JPH0519079B2 - - Google Patents
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- JPH0519079B2 JPH0519079B2 JP60133467A JP13346785A JPH0519079B2 JP H0519079 B2 JPH0519079 B2 JP H0519079B2 JP 60133467 A JP60133467 A JP 60133467A JP 13346785 A JP13346785 A JP 13346785A JP H0519079 B2 JPH0519079 B2 JP H0519079B2
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- Japan
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- fin
- tube
- fins
- heat transfer
- disk
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Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、沸騰伝熱管の製造方法に係り、特に
沸騰伝熱特性の良好な沸騰伝熱促進を経済的に有
利に製造する方に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a method of manufacturing a boiling heat transfer tube, and particularly to an economically advantageous method for promoting boiling heat transfer with good boiling heat transfer characteristics.
(背景技術)
一般に、伝熱管は、管内に流通せしめられる伝
熱流体と管外面に接触させられる伝熱流体との間
で熱のやり取りが行なわれるものであるが、従来
から、そのような伝熱管の一つとして、管外周面
に螺旋状のフインを形成せしめたローフイン管
や、かかるローフイン管の熱伝達を促進するため
に、該ローフイン管の内周面に螺旋状のリブを設
けた内面リブ付きローフイン管などが明らかにさ
れている。(Background Art) Generally, in a heat transfer tube, heat is exchanged between a heat transfer fluid flowing inside the tube and a heat transfer fluid brought into contact with the outer surface of the tube. As one type of heat tube, there is a loaf-in tube in which spiral fins are formed on the outer circumferential surface of the tube, and an inner surface in which spiral ribs are provided on the inner circumferential surface of the loaf-in tube in order to promote heat transfer of such a loaf-in tube. A ribbed loaf-in tube has been revealed.
ところで、管内が平滑なローフイン管において
は、管内周面に伝熱効率の悪い伝熱流体境膜が生
じ易いが、内面リブ付きローフイン管では、その
内面リブにより流体の流れが旋回せしめられるこ
とによつて形成される旋回流により比較的境膜が
形成されにくく、管内面の熱伝達率を向上させる
上で有効とされている。しかしながら、そのよう
な旋回流によつても層流に近似した液体の流れが
依然として残り、それ故境膜の問題が解消され得
た訳ではなく、内面の熱伝達を促進する上にも限
界があつたのである。 By the way, in a loaf-in tube with a smooth interior, a heat transfer fluid film with poor heat transfer efficiency is likely to be formed on the inner peripheral surface of the tube, but in a loaf-in tube with internal ribs, the inner ribs cause the fluid flow to swirl. Due to the swirling flow that is formed, it is relatively difficult to form a film, and it is said to be effective in improving the heat transfer coefficient on the inner surface of the tube. However, even with such a swirling flow, a liquid flow that approximates a laminar flow still remains, and therefore the problem of the film cannot be solved, and there are limits to promoting internal heat transfer. It was hot.
このため、本発明者らは、先に特願昭58−
137292号(特開昭60−29594号広報参照)として、
管外周面に管材料からなる螺旋状の外面フインが
一体的に形成されてなる凝縮器伝熱促進管におい
て、かかる外面フインがその流さ方向に所定の間
隔を隔てて切込みによつて分断せしめられている
一方、管内周面に複数の内面突起が形成され、且
つかかる内面突起が、スパイラル状に配列せしめ
られている構造の凝縮伝熱管を提案した。そし
て、このような構造によつて、管内を流通せしめ
られる伝熱流体が複数の内面突起を乗り越え、或
いはかかる内面突起によつて流れの方向が変えら
れる際に、微妙な乱流が生じ、そしてこの管内面
に近接した流れの変化によつて、管内周面付近に
生じ易い境膜が効果的に破壊されて内面伝達率が
有効に高められ、また、管外周面に接触せしめら
れる伝熱流体が、上記切込みを通じて隣合う外面
フインを横切つて流通することができるため、外
面フインに対してかかる流体が効果的に接触せし
められ、そして接触面積も増大するところから、
外面熱伝達率をも、従来に比べて一層高め得たの
である。 For this reason, the inventors of the present invention first applied for patent application No.
As No. 137292 (see JP-A No. 60-29594 public relations),
In a condenser heat transfer promoting tube in which spiral outer surface fins made of a tube material are integrally formed on the outer peripheral surface of the tube, the outer surface fins are divided by cuts at predetermined intervals in the flow direction. On the other hand, we have proposed a condensing heat exchanger tube having a structure in which a plurality of inner surface protrusions are formed on the inner peripheral surface of the tube, and the inner surface protrusions are arranged in a spiral shape. With such a structure, when the heat transfer fluid flowing through the tube overcomes the plurality of inner surface protrusions or the flow direction is changed by such inner surface protrusions, a slight turbulence is generated, and Due to this change in the flow near the inner surface of the tube, the membrane that tends to form near the inner surface of the tube is effectively destroyed, effectively increasing the inner surface conductivity, and the heat transfer fluid that is brought into contact with the outer circumferential surface of the tube is effectively destroyed. The fluid can flow across the adjacent outer surface fins through the above-mentioned notches, so the fluid is brought into effective contact with the outer surface fins, and the contact area is also increased.
The external heat transfer coefficient was also increased compared to conventional methods.
一方、管内を流通せしめられる伝熱流体との間
の熱交換作用によつて、管外周面に接触せしめら
れた伝熱流体(液体)を沸騰せしめて、それを蒸
発させる沸騰伝熱管には、上記の如き凝縮伝熱管
の構造をそのまま適用することができず、その伝
熱効率を高めるには、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。 On the other hand, a boiling heat transfer tube boils and evaporates a heat transfer fluid (liquid) that is brought into contact with the outer peripheral surface of the tube through a heat exchange action between the heat transfer fluid and the heat transfer fluid flowing through the tube. The structure of the condensing heat transfer tube as described above cannot be applied as is, and in order to increase its heat transfer efficiency, it is necessary to improve the boiling heat transfer characteristics, especially at low temperature differences.
このため、特開昭59−176593号公報や、特開昭
59−199137号公報等には、管外表面に一体的に形
成した外面フインを倒して、表面部分に周方向の
空洞乃至はトンネルを形成せしめるとともに、か
かる空洞乃至はトンネルを、多数の微細な開口あ
るいは間隙を介して外部に連通せしめるようにし
た構造の沸騰伝熱管が明らかにされているが、そ
れとても伝熱効率が今一つ充分でなく、またその
ような空洞乃至はトンネルを形成するために、複
雑な加工工程や複雑な加工工具を用いる必要があ
る等の問題があつた。 For this reason, Japanese Patent Application Publication No. 59-176593 and Japanese Patent Application Publication No. 176593,
59-199137, etc., the outer fins formed integrally on the outer surface of the tube are folded down to form circumferential cavities or tunnels in the surface portion, and the cavities or tunnels are formed with a large number of fine particles. Boiling heat transfer tubes with a structure that communicates with the outside through openings or gaps have been disclosed, but their heat transfer efficiency is still insufficient, and due to the formation of such cavities or tunnels, There were problems such as the need to use complicated machining processes and complicated machining tools.
(発明の構成)
ここにおいて、本発明者らは、先に出願した、
管内周面に複数の内面突起をスパイラル状に設け
てなる外面フイン付き凝縮伝熱管について種々検
討を重ねて行くうちに、その外面フインを倒して
隣接する外面フインとの間に空洞(キヤビテイ)
を形成せしめるようにすることによつて、それが
優れた沸騰伝熱特性を有する沸騰伝熱促進管とな
り得ることを見い出し、本発明を完成するに至つ
たのである。(Structure of the invention) Here, the present inventors have previously applied for
As we continued to study various types of condensing heat transfer tubes with external fins, which have a plurality of internal protrusions arranged in a spiral shape on the inner peripheral surface of the tube, we found that by folding down the external fins, a cavity was formed between the adjacent external fins.
They discovered that by forming a boiling heat transfer tube, a boiling heat transfer promoting tube having excellent boiling heat transfer characteristics could be obtained, and the present invention was completed.
すなわち、本発明は、管外周面に管材料からな
る螺旋状の外面フインが一体的に形成されてな
り、且つ該外面フインがその流さ方向に所定の間
隔を隔てた切込みによつて分断せしめられると共
に、管軸の一方向にその中間部から湾曲乃至は屈
曲させらて、隣接する外面フインとの間の溝部の
上部が閉塞せしめられることにより、前記切込み
を通じて外部に連通する螺旋状のキヤビテイが形
成されている一方、管内周面に複数の内面突起が
形成され、且つかかる内面突起がスパイラル状に
配列せしめられていることを特徴とする沸騰伝熱
管を工業的に有利に製造することにある。 That is, in the present invention, spiral outer fins made of a tube material are integrally formed on the outer peripheral surface of the tube, and the outer fins are divided by cuts spaced at predetermined intervals in the flow direction. At the same time, the tube shaft is curved or bent in one direction from the middle part thereof, and the upper part of the groove between the adjacent outer surface fins is closed, thereby forming a spiral cavity that communicates with the outside through the notch. An object of the present invention is to industrially advantageously manufacture a boiling heat exchanger tube characterized in that a plurality of inner surface protrusions are formed on the inner peripheral surface of the tube, and the inner surface protrusions are arranged in a spiral shape. .
そして、このような沸騰伝熱管を製造するに際
しては、次のような手法が採用され、これによつ
て複雑な加工工具や複雑な工程を経ることなく、
内面、外面が共に伝熱促進せしめられた沸騰伝熱
促進管が、一挙に、工業的に有利に製造され得る
こととなつたのである。 When manufacturing such boiling heat exchanger tubes, the following method is adopted, which eliminates the need for complicated processing tools and complicated processes.
Boiling heat transfer promoting tubes in which heat transfer is promoted on both the inner and outer surfaces can now be produced industrially and advantageously.
そのような製造工程においては、まず、目的と
する沸騰伝熱管を与える素管の周りの複数位置に
それぞれ配置した、所定の回転駆動軸にて回転駆
動させられる複数のフイン形成デイスクを、該素
管の外周面に対してそれぞれ押圧せしめることに
より、かかる素管の外周面に所定高さの外面フイ
ンが順次管軸方向な転造形成せしめられることと
なる。 In such a manufacturing process, first, a plurality of fin-forming disks, which are rotated by a predetermined rotary drive shaft, are placed at a plurality of positions around the raw tube that provides the desired boiling heat exchanger tube, and are rotated by a predetermined rotational drive shaft. By pressing against the outer circumferential surface of the tube, outer surface fins of a predetermined height are successively rolled in the tube axis direction on the outer circumferential surface of the raw tube.
次いで、前記複数のフイン形成デイスクを回転
駆動させる回転駆動軸の一つに、該フイン形成デ
イスクの外面フイン形成方向における下流側に位
置するように取付けられて、同時に回転駆動せし
められる鋸歯状の内面突起加工用デイスクと、外
周部に複数の切刃部が設けられたローレツト加工
用デイスクと、上流側に湾曲した外周面を以て漸
次拡がるフイン倒し用ロールとを用い、まず、前
記内面突起加工用デイスクにてその鋸歯を前記形
成された外面フイン間の溝部の底部に押圧せしめ
ることにより、該鋸歯による押圧部分を管内面に
突出させ、ついで前記ローレツト加工用デイスク
にて切刃部を前記外面フインの頂部に押圧せしめ
ることにより、該外面フイン長さ方向に所定の間
隔を隔てて切込みを加え、更にその後、前記フイ
ン倒し用ロールにて前記外面フインを押圧せしめ
ることにより、該フイン倒しロールの前記湾曲し
た外周面にて該外面フインの頂部部分を案内させ
つつ、該外面フインをその中間部から隣接する外
面フイン側に湾曲乃至は屈曲せしめて、該隣接す
る外面フインとの間の溝部の上部を閉塞せしめる
ようにするのである。 Next, a serrated inner surface is attached to one of the rotary drive shafts for rotationally driving the plurality of fin-forming disks so as to be located on the downstream side of the outer surface of the fin-forming disk in the fin-forming direction, and is rotationally driven at the same time. Using a protrusion processing disk, a knurling disk having a plurality of cutting edges on its outer periphery, and a fin defeating roll that gradually expands with an outer peripheral surface curved toward the upstream side, first, the inner surface protrusion processing disk is prepared. By pressing the sawtooth against the bottom of the groove between the formed outer fins, the pressed portion of the sawtooth protrudes into the inner surface of the tube, and then the knurling disk is used to press the cutting edge against the bottom of the groove between the outer fins. By pressing the top part, cuts are made at predetermined intervals in the length direction of the outer fin, and then, by pressing the outer fin with the fin-folding roll, the curvature of the fin-folding roll is The top part of the outer fin is guided by the outer peripheral surface of the outer fin, and the outer fin is curved or bent from the middle part toward the adjacent outer fin, so that the upper part of the groove between the outer fin and the adjacent outer fin is curved or bent. It is made to block it.
そして、このようなフイン倒し用ロールの使用
によつて、外面フインは、管軸の一方向に、漸次
効果的に湾曲乃は至屈曲せしめられて、その頂部
が隣接する外面フインに接触乃至は接続されるよ
うになるのであり、これによつて表面下にキヤビ
テイ(またはトンネル)が形成されると共に、か
かるキヤビテイが外面フインに設けられた切込み
部分において外部と連通せしめられるようになる
のである。 By using such a fin-folding roll, the outer fins are gradually and effectively curved or bent in one direction of the tube axis, so that the tops of the outer fins come into contact with the adjacent outer fins. This results in the formation of a cavity (or tunnel) beneath the surface, which is communicated with the outside at a notch in the outer fin.
(構成の具体的な説明)
以下、図面に示す本発明の実施例に基づいて、
本発明の構成を詳細に説明することとする。(Specific description of the configuration) Hereinafter, based on the embodiments of the present invention shown in the drawings,
The configuration of the present invention will be explained in detail.
まず、第1図及び第2図は本発明に従つて製造
される沸騰伝熱管の一例を示す一部切欠図及びそ
の拡大説明図であり、そこにおいて、2は、銅な
どの熱伝達率の良い金属からなる伝熱管である。
そして、かかる伝熱管2の管外周面には、管壁か
ら移動した管材料からなる螺旋状の外面フイン4
が所定ピツチで一体的に設けられていると共に、
そのような外面フイン4が管軸の一方向にその中
間部から湾曲乃至屈曲せしめられて、隣接する外
面フイン4との間の溝部6の上部が閉塞せしめら
れることにより、螺旋状のキヤビテイ8が表面下
に形成されているのである。また、かかるキヤビ
テイ8は、外面フイン4の長さ方向に所定間隔で
設けられた切込み10によつて外部に連通せしめ
られている。 First, FIGS. 1 and 2 are a partially cutaway view and an enlarged explanatory view of an example of a boiling heat exchanger tube manufactured according to the present invention, in which 2 indicates the heat transfer coefficient of copper or the like. This is a heat transfer tube made of high quality metal.
The heat exchanger tube 2 has spiral outer fins 4 made of tube material moved from the tube wall on the outer circumferential surface of the heat transfer tube 2.
are integrally provided at a predetermined pitch, and
The outer fins 4 are curved or bent in one direction of the tube axis from the middle part, and the upper part of the groove 6 between the adjacent outer fins 4 is closed, thereby forming a spiral cavity 8. It is formed beneath the surface. Further, the cavity 8 is communicated with the outside through notches 10 provided at predetermined intervals in the length direction of the outer fin 4.
一方、かかる伝熱管2の管内周面には、複数の
内面突起12が形成されているのである。それら
内面突起12は、外面フイン4の間の溝部6に対
応する管内周面に形成され、且つかかる内面突起
12の位置する溝部6の底部部分が凹所(デイン
プル)14とされている。すなわち、この場合に
は溝部6の底部部分に矩形状の凹所14が形成さ
れることにより、そこに対応する管内面が楕円丘
状に突出せしめられて、内面突起12が形成され
ているのである。このように、螺旋状の溝部6に
沿つて内面突起12が形成される結果、それら内
面突起12には管内周面にスパイラル状に配列せ
しめられることになり、また凹所14のピツチに
よつて、互いに隣接する内面突起12同士が明瞭
なスパイラル模様を呈する場合の他、千鳥状の模
様を形成する場合もあるが、かかる内面突起12
がスパイラル状に配置されている限りにおいて、
その何れをも採用可能である。 On the other hand, a plurality of inner surface protrusions 12 are formed on the inner peripheral surface of the heat exchanger tube 2. These inner surface protrusions 12 are formed on the inner circumferential surface of the tube corresponding to the grooves 6 between the outer surface fins 4, and the bottom portions of the grooves 6 in which the inner surface protrusions 12 are located are made into recesses (dimples) 14. That is, in this case, by forming the rectangular recess 14 in the bottom portion of the groove 6, the inner surface of the tube corresponding to the recess 14 is made to protrude in the shape of an elliptical hill, and the inner surface protrusion 12 is formed. be. As a result of the formation of the inner surface protrusions 12 along the spiral groove 6, the inner surface protrusions 12 are arranged in a spiral shape on the inner peripheral surface of the tube, and the pitch of the recesses 14 In addition to cases where the inner surface protrusions 12 adjacent to each other exhibit a clear spiral pattern, there are also cases where the inner surface protrusions 12 form a staggered pattern.
As long as they are arranged in a spiral,
Any of them can be adopted.
なお、かかる内面突起12の管内周面からの突
出量が余り大きくなると、管内を流通せめられる
伝熱流体の圧力損失(水頭損失)が大きくなるた
め、内面突起12の高さや単位面積当りの数は余
りにも大きな圧力損失を招かない程度に適宜に定
められるべきである。このため、内面突起12の
大きさは、一般に、高さ(突出量)が0.2〜0.1mm
前後、また突起長手方向の長さが1〜5mm前後に
おいて、定められることとなる。 Note that if the amount of protrusion of the inner surface protrusions 12 from the inner circumferential surface of the tube becomes too large, the pressure loss (head loss) of the heat transfer fluid flowing through the tube will increase, so the height of the inner surface protrusions 12 and the number per unit area will increase. should be appropriately determined so as not to cause too large a pressure loss. Therefore, the size of the inner protrusion 12 is generally 0.2 to 0.1 mm in height (protrusion amount).
The length in the front and rear directions and in the longitudinal direction of the protrusion is determined to be approximately 1 to 5 mm.
そして、かかる内面突起12を有する伝熱管に
あつては、管内を流通せしめられる伝熱流体の流
れに、内面突起12を乗り越えてそれを通過する
際に乱流が生じ、且つかかる内面突起12により
管内面に沿つて管軸方向に流れる伝熱流体の流れ
が左右に分流せしめられ、そしてこれに加えて、
内面突起12のスパイラル状配置による伝熱流体
の管内面付近の螺旋状流れ作用が相俟つて、管内
表面の流れが複雑且つ微妙な乱流形態をとるよう
になり、これによつて管内周面付近に形成され易
い境膜が効果的に破壊されて、内面伝達率が有効
に高められるのである。また、管内面における流
体接触面積が内面突起12によつて増大せしめら
れ、更に管外周面における接触面積も凹所14の
存在によつて増大せしめられることとなる。 In the case of a heat transfer tube having such an inner surface protrusion 12, turbulence occurs in the flow of heat transfer fluid flowing through the tube when it passes over the inner surface protrusion 12. The flow of heat transfer fluid flowing in the tube axial direction along the inner surface of the tube is divided to the left and right, and in addition to this,
Combined with the spiral flow effect of the heat transfer fluid near the inner surface of the tube due to the spiral arrangement of the inner surface protrusions 12, the flow on the inner surface of the tube takes on a complex and subtle turbulent form, which causes the flow on the inner circumferential surface of the tube to The membrane that tends to form in the vicinity is effectively destroyed, and the internal transmissivity is effectively increased. Further, the fluid contact area on the inner surface of the tube is increased by the inner surface protrusion 12, and the contact area on the outer peripheral surface of the tube is also increased due to the presence of the recess 14.
このような状況下において、伝熱管2の外面側
には、外面フイン4の倒しにより、トンネル状空
洞部であるキヤビテイ8が周方向にスパイラル状
に形成され、そして該キヤビテイ8が切込み10
を通じて外部に連通せしめられているところか
ら、リエントラントな表面構造を有する伝熱面と
なり、これにより核沸騰の伝熱促進に有効となる
のであり、またそのような特性の向上に、キヤビ
テイ8内に形成される凹所14が寄与しているの
である。 Under such circumstances, a cavity 8, which is a tunnel-like cavity, is formed in a spiral shape in the circumferential direction on the outer surface side of the heat exchanger tube 2 by tilting the outer surface fins 4, and the cavity 8 is formed in a spiral shape in the circumferential direction.
Since it is connected to the outside through the heat transfer surface, it becomes a heat transfer surface with a reentrant surface structure, which is effective in promoting heat transfer during nucleate boiling. The recess 14 formed contributes to this.
因みに、第3図には、上記第1図および第2図
に示される如き構造の本発明管AおよびBと、基
準管とにおける沸騰伝熱特性が示されているが、
それらの比較から明らかなように、本発明管Aお
よびBは、低い温度差において大きな伝熱効率を
有しているのである。 Incidentally, FIG. 3 shows the boiling heat transfer characteristics of the tubes A and B of the present invention having structures as shown in FIGS. 1 and 2, and the reference tube.
As is clear from the comparison, tubes A and B of the present invention have high heat transfer efficiency at low temperature differences.
なお、実験では、冷媒としてフロン−11を用
い、大気圧、飽和状態下において行なわれた。ま
た、基準管としては、外面フインが26山/インチ
のローフイン管が用いられ、また本発明管Aおよ
びBは、それぞれ、そのようなローフイン管をベ
ースに第1図および第2図に示される構造に加工
されたものであつて、それらは何れも切込み10
の開口幅が約0.3mm、フイン高さ(フインを倒し
た状態において)が約1mmとされると共に、本発
明管Aにおいては、切込み10のピツチが約1
mm、また本発明管Bにおいては、切込み10のピ
ツチが約0.7mmとされている。そして、第3図に
おける横軸の温度差は、沸騰・蒸発せしめられる
フロン−11の飽和温度とキヤビテイ8の底部温度
との差である。 The experiment was conducted under atmospheric pressure and saturated conditions using Freon-11 as a refrigerant. Further, as a reference tube, a loaf-in tube with external fins of 26 fins/inch is used, and the tubes A and B of the present invention are shown in FIGS. 1 and 2 based on such a loaf-in tube, respectively. They are processed into a structure, and each of them has a cut of 10
The width of the opening is approximately 0.3 mm, the height of the fins (with the fins folded down) is approximately 1 mm, and in the tube A of the present invention, the pitch of the notches 10 is approximately 1 mm.
mm, and in the tube B of the present invention, the pitch of the cuts 10 is approximately 0.7 mm. The temperature difference on the horizontal axis in FIG. 3 is the difference between the saturation temperature of the freon 11 that is boiled and evaporated and the bottom temperature of the cavity 8.
ところで、上記の第1〜2図に示される如き沸
騰伝熱管2は、第4〜7図に示される如き方法に
よつて容易に製造することが可能である。 By the way, the boiling heat exchanger tube 2 as shown in FIGS. 1 to 2 above can be easily manufactured by the method shown in FIGS. 4 to 7.
すなわち、漸次径が増大する複数のフイン形成
デイスク20からなるローフイン転造用工具22
が、第4図に示される如く、目的とする沸騰伝熱
管を与える素管24の周りに略120°の位相差をも
つて配置せしめられ、従来と同様にして、かかる
素管24の外周面に所定高さの外面フイン26が
順次管軸方向に転造形成されるようになつている
のである。より具体的には、各ローフイン転造用
工具22における複数のフイン形成デイスク20
が、外面フイン26のピツチを与える間隔で、回
転駆動軸28によつて同心的に且つ一体的に連結
せしめられており、そしてかかる回転駆動軸28
が、素管24の中心線(管軸)に対して、形成さ
れるべき外面フイン26のリード角に相当する角
度を以て位置せしめられ、また素管24の内側に
は、各フイン形成デイスク20にのみ対向する状
態で、プラグ30が挿入されている。そして、そ
の状態で、回転駆動軸28によりフイン形成デイ
スク20を回転せしめつつ、素管24の外周面に
対して押圧せしめることにより、目的とする外面
フイン26が漸次転造形成されるようになるので
ある。 That is, the loaf-in rolling tool 22 is composed of a plurality of fin-forming disks 20 whose diameters gradually increase.
As shown in FIG. 4, they are arranged with a phase difference of approximately 120° around the base tube 24 that provides the target boiling heat transfer tube, and as in the conventional case, the outer peripheral surface of the base tube 24 is External fins 26 of a predetermined height are successively rolled in the tube axis direction. More specifically, a plurality of fin-forming disks 20 in each loaf-in rolling tool 22
are concentrically and integrally connected by a rotary drive shaft 28 at intervals giving the pitch of the outer fins 26, and such rotary drive shaft 28
are positioned at an angle corresponding to the lead angle of the outer surface fins 26 to be formed with respect to the center line (tube axis) of the blank tube 24, and each fin forming disk 20 is provided inside the blank tube 24. The plug 30 is inserted with only the two sides facing each other. In this state, the fin forming disk 20 is rotated by the rotary drive shaft 28 and pressed against the outer circumferential surface of the raw pipe 24, so that the desired outer surface fins 26 are gradually formed by rolling. It is.
また、かかる素管24の周りに配置された三つ
のローフイン転造用工具22のうち二つは、第5
図に示される如く、単に、複数のフイン形成デイ
スク20を回転駆動軸28に取り付けただけの構
造のものであるが、他の一つは、第6図に示され
る如く、その回転駆動軸28が外面フイン形成方
向における下流側に延長せしめられており、その
延長部に対して、素管24内のプラグ30が存在
しない位置において、内面突起加工用デイスクと
しての鋸歯状デイスク32と、それよりも下流側
にローレツト加工用デイスク34と、更にその下
流側に位置してフイン倒し用ローラ36が同心的
に且つ一体的に取り付けられている。 In addition, two of the three loaf-in rolling tools 22 arranged around the raw pipe 24 are
As shown in the figure, the structure is such that a plurality of fin-forming disks 20 are simply attached to the rotary drive shaft 28, but the other one is as shown in FIG. is extended downstream in the outer surface fin forming direction, and with respect to the extended portion, at a position in the blank pipe 24 where the plug 30 is not present, a serrated disk 32 as a disk for machining the inner surface protrusion and a Also, a knurling disk 34 and a fin tilting roller 36 are installed concentrically and integrally on the downstream side.
そして、第6図および第7図から明らかなよう
に、鋸歯状デイスク32は、その外周部に所定ピ
ツチ鋸歯38を備えたものであり、その鋸歯38
の歯先が描く円周の半径は、フイン形成デイスク
20の最も大径のものの半径より一定量大きくさ
れている。また、ローレツト加工用デイスク34
は、上流側に傾斜する切歯線を有する切歯部40
を外周部に所定ピツチで備えた、傘歯車状のもの
である。更に、フイン倒し用ロール36は、上流
側に湾曲した外周面42を以て漸次拡がる構造と
されている。そして、鋸歯状デイスク32は、そ
の鋸歯38が隣接するフイン26,26間に形成
される溝部44の底部に押し付けられるように配
置され、またローレツト加工用ディスク34は、
その切歯部40が外面フイン26の頂部に押し付
けられて食い込まされるように配置され、さらに
フイン倒し用ロール36は、外面フイン26の頂
部を素管24側に押し付け得るように配置されて
いる。 As is clear from FIGS. 6 and 7, the serrated disk 32 is provided with serrations 38 of a predetermined pitch on its outer periphery.
The radius of the circumference drawn by the tips of the teeth is set a certain amount larger than the radius of the largest diameter of the fin-forming disks 20. In addition, the knurling process disk 34
is an incisor portion 40 having an incisor line that slopes toward the upstream side.
It is shaped like a bevel gear and is provided at a predetermined pitch on its outer periphery. Furthermore, the fin-folding roll 36 has a structure that gradually expands with an outer peripheral surface 42 curved toward the upstream side. The serrated disk 32 is arranged so that its serrations 38 are pressed against the bottom of the groove 44 formed between the adjacent fins 26, and the knurling disk 34 is
The incisor portion 40 is arranged so as to be pressed against and bit into the top of the outer fin 26, and the fin tilting roll 36 is arranged so as to be able to press the top of the outer fin 26 toward the raw pipe 24. .
したがつて、かかる第6図および第7図に示さ
れる如き工具の装備によつて、ローフイン転造用
工具22により外面フイン26がスパイラル状に
素管24外周面に一体的に形成せしめられた後、
外面フイン26,26間の溝部44の底部に対し
て鋸歯状デイスク32の鋸歯38が押圧せしめら
れることにより、その鋸歯38による押圧部分が
管内面に突出させられ、その結果、管外周面にお
ける外面フイン26間の溝部44の底部部分に凹
所46が形成され、かつその凹所46に対応する
部位に位置して、管内周面に内面突起46が形成
されるのである。 Therefore, with the tool equipment as shown in FIGS. 6 and 7, the outer fins 26 are integrally formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the raw pipe 24 by the loaf-in rolling tool 22. rear,
By pressing the saw teeth 38 of the serrated disk 32 against the bottom of the groove 44 between the outer surface fins 26, 26, the pressed portion by the saw teeth 38 is made to protrude to the inner surface of the tube, and as a result, the outer surface on the outer peripheral surface of the tube A recess 46 is formed at the bottom of the groove 44 between the fins 26, and an inner surface protrusion 46 is formed on the inner peripheral surface of the tube at a position corresponding to the recess 46.
次いで、この内面突起46が形成された後、鋸
歯状デイクス32よりも下流側に配置されたロー
レツト加工用デイスク34の切歯部40が外周フ
イン26の頂部に押し付けられて、切り込まされ
ることにより、外面フイン26には、その長さ方
向に所定の間隔を隔てて、切込み50が、所定の
深さにおいて且つ所定の開口幅で形成されること
となる。 Next, after the inner surface protrusion 46 is formed, the cutter portion 40 of the knurling disk 34 disposed downstream of the serrated disk 32 is pressed against the top of the outer circumferential fin 26 and cut into it. Accordingly, cuts 50 are formed in the outer surface fin 26 at predetermined intervals in the length direction thereof, at a predetermined depth and with a predetermined opening width.
更にその後、かかる切込み50が所定間隔で、
換言すれば所定のピヅチで形成された外面フイン
26は、フイン倒し用ロール36の押圧作用によ
つて、その頂部部分が湾曲外周面42により下流
側に案内させられるようになることから、その中
間部から下流側の隣接する外周フイン26側に湾
曲乃至は屈曲せしめられ、そして、該隣接する外
面フイン26との間の溝部44の上部を閉塞せし
め、以て第1図および第2図に示される如き、外
表面下に螺旋状に延びるキヤビテイ(トンネル状
空洞部)52を形成するのである。なお、このキ
ヤビテイ52は、外周フイン26に切込み50が
設けられているところから、この切込み50を通
じて外部に連通することとなる。 Further thereafter, such cuts 50 are made at predetermined intervals,
In other words, the outer surface fins 26 formed with a predetermined pitch have their top portions guided downstream by the curved outer circumferential surface 42 due to the pressing action of the fin-folding rolls 36, so that It is curved or bent toward the adjacent outer circumferential fin 26 downstream from the outer circumferential fin 26, and closes the upper part of the groove 44 between the adjacent outer circumferential fin 26, as shown in FIGS. 1 and 2. A spirally extending cavity (tunnel-like cavity) 52 is formed below the outer surface. Note that this cavity 52 communicates with the outside through the notch 50 provided in the outer circumferential fin 26 .
このように、かかる製造方法に従えば、内面、
外面共に伝熱促進された沸騰伝熱促進管が、外面
フインの形成の後に、その工程に引き続いて、内
面突起加工、フイン切込み加工、更にフイン倒し
加工が同時に実施され得ることとなることによつ
て、一つの連続した加工工程により、一挙に製造
され得ることとなり、以てそのような伝熱管の工
業的生産性を著しく高め得ることとなつたのであ
る。 In this way, if such a manufacturing method is followed, the inner surface,
In the boiling heat transfer promoting tube in which heat transfer is promoted on both the outer surface, after the outer surface fins are formed, the inner surface protrusion processing, the fin cutting processing, and the fin collapse processing can be performed at the same time. As a result, the heat exchanger tubes can be manufactured all at once through one continuous processing process, thereby significantly increasing the industrial productivity of such heat exchanger tubes.
しかも、上述の製造手法に従えば、特にそのフ
イン倒し工程におけるフイン倒し操作が、著しく
簡略化、且つ容易化されることとなるために、そ
の加工工程の複雑さや、複雑な加工工具なども全
く必要でなくなつたのである。 Moreover, if the manufacturing method described above is followed, the fin-folding operation in the fin-folding process in particular will be significantly simplified and facilitated, so the complexity of the processing process and complicated processing tools will be completely eliminated. It was no longer necessary.
なお、上述した鋸歯状デイスク32を用いる内
面突起加工において、形成される内面突起48の
高さ(深さ)は、鋸歯状デイスク32の径により
決定され、また内面突起48の螺旋の軸方向ピツ
チは、鋸歯状デイスク32の外径と山数および外
面フイン26の運転時のプラグ30の径により決
定されることとなる。 In the process of machining internal protrusions using the serrated disk 32 described above, the height (depth) of the formed internal protrusion 48 is determined by the diameter of the serrated disc 32, and also depends on the axial pitch of the spiral of the internal protrusion 48. is determined by the outer diameter and number of serrated disks 32 and the diameter of the plug 30 when the outer fins 26 are in operation.
また、ローレツト加工用デイスク34による鋸
歯状加工(切込み50の形成加工)における切込
み深さは、そのデイスク径により決定され、それ
によつて形成される切込み50により核沸騰時の
開口部が形成されることとなり、またそのような
切込み50は、更にその後のフイン倒し工程を容
易にする上において、歯先が軸方向に対して角度
を以て傾斜せしめられた例示の如き傘歯車状の構
造の工具を用いて、形成されることが望ましい。 Further, the depth of cut in sawtooth processing (forming the cut 50) using the knurling disk 34 is determined by the diameter of the disk, and the cut 50 formed thereby forms an opening at the time of nucleate boiling. Therefore, in order to further facilitate the subsequent fin folding process, such a cut 50 can be made by using a tool having a bevel gear-like structure such as the one illustrated in which the tooth tips are inclined at an angle with respect to the axial direction. It is desirable that the
更に、最終工程となるフイン倒し工程にあつて
は、フイン倒し用ロール36にて外周フイン26
を一方の側に倒して、フイン底部(溝部)44に
空洞としてのキヤビテイ52が形成されることと
なるが、かかるフイン倒し用ロール36による外
面フイン26の倒し具合は、フイン倒し用ロール
36の径により決定されるものであり、その際フ
イン倒し用ロール36には、前述のように外面フ
イン26が加工下流方向に倒されるように、湾曲
した外周面42が設けられているのである。 Furthermore, in the fin folding process which is the final process, the outer circumferential fin 26 is
A cavity 52 is formed in the fin bottom (groove) 44 by tilting the fin to one side, but the degree to which the outer fin 26 is tilted by the fin tilting roll 36 depends on the fin tilting roll 36. In this case, the fin folding roll 36 is provided with a curved outer circumferential surface 42 so that the outer fins 26 are folded in the downstream direction during processing, as described above.
以上、本発明の具体例に沿つて、本発明の構成
について詳細に説明してきたが、本発明がかかる
具体例によつて限定的に解釈されるべきものでは
決してなく、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、改良等を加えた態様で実施し得ることは、改
めて言うまでもないところである。 Although the structure of the present invention has been explained in detail in accordance with specific examples of the present invention, the present invention should not be interpreted as being limited by such specific examples, and based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that the present invention can be implemented with various changes, improvements, etc.
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明は、管
外表面下にスパイラル状の空洞乃至はキヤビテイ
が形成され、それが微細な開口部を通じて外部と
連通せしめられて、核沸騰時の開口部とされると
共に、管内周面に複数の内面突起をスパイラル状
に設けて、沸騰伝熱促進管とし、これによつて管
の内面、外面共に効果的に伝熱促進が行なわれ得
る伝熱特性が改善された沸騰伝熱管を製造するも
のである。そして、本発明は、かかる沸騰伝熱管
を、フイン形成デイスクの回転駆動軸に取り付け
た内面突起加工用デイスク、ローレツト加工用デ
イスクおよびフイン倒し用ロールを同時に回転駆
動せしめることにより、一つの連続した工程によ
つて、一挙に製造し得るようにしたものであつ
て、複雑な製造工程や複雑な加工工具を何等用い
ることなく、工業的有利に、生産性良く製造し得
るようにしたところに、本発明の大きな工業的意
義が存するものである。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention has a spiral cavity or cavity formed under the outer surface of the tube, which is communicated with the outside through minute openings, and nucleate boiling occurs. The boiling heat transfer promoting tube has a plurality of inner surface protrusions arranged in a spiral shape on the inner circumferential surface of the tube, thereby effectively promoting heat transfer on both the inner and outer surfaces of the tube. A boiling heat exchanger tube with improved heat transfer characteristics is manufactured. In the present invention, the boiling heat transfer tube can be processed in one continuous process by simultaneously rotating an inner protrusion processing disk, a knurling processing disk, and a fin folding roll attached to the rotational drive shaft of the fin forming disk. The present invention is based on the fact that it can be manufactured all at once, and can be manufactured industrially and with high productivity without using any complicated manufacturing process or complicated processing tools. This invention has great industrial significance.
第1図は、本発明に従つて得られた沸騰伝熱管
の具体例を示す一部切欠正面図であり、第2図は
そのような伝熱管の管壁部を説明するための一部
拡大説明図であり、第3図は本発明に従つて得ら
れた沸騰伝熱管の一つの伝熱特性を示すグラフで
あり、第4図乃至第7図は本発明の沸騰伝熱管の
製造工程のそれぞれの状態を示す説明図であり、
第4図はその横断面形態の説明図、第5図は二つ
のローフイン転造用工具による外面フイン形成形
態を示す縦断面状態の説明図、第6図はローフイ
ン転造用工具の一つのものによる加工工程を示す
縦断面形態における説明図、第7図は第6図にお
ける回転駆動軸方向の断面形態における加工状態
を説明するための略図である。
2:伝熱管、4,26:外面フイン、6,4
4:溝部、8,52:キヤビテイ、10,50:
切込み、12,48:内面突起、14,46:凹
所、20:フイン形成デイスク、22:ローフイ
ン転造用工具、24:素管、28:回転駆動軸、
30:プラグ、32:鋸歯状デイスク、34:ロ
ーレツト加工用デイスク、36:フイン倒し用ロ
ール、38:鋸歯、40:切歯部、42:湾曲外
周面。
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a specific example of a boiling heat exchanger tube obtained according to the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining the tube wall of such a heat exchanger tube. FIG. 3 is a graph showing one heat transfer characteristic of the boiling heat exchanger tube obtained according to the present invention, and FIGS. 4 to 7 are graphs showing the manufacturing process of the boiling heat exchanger tube of the present invention. It is an explanatory diagram showing each state,
Fig. 4 is an explanatory diagram of its cross-sectional form, Fig. 5 is an explanatory diagram of a vertical cross-sectional state showing the external fin formation form by two loaf-in rolling tools, and Fig. 6 is one of the loaf-in rolling tools. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the machining state in a cross-sectional form in the direction of the rotational drive shaft in FIG. 6. FIG. 2: Heat exchanger tube, 4, 26: External fin, 6, 4
4: Groove, 8, 52: Cavity, 10, 50:
Notch, 12, 48: inner protrusion, 14, 46: recess, 20: fin forming disk, 22: loaf-in rolling tool, 24: blank pipe, 28: rotational drive shaft,
30: Plug, 32: Serrated disk, 34: Knurling disk, 36: Roll for fin folding, 38: Sawtooth, 40: Incisor, 42: Curved outer peripheral surface.
Claims (1)
複数位置にそれぞれ配置した、所定の回転駆動軸
にて回転駆動させられる複数のフイン形成デイス
クを、該素管の外周面に対してそれぞれ押圧せし
めることにより、該素管の外周面に所定高さの外
面フインを順次管軸方向に転造形成せしめる一
方、前記複数のフイン形成デイスクを回転駆動さ
せる回転駆動軸の一つに、該フイン形成デイスク
の外面フイン形成方向における下流側に位置する
ように取り付けられて、同時に回転駆動せしめら
れる、鋸歯状の内面突起加工用デイスクと、外周
部に複数の切刃部が設けられたローレツト加工用
デイスクと、上流側に湾曲した外周面をもつて漸
次拡がるフイン倒し用ロールとを用い、先ず、前
記内面突起加工用デイスクにてその鋸歯を前記形
成された外面フイン間の溝部の底部に押圧せしめ
ることにより、該鋸歯による押圧部分を管内面に
突出させ、次いで前記ローレツト加工用デイスク
にてその切刃部を前記外面フインの頂部に押圧せ
しめることにより、該外面フインの長さ方向に所
定の間隔を隔てて切込みを加え、更にその後、前
記フイン倒し用ロールにて前記外面フインを押圧
せしめることにより、該フイン倒し用ロールの前
記湾曲した外周面にて該外面フインの頂部部分を
案内させつつ、該外面フインをその中間部から隣
接する外面フイン側に湾曲乃至は屈曲せしめて、
該隣接する外面フインとの間の溝部の上部を閉塞
せしめるようにしたことを特徴とする沸騰伝熱管
の製造方法。1. Pressing a plurality of fin-forming disks, each of which is placed at a plurality of positions around the raw tube that provides the desired boiling heat transfer tube, and which is rotationally driven by a predetermined rotary drive shaft, against the outer circumferential surface of the raw tube. By rolling the outer surface fins of a predetermined height on the outer circumferential surface of the blank pipe in the axial direction of the pipe, one of the rotary drive shafts that rotationally drives the plurality of fin forming disks is used to form the fins. A disk for machining serrated inner protrusions, which is mounted so as to be located on the downstream side in the direction of forming the outer fins of the disk, and is driven to rotate at the same time, and a disk for knurl machining, which has a plurality of cutting edges on its outer periphery. and a fin-folding roll having an outer peripheral surface curved toward the upstream side and gradually expanding, and first pressing the sawtooth of the inner surface protrusion processing disk against the bottom of the groove between the formed outer surface fins. By causing the pressing portion of the sawtooth to protrude to the inner surface of the tube, and then pressing the cutting edge portion of the knurling disk against the top of the outer fin, a predetermined interval is created in the length direction of the outer fin. After that, the outer fins are pressed by the fin-folding roll to guide the top portions of the outer fins on the curved outer peripheral surface of the fin-folding roll. Curving or bending the outer surface fin from its intermediate portion toward the adjacent outer surface fin,
A method for manufacturing a boiling heat exchanger tube, characterized in that the upper part of the groove between the adjacent outer surface fins is closed.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP13346785A JPS61291895A (en) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | Boiling heat transfer pipe and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPS61291895A JPS61291895A (en) | 1986-12-22 |
| JPH0519079B2 true JPH0519079B2 (en) | 1993-03-15 |
Family
ID=15105458
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Also Published As
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