JPS62194193A - Annular piping type heat exchanger - Google Patents

Annular piping type heat exchanger

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Publication number
JPS62194193A
JPS62194193A JP61179764A JP17976486A JPS62194193A JP S62194193 A JPS62194193 A JP S62194193A JP 61179764 A JP61179764 A JP 61179764A JP 17976486 A JP17976486 A JP 17976486A JP S62194193 A JPS62194193 A JP S62194193A
Authority
JP
Japan
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pipe
heat exchanger
fins
annular pipe
fin
Prior art date
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Pending
Application number
JP61179764A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ガスタ、ヤンソン
ペル−オロフ、ヤコブソン
ベルント、バデル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Secretary of State for Defence
Original Assignee
UK Secretary of State for Defence
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Filing date
Publication date
Application filed by UK Secretary of State for Defence filed Critical UK Secretary of State for Defence
Publication of JPS62194193A publication Critical patent/JPS62194193A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/06Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes in openings, e.g. rolling-in
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/08Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of both metal tubes and sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は一連の熱交換フィンを協えた形式の配管式熱交
換器、すなわノ5内部に第1の熱媒体を導・きかつ外周
に第2の熱媒体を流しかつ伝熱面積を大きくなるための
板状フィンを取り(=Jりた環状配管よりなり、この環
状配管をそれぞれのフィンに開けられた開孔内に貫通し
た熱交換器に+31J ’lる。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a piping type heat exchanger with a series of heat exchange fins, that is, a first heat medium is placed inside the pipe type heat exchanger. A plate-shaped fin is used to flow the second heat medium around the outer periphery and increase the heat transfer area. +31 J'l is applied to the heat exchanger penetrated inside.

また、とりわけ熱交換配管が半径方向に膨張して熱交換
フィンと堅く係合することによっ【熱交換フィンが環状
の熱交換配管に堅固に取り付けられる形式の熱交換器に
関する。
In particular, the present invention relates to a heat exchanger in which the heat exchange fins are firmly attached to the annular heat exchange pipe by radially expanding the heat exchange pipe and firmly engaging the heat exchange fins.

(従来の技術) 本発明は配管内に流す媒体は液体かまたは熱交換の過程
でその相が視覚上変化する媒体であり、配管外に流す媒
体は気体であるような前述した配管式の熱交換器に関す
る。
(Prior Art) The present invention is applicable to the above-mentioned piping-type heat exchanger, in which the medium flowing inside the piping is a liquid or a medium whose phase visually changes during the heat exchange process, and the medium flowing outside the piping is a gas. Regarding the exchanger.

この熱交換器は工業上の利用とりわ()腐食雰囲気内で
利用するものである。第1にこの熱交換器は、煙導気体
例えば出力状態で石油や石炭を燃焼したときの煙導気体
からの熱を抽出するためのものである。熱交換器はこの
目的を達成ケるため、強力かつ堅固であることが必要で
ある。それゆえ、これら熱交換器は鋼製で作成されてい
る。熱交換器が腐食雰囲気で使用される場合、熱交換器
全体が不#f4tJAでない限り、熱交換器の表面を不
耐透性の防食剤、例えばエナメルコーティングする必要
がある。それゆえに、本発明は一連の熱交換フィンを備
え、このフィンは配管の膨張によって堅固に取っ付1ノ
られ、鋼製であってしかも傷の付きにくい物質、好まし
くはエナメルによる不可透性の表面コーディングが施さ
れた配管式熱交換おを提供することを目的としている。
This heat exchanger is used in industrial applications and in corrosive atmospheres. First, the heat exchanger is for extracting heat from the flue gas, such as when oil or coal is burned at power. Heat exchangers need to be strong and robust to achieve this purpose. These heat exchangers are therefore made of steel. If the heat exchanger is used in a corrosive atmosphere, it is necessary to coat the surface of the heat exchanger with an impermeable anticorrosion agent, such as enamel, unless the entire heat exchanger is non-corrosive. Therefore, the present invention comprises a series of heat exchange fins which are firmly attached by expansion of the pipe and which are made of steel and have an impermeable surface of a scratch-resistant material, preferably enamel. The purpose is to provide a piped heat exchanger with a coating.

一般的に配管の内側に液体を流し、外側に気体を流す配
管式熱交換器の場合、気体の伝熱係数は液体よりもかな
り小さいことが認められている。
Generally speaking, in the case of pipe heat exchangers in which liquid flows inside the pipes and gas flows outside, it is recognized that the heat transfer coefficient of gas is considerably smaller than that of liquid.

それゆえに、配管の外側の表面積を大きくすることが必
要となっている。このことを達成り°るために最も普通
に用いられでいる2つの手段は次のとおりである。
Therefore, it is necessary to increase the surface area on the outside of the pipe. The two most commonly used means to accomplish this are:

a)熱交換配管の外側にら拷ん状のフランジを設けるも
のである。このフランジはフランジと配管との結合部に
おける伝熱抵抗をなくすために、普通配管に溶接されて
いる。2つの気体を直接熱交換をする回転蓄熱式の熱交
換器、例えばLユングストローム型の蓄熱式空気加熱器
の他に、より拡大された外側伝熱面が必要とされる場合
において、工業上用いられる最も何通の型はらUん状に
巻かれた配管に取り付けたもの、すなわち配管に沿って
らせん状のフィンを取り付けたちのて・ある。
a) A twisted flange is provided on the outside of the heat exchange piping. This flange is normally welded to the pipe in order to eliminate heat transfer resistance at the joint between the flange and the pipe. In addition to rotary storage heat exchangers that directly exchange heat between two gases, such as L-Jungström type storage air heaters, industrial applications are also available where a larger external heat transfer surface is required. The most commonly used type is one that is attached to a pipe wound in a U-shape, that is, a spiral fin is attached along the pipe.

そうでなければ、滑らかな配管を有する配管式熱交換器
が用いられる。回転式熱交換器はだやJく気体の漏洩が
生じるので、これらの回転式熱交換器は次第にらせん状
配管型の熱交換器に変わってきた。
Otherwise, a tubular heat exchanger with smooth piping is used. Since rotary heat exchangers are prone to gas leakage, these rotary heat exchangers have gradually been replaced by spiral pipe type heat exchangers.

b)熱交換配管の外側表面に表面積を大きくするための
、一連のフィンを取り付けたらのである。
b) A series of fins were installed on the outside surface of the heat exchange piping to increase the surface area.

このフィンは複数の熱交換配管用の標準設計で作成され
る。これら一連のフィンは、土として一般の換気(冷暖
房)あるいは同様の目的の装置に使用されている。従っ
て、このような熱交換器の配管やフィンは比較的小径と
なり、しかもこれらは銅やアルミニウムのような柔かい
材料で形成される。従来配管とフィンとの間の良好な伝
熱を達成する手段が提案された。すなわち、それらの間
の接合部の高い接触圧での良好な接触は、配管が半径方
向に膨張してフィンが配管にしつかり係合して取りイ・
」けられることににるというものである。
This fin is made in a standard design for multiple heat exchange piping. These series of fins are commonly used in general ventilation (heating and cooling) or similar purpose equipment. Therefore, the piping and fins of such heat exchangers are relatively small in diameter, and they are made of soft materials such as copper or aluminum. Previously, means have been proposed to achieve good heat transfer between the piping and the fins. That is, good contact at high contact pressures at the joints between them is due to the radial expansion of the piping and the tight engagement of the fins on the piping.
``It's about getting kicked.''

このことは、心軸、ずなわちそれぞれの配管外周に描か
れた円状体によって、あるいは配管内を通る高圧に増圧
された液体によって水力学的に達成される。それら2つ
の手段はいずれも配管をその材料の弾性限を超えて半径
方向へ膨張さVることに基づいており、このため永続的
な変形と高い接触圧を得ることができる。
This is achieved hydraulically by means of a circular body drawn around the mandrel, ie the circumference of each pipe, or by means of a fluid pumped to high pressure passing through the pipe. Both of these measures are based on expanding the pipe radially beyond the elastic limit of its material, thus making it possible to obtain permanent deformations and high contact pressures.

一般の換気や同様の目的のための熱交換器に使用される
一連のフィンに関しては、前述の手段によって配管を機
械的あるいは水力学的に膨張させてフィンを堅固に取り
付【ノることは比較的容易である。そのような装置の場
合、使用される配管やフィンは小径であり、例えば鋼や
アルミニウムのような柔かい材料で形成される。さらに
、フィンは熱交換配管がすっかり貴通り”る開孔口りに
設けられた弾力性のあるカラーに取り付りられている。
With respect to series of fins used in heat exchangers for general ventilation and similar purposes, the fins cannot be rigidly attached by mechanically or hydraulically expanding the piping by the means described above. It's relatively easy. In such devices, the tubing and fins used are of small diameter and made of soft materials, such as steel or aluminum. In addition, the fins are attached to a resilient collar located in the aperture through which the heat exchange piping passes completely.

このことは膨張作用に役立つとともに配管とフィンとの
間に所定接触圧力を常時一様に分布さゼることができる
。また、このカラーはしばしばフィン間のスベーナとし
ての役割を果たり。
This helps with the expansion action and allows a constant and uniform distribution of the contact pressure between the pipe and the fins. This collar also often acts as a subena between the fins.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この種の一連のフィンの前述した工業分
野への応用については、らせん状配管を備えた熱交換器
で得られる利点にもがかわらず、未だに行なわれていな
い。
(Problem to be Solved by the Invention) However, the application of this type of series of fins to the above-mentioned industrial fields has not yet been carried out, despite the advantages obtained with heat exchangers with spiral piping. Not yet.

これらの利点とは次のものである。These advantages are:

表面積を大きく拡大できること。The ability to greatly expand the surface area.

圧力損失が小さいこと。Low pressure loss.

より安定した熱交換構造であること。A more stable heat exchange structure.

安価な熱交換器であること。It must be an inexpensive heat exchanger.

このように、工業分野へ応用りるために要求されるより
強健な配管式熱交換器は、第1にらせん状の曲げられた
配管、ある場合には滑らかな配管を備えている。これら
の配管式熱交換器は大部分鋼製となっている。前述した
構成の一連のフィンが工業分野で使用されないというの
はいくつかの理由がある。例えば、これら一連のフィン
を鋼で形成した場合であって、とりわけ防護表面コーテ
ィングを施した場合に多数の困難や問題が生じてくる。
Thus, the more robust tubular heat exchangers required for industrial applications primarily include helical, curved piping, and in some cases smooth piping. These piped heat exchangers are mostly made of steel. There are several reasons why a series of fins with the configuration described above is not used in the industrial field. For example, a number of difficulties and problems arise when these series of fins are made of steel, especially when provided with a protective surface coating.

これらの問題の主要なものは次のとおりである。The main of these issues are:

a)鋼製の熱交換配管を半径方向に膨張させることは、
かなりむずかしい。ma配管を水力学的に膨張させるた
めには、そのような熱交換器に普通要求される配管厚の
場合、約1000バールの使用圧力が必要となる。
a) Expanding steel heat exchange piping in the radial direction
It's quite difficult. In order to hydraulically expand ma pipes, a working pressure of about 1000 bar is required for pipe thicknesses normally required for such heat exchangers.

b)配管が貫通する開孔周囲に設りられた弾力性あるカ
ラーに[Jフィンを取りイ・Jけることは、不可能では
ないがむずかしい。とりわけカラーにクラックが入るこ
とがある。
b) It is difficult, although not impossible, to remove the J-fin from the elastic collar provided around the opening through which the pipe passes. In particular, cracks may appear in the collar.

C)熱交換器の表面に防護被覆、例えばエナメル被覆を
施す場合、腐食に対して充分な保護を与えるために必要
とされる被覆部の十分な不lIJ透性を確保することは
むずかしい。
C) When applying a protective coating, for example an enamel coating, to the surface of a heat exchanger, it is difficult to ensure sufficient impermeability of the coating, which is required to provide sufficient protection against corrosion.

エナメル表面に十分な不可透性を与えるためには、エナ
メルコーティングが施される熱交換器の表面が完全に滑
らかであってすべてのクラックや他のへこみ等がないも
のでなGJればならない。これらの表面には直ぐに取り
除くことがでさる表面材料、例えば溶接スラグや溶接ビ
ードがあってはならない。これらの表面材料はノックオ
フfることができるものであり、そうでなければ熱交換
器の清局をしたりその他別の理由で同様のことをする場
合、除去されるものである。このような表面材料の除去
はエナメル表面にへこみを形成しやすくなる。
In order to provide sufficient impermeability to the enamel surface, the surface of the heat exchanger to which the enamel coating is applied must be completely smooth and free of all cracks, other dents, etc. These surfaces must be free of readily removable surface materials, such as welding slag or welding beads. These surface materials can be knocked off or otherwise removed when cleaning the heat exchanger or for similar reasons. Removal of such surface material tends to create indentations in the enamel surface.

配管が貫通するフィンの開孔周囲に弾力性あるカラーを
取り付ける手段を使用づ゛ることは現実的でない。なぜ
ならば、カラー周囲の割目や切欠がエナメル被覆を傷付
けるからである。とりわkJ、そのような割目や切欠は
エナメル層に気泡を形成し、この気孔は結果として破裂
してしまう。これらはまた結果として表面被覆を不完全
にし腐食損失を受けやすくする。また、このような構成
ではフィンを堅固に取り何GJることはできない。弾力
性あるカラーのたわみがエナメルコーティング内にクラ
ックを生じさけることは明らかである。
It is impractical to use means of attaching a resilient collar around the apertures in the fins through which the piping passes. This is because cracks and notches around the collar damage the enamel coating. In particular, such cracks and notches form air bubbles in the enamel layer, which eventually rupture. They also result in incomplete surface coverage and susceptibility to corrosion losses. In addition, with such a configuration, it is impossible to securely hold the fins and increase the number of GJ. It is clear that deflection of the resilient collar avoids cracks in the enamel coating.

(発明の構成〕 (問題点を解決づるための手段) これらの問題点は本発明による特許請求の範囲に明示さ
れた一連のフィンfI造によって解決される。特許請求
の範囲第1項による解決手段によれば、それぞれの熱交
換配管に接触する領域で、熱交換フィンは略平板状をな
しそれぞれの配管の軸線に対して6交する平面上に配設
される。またこのフィンは単一の板厚で構成される。す
なわち、カラーのような曲り部とかその他の曲り部は熱
交換配管に接触する表面を覆うフィンにはない。
(Structure of the invention) (Means for solving the problems) These problems are solved by a series of fin structures specified in the claims of the present invention. Solution according to claim 1 According to the means, the heat exchange fins have a substantially flat plate shape and are disposed on six planes that intersect with the axis of each pipe in the region that contacts each heat exchange pipe. This means that there are no collar-like bends or other bends in the fins that cover the surface that contacts the heat exchange piping.

この解決手段はフィンカラーと配管との間に間隙を形成
することを回避する。この間隙は油や蒸気が空気が入り
込む隠れたくぼみを提供するものであり、フィン配管装
置を表面処理りる場合、例えば約800″C′C″炉内
でエナメル塗装したり表面被覆を燃焼させる場合、防護
被覆を(口付ける気泡が発生づるbのである。またこの
解決手段によって、弾力性ある取付部材なしにフィンを
配管に堅固に取りイ」けることができる。さらに、フィ
ンを配管に堅固に取り付【)るために必要とされる配管
の半径方向の膨張範囲は、従来の6のに比較しC小さく
てすむ。
This solution avoids forming gaps between the fin collar and the pipe. This gap provides a hidden recess for oil and steam air to enter, and when surface treating fin piping equipment, e.g. by enameling or burning the surface coating in an approximately 800"C'C" furnace. This solution also allows the fin to be securely attached to the pipe without a resilient mounting member. The expansion range in the radial direction of the piping required to attach it to [) is C smaller than that of the conventional 6.

特許請求の範囲第2項による解決手段によれば、精巧な
穴あけ手段によって形成されたフィン内の開孔に配管を
係合させることができる。また熱交換配管と接触するフ
ィン表面を、上記開孔の全長と略同−長さにわたってそ
れぞれの配管の軸線と平行にすることができる。この解
決手段は開孔壁の全体表面にわたってフィンと配管との
間に伝熱接触を確実にする。配管と係合りる開孔が従来
の穴あけ手段によってフィン内に開けられると、その開
孔の壁面はわずかに円すい状の形状をなづ′。
According to the solution according to claim 2, it is possible to engage the piping in openings in the fins formed by sophisticated drilling means. Further, the fin surface that comes into contact with the heat exchange piping can be made parallel to the axis of each piping over approximately the same length as the entire length of the opening. This solution ensures heat transfer contact between the fins and the pipework over the entire surface of the aperture wall. When the apertures that engage the piping are drilled into the fins by conventional drilling means, the walls of the apertures assume a slightly conical shape.

このことによって配管壁の側部に間隙が形成され、この
ため十分な伝熱接触が妨げられる。しかしながら、この
ようなあるいは他の問題ある結果は前述の解決手段をと
ることによって回避可能である。
This creates gaps on the sides of the pipe walls, which prevents adequate heat transfer contact. However, these and other problematic consequences can be avoided by taking the solutions described above.

また、この解決手段によって、フィンを配管に堅固に取
り付けるために必要とされる配管の膨張範囲も低減され
る。
This solution also reduces the expansion range of the pipe required to securely attach the fin to the pipe.

特許請求の範囲第3項および第4項は本発明をlA製の
一連のフィンに適用した場合、最も適切な配管とフィン
の形状について説明する。
Claims 3 and 4 describe the most appropriate shapes of piping and fins when the present invention is applied to a series of fins made of lA.

特許請求の範囲第5項の解決手段によれば、フィンは配
管が水ツノ学的にそ、の外周面が外方に拡大することに
よって、熱交換器に堅固に取り付Gノられる。配管の水
力学的な膨張によって可能となる特別な利点の一つは、
配管がフィンの空間内で外方への膨張がわずかだという
ことである。このことはフィンの堅固な取りイζJけ達
成に貢献し、また同りにフィンとフィンとの間の配管部
を測定することによって膨張程度を検査することbrき
る。
According to the solution described in claim 5, the fins are firmly attached to the heat exchanger by expanding the outer circumferential surface of the piping outward. One of the special advantages made possible by hydraulic expansion of pipes is that
This means that the piping expands outward within the fin space only slightly. This contributes to achieving a firmness of the fins and also makes it possible to check the degree of expansion by measuring the piping between the fins.

上述した特許請求の範囲に示された解決手段は熱交換器
におけるフィンと配管の表面を完全に潤らかにするもの
であり、このような表面は工±メル塗装を含む表面処理
の目的に特に適している。
The solution specified in the above-mentioned patent claims completely moisturizes the surfaces of the fins and pipes in heat exchangers, such surfaces being suitable for the purpose of surface treatments, including industrial coatings. Particularly suitable.

この熱交換器は大きな特別の伝熱面を右し、そこを流れ
る気体の圧力損失を低下させる。伝熱を損わUがちなも
のは被覆から直ちに取り除くことができる。なぜならば
、熱交換器のすべての部材に清hM手段が到達し、異物
による妨害がなくなるからである。また、熱交換器は迅
速かつ多聞に低価格で生産される。
This heat exchanger has a large special heat transfer surface that reduces the pressure drop of the gas flowing through it. Anything that tends to impair heat transfer can be immediately removed from the coating. This is because the clean hM means reaches all the members of the heat exchanger and there is no interference from foreign objects. Also, the heat exchanger can be produced quickly and at a much lower cost.

特許請求の範囲第6項および第7項は端板に関する熱交
換器の好ましい実施例を明示し℃いる。
Claims 6 and 7 specify preferred embodiments of the heat exchanger with respect to end plates.

これは熱交換器を装置組立体に堅固に取り付りるために
しばしば必要となるものである。
This is often necessary to securely attach the heat exchanger to the equipment assembly.

特許請求の範囲第8項は前述した熱交換器の表面処理に
関して明示している。これ【よ熱交換器を腐蝕性雰囲気
で使用するときにしばしば必要となるものである。
Claim 8 specifies the surface treatment of the heat exchanger described above. This is often necessary when heat exchangers are used in corrosive atmospheres.

(実施例) 第1図に、端板12、伝熱フィン14a3よび熱交換配
管16よりなる熱交@器10が丞されている。配管はフ
ィンおよび端板の開孔18を貫通している。本実施例に
おりる開孔および配管の位置は第2図および第3図に承
りとおりである。本実施例による熱交換器では、2本の
熱交換配管が端板12の外方にある接続部材20に配設
される。
(Example) In FIG. 1, a heat exchanger 10 consisting of end plates 12, heat transfer fins 14a3, and heat exchange piping 16 is shown. The piping passes through apertures 18 in the fins and end plates. The positions of the openings and piping in this embodiment are as shown in FIGS. 2 and 3. In the heat exchanger according to this embodiment, two heat exchange pipes are disposed on the connecting member 20 outside the end plate 12.

一方その他の配管は曲管22に接続される。この曲管2
2は180°曲がっており、2本の配管に接続されて曲
がった通路を形成している。曲管と接続部材は溶接接合
部23によって熱交換配管に接続されている。
On the other hand, other pipes are connected to the bent pipe 22. This curved pipe 2
2 is bent by 180 degrees and connected to two pipes to form a curved passage. The bent tube and the connecting member are connected to the heat exchange pipe by a welded joint 23.

端板12は端板の長手方向側面に沿っC伸びる直角フラ
ンジ24に設けられている。このフランジ24によって
、端板12と熱交換器に与えられる安定性は増加りる。
The end plate 12 is mounted on a right angled flange 24 extending C along the longitudinal side of the end plate. This flange 24 increases the stability provided to the end plate 12 and the heat exchanger.

もし良【」れば、同様のフランジを端板の短い側部に配
設してもよい。このフランジは熱交換器を堅固な組立体
として据え付けるためのものである。
If appropriate, a similar flange may be provided on the short side of the end plate. This flange is for mounting the heat exchanger as a rigid assembly.

ザなわら、熱交換器を他の導管系に連結したり、多数の
熱交換器部材を一つ一つ順次連結して大きな熱交換部材
を組み立てるためのらのである。
However, it is useful for connecting the heat exchanger to other conduit systems or for assembling a large heat exchange member by sequentially connecting a large number of heat exchanger members one by one.

第4図は配管およびフィン装置の詳細切断図であり、配
管が水力学上膨張することによってフィン14を熱交換
配管16に堅固に取り付()る構成を示している。第4
図に示すように配管J3よびフィンは保護エナメル層2
6によってコーティングされている。また、図によると
、相Hに隣接Jるフィンの間にある配管壁は符号28に
示づようにわずかに膨張している。これらの膨らみは水
力学上配管がIkligiするときに形成される。
FIG. 4 is a detailed cutaway view of the piping and fin arrangement, illustrating the arrangement in which the fins 14 are securely attached to the heat exchange piping 16 by hydraulic expansion of the piping. Fourth
As shown in the figure, pipe J3 and fins are covered with protective enamel layer 2.
Coated with 6. Also, according to the figure, the pipe wall between the fins adjacent to phase H and J has expanded slightly as shown at 28. These bulges are formed when the piping is hydraulically strained.

このように形成された膨みはフィンを堅固に取りイ]け
るのに役立つ。一方向時にフィンの間の配管径を測定す
ることによって生じた膨張を検査する可能性が得られる
。第5図に、一般の換気設備(冷I!!房設僑)と関連
して使用される公知の一連のフィンの同様な詳細図が示
されている。この従来の構造において、フィン30は熱
交換配管34が貫通Jる開孔回りの弾力性あるカン−3
2に取り付けられている。この構造におけるフィンは薄
く、しかも例えばアルミニウムのような柔かな材料で作
られているので、カラーをフィンその自体の材料から単
純な形状で形成することが可能となっている。この場合
、カラーはまたそれぞれのフィンの間のスベー号として
の機能ももつ。しかしながら、カラーの主要な目的は熱
交換配管とフィンとの間に十分な接触圧力を供給するた
めに十分な接触面を確保することであり、このことによ
って十分な伝熱状態を得ることができる。フィンは熱交
換配管を膨張させることによって適切な位置に堅固に取
り付けられる。十分な接触圧を与えるのに必要な膨張は
、熱交換配管が小さな壁厚を有しかつ銅のような柔かい
材料によって形成され(いること、およびカラーがフィ
ンと熱交換配管との連結においである程度の弾)〕性を
もつことによって促進される。
The bulge formed in this way serves to securely hold the fin. By measuring the pipe diameter between the fins in one direction, it is possible to check the expansion caused. FIG. 5 shows a similar detailed view of a known series of fins used in connection with general ventilation equipment. In this conventional construction, the fins 30 are provided with resilient canisters 30 around the apertures through which the heat exchange piping 34 passes.
It is attached to 2. Since the fins in this construction are thin and made of a soft material, such as aluminum, it is possible to form the collar in a simple shape from the material of the fin itself. In this case, the collar also functions as a cross between each fin. However, the main purpose of the collar is to ensure sufficient contact surface between the heat exchange piping and the fins to provide sufficient contact pressure, thereby obtaining sufficient heat transfer conditions. . The fins are firmly attached in position by expanding the heat exchange tubing. The expansion necessary to provide sufficient contact pressure is due to the fact that the heat exchange piping has a small wall thickness and is made of a soft material such as copper, and that the collar is at the connection between the fins and the heat exchange piping. It is promoted by having a certain degree of resilience).

第4図に示される本発明によるm造と、第5図に示され
る従来の構造とを比較り゛ると、従来の構造は保護コー
ティング表面、例えばエナメル」−ティングを備えた熱
交換器に適合することはCきない。第5図に示すカラー
32の周囲の割れ目やクラックやへこみの構造は十分な
エナメル表面を得るためには障害となってしまう。同様
にフィンとそれぞれの配管との間の接合部の弾性もエナ
メル層にクラックを形成してしまう。
Comparing the structure according to the invention shown in FIG. 4 with the conventional structure shown in FIG. Compatibility is not possible. The structure of fissures, cracks, and dents around the collar 32 shown in FIG. 5 is an obstacle to obtaining a sufficient enamel surface. Similarly, the elasticity of the joints between the fins and the respective pipes can also lead to the formation of cracks in the enamel layer.

第4図に示すように、本発明による熱交換器構造におけ
るフィンカラーと熱交換配管との間にはクラックがみら
れない。第4図に示寸熱交換器のフィンと配管の表面は
略完全に滑らかになっており、例えば表面をエナメルで
コーティングすると、このコーテイング面はかなりの永
続性をらら完全に不可透性の入園層となりつる。さらに
、フィンは堅固に取り例けられるので、エナメル層を傷
付ける弾性はフィンがそれぞれの配管と結合づる箇所に
はみることができない。また、このように堅固に取り付
けられていることによる利点は、フィンを堅固に取り付
けるのに必要な熱交換配管の半径方向の水力学上および
その他の方法で膨張範囲が従来の熱交換器の配管が必要
とり゛る膨張範囲よりも小さいことぐあり、そのため一
連のフィンをそれぞれの配管に堅固に取り句けることが
でさる。
As shown in FIG. 4, no cracks are observed between the fin collar and the heat exchange piping in the heat exchanger structure according to the present invention. The surfaces of the fins and piping of the heat exchanger shown in Figure 4 are almost completely smooth, and if the surface is coated with enamel, for example, this coating will be quite durable and completely impermeable. Layers and vines. Furthermore, since the fins are rigidly mounted, no elasticity that would damage the enamel layer is visible at the points where the fins join the respective pipes. The advantage of this rigid mounting is also that the range of radial hydraulic and other expansion of the heat exchange piping required to rigidly mount the fins is greater than that of conventional heat exchanger piping. is often smaller than the required expansion range, so that a series of fins can be firmly attached to each pipe.

第6図および第7図は本発明による熱交換器なかんずく
上)ホした点で改良されたものを示す。このことは、熱
交換配管をフィンに伝熱接触させるフィン内の開孔18
を精巧に形成することによって、フィンの開孔内の熱交
換配管に対J’る接触面を配管の長手方向軸線と平行に
実際には開孔の全長にわたって平行にすることで達成さ
れる。第6図に示1ように従来の穴あ【ノ技術によれば
、フィン内に開けられた開孔はわずかに円すい状の壁面
36を有するようになるであろう。このような円すい状
の表面は、熱交換配管16との間で例えばエナメルコー
ティングされた表面を傷付けてしまうような間隙38を
直15に理解できるように形成してしまう。もっと精巧
な穴あ【′I技術あるいは他の精巧な技術によって第7
図のような穴壁40を有する開孔を提供ることは可能で
ある。この穴壁は配管の長手方向の軸線と平行となり、
また配管の元の円筒状表面と実際には開孔の全長に沿っ
て平行となる。しかしながら、パンチャがフィンを通過
する箇所に隣接してわずかな傾斜42を受ける。第7図
に示すように開孔をより精巧に形成すると、間隙は配管
壁とフィンの開孔との間に形成された被覆面、例えばエ
ナメルによる被覆面に傷を付けにくくなる。また、高い
永続性と強いエノメル表面が得られる。フィンと配管と
の間の重要な伝熱は、これらの間の接触面が均一化され
た高い接触圧をもち、かつその後配管の水力学上の膨張
で大きくなることによっ(゛確保される。ざらに、熱交
換配管がフィンを堅固に保持するために必要となる配管
の膨張範囲は、従来技術のらのに比較してより小さくな
る。
6 and 7 show a heat exchanger according to the present invention which has been improved in, among other things, the above points. This means that the apertures 18 in the fins that bring the heat exchange piping into heat transfer contact with the fins
This is achieved by elaborately shaping the fins so that the contact surfaces J' to the heat exchange pipes in the apertures are parallel to the longitudinal axis of the pipes, and in fact parallel over the entire length of the apertures. According to conventional drilling techniques, as shown in FIG. 6, the apertures drilled into the fins will have slightly conical walls 36. Such a conical surface clearly creates a gap 38 with the heat exchange pipe 16, which could damage, for example, an enamel-coated surface. The seventh hole can be made by more elaborate drilling techniques or other sophisticated techniques.
It is possible to provide an aperture with a hole wall 40 as shown. This hole wall is parallel to the longitudinal axis of the pipe,
It is also parallel to the original cylindrical surface of the pipe, practically along the entire length of the aperture. However, it undergoes a slight slope 42 adjacent where the puncher passes the fin. If the apertures are formed more precisely as shown in FIG. 7, the gap will be less likely to damage the coated surface formed between the pipe wall and the fin aperture, for example, the enamel coated surface. It also provides a highly durable and strong enamel surface. Significant heat transfer between the fins and the piping is ensured by the contact surfaces between them having a high, homogenized contact pressure, which is then increased by the hydraulic expansion of the piping. In general, the range of expansion of the heat exchange piping required to firmly hold the fins is smaller than in the prior art.

本発明は上述した熱交換器の実施例に制限されるもので
はなく、特許請求の範囲内において改変可能である。
The invention is not limited to the heat exchanger embodiments described above, but may be modified within the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

本発明による熱交換器の一実施例は以下の添(=J図面
によって説明される。 第1図は熱交換器の平面図−Cあり、図示ケるうえでそ
の長さを短縮したものである。第2図は熱交換器の側面
図である。第3図は熱交換器に備えられた単一のフィン
板を示した図である。第4図は本発明ににるフィンを1
4えた熱交換配管の部分切断面を示す図であって、熱交
換配管は水力学的に膨張しフィンを堅固に取り付けた状
態を示す図である。第5図は従来技術による一連のフィ
ン中にある熱交換配管の部分切断面を示す図である。 第6図は本発明によるフィン板に接触する熱交換配管の
一部を示す図であって、フィン板の開孔は従来の穴明レ
ノ技術によって形成されたものを示す図である。第7図
は本発明によるフィン板に接触する熱交換配管の一部を
示1図ぐあって、フィン板の開孔は精巧な穴あけ技術に
よって形成されたものを示り′図である。
An embodiment of the heat exchanger according to the present invention will be explained with reference to the following drawings. Fig. 2 is a side view of the heat exchanger. Fig. 3 is a diagram showing a single fin plate provided in the heat exchanger. Fig. 4 shows a single fin plate according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a partial cross-section of the heat exchange piping shown in FIG. FIG. 5 is a partial cutaway view of heat exchange piping in a series of fins according to the prior art. FIG. 6 is a diagram showing a part of the heat exchange piping that contacts the fin plate according to the present invention, and shows that the holes in the fin plate are formed by the conventional drilling technique. FIG. 7 shows a part of the heat exchange piping in contact with the fin plate according to the present invention, and the holes in the fin plate are formed by a sophisticated drilling technique.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1の熱媒体を導く環状配管(16)と、それぞれ
の環状配管の外面に取り付けられかつ第2の熱媒体と接
触する表面積拡大のためのフィン(14)とからなり、
前記配管はそれぞれのフィンに形成された開孔(18)
内に配設され、前記フィン(14)は配管を膨張させて
その外周をフィンに係合させることによってそれぞれの
配管の外周に堅固に取付けられた環状配管式熱交換器に
おいて、前記それぞれの環状配管に接触するフィン(1
4)の領域は、略平板をなしかつ環状配管(16)の長
手方向軸線と直交する平面上に配設されかつ単一の平板
厚によって構成され、すなわち環状配管(16)に対す
る接触面近傍のフィン板にはカラー状の曲り部や他の形
状の曲り部がないことを特徴とする環状配管式熱交換器
。 2、フィンに形成されかつ環状配管(16)と係合して
固定する開孔(18)は、環状配管(16)に対する開
孔の接触表面が配管の長手方向軸線と、少なくとも開孔
の軸方向の略全長に沿って平行となるような精巧な穴あ
け手段あるいはその他同様の手段で形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の環状配管式
熱交換器。 3、環状配管(16)は鋼製でありかつその壁厚は0.
5〜3mm、好ましくは1〜2mmであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記
載の環状配管式熱交換器。 4、フィン(14)は鋼製でありかつその壁厚は0.4
〜4mm、好ましくは0.5〜2mmであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記
載の環状配管式熱交換器。 5、配管(16)の外周面を拡げるように水力学的に配
管を膨張させることによって、フィン(14)が環状配
管(46)に堅固に取り付ける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環状配管
式熱交換器。 6、最も外側のフィン(14)の外方にある環状配管(
16)に堅固に取り付けられた端板(12)を支持する
とともに、同時にフィン(14)も前記フィンが取付け
られるのと同様の手段で配管に取り付けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれ
かに記載の環状配管式熱交換器。 7、端板(12)には外方へ向うフランジ (24)が備えられていることを特徴とする特許請求の
範囲第6項に記載の環状配管式熱交換器。 8、環状配管(16)、フィン(14)および端板(1
2)のいずれも、可視性の防護表面層(26)例えばエ
ナメルによって被覆されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項乃至第7項のいずれかに記載の環状配管
式熱交換器。
[Claims] 1. An annular pipe (16) for guiding a first heat medium, and a fin (14) for enlarging the surface area attached to the outer surface of each annular pipe and in contact with the second heat medium. Consisting of
The piping is provided through apertures (18) formed in each fin.
In an annular pipe heat exchanger, the fins (14) are rigidly attached to the outer periphery of the respective pipe by expanding the pipe and engaging the outer periphery of the pipe with the fins. Fins that contact the pipe (1
The region 4) has a substantially flat plate, is disposed on a plane orthogonal to the longitudinal axis of the annular pipe (16), and is composed of a single plate thickness, that is, the area near the contact surface with the annular pipe (16). An annular piping type heat exchanger characterized in that the fin plate has no collar-shaped bent portions or other shaped bent portions. 2. The aperture (18) formed in the fin and engaging and fixing the annular pipe (16) is such that the contact surface of the aperture with respect to the annular pipe (16) is aligned with the longitudinal axis of the pipe and at least the axis of the aperture. 2. An annular pipe heat exchanger according to claim 1, characterized in that the annular pipe heat exchanger is formed by elaborate drilling means or other similar means that are parallel to each other along substantially the entire length in the direction. 3. The annular pipe (16) is made of steel and its wall thickness is 0.
An annular pipe heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter is 5 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm. 4. The fin (14) is made of steel and its wall thickness is 0.4
4. An annular pipe heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the diameter is 4 mm, preferably 0.5 to 2 mm. 5. Claim 1, characterized in that the fin (14) is firmly attached to the annular pipe (46) by hydraulically expanding the pipe to expand the outer peripheral surface of the pipe (16). 5. The annular pipe heat exchanger according to any one of items 4 to 5. 6. The annular pipe outside the outermost fin (14) (
16) supporting an end plate (12) rigidly attached to the pipe, and at the same time fins (14) being attached to the pipe in the same manner as said fins are attached. The annular pipe heat exchanger according to any one of items 1 to 5. 7. An annular pipe heat exchanger according to claim 6, characterized in that the end plate (12) is provided with an outwardly directed flange (24). 8, annular pipe (16), fin (14) and end plate (1
8. An annular tubular heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, characterized in that both of 2) are covered with a visible protective surface layer (26), for example enamel. .
JP61179764A 1986-02-13 1986-07-30 Annular piping type heat exchanger Pending JPS62194193A (en)

Applications Claiming Priority (3)

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SE8600633-5 1986-02-13
SE8600633A SE8600633L (en) 1986-02-13 1986-02-13 HEAT EXCHANGER AND WAY TO MAKE IT SAME
SE8603057-4 1986-07-09

Publications (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018146145A (en) * 2017-03-02 2018-09-20 三恵技研工業株式会社 Heat exchanger and manufacturing method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018146145A (en) * 2017-03-02 2018-09-20 三恵技研工業株式会社 Heat exchanger and manufacturing method thereof

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SE8600633L (en) 1987-08-14
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