JPS6030626Y2 - 熱交換素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱交換器に関し、特にフィン付熱交換素子に関
する。

本考案の目的は、フィン付熱交換素子を提供するにある
。

本考案の他の目的は、熱交換素子の管状材料の壁部から
切削又はたがね加工によって切出したフィンを有する熱
交換素子を提供するにある。

管状材料の壁部から切削又はたがね加工によって切出し
たフィンを有する熱交換素子は既知であり、例えば米国
特許第３６９２１０５号、２２４７２４３号、３２０２
２１涛、３２２９７２２１一等に記されている。

本考案は上記既知の熱交換素子に比較して多くの利点を
＊する熱交換素子を提供する。

本考案の他の目的は、管外部に横方向に延長する多数の
流体通路を有する新しい熱交換素子を提供することにあ
る。

本考案の別の目的は、外方に突出したフィンを有する熱
交換素子を提供し、フィンの外縁部の安定度の大きな熱
交換素子とするにある。

管体から外方に突出したフィンを有する既知の熱交換素
子の共通の欠点は、熱交換素子を互に重ねた時にフィン
が互に組合されるため外部の別個の支持部材を必要とす
る点にある。

本考案によってこの欠点のない熱交換素子が提供される
。

本考案の他の目的は、管体の両側壁から外方に突出した
フィンを有し、フィン側を接触させて別の管体と互に重
ね合せた時にはフィンが互に交錯することのない構造を
提供するにある。

本考案の別の目的は、剛性と強度が高く、容易に安価に
製造でき、実用性が大きく、熱交換効率の良い熱交換素
子を提供するにある。

本考案は、細長い壁を有する長方形横断面の管状部材と
、複数のフィンとを具え、各フィンは前記壁土で長手方
向に互に離間しかつ前記壁から外方に突出しており、前
記フィンは前記壁と一体の基部を持ちかつ前記壁の長手
方向を横切る方向に延在する如き熱交換素子において、
前記フィンは対向して離間した壁土に配置されかつ隣接
したフィンの曲面部に密接衝合した自由端で終る外向き
面をもつ曲面形状を有し、かくしてフィン付構造に剛性
を与えるように通路又は導管を形成して、追加の熱交換
素子を互に衝合関係に組合わせることができるように構
成した点に特徴を有する。

本考案によれば、フィンの先端を隣接フィンの曲面に衝
合接触させて相互に支持する構成としたため、フィン構
造全体に構造上の剛性、強度、安定性が与れられ、使用
中のフィンの振動が防止され、また高圧流体による掃除
の際にもフィンの損傷が防止される。

即ち、本考案はフィンの自由端部が各隣接したフィンの
実質的に円形又は楕円形等の曲面に密接衝合関係にあっ
て、フィン間に流体通路、即ち導管が形成されるように
構成した点に特徴がある。

かかる構造はフィン先端（自由端）がお互に衝合してい
て、実質的に閉じた通路を形成する。

このため放熱器に実質的に包囲された導管が形成される
ことになり、この導管が空気の如き冷却媒体の貫流通路
を提供する。

従って冷却媒体を特定の方向に又は特定の導管内に確実
に流すことが可能になり、冷却の制御を容易にし、かつ
冷却効率を高めることができる。

また本考案の構造によれば、剛性と強度の高いフィン付
管構造が得られる。

本考案の熱交換素子、即ち熱交換器（フィン付管構造）
は例えば発電所に設置されるものであり、この用途の場
合には本考案によるフィン付管の設備は管の長さが１２
０フイート（約３６．６ｍ）、管の積重ね層の幅が３０
〜５０フイート（約９．１〜１５．２ｍ）という大規模
なものであるため管に大きな剛性、強度が要求される。

またかかる設備は極めて高圧の掃除流体即ち氷をホース
によってフィン上に噴射して掃除しなければならない。

従って非常に大きな力が高圧流体によってフィンに加え
られると、従来構造のフィンは位置がずれたり、振動を
起したりする。

しかし本考案のフィンは相互支持の剛性構造に因り洗浄
液体の高圧流による位置ずれや振動が防止される。

更に、従来構造のフィン付管では、極めて高圧の流体が
管内を通過するとき管に振動を生じ、管が長い場合には
管を破裂させることもある。

本考案によるフィン付熱交換素子（フィン付管）では、
外部の支持体又は支持フレーム等を必要をすることなく
、管に大きな剛性が与えられるため、上記の如き振動や
破裂の危険性がない。

本考案の目的と利点とを明らかにするための例示とした
実施例を図面について説明する。

第１，２図は本考案の第１の実施例による熱交換素子即
ち熱交換器１を示す。

熱交換器１は細長の管状部材２によって形成し、開口部
４を囲む側壁３の対向する壁部７，８の外面から外方に
延長して壁部７，８と一体とした多数のフィン５，６有
する。

後に詳述する通り、本考案による熱交換器１は第２図に
点線で示す長方形断面の管９を使用し、最初の長さは第
２図のＡからＢ迄とし、一端Ａから他端Ｂに向って所要
の長さだけフィン５，６を上下面に形成し、所要の長さ
Ａ−Ｃに達した時にＣにおいて切断して第１図に示す熱
交換器１とする。

熱交換器１を製造すべき管９はアルヨニウム又は銅等の
所要の物質製とし、壁部７，８の外面に複数の外方に突
出したリブ１０を有する。

リブ１０は管９の長手方向の全長に亘って互に平行とし
て延長する。

熱交換器１を製造するためには全長にリブ１０を有する
管９を第１に製造する。

次に両壁部７，８のリブ１０を第２図に示す一端Ａから
順次フィン５，６を形成する。

各フィン５，６は切削又はたがね加工によってリブ１０
の長手方向に、列えば第２図の点線部分のリブ１０の傾
斜面１１の方向に切りこむことによって形成する。

フィン５，６の基部は切落すことなく、管９に耐着した
状態とする。

各フィン５，６が管９のリブ１０から加工された後フィ
ン５，６の外方に曲げ、列えば円又は楕円の一部等の曲
面とする。

所要に応じて、フィン５，６を切り出すたがね等の工具
によってフィン加工と同時にフィン５，６の曲面を形成
することできる。

すべてのフィン５，６は同様な形状とする。

リブ１０から切り出したフィン５，６の基部はリブの残
部と一体であり、管９の長手に対して横方向に延長する
。

フィン５，６は管９の長手に横方向に壁部７，８を横切
る複数の列１３．１４を形成する。

管９の第１の端部Ａに最も近いフィン５，６の列１３．
１４が形成された後は、次々に形成するフィン５，６は
管９の端部Ａの方向に曲げて自由端１５を前に形成した
フィン５，６の面に接触衝合させる。

これによって隣接する２列１３，１４のフィン５，６は
管９に対して横方向に延長する管状流体通路即ち導管１
８を形成する。

熱交換器１に対して横方向に通路１８を通る熱交換流体
例えば空気を通すことができる。

第１，２図示す熱交換器１はリブ１０が互に離間して並
列するため、リブ１０の間のスペースに相当する部分は
通路１８が不連続となり、長手方向の狭い通路１８を形
成する。

フィン５，６の列１３．１４の方向の通路１８以外に長
手方向の通路１９が形成されるため、通路１８を通る気
流に乱流効果を生じ、フィン５，６の熱伝達面積が大と
なり、熱交換器１の熱伝達は犬となる。

所要の長さ、例えば第２図のＡ−Ｃのフィンの切出し成
形が終った後に管９の残りの部分Ｂ−Ｃを切落し、第１
，２図に実線で示す熱交換器１が得られる。

第１，２図に示す熱交換器１は簡単に積重ねることがで
き、例えばフィン５の上に他の熱交換器のフィン６を重
ねてもフィンが交叉することがない。

更に、フィン５，６の面１６の外端面１７は板等の支持
部材に容易に固着することができ、例えばエポキシ樹脂
による接着、ろう付、はんだ付等によって固着できる。

前途した通り、フィン５，６の形状は滑らかな曲面、例
えば円又は楕円の一部とする。

更に、フィン５，６の自由端１５は管状部材２の中心に
向けて下方内方に向け、隣接するフィン５，６の面１６
に接触させる。

この構成によって、フィン５．６を所要数だけ成形した
後にはフィンの自由端が隣接するフィンに支持されるた
め、フィン全長に亘って外力が用しても変形しない支持
となる。

第１，２図に示す熱交換器においてフィン５゜６の自由
端１５は隣接するフィンの面１６に接触する。

フィン５，６の自由端１５と隣接するフィンの面１５と
は僅に離間させることもできる。

フィン５，６の自由端１５と隣接するフィンの面１６と
の間をはんだ付等によって固着することもできる。

固着しないでも、大部分の用途については所要の支持力
を有する。

本考案の他の実施例を第３図に示す。

同様の部分は同じ符号によって示し第３図の実施例によ
って変更した部分は添字ａを附して示す。

第１，２図の実施例に比較して第３図の実施例において
変更した点は次の通りである。

熱交換素子１ａの管状部材２ａは長手方向の複数のリブ
としない。

フィン５ａ、６ａは対向する側壁部７ａｙ８ａの外面の
横方向に金山に延長させる。

第１，２図に示す熱交換素子１を製造するための管状材
料はリブ１０がなく、側壁部？ａ、８ａの当初の厚さは
第１．２図のものと等しく、外面が平滑な材料を第３図
の熱交換素子１ａの材料として使用する。

フィン５ａ、６ａを形成する方法はフィン５゜６と同じ
である。

即ち上述の管状材料から所要の切削工具によってフィン
５ａ＊６ａを切削、又はたがねによって切出す。

しかし、フィン５ａ、６ａの形成に際しては平行の複数
のリブから切出のではなく、管状材料の側壁部？ａ、８
ａの平滑面から切出すため、各フィン５ａ、６ａは管状
部材２ａの全肉に等しい長さを有する。

フィン５ａ。６ａの曲面はフィン５，６と同様とし、隣
接するフィン５ａ、６ａの相対配置もフィン５，６と同
様とする。

第３図に示す通り、フィン５ａ、６ａの自由端１５は隣
接するフィンの曲面部にほぼ接触し、管状部材の金山に
等しい長さの通路１８ａが形成される。

第３図に示す熱交換素子１ａも第１，２図に示す熱交換
素子１と同様にフィンとフィンとを隣接させる向きに所
要段数を重ねることができ、外部の支持部材を使用しな
いでも隣接する熱交換素子のフィン相互が互に交錯する
ことがない。

フィン５ａ、６ａの外接面に接触する部分１７は熱交換
素子１ａを互に重ね合せる時の支持部として利用でき、
又は他の支持板等を取付けることができる。

上述した通り、本考案によって新規なフィン付熱交換素
子を提供し、これは容易に製造でき、使用上効率は高く
組は容易である。

本考案は種々の変型が可能であり、実施例並びに図面は
例示であって考案を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による熱交換素子の部分斜視図、第２図
は第１図の熱交換素子の側面図、第３図は第２図の実施
例の部分斜視図である。 １．１ａ・・・・・・熱交換素子、２，２ａ・・曲管状
部材、４・・・・・・開口部、５，６，５ａ、６ａ・曲
・フィン、７ｔ ８ｔ ７ａｔ ８ａｔ・・・・・・対
向壁部、９・・・・・・管、１０・・・・・・リブ、１
１・・曲傾斜面、１５・・曲目出端、１６・・・・・・
曲面、１７・・・・・・外接部分、１８゜１８ａ・・・
・・・管状流体通路、１９・・曲長手方向通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 細長い壁を有する長方形横断面の管状部材と、複数のフ
   ィンとを具え、各フィンは前記壁土で長手方向に互に離
   間しかつ前記壁から外方に突出しており、前記フィンは
   前記壁と一体の基部を持ちかつ前記壁の長手方向を横切
   る方向に延在する如き熱交換素子において、前記フィン
   は対向して離間した壁７，８上に配置されかつ隣接した
   フィン５．６の曲面部１６に密接衝合した自由端１５で
   終る外向き面１７をもつ曲面形状を有し、かくしてフィ
   ン付構造に剛性を与えるように通路又は導管１８を形成
   して、追加の熱交換素子を互に衝合関係に組合わせるこ
   とができるようにしたことを特徴とする熱交換素子。