JPH04302999A - 内面溝付伝熱管 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は内面溝付伝熱管に係り、特に管外
面にプレートフィンを装着するための拡管後においても
、優れた伝熱性能を有利に且つ安定して得ることのでき
る内面溝付伝熱管の構造に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、熱交換器用の伝熱管として、管
内面を管長手方向に延びる複数本の突条を、管周方向に
所定間隔を隔てて互いに略平行に形成することにより、
それら突条の間に、複数本の溝状を形成せしめて成る構
造の内面溝付伝熱管が知られており、管内移送流体に対
して優れた伝熱効果を発揮し得ることから、好適に用い
られてきている。

【０００３】ところで、このような内面溝付伝熱管を、
対空気熱交換器等に用いる場合には、管外流体に対する
伝熱効果を高めるために、通常、その外面に対して複数
枚のプレートフィンが装着されることとなるが、かかる
プレートフィンの装着は、多くの場合、内面溝付伝熱管
をプレートフィンの内孔に挿通せしめた後、該伝熱管内
に拡管プラグを挿入して拡径し、プレートフィンの内孔
に嵌着せしめることによって、行なわれている。

【０００４】ところが、内面溝付伝熱管に対して、その
ような拡管操作を施すと、伝熱管の内周面に形成された
突条の頂部が押し潰されてしまい、拡管前に比して、管
内移送流体に対する接触面積が減少するために、その伝
熱性能が大幅に低下することが、免れ得ないのである。

【０００５】そこで、特開昭５５−４５５４５号公報に
は、伝熱管内面に形成される突条を、突出高さの大きい
大突条と小さい小突条とから構成し、前述の如きプレー
トフィン装着のための拡管時に、拡管プラグが大突条の
みに当接せしめられるようにして、小突条の変形（潰れ
）を防止することにより、かかる拡管操作による伝熱性
能の低下を軽減するようにした内面溝付伝熱管が提案さ
れている。

【０００６】しかしながら、このような構造の内面溝付
伝熱管にあっても、伝熱管内面に形成される突条は、一
般に、高さ：０．５ｍｍ，幅：０．３ｍｍ程度の微細な
ものであるために、特定突条（大突条）のみによって充
分な拡管操作を施すことは、実際には極めて困難であっ
て、拡管操作に伴う小突状の変形が避けられ得なかった
のであり、それ故、目的とする伝熱性能を未だ充分に確
保することができなかったのである。

【０００７】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、管外面にプレートフィンを装着するための
拡管操作後においても、優れた伝熱性能が有利に且つ安
定して発揮され得る、改良された構造の内面溝付伝熱管
を提供することにある。

【０００８】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明の特徴とするところは、管内面に、管長手方向に延
びる複数本の突条を、管周方向に所定間隔を隔てて互い
に略平行に形成することにより、それら突条の間に、複
数本の溝条を形成せしめて成る内面溝付伝熱管において
、前記突条を、先端部が二股状に開かれて隣接する両側
の前記溝条側にそれぞれ湾曲せしめられた割開き突条と
、該割開き突条よりも突出高さの大きい山形突条とによ
って構成したことにある。

【０００９】また、本発明は、そのような内面溝付伝熱
管であって、前記割開き突条と前記山形突条とが、伝熱
管の周方向において交互に形成されてなるものをも、そ
の特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。

【００１１】先ず、図１（ａ）には、本発明に従う構造
とされた内面溝付伝熱管の一具体例が示されており、（
ｂ）には、かかる内面溝付伝熱管の要部拡大断面図が示
されている。そこにおいて、１０は、銅などの熱伝達率
の良好な金属からなる、長手円筒形状を呈する伝熱管で
ある。

【００１２】そして、かかる伝熱管１０の内面には、管
長手方向に延びる複数本の突条１２が、管周方向に所定
間隔を隔てて、互いに平行に形成されている。かかる突
条１２は、管壁から移動した管材料によって一体的に形
成されたものであって、本実施例では、管軸方向に対し
て所定角度傾斜した螺旋状形態をもって形成されている
。そして、これら複数本の突条１２が形成されているこ
とにより、伝熱管１０の内面には、それぞれ隣り合う突
条１２，１２間において、管長手方向に螺旋状に延びる
溝条１４が形成されているのである。

【００１３】また、かかる突条１２は、図１（ｂ）に示
されている如く、突出先端部が、長手方向全長に亘って
、二股状に開かれて、両側先端拡開部１６，１６が、隣
接する両側の溝条１４，１４側にそれぞれ湾曲せしめら
れた割開き突条１２ａと、突出先端部が割り開かれるこ
となく、全体として先細状断面をもって形成された山形
突条１２ｂとによって構成されている。更に、そこにお
いて、山形突条１２ｂにあっては、割開き突条１２ａよ
りも、所定寸法だけ大きな突出高さをもって形成されて
いる。また、特に、本実施例では、それら割開き突条１
２ａと山形突条１２ｂとが、管周方向において、交互に
位置するように形成されている。

【００１４】ところで、このような構造の伝熱管１０は
、例えば、図２に示されている如き方法によって、容易
に製造することが可能である。

【００１５】かかる図２において、２０は、素管２２に
対して所定の引抜き加工を施すための通常の支持ダイス
であり、図示しないホルダによって位置固定に保持され
ている。また、この支持ダイス２０の開口部には、支持
プラグ２４が、素管２２の内側に挿入されて浮遊状態に
保持されている。そして、これら支持ダイス２０と支持
プラグ２４とによって、管材２２を縮径して所定径に仕
上げる引抜き加工が実施されることにより、小径管２５
が形成されるようになっているのである。

【００１６】また、支持プラグ２４の後方には、第一の
転造プラグ２６と、該第一の転造プラグ２６よりも所定
寸法小径の第二の転造プラグ２８が配されている。更に
、これら第一及び第二の転造プラグ２６，２８は、連結
ロッド３０によって、互いに軸方向に所定距離を隔てて
、相対回転不能に且つ同軸的に連結されている。また、
かかる連結ロッド３０にて連結された第一及び第二の転
造プラグ２６，２８は、支持ロッド３２によって、支持
プラグ２４に対して、所定距離を隔てて同軸的に支持さ
れており、且つ図示しないベアリング機構によって、該
支持ロッド３２に対して、それら第一及び第二の転造プ
ラグ２６，２８が、自由回転可能とされている。

【００１７】さらに、第一の転造プラグ２６に対応する
径方向外側および第二の転造プラグ２８に対応する径方
向外側には、前記小径管２５に対して径方向の圧縮力を
及ぼし得る第一の回転ロール３８，３８および第二の回
転ロール４０，４０が、それぞれ配設されている。そし
て、それら第一の転造プラグ２６と第一の回転ロール３
８，３８および第二の転造プラグ２８と第二の回転ロー
ル４０，４０によって、前記素管２２の引抜き加工によ
って形成された小径管２５に対して、それぞれ、圧縮力
（縮径力）が及ぼされることにより、目的とする管径に
仕上げられることとなるのである。

【００１８】また、図４（ａ）及び（ｂ）に示されてい
るように、かかる第一の転造プラグ２６の外周面には、
多数本の転造突起３４が螺旋状形態をもって形成されて
いる一方、第二の転造プラグ２８の外周面には、多数本
の転造突起３６が螺旋状形態をもって形成されている。 そして、伝熱管の形成に際し、それら第一及び第二の転
造プラグ２６，２８によって、伝熱管１０の内周面に対
して、前述の如き突条１２ａ、１２ｂが、転造形成され
るようになっている。

【００１９】より具体的には、第一の転造プラグ２６の
外周面には、製品たる伝熱管１０に形成される各突条１
２（割開き突条１２ａおよび山形突条１２ｂ）に対応す
る所定ピッチをもって、螺旋状の転造突起３４が形成さ
れており、それによって、各突条１２が、全て、山形形
状をもって転造形成されるようになっている。また、第
二の転造プラグ２８の外周面には、製品たる伝熱管１０
に形成される割開き突条１２ａに対応する所定ピッチを
もって、螺旋状の転造突起３６が形成されており、第一
の転造プラグ２６にて転造形成された突条１２のうちの
適数本が、かかる転造突起３６にて、その先端部を切り
込まれて両側に押し開かれることとなり、それによって
、管内周面に、割開き突条１２ａと山形突条１２ｂとが
転造形成されて成る、前述の如き、目的とする伝熱管１
０が形成されることとなるのである。

【００２０】なお、第一の転造プラグ２６による転造部
位と第二の転造プラグ２８による転造部位とでは、管体
（小径管２５）の径が異なることから、それら第一及び
第二の転造プラグ２６，２８における転造突起３４およ
び３６は、かかる径の変化による突条１２のピッチ（ね
じれ角）の変化を見込んで、転造成形時にずれが生じな
いようにして形成されることとなる。

【００２１】従って、このような構造とされた伝熱管１
０にあっては、管内周面に多数本の突条１２が、螺旋状
形態をもって形成されており、しかも、そのうちの適数
本が、割開き突条１２ａとされていることによって、管
内移送流体に対する接触面積が、極めて有利に確保され
得て、優れた伝熱性能が発揮され得ることとなるのであ
る。

【００２２】しかも、このような伝熱管は、熱交換器等
に使用するに際して、公知の如く、その外面に対して複
数枚のプレートフィンが装着されることとなるが、前述
の如き構造の伝熱管１０においては、かかるプレートフ
ィンの装着後においても、その優れた伝熱性能が、有利
に維持され得るのである。

【００２３】より具体的には、プレートフィンの装着は
、一般に、図４に示されているように、伝熱管１０を、
多数枚のプレートフィン４２の装着孔内に挿通せしめた
後、該伝熱管１０内に拡管プラグ４４を挿入して拡径し
、プレートフィン４２の装着孔に嵌着せしめることによ
って、行なわれることとなるが、その際、上述の如き構
造の伝熱管１０にあっては、拡管プラグ４４が、先ず、
山形突条１２ｂに対して当接せしめられて、該山形突条
１２ｂによって、管壁部に対して拡管力が及ぼされるこ
ととなり、該山形突条１２ｂが所定寸法潰れた後に、割
開き突条１２ａに対して拡管プラグ４４が当接せしめら
れることとなる。それ故、かかる割開き突条１２ａには
、それ程大きな拡管力が及ぼされることがなく、しかも
、かかる割開き突条１２ａにあっては、拡管プラグ４４
の当接による拡管力が、両側先端拡開部１６，１６を押
し開くようにして作用せしめられるところから、該割開
き突条１２ａの潰れが、効果的に軽減乃至は防止され得
るのであり、プレートフィンの装着前（拡管前）におけ
る管内移送流体に対する大きな接触面積が、極めて有利
に維持され得て、優れた伝熱性能が有利に且つ安定して
発揮され得ることとなるのである。

【００２４】そして、このように、上述の如き構造の伝
熱管１０を用いることにより、プレートフィンの装着後
における伝熱性能の向上が、有利に達成され得ることか
ら、熱交換器等の性能の向上や、コンパクト化などが、
効果的に図られ得るのである。

【００２５】また、前記実施例では、割開き突条１２ａ
と山形突条１２ｂとが、管周方向において交互に形成さ
れていることから、プレートフィンの装着時に、拡管プ
ラグ４４による拡管力が、管壁に対して管周方向に略均
一に且つ有利に及ぼされ得ることとなり、拡管操作が良
好に実施され得るといった効果が発揮され得るのである
。

【００２６】更にまた、前記実施例では、突条１２が、
管軸方向に対して所定角度傾斜して延びる螺旋状形態を
もって形成されていることから、管内移送流体に対して
旋回状の流れが有利に惹起され得て、その乱流効果によ
る伝熱性能の向上も有利に発揮され得るのである。

【００２７】以上、本発明の一実施例について詳述して
きたが、これは文字通りの例示であって、本発明は、か
かる具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００２８】例えば、前記実施例では、割開き突条１２
ａと山形突条１２ｂとが、管周方向において交互に形成
されていたが、それら割開き突条１２ａの形成数と山形
突条１２ｂの形成数との比は、何等限定されるものでは
ない。尤も、管壁の拡管時に、拡管力を有効に及ぼしめ
るためには、山形突条１２ｂが、管周方向において略等
間隔に形成されていることが望ましい。

【００２９】また、前記実施例では突条１２が螺旋状形
態をもって形成されていたが、かかる突条を、管軸方向
に対して平行に延びる直線状形態をもって形成すること
も可能である。

【００３０】さらに、本発明に係る内面溝付伝熱管の製
造方法は、前記具体的記載によって、何等限定的に解さ
れるものでは、決してない。

【００３１】また、突条１２の突出高さやピッチ等は、
管内損失水頭が大きくなり過ぎないように、且つ乱流効
果等を有効に発揮し得る程度に、管内移送流体等をも考
慮して、適宜決定されることとなる。

【００３２】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り
、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは
言うまでもないところである。

【００３３】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされた内面溝付伝熱管にあっては、内面突
条が割開き突条と山形突条とによって構成されており、
該割開き突条によって、管内移送流体に対する接触面積
が有利に確保されることから、優れた伝熱性能が発揮さ
れ得るのであり、しかも、プレートフィン装着のための
拡管時においても、山形突条によって、割開き突条に作
用する拡管力が有利に軽減されると共に、かかる拡管力
が割開き突条を押し広げるようにして作用せしめられる
ことから、該割開き突条の潰れが有効に軽減乃至は防止
され得て、拡管前における優れた伝熱性能が、有利に且
つ安定して発揮され得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う構造とされた内面溝付伝熱管の一
具体例を示す図であって、（ａ）は外観を示す一部切欠
図であり、（ｂ）は（ａ）図におけるα部の拡大断面図
である。

【図２】図１に示されている内面溝付伝熱管の一製造方
法を説明するための断面説明図である。

【図３】図２に示されている方法に従い内面溝付伝熱管
を製造するに際しての転造操作を説明するための要部拡
大断面図であって、（ａ）は第一の転造プラグによる転
造加工を説明するための図であり、（ｂ）は第二の転造
プラグによる転造加工を説明するための図である。

【図４】伝熱管に対してプレートフィンを装着するため
の拡管操作を説明するための断面説明図である。

【符号の説明】

１０：伝熱管　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１２ａ：割開き突条 １２ｂ：山形突条　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１４：溝条１６：先端拡開部　　　　　　　　　　　
　　　　　　　４２：プレートフィン ４４：拡管プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　管内面に、管長手方向に延びる複数本
   の突条を、管周方向に所定間隔を隔てて互いに略平行に
   形成することにより、それら突条の間に、複数本の溝条
   を形成せしめて成る内面溝付伝熱管において、前記突条
   を、先端部が二股状に開かれて隣接する両側の前記溝条
   側にそれぞれ湾曲せしめられた割開き突条と、該割開き
   突条よりも突出高さの大きい山形突条とによって構成し
   たことを特徴とする内面溝付伝熱管。
2. 【請求項２】　　前記割開き突条と前記山形突条とが、
   伝熱管の周方向において交互に形成されている請求項１
   記載の内面溝付伝熱管。