JPH0428402A - 内面高フィン管及び内面高フィン型二重管の製造方法 - 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］ この発明は凝縮器等の熱交換管として有用な内面高フィ
ン管及び内面高フィン型二重管の製造方法に関するもの
である。

［従来技術］ 銅及び銅合金の内面高フィン管の製造に関しては従来静
水圧押出し法と合わせ抽伸の組合せが用いられているが
コストが非常に高い。静水圧押出し法を使用する理由は
伯の製造方法では多獣生産が困難であるからである。例
えば熱間押出Ｌｌｌでは大きなサイズの管の押出しはけ
能であるが小径管にするための引ぎ抜き工程が長くなる
欠点がある。

又円管から冷間引き抜きで円管内面１．″フィンを形成
しようどしても所定の高さをもったフィンが得られない
欠点がある。

又ピルガ−圧延機を使用して内面へフィン管を製造覆゛
る方法に関１ノでは鉄系材のごり一部の形状にういで試
みられてはいるが薄肉、山幅の狭い高いフィン型に関し
てはピルガ−圧延機に使用される溝付きマン１ｒレルの
寿命が短いと古う欠点かあつ　１こ。

なお、本願の先行技術資料として特公昭３６−１７８１
０号公報、特開昭６０−１６６１０８号公報及び特開昭
６２＝２１２００６号公報がある。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は従来の静水圧押出し法に比較して製作が容易
であり、製造コストが低く、又マンドレルの寿命が長く
、多品種の製品が容易に得られる内面へフィン管及び内
面高ノーイン型二重管の製造方法の提供を課題とする。

［課題を解決するための技術的手段１ ト記の課題を解決Ｊ−るためこの発明は（１）ビレット
・を熱間押し出しにより薄肉円管とする第１のＪ１程と
、 第１の工程で’？’４７．：Ｈ肉円管を冷間引き抜き１
ノで硬化させる第２の工程と、 第２の工程で硬化させた円管をピルガ−圧延機により圧
延しノで内面に長手方向のフィンを有する内面へフィン
管を作り、内面へフィン管の最終全肉厚を内面へフィン
管のピルガ−圧延機のマンドレルへの接触開始位置での
肉厚と同じにする第３の工程と からなる内面へフィン管の製造方法及び（２）ビレッ］
−を熱間押し出しにより薄肉円管とする第１の工程と、 第１の工程で得た薄肉円管を冷間引き抜きして硬化さゼ
る第２の工程と、 第２の工程で硬化させた円管をピルガ−圧延機により圧
延（）て内面に長手方向のフィンを有する内面へフィン
管を作り、内面へフィン管の最終全肉厚を内面へフィン
管のピルガ−圧延機のマンドレルへの接触開始位置での
肉厚と同じにする第３の工程と、 冷間引き抜き、合わせ引き抜きにより第３の工程で得た
内面へフィン管のフィンの先端に内管を保持させる第４
の工程と からなる内面高フィン型二重管の製造方法を有している
。

［作用］ 第１の発明ではビレットから押し出された薄肉円管は焼
鈍材と同じく強度が低いので第２の工程の引き抜き作業
により硬化される。硬化された薄肉円管は第３工程にお
いてピルガ−圧延機の溝付きマンドレル及び日−ルによ
り円管内面に長手方向のフィンが形成される。

第２の発明では第１の発明で得られた内面へフィン管を
外管とし、この外管の内部に内管を挿入して冷間引き抜
き、合わせ引き抜きによりフィンの内端に内管を保持さ
ゼて内面高フィン型二重管とする。

［実施例Ｊ 以下実施例を示ず図面によりこの発明を説明する。第１
〜３図は内面へフィン管の製造工程を示し、第４図は第
１−３図で得られた内面へフィン管の内部に小径の円管
を挿入固定した内面高フィン型二重管の製造方法を示ず
。第１図において銅、銅合金等の金属のビレット（素材
）１は第１図（イ）の熱間押出し装置１０から押し出さ
れて第１図（ロ）の薄肉の押出管２となる。このように
押出管２を作る理由は熱間押出（）によりビレット１か
ら内面へフィン管を直接作ることは製作に使用されるマ
ンドレルのフィン山部が軟化、変形する恐れがあるため
である。

押出管２は第２図（イ）の冷間引抜き装置２０により引
き抜かれて第２図（ロ）の引抜管３となる。冷間引抜き
加工を１″る理由は押出管２は焼鈍材と同じく強度が低
く、かつ薄肉管であるのでこれをそのまま内面フィン加
工のため後述のピルガ−圧延機３０で送りと回転とを与
えるとフィードチャックにより押出管が変形する。又変
形を避けようとしてフィードチャックのグリップ力を下
げると押出管が滑って了い所定の送りが得られない。

そのため押出管が変形しないように押出管の強度を上げ
る目的で軽い冷間加工（本実施例では冷間引抜き）を行
い押出管を硬化させる。（リダクションで２０〜３０％
） 引抜管３は第３図（イ）のピルガ−圧延機３０により圧
延加工されて内面に長手方向のフィン４ａを有する内面
高フィン管４となる。この内面高フィン管４は外径が２
０〜５０Φ厘、肉厚的１゜Ｏｙｖｎ　、フィンの高さ３
〜５ｒＮｒＩである。

ピルガ−圧延機３０は溝付きマンドレル３１とロール３
２とから構成されている。

溝付きマンドレル３１は （ａ）そのプロフィルが共働するロール３２のプロフィ
ルとの関係から第５図（イ）に示すように各断面での断
面減少率がほぼ一定となるように曲線状になっている。

（ｂ）マンドレル３１の全長に亘って溝加工を施すこと
は加工上又精度的に困難であるのでフィン形成に必要な
最小長さの部分に溝加工されている。

（Ｃ）引抜管３にフィン４ａを形成するためにマンドレ
ル３１に設ける溝３１８は溝幅が第５図（ハ）のように
マンドレル３１の先端に向かって先細となるように形成
するとフィン４ａを形成するために有利であるが、圧延
最後の管からのマンドレル３１の取り外しが不可能であ
るので第５図（ニ）のように溝幅が一定の直線溝となっ
ている。

引抜管３について （ａ）前述のようにマンドレル３１の溝３１ａはマンド
レル３１の途中から先端まで設けられているので溝３１
８が設けられていないマンドレル３１の領域では引抜管
３は第６図に示すようにマンドレル３１に接触せず外径
のみ減少させられる空圧延領域Ｌ１となる。

（ｂ）この空圧延領域Ｌ１では引抜管３の肉厚は増える
傾向を示し、第７図に示すように肉厚増加率Ｒｔ　　（
％）は外径減少率Ｒｄ　　（％）にほぼ比例して増加す
る。なお、第７図においてＴｏ、Ｄ。

はそれぞれ引抜管３の肉厚、直径である。また下１ＳＤ
ｉはそれぞれ空圧延領域Ｌ１の任意の位置における引抜
管３の肉厚、直径である。またこの増加率は引抜管３の
肉厚／外径（Ｔｏ／Ｄｏ）の値により若干異なる。

（Ｃ）所定のフィンの形成のための必要条件として、経
験的に最終全肉厚Ｔ、は Ｔｏ　（＝Ｔ＋Ｈ）≦Ｔ かある。即ち引抜管３がマンドレル３１に接触してフィ
ンの形成が開始されるマンドレル３１の位置での引抜管
３の肉厚ＴＳは要求されるピルガ−圧延１ｆｉ３０によ
る圧延後の内面高フィン管４の底肉厚Ｔとフィン４ａの
高ざＨとを加えた全肉厚と同じ又はそれ以上である。

（ｄ）Ｔ、＞Ｔ、の場合には第８図に示すようにフィン
切れ１１、欠肉１２が生ずる。

（ｅ）ＴｎくくＴ、の場合はフィン形成に有利ではある
が、第９図（イ）のようにフィン４ａがマンドレル３１
の溝部３１ａに充満し、溝部３１ａの底を強く押圧する
のでマンドレル３１の寿命が低下する。そのため第９図
（ロ）のようにフィン４ａが溝部３１ａに充満しないよ
うにする。このためにはＴ。＝Ｔ、が限界条件であり、
引抜管３の肉厚Ｔ。は第７図から求められる。

内面高フィン管４は第４図（イ）の冷間引抜き、合わせ
引抜き装置４０により引き抜かれて内部に内管７を有す
る内面高フィン型二重管５となる。

この内面高フィン型二重管５においては内面高フィン管
４は外管６となる。

内面高フィン型二重管５を形成する場合（ａ＞ピルガ−
圧延機３０で得られた内面高フィン管４をそのまま合わ
せ引き抜きに供して二重管とする方法もあるが、通常は
第１０図に示すようにダイス４１及び溝付きプラグ４２
を使用して製品サイズまで冷間引き抜きが行なわれる。

（ｂ）然し溝付きプラグ４２を使用して同プラグの全表
面を内面高フィン管４のフィン４ａに接触さぜると摩擦
力が大きくなって引き抜きが困難となるので通常は第１
１図に示すようにフィン４ａの一部が溝付き１ラグ４２
に接触する芯引き法を使用するか又は漏付きプラグ４２
を使用しない空引き法を使用す−る。

（Ｃ）１−記の場合フィン部は長手方向に伸びるので第
１２図のようにフィンの高さＨｉは減少する。

１〜］。は内面高フィン管４のフィン４ａの高さである
。従って第１２図の関係を考慮してピルガ−圧延機（二
よる圧延寸法が決定される。

（ｄ）なあ、種々の材質、例えばチタン、ＳＵＳ、銅等
の円管を内管と（）ての合わせ引き抜きでは外管である
内面高フィン管４との結合ツノ並びにフィンの潰れ具合
、加工の容易さから経験的にフィンの高さを０．３へ−
０，５ｓ潰覆ように圧看される。

（ｅ）第１３図（イ）−（ニ）は内面高フィン型二手管
の変形を示１゜（イ）の内面高フィン型二十管５ａは内
面高フィン型二重管５とほぼ同じもの、（ロ）の内面高
フィン型二重管５ｂは内管７ｂが外向きのフィンを外管
６のフィン６ａの間に１個有する場合、（ハ）の内面高
フィン型二重管５Ｇは内管７Ｇが外向きのフィンをフィ
ン６ａの間Ｇ、ｍ　３個有する場合、（ニ）の内面高ツ
イン型二重管５ｄは外管６の゛ツイン６ａの内部に一つ
の内面高フィン型二重管８を組み込んだ場合を承り−３
、［効果Ｊ この発明は上記の構成を有するので次のような優れた効
果を＠する。

（イ）従来コスト的に高い静水圧押出し法でしか製造で
きなかった内面高フィン型二重管の外管である内面高フ
ィン管がじレッＩ−の（熱間押出し）−（冷間引抜き）
−（ピルガ−丹〕延）＝（冷間弓抜き）により工程は長
くなるが容易、安価じできる。

（ロ）内管の材質をチタン、ＳＵＳ、銅などと１ノだ種
々の内面高フィン型二手管の製造が容易、安価に出来る
ので用途が広い。

（ハ）この発明の実施に使用される設備の一部、例えば
マンドレルの寄金を伸ばづことができるので製品のコス
トダウンに繋がる３゜

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は熱間押出し装置を示（）、第２図（ロ）
は第１図（イ）の装置で押し出された押出管の断面図を
示す。第２図（イ）は冷間引抜き装置を示し、第２図（
ロ）は第２図（イ）の装置で冷間引き抜きされた冷間引
抜管の断面図を示づ一６第３図（イ）はピルガ−溝付き
圧延機を示し、第３図（ロ）は第３図（イ）の装置で圧
延された内向高フィン管を示す。第４図（イ）は冷間引
抜ぎ、合わせ引抜き装置を示し、第４図（ロ）は第４図
（イ）の装置で得られた内面高フィン型二重管の断面を
示す。第５図（イ）はピルガ−溝付ぎ圧延機に使用され
る溝付きマンドレルを示し、第５図（ロ）は溝付きマン
ドレルの端面図を示（）、第５図（ハ）はテーパー溝タ
イプのマンドレルを、第５図（ニ）はスト・レート・溝
タイプのマンドレルを示す。第６図（イ）は冷間引抜管
と溝付きマンドレルとの位置、寸法関係を示し、第６図
（目）は第６図（イ）の端面図を示す。第７図は第６図
の空圧延部における冷間引抜管の外径減少率と肉厚増加
率との関係を示す。第８図は内面高フィン管のフィンに
発生するフィン切れ、欠肉の斜視図を示す。第９図（イ
）はマンドレルの溝に前記のフィンが完全に充渦する場
合を示し、第９図（ロ）は未充満の場合を示ず。第１０
図は内面高フィン管の冷間引抜装置を示す。第１１図は
内面高フィン管のフィンと溝付きプラグとの接触関係を
示し、破線は引き扱き前のフィンを示し、斜線部はフィ
ンの溝付きプラグに実際に接触する部分を示す。 第１２図は内面高フィン管を冷間引き扱きした時の管の
外径減少率とフィンの高さとの関係を示す。 第１３図（イ）〜（ニ）は内面高フィン型二重管の変形
例を示１′。 １・・・ヒレッ１− ２・・・押出管　　３・・・引抜管 ４・・・内面＾ツイン管 ５・・・内面高フィン型二重管 ３０・・・ピルガ−圧延機 ４０・・・冷間引抜、合せ引抜装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビレットを熱間押し出しにより薄肉円管とする第
   １の工程と、 第１の工程で得た薄肉円管を冷間引き抜きして硬化させ
   る第２の工程と、 第２の工程で硬化させた円管をピルガー圧延機により圧
   延して内面に長手方向のフィンを有する内面高フィン管
   を作り、内面高フィン管の最終全肉厚を内面高フィン管
   のピルガー圧延機のマンドレルへの接触開始位置での肉
   厚と同じにする第３の工程と からなる内面高フィン管の製造方法。
2. （２）ビレットを熱間押し出しにより薄肉円管とする第
   １の工程と、 第１の工程で得た薄肉円管を冷間引き抜きして硬化させ
   る第２の工程と、 第２の工程で硬化させた円管をピルガー圧延機により圧
   延して内面に長手方向のフィンを有する内面高フィン管
   を作り、内面高フィン管の最終全肉厚を内面高フィン管
   のピルガー圧延機のマンドレルへの接触開始位置での肉
   厚と同じにする第３の工程と、 冷間引き抜き、合わせ引き抜きにより第３の工程で得た
   内面高フィン管のフィンの内端に内管を保持させる第４
   の工程と からなることを特徴とする内面高フィン型二重管の製造
   方法。