JP2012076126A - 内面溝付管の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】縮径手段11とフィン形成手段31とを引き抜き方向の上流側から下流側へこの順に配置し、引抜き手段21を縮径手段11の下流側に配置し、素管1aを引抜く引抜き手段21に、素管1aの外面に当接させるパッドと、素管1aとの摩擦による引抜きを可能とする押圧力でパッドを素管1aの側へ押圧する押圧力付与機23とを備え、パッドを、押圧力付与機23からの押圧を受けたとき、適正化した押圧状態で前記素管1aに当接する押圧状態適正化パッド26S,26Hで構成した。
【選択図】図1
Description
なお、前記縮径手段は、管内部に配置したフローティングプラグ及び管外側に配置した縮径ダイスとで構成し、前記フィン形成手段は、外周に内面フィン形成溝を形成したフィン形成プラグを備えた構成である。
なお、前記縮径工程では、前記フローティングプラグ及び前記縮径ダイスとで素管を挟み込んで縮径させる工程であり、前記フィン形成工程では、前記フィン形成プラグで管内面を押潰して、該管内面に管軸方向に対して所定角度の螺旋状のフィンを形成する工程である。
前記内面溝付管の製造方法によれば、前記縮径手段と前記フィン形成手段との間に備えた補助引抜装置により素管を引抜くことで、巻取装置による素管の巻取りを補助することができ、前記フィン形成手段よりも下流側において素管にかかる負荷を低減でき、内面溝付管を安定して製造することができるとされている。
このような伝熱管の高性能化の要求を実現するためには、内面溝付管の肉厚が適度な厚みを保ち、フィン高さをより高くするとともに、フィンねじれ角をより大きくしたフィンを管内面に形成する必要がある。
前記素管よりも軟質とは、素管よりも柔軟性、及び弾性のうち少なくとも1つに優れていることを示す。
前記粗表面には、複数の突起を表面全体に配設した凹凸形状の表面を含み、さらに、凹凸形状の表面のうち、突起部のみを前記軟質材料で形成したものであってもよい。
上述したように、前記硬質材料が前記金属材料であることにより、押圧面に研磨加工などの機械加工を施すことが可能となり粗度の低い平滑面を容易に構成することができる。
(第1実施形態)
第1実施形態における内面溝付管の製造装置10は、図1に示すように構成している。
なお、図1は、第1実施形態における内面溝付管の製造装置10を断面により模式的に示した説明図であり、製造装置10で製造する内面溝付管1は、螺旋状の溝3が管内面1bに等間隔に複数形成された構成であり、伝熱管として用いる管である。
前記縮径部11は、通過する素管1aを縮径するための箇所であり、縮径ダイス12とフローティングプラグ13とで構成している。前記縮径ダイス12は、管軸方向に貫通するダイス孔12aを有した筒状に構成し、ダイス孔12aに素管1aを挿通した状態で素管1aの外側に配置している。ダイス孔12aの上流側部分は、上流側へ向けて末広がり状に開口している。
なお、図2(a)は、押圧状態適正化軟質パッド26Sの連設方向に対して直角方向の切断面図であり、図2(b)は、押圧状態適正化軟質パッド26Sのパッド溝26Saを有する側から視た正面図である。
内面溝付管1の製造方法は、巻取装置により素管1aを上流側から下流側へ巻き取る巻取り工程の間、補助引抜装置21で巻取装置による素管1aの引き抜きを補助する引抜き補助工程を行うとともに、素管1aに対して縮径工程とフィン形成工程とを連続して行う。
補助引抜装置21には、押圧状態適正化軟質パッド26Sを備え、押圧状態適正化軟質パッド26Sを軟質樹脂で形成し、押圧状態適正化軟質パッド26Sの押圧面26Sbを粗表面で構成している。
なお、図3は、押圧状態適正化軟質パッド26Sの突起26Scが素管1abの表面に当接することにより弾性変形した様子を一部拡大して断面により模式的に示した作用説明図である。図3中に示すとおり、中空状である素管1abの断面には、簡略化して断面全体にハッチングを付して示している。
この複数の突起26Scが弾性変形することによる弾性力を活かして押圧力f2により、押圧状態適正化軟質パッド26Sをしっかりと素管1abの表面に当接させることができる(図3中の一部拡大図参照)。
但し、第2実施形態の内面溝付管の製造装置10は、前記補助引抜装置21以外の構成は、第1実施形態の製造装置10と同様の構成である。さらに、前記補助引抜装置21の中でもパッドの構成を、第1実施形態の押圧状態適正化軟質パッド26Sと異なる第2実施形態の押圧状態適正化硬質パッド26Hの構成で構成している。よって、第2実施形態の押圧状態適正化硬質パッド26Hの構成を中心に以下、説明するが、上述した第1実施形態における製造装置10及び製造方法と同様の構成、工程については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
第2実施形態における内面溝付管の製造装置10の前記補助引抜装置21には、パッドとして押圧状態適正化硬質パッド26Hを備えているが、押圧状態適正化硬質パッド26Hは、銅製の素管1aよりも硬質である工具鋼で形成している。
前記押圧状態適正化硬質パッド26Hは、硬質材料としての工具鋼で形成しているため、前記押圧力付与機23による押圧力をダイレクトに素管1abの表面に伝えることができ、素管1abに対して前記押圧状態適正化硬質パッド26Hが滑ることなく素管1aの引抜きを補助することができる。
なお、図5は、押圧状態適正化硬質パッド26Hの押圧面26Hbの全体が素管1abの表面に当接する様子を一部拡大して断面により示した作用説明図である。図5中に示すとおり、中空状である素管1abの断面には、簡略化して断面全体にハッチングを付して示している。
(実施例1)
実施例1では、まず、複数の素管1aのそれぞれを、以下に示す適宜の条件の下、内面溝加工装置11により、内面溝付管1を作製する溝付加工実験と、作製した内面溝付管1を拡管してアルミフィン(放熱フィン)に密着させる拡管実験を行った。
溝付加工実験、及び、拡管実験の結果を表1に示す。
まずパッドの押し付け力を設定し、内面溝付管1の巻取装置(図示せず)の負荷を軽減させる場合は、補助引抜装置21の引抜き速度を内面溝付管1の巻取装置(図示せず)の引抜き速度より早めで同調させ、逆に内面溝付管1の巻取装置(図示せず)の負荷を増加させる場合は補助引抜装置21の引抜き速度を内面溝付管1の巻取装置(図示せず)の引抜き速度よりも遅く設定して同調させる。
引抜き手段は、補助引抜装置21に対応し、以下、同様に、
縮径手段は、縮径部11に対応し、
フィン形成手段は、フィン加工部31に対応し、
押圧状態適正化パッドは、押圧状態適正化軟質パッド26S、又は、押圧状態適正化硬質パッド26Hに対応し、
樹脂材料は、軟質樹脂に対応するも、この発明は、上述した実施形態に限定せず、様々な実施形態で構成することができる。
例えば、上述したパッドを備えた補助引抜装置は、図6に示すように、管内面に形成した主溝と、主溝間に形成したフィンを切り欠く副溝とがクロスしたいわゆるクロス溝を備えた内面溝付管の製造装置10Aに適用してもよい。
副溝加工部81は、管内面において主溝3間に形成されたフィン2に対して、所定の交差角で交差する複数の刃82aを外周に形成した副溝形成プラグ82と、素管1aを管外側から副溝形成プラグ82側へ押圧する副溝形成ダイス83とを備えた構成であり、副溝形成プラグ82を、管内面1bに所定の深さで押し付けて、前記フィン2を切り欠いて、フィン2の切欠き部分に副溝4を形成することができる。
1a(1aa,1ab,1ac)…素管
2…フィン
10…内面溝付管の製造装置
11…縮径部
21…補助引抜装置
23…押圧力付与機
26S…押圧状態適正化軟質パッド
26H…押圧状態適正化硬質パッド
26Sa,26Ha…パッド溝
26Sb,26Hb…押圧面
31…フィン加工部
32…フィン形成プラグ
32a…内面フィン形成溝
Claims (9)
- 素管を引抜く引抜き手段と、
管内部に配置したフローティングプラグ及び管外側に配置した縮径ダイスとで素管を挟み込んで縮径させる縮径手段と、
外周に内面フィン形成溝を備え、管内面を押潰して、該管内面に管軸方向に対して所定角度の螺旋状のフィンを形成するフィン形成プラグを備えたフィン形成手段とで構成し、
前記縮径手段と前記フィン形成手段とを引き抜き方向の上流側から下流側へこの順に配置した内面溝付管の製造装置であって、
前記引抜き手段を、前記縮径手段の前記下流側に配置し、
前記引抜き手段に、
前記素管の外面に当接させるパッドと、前記素管との摩擦による引抜きを可能とする押圧力で前記パッドを前記素管側へ押圧する押圧力付与機とを備え、
前記パッドを、前記押圧力付与機からの押圧を受けたとき、適正化した押圧状態で前記素管に当接する押圧状態適正化パッドで構成した
内面溝付管の製造装置。 - 前記押圧状態適正化パッドを、
前記素管よりも軟質であるとともに、押圧により弾性変形する軟質材料で形成し、
前記素管を押圧する押圧面を粗表面で構成した
請求項1に記載の内面溝付管の製造装置。 - 前記軟質材料は、樹脂材料である
請求項2に記載の内面溝付管の製造装置。 - 前記押圧状態適正化パッドの前記素管への押圧部分に、素管への嵌め込みを許容するパッド溝を形成し、
前記パッド溝の凹状の内面を、前記押圧面として形成し、
パッド溝と、前記縮径手段により縮径された素管との半径比の関係に着目した前記素管の締め付け具合を示す第1締め付け比K1は、パッド溝の曲率半径Rと、前記縮径手段により縮径された素管の直径Dbを用いて、K1=R/(Db/2)と表すことができ、K1の値は1.0以上1.05以下であり、
パッド溝と、前記縮径手段により縮径された素管との外周長さ比の関係に着目した前記素管の締め付け具合を示す第2締め付け比K2は、パッド溝の曲率半径R、パッド深さH、前記縮径手段により縮径された素管の直径Dbを用いてK2={2πR−4(R−H)}/(πDb)と表すことができ、K2の値は0.98以上1.0未満であることを特徴とする
請求項2、又は、3に記載の製造装置。 - 前記押圧状態適正化パッドを、
前記素管よりも硬質材料で形成するとともに、
前記素管を押圧する押圧面を平滑表面で構成した
請求項1に記載の内面溝付管の製造装置。 - 前記押圧状態適正化パッドの前記素管への押圧部分に、素管への嵌め込みを許容するパッド溝を形成し、
前記パッド溝の凹状の内面を、前記押圧面として形成し、
パッド溝と、前記縮径手段により縮径された素管との半径比の関係に着目した前記素管の締め付け具合を示す第1締め付け比K1は、パッド溝の曲率半径Rと、前記縮径手段により縮径された素管の直径Dbを用いて、K1=R/(Db/2)と表すことができ、K1の値は1.0以上1.05以下であり、
パッド溝と、前記縮径手段により縮径された素管との外周長さ比の関係に着目した前記素管の締め付け具合を示す第2締め付け比K2は、パッド溝の曲率半径R、パッド深さH、前記縮径手段により縮径された素管の直径Dbを用いてK2={2πR−4(R−H)}/(πDb)と表すことができ、K2の値は0.98以上1.0未満であることを特徴とする
請求項5に記載の製造装置。 - 前記硬質材料は、金属材料である
請求項5、又は、6に記載の製造装置。 - 前記押圧状態適正化パッドは、耐油性を有する
請求項1から6のいずれかに記載の内面溝付管の製造装置。 - 素管を上流側から下流側へ引き抜く引抜き工程の間、
管内部に配置したフローティングプラグ及び管外側に配置した縮径ダイスとで素管を挟み込んで縮径させる縮径工程と、
外周に内面フィン形成溝を備えたフィン形成プラグにより管内面を押潰して、管軸方向に対して所定角度の螺旋状のフィンを管内面に形成するフィン形成工程とを連続して行う内面溝付管の製造方法であって、
前記引抜き工程では、
押圧力付与機、及び、押圧状態適正化パッドを備えた引抜き手段を用い、
前記押圧力付与機により前記押圧状態適正化パッドを、前記素管の側に押圧しながら前記素管の外面に適正化された押圧状態で前記素管に当接させて、前記素管との摩擦により該素管を引抜く
内面溝付管の製造方法。
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