JPH06234014A

JPH06234014A - 圧延法による熱交換器用伝熱管の製造方法

Info

Publication number: JPH06234014A
Application number: JP4734093A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takahashi; 高橋宏行; Kunio Koto; 光藤邦男; Hisashi Kondo; 久近藤; Eiji Ogi; 尾木栄治
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JP3076167B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高性能、低圧力損失の伝熱管を圧延法により
容易に製作し得る方法。【構成】金属板条の表面に溝加工を施すために、第１
溝を成形する溝付ロール１２と加圧ロール１４を用いる
工程と、次いで第２溝を形成する溝付ロール１３と加圧
ロール１４を用いる工程とからなり、第１溝を成形する
溝付ロールとして、ロール軸に対して直角方向の溝が一
定ピッチで多数形成されている溝付ロールを使用し、第
２溝を成形する溝付ロールとして、第１溝より浅い溝が
ロール軸に対して斜め方向（リード角＞０°）に一定の
ピッチで多数形成されている溝付ロールを使用すること
を特徴とし、第１溝が管軸方向に沿って平行（リード角
０°）に成形されるため、圧延による金属条の蛇行がな
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として冷凍機や空調
機などの熱交換器に用いる伝熱管を圧延法により製造す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ルームエアコン等に用いられる伝
熱管は、管内にフロンなどの冷媒を蒸発又は凝縮させ、
管外側との熱交換を高効率で行うために、管の内面に螺
旋状に三角形や台形状の溝を形成して表面積を増大し、
かつ、この溝による撹乱により伝熱効率を高めた伝熱管
が知られている。

【０００３】また、最近では、特に蒸発側の熱交換を高
効率で行うために、図１に示すように、蒸発伝熱に寄与
する空洞３を設けて蒸発側の伝熱性能向上を図った伝熱
管が知られている(特開昭６２−６２１９５号)。伝熱管
１は切妻屋根状山部２の不連続部分に開口部４が形成さ
れ、第１溝と第２溝との交差部分に空洞３を有してい
る。また、この伝熱管を製造する方法として、図２に示
すように、２本のプラグを用いた転造法(特開昭６２−
６４４２１号)が知られている。第１転造装置Ｆ１にプ
ラグＥが、第２転造装置Ｆ２にプラグＥ₃が設けられて
いる。

【０００４】更に、最近の製造方法として、圧延による
方法が知られており、例えば、図３に示すような複雑な
溝成形を行う場合においては、図４及び図５に示すよう
な圧延法による製造方法(特開平４−１５８１９３号)が
知られている。この方法は、周面に多数の斜めの溝を形
成した圧延ロールと平滑ロールとの組合せを２組以上用
いて溝成形し、造管する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、この種の伝熱管
については、機器の小型化及び高性能化が要求されてい
るのに伴い、伝熱性能の一層の向上が要求されている
が、図２に示すような製造方法(転造法)で製作される伝
熱管は、内面に形成される溝のリード角、ピッチ、形状
等が一定であり、伝熱性能の向上には限界があった。

【０００６】一方、図４及び図５に示すような製造方法
(圧延法)により製作した伝熱管は、性能向上を図ること
が可能であるが、斜めに溝が付いた(リード角が付いた)
圧延ロールで初期溝を形成すると、溝付圧延ロールから
金属板条に作用する力が溝を介して送り方向に斜めに働
き、金属板条に蛇行が生じる。金属板条に蛇行が生じて
いると、溝圧延後の造管及び溶接に悪影響が及ぼす欠点
がある。このため、特開平３−２３８１０９号に示され
るような蛇行防止装置(両縁に拡径部を有する圧延ロー
ル)が必要である。

【０００７】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し
て、従来の伝熱管よりも高性能、低圧力損失の伝熱管を
圧延法により容易に製作し得る方法を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、管内面の長手方向(管軸方向)
に沿って直線状(リード角０°)に第１溝が一定深さ及び
一定ピッチで設けられ、更に第１溝より浅い第２溝及び
山部が不連続状に多数かつ螺旋状に設けられ、第１溝部
と山部が交差する所に、長手方向(管軸方向)に沿って平
行(リード角０°)な空洞を有する伝熱管を製造する方法
で、金属板条の表面に溝加工を施すために、第１溝を成
形する溝付ロールと加圧ロールを用いる工程と、次いで
第２溝を成形する溝付ロールと加圧ロールを用いる工程
とからなり、第１溝を成形する溝付ロールとして、ロー
ル軸に対して直角方向の溝が一定ピッチで多数形成され
ている溝付ロールを使用し、第２溝を成形する溝付ロー
ルとして、第１溝より浅い溝がロール軸に対して斜め方
向(リード角＞０゜)に一定のピッチで多数形成されてい
る溝付ロールを使用することを特徴とする圧延法による
熱交換器用伝熱管の製造方法を要旨とするものである。

【０００９】以下に本発明を更に詳細に説明する。

【００１０】

【作用】

【００１１】本発明の製造方法により製作する伝熱管
は、管内面に第１溝を長手方向(管軸方向)に沿って直線
状(リード角０°)に第１溝が一定深さ、一定ピッチで設
けられ、更に第１溝より浅い第２溝及び山部が多数かつ
螺旋状に設けられ、第１溝部と山部が交差する所に、長
手方向(管軸方向)に沿って直線状(リード角０°)の空洞
が成形されているものである。

【００１２】この伝熱管を製作するに際しては、第１溝
を成形する溝付ロールと加圧ロールを用いる工程と、次
いで第２溝を成形する溝付ロールと加圧ロールを用いる
工程とにより製作するが、第１溝を成形する溝付ロー
ル、ならびに第２溝を成形する溝付ロールとして、表面
に所定の溝が形成された溝付ロールを使用することを特
徴としている。

【００１３】すなわち、まず、第１溝を成形する溝付ロ
ールとして、ロール軸に対して直角方向の溝が一定ピッ
チで多数形成されている溝付ロールを使用する。この溝
付ロールを使用することにより、第１溝が管軸方向に沿
って平行(リード角０°)に溝が成形されるため、圧延に
よる金属条の蛇行がなくなる。また、第２溝を成形する
際においては、平滑面の金属条に溝成形するのと異な
り、第２溝の接触する部分が小さくなるため蛇行しにく
くなり、従来のような蛇行防止装置の必要性がなく、容
易に高性能かつ低圧力損失の伝熱管を製作することが可
能である。

【００１４】また、第２溝を成形する溝付ロールとし
て、第１溝より浅い溝がロール軸に対して斜め方向(リ
ード角＞０゜)に一定のピッチで多数形成されている溝
付ロールを使用する。第１溝を深く成形し、第２溝を第
１溝よりも浅く成形することにより、第２溝の成形時に
必要な押圧力が軽減され、必要な大きさの空洞を得るこ
とができる。

【００１５】この圧延後は、従来と同様、溝付け金属条
を造管して伝熱管が得られる。

【００１６】かくして、本発明の製造方法により製作さ
れる伝熱管の内面形状は、長手方向(管軸方向)に沿って
直線状(リード角０°)の第１溝と、第１溝より浅くかつ
螺旋状に設けられた第２溝と、第２溝成形時に得られる
第１溝より浅くかつ螺旋状に設けられた山部と、更に第
１溝と第２溝成形時に得られる山部と交差する所に、長
手方向(管軸方向)に沿って平行(リード角０°)な空洞を
備えた形状のものとなる。

【００１７】本発明により製造された熱交換器用伝熱管
は、表面積増大による効果と、第１溝及び第２溝による
冷媒の撹乱の効果と、更に第１溝と第２溝成形時に得ら
れる山部と交差する所に、長手方向(管軸方向)に沿って
平行(リード角０°)に成形される空洞による冷媒の撹乱
による効果によって、管内側の伝熱係数が向上し、更に
上記空洞が管軸方向に対して平行なため、従来の内面溝
付管よりも管内断面積が大きくなることにより、管内の
圧力損失を低減することができる。

【００１８】次に本発明の実施例を示す。

【００１９】

【実施例】

【００２０】図６に示す構成で、第１の溝付ロール及び
加圧ロールと、第２の溝付ロール及び加圧ロールとを使
用して、金属条に溝圧延を行い、次いで造管して伝熱管
を製作した。

【００２１】まず、厚さ１.００mm、幅３０.４mmの脱酸
銅製の板条材を用い、ピッチＰ₁＝０.６８mm、溝深さＨ
₁₀＝０.４０mm、溝幅Ｗ₁＝０.１２mmの溝形状を有する
溝付ロール１２と加圧ロール１４を用いて圧延し、第１
溝を形成した。次にピッチ(管軸直角断面でのピッチ)Ｐ
₂＝０.４６mm、溝深さＨ₂＝０.２７mm、溝リード角＝２
０°の溝形状を有する溝付ロール１３と加圧ロール１４
を用いて圧延し、第２溝を形成した。各ロールの外径は
５０mmのものを使用した。

【００２２】上記圧延を行った後に、成形ロール１５を
用いて管状に成形した後に、誘導コイル１６にて溶接を
行って伝熱管１７を製作した。前述の第１溝及び第２溝
を成形した時には、圧延による金属条の蛇行は認められ
なかった。

【００２３】このようにして製作した伝熱管の内面形状
を図７及び図８に示す。この伝熱管１８は外径９.５３m
mで、第１溝１９はピッチＰ₁＝０.６８mm、溝深さＨ₁₁
＝０.１３mm、溝幅Ｗ₁＝０.１２mmの溝形状であり、第
２溝２０は溝深さＨ₂＝０.２７mm、溝数＝６０、溝リー
ド角＝２０°の溝形状であり、第１溝１９と第２溝２０
を圧延した際に成形される山部２１が交差する所に、長
手方向(管軸方向)に沿って平行(リード角０°)な空洞２
２を有する伝熱面を有している。

【００２４】この伝熱管１８を二重管式熱交換器に組み
込み、管内に冷媒Ｒ-２２を流して、蒸発伝熱性能、凝
縮伝熱性能及び管内の圧力損失を測定した。測定の際に
は、外径９.５２mm、溝深さ０.２０mm、溝数＝６０、溝
リード角＝１８°の従来型溝付管との比較も行った。そ
の結果を図９〜図１１に示す。図中、○が本発明例の伝
熱管の場合、●が従来型溝付管の場合である。

【００２５】図９及び図１０の結果から明らかなよう
に、蒸発及び凝縮においても、本発明例の伝熱管は、従
来型溝付管よりも優れた伝熱性能を示した。

【００２６】また、管内圧力損失においても、図１１の
結果から明らかなように、本発明例の伝熱管は、従来型
溝付管よりも管内圧力損失を低減できることが確認され
た。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
伝熱性能の向上に寄与する伝熱面を均一にかつ確実に成
形することができ、従来品よりも伝熱性能が向上し、更
に管内の圧力損失を低減させた高性能伝熱管を容易に製
造することができる。したがって、熱交換器の小型化、
高性能化及び省エネルギー化に寄与する効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の伝熱管の内面を平面に展開した状態を示
す斜視図である。

【図２】図１の従来の伝熱管を転造法により製作する装
置を示す断面図である。

【図３】従来の他の伝熱管の内面を平面に展開した状態
を示す斜視図である。

【図４】図３の従来の伝熱管を圧延法により製作する装
置の一部(下流側)を示す説明図である。

【図５】図３の従来の伝熱管を圧延法により製作する装
置の一部(上流側)を示す説明図である。

【図６】本発明の圧延法により伝熱管を製作する装置の
一例を示す説明図である。

【図７】本発明により製作される伝熱管の一例を示す図
であって、内面を平面に展開した状態を示す斜視図であ
る。

【図８】図７のＡ−Ａ´断面図である。

【図９】実施例で製作された伝熱管の蒸発伝熱特性を示
す図である。

【図１０】実施例で製作された伝熱管の凝縮伝熱特性を
示す図である。

【図１１】実施例で製作された伝熱管の管内圧力損失
(蒸発側)を示す図である。

【符合の説明】

１１金属銅条１２溝付ロール１３溝付ロール１４加圧ロール１５成形ロール１６誘導コイル１７伝熱管１８伝熱管１９第１溝２０第２溝２１山部２２空洞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾木栄治神奈川県秦野市平沢65番地株式会社神戸製鋼所秦野工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管内面の長手方向(管軸方向)に沿って直
線状(リード角０°)に第１溝が一定深さ及び一定ピッチ
で設けられ、更に第１溝より浅い第２溝及び山部が不連
続状に多数かつ螺旋状に設けられ、第１溝部と山部が交
差する所に、長手方向(管軸方向)に沿って平行(リード
角０°)な空洞を有する伝熱管を製造する方法で、金属
板条の表面に溝加工を施すために、第１溝を成形する溝
付ロールと加圧ロールを用いる工程と、次いで第２溝を
成形する溝付ロールと加圧ロールを用いる工程とからな
り、第１溝を成形する溝付ロールとして、ロール軸に対
して直角方向の溝が一定ピッチで多数形成されている溝
付ロールを使用し、第２溝を成形する溝付ロールとし
て、第１溝より浅い溝がロール軸に対して斜め方向(リ
ード角＞０゜)に一定のピッチで多数形成されている溝
付ロールを使用することを特徴とする圧延法による熱交
換器用伝熱管の製造方法。