing method, peaks and valleys are alternately formed on the outer fin along its longitudinal direction, the outer fin is divided by the valleys, and the valleys form the fin. The fins are formed so as to be inclined parallel to each other within a range of 10 to 60 degrees with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction, and the fins are formed so as to be inclined in parallel to each other in the range of 10 to 60 degrees, and the fins become closer to the top and to one of the troughs in the longitudinal direction of the fin. The closer it gets, the more hook-like it is formed to extend toward one of the grooves located on both sides of the peak. In this way, the effective contact area on the outer surface of the tube can be increased by forming the troughs at an angle, and the hook-like extending portions of the crests also contribute to increasing the contact area. However, by combining these factors, we succeeded in effectively improving the heat transfer coefficient, especially the condensing performance, on the outer surface of the tube. In addition, considering the good results actually obtained,
In addition to simply being able to increase the contact area of the outer surface of the tube with the heat transfer fluid (e.g. condensable gas), the hook-like part of the peak plays a special role mainly in improving the condensing performance. It is speculated that this is because the tips of many hook-like parts form many points that promote condensation. In addition, when simply forming peaks and valleys,
According to the present invention, the peaks are in the form of sharp protrusions that protrude radially outward from the outer surface of the tube.
Since the hook-like portions of the peaks are formed so as to extend toward one of the grooves, the peaks are less likely to bite into each other when such heat exchanger tubes are loaded, and also has the advantage of improved handling properties. It is possible. (Specific Configuration/Examples) In order to clarify the configuration of the present invention more specifically, the present invention will be described in detail based on the examples shown in the drawings. First, FIG. 1 is a partially cutaway view showing an example of a condensing heat transfer tube obtained by applying the method of the present invention, in which 10 is a heat transfer tube made of copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc. This is a condensing heat exchanger tube made of metal with high efficiency. On the outer circumferential surface of the heat transfer tube 10, spiral outer surface fins 12 are integrally formed in the tube circumferential direction at a predetermined pitch.
As a result, a groove portion 14 is formed between these outer surface fins 12 and extends spirally in the tube circumferential direction. A part of the outer surface of the heat exchanger tube 10 is shown in enlarged form in FIGS. 2a and 2b. FIG. 2a is an enlarged plan view of the tube outer surface viewed from directly above, and FIG. 2b is an enlarged view of the tube outer surface viewed from diagonally above. As is clear from these figures, the outer fin 12 has peaks 16 and troughs 18 alternately formed along its longitudinal direction, and the outer fin 12 is divided by the troughs 18. It's summery. Furthermore, the troughs 18 are provided so as to be inclined parallel to each other by an angle θ with respect to the tube axis direction, or more precisely, with respect to a straight line O perpendicular to the longitudinal direction of the outer surface fin 12. This angle θ is within the range of 10 to 60°. In addition, each mountain portion 16 is not simply made to protrude toward its top, but as shown in FIG. 2b.
As is clear from the figure, the grooves 1 located on both sides of the peak 16 grow closer to the top.
It is formed so as to extend in a hook shape toward one of the groove portions 14b among the groove portions 4a and 14b, and the portion extending in this manner is defined as a hook portion 20. Moreover, as shown in FIG.
Slope 16a on one side of valley 18 among a and 16b
The closer the hook-like portion 20 is to the groove portion 14b, the more it extends toward the groove portion 14b, and the tip of the hook-like portion 20 has a sharp point. In other words, each peak 16 is twisted by an angle θ rather than being perpendicular to the fin length direction, and a hook-shaped portion 20 is formed on one side of the fin, so that the hook-shaped portion 20 is formed on the same side. It extends to Moreover, in the adjacent outer surface fins 12, 12,
The respective peak portions 16 and valley portions 18 are formed approximately alternately in a direction forming an angle θ with respect to the straight line O, and the hook-shaped portions 20 extending toward the groove portion 14b are formed in the groove portion 14b. The grooves 14b extend toward the valleys 18 of the outer surface fins 12 adjacent to each other with the grooves 14b interposed therebetween, and the grooves 14b extend in the tube circumferential direction while maintaining a substantially constant width in a zigzag shape. The above can be said in common to the outer surface fin 12 located between the grooves 14b and 14c as well as to each of the grooves 14a and 14c. Note that Fig. 2 a and b are for the case of θ = 30°, Fig. 3 a and b are for the case of θ = 20°, and Fig. 4 a and b are for the case of θ = 45°. The modes for each case are shown. As is clear from those figures, the larger θ becomes, the more
The hook-like portion 20 of No. 6 is sharper and longer, and extends into the groove on one side. Incidentally, in the past, as shown in FIGS. 5a and 5b, the troughs 18 are parallel to the straight line O perpendicular to the longitudinal direction of the fin, that is, θ=0°, and the peaks 16 are approximately square. It has a truncated conical shape, and the bottom portion of the valley portion 18 is simply pushed out evenly to the groove portions 14 on both sides. On the other hand, Fig. 2 a, b to Fig. 4 a, b
In the heat exchanger tube obtained according to the present invention shown in FIG. , the contact area for the condensable gas brought into contact with the outer surface of the tube is large, and therefore the condensation efficiency is effectively increased. In addition to simply increasing the contact area, the presence of the hook-like portions 20 also provides a large number of sharp point-like portions. It is presumed that this prevents the formation of a liquid film and promotes droplet-like condensation, contributing to improved condensation performance. In fact, Figure 5 a, b
It has been confirmed that the condensing heat transfer performance is improved by approximately 30% compared to the conventional heat transfer tube shown in . Further, the peak portion 16 of the conventional heat exchanger tube existed as a sharp projection in the shape of a square frustum, but in the case of the heat exchanger tube obtained according to the present invention, the peak portion 16 is oriented radially outward from the outer surface of the tube. The heat exchanger tube does not protrude sharply, but rather has a hook-like portion 20 that is curved in a direction parallel to the tube axis. When handling the heat exchanger tubes, the fibers of the gloves are much less likely to adhere to the ridges 16 than in the past, and when the heat transfer tubes are stacked, the ridges are prevented from digging into each other. In order to
Another advantage is that it is easy to align the heat exchanger tubes in the tube axis direction in a stacked state. Incidentally, the inclination angle θ of the valley portion 18 with respect to the straight line O perpendicular to the longitudinal direction of the fin is 10 to 10, as described above.
Selected within the range of 60°. This is because when θ is smaller than 10°, there is no significant improvement in heat transfer efficiency or handling compared to the conventional heat transfer tubes shown in Figures 5a and b. ,θ
If the angle exceeds 60°, it becomes difficult to process the valley 18, although it is not impossible.
This is because even if θ is increased in this way, it is difficult to obtain a commensurate effect, leading to an increase in processing costs. Therefore, the above angle θ is 10~
It is necessary to select the angle within the range of 60°, but it can be said that the range of 15 to 45° is particularly suitable. By the way, a heat exchanger tube having the above-mentioned excellent characteristics can be easily manufactured as follows. A specific example of the manufacturing method will be explained based on FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, reference numeral 22 denotes a plurality of fin-forming disks, which have gradually increasing diameters and are concentrically and integrally connected by a shaft 24 at intervals that provide the pitch of the outer fins 12. Ori,
Furthermore, adjacent to and concentrically with the largest diameter fin forming disk 22, a groove forming disk 26 is provided.
is attached to the shaft 24. This cutting groove forming disk 26 is disc-shaped and has a plurality of cutting teeth 28 at a predetermined pitch on its outer circumference, and the radius of the circumference drawn by the tips of the cutting teeth 28 is is smaller than the largest diameter of the fin-forming disks 22 by a certain amount. Moreover, as is clear from FIG. 7a, these cutting teeth 28 are all inclined at an angle θ with respect to the axis of the cutting groove forming disk 26, and this inclination angle θ is 10 -60°, which corresponds to the inclination angle θ of the trough 18 shown in FIG. 2a, etc. Then, the shaft 24 to which the outer surface fin forming disk 22 and the cut groove forming disk 26 are attached,
The plug 31 is positioned at an angle corresponding to the lead angle of the outer fin 12 to be formed with respect to the center line of the raw tube 30 that provides the intended heat transfer tube, and a plug 31 is inserted inside the raw tube 30. be done. In this state, by rotating the fin-forming disk 22 via the shaft 24 and pressing it against the outer peripheral surface of the raw tube 30, the outer surface fins 12 are gradually rotated while rotating the raw tube 30 around the tube axis. While forming the outer surface fins 12, the cut groove forming disk 26 disposed on the downstream side in the outer surface fin forming direction indicated by the white arrow of the fin forming disk 22 forms the outer surface fins 12 as described above.
By pressing the cut teeth 28 of the cut groove forming disk 26, rolling is performed so that the portion pressed by the cut teeth 28 becomes the valley portion 18, and the valley portion 18 and the peak portion as described above are formed. 16 are formed alternately. Therefore, the cutting teeth 28 of the cutting groove forming disk 26
is inclined at an angle θ with respect to its axis, so when the cut groove forming disk 26 is rotated and pressed against the raw pipe 30, as shown in FIG. 7b, the rotation Due to the pressing action, in the portion of the outer fin 12 that is pressed by the cutting teeth 28, as shown in FIG. A pressing force P along the line acts. This pressing force P is applied to the grooves 14 located on both sides of the outer fin 12.
As a result, the metal material that was present in the part that should become the valley 18 is
It is moved toward one of the grooves 14 along the cutting teeth 28, and the above-mentioned crest 12 and, in turn, the hook-shaped portion 20 are formed. Incidentally, when manufacturing a conventional heat exchanger tube as shown in FIGS. 5a and 5b, as shown in FIGS. A disk 32 is used with cutting teeth 34 parallel to the
4, the cross-sectional area of the tip of the outer fin 12 is significantly reduced, and the reduced area is pushed out toward the grooves 14 on both sides, and that portion G becomes the outer fin 12. The flow of condensate in the groove portion 14 between the two is likely to be obstructed. On the other hand, as mentioned above, the groove forming disk 26 is provided with the cutting teeth 28 inclined by the angle θ.
If the angle θ is about 20°, as shown in FIG. The groove 14 is divided into sections with almost no reduction in cross-sectional area at the groove 14, and extends in a hook-like manner toward one of the grooves 14. Note that if the inclination angle θ of the cutting teeth 28 is selected in the range of 30 to 45 degrees, as shown in FIG. If the angle θ exceeds 60°, durability problems such as the cutting teeth 28 becoming susceptible to chipping may occur, and processing costs for forming the cutting teeth 28 may increase. This is the main reason why the inclination angle θ of the cutting tooth 28 is set to 60° or less. In any case, the inclined cutting teeth 2 as described above
If the pressurizing force P is applied at step 8, the second
It is possible to easily manufacture a heat transfer tube with peaks 16 and valleys 18 as shown in Figures a, b, etc., and the processing cost of the cutting teeth 28 is slightly higher than that of conventional ones that are not inclined. However, since no special processing equipment is required, the increase in cost is practically negligible. Next, we will discuss specifically how much the condensing performance of the heat exchanger tube obtained in this way can be improved.
The data of the tests conducted by the present inventors are shown below. This test was conducted under the following test conditions for condensable gas (Freon R-22) that was brought into contact with the outside surface of the tube, and the results are shown in Table 1. However, for comparison, data on a conventional heat exchanger tube in which the inclination angle θ of the valley portion is 0° is also listed. [Test conditions] Outer diameter: 19.05mm (outer diameter of raw pipe) Number of fins: 19 threads/inch Cutting teeth: 1mm pitch x 0.7mm depth Inner diameter: 14.80mm Condensing temperature: 40℃ Cooling water inlet temperature: 30℃ Cooling water flow rate: 1.5~3.0m/sec

【表】 * 外径基準
かかる第1表に示される結果から明らかなよう
に、谷部(切込歯)の傾斜角度θが20゜、30゜並び
に45゜とされた本発明に従つて得られる伝熱管に
あつては、管外面凝縮熱伝達係数:h0が、傾斜角
度が0゜である従来の伝熱管に比べて、約30%から
50%近く高くなつており、このことは、とりも直
さず、管外面における凝縮性能がそれだけ高めら
れることを意味しているのである。 以上、本発明の具体的な実施例並びに試験デー
タに基づいて説明してきたが、本発明が、かかる
具体的な記載によつて限定的に解釈されるもので
ないことは、言うまでもないところである。 例えば、隣合う外面フイン管の溝部の底部部分
に凹所(デインプル)を形成し、その凹所に対応
する管内面に内面突起をスパイラル状に配列せし
めることもできる。そして、このように管外面の
溝部に凹所を形成すると共に、管内面に内面突起
を形成すれば、管外面における接触面積が一層増
大して、凝縮効率を更に高めることができ、また
管内面を流通せしめられる伝熱流体(冷却水)の
流れに対して乱流作用を与えて、熱伝達率を阻害
する境膜の形成を抑制することができる。 そして、このような伝熱管を製造するには、例
えば、外面フイン形成デイスクの下流側に、前記
切込歯形成デイスクよりは上流側に位置して、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、その鋸歯による押圧部
分を凹所として管内面に突出させるようにする一
方、そのような凹所を溝部に形成した後、前述の
ような切込歯形成デイスクにより、山部と谷部と
を形成すればよいのである。 さらに、これまでの説明はすべて凝縮伝熱管に
ついてであつたが、外面フインの形成密度を、例
えば26〜54山/インチ程度に増やした場合には、
一方の溝部の側に延びる山部のフツク状部の間隔
も極く狭くなつて、これらのフツク状部間の間隙
が、沸騰における核を形成する機能を果たすこと
ができるようになり、そのような態様とすれば、
蒸発管として使用することも可能である。言い換
えれば、本発明は、凝縮管だけに限らず、蒸発管
に適用することも可能なのであり、上述のよう
に、溝部の底部部分に凹所を設けた場合には、そ
れとの相乗効果も期待できる。 その他にも、本発明の趣旨を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良な
どを施した態様で、本発明を実施し得ることは、
改めて言うまでもないところである。
[Table] * Outer diameter standard As is clear from the results shown in Table 1, the diameters obtained according to the present invention were obtained when the inclination angle θ of the trough (cutting tooth) was 20°, 30°, and 45°. The condensation heat transfer coefficient h 0 on the tube outer surface is approximately 30% higher than that of conventional heat exchanger tubes with an angle of inclination of 0°.
It is nearly 50% higher, which means that the condensation performance on the outer surface of the tube can be improved accordingly. Although the present invention has been described above based on specific examples and test data, it goes without saying that the present invention is not to be construed as being limited by such specific descriptions. For example, it is also possible to form recesses (dimples) in the bottom portions of the grooves of adjacent outer fin tubes, and to arrange inner protrusions in a spiral shape on the inner surface of the tubes corresponding to the recesses. By forming a recess in the groove on the outer surface of the tube and an inner protrusion on the inner surface of the tube, the contact area on the outer surface of the tube can be further increased, and the condensation efficiency can be further increased. By applying a turbulent flow to the flow of the heat transfer fluid (cooling water), it is possible to suppress the formation of a film that inhibits the heat transfer coefficient. In order to manufacture such a heat transfer tube, for example, a serrated disk is disposed downstream of the outer surface fin-forming disk and upstream of the notched tooth-forming disk, and the formed outer surface is By pressing the serrations of the serrated disk against the bottom of the groove between the fins, the pressed portion of the serration is made to protrude into the inner surface of the tube as a recess. The crests and troughs may be formed using the cutting tooth forming disc as described above. Furthermore, all the explanations so far have been about condensing heat exchanger tubes, but if the formation density of the outer surface fins is increased to, for example, 26 to 54 fins/inch,
The spacing between the hook-like portions of the peaks extending on one side of the groove is also very narrow, so that the gaps between these hook-like portions can perform the function of forming nuclei in boiling, and such If this is the case,
It is also possible to use it as an evaporation tube. In other words, the present invention can be applied not only to condensation pipes but also to evaporation pipes, and as mentioned above, if a recess is provided at the bottom of the groove, a synergistic effect can be expected. can. In addition, without departing from the spirit of the present invention, the present invention can be implemented with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
There is no need to say it again.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明手法に従つて得られる凝縮伝熱
管の一部を切り欠いて示す図である。但し、煩雑
さを避けるために、山部及び谷部は省略されてい
る。第2図a及びbは、その伝熱管の管外面を、
それぞれ別の角度から撮影した拡大写真を図化
(スケツチ)した図であつて、傾斜角度θが30゜で
ある場合を示す。第3図a及びb並びに第4図a
及びbは、傾斜角度θが20゜である場合と45゜であ
る場合とをそれぞれ示す、第2図a及びbに対応
する図である。第5図a及びbは傾斜角度θが0゜
である従来の伝熱管の一部を示す、第2図a及び
bにそれぞれ対応する図である。第6図は本発明
方法の一具体例を簡略に示す工程図であり、第7
図a及びbは、かかる方法によつて山部と谷部と
が形成される状態をそれぞれ別な角度から模式的
に示す説明図である。第8図は傾斜した切込歯に
より加圧力が働く状態を説明するための説明図で
ある。第9図a及びbは、第5図a及びbに示さ
れる従来の伝熱管を製造する方法をそれぞれ別な
角度から簡略に示す図であつて、第7図a,bに
対応するものである。第10図は、第9図a及び
bに示される方法に従つて形成される山部及び谷
部の形状を簡略に説明する図であり、また第11
図及び第12図は、第6図などに示される本発明
方法を用いた場合に、切込歯の傾斜角度θの大小
に応じて形成される山部及び谷部の形状をそれぞ
れ簡略に示す図である。 10:凝縮伝熱管、12:外面フイン、14:
溝部、16:山部、18:谷部、20:フツク状
部、22:外面フイン形成デイスク、26:切込
溝形成デイスク、28:切込歯、30:素管。
FIG. 1 is a partially cutaway view of a condensing heat exchanger tube obtained according to the method of the present invention. However, to avoid complexity, the peaks and valleys are omitted. Figures 2 a and b show the outer surface of the heat exchanger tube,
These drawings are sketches of enlarged photographs taken from different angles, and show the case where the inclination angle θ is 30°. Figure 3 a and b and Figure 4 a
and b are views corresponding to FIGS. 2a and b, showing cases where the inclination angle θ is 20° and 45°, respectively. FIGS. 5a and 5b are views corresponding to FIGS. 2a and 2b, respectively, showing a part of a conventional heat exchanger tube in which the inclination angle θ is 0°. FIG. 6 is a process diagram briefly showing a specific example of the method of the present invention, and FIG.
Figures a and b are explanatory diagrams schematically showing, from different angles, how peaks and valleys are formed by this method. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the state in which pressing force is applied by the inclined cutting teeth. FIGS. 9a and 9b are views schematically showing the conventional method of manufacturing the heat exchanger tube shown in FIGS. 5a and 5b from different angles, and correspond to FIGS. 7a and 7b. be. 10 is a diagram briefly explaining the shapes of peaks and valleys formed according to the method shown in FIGS. 9a and 9b, and FIG.
Figures 1 and 12 each briefly show the shapes of peaks and valleys formed depending on the inclination angle θ of the incisor teeth when the method of the present invention shown in Figure 6 etc. is used. It is a diagram. 10: Condensing heat transfer tube, 12: External fin, 14:
Groove portion, 16: Peak portion, 18: Valley portion, 20: Hook-like portion, 22: Outer surface fin forming disk, 26: Cut groove forming disk, 28: Cut tooth, 30: Raw tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 目的とする伝熱管を与える素管の外周面に対
してフイン形成デイスクを押圧せしめることによ
り外面フインを転造形成する一方、該フイン形成
デイスクの外面フイン形成方向における下流側
に、所定ピツチで複数の切込歯を備えた切込溝形
成デイスクをその軸心が前記外面フイン形成デイ
スクと同心になるように配置するとともに、該複
数の切込歯をその軸心に対して10〜60゜の範囲で
傾斜させたものとし、かつ前記外面フイン形成デ
イスクによつて形成された外面フインに対して、
その切込溝形成デイスクの傾斜した切込歯を押圧
せしめて、該切込歯による押圧部分が谷部となる
ように転造形成すると同時に、該切込溝形成デイ
スクの回転押圧作用により、前記外面フインの切
込歯押圧部分に対して、該外面フインの両側に位
置する溝部の一方の側に該切込歯の傾斜方向に沿
つて加圧力を働かせるようにしたことを特徴とす
る伝熱管の製造方法。
1 Roll-forming outer surface fins by pressing a fin-forming disk against the outer circumferential surface of the raw tube that provides the intended heat transfer tube, and at the same time rolling-forming the outer surface fins at a predetermined pitch on the downstream side of the fin-forming disk in the direction in which the outer surface fins are formed. A groove forming disk having a plurality of cutting teeth is arranged so that its axis is concentric with the outer fin forming disk, and the plurality of cutting teeth are set at an angle of 10 to 60 degrees with respect to the axis. and with respect to the outer fin formed by the outer fin forming disk,
The inclined cutting teeth of the cutting groove forming disk are pressed, and the pressed part by the cutting teeth is rolled to form a trough, and at the same time, due to the rotational pressing action of the cutting groove forming disk, the A heat transfer tube characterized in that a pressing force is applied to the notch pressing portion of the external fin on one side of a groove located on both sides of the external fin along the inclination direction of the notch. manufacturing method.
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