(57)【要約】【課題】長さや外径が規定通りの伝熱管を効率的に製造し得る伝熱管製造装置を提供する。【解決手段】円筒管１００の外周面１０１に螺旋状の溝が形成されて熱交換装置に配設される伝熱管を製造可能に構成され、円筒管１００をその中心軸Ｐを中心として回転可能でかつその長さ方向に沿って移動可能に支持する支持部と、円板状に構成されて端面に歯部５３が形成されると共に板面５４が中心軸Ｐに対して直角を除く所定の角度をなすように配置された溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃの歯部５３を外周面１０１に押し付けた状態で溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃを回転させることによって円筒管１００を回転させかつ長さ方向に沿って移動させつつ溝を形成する回転機構とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒管の外周面に螺旋状の溝が形成されて熱交換装置に配設される伝熱管を製造可能に構成された伝熱管製造装置であって、
前記円筒管をその中心軸を中心として回転可能でかつその長さ方向に沿って移動可能に支持する支持部と、円板状に構成されて端面に歯部が形成されると共に板面が前記中心軸に対して直角を除く所定の角度をなすように配置された溝形成板と、当該溝形成板の前記歯部を前記外周面に押し付けた状態で当該溝形成板を回転させることによって当該円筒管を回転させかつ前記長さ方向に沿って移動させつつ前記溝を形成する回転機構とを備えて構成されている伝熱管製造装置。
【請求項２】
前記溝形成板を複数備えて前記溝を複数形成可能に構成され、
前記各溝形成板は、各々の中心が同一円周上に等間隔で位置し、前記所定の角度が互いに等しい角度となるように配置されている請求項１記載の伝熱管製造装置。
【請求項３】
前記回転機構は、前記各溝形成板をそれぞれ個別的にかつ同じ回転速度で回転させるモータを当該溝形成板の数と同数備えて構成されている請求項２記載の伝熱管製造装置。
【請求項４】
円筒管の外周面に螺旋状の溝が形成されて熱交換装置に配設される伝熱管を製造する伝熱管製造方法であって、
前記円筒管をその中心軸を中心として回転可能でかつその長さ方向に沿って移動可能に支持し、円板状に構成されると共に端面に歯部が形成された溝形成板の板面が前記中心軸に対して直角を除く所定の角度をなすようにして当該歯部を前記外周面に押し付けた状態で当該溝形成板を回転させることにより、前記円筒管を回転させかつ前記長さ方向に沿って移動させつつ前記溝を形成する伝熱管製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の伝熱管製造方法に従って製造されている伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に配設される伝熱管、並びにその伝熱管を製造する伝熱管製造装置および伝熱管製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換装置に配設される熱交換用の伝熱管として、実開平６−３１８２３号公報に開示された伝熱パイプが知られている。この伝熱パイプは、熱交換装置の予冷室に配設されて、圧縮空気を予冷するのに用いられる。この場合、この種の伝熱パイプは、冷却効率を向上させるために、外周面に螺旋状の溝が形成されて構成されている。この伝熱パイプを製造する際には、円板状の溝形成板の端面を、材料としての円筒管の中心軸に対して所定の角度をなすようにして押し付け、その状態で円筒管を回転させつつ溝形成板に対して押し込んだり引き抜いたりする。この際に、円筒管の回転および押し込み（または引き抜き）に伴い、押し付けられた溝形成板の端面によって円筒管の外周面が螺旋を描くようにして凹まされる。これにより、外周面に螺旋状の溝が形成されて伝熱パイプが製造される。
【特許文献１】実開平６−３１８２３号公報（第７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の伝熱パイプを製造する従来の製造方法には、以下の問題点がある。すなわち、従来の製造方法では、溝形成板を外周面に対して押し付けた状態で、円筒管を回転させつつ押し込んだり引き抜いたりすることによって螺旋状の溝を形成している。この場合、溝形成板に対して円筒管を押し込んだときには、円筒管が縮んで、伝熱パイプの長さが規定値よりも短くなったり、伝熱パイプの外径が規定値よりも太くなったりすることがある。また、これとは逆に、溝形成板に対して円筒管を引き抜いたときには、円筒管が伸びて、伝熱パイプの長さが規定値よりも長くなったり、伝熱パイプの外径が規定値よりも細くなったりすることがある。したがって、従来の製造方法には、伝熱パイプの長さや外径が円筒管の押し込みや引き抜きに起因して変化するため、長さや外径が規定値の範囲外となって不良品の発生率が高いという問題点が存在する。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、長さや外径が規定通りの伝熱管、並びにその伝熱管を効率的に製造し得る伝熱管製造装置および伝熱管製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく請求項１記載の伝熱管製造装置は、円筒管の外周面に螺旋状の溝が形成されて熱交換装置に配設される伝熱管を製造可能に構成された伝熱管製造装置であって、前記円筒管をその中心軸を中心として回転可能でかつその長さ方向に沿って移動可能に支持する支持部と、円板状に構成されて端面に歯部が形成されると共に板面が前記中心軸に対して直角を除く所定の角度をなすように配置された溝形成板と、当該溝形成板の前記歯部を前記外周面に押し付けた状態で当該溝形成板を回転させることによって当該円筒管を回転させかつ前記長さ方向に沿って移動させつつ前記溝を形成する回転機構とを備えて構成されている。
【０００６】
また、請求項２記載の伝熱管製造装置は、請求項１記載の伝熱管製造装置において、前記溝形成板を複数備えて前記溝を複数形成可能に構成され、前記各溝形成板は、各々の中心が同一円周上に等間隔で位置し、前記所定の角度が互いに等しい角度となるように配置されている。
【０００７】
また、請求項３記載の伝熱管製造装置は、請求項２記載の伝熱管製造装置において、前記回転機構は、前記各溝形成板をそれぞれ個別的にかつ同じ回転速度で回転させるモータを当該溝形成板の数と同数備えて構成されている。
【０００８】
また、請求項４記載の伝熱管製造方法は、円筒管の外周面に螺旋状の溝が形成されて熱交換装置に配設される伝熱管を製造する伝熱管製造方法であって、前記円筒管をその中心軸を中心として回転可能でかつその長さ方向に沿って移動可能に支持し、円板状に構成されると共に端面に歯部が形成された溝形成板の板面が前記中心軸に対して直角を除く所定の角度をなすようにして当該歯部を前記外周面に押し付けた状態で当該溝形成板を回転させることにより、前記円筒管を回転させかつ前記長さ方向に沿って移動させつつ前記溝を形成する。
【０００９】
また、請求項５記載の伝熱管は、請求項４記載の伝熱管製造方法に従って製造されている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の伝熱管製造装置および請求項４記載の伝熱管製造方法によれば、端面に歯部が形成された円板状の溝形成板を、その板面が円筒管の中心軸に対して直角を除く所定の角度をなすように円筒管の外周面に押し付けた状態で回転させることにより、従来の製造方法とは異なり、円筒管の押し込みや引き抜きを行うことなく溝を形成することができる。このため、押し込みや引き抜きに起因して伝熱管の長さや外径が変化する事態を確実に回避することができる。また、この伝熱管製造装置およびこの伝熱管製造方法では、押し込みや引き抜きのための大きな力を必要とせず、溝形成板を比較的小さな力で回転させるだけで、短時間で溝を形成することができるため、製造効率を十分に向上させることができる。したがって、この伝熱管製造装置およびこの伝熱管製造方法によれば、外径や長さが規定通りの伝熱管を十分効率的に製造することができる。また、この伝熱管製造装置およびこの伝熱管製造方法では、歯部を円筒管の外周面に押し当てるため、歯部の形状が転写された歯形が溝に形成される。したがって、溝に歯形が形成されることで、この伝熱管の内周面や外周面を通過する圧縮空気などの気体、液体、および気体と液体とを混合した気液混合体を攪拌する撹拌作用を増大させることができると共にその表面積を増やすことができるため、この伝熱管製造装置、この伝熱管製造方法および請求項５記載の伝熱管によれば、伝熱管の伝熱効果を十分に向上させることができる。
【００１１】
また、請求項２記載の伝熱管製造装置によれば、複数の溝形成板を備えて、各々の中心が同一円周上に等間隔で位置し、板面と円筒管の中心軸とのなす角度が互いに等しくなるように各溝形成板を配置したことにより、各々の歯部を円筒管の外周面に等間隔で押し付けることができるため、円筒管の外周面に複数の螺旋状の溝を等間隔に形成することができる。したがって、この伝熱管製造装置によれば、伝熱管の伝熱効果をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、請求項３記載の伝熱管製造装置によれば、複数の溝形成板をそれぞれ個別的にかつ同じ回転速度で回転させるモータを溝形成板の数と同数備えたことにより、各モータに対して各溝形成板を同じ回転速度で回転させるという簡易な制御を行うだけで、複数の溝を正確かつ容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る伝熱管製造装置および伝熱管製造方法の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
最初に、伝熱管製造装置１の構成について説明する。図１に示す伝熱管製造装置１は、本発明に係る伝熱管製造装置の一例であって、図７に示す伝熱管２００を製造可能に構成されている。この場合、伝熱管２００は、例えば、図８に示す熱交換装置３００の予備冷却室３０１に配設される伝熱用の管であって、図６，７に示すように、金属（一例としてアルミニウム）製の円筒管１００の外周面１０１に３本の螺旋状の溝１０２が形成されて構成されている。また、溝１０２には、後述する溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃの歯部５３（図３参照）の形状が転写された歯形１０３が形成されている。この場合、伝熱管２００は、複数の溝１０２を有し、その各溝１０２に歯形１０３がそれぞれ形成されているため、この伝熱管２００の内周面や外周面を通過する圧縮空気などの気体、液体、および気体と液体とを混合した気液混合体を攪拌する撹拌作用を増大させることができると共にその表面積を増やすことができるため、高い伝熱効果を発揮することが可能となっている。
【００１５】
一方、伝熱管製造装置１は、図１に示すように、載置台１１ａ，１１ｂ（以下、区別しないときには「載置台１１」ともいう）および螺旋溝形成部１２を備えて構成されている。載置台１１は、上部に複数のローラー２１が配設されて、円筒管１００（伝熱管２００）を長さ方向に沿って移動可能に構成されている。螺旋溝形成部１２は、同図に示すように、支持台３１、支持部３２、３つの溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃ（以下、区別しないときには「溝形成板３３」ともいう）、および３つのモータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（以下、区別しないときには「モータ３４」ともいう）を備えて構成されている。支持台３１は、支持部３２を固定可能に構成されている。支持部３２は、図１，２に示すように、円筒管１００を挿通可能な支持孔４１が形成されて構成され、支持孔４１に挿通された円筒管１００をその中心軸を中心として回転可能でかつその長さ方向に沿って移動可能に支持する。また、支持部３２には、モータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃをそれぞれ固定するための固定台座４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（以下、区別しないときには「固定台座４２」ともいう）が配設されている。この場合、各固定台座４２は、図２に示すように、支持孔４１に対して接離する方向（同図に示す矢印Ａ，Ｂ，Ｃの方向）に沿ってスライド可能に構成されている。
【００１６】
各溝形成板３３は、溝１０２を形成するための部材であって、図３に示すように、全体として円板状に構成されている。また、溝形成板３３の中心部には、モータ３４の回転軸６１を挿通させる挿通孔５１が形成されている。また、溝形成板３３には、端面５２に沿って歯部５３が形成されている。モータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、本発明における回転機構に相当し、各々の回転軸６１に固定されている溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃをそれぞれ個別的にかつ同じ回転速度で回転させる。また、各モータ３４は、支持部３２に配設されている固定台座４２に固定されている。この場合、各モータ３４は、図４に示すように、回転軸６１に固定されている各溝形成板３３の中心（具体的には、溝形成板３３の回転中心線上における板厚の中心）５５が同一円周上に等間隔で位置し、かつ図４，５に示すように、各溝形成板３３の板面５４が円筒管１００の中心軸Ｐに対して直角を除く所定の角度θ（一例として、４５゜）をなすように各々の固定位置や固定角度が規定されている。このように構成することで、各溝形成板３３の歯部５３を円筒管１００の外周面１０１に等間隔で押し付ける（接触させる）ことが可能となっている。
【００１７】
次に、伝熱管製造装置１を用いて、伝熱管２００を製造する伝熱管製造方法について図面を参照して説明する。
【００１８】
まず、図１に示すように、載置台１１ａにおけるローラー２１の上に円筒管１００を載置し、次いで、円筒管１００の一端部を螺旋溝形成部１２における支持部３２の支持孔４１に挿通して支持部３２に円筒管１００を保持させる。続いて、支持部３２に配設されている各固定台座４２を支持孔４１に対して近接する向きにスライドさせる。この際に、各固定台座４２のスライドによって各固定台座４２に固定されている各モータ３４が移動し、それに伴ってモータ３４に取り付けられている溝形成板３３の歯部５３が円筒管１００の外周面１０１に押し付けられる。これにより、図４に示すように、外周面１０１における歯部５３によって押し付けられた部位に凹みが形成される。
【００１９】
続いて、各モータ３４を始動して、各溝形成板３３を図４に示す矢印Ｄ，Ｅ，Ｆの回転方向に互いに同じ回転速度で回転させる。この場合、この伝熱管製造装置１では、溝形成板３３の端面５２に沿って歯部５３が形成されている。このため、この歯部５３が円筒管１００の外周面１０１に食い込んで、円筒管１００が各溝形成板３３の回転に伴って同図に示す矢印Ｇの回転方向に回転させられる。また、板面５４が円筒管１００の中心軸Ｐに対して４５゜をなすように溝形成板３３が配置されているため、円筒管１００は、溝形成板３３の回転に伴って、回転させられつつ長さ方向（図１に示す載置台１１ｂに向かう方向）に沿って移動させられる。
【００２０】
一方、円筒管１００が回転しつつ長さ方向に移動するため、この回転および移動に伴って歯部５３の押し付けによる凹みが螺旋を描くようにして形成される。この結果、円筒管１００の外周面１０１に螺旋状の溝１０２が形成される。また、歯部５３が外周面１０１に食い込んでいるため、溝１０２には、歯部５３の形状が転写された歯形１０３が形成される。この場合、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法では、従来の製造方法とは異なり、円筒管１００の押し込みや引き抜きを行うことなく溝１０２を形成するため、押し込みや引き抜きに起因して円筒管１００（完成品としての伝熱管２００）の長さや外径が変化する事態が確実に回避されている。また、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法では、押し込みや引き抜きのための大きな力を必要とせず、溝形成板３３を比較的小さな力で回転させるだけで、短時間で溝１０２が形成されるため、製造効率の向上が図られている。
【００２１】
次いで、円筒管１００が所定の長さだけ載置台１１ｂ側に移動させられた時点で、各モータ３４を停止させる。これにより、溝形成板３３による溝１０２の形成が停止する。続いて、各固定台座４２を支持孔４１に対して離間する向きにスライドさせる。この際に、各固定台座４２に固定されている各モータ３４が移動し、それに伴ってモータ３４に取り付けられている溝形成板３３の歯部５３による円筒管１００の外周面１０１に対する押し付けが解除される。以上により、伝熱管２００が完成する。続いて、完成した伝熱管２００を載置台１１ｂにおけるローラー２１の上に載置して、保管場所等に移動する。この場合、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法では、上記したように、製造工程において伝熱管２００の長さや外径が変化する事態を確実に回避することが可能となっている。このため、長さや外径が規定外となることによる不良品の発生率が低く抑えられている。
【００２２】
このように、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法によれば、端面５２に歯部５３が形成された溝形成板３３を、板面５４が円筒管１００の中心軸Ｐに対して所定の角度θをなすように円筒管１００の外周面１０１に押し付けた状態で回転させることにより、従来の製造方法とは異なり、円筒管１００の押し込みや引き抜きを行うことなく溝１０２を形成することができる。このため、押し込みや引き抜きに起因して伝熱管２００の長さや外径が変化する事態を確実に回避することができる。また、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法では、押し込みや引き抜きのための大きな力を必要とせず、溝形成板３３を比較的小さな力で回転させるだけで、短時間で溝１０２を形成することができるため、製造効率を十分に向上させることができる。したがって、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法によれば、外径や長さが規定通りの伝熱管２００を十分効率的に製造することができる。また、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法では、歯部５３を円筒管１００の外周面１０１に押し当てるため、歯部５３の形状が転写された歯形１０３が溝１０２に形成される。したがって、この伝熱管製造装置１、この伝熱管製造方法および伝熱管２００によれば、溝１０２に歯形１０３が形成されることで、伝熱管２００の伝熱効果を十分に向上させることができる。
【００２３】
また、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法によれば、３つの溝形成板３３を備えて、各々の中心（回転中心線上における板厚の中心）５５が同一円周上に等間隔で位置し、板面５４と円筒管１００の中心軸Ｐとのなす角度θが互いに等しくなる（この例では４５度となる）ように各溝形成板３３を配置したことにより、各々の歯部５３を円筒管１００の外周面１０１に等間隔で押し付けることができるため、円筒管１００の外周面１０１に螺旋状の３本の溝１０２を等間隔に形成することができる。したがって、この伝熱管製造装置１、この伝熱管製造方法および伝熱管２００によれば、伝熱管２００の伝熱効果をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、この伝熱管製造装置１およびこの伝熱管製造方法によれば、３つの溝形成板３３をそれぞれ個別的にかつ同じ回転速度で回転させるモータ３４を溝形成板３３と同数の３つ備えたことにより、各モータ３４に対して各溝形成板３３を同じ回転速度で回転させるという簡易な制御を行うだけで、複数の溝１０２を正確かつ容易に形成することができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、３つの溝形成板３３を備えて、３本の溝１０２を形成して伝熱管２００を製造する伝熱管製造装置１および伝熱管製造方法に適用した例について上記したが、３つ以外の任意の数の溝形成板３３を備えてその溝形成板３３の数と同数の溝１０２を形成する伝熱管製造装置および伝熱管製造方法に適用することができる。また、３つのモータ３４を備えて各溝形成板３３を各モータ３４によって個別的に回転させる構成例について上記したが、１つのモータ３４、または溝形成板３３の数よりも少ない数のモータ３４で溝形成板３３を回転させる構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】伝熱管製造装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図１における矢印Ｈの方向から見たときの溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃおよびモータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃの配置状態を示す配置図である。
【図３】溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃの構成を示す斜視図である。
【図４】図１における矢印Ｈの方向から見たときの溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃの配置状態を示す配置図である。
【図５】円筒管１００と溝形成板３３ａ，３３ｂ，３３ｃとの位置関係を説明するための説明図である。
【図６】伝熱管２００の断面図である。
【図７】円筒管１００および伝熱管２００の斜視図である。
【図８】熱交換装置３００の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  伝熱管製造装置
３２  支持部
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ  溝形成板
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  モータ
５２  端面
５３  歯部
５４  板面
５５  中心
１００  円筒管
１０１  外周面
１０２  溝
２００  伝熱管
３００  熱交換装置
【図１】
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【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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