JPH02198727A - 内面溝付伝熱管のプレートフィンへの装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、内面溝付伝熱管のプレートフィンへの装着方
法に係り、特に、伝熱性能に優れたフィン付伝熱管を得
ることのできる装着方法に関するものである。

（背景技術） 凝縮器や蒸発器等の熱交換器に配設されて、管内に流通
せしめられる冷媒の凝固や蒸発を促進させるための伝熱
管として、管内面に螺旋溝が所定のピッチで形成された
構造の内面溝付伝熱管が従来より知られている。そして
、近年においては、伝熱性能が優れていることから、略
三角形状断面の螺旋状の突条が所定のピッチをもって内
面に形成されることによって、底面が所定幅の平滑面と
された螺旋溝が所定のピッチをもって内面に形成された
構造の内面溝付伝熱管が多く用いられている。

ところで、このような内面溝付伝熱管を対空気熱交換器
に用いる場合には、通常、その内面溝付伝熱管の外面に
複数のプレートフィンが装着されることとなるが、その
内面溝付伝熱管へのプレートフィンの装着は、多くの場
合、内面溝付伝熱管内に拡管プラグを挿入して、内面溝
付伝熱管を該拡管プラグにて拡開することによって行な
われている。ところが、かかる拡管プラグを用いた従来
の装着手法にあっては、拡管プラグが伝熱管内面の突条
の先端部（頂部）に圧接させられるようになっていたた
め、その拡管プラグによる拡開操作によって伝熱管内面
の突条の先端部が必然的に押し潰されて、拡管後の伝熱
管の伝熱性能が拡管前に比して大幅に低下するといった
不具合があった。

そして、このような不具合は、伝熱性能の向上を図るた
めに、伝熱管内面の突条を細くするほど、顕著に現れて
いた。

一方、これに対して、実公昭５９−１４０１５号公報に
は、内面溝付伝熱管の螺旋溝に対応した螺旋形状をもっ
て三角形断面の突条が外周面に形成された構造のプラグ
ヘッドが、挿入ロッドの先端部に回転可能に支持せしめ
られた構造の拡管プラグを用いて、管内面の突条の頂部
を押し潰すことなく内面溝付伝熱管を拡開して、プレー
トフィンをその管外面に装着する技術が開示されている
。

しかし、かかる公報に開示の拡管プラグを用いて内面溝
付伝熱管の拡開を行なうようにした場合には、拡管プラ
グのプラグヘッドの外周面に形成された突条がその鋭角
状の先端部において内面溝付伝熱管の内面に圧接される
ことから、内面溝付伝熱管の管壁がそのプラグヘッドの
突条の圧接部位において線状に突出せしめられることと
なって、内面溝付伝熱管の外面にプレートフィンがその
線状の突出部で接触せしめられることとなり、その結果
、内面溝付伝熱管とプレートフィンとの間の接触面積が
著しく小さくなって、それらの間の伝熱性能が大幅に低
下するといった不具合を生じる。

すなわち、前記公報に開示の拡管プラグを用いれば、管
内面の突条の頂部を押し潰すことなく内面溝付伝熱管を
拡開できることから、内面溝付伝熱管自体の伝熱性能の
低下を良好に回避できる反面、内面溝付伝熱管とプレー
トフィンとの間の接触面積が小さくなって、それら内面
溝付伝熱管とプレートフィンとの間の伝熱性能が低下す
ることが免れ得ないのであり、従って、そのプレートフ
ィンの装着によって得られるフィン付伝熱管全体として
の伝熱性能の向上が大して期待できないのである。

（解決課題） 本発明は、このような事情を背景として為されたもので
あり、その解決すべき課題とするところは、前述の如き
、略三角形状断面の螺旋状の突条が所定のピッチをもっ
て内面に形成されることによって、底面が所定幅の平滑
面とされた螺旋溝が所定のピッチをもって内面に形成さ
れた構造の、伝熱性能に優れた内面溝付伝熱管を拡径し
て、その管外面にプレートフィンを装着するに際して、
管内面に形成された突条の頂部を押し潰すことなく内面
溝付伝熱管を拡径することができ、しかも内面溝付伝熱
管の外面にプレートフィンを装着した状態において、そ
れら内面溝付伝熱管とプレートフィンとを比較的広い面
積で接触せしめ得る手法を確立することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、上述の如き、略三角形状断面の螺旋状の突条が所定
のピッチをもって内面に形成されることによって、底面
が所定幅の平滑面とされた螺旋溝が所定のピッチをもっ
て内面に形成された構造の内面溝付伝熱管内に拡管プラ
グを挿入し、その拡管プラグでかかる内面溝付伝熱管を
拡径して、並設された複数のプレートフィンをその管外
面に装着するに際して、拡管プラグとして、挿入ロンド
の先端部にプラグヘッドを回転可能に支持せしめた構造
のものを用いると共に、その拡管プラグのプラグヘッド
として、頂部が内面溝付伝熱管の螺旋溝の底面の平滑面
幅よりも狭い幅の平滑面とされると共に、両側面が内面
溝付伝熱管の螺旋溝のそれと略対応する傾斜面とされた
構造の突条が、外周面において、内面溝付伝熱管の螺旋
溝に対応した螺旋形状をもって該螺旋溝と同ピッチで形
成せしめられてなる構造のものを用い、且つその拡管プ
ラグのプラグヘッドを、その突条の頂部に接する仮想円
の直径が、先端側の最小径部において、前記内面溝付伝
熱管の螺旋溝の底面に接する仮想円の直径よりも小さく
なる一方、基端側の最大径部において、該内面溝付伝熱
管の螺旋溝の底面に接する仮想円の直径よりも所定寸法
大きくなる状態で、基端側ほど大きくなるように構成し
、更にそのプラグヘッドの突条間に形成される螺旋溝の
底部が内面溝付伝熱管の内面の螺旋状の突条の頂部と非
接触状態に維持されるように、その突条間の螺旋溝深さ
を設定して、拡管プラグによる内面溝付伝熱管の拡開時
において、拡管プラグのプラグヘッドがその外周面に設
けられた突条で内面溝付伝熱管の内面の螺旋溝に螺合さ
れた状態で回転されつつ前進せし−められるようにした
のである。

なお、ここで、上述の如き拡管プラグを用いて内面溝付
伝熱管を拡径するに際しては、拡管プラグのプラグヘッ
ドと内面溝付伝熱管との間の焼付現象を回避して、拡管
プラグのプラグヘッドの突条を内面溝付伝熱管の螺旋溝
に沿って良好に案内させるために、内面溝付伝熱管内へ
の拡管プラグの挿入に先立って、内面溝付伝熱管の内面
に所定の潤滑油を予め塗布せしめ、若しくは拡管プラグ
による内面溝付伝熱管の拡開操作の進行に伴って、拡管
プラグに設けた潤滑油供給路を通じて、拡管プラグのプ
ラグヘッドにて拡径せしめられる内面溝付伝熱管の内面
部位に所定の潤滑油を供給・塗布せしめるようにするこ
とが好ましい。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

なお、ここでは、先ず、第３図および第４図に基づいて
、拡管対象とされる内面溝付伝熱管ｌＯの構造について
説明し、次に、第１図および第２図に基づいて、かかる
内面溝付伝熱管１０を拡径せしめる拡管プラグ１２の構
造について説明する。

そして、それら内面溝付伝熱管１０および拡管プラグ１
２の構造について説明した後、第５図に基づいて、拡管
プラグ１２を用いて内面溝付伝熱管１０の外面にプレー
トフィン１４を装着する操作について説明する。

すなわち、第３図には、本実施例手法において拡管対象
とされる内面溝付伝熱管ｌＯの縦断面図が示されており
、また第４図には、その内面溝付伝熱管１０の横断面要
部拡大図が示されている。

それらの図から明らかなように、本実施例手法において
拡管対象とされる内面溝付伝熱管１０は、その外面が円
筒状の平滑面とされている。そして、その内面には、略
三角形状の山形断面を呈する所定高さの突条１６が、管
軸に対して所定の捩じれ角をもって一定のピッチで螺旋
状に多数形成されており、これにより、隣合う突条１６
．１６の相対向する側面１８．１８をそれぞれ両側壁と
する状態で、底面２０が所定幅の平滑面とされた螺旋溝
２２が一定のピッチをもって管内面に多数形成せしめら
れている。

一方、かかる内面溝付伝熱管１０を拡開させるための拡
管プラグ１２は、第１図に示されているように、伝熱管
１０の内面に圧接されるプラグヘッド２４が挿入ロッド
２６の先端部に取付ボルト２８で回転可能に支持された
構造を有している。

そして、プラグヘッド２４と挿入ロッド２６との間には
、スラストベアリング３０が介在され、後述の伝熱管１
０の拡開時において、プラグへラド２４と挿入ロッド２
６との間に軸心方向の大きな力が作用しても、プラグヘ
ッド２４が挿入ロッド２６に対して良好に回転し得るよ
うにされている。

上記内面溝付伝熱管ｌＯの内面に圧接される拡管プラグ
１２のプラグヘッド２４は、第１図に示されているよう
に、先端側から基端側に向かうに従って外径が大きくな
るように構成された釣鐘形状のブロック状を成しており
、その外周面には、前記内面溝付伝熱管ｌＯの螺旋溝２
２と同数の突条３２が、該螺旋溝２２に対応した螺旋形
状をもって、すなわち該螺旋溝２２と同じ捩しれ角をも
って、該螺旋溝２２と同ピッチで形成されている。

ここで、かかるプラグヘッド２４の外周面に形成された
突条３２は、第２図に詳細に示されているように、その
頂部が、前記内面溝付伝熱管ＩＯの螺旋溝２２の底面２
０の平滑面幅よりも若干狭い平滑面３４とされており、
またその両側面３６゜３６が、前記内面溝付伝熱管１０
の螺旋溝２２の両側面１８．１８に対応した傾斜面とさ
れている。

そして、ここでは、このような形状の突条３２が、その
全長にわたって、前記内面溝付伝熱管１０の螺旋溝２２
の深さ（突条１６の高さ）寸法よりも所定寸法大きい一
定の高さ寸法に設定されて、かかる螺旋状の突条３２の
頂部に接する仮想円の直径が、プラグヘッド２４の先端
側の最小径部において、前記内面溝付伝熱管ｌＯの内面
の螺旋溝２２の底面２０に接する仮想円の直径よりも小
さく設定されていると共に、プラグヘッド２４の基端側
の最大径部において、その内面溝付伝熱管１０の内面の
螺旋溝２２の底面２０に接する仮想円の直径よりも所定
寸法大きく設定されている。

ところで、このような構造の拡管プラグ１２を用いて内
面溝付伝熱管ｌＯを拡径し、その外面にプレートフィン
１４を装着するに際しては、内面溝付伝熱管１０内への
拡管プラグ１２の挿入に先立って、内面溝付伝熱管ｌＯ
の内面に所定の潤滑油を塗布する。そして、かかる潤滑
油を塗布した内面溝付伝熱管ＩＯを、第５図に示すよう
に、並設した複数のプレートフィン１４の通孔に挿通さ
せて配設し、その状態で、プラグヘッド２４の外周面の
突条３２の位相を内面溝付伝熱管１０の内面の螺旋溝２
２のそれと一致させて、拡管プラグ１２を内面溝付伝熱
管１０内に挿入し、前進させる。

このようにすれば、プラグヘッド２４の突条３２の側面
３６が、伝熱管ｌＯの突条１６の側面１８に、内面溝付
伝熱管１０の内面に塗布された潤滑油の潤滑作用下で当
接させられることに基づいて、プラグヘッド２４の突条
３２が、焼付現象を招くことなく、螺合された内面溝付
伝熱管１０の螺旋溝２２に沿って良好に案内されるので
あり、従って、プラグヘッド２４が、その外周面の突条
３２において内面溝付伝熱管１０の螺旋溝２２に螺合さ
れた状態で、内面溝付伝熱管１０内を回転させられつつ
、前進せしめられるのである。

ここで、前述のように、プラグヘッド２４の突条３２は
、その高さが内面溝付伝熱管１０の螺旋溝２２の深さよ
りも高く設定されており、またその頂部に接する仮想円
の直径が、プラグヘッド２４の基端側ほど大きくされて
、先端側の最小径部において、内面溝付伝熱管ＩＯの螺
旋溝２２の底面２０に接する仮想円よりも小さく、基端
例の最大径部において、その内面溝付伝熱管１０の螺旋
溝２２の底面２０に接する仮想円よりも大きくされてい
る。従って、上記プラグヘッド２４の前進作動に伴って
、プラグヘッド２４がその外周面に形成された突条３２
の頂部で内面溝付伝熱管１０の螺旋溝２２の底面２０に
徐々に圧接されることとなり、その結果、管内面の突条
１６の頂部をプラグへラド２４で押し潰されることなく
内面溝付伝熱管１０が拡径されて、その外面にプレート
フィン１４が装着されることとなる。

そして、ここでは、かかる内面溝付伝熱管１０の螺旋溝
２２の底面２０に圧接せしめられるプラグヘッド２４の
突条３２の頂部が、前述のように、所定幅の平滑面３４
とされていることから、その突条３２の頂部の圧接作用
によって、内面溝付伝熱管１０の管壁がその突条３２の
圧接部位において所定の幅をもって突出せしめられるこ
ととなり、その結果、プレートフィン１４が比較的大き
な接触面積をもって内面溝付伝熱管１０の外面に装着せ
しめられることとなる。

このように、本実施例手法によれば、略三角形状を呈す
る山形断面の突条１６が一定のピッチで内面に形成され
ることによって、底面２０が所定幅の平滑面とされた螺
旋溝２２が一定のピッチで内面に形成されてなる構造の
、伝熱性能に優れた内面溝付伝熱管１０を拡径して、そ
の外面に複数のプレートフィン１４を装着するに際して
、内面溝付伝熱管ＩＯの内面に形成された突条１６の頂
部を押し潰すことなく、内面溝付伝熱管１０を拡径でき
るのであり、それ故、管内面の突条１６の頂部が押し潰
されることによって内面溝付伝熱管１０自体の伝熱性能
が低下することを、良好に抑制できるのである。

また、内面溝付伝熱管１０の外面にプレートフィン１４
を装着した状態において、それら内面溝付伝熱管１０と
プレートフィン１４との接触面積を比較的大きくできる
ことから、前記公報（実公昭５９−１４０１５号）に開
示の拡管プラグを採用する場合に比べて、内面溝付伝熱
管１０とプレートフィン１４との間の伝熱性能を大幅に
向上できるのである。

そして、このように、内面溝付伝熱管１０自体の伝熱性
能の低下を良好に抑制できる一方で、内面溝付伝熱管１
０と各プレートフィン１４との間の伝熱性能を良好に保
持できることから、内面溝付伝熱管１０の外面にプレー
トフィン１４を装着した構造のフィン付伝熱管全体の伝
熱性能を、従来のこの種の手法に従って得られるフィン
付伝熱管のそれよりも、大幅に向上させ得るのである。

以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、これは文
字通りの例示であり、本発明が、かかる具体例に限定さ
れることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において、
種々なる変更、修正、改良等を施した態様で実施できる
ことは、言うまでもないところである。

例えば、前記実施例では、拡管プラグ１２のプラグヘッ
ド２４の外周面に形成された突条３２の高さがその全長
にわたって一定の寸法に設定されていたが、かかる突条
３２の高さは必ずしもその全長にわたって一定である必
要はなく、例えばプラグへラド２４の基端側ほどその高
さが高くなるようにしてもよい。また、当然のことなが
ら、それら突条３２の隣接されるものの間に形成される
螺旋溝３８（第１図および第２図参照）も、内面溝付伝
熱管ＩＯの拡開時において、内面溝付伝熱管１０の内面
に形成された突条１６の頂部（先端部）がその螺旋溝３
８の底部に接触しないようになっている限り、適宜の深
さ条件に設定することができる。

また、前記実施例では、内面溝付伝熱管ｌＯ内への拡管
プラグ１２の挿入に先立って内面溝付伝熱管１０の内面
に潤滑油が塗布されるようになっていたが、例えば拡管
プラグ１２の挿入ロッド２６、取付ボルト２８およびプ
ラグヘッド２４を貫通する状態で潤滑油供給路を形成し
、内面溝付伝熱管１０の拡開操作の進行に伴って、その
潤滑油供給路を通じて、拡管プラグ１２のプラグヘッド
２４で拡開せしめられる内面溝付伝熱管１０の内面部位
に潤滑油を供給・塗布させるようにすることも可能であ
り、また内面溝付伝熱管１０を上下に配設した状態で拡
径するような場合には、内面溝付伝熱管１０内に潤滑油
を滴下しつつ、内面溝付伝熱管ｌＯの拡径操作を行なう
ようにすることも可能である。

さらに、内面溝付伝熱管１０は、通常、第６図に示され
ているように、Ｕ字状に湾曲させられた状態でプレート
フィン１４にセットされ、その状態で、両端の開口から
拡管プラグ１２．１２を同時に挿入されて拡径操作され
ることとなるが、このように、内面溝付伝熱管ｌＯがＵ
字状に湾曲させられた形態で用いられるような場合には
、−ａに、内面溝付伝熱管１０の湾曲加工時に使用され
た加工油が内部に残存しているため、その加工油の残油
を潤滑油として利用することも可能である。

なお、内面溝付伝熱管１０の内面に潤滑油を予め塗布せ
ず、或いは拡管プラグ１２のプラグへラド２４によって
拡開廿しめられる内面溝付伝熱管ｌＯの内面部位に潤滑
油を適宜供給せず、単に拡管プラグ１２のプラグヘッド
１４のみに潤滑油を塗布させた状態で内面溝付伝熱管１
０の拡開操作を行なうようにした場合には、拡開操作の
進行に伴って潤滑油切れが生じて、それら内面溝付伝熱
管１０とプラグヘッド２４との間に焼付現象が生じ、プ
ラグヘッド２４の突条３２が内面溝付伝熱管１０の突条
１６を乗り越えるようになって、内面溝付伝熱管ＩＯを
損傷させる恐れが住しるのであるが、上述の如（、内面
溝付伝熱管１０の内面に潤滑油を予め塗布したり、或い
は拡管プラグ１２のプラグヘッド２４によって拡開せし
められる内面溝付伝熱管ｌＯの内面部位に潤滑油を適宜
供給するようにすれば、潤滑油切れに起因してそのよう
な不具合が生じることを良好に回避できるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明手法によれば、
内面溝付伝熱管の内面に形成された突条の先端部（頂部
）を押し潰すことなく内面溝付伝熱管を拡径して、内面
溝付伝熱管自体の伝熱性能を大幅に低下させることなく
、内面溝付伝熱管の外面にプレートフィンを装着できる
と共に、内面溝付伝熱管とプレートフィンとの接触面積
を比較的大きく設定して、それら内面溝付伝熱管とプレ
ートフィンとの間の伝熱性能を良好に維持できるのであ
り、それ故、従来の内面溝付伝熱管の拡径手法に従って
プレートフィンを装着する場合に比べて、伝熱性能のよ
り優れたフィン付伝熱管を得ることができるのである。

そして、本発明手法において、内面溝付伝熱管の拡径操
作に先立ってその管内面に潤滑油を予め塗布したり、或
いは拡管プラグに潤滑油供給路を設けて、プラグヘッド
で拡開される内面溝付伝熱管の内面部位にその潤滑油供
給通路を通じて潤滑油を供給・塗布したりするようにす
れば、プラグヘッドと内面溝付伝熱管との焼付現象の発
生を良好に回避して、内面溝付伝熱管の拡径操作を常に
良好に行なうことが可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明手法において用いられる拡管プラグの
一例を説明するための半裁断面図であり、第２図は、第
１図の拡管プラグのプラグヘッド外周面に形成された突
条の形状を説明するための説明断面図である。第３図は
、第１図の拡管プラグを用いて拡径せしめられる内面溝
付伝熱管の一例を説明するための縦断面図であり、第４
図は、その横断面要部拡大図である。第５図は、第１図
の拡管プラグを用いて第３図の内面溝付伝熱管の外面に
プレートフィンを装着する操作を説明するための説明断
面図である。第６図は、本発明手法の別の適用例を示す
説明図である。 １０：内面溝付伝熱管　　１２：拡管プラグ１４ニブレ
ートフイン　　１６：突条 １８：側面　　　　　　　２０：底面 ２２：螺旋溝　　　　２４ニブラグヘッド２６：挿入ロ
ッド　　２８：取付ボルト３０ニスラストベアリング　
　３２：突条３４：平滑面　　　　　　３６：側面 ３８：螺旋溝 出願人　住友軽金属工業株式会社 第１図 第２図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）略三角形状断面の螺旋状の突条が所定のピッチを
   もって内面に形成されることによって、底面が所定幅の
   平滑面とされた螺旋溝が所定のピッチをもって内面に形
   成された構造の内面溝付伝熱管内に、拡管プラグを挿入
   し、該拡管プラグにて該内面溝付伝熱管を拡径すること
   により、複数のプレートフィンを該内面溝付伝熱管の外
   面に対して装着せしめるに際して、 前記拡管プラグとして、挿入ロッドの先端部にプラグヘ
   ッドを回転可能に支持せしめた構造のものを用いると共
   に、該拡管プラグのプラグヘッドとして、頂部が前記内
   面溝付伝熱管の螺旋溝の底面の平滑面幅よりも狭い幅の
   平滑面とされると共に、両側面が該内面溝付伝熱管の螺
   旋溝のそれと略対応する傾斜面とされた構造の突条が、
   外周面において、前記内面溝付伝熱管の螺旋溝に対応し
   た螺旋形状をもって該螺旋溝と同ピッチで形成せしめら
   れてなる構造のものを用い、且つ該拡管プラグのプラグ
   ヘッドを、その突条の頂部に接する仮想円の直径が、先
   端側の最小径部において、前記内面溝付伝熱管の螺旋溝
   の底面に接する仮想円の直径よりも小さくなる一方、基
   端側の最大径部において、該内面溝付伝熱管の螺旋溝の
   底面に接する仮想円の直径よりも所定寸法大きくなる状
   態で、基端側ほど大きくなるように構成し、更に該プラ
   グヘッドの突条間に形成される螺旋溝の底部が前記内面
   溝付伝熱管の突条の頂部と非接触状態に維持されるよう
   に、該突条間の螺旋溝深さを設定して、該拡管プラグに
   よる前記内面溝付伝熱管の拡開時において、該拡管プラ
   グのプラグヘッドがその外周面に設けられた突条で該内
   面溝付伝熱管の内面の螺旋溝に螺合された状態で回転さ
   れつつ前進せしめられるようにしたことを特徴とする内
   面溝付伝熱管のプレートフィンへの装着方法。
2. （２）前記拡管プラグの前記内面溝付伝熱管内への挿入
   に先立って、該内面溝付伝熱管の内面に所定の潤滑油を
   予め塗布せしめ、若しくは該拡管プラグによる前記内面
   溝付伝熱管の拡開操作の進行に伴って、該拡管プラグに
   設けた潤滑油供給路を通じて、該拡管プラグのプラグヘ
   ッドにて拡径せしめられる該内面溝付伝熱管の内面部位
   に所定の潤滑油を供給・塗布せしめるようにしたことを
   特徴とする請求項（１）記載の装着方法。