JPS6073298A - 角形輪郭フインつき熱交換器管 - 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】 いる螺旋状のフィンとからなる熱交換器管に関する。

この独の管はたとえば本出願人のノｊンフレソトＳｐｌ
ｒｏｔｈｏｒｍ，Ｔｈｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｅｌｅｍｅ
ｎｔ　ｆｏｒ　ｌｏｗ　ｗａ．ｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ”（スビロテルム。低水温用放熱軟部）かもカメ
熱管として公知である。この場合円筒状の管は銅製の迷
旋状フィンのため゛の４１１体の役をし、フィンは芯管
の外４Ａｉｊｎに釧づけし２て一体としてりり管中心）
冑の方向に見て円形償断面を形成する。有効ラ１（面す
なわち熱を周囲へ放出する面積は在来の放熱器の場合よ
り何倍も大きい。芯賀に通（７て導かれる水のｌ’）−
（　＊ｉＩ４．は極〈僅かにすぎず、それゆえ放熱シス
テムは速かに反応する。放熱ヰ．位とそれを取巻く空気
との温度の差が小さいものにすぎない場合でさえ、銅製
螺旋状フィン１１１Ｊの空気は動かされる。温められた
空気は上昇して後続の空気にとって代られ、後者は甘だ
それなりに九６旋状フィンによって温められる。ある」
栓の空気の循環が生じ、その都度大量の空気が温められ
るので所望の室温に比べていくらも高くない温度の空気
流の場合でさえ良好な暖房結果が現われる。冬期運転用
の水温５０℃は、暖房用として充分であり、このことは
同時に暖房システムを太陽１を池又は熱ポンプと結合し
て運転し得ることを意味する。上記の成果は実験によっ
て確めである。

この種のフィンを施こした多数の管から諸特性のすぐれ
た熱交換器管束を作ることができ、その場合周囲が円形
の銅製螺旋状フィンを（＋ｉ！ｆえた管が互いに真直の
又はずらした列に配置される。第１の場合には管の長軸
かつねに上下に並び、また他の場合にはその都度下の管
列の長ｉ！１＋が」二の管列に比べて半径分たけずれて
、従って２本の管によって形成される隙間にまさに横た
わる。ずらした配置によって約１３５％の空間の利ＫＪ
Ｊ，が生じる。必要空間のこれ以上の節減は公知の熱交
換器管ではもちろん不可能である。

延らに丑だフィン横断面が円形の管では熱ダ換器肯未に
集成された管が本タｊ的には印に接点において点状乃至
線状に接しているのみであシ、従って互いの支持は達成
できないことになる。このことは運転中しばしば、熱交
換器管束を横に流過する空気その他の媒体によって不快
な唸シ乃至笛音が生じる。そのうえ放熱管は特定の長さ
から、また加熱又は冷却さるべき媒体の限られたび（、
速の場合音の周波数が高くなるに伴なって振動し始める
。

この場合管はその接触点で変形し乃至凹みそれらの間に
隙間が生じこれが振動をさらに強くし急速に冷間変形を
生じ、結果として胃の破損を助長するようになる。との
危険を防止するためには結束しである放熱層を比較的短
かい間隔で仕ＬＪＪシ壁で支］、テするがそれによって
（１）を造が複ロ′イ＃になりその分だけイ’ｔ　ＩＴ
ｉも増大する。

本発明には上２１シの欠点を回避し、できるだけ少ない
構造」−の負担で、熱交換器管束の所要空間をさらに小
さくするという課題が根拠となっている。

この課題は本発明により少なくとも二つの互いに向い合
っている平らな帯域を備えたフィンによって解決され、
本り１へ明のとくにイｊ利な実施形式によると管中心線
の方向に見て横断面が等切穴角形のフィンが提案される
。

本発明によると内側の円形のフィン及び外側の六角形の
輪郭のフィンからなる二重フィンを設けることもできる
。本発明による望ましい実施形式は複数の六角形放熱管
が蜂巣状に集成されだ熱交換器管束を形成する。

従って本発明は従来辿常の円形輪郭とは異なり平らな４
１に域によって互いに下から及びＪＡ　ｉｓら支え合う
接触面が達成され、よって付加的な補強及び支持が不要
となる。とくに六角形の輪郭の放熱管を蜂巣状に配信、
して熱交換器管束とする場合は円形断面の管をずらした
配置に比べてさらに２０％を超える空間の利４青が達成
さノシる。この自分率の比率において内側の水の流過す
る表面か、全体容積乃至所要空間を大きくする必要なし
に、拡大できる。そのほか大きな面積で接触し合ってい
るフィンの平らな帯域を介して熱が互いに交換され得る
ので熱技術上の１０点も生じる。このことは熱交換器管
束の個々の管のよシ均等な温度分布及びよシ均等な負荷
をもたらす。さらにフィンの管中心線方向の限られた可
動性が保証されておシ、これによって加熱及び冷却の際
に問題になる伸縮が補償される。そのほか薄板ブロック
と違っていずれの方向へも加熱又は冷却すべき媒体が乱
流で流過てきるという大きな利点のある一体のフインプ
０ツクの構成を平らな帯域が容易化する。

不発ＢＡはさらにまだ熱交換器管を輪郭のあるフィンを
備えた平形芯′自として作ることを提案する。

この場合すべての螺旋状フィン乃至ループが平行してか
つ完全に横流で吹きつけられる。抵抗ｔよ平形芯管によ
って最小に下けられる。

本発明の実施例では円形の又は異形輪郭の芯管を備えた
放熱管を時計はねのように渦巻状に父は引張ばねのよう
に螺旋状に曲げることも考えている。とくにヘアピン状
に曲げである熱交換器管の場合は熱交換器管束の水入口
と向い合っている出口側の付加的な液体（水）集合箱か
もにや必要なく従って製造費をさらに低減する利点があ
る。

輪郭を施こした放熱管の平らな帯域は本発明の別の提案
によシ熱交換器管束において互いに接触している帯域に
熱伝導性金属接着剤を施こすことができる。しかし同じ
平らな帯域を乾い／こまます々わち中間層なしに互いに
接触させることもでき、集合体を次に結束する。これは
たとえば被包帯を引き被せて行なうことができる。螺旋
状フィンの平らな帯域（−Ｊ、面圧に対する抵抗力が強
くて被包帯が堅固な補強を補償することになる。接着し
て又は結束して堅固な熱交換器プロ、りとした熱交換器
管、放熱管などは据付及び支持のために特殊の支持枠を
もはや必要としない。

熱交換器管束を取囲む枠ならびに互いに向い合わせであ
る平らな帯域の間に中間板を設けることによって曲げ力
を吸収し変形を回避することができる。その場合Ｕ字形
枠に取付けた締め金が支持的に作用する。

六角形の乃至平らな帯域が向い合っているフィンを備え
た円筒形芯賀又は平形芯管の製作ｔよ一段一段の圧延法
ｅこよって行なわれるが、その際には螺旋状フィンは互
いに差しこまれず、自由に瑛たわっている。螺旋のピッ
チは曲率半径に従って、螺旋の根の鑞接すなわち螺旋と
管との結合が曲げの際の据えこみによってすなわち凹の
側で破壊しないように選ばれる。外側、すなわち凸の側
では引張負荷に基いて同じ問題か生じる。そこでは据え
こみとならず延伸されてここでもピッチの限界として半
径に依存する負荷の可能性があてはまる。

図ｉ？ｉ＋　ＶＣは以下詳細ＶＬｃ記述する本ヴし明の
実施例が図示しである。

第１図乃至第３図には公知の、全体とし、で１で示しで
ある熱交換器管、ここでは放熱管、であって円形のフィ
ンをＩＩＪｔｌ′唱えているものかさ壕さまな身μ作位
相において表わしである。第１図による表フィンは円筒
形芯管３の外筒に鑞接してあり、それぞれ螺旋として管
上に螺旋状に布置しておくことのできるフィン２からな
る。以下フィンと色うときは螺旋状フィンも含むものと
解することとする。

フィンの材料としては熱伝導性の良いことから侯先的に
銅が適している。第２図によると外套管４かフィンつき
芯管３を囲んでおシ、第３図によると外套％４にもう−
ＩＬフィンが鑞接してｈ’）それらの外１ｉ１１端が末
端フィン５によって互いに結合され、よって剛性にしで
ある。フィン２の強化はフィンを外套管４を貝いて導き
通過個所に鑞接して行なうこともできる。第３図の構成
は第４図に示すとお９の本発明による二重フィンの基本
構想とＭ、なすことができる。

第４図の六角形の輪郭の放熱層１にｔよ、第２図の対象
と同様に外套管４と芯管３と間の’４１　抜しであるフ
ィンによって形成される内側円形フィン６がある。外側
には横断面が六角形の平らな帯域１３のあるフィン７か
ありその周囲は末端フィン８によって剛性にしである。

フィンＱ、ｊ、ここでもまた一体に作っておき外套管４
０貫通１１７１７″Ｊｉに１１接することができる。

第５図は六角形輪郭のフィン７が中間に外套管を設けず
に直接に円筒形芯管３に鑞接しである放熱管１を示す。

螺旋状フィン９はこの場合隙間のある螺旋状ねじ山１２
（第６図）からなる。隙間のある螺旋ねじ山１２の構造
では芯管をよく曲げることかできる。もちろん東（（旋
ねじ山１２を互いに押し進めて螺旋ねじ山１２の平らな
帯域１３が一体連続の平面区間を、ねじを巻いた輪郭を
施こしだ被包管の場合のように、形成させるようにする
こともできる。多数の六角形横断面の放”熱管１は第７
図によｐ、空間を節減した蜂巣状にまとめることのでき
る熱交換器管束１４を形成する。その場合個々の放熱管
１の平らな侶域１３が互いに支４侍面及び接触面を提供
する。

第８図の構成では放熱筒１に」Ｌ形芯管１５かあり、こ
れが鑞接されるフィン２の支持投索の役をし、フィンは
螺旋ねじ山１７から生じる大きな上及び下の平らな帯域
１３を備えた台形の螺旋ねじ山１７の形を形成したフィ
ン１６として作っである（第９図）。平形芯管１５はた
とえばウオーム状又ｌｌ′ｉ螺旋状にとくによく曲げて
ブロックにまとめることができ、とくに平形芯管１５が
ヘアビ′ン状に曲げられるとき容易に多数列の放熱ブロ
ック１８、たとえば第１２図のとおシ四列のブロックが
製作できる。そのとき平形芯管１５をさらに曲げて′止
とめ、押しつけて平形芯管の同一側面にある平らな帯域
１３が互いに接触するまでにすることもできる。この状
態において面を互いに接着することができ又は全体のブ
ロックを引き被せた被包帯で結束することができる。矢
印２６で示した、放熱ブロック１８の平形芯管１５の壁
にかかる曲げ力は第１３図のとおシフィンルーゾパッケ
ージ２７を形成するフィンを介して、互いに向い合せで
ある平面区間の間に挿入しである中間板２８へ伝えられ
る。横の膨張はそのとき、放熱ブロック１８を取囲んで
いるＵ字形の枠２９が受けとめ、この枠を両側で互いに
間隔をおいて配分しである綿・め金３０が屈曲に対して
守っている。糸片状の紹ｆめ金３０はそのため一端で折
曲げてあシ、こうして形成された鉤をもつでＵ字形の枠
２９のフランジに係合する。反対の未唱ではねじが締め
金３０を枠２９に結合し、押しつけ乃至引きつけて放熱
プロ、り１８にまとめである平形芯危１５の位１直。

を確保する。板２８の介在によシ運転圧が一つの管層か
ら他のものへ、全体の放熱プロ、クエ８を囲む枠２９の
外壁部分まで伝達される。

平らな帯域１３を接触させ、こうして閉鎖のブロック２
２（第１１図）へ治、＜ベヤビン形は第１０図及び第１
１図に示しであるとおり１本の放熱管ｌから有利に曲げ
て作ることができる。この場合円筒状芯管３上に本質的
には円筒状の、それぞれ」二と下との、平らな帯域１３
を形成する扁平部があるフィン輪郭１９がある。ヘヤビ
ン状に曲げである放熱ブロック１８，２２ｔｒｉ：水流
入口２３及び水戻り口２４が放熱ブロック１８又ｅよ２
２の同一側面に設けられるので建設費を低減する。この
解決法によって反対１１１ｊの集水箱が不用となる。

４１／８＋　ｉｆｊ＋の１７！’ｊ単な説明ｒＨ，ｒＬ
　１図Ｌ」、円形の外側フィンを（Ｉ：＃えた公知の放
熱管、 ２４シ２図は円１：；１形外套管に収容しである第１図
のフィンつき管、 ２ｉ４３図は円形の外側フィンと末端フィンとを（、ｉ
ｊｉえた第２図の管、 第４図（ｌよ本発明による外側が六角形のフィン偵断面
をイ、・ｕノえた放熱管、 第５図は第４図の放熱管を変更した実施例、第６図は第
５図の放熱管の側面図、 第７図ｔユ多数の六角形放熱管からなる蜂巣状に捷とめ
た管束、 第８図は平形管と特定の断面を有するよう形成したフィ
ンとを備えた本発明の別の実施例、第９図ｉ−を第８図
の対象の側面図、 第１０図は上及び下の平面区間のある、ヘヤビン状に曲
げである放熱管の横断面図、 第１１図は第１０図の対象の側面図、 第１２図はヘヤビ゛ン状に曲げ”である゛ｒ−形ｉｆｆ
のｆｉｌｌ１面図、 ８＋’２１３図は第１２図の熱交換器管を押しつけ′Ｃ
放熱ブロックとしたものの線刈−Ｘ１にそった断面図を
示す。

に放熱管（熱交換器管）、 ２：フィン、　３：円筒形芯管、 ４：外套管、　５：末端フィン、 ６：内側円形フィン、７：六角形フィン、８、末端フィ
ン、　９：螺旋フィン、 １２：螺旋ねじ山、１３：Ｘｌ’らな帯域、１４：熱交
換器管束、１５：平形芯管、１６：輪郭１ｆ：施こした
フィン、 】７二台形の螺旋ねじ山、 １８：多数列放熱ブロック、 １９：上下の平らなフィン輪郭、 ２２：閉鎖の放熱ブロック、 ２３、水送入口　２４：水戻り口、 ２６　：　矢印　（曲は力　）、２　７　：　フインル
−ブノ？ツケ・−ジ、２８、中間板、　２９：Ｕ字形枠
、 ３０：締め金。

Ｆｉｇ、Ｉ　Ｆｉｇ、２ ３１４ Ｆｉｇ、７ Ｆｉｇ、　８　Ｆｉｇ、　９ Ｆｉｇ、　１０　Ｆｉｇ、　１１ Ｆｉｑ、　１Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｊ　芯管の全長にわたって螺旋状のフィンを備えた芯管
   （３，１５）からなる熱交換器管（１）において、同フ
   ィンが少なくとも二つの対向している平らな帯域（１３
   ）を有していることを特徴とする熱交換器管。 ２、対向した平らな帯域（１３）　９Ｊ、平行している
   ことを７ｊｙｌ、徴とする特Ｎ’Ｆ　請求の範１７１１
   記１．すｌに記１．Ｑの熱交換器管。 ３　フィンは、管中心線の方向に見て灼辺六月形の断面
   形状を有していることを特徴とする７１！Ｊ訂Ｎｌ’ｉ
   ボの範ｐ１４第１項又Ｃよ第２項に記載の熱交換器管。 ４　内側の丸形のフィン（６）と外側の六角形Ｉｉミツ
   郭のフィン（７）とからなる二乗フィン４１？？造を特
   徴とする％ｆｌ’　請求の範囲第１項乃至第３ｖｌのい
   ずれかに記）ＩＩ（の熱交」カ器管。 ５　フィンの各ねじ山がそれぞれ台形の断…１を有し、
   それぞれの間に隙間のある螺旋状フィン（９）としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
   れかに記載の熱交換器管。 ６　螺旋状フィン（９）には互いに押しこまれた螺旋ね
   じ山（１２）があることを特徴とする特πＦ　請求の範
   １ノ１］第１項乃至ｑ↓４項のいずれがＶＣ記載の熱交
   換器管。 ７、　複数の六角形放熱管（１）を蜂呆状に集成した熱
   ９Ｓ換器官束（１４）を有することを特徴とする特許 にの熱交換器官。 ８、　熱又挨ヒ計管（１）ね、特定の外ルをイＪするフ
   ィン（１６）をイノ１１′Ｊえた平らな芯’ｊ．ｉ″（
   １５）として形成してあることを特徴とする特許ｉｉ１
   ’ｉ氷の範ｉ＋１　、：：、−：　］項、第５項又は第
   ６項のいずれかに記載の熱交換器管。 ９　熱交１火器・耐は【尚巻状に曲ｔｒ）であることを
   ４６徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれ
   かに記載の熱メ換器管。 １０　螺旋形の熱交換器管（１）を特徴とする請求求の
   範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の熱交換：づ１
   φ管。 １１　ヘアピン状の熱莫換器管を１１ケ徴とする特許請
   求の範囲ＫＣ１項乃至４６項又は第８項のいずれかに記
   載の熱交換器管。 １２　互いに接している平らな帯域（１３）は、熱伝導
   性金属接着剤が施こしであることを特徴とする’Ｉ’！
   ｊ　ＴｆＦ　請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか
   に記載の熱交換器管。 １３　平らな帯域（１３）を中１１１」層なしに互いに
   接触させ熱交換Ｅ：イ管（１）を結束したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１　：ｊＱ乃至第１１項のいプ゛
   れかに記載の熱交換器。 １４、互いに向い合わせである平らな・１９″域（１３
   ）の間に中間板（２８）を設は熱交換器管束（１４゜１
   ８．２２）を枠（２９）によって１７１１ん、そことを
   特徴とする特許請求のｊ地回第１８１乃至第１３埃のい
   ずれ力・に記載の熱交換器管。 １５　枠＜　２９　）　ｉ′：Ｊ、Ｍｉめ金（３０）　
   ＠：取付ゆたＵ字形枠であること全特徴とする特許請求
   の範＋ｔｉ＋第１４項に記載の熱交換器！旨。