CN102667288A - 不锈钢制挠性管 - Google Patents

Abstract

该不锈钢制挠性管为，由材料板厚为0.2～0.4mm以下的金属不锈钢形成，具有形成波形形状的挠性部，在设原料管外径为d(mm)时，上述波形形状满足原料管外径d/峰谷深度Dd：15～23，并且原料管外径d/从峰部到峰部的间距p：2.5～5.5。也可以在两端或者一端具有原料管部。原料管部和挠性部也可以交替地分别配置在多个位置。挠性管的整体也可以是螺旋状回转的线圈形状。也可以在两端或者一端具有原料管部，并且在上述原料管部的双方或者单方具有伸出加工部。

Description

不锈钢制挠性管

技术领域

本发明涉及一种不锈钢制挠性管。

本申请基于2009年11月5日在日本申请的特願2009-253978号并主张其优先权，将其内容援用于此。

背景技术

空调为经由制冷剂的热交换机，其配管一般使用热传导性优良的铜管。此外，铜管不仅热传导性、加工性也优良，因此与热传导性无关的室内外机的连接配管也使用铜管。在此，如果是一般家庭用空调，则配管长度如果为4～5m程度，则能够足够进行连接。但是，在楼房、吊车等商业用空调的情况下，室内机和室外机设置在离开的场所的情况较多，因此有时连接配管超过10m，根据情况不同有时需要接近100m。在这种情况下，在现状的铜管中板厚为0.8mm以上，因此存在重量变大、搬运性变差这种问题。此外，根据空调的制冷能力的不同，连接配管的管径变大，因此在进行配管的弯曲加工时，需要弯曲机那样的弯曲装置。并且，难以进行配管的长尺寸化，因此存在配管彼此的连接操作增加等、施工性非常差那样的问题。

此外，由于配管的重量增加，因此在配管悬吊位置上覆盖管变得容易破损。因此，还存在配管外面变得容易结露而配管容易生锈这样的问题，在现状下，为了防止覆盖管破损，而使用防止结露片。

为了解决上述问题，首先，关于轻型化，研究了比铜轻的铝合金的应用(例如参照专利文献1)。然而，在成为铝管的情况下，为了连接而需要在两端焊接铜管，因此存在加工麻烦和花费成本这种问题。

另一方面，不锈钢具有优良的耐食性，因此被用于屋内外的各种给水、给热水、气体用配管等。此外，不锈钢的强度较高，因此能够使板厚变薄而成为挠性管。由此，能够如铜、铝管那样进行某种程度的弯曲加工，并且(例如参照专利文献2)由于板厚度较薄，因此与以往的铜管相比，能够进行相当大的轻型化。这些不锈钢制挠性管，较多使用SUS304、304L、316、316L这种奥氏体系不锈钢。关于与奥氏体系不锈钢比较为低价、加工硬化较小的铁素体系不锈钢制的挠性管，正在研究汽车排气系统中的应用(例如参照专利文献3)。

因此，本发明人等进行锐意研究，以能够使用铁素体系不锈钢与空调进行连接的方式，对挠性管的弯曲加工性以及延伸加工性进行研究，而发现了其材料以及波形形状的条件(参照专利文献4)。然而，在将该挠性管实际与空调连接而进行了评价的情况下，判明如下情况：制冷剂气体的流动变强，并且有可能产生推测是由挠性管的波形形状导致的流体噪声。

该流体噪声被推断为，与气体加热器、锅炉等热交换器中由于管道、导热管组以及机体的流动这3个的原因而产生的气柱共鸣现象相同等。已知如下情况：随着在管道内流动的气体流速的上升，由导热管组放出的卡门漩涡的频率增大，与管道的气柱共鸣频率一致而产生噪声(非专利文献1)。在挠性管中推断为，伴随着气体的流动，由于波型形状的原因而产生的卡门漩涡的频率与挠性管的共鸣频率一致，因此产生流体噪声。作为这些挠性管的流体噪声的对策，例如研究出一种挠性管，该挠性管设置有使在管内部流动的空气不向多个槽中流入那样的壁(例如参照专利文献5、6)。然而，在专利文献5、6记载的方法中，存在在工业上稳定地制造时花费大量成本这种问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-275832号公报

专利文献2：日本特开2006-177529号公报

专利文献3：日本特开平11-159616号公报

专利文献4：日本特开2009-185351号公报

专利文献5：日本特开2008-220922号公报

专利文献6：日本特开2006-64126号公报

非专利文献

非专利文献1：“从事例学习流体相关振动”，日本机械学会编，技法堂出版，2003年，第二章，P.90

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种不锈钢制挠性管，经济性良好，能够改善施工时的弯曲加工性，并且能够防止产生推断为由制冷剂气体的流动导致的流体噪声。

用于解决课题的手段

本发明人等为了解决上述问题而进行了锐意研究，结果发现如下情况：为了确保施工时的弯曲加工性，优选使挠性管的波型形状变大(参照专利文献4)，另一方面，为了抑制流体噪声，优选使其无限接近于直管。然后，为了兼得该相反的特性，使用各种不锈钢，对能够兼得挠性管的弯曲加工性和抑制流体噪声的形状进行了研究。作为其结果，发明原料管外径与挠性管的峰峰间距和峰谷深度的关系较重要，并完成了本发明。

本发明一个方式的不锈钢制挠性管为，由材料板厚为0.2～0.4mm以下的金属不锈钢构成，具有形成了波形形状的挠性部，在使原料管外径为d(mm)时，上述波形形状满足：原料管外径d/峰谷深度Dd：15～23，并且原料管外径d/从峰部到峰部的间距p：2.5～5.5。

本发明一个方式的不锈钢制挠性管也可以为，在两端或者一端具有原料管部。

本发明一个方式的不锈钢制挠性管也可以为，上述原料管部和由上述波形形状形成的挠性部，交替地分别配置在多个部位。

本发明一个方式的不锈钢制挠性管也可以为，上述挠性管的整体为以螺旋状回转的线圈形状。

本发明一个方式的不锈钢制挠性管也可以为，在两端或者一端具有原料管部，并且在上述原料管部的双方或者单方具有伸出(flare)加工部。

发明的效果

根据本发明一个方式的不锈钢制挠性管，通过如上述那样规定材料板厚和波型形状，由此例如能够使空调、特别是商业用空调室内外机的连接配管、空调设备用的配管轻型化。此外，能够进行施工时的弯曲加工，并且能够抑制制冷剂气体流动导致的流体噪声。

在挠性管的两端或者一端具有原料管部的情况下，能够在施工现场进行为了连接的伸出加工，将室内外机、配管彼此连接。此外，在原料管部和波形形状部(挠性部)交替地配置在多个部位的情况下，能够在任意的位置切断而进行连接。

在挠性管的整体为以螺旋状回转的线圈形状的情况下，能够搬运任意长度的挠性管，并且提高施工性。

在挠性管的两端或者一端具有原料管部、并且在该原料管部的双方或者单方具有伸出加工部的情况下，在施工现场不进行伸出加工就能够立即进行连接。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的不锈钢制挠性管的模式截面图。

图2是对本发明实施方式的不锈钢制挠性管进行说明的示意图，是表示以螺旋状卷绕的状态的立体图。

图3是对本发明实施方式的不锈钢制挠性管进行说明的示意图，是表示挠性管的波形形状与施工时弯曲加工性以及流体噪声之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，适当地参照图1～图3对本发明一个方式的不锈钢制挠性管的实施方式进行说明。此外，本实施方式，为了更好地理解本发明一个方式的不锈钢制挠性管的主旨而进行详细说明，因此只要没有进行特别指定，则不限定本发明。

图1是本发明实施方式的不锈钢制挠性管10的截面图。

本发明一个方式的不锈钢制挠性管(以下有时简称为挠性管)10，如图1所示那样，将板厚为0.2～0.4mm以下的不锈钢为材料而形成。在使原料管外径为d(mm)时，挠性管10所形成的波形形状概略构成为，满足原料管外径d/峰谷深度Dd：15～23，并且原料管外径d/从峰部到峰部的间距p：2.5～5.5。

如图1所示那样，挠性管10具有：设置在端部的伸出加工部14；原料管部12；以及成为波形形状的挠性部20。在挠性部20形成有波形形状，该波形形状沿着挠性管10的圆周面的圆周方向，独立的峰部22和谷部24交替地配置。此外，伸出螺母30以能够旋转以及滑动的状态插入在挠性管10中。

伸出螺母30用于以规定的力矩紧固而将配管彼此连接，一般在伸出加工前预先插入在挠性管中。

作为挠性部20的波形的形状，不特别限定，例如一般是峰部的头顶部和谷部的底部的形状为曲面，但也可以为锐角的凸部。

关于挠性部20的波形形状，使用图1在以下进行详细说明。

在本发明一个方式中，挠性部20的波形形状与原料管外径d之间的大小关系较重要。在本发明一个方式中，将峰部外径dm(mm)和谷部外径dv(mm)之差的1/2规定为峰谷深度Dd(mm)，将从峰部头顶到相邻的峰部头顶为止的长度规定为波形形状的间距P(mm)。优选原料管外径d(mm)和峰谷深度Dd(mm)之比(d/Dd)为15～23的范围，并且原料管外径d(mm)和波形形状的间距P(mm)之比(d/P)为2.5～5.5的范围。更优选d/Dd为17～21.5，并且d/P为2.5～4。

在原料管外径d/峰谷深度Dd小于15的情况下，峰谷深度相对于原料管外径变大，因此弯曲加工时的变形分散到几个波部而难以压曲，施工性提高。然而，由波型形状导致的卡门漩涡的频率与挠性管的气柱共鸣频率一致而变得容易产生流体噪声。此外，在原料管外径d/峰谷深度Dd超过23的情况下，峰谷深度相对变小，因此流体噪声被抑制。然而，施工时的弯曲加工性恶化。

此外，在原料管外径d/间距P小于2.5的情况下，峰谷深度相对变小，流体噪声被抑制。然而，施工时的弯曲加工性恶化。此外，在原料管外径d/间距P超过5.5的情况下，峰谷深度相对变大，施工性提高。然而，变得容易产生流体噪声。

关于上述的波形形状的规定，在后述的实施例中进行了研究。根据后述的表2中表示的实施例的数据，在图3中表示对施工时弯曲加工性以及流体噪声产生进行了整理的结果。

在本发明一个方式中，所谓“原料管”一般是指，使用钢带或者钢板通过电阻焊接或者电弧焊接而制造的管，在本发明一个方式中包含拉拔管。然后，所谓“原料管部”表示未设置挠性部的部位。

原料管部12的场所不特别限定，既可以配置在挠性部20的两侧或者单侧配置，也可以是多个原料管部12和多个挠性部20交替地配置。

原料管外径d未特别规定。但是，例如在家庭用空调连接配管中，制冷剂液用配管的原料管外径为6.35mm，制冷剂气体用配管的原料管外径为9.52mm。一般使用这两种原料管外径的配管。在商业用大型空调的情况下，作为制冷剂液用配管，使用原料管外径为9.52mm的配管、4分管。此外，作为制冷剂气体用配管，使用4分管、原料管外径为15.88mm、19.05mm的配管等。此外，其他作为空调用，有时还使用原料管外径超过20mm的配管。

因此，在本发明中，优选原料管外径d在6～30mm的范围内适当地决定。

在本发明一个方式中，成为挠性管10的材料的不锈钢的板厚为0.2～0.4mm。在不锈钢的板厚薄于0.2mm的情况下，作为挠性管的强度降低。并且，在伸出加工时能够加工到规定的扩管率，而在伸出加工前端部(伸出加工部)产生收缩(破裂)。并且，考虑到市场上的得到性，使不锈钢的板厚的下限为0.2mm。此外，当不锈钢的板厚超过0.4mm时，在施工现场的弯曲加工性显著降低。

因此，使成为材料的不锈钢的板厚为0.2～0.4mm。

在本发明一个方式中使用的不锈钢的组成不特别限定。例如，作为JIS规定的不锈钢，如果是奥氏体系不锈钢，则能够使用SUS304、304L、316、316L等。此外，如果是铁素体系不锈钢，则能够使用SUS430、SUS430J1L、SUS430LX、SUS436L、SUS436J1L、SUS444等。铁素体系不锈钢由于不像奥氏体系不锈钢那样含有大量的Ni，因此较低价。此外，铁素体系不锈钢与奥氏体系不锈钢相比较，加工固化较小，因此施工性优良。

在本发明一个方式中，挠性管的制造方法不特别限定。例如，可以举出如下方法：使用板厚0.2～0.4mm的不锈钢板，通过现有的方法，作为焊接管、拉拔管而制作原料管，接着将刃状的模具按压到上述原料管而形成波形形状。此外，例如可以举出如下方法等：使用凹凸辊，在不锈钢板上形成波形，接着卷绕成型了波形的钢板，并且焊接而制作挠性管。

根据本发明一个方式，挠性部20的波形形状，在满足原料管外径d/峰谷深度Dd：15～23，并且原料管外径d/从峰部到峰部的间距P：2.5～5.5时，能够实现施工时的弯曲加工性和抑制由制冷剂气体的流动导致的流体噪声的双方。

此外，本发明一个方式的不锈钢制挠性管，由于在两端或者一端具有原料管部，由此容易进行伸出加工。因此，能够在施工现场进行用于连接的伸出加工，而将室内外机、配管彼此连接。特别是，在多个挠性部和多个原料管部交替配置的长尺的挠性管的情况下，能够在施工现场根据需要的长度而在任意位置将原料管部切断，得到在端部具有原料管部的挠性管。

在图1所示的挠性管10的一个例子中，挠性部20为，分别独立的峰部22和谷部24以恒定的间距排列(单间距型)，但不限定于此。例如，也可以为，在圆周面部上峰部和谷部形成为螺旋状。此外，在将挠性管10实际用作为配管的情况下，在通常的家庭用空调中，作为连接配管需要4～5m程度的长度。此外，如果是楼房、吊车等的配管，则超过10m，根据情况也有时会成为100m附近。在这种状况下，当考虑到搬运的便利等时，优选如图2所示的挠性管40的一个例子那样，为整体被卷绕为螺旋状的线圈形状(盘管)。通过成为这种构成，由此挠性管的长度越长，与以往的铜管相比越能够实现轻型化。因此，能够搬运任意长度的挠性管，施工时的搬运性、包括操作在内的施工性变得良好。此外，在图2所示的一个例子中，挠性部20和原料管部12在相同的位置被卷绕。但是，通过改变挠性部和原料管部的长度或者改变卷绕的线圈直径，由此挠性部和原料管部的位置也可以错开。

在图1所示的挠性管10的一个例子中，在端部设置有伸出加工部14。但是，也可以不设置该伸出加工部，而使原料管部12配置在挠性管10的端部，或者将挠性部20配置在端部。此外，伸出加工部14、原料管部12或者挠性部20也可以设置在挠性管10的两端、也可以仅设置在一端。

在挠性管10的端部的双方或者单方具有伸出加工部14的情况下，在施工现场不进行伸出加工就能够立即进行连接。

如以上说明的那样，根据本发明一个方式的不锈钢制挠性管，通过如上述那样规定材料板厚和波型形状，由此例如能够使空调、特别是商业用的空调室内外机的连接配管、空调设备用的配管轻型化。此外，能够进行施工时的弯曲加工，并且能够抑制制冷剂气体的流动导致的流体噪声。因此，工业上的效果极高。

实施例

以下，举出本发明一个方式的不锈钢制挠性管的实施例，对本发明一个方式进行更具体的说明。但是，本发明一个方式不限定于以下的实施例，能够在适合于上述主旨的范围内适当地施加变更而实施，这些变更也能够包含于本发明的技术范围内。

[挠性管的制造]

首先，使用具有表1所示的成分、表2所示的板厚的钢板，制造了9.52mmφ、15.88mmφ或者19.05mmφ的TIG焊接管。此外，钢种A为SUS430LX，钢种B为SUS304。

接着，使用上述TIG焊接管，按照表2的记载，制造长度170mm的挠性部和长度30mm的原料管部交替配置多个、全长为4m的长尺挠性管。然后，为了进行搬运而将挠性管卷绕为螺旋状，成为线圈直径为大约1m的挠性盘管。

然后，对于该挠性盘管，将由波形形状部(挠性部)所夹的原料管部切断，由此将在两端具有原料管部、在中央部具有波形形状的挠性部的挠性管，切成大约1m的长度。接着，使用切成的挠性管，对于有无产生弯曲加工性和流体噪声，按照后述的顺序进行评价。

[评价试验]

对于通过上述顺序得到的挠性管，按照以下说明的顺序进行评价。

此外，难以将所制造的全部挠性管与实际空调连接，而对有无产生流体噪声进行评价。因此，在以下说明的有无产生流体噪声的评价，作为简易评价而实施。然后，对于几个挠性盘管，以同样的条件进一步制造1卷，供给到空调试验中。由此，确认在实际设备中有无产生异响。

<弯曲加工性>

(试验方法)

关于弯曲加工性，假设实际空调的施工，通过使用弯曲R为300mm的弯曲机进行90度弯曲，由此对挠性管进行了评价。

(评价基准)

通过上述试验方法，将在弯曲加工时未产生压曲、扁平的挠性管作为合格，将产生压曲、扁平的挠性管作为不合格。结果表示在表2中。

<有无产生流体噪声>

(试验方法)

难以将全部挠性管与实际空调连接而进行评价。因此，在挠性管的一端上连接管(hose)。然后，从气体泵经由管向挠性管，以1个大气压、5L/min的流量流动空气，由此进行了评价。

(评价基准)

在挠性管内部，以1个大气压、5L/min的流量流动空气，并且在从挠性管的未连接管的另一端离开50cm的位置上，使用噪声计对流体噪声进行了计测。一般，未产生流体噪声时的噪声等级为小于50dB，当成为50dB以上时，产生流体异响。此外，当成为60dB以上时，成为难听的吹笛音那样的流体异响。因此，将计测值小于50dB的情况作为合格，将计测值为50dB以上的情况作为不合格。

<空调连接试验>

(试验方法)

对于在上述流体噪声试验中为合格的挠性管、和为不合格的挠性管的一部分，实际与空调连接而进行了评价。

(评价基准)

将挠性盘管与空调连接。然后，在从空调室内外机的配管离开1m的位置上固定噪声计，而对有无产生异响进行了测定。与上述有无产生流体噪声的试验方法同样，将计测值小于50dB的情况作为合格，将计测值为50dB以上的情况作为不合格。

表1表示挠性管的材料钢种(成分组成)，并且表2表示评价结果的一览。

【表1】

【表2】

*空调试验的评价结果中、符号“-”表示未进行评价的情况。

[评价结果]

如表2所示那样，关于弯曲加工性，在板厚为本实施方式的规定范围的0.2～0.4mm的实施例1～7中，实施了90度弯曲。另一方面，板厚从本实施方式的规定范围离开的比较例1、波形形状从本实施方式的规定范围离开的比较例2、3为，非常硬，因此难以弯曲，在中途压曲。由此可知，比较例1～3的挠性管，极其难以用于手动地进行弯曲加工那样的空调室内外机的连接配管等用途。

关于流体噪声，在板厚以及波形形状为本实施方式的规定范围的实施例1～7中，确认了如下情况：即使在内部流动空气，也不会产生吹笛音那样的异响。然而，在波形形状从本实施方式的规定范围离开的比较例4、5、6中，产生了吹笛音那样的异响。由此可知，比较例4～6的挠性管极其难以用于空调连接配管等。

接下来，将在上述流体噪声试验中合格的实施例3、5、6、和不合格的比较例5的挠性管与实际的空调连接，对有无产生异响进行了评价。结果，在实施例3、5、6中未产生异响。与此相对，在比较例5中产生了吹笛音那样的异响。如此，能够确认与上述流体噪声的试验结果同样的结果。

此外，如上述那样，对于表2所示的实施例以及比较例的数据，对施工时的弯曲加工性以及流体异响的产生结果进行了整理，并在图3的图表中表示。在图3的图表中的“○(合格)”、“×(不合格)”的曲线位置上，左侧为弯曲加工性的评价结果，右侧为产生流体噪声的评价结果。

如根据图3的图表可知的那样，成为在本实施方式中规定的波形形状的实施例(在本实施方式中规定的范围内)的挠性管，施行时的弯曲加工性以及产生流体噪声的评价，都为合格(○)，这些各特性优良。

根据以上说明的实施例的结果可知，本发明一个方式的不锈钢制挠性管为，经济性优良，施工时的弯曲加工性改善，并且能够防止推断为由制冷剂气体的流动导致的流体噪声的产生。

工业可利用性

根据本发明一个方式的不锈钢制的挠性管，施工时的弯曲性优良，并且流体噪声被抑制。此外，与以往的铜管相比，实现轻型化，并且能够将施工性大幅度改善。因此，本发明一个方式的不锈钢制的挠性管，例如能够利用为空调连接配管，工业上的利用价值极大。

符号的说明：

10…不锈钢制挠性管(挠性管)，12…原料管部，14…伸出加工部，20…挠性部，22…峰部，24…谷部，40…卷绕成螺旋状的挠性管，d…原料管外径，Dd…峰谷深度，P…从峰部到峰部的间距(由峰部头顶部和峰部头顶部形成的间距)，dt…伸出加工后的外径，Dw…从峰部到谷部的间距(由峰部头顶部和谷部底部形成的间距)

Claims (5)

1.一种不锈钢制挠性管，由材料板厚为0.2～0.4mm以下的金属不锈钢形成，其特征在于，

具有形成波形形状的挠性部，

在设原料管外径为d(mm)时，上述波形形状满足原料管外径d/峰谷深度Dd：15～23，并且原料管外径d/从峰部到峰部的间距p：2.5～5.5。

2.如权利要求1记载的不锈钢制挠性管，其特征在于，

在两端或者一端具有原料管部。

3.如权利要求2记载的不锈钢制挠性管，其特征在于，

上述原料管部和成为上述波形形状的挠性部，交替地分别配置在多个位置。

4.如权利要求1～3任一项记载的不锈钢制挠性管，其特征在于，

上述挠性管的整体为螺旋状回转的线圈形状。

5.如权利要求1～4任一项记载的不锈钢制挠性管，其特征在于，

在两端或者一端具有原料管部，并且在上述原料管部的双方或者单方具有伸出加工部。

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