JPS59176593A - 沸騰伝熱管及びその製造方法 - Google Patents
沸騰伝熱管及びその製造方法Info
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- JPS59176593A JPS59176593A JP4954883A JP4954883A JPS59176593A JP S59176593 A JPS59176593 A JP S59176593A JP 4954883 A JP4954883 A JP 4954883A JP 4954883 A JP4954883 A JP 4954883A JP S59176593 A JPS59176593 A JP S59176593A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- grooves
- heat exchanger
- heat transfer
- exchanger tube
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は沸騰伝熱管及びその製造方法に関するもので
ある。
ある。
管外沸騰方式の熱交換器の伝熱管としては、伝熱管の表
面に規則的に切欠きを有するフィンを起立させ、そのフ
ィンの先端部を隣接するフィンの方向へ倒してこれ隣接
するフィンに接触又は接続させることにより、表面下に
前記切欠きの名残りである小孔によって外部と連通ずる
多数のトンネルを形成してなるものが提案されているが
、斯かる構成の伝熱管では低流速時に管内の熱伝達率が
悪く総括熱伝達率が大ぎくならないだけでなく、トンネ
ルを外部と連通させる小孔の所要寸法精度が得難く品質
の安定した伝熱管が得られないという問題があった。
面に規則的に切欠きを有するフィンを起立させ、そのフ
ィンの先端部を隣接するフィンの方向へ倒してこれ隣接
するフィンに接触又は接続させることにより、表面下に
前記切欠きの名残りである小孔によって外部と連通ずる
多数のトンネルを形成してなるものが提案されているが
、斯かる構成の伝熱管では低流速時に管内の熱伝達率が
悪く総括熱伝達率が大ぎくならないだけでなく、トンネ
ルを外部と連通させる小孔の所要寸法精度が得難く品質
の安定した伝熱管が得られないという問題があった。
この発明は斯かる点に鑑み、製造が容易で、品質の安定
した伝熱性能のすぐれた沸騰伝熱管を提供すべくなされ
たものである。
した伝熱性能のすぐれた沸騰伝熱管を提供すべくなされ
たものである。
ずなわら、この発明はコルグー１〜加工を施してその外
面にらせん状の溝を形成すると同時に内面にらせん状の
突起を形成した伝熱管の前記溝間の外面に、両端が前記
溝の近傍に開口している多数の微細なトンネルを形成し
、もって管内は前記突起１．１より熱伝達率を向上させ
、管外はトンネルにより熱伝達率を向上させたことを特
徴とする伝熱管の製造方法と形状に係るものである。
面にらせん状の溝を形成すると同時に内面にらせん状の
突起を形成した伝熱管の前記溝間の外面に、両端が前記
溝の近傍に開口している多数の微細なトンネルを形成し
、もって管内は前記突起１．１より熱伝達率を向上させ
、管外はトンネルにより熱伝達率を向上させたことを特
徴とする伝熱管の製造方法と形状に係るものである。
以下図面を参照して説明する。
加工される管は表面が平滑な裸管が用いられる。
先ずこの管にコルゲート加工を行う。この方法は第２図
に示すように、リング状の突起２１を有する転造ロール
２の１ないし数個と駆動装置などから構成される装置 軸に対して所定の角度で設定し、管を回転させながら移
動させると共に、転造ロール２を管に当接して自転させ
る。管を回転させず、構造ロール２を公転及び自転させ
てもよい。
に示すように、リング状の突起２１を有する転造ロール
２の１ないし数個と駆動装置などから構成される装置 軸に対して所定の角度で設定し、管を回転させながら移
動させると共に、転造ロール２を管に当接して自転させ
る。管を回転させず、構造ロール２を公転及び自転させ
てもよい。
これにより、第１図に示すように、管１の外面にはらせ
ん状に溝３が形成されると同時に内面には３− らせんの突起４が形成される。
ん状に溝３が形成されると同時に内面には３− らせんの突起４が形成される。
この後管１に鋤起的な切削を施して溝３の間の外面に第
３図及び第４図に示すように多数のフィン５を起立させ
る。その方法は流器を用い所定のバイトを管１の外面に
当接させ管１を回転させながらバイトを満３のピッチよ
り小さいピッチで横送りする。この切削は刃先形状、切
込角、切込法さなどを選定することにより容易に行うこ
とができる。
３図及び第４図に示すように多数のフィン５を起立させ
る。その方法は流器を用い所定のバイトを管１の外面に
当接させ管１を回転させながらバイトを満３のピッチよ
り小さいピッチで横送りする。この切削は刃先形状、切
込角、切込法さなどを選定することにより容易に行うこ
とができる。
これにより、溝３の間の外面が切削され、そこには鋭角
な先細り先端を有する切込み深さより背の高いフィン５
が溝３に交叉して切り起こされる。
な先細り先端を有する切込み深さより背の高いフィン５
が溝３に交叉して切り起こされる。
次に第５図に示すように、テーパ一部６１を有するロー
ル６の数個を備えた装置を用い、ロール６を管軸と平行
に設定し、管１を移動させると共にロール６をフィン５
部に当接して公転及び自転させる。管１を回転させなが
ら移動させ、ロール６を自転させてもよい。
ル６の数個を備えた装置を用い、ロール６を管軸と平行
に設定し、管１を移動させると共にロール６をフィン５
部に当接して公転及び自転させる。管１を回転させなが
ら移動させ、ロール６を自転させてもよい。
これによって、フィン５の先端部は横方向に倒されて隣
接するフィン５の途中に接続され、その下４ー に第６図にも示すように、両端が溝３の近傍に開口して
いる微細なトンネル７が形成される。第６図から明らか
なように、各トンネル７の開口部８は溝３の縁より少し
奥まったものとなるが、フィン５を第５図の場合と、逆
の方向に倒せば開口部８の外側に庇がついたような形態
となる。
接するフィン５の途中に接続され、その下４ー に第６図にも示すように、両端が溝３の近傍に開口して
いる微細なトンネル７が形成される。第６図から明らか
なように、各トンネル７の開口部８は溝３の縁より少し
奥まったものとなるが、フィン５を第５図の場合と、逆
の方向に倒せば開口部８の外側に庇がついたような形態
となる。
また、必要に応じてトンネル７を形成した後、第２図に
示すようなリング状の突起を有するロールを溝３に沿っ
て当接させてトンネル７の間口部８を狭めた形態として
もよい。また、第８図に示すような、凹凸を有するリン
グ状突起をもったロールを用いると、開口の一部のみが
狭められた形態となる。
示すようなリング状の突起を有するロールを溝３に沿っ
て当接させてトンネル７の間口部８を狭めた形態として
もよい。また、第８図に示すような、凹凸を有するリン
グ状突起をもったロールを用いると、開口の一部のみが
狭められた形態となる。
斯くして形成されたトンネル７の各々は、管外には沸騰
を伴う液媒体を管内には必ずしも相変化を伴わない比較
的高温の液体を通過させた場合、液の気泡の発生、成長
の部分として作用する。
を伴う液媒体を管内には必ずしも相変化を伴わない比較
的高温の液体を通過させた場合、液の気泡の発生、成長
の部分として作用する。
すなわち、開口部８を通して外部と連通しているので、
トンネル７内で発生した液の気泡はすぐには外部へＩｌ
ｌｔｌｌＲせず内部に止めておかれる。しかも各トンネ
ル７はその周囲の壁からもたらされる熱を集積し、内部
の温度を集中的に高めるように作用するので、１〜ンネ
ル７内において効率よく気泡を成長させる。また開口部
８はトンネル７内である大ぎざに成長した気泡が圧ノｊ
と浮力によりその一部を残して次々に浮上するどきのＩ
ＩＩＩＲ部として作用するほか、気泡の発生、成長を促
すトンネル７内への液の流入部として作用し、沸騰現象
を活発にさせて管外熱伝達率を向上させる。
トンネル７内で発生した液の気泡はすぐには外部へＩｌ
ｌｔｌｌＲせず内部に止めておかれる。しかも各トンネ
ル７はその周囲の壁からもたらされる熱を集積し、内部
の温度を集中的に高めるように作用するので、１〜ンネ
ル７内において効率よく気泡を成長させる。また開口部
８はトンネル７内である大ぎざに成長した気泡が圧ノｊ
と浮力によりその一部を残して次々に浮上するどきのＩ
ＩＩＩＲ部として作用するほか、気泡の発生、成長を促
すトンネル７内への液の流入部として作用し、沸騰現象
を活発にさせて管外熱伝達率を向上させる。
一方コルゲー１〜加工により内側に形成された突起４は
管内熱伝達率を向上させるように作用する。
管内熱伝達率を向上させるように作用する。
すなわち、管内熱伝達率は管内流速が小さい場合、管外
の熱伝達率に比して小さく、総括熱伝達率は増大しない
。管内流速を大きくしないで管内の熱伝達率を増大する
には管内にフィンをつけ管内伝熱面積を増大する方法が
あるが、その方法は構造］ストが高く圧力損失も増大し
て好ましい方法とはいえない。この点コルゲート加工に
より管内にらせん状の突起をつけることにより低流速で
あっても乱流効果が表われ、管内の熱伝達率が増大し、
総括熱伝達率の向上に役立つ。
の熱伝達率に比して小さく、総括熱伝達率は増大しない
。管内流速を大きくしないで管内の熱伝達率を増大する
には管内にフィンをつけ管内伝熱面積を増大する方法が
あるが、その方法は構造］ストが高く圧力損失も増大し
て好ましい方法とはいえない。この点コルゲート加工に
より管内にらせん状の突起をつけることにより低流速で
あっても乱流効果が表われ、管内の熱伝達率が増大し、
総括熱伝達率の向上に役立つ。
この発明の実施例では外径１８ｍｍの鋼管にピッチ７
ｍｍでコルゲート加工し内面に高さ０．３ｍｍのらせん
状突起を形成した後、切込み深さ０．４ｍｍで、フルゲ
ート線と交叉する方向に鋤起的な切削を施してピッチ０
．４＃、高さＯ，Ｂｍｍのフィンを起立させ、しかる後
ロール加工によりフィン先端部を倒して隣接するフィン
の途中に接続させることにより中０．２ｍｍの多数の細
長いトンネルが形成された。
ｍｍでコルゲート加工し内面に高さ０．３ｍｍのらせん
状突起を形成した後、切込み深さ０．４ｍｍで、フルゲ
ート線と交叉する方向に鋤起的な切削を施してピッチ０
．４＃、高さＯ，Ｂｍｍのフィンを起立させ、しかる後
ロール加工によりフィン先端部を倒して隣接するフィン
の途中に接続させることにより中０．２ｍｍの多数の細
長いトンネルが形成された。
この伝熱管の伝熱特性を第９図の実施例Ａに示す。
他の実施例では、上記実施例Ａのトンネル開口の全部の
開口部を実施例Ａの場合の２／３程度に狭めた。その場
合の伝熱特性を第９図の実施例Ｂに示′？ｌ。
開口部を実施例Ａの場合の２／３程度に狭めた。その場
合の伝熱特性を第９図の実施例Ｂに示′？ｌ。
尚、第９図の特性試験は、沸ｍ液：Ｒ−１１、沸騰圧：
大気圧、管内液：水、管内流速：２．５ｍ／Ｓで行なっ
た。
大気圧、管内液：水、管内流速：２．５ｍ／Ｓで行なっ
た。
比較例へは従来例の伝熱管、比較例Ｂは平滑管の場合で
ある。
ある。
７−
コルゲートのピッチや管軸に対する傾き等は内部流体の
種類や流速と管内熱伝達率の関係で選定される。またト
ンネルの大きさ、ピッチ等は管外沸騰液の物性等に対す
る最適形状から決定される。
種類や流速と管内熱伝達率の関係で選定される。またト
ンネルの大きさ、ピッチ等は管外沸騰液の物性等に対す
る最適形状から決定される。
第７図は］ルゲート加工によって形成される溝３のビッ
ヂを異ならせた場合のフィン５を起立された状態を示し
たもので、フィン先端部を倒して接続するのは前の例と
同様に行なわれる。
ヂを異ならせた場合のフィン５を起立された状態を示し
たもので、フィン先端部を倒して接続するのは前の例と
同様に行なわれる。
このように溝３のピッチを異ならせた場合、形成される
溝３間が広い部分ど狭い部分とでは形成されるトンネル
の長さが異なったものとなる。トンネル７の長さは性能
に影響し、熱負荷が小さいとぎは比較的長い方が良く熱
負荷が大きいときは短かい方が良いことが判っている。
溝３間が広い部分ど狭い部分とでは形成されるトンネル
の長さが異なったものとなる。トンネル７の長さは性能
に影響し、熱負荷が小さいとぎは比較的長い方が良く熱
負荷が大きいときは短かい方が良いことが判っている。
従って、この例のように長さの異なるトンネルが混在す
るものであれば、熱負荷の広い範囲にわたって良好な伝
熱特性のものを得ることができる。
るものであれば、熱負荷の広い範囲にわたって良好な伝
熱特性のものを得ることができる。
また、これらのトンネル開口の一部を、第８図のロール
を用いて狭めるとか、又は第２図か第８図のロールを用
いて長い方のトンネル開口のみを狭８− め、短いトンネルの方は狭めないなど、種々のＵｎ口部
形状、寸法を混在させることにより、良好な伝熱特性を
得ることも可能である。
を用いて狭めるとか、又は第２図か第８図のロールを用
いて長い方のトンネル開口のみを狭８− め、短いトンネルの方は狭めないなど、種々のＵｎ口部
形状、寸法を混在させることにより、良好な伝熱特性を
得ることも可能である。
尚、前の例ではフィン先端部を横方向に倒して接触又は
接続する方法としてローラによる場合を示したが、これ
はダイスを用いた引抜き法、高速回転するワイヤブラシ
を押付けて横方向に伸長させる方法でもよく、これらの
組合せであってもよい。
接続する方法としてローラによる場合を示したが、これ
はダイスを用いた引抜き法、高速回転するワイヤブラシ
を押付けて横方向に伸長させる方法でもよく、これらの
組合せであってもよい。
以上のようにこの発明にＪ：れば管外においては沸騰現
象が効果的に行なわれ、また管内においても乱流効果が
表われるので、総括熱伝達効率を向上させることができ
る。しかも、コルゲート加工により管内熱伝達率を向上
させる突起を形成すると共に、外面にトンネル開口部形
成に役立つ溝を形成するので、加工が簡略で加工工数が
少なく、品質の安定した伝熱管を安価に提供できる利点
がある。
象が効果的に行なわれ、また管内においても乱流効果が
表われるので、総括熱伝達効率を向上させることができ
る。しかも、コルゲート加工により管内熱伝達率を向上
させる突起を形成すると共に、外面にトンネル開口部形
成に役立つ溝を形成するので、加工が簡略で加工工数が
少なく、品質の安定した伝熱管を安価に提供できる利点
がある。
第１図はこの発明に用いらるコルゲート加工後の伝熱管
の例を示す一部断面正面図、第２図はコルゲート加工に
使用するロールの斜視図、第３図はフィン加工後の状態
を示す正面図、第４図は断面拡大図、第５図はフィンを
倒す状態を示す説明図、第６図は得られた伝熱管の状態
を示す部分拡大図、第７図はこの発明に用いられるフィ
ン加工後伝熱管の別の例を示す正面図、第８図は成形ロ
ールの斜視図、第９図はこの発明による伝熱管の特性を
示すグラフである。 １：伝熱管、２：転造ロール、３：溝、４：突起、５：
フィン、７：トンネル、８：開口部。 １１− 第１頁の続き ■出 願 人 株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号 ４６７−
の例を示す一部断面正面図、第２図はコルゲート加工に
使用するロールの斜視図、第３図はフィン加工後の状態
を示す正面図、第４図は断面拡大図、第５図はフィンを
倒す状態を示す説明図、第６図は得られた伝熱管の状態
を示す部分拡大図、第７図はこの発明に用いられるフィ
ン加工後伝熱管の別の例を示す正面図、第８図は成形ロ
ールの斜視図、第９図はこの発明による伝熱管の特性を
示すグラフである。 １：伝熱管、２：転造ロール、３：溝、４：突起、５：
フィン、７：トンネル、８：開口部。 １１− 第１頁の続き ■出 願 人 株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号 ４６７−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 伝熱管にコルゲート加工が施されて外面にはらせん
状の溝が、内面にはらせん状の突起が形成されており、
前記溝の間の外面には、前記溝と交叉する方向に延び、
互に隣接する多数の微細なトンネルを有し、その各トン
ネルの両端は前記溝の近傍に開口していることを特徴と
する沸騰伝熱管。 ２ 溝のピッチが同じである請求の範囲第１項記載の沸
騰伝熱管。 ３ 溝のピッチが異なる請求の範囲第１項記載の沸騰伝
熱管。 ４ 上記第１項、第２項または第３項において、開口の
一部または全部の開口部寸法がトンネル内部より狭くな
っていることを特徴とする沸騰伝熱管。 ５ 伝熱管にコルゲート加工を施してその外面にらせん
状の溝を形成すると同時に内面にらせん状の突起を形成
した後、前記溝間の外面を前記溝と交叉する方向に前記
溝のピッチよりはるかに小さいピッチでらせん状に鋤起
的に切削して多数のフィンを起立させ、しかる後前記フ
ィンの各先端部を隣接するフィンの方向へ倒してこれを
隣接するフィンの途中に接触または接続させ、前記溝間
の外面に両端が前記溝の近傍に開口する多数のトンネル
を形成することを特徴とする沸騰伝熱管の製造方法。 ６ 伝熱管にコルゲート加工を施してその外面にらせん
状の溝を形成すると同時に内面にらせん状の突起を形成
した後、前記溝間の外面を前記溝と交叉する方向に前記
溝のピッチよりはるかに小さいピッチでらせん状に鋤起
的に切削して多数のフィンを起立させ、しかる後前記フ
ィンの各先端部を隣接するフィンの方向へ倒してこれを
隣接するフィンの途中に接触または接続させ、前記溝間
の外面に両端が前記溝の近傍に開口する多数のトンネル
を形成した後、さらに、前記溝の一部または全部に沿っ
て前記開口の−部または全部の開口部寸法を狭めること
を特徴とする沸騰伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4954883A JPS59176593A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 沸騰伝熱管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4954883A JPS59176593A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 沸騰伝熱管及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59176593A true JPS59176593A (ja) | 1984-10-05 |
| JPS6316037B2 JPS6316037B2 (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=12834245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4954883A Granted JPS59176593A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 沸騰伝熱管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59176593A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61289293A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-19 | Hitachi Ltd | 伝熱管及びその製造方法 |
| JP2019158228A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社ワイ・ジェー・エス． | 熱交換器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595536U (ja) * | 1991-09-26 | 1993-12-27 | 康男 川崎 | 押圧自療器 |
-
1983
- 1983-03-24 JP JP4954883A patent/JPS59176593A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61289293A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-19 | Hitachi Ltd | 伝熱管及びその製造方法 |
| JP2019158228A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社ワイ・ジェー・エス． | 熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316037B2 (ja) | 1988-04-07 |
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