JPH1052714A - 内面溝付伝熱管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡管力が周方向に均一に作用し得る内面溝付
伝熱管を提供する。 【解決手段】 一面側に多数の凸条１１，１１・・が形
成された平板状素材１′の長手両端を、前記凸条１１，
１１・・が形成されている面を内側にして溶接して構成
された内面溝付伝熱管において、前記凸条１１，１１・
・の頂部と溶接ビード部１４の内面側頂部とを仮想真円
Ｐ上に位置せしめるようにして、拡管時において周方向
に均一な拡管力を作用できるようしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、内面溝付伝熱管
およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機用のクロスフィンコイル型熱
交換器に用いられる伝熱管の内面側における熱伝達率の
向上を図る目的から、内面に多数の凸条を形成すること
によりこれらの凸条間に溝を形成してなる内面溝付伝熱
管が開発されている。

【０００３】上記内面溝付伝熱管を製造する方法として
は、一面側に多数の凸条が形成された平板状素材の長手
両端を、前記凸条が形成されている面を内側にして溶接
する方法が従来から良く知られている（例えば、特公平
２−４８３５０号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、クロスフィ
ンコイル型熱交換器を製造する場合、フィンと伝熱管と
を密着させるために伝熱管を機械的に拡管する方法が採
用されることが多い。

【０００５】この拡管は、伝熱管内に拡管用ヘッドを押
し込んで遠心方向に均一な力を作用させることにより行
われるが、上記公知例におけるように平板状素材を溶接
して得られる溶接管の場合、次のような不具合が生じる
おそれがある。

【０００６】即ち、伝熱管として溶接管を採用した場
合、図７に示すように、溶接ビード部１４の高さが内面
に形成された凸条１１，１１・・の高さより低くなるた
め、拡管用ヘッドの拡管力が溶接ビード部１４には作用
しにくくなる。その結果、拡管後の伝熱管は、凸条１
１，１１・・が形成されている部分は十分に拡管される
ものの、溶接ビード部１４における拡管が不十分となっ
て伝熱管が偏平形状となる。すると、当該部位において
伝熱管１とフィンＦとの密着が不十分となり、極端な場
合隙間Ｓが生じてしまうおそれがあり、伝熱管１からフ
ィンＦへの熱伝達を阻害することとなるため、熱交換器
の性能に大きく影響する。

【０００７】上記のような不具合をなくするためには、
拡管力を大きくすることが考えられるが、その場合、凸
条の高いもの、あるいは凸条頂部が鋭角的形状となって
いるものでは、凸条が変形してしまうという問題が生じ
るおそれがある。

【０００８】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、拡管力が周方向に均一に作用し得る内面溝付伝熱
管を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明の第１の基本構
成では、上記課題を解決するための手段として、一面側
に多数の凸条１１，１１・・が形成された平板状素材
１′の長手両端を、前記凸条１１，１１・・が形成され
ている面を内側にして溶接して構成された内面溝付伝熱
管において、前記凸条１１，１１・・の頂部と溶接ビー
ド部１４の内面側頂部とを仮想真円Ｐ上に位置せしめる
ようにして、拡管時において周方向に均一な拡管力を作
用できるようしている。

【００１０】本願発明の第１の基本構成において、前記
各凸条１１，１１・・および溶接ビード部１４の高さを
同じとした場合、平板状素材１′への凸条１１，１１・
・の形成が容易となる点で好ましい。

【００１１】また、前記凸条１１，１１・・の高さを、
前記溶接ビード部１４の内面側高さを基準として該溶接
ビード部１４と対向する部位に向かうにしたがって順次
高くなるように設定した場合、溶接ビード部１４の形状
を従来通りとすることができる点で好ましい。

【００１２】本願発明の第２の基本構成では、上記課題
を解決するための手段として、平板状素材１′の一面側
に多数の凸条１１，１１・・を形成する模様形成工程
と、前記平板状素材１′の長手両端を、前記凸条１１，
１１・・が形成されている面を内側にして溶接する溶接
工程とを順次行う内面溝付伝熱管の製造方法において、
前記模様形成工程において前記平板状素材１′における
長手両端の溝形状成形面に、長手方向に延び且つ前記凸
条１１，１１・・より稍低い肉盛部１３を予め形成して
おき、溶接工程後に溶接ビード部１４の高さが前記凸条
１１，１１・・の高さと同じとなるようにし、肉盛部１
３を形成するという簡単な工程を追加するだけで、拡管
時において周方向に均一な拡管力を作用できる内面溝付
伝熱管が得られるようしている。

【００１３】本願発明の第３の基本構成では、上記課題
を解決するための手段として、平板状素材１′の一面側
に多数の凸条１１，１１・・を形成する模様形成工程
と、前記平板状素材１′の長手両端を、前記凸条１１，
１１・・が形成されている面を内側にして溶接する溶接
工程とを順次行う内面溝付伝熱管の製造方法において、
前記模様形成工程において前記凸条１１，１１・・の高
さを、前記平板状素材１′の長手両端側から幅方向中央
部に向かうにしたがって順次高くなるように形成してお
き、溶接工程後に前記凸条１１，１１・・の頂部と溶接
ビード部１４の内面側頂部とが仮想真円Ｐ上に位置せし
められるようにし、凸条１１，１１・・の高さを工夫す
るという簡単な工程を追加するだけで、拡管時において
周方向に均一な拡管力を作用できる内面溝付伝熱管が得
られるようしている。

【００１４】本願発明の第４の基本構成では、上記課題
を解決するための手段として、平板状素材１′の一面側
に多数の凸条１１，１１・・を形成する模様形成工程
と、前記平板状素材１′の長手両端を、前記凸条１１，
１１・・が形成されている面を内側にして溶接する溶接
工程とを順次行う内面溝付伝熱管の製造方法において、
前記溶接工程において平板状素材１′の長手両端を突き
合わせる圧力を調整することにより前記凸条１１，１１
・・の頂部と溶接ビード部１４の内面側頂部とが仮想真
円Ｐ上に位置せしめられるようにし、溶接時の突き合わ
せる力を調整するという簡単な工程を追加するだけで、
拡管時において周方向に均一な拡管力を作用できる内面
溝付伝熱管が得られるようしている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

【００１６】第１の実施の形態 図１ないし図４には、本願発明の第１の実施の形態にか
かる内面溝付伝熱管の製造方法および該製造方法により
製造された内面溝付伝熱管が示されている。

【００１７】この内面溝付伝熱管は、図１に示すような
溶接造管装置を用いて製作される。

【００１８】この溶接造管装置は、所定幅寸法の金属製
の平板状素材１′の一面に多数の凸条からなる溝模様を
形成する模様形成部２と、前記平板状素材１′の供給を
調節して円滑にする供給調節部３と、前記平板状素材
１′を前記模様形成部２において溝模様が形成された面
を内側にして長手方向にスリット状の合わせ目を有する
管状に徐々に成形するフォーミングロールを備えたフォ
ーミング部４と、該フォーミング部４において管状に成
形された合わせ目の両縁部をスクイズロール６によって
圧接しながら電気抵抗溶接するウェルダ部５とを備えて
構成されている。なお、ウェルダ部５以後の工程部（例
えば、加熱軟化部および切断部）については図示を省略
している。

【００１９】ところで、本実施の形態においては、前記
模様形成部２において形成部される溝模様は、図２およ
び図３に示すように、長手方向に対して所定の傾斜角を
有する多数の凸条１１，１１・・と、これらの凸条１
１，１１・・間に形成される多数の凹溝１２，１２・・
と、前記平板状素材１′の長手両端における溝形状成形
面に形成され且つ前記凸条１１，１１・・より所定寸法
ｈだけ低い肉盛部１３とによって構成されている。

【００２０】上記のような溝模様が形成された平板状素
材１′をウェルダ部５において管状に溶接して内面溝付
伝熱管１を製作すると、接合部にビードが形成される。
そして、外周側のビードは後加工により切除されるが、
内周側のビードは加工のしようがないので残置される。
この残置されるビードは予め形成された肉盛部１３の上
に形成されるところから、内面溝付伝熱管１における溶
接接合部１ａの内面側には、図４に示すように、凸条１
１，１１・・と同じ高さの溶接ビード部１４が形成され
ることとなる。つまり、前記凸条１１，１１・・の頂部
と溶接ビード部１４の内面側頂部とが仮想真円Ｐ上に位
置せしめられることとなるのである。このような形状の
溶接ビード部１４を形成するためには、凸条１１と肉盛
部１３の高さの差ｈを、溶接時にできるビードの厚さと
同じとなるように設定する必要があることは勿論であ
る。

【００２１】上記のようにして得られた内面溝付伝熱管
１を用いてクロスフィンコイルタイプの熱交換器を製作
する場合、拡管用ヘッドによる拡管力が仮想真円Ｐ上に
位置する凸条１１，１１・・および溶接ビード部１４に
対して均等に作用することとなる。従って、内面溝付伝
熱管１は均等に拡管されることとなり、フィンとの密着
性を良好に確保できる。

【００２２】第２の実施の形態 図５には、本願発明の第２の実施の形態にかかる内面溝
付伝熱管の断面が示されている。

【００２３】この場合、平板状素材１′には、凸条１
１，１１・・と凹溝１２，１２・・のみが形成されてお
り、第１の実施の形態における肉盛部１３は形成されて
いない。そして、前記凸条１１，１１・・の高さは、溶
接ビード部１４の内面側高さを基準として該溶接ビード
部１４と対向する部位に向かうにしたがって順次高くな
るように設定されている。このようにすると、溶接ビー
ド部１４の頂部と凸条１１，１１・・の頂部とが内面溝
付伝熱管１の中心から稍溶接ビード部１４よりに偏心し
た仮想真円Ｐ上に位置することとなる。なお、前記凸条
１１は、図６に示すように、平板状素材１′の長手両端
での高さを溶接ビード部１４と高さと同じとし、該両端
から幅方向中央部に向かうにしたがって高さが高くなる
ように形成される。

【００２４】上記のようにして得られた内面溝付伝熱管
１を用いてクロスフィンコイルタイプの熱交換器を製作
する場合、拡管用ヘッドによる拡管力が仮想真円Ｐ上に
位置する凸条１１，１１・・および溶接ビード部１４に
対して均等に作用することとなる。従って、内面溝付伝
熱管１は均等に拡管されることとなり、フィンとの密着
性を良好に確保できる。

【００２５】第３の実施の形態 この場合、溶接時において、平板状素材１′の長手両端
を突き合わせる突き合わせ力を調整することにより溶接
ビード部１４の高さを凸条１１，１１・・の高さと同じ
になるようにしている。この突き合わせ力の調整は、溶
接造管装置におけるスクイズロール６により行われる。
このようにすれば、突き合わせ力を調整するだけで、溶
接ビード部１４の頂部と凸条１１，１１・・の頂部とが
仮想真円Ｐ上に位置することとなる。

【００２６】なお、上記各実施の形態においては、凸条
および溝が長手方向に連続するものを例としているが、
凸条および溝の形状はこれに限定されることはなく、種
々の形状とすることができる。

【００２７】

【発明の効果】本願発明の内面溝付伝熱管によれば、一
面側に多数の凸条１１，１１・・が形成された平板状素
材１′の長手両端を、前記凸条１１，１１・・が形成さ
れている面を内側にして溶接して構成された内面溝付伝
熱管において、前記凸条１１，１１・・の頂部と溶接ビ
ード部１４の内面側頂部とを仮想真円Ｐ上に位置せしめ
るようにしているので、拡管時において周方向に均一な
拡管力を作用できることとなり、クロスフィンコイルタ
イプの熱交換器に使用されるに最適な伝熱管となるとい
う優れた効果がある。

【００２８】本願発明の内面溝付伝熱管の製造方法によ
れば、平板状素材１′の一面側に多数の凸条１１，１１
・・を形成する模様形成工程と、前記平板状素材１′の
長手両端を、前記凸条１１，１１・・が形成されている
面を内側にして溶接する溶接工程とを順次行う内面溝付
伝熱管の製造方法において、前記模様形成工程において
前記平板状素材１′における長手両端の溝形状成形面
に、長手方向に延び且つ前記凸条１１，１１・・より稍
低い肉盛部１３を予め形成しておき、溶接工程後に溶接
ビード部１４の高さが前記凸条１１，１１・・の高さと
同じとなるようにし、あるいは前記模様形成工程におい
て前記凸条１１，１１・・の高さを、前記平板状素材
１′の長手両端側から幅方向中央部に向かうにしたがっ
て順次高くなるように形成しておき、溶接工程後に前記
凸条１１，１１・・の頂部と溶接ビード部１４の内面側
頂部とが仮想真円Ｐ上に位置せしめられるようにし、も
しくは前記溶接工程において平板状素材１′の長手両端
を突き合わせる圧力を調整することにより前記凸条１
１，１１・・の頂部と溶接ビード部１４の内面側頂部と
が仮想真円Ｐ上に位置せしめられるようにしているの
で、肉盛部１３を形成するという簡単な工程を追加し、
あるいは凸条１１，１１・・の高さを工夫するという簡
単な工程を追加し、もしくは溶接時の突き合わせる力を
調整するという簡単な工程を追加するだけで、拡管時に
おいて周方向に均一な拡管力を作用できる内面溝付伝熱
管が得られるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態にかかる内面溝付伝熱管
の製造に用いられる溶接造管装置の概略構成図である。

【図２】本願発明の第１の実施の形態にかかる内面溝付
伝熱管の製造途中における平板状素材の部分平面図であ
る。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ拡大断面図である。

【図４】本願発明の第１の実施の形態にかかる内面溝付
伝熱管の製造方法により製造された内面溝付伝熱管の断
面図である。

【図５】本願発明の第２の実施の形態にかかる内面溝付
伝熱管の製造方法により製造された内面溝付伝熱管の断
面図である。

【図６】本願発明の第２の実施の形態にかかる内面溝付
伝熱管の製造方法における溝模様形成後の平板状素材の
凸条部の拡大断面図である。

【図７】従来の内面溝付伝熱管の断面図である。

【符号の説明】 １は内面溝付伝熱管、１′は平板状素材、１１は凸条、
１２は凹溝、１３は肉盛部、１４は溶接ビード部、Ｐは
仮想真円。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ２３Ｋ 9/025 Ｂ２３Ｋ 9/025 Ａ 9/04 9348−4Ｅ 9/04 Ｈ Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｄ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面側に多数の凸条（１１），（１１）
   ・・が形成された平板状素材（１′）の長手両端を、前
   記凸条（１１），（１１）・・が形成されている面を内
   側にして溶接して構成された内面溝付伝熱管であって、
   前記凸条（１１），（１１）・・の頂部と溶接ビード部
   （１４）の内面側頂部とが仮想真円（Ｐ）上に位置せし
   められていることを特徴とする内面溝付伝熱管。
2. 【請求項２】 前記凸条（１１），（１１）・・および
   溶接ビード部（１４）の高さは同じとされていることを
   特徴とする前記請求項１記載の内面溝付伝熱管。
3. 【請求項３】 前記凸条（１１），（１１）・・の高さ
   は、前記溶接ビード部（１４）の内面側高さを基準とし
   て該溶接ビード部（１４）と対向する部位に向かうにし
   たがって順次高くなるように設定されていることを特徴
   とする前記請求項１記載の内面溝付伝熱管。
4. 【請求項４】 平板状素材（１′）の一面側に多数の凸
   条（１１），（１１）・・を形成する模様形成工程と、
   前記平板状素材（１′）の長手両端を、前記凸条（１
   １），（１１）・・が形成されている面を内側にして溶
   接する溶接工程とを順次行う内面溝付伝熱管の製造方法
   であって、前記模様形成工程において前記平板状素材
   （１′）における長手両端の溝形状成形面に、長手方向
   に延び且つ前記凸条（１１），（１１）・・より稍低い
   肉盛部（１３）を予め形成しておき、溶接工程後に溶接
   ビード部（１４）の高さが前記凸条（１１），（１１）
   ・・の高さと同じとなるようにしたことを特徴とする内
   面溝付伝熱管の製造方法。
5. 【請求項５】 平板状素材（１′）の一面側に多数の凸
   条（１１），（１１）・・を形成する模様形成工程と、
   前記平板状素材（１′）の長手両端を、前記凸条（１
   １），（１１）・・が形成されている面を内側にして溶
   接する溶接工程とを順次行う内面溝付伝熱管の製造方法
   であって、前記模様形成工程において前記各凸条（１
   １），（１１）・・の高さを、前記平板状素材（１′）
   の長手両端側から幅方向中央部に向かうにしたがって順
   次高くなるように形成しておき、溶接工程後に前記凸条
   （１１），（１１）・・の頂部と溶接ビード部（１４）
   の内面側頂部とが仮想真円（Ｐ）上に位置せしめられる
   ようにしたことを特徴とする内面溝付伝熱管の製造方
   法。
6. 【請求項６】 平板状素材（１′）の一面側に多数の凸
   条（１１），（１１）・・を形成する模様形成工程と、
   前記平板状素材（１′）の長手両端を、前記凸条（１
   １），（１１）・・が形成されている面を内側にして溶
   接する溶接工程とを順次行う内面溝付伝熱管の製造方法
   であって、前記溶接工程において平板状素材（１′）の
   長手両端を突き合わせる圧力を調整することにより前記
   凸条（１１），（１１）・・の頂部と溶接ビード部（１
   ４）の内面側頂部とが仮想真円（Ｐ）上に位置せしめら
   れるようにしたことを特徴とする内面溝付伝熱管の製造
   方法。