JPS60149894A - Heat transfer tube and manufacture thereof - Google Patents
Heat transfer tube and manufacture thereofInfo
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- JPS60149894A JPS60149894A JP544884A JP544884A JPS60149894A JP S60149894 A JPS60149894 A JP S60149894A JP 544884 A JP544884 A JP 544884A JP 544884 A JP544884 A JP 544884A JP S60149894 A JPS60149894 A JP S60149894A
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/34—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
- F28F1/36—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、空気開用装置、冷凍器、ボイラー等の熱交換
器としてのコンデンサに好適に使用される伝熱管並びに
その製造方法に係り、特に管外面における伝熱特性を効
果的に高め得る伝熱管と、そのような伝熱管を容易に製
造し得る製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heat transfer tube suitable for use in a condenser as a heat exchanger for an air opening device, a refrigerator, a boiler, etc., and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a heat transfer characteristic on the outer surface of the tube. The present invention relates to a heat exchanger tube that can effectively increase the heat exchanger tube, and a manufacturing method that can easily manufacture such a heat exchanger tube.
一般に、このような伝熱管は、例えば、管内面に流通せ
しめられる伝熱流体（冷却液）と管外面に接触せしめら
れる伝熱流体く凝縮性ガス）との間で、熱交換を行ない
、凝縮性ガスを凝縮、液化するために用いられている。In general, such heat transfer tubes perform heat exchange between a heat transfer fluid (cooling liquid) that flows through the inner surface of the tube and a heat transfer fluid (condensable gas) that is brought into contact with the outer surface of the tube, resulting in condensation. It is used to condense and liquefy gases.
この種の伝熱管、特に凝縮伝熱管においては、管外面に
おける熱伝達率、ひいては凝縮効率を如何に高めるかが
重要な課題とされており、そのために管夕１周面に螺旋
状のフィンを形成せしめたローフイン管が知られている
。In this type of heat exchanger tube, especially in condensing heat exchanger tubes, the important issue is how to increase the heat transfer coefficient on the outer surface of the tube and, ultimately, the condensation efficiency.For this purpose, spiral fins are installed on the circumferential surface of the tube tube. Loaf-in tubes are known.
このようなローフイン管においては、多数の外面フィン
の形成により、それが全く形成されていない平滑管に比
べれば広い接触面積が確保され、管外面におＬＪる熱伝
達性能の改善はある程度期待できるのであるが、だから
と言って、それで充分に２５１足しＨ４すると言えるも
のではなく、この分野において目々高まる熱伝達率の向
上の要求を満足するためには、それより更に進んだ伝熱
管を開発することが強くめられているのが実情である。In such a loaf-in tube, the formation of a large number of outer surface fins ensures a wider contact area than a smooth tube with no fins at all, and it can be expected that the heat transfer performance of the LJ on the tube's outer surface will be improved to some extent. However, this does not mean that it is sufficient to add 251 to H4, and in order to satisfy the ever-increasing demand for improved heat transfer coefficient in this field, a more advanced heat transfer tube must be developed. The reality is that we are strongly urged to do so.
ここにおいて、本発明は、上記のような事情に基づいて
為されたものであり、その第一の目的とするところは、
管外面に管周方向の外面フィンが所定ピンチで一体的に
形成され、それら外面フィン間が管周方向に延びる溝部
とされた伝熱管において、その外面熱伝達率を効果的に
高め得る伝熱管を提供することにあり、また第二の目的
は、そのような伝熱管を容易に製造し得る方法を提供す
ることにある。Here, the present invention has been made based on the above circumstances, and its first purpose is to:
A heat exchanger tube in which external fins in the circumferential direction are integrally formed on the outer surface of the tube with a predetermined pinch, and grooves extending in the circumferential direction are formed between the external fins, and the heat transfer coefficient of the external surface can be effectively increased. A second object of the present invention is to provide a method for easily manufacturing such a heat exchanger tube.
そして、上記第一の目的を達成すべく、本発明にあって
は、かかる外面フィンにその長手方向に沿って山部と谷
部とを交互に形成し、該谷部によってその外面フィンを
分断するとともに、その谷部をフィン長手方向に直角な
方向に対して１０〜６０°の範囲で互いに平行に傾斜さ
せた状態で設け、かつ前記山部を、その頂部に近づくほ
ど、またフィン長手方向におりる一方の谷部側に近つく
ほど、その山部を挟んで両側に位置する前記溝部のうら
の一方の側にフック状に延びるように形成せしめたので
ある。In order to achieve the above-mentioned first object, in the present invention, peaks and valleys are formed alternately along the longitudinal direction of the outer fin, and the outer fin is divided by the valley. At the same time, the troughs are provided so as to be inclined parallel to each other within a range of 10 to 60 degrees with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fin, and the crests are arranged such that the troughs are inclined in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fin. The groove is formed so as to extend in a hook shape toward one side of the groove located on both sides of the groove as it approaches one of the troughs.
このようにすれば、谷部が傾斜して形成されることによ
り、管外面における有効接触面積を増大させ１Ｍるごと
は勿論、山部のフック状に延び出す部分も、その接触面
積の増大に寄与し、それらのことが相俟って、管外面に
おける熱伝達率、特に凝縮性能を効果的に向上させるこ
とに成功したのである。なお、実際に得られる好結果か
らみて、単に伝熱流体（例えば凝縮性ガス）に対する管
外面の接触面積を増大させｆｌると言うことだけではな
しに、山部のフック状部分が、主に凝縮性能を向上させ
る上で特別な役割を果たすものと推測され、それは、多
数のフック状部分の先端が凝縮を促進する多数の点を形
成することではないかと考えられている。By forming the troughs in this manner, the effective contact area on the outer surface of the tube is increased by 1M, and the hook-like extending portions of the crests also increase the contact area. Together, they succeeded in effectively improving the heat transfer coefficient, especially the condensing performance, on the outer surface of the tube. In addition, in view of the good results actually obtained, it has been found that the hook-shaped portions of the peaks are It is assumed that a special role is played in improving the condensation performance, and it is thought that the tips of the numerous hook-shaped parts form a large number of points that promote condensation.
また、単に山部と谷部とを形成した場合には、山部が管
外面から半径方向外向きに突出する鋭利な突起形態を為
Ｊ−のであるか、本発明によれば、山部のフック状部分
が一方の溝部の側に延びるように形成せしめられている
ため、かかる伝熱管を載積する際に山部同士が食い込み
に（く、またその取扱い性が向上する利点をも得ること
かできるのである。Furthermore, in the case where a peak and a valley are simply formed, the peak has a sharp protrusion form that protrudes radially outward from the outer surface of the tube. Since the hook-shaped portion is formed so as to extend toward one side of the groove, the peaks do not bite into each other when the heat exchanger tubes are loaded, and the handleability is improved. It is possible.
一方、上記のような伝熱管を容易に製造するという前記
第二の目的を達成するために、本発明にあっては、目的
とする伝熱管を与える素管の外周面に対してフィン形成
ディスクを押圧せしめることにより外面フィンを転造形
成する一方、そのフィン形成ディスクの外面フィン形成
方向におりる下流側に、所定ピンチで複数の切込歯を備
えた切込溝形成ディスクをその軸心が前記外面フィン形
成ディスクと同心になるように配置すると共に、かかる
複数の切込歯をその軸心に対して１０〜〔ｊＯｏの範囲
で１頃斜させたものとし、かつ前記外面フィン形成ディ
スクによって形成された外面フィンに対して、その切込
溝形成ディスクの傾斜した切込歯を押圧せしめて、かか
るリノ込歯による押圧部分が谷部となるように転造形成
すると同時に、その切込溝形成ディスクの回転押圧作用
により、前記外面フィンの切込歯押圧部分に対して、そ
の外面フィンの両側に位置する溝部の一方の側に切込歯
の傾斜方向に沿って加圧力を働かせるようにしたのであ
る。On the other hand, in order to achieve the second objective of easily manufacturing the heat exchanger tube as described above, in the present invention, a fin-forming disk is provided on the outer circumferential surface of the raw tube that provides the intended heat exchanger tube. While rolling the external fins by pressing the fins, on the downstream side of the fin-forming disk in the direction of forming the external fins, a groove-forming disk with a plurality of cutting teeth is attached to the axial center of the fin-forming disk with a predetermined pinch. is arranged so as to be concentric with the outer fin forming disk, and the plurality of cutting teeth are inclined about 1 in the range of 10 to [jOo with respect to the axis of the outer fin forming disk, and the outer fin forming disk The inclined cutting teeth of the cutting groove forming disk are pressed against the outer surface fins formed by the groove forming disk, and at the same time, the pressed part by the lino cutting teeth becomes a trough, and at the same time, the cutting groove is Due to the rotational pressing action of the groove-forming disk, a pressing force is exerted along the inclination direction of the cutting teeth on one side of the groove portion located on both sides of the outer fin against the cutting tooth pressing portion of the outer surface fin. I made it.
このような切込溝形成ディスクを用いて伝熱管を製造す
るようにすれば、フィン長手方向に直角な方向に対して
１０〜６０°の範囲内で傾斜して谷部が形成されるとと
もに、切込溝形成ディスクの回転押圧作用により、切込
歯の１頃斜方向に沿って溝部の一方の側に加圧力が働く
ため、その加圧力によって、谷部１−となるべき部分に
存在していた金属材料が一方の谷部の側に移動させられ
、その結果、前述のようなフック状部分を容易に形成す
ることができるのである。If a heat exchanger tube is manufactured using such a groove-forming disk, the troughs will be formed with an inclination within the range of 10 to 60 degrees with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fins, and Due to the rotational pressing action of the cutting groove forming disk, pressing force is applied to one side of the groove part along the oblique direction around the first part of the cutting tooth. The metal material that was being held is moved to one side of the trough, and as a result, the hook-shaped portion as described above can be easily formed.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の幾つかの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, some embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第１図は、本発明を凝縮伝熱管に適用した場合の一例を
示す一部切欠図であり、そこにおいて、ＩＯは、銅、銅
合金、或いはアルミニウム若しくはアルミニウム合金等
の熱伝達率のよい金属か゛らなる凝縮伝熱管である。こ
の伝熱管１０の管外周面には、管周方向に螺旋状の外面
フィン１２が所定ピンチで一体に形成されている。、そ
の結果、これら外面フィン１２の間が、管周方向に螺旋
状に延びる溝部１４とされている。そして、この伝熱管
１０の管外面の一部が拡大されて、第２図（ａ）、（ｂ
）に示されている。FIG. 1 is a partially cutaway view showing an example of the case where the present invention is applied to a condensing heat exchanger tube, in which IO is a metal with good heat transfer coefficient such as copper, copper alloy, aluminum or aluminum alloy. This is a different type of condensing heat transfer tube. A spiral outer fin 12 is integrally formed on the outer peripheral surface of the heat exchanger tube 10 with a predetermined pinch in the tube circumferential direction. As a result, a groove 14 is formed between these outer fins 12 and extends spirally in the tube circumferential direction. Then, a part of the outer surface of the heat exchanger tube 10 is enlarged, and FIGS. 2(a) and 2(b)
) is shown.
第２図（ａ）は、管外面を真上から見た平面拡大図であ
り、第２図（ｂ）は斜め上方から見た拡大図である。こ
れらの図から明らかなように、外面フィン１２には、そ
の長平方向に沿って山部１６と谷部１Ｂとが交互に形成
され、谷部１８によって外面フィン１２が分断された形
態となっている。しかも、谷部１８は、管軸方向に対し
て、厳密に言えば外面フィン１２の長平方向に直角な直
線０に対して、角度θだけ互いに平行に１頃斜させられ
た状態で設けられており、この角度θは１０〜６０°の
範囲内とされている。FIG. 2(a) is an enlarged plan view of the tube outer surface viewed from directly above, and FIG. 2(b) is an enlarged view of the tube outer surface viewed from diagonally above. As is clear from these figures, the outer fin 12 has peaks 16 and valleys 1B alternately formed along its long plane direction, and the outer fin 12 is divided by the valleys 18. There is. Furthermore, the troughs 18 are provided so as to be inclined parallel to each other by an angle θ with respect to the tube axis direction, strictly speaking, with respect to a straight line 0 perpendicular to the longitudinal direction of the outer fin 12. This angle θ is within the range of 10 to 60°.
また、各々の山部１６は、その頂部に向かって単に突出
せしめられているのではなく、第２図（ｂ）から明らか
なように、その頂部に近づくに従って、その山部１６を
挟んで両側に位置する溝部１４ａ、１４ｂのうら一方の
溝部１４ｂの側にフック状に延びるように形成されてお
り、そのように延びる部分がフック状部２０とされてい
る。しかも、このフック状部２０は、第２図（ａ）に示
されるように、フィン長手方向における両側の斜面１［
ｉａ、１６ｂのうち一方の谷部１８例の斜面１６ａに近
づくほど、上記溝部１’４ ｂの側に延びるようにされ
ており、かかるフック状部２０の先端むま先鋭の形態と
なっている。言い換えれば、各々の山部１６は、フィン
長さ方向に直角な状態よりも角度θだげ捻られた状態と
され、しかもその一方の側にそれぞれフック状部２０が
形成されて、何れも同し側に延びているのである。Furthermore, each peak 16 does not simply protrude toward the top, but as it approaches the top, both sides of the peak 16 protrude. The grooves 14a and 14b are formed so as to extend in a hook shape toward one side of the groove 14b, and the portion extending in this way is a hook-shaped portion 20. Moreover, as shown in FIG. 2(a), this hook-shaped portion 20 has slopes 1 [
The closer to the slope 16a of one of the troughs 18 of ia and 16b, the more it extends toward the groove 1'4b, and the tip of the hook-shaped portion 20 is rounded to a sharp point. In other words, each crest 16 is twisted by an angle θ than the state perpendicular to the fin length direction, and the hook-shaped portion 20 is formed on one side of the ridge, so that the ridges 16 are the same. It extends to the other side.
また、隣合う外面フィン１２．１２において、それぞれ
の山部１６同士と谷部１８同士とは、前記直線Ｏに対し
一ζ角度θをなす方向において略互い違いに形成されて
おり、溝部１４ｂの側に延び出すフック状部２０は、そ
の溝部１４ｂを挟んで隣合う外面フィン１２の谷部１８
に向かって延びるようにされ、溝部１４ｂはジグザグ状
になりながら、略一定の幅を保ちつつ、管周方向に延び
ている。以上のことは、溝部１４ｂと１４ｃとの間に位
置する外面フィン１２についても、また、各溝部１４ａ
、１４Ｇについても、共通に言えることである。Further, in the adjacent outer fins 12.12, the respective peaks 16 and valleys 18 are formed substantially alternately in the direction forming one ζ angle θ with respect to the straight line O, and are formed on the side of the groove 14b. The hook-shaped portions 20 that extend toward the groove portions 18 of the outer fins 12 adjacent to each other with the groove portions 14b in between
The groove portion 14b has a zigzag shape and extends in the circumferential direction while maintaining a substantially constant width. The above also applies to the outer fins 12 located between the grooves 14b and 14c, and also to each groove 14a.
, 14G as well.
なお、第２図（ａ）及、び（ｂ）は、θ−３０゜の場合
であるが、第３図（ａ）及び（ｂ）にはθ−２０°の場
合が、また第４図（ａ）及び（ｂ）にはθ＝４５°とし
た場合の態様が、それぞれ示されている。それらの図か
ら明らかなように、θが大きくなればなるほど、山部１
６のフック状部２０は・、より鋭利に且つ長く、一方の
側の溝部に延びる形態となる。のである。Note that Fig. 2 (a) and (b) are for the case of θ-30°, but Fig. 3 (a) and (b) are for the case of θ-20°, and Fig. 4 is for the case of θ-20°. (a) and (b) each show the mode when θ=45°. As is clear from those figures, the larger θ becomes, the more
The hook-shaped portion 20 of No. 6 is sharper and longer, and extends into the groove on one side. It is.
因みに、従来においては、第５図＜ａ＞及び（ｂ）に示
されるように、谷部１８がフィン長手方向に直角な直線
Ｏに対して平行、即ちθ−０°とされて、山部１６がほ
ぼ四角台錐形状となっておリ、また谷部１８の底部部分
が両側の溝部１４の側に均等に押し出された形態となっ
ているに過ぎない。Incidentally, in the past, as shown in FIGS. 5A and 5B, the troughs 18 are parallel to the straight line O perpendicular to the longitudinal direction of the fin, that is, at θ-0°, and the troughs 18 are 16 is approximately in the shape of a square truncated pyramid, and the bottom portion of the valley portion 18 is simply pushed out evenly to the groove portions 14 on both sides.
これに対して、第２図（ａ）、（ｂ）乃至第４図（ａ）
、（ｂ）に示される本発明に従う伝熱管においては、前
述のように、谷部１８が角度θだけ傾斜させられ、且つ
山部１６がその分捻られてフック状部２０を備えている
ため、管外面に接触せしめられる凝縮性ガスに対する接
触面積が大きく、そのため凝縮効率が有効に高められる
のである。また、単に接触面積の増大だけでなく、フッ
ク状部２０の存在によって多数の先鋭な点状部分が得ら
れることで、かかるフック状部２０の存在が、山部１６
の斜面などに厚い液膜が生ずることを防止し、且つ滴状
凝縮を促進して、凝縮性能の向上に寄与するものと推定
される。事実、第５図（ａ）、（ｂ）に示される従来の
伝熱管に比べて、約３０％以上も凝縮伝熱性能が向上す
ることが確認されている。In contrast, FIGS. 2(a), (b) to 4(a)
In the heat exchanger tube according to the present invention shown in FIG. , the contact area for the condensable gas brought into contact with the outer surface of the tube is large, and therefore the condensation efficiency is effectively increased. In addition to simply increasing the contact area, the presence of the hook-shaped portions 20 also provides a large number of sharp point-like portions.
It is presumed that this prevents the formation of a thick liquid film on the slopes of the walls, promotes droplet condensation, and contributes to improved condensation performance. In fact, it has been confirmed that the condensing heat transfer performance is improved by about 30% or more compared to the conventional heat transfer tubes shown in FIGS. 5(a) and 5(b).
また、従来の伝熱管の山部１６は、四角台錐形状の鋭利
な突起として存在していたが、本発明に従う伝熱管の場
合には、それが管外面から半径方向外向きに鋭利に突出
する状態とはならず、むしろフック状部２０として、管
軸に平行な方向に湾曲せしめられた形状となっているた
め、当該伝熱管を、例えば作業者が手袋をはめた手で取
り扱うような場合に、その手袋の繊維が山部１６に付着
したりすることが従来に比べて格段に少なく、また当該
伝熱管を積層する時、山部同士が互いに食い込み合うこ
とが回避されるため、積層した状態で、それらの伝熱管
を管軸方向に整列することが容易となる利点も生ずるの
である。Further, the peak portion 16 of the conventional heat exchanger tube existed as a sharp protrusion in the shape of a square frustum, but in the case of the heat exchanger tube according to the present invention, the peak portion 16 sharply protrudes radially outward from the outer surface of the tube. Rather, the hook-shaped portion 20 is curved in a direction parallel to the tube axis, so it is difficult to handle the heat exchanger tube, for example, when an operator handles it with gloved hands. In this case, the fibers of the gloves are much less likely to adhere to the ridges 16 than in the past, and when the heat exchanger tubes are stacked, the ridges are prevented from digging into each other. In this state, there is an advantage that it becomes easy to align the heat exchanger tubes in the tube axis direction.
なお、フィン長手方向に直角な直線Ｏに対する谷部１８
の傾斜角度θば、前述のように、１０〜６０°の範囲内
に選ばれる。というのは、θを１０°より小さくした場
合には、第５図（ａ）、（ｂ）に示される従来の伝熱管
に比べて、（旧１位性、即ち伝熱効率や取扱い性の向上
がそれほど認められず、一方、θが６０°を超えるよう
になると、谷部１８の加工に困難を来し、ただ不可能と
言うわけではないが、そのようにθを大きくしても、そ
れに見合うだけの効果が得にクク、加工コストの増大を
招くようになるからである。従って、上記角度θは１０
〜６０°の範囲内に選ぶ必要があるが、特に１５〜４５
°の範囲が好適と言えるのである。Note that the trough 18 with respect to the straight line O perpendicular to the fin longitudinal direction
The inclination angle θ is selected within the range of 10 to 60°, as described above. This is because when θ is made smaller than 10°, compared to the conventional heat transfer tubes shown in Fig. 5(a) and (b), On the other hand, if θ exceeds 60°, it becomes difficult to process the valley 18, and although it is not impossible, even if θ is increased, This is because the effect that is commensurate with that is more expensive and increases the processing cost.Therefore, the above angle θ is 10
It is necessary to choose within the range of ~60°, but especially 15~45°
It can be said that a range of 100° is suitable.
ところで、以上のような本発明に従う伝熱管は、例えば
、次のようにして容易に製造することができる。その製
造方法の具体例を、第６図並びに第７図などに基づいて
説明する。By the way, the heat exchanger tube according to the present invention as described above can be easily manufactured, for example, as follows. A specific example of the manufacturing method will be explained based on FIGS. 6 and 7.
第６図において、２２は、複数枚のフィン形成ディスク
であり、漸次径が増大するものが、外面フィン１２のピ
ンチを与える間隔で、軸２４によって同心的且つ一体的
に連結せしめられており、さらに最も大径のフィン形成
ディスク２２に隣接して、それと同心的に、切込溝形成
ディスク２６が軸２４に取り（マＪげられている。この
切込溝形成ディスク２６は、円板形状のものであって、
その外周部に所定ピンチで複数の切込歯２８を備えてお
り、その切込歯２８の歯先が描く円周の半径は、フィン
形成ディスク２２の最も大径のものより一定量小さくさ
れている。In FIG. 6, reference numeral 22 denotes a plurality of fin-forming disks, the diameters of which gradually increase, concentrically and integrally connected by a shaft 24 at intervals that provide pinching of the outer fins 12; Furthermore, adjacent to and concentrically with the largest-diameter fin-forming disk 22, a groove-forming disk 26 is mounted on the shaft 24.This groove-forming disk 26 has a disk shape. It belongs to
A plurality of cutting teeth 28 are provided on the outer circumference with a predetermined pinch, and the radius of the circumference drawn by the tips of the cutting teeth 28 is made smaller by a certain amount than the largest diameter of the fin-forming disk 22. There is.
しかも、それらの切込歯２８は、第７図（ａ）から明ら
かなように、切込溝形成ディスク２６の軸心に対して、
何れも角度θだけ傾斜させられており、この傾斜角度θ
は１０〜６０°の範囲内に選ばれていて、第２図（ａ）
等に示した谷部１８の傾斜角度θに対応するものである
。Moreover, as is clear from FIG. 7(a), these cutting teeth 28 are arranged with respect to the axis of the cutting groove forming disk 26.
Both are inclined by an angle θ, and this inclination angle θ
is selected within the range of 10 to 60°, and Fig. 2(a)
This corresponds to the inclination angle θ of the valley portion 18 shown in FIG.
そして、外面フィン形成ディスク２２及び切込溝形成デ
ィスク２６が取り付けられた軸２４か、目的とする伝熱
管を与える素管３０の中心線に対して、形成されるべき
外面フィン１２のリート角に相当する角度をもって位置
せしめられ、また素管３０の内側にはプラグ３１が挿入
される。Then, the leet angle of the outer fin 12 to be formed is determined with respect to the shaft 24 to which the outer fin forming disk 22 and the cut groove forming disk 26 are attached, or to the center line of the raw tube 30 that provides the intended heat exchanger tube. The plug 31 is positioned at a corresponding angle, and a plug 31 is inserted inside the blank pipe 30.
かかる状態で、軸２４を介してフィン形成ディスク２２
を回転させながら、素管３０の外周面に対して押圧せし
めることにより、素管３０を管軸まわりに回転させつつ
、漸次外面フィン１２を転造形成する一方、フィン形成
ディスク２２の白抜矢印で示される外面フィン形成方向
にお＆Ｊる下流側に配置された切込溝形成ディスク２６
によって、上述のように形成された外面フィン１２に、
切込溝形成ディスク２６の切込歯２８を押圧せしめるこ
とにより、かかる切込歯２８による押圧部分が前記谷部
１８となるように転造形成して、前述のような谷部１８
と山部１６とを交互に形成するのである。In this state, the fin-forming disk 22 is inserted through the shaft 24.
By rotating and pressing against the outer peripheral surface of the raw tube 30, the outer surface fins 12 are gradually formed by rolling while rotating the raw tube 30 around the tube axis, while the white arrows on the fin forming disk 22 A cut groove forming disk 26 disposed on the downstream side in the outer fin forming direction shown by
Accordingly, to the outer fin 12 formed as described above,
By pressing the cut teeth 28 of the cut groove forming disk 26, the portion pressed by the cut teeth 28 is rolled and formed to become the trough 18, thereby forming the trough 18 as described above.
and peak portions 16 are formed alternately.
そこで、切込溝形成ディスク２６の切込歯２８が、その
軸心に対して角度θ傾斜させられているため、第７図（
ｂ）に示されるように、切込溝形成ディスク２６が素管
３０に対して回転しつつ押圧せしめられる時、その回転
抑圧作用により、外面フィン１２の切込歯２８により押
圧される部分においては、第８図に示されるように、切
込溝形成ディスク２６の回転力Ｆに基づいて、切込歯２
８の傾斜方向に沿う加圧力Ｐが作用する。この加圧力Ｐ
は、外面フィンＩ２の両側に位置する溝部１４の一方の
側に慟らくものであって、その結果、谷部１８となるべ
き部分に存在して４）た金属材料が、切込歯２８に沿っ
て一方の溝部１４の側に移動させられて、前述のような
山部１２、ひいては。Therefore, since the cutting teeth 28 of the cutting groove forming disk 26 are inclined at an angle θ with respect to the axis thereof, as shown in FIG.
As shown in b), when the cut groove forming disk 26 is rotated and pressed against the raw pipe 30, due to its rotation suppressing effect, the portion pressed by the cut teeth 28 of the outer fin 12 is , as shown in FIG. 8, the cutting teeth 2 are
A pressing force P along the inclination direction of 8 is applied. This pressing force P
4) is placed on one side of the groove portion 14 located on both sides of the outer fin I2, and as a result, the metal material present in the portion that should become the trough portion 18 is deposited on the cutting tooth 28. along the crest 12 as described above, and then to one side of the groove 14.
フック状部２０が形成されるのである。A hook-shaped portion 20 is thus formed.
因みに、第５図（ａ）、（ｂ）に示されるような、従来
の伝熱管の製造に際しては、第９図（ａ）、（ｂ）に示
されるように、平歯の切込溝形成ディスク３２、言い換
えればその軸心に対して平行な切込歯３４を備えたディ
スク３２が用いられるが、その場合には、第１０図に示
されるように、かかる切込歯３４で潰されることによっ
て外面フィン１２の先端部の断面積が著しく減少し、そ
の減少した分が両側の溝部１４の側に押し出されるよう
な状態となって、その部分Ｇが、外面フィン間の溝部１
４における凝縮液の流れを妨げ易くなる。Incidentally, when manufacturing conventional heat exchanger tubes as shown in FIGS. 5(a) and (b), cutting grooves of spur teeth are formed as shown in FIGS. 9(a) and (b). A disk 32, in other words a disk 32 with cutting teeth 34 parallel to its axis, is used; in this case, as shown in FIG. As a result, the cross-sectional area of the tips of the outer fins 12 is significantly reduced, and the reduced area is pushed out to the grooves 14 on both sides, and the portion G becomes the groove 1 between the outer fins.
The flow of condensate at step 4 is likely to be obstructed.
これに対して、前述のように、角度θだけ傾斜した切込
歯２８を備えた切込溝形成ディスク２６を用いるように
すれば、その角度θが２０°程度の場合には、第１１図
に示されるように、外面フィン１２の押圧される部分が
殆ど潰されることがなく、外面フィン１２が、先端部で
の断面積の減少を殆ど招かない状態で分断されると共に
、一方の溝部１４の側にフック状に延びる状態となるの
である。On the other hand, if the cutting groove forming disk 26 having the cutting teeth 28 inclined by the angle θ is used as described above, if the angle θ is about 20°, as shown in FIG. As shown in , the pressed portion of the outer fin 12 is hardly crushed, the outer fin 12 is divided with almost no reduction in cross-sectional area at the tip, and one groove 14 is separated. This results in a hook-shaped extension on the side.
なお、切込歯２８の傾斜角度θを３０〜４５゜の範囲に
選べば、第１２図に示されるように、一層鋭利に切り込
まれると共に、フック状に□延びる程度が大きくなるの
であるが、その角度θが６０゜を超えるようになると、
切込歯２８が欠は易くなる等の耐久性問題や、切込歯２
８を形成する加工コストの増大を招くようになる。切込
歯２８の傾斜角度θを６０°以下とする主な理由ばその
点にある。If the inclination angle θ of the cutting tooth 28 is selected within the range of 30 to 45 degrees, the cutting will be made more sharply and the degree of hook-shaped extension will be increased, as shown in Fig. 12. , when the angle θ exceeds 60°,
Durability problems such as the incisor tooth 28 becoming easily chipped, and the incisor tooth 2
This results in an increase in the processing cost for forming 8. This is the main reason why the inclination angle θ of the cutting teeth 28 is set to 60° or less.
何れにＣても、上記のような傾斜した切込歯２８で前記
加圧力Ｐを働らか−ｌるようにすれば、第２図（ａ）、
（ｂ）等に示ずような山部１６と谷部１８とを備えた伝
熱管を容易に装造することができ、９Ｊ込由２８の加工
コストは傾斜していない従来のものより若干増加するが
、特別の加工装置を必要とするわけではないので、実質
的にコスト増は軽微である。In either case, if the pressing force P is applied by the inclined cutting teeth 28 as described above, as shown in FIG. 2(a),
It is possible to easily fabricate a heat exchanger tube with peaks 16 and valleys 18 as shown in (b) etc., and the processing cost for the 9J-included 28 is slightly higher than that of the conventional one with no slope. However, since no special processing equipment is required, the increase in cost is practically negligible.
次に、そのようにして得られた伝熱管が具体的にどれだ
け凝縮性能を向上させ得るかについて、本発明者らが行
なった試験のデータを、以下に示す。Next, data from tests conducted by the present inventors to determine how much the heat exchanger tube thus obtained can specifically improve condensing performance will be shown below.
なお、この□試験は、管外面に接触セしめられる凝縮性
ガス（フロア、 Ｒ−２２）について、次の通りの試験
゛条件の下に行なったものであり、その結果が第１表に
示されているが、比較のために、谷部の傾斜角度θがＯ
ｏである従来の伝熱管についてのデータも並記した。This □ test was conducted under the following test conditions for a condensable gas (floor, R-22) that is brought into contact with the outside surface of the pipe, and the results are shown in Table 1. However, for comparison, the inclination angle θ of the valley is O
Data regarding the conventional heat exchanger tube which is 0 is also listed.
外 径：１９．０５鶴（素管のｌ？＋径）フ ィ ン
数： １９山／インチ
切 込 歯：１ｆｆｉＩＩピッチ×０．７鰭深さ内 径
： １４．ｓｏ龍
凝、縮温 °：４０℃
冷却水人口温°：３０°Ｃ
冷却水流速 ＝１．５〜３．０ ｍ ／秒第 １ 表
＊ 外径基準
かかる第１表に示される結果から明らかなように、谷部
（切込歯ンの傾斜角度θが２０’、３０゜並びに４５°
とされた本発明に従う伝熱管にあっては、管外面凝縮熱
伝達係数：ｈ（、が、傾斜角度がＯｏである従来の伝熱
管に比べて、約３０％から５０％近く高くなっており、
このことは、とりも直さず、管外面における凝縮性能が
それだり高められることを意味しているのである。Outer diameter: 19.05 Tsuru (l? + diameter of raw pipe) fin
Number: 19 threads/inch depth of cut Teeth: 1ffiII pitch x 0.7 fin depth Inner diameter: 14. Temperature reduction °: 40°C Cooling water population temperature °: 30°C Cooling water flow rate = 1.5 to 3.0 m/sec Table 1 * Based on the outer diameter It is clear from the results shown in Table 1 As shown in FIG.
In the heat transfer tube according to the present invention, the tube outer surface condensation heat transfer coefficient: h(, ,
This simply means that the condensation performance on the outer surface of the tube is improved.
以上、本発明の具体的な実施例並びに試験データに基づ
いて説明してきたが、本発明が、かがる具体的な記載に
よって限定的に解釈され得ないことは、言うまでもない
ところである。Although the present invention has been described above based on specific examples and test data, it goes without saying that the present invention cannot be interpreted in a limited manner by such specific descriptions.
例えば、隣合う外面フィン管の溝部の底部部分に凹所（
ディンプル）を形成し、その凹所に対応する管内面に内
面突起をスパイラル状に配列せしめることもできる。そ
して、このように管外面の溝部に凹所を形成すると共に
、管内面に内面突起を形成すれば、管外面におりる接触
面積が一層増大して、凝縮効率を更に高めることができ
、また管内面を流通せしめられる伝熱流体（冷却水）の
流れに対して乱流作用を与えて、熱伝達率を阻害する境
膜の形成を抑制することができる。For example, a recess (
It is also possible to form dimples and arrange inner surface protrusions in a spiral shape on the inner surface of the tube corresponding to the recesses. If a recess is formed in the groove on the outer surface of the tube and an inner protrusion is formed on the inner surface of the tube, the contact area on the outer surface of the tube will further increase, and the condensation efficiency can be further increased. By imparting a turbulent flow effect to the flow of the heat transfer fluid (cooling water) flowing through the inner surface of the tube, it is possible to suppress the formation of a film that inhibits the heat transfer coefficient.
そして、このような伝熱管を装造するには、例えば、外
面フィン形成ディスクの下流側に、前記切込歯形成ディ
スクよりは上流側に位置して、鋸歯状ディスクを配置し
、形成された外面フィン間の溝部の底部に、かかる鋸歯
状ディスクの鋸歯を押圧せしめることにより、その鋸歯
による押圧部分を凹所として管内面に突出させるように
する一方、そのような凹所を溝部に形成した後、前述の
ような切込歯形成ディスクにより、山部と谷部とを形成
すればよいのである。In order to equip such a heat transfer tube, for example, a serrated disk is placed downstream of the outer fin forming disk and upstream of the notched tooth forming disk. By pressing the serrations of the serrated disc against the bottom of the groove between the outer fins, the pressed portion of the serration is made to protrude into the inner surface of the tube as a recess, and such a recess is formed in the groove. After that, the ridges and troughs may be formed using the cutting tooth forming disc as described above.
さらに、これまでの説明はすべて凝縮伝熱管についてで
あったが、外面フィンの形成密度を、例えば２６〜５４
山／インチ程度に増やした場合には、一方の溝部の側に
延びる山部のフック状部の間隔も極く狭くなって、これ
らのフック状部間の間隙が、沸騰における核を形成する
機能を果たすことができるようになり、そのような態様
とすれば、蒸発管として使用することも可能である。言
い換えれば、本発明は、凝縮管だけに限らず、蒸発管に
適用することも可能なのであり、上述のように、溝部の
底部部分に凹所を設けた場合には、それとの相乗効果も
期待できる。Furthermore, all the explanations so far have been about condensing heat exchanger tubes, but the formation density of the outer surface fins can be changed, for example, from 26 to 54.
When the number of peaks is increased to about 1 inch per inch, the distance between the hook-like parts of the peaks extending to one side of the groove becomes extremely narrow, and the gaps between these hook-like parts serve as a nucleation point in boiling. If it is configured in such a manner, it can also be used as an evaporation tube. In other words, the present invention can be applied not only to condensation pipes but also to evaporation pipes, and as mentioned above, if a recess is provided at the bottom of the groove, a synergistic effect can be expected. can.
その他にも、本発明の趣旨を逸脱することなく、当業者
の知識に基づいて種々の変更、改良などを施した態様で
、本発明を実施し得ることは、改めて言うまでもないと
ころである。It goes without saying that the present invention can be implemented in various other forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
第１図は本発明の一実施例である凝縮伝熱管の一部を切
り欠いて示す図である。イロし、煩雑さを避けるために
、山部及び谷部は省略されている。
第２図（ａ）及び（ｂ）は、その伝熱管の管外面を、そ
れぞれ別の角度から撮影した拡大写真を図化（スケッチ
）した図であって、傾斜角度θが３０°である場合を示
す。第３図（ａ）及び（ｂ）並びに第４図（ａ）及び（
ｂ）は、傾斜角度θが２０°である場合と４５°である
場合とをそれぞれ示す、第２図（ａ）及び（ｂ）に対応
する図である。第５図（ａ）及び（ｂ）ば、１頃斜角度
θが０°である従来の伝熱管の一部を示す、第２図（ａ
）及び（ｂ）にそれぞれ対応する図である。第６図は本
発明に係る方法の具体例を簡略に示す工程図であり、第
７図（ａ）及び（ｂ）は、かがる方法によって山部と谷
部とが形成される状態をそれぞれ別な角度から模式的に
示す説明図である。
第８図は傾斜した切込歯により加圧力が働らく状態を説
明するだめの説明図である。第９図（ａ）及び（ｂ）は
、第５図（ａ）及び（ｂ）に示される従来の伝熱管を製
造する方法をそれぞれ別な角度から簡略に示す図であっ
て、第７図（ａ）、（ｂ）に対応するものである。第１
０図は、第９図（ａ）及び（ｂ）に示される方法に従っ
て形成される山部及び谷部の形状を簡略に説明する図で
あり、また第１１図及び第１２図は、第６図などに示さ
れる本発明に係る方法を用いた場合に、切込歯の傾斜角
度θの大小に応じて形成される山部及び谷部の形状をそ
れぞれ簡略に示す図である。
１０：凝縮伝熱管 １２：外面フィン
１４：溝部 １６二山部
１８：谷部 ２０：フノク状部
２２：外面フィン形成ディスク
２６：切込溝形成ディスク
２８：切込歯 ３０：素管
第２図 ′
第３図
第４図
１”ｃ １４ｔ） １４ａ
第５図FIG. 1 is a partially cutaway view of a condensing heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention. The peaks and valleys have been omitted to avoid confusion and complexity. Figures 2 (a) and (b) are drawings (sketches) of enlarged photographs taken from different angles of the outer surface of the heat exchanger tube, where the inclination angle θ is 30°. shows. Figure 3 (a) and (b) and Figure 4 (a) and (
b) is a diagram corresponding to FIGS. 2(a) and 2(b), showing cases where the inclination angle θ is 20° and 45°, respectively. Figures 5(a) and 5(b) show a part of a conventional heat exchanger tube in which the oblique angle θ is 0°;
) and (b), respectively. FIG. 6 is a process diagram briefly showing a specific example of the method according to the present invention, and FIGS. 7(a) and (b) show the state in which peaks and valleys are formed by the darning method. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically shown from different angles. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the state in which pressing force is applied by the inclined cutting teeth. FIGS. 9(a) and 9(b) are diagrams schematically showing the conventional method of manufacturing the heat exchanger tube shown in FIGS. 5(a) and 5(b) from different angles, and FIG. This corresponds to (a) and (b). 1st
0 is a diagram briefly explaining the shapes of peaks and valleys formed according to the method shown in FIGS. 9(a) and (b), and FIGS. FIG. 6 is a diagram schematically showing the shapes of peaks and valleys formed depending on the magnitude of the inclination angle θ of the cutting tooth when the method according to the present invention shown in the figures is used. 10: Condensing heat transfer tube 12: External fin 14: Groove portion 16 Double peak portion 18: Valley portion 20: Flap-shaped portion 22: External fin forming disk 26: Cut groove forming disk 28: Cut tooth 30: Base tube Fig. 2 ' Fig. 3 Fig. 4 1"c 14t) 14a Fig. 5
Claims (2)
体的に形成する一方、該外面フィン間が管周方向に延び
る溝部とされた伝熱管において、該外面フィンにその長
平方向に沿って山部と谷部とを交互に形成し、該谷部に
よってその外面フィンを分断するとともに、該谷部をフ
ィン長手方向に直角な方向に対し′ζ１０〜６０°の範
囲で互いに平行に傾斜させた状態で設け、かつ前記山部
を、その頂部に近づくほど、またフィン長手方向におけ
る一方の谷部側に近づくほど、該山部を挟んで両側に位
置する前記溝部のうちの一方の側にフック状に延びるよ
うに形成せしめたことを特徴とする伝熱管。(1) In a heat exchanger tube in which external fins in the circumferential direction are integrally formed on the external surface of the tube with a predetermined pinch, and grooves extending in the circumferential direction are formed between the external fins, the external fins are formed along the longitudinal direction. ridges and troughs are formed alternately, the outer fin is divided by the troughs, and the troughs are inclined parallel to each other in the range of 10 to 60 degrees with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fin. The ridge is provided in a state in which the ridge is closer to the top, and the closer the ridge is to the one trough in the longitudinal direction of the fin, the more one of the grooves located on both sides of the ridge is located on both sides of the fin. A heat exchanger tube characterized in that it is formed to extend in a hook shape.
フィン形成ディスクを押圧せしめることにより外面フィ
ンを転造形成する一方、該フィン形成ディスクの外面フ
ィン形成方向における下流側に、所定ピッチで複数の切
込歯を備えた切込溝形成ディスクをその軸心が前記外面
フィン形成ディスクと同心になるように配置するととも
に、該複数の切込歯をその軸心に対して１０〜６０°の
範囲で傾斜させたものとし、かつ前記外面フィン形成デ
ィスクによっ′て形成された外面フィンに対して、その
切込溝形成ティスフの傾斜した切込歯を押圧せしめて、
該切込歯による押圧部分が谷部となるように転造形成す
ると同時に、該切込溝形成ディスクの回転押圧作用によ
り、前記外面フィンの切込面押圧部分に対して、該外面
フィンの両側に位置する溝部の一方の側に該切込歯の傾
斜方向に沿って加圧力を働かせるようにしたことを特徴
とする伝熱管の製造方法。(2) External fins are rolled by pressing a fin-forming disk against the outer circumferential surface of the raw tube that provides the intended heat transfer tube, and at the same time, a predetermined area is placed on the downstream side of the fin-forming disk in the direction in which the external fins are formed. A groove-forming disk having a plurality of cutting teeth at a pitch is arranged so that its axis is concentric with the outer fin-forming disk, and the plurality of cutting teeth are arranged at a pitch of 10 to 10 mm with respect to the axis. and pressing the inclined cutting teeth of the cutting groove-forming disk against the outer surface fin formed by the outer surface fin-forming disk;
At the same time, by the rotational pressing action of the notch groove forming disk, both sides of the outer fin are rolled so that the pressed part by the cut teeth becomes a trough. A method for manufacturing a heat exchanger tube, characterized in that a pressing force is applied along the inclination direction of the cutting teeth on one side of the groove located in the groove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP544884A JPS60149894A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Heat transfer tube and manufacture thereof |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP544884A JPS60149894A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Heat transfer tube and manufacture thereof |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14476389A Division JPH0237292A (en) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | Condensing heat transmission pipe |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149894A true JPS60149894A (en) | 1985-08-07 |
| JPH0160332B2 JPH0160332B2 (en) | 1989-12-22 |
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|---|---|---|---|
| JP544884A Granted JPS60149894A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Heat transfer tube and manufacture thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60149894A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02200319A (en) * | 1989-01-27 | 1990-08-08 | Nippon Steel Corp | Device for forming prickles on tube and bar and manufacture of prickly tube and bar |
| EP0713073A3 (en) * | 1994-11-17 | 1997-12-17 | Carrier Corporation | Heat transfer tube |
| EP0713072A3 (en) * | 1994-11-17 | 1998-09-16 | Carrier Corporation | Heat transfer tube |
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- 1984-01-13 JP JP544884A patent/JPS60149894A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0160332B2 (en) | 1989-12-22 |
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