JP2948515B2 - 内面溝付伝熱管およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管の内面に熱
交換効率を高めるためのフィンを形成した内面溝付伝熱
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】この種の内面溝付伝熱管は、空調装置や
冷蔵庫等の熱交換器において蒸発管または凝縮管として
主に使用されるもので、最近では内面の全面に亙って螺
旋状の溝を形成することにより、溝同士の間に螺旋状の
フィンを形成した伝熱管が広く市販されている。

【０００３】現在主流となっている伝熱管は、引き抜き
または押し出し加工により得られたシームレス（継ぎ目
のない）管の内部に、外周面に螺旋溝が形成されたフロ
ーティングプラグを通すことにより、金属管の内周面の
全面に亙って螺旋溝を転造する方法で製造されている
が、この製造方法によるものは、フローティングプラグ
の特性上、フィンの形状や高さが制限されるため、フィ
ンを改良して熱交換効率を高めるには限界がある。

【０００４】そこで、本発明者らは前記シームレス管の
代わりに、長尺の金属板条材をその幅方向へ丸めて突き
合わせた両側縁を溶接し、金属管を得る「電縫管方式」
を伝熱管製造に採用することを従来より検討している。
電縫管方式によれば、伝熱管内面に形成すべきフィン
を、平板状の金属板条材の状態において転造でき、フィ
ン形状の設計自由度が高いからである。

【０００５】電縫管方式により製造される内面溝付伝熱
管の一例を図１２に示す。この伝熱管１は断面円形の金
属管であり、その内面のほぼ全域に亙って、管軸に対し
て一定角度をなす互いに平行なフィン２が螺旋状に多数
形成され、隣り合うフィン２の間はそれぞれ螺旋溝３と
なっている。伝熱管１の内周面の１箇所には、電縫加工
による溶接部４が形成され、この溶接部４の両側には、
伝熱管１の中心軸と平行に延びるフィン無し部分５が形
成され、このフィン無し部分５によって各フィン２が分
断されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の内
面溝付伝熱管を熱交換器に組み込む場合などには、熱交
換器内で管路を蛇行させるために、平行に配置した伝熱
管の端部同士をＵ字管で接続する作業が必要である。こ
の時、一般には、図１３に示すように伝熱管１の端部を
先端の尖った円錐状の拡管治具Ｐを用いてテーパー状に
拡管し、この拡管部にＵ字管の端部を差し込んで溶接す
る方法が採られている。

【０００７】ところが、従来の内面溝付伝熱管では、図
１２に示すように、前記拡管の時に溶接部４に隣接する
螺旋溝３内（図中Ｋ位置）から亀裂が発生する現象が時
折見られ、歩留まりを低下させるおそれがあった。な
お、従来は、螺旋溝３の底幅および螺旋溝３内での金属
管の肉厚は、螺旋溝３の全域に亙って一定になるように
注意が払われている。したがって、溶接部４の両側に位
置する螺旋溝３内で特に金属管の強度が低いとは考えに
くい。

【０００８】そこで、本発明者らはこの現象について詳
細な検討を行い、その結果、これらの位置Ｋで亀裂が発
生するのは、相対的に厚肉にならざるを得ない溶接部４
で拡管時における材料の伸びが悪く、その分、溶接部４
の近傍に位置する螺旋溝３内の部分に局部的に応力が集
中して、亀裂が発生し易いことを見いだした。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、拡管の時に溶接部に隣接する溝内から亀裂が発生す
る現象を防止できる内面溝付伝熱管およびその製造方法
を提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る内面溝付伝熱管は、金属管の内周面
に、この内周面から突出する多数のフィンと、金属管の
軸線方向へ延びる１本の溶接部とが形成されたものであ
って、前記フィン同士の間に形成された溝部の底幅が、
前記溶接部の中心から両側へ中心角にしてそれぞれ３０
〜９０゜までの溶接部近傍領域において、前記溶接部に
近づくにつれ漸次増大するように形成されていることを
特徴としている。

【００１１】一方、本発明に係る内面溝付伝熱管の製造
方法は、金属製の板条材を走行させつつ、少なくとも一
対のフィン形成ロール間を通すことにより、前記板条材
の一面に、この一面から突出する多数のフィンを転造す
ると共に、これらフィン同士の間の溝部の底幅を、板条
材の両側縁から板条材の幅のそれぞれ１０〜３０％まで
の両端近傍領域において、前記両側縁に近づくにつれ増
大するように圧延する工程と、前記フィンが形成された
板条材を、複数のフォーミングロールを通して、前記フ
ィンが内周側に位置するように管状に成形する管成形工
程と、管状に成形された前記板条材の両端縁を加熱した
うえ突き合わせて溶接する溶接工程とを具備することを
特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
内面溝付伝熱管の一実施形態１０を示す断面図および内
面の展開図である。この内面溝付伝熱管１０は、断面円
形の金属管の内周面に、この金属管の軸線方向へ延びる
１本の溶接部１６と、この溶接部１６と平行に溶接部１
６から一定距離隔てて形成された一対の突条部１８と、
これら突条部１８同士に挟まれる領域のうち溶接部１６
を含まない側の領域に多数形成された螺旋状のフィン１
２とを具備している。

【００１３】図２に示すように、この実施形態のフィン
１２は、管軸に対して一定角度（螺旋角）αで交差する
ように形成され、管軸を中心とする螺旋状をなし、隣り
合うフィン１２同士の間は螺旋溝１４とされている。前
記螺旋角αは伝熱管１０に求められる特性に応じて決定
される値であり、本発明では特に限定されない。

【００１４】この実施形態の第１の特徴は、図１に示す
ように、溶接部１６の中心から両側へそれぞれ中心角β
＝３０〜９０゜までの溶接部近傍領域Ａ２内において、
図３に示すように、螺旋溝１４の底幅Ｗ（図３ではＷ１
〜Ｗ５で例示する）が、溶接部１６に近づくにつれ漸次
増大するように形成されていることにある。それ以外の
外側領域Ａ１では、螺旋溝１４内における底幅（Ｗｎと
する）が公差の範囲内で一定にされている。すなわち、
以下のような関係を有している。 Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ５＞…＞Ｗｎ

【００１５】溶接部近傍領域Ａ２にある螺旋溝１４の底
幅Ｗの最大値は、外側領域Ａ１における螺旋溝１４の底
幅Ｗｎの１０２〜１３０％とされていることが望まし
い。１０２％未満であると本発明の効果を十分に得るこ
とができず、１３０％より大きい必要は通常はない。上
記範囲は１０８〜１２０％であるとより好ましい。

【００１６】中心角βが前記範囲内であると、図１３の
ように伝熱管１０をテーパー状に拡管する際に、溶接部
近傍領域Ａ２に位置する螺旋溝１４内での金属管壁の伸
び性が良好となるため、溶接部１６での伸び性の悪さを
補って、その緩衝作用により溶接部１６に隣接する螺旋
溝１４の底部に応力が集中することを防ぎ、金属管に亀
裂が生じることが防止できる。

【００１７】これに対し、中心角βが前記範囲外である
と、溶接部近傍領域Ａ２内で金属管に亀裂が発生するこ
とを十分に抑止できない。中心角βが３０゜未満である
と、底幅Ｗが漸次変化する領域の幅が狭すぎて、十分な
緩衝作用が得られず、拡管時に溶接部１６の近傍への応
力集中を防ぐ作用が低下する一方、中心角βが９０゜よ
り大きいと、底幅Ｗが増加する領域が広すぎて伸び性の
バランスが悪くなり、結局、溶接部１６の近傍に応力が
集中することになるためと考えられる。中心角βの値
は、より好ましくは５０〜８０゜とされる。

【００１８】この実施形態では、溶接部近傍領域Ａ２に
ある螺旋溝１４の底幅Ｗを変化させるために、フィン１
２のピッチは全域に亙って一定としながら、溶接部１６
に近づくにつれフィン１２の高さを徐々に縮小すること
により、底幅Ｗを調整している。なお、この明細書でい
う底幅Ｗは、フィン１２の側面の延長面と、螺旋溝１４
の底面の延長面との交線間の周方向距離と定義する。さ
らに、この実施形態では、外側領域Ａ１においてフィン
１２の側面と螺旋溝１４の底面との境界エッジが曲面に
される（アールを付ける）一方、溶接部近傍領域Ａ２で
はフィン１２の側面と螺旋溝１４の底面との境界エッジ
にはアールが殆ど付けられていないか、アールの曲率半
径が突条部１８へ向けて徐々に小さくされており、これ
により、外側領域Ａ１では螺旋溝１４の底面における伸
びが抑制されている。すなわち、螺旋溝１４内にアール
が付けられていない部分では、伝熱管１０を拡管する時
に螺旋溝１４の底面の全域が延びるのに対し、アールが
付けられている部分では、螺旋溝１４のアール面間の略
平坦部分のみが主として延びることになり、実質的に螺
旋溝１４の底幅Ｗを縮小できるからである。

【００１９】この実施形態ではまた、溶接部近傍領域Ａ
２内において、螺旋溝１４内における金属管肉厚Ｔが、
溶接部１６に近づくにつれ漸次増大するように形成され
ており、それ以外の外側領域Ａ１では、螺旋溝１４内に
おける金属管肉厚が公差の範囲内で一定にされている。
図中一点鎖線は、外側領域Ａ１内における管内周面の仮
想延長面を示している。このように溶接部１６側へ向け
て金属管肉厚が増大するようにすると、螺旋溝１４の底
での金属管の伸びを許容しながら、強度を確保すること
が可能であり、伝熱管１０の信頼性をさらに向上でき
る。但し、本発明は上記構成に限定されず、螺旋溝１４
内における金属管肉厚Ｔが全域に亙って一定であっても
良い。

【００２０】溶接部近傍領域Ａ２にある螺旋溝１４内で
の金属管の肉厚Ｔの最大値は、外側領域Ａ１における螺
旋溝１４内の金属管の肉厚の１０３〜１２５％とされて
いることが望ましい。１０３％未満であると本発明の効
果を十分に得ることができず、１２５％より大きい必要
は通常はない。上記範囲は１０５〜１１５％であるとよ
り好ましい。

【００２１】溶接部１６と突条部１８との間の溝部２０
内における金属管の肉厚は、溶接部近傍部分１４Ａ内で
の金属管の肉厚の最大値よりさらに大きくされている。
溝部２０内での金属管の肉厚は、外側領域Ａ１における
螺旋溝１４内の金属管の肉厚の１０５〜１３５％とされ
ていることが望ましく、１１０〜１２５％であるとさら
に好ましい。拡管に対する溝部２０内での強度を高める
ためである。

【００２２】この実施形態では、図２に示すように、各
フィン１２の両端部がそれぞれ突条部１８に連結されて
いる。このように突条部１８を形成し、さらにフィン１
２の末端を突条部１８に連結しておくと、後述する製造
方法で板条材Ｂの表面にフィン１２を転造する際に、板
条材Ｂの両端縁に波打ち変形が発生しにくくなるという
効果が得られる。但し、本発明ではフィン１２の末端を
突条部１８に連結しない構成も実施可能である。

【００２３】溶接部近傍領域Ａ２内に位置するフィン１
２は、図３に示すように、その金属管内面からの高さＨ
が、突条部１８に近づくにつれ漸次減少するように形成
されており、突条部１８への連結部分では突条部１８と
ほぼ等しくされ、図２に示すようにフィン１２の稜線が
突条部１８の稜線にほぼ同じ高さで連続している。但
し、本発明はこの構成に限定されず、螺旋溝１４の底部
における金属管肉厚を一定にするのであれば、フィン１
２の高さＨを一定にすることも可能である。その場合、
フィン１２のピッチを変化させるか、フィン１２の基端
部にアールを付けることにより螺旋溝１４の底幅Ｗを実
質的に調整することができる。

【００２４】溶接部１６の高さを含めた金属管肉厚は、
領域Ａ１内においてフィン１２の高さを含めた金属管肉
厚よりも僅かに小さくされている。溶接部１６の先端が
フィン１２よりも内方に突き出していると、伝熱管１０
の外周に放熱フィンを固定するために拡管を行う際に、
溶接部１６と拡管プラグとの「かじり」が生じるおそれ
があり、溶接部１６の先端がフィン１２よりもあまり外
方に位置していると、前記拡管処理時に溶接部１６に対
応する位置で管外周面に凹みが生じ、伝熱管１０の円筒
度が低下して、放熱フィンの固定が不十分になるおそれ
があるためである。

【００２５】突条部１８の中心線間の距離Ｄは、本発明
では必ずしも限定されないが、好ましくは金属管内周面
の全周長の１〜７％、さらに好ましくは２〜５％とされ
ている。距離Ｄが１〜７％の範囲内であれば、フィン１
２を転造する時に板条材Ｂの端縁に波打ち変形が発生す
ることを抑止する効果が高いだけでなく、突条部１８に
よる溶接部近傍の補強効果が高められるからである。

【００２６】突条部１８の金属管内面からの突出量は、
外側領域Ａ１におけるフィン１２の突出量の１０〜８０
％であることが好ましく、より好ましくは１５〜７０％
とされる。１０〜８０％であれば、突条部１８が拡管時
に拡管プラグに当たるおそれが小さく、突条部１８によ
る補強効果も十分に得ることができる。

【００２７】次に図４は、上記構成からなる伝熱管１０
の製造装置の一例を示す側面図である。図中符号３０は
一定幅の金属製板条材Ｂを連続的に繰り出すアンコイラ
であり、繰り出された板条材Ｂは一対の押さえロール３
２を経て、対をなす溝付ロール３４および平滑ロール３
６（共にフィン形成ロールと総称する）の間を通され、
溝付ロール３４により、図７〜図９に示すような突条部
１８、フィン１２および螺旋溝１４が形成されるように
されている。なお、この実施形態では、板条材Ｂの表面
にのみフィン１２等が形成され、裏面は平滑のままに保
たれる。

【００２８】図５〜図７は、溝付ロール３４および平滑
ロール３６の詳細図であり、これらロール３４，３６は
それぞれシャフト５４，５６を介してフレーム５８に回
転自在に支持されている。溝付ロール３４は、図６およ
び図７に示すように、外周面に転造溝６２が形成された
溝付ロール本体３４Ａと、その両側に固定された一対の
サイドロール３４Ｂとを具備している。転造溝６２によ
り板条材Ｂにはフィン１２が形成される一方、転造溝６
２の間の突条部６４により螺旋溝１４が形成される。

【００２９】溝付ロール本体３４Ａの中央部分の外周面
（突条部６４の先端面）は、正確な円筒面とされてい
る。これに対し、溝付ロール本体３４Ａの軸線方向両側
部分の外周面（突条部６４の先端面）は、サイドロール
３４Ｂ側へ向けて徐々に外径が縮小する円錐面とされ、
これにより、図８に示すように、転造後の溶接部近傍領
域Ａ２の螺旋溝１４内における板条材Ｂの厚さが、突条
部１８に向けて漸次増大するように設定されている。ま
た同じ部分において、転造溝６２の深さは、溝付ロール
本体３４Ａの両端へ向けて漸次減少するように形成さ
れ、これにより、板条材Ｂに形成されるフィン１２の高
さは、溶接部近傍部分で、突条部１８へ近づくにつれ減
少するようになっている。さらに、溝付ロール本体３４
Ａの中央部分の外周面では突条部６４の先端面の両エッ
ジが面取りされており、これによって外側部分Ａ１では
フィン１２の基端部にアールが付けられるようになって
いる。

【００３０】溝付ロール本体３４Ａとサイドロール３４
Ｂとの境には、図７に示すように、外周面の全周に亙っ
て延びる突条部形成用溝６０が形成されており、この突
条部形成用溝６０によって、板条材Ｂには、その両側縁
から一定距離離れた位置に、板条材Ｂの長手方向に延び
る突条部１８が全長に亙って形成されるようになってい
る。この実施形態では、突条部形成用溝６０の断面形状
は、断面がなだらかな円弧状とされているが断面三角形
状であってもよい。

【００３１】サイドロール３４Ｂの外周面は、軸方向外
側へ向けて外径が縮小するテーパ面とされ、この外周面
によって突条部１８の外側に一定幅のフィン無し部分６
６が転造されるようになっている。このフィン無し部分
６６の肉厚は図８に示すように、螺旋溝１４内での肉厚
よりも大きくなるように設定されている。

【００３２】溝付ロール３４および平滑ロール３６によ
り溝加工された板条材Ｂは、図４に示すように、一対の
ロール３８を経て、複数対配列されたフォーミングロー
ル４０を通して徐々に管状に丸められ、ローリングセパ
レータ４１により突き合わせるべき両端縁間の間隙量が
一定に保たれたうえ、誘導加熱コイル４２に通されて両
側縁部が加熱される。管状に成形され加熱された板条材
Ｂは、一対のスクイズロール４４を通され、両側方から
押されることにより加熱された両側縁部が突き合わさ
れ、溶接される。こうして溶接された伝熱管１０の外周
面には、はみ出した溶融材料によりビードが形成される
ので、このビードを切削するためのビードカッタ４６が
設けられている。

【００３３】ビードが切削された伝熱管１０は冷却槽４
８を通されて強制冷却されたうえ、複数対配列されたサ
イジングロール５０を通され、所定の外径までに縮径さ
れる。さらに、縮径された伝熱管１０は、ラフコイラ５
２で巻き取られるようになっている。

【００３４】次に、上記装置を用いた内面溝付伝熱管の
製造方法の一実施形態を説明する。この実施形態の方法
では、まず一定幅の板条材Ｂをアンコイラ３０から連続
的に繰り出し、繰り出された板条材Ｂを一対の押さえロ
ール３２を経て、溝付ロール３４と受けロール３６との
間に通し、溝付ロール３４により図７〜図９に示すよう
に突条部１８、フィン１２および螺旋溝１４を形成す
る。

【００３５】板条材Ｂの材質としては銅または銅合金で
あればいかなる材質も使用可能であり、伝熱管の材質と
して一般的な脱酸銅（例えばＪＩＳ１２２０合金）のみ
ならず、無酸素銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウ
ム合金、鋼などへ適用した場合にも同様の効果が得られ
る。

【００３６】なお、本発明を一般的な外径３〜１５ｍｍ
程度の伝熱管製造に適用する場合には、溝形成前の板条
材Ｂの厚さは０．３〜１．２ｍｍであることが好まし
く、かつ板条材Ｂに形成する螺旋溝１４の深さ（＝フィ
ン１２の高さ）は板条材Ｂの厚さの３０〜６０％である
ことが好ましい。特に、本発明では、拡管時の亀裂発生
を防ぐ効果が得られるため、その分、フィン１２の高さ
を従来品よりも高い寸法にまで高めることが可能であ
り、この場合にはフィン１２の先端の排液性および乱流
発生効果が向上し、従来のシームレス管では得られない
高い熱交換性能が得られるという利点を有している。

【００３７】次に、溝加工された板条材Ｂを、図４に示
すように、一対のロール３８および複数対配列されたフ
ォーミングロール４０を通して徐々に管状に丸めたう
え、ローリングセパレータ４１により突き合わせるべき
両端縁間の距離（間隙量）を一定に保つ。その上で、誘
導加熱コイル４２に通して両側縁部を加熱し、さらに一
対のスクイズロール４４を通して両側方から押すことに
より両側縁部を突き合わせて溶接する。伝熱管１０の外
周面にはみ出した溶融材料はビードとなるため、このビ
ードをビードカッタ４６で切削する。

【００３８】ビードが切削された伝熱管１０を冷却槽４
８に通して強制冷却し、複数対配列されたサイジングロ
ール５０を通して、所定の外径までに縮径する。こうし
て縮径された伝熱管１０を、ラフコイラ５２で巻き取
る。但し、この工程は図４の装置を使用した場合のもの
であり、装置の構成に合わせて変更してよいことは勿論
である。

【００３９】上記構成からなるこの実施形態の内面溝付
伝熱管１０によれば、溶接部近傍領域Ａ２に位置する螺
旋溝１４の底幅Ｗを、外側領域Ａ１側から突条部１８側
へ向けて漸次増加するようにしているので、図１３に示
すように伝熱管１０を拡管治具Ｐで拡管するときに、厚
肉の溶接部１６における伸びが悪くても、溶接部近傍領
域Ａ２内の螺旋溝１４内での伸び性が良好であり、その
緩衝作用により溶接部１６の近傍に位置する螺旋溝１４
の底部に応力が集中することを防ぎ、そこからの亀裂発
生を防止することが可能である。したがって、拡管処理
後の歩留まりを向上することができ、伝熱管１０の信頼
性を高めることができる。

【００４０】また、この内面溝付伝熱管１０によれば、
溶接部１６の両側近傍に、転造により加工硬化している
突条部１８を平行に一対形成しているので、溶接部１６
の近傍を補強する効果が得られるだけでなく、溶接部１
６の両側に隣接して形成された溝部２０により伸びを許
容する効果が得られ、この点からも亀裂を防止すること
ができる。

【００４１】一方、上記実施形態の製造方法によれば、
上記のように優れた内面溝付伝熱管が得られるだけでな
く、相対的に厚肉にされたフィン無し部分６６を突き合
わせて電縫するので、突き合わせたときにフィン無し部
分６６が管の内側に折れ曲がりにくい。したがって、フ
ィン無し部分６６の落ち込みによる溶接部１６の内側へ
の突出を防ぐ効果が高く、この点からも高い信頼性を持
って内面溝付伝熱管の製造が行える。

【００４２】また、上記製造方法によれば、板条材Ｂに
フィン１２および螺旋溝１４を転造する際に、螺旋溝１
４の末端からフィン無し部分６６へ向けて材料流れが生
じたとしても、この材料流れを螺旋溝１４とフィン無し
部分６６との間に形成された突条部１８によって堰止
め、板条材Ｂの端縁に波打ち形状が発生することが防止
できる。したがって、波打ち形状の発生により生じる溶
接部１６の欠陥を防ぐことが可能で、この点からも内面
溝付伝熱管１０の信頼性を高めることができる。

【００４３】［第二実施形態］上述した第一実施形態で
は、溝付ロール１４により１段階のフィン転造のみを行
っていたが、溝付ロールを２つ以上使用して２段階以上
に転造を行い、一度目の転造で形成したフィン上に、２
度目の転造でフィンに交差する溝を形成することも可能
である。

【００４４】図１０は、そのようにして得られた内面溝
付伝熱管の内面の展開図であり、図２と共通する部分に
は、同一符号を付して説明を省略する。この伝熱管１０
ではフィン１２を形成した部分の全面に亙って、フィン
１２に交差する断面Ｖ字状の溝７０を形成したものであ
り、これら溝７０によりフィン１２を短く分断すると共
に、溝７０の両側にオーバーハング部７２を形成したこ
とを新たな特徴としている。このようなオーバーハング
部７２を形成すると、これらオーバーハング部７２の下
側に狭い溝が形成され、この狭い溝により、熱媒の核沸
騰を促進する効果が得られ、沸騰効率を高めることが可
能である。同時に、第一実施形態と同様の効果も得られ
る。

【００４５】［第三実施形態］第一実施形態では、フィ
ン１２が単純な螺旋状をなしていたが、本発明では螺旋
状以外のフィンを形成することも可能である。例えば、
図１１に示す第三実施形態では、平面視してＶ字状また
はＷ字状をなすフィン１２を、周方向に並べて形成した
ものである。このようなＶ字状フィン１２によれば、伝
熱管１０内を流れる熱媒を乱流化する作用がより強くな
り、熱交換効率を向上することが可能である。もちろ
ん、フィンの平面形状はＶ字状やＷ字状に限らず、Ｃ字
状など様々な変形が可能である。

【００４６】なお、上記各実施形態では、溶接部１６の
両側に突条部１８を形成していたが、これら突条部１８
を形成しない構成も可能である。その場合には、フィン
１２の端部を溶接部１６に連続させてもよいし、フィン
１２の端部と溶接部１６との間に溝部２０を形成しても
よい。いずれの場合にも、螺旋溝１４の底幅Ｗを溶接部
１６へ近づくにつれ増大させる点では共通である。

【００４７】また、伝熱管の内面にのみフィンおよび螺
旋溝を形成するのではなく、伝熱管の外面にフィンや溝
を形成してもよい。さらに、本発明では、長手方向に分
割された短いフィンを千鳥状または螺旋線に沿って多数
形成する構成も実施可能であり、いずれの場合も上述し
た優れた効果が得られる。

【００４８】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明の効果を実証す
る。図１に示すような断面形状を有する内面溝付伝熱管
（実施例）と、図１２に示すような断面形状を有する内
面溝付伝熱管（比較例）とをそれぞれ１５本づつ製造
し、図１３に示すように拡管処理を行って亀裂発生に到
るまでの口径拡大率を測定した。

【００４９】各伝熱管の寸法等は以下の通りである。 ［共通事項］ 伝熱管の外径：９．５２ｍｍ 伝熱管の材質：リン脱酸銅 フィンのピッチ：０．４４ｍｍ フィンの両側面の角度（頂角）：５３゜ 螺旋角：１８゜ 板条材の初期厚さ：０．４４ｍｍ ［実施例］ フィン１２の最大高さ：０．２０ｍｍ フィン１２の最小高さ：０．０８ｍｍ 領域Ａ１での螺旋溝１４内での底幅：０．２０ｍｍ 領域Ａ２での螺旋溝１４内での最大底幅：０．２３ｍｍ 領域Ａ１での螺旋溝１４内での伝熱管の厚さ：０．３０ｍｍ 領域Ａ２での螺旋溝１４内での伝熱管の最大厚さ：０．３３ｍｍ 溝部２０内における伝熱管の厚さｔ０：０．３７ｍｍ 突条部１８の高さ：０．４０ｍｍ 溶接部１６の高さ：０．４８ｍｍ 突条部１８の中心線間の距離Ｄ：０．９５ｍｍ ［比較例］ フィンの高さ：０．２０ｍｍ 溶接部の高さ：０．４８ｍｍ 螺旋溝内での底幅：０．２０ｍｍ また、拡管条件は以下の通りである。 拡管治具の先端角度：６０゜

【００５０】その結果、比較例の内面溝付伝熱管では亀
裂発生した口径拡大率の平均が１．３０倍であったのに
対して、実施例の内面溝付伝熱管では１．４５倍であ
り、実施例のものでは拡管処理に際して亀裂が発生しに
くいことが確認された。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る内面
溝付伝熱管によれば、溶接部近傍領域内における溝の底
幅を、外側領域側から溶接部側へ向けて漸次増加するよ
うにしているので、伝熱管を拡管するときに、厚肉の溶
接部における伸びが悪くても、溶接部近傍領域の溝内で
の伸び性が良好であり、その緩衝作用により溶接部の近
傍に位置する螺旋溝の底部に応力が集中しにくく、そこ
からの亀裂発生を防止することが可能である。したがっ
て、拡管処理後の歩留まりを向上することができ、伝熱
管の信頼性を高めることができる。

【００５２】一方、本発明に係る内面溝付伝熱管の製造
方法によれば、上記のように優れた内面溝付伝熱管が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内面溝付伝熱管の一実施形態を示
す断面図である。

【図２】同内面溝付伝熱管の内面の展開図である。

【図３】同内面溝付伝熱管の溶接部近傍を示す断面拡大
図である。

【図４】同内面溝付伝熱管の製造装置の一例を示す側面
図である。

【図５】同製造装置のフィン形成ロールを示す側面図で
ある。

【図６】同フィン形成ロールの正面図である。

【図７】同フィン形成ロールによって板条材にフィン等
を転造している状態の断面拡大図である。

【図８】転造直後の板条材の端部を示す断面拡大図であ
る。

【図９】転造直後の板条材の端部を示す平面図である。

【図１０】本発明に係る内面溝付伝熱管の第二実施形態
を示す内面の展開図である。

【図１１】本発明に係る内面溝付伝熱管の第三実施形態
を示す内面の展開図である。

【図１２】従来の内面溝付伝熱管の一例を示す断面図で
ある。

【図１３】従来の問題点を示す拡管時の断面図である。

【符号の説明】

１０ 内面溝付伝熱管 １２ フィン １４ 螺旋溝 Ｗ 螺旋溝の底幅 １６ 溶接部 １８ 突条部 ２０ 溝部 Ａ１ 外側領域 Ａ２ 溶接部近傍領域 Ｂ 板条材 ３４ 溝付ロール（フィン形成ロール） ３６ 受けロール（フィン形成ロール） ４０ フォーミングロール ４２ 誘導加熱コイル ６２ 転造溝 ６４ 突条部 ６６ フィン無し部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒山 義克 福島県会津若松市扇町128の７ 三菱伸 銅株式会社若松製作所内 (72)発明者 永原 孝太郎 福島県会津若松市扇町128の７ 三菱伸 銅株式会社若松製作所内 (72)発明者 ▲すくも▼田 俊▲緑▼ 福島県会津若松市扇町128の７ 三菱伸 銅株式会社若松製作所内 (56)参考文献 特開 平９−108732（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58688（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−119793（ＪＰ，Ａ) 米国特許5184674（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21C 37/08 B21C 37/15 B21D 17/04 F28F 1/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管の内周面に、この内周面から突出
   する多数のフィンと、金属管の軸線方向へ延びる１本の
   溶接部とが形成された内面溝付伝熱管であって、前記フ
   ィン同士の間に形成された溝部の底幅は、前記溶接部の
   中心から両側へ中心角にしてそれぞれ３０〜９０゜まで
   の溶接部近傍領域において、前記溶接部に近づくにつれ
   漸次増大するように形成されていることを特徴とする内
   面溝付伝熱管。
2. 【請求項２】 前記フィンの前記内周面からの高さは、
   前記溶接部近傍領域において、前記突条部に近づくにつ
   れ減少するように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。
3. 【請求項３】 前記金属管の内面のうち、前記溶接部近
   傍領域を除く外側領域では、前記溝部の底幅が一定にさ
   れると共に、前記溶接部近傍領域の前記溝部内における
   前記溝部の最大底幅は、前記外側領域の前記溝部の底幅
   の１０２〜１３０％にされていることを特徴とする請求
   項１または２記載の内面溝付伝熱管。
4. 【請求項４】 前記金属管の内周面には、前記溶接部と
   平行に前記溶接部との間に溝部をそれぞれ隔てて一対の
   突条部が形成され、これら突条部のそれぞれと前記溶接
   部との間には溝部が形成されていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の内面溝付伝熱管。
5. 【請求項５】 金属製の板条材を走行させつつ、少なく
   とも一対のフィン形成ロール間を通すことにより、前記
   板条材の一面に、この一面から突出する多数のフィンを
   転造すると共に、これらフィン同士の間の溝部の底幅
   を、板条材の両側縁から板条材の幅のそれぞれ１０〜３
   ０％までの両端近傍領域において、前記両側縁に近づく
   につれ増大するように圧延する工程と、 前記フィンが形成された板条材を、複数のフォーミング
   ロールを通して、前記フィンが内周側に位置するように
   管状に成形する管成形工程と、 管状に成形された前記板条材の両端縁を加熱したうえ突
   き合わせて溶接する溶接工程とを具備することを特徴と
   する内面溝付伝熱管の製造方法。