JPH0516948B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、熱交換用金属二重接合管の製造方法
に関し、熱交換用放熱管の製造方法として好まし
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金属二重
接合管の製造方法として、次の様な製造方法があ
つた。

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、図示しない放熱フインを取り付けた外側管
２をその断面の１箇所で長手方向全長に亘つて分
断した形とし、この分断部分を相互に嵌め合わせ
る構造２ａとして、内側管１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 ロールフオーミング方式 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。

Ｄ 分割溶接方法 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箇所で長手方向全
長に亘つて分断して開先部２ｂとした上で、該開
先部２ｂを溶接する方法である。

Ｅ ロウ付け方式 この方法は内側管と外側管とをロウ付けにより
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
問題があつた。

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管側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つた。

また上記Ｃのロールフオーミング方式では、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
りとなる欠点があつた。

また上記Ｄの分割溶接方式では、開先部を溶接
することにより、溶接縮みによつて内側管と外側
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つた。

また上記Ｅのロウ付け方式では、内外管の密着
性はよいが、ロウ付け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
する欠点があつた。

また特開昭63−299815号公報にも二重管の製造
方法についての一例が開示されているが、いわゆ
るポアソン比変形を利用した二重管の製造方法で
あり、引つ張り負荷をかけた状態での周方向のリ
ング加熱を必要とし、また内管を予め冷却する必
要がある等、製造設備が大掛かりとなり、またフ
イン付の外側管を用いる場合には、実質上接合が
不可能である等の問題があつた。

＜目的＞ そこで本発明は、上記従来の熱交換用金属二重
接合管の製造方法の欠点を解消し、第１に、内側
管と外側管の密着性が良く、従つて内側管から外
側管への熱伝達効率等がよく、第２に、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
ることがなく、すなわち内側管に歪みや組織変化
を与えることなく、第３に、接合するのに大掛か
りな設備を必要とせず、第４に、フインを付けた
状態のまま外側管を内側管に接合できる、熱交換
用放熱管として好ましい熱交換用金属二重接合管
の製造方法の提供を目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、本発明の熱交換用金
属二重接合管の製造方法は、ステンレス鋼製内側
管に対して、該内側管の外径よりも若干大きい内
径を有するフイン付のアルミ合金製外側管を嵌め
合わせ、次に前記アルミ合金製外側管に対しての
み、その周方向における１箇所乃至複数箇所を、
管全長に亘つて外側から、直線状に、開先を設け
ることなく、溶融凝固させることを特徴としてい
る。

上記した製造方法についてさらに説明すると、
前記ステンレス鋼製内側管とフイン付のアルミ合
金製外側管との寸法関係は、例えば外側管の周方
向の１箇所を全長に亘つて直線状に溶融凝固させ
る場合には、その周方向１箇所の溶融凝固によつ
て、アルミ合金製外側管の内径がどの程度縮むか
を予め知ることにより、その縮んだ後のアルミ合
金製外側管の内径が、ステンレス鋼製内側管の外
形よりも多少小径となるような内径寸法のものを
選べばよい。

同様に周方向の２箇所以上でアルミ合金製外側
管を溶融凝固させる場合には、それによつてどの
程度内径が縮むかを予め知つておくことにより、
ステンレス鋼製内側管よりもどの程度大きい内径
をもつアルミ合金製外側管を用いれば、適当な状
態で密着接合できるかがわかる。逆に言えば、ス
テンレス鋼製内側管の外径とアルミ合金製外側管
の内径との差の程度に応じて、溶融凝固させる箇
所を１箇所とするか２箇所とするか、或いはそれ
以上の箇所とするかを決めることができる。

但し、アルミ合金製外側管の周方向での溶融凝
固の箇所は180度離れた位置に２箇所とするのが、
少ない箇所で且つバランスよく外側管を縮ませる
上で好ましい。従つて実際には２箇所で溶融凝固
させた場合に良好な密着着接合がなされるような
ステンレス鋼製内側管とアルミ合金製外側管との
寸法関係を予め実験で得ておくことになる。あと
はこの寸法関係を、組み合わされる内外の管にお
いて管理するだけで、確実に接合され、且つ内側
管への熱影の少ない接合を得ることができる。

第１図から第４図を用いて本発明を更に説明す
る。まず、第１図に示す如く、ステンレス鋼製内
側管１と、該ステンレス鋼製内側管１の外径より
も若干大きい内径をもつフイン３付アルミ合金製
外側管２を用意する。熱交換器用としてはシーム
レスのステンレス鋼製内側管１がよい。またフイ
ン付アルミ合金製外側管２としては、フイン３を
一体に製造できる押し出し材等が便利である。

そして第２図に示す如く、ステンレス鋼製内側
管１にフイン付アルミ合金製外側管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、先ずフイン付アルミ合金製外側管２の周
方向における１箇所を長手方向Ｄに管全長に亘つ
て、直線状に、外側から、アークで順次溶融凝固
Ｍさせてゆく。同様に180度反対側も溶融凝固さ
せる。この場合重要なことは、フイン付アルミ合
金製外側管２に開先を設けないことである。

これにより、第４図に示す如く、周方向に２箇
所で直線状に溶融凝固されたフイン付アルミ合金
製外側管２がステンレス鋼製内側管１に密着接合
される。

＜作用及び効果＞ 内側管の外径よりも若干大きい内径を有する外
側管を嵌め合わせ、外側管に対してのみ、その周
方向における１箇所乃至複数箇所を、管全長に亘
つて外側から、直線状に溶融凝固させることによ
り、該溶融凝固部が凝固収縮し、これによつて外
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周方向での個
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。

特に、外側管は開先を設けることなく溶融凝固
させるので、溶融の際にアーク等が内側管に当た
ることが避けられ、内側管が熱歪みを受けるのを
防止することができる。

勿論、外側管の溶融凝固部分は、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
けられた内側管へは流れてくることも、接するこ
ともない。

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。

よつて以上より、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、熱損傷や熱歪みを与
えたりすることが確実に防止される。内側管に歪
みが加わらないようにすることは、熱交換用圧力
容器としての金属二重接合管の製造上、非常に重
要なことである。

また、本製造方法では、二重接合管の製造のた
めの大掛かりな設備を必要としない。

またフイン付の外側管を用いた場合において
も、該フインに邪魔されることなく、二重接合管
を容易に製造することができる。このことは、ア
ルミ合金製外側管については押し出し成形等によ
り容易にフイン管を製造することができるので、
そのフイン付管をそのまま用いて（フインを後か
ら付けることなく）、容易に二重接合管を作れる
ことを意味する。

以上より、本発明によれば、ステンレス鋼製内
側管とアルミ合金製外側管との径を確実に管理す
ることで、ごく簡単に熱交換用金属二重接合管を
得ることができる。

また内側管はステンレス鋼であるので、内部を
通る液体やガスに対する耐腐食性が良好で、しか
も外側管はフイン付のアルミ合金製であるので、
効率良く熱伝達することができる。しかも既述し
たように外側のアルミ合金はフイン付が容易に製
造でき、そのフイン付のまま内側管と接合できる
利点がある。

＜実施例＞ ステンレス鋼製内側管として、外径21.7mm、厚
み1.65mmのステンレス引抜鋼管を用い、アルミ合
金製外側管として、内径24.5mm、厚み2.5mmの
6063―Ｔ５アルミ合金フイン付押し出し管を用
い、第１図から第４図で説明した順序でTIG用ト
ーチを用いて周方向の180度位置２箇所を全ド長
に亘つて直線状に溶融凝固させた。

結果、施工後のステンレス鋼製内側管の温度は
８〜90℃までしか上昇しなかつた。またステンレ
ス鋼製内側管に施行前後における金属組織的変化
はなかつた。即ち、ステンレス鋼製内側管への熱
影響は認められなかつた。

また得られた金属二重接合管を、第５図に示す
ような方法により、全長400mmのアルミ合金製外
側管２だけを支え、8.7トンでステンレス鋼製内
側管１を押した。その結果、内外管１，２におけ
るズレ変形は生じず、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。 １：ステンレス製内側管、２：アルミ合金製外
側管、３：フイン、Ｍ：溶融凝固部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス鋼製内側管に対して、該内側管の
   外径よりも若干大きい内径を有するフイン付のア
   ルミ合金製外側管を嵌め合わせ、次に前記アルミ
   合金製外側管に対してのみ、その周方向における
   １箇所乃至複数箇所を、管全長に亘つて外側か
   ら、直線状に、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熱交換用金属二重接合管
   の製造方法。