JPH0610593B2 - スパイラルフィン付き伝熱管の製造方法 - Google Patents

スパイラルフィン付き伝熱管の製造方法

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JPH0610593B2
JPH0610593B2 JP59026779A JP2677984A JPH0610593B2 JP H0610593 B2 JPH0610593 B2 JP H0610593B2 JP 59026779 A JP59026779 A JP 59026779A JP 2677984 A JP2677984 A JP 2677984A JP H0610593 B2 JPH0610593 B2 JP H0610593B2
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    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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    • F28F1/34Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/08Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は伝熱管本体にスパイラルフィンが取次けられて
なるスパイラルフィン付き伝熱管の製造方法に関する。
〔従来技術〕
従来、熱交換器に使用されるスパイラルフィン付き伝熱
管は、円筒状の伝熱管本体の外周面に一重のスパイラル
フィンが、伝熱量が高めるべく、可能な限りピッチを縮
めて固設されたものであった。そしてこの伝熱管は、第
1図に示す如く軸心回転しながら軸長方向に移送、つま
りスパイラル送りされている円筒状の伝熱管本体Pの外
周面に、フィン用の帯状の板材1をその一方の縁部が接
するように連続送給して衝合電縫溶接することにより製
造している。これを詳述すれば、伝熱管本体Pの外側に
は周面に溝部4′aを有するアップセットロール4′が
スパイラル送りされる伝熱管本体Pの表面の移動方向に
対応させるように伝熱管本体Pと軸心をねじった状態で
適長離隔させて設けられており、溝部4′aと伝熱管本
体Pとで形成される空間に向けて板材1を連続送給し、
アップセットロール4′により伝熱管本体Pに板材1を
その幅方向と伝熱管本体Pの表面とが直交する如く巻回
せしめる。アップセットロール4′よりも上流側には管
通電用チップ7が伝熱管本体Pに接するようにして、ま
た板材1がアップセットロール4′に噛み込まれる直前
の位置にはフィン通電用チップ8が板材1に接するよう
にして夫々取付けられており、この間に通電して巻付け
られた板材1と伝熱間本体Pとが接触する部分にジュー
ル熱を発生させ加熱溶融し、アップセットロール4′に
より板材1を伝熱管本体Pへ向けて加圧して両者の溶接
をする。
このような方法においては、その成形性よりフィン用板
材として使用し得る寸法範囲は厚み1.0〜1.6mm、幅
が10〜22mmのものであった。また板材を伝熱管本体の所
定位置に誘導するためには、アップセットロールに溝部
が不可欠であり、そしてこの溝部を形成する側壁部分は
誘導するときに板材から受ける圧力に耐えるように相当
の厚みが必要であり、この厚みためのフィン間隔は3.
5mm以下とすることは困難であった。
さて、伝熱管はその使用目的上、伝熱量が大きいことが
望まれ、このためにはその外表面積を可及的に大きくす
る必要がある。しかしながら実際には前述の成形性及び
溝部側壁部分の厚みの制約のために外表面積を増加させ
るには限界がある。つまり、溝部側壁部分の厚みを薄く
してフィンピッチを小として外表面積を増さんとしても
使用板材を前述の値のものよりも薄くすることができな
いから、溝部側壁部分の厚みを薄くすること、即ちフィ
ンピッチの縮小には限界があるのである。
〔目的〕
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは高伝熱量のスパイラルフィン付き伝
熱管の製造方法を提供するにある。
〔発明の構成〕
本発明に係るスパイラフィン付き伝熱管の製造方法はス
パイラル送りされている伝熱管本体の外周面に、連続供
給されるフィン用板材を衝合電縫溶接してスパイラルフ
ィン付き伝熱管を製造する方法において、2枚の帯状の
板材を重ね合せた状態で送給し、2枚の帯状の板材と伝
熱管本体とに通電すると共に、アップセットロールによ
り2枚の板材をはさんで該板材の一側縁部を伝熱管本体
外周面に対してこれと直交する向きに加圧し、これらの
板材を同時的に前記伝熱管本体に衝合電縫溶接した後、
冷却効果を利用して前記2枚の帯状の板材の他側縁部を
相離反する方向に変形させることを特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明の図面に基づき具体的に説明する。第2図は
本発明方法の実施状態を示す模式図、第3図はフィン用
板材を衝合電縫溶接する部分を拡大して示す斜視図であ
る。図中Pは伝熱管本体であり、伝熱管本体Pは図示し
ない管回転用ロールによりその軸回り(矢符方向)に回
転せしめられると共に搬送用ロール2r,2lにより軸長方
向(白抜矢符)に移送、つまりスパルイラル送りされて
いる。
搬送ロール2r,2lよりも下流側の伝熱管本体Pの上方に
はアップセットロール4が位置せしめられており、アッ
プセットロール4が円盤状のものであってその周面には
両側が面側中央部よりも適当長さ突出させて、溝部4aが
形成されている。伝熱管本体Pの移送域の片側にはアッ
プセットロール保持装置3が設けられており、このアッ
プセットロール保持装置3はアップセットロール4を、
スパイラル送りされる伝熱管本体Pの表面の移動方向に
対応させるべく伝熱管本体Pと軸心をねじった状態で適
長離隔させて支持している。
アップセットロール4の溝部4aと伝熱管本体Pとの間い
は、同一幅寸法のフィン用帯状板材1a,1bがその幅方向
の伝熱間本体Pの表面に直交させて送給されようになっ
ており、溝部4aの内奥部と伝熱管本体Pとの間の距離
はフィン用板材1a,1bの幅寸法よりも僅かに短かく、ま
た溝部4aの深さは板材1a,1bの幅寸法より若干短かくし
て板材1a,1bに対する加圧を支障なく行わしめるように
なしてある。また溝部4aの開口幅はフィン用板材1a,1b
の合計厚みより僅かに大となるように形成されている。
伝熱管本体P移動域のアップセットロール保持装置3と
反対側には、板材送給装置5a,5b及びペイオフリール6a,
6bが設置されており、ペイオフリール6a,6bに装填され
た板材1a,1bが板材送給装置5a,5bにて繰り出されてアッ
プセットロール4,伝熱管本体P間へ連続送給される。
板材1a,1bがアップセットロール4に導入される直前の
位置には夫々フィン通電用チップ8a,8bが夫々板材1a,1b
に接するように設られてられており、また伝熱管本体P
のアップセットロール4よりも少し上流側には管通電用
チップ7が伝熱管本体Pに接するように設けられてお
り、チップ7とチップ8a,8bとの間には図示しない高周
波電源から通電が行われる。この通電により、板材1a,1
bの伝熱管本体Pに対向する側の縁部はエッジ効果によ
って加熱された。そしてアップセットロール4により伝
熱管本体Pに巻付けられた板材1a,1bと伝熱管本体Pと
の接触部にはジュール熱が発生してこの部分が溶融す
る。ここにアップセットロール4から圧力が加えられる
ので板材1a,1bの縁部が伝熱管本体Pに衝合電縫溶接さ
れる。
板材1a及び1bのアップセットロール4側の縁部は厚み方
向に圧力が加わらないため接合されず、冷却された状態
では若干開き、板材1a,1b対向部には外縁側の方が内縁
側よりも隙間が広いV字状の隙間が形成される。
伝熱管本体Pはスパイラル送りされ、また板材1a,1bは
連続送給されているので、板材1a,1bが伝熱管本体P周
りをV字状の隙間が形成された2重フィンとなってスパ
イラル状に固設されてスパイラルフィン付き伝熱管FPが
製造される。
次に本発明の数値例,並びに従来方法との比較試験例に
ついて説明する。まず外径38.1mmφ,肉厚3.5mmtの
普通鋼の鋼管に厚み0.6mmt,幅17mmの板材2枚及び
同厚で幅14mmの板材2枚を用いてフィンのピッチが5mm
となるように本発明により夫々の板材の2重スパラルフ
ィン付き伝熱管を製造した。なおこの場合、従来成形で
きなかった厚み0.6mmtの板材を用いているが、本発
明は板材を重ね合せてアップセットロール4,伝熱管本
体P間へ送給するので1.2mmの1枚の板材を用いた場
合と同様、成形性に問題はなかった。
製造された伝熱管はフィンの外縁部側で0.5mm程度の
隙間が形成されており、これによりフィンでの外表面積
は幾何学的には1枚の板材を用いるもの約2倍となる。
これら2種類の本発明実施例と従来構造のスパイラルフ
ィン付き伝熱管について伝熱性能試験を行った。
第4図は横軸に直管に対する外表面積増加倍数をとり、
縦軸に直管に対する伝熱量増加倍数をとって、その伝熱
性能試験結果を示したグラフである。図中□印,■印は
本発明方法により製造したフィンの幅が夫々14mm,17mm
の2重スパイラルフィン付きの伝熱管の試験結果であ
り、斜線領域は従来方法により製造した一重のスパイラ
ルフィン付き伝熱管の直管に対する外表面積増加倍数と
直管に対する伝熱量増加倍数との関係を示しており、○
印,●印は夫々厚み1.2mmt,幅14mmのフィンの場
合、厚み1.2mmt,幅17mmのフィンの場合の試験結果
を示している。
この図より理解される如く従来の構造のものは直管に対
する伝熱量増加倍数は4倍が限界であったが本発明の2
重のスパイラルフィン付き伝熱管の場合には5倍程度で
あり、本発明に係るスパイラルフィン付き伝熱管では伝
熱量を増大させることができる。
そして本発明方法は従来の製造方法に比して、板材の供
給を2系列とするだけでよく複雑,大掛りな機構を必要
としない。これはフィンとして溶接された板材の外周縁
側が加工後の冷却によってその長手方向に収縮し、これ
に伴い小径化すべく変形し、しかも板材を2枚重ねにし
ているので非対向側が早く冷却され相離反する方向に変
形するという材料の性質を巧みに利用してV字状の隙間
を形成せしめ得るからである。
〔効果〕
以上の如く本発明方法にあっては伝熱管本体の外周面に
予め特別に溝等の前加工を施す必要がなく、伝熱管本体
の外周にスパイラルフィンを衝合電縫溶接にて直接的に
固定することができ、また冷却効果を利用して2枚の帯
状の板材の他側縁部を相離反する向きに変形させ得るか
ら、特別な工具を必要とせずスパイラルフィン伝熱管を
高効率に、しかも安価に製造することが出来る優れた効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法の説明をするために用いる斜視図、第
2図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第3図はフ
ィン用板材を伝熱管本体に衝合電縫溶接する部分を拡大
して示す斜視図、第4図は本発明の効果を示すグラフで
ある。 P……伝熱管本体、FP……スパイラルフィン付き伝熱
管、1a,1b……フィン用板材、4……アップセットロー
ル、7,8a,8b……チップ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スパイラル送りされている伝熱管本体の外
    周面に、連続供給されるフィン用板材を衝合電縫溶接し
    てスパイラルフィン付き伝熱管を製造する方法におい
    て、2枚の帯状の板材を重ね合せた状態で送給し、2枚
    の帯状の板材と伝熱管本体とに通電すると共に、アップ
    セットロールにより2枚の板材をはさんで該板材の一側
    縁部を伝熱管本体外周面に対してこれと直交する向きに
    加圧し、これらの板材を同時的に前記伝熱管本体に衝合
    電縫溶接した後、冷却効果を利用して前記2枚の帯状の
    板材の他側縁部を相離反する方向に変形させることを特
    徴とするスパイラルフィン付き伝熱管の製造方法。
JP59026779A 1984-02-14 1984-02-14 スパイラルフィン付き伝熱管の製造方法 Expired - Lifetime JPH0610593B2 (ja)

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