JPH03267694A - 沸騰伝熱管の製造方法 - Google Patents

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 本発明は空気調和機や冷凍機器、自動車機器等の、冷媒
と空気等の流体間で熱の授受を行う熱交換器に用いられ
る沸騰伝熱管の製造方法に関するものである。

従来の技術 近年、沸騰伝熱管は加工速度の高速化や性能向上に起因
した内面形状の複雑化が要求されており、特開昭５８−
１８０９２号公報や特開平１−１１３１１４号公報のよ
うに複雑な溝や突起形状を内面に施した沸騰伝熱管の製
造方法が提案されている。

以下、最も一般的な溝形状を内面に備えた従来の沸騰伝
熱管の製造方法について、図面を参照しながら説明を行
う。

第４図は従来の沸騰伝熱管の形状を示し、第５図と第６
図は前記沸騰伝熱管の造管加工前の金属帯板表面を示し
、第７図は前記沸騰伝熱管を用いた熱交換器の一例を示
す、第４図から第６図において、１は断面がほぼ円筒状
の沸騰伝熱管で、内側に流路２を形成している。８は前
記沸騰伝熱管１の内周面１ａに設けられたＶ字型の溝で
、沸騰伝熱管１の軸方向に対して螺旋状に連続して多数
設けられている。また、この沸騰伝熱管１は、造管及び
溶接加工を経て成形され、造管加工前の平板状の金属帯
板４の１＝！１ＷＩで前記溝３ｔ！：加工した後、平板
状から管状に造管され、更に金属帯板４の両縁辺５ａと
５ｂを溶接して形成される。

以上のように構成された沸騰伝熱管１は一般的に熱交換
器の一部として用いられる。第５図において、６は前記
沸騰伝熱管１を用いた熱交換器の一例で、一定間隔で平
行に並べられたフィン７とフィン７に直角に挿入された
前記沸騰伝熱管１とから構成されており、フィン７間を
流れる気流と沸騰伝熱管１内の流ｊ１８２を漬れる沸騰
過程の冷媒との間で熱交換が行なわれる。その際、沸騰
伝熱管１の内周面１ａに７字型の溝３を螺旋状に設ける
ことにより、水平な沸騰伝熱管１の流路２の管底部を流
れている液冷媒が毛細現象によって溝３内を引き上げら
れて環状流状態になり、冷媒液膜の平均厚さが薄くなる
ために管内側熱伝達率が向上していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、沸騰伝熱管１の内
周面１ａの全てに薄い厚さの冷媒液膜が形成され著しい
伝熱促進効果が得られるのは冷媒の循環量及び乾き度が
大きい領域、すなわち強制対流蒸発が支配的な領域だけ
である。一方、冷媒の循環量及び乾き度が小さい領域、
すなわち核沸騰が支配的な領域では管内の液冷媒が多い
ために液冷媒によって７字型の溝３はすぐに埋もれ液冷
媒は７字型の溝３の上を横切って通過してしまい、沸騰
伝熱管１の上面へは液冷媒が流れない波状流収態となり
、上述したような沸騰メカニズムによる著しい伝熱促進
効果は望めない。従って、管内冷媒の循環量及び乾き度
が小さい場合に管内側熱伝達率が低く、この沸騰伝熱管
１を用いた熱交換器４の性能が低いという課題を有して
いた。また、冷媒の核沸騰域に有効な形状としては多孔
質やキャビティー等が一般に考えられるが、従来の製造
方法では平板状の金属帯板４の段階での表面加工におい
て複数の成形ロール等による加工工程が必要であり、工
数の増大を伴うという課題も有していた。

本発明は上記課題に鑑み、沸騰伝熱管の内周面に設けた
溝形状とその製造方法を工夫することによって、冷媒の
循環量及び乾き度が大きい強制対流蒸発域だけでなく冷
媒の循環量及び乾き度が小さい核沸騰域においても管内
側熱伝達率を向上させ、沸騰伝熱管を用いた熱交換器の
性能向上を図ろうとするものである。

課題を解決するための手段 上記課Ｍを解決するために本発明の沸騰伝熱管の製造方
法は、金属帯板の表面に矩形突起を長手方向に連続して
成形した後、矩形突起を内面にして前記金属帯板を長手
方向に連続して造管し両縁辺を溶接すると共に、前記造
管時に、金属帯板表面の隣接する矩形突起相互の先端部
を略接触して隣接する矩形突起相互間に逆三角形溝を内
面に成形するものである。

作用 本発明は上記した構成によって、従来と同じ製造方法で
工数を増大させるとなく逆三角形溝を形成し、冷媒の循
環量及び乾き度が大きい強制対流蒸発域では従来と同様
のメカニズムにより伝熱促進を図り、かつ、冷媒の循環
量及び乾き度が小さい核沸騰域においても逆三角形溝に
よって安定な沸騰核を生成して伝熱促進を図ることがで
きる。

実施例 以下本発明の実施例の沸騰伝熱管の製造方法について図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例における沸騰伝熱管の形状を示
し、第２図と第３図は前記沸騰伝熱管の造管加工前の金
属帯板形状を示す。第１図から第３図において、１０は
断面がほぼ円筒状の沸騰伝熱管で、内側に流路１１を形
成している。１２は前記沸騰伝熱管１０の内周面１０ａ
に螺旋状に連続して設けられた複数の逆三角形溝で、矩
形突起１３相互間に形成されている。この沸騰伝熱管１
０は、造管及び溶接加工を経て成形され、造管加工前の
平板状の金属帯板１４の段階で矩形突起１３を長手方向
に対して傾斜して連続加工した後、平板状から管状に造
管され、更に金属帯板１４の両縁辺１４ａと１４ｂを溶
接して形成される。この造管時に、前記逆三角形の溝１
２は、金属帯板１４の段階で隣接する矩形突起１３相互
間に形成された矩形溝１５から矩形突起１３の先端１３
ａ相互が略接触することにより容易に成形される。

以上のように構成された沸騰伝熱管１０は従来例と同様
に熱交換器の一部として用いられ、管内に沸騰過程の冷
媒を流して使用される。この使用状態において、冷媒の
循環量及び乾き度が大きい領域、すなわち強制対流蒸発
が支配的な領域では、水平な沸騰伝熱管１０の流路１１
の管底部を流れている液冷媒が毛細現象によって溝１２
内を引き上げられて環状流状態になり、冷媒液膜の平均
厚さが薄くなるために熱伝達率の向上が図られ、更に、
冷媒の循環量及び乾き度が小さい領域、すなわち核沸騰
が支配的な領域でも、溝１２が逆三角形状のために溝１
２内に安定な沸騰核を生成することができるのに熱伝達
率の向上が図られる。またその製造方法において必要な
工数は従来と全く同じである。

以上のように本実施例によれば、金属帯板１４の表面に
矩形突起１３を長手方向に傾斜して連続に成形した後、
矩形突起１３を内面にして前記金属帯板１４を長手方向
に連続して造管し両縁辺１４ａ、１４ｂを溶接すると共
に、前記造管時に、金属帯板１４表面の隣接する矩形突
起１３相互の先端部１３ａを略接触して隣接する矩形突
起１８相互闇に逆三角形溝１２を内面に螺旋状に成形す
ることにより、管内を流れる冷媒の循環量及び乾き度が
大きい強制対流蒸発域だけでなく冷媒の循環量及び乾き
度が小さい核沸騰域においても管内側熱伝達率を促進で
きる沸騰伝熱管１ｏを製造時の工数を増大することなく
提供するとができ、この沸騰伝熱管１０を用いた熱交換
器の性能向上を図ることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、金属帯板の表面に矩形突起を長
手方向に連続して成形した後、矩形突起を内面にして前
記金属帯板を長手方向に連続して造管し両縁辺を溶接す
ると共に、前記造管時に、金属帯板表面の隣接する矩形
突起相互の先端部を略接触して隣接する矩形突起相互間
に逆三角形溝を内面に成形することにより、管内を流れ
る冷媒の循環量及び乾き度が大きい強制対流蒸発域だけ
でなく冷媒の循環量及び乾き度が小さい核沸騰域におい
ても管内側熱伝達率を促進できる沸騰伝熱管を製造時の
工数を増大することなく提供するとができ、この沸騰伝
熱管１０を用いた熱交換器の性能向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における沸騰伝熱管の形状を
示す円周方向断面図、第２図は第１図の沸騰伝熱管の造
管加工前の金属帯板形状を示す平面図、第３図は第２図
のＡ−Ａ断面図、第４図は従来の沸騰伝熱管の形状を示
す円周方向断面図、第５図は第４図の沸騰伝熱管の造管
加工前の金属帯板形状を示す平面図、第６図は第５図の
Ｂ−Ｂ断面図、第７図は沸騰伝熱管を用いた熱交換器を
示す斜視図である。 １０・・・沸騰伝熱管、１２・・・逆三角形溝、１３・
・・矩形突起、１４・・・金属帯板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属帯板の表面に矩形突起を長手方向に連続して成形し
   た後、矩形突起を内面にして前記金属帯板を長手方向に
   連続して造管し両縁辺を溶接すると共に、前記造管時に
   、金属帯板表面の隣接する矩形突起相互の先端部を略接
   触して隣接する矩形突起相互間に逆三角形溝を内面に成
   形した沸騰伝熱管の製造方法。