JPS5924359B2 - 管体 - Google Patents

管体

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JPS5924359B2
JPS5924359B2 JP51059863A JP5986376A JPS5924359B2 JP S5924359 B2 JPS5924359 B2 JP S5924359B2 JP 51059863 A JP51059863 A JP 51059863A JP 5986376 A JP5986376 A JP 5986376A JP S5924359 B2 JPS5924359 B2 JP S5924359B2
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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
    • 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
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
    • F28F1/426—Means comprising outside portions integral with inside portions the outside portions and the inside portions forming parts of complementary shape, e.g. concave and convex
    • 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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    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体のミキシング状態或いは伝熱効果等を向上
させる管体に関するものである。
従来、例えば熱交換器の伝熱管として使用する管体はそ
の材質を熱伝導率の良好なものにしたり、伝熱面積を増
大させるためにフィン等を設けることにより、伝熱効果
全回上させるようにしている′のが一般的であった。
し力・しながら、この方法では、熱交換器の効率を向上
させるための種々の条件に適合する管体全提供すること
は不可能であった。
本発明は前記問題点を解消するもので、管体の外周面に
一定の周期をもった波形状の連続した凹条部を一定寸法
の深さ、角度をもって設け、これにより管体の内周面に
波形状の連続した凸条部を形成したことを特徴とするも
のである。
以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。
第１図、第２図、第３図において、管体１の外周面１ａ
に一定の周期音もつ波形状の連続する凹条部２（第６図
参照）を、管体１の長さ方向に向けて螺旋状に一定寸法
の深さ、角度をもって設け、これにより管体１の内周面
１ｂに前記凹条部２に対応した一定周期をもつ波形状の
連続する凸条部３（第６図参照）を形成する。
なお、第１図、第２図の実施例では管体１の外周面１ａ
に凹条部２を螺旋状に設けたが、これに限らず第４図に
示すように四条部２をリング状に設けても良く、更には
管体１は断面形状が円形のもの全使用したが、管体１は
その断面形状がいずれのものでも良い。
なお、第３図、第４図では、凹条部２を２点鎖線で示し
である。
更に、前記一定周期をもつ波形状の連続する四条部２に
ついて第５図、第６図によって説明する。
第５図ａｔｂ、ｃｔｄに示すように、凹条部２を管体１
の外周面１ａに螺旋状に設ける場合には、一定周期をも
つ波形状の連続する凹条部２の基準線Ｓ、ｌ−ド角α全
もって外周面１ａ上に仮想させて凹条部２を螺旋状に設
ける。
この場合α＝１°〜３０°の範囲とする。
また、凹条部２を管体１の外周面１ａにリング状に設け
る場合には、一定周期をもつ波形状の連続する凹条部２
０基準線Ｓ１と管体１の横断面Ｓとの接触角をαとして
四条部２全リング状に設ける。
この場合、α＝１°〜３０°の範囲とする。上記説明に
おいて、リード角α或いは接触角αを１°〜３０°の範
囲としたが、リード角α或いは接触角αを１°〜３００
の範囲に設定するのが最侘ましいが、リード角α或いは
接触角αを１°〜３０゜の範囲に限定する必要はない。
更に、第６図に示すように、凹条部２の深さｄは０．５
ｒｒｍＩ〜５ＷｒＩｎの範囲とする。
深さｄを０．５ ｒｒａｎ〜５聴の範囲としたが、深さ
ｄＶｉｏ、５ｒｒｒＪｎ〜５閣の範囲とするのが最も望
丑しいが、この範囲に限定する必要はない。
次に、連続する凹条部２０波形について説明すると、第
５図ａにおいては、波形を円弧状部分Ｒ１と直線部分Ｒ
２との連続した波形としたもので、この波形状の連続す
る凹条部２を管体１に設けたものである。
この場合、波形の周期ｔは３．５ｒｒａｒＬ〜５０ｒｒ
ｒｍの範囲とし、直線部分Ｒ２と基準線Ｓ１との交わる
角度βは５°〜６０°の範囲とする。
なお、第５図ａでは波形を円弧状部分Ｒ１と直線部分Ｒ
２との連続した波形としたが、これに限らず、波形ｋｓ
ｉｎβなる正弦波形成いはＣＯ８β なる余弦波形とし
ても良く、この場合βは５°〜６０°の範囲とし、波形
の出力・ら出芽での周期ｔは３．５ｒＩｗｎ〜５０閣の
範囲内にする。
第５図すにおいては、波形をのこぎり波形としたもので
、一定周期ｔでもってのこぎり波形状の連続する四条部
２を管体１に設けたものである。
この場合、周期ｔは３．５ｍｍ 〜５０ｍｍの範囲とし
、のこぎり波形が基準線Ｓ】と交わる角度βは５゜〜６
０°の範囲とする。
第５図ａ、ｂの説明でβを５°〜６０°の範囲とし、周
期ｔを３．５ ｒｒａｎ〜５０ｍの範囲としたが、β＝
ヂ〜６０°ｔ＝３．５〜５０ｒｒｖｎとするのが最も望
ましいものであるが、この範囲に限定する必要はない。
第５図Ｃにおいては、波形を半円弧状部分Ｒ３と反転し
た円弧状部分Ｒ４とを交互に配して連続させた波形とし
たもので、との波形状の連続する凹条部２全管体１に設
けたものである。
この波形の出力・ら山までの周期ｔは３．５ ｒｔｒｍ
〜５０ｍｍの範囲とし、円弧状部分Ｒ３と円弧状部分Ｒ
４との交わった部分に引いた接線Ｓ３と基準線Ｓ１との
交わる角度βは１°〜９０°の範囲とする。
第５１１Ｅｄにおいては、波形を方形波形としたもので
、一定周期ｔでもって方形波形状の連続する凹条部２を
管体１に設けたものである。
こる場合、周期ｔは３．５ ｒａｎ〜５０ｍｍの範囲と
し、方形波形が基準線Ｓ１と交わる角度βは１０〜９０
°の範囲とする。
第５図ｃ、ｄの説明において、βを１°、９０°の範囲
とし、周期ｔｋ３．５ｙｍｎ〜５０ｒｒｒｍの範囲とし
たが、β＝１°〜９０°、ｌ、＝ ３．５ ｍｍ〜５０
ｒｒａｎとするのが最も望ましいものであるが、この
範囲に限定する必要はない。
また、波形は第５図に示したもの以外のものでも良い。
以下、本発明に係る管体全使用しての実験結果を説明す
る。
この実験は管体１の管外を一定風量、一定温度にて加熱
し、管体１内に成る温度の流体を流して管体１７Ｄ・ら
の流体の出口附近の温度１１Ｊ定し、本発明に係る管体
１と従来の管体との比較をしたものである。
−実験 Ａ この場合、管体の伝熱面積は双方ともに同一にしてあり
、管外は２８０℃で加熱している。
実験 Ｂ この場合、管体の伝熱面積は実験Ａのものの１としてあ
り、加熱温度″ｆ：２００℃に下げている。
実験Ａでは出口平均温度が従来のものに比して１．５〜
１．６倍上昇し、実験Ｂでは１．３〜１．５倍上昇して
おり、この結果本発明に係る管体１は従来のものに比し
て伝熱効果を向上させることが明ら力・である。
以下、本発明に係る管体１を熱交換器の伝熱管として使
用した場合の例を図面によって説明する。
第１図、第８図において、管体１の両端部１′および１
″金押しつぶして断面形状が短形状である接合部４を形
成し、該接合部４の長手方向の両接合面４ａおよび４ｂ
’に管体１０両側に等量に突出させる。
そして第９図、第１０図に示すように多数の前記管体１
を平行に保持して格子状（これに限られない）に配列し
、図において横方向に隣接する管体１の接合面４ａ、４
ａ、４ｂ、４ｂ同十を相互に突き合せて各管体１の端部
ｉ’、 ｔｙ’を集合させ、各管体１の接合面４ ａ
、４ ｂ ｚ ４ ａ ｚ ４ ｂ間を溶接すると共に
、縦方向に隣接する伝熱管１間を溶接する。
このとき、隣接する管体１間の隙間Ｓは管体１の両側に
突出した接合面４ａ、４ｂの突出量を変化させれば、任
意のものに変更することが可能となるため、接合面４ａ
、４ｂの突出量全変化させることにより隙間Ｓｋ流れる
流体の速度を早めることが可能となる。
また集合させた管体１の接合部４を枠板５内に嵌合し、
該枠板５により管体１の位置決めをする。
そして縦方向に位置する管体１の接合部４間に形成され
る空間内に弾性変形するスリーブ６および７を介在する
。
この場合前影により接合部４の縦方向（第９図中におい
て）の熱歪をスリーブ６およびＴを変形させることによ
り補償し、また溶接した接合部４の横方向（第９図にお
いて）の熱歪は、枠板５の材質を管体１と同質にして熱
膨張により歪むの全利用して補償する。
また管体１の長手方向の熱歪は隣接する管体１間の隙間
Ｓにより補償する。
なお、実施例では管体１の端部１／、ｌ／／を押しつぶ
して接合部４を形成したが、管体１の端部１’、１”’
に押し拡げて接合部４全形成するようにしても良い。
本発明は、以上説明したように、 ■ 管体の外周面に四条部を螺旋状或はリング状に設け
、且つ、前記管体の内周面に前記凹状部に対応させて突
状部全役け、 ■ 前記四条部及び凸条部自体をその長さ方向に波形状
に曲折させた、 構成としたので、次のような効果が生ずる。
■、■の構成とすることにより、 （イ）流体が前記管体内を流動する際に、前記凸条部に
より、前記管体内周面近傍に沿う流れを管体の中心方向
に回う第１の流れと前記凸条部側面に沿う第２の流れに
偏向させることができる。
（ロ） また、前記凸条部の曲折により前記第２の流れ
に抵抗音生ぜしめて、該第２の流れを管体の中心方向に
回う第３の流れに偏向させることができる。
←→ し力・も第１、第３の流れに、管体の中心部側の
流れに衝突して、管体内全体に乱ｍｋ生じさせることに
なる。
に） このような、（イ）〜ｅ→により管体内全流れる
流体全体を管体内周面に均一に接触させて効果的な熱交
換を行うことができる。
し力・も、■の構成とすることにより、 （ホ）管体内外の表面積を、単に■の構成Ｑ℃とした場
合に比べて大幅に増大させることができる。
この←）、（（ホ）の結果、 （へ）本願発明の管体によれば、単に内外に螺旋溝又は
突部を設けて■の構成のみとした管体に比べて、熱交換
率を非常に同上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る管体の正面図、第２図は本発明に
係る管体の斜視図、第３図、第４図は四条部め設は方の
例を示す説明図、第５図、第６図は凹条部を詳細に示す
説明図、第１図は本発明に係る管体を熱交換器の伝熱管
に使用した場合の正面図、第８図は第７図の側面図、第
９図は第７図の管体を配列した場合の正面図、第１０図
は第１図の管体を集合させた状態の斜視図である。 １・・・・・・管体、１ａ・・・・・・管体の外周面、
１ｂ・・・・・・管体の内周面、２・・・・・・凹条部
、計・・・・・凸条部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 管体の外周面に四条部を螺旋状或いはリング状に設
    は且つ管体の内周面に、前記四条部に対応させて凸条部
    を設け、更に前記凹条部及び凸条部自体をその長さ方向
    に波形状に曲折させたことを特徴とする管体。
JP51059863A 1976-05-24 1976-05-24 管体 Expired JPS5924359B2 (ja)

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JP51059863A JPS5924359B2 (ja) 1976-05-24 1976-05-24 管体
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NO770837A NO141964C (no) 1976-05-24 1977-03-09 Roerformet legeme.
GB11535/77A GB1579255A (en) 1976-05-24 1977-03-18 Tubular body
CH339277A CH620760A5 (ja) 1976-05-24 1977-03-18
DE2712818A DE2712818B2 (de) 1976-05-24 1977-03-23 Rohrförmiger Körper
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DE (1) DE2712818B2 (ja)
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GB (1) GB1579255A (ja)
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