JPH07151481A - 互いに平行に設けられる複数の熱交換管から成る熱交換器 - Google Patents

互いに平行に設けられる複数の熱交換管から成る熱交換器

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JPH07151481A
JPH07151481A JP6182699A JP18269994A JPH07151481A JP H07151481 A JPH07151481 A JP H07151481A JP 6182699 A JP6182699 A JP 6182699A JP 18269994 A JP18269994 A JP 18269994A JP H07151481 A JPH07151481 A JP H07151481A
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heat exchange
fin
cross
heat exchanger
fins
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JP6182699A
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Brukhard Trage
ブルクハルト・トラーゲ
Harald Sassmann
ハーラルト・ザスマン
Wolfgang Holten
ヴオルフガング・ホルテン
Miroslav Podhorsky
ミロスラフ・ポドルスキイ
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Balcke Duerr AG
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    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 熱交換器は互いに平行に設けられる複数の熱
交換管１から成り，これらの熱交換管１の断面は，熱交
換に関与する媒体を通すために，高さＨに比較して大き
い幅Ｂを持ち，熱交換管１の両方の幅面２の各々に，波
形に複数回転向せしめられるひれ帯４から形成されるひ
れ３が取付けられている。ひれ３は複数の開口９を持
ち，これらの開口９の断面は，２つの隣接するひれ３の
間の流通断面以上の大きさをそれぞれ持つている。熱交
換管１の幅面２へのひれ３の取付けは，なるべくコンデ
ンサ放電溶接法により行われる。 【効果】 汚物Ｓが生じても熱交換器の熱伝達能力への
影響が少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，互いに平行に設けられ
る複数の熱交換管の断面が，熱交換に関与する媒体を通
すために，高さに比較して大きい幅を持ち，熱交換管の
両方の幅面の各々に，波形に複数回転向せしめられるひ
れ帯から形成されるひれが取付けられている，互いに平
行に設けられる複数の熱交換管から成る熱交換器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような熱交換器はドイツ連邦共和国
特許出願公開第４０３９２９３号明細書から公知であ
る。この場合使用される熱交換管は，適当な装置により
ひれを設けられる２つの半殻体から成つている。続いて
それぞれ２つの半殻体が互いに結合されるので，長く延
びる長円形の断面を持つ熱交換管が生ずる。公知の熱交
換器のひれはひれ帯から形成され，それぞれの熱交換管
の幅面への取付け前にこのひれ帯が，複数回の波形転向
により必要なひれ形状を得る。こうして形成されるひれ
帯が続いて熱交換管のそれぞれの幅面に取付けられる。
【０００３】公知の熱交換器の構成では，無端ひれ帯か
ら製造されて幅面の長さに沿つて連続的に延びるそれぞ
れ１つの通路を形成するひれに側面オフセツトの形の打
出し部を設けることが，考慮されている。こうして通路
を通つて流れる媒体の乱れの大きさを増して，熱伝達を
高めるようにする。
【０００４】このような熱交換器の欠点は，ひれにより
形成される通路の汚れる傾向が比較的大きいことであ
る。個々の側面オフセツトの形の打出し部により，この
汚れる傾向が一層大きくなる。なぜならば，これらの個
所に汚物細片が特に容易に付着して，熱交換器の使用の
進行につれて通路を完全につまらせることがあるからで
ある。これにより熱交換器の熱伝達性能の望ましくない
局部的悪化がおこる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従つて本発明の基礎に
なつている課題は，汚物が生じても熱交換器の熱伝達能
力への影響が少なくなるように，公知の熱交換器を改良
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば，ひれが複数の開口を持ち，これらの開
口の断面が，２つの隣接するひれの間の流通断面以上の
大きさをそれぞれ持つている。
【０００７】
【発明の効果】この手段により，局部的に汚れかつ個々
の通路がつまる場合，開口を経て流れが隣接する通路へ
逃げることが可能なので，流れの妨害従つて熱伝達能力
の低下が僅かしか生じないようにすることができる。隣
接するひれにより形成される通路の流通がもはや不可能
になると，流れはひれに設けられる開口の１つを経て隣
接する通路へ逃げて，そこを引続き流れることができ
る。障害をこのように回避した後，流れは別の開口を経
て再び元の通路へ移行することができる。こうして２つ
の流れをただ１つの通路にまとめても，熱伝達能力に関
して大した欠点は生じない。なぜならば，転向範囲で流
れの速度が必然的に増大するので，熱伝達能力が局部的
に高まるからである。これによりつまつた通路における
熱伝達能力の低下が一部再び相殺される。
【０００８】
【実施態様】好ましい構成によれば，熱交換管の幅面か
ら遠い方にあるひれの転向部の範囲に開口が設けられ，
それによりそれぞれ隣接する熱交換管のひれを通つて流
れる媒体との物質交換が可能である。これによつても，
汚物により生ずる能力低下を熱交換器の個々の熱交換管
にわたつて均一に分布させることができる。更にこれに
寄与するため，開口が，それぞれ隣接する熱交換管のひ
れの開口と重なつている。
【０００９】ひれにより区分される断面の間の流れ交換
は，ひれの側面がひれ基部の範囲に複数の付加的な開口
を持ち，これらの付加的な開口の断面が，２つの隣接す
るひれの間の流通断面の大きさより小さいことによつ
て，更に改善される。
【００１０】付加的な開口にもかかわらずひれ帯の高い
機械的安定性を得るために，付加的な開口が２つの順次
に続く開口の間の長さの半分の所にそれぞれ位置してい
るのがよい。
【００１１】好ましい構成によれば，ひれ帯の波形が長
方形であり，従つて転向部が熱交換管の幅面又は隣接す
る熱交換管のひれ帯の同じように形成される面に接する
平らな面を形成していると，ひれ帯とそれぞれの熱交換
管との間の特に良好な結合が行われる。これにより隣接
する熱交換管の間の相互支持も改善される。
【００１２】熱交換器の別の構成では，一部では陥没し
また一部では隆起するように形成される打出し部がひれ
の側面に設けられている。これらの打出し部は，流れる
媒体の乱れを生ずるか又は強め，それにより熱伝達能力
が更に高められる。
【００１３】本発明の別の構成によれば，転向部が連続
する線状溶接部を介して熱交換管の幅面に取付けられて
いる。こうして部分間の特に良好な金属結合，従つて熱
交換管とひれとの間の高い熱伝達が行われる。
【００１４】それぞれの幅面への転向部の溶接はコンデ
ンサ放電溶接法により行われるのがよい。この溶接法に
より，ひれ帯と熱交換管との接合の際，熱交換器の幅面
をそれぞれのひれ基部の輪郭に遊隙なく合わせることが
できる。このために必要な押付け力は，コンデンサ放電
溶接装置の構成部分である２つの電極によつて生ずる。
一方の電極は２つのそれぞれ隣接するひれの間のひれ基
部範囲へ導入されるが，他方の電極は熱交換管の内側に
当つて，支持体を形成する。こうして結合すべき部分間
の間隙なし接触が行われるので，コンデンサ放電溶接装
置のコンデンサの放電後，熱交換管上へのひれの線状取
付け，従つてこれらの部分の間の非常に良好な熱伝達が
行われる。
【００１５】
【実施例】それ以外の利点及び詳細は，図面に示されて
いる本発明の実施例の以下の説明から明らかになる。
【００１６】図１に示す熱交換器は，積層体のように互
いに平行に設けられる熱交換管１から成つている。図１
には，見易くするため，２つのこのような熱交換管１の
みを示してある。
【００１７】図１からわかるように，熱交換に関与する
煤体を通す熱交換管１は，高さＨに比較して大きい幅Ｂ
を持つている。このように形成される熱交換管１の縦稜
は丸められているので，全体として長く延びた長円形の
断面が生する。
【００１８】異なる媒体が交差流で熱交換管１の外側幅
面２上を導かれる。熱交換を改善するため，有効熱交換
面を大きくするように，熱交換管１のそれぞれの幅面２
上にひれ３が設けられている。ひれ３は無端金属板から
反覆曲げにより製造されるので，熱交換管１の長さ方向
に見て，ひれ３が波形に順次に続いている。これは図２
から特によくわかる。
【００１９】このように形成されるひれ帯４の波形は，
同様に図２からわかるように長方形なので，熱交換管１
に近い方の転向部５及び熱交換管１から遠い方の転向部
５はそれぞれ平らな面６を形成している。これらの面６
は，ひれ基部の範囲と熱交換管１の幅面２との特に良好
な結合に役立つ。ひれ帯４の材料として，例えは両側を
薄いアルミニウム層で被覆される０．１ないし０．４ｍ
ｍの厚さの鋼板が適している。
【００２０】波形に転向せしめられるひれ帯４から成る
ひれ３は，それぞれ熱交換管１の両側にある。このよう
に形成される熱交換管１は，それから任意の積層体にま
とめられ，その際個々の熱交換管１の取付け及び間隔保
持は端部で行われる。この場合ひれ３の端部にある転向
部５は，隣接する熱交換管１の対向する転向部５に対し
てできるだけ小さい間隔を持つようにする。しかしこの
間隔は，互いに隣接する熱交換管１のひれ３の接触する
危険が生ずるほど小さくしてはならない。
【００２１】ひれ基部の範囲と熱交換管１の幅面２とを
結合するために，以下図３ないし５により説明するコン
デンサ放電溶接法が使用される。
【００２２】コンデンサ放電溶接では特別な抵抗溶接が
用いられ，溶接中の必要なエネルギは変圧器を介して直
接電源から取られるのではなく，溶接時間外にエネルギ
蓄積装置として充電されるコンデンサ群から取られる。
コンデンサ放電溶接の利点は，異なる材料例えば鋼−ア
ルミニウムの使用にも適していることである。更にこの
方法により，例えば亜鉛めつき又はアルミニウム被覆金
属板のような表面処理材料も，表面を損傷することなく
溶接される。
【００２３】コンデンサ放電溶接法は，互いに独立した
２つの電極７，８を使用する。実施例では，上部電極７
は５つに区分され，適当な電極材料例えばＣｕＣｒＺｒ
から成る板状の個別電極から成つている。下部電極８は
厚板として構成され，熱交換管１の幅全体にわたつて延
び，熱交換管１の内側輪郭に精確に合わされている。こ
うして下部電極８は，溶接過程中に熱交換管１の本体の
案内にも役立つ。しかし下部電極８は，特に上部電極７
により生ずる押付け力用の支持体を形成している。この
ため下部電極８は，絶縁物を介して溶接装置に適当に支
持されている。上部電極７は，その幅の狭い端面が２つ
の隣接するひれ３の間へ精確に導入されて，これらのひ
れ３の間にあるひれ基部の範囲で面６の内側に接するよ
うに，向けられている。その際ばね素子７ａが所定の押
付け力を生じ，支持体として役立つ下部電極８によりこ
の押付け力が受止められる。所定の押付け力に達する
と，溶接装置のコンデンサが放電せしめられ，それによ
り大きいエネルギが短時間に上部電極７から下部電極８
へ流れる。溶接区域への溶接エネルギの集中及び１ない
し１０ｍｓの非常に短い溶接時間のため，関連部分の大
した温度上昇はおこらない。でき上つた熱交換器部分は
溶接後実際上常温で溶接装置から出るので，歪み又は変
形の傾向を示さない。
【００２４】複数の独立した上部電極７を使用すること
によつて，僅かな撓みも打消され，熱交換管１のそれぞ
れの幅面２とひれ３との連続的な線状溶接部が得られ
る。
【００２５】図４及び５は接合直前の熱交換管１及びひ
れ３を示し，互いに接触する表面は反覆される表面構造
を持つている。図４による実施例では，熱交換管１の外
側にある幅面２は，０．１ないし０．３ｍｍの深さの均
一な微細溝８ｂを持つている。これに対し図５による実
施例では，反覆される表面構造は，ひれ基部の範囲即ち
転向部５の範囲にある。このため転向部５は，下方へ突
出する小さい隆起８ａの形の刻印部を持つている。
【００２６】図４及び５に示す場合における効果は同じ
である。即ち結合すべき部分が重ねられた後，それらの
表面の直接の金属接触が隆起８ａの範囲でのみ行われ
る。これにより位置及び大きさを精確に規定される橋絡
部が生じ，電極７，８により生ずる溶接エネルギがまず
これらの橋絡部を介して消費される。急激に始まる溶融
過程によつて，これらの隆起がなくなるので，完全な放
電後特に均一な溶接結合が行われる。この溶接結合は，
不規則に粗くされている表面の場合におけるより特に良
好である。
【００２７】図３では，ひれ帯４が波形に折畳まれる連
続した金属板として，それ以外の構造化なしで示されて
いる。しかしここでは，本発明を説明するため簡単化し
て示されている。本発明の範囲では，ひれはその全長に
わたつて閉じた通路を形成しているのではなく，図１，
２，４及び５に示すように，等間隔に開口９を持つてい
る。これらの開口９は，熱交換管１の幅面２から遠い方
にある転向部５の範囲即ちひれ３の端部の範囲に設けら
れている。これらの開口９を介して，それぞれ隣接する
熱交換管１のひれ３を通つて流れる媒体との物質交換が
行われる。
【００２８】その作用を図１により説明する。矢印Ａは
ひれの範囲へ流れが入ることを示している。さて断面の
１つに汚物Ｓがある。流れがこの範囲を通ることは不可
能なので，公知の熱交換器では，この断面を通る流れは
完全に阻止された。これに反し本発明により設けられる
開口９のため，流れは転向経路Ｕをとることができる。
この場合流れは，障害物Ｓの前に設けられる開口９を経
て，それぞれ隣接する熱交換管１のひれ３により形成さ
れる断面へ移行する。その時ここに流速の上昇がおこ
る。障害物Ｓを迂回した後，流れの一部は再び次の開口
９を経て元の断面へ戻ることができるので，最後に流れ
は熱交換器から均一に出ることになる。
【００２９】上述した効果は，開口９の各々の開口断面
が２つの隣接するひれ３の間の流通断面以上の大きさを
持つている時に保証される。
【００３０】個々のひれ３は，流れる媒体を混合するか
又は乱流を生ずるのに役立つ付加的な幾何学的構造を持
つている。このためひれ３の側面に側方膨出部の形の打
出し部１０が設けられて，それぞれのひれ３の一方の側
及び他方の側へ交互に突出している。これらの打出し部
１０はそのそばを通り過ぎる媒体の乱れを著しく高め
る。それぞれのひれ内部空間と隣接するひれ外部空間と
の間の物質交換を行うため，更に付加的な開口１１が設
けられている。これらの付加的な開口１１は，ひれ３の
側面のひれ基部の範囲にある。その開口断面は，開口９
の断面より著しく小さく，特に２つの隣接するひれ３の
間の流通断面Ｑの大きさより小さい。図１からわかるよ
うに，付加的な開口１１は，２つの順次に続く開口９の
間の長さの半分の所にそれぞれ位置している。
【図面の簡単な説明】
【図１】両側にひれを備えかつ互いに平行に設けられる
２つの熱交換管を持つ熱交換器の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】コンデンサ放電溶接法を使用して図１及び２に
示す熱交換器を製造する方法の過程を示す斜視図であ
る。
【図４】図３により結合すべき部分の組立て及び溶接直
前における断面図である。
【図５】図３により結合すべき部分の組立て及び溶接直
前における変形例の断面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換管 ２ 幅面 ３ ひれ ４ ひれ帯 ９ 開口 Ｑ 流通断面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーラルト・ザスマン ドイツ連邦共和国ラーテインゲン・ザント ドルンヴエーク５ (72)発明者 ヴオルフガング・ホルテン ドイツ連邦共和国デユツセルドルフ・ラク ロンシユトラーセ67 (72)発明者 ミロスラフ・ポドルスキイ ドイツ連邦共和国ラーテインゲン・アム・ ハング５

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに平行に設けられる複数の熱交換管
    の断面が，熱交換に関与する媒体を通すために，高さに
    比較して大きい幅を持ち，熱交換管の両方の幅面の各々
    に，波形に複数回転向せしめられるひれ帯から形成され
    るひれが取付けられているものにおいて，ひれ（３）が
    複数の開口（９）を持ち，これらの開口の断面が，２つ
    の隣接するひれ（３）の間の流通断面（Ｑ）以上の大き
    さをそれぞれ持つていることを特徴とする，互いに平行
    に設けられる複数の熱交換管から成る熱交換器。
  2. 【請求項２】 熱交換管（１）の幅面（２）から遠い方
    にあるひれ（３）の転向部（５）の範囲に開口（９）が
    設けられ，それによりそれぞれ隣接する熱交換管（１）
    のひれ（３）を通つて流れる媒体との物質交換が可能で
    あることを特徴とする，請求項１に記載の熱交換器。
  3. 【請求項３】 開口（９）が，それぞれ隣接する熱交換
    管（１）のひれ（３）の開口（９）と重なつていること
    を特徴とする，請求項２に記載の熱交換器。
  4. 【請求項４】 ひれ（３）の側面がひれ基部の範囲に複
    数の付加的な開口（１１）を持ち，これらの付加的な開
    口の断面が，２つの隣接するひれ（３）の間の流通断面
    （Ｑ）の大きさより小さいことを特徴とする，請求項１
    ないし３の１つに記載の熱交換器。
  5. 【請求項５】 付加的な開口（１１）が２つの順次に続
    く開口（９）の間の長さの半分の所にそれぞれ位置して
    いることを特徴とする，請求項４に記載の熱交換器。
  6. 【請求項６】 ひれ帯（４）の波形が長方形であり，従
    つて転向部（５）が熱交換管（１）の幅面（２）又は隣
    接する熱交換管（１）のひれ帯（４）の同じように形成
    される面に接する平らな面（６）を形成していることを
    特徴とする，請求項１ないし５の１つに記載の熱交換
    器。
  7. 【請求項７】 一部では陥没しまた一部では隆起するよ
    うに形成される打出し部（１０）がひれ（３）の側面に
    設けられていることを特徴とする，請求項１ないし６の
    １つに記載の熱交換器。
  8. 【請求項８】 転向部（５）が連続する線状溶接部を介
    して熱交換管（１）の幅面（２）に取付けられているこ
    とを特徴とする，請求項１ないし７の１つに記載の熱交
    換器。
  9. 【請求項９】 それぞれの幅面（２）への転向部（５）
    の溶接がコンデンサ放電溶接法により行われることを特
    徴とする，請求項８に記載の熱交換器。
JP6182699A 1993-07-06 1994-07-01 互いに平行に設けられる複数の熱交換管から成る熱交換器 Pending JPH07151481A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4322405.9 1993-07-06
DE4322405A DE4322405C2 (de) 1993-07-06 1993-07-06 Verfahren zur Herstellung von Wärmetauscherelementen
DE9310827.3 1993-07-20
DE9310827U DE9310827U1 (de) 1993-07-06 1993-07-20 Waermetauscher aus mehreren parallel zueinander angeordneten austauscherrohren

Publications (1)

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JPH07151481A true JPH07151481A (ja) 1995-06-16

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ID=25927414

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JP6182699A Pending JPH07151481A (ja) 1993-07-06 1994-07-01 互いに平行に設けられる複数の熱交換管から成る熱交換器

Country Status (14)

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US (1) US5429185A (ja)
EP (1) EP0633444B1 (ja)
JP (1) JPH07151481A (ja)
KR (1) KR950003781A (ja)
CN (1) CN1102475A (ja)
AT (1) ATE166450T1 (ja)
AU (1) AU6601494A (ja)
BR (1) BR9402643A (ja)
CA (1) CA2127413A1 (ja)
DE (2) DE9310827U1 (ja)
IL (1) IL110148A (ja)
IN (1) IN190153B (ja)
RU (1) RU2085822C1 (ja)
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