JPH11713A - 内面溝付伝熱管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面に深溝が均一に形成されていて伝熱特性
に優れ、かつ拡管が良好に行えて優れた伝熱特性の熱交
換器が得られる、伝熱管を製造する。 【解決手段】 一定方向に繰り出される金属帯板の表面
に、周面に多数の溝を形成した溝付ロールを複数個32,3
3,34同軸方向に取付けて構成した溝付組合わせロール30
により多数の溝を形成する工程、前記金属帯板を、溝形
成面を内側にして順次幅方向に丸めて管状体に形成する
工程、前記管状体の突合わせ端面を溶接する工程を含む
内面溝付伝熱管の製造方法において、前記溝付組合わせ
ロール30の端部に位置する溝付ロール32,34 により圧延
される金属帯板の幅Ｍと溝形成部の全幅Ｌとの比Ｍ／Ｌ
を１／７未満にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコン等の冷凍
空調機器などの熱交換器に用いられる内面溝付伝熱管の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアコンなどに用いられる熱交換器用伝
熱管には、従来、内面が平滑な伝熱管が用いられていた
が、近年、内面に微細ならせん溝を多数形成した内面溝
付伝熱管が多く用いられるようになった。この内面溝付
伝熱管は管内を流れる冷媒の流れが溝により攪乱される
ため内面が平滑な伝熱管に較べて伝熱特性が大幅に改善
される。この内面溝付伝熱管の製造は、従来、平滑管内
に溝付プラグを保持した状態で前記平滑管の外周を転造
工具により押圧しながら引抜いて前記平滑管の内面に前
記溝付プラグの溝を転写する引抜法により行われてき
た。

【０００３】しかし、この引抜法では溝が一方向にしか
形成されず、従って冷媒の流れが単調となり、その伝熱
特性の改善には限界があった。そこで、金属帯板の片面
に溝ロール圧延により溝を形成し、この金属帯板を溝形
成面を内側にして丸めて管状体とし、この管状体の突合
わせ端面を溶接し、ダイスを通して縮径する圧延溶接法
が開発された（特開平４−１５８１９３号）。この圧延
溶接法では、図６（イ）（ロ）に示すような、同じ幅の
溝付ロール22をそれぞれ４枚または６枚組合わせた溝付
組合わせロール20で圧延することにより、金属帯板には
方向の異なる溝が複数形成され、得られる伝熱管は管内
の冷媒の流れが複雑に乱れて伝熱特性が向上する。そし
て、さらに高い伝熱特性を目指して溝をより深く形成す
ることが求められている。ところで、前記溝形成後の金
属帯板の両端には平坦部が形成されており、この平坦部
は、管状体の突合わせ端面の溶接が安定して行われるよ
うに溝形成部の底肉厚さより厚く形成されている（特開
平６−１３７７７８号、特開平４−１５７０３６号など
参照）。このため、この平坦部は圧下量が少なく、溝ロ
ール圧延時に溝形成部から平坦部に材料が逃げ易く、図
７に示すように、平坦部に近い箇所の溝深さ（フィン高
さ）に変動（バラツキ）が生じ易くなる。この傾向は溝
を深くする程強まり、その結果伝熱管の伝熱特性が低下
して深溝の効果が十分に得られないという問題がある。
また、このように溝深さの変動が大きい伝熱管は、伝熱
管をアルミフィンの穴に挿通し拡管して接合する熱交換
器の組立工程で拡管が均一に行えずアルミフィンの穴と
の間に隙間が生じて、伝熱管とアルミフィンとの密着性
が低下する（接合不良を生じる）。その結果、熱交換器
の伝熱特性が低下する。このようなことから、本発明者
等は前記問題を解決するため鋭意研究を行い、平坦部へ
の材料の逃げは、溝付組合わせロールの両端の溝付ロー
ルの幅を狭めることにより抑制できることを知見し、さ
らに研究を進めて本発明を完成させるに至った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溝が
深くかつ溝深さ（フィン高さ）の変動が小さくて伝熱特
性に優れ、しかも拡管が良好に行える内面溝付伝熱管の
製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一定方向に繰り出される金属帯板の表面に、周面に多数
の溝を形成した溝付ロールを複数個同軸方向に取付けて
構成した溝付組合わせロールにより多数の溝を形成する
工程、前記金属帯板を、溝形成面を内側にして順次幅方
向に丸めて管状体に形成する工程、前記管状体の突合わ
せ端面を溶接する工程を含む内面溝付伝熱管の製造方法
において、前記溝付組合わせロールの端部に位置する溝
付ロールにより圧延される金属帯板の幅Ｍと溝形成部の
全幅Ｌとの比Ｍ／Ｌを１／７未満にすることを特徴とす
る内面溝付伝熱管の製造方法である。

【０００６】請求項２記載の発明は、前記溝付組合わせ
ロールを構成する複数の溝付ロール間に突起、溝、また
は突起と溝が形成されていることを特徴とする請求項１
記載の内面溝付伝熱管の製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、溝付組合わせロールの
両端部に位置する溝付ロールにより圧延される金属帯板
の幅Ｍと、溝形成部の全幅Ｌとの比Ｍ／Ｌを小さくする
ことにより溝圧延時の材料の平坦部への逃げを抑制し、
以て深溝でかつ溝深さ（フィン高さ）が均一な内面溝付
伝熱管の製造を可能にしたものである。なお、前記比Ｍ
／Ｌを小さくすることにより材料の平坦部への逃げが抑
制されるのは、端部の溝付きロールの幅が狭くなると、
圧延時に生じる材料を平端部へ移動させる圧力が減少す
るためと考えられる。本発明において、前記比Ｍ／Ｌ
は、多くの実験に基づいて１／７未満に限定されたもの
である。

【０００８】本発明では、溝付組合わせロールを構成す
る複数の溝付ロール間に突起、溝、または突起と溝を形
成することにより溝付ロールを跨ぐ材料の流れがより効
果的に抑制され、溝深さの変動が一段と小さくなる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）図１に示すように、一定方向に繰り出され
る銅条（幅３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）10を、外径１０
０ｍｍの溝付組合わせロール30と外径１２０ｍｍの平面
ロール31からなる２段ロール圧延機にて圧延して、銅条
10の表面に溝11を形成し、次いで溝形成後の銅条10をフ
ォーミング装置40により溝加工面を内側にして管状体12
に形成し、この管状体12の突合わせ端面を高周波溶接機
50により連続的に溶接して素管（外径９．５５ｍｍ）13
とし、この素管13を仕上げダイス60に通して内面溝付伝
熱管（外径９．５３ｍｍ）14を製造した。

【００１０】前記溝付組合わせロール30には、図２
（イ）（ロ）（ハ）に示した、周方向に螺旋溝を形成し
た溝付ロールを同軸方向に複数個取付けたものを使用し
た。図２（イ）に示す溝付組合わせロールは３個の溝付
ロール32,33,34からなり、各溝付ロールはらせん溝の向
きが隣接するロール同士で逆向きになるように取り付け
られている。両端の溝付ロール32,34 の幅（Ｍ）は、得
られる金属帯板の比Ｍ／Ｌが１／８になるように設定さ
れている。なお、（Ｌ）は溝付組合わせロールの溝付ロ
ール部分の全幅である。図２（ロ）に示す溝付組合わせ
ロールは６個の溝付ロールからなり、両端の溝付ロール
32,34 の幅（Ｍ）は、得られる金属帯板の比Ｍ／Ｌが１
／１０になるように設定されている。また、中央を除く
各溝付ロール間には表面平滑ディスク（幅０．５ｍｍ）
36が挟まれている。図２（ハ）に示す溝付組合わせロー
ルは幅（Ｍ）の等しい８個の溝付ロールからなり、両端
の溝付ロール32,34 の幅（Ｍ）は、得られる金属帯板の
比Ｍ／Ｌが１／８になるように設定されている。図２
（イ）（ロ）（ハ）では、左右両端の溝付ロール32,34
の幅（Ｍ）はそれぞれ同一としたが、これは成形加工を
容易にするためで、必ずしも同一である必要はない。

【００１１】（従来例１）図６（イ）（ロ）に示した溝
付組合わせロールを用いた他は、実施例１と同じ方法に
より内面溝付伝熱管（外径９．５３ｍｍ）を製造した。

【００１２】なお、前記各々の伝熱管の拡大断面図を図
３に示す。このものは、溝11の数が５０、溝11の深さＨ
が０．２８ｍｍ、溝11の底肉部15の厚さｔが０．３０ｍ
ｍ、フィン16の頂角αが１０度の高性能形状である。

【００１３】得られた各々の伝熱管の溝の深さを測定
し、その分布図を図４に示した。図２（イ）（ロ）
（ハ）の溝付組合わせロールで圧延したものの溝
深さは、いずれも中央部と端部でほぼ同等である。特に
はロール間にディスクを挟んだため材料の流れがより
確実に抑えられ、中央部と端部の溝深さの差は０．０２
ｍｍ程度と極めて小さくなった。他方、従来品のは
いずれも中央部と端部の溝深さの差は、０．２ｍｍと大
きかった。

【００１４】（実施例２）図２（イ）（ロ）の溝付組合
わせロールの端部の溝付ロールの幅Ｍを種々に変化させ
た他は、実施例１と同じ方法により銅条に溝を形成し
た。得られた溝形成銅条について、比Ｍ／Ｌに対する溝
深さの変動幅を調べた。変動幅は最大溝深さと最小溝深
さの差で表示した。結果を図５に示す。

【００１５】図５より明らかなように、比Ｍ／Ｌが１／
７未満において、溝深さの変動幅ΔＨが小さくなる。特
に溝付ロールの間にディスク（幅０．５ｍｍ）を挟むこ
とにより、その効果が一段と発揮される。

【００１６】（実施例３）実施例２で得た溝形成銅条を
用いて実施例１と同じ方法により伝熱管を製造し、この
伝熱管をアルミフィンに拡管接合させ、この際の接合状
況を調べた。結果を表１に示す。伝熱管とアルミフィン
との間に隙間が生じないアルミフィンとの接合が良好な
ものを○、隙間が生じ接合が不十分なものを×で示し
た。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１より明らかなように、本発明例品はい
ずれもアルミフィンとの接合が良好に行えた。これは溝
深さの変動幅ΔＨが小さかったためである。これに対
し、従来品では伝熱管とアルミフィンとの間に隙間が生
じた。

【００１９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明により製造
される伝熱管は、内面に深溝が均一な深さに形成された
もので、管自体の伝熱特性に優れ、かつ拡管が良好に行
えて、アルミフィンとの間に隙間が生じなく、熱交換器
に組立て後の伝熱特性も良好である。依って、工業上顕
著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内面溝付伝熱管の製造方法の例を示す
説明図である。

【図２】（イ）は本発明の製造方法で用いる溝付組合わ
せロールの第１の例を示す部分正面図、（ロ）は第２の
例を示す部分正面図、（ハ）は第３の例を示す部分正面
図である。

【図３】高性能内面溝付管の拡大断面図である。

【図４】溝を形成した銅条の溝深さの分布図である。

【図５】溝を形成した銅条の溝深さの変動幅と、比Ｍ／
Ｌとの関係を示す図である。

【図６】（イ）、（ロ）は従来の溝付組合わせロールの
部分正面図である。

【図７】従来の溝形成後の金属帯板の横断面図である。

【符号の説明】

10…銅条 11…溝 12…管状体 13…素管 14…内面溝付伝熱管 15…溝の底肉部 16…フィン 22…端部の溝付ロール 30…溝付組合わせロール 31…平面ロール 32…端部の溝付ロール 34…端部の溝付ロール 33…溝付ロール 36…平滑ディスク 40…フォーミング装置 50…高周波溶接機 60…ダイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋爪 利明 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定方向に繰り出される金属帯板の表面
   に、周面に多数の溝を形成した溝付ロールを複数個同軸
   方向に取付けて構成した溝付組合わせロールにより多数
   の溝を形成する工程、前記金属帯板を、溝形成面を内側
   にして順次幅方向に丸めて管状体に形成する工程、前記
   管状体の突合わせ端面を溶接する工程を含む内面溝付伝
   熱管の製造方法において、前記溝付組合わせロールの端
   部に位置する溝付ロールにより圧延される金属帯板の幅
   Ｍと溝形成部の全幅Ｌとの比Ｍ／Ｌを１／７未満にする
   ことを特徴とする内面溝付伝熱管の製造方法。
2. 【請求項２】 前記溝付組合わせロールを構成する複数
   の溝付ロール間に突起、溝、または突起と溝が形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の内面溝付伝熱管
   の製造方法。