JP3164082B2 - 熱交換器およびその熱交換器用ｕベンド管の製造に用いる管曲げ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉の蒸気
発生器等として使用される熱交換器、およびその熱交換
器を構成するＵベンド管の製造に好適に使用される管曲
げ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉の蒸気発生器には、周知
の通り、曲げ半径が異なる多数本のＵベンド管を組み合
わせて構成した伝熱管群が使用されている。この伝熱管
群の概略構成を図１に示し、Ｕベンド管の配列形態を図
２に示す。

【０００３】伝熱管群は、図１に示すように、全体とし
て、最上部が半球状になった円柱状をしている。その最
も内側には、曲げ半径が最も小さい複数本のＵベンド管
１₁，１₁ …が、曲げ平面に直角な方向Ｚに同一の間隔
をあけて１列に配置されている。これらのＵベンド管１
₁ ，１₁ …の外側には、それぞれ曲げ半径が段階的に大
きくされたＵベンド管１₂ ，１₃ …が、Ｕベンド管
１₁ ，１₁ …の間隔と同じ間隔をあけて配列されてい
る。

【０００４】この配列には、図２（Ａ）に示すように、
Ｕベンド管１₁ ，１₁ …と同じ曲げ平面上にＵベンド管
１₂ ，１₃ …を配列する形態（以後、四角形配列とい
う）と、同図（Ｂ）に示すように、Ｕベンド管１₁ ，１
₁ …と同じ曲げ平面上にＵベンド管１₃ ，１₅ …を、Ｕ
ベンド管１₁ ，１₁ …の間隔の中央位置における曲げ平
面上にＵベンド管１₂ ，１₄ …を配列する形態（以後、
三角形配列という）とがある。いずれの形態において
も、伝熱管の配列本数は、曲げ平面に直角な方向Ｚの両
端から中央部にかけて徐々に増大している。

【０００５】すなわち、伝熱管群の最上部では、曲げ半
径の小さいベンド部が、曲げ中心を同一線上に位置させ
て等間隔配列されると共に、その外側に、曲げ半径が段
階的に大きくなったベンド部が、Ｚ方向中央部ほど多く
同心状に配置されることにより、伝熱管群の最上部が半
球状に形成される。また、半球部以外の部分では、水平
な円形領域内に多数の直管部が所定の間隔で配置され
る。

【０００６】このような伝熱管群では、通常曲げ半径が
１００種類を超えるＵベンド管１₁，１₂ …が使用され
る。そのため、曲げ平面に直角な方向Ｚの中央部では、
曲げ半径が異なる１００以上のベンド部が同心状に配置
される。また、Ｕベンド管の総本数はほぼ７０００本に
も達する。

【０００７】加圧水型原子炉の蒸気発生器では、このよ
うな多数種、多本数のＵベンド管を固定することが、管
損傷を防止する上で極めて重要であるとされている。

【０００８】この要求に対し、半球部以外の部分では、
複数段に配置した支持板４により多数の直管部が固定さ
れる。しかし、多数のベンド部が組み合わされた半球部
では、支持板４による固定が不可能なため、曲げ平面に
間に形成されるベンド部間の隙間に、支持板４から張り
出し量が少なく比較的剛性の高い曲げ半径の小さいベン
ド部を除いて、Ｖ状の振れ止め金具２が曲げ半径の大き
いベンド部側から挿入される。

【０００９】例えば、１００以上のベンド部が組み合わ
されるＺ方向中央部では、複数の振れ止め金具２₁ ，２
₂ …が曲げ半径の大きい方から約８０のベンド部に対し
て複数段に配置される。各振れ止め金具は、断面が四角
形の金属棒からなり、同じ段のもの（例えば２₁ ，
２₁ ）は、半球部の表面に沿って湾曲した一対の保持金
具（例えば３₁ ，３₁ ）によって保持される。

【００１０】ところで、このような伝熱管群に使用され
る多数種、多本数のＵベンド管は、ベンド部にも高寸法
精度が要求されるため、曲げダイスを使用する型曲げに
より製造されることが多い。そして、この型曲げは、引
き曲げとロール曲げとに大別される。それぞれを図３に
示す。

【００１１】引き曲げでは、図３（Ａ）に示すように、
曲げダイスとしてのベンドロール５と、ベンドロール５
に材料Ｗを固定するためのクランプ６とが使用される。
ベンドロール５の外周面には材料Ｗの外面形状に対応す
るダイス溝が設けられている。クランプ６にも材料Ｗの
外面形状に対応する凹部が設けられている。

【００１２】材料Ｗは、ベンドロール５とクランプ６と
で挟持され、この状態で、ベンドロール５およびクラン
プ６がベンドロール５の中心回りに同期回転することに
より、ベンドロール５のダイス溝内に押し込まれて湾曲
する。このとき、材料Ｗはクランプ６に引かれて移動す
る。即ち、材料Ｗが引き曲げられるわけである。

【００１３】これに対してロール曲げでは、図３（Ｂ）
に示すように、クランプ６に代わってローラ７が使用さ
れる。ローラ７には材料Ｗの外面形状に対応する凹部が
全周にわたって設けられている。材料Ｗは、ベンドロー
ル５とローラ７との間に挟持され、この状態で、ローラ
７のみがベンドロール５の周囲を自転しながら公転する
ことにより、ベンドロール５のダイス溝内に押し込まれ
る。

【００１４】管曲げについての提案は多いが（特開昭５
０−２９４６５号公報、特開昭５８−１５９９２３号公
報、実開昭５８−１８５３２４号公報等）、曲げダイス
を使用するものについては、引き曲げかロール曲げのい
ずれかに分類される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】曲げダイスを使用する
型曲げは、１つの曲げダイスで１種類の曲げ半径の加工
を行うことが原則であり、これによって高寸法精度を確
保できる。

【００１６】しかし、前述した加圧水型原子炉の蒸気発
生器に使用される伝熱管群は、曲げ半径が１００種類を
超えるＵベンド管を必要とする。そのため、このＵベン
ド管の製造に型曲げを用いると、１００種類を超える曲
げダイスが必要となり、経済性の著しい低下を招く。

【００１７】すなわち、型曲げに使用する曲げダイス
は、その溝加工に極めて精密な加工を必要とするため、
加工コストが高く、これを数多くストックすることは、
工具コストひいては製品コストの高騰を招くのである。

【００１８】これに加えて、型曲げ用の曲げダイスは、
個々に製作上の溝形状誤差が生じるのを避け得ない。ま
た、繰り返し使用による摩耗のばらつきが生じる。更
に、曲げ半径が小さいほど、曲げ平面に直角な方向の外
径がダイス溝径より大きくなるという、加工上の本質的
性質もある。

【００１９】これらの誤差の相乗により、前記伝熱管群
の半球部では、ベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径
が、曲げ半径によってばらつく。この状態を四角形配列
の場合について図４に示すが、問題となるのは、前記外
径のばらつきが大きいことである。

【００２０】すなわち、曲げ半径が異なる多数種のＵベ
ンド管１_n ，１_n+1 …のベンド部を支持するために、ベ
ンド部の曲げ平面間に形成されるベンド部間の隙間に振
れ止め金具２が挿入されるが、その厚みＴはベンド部の
曲げ平面に直角な方向の外径Ｄ_n ，Ｄ_n+1 …に規則性が
ないため、その最大値、つまり、ベンド部間の隙間
ｄ _n ，ｄ_n+1 …の最小値によって一義的に決定される。

【００２１】そして、前記外径Ｄ_n ，Ｄ_n+1 …のばらつ
きは、曲げダイスの管理困難により、0.３ｍｍ程度に及
び、同程度のばらつきがベンド部の間の隙間ｄ_n ，ｄ
_n+1 …に存在する。そのため、この隙間に振れ止め金具
２が挿入されていても、前記外径の小さいベンド部につ
いては、ベンド部と振れ止め金具２との間に大きな隙間
ができ、充分な支持が行われないということになる。こ
の現象は、三角形配列の場合も生じる。

【００２２】無論、この隙間によるベンド部のがたつき
は、最大でも0.３ｍｍ程度と小さく、安全性に直接影響
を与えるようなものではないが、このがたつきをより小
さなレベルに揃えることが、より高い安全を求める上で
重要であることは言うまでもない。

【００２３】本発明の目的は、曲げ半径が異なる多数種
のＵベンド管の全てのベンド部を従来より格段に高いレ
ベルで確実に支持できる熱交換器を提供することにあ
る。

【００２４】本発明の他の目的は、その熱交換器に使用
される多数種のＵベンド管を経済的に製造できる管曲げ
方法を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は、同
一公称外径で曲げ半径が同一のＵベンド管が、そのベン
ド部の曲げ平面に直角な方向に配列されると共に、その
外側に、同一公称外径で曲げ半径が段階的に大きくなっ
た多数種のＵベンド管が順次配列される一方、曲げ平面
間に形成される隙間の前記ベンド部領域に振れ止め金具
が挿入された熱交換器において、前記曲げ半径が異なる
多数種のＵベンド管を製造する全ての曲げ工具の、曲げ
平面に直角な方向の外径を規制する溝寸法Ｍ１，Ｍ２，
Ｍ３・・Ｍｎを、数式１以下、原管外径Ｄ₀ 以上に設定
することにより、前記多数種のＵベンド管のベンド部
の、曲げ平面に直角な方向の外径を、その上限値Ｄ_MAX
以下に抑制して、前記外径のばらつきを抑制したもので
ある。

【００２６】

【数１】 Ｍ１＝Ｄ_MAX −ΔＤ１ Ｍ２＝Ｄ_MAX −ΔＤ２ Ｍ３＝Ｄ_MAX −ΔＤ３ ・ Ｍｎ＝Ｄ_MAX −ΔＤｎ

【００２７】ここで、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎは各曲
げ工具の溝寸法を、曲げ半径の小さいものから大きいも
のへ順番に表す。ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・ΔＤｎは
各曲げ半径で予め曲げ加工を行って調査した、曲げ平面
に直角な方向の外径増加分を、曲げ半径の小さいものか
ら大きいものへ順番に表す。Ｄ_MAX は曲げ平面に直角な
方向の外径の上限値である。

【００２８】前述した通り、曲げダイスを使用する型曲
げでは、曲げ半径が小さいほど、ベンド部の曲げ平面に
直角な方向の外径がダイス溝径より大きくなるという、
加工上の本質的性質がある。即ち、溝径が同じダイスを
使用して曲げ半径が異なる型曲げを行う場合、曲げ半径
が小さいほど、ベンド部が曲げ平面に直角な方向に大き
く膨らむ傾向がある。ダイス内ではダイスによる拘束の
ため、この現象は生じないが、ダイスから取出すと所謂
スプリングバックによりベンド部の曲げ平面に直角な方
向の外径が、曲げ半径が小さいほどダイス溝径より大き
くなる。

【００２９】曲げ半径が小さいほど、曲げ平面に直角な
方向の外径がダイス溝径より大きくなるのは、上述の通
りであるから、ベンド部の曲げ半径が小さく、曲げ平面
に直角な方向の外径が大きくなる曲げ加工では、曲げ平
面に直角な方向の外径を規制する溝寸法を、ベンド部の
曲げ平面に直角な方向の外径から外径増加分だけ減じた
値に設定すれば、ベンド部の曲げ平面に直角な方向の外
径は、ベンド部の曲げ半径に関係なく、一定に管理され
る。また、その溝寸法の上限を、ベンド部の曲げ平面に
直角な方向の外径から外径増加分だけ減じた値に設定す
れば、ベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径は、ベン
ド部の曲げ半径に関係なく、一定値以下に管理される。

【００３０】従って、本発明の熱交換器では、曲げ半径
が異なる多数種のＵベンド管を製造する全ての曲げ工具
の、曲げ平面に直角な方向の外径を規制する溝寸法Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎを、数式１以下に設定すること
とした。後述の実施例１に示される通り、溝寸法Ｍ１，
Ｍ２・・Ｍｎを数式１以下に設定することにより、全て
のベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径は、その上限
値Ｄ_MAX 以下に管理されることになる。

【００３１】

【数２】 Ｍ２＝Ｍ１＋（ΔＤ１−ΔＤ２） Ｍ３＝Ｍ１＋（ΔＤ１−ΔＤ３） ・ Ｍｎ＝Ｍ１＋（ΔＤ１−ΔＤｎ）

【００３２】数式２は、数式１において、Ｍ２，Ｍ３・
・ＭｎをＭ１で表わしたものである。この数式は、溝寸
法Ｍ１で得られるベンド部の曲げ平面に直角な方向の外
径に、他のベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径を同
一に揃えるための溝寸法Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎを表す。こ
こにおける外径、即ち、Ｍ１で得られるベンド部の曲げ
平面に直角な方向の外径が、上記の外径管理値であり、
上限値Ｄ_MAX である。例えば、溝寸法Ｍ１を後述の好ま
しい下限値（Ｄ₀ ＋0.０２ｍｍ）付近に設定した場合、
溝寸法Ｍ１で得られるベンド部の曲げ平面に直角な方向
の外径は（Ｄ₀＋0.０２＋ΔＤ１）ｍｍとなる。数式２
に従って他の曲げ工具の溝寸法Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎを設
定することにより、全てのＵベンド管のベンド部の曲げ
平面に直角な方向の外径は（Ｄ₀ ＋0.０２＋ΔＤ１）ｍ
ｍとなる。他の曲げ工具の溝寸法Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎを
数式２以下とすれば、全てのＵベンド管のベンド部の曲
げ平面に直角な方向の外径は（Ｄ₀ ＋0.０２＋ΔＤ１）
ｍｍ以下に管理される。

【００３３】本発明の熱交換器では、このような曲げ半
径に対して秩序立てられた曲げ工具の溝寸法管理によ
り、曲げ半径が異なる複数本のＵベンド管のベンド部の
曲げ平面に直角な方向の外径が上限値Ｄ_MAX 以下に管理
されるので、その外径のばらつきが小さく抑制される。
具体的には、その外径のばらつきは、従来の０．３ｍｍ
から大幅に抑制され、従来の半分以下である０．１５ｍ
ｍ以下に簡単に抑えられる。更には、０．１２７ｍｍ
（１／２インチ×１／１０００）以下も可能であり、
０．１ｍｍ以下も可能となる。従って、全長等厚の振れ
止め金具を有効に機能させることが可能となる。

【００３４】曲げ工具の寸法管理については、従来は有
効な方法が存在していなかった。このため、溝寸法が無
意味に一定かつ厳しい公差で管理され、その結果、曲げ
工具の製作が非常に困難なものになっていた。また、曲
げ工具の溝寸法を厳しい公差で管理しても、曲げ半径の
小さいベンド部で予期されない大きな外径増大が生じた
り、曲げ半径の大きいベンド部で必要以上に外径が小さ
くなり、その外径のばらつきを効果的に抑制することが
困難であった。更に、各曲げ工具毎にまちまちの摩耗が
生じるため、明確な判断基準もなく曲げ工具が不良品扱
いにされていた。本発明の熱交換器では、曲げ半径に対
して秩序立てられた溝寸法管理により、曲げ半径が異な
る複数本のＵベンド管のベンド部の曲げ平面に直角な方
向の外径が、上限値Ｄ_MAX 以下に簡単に管理され、これ
により、その外径のばらつきが小さく抑制されると共
に、曲げ工具コストが低下する。

【００３５】曲げ半径が異なる複数本のＵベンド管のベ
ンド部の曲げ平面に直角な方向の外径のばらつきは、全
長等厚の振れ止め金具による支持性を高めるために、小
さいほどよく、従来の半分以下である０．１５ｍｍ以下
が好ましい。特に、０．１２７ｍｍ（１／２インチ×１
／１０００）以下が好ましく、０．１ｍｍ以下が更に好
ましい。

【００３６】前記外径増加分は予め求めておく。この外
径増加分は、被曲げ管の寸法、強度、曲げ半径等により
異なり、例えば、材質アロイ６９０（インコ社商標）、
公称外径１7.４０ｍｍ、肉厚1.０２ｍｍの被曲げ管を引
き曲げする場合、曲げ半径が５２０ｍｍのときは0.０２
ｍｍ程度であり、曲げ半径が８８６ｍｍ以上ではほぼ０
である。

【００３７】溝寸法の下限を被曲げ管の公称外径Ｄ₀ と
するのは、被曲げ管がリングダイスのダイス溝に変形す
ることなく押し込まれるようにするためであり、押し込
み時のスリ疵防止を考慮すれば、Ｄ₀ ＋0.０２ｍｍ以上
とするのが好ましい。

【００３８】また、本発明の管曲げ方法は、基本半径が
異なり、それぞれが半径方向へ弾性変形するように円周
方向の一部が分断されると共に、それぞれの外周面に被
曲げ管の外形に対応する断面形状のダイス溝が設けられ
た複数種の可撓性リングダイスを、それぞれ異なる半径
に保持して、各リングダイスで被曲げ管を異なる半径に
曲げ加工することにより、曲げ半径が段階的に変化した
多数種のＵベンド管を製造する際に、使用される全ての
可撓性リングダイスの溝径Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎ
を、数式４以下、原管外径Ｄ₀ 以上に設定するものであ
る。

【００３９】

【数３】 Ｍ１＝Ｄ_MAX −ΔＤ１ Ｍ２＝Ｄ_MAX −ΔＤ２ Ｍ３＝Ｄ_MAX −ΔＤ３ ・ Ｍｎ＝Ｄ_MAX −ΔＤｎ

【００４０】数式３は数式１に対応する。数式３で、Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎは各リングダイスの溝径を、曲
げ半径の小さいものから大きいものへ順番に表す。ΔＤ
１，ΔＤ２，ΔＤ３・・ΔＤｎは各曲げ半径で予め曲げ
加工を行って調査した、曲げ平面に直角な方向の外径増
加分を、曲げ半径の小さいものから大きいものへ順番に
表す。Ｄ_MAX は曲げ平面に直角な方向の外径の上限値で
ある。

【００４１】本発明の管曲げ方法は、本発明の熱交換器
に使用されるＵベンド管を経済的に製造することができ
る。

【００４２】本発明の管曲げ方法に使用するリングダイ
スを図６に示す。

【００４３】本発明の管曲げ方法は、基本半径が異なる
複数種のリングダイス８ａ，８ｂ…を用いる。それぞれ
のリングダイスは可撓材からなり、且つ半径方向に弾性
変形するように円周方向の一部が分断されている。ま
た、それぞれの外周面には被曲げ管の外形に対応する断
面形状のダイス溝が設けられている。従って、１つのリ
ングダイスにより、曲げ半径が異なる複数種の曲げ加工
を行うことができる。

【００４４】そして、基本半径が小さいリングダイス８
ａを異なる半径に保持して、曲げ半径が小さい内側のグ
ループＡに属する複数種のＵベンド管１_n ，１_n+1 …を
製造する。また、基本半径が中間のリングダイス８ｂを
異なる半径に保持して、曲げ半径が中間のグループＢに
属する複数種のＵベンド管１_n+4 ，１_n+5 …を製造し、
基本半径が大きいリングダイス８ｃを異なる半径に保持
して、曲げ半径が大きい外径のグループＣに属する複数
種のＵベンド管１_n+8 ，１_n+9 …を製造する。

【００４５】本発明の管曲げ方法では、曲げ半径の種類
に比して使用するリングダイスの数が大幅に減るので、
ダイス溝径の管理を厳密に行うことができる。そして、
同一グループ内のＵベンド管については、同一ダイスを
使用することから、同一グループに属するＵベンド管の
曲げ半径の種類の設定数により、ベンド部の曲げ平面に
直角な方向の外径のばらつきを小さく抑えることができ
る。また、グループ間では、リングダイスの種類が減少
しダイス溝径の厳密な管理が可能となるため、ベンド部
の曲げ平面に直角な方向の外径を任意にコントロールで
きる。

【００４６】そして、本発明の管曲げ方法では、基本半
径の異なる複数種のリングダイスのダイス溝径を前記の
通り設定することにより、全てのＵベンド管のベンド部
の曲げ平面に直角な方向の外径のばらつきが小さく抑制
される。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を説明す
る。

【００４８】本発明の熱交換器における伝熱管群の概略
構成を、四角形配列の場合について図５に示す。

【００４９】曲げ半径が異なる多数種のＵベンド管
１₁ ，１₂ …のベンド部が、曲げ平面に直角な方向Ｚお
よび曲げ半径方向Ｒに夫々等間隔配置されている。ま
た、曲げ平面間に形成されるベンド部間の隙間に、曲げ
半径の小さい最内周側のベンド部を除いて、外周側から
内周側へ振れ止め金具２が挿入されている。

【００５０】そして、振れ止め金具２が挿入された位置
においては、ベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径Ｄ
_n ，Ｄ_n+1 …が、曲げ半径の小さなものから曲げ半径の
大きなものまで上限値Ｄ_MAX 以下とされている。そのた
め、ベンド部間の隙間Ｇ_n ，Ｇ_n+1 …のばらつきも、内
側から外側まで（上限値Ｄ_MAX −原管外径Ｄ₀ ）以内に
抑制されている。従って、この隙間に外側から内側へ挿
入された一定厚Ｔの振れ止め金具２により、全てのベン
ド部が確実に支持される。

【００５１】本発明の管曲げ方法に使用する曲げダイス
の具体例を図７〜図１１に示す。

【００５２】本曲げダイスは、図７および図８に示すよ
うに、Ｃ状のリングダイス１０と、円盤状の保持体２０
とから構成されている。

【００５３】リングダイス１０は、Ｓ４５Ｃ等の鋼（は
がね）の如き弾力性に富んだ金属材料からなり、真円の
Ｃ型に製作されている。リングダイス１０の一端部に
は、内側へ突出した凸部１１が設けられている。リング
ダイス１０の他端部は外面側が切り欠かれた薄肉部１２
とされ、該薄肉部１２には固定ネジ３０が挿通するネジ
孔１３が設けられている。そして、リングダイス１０の
外周面には、円周方向に延びるダイス溝１４が、薄肉部
１２を除いて設けられている。ダイス溝１４の断面形状
は、被曲げ材（ここでは管）の外形に対応した半円形と
されている。

【００５４】該リングダイス１０は、鋼（はがね）等の
弾力性に富んだ金属材料からなるので、図９に示すよう
に、弾性限度内で平均半径Ｒを拡大させることができ
る。また、弾性限度内で、且つリングダイス１０の両端
間の隙間により決定される形状上の制約内で、平均半径
Ｒを縮小することができる。

【００５５】平均半径Ｒを拡大させた場合、有効部の中
心角αは変形前のα₁ から変形後のα₂ へ小さくなる。
変形前の平均半径をＲ₁ 、変形後の平均半径をＲ₂ と
し、リング厚さを２ｈとすれば、リング歪εは ε＝ｈ（１／Ｒ₁ −１／Ｒ₂ ） となる。この歪みよるダイス溝１４の断面形状の変化は
僅かである。

【００５６】保持体２０は、リングダイス１０より若干
厚い円盤である。保持体２０の外周面の円周方向一部に
は切欠き部２１が設けられている。切欠き部２１を除く
外周面には、リングダイス１０が嵌合する凹溝２２が設
けられている。

【００５７】凹溝２２の底面は、保持体２０の中心に対
して同心の真円であり、切欠き部２１の外周面に連続し
ている。底面の外径は、リングダイス１０の製作内径と
同一もしくはこれより大または小とされ、更に詳しく
は、無変形もしくは変形限界内で拡径または縮径したリ
ングダイス１０の内周面が底面に密着するように決めら
れている。

【００５８】切欠き部２１の一端部外周面には、リング
ダイス１０の凸部１１が嵌合する凹部２３が設けられて
おり、他端部外周面には、ネジ孔１３に対応するネジ穴
２４が設けられている。凹部２３からネジ穴２４までの
溝底面の周長は、リングダイス１０の凸部１１からネジ
孔１３までの内周面周長に一致している。また、その中
心角は、曲げ加工における中心角を満足させるようにな
っている。

【００５９】そして、凹溝２２にリングダイス１０を嵌
め、その凸部１１を凹部２３に嵌合させた状態で、固定
ネジ３０をネジ孔１３に通してネジ穴２４にねじ込むこ
とにより、リングダイス１０の内周面が凹溝２２の底面
に周方向全長にわたって密着し、該リングダイス１０に
必要な半径と必要な中心角αが付与される。

【００６０】なお、２５は保持体２０の中心部に設けた
取り付け用の貫通孔、２６は周方向位置決め用のキー
溝、２７は貫通孔２５の周囲に設けた吊具取り付け用の
ネジ孔である。

【００６１】本曲げダイスは、図３（Ａ）（Ｂ）のベン
ドロールＲと同様に、引き曲げ装置あるいはロール曲げ
装置に使用される。曲げダイスのリングダイス１０は、
拡径または縮径が可能で、保持体２０の外径によって使
用半径が決まり、外径の異なる保持体２０と組み合わせ
ることにより、異なる半径の曲げ加工を行うことができ
る。

【００６２】なお、本曲げダイスにおいては、リングダ
イス１０の端部止めを省略できる。即ち、リングダイス
１０が無変形の状態で使用される場合は、例えば他端部
のネジ止めを省略しても、その内周面は保持体２０の外
周面に密着する。リングダイス１０が拡径状態あるいは
縮径状態で使用される場合は、例えば他端部のネジ止め
を省略すると、図１０に示すように、リングダイス１０
が保持体２０の外周面から浮き上がる。しかし、曲げ加
工を行えば、その荷重によりリングダイス１０が保持体
２０の外周面に密着するので、被曲げ材が棒材あるいは
厚肉管のように圧壊され難いものであれば、端部止めを
省略できる。但し、被曲げ材に余分な荷重が付加される
ので、被曲げ材が薄肉管のような圧壊され易いものの場
合は、端部止めによりリングダイス１０を予め保持体２
０の外周面に密着させておくことが望まれる。

【００６３】図１１は保持体の他の外面形状を示す平面
図である。リングダイスは可撓性を有するため、図１１
に示すような真円でない保持体２０の外周面に沿って変
形させることもできる。従って、円曲げ以外の様々な曲
げ加工が可能になる。

【００６４】本発明の第１の管曲げ方法および第２の管
曲げ方法に使用する他の管曲げ装置を図１２〜図１５に
示す。

【００６５】本曲げ装置は、図１２および図１３に示す
ように、軸を鉛直方向に向けて保持された円錐台状の保
持体４１を具備する。保持体４１のテーパー状の外周面
には雄ねじ４２が軸方向全長にわたって設けられてい
る。保持体４１の中心部には、内周面にスプライン溝が
設けられたスリーブ４３が鉛直に取り付けられている。
保持体４１の寸法としては、例えば、高さが３００ｍ
ｍ、上端の最小外径が１８８０ｍｍ、下端の最大外径が
２１００ｍｍである。

【００６６】保持体４１にはリングダイス４４が外嵌さ
れている。リングダイス４４は、前述したリングダイス
１０と同様に、Ｓ４５Ｃ等の鋼（はがね）のような弾性
を有する素材からなるＣ状の所謂スプリットリングであ
り、ダイス本体４５およびダイス台４６により構成され
ている。

【００６７】ダイス本体４５は、湾曲させるべき材料
（管）の外面形状に対応した断面半円形のダイス溝４９
を外周面全周に有し、ダイス台４６の外周面に設けた凹
溝４８内に嵌合保持されている。そして、ダイス台４６
の内周面には、保持体４１の外周面の雄ねじ４２に噛み
合う雌ねじ４７が設けられている。従って、保持体４１
とリングダイス４４が相対回転すれば、リングダイス４
４は保持体４１の軸方向に相対移動し、その半径が拡大
または縮小される。

【００６８】次に、保持体４１の支持機構および回転駆
動機構、並びに材料クランプ機構を説明する。

【００６９】固定台５０の上に油圧モータ５１が配設さ
れている。油圧モータ５１は、その上に鉛直に支持され
た駆動軸５２を回転させる。駆動軸５２の上部はスプラ
イン軸になっている。そして、該スプライン軸が前記ス
リーブ４３に挿入され、スリーブ４３が固定ネジ５３に
よって任意の高さに固定されることにより、保持体４１
が支持され、保持体４１の高さが調節される。

【００７０】固定台５０の上には旋回台５４が載置され
ている。旋回台５４は、駆動軸５２からその外周側へ延
出した構成になっており、駆動軸５２に外嵌された軸受
５５に基部が接続され、下部にローラ５６を有すること
により、駆動軸５２の回りを旋回できる。そして、軸受
５５の上方に設けた電磁クラッチ５７が接状態のとき
に、駆動軸５２の回転に追従して駆動軸５２の回りを旋
回台５４が旋回動し、電磁クラッチ５７が断状態のとき
には、旋回台５４は動作せず、駆動軸５２のみが回転す
る。

【００７１】軸受５５の下方には、駆動軸５２および軸
受５５の支持体を兼ねる非回転の軸受５８が設けられて
いる。軸受５８には、シリンダー駆動される固定ピン５
９が取り付けられている。固定ピン５９は、旋回台５４
が初期位置にあるときにその基部のピン穴６０に挿入さ
れて、旋回台５４を初期位置に固定する。

【００７２】旋回台５４の台面上には、材料を拘束する
ヘッド６１が設けられている。ヘッド６１は引き曲げ装
置に使用されるクランプ（図３（Ａ）のＣ）で、保持体
４１の外周側にあり、クランプ本体６２およびクランプ
保持体６３により構成されている。クランプ本体６２
は、リングダイス４４のダイス本体４５の円周方向一部
に対向しており、その対向面に、材料（管）の外面形状
に対応した断面半円形の凹部６５を有する。クランプ保
持体６３はコ字状部材であり、その上辺部と下辺部の間
にクランプ本体６２を保持すると共に、上辺部および下
辺部の各先端部が、ダイス台４６に設けた上下一対の切
り込み部６４に嵌合することにより、リングダイス４４
を円周方向および軸方向に固定する。

【００７３】ヘッド６１は又、旋回台５４の台面上を保
持体１の半径方向に自由に移動できるスライドベース６
６に搭載されている。スライドベース６６は、旋回台５
４に取り付けたシリンダー６７により駆動され、これに
よりヘッド６１がリングダイス４４から離れた退避位置
と、リングダイス４４に押圧されて材料をクランプする
作動位置との間を往復する。また、スライドベース６６
に固定されたナット６８ａにスクリュネジ６８ｂが通さ
れ、これを回転させることにより、ヘッド６１がスライ
ドベース６６上を保持体４１の半径方向に移動して、そ
の作動位置が調節される。

【００７４】保持体４１の外周側には、ヘッド６１と共
にガイドロール６９が設けられている。ガイドロール６
９は材料（管）の外面形状に対応する半円形の凹部を全
周にわたって設けた所謂キャリバーロールであり、ヘッ
ド６１と同様にリングダイス４４に対向し、且つ、スラ
イドベース７０、ナット７１およびスクリュネジ７２に
より、保持体４１の半径方向の駆動および位置調節がな
されて材料を拘束する。但し、その架台７３は、旋回台
５４から独立分離した固定台であり、旋回台５４が初期
位置にあるときにその旋回台５４に並列する位置に設け
られている。

【００７５】なお、ガイドロール６９は、スクリュネジ
７２の先端に設けたガイドロール保持台７４上に取り付
けてあり、保持体４１の半径方向に直角な水平方向、即
ち、保持体４１の接線方向に固定位置が変更される。こ
れにより、ガイドロール６９による材料拘束位置が材料
の長手方向で調節される。７４ａは、ガイドロール６９
を調節位置に固定するピン穴である。

【００７６】本曲げ装置においては、曲げ半径の変更お
よび曲げ作業が次のようにして行われる。

【００７７】曲げ半径を変更するには、材料Ｗがない状
態で、固定ピン５９により旋回台５４を初期位置に固定
する。ヘッド６１によりリングダイス４４を円周方向お
よび軸方向に固定する。固定ネジ５３を緩めて、保持体
４１を軸方向にフリーの状態とする。また、電磁クラッ
チ５７を断状態にして、駆動軸５２から旋回台５４を切
り離す。

【００７８】この状態でスクリュネジ６８ｂを操作して
リングダイス４４を保持体４１の外周に適当な圧力で押
圧しつつ油圧モータ５１を作動させ、駆動軸５２を回転
させる。これにより、保持体４１が円周方向に回転す
る。このとき、保持体４１は軸方向にフリーの状態とさ
れ、一方、リングダイス４４はヘッド６１によって円周
方向および軸方向に拘束されているから、保持体４１の
回転により該保持体４１が軸方向に移動し、保持体４１
の外周面上に保持されたリングダイス４４の保持位置が
保持体４１の軸方向および半径方向において変化する。
その結果、図１４に示すように、リングダイス４４の平
均半径Ｒが変化する。

【００７９】このとき、リングダイス４４は、保持体４
１の上端で最小半径Ｒ₁ となり、下端で最大半径Ｒ₂ と
なる。保持体４１の上端でも保持体４１にリングダイス
４４が保持されるように、リングダイス４４は保持体４
１の上端での最小半径Ｒ₁ より若干小さい半径に製作さ
れ、また、保持体４１の下端で弾性限界を超えないよう
に、材質、寸法、構造等が決められる。リングダイス４
４をダイス本体４５とダイス台４６とに分割した構成
は、それぞれの厚みを薄くでき、弾性変形量を大きくす
るのに有利である。

【００８０】また、リングダイス４４が保持体４１を包
囲する包囲角αは、保持体４１の上端で最大（α₁ ）と
なり、下端で最小（α₂ ）となる。Ｕ曲げの場合、この
包囲角αは最小で（１８０＋γ）度（但し、γはスプリ
ングバックする角度であり、材料の寸法、材質、曲げ半
径等により異なる）あればよく、この条件を満足するよ
うに、リングダイス４４の周長が決められる。例えば、
保持体４１の高さが３００ｍｍ、最小外径が１８８０ｍ
ｍ、最大外径が２１００ｍｍの場合、リングダイス４４
の内周長を５５００ｍｍとすれば、保持体４１の上端で
３３５度の包囲角α₁ が確保され、下端でも３００度の
包囲角α₂ が確保される。

【００８１】なお、リングダイス４４が保持体４１の軸
心方向に移動すると、図１５に示すように、保持体４１
の上端でのリード角β₁ と下端でのリード角β₂ とが相
違することから、リングダイス４４に傾きが生じる。し
かし、保持体４１の高さが３００ｍｍ、最小外径が１８
８０ｍｍ、最大外径が２１００ｍｍ、リードｌが５ｍｍ
の場合、この傾きによる円周方向での高低差は、最大で
０．２ｍｍ程度であり、無視することができる。

【００８２】以上のようにしてリングダイス４４の半径
が目標値に調節されると、固定ネジ５３を締めて保持体
４１の高さを固定し、曲げ作業に移行する。

【００８３】曲げ作業を行うには、固定ピン５９を操作
して、旋回台５４を回転自在の状態にする。シリンダー
６７を操作してヘッド６１を退避位置に後退させる。材
料Ｗをヘッド６１とリングダイス４４の間に位置させ、
ヘッド６１を作動位置に前進させることにより、この間
に材料Ｗをクランプすると共に、ヘッド６１をリングダ
イス４４に嵌合させる。また、ガイドロール６９により
材料を拘束する。そして、電磁クラッチ５７を接続状態
にして油圧モータ５１を作動させる。

【００８４】これにより、保持体４１が円周方向に回転
すると共に、その回転に周期してヘッド６１が旋回台４
４と共に保持体４１の回転中心の回りを旋回する。この
とき、ガイドロール６９は移動せず、材料Ｗを定位置で
拘束し続ける。その結果、材料Ｗがヘッド６１によって
引かれ、リングダイス４４のダイス溝４９内に巻き付け
られる。即ち、材料Ｗが引き曲げされる。

【００８５】曲げが終了すると、油圧モータ５１を停止
し、ヘッド６１を退避位置に後退させ、また、ガイドロ
ール６９を材料Ｗから遠ざけて、材料Ｗを取り出す。材
料Ｗの取り出しが終了すると、電磁クラッチ５７を接状
態にしたまま、油圧モータ５１により駆動軸５２を逆方
向に回転させて、保持体４１および旋回台５４を初期位
置に戻す。

【００８６】以上で引き曲げの１サイクルが終了する。

【００８７】なお、上記曲げ装置は引き曲げ装置である
が、そのヘッド６１をローラとすると共に、ローラを搭
載した旋回台と回転駆動機構とを常時連結し、保持体を
必要時に回転駆動機構と連結する構造とすることによ
り、ローラ曲げ装置とすることもできる。

【００８８】また、保持体４１を軸方向に可動とする代
わりにヘッド６１を保持体４１の軸方向に可動とするこ
と、及びヘッド６１を保持体４１の半径方向に移動させ
る代わりに保持体４１をその半径方向に移動させること
も可能である。

【００８９】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。

【００９０】実施例１ 加圧水型原子炉の蒸気発生管に使用されるＵベンド管の
製造に、本発明の管曲げ方法を適用した。

【００９１】被曲げ管は、アロイ６９０（インコ社商
標）からなる細管であり、その公称寸法は外径１７．４
０ｍｍ、肉厚１．０２ｍｍである。曲げ半径は５２０ｍ
ｍから１４５３ｍｍまでの８０種類とした。そして、こ
の８０種類の曲げ半径を表１に示す５つのグループＡ〜
Ｅに分け、各グループに図７および図８に示す円盤タイ
プの曲げダイスを用いた。ベンド部の曲げ平面に直角な
方向の外径の上限値Ｄ_{MA X} は１７．５０ｍｍ（原管外径
Ｄ₀ ＋０．１ｍｍ）とした。

【００９２】グループＡは曲げ半径が５２０ｍｍから６
０２ｍｍまでの８種類であり、各曲げを基本半径が４５
２．５ｍｍ、溝径が１７．４８ｍｍのリングダイスによ
り実施した。グループＢは曲げ半径が６１４ｍｍから７
０９ｍｍまでの９種類であり、各曲げを基本半径が５２
７．５ｍｍ、溝径が１７．４５ｍｍのリングダイスによ
り実施した。グループＣは曲げ半径が７２０ｍｍから８
７４ｍｍまでの１４種類であり、各曲げを基本半径が６
２７．５ｍｍ、溝径が１７．４９ｍｍのリングダイスに
より実施した。グループＤは曲げ半径が８８６ｍｍから
１１１０ｍｍまでの１９種類であり、各曲げを基本半径
が７４２．５ｍｍ、溝径が１７．４２ｍｍのリングダイ
スにより実施した。グループＥは曲げ半径が１１２２ｍ
ｍから１４５３ｍｍまでの２８種類であり、各曲げを基
本半径が９２０．０ｍｍ、溝径が１７．５０ｍｍのリン
グダイスにより実施した。

【００９３】製造された８０種類のＵベンド管のベンド
部の曲げ平面に直角な方向の外径を、曲げ部全体につい
て測定した結果を表１に示す。Ｎ数は各曲げ半径につき
１０とした。

【００９４】曲げ半径が異なる８０種類の管曲げに対し
て５種類のリングダイスを使用したので、各ダイスの溝
径を厳密に管理することができた。

【００９５】加えて、グループＡ，Ｃ，Ｅでは、リング
ダイスの溝径を、数式１に対応する数式３の上限値に設
定した。即ち、グループＡおよびグループＣでは、その
溝径を、各グループ内で最も大きな外径増加分を考慮し
た上限値である１７．４８ｍｍおよび１７．４９ｍｍと
し、グループＥでは、その溝径を、ベンド部の曲げ平面
に直角な方向の外径の上限値Ｄ_MAX の１７．５０ｍｍと
した。

【００９６】ちなみに、外径増加分は、表１中の「外径
の範囲」の最大値−「リングダイス溝径」から求めるこ
とができ、グループＡでは０．０２ｍｍ、グループＣで
は０．０１ｍｍ、グループＥでは０である。他のグルー
プでは、溝径を前記の好ましい下限値以上で、且つ、数
式１に対応する数式４の上限値より小さく設定した。な
お、表１中の「外径の範囲」の最大値は同一グループ内
で最も小さい曲げ半径の曲げ加工を行ったときの値であ
り、同一グループ内で曲げ半径の大きい曲げ加工を行う
ことにより、この外径は曲げ半径の増大に従って小さく
なる。

【００９７】このような溝径設定を行った結果、グルー
プＡ，Ｃ，Ｅにおける前記外径の最大値を、ここでの上
限値Ｄ_MAX である１７．５０ｍｍ（１７．４０ｍｍ＋
０．１ｍｍ）にすることができた。また、グループＢ，
Ｄにおける前記外径の最大値は、ここでの上限値Ｄ_MAX
より小さくなった。即ち、リングダイスの溝径を、数式
１に対応する数式４の上限値以下に設定することによ
り、全グループで、ベンド部の曲げ平面に直角な方向の
外径の最大値が、上限値Ｄ_MAX 以下となった。これによ
り、全てのＵベンド管の前記外径のばらつきを０．１０
ｍｍに抑えることができた。なお、グループＥでばらつ
きが最も大きいのは、曲げ半径が大きく楕円化傾向の小
さいものに対して、溝径が上限のリングダイスを用いた
ため、ダイス溝による楕円化拘束効果の生じないものが
多かったためである。

【００９８】これらのＵベンド管を使用することによ
り、半球部においてベンド部の間隔が内側から外側まで
揃った伝熱管群を形成できる。ベンド部間の隙間に挿入
する振れ止め金具の厚みは、各ベンド部の前記外径最大
値によって決定される。すなわち、前記外径が最大の部
分でベンド部間の隙間も最も狭くなり、この隙間の寸法
によって振れ止め金具の厚みが決定される。

【００９９】製造された８０種類のＵベンド管は、ベン
ド部の前記外径最大値が１７．４０ｍｍから１７．５０
ｍｍまでの範囲に収まっており、前記外径の最大値であ
る１７．５０ｍｍによって決定される全長にわたって等
厚の振れ止め金具を使用できる。

【０１００】

【表１】

【０１０１】実施例２ 被曲げ管、曲げ半径の種類、グループ数、グループ内の
曲げ半径の種類、リングダイスの基本半径は実施例１と
同様とし、リングダイスの溝径を、全てのグループで、
数式１に対応する数式３の上限値とした。また、ベンド
部の曲げ平面に直角な方向の外径の上限値Ｄ_MAX は、実
施例１より更に小さい１７．４４ｍｍである。外径増加
分はＡグループで０．０２ｍｍ、Ｂグループで０．０１
５ｍｍ、Ｃグループで０．０１ｍｍ、Ｄグループで０、
Ｅグループで０であることから、溝径はＡグループの場
合は１７．４２ｍｍ、Ｂグループの場合は１７．４２５
ｍｍ、Ｃグループの場合は１７．４３ｍｍ、Ｄグループ
の場合は１７．４４ｍｍ、Ｅグループの場合は１７．４
４ｍｍとなる。結果を表２に示す。

【０１０２】グループＡにおける溝径が、好ましい下限
値である１７．４２ｍｍに一致し、他のグループにおけ
る溝径が、曲げ半径の小さいグループから大きいグルー
プへ外径増加分を加味して段階的に大きくなっているの
で、各グループにおける前記外径の最大値を、ここでの
上限値Ｄ_MAX である１７．４４ｍｍ（１７．４０ｍｍ＋
０．０４ｍｍ）に等しくすることができ、これにより、
全てのＵベンド管の前記外径のばらつきを０．０４ｍｍ
に抑えることができた。

【０１０３】

【表２】

【０１０４】比較例 リングダイスの溝径以外は実施例１，２と同じ条件と
し、全てのグループでのリングダイスの溝径を１７．５
１ｍｍとした。結果を表３に示す。

【０１０５】

【表３】

【０１０６】実施例１と比較して、全てのグループで溝
径が増大し、実施例１での外径の上限値Ｄ_MAX （１７．
５０ｍｍ）を超えたので、全てのＵベンド管の外径ばら
つきが実施例１より大きくなった。また、Ｕベンド管の
ベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径の上限値Ｄ_MAX
を実施例１より大きい１７．５１ｍｍ（１７．４０ｍｍ
＋０．１１ｍｍ）として、各グループでの溝径の上限値
を数式３により計算すれば、グループＡでは１７．４９
ｍｍ、グループＢでは１７．４９ｍｍ、グループＣでは
１７．５０ｍｍ、グループＤでは１７．５１ｍｍ、グル
ープＥでは１７．５１ｍｍとなる。グループＡ，Ｂ，Ｃ
では溝径がこの上限値を越えたため、ベンド部の曲げ平
面に直角な方向の外径が上限値Ｄ_MAX （１７．４０ｍｍ
＋０．１１ｍｍ）を超え、全てのＵベンド管の前記外径
のばらつきは０．１１ｍｍより大きい０．１３ｍｍとな
った。

【０１０７】

【発明の効果】本発明の熱交換器は、曲げ半径が異なる
多数種のＵベンド管を組み合わせた伝熱管群において、
各ベンド部の曲げ平面に直角な方向の外径に、ばらつき
の少ない規則性を与える。これにより、曲げ平面間に形
成される隙間に挿入した振れ止め金具による支持効果を
高めることができる。

【０１０８】本発明の管曲げ方法は、曲げ半径が異なる
多数種のＵベンド管を少数の曲げ工具で製造し、曲げ工
具に要するコストを大幅に低下させることができる。ま
た、Ｕベンド管の曲げ半径が多岐にわたる場合も、各ベ
ンド部の曲げ平面に直角な方向の外径を厳密に管理でき
る。従って、本発明の熱交換器を構成する伝熱管群に適
した多数種のＵベンド管を経済的に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧水型原子炉の蒸気発生器に使用される伝熱
管群の概略構成図である。

【図２】伝熱管の配列形態を模式的に示す平面図であ
る。

【図３】型曲げ加工を模式的に示す平面図である。

【図４】従来の熱交換器における伝熱管群の概略構成図
である。

【図５】本発明の熱交換器における伝熱管群の概略構成
図である。

【図６】本発明の管曲げ方法に使用されるリングダイス
の概略構成図である。

【図７】本発明法に使用される曲げダイスの一例を示す
平面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ線断面矢視図である。

【図９】リングダイスの変形状態を模式的に示す平面図
である。

【図１０】リングダイスを固定しない場合の状態を示す
平面図である。

【図１１】保持体の他の外面形状を示す平面図である。

【図１２】本発明法に使用される曲げ装置の一例を示す
縦断面図である。

【図１３】曲げ装置の平面図である。

【図１４】リングダイスの変形状態を模式的に示す平面
図である。

【図１５】リングダイスの水平度を説明するための模式
図である。

【符号の説明】

１ Ｕベンド管 ２ 振れ止め金具 ８ リングダイス １０ リングダイス １４ ダイス溝 ２０ 保持体 ２２ 凹溝 ４１ 保持体 ４２ 雄ねじ ４４ リングダイス ４７ 雌ねじ ４９ ダイス溝 ５１ 油圧モータ ５２ 駆動軸 ５４ 旋回台 ５７ 電磁クラッチ ６１ ヘッド ６５ 凹部 ６９ ガイドロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｄ 1/00 ＧＤＰＱ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28F 9/013 B21D 7/025 F28F 9/00 G21D 1/00 GDP F28D 7/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一公称外径で曲げ半径が同一のＵベン
   ド管が、そのベンド部の曲げ平面に直角な方向に配列さ
   れると共に、その外側に、同一公称外径で曲げ半径が段
   階的に大きくなった多数種のＵベンド管が順次配列され
   る一方、曲げ平面間に形成される隙間の前記ベンド部領
   域に振れ止め金具が挿入された熱交換器において、 前記曲げ半径が異なる多数種のＵベンド管を製造する全
   ての曲げ工具の、曲げ平面に直角な方向の外径を規制す
   る溝寸法Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎを、次式以下、原管
   外径Ｄ₀ 以上に設定することにより、前記多数種のＵベ
   ンド管のベンド部の、曲げ平面に直角な方向の外径を、
   その上限値Ｄ_MAX 以下に抑制して、前記外径のばらつき
   を抑制したことを特徴とする熱交換器。 Ｍ１＝Ｄ_MAX −ΔＤ１ Ｍ２＝Ｄ_MAX −ΔＤ２ Ｍ３＝Ｄ_MAX −ΔＤ３ ・ Ｍｎ＝Ｄ_MAX −ΔＤｎ ここで、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎは各曲げ工具の溝寸
   法を、曲げ半径の小さいものから大きいものへ順番に表
   す。ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・ΔＤｎは各曲げ半径で
   予め曲げ加工を行って調査した、曲げ平面に直角な方向
   の外径増加分を、曲げ半径の小さいものから大きいもの
   へ順番に表す。Ｄ_MAX は曲げ平面に直角な方向の外径の
   上限値である。
2. 【請求項２】 曲げ半径が段階的に大きくされ、内側か
   ら外側へ配列される多数種のＵベンド管の配列本数を、
   半球状のベンド部集合体が形成されるように、曲げ平面
   に直角な方向の両側から中央へ漸増させたことを特徴と
   する請求項１に記載の熱交換器。
3. 【請求項３】 基本半径が異なり、それぞれが半径方向
   へ弾性変形するように円周方向の一部が分断されると共
   に、それぞれの外周面に被曲げ管の外形に対応する断面
   形状のダイス溝が設けられた複数種の可撓性リングダイ
   スを、それぞれ異なる半径に保持して、各リングダイス
   で被曲げ管を異なる半径に曲げ加工することにより、曲
   げ半径が段階的に変化した多数種のＵベンド管を製造
   し、 且つ、その製造の際に、使用される全ての可撓性リング
   ダイスの溝径Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎを、次式以下、
   原管外径Ｄ₀ 以上に設定することを特徴とする管曲げ方
   法。 Ｍ１＝Ｄ_MAX −ΔＤ１ Ｍ２＝Ｄ_MAX −ΔＤ２ Ｍ３＝Ｄ_MAX −ΔＤ３ ・ Ｍｎ＝Ｄ_MAX −ΔＤｎ ここで、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・Ｍｎは各リングダイスの
   溝径を、曲げ半径の小さいものから大きいものへ順番に
   表す。ΔＤ１，ΔＤ２，ΔＤ３・・ΔＤｎは各曲げ半径
   で予め曲げ加工を行って調査した、曲げ平面に直角な方
   向の外径増加分を、曲げ半径の小さいものから大きいも
   のへ順番に表す。Ｄ_MAX は曲げ平面に直角な方向の外径
   の上限値である。