JPS60121046A - 熱交換体及びその制造方法 - Google Patents

熱交換体及びその制造方法

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JPS60121046A
JPS60121046A JP23018983A JP23018983A JPS60121046A JP S60121046 A JPS60121046 A JP S60121046A JP 23018983 A JP23018983 A JP 23018983A JP 23018983 A JP23018983 A JP 23018983A JP S60121046 A JPS60121046 A JP S60121046A
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JP
Japan
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heat exchanger
pipe
metal
longitudinal direction
divided
Prior art date
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Pending
Application number
JP23018983A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanori Kuroki
隆憲 黒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuroki Kogyosho Co Ltd
Original Assignee
Kuroki Kogyosho Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kuroki Kogyosho Co Ltd filed Critical Kuroki Kogyosho Co Ltd
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Publication of JPS60121046A publication Critical patent/JPS60121046A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

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】 本発明は連続鋳造用鋳型や羽口等の様に冷却若しくは加
熱を必要とする熱交換体でありて、該本体内に冷却若し
くは加熱用流体導通孔が完全に埋設されている熱交換体
及びその製造方法に関するものである。
例えは、連続#造用鋳型の冷却方式としては鋳型本体裏
面に凹部を穿設し、該凹部とバックフレーム間に形成さ
れる空間部に冷却水を通す方式が一般的でありたが、冷
却効率が不十分な手並びにバックフレームと鋳臘本体間
からの漏水の心配がおり、漏水防止の為のシールが難し
いなどの理由から冷却水導通孔を納屋本体内に完全に埋
設した如き形態のものが考えられるに至った。ところが
、この様な形態のものはその冷却水導通孔を形成する孔
開は作業が煩雑であるばかりでなく、煩雑であるが仮に
小径の孔を数多く開設するよりはむしろ大径の孔を小数
開設する傾向があり、従って冷却水導通孔が大径になれ
ばなる程そこを流れる冷却水は表層、中層、底層という
状態に分かれ易く冷却効率が大幅に低下するという問題
がある。
そこで、本発明ではかかる問題点を解消し得る連続鋳造
用鋳型等の熱交換体及びその製造方法を提供せんとする
ものてあり、その要旨とするところは、内部に冷却若し
くは加熱用流体導通孔が形成される熱交換体であって、
該導通孔の内壁面に、その長平方向に沿う螺旋状のフィ
ンな連続的又は間欠的に突出形成して成ることを特徴と
する熱交換体、及び内部に冷却若しくは加熱用流体導通
孔を形成した熱交換体を、該導通孔をその軸方向に切る
状態の下に分断した如き複数個の分割片と、導通孔の形
状と一致しかつ内壁面にはその長平方向に沿う螺旋状の
フィンを連続的又は間欠的に突出形成したパイプとな、
上記パイプを導通孔となるべき空間部に包込む如き状態
のもとに上記複数個の分割片を鋳型形状に組み立て、次
いで各分割片同士並びに分割片とパイプとの接合面の中
で外側に露出する部分を気密真空的にシールした後、熱
間等方圧加圧接合法により一体的に拡散結合させること
を特徴とする熱交換体の製造方法、並びに内壁面にその
長平方向に沿うフィンを連続的又は間欠的に複数本突出
形成したパイプを導通孔となるべき空間部に包込む状態
のもとに金属製箱体内に挿入し、かつ同パイプと金属製
箱体内面との間に金属粉、金属粒、金属条、金属板の内
の一種若しくは二種以上を充填して密封し、次に金属製
箱体とパイプ端部外局面との接合部を気密真空的にシー
ルした状態で熱間等号圧加′圧接合法により一体的に拡
散接合させることを特徴とする熱交換体及びその製造方
法に6’)、この場合に耐摩耗特性を要求される部所に
ニッケル或いはその合金、更にはステンレス鋼板等を重
合せしめて同時に拡散接合することもある。
なお、こむでいう「気密真空的シール」とは、シール部
内の間隙を真空にするという事を意味する。
以下、第1図〜第13図 を参酌しながら本発明を詳述
する。
第1図〜第2図は熱交換体面を構成する地続銃造用鋳型
の実施例を示すもので、銅若しくは銅合金の如き熱伝導
性の良好な素材から成る鋳型本体(1)の内部に冷却水
導通孔(2)が開設されている。又図中(3)は冷却水
供給口、(4)は冷却水排出口を示すが、この図の如く
冷却水導通孔(2)が全部連通しているものの他に、各
列毎にその下端及び上端に夫々冷却水供給口及び同排出
口があるものや、複数列毎に冷却水供給口、同排出口が
あるもの等その形態は任意でおる。
又、鋳型本体(1)の内表面、即ち溶湯や凝固シェルが
当接する面には、ニッケルやその合金を累月とする耐摩
耗性保護層が装着される等通常の連続dJ造用鋳壓と何
ら変わる所はない。
又、第2図の要部拡大図に示す様に前記導通孔(2)の
内壁面にはその長手方向に沿うフィン(5)を複数本突
出形成すると共に、該フィン(5夕はその長手方向に沿
って螺旋状にねじりた状態のもとに設けている。このフ
ィン(5)は冷却水が接する導通孔(21の内表面を広
くし、もって冷却効率を高めると共に、螺旋状のねじれ
に沿って導通孔(2)内を流れる冷却水を回転させる役
目をなすものであり、従って冷却水の必要流量を保持し
得る限度でできるだけ数多く突出させる方が望ましく、
又ねじれ角度は任意であるが、おまり大きいと冷却水の
流れが悪くなるので、遅続鋳造用鋳製の場合は5〜10
°程度が適当ではないかと考えられる。又該フィン(5
)は必ずしも冷却水導通孔(2)の全長に渡って連続的
に形成されている必要性はなく、間欠的に設ける徐にし
てもよい。
次に、以上の様なフィン(5ンを備えた連続鋳造用納屋
の製造方法を第3図〜第6図に基づいて詳細に説明すれ
ば、まず片面に冷却水導通孔(2)となるべき溝t21
’、 (2′f′が穿設された分割片1)’、 (1)
’を2枚用意する。次いで、上記分割片(ll’、 (
11”を互いにその溝付面を合わせた場合に溝t2)’
、 +2)”により形成される空間内に嵌合する様なノ
(イブ(6)を用意する。このパイプ(6)はその内壁
面にその長手方向に沿うフィン(51が連続的又は間欠
的に複数本突出形成されると共に、該フィン(s+はそ
の長手方向に沿って螺旋状にねじった状態のもとに設け
られている。
次に、これらを第5図に示す様に組み合わせ、分割片(
1)’w (1)“同士あるいは分割片(1)’、 (
1)“とパイプ(6)との接合面の中で外部に露出する
部分(7)を気密的にシールする。この際、シールのl
’[1ltK空気が残存しない様に電子ビーム溶接等で
シールする。次いでこれを高温高圧のアルゴン等、所要
気体で全周から圧力を作用させる熱間等方圧加圧接合法
により一体的に接合せしめる◇この熱間等方圧加圧接合
により2枚の分割片(1)’、 (1)“はその接合面
において互いに拡散結合を起こすと共に、パイプ(6)
と分割片(1γm (1y’もパイプ(6)が分割片(
1)’、 (1)”と拡散結合をσす素材である場合は
パイプ(6)と分割片(υ′、(υ″との間℃も拡散結
合が行われる。通常パイプ(6)の素tJ拡分割片(1
)’、 (11”と同種の銅あるいは銅合金とし、該パ
イプ(6)を分割片(1)’、 (1)“と一体的に接
合したままの状態で用いるが、パイプ(6)の素材はど
の様なものでもよい。
なお、熱交換体(4)の形状は任意であり、例えば第7
図及び第8図に示す様な筒状体の肉厚部を内外に2分割
し、両分割面間にその長手方向若しくは円周方向に沿う
螺旋状にパイプ(6)を挿通し、冷却水若しくはスチー
ム等の導通孔(2)を形成する様にしてもよい。又、両
分割片(1)’+ (1)“の素材として内側分割片(
1)′を熱体率の^い銅若しくは銅合金とし、外側分割
片(す〃を強度性に優れたステンレス等となすこともで
きるものである。
又・この場合において異種金属より成る両分割片(l八
(lr間に、更に両分割片(1)’、 (1)’とは異
種金属を挾んだ状態で一体的に拡散接合させる様にすれ
は、本来ならば接合不可能な異種金属間の接合が可能と
なり、又接合が可能である場合でも異種金属間の接合強
度を高め得ると共に、接合が容易に行なえるため作業性
を向上し得る様になるものである。
次に、フィン(5)を備えた連続鋳造用鋳型の他の製造
方法を第9図〜第lJ図に基づいて詳#IIVc説明す
ると、まず上面のみを開放状となし、かつその外形を所
望の問屋形状となした金属製箱体(8)内で冷却水導通
孔(2)を形成すべき空間部に沿わせた状態のもとにパ
イプ(6)を挿入する。このパイプ(6)は予めその内
壁面にその長手方向に沿うフィン(5)が連続的又は間
欠的に複数本突出形成されておす、シかも該フィン(5
)は螺旋状のねじれが形成されている。
次に、同パイプ(6)と金h4製舵体(8ン内面との間
に金属粉、金属粒、金属条、金属板等の集合金属(9)
の内の一種若しくは二種以上を充填した後、金属製箱体
(8)の上面開口部をパイプ(6)の開口部を残した状
態のもとに金kA’J1箱体(8)の上板(8)′でも
って閉塞し、次いで同金属製箱体(8)と上板(8)′
及び上板(8)′とパイプ(6)端部外局面との接合部
(7)を気密的にシールした状態で熱間等方圧加圧接合
法により一体的に拡散接合せしめる。
この熱間等方圧加圧接合により金属製箱体(8)及び上
板(8)′と集合合Jll(9)との間、集合金属相互
間並びに集合金属(9)とパイプ(0)との間において
互いに拡散接合が行われ、一体化が行われる。
なお、この場合のパイプ(0)の素材については前述の
製造方法における場合と同様である。又、金属製箱体(
8)の外形が任意であることは前述の製造方法の場合と
同様であることはもちろん、更にその分割形態や肉厚に
ついても第8図〜第11図に示す如く任意である。
以上、詳細に説明した如く本発明によれば。
冷却水等の流体導通孔の内壁面にその長手方向に沿うフ
ィンを複数本突出形成したことによって、導通孔の内表
面を大幅に広くでき、もって冷却もしくは加熱効率を大
幅に向上でき、しかもフィンにはその長手方向に沿う螺
旋状のねじれが形成されることによりて、導通孔内?流
れる冷却若しくは加熱流体も螺旋状に回転が与えられ、
ある場所では鋳型本体等の内面寄り、即ち高温側にあっ
た水は進行する内に内壁面から遠い部分に位置し、ある
程度進行する内に又内壁面寄りに移行するという状態に
繰り返しながら流れていくため、冷却水等の流体が全体
的に鋳型本体等の内壁面寄りの高温部所の冷却に関与せ
しめられるので冷却効率が高く、かつ冷却水等の導通が
円滑に行えるという効果がある。
又本発明方法によれば1通常機械的強度上信頼性が高い
銅若しくは銅合金の鍛造品ご用い、その表面上に婢を穿
設し分割片の準備をするが。
又は金属製箱体と金属粉等の集合金属を準備する一万、
該溝と対応した、又は冷却水等の導通孔となるべき空間
部に沿ったパイプを準備すればよいので、冷却水等の導
通孔が長尺であっても、又複雑に曲折している場合にも
その製造が簡単でかつ正確に行える様になるものであり
、更に本発明方法によれば、従来の方法では全く不可能
とされていたフィン付きの導通孔が容易に形成でき、従
って鋳型等の強度を低下せしめることなく、冷却若しく
L加熱効率を高めることができ、しかも上述の如く鍛造
圧延による銅若しくは銅合金を用いることができるので
、その強度が大でかつ信頼性をも高め得ると共に、鋳型
等の内表面等所望の部所に適宜な耐摩耗性材料を接合す
ることも容易になし得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は連続鋳造用鋳型の実施例を示す斜視図、第2図
は同要部の拡大図、第5図〜鵠6図は本発明の製造方法
を示し、第6図は分割片、第4図は同パイプ、第5図は
同分割片とパイプを組み合わせた状態、第6図は同要部
を示すそれぞれの説明図、第7図及び第8図は他の実施
例を示す断面説明図、第9図〜第13図は本発明の他の
製造方法を示す説明図である。 図中、囚:熱交換体 (1):鋳型本体 (1)’ :分割片 (2):導通孔 (5)二フィン (6)ニパイプ (7):接合部 (8):金属製箱体 (9):集合金属 特許出願人 株式会社 黒 木 工 業 所代理人 有
 吉 教 晴

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)内部に冷却若しくは加熱用流体導通孔が形成される
    熱交換体であって、該導通孔の内壁面に、その長手方向
    に沿う螺旋状のフィンを連続的又は間欠的に突出形成し
    て成ることを特徴とする熱交換体。 2)内部に冷却若しくは加熱用流体導通孔を形成した熱
    変換体を、該導通孔をその軸方向に切る状態下に分断し
    た如きvi数個の分割片と、導通孔の形状と一致し、か
    つ内壁面にはその長手方向に沿う螺旋状のフィンを連続
    的又は間欠的に突出形成したパイプとを、上記パイプを
    導通孔となるべき空間部に包込む如き状態のもとに上記
    複数個の分割片を納屋形状に組み立て・次いで各分割片
    同士並びに分割片とパイプとの接合面の中で外側に露出
    する部分を気密真空的にシールした後、熱間等方圧加圧
    接合法により一体的に拡散結合させることを特徴とする
    熱交換体の製造方法。 3)熱交換体の内表面となるべき所要の部所に断連の耐
    摩耗性金属を重積し、該耐摩耗性金属若しくは同カバー
    と分割片との接合面の中で外側に露出する部分を気密真
    空的にシールした後、拡散結合させる事を特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載の熱交換体の製造方法。 4)異種金属より成る両分割片間に、更に両分割片とは
    異種金属を挾んだ状態で一体的に拡散接合させることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項及び第6項記載の熱交
    換体の製造方法。 5)内壁面にその長手方向に沿うフィンを連続的又は間
    欠的に複数本突出形成したパイプを導通孔となるべき空
    間部に包込む状態のもとに金属製箱体内に挿入し、かつ
    同パイプと金属製箱体内面との間に金属粉、金属粒、金
    属条、金属板の内の一種若しくは二種以上を充填して密
    封し、次に金椙製箱体とパイプ端部外局面との接合部を
    気密真空的にシールした状態で熱間等方圧加圧接合法に
    より一体的に拡散接合させることを特徴とする熱交換体
    及びその製造方法。
JP23018983A 1983-12-05 1983-12-05 熱交換体及びその制造方法 Pending JPS60121046A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6340688A (ja) * 1986-08-01 1988-02-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd 温調媒体通路を有する金型の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5037365U (ja) * 1973-07-27 1975-04-18
JPS5413055A (en) * 1977-06-29 1979-01-31 Carrier Corp High performance heat exchanger

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