JPH10281676A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高さの大きい内部フィンを形成しもって伝熱
効率を高め、しかも生産性が高く製品価格を安価とす
る。 【解決手段】 伝熱管１の外面に多数の放熱フィン２を
配置し、前記伝熱管１内に拡管プラグ３を圧入して伝熱
管１を拡径して前記放熱フィン２と前記伝熱管１と一体
化する熱交換器の製造方法において、前記拡管プラグ３
により拡径された伝熱管１の内壁に凸状工具４，５を食
い込ませて内部フィン部６を切り起した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝熱管の外面に多
数の放熱フィンが取り付けられ、しかも伝熱管の内面に
内部フィンが形成された熱交換器の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】かかる熱交換器としては吸収冷凍機や吸
収ヒートポンプ等に設けられた吸収器がある。この吸収
器は蒸発器で発生した水蒸気を高濃度の臭化リチウムの
ような吸収液に吸収させ、発生する吸収熱を伝熱管を通
して除去するものである。

【０００３】この吸収器としては、密閉容器内に多数の
伝熱管を水平に配置し、吸収液を伝熱管の外側に滴下ま
たは散布するとともに伝熱管の内部に冷却水を流して、
吸収液を冷却するものが一般的であるが、垂直に配置し
た伝熱管の内側に吸収液を流下させ、内側を通る水蒸気
と接触させ、発生する吸収熱を伝熱管の外側から空冷す
るものが最近実用化されつつある。

【０００４】この後者のタイプの吸収器に使用される伝
熱管にはその内面に内部フィンが形成された内面溝付管
が使用され、伝熱管の外面にアルミニウム等からなる多
数の放熱フィンが固定され、これらにより伝熱効率を高
めるようにしている。

【０００５】このような吸収器における放熱フィンの固
定する製造方法としては、伝熱管を拡径し伝熱管と放熱
フィンとを互いに食い込ませて一体化する方法が一般的
である。

【０００６】伝熱管を拡径するには、第１に拡管プラグ
を伝熱管の中空部に圧入して拡径するもの、第２に伝熱
管の内部に水や油等の液体の液圧を作用させて拡径する
方法がある。前者には拡管プラグにネジ状の溝が形成さ
れた溝付工具を連設し、伝熱管を拡径しながらその内面
に螺旋状の溝を形成させるようにしたものがある（特公
昭５２−３４４３６号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸収器の製造方法のうち、拡管プラグを圧入するものは
特別な技術を必要とせず容易に工業化することができる
という利点があるものの、拡管プラグを圧入する際に、
伝熱管の内面に予め内部フィンを形成しておいても拡管
プラグの圧入時に、内部フィンが潰れてしまい、予定し
た伝熱効率を果たすことができず、熱交換器としての性
能を十分に発揮させることができない。

【０００８】また、従来の吸収器の製造方法のうちで、
液圧により伝熱管の拡径を図るものでは、内部フィンを
潰すことなく拡径できるものの、製造装置は液密構造と
なり、各伝熱管に液圧を作用させるたびに煩雑な段取り
を行わなければならず、量産にはまったく向かず、敢え
て採用するとすれば製品の価格の増大を招くといった問
題がある。

【０００９】また、特公昭５２−３４４３６号公報に記
載されたものは、溝付工具による溝付効果はあまり大き
くなく、高さの大きな内部フィンを形成することはでき
ず、伝熱効率の向上にはあまり寄与しないものであっ
た。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高さの大きい内部フィンを形成することができ、も
って伝熱効率を高めることができ、しかも生産性が高く
製品価格を安価とすることができる熱交換器の製造方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器の製造
方法は、伝熱管の外面に多数の放熱フィンを配置し、前
記伝熱管内に拡管プラグを圧入して伝熱管を拡径して前
記放熱フィンと前記伝熱管と一体化する熱交換器の製造
方法において、前記拡管プラグにより拡径された伝熱管
の内壁に凸状工具を食い込ませて内部フィン部を切り起
すことを特徴とする。

【００１２】なお、前記伝熱管を拡径しつつ、前記凸状
工具により内部フィンを切り起こすことが好ましい。

【００１３】また、前記凸状工具を回転させつつ内部フ
ィンを螺旋状に形成することが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態の熱
交換器の製造方法を説明する。

【００１５】本製造方法は、伝熱管１を放熱フィン２に
形成された伝熱管１の外径よりも若干大きな径の孔内に
圧入し、伝熱管１内に拡管プラグ３を回転させながら図
１中の矢印イ方向に圧入して伝熱管１を拡径して放熱フ
ィン２と伝熱管１とを一体化しつつ、図３に示すように
拡管プラグ３により拡径された伝熱管１の内壁に拡管プ
ラグ３と一体となって回転する凸状工具４，５を食い込
ませて螺旋状に内部フィン部６と溝部７を切り起すもの
である。

【００１６】本製造方法によれば、凸状工具４，５を伝
熱管１の内壁に食い込ませて内部フィン部６を大きく切
り起こすようにしているので、従来のものよりも高さの
高い内部フィン部６を形成することが可能となる。

【００１７】また、拡管プラグ３による拡径とほぼ同時
に内部フィン部６を形成させることができ、従来の拡管
プラグを用いた製造方法と同等な生産性が確保される。
しかも、拡径後の伝熱管１の内面に内部フィン部６を切
り起こすようにしているので、内部フィン部６の形成が
拡径にまったく影響されることがなく確実に高さの高い
内部フィン部６を形成することが可能となる。したがっ
て、本製造方法により製造された熱交換器は高い伝熱効
率をもつことになる。

【００１８】また、本製造方法では、拡管プラグ３を回
転させつつ、拡管プラグ３と一体となって回転する凸状
工具４，５により内部フィン部６を切り起こすようにし
ているので、螺旋状の内部フィン部６を形成することが
でき、伝熱管の内部を流れる流体の流れに対して内部フ
ィン部６が対向するようになり、流体に乱流の発生を誘
発し伝熱効率を向上させることができる。

【００１９】凸状工具４，５のうち一方の凸状工具５が
形成した溝部７内に他方の凸状工具４が侵入するよう
に、凸状工具４，５を配置するとともに拡管プラグ３の
回転量と圧入量とを同期させるようにしてもよい。この
ようにすると、一方の凸状工具５が形成した溝部７に他
方の凸状工具４が侵入し案内されるので、拡管プラグ３
の回転により他方の凸状工具４が螺旋状の溝部７に沿っ
て追従して移動し、溝部７から拡管プラグ３を圧入方向
に推進させる推進力が作用する。したがって、拡管プラ
グ３の圧入力の軽減を図ることができる。

【００２０】なお、上記製造方法では拡管プラグ３を伝
熱管１内に圧入するようにしているが、拡径プラグ３を
固定し、伝熱管１および放熱フィン２を一緒に伝熱管１
の軸線方向に移動させるようにしても同様な効果が得ら
れる。

【００２１】また、上記製造方法では拡管プラグ３を回
転駆動させるようにしているが、回転駆動させないでも
よい。この場合は、凸状工具４，５により切り起こされ
る内部フィン部は伝熱管の軸線方向に沿った直線状とな
る。

【００２２】また、伝熱管１の内部に予め溝が形成され
たものを使用してもよい。

【００２３】なお、本内面溝付管の製造方法を実施する
ための装置としては各種の構造のものを使用することが
できるが、当該製造方法の理解を容易にするために、以
下にその一具体例である装置について説明する。

【００２４】本装置は、図２に示すように、板状の放熱
フィン２を保持するホルダー１０と、このホルダー１０
を保持するフレーム１１と、このフレーム１１から突出
する複数のロッド１２と、このロッド１２の他端部に連
結された移動台１３と、この移動台１３に設けられた回
転駆動装置１４と、この回転駆動装置１４の回転軸（図
示せず）に連結されたマンドレル８と、このマンドレル
８の先端にマンドレル８と一体に回転するように取り付
けられた拡管プラグ３とを備えて概略構成される。

【００２５】移動台１３には図示しない駆動機構が設け
られており、この駆動機構を駆動することにより、移動
台１３がロッド１２に沿って移動できるようになってい
る。

【００２６】拡管プラグ３は伝熱管１の内径よりも少し
大径の拡径部３ａと、この拡径部３ａに連設され伝熱管
１の内径よりも小さな小径部３ｂとを備えている。

【００２７】拡管プラグ３の小径部３ｂには２個の凸状
工具（バイト）４，５が着脱自在に固定されている。こ
れら凸状工具４，５は、刃先が拡管プラグの軸線を通る
一直線に位置するように互いに放射状に配置され、か
つ、刃先が互いに拡管プラグ３の軸線方向（拡管プラグ
３の圧入方向）にずれた位置となるように配置されてい
る。放射状に配置したので、拡管プラグ３を伝熱管１内
に圧入して凸状工具４，５により内部フィン部６を切り
起こした場合に自動的に調芯され芯ずれを防止すること
ができる。

【００２８】凸状工具４，５は図４に示すような形状と
なっている。図４（ａ）は側面図であり、同（ｂ）は平
面図であり、図中矢印イは拡管プラグの圧入方向を示
し、矢印ロは凸状工具４，５の進行方向を示す。図中４
ａ，５ａは刃先を示し、αは切込角を示し、２０゜〜４
５゜が採用される。βは刃先角を示し、９０゜−切込角
が採用される。なお、刃先４ａ，５ａには円弧状の面取
りが施され（面取り部４ｂ，５ｂ参照）、凸状工具４，
５により切り起こされた内部フィン部６が面取り部４
ｂ，５ｂにより円滑に案内され、むしれたりちぎれてし
まうことを防止している。

【００２９】複数の凸状工具の配置は適宜選択できる
が、例えば、図５〜図７に示すものが考えられる。図中
１８〜２６は凸状工具を示すものである。図５中の凸状
工具１８、１９は刃先位置が拡管プラグ３の軸線方向で
ずれており、図６中の凸状工具２０〜２２は各刃先位置
が拡管プラグ３の軸線方向でずれており、図７中の凸状
工具２３〜２６は各刃先位置が拡管プラグ３の軸線方向
でずれている。これにより、先行する凸状工具により切
り起こされた際に形成された溝部に他の凸状工具が案内
されて追行するようにし、拡管プラグの圧入方向に推進
力が発生するようにしてある。

【００３０】また、凸状工具をその回転方向に所定の幅
を持たせ、凸状工具の回転方向先端により切り起こされ
て形成された溝部に同凸状工具の回転方向後端部および
中間部が侵入するようにすれば、拡管プラグの圧入方向
に推進力を発生させることができる。この場合には複数
の凸状工具の刃先を拡管プラグの軸線方向にずらす必要
はない。

【００３１】また、凸状工具自体に、凸状工具の進行方
向に沿ってねじれた形状とすることができる。このもの
も同様に拡管プラグの圧入方向に推進力を発生させるこ
とが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、高さの
大きい内部フィンを形成することができ、もって伝熱効
率を高めることができ、しかも生産性が高く製品価格を
安価とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器の製造方法に使用される装置
の要部を示す図である。

【図２】本発明の熱交換器の製造方法に使用される装置
の全体構成を示す図である。

【図３】図１および図２の装置の作用を示す図である。

【図４】図１および図２の装置に使用される凸状工具の
形状を示す図である。

【図５】本発明の凸状工具の配置の一例を示す図であ
る。

【図６】本発明の凸状工具の配置の一例を示す図であ
る。

【図７】本発明の凸状工具の配置の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 伝熱管 ２ 放熱フィン ３ 拡管プラグ ４，５ 凸状工具 ６ 内部フィン部 ７ 溝部 １３ 移動台 １４ 回転駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関川 政志 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱管の外面に多数の放熱フィンを配置
   し、前記伝熱管内に拡管プラグを圧入して伝熱管を拡径
   して前記放熱フィンと前記伝熱管とを一体化する熱交換
   器の製造方法において、前記拡管プラグにより拡径され
   た伝熱管の内壁に凸状工具を食い込ませて内部フィン部
   を切り起すことを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 【請求項２】 前記伝熱管を拡径しつつ、前記凸状工具
   により内部フィンを切り起こす請求項１記載の熱交換器
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記凸状工具を回転させつつ内部フィン
   を螺旋状に形成する請求項１または２記載の熱交換器の
   製造方法。