JP2006317046A

JP2006317046A - 伝熱管

Info

Publication number: JP2006317046A
Application number: JP2005138769A
Authority: JP
Inventors: Wakayuki Ishida; 稚之石田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】管内外の流体との熱交換面積を向上させて、伝熱管の熱交換率を向上させる。
【解決手段】管壁に周方向に長い凸条部２と凹条部３とを管軸方向交互に形成しており、この凸条部２または凹条部３のいずれか一方の外周面にフィン４が接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換率に優れた伝熱管に関するものである。

この種の伝熱管としては、特許文献１に示すように、二重管式の液化天然ガス気化器に用いられるものであって、管の内外周面に螺旋状に伸びるフィンを設けるものが知られている。
一方、特許文献２には、管内周面に内溝と凸部とを形成したものが開示されている。
特開平８−１８３９７１号公報特開平１０−１１５４９５号公報

特許文献１及び２の伝熱管では、伝熱管内部にフィンあるいは凸部等の熱交換面積を向上させるための加工が施されており、フィンを設けるか凸部等を形成するかのいずれかのみを行っており、熱交換率を十分に大きくできない。
本発明は、このような問題点を解決し得る伝熱管を提供することを目的とする。
本発明は、管軸方向交互に凸条部と凹条部とを形成すると共に、外周面にフィンを接合して、管内外の流体との熱交換面積を向上させて、熱交換率を向上させることができる伝熱管を提供すること目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は次の手段を講じた。即ち、
管壁に周方向に長い凸条部２と凹条部３とを管軸方向交互に形成しており、この凸条部２または凹条部３のいずれか一方の外周面にフィン４が接合されている。
これによって、管内外の流体との熱交換面積を向上させて、熱交換率を向上させることができる。
前記管壁に周方向に長いフィン４を管軸方向に間隔をあけて形成しており、このフィン４間の管壁に周方向に長い凸条部２または凹条部３が設けられている。

これによって、管内外の流体との熱交換面積を向上させて、熱交換率を向上させることができる。
管壁に周方向に長い凸条部２と凹条部３とを管軸方向交互に形成しており、この凸条部２の前後の管壁を二つ折りして周方向に折り込み部５を形成し、この折り込み部５の先端にフィン４を接合している。
これによって、管内外の流体との熱交換面積を向上させて、熱交換率を向上させることができる。しかも、折り込み部５は管軸方向に密に形成できるので、熱交換面積を拡大して熱交換率をさらに向上させることができる。

前記凸条部２はリング状または螺旋状である。
これによって、フィン４の接合が容易になる。

本発明により、管内外の流体との熱交換面積を向上させて、熱交換率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
第１実施形態の伝熱管１は、管内外の流体の熱を交換する金属製の伝熱管として、ボイラー等の熱交換器に用いられる。
図１において示すように、管壁に管軸方向螺旋状に***して１条の凸条部２と凹条部３とを形成し、前記凹条部３の外周面に沿ってフィン４を接合して構成されている。
前記凸条部２は、管軸方向の端部に設けられるストレート管状の管端部６に隣接して、管壁が径外方向に太鼓状に突隆している部分であって、管軸方向に前記凹条部３の長さ分（螺旋ピッチ）だけ間隔をあけて形成されている。

前記凹条部３は、管軸方向に隣接する前記凸条部２の間に形成され、前記管端部６と略同径となっている。
前記フィン４は、凹条部３の谷底の外周面に帯板の基端側を接合し、螺旋状に周回しながら、蝋付け、溶接等の伝熱を阻害しにくい接合方法で接合されている。
前記伝熱管１の内周面の内溝７は、管内周面の伝熱面積を拡大させて熱交換率を向上させている。前記内溝７は、管軸方向に対する傾斜角が異なる２種類の溝から構成され、２種類の内溝７の境界には内溝境界線８が設けられ、前記内溝境界線８近傍においてそれぞれの内溝７に沿って移動してきた管内の流体同士が衝突して乱流を生じさせ、熱交換率を向上させられるようになっている。

前記伝熱管１の加工方法は、金属板の一面に内溝７をロールで圧延形成し、この金属板の両端部を内溝７が内周にくるように接合して金属管を成形する。次いで、前記金属管をバルジ加工（ハイドロフォーミング加工）によって管内から管壁を拡管して螺旋状の凸条部２を形成する。次に、凸条部２間の凹条部３に沿って帯板を接合してフィン４を形成する。なお、伝熱管１はストレート管に帯板を螺旋状に接合してフィン４を形成してから、フィン４の間を***して凸条部２を形成しても良い。また、フィン４は凸条部２の頂部に沿って形成しても良い。

図２において、第２実施形態の伝熱管１は、径外側に突隆したリング状の凸条部２と凹条部３とが管軸方向に交互に複数形成されている。また、フィン４はリングで形成され、リング状の凸条部２の頂部に嵌合して接合されており、谷底に設けるよりも大きく突出している。
第２実施形態の伝熱管１の加工方法は、ストレート管を管軸方向に一定間隔をおいて***させて、凸条部２を形成し、全凸条部２にリングを嵌合して接合してフィン４を形成する。

図３において、第３実施形態の伝熱管１は、管軸方向に交互に凸条部２と凹条部３とを形成した伝熱管１（波状管）を、凸条部２の管軸方向の前後の管壁を縮管すると共に、径外側に突出させて二つ折りして折り込み部５を管軸方向に間隔をあけて形成しており、この折り込み部５の先端側にリングの内周を基端側を接合してフィン４を形成している。波状管に直接接合するより凸条部２及びフィン４を大径にできかつフィン４の間隔を密にできる。
第３実施形態の伝熱管１の加工方法は、図４において示すように、金属製の素材パイプの周方向に凹部形成型８を押し当てて凹条部９が管軸方向に間隔をあけて設けられた波状管１０を形成する。凹条部９は素材パイプの周方向にリング状に設けると次工程の縮管工程で素材パイプを固定しやすいので、好適には素材パイプまたは凹部形成型８を周方向に回転させながら加工する。

次に、管軸方向に所定間隔をもって形成した凹条部９に挟持型１１を差し込み、管軸方向に移動して凹条部９間の管壁を圧縮し、凸条部２が形成すると同時に折り込み部５を形成する。この折り込み部５の先端側にリングを継ぎ足すように接合することで、フィン４を形成する。
本発明は前記実施形態における各部材の形状およびそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜４に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。

前記第２、３実施形態では、フィン４を凹条部３に接合することもできるが、凸条部２の頂部にフィン４を接合した方が溶接作業が容易になる。
管壁は凸条部２と凹条部３とを滑らかに連続して設け、正面視波状なるようにしたりすることもできる。さらに、管壁外周面に内溝を設けて熱交換率を更に向上させることもできる。

本発明の第１実施形態の伝熱管の一部断面側面図である。第２実施形態の伝熱管の一部断面側面図である。第３実施形態の伝熱管の一部断面側面図である。第３実施形態の伝熱管の加工方法の説明図である。

符号の説明

１伝熱管
２凸条部
３凹条部
４フィン
５折り込み部
６管端部
７内溝
８内溝境界線
９凹条部
１０波状管
１１挟持型
１２内部型

Claims

管壁に周方向に長い凸条部（２）と凹条部（３）とを管軸方向交互に形成しており、この凸条部（２）または凹条部（３）のいずれか一方の外周面にフィン（４）が接合されていることを特徴とする伝熱管。
管壁に周方向に長いフィン（４）を管軸方向に間隔をあけて形成しており、このフィン（４）間の管壁に周方向に長い凸条部（２）または凹条部（３）が設けられていることを特徴とする伝熱管。
管壁に周方向に長い凸条部（２）と凹条部（３）とを管軸方向交互に形成しており、この凸条部（２）の前後の管壁を二つ折りして周方向に折り込み部（５）を形成し、この折り込み部（５）の先端にフィン（４）を接合していることを特徴とする伝熱管。
前記凸条部（２）はリング状または螺旋状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の伝熱管。