JPH0238047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、種々の長さのエバポレータチユーブ
に一体的な螺旋状の外部フインを形成する方法及
び装置に係り、更に詳細には複数個のフインが複
数個のフイン始点より形成され、各螺旋状フイン
が湾曲されて各螺旋状フインの周りにそれに沿つ
て互いに隔置された小孔を有する表面下チヤンネ
ルが形成される方法及び装置に係る。

本発明により形成されるチユーブは、冷却され
るべき流体がチユーブ内に通され、沸騰する液体
がチユーブの外面と接触した状態にもたらされ、
これによりチユーブ内の流体より沸騰する液体へ
熱が伝達されるエバポレータ型の熱交換器に使用
される。

従来の技術 米国特許第4425696号に開示されている如く、
熱伝達性が向上されたエバポレータチユーブ（上
述の如く小孔を有する表面下チヤンネルが形成さ
れたエバポレータチユーブ）は、溝を有するマン
ドレルが未成形のチユーブ内に配置され、工具ガ
ングを担持する工具アーバがチユーブの外面上に
転動される方法により製造される。未成形のチユ
ーブはマンドレルに対し押付けられ、これにより
チユーブの内面に少なくとも一つの内部リブが形
成される。これと同時に工具ガングを担持する工
具アーバにより、チユーブの外面に螺旋状の外部
フインが形成される。これらの螺旋状の外部フイ
ンは内部リブの半径方向外方の部位、即ちチユー
ブがマンドレルの溝に押付けられてリブが形成さ
れた部位に於て押し下げられる。外部フインが形
成された後に、工具アーバに担持された滑らかな
ローラ状デイスクがチユーブの外面上に転動され
る。ローラ状デイスクは内部リブの半径方向外方
には位置していない部位のみに於て外部フインの
先端部を湾曲させてこれを隣接する螺旋状フイン
に接触させるよう構成されている。内部リブの半
径方向外方に位置する押し下げられた部位の外部
フインの先端部も湾曲されるが、これらは隣接す
る螺旋状フインに接触せず、これによりチユーブ
の周囲とチユーブの表面下チヤンネルとの間の流
体的に連通する小孔を形成する。

また始点を複数にしてフインの形成を行うこ
と、即ち複数の組の螺旋状フインを形成する方法
によれば、より迅速にフイン形成工程を行うこと
ができることが知られている。しかし前述の米国
特許の滑らかなローラ状デイスクが複数始点のフ
イン形成法との組合せで使用されると、フインが
ローラ状デイスクによつては適正に湾曲されずに
押し潰され、これにより表面下チヤンネルの断面
積が低減され、その結果チユーブの熱伝達性能が
低下される。

発明の概要 本発明の一つの目的は、従来技術に於ける上述
の如き問題や欠点を克服し、複数始点のフイン形
成法により製造される熱伝達性が向上されたエバ
ポレータチユーブの熱伝達性能を改善することで
ある。

本発明の他の一つの目的は、フインを押し潰
し、そのため表面下チヤンネルの断面積を低下さ
せることなく複数の組の螺旋状フインを湾曲させ
るよう構成されたローラデイスクを備えた多条工
具ガングを提供することである。

これらの目的は、複数組の螺旋状フインを有す
るチユーブに小孔及び表面下チヤンネルを形成す
る新規な方法及び装置によつて達成される。本発
明によれば、、多条のフイン形成法により製造さ
れるフインを有するチユーブは、複数個のローラ
デイスクによりそのフインが所望量湾曲される。
ローラデイスクは工具アーバ上に装着され、隣接
するデイスクはスペーサにより互いに隔置され
る。ローラデイスクは全体的に傾斜した面を有し
ている。隣接するローラデイスクの傾斜面と湾曲
されるべきフインとの間の接触点及び互いに隣接
するローラデイスクの傾斜面の傾斜角は所望のフ
インの湾曲を行わせるべく漸次変化している。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

実施例 熱伝達性が向上されたエバポレータチユーブは
良好な熱伝達性能を維持するためには正確に征御
されなければならない臨界的な寸法を有するの
で、これより本発明を特に熱伝達性が向上された
エバポレータチユーブに使用される実施例につい
て説明する。かかる熱伝達性が向上されたチユー
ブは、冷却されるべき流体が熱伝達チユーブ内を
流れ蒸発される冷媒がチユーブの外面と接触した
状態に置かれる冷凍システムのエバポレータに使
用されるよう設計される。典型的には、複数個の
熱伝達チユーブが平行に装着され、幾つかのチユ
ーブが一つの流体回路を形成するよう接続され、
複数個のかかる平行な流体回路が設けられてチユ
ーブ束が形成される。一般に複数個の流体回路の
全てのチユーブが一つのシエル内に収容され、該
シエル内に於て冷媒中に浸漬される。エバポレー
タの熱伝達能力は主として個々の熱伝達チユーブ
の平均熱伝達特性により決定される。表面下チヤ
ンネルの寸法及びチユーブの表面に形成される小
孔の寸法が特に重要である。更に熱伝達性が向上
されたチユーブを製造するための多条の製造法が
好ましい。何故ならば、この方法によればより迅
速な工程が可能になるからである。

第１図は本発明との関連で使用される熱伝達性
が向上されたチユーブを製造するためのフイン形
成ステーシヨンを示す解図である。フイン形成ス
テーシヨン１０は電子制御キヤビネツト１２と、
供給セクシヨン１４と、多条フイン形成ヘツドセ
クシヨン１６と、排出セクシヨン３２と、品質制
御セクシヨン１８とを含んでいる。電子制御キヤ
ビネツト１２はプラグラマブルコントローラを有
するオペレータコンソール２２を含んでおり、コ
ントローラはフイン形成工程を行うためのロジツ
ク動作、タイミング制御、シーケンス制御、及び
演算を行うようになつている。供給セクシヨン１
４は一般に二つの軸線方向に互いに平行なマンド
レル２４（後方のマンドレルは前方のマンドレル
と同一の水平平面内に位置しており、従つて第１
図に於ては省略されている）を含んでいる。典型
的には、これらのマンドレルは複数個の支持アー
ム２６により支持されており、ピストン装置２８
により駆動される。従つてオペレータは前方及び
後方マンドレル２４上に素材チユーブを装填し、
一方のマンドレル、例えば前方マンドレルが下降
しフイン形成の長手方向軸線２９に沿つてフイン
形成ヘツドセクシヨン１６内へ移動するよう供給
セクシヨン１４を作動させる。フイン形成ヘツド
セクシヨンは複数個の成形ロール組立体を含んで
いる。三つの成形ロール組立体が使用され、それ
らが互いに他に対し実質的に平行に且120度隔置
されて装着されていることが好ましい。成形ロー
ル組立体の軸線は、チユーブがフイン形成ヘツド
セクシヨンを経て前進される際にその表面に複数
の螺旋状にフインが形成されるよう、フイン形成
の長手方向軸線に対し小さい角度にて傾斜されて
いる。各成形ロール組立体は工具ガングを担持す
る工具アーバを含んでいる。工具ガングは少なく
とも一群のフイン形成デイスクと、マンドレルと
共働して本発明に従つて熱伝達性が向上されたチ
ユーブを形成する一群のローラとを含んでいる。
各工具ガング上の第一のフイン形成デイスクはフ
イン形成の長手方向軸線２に垂直な平面内にて素
材チユーブと接触する。各螺旋状溝は外部フイン
を形成すべく傾斜されてはいるが、それらの始点
は同一の横断平面内にあり且チユーブの周面の周
りに均等に隔置されている。例えば三つの工具ア
ーバを有するフイン形成機に於ては、三つの互い
に独立して外部フインが形成され、各フインは同
一の横断平面内にあり且互いに120度隔置された
始点を有している。従つてチユーブの１回転、即
ち360度の回転が完了すると、三つの互いに独立
した螺旋状フインが形成され、その後の１回転毎
に三つの螺旋状フインが形成される。工具アーバ
は同一の角方向に同時に互いに同期して回転可能
であり、フイン形成デイスクとチユーブとの摩擦
係合によりチユーブを回転させ前進させる。素材
チユーブが所望の長さに互り熱伝達性が向上され
た状態にされると、そのチユーブはポジシヨンス
イツチ（図示せず）に接触し、これによつて三つ
の成形ロール組立体は半径方向外方へ即ち伝熱促
進加工されたチユーブより離れる方向へ移動し、
次に排出手段３２に例えば排出ホイールがかかる
伝熱促進加工されたチユーブに係合し、該チユー
ブが品質制御セクシヨン１８へ送られる。熱伝達
性が向上されたチユーブが完全に品質制御セクシ
ヨン１８内に配置されると、前方マンドレルがそ
の元の位置へ後退し、後方マンドレルが下降し、
上述のプロセスが操返される。

第２図には、熱伝達性が向上されつつあるチユ
ーブと該チユーブより隔置された成形ロール組立
体とチユーブ内に挿入されたマンドレルとの間の
関係が示されている。好ましい実施例は複数個
の、例えば互いに120度隔置された三つの成形ロ
ール組立体を含んでいるが、第２図に於ては明瞭
化の目的で一つの成形ロール組立体のみが図示さ
れている。チユーブ３０はマンドレル２４に装填
され図にて左方より右方へ移動する。マンドレル
２４はチユーブ３０の内面が一群のデイスク５４
及び一群のローラ５６の下方に支持されるに十分
な長さを有している。工具アーバ５２に担持され
た一群のデイスク５４がフイン形成の長手方向軸
線２９に対し小さい角度にてチユーブ３０と接触
した状態にもたらされる。この小さい傾斜角によ
り、成形ロール組立体が回転されることによつて
チユーブ３０をその長手方向軸線に沿つて駆動さ
せるに必要な力が与えられる。フイン形成デイス
ク５４はチユーブ３０の壁の材料を変位させて螺
旋状の外部フインを形成し、これと同時にチユー
ブ３０をマンドレル２４に対し押付けてチユーブ
の壁をマンドレル２４の溝３１内へ変位させ、こ
れにより内部リブ３３を変形する。チユーブの壁
が変形して内部リブ３３が形成されると、内部リ
ブ３３の半径方向外方の位置にある螺旋状のフイ
ンが窪んで凹部が形成され、これによつてローラ
５６がチユーブ３０の外面上に転動されている
間、フイン形成デイスク５４によつて螺旋状フイ
ンが形成され、その後三つのローラデイスクの
各々がフインの先端部を徐々に折り曲げ、内部リ
ブ３３の半径方向外側に位置しない部分即ち窪ん
でいない部分の螺旋状フインのみが折り曲げられ
て隣接する螺旋状フインと接触せしめられ、これ
によつて表面下チヤンネルが形成される。内部リ
ブ３３の半径方向外側に位置する部分即ち窪んで
いる螺旋状外側フインの部分はロール掛けされる
が隣接する螺旋状フインに互いに接触するように
は湾曲されず、従つてこの部分に表面下チヤンネ
ルに沿つて互いに隔置された溝が形成される。

第３図は一群のローラ５６の構造の詳細を示し
ている。例えば三つの成形ロール組立体を有する
好ましい実施例の作動に於ては、一群のローラ５
６は複数個のローラ状デイスク５８を含み、それ
らのデイスクの間にスペーサ５９が介装されてい
る。各ローラ状デイスク５８のロール成形面５７
は、チユーブの移動方向に見て下流側のデイスク
ほどチユーブの長手方向軸線に垂直な面より次第
に増大する角度にて傾斜されており、これにより
フインの先端３４が徐々に湾曲され、これにより
フインが押し潰されること及び表面下チヤンネル
３８の断面積が低減されることが防止される。ス
ペーサ５９は既に部分的に湾曲されたフインがそ
の後の工具アーバに担持されたローラ状デイスク
５８の背面５５に衝突することを防止する。三つ
の成形ロール組立体を有する一つの典型的なフイ
ン形成ヘツドセクシヨンに於ては、第一のローラ
状デイスク５８の傾斜したロール成形面５７がま
ず一つのフインに衝突し、次いでそのフインが回
転して次の成形ロール組立体（第一の成形ロール
組立体より120度隔置された成形ロール組立体）
へ移行し、そのスペーサの平面に沿つて通過し、
従つてローラ状デイスクには衝突せず、しかる後
第三の成形ロール組立体（第一の成形ロール組立
体より240度隔置された成形ロール組立体）へ至
り、その組立体の第二のローラ状デイスクの傾斜
したロール成形面５７に衝突する。フインが一つ
置きの成形ロール組立体のローラ状デイスクによ
り衝突されるこのプロセスは、フインの先端３４
が湾曲されて適正な表面下チヤンネルが形成され
るまで継続される。一般にスペーサ５９の幅はロ
ーラ状デイスク５８の幅よりも僅かに小さく、例
えばスペーサはローラよりも0.003inch（0.076mm）
小さく、従つて傾斜したロール成形面５７とフイ
ンの先端３４の間の接触点６０は後続のローラ状
デイスク５８に於てそのデイスクの背面へ向けて
ロール成形面５７に沿つて徐々に移動する。かく
してフインが漸次湾曲されるので、湾曲されるフ
インは前の隣接するデイスク５８の背面５５には
接触しない。何故ならば、後続のデイスクの接触
点６０は既に上述の如く移動しており、従つて接
触点６０と前のデイスクの背面５５との間の距離
が一定に維持されるからである。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施例が可能であることは当業者にとつて明ら
かであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて熱伝達性が向上された
チユーブを製造するための多条フイン形成機を示
す解図である。第２図は第１図に示されたフイン
形成機の一つの工具アーバをマンドレルに嵌合す
るチユーブが破断された状態にて示す側面図であ
る。第３図は一つの典型的なチユーブのフインが
本発明のローラデイスク構造体によつて湾曲され
ている状態を示す拡大部分断面図である。 １０……フイン形成ステーシヨン、１２……電
子制御キヤビネツト、１４……供給セクシヨン、
１６……フイン形成ヘツドセクシヨン、１８……
品質制御セクシヨン、２２……オペレータコンソ
ール、２４……マンドレル、２６……支持アー
ム、２８……ピストン装置、２９……長手方向軸
線、３０……チユーブ、３１……溝、３２……排
出セクシヨン、３３……内部リブ、３４……フイ
ンの先端、５４……フイン形成デイスク、５６…
…ローラ、５７……ロール成形面、５８……ロー
ラ状デイスク、５９……スペーサ、６０……接触
点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多条の螺旋状フインを有するチユーブを形成
   する方法にして、 所定長さの素材チユーブを供給する過程と、 前記素材チユーブの内面を支持する過程と、 複数個のフイン形成手段を前記素材チユーブに
   係合せしめ、前記素材チユーブ及び前記フイン形
   成手段を互いに他に対して相対的に回転させて前
   記素材チユーブ上に多条の直立した螺旋状フイン
   を形成する過程と、 各々複数のローラ状デイスクを含む複数のロー
   ラデイスク手段であつて、該ローラ状デイスクの
   各々はスペーサを間に挾んで互いに隔置され且前
   記素材チユーブの進行方向に漸次減少する傾斜角
   を有するローラ掛け加工面を有し前記螺旋状フイ
   ンを非連続的にローラ掛けして表面下チヤンネル
   を形成するためのローラデイスク手段を、前記直
   立した螺旋状フイン上にローラ掛けして頂部に沿
   つて互いに隔置された溝を有する複数の連続的な
   表面下チヤンネルを形成する過程と、 を含む方法。 ２ 多条の螺旋状フインを有するチユーブを形成
   する装置にして、 所定長さの素材チユーブを支持する手段と、 前記チユーブの外面に複数の螺旋状フインを形
   成する多条の伝熱促進加工装置であつて、該伝熱
   促進加工装置の各々は前記素材チユーブの外面に
   複数個の直立した螺旋状フインを成形する一群の
   フイン形成手段と前記螺旋状フインをロール掛け
   して頂部に沿つて互いに隔置された溝を有する複
   数の連続的な表面下チヤンネルを形成するための
   一群のフイン湾曲手段とを含む伝熱促進加工装置
   と、 を有しており、 前記一群のフイン湾曲手段は複数のローラ状デ
   イスクを含んでおり、前記ローラ状デイスクはス
   ペーサを間に挾んで互いに隔置され、前記螺旋状
   フインに接触して前記螺旋状フインをロール掛け
   するための所定角度に傾斜されたロール掛け加工
   面を有するように構成されている装置。