JP2005207710A - Heat-transfer pipe with fin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィン付き伝熱管に関するものである。 The present invention relates to a heat transfer tube with fins.
この種のフィン付き伝熱管としては、特許文献1に示すように、二重管式の液化天然ガス気化器に用いられるフィン付き伝熱管であって、管の外周面に立設されかつ管軸方向に螺旋状に伸びる外面フィンを設けるものが知られている。
前記外面フィンを螺旋状に管軸方向に亘って形成するためには、切削加工によりフィンを削り出すか、フィンを溶接加工によりストレート管に接合させて製造する必要がある。
そのため、フィン間隔を密にするのが困難であったため、フィン間隔を狭めて熱効率をより向上させることが難しかった。また、切削加工や溶接加工等により工程を複雑にすると製造コストが高くなる。
本発明は、このような問題点を解決し得るフィン付き伝熱管を提供することを目的とする。
In order to form the outer fins in a spiral shape over the pipe axis direction, it is necessary to cut the fins by cutting or to join the fins to a straight pipe by welding.
For this reason, since it is difficult to make the fin interval close, it is difficult to further improve the thermal efficiency by narrowing the fin interval. Further, if the process is complicated by cutting or welding, the manufacturing cost increases.
An object of this invention is to provide the heat exchanger tube with a fin which can solve such a problem.
本発明は、素材パイプからフィンを一体成形することにより、熱効率を向上できかつ製造コストを低減し得るフィン付き伝熱管を提供すること目的とする。 It is an object of the present invention to provide a finned heat transfer tube that can improve thermal efficiency and reduce manufacturing costs by integrally forming fins from a material pipe.
前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた。即ち、
周方向に長いフィン5を管軸方向に間隔をおいて備えた波状管であって、前記フィン5は管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させている。
これによって、素材パイプからフィン5を一体成形することにより、熱効率を向上できかつ製造コストを低減し得る。
管壁2に凸部3と凹部4を管軸方向に間隔をおいて交互に備え、前記凸部3の中央近傍に管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させたフィン5を形成する。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is,
The corrugated tube includes
Thus, by integrally forming the
Convex
これによって、フィン5は凸部3の形状を利用して更に容易に二つ折りすることができ、製造コストをより低減させることができる。また、管壁2に設けられた凸部3と凹部4により管内外の流体は乱流が発生し易くなり、熱効率をさらに向上させることができる。
前記フィン5が管軸方向にリング状または螺旋状に成形されている。
これによって、フィン付き伝熱管1の加工が容易になる。
Thereby, the
The
This facilitates processing of the finned
本発明により、素材パイプからフィンを一体成形することにより、熱効率を向上できかつ製造コストを低減し得る。 According to the present invention, by integrally forming the fin from the material pipe, the thermal efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
本発明の第1実施形態のフィン付き伝熱管1Aは、図1において示すように、端部にストレート管状の管端部13を備え、管端部13に隣接して、管軸方向に管壁2が凸部3と凹部4を交互に形成している。
凹部4は管壁2の管周方向にリング状に設けられた凹条であって、管軸方向に間隔を空けて設けられ、ストレート管状の素材パイプを縮管するので管端部13より管径が小さい。凹部4から凸部3に連設される管壁2は直線状であり、断面がV字状になるように成形される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the finned
The
凸部3は凹部4に隣接する径外方向に突隆した部位であって、管周方向でリング状に繋がり、中央近傍(頂部)にはフィン5が周方向に亘って設けられている。拡管されているので凹部4より管径が大きく、凹部4に連設される管壁2は直線状であり、断面視で径外方向に膨出した三角形状となっている。
凸部3と凹部4を管軸方向に交互に設けると、管内外を移動する流体に乱流を発生させることができ、またストレート管に比べて伝熱面積を増加させることもできるので、相乗効果により熱交換率を飛躍的に向上させることができる。
The
When the
前記フィン5は、凸部3の中央部付近の管壁2が管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させられていると共に、二つ折りされた管壁2が径外方向に立設されたリング状のフィン5を構成している。フィン5の突端部7は金属材料が破断しない程度の塑性変形を加えて重合され、基端部6では管壁2が密接させられている。なお、基端部6において管壁2は当接していても、若干間隔を有していても良い。
前記フィン5は溶接等に比べて密に設けることができるので、フィン5を密に設けて熱効率を更に向上させることができる。また、素材パイプからフィン5を一体成形できるので、製造コストを低減できる。
The
Since the
フィン付き伝熱管1Aの加工方法は、図2において示すように、金属製の素材パイプの周方向に凹部形成型8を押し当て凹部4が管軸方向に間隔をあけて設けられた波状管を形成する。押圧型部9が断面視三角形状の場合、第1実施形態のように凹部4はV字の溝となる。凹部4は素材パイプの周方向にリング状に設けると次工程の縮管工程で素材パイプを固定しやすいので、好適には素材パイプまたは凹部形成型8を周方向に回転させながら加工する。
次に、管軸方向に所定間隔をもって形成した凹部4に挟持型10aと挟持型10bを差し込み、互いが当接するまで管軸方向に圧縮する。挟持型10aと挟持型10bが当接して合わさったときに、挟持型10aと挟持型10bの間に凸部3に相当する断面視三角形状に抉られた内型部12を形成するように挟持型10aと挟持型10bを設計しておくと、素材パイプは管軸方向に圧縮されると同時に内型部12に沿って拡管され、凸部3が形成されると同時にフィン5も形成される。
As shown in FIG. 2, the finned
Next, the clamping mold 10a and the clamping mold 10b are inserted into the
なお、素材パイプの拡管成形では、管内部に高圧の気体や液体を作用させるか、当て具などを用意して拡管するのが好ましい。また、既存の波状管を素材パイプとして拡管成形することもできる。前記加工方法において、素材パイプまたは挟持型10aおよび10bを管軸方向に送りを加えながら拡管成形すると、螺旋状に管周方向に連続したフィン5を形成させることができる。
前記の加工方法を用いることで、素材パイプからフィン5を一体成形でき、熱効率を向上させることができ、製造コストを低くすることができる。また、フィン5をリング状または螺旋状にすることで、フィン付き伝熱管1Aの加工が容易になる。
In the pipe expansion forming of the material pipe, it is preferable to expand the pipe by applying a high-pressure gas or liquid to the inside of the pipe or by preparing a fitting. Moreover, the existing wavy tube can be expanded and formed as a material pipe. In the processing method, when the material pipes or the clamping dies 10a and 10b are pipe-expanded while being fed in the pipe axis direction, the
By using the said processing method, the
第2実施形態のフィン付き伝熱管1Bは、図2において示すように、凸部3から凹部4までの管壁2が曲線状であり、凸部3は径外方向に膨出した断面視半円状となる。凹部4も管端部13より管径の小さなストレート管状となっている。凹部形成型8および内型部12をカマボコ状になるように設計し、これを用いて加工することで第2実施形態のフィン付き伝熱管1を得ることができる。
第2実施形態のフィン付き伝熱管1Bは、凸部3が径外方向に半球状に膨出した既存の波状管から拡管成形することによっても得ることができる。また、第1実施形態に比べて加工は難しくなる傾向にあるが伝熱面積は大きくなり、より熱効率の向上を可能とすることができる。
In the finned heat transfer tube 1B of the second embodiment, as shown in FIG. 2, the
The finned
第3実施形態のフィン付き伝熱管1Cは、図3において示すように、凸部3から凹部4までの管壁2が中途部で屈曲し、径外方向に凸な「く」字状となっており、凹部4は管端部13より管径の小さなU字溝状である。凹部形成型8を第2実施形態と同様カマボコ状とし、内型部12を五角形状になるように設計し、これを用いて加工することで第3実施形態のフィン付き伝熱管1を得ることができる。
第3実施形態のフィン付き伝熱管1Cは、異なる凹部形成型8と内型部12を組み合わして複雑な形状のフィン付き伝熱管を得ることができることを示しており、必ずしも凹部形成型8と内型部12を同じ形状にする必要がないことを示している。また、間隔をあけてU字溝が周方向に設けられた既存の波状管を用いて加工することで、第2実施形態同様に容易に拡管成形によりフィン5を形成でき、熱効率を向上させられ、製造コストを下げることができる。
As shown in FIG. 3, the finned
The finned
第4実施形態のフィン付き伝熱管1Dは、図4において示すように、管壁2はフィン5となだらかに凹んだ凹部4を管軸方向に交互に形成しており、前記第1〜第3実施形態に示されていた凸部3が存在しない。転造またはバルジ加工などで波状管とされた素材パイプを平板状の挟持型10、11で拡管成形すると得ることができる。
一般的に入手しやすいフレキシブルチューブなどを素材パイプに用いて容易にフィン付き伝熱管1Dを加工できる利点を有する。
本発明は前記実施形態における各部材の形状およびそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図1〜5に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
As shown in FIG. 4, the finned
It has an advantage that the finned heat transfer tube 1D can be easily processed using a flexible tube or the like that is generally available as a material pipe.
In the present invention, the shape of each member and the positional relationship of front / rear / left / right / upper / lower are best configured as shown in FIGS. However, it is not limited to the said embodiment, A member, a structure can be variously deformed, and a combination can also be changed.
例えば、管壁2の内外周面に溝を加工して伝熱面積を増大させて熱効率を更に向上させたり、多孔質やエッチング加工されて粗面化された金属材料を用いて伝熱面積を増大させて熱効率を更に向上させることもできる。
また、凸部3と凹部4の間隔は任意に選択でき、凸部3同士の間隔を長くして、リング状の凸部3が一定の間隔毎に表れるように加工したり、凸部3と凹部4とを滑らかに連続して設け、正面視波状なるようにしたりすることができる。
内型部12の形状を第1〜第4実施形態以外の多角形や曲面形状にすることもできる。また、フィン5の基端部6は凸部3の中央部に成形するのが最も熱効率を向上させるが、フィン5は中央部の近傍であっても良い。
For example, grooves are formed in the inner and outer peripheral surfaces of the
Further, the interval between the
The shape of the inner mold portion 12 can be a polygon or curved surface other than those in the first to fourth embodiments. In addition, the base end portion 6 of the
1 フィン付き伝熱管
3 凸部
4 凹部
5 フィン
1 Heat Transfer Tube with
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004017399A JP2005207710A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Heat-transfer pipe with fin |
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JP2004017399A JP2005207710A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Heat-transfer pipe with fin |
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JP2004017399A Pending JP2005207710A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Heat-transfer pipe with fin |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101865615A (en) * | 2010-06-17 | 2010-10-20 | 李耀强 | Radiator |
CN104259282A (en) * | 2014-07-11 | 2015-01-07 | 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 | Forming device of titanium or titanium alloy finned tube |
WO2015087601A1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-06-18 | 住友重機械工業株式会社 | Molding device |
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2004
- 2004-01-26 JP JP2004017399A patent/JP2005207710A/en active Pending
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US10173254B2 (en) | 2013-12-09 | 2019-01-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Molding apparatus |
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