流下液膜式冷凍機用伝熱管及びその製造法
【課題】管外面に形成された溝やフィンによる伝熱性能向上効果を低下させることなく、管内部における圧力損失を有利に低減せしめた、軽単重の流下液膜式冷凍機用伝熱管を提供すること。
【解決手段】管外面に形成されたフィン１２を、フィン高さ（Ｈ）：０．１５〜０．３５ｍｍ、フィンピッチ（Ｐ1 ）：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅（Ｗ）：０．３〜０．７ｍｍ、管の底肉厚（ｔ）：０．４０〜０．５５ｍｍ、フィン根元の曲率半径（Ｒ）：０．０５〜０．３ｍｍとすると共に、溝１４を、溝深さ（Ｄ）：０．１〜０．３ｍｍ、溝ピッチ（Ｐ2 ）：０．５〜１．０ｍｍ、フィン高さと溝深さの差（ｄ1 ）とフィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）：０．０５〜０．２５となるように管軸方向に形成し、管内面に形成される窪み１６の深さ（ｄ2 ）が、０．０３ｍｍ以下となるように、伝熱管１０を形成した。
【解決手段】管外面に形成されたフィン１２を、フィン高さ（Ｈ）：０．１５〜０．３５ｍｍ、フィンピッチ（Ｐ1 ）：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅（Ｗ）：０．３〜０．７ｍｍ、管の底肉厚（ｔ）：０．４０〜０．５５ｍｍ、フィン根元の曲率半径（Ｒ）：０．０５〜０．３ｍｍとすると共に、溝１４を、溝深さ（Ｄ）：０．１〜０．３ｍｍ、溝ピッチ（Ｐ2 ）：０．５〜１．０ｍｍ、フィン高さと溝深さの差（ｄ1 ）とフィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）：０．０５〜０．２５となるように管軸方向に形成し、管内面に形成される窪み１６の深さ（ｄ2 ）が、０．０３ｍｍ以下となるように、伝熱管１０を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷凍機の吸収器や蒸発器、吸着式冷凍機の蒸発器等に好適に用いられる伝熱管に関し、特に、管の単重を軽減するために管の肉厚を薄くした流下液膜式冷凍機用伝熱管の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸収式冷凍機の吸収器や蒸発器、或いは吸着式冷凍機の蒸発器等には、複数の伝熱管を管軸が水平方向になるようにして複数段及び／又は複数列設けて、格子状や千鳥状の配置とし、そしてそのような伝熱管に対して、作動媒体である臭化リチウム水溶液を上部の滴下トレーから滴下して、その水平な管上を膜状に流下させるようにした、所謂流下液膜式が、広く採用されてきている。
【０００３】
そして、このような流下液膜式の吸収器に用いられる伝熱管としては、管内外周面が平滑な面とされた平滑管が、低コストで製造が可能であると共に、管内周面も平滑であるため、圧力損失が低いといった利点を有しているところから、広く用いられていた。しかしながら、そのような平滑管は、管外周面が平滑であるところから、臭化リチウム水溶液の液膜が、管周方向（重力方向）に流下し易く、管軸方向（水平方向）に広がり難いため、充分な伝熱性能が得られないといった問題を内在するものであった。
【０００４】
そこで、伝熱性能の向上を目的として、伝熱管の外表面に各種の伝熱促進機能を付与した各種の伝熱管が開発され、採用されてきている。例えば、特開平１−１３４１８０号公報（特許文献１）や特開昭和６２−２０６３５６号公報（特許文献２）においては、管外周面に、長手方向に延びる複数の溝と、それら溝間に微細なピッチの多数のフィンを形成した伝熱管が、それぞれ明らかにされている。このような伝熱管によれば、管外周面のフィンによって伝熱面積が拡大し、伝熱性能を向上させることが出来ると共に、管内面が平滑とされたままであるため、管内の圧力損失を平滑管と同程度とすることが出来るといった利点を有している。
【０００５】
さらに、そのような管外周面に形成された溝（切り欠き）やフィンの寸法形状を適正化することによって、伝熱性能をより向上させた伝熱管としては、例えば、特開平１０−３１８６９１号公報（特許文献３）において明らかにされている。このように、フィンの寸法や形状を適正化することによって、管外表面に滴下される液体の濡れ広がり性が一層良好となり、そのような管外部の液体と伝熱管内を流通せしめられる液体との間での熱交換が有利に促進され、伝熱性能を向上させることが可能となるのである。
【０００６】
ところで、近年、このような流下液膜式冷凍機用伝熱管において、伝熱管の単重を軽減する要求が高まってきており、その軽量化のために、例えば管の肉厚が底肉厚で０．５ｍｍ以下という極めて薄肉なものも、採用され始めている。そして、そのような薄肉の管壁をもつ、管外面にフィンや溝が形成された伝熱管を作製する場合には、肉厚が０．６ｍｍ前後の原管を用いて、その原管の外周面に、転造加工等を施すことによって、所定の寸法とされた溝やフィンを形成し、目的とする伝熱管に仕上げられることとなる。
【０００７】
しかしながら、そのような管壁の肉厚が薄い原管の外周面に対して、ディスク転造加工を施して、外周面に所定の溝やフィンを形成する場合にあっては、転造ディスクによる外面フィンの形成時に、管の内周面には、かかる外周面に形成されるフィンに対応して螺旋状に延びる窪みが形成されることとなる。つまり、ディスク転造加工を実施すると、フィンは管の外周面から隆起させられて形成せしめられることとなるところから、管壁の金属が、フィン形成位置においてその左右両側からフィンの形成される方向に流動させられ、そして、そのような金属の流動によって、フィン直下の管内面側に、形成されるフィンに沿った螺旋状の窪みが形成されてしまうといった現象が、惹起せしめられるようになるのである。
【０００８】
このような管内面の螺旋状の窪みは、ディスク転造加工を施す原管の肉厚が厚い場合には発生し難いのであるが、軽単重の伝熱管を形成するために、肉厚の薄い原管を用いた場合には、その発生を抑制することが難しくなるのである。そして、このような管内面に形成される、フィン直下の螺旋状の窪みは、管内側の圧力損失を増大してしまうといった問題を新たに惹起することとなるのである。このため、単純に管外面に形成されるフィンの高さを低くすることにより、そのような管内面の窪みを小さくすることも可能であるが、そうすると、外面フィンによる伝熱面積の増加が充分でなくなり、伝熱性能の低下を惹起してしまう恐れがあった。そこで、外面フィンによる伝熱性能向上効果を発揮しつつ、そのような管内圧力損失の増大を効果的に抑制するために、管内面の窪み深さを出来るだけ小さくした流下液膜式冷凍機用伝熱管が、求められているのである。
【０００９】
【特許文献１】特開平１−１３４１８０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２０６３５６号公報
【特許文献３】特開平１０−３１８６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、管外面に形成された溝やフィンによる伝熱性能向上効果を低下させることなく、管内部における圧力損失を有利に低減せしめた、軽単重の流下液膜式冷凍機用伝熱管を提供することにある。また、本発明にあっては、このような流下液膜式冷凍機用伝熱管を有利に製造する方法を提供することも、その解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明にあっては、かくの如き課題の解決のために、管外面に吸収液が膜状に流下される一方、管内に冷却媒体が流通せしめられるようにした流下液膜式冷凍機用伝熱管にして、管外面に、管軸方向に延びる、横断面が台形形状を呈するフィンが、フィン高さ：０．１５〜０．３５ｍｍ、管軸方向のフィンピッチ：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅：０．３〜０．７ｍｍ、管の底肉厚：０．４０〜０．５５ｍｍ、フィンの管軸方向断面における根元Ｒ：０．０５〜０．３ｍｍにおいて、螺旋状に転造形成されていると共に、かかるフィンに対して、そのフィン高さよりも浅い溝深さを有する軸方向溝が、溝深さ：０．１〜０．３ｍｍ、管周方向の溝ピッチ：０．５〜１．０ｍｍ、フィン高さと溝深さの差（ｄ1 ）とフィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）：０．０５〜０．２５において、管軸方向に形成されて、該フィンの配設部位に対応した管内面に形成される窪みの深さ（ｄ2 ）が、０．０３ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管を、その要旨とするものである。
【００１２】
さらに、本発明にあっては、かかる伝熱管の製造方法であって、単純円形断面形状の、内外面とも平滑な金属管を用いて、かかる金属管の外面に、先端のエッジ部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上である転造ディスクを押圧して、前記フィンを該金属管の外面に形成する工程と、その形成されたフィンに対して、歯車状の円盤工具を押圧して、前記軸方向溝を該フィンに形成する工程とを含むことを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管の製造法をも、その要旨としている。
【発明の効果】
【００１３】
従って、このような本発明に従う構成とされた流下液膜式冷凍機用伝熱管によれば、伝熱管の外面側に管軸方向に延びるように形成された、横断面が台形形状を呈するフィンの高さやフィンピッチ、及びかかるフィンのフィン高さよりも浅い溝深さを有する軸方向溝の溝深さと溝ピッチ等が、適度な寸法とされているところから、充分な表面積を確保することが出来ると共に、管表面における高い濡れ広がり性が得られることとなり、以て、伝熱管の伝熱性能を有利に向上させることが可能となる。
【００１４】
また、かかる伝熱管外面に形成されているフィンの管軸方向断面における根元Ｒの大きさを０．０５ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下としているところから、ディスク転造加工にて外面フィンを形成する際に、管壁を形成する金属材料の流動によって管内面に発生する窪みを効果的に抑制することが出来ると共に、フィン加工時におけるフィンの根元割れも有利に抑制することが出来る特徴が発揮される。
【００１５】
そして、伝熱管の内面側に形成される窪みの深さが０．０３ｍｍ以下とされていることによって、伝熱管内を流通せしめられる流体の圧力損失を、効果的に抑制することが可能となるのであり、以て、管外面にて与えられる伝熱促進効果を充分に発揮せしめ得ると共に、管内部における圧力損失を有利に低減せしめ得た流下液膜式冷凍機用伝熱管を有利に実現することが出来ることとなったのである。
【００１６】
また、本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管を製造する方法として、内外面とも平滑な、断面が単純な円形形状の金属管の外面に、先端のエッジ部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上とされた転造ディスクを押圧して、フィンを形成すると共に、その形成されたフィンに対して、歯車状の円盤工具を押圧して、前記軸方向溝をフィンに形成するようにした方法を採用することによって、外面フィンの形成に伴って伝熱管の内面に形成される窪みの深さを、０．０３ｍｍ以下に効果的に抑制することが可能となる。また、平滑管に対して転造加工を施すのみで、目的とする流下液膜式冷凍機用伝熱管を形成することが可能であるため、その生産性を有利に向上することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１８】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の一実施形態が、それぞれ示されている。即ち、図１には、そのような流下液膜式冷凍機用伝熱管の管壁の一部を切り出した斜視図の形態において、また図２（ａ）には、管壁の管軸方向における断面図の形態において、更に図２（ｂ）には、管壁の管周方向における断面図の形態において、それぞれ示されている。そして、それら図１，２に示されるように、伝熱管１０は、その外表面に、管軸方向に螺旋状に延びるフィン１２が、管軸方向に所定のピッチ（Ｐ1 ）をもって形成されていると共に、かかるフィン１２に対して、そのフィン高さよりも浅い溝深さとされた溝１４が、軸方向に所定のピッチ（Ｐ2 ）をもって形成されている。また、伝熱管１０の内周面には、管外周面に形成されたフィン１２に対応した窪み１６が、不可避的に深さ：ｄ2 をもって形成されるようになる。
【００１９】
より詳細には、伝熱管１０は、アルミニウムや銅及びそれらの合金等の金属材料を用いて形成された管体であって、その直径は、一般に１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度とされ、また、伝熱管１０を軽単重とするため、管の底肉厚（ｔ）は、望ましくは０．５５ｍｍ以下とされている。なお、かかる底肉厚は、伝熱管１０の剛性や腐食性の観点から、望ましくは、一般に０．４０ｍｍ以上とされることとなる。
【００２０】
そして、その外周面には、図２（ａ）及び図２（ｂ）の各断面図にも示される如く、管軸方向に螺旋状に延びるフィン１２が、フィン高さ（Ｈ）：０．１５〜０．３５ｍｍ、管軸方向のフィンピッチ（Ｐ1 ）：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅（Ｗ）：０．３〜０．７ｍｍの大きさをもって、横断面（管軸方向断面）が台形形状を呈するように、形成されている。また、そのようなフィン１２の根元１８は、管軸方向における断面において、なめらかな円弧状とされて、その曲率半径（Ｒ）が０．０５〜０．３ｍｍの大きさとなるように、形成されている。
【００２１】
一方、かかるフィン１２の高さ（Ｈ）よりも浅い溝深さを有する、管軸方向に延びる溝１４が、溝深さ（Ｄ）：０．１〜０．３ｍｍ、管周方向の溝ピッチ（Ｐ2 ）：０．５〜１．０ｍｍの大きさとされて、フィン１２を切り欠くように、形成されている。このような溝１４の深さは、フィン１２の高さ（Ｈ）と溝１４の深さ（Ｄ）の差（ｄ1 ）と、フィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）が、０．０５〜０．２５となるようにされている。これは、この比が大きくなると、管の外周に滴下される吸収液の液膜の、管軸方向への濡れ拡がりが妨げられてしまい、伝熱性能が低下してしまう要因となるからである。一方、この比が、０．０５未満となった場合にあっては、フィン１２への溝１４の加工時に、溝底部の割れを引き起こし易くなったり、管内周面に、溝加工に伴う凹凸が形成され易くなるといった問題を、惹起することとなる。
【００２２】
さらに、伝熱管１０の内周面には、外周面に対して、管軸方向に螺旋状に延びるように形成されたフィン１２に対応した窪み１６が、その深さ（ｄ2 ）が０．０３ｍｍ以下となるようにされて、不可避的に形成されている。この窪み１６は、フィン１２と同様に、管軸方向に螺旋状に延びると共に、フィン１２の直下、換言すればフィン１２の幅方向の略中央部位に相当する箇所の内周面に、連続して形成されている。
【００２３】
そして、このように構成された伝熱管１０は、適正化された寸法をもって外周面に形成されたフィン１２や溝１４によって、フィン部の体積による伝熱管１０の重量増加を抑えて、伝熱管１０の単重を小さくすることが可能となると共に、その表面積が効果的に増大せしめられ得て、伝熱管１０に滴下された吸収液と伝熱管１０との接触面積を有利に拡大し、熱交換性能を向上することが可能となる。また、伝熱管１０の外周面に滴下された吸収液が、かかるフィン１２や溝１４によって、管軸方向や管周方向に効果的に広がるようにされることとなり、伝熱管１０の濡れ性が有利に高められ得、以て、伝熱管１０の熱交換性能を更に向上することが出来るのである。
【００２４】
また、かかる伝熱管１０にあっては、それを構成する管体の底肉厚（ｔ）が、０．４０ｍｍ〜０．５５ｍｍとされているため、管単体の重量（単重）を、より軽量化することが可能となる。
【００２５】
そして、フィン１２の根元の曲率半径（Ｒ）を０．０５ｍｍ以上としていることによって、このような底肉厚の小さい伝熱管１０を、ディスク転造加工によって形成した際に、フィンの根元が割れてしまう恐れを回避することが可能となると共に、フィン１２のディスク転造加工時にフィン１２に対応して管内周面に形成されてしまう窪み１６の深さを、効果的に０．０３ｍｍ以下に抑えることが出来ることとなるのである。なお、このフィン１２の根元の曲率半径（Ｒ）をあまり大きな値とすると、フィン１２の実質的な厚さを増大してしまい、伝熱管１０の単重の増加に繋がってしまうため、０．３ｍｍ以下とすることが、望ましいのである。
【００２６】
さらに、フィン１２の転造形成によって、伝熱管１０の内周面に形成されるようになる窪み１６の深さが、０．０３ｍｍ以下に抑えられることによって、伝熱管１０内部の圧力損失を効果的に抑制することが可能となるのである。
【００２７】
このように、本発明に従う流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０によれば、管の底肉厚を低減して、軽単重の伝熱管とした場合にあっても、内周面に形成される窪み１６の深さを効果的に小さくして、伝熱管１０内部における圧力損失を有利に低減せしめると共に、伝熱管１０の外周面に形成されたフィン１２や溝１４による伝熱性能向上効果を有利に発揮せしめ得て、高い熱交換性能を実現することが可能となる。そして、このような軽単重で高い伝熱性能をもつ伝熱管１０を用いることによって、流下液膜式冷凍機の吸収器及び蒸発機、或いは吸着式冷凍機の蒸発機を、高性能化することが可能となると共に、機器の小型化や製造コストの低下といった効果も、有利に発揮されることとなるのである。
【００２８】
ところで、このような構成とされた流下液膜式冷凍機用伝熱管１０は、以下に示されるように、公知の転造加工法に従って、例えば、図３に示されるような転造加工装置を用いて、有利に製作されることとなる。
【００２９】
すなわち、回転駆動軸３４に同心的に所定間隔を隔てて取り付けられた、漸次径が増大する複数のフィン形成ディスク３２からなる外面フィン転造用工具３０が、図３に示される如く、目的とする流下液膜式冷凍機用伝熱管１０を与える大きさとされた素管３６の周りに、略１２０°の位相差をもって、３つ配置されている。また、かかる複数のフィン形成ディスク３２は、図４に示されるように、素管３６の外周面に形成されるフィン１２のピッチを与える間隔で、回転駆動軸３４にて同心的に且つ一体的に連結されている。更に、そのような回転駆動軸３４は、素管３６の管軸に対して、素管３６の外面に形成されるフィン１２のリード角に相当する角度をもって、位置せしめられている。また、素管３６の内側には、それぞれのフィン形成ディスク３２と対向する状態で、プラグ３８が挿入されており、このプラグ３８とフィン形成ディスク３２との間で、素管３６の変形が行われるようになっている。
【００３０】
そして、このように配置された３つの外面フィン転造用工具３０を用いて、そのフィン形成ディスク３２を回転駆動軸３４により回転させつつ、それら３つの外面フィン転造用工具３０の中央部分を素管３６が通過することにより、かかる素管３６の外周面に、所定高さとされたフィン１２が、径方向外方に突出して、管軸方向に連続して螺旋状に延びるように、漸次転造形成されることとなる。
【００３１】
ところで、このような外面フィン転造用工具３０によるフィン１２の形成の際に用いられるフィン形成ディスク３２は、図５（ａ）に示されるように、その先端のエッジ部４２の曲率半径（Ｒ）を、０．０５ｍｍ以上とすることによって、素管３６の外面に形成されるフィン１２の根本１８の曲率半径（Ｒ）を、効果的に０．０５ｍｍ以上とすることが出来るのであり、そしてその結果、フィン１２の加工に伴って管の内側に形成されてしまう窪み１６の深さを、効果的に小さくすることが可能となるのである。なお、このような窪み１６は、図５（ｂ）に示される如く、フィン１２を形成する際に、フィン形成ディスク３２，３２によって、素管３６の管壁の金属がフィン１２の突出する方向に流動せしめられるために、必然的に発生してしまうようになる。
【００３２】
その後、所望の断面形状と深さを与える形状とされた歯車状の円盤工具にて、かかるフィン１２を押圧して、溝１４を形成することによって、図１や図２に示されるような、外周面にフィン１２と溝１４とが形成された流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０が形成されることとなる。なお、このような溝１４を形成する円盤工具は、かかる素管３６の周りに配置された３つのフィン転造用工具３０のうちの、最小で１つ、最大で３つの全ての工具に対して、フィン形成方向における下流側（図４における右側）の回転駆動軸３４に取り付けられて、フィン１２の加工が済んだ素管３６のフィン１２に対して、押圧されるようになっている。
【００３３】
このような工程を経て、単純な円形断面の素管３６から、目的とする流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０が、形成されるのであるが、このような流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０の製作方法によれば、製造工程が比較的容易な転造加工のみを用いて、単純な円形断面の素管３６に対してフィン１２と溝１４とを形成すると共に、伝熱管１０の内面に形成される窪み１６の深さを効果的に小さくした伝熱管１０を作製することが可能であるところから、伝熱管１０の生産性を高め、その生産コストを、効果的に低減することが出来るのである。
【００３４】
以上、本発明の代表的な実施形態の一つとその製作方法について詳述してきたが、それらは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。また、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施されるものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明の代表的な実施例の一つを示し、本発明の特徴を更に明確にすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。
【００３６】
先ず、供試伝熱管として、図１や図２に示されるような外面形態とされた流下液膜式冷凍機用の伝熱管を形成するために、単純な円形の断面形状を呈する、外径：１６ｍｍ、肉厚（管壁の厚さ）：０．６５ｍｍの、りん脱酸銅（ＪＩＳ Ｈ ３３００ Ｃ１２２０）にて形成された素管を準備した。
【００３７】
そして、このような素管に対して、前述した本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の製作方法に従って、ディスク転造加工を施し、かかる素管外周面に、フィン１２や溝１４を形成して、それらフィン１２や溝１４のフィン高さやフィンピッチ、フィン根本Ｒ等の各値が、下記表１に示されるような、それぞれ異なる諸元とされた各種の伝熱管１０を製作した。なお、それぞれの供試伝熱管において、各寸法値が本発明に従う範囲内とされたものを、実施例１〜実施例１３とすると共に、本発明の範囲外の寸法値とされたものを、比較例１〜比較例１２とした。
【００３８】
【表１】
【００３９】
このように準備された実施例１〜１３、及び比較例１〜１２の供試伝熱管について、従来より公知の吸収器、蒸発器、再生器、及び凝縮器から構成される一般的な試験機を用いて、器内圧力：８４０Ｐａ、伝熱管の外部に滴下される臭化リチウム水溶液の入口温度：５３．５℃、入口濃度：６３．５％、液膜流量：０．０１５ｋｇ／（ｍ・ｓ）、伝熱管内を流通せしめられる冷却水の入口温度：３２℃、管内流速：１．５ｍ／ｓ、の条件下において、吸収伝熱性能を測定する実験を行い、熱通過率と管内圧力損失をそれぞれ測定し、その結果を下記表２に示した。なお、かかる表２においては、比較例２の熱通過率及び管内圧力損失をそれぞれ１００とした場合の、各供試伝熱管の熱通過率及び管内圧力損失を、それぞれ比率で示した。
【００４０】
【表２】
【００４１】
かかる表２の結果からも明らかなように、フィン１２及び溝１４の各諸元値が本発明の範囲内である実施例１〜１３の伝熱管においては、その全てにおいて、熱通過率が向上していることが認められる。また、管内圧力損失にあっても、管内周面に形成される窪み深さ：ｄ2 が本発明の範囲外である比較例１や比較例５の伝熱管よりも、本発明の範囲内とされた実施例１〜１３の全ての伝熱管において、圧力損失が低下していることが確認出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の一例を、管壁の一部を切り欠いた状態にて示す斜視説明図である。
【図２】本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の一例を、断面図の形態において示す説明図であって、（ａ）は、管壁を管軸方向に平行に切断した断面説明図であり、（ｂ）は、外面フィンの延びる方向に平行な面にて切断した断面説明図である。
【図３】本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管を製作する転造加工装置の一例を、縦断面形態にて示す断面説明図である。
【図４】図３に示される転造加工装置の三つのフィン転造用工具のうちの一つを示す横断面説明図である。
【図５】ディスク転造加工にて流下液膜式冷凍機用伝熱管の外面フィンを形成する際の様子を概略的に説明する断面説明図であって、（ａ）は、転造ディスクの先端のエッジ部が本発明に従う製造方法に従う範囲内の大きさとされた場合を示しており、（ｂ）は、従来の転造ディスクを用いた場合を示している。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 伝熱管
１２ フィン
１４ 溝
１６ 窪み
１８ フィン根元
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷凍機の吸収器や蒸発器、吸着式冷凍機の蒸発器等に好適に用いられる伝熱管に関し、特に、管の単重を軽減するために管の肉厚を薄くした流下液膜式冷凍機用伝熱管の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸収式冷凍機の吸収器や蒸発器、或いは吸着式冷凍機の蒸発器等には、複数の伝熱管を管軸が水平方向になるようにして複数段及び／又は複数列設けて、格子状や千鳥状の配置とし、そしてそのような伝熱管に対して、作動媒体である臭化リチウム水溶液を上部の滴下トレーから滴下して、その水平な管上を膜状に流下させるようにした、所謂流下液膜式が、広く採用されてきている。
【０００３】
そして、このような流下液膜式の吸収器に用いられる伝熱管としては、管内外周面が平滑な面とされた平滑管が、低コストで製造が可能であると共に、管内周面も平滑であるため、圧力損失が低いといった利点を有しているところから、広く用いられていた。しかしながら、そのような平滑管は、管外周面が平滑であるところから、臭化リチウム水溶液の液膜が、管周方向（重力方向）に流下し易く、管軸方向（水平方向）に広がり難いため、充分な伝熱性能が得られないといった問題を内在するものであった。
【０００４】
そこで、伝熱性能の向上を目的として、伝熱管の外表面に各種の伝熱促進機能を付与した各種の伝熱管が開発され、採用されてきている。例えば、特開平１−１３４１８０号公報（特許文献１）や特開昭和６２−２０６３５６号公報（特許文献２）においては、管外周面に、長手方向に延びる複数の溝と、それら溝間に微細なピッチの多数のフィンを形成した伝熱管が、それぞれ明らかにされている。このような伝熱管によれば、管外周面のフィンによって伝熱面積が拡大し、伝熱性能を向上させることが出来ると共に、管内面が平滑とされたままであるため、管内の圧力損失を平滑管と同程度とすることが出来るといった利点を有している。
【０００５】
さらに、そのような管外周面に形成された溝（切り欠き）やフィンの寸法形状を適正化することによって、伝熱性能をより向上させた伝熱管としては、例えば、特開平１０−３１８６９１号公報（特許文献３）において明らかにされている。このように、フィンの寸法や形状を適正化することによって、管外表面に滴下される液体の濡れ広がり性が一層良好となり、そのような管外部の液体と伝熱管内を流通せしめられる液体との間での熱交換が有利に促進され、伝熱性能を向上させることが可能となるのである。
【０００６】
ところで、近年、このような流下液膜式冷凍機用伝熱管において、伝熱管の単重を軽減する要求が高まってきており、その軽量化のために、例えば管の肉厚が底肉厚で０．５ｍｍ以下という極めて薄肉なものも、採用され始めている。そして、そのような薄肉の管壁をもつ、管外面にフィンや溝が形成された伝熱管を作製する場合には、肉厚が０．６ｍｍ前後の原管を用いて、その原管の外周面に、転造加工等を施すことによって、所定の寸法とされた溝やフィンを形成し、目的とする伝熱管に仕上げられることとなる。
【０００７】
しかしながら、そのような管壁の肉厚が薄い原管の外周面に対して、ディスク転造加工を施して、外周面に所定の溝やフィンを形成する場合にあっては、転造ディスクによる外面フィンの形成時に、管の内周面には、かかる外周面に形成されるフィンに対応して螺旋状に延びる窪みが形成されることとなる。つまり、ディスク転造加工を実施すると、フィンは管の外周面から隆起させられて形成せしめられることとなるところから、管壁の金属が、フィン形成位置においてその左右両側からフィンの形成される方向に流動させられ、そして、そのような金属の流動によって、フィン直下の管内面側に、形成されるフィンに沿った螺旋状の窪みが形成されてしまうといった現象が、惹起せしめられるようになるのである。
【０００８】
このような管内面の螺旋状の窪みは、ディスク転造加工を施す原管の肉厚が厚い場合には発生し難いのであるが、軽単重の伝熱管を形成するために、肉厚の薄い原管を用いた場合には、その発生を抑制することが難しくなるのである。そして、このような管内面に形成される、フィン直下の螺旋状の窪みは、管内側の圧力損失を増大してしまうといった問題を新たに惹起することとなるのである。このため、単純に管外面に形成されるフィンの高さを低くすることにより、そのような管内面の窪みを小さくすることも可能であるが、そうすると、外面フィンによる伝熱面積の増加が充分でなくなり、伝熱性能の低下を惹起してしまう恐れがあった。そこで、外面フィンによる伝熱性能向上効果を発揮しつつ、そのような管内圧力損失の増大を効果的に抑制するために、管内面の窪み深さを出来るだけ小さくした流下液膜式冷凍機用伝熱管が、求められているのである。
【０００９】
【特許文献１】特開平１−１３４１８０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２０６３５６号公報
【特許文献３】特開平１０−３１８６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、管外面に形成された溝やフィンによる伝熱性能向上効果を低下させることなく、管内部における圧力損失を有利に低減せしめた、軽単重の流下液膜式冷凍機用伝熱管を提供することにある。また、本発明にあっては、このような流下液膜式冷凍機用伝熱管を有利に製造する方法を提供することも、その解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明にあっては、かくの如き課題の解決のために、管外面に吸収液が膜状に流下される一方、管内に冷却媒体が流通せしめられるようにした流下液膜式冷凍機用伝熱管にして、管外面に、管軸方向に延びる、横断面が台形形状を呈するフィンが、フィン高さ：０．１５〜０．３５ｍｍ、管軸方向のフィンピッチ：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅：０．３〜０．７ｍｍ、管の底肉厚：０．４０〜０．５５ｍｍ、フィンの管軸方向断面における根元Ｒ：０．０５〜０．３ｍｍにおいて、螺旋状に転造形成されていると共に、かかるフィンに対して、そのフィン高さよりも浅い溝深さを有する軸方向溝が、溝深さ：０．１〜０．３ｍｍ、管周方向の溝ピッチ：０．５〜１．０ｍｍ、フィン高さと溝深さの差（ｄ1 ）とフィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）：０．０５〜０．２５において、管軸方向に形成されて、該フィンの配設部位に対応した管内面に形成される窪みの深さ（ｄ2 ）が、０．０３ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管を、その要旨とするものである。
【００１２】
さらに、本発明にあっては、かかる伝熱管の製造方法であって、単純円形断面形状の、内外面とも平滑な金属管を用いて、かかる金属管の外面に、先端のエッジ部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上である転造ディスクを押圧して、前記フィンを該金属管の外面に形成する工程と、その形成されたフィンに対して、歯車状の円盤工具を押圧して、前記軸方向溝を該フィンに形成する工程とを含むことを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管の製造法をも、その要旨としている。
【発明の効果】
【００１３】
従って、このような本発明に従う構成とされた流下液膜式冷凍機用伝熱管によれば、伝熱管の外面側に管軸方向に延びるように形成された、横断面が台形形状を呈するフィンの高さやフィンピッチ、及びかかるフィンのフィン高さよりも浅い溝深さを有する軸方向溝の溝深さと溝ピッチ等が、適度な寸法とされているところから、充分な表面積を確保することが出来ると共に、管表面における高い濡れ広がり性が得られることとなり、以て、伝熱管の伝熱性能を有利に向上させることが可能となる。
【００１４】
また、かかる伝熱管外面に形成されているフィンの管軸方向断面における根元Ｒの大きさを０．０５ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下としているところから、ディスク転造加工にて外面フィンを形成する際に、管壁を形成する金属材料の流動によって管内面に発生する窪みを効果的に抑制することが出来ると共に、フィン加工時におけるフィンの根元割れも有利に抑制することが出来る特徴が発揮される。
【００１５】
そして、伝熱管の内面側に形成される窪みの深さが０．０３ｍｍ以下とされていることによって、伝熱管内を流通せしめられる流体の圧力損失を、効果的に抑制することが可能となるのであり、以て、管外面にて与えられる伝熱促進効果を充分に発揮せしめ得ると共に、管内部における圧力損失を有利に低減せしめ得た流下液膜式冷凍機用伝熱管を有利に実現することが出来ることとなったのである。
【００１６】
また、本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管を製造する方法として、内外面とも平滑な、断面が単純な円形形状の金属管の外面に、先端のエッジ部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上とされた転造ディスクを押圧して、フィンを形成すると共に、その形成されたフィンに対して、歯車状の円盤工具を押圧して、前記軸方向溝をフィンに形成するようにした方法を採用することによって、外面フィンの形成に伴って伝熱管の内面に形成される窪みの深さを、０．０３ｍｍ以下に効果的に抑制することが可能となる。また、平滑管に対して転造加工を施すのみで、目的とする流下液膜式冷凍機用伝熱管を形成することが可能であるため、その生産性を有利に向上することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１８】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の一実施形態が、それぞれ示されている。即ち、図１には、そのような流下液膜式冷凍機用伝熱管の管壁の一部を切り出した斜視図の形態において、また図２（ａ）には、管壁の管軸方向における断面図の形態において、更に図２（ｂ）には、管壁の管周方向における断面図の形態において、それぞれ示されている。そして、それら図１，２に示されるように、伝熱管１０は、その外表面に、管軸方向に螺旋状に延びるフィン１２が、管軸方向に所定のピッチ（Ｐ1 ）をもって形成されていると共に、かかるフィン１２に対して、そのフィン高さよりも浅い溝深さとされた溝１４が、軸方向に所定のピッチ（Ｐ2 ）をもって形成されている。また、伝熱管１０の内周面には、管外周面に形成されたフィン１２に対応した窪み１６が、不可避的に深さ：ｄ2 をもって形成されるようになる。
【００１９】
より詳細には、伝熱管１０は、アルミニウムや銅及びそれらの合金等の金属材料を用いて形成された管体であって、その直径は、一般に１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度とされ、また、伝熱管１０を軽単重とするため、管の底肉厚（ｔ）は、望ましくは０．５５ｍｍ以下とされている。なお、かかる底肉厚は、伝熱管１０の剛性や腐食性の観点から、望ましくは、一般に０．４０ｍｍ以上とされることとなる。
【００２０】
そして、その外周面には、図２（ａ）及び図２（ｂ）の各断面図にも示される如く、管軸方向に螺旋状に延びるフィン１２が、フィン高さ（Ｈ）：０．１５〜０．３５ｍｍ、管軸方向のフィンピッチ（Ｐ1 ）：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅（Ｗ）：０．３〜０．７ｍｍの大きさをもって、横断面（管軸方向断面）が台形形状を呈するように、形成されている。また、そのようなフィン１２の根元１８は、管軸方向における断面において、なめらかな円弧状とされて、その曲率半径（Ｒ）が０．０５〜０．３ｍｍの大きさとなるように、形成されている。
【００２１】
一方、かかるフィン１２の高さ（Ｈ）よりも浅い溝深さを有する、管軸方向に延びる溝１４が、溝深さ（Ｄ）：０．１〜０．３ｍｍ、管周方向の溝ピッチ（Ｐ2 ）：０．５〜１．０ｍｍの大きさとされて、フィン１２を切り欠くように、形成されている。このような溝１４の深さは、フィン１２の高さ（Ｈ）と溝１４の深さ（Ｄ）の差（ｄ1 ）と、フィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）が、０．０５〜０．２５となるようにされている。これは、この比が大きくなると、管の外周に滴下される吸収液の液膜の、管軸方向への濡れ拡がりが妨げられてしまい、伝熱性能が低下してしまう要因となるからである。一方、この比が、０．０５未満となった場合にあっては、フィン１２への溝１４の加工時に、溝底部の割れを引き起こし易くなったり、管内周面に、溝加工に伴う凹凸が形成され易くなるといった問題を、惹起することとなる。
【００２２】
さらに、伝熱管１０の内周面には、外周面に対して、管軸方向に螺旋状に延びるように形成されたフィン１２に対応した窪み１６が、その深さ（ｄ2 ）が０．０３ｍｍ以下となるようにされて、不可避的に形成されている。この窪み１６は、フィン１２と同様に、管軸方向に螺旋状に延びると共に、フィン１２の直下、換言すればフィン１２の幅方向の略中央部位に相当する箇所の内周面に、連続して形成されている。
【００２３】
そして、このように構成された伝熱管１０は、適正化された寸法をもって外周面に形成されたフィン１２や溝１４によって、フィン部の体積による伝熱管１０の重量増加を抑えて、伝熱管１０の単重を小さくすることが可能となると共に、その表面積が効果的に増大せしめられ得て、伝熱管１０に滴下された吸収液と伝熱管１０との接触面積を有利に拡大し、熱交換性能を向上することが可能となる。また、伝熱管１０の外周面に滴下された吸収液が、かかるフィン１２や溝１４によって、管軸方向や管周方向に効果的に広がるようにされることとなり、伝熱管１０の濡れ性が有利に高められ得、以て、伝熱管１０の熱交換性能を更に向上することが出来るのである。
【００２４】
また、かかる伝熱管１０にあっては、それを構成する管体の底肉厚（ｔ）が、０．４０ｍｍ〜０．５５ｍｍとされているため、管単体の重量（単重）を、より軽量化することが可能となる。
【００２５】
そして、フィン１２の根元の曲率半径（Ｒ）を０．０５ｍｍ以上としていることによって、このような底肉厚の小さい伝熱管１０を、ディスク転造加工によって形成した際に、フィンの根元が割れてしまう恐れを回避することが可能となると共に、フィン１２のディスク転造加工時にフィン１２に対応して管内周面に形成されてしまう窪み１６の深さを、効果的に０．０３ｍｍ以下に抑えることが出来ることとなるのである。なお、このフィン１２の根元の曲率半径（Ｒ）をあまり大きな値とすると、フィン１２の実質的な厚さを増大してしまい、伝熱管１０の単重の増加に繋がってしまうため、０．３ｍｍ以下とすることが、望ましいのである。
【００２６】
さらに、フィン１２の転造形成によって、伝熱管１０の内周面に形成されるようになる窪み１６の深さが、０．０３ｍｍ以下に抑えられることによって、伝熱管１０内部の圧力損失を効果的に抑制することが可能となるのである。
【００２７】
このように、本発明に従う流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０によれば、管の底肉厚を低減して、軽単重の伝熱管とした場合にあっても、内周面に形成される窪み１６の深さを効果的に小さくして、伝熱管１０内部における圧力損失を有利に低減せしめると共に、伝熱管１０の外周面に形成されたフィン１２や溝１４による伝熱性能向上効果を有利に発揮せしめ得て、高い熱交換性能を実現することが可能となる。そして、このような軽単重で高い伝熱性能をもつ伝熱管１０を用いることによって、流下液膜式冷凍機の吸収器及び蒸発機、或いは吸着式冷凍機の蒸発機を、高性能化することが可能となると共に、機器の小型化や製造コストの低下といった効果も、有利に発揮されることとなるのである。
【００２８】
ところで、このような構成とされた流下液膜式冷凍機用伝熱管１０は、以下に示されるように、公知の転造加工法に従って、例えば、図３に示されるような転造加工装置を用いて、有利に製作されることとなる。
【００２９】
すなわち、回転駆動軸３４に同心的に所定間隔を隔てて取り付けられた、漸次径が増大する複数のフィン形成ディスク３２からなる外面フィン転造用工具３０が、図３に示される如く、目的とする流下液膜式冷凍機用伝熱管１０を与える大きさとされた素管３６の周りに、略１２０°の位相差をもって、３つ配置されている。また、かかる複数のフィン形成ディスク３２は、図４に示されるように、素管３６の外周面に形成されるフィン１２のピッチを与える間隔で、回転駆動軸３４にて同心的に且つ一体的に連結されている。更に、そのような回転駆動軸３４は、素管３６の管軸に対して、素管３６の外面に形成されるフィン１２のリード角に相当する角度をもって、位置せしめられている。また、素管３６の内側には、それぞれのフィン形成ディスク３２と対向する状態で、プラグ３８が挿入されており、このプラグ３８とフィン形成ディスク３２との間で、素管３６の変形が行われるようになっている。
【００３０】
そして、このように配置された３つの外面フィン転造用工具３０を用いて、そのフィン形成ディスク３２を回転駆動軸３４により回転させつつ、それら３つの外面フィン転造用工具３０の中央部分を素管３６が通過することにより、かかる素管３６の外周面に、所定高さとされたフィン１２が、径方向外方に突出して、管軸方向に連続して螺旋状に延びるように、漸次転造形成されることとなる。
【００３１】
ところで、このような外面フィン転造用工具３０によるフィン１２の形成の際に用いられるフィン形成ディスク３２は、図５（ａ）に示されるように、その先端のエッジ部４２の曲率半径（Ｒ）を、０．０５ｍｍ以上とすることによって、素管３６の外面に形成されるフィン１２の根本１８の曲率半径（Ｒ）を、効果的に０．０５ｍｍ以上とすることが出来るのであり、そしてその結果、フィン１２の加工に伴って管の内側に形成されてしまう窪み１６の深さを、効果的に小さくすることが可能となるのである。なお、このような窪み１６は、図５（ｂ）に示される如く、フィン１２を形成する際に、フィン形成ディスク３２，３２によって、素管３６の管壁の金属がフィン１２の突出する方向に流動せしめられるために、必然的に発生してしまうようになる。
【００３２】
その後、所望の断面形状と深さを与える形状とされた歯車状の円盤工具にて、かかるフィン１２を押圧して、溝１４を形成することによって、図１や図２に示されるような、外周面にフィン１２と溝１４とが形成された流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０が形成されることとなる。なお、このような溝１４を形成する円盤工具は、かかる素管３６の周りに配置された３つのフィン転造用工具３０のうちの、最小で１つ、最大で３つの全ての工具に対して、フィン形成方向における下流側（図４における右側）の回転駆動軸３４に取り付けられて、フィン１２の加工が済んだ素管３６のフィン１２に対して、押圧されるようになっている。
【００３３】
このような工程を経て、単純な円形断面の素管３６から、目的とする流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０が、形成されるのであるが、このような流下液膜式冷凍機用の伝熱管１０の製作方法によれば、製造工程が比較的容易な転造加工のみを用いて、単純な円形断面の素管３６に対してフィン１２と溝１４とを形成すると共に、伝熱管１０の内面に形成される窪み１６の深さを効果的に小さくした伝熱管１０を作製することが可能であるところから、伝熱管１０の生産性を高め、その生産コストを、効果的に低減することが出来るのである。
【００３４】
以上、本発明の代表的な実施形態の一つとその製作方法について詳述してきたが、それらは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。また、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施されるものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明の代表的な実施例の一つを示し、本発明の特徴を更に明確にすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。
【００３６】
先ず、供試伝熱管として、図１や図２に示されるような外面形態とされた流下液膜式冷凍機用の伝熱管を形成するために、単純な円形の断面形状を呈する、外径：１６ｍｍ、肉厚（管壁の厚さ）：０．６５ｍｍの、りん脱酸銅（ＪＩＳ Ｈ ３３００ Ｃ１２２０）にて形成された素管を準備した。
【００３７】
そして、このような素管に対して、前述した本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の製作方法に従って、ディスク転造加工を施し、かかる素管外周面に、フィン１２や溝１４を形成して、それらフィン１２や溝１４のフィン高さやフィンピッチ、フィン根本Ｒ等の各値が、下記表１に示されるような、それぞれ異なる諸元とされた各種の伝熱管１０を製作した。なお、それぞれの供試伝熱管において、各寸法値が本発明に従う範囲内とされたものを、実施例１〜実施例１３とすると共に、本発明の範囲外の寸法値とされたものを、比較例１〜比較例１２とした。
【００３８】
【表１】
【００３９】
このように準備された実施例１〜１３、及び比較例１〜１２の供試伝熱管について、従来より公知の吸収器、蒸発器、再生器、及び凝縮器から構成される一般的な試験機を用いて、器内圧力：８４０Ｐａ、伝熱管の外部に滴下される臭化リチウム水溶液の入口温度：５３．５℃、入口濃度：６３．５％、液膜流量：０．０１５ｋｇ／（ｍ・ｓ）、伝熱管内を流通せしめられる冷却水の入口温度：３２℃、管内流速：１．５ｍ／ｓ、の条件下において、吸収伝熱性能を測定する実験を行い、熱通過率と管内圧力損失をそれぞれ測定し、その結果を下記表２に示した。なお、かかる表２においては、比較例２の熱通過率及び管内圧力損失をそれぞれ１００とした場合の、各供試伝熱管の熱通過率及び管内圧力損失を、それぞれ比率で示した。
【００４０】
【表２】
【００４１】
かかる表２の結果からも明らかなように、フィン１２及び溝１４の各諸元値が本発明の範囲内である実施例１〜１３の伝熱管においては、その全てにおいて、熱通過率が向上していることが認められる。また、管内圧力損失にあっても、管内周面に形成される窪み深さ：ｄ2 が本発明の範囲外である比較例１や比較例５の伝熱管よりも、本発明の範囲内とされた実施例１〜１３の全ての伝熱管において、圧力損失が低下していることが確認出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の一例を、管壁の一部を切り欠いた状態にて示す斜視説明図である。
【図２】本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管の一例を、断面図の形態において示す説明図であって、（ａ）は、管壁を管軸方向に平行に切断した断面説明図であり、（ｂ）は、外面フィンの延びる方向に平行な面にて切断した断面説明図である。
【図３】本発明に従う流下液膜式冷凍機用伝熱管を製作する転造加工装置の一例を、縦断面形態にて示す断面説明図である。
【図４】図３に示される転造加工装置の三つのフィン転造用工具のうちの一つを示す横断面説明図である。
【図５】ディスク転造加工にて流下液膜式冷凍機用伝熱管の外面フィンを形成する際の様子を概略的に説明する断面説明図であって、（ａ）は、転造ディスクの先端のエッジ部が本発明に従う製造方法に従う範囲内の大きさとされた場合を示しており、（ｂ）は、従来の転造ディスクを用いた場合を示している。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 伝熱管
１２ フィン
１４ 溝
１６ 窪み
１８ フィン根元
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管外面に吸収液が膜状に流下される一方、管内に冷却媒体が流通せしめられるようにした流下液膜式冷凍機用伝熱管にして、
管外面に、管軸方向に延びる、横断面が台形形状を呈するフィンが、フィン高さ：０．１５〜０．３５ｍｍ、管軸方向のフィンピッチ：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅：０．３〜０．７ｍｍ、管の底肉厚：０．４０〜０．５５ｍｍ、フィンの管軸方向断面における根元Ｒ：０．０５〜０．３ｍｍにおいて、螺旋状に転造形成されていると共に、
かかるフィンに対して、そのフィン高さよりも浅い溝深さを有する軸方向溝が、溝深さ：０．１〜０．３ｍｍ、管周方向の溝ピッチ：０．５〜１．０ｍｍ、フィン高さと溝深さの差（ｄ1 ）とフィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）：０．０５〜０．２５において、管軸方向に形成されて、該フィンの配設部位に対応した管内面に形成される窪みの深さ（ｄ2 ）が、０．０３ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管。
【請求項２】
請求項１に記載の伝熱管の製造方法であって、単純円形断面形状の、内外面とも平滑な金属管を用いて、かかる金属管の外面に、先端のエッジ部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上である転造ディスクを押圧して、前記フィンを該金属管の外面に形成する工程と、その形成されたフィンに対して、歯車状の円盤工具を押圧して、前記軸方向溝を該フィンに形成する工程とを含むことを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管の製造法。
【請求項１】
管外面に吸収液が膜状に流下される一方、管内に冷却媒体が流通せしめられるようにした流下液膜式冷凍機用伝熱管にして、
管外面に、管軸方向に延びる、横断面が台形形状を呈するフィンが、フィン高さ：０．１５〜０．３５ｍｍ、管軸方向のフィンピッチ：０．９〜２．４ｍｍ、フィン頂部の最小幅：０．３〜０．７ｍｍ、管の底肉厚：０．４０〜０．５５ｍｍ、フィンの管軸方向断面における根元Ｒ：０．０５〜０．３ｍｍにおいて、螺旋状に転造形成されていると共に、
かかるフィンに対して、そのフィン高さよりも浅い溝深さを有する軸方向溝が、溝深さ：０．１〜０．３ｍｍ、管周方向の溝ピッチ：０．５〜１．０ｍｍ、フィン高さと溝深さの差（ｄ1 ）とフィン高さ（Ｈ）との比（ｄ1 ／Ｈ）：０．０５〜０．２５において、管軸方向に形成されて、該フィンの配設部位に対応した管内面に形成される窪みの深さ（ｄ2 ）が、０．０３ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管。
【請求項２】
請求項１に記載の伝熱管の製造方法であって、単純円形断面形状の、内外面とも平滑な金属管を用いて、かかる金属管の外面に、先端のエッジ部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上である転造ディスクを押圧して、前記フィンを該金属管の外面に形成する工程と、その形成されたフィンに対して、歯車状の円盤工具を押圧して、前記軸方向溝を該フィンに形成する工程とを含むことを特徴とする流下液膜式冷凍機用伝熱管の製造法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２６７６２５（Ｐ２００８−２６７６２５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７８４０（Ｐ２００７−１０７８４０）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
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