JPH06509282A - フイン付管 - 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】 フィン付管 本発明は、金属製のフィン付管、特に円筒管体およびこの管体の周りにらせん型 に巻き付けられる帯板からなる熱交換器管に関するもので、帯板の広い側面が管 表面におおよそ垂直であり、管表面に面するその狭い側面が、溶接継目、および その製造方法とその製造方法を実施する装置とにより上記管表面に接合される、 上記方法は、フィンを形成する少なくとも１個の無端帯板が、回転する管体の周 りに大体らせん型に巻き付けられること、および上記管体に面する上記帯板の狭 い側面が、溶接装置により上記管表面に接合されることを含む。

前記形式（ＤＥ−ＰＳ　３５０Ｂ　８７Ｂ）の通例の方法においては、フィンを 形成する帯板が、−側面の管外波に溶接される。このような情況においては、よ り大きな熱交換面を有効利用するためにつくられる溶接継目が比較的幅の広いも のでなければならず、このことは大量の溶接充填剤と溶接エネルギーを必要とす る不利益を課する。さらに、このことはその後収縮割れおよび漸増腐食に至るこ とがありうる。上記通例の方法においては、溶接装置は巻き付けられる帯板に沿 って横方向に配置される。

他の一通例の方法（ＤＥ−ＧＭ９１　０２　９４４）においては、溶接継目が上 記フィンの両側面に加えられるので、上記フィンの狭い縁部の全幅が上記管体に 接合される。この方法は、もしも巻き付けられる帯板の個々のフィンが十分に離 れているならば、２個のフィン間のギャップ内に第２の溶接装置が挿入できると きにだけ適用できる。しかし、このほかに最初の方法の場合におけるものと同様 の不利益が含まれる。

さらに、両方の通例の方法とも、比較的厚肉の溶接継目の適用は、低速の加工速 度のみが許されるという不利益がある。

、従って本発明は、僅かな出費で経済的かつ省エネルギー様式加工をする新製遣 方法を開発する仕事に基礎を置き、そして上記フィンの根元の全幅が管表面に最 適状態に接合され、かつ接合領域が良好な熱伝導を示す製品に到達する。

本発明によると、この仕事は、溶接装置の加工端部が上記管表面と巻き付けられ る帯板との間の自由なくさび形空間内に挿入されること、上記溶接装置が上記帯 板と上記管表面との接合領域内に正確に熱で熔ける溶接ビードを、接合される帯 板の狭縁部が接触する以前に、充填剤を使用して上記管表面に加えるのに用いら れること、および接合される上記帯板の狭縁部は、溶接ビードがまだ液体である 間に溶接ビード内に押しつけられること、を特徴とする方法によって解決される 。

本発明に従う上記方法は、最小のエネルギーと極めて少量の溶接充填剤で実行で きる。さらにこの方法は、従来型溶接加工の速度よりも数倍大きい、溶接速度が 使用できるという事実により特徴づけられる。上記管材料と上記溶接継目との接 合は冶金結合とみなすことができる０選択された境界条件に依存して、必要なら ばフィンの根元と上記溶接継目との冶金結合をつくることもできる。この種の最 適溶接は、管とフィンとの乱されない熱伝達を保証すると同時に、過熱の領域が 避けられる。

上記管表面に加えられる、比較的薄肉だけを必要とする溶接ビードは、上記帯板 の厚さと概略間し幅に設計される。これは上記溶接継目が接合領域の全幅を確実 におおうことを保証し、そしておそらく両側面でそれぞれのフィンを僅かに越え て出るものと思われる。

上記帯板が一定の圧力で溶接継目内に押しつけられるように、上記帯板を引張ひ ずみの下で、上記管表面を囲み巻き付けられるのを保持することは当を得ている 。

しかし、フィンを形成する上記帯板を、半径方向に加えられるカにより溶接継目 内に押しつけることは、特定的に可能でもあり、これはさらに溶接接合を改良す る。

絶えず均一な溶接点を目指すために、上記接合される帯板の狭縁部が溶接装置に よってさらに溶解される。

上記帯板が、送り込まれるフィンを形成する時、上記溶接装置は通常上記管の軸 線に対し同一角度で案内される。この寸法は、不変の溶接条件が、作られる溶接 継目の全幅にわたって達成されること、および薄肉、均一の溶接継目が全幅にわ たって生しることを保証する。

上記溶接領域は、溶接法を最適化するために、不活性ガスで便宜上おおわれる本 発明に従い上記方法を実施する装置は、巻き付ける管に対する通例様式のクラン プ装置、上記管をその縦方向軸線の周りに回転させるクランプ装置のための駆動 ユニット、および上記帯板供給リールと溶接装置とを調和させるように設計され たスライドにあり、このスライドは上記管の縦方向に関し、管の軸線に平行に移 動できる。新しい装置は、上記管表面と管の周りに接線方向に巻き付けられる帯 板との間の、自由なくさび形空間内へ、上記溶接装置から少なくとも１個の電極 が突出していること、上記電極を介して消費式無端溶接ワイヤが自動的に供給で きること、上記溶接ワイヤは、巻き付けられる帯板が上記管の表面と接触する領 域からやや離れて案内できること、および上記溶接ワイヤの助けにより、巻き付 ける帯板が中へ押し付けられる溶接ビードを作れることの事実を特徴とするさら に、本発明に従う装置において、横方向フランジで上記帯板上方に達する、帯板 用案内ローラは、上記管体の周りに巻き付けられる帯板が接触する領域の直上に 、または短い距離後方に配置でき、上記２個のフランジにより形成される装着領 域の底部に円筒形圧力面を有する上記案内ローラは上記帯板の外方指向縁に圧力 を加える。

さらに、上記電極は支持ヘッド内に装着でき、不活性ガスの供給機器の表示もあ る。しかし、別法として独立したノズルを経て不活性ガスを供給することもでき る。

本発明に従う上記フィン付管に関して、溶接継目は充填剤の助けで形成され、そ してその全幅にわたって大体一定しており、比較的薄肉である。

目標として設定した特性に依存して、上記溶接継目は上記管表面とフィンを形成 する帯板の下面と両方のために、金属結合にはいる。

上記溶接継目の断面は、その長辺が上記管表面に平行になっている長方形の型式 に通常設計される。

上記溶接継目は、両側面上の溶接された帯板を僅かに越えて通常突出する。

本発明は図面内に適例形式で示され、上記図面に基づき下記に詳細に説明をする 。図面は下記のとおり示す： 図１　本装置の斜視図の略図、 図２　巻き付けられる帯板の領域内にある本装置の上面図、図３　溶接装置の領 域内にある上記管の断面、図４　図３の線■〜■による断面、 図５　図３の線１１−１１による断面、図６　図３の線ＩＩＩ−ＩＩ＋による断 面、図７　溶接継目の領域内にある完成フィン付管の一部の断面。

図面によると、熱交換器官（１）は管体（２）を含み、管の表面（３）には、図 に示されない供給リールから送られるフィンになる帯板（４）が、熱交換面積を 増すためらせん型に付加され、そして上記管の表面に溶接継目（５）により接合 される。

特に理想化実施例を示す図７からみられるように、溶接継目（５）は、その全幅 にわたり大体一定した、比較的薄肉である。上記溶接継目（５）の断面は、長方 形の型式に設計され、そこで長方形の長辺は上記管表面に平行になっている。

しかし、実際には上記溶接継目（５）に対する選択された溶接条件に依存して、 中央部に向い若干垂下する僅かに弓形形状になる可能性もある。

図１および２によれば、熱交換器管（１）が製造される装置は、クランプ装置（ ６）、詳細は示されないが上記管体（２）をその縦軸線の周りに回転させる、上 記クランプ装置（６）用駆動ユニット、そして詳細は示されないが、上記管体（ ２）の縦方向に対し、上記管の軸線に平行に移動可能で、かつ帯板供給リールお よび溶接装置（７）を収容するスライドからなる。

１個の電極（８）は、上記管表面（３）と上記管体（２）主接線方向に巻き付け られる帯板（４）との間の、自由なくさび形空間内へ、上記溶接装置（７）から 突出している。溶接充填剤として役立つ消費式無端溶接ワイヤ（９）は、自動的 に上記電極（８）を介して供給できる。

特に、図３から理解できるように、上記溶接ワイヤ（９）は、巻き付けられる上 記帯板（４）が、上記管表面（３）と接触する領域（］０）の前方短い距離にお いて供給される。上記溶接ワイヤ（９）は、溶接ワイヤ（９）の端部と管表面（ ３）との間に生しるアークの中で溶融し、従って上記管表面（３）上に溶接ヘッ ド（１１）を作り、巻き付けられる帯板（４）の、図３で下方に向いている縁部 がその中に漸次浸漬される。

図１に示されるように、横方向フランジ（１３および１４）で帯板（４）上方に 到達する、帯板（４）用案内ローラ（１２）は、管体（２）の周りに巻き付けら れる上記帯板（４）の接触の領域（ｌＯ）の直上、または短い距離後方に配置さ れる。詳細は図４から図６の拡大断面に示される。特に図６から解るように、上 記案内ローラ（１２）は、２個のフランジ（１３および１４）で構成される取り 付は領域の底部に円筒形圧力面（１５）を有し、上記帯板（４）の自由な上方に 向いている縁部に圧力を加え、従ってあらかじめ上記管表面（３）に当てられた 溶接ビード（１１）内に、極めて正確に、かつ高圧下で上記帯板（４）を押しつ ける。

一定接触圧力は、図１に略示された引張り装置（１６）により巻き付けられる間 、上記帯Ｗ、（４）を引張りひずみの下に保持することにより達成することもで きる。しかし、上記案内ローラ（１２）の圧力面（１５）により加えられる付加 接触圧力は、上記帯板（４）と上記管表面（３）との、特に確実かつ均一な接合 を生しる。

与えられた境界条件、特に電極の選択および他の運転条件に依存して、帯板（４ ）の下面も溶融できるので、冶金結合が溶接継目（５）によって管体（２）から 帯板まで連続的形成され、これは乱されない熱伝達を保証する。

図３に示されるように、上記電極（８）は支持ヘッド（１７）内に配置され、こ れがまた上記溶接領域を取り囲む不活性ガス（１８）を供給するのにも役立つ本 発明に従う上記方法を用いることにより、これは溶融・接合・圧接法（ｆｕｓｉ ｎｇ−ｊｏｉｎｔｉｎｇ−ｐｒｅｓｓｉｎｇ−ｗｅｌｄｔｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ ）と呼ばれるもので、特に高品質の製品が得られる。この方法は極めて密集した 間隔のフィンに対しても用いることさえできる。加えられる溶接エネルギーおよ び溶接充填剤の量は、従来の溶接方法におけるものと同一であるが、加工速度は 実質的に高速で、溶接継目の各メータが従来のエネルギーのほんの一部分、そし て従来の溶接充填剤のほんの一部分を必要とするのみであることを意味している 。

１　熱交換器 ２　管体 ３　管表面 ４　フィンになる帯板 ５　溶接継目 ６　クランプ装置 ７　溶接装置 ８　電極 ９　溶接ワイヤ １０　接触領域 １１　溶接ビード １２　案内ローラ １３　横方向フランジ １４　横方向フランジ １５　円筒形圧力面 １６　引張り装置 １７　支持ヘッド １８　不活性ガス 一 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成６年　２月　３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属製のフィン付管、特に熱交換器管の製造方法であって、少なくとも１個 の無端帯板が、回転する管体の周りに大体らせん型に巻き付けられ、そして上記 管体に面する上記帯板の狭い側面が、溶接装置により上記管表面に接合される製 造方法の改良点として、上記溶接装置（７）の加工端部が、上記管表面（３）と 巻き付けられる上記帯板（４）との間の、自由なくさび形空間内へ挿入されるこ と、上記溶接装置（７）が、上記帯板（４）と上記管表面（３）との間の接合領 域内に正確に熱で溶ける溶接ビード（１１）を、接合される帯板（４）の狭縁部 が接触する以前に、充填剤を使用して上記管表面に加えるのに用いられること、 および接合される上記帯板（４）の狭縁部は、上記溶接ビードがまだ液体である 間に、溶接ビード（１１）内に押しつけられること、を特徴とする前記フィン付 管の製造方法。 ２．上記溶接ビード（１１）が、上記帯板（４）の厚さと概略同じ幅に設計され ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．上記管表面（３）の周りに巻き付けられる上品帯板（４）が、引張りひずみ の下に保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。 ４．上記管表面（３）の周りに巻き付けられる上記帯板（４）が、半径方向に加 えられる力により、溶接ビード（１１）内に押しつけられることを特徴とする請 求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 ５．接合される上記帯板（４）の狭縁部が、溶接装置（７）によっても溶解され ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。 ６．上記帯板（４）が、送り込まれるフィンを形成する時、上記溶接装置（７） は上記管の軸線に対し同一角度で案内されることを特徴とする請求項１〜５のい ずれか一項に記載の方法。 ７．上記溶接領域が、不活性ガス（１８）でおおわれることを特徴とする請求項 １〜６のいずれか一項に記載の方法。 ８．請求項１に記載の製造方法を実施する装置であって、巻き付けられる上記管 のクランプ装置（６）、上記管をその縦方向軸線の周りに回転させる、上記クラ ンプ装置（６）用駆動ユニット、および帯板供給リールおよび溶接装置（７）を 収容するように設計されたスライドからなり、該スライドが上記管の縦方向に対 し、上記管の軸線に平行に移動可能になっており、改良点として少なくとも１個 の電極（８）が、上記管表面（３）と上記管の周りに接線方向に巻き付けられる 帯板（４）との間の、自主なくさび形空間内へ、上記溶接装置（７）から突出し ていること、消費式無端溶接ワイヤ（９）が、自動的に上記電極（８）を介して 供給できること、上記溶接ワイヤは、巻き付けられる上記帯板（４）が、上記管 表面（３）と接触する領域（１０）からやや離れて案内されること、および上記 溶接ワイヤ（９）の助けにより、溶接ビード（１１）が作られその中に、巻き付 けられる上記帯板（４）が押しつけられること、を特徴とする前記製造方法を実 施する装置。 ９．横方向フランジ（１３，１４）で上記帯板（４）上方に到達する、上記帯板 （４）用案内ローラ（１２）が、上記管体（２）の周りに巻き付けられる上記帯 板（４）の接触の領域（１０）の直上、または短い距離後方に配置されることを 特徴とする請求項８に記載の装置。 １０．上記案内ローラ（１２）が、２個のフランジ（１３，１４）で構成される 取り付け領域の底部に円筒形圧力面（１５）を有し、上記帯板（４）の上方に向 いている縁部に圧力を加えることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １１．上記電極（８）が支持ヘッド（１７）内に装着され、上記不活性ガス（１ ８）の供給装置の表示もすることを特徴とする請求項８〜１０項のいずれか一項 に記載の装置。 １２．円筒形管体（２）およびその周りにらせん型に巻き付けられる帯板（４） からなる金属製のフィン付管、特に熱交換器管であって、上記帯板の広い側面が 管表面（３）におおよそ垂直であり、該管表面（３）に面するその狭い側面が、 溶接継目（５）により上記管表面（３）に接合されており、改良点として該溶接 継目（５）が充填剤の助けにより形成され、そしてその全幅にわたって大体一定 しており、比較的薄肉を有することを特徴とする前記フィン付管。 １３．上記溶接継目（５）は、上記管表面（３）とフィンを形成する帯板（４） の下面と両方で金属結合にはいることを特徴とする請求項１２に記載のフィン付 管。 １４．上記溶接継目の断面は、その長辺が上記管表面（３）に大体平行になって いる長方形の形式に設計されていることを特徴とする請求項１２または１３に記 載のフィン付管。 １５．上記溶接継目（５）が、両側面上の溶接された帯板（４）を僅かに越えて 突出することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のフィン付管 。