JPH0244190A - 熱交換器用コルゲート状フィン部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器用フィン部材に関する。より詳しくは
熱伝達効率のよいフィン付き熱交換器の製造を容易且つ
精度高〈実施するのに役立つフィン部材に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕熱交換器
において、管内流体と管外流体との間の熱交換性能を高
めるために、管内流体が流れているパイプの外周に通常
フィンを取付ける。フィンの形状は通常プレート状のも
のが多く、パイプの周囲にらせん状又は環状に形成され
る。このようなプレート状フィンの場合、プレートの表
面に空気の境界層が発生し、この境界層がプレートの表
面に滞留して断熱層を形成するので高い熱効率が得られ
ない。その点からはピン状フィンの方が好ましい。又ピ
ン状フィンのパイプ表面への取付密度を高くすれば熱交
換効率を向上させることができる。

しかしながらパイプの外周にピン状フィンを配置するた
めの実際の作業は極めて困難なものであり、且つ熱交換
効率を高めるためにピンを密に配置しようとする際には
ビンの線径に対応して定められる密度で正しくピン状フ
ィンを配置することを要し、その作業はますます困難と
なる。

そこで、これまで多くの複雑な機械を用いて優れたピン
状フィンを有する熱交換器を提供すべく検討されてきた
が、未だに工業的に実用化されていないのが現状である
。

本発明は従来公知の熱交換器の有する問題点を解決して
、熱伝達効率のよいフィン付き熱交換器の製造を容易且
つ精度高〈実施するのに役立つ熱交換器用フィン部材を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、熱伝導体糸条を含んで構成されている
布帛であって、該布帛がコルゲート状に加工されたコル
ゲート状フィン部材によって達成される。前記布帛を構
成する糸条の全てが熱伝導体糸条であっても良い。

本発明による熱交換器用フィン部材はコルゲート形状、
すなわち波形の上下面に熱伝導体糸条が連続するように
、コルゲート形状に作られていることを特徴とする。

このようなコルゲート状のフィン部材を隣接する２本の
管内流体用パイプの間にフィン部材中の熱伝導体糸条の
コルゲート形状の頂部が管内流体用パイプに当接するよ
うに配置した上で当接点で熱伝導体糸条を管内流体用パ
イプに固定させることによってコルゲート状フィン付き
熱交換器が得られる。

本発明の熱交換器用コルゲート状フィン部材で用いられ
る熱伝導体糸条としては、銀、銅、アルミニウム等の純
金属細線或いは合金細線又は前記金属細線にハンダメツ
キ、スズメツキ等を施した金属細線を用いることができ
る。

線状熱伝導体の断面形状については特に限定はしないが
熱交換器用ビンフィン部材として用いる場合の圧力損失
を小さくするためには円形に近い断面の線状熱伝導体を
用いるとよい。

線状熱伝導体の熱伝導率は０．０３８ｃａｌ／ｃｍｓｅ
ｃ以上が好ましく、用途によってはさらに適切な熱伝導
率を有する線状熱伝導体を選定して用いることができる
。

本発明の熱交換器用コルゲート状フィン部材で用いられ
る布帛としては、織物・編物あるいは熱伝導体糸条同志
を交差させてその交差点を超音波溶接等の手段により接
合させたものを用いることができる。又、布帛を製造す
る際に用いる熱伝導体糸条以外には、有機物糸条を用い
、その有機物糸条としては、ポリエステル、ポリアミド
、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリピロピレ
ン、ポリビニールアルコール等あるいはこれらの共重合
物からなる合成繊維又は酢酸セルロースや再生セルロー
スなどよりなる糸さらには動、植物からなる天然繊維等
から成る糸条を用いることができる。

本発明の熱交換器用コルゲート状フィン部材を用いて圧
力損失が少く且つ熱交換効率の高い熱交換器を得るため
には、用いられる熱伝導体系の大きさとコルゲート状フ
ィン部材中の配列密度について下記の特定の範囲を定め
られるとよい。

０．２５≦Ｘ　≦２．５ ０．２５≦ＸＹ≦２．５ ここにＸは熱伝導体系の断面の外周長（−ｍ）であり、
Ｙは熱伝導体糸条の配列密度であり、第１図に示すよう
に、コルゲート状に変形された熱伝導体糸条について同
−糸条の波形（コルゲート状ａ）の配列ピッチＹ、（本
／、）と同一布帛部分中の隣接する熱伝導体系との配列
ピッチＹ、（本／ｎ）との算術平均 は、０．１本／龍〜１０本／１■、Ｙ２は、０．１本／
ａｍ〜１０本／龍の範囲で適宜選定すればよい。

Ｘ＜０．２５の場合は、熱伝導体系の線径が小さすぎて
、その力学的特性が低くなりすぎるためコルゲート状フ
ィン部材の製造時の取扱い性が極度に悪くなり、生産効
率が低下するので好ましくない。

Ｘ　＞　２．５の場合は、熱伝導体系の線径が大きすぎ
てフィンとしての性能を発揮しに（くなる。

Ｘのより好ましい範囲は０．５≦Ｘ≦２．０であり、断
面円形の熱伝導体系の場合では、はぼ１６０〜６４０μ
φに相当する。

一方ＸＹ＜０．２５の場合は、フィン用熱伝導体系の表
面積としては小さすぎて、高い熱交換率が得られない。

Ｘ　Ｙ　＞　２．５の場合は、表面積の大きいのを用い
ることができるが、林立するフィン間の間隔が狭（なり
すぎて、熱交換流体の圧力損失が大きくなりすぎる。

ＸＹのより好ましい範囲は０．３５≦ＸＹ≦１．２であ
り、断面円形の線径２００趨φの線状熱伝導体の場合で
は、線状熱伝導体の配列密度はほぼ０．５５本／龍２〜
１．９本／龍２に相当する。

以下本発明の熱交換器用コルゲート状フィン部材の一例
を示す添付図面を参照して本発明を詳述する。

第１Ａ図、第１Ｂ図は、本発明によるコルゲート状フィ
ン部材の一例をモデル的に示す、第１Ａ図、第１Ｂ図に
例示したコルゲート状フィン部材ｌａ、ｌｂには複数の
熱伝導体系２が布帛中に所定の間隔をあけて配置されて
なり、且つコルゲート状の形状に成型されている。次に
第１Ａ図、第１Ｂ図に例示した本発明のコルゲート状フ
ィン部材の製造方法を説明する。第２Ａ図並びに第２Ｂ
図は、従来公知の織機を用いて製造した布帛の一例を示
す。

第２Ａ図は経糸、緯糸、共に熱伝導体糸条２を用いて製
造した平織物４ａで、第２Ｂ図は経糸に熱伝導体糸条２
を緯糸に有機物糸条５を用いて製造した交織の平織物４
ｂである。この場合、織物組織については平織、を織、
それらを基本とじた変化組織いずれのものでもよい。

又、製織にあたっては熱伝導体糸条２を緯糸にし有機物
糸条５を経糸にしてもあるいは経糸・緯糸に熱伝導体糸
条２．有機物糸条５を含んでも良い。

次に布帛４ａ・４ｂ等をコルゲート状態に成形する方法
としては、従来公知のコルゲート型熱交換器のコルゲー
トフィンを成形するコルゲート成形機例えば一対のコル
ゲート成形プレスによって布帛４ａ・４ｂ等をコルゲー
ト状に圧縮成形する方法や市販のプリーツ成形機を応用
すればよい。

特に線状熱伝導体の線径が２００Ｉｒｍφと細い場合は
、アコーディオン型プリーツ成形機が十分適用できる。

次に第１Ａ図、第１Ｂ図に例示したコルゲート状フィン
部材１ａ・１ｂを用いてフィン付き熱交換器の製造方法
を第３図〜第４図を参照して説明する。

なお第３図〜第４図におけるコルゲート状フィン部材で
は説明の都合上熱伝導体糸条２が２本だけ示されるが、
実際には第１Ａ図、第１Ｂ図に示すように紙面の後方に
複数本の熱伝導体系２が間隔をあけて、平行に配置され
ている。又、以下の説明においては布帛として交織平織
物で経糸に熱伝導体糸条２を緯糸に有機物糸条５のコル
ゲート状フィン部材１ｂ並びに平織物で経糸、緯糸共に
熱伝導体糸条２のコルゲート状フィン部材１ａを用いる
場合について説明する。

先ずコルゲート状フィン部材１ａ、ｌｂを熱交換器の管
内流体用パイプ３・３′　（第４図参照）の大きさに合
せて切断してコルゲート状フィン部材６ａ・６ｂを得る
（第３図参照）。すなわち、コルゲート状フィン部材６
ａ、６ｂの高さｈｌは隣接する管内流体用パイプ３・３
′間の間隔ｈ２に合せ、長さｌＩはバイブ３・３′の長
さ１２より若干短かく設定する。

このフィン部材６ａ・６ｂを第４図に示すように管内流
体用パイプ３・３′の間にはさみ込みそのコルゲート形
状の頂部の熱伝導体糸条２とパイプ３・３′の表面とを
ろう付けする。この際、コルゲート状ピンフィン部材６
ｂは有機物糸条５を用いているためろう付けと同時に有
機物を焼失させるか或いは、ろう付は後に熱水又は化学
薬品等を用いて除去し第５図参照フィン付き熱交換器の
一構成部分が得られる。この構成部分を所要の数だけ組
合せ、且つ管内流体の受は入れ口、排出口等を設けるこ
とにより熱交換器が得られる。

かくして、例えば本実施例では、コルゲート状コイル配
列数Ｙ１＝１本／　ｍｌ、高さｈ＝８１罵にてコルゲー
ト成形してコルゲート状フィン部材が得られる。

なお第１Ａ図に示すように、経糸・緯糸共に熱伝導体糸
条２を用いた場合でも、得られた布帛が通気性を有する
のでピン状フィンに相等する熱交換性能を有する。

又、第１Ａ図に示す熱伝導体糸条２の配列ピッチＺ（本
／　ｖｓ　）並びに大きさは、圧力損失・熱交換効率並
びにコルゲート状フィン部材の製造時の取扱い性等を考
慮して適宜選定すればよい。

〔実施例〕

以下実施例をあげて本発明によるコルゲート状フィン部
材をさらに詳述する。

第２Ａ図並びに第２Ｂ図に示す平織物を下記条件で製織
した。

アコ−デイ、オンプリーツマ シン コルゲート成形条件；Ｙ＋＝１本／Ｎ ｈ＝３ｍ このようにして製造したコルゲート状フィン部材のＹ、
は、１本／關、Ｙ！は１本／鶴となり、熱伝導体系の配
列密度Ｙはｌとなる。一方熱伝導体系の線径は２００Ｉ
ｎｍφであるのでＸは０．６２８となり、したがってＸ
Ｙ値は０．６２８となる。

このピンフィン部材１ａ・１ｂを１ｌ＝２５■、幅０．
７　（Ｊに切断した後第３図〜第４図に基づいて説明し
たようにコルゲート状フィン付き熱交換器を作り、その
性能を調べたところ、優れた熱交換性能を示した。

上記織物を製織巾方向に２分割に切断したもの（！ｉ物
巾；５５ｃ＋ｓ）を下記条件でコルゲート加工した。

コルゲート成形機；東洋工機社 〔発明の効果〕 本発明によるコルゲート状フィン部材は前述のように構
成されているので、フィン付き熱交換器のフィンとして
用いる場合に、所望の熱伝達効率を得るための線径およ
び配列密度を容易且つ精度高く達成することができると
共に、熱交換器の管内流体用パイプへの取付けを布帛状
態で行うことができるので前述のように優れた性能を有
する熱交換器の製造を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図並びに第１Ｂ図は、本発明による熱交換器用コ
ルゲート状フィン部材の一例を示す斜視図であり、第２
Ａ図並びに第２Ｂ図は、コルゲート状ビン部材を製造す
るために用いる布帛の一例を示す斜視図であり、第３図
は所定の寸法に切断された第１図に示すコルゲート状フ
ィン部材の正面図であり、第４図はコルゲート状フィン
部材を熱交換器用パイプ間にはさみ込み熱伝導体糸条の
端部をろう付けした状態を示す正面図であり、第５図は
第４図に示すフィン部材中の溶解性糸条を溶解してビン
フィン付き熱交換器の一構成部分が得られた状態を示す
正面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・コルゲート状フィン部材２・・
・・・・熱伝導体糸条 ３．３′・・・・・・管内流体用パイプ４ａ、４ｂ・・
・・・・布帛 ５・・・・・・有機物糸条

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱伝導体糸条を含んで構成されている布帛であって、
   該布帛がコルゲート状に加工されたことを特徴とする熱
   交換器用コルゲート状フィン部材