JPH01107910A - スパイラルフィン付き金属管の製造方法 - Google Patents

スパイラルフィン付き金属管の製造方法

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JPH01107910A
JPH01107910A JP26602987A JP26602987A JPH01107910A JP H01107910 A JPH01107910 A JP H01107910A JP 26602987 A JP26602987 A JP 26602987A JP 26602987 A JP26602987 A JP 26602987A JP H01107910 A JPH01107910 A JP H01107910A
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metal tube
rolling
tube
metal
fins
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Koichi Kuroda
浩一 黒田
Kazuyuki Nakasuji
中筋 和行
Chihiro Hayashi
千博 林
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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、熱交換器等の伝熱管として使用されるスパイ
ラルフィン付き金属管に関する。
〔従来技術〕
かかるスパイラルフィン付き金属管を製造する方法とし
ては、第3図(斜視図)に示す如(、円筒状の金属管3
1を軸心回転させつつ軸長方向へ移送すると共にその外
周面に一方の縁部が当接するように帯状板材32を連続
供給することにより、前記外周面に帯状板材32をスパ
イラル状に巻き付け、その金属管31と帯状板材32と
の接合部を高周波溶接する方法がある(特開昭58−9
715号)。
かかる方法によってスパイラルフィン付き金属管を製造
する場合は、帯状板材32の巻き付は加工に大きな駆動
力が必要となること、その巻き付は加工の高速化が困難
であること、金属管31に巻き付けられた帯状板材32
はその外周側で引張応力が生じて割れが発生し易く、そ
の内周側で圧縮応力が生じて皺、ひだ、波打ち現象が生
じ易いこと、金属管31と帯状板材32との接合部の溶
接が確実に行われ難いこと、また得られたスパイラルフ
ィン付き金属管を伝熱管として用いる場合は前記接合部
の溶接が不確実であることに起因して熱伝達特性が悪い
こと等、種々の欠点があった。
一方、スパイラルフィン付き金属管を一体物として得る
方法として塑性加工による方法も提案されている。例え
ば第4図(正面図)及び第5図(第4図のV−■線によ
る断面を拡大して示す側面図)に示す如く、中空の金属
素管44のパスライン周りに配した3個の転造用圧延ロ
ール41.42゜43にて前記金属素管44を冷間又は
熱間にて転造する方法である(塑性と加工VollON
o105 P732)。
然るに、上述の方法によってスパイラルフィン付き金属
管が製造できるのは、その素材がアルミニウム、銅等の
ように極めて加工性に優れた軟質金属である場合に限ら
れており、その素材が高合金鋼、ステンレス鋼等である
場合は勿論、その素材が普通鋼である場合には上述の方
法が適用し難いという問題があった。なお、この方法に
よる場合は管軸長方向への延伸は殆どない。
そこで、本発明者等は上述の方法とは別の塑性加工によ
るスパイラルフィン付き金属管の製造方法を提案した。
即ち、第6図(正面図)及び第7図(第6図の■−■線
による断面を拡大して示す側面図)に示す如り、°フィ
ンを形成するための溝が金属管入側よりその出側に向け
て漸次法(なる間隔で外周面の周方向に複数形成されて
いる圧延ロール61.62.63をパスライン周りに3
個(又は4個)配設した交叉型傾斜圧延機を用い、前記
圧延ロール61.62.63間へ、中空の金属素管64
をその中空部にマンドレル65を配しつつ熱間にて送給
することにより、該金属素管64に対して傾斜圧延を行
い、その外周面にスパイラルフィンを形成する方法を提
案した(特願昭60−263439号)。
かかる方法によれば、普通鋼からなる金属素管に対して
もその外周面にスパイラルフィンを形成することができ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然るに、上述の方法によってスパイラルフィン付き金属
管を製造する場合、圧延ロールによって押し退けられた
金属素管の肉はその軸方向へ主に流動し、その流動に伴
って金属素管はフィンが形成されつつその軸方向へ伸び
るようになっている。
従って、金属素管の肉がその径方向へ流動することが必
要な、薄くて高いフィンを有するスパイラルフィン付き
金属管、具体的には金属素管の外径よりも大きい外径を
有するフィンが形成されたスパイラルフィン付き金属管
(以下ハイフィンチューブという)を製造する場合は、
上述の方法が有効に使えないという問題があった。
因みにハイフィンチューブを上述の方法を用いて製造す
る場合は、前記フィンの外径に匹敵する程度に大きな外
径を有する中空金属素管を用いる必要が生じ、かかる外
径の大きな金属素管を用いて上述の方法を実施する場合
は、その傾斜圧延時の加工エネルギが大きくなること、
金属素管の内削に工数の大きな機械加工が必要となるこ
と、材料の歩留りが低下すること等に起因してその製造
費用が大幅に嵩むので、上述の方法は適用されず、通常
は第3図に示した従来方法が適用されていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ハイ
フィンチューブを低順な費用で製造するのに適した方法
を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るスパイラルフィン付き金属管の製造方法は
、フィンを形成するための環状溝が外周面の周方向にに
複数形成されている圧延ロールをパスライン周りに3個
又は4個配設した交叉型傾斜圧延機を用い、前記圧延ロ
ール間へ金属素管を熱間にて送給することにより、該金
属素管に対して傾斜圧延を行い、 その外周面にスパイラルフィンを形成するスパイラルフ
ィン付き金属管の製造方法において、前記金属素管とし
て、中心部に小径の下孔が穿設された素管を用い、該金
属素管の下孔にプラグを挿入して該金属素管を穿孔圧延
してその肉を前記圧延ロールの溝に充満させることによ
り、前記金属素管の外径よりも大きい外径を有するフィ
ンを形成することを特徴する。
〔作用〕
かかる本発明方法による場合は、金属素管として小径の
下孔が穿設された素管を用いるため、その素管の製造に
即ち前記下孔の穿設に工数の大きな機械加工を必要とし
ない。
また前記金属素管の下孔にプラグを挿入して該下孔を拡
径し、該素管の穿孔圧延を行うので、該素管の肉はその
径方向へ流動し、しかもその肉は前記圧延ロールの溝に
充満するので、その溝形状を所望のフ4ン形状に相応さ
せておくことにより、前記金属管の外径よりも大きい外
径を有するフィンを容易に形成することができる。
〔実施例〕
以下本発明をロール数が3個の場合についてその実施例
を示す図面に基づいて詳述する。
第1図は本発明方法の実施に使用する装置の要部(ロー
ル部)を圧延すべき材料と共に示す正面図(ロール溝を
省略して示す)、第2図は第1図の■−■線による断面
を拡大して示す側面図である。図中4は、中心部に小径
の下孔4aが穿設された圧延すべき材料としての金属素
管であり、該金属素管4は管長方向へ移送され、前記下
孔4aにプラグ5が挿入されつつそのパスラインの圧延
位置に設けた3個1組のコーン型圧延ロール1,2゜3
にて圧延されるようになっている。
圧延ロール1.2.3は夫々同一の面角α(第2図参照
)を有し、その軸心線は同側の軸端が周方向の同じ側へ
向くように傾斜(この軸心線のパスラインに対する角度
βを傾斜角という)せしめられ、また同側の軸端がパス
ライン側に向けて接近又は離反するように傾斜(この軸
心線のパスラインに対する角度γを交叉角といい、パス
ラインに対してロール軸心が出側で離反する場合の交叉
角γを正と定義する)せしめられている。
そして、圧延ロール1.2.3の外周面には環状の溝が
複数、例えば10乃至20条、軸長方向に適長離隔して
周方向に切られている。なお該溝は、一体物のロールの
外周面を切削することによって形成してもよく、また複
数のディスク状ロールを重ね合わせつつ1本の軸に外嵌
装着しこれらを一体化することによって形成してもよい
。
前記溝の位置、間隔、幅、深さ夫々については、第2図
にその一部を示すように圧延ロール間相互で異なってお
り、また各圧延ロールにおいても間隔、幅深さが材料入
側から出側に向けて異なっている。
なお、形成すべきフィンの高さ、間隔及びプラグ5の形
状に応じて溝の位置、間隔が定まり、またこれらと関係
した圧延ロールの前記各角度α。
β、T等が決定されている。また溝の位置、深さについ
ては傾斜圧延中のスパイラルメタルフロー及びロール溝
の隙間にて形成されていくフィンの半径方向のメタルフ
ローを勘案し、材料入側から出側に向けて適宜変化せし
められている。
そして上述の如き溝が形成された圧延ロール1゜2.3
のうちの1つの圧延ロールから出たフィンは次の圧延ロ
ールの溝に導かれ、順次成形されていく。溝の幅及び深
さについては、圧延ロール間相互で路間−である。なお
各圧延ロールでの溝深さは、出側端で所望のフィン高さ
が得られるように入側から出側にわたって適宜変化せし
められている。
また各溝の深さ方向へのロール軸心線に対する傾斜角度
は、形成するフィンを金属素管表面に垂直なものとする
場合には、その溝の中心線の角度を材料出側方向に前記
交叉角γと同一角度で傾斜せしめる。即ち、材料表面に
フィンを所定角度で傾斜するように形成する場合は、交
叉角γと各溝の深さ方向へのロール軸心線に対する傾斜
角度とを異ならせる。
かかる圧延ロールを備えた交叉型傾斜圧延機を用いてハ
イフィンチューブを製造する場合、先ず、中心部に小径
の下孔4aが穿設された金属素管4は図示しない加熱炉
にて所定温度(例えば中炭素鋼の場合1200°C)に
まで加熱され、然る後に前記交叉型傾斜圧延機へ移送さ
れ、該圧延機により金属素管4は第2図に示す如く穿孔
圧延される。即ち、交叉型傾斜圧延機にて金属素管4の
圧延が開始されると、金属素管4は、圧延ロール1,2
.3に順次噛み込まれた後、それらにより周方向3個所
で圧延されると共に、プラグ5によって前記下孔4aが
拡径されて穿孔圧延される。そして金属素管4の肉はそ
の径方向へ流動し、前記圧延ロール1゜2.3の溝に充
満する結果、前記金属素管4から所望のハイフィンチュ
ーブが得られる。
〔数値例〕
材質が5TBA24と同じ成分系であり外径が65閣φ
であり内径が1011IIlφである(換言すれば、中
心部に孔径が10m+aφである下孔が穿設された)金
属素管を、第1表にて示す圧延条件にて傾斜圧延し、フ
ィン間隔が1mでありフィン外径が75閣φでありフィ
ン谷径が38ma+φであり内径が31wφであり肉厚
が3.5 mであるハイフィンチューブを製造した。
(以 下 余 白) 第1表 その結果、従来、塑性加工では製造し難く板巻き溶接方
式にて製造されていたハイチューブを一体物として容易
に製造することができた。
なお、上述の例ではロール交叉角γを0°としたが、ロ
ール交叉角Tはこれに限定されるものでなく、圧延機の
仕様、構造によって正又は負のいずれの角度にも設定す
ることができる。因みに、ロール交叉角Tを1°とし、
ロール面角αを入口側で6@とじ出口側で1@とすれば
、パスラインに対するロール圧下面角は上述の例と同じ
く入口側で5°となり出口側で2°となって上述の例で
得たハイフィンチューブと同等のハイフィンチューブが
得られた。
但し、ロール溝の角度はロール交叉角を1°とした状態
で金属素管の軸に垂直となるように入側に向けて1°だ
け傾斜させた。
〔効果〕
以上詳述した如く本発明方法によれば、中心部に小径の
下孔が穿設された金属素管をプラグを用いて穿孔圧延す
ることにより、塑性加工にて容易にハイフィンチューブ
を一体物として得ることができ、その製造費用の低減を
図ることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施に使用する装置の要部を示す
正面図、第2図は第1図の■−■線による断面を拡大し
て示す側面図、第3図1よ従来のスパイラルフィン付き
金属管の製造方法を示す斜視図、第4図は従来のスパイ
ラルフィン付き金属管製造装置たる圧延装置の要部を示
す正面図、第5図は第4図中の■−■線による断面を拡
大して示す側面図、第6図は従来のスパイラルフィン付
き金属管製造装置たる交叉型傾斜圧延機の要部を示す正
面図、第7図は第6図中の■−■線による断面を拡大し
て示す側面図である。 1.2.3・・・圧延ロール 4・・・金属素管 4a
・・・中心孔 5・・・プラグ 特 許 出願人  住友金属工業株式会社代理人 弁理
士  河  野  登  夫% 1 図 ノ 第 2 図 篤 3 図 隻 4 凹 チ3 fJ5図 兜 6 図 第 7 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フィンを形成するための環状溝が外周面の周方向に
    複数形成されている圧延ロールをパスライン周りに3個
    又は4個配設した交叉型傾斜圧延機を用い、前記圧延ロ
    ール間へ金属素管を熱間にて送給することにより、該金
    属素管に対して傾斜圧延を行い、その外周面にスパイラ
    ルフィンを形成するスパイラルフィン付き金属管の製造
    方法において、 前記金属素管として、中心部に小径の下孔 が穿設された素管を用い、 該金属素管の下孔にプラグを挿入して該金 属素管を穿孔圧延してその肉を前記圧延ロールの溝に充
    満させることにより、 前記金属素管の外径よりも大きい外径を有 するフィンを形成することを特徴するスパイラルフィン
    付き金属管の製造方法。
JP26602987A 1987-06-03 1987-10-20 スパイラルフィン付き金属管の製造方法 Granted JPH01107910A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26602987A JPH01107910A (ja) 1987-10-20 1987-10-20 スパイラルフィン付き金属管の製造方法
US07/201,466 US4901553A (en) 1987-06-03 1988-06-02 Method of manufacturing a finned tube
EP88305081A EP0294215B1 (en) 1987-06-03 1988-06-03 Method of manufacturing metallic tube with spiral fin.
DE8888305081T DE3873829T2 (de) 1987-06-03 1988-06-03 Verfahren zur herstellung eines metallrohres mit spiralrippen.
US07/404,641 US4959985A (en) 1987-06-03 1989-09-08 Method of manufacturing metallic tube with spiral fin

Applications Claiming Priority (1)

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JPH0586284B2 JPH0586284B2 (ja) 1993-12-10

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62124023A (ja) * 1985-11-22 1987-06-05 Sumitomo Metal Ind Ltd スパイラルフイン付き金属管の製造方法
JPS63303640A (ja) * 1987-06-03 1988-12-12 Sumitomo Metal Ind Ltd スパイラルフィン付金属管の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62124023A (ja) * 1985-11-22 1987-06-05 Sumitomo Metal Ind Ltd スパイラルフイン付き金属管の製造方法
JPS63303640A (ja) * 1987-06-03 1988-12-12 Sumitomo Metal Ind Ltd スパイラルフィン付金属管の製造方法

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