JPH0857535A - 多重巻リブ付パイプおよびその製造法 - Google Patents

多重巻リブ付パイプおよびその製造法

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JPH0857535A
JPH0857535A JP7161453A JP16145395A JPH0857535A JP H0857535 A JPH0857535 A JP H0857535A JP 7161453 A JP7161453 A JP 7161453A JP 16145395 A JP16145395 A JP 16145395A JP H0857535 A JPH0857535 A JP H0857535A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】多重巻リブ付パイプの経済的製造を保証すると
ともに、リブ付パイプの伝熱能を改善する。 【構成】パイプに当接する少なくとも１つの圧延工具５
によって圧延操作を実施し、平滑パイプ１′を内部の圧
延心棒８によって支持し、生じたリブ付パイプ１を圧延
力によって支持し、およびまた、生ずるリブ２に対応し
て前方へ送り、未変形の平滑パイプから、高さが漸高す
るリブを構成する形式のものにおいて、１つまたは複数
の圧延工具が、それぞれ、複数のリブ巻を形成するよ
う、圧延工具の設置数Ｎを所望の巻数ｎに適合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外面にラセン状に循環
する多重巻で一体のリブを有する、特に、熱交換器など
のための金属製の多重巻リブ付パイプに関する（例え
ば、ドイツ公告第２１１０４８５号参照）。
【０００２】
【従来の技術】ラセン状に循環する１巻または多重巻の
リブを有するリブ付パイプは、工具シャフトに設けた圧
延ディスクを有する圧延工具によってパイプ壁から圧延
される（米国特許第１８６５５７５／３３２７５１２お
よび図１参照）。
【０００３】ロッドまたは肉厚パイプにネジを圧延する
場合、概ね、２つの圧延工具を対向して配置した装置を
使用するが、リブ付パイプを圧延する場合は、３つまた
は４つの圧延工具をパイプ周面に分布して設けた装置を
使用する（図２（ａ）（ｂ）参照）。
【０００４】リブ付パイプの伝達可能な熱量は、特に、
リブ形成によって達成される表面積の増大に依存する。
従って、近年、リブ付パイプのリブピッチは、ますます
減少されている。かくして、リブ形成によって達成され
る表面積増大度を一層大きくできた。リブピッチが０，
６３ｍｍ（１ｍ当り１５７４ケのリブに対応）の場合、
表面積は平滑パイプの４倍となる。相変化を伴う用途の
場合、即ち、気化および凝結の場合、パイプピッチの小
さいパイプの場合は特に、表面張力および毛管効果によ
って、伝熱が更に強化される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、多重
巻リブ付パイプの経済的製造を保証するとともに、公知
のリブ付パイプの伝熱能を改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明にも
とづき、巻数がｎ≧４である場合、リブ巻の少なくとも
２つの始端（Ａ1，Ａ2；Ａ3，Ａ4…）を有する１つのグ
ループを形成することによって、解決される。
【０００７】本発明に係る方法と関連して、本発明に係
る多重巻リブ付パイプの経済的製造を説明する。本発明
に係る多重巻リブ付パイプの好ましい実施例にもとづ
き、リブ巻の２つ、３つまたは４つの始端のグループを
形成する。
【０００８】例えば、３つの圧延工具を有し６巻の圧延
を行う装置の場合、図３（ａ）（ｂ）に示した如く、リ
ブ巻の２つの並置の始端の３つのグループが生ずる。こ
れに反して、６つの圧延工具を有し６巻の圧延を行う装
置の場合、リブ巻の６つの始端が生ずる（図４（ａ）
（ｂ））。
【０００９】本発明は、特に、外面のリブ先端を圧縮し
て肉厚端を構成し、上記先端にノッチを切り、場合によ
っては、ノッチ加工後、上記先端を分割しておよびまた
は側方へ湾曲しておよびまたは圧縮して中空スペースを
構成した高性能のリブ付パイプに適する。本発明に係る
多重巻リブ付パイプの場合、特に、リブピッチはｔR＝
０，２５−１，５０ｍｍであり、リブ高さはｈR≦１，
６０ｍｍである。
【００１０】伝熱強化のため、本発明にもとづき構成し
た多重巻リブ付パイプ外面をパイプ内面の各種の構造と
組合せることができる。この場合、特に、ラセン状に循
環し、ピッチが、内側リブに垂直に測定してｔi＝０，
５−３ｍｍで、高さがｈi＝０，２−０，５ｍｍで、立
上り角度がθ＝２５−７０°である内側リブを内面に設
けることを提案する。
【００１１】本発明の別の実施例にもとづき、内側リブ
（９）の立上り角度は、θ＝５−２５°であり、内側リ
ブ（９）の高さとパイプの内径との比ｈi／Ｄi＝０，０
２−０，３０であり、内側リブ（９）の平均フランク間
隔は、ｗ＝０，１５−４０ｍｍであり、内側リブの頂角
は、γ＝３０−６０°である（ｗおよびγは、パイプ軸
線に垂直な断面において測定した）。
【００１２】別の実施例にもとづき、不連続であってよ
く、パイプの縦方向へ見て、好ましくは、リブピッチｔ
Rと巻数ｎとの積に対応する間隔を有する波を内面に設
ける。更に、逆方向のラセン状の内側巻の相互に交差す
る２つの系から形成された突起を内面に設けるのが好ま
しい。
【００１３】本発明の対象は、更に、本発明に係る多重
巻リブ付パイプを製造する方法である。まず、パイプ外
面にリブを一工程で圧延する。圧延装置の能力の向上の
ため、圧延速度Ｗwalzの式を考察する。圧延速度Ｗwalz
は下式から計算される。 Ｗwalz＝π・ｔａｎ（α）・Ｄsch・ω （１）式 式中、Ｗwalzは、圧延速度を表し、αは、傾斜角度を表
し、Ｄschは、最大圧延ディスクの径を表し、ωは、工
具シャフトの回転数を表す。この場合、回転数ωの増大
には、技術的限界がある。Ｄschには、幾何学的限界が
ある。なぜならば、隣接の工具シャフトの圧延ディスク
が運転中に接触してはならないという条件によって、最
大径が決定されるからである。
【００１４】従って、Ｗwalzの増大は、傾斜角度αによ
ってのみ可能である。ｔａｎαは、下式で表わされる。 ｔａｎα＝ｎ・ｔR／π・ＤKern （２）式 式中、ｎは、巻数を表わし、ｔRは、リブピッチを表わ
し、ＤKernは、リブ付パイプの芯径を表わす。従って、
所与のリブジオメトリ（ピッチおよび芯径）において、
傾斜増大は、巻数の増加によってのみ達成される。
【００１５】第１に、３つの圧延工具を有する圧延装置
で２巻リブ付パイプが圧延された（米国特許第３３８３
８９３号参照）。次いで、この種の装置で、３巻リブ付
パイプが圧延された（米国特許第３４８１３９４号参
照）。この特許公報には、更に、６つの圧延工具を有す
る装置を使用して６巻リブを圧延する可能性について言
及されている。先行技術は、すべての圧延工具が、共通
のリブ巻に沿って走行するか（１巻圧延および２巻圧
延）、あるいは、各圧延工具の限界例の場合、固有のリ
ブ巻を形成する（３巻圧延または４巻圧延）ことを特徴
とする。かくして、限界に達する。なぜならば、各圧延
工具の最大形成能が１つのリブ巻であるということから
出発するからである。
【００１６】本発明に係る方法は、請求項１６のプレア
ンブルに記載の方法（ドイツ公告第２１１０４８５号参
照）から出発して、１つまたは複数の圧延工具で、それ
ぞれ、複数のリブ巻が形成されるよう、所望の巻数ｎを
圧延工具の設置数Ｎに適合させることを特徴とする。即
ち、常に、ｎ＞Ｎである。請求項１６における表現“お
よびまたは”は、軸線方向への送り時に同時にパイプを
回転するか否かに関する。
【００１７】本発明に係る方法は、少なくとも１つの圧
延工具で複数のリブ巻を形成することに依拠する。従っ
て、リブ付パイプの圧延における巻数は、従来可能のレ
ベルよりも可成り増大される。本発明にもとづき、圧延
装置の能力を倍増できる。巻数の上限は、自己阻止性を
除外すれば、装置の達成可能な傾斜角度にある。本発明
に係る方法の特殊な実施例にもとづき、各圧延工具は、
それぞれ、２つ、３つまたは４つのリブ巻を形成する。
【００１８】リブ先端を圧縮した多重巻リブ付パイプを
製造するには、請求項２０の方法が好ましく、リブ先端
にノッチを切った多重巻リブ付パイプを製造するには、
請求項２１の方法が好ましく、リブ先端を分割したおよ
びまたは湾曲したおよびまたは圧縮した多重巻リブ付パ
イプの製造には、請求項２２の方法が好ましい。
【００１９】内側リブを有する本発明に係る多重巻リブ
付パイプの製造には、有形圧延心棒の使用が好ましい。
内側波を有する本発明に係る多重巻リブ付パイプの製造
には、請求項２４の方法を提案する（ＥＰＳ０１０２４
０７参照）。リブピッチが微細な場合にパイプ内面の隣
接の波が過度に密着するのを避けるため、圧延ディスク
を必ずしもすべての圧延工具に使用しないことが好まし
い。
【００２０】
【実施例】実施例を図面を参照して詳細に説明する。図
１に、ラセン状に循環するリブ２を外面に有し、上記リ
ブの間に溝３を形成した本発明に係る一体の多重巻リブ
付パイプ１を示した。リブ２は、高さｈRを有する。リ
ブピッチ（リブの心心距離）をｔRで示した。
【００２１】本発明に係る多重巻リブ付パイプ１の製造
は、図１，図２（ｂ）に示した装置を使用して圧延プロ
セスによって実施する（米国特許第１８６５５７５号／
第３３２７５１２号参照）。圧延工具５をそれぞれ組込
んだＮ＝４の工具ホルダ４（４1／４2／４3／４4）から
なる装置を使用する。図１には、１つの工具ホルダ４の
みを示した。しかしながら、例えば、３つまたはより多
数の工具ホルダ４を使用できる。工具ホルダ４は、多重
巻リブ付パイプ１の周面に、それぞれ、β＝３６０°／
Ｎだけずらして配置してある。工具ホルダ４は、半径方
向へ可動であり、位置固定の圧延ヘッド（図示してな
い）に設置してある（別の実施例にもとづき、圧延ヘッ
ドが回転する場合は、パイプは、単に、軸線方向へ摺動
させるだけでよい。）。
【００２２】装置に矢印方向へ導入される平滑パイプ
（１´）は、周面に配置され駆動される圧延工具５によ
って回転される。この場合、圧延工具５のシャフト６
は、パイプ軸線に対して傾斜している。シャフト６の傾
斜角度αは、（２）式にもとづき、所望の列数ｎに対応
して設定する。圧延工具５は、それ自体は公知の態様
で、シャフト６に並置され矢印方向へ径が漸増する圧延
ディスク７からなる。中心に配置された圧延工具５は、
ラセン状に循環するリブ２を平滑パイプ（１´）の壁か
ら形成する。この場合、平滑パイプ（１´）は、有形圧
延心棒８によって支持される。かくして、同時に、ラセ
ン状に循環するリブ９がパイプ１の内面に生ずる。
【００２３】圧延プロセスは、パイプ始端またはリブを
加工したパイプ部分とリブを加工してないパイプ部分と
の間の移行部に明瞭に認められる。なぜならば、圧延デ
ィスクの作用は、パイプ壁への貫入時に全体的に行われ
るからである。図３，図４に、６列圧延を例として、本
発明に係る圧延方式と従来の圧延方式との差異を示し
た。図３ａの場合、リブ巻の並置の２つの始端Ａ1，
Ａ2；Ａ3，Ａ4；Ａ5，Ａ6（Ａ5，Ａ6は図示してない）
の３つのグループが、パイプ周面に均一に分布されてお
り、他方、図４ａの場合、各始端Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4，
Ａ5，Ａ6（Ａ4−Ａ6は図示してない）が、パイプ周面に
設けてある（更に、図３ｂ，４ｂにおいて、部分的にイ
ンデックスを付した参照数字を使用した。）。
【００２４】
【数値例】上記の方法にもとづき、４つの圧延工具５を
有する装置で、リブピッチｔR＝０，５３ｍｍの８巻リ
ブ付パイプ１を製造した。このタイプのパイプの場合、
リブ径は、Ｄ＝１９ｍｍであり、リブ高さは、ｈR＝
０，９５ｍｍである。リブ付パイプの内面に、同一の作
業工程において、パイプ軸線に対して立上り角度θ＝４
５°をなす約４０の内側リブ９からなるラセン状内側リ
ブ構造を形成した。
【００２５】別の実施例は、先行例と類似の内側構造を
有するピッチｔR＝０，６４ｍｍの８巻リブ付パイプ１
の圧延に関する。図５に、図１の補足として、Ｔ字状リ
ブ先端（２´）を加工するために、更に、圧縮ディスク
１０を工具ホルダ４に組込んだ圧延装置を示した。パイ
プ１の内側構造の説明のため、パイプ軸線に垂直な部分
断面図を図６に示した。同図に、リブ径Ｄ，内径Ｄi，
内側リブのリブ高さｈi，平均フランク間隔ｗおよび頂
角γを示した。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る多重巻リブ付パイプおよび
その製造法は上述のように構成され、実施される。その
ため、経済的に有利でかつ伝熱効果の優れた製品を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多重巻リブ付パイプの図面であ
る。
【図２】圧延装置の図面である。
【図３】本発明に係る圧延方式を示す図面である。
【図４】従来の圧延方式を示す図面である。
【図５】圧延ディスクを組込んだ圧縮装置の図面であ
る。
【図６】パイプ軸線に垂直な部分断面図である。
【符号の説明】
１ 多重巻リブ付パイプ ２ リブ ５ 圧延工具 ６ シャフト ７ 圧延ディスク ８ 圧延心棒 Ａ リブ巻の始端 ｎ 巻数 ｔR リブピッチ ｈR リブ高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｄ 53/06 Ｅ Ｆ２８Ｆ 1/12 Ｆ (72)発明者 マンフレッド ノブ ドイツ国 ドーンスタッド−ボーリンゲン ディー−89160 ボティンガーストラー セ22

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外面にラセン状に循環する多重巻で一体
    の、特に、巻数ｎとリブピッチｔRとリブ高さｈRとによ
    って表現されるリブ（２）を有する、特に、熱交換器な
    どのための金属製リブ付パイプであって、ｎケのリブ巻
    が、パイプ周面に均一に分布されて、パイプ始端から始
    まる形式のものにおいて、巻数がｎ≧４の場合、リブ巻
    の少なくとも２つの並置の始端（Ａ1，Ａ2；Ａ3，Ａ
    4…）を有する少なくとも１つのグループが形成されて
    いることを特徴とする多重巻リブ付パイプ。
  2. 【請求項２】 各グループが、リブ巻の２つの始端から
    形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多重
    巻リブ付パイプ。
  3. 【請求項３】 各グループが、リブ巻の３つの始端から
    形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多重
    巻リブ付パイプ。
  4. 【請求項４】 各グループが、リブ巻の４つの始端から
    形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多重
    巻リブ付パイプ。
  5. 【請求項５】 リブ先端（２´）が、圧縮されて肉厚端
    を構成することを特徴とする請求項１〜４の１つまたは
    複数に記載の多重巻リブ付パイプ。
  6. 【請求項６】 リブ先端（２´）にノッチが切ってある
    ことを特徴とする請求項１〜４の１つまたは複数に記載
    の多重巻リブ付パイプ。
  7. 【請求項７】 リブ先端（２´）が、分割されておよび
    または側方へ湾曲されておよびまたは圧縮されて中空ス
    ペースを構成することを特徴とする請求項６に記載の多
    重巻リブ付パイプ。
  8. 【請求項８】 リブピッチがｔR＝０，２５−１，５０
    ｍｍであり、リブ高さがｈR≦１，６０ｍｍであること
    を特徴とする請求項１〜７の１つまたは複数に記載の多
    重巻リブ付パイプ。
  9. 【請求項９】 前記リブ付パイプが、ラセン状に延びる
    内側リブ（９）を有することを特徴とする請求項１〜８
    の１つに記載の多重巻リブ付パイプ。
  10. 【請求項１０】 内側リブ（９）のピッチが、内側リブ
    （９）に垂直に測定して、ｔi＝０，５−３ｍｍであ
    り、内側リブ（９）の高さがｈi＝０，２−０，５ｍｍ
    であり、内側リブ（９）の立上り角度がθ＝２５−７０
    °であることを特徴とする請求項９に記載の多重巻リブ
    付パイプ。
  11. 【請求項１１】 内側リブ（９）の立上り角度がθ＝５
    −２５°であり、内側リブ（９）の高さとパイプ内径と
    の比がｈｉ／Ｄｉ＝０，０２−０，０３であり、内側リ
    ブ（９）の平均フランク間隔がＷ＝０，１５−０，４０
    ｍｍであり、内側リブ（９）の頂角がγ＝３０−６０°
    であることを特徴とする請求項９に記載の多重巻リブ付
    パイプ。
  12. 【請求項１２】 内面に波が設けてあることを特徴とす
    る請求項１〜８の１つまたは複数に記載の多重巻リブ付
    パイプ。
  13. 【請求項１３】 波が不連続であることを特徴とする請
    求項１２に記載の多重巻リブ付パイプ。
  14. 【請求項１４】 波の軸線方向間隔が、リブピッチｔR
    と巻数ｎとの積に対応することを特徴とする請求項１２
    または請求項１３に記載の多重巻リブ付パイプ。
  15. 【請求項１５】 前記リブ付パイプが、内面に、逆方向
    のラセン状内側巻の相互に交差する系から形成された突
    起を有することを特徴とする請求項１〜８の１つまたは
    複数に記載の多重巻リブ付パイプ。
  16. 【請求項１６】 圧延操作によってパイプ壁から材料を
    押出してリブ材料を得ることによって、平滑パイプ（１
    ´）の外表面に、ラセン状リブ（２）を圧延し、リブ形
    成中にパイプ軸線に対して所望の巻数ｎに対応する所定
    の傾斜角度αに配置したシャフト（６）を有し、パイプ
    壁に半径方向へ押込むことができる径の異なる複数の並
    置の圧延ディスクからなり、パイプに当接する少なくと
    も１つの圧延工具（５）によって圧延操作を実施し、平
    滑パイプ（１´）を内部の圧延心棒（８）によって支持
    し、生じたリブ付パイプ（１）を圧延力によって支持
    し、およびまたは、生ずるリブ（２）に対応して前方へ
    送り、未変形の平滑パイプ（１´）から、高さが漸増す
    るリブ（２）を構成する形式のものにおいて、１つまた
    は複数の圧延工具（５）が、それぞれ、複数のリブ巻を
    形成するよう、圧延工具（５）の設置数Ｎを所望の巻数
    ｎに適合させることを特徴とする多重巻リブ付パイプの
    製造法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６の方法であって、各圧延工
    具（５）が、それぞれ、２つのリブ巻を形成することを
    特徴とする多重巻リブ付パイプの製造法。
  18. 【請求項１８】 請求項１６の製造法であって、各圧延
    工具（５）が、それぞれ、３つのリブ巻を形成すること
    を特徴とする多重巻リブ付パイプの製造法。
  19. 【請求項１９】 請求項１６の製造法であって、各圧延
    工具（５）が、それぞれ、４つのリブ巻を形成すること
    を特徴とする多重巻リブ付パイプの製造法。
  20. 【請求項２０】 請求項１６〜１９の１つまたは複数に
    記載の方法であって、リブ先端（２´）を半径方向力に
    よって少なくとも１つの工程で成形することを特徴とす
    る多重巻リブ付パイプの製造法。
  21. 【請求項２１】 請求項１６〜１９の１つまたは複数に
    記載の方法であって、少なくとも１つの切欠きディスク
    （１０）によってリブ先端（２´）にノッチを構成する
    ことを特徴とする多重巻リブ付パイプの製造法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１の方法であって、リブ先端
    （２´）をリブ（２）の方向へ分割、およびまたは、軸
    線方向力によって湾曲、およびまたは、軸線方向力によ
    って変形することを特徴とする多重巻リブ付パイプの製
    造法。
  23. 【請求項２３】 請求項１６〜２２の１つまたは複数に
    記載の方法であって、有形圧延心棒（８）によって平滑
    パイプ（１´）を支持することを特徴とする多重巻リブ
    付パイプの製造法。
  24. 【請求項２４】 請求項１６〜２２の１つまたは複数に
    記載の方法であって、リブ（２）の成形後、内方へ向く
    軸線方向力によってリブ（２）の間に連続的にまたは部
    分的に溝（３）を形成し、波形成のためパイプの壁材料
    がパイプ内側へシフトするよう、上記範囲では内側心棒
    による支持を行わないことを特徴とする多重巻リブ付パ
    イプの製造法。
  25. 【請求項２５】 請求項２４の方法であって、使用した
    すべての圧延工具（５）に必ずしも圧延ディスクを配置
    しないことを特徴とする多重巻リブ付パイプの製造法。
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