JP3675988B2 - 乱流促進部材挿入式の熱交換器 - Google Patents
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- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、配列される多数の伝熱管にそれぞれ乱流促進部材が納まる乱流促進部材挿入式の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱交換器において伝熱効率を高める手段としては、伝熱管内面に縦溝や螺旋溝を形成したり、フィンを軸方向に平行に形成したり、圧延鋼板材等からなる捩れテープまたは鉄線材によるコイル等の乱流促進部材を挿入したりして、壁面近傍での流速増加や乱流を促進する等の手段が採られる。このうち、乱流促進部材挿入式の熱交換器においては、その乱流促進用部材が伝熱管から抜けないように固定する必要がある。
【０００３】
図６は、従来例として、伝熱管２８に挿入されるコイル形の乱流促進部材３０の取付け構造を示したもので、その乱流促進部材３０には、一対の心線３２，３２が挿入して溶接されており、心線３２，３２の上端が半円に相反する方向へ反転屈曲され、その反転部３６，３６の先端が上部管板３４に溶接されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の熱交換器においては、細い心線３２，３２を上部管板３４に溶接することは、溶接機における電流値等の設定が難しいことや、下向き溶接が困難なこと（通常は、横にした状態で製作するため）等から、溶接作業に熟練を要した。また、心線の上端部を半円状に成形しても、一対の心線においてその先端溶接部が上部管板に同一に接触させるように曲げることが難しく、この点でも溶接が困難であった。
【０００５】
乱流促進部材の取付け状態においては、乱流促進部材の自重等により反転部が半円状に保たれ難く、反転部の変形により脱落するおそれがあり、また、熱交換器の振動が直接に乱流促進部材に及ぶことから、上部管板に対する心線の溶接箇所や、コイルと心線との溶接箇所に振動による応力を繰り返し受ける結果、溶接箇所での亀裂破損により乱流促進部材の脱落が生じ、他の器材に損害を及ぼす危険があった。
【０００６】
これを防止するために、管内側流体出口集合管に網状のストレーナーを取り付ける等の手段が考えられるが、熱媒体を流動させる圧力損失が大きくなるだけでなく、殊に、大型変圧器においては、金属製ストレーナーが破損の場合、それが油ポンプで破壊され、変圧器に侵入し絶縁破壊に至る危険があった。
【０００７】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、伝熱管に挿入されている乱流促進部材が脱落しない乱流促進部材挿入式の熱交換器を提供することを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、上部管板と下部管板に多数の伝熱管が開口し、各伝熱管に、コイルの内側に一対の心線を溶接してなる乱流促進部材が挿入される乱流促進部材挿入式の熱交換器において、上部管板の上に、丸棒からなる上部横架材を伝熱管の配列に沿って配設し、乱流促進部材の両方の心線の上端に前記丸棒の外周に沿って同じ方向へほゞ半円に曲がるフックを形成し、フックを上部横架材に溶接して乱流促進部材挿入式の熱交換器を構成した。
【０００９】
また、上記に加えて、下部管板の下に、丸棒からなる下部横架材を、乱流促進部材の落下受けとして伝熱管の配列に沿って配設すると、さらに本発明の目的達成に好ましい。
【００１０】
【作 用】
本発明において、乱流促進部材を取り付ける場合には、乱流促進部材の両方の心線の上端に同じ形状にフックを形成することができ、それを丸棒の上部横架材に引っ掛けて溶接し、しかも、両方において太さに余り差がないために、溶接機における条件設定が容易であり、下向き溶接により溶接作業を容易に行なうことができるため、溶接に余り熟練を要しない。また、乱流促進部材の自重によりフックが変形することはなく、しかも、熱交換器の振動が上部横架材を介してその溶接箇所において緩和されるため、溶接に亀裂が生じるような悪影響が及ばない。
【００１１】
さらに、仮に溶接不良等が原因で、乱流促進部材が落下したとしても、それが伝熱管に留まる状態で下部横架材により受け止められるため、不完全ながら乱流促進作用が維持され、同時に伝熱管から抜けることによるトラブルが防止される（請求項２）。また、線材であるため熱媒体が流動する圧力損失が少ない。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１ないし図５は、一実施例を示し、その熱交換器は、上部管板１と下部管板２との間に胴部３を挾んでヘッダータンクが構成され、胴部３内に多数の伝熱管５，５，・・を配設したもので、上部管板１と下部管板２とに伝熱管５，５，・・を開口して溶接し、各伝熱管５に乱流促進部材９，９，・・を挿入し保持されている。
【００１４】
乱流促進部材９は、伝熱促進用のコイル１１を主体として、その中に一対の心線１３，１３を挿入し、両方をコイル１１の相対向する内面に溶接したもので、心線１３，１３の上端がその並列方向とは直角の同じ方向に半円に反転屈曲され、このフック１５，１５が丸棒の上部横架材１７に引っ掛けて溶接される。
【００１５】
なお、上部管板１と下部管板２との間の胴部３は、この実施例の場合、伝熱管５，５，・・が中に配列される矩形の角筒形であるが、円筒形である場合もある。また、上下管板１，２の間に、溝形の左右側板を設けて胴部が構成されることもある。また、この実施例の場合、胴部３の厚み方向に５列となるように伝熱管５，５，・・が配設され、各列に沿って上部横架材１７，１７，・・が配列され、横架受け１９，１９，・・により支持される。
【００１６】
各横架受け１９は、５列の上部横架材１７，１７，・・と交差するように配列されているが、伝熱管５の真上を避けるために、胴部３の厚み方向に対して斜めの配列となっている。また、両端が屈折して大股開き形状となっており（図５）、両端を上部管板１に溶接してある。同図において、１８が管板カバーである。
【００１７】
下部管板２の下に距離Ｌをおいて、同様にして下部横架材２１，２１，・・が伝熱管５，５，・・の各列毎に配列され、上下逆となる同じ形状の横架受け２３，２３，・・に溶接しそれに支持される。距離Ｌは、心線１３，１３からコイル１１が外れた場合や、フック１５，１５が丸棒の上部横架材１７から外れた場合にも、伝熱管５に留まる寸法とし、また、乱流促進部材９の外径、コイルピッチ等も考慮して決められる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の乱流促進部材挿入式の熱交換器によれば、乱流促進部材の機能を維持できるものであって、それには熱媒体を流動させる障害の少ない丸棒の横架材を配設するため、ポンプの圧力損失が少なく、また、乱流促進部材の落下に伴って発生するようなトラブルを未然に防止できるという優れた効果がある。
【００１９】
殊に、本発明では、乱流促進部材の取付けに伴う溶接が容易となり、取付けも強固となるだけでなく、溶接箇所に熱交換器の振動が緩和され亀裂が生じないので、熱交換器に乱流促進部材が安定して保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の要部を示す熱交換器の正面から見た一部断面図である。
【図２】 同要部の側面から見た断面図である。
【図３】 同熱交換器において上部横架材の配列状態を示す一部平面から見た説明図である。
【図４】 同熱交換器において下部横架材の配列状態を示す一部底面から見た説明図である。
【図５】 同熱交換器において上部横架材と下部横架材との配列状態を示す一部側面から見た断面図である。
【図６】 従来例の説明図である。
【符号の説明】
１ 上部管板
２ 下部管板
５ 伝熱管
９ 乱流促進部材
１１ コイル
１３ 心線
１５ フック
１７ 上部横架材
２１ 下部横架材
【産業上の利用分野】
この発明は、配列される多数の伝熱管にそれぞれ乱流促進部材が納まる乱流促進部材挿入式の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱交換器において伝熱効率を高める手段としては、伝熱管内面に縦溝や螺旋溝を形成したり、フィンを軸方向に平行に形成したり、圧延鋼板材等からなる捩れテープまたは鉄線材によるコイル等の乱流促進部材を挿入したりして、壁面近傍での流速増加や乱流を促進する等の手段が採られる。このうち、乱流促進部材挿入式の熱交換器においては、その乱流促進用部材が伝熱管から抜けないように固定する必要がある。
【０００３】
図６は、従来例として、伝熱管２８に挿入されるコイル形の乱流促進部材３０の取付け構造を示したもので、その乱流促進部材３０には、一対の心線３２，３２が挿入して溶接されており、心線３２，３２の上端が半円に相反する方向へ反転屈曲され、その反転部３６，３６の先端が上部管板３４に溶接されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の熱交換器においては、細い心線３２，３２を上部管板３４に溶接することは、溶接機における電流値等の設定が難しいことや、下向き溶接が困難なこと（通常は、横にした状態で製作するため）等から、溶接作業に熟練を要した。また、心線の上端部を半円状に成形しても、一対の心線においてその先端溶接部が上部管板に同一に接触させるように曲げることが難しく、この点でも溶接が困難であった。
【０００５】
乱流促進部材の取付け状態においては、乱流促進部材の自重等により反転部が半円状に保たれ難く、反転部の変形により脱落するおそれがあり、また、熱交換器の振動が直接に乱流促進部材に及ぶことから、上部管板に対する心線の溶接箇所や、コイルと心線との溶接箇所に振動による応力を繰り返し受ける結果、溶接箇所での亀裂破損により乱流促進部材の脱落が生じ、他の器材に損害を及ぼす危険があった。
【０００６】
これを防止するために、管内側流体出口集合管に網状のストレーナーを取り付ける等の手段が考えられるが、熱媒体を流動させる圧力損失が大きくなるだけでなく、殊に、大型変圧器においては、金属製ストレーナーが破損の場合、それが油ポンプで破壊され、変圧器に侵入し絶縁破壊に至る危険があった。
【０００７】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、伝熱管に挿入されている乱流促進部材が脱落しない乱流促進部材挿入式の熱交換器を提供することを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、上部管板と下部管板に多数の伝熱管が開口し、各伝熱管に、コイルの内側に一対の心線を溶接してなる乱流促進部材が挿入される乱流促進部材挿入式の熱交換器において、上部管板の上に、丸棒からなる上部横架材を伝熱管の配列に沿って配設し、乱流促進部材の両方の心線の上端に前記丸棒の外周に沿って同じ方向へほゞ半円に曲がるフックを形成し、フックを上部横架材に溶接して乱流促進部材挿入式の熱交換器を構成した。
【０００９】
また、上記に加えて、下部管板の下に、丸棒からなる下部横架材を、乱流促進部材の落下受けとして伝熱管の配列に沿って配設すると、さらに本発明の目的達成に好ましい。
【００１０】
【作 用】
本発明において、乱流促進部材を取り付ける場合には、乱流促進部材の両方の心線の上端に同じ形状にフックを形成することができ、それを丸棒の上部横架材に引っ掛けて溶接し、しかも、両方において太さに余り差がないために、溶接機における条件設定が容易であり、下向き溶接により溶接作業を容易に行なうことができるため、溶接に余り熟練を要しない。また、乱流促進部材の自重によりフックが変形することはなく、しかも、熱交換器の振動が上部横架材を介してその溶接箇所において緩和されるため、溶接に亀裂が生じるような悪影響が及ばない。
【００１１】
さらに、仮に溶接不良等が原因で、乱流促進部材が落下したとしても、それが伝熱管に留まる状態で下部横架材により受け止められるため、不完全ながら乱流促進作用が維持され、同時に伝熱管から抜けることによるトラブルが防止される（請求項２）。また、線材であるため熱媒体が流動する圧力損失が少ない。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１ないし図５は、一実施例を示し、その熱交換器は、上部管板１と下部管板２との間に胴部３を挾んでヘッダータンクが構成され、胴部３内に多数の伝熱管５，５，・・を配設したもので、上部管板１と下部管板２とに伝熱管５，５，・・を開口して溶接し、各伝熱管５に乱流促進部材９，９，・・を挿入し保持されている。
【００１４】
乱流促進部材９は、伝熱促進用のコイル１１を主体として、その中に一対の心線１３，１３を挿入し、両方をコイル１１の相対向する内面に溶接したもので、心線１３，１３の上端がその並列方向とは直角の同じ方向に半円に反転屈曲され、このフック１５，１５が丸棒の上部横架材１７に引っ掛けて溶接される。
【００１５】
なお、上部管板１と下部管板２との間の胴部３は、この実施例の場合、伝熱管５，５，・・が中に配列される矩形の角筒形であるが、円筒形である場合もある。また、上下管板１，２の間に、溝形の左右側板を設けて胴部が構成されることもある。また、この実施例の場合、胴部３の厚み方向に５列となるように伝熱管５，５，・・が配設され、各列に沿って上部横架材１７，１７，・・が配列され、横架受け１９，１９，・・により支持される。
【００１６】
各横架受け１９は、５列の上部横架材１７，１７，・・と交差するように配列されているが、伝熱管５の真上を避けるために、胴部３の厚み方向に対して斜めの配列となっている。また、両端が屈折して大股開き形状となっており（図５）、両端を上部管板１に溶接してある。同図において、１８が管板カバーである。
【００１７】
下部管板２の下に距離Ｌをおいて、同様にして下部横架材２１，２１，・・が伝熱管５，５，・・の各列毎に配列され、上下逆となる同じ形状の横架受け２３，２３，・・に溶接しそれに支持される。距離Ｌは、心線１３，１３からコイル１１が外れた場合や、フック１５，１５が丸棒の上部横架材１７から外れた場合にも、伝熱管５に留まる寸法とし、また、乱流促進部材９の外径、コイルピッチ等も考慮して決められる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の乱流促進部材挿入式の熱交換器によれば、乱流促進部材の機能を維持できるものであって、それには熱媒体を流動させる障害の少ない丸棒の横架材を配設するため、ポンプの圧力損失が少なく、また、乱流促進部材の落下に伴って発生するようなトラブルを未然に防止できるという優れた効果がある。
【００１９】
殊に、本発明では、乱流促進部材の取付けに伴う溶接が容易となり、取付けも強固となるだけでなく、溶接箇所に熱交換器の振動が緩和され亀裂が生じないので、熱交換器に乱流促進部材が安定して保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の要部を示す熱交換器の正面から見た一部断面図である。
【図２】 同要部の側面から見た断面図である。
【図３】 同熱交換器において上部横架材の配列状態を示す一部平面から見た説明図である。
【図４】 同熱交換器において下部横架材の配列状態を示す一部底面から見た説明図である。
【図５】 同熱交換器において上部横架材と下部横架材との配列状態を示す一部側面から見た断面図である。
【図６】 従来例の説明図である。
【符号の説明】
１ 上部管板
２ 下部管板
５ 伝熱管
９ 乱流促進部材
１１ コイル
１３ 心線
１５ フック
１７ 上部横架材
２１ 下部横架材
Claims (2)
- 上部管板と下部管板に多数の伝熱管が開口し、各伝熱管に、コイルの内側に一対の心線を溶接してなる乱流促進部材が挿入される乱流促進部材挿入式の熱交換器において、上部管板の上に、丸棒からなる上部横架材を伝熱管の配列に沿って配設し、乱流促進部材の両方の心線の上端に前記丸棒の外周に沿って同じ方向へほゞ半円に曲がるフックを形成し、フックを上部横架材に溶接したことを特徴とする乱流促進部材挿入式の熱交換器。
- 下部管板の下に、丸棒からなる下部横架材を、乱流促進部材の落下受けとして伝熱管の配列に沿って配設したことを特徴とする請求項１記載の乱流促進部材挿入式の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26782096A JP3675988B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 乱流促進部材挿入式の熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26782096A JP3675988B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 乱流促進部材挿入式の熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089877A JPH1089877A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3675988B2 true JP3675988B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=17450067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26782096A Expired - Fee Related JP3675988B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 乱流促進部材挿入式の熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3675988B2 (ja) |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP26782096A patent/JP3675988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1089877A (ja) | 1998-04-10 |
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Legal Events
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