JPH03234302A

JPH03234302A - 伝熱用電縫管

Info

Publication number: JPH03234302A
Application number: JP3176290A
Authority: JP
Inventors: ▲こう▼田　俊緑; Toshitsuka Kouda; Seizou Masukawa; 桝川　清慥; Haruo Kono; 幸野　晴夫
Original assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1991-10-18
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JP2701956B2

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、熱交換器等の蒸発管や凝縮管、ヒートバイブ
等として使用される伝熱用電縫管に係わり、特に伝熱性
能を向上するための改良に関する。

「従来の技術」伝熱管の伝熱性能を高める手段としては、従来から、銅
製等の管体の内面に、転造や引抜加工によって螺旋状ま
たは直線状の溝を多数形成する方広か周知であり、この
ような溝を形成することにより以下の効果が得られる。

■　この伝熱管を＃縮管として使用した場合には、凝縮
管内を流れる熱媒体蒸気を溝の間の突条部により乱流と
し、ざらに突条部を凝縮核として凝縮効率を増し、液化
を促進する。また、凝縮した熱媒体液体を、溝内におけ
る表面張力を利用して効率的に伝熱管の長手方向に流し
、還流効果を増す。

■　一方、蒸発管として使用した場合には、溝内のエツ
ジが気泡を発する蒸発核となり、核沸騰を促進して伝熱
管内に供給される熱媒体液体の気化効率が増す。また、
溝内における表面張力を利用して熱媒体液体を効率的に
伝熱管の長手方向に流し、その供給効果を増す。

「発明が解決しようとする課題」ところで、この種の溝付き伝熱管の性能を向上するには
、溝の開口幅を狭めて虜の底幅よりも小さくし、管状に
近付けることが有効であると予想される。このような管
状であれば、この管状溝の内部に気泡か発生しやすく、
この気泡か核となり蒸発を促進することにより、気化効
率が大幅に高められる。また、溝内ての表面張力による
熱媒体液体の輸送効率が増し、総合的な伝熱性能か顕著
に増大すると考えられる。

しかし、前述の機械加工により単純溝を形成した伝熱管
では、加工上の制約から溝の開口幅か底部の幅よりも大
きくならざるを得す、溝を管状に形成することは不可能
で、伝熱性能の向上には限界があった。

「課題を解決するための手段」本発明は上記課題を解決するためになされたもので、金
゛属板条材の表面に、多数の平行な主溝を圧延形成した
後、さらにこれら主溝と一定角度で交差する多数の平行
な副溝を圧延形成することにより、これら副溝間の部分
で断続的に前記主溝の開口幅を狭めたうえ、溝形成面を
内側に向けて前記板条材を電縫加工し、管体としたこと
を特徴とする。

なお、前記主溝は断面Ｕ字状に形成されるとともに、前
記副溝は断面Ｖ字状に形成されることが望ましい。

「作　用」この伝熱用電縫管によれば、各主溝の長平方向に間隔を
空けて、開口幅が溝の底幅に比して相対的に狭い管状部
が形成されているため、この伝熱用電縫管を特に熱交換
器等の蒸発部に使用した場合には、この管状部の内部に
気泡が発生しやすく、この気泡が核となり蒸発を促進し
て、熱媒体液体の気化効率が大幅に高められる。

また、蒸発部および凝縮部のいずれに使用した場合にも
、前記管状部により溝内での表面張力による液体の輸送
効率が増すから、単純な溝付き伝熱管に比して、総合的
な伝熱性能が大幅に向上できる。

「実施例」第１図は本発明に係わる伝熱用電縫管の一実施例の内面
を示す拡大図、第２図ないし第６図は■■ないしＶ＋−
Ｖｔ線の断面図である。

この伝熱用電縫管は、金属板条材ｌの表面に多数の平行
な主溝２を形成した後、これら主溝２と一定角度で交差
する多数の平行な副溝３を形成することにより、主溝２
の凸部と副溝３との交差部において主溝２の両側壁を内
側に傾斜させ、主溝２の開口幅を狭めて管状部４とする
一方、主溝２の凹部は元の溝巾を残す。さらにこの板条
材１を溝形成面を内周面として電縫加工し、断面円形の
管体としたものである。

板条材１は、銅および銅合金、アルミニウム等の従来か
ら使用されている材質で成形され、厚さや幅等は用途に
応じて適宜変更してよい。

主溝２は、副溝３を形成する前に、第１０図に示すよう
に底部の断面角度が直角に近い断面Ｕ字状とされている
。Ｕ字形に近い方が主溝２の開口幅を狭めて管状に形成
し易い。主溝２の幅Ｗ１は深さＤｌの４０〜１４０％、
望ましくは８０〜１２０とされる。４０％未満ては、副
溝３の形成により主溝２か潰れ易くなるうえ、加工も困
難である。また、１４０％より犬では管状部４の開口幅
を十分狭めることかできない。

主溝２の間隔Ｐ１は、主溝幅Ｗｌの１．５〜３倍、望ま
しくは１．８〜２．２倍である。１．　５倍未満では副
溝３を形成すると主溝２間の突条部の倒れが生じて管状
部４の形成が困難になる。また、３倍より大では主溝２
の形成密度が小さくなり、伝熱性能の向上効果が減少す
る。

具体的には、通常の伝熱管の場合、主溝２の深さＤ　Ｉ
−０，２〜０．３ｉ＋ｚ、幅Ｗ１＝０．２〜０５ｘｘ、
　Ｐ　１　＝０．　４〜１．５０、底部の断面角度は７
５°以上程度が適当である。

一方、副溝３は断面Ｖ字状に形成されている。

副溝３の間隔は主溝２と同等でよいが、必ずしも主溝２
と等しい必要はない。副溝３の幅Ｗ２は主溝幅ｗ１’の
２５〜９０％、望ましくは５０〜７０％とされる。２５
％未満では主溝２の開口幅を十分狭めることができず、
９０％より大では主溝２の開口部を閉じてしまうおそれ
がある。また、副溝３のｌ朶さＤ２は主溝深さＤＩの５
０〜１００％、望ましくは８０〜１００％とされる。５
０％未満では主溝２の開口幅を十分狭めることかできず
、１００％より大では主溝２を閉じてしまうおそれかあ
る。

具体的には、通常の伝熱管の場合、副溝３の深さＤ２＝
０．１５〜０．３ｊｌ肩、ピッチＰ２＝０．４〜ｌ　５
■、Ｖ字の断面角度は４５〜９０’程度か好適である。

なお、主溝２と副溝３の交差角度αは２０〜６００、特
に３０〜４０’であることが望ましい。

この範囲を外れると、管状部４の形成か困難になる。ま
た、主溝２は伝熱用電縫管の長手方向に対して３０°以
内であることが望ましい。これより大では管の長平方向
への熱媒液体の流通か悪くなる。

上記のような主溝２と副溝３を形成することにより、管
状部４の最小開口幅は、主溝２の幅ｗ１の７５％以下に
狭められている。これが７５％より大では気泡の発生効
果が低下し、従来の溝付き伝熱管に比しての伝熱性能向
上効果か低下する。

次に、この伝熱用電縫管の製造方性を説明する。

まず、電縫加工により管体を形成しうる幅を有する板条
材を、第７図に示すように主溝形成ロールＲ１および副
溝形成ロールＲ２で連続的に圧延し、主溝２と副溝３を
順次形成する。主溝形成ロールＲ１は第８図に示すよう
に主溝２に対応した形状の突条部１０を有する。

一方、副溝形成ロールＲ２は、第９図に示すように断面
Ｖ字状の突条部１１を有する。副溝形成ロールＲ２の突
条部１１の間は、図中二点鎖線１２で示すように曲面状
としてもよい。こうすれば副溝形成時に、この曲面１２
に沿って主溝２の側壁部か円滑に変形し、主溝２の開口
幅を狭める効果か増す。各突条部１１の先端は符号１３
に示すように幅の狭い平坦部を形成してもよい。

主溝２が副溝形成ロールＲ２により変形される様子を第
１１図ないし第１４図に示す。

なお、このように伝熱管１本分の幅の板条材を用いる代
わりに十分幅広の板条材を用い、この板条材に谷溝２，
３を形成した後、スリッターにかけて細幅の板条材に裁
断し、これら板条材に電縫加工を施して伝熱管としても
よい。その場合には、さらに生産性を向上することがで
きる。

次いで、主溝２および副溝３の圧延が終わったら、板条
材ｌを溝形成面を内面側に向けた状態で電縫装置にセッ
トし、多段階に駆動ロールおよびアイドラの間を通して
板条材１を幅方向に丸めていき、最終的に板条材の両側
縁部を溶接して円管形に成形する。電縫装置としては通
常使用されているものでよく、また電縫条件も通常の加
工と同してよい。その後、必要に応じて管の外周面の溶
接部を整形したうえ、ロール状に巻きとるか所定の長さ
で切断し、長尺の伝熱管を得る。

上記の構成からなる伝熱用電縫管によれば、各主溝２の
長手方向に断続的に間隔を空けて、開口幅が溝゛の内幅
に比して相対的に狭い管状部４が多数形成されているた
め、特にこの伝熱用電縫管を熱交換器等の蒸発部に使用
した場合には、第１５図に示す内面か平滑な伝熱管の場
合、第１６図に示す単純溝付きの伝熱管の場合に比して
、第１７図に示すように各管状部４の内部に気泡か発生
しやすく、これら気泡か核となり蒸発を促進し、熱媒液
体（例えばフロンなと）の気化効率か格段に高められる
。

また、管状部４が断続的に設けられているので、各主溝
２内に流れ込んだ熱媒ｉ＆体は、その側壁部から表面張
力を受けて毛細管現象により主溝２に冶って速やかに輸
送される。このため、熱媒液体の輸送効率が単純溝付き
伝熱管の場合に比して向上する。

また、２種の溝２，３　を交差状態で形成したことによ
り、単純溝付き伝熱管に比して表面積が増すうえ、谷溝
２，３　のエツジが鋭利になって表面活性が高まる。し
たがって、凝縮部に使用した場合には、これらエツジ部
の液切れが良く、熱媒蒸気の凝縮を促進し、液化効率が
高められる。

さらに、この伝熱用電縫管では、圧延工程および電縫工
程の２工程を一つのラインとして連続させることにより
、長尺かつ細径の伝熱管を効率良く得ることかでき、量
産により製造コストの低確か図れる。

なお、上記実施例では伝熱用電縫管の形状を断面円形と
していたか、本発明は円形に限らず、断面楕円形や偏平
管状等としても実施可能である。

「発明の効果」以上説明したように、本発明の伝熱用電縫管によれば、
各主溝の長平方向に間隔を空けて、開口幅が溝の内幅に
比して相対的に狭い管状部が多数形成されているため、
特にこの伝熱用電縫管を熱交換器等の蒸発部に使用した
場合には、各管状部の内部に気泡が発生しやすく、これ
ら気泡が蒸発部として作用し、熱媒液体の蒸発を促進し
て気化効率か格段に高められる。

また、管状部が断続的に設けられているので、各主溝内
に流れ込んだ熱媒液体は、その側壁部から表面張力を受
けて毛細管現象にまり主溝に沿って速やかに輸送され、
熱媒液体の輸送効率が単純溝付き伝熱管の場合に比して
向上する。

また、上溝と副溝を交差状態で形成したことにより、単
純溝付き伝熱管に比して表面積か増すうえ、谷溝のエノ
／か鋭利になって表面活性か高まる。したかって、凝縮
部に使用した場合には、これらエツジか凝縮核となって
熱媒蒸気の凝縮を促進し、液化効率か高められる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係わる伝熱用電縫管の内面の拡大図、
第２図ないし第６図は■−■ないし■−■線視線面断面
図７図は同伝熱用電縫管の製造方法を示す説明図、第８
図は主溝形成ロールの断面形状、第９図は副溝形成ロー
ルの断面形状、第１０図ないし第１４図は製造方法の説
明図、第１５図ないし第１７図は本発明の効果を示す説
明図である。 ■・・・金属板条材、２・・・主溝、３・・副溝、４・
・・管状部、Ｒ１・主溝形成ロール、Ｒ２・・副溝形成
ロール。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属板条材の表面に、多数の平行な主溝を圧延形
成した後、さらにこれら主溝と一定角度で交差する多数
の平行な副溝を圧延形成することにより、これら副溝間
の部分で断続的に前記主溝の開口幅を狭めたうえ、溝形
成面を内側に向けて前記板条材を電縫加工し、管体とし
たことを特徴とする伝熱用電縫管。
（２）前記主溝は断面Ｕ字状に形成されるとともに、前
記副溝は断面Ｖ字状に形成されることを特徴とする請求
項１記載の伝熱用電縫管。