JPS59199137A - 沸騰伝熱管の製造方法 - Google Patents
沸騰伝熱管の製造方法Info
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- JPS59199137A JPS59199137A JP7435183A JP7435183A JPS59199137A JP S59199137 A JPS59199137 A JP S59199137A JP 7435183 A JP7435183 A JP 7435183A JP 7435183 A JP7435183 A JP 7435183A JP S59199137 A JPS59199137 A JP S59199137A
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- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
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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】
本発明は極めて高い沸騰熱伝達率を有する経済的な沸騰
伝熱管を容易に製造することのできる製造方法に関する
ものである。
伝熱管を容易に製造することのできる製造方法に関する
ものである。
管の表面からこれと接触する液体例えは液体窒素、液体
酸素、アルコール、水等へ有効に熱を伝達させこれらの
液体を沸騰させるための伝熱管、いわゆる沸騰伝熱管に
ついてその伝熱効率を高める為には、特に低温度差にお
ける沸騰伝熱特性を向上させる必要がある。従って沸騰
伝熱管の製造に際しては第１図（伝熱管の縦断面要部略
図）に示す様に、一般に管表面に外部と連通ずる末広が
りな多数の微細な開口（あるいは間隙）ａと、それらを
管の周方向に互いに連結する空洞（あるいはトンネル）
ｂが夫々最終的に形成されるように行なわれる。尚図中
Ｃは離脱した気泡、ｄはとシ残された気泡を表わしてい
る。具体的な方法としては従来下記■〜■の方法が知ら
れている。
酸素、アルコール、水等へ有効に熱を伝達させこれらの
液体を沸騰させるための伝熱管、いわゆる沸騰伝熱管に
ついてその伝熱効率を高める為には、特に低温度差にお
ける沸騰伝熱特性を向上させる必要がある。従って沸騰
伝熱管の製造に際しては第１図（伝熱管の縦断面要部略
図）に示す様に、一般に管表面に外部と連通ずる末広が
りな多数の微細な開口（あるいは間隙）ａと、それらを
管の周方向に互いに連結する空洞（あるいはトンネル）
ｂが夫々最終的に形成されるように行なわれる。尚図中
Ｃは離脱した気泡、ｄはとシ残された気泡を表わしてい
る。具体的な方法としては従来下記■〜■の方法が知ら
れている。
■管表面に微細な金属粒子を焼結して多孔質層を形成す
ることによ）行なう方法。
ることによ）行なう方法。
■のと歯状らせんフィンを切削工具ですき起こして管外
面に形成させた後、ワイヤブラシでフィンを管軸方向に
倒し、開口部を有するトンネル状空洞を形成させて行な
う方法。
面に形成させた後、ワイヤブラシでフィンを管軸方向に
倒し、開口部を有するトンネル状空洞を形成させて行な
う方法。
■従来のフィン加工においてフィン上部を塑性変形によ
シ分断すると共に各フィン上部における肩部を圧縮変形
して横方向への張ヤ出し部を夫々設けることにより開口
を有するトンネル状空洞部となし、その後更にフィンを
部分的に圧縮変形させて広い開口と狭い開口を有する空
洞とする方法。
シ分断すると共に各フィン上部における肩部を圧縮変形
して横方向への張ヤ出し部を夫々設けることにより開口
を有するトンネル状空洞部となし、その後更にフィンを
部分的に圧縮変形させて広い開口と狭い開口を有する空
洞とする方法。
ところで■の方法で形成されるものでは、細孔が３次元
的に分布しているので多数の気泡発生核が形成さ九、又
細孔が互いに縦横に連通しているので、沸騰が活発に起
っている細孔への液の供給は、沸騰が不活発な細孔から
連通目を通して連続的に行なわれるので沸騰伝熱が促進
されるという利点を有するものの、製造工程中に焼結操
作が含まれるため、生産性が悪く、コストが高くつく。
的に分布しているので多数の気泡発生核が形成さ九、又
細孔が互いに縦横に連通しているので、沸騰が活発に起
っている細孔への液の供給は、沸騰が不活発な細孔から
連通目を通して連続的に行なわれるので沸騰伝熱が促進
されるという利点を有するものの、製造工程中に焼結操
作が含まれるため、生産性が悪く、コストが高くつく。
又均−な粒子径を確保することが難かしいことに起因し
て均一な細孔径を得ることが困難である。
て均一な細孔径を得ることが困難である。
又■及び■の手法で得られるものでは、いずれも開口が
円周方向のらせん空洞で連通されているので、１次元的
であシ、沸騰が活発化したときには液の供給が不足する
ようになる。そのため沸騰伝熱の促進効果に限界があり
、加えて■の方法においては、フィン成形を切削工具（
例えばバイト）によるすき起こしによって行なうので生
産性が悪く、しかもすき起こし時に発生した微細亀裂の
進行によって管が破裂する恐れがある。更に■の方法に
おいては、圧縮変形操作を、フィンが座屈しない範囲で
行なう必要があり、そのような操作を良好に行なうこと
は極めて難かしく、又製造装置は勢い複雑で高価となら
ざるを得なし０本発明者はこうした事情を憂慮し、極め
て優れた沸騰熱伝達率を有する高性能沸ル）伝熱管を連
続的且つ安定してしかも経済的に製造することのできる
方法を提供すべく種々研究を行なった末、突起フィンの
先端に円周方向の切り込みを入れた後、該突起フィンの
先端を管軸方向に割シ開くと共に押し広げて隣接するフ
ィン同士を当接させることによシ、開口部により開放さ
れた円周方向空洞を有する沸騰伝熱管を製造する方法の
開発に成功し、先に特許出願を行なった（４！願昭５７
−１３６４９４号）。
円周方向のらせん空洞で連通されているので、１次元的
であシ、沸騰が活発化したときには液の供給が不足する
ようになる。そのため沸騰伝熱の促進効果に限界があり
、加えて■の方法においては、フィン成形を切削工具（
例えばバイト）によるすき起こしによって行なうので生
産性が悪く、しかもすき起こし時に発生した微細亀裂の
進行によって管が破裂する恐れがある。更に■の方法に
おいては、圧縮変形操作を、フィンが座屈しない範囲で
行なう必要があり、そのような操作を良好に行なうこと
は極めて難かしく、又製造装置は勢い複雑で高価となら
ざるを得なし０本発明者はこうした事情を憂慮し、極め
て優れた沸騰熱伝達率を有する高性能沸ル）伝熱管を連
続的且つ安定してしかも経済的に製造することのできる
方法を提供すべく種々研究を行なった末、突起フィンの
先端に円周方向の切り込みを入れた後、該突起フィンの
先端を管軸方向に割シ開くと共に押し広げて隣接するフ
ィン同士を当接させることによシ、開口部により開放さ
れた円周方向空洞を有する沸騰伝熱管を製造する方法の
開発に成功し、先に特許出願を行なった（４！願昭５７
−１３６４９４号）。
しかしその新規な方法においてもなお若干の問題が存在
することが分かった。それは隣接するフィン先端の切込
み位相を周方向に亘って同一にすることが困難なために
、開口部の大きさが変化するという問題である。即ち特
願昭５７−１３６４９４号に係る方法では、全ての一ツ
インに切込みを入れるため、切欠き同士が（イ）向い合
って当接される場合（ロ）少しずれて当接される場合（
ハ）完全に外れて当接される場合が生じることになシ、
形成される開口部の大きさ及び形状は一定でない。従っ
て単に沸騰伝熱管の性能にばらつきが生じるだけでなく
、各種被沸騰液体の物性（表面張力、粘度、密度等）に
応じて夫々に適合する最適な均一開口部を正しく形成さ
せることが困難なため、各種沸騰型熱交換器の多様な要
求仕様を十分満足し得るとは必ずしも言えなかった。
することが分かった。それは隣接するフィン先端の切込
み位相を周方向に亘って同一にすることが困難なために
、開口部の大きさが変化するという問題である。即ち特
願昭５７−１３６４９４号に係る方法では、全ての一ツ
インに切込みを入れるため、切欠き同士が（イ）向い合
って当接される場合（ロ）少しずれて当接される場合（
ハ）完全に外れて当接される場合が生じることになシ、
形成される開口部の大きさ及び形状は一定でない。従っ
て単に沸騰伝熱管の性能にばらつきが生じるだけでなく
、各種被沸騰液体の物性（表面張力、粘度、密度等）に
応じて夫々に適合する最適な均一開口部を正しく形成さ
せることが困難なため、各種沸騰型熱交換器の多様な要
求仕様を十分満足し得るとは必ずしも言えなかった。
本発明はこうした不都合を解消するためになされたもの
で、管表面に形状及び大きさの一定な開口部を形成でき
るようにして沸騰伝熱管の付加価値（品質の安定、性能
調節による最適設計の実現）を高めることができる様な
製造方法を提供するものである。
で、管表面に形状及び大きさの一定な開口部を形成でき
るようにして沸騰伝熱管の付加価値（品質の安定、性能
調節による最適設計の実現）を高めることができる様な
製造方法を提供するものである。
しかしてこの様な目的を達成し得た本発明の製造方法と
は、周方向に規則正しく並ぶ開口部によって開放された
円周方向空洞を形成せしめてなる沸騰伝熱管を製造する
方法であって、 ■管の外面に溝成形用転造ディスクを押圧転動させて、
偶数条の突起フィン（２条、４条、６条・・・・・・等
）を螺旋状に形成する工程、■前記偶数条の突起フィン
の半数のフィンの先端に歯車部材を押圧転動させて該先
端を円周方向に沿って切ル開きかつ切シ開かれたフィン
と該切開加工を受けていないフィンとの管長手方向に亘
つて交互に形成される様にする工程、 ■前記■の工程を経由したフィンと同工程を経由しない
フィンの先端中央部に割シ開き用転造ディスクを押圧転
動させて、フィン先端中央部を管軸両方向に割シ開く工
程、 ■割り開かれたフィン上面に抑圧ローラーを転動させて
、ｎｌ）合う割シ開かれたフィン先端部同士を管軸方向
に当接させる工程、 を順次行なう所に要旨が存在する。
は、周方向に規則正しく並ぶ開口部によって開放された
円周方向空洞を形成せしめてなる沸騰伝熱管を製造する
方法であって、 ■管の外面に溝成形用転造ディスクを押圧転動させて、
偶数条の突起フィン（２条、４条、６条・・・・・・等
）を螺旋状に形成する工程、■前記偶数条の突起フィン
の半数のフィンの先端に歯車部材を押圧転動させて該先
端を円周方向に沿って切ル開きかつ切シ開かれたフィン
と該切開加工を受けていないフィンとの管長手方向に亘
つて交互に形成される様にする工程、 ■前記■の工程を経由したフィンと同工程を経由しない
フィンの先端中央部に割シ開き用転造ディスクを押圧転
動させて、フィン先端中央部を管軸両方向に割シ開く工
程、 ■割り開かれたフィン上面に抑圧ローラーを転動させて
、ｎｌ）合う割シ開かれたフィン先端部同士を管軸方向
に当接させる工程、 を順次行なう所に要旨が存在する。
以下実施例を示す図面に基づいて本発明方法の構成及び
作用効果を説明するが、下記はあくまでも代表例であっ
て本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣
旨に適合し得る範囲で、溝成形用転造ディスク、歯車部
材、割シ開き用転造ディスク、抑圧ローラ等の形状や配
列等を適宜変更することはすべて本発明の範囲に含まれ
る。
作用効果を説明するが、下記はあくまでも代表例であっ
て本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣
旨に適合し得る範囲で、溝成形用転造ディスク、歯車部
材、割シ開き用転造ディスク、抑圧ローラ等の形状や配
列等を適宜変更することはすべて本発明の範囲に含まれ
る。
第２図は本発明方法による沸騰伝熱管ｆの成形状況を例
示する背面説明図（第３図の左側から見た図）、第３．
４及び５図は要部断面説明図、第７．８及び１０図は転
造加工の経緯を説明するためのもので、夫々第３図の■
−■線、■−Ｖｆｆｌ、Ｘ−Ｘ線断面相当図である。３
はＣｕやＡＩ（合金を含む）等の金属材料からなる素管
、４は内面側を規制する為のマンドレルである。又５は
転造工具本体であって３個の転造工具群（５−１，５−
２，５−３）を１組として構成される。転造工具群５−
２は第３図に示す様に溝成形用転造ディスク群５ａ−２
．歯車部材５ｂ、割シ開き用転造ディスク群５Ｃ及び押
圧ローラ５ｄで構成され、これらは支軸６に対して夫々
遊転可能（即ち夫々独立して別々の周速で回転できる様
）に且つ定位置で全体的に矢印Ｃ方向（第１図）へ旋回
できる様に設けられている。
示する背面説明図（第３図の左側から見た図）、第３．
４及び５図は要部断面説明図、第７．８及び１０図は転
造加工の経緯を説明するためのもので、夫々第３図の■
−■線、■−Ｖｆｆｌ、Ｘ−Ｘ線断面相当図である。３
はＣｕやＡＩ（合金を含む）等の金属材料からなる素管
、４は内面側を規制する為のマンドレルである。又５は
転造工具本体であって３個の転造工具群（５−１，５−
２，５−３）を１組として構成される。転造工具群５−
２は第３図に示す様に溝成形用転造ディスク群５ａ−２
．歯車部材５ｂ、割シ開き用転造ディスク群５Ｃ及び押
圧ローラ５ｄで構成され、これらは支軸６に対して夫々
遊転可能（即ち夫々独立して別々の周速で回転できる様
）に且つ定位置で全体的に矢印Ｃ方向（第１図）へ旋回
できる様に設けられている。
又転造工具群５−３は第４図に示す様に、溝成形用転造
ディスク群５ａ−３＋割り開き用転造ディスク群５Ｃ及
び押圧ローラ５ｄで構成され、更に転造工具群５−１は
第５図に示す様に、溝成形用転造ディスク群５ａ−１で
構成されている。そして素管３をマンドレル４によって
規制しながら矢印Ａ方向に直進させ、他方側々の転造工
具群５−１．５−２及び５−３を矢印Ｂ（第１図）方向
へ且つ工具５全体を一群として矢印Ｃ方向へ回転させな
がら、複数条のらせん状フィン２を形成せしめると共に
該フィン２の半数に周方向の切込みを入れ、次いで軸方
向に２分割して押し広げて開口部７及び空洞部８を形成
して行く。
ディスク群５ａ−３＋割り開き用転造ディスク群５Ｃ及
び押圧ローラ５ｄで構成され、更に転造工具群５−１は
第５図に示す様に、溝成形用転造ディスク群５ａ−１で
構成されている。そして素管３をマンドレル４によって
規制しながら矢印Ａ方向に直進させ、他方側々の転造工
具群５−１．５−２及び５−３を矢印Ｂ（第１図）方向
へ且つ工具５全体を一群として矢印Ｃ方向へ回転させな
がら、複数条のらせん状フィン２を形成せしめると共に
該フィン２の半数に周方向の切込みを入れ、次いで軸方
向に２分割して押し広げて開口部７及び空洞部８を形成
して行く。
この様に１つの転造工具本体５によって上記の如き４つ
の加工が連続的に行なわれるが、以下各加工段階毎に転
造加工の内容を順を追って詳細に説明する。
の加工が連続的に行なわれるが、以下各加工段階毎に転
造加工の内容を順を追って詳細に説明する。
上記説明は２条フィンの場合を述べたものであるが、条
数が増加した場合でも基本的な構成に変わシはない。
数が増加した場合でも基本的な構成に変わシはない。
■溝成形用転造ディスク群５ ａ Ｉ Ｈ５ａ ２
＋５ａ−３による棺１段階の加工：溝成形用転造ディ
スク群５ａ １＋５２ ２＋５ａ ３は、第３図〜
第５図にも示す如く右側へ行くに従って徐々に大径とな
る様に構成されてお）、各ディスクを素管３の外面へ順
次深く押込んでいくことによって、素管３外面にらせん
溝９を形成すると共にフィン２を形成して行く（第７図
、第８図）。
＋５ａ−３による棺１段階の加工：溝成形用転造ディ
スク群５ａ １＋５２ ２＋５ａ ３は、第３図〜
第５図にも示す如く右側へ行くに従って徐々に大径とな
る様に構成されてお）、各ディスクを素管３の外面へ順
次深く押込んでいくことによって、素管３外面にらせん
溝９を形成すると共にフィン２を形成して行く（第７図
、第８図）。
このように２条フィンの転造に当っては、３組のフィン
転造工具群（５ａ １＋５ａ ２＋５ａ−３）を使
用するので、基準とする工具群に対して残シの工具群を
フィンの進行方向（矢印入方向）に一定距離だけずらし
て、２本の溝軌跡に合うように各工具群の配置を調節す
ればよい。具体例として２条フィンを１インチ当シ３ｏ
フィン（総フィン数）形成する場合の調節の仕方につい
て説明すれば次の通シである。
転造工具群（５ａ １＋５ａ ２＋５ａ−３）を使
用するので、基準とする工具群に対して残シの工具群を
フィンの進行方向（矢印入方向）に一定距離だけずらし
て、２本の溝軌跡に合うように各工具群の配置を調節す
ればよい。具体例として２条フィンを１インチ当シ３ｏ
フィン（総フィン数）形成する場合の調節の仕方につい
て説明すれば次の通シである。
第６図はフィンが転造された管を長手方向に切シ開いた
展開図である。３０フィン／インチであルカラ、Ｐ Ｃ
ヒツチ）−２５−””／３０＝０．８４７ｍｍ ト’＆
ル。
展開図である。３０フィン／インチであルカラ、Ｐ Ｃ
ヒツチ）−２５−””／３０＝０．８４７ｍｍ ト’＆
ル。
従って第６図の（イ）の位置に（５ａ−１）の工具群を
配置すれば、（イ）の位置から、ｐ （＝０．５６４ｍ
ｍ）進んだ（ロ）の位置に（５ａ−２）の工具群を配置
し、更に（イ）の位置から７ＡＰ （＝１．９７６ｍｍ
）進んだ（ハ）ノ位置Ｋ（５ａ−３）の工具群を配置す
れば良い。この様にすれば、第６図で分る通シ（５ａ−
１）（５ａ−２）はフィンＩを形成し、（５ａ’−３）
はフィン■を形成するので、２条のフィンチューブが転
造される。
配置すれば、（イ）の位置から、ｐ （＝０．５６４ｍ
ｍ）進んだ（ロ）の位置に（５ａ−２）の工具群を配置
し、更に（イ）の位置から７ＡＰ （＝１．９７６ｍｍ
）進んだ（ハ）ノ位置Ｋ（５ａ−３）の工具群を配置す
れば良い。この様にすれば、第６図で分る通シ（５ａ−
１）（５ａ−２）はフィンＩを形成し、（５ａ’−３）
はフィン■を形成するので、２条のフィンチューブが転
造される。
尚各工具群の位置のずらし方は上述の方法に限定され力
いことは勿論であシ、要は２組の工具群で１本のフィン
を転造し、残シ１組の工具群で他の１本のフィンを転造
できる方法であればよい。
いことは勿論であシ、要は２組の工具群で１本のフィン
を転造し、残シ１組の工具群で他の１本のフィンを転造
できる方法であればよい。
この様にして形成されたフィンは、次の第２段階の加工
を受ける。
を受ける。
■歯車部材５ｂによる第２段階の加工：第９図に示す様
な歯車部材５ｂの歯を、成形の完了したフィン２に押し
付けて、該フィン２を円周方向に一定のピッチで切り欠
き１０を形成するが、この時２本あるフィンの軌跡のう
ち、１本にだけ、該歯車部材５ｂを押し付けることによ
シ、当該軌跡に対してのみ切シ欠き１０を形成すること
が大切である。
な歯車部材５ｂの歯を、成形の完了したフィン２に押し
付けて、該フィン２を円周方向に一定のピッチで切り欠
き１０を形成するが、この時２本あるフィンの軌跡のう
ち、１本にだけ、該歯車部材５ｂを押し付けることによ
シ、当該軌跡に対してのみ切シ欠き１０を形成すること
が大切である。
この為には例えば転造の工具群５−２にのみ、歯車工具
５ｂを組み込み、フインエにのみ（あるいはフィンＨの
みに）押し付けることによシこの目的は達せられる。と
の様にして切シ欠きの形成された状態の管は、第１１図
（外観図）に示す様に、切シ欠きが形成されたフィンと
切り欠きが形成されていないフィンが、管の長手方向に
交互に配設されるようになっている。又例えば４条のフ
ィンであれば■、■、■、■、■、■、■、ＩＶ、・・
・・・・（但し数字Ｉ〜■はフィンの順番を示し、○印
は切シ欠きが入っていることを示す。従ってこの場合は
、２組の歯車工具５ｂで１と３のフィンに第２段階の加
工を施すものとする）の様な順序で切シ欠さを入れれば
良い。この結果、切シ欠きのあるフィンと切シ欠きのな
いフィンは、後述の第３〜４段階の加工を受けることに
よって確実に当接される。上記の切勺欠き１０は後述す
る開口部７の構成要素となるものであるが、その形状は
必ずしも第９図に示す様に三角形に限定されず、歯車部
材５ｂの先端形状を適宜変更することによシ、矩形、半
円その他任意の形状を選択的に形成することが可能であ
る。
５ｂを組み込み、フインエにのみ（あるいはフィンＨの
みに）押し付けることによシこの目的は達せられる。と
の様にして切シ欠きの形成された状態の管は、第１１図
（外観図）に示す様に、切シ欠きが形成されたフィンと
切り欠きが形成されていないフィンが、管の長手方向に
交互に配設されるようになっている。又例えば４条のフ
ィンであれば■、■、■、■、■、■、■、ＩＶ、・・
・・・・（但し数字Ｉ〜■はフィンの順番を示し、○印
は切シ欠きが入っていることを示す。従ってこの場合は
、２組の歯車工具５ｂで１と３のフィンに第２段階の加
工を施すものとする）の様な順序で切シ欠さを入れれば
良い。この結果、切シ欠きのあるフィンと切シ欠きのな
いフィンは、後述の第３〜４段階の加工を受けることに
よって確実に当接される。上記の切勺欠き１０は後述す
る開口部７の構成要素となるものであるが、その形状は
必ずしも第９図に示す様に三角形に限定されず、歯車部
材５ｂの先端形状を適宜変更することによシ、矩形、半
円その他任意の形状を選択的に形成することが可能であ
る。
■割シ開き用転造ディスク群５Ｃによる第３段階の加工
二側）開き用転造ディスクとしてはいわゆるそろばん玉
状の円板工具を使用し、該工具によシ切り欠きが入った
フィンと切シ欠きが入ってないフィンの最外端面中央部
に切シ込みを入れると共に、該工具を更に押圧転動させ
て管軸両方向に切シ開きつつ折シ曲げて行く。ところで
この様な割シ開きを円滑に行なうためには、半割シの為
の工具をフィンに少しずつ押し込むと共に半割シされ始
めたフィンの先端を少しずつ軸方向に広げるように加工
することが望ましい。その為には例えば第３図及び第４
図に示す様に各割シ開き用転造ディスク５’ｃ、５″Ｃ
ｊ５″Ｃの外径Ｄ、先端角度θ及び厚みｔに差をつけて
、夫々Ｄ’（Ｄ（Ｄ”、θ′〈θ“くθ”ｒ ｔ’＜
ｔ“〈ｔ′となるように設定すればよい。更に各ディス
クの厚みｔはフィン先端間の割シ開かれるべき距離ｌよ
りやや大きめのものが成形上望ましく、図について言え
ば、ｔ′〉１１ｔ′〉１２ 、ビ〉１８に設定している
。しかしながらこのよう々割シ開き加工は管の材質（銅
、銅合金、アルミニウム、ステンレス、チタンその他）
やフィンの形状（厚み、高さ）及びピッチ（Ｐ）等によ
ってその難易度に差があるので、割シ開き用転造ディス
クの取付個数はそのよ゛うな状況を考慮して適宜設定す
ることが好ましい。
二側）開き用転造ディスクとしてはいわゆるそろばん玉
状の円板工具を使用し、該工具によシ切り欠きが入った
フィンと切シ欠きが入ってないフィンの最外端面中央部
に切シ込みを入れると共に、該工具を更に押圧転動させ
て管軸両方向に切シ開きつつ折シ曲げて行く。ところで
この様な割シ開きを円滑に行なうためには、半割シの為
の工具をフィンに少しずつ押し込むと共に半割シされ始
めたフィンの先端を少しずつ軸方向に広げるように加工
することが望ましい。その為には例えば第３図及び第４
図に示す様に各割シ開き用転造ディスク５’ｃ、５″Ｃ
ｊ５″Ｃの外径Ｄ、先端角度θ及び厚みｔに差をつけて
、夫々Ｄ’（Ｄ（Ｄ”、θ′〈θ“くθ”ｒ ｔ’＜
ｔ“〈ｔ′となるように設定すればよい。更に各ディス
クの厚みｔはフィン先端間の割シ開かれるべき距離ｌよ
りやや大きめのものが成形上望ましく、図について言え
ば、ｔ′〉１１ｔ′〉１２ 、ビ〉１８に設定している
。しかしながらこのよう々割シ開き加工は管の材質（銅
、銅合金、アルミニウム、ステンレス、チタンその他）
やフィンの形状（厚み、高さ）及びピッチ（Ｐ）等によ
ってその難易度に差があるので、割シ開き用転造ディス
クの取付個数はそのよ゛うな状況を考慮して適宜設定す
ることが好ましい。
■抑圧ローラ５ｄによる第４段階の加工：転造加工の仕
上げの段階であシ、■工程によシ割シ開かれたフィン上
面に抑圧ローラ５、ｄを転動させてｘｂ合う割シ開かれ
たフィン先端部同士を管軸方向に略水平に当接させる。
上げの段階であシ、■工程によシ割シ開かれたフィン上
面に抑圧ローラ５、ｄを転動させてｘｂ合う割シ開かれ
たフィン先端部同士を管軸方向に略水平に当接させる。
その結果、第３図、第５図に示す様にフィン２．１！ｌ
−２の間５訪９上には中央部に開口部７を有する天井に
よって蓋が取シ付けられた状態となる。従って切り欠き
１０のある各フィンの先端は、切シ欠きのない各フィン
の先端に確実に対応して当接されるため、切り欠き１０
の形状及び大きさが、そのまま開口部７の形状及び大き
さになる。
−２の間５訪９上には中央部に開口部７を有する天井に
よって蓋が取シ付けられた状態となる。従って切り欠き
１０のある各フィンの先端は、切シ欠きのない各フィン
の先端に確実に対応して当接されるため、切り欠き１０
の形状及び大きさが、そのまま開口部７の形状及び大き
さになる。
尚この臀階の加工においても上記のような水子当接成形
を円滑に行なう為には、■工程に係る説明でも述べた事
項と同様に、外径及び厚みが少しずつ大きくなる押圧ロ
ーラ群を、単一押圧ローラ５ｄの代シに配設して、割シ
開かれたフィン上面を少しずつ略水平方向に移行せしめ
ることが望ましい。しかしフィンの材質や形状等によっ
ては単一０押圧ローラ５ｄによって転造加工を十分円滑
に行なうことも可能である。
を円滑に行なう為には、■工程に係る説明でも述べた事
項と同様に、外径及び厚みが少しずつ大きくなる押圧ロ
ーラ群を、単一押圧ローラ５ｄの代シに配設して、割シ
開かれたフィン上面を少しずつ略水平方向に移行せしめ
ることが望ましい。しかしフィンの材質や形状等によっ
ては単一０押圧ローラ５ｄによって転造加工を十分円滑
に行なうことも可能である。
こうして上記の■〜■の各段階の加工が連続的に行なわ
れることにょシ得られた伝熱管１′の外観及びその断面
構造を第１２図（８）及び同図（Ｂ）に示す。
れることにょシ得られた伝熱管１′の外観及びその断面
構造を第１２図（８）及び同図（Ｂ）に示す。
但し第１２図の）は断面構造の部分拡大図を示す。
その特徴を図に基づいて説明すれば、伝熱管１′の外面
にはトンネル状空洞８がらせん状に連続して設けられて
いる。又空洞部８の上部略中央には形状及び大きさの一
定な開口部７が周方向に等ピッチで多数形成されている
。
にはトンネル状空洞８がらせん状に連続して設けられて
いる。又空洞部８の上部略中央には形状及び大きさの一
定な開口部７が周方向に等ピッチで多数形成されている
。
このような伝熱管ｆの沸騰伝熱性能は極めて良好である
ばかりでなく、その性能は非常に安定しておシ、その作
用効果を簡略に述べると、下記の通シである。即ち伝熱
管ｆを被沸騰液体中に浸漬して管内に高温流体を流すと
、該液体は加熱されるが、特に空洞８内の液体は沸騰し
て気泡を発生する。発生した気泡は空洞８内で成長し均
一開口部７を通シ抜けることによって伝熱管１′から離
脱する。即ち伝熱管１′においては均一開口部７の径が
空洞８の巾よシ小さい末広がシな構造となっているので
、沸騰した気泡の一部は空洞８内に残される。しかし残
された気泡は空洞８内で薄い液膜を形成するので、伝熱
抵抗はそれほど大きくならない。その結果、液体は空洞
８内においてわずかな過熱度でも効率良く沸騰すること
ができる。一方、被沸騰液体は気泡が離脱するとき、気
泡の発生していない他の均一開口部７がら効率良く浸入
し、沸騰が活発に起っている部分に供給される。
ばかりでなく、その性能は非常に安定しておシ、その作
用効果を簡略に述べると、下記の通シである。即ち伝熱
管ｆを被沸騰液体中に浸漬して管内に高温流体を流すと
、該液体は加熱されるが、特に空洞８内の液体は沸騰し
て気泡を発生する。発生した気泡は空洞８内で成長し均
一開口部７を通シ抜けることによって伝熱管１′から離
脱する。即ち伝熱管１′においては均一開口部７の径が
空洞８の巾よシ小さい末広がシな構造となっているので
、沸騰した気泡の一部は空洞８内に残される。しかし残
された気泡は空洞８内で薄い液膜を形成するので、伝熱
抵抗はそれほど大きくならない。その結果、液体は空洞
８内においてわずかな過熱度でも効率良く沸騰すること
ができる。一方、被沸騰液体は気泡が離脱するとき、気
泡の発生していない他の均一開口部７がら効率良く浸入
し、沸騰が活発に起っている部分に供給される。
このようにして沸騰が効率良く且つ連続的に安定して進
行する結果、伝熱管１′の沸騰伝熱性能は大きく向上す
ると共に安定する。更に本発明においては、沸騰伝熱特
性に大きな影響を与える開口部７の形状２寸法を、切シ
欠き１ｏの形状９寸法を変えることによシ精度よく制御
できるため、各種被沸騰液体の物性値に合致した最適開
口部７を容易に形成することができる。
行する結果、伝熱管１′の沸騰伝熱性能は大きく向上す
ると共に安定する。更に本発明においては、沸騰伝熱特
性に大きな影響を与える開口部７の形状２寸法を、切シ
欠き１ｏの形状９寸法を変えることによシ精度よく制御
できるため、各種被沸騰液体の物性値に合致した最適開
口部７を容易に形成することができる。
ところで上記■の転造加工の段階において、歯車部材と
して第１３図に示す様な同部材５ ｂ’を使用すると、
フィン先端に成形された切シ欠き１０の下部には第１４
図に示す様な所定の深さを有する細いスリット１２を形
成することができる。この様なスリット１２を有するフ
ィンが■工程の割シ開き用転造ディスク群５ｃによって
割シ開かれると、例えば第１５図に示す様にディスク５
ｃ’の先端ｍによって半割シされたフィンの中央部根
元ｎには軸直角方向の圧縮力Ｆとディスク５０′の転動
による周方向の延伸力Ｆ′が作用する。その結果フィン
の中央部根元端付近Ｓが矢印り方向に変形し、スリット
１２の巾が適当な場合には第１６図に示すように隣シ合
うフィン中央部根元端付近Ｓ′に当接する。即ちスリッ
ト１２の上部は蓋をされた状態となる。尚とのようなス
リット１２を確保する為には、ディスク５ ｃ’の先端
ｍがスリン）１２の下端に届かないように、ディスク５
ｃ’の外径Ｄ”とスリット１２の深さｉ等を調整して
おけばよい。
して第１３図に示す様な同部材５ ｂ’を使用すると、
フィン先端に成形された切シ欠き１０の下部には第１４
図に示す様な所定の深さを有する細いスリット１２を形
成することができる。この様なスリット１２を有するフ
ィンが■工程の割シ開き用転造ディスク群５ｃによって
割シ開かれると、例えば第１５図に示す様にディスク５
ｃ’の先端ｍによって半割シされたフィンの中央部根
元ｎには軸直角方向の圧縮力Ｆとディスク５０′の転動
による周方向の延伸力Ｆ′が作用する。その結果フィン
の中央部根元端付近Ｓが矢印り方向に変形し、スリット
１２の巾が適当な場合には第１６図に示すように隣シ合
うフィン中央部根元端付近Ｓ′に当接する。即ちスリッ
ト１２の上部は蓋をされた状態となる。尚とのようなス
リット１２を確保する為には、ディスク５ ｃ’の先端
ｍがスリン）１２の下端に届かないように、ディスク５
ｃ’の外径Ｄ”とスリット１２の深さｉ等を調整して
おけばよい。
次いで■工程で押圧ローラ５ｄによシ所定の押圧加工が
施とさることにより、第１７図に示す様に管軸方向に隣
シ合う空洞部８の各仕切壁１１の上部には連通穴１３が
設けられる。しかもその連通穴１３はらせん状仕切壁１
１の上部に、周方向に等ピッチで多数形成される。
施とさることにより、第１７図に示す様に管軸方向に隣
シ合う空洞部８の各仕切壁１１の上部には連通穴１３が
設けられる。しかもその連通穴１３はらせん状仕切壁１
１の上部に、周方向に等ピッチで多数形成される。
このような伝熱管１″においては、上記した伝熱管１′
と比較すると軸方向に隣シ合う空洞８間同士で被沸騰液
の移動が行なわれる。従って被沸騰液の９動が周方向で
のみ行なわれる伝熱管ｆに比べると、気泡の生成→気泡
の成長→気泡の離脱→新しい液体の侵入→気泡の生成と
いう一連の沸騰サイクルをよシ円滑に行なうことができ
るので、伝熱管の沸騰熱伝達率を更に高めることができ
る。
と比較すると軸方向に隣シ合う空洞８間同士で被沸騰液
の移動が行なわれる。従って被沸騰液の９動が周方向で
のみ行なわれる伝熱管ｆに比べると、気泡の生成→気泡
の成長→気泡の離脱→新しい液体の侵入→気泡の生成と
いう一連の沸騰サイクルをよシ円滑に行なうことができ
るので、伝熱管の沸騰熱伝達率を更に高めることができ
る。
かくして周方向に等ピッチで多数並ぶ開口部によって解
放された円周方向空洞を、管表面に効率良く且つ容易に
形成せしめ得ると共に、その開口部の大きさ及び形状を
一定にすることができる様にしたので、特願昭５７−１
３６４９４号で得られた基本的な効果、即ち亀裂や座屈
のない高性能の伝熱管を簡単な製造装置で効率良く生産
できるという効果の他に、次に示す様な付加的効果を享
受することができる。即ち伝熱性能のばらつきを解消で
きるので伝熱管の沸騰熱伝達率は全体として更に向上し
、又開口部は均一となるので、要求性能に合致した経済
的な伝熱管とすることができる。
放された円周方向空洞を、管表面に効率良く且つ容易に
形成せしめ得ると共に、その開口部の大きさ及び形状を
一定にすることができる様にしたので、特願昭５７−１
３６４９４号で得られた基本的な効果、即ち亀裂や座屈
のない高性能の伝熱管を簡単な製造装置で効率良く生産
できるという効果の他に、次に示す様な付加的効果を享
受することができる。即ち伝熱性能のばらつきを解消で
きるので伝熱管の沸騰熱伝達率は全体として更に向上し
、又開口部は均一となるので、要求性能に合致した経済
的な伝熱管とすることができる。
本発明の製造方法は概略以上の様に構成されるが、要は
（イ）転造による偶数糸フィンの成形（ロ）フィンの交
互切欠き加工、及び（ハ）軸方向押付力によるフィン割
シ聞き及び水子当接成形加工を連続的に行なうことによ
シ、周方向に等ピッチで多数並び且つ均一な開口部によ
って解放された円周方向空洞を、管表面に効率良く且つ
容易に形成せしめる様にしたので、品質の安定化と性能
調節による最適設計の実現が可能となり、多様な要求仕
様に合致する高性能且つ経済的な沸騰伝熱管を提供でき
る様になった。
（イ）転造による偶数糸フィンの成形（ロ）フィンの交
互切欠き加工、及び（ハ）軸方向押付力によるフィン割
シ聞き及び水子当接成形加工を連続的に行なうことによ
シ、周方向に等ピッチで多数並び且つ均一な開口部によ
って解放された円周方向空洞を、管表面に効率良く且つ
容易に形成せしめる様にしたので、品質の安定化と性能
調節による最適設計の実現が可能となり、多様な要求仕
様に合致する高性能且つ経済的な沸騰伝熱管を提供でき
る様になった。
第１図は、伝熱管の縦断面要部略図、第２図は転造加工
工程に於る背面側から見た図、第３図は（５ａ−２）の
工具群による転造加工状況を示す要部縦断面説明図、第
４図は（５ａ−３）の工具群による転造加工状況を示す
要部縦断面説明図、第５図は（５ａ−１）群の工具群に
よる転造加工状況を示す要部縦断面説明図。第６図は２
条フィンチューブの転造方法を示す説明図、第７ 、８
。 １０図は転造加工の経緯を説明するためのもので、夫々
第３．４．５図の■−■綜−１１−５ｉｌｌ線、Ｘ−Ｘ
ｆａ断面相当図、第９，１８図は歯車部材を例示する見
取シ図、第１１図は、第２段階の加工を受けた後の切欠
きの状況を示す外観図、第１２１７図に本発明方法によ
り製造された伝熱管の要部破断外観図、第１４．１５．
１６図は他の実旅例説明図である。 ｆ、１“・・・伝熱管 ２・・・フィン３・・・素
管４・・・マンドレル ５・・・転造工具本体 （５ａ−１）（５ａ−３）・・・溝成形用転造ディスク
群５ｂ・・・歯車部材 ５Ｃ・・・割シ開き用転造ディスク群 ５ｄ・・・押圧工具 ６・・・軸 ７・・・開口部 ８・・・空洞部９・・・螺旋溝
１０・・・切シ欠き１１・・・隔壁
１２・・・スリット１３・・・連通穴 出願人 株式会社神戸製鋼所 第６図 第７図 第８図 第１３図 第１２図（Ｂ） 第１６図 叉 １２′
工程に於る背面側から見た図、第３図は（５ａ−２）の
工具群による転造加工状況を示す要部縦断面説明図、第
４図は（５ａ−３）の工具群による転造加工状況を示す
要部縦断面説明図、第５図は（５ａ−１）群の工具群に
よる転造加工状況を示す要部縦断面説明図。第６図は２
条フィンチューブの転造方法を示す説明図、第７ 、８
。 １０図は転造加工の経緯を説明するためのもので、夫々
第３．４．５図の■−■綜−１１−５ｉｌｌ線、Ｘ−Ｘ
ｆａ断面相当図、第９，１８図は歯車部材を例示する見
取シ図、第１１図は、第２段階の加工を受けた後の切欠
きの状況を示す外観図、第１２１７図に本発明方法によ
り製造された伝熱管の要部破断外観図、第１４．１５．
１６図は他の実旅例説明図である。 ｆ、１“・・・伝熱管 ２・・・フィン３・・・素
管４・・・マンドレル ５・・・転造工具本体 （５ａ−１）（５ａ−３）・・・溝成形用転造ディスク
群５ｂ・・・歯車部材 ５Ｃ・・・割シ開き用転造ディスク群 ５ｄ・・・押圧工具 ６・・・軸 ７・・・開口部 ８・・・空洞部９・・・螺旋溝
１０・・・切シ欠き１１・・・隔壁
１２・・・スリット１３・・・連通穴 出願人 株式会社神戸製鋼所 第６図 第７図 第８図 第１３図 第１２図（Ｂ） 第１６図 叉 １２′
Claims (1)
- （１）周方向に規則正しく並ぶ開口部によって開放され
た円周方向空洞を管外部に形成せしめてなる沸騰伝熱管
を製造する方法であって、 ■管の外面に溝成形用転造ディスクを押圧転動させて偶
数糸の突起フィンを螺旋状に形成する工程、 ■前記偶数条の突起フィンの半数のフィンの先端に歯車
部材を押圧転動させて該先端を円周方向に沿って切シ開
きかっ、切シ開かれたフィンと、該切開加工を受けてい
ないフィンとが、管長手方向に亘って交互に形成される
様にする工程、■前記■の工程を経由したフィンと同工
程を経７出しないフィンの先端中央部に割シ開き用転造
ディスクを押圧転動させて、フィン先端中央部を管軸両
方向に割シ開く工程、 ■割り開かれたフィン上面に抑圧ローラを転勤させて、
隣シあう割シ開かれたフィン先端部同士を管軸方向に当
接させる工程、 を含むことを特徴とする沸騰伝熱管の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7435183A JPS59199137A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 沸騰伝熱管の製造方法 |
| US06/577,504 US4577381A (en) | 1983-04-01 | 1984-02-06 | Boiling heat transfer pipes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7435183A JPS59199137A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 沸騰伝熱管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59199137A true JPS59199137A (ja) | 1984-11-12 |
| JPH0113937B2 JPH0113937B2 (ja) | 1989-03-08 |
Family
ID=13544613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7435183A Granted JPS59199137A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-26 | 沸騰伝熱管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59199137A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2590816A1 (fr) * | 1985-12-02 | 1987-06-05 | Carrier Corp | Procede et appareil pour la fabrication de tubes a surface externe agrandie, a points de depart d'ailettes helicoidales multiples, notamment pour tubes evaporateurs d'echangeurs de chaleur |
| JPS63172892A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 蒸発用伝熱管およびその製造方法 |
| US6786072B2 (en) * | 2001-01-16 | 2004-09-07 | Wieland-Werke Ag | Method of fabricating a heat exchanger tube |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP7435183A patent/JPS59199137A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2590816A1 (fr) * | 1985-12-02 | 1987-06-05 | Carrier Corp | Procede et appareil pour la fabrication de tubes a surface externe agrandie, a points de depart d'ailettes helicoidales multiples, notamment pour tubes evaporateurs d'echangeurs de chaleur |
| JPS63172892A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 蒸発用伝熱管およびその製造方法 |
| JPH0454876B2 (ja) * | 1987-01-12 | 1992-09-01 | Sumitomo Light Metal Ind | |
| US6786072B2 (en) * | 2001-01-16 | 2004-09-07 | Wieland-Werke Ag | Method of fabricating a heat exchanger tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0113937B2 (ja) | 1989-03-08 |
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