JPS6188918A - 伝熱管の製造装置 - 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】 「発明の利用分野」 本発明は空調機器等の分野に用いることのできる内面溝
付きの伝熱管のうち、特に伝熱率のよい異形伝熱管の製
造装置に関するものである。

「従来技術」 従来、空ｍ機器等の分野において伝熱管として、平滑内
面を持つベアーチューブが用いられているが、最近にな
って伝Ｆ！）効率の向上が叫ばれ、内面に連続した溝を
持つ円形の内面溝付き伝熱管が開発され、使用されてい
る。

確かに後者は前者に比し数倍の伝熱効率を持つ長所があ
るが、それはあくまで管内（１すでの伝熱効率を論する
上でのことである。

一力）にＦへ交換機器は伝熱管と管外の伝熱を受は持つ
フィンとが一体的に組合わされており、最錦の目的は熱
交換機器としての熱効率の向上であるから、中に伝熱管
内側だけの仙率向十では不充分であり、管外、つまりフ
ィンでの伝熱効率が同様に向上してはじめて総合的な熱
交換効率の向ヒをもたらす。このような考えから、フィ
ンの最適形状化が求められ、その結果スリットフィン等
種々の改良フィンが従業されるに至っている。

ところが管外側での熱交換効率向上と機器の小型化の為
にフィンとフィンとの間隙（ピンチ）を小さくするなど
極限設計をおこなって、より以上のトータル熱効率向上
を図１るためには、伝熱管形状が円形では都合が悪く、
望ましい形として一例として、楕円形化が要求されるよ
うになり、楕円形型内面溝付き管の低コストな製造装置
の開発が今、まさに希求されている状況にある。

「発明の構成」 このような背景に基づき、本発明者は新形状の伝熱管を
効果的且つ低コストで製造する装置を検討の結果、遭遇
する管材にＮ径加工を施すテーパ状アプローチ部を有す
る円形ダイス装置Ｂと、卜記円形ダイス装置Ｂに対応し
た管内位置に装着され、該円形ダイス装置Ｂのテーパ状
アプローチ部と協働して管材を圧迫し減肉加工を施すフ
ローティングプラグＣと、管内にあって上記フローティ
ングプラグと連結され、且つその外周に管軸方向の若し
くは管軸に対して傾斜した複数の溝を有する溝付きプラ
グＥと、上記溝付きプラグ已に対応した管外にあって、
前記溝付きプラグＥとの間で管肉を圧迫して管内面に前
記溝に対応する連続溝４を形成する転圧装置Ｆと、上記
転圧装置Ｆに対して円形ダイス装置Ｂとは反対側にあっ
て内面溝付き加工された管材がその異形孔を通過するこ
とにより管材の円形断面を変形させる異形ダイス装置ｆ
＜Ｇと、異形化された管材を抽伸方向に牽引する牽引装
置とを具備してなる伝熱管の製造装置によって、現段階
では最も安定的且つ低コストに楕円形状等Ｙ４形断面の
内面７Ｍ付き管が！ｔ！１ｍできることを知見した。

「実施例」 以下、図示の実施例について詳述するが、これにより本
発明は理解できよう、ここに第１図は本発明の一実施例
に係る製造装置を示す＋Ｊ、ｌＩ断面図、第２図は第１
図におけるａ−ａ断面図、第３図は同Ｃ−Ｃ断面図、第
４図は同Ｃ−Ｃ断面図、第５図は間ｄ−ｄ断面図である
。

第１し１において原管Ａ、は矢印Ｘの方向へ牽引図示せ
ぬ牽引装置によりされており、円形ダイス装置Ｂと管内
のフローティングプラグＣは各々のテーパ状アプローチ
部Ｂ、、Ｃ，及びベアリング部Ｂ２．Ｃｚとが協１仙し
て連続通過する原管Ａ。

を内外から圧迫し原管Ａ１を縮径減肉加工する。

この場合、この部分での摩擦力を軽減する為に、円形ダ
イス装置Ｂを回転方式としてもよいし、原資へ〇の材質
によっては固定式でも構わない。またフローティングプ
ラグＣと管内面とのＩｉｌには薄い／１１沿／Ｉｈ　Ｉ
ＩＱが存在し、縮径減肉加工下での焼付欠陥の防１Ｆに
有効に作用している。この潤？ｈ油股はＩＫ（簀Ａ１内
に予め封入された潤滑剤Ｐが薄く引き伸ばされるためで
ある。なお潤１Ｍ　ｕ＋果を一層大たらしめる為に図示
しないが、フローティングプラグＣ外面又は内部に数条
の管軸方向の溝又は孔を設け、潤滑油がここを通過して
、次の溝付加工部に円滑に供給されるようにしてもよい
。円形ダイス装置Ｂの内面及びフローティングプラグＣ
の外面は精密加工又は表面処理等が施されて、滑らかに
仕上げられている。

上記フローティングプラグＣの後方側（管の抽神方向下
流側）に連接棒りを介して内面溝付加工用のｌｈ付きプ
ラグＥが、フローティングプラグＣとは独立して回動自
在に連結されている。縮径後の管Ａ２の通過に伴い、溝
付きプラグＥには管軸方向の引張力が作用するが、溝付
プラグ後部にこの軸力向の引張力を支える為のスラスト
ベアリング８が設けられ、これより溝付きプラグＥが定
位置で回転できるよう連接棒りにより軸支されている。

上記溝付きプラグＥの外面には規則的に並んだ、又は不
規則（ランダム）に並んだ複数の溝Ｅ１が、概ね管軸方
向に対しζ斜めに傾斜した形で刻設されている０通過す
る管Ａ２の肉がこの溝Ｅｌの凹部に管外からの圧迫によ
り埋設されて内面溝付管の内面溝の山部を形成し、一方
凸部が同様に内面溝の谷部を形成する。

尚、溝付きプラグＥの外面に設けられた溝Ｅ１が管軸方
向に対してストレート状（つまり管軸に平行）である場
合は、管引抜につれて内面にストレート溝が形成され、
溝付きプラグＥは管移翁に対して回転することはない。

要は内面にスパイラル溝、ストレート溝のいずれを形成
したいかによって選択すればよい。

この溝付部では強加工となっているので、予めフローテ
ィングプラグＣと溝付きプラグＥとの管の空間に潤滑剤
（図示せず）を封入し、原管Ａ１側からフローティング
プラグＣを経て供給されるｙｍｍ剤と混合させて内面溝
付加工の潤滑に供する。

従って油切れによる内面焼付欠陥等は全く問題がない。

管外にあって、管内をｉ！Ｉ続的に溝付きプラグ已に強
圧する転圧装置Ｆは、図示セぬ接離機構によって管軸に
対して、加工中は押しつけられ、非加工中は管外表面に
触れぬように離される。

転圧装置？？Ｆは管外周面に３ケ以」−の複数個設けら
れ、３ヶ同時に開明的に接離機構により管肉を圧迫する
。

竹肉を圧迫する転圧装％Ｆは、具体的には転圧ロール、
遊星回転ボール等が適宜選択して採用される。

これらの後方に、内面溝付きされた管Ａ、をほぼ断面楕
円形に最終形成する固定の異形ダイス装置Ｇが設けであ
る。

同ダイス装置Ｇは楕円形の精密に仕上げられた異形孔Ｇ
１を持ち、この中を溝付き管Ａ、が通過して）；１円形
となる。ダイス装′ｆ？、Ｇの直前の管形は、第３ＩＡ
示のとおり楕円形に近いほぼたまご型を￥している。つ
まり溝付き加工直後の溝付き管式。

は円形であり（第２′ｌ：１１）、それが段々変形して
ダイス装置Ｇ直前でほぼたまご型となり、ダイス装置Ｇ
の異形孔ＧＩ中で、楕円形に形成されるのである。

例えばダイス装置１Ｉ７Ｇを１ｌｌｌ過した溝付き管Ａ
、は第５図示のとおり、瞳寸法り、４．％寸法ｌを持つ
楕円形となる。このｈ／／！？ｅは所望する数（ｉｌｌ
Ｔを選ぶことができる。ダイスＧの異形孔Ｇ１を楕円に
することは特に次の長所があることを特記する。

■楕円形溝付き管という新形状により熱交換効率が向ヒ
すると共に、管をコイル状に１壱回して製品化しやすい
こと。

■ダイスＧ部での加工が中にスキンハード程度のごく軽
い、表面調整であっても、単に九（円）型−楕円形と形
状をかえるだけの加工であっても、管Δ、を極めてしっ
かりと把持し得ること、特に■は重要であり、例えば円
型内面溝付き管をつくる時は、ダイスＧは円形の開孔と
なるため、管Ａ、−管Ａ５の変化に才几Ａで、管にかな
りのりダクンヨン（縮径）をかけないと、１１■付き加
工による管のねしれに抗して管を把持且つ推持すること
ができなかった。これは軽度（例えば１０％以下）のり
ダクションだと管外面には濶ｌｈ剤が１呆持されている
ので、ｌ＋ｉ付き加工によるねじれ力をうけてダイス装
置Ｇの開孔内で管が１Ｍ方向に若干回転してしまう　（
管のダイス内の周方向のスヘリ）不都合が発生すること
になるためである。このような周方向スヘリがダイス装
置′ｉ／ＩＩＧ内でおこると、内面溝付き加工部で、Ｔ
俯で高品質な溝付き加工ができない。しかし、本発明で
は開孔を楕円にするので、上記のとおり単なる変形又は
大きなりダクンヨンをかけないでもしっかりと管を把持
でき、正確な内面溝付き加工ができるのである。

尚、本発明の主眼は、異形断面の溝付き管を製造するこ
とであるが、本発明により得られる管は楕円形に限定さ
れず、たまご形四角形、多角形等にも応用可能である。

■ダイスＧでのりダクションが極めて小さくてよいこと
は、この部分での管引抜力に対する抵抗力がゼロ又は極
小でよいということであり、為に引決力が小さくてすみ
、又は一定の引抜力で引抜く時はその分だけ高速で加工
できろということである。

■引抜力が小さい又は高速で引き抜けるということは管
に作用する引抜応力（引張力）が小さいということであ
るから、従来の同断面積の円形溝付き管の場合よりも薄
肉の原管式、で又は小径の原管Δ１で薄肉小径の異形型
（（Ｊｌｌえば楕円形）溝付き管が（ｉすられるという
ことである。

これは省エネ、省資源、熱交換器コストダウンの劾、Ｗ
をもたらす。

こうして従来見られなかった異形断面形状の、内面溝付
きチューブが連続して効率よく得られるものである。

因みに１７られた管Ａ５は図示せぬ牽引装置により引き
抜かれた後、巻炊機（図示せず）に連続的に巻取られて
レベルワウンドコイルとされるか又は、牽引装置の出口
側に連続的に整直−検査一所定長さに切断できるフンハ
インドマンンを設けておき、定寸直管がコイル状原管か
ら連続的に製造されていく。

上記実施例では溝付きプラグＥの外周面に（頃斜した溝
を形成したものを使用したが、このような溝は管軸に平
行であってもよい。この場合には溝付きプラグＥをフロ
ーティングプラグＣと独立して回転可能としておく必要
はなく、例えば連接棒りを省いてフローティングプラグ
Ｃの先端外周部に溝を形成する如くなしてもよい。

発明者は、更に引抜抵抗が小さくなり、変形がスムーズ
にできる方法（つまり高速加工、小１条。

薄肉ものの加工ができる）について検討を加ねえた結果
、第６図示の装置が優れていることを知見した。

卯も楕円型溝付き管といえども極めて高精度（高平滑度
）の外面が要求される場合は３〜６％のりダクソヨンを
ダイス装置０部でかけることがあり、この場合、深溝管
であるほど高速で引き抜くとダイス装置０部で時たま管
切れを起こす。

この数％のりダクションが瞬時（高速の時）におこるの
で、変形速度がダイス６１１部で大となり管切れとなる
と思われる。

そのため転圧ロールＦよりも管材の抽神方向下流側に２
個の（上下又は）Ｆ右一対の）予備変形ロールｌ（を入
れ、且つ新たに予Ｕｓｉ変形ロールＨの全部に／１１沿
剤を付与してみたところ、同様な条件で引き恢いても管
切れはかなり減少した。

予備変形ロールＨは丸（円形）型−一たまご型−楕円と
自由変形するよりも、多少なりとも異形に変形されるよ
うに積極加工するようにしておくことが望ましい。

予備変形ロールＨは回転動力によらない従動（フォロア
ー）的な動きをするが、図示せぬ接離ｔｏｌｌ構により
管軸に対して接呂１１することができる。従って管径、
ｈ／Ｆ！比により自由にロール間（ｑ置を設定できる。

Ｆ発明の効果」 本発明は以ヒ述べたように、通過する管材ｈｒ＋　４￥
加工を施されるテーバ状−１ブロ一チ部を有する円形ダ
イス装置Ｂと、卜記円形ダイス装置Ｂにりｌ応した管内
位置に装着され、該円形ダイス装置Ｂのテーバ状アプロ
ーチ部とｉＡ％尚して管材を圧迫し八肉加工を施すフロ
ーティングプラグＣと、管内にあって上記フローティン
グプラグと１１！枯され、１つその外周に管軸方向の若
しくは管軸に対して仲斜した社数の溝を有する溝付きプ
ラグＥと、！−記溝付きプラグ已に対応した管外にあっ
て、前記溝付きプラグＥとの間で管肉を圧迫して管内面
に前記溝に対応する連続溝４を形成する転圧装置Ｆと、
上記転圧装置Ｆに対して円形ダイス装置Ｂとは反対側に
あって内面溝付き加工された管材がその異形孔を１ｉＴ
ｌ遇することにより管材の円形断面を変形させる異形ダ
イス装置ｉ＋ｉｌＧと、異形化された管材を抽伸方向に
牽引する牽引装置とを特徴とする伝熱管の製造装置であ
るから、楕円形状等の異形断面の内面溝付き管を連続し
て成形でき、極めて生産能率が良いため、コストダウン
に寄与すると共に、予備変形ロールと組み合わせて使用
した場合、高速での引抜きによっても管切れ減少を図る
ことができ、生産能率を著しく増大することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図 第１図は本発明の一実施例に係る製造装置を示す（１１
断面図、第２図は第１図におけるａ−ａ　ｌｊｉ面図、
第３し１は同ｂ−ｂ断面図、第４図は同ｃ−ｃ断面図、
第５図は同ｄ−ｄ断面図、第６図は第１図示の装置に更
に予備変形ロールを付加した装置を示す側断面図である
。 （符号の説明） Ａ・・・管材　　　　　Ｂ・・・ダイス装置Ｃ・・・フ
ローティングプラグ Ｇ・・・異形ダイス装置 Ｄ・・・連接体　　　　ｌ］・・・予備変形ロール装置
Ｅ・・・溝付きプラグ　Ｆ・・・転圧装Ｗ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通過する管材に縮径加工を施すテーパ状アプロー
   チ部を有する円形ダイス装置Ｂと、 上記円形ダイス装置Ｂに対応した管内位置に装着され、
   該円形ダイス装置Ｂのテーパ状アプローチ部と協働して
   管材を圧迫し減肉加工を施すフローティングプラグＣと
   、 管内にあって上記フローティングプラグと連結され、且
   つその外周に管軸方向の若しくは管軸に対して傾斜した
   複数の溝を有する溝付きプラグＥと、上記溝付きプラグ
   Ｅに対応した管外にあって、前記溝付きプラグＥとの間
   で管肉を圧迫して管内面に前記溝に対応する連続溝４を
   形成する転圧装置Ｆと、 上記転圧装置Ｆに対して円形ダイス装置Ｂとは反対側に
   あって内面溝付き加工された管材がその異形孔を通過す
   ることにより管材の円形断面を変形させる異形ダイス装
   置Ｇと、 異形化された管材を抽伸方向に牽引する牽引装置とを具
   備してなることを特徴とする伝熱管の製造装置。
2. （２）通過する管材に縮径加工を施すテーパ状アプロー
   チ部を有する円形ダイス装置Ｂと、 卜記円形ダイス装置Ｂに対応した管内位置に装着され、
   該円形ダイス装置Ｂのテーパ状アプローチ部と協働して
   管材を圧迫し減肉加工を施すフローティングプラグＣと
   、 管内にあって上記フローティングプラグと連結され、且
   つその外周に管軸方向の若しくは管軸に対して傾斜した
   複数の溝を有する溝付きプラグＥと、 上記溝付きプラグＥに対応した管外にあって、前記溝付
   きプラグＥとの間で管肉を圧迫して管内面に前記溝に対
   応する連続溝４を形成する転圧装置Ｆと、 上記転圧装置Ｆよりも管材の抽神方向下流側に設けられ
   、管材を挾持しつつ回転して、管材を抽伸方向に送り出
   すと共に管材に予備変形を与えるロール装置Ｈと、上記
   転圧装置Ｆに対して円形ダイス装値Ｂとは反対側にあっ
   て内面溝付き加工された管材がその異形孔を通過するこ
   とにより管材の円形断面を変形させる異形ダイス装置と
   、異形化された管材を抽伸方向に牽引する牽引装置とを
   具備してなることを特徴とする伝熱管の製造装置。