JPH0539332Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、管壁を介し管の内外間におけて熱交
換を行わしめる種々の機器、例えば、ボイラ、過
熱器、蒸発器、凝縮器、高温ガス熱交換器、低温
用熱交換器などに用いられる伝熱管に関するもの
である。

［従来の技術］ 管内の伝熱促進体として従来より捩板を入れる
ことが有効とされている。これは管内流に旋回を
与えることにより、圧力損失は比較的少ないにも
かかわらず対流熱伝達率の向上による伝熱促進効
果が大きいことと、管壁が高温の場合には輻射を
利用した伝熱促進効果が期待できることによる。

第３図は従来の伝熱管の側断面図、第４図は第
３図のＢーＢ矢視図である。管体１内に捩板２が
挿入され伝熱管が構成される。斯る捩板２の伝熱
促進効果はｐ／ｄの比が小さいほどよいことがわ
かつている。但しｐ：ピツチ、ｄ：管体１の内径
である（日本機械学会論文集第439号Ｂ編）。

［考案が解決しようとする問題点］ このような捩板を内挿した伝熱管は次のような
問題がある。

(1) 捩板２のピツチ直径比ｐ／ｄをあまり小さく
すると板の幅の中央部と端部との長さの差が極
端に生じ加工がむずかしい。

(2) 特にセラミツクス製の伝熱管の場合、管径と
管相互のピツチに製作上の制限があり、管体内
の流速を上げることがむずかしく伝熱係数が大
きくとれない場合がある。

この考案は斯る従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたもので、伝熱促進効果の大きい伝熱管を提供
しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、可撓性並びに弾性を有する棒状の芯
部の周囲に弾性を有する薄板を重り部が形成され
るよう筒状に巻付けて薄板筒を成形し、且つ該薄
板筒をコイル内に挿入して伝熱促進体を構成し、
管体内に前記伝熱促進体をコイル外周面が管壁に
密着するよう挿入したことを特徴とするものであ
る。

［作用］ 薄板筒とコイルにより管体の管壁に沿つて螺旋
状の流路が形成され、流体はこの螺旋状流路に沿
つて流れ管壁を介して熱の授受を行う。

［実施例］ 第１図、第２図に於いて、１は管体、５は伝熱
促進体を示す。

伝熱促進体５は以下の構成を有する。

セラミツクスアイバー、金属繊維等の可撓性、
弾力性を有する耐熱材料を棒状に形成した芯部６
の周囲にステンレス等の薄板筒７を所要の重り部
８が形成される様巻付ける。従つて、薄板筒７を
巻絞る等、薄板筒７に中心方向の外力を加えれば
薄板筒７の外径は拡縮する様になつている。尚、
薄板に板厚としては数十μ〜百μ等が考えられ
る。

線材を螺旋状に成形したコイル９内に前記薄板
筒７を挿入する。この挿入作業で薄板筒７を巻絞
つた状態で挿入すると、薄板筒７の外径が縮小し
た状態となるので挿入作業は容易となる。又、薄
板筒７は薄板筒自体及び芯部６の弾性でその外径
が拡大する。従つて、コイル９と薄板筒７は密着
する。

上記構成の伝熱促進体５を管体１に挿入して伝
熱管とするが、その挿入作業に於いても伝熱促進
体５全体を巻絞る様にして伝熱促進体５の径を縮
小させ挿入を行えば挿入作業は容易に行える。

また、芯部６自体は可撓性を有し、薄板筒７も
薄板により形成し、而も断面形状も閉塞された円
形でなく、周方向の１部に非連続部がある開放し
た円形であるので曲げに対しては柔軟性を有す
る。従つて伝熱促進体５を挿入するに際して、管
体１になじみ、管体１がある程度湾曲していても
伝熱促進体５の挿入が可能である。

挿入後は伝熱促進体５の復元力によつてコイル
９は管壁に密着する様になる。

管体１内には薄板筒７と管壁によつて円筒状の
空間が形成され、しかも該空間は前記コイル９に
より仕切られているので、結局管体１内には管壁
に沿つた螺旋状の流路１０が形成される。

以下作用を説明する。

伝熱管１内に、被加熱流体を流すと前記流路１
０に沿つて流れる。

管壁は高温となつているので、一方から管内に
流入した被加熱流体に熱が伝わり、加熱されて他
方から排出される。

伝熱促進体の断面積は、管の断面積に対して大
きな割合を占めるので、流路の断面積は管内に捩
板を挿入する場合に比べて大巾に小さくなるこ
と、流路は螺旋状なので、管体１内を真直に進む
場合に比べて流路長さが実質的に大巾に増加する
こと等の為、被加熱流体の流速は大巾に増加し、
従つて管体１から被加熱流体への熱伝達率が増大
する。さらに流路１０は管壁の近くに形成される
ので、その面からも熱伝達率が増加する。その
上、管壁からの輻射熱により伝熱促進体の温度が
上昇し、伝熱促進体から被加熱流体への伝熱が行
われるので伝熱促進作用も大きい。この場合本考
案の伝熱促進体の輻射熱の伝熱面積は従来の捩板
のものに比べて大きいという利点もある。またピ
ツチｐ／ｄも捩板の場合に比べて小さく製作でき
るのでこの面でも有利である。

尚、コイル１は１本に限らず２本であつてもよ
く、コイル自体がワイヤロープであつてもよい。

［考案の効果］ 上述した本考案の伝熱管によれば、下記の如き
優れた効果を奏し得る。

(1) 従来に比べ流体の管内速度が増し熱伝達率の
向上が図れる。

(2) 伝熱促進体は柔軟性を有し、管体がある程度
湾曲していても管体への挿入が容易で伝熱管の
製作が簡単に行える。

(3) ｐ／ｄの比を従来より小さくできるので、さ
らに熱伝達率の向上が期待できる。

(4) 管内流速を上げるのに伝熱管の肉厚を厚くし
なくてもよいので、管の伝熱抵抗の減少および
管の熱応力の低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る伝熱管の側断面図、第２
図は第１図のＡーＡ矢視図、第３図は従来の伝熱
管の側断面図、第４図は第３図のＢーＢ矢視図で
ある。 １は管体、５は伝熱促進体、６は芯部、７は薄
板筒、８は重り部、９はコイル、１０は流路を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可撓性並びに弾性を有する棒状の芯部の周囲に
   弾性を有する薄板を重り部が形成されるよう筒状
   に巻付けて薄板筒を成形し、且つ該薄板筒をコイ
   ル内に挿入して伝熱促進体を構成し、管体内に前
   記伝熱促進体をコイル外周面が管壁に密着するよ
   う挿入したことを特徴とする伝熱管。