JPH10323730A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器の製造方法

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JPH10323730A
JPH10323730A JP13546297A JP13546297A JPH10323730A JP H10323730 A JPH10323730 A JP H10323730A JP 13546297 A JP13546297 A JP 13546297A JP 13546297 A JP13546297 A JP 13546297A JP H10323730 A JPH10323730 A JP H10323730A
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JP
Japan
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heat transfer
plug
transfer tube
heat exchanger
diameter
Prior art date
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Pending
Application number
JP13546297A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nakai
剛 中井
Tadao Otani
忠男 大谷
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10323730A publication Critical patent/JPH10323730A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/12Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
    • F28F2275/125Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements by bringing elements together and expanding

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高さの大きい内部フィンを安定して形成し、
生産性を高め製品価格を安価とする。 【解決手段】 伝熱管1の外面に多数の放熱フィン2を
配置し、伝熱管1内にプラグ3を回転させつつ挿入し伝
熱管1を拡径し前記放熱フィンと伝熱管1とを一体化す
るとともに、拡径された伝熱管1の内壁に凸状工具4を
回転させつつ食い込ませて螺旋状の内部フィン部6を切
り起す熱交換器の製造方法であって、プラグ3の外周面
に周方向に沿って形成された複数の凸部(ボール5)を
伝熱管1の内壁に押し付けて伝熱管1を拡径する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝熱管の外面に多
数の放熱フィンが取り付けられ、しかも伝熱管の内面に
内部フィンが形成された熱交換器の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】かかる熱交換器としては吸収冷凍機や吸
収ヒートポンプ等に設けられた吸収器がある。この吸収
器は蒸発器で発生した水蒸気を高濃度の臭化リチウムの
ような吸収液に吸収させ、発生する吸収熱を伝熱管を通
して除去するものである。
【0003】この吸収器としては、密閉容器内に多数の
伝熱管を水平に配置し、吸収液を伝熱管の外側に滴下ま
たは散布するとともに伝熱管の内部に冷却水を流して、
吸収液を冷却するものが一般的であるが、垂直に配置し
た伝熱管の内側に吸収液を流下させ、内側を通る水蒸気
と接触させ、発生する吸収熱を伝熱管の外側から空冷す
るものが最近実用化されつつある。
【0004】この後者のタイプの吸収器に使用される伝
熱管にはその内面に内部フィンが形成された内面溝付管
が使用され、伝熱管の外面にアルミニウム等からなる多
数の放熱フィンが固定され、これらにより伝熱効率を高
めるようにしている。
【0005】このような吸収器における放熱フィンの固
定する製造方法としては、伝熱管を拡径し伝熱管と放熱
フィンとを互いに食い込ませて一体化する方法が一般的
である。
【0006】伝熱管を拡径するには、第1に拡径プラグ
を伝熱管の中空部に圧入して拡径するもの、第2に伝熱
管の内部に水や油等の液体の液圧を作用させて拡径する
方法がある。前者には拡径プラグにネジ状の溝が形成さ
れた溝付工具を連設し、伝熱管を拡径しながらその内面
に溝付工具を食い込ませて螺旋状の溝を形成させるよう
にしたものがある(特公昭52−34436号公報参
照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸収器の製造方法のうち、拡径プラグを圧入するものは
特別な技術を必要とせず容易に工業化することができる
という利点があるものの、拡径プラグを圧入する際に、
伝熱管の内面に予め内部フィンを形成しておいても拡径
プラグの圧入時に、内部フィンが潰れてしまい、予定し
た伝熱効率を果たすことができず、熱交換器としての性
能を十分に発揮させることができない。
【0008】また、従来の吸収器の製造方法のうちで、
液圧により伝熱管の拡径を図るものでは、内部フィンを
潰すことなく拡径できるものの、製造装置は液密構造と
なり、各伝熱管に液圧を作用させるたびに煩雑な段取り
を行わなければならず、量産にはまったく向かず、敢え
て採用するとすれば製品の価格の増大を招くといった問
題がある。
【0009】また、特公昭52−34436号公報に記
載されたものは、溝付工具による溝付効果はあまり大き
くなく、高さの大きな内部フィンを形成することはでき
ず、製造される伝熱管の伝熱効率の向上にはあまり寄与
しないものであった。
【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高さの大きい内部フィンを安定して形成することが
できもって伝熱効率を高めることができ、しかも生産性
が高く製品価格を安価とすることができる熱交換器の製
造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器の製造
方法は、伝熱管の外面に多数の放熱フィンを配置し、前
記伝熱管内にプラグを回転させつつ挿入し伝熱管を拡径
し前記放熱フィンと前記伝熱管とを一体化するととも
に、拡径された伝熱管の内壁に凸状工具を回転させつつ
食い込ませて螺旋状の内部フィン部を切り起す熱交換器
の製造方法であって、前記プラグの外周面に周方向に沿
って形成された複数の凸部を前記伝熱管の内壁に押し付
けて伝熱管を拡径する。
【0012】前記凸部が外面球面体であることが好まし
い。また、前記凸部が前記プラグの外周面に転動自在に
取り付けられたボールにより構成されていることが好ま
しい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態の熱
交換器の製造方法を説明する。
【0014】本製造方法は、伝熱管1を放熱フィン2に
形成された伝熱管1の外径よりも若干大きな径の孔内に
挿入し、伝熱管1内にプラグ3を回転させながら図1中
の矢印イ方向に挿入しプラグ3の外周面に形成された複
数のボール5(本発明の凸部に相当する。)を自転させ
つつ伝熱管1の内壁に押し付けて伝熱管1を拡径して放
熱フィン2と伝熱管1とを一体化しつつ、図3に示すよ
うに伝熱管1の内壁にプラグ3と一体となって回転する
複数の凸状工具4を食い込ませて螺旋状に内部フィン部
6と溝部7を切り起すものである。
【0015】拡径プラグを伝熱管1内に圧入し拡径プラ
グの周面で拡径を行う従来の熱交換器の製造方法におい
て、凸状工具4により圧入と同時に伝熱管1の内面を切
り起こすと、拡径プラグと伝熱管1の内面との摩擦が大
きいので、拡径プラグの回転及び挿入が円滑に行われ
ず、凸状工具4による内部フィン部6の切り起こしが不
安定になる。
【0016】ところが、本実施の形態の製造方法によれ
ば、伝熱管1の拡径はプラグ3に自転可能に取り付けら
れた複数のボール5を内面に押し付けることにより行わ
れるので、拡径する際にボール5は内面に点接触しつつ
転動する。したがって、プラグ3に摩擦力等の大きな荷
重が作用することがなく、プラグ3を円滑に回転させか
つ挿入することができる。これにより、凸状工具4によ
り安定して内部フィン6の切起こしを行うことができ
る。
【0017】また、凸状工具4を伝熱管1の内壁に食い
込ませて内部フィン部6を大きく切り起こすようにして
いるので、従来のものよりも高さの高い内部フィン部6
を形成することが可能となる。
【0018】また、ボール5による拡径とほぼ同時に内
部フィン部6が形成させることができ、拡径プラグを用
いた製造方法と同等な生産性が確保される。しかも、拡
径後の伝熱管1の内面に内部フィン部6を切り起こすよ
うにしているので、内部フィン部6の形成が拡径にまっ
たく影響されることがなく確実に高さの高い内部フィン
部6を形成することが可能となる。したがって、本製造
方法により製造された熱交換器は高い伝熱効率をもつこ
とになる。
【0019】また、本製造方法では、プラグ3を回転さ
せつつ、プラグ3と一体となって回転する凸状工具4に
より内部フィン部6を切り起こすようにしているので、
螺旋状の内部フィン部6を形成することができ、伝熱管
の内部を流れる流体の流れに対して内部フィン部6が対
向するようになり、流体に乱流の発生を誘発し伝熱効率
を向上させることができる。
【0020】複数の凸状工具4のうち一の凸状工具4が
形成した溝部7内に他方の凸状工具4が侵入するよう
に、複数の凸状工具4を配置するとともにプラグ3の回
転量と挿入量とを同期させることが好ましい。この場
合、一方の凸状工具4が形成した溝部7に他方の凸状工
具4が侵入し案内されるので、プラグ3の回転により他
方の凸状工具4が螺旋状の溝部7に沿って追従して移動
し、プラグ3を挿入方向に推進させる推進力が作用す
る。したがって、プラグ3の挿入力の軽減を図ることが
できる。
【0021】なお、上記製造方法ではプラグ3を伝熱管
1内に挿入するようにしているが、プラグ3を回転自在
に固定し、伝熱管1を放熱フィン2とともに伝熱管1の
軸線方向に移動させ、プラグ3を回転させつつ伝熱管2
内に挿入するようにしても同様な効果が得られる。
【0022】また、伝熱管1の内部に予め溝が形成され
たものを使用してもよい。
【0023】なお、本内面溝付管の製造方法を実施する
ための装置としては各種の構造のものを使用することが
できるが、当該製造方法の理解を容易にするために、以
下にその一具体例である装置について説明する。
【0024】本装置は、図2に示すように、板状の放熱
フィン2を保持するホルダー10と、このホルダー10
を保持するフレーム11と、このフレーム11から突出
する複数のロッド12と、このロッド12の他端部に連
結された移動台13と、この移動台13に設けられた回
転駆動装置14と、この回転駆動装置14の回転軸(図
示せず)に連結されたマンドレル8と、このマンドレル
8の先端にマンドレル8と一体に回転するように取り付
けられたプラグ3とを備えて概略構成される。
【0025】移動台13には図示しない駆動機構が設け
られており、この駆動機構を駆動することにより、移動
台13がロッド12に沿って移動できるようになってい
る。
【0026】図1に示すように、プラグ3は伝熱管1の
内径よりも小さな外径を有する円柱形状をしており、そ
の外周面には複数のボール5が周方向に所定の間隔で配
置されている。これらのボール5は、ほぼ半分がプラグ
3に形成された半球状の凹部に収納された状態で配置さ
れ、各ボール5は凹部内で自転できるようになってい
る。
【0027】プラグ3の基端部には2個の凸状工具(バ
イト)4が着脱自在に固定されている。これら凸状工具
4は、互いに放射状に配置されかつ刃先が互いにプラグ
3の軸線方向(プラグ3の挿入方向)にずれた位置とな
るように配置されている。
【0028】拡径プラグを伝熱管1内に圧入し拡径プラ
グの周面で拡径を行うようにした装置において、凸状工
具4により圧入と同時に伝熱管1の内面を切り起こす
と、拡径プラグの外周面と伝熱管1の内面とが面接触し
て大きな摩擦力が作用し、拡径プラグの回転及び挿入が
円滑にできない。このため、凸状工具4による内部フィ
ンの切り起こしが不安定になる。
【0029】ところが、本実施の形態では、伝熱管1の
拡径はプラグ3に自転可能に取り付けられた複数のボー
ル5の内面への押圧により行われるので、ボール5は点
接触して転動する。したがって、拡径する際にプラグ3
に摩擦力等の大きな荷重が作用することがなく、プラグ
3を円滑に回転させかつ挿入することができる。この結
果、凸状工具4により安定して内部フィン部6の切起こ
しを行うことができる。
【0030】放射状に配置したので、プラグ3を伝熱管
1内に挿入して各凸状工具4により内部フィン部6を切
り起こした場合に自動的に調芯され芯ずれを防止するこ
とができる。
【0031】先行する凸状工具4により切り起こされた
際に形成された溝部7に他の凸状工具4が案内されて追
行し、プラグ3の挿入方向に推進力が発生する。
【0032】また、各凸状工具4をその回転方向に所定
の幅を持たせ、凸状工具4の回転方向先端により切り起
こされて形成された溝部7に同凸状工具4の回転方向後
端部および中間部が侵入するようにすれば、プラグ3の
挿入方向に推進力を発生させることができる。この場合
には複数の凸状工具4の刃先をプラグ3の軸線方向にず
らす必要はない。
【0033】また、凸状工具4を凸状工具4の進行方向
に沿ってねじれた形状としても、同様にプラグの挿入方
向に推進力を発生させることができる。
【0034】上記実施の形態では、プラグ3に設けたボ
ール5を自転させつつ押し付けて伝熱管1を拡径するよ
うにしているが、プラグ3に一体的に設けた凸部(例え
ば円錐状突起や外面半球状突起)であっても、上記実施
の形態と同様に、拡径する際にプラグ3に作用する摩擦
力等の荷重が軽減でき、内部フィン部6を安定して形成
することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、プラグ
の外周面に周方向に沿って形成された複数の凸部を伝熱
管の内壁に押し付けて伝熱管を拡径するようにしている
ので、プラグに作用する荷重を低減でき、プラグを円滑
に回転させ挿入することができ、これにより、高さの大
きい内部フィンを安定して形成することができもって伝
熱効率を高めることができ、しかも生産性が高く製品価
格を安価とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器の製造方法に使用される装置
の要部を示す図である。
【図2】本発明の熱交換器の製造方法に使用される装置
の全体構成を示す図である。
【図3】図1および図2の装置の作用を示す図である。
【符号の説明】
1 伝熱管 2 放熱フィン 3 プラグ 4 凸状工具 5 ボール(凸部) 6 内部フィン部 7 溝部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F28F 1/42 F28F 1/42 C

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝熱管の外面に多数の放熱フィンを配置
    し、前記伝熱管内にプラグを回転させつつ挿入し伝熱管
    を拡径し前記放熱フィンと前記伝熱管とを一体化すると
    ともに、拡径された伝熱管の内壁に凸状工具を回転させ
    つつ食い込ませて螺旋状の内部フィン部を切り起す熱交
    換器の製造方法であって、前記プラグの外周面に周方向
    に沿って形成された複数の凸部を前記伝熱管の内壁に押
    し付けて伝熱管を拡径することを特徴とする熱交換器の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記凸部が外面球面体である請求項1記
    載の熱交換器の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記凸部が前記プラグの外周面に転動自
    在に取り付けられたボールにより構成されている請求項
    1または2記載の熱交換器の製造方法。
JP13546297A 1997-05-26 1997-05-26 熱交換器の製造方法 Pending JPH10323730A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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