JPH03181795A - 熱交換器用ピンフィン部材 - Google Patents

熱交換器用ピンフィン部材

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JPH03181795A
JPH03181795A JP31772189A JP31772189A JPH03181795A JP H03181795 A JPH03181795 A JP H03181795A JP 31772189 A JP31772189 A JP 31772189A JP 31772189 A JP31772189 A JP 31772189A JP H03181795 A JPH03181795 A JP H03181795A
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JP
Japan
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heat exchanger
linear
fin member
pin fin
corrugated
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JP31772189A
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Toshio Isobe
敏夫 磯部
Yoko Nishida
西田 洋子
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/022Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/122Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

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ピンフィン部材に関する。
より詳しくは熱伝達効率のよいピン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ピンフィ
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。その点からはビン状フィンの方が好ましい。又ビ
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ビ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ビ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ビン状フ
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
、熱伝達効率のよいピンフィン付き熱交換器の構造を容
易且つ精度高〈実施するのに役立つ熱交換器用ピンフィ
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、平行且つ所定の間隔で配列された複数
本の線状熱伝導体糸条と、該糸条と直交するように配置
され、且つろう材又は半田材を有する線状熱伝導体糸条
を含んで成り、前記複数本の線状熱伝導体糸条の方向で
コルゲート状に成形されており、前記ろう材又は半田材
を有する/線状熱伝導体糸条が前記コルゲート状の湾曲
頂部に配置されていることを特徴とする熱交換器用ピン
フィン部材によって達成される。
前記ピンフィン部材が、平行且つ所定の間隔で配列され
た複数本の線状熱伝導体糸条〈以下コルゲート用線状熱
伝導体系条と称す〉と、この糸条と直交するように配置
され且つろう材又は半田材を有する線状熱伝導体糸条(
以下接合用線状熱伝導体糸条と称す)だけで構成されて
いてもよく、あるいは前記2種類の糸条に加えて、布帛
状一体物を懲戒させるため等を目的として他の糸条、例
えば有機物糸条を用いてもよい。本発明のピンフィン部
材はこれら他の糸条を使用する場合も含むものとする。
このようなコルゲート状のピンフィン部材を、隣接する
2本の管内流体用パイプの間に、ピンフィン部材中のコ
ルゲート用線状熱伝導体系条並びに接合用線状熱伝導体
糸条を含んで構成された布帛状一体物(以下単に布帛と
称す)のコルゲート形状の湾曲頂部を管内流体用パイプ
に当接するように配置した上で、当接点でコルゲート用
線状熱伝導体系条並びに接合用線状熱伝導体糸条を管内
流体用パイプに固着させることよってピンフィン付熱交
換器が得られる。
本発明の熱交換器用ピンフィン部材で用いられるコルゲ
ート用線状熱伝導体系条としては、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。
線状熱伝導体糸条の断面形状については特に限定はしな
いが熱交換器用ピ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
体糸条を用いるとよい。
線状熱伝導体糸条の熱伝導率は0.038ca i’ 
/ Cm/sec/l: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糸条を選
定して用いることができる。
本発明の熱交換器用ピンフィン部材で用いられる接合用
線状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・合金細線にろう材・半田材をクラッド処理
したもの或いはろう材、半田材の合金細線例えばAjニ
ーSi、 AA−si−Mg+Pb−3n系合金を用い
ることができる。
前記接合用線状熱伝導体糸条の熱伝導率は0、038c
a l / cm/sec/ を以上が好まシ<、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
糸条を選定して用いることができる。
又、断面形状については特に限定はしないが布帛の作り
易さ、管内流体用パイプへの確実な固着等を考慮して適
宜選定すればよい。
本発明の熱交換器用ピンフィン部材で用いられる布帛の
構造としては、織物・編物あるいは線状熱伝導体糸条同
志を交差(上下に重ねる場合を含む)させてその交差点
を、熱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前記2種の線
状熱伝導体糸条以外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。
以下本発明のピンフィン部材の好ましい実施例を示す添
付図面を参照して本発明を以下詳述する。
本発明の熱交換器用ピンフィン部材を用いて圧力損失が
少なく且つ熱交換効率の高い熱交換器を得るためには、
線状熱伝導体糸条の大きさと複数のコルゲート形状のコ
ルゲート用線状熱伝導体系条の配列密度が下記式を満足
するように設定すると好ましい。
0.25≦X≦2.5 0.5≦XY≦2.5 上記式において、Xは線状熱伝導体糸条断面の外周長(
+nm)であり、Yは線状熱伝導体糸条の配列密度(本
/ mm )である。
されている。9本のコルゲート用線状熱伝導体系条3a
〜31は互いに間隔をあけて、接合用線状熱伝導体糸条
2並びに有機物糸条4で組織されている。第1図(A)
に示すように、隣接する2本のコルゲート用線状熱伝導
体系条3の間隔をZ2゜と規定する。それぞれのコルゲ
ート用線状熱伝導体系条3はコルゲート状に湾曲し、1
本の線状熱伝導体糸条3の湾曲頂部5の中心と同じ線状
熱伝導体糸条3の隣接する湾曲頂部5の中心との間の間
隔、換言すれば、第1図(A)において1本のコルゲー
ト用線状熱伝導体系条3aの隣接する2本の平行部分間
の間隔を21と規定する。
前記Z1の値からコルゲート用線状熱伝導体系条の長手
方向でのコルゲート用線状熱伝導体系条の配列密度Y1
を計算し、一方コルゲート用線状熱伝導体系条の長手方
向に直角方向でのコルゲート用線状熱伝導体系条の配列
密度Y2を前記Z2の値から計算する。前記式で用いら
れるYはY。
とY2の平均値を用いる。尚Y1は0.2本/ mm〜
10本/mm、Yzは0.2本/mm〜10本/ mm
の範囲が好ましい。
X<0.25の場合は、線状熱伝導体糸条の線径が小さ
すぎて、その力学的特性が低くなりすぎるため、ピンフ
ィン付き熱交換器の製造時の取扱い性が悪くなり、且つ
生産効率が低下する。
X > 2.5の場合は、線状熱伝導体糸条の線径が大
きすぎてピン状フィンとしての性能を発揮しにくくなる
傾向がある。
XY<0.5の場合は、ピンフィン用線状熱伝導体系条
の表面積が小さくなり、高い熱交換率が得られにくい。
XY>2.5の場合は、表面積の大きい線状熱伝導体糸
条を用いることができるが、林立するフィン間の間隔が
狭くなりすぎて、熱交換流体の圧力損失が大きくなる傾
向がある。
第1図(A)、第1図(B)は本発明による熱交換器用
ピンフィン部材の一例をモデル的に示す。
第1図(A)、第1図(B)に例示したピンフィン部材
1a、lbには複数のコルゲート用線状熱伝導体系条3
が第1図(A)で3a・・・31で示すように布帛中に
所定の間隔をあけて平行に配置されており、且つコルゲ
ート状の形状に成形され、コルゲートの湾曲頂部5に接
合用線状熱伝導体糸条2が位置している。接合用線状熱
伝導体糸条2の本数は適宜選定して用いてよい。
次に第1図(A)、第1図(B)に例示した本発明のピ
ンフィン部材1a、lbの製造方法を説明する。第1図
(A)は、従来公知の織機を用いて製織した布帛である
。第1図(B)は従来公知の織機に新たな機能を付与、
すなわち、緯糸として接合用線状熱伝導体糸条2を挿入
し筬打ち直後に緯糸の目ずれを防止するため、例えば加
熱ヒータ等を用いて経糸と緯糸の交錯点を固定する手段
を備えた織機で製織した布帛の一例である。
第2図(A)は経糸にコルゲート用線状熱伝導体系条3
を緯糸に接合用線状熱伝導体糸条2並びに有機物糸条4
を用いて製織した交織の平織物6aである。第2図(B
)は経糸にコルゲート用線状熱伝導体系条3を、緯糸に
接合用線状熱伝導体糸条2を用いて製織した交織の平織
物6bである。この場合、織物組織については平織、綾
織、それらを基本とした変化組織いずれのものでもよい
前記製織にあたってはコルゲート用線状熱伝導体系条3
を緯糸にして、接合用線状熱伝導体糸条2、有機物糸条
4を経糸にしてもよく、さらに経糸・緯糸にコルゲート
用線状熱伝導体系条3、接合用線状熱伝導体糸条2、有
機物糸条4を混用してもよい。
又、第3図に、経方向にコルゲート用線状熱伝導体系条
3を、緯方向に接合用線状熱伝導体糸条2と有機糸条4
を用い、地組織に有機糸条7を用いてたて糸よこ糸挿入
編地8の一例をモデル的に示す。
前記編地8において、コルゲート用線状熱伝導体系条3
を緯方向に、接合用線状熱伝導体糸条2と有機糸条4を
経方向にしてもよい。又経糸方向・緯糸方向の両方に線
状熱伝導体糸条2,3、有機物糸条4を混用してもよい
次に布帛6a、6b、8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プレ
ート状コルゲートフィンを成形するコルゲー)を形機、
例えば第4図に例示するように上下一対のコルゲート成
形プレスギヤ9,9′間に布帛6aを送り込みコルゲー
ト状に圧縮成形する方法を用いることができ、これによ
って第1図(A)に示すようなピンフィン部材1aが得
られる。
この場合コルゲートの湾曲頂部5に接合用線状熱伝導体
2が位置するように加工することが必要である。
次に第1図(A>に例示したピンフィン部材1aを用い
てピンフィン付き熱交換器の製造方法を第5図〜第7図
を参照して説明する。
なお第5図〜第7図におけるピンフィン部材では説明の
都合上コルゲート用線状熱伝導体系条3が2本だけ示さ
れるが、実際には第1図(A)、第1図(B)に示すよ
うに紙面の後方に複数本のコルゲート用線状熱伝導体系
条3が間隔をあけて、平行に配置されている。又、以下
の説明において布帛としては、交織平織物で経糸にコル
ゲート用線状熱伝導体系条3を、緯糸に接合用線状熱伝
導体糸条2、有機物糸条4を用いる場合について説明す
る。
先ずピンフィン部材1aを熱交換器の管内流体用パイプ
10.10’  (第6図参照)の大きさに合せて切断
してピンフィン部材11aを得る(第5図参照)。すな
わち、ピンフィン部材11aの高さhlは隣接する管内
流体用パイプ10 、10’間の間隔h2に合せ、長さ
l、はパイプ10 、10’の長さ12より若干短かく
設定する。
このフィン部材11aを第6図に示すように管内流体用
パイプ10 、10’の間にはさみ込みそのコルゲート
形状の頂部の接合用線状熱伝導体糸条3とパイプ10 
、10’の表面とを半田付けする。この際、ピンフィン
部材11aは有機物糸条4を用いているので半田付けと
同時に有機物を焼失させるか或いは、半田付は後に熱水
又は化学薬品等を用いて除去し第7図に示すフィン付き
熱交換器の一構成部分が得られる。なお、前記管内流体
用パイプ10゜10′ とピンフィン部材11aを接合
する前に予じめ管内流体用パイプ10 、10’に半田
材を塗布してもよい。前記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、Z2:0.51111
O。
ZI=1111[11,高さh = 3 mmにてコル
ゲート成形してピンフィン部材が得られる。
なお第1図(B)に示すように経糸にコルゲート用線状
熱伝導体系条3を用い、緯糸に接合用線状熱伝導体糸条
2だけを用いた場合には、有機物糸条4の除去が不要と
なり、工程が簡略化できる。
又、第1図(A)に示す有機物糸条4の配列ピッチ(本
/關)並びに大きさは、ピン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ピンフィン部材を更に
詳述する。
第2図(A)並びに第2図(B)に示す織物を下記条件
で製織した。
以下余白 た 地組織の糸種:水溶液ポリビニルアルコール20d経糸
種:銅線200岬φ 32ゲージの経編機を用い、1枚の筬から20dのポリ
ビニルアルコール繊維を供給し、1枚筬組織を編成し、
絹地の中に200j1mφの銅線を経糸挿入し、適宜の
間隔を持って半田線と水溶性ポリビニルアルコールを緯
糸挿入して製編F11110cmの経糸、緯糸挿入編地
を製編した。
前記布帛を巾方向に100分割に切断したもの(布帛中
;11mm)を第4図に示す装置に準じた装置を用いて
コルゲート成形し第1図(A)、第1図(B)の織物お
よび絹地(図示せず)のピンフィン部材を製造した。
その際の製造条件を下記に示す。
コルゲート高さhI8InI11 コルゲートピッチ21  1皿 前記条件で製造したピンフィン部材は本発明でいうコル
ゲート用線状熱伝導体系条3の外周長Xは0.628と
なり、コルゲート用線状熱伝導体系条3のフィンの林立
部の配列密度Yは、1.5本/ mm(1,1本/ m
m )となる。このピンフィン部材をL =25cmに
切断した後、第5図〜第7図に例示したような方法に基
づいてピンフィン付熱交換器を作り、その性能を調べた
ところ、優れた熱交換性能を示した。
〔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1図(A)は本発明による熱交換器用ピンフィン部材
の一例を示す斜視図であり、第1図(B)は本発明によ
る熱交換器用ピンフィン部材の他の例を示す斜視図であ
り、第2図(A)、第2図(B)は本発明による熱交換
器用ピンフィン部材を製造するために用いられる布帛の
一例をそれぞれ示す斜視図であり、第3図は本発明によ
る熱交換器用ピンフィン部材を製造するために用いられ
る布帛の他の例の構造を説明する平面図であり、第4図
はコルゲート成形し本発明のピンフィン部材を作るため
の方法を説明する斜視図であり、第5図は所定の寸法に
切断された第1図(A)に示すピンフィン部材の正面図
であり、第6図はピンフィン部材を熱交換器用パイプ間
にはさみ込み、線状熱伝導体の端部をろう付けした状態
を示す正面図であり、第7図は第6図に示すフィン部材
中の溶解性糸条を溶解してピ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・・・ピンフィン部材(本発明)、2・・・
ろう材或いは半田材を有する線状熱伝導体糸条(接合用
線状熱伝導体糸条)、 3・・・コルゲート用線状熱伝導体系条、4・・・有機
物糸条、   6a、6b、8・・・布帛、10 、1
0’・・・管内流体用パイプ。 (A) 1h 第 図 (A) b (B) 第 図 第 図 9′ 第 図 第 図 第 図 0 手 続 補 正 書 (自発) 平底1年12月 /4日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平行且つ所定の間隔で配列された複数本の線状熱伝導体
    糸条と、該糸条と直交するように配置され、且つろう材
    又は半田材を有する線状熱伝導体糸条を含んで成り、前
    記複数本の線状熱伝導体糸条の方向でコルゲート状に成
    形されており、前記ろう材又は半田材を有する線状熱伝
    導体糸条が前記コルゲート状の湾曲頂部に配置されてい
    ることを特徴とする熱交換器用ピンフィン部材。
JP31772189A 1989-12-08 1989-12-08 熱交換器用ピンフィン部材 Pending JPH03181795A (ja)

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JP31772189A JPH03181795A (ja) 1989-12-08 1989-12-08 熱交換器用ピンフィン部材

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100848085B1 (ko) * 2001-07-09 2008-07-24 삼성전자주식회사 세정용 이온수의 제조 방법
WO2010139317A3 (en) * 2009-06-05 2011-02-03 Danfoss Compressors Gmbh Method of manufacturing a regenerator, in particular for a stirling cooling arrangement, and regenerator

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