JPH03169441A - 伝熱管およびその製造方法 - Google Patents

伝熱管およびその製造方法

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JPH03169441A
JPH03169441A JP31204589A JP31204589A JPH03169441A JP H03169441 A JPH03169441 A JP H03169441A JP 31204589 A JP31204589 A JP 31204589A JP 31204589 A JP31204589 A JP 31204589A JP H03169441 A JPH03169441 A JP H03169441A
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heat exchanger
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groove
tube
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山本 孝司
Toshiaki Hashizume
利明 橋爪
Hiroshi Kawaguchi
川口 寛
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷凍機、空調機用などの熱交換器に使用され
る伝熱性能の優れた伝熱管およびその製造方法に関する
ものである。
〔従来の技術とその課題〕
一般に空調機や冷凍機などに用いられる伝熱管は、管内
にフレオンなどの冷媒を蒸発または凝縮させて管外を流
れる流体との間で熱交換を行なうもので、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管の使用が
多くなっている。この内面溝付管は管内に断面が微細な
三角形や台形の溝を管軸に沿って直線状もし《は螺旋状
に形成されたもので平滑管に比べ伝熱面積が増大すると
共に冷媒液を撹拌させる作用によって伝熱性能を向上さ
せることができる。
近年、特に空調機用熱交換器に対して高性能化や小型軽
量化の要求が強く、またヒートポンプ式エアコンの普及
に伴って伝熱管としては高性能化がより一層要求されて
来た。しかしながら従来の内面溝付管においては溝数、
リード角、溝形状などの改良は行なわれているものの性
能向上には限界があった。
そこでこれら従来の内面溝付管に代って、伝熱表面に第
1溝を形成し、第1溝と所定の角度で交差する互いに平
行な第2溝を設けた伝熱管(特開昭60−15015号
公報)や内面クロス溝付管(特開昭58−83189号
公報、特開昭57−150799号公報)などが開発さ
れた。これらの伝熱管は、内壁面を微細化することによ
り蒸発時における核沸騰を促進して伝熱性能を向上して
いるものである。
しかしながら、これらの伝熱管を使用した熱交換器は使
用開始時には高い伝熱特性を示すが使用時間が長くなる
につれて微細化した内壁面内に冷凍機油などの汚れが付
着して徐々に性能が低下する問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上記の問題について検討の結果、長期間の使
用においても内壁の溝内に冷凍機油や他の汚れの付着が
少なく、伝熱性能の低下を防止した伝熱管およびその製
造方法を開発したものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、管
内面に長手方向に沿って直線または螺旋状の多数の微細
な山部と溝部を有する伝熱管であって、該山部はその長
手方向に所定の長さを持つ独立した山部からなり、冬山
部は隣接する山部の中方向に対して平行或いは所定の角
度をもって互いにズレ部を有して形成されていることを
特徴とする伝熱管を請求項lとし、上記山部のズレ部分
に交差するクロス溝が多数形成されていることを特徴と
する請求項l記載の伝熱管を請求項2とし、前記山部の
長さPに対してズレlsの比がS/P≧0.02である
ことを特徴とする請求項1または2記載の伝熱管を請求
項3とし、管をフローティングプラグとダイスにより縮
径し、続いて第lの溝付プラグと転造ローラーにより管
内に第1溝を所定の溝深さに形成し、次に第2の溝付プ
ラグと転造ローラーにより第l溝によって隔てられた山
部を第2の溝で押潰した後、所定の縮径率をもって縮径
することにより山部のズレ部分に交差するクロス溝を形
成することを特徴とする請求項1,2または3記載の伝
熱管の製造方法を請求項4とし、周囲に溝または山部を
有する溝付ロールと平滑ロールを有する圧延機に金属条
を供給して金属条表面に溝または山部を形成し、該金属
条を戒形ロールにより管状に戒形した後、継目を溶接す
ることを特徴とする請求項1.2または3記載の伝熱管
の製造方法を請求項5とするものであすなわち本発明は
、第1図に伝熱管の一部を展開した拡大斜視図に示すよ
うに伝熱管(1)の管内面に微細な溝部(2)と山部(
3)とが管の長手方向に直線状または螺旋状に形戒され
ており、上記の山部は、その長さ方向に所定の長さ(P
)を持ち分断面(4)により分断され独立した山部であ
り、各山部(3)、(3′)、(3’)は山部の巾方向
に対して平行或いは所定の角度をもって互いにズレ部(
S)を有して形成されているものである。
このズレ部(S)のズレIsは山部の長さ(P)に対し
てズレ量Sの比がS/P≧0.02であることが好まし
く、これより小さいと冷媒液に乱流を与える作用が少な
い。
第2図に示すものはS/Pが大きい場合であって山部(
3′)は溝部(2)を閉塞する形となるが、この伝熱管
も乱流効果がある. また本発明の他の例としては、第3図に示すように山部
(3)、(3′)、(3′)の間のズレ部(S)に山部
と交差するクロス溝(5)を多数形成した伝熱管である
これらの伝熱管は例えば、第4図に示すように山部をズ
レをもって形戒することにより溝部(2)内の冷媒液の
流れが山部(3)の片側で衝突して流れを乱す乱流部(
6)を形成し、もう一方の片側で流れに対して液のよど
みをもたせる保持部(7)をつくり溝部内に液膜の分布
を形成して液の凝縮、蒸発作用を促進させて伝熱性能を
向上させるものである。
また第3図に示す山部のズレ部分に交差するクロス溝を
形成したものは、クロス溝による表面積の増大による凝
縮、蒸発作用の増加と共に、上記のズレ部に乱流作用に
よって溝内に付着する冷凍機油や汚れを除去する効果が
あり性能の低下を防止するものである。
次に本発明の製造方法について説明する。
第5図は管内面にズレ部を有する山部と、これに交差す
るクロス溝を有する伝熱管を製造する装置の断面である
。先ず鋼管(1l)を縮径ダイス(12)とフローティ
ングプラグ(13)により縮径加工を行ない、次に連結
棒(14)を介してフローティングプラグにより管内の
一定の位置に保持され、一方向にリード角をもつ溝を有
する第1溝付プラグ(15)と第1溝付プラグに対向す
る位置で管外から公転しながら管を押圧する複数個の第
1転造ローラー(17)により管を縮径すると共に管内
に直線状または所定のリード角および溝深さを有する第
1溝を形成する。次に第l溝付プラグと反対のリード角
をもつ第2溝付プラグ(16)と第2転造ローラー(1
8)により、第1溝を押潰すようにして所定の溝数、リ
ード角、溝深さのクロス溝が形成される。
次にズレ量を付与するために上記の管を続いて縮径ダイ
ス(19)により所定の縮径率で縮径することにより山
部がクロス溝で分断されて第3図に示すように山部のズ
レ部分に交差するクロス溝(5)が多数形成された伝熱
管が得られる。
この場合上記のズレ量sは第l溝の深さHmmとに関係
する。その関係は第6図に示す通りである。
すなわち第l溝の深さが深い程ズレ量は大きくなる。こ
の関係を応用することにより所定のズレ量を有する交差
したクロス溝を持つ伝熱管を製造することができる。ま
た本発明の他の製造方法としては、第7図〜第9図に示
す方法がある.この方法は、第7図に示すように先ず溝
付金属条(51)を表面に所定のリード角と溝深さを持
つ溝付ロール(71)と対向する位置にあるフラットロ
ール(70)とにより形戊する。このときの溝付ロール
は第8図に示すように溝部(2)と山部(3)を有する
複数個の溝付ロール(93)を溝部にズレを持たせて接
合し一個のロールとしてもよい.このようにして条表面
に一定のズレを有する山部と溝部を形成した後、第9図
に示すように形成ロール群(80〜87)に挿入し上記
の条を管状に成形し、継目を溶接して伝熱管(+)とす
るものである。
この方法により第1図、第2図および第3図に示すよう
な種々の内面形状を有する伝熱管が製造できる。なお(
90)、(9l)はスクイズロール、(92)は誘導コ
イルである。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例l 第7図〜第9図に示す溝付条から成形ロールにより管に
威形し、その継目を溶接する方法により外径9.53m
,溝数60、リード角18゜の種々ノズレIsを有する
伝熱管を作製した.この管と外径9.53n+m、溝数
60,リード角18゜山高さ0.20IIIl1ノスレ
のない従来の伝熱管を二重管式熱交換器に組込んで伝熱
特性を測定した。その結果を第10図に示す。同図より
明らかなように従来の伝熱管はアップ率Oであるが本発
明のズレ部を有するものは山の長さPに対するズレls
の比S/Pが0.02以上において蒸発、凝縮特性のい
ずれも著しく向上することが認められる。なお蒸発特性
は0.3を越えるとアップ率は減少する傾向がある. 実施例2 第5図に示す溝付プラグと転造ロールを用いて、先ず鋼
管(1l)を縮径ダイス(12)とフローティングプラ
グ(13)により12. 7aeφに縮径加工を行ない
、次に第1溝付プラグ(l5)と第1転造ロール(17
)により溝数60、リード角(左ねじり)18゜、溝深
さ0.3閣の溝を形成し、続いて第2溝付プラグ(l6
)と第2転造ローラーにより第1溝を押潰すようにして
溝数60、リード角(右ねじり)18゜、溝深さ0.2
0Mの溝を形成した外径1lIllllIφのクロス溝
を有する管を得た。これを引続いて縮径ダイス(19)
により外径9.53mm (縮径率0.13)に縮径し
て第3図に示すようなズレlsが0.05mで山部のズ
レ部分にクロス溝(5)を多数形成した伝熱管を得た。
この伝熱管と従来のズレ部のないクロス溝付管を二重管
式熱交換器に組込み管内に冷媒を流し、単位時間毎に熱
伝達率を測定した。この結果を第11図に示した。この
結果よりズレ量0の従来のクロス溝付管は時間の経過と
共に熱伝達率が低下して行くのに対し本発明のズレ部を
有する伝熱管はいずれも熱伝達率の低下が著しく少なく
、冷凍機油などの汚れによる伝熱性能の低下を防止でき
ることが明らかである。
〔効果〕
以上に説明したように本発明によれば、従来の内面溝付
管に比して、蒸発、凝縮性能を著しく向上させることが
でき、また長期間の使用において冷凍機油や汚れによる
伝熱性能の低下を防止する伝熱管が得られるもので工業
上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明に係る伝熱管の一例を示す部分
拡大展開斜視図、第4図は本発明の作用を示すための伝
熱管の部分拡大展開図、第5図は本発明に係る伝熱管の
製造方法に使用する装置の一例を示す断面図、第6図は
本発明に係る伝熱管の山ズレ量と縮径率との関係を示す
線図、第7図および第9図は本発明に係る伝熱管の他の
製造方法を説明する斜視図、第8図は第7図の溝付ロー
ルの側面図、第10図は本発明に係る伝熱管の伝熱性能
を示す線図、第11図は本発明に係る伝熱管の熱伝達率
と使用時間の関係を示す線図である。 1・・・伝熱管、 2・・・溝部、 3.3’,3’・
・・面 山部、  4・・・分断口、  5・・・クロス溝。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)管内面に長手方向に沿って直線状または螺旋状の
    多数の微細な山部と溝部を有する伝熱管であって、該山
    部はその長手方向に所定の長さを持つ独立した山部から
    なり、各山部は隣接する山部の巾方向に対して平行或い
    は所定の角度をもって互いにズレ部を有して形成されて
    いることを特徴とする伝熱管。
  2. (2)山部のズレ部分に交差するクロス溝が多数形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の伝熱管。
  3. (3)山部の長さPに対してズレ量Sの比がS/P≧0
    .02であることを特徴とする請求項1または2記載の
    伝熱管。
  4. (4)管をフローティングプラグとダイスにより縮径し
    、続いて第1の溝付プラグと転造ローラーにより管内に
    第1溝を所定の溝深さに形成し、次に第2の溝付プラグ
    と転造ローラーにより第1溝によって隔てられた山部を
    第2溝で押潰した後、所定の縮径率をもって縮径するこ
    とにより山部のズレ部分に交差するクロス溝を形成する
    ことを特徴とする請求項1、2または3記載の伝熱管の
    製造方法。
  5. (5)周囲に溝または山部を有する溝付ロールと平滑ロ
    ールを有する圧延機に金属条を供給して金属条表面に溝
    または山部を形成し、該金属条を成形ロールにより管状
    に成形した後、継目を溶接することを特徴とする請求項
    1、2または3記載の伝熱管の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001002124A1 (fr) * 1999-07-01 2001-01-11 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. Appareil de fabrication de tubes de chauffage a rainures interieures et cylindre de laminage d'ailettes
KR20040050298A (ko) * 2002-12-10 2004-06-16 현대자동차주식회사 폐단면 롤성형 장치

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JPS61209723A (ja) * 1985-03-13 1986-09-18 Kobe Steel Ltd 伝熱管の製造方法
JPS63143031A (ja) * 1986-12-08 1988-06-15 テルモ株式会社 医療情報処理装置

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