JP2000193149A - スパイラル製管方法 - Google Patents

スパイラル製管方法

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JP2000193149A
JP2000193149A JP10372368A JP37236898A JP2000193149A JP 2000193149 A JP2000193149 A JP 2000193149A JP 10372368 A JP10372368 A JP 10372368A JP 37236898 A JP37236898 A JP 37236898A JP 2000193149 A JP2000193149 A JP 2000193149A
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metal
pipe
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JP10372368A
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Ryoda Sato
亮拿 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 母材管の内面又は外面若しくは両面が異種金
属で被覆された複層構造の金属管を経済的に製造する。 【構成】 帯状の母材金属板11をスパイラル状に成形
し、衝合縁部同士を溶接機40により接合して、スパイ
ラル管12を製造する。溶接位置へ送給される母材金属
板11の表面に異種金属薄板21を重ね合わせ、異種金
属薄板21の衝合縁部同士を母材金属板11の衝合縁部
同士と共に溶接機40により接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鉄管や銅管
などの内面、外面又は内外面にステンレス鋼やチタンな
どの異種金属が被覆された複層構造の金属管を製造する
ためのスパイラル製管方法に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂管は弱く、鉄にアスベストを混ぜた
水道管は脆くて事故が多いため、鉄管に代わりつつあ
る。しかし、鉄製の水道管は腐食による錆で詰まりや濁
りを生じるという問題がある。一方、ステンレス鋼管や
チタン管は耐食性に優れるが、非常に高価である。これ
らの問題を解決するためには、鉄管の内面にガラス、セ
ラミック等の耐食物質をライニングするのが有効であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ライニ
ング管では、耐食物質が管内面に薄膜として限定的に使
用されるため、材料コストは比較的安価であるが、管内
面に対するライニング作業が難しく、長尺管の場合は特
にその作業が困難となる。このため、期待するほど製管
コストを低減できないのが実情である。
【0004】ライニング管では又、管内を流通する流体
に土砂等の異物が混入した場合、その異物との摩擦によ
って内面皮膜が早期に損傷し、耐食性が失われるという
問題がある。この問題を解決するためには、流体を旋回
させて流通させるのが有効である。流体が旋回すると中
心部に低圧部が形成され、ここを異物が優先的に移動す
るため、異物による内面膜の損傷が回避される。しか
し、一旦製造された管の内面に旋回流を形成するための
螺旋リブを設けるのは容易ではなく、これによる製管コ
ストの増大が大きな問題となる。
【0005】また、ライニング管を放熱管として使用す
る場合、管外面にフィンを設ける必要があるが、これも
複雑な作業となり、製管コストの増大を招く。
【0006】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、金属管内面に異種金属を被覆したライニング
管はもとりより、金属管外面に異種金属を被覆したコー
ティング管、更には内外面に異種金属を被覆した高品質
な複層構造の金属管を簡単に経済性よく製造することが
できるスパイラル製管方法を提供することを第1の目的
とする。
【0007】本発明の第2の目的は、旋回流を形成でき
る複層構造の金属管を簡単に経済性よく製造することが
できるスパイラル製管方法を提供することにある。
【0008】本発明の第3の目的は、伝熱性に優れた複
層構造の金属管を簡単に経済性よく製造することができ
るスパイラル製管方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るスパイラル
製管方法は、第1の目的を達成するために、帯状の母材
金属板をスパイラル状に成形し、その衝合縁部同士を溶
接して金属管となす際に、溶接位置へ送給される母材金
属板の片面又は両面に、当該金属板と略同等の横幅をも
つ帯状の異種金属薄板を重ね合わせ、異種金属薄板の衝
合縁部同士を母材金属板の衝合縁部同士と共に溶接する
ことにより、複層構造の金属管を製造する。
【0010】母材金属板としては例えば鉄板の他に銅板
等の熱伝導性に優れた金属板を挙げることができる。鉄
板に組み合わされる異種金属薄板としては例えばステン
レス鋼板又はチタン板等を挙げることができる。銅板等
の熱伝導性に優れた金属板に組み合わされる異種金属薄
板としても例えばステンレス鋼板又はチタン板等を挙げ
ることができる。銅管等の熱伝導性に優れた金属管は総
じて機械的強度が十分でないが、ステンレス鋼又はチタ
ンをその管表面に被覆することにより、その管表面が機
械的に強化される。
【0011】母材金属板に異種金属薄板を重ね合わせる
段階は、溶接前であるが、母材金属板が平坦な成形前が
特に好ましい。
【0012】母材金属板に重ね合わされた異種金属薄板
は正確な溶接のために仮固定するのが良い。仮固定の方
法としては接着、シーム溶接、異種金属板の両縁部を折
り曲げて母材金属板の両縁部に固定する方法等がある。
シーム溶接は、板幅方向の1箇所に行っても複数箇所に
行ってもよい。仮固定された異種金属薄板は、後の製管
溶接で母材金属板に本固定される。
【0013】異種金属薄板が重ね合わされた母材金属板
に対しては、溶接前に異種金属薄板と共に板幅方向の1
箇所又は複数箇所で凹状及び/又は凸状の加工を行うこ
とができる。これにより、第2の目的が達成される。
【0014】異種金属薄板が重ね合わされた母材金属板
に伝熱促進部材を接合すれば、第3の目的が達成され
る。ここにおける伝熱促進部材としては、帯状の金属板
の両縁部に板幅方向の多数の切れ目を入れたものを用い
ることができる。この金属板を製管溶接までに母材金属
板の表面に仮固定し、その両縁部を立ち上げれば、螺旋
状のヒレ付き管が製造される。この金属板の代わりに帯
状の金網を用いることもできる。伝熱促進部材を管外面
に取付ける場合は、製管後にその取付けを行うことも可
能である。製管後に取付けを行う場合は、スパイラル状
に巻き付けるだけでなく、管軸方向にその取付けをおこ
なってもよい。伝熱促進部材は又、異種金属薄板の上か
ら母材金属板に接合してもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0016】図1は本発明の第1実施形態に係るスパイ
ラル製管方法を実施するための製管装置の平面図、図2
は同製管装置の正面図で図1のA−A線矢示図である。
【0017】製管装置は、帯状の母材金属板11を巻い
たコイル10から母材金属板11を引き出して製管ライ
ンへ斜めに送る構造になっている。製管ラインでは、搬
入される母材金属板11が図示されない成形ロールによ
り、上面を内側にしてスパイラル状に成形され、成形管
の隣接する衝合部同士が溶接機40によりMIG溶接或
いはTIG溶接されることにより、スパイラル管12と
される。
【0018】図2に示すように、コイル10から引き出
された母材金属板11が通過するラインの上には、帯状
の異種金属薄板21を巻いたコイル20が設けられてい
る。コイル20から引き出された異種金属薄板21は、
ロール22により母材金属板11の上面に押し付けら
れ、ロール22の後方に配置されたシーム溶接機23に
より成形前に仮固定される。シーム溶接機23は、ここ
では母材金属板11と異種金属薄板21を板幅方向の複
数箇所で板長方向に溶接する。
【0019】母材金属板11の上面に異種金属薄板21
が重ね合わされた複合金属板11′は、異種金属薄板2
1の仮固定後、異種金属薄板21を内側にしてスパイラ
ル状に成形され、衝合部同士が溶接される。これによ
り、製造されるスパイラル管12は、母材金属の内面に
異種金属が被覆された2層構造の金属管、即ちライニン
グ管となる。
【0020】母材金属板11が鉄板で異種金属薄板21
がステンレス鋼板の場合は、鉄管の内面がステンレス鋼
により被覆されたライニング管が製造される。母材金属
板11が銅板で異種金属薄板21がチタン板の場合は、
銅管の内面がチタンにより被覆されたライニング管が製
造される。これらの製造は帯材を利用して製管工程内で
直接行われるので、簡単で経済的である。
【0021】第1実施形態では、母材管の内面に異種金
属を被覆したが、母材管の外面に異種金属が被覆された
2層構造の金属管、即ちコーティング管を製造すること
もできる。また内外面に異種金属が被覆された3層構造
の金属管を製造することもできる。いずれの場合も、第
1実施形態と同様に簡単にその製管を行うことができ
る。
【0022】第1実施形態では又、異種金属薄板21の
仮固定をシーム溶接により行ったが、図3に示すよう
に、母材金属板11より若干幅が広い異種金属薄板21
を使用し、その両縁部を折り曲げて母材金属板11の両
縁部に固定する方法でもよく、更には接着でもよい。接
着では、母材金属板11の表面に異種金属薄板21を重
ね合わせる前に予め接着剤を塗布しておく。
【0023】図4は本発明の第2実施形態に係るスパイ
ラル製管方法を実施するための製管装置の正面図、図5
は図4のB−B線矢示図、図6は製造されたスパイラル
管の縦断面図である。
【0024】第2実施形態では、仮固定のためのシーム
溶接機23の下流側に設けられた成形機24によって、
重ね合わされた母材金属板11及び異種金属薄板21、
即ち複合金属板11′の幅方向中央部を、成形開始前に
管内面となる上面側へ凸の状態に凹状加工する点が、第
1実施形態と相違する。成形機24は、凸型の下ロール
24aと凹型の上ロール24bを組み合わせたもので、
複合金属板11′の幅方向中央部を全長にわたり下面側
から上面側へ断面円弧状に加工する。
【0025】この加工により、製造されるスパイラル管
12の内面には、異種金属層と合わせ、断面が円弧状を
した螺旋状のリブ13が形成されることになる。この螺
旋状のリブ13により、管内を流通する流体は旋回流と
なり、その旋回流の中心部が低圧となることにより、流
体に土砂等の異物が混入している場合は、その異物が管
内の中心部を移動することになり、異物が管内面に衝突
することによる異種金属薄板21の損傷が防止される。
【0026】螺旋状のリブ13を形成するための凹状加
工は、第2実施形態では板幅方向中央部に行ったが、図
7に示すように、板中心線を挟む一方の部分が内面側
へ、他方の部分が外面側へ突出する波形の凹凸加工を行
うこともできる。この場合、製造されるスパイラル管1
2の管壁の縦断面形状は、図8に示すように、管軸方向
に凹凸が所定ピッチで繰り返される波形形状となる。こ
のようなスパイラル管12も、管内を流通する流体を効
果的に旋回させることができる。
【0027】なお、第2実施形態では、螺旋状のリブ1
3を形成するために、凹状加工や凹凸加工を用いたが、
凸状加工でもよい。また、複合金属板11′の両縁部を
重ね合わせてスパイラル状に成形し溶接することによっ
ても、螺旋状のリブ13の形成は可能である。
【0028】図9は本発明の第3実施形態に係るスパイ
ラル製管方法を実施するための製管装置の正面図、図1
0は図9のC−C線矢示図、図11は図9のD−D線矢
示図、図12は図9のE−E線矢示図である。
【0029】第3実施形態では、帯板状の伝熱促進部材
31を巻いたコイル30から引き出された伝熱促進部材
31が、コイル10から引き出された母材金属板11の
下面にロール32により押し付けられ、ロール22の後
方に配置されたシーム溶接機23により、異種金属薄板
21と共に仮固定される。
【0030】帯板状の伝熱促進部材31は、帯状金属板
の両縁部に板幅方向の多数のスリット33を設けたもの
であり、母材金属板11の下面に仮固定された後、成形
開始までに、その両縁部が下面側へ立ち上げられる。そ
して、この両縁部の立ち上げを終えた伝熱促進部材31
が母材金属板11及び異種金属薄板21と共にスパイラ
ル状に成形されることにより、スパイラル管12の外面
には、伝熱促進部材31の両縁部の立ち上げに伴って形
成された2条の螺旋状のフィン14,14が設けられる
ことになる。
【0031】即ち、内面に異種金属が被覆され、外面に
螺旋状のフィン14,14が設けられたスパイラル管1
2が製造される。
【0032】螺旋状のフィン14,14は、スパイラル
管12の放熱等に寄与する。伝熱促進部材31の両縁部
に設けられた多数のスリット33は、立ち上げ部のスパ
イラル加工を可能にする。スリット33がないと両側の
立ち上げ部はスパイラル状に加工されない。
【0033】なお、ここにおける成形ロールは、伝熱促
進部材31の両側の立ち上げ部を押し潰さないように設
計されている。
【0034】伝熱促進部材31は、第3実施形態では両
縁部にスリットを設けた帯状金属板からなるが、帯状の
金網でもよい。金網からなる伝熱促進部材31もスパイ
ラル管12の放熱等に寄与する。
【0035】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明に係るスパ
イラル製管方法は、溶接位置へ送給される帯状の母材金
属板の片面又は両面に、当該金属板と略同等の横幅をも
つ帯状の異種金属薄板を重ね合わせ、異種金属薄板の衝
合縁部同士を母材金属板の衝合縁部同士と共に溶接する
ことにより、母材金属管の内面又は外面或いは内外面に
異種金属が被覆された複層構造の金属管を簡単に経済性
よく製造することができる。これにより、高品質な耐食
管、耐磨耗管等を安価に提供できる。
【0036】また、異種金属薄板が重ね合わされた母材
金属板に対して、溶接前に異種金属薄板と共に板幅方向
の1箇所又は複数箇所で凹状及び/又は凸状の加工を行
うことにより、上記複層構造の金属管に、旋回流を形成
するための螺旋リブを経済的に形成することができ、そ
の管品質を更に高めることができる。
【0037】また、異種金属薄板が重ね合わされた母材
金属板に伝熱促進部材を接合することにより、上記複層
構造の金属管に放熱フィンを経済的に形成することがで
き、その管品質を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るスパイラル製管方
法を実施するための製管装置の平面図である。
【図2】同製管装置の正面図で図1のA−A線矢示図で
ある。
【図3】異種金属薄板の別の固定形態を示す断面図
【図4】本発明の第2実施形態に係るスパイラル製管方
法を実施するための製管装置の正面図である。
【図5】図4のB−B線矢示図である。
【図6】製造されたスパイラル管の縦断面図である。
【図7】螺旋状のリブを形成するための他の加工例を示
す帯板の断面図である。
【図8】同加工によって形成された螺旋状のリブをもつ
スパイラル管の縦断面図である。
【図9】本発明の第3実施形態に係るスパイラル製管方
法を実施するための製管装置の正面図である。
【図10】図9のC−C線矢示図でる。
【図11】図9のD−D線矢示図である。
【図12】図9のE−E線矢示図である。
【符号の説明】
10 コイル 11 母材金属板 11′複合金属板 20 コイル 21 異種金属薄板 23 仮固定用のシーム溶接機 30 コイル 31 伝熱促進部材 40 製管用の溶接機

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状の母材金属板をスパイラル状に成形
    し、その衝合縁部同士を溶接して金属管となす際に、溶
    接位置へ送給される母材金属板の片面又は両面に、当該
    金属板と略同等の横幅をもつ帯状の異種金属薄板を重ね
    合わせ、異種金属薄板の衝合縁部同士を母材金属板の衝
    合縁部同士と共に溶接することにより、複層構造の金属
    管を製造することを特徴とするスパイラル製管方法。
  2. 【請求項2】 母材金属板は鉄板又は銅板であり、異種
    金属薄板はステンレス鋼板又はチタン板である請求項1
    に記載のスパイラル製管方法。
  3. 【請求項3】 母材金属板に重ね合わされた異種金属薄
    板を仮固定することを特徴とする請求項1又は2に記載
    のスパイラル製管方法。
  4. 【請求項4】 異種金属薄板が重ね合わされた母材金属
    板を、溶接前に異種金属薄板と共に板幅方向の1箇所又
    は複数箇所で凹状及び/又は凸状に加工することを特徴
    とする請求項1、2又は3に記載のスパイラル製管方
    法。
  5. 【請求項5】 異種金属薄板が重ね合わされた母材金属
    板に伝熱促進部材を接合することを特徴とする請求項
    1、2又は3に記載のスパイラル製管方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002054766A (ja) * 2000-08-09 2002-02-20 Nittetsu Corrosion Prevention Co Ltd 高耐食性金属被覆鋼管およびその製造方法
JP2010080155A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Hitachi Ltd 固体酸化物形燃料電池発電システム

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