JP2009180453A - Level wound coil, and manufacturing method of corrugated heat transfer tube - Google Patents

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慶 小山
Shu Kawano
衆 川埜
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寛規 北嶋
Kenichi Inui
謙一 乾
Kazuhiko Hiroshima
一彦 広島
Mamoru Hofuku
守 法福
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a level wound coil for a corrugated heat transfer tube, and a manufacturing method of the corrugated heat transfer tube capable of easily supply a corrugated heat transfer tube of a desired length having no risk of breaking even when stress is applied to a corrugate groove. <P>SOLUTION: The level wound coil 2 is equipped with the corrugated heat transfer tube 1 having flat parts 12 having predetermined hardness, predetermined length, and predetermined tube thickness, and extending and contracting in response to stress applied during alignment winding, and the corrugated grooves 10 provided between the flat parts 12 at a predetermined corrugate pitch Pc, and of hardness higher than the predetermined hardness of the flat parts 12. The corrugated heat transfer tube 1 is composed of a plurality of coil layers subjected to alignment winding and traverse winding. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、レベルワウンドコイル、及びコルゲート伝熱管の製造方法に関する。特に、本発明は、自然冷媒ヒートポンプ式給湯機の水―冷媒熱交換器用伝熱管等の製造に用いられるレベルワウンドコイル、及びコルゲート伝熱管の製造方法に関する。   The present invention relates to a level wound coil and a method for manufacturing a corrugated heat transfer tube. In particular, the present invention relates to a level wound coil used for manufacturing a heat transfer tube for a water-refrigerant heat exchanger of a natural refrigerant heat pump water heater, and a method for manufacturing a corrugated heat transfer tube.

従来の自然冷媒ヒートポンプ式給湯器の熱交換器として、コルゲート溝を有する芯管としてのコルゲート管と、コルゲート管の外周に螺旋状に巻き付けられる熱媒管とを備える熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。   As a heat exchanger of a conventional natural refrigerant heat pump type water heater, a heat exchanger including a corrugated pipe as a core pipe having a corrugated groove and a heat medium pipe spirally wound around the outer periphery of the corrugated pipe has been proposed. (For example, see Patent Document 1).

特許文献１に係る熱交換器は、コルゲート管の外周に熱媒管を巻き付けた簡易な構成を有するので、製造・運搬の容易性、熱交換性の向上、及びコストの低減等を図ることができる。   Since the heat exchanger according to Patent Document 1 has a simple configuration in which a heat medium pipe is wound around the outer periphery of a corrugated pipe, it is possible to improve the ease of manufacturing and transportation, the improvement of heat exchange, the reduction of costs, and the like. it can.

また、熱交換器は、コルゲート溝深さをＨｃ、コルゲート外径をＯＤと規定した場合、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤであり、コルゲート溝と管軸Ｔａとのなす角をねじれ角βｃとするとβｃ≧４０゜であるコルゲート伝熱管と、その外側に配置される外管とから構成される熱交換機が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。   Further, in the heat exchanger, when the corrugated groove depth is defined as Hc and the corrugated outer diameter is defined as OD, 0.04 ≦ Hc / OD, and the angle between the corrugated groove and the tube axis Ta is defined as the twist angle βc. There has been proposed a heat exchanger composed of a corrugated heat transfer tube satisfying βc ≧ 40 ° and an outer tube disposed on the outside thereof (see, for example, Patent Document 2).

特許文献２に係る熱交換器は、コルゲート溝と管軸とのなす角を適切に設定することにより、伝熱性能を平滑管より向上させることができる。   The heat exchanger which concerns on patent document 2 can improve heat-transfer performance from a smooth tube by setting appropriately the angle | corner which a corrugated groove and a pipe axis make.

特開２００２−２２８３７０号公報JP 2002-228370 A 特開２００７−２１８４８６号公報JP 2007-218486 A

しかし、特許文献１及び２に記載の熱交換器を構成するコルゲート管は、製造時の変形を防ぐために、硬度の大きい材料を使用しているため、整列巻き時においてコルゲート溝を除く平坦部が伸縮せず、コルゲート溝に応力が集中して管が破断する恐れがある。したがって、コルゲート管は直管として提供され、定尺以上の所望の長さの伝熱管を備える熱交換器を組み立てるときは、複数のコルゲート管をロウ付け等により接続することになるため、熱交換器の組み立てにおいて、作業工数が増加するという不都合がある。   However, since the corrugated pipe constituting the heat exchanger described in Patent Documents 1 and 2 uses a material having high hardness in order to prevent deformation at the time of manufacture, the flat portion excluding the corrugated groove is not aligned at the time of aligned winding. There is a risk that the tube does not expand and contract, and stress concentrates in the corrugated groove and the tube breaks. Therefore, the corrugated tube is provided as a straight tube, and when assembling a heat exchanger having a heat transfer tube having a desired length longer than a standard length, a plurality of corrugated tubes are connected by brazing or the like. In the assembly of the vessel, there is a disadvantage that the work man-hour increases.

したがって、本発明の目的は、コルゲート溝に応力が加わっても破断する恐れのない所望長のコルゲート伝熱管を容易に供給できるコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイル、及びコルゲート伝熱管の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a corrugated heat transfer tube level-wound coil that can easily supply a corrugated heat transfer tube having a desired length that does not break even when stress is applied to the corrugated groove, and a method for manufacturing the corrugated heat transfer tube. There is.

本発明は、上記目的を達成するため、所定の硬度、所定の長さ、及び所定の管厚を有し、整列巻き時に加わる応力に応じて伸縮する平坦部と、平坦部の間に所定のコルゲートピッチ（Ｐｃ）で設けられ、平坦部の所定の硬度より高い硬度のコルゲート溝とを有するコルゲート伝熱管を備え、コルゲート伝熱管を、整列巻き、かつトラバース巻きした複数のコイル層から構成されるレベルワウンドコイルが提供される。   In order to achieve the above object, the present invention has a predetermined hardness between a flat portion and a flat portion having a predetermined hardness, a predetermined length, and a predetermined tube thickness that expands and contracts in accordance with the stress applied during aligned winding. A corrugated heat transfer tube provided with a corrugated pitch (Pc) and having a corrugated groove with a hardness higher than a predetermined hardness of the flat portion, and comprising a plurality of coil layers in which the corrugated heat transfer tube is wound in an aligned manner and traversely. A level wound coil is provided.

また、上記レベルワウンドコイルは、コルゲート伝熱管の所定の管厚が、０．５ｍｍ以上であってもよく、また、コルゲート伝熱管が、曲率半径５６０ｍｍ以上で整列巻き、かつトラバース巻きされていてもよい。更に、コルゲート伝熱管が、所定の硬度として１／２Ｈ材未満の硬度を有する銅又は銅合金からシームレスに形成され、熱交換器を構成する水管として用いられてもよい。   Further, the level wound coil may have a predetermined thickness of the corrugated heat transfer tube of 0.5 mm or more, or the corrugated heat transfer tube may be aligned and traversed with a radius of curvature of 560 mm or more. Good. Furthermore, the corrugated heat transfer tube may be formed seamlessly from copper or a copper alloy having a hardness of less than 1 / 2H as a predetermined hardness, and may be used as a water tube constituting a heat exchanger.

また、上記レベルワウンドコイルは、コルゲート伝熱管が、コルゲート溝のコルゲート深さ（Ｈｃ）とコルゲート伝熱管のコルゲート外径（ＯＤ）との関係が、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤ≦０．１を満たし、かつ、コルゲート溝間のコルゲートピッチ（Ｐｃ）とコルゲート伝熱管の平坦部の長さ（Ｌｈ）との関係が、０．５≦Ｌｈ／Ｐｃ＜１を満たし、かつ、Ｐｃがコルゲート伝熱管のコルゲート内径（ＩＤ）に等しい関係を満たしてもよい。   In the level wound coil, the corrugated heat transfer tube has a relationship between the corrugated depth (Hc) of the corrugated groove and the corrugated outer diameter (OD) of the corrugated heat transfer tube satisfying 0.04 ≦ Hc / OD ≦ 0.1. And the relationship between the corrugated pitch (Pc) between the corrugated grooves and the length (Lh) of the flat portion of the corrugated heat transfer tube satisfies 0.5 ≦ Lh / Pc <1, and Pc is the corrugated heat transfer tube A relationship that is equal to the corrugated inner diameter (ID) may be satisfied.

また、本発明は、上記目的を達成するため、１／２Ｈ材未満の硬度を有する材料から形成される原管を準備する原管準備工程と、原管に応力が加わった際に原管の軸心に向かって実質的に均等に応力が加わる位置に、コルゲート加工ディスクと複数のバックアップロールとを原管の外周に沿って配置して原管を保持する原管保持工程と、保持した原管に、コルゲート加工ディスクによってコルゲート加工を施すコルゲート加工工程とを備えるコルゲート伝熱管の製造方法が提供される。   In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a raw tube preparation step of preparing a raw tube formed from a material having a hardness of less than 1 / 2H material, and a state of the original tube when stress is applied to the raw tube. An original tube holding step for holding the original pipe by arranging a corrugated disk and a plurality of backup rolls along the outer periphery of the original pipe at a position where stress is applied substantially evenly toward the axis, There is provided a method for manufacturing a corrugated heat transfer tube, comprising: a corrugating process for corrugating a pipe with a corrugated disk.

また、上記コルゲート伝熱管の製造方法は、原管保持工程が、原管の周りに１つのコルゲート加工ディスクと３つ以上のバックアップロールとを配置してもよい。   Moreover, as for the manufacturing method of the said corrugated heat exchanger tube, an original pipe holding process may arrange | position one corrugated process disk and three or more backup rolls around an original pipe.

本発明のレベルワウンドコイルによれば、コルゲート溝に応力が加わっても破断する恐れのない所望長のコルゲート伝熱管を、熱交換器の組立時に使用しやすい形態で提供することができ、本発明のコルゲート伝熱管の製造方法によれば、レベルワウンドコイルの形態にできるコルゲート伝熱管を提供することができる。   According to the level wound coil of the present invention, it is possible to provide a corrugated heat transfer tube having a desired length that does not break even when stress is applied to the corrugated groove in a form that is easy to use when assembling a heat exchanger. According to the method for manufacturing a corrugated heat transfer tube, a corrugated heat transfer tube that can be in the form of a level-wound coil can be provided.

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管の側面及び部分断面を示す。 [First Embodiment]
FIG. 1 shows a side surface and a partial cross section of a corrugated heat transfer tube according to a first embodiment of the present invention.

（コルゲート伝熱管１の構造）
第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管１は、所定のコルゲートピッチで外壁１６に形成されたコルゲート形状のコルゲート加工部としてのコルゲート溝１０と、コルゲート溝１０間に所定のピッチで設けられるフラット部としての平坦部１２とを備え、１条で加工された金属製のシームレスコルゲート管である。コルゲート伝熱管１は、外壁１６にコルゲート溝１０を備えることにより、内壁１４と外壁１６とに波形のスパイラル構造を有する。コルゲート伝熱管１は、一例として、ヒートポンプ給湯機用の水―冷媒熱交換器などの熱交換器を構成する水管として用いることができる。すなわち、コルゲート伝熱管１内を流れる流体としての水と、コルゲート伝熱管１の外を流れる冷媒との間で熱交換される。 (Structure of corrugated heat transfer tube 1)
The corrugated heat transfer tube 1 according to the first embodiment includes a corrugated groove 10 as a corrugated corrugated portion formed on the outer wall 16 at a predetermined corrugated pitch, and a flat provided at a predetermined pitch between the corrugated grooves 10. It is the metal seamless corrugated pipe which was provided with the flat part 12 as a part, and was processed by 1 item | strip | row. The corrugated heat transfer tube 1 has a corrugated spiral structure on the inner wall 14 and the outer wall 16 by providing the corrugated groove 10 on the outer wall 16. As an example, the corrugated heat transfer tube 1 can be used as a water tube constituting a heat exchanger such as a water-refrigerant heat exchanger for a heat pump water heater. That is, heat is exchanged between water as a fluid flowing in the corrugated heat transfer tube 1 and a refrigerant flowing outside the corrugated heat transfer tube 1.

コルゲート伝熱管１を形成する金属材料としては、所定の熱伝導率、所定の機械的強度、所定の硬度、及び所定のロウ付け性を呈する金属材料を用いることができ、一例として、銅又は銅合金を用いることができる。コルゲート伝熱管１の材質を銅又は銅合金とすることで、所定の熱交換器を製造する際に、例えば、外部の冷媒管との間でロウ付けが容易となる。また、コルゲート伝熱管１の用途に応じて所定の熱伝導率、所定の機械的強度、所定の硬度、及び所定のロウ付け性を呈する金属材料であれば、アルミニウム合金等の他の金属材料を用いることもできる。   As the metal material forming the corrugated heat transfer tube 1, a metal material exhibiting a predetermined thermal conductivity, a predetermined mechanical strength, a predetermined hardness, and a predetermined brazing property can be used. As an example, copper or copper Alloys can be used. When the corrugated heat transfer tube 1 is made of copper or a copper alloy, for example, when a predetermined heat exchanger is manufactured, brazing with an external refrigerant tube is facilitated. In addition, other metal materials such as an aluminum alloy may be used as long as the metal material exhibits a predetermined thermal conductivity, a predetermined mechanical strength, a predetermined hardness, and a predetermined brazing property depending on the use of the corrugated heat transfer tube 1. It can also be used.

コルゲート伝熱管１の外径としてのコルゲート外径１ａは、コルゲート伝熱管１を用いる用途に応じて決定され、決定されたコルゲート外径１ａを有してコルゲート伝熱管１は形成される。そして、管厚１ｃは、コルゲート伝熱管１内を流通する流体（例えば、水）による内壁１４の腐食及び形成されるコルゲート溝深さ１０ｂを考慮した厚さに形成される。すなわち、管厚１ｃは、厚肉に形成される。一例として、コルゲート伝熱管１内に水を流通させる場合、管厚１ｃを０．５ｍｍ以上にした厚肉管としてのコルゲート伝熱管１が形成される。本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１おいては厚肉管を用いるので、薄肉管（例えば、０．２ｍｍ程度の肉厚を有する管）においてはその外面に形成することが困難であったコルゲート溝１０を、容易に形成することができる。   The corrugated outer diameter 1a as the outer diameter of the corrugated heat transfer tube 1 is determined according to the application in which the corrugated heat transfer tube 1 is used, and the corrugated heat transfer tube 1 is formed with the determined corrugated outer diameter 1a. The tube thickness 1c is formed in consideration of the corrosion of the inner wall 14 by the fluid (for example, water) flowing through the corrugated heat transfer tube 1 and the corrugated groove depth 10b to be formed. That is, the tube thickness 1c is formed thick. As an example, when water is circulated in the corrugated heat transfer tube 1, the corrugated heat transfer tube 1 is formed as a thick wall tube having a tube thickness 1c of 0.5 mm or more. Since the corrugated heat transfer tube 1 according to this embodiment uses a thick-walled tube, it is difficult to form on the outer surface of a thin-walled tube (for example, a tube having a thickness of about 0.2 mm). The groove 10 can be easily formed.

コルゲート溝１０は、コルゲート内径１ｂと略等しい距離のコルゲートピッチ１０ａで外壁１６に形成される。また、コルゲートピッチ１０ａをＰｃとすると共に、平坦部長１２ａをＬｈとすると、外壁１６に隣り合って設けられるコルゲート溝１０間の距離としての平坦部長１２ａは、０．５≦Ｌｈ／Ｐｃ＜１の範囲で形成される。この範囲で平坦部長１２ａを形成することにより、コルゲート伝熱管１の外壁１６に、所定の冷媒管をロウ付けすることができる。なお、コルゲート内径１ｂは、コルゲート伝熱管１を製造する前の原管の内径又は最大内径である。また、コルゲート溝１０の硬度は平坦部１２の硬度よりも高い。すなわち、平坦部１２の方が、コルゲート溝１０よりも外力に対して変形しやすい性質を有する。   The corrugated grooves 10 are formed on the outer wall 16 with a corrugated pitch 10a having a distance substantially equal to the corrugated inner diameter 1b. When the corrugated pitch 10a is Pc and the flat portion length 12a is Lh, the flat portion length 12a as the distance between the corrugated grooves 10 provided adjacent to the outer wall 16 is 0.5 ≦ Lh / Pc <1. Formed in range. By forming the flat portion length 12a within this range, a predetermined refrigerant pipe can be brazed to the outer wall 16 of the corrugated heat transfer pipe 1. The corrugated inner diameter 1b is the inner diameter or the maximum inner diameter of the original tube before the corrugated heat transfer tube 1 is manufactured. In addition, the hardness of the corrugated groove 10 is higher than the hardness of the flat portion 12. That is, the flat portion 12 is more easily deformed by external force than the corrugated groove 10.

また、コルゲート伝熱管１のコルゲート溝深さ１０ｂをＨｃ、コルゲート外径１ａをＯＤとすると、外径に対する凹凸の比はＨｃ／ＯＤで表される。そして、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１は、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤ≦０．１の関係を満たすコルゲート溝１０が外壁１６に形成される。また、更なる良好な伝熱性能の実現、及び低圧力損失の実現を目的として、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤ≦０．０７の関係を満たすコルゲート溝１０を外壁１６に形成することができる。なお、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１のＨｃ／ＯＤの値は、通常の内面溝付管における凹凸の比である「溝深さ／外径」と比べて大きい。   Further, when the corrugated groove depth 10b of the corrugated heat transfer tube 1 is Hc and the corrugated outer diameter 1a is OD, the ratio of the unevenness to the outer diameter is represented by Hc / OD. In the corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment, the corrugated groove 10 that satisfies the relationship of 0.04 ≦ Hc / OD ≦ 0.1 is formed in the outer wall 16. Moreover, the corrugated groove | channel 10 which satisfy | fills the relationship of 0.04 <= Hc / OD <= 0.07 can be formed in the outer wall 16 in order to implement | achieve the further favorable heat transfer performance, and the implementation | achievement of a low pressure loss. In addition, the value of Hc / OD of the corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment is larger than the “groove depth / outer diameter” which is the ratio of unevenness in a normal inner surface grooved tube.

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイルの斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view of the level wound coil of the corrugated heat transfer tube according to the first embodiment of the present invention.

（レベルワウンドコイル２の構造）
レベルワウンドコイル２は、第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管１を、所定の内径を有して整列巻きして形成されるレベルワウンドコイル（Ｌｅｖｅｌ Ｗｏｕｎｄ Ｃｏｉｌ：ＬＷＣ）である。レベルワウンドコイル２は、一例として、最小の内径（内径２０）が５６０ｍｍ以上となる曲率でコルゲート伝熱管１を整列巻きすることにより、複数のコイル層を有して構成される。 (Structure of level-wound coil 2)
The level-wound coil 2 is a level-wound coil (LWC) formed by aligning and winding the corrugated heat transfer tube 1 according to the first embodiment with a predetermined inner diameter. As an example, the level-wound coil 2 is configured to have a plurality of coil layers by winding the corrugated heat transfer tubes 1 with a curvature having a minimum inner diameter (inner diameter 20) of 560 mm or more.

また、レベルワウンドコイル２は、最小の内径が５６０ｍｍ以上となる曲率でコルゲート伝熱管１を整列巻きすると共に、トラバース巻きすることにより、複数のコイル層を有して構成することもできる。例えば、第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管１を最小の内径が５６０ｍｍ程度の胴体（又は最大の外径が５６０ｍｍ程度のドラム状の胴体）に整列巻きすることにより、レベルワウンドコイル２が形成される。   In addition, the level wound coil 2 can be configured to have a plurality of coil layers by winding the corrugated heat transfer tube 1 with a curvature with a minimum inner diameter of 560 mm or more and traverse winding. For example, the level-wound coil 2 is formed by aligning and winding the corrugated heat transfer tube 1 according to the first embodiment around a body having a minimum inner diameter of about 560 mm (or a drum-shaped body having a maximum outer diameter of about 560 mm). It is formed.

なお、コルゲート伝熱管１を整列巻きする場合には、レベルワウンドコイル２の外側に対応するコルゲート伝熱管１が伸長すると共に、レベルワウンドコイル２の内側に対応するコルゲート伝熱管１が縮むこととなる。コルゲート伝熱管１を巻くことによりレベルワウンドコイル２が構成されるので、コルゲート伝熱管１は、整列巻き時に平坦部１２が伸縮する硬度の材料から形成される。   When the corrugated heat transfer tube 1 is aligned and wound, the corrugated heat transfer tube 1 corresponding to the outside of the level wound coil 2 is expanded and the corrugated heat transfer tube 1 corresponding to the inside of the level wound coil 2 is contracted. . Since the level wound coil 2 is formed by winding the corrugated heat transfer tube 1, the corrugated heat transfer tube 1 is formed of a material having a hardness that allows the flat portion 12 to expand and contract during aligned winding.

（レベルワウンドコイル２の効果）
本実施の形態に係るレベルワウンドコイル２は、コルゲート伝熱管１をＬＷＣの形態としたので、直管でコルゲート伝熱管１を供給する場合に比べて、供給時のスペース効率を倍にすることができる。したがって、コルゲート伝熱管１を用いて所望の熱交換器を組み立てる際、コルゲート伝熱管１を直管で供給する場合に比べて作業スペースの削減、及び所望長のコルゲート伝熱間１を容易に切り出すことができる点で作業効率の向上を図ることができる。 (Effect of level-wound coil 2)
Since the level-wound coil 2 according to the present embodiment has the corrugated heat transfer tube 1 in the LWC form, the space efficiency at the time of supply can be doubled compared to the case where the corrugated heat transfer tube 1 is supplied as a straight tube. it can. Therefore, when assembling a desired heat exchanger using the corrugated heat transfer tube 1, the working space is reduced and the corrugated heat transfer space 1 having a desired length is easily cut out as compared with the case where the corrugated heat transfer tube 1 is supplied as a straight tube. Therefore, the work efficiency can be improved.

また、自然冷媒ヒートポンプ式給湯機のような水の流速が小さい使用形態においても熱交換器の伝熱性能を向上させることができるコルゲート伝熱管１を、熱交換器の組立時に使用しやすいレベルワウンドコイル２の形態で提供できる。   In addition, the corrugated heat transfer tube 1 that can improve the heat transfer performance of the heat exchanger even in a use form where the flow rate of water is small, such as a natural refrigerant heat pump type hot water heater, is a level wound that is easy to use when assembling the heat exchanger. It can be provided in the form of a coil 2.

更に、本実施の形態に係るレベルワウンドコイル２は、銅又は銅合金から形成されると共に、外面に平坦部１２を備えるコルゲート伝熱管１から構成されるので、例えば、熱交換器等を構成する冷媒管との間でロウ付けなどによる良好な密着接合性を有する所望の長さのコルゲート伝熱管１を端部に端切れが生じない状態で提供することができる。   Furthermore, since the level wound coil 2 according to the present embodiment is formed of the corrugated heat transfer tube 1 that is formed of copper or a copper alloy and includes the flat portion 12 on the outer surface, for example, a heat exchanger is configured. It is possible to provide a corrugated heat transfer tube 1 having a desired length having a good tight bonding property by brazing or the like with the refrigerant tube in a state where no end cut occurs at the end.

（コルゲート伝熱管１の製造方法）
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管の製造方法の概要を示す。 (Manufacturing method of corrugated heat transfer tube 1)
3 (a) and 3 (b) show an overview of a method for manufacturing a corrugated heat transfer tube according to the first embodiment of the present invention.

本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１は、整列巻きした場合において整列巻き時に加わる圧力に応じて平坦部１２が伸縮する硬度を有する材料を用いて形成される。具体的に、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１は、ＪＩＳ Ｈ３３００規格で規定される質別の１／２Ｈ材及びＨ材よりも柔らかい材料を用いて形成される。すなわち、コルゲート伝熱管１は、１／２Ｈ材未満の硬度を有する材料から形成され、一例として、銅又は銅合金の１／４Ｈ材又はＯ材からなる原管を用いてコルゲート伝熱管１は形成される。なお、１／４Ｈ材は、Ｏ材と１／２Ｈ材との中間の硬度を有する材料である。   The corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment is formed using a material having a hardness such that the flat portion 12 expands and contracts in accordance with the pressure applied during the aligned winding when the aligned winding is performed. Specifically, the corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment is formed using a material that is softer than the categorized 1 / 2H material and H material defined by the JIS H3300 standard. That is, the corrugated heat transfer tube 1 is formed of a material having a hardness of less than 1 / 2H, and as an example, the corrugated heat transfer tube 1 is formed using a raw tube made of a copper or copper alloy 1 / 4H material or O material. Is done. The 1 / 4H material is a material having an intermediate hardness between the O material and the 1 / 2H material.

まず、１／４Ｈ材又はＯ材からなる原管を準備する。そして、図３（ａ）を参照すると、１／４Ｈ材又はＯ材からなる原管としての素管３を、複数のバックアップロール３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｄで保持する（本実施の形態において、バックアップロールの数は４つである）。すなわち、複数のバックアップロール３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｄを素管３の外周に沿って配置して、素管３を拘束することにより保持する。   First, a raw pipe made of 1 / 4H material or O material is prepared. Then, referring to FIG. 3A, the raw tube 3 as a raw tube made of a 1 / 4H material or an O material is held by a plurality of backup rolls 32a, 32b, 32c, and 32d (in this embodiment). The number of backup rolls is four). That is, a plurality of backup rolls 32 a, 32 b, 32 c, and 32 d are arranged along the outer periphery of the raw tube 3 and are held by restraining the raw tube 3.

続いて、加工ディスク３０を素管３に接触させる。この場合において、素管３に圧力が加わった際に素管３の断面中心、すなわち、素管３の軸心に向かって実質的に均等に圧力が加わる位置に、コルゲート加工ディスクとしての加工ディスク３０と複数のバックアップロール３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄとを素管３の外周に沿って配置する。   Subsequently, the processing disk 30 is brought into contact with the raw tube 3. In this case, when a pressure is applied to the raw tube 3, a processing disk as a corrugated processing disk is located at the center of the cross section of the raw tube 3, that is, at a position where the pressure is applied substantially uniformly toward the axis of the raw tube 3. 30 and a plurality of backup rolls 32 a, 32 b, 32 c and 32 d are arranged along the outer periphery of the raw tube 3.

次に、加工ディスク３０を用いて、コルゲート溝１０を素管３の外部表面に形成することによりコルゲート伝熱管１を製造する。なお、図３（ｂ）を参照すると、加工ディスク３０とバックアップロール３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｄとを素管３の外周に沿って略等間隔に配置することにより、巻き加工時における素管３に加わる圧力を均等化する。   Next, the corrugated heat transfer tube 1 is manufactured by forming the corrugated groove 10 on the outer surface of the raw tube 3 using the processed disk 30. Referring to FIG. 3B, by arranging the processing disk 30 and the backup rolls 32a, 32b, 32c, and 32d along the outer periphery of the base tube 3 at substantially equal intervals, the base tube at the time of winding processing The pressure applied to 3 is equalized.

（コルゲート伝熱管の製造方法の効果）
本実施の形態に係るコルゲート伝熱管の製造方法によれば、バックアップロールの個数を４つにすることにより、巻き加工時における素管３の変形を抑制することができる。これにより、巻き加工後のコルゲート伝熱管１を整列巻きした場合であっても、コルゲート溝１０の部分から破断することを防止できる。 (Effect of manufacturing method of corrugated heat transfer tube)
According to the method for manufacturing a corrugated heat transfer tube according to the present embodiment, the number of backup rolls is set to four, whereby deformation of the raw tube 3 during winding can be suppressed. Thereby, even if it is a case where the corrugated heat exchanger tube 1 after a winding process is aligned winding, it can prevent fracture from the part of the corrugated groove | channel 10. FIG.

また、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１の材質として、１／４Ｈ材又はＯ材を用いるので、加工ディスク３０で加工したコルゲート加工部としてのコルゲート溝１０の部分だけを加工硬化することができる。すなわち、平坦部１２は加工硬化しない。したがって、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１の平坦部１２の硬さは、素管３を形成する材料と同一の硬さを保持すると共に、平坦部１２を挟む位置に存在するコルゲート溝１０の部分だけを素管３より硬化することができる。これにより、コルゲート伝熱管１を整列巻きした場合には、コルゲート溝１０より低い硬度の平坦部１２がコルゲート溝１０より優先的に伸縮するので、コルゲート溝１０には整列巻きによる応力が集中することがない。   Moreover, since 1 / 4H material or O material is used as the material of the corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment, only the portion of the corrugated groove 10 as the corrugated portion processed by the processing disk 30 can be work-hardened. it can. That is, the flat portion 12 is not work hardened. Therefore, the hardness of the flat portion 12 of the corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment maintains the same hardness as the material forming the raw tube 3, and the corrugated groove 10 located at a position sandwiching the flat portion 12. Only this part can be hardened from the raw tube 3. Thereby, when the corrugated heat transfer tube 1 is aligned and wound, the flat portion 12 having a lower hardness than the corrugated groove 10 expands and contracts preferentially over the corrugated groove 10, so that stress due to the aligned winding is concentrated in the corrugated groove 10. There is no.

以上より、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管の製造方法により得られたコルゲート伝熱管１によれば、例えば、従来のように１／２Ｈ材又はＨ材を用いて形成したコルゲート伝熱管を曲率半径５６０ｍｍとして整列巻きすると、平坦部が伸縮しないために平坦部より強度が弱いコルゲート溝に応力が集中して管が破断するという現象をなくすことができる。すなわち、本実施の形態に係るコルゲート伝熱管の製造方法により加工して得られたコルゲート伝熱管１であれば、整列巻きした場合であっても管の破断を防止することができると共に、断面形状がほとんど変形していないレベルワウンドコイル２を形成することができる。   From the above, according to the corrugated heat transfer tube 1 obtained by the manufacturing method of the corrugated heat transfer tube according to the present embodiment, for example, the corrugated heat transfer tube formed using the 1 / 2H material or the H material as in the related art has a curvature. When aligned winding is performed with a radius of 560 mm, the flat portion does not expand and contract, so that the phenomenon that the stress is concentrated in the corrugated groove whose strength is weaker than that of the flat portion and the tube breaks can be eliminated. That is, the corrugated heat transfer tube 1 obtained by processing the corrugated heat transfer tube manufacturing method according to the present embodiment can prevent breakage of the tube even when aligned and has a cross-sectional shape. It is possible to form the level wound coil 2 that is hardly deformed.

図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係るコルゲート伝熱管の製造方法の概要を示す。   4 (a) and 4 (b) show an outline of a method for manufacturing a corrugated heat transfer tube according to a modification of the first embodiment of the present invention.

第１の実施の形態の変形例に係るコルゲート伝熱管の製造方法は、素管３を保持するバックアップロールの数が３つである点を除き、図３の上記説明におけるコルゲート伝熱管の製造方法と同一の工程を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。   The manufacturing method of the corrugated heat transfer tube according to the modification of the first embodiment is the same as the manufacturing method of the corrugated heat transfer tube in the above description of FIG. 3 except that the number of backup rolls holding the base tube 3 is three. With the same steps. Therefore, detailed description is omitted except for the differences.

図４（ａ）を参照すると、素管３を、複数のバックアップロール３２ａ、３２ｂ、及び３２ｃで保持する（変形例においては、バックアップロールの数は３つである）。続いて、コルゲート加工ディスクとしての加工ディスク３０を素管３に接触させて、コルゲート溝１０を素管３の外部表面に形成することによりコルゲート伝熱管１を製造する。なお、図４（ｂ）を参照すると、加工ディスク３０とバックアップロール３２ａ、３２ｂ、及び３２ｃとは、素管３の外周に沿って略等間隔に配置される。   Referring to FIG. 4A, the raw tube 3 is held by a plurality of backup rolls 32a, 32b, and 32c (in the modification, the number of backup rolls is three). Subsequently, the corrugated heat transfer tube 1 is manufactured by bringing the processing disk 30 as a corrugated processing disk into contact with the base tube 3 and forming the corrugated groove 10 on the outer surface of the base tube 3. 4B, the processing disk 30 and the backup rolls 32a, 32b, and 32c are arranged at substantially equal intervals along the outer periphery of the raw tube 3.

バックアップロールの個数を３つにすることで、素管３の変形を抑制すると共に、巻き加工により形成されたコルゲート伝熱管１を整列巻きした場合であっても、コルゲート溝１０の部分からの破断を防止できる。なお、図３の上記説明において説明したバックアップロールの個数が４つの場合には、バックアップロールが３つの場合に比べてコルゲート溝深さ１０ｂをより深くすることができ、コルゲート溝１０の加工の安定化を図ることができる。   By reducing the number of backup rolls to three, deformation of the raw tube 3 is suppressed, and even when the corrugated heat transfer tube 1 formed by winding is aligned and wound, breakage from the portion of the corrugated groove 10 Can be prevented. When the number of backup rolls described in the above description of FIG. 3 is four, the corrugated groove depth 10b can be made deeper than in the case of three backup rolls, and the processing of the corrugated groove 10 is stable. Can be achieved.

図５は、本発明の第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイルの使用形態の概要を示す。   FIG. 5: shows the outline | summary of the usage type of the level wound coil of the corrugated heat exchanger tube which concerns on the 1st Embodiment of this invention.

本実施の形態に係るコルゲート伝熱管１は、例えば、熱交換器用の伝熱管として、最小内径が５６０ｍｍ程度の胴体としてのボビン５５に整列巻きされる。すなわち、コルゲート伝熱管１はボビン５５に整列巻きされることにより、ＬＷＣの形態を有している。そして、コルゲート伝熱管１が巻き付けられたボビン５５は、管引き出し装置５（例えば、縦型アンコイラー）に搭載される。続いて、熱交換器の組立て時に、当該熱交換器の水管等に要求される所望の長さだけボビン５５からガイド５０に沿ってコルゲート伝熱管１を引き出す。次に、引き出したコルゲート伝熱管１を切断機（図示しない）で切断する。これにより、所望の長さを有するコルゲート伝熱管１が製造される。   The corrugated heat transfer tube 1 according to the present embodiment is aligned and wound around a bobbin 55 as a body having a minimum inner diameter of about 560 mm, for example, as a heat transfer tube for a heat exchanger. That is, the corrugated heat transfer tube 1 has an LWC form by being wound around the bobbin 55 in an aligned manner. The bobbin 55 around which the corrugated heat transfer tube 1 is wound is mounted on the tube drawing device 5 (for example, a vertical uncoiler). Subsequently, when the heat exchanger is assembled, the corrugated heat transfer tube 1 is pulled out from the bobbin 55 along the guide 50 by a desired length required for the water tube or the like of the heat exchanger. Next, the pulled corrugated heat transfer tube 1 is cut by a cutting machine (not shown). Thereby, the corrugated heat exchanger tube 1 having a desired length is manufactured.

なお、管引き出し装置５は、ボビン５５を巻きとり方向に回転させることによりコルゲート伝熱管１を巻き取ることができると共に、ボビン５５を巻き取り方向と反対方向である巻き解き方向（引き出し方向）に回転させることによりコルゲート伝熱管１を引き出すことができる。   The tube pulling device 5 can wind the corrugated heat transfer tube 1 by rotating the bobbin 55 in the winding direction, and also unwinds the bobbin 55 in the unwinding direction (drawing direction) which is opposite to the winding direction. The corrugated heat transfer tube 1 can be pulled out by rotating.

図６は、本発明の第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイルの使用形態の他の例の概要を示す。具体的に、図６（ａ）は、横型アンコイラーとしての管引き出し装置の斜視図を示し、（ｂ）は、ＥＴＴＳ方式でＬＷＣからコルゲート伝熱管をアンコイルする方法の斜視図を示す。なお、ＥＴＴＳ方式とは、コイル中心軸が載置面に対して垂直となるように載置したＬＷＣの内側から上方に向かって管を引き出していく方式である。   FIG. 6: shows the outline | summary of the other example of the usage type of the level wound coil of the corrugated heat exchanger tube which concerns on the 1st Embodiment of this invention. Specifically, FIG. 6A shows a perspective view of a tube drawing device as a horizontal uncoiler, and FIG. 6B shows a perspective view of a method of uncoiling a corrugated heat transfer tube from an LWC by the ETTS method. The ETTS method is a method in which the tube is drawn upward from the inside of the LWC placed so that the coil central axis is perpendicular to the placement surface.

図６（ａ）を参照すると、管引き出し装置５ａのターンテーブル５７上に、ＬＷＣ形態のコルゲート伝熱管１が巻き付けられているボビン５５が横に搭載される。そして、ガイド５０により引き出し方向にガイドされてボビン５５からコルゲート伝熱管１が引き出される。続いて、引き出されたコルゲート伝熱管１が切断機（図示しない）によって所定長に切断される。これにより、所望長のコルゲート伝熱管１が得られる。   Referring to FIG. 6A, a bobbin 55 around which a LWC-type corrugated heat transfer tube 1 is wound is mounted horizontally on a turntable 57 of the tube drawing device 5a. Then, the corrugated heat transfer tube 1 is pulled out from the bobbin 55 while being guided in the pulling direction by the guide 50. Subsequently, the drawn corrugated heat transfer tube 1 is cut into a predetermined length by a cutting machine (not shown). Thereby, corrugated heat exchanger tube 1 of desired length is obtained.

図６（ｂ）は、ＬＷＣの形態を有するコルゲート伝熱管を、ＬＷＣの内側からアンコイルする方法の斜視図である。図６（ｂ）を参照すると、所定の台座６０上に緩衝材６２を介してレベルワウンドコイル２が搭載される。そして、レベルワウンドコイル２の内側から上方に向かってガイド５０を介してコルゲート伝熱管１が引き出し方向に引き出される。   FIG.6 (b) is a perspective view of the method of uncoiling the corrugated heat exchanger tube which has the form of LWC from the inner side of LWC. Referring to FIG. 6 (b), the level wound coil 2 is mounted on a predetermined pedestal 60 via a cushioning material 62. Then, the corrugated heat transfer tube 1 is pulled out in the pulling direction through the guide 50 from the inside to the upper side of the level wound coil 2.

［第２の実施の形態］
図７（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器の概要を示し、（ｂ）は、第２の実施の形態の他の形態に係る熱交換器の概要を示す。 [Second Embodiment]
Fig.7 (a) shows the outline | summary of the heat exchanger which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, (b) shows the outline | summary of the heat exchanger which concerns on the other form of 2nd Embodiment. .

図７（ａ）を参照すると、第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管１を、熱交換器４を構成する二重管の内管として用いる。そして、内管としてのコルゲート伝熱管１の所定の範囲を外管６で覆うことにより、熱交換器４が構成される。外管６とコルゲート伝熱管１の外側との間には、所定の冷媒が流通する。そして、コルゲート伝熱管１の内部には、水等の所定の流体が流通する。なお、複数本のコルゲート伝熱管１の所定の範囲を外管６で覆うことにより、熱交換器４を構成することもできる。   Referring to FIG. 7A, the corrugated heat transfer tube 1 according to the first embodiment is used as an inner tube of a double tube that constitutes the heat exchanger 4. And the heat exchanger 4 is comprised by covering the predetermined range of the corrugated heat exchanger tube 1 as an inner tube with the outer tube 6. FIG. A predetermined refrigerant flows between the outer tube 6 and the outside of the corrugated heat transfer tube 1. A predetermined fluid such as water circulates inside the corrugated heat transfer tube 1. The heat exchanger 4 can also be configured by covering a predetermined range of the plurality of corrugated heat transfer tubes 1 with the outer tube 6.

図７（ｂ）を参照すると、第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管１のコルゲート溝１０に沿って冷媒管７を巻き付けることにより、熱交換器４ａが形成される。この場合において、冷媒管７は、コルゲート伝熱管１にロウ付けされる。熱交換器４ａにおいては、コルゲート伝熱管１内に水等の所定の流体が流通すると共に、冷媒管７を冷媒が流通する。   Referring to FIG. 7B, the heat exchanger 4a is formed by winding the refrigerant pipe 7 along the corrugated groove 10 of the corrugated heat transfer pipe 1 according to the first embodiment. In this case, the refrigerant tube 7 is brazed to the corrugated heat transfer tube 1. In the heat exchanger 4 a, a predetermined fluid such as water flows through the corrugated heat transfer tube 1, and a refrigerant flows through the refrigerant tube 7.

［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る半熱交換器の側面の概要を示す。 [Third Embodiment]
FIG. 8: shows the outline | summary of the side surface of the semi-heat exchanger based on the 3rd Embodiment of this invention.

第３の実施の形態に係る半熱交換器８は、第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管１をとぐろ状に所定の巻き高さｈを有するように巻き取ることにより形成される。例えば、半熱交換器８は、素管３に対してコルゲート溝１０を形成してコルゲート伝熱管１を製造した直後に、コルゲート伝熱管１を所望の巻き高さｈに巻き取ることにより形成することができる。   The semi-heat exchanger 8 according to the third embodiment is formed by winding the corrugated heat transfer tube 1 according to the first embodiment so as to have a predetermined winding height h. For example, the semi-heat exchanger 8 is formed by winding the corrugated heat transfer tube 1 to a desired winding height h immediately after the corrugated groove 10 is formed in the raw tube 3 and the corrugated heat transfer tube 1 is manufactured. be able to.

図９は、コルゲート伝熱管のレイノルズ数（Ｒｅ）が１０００のときのＨｃ／ＯＤと伝熱性能比との関係を示す。   FIG. 9 shows the relationship between Hc / OD and the heat transfer performance ratio when the Reynolds number (Re) of the corrugated heat transfer tube is 1000.

自然冷媒ヒートポンプ式給湯機のような水の流速が小さい使用形態において、いかなる形状のコルゲート溝１０を形成すると効果的であるかについて本発明者は検討している。以下、詳述する。   The present inventor is examining what form of corrugated groove 10 is effective when used in a usage pattern in which the flow rate of water is small, such as a natural refrigerant heat pump type hot water heater. Details will be described below.

コルゲート伝熱管１は、ＪＩＳ Ｈ３３００のＣ１２２０（りん脱酸銅）の１／４Ｈ材から形成されると共に、条数が１条であり、コルゲートピッチ１０ａが８ｍｍである。図９を参照すると、コルゲート外径１ａ（ＯＤ）に対するコルゲート溝深さ１０ｂ（Ｈｃ）の比、Ｈｃ／ＯＤが０．０４未満になると、平滑管に対する伝熱性能比が急激に低下することが分かる。例えば、Ｈｃ／ＯＤが０．０４の場合の伝熱性能比（対平滑管）が約３．５であるが、Ｈｃ／ＯＤが０．０３になると、伝熱性能比（対平滑管）が約１．２程度まで急減する。なお、Ｈｃ／ＯＤが０．１１のときの伝熱性能比は４．３である。   The corrugated heat transfer tube 1 is formed from a 1 / 4H material of C1220 (phosphorus deoxidized copper) of JIS H3300, has a number of strips, and a corrugate pitch 10a is 8 mm. Referring to FIG. 9, when the ratio of the corrugated groove depth 10b (Hc) to the corrugated outer diameter 1a (OD) and Hc / OD is less than 0.04, the heat transfer performance ratio with respect to the smooth tube may rapidly decrease. I understand. For example, when Hc / OD is 0.04, the heat transfer performance ratio (vs. smooth tube) is about 3.5. When Hc / OD is 0.03, the heat transfer performance ratio (vs. smooth tube) is It decreases rapidly to about 1.2. The heat transfer performance ratio when Hc / OD is 0.11 is 4.3.

これにより、Ｈｃ／ＯＤは、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤを満たすことが望ましいという知見を発明者は得ている。すなわち、伝熱性能を従来の平滑管の３．５倍以上に向上させることを目的とする場合、コルゲート溝１０は、コルゲート外径１ａの少なくとも０．０４倍以上のコルゲート溝深さ１０ｂとなるように形成することが望ましいという知見を本発明者は得ている。   Thereby, the inventor has obtained the knowledge that it is desirable that Hc / OD satisfies 0.04 ≦ Hc / OD. That is, when the purpose is to improve the heat transfer performance to 3.5 times or more of the conventional smooth tube, the corrugated groove 10 has a corrugated groove depth 10b that is at least 0.04 times the corrugated outer diameter 1a. The present inventor has obtained the knowledge that it is desirable to form in this way.

図１０は、コルゲート伝熱管のレイノルズ数（Ｒｅ）が１０００のときのＨｃ／ＯＤと管摩擦係数との関係を示す。   FIG. 10 shows the relationship between Hc / OD and the coefficient of tube friction when the Reynolds number (Re) of the corrugated heat transfer tube is 1000.

ここで、管摩擦係数とは、ΔＰ＝λ×Ｌ／ｄｅ×（ρｖ２）／２の関係式で規定される無次元数λである（ΔＰ：伝熱管の圧力損失、Ｌ：伝熱管長さ、ｄｅ：伝熱管の相当直径（４×流路面積／濡れ縁長さ）、ρ：流体の密度、ｖ：流体の流速）。管摩擦係数は、流路面積や流体の流速等の影響を相殺した圧力損失の指標とみなすことができる。なお、コルゲート伝熱管１は、図９の上記説明と同様に、そのコルゲートピッチ１０ａは８ｍｍであり、条数は１条である。 Here, the pipe friction coefficient is a dimensionless number λ defined by the relational expression of ΔP = λ × L / de × (ρv 2 ) / 2 (ΔP: pressure loss of heat transfer tube, L: heat transfer tube length) And de: equivalent diameter of heat transfer tube (4 × channel area / wetting edge length), ρ: fluid density, v: fluid flow velocity). The pipe friction coefficient can be regarded as an index of pressure loss that offsets the influence of the flow path area, fluid flow velocity, and the like. In the corrugated heat transfer tube 1, the corrugated pitch 10a is 8 mm and the number of strips is one as in the above description of FIG.

図１０を参照すると、Ｈｃ／ＯＤが０．０４未満では、図９において説明した伝熱性能比と同様に、管摩擦係数比（対平滑管）も急激に減少して、乱流促進ができなくなることが分かる。一方、Ｈｃ／ＯＤが０．０４以上になると、管摩擦係数比（すなわち、圧力損失）は増加し続ける。更に、Ｈｃ／ＯＤが０．１を超えると（０．１＜（Ｈｃ／ＯＤ））、管摩擦係数比が伝熱性能比を超えることが分かる（例えば、Ｈｃ／ＯＤ＝０．１１において、伝熱性能比４．３に対し、管摩擦係数比４．５となる）。   Referring to FIG. 10, when Hc / OD is less than 0.04, the ratio of tube friction coefficient (vs. smooth tube) decreases sharply as in the heat transfer performance ratio described in FIG. I understand that it will disappear. On the other hand, when the Hc / OD is 0.04 or more, the pipe friction coefficient ratio (that is, pressure loss) continues to increase. Furthermore, when Hc / OD exceeds 0.1 (0.1 <(Hc / OD)), it can be seen that the pipe friction coefficient ratio exceeds the heat transfer performance ratio (for example, at Hc / OD = 0.11, The pipe friction coefficient ratio is 4.5 with respect to the heat transfer performance ratio of 4.3).

以上より、Ｈｃ／ＯＤは、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤ≦０．１を満たすことが望ましいという知見を発明者は得ている。Ｈｃ／ＯＤを上記の範囲に設定することにより、低圧力損失で高性能なコルゲート伝熱管１を提供できる。   From the above, the inventors have found that Hc / OD preferably satisfies 0.04 ≦ Hc / OD ≦ 0.1. By setting Hc / OD within the above range, a high-performance corrugated heat transfer tube 1 with low pressure loss can be provided.

図１１は、本発明の実施例に係るコルゲート伝熱管のＰｃ／ＩＤと管内熱伝達率及び圧力損失の関係を示す。   FIG. 11 shows the relationship between the Pc / ID of the corrugated heat transfer tube according to the embodiment of the present invention, the heat transfer coefficient in the tube, and the pressure loss.

具体的に図１１は、Ｈｃ／ＯＤｗｏ０．０６に設定し、Ｒｅを２０００とした上で、コルゲートピッチ１０ａ（Ｐｃ）とコルゲート内径１ｂ（ＩＤ）との比Ｐｃ／ＩＤを０．６から１．５に変化させたときの管内熱伝達率、圧力損失の実験結果を示す。なお、コルゲート条数は１条とした。   Specifically, FIG. 11 shows that the ratio Pc / ID between the corrugated pitch 10a (Pc) and the corrugated inner diameter 1b (ID) is set to 0.6 to 1. after setting Hc / ODwo 0.06 and Re to 2000. 5 shows the experimental results of heat transfer coefficient and pressure loss in the pipe when changed to 5. The number of corrugated strips was one.

図１１を参照すると、圧力損失（単位：ｋＰａ）は、コルゲートピッチ１０ａが増大するにつれて低下した。一方、管内熱伝達率（単位：ｋＷ／（ｍ２Ｋ））は、コルゲートピッチ１０ａがコルゲート内径１ｂと略等しいとき、すなわち、Ｐｃ／ＩＤが１．０のとき、最大値を示した。したがって、圧力損失の低減を図ると共に、管内熱伝達率の向上を図ることを目的とする場合、コルゲートピッチ１０ａがコルゲート内径１ｂと一致するようにコルゲート溝１０を形成することが好ましいとの知見を本発明者は得た。 Referring to FIG. 11, the pressure loss (unit: kPa) decreased as the corrugated pitch 10a increased. On the other hand, the in-tube heat transfer coefficient (unit: kW / (m 2 K)) showed the maximum value when the corrugated pitch 10a was substantially equal to the corrugated inner diameter 1b, that is, when Pc / ID was 1.0. Therefore, when aiming to reduce the pressure loss and improve the heat transfer coefficient in the tube, it is preferable to form the corrugated groove 10 so that the corrugated pitch 10a coincides with the corrugated inner diameter 1b. The inventor obtained.

比較例Comparative example

図１２は、比較例に係るコルゲート伝熱管の製造方法の概要を示す。   FIG. 12: shows the outline | summary of the manufacturing method of the corrugated heat exchanger tube which concerns on a comparative example.

図１２（ａ）及び（ｂ）を参照すると、比較例においては、素管３の外周の３つの方向に、加工ディスク３０と、２つのバックアップロール３２ａ及び３２ｂとを配置した。素管３をバックアップロール３２ａ及び３２ｂで拘束したので、平滑管に近い、平坦部の多いコルゲート伝熱管を作成することができた。ここで、比較例に係る素管３は、１／２Ｈ材又はＨ材から形成されている。仮にＯ材を用いた場合、Ｏ材は巻き加工に対して柔らかすぎるので、素管３が多角形に変形するからである。   Referring to FIGS. 12A and 12B, in the comparative example, the processing disk 30 and the two backup rolls 32 a and 32 b are arranged in three directions on the outer periphery of the raw tube 3. Since the raw tube 3 was constrained by the backup rolls 32a and 32b, a corrugated heat transfer tube having many flat portions close to a smooth tube could be produced. Here, the raw tube 3 according to the comparative example is formed of a 1 / 2H material or an H material. This is because if the O material is used, the O material is too soft for the winding process, so that the base tube 3 is deformed into a polygon.

比較例に係る製造方法で作成したコルゲート伝熱管は、曲率半径５６０ｍｍで整列巻きした際、コルゲート溝１０から破断した。これは、比較例に係るコルゲート伝熱管の平坦部１２が、整列巻きの際に伸縮せず、整列巻きの際の応力が強度が平坦部１２より弱いコルゲート溝１０に集中したためである。   The corrugated heat transfer tube created by the manufacturing method according to the comparative example was broken from the corrugated groove 10 when the corrugated heat transfer tube was aligned and wound with a curvature radius of 560 mm. This is because the flat part 12 of the corrugated heat transfer tube according to the comparative example does not expand and contract during the aligned winding, and the stress during the aligned winding concentrates on the corrugated groove 10 whose strength is weaker than that of the flat part 12.

Figure 2009180453
Figure 2009180453

表１は、素管３からコルゲート伝熱管１を形成する際の巻き加工において、バックアップロールの数を変更した場合における素管３の加工の可否を実験した結果を示す。なお、実験に用いた素管３は、１／４Ｈ材から形成され、巻き加工後の管の外径が９．５２ｍｍとなるように素管３を加工した。   Table 1 shows the results of an experiment on whether or not the raw tube 3 can be processed when the number of backup rolls is changed in the winding process when forming the corrugated heat transfer tube 1 from the raw tube 3. In addition, the raw tube 3 used for the experiment was formed of a 1 / 4H material, and the raw tube 3 was processed so that the outer diameter of the tube after winding was 9.52 mm.

バックアップロールが２個の場合は、比較例に係る製造方法に対応する（比較例）。また、バックアップロールが３個の場合は、図４において説明した本発明の第１の実施の形態の変形例に係る製造方法に対応する（実施例１）。更に、バックアップロールが４個の場合は、図３において説明した本発明の第１の実施の形態に係る製造方法に対応する（実施例２）。   When there are two backup rolls, this corresponds to the manufacturing method according to the comparative example (comparative example). Further, when there are three backup rolls, this corresponds to the manufacturing method according to the modification of the first embodiment of the present invention described in FIG. 4 (Example 1). Furthermore, the case where there are four backup rolls corresponds to the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention described in FIG. 3 (Example 2).

表１を参照すると、比較例に係る製造方法ではバックアップロールが２個であるため、素管３が変形してＬＷＣに加工することができなかった。一方、実施例１に係る製造方法ではバックアップロールが３個であり、素管３の断面は変形せずにコルゲート伝熱管を製造することができた。実施例１に係るコルゲート溝深さ１０ｂは、０．４ｍｍであった。更に、実施例２に係る製造方法ではバックアップロールが４個であり、この場合も素管３の断面は変形せずにコルゲート伝熱管を製造することができた。また、実施例２に係るコルゲート溝深さ１０ｂは、０．５５ｍｍであり、実施例１よりも０．１５ｍｍ深いコルゲート溝１０を形成することができた。   Referring to Table 1, since the manufacturing method according to the comparative example has two backup rolls, the raw tube 3 was deformed and could not be processed into LWC. On the other hand, in the manufacturing method according to Example 1, there were three backup rolls, and the corrugated heat transfer tube could be manufactured without deforming the cross section of the raw tube 3. The corrugated groove depth 10b according to Example 1 was 0.4 mm. Furthermore, in the manufacturing method according to Example 2, there were four backup rolls, and in this case as well, the corrugated heat transfer tube could be manufactured without deforming the cross section of the base tube 3. Further, the corrugated groove depth 10b according to Example 2 was 0.55 mm, and the corrugated groove 10 deeper by 0.15 mm than Example 1 could be formed.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   While the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管の側面図及び部分断面である。It is the side view and partial cross section of the corrugated heat exchanger tube which concern on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイルの斜視図である。It is a perspective view of the level wound coil of the corrugated heat exchanger tube which concerns on 1st Embodiment. （ａ）及び（ｂ）は、第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管の製造方法の概要図である。(A) And (b) is a schematic diagram of the manufacturing method of the corrugated heat exchanger tube which concerns on 1st Embodiment. （ａ）及び（ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係るコルゲート伝熱管の製造方法の概要図である。(A) And (b) is a schematic diagram of the manufacturing method of the corrugated heat exchanger tube which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイルの使用形態の概要図である。It is a schematic diagram of the usage type of the level wound coil of the corrugated heat exchanger tube which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るコルゲート伝熱管のレベルワウンドコイルの使用形態の他の例の概要図であり、（ａ）は、横型アンコイラーとしての管引き出し装置の斜視図であり、（ｂ）は、ＥＴＴＳ方式でＬＷＣからコルゲート伝熱管をアンコイルする方法の斜視図である。It is a schematic diagram of the other example of the usage pattern of the level wound coil of the corrugated heat exchanger tube which concerns on 1st Embodiment, (a) is a perspective view of the pipe | tube drawer apparatus as a horizontal type | mold uncoiler, (b) It is a perspective view of the method of uncoiling a corrugated heat exchanger tube from LWC by an ETTS system. （ａ）は、第２の実施の形態に係る熱交換器の概要図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態の他の形態に係る熱交換器の概要図である。(A) is a schematic diagram of the heat exchanger which concerns on 2nd Embodiment, (b) is a schematic diagram of the heat exchanger which concerns on the other form of 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る半熱交換器の側面の概要図である。It is a schematic diagram of the side surface of the semi-heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment. コルゲート伝熱管のレイノルズ数（Ｒｅ）が１０００のときのＨｃ／ＯＤと伝熱性能比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Hc / OD when a Reynolds number (Re) of a corrugated heat exchanger tube is 1000, and a heat-transfer performance ratio. コルゲート伝熱管のレイノルズ数（Ｒｅ）が１０００のときのＨｃ／ＯＤと管摩擦係数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Hc / OD when a Reynolds number (Re) of a corrugated heat exchanger tube is 1000, and a pipe friction coefficient. 実施例に係るコルゲート伝熱管のＰｃ／ＩＤと管内熱伝達率及び圧力損失の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Pc / ID of the corrugated heat exchanger tube which concerns on an Example, the heat transfer coefficient in a pipe | tube, and a pressure loss. 比較例に係るコルゲート伝熱管の製造方法の概要図である。It is a schematic diagram of the manufacturing method of the corrugated heat exchanger tube which concerns on a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１ コルゲート伝熱管
１ａ コルゲート外径
１ｂ コルゲート内径
１ｃ 管厚
２ レベルワウンドコイル
３ 素管
４、４ａ 熱交換器
５、５ａ 管引き出し装置
６ 外管
７ 冷媒管
８ 半熱交換器
１０ コルゲート溝
１０ａ コルゲートピッチ
１０ｂ コルゲート溝深さ
１２ 平坦部
１２ａ 平坦部長
１４ 内壁
１６ 外壁
２０ 内径
３０ 加工ディスク
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ バックアップロール
５０ ガイド
５５ ボビン
５７ ターンテーブル
６０ 台座
６２ 緩衝材 1 Corrugated Heat Transfer Tube 1a Corrugated Outer Diameter 1b Corrugated Inner Diameter 1c Tube Thickness 2 Level Wound Coil 3 Elementary Tube 4, 4a Heat Exchanger 5, 5a Tube Extractor 6 Outer Tube 7 Refrigerant Tube 8 Semi-Heat Exchanger 10 Corrugated Groove 10a Corrugated Pitch 10b Corrugated groove depth 12 Flat part 12a Flat part length 14 Inner wall 16 Outer wall 20 Inner diameter 30 Processing disk 32a, 32b, 32c, 32d Backup roll 50 Guide 55 Bobbin 57 Turntable 60 Base 62 Buffer material

Claims (7)

所定の硬度、所定の長さ、及び所定の管厚を有し、整列巻き時に加わる応力に応じて伸縮する平坦部と、前記平坦部の間に所定のコルゲートピッチ（Ｐｃ）で設けられ、前記平坦部の前記所定の硬度より高い硬度のコルゲート溝とを有するコルゲート伝熱管
を備え、
前記コルゲート伝熱管を、整列巻き、かつトラバース巻きした複数のコイル層から構成されるレベルワウンドコイル。 A flat portion having a predetermined hardness, a predetermined length, and a predetermined tube thickness, and extending and contracting according to a stress applied during aligned winding, and a predetermined corrugated pitch (Pc) between the flat portions, A corrugated heat transfer tube having a corrugated groove with a hardness higher than the predetermined hardness of the flat portion,
A level-wound coil composed of a plurality of coil layers in which the corrugated heat transfer tubes are wound in an aligned manner and in a traverse manner. 前記コルゲート伝熱管の前記所定の管厚が、０．５ｍｍ以上である請求項１に記載のレベルワウンドコイル。   The level-wound coil according to claim 1, wherein the predetermined thickness of the corrugated heat transfer tube is 0.5 mm or more. 前記コルゲート伝熱管が、曲率半径５６０ｍｍ以上で整列巻き、かつトラバース巻きされて前記複数のコイル層が構成される請求項１又は２に記載のレベルワウンドコイル。   3. The level-wound coil according to claim 1, wherein the corrugated heat transfer tubes are arranged and traverse-wound with a curvature radius of 560 mm or more to form the plurality of coil layers. 前記コルゲート伝熱管が、前記所定の硬度として１／２Ｈ材未満の硬度を有する銅又は銅合金からシームレスに形成され、熱交換器を構成する水管として用いられる請求項１から３のいずれか１項に記載のレベルワウンドコイル。   The corrugated heat transfer tube is formed seamlessly from copper or a copper alloy having a hardness of less than 1 / 2H as the predetermined hardness, and used as a water tube constituting a heat exchanger. Level-wound coil as described in 前記コルゲート伝熱管が、前記コルゲート溝のコルゲート深さ（Ｈｃ）と前記コルゲート伝熱管のコルゲート外径（ＯＤ）との関係が、０．０４≦Ｈｃ／ＯＤ≦０．１を満たし、かつ、前記コルゲート溝間のコルゲートピッチ（Ｐｃ）と前記コルゲート伝熱管の前記平坦部の長さ（Ｌｈ）との関係が、０．５≦Ｌｈ／Ｐｃ＜１を満たし、かつ、前記Ｐｃが前記コルゲート伝熱管のコルゲート内径（ＩＤ）に等しい関係を満たす
請求項１から４のいずれか１項に記載のレベルワウンドコイル。 In the corrugated heat transfer tube, the relationship between the corrugated depth (Hc) of the corrugated groove and the corrugated outer diameter (OD) of the corrugated heat transfer tube satisfies 0.04 ≦ Hc / OD ≦ 0.1, and The relationship between the corrugated pitch (Pc) between the corrugated grooves and the length (Lh) of the flat portion of the corrugated heat transfer tube satisfies 0.5 ≦ Lh / Pc <1, and the Pc is the corrugated heat transfer tube. 5. The level-wound coil according to claim 1, wherein the level-wound coil satisfies a relationship equal to a corrugated inner diameter (ID). １／２Ｈ材未満の硬度を有する材料から形成される原管を準備する原管準備工程と、
前記原管に応力が加わった際に前記原管の軸心に向かって実質的に均等に応力が加わる位置に、コルゲート加工ディスクと複数のバックアップロールとを前記原管の外周に沿って配置して前記原管を保持する原管保持工程と、
保持した前記原管に、前記コルゲート加工ディスクによってコルゲート加工を施すコルゲート加工工程と
を備えるコルゲート伝熱管の製造方法。 A raw tube preparation step of preparing a raw tube formed from a material having a hardness of less than 1 / 2H material;
A corrugated disk and a plurality of backup rolls are arranged along the outer periphery of the original pipe at a position where stress is applied substantially uniformly toward the axis of the original pipe when stress is applied to the original pipe. An original tube holding step for holding the original tube;
A corrugated heat transfer tube manufacturing method comprising: a corrugating process for corrugating the held original pipe with the corrugated disk. 前記原管保持工程が、前記原管の周りに１つのコルゲート加工ディスクと３つ以上のバックアップロールとを配置する
請求項６に記載のコルゲート伝熱管の製造方法。 The corrugated heat transfer tube manufacturing method according to claim 6, wherein the raw tube holding step arranges one corrugated disk and three or more backup rolls around the raw tube.
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