JPS63150584A - 縦フインチユ−ブ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクーラーやヒーター等における熱交換やその他
の熱交換に使用して有用な縦フィンチューブに関するも
のである。

〔従来の技術とその問題点〕

管の長手方向にフィンを設けた縦フィンチューブはクー
ラーやヒーターの熱交換用の伝熱管として多くの需要が
あるが、管の内側にフィンがないために、一般の熱交換
には使用出来なかった。

また、従来のフィンチューブのフィンの取付は方法とし
ては、比較的厚肉の管の外側に多数の溝を切りそれにフ
ィンを嵌め込んでからフィンとの中間部をロールで圧下
してフィンを植込む方法。

Ｕ字型にしたフィンを管に抵抗溶接する方法及び冷間引
抜き方法の三種類があるが、何れの方法も内外にフィン
をつけるには不適当である。

更に、耐食性のよい高級材を用いる場合、管の厚みは極
力薄くしたいのであるが、上記の三方法では何れも管の
肉厚をあまり薄くすることは出来ない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、クー
ラーやヒーターは勿論他の一般の熱交換に使用できる縦
フィンチューブを提供することを目的としてなされたも
ので、その第１発明の構成は、金属板を１８０度密着曲
げして形成したフィンと、該フィンの根元において前記
金属板を適宜折り曲げて形成した円管部とを、１枚の金
属板により連続的に形成すると共に全体を円管状に形成
して成ることを特徴とするものであり、また、第２発明
の構成は、金属板を１８０度密着曲げして形成したフィ
ンと、該フィンの根元において前記金属板を適宜折り曲
げて形成した円管部とを、１枚の金属板により、フィン
を管の内方又は内方及び外方に形成すると共に全体を円
管状に形成し、且つ内方のフィンに囲まれた管の中心部
にねじ付き芯枠を挿入して成ることを特徴とするもので
ある。

〔作　用〕

即ち、本発明フィンチューブは、金属板の折り曲げ加工
によりフィンを管の外方または内方のみならず、内外両
方に突出させて形成することが容易であると共にフィン
の厚さを必要なだけ取ることが出来、しかも円筒部の厚
さはフィン部の厚さの１７２となるから、伝熱性が良好
になるし、また材料費の節約を図ることが出来る。更に
、フィンを管の内方又は内方及び外方に位置するように
形成し、内方のフィンに囲まれた管の中心部にねじ付き
芯枠を挿入すれば、管内の流体の流速を高めると共に旋
回と撹拌作用が起こり熱伝達率は飛躍的に向上する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図により説明する。

第１図は第１発明の管の外面に縦フィンを有するフィン
チューブの基本的構造を示し、１は金属板を１８０度密
着曲げして形成したフィン、２は前記フィン１の根本で
適宜折り曲げて形成した円管部で、金属板を１８０度密
着曲げしてフィン１を形成する操作と該金属板をフィン
１の根元で適宜折り曲げて円管部を形成する操作を必要
回数繰り返すか、或は同時に両方の操作を金属板の全長
に施すことにより全体として円管状に形成し、金属板の
両端をロー付は等により接合して接合部１０１とする。

第２図は上記第１図図示のフィンチューブを伝熱管とし
て使用するのに、チューブの耐内圧強度を高めるために
補強リング３を適宜ピッチで嵌めて締め付けることによ
り、チューブが外周に広がるのを防止し、またリング３
の外径と同等ないし若干太き目の外径を有する口金４を
７４２１２円管部２にロー付けした構造のものを示す。

而して、フィンの端部１０２は、第２図に示すように１
口金４に全面的にロー付けする方法と、第３図、第４図
に示すように、フィン１の端部１０２は抵抗溶接でシー
ルし、円管部２の端部と口金４とをソケット溶接４０１
する方法がある。

第４図は二重管式熱交換器の内管として本発明のチュー
ブを使用する場合の口金の構造を示し。

４０２は円管部とばぼ同径の口金４の端に設けたねじ、
４０３はフィン１の外径より少し太き目の外径のカラー
で口金４と一体に結合され、内外筒の間のシールに使用
されるものである。シールはこの場合グランドパツキン
で行なわれるが、ねじにしてもよく、構造は自由である
。

第５図は管の内外にフィンを設けた縦フィンチューブを
示し、内側のフィンは１０３．１０４のように１個置き
に高さを大きくしたり小さくしたりして内側のフィンの
先端がこみ合いすぎるのを防止し内部の流体の流れを妨
げることのないようにしである。

第６図は管の内面にのみフィン１０３．１０４を設けた
縦フィンチューブを示す。フィンの先端の混み合いを防
止するのは第５図の場合と同様である。

第７図に示すものは従来型の内面フィンチューブである
が、これだと相隣るフィンの間の空間が狭いのに管の中
心部は広いため、流体は中心部をよく通り、フィンの部
分の流速は落ちるので、あまり好ましくない。

第６図のようにすると流路は一様に狭くなるため、流れ
は均一化し、且つ流路の相当直径が小さくなって熱伝達
率がよくなると共にフィンの面積も大巾に大きくなるの
で、性能は大１】に向上する。

第５図に示すように、フィンを内外に出す場合は、内外
の流体の性質に応じてフィンの高さの配分を調節する。

第５図、第６図のように内側にフィンのある場合の口金
４との接合に当っては、第３図、第４図に示すようにフ
ィンの端部を抵抗溶接ないしロー付は等でシールして置
く必要がある。

また、使用条件によっては前述のリング３で補強するこ
とも必要である。

本発明のフィンチューブは材料を有効に活用できるとい
う点で理想的である。その理由は、フィンの効率はフィ
ンの厚さと高さの比と材料の熱伝導率によって大巾に左
右されるからであって、伝熱面積をふやすためにフィン
の高さを高くす−るには、フィンの効率があまり低下し
ないようにフィンの厚みを増さねばならない。

一方、筒部の厚みは許される限り薄くしたい。

本発明ではフィンの厚みが円管部の厚みの２倍になって
いるので、この点合理的である。特に耐食性の高い高級
な材料を使用する場合にはこの点が極めて重要である。

一 本発明のフィンチューブの用途は大変広く、多管式熱交
換器（この場合は内面フィンチューブを使用）、多管式
縦型凝縮器、二重管式熱交換器、さらに多重管式にも適
用出来る。

特に内外にフィンを有するフィンチューブはその高性能
の故に海洋温度差発電用の凝縮器及び蒸発器として甚だ
適していると考えられる。

なお、第６図に示すような内面に縦フィンを設けたチュ
ーブの外面に、その軸に直角なフィンをロー付けするか
、或はスパイラル状にフィンを巻きつけ乍ら溶接し、そ
の両端にフィンの外径に等しいか、少し太き目な外径の
口金をつけた内外フィンチューブは多管式熱交換器用と
して好適である。

その理由はフィンの外径に等しい円の断面積に比してチ
ューブ内の流路の断面積はその数分の１となるので、チ
ューブパスが１パスで間に合うこととなり、多管式熱交
換器の構造が簡単になってコストが大巾に低下するから
である。なお、勿論チューブの本数もｌ／３とか１７４
に減少するので、チューブの組立工数もそれに応じて減
少するから、合計したコストの低減は著しいものとなる
。

これを第８図に示す。図中１０３は第６図の内側フィン
１０３と同様長い方のフィンを表わす。短い方のフィン
１０４も同様についているのであるが。

図には表われていないだけである。

口金４は取付けが容易であり、且つ緩やかな勾配４０４
を設けである。これは管内流体の速度を減速して速度エ
ネルギーを圧力エネルギーに変換させ、圧力損失を減少
させる効果がある。このフィンチューブは伝熱性能が甚
だ高く、且つ管内断面積が小さいので、流速をなるべく
高めて使用する上に有利な為である。

７はチューブの軸に直角またはスパイラル状のフィンで
、その外径とピッチは円管部２の径と内面フィンとのバ
ランスを勘案し適宜選択するものとする。

また、第９図に示すものは、第２発明の実施例で、第５
図に示した縦フィンチューブを改良したものであり、内
面のフィン１０３をなくして内面のフィンは１０４のみ
とし、代りに第１０図に示すねじ９を回りに形成したね
じ付き芯枠８をその中心に挿入して成り、管内の流体の
流速を高めると共に旋回と撹拌作用を起こさせ、管内の
熱伝達率を高めるようにしたものであって、このように
することにより、管内の熱伝達率は飛羅的に向上する。

第１１図に示すものは、第２発明の別個で、第８図に示
した縦フィンチューブを上記と同様に改良したものであ
る。

尚、上記のねじ付き芯枠８は金属製に限らず。

プラスチックのような非金属材料製でもよいし、金属ス
トリップを適宜ねじったような構造のものでもよい。

〔発明の効果〕

本発明は上述の通りであるから、クーラーやヒ−ターの
伝熱管としてばかりでなく、他の一般の熱交換にも有用
され、特に多管式熱交換器等に優れた伝熱性能を発揮す
ることが出来るし、また。

その構造は簡単で金属板の折り曲げ加工により簡易に成
形出来るから、従来の縦フィンチューブに比し著しくコ
ストの低減を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の基
本的構成を示す縦断正面図、第２図は第１図のフィンチ
ューブの外周に補強リングを嵌め付は且つフィン端部に
口金を取付けたものの縦断側面図、第３図は口金の取付
は状態を示す一部縦断側面図、第４図は口金にカラーを
取付けたものの縦断側面図、第５図乃至第７図は別例の
縦断正面図、第８図は別例の縦断側面図、第９図は第２
発明の実施の一例を示す縦断正面図、第１０図はねじ付
き芯枠の側面図、第１１図は別例の縦断正面図である。 １・・・フィン、２・・・円管部、３・・・リング、４
・・・口金、７・・フィン、８・・・ねじ付き芯枠第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第９図 第１０図 第１１図 ６、補正の内容 手続補正書（自発的） 昭和６２年２月１８日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２９７７３０号 ２、発明の名称 縦フィンチューブ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都中央区築地１丁目１３ｉ１０号名称　第一
高周波工業株式会社 代表者　平　　山　　厚　　生 ４、代理人 郵便番号　１０５ 住所　東京都港区新橋２丁目５番６号　大村ビルの通り
補正する。 記 尚、フィンには細いピッチで切込みを入れ且つ、鋸刃の
ように交互にそりを与えると、更に熱効率を向上させ得
ることはよく知られたことである。 また、上記のねじ付き芯枠８は金属製に限らず、プラス
チックのような非金属材料製でもよいし、金属ストリッ
プを適宜ねじったような構造のものでもよい。 に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属板を１８０度密着曲げして形成したフィンと、
   該フィンの根元において前記金属板を適宜折り曲げて形
   成した円管部とを、１枚の金属板により連続的に形成す
   ると共に全体を円管状に形成して成ることを特徴とする
   縦フィンチューブ。 ２　フィンが管の外方に形成された特許請求の範囲第１
   項記載の縦フィンチューブ。 ３　フィンが管の内方に形成された特許請求の範囲第１
   項に記載の縦フィンチューブ。 ４　フィンが管の外方及び内方に形成された特許請求の
   範囲第１項に記載の縦フィンチューブ。 ５　金属板を１８０度密着曲げして形成したフィンと、
   該フィンの根元において前記金属板を適宜折り曲げて形
   成した円管部とを、１枚の金属板により、フィンを管の
   内方又は内方及び外方に形成すると共に全体を円管状に
   形成し、且つ内方のフィンに囲まれた管の中心部にねじ
   付き芯棒を挿入して成ることを特徴とする縦フィンチュ
   ーブ。