JP2015135210A - 熱交換器用伝熱管及び熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器をコンパクトに構成できる熱交換器用伝熱管を提供する。
【解決手段】熱交換器用伝熱管11において、外管13と、外管13の中に挿通され軸線直交断面において相互の軸線間距離が等しく配置される複数の内管15と、外管内周面21に少なくとも一部分が固定され複数の内管15が内側に挿通される第1コイル17と、それぞれの内管内周面23に少なくとも一部分が固定される第2コイル19と、外管13の内側と内管15の外側とで構成される第1流路25の流路断面積S1と、それぞれの内管15の流路断面積を合計して構成され流路断面積S1との比がS1:S2=1:2〜2:1の範囲である第2流路27の流路断面積S2と、を設けた。
【選択図】 図2
【解決手段】熱交換器用伝熱管11において、外管13と、外管13の中に挿通され軸線直交断面において相互の軸線間距離が等しく配置される複数の内管15と、外管内周面21に少なくとも一部分が固定され複数の内管15が内側に挿通される第1コイル17と、それぞれの内管内周面23に少なくとも一部分が固定される第2コイル19と、外管13の内側と内管15の外側とで構成される第1流路25の流路断面積S1と、それぞれの内管15の流路断面積を合計して構成され流路断面積S1との比がS1:S2=1:2〜2:1の範囲である第2流路27の流路断面積S2と、を設けた。
【選択図】 図2
Description
本発明は、外管と内管とを有する二重管式の熱交換器用伝熱管とそれを用いた熱交換器に関する。
熱交換器用伝熱管として、外管内に内管を挿通し、内管内を流通する流体と、内管と外管との間を流通する流体との間で熱交換を行う二重管式の熱交換器用伝熱管が知られている(例えば特許文献1参照)。同文献に開示される二重管式熱交換器は、内管と外管との間に、外管の内側流路を螺旋状に仕切る伝熱促進体を介設している。伝熱促進体としては、内外管の間の空間を2本の螺旋状流路とする2重巻のスプリングあるいは内外管の間の空間を1本の螺旋状流路とする1重巻のスプリングを用いることが可能とされている。
これにより、内外管の間の流路の流路長を増大させるとともに、この流路を流れる流体の流速及び乱流化を増加させる。その結果、内管内を流れる流体から内外管の間を流れる流体への伝熱が促進され、単位長さ当たりの性能向上が可能とされている。
これにより、内外管の間の流路の流路長を増大させるとともに、この流路を流れる流体の流速及び乱流化を増加させる。その結果、内管内を流れる流体から内外管の間を流れる流体への伝熱が促進され、単位長さ当たりの性能向上が可能とされている。
しかしながら、上記の二重管式熱交換器は、1本の外管の内側に、1本の内管を挿通して構成されている。このため、外管の内側と内管の外側とで構成される第1流路と、内管の内側に構成される第2流路とを、最適な流路断面積比としながら、第1流路と第2流路の熱交換面積を容易な製造方法で増やすことが難しい。その結果、従来の二重管式熱交換器(熱交換器用伝熱管)は、熱交換率を向上させにくく、管長が長くなることから、熱交換器のコンパクト化が困難であった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、高い熱交換率を有し、製造が容易で、コンパクトに構成できる熱交換器用伝熱管とそれを用いた熱交換器を提供することにある。
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項1記載の熱交換器用伝熱管11は、外管13と、
前記外管13の中に挿通され軸線直交断面において相互の軸線間距離が実質的に等しく配置される複数の内管15と、
外管内周面21に少なくとも一部分が固定され前記複数の内管15が内側に挿通される第1コイル17と、
それぞれの内管内周面23に少なくとも一部分が固定される第2コイル19と、
前記外管13の内側と前記内管15の外側とで構成される第1流路25の流路断面積S1と、
それぞれの前記内管15の流路断面積を合計して構成され前記流路断面積S1との比がS1:S2=1:2〜2:1の範囲である第2流路27の流路断面積S2と、
を具備することを特徴とする。
本発明の請求項1記載の熱交換器用伝熱管11は、外管13と、
前記外管13の中に挿通され軸線直交断面において相互の軸線間距離が実質的に等しく配置される複数の内管15と、
外管内周面21に少なくとも一部分が固定され前記複数の内管15が内側に挿通される第1コイル17と、
それぞれの内管内周面23に少なくとも一部分が固定される第2コイル19と、
前記外管13の内側と前記内管15の外側とで構成される第1流路25の流路断面積S1と、
それぞれの前記内管15の流路断面積を合計して構成され前記流路断面積S1との比がS1:S2=1:2〜2:1の範囲である第2流路27の流路断面積S2と、
を具備することを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管11では、外管13が、外管内周面21に一部分を固定する第1コイル17を有し、それぞれの内管15が、内管内周面23に一部分を固定する第2コイル19を有する。第1コイル17及び第2コイル19は、流体を乱す役割、及び伝熱を促進する役割を果たす。
第1コイル17の内側には、複数の内管15が挿通される。これにより、内管15は、1本である場合に比べ、第1流路25を流れる流体との熱交換面積の調整、第2流路27における流路断面積の調整が容易となり、且つ容易な製造方法で得られる。
より具体的に、この調整は、内管15の本数、内管15の直径サイズを変えることによって行うことができる。
外管13の内側と内管15の外側とで形成される第1流路25の流路断面積S1と、内管15の第2流路27の流路断面積S2とは、1:2〜2:1となるように構成されている。これにより、S1/S2が1/2以下となることによる第1流路25の流路断面積の不足が生じなくなる。また、S1/S2が2/1以上となる第2流路27の流路断面積の不足が生じなくなる。このように、内管15を複数にすることで、第1流路25と第2流路27との流路断面積比が調整しやすくなり、流路断面積比を好ましい比に近づけることが容易に可能となる。
第1コイル17の内側には、複数の内管15が挿通される。これにより、内管15は、1本である場合に比べ、第1流路25を流れる流体との熱交換面積の調整、第2流路27における流路断面積の調整が容易となり、且つ容易な製造方法で得られる。
より具体的に、この調整は、内管15の本数、内管15の直径サイズを変えることによって行うことができる。
外管13の内側と内管15の外側とで形成される第1流路25の流路断面積S1と、内管15の第2流路27の流路断面積S2とは、1:2〜2:1となるように構成されている。これにより、S1/S2が1/2以下となることによる第1流路25の流路断面積の不足が生じなくなる。また、S1/S2が2/1以上となる第2流路27の流路断面積の不足が生じなくなる。このように、内管15を複数にすることで、第1流路25と第2流路27との流路断面積比が調整しやすくなり、流路断面積比を好ましい比に近づけることが容易に可能となる。
本発明の請求項2記載の熱交換器用伝熱管11は、請求項1記載の熱交換器用伝熱管11であって、
前記第1流路25の任意の位置に、前記内管15に沿って芯材が挿通されていることを特徴とする。
前記第1流路25の任意の位置に、前記内管15に沿って芯材が挿通されていることを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管11では、第1流路25に芯材が設けられることで、第1流路25を流れる流体が分散されやすくなる。すなわち、第1流路25の流路断面積における半径方向内側と半径方向外側とを流れる流体の移動が促進され、温度勾配が得やすくなる。その結果、熱交換率が高まる。また、芯材が配置される部分の第1流路25を流れる流体が排除できるので、第1流路25の流路断面積を削減調整することができる。
本発明の請求項3記載の熱交換器用伝熱管11は、請求項2記載の熱交換器用伝熱管11であって、
前記芯材が、中実棒29であることを特徴とする。
前記芯材が、中実棒29であることを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管11では、第1流路25を流れる流体が、中実棒29の体積分で効果的に排除可能となる。
本発明の請求項4記載の熱交換器用伝熱管11は、請求項2記載の熱交換器用伝熱管11であって、
前記芯材が、コイル部材であることを特徴とする。
前記芯材が、コイル部材であることを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管11では、第1流路25のコイル部材近傍を流れる流体の流れを乱す、或いは撹拌することが可能となる。この撹拌によって、第1流路25の流路断面積における半径方向内側と半径方向外側とを流れる流体の移動がより効果的に促進され、温度勾配が得やすくなる。その結果、熱交換率が高まる。
本発明の請求項5記載の熱交換器用伝熱管は、請求項2記載の熱交換器用伝熱管であって、
前記芯材が、螺旋状に形成される帯板状部材47であることを特徴とする。
前記芯材が、螺旋状に形成される帯板状部材47であることを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管45では、第1流路25を流れる流体の流れを帯板状部材47が螺旋状に形成されることによって乱す、或いは撹拌することが可能となる。この撹拌によって、第1流路25の流路断面積における半径方向内側と半径方向外側とを流れる流体の移動がより効果的に促進され、温度勾配が得やすくなる。その結果、熱交換率が高まる。
本発明の請求項6記載の熱交換器用伝熱管11は、請求項1,2,3,4,5のいずれか1つに記載の熱交換器用伝熱管であって、
屈曲部を備えることを特徴とする。
屈曲部を備えることを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管11では、管形状として、その中途部分などを任意の角度で曲げ屈曲部を有した構成にすることができ、また、この屈曲部の位置において、屈曲形成する場合に、外管と内管とには第1コイル及び第2コイルとを有することで潰れてしまうことがない。そして、この屈曲部を備える形状とすることで、両端の流路出入口を任意の向きに構成でき、伝熱管としての長さを有しながら全体的な大きさをコンパクトに形成できる。
本発明の請求項7記載の熱交換器用伝熱管11は、請求項1,2,3,4,5のいずれか1つに記載の熱交換器用伝熱管11であって、
同一平面上において同一の半径及び同一の曲げ角度で逆方向に曲げられる一対の第1屈曲部31及び第2屈曲部33を備えることを特徴とする。
同一平面上において同一の半径及び同一の曲げ角度で逆方向に曲げられる一対の第1屈曲部31及び第2屈曲部33を備えることを特徴とする。
この熱交換器用伝熱管11では、管形状を、同一の半径及び同一の曲げ角度で逆向きに曲げるS字形状とすることで、各管の屈曲部の長さ変動を相殺できる。これにより、屈曲形成以前の真直状態の長さを全て揃えることができて、S字形状に屈曲形成後、各管の端部を面一に揃えることが可能となる。
本発明の請求項8記載の熱交換器は、請求項1〜7のいずれか1つに記載の熱交換器用伝熱管を備えることを特徴とする。
この熱交換器では、1本の外管の内側に複数本の内管を挿通して構成されるとともに、各流路にコイルを配設した構成とされる熱交換器用伝熱管よりなるので、熱交換率が向上した熱交換器となり、また、このことからコンパクトに構成することができる。
本発明に係る請求項1記載の熱交換器用伝熱管によれば、内管を複数で構成するとともに、各流路にコイルを配設したので、高い熱交換率を有し、製造が容易で、コンパクトに構成できる。
本発明に係る請求項2記載の熱交換器用伝熱管によれば、第1流路を流れる流体への熱伝達率を高めることができ、且つ第1流路と第2流路との流路断面積比を調整容易とすることができる。
本発明に係る請求項3記載の熱交換器用伝熱管によれば、第1流路内に配置される中実棒よりなる芯材によって、第1流路の流路断面積を効果的に減少させ、すなわち削減調整することができる。
本発明に係る請求項4記載の熱交換器用伝熱管によれば、第1流路内に配置されるコイル部材によって、第1流路の流路断面積を減少させながら、第1流路を流れる流体を撹拌して熱交換率を向上させることができる。
本発明に係る請求項5記載の熱交換器用伝熱管によれば、第1流路内に配置される螺旋形状の帯板状部材によって、第1流路の流路断面積を減少させながら、第1流路を流れる流体を撹拌して熱交換率を向上させることができる。
本発明に係る請求項6記載の熱交換器用伝熱管によれば、屈曲部を備えることにより、伝熱管として任意の形状に構成でき、コンパクト化を可能とする。
本発明に係る請求項7記載の熱交換器用伝熱管によれば、屈曲部を同一の半径及び同一の曲げ角度で互いに逆方向としてS字形状に形成したので、内外各管の端部を面一として、コンパクト化可能な屈曲構造の製造を、容易にすることができる。
本発明に係る請求項8記載の熱交換器によれば、1本の外管の内側に複数本の内管を挿通して構成されるとともに、各流路にコイルを配設した構成とされる熱交換器用伝熱管よりなるので、熱交換率が向上した熱交換器を得ることができる。また、このことから伝熱管の長さを短く構成でき、かつ伝熱管を屈曲させることも可能であることから、熱交換器としてコンパクトに構成することができる。
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施形態に係る熱交換器用伝熱管の一部分を切り欠いた要部側面図、図2は図1に示した熱交換器用伝熱管の軸線直交方向の断面図、図3はS字形状に形成された熱交換器用伝熱管の平面図、図4は図3のA−A矢視図、図5は図3のB−B断面図、図6は図3のC−C断面図である。
本実施形態に係る熱交換器用伝熱管11は、外管13と、内管15と、第1コイル17と、第2コイル19と、流路断面積S1と、流路断面積S2と、を構成に有する。
外管13は、軸線直交断面の形状が円形状に形成される。外管13及び内管15の材質には、例えば銅やステンレス鋼等を用いることができる。この他、同等程度の熱伝導率を有し、耐熱温度、耐腐食性、強度が確保されればその他の金属や合金であってもよい。なお、外管13及び内管15は、継目無しのシームレス管または電縫管の何れであってもよい。
図1は本発明の実施形態に係る熱交換器用伝熱管の一部分を切り欠いた要部側面図、図2は図1に示した熱交換器用伝熱管の軸線直交方向の断面図、図3はS字形状に形成された熱交換器用伝熱管の平面図、図4は図3のA−A矢視図、図5は図3のB−B断面図、図6は図3のC−C断面図である。
本実施形態に係る熱交換器用伝熱管11は、外管13と、内管15と、第1コイル17と、第2コイル19と、流路断面積S1と、流路断面積S2と、を構成に有する。
外管13は、軸線直交断面の形状が円形状に形成される。外管13及び内管15の材質には、例えば銅やステンレス鋼等を用いることができる。この他、同等程度の熱伝導率を有し、耐熱温度、耐腐食性、強度が確保されればその他の金属や合金であってもよい。なお、外管13及び内管15は、継目無しのシームレス管または電縫管の何れであってもよい。
内管15は、複数、本実施形態では4本のものからなり、外管13の中に軸線同士が同方向に平行となって挿通され、軸線直交断面において相互の軸線間距離が実質的に等しく配置される。すなわち、4本の内管15は、外管13の軸線からそれぞれの軸線までの距離が実質的に等しくなるように配置される。また、熱交換が均等に行われるように、4本の内管15は、それぞれの軸線を結んだ線が、断面視で正多角形状、例えば正方形状になるように配置されることが好ましい。さらに、4本の内管15は、各管の外周面同士が離間していることが好ましい。これにより、外管13の内側で流体を均等に流すことができる。なお、上記した「相互の軸線間距離が実質的に等しい」とは、最も長い軸線間距離が、最も短い軸線間距離の100〜120%の範囲内であることをいう。
なお、内管15の数は、4本に限定されず、2本、3本、または5本以上であってもよい。
第1コイル17は、外管内周面21に少なくとも一部分が固定される。この第1コイル17の内側に、複数の内管15が挿通される。なお、4本の内管15は、第1コイル17に接するように配置されていてもよい。
第2コイル19は、それぞれの内管内周面23に少なくとも一部分が固定される。本実施形態において、それぞれの第2コイル19は、同一形状で形成される。
第1コイル17及び第2コイル19は、上記同様の導電性良好な金属の線材からなり、螺旋状に巻かれることでコイルスプリング状となる。第1コイル17及び第2コイル19は、例えばロウ付けによって外管内周面21、内管内周面23に固定される。
第1コイル17及び第2コイル19は、上記同様の導電性良好な金属の線材からなり、螺旋状に巻かれることでコイルスプリング状となる。第1コイル17及び第2コイル19は、例えばロウ付けによって外管内周面21、内管内周面23に固定される。
ここで、外管13の内側と内管15の外側とで構成される第1流路25は、流路断面積S1とする。また、それぞれの内管15の流路断面積を合計して構成される第2流路27は、流路断面積S2とする。熱交換器用伝熱管11は、流路断面積S1と流路断面積S2との比が、S1:S2=1:2〜2:1の範囲で設定されている。なお、この流路断面積S1と流路断面積S2との比は、S1:S2=5:9〜9:5が好ましく、S1:S2=4:5〜5:4がより好ましい。
第1流路25の任意の位置には、内管15に沿って芯材が挿通されている。芯材を設けることにより、第1流路25を流れる流体を分散させることができる。また、芯材は、流路断面積S1と流路断面積S2の流路断面積比を調整するための手段とすることができる。外管13の中心には、中実棒29を同軸で配設してもよい。その場合、第1流路25を流れる流体が外管13内で均等に流れるように、中実棒29と内管15の外周面とは離間していることが好ましい。
また、上記の流体分散効果、流路断面積比調整効果が得られるものであれば、芯材は、中実棒29に限らず、コイル部材や、帯板状部材47等であってもよい。また、芯材の位置は、流体分散効果、流路断面積比調整効果が得られるものであれば、軸線が外管13の軸線とずれていてもよい。また、芯材は、上記効果が得られるものであれば、外管13と隣り合う2本の内管15とで形成される略三角形部分に配置されてもよく、各内管15のそれぞれと外管13とで形成される計4つの略三角形部分に1つずつ合計4つのものが配置されてもよい。
より具体的に、外管13は、外径を10mm、内径を8.4mm、厚さを0.8mmとし、内管15は、外径を3mm、内径を2.5mm、厚さを0.25mmとして、第1コイル17は、線径を0.3mm、内径を7.5mm、外径を8.1mmとするとともに、第2コイル19は、線径を0.3mm、内径を1.7mm、外径を2.3mmとして、さらに、芯材は、直径を1mmとすると、これら数値により、例えば流路断面積S1は、15.1mm2 、流路断面積S2は、9.08mm2 と算出される。この場合、流路断面積S1と流路断面積S2との流路断面積比は、S1:S2=1:1.66となる。
熱交換器用伝熱管11は、図3に示すように、同一平面上において、同一の半径及び同一の曲げ角度R、例えば180°で逆方向に曲げられる一対の第1屈曲部31及び第2屈曲部33によってS字形状に形成することができる。
この場合、外管13の両端にはT型ジョイント35の一端が接続される。それぞれのT型ジョイント35は、外管13と反対側の端に、ソケット37が接続される。ソケット37は、T型ジョイント35の内側に開放された第1流路25を閉塞して、内管15を外部へ導出する。外部へ導出されたそれぞれの内管15は、別のソケット39に外周が水密にシールされて挿通される。それぞれの内管15の第2流路27は、このソケット39の内側で開放される。また、第1流路25が開放されたT型ジョイント35の残りの接続部には、接続パイプ41が接続される。第1流路25は、T型ジョイント35を介してこの接続パイプ41に接続される。
図7は芯材が省略された変形例に係る熱交換器用伝熱管43の断面図、図8は図7に示した熱交換器用伝熱管43の軸線直交方向の断面図、図9は芯材の変形例に係る熱交換器用伝熱管45の断面図、図10は図9に示した熱交換器用伝熱管45の軸線直交方向の断面図である。
なお、上記の熱交換器用伝熱管11は、図7,図8に示すように、芯材を省略するものであってもよい。また、芯材がコイル部材の場合、流路断面積比に応じて、例えば、巻き数や線径等を変えてもよい。さらに、図9,図10に示すように、芯材の形状を、上述した中実棒29ではなく、螺旋状に形成される帯板状部材47として構成することとしてもよい。また、内管15のそれぞれに挿入される第2コイル19は、挿入される内管15ごとに形状、巻き数、線径等の異なるものを用いてもよい。
なお、上記の熱交換器用伝熱管11は、図7,図8に示すように、芯材を省略するものであってもよい。また、芯材がコイル部材の場合、流路断面積比に応じて、例えば、巻き数や線径等を変えてもよい。さらに、図9,図10に示すように、芯材の形状を、上述した中実棒29ではなく、螺旋状に形成される帯板状部材47として構成することとしてもよい。また、内管15のそれぞれに挿入される第2コイル19は、挿入される内管15ごとに形状、巻き数、線径等の異なるものを用いてもよい。
次に、上記構成を有する熱交換器用伝熱管11の作用を説明する。
熱交換器用伝熱管11では、外管13が、外管内周面21に一部分を固定する第1コイル17を有し、それぞれの内管15が、内管内周面23に一部分を固定する第2コイル19を有する。第1コイル17及び第2コイル19は、それぞれの管内を流れる流体を乱す役割、及び伝熱を促進する役割を果たす。
熱交換器用伝熱管11では、外管13が、外管内周面21に一部分を固定する第1コイル17を有し、それぞれの内管15が、内管内周面23に一部分を固定する第2コイル19を有する。第1コイル17及び第2コイル19は、それぞれの管内を流れる流体を乱す役割、及び伝熱を促進する役割を果たす。
第1コイル17の内側には、複数の内管15が挿通される。これにより、内管15は、1本である場合に比べ、第1流路25を流れる流体との熱交換面積の調整、第2流路27における流路断面積の調整が容易となり、また、容易な製造方法で得られる。
より具体的に、この調整は、内管15の本数、内管15の直径サイズ、内管15の厚さを変えることによって行うことができる。
より具体的に、この調整は、内管15の本数、内管15の直径サイズ、内管15の厚さを変えることによって行うことができる。
外管13の内側と内管15の外側とで形成される第1流路25の流路断面積S1と、内管15の第2流路27の流路断面積S2とは、1:2〜2:1となるように構成されている。これにより、S1/S2が1/2以下となることによる第1流路25の流路断面積の不足が生じなくなる。また、S1/S2が2/1以上となる第2流路27の流路断面積の不足が生じなくなる。このように、内管15を複数にすることで、第1流路25と第2流路27との流路断面積比が調整しやすくなり、流路断面積比をより好ましい比に近づけることが容易に可能となる。
また、熱交換器用伝熱管11では、第1流路25に芯材である中実棒29や帯板状部材47が設けられることで、第1流路25を流れる流体が分散されやすくなる。すなわち、第1流路25の流路断面積における半径方向内側と半径方向外側とを流れる流体の移動が促進され、温度勾配が得やすくなる。その結果、熱交換率が高まる。また、芯材が配置される部分の第1流路25を流れる流体が排除できるので、第1流路25の流路断面積を削減調整することができる。これにより、第1流路25を流れる流体への熱伝達率を高め、且つ第1流路25と第2流路27との流路断面積比を調整容易とすることができる。
そして、芯材を中実棒29とすれば、第1流路25を流れる流体が、中実棒29の体積分で排除可能となる。その結果、第1流路25の流路断面積を効果的に減少させ、削減調整することができる。また、この中実棒29の体積の増減によって、内管15の厚さの増減を可能とし、流路断面積比を調整することができる。
また、芯材をコイル部材や帯板状部材47とすれば、第1流路25のコイル部材や帯板状部材47近傍を流れる流体の流れを乱す、或いは撹拌することが可能となる。この撹拌によって、第1流路25の流路断面積における半径方向内側と半径方向外側とを流れる流体の移動がより効果的に促進され、温度勾配が得やすくなる。その結果、熱交換率が高まる。これにより、第1流路25の流路断面積を減少させながら、第1流路25を流れる流体を撹拌して熱交換率を向上させることができる。
さらに、熱交換器用伝熱管11では、管形状を、同一の半径及び同一の曲げ角度で互いに逆向きに曲げるS字形状とすることで、各管の屈曲部の長さ変動を相殺できる。すなわち、S字形状に屈曲形成する以前真直状態の各管の長さを全て同じで構成できて、S字形状に屈曲形成後、各管の端部を面一に揃えることが可能となる。その結果、各管の端部を面一として、コンパクト化可能な屈曲構造の製造を、容易にすることができる。
上述した実施形態の熱交換器用伝熱管11,43,45は、複数本で構成し、同一平面状となるように平行に配列されて互いに近接して並べたり、複数本を束にして構成し、伝熱管列ユニットを構成し、これを熱交換器(図示せず)として構成される。
同一平面状となるように互いが平行に配列される構成では、これをユニットとして複数段積層して熱交換器を構成することができる。積層配置された複数の伝熱管列ユニットは、例えば、各熱交換器用伝熱管のそれぞれの第1流路を接続し、また、第2流路をそれぞれに接続して、一次入口ヘッダ、一次出口ヘッダ、二次入口ヘッダ、二次出口ヘッダのそれぞれに接続される。
同一平面状となるように互いが平行に配列される構成では、これをユニットとして複数段積層して熱交換器を構成することができる。積層配置された複数の伝熱管列ユニットは、例えば、各熱交換器用伝熱管のそれぞれの第1流路を接続し、また、第2流路をそれぞれに接続して、一次入口ヘッダ、一次出口ヘッダ、二次入口ヘッダ、二次出口ヘッダのそれぞれに接続される。
そして、図示は省略するが熱交換装置側からの一次熱媒供給配管、二次熱媒供給配管、一次熱媒環流配管、及び二次熱媒環流配管の各管継手が接続されて、一次入口ヘッダに流れた一次熱媒が、例えば内管15に流れる。内管15を流れた一次熱媒は二次熱媒と熱交換された後、一次出口ヘッダから外部へ出る。二次入口ヘッダに流れた二次熱媒は外管13に流れる。外管13を流れた二次熱媒は一次熱媒と熱交換された後、二次出口ヘッダから外部へ出る。
上記構成の熱交換器によれば、内管15の中を流れる熱媒が、内管15の内側に設けられた第2コイル19によって流れが乱れ、撹拌されながら流れることとなって、従来に比べて伝熱が促進され、熱交換が行われる。そして、外管13と内管15との間隙を流れる他系統の熱媒と熱交換される。また、この熱交換器は、外管13及び内管15からなる伝熱管11が、互いに平行に複数で構成されて、同一平面上に近接して並べられることで、1つのユニットとして、複数段で積層構成することが可能となり、伝熱面積を広げながら接地面積を小さく構成できる。
従って、本実施形態に係る熱交換器用伝熱管11によれば、容易に製造でき、熱交換率が向上するので、管長を短くすることができ、また、この熱交換器用伝熱管を用いた熱交換器によれば、管長を短く構成することができてコンパクトに構成することができる。
11…熱交換器用伝熱管
13…外管
15…内管
17…第1コイル
19…第2コイル
21…外管内周面
23…内管内周面
25…第1流路
27…第2流路
29…芯材(中実棒)
31…第1屈曲部
33…第2屈曲部
47…芯材(帯板状部材)
S1、S2…流路断面積
13…外管
15…内管
17…第1コイル
19…第2コイル
21…外管内周面
23…内管内周面
25…第1流路
27…第2流路
29…芯材(中実棒)
31…第1屈曲部
33…第2屈曲部
47…芯材(帯板状部材)
S1、S2…流路断面積
Claims (8)
- 外管と、
前記外管の中に挿通され軸線直交断面において相互の軸線間距離が実質的に等しく配置される複数の内管と、
外管内周面に少なくとも一部分が固定され前記複数の内管が内側に挿通される第1コイルと、
それぞれの内管内周面に少なくとも一部分が固定される第2コイルと、
前記外管の内側と前記内管の外側とで構成される第1流路の流路断面積S1と、
それぞれの前記内管の流路断面積を合計して構成され前記流路断面積S1との比がS1:S2=1:2〜2:1の範囲である第2流路の流路断面積S2と、
を具備することを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項1記載の熱交換器用伝熱管であって、
前記第1流路の任意の位置に、前記内管に沿って芯材が挿通されていることを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項2記載の熱交換器用伝熱管であって、
前記芯材が、中実棒であることを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項2記載の熱交換器用伝熱管であって、
前記芯材が、コイル部材であることを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項2記載の熱交換器用伝熱管であって、
前記芯材が、螺旋状に形成される帯板状部材であることを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項1,2,3,4,5のいずれか1つに記載の熱交換器用伝熱管であって、
屈曲部を備えることを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項1,2,3,4,5のいずれか1つに記載の熱交換器用伝熱管であって、
同一平面上において同一の半径及び同一の曲げ角度で逆方向に曲げられる一対の第1屈曲部及び第2屈曲部を備えることを特徴とする熱交換器用伝熱管。 - 請求項1〜7のいずれか1つに記載の熱交換器用伝熱管を備えることを特徴とする熱交換器。
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