JPH0443738Y2

JPH0443738Y2 -

Info

Publication number: JPH0443738Y2
Application number: JP1987004653U
Authority: JP
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1992-10-15
Also published as: JPS63116774U

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野本考案は排ガスの持つ熱エネルギーを回収して
他の流体を加熱するのに利用される熱交換器のた
めの伝熱用フイン付きチユーブのフインに関する
ものである。従来の技術従来、熱交換器の伝熱チユーブに伝熱面積増大
のためのプレート型フインを取り付ける場合、第
６図〜第９図に示すように、チユーブ７１の外周
に、半円ずつ、あるいは四分の一円ずつ接当する
ように予め打ち抜き成形したフインエレメント７
２，７３を、チユーブ１本に対してフインエレメ
ントを一対ずつ、電気抵抗溶接によつて溶接し、
この作業を繰り返してフイン付きチユーブ７４を
製造していた。このようにして各チユーブに所定
数のフインエレメントを取り付け終ると、複数の
フイン付きチユーブをＵベンド管７５で連結して
熱交換器のチユーブネスト７６を形成していた。考案が解決しようとする問題点この種のフインエレメントを電気抵抗溶接によ
つて取り付ける場合、溶接面に均一に電流が流れ
るようにする必要があるため、フインエレメント
とチユーブ外周との接当長さを制限せざるを得
ず、このため、フインエレメントとチユーブ外周
と接当長さを大きくすることができなかつた。ま
た、そのように制限しても電流を完全に均一に流
すことは実際には不可能であるため、接当面全体
にわたつて完全な溶着を得ることはできなかつ
た。これらの原因からフイン効率が低くなり、同
じ交換熱量に対して、より大きい伝熱面積を必要
とするので、熱交換器の寸法、重量、コストが大
きくなるという問題があつた。さらに、電流を接当面に均一に流す必要上、必
然的にチユーブ１本に対して、フインエレメント
を一対ずつ順次取り付けていかざるを得ず、多数
のフインエレメントを取り付けるためには多大な
作業時間を要すると共にフインエレメントを取り
付け終つた各チユーブをチユーブネストに組み立
てるに際して、チユーブを１本づつＵベント管に
溶接結合せねばならないが、この作業に手間を要
するのみならず、この溶接部が熱応力や振動など
によりしばしば破損するという問題があつた。本考案の目的は、フイン付きチユーブのフイン
効率を高めることにより所要伝熱面積を節減し、
熱交換器の寸法、重量、コストを低減させるこ
と、および電気抵抗溶接法に固有の、チユーブ１
本ずつに対してフインエレメントを一対ずつ溶接
していく手間を省き、アーク溶接による溶着を可
能にするフインの提供と、フインエレメントの取
り付け後にチユーブ相互をＵベンド管で連結する
必要性をなくすることにある。問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、本考案によるフイ
ン付きチユーブは、直管チユーブをあらかじめ複
数の折れ曲がり部と直線部とをもつた蛇行状に曲
げ成型しておき、そして複数の直管部にまたがる
長さを持ち、かつ各チユーブの外周に接当するた
めの複数の半円形の凹部を設けるとともに凹部と
凹部の中間にスリツトを穿設した一対の半割フイ
ンエレメントをあらかじめ板材から打ち抜いてお
き、このフインエレメントを各チユーブ外周へ順
次アーク溶接によつて取り付けるようにしてい
る。また、スリツトはフインエレメントの凹部と
凹部との各中間に、僅少なウエブを残す狭幅に設
けてある。従つてある一つのチユーブ外周とそれ
に接当するフインエレメントの凹部とを溶接して
いる間に発生する熱がスリツトにより遮断される
ため、フインエレメントが歪み隣接の凹部がチユ
ーブ外周と正しく接当しなくなるのを防止する。作用本考案の構成によればフインエレメントにスリ
ツトを設けて溶接熱の伝達および溶接歪みの伝播
を遮断するようにしたので、あらかじめ蛇行状に
曲げ成型したチユーブの複数直管部に対してフイ
ンエレメントと一対だけで対応することができ、
しかもアーク溶接によつて取り付けることができ
る。電気抵抗溶接の場合と異なり、アーク溶接に
より、フインエレメントとチユーブとの接当長さ
はチユーブ全周となり、しかも接着が完全となる
ため、フイン効率が最高になるほか、チユーブ１
本ごとにフインエレメントを一対ずつ取り付けて
いく手間が省ける。さらに、フインエレメントを
取り付けたあとで各チユーブをＵベント管で溶接
連結する必要もなくなる。これらの効果により、
熱交換器の寸法、重量、製作コストが節減される
ほか、従来の電気抵抗法に比べて溶接装置への投
資額が大幅に軽減される。また、複数のチユーブ
が多数のフインエレメントと一体構造となるた
め、チユーブ群の強度が増すとともに、フインエ
レメントの一部をチユーブの支持具として兼用で
きるのでチユーブ支持具が不要となる。実施例以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。第１図〜第４図において、１はチユーブで、複
数並列状態とするために直管をＵベンド部１１で
反転させて蛇行状に曲げ成型される。このように
蛇行状に形成したチユーブ１の複数並列部（直管
部）１２の全スパンにわたつて、かつ各チユーブ
の外周間にまたがつて、連続した短冊状（平板
状）のフインエレメント２が取り付けられる。こ
のフインエレメント２は左右一対の半割フインエ
レメント２Ａ，２Ｂの結合体からなるもので、こ
れら半割フインエレメント２Ａ，２Ｂの相対向面
２１Ａ，２１Ｂにはチユーブ１の複数並列部（直
管部）１２の外周に合つた凹部２２Ａ，２２Ｂ
が、チユーブ複数並列部（直管部）１２のピツチ
に合わせて複数形成されている。また、凹部２２
Ａと凹部２２Ａの各中間、および凹部２２Ｂと凹
部２２Ｂの各中間に、かつ相対向面２１Ａ，２１
Ｂに直角方向（幅方向）に、僅少なウエブ２３
Ａ，２３Ｂを残して幅の狭いスリツト２４Ａ、２
４Ｂを設ける。この場合、ウエブ２３Ａ，２３Ｂ
を第１図、第２図に示すように相対向面２１Ａ，
２１Ｂの反対面側に残しても、あるいは、第５図
に示すように相対向面２１Ａ，２１Ｂ側に残して
も、スリツト２４Ａ，２４Ｂは同等の効果を発揮
する。第１図に示すように、一対の半割フインエレメ
ント２Ａ，２Ｂは、チユーブ１をはさむように左
右から接近され、第２図に示すように、凹部２２
Ａ，２２Ｂをチユーブ１の外周に接当させるとと
もに、相対向面２１Ａ，２１Ｂどうしを接当させ
る。この状態で半割フインエレメント２Ａ，２Ｂ
の凹部２２Ａ，２２Ｂとチユーブ１の外周との間
をアーク溶接により円周方向に溶接することによ
り、チユーブ１にフインエレメント２を取り付け
る。また必要に応じて相対向面２１Ａ，２１Ｂ間
が溶接される。その際には溶接は連続的に行え
る。同様の作業により、第３図に示すように、多数
のフインエレメント２をチユーブ軸心方向に所定
ピツチで並列して取り付けることにより、フイン
付きチユーブ３を形成し複数列のフイン付きチユ
ーブ３を流体入口のヘツダ４および出口ヘツダ５
で連結することによつて、第４図に示すように、
熱交換器としてのフイン付きチユーブネスト６を
形成し得る。考案の効果上記本考案の構成によると、次のような効果を
期待できる。すなわち、フインエレメントにスリ
ツトが設けてあるために、ある１本のチユーブ外
周とそれに接当するフインエレメントの凹部とを
溶接するときに発生する熱およびフインエレメン
トの歪みが、隣接の凹部を含むフインエレメント
部に熱伝達および歪み伝播しないようにしたの
で、あらかじめ蛇行状に曲げ成型した複数並列チ
ユーブの全スパンにわたるフインエレメントを、
アーク溶接により順次複数の並列したチユーブに
取り付けることができる。これらによつて、 (ア) アーク溶接のためにフインエレメントとチユ
ーブ外周との溶着が完全となり、かつ接当長さ
がチユーブ全周となるため、フイン効率は最高
になり、伝熱面積を少なくできる。 (イ) 複数チユーブに対してフインエレメントは一
対だけで対応でき、チユーブ１本ごとに、フイ
ンエレメントを一対ずつ取り付ける手間が省け
る。 (ウ) チユーブにフインエレメントを取り付けたあ
とでチユーブどうしをＵベンド管で溶接結合す
るという困難な作業がなくなり、これに起因す
るトラブルがなくなる。 (エ) フインエレメントが連続していることによ
り、ガスの流れ抵抗が減少するとともに、排ガ
ス中の煤の付着が減少する。 (オ) フインエレメントが数本のチユーブと一体化
していることにより、チユーブ群の強度が増加
し、さらにチユーブの支持具として利用できる
ため支持具が不要となる。などの効果が得られ、従つて、このようにして
製作されたフイン付きチユーブから構成される熱
交換器の寸法、重量、製作コストを節減すること
ができ、さらに電気抵抗溶接に比べて設備コスト
を大きく低減できる。因みに、本考案によるフイン付きチユーブの製
作実験の結果およびこのフイン付きチユーブから
構成した熱交換器の試設計の結果を従来の電気抵
抗溶接による場合と比較したところ、次の値が得
られた。

【表】

【表】また、アーク溶接の場合、通常、溶接部位の開
先をとることが必要であるが、本考案の場合、開
先をとらない方がかえつて良好な溶着を示した。
従つて、フインエレメントを板材から打ち抜いた
あと、開先をとるための機械加工が不要であると
いう大きな効果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示し、第
１図、第２図はフインエレメントおよびチユーブ
の構造および製作状態を示す側面図、第３図はフ
イン付きチユーブ１列分を示す正面図、第４図は
フイン付きチユーブネストの斜視図、第５図は他
の実施例のフインエレメントを示す側面図であ
り、第６図〜第９図は従来例を示し、第６図は正
面図、第７図は同側面図、第８図は同チユーブネ
ストの斜視図、第９図は別の従来例を示す側面図
である。１……チユーブ、１１……Ｕベンド管、１２…
…複数並列部（直管部）、２……フインエレメン
ト、２Ａ，２Ｂ……半割フインエレメント、２１
Ａ，２１Ｂ……相対向面、２２Ａ，２２Ｂ……凹
部、２３Ａ，２３Ｂ……ウエブ、２４Ａ，２４Ｂ
……スリツト、３……１列フイン付きチユーブ、
４……流体入口ヘツダ、５……流体出口ヘツダ、
６……フイン付きチユーブネスト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

複数段にわたつて並列配置したチユーブの全ス
パンにわたる長さをもつ短冊状の一対の半割フイ
ンエレメントの相対向面に各チユーブの外周に接
当する凹部を設けて、この一対の半割フインエレ
メントの各凹部に各チユーブの外周を接当させて
溶接により固着させてなるフイン付きチユーブ用
フインにおいて、凹部と凹部の各中間に僅少なウ
エブを残す狭幅のスリツトを設けたことを特徴と
するフイン付きチユーブ用フイン。