JP2006247773A - 熱交換器の製造方法および熱交換器の製造装置 - Google Patents

熱交換器の製造方法および熱交換器の製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 熱交換器用扁平チューブ連続体をガイドするときに、ガイドローラからの脱線を防止することが可能な熱交換器の製造方法および熱交換器の製造装置を提供すること。
【解決手段】 連続体1送り方向に離設した2つの中高ガイドローラ10、20の回転軸11、21を同じ方向に傾斜するとともに、両ガイドローラ10、20における連続体1のガイドを、回転軸11、21に対し互いに反対側13、23で行なっている。
これにより、両ガイドロール10、20で連続体1のガイドが行なわれる高面圧発生部位を、軸方向中央部よりそれぞれの最高点12、22側にずらして、連続体1の幅W方向における両ガイドローラ10、20の引き合いをバランスさせることができる。
【選択図】 図4

Description

本発明は、熱交換器の製造方法および熱交換器の製造装置に関し、特に熱交換器用の扁平チューブの連続体を加工機に案内する方法および装置に関する。
従来から、熱交換器を製造する際には、ボビン等に巻回された熱交換器用扁平チューブの連続体を加工機に供給する工程を設ける場合がある。この工程では、例えば図6に示すように、ボビン105に巻回された扁平チューブの連続体101を加工機に向かって引き出し、対をなす中高のガイドローラ110、120で上下から挟持して扁平チューブ連続体101をガイドしている。
上下のガイドローラ110、120は、それぞれの回転軸111、121が水平方向(扁平チューブ連続体1の断面長径方向(幅方向))に配置され、中央の大径部を上下方向(扁平チューブ連続体1の断面短径方向(厚さ方向))において一致させている。
上記従来技術における扁平チューブ連続体101のガイド方法では、ガイドローラ110、120と扁平チューブ連続体101との押圧部において高面圧発生部位で主にガイドが行なわれる。
したがって、扁平チューブ連続体101の断面長径方向(幅方向)において断面短径方向(厚さ方向)の寸法(厚さ)にばらつきがあると、例えば図7(a)、(b)に示すように、短径方向寸法が大きい部位(厚い部位)がガイドローラ110、120の中央大径部方向に移動しようとする。
このとき、扁平チューブ連続体101にうねり等の変形があると、扁平チューブ連続体101がガイドローラ110、120から脱線する場合があるという問題がある。
なお、図7(a)、(b)は、図6におけるB方向から見たガイドローラ110、120の矢視図である。
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、扁平チューブの連続体をガイドするときに、ガイドローラからの脱線を防止することが可能な熱交換器の製造方法および熱交換器の製造装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明の製造方法では、
加工機(70)に被加工物である熱交換器用扁平チューブの連続体(1)を供給する際に、回転軸(11、21)方向の端部の径(φ1)より中央部の径(φ2)の方が大きい複数の中高ローラ(10、20)で扁平チューブの連続体(1)をガイドするガイド工程を備える熱交換器の製造方法であって、
ガイド工程では、複数の中高ローラ(10、20)を、扁平チューブの連続体(1)の送り方向において離設するとともに、回転軸(11、21)方向を水平方向(L)に対し傾斜させて配置することを特徴としている。
これによると、複数の中高ローラ(10、20)の回転軸(11、21)を傾斜することによって、水平方向(L)におけるそれぞれの中高ローラ(10、20)の垂直方向(扁平チューブ連続体(1)断面短径(H)方向)の連続体1側最高点(最大径点)(12、22)を中央大径部からずらすことができる。
すなわち、中高ローラ(10、20)と扁平チューブ連続体(1)との押圧部における高面圧発生部位を回転軸(11、21)方向においてずらすことができる。
離設した複数の中高ロール(10、20)で主にガイドが行なわれる高面圧発生部位を、ガイドする扁平チューブ連続体(1)の断面長径(W)方向において互いにバランスするように配設することが可能であり、扁平チューブ連続体101に断面長径方向(幅方向)における断面短径方向(厚さ方向)の寸法(厚さ)にばらつきがあったとしても、バランスが大きくくずれることはない。したがって、扁平チューブ連続体(1)が中高ロール(10、20)から脱線することを防止できる。
また、請求項2に記載の発明の製造方法のように、複数の中高ローラ(10、20)のうち隣り合う2つの中高ローラ(10、20)の回転軸(11、21)を水平方向(L)に対し同じ方向に傾斜するとともに、この2つの中高ローラ(10、20)における扁平チューブ連続体(1)のガイドを、中高ローラ(10、20)回転軸(11、21)に対し互いに反対側(13、23)で行なうことにより、2つの中高ロール(10、20)でガイドが行なわれる高面圧発生部位を、扁平チューブ連続体(1)の断面長径(W)方向において互いにバランスさせることが容易である。
また、請求項3に記載の発明の製造方法では、
扁平チューブの連続体(1)が巻回されたボビン(5)から扁平チューブの連続体(1)を引き出す引き出し工程を備え、
引き出し工程では、ボビン(5)の軸方法に螺旋状に巻回されるとともにボビン(5)の径方向に多層に巻回された扁平チューブの連続体(1)を引き出し、
ガイド工程では、引き出し工程で引き出された扁平チューブの連続体(1)を複数の中高ローラ(10、20)でガイドすることを特徴としている。
引き出し工程で引き出す扁平チューブ連続体(1)が、ボビン(5)の軸方法に螺旋状に巻回されるとともにボビン(5)の径方向に多層に巻回されている場合には、巻回される層が移行する部位(2)において上層の扁平チューブ連続体(1)が下層の扁平チューブ連続体(1)に乗り上げるため、扁平チューブ連続体(1)に変形が発生し易い。
このような引き出し工程を行なう場合であっても、その後のガイド工程において本発明を適用することで、扁平チューブ連続体(1)が中高ロール(10、20)から脱線することを防止できる。
また、請求項4に記載の発明の製造方法では、加工機(70)は、扁平チューブの連続体(1)を所定長さに切断する切断機(70)であることを特徴としている。
これによると、切断機(70)に安定して扁平チューブ連続体(1)を供給でき、切断精度を向上することが可能である。
また、請求項5に記載の発明の製造装置では、
回転軸(11、21)方向の端部の径(φ1)より中央部の径(φ2)の方が大きい複数の中高ローラ(10、20)を備え、
複数の中高ローラ(10、20)が、加工機(70)に供給される被加工物である熱交換器用扁平チューブの連続体(1)をガイドする熱交換器の製造装置であって、
複数の中高ローラ(10、20)は、扁平チューブの連続体(1)の送り方向に離設されるとともに、回転軸(11、21)方向が水平方向(L)に対し傾斜するように配置されていることを特徴としている。
これによると、請求項1に記載の発明の製造方法を行なうことができる。
したがって、離設した複数の中高ロール(10、20)で主にガイドが行なわれる高面圧発生部位を、扁平チューブ連続体(1)の断面長径(W)方向において互いにバランスするように配設することが可能であり、扁平チューブ連続体101に断面長径方向(幅方向)における断面短径方向(厚さ方向)の寸法(厚さ)にばらつきがあったとしても、バランスが大きくくずれることはない。これにより、扁平チューブ連続体(1)が中高ロール(10、20)から脱線することを防止できる。
また、請求項6に記載の発明の製造装置では、複数の中高ローラ(10、20)のうち隣り合う2つの中高ローラ(10、20)は、回転軸(11、21)を水平方向(L)に対し同じ方向に傾斜されるとともに、回転軸(11、21)に対し互いの反対側(13、23)で扁平チューブの連続体(1)のガイドを行なうことを特徴としている。
これによると、請求項2に記載の発明の製造方法を行なうことができ、2つの中高ロール(10、20)でガイドが行なわれる高面圧発生部位を、扁平チューブ連続体(1)の断面長径(W)方向において互いにバランスさせることが容易である。
また、請求項7に記載の発明の製造装置では、
扁平チューブの連続体(1)が、軸方法に螺旋状に巻回されるとともに径方向に多層に巻回されたボビン(5)を備え、
複数の中高ローラ(10、20)は、前記ボビンから引き出された前記扁平チューブの連続体(1)をガイドすることを特徴としている。
これによると、請求項3に記載の発明の製造方法を行なうことができる。
したがって、ボビン(5)に螺旋状多層巻きされた乗り上げ部(2)において変形が発生し易い扁平チューブ連続体(1)であっても、中高ロール(10、20)から脱線することを防止できる。
また、請求項8に記載の発明の製造装置では、加工機(70)は、扁平チューブの連続体(1)を所定長さに切断する切断機(70)であることを特徴としている。
これによると、請求項4に記載の発明の製造方法を行なうことができる。
したがって、切断機(70)に安定して扁平チューブ連続体(1)を供給でき、切断精度を向上することが可能である。
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用した熱交換器の製造装置の一部の側面説明図であり、ボビン5に巻回された扁平チューブの連続体1を引き出して、切断機70にて所定長さの扁平チューブ3に切断するまでの部分を図示している。
本実施形態における熱交換器の製造装置においては、図3に概略工程順序を示すように、熱交換器のコア部を形成する扁平チューブ連続体1を下流に供給する工程(ステップ110)、供給された扁平チューブ連続体1を所定長さに切断する工程(ステップ120)、切断した扁平チューブを放熱フィンやタンク部等を構成する部材とともに仮組みする工程(ステップ130)、仮組み体を脱脂する工程(ステップ140)、仮組み体を加熱して構成部材の表面に適宜形成しておいたろう材層により各構成部材間をろう付接合する工程(ステップ150)、およびろう付後の熱交換器の漏れ検査を行なう工程(ステップ160)を順次実行することにより熱交換器は製造される。
図1に示した側面図は、図3に示すチューブ連続体供給工程110および切断工程120に該当する部分を示すものである。
図1に示すように、ボビン5に巻回された扁平チューブ連続体1は、扁平チューブ連続体1を繰り出す方向に回転駆動するボビン5と、切断機70の上流側に設けられた回転駆動する複数対の送りローラ60とにより、切断機70に供給されるようになっている。
ボビン5と送りローラ60との間には、上流側から順に、第1ガイドローラ10、第2ガイドローラ20、支持ローラ31、ダンサローラ30、支持ローラ32、矯正ユニット40、および歪取りユニット50が設けられている。
この工程を流れる扁平チューブ連続体1は、図2に断面形状を示すように、幅(長径方向長さ)Wが厚さ(短径方向長さ)Hに対して大きい多孔扁平チューブであり、本実施形態ではアルミニウム合金により形成されている。
図1に図示された扁平チューブ連続体1を搬送および切断加工する各構成は、ダンサロール30を除き図示しないベース上に立設したスタンド等により支持されている。
ボビン5および第1、第2ガイドローラ10、20については、本実施形態の要部であるので、後で詳述する。
ダンサロール30は、上方側で扁平チューブ連続体1を支持する回転自在な2つの支持ローラ31、32の間において、扁平チューブ連続体1上にフリーな状態で配置されており、自らの重量により、ボビン5と送りローラ60との間の扁平チューブ連続体1に所定の張力を発生させるとともに、送り量のばらつきを吸収できるようになっている。
すなわち、ダンサロール30および支持ローラ31、32からなる構成は、張力発生手段であるとともに、送り量調節手段である。
矯正ユニット40は、複数対のローラにより構成されており、扁平チューブ連続体1の幅Wおよび厚さHが所定寸法範囲となるように矯正する手段である。
また、歪取りユニット50は、幅Wおよび厚さHを矯正された後の扁平チューブ連続体1から、うねり等の歪みを除去するための手段である。
切断機70は、一対の刃具からなり、扁平チューブ連続体1の送り量に同期して送り方向に回転し、連続体1を切断して所定長さの扁平チューブ3を得るようになっている。
本実施形態では、第1、第2ガイドローラ10、20を除くボビンや各ローラ等の回転体は、回転軸が水平方向となるように配置されており、扁平チューブ連続体1を幅W方向が略水平方向となる姿勢で搬送するようになっている。
次に、本実施形態の要部であるボビン5および第1、第2ガイドロール10、20について説明する。
図5に要部上面図を示すように、本実施形態のボビン5には、扁平チューブ連続体1が、ボビン5の回転軸方法にチューブ幅W方向端部が接するように螺旋状に巻回されるとともに、ボビン5の径方向に螺旋状巻回層が繰り返し重ねられている。すなわち、ボビン5には扁平チューブ連続体1が整列多層巻きされている。
図示を省略しているが、このボビン5は、軸方向に移動するトラバース機構を備えており、ボビン5から引き出される(繰り出される)扁平チューブ連続体1の引き出し位置(繰り出し位置)を略同一とするようになっている。
また、ボビン5の下流側において、金属製(本例ではステンレス製)の第1ガイドロール10と第2ガイドロール20とが、扁平チューブ連続体1の送り方向に離れて配置されている。第1、第2ガイドロール10、20は、いずれも回転軸11、21方向の端部の径φ1より中央部の径φ2の方が大きい中高ローラである(図4(a)参照)。
図4(a)に図1におけるA方向から見た第1、第2ガイドローラ10、20の矢視図を示すように、第1、第2ガイドローラ10、20は、ともに水平方向L(搬送される連続体1の幅W方向に略同一な方向、ガイドローラ非接触部分において張力印加により安定姿勢となったときの連続体1の幅W方向)に対し、回転軸11、21が同一方向に若干傾斜するように配置されている。本例では、回転軸11、21の傾斜角度は同一としている。
そして、ボビン5から引き出された扁平チューブ連続体1は、第1ガイドロール10の下方側面(外周面のうち下方に位置する部分)13によりガイドされた後、第2ガイドロール20の上方側面(外周面のうち上方に位置する部分)23によりガイドされるようになっている。すなわち、第1ガイドロール10と第2ガイドロール20とでは、回転軸に対して互いに反対側で扁平チューブ連続体1をガイドするようになっている。
ここで、ボビン5から扁平チューブ連続体1を引き出す工程が本実施形態における引き出し工程であり、引き出された扁平チューブ連続体1を第1、第2ガイドローラ10、20でガイドする工程が本実施形態におけるガイド工程である。
次に、上記構成に基づき本実施形態の製造装置の要部の作動について説明する。
図5に示すように、ボビン5から引き出された扁平チューブ連続体1は、第1ガイドロール10にガイドされた後、第2ガイドロール20にガイドされて連続的に搬送される。
図4(a)に示すように、第1ガイドロール10および第2ガイドロール20は、ともに水平方向に対し傾斜して配置されている。したがって、第1ガイドロール10の最高点(最も下方に突出した部位、水平方向における下方側最大径点)12は、回転軸11方向中央より図示右方側にずれている。また、第2ガイドロール20の最高点(最も上方に突出した部位、水平方向における上方側最大径点)22は、回転軸21方向中央より図示左方側にずれている。
そして、両ガイドロール10、20にガイドされる扁平チューブ連続体1には、張力が加わっているので、第1ガイドロール10と扁平チューブ連続体1の押圧面における高面圧部位は中央部より図示右方側(最高点12側)となる。また、第2ガイドロール20と扁平チューブ連続体1の押圧面における高面圧部位は中央部より図示左方側(最高点22側)となる。
したがって、第1ガイドロール10と扁平チューブ連続体1の押圧面では、扁平チューブ連続体1は図示右方側に移動しようとし、第2ガイドロール20と扁平チューブ連続体1の押圧面では、扁平チューブ連続体1は図示左方側に移動しようとする。
図5に示すように、扁平チューブ連続体1は、第1ガイドロール10にガイドされるときには、図示下方側(進行方向右側)に引かれ、第2ガイドロール20にガイドされるときには、図示上方側(進行方向左側)に引かれ、両ガイドロール10、20による引き合いのバランスにより、進行方向に対し安定した位置を維持する。
ここで、図4(b)に示すように、扁平チューブ連続体1の厚さが幅W方向においてばらつき、進行方向左端部の厚さH1に対し右端部の厚さH2の方が厚い場合について説明する。
図4(b)に示すように、第1ガイドロール10にガイドされるときには、図示右方側に若干引かれ、第2ガイドロール20にガイドされるときには、図示左方側に大きく引かれ、両ガイドロール10、20による引き合いのバランスがとれた回転軸11、21方向における中央部より若干左方側で引き合いがバランスする。
これに対し、扁平チューブ連続体1の厚さが幅W方向においてばらつき、進行方向左端部の厚さH1に対し右端部の厚さH2の方が薄い場合には、図4(c)に示すように、第1ガイドロール10にガイドされるときには、図示右方側に大きく引かれ、第2ガイドロール20にガイドされるときには、図示左方側に若干引かれ、両ガイドロール10、20による引き合いのバランスがとれた回転軸11、21方向における中央部より若干右方側で引き合いがバランスする。
上述の構成および作動によれば、離設した2つの中高ガイドローラ10、20の回転軸11、21を同じ方向に傾斜するとともに、この2つの第1、第2ガイドローラ10、20における扁平チューブ連続体1のガイドを、回転軸11、21に対し互いに反対側13、23で行なっている。
これにより、第1、第2ガイドロール10、20で連続体1のガイドが行なわれる高面圧発生部位を、軸方向中央部より互いに軸方向反対側の最高点12、22側にずらして、扁平チューブ連続体1の幅(断面長径)W方向において互いに引き合いをバランスさせることができる。
従来技術では、扁平チューブ連続体1の幅W方向において厚さHのばらつきがある場合には、両ガイドローラが連続体を同一方向に移動されるため脱線の可能性があった。ところが、本実施形態では、扁平チューブ連続体1の幅W方向において厚さHにばらつきがある場合であっても、両ガイドローラ10、20により引かれる方向が逆であるため、バランス位置が若干ずれるものの、第1、第2ガイドローラ10、20の幅内で扁平チューブ連続体1を安定してガイドすることができる。
また、図5に示したように、扁平チューブ連続体1が、ボビン5に螺旋整列巻き、かつ多層巻きされている場合には、巻回される層が移行する部位において上層の扁平チューブ連続体1が下層の扁平チューブ連続体1に乗り上げる乗り上げ部2が形成されてしまう。この乗り上げ部2において扁平チューブ連続体1に変形が発生し易い。
ところが、本実施形態では、この乗り上げ部2が変形を有したまま引き出されてきても、安定してガイドすることができ、脱線に至ることはない。
また、このように、安定したガイドを行なうことで、切断機70に安定して扁平チューブ連続体1を供給でき、切断精度を向上することができる。
なお、第1ガイドローラ10と第2ガイドローラ20とのオフセット量(離設量)は、扁平チューブ連続体1にガイドローラによる変形を発生し難い範囲において近い方が好ましく、両ガイドローラ10、20の回転軸11、21の傾斜角度は、各ガイドローラの中高量や連続体1の幅Wに対する厚さHのばらつきに応じて適宜設定することが好ましい。
(他の実施形態)
上記一実施形態では、第1ガイドローラ10と第2ガイドローラ20とを同一方向に傾斜させ、回転軸11、21に対し互いに反対側で扁平チューブ連続体1をガイドしていたが、両ガイドローラによる回転軸方向における移動方向(引き合い方向)が逆になるように構成されるものであればよい。
したがって、例えば離設された隣り合う第1、第2ガイドローラの回転軸に対し同じ側で扁平チューブ連続体1をガイドする場合には、第1ガイドローラと第2ガイドローラの回転軸を逆方向に傾斜すればよい。
また、上記一実施形態では、中高ガイドローラは、第1、第2ガイドローラ10、20の2つであったが、3つ以上のガイドローラを備える場合であっても本発明は適用して有効である。
また、上記一実施形態では、扁平チューブ連続体1を加工する加工機は切断機70であったが、これに限定されるものではない。例えば、扁平チューブ連続体1に表面処理を行なうものであってもよい。
本発明を適用した一実施形態における熱交換器の製造装置の一部の側面説明図である。 扁平チューブ連続体1の断面図である。 熱交換器の製造工程の概略順序を示すフローである。 (a)、(b)、(c)は、図1におけるガイドローラのA矢視図である。 熱交換器の製造装置の要部上面図である。 従来の熱交換器の製造装置の一部の側面説明図である。 (a)、(b)は、図6におけるガイドローラのB矢視図である。
符号の説明
1 扁平チューブ連続体
5 ボビン
10 第1ガイドローラ(中高ローラ)
11 回転軸(第1ガイドローラの回転軸)
13 下方側面
20 第2ガイドローラ(中高ローラ)
21 回転軸(第2ガイドローラの回転軸)
23 上方側面
70 切断機(加工機)
H、H1、H2 厚さ(扁平チューブ連続体の厚さ、断面短径)
L 水平方向
W 幅(扁平チューブ連続体の幅、断面長径)
φ1 ガイドローラ端部の径
φ2 ガイドローラ中央部の径

Claims (8)

  1. 加工機(70)に被加工物である熱交換器用扁平チューブの連続体(1)を供給する際に、回転軸(11、21)方向の端部の径(φ1)より中央部の径(φ2)の方が大きい複数の中高ローラ(10、20)で前記扁平チューブの連続体(1)をガイドするガイド工程を備える熱交換器の製造方法であって、
    前記ガイド工程では、前記複数の中高ローラ(10、20)を、前記扁平チューブの連続体(1)の送り方向において離設するとともに、回転軸(11、21)方向を水平方向(L)に対し傾斜させて配置することを特徴とする熱交換器の製造方法。
  2. 前記ガイド工程では、
    前記複数の中高ローラ(10、20)のうち隣り合う2つの中高ローラ(10、20)の回転軸(11、21)を水平方向(L)に対して同じ方向に傾斜するとともに、
    前記2つの中高ローラ(10、20)における前記扁平チューブの連続体(1)のガイドを、前記回転軸(11、21)に対し互いに反対側(13、23)で行なうことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器の製造方法。
  3. 前記扁平チューブの連続体(1)が巻回されたボビン(5)から前記扁平チューブの連続体(1)を引き出す引き出し工程を備え、
    前記引き出し工程では、前記ボビン(5)の軸方法に螺旋状に巻回されるとともに前記ボビン(5)の径方向に多層に巻回された前記扁平チューブの連続体(1)を引き出し、
    前記ガイド工程では、前記引き出し工程で引き出された前記扁平チューブの連続体(1)を前記複数の中高ローラ(10、20)でガイドすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱交換器の製造方法。
  4. 前記加工機(70)は、前記扁平チューブの連続体(1)を所定長さに切断する切断機(70)であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の熱交換器の製造方法。
  5. 回転軸(11、21)方向の端部の径(φ1)より中央部の径(φ2)の方が大きい複数の中高ローラ(10、20)を備え、
    前記複数の中高ローラ(10、20)が、加工機(70)に供給される被加工物である熱交換器用扁平チューブの連続体(1)をガイドする熱交換器の製造装置であって、
    前記複数の中高ローラ(10、20)は、前記扁平チューブの連続体(1)の送り方向に離設されるとともに、回転軸(11、21)方向が水平方向(L)に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする熱交換器の製造装置。
  6. 前記複数の中高ローラ(10、20)のうち隣り合う2つの中高ローラ(10、20)は、回転軸(11、21)を水平方向(L)に対して同じ方向に傾斜されるとともに、前記回転軸(11、21)に対し互いの反対側(13、23)で前記扁平チューブの連続体(1)のガイドを行なうことを特徴とする請求項5に記載の熱交換器の製造装置。
  7. 前記扁平チューブの連続体(1)が、軸方法に螺旋状に巻回されるとともに径方向に多層に巻回されたボビン(5)を備え、
    前記複数の中高ローラ(10、20)は、前記ボビンから引き出された前記扁平チューブの連続体(1)をガイドすることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の熱交換器の製造装置。
  8. 前記加工機(70)は、前記扁平チューブの連続体(1)を所定長さに切断する切断機(70)であることを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか1つに記載の熱交換器の製造装置。
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CN115319427A (zh) * 2022-09-13 2022-11-11 江苏唯益换热器有限公司 一种钢铜复合组装换热器生产工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115319427A (zh) * 2022-09-13 2022-11-11 江苏唯益换热器有限公司 一种钢铜复合组装换热器生产工艺

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