JPH0757401B2 - 管内面溝付凝縮用伝熱管の拡管方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フィン付き伝熱管の拡管方法に関し、とくに
内面にらせん状溝（軸方向に直交する溝を含む、以下同
じ）を有する凝縮用伝熱管の熱伝達効率を改善すること
が可能なように管内面に加工を施しつつ拡管する拡管方
法に関するものである。

［従来の技術］ 家庭用や業務用の空調設備に使用される熱交換器には、
空気側の熱伝達率を大きくするために、第２図に示すよ
うに周囲に多数のフィン2,2を配設したフィン付き伝熱
管が一般に使用されている。

このようなフィン2,2を伝熱管1,1の周囲に取付けるには
フィン２に伝熱管１を挿入する穴をプレス加工し、当該
穴に伝熱管1,1を挿入して第２図に示すようにルーバー
状に組立てるのが通常である。

このように伝熱管1,1とフィン2,2を組立てたのち、管と
フィンの間の接触をより確実にし、管とフインの間の熱
抵抗を小さくさせるために、管を拡管することが行なわ
れている。この拡管方法として、管内に油圧や水圧を加
えてその圧力で拡管する方法もあるが、一般には管１の
一端より管内径よりも幾分外径の大きい砲弾型のプラグ
をロッドの先端に取付けて管内に押し込み、それによっ
て拡管させる方法が採用されている。

一方、上記のようにして使用される伝熱管の内面は、当
初は平滑なものであったが、熱力学的研究が進むにつ
れ、管内面は平滑のままではなく所定の凹凸を形成させ
た方が熱伝達率が良くなることがわかり、最近では第４
図に示すように伝熱管１′の内面にらせん状の連続溝
１′a,1′ａを形成させたものが主流を占めるようにな
った。

このようにらせん溝１′ａを形成することの効果とし
て、一つにはそれにより管内面の表面積が大きくなり伝
熱面積が増大することがあげられる。しかし、それだけ
ではなく、管内にらせん状の凹凸が存在することで流通
する冷媒が撹拌乱流化され、それによって熱伝達率が向
上することになるし、管内で冷媒を沸騰させて熱交換す
る場合には、管内に流れる冷媒液がらせん溝１′a,1′
ａに沿ってかき上げられ、管内面全体が冷媒液でぬらさ
れることによる熱伝達率の向上効果を期待することもで
きるものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記内面らせん溝付き伝熱管は、前記したようなすぐれ
た熱伝達特性を有するが、すべてにおいて好都合なわけ
ではない。とくに管内で冷媒を凝縮させて使用する場合
にはつぎのような問題点がある。

すなわち、管内で凝縮した冷媒液は重力により管の下方
に溜り、管の下側を流れることになるが、らせん溝１′
a,1′ａが存在するために液化した冷媒の流れが円滑に
いかず、らせん溝１′a,1′ａによる前記かき上げ現象
が起り、管内面全体をぬらすような結果になる。

このように管内面が液でぬらされると、管内壁面と気体
である冷媒蒸気とが直接的に接触しないために、熱伝達
率を大巾に低下させてしまうおそれがある。この故に、
凝縮用の伝熱管の場合には、管内壁面と冷媒蒸気とがよ
り多くの表面積において直接的に接触できるようにする
ことがより重要である。

本発明の目的は、上記のような実情にかんがみ、凝縮用
伝熱管において液化した冷媒の流れを円滑にし、前記冷
媒液のかき上げ現象の発生を大巾に抑制し、凝縮熱伝達
率を格段に増大させ得るように拡管する内面溝付伝熱管
の拡管方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、内面溝付伝熱管をプラグを用いて拡管するに
際し、当該プラグの外表面に突起を設けておき、該突起
付きプラグを管内に挿入して拡管すると同時に突起によ
り管内面に溝を形成し、それによって管内面の溝を分断
させるものである。

［作用］ 管内面のらせん溝により冷媒蒸気に乱流が生じ、伝達効
率を向上させ得る一方、当該らせん溝が軸方向に伸びる
溝により分断されることにより、液化した冷媒のかき上
げが抑止され、管内面に不必要な液膜の形成されるのが
防止される。

さらに、表面突起付きプラグを用いて拡管することでら
せん溝を分断する溝を容易に形成することができる。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例図面を参照し説明する。

第３図は、本発明に係る伝熱管１の実施例の一を示す半
割断面図である。

1a,1aは流手方向に対し角度をもって形成されたらせん
溝であり、前記従来例におけるらせん溝１′ａに相当す
る。1b,1bは当該らせん溝1a,1aを図のように分断してい
る管軸方向に平行な平行溝である。

第４図の従来例と相違し、本発明においてはらせん溝1
a,1aが平行溝1b,1bにより分断されているため、たとえ
凝縮した冷媒液にかき上げが起っても、そのかき上げは
平行溝1b,1bを越えてさらに上側にまではかき上げられ
ず、それを局限された範囲に止めることができ、管内壁
面が冷媒液で不必要にぬらされて伝熱効率を大きく劣化
させるおそれは十分に解消される。

第１図は、上記のように管内面に平行溝1b,1bを形成す
るための拡管プラグ10を示す見取図である。

プラグ10の外径は前述したように拡管する管の内径より
幾分大きく構成されるほか、本発明においてプラグ10の
外表面に突起12,12が形成されている。

上記のように構成されるプラグ10は、ロッド11の先端に
取付けられ、第２図に示すように、組上げられ拡管すべ
き伝熱管1,1の端部より挿入され、管1,1が拡管せしめら
れる。この拡管において、突起12,12が前記らせん溝1a,
1aを変形させ、らせん溝1a,1aを分断させる平行溝1b,1b
が形成される。

本発明に係る方法によれば、上記のようにプラグ10を管
１内に挿入する際に突起12,12の位置を目視により確認
しつつ挿入できるから、前記平行溝1b,1bを管1,1の位置
すなわち熱交換器の使用中の姿勢に対し最適位置に形成
することが可能となり、最適条件の熱交換器を入手する
ことを可能とする大きなメリットがある。

なお、上記実施例においては、プラグ10の外周に形成す
る突起12,12を円周方向に90゜間隔で４個設けた例が示
されているが、４個の限定される意味ではない。必要に
応じその数を増減してよいことは勿論である。しかし、
溝1b,1bの深さをほぼ同程度とし安定した溝に形成する
には、上記90゜置きのほか120゜置きに３個とか、180゜
置きに２個とか、72゜置きに５個といったように、円周
上で等間隔の位置にそれぞれ突起が存在するように突起
12,12を設置することが望ましい。

しかし、管の下側に溝1b,1bを集中させ、冷媒液を当該
溝を介して迅速に流すことで前記冷媒液のかき上げ現象
を防止する意図を実現しようとするならば、上記等角度
の形成とせず管下側に集中させればよいわけであり、等
角度に限定するものではない。

さらに、上記においては溝1b,1bが管軸に平行に形成さ
れる場合が例示されているが、本発明の期待する作用効
果よりすればらせん溝1a,1aがそれとは異なる溝により
分断されていればよいのであり、必ずしも管軸に平行で
ある必要はない。

プラグ10を回転させながら挿入し、分断のための溝1b,1
bをらせん状に形成しても差支えはないのである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る拡管方法によれば、得られた
管における冷媒の凝縮熱伝達率を著しく向上させること
ができ、熱交換器の小型化ひいては冷媒装置の小型化を
達成することが可能となり、設備費やランニングコスト
の低減を図り得るばかりでなく、拡管におけるプラグを
突起付きプラグに変更するだけで拡管装置の他の変更を
必要とせず、従来の拡管作業と同様に拡管を行なえば良
いから新たな作業が付加されることがないなど工業上非
常に有用なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するプラグの実施例を示す見取
図、第２図は本発明に係る拡管方法により拡管する様子
を示す説明図、第３図は本発明に係る方法により入手し
た伝熱管の半割断面図、第４図は従来の伝熱管の半割断
面図である。 1,1′：伝熱管、 1a,1′a:らせん溝、 1b:平行溝、 10:プラグ、 12:突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管内面にらせん溝あるいは管軸に直交する
   溝を有する伝熱管に拡管プラグを挿入して拡管させる場
   合において、拡管プラグの外表面に突起を設け、前記拡
   管を行ないつつ当該突起により前記管内溝を連続的に分
   断させる溝を形成する管内面溝付凝縮用伝熱管の拡管方
   法。