JPH04214193A

JPH04214193A - ピンフィン型熱交換器およびその製法

Info

Publication number: JPH04214193A
Application number: JP4021791A
Authority: JP
Inventors: Toshio Isobe; 敏夫磯部; Yoko Nishida; 西田　洋子
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1991-03-06
Publication date: 1992-08-05

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器及びその製法に
関する。より詳しくは熱伝達効率のよいピンフィン型熱
交換器及びその製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器における管内流体と管外流体と
の間の熱交換性能を改良するために管外流体が流れるパ
イプの周囲にフィンを設けることが知られている。フィ
ンの形状は通常プレート状のものが多く、プレート状フ
ィンはパイプの周囲に螺旋状又は環状に形成されている
。このようなプレート状フィンの場合、プレートの表面
に空気の境界層が発生し、この境界層がプレートの表面
に滞留して断熱層を形成するので高い熱交換効率が得ら
れない。そこで熱交換性能向上のためにプレートフィン
を打ち抜いて、ルーバー等を形成してフィンの熱伝達率
を大きくする等各種の改良が提案されてきた（例えば特
開昭５６−１５５３９１）。

【０００３】一方、実開昭５５−１４５２８４号および
実開昭５７−１７２２８３号公報には、図３（Ａ）、（
Ｂ）および図４に示すような隣接する偏平状管内流体用
パイプ間に複数の金属ピン１０４が固定された熱交換器
１０１や、前記パイプ１０３にその一端が固定され、そ
の他端が隣接するパイプ１０３に向けて延びる複数の金
属ピン１０４ａ、１０４ｂを有する熱交換器１０２が知
られている。この熱交換器の場合、管内流体用パイプ表
面へのピンの取り付け密度を高くすれば熱交換器の単位
容積当たりのフィンの伝熱面積は大きくなり熱交換性能
は向上する。しかし、管外流体の圧力損失が増加すると
いう欠点がある。更に、管内流体用パイプ表面に多数の
直線状ピンフィンを取り付けるのに大変な労力を必要と
する。

【０００４】更に熱交換性能の向上を計るために、コル
ゲート状ピンフィンの湾曲頂部が偏平状管内流体用パイ
プに固着された熱交換器が知られている。しかし、管内
流体用パイプに偏平状のものを用いる場合、円筒形のも
のに比べて管内流体の圧力損失の増大、耐圧力の低下が
ある。更にはパイプの平面部のみにピンフィンが固着さ
れているため、パイプ表面に有効にピンフィンが固着さ
れていない等の欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は管内流
体用パイプに丸パイプを使用することにより、管内流体
の圧力損失の低下・耐圧力の増大しうる新規なピンフィ
ン型熱交換器を提供することである。他の目的は、この
ようなピンフィン型熱交換器を効率よく製造する方法を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は管内流体
用円筒形パイプにフィンが配置されている積層型熱交換
器において、フィンが互いに平行に間隔をあけて配列さ
れた複数の線状熱伝導体からなり、線状熱伝導体の両端
が管内流体用円筒形パイプに固着されているピンフィン
型熱交換器によって達成される。

【０００７】前記本発明のピンフィン型熱交換器を製造
する好ましい方法は複数の線状熱伝導体を平行且つ互い
に間隔をあけて配列する工程、線状熱伝導体と仮固定材
料からなるシートを形成して、複数の線状熱伝導体を配
列状態で固定する工程、前記シートを穴加工する工程、
シートと管内流体用円筒形パイプを一体化し接合する工
程、および前記仮固定材料を除去する工程から成るもの
である。

【０００８】以下本発明の一実施例を示す添付図面を参
照して本発明を詳述する。図１に示す本発明の一実施例
の熱交換器１ではＳ字形の管内流体用パイプ２が配置さ
れ、パイプ２は平行に配置された直線状のパイプ部２ａ
と、隣接パイプ部の両端を交互に接続するＵ字状パイプ
部２ｂとからなり、直線状パイプ部２ａのほぼ全域にわ
たって、線状熱伝導体３が配置されている。図示の線状
熱伝導体３の背後には同様に複数本の線状熱伝導体３が
互いに所定の間隔をあけて平行に配置され、線状熱伝導
体３の両端４が管内流体用円筒形パイプ２の表面に固着
している。図１に示すように管内流体用パイプ２とＵ字
状パイプ２ｂが用いられているが、ヘアピンパイプとＵ
字状パイプ２ｂの組み合わせ、或いは、管内流体用円筒
形パイプ２とヘッダーとを組み合わせた熱交換器を用い
てもよい。又、図１には示してないが管内流体用パイプ
２の空気流の下流側の側面にパイプ間を接続する流水手
段を取り付けることによって、線状熱伝導体間の凝縮水
の除去を容易にし、管外流体の圧力損失を低下させるこ
とが可能である。

【０００９】流水手段としては金属、例えば銀、銅、ア
ルミニウム等の純金属或いは合金又は前記金属にハンダ
メッキ、スズメッキ等を施した金属、或いは、樹脂、セ
ラミック等を用いることができる。流水手段としては板
状物、棒状物が用いられる。板状物、棒状物の断面形状
については特に限定はしないが熱交換器用ピンフィン部
材として用いる場合の圧力損失・熱交換性能を考慮して
断面形状を選定して用いると良い。

【００１０】流水手段に金属を用いた場合の熱伝導率は
０．０３８　ｃａｌ／ｃｍ・　ｓｅｃ・℃以上が好まし
く、用途によってはさらに適切な熱伝導率を有する線状
熱伝導体を選定して用いることができる。流水手段への
親水処理、防錆処理、セラミックコーティング等の各種
の表面処理は、必要に応じて熱交換器の製造中の任意の
工程で付与することができる。

【００１１】このような積層パイプ熱交換器は家庭用ク
ーラ、自動車用クーラ等に適用でき、従来のプレートフ
ィンに比べて、コンパクト化を図ることができる。本発
明の熱交換器に用いられる線状熱伝導体としては、銀、
銅、アルミニウム等の純金属細線或いは合金細線又は前
記金属細線にハンダメッキ、スズメッキ等を施した金属
細線を用いることができる。

【００１２】線状熱伝導体の断面形状については特に限
定はしないが熱交換器用ピンフィン部材として用いる場
合の圧力損失を小さくするためには円形に近い断面の線
状熱伝導体を用いるとよい。線状熱伝導体の熱伝導率は
０．０３８　ｃａｌ／ｃｍ・　ｓｅｃ・℃以上が好まし
く、用途によってはさらに適切な熱伝導率を有する線状
熱伝導体を選定して用いることができる。

【００１３】親水処理、防錆処理、セラミックコーティ
ング等の各種の表面処理は、必要に応じて熱交換器の製
造中の任意の工程で線状熱伝導体、等に付与することが
できる。本発明の熱交換器の特徴は、前述のようにフィ
ンを互いに平行に間隔をあけて配列された複数の線状熱
伝導体からなり、線状熱伝導体の両端が管内流体用円筒
形パイプに固着されている点にある。

【００１４】本発明の熱交換器において、線状熱伝導体
の大きさと複数のコルゲート状線状熱伝導体の配列密度
が下記式を満足するように設定すると好ましい。０．２５≦Ｘ≦２．５０．５≦ＸＹ≦２．５上記式において、Ｘは線状熱伝導体断面の外周長（ｍｍ
）であり、Ｙは線状熱伝導体の配列密度（本／ｍｍ）で
ある。

【００１５】図２に本発明のピンフィン型熱交換器を製
造するために用いられる複合シート部材を管内流体用パ
イプに一体化した一例（詳細は後述）を示す。図２に示
すように、８枚のシート２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２
ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇおよび２２ｈに管内流体用
パイプ２が挿入され配列されている。各シートの線状熱
伝導体３は互いに間隔をあけて、仮固定材料、例えばプ
ラスチックシート５に固定されている。図２に示すよう
に、隣接する２本の線状熱伝導体の間隔をＺ２　と規定
し、各シート間（１本の線状熱伝導体３ａの隣接する２
本の平行部分）の間隔をＺ１　と規定する。

【００１６】前記Ｚ１　の値からシートの積み重ね方向
での線状熱伝導体の配列密度Ｙ１　を計算し、一方、シ
ートの積み重ね方向に直角方向での線状熱伝導体の配列
密度Ｙ２　を前記Ｚ２　の値から計算する。前記式で用
いられるＹはＹ１　とＹ２　の平均値を用いる。尚、Ｙ
１　は０．２本／ｍｍ〜１０本／ｍｍ、Ｙ２　は０．２
本／ｍｍ〜１０本／ｍｍの範囲が好ましい。

【００１７】Ｘ＜０．２５の場合は、線状熱伝導体の線
径が小さすぎて、その力学的特性が低くなりすぎるため
、ピンフィン付き熱交換器の製造時の取扱性が悪くなり
、且つ生産効率が低下する。Ｘ＞２．５の場合は、線状熱伝導体の線径が大きすぎて
ピン状フィンとしての性能を発揮しにくくなる傾向があ
る。

【００１８】ＸＹ＜０．５の場合は、ピンフィン用線状
熱伝導体の表面積が小さくなり、高い熱交換効率が得ら
れにくい。ＸＹ＞０．５の場合は、表面積の大きい線状熱伝導体を
用いることができるが、林立するフィン間の間隔が狭く
なりすぎて、熱交換流体の圧力損失が大きくなる傾向が
ある。より好ましい範囲は、０．３≦Ｘ≦２．５、０．
５≦ＸＹ≦１．６である。

【００１９】次に本発明のピンフィン型熱交換器の製造
方法の一例を説明する。図５に複数の線状熱伝導体と仮
固定材料からなるシートを作るための装置を例示する。図５に示すように、複数本の線状熱伝導体３は図示して
ないパッケージ形状に巻き取られてクリール６に所要本
数だけ仕掛けられ、後述の一対の加熱プレスロール１４
、１４′によって引き出される。その際複数本の線状熱
伝導体３は目板７、前筬８を経てテンションバー９を介
して引き出されることによって張力が均一に揃えられ、
そののち溝付きガイドロール１０および配列筬１１を経
て、一平面内に実質的に等ピッチに揃えられる。

【００２０】一方、溶解性樹脂から成るシート５はシー
トロール５′から引き出され、ガイドロール１２、１３
を経て、前記線状熱伝導体３の群と共に一対の加熱プレ
スロール１４、１４′に導かれる。加熱プレスロール１
４、１４′では線状熱伝導体３の群と溶解性樹脂シート
５とが加熱押圧され、シート５の中に線状熱伝導体３が
埋め込まれたような状態で一体化される。

【００２１】前記線状熱伝導体３の群と溶解性樹脂シー
ト５の一体化は図５に示した方法以外に加熱ロール１４
′のみ使用する方法によって行っても良い。この場合、
線状熱伝導体３の溶解性樹脂シート５への埋め込み状態
は、溶解性樹脂シート内へ完全に埋め込む、或いは、溶
解性樹脂シート上、例えば線状熱伝導体３の一部を埋め
込んでも良い。

【００２２】埋め込み程度は、溶解性樹脂シートの厚み
にも影響するが線状熱伝導体３の１割以上好ましくは３
割以上が良い。前記加熱プレスロール１４、１４′を通
過して一体化された複合シート１５は一対の送り出しロ
ール１６、１６′を経た後、巻取ロール１７により巻き
取られる。

【００２３】線状熱伝導体を固定するための仮固定材料
としては、熱や薬品等によって溶解、分解又は焼失する
ことができる材料を用いることができる。例えばポリビ
ニルアルコール系・セルロース系・ポリエステル系・ポ
リスチレン系・セルロース誘導体や、該誘導体とパルプ
からなるシート等を用いることができる。又、例えばカ
ルボキシメチルセルロースとセルロースパルプを混合し
たシートにポリビニルアルコールをコーティングやラミ
ネートしたものでもよく、各種シートを適宜組み合わせ
てもよい。但し、シートの取扱い性の容易さからセルロ
ースパルプからなる紙が好ましい。

【００２４】また、シートに複数の線状熱伝導体３を固
定する方法としては、シート中に埋め込みを行う、或い
は、熱または薬品等で分解・焼失・溶解する接着剤層を
シート上に塗布する。接着剤として例えばポリビニルア
ルコール系・ポリエステル系・エチレン−酢酸ビニル系
・蛋白質系・セルロース系誘導体等を用いることができ
る。

【００２５】図６に流水手段付き複合シート１５′の一
例を略示すると共にその製造方法の一例を図５を用いて
説明する。図５に示すように、複数本の線状熱伝導体３
及び流水手段１８は図示してないパッケージ形状に巻き
取られてクリール６に所要本数だけ仕掛けられ、後述の
一対の加熱プレスロール１４、１４′によって引き出さ
れる。その際複数本の線状熱伝導体３及び流水手段１８
は目板７、前筬８を経てテンションバー９を介して引き
出されることによって張力が均一に揃えられ、そののち
溝付きガイドロール１０および配列筬１１を経て、図６
に示したように一平面内に複数本の線状熱伝導体３及び
流水手段１８が所定のピッチに揃えられる。

【００２６】一方、溶解性樹脂から成るシート５はシー
トロール５′から引き出され、ガイドロール１２、１３
を経て、前記線状熱伝導体３及び流水手段１８の群と共
に一対の加熱プレスロール１４、１４′に導かれる。加
熱プレスロール１４、１４′では線状熱伝導体３及び流
水手段１８の群と溶解性樹脂シート５とが加熱押圧され
、シート５の一部に線状熱伝導体３及び流水手段１８が
埋め込まれたような状態で一体化される。

【００２７】前記加熱プレスロール１４、１４′を通過
して一体化された複合シート１５′は一対の送り出しロ
ール１６、１６′を経た後、巻取ロール１７により、巻
き取られる。又、管内流体用パイプ２の通気流の下流側
の側面にパイプ間を接続する流水手段１８と線状熱伝導
体３との距離Ｌは、図６に示す複合シート１５′のＬで
決められる。

【００２８】次に図７に複数本の線状熱伝導体が平行に
間隔をあけて固定された複合シート１５を穴加工する方
法の一例を略示する。図７に示すように、複合シート１
５を予め所定寸法の上下一対のプレス型１９、１９′を
備えたプレス機に通過させ、例えば所定ピッチＰで多数
の穴（開口部）２０を打ち抜き成形することによって穴
開けシート２１を作り、このシート２１を所定寸法にカ
ットして複合シート部材２２が得られる。

【００２９】前記複合シート部材２２は図７に示した方
法以外に複合シート１５を所定寸法にカットした後所定
ピッチＰで多数の穴（開口部）２０を打ち抜き成形する
方法によって行っても良い。複合シート部材２２の穴２
０の形状については特に限定しないが管内流体用パイプ
２の断面形状に合わせると良い。又、穴加工部の状態は
図７の２０ａ、２０ｂに示したように特に限定はしない
が、熱交換性能、管内流体用パイプ２との接合性或いは
前記複合シート部材の間隔Ｚ１の規制等を考慮して図７
の２０ａを用いるとよい。

【００３０】複合シート部材は前記以外に図８に示すよ
うにコルゲート形状したフィン部材２３に多数の穴（開
口部）２０を形成したものを用いても良い。次に図１に
示した熱交換器を製造する際の複合シート部材２２と管
内流体用円筒形パイプ２への一体接合工程について説明
する。図９に示すように、パイプ２の外周表面にろう材
２４が付与される。ろう材付与は塗布、パイプ２のろう
材層への浸漬、或いは雰囲気ろう付け等の公知の手段に
よって行うことができる。次に図１０に示すようにＺ１
　規制用複合シート部材２２（２０ａ）を積み重ね、ろ
う材２４の付与されたろう材付きパイプ２５を複合シー
ト部材２２の穴（開口部）２０に挿入しパイプシート積
層体２６を得る。前記ろう材２４はパイプ２、線状熱伝
導体３の材質により異なり、例えば銅を用いた場合、錫
−鉛を主成分とするハンダが好ましく、用いる材質によ
り適宜選定されば良く、或いは熱伝導性の良い樹脂を用
いてもよい。又、ろう材塗布は、複合シート部材２２の
開口部２０の線状熱伝導体３の両方に行ってもよい。

【００３１】ピッチＺ１　の規制方法は予めＺ１　に一
致する複合シート１５の厚み或いはＺ１　調整用スペー
サ挿入等の手段を用いて行ってもよい。次に図１０に示
すように複合シート部材２２中の線状熱伝導体３の両端
４とろう材パイプ２５を接触させ積層体２６′を得る方
法としては従来公知のプレートフィン型熱交換器を製造
する際用いているマンドレル２７によってパイプ２５を
拡管すればよい。或いは、図１１に示すように治具２８
に前記パイプシート積層体２６を装着し上部より圧力Ｐ
を加えて、複合シート部材２２中の線状熱伝導体３の両
端４ろう材パイプ２５を接触させてもよい。このように
して得られたパイプシート積層体２６′は例えば１６５
℃の温度のろー付け炉内に例えば２０分投入して、パイ
プ２の表面に線状熱伝導体３の両端４が確実に接合され
たパイプシート一体接合物２９が得られる。（図１２）
このようにして得られたパイプシート一体接合物２９で
は未だ線状熱伝導体３間に溶解性樹脂５が残存している
ので例えば図１３に示すようにパイプシート一体接合物
２９をコンベア３０上に乗せて移動させながらその上部
から例えば１００℃の熱水３１をかける。約６０分間の
熱水処理により溶解性樹脂５は除去され、図１４（Ａ）
、（Ｂ）に示すようなパイプ−フィン一体物３２が得ら
れる。次に管内流体用パイプ２にＵ字状パイプを接合す
る（図示せず）。

【００３２】なお、パイプシート一体接合物２９を熱水
槽中に浸漬処理することによっても溶解性樹脂５を除去
することができる。このようにして得られたパイプ−フ
ィン一体物３２を耐蝕性に優れ、かつ親水性を有する表
面処理、例えば線状熱伝導体３、管内流体用パイプ２、
流水手段１８にアルミニウム材質を用いた場合、金属表
面上に耐蝕性を付与するためにクロム酸、リン酸塩等の
化学処理を行って皮膜形成した後、前記皮膜上に親水性
を付与するケイ酸塩、シリカ微粒子等の無機質、或いは
ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂等の有機
質を被覆して無機有機物質の皮膜を形成した後、前記パ
イプの一端に管内流体用受入れ口３３を取り付け、パイ
プの多端に管内流体用排出口３４を取り付けることによ
り熱交換器３５が完成する（図１５）。

【００３３】

【実施例】次に、実施例及び比較例によって本発明をさ
らに詳細に説明する。

【００３４】

【実施例１、２】図５に示す装置を用いて、線状熱伝導
体３と溶解性樹脂５からなる複合シート１５、流水手段
付き複合シート１５′を作る。その際の製造条件を下記
に示す。線状熱伝導体　　　　断面形状　　　　　　　　　　円　　　　形　
　　　直　　　　径　　　　　　　　　　０．２ｍｍΦ
　　　　材　　　　質　　　　　　　　　　銅流水手段　　　　断面形状　　　　　　　　　　矩　　　　形（
４ｍｍ×０．０５ｍｍ）　　　　材　　　　質　　　　
　　　　　　銅　　　　線状熱伝導体との距離Ｌ　　　
　０．３ｍｍクリール本数　　　　　　　　　　２６４
本給糸方法　　　　　　　　　　　　　　ボビン回転横
取り巻取速度　　　　　　　　　　　　　　１ｍ／分使
用筬　　　　　　　　　　　　　　　　５０．８羽／イ
ンチ（従って筬ピッチ０．５ｍｍ）溶解性樹脂シート　
　　　　　ＰＶＡフィルム厚さ０．２ｍｍ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（倉庫セーレン
社製）加熱プレス条件　　　　　　　　温度２００℃　
　　　　　荷重２０Ｋｇ図７に示す装置を用い穴２０ａ
、ピッチＰ＝１７．８ｍｍ、穴径７．２ｍｍを打ち抜き
成形し、カットして積み重ねた後外径７．９４ｍｍ、平
均肉厚０．３ｍｍのろう材付き管内流体用円筒形パイプ
を穴２０ａに加圧挿入する。次に図１１に示す治具２８
に準じた治具に装着した後、炉内でろう付する。その後
パイプシート一体接合物中に残存する溶解性樹脂５を除
去し、熱交換器を製造し、前述した流水手段なしのもの
を実施例１、流水手段付のものを実施例２とした。

【００３５】前記条件で製造した熱交換器は、本発明で
いう線状熱伝導体３の外周長Ｘは、０．６２８となり、
線状熱伝導体３のフィン林立部の配列密度Ｙは、２本／
ｍｍとなる。

【００３６】

【比較例１】図５に示す装置に準じた装置を用いて、線
状熱伝導体３と溶解性樹脂５からなる複合シート１５を
市販のプリーツマシンを用いてコルゲート成形した後、
湾曲頂部３６の樹脂を除去したコルゲート状ピンフィン
部材３７を作る（図１６）。その際の製造条件を下記に
示す。線状熱伝導体　　　　断面形状　　　　　　　　　　円　　　　形　
　　　直　　　　径　　　　　　　　　　０．２ｍｍΦ
　　　　材　　　　質　　　　　　　　　　銅クリール
本数　　　　　　　　　　２６４本給糸方法　　　　　
　　　　　　　　　ボビン回転横取り巻取速度　　　　
　　　　　　　　　　１ｍ／分使用筬　　　　　　　　
　　　　　　　　５０．８羽／インチ（従って筬ピッチ
０．５ｍｍ）溶解性樹脂シート　　　　　　ＰＶＡフィ
ルム厚さ０．２ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（倉庫セーレン社製）加熱プレス条件
　　　　　　　　温度２００℃　　　　　　荷重２０Ｋ
ｇコルゲート成形機　　　　　　東洋工機社製（アコー
ディオンプリーツマシン）コルゲート成形条件　　　　
ｈ＝１２．８ｍｍ図１７に示す治具３８に準じた治具を
用いて、短径３．７ｍｍ、長径１０．４ｍｍ（ストレー
ト部７．１ｍｍ）、平均肉厚０．３ｍｍの偏平形ろう付
管内流体用パイプ３９間にコルゲート状ピンフィン部材
３７を介挿し、炉内ろう付する。その後、パイプフィン
一体物中に残存する溶解性樹脂を除去し、熱交換器を製
造した。

【００３７】前記条件で製造した熱交換器は、本発明で
いう線状熱伝導体３の外周長Ｘは、０．６２８となり、
線状熱伝導体３のフィン林立部の配列密度Ｙは、２本／
ｍｍとなり、管内流体用パイプの外周長も実施例と同じ
値である。前記実施例１、２および比較例１の熱交換器
について、管内流体の圧力損失・管外流体の圧力損失・
熱通過率の測定およびパイプの耐圧力を示すピンフィン
の変形状態を評価した。

【００３８】測定に用いる装置は図１８に示す吸引型風
洞装置４０であり、用いる熱交換器４１の流路断面は、
３００ｍｍ×３００ｍｍである。風量は、熱線風速計４
４を用いて、風速を測定し流路断面と風速値で求め、熱
交換器４１の圧力損失ΔＰは、熱交換器４１の前後の風
洞壁面静圧差をマノメータ４５を用いて、測定した。熱
交換器４１の管内（図示していない）には、熱交換器入
口４２から温水が流され熱交換器４１内で管外流体と熱
交換された温水が熱交換器出口４３から排出され流量計
（図示していない）を経て、温水温度コントロール装置
（図示していない）に戻る。前記温水流量と熱交換器入
口４２の温水温度、出口４３の温水温度から水側熱交換
量Ｑｗが求められ、熱通過率Ｋを下式で求めた。

【００３９】Ｋ＝Ｑｗ／（Ａ０　・ΔＴ）ここでＱｗは
、水側熱交換量、Ａ０　は、熱交換器全伝熱面積、ΔＴ
は、空気側と温水或いは冷水の平均温度差である。なお
管外流体の風速は１ｍ／ｓｅｃ　で測定した。又、パイプの耐圧力を評価するため、前記熱交換器４１
を使用してパイプ内に１５Ｋｇの圧力を加えてピンフィ
ンの変形状態を調査した。

【００４０】得られた結果を表１および表２に示す。表
１中Ｖは熱交換器４１の熱交換部の体積、使用温水の温
度は４０℃、温水流量は７リットル／ｍｉｎである。表
２の結果は管内流体に冷水（５℃）を用いたときの冷水
流量７リットル／ｍｉｎ、管外流体温湿度２０℃×６０
％ＲＨの条件で２４時間運転後である。

【００４１】表１および表２より、本発明のピンフィン
型熱交換器を用いることにより、伝熱性能を低下させず
管内流体の圧力損失を低下させると共にパイプの耐圧力
を向上することが証明された。特に、管内流体に冷水を
用いるような場合、流水手段を有する本発明のピンフィ
ン熱交換器はピンフィン間の凝縮水の除去を容易にし、
管外流体の圧力損失が大幅に低下する。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】本発明のピンフィン型熱交換器を用いる
場合に所望の熱伝達効率を得るための線径および配列密
度を容易かつ精度高く達成できると共に従来公知の偏平
チューブを用いたピンフィン熱交換器では達成できなか
った管内流体の圧力損失の低下更にはパイプの耐圧力が
向上し、前述のような熱交換器の製造を容器にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピンフィン型熱交換器の一実施例の斜
示図である。

【図２】本発明のピンフィン型熱交換器を製造するため
に用いられる複合シート部材を管内流体用パイプに一体
化した一例の一部分を示す斜視図である。

【図３】（Ａ）は従来のピンフィン型熱交換器の一例の
略示正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の熱交換器の３Ｂ−
３Ｂ′断面図である。

【図４】従来公知のピンフィン型熱交換器の他の例の断
面図である。

【図５】複数の線状熱伝導体と仮固定材料からなるシー
トを作るための装置の略示正面図である。

【図６】流水手段付き複合シートの一例の一部分を示す
斜視図である。

【図７】複合シートを宛加工して複合部材を作る装置の
斜視図である。

【図８】図７の複合シート部材以外のシートの一例を示
す斜視図である。

【図９】パイプの表面への半田付与を説明する斜視図で
ある。

【図１０】複合シート部材と管内流体用パイプとを接触
させる方法を説明する略示正面図および断面図である。

【図１１】図１０の方法以外でシート部材とパイプ表面
を接触させる略示正面図である。

【図１２】パイプシート一体接合物を示す正面図である
。

【図１３】パイプシート一体接合物から仮固定材料を除
去する方法を説明する正面図である。

【図１４】（Ａ）は仮固定材料が完全に除去されたパイ
プフィン一体物の正面図であり、（Ｂ）は、仮固定材料
が完全に除去されたパイプフィン一体物の断面図である
。

【図１５】パイプフィン一体物を用いたピンフィン型熱
交換器の一実施例を示す正面図である。

【図１６】複合シートを用いたコルゲート状ピンフィン
部材の一片を示す正面図である。

【図１７】複数のパイプとコルゲート状ピンフィン部材
を交互に積み重ね積層体にする方法を示す斜視図である
。

【図１８】熱交換器の熱通過率、管外流体の圧力損失等
を測定する装置を示す略示正面図である。

【符号の説明】

１・・・・本発明のピンフィン型熱交換器２・・・・円
筒形パイプ３・・・・線状熱伝導体４・・・・線状熱伝導体の両端５・・・・溶解性樹脂６・・・・クリール７・・・・目　　板８・・・・前　　筬９・・・・テンションバー１０・・・・溝付きガイドロール１１・・・・配列筬１２、１３・・ガイドロール１４、１４′・加熱プレスロール１５、１５′・複合シート１６、１６′・送り出しロール１７・・・・巻取ロール１８・・・・流水手段１９、１９′・プレス型２０、２０ａ、２０ｂ・・穴（開口部）２１・・・・穴
開けシート２２・・・・複合シート部材２３・・・・コルゲート形状フィン部材２４・・・・ろ
う材２５・・・・ろう材付きパイプ２６、２６′・パイプシート積層体２７・・・・マンドレル２８・・・・治　　具２９・・・・パイプシート一体接合物３０・・・・コンベア３１・・・・熱　　水３２・・・・パイプフィン一体物３３・・・・管内流体用受入れ口３４・・・・管内流体用排出口３５・・・・本発明のピンフィン型熱交換器３６・・・
・湾曲頂部３７・・・・コルゲート状ピンフィン部材３８・・・・
治　　具３９・・・・偏平形ろう付管内流体用パイプ４０・・・
・吸引用風洞装置４１・・・・熱交換器４２・・・・熱交換器入口４３・・・・熱交換器出口４４・・・・熱線風速計４５・・・・マノメータ４６・・・・空気流２ａ・・・直線状パイプ２ｂ・・・Ｕ字状パイプ３ａ・・・線状熱伝導体２２ａ〜２２ｈ・・複合シートＺ１　・・・各シート間の間隔Ｚ２　・・・線状熱伝導体の間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　管内流体用円筒形パイプにフィンが配
置されている積層型熱交換器において、フィンが互いに
平行に間隔をあけて配列された複数の線状熱伝導体から
なり、線状熱伝導体の両端が管内流体用円筒形パイプに
固着されているピンフィン型熱交換器。
【請求項２】　　複数の線状熱伝導体を平行且つ互いに
間隔をあけて配列する工程、線状熱伝導体と仮固定材料
からなるシートを形成して、複数の線状熱伝導体を配列
状態で固定する工程、前記シートを穴加工する工程、シ
ートと管内流体用円筒形パイプを一体化し接合する工程
、および前記仮固定材料を除去する工程からなるピンフ
ィン型熱交換器の製法。