(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤフィンの位相を正確な位置にずらすことができ、流体が伝熱管の表面を均等に流れ易くなり、管外側熱伝達率の向上が期待でき、総合的な熱交換効率の向上が図れるフィン付き伝熱管の製造装置を提供する。【解決手段】熱伝導性を有する複数条のワイヤ９を通過させて、山部と基底部とが交互に繰り返して連続する波状ワイヤ９Ａを形成するワイヤフィン形成装置２と、隣り合う波状ワイヤを所定間隔に保持し、且つ山部が起立した状態で一斉に繰り出すワイヤフィン繰出し部３と、前記波状ワイヤを回転する伝熱管２１の表面にらせん状に巻着させるワイヤフィン案内装置５とを備える。前記ワイヤフィン案内装置から出た複数条の波状ワイヤの山部および基底部の位相を少なくとも２系列にずらすワイヤフィン錯列装置２０が、前記ワイヤフィン案内装置の下流側に設けられている。【選択図】図１
2008207209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性を有する複数条のワイヤを通過させて、山部と基底部とが交互に繰り返して連続する波状ワイヤを形成するワイヤフィン形成装置と、隣り合う波状ワイヤを所定間隔に保持し、且つ山部が起立した状態で一斉に繰り出すワイヤフィン繰出し部と、前記波状ワイヤを回転する伝熱管の表面にらせん状に巻着させるワイヤフィン案内装置とを備えたフィン付き伝熱管の製造装置において、
前記ワイヤフィン案内装置から出た複数条の波状ワイヤの山部および基底部の位相を少なくとも２系列にずらすワイヤフィン錯列装置が、前記ワイヤフィン案内装置の下流側に設けられていることを特徴とするフィン付き伝熱管の製造装置。
【請求項２】
前記ワイヤフィン錯列装置は、第１ガイド歯体と第２ガイド歯体とが、ガイド円板を介して回転軸に回転自在に設けられ、前記第１ガイド歯体および第２ガイド歯体の外周部には、前記波状ワイヤの山部が係止する山部と、前記波状ワイヤの基底部が係止する谷部とが交互に形成されており、前記第１ガイド歯体と前記第２ガイド歯体の山部および谷部は、前記回転軸の回転方向に位相がずれている請求項１に記載のフィン付き伝熱管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管の表面にワイヤフィンを巻着してなるワイヤフィン付き伝熱管の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器、特に冷凍機用の凝縮器や蒸発器には、最近脚光を浴びているワイヤフィン付き伝熱管が使用されている。このワイヤフィン付き伝熱管は、山部と基底部とが交互に繰り返して連続する波状フィンを、伝熱管の表面に山部が起立するようにらせん状に巻着したものである。かかるワイヤフィン付き伝熱管は、管軸長手方向に隣接する山部同士の間隔が大きく、且つ、流体が伝熱管の表面を均等に流れ易くするのが、総合的な熱交換効率を向上させる上で好ましい。そのため、伝熱管に巻着された隣接する波状ワイヤの山部や基底部同士の位相をずらすことが従来から考えられている。
【０００３】
仮に、伝熱管に巻着された波状ワイヤの位相がずれていな場合には、管軸長手方向に隣接する山部同士の間隔が小さくなるため、伝熱管の外側を流れる流体の抵抗が大きくなる傾向にある。しかも、基底部の連なる部分が管軸長手方向に延びる流体通路が形成されるが、この流体通路に流体が最も流れ易くなって所謂偏流を起こすおそれがある。その結果、流体が伝熱管の表面を均等に流れ難くなり、波状ワイヤの巻着による伝熱面積の増大にもかかわらず、管外側熱伝達率の向上が期待できず、総合的な熱交換効率の向上が図れない問題がある。
【０００４】
そこで、山部間の間隔を広くとり、しかも、基底部が一方向にのみ延びるのを防いで総合的な熱交換効率の向上を図るように工夫したワイヤフィン付き伝熱管を製造する装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
かかるワイヤフィン付き伝熱管の製造装置は、熱伝導性の良い複数条のワイヤを、噛み合う一対の歯車からなるワイヤフィン成形部に通過させることにより、山部と基底部とが交互に繰り返して連続する波状ワイヤに夫々折曲処理し、ワイヤフィン繰出し部により、隣り合う波状ワイヤ所定間隔に保持し、且つ山部が起立した状態で一斉に繰り出すとともに、各山部の起立状態をワイヤフィン案内装置で保持しながら、下方で回転する伝熱管の表面に巻き取り、各波状ワイヤの基底部を伝熱管の表面に溶着させるものである。
【０００６】
しかも、少なくとも２種の異なるバスを有する異長案内構造を、ワイヤフィン案内装置よりもワイヤ繰り出し方向の上流側に位置するワイヤフィン繰出し部の途中に設けることにより、前記伝熱管の巻着された波状ワイヤの位相を少なくとも２系列にずらし得る構造としている。
【特許文献１】特開昭５６−１６３０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載のフィン付き伝熱管の製造装置は、ワイヤフィン案内装置よりも上流側の波状ワイヤの繰り出し途中で、波状ワイヤの山部および基底部（ワイヤフィン）の位相をずらす構造であるため、複数条のワイヤを伝熱管の表面に巻き取る際に、その位相のずれが不完全なものとなり、ワイヤフィンを正確な位置にずらしたワイヤフィン付き伝熱管が製造できない問題があった。
【０００８】
本発明は、ワイヤフィンの位相を正確な位置にずらすことができ、流体が伝熱管の表面を均等に流れ易くなり、管外側熱伝達率の向上が期待でき、総合的な熱交換効率の向上が図れるフィン付き伝熱管の製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、熱伝導性を有する複数条のワイヤを通過させて、山部と基底部とが交互に繰り返して連続する波状ワイヤを形成するワイヤフィン形成装置と、隣り合う波状ワイヤを所定間隔に保持し、且つ山部が起立した状態で一斉に繰り出すワイヤフィン繰出し部と、前記波状ワイヤを回転する伝熱管の表面にらせん状に巻着させるワイヤフィン案内装置とを備えたフィン付き伝熱管の製造装置において、前記ワイヤフィン案内装置から出た複数条の波状ワイヤの山部および基底部の位相を少なくとも２系列にずらすワイヤフィン錯列装置が、前記ワイヤフィン案内装置の下流側に設けられていることにある。
【００１０】
前記本発明は、前記ワイヤフィン錯列装置を前記伝熱管の近傍に配置することが可能となり、ワイヤフィンの位相を正確な位置にずらすことができる。
【００１１】
しかも、本発明の前記ワイヤフィン錯列装置は、第１ガイド歯体と第２ガイド歯体とが、ガイド円板を介して回転軸に回転自在に設けられ、前記第１ガイド歯体および第２ガイド歯体の外周部には、前記波状ワイヤの山部が係止する山部と、前記波状ワイヤの基底部が係止する谷部とが交互に形成されており、前記第１ガイド歯体と前記第２ガイド歯体の山部および谷部は、前記回転軸の回転方向に位相がずれている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ワイヤフィンの位相を正確な位置にずらすことができ、流体が伝熱管の表面を均等に流れ易くなり、管外側熱伝達率の向上が期待でき、総合的な熱交換効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１〜図８は、本発明のフィン付き伝熱管の製造装置の一実施形態を示す。図１は当該製造装置の概略正面図、図２は当該製造装置の概略平面図である。かかる製造装置１は、ワイヤフィン形成装置２と、ワイヤフィン繰出し部３と、ワイヤフィン案内装置５と、ワイヤフィン錯列装置２０と、管送り装置（図示省略）と、溶着装置（図示省略）とを備えている。
【００１５】
ワイヤフィン形成装置２は、複数のワイヤ巻取リール８と、このワイヤ巻取リール８から繰り出される複数条の熱伝導性の良好なワイヤ９を案内するワイヤ繰出し部３と、互いに噛み合い関係を有し且つモータによって駆動される一対の歯車１１、１２とから構成されている。
【００１６】
ワイヤ繰出し部３は、このワイヤ巻取リール８から繰り出される複数条のワイヤ９を案内する多列溝付ロール１０と、中間多列溝付ロール１３と、多列溝付クッションロール１５と、多列溝付ロール１６とから構成されている。なお、各多列溝付ロール１０、１３、１６およびクッションロール１５は、ワイヤ９の繰り出し方向の上流側から下流側に向けて順に配置され、それぞれの周胴部に適宜ピッチを有する複数の輪溝が形成されている。
【００１７】
多列溝付クッションロール１５は、図示省略の製造装置本体に揺動自在に取り付けられたアーム１８の先端部に設けられ、一対の歯車１１、１２を出た波状ワイヤ９Ａを下向きに押してテンションを付与している。また、図示省略の歯車駆動用モータを駆動させることにより、波状ワイヤ９Ａの緊張力を適正に保持しながらワイヤ９の繰り出し量を巻き付け量に合致するよう多列溝付クッションロール１５の高さを自動調整することができる。
【００１８】
一対の歯車１１、１２は、一般の成形用歯車と同構造を成しており、ワイヤ９を歯車１１、１２の噛合部間に介挿することにより、山部９ａと基底部９ｂとが交互の繰り返しで連続する波状ワイヤ９Ａに屈曲成形するものである。かかる複数条の波状ワイヤ９Ａを、中間多列溝付ロール１３を経て多列溝付クッションロール１５に係架した後、前側多列溝付ロール１６に介挿し下流側に繰り出す。
【００１９】
ワイヤフィン案内装置５は、多列溝付ロール１６の下流側に配置されている。ワイヤフィン案内装置５は、多列をなし並設した案内板１９を有する。案内板１９の間隔は、波状ワイヤ９Ａが倒れずに円滑に通過できる程度の間隔に設定されている。案内板１９の入口側は多列溝付ロール１６の溝間隔に対応させる一方、出口側は絞られており、並走する複数条の波状ワイヤ９Ａを、所定間隔に縮めることにより、山部９ａが倒れないように直立した状態で移行できるようになっている。
【００２０】
案内板１９の下縁部には底板１９ａを添着して波状ワイヤ９Ａが、案内板１９から脱落しないようになっている。
【００２１】
ワイヤフィン錯列装置２０は、ワイヤフィン案内装置５の下流側に設けられている。すなわち、ワイヤフィン錯列装置２０は、ワイヤフィン案内装置５と、下方で待機する伝熱管２１との間に設けられている。ワイヤフィン錯列装置２０は、図４〜図７に示すように、ホルダー２３と、回転軸２４と、第１ガイド歯体２５と、第２ガイド歯体２６と、ガイド円板２７とを備えている。第１ガイド歯体２５と第２ガイド歯体２６の外周部には、波状ワイヤ９Ａの山部９ａが係止する山部２５ａ、２６ａと、基底部９ｂが係止する谷部２５ｂ、２６ｂとが交互に形成されている。
【００２２】
また、ガイド円板２７の直径は、第１ガイド歯体２５および第２ガイド歯体２６の直径よりも大きく設定されている。第１ガイド歯体２５と第２ガイド歯体２６とは、ガイド板２７を挟んで交互に配置されており、互いに隣接するガイド板２７の間隔Ｌ１は、ガイド板２７間に波状ワイヤ９Ａが入るように、波状ワイヤ９Ａの直径よりも若干大きく設定されている。
【００２３】
ホルダー２３は、図４に示すようにボルト３０およびナット３１によりワイヤフィン案内装置５側に固定され、回転軸２４がベアリング２９を介してホルダー２３に回転自在に支持されている。第１ガイド歯体２５、第２ガイド歯体２６およびガイド板２７は、図５に示すように、回転軸２４が挿通される軸挿通孔２５ｃ、２６ｃ、２７ｃが中心にそれぞれ形成されるとともに、キー（図示省略）が嵌入されるキー溝２５ｄ、２６ｄ、２７ｄが形成されている。従って、第１ガイド歯体２５、第２ガイド歯体２６およびガイド板２７は、回転軸２４に対して相対的な位置決めがなされている。
【００２４】
その結果、第１ガイド歯体２５の山部２５ａ（谷部２５ｂ）と、第２ガイド歯体２６の山部２６ａ（谷部２６ｂ）とは、キー溝２５ｄ、２６ｄに対して所定距離（半ピッチ分）だけ周方向（回転方向）に位相がずれている。このため、第１ガイド歯体２５の山部２５ａと、第２ガイド歯体２６の谷部２６ｂとが、横一列（管軸長手方向）に揃うようになっている。
【００２５】
管送り装置は、伝熱管２１を回転しつつ管軸長手方向に搬送させる周知の送り装置である。そして、管の周速度と送り速度とを適当に設定することにより、波状ワイヤ９Ａの巻き付け速度を、ワイヤフィン形成装置２の送り速度に応じて規定することができる。
【００２６】
溶着装置は、伝熱管２１に予め半田層を塗布した半田付けによる場合は、加熱炉を進行する伝熱管２１に囲繞して設ける一方、ロー付処理による場合は、溶接材を溶射する装置を進行する伝熱管２１に指向させて設け、且つその後方に加熱装置を設けるなど公知の溶着装置を使用する。
【００２７】
次に、本発明に係る上記装置を用いて、ワイヤフィン付き伝熱管を製造する場合について説明する。
【００２８】
先ず、ワイヤ巻取リール８に巻き取られている複数条のワイヤ９を、ワイヤフィン形成装置２に送って波状ワイヤ９Ａを形成し、その先端をワイヤフィン繰出し部３およびワイヤフィン案内装置５を経て、待機する伝熱管２１の表面に数回まき付けた状態で、歯車駆動用モータおよび管送り装置を作動させる。
【００２９】
そして、一対の歯車１１、１２間で連続して形成された複数条の波状ワイヤ９Ａは、山部９ａが管送り装置６の中間多列溝付ロール１３、多列溝付クッションロール１５および多列溝付ロール１６によって倒れず起立した状態で、ワイヤフィン案内装置５まで一斉に繰り出される。
【００３０】
ワイヤフィン案内装置５を出た複数条の波状ワイヤ９Ａは、一本ずつワイヤフィン錯列装置２０のガイド円板２７間に嵌っており、第１ガイド歯体２５および第２ガイド歯体２６は、通過する波状ワイヤ９Ａを押圧しているため、波状ワイヤ９Ａの山部９ａが係止する山部２５ａ、２６ａに係止し、基底部９ｂが谷部２５ｂ、２６ｂに係止する（図６参照）。
【００３１】
第１ガイド歯体２５に係止した波状ワイヤ９Ａと、第２ガイド歯体２６に係止した波状ワイヤ９Ａとは、互いの山部２５ａ、２６ａおよび谷部２５ｂ、２６ｂの位相が２系列にずらされる。複数条の波状ワイヤ９Ａは、第１ガイド歯体２５、第２ガイド歯体２６およびガイド円板２７を回転させながら、適度な張力が付与された状態で回転する伝熱管２１の表面に一斉に所定の間隔を有してらせん巻きされる。
【００３２】
このようにして巻き付けられた波状ワイヤ９Ａは、後工程の溶着装置によって、基底部９ｂを伝熱管２１の表面に確実に溶着することができる。かかる製造装置は、ワイヤフィン錯列装置２０をワイヤフィン案内装置５よりも下流位置で且つ可及的伝熱管２１の近傍に配置し、その伝熱管２１の表面に波状ワイヤ９Ａを巻着する直前でそれぞれの位相をずらす構成であるため、伝熱管２１の表面に巻着された波状ワイヤ９Ａの山部９ａや基底部９ｂ（ワイヤフィン）の相対位置が正確なものとなる。なお、図８に本実施形態の装置により製造されたフィン付き伝熱管２２を示す。
【００３３】
本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図９（ａ）に示すように、ワイヤフィン錯列装置２０は、波状ワイヤ９Ａの下方側に設けても、あるいは、波状ワイヤ９Ａを挟持するように、上下両側に設けることも可能である。また、ワイヤフィン錯列装置２０は、ホルダー２３を介してワイヤフィン案内装置５に支持する以外に、ワイヤフィン案内装置５と独立して適宜フィン付き伝熱管の製造装置１を構成する部材に支持することが可能である。
【００３４】
また、図９（ｂ）に示すように、ワイヤフィン錯列装置２０をワイヤフィン案内装置５の下流側に設ける他の例として、ワイヤフィン案内装置５の下流部分に一体的に設ける（内蔵する）ことも可能である。
【００３５】
しかも、ワイヤフィン錯列装置２０による波状ワイヤ９Ａの位相のずれは、２系列に限定されるものではなく、３種類以上のガイド歯体をずらすことにより、３系列以上に設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のフィン付き伝熱管の製造装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】同概略平面図である。
【図３】ワイヤフィン案内装置およびワイヤフィン錯列装置の要部を示す断面図である。
【図４】同一部破断を含む断面平面図である。
【図５】錯列装置の各部材を示し、（ａ）は第１ガイド歯体の要部を示す正面図、（ｂ）は第２ガイド歯体の要部を示す正面図、（ｃ）はガイド円板の要部を示す正面図である。
【図６】錯列装置の第１ガイド歯体に、波状ワイヤが係合した要部を示す正面図である。
【図７】錯列装置の第１ガイド歯体および第２ガイド歯体に、波状ワイヤが係合した要部を示す断面側面図である。
【図８】フィン付き伝熱管の要部を示す斜視図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      フィン付き伝熱管の製造装置
２      ワイヤフィン形成装置
３      ワイヤフィン繰出し部
５      ワイヤフィン案内装置
８      ワイヤ巻取リール
９      ワイヤ
９Ａ    波状ワイヤ
９ａ    山部
９ｂ    基底部
１０    多列溝付ロール
１１    歯車
１２    歯車
１３    中間多列溝付ロール
１５    多列溝付クッションロール
１６    多列溝付ロール
２０    ワイヤフィン錯列装置
２１    伝熱管
２３    ホルダー
２４    回転軸
２５    第１ガイド歯体
２５ａ  山部
２５ｂ  谷部
２６    第２ガイド歯体
２６ａ  山部
２６ｂ  谷部
２７    ガイド円板
【図１】
2008207209.tif 000003
【図２】
2008207209.tif 000004
【図３】
2008207209.tif 000005
【図４】
2008207209.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008207209.tif 000008
【図７】
2008207209.tif 000009
【図８】
2008207209.tif 000010
【図９】
2008207209.tif 000011