JPH10258308A - 内面螺旋フィン付管の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

内面螺旋フィン付管の製造方法及びその製造装置

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JPH10258308A
JPH10258308A JP6437597A JP6437597A JPH10258308A JP H10258308 A JPH10258308 A JP H10258308A JP 6437597 A JP6437597 A JP 6437597A JP 6437597 A JP6437597 A JP 6437597A JP H10258308 A JPH10258308 A JP H10258308A
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達也 外木
Tadao Otani
忠男 大谷
Hiroshi Koto
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • 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
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面螺旋フィンのフィン厚みが薄く、かつ、
フィン高さが高い内面螺旋フィン付管の製造方法及びそ
の製造装置を提供するものである。 【解決手段】 金属材料11を集合室6内に供給すると
共に、その集合室6内に設けられた押出ダイス7と回転
するマンドレル9の溝付部10の間から押出して内面螺
旋フィン付管を製造する方法において、上記マンドレル
9の先端に形成された直線状または螺旋状の上記溝付部
10のマンドレル長手方向の長さlを、 l≦(0.6/h) (但し、h:溝付部の溝の深
さ) とし、上記金属材料11と上記マンドレルの溝付部10
との摩擦抵抗を減らして螺旋フィン2を形成するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内面螺旋フィン付
管の製造方法及びその製造装置に係り、特に、空調用熱
交換器に用いられる内面螺旋フィン付管の製造方法及び
その製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空調用熱交換器に用いる伝熱管において
は、図3(a)、(b)に示すように、管の内面に細か
い螺旋フィン2が形成された内面螺旋フィン付管1が用
いられている。
【0003】この内面螺旋フィン付管の製造方法の一つ
として、回転ホイール式押出機で押出す方法が挙げられ
る。
【0004】回転ホイール式押出機を用いた内面螺旋フ
ィン付管の製造装置を図4に示すように、先ず、内部に
溝4を有した金属材料供給手段である回転ホイール3と
の摩擦力によって押出された金属材料11を、回転ホイ
ール3の外周に接して設けられたシューブロック5内に
形成された集合室6に供給する。集合室6内の金属材料
11は、摩擦熱および変形熱により変形抵抗が小さくな
っている。
【0005】ここで、集合室6内の一端には押出ダイス
7が嵌合して設けられていると共に、集合室6内の他端
には集合室6を臨むべく回転自在なマンドレル19がシ
ューブロック5を貫通して設けられている。また、マン
ドレル19の先端の溝付部20は押出ダイス7の押出部
8に位置するように配置されている。
【0006】集合室6内の圧力増加により、押出ダイス
7の押出部8とマンドレル19の溝付部20との間隙か
ら金属材料11を押出すと共に、マンドレル19を回転
させることによって、内面に螺旋フィン2が形成された
内面螺旋フィン付管1を得る。
【0007】空調用熱交換器に用いられる内面螺旋フィ
ン付管においては、熱交換率の向上を図るべく螺旋フィ
ンのフィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高いものが
望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た回転ホイール式押出機を用いてAlのような接触摩擦
抵抗の大きな金属を押出す場合、マンドレル19の溝付
部20と金属材料11の摩擦抵抗は、押出ダイス7の押
出部8と金属材料11との摩擦抵抗と比べて大きくな
る。このため、金属材料11の流れは、押出ダイス7の
押出部8側よりもマンドレル19の溝付部20側の方が
少なくなる。
【0009】この傾向は、マンドレル19の溝付部20
の溝幅が狭く(フィン厚みが薄く)、かつ、溝深さが深
く(フィン高さが高く)なるにしたがって顕著になり、
最終的には、溝内に金属材料11が流れ込まなくなると
共に、溝を深くしても螺旋フィン2のフィン高さが高く
ならなくなっていた。
【0010】そこで本発明は、上記課題を解決し、内面
螺旋フィンのフィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高
い内面螺旋フィン付管の製造方法及びその製造装置を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、金属材料を集合室内に供給すると
共に、その集合室内に設けられた押出ダイスと回転する
マンドレルの溝付部の間から押出して内面螺旋フィン付
管を製造する方法において、上記マンドレルの先端に形
成された直線状または螺旋状の上記溝付部のマンドレル
長手方向の長さlを、 l≦(0.6/h) (但し、h:溝付部の溝の深
さ) とし、上記金属材料と上記マンドレルの溝付部との摩擦
抵抗を減らして螺旋フィンを形成するものである。
【0012】請求項2の発明は、金属材料供給手段であ
る回転ホイール外周に接して設けられたシューブロック
内に金属材料の集合室を形成し、その集合室内の一端に
押出ダイスを嵌合して設け、上記シューブロックを貫通
し、かつ、上記集合室内の他端に臨ませてマンドレルを
回転自在に設け、そのマンドレルの先端に形成された直
線状または螺旋状の溝付部が上記押出ダイスの押出部に
配置されてなる回転ホイール式押出機を用いた内面螺旋
フィン付管製造装置において、管内面に螺旋フィンを形
成するための上記溝付部のマンドレル長手方向の長さl
が、 l≦(0.6/h) (但し、h:溝付部の溝の深
さ) で与えられるものである。
【0013】以上の構成によれば、金属材料を集合室内
に供給すると共に、その集合室内に設けられた押出ダイ
スと回転するマンドレルの溝付部の間から押出して内面
螺旋フィン付管を製造する方法において、上記マンドレ
ルの先端に形成された直線状または螺旋状の上記溝付部
のマンドレル長手方向の長さlを、 l≦(0.6/h) (但し、h:溝付部の溝の深
さ) とし、上記金属材料と上記マンドレルの溝付部との摩擦
抵抗を減らして螺旋フィンを形成するため、内面螺旋フ
ィンのフィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高い内面
螺旋フィン付管を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0015】フィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高
い内面螺旋フィン付管を得るには、マンドレルの溝付部
と金属材料との摩擦抵抗を減らし、溝内に金属材料が流
れ込み易くする必要がある。マンドレルの溝付部と金属
材料との摩擦抵抗は、溝の深さ及び溝付部長さに比例し
て増加することから、溝の深さが深い場合には溝付部の
マンドレル長手方向の長さを短くすることによってマン
ドレルの溝付部と金属材料との摩擦抵抗の増加を防ぐこ
とが可能となる。
【0016】本発明者らが鋭意研究した結果、溝付部の
溝の深さをhとした場合、溝付部のマンドレル長手方向
の長さlを0.6/h以下とすることで、溝付部と金属
材料との摩擦抵抗を溝内に金属材料が流れ込むのに十分
な程度に抑えることができるということを見出した。
【0017】本発明の内面螺旋フィン付管の製造に用い
るマンドレルの構造図を図1に示す。図1(a)はマン
ドレルの側面図を示し、図1(b)は溝付部の横断面図
を示し、図1(c)は図1(b)の要部拡大図を示して
いる。
【0018】本発明の回転ホイール式押出機を用いた内
面螺旋フィン付管の製造装置の基本的構成は図4に示し
た製造装置と基本的に同じであるが、図1(a)〜
(c)に示すように、マンドレル9における溝付部10
のマンドレル長手方向の長さをl、溝の深さをhとした
時に、溝付部長さlを0.6/h以下とすることに特徴
を有する。この時、溝付部10の外径をD、溝頂角をθ
とする。
【0019】マンドレル9の溝付部10の材質は特に限
定するものではなく、使用する金属材料に応じて適宜選
択されるものである。
【0020】溝付部の外径Dは特に限定するものではな
く、内面螺旋フィン付管の外径および肉厚に応じて適宜
選択されるものである。
【0021】溝頂角θは特に限定するものではなく、内
面螺旋フィン付管における螺旋フィンのフィン厚みに応
じて適宜選択されるものである。
【0022】次に本発明の製造方法を説明する。
【0023】先ず、内部に溝を有した金属材料供給手段
である回転ホイールとの摩擦力によって押出された金属
材料を、回転ホイールの外周に接して設けられたシュー
ブロック内に形成された集合室に供給する。集合室内の
金属材料は、摩擦熱および変形熱により変形抵抗が小さ
くなる。
【0024】ここで、集合室内の一端には押出ダイスが
嵌合して設けられていると共に、集合室内の他端には集
合室を臨むべく回転自在なマンドレルがシューブロック
を貫通して設けられている。また、マンドレルの先端の
溝付部は押出ダイスの押出部に位置するように配置され
ている。さらに、マンドレルにおける溝付部のマンドレ
ル長手方向の長さlおよび溝の深さhは、l≦0.6/
hを満たすように形成されている。
【0025】金属材料を集合室内に供給することによっ
て集合室内の圧力が増加し、押出ダイスの押出部とマン
ドレルの溝付部との間隙から金属材料が押出されるが、
この時、マンドレルを回転させることによって、内面に
螺旋フィンが形成された内面螺旋フィン付管を得る。
【0026】すなわち、本発明の内面螺旋フィン付管の
製造方法においては、マンドレルにおける溝付部のマン
ドレル長手方向の長さlおよび溝の深さhを制御してい
るため、溝付部と金属材料との摩擦抵抗を溝内に金属材
料が流れ込むのに十分な程度に抑えることができると共
に、フィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高い内面螺
旋フィン付管を得ることができる。
【0027】また、内面螺旋フィン付管における螺旋フ
ィンのフィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高くなる
ため、熱交換器の伝熱性能が向上し、延いては熱交換器
の小型化・軽量化を図ることができる。
【0028】
【実施例】
(実施例1)回転ホイール式押出機を用いた内面螺旋フ
ィン付管の製造装置において、溝付部の外径が6.2m
m、溝の深さhが0.3mm、溝頂角θが20°、溝付
部長さlが1(l≦0.6/h=0.6/0.3=2)
mmのマンドレルを用いて内面螺旋フィン付管を作製す
る。
【0029】(比較例1)回転ホイール式押出機を用い
た内面螺旋フィン付管の製造装置において、溝付部の外
径が6.2mm、溝の深さhが0.3mm、溝頂角θが
20°、溝付部長さlが3mmのマンドレルを用いて内
面螺旋フィン付管を作製する。
【0030】実施例1および比較例1のマンドレルにお
ける溝深さに対するフィン高さの比を図2に示す。
【0031】図2に示すように、実施例1のマンドレル
における溝深さに対するフィン高さの比(約96%)
は、比較例1のマンドレル(l=3のマンドレル)にお
ける溝深さに対するフィン高さの比(約64%)の約
1.5倍となっており、マンドレルにおける溝付部のマ
ンドレル長手方向の長さlおよび溝の深さhを制御する
ことによって、溝付部と金属材料との摩擦抵抗を抑える
ことができると共に、フィン厚みが薄く、かつ、フィン
高さが高い内面螺旋フィン付管を得ることができる。
【0032】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0033】(1) マンドレルにおける溝付部のマン
ドレル長手方向の長さlおよび溝の深さhを制御するこ
とで、溝付部と金属材料との摩擦抵抗を溝内に金属材料
が流れ込むのに十分な程度に抑えることができると共
に、フィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高い内面螺
旋フィン付管を得ることができる。
【0034】(2) 内面螺旋フィン付管における螺旋
フィンのフィン厚みが薄く、かつ、フィン高さが高くな
ることで、熱交換器の伝熱性能が向上し、延いては熱交
換器の小型化・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内面螺旋フィン付管の製造に用いるマ
ンドレルの構造図である。
【図2】実施例および比較例のマンドレルにおける溝深
さに対するフィン高さの比を示した図である。
【図3】内面螺旋フィン付管の断面図である。
【図4】回転ホイール式押出機を用いた内面螺旋フィン
付管の製造装置の縦断面図である。
【符号の説明】
2 螺旋フィン 3 回転ホイール 5 シューブロック 6 集合室 7 押出ダイス 8 押出部 9 マンドレル 10 溝付部 11 金属材料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料を集合室内に供給すると共に、
    その集合室内に設けられた押出ダイスと回転するマンド
    レルの溝付部の間から押出して内面螺旋フィン付管を製
    造する方法において、上記マンドレルの先端に形成され
    た直線状または螺旋状の上記溝付部のマンドレル長手方
    向の長さlを、 l≦(0.6/h) (但し、h:溝付部の溝の深
    さ) とし、上記金属材料と上記マンドレルの溝付部との摩擦
    抵抗を減らして螺旋フィンを形成することを特徴とする
    内面螺旋フィン付管の製造方法。
  2. 【請求項2】 金属材料供給手段である回転ホイール外
    周に接して設けられたシューブロック内に金属材料の集
    合室を形成し、その集合室内の一端に押出ダイスを嵌合
    して設け、上記シューブロックを貫通し、かつ、上記集
    合室内の他端に臨ませてマンドレルを回転自在に設け、
    そのマンドレルの先端に形成された直線状または螺旋状
    の溝付部が上記押出ダイスの押出部に配置されてなる回
    転ホイール式押出機を用いた内面螺旋フィン付管製造装
    置において、管内面に螺旋フィンを形成するための上記
    溝付部のマンドレル長手方向の長さlが、 l≦(0.6/h) (但し、h:溝付部の溝の深
    さ) で与えられることを特徴とする内面螺旋フィン付管の製
    造装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013145815A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社Lixil スパイラル管押出成形方法及びスパイラル管押出成形機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013145815A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社Lixil スパイラル管押出成形方法及びスパイラル管押出成形機
JP2013202664A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Lixil Corp スパイラル管押出成形方法及びスパイラル管押出成形機

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