CN108500074B - 带内表面螺旋槽管的制造方法及制造装置 - Google Patents

Abstract

具备将在内表面沿周向方向隔开间隔地形成有沿着长度方向的多个直线槽的原料管(11)从保持为盘管状的鼓(21)卷出并缠绕于卷出侧绞盘(22)，且使鼓(21)及卷出侧绞盘(22)沿与鼓(21)的卷轴(21a)正交的轴心(C)旋转，从而使原料管(11)从卷出侧绞盘(22)绕轴心(C)旋转且卷出的原料管送出工序、以及在将卷出的原料管(11)穿过拉拔硬模(24)以缩径且拉拔之后缠绕于拉拔侧绞盘(25)，从而扭转原料管(11)以实现带内表面螺旋槽管(11R)的拉拔工序。

Description

带内表面螺旋槽管的制造方法及制造装置

本申请是于2017年2月28日进入中国国家阶段的PCT国际申请PCT/JP2015/070412(中国专利申请号为201580046588.7，申请日为2015年7月16日，发明名称为“带内表面螺旋槽管的制造方法及制造装置”)的分案申请。

技术领域

本发明涉及制造用于热交换器的传热管的带内表面螺旋槽管的方法及制造装置。

本申请基于在日本于2014年7月18日申请的日本特愿2014-148340号来主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在空调、热水器用等的翅片管类型的热交换器中，插入用于使制冷剂通过铝翅片材料的传热管以进行热交换。虽然一直以来在传热管中使用铜管，但基于对轻质化、低成本化及回收性改善的要求，要求替换为铝合金管。

近年来，对空调机谋求旨在节省能源的传热特性的改善，进行了制冷剂的重新研究、热交换器的构造设计的改良。其中，对为一个构成要素的传热管，也要求进一步的高性能化。当前，设有与内表面连续的螺旋槽的带内表面槽管是主流，谋求了热交换效率的提高。

作为带内表面螺旋槽管的制法，已知一边在管的内表面滚压扭转槽一边拉拔的槽滚压方法(专利文献1)。在以往的铜管中，采用从管的外周用高速旋转的滚珠轴承将管推抵于在管内周设置的带槽栓塞，以在管内表面滚压扭转槽的槽滚压方法，对带内表面螺旋槽管的铝化也欲同样使用槽滚压法。

另外，作为带内表面螺旋槽管的其他制造方法，已知如下方法：使用在内表面具有直线槽的原料管，使该原料管在进入拉拔硬模之前扭转并利用拉拔硬模缩径且拉拔，使原料管的缩径部塑性流动以制造具有扭转角的带内表面螺旋槽管(参照专利文献2)。

此外作为其他制造方法，已知如下方法：将在内表面沿周向方向隔开间隔形成有沿着长度方向的多个直线槽的原料管卷取为盘管状，将该盘管状原料管沿其盘管轴线上负载一定的张力以拉伸为直管状，从而对该原料管施加扭转以制造带内表面螺旋槽管(参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-190476号公报(A)；

专利文献2：日本特开平10-166086号公报(A)；

专利文献3：日本特开2012-236225号公报(A)。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在制造使用铝合金的带内表面螺旋槽管时，难以利用专利文献1所示的槽滚压法获得既定的槽形状。本来，铝合金与铜合金相比强度低，因而为了用带内表面螺旋槽管获得耐压强度，需要使管的底壁厚度与铜带内表面螺旋槽管相比厚，在该情况下，由于变得难以塑性流动，故难以制造既定的内表面槽形状，尤其是翅片高度高，翅片宽度窄的所谓高细长类型的翅片，容易发生槽缺口等因塑性流动不良导致的缺陷。若强行进行加工，则管压曲或是断裂。另外，可列举通过设于内周侧的槽栓塞和管内周侧的接触而产生铝渣，从而使加工时的槽形状的精度降低，或者难以在加工之后去除而残留于管内并堵塞槽，加大传热特性及压力损失等问题。而且，槽滚压法在预先插入浮动栓塞时，虽然在管的内周侧填充槽滚压用润滑油，但在卷材的较长方向的长距离加工期间，润滑油的粘度裂化、降低，所制造的带内表面螺旋槽管的底壁厚度及槽形状在较长方向的头部和尾部处变化，该槽形状的偏差大。底壁厚度及槽形状的偏差对热特性造成影响，并且在将翅片和带内表面螺旋槽管接合的扩管中，成为使其扩管率产生偏差的原因。

因此，为了制造由铝合金形成的带内表面螺旋槽管，需要槽滚压法以外的方法。

之前的专利文献2所记载的制造装置如图14所示，是使通过支柱型的两个支撑部件100绕轴旋转自如地水平地受到支撑的旋转轴101来轴支撑馈送鼓102，在将盘管状地缠绕于该馈送鼓102的原料管103经由拉拔硬模105拉拔之后，卷取于卷取鼓106的构成。

在原料管103的内周面形成有多个直线槽，通过了拉拔硬模105的原料管103成形为在内表面具有螺旋槽的带内表面螺旋槽管108。

在图14中，110为用于使旋转轴101旋转的马达等驱动装置，该驱动装置110的输出轴通过无接头带等传递装置111对旋转轴101的9端部侧传递旋转驱动力。此外，虽然在图14中简化地记载，但旋转轴101作为框状框架的一部分而构成，在该框架的内侧，通过旋转轴113来旋转自如地支撑馈送鼓102。在旋转轴101的顶端侧设有引导原料管103的省略图示的辊，通过该辊来变更原料管103的移动轨迹，能够在使原料管103轴心对准设置在架台115上的拉拔硬模105的拉拔孔的基础上拉拔原料管103。

图14所示的制造装置作为能够通过使用拉拔硬模105使原料管103扭转并缩径，使得在原料管103的缩径部处产生塑性流动而制造扭转角大的带内表面螺旋槽管的装置是众所周知的。

然而，在图14所示的制造装置中，在从馈送鼓102送出原料管103的位置到到达拉拔硬模105的中途，扭转作用于原料管103而压曲，因而难以赋予大的扭转角。即，难以使扭转和缩径这两种力平衡较好地作用于拉拔硬模105的内部侧。因此，存在在从馈送鼓102送出的位置到到达拉拔硬模105之间，例如，扭转力集中于变更了原料管103的移动路径的旋转轴101的顶端侧位置、其前后位置等，原料管103容易在到达硬模105之前压曲的问题。

另外，之前的专利文献3所记载的制造装置是使在内表面沿周向方向隔开间隔地形成有沿着长度方向的多个直线槽的挤出原料管产生一定的扭转，以制造在内表面具有螺旋槽的带内表面螺旋槽管的装置，其概要在图16中示出。

图16所示的制造装置120具备：卷取单元123，将在内表面通过多个直线槽形成有内表面翅片的挤出原料管121盘管状地卷取在卷取滚筒122的圆周上；拉伸单元130，其将形成为盘管状的盘管状管材121a朝该盘管轴线124的延长方向前方侧拉伸，以成形为直管状；省略图示的拉拔硬模，其矫正拉伸后的管体的截面形状；以及热处理单元，其加热矫正后的带内表面螺旋槽管。此外，图16所示的制造装置120配合所需的扭转角的大小而被多段串联连接地使用。

在制造装置120中，在卷取滚筒122的外侧设有送出盘管状管材121a的送出滚筒125和按压滚筒126，并设有按压盘管状管材121a的导引板127。另外，在按压滚筒126的一部分内置有加热加温器，能够将盘管状管材121a加热至加工所需的温度(200～300℃)。

在拉伸单元130，设有多个卡紧盘管状管材121a并拉延的拉长器128、以及对拉延后的管材附加张力并成形为直管状的夹送滚筒129，在基于它们的加工之后，将带内表面螺旋槽管132卷取于卷取滚筒131。

通过图16所示的制造装置120将铝或铝合金制的挤出原料管121加工为盘管状管材121a，通过拉长器128拉延并通过夹送滚筒129成形为直管状，从而将在内表面具备直线槽的挤出原料管121加工为在内表面具备螺旋槽的带内表面螺旋槽管132并卷取。

然而，在通过图16所示的制造装置120制造带内表面螺旋槽管的情况下，获得的扭转角依赖于卷曲滚筒直径122的直径，利用一次加工赋予大的扭转需要使直径较小。但是，若将中空的管卷取于直径小的滚筒，则管变得扁平或者压曲，因而需要将卷取于较大的直径，并进行拉延等工序重复数次，生产效率不高。另外，由于在卷取于滚筒的工序和拉延的工序中管加工硬化，故为了消除该加工硬化，需要热处理工序，存在制造时间进一步变长的问题。

另外，所赋予的扭转角如前所述，不仅是卷取的滚筒直径，该卷取为盘管状时的间距也较大地影响，但难以加工为一定间距的弹簧状，结果在较长方向上扭转角的偏差较大，可列举无法赋予稳定的扭转角等问题。由于将其重复进行数次，故扭转角的偏差容易变得更大。

本发明是鉴于此种情况而完成的，其目的在于提供在制造带内表面螺旋槽管时在其内周不会产生铝渣，并且，能够获得沿较长方向槽形状及扭转角的尺寸精度高，且翅片高度高的带内表面螺旋槽管，并且能够赋予大的扭转角，生产效率优秀的带内表面螺旋槽管的制造方法及制造装置。

用于解决问题的方案

为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法的特征在于，具备将在内表面沿周向方向隔开间隔地形成有沿着长度方向的多个直线槽的原料管从保持为盘管状的鼓卷出并缠绕于卷出侧绞盘，且使这些鼓及卷出侧绞盘沿与鼓的卷轴正交的轴心旋转，从而使所述原料管从所述卷出侧绞盘绕所述轴心旋转且卷出的原料管卷出工序、以及将卷出的所述原料管穿过拉拔硬模以缩径且赋予扭转从而实现带内表面螺旋槽管的扭转拉拔工序。

在如专利文献2所公开的技术那样，仅单纯地从盘管送出原料管，并直接穿过拉拔硬模的情况下，从盘管卷出的原料管在进入拉拔硬模之前的加工范围的距离较长，其间以局部地屈曲的方式产生扭歪而容易在原料管产生压曲，因而不能够赋予大的扭转。

在制造带内表面螺旋槽管的情况下，在拉拔硬模之前将原料管缠绕于卷出侧绞盘，并且，与卷出侧的鼓同步地使卷出侧绞盘旋转，因而能够使施加扭转的加工范围的轴心从来自卷出鼓的原料管卷出路径向与绞盘的旋转轴平行的方向偏移缠绕于绞盘的管的卷数的量，并且被缠绕约束于绞盘，从而能够将原料管扭转的加工范围长度在从卷出侧绞盘顶部的位置到拉拔硬模终端部为止的更短的范围内控制为一定的，通过控制原料管的卷出速度和卷出侧绞盘的公转速度(在此的公转意思是指将所述加工范围轴心作为中心的卷出侧绞盘的旋转)以及由拉拔引起的缩径率，能够沿原料管较长方向稳定地赋予一定的扭转角，并且通过调整拉拔硬模近前的绞盘和拉拔硬模的距离，以使两者的距离比较短，并且增大缩径率，在基于一次卷出的加工中赋予了大的扭转角时，也能够抑制压曲的发生。

而且，若具有在从鼓卷出时，利用粉末制动器等制动装置对鼓轴的旋转赋予后方张力，并且设置拉拔侧绞盘以赋予前方张力的功能，则能够对原料管稳定地赋予适当的张力，因而在原料管通过线上没有松弛，原料管在不振摆的情况下进入拉拔硬模，因而能够防止不均匀厚度的产生、压曲。关于原料管进入拉拔硬模时的振摆，通过在拉拔硬模前后将原料管约束于绞盘，也能够获得抑制振摆的效果。

所制造的带内表面螺旋槽管的扭转角能够通过原料管的拉拔速度与卷出侧绞盘的公转速度的关系来控制，在拉拔速度一定的基础上，若提高卷出侧绞盘的公转速度则扭转角变大。

此外，不需要像滚压法那样将栓塞放入单纯的圆管内部以滚压槽，因而通过预先在扭转之前的原料管内壁形成深的槽，通过本发明的方法，也能够精度良好地容易进行翅片高度高，翅片顶角小的高细长类型的管的制造，并且在原料管加工之后不需要管材内表面的润滑油洗净，能够削减工时。

形成有直线槽的原料管例如能够通过挤出而容易地得到。

在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，所述拉拔硬模引起的缩径率还可以为5～40%。

若使拉拔加工和扭转加工复合化，则在不发生压曲的情况下能够扭转的最大扭转角(以后称为极限扭转角)的值变大。在对原料管仅进行扭转加工的情况下，沿原料管的圆周切线方向赋予剪切应力，原料管扭转，但此时压缩应力作用于原料管的较长方向。随着扭转角的增加，该压缩应力变高，在该压缩应力超过产生压曲的压曲应力的情况下引起压曲。拉拔具有通过由拉拔引起的向原料管较长方向的拉伸应力的赋予来降低该压缩应力的效果，能够抑制压曲的发生。

在本发明人的试验中，获得了使缩径率越大，则极限扭转角越提高的结果。

在缩径率过小的情况下，由拉拔引起的拉伸应力的效果差，难以获得大的扭转角，因而优选地设为5%以上。另一方面，若缩径率过大则存在原料管断裂的风险，故优选地设为40%以下。

另外，在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，也可以使将所述原料管开始卷到所述卷出侧绞盘的位置和将所述原料管从所述卷出侧绞盘开始送到所述拉拔硬模侧的位置向与所述卷出侧绞盘的旋转轴平行的方向偏移，从而将所述卷出侧绞盘和所述拉拔硬模之间作为所述原料管的扭转加工区域。

另外，在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，还可以在将所述原料管穿过所述拉拔硬模以使所述原料管扭转并缩径时，对所述原料管附加前方张力和后方张力。

另外，在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，还可以将通过了所述拉拔硬模的所述带内表面螺旋槽管缠绕于拉拔侧绞盘。

另外，在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，还可以利用第二拉拔硬模对从所述拉拔侧绞盘卷出的所述带内表面螺旋槽管进行整形。

另外，在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，还可以将从所述鼓卷出的所述原料管在到达所述卷出侧绞盘之前利用拉拔硬模整形为正圆状。

另外，在为本发明的一个方式的带内表面螺旋槽管的制造方法中，所述原料管还可以是由铝或铝合金形成的挤出原料管。

为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置的特征在于，具备：鼓，其保持在内表面沿周向方向隔开间隔地形成有沿着长度方向的多个直线槽的原料管；卷出侧绞盘，其缠绕并卷出从该鼓卷出的所述原料管；旋转单元，其使这些鼓及卷出侧绞盘将与所述鼓的卷轴正交的轴心作为中心旋转；以及拉拔硬模，其供从所述卷出侧绞盘卷出的所述原料管穿过以进行缩径和扭转。

在为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置中，也可以使将所述原料管开始卷到所述卷出侧绞盘的位置和将所述原料管从所述卷出侧绞盘开始送到所述拉拔硬模侧的位置向与所述卷出侧绞盘的旋转轴平行的方向偏移，将所述卷出侧绞盘的卷出位置和所述拉拔硬模之间作为所述原料管的扭转加工区域。

另外，为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置还可以具备通过限制所述鼓的旋转来向所述拉拔硬模近前侧的所述原料管附加后方张力的功能。

另外，在为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置中，还可以在所述拉拔硬模的后级侧具备拉拔侧绞盘，所述拉拔侧绞盘缠绕并卷出所述带内表面螺旋槽管，以对所述带内表面螺旋槽管赋予前方张力。

另外，在为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置中，还可以在所述拉拔侧绞盘的后级侧设有对所述带内表面螺旋槽管进行整形的第二拉拔硬模。

另外，在为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置中，还可以在所述卷出侧绞盘的前级侧设有将所述原料管整形为正圆状的拉拔硬模。

若在拉拔硬模的前后分别设置绞盘，并将原料管缠绕于它们，则能够使施加扭转的加工范围的轴芯从鼓卷轴等向与绞盘的旋转轴平行的方向偏移缠绕于卷出侧绞盘的原料管的卷数的量，并且缠绕约束于前后的绞盘，从而能够将原料管的加工范围长度从卷出侧绞盘顶部的位置到拉拔硬模终端部为止控制为一定的，并且利用拉拔侧绞盘缠绕约束带内表面螺旋槽管，因而在拉拔硬模终端部之后，带内表面螺旋槽管的旋转停止，能够在无旋转的情况下卷取于卷取鼓，因而消除带内表面螺旋槽管彼此的擦伤。

另外，在为本发明的另一方式的带内表面螺旋槽管的制造装置中，还可以在所述卷出侧绞盘及拉拔侧绞盘，设有从动辊，所述从动辊在与这些绞盘之间以搭绕的方式缠绕所述原料管或带内表面螺旋槽管，该从动辊也可以配置在从所述原料管或带内表面螺旋槽管的行走路径退避的位置。

通过从行走路径退避地配置从动辊，能够缩短绞盘之间的扭转加工区域，能够有效地抑制压曲的发生。

此外，在设置从动辊的情况下，若沿相对于绞盘的轴心交叉的方向配置，则能够防止原料管彼此的重叠，能够有效地抑制所制作的带内表面螺旋槽管的表面擦伤、断裂、压曲的发生。

发明效果

根据本发明，所使用的原料管不特别限定于铝合金，还能够使用铜合金等其他金属，能够使用将挤出材料、滚轧而形成有槽的板材通过辊轧成型而加工为圆状并将接合部焊接的电缝管等在内表面具有槽的原料管的内表面槽，因而所制作的带内表面螺旋槽管的内表面槽的内表面槽形状的自由度大且尺寸精度高。

另外，能够获得翅片高度高且翅片顶角的值小的带内表面螺旋槽管，并且能够对应细管(细径化)，能够赋予35°以上的高扭转角。

这些效果是由于并非从原料管所卷出的鼓将原料管直接穿过拉拔硬模，而是围绕一端卷出侧绞盘再穿过拉拔硬模，从而能够沿原料管的长度方向较短地设定负载扭转加工的区域，使扭转加工范围和缩径加工范围尽可能与拉拔硬模的加工范围一致。

另外，通过使卷出原料管的鼓和使原料管围绕的卷出侧绞盘绕同一轴心同步旋转并卷出到拉拔硬模侧，能够在不对鼓与卷出侧绞盘之间的原料管赋予扭转的情况下使原料管到达拉拔硬模，因而能够抑制原料管的压曲并进行原料管的扭转加工和缩径加工。

而且，在所制造的带内表面螺旋槽管的内表面，不会产生铝渣等渣，沿较长方向，扭转角、翅片高度、底壁厚稳定，因而不会对组装热交换器时的扩管带来不良影响。

附图说明

图1是示出本发明所涉及的带内表面螺旋槽管的制造装置的一个实施方式的示意图。

图2是该制造装置的主要部分放大说明图。

图3是示意地示出原料管相对于该制造装置的卷出侧绞盘的缠绕状态的平面图。

图4是该制造装置所使用的拉拔硬模的截面图。

图5A是说明在内表面形成有直线槽的原料管的正视图。

图5B是说明在内表面形成有直线槽的原料管的侧截面图。

图6是示出在内表面形成有螺旋槽的带内表面螺旋槽管的截面和将一部分展开的状态的说明图。

图7A是示出具备本实施方式所涉及的带内表面螺旋槽管的热交换器的一例的侧视图。

图7B是示出具备本实施方式所涉及的带内表面螺旋槽管的热交换器的一例的立体图。

图8是示出在实施例中制造带内表面螺旋槽管的情况的加工范围长度和极限扭转角的关系的图表。

图9是示出在实施例中制造带内表面螺旋槽管的情况的拉拔时的缩径率和极限扭转角的关系的图表。

图10是示出在实施例中制造带内表面螺旋槽管的情况的卷出侧绞盘的公转速度和扭转角的管径的图表。

图11是示出在实施例中制造的带内表面螺旋槽管的一例的长度方向测定位置和扭转角的关系的图表。

图12是示出在实施例中制造的带内表面螺旋槽管的翅片顶角和翅片顶宽的图。

图13是示出在实施例中制造的带内表面螺旋槽管的翅片歪斜角的说明图。

图14是示出使用拉拔硬模制造带内表面螺旋槽管的现有装置的一例的构成图。

图15是用于实施槽滚压法的装置的截面图。

图16是示出通过在将挤出原料管缠绕于鼓的外周之后拉伸来制造带内表面螺旋槽管的装置的一例的构成图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明所涉及的带内表面螺旋槽管的制造装置及使用其的带内表面螺旋槽管的制造方法的实施方式。

本实施方式的带内表面螺旋槽管的制造装置A是使在内表面沿周向方向隔开间隔形成有沿着长度方向的多个直线槽11a的原料管11(参照图5A及图5B)产生一定的扭转，以制造在内表面具有螺旋槽的带内表面螺旋槽管11R(图6)的装置。

该制造装置A如图1所示，具备：鼓21，其对在内表面通过直线槽11a而形成有翅片11b的原料管11在卷取为盘管状的状态下进行保持；卷出侧绞盘22，其缠绕从该鼓21卷出的原料管11，并且将该原料管11卷出；旋转单元23，其使这些鼓21及卷出侧绞盘22将与鼓21的卷轴21a正交的轴心C作为中心旋转；拉拔硬模24，其通过从卷出侧绞盘22送出的原料管11；拉拔侧绞盘25，其将通过拉拔硬模24而内表面的直线槽变为螺旋槽的带内表面螺旋槽管11R缠绕并送出；第二拉拔硬模26，其通过经由了拉拔侧绞盘25的带内表面螺旋槽管11R；第三绞盘27，其缠绕经由了该第二拉拔硬模26的带内表面螺旋槽管11R；以及卷取鼓29，其卷取从第三绞盘27卷出的带内表面螺旋槽管11R。

卷出侧的鼓(以下称为卷出鼓)21与用于沿上述轴心C引导卷出的原料管11的导引滑轮31及支撑轴31a一同安装于第一框架32。在该情况下，卷出侧鼓21旋转自如地由第一框架32支撑，并且通过卷绕直径来控制制动力并以一定的张力送出原料管11。符号33是一体地覆盖卷出鼓21、导引滑轮31等的罩。在图1所示的构造中，鼓21的制动力是通过以连接于旋转轴21a的方式设置的转矩调节自如的粉末制动器等制动装置15产生的。

另外，该第一框架32的前端部34及后端部35沿上述轴心C轴状地延伸，这些前端部34及后端部35经由轴承36通过两个腿部37而水平地，并且绕轴心旋转自如地受到支撑，从而第一框架32旋转自如。第一框架32的前端部34与腿部37相比向前方突出，在该突出端部固定有保持卷出侧绞盘22的第二框架38。从而，该第二框架38相对于第一框架32为固定状态，与卷出侧绞盘22一同将上述轴心C作为中心旋转自如地受到支撑。

第一框架32包括对鼓21的旋转轴21a进行支撑的矩形框状的主框架32a和从主框架32a的一侧延伸形成为前方变窄状的侧视视图等腰梯形形状的副框架32b、在副框架32b的顶端侧延伸形成的轴型的前端部34、以及在主框架32a的后端侧延伸形成的轴型的后端部35。

第一框架32的前端部34与一个腿部37相比更为向前方突出，在该突出端部固定有保持卷出侧绞盘22的第二框架(卷出侧框架)38。从而，第二框架38相对于第一框架32一体化，和卷出侧绞盘22一起将水平的轴心C作为中心绕轴心旋转自如地受到支撑。

另外，第一框架32的后端部35与腿部37相比向后方突出，在该突出端部的下方设有马达等驱动部39。无接头带等传递装置39a的一端卷搭于该驱动部39的旋转轴，传递装置39a的另一端卷搭于所述后端部35的突出端。因此，能够将驱动部39的旋转轴的旋转力传递至后端部35的突出端，以使第一框架32及第二框架38旋转。

为通过该驱动部39使第一框架32及第二框架38一体地旋转的构成，通过驱动部39、两个框架32、38、轴承36、腿部37等构成使卷出鼓21和卷出侧绞盘22将上述轴心C作为中心一体地旋转的旋转单元23。

卷出侧绞盘22在图示例子中具备从动辊41，在与该从动辊41之间使原料管11为以搭绕数匝的方式缠绕的状态，并再次沿上述轴心C送出。原料管11被缠绕于绞盘22数圈的量，从而如图3所示，原料管11被沿与来自卷出鼓21的卷出路径向和绞盘27的旋转轴平行的方向偏移的轴心(后述加工范围的轴心)C1送出。原料管11由于缠绕数圈的量，故在稳定的张力下被卷出。

此外，图2是图1所示的制造装置A之中，将设于拉拔硬模24前后的卷出侧绞盘22和拉拔侧绞盘25作为主体，主体地描绘了与原料管11的相对关系的图，在图2中省略了从动辊41、43的记载。

另外，如图2所示，绞盘22的顶部位置与拉拔硬模24的出口部分之间的长度L的区域为加工范围。

在该情况下，从动辊41设于从上述轴心C(原料管11的行走路径)退避的位置，在图示例子的情况下，以相对于卷出侧绞盘22与轴心C(原料管11的行走路径)垂直的方式配置。另外，绞盘22和从动辊41不平行，配置为从动辊41的轴心相对于绞盘22的轴心配置交叉的方向，通过采用此种配置，能够防止缠绕的原料管彼此的重叠，有效地抑制所制作的带内表面螺旋槽管的表面擦伤、断裂、压曲的发生。

另外，在腿部37中的轴承36中，具有用于恢复扭转加工之前的原料管11的正圆的拉拔硬模16。

卷成盘管状的原料管11通过原料管彼此的接触而变形为扁平状。若在变形的形状下进行拉拔，则扁平的原料管11不均匀地接触拉拔硬模24，因扭转的赋予而压曲。从而，进行缩径率0.5~3%的拉拔，以使正圆度为长径/短径之比为1.2以内。该缩径率通过(拉拔之前的原料管11的外径－拉拔之后的带内表面螺旋槽管的外径)/拉拔之前的原料管的外径的百分率来求。

拉拔硬模24配置在上述轴心C1上，以通过从卷出侧绞盘22卷出之后的原料管11。具体而言，拉拔侧绞盘25与卷出侧绞盘22配置为使原料管11的行走路径与上述轴心C1一致的状态，在这两个绞盘22、25之间配置有拉拔硬模24。拉拔侧绞盘25通过马达驱动而旋转。在该情况下，拉拔侧绞盘25由架台42支撑，拉拔硬模24也一体地固定于该架台42的前端部。

另外，拉拔侧绞盘25与卷出侧绞盘25同样，具备从动辊43，在与该从动辊43之间使带内表面螺旋槽管11R为以搭绕数匝的方式缠绕的状态，并与上述轴心C1平行地送出。

带内表面螺旋槽管11R缠绕于绞盘25数圈的量。在该拉拔侧绞盘25中，带内表面螺旋槽管11R相对于两个绞盘22、25之间的轴心C向与绞盘25的旋转轴平行的方向偏移地被送出。

在该情况下，从动辊43也设于从上述轴心C1(带内表面螺旋槽管11R的行走路径)退避的位置，以相对于拉拔侧绞盘25与轴心C1(带内表面螺旋槽管11R的行走路径)垂直的方式配置。从而，该拉拔侧绞盘25及其上游的卷出侧绞盘22的间隔变窄，其间的原料管11的扭转加工区域变短，从而能够有效地抑制压曲的发生。

拉拔硬模24如图4所示地具有使原料管11贯穿插入的硬模孔24a，以进行使原料管11的外径减小的拉深。该拉拔硬模24的缩径率为5～40%。在缩径率过小的情况下，拉拔的效果差，难以获得大的扭转角，因而优选地设为5%以上。另一方面，若缩径率过大则容易因加工极限而产生断裂，故优选地设为40%以下。

另外，在该实施方式中，在拉拔侧绞盘25的下游位置，具备被架台44支撑的第三绞盘27，在拉拔侧绞盘25与第三绞盘27之间设有第二拉拔硬模26。第三绞盘27通过马达驱动而旋转。该第二拉拔硬模26是为了因通过前级的拉拔硬模24而形成的带内表面螺旋槽管11R的平整所设置的部件，基于拉拔的截面变化少，表面及尺寸得到精整整形且带内表面螺旋槽管11R的正圆度恢复。

第三绞盘27的构成与前述其他绞盘22、25同样，带内表面螺旋槽管11R以在与从动辊45之间搭绕数匝的方式缠绕的状态下被卷出。从动辊45以从轴心C(带内表面螺旋槽管11R的行走路径)退避的方式配置，相对于第三绞盘27与轴心C(带内表面螺旋槽管11R的行走路径)垂直地配置这一点与其他从动辊41、43同样。

卷取鼓29是以一定的张力卷取带内表面螺旋槽管11R的部件，具备用于旋转的驱动部46。

接着，说明利用如此构成的制造装置A来制造带内表面螺旋槽管11R的方法。

预先通过挤出，如图4所示，制作在内表面沿周向方向隔开间隔形成有沿着长度方向的多个直线槽11a的原料管11(原料管挤出工序)。

然后，将该原料管11盘管状地保持于卷出鼓21，并将从该卷出鼓21卷出的原料管11缠绕于卷出侧绞盘22，且通过旋转单元23来使卷出鼓21及卷出侧绞盘22与框架32、38一体地绕轴心C旋转，从而从卷出侧绞盘22使原料管11旋转并卷出(原料管卷出工序)。

通过使卷出的原料管11在穿过拉拔硬模24之后缠绕于拉拔侧绞盘25，对原料管11进行拉拔加工而缩径(原料管拉拔工序)。通过该原料管拉拔工序，对原料管11赋予扭转，成为在内表面形成有螺旋槽的带内表面螺旋槽管11R。

在该情况下，通过扭转，剪切应力沿圆周切线方向作用于原料管11以赋予扭转角，但同时，伴随着扭转的压缩应力作用于原料管11的较长方向，在其值超过压曲应力的情况下发生压曲，但通过基于拉拔加工的向原料管较长方向的拉伸应力，能够降低压缩应力，因而能够抑制压曲的发生。

由于在拉拔硬模24的前后将原料管11或带内表面螺旋槽管11R缠绕于各绞盘22、25，故鼓卷出轴及最终鼓卷出轴和加入扭转的加工范围的轴心C1向与绞盘22的旋转轴平行的方向偏移缠绕于卷出侧绞盘22的原料管11的周数量，并且被缠绕约束于前后的绞盘22、25，从而原料管11的加工范围长度如图4所示，能够一定地控制为从卷出侧绞盘的顶部的位置到拉拔硬模最终端部的位置的距离L。加工范围的长度越长，则压曲应力越小，结果，在微小的扭转下也容易发生压曲，因而，通过调整绞盘22、25的距离以使该距离尽可能地短，从而在赋予大的扭转角时，也能够抑制压曲的发生。

若拉拔侧绞盘25的位置从拉拔硬模24的终端部过度远离，则虽然将带内表面螺旋槽管11R缠绕于绞盘25，但其约束力变弱，在带内表面螺旋槽管11R从拉拔硬模24出来之后，带内表面螺旋槽管11R也旋转，在该情况下，在较长方向上加工范围的长度变化，成为较长方向的扭转角偏差的主要原因。

在使两个绞盘22、25的间隔过于窄的情况下，绞盘22、25接触支撑拉拔硬模24的架台42，因而优选为在不接触的范围内较窄。两个绞盘22、25的直径优选为100mm以上。在小于100mm的情况下，存在在缠绕于各绞盘22、25时，原料管压曲或变扁平的风险。反之，若设为900mm以上，则如前所述，绞盘22、25的距离变得过大，容易发生压曲。

此外，带内表面螺旋槽管的扭转角通过卷出绞盘22的公转速度和原料管11的卷出速度的关系来确定。

通过将利用该拉拔加工而形成的带内表面螺旋槽管11R从拉拔侧绞盘25卷出，并缠绕于第三绞盘27，且在这两个绞盘25、27之间将带内表面螺旋槽管11R贯穿插入第二拉拔硬模26，从而对表面进行整形(精整拉拔工序)。在原料管拉拔工序中在带内表面螺旋槽管11R产生了若干的塌陷等变形的情况下，也能够通过经过该精整拉拔工序来修正该变形，以实现既定正圆度的带内表面螺旋槽管11R。

最后将带内表面螺旋槽管11R缠绕于卷取鼓29(卷取工序)。

卷取鼓29与拉拔侧绞盘25及绞盘27同步并通过马达驱动而旋转。

如上所述，在卷出侧绞盘22和拉拔侧绞盘25之间赋予了一定张力的状态下使原料管11旋转并进行拉拔加工，从而能够在不发生压曲的情况下制造扭转角大的带内表面螺旋槽管11R。由于不特别需要将栓塞等插入内部的滚压加工，故通过预先在挤出加工时在原料管11的内壁形成顶角小的高的翅片11b，能够在不使该翅片11b塌陷的情况下扭转原料管11，能够制造高细长类型的带内表面螺旋槽管11R，并且在加工之后，不特别需要管材的内表面的洗净。

图7A及图7B是示出具备本发明所涉及的带内表面螺旋槽管的热交换器80的一例的概要图，是作为使制冷剂通过的管路而使带内表面螺旋槽管81蜿蜒地设置，并在该带内表面螺旋槽管81的周围平行地设置多个铝合金制翅片材料82的构造。带内表面螺旋槽管81以穿过贯穿平行地设置的翅片材料82地设置的多个通孔的方式设置。

在图7A及图7B所示的热交换器80的构造中，带内表面螺旋槽管81如图7B所示地利用U字形的弯管81B连接直线状地贯穿翅片材料82的多个U字状主管81A和邻接的主管81A的相邻的端部开口彼此。另外，在贯穿翅片材料82的带内表面螺旋槽管81的一个端部侧形成有制冷剂的入口部86，在带内表面螺旋槽管81的另一个端部侧形成有制冷剂的出口部87，从而构成如图7A及图7B所示的热交换器80。

以贯穿在各翅片材料82形成的通孔的方式设置带内表面螺旋槽管81，在贯穿插入翅片材料82的通孔之后，利用扩管栓塞来挤大带内表面螺旋槽管81的外径以使带内表面螺旋槽管81和翅片材料82机械地一体化，从而组装图7A及图7B所示的热交换器80。

通过对图7A及图7B所示的热交换器80适用带内表面螺旋槽管81，能够提供热交换效率良好的热交换器80。

另外，例如，若使用带内表面螺旋槽管11R的外径较小为10mm以下，由铝或铝合金形成的带内表面螺旋槽管11R构成热交换器80，则能够提供小型且高性能，在回收时不需要翅片材料82和带内表面螺旋槽管81的分离，回收性优秀的热交换器。

[实施例]

｛实施例1｝

使用外径10mm、内径9.1mm，在内表面形成有直线槽的3003铝合金原料管来进行了带内表面螺旋槽管的制造。

原料管使用外径10mm、内径9.1mm的3003挤出状态材料，使用内表面的直线槽的数量为45个(8°/1个牙)，由这些直线槽形成的翅片的高度为0.28mm，翅片的顶角为10°的材料。使用该原料管，在拉拔硬模的孔径为7.5mm、缩径率25%、拉拔速度5m/分钟的条件下进行了拉拔加工。

首先，提高加工范围长度和卷出侧绞盘的公转速度研究了极限扭转角(在不发生压曲的情况下能够扭转的最大扭转角)的关系，为图8所示的结果。

如该图8所示，确认了两者之间的相关，示出了随着加工范围长度变短，极限扭转角的值指数函数地增大的倾向。在加工范围长度180mm的情况下未导致压曲，为参考数据。

设加工范围长度为220mm，在上述条件下制作的原料管拉拔工序之后的带内表面螺旋槽管的外径为7.5mm，在内表面形成有扭转角30°的螺旋槽。通过在精整拉拔工序之后，穿过第三拉拔硬模，扭转角稍微变小，因而最终变为外径7.2mm，内表面螺旋槽的扭转角为28°。

另外，使用在内表面设有直槽的外径Φ10、内径Φ9.1的3003铝合金原料管，在加工范围长度220mm、拉拔速度5m/分钟下，使卷出侧绞盘的公转速度变化，研究了拉拔时的缩径率对极限扭转角(在不发生压曲的情况下能够扭转的最大扭转角)造成的影响，为图9所示的结果。

如该图9所示，确认了两者之间的相关，确认了随着增大拉拔时的缩径率，极限扭转角变大的倾向。

接着，使用在内表面设有直线槽的外径φ＝10mm、内径φ＝9.1mm的由3003铝合金形成的挤出原料管，研究了使用图1所示的装置拉拔时的扭转角和卷出侧框架的旋转速度的关系，得到了图10所示的结果。

图10为在加工范围长度220mm、30%减缩率且外径φ7.5mm、内径φ6.6mm、拉拔速度10m/分钟的条件下示出了扭转角与卷出侧绞盘旋转速度的关系。

卷出侧框架的旋转速度和扭转角为成比例的关系，可知通过使卷出侧框架的旋转速度变化，能够使扭转角变化。

｛实施例2｝

接着，使用在内表面设有直线槽的外径φ＝10mm、内径φ＝9.1mm的由3003铝合金形成的挤出原料管，使用图1所示的装置，在加工范围长度220mm、30%减缩率、拉拔速度10m/分钟、卷出侧绞盘的公转速度180rpm，且外径φ7.5mm、内径φ6.6mm的制造条件下，制造了具有20°的内表面螺纹槽的长度778m的带内表面螺旋槽管。将该带内表面螺旋槽管的一部分切出长度5m，并研究了切出的带内表面螺旋槽管的长度方向上的扭转角分布。将其结果示于图11。

根据图11所示的结果，使用图1所示的制造装置形成的带内表面螺旋槽管在较长方向上赋予了稳定的扭转角。另外，扭转角的偏差容纳在±0.5°的范围内，可知极为优秀的精度对管材的较长方向赋予了均匀的扭转角。

｛实施例3｝

接着，使用在内表面设有直线槽的外径φ＝10mm、内径φ＝9.0mm的由3003铝合金形成的挤出原料管，使用图1所示的装置制造了具有25°的内表面螺旋槽的长度778m的带内表面螺旋槽管。该制造在拉拔速度10m/分钟、卷出侧绞盘的公转速度250rpm的条件下制作了拉拔减缩率30%、加工范围长度、外形φ7mm的扭转管。

对于长度778m的带内表面螺旋槽管，将从加工开始位置开始，沿长度方向在10m、195m、389m、584m、775m这些各位置处测定扭转角(°)、外径(mm)、底壁厚(mm)、翅片高度(mm)、翅片顶宽(mm)、翅片顶角(°)的结果示于以下的表1。

翅片顶角是在图12所示的等腰梯形形状的翅片中，左右的斜边所构成的角度，翅片顶宽是翅片顶部分的宽度。翅片高度是从翅片底部到翅片顶部的高度。

底壁厚是指如图13所示的与螺旋槽11d的部分相当的带内表面螺旋槽管11R的壁厚。此外，由于带内表面螺旋槽管11R为截面圆形，故准确地说，如图13所示，作为将翅片11c底边的中央点和翅片11c顶边的中央点彼此连结的高度t来测量。

另外，从所获得的带内表面螺旋槽管各自的测定位置的部分开始沿140mm长度切出管，并将切出的管直接用作试验片，测定了TS(拉伸强度)、YS(耐力)、EL(伸长)。

[表1]

。

根据表1所示的试验结果可知，即使利用图1所示的装置制造的带内表面螺旋槽管是长度大约778m的带内表面螺旋槽管，在其长度方向上也示出均一的扭转角、外径、底壁厚、翅片高度、翅片顶宽、翅片顶角。关于扭转角，相对于目标的角度25°，容纳在±0.5°的范围内。

另外，可知所获得的带内表面螺旋槽管关于长度方向，TS、YS、EL的偏差也较小，均一地得到加工。

此外，本发明不限定于上述实施方式，另外，关于材料，也不特别限定于铝合金，还能够使用铜合金等，能够在不脱离本发明主旨的范围内加以各种变更。

产业上的利用可能性

能够以更低的成本供给更高性能的传热管，能够有助于热交换器的高性能化、轻质化、以及低成本化等。

符号说明

A 带内表面螺旋槽管的制造装置

11 原料管

11a 直线槽

11b 翅片

11R 带内表面螺旋槽管

21 鼓(卷出侧鼓)

21a 卷轴

22 卷出侧绞盘

23 旋转单元

24 拉拔硬模

24a 硬模孔

25 拉拔侧绞盘

26 第二拉拔硬模

27 第三绞盘

29 卷取鼓

31 导引滑轮

32 框架(第一框架)

38 第二框架

C 轴心(旋转单元的轴心)

C1 轴心(加工范围的轴心)。

Claims (15)

1.一种带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，具备：

将在内表面具有槽或翅片的原料管缠绕于卷出侧绞盘，卷出并穿过拉拔硬模，使所述卷出侧绞盘旋转，从而使自卷出到达所述拉拔硬模的所述原料管绕其轴心旋转，并将卷出的所述原料管穿过所述拉拔硬模以缩径且赋予扭转从而实现带内表面螺旋槽管的扭转拉拔工序；以及

卷取通过了所述拉拔硬模的带内表面螺旋槽管的卷取工序。

2.根据权利要求1所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，基于所述拉拔硬模的缩径率为5～40%。

3.根据权利要求1所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，通过使将所述原料管开始卷到所述卷出侧绞盘的位置和将所述原料管从所述卷出侧绞盘开始送到所述拉拔硬模侧的位置向与所述卷出侧绞盘的旋转轴平行的方向偏移，来将所述卷出侧绞盘和所述拉拔硬模之间作为所述原料管的扭转加工区域。

4.根据权利要求1所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，在将所述原料管穿过所述拉拔硬模以使所述原料管扭转并缩径时，对所述原料管附加前方张力和后方张力。

5.根据权利要求1所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，将通过了所述拉拔硬模的所述带内表面螺旋槽管缠绕于拉拔侧绞盘。

6.根据权利要求5所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，利用第二拉拔硬模对从所述拉拔侧绞盘卷出的所述带内表面螺旋槽管进行整形。

7.根据权利要求1所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，在到达所述卷出侧绞盘之前，利用第三拉拔硬模将所述原料管整形为正圆形。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的带内表面螺旋槽管的制造方法，其特征在于，所述原料管是由铝或铝合金形成的挤出原料管。

9.一种带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，具备：卷出侧绞盘，其自如地缠绕并自如地卷出在内表面具有槽或翅片的原料管；旋转单元，其使所述卷出侧绞盘旋转，从而使所述卷出的原料管绕其轴心旋转；拉拔硬模，其用于供从所述卷出侧绞盘卷出的所述原料管穿过以进行缩径和扭转；以及卷取鼓，其卷取穿过所述拉拔硬模而进行了缩径和扭转的带内表面螺旋槽管。

10.根据权利要求9所述的带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，使将所述原料管开始卷到所述卷出侧绞盘的位置和将所述原料管从所述卷出侧绞盘开始送到所述拉拔硬模侧的位置向与所述卷出侧绞盘的旋转轴平行的方向偏移，将所述卷出侧绞盘的卷出位置和所述拉拔硬模之间作为所述原料管的扭转加工区域。

11.根据权利要求9所述的带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，设置自如地卷出所述原料管并能将所述原料管供给至所述卷出侧绞盘的鼓，具备通过限制所述鼓的旋转来向所述拉拔硬模近前侧的所述原料管附加后方张力的功能。

12.根据权利要求9所述的带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，在所述拉拔硬模的后级侧具备拉拔侧绞盘，该拉拔侧绞盘缠绕并卷出所述带内表面螺旋槽管，以对所述带内表面螺旋槽管赋予前方张力。

13.根据权利要求12所述的带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，在所述拉拔侧绞盘的后级侧设有对所述带内表面螺旋槽管进行整形的第二拉拔硬模。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，在所述卷出侧绞盘的前级侧设有将所述原料管整形为正圆状的第三拉拔硬模。

15.根据权利要求12所述的带内表面螺旋槽管的制造装置，其特征在于，在所述卷出侧绞盘及拉拔侧绞盘，设有从动辊，该从动辊在与这些绞盘之间以搭绕的方式缠绕所述原料管或带内表面螺旋槽管，该从动辊配置在从所述原料管或带内表面螺旋槽管的行走路径退避的位置。