JPH10277637A - 多重巻金属管製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 冷却効率が高く、かつスペースを省略でき、
短時間に冷却処理を可能にする冷却装置を有する多重巻
金属管製造装置を提供する。 【解決手段】 冷却装置１０は、前記多重巻金属管体５
の軸方向の外面に接するように挟持し、かつ多重巻金属
管体の移送速度に同期した速度で回転移動可能な一対の
エンドレス金属ベルト１２と、各エンドレス金属ベルト
の内面と当接してエンドレス金属ベルトを多重巻金属管
体の軸方向の外面に押圧可能に配設された複数の押圧ロ
ール１３と、各エンドレス金属ベルトの外方に設けられ
金属ベルトの外面に接して多重巻金属管体より伝達した
熱をエンドレス金属ベルトを介して放熱し、エンドレス
金属ベルトの過熱を防止するための放熱ロール１４と、
エンドレス金属ベルトをの多重巻金属管体の移送速度に
同期した速度で回転移送させるための少なくとも１つの
駆動ロール１５とにより構成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯材を巻き込
んだ後、ろう付けまたは拡散処理して多重巻金属管を製
造する装置、特に二重巻管状に成形されろう付けもしく
は拡散接合された多重巻金属管体や熱処理を施された後
の一重巻管体、シームレス管体、棒などの長尺材を冷却
する冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多重巻金属管の製造装置として
は、一表面の全面に銅ろう材が施された金属帯材を成形
装置で塑性変形して多重巻管体に成形し、多重巻金属管
体の壁間にあるろう材を加熱装置で溶融させ、溶融した
ろう材を多重巻金属管体より冷却装置により放散して凝
固させろう付けするものである。

【０００３】この場合の冷却装置の１例は、図５に示す
ように冷却装置１０を囲繞する筐体１１を二重構造と
し、外側筐体中に冷却水１７を通水して筐体の外壁３０
を冷却し、多重巻金属管体５を間接的に冷却して溶融し
たろう材を筐体１１内部において凝固させるものであ
る。

【０００４】また、他の例としては、図６に示すように
冷却装置１０を囲繞する筐体１１内部に還元ガス若しく
は中性ガス（不活性）を直接導入し、多重巻金属管体５
を該ガスにより直接冷却して溶融したろう材を筐体１１
内部で凝固させるものである。

【０００５】さらに、別の例としては、図７に示すよう
に冷却装置１０を囲繞する筐体１１内部に還元ガス若し
くは中性ガスを直接導入し、移送される多重巻金属管体
５を前記ガスで直接冷却するとともに、熱交換器２８ま
たはチラーユニットを設けて該筐体１１内部に導入する
還元ガス若しくは中性ガスを再冷却して循環させ、溶融
したろう材を筐体１１内部で凝固されるものである。そ
の他にも、図８に示すように冷却装置１０を囲繞する筐
体１１内部にロータリージョイントを有する水冷ロール
２９を複数こ配設し、前記水冷ロール２９を筐体１１内
部を移送される多重巻金属管体５の外側面に直接接触さ
せて冷却する冷却ロール方式も利用されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す間接冷却部を用いる場合には、冷却媒体が多重巻金
属管体５の外側面に直接接触することが無いため、冷却
効率が悪く、所定の温度まで下げるためには冷却領域を
長くとり長時間冷却するか、低速度で冷却することが必
要となり生産効率が低いという問題があった。

【０００７】また、図６に示したガス直接冷却装置を用
いる場合には、気体であり比熱の小さい冷却ガス２０と
固体であり比熱の大きい多重巻金属管体５の接触に基ず
く熱交換を利用するため、冷却効率が悪く、所定の温度
まで下げるためには冷却領域を長くとり長時間冷却する
か、低速度で冷却するため冷却時間が長引くことが避け
られない。

【０００８】さらに、図７に示した循環ガス直接冷却装
置を用いる場合にも、筐体１１内に流入するガスが筐体
１１外部において熱交換器２８またはチラーユニットを
利用して熱交換されているため、前二者に比して若干良
好な冷却効率を示すものの、比熱の小さい気体を利用し
ての冷却であるため、所定の温度まで下げるためにはや
はり冷却領域を長くとる必要があり、また冷却時間も長
引くことが避けことができない。さらにまた、図８に示
した冷却ロール直接接触装置を用いる場合は、加熱され
た多重巻金属管体５の外面に水冷ロール２９の表面が直
接に接触するため前三者に比較しては良好な冷却効率を
示すものの、水冷ロール２９表面と多重巻金属管体５の
外面とは部分的な点接触を示すに過ぎず、その冷却効率
はいまだ満足の行くものではなかった。

【０００９】上記のように従来種々採用された冷却装置
によっても、冷却効率を満足の行く状態にまで高められ
ず、ろう材が所定箇所より流出（ろうだれ）することに
よる多重巻金属管体の内外面の汚れの発生、金属管体の
壁間における空洞の形成、金属管体の母材の結晶粒の生
成や粗大化等が生じて、製品歩留まりの低下に加え、製
品強度の劣化をも招くという問題点を解決することがで
きなかった。

【００１０】本発明は、上記の問題点を解決し、冷却効
率が高く、かつスペースを省略でき、短時間に冷却処理
を可能にし、同時に高速での冷却を可能とした冷却装置
を有する多重巻金属管製造装置を提供することを課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属帯材を多重巻金属管体に成形する成形
装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を
溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる
冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、前
記冷却装置は、前記多重巻金属管体の軸方向の外面に接
するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体の移送速度
に同期した速度で回転移動可能な一対のエンドレス金属
ベルトと、該各エンドレス金属ベルトの内面と当接して
前記エンドレス金属ベルトを多重巻金属管体の軸方向の
外面に押圧可能に配設された複数の押圧ロールと、前記
各エンドレス金属ベルトの外方に設けられ該金属ベルト
の外面に接して前記多重巻金属管体より伝達した熱を前
記エンドレス金属ベルトを介して放熱し、前記エンドレ
ス金属ベルトの過熱を防止するための放熱ロールと、前
記エンドレス金属ベルトを前記の多重巻金属管体の移送
速度に同期した速度で回転移送させるための少なくとも
１つの駆動ロールとにより構成されてなる多重巻金属管
製造装置を特徴とするものである。

【００１２】本発明において、前記駆動ロールが複数本
数配置されてなることが好ましく、また前記押圧ロール
および放熱ロールの夫々が、ロータリージョイントを具
備し、前記ロール内部に冷却水の通過を可能にした水冷
ロールとして構成されていることが好ましい。さらに、
前記押圧ロールが外周に溝を設けられていることが好ま
しい。

【００１３】そのうえ、前記エンドレス金属ベルトが円
周方向に複数配設されて、前記多重巻金属管体の円周方
向の複数箇所で該多重巻金属管体の外面に接触すること
が好ましい。一方、前記放熱ロールのうち少なくとも１
つの回転軸芯はエンドレス金属ベルトの伸縮に追随して
位置制御可能であることが好ましい。また前記冷却装置
を囲繞する筐体の内部において、前記多重巻金属管体の
導入口近傍に、予備冷却処理を可能にする冷媒噴射ノズ
ルが設けられていることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、成形装置、加熱装置、
冷却装置と順次配設された多重巻金属管製造装置におい
て、多重巻金属管体の壁間にあるろう材を溶融して多重
巻金属管体のろう付けするための加熱装置を通過した多
重巻金属管体を冷却し、前工程において溶融したろう材
の凝固してろう付けする冷却装置の改良を対象とするも
のである。さらに、本発明は、上記の機能を充分に発揮
させるための冷却装置として、多重巻金属管体の外周面
に熱伝導の良好な金属ベルトを接触させることにより、
多重巻金属管体よりの熱伝達を迅速に行うとともに、金
属ベルト自体も別途設けた水冷ロールと接触させること
により、効率よく冷却を実施できる多重巻金属管製造装
置である。

【００１５】本発明を添付図面を参照しながら以下に詳
述すると、図１は本発明の一実施例装置の全体構成を示
す概略図、図２は本発明の冷却装置の要部を示す部分断
面図、図３は本発明の一実施例装置の冷却装置部の構成
を示す概略図、図４は本発明の他の実施例装置の冷却装
置の構成を示す概略図である。

【００１６】図１に示されるように、本発明の多重巻金
属管製造装置１はアンコイラ（図示せず）より巻き戻さ
れた金属帯体２を多数段の成形ロール３にて連続的に円
筒状で多重巻に成形する成形装置４と、多重巻金属管体
５の移送方向に適当な間隔を持たせて配置した複数対の
通電ロール６（回転電極）により所定形状に成形された
多重巻金属管体５に抵抗加熱により加熱する加熱装置９
（該加熱装置において押えロール７とピンチロール８と
により多重巻金属管体５の移送速度を制御して多重巻管
体５の壁を径方向に圧接すると好ましい）と、該加熱装
置９により溶融されたろう材を凝固させ多重巻金属管体
５のろう付けを行うための冷却装置１０とにより構成さ
れてなる。この場合、加熱装置９の内部は非酸化性雰囲
気または還元性雰囲気となっている。

【００１７】なお多重巻管体５の壁を相互に径方向に圧
接する手段として、図示の実施例ではピンチロール８の
ロール径を押えロール７のロール径より大きくするか、
ピンチロール８の回転速度を変更することにより、押え
ロール７とピンチロールと８の間で、多重巻金属管体５
に管軸方向の引張力が作用する装置を示したが、特開平
８−２１５７４３号公報や特開平８−２１５７４４号公
報で開示したような外方若しくは内方より多重巻管体を
押圧する装置に替えることもできる。このように構成す
ると、多重巻金属管体５の壁間に存在するろう材は加熱
溶融され、流動性を与えられた状態にある時に、多重巻
金属管体５の壁を相互に径方向に圧接されることにな
る。

【００１８】このように、溶融状態にあるろう材を凝固
するために、多重巻金属管体５は次いで冷却装置１０に
送られる。この冷却装置１０は、還元ガス若しくは中性
ガス雰囲気を可能にするよう筐体１１で囲繞されてお
り、該筐体１１内において、多重巻金属管体５の軸方向
の外面に接するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体
５の移送速度に同期した速度で回転移動可能な複数対の
エンドレス金属ベルト１２と、前記各エンドレス金属ベ
ルト１２の内面に当接して前記エンドレス金属ベルト１
２を多重巻金属管体５の軸方向の外面に押圧する複数の
押圧ロール１３と、前記エンドレス金属ベルト１２の外
方に配設され該金属ベルトの外面に当接して前記多重巻
金属管体５より伝達した熱を前記エンドレス金属ベルト
１２より放熱させ、前記エンドレス金属ベルト１２の過
熱を防止させるための放熱ロール１４と、前記エンドレ
ス金属ベルト１２を前記多重巻金属管体５の移送速度に
同期した速度で回転移送させるための駆動ロール１５と
により構成されている。

【００１９】この場合、多重巻金属管体の壁間に存在す
るろう材を溶融させて、ろう付けするために多重巻金属
管体５に加えられた熱は、多重巻金属管体５と接触する
よう挟持する一対のエンドレス金属ベルト１２を介し
て、放熱ロール１４の作用により迅速に放出される。

【００２０】この場合、駆動ロール１５が多重巻金属管
体５の円周方向に複数配置されることが好ましく、これ
によりエンドレス金属ベルト１２が多重巻金属管体５の
外周面に均等に密着しやすくなるとともに、エンドレス
金属ベルト１２の円滑な走行が確保される。

【００２１】また、押圧ロール１３および放熱ロール１
４の夫々またはいずれか一方が、ロータリージョイント
を具備し、ロール内部に冷却水１７の通過を可能にした
水冷ロールとして形成されることが好ましい。これによ
り押圧ロール１３および放熱ロール１４の夫々と面接触
するように配設されたエンドレス金属ベルト１２を介し
て、多重巻金属管体５の熱が一層迅速に放熱される。さ
らに、水冷ロールとして形成される押圧ロール１３は、
外周に溝１８を設けられた押圧ロール１３として形成さ
れることが好ましく、これによりエンドレス金属ベルト
１２が多重巻金属管体５に接触する面積が拡大させられ
ることになり、多重巻金属管体５の熱のより迅速な放熱
を可能にする。

【００２２】その上、図２に示すようにエンドレス金属
ベルト１２が円周方向に複数設けられ、かつ多重巻金属
管体５の円周方向の複数箇所で多重巻金属管体５の外面
に接触するよう配設すると、エンドレス金属ベルト１２
が多重巻金属管体５に接触する面積が拡大させられるこ
とになり、多重巻金属管体５の熱のより迅速な放熱を可
能にする。

【００２３】一方、図３に示すように、放熱ロール１４
のうち少なくとも１本の回転軸芯１９はエンドレス金属
ベルト１２の熱による伸縮に追随して位置制御可能に配
設されることが好ましい。これにより多重巻金属管体５
より伝達された熱によりエンドレス金属ベルト１２が伸
縮するのに伴い、エンドレス金属ベルト１２の張具合が
制御されて、エンドレス金属ベルト１２と駆動ロール１
５との係合度が一定に保たれ、多重巻金属管体５の移送
速度に同期したエンドレス金属ベルト１２の運行が確保
され、エンドレス金属ベルト１２の表面摺動作用による
多重巻金属管体５の外周面の摩擦疵発生が防止される。

【００２４】また、図４に示すように、冷却装置１０を
囲繞する筐体１１の内部において、多重巻金属管体５の
導入口２１近傍に、予備冷却処理を可能にする冷媒噴射
ノズル２２を設けることが好ましく、これによりろう材
が溶融状態のままで多重巻金属管体５が冷却装置１０に
移送された場合でも、冷却装置１０に配設された押圧ロ
ール１３の押圧作用により多重巻金属管体５の断面形状
に変動を与えたり、多重巻金属管体５の外周面に傷を生
じたり、或いは所定外領域へろう材のはみ出しを充分に
防止できるのみならず、熱放散効率を高め、冷却装置１
０の長さを短くしたり高速で多重巻金属管体５を送るこ
とを可能とし、装置の小形化と後続化を可能にした。な
お、本発明による多重巻金属管製造装置の加熱装置に
は、高周波加熱コイルによる加熱装置、さらには特公昭
２９−４６１３号公報等で知られている一般的な加熱炉
を加熱装置として使用できる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、冷却
装置の小形化、効率化が促進されたことにより、多重巻
金属管の製造装置そのものが小形化され、熱放散効率が
高められ、製品外面の摩擦疵発生が防止され、効率の良
い生産性が充分に確保できるものである。また、多重巻
金属管体の壁間のろう付け不良を示す空隙は一切認めら
れず、密着性の良好な薄いろう付層が認められる。さら
に、多重巻金属管体の内外面のいずれにも、ろう材の流
出による汚染も認められず、多重巻金属管体の外面に形
成されたシーム部は、ほぼ平滑に仕上げられていて高品
質の多重巻金属管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の全体構成を示す概略図
である。

【図２】本発明の冷却装置の要部を示す部分断面図であ
る。

【図３】本発明の冷却装置の一実施例の構成を示す概略
図である。

【図４】本発明の冷却装置の他の実施例の構成を示す概
略図である。

【図５】従来例による冷却装置の構成を示す概略図であ
る。

【図６】従来例による他の冷却装置の構成を示す概略図
である。

【図７】従来例による他の冷却装置の構成を示す概略図
である。

【図８】従来例による他の冷却装置の構成を示す概略図
である。

【符号の説明】

１ 多重巻金属管製造装置 ２ 金属帯体 ３ 成形ロール ４ 成形装置 ５ 多重巻金属管体 ６ 通電ロール ７ 押えロール ８ ピンチロール ９ 加熱装置 １０ 冷却装置 １１ 筐体 １２ エンドレス金属ベルト １３ 押圧ロール １４ 放熱ロール １５ 駆動ロール １７ 冷却水 １８ 溝 １９ 回転軸芯 ２０ 冷却ガス ２１ 導入口 ２２ 冷媒噴射ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯材を多重巻金属管体に成形する成
   形装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材
   を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させ
   る冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、
   前記冷却装置は、前記多重巻金属管体の軸方向の外面に
   接するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体の移送速
   度に同期した速度で回転移動可能な一対のエンドレス金
   属ベルトと、該各エンドレス金属ベルトの内面と当接し
   て前記エンドレス金属ベルトを多重巻金属管体の軸方向
   の外面に押圧可能に配設された複数の押圧ロールと、前
   記各エンドレス金属ベルトの外方に設けられ該金属ベル
   トの外面に接して前記多重巻金属管体より伝達した熱を
   前記エンドレス金属ベルトを介して放熱し、前記エンド
   レス金属ベルトの過熱を防止するための放熱ロールと、
   前記エンドレス金属ベルトを前記の多重巻金属管体の移
   送速度に同期した速度で回転移送させるための少なくと
   も１つの駆動ロールとにより構成されてなることを特徴
   とする多重巻金属管製造装置。
2. 【請求項２】 前記押圧ロールおよび放熱ロールの少な
   くとも一方が、ロータリージョイントを具備し、前記ロ
   ール内部に冷却水の通過を可能にした水冷ロールとして
   構成されたことを特徴とする請求項１記載の多重巻金属
   管製造装置。
3. 【請求項３】 前記押圧ロールが外周に溝を設けられて
   いることを特徴とする請求項１または２記載の多重巻金
   属管製造装置。
4. 【請求項４】 前記エンドレス金属ベルトが円周方向に
   複数配設されて、前記多重巻金属管体の円周方向の複数
   箇所で該多重巻金属管体の外面に接触することを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれか１項記載の多重巻金属管
   製造装置。