JPH01208654A

JPH01208654A - 伝熱管

Info

Publication number: JPH01208654A
Application number: JP63028979A
Authority: JP
Inventors: Tomizo Kagomoto; 篭本　富造
Original assignee: Kitazawa Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kitazawa Sangyo Co Ltd
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1989-08-22
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0650236B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、加熱槽中に横向きに配置され、内部に熱源流
体を流して当該加熱槽中の被加熱流体を熱するための接
触対流型の伝熱管の改良に関するものである。

（従来の技術）従来は、加熱槽中に一様円形断面の伝熱管を横向きに配
置し、熱源流体を内部に流通させて加熱槽中の被加熱流
体を熱していた。そして伝熱管から−の熱伝達の能率を
高めるための手段としては、伝熱管外周に多数のフィン
を設けたり、あるいは伝熱管にねじれを造り、熱源流体
を旋回させて乱気流を生じさせたりするものであった。

（発明が解決しようとする課題）しかしながらこのような従来の接触対流型の伝熱管では
、フィンをもって伝熱面を増加させると、その材料の有
する熱伝導抵抗により、先端にゆく程伝熱量が指数関数
的に減少するし、多数のフィンを軸線に平行に設けられ
た横置きの伝熱管では、軸線よりも下方の部分で被加熱
流体中の分離ガスがフィンとフィンとの間に滞留し、流
体に比較してはるかに熱伝導率の小さいこの滞留ガスに
よって局部的な熱伝達不良が発生し、伝熱管に歪みが発
生したり、熱交換量が甚だしく減少するという問題点が
あった。

また、熱源流体に乱流を発生させ、これを伝熱管全長に
有効に行き亘らせようとすると、管中の流体摩擦抵抗が
著しく大きくなり、平行流れの場合に比較して著しく大
きなエネルギー損失が発生するという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、熱交換量が従来の
ものよりはるかに多く、しかも局部的な熱伝達不良によ
る歪みが発生することなく、また流体摩擦抵抗も大きく
ならない接触対流型の伝熱管を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは
、加熱槽中に横向きに配置され、内部に熱源流体を流通
させて該加熱槽中の被加熱流体を熱する伝熱管において
、筒体の下部を長手方向に沿って切欠いて形成した切欠
部を有する外側伝熱板と、該切欠部を塞いで接続され、
前記外側伝熱板内へ上向きに突出するとともに、前記外
側伝熱板の長手方向に沿って連続する下向きの凹部を形
成する内側伝熱板と、該凹部内の被加熱流体を前記外側
伝熱板の上方へ流通させる縦向きの流通路とを備えたこ
とを特徴とする。

（作用）本発明に係る接触対流型の伝熱管は、加熱槽中に横向き
に配置され、内部に熱源流体を流して該加熱槽中の被加
熱流体を熱するものであって、内側伝熱板が外側伝熱板
の内部に突出するとともに、横方向に連続する下向きの
凹部を形成して、同一体積内に大きな伝熱面を得るとと
もに乱流が生じ難く、当該凹部内の被加熱流体を縦向き
の流通路を通じて外側伝熱板の上方へ流通させ、ガスを
滞留させない。

〈実施例）以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。

本実施例においては、本発明に係る接触対流型の伝熱管
１０が複数本一体に組み込まれ、第１４図〜第１６図に
示すような液体加熱器Ｆの液体中に横置きして浸漬され
る伝熱管ユニットＤを構成してい−る。

先ず、前記伝熱管ユニットＤを加熱手段として加熱槽内
に横置きする流体加熱器Ｆの構成を前記第１４図〜第１
６図に基づいて説明すると、該液体加熱器Ｆは、流体を
満たす加熱槽４１、該加熱槽４１内に横置される前記伝
熱管ユニットＤと、熱ガスを前記伝熱管ユニットＤに熱
源流体として送入する熱流体発生器４２と、伝熱管ユニ
ットＤから排出される排ガスを導くガスガイド４３とが
枠体４４に収納されており、前記加熱槽４１の下には、
流体を排出させるコック４５が配設されている。

本発明に係る接触対流型伝熱管１０は、第４図〜第６図
に示される円筒形の外側伝熱板２０と、第７図〜第９図
に示される内側伝熱板２０と、第７図〜第９図に示され
る内側伝熱板３０とを一体として成っている。

外側伝熱板２０は前記各図に示すように筒体の下部を長
手方向に沿って切り欠いて形成した切欠部２１が設けら
れており、該切欠部２１の位置に小間口２２が穿設され
て成っている。

一方、下向きの凹部を構成する内側伝熱板３０は、第７
図〜第９図に示されるように、軸直角断面形状が逆Ｕ字
形を成す主部材３１と、該主部材３１両端部を塞いで固
着される端部材３２ａ　、　３２ｂと、主部材３１の中
央わん曲部３１ａ中夫に小開口を穿ち、該部に於いて上
方に突出して固設され、被加熱流体を流通させる流体案
内部材３３とで構成されている。さらに第９図に示すよ
うに、逆Ｕ字の両端縁部分には、前記外側伝熱板２０の
切欠部２１の切断端縁２１ａに接合するための折り曲げ
部３４が形成されている。

接触対流型の伝熱管１０は、前記外側伝熱板２０の前記
切欠部２１に沿って内部に、内側伝熱板３０を挿嵌し、
切断端縁２１ａと、内側伝熱板３０の前記折り曲げ部３
４の端縁を接合させるとともに、流体案内部材３３を、
外側伝熱板２０の小間口２２に覗かせ、縁辺を溶接密封
して成っている。

伝熱管ユニットＤは第１図〜第３図に示すように、中央
に伝熱管１を配し、左右に本発明に係る伝熱管１０を配
しており、尾部に第１０図、第１１図に示される第１の
管寄せ２と、該管寄せ２の周縁を包む後方の第２の管寄
せ３とから成っている。そして該管寄せ３の中央部には
熱源流体を左右に分流させる分岐案内部材４が備えられ
ている。

管寄せ２には、各伝熱管を嵌合させる円形の管寄孔２ａ
がそれぞれ間隔をおいて開口している。

前記伝熱管ユニットＤを加熱器Ｆの加熱槽４１に配設す
るため、加熱槽４１の熱流体発生器４２側の側板に前記
管寄せ２の管寄孔２ａが穿設されている。

本実施における伝熱管１０には、下向きの凹部を構成す
る内側伝熱板３０は一山となっているが、伝熱面積を拡
げ、熱伝達効率を一層増大させるため、管口径に応じて
複数個の山を有するものとすることも可能である。

また、縦向きの流通路を構成する流体案内部材３３も、
管長に対応して複数個設けることが可能である。

次に作用を説明する。

加熱器Ｆに熱源流体を供給すると、当該熱源流体（以下
熱ガスと称する）は伝熱ユニットＤの伝熱管１に吹き込
まれる。伝熱管１はそれ自体外周壁を囲繞する流体に熱
を伝達しながら熱ガスを尾端の管寄せに挿入する。熱ガ
スは鎖部において分岐案内部材４によって左右に分岐さ
れ、本発明に係る接触対流型の伝熱管ｌＯに挿入される
。尚分岐せず一方向のみの場合もある。

接触対流型の伝熱管１０においては、外側伝熱板２０は
同径の円形断面の伝熱管１とほぼ同等の伝熱面積を有す
るのに加えて、内側伝熱板３０においても外側伝熱板２
０の伝熱面積を加えた面積を有するから、全体としての
被加熱流体に与える交換熱量は著しく増大する。しかも
熱ガス流通断面積は円形断面のものに比較して小さくな
っており、流速は低下しない。

さらに内側伝熱板３０は下方が開口して上向きに伝熱壁
が構成されており、かつ中央わん曲部３１ａに被加熱流
体を流通させる流体案内部材３３が設けられているから
、加熱された流体は鎖部を通って上昇し、良好な流路と
なり滞留することがない。

伝熱作用を終了した熱ガスは排ガスとなって、加熱器Ｆ
の後部に設けられているガスガイド４３を経て上端のノ
ズル４７から流体の上面に向けて排出される。

第１７図及び第１８図に本発明の別の実施例を示す。

この場合、伝熱管ユニットＤ、は、直管部５０と曲管部
５１とを有し、平行な複数の各平面に沿って複数回のニ
ー・ターンを繰り返すとともに上下の各端部が連結管５
２．５３をもって直列状に連結されており、各直管部５
０．５０．５０・・・には各２箇所に流体案内部材３３
．３３を配設した接触対流型の伝熱管ＩＯ，１０，１０
・・・を設けてあり、上下に隣り合う伝熱管１０．１０
が互いに千鳥状に配置され、熱伝達の能率を高めるよう
にしである。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
被加熱流体として空気、水、油その他の気体及び液体に
広く適用できる。

（発明の効果）本発明に係る伝熱管によれば、熱伝達面積が大巾に増大
するとともに熱源流体が保持される、から交換熱量が著
しく増大し、しかも被加熱流体の伝熱が円滑に行われる
から気体が滞留せず、局部過熱による変形が発生せず、
熱源流体の管内流動が妨げられないので流体摩擦による
エネルギーの喪失も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る接触対流型の伝熱管を配した伝熱
管ユニットの正断面図、第２図は同平面図、第３図は同
側面図、第４図は接触対流型の伝熱管の外側伝熱板の縦
断面図、第５図は同底面図、第６図は第５図におけるＩ
〜ＴＩｒ面図、第７図は内側伝熱板の側面図、第８図は
同底面図、第９図は第７図における■〜■断面図、第１
Ｏ図は第１の管寄せの正面図、第１１図は第１０図の■
〜■断面を含む同平面図、第１２図は第２の管寄せの正
面図、第１３図は一部断面を含む同平面図、第１４図は
流体加熱器の正面図、第１５図は同平面図、第昆図はＭ
ＩＩ７ｒ側面図、第１７図は本発明の別の実施例を示す
正面図、第１８図は第１７図のＶ〜■矢視図である。１０・・・接触対流型の伝熱管　２０・・・外側伝熱板
　２１・・・切欠部　３０・・・内側伝熱板（下向きの
凹部を構成する）３１・・・主部材　３３・・・縦向き
の流通路を構成する流体案内部材。特　許　出　願　人　　　北沢産業株式会社篭本　富造第１図第４図第５図第６図第７図 ― ＋＋第８図第９図第１０図ノ２第１１図第１２図第１８図肌４図４ン　　　　　　　４１第Ｌ６Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

加熱槽中に横向きに配置され、内部に熱源流体を流通さ
せて該加熱槽中の被加熱流体を熱する伝熱管において、
筒体の下部を長手方向に沿って切欠いて形成した切欠部
を有する外側伝熱板と、該切欠部を塞いで接続され、前
記外側伝熱板内へ上向きに突出するとともに、前記外側
伝熱板の長手方向に沿つて連続する下向きの凹部を形成
する内側伝熱板と、該凹部内の被加熱流体を前記外側伝
熱板の上方へ流通させる縦向きの流通路とを備えたこと
を特徴とする接触対流型の伝熱管。