JP2000507694A - 熱交換器管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内側輪郭部分（８；８’）を有する金属製の外管（２；２’）及び外側輪郭部分（９；９’）を有する金属製の内管（３；３’）で構成されている熱交換器管であって、それら輪郭部分は内管及び外管が遊びがなく剛固に当接した状態となるよう下側切り込み係合させており、そして少なくとも一つの縦方向のチャンネル溝（１０、１１；１０’、１１’）は外管と内管の間に形成された漏れ検出用として備えられている。例えば引き抜きダイスによって成形されることで、その管が遊びがなく密接に固定した形態とされた後に、内管及び外管がその一方を他方の内部にねじ込まれるか又は滑り込まれるように輪郭部分を形成することで熱交換器管は製造される。

Description

【発明の詳細な説明】 熱交換器管及びその製造方法 本発明は、ある流体媒体から他の流体媒体への熱移動を行うための熱交換器管 であって、金属製の外管及び金属製の内管からなり、これら管の対向表面に実質 的に相補的な形状をした輪郭部分を設け、かつそれらの管を剛固な当接状態とし て外管と内管の間に長手方向に伸びる少なくとも１つの漏れ検出用のチャンネル 溝を形成した熱交換器管に関する。また、本発明はそのような熱交換器管の製造 方法にも関する。 そのような熱交換器管はGB-A-2109913で知られている。二重壁構造の熱交換器 管を形成する外管及び内管は平滑な管として成形装置に送られ、この成形装置で 初期的にこれら管を縮径し、かつ外管上にフィンが形成される。成形工程の最後 に、フィンの間に位置する外管の箇所が、内管の対応する箇所と共に、波形の二 重壁構造の管となるように内側へ押圧され、二重管構造の管の内側に押圧された 二箇所の波形部分の間に漏れ検出用のチャンネル溝が常に残るようにされる。 しかしながらこの熱交換器管においては、二重管構造の熱交換器管の両側を流 れる媒体管の温度差、あるいは一方の媒体の温度変化が大きい場合には、所望で 適切な熱移動を行うべく内管と外管の間の面接触が要求される状態に維持される ことが保証されない。実験では、内管あるは外管の膨張や収縮の動きの結果、２ つの管の間にゆっくりと進行する分離が起こり、徐々に熱移動容量を減少させる ことを示している。 本発明の課題は上記問題が起こることのない冒頭項に記載された種類の熱交換 器管を提供することである。 その目的のため、本発明による熱交換器管は、内管が外管に対して収縮するか 外管が内管に対して膨張した場合に、より堅固に引き合うように前記輪郭部分を 下側切り込み係合（undercut engagement）させたものとする。 本発明のこの特徴により、本発明の熱交換器管は、比較的簡便かつ安価に製造 可能であり、かつ熱変形に際して更に面接触が強まる構造故、比較的大きな温度 変化や温度交替があっても最適に機能し続ける。 この点に関して、縦方向のチャンネル溝は輪郭部分の上または中に溝を設ける ことで形成し得る。しかしながら本発明の好適な実施形態によれば、少なくとも 内管又は外管の輪郭部分の自由端の角部を丸くするか面取りすることにより、長 手方向の漏れ検出用のチャンネル溝を特に簡便な態様で設けることができる。こ のように多数の円周状に配列された長手方向のチャンネル溝が容易に形成され、 公知の態様で漏れ検出器やセンサーに結合できる。 本発明の更なる実施形態によれば、外管及び／又は内管の輪郭部分はその断面 が自由端の方向に連続して広がる形状にあり、この場合、外管及び内管の係合面 は密接かつ堅固な接触状態とされかつその状態が保たれ、その接触状態は温度変 化に際してくさびのような締め込み作用により更に強固なものとなる。そのよう な構造は、外管及び／又は内管の輪郭部分の断面を二等辺台形の形状にすること により比較的簡単に実現でき、内管の収縮あるいは外管の膨張時、輪郭部分はそ れらの蟻溝形状の噛み合いのために、より堅固な接触状態へと引っ張られ、その 結果、最適な当接状態、従って適切な熱移動が保証されかつ維持される。 また、好適な実施形態によれば、外管及び内管の輪郭部分がねじ山形状とされ 、ねじのねじ山のように相互に噛み合う構成とされる。その他の特に有効な実施 形態では、外管及び内管の輪郭部分が長手方向に伸びるリブとして構成され、長 手方向の歯として相互に係合する構成とされる。 本発明はまたそのような熱交換器管の製造方法をも提供するものであり、その 方法は、内管及び外管に輪郭部分を設け、内管を外管の内部へ挿入し、組み合わ された管を引き抜き工程で冷間で成形し、輪郭部分が形成された内管の外壁が輪 郭部分が形成された外管の内壁に対して全横方向にも遊びなく締め込まれるよう に直径を変化させるものとする。この方法によれば、内管及び外管の製造は比較 的大きな公差をとり得るものとなり、その結果、管の組み合わせは容易となり、 さらに成形後においては、内管及び外管は、大きな温度変化や温度交替に対し抵 抗がありかつ常に最適な熱移動を保証する１本の管として機能する。例えば引き 抜きダイスによる引き抜き工程中に外管の内径を減少するか、内管の外径を増大 し、全体で１部品として機能する組み合わせを得る。 この点に関して、ねじ込み又は滑り込みによって内管を外管内に挿入できるよ うにする内管及び外管を構成すれば、これら管は特に簡便に組み合わせることが できる。 以下に、添付図面を参照して本発明による熱交換器管の２つの例示的な実施形 態に基づき、本発明を詳述する。添付図面において： 図１は第１実施形態の縦断面図を示すものであり、 図２は第２実施形態の横断面図を示すものである。 図１は熱交換器１縦断面図で示すものであり、熱交換器１は２本の管２、３か らなる熱交換器管４及びその周囲に設けられた要素、例えば第３の管５で形成さ れている。熱交換器管４は第１媒体用の空間６を第２媒体用の空間から隔離維持 する。熱交換器管４の外管２及び内管３は、それらの対向接触表面上にそれぞれ 噛み合い結合するねじ山形状の輪郭部分８及び９を有している。 図示の断面において、ねじ山形状輪郭部分８、９は上下逆向きの二等辺台形の 形状をしており、この形状は空間６中の媒体と空間７中の媒体との間の温度差、 又は媒体それ自体の温度差が大きい場合に特に好適である。ねじ山形状輪郭部分 ８、９の蟻溝形状の噛み合いは、外管２の膨張あるいは内管３の収縮が輪郭部分 ８及び９のねじ山斜面をより堅固に相互に押圧する結果、熱交換器管４を構成す る２本の管２、３のいわゆる”splitting apart（分離）”を回避する。 ねじ山形状輪郭部分８及び９の自由端の角部は面取りされ、熱交換器管４の長 手方向に伸び、公知の態様で漏れ検出に使用され得る４本の螺旋形状のチャンネ ル溝１０、１１及び１２、１３を提供している。しかしながら、輪郭部分８又は ９の一方のみの角部を面取りすることも可能であり、この場合は２本の長手方向 のチャンネル溝１０、１１又は１２、１３が形成される。 図２は熱交換器管４’を横断面図で示すものであり、この熱交換器管４’は内 側輪郭部分８’を有する外管２’及び外側輪郭部分９’を有する内管３’で構成 されている。輪郭部分８’、９’は長手方向の歯として相互に噛み合い結合する 長手方向に伸びるリブからなっている。この実施例においてもまた、輪郭部分８ ’及び９’の自由端の角部は面取りされ、内歯または外歯毎に熱交換器管４’の 長手方向に直線的に伸びる４本のチャンネル溝１０’、１１’、１２’、１３’ を形成している。外管２’の輪郭部分８’は長方形の断面形状を有し、内管３’ の輪郭部分９’は上下逆向きの二等辺台形の断面形状を有している。 図１又は２の熱交換器管は、まず最初に外管及び内管２、３又は２’、３’上 に輪郭部分８、９又は８’、９’を形成し、次いで外管２又は２’の内部に内管 ３又は３’をねじ込む又は滑り込ませることによって製造できる。その後、組み 合わされた管は引き抜き工程にて冷間で成形され、外管及び内管２、３又は２’ 、３’の個々の管壁が１本の管壁に圧縮される如く処理される。その引き抜き工 程においては、例えば引き抜きダイスにより、外管２又は２’の外径が減少され るか、あるいは内管の内径３又は３’が増大されるので、組み合わせた構成物は １本の導管として機能する熱交換器管となるよう成形されする。 添付した請求の範囲に規定された本発明の範囲以内で種々のされた変形が可能 である。例えば輪郭部分は他の形状であってもよく、例えば長手方向に伸びるＴ 字型断面形状であってもよい。また、輪郭部分の側部または内管及び外管の対向 表面に溝を設け、漏れ検出用の長手方向のチャンネル溝を構成してもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ある流体媒体から他の流体媒体への熱移動を行うための熱交換器管（４、 ４’）であって、金属製の外管（２、２’）及び金属製の内管（３、３’）から なり、これら管の対向表面に実質的に相補的な形状をした輪郭部分（８、９；８ ’、９’）を設け、かつそれらの管を剛固な当接状態として外管と内管の間に長 手方向に延びる少なくとも１つの漏れ検出用のチャンネル溝を形成した熱交換器 管において、 内管（３、３’）が外管（２、２’）に対して収縮するか外管が内管に対して 膨張した場合に、より堅固に引き合うように前記輪郭部分（１０、１１；１０’ 、１１’）を下側切り込み係合させたことを特徴とする熱交換器管。 ２． 請求項１記載の熱交換器管において、外管又は内管（２、３；２’、３’ ）の輪郭部分（８、９；８’、９’）は自由端の角部を丸くされているか又は面 取りされていることを特徴とする熱交換器管。 ３． 請求項１又は２記載の熱交換器管において、外管及び／又は内管（２、３ ；３’）の輪郭部分（８、９；９’）はその断面が自由端の方向に連続して広が る形状にあることを特徴とする熱交換器管。 ４． 請求項３記載の熱交換器管において、外管（８、９；９’）及び／又は内 管（２、３；３’）の輪郭部分は断面が上下逆向きの二等辺台形の形状にあるこ とを特徴とする熱交換器管。 ５． 請求項１ないし４のいずれか１項記載の熱交換器管において、外管及び内 管（２、３）の輪郭部分（８、９）がねじ山形状とされ、ねじのねじ山のように 相互に噛み合う構成とされていることを特徴とする熱交換器管。 ６． 請求項１ないし４のいずれか１項記載の熱交換器において、外管及び内管 （２’、３’）の輪郭部分（８’、９’）が長手方向に伸びるリブとして構成さ れ、長手方向の歯として相互に係合する構成とされていることを特徴とする熱交 換器。 ７． 請求項１ないし６のいずれか１項記載の熱交換器管の製造方法において、 内管（３；３’）及び外管（２；２’）に輪郭部分（８、９；８’、９’）を設 け、内管を外管の内部へ挿入し、組み合わされた管を引き抜き工程で冷間で成形 し、輪郭部分が形成された内管の外壁が輪郭部分が形成された外管の内壁に対し て全横方向にも遊びなく締め込まれるように直径を変化させることを特徴とする 製造方法。 ８． 請求項７記載の製造方法において、引き抜き工程中に外管（３；３’）の 内径が減少されるか、内管（２；２’）の外径が増大されることを特徴とする製 造方法。 ９． 請求項７又は８記載の製造方法において、内管（３）及び外管（２）に対 応するねじ山形状の輪郭部分（８、９）を設け、一方を他方の中にねじ込むこと で組み合わせることを特徴とする製造方法。 １０． 請求項７又は８記載の製造方法において、内管（３’）及び外管（２’ ）に長手方向に伸びて対応する輪郭部分（８’；９’）を設け、一方を他方の中 に滑り込ませることで組み合わせることを特徴とする製造方法。