JPS63294496A - 内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器およびその製造方法

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JPS63294496A
JPS63294496A JP12944987A JP12944987A JPS63294496A JP S63294496 A JPS63294496 A JP S63294496A JP 12944987 A JP12944987 A JP 12944987A JP 12944987 A JP12944987 A JP 12944987A JP S63294496 A JPS63294496 A JP S63294496A
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grooved tube
internally
heat exchanger
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篠原 義広
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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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主熱交換管として内面溝付管を用いた空調機器
用熱交換器およびその製造方法に関し、特に、内面溝付
管のリターンベンド管を挿入する部分に相対する部分の
内面溝を塑性加工手段によって潰し、ロー材料の消費量
を抑えながら確実なロー付接合が行えるようにした内面
溝付管を用いた空調機器用熱交換器およびその製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
従来の空調機器用熱交換器として、第6図(al、(b
lに示すものがある。一般には平滑管、あるいは内面溝
付管から成る主熱交換管13の片端あるいは両端をベル
マウス状に拡管し、この部分にリターンベンド管14を
内挿した後ロー材15を加熱溶融させて両者を接続して
管内の冷媒ガスをシールする。主熱交換管13のフレア
部16はロー材15が効果的に管内に入り込むようにロ
ー材15を保持、案内する役目を果たし、主熱交換管1
3とリターンベンド管14の平行ギャップ部17は両者
が強固に接続されるように、また、リターンベンド管1
4の装入作業性等を考慮し通常0.1.@〜0.15.
、程度のギャップと5〜10□程度の長さを有している
ベルマウスエンド部18はロー材15がロー材部以外に
流れ出るのを止めている。空調機器用熱交換器の熱交換
管としては、前述したように、平滑管、または、内面溝
付管を使用することができるが、内面溝付管は微細なら
せん状溝が冷媒の蒸発、凝縮、熱伝達を著しく促進し、
かつ、熱交換器製作上の諸加工が平滑管とほとんど同様
に用いられる点からその適用が急速に拡大されている。
尚、19は主熱交換管13を橋絡しているフィン部材で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、従来の内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器
およびその製造方法によれば、内面溝付管から成る主熱
交換管13をベルマウス状に拡管する場合、平滑管の拡
管と同様に治具を主熱交換管13内に強制的に圧入して
拡げる拡管方法を用いているため、平滑管のベルマウス
状拡管では問題とならない内面溝付管固有の以下3点の
不都合がある。
(1)ベルマウス状拡管にともなう内面溝付管の内面溝
深さの減少層は0.01□〜0.03.、程度であり、
伝熱性能向上に有効な0.1□〜0.21程度の初期溝
深さを持つ内面溝付管においては、例えば、第7図fa
l、(b)のベルマウス状拡管前後の図に示されるよう
に、溝深さおよび溝部断面積ともベルマウス状拡管によ
る減少は殆ど期待できないため、内面溝付管の溝部体積
に相当する分だけ平滑管に比して確実にギヤツブが増し
、高価なロー材の消費量が増す。また、ロー材を確実に
増やさなければロー付不良による冷媒リークの原因とな
り、一般に多く用いられている外径953.、φ、底肉
厚0.30.、、溝深さ0.20、溝数60の内面溝付
管での試算例では溝部体積によるロー材の消費量増加は
平滑管に比較して約60%増にも達する。
(2)ベルマウスエンド部にも溝が残っているため、こ
の溝を通って非ベルマウス部へもロー材が流出し易く、
ロー材不足によるリーク不良を招く恐れがある。
(3)内面溝付管は同外径の平滑管に比して内部に溝を
有しているため、溝深さの2倍だけ最小内径が小さくな
っている。一方、リターンベンド管は管内冷媒の圧力損
失を増やさないようにするため主熱交換管よりもあまり
小さくできず、通常内面溝付管を用いた空調機器用熱交
換器においても平滑管使用時と同じリターンベンド管を
用いている。従ってリターンベンド管の装入性の点から
ベルマウス部の最小内径を平滑管と同じにとり、また、
強度上の配慮からベルマウスエンド部の底肉厚も平滑管
と同じにするとすれば、ベルマウス部の外径は′a深さ
の2倍分だけ平滑管に比して余計に拡管される事になる
。同様にフレア部についても拡管倍率が増えることにな
る。
例えば、平滑管の場合のフレア径を12□φと仮定する
と、溝深さ0.2゜の内面溝付管の場合はフレア径が1
2.4.、φとなり、拡管倍率でいえば1.26倍が1
.30倍に上昇することになる。
本来、内面溝が切欠き効果となって拡管時の割れ易さが
平滑管に比して相対的に大きい内面溝付管にとっては更
に不利な条件であり、フレア部の割れ等に伴うロー材の
管外流出もまたロー材不足を引き起こす原因となる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、内面溝付管
を用いた空調機器用熱交換器およびその製造方法におけ
る内面溝付管固有の問題点であるところのロー材消費量
の増大を抑え、ベルマウスエンド部におけるロー材流出
をな(し、かつ、ベルマウス状拡管における割れをなく
すため、リターンベンド管が装入されてロー付される部
分の内面溝を内面溝形成加工工程以後、かつ、リターン
ヘンド管装入以前の工程において強制的に塑性変形工程
により潰すことによって該部分を実用的に平滑管同様と
した内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器およびその
製造方法を提供するものである。
即ち、本発明の内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器
はリターンベンド管が装入されてロー付される部分の内
面溝を潰して平滑化してあり、その肉厚は元の底肉厚よ
り大になっている。
また、本発明の内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器
の製造方法は以下の塑性変形工程を備えている。
即ち、内面溝付管の外周に管外拘束型を配置し、内周に
加工部材を挿入してそのリターンベンド管が装入されて
ロー付される部分の内面溝を強制的に潰して平滑化する
。これにより該部分は平滑管と同様に平滑化された内面
を有することになる。塑性変形工程は内面溝形成加工工
程以後、かつ、リターンベンド管装入工程以前に設ける
。塑性変形工程を内面溝形成加工工程以後とするのは一
般に内面溝形成は連続的に行うのが製造効率上不可欠な
ためであり、内面溝を潰して平滑化するための方法とし
て塑性変形加工法を用いるのは、例えば、切削加工法で
は作業能率の向上に限界があり、切削屑や潤滑油の除去
が二次的コストアップを招き易いためである。一方、塑
性変形加工法によれば、潰した後の肉厚は元の底肉厚よ
り増加するため強度的にも向上するためである。
以下、本発明の内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器
およびその製造方法について詳細を説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例を示し、管外径を変化さ
せないで内面溝のみを潰す塑性変形工程を示し、内面溝
付管1に挿入し内面溝を潰す所定の外径り、を有したマ
ンドレル2と、内面溝付管1にかかる強い管軸方向応力
を支える半割の所定の内径D0の円形溝をもった抑え型
3から成る。マンドレル2の外径り。は、第2図(al
、(blに示すように、外径Do、71小内径り8、内
面溝付管1の山部1aを潰して溝部1bを埋めた状態で
の内面溝付管1の内径と一敗させている。
以上の構成において、最終使用長さに切断された直管の
内面溝付管lを抑え型3に配置し固定した後、前述の外
径り、を有するマンドレル2を押し込む。この時内面溝
付管1は抑え型3により固定され、山部1aが潰される
。この結果内部はり、となり、管外径は変化しない。こ
のようにして所定の部分を平滑化した内面溝付管1はこ
の後従来通りのベルマウス状拡管方法で処理される。実
施例では、最終使用長さに切断された直管の時点で内面
を潰す塑性変形工程を採用したが、コイル状素材を連続
的に切断しながら曲げる機械では曲げ直後のまだ材料が
曲げ工具で拘束されている間に行ってもよい。
第3図(al、(blは本発明の第2の実施例を示し、
第1の実施例のマンドレル2の挿入に換えてローラ拡管
法を用いたものである。テーパ付きマンドレル4を回転
させることによりマンドレル4の外周にマンドレル4の
軸芯とある角度をもって配置されたやはリテーバ付きの
複数のローラ5が自転しながらマンドレル4のまわりを
公転して内面溝付管lの内面溝を潰し平滑化するもので
ある。ローラ拡管法は管軸力が加わらず大きな管半径方
向応力を発生させられる利点があるが、拡管速度が遅い
という欠点もある。
第4図は本発明の第3の実施例を示し、内面を潰し平滑
化する塑性変形工程をベルマウス状拡管工程と同時に行
うようにしたものである。所定のU字形に成型された内
面溝付管1の直状部分のほぼ全長を拡管(−次拡管)す
るロッド8の先端に取付けられた拡管ヘッド9と、内面
溝付管1のヘアピン曲げ部を保持するレシーバ−10と
、テーパー付マンドレル11a10−ラllb、および
ローラIICを備え内面溝付管lの内面の平滑化および
ベルマウス状拡管を同時に行うローラ拡管工具11と、
ローラ拡管工具11による拡管の際に内面溝付管1を拘
束する拘束型12から成る。ローラ拡管工具11のロー
ラllbはテーパー付マンドレルllaの回転にともな
いそれ自体回転しなからテーパー付マンドレルllaの
まわりを公転して内面の平滑化および平行拡管を行う。
また、ローラ11.Cも同様に自転しなからテーパー付
マンドレルllaのまわりを公転するがローラllbと
異なった所定の角度で内面溝付管1と接しベルマウス部
のフレア拡管を行う。
ロッド8とテーパー付マンドレルllaをスプライン結
合させておけば、ロッド8の回転をテーパー付マンドレ
ルllaに伝えることができ、かつ、ロッド8、拡管ヘ
ッド9とテーパー付マンドレルllaは垂直方向に自由
に運動する。一方、テーパー付マンドレルllaは別の
駆動源から回転させるようにしても良い。
以上の構成において、拡管ヘッド9を内面溝付管1へ挿
入し、ロッド8を下げることにより一次拡管を行い鉄プ
レート6およびアルミフィン7と密着させる。このとき
、ローラ拡管工具11は自重により所定の位置まで下が
っている。その後ローラ拡管工具11のテーパー付マン
ドレルllaを回転させて挿入する。
テーパー付マンドレルllaの回転にともないローラl
lb、11Cは自転しなからテーパー付マンドレルll
aのまわりを公転し、ローラー11bは内面溝付管1の
内面を潰しながら所定の径に拡管し、ローラー11Cは
所定の角度をもって先端部をフレア拡管する。
第5図+a)〜(d)はローラー拡管工具11によって
内面溝付管1の内面溝が潰されて平滑化する状況を示し
ており、第5図山)より第5図(C1にかけて加工が進
み、第5図(d)において内面溝が殆ど完全に潰されて
平滑化しているのがわかる。これによりロー付接合にお
いて平滑管と同様に扱うことができる。本実施例では内
面溝を潰す塑性変形とベルマウス状拡管を同時に行うた
め、特別の塑性変形工程を新設する必要がなく経済的で
ある。ローラー拡管工具11をテーパー付マンドレルl
laと類似形状のマンドレルに換えて、これを押し込み
ベルマウス状拡管する方法も考えられるが、拘束型12
によって拘束しマンドレルの押し込みのみによって内面
溝を潰そうとすると大きな軸力が下方のヘアピン曲げ部
にかかり、この部分はレシーバ−10にてヘアピン曲げ
部の外側しか拘束できないため内側の拘束してない部分
が座屈してしまう。従って、内面溝を潰す塑性変形とベ
ルマウス状拡管を同時に行う場合はローラー拡管法が不
可欠である。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、本発明の内面溝付管を用いた空調機
器用熱交換器およびその製造方法によれば、内面溝付管
のリターンベンド管が装入されてロー付される部分の内
面溝を、内面溝形成加工以後、かつ、リターンベンド管
装入以前の工程において、強制的に塑性変形により潰す
ことによりこの部分を実用的に平滑管同様としたため、
内面溝に基づくロー材消費量の増大を抑えることができ
、さらに、ベルマウス状拡管時の内面溝に起因する割れ
を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す説明図。第2図(
al、(blは内面溝付管の拡管前後の説明図。第3図
(al、(b)は本発明の第2の実施例を示す説明図。 第4図は本発明の第3の実施例を示す説明図。第5図(
al〜(d)は第3の実施例の拡管による内面溝の変化
を示す説明図。 第6図(al、(b)は従来の空調機器用熱交換器の説
明図。第7図+a)、(′b)は従来の空調機器用熱交
換器のベルマウス部における内面溝の状態を示す説明図
。 符号の説明 1−・−内面溝付管  2−・・・−・マンドレル3−
・−・−抑え型 4・−・−テーパ付マンドレル 5・−−−−−・ローラ    6−−−−−鉄プレー
ト7−・−・−アルミフィン 8−一−−−−−ロンド
9−・−・・拡管ヘッド  10・−・−・−レシーバ
−11−−−−−−・ローラ拡管工具 12・−−−−−一拘束型 特許出願人   日立電線株式会社 代理人 弁理士 平 1)   忠 雄第5図 (a)                      
    (b)(C)               
         (dノド・・−・・内面溝付管 2・−・−・・マンドレル 3・・・・−・抑え型 第1図 第2図 (a)                      
(b)(>tt*v#)           [li
しtA’i!fThl1−・・−内面溝付管 3・・−・−抑え型 4−−−−−テーパ付マンドレル 5−・−・−ローラ 第3図 (a)       (b) 1・−・・・・内面溝付管 6・・・−・−・鉄プレート 7・・−・・・・アルミフィン 8・−・−・−ロッド 9・〜・・−・・拡管ヘッド 10・−・・・・レシーバ− 11・−・・−ローラ拡管工具 12・−・・−拘束型 第4図 13−−−−一・・主熱交換管 14・−・−リターンベンド管 15・・・・・−・ロー材 16−・−・フレア部 17−−・・・−平行ギャフプ 18−−−へルマウスエンド部 第6図 (a) (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内面溝付管を複数本並列に配置し、前記内面溝付
    管の片端あるいは両端に内挿したU字形に曲げたリター
    ンベンド管をロー付接合して冷媒回路を構成する空調機
    器用熱交換器において、 前記内面溝付管の前記リターンベンド管を 挿入する部分に相対する部分の内面溝を潰し、その底肉
    厚より大なる肉厚になるように平滑化したことを特徴と
    する内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器。
  2. (2)内面溝付管を複数本並列に配置し、前記内面溝付
    管の片端あるいは両端に内挿したU字形に曲げたリター
    ンベンド管をロー付接合して冷媒回路を構成する空調機
    器用熱交換器の製造方法において、 前記内面溝付管の前記リターンベンド管を 挿入する部分の外周に所定の内径を有した管外拘束型を
    配置し、前記部分に相対する部分の内周に加工部材を挿
    入し、前記加工部材と前記管外拘束型の協働作用に基く
    塑性変形によって前記内面溝付管の内面を平滑化するこ
    とを特徴とする内面溝付管を用いた空調機器用熱交換器
    の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877289U (ja) * 1981-11-12 1983-05-25 古河電気工業株式会社 内面溝付伝熱管
JPS5916535A (ja) * 1982-07-20 1984-01-27 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 蒸着方法及びその装置

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