JP2837831B2 - Finned tube manufacturing method and finned tube - Google Patents

Finned tube manufacturing method and finned tube

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JP2837831B2 JP8010902A JP1090296A JP2837831B2 JP 2837831 B2 JP2837831 B2 JP 2837831B2 JP 8010902 A JP8010902 A JP 8010902A JP 1090296 A JP1090296 A JP 1090296A JP 2837831 B2 JP2837831 B2 JP 2837831B2
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coil
cylindrical tube
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outer peripheral
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/02Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect
    • F25B2309/022Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect characterised by the expansion element

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フィン付チューブ
及びその製造方法に関する。フィン付チューブは、例え
ばジュールトムソン型冷却装置の熱交換手段として使用
される。
The present invention relates to a finned tube and a method for manufacturing the same. The finned tube is used, for example, as a heat exchange means of a Joule-Thomson type cooling device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジュールトムソン型冷却装置のフィン付
チューブは、例えば、外径0.5mmの冷媒ガス導入管
の外周に、長方形状の断面を有する帯状のフィン部材を
0.25mm程度のピッチでコイル状に巻き付けて固着
した構成とされている。熱交換効率を高めるために、フ
ィン部材は長方形状の断面の短辺に対応する側面が冷媒
ガス導入管の外周面に対向するように巻き付けられてい
る。以下、ジュールトムソン型冷却装置に使用されるフ
ィン付チューブを例に、フィン付チューブの従来の製造
方法を説明する。
2. Description of the Related Art A finned tube of a Joule-Thomson type cooling device has, for example, a band-shaped fin member having a rectangular cross section at a pitch of about 0.25 mm on the outer periphery of a refrigerant gas introduction pipe having an outer diameter of 0.5 mm. It is configured to be wound and fixed in a coil shape. In order to increase the heat exchange efficiency, the fin member is wound so that the side surface corresponding to the short side of the rectangular cross section faces the outer peripheral surface of the refrigerant gas introduction pipe. Hereinafter, a conventional method of manufacturing a finned tube will be described using a finned tube used in a Joule-Thomson type cooling device as an example.

【0003】まず、冷媒ガス導入管の外周面上に半田メ
ッキを施す。半田メッキの施された冷媒ガス導入管の外
周面上に、帯状のフィン部材を所望のピッチでコイル状
に巻き付ける。冷媒ガス導入管を加熱して半田を融解
し、その後降温して半田を固化させることにより、フィ
ン部材を冷媒ガス導入管に固着する。
[0003] First, solder plating is applied to the outer peripheral surface of the refrigerant gas introduction pipe. A band-shaped fin member is wound in a coil at a desired pitch on the outer peripheral surface of the solder gas-introduced refrigerant gas inlet tube. The fin member is fixed to the refrigerant gas introduction pipe by heating the refrigerant gas introduction pipe to melt the solder, and then lowering the temperature to solidify the solder.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】フィン部材を所望のピ
ッチでコイル状に巻き付ける工程は、高度な熟練を必要
とし、かつ長時間を要する。
The step of winding the fin members in a coil at a desired pitch requires a high level of skill and requires a long time.

【0005】本発明の目的は、製造方法が簡便で製造時
間の短縮化を図ることができるフィン付チューブの製造
技術を提供することである。
An object of the present invention is to provide a technique for manufacturing a finned tube that can be manufactured in a simple manner and can reduce the manufacturing time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、コイル状形状のフィン部材を準備する工程と、前記
フィン部材のコイル内径と等しいかまたは小さい外径を
有する円筒管を、前記フィン部材のコイル内空洞に挿入
する工程と、前記フィン部材を前記円筒管に固着する工
程とを含むフィン付チューブの製造方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a step of preparing a fin member having a coil shape, and forming the fin member into a cylindrical tube having an outer diameter equal to or smaller than the inner diameter of the coil of the fin member. There is provided a method for manufacturing a finned tube, comprising the steps of: inserting a fin member into a hollow space inside a coil of a member; and fixing the fin member to the cylindrical tube.

【0007】円筒管に直接フィン部材を巻き付ける工程
がないため、簡便にかつ安定してフィン付チューブを作
製することができる。本発明の他の観点によると、前記
フィン部材を準備する工程が、円筒状の外周面を有する
部材の該外周面に、コイルの相互に隣接する1周部分が
前記外周面の軸方向に関して密着するように棒状部材を
コイル状に巻き付けて、前記フィン部材を形成する工程
を含むフィン付チューブの製造方法が提供される。
Since there is no step of directly winding the fin member around the cylindrical tube, a finned tube can be simply and stably manufactured. According to another aspect of the present invention, the step of preparing the fin member is such that one adjacent portion of the coil is closely attached to the outer peripheral surface of the member having a cylindrical outer peripheral surface in the axial direction of the outer peripheral surface. Thus, there is provided a method for manufacturing a finned tube including a step of forming a fin member by winding a rod-shaped member into a coil shape.

【0008】フィン部材をピッチ方向に関して密着して
巻き付けることにより、巻き付け時の歩留りの向上を図
ることができる。本発明の他の観点によると、前記円筒
管に固着する工程が、コイル内空洞に前記円筒管が挿入
された前記フィン部材をコイルの長さ方向に伸張し、コ
イルピッチを大きくする工程を含むフィン付チューブの
製造方法が提供される。
[0008] By winding the fin members in close contact with each other in the pitch direction, the yield at the time of winding can be improved. According to another aspect of the present invention, the step of adhering to the cylindrical tube includes a step of extending the fin member, in which the cylindrical tube is inserted into the cavity inside the coil, in the longitudinal direction of the coil to increase the coil pitch. A method for manufacturing a finned tube is provided.

【0009】密着巻きされたフィン部材を伸張すること
により、所望のコイルピッチとした後、コイル内空洞に
円筒管を挿入する。本発明の他の観点によると、前記フ
ィン部材を準備する工程が、前記円筒管の外径よりも小
さい径の外周面を有する部材に棒状部材をあるピッチで
コイル状に巻き付ける工程を含むフィン付チューブの製
造方法が提供される。
After the fin member that has been tightly wound is stretched to have a desired coil pitch, a cylindrical tube is inserted into the cavity inside the coil. According to another aspect of the present invention, the step of preparing the fin member includes the step of winding a rod-shaped member into a coil at a certain pitch on a member having an outer peripheral surface having a diameter smaller than the outer diameter of the cylindrical tube. A method for manufacturing a tube is provided.

【0010】円筒状の外周面上に棒状部材を巻き付けた
後、巻き付け時の拘束を解くと、コイル状の棒状部材の
コイル内径が、巻き付けた外周面の径よりもやや大きく
なる。この径の増加を見込んで予め円筒管の外径よりも
やや小さい径の外周面上に棒状部材を巻き付けることに
より、所望のコイル内径を有するフィン部材を形成する
ことができる。
[0010] After the rod-shaped member is wound on the cylindrical outer peripheral surface, when the restriction at the time of winding is released, the coil inner diameter of the coil-shaped rod-shaped member becomes slightly larger than the diameter of the wound outer peripheral surface. By anticipating this increase in diameter, a fin member having a desired coil inner diameter can be formed by previously winding the rod-shaped member on the outer peripheral surface having a diameter slightly smaller than the outer diameter of the cylindrical tube.

【0011】本発明の他の観点によると、前記円筒管に
固着する工程が、前記フィン部材と前記フィン部材のコ
イル内空洞に挿入された前記円筒管とをハンダメッキ液
中に浸漬し、メッキすることにより、前記フィン部材を
前記円筒管に固着する工程を含むフィン付チューブの製
造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, the step of fixing to the cylindrical tube includes immersing the fin member and the cylindrical tube inserted into the coil inner cavity of the fin member in a solder plating solution, and performing plating. By doing so, there is provided a method for manufacturing a finned tube including a step of fixing the fin member to the cylindrical tube.

【0012】フィン部材のコイル内空洞に円筒管を挿入
した後に、ハンダメッキ液中でメッキすることにより、
フィン部材と円筒管の表面にほぼ一様な厚さのハンダ層
を形成することができる。フィンとフィンとの間のハン
ダ詰まりが起こりにくくなるため、表面積の減少による
熱交換効率の低下を防止することができる。
After inserting a cylindrical tube into the coil cavity of the fin member, plating is performed in a solder plating solution,
A solder layer having a substantially uniform thickness can be formed on the surfaces of the fin member and the cylindrical tube. Since solder clogging between the fins is less likely to occur, a decrease in heat exchange efficiency due to a decrease in surface area can be prevented.

【0013】本発明の他の観点によると、円筒状の外周
面を有する円筒管と、前記円筒管の外周面上に、コイル
状に巻き付けられたフィンと、前記円筒管の外周面及び
前記フィンの表面の全面を被覆し、前記フィンを前記円
筒管に固着するハンダ層とを有するフィン付チューブが
提供される。
According to another aspect of the present invention, a cylindrical tube having a cylindrical outer peripheral surface, a fin wound in a coil shape on the outer peripheral surface of the cylindrical tube, an outer peripheral surface of the cylindrical tube and the fin And a solder layer for covering the entire surface of the cylindrical surface and fixing the fin to the cylindrical tube.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1を参照して、本発明の第1の
実施例によるフィン付チューブの製造方法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a finned tube according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0015】図1(A)に示すように、例えばリン青銅
もしくはステンレス等で形成されたピッチp0 のコイル
状のフィン部材1を準備する。コイル状のフィン部材1
は、例えば、円柱状部材の外周面上に帯状の部材を巻き
付けることにより作製する。
As shown in FIG. 1A, a coil-shaped fin member 1 made of, for example, phosphor bronze or stainless steel and having a pitch p 0 is prepared. Coiled fin member 1
Is manufactured, for example, by winding a band-shaped member on the outer peripheral surface of a columnar member.

【0016】図1(B)は、フィン部材1をコイルの中
心軸を含む平面で2等分した1/2部分の斜視図を示
す。帯状部材の断面は長方形状を有し、コイルの軸方向
の厚さtよりもコイルの半径方向の幅wが大きくなるよ
うに構成されている。
FIG. 1B is a perspective view of a half portion obtained by bisecting the fin member 1 on a plane including the center axis of the coil. The cross section of the belt-shaped member has a rectangular shape, and is configured such that the radial width w of the coil is larger than the axial thickness t of the coil.

【0017】図1(A)及び図1(B)では、コイルの
1周部分がそれに隣接する1周部分と一定の間隔をおい
て作製されている場合を示しているが、相互に隣接する
1周部分を密着させてもよい。すなわち、コイルのピッ
チp0 を帯状部材の厚さtと等しくしてもよい。密着さ
せて巻き付けることにより、帯状部材が倒れて帯状部材
の幅の広い側面が円筒状部材の外周面に密着してしまう
ことを防止でき、安定してコイル状のフィン部材1を作
製することができる。
FIG. 1A and FIG. 1B show a case where one circumferential portion of the coil is formed at a fixed interval from one circumferential portion adjacent thereto, but are adjacent to each other. One round portion may be adhered. That is, the coil pitch p 0 may be equal to the thickness t of the belt-shaped member. By winding the band-shaped member in close contact, it is possible to prevent the band-shaped member from falling down and the wide side surface of the band-shaped member from adhering to the outer peripheral surface of the cylindrical member, and to stably produce the coil-shaped fin member 1. it can.

【0018】図1(C)に示す円筒管2を準備する。円
筒管2の外径は、図1(A)及び図1(B)に示すコイ
ル状のフィン部材1のコイル内径と等しいかやや小さ
い。図1(D)に示すように、フィン部材1をコイルの
軸方向に伸張または圧縮して所望のコイルピッチp1
し、コイル状フィン部材1のコイル内空洞に円筒管2を
挿入する。このコイルピッチを維持した状態でフィン部
材1と円筒管2をハンダメッキ液中に浸漬し、電気メッ
キする。フィン部材1と円筒管2との間隙にハンダが侵
入し、フィン部材1が円筒管2の外周面上に固着され
る。
A cylindrical tube 2 shown in FIG. 1 (C) is prepared. The outer diameter of the cylindrical tube 2 is equal to or slightly smaller than the inner diameter of the coil of the coiled fin member 1 shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). As shown in FIG. 1 (D), by expanding or compressing the fin member 1 in the axial direction of the coil as desired coil pitch p 1, inserting the cylindrical tube 2 to the coil within the cavity of the coil fin member 1. With the coil pitch maintained, the fin member 1 and the cylindrical tube 2 are immersed in a solder plating solution and electroplated. Solder enters the gap between the fin member 1 and the cylindrical tube 2, and the fin member 1 is fixed on the outer peripheral surface of the cylindrical tube 2.

【0019】図1(E)は、円筒管2とそれに固着され
たフィン部材1の部分断面図を示す。フィン部材1の全
表面及び円筒管2の外周面を被覆するハンダ層3が形成
されている。ハンダ層3によってフィン部材1が円筒管
2に固着される。
FIG. 1E is a partial cross-sectional view of the cylindrical tube 2 and the fin member 1 fixed thereto. A solder layer 3 covering the entire surface of the fin member 1 and the outer peripheral surface of the cylindrical tube 2 is formed. The fin member 1 is fixed to the cylindrical tube 2 by the solder layer 3.

【0020】従来例による方法でフィン部材を円筒管に
固着する場合には、円筒管の外周面上に予め形成されて
いるハンダ層を融解したときに、毛細管現象によりハン
ダがフィンとフィンの間を埋めてしまう場合がある。フ
ィンの間が埋められると熱交換を行うための実効表面積
が減少するため、熱交換効率が低下する。これに対し本
実施例によると、フィン部材と円筒管の露出表面を被覆
するほぼ一様な厚さのハンダ層を形成することができる
ため、熱交換効率の低下を防止することができる。
When the fin member is fixed to the cylindrical tube by the method according to the conventional example, when the solder layer previously formed on the outer peripheral surface of the cylindrical tube is melted, the solder is formed between the fins by capillary action. May be buried. When the space between the fins is filled, the effective surface area for performing heat exchange is reduced, so that the heat exchange efficiency is reduced. In contrast, according to the present embodiment, a solder layer having a substantially uniform thickness covering the exposed surfaces of the fin member and the cylindrical tube can be formed, so that a decrease in heat exchange efficiency can be prevented.

【0021】図1では、フィン部材をリン青銅またはス
テンレスで形成する場合を説明したが、その他の材料で
形成してもよい。例えば、銅で形成すると熱交換効率を
より高めることができる。
FIG. 1 illustrates the case where the fin member is formed of phosphor bronze or stainless steel, but may be formed of another material. For example, when formed of copper, the heat exchange efficiency can be further improved.

【0022】図2を参照して、本発明の第2の実施例に
よるフィン付チューブの製造方法を説明する。リボン状
部材10の図の左端を締めつけ金具13で心棒11に固
定する。心棒11を回転させ、リボン状部材10を心棒
11の外周面に巻き付ける。リボン状部材10の巻き付
け部の軸方向の位置は、側面案内機構12によって拘束
される。心棒11を回転すると同時に側面案内機構12
を図の右方に移動させることにより、リボン状部材10
を所望のピッチで巻き付けることができる。
Referring to FIG. 2, a method for manufacturing a finned tube according to a second embodiment of the present invention will be described. The left end of the ribbon-shaped member 10 in the figure is fixed to the mandrel 11 with the fastening metal 13. The mandrel 11 is rotated, and the ribbon-shaped member 10 is wound around the outer peripheral surface of the mandrel 11. The position of the winding portion of the ribbon-shaped member 10 in the axial direction is restricted by the side guide mechanism 12. When the mandrel 11 rotates, the side guide mechanism 12
Is moved to the right in the figure, so that the ribbon-shaped member 10
Can be wound at a desired pitch.

【0023】コイル状に巻かれたリボン状部材10を心
棒11から取り外すと、リボン状部材10の復元力によ
りコイル内径がやや大きくなる。リボン状部材10が復
元した後のコイル内径が所望の大きさになるように、予
め心棒11の外径を所望のコイル内径よりもやや小さく
しておく。このようにして、第1の実施例の図1(A)
に示すフィン1を作製することができる。
When the ribbon-shaped member 10 wound in a coil shape is removed from the mandrel 11, the inner diameter of the coil becomes slightly larger due to the restoring force of the ribbon-shaped member 10. The outer diameter of the mandrel 11 is previously made slightly smaller than the desired inner diameter of the coil so that the inner diameter of the coil after the restoration of the ribbon-shaped member 10 becomes the desired size. Thus, FIG. 1A of the first embodiment is shown.
The fin 1 shown in FIG.

【0024】第1の実施例の図1(D)で説明した方法
と同様の方法で、フィン1を円筒管2に固着する。円筒
管にフィンを直接巻き付ける場合には、円筒管1本毎に
巻き付け工程を実施する必要がある。上記第1及び第2
の実施例によると、円筒管よりも長い心棒を用いること
により、一回の巻き付け工程で複数本分の円筒管のフィ
ンを作製することができる。
The fin 1 is fixed to the cylindrical tube 2 by a method similar to the method described in FIG. 1D of the first embodiment. When fins are directly wound around a cylindrical tube, it is necessary to perform a winding step for each cylindrical tube. The above first and second
According to the embodiment, by using a mandrel longer than the cylindrical tube, fins of a plurality of cylindrical tubes can be manufactured in a single winding step.

【0025】図3は、第1または第2の実施例による方
法で作製したフィン付チューブを使用したジュールトム
ソン型冷却装置の断面図を示す。ジュールトムソン型冷
却装置は、冷媒ガス導入管10、微細孔11、ニードル
12、ニードル駆動機構20、デュア瓶30を含んで構
成されている。
FIG. 3 is a sectional view of a Joule-Thomson type cooling apparatus using a finned tube manufactured by the method according to the first or second embodiment. The Joule-Thomson type cooling device is configured to include a refrigerant gas introduction pipe 10, a fine hole 11, a needle 12, a needle drive mechanism 20, and a Dewar bottle 30.

【0026】冷媒ガス導入管10の外周面には、図1で
説明した方法により冷媒ガス導入管の内外で効率的に熱
交換を行うためのフィン14が取り付けられている。冷
媒ガス導入管10は、円筒部材13の外周面に、フィン
14同士がほぼ接する程度のピッチでらせん状に巻かれ
ている。冷媒ガス導入管10は、例えば銅ニッケル合金
で形成され、フィン14は、例えば銅で形成される。ら
せん軸方向に隣り合うフィン14同士の隙間を埋めるよ
うに、ひも15が巻かれている。ひも15により、冷媒
ガス導入管10を安定して固定することができる。円筒
部材13の一端はステンレス等で形成された蓋部材16
で閉じられており、他端は図には示さないが例えば開放
端とされている。
A fin 14 for efficiently exchanging heat inside and outside the refrigerant gas introduction pipe is attached to the outer peripheral surface of the refrigerant gas introduction pipe 10 by the method described with reference to FIG. The refrigerant gas introduction pipe 10 is spirally wound around the outer peripheral surface of the cylindrical member 13 at such a pitch that the fins 14 are almost in contact with each other. The refrigerant gas introduction pipe 10 is formed of, for example, a copper-nickel alloy, and the fins 14 are formed of, for example, copper. A string 15 is wound so as to fill the gap between the fins 14 adjacent in the spiral axis direction. The string 15 can stably fix the refrigerant gas introduction pipe 10. One end of the cylindrical member 13 has a lid member 16 made of stainless steel or the like.
, And the other end is, for example, an open end (not shown).

【0027】蓋部材16の内部には空洞18が形成され
ており、空洞18はガス管17を介して冷媒ガス導入管
10に接続されている。また、空洞18は、微細孔11
により外部と連通している。冷媒ガス導入管10から空
洞18内に冷媒ガスが供給され、空洞18内の冷媒ガス
が微細孔11を通って外部に噴出する。
A cavity 18 is formed inside the cover member 16, and the cavity 18 is connected to the refrigerant gas introduction pipe 10 via a gas pipe 17. In addition, the cavity 18 has the fine hole 11
Communicates with the outside. The refrigerant gas is supplied from the refrigerant gas introduction pipe 10 into the cavity 18, and the refrigerant gas in the cavity 18 is ejected to the outside through the fine holes 11.

【0028】ニードル12は、テーパ状の先端を有し、
先端の一部が微細孔11内に挿入されるように配置され
ている。ニードル12の中央部はU字状に湾曲してお
り、後述するニードル保持部材27に取り付けられてい
る。ニードル12は、例えばステンレスで形成される。
The needle 12 has a tapered tip,
It is arranged so that a part of the tip is inserted into the fine hole 11. The central portion of the needle 12 is curved in a U-shape, and is attached to a needle holding member 27 described later. The needle 12 is formed of, for example, stainless steel.

【0029】ニードル駆動機構20は、保持容器21、
可動蓋22、固定蓋23、ベローズ24、コイルバネ2
5、及びニードル保持部材27から構成されている。保
持容器21は円筒状の容器であり、その外周面が円筒部
材13の内周面に密着するように円筒部材13に固定さ
れている。
The needle driving mechanism 20 includes a holding container 21,
Movable lid 22, fixed lid 23, bellows 24, coil spring 2
5 and a needle holding member 27. The holding container 21 is a cylindrical container, and is fixed to the cylindrical member 13 so that its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical member 13.

【0030】可動蓋22が保持容器21内に挿入され、
保持容器21の開口部に固定蓋23が取り付けられてい
る。可動蓋22は、コイルバネ25により固定蓋23に
取り付けられ、弾性的に支持されている。可動蓋22の
縁部と保持容器21の底面とはベローズ24で接続され
ており、可動蓋22、ベローズ24、及び保持容器21
の底面によって気密な空洞26が画定されている。
The movable lid 22 is inserted into the holding container 21,
A fixed lid 23 is attached to the opening of the holding container 21. The movable lid 22 is attached to the fixed lid 23 by a coil spring 25 and is elastically supported. The edge of the movable lid 22 and the bottom surface of the holding container 21 are connected by a bellows 24, and the movable lid 22, the bellows 24, and the holding container 21
An airtight cavity 26 is defined by the bottom surface of.

【0031】ニードル保持部材27は、その一端が可動
蓋22に取り付けられ、固定蓋23及び蓋部材16を貫
通して円筒部材13の外部まで延在している。円筒部材
13の外部まで導出されたニードル保持部材27の端部
にはニードル12が取り付けられている。なお、ニード
ル12をニードル保持部材27と一体的に成形してもよ
い。
One end of the needle holding member 27 is attached to the movable lid 22, and extends through the fixed lid 23 and the lid member 16 to the outside of the cylindrical member 13. The needle 12 is attached to an end of the needle holding member 27 that is led out of the cylindrical member 13. Note that the needle 12 may be formed integrally with the needle holding member 27.

【0032】ニードル保持部材27は、可動蓋22側の
端部から円筒部材13の外部に延在した部分まで中空と
されている。この中空部分は空洞26に連通し、空洞2
6と共に気密性が保たれている。空洞26内には、大気
圧よりも高圧のガスが封入されている。封入ガスは、例
えば窒素、アルゴン、もしくは空気等である。可動蓋2
2は、封入ガスの圧力とコイルバネ25の弾性力との均
衡がとれた位置に静止する。封入ガスの温度が変化して
空洞26内の圧力が変化すると、可動蓋22の静止位置
が変化する。
The needle holding member 27 is hollow from the end on the movable lid 22 side to the portion extending outside the cylindrical member 13. This hollow portion communicates with the cavity 26 and the cavity 2
Airtightness is maintained with 6. A gas having a pressure higher than the atmospheric pressure is sealed in the cavity 26. The sealing gas is, for example, nitrogen, argon, or air. Movable lid 2
Reference numeral 2 stands still at a position where the pressure of the sealed gas and the elastic force of the coil spring 25 are balanced. When the temperature of the sealed gas changes and the pressure in the cavity 26 changes, the rest position of the movable lid 22 changes.

【0033】このように構成された冷媒ガス導入管1
0、微細孔11、ニードル12、及びニードル駆動機構
20を含む部分が二重壁構造のデュワ瓶30内に挿入さ
れ、蓋部材16とデュワ瓶30の内壁との間に膨張空間
31が画定されている。デュワ瓶30は、例えばガラス
で形成される。デュワ瓶30の内壁の内径は、その内周
面がフィン14にほぼ接する大きさとされている。
[0033] The refrigerant gas introduction pipe 1 constructed as described above.
The part including the microhole 11, the needle 12, and the needle driving mechanism 20 is inserted into the Dewar 30 having a double wall structure, and an expansion space 31 is defined between the lid member 16 and the inner wall of the Dewar 30. ing. The Dewar bottle 30 is formed of, for example, glass. The inner diameter of the inner wall of the Dewar bottle 30 is set to a size such that its inner peripheral surface substantially contacts the fin 14.

【0034】デュワ瓶30の外壁のうち上端に示す底面
部の一部は赤外線透過部材33で構成されている。赤外
線透過部材33は、例えばゲルマニウム、サファイア等
で形成される。
A part of the outer wall of the Dewar bottle 30 at the upper end is constituted by an infrared transmitting member 33. The infrared transmitting member 33 is formed of, for example, germanium, sapphire, or the like.

【0035】被冷却物40が、デュワ瓶30の内壁の赤
外線透過部材33に対向する位置に取り付けられてい
る。デュワ瓶30の二重壁の内部空洞32は、被冷却物
40を取り付けた後、真空封止されている。被冷却物4
0は、例えばシリコンと白金コバルトとのショットキ接
合を用いた赤外線検出素子である。
An object 40 to be cooled is attached to the inner wall of the Dewar 30 at a position facing the infrared transmitting member 33. The interior cavity 32 of the double wall of the Dewar bottle 30 is vacuum-sealed after the object to be cooled 40 is attached. Cooled object 4
Reference numeral 0 denotes an infrared detecting element using, for example, a Schottky junction between silicon and platinum cobalt.

【0036】次に、図3に示すジュールトムソン型冷却
装置の動作を説明する。冷媒ガス導入管10の図中下方
の端部から高圧の冷媒ガスを供給する。冷媒ガスは、例
えば窒素、アルゴン、もしくは空気等である。冷媒ガス
は、冷媒ガス導入管10を通って空洞18に導入され、
微細孔11から膨張空間31内に噴出する。このとき、
ジュールトムソン効果により寒冷を発生し、被冷却物4
0を冷却する。
Next, the operation of the Joule-Thomson type cooling apparatus shown in FIG. 3 will be described. A high-pressure refrigerant gas is supplied from the lower end of the refrigerant gas introduction pipe 10 in the drawing. The refrigerant gas is, for example, nitrogen, argon, air, or the like. The refrigerant gas is introduced into the cavity 18 through the refrigerant gas introduction pipe 10,
The gas is ejected from the fine holes 11 into the expansion space 31. At this time,
Cold occurs due to the Joule Thomson effect, and the object to be cooled 4
Cool 0.

【0037】膨張空間31内の低温の冷媒ガスは、円筒
部材13とデュア瓶30の内壁との間の空間を通って外
部に排出される。このとき、低温の冷媒ガスが冷媒ガス
導入管10を冷却する。冷媒ガス導入管10にはフィン
14が設けられているため、冷媒ガス導入管10の内部
を流れるガスと外部を流れるガスとの間で効率的に熱交
換を行うことができる。また、ひも15が冷媒ガスの流
れを妨げて乱流を生じさせるため、熱交換効率が向上す
る。冷媒ガス導入管10内を流れる冷媒ガスが、排出さ
れる冷媒ガスと熱交換して冷却されるため、冷却効率を
向上させることができる。
The low-temperature refrigerant gas in the expansion space 31 is discharged to the outside through the space between the cylindrical member 13 and the inner wall of the Dewar bottle 30. At this time, the low-temperature refrigerant gas cools the refrigerant gas introduction pipe 10. Since the fins 14 are provided in the refrigerant gas introduction pipe 10, heat can be efficiently exchanged between the gas flowing inside the refrigerant gas introduction pipe 10 and the gas flowing outside. In addition, since the string 15 obstructs the flow of the refrigerant gas to generate turbulence, the heat exchange efficiency is improved. Since the refrigerant gas flowing through the refrigerant gas introduction pipe 10 exchanges heat with the discharged refrigerant gas and is cooled, the cooling efficiency can be improved.

【0038】膨張空間31内の温度が低下すると、ニー
ドル保持部材27の中空空洞のうち膨張空間31側の部
分の温度も低下する。温度が封入ガスの液化点以下に低
下すると、ニードル保持部材27の中空空洞内の封入ガ
スが液化し、空洞26内の圧力が低下する。内部圧力が
低下すると可動蓋22がコイルバネ25によって押し下
げられ、ニードル12が微細孔11内により深く挿入さ
れる。このため、冷媒ガスの噴出量が減少する。
When the temperature in the expansion space 31 decreases, the temperature of the hollow space of the needle holding member 27 on the expansion space 31 side also decreases. When the temperature falls below the liquefaction point of the filling gas, the filling gas in the hollow cavity of the needle holding member 27 liquefies, and the pressure in the cavity 26 decreases. When the internal pressure decreases, the movable lid 22 is pushed down by the coil spring 25, and the needle 12 is inserted deeper into the minute hole 11. For this reason, the amount of refrigerant gas jetted decreases.

【0039】冷媒ガスの噴出量が低下すると膨張空間3
1内の温度が上昇するため、空洞26内の圧力が上昇し
ニードル12の微細孔11への挿入量が浅くなる。冷媒
ガスの噴出量が増加し、膨張空間31内の温度が低下す
る。このようにして、膨張空間31内の温度調節を行う
とともに、冷媒ガスを節約することができる。
When the amount of refrigerant gas ejected decreases, the expansion space 3
Since the temperature inside 1 rises, the pressure inside cavity 26 rises, and the insertion amount of needle 12 into fine hole 11 becomes shallow. The ejection amount of the refrigerant gas increases, and the temperature in the expansion space 31 decreases. In this way, the temperature in the expansion space 31 can be adjusted, and the refrigerant gas can be saved.

【0040】なお、空洞26内の封入ガスは、作動温度
において、一部が液化していることが好ましい。一部が
液化していると、温度のわずかな変動によって液化量が
増減し、空洞26内の圧力が大きく変動するため、温度
変化を敏感に検出することができる。
It is preferable that a part of the filling gas in the cavity 26 is liquefied at the operating temperature. If a part is liquefied, the amount of liquefaction increases and decreases due to a slight change in temperature, and the pressure in the cavity 26 fluctuates greatly, so that a temperature change can be detected sensitively.

【0041】ジュールトムソン型冷却装置に使用される
冷媒ガス導入管10とフィン14は非常に小型な部品で
あり、一例として図1(D)に示すコイルピッチp1
約0.25mm、図1(B)に示すフィン部材の厚さt
が約0.064mm、幅wが約0.025mmとなるよ
うに構成されている。また、冷媒ガス導入管10の外径
は約0.5mmである。第1または第2の実施例による
フィン付チューブの製造方法によると、このような微細
なフィン付チューブの製造工程における歩留りを向上さ
せることができる。
The Joule refrigerant gas inlet pipe 10 and the fins 14 for use in Thomson type cooling device is a very compact parts, coil pitch p 1 of about 0.25mm shown in FIG. 1 (D) as an example, Figure 1 The thickness t of the fin member shown in FIG.
Is about 0.064 mm and the width w is about 0.025 mm. The outer diameter of the refrigerant gas introduction pipe 10 is about 0.5 mm. According to the method of manufacturing a finned tube according to the first or second embodiment, the yield in the process of manufacturing such a fine finned tube can be improved.

【0042】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円筒管の外周面上にコイル状のフィンを簡便に安定して
固着することができる。また、フィン間のハンダ詰まり
が起こりにくくなるため、表面積の減少による熱交換効
率の低下を防止することができる。
As described above, according to the present invention,
The coiled fin can be easily and stably fixed on the outer peripheral surface of the cylindrical tube. Further, since clogging of the solder between the fins does not easily occur, it is possible to prevent a decrease in heat exchange efficiency due to a decrease in the surface area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例によるフィン付チューブ
の製造方法を説明するためのフィン部材の正面図と中心
軸を通る平面で切断した1/2部分の斜視図、円筒管の
正面図、及びフィン付チューブの正面図と部分断面図で
ある。
FIG. 1 is a front view of a fin member for explaining a method of manufacturing a finned tube according to a first embodiment of the present invention, a perspective view of a half portion cut along a plane passing through a central axis, and a front view of a cylindrical tube. FIG. 3 is a front view and a partial cross-sectional view of a tube with fins.

【図2】本発明の第2の実施例によるフィン付チューブ
の製造方法を説明するための製造装置の概略を示す正面
図である。
FIG. 2 is a front view schematically showing a manufacturing apparatus for explaining a method for manufacturing a finned tube according to a second embodiment of the present invention.

【図3】フィン付チューブを使用したジュールトムソン
型冷却装置の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a Joule-Thomson cooling device using a finned tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フィン部材 2 円筒管 3 ハンダ層 5 リボン状部材 6 心棒 7 側面案内機構 8 締めつけ金具 10 冷媒ガス導入管 11 微細孔 12 ニードル 13 円筒部材 14 フィン 15 ひも 16 蓋部材 17 管 18 空洞 19 溝 20 ニードル駆動機構 21 保持容器 22 可動蓋 23 固定蓋 24 ベローズ 25 コイルバネ 26 空洞 27 ニードル保持部材 28 間隙 30 デュア瓶 40 被冷却物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fin member 2 Cylindrical tube 3 Solder layer 5 Ribbon member 6 Mandrel 7 Side guide mechanism 8 Clamping fitting 10 Refrigerant gas introduction pipe 11 Micro hole 12 Needle 13 Cylindrical member 14 Fin 15 String 16 Cover member 17 Tube 18 Cavity 19 Groove 20 Needle Driving mechanism 21 Holding container 22 Movable lid 23 Fixed lid 24 Bellows 25 Coil spring 26 Cavity 27 Needle holding member 28 Gap 30 Dewar bottle 40 Cooled object

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 9/02 B21D 53/06 F25B 9/00 F28F 1/36──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F25B 9/02 B21D 53/06 F25B 9/00 F28F 1/36

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コイル状形状のフィン部材を準備する工
程と、 前記フィン部材のコイル内径と等しいかまたは小さい外
径を有する円筒管を、前記フィン部材のコイル内空洞に
挿入する工程と、 前記フィン部材を前記円筒管に固着する工程とを含むフ
ィン付チューブの製造方法。
A step of preparing a coil-shaped fin member; a step of inserting a cylindrical tube having an outer diameter equal to or smaller than an inner diameter of the coil of the fin member into a coil inner cavity of the fin member; Fixing a fin member to the cylindrical tube.
【請求項2】 前記フィン部材を準備する工程が、円筒
状の外周面を有する部材の該外周面に、コイルの相互に
隣接する1周部分が前記外周面の軸方向に関して密着す
るように棒状部材をコイル状に巻き付けて、前記フィン
部材を形成する工程を含む請求項1に記載のフィン付チ
ューブの製造方法。
2. The step of preparing the fin member includes a step of forming a rod-shaped member such that one adjacent portion of a coil is closely attached to the outer peripheral surface of a member having a cylindrical outer peripheral surface in the axial direction of the outer peripheral surface. The method for manufacturing a finned tube according to claim 1, comprising a step of forming the fin member by winding the member into a coil shape.
【請求項3】 前記円筒管に固着する工程が、コイル内
空洞に前記円筒管が挿入された前記フィン部材をコイル
の長さ方向に伸張し、コイルピッチを大きくする工程を
含む請求項2に記載のフィン付チューブの製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the step of fixing to the cylindrical tube includes a step of extending the fin member in which the cylindrical tube is inserted into a coil inner cavity in a coil length direction to increase a coil pitch. A method for producing the finned tube according to the above.
【請求項4】 前記フィン部材を準備する工程が、前記
円筒管の外径よりも小さい径の外周面を有する部材に棒
状部材をあるピッチでコイル状に巻き付ける工程を含む
請求項1に記載のフィン付チューブの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the step of preparing the fin member includes a step of coiling a rod-shaped member at a certain pitch around a member having an outer peripheral surface having a diameter smaller than the outer diameter of the cylindrical tube. Manufacturing method of finned tube.
【請求項5】 前記円筒管に固着する工程が、 前記フィン部材と前記フィン部材のコイル内空洞に挿入
された前記円筒管とをハンダメッキ液中に浸漬し、メッ
キすることにより、前記フィン部材を前記円筒管に固着
する工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載のフィン
付チューブの製造方法。
5. The step of fixing the fin member to the cylindrical tube by immersing the fin member and the cylindrical tube inserted into the coil inner cavity of the fin member in a solder plating solution and plating the fin member. The method for producing a finned tube according to any one of claims 1 to 4, comprising a step of fixing the fin to the cylindrical tube.
【請求項6】 円筒状の外周面を有する円筒管と、 前記円筒管の外周面上に、コイル状に巻き付けられたフ
ィンと、 前記円筒管の外周面及び前記フィンの表面の全面を被覆
し、前記フィンを前記円筒管に固着するハンダ層とを有
するフィン付チューブ。
6. A cylindrical tube having a cylindrical outer peripheral surface, a fin wound in a coil shape on the outer peripheral surface of the cylindrical tube, and covering the entire outer peripheral surface of the cylindrical tube and the entire surface of the fin. And a solder layer for fixing the fin to the cylindrical tube.
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