JPH0456237B2 - - Google Patents

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襞付伝熱管の改良に関し、
簡単な方法で１本の管の伝熱面積を極度に増大さ
せ、温度が低く且つ熱伝達率のよくないガス対ガ
スの熱交換のような特に高性能を要求される熱交
換器の分野に適用されるのみならず、広く汎用と
しても利用される微細ピツチ深襞型伝熱管に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、熱交換器の分野における伝熱管におい
て、限られた空間内に極力多くの伝熱面積を持た
せる方法として現在普及しているものに、(1)フイ
ンチユーブ、(2)フルーテツド（溝付き）チユー
ブ、(3)ローレツト加工のチユーブ等があるが、 (1)のフインチユーブはその両面にフインを施す
ことが困難であり、 (2)のフルーテツドチユーブは面積倍率が大きく
なく、また、 (3)のローレツト加工チユーブも同様である。

さらに、ガス対ガス用のコンパクトな熱交換器
として、再生式とハニカム型とがあるが、これら
は共に用途が限られ、且つ流れが交流を形成しな
いので温度効率が低い。

一方、本発明者による熱交換器用襞付管（特開
昭61−291894号）を用いた熱交換器は完全な交流
を達成し、且つコンパクトになつているが、さら
に性能を高めることが望ましい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、提案されている襞付管１本の管からロー
ルないしプレスで襞を成形するか、または折り曲
げ方式により襞型の波板を作つて、それを円筒に
巻き、合せ目をシール溶接して襞型管とし、一
方、それとほぼ等径の短かい円滑の片側の口を型
鍛造により襞型にして口金となし、それらを嵌め
合せて溶接ないしロー付けするものであつたが、
その両者とも成形、加工には限度があり、襞のピ
ツチをその深さに対してあまり小さくすることが
出来ず、従つて、面積倍率を大きくすることが出
来なかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述のような従来技術の問題点を解決
するため、襞の深さをなるべく深くし、且つその
ピツチを極力小さくすることのできる襞型伝熱管
を提供することを目的としてなされたもので、そ
の構成は、薄板を内外交互にＶ字型または角を丸
めたＶ字型に折り曲げると共に管状に巻き、その
合せ目をシールして構成された襞不管の両端部に
おいて各襞の谷底から頂部近くまでを適宜巾に変
形、密着させてシール加工を施し、その先の頂部
は平滑に押し曲げて前記襞付管の外径よりも若干
小さい円筒端部を形成し、それを前記襞付管の外
径よりも若干大きいかまたは等しい外径を有する
口金に挿入し口一付ないし溶接して成ることを特
徴とするものである。

即ち、本発明襞型伝熱管は、上記の構成によ
り、襞の深さが深い程またそのピツチが細かい
程、加工が容易になるという特徴があつて、伝熱
面積を大巾に拡大するのに極めて適している。

しかも、この襞の内外または必要な何れかの面
に予めローレツト加工を施すことによつてその伝
熱面積をさらに拡大するとともに、凹凸による乱
流促進効果によつて熱伝達率を高めることにより
一層大きな相乗効果を得ることが出来る。

本発明の最も重要な点は、細かいピツチで深い
襞を有する襞付管の両端部を容易且つ確実な方法
で若干小さな外径を有する円筒型に加工すること
を可能にすることであつて、その結果として限ら
れた空間に最大限度の伝熱面積を保有する伝熱管
を低コストで供給することが可能となるのであ
る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図により説明する。

第１図は薄板を内曲げ、外曲げと交互に行なつ
てＶ字型に折り曲げ、且つ円筒形に巻いた襞付管
１の一部を示す。この状態では襞の両端部は開放
状態にあり、その襞の一つａ，ｂ，ｃに注目して
端部の密封と円筒部形成の方法を説明する。

第１図において、点ａとｃとは山の頂点で、直
線aaとccとは山の分水線に相当する。点ｂは谷
の底点で直線bbは谷の底線であつて、各分水線
と低線間の距離は等しい。

いま、ab，cb線上にそれぞれ点ｄとｅとを取
つてbd＝beとし、このＶ字形の谷の端部を挟み
嘴でつまんでbdとbe間を適当な巾で密着させ、
且つ残りのad，ce間を適当な巾で押しつぶして
平滑にし、それが円滑または多角型円筒２の一部
となるように成形する。

この操作を順次隣りの谷に施して行けば、襞管
の端部は第２図に示すような形状に成形される。
第２図において、bdとbeとは或る適当な巾で密
着して板状となり、daとec間とは前記適当な巾
の円筒２の一部となつている。円筒の外径は当然
の結果として、襞付管１の外径よりも若干小くな
るのであるが、この小さくなる度合は山の頂上
ａ，ｃ点付近の形状に左右され、頂上付近に適度
な丸みをつけておくと、円筒または多角型円筒２
の外径があまり小さくならずにすむ。

この関係を第３図と第４図に示す。

第３図は、第１図に示すような端部をまだ変形
させる前の襞付管１の断面の一部を示す。山の頂
点ａとｃの付近には、図にように比較的大きな丸
みを持たせてあり、その丸みによつて距離ad，
oeが大きく取られており、その結果、距離bd，
beをあまり小さくしなくても済むので、円筒な
いし多角型円筒部２の外径が、第４図に示すよう
に、襞付管１の外径よりもあまり小さくはなつて
いない。

密着端部bd，beは抵抗溶接器によつて変形し
ながら同時に溶接してしまうのもよいし、前記密
着加工後、ハンダないしロー付けでシールしても
よい。

第５図はこのようにして形成された襞付管端部
の円筒部２を口金３の印篭部に嵌め込み、溶接な
いし口一付けした有様を示す。

第６図は第４図の変形で、襞の端を斜めに切り
流体の出入りに対して抵抗を少なくするようにし
てある。なお、普通は襞の谷底に小さな丸みをつ
けるので、それをつぶして密着させると、第４図
の４のように、谷の先端はもとのｂ点よりも内側
のb′点に出るので、この部分を予め切つて置く方
がよいわけである。

第４図におけるb′のような内部へのはみ出し部
は後から切削加工するか、適当な方法で局部的に
押し広げるか、または折り曲げるかしてもよい。

なお、第３図のものよりもつと襞を深くするた
めには、第７図のように、一つ置きに浅い襞ｐを
交えると、中央部がこみ合わなくなる。

このような単純な構造の太い襞型管は煙突と空
気予熱器とを兼ねることが出来、省エネルギに利
用することも出来る。

極めて大型の場合、第７図の襞の面自体に更に
細かいピツチの波ｗをつけたい第８図のようにす
ることも出来る。但し、この場合、端部にこの波
ｗはつけない。なお、第７図において、５は前記
襞型管１の中心部に配した芯体、６はスペーサ、
７は外筒である。

而して、本発明伝熱管の伝熱面積について説明
すれば、次の通りである。

第４図の寸法割り合いのものであると、襞の内
外の面積はそれぞれ外径が等しい円筒の表面積の
約４倍になつている。この伝熱面積は、内外両面
にローレツト加工することによつて、その約1.5
倍となり、またその凹凸面による乱流効果で、伝
熱係数が流速により約1.5倍から２倍に高まるの
でそれらの相乗効果は ４×1.5×（1.5〜２）＝９〜12倍 となる。即ち、第４図の形状のローレツト加工さ
れた襞形管は１本で９本から12本分の伝熱特性を
持つこととなる。

さらに、完全な交流が達成されると、温度効率
が100％となるので、従来型ならば温度効率が75
％であるような条件の所に使用したとすると、効
率は1.33倍となるために、上記の倍率は12倍から
16倍にも達することとなる。

また、この襞型伝熱管はこれを多層型に構成す
ることにより倍率をさらに高めることが出来、且
つ割安となるので、より高性能で安価な熱交換器
を提供出来ることとなる。

なお、このようなユニツトを直列、並列適宜に
組み合せることによつて、極めて大容量の用途に
も容易に適用可能である。

さらに、襞型伝熱管はパツキンないしオーリン
グによるシール部分を有するジヨイントで組み立
てられるので、分解、清掃組立てが容易であるこ
とと、並列ユニツトの一列毎をバルブ操作で運転
中でも切り放し、分解点検清掃することが出来る
ので、汚れ易い所にでも使用可能というメリツト
も大きい。

〔発明の効果〕

本発明は上述の通りであるから、特にガス対ガ
ス用のコンパクトな熱交換器のように高性能を要
求される熱交換器の伝熱管として好適であり、必
要に応じ他の熱交換器の伝熱管にも汎用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄板を加工して形成した襞付管の一部
の斜視図、第２図は第１図の襞付管を加工して形
成した本発明伝熱管の一例の斜視図、第３図は第
１図の襞付管の正面図、第４図は第２図の伝熱管
の正面図、第５図は第４図の伝熱管の端部の円筒
部に口金を取付けた状態を示す断面図、第６図は
第５図の変形を示す断面図、第７図は本発明伝熱
管の別例の正面図、第８図は同じく別例の一部の
正面図である。 １……襞付管、２……円筒部、３……口金、４
……襞の谷の先端、５……芯体、６……スペー
サ、７……外筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 薄板を内外交互にＶ字型または角を丸めたＶ
   字型に折り曲げると共に管状に巻き、その合せ目
   をシールして構成された襞付管の両端部において
   各襞の谷底から頂部近くまでを適宜巾に変形、密
   着させてシール加工を施し、その先の頂部は平滑
   に押し曲げて前記襞付管の外径よりも若干小さい
   円筒端部を形成し、それを前記襞付管の外径より
   も若干大きいかまたは等しい外径を有する口金に
   挿入し口一付けないし溶接して成ることを特徴と
   する微細ピツチ深襞型伝熱管。 ２ 伝熱面の内外両面にローレツト加工を施した
   特許請求の範囲第１項に記載の微細ピツチ深襞型
   伝熱管。 ３ 伝熱面の内外面の何れか一方にローレツト加
   工を施した特許請求の範囲第１項記載の微細ピツ
   チ深襞型伝熱管。