JPH09122907A - 熱交換用パイプの製造方法 - Google Patents
熱交換用パイプの製造方法Info
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Abstract
を形成し、その内面に溶射を施して粗面化させる熱交換
用パイプの製造方法において、内面の全域を粗面化し得
る製造方法を提供する。 【解決手段】 金属テープ2の送り方向での両側縁部1
0の突き合わせ開始点より後方側の開口部50から、管
状体11の内部に溶射トーチ21を挿入・配置する。そ
して、両側縁部10の溶接開始点よりも金属テープ2の
送り方向での前方側で管状体11の内面に溶射を実施す
る。管状体11の内面のうちの溶接ビード部分に対して
も粗面化できるから、実用上優れた熱交換用パイプが得
られる。
Description
プに関し、特にその製造方法に関するものである。
蒸気タービンのコンデンサ等の各種熱交換用パイプで
は、蒸気が保有する熱をその壁面で奪うことによって熱
交換するので、壁面の状態が性能を決定する一要因とさ
れる。
ートパイプを下端部側を加熱部として動作させた場合に
は、上方の凝縮部で液化した作動流体はコンテナの壁面
を伝わって流下する。通常、このコンテナは作動流体と
の濡れ性の良い材料で形成されてはいるものの、作動流
体は幾筋かの流れとなりやすくコンテナの壁面全体に膜
状に広がることは殆んどない。そのために、蒸発部のう
ち作動流体が溜っている部分より上側の部分での作動流
体が蒸発する面積が狭くなり、この点で熱輸送能力が制
限を受けている。また、特にコンテナの周方向における
均熱特性が損なわれる問題が生じる。
手段が種々開発されており、その一例として、ヒートパ
イプのコンテナの内壁面に溶射皮膜を形成して粗面化す
ることが知られている(特願平6−235909号)。
コンテナの内面が粗面化された上記のヒートパイプによ
れば、コンテナの表面が粗面化されていない場合に比べ
て、液相の作動流体が2倍ないし3倍程度の薄い膜状に
広げられつつ流下するので、コンテナ内面の広範囲に作
動流体が供給される。そのため、局部的な放熱ムラが発
生せず、しかもコンテナ壁面と作動流体との接触面積が
大きいことから、作動流体の蒸発量が増大し、ひいては
ヒートパイプとしての熱輸送量が増大する。
ヒートパイプではその製造手順として、まず金属テープ
の一面に溶射を施して粗面化させた後に、その金属テー
プの両側縁部を中空状態に湾曲させつつ、その側縁部同
士をシーム溶接等の手段により接合するから、粗面部の
一部が帯状の溶接ビードによって覆われてしまう。そし
て、当然、この溶接ビードは粗面化されていないため、
この部分では液相の作動流体は液膜状に広がらずに筋状
に流下してしまう。その結果、上記のヒートパイプにお
いても、放熱ムラの発生ならびに熱輸送能力の低下を完
全には解消することができなかった。またこの傾向は、
コンテナの全面積に対する溶接ビードの面積の割合が大
きい小径のヒートパイプに顕著であった。
接する上記の製造方法では、管の内壁面を全域に亘って
は粗面化し得ないことから、完成する各種熱交換用パイ
プには種々の不都合が生じていた。
ので、熱交換用パイプの内面全域を粗面化することので
きる製造方法を提供することを目的とするものである。
は上記の目的を達成するために、金属テープを所定方向
に送り出しつつその側縁部を次第に湾曲させて中空状態
に形成するとともに、その突き合わせた両側縁部同士を
溶接によって接合して管状体を形成し、ついで、その管
状体の内面に溶射を施して粗面化させ、さらに、その管
状体を所定長さに切断する熱交換用パイプの製造方法に
おいて、前記金属テープの送り方向での前記両側縁部の
突き合わせ開始点より後方側の開口部から前記管状体の
内部に溶射トーチを挿入・配置するとともに、前記両側
縁部の溶接開始点よりも前記金属テープの送り方向での
前方側で前記管状体の内面に溶射を実施することを特徴
とするものである。
を湾曲させる以前に、その金属テープのうちの被溶射面
にブラスト加工を施してもよい。
ープの側縁部同士を溶接する工程の後に、その内面を粗
面化させる溶射工程が実施されるから、管状体の内面の
うちの素地面のみならず溶接部分についても粗面化で
き、すなわち、管状体の内面全域を粗面化することが可
能になる。
せば、溶射皮膜と金属テープとの密着性がよくなり、耐
久性が向上する。
に示す具体例に基づいて説明する。図1はヒートパイプ
用の管材を製造するパイプ製造ラインの全体を示す概略
図であり、図2は溶射工程を詳細に示す概略図である。
また、図3は熱交換用パイプの一例としてのヒートパイ
プの完成体を示す図である。図1においてパイプ製造ラ
イン1には、管材の材料となる長尺の金属テープ2を巻
き取ったテープ送出し機3とブラスト装置4と、プラズ
マ溶射装置20とシーム溶接機5とが備えられている。
1は、段階的に湾曲加工される途中の金属テープ2の開
口部50、すなわち図1でのシーム溶接機5よりも左側
から筒状の金属テープ2および管状体11の内部に中心
軸線に沿って、これらに接触しないように挿入・配置さ
れている。また特に、その溶射トーチ21のうちの噴射
口22を備えた先端部は、図1でのシーム溶接機5より
も右側に位置している。そして、本具体例のプラズマ溶
射装置20では、溶射トーチ21がその中心軸線に沿っ
て回転しながら溶射粉末を噴射するように構成されてい
る。
れば、金属テープ2が所定速度で図1での右方向に繰り
出される。なお、金属テープ2の素材としては、銅やス
テンレス鋼等のヒートパイプのコンテナ材料として一般
的な金属が採用されている。この金属テープ2の上面に
は、ブラスト装置4を利用したサンドブラスト加工が施
される。この工程は、後述の溶射工程に対するいわゆる
前処理であって、金属テープ2と溶射皮膜との密着性を
向上させるために行われる。
度のケイ砂を金属テープ2にほぼ垂直に衝突させて、金
属テープ2の表面に微細な凹凸を多数形成し、いわゆる
マット状に粗面化させる。なお、ブラスト加工として
は、前述のサンドブラスト法に限定されず、ケイ砂の代
わりにスティールグリッドを被加工物に衝突させるグリ
ッドブラスト法なども採用することができる。
洗浄工程8に送られ、表面に付着した粉体や残留ケイ砂
等の異物が除去される。その金属テープ2は、更にロー
ル成形工程9に送られる。その工程において金属テープ
2は、上面すなわち被ブラスト加工面が管の内側となる
ように徐々に湾曲するように加工しつつ送り出されるこ
とによって、その両側縁部10同士が突き合わされ、あ
るいは所定の幅で重なりながら、ついには完全な円筒状
に形成される。その円筒形の金属テープ2は更に送り出
され、両側縁部10同士の接合部が溶接ポイントPにお
いてシーム溶接機5によって順次溶接される。その結
果、管状体11が形成される。なお、管状体11の内面
には、側縁部10同士の接合部に沿った溶接ビード(図
示せず)が形成される。
もに、プラズマ溶射装置4によって内面に溶射が施され
る。この場合、溶射トーチ21が管状体11の内周面に
向けて回転しつつ溶射粉末を噴射しており、また管状体
11は一定方向に継続して送り出されている。さらに、
管状体11に対して溶射トーチ21が溶射粉末を噴射す
る位置が前記溶接ポイントPに対して管状体11(金属
テープ2)の送り出し方向での前方側に位置しているか
ら、管状体1の内面は、被ブラスト加工面はもちろん溶
接ビードの上面を含んだほぼ全域が溶射皮膜7によって
覆われる。
が多数形成されており、金属テープ2のうち素地面はも
ちろん被ブラスト面と比較しても粗くなっている。な
お、金属テープ2が予めブラスト処理されているから、
溶射皮膜7を良好に形成することができる。また、ここ
で使用される溶射材料としては、セラミックスや金属あ
るいはそれらを混合したサーメット等のいずれでも良い
が、それ自体が熱伝導性および耐熱性に優れ、かつ金属
テープ2への付着性が良く、しかも長期に亘って作動流
体と接触させても溶解しないものが好ましい。さらに、
溶射方法としては、前述のプラズマ溶射法に限定され
ず、ガス溶射法やアーク溶射法なども採用することがで
きる。
冷却・洗浄工程10に送られ、所定の温度まで冷却され
るとともに、表面に付着した残留溶射粉末等の異物が除
去される。つぎにその管状体11は、適当な長さで切断
されるとともに、図示しないヒートパイプ化工程に送ら
れて、両端部を端板などで密閉されるとともに、内部に
真空脱気した状態でアルコールや水等の凝縮性流体が作
動流体(図示せず)として封入されヒートパイプ化され
る。このヒートパイプ化のための方法・工程は、従来知
られている方法・工程を採用することができる。なお、
コルゲート型のヒートパイプとする場合には、ヒートパ
イプ化工程に送られる以前の管状体11の時点で、コル
ゲート加工をすればよい。
プ14(図3参照)を、例えば垂直に立設させ、かつそ
の下端部分を蒸発部として動作させた場合には、蒸発部
における入熱により作動流体が蒸発し、その蒸気は圧力
の低い凝縮部に流動し、そこで熱を奪われて凝縮する。
一方、凝縮した作動流体は、コンテナ15の内壁面であ
る溶射皮膜上を伝わって重力により蒸発部側に流下す
る。前述のように溶射皮膜7の表面は、金属テープ2の
素地面に比べて粗面化されており、またその溶射皮膜7
が被溶接部6を含んだコンテナ15の全域に施されてい
るから、作動流体は素地面の表面を濡らしている場合に
比べて約2倍ないし3倍程度に表面積が拡大される。す
なわち、作動流体が溶射皮膜7の表面に薄く膜状に広げ
られ、コンテナ15の周方向にほぼ均等に作動流体が分
散される。したがって、特にコンテナ15の周方向にお
ける放熱ムラが発生しない。
られた作動流体は、それぞれの箇所で再度加熱されて蒸
発し、熱輸送を行う。したがって作動流体の蒸発が生じ
る面積、すなわち実効蒸発部面積が広くなるので、作動
流体の蒸発量が多くなって熱輸送量に優れたものとな
る。
接ポイントPよりも金属テープ2の送り方向での前方側
で溶射を実施するから、溶接ビードの上面に対しても溶
射皮膜7を形成することができ、換言すれば、コンテナ
15の内面のほぼ全域に亘って粗面化し得るから、均熱
特性と熱輸送力との両方に優れるヒートパイプ14を効
率よく製造することができる。
面の全域に均一に溶射皮膜6を形成したが、この発明は
上記の実施例に限定されるものではなく、管状体11の
送り速度を速めるとともに、トーチ21の回転速度を遅
くすることによって、溶射皮膜7を螺旋状に形成しても
よい。その場合には、金属テープ2の素地面が溝として
作用してコンテナ15の周方向に作動流体が分散され
る。また、上記具体例ではヒートパイプ14を例示した
が、蒸気タービンのコンデンサや冷凍機の凝縮器等の他
の熱交換用パイプにも適用することができる。
ープの送り方向での両側縁部の突き合わせ開始点より後
方側の開口部から管状体の内部に溶射トーチを挿入・配
置するとともに、両側縁部の溶接開始点よりも金属テー
プの送り方向での前方側で管状体の内面に溶射を実施す
るから、内面のうち両側縁部同士の接合部分についても
粗面化された熱交換用パイプを得ることができる。
以前に、その金属テープのうちの被溶射面にブラスト加
工を施せば、溶射皮膜と金属テープとの密着性がよくな
るから、耐久性を向上させることができる。
示す概略図である。
示す図である。
11…管状体、 14…ヒートパイプ、 21…溶射ト
ーチ、 50…開口部。
Claims (2)
- 【請求項1】 金属テープを所定方向に送り出しつつそ
の側縁部を次第に湾曲させて中空状態に形成するととも
に、その突き合わせた両側縁部同士を溶接によって接合
して管状体を形成し、ついで、その管状体の内面に溶射
を施して粗面化させ、さらに、その管状体を所定長さに
切断する熱交換用パイプの製造方法において、 前記金属テープの送り方向での前記両側縁部の突き合わ
せ開始点より後方側の開口部から前記管状体の内部に溶
射トーチを挿入・配置するとともに、前記両側縁部の溶
接開始点よりも前記金属テープの送り方向での前方側で
前記管状体の内面に溶射を実施することを特徴とする熱
交換用パイプの製造方法。 - 【請求項2】 前記金属テープの前記両側縁部を湾曲さ
せる以前に、該金属テープのうちの被溶射面にブラスト
加工を施すことを特徴とする請求項1に記載の熱交換用
パイプの製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP31154695A JP3667840B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 熱交換用パイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003013196A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Otis:Kk | 金属製パイプ |
WO2007111453A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-04 | Dong-A Flexible Metal Tubes Co., Ltd | Welding apparatus of stainless steel pipe and welding method of the same |
CN102240888A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-11-16 | 佛山市德兴业金属科技有限公司 | 一种焊接管的生产工艺 |
KR20200008770A (ko) * | 2018-07-17 | 2020-01-29 | 현대자동차주식회사 | 도어 임팩트 빔 제조방법 및 도어 임팩트 빔 |
CN115956137A (zh) * | 2020-09-03 | 2023-04-11 | 住友重机械工业株式会社 | 处理装置、处理方法、金属管材料及其制造方法 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP31154695A patent/JP3667840B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8207468B2 (en) | 2006-03-29 | 2012-06-26 | Dong-A Flexible Metal Tubes Co., Ltd. | Welding apparatus of stainless steel pipe and welding method of the same |
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