JPH02205262A - 熱交換用金属二重接合管の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は２つ若しくはそれ以上の金属管を複層に密着接
合する複層金属接合管の製造方法に関し、例えば熱交換
用放熱管の製造に好ましく用いることができる方法に関
する。

〈従来の技術〉 従来、熱交換器の放熱用に用いられる二層接合金属管の
製造方法として、次の様な製造方法があ′った。

Ａ、外層嵌め込み方式 この方法は、第６図に示す如く、内側管１に対して、図
示しない放熱フィンを取り付けた外側管２をその断面の
１カ所で長手方向全長に亘って分断した形とし、この分
断部分を相互に嵌め合い構造２ａとして、内側管ｌの外
側から嵌め合わせるようにする方法である。

Ｂ、拡管方式 この方法は、第７図に示す如く、内側管１を拡管するこ
とにより、外側管２と接合する方法である。

Ｃ，ロールフォーミング方式 この方法は、上記Ａの方法における外側管の嵌め込みを
ロールで案内して行う方法である。

Ｄ１分割溶接方式 この方法は、第８図に示す如く、内側管１に対して、外
側管２をその断面の１カ所で長手方向全長に亘って分断
して開先部２ｂとした上で、該開先部２ｂを溶接する方
法である。

Ｅ、ロウ材は方式 この方法は内側管と外側管とをロウ材げにより接合する
方法である。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが上記Ａの外層嵌め込み方式では、製造が簡単で
安価にできるものの、内外管に隙間ができやすく、この
ため熱交換用の放熱管としては、内側管から外側管への
熱伝達効率が悪くなる等の問題があった。

また上記Ｂの拡管方式では、内側管と外側管との密着性
は良好で、熱交換用放熱管として好ましいのではあるが
、製造設備が大掛かりとなる欠点、及び熱流等が通る内
側管の内部変形が大きく、腐食等に対して弱くなる等の
欠点があった。

また上記Ｃのロールフォーミング方式では、上記Ａの方
式の場合と同様に、やはり内側管と外側管との間に隙間
が生じやすい欠点、設備が大掛かりとなる欠点等があっ
た。

また上記りの分割溶接方式では、開先部を溶接すること
により、溶接縮みによって内側管と外側管とを密着性よ
く接合できるので、内側管から外側管への熱伝達効率が
良く、熱交換用の放熱管としては好ましいのではあるが
、溶接時に開先部から内側管へ溶接アークが直接当たる
という大きな問題がある。すなわち内側管にアークが当
たるため、該内側管が溶けないまでも大きく加熱されや
すく、このため内側管の加熱部が組織変化を起こし、耐
腐食性が劣化する等の問題があった。

また上記Ｅのロウ材は方式では、内外管の密着性はよい
が、ロウ材は設備が大掛かりとなること、及びロウ材を
施すのにかなりの精度を必要とする欠点があった。

そこで本発明は、上記従来の製造方法の欠点を解消し、
内側管と外側管の密着性が良く、従って内側管から外側
管への熱伝達効率等がよく、且つ接合時に内側管へ高熱
を加えたり、加工歪みを与えたりすることなく、すなわ
ち内側管に歪みや組織変化を与えることなく、しかも接
合するのに大掛かりな設備を必要としない複層金属接合
管の製造方法の提供を目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明の複層金属接合管の製造方法は、内側金属管に対
して該内側金属管の外径よりも若干大きい内径を有する
外側金属管を嵌め合わせ、次に前記外側金属管をその断
面の１乃至複数個所で管全長に亘って開先を設けること
なく溶融凝固させることを第１の特徴としている。

また本発明の複層金属接合管の製造方法は、上記第１の
特徴に加えて、二層接合とし、内側金属管が耐腐食性金
属管からなり、外側金属管が良熱伝導性金属管からなる
ことを第２の特徴としている。

また本発明の複層金属接合管の製造方法は、上記第２の
特徴に加えて、外側金属管には良熱伝導性の金属フィン
が取り付けられていることを第３の特徴としている。

上記した製造方法についてさらに説明すると、上記第１
の特徴においては、接合される金属管の数は特に限定さ
れない。すなわち、２層でもよいし３層或いはそれ以上
となってもよい。２層の場合は２つの金属管が用意され
、径の大きい一方の金属管を他方の金属管に嵌め合わせ
た後、外側管の断面の１乃至複数個所を全長に亘って溶
融凝固させればよい。そして３Ｎにする場合には、さら
に前記２層の場合の外側管を内側管として、その上から
第３層目となる金属管を嵌め合わせ、その第３層目の金
属管の断面の１乃至複数個所を全長に亘って溶融凝固す
ればよい。また接合される金属管は同質のものであって
も異質のものであってもよい。外側金属管はシームレス
管や型材等を好ましく用いることができる。また内側管
と外側管との寸法関係は、例えば、外側管の断面の１カ
所を全長に亘って溶融凝固させる場合には、その１カ所
の溶融凝固によって、外側管の内径がどの程度縮むかを
知ることにより、その縮んだ後の外側管の内径が、内側
管の外径よりも多少小径となるような内径をもつ外側管
を選べばよい。同様に２力所以上で外側管を溶融凝固さ
せる場合には、それによってどの程度内径が縮むかを予
め知っておくことにより、内側管よりもどの程度大きい
内径をもつ外側管を用いれば、適当な状態で密着接合で
きるかがわかる。逆に言えば、内側管よりも外側管がど
の程度その径が大きいかくどの程度の隙間があるか）に
より、溶融凝固させる個所を１カ所にしたり２カ所にし
たりすることができる。もっと簡単には、内側管に外側
管を嵌め合わせ、まず最初に外側管の断面の１カ所を全
長に亘って溶融凝固させ、それによって密着接合が十分
でない場合には、さらに前記断面の別の１カ所を全長に
亘って溶融凝固させればよい。そしてこれでも十分な密
着接合が得られない場合には、さらに別の個所を溶融凝
固させればよい。断面の複数個所を溶融凝固させる場合
には、断面上の溶融凝固の個所を円周方向にバランスを
とるようにする。

外側管に設ける溶融凝固の個所は２カ所とするのが、少
ない個所で且つバランスよ（外側管を縮ませる上で好ま
しい。従って実際には２カ所で溶融凝固させた場合に良
好な密着接合がなされるような内側管と外側管の寸法を
予め実験で得ておくことになる。

以上の第１の特徴をさらに特定の方向へ特徴づけた方法
として上記第２の特徴及び第３の特徴がある。この第２
、第３の特徴は、特に熱交換器用の放熱管として有効で
ある。すなわち第２の特徴においては、内側金属管を耐
腐食性金属管とすることにより、その内側金属管内に熱
水等の熱流が通されても腐食が生じ難く、しかも外側金
属管を良熱伝導性金属管とすることにより、内側金属管
からの熱を効率よく放熱部へ伝導することができる。ま
た第３の特徴においては、外側金属管に良熱伝導性の金
属フィンが取り付けられているので、放熱が良好に行え
、熱交換がスムーズに行える。前記耐腐食性金属管とし
ては、例えばステンレス鋼管を用いることができるが、
これに限定されるものではない。また前記良熱伝導性金
属とじては、例えばアルミ合金管を用いることができる
が、これに限定されるものではない。

第１図から第４図を用いて本発明を、外側金属管がフィ
ン付管とした二層接合の場合でさらに説明する。まず、
第１図に示す如く、内側金属管１と、該内側金属管１の
外径よりも若干大きい内径をもつフィン３付のシームレ
ス外側金属管２を用意する。そして第２図に示す如く、
内側管１に外側管２を嵌め合わす。次に第３図に示す如
く、溶接用のトーチＴを用いて、まず外側管２の断面の
１カ所を長平方向りに全長に亘ってアークで順次溶融凝
固Ｍさせてゆく。同様に反対側も溶融凝固させる。これ
により、第４図に示す如く、断面の２カ所で溶融凝固さ
れた外側金属管が内側金属管に密着接合される。第１図
から第４図で説明したフィン付外側金属管２を内側金属
管１に接合する複層金属接合管の製造方法は、内側金属
管を耐腐食性金属管とし、且つ外側金属管をフィン付良
熱伝導性金属管とした熱交換用放熱管に特に好ましく用
いることができる。

〈作用及び効果〉 上記本発明の第１の特徴（請求項１の構成）によれば、
内側管の外径よりも若干大きい内径を有する外側管をそ
の断面の１乃至複数個所で管全長に亘って溶融凝固させ
ることにより、該溶融凝固部が溶融して凝固することに
より縮められ、これにより外側管の内径が短縮せられて
、内側管に密着接合する。内外管の径及び溶融凝固させ
る断面上の個数を考慮することにより、良好な密着度を
得ることができる。しかも外側管は開先を設けることな
く溶融凝固を行うので、溶融の際にアーク等が内側管に
当たることがない。勿論、外側管の溶融部分はその溶融
時点では引き続き外側管に保持され、若干の隙間が設け
られた内側管へ流れてくることはない。そして外側管が
縮んで内側管へ接してくるのは前記溶融部分の凝固後で
ある。よって外側管を溶融凝固することによる内側管へ
の熱影響は非常にわずかで、内側管の金属組織を変化さ
せたり、熱損傷を与えたり、熱歪みを得たりすることが
確実に防止される。要約すれれば、本発明の第１の特徴
によれば、外力や熱による悪影響を内側金属管に与える
ことなく、内側金属管と外側金属管を密着して接合する
ことができる。勿論、大掛かりな設備も必要としない。

また本発明の第２の特徴（請求項２の構成）によれば、
第１の特徴による効果に加えて、内側金属管が耐腐食性
金属管であるので、その内部に温水や蒸気その他の腐食
性の熱流を通しても腐食され難い。加えて外側金属管が
良熱伝導性金属管であるので、接合後において内側から
の熱を効率よく放熱部へ伝導することができる。よって
熱交換用の放熱管として良好な複層金属接合管を製造す
ることができる。

また本発明の第３の特ｆ！ｋ　（請求項３の構成）によ
れば、第２の特徴による効果に加えて、フィンを取り付
けた外側金属管を用いることにより、−層良好な熱交換
用の複層金属接合管の製造を行うことができる。

〈実施例〉 内側金属管として、外径２１．７ｍｍ、厚み１．６５ｍ
ｍのステンレス引抜鋼管を用い、外側金属管として、内
径２４．５ｍｍ、厚み２　、５　＋ｎの６０６３−７５
アルミ合金フィン付管を用い、第１図から第４図で説明
した順序でＴＩＧ用トーチを用いて断面の１８０°位置
２カ所を全長に亘って溶融凝固させた。

結果、施行後の内側ステンレス鋼管の温度は８０〜９０
℃までしか上昇しなかった。また内側ステンレス鋼管に
施行前後における金属組織的変化はなかった。すなわち
内側金属管への熱影響は認められなかった。

また得られた二層金属接合管を、第５図に示すような方
法により、全長４００ｍｍの外側金属管２を支え、８．
７トンで内側金属管１を押した。その結果、内側金属管
１と外側金属管２とのズレは認められず、良好な密着性
を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の製造方法を説明する図であ
る。第５図は密着性をテストするテスト法を説明する図
である。第６図から第８図はそれぞれ従来の製造方法を
説明する図である。 ■Ｘ内側金属管 ２：外側金属管 ３：フィン Ｍ：溶融凝固部 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、内側金属管に対して該内側金属管の外径よりも
   若干大きい内径を有する外側金属管を嵌め合わせ、次に
   前記外側金属管をその断面の１乃至複数個所で管全長に
   亘って開先を設けることなく溶融凝固させることを特徴
   とする複層金属接合管の製造方法。
2. （２）、二層接合とし、内側金属管が耐腐食性金属管か
   らなり、外側金属管が良熱伝導性金属管からなる請求項
   １記載の複層金属接合管の製造方法。
3. （３）、外側金属管には良熱伝導性の金属フィンが取り
   付けられている請求項２記載の複層金属接合管の製造方
   法。