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発明の名称 内面溝付伝熱管およびその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−52714
公開日 平成10年(1998)2月24日
出願番号 特願平8−208340
出願日 平成8年(1996)8月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】大浜 博
発明者 赤井 寛二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【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。
【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。
【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。
【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(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。
【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(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であって、前記模様形成工程において前記各凸条(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たことを特徴とする内面溝付伝熱管の製造方法。
【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(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(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。
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11,11・・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13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11,11・・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11,11・・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11,11・・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。




 

 


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