JPH02126097A - 小型熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

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 この発明は、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交
換を行なわせる熱交換器に関し、特に小型で簡易な薄層
流型熱交換器およびその製造方法に関するものである。

従来の技術 例えば過熱蒸気と水との間や高温液体と低ｔｉ液体との
間で熱交換を行なう直接式熱交換器としてシェルチュー
ブ形熱交換器やプレートフィン形熱交換器が従来知られ
ている。シェルチューブ形熱交換器は、第５図に俣式的
に示すように、軸線方向での両端部に端板１，２を有す
る円筒状のシェル３の内部に、各端板１，２を貴通して
開口づ−るよう複数本のチエ−７４を配列して設け、ま
たシェル３の両端部にギ１記チューブ４が連通づ−るヘ
ッダ部５．６を形成し、一方のヘッダ部５から一次流体
７を供給するとともに、他方のヘッダ部６からその一次
流体７を排出させ、さらにシェル３の内部に二次流体８
を流通させるよう構成したものである。

またプレー１〜フイン形熱交換器は、内部空間に一メイ
ンを′設（）たプレートを隔壁を挟んで両側に設け、一
方のプレー１への内δ［Ｓに一次流体を流通させ、かつ
他方のプレー１への内部に二次流体８流通させるよう構
成したものである。

発明が解決しようとする課題 しかるに従来のシ■ルブユーフ形熱交換器では、全体と
して内筒形状を成しているために、設置する際に無ＩＩ
＆な空間が生じるなどスペースフッ・フタ−が悪く１、
土だシェル３の内部に流通させる二次流体の流速を速く
することができず、小型化するほど熱交換すＪ率が低下
づるなどの問題があ−）だ。

そのため例えは家庭用もしくは小事業所用の小へ°！給
湯設備には採用し胃なかった。

またプレー１〜フイン形熱交換器では、平板状のプレー
トの内部に流体を流す構成であるから、その流体の圧力
を高くした場合には、プレートが人さ−く変形すること
があり、このような不都合を避けるべくプレー（・の内
部に補強部材を設けるとすれば、流体の流動抵抗が増大
する問題があり、いずれにしてもｍ斤性能を向上さゼる
ことが困難であった。

このざｔ明は上記の串ｉ１１こ毘みてなされたもので、
熱交換効率を損わずに小型化でさ、しかも耐圧だ［能を
向上させることのでざる熱交換器およびその熱交換器を
製造する方法を提供することを目的とケるものである。

課題を解決するための手段 この発明の熱交換器は、上記の目的を達成Ｊ−るために
、第１のａ媒体を流通させる複数本のチューブを互いに
平行に６１列するとともに、それらのチューブの一方の
端部を第１熱媒体供給菅に接続し、かつ他方の端部を１
）１熱媒体排出筈に接続し、またこれらのチューブを扁
平な外管によって囲繞するとともに、その外管の両端部
を液密状態にｉＪ什し、ざらにての外管の一方の端部側
に第２の熱媒体の供給［］を形成し、かつ他方の端部側
に第２の熱媒体の排出口を形成したことを特徴とするも
のである。

またこの発明の方法は、上記の熱交換器を製造覆るにあ
たり、並列記聞した前記チューブを管状体の内部に仲通
し、その状態でその管状体をチューブの外面にほぼ接触
づる程度に扁平に圧潰し、さらにその管状体の両端部を
液密状態に封止づることをｖ４徴とでる方法である。

作　　　　　用 この発明では、第１の熱媒体がチューブの内部を流通し
、かつ第２の熱媒体が扁平外管の内部を流通し、その間
に各熱媒体の間での熱交換がチューブの外周撃を挟んで
行なわれる。その場合、扁平外管の内部を流通する第２
の熱媒体は、各チューブの間の隙間を薄い層流となって
流れ、またその流速が速くなる。また外管が扁平状であ
るために、第２の熱媒体は外Ｔ１の内部の全体に速やか
に分配される。ざらに各熱媒体はチューブの内部と仲宇
目のない管状１本を斤）貴し１．：＋画成とすることの
できる外管の内部とを流リノするので、いずれも耐圧Ｖ
［が充分てあって、全体としての耐圧性が向ｊ二俳る。

またこの５で明の方法では、第１の熱媒体を流通させる
複数本のチューブを管状体の内部に沖通し、その状態て
箆状体８−斤潰して外管どし、ざらにその扁平に形成さ
れた外管の両端部を液密状態に封止することにより製造
づるから、耐圧外の高い小型熱交換器を容易に製造する
ことができる。

実　　施　　例 つきにこの弁明を実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第３図はこの５を明の一実施例４示Ｍもの
であり、複数本のチューブ１０が一列に互いに平行に配
列され、その各端部はヘッダー質１１．１２に接続され
ており、さらに一方（第１図の下側）のヘッダー管１１
には第１熱媒体供給菅１３が接続され、また他方（第１
図の上側）のへラダー管１２には第１熱媒体排出管１４
が接続されている。前記チューブ１０の中間部は扁平な
外管１５によって囲繞されており、その性情１５０両端
部は′ａ密状態に封止されている。この外管１５は例え
ば円形断面の管状体を圧潰して作ることができる。また
その外管１５には第３図に小すように、一端部〈図の下
端部）側に供給口１６が形成され、かつ他方の端部（図
の上堀部）側に排出口１７が形成されている。！ｌなわ
ら外管１５の端部側のうち各ブーチューブ１０の間に対
応する部分のイれぞれに小孔を一穿設することにより供
給口１６が形成されており、また外へ１５のうち供給口
１６８設けた面とは反対側の而の他端部側のうも、各チ
ューブ１０の間に対応する部分に小孔を′ｇ設づること
により排出口１７が形成されている。したがって外管］
５の内部のうら各チューブ１０の１：：］　ｄｉよびチ
１−ブ１０と外管１５との間の隙間が第２熱媒体流路１
８となり、前記供給口１６．Ｉｉよび排出口１７がその
第２熱媒体流路１８に連通しでいる。そして供給口１６
は、外管１５の外面に取付けた例えば半ｖ１リパイプの
ようなヘッダ一部材１９によって覆われて、各供給口１
６が互いに連通し、さらにそのヘッダ一部材１９に第２
熱媒体供給管２０が接続されている。また排出口１７も
同様に、ヘッダ一部材２１によって覆われて互いに連通
し、そのヘッダ一部材２１に第２熱媒体排出管２２が接
続されている。

上述した構成の熱交換器を対象とづるこのｙｔ明の方法
を説明すると、先ず第４図＜Ａ）に承りように、複数本
のチューブ１０を前記各ヘッダー管１１．１２に接続リ
−ることにより、もしくは適宜の治具（図示せず）を使
用することにより、一定間隔で並列に配置し、これらの
チューブ１０を円形断面の管状体Ｐの内部に挿通する。

ついで第４図（Ｂ＞に承りように、管状体Ｐにその半径
方向での外側からりｊ中をかけてチューブ１０の外面に
ほば接触する程疫まで１潰りることにより、１扁平な外
管１５とする。その場合、管状体Ｐの肉厚や成分組成な
どによっては適宜に加熱し、熱間もしくは温間での加工
とする。しかる後、扁平性質１５の両端部を液密状態に
１・１止する一方、Ｑ平外管１５に前記供給口１６＆り
よび排出口１７を穿孔し、かつヘッダ一部材１９．２１
を取付け、さらに第２然媒体供給管２０をヘッダ一部材
１９に接続するとともに第２熱媒体排出管２２をヘッダ
一部材２１に接続リ−る。

上述した偶成の熱交換器では、例えば高温蒸気などの第
１熱媒体２３を前記第１然媒体供給管］３から供給し、
また例えば水などの第２熱媒体２４を前記第２熱媒体供
給管２０から供給する。第１然媒体２３は図の下側のヘ
ッダー管１１において各チューブ１０に分配され、各チ
ューブ１０の内部を通って図の上側のヘッダー管１２か
ら第１然媒体排出管１４に流出する。これに対して第２
熱媒体２４は図の下側のヘッダ一部材１９の内部で各供
給口１６に分配されるとともに、その供給口１６から外
管］５の内部に形成された第２熱媒体流路１８をチュー
ブ１０の外周面に沿って簿閤流となって流れ、しかる後
排出口１７から図の上９１のヘッダ一部４４２１を通っ
て第２熱媒体排出管２２から流出づる。したがって第１
烈媒体２３と第２熱媒体２・１どがヂ］−ブ１０の外周
壁を挟んで接触することにより、両名の間で熱交換が生
じる。その場合、第１熱媒体２３はチューブ１０の外面
で軸線方向に沿った簿＠流となって流れるので、流速を
速くすることができることと相代って、熱伝達率が高く
なり、ぞの結果、チューブ１０を介した熱通過率（Ｋ　
Ｉａ　）が大きくなって熱交換効率が向上する。また第
１熱媒体２３はチューブ１０の内部を流れ、また第２熱
媒体２４は受ｒ＝面偵の広い外周部分を７継目のない一
体ものとすることができる外管１５の内部を流れるので
、全体としての耐圧性が高いものとなる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるしのでｔよ
ないのであって、各Ｐ！！媒体を流す方向番よ必要に応
じて設定し、上記の実施例とは責なる方向に流すことが
できる。

弁明の効果 以上説明したようにこの北門の小型熱交換器によれば、
外管の内部に供給する第２ｉ！［体の分配匪が良りＹで
あるうえに、その流速を速くリ−ることができるために
、小型であるために１コープの本数が少なく、かつ各熱
媒体が向流もしくは並流となっても、熱通過率が高くな
って充分な熱交換を生じさせることができる。また全体
としての形状４−平板に近似した形状に覆−ることがで
きるため、スペースｌＪ率の良ｏｒな設置訃の良い熱交
換器とｌることができる。

またこの夏を明の方法によれば、第２熱媒体を流ＩＪＩ
こめの流路を６易に形成できるうえに、営状体召′１［
「潰して外管とするから、耐圧性を白土−さぜることが
てさる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこのメを明の一夫施（９１の正面図、第２図は
第１図の■−■腺矢視図、第３図は第１図の■−Ｉ腺人
視図、第１１図（Ａ）（Ｂ）は外管を形成７Ｊる土（１
７１！−説明ヂるための略解図、第５図は従来のシ丁ル
ヂ１−’７形熱交換器の一般的／：Ｊ：構造を示ｊメ所
面図である。 １０・・チ］−フ、　１３・・・第１熱媒体供給管、１
４・・・第２熱媒体供給筈、 供給口、　　１７・・・排出［］１、 路、　２３・・・第１熱ｔｓ、体、 Ｐ・・・管状体。 ］５）・・・外管、１６・・・ １８・・・第２熱媒体流 ２４・・・第２熱媒体、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の熱媒体を流通させる複数本のチューブが互
   いに平行に配列されるとともに、それらのチューブの一
   方の端部が第１熱媒体供給管に接続され、かつ他方の端
   部が第１熱媒体排出管に接続され、またこれらのチュー
   ブが扁平な外管によつて囲繞されるとともに、その外管
   の両端部が液密状態に封止され、さらにその外管の一方
   の端部側に第２の熱媒体の供給口が形成され、かつ他方
   の端部側に第２の熱媒体の排出口が形成されていること
   を特徴とする小型熱交換器。
2. （２）第１の熱媒体を互いに平行に配列したチューブの
   内部に流通させるとともに、第２の熱媒体をそのチュー
   ブの外周を囲繞する外管の内部に流通させる小型熱交換
   器を製造するにあたり、 前記複数本のチューブを互いに並列に配列するとともに
   、それらのチューブを管状体の内部に挿通し、しかる後
   その管状体を前記チューブの外面にほぼ接触するまで圧
   潰して扁平管とし、その扁平管の両端部を液密状態に封
   止するとともに、その扁平管の一端部側に供給口を形成
   し、かつ他方の端部側に排出口を形成することを特徴と
   する請求項１記載の小型熱交換器の製造方法。