JP2005007433A - Method for manufacturing finned tube - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チタン製の伝熱管の外周に、アルミニウム製の放熱用フィンの多数枚を設けて成るフィンチューブを製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
先行技術としての特許文献1には、この種のフィンチューブの製造に際して、伝熱管の外周に、フープ状(帯状)にしたフィン素材を、スパイラル状に連続して巻き付けるという製造方法が記載されている。
【0003】
この先行技術は、伝熱管の外周にフープ状のフィン素材をスパイラル状に連続して巻き付けながら、このフィン素材を前記伝熱管に対して高周波抵抗溶接等にて溶接するという方法であるから、伝熱管及びフィンが、互いに溶接できる材料の場合において容易に適用することができる。
【0004】
しかし、本発明のように、フィンチューブにおける耐蝕性及び放熱性を高めることを目的として、伝熱管をチタン製にする一方、フィンをアルミニウム製にする場合には、これらチタン及びアルミニウムの両方は高い温度での酸化性に非常に富んでいることに加えて互いに溶融することがなくて、互いに溶接することができないから、前記先行技術のように、伝熱管に対してフィン素材をスパイラル状に巻き付けながら溶接するという方法を採用することができない。
【0005】
そこで、伝熱管をチタン製にする一方、フィンをアルミニウム製にして成るフィンチューブの製造に際しては、アルミニウムにてフープ状にしたフィン素材の始端部を、チタン製の伝熱管に対して、これらとは別体に構成した金具を使用して固着し、この状態で、前記フィン素材を伝熱管の外周面に密接した状態でスパイラル状に連続して巻き付け、その終端部を、前記伝熱管に対して、同じくこれらとは別体に構成した金具を使用して固着するという方法を採用している。
【0006】
このように、伝熱管に対するフィン素材の巻き付けに緩みが生じると、フィンの伝熱管に関する密着性が低下し、ひいては、その相互間における熱伝達率が低下することになるから、伝熱管に対して巻き付けたフィン素材における始端部及び終端部は、伝熱管に対して、当該フィン素材における巻き付けに緩みがないようにして固着しなければならない。
【0007】
【特許文献1】
特開平6−254642号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、前記巻き付けた巻き付けたフィン素材における始端部及び終端部の固着を、これとは別体に構成した金具を使用して行うようにしているので、巻き付けが緩まないように固着することに多大の手数と熟練とを必要とするばかりか、巻き付けに若干の緩みが存在するという問題がある。
【0009】
また、長年にわたる使用により、前記金具による固着箇所に、腐食等によって緩みが発生し易く、この固着箇所に緩みが発生すると、フィン素材の巻き付けが緩んで、伝熱管に関する密着性が低下するから、その相互間における熱伝達率が低下するという事態を招来することになる。
【0010】
しかも、従来は、別体に構成した金具を必要とすることにより、部品品数が多くなって、製造コストのアップ及び重量のアップを招来するばかりか、外観の悪化するという問題もあった。
【0011】
本発明は、これらのような問題を解消した製造方法を提供することを技術的課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項1は、
「少なくとも、チタン製の伝熱管の外周面にフィンを構成するアルミニウム製のフープ状フィン素材をスパイラル状に連続して巻き付ける工程と、前記フィン素材の始端部を前記伝熱管に対して前記伝熱管内に不活性ガスを充填し且つ少なくとも当該始端部の付近を不活性ガスの雰囲気にした状態で銀又は銀を主成分とするろう材を使用してろう付けする工程と、前記フィン素材の終端部を前記伝熱管に対して前記伝熱管内に不活性ガスを充填し且つ少なくとも当該終端部の付近を不活性ガスの雰囲気にした状態で銀又は銀を主成分とするろう材を使用してろう付けする工程とから成る。」
ことを特徴としている。
【0013】
また、本発明の請求項2は、
「前記請求項1の記載において、始端部におけるろう付け及び終端部におけるろう付けが、前記始端部及び終端部に対して吹き付ける不活性ガス流の中で電極との間にアークを発生して行うろう付けである。」
ことを特徴としている。
【0014】
【発明の作用・効果】
伝熱管に対して巻き付けたフィン素材の始端部及び終端部を前記伝熱管に対して固着することを、銀又は銀を主成分とするろう材を使用したろう付けにて行うことにより、銀又は銀を主成分とするろう材が、チタン製の伝熱管とアルミニウム製のフィン素材との両方に金属接合するから、前記フィン素材を伝熱管に対して強固に固着することができる。
【0015】
しかも、前記したろう付けを、不活性ガスの雰囲気の中で行うことにより、伝熱管の外周面及びフィンの表面が酸化されることを抑制できるから、そのろう付けが確実にできるとともに、酸化による放熱性及び耐蝕性の低下、並びに変色を確実に低減できる。
【0016】
また、前記したろう付けに際して、前記伝熱管の内部に不活性ガスを充填することにより、伝熱管の内面が酸化されることを抑制できるから、伝熱管内面の酸化による放熱性及び耐蝕性の低下をも確実に低減できる。
【0017】
このように、本発明によると、チタン製の伝熱管の外周面に巻き付けたフィン素材の始端部及び終端部を、前記伝熱管に対して、ろう付けにより、伝熱管及びフィンにおける放熱性及び耐蝕性を低下したり変色したすることなく、確実且つ強固に固着することができるから、従来のように、フィン素材の巻き付けに緩みが発生することを確実に低減できるとともに、外観形状が低下することを回避でき、しかも、従来のように別体の金具を必要とせずに部品点数が少なくて、製造コストを低減できるとともに、軽量化を達成できる効果を有する。
【0018】
特に、請求項によると、前記ろう付けする部分の付近を不活性ガスの雰囲気にすることが、不活性ガスの吹き付けによってできるから、不活性ガスの使用量が、フィンチューブの全体を不活性ガスの雰囲気にする場合によりも、少なくできて、コストをより低減できる利点がある。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図1〜図6の図面に基づいて説明する。
【0020】
これらの図において、符号1は、チタン製の伝熱管を、符号2は、アルミニウムにて断面L字状で長尺フープ状にしたフィン素材2を各々示し、前記フィン素材2を、前記伝熱管1の外周にスパイラル状に連続して巻き付けてフィン3を形成することによってフィンチューブ4に構成する。
【0021】
そして、前記伝熱管1に対してフィン素材2を巻き付けるに際しては、このフィン素材2における始端部2aを、図1及び図2に示すように、前記伝熱管1の外周面に接当し、この状態で、後述する方法によりろう付けすることにより固着する。なお、このろう付けしたときおける肉盛りを符号5で示す。
【0022】
前記ろう付けは、図2に示すように、アルゴンガス等の不活性ガスを噴出するガスノズル6aの内部にタングステン電極6bを設けて成るろう付けヘッド6を使用して、このヘッド6を前記フィン素材2における始端部2aに接近して、そのタングステン電極6bと伝熱管1及びフィン素材2との間に直流を印加することにより、前記ガスノズル6aから噴出する不活性ガス流の雰囲気の中でアークを発生し、このアークにて銀が99パーセントのろう材又はJIS規格でBAg−8等のように銀を主成分とするろう材7を溶融することによって行う。
【0023】
また、この始端部2aにおけるろう付けに際しては、前記伝熱管1の内部に、アルゴンガス等の不活性ガスを充填する。
【0024】
このようにして、フィン素材2の始端部2aを伝熱管1に対してろう付けにて固着すると、図3に示すように、伝熱管1を回転しながら、伝熱管1及びフィン素材2のいちいずれか一方又は両方を相対的に伝熱管1の軸線方向に移動することにより、前記伝熱管1の外周に、フィン素材2をスパイラル状に連続して巻き付ける。
【0025】
なお、この巻き付けに際しては、その巻き付けを強くすることにより、フィン素材2が伝熱管1に対して強く密接するようにする。
【0026】
次いで、前記フィン素材2における終端部2bを、前記伝熱管1に対して、当該フィン素材2における伝熱管1に対する強い巻き付けを保持した状態のもとで、図6に示すように、前記と同様に、ろう付けヘッド6と、銀が99パーセントのろう材又はJIS規格でBAg−8等のように銀を主成分とするろう材7を使用してろう付けすることにより固着する。このろう付けしたときにおける肉盛りを符号8で示す。
【0027】
また、この終端部2bにおけるろう付けに際しても、前記伝熱管1の内部に、アルゴンガス等の不活性ガスを充填する。
【0028】
このように、伝熱管1に対して巻き付けたフィン素材2の始端部2a及び終端部2bを前記伝熱管1に対して固着することを、銀又は銀を主成分とするろう材7を使用したろう付けにて行うことにより、銀又は銀を主成分とするろう材7が、チタン製の伝熱管1とアルミニウム製のフィン素材2との両方に金属接合するから、前記フィン素材2を伝熱管1に対して強固に固着することができる。
【0029】
そして、前記ろう付けに際しては、前記フィン素材2の始端部2a及び終端部2bの付近、並びに伝熱管1の内部は、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気であることにより、伝熱管1及びフィン素材2の酸化が抑制されているから、前記したろう付けを確実に行うことができる。
【0030】
なお、実験によると、前記した実施の形態におけるろう付けに際しては、印加する直流における電流は30〜50(Amp.)に、電圧は15〜20(V)にする一方、ガスノズル6aからのアルゴンガスの噴出量は、15〜20(毎分リットル)にして、JIS規格でBAg−8の線径1.6mmのろう材7を使用することにより、前記ろう付けを好ましい状態で行うできるのであった。
【0031】
また、前記実施の形態は、先ず、フィン素材2における始端部2aを伝熱管1に対してろう付けし、次いで、前記フィン素材2を巻き付けたのちその終端部2bを伝熱管1に対してろう付けする場合であったが、本発明は、この順序に限らず、伝熱管1に対するフィン素材2の巻き付けを先に行い、この巻き付けた保持した状態で、その始端部2a及び終端部2bの両方を伝熱管1に対してろう付けするようにしても良いのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】伝熱管に対してフィン素材の始端部をろう付けした状態を示す図である。
【図2】図1のII−II視断面図でろう付けしている状態を示す図である。
【図3】伝熱管に対してフィン素材を巻き付けている途中の状態を示す図である。
【図4】伝熱管に対してフィン素材を巻き付けた状態を示す図である。
【図5】図4の縦断正面図である。
【図6】図4のVI−VI視断面図でろう付けしている状態を示す図である。
【符号の説明】
1 伝熱管
2 フィン素材
2a フィン素材の始端部
2b フィン素材の終端部
3 フィン
4 フィンチューブ
5,8 ろう付けの肉盛り部
6 ろう付け用ヘッド
7 ろう材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a fin tube in which a large number of aluminum heat dissipating fins are provided on the outer periphery of a titanium heat transfer tube.
[0002]
[Prior art]
[0003]
This prior art is a method in which a hoop-shaped fin material is continuously wound in a spiral shape around the outer periphery of the heat transfer tube, and the fin material is welded to the heat transfer tube by high-frequency resistance welding or the like. The heat tube and fin can be easily applied in the case of materials that can be welded together.
[0004]
However, when the heat transfer tube is made of titanium for the purpose of enhancing the corrosion resistance and heat dissipation in the fin tube as in the present invention, both the titanium and aluminum are high when the fin is made of aluminum. In addition to being extremely oxidative at temperature, they do not melt together and cannot be welded together. As in the prior art, the fin material is spirally wound around the heat transfer tube. However, it is not possible to employ the method of welding.
[0005]
Therefore, while manufacturing the heat transfer tube made of titanium while the fin tube made of aluminum fins, the starting end portion of the fin material made into a hoop shape with aluminum is made to the titanium heat transfer tube with these. Is fixed using a separate metal fitting, and in this state, the fin material is continuously wound in a spiral shape in close contact with the outer peripheral surface of the heat transfer tube, and its end portion is attached to the heat transfer tube. In addition, a method of fixing by using a metal fitting separately formed from these is adopted.
[0006]
As described above, when loosening of the fin material is wound around the heat transfer tubes, the adhesion of the fins to the heat transfer tubes decreases, and consequently, the heat transfer coefficient between them decreases. The starting end portion and the terminal end portion of the wound fin material must be fixed to the heat transfer tube so as not to loosen the winding of the fin material.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-254642
[Problems to be solved by the invention]
However, in the past, the starting end and the terminal end of the wound fin material that has been wound are fixed using a separate metal fitting, so that the winding is not loosened. In particular, there is a problem that not only a great deal of labor and skill are required, but there is a slight slack in winding.
[0009]
In addition, due to the use over many years, loosening due to corrosion or the like is likely to occur due to corrosion by the metal fitting, and when loosening occurs in this fixed part, the winding of the fin material is loosened, and the adhesiveness related to the heat transfer tube is reduced. This leads to a situation in which the heat transfer coefficient between them decreases.
[0010]
In addition, conventionally, since a separate metal fitting is required, the number of parts increases, leading to an increase in manufacturing cost and weight, and a problem of deterioration in appearance.
[0011]
An object of the present invention is to provide a manufacturing method that solves these problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this technical problem,
“At least a step of continuously winding a hoop-shaped fin material made of aluminum that constitutes a fin around the outer peripheral surface of a titanium heat transfer tube in a spiral shape, and the heat transfer tube with the start end portion of the fin material being applied to the heat transfer tube Brazing using a brazing material containing silver or silver as a main component in a state where an inert gas is filled in the tube and an atmosphere of an inert gas is provided at least in the vicinity of the starting end, and termination of the fin material Using a brazing material mainly composed of silver or silver in a state where an inert gas is filled in the heat transfer tube with respect to the heat transfer tube, and at least the vicinity of the terminal portion is in an inert gas atmosphere And brazing. "
It is characterized by that.
[0013]
Further,
In the description of
It is characterized by that.
[0014]
[Operation and effect of the invention]
By fixing the start and end portions of the fin material wound around the heat transfer tube to the heat transfer tube by brazing using silver or a brazing material containing silver as a main component, silver or Since the brazing material mainly composed of silver is metal-bonded to both the titanium heat transfer tube and the aluminum fin material, the fin material can be firmly fixed to the heat transfer tube.
[0015]
In addition, by performing the brazing described above in an inert gas atmosphere, the outer peripheral surface of the heat transfer tube and the surface of the fins can be prevented from being oxidized. Decrease in heat dissipation and corrosion resistance, and discoloration can be reliably reduced.
[0016]
Moreover, since the inner surface of the heat transfer tube can be prevented from being oxidized by filling the heat transfer tube with an inert gas during the brazing described above, the heat dissipation and corrosion resistance are reduced due to the oxidation of the heat transfer tube inner surface. Can be reliably reduced.
[0017]
Thus, according to the present invention, the start and end portions of the fin material wound around the outer peripheral surface of the heat transfer tube made of titanium are brazed to the heat transfer tube so that the heat dissipation and corrosion resistance of the heat transfer tube and the fin are reduced. Since it can be firmly and firmly fixed without deteriorating or discoloring, it is possible to reliably reduce the occurrence of slack in the winding of the fin material as in the past, and to reduce the external shape. In addition, there is an effect that the number of parts can be reduced without requiring a separate metal fitting as in the prior art, the manufacturing cost can be reduced, and the weight can be reduced.
[0018]
In particular, according to the claims, the inert gas atmosphere can be formed in the vicinity of the portion to be brazed by spraying the inert gas. There is an advantage that the cost can be further reduced by reducing the amount of the atmosphere.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS.
[0020]
In these drawings,
[0021]
When the
[0022]
As shown in FIG. 2, the brazing is performed by using a
[0023]
Further, when brazing at the starting
[0024]
In this way, when the starting
[0025]
In this winding, the
[0026]
Next, as shown in FIG. 6, the
[0027]
Also, when brazing at the
[0028]
As described above, the
[0029]
When the brazing is performed, the vicinity of the
[0030]
According to the experiment, when brazing in the above-described embodiment, the applied direct current is 30 to 50 (Amp.) And the voltage is 15 to 20 (V), while the argon gas from the
[0031]
In the embodiment, first, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a state in which a starting end portion of a fin material is brazed to a heat transfer tube.
2 is a diagram showing a state of brazing in the sectional view taken along the line II-II of FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing a state in the middle of winding a fin material around a heat transfer tube.
FIG. 4 is a view showing a state in which a fin material is wound around a heat transfer tube.
5 is a longitudinal front view of FIG. 4. FIG.
6 is a diagram showing a state of brazing in a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記フィン素材の始端部を前記伝熱管に対して前記伝熱管内に不活性ガスを充填し且つ少なくとも当該始端部の付近を不活性ガスの雰囲気にした状態で銀又は銀を主成分とするろう材を使用してろう付けする工程と、
前記フィン素材の終端部を前記伝熱管に対して前記伝熱管内に不活性ガスを充填し且つ少なくとも当該終端部の付近を不活性ガスの雰囲気にした状態で銀又は銀を主成分とするろう材を使用してろう付けする工程と、
から成ることを特徴とするフィンチューブの製造方法。At least a step of continuously winding a hoop-like fin material made of aluminum constituting a fin around the outer peripheral surface of a heat transfer tube made of titanium in a spiral shape;
Silver or silver will be the main component in a state in which the start end of the fin material is filled with an inert gas in the heat transfer tube with respect to the heat transfer tube, and at least the vicinity of the start end is in an inert gas atmosphere. Brazing using a material,
Silver or silver will be the main component with the end portion of the fin material filled with an inert gas in the heat transfer tube and at least the vicinity of the end portion in an inert gas atmosphere. Brazing using a material,
The manufacturing method of the fin tube characterized by comprising.
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