(57)【要約】【課題】安価な製造装置を用いて、内管の軸方向の所定範囲に、伝熱面積を増大させて熱交換効率を向上させる波型形状部を、短時間で形成することができる、二重管式熱交換器の製造方法を提供することにある。【解決手段】芯金１と金属製可動式爪２との間に内管３を挿入する内管挿入工程と、金属製可動式爪２で、内管３の第１の指定区間３ａを径方向内方へ向かって押圧し、第１の指定区間３ａを塑性変形させることにより、第１の指定区間３ａに波型形状部３ｈ（３ａ）を形成する指定区間波型形状部形成工程と、金属製可動式爪２を内管３の径方向外方へ移動させる可動式爪移動工程と、次の指定区間としての第２の指定区間３ｂを、芯金１と金属製可動式爪２との間に移動させる内管移動工程と、を備える。【選択図】図２
2020082192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と、前記外管内に配置された内管とを備え、前記内管の横断面視で、径方向外方へ突出した外方突出部と、径方向内方へ突出した内方突出部とを、周方向に交互に繰り返す波型形状部が形成されている二重管式熱交換器の製造方法であって、
前記波型形状部の頂部に対応する位置に、径方向外方に向かって凸部が設けられた軸方向に所定長さを有した芯金と、前記波型形状部の底部に対応する位置に、径方向内方に向かって先端凸状部が設けられ、径方向に移動可能で、かつ、軸方向に所定長さを有した金属製可動式爪との間に、前記内管を軸方向に所定長さ挿入する内管挿入工程と、
前記金属製可動式爪で前記内管を径方向内方へ向かって押圧し、前記内管を塑性変形させることにより、前記内管の軸方向の所定範囲に前記波型形状部を形成する波型形状部形成工程と、
を有したことを特徴とする、二重管式熱交換器の製造方法。
【請求項２】
前記波型形状部形成工程は、
前記所定範囲の全てに前記波型形状部が形成されるまで、下記（１）〜（３）工程を、この順番に連続的に繰り返し行うことを特徴とする、請求項１に記載の二重管式熱交換器の製造方法。
（１）軸方向の長さが、前記所定範囲の長さよりも短い指定長さの前記金属製可動式爪で、前記所定範囲内の指定区間を径方向内方へ向かって押圧し、前記指定区間を塑性変形させることにより、前記指定区間に前記波型形状部を形成する指定区間波型形状部形成工程
（２）前記（１）工程後に、前記指定長さの金属製可動式爪を前記内管の径方向外方へ移動させる可動式爪移動工程
（３）前記（２）工程後に、前記所定範囲内の次の指定区間と、前記（１）工程における前記指定区間との間に、軸方向の重なりが生ずるように、前記次の指定区間を、前記芯金と前記金属製可動式爪との間に移動させる内管移動工程
【請求項３】
前記指定長さの金属製可動式爪の先端凸状部の稜線は、軸方向に対して傾いていることを特徴とする、請求項２に記載の二重管式熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記所定範囲の両端に近接する、前記波型形状部が形成されていない軸方向外周部に、前記外管の両端部を径方向に締め付けた後、ろう付け又は溶接して固定する外管固定工程を有したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二重管式熱交換器の製造方法。
【請求項５】
前記芯金は、周方向に、かつ、等間隔に設けられた、４つ、６つ、および、８つのうちのいずれかの個数の凸部を有し、前記金属製可動式爪は、周方向に、かつ、等間隔に設けられた、前記凸部の個数と同数の先端凸状部を有したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二重管式熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外管と、この外管内に配置された内管とを備えた、二重管式熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外管内に内管が配置された二重管式熱交換器の製造方法であって、内管の表面の長手方向に多条の凹状の溝が設けられているものが知られている。
【０００３】
この多条の凹状の溝は、伝熱面積を増大させて熱交換効率を向上させるためのものである。そして、この溝は、溝付け工具を用いて転造により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６２８８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示された凹状の溝は、転造により形成しなければならないため、製造装置が高価であるという問題点があった。また、凹状の溝を転造により形成するため、連続して長時間の加工を行なわなければならないという問題点もあった。
【０００６】
本発明の目的は、安価な製造装置を用いて、内管の軸方向の所定範囲に、伝熱面積を増大させて熱交換効率を向上させる波型形状部を、短時間で形成することができる、二重管式熱交換器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明に係る二重管式熱交換器の製造方法は、
外管と、前記外管内に配置された内管とを備え、前記内管の横断面視で、径方向外方へ突出した外方突出部と、径方向内方へ突出した内方突出部とを、周方向に交互に繰り返す波型形状部が形成されている二重管式熱交換器の製造方法であって、
前記波型形状部の頂部に対応する位置に、径方向外方に向かって凸部が設けられた軸方向に所定長さを有した芯金と、前記波型形状部の底部に対応する位置に、径方向内方に向かって先端凸状部が設けられ、径方向に移動可能で、かつ、軸方向に所定長さを有した金属製可動式爪との間に、前記内管を軸方向に所定長さ挿入する内管挿入工程と、
前記金属製可動式爪で前記内管を径方向内方へ向かって押圧し、前記内管を塑性変形させることにより、前記内管の軸方向の所定範囲に前記波型形状部を形成する波型形状部形成工程と、
を有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明に係る二重管式熱交換器の製造方法の構成によれば、
波型形状部の頂部に対応する位置に、径方向外方に向かって凸部が設けられた軸方向に所定長さを有した芯金と、前記波型形状部の底部に対応する位置に、径方向内方に向かって先端凸状部が設けられ、径方向に移動可能で、かつ、軸方向に所定長さを有した金属製可動式爪との間に、内管を軸方向に所定長さ挿入する内管挿入工程と、
前記金属製可動式爪で前記内管を径方向内方へ向かって押圧し、前記内管を塑性変形させることにより、前記内管の軸方向の所定範囲に前記波型形状部を形成する波型形状部形成工程と、
を有したものであるため、前記芯金と前記金属製可動式爪とを用いた安価な製造装置を採用しながらも、内管の軸方向の所定範囲に、伝熱面積を増大させて熱交換効率を向上させる波型形状部を、短時間で形成することができる。
【０００９】
また、前記波型形状部を押出材で形成したような高価な内管を用いることなく、二重管式熱交換器を製造することができる。また、押出材で形成したような内管と異なり、本発明に係る内管の一部には、軸方向に前記波型形状部が形成されない部分を設けることも容易であるため、外管との固定も容易かつ安価になる。
【００１０】
また、本発明に係る波型形状部は、前記芯金と前記金属製可動式爪とを用いて形成するため、高価な高圧ポンプを用いて形成する液圧法に比べて、前記波型形状部の形状をシャープに形成できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る二重管式熱交換器の製造方法において、（ａ）は芯金と金属製可動式爪との間に内管を挿入する前の状態、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面の状態、（ｃ）は（ａ）に示す金属製可動式爪の先端凸状部の稜線を説明するための説明図、（ｄ）は（ｃ）に示すIb矢視図である。
【図２】本実施形態において、（ａ）は内管（第１の指定区間３ａ）を、芯金と金属製可動式爪との間に移動させた状態、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ断面の状態、（ｃ）は（ａ）に示す状態から、金属製可動式爪で内管を径方向内方へ向かって押圧した状態のＢ−Ｂ断面の状態、（ｄ）は（ｃ）に示すＧ部を拡大した状態、（ｅ）は（ｃ）に示す状態から、金属製可動式爪を内管の径方向外方へ移動させた状態を説明するための説明図である。
【図３】本実施形態において、（ａ）は内管（第２の指定区間３ｂ）を、芯金と金属製可動式爪との間に移動させた状態、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ断面の状態、（ｃ）は（ａ）に示す状態から、金属製可動式爪で内管を径方向内方へ向かって押圧した状態のＣ−Ｃ断面の状態、（ｄ）は（ｃ）に示すＨ部を拡大した状態、（ｅ）は（ｃ）に示す状態から、金属製可動式爪を内管の径方向外方へ移動させた状態を説明するための説明図である。
【図４】本実施形態において、（ａ）は内管（第３の指定区間３ｃ）を、芯金と金属製可動式爪との間に移動させた状態、（ｂ）は（ａ）に示すＤ−Ｄ断面の状態、（ｃ）は（ａ）に示す状態から、金属製可動式爪で内管を径方向内方へ向かって押圧した状態のＤ−Ｄ断面の状態、（ｄ）は（ｃ）に示すＩ部を拡大した状態、（ｅ）は（ｃ）に示す状態から、金属製可動式爪を内管の径方向外方へ移動させた状態を説明するための説明図である。
【図５】本実施形態において、（ａ）は内管の長さＬの所定範囲の両端に近接する、波型形状部が形成されていない軸方向外周部に、外管の両端部を固定した状態、（ｂ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ断面の状態、（ｃ）は（ａ）に示すＦ−Ｆ断面の状態を説明するための説明図である。
【図６】変形例１に係る二重管式熱交換器の製造方法において、（ａ）は金属製可動式爪の側面図における金属製可動式爪の先端凸状部を説明するための説明図、（ｂ）は（ａ）に示すVIb矢視図、（ｃ）は（ａ）に示すVIc−VIc断面の状態を説明するための説明図、（ｄ）は（ａ）に示すVId−VId断面の状態を説明するための説明図である。
【図７】変形例２に係る二重管式熱交換器の製造方法において、（ａ）は金属製可動式爪の側面図における金属製可動式爪の先端凸状部を説明するための説明図、（ｂ）は（ａ）に示すVIIb矢視図である。
【図８】変形例３に係る二重管式熱交換器の製造方法において、（ａ）は金属製可動式爪の側面図における金属製可動式爪の先端凸状部を説明するための説明図、（ｂ）は（ａ）に示すVIIIb矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係る二重管式熱交換器の製造方法について、添付図１〜５を参照しながら、その製造工程手順に沿って説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る二重管式熱交換器の製造方法において、（ａ）は芯金と金属製可動式爪との間に内管を挿入する前の状態、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面の状態、（ｃ）は（ａ）に示す金属製可動式爪の先端凸状部の稜線を説明するための説明図、（ｄ）は（ｃ）に示すIb矢視図である。
【００１４】
図１（ａ）において、１は、模式的に表現した軸方向に所定長さＸの芯金（詳細は、後記する）、２は、模式的に表現した径方向に移動可能で、かつ、軸方向に所定長さＹの金属製可動式爪（詳細は、後記する）、３は、内管（例えば、外径φ１９の内管）である。Ｌは、波型形状部３ｈ（後記、図２参照）が形成される内管３の軸方向の所定範囲の長さ（例えば、約１６０ｍｍ）、３ａは、前記所定範囲内の指定区間としての第１の指定区間、３ｂは、前記所定範囲内の指定区間としての第２の指定区間、３ｃは、前記所定範囲内の指定区間としての第３の指定区間である。また、Ｌ＞Ｘ＞Ｙ＝３ａ＝３ｂ＝３ｃである。また、隣り合う第１の指定区間３ａと第２の指定区間３ｂとは、重なり合っている。また、隣り合う第２の指定区間３ｂと第３の指定区間３ｃとは、重なり合っている。芯金１は、例えば、片側から支持すればよい。
【００１５】
図１（ｂ）において、芯金１は、周方向に、かつ、等間隔に設けられた８つの凸部１ａを有する。８つの凸部１ａは、芯金１の軸方向に延在している（図示せず）。金属製可動式爪２は、周方向に８等分された８つの金属製可動式爪片２Ａに分離可能である。金属製可動式爪２は、周方向に、かつ、等間隔に設けられた８つの先端凸状部２ａを有する。１つの金属製可動式爪片２Ａに、１つの先端凸状部２ａが形成されている。８つの先端凸状部２ａは、金属製可動式爪２の軸方向に延在している（図１（ｄ）参照）。また、芯金１の凸部１ａと隣の凸部１ａとの周方向の中間に位置するように、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａが配置されている。また、芯金１の凸部１ａは、波型形状部３ｈの頂部３ｉ（後記、図２（ｅ）参照）に対応する位置に、径方向外方に向かって設けられている。また、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａは、波型形状部３ｈの底部３ｊ（後記、図２（ｅ）参照）に対応する位置に、径方向内方に向かって設けられている。
【００１６】
また、芯金１の材料としては、例えば、ダイス鋼等を用いることが可能である。また、金属製可動式爪２の材料も、例えば、ダイス鋼等を用いることが可能である。また、内管３の材料は、例えば、純アルミニウム、アルミニウム合金、純銅、銅合金、ステンレススチール等を用いることが可能である。
【００１７】
図１（ｃ）において、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａの軸方向に延びた稜線２ｂは、軸方向に対して、わずかに傾いている。例えば、稜線２ｂは、金属製可動式爪２の軸方向の長さＹ＝５０〜１００ｍｍに対して、内管３が挿入される側に（図１（ｃ）中の右側に）、Δｈ＝５０〜２００μｍ傾いている。なお、図１（ｂ）では、稜線２ｂの傾きΔｈを省略している。先端凸状部２ａは、図１（ｄ）に示すように、金属製可動式爪２の軸方向（図１（ｄ）の左右方向）に延在している。他の先端凸状部２ａも、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示す先端凸状部２ａと同様な構成である。
【００１８】
（内管挿入工程）
内管挿入工程は、図２（ａ）に示すように、芯金１と金属製可動式爪２との間に、内管３を軸方向に所定長さ挿入する工程（例えば、最初に第１の指定区間３ａを、芯金１と金属製可動式爪２との間に移動させる工程）である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂ断面の状態を説明するための説明図である。
【００１９】
（波型形状部形成工程）
波型形状部形成工程は、金属製可動式爪２で内管３を径方向内方へ向かって押圧し、内管３を塑性変形させることにより、内管３の長さＬの所定範囲に波型形状部３ｈを形成する工程である。
【００２０】
本実施形態においては、内管３の長さＬの所定範囲の全てに、波型形状部３ｈが形成されるまで、３回に分けて波型形状部３ｈを連続的に繰り返し形成する場合について、以下に順次説明する。
【００２１】
＜指定区間波型形状部形成工程１＞
図２（ｃ）に示すように、軸方向の長さがＹの金属製可動式爪２で、内管３の第１の指定区間３ａを径方向内方へ向かって押圧（例えば、油圧で押圧）し、内管３の第１の指定区間３ａを塑性変形させることにより、第１の指定区間３ａに波型形状部３ｈ（３ａ）を形成する。
【００２２】
図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示すＧ部を拡大した状態を説明するための説明図である。図２（ｃ）と図２（ｄ）とにより、波型形状部３ｈ（３ａ）は、内管３の横断面視で、径方向外方へ突出した外方突出部３ｆと、径方向内方へ突出した内方突出部３ｇとが、周方向に交互に繰り返し形成されたものであることが分かる。
【００２３】
＜可動式爪移動工程１＞
図２（ｅ）に示すように、上記指定区間波型形状部形成工程１後に、指定長さＹの金属製可動式爪２を内管３の径方向外方へ移動させる。
【００２４】
＜内管移動工程１＞
図３（ａ）に示すように、上記可動式爪移動工程１後に、内管３の長さＬの所定範囲内の次の指定区間（第２の指定区間３ｂ）と、上記指定区間波型形状部形成工程１における第１の指定区間３ａとの間に軸方向の重なりが生ずるように、第２の指定区間３ｂを、芯金１と金属製可動式爪２との間に移動させる。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＣ−Ｃ断面の状態を説明するための説明図である。
【００２５】
＜指定区間波型形状部形成工程２＞
図３（ｃ）に示すように、軸方向の長さがＹの金属製可動式爪２で、内管３の第２の指定区間３ｂを径方向内方へ向かって押圧し、内管３の第２の指定区間３ｂを塑性変形させることにより、第２の指定区間３ｂに波型形状部３ｈ（３ｂ）を形成する。
【００２６】
図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示すＨ部を拡大した状態を説明するための説明図である。図３（ｃ）と図３（ｄ）とにより、波型形状部３ｈ（３ｂ）は、内管３の横断面視で、径方向外方へ突出した外方突出部３ｆと、径方向内方へ突出した内方突出部３ｇとが、周方向に交互に繰り返し形成されたものであることが分かる。
【００２７】
＜可動式爪移動工程２＞
図３（ｅ）に示すように、上記指定区間波型形状部形成工程２後に、指定長さＹの金属製可動式爪２を内管３の径方向外方へ移動させる。
【００２８】
＜内管移動工程２＞
図４（ａ）に示すように、上記可動式爪移動工程２後に、内管３の長さＬの所定範囲内の次の指定区間（第３の指定区間３ｃ）と、上記指定区間波型形状部形成工程２における第２の指定区間３ｂとの間に軸方向の重なりが生ずるように、第３の指定区間３ｃを、芯金１と金属製可動式爪２との間に移動させる。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＤ−Ｄ断面の状態を説明するための説明図である。
【００２９】
＜指定区間波型形状部形成工程３＞
図４（ｃ）に示すように、軸方向の長さがＹの金属製可動式爪２で、内管３の第３の指定区間３ｃを径方向内方へ向かって押圧し、内管３の第３の指定区間３ｃを塑性変形させることにより、第３の指定区間３ｃに波型形状部３ｈ（３ｃ）を形成する。
【００３０】
図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示すＩ部を拡大した状態を説明するための説明図である。図４（ｃ）と図４（ｄ）とにより、波型形状部３ｈ（３ｃ）は、内管３の横断面視で、径方向外方へ突出した外方突出部３ｆと、径方向内方へ突出した内方突出部３ｇとが、周方向に交互に繰り返し形成されたものであることが分かる。
【００３１】
＜可動式爪移動工程３＞
図４（ｅ）に示すように、上記指定区間波型形状部形成工程３後に、指定長さＹの金属製可動式爪２を内管３の径方向外方へ移動させる。
【００３２】
以上により、内管３の長さＬの所定範囲の全てに、波型形状部３ｈが連続的に形成される。このように、本実施形態に係る二重管式熱交換器の製造方法の構成によれば、上述した「内管挿入工程」と「波型形状部形成工程」を有しているため、芯金１と金属製可動式爪２とを用いた安価な製造装置を採用しながらも、内管３の軸方向の長さＬの所定範囲に、伝熱面積を増大させて熱交換効率を向上させる波型形状部３ｈを形成することができる。また、本実施形態に係る方法によって得られた内管３は、上述したような工法で製造されるため、転造を用いた工法のような長い加工時間を必要としないという利点もある。
【００３３】
また、本実施形態によると、上記「波型形状部形成工程」が、内管３の長さＬの所定範囲の全てに波型形状部３ｈが形成されるまで、下記（１）〜（３）工程を、この順番に連続的に繰り返し行う。
（１）軸方向の長さＹが、内管３の所定範囲の長さＬよりも短い指定長さＹの金属製可動式爪２で、内管３の所定範囲内の指定区間（例えば３ａ）を径方向内方へ向かって押圧し、指定区間（例えば３ａ）を塑性変形させることにより、指定区間（例えば３ａ）に波型形状部３ｈ（例えば３ａ）を形成する指定区間波型形状部形成工程
（２）上記（１）工程後に、指定長さＹの金属製可動式爪２を内管３の径方向外方へ移動させる可動式爪移動工程
（３）上記（２）工程後に、内管３の所定範囲内の次の指定区間（例えば３ｂ）と、前記（１）工程における指定区間（例えば３ａ）との間に、軸方向の重なりが生ずるように、次の指定区間（例えば３ｂ）を、芯金１と金属製可動式爪２との間に移動させる内管移動工程
これにより、内管３の長さＬの所定範囲に、波型形状部３ｈが、軸方向に、途切れることなく、連続的に形成される。
また、次の指定区間（例えば３ｂ）と、前の指定区間（例えば３ａ）とにおいて、軸方向の重なりが生じた部分は、前の指定区間波型形状部形成工程と、次の指定区間波型形状部形成工程とにおいて、金属製可動式爪２により押圧される。つまり、上記重なりが生じた部分は、金属製可動式爪２により２回押圧される。これにより、上記重なりが生じた部分に、径方向内方へ、さらに突出した突出部｛内管３の外表面から見ると凹み（図示せず）に見える｝が形成される。第１の指定区間３ａと第２の指定区間３ｂとの重なり部、および、第２の指定区間３ｂと第３の指定区間３ｃとの重なり部に、上記突出部が形成される。この突出部により、内管３の波形形状部３ｈは、本実施形態の方法によって形成されたものであり、他の方法（例えば転造）によって形成されていないことが分かる。
【００３４】
また、図１（ｃ）に示すように、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａの稜線２ｂが、内管３が挿入される側に（図１（ｃ）中の右側に）、Δｈ傾いている。これにより、第１の指定区間３ａと第２の指定区間３ｂとの重なり部、および、第２の指定区間３ｂと第３の指定区間３ｃとの重なり部において、上記突出部が、より分かりやすくなる。これにより、内管３の波形形状部３ｈは、本実施形態の方法によって形成されたものであり、他の方法（例えば転造）によって形成されていないことが、より分かりやすい。
【００３５】
また、図１（ｂ）に示すように、芯金１は、周方向に、かつ、等間隔に設けられた８つの偶数個の凸部１ａを有し、金属製可動式爪２は、周方向に、かつ、等間隔に設けられた８つの偶数個の先端凸状部２ａを有している。これにより、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、芯金１において、軸を中心に径方向に互いに反対側に形成された２個の凸部１ａが、径方向外方に、互いに反対側に向かって突出している。また、金属製可動式爪２において、軸を中心に径方向に互いに反対側に配置された２つの先端凸状部２ａが、径方向内方に、互いに反対側に向かって突出している。これにより、金属製可動式爪２で、内管３を径方向内方へ向かって押圧したとき、内管３は、軸を中心に径方向に互いに反対側に配置された２つの先端凸状部２ａにより、径方向内方へ向かって、互いに反対側から押圧される。そのため、内管３に波型形状部３ｈを形成しつつ、内管３の断面形状が、略円形状に維持される。
上記により、波型形状部３ｈが形成された、略円筒状の内管３を製造することができる。
【００３６】
（外管固定工程）
外管固定工程は、図５（ａ）に示すように、内管３の長さＬの所定範囲の両端に近接する、波型形状部３ｈが形成されていない外周部に、外管４（例えば、素管の外径はφ２２である）の両端部４ａ、４ｂを径方向に締め付けた後、ろう付け又は溶接して固定する工程である。外管４の両端部４ａ、４ｂには、それぞれ近接して拡管部４ｃ、４ｄが形成されている。外管４の材料は、内管３と同様に、例えば、純アルミニウム、アルミニウム合金、純銅、銅合金、ステンレススチール等を用いることが可能である。
【００３７】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＥ−Ｅ断面の状態を説明するための説明図である。本発明に係る製造方法を採用した場合、内管３の両端側には、上述したように、波型形状部３ｈが形成されていない（すなわち、素管のままの）外周部が存在する。したがって、外管４の両端部４ａ、４ｂを内管３に固定するにあたって、内管３に対して何ら特別な処置を施す必要もないという、本発明に特有な作用効果を奏する。また、本発明に係る内管３の構造（すなわち、波型形状部３ｈが選択的に形成されている部分と、波型形状部３ｈが形成されていない素管のままの部分とが、併存する構造）は、押出材では得られない構造である。
【００３８】
図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＦ−Ｆ断面の状態を説明するための説明図である。図５（ｃ）に示す横断面視において、周方向に８つの外方突出部３ｆと８つの内方突出部３ｇとが存在するため、流れる冷媒に対する圧損も少なく、かつ、本発明に係る二重管の曲げ加工性も高い（すなわち、二重管が曲げで潰れることもなく、断面形状が安定する）。しかし、波型形状部３ｈは、８つの外方突出部３ｆと８つの内方突出部３ｇとの組合せに必ずしも、限定されるものではなく、「熱交換効率を高く」かつ「圧損を小さく」等の顧客の要望に応じて、バランスよく満足させればよい。
【００３９】
なお、本実施形態においては、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、内管３の波型形状部３ｈが形成されていない外周部に、外管４の両端部４ａ、４ｂを径方向に締め付けた後、ろう付け又は溶接して固定する外管固定工程について説明したが、さらに、必要に応じて、内管３と外管４とを固定する箇所を増やしておくことも可能である。例えば、外管固定は、内管３を外管４に圧入する第１の方法、又は、内管３を外管４に挿入後、外管４の外側から圧着することで、内管３と外管４とを固定する第２の方法も可能である（なお、前記第２の方法において、圧着する箇所は、波型形状部３ｈが形成された全長に亘ってでもよいし、何箇所かでもよい）。
【００４０】
＜変形例１＞
次に、本発明の実施形態の変形例１について説明する。変形例１において、上記実施形態と異なる点は、金属可動式爪の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【００４１】
図６（ａ）〜（ｄ）に、変形例１の金属製可動式爪１０２の金属製可動式爪片１０２Ａを示している。図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、金属製可動式爪片１０２Ａに、先端凸状部１０２ａと、先端凸状部１０２ａから径方向外方へ、さらに突出した先端突出部１０２ｐとが形成されている。先端突出部１０２ｐは、先端凸状部１０２ａにおいて、軸方向の中央付近（図６（ａ）および図６（ｂ）の左右方向の中央付近）に形成されている。
【００４２】
先端凸状部１０２ａおよび先端突出部１０２ｐは、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、金属製可動式爪１０２の軸方向に延在している。先端凸状部１０２ａの軸方向に延在した稜線１０２ｂは、図６（ａ）に示すように、軸方向に対して、わずかに傾いている。例えば、先端凸状部１０２ａの稜線１０２ｂは、内管３が挿入される側に（図６（ａ）中の右側に）、Δｈ傾いている。先端突出部１０２ｐの軸方向に延在した稜線１０２ｑは、図６（ａ）に示すように、軸方向に対して、わずかに傾いている。例えば、先端突出部１０２ｐの稜線１０２ｑは、内管３が挿入される側に（図６（ａ）中の右側に）、Δｈ1傾いている。
【００４３】
変形例１の金属製可動式爪１０２を構成する８つの全ての金属製可動式爪片を、図６（ａ）〜（ｄ）に示す金属製可動式爪片１０２Ａとする。なお、変形例１の金属製可動式爪１０２を構成する８つの金属製可動式爪片のうち、少なくとも１つの金属製可動式爪片を、図６（ａ）〜（ｄ）に示す金属製可動式爪片１０２Ａとしてもよい。また、金属製可動式爪片１０２Ａ以外の金属製可動式爪片として、例えば、図１（ｂ）〜（ｄ）に示す金属製可動式爪片２Ａを使用してもよい。
【００４４】
指定区間波型形状部形成工程１〜指定区間波型形状部形成工程３の全ての工程において、変形例１の金属製可動式爪１０２を使用する。なお、指定区間波型形状部形成工程１〜指定区間波型形状部形成工程３のうち、１つ又は２つの工程において、変形例１の金属製可動式爪１０２を使用し、残りの工程において、上述した実施形態の金属製可動式爪２（図１（ｂ）参照）を使用してもよい。
【００４５】
芯金として、例えば、上記実施形態で使用した芯金１の凹部１ｂにおいて（図１（ｂ）参照）、金属製可動式爪１０２の先端突出部１０２ｐに対向する部分（図６（ａ）参照）が、径方向内方に、さらに凹んだ凹部が形成された芯金を使用することができる。
【００４６】
変形例１の金属製可動式爪１０２および芯金を使用することにより、内管において、先端突出部１０２ｐによって押圧された部分に、波型形状部３ｈの径方向内方へ、さらに突出した突出部｛内管３の外表面から見ると凹み（図示せず）に見える｝が形成される。これにより、伝熱面積をさらに増大させて、熱交換効率をさらに向上させる二重管式熱交換器が得られる。
【００４７】
上記では、図６（ａ）に示すように、先端凸状部１０２ａの稜線１０２ｂが、軸方向に対してわずかに傾いているが、先端凸状部１０２ａの稜線１０２ｂは、軸方向に対して平行でもよい。また、図６（ａ）に示すように、先端突出部１０２ｐの稜線１０２ｑが、軸方向に対してわずかに傾いているが、先端突出部１０２ｐの稜線１０２ｑは、軸方向に対して平行でもよい。
【００４８】
また、上記では、芯金の凹部１ｂにおいて（図１（ｂ）参照）、金属製可動式爪１０２の先端突出部１０２ｐに対向する部分（図６（ａ）参照）が、径方向内方に、さらに凹んだ凹部が形成された芯金を使用する場合について説明した。しかし、金属製可動式爪１０２の先端突出部１０２ｐに対向する部分が、径方向内方に、さらに凹んだ凹部が形成されていない芯金を使用してもよい。例えば、上記実施形態で使用した芯金１を使用してもよい。芯金１を使用した場合でも、内管において、金属製可動式爪１０２の先端突出部１０２ｐで押圧された部分に、波型形状部３ｈの径方向内方へ、さらに突出した突出部が形成される。
【００４９】
＜変形例２＞
次に、本発明の実施形態の変形例２について説明する。変形例２において、上記実施形態と異なる点は、芯金の構成および金属製可動式爪の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【００５０】
図７（ａ）および図７（ｂ）に、変形例２の金属製可動式爪２０２の金属製可動式爪片２０２Ａを示している。図７（ａ）に示すように、金属製可動式爪片２０２Ａに、先端凸状部２０２ａが形成されている。先端凸状部２０２ａは、図７（ｂ）に示すように、金属製可動式爪２０２の軸方向（図７（ｂ）の左右方向）に対して、傾斜した方向に延在している。図７（ａ）において、先端凸状部２０２ａの稜線２０２ｂは、軸方向に対して、わずかに傾いている。例えば、稜線２０２ｂは、内管３が挿入される側に（図７（ａ）中の右側に）、Δｈ傾いている。なお、先端凸状部２０２ａの稜線２０２ｂは、軸方向に対して平行でもよい。
【００５１】
金属製可動式爪２０２を構成する他の金属製可動式爪片２０２Ａ、および、金属製可動式爪２０２の他の先端凸状部２０２ａは、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す金属製可動式爪片２０２Ａ、および、先端凸状部２０２ａと同様な構成である。
【００５２】
芯金は、図１（ｂ）に示すように、周方向に、かつ、等間隔に設けられた８つの凸部１ａを有する。８つの凸部１ａは、芯金の軸方向に対して、傾斜した方向に延在している（図示せず）。８つの凸部１ａは、図７（ｂ）に示す金属製可動式爪２０２の先端凸状部２０２ａと同じ方向に延在している。
【００５３】
指定区間波型形状部形成工程において、金属製可動式爪２０２の斜め方向に延在した先端凸状部２０２ａが、芯金の斜め方向に延在した凹部１ｂに対向するように、金属製可動式爪２０２を配置する。
【００５４】
変形例２の金属製可動式爪２０２および芯金（図示せず）を使用することにより、内管３の第１の指定区間３ａ、第２の指定区間３ｂおよび第３の指定区間３ｃに、軸方向に対して、傾斜する方向に延在した波型形状部を形成することができる。
【００５５】
また、以下の方法を実施することにより、第１の指定区間３ａと第２の指定区間３ｂとに、途切れることなく、連続した螺旋状の波型形状部を形成することができる。
指定区間波型形状部形成工程１および可動式爪移動工程１の後、芯金を、軸を中心に回転させる（芯金回転工程１）。内管移動工程１において、次の第２の指定区間３ｂと、第１の指定区間３ａとの間に軸方向の重なりが生ずるように、第２の指定区間３ｂを、芯金と金属製可動式爪２０２との間に移動させるとき、第２の指定区間３ｂにおいて、第１の指定区間３ａとの間に軸方向の重なりが生じた部分（第１の指定区間３ａにおいて、すでに斜め方向に延在した波形形状部が形成された部分）を、芯金回転工程１で回転させた、芯金の斜め方向に延在した８つの凸部１ａに沿わせる。この状態で、指定区間波型形状部形成工程２を実施する。これにより、第１の指定区間３ａと第２の指定区間３ｂとに、連続した螺旋状の波型形状部が形成される。芯金回転工程１と内管移動工程１との、どちらを先に行ってもよい。芯金回転工程１と内管移動工程１とを、同時に行ってもよい。
【００５６】
また、以下の方法を実施することにより、第２の指定区間３ｂと第３の指定区間３ｃとに、途切れることなく、連続した螺旋状の波型形状部を形成することができる。
指定区間波型形状部形成工程２および可動式爪移動工程２の後、芯金を、軸を中心に回転させる（芯金回転工程２）。内管移動工程２において、次の第３の指定区間３ｃと、第２の指定区間３ｂとの間に軸方向の重なりが生ずるように、第３の指定区間３ｃを、芯金と金属製可動式爪２０２との間に移動させるとき、第３の指定区間３ｃにおいて、第２の指定区間３ｂとの間に軸方向の重なりが生じた部分（第２の指定区間３ｂにおいて、すでに斜め方向に延在した波形形状部が形成された部分）を、芯金回転工程２で回転させた、芯金の斜め方向に延在した８つの凸部１ａに沿わせる。この状態で、指定区間波型形状部形成工程３を実施する。これにより、第２の指定区間３ｂと第３の指定区間３ｃとに、連続した螺旋状の波型形状部が形成される。芯金回転工程２と内管移動工程２との、どちらを先に行ってもよい。芯金回転工程２と内管移動工程２とを、同時に行ってもよい。
【００５７】
上記により、内管３の長さＬの所定範囲の全てに、螺旋状の波型形状部が、途切れることなく、連続的に形成される。これにより、伝熱面積をさらに増大させて、熱交換効率をさらに向上させる波型形状部を有する二重管式熱交換器が得られる。
【００５８】
上記変形例２は、例えば、以下の変形例３のように変更可能である。
【００５９】
＜変形例３＞
ここでは、本発明の変形例２の変形例（変形例３）について説明する。変形例３において、上記変形例２と異なる点は、金属可動式爪の構成である。なお、上述した変形例２と同一の構成については、同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【００６０】
図８（ａ）および図８（ｂ）に、変形例３の金属製可動式爪３０２の金属製可動式爪片３０２Ａを示している。図８（ａ）に示すように、金属製可動式爪片３０２Ａに、先端凸状部３０２ａと、先端凸状部３０２ａから径方向外方へ、さらに突出した先端突出部３０２ｐとが形成されている。先端突出部３０２ｐは、先端凸状部３０２ａにおいて、軸方向（図８（ａ）および図８（ｂ）の左右方向）の中央付近に形成されている。
【００６１】
先端凸状部３０２ａおよび先端突出部３０２ｐは、図８（ｂ）に示すように、金属製可動式爪３０２の軸方向に対して、傾斜した方向に延在している。図８（ａ）に示すように、先端凸状部３０２ａの稜線３０２ｂは、軸方向に対して、わずかに傾いている。例えば、稜線３０２ｂは、内管３が挿入される側に（図８（ａ）中の右側に）、Δｈ傾いている。先端突出部３０２ｐの稜線３０２ｑは、図８（ａ）に示すように、軸方向に対して、わずかに傾いている。例えば、稜線３０２ｑは、内管３が挿入される側に（図８（ａ）中の右側に）、Δｈ2傾いている。なお、先端凸状部３０２ａの稜線３０２ｂは、軸方向に対して平行でもよい。先端突出部３０２ｐの稜線３０２ｑは、軸方向に対して平行でもよい。
【００６２】
変形例３の金属製可動式爪３０２を構成する８つの全ての金属製可動式爪片を、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す金属製可動式爪片３０２Ａとする。なお、変形例３の金属製可動式爪３０２を構成する８つの金属製可動式爪片のうち、少なくとも１つの金属製可動式爪片を、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す金属製可動式爪片３０２Ａとしてもよい。また、金属製可動式爪片３０２Ａ以外の金属製可動式爪片として、例えば、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す金属製可動式爪片２０２Ａを使用してもよい。
【００６３】
指定区間波型形状部形成工程１〜指定区間波型形状部形成工程３の全ての工程において、変形例１の金属製可動式爪１０２を使用する。なお、指定区間波型形状部形成工程１〜指定区間波型形状部形成工程３のうち、１つ又は２つの工程において、変形例３の金属製可動式爪３０２を使用し、残りの工程において、上述した変形例２の金属製可動式爪２０２（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）を使用してもよい。
【００６４】
芯金として、例えば、変形例２で使用した芯金の凹部１ｂにおいて（図１（ｂ）参照）、金属製可動式爪３０２の先端突出部３０２ｐに対向する部分（図８（ａ）参照）が、径方向内方に、さらに凹んだ凹部が形成された芯金を使用することができる。
【００６５】
変形例３の金属製可動式爪３０２を使用することにより、内管に、軸方向に対して、傾斜する方向に延在した波型形状部を形成できる上に、先端突出部３０２ｐによって押圧された部分に、波型形状部の径方向内方へ、さらに突出した突出部｛内管３の外表面から見ると凹み（図示せず）に見える｝が形成される。これにより、伝熱面積をさらに増大させて、熱交換効率をさらに向上させる二重管式熱交換器が得られる。
【００６６】
上記では、図８（ａ）に示すように、先端凸状部３０２ａの稜線３０２ｂが、軸方向に対してわずかに傾いているが、先端凸状部３０２ａの稜線３０２ｂは、軸方向に対して平行でもよい。上記では、図８（ａ）に示すように、先端突出部３０２ｐの稜線３０２ｑが、軸方向に対してわずかに傾いているが、先端突出部３０２ｐの稜線３０２ｑは、軸方向に対して平行でもよい。
【００６７】
また、上記では、芯金の凹部１ｂにおいて（図１（ｂ）参照）、金属製可動式爪３０２の先端突出部３０２ｐに対向する部分（図８（ａ）参照）が、径方向内方に、さらに凹んだ凹部が形成された芯金を使用する場合について説明した。しかし、金属製可動式爪３０２の先端突出部３０２ｐに対向する部分が、径方向内方に、さらに凹んだ凹部が形成されていない芯金を使用してもよい。例えば、上記変形例２で使用した芯金を使用してもよい。変形例２で使用した芯金を使用した場合でも、内管において、金属製可動式爪３０２の先端突出部３０２ｐで押圧された部分に、波型形状部３ｈの径方向内方へ、さらに突出した突出部が形成される。
【００６８】
本実施形態および変形例１〜３においては、内管３の長さＬの所定範囲に、３回に分けて波型形状部３ｈを形成する場合について説明したが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、２回又は４回以上に分けて波型形状部３ｈを形成してもよい。例えば、長さＬ＝４００〜５００ｍｍのような長い所定範囲に波型形状部３ｈを形成する場合は、上述した「指定区間波型形状部形成工程」〜「内管移動工程」を順次繰り返しさせすればよい。すなわち、任意の長さＬの所定範囲に対して、波型形状部３ｈを形成することが可能である。
【００６９】
また、本実施形態においては、例えば、図１（ｃ）に示すように、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａの稜線２ｂが軸方向に対してΔｈ傾斜している。しかし、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａの稜線２ｂが、軸方向に対して平行でもよい。
【００７０】
また、本実施形態においては、図１（ｃ）に示すように、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａの稜線２ｂが、内管３が挿入される側（図１（ｃ）の右側）に、Δｈの傾斜量を有する。しかし、金属製可動式爪２の先端凸状部２ａの稜線２ｂが、内管３が挿入される側と反対側（図１（ｃ）の左側）に、Δｈの傾斜量を有してもよい。この金属製可動式爪２によっても、第１の指定区間３ａと第２の指定区間３ｂとの重なり部、および、第２の指定区間３ｂと第３の指定区間３ｃとの重なり部において、突出部｛内管３の外表面から見ると凹み（図示せず）に見える｝が、より分かりやすくなる。これにより、内管の波形形状部が、本実施形態の方法によって形成されたものであり、他の方法（例えば転造）によって形成されていないことが、より分かりやすい。
【００７１】
変形例１についても同様に、金属製可動式爪１０２の先端凸状部１０２ａの稜線１０２ｂ（図６（ａ）参照）が、内管３が挿入される側と反対側（図６（ａ）の左側）に、Δｈの傾斜量を有してもよい。変形例１において、先端突出部１０２ｐの稜線１０２ｑ（図６（ａ）参照）が、内管３が挿入される側と反対側（図６（ａ）の左側）に、Δｈ1の傾斜量を有してもよい。
変形例２についても同様に、金属製可動式爪２０２の先端凸状部２０２ａの稜線２０２ｂ（図７（ａ）参照）が、内管３が挿入される側と反対側（図７（ａ）の左側）に、Δｈの傾斜量を有してもよい。
変形例３についても同様に、金属製可動式爪３０２の先端凸状部３０２ａの稜線３０２ｂ（図８（ａ）参照）が、内管３が挿入される側と反対側（図８（ａ）の左側）に、Δｈの傾斜量を有してもよい。変形例３において、先端突出部３０２ｐの稜線３０２ｑ（図８（ａ）参照）が、内管３が挿入される側と反対側（図８（ａ）の左側）に、Δｈ2の傾斜量を有してもよい。
【００７２】
また、本発明に係る「芯金１の形状」と「金属製可動式爪２の形状」との組合せを適宜変えることにより、さまざまな「熱交換効率」と「圧損」の仕様に対応可能である。
【００７３】
なお、本実施形態および変形例１〜３においては、軸方向に一定間隔で、波型形状部３ｈを形成する場合について説明したが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、軸方向に不等間隔で、波型形状部３ｈを形成することも可能である。これには、前記不等間隔に対応するように、内管３を移動させればよい。
【００７４】
また、本実施形態および変形例１〜３においては、内管３の長さＬの所定範囲に、３回に分けて波型形状部３ｈを形成する場合について説明したが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、内管３の所定範囲に、波型形状部３ｈを１回で形成することも当然可能である。これには、１回で所定範囲に、波型形状部３ｈを形成するための軸方向の長さを有した「金属製可動式爪２」と、それに対応した「芯金１」とを準備するだけでよい。
【００７５】
また、本実施形態および変形例１〜３においては、８つの凸部１ａを有した芯金１と、８つの先端凸状部２ａを有した金属製可動式爪２とを用いた場合について説明したが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、偶数個の凸部１ａを有した芯金１と、前記凸部１ａの個数と同数の先端凸状部２ａを有した金属製可動式爪２とを採用することも可能である。例えば、４つ、および、６つのうちのいずれかの個数の凸部１ａを有した芯金１と、前記凸部１ａの個数と同数の先端凸状部２ａを有した金属製可動式爪２とを採用することも可能である。
芯金１に、偶数個の凸部１ａが、周方向に、かつ、等間隔に設けられ、金属製可動式爪２に、凸部１ａの個数と同数の先端凸状部２ａが、周方向に、かつ、等間隔に設けられている場合、例えば、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、芯金１において、軸を中心に径方向に互いに反対側に形成された２個の凸部１ａが、径方向外方に、互いに反対側に向かって突出している。また、金属製可動式爪２において、軸を中心に径方向に互いに反対側に配置された２つの先端凸状部２ａが、径方向内方に、互いに反対側に向かって突出している。これにより、金属製可動式爪２で内管３を径方向内方へ向かって押圧したとき、内管３は、軸を中心に径方向に互いに反対側に配置された２つの先端凸状部２ａにより、径方向内方へ向かって、互いに反対側から押圧される。そのため、内管３に波型形状部３ｈを形成しつつ、内管３の断面形状が略円形状に維持されている。
上記により、波型形状部３ｈが形成された、略円筒状の内管３を製造することができる。
変形例１〜３においても、芯金の凸部の数と、金属製可動式爪の先端凸状部の数とは、限定されるものではない。変形例１〜３においても、上記と同様に、偶数個の凸部を有した芯金と、凸部の個数と同数の先端凸状部を有した金属製可動式爪とを採用することが可能である。
【００７６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成等は、適宜設計変更可能である。また、発明を実施するための形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、発明を実施するための形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７７】
１  芯金
１ａ  凸部
１ｂ  凹部
２、１０２、２０２、３０２            金属製可動式爪
２Ａ、１０２Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ    金属製可動式爪片
２ａ、１０２ａ、２０２ａ、３０２ａ    先端凸状部
２ｂ、１０２ｂ、１０２ｑ、２０２ｂ、３０２ｂ、３０２ｑ    稜線
３  内管
３ａ  第１の指定区間
３ｂ  第２の指定区間
３ｃ  第３の指定区間
３ｆ  外方突出部
３ｇ  内方突出部
３ｈ  波型形状部
３ｉ  頂部
３ｊ  底部
４  外管
４ａ、４ｂ  両端部
４ｃ、４ｄ  拡管部
１０２ｐ、３０２ｐ    先端突出部
【図１】
2020082192.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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