JPH0648148B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH0648148B2
JPH0648148B2 JP5049390A JP5049390A JPH0648148B2 JP H0648148 B2 JPH0648148 B2 JP H0648148B2 JP 5049390 A JP5049390 A JP 5049390A JP 5049390 A JP5049390 A JP 5049390A JP H0648148 B2 JPH0648148 B2 JP H0648148B2
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heat exchanger
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哲夫 鈴木
隆司 疇津
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Shinko Metal Products Co Ltd
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Shinko Metal Products Co Ltd
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    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/14Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically both tubes being bent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部を通過する流体の圧力損失が低く、しか
も効率の良い、主として液体等を冷却する場合に使用す
る熱交換器に関する。
〔従来の技術〕
第6図に海水を冷却する用途に使用する熱交換器10の
主要部の断面を示すが、図に示すように内管11の外側
に放射状にフィン板12が内方向に形成された外管13
を配置し、内管11に海水、メッキ液等の腐食性液を通
し、外管13と内管11との間に冷媒を通して該海水を
冷却する構造となっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記内方向にフィン板12が放射状に形成された外管1
3は、熱間静水圧押出あるいは熱間鍛造成形によって製
造されていたので、小径管の場合には製造ができても、
大径管の場合には内側に放射状に突出するフィン板の高
さを充分に有して製造することは困難であった。
勿論、大径管であってもフィン板の高さが低ければ製造
可能であるが、この場合には冷媒の通る断面積が減少す
る為、圧力損失が大きくなるという問題点があった。
そこで、本発明者は鋭意研究の結果、上記フィン板を内
方向に備えたフィン管をアルミ(アルミ合金も含む)に
よって製造すれば、高さの高いフィン板を形成すること
が可能であることが分かった。
ところが、フィン管をアルミによって構成するとフレオ
ンガス等の冷媒には強いが外側から海水あるいはその他
の腐食性のある液等がかかった場合、含まれている塩
分、酸、アルカリ等で外側が腐食し易く、また、端部の
部分でアルミと異種金属との溶接が困難となるという問
題点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧力
損失が低く、大型径の物も安価に製造でき、しかも従来
の熱交換器より更に効率を向上させた熱交換器及びその
製造方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的に沿う請求項(1)記載の熱交換器は、入口部
と出口部を有するチタン製の内管と、該チタン製の内管
の外側にその先端部が当接する多数のフィン板を断面放
射状に内方向に突出させたアルミ製のフィン管と、該フ
ィン管の外側に密着して配置されるチタン製の外管と、
該外管の両端に夫々連結された継手とを有し、しかも上
記フィン板は表面に凹凸が形成され、半径方向に圧縮さ
れて上記内管に押圧されて構成されている。
また、請求項(2)記載の熱交換器は、入口部と出口部
を有する銅製の内管と、該内管の外側にその先端部が当
接する多数のフィン板を断面放射状に内方向に突出させ
たアルミ製のフィン管と、該フィン管の外側に密着して
配置される銅製の外管と、該外管の両端に連結された継
手とを有し、しかも上記フィン板は表面に凹凸が形成さ
れ、半径方向に圧縮されて上記内管に押圧されて構成さ
れている。
ここで、アルミとは純アルミ及びアルミ合金を含み、銅
には銅及び銅合金を含むものである。
〔作用〕
請求項(1)及び(2)記載の熱交換器においては、フ
ィン管にアルミを使用しているので、半径方向高さが高
くて表面に凹凸を形成したフィン板を備えたフィン管を
容易に製造でき、これによって圧力損失の低下と、熱交
換効率とが向上する。
そして、該フィン板は半径方向に圧縮されて内管に当接
しているので、熱伝達効率を向上することができ、更に
は該フィン管の外側には耐蝕性及び溶接性の良い金属管
からなる外管が密着して配置されているので、これによ
ってアルミ製のフィン管を保護し、防蝕性を確保する。
〔実施例〕
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化し
た実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、第1図は本発明の一実施例に係る熱交換器の主
要部の断面図、第2図は同熱交換器の平面図、第3図は
同熱交換器の側面図、第4図は他の実施例に係る熱交換
器の部分断面図、第5図は上記熱交換器の製造行程を示
すフロー図である。
第1図に示すように本発明の一実施例に係る熱交換器1
5は、チタン製の内管16の外側にアルミ製のフィン管
17が配置され、その外側にチタン製の外管18が配置
されている。
上記フィン管17は放射状に配置され、表面には凹凸が
形成された多数のフィン板19と、該フィン板19を外
側から支持する支持管20とを有し、しかも上記フィン
板19は内管16に押圧状態で取付けられるようになっ
ている。
この熱交換器15の製造方法を第5図を参照しながら説
明すると、予め所定径の外管18、内管16及び引抜き
製法にてアルミ製のフィン管17を製造する。ここで、
上記フィン管17の内側のフィン板21の側面には第1
図に示すように引抜き方向に線状の凹凸21が形成され
ているものとする。
そして、まずフィン管17の外側にチタン製の外管18
を装着する。この場合、フィン管17の外径に対し外管
18の内径を1〜2mm程度大きく製造しておく。
次に、これらをこれらをダイスに通して例えば、外管の
外径が60mmである場合にはその直径を5mm程度縮径す
る。これによってフィン管17に外管18が密着する。
そして、該フィン管17の内側に内管16を挿入する
が、この場合の内管16の外径とフィン板21の内径と
の間に1〜2mm程度の隙間を設けるように、その寸法を
選定する。
この後、該内管16が挿入された状態で再度ダイスにか
けて冷間引抜きを行い全体を約5mm程度縮径する。これ
によってフィン板21が圧縮状態で内管16に当接する
ので、フィン板21と内管16との接触が良くなり、熱
伝導性が向上することになる。
次に、該熱交換器15の端部構造を第2図、第3図を参
照しながら説明すると、外管18の端部に装着できる径
を有するチタン製のT継手22を用意し、その一端23
を外管18に溶接取付けし、他端24にチタン製のレデ
ューサー25を溶接接続する。なお、このレデューサー
25の小径部26は内管16が丁度嵌入できるものを使
用し、該小径部26の部分で内管16と溶接し、完全に
密閉を図っている。
なお、第4図に示すように上記外管18にT継手22の
一端を溶接し、他端にチタン製の端板27を配置し、該
端板27の外側とT継手22とを溶接し、更に該端板2
7の内側と内管16とを溶接することによって全体のシ
ールを行うこともできる。
上記熱交換器15を使用する場合には、内管16の内部
に海水(あるいはメッキ液等の腐食液等)を通し、外側
のフィン管17内にT継手22から冷媒(例えば、フレ
オンガス)を流す。この場合、フィン板19には凹凸2
1が形成されて表面積が増加しているので、伝熱効率が
向上すると共に、該フィン板19及び設けられている凹
凸21は冷媒の進行方向に平行に形成されているので、
流体抵抗を減少することができる。
なお、上記製造方法においては、まずフィン管を外管に
入れて縮径し、次に内管を縮径されたフィン管に入れて
更に縮径したが、まずフィン管に内管を入れて縮径し、
次に外管に縮径されたフィン管を入れて更に縮径して熱
交換器を製造することもできる。
また、以上の実施例においては、内管、外管及びこれに
付属する継手(端板も含む)にチタンを使用したが、使
用目的によって、内管、外管及びこれに付属する継手、
端板を銅または銅合金によって構成することもでき、そ
の製造方法もチタンを使用した場合と略同一となる。
〔発明の効果〕
請求項(1)、(2)記載の熱交換器は、以上の説明か
らも明らかなように、内管の外側に配置されているフィ
ン板に凹凸が形成され、しかも押圧状態で内管に接して
いるので、熱交換効率が向上する。
また、上記フィン板が設けられているフィン管をアルミ
によって構成しているので、押出成形が容易となり、大
径の熱交換器であっても、フィン板の長さを充分に確保
し、しかもその表面に凹凸を設けて製造できる。
そして、アルミで製造したフィン管の外側にはチタンま
たは銅からなる外管を密着配置しているので、内側のア
ルミからなるフィン管の保護を図ることができると共
に、その端部に継手を容易に溶接接合することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る熱交換器の主要部の断
面図、第2図は同熱交換器の平面図、第3図は同熱交換
器の側面図、第4図は他の実施例に係る熱交換器の部分
断面図、第5図は上記熱交換器の製造工程を示すフロー
図、第6図は従来例に係る熱交換器の主要部の断面図で
ある。 〔符号の説明〕 15……熱交換器、16……内管、17……フィン管、
18……外管、19……フィン板、20……支持管、2
1……凹凸、22……T継手、23……一端、24……
他端、25……レデューサー、26……小径部、27…
…端板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入口部と出口部を有するチタン製の内管
    と、該チタン製の内管の外側にその先端部が当接する多
    数のフィン板を断面放射状に内方向に突出させたアルミ
    製のフィン管と、該フィン管の外側に密着して配置され
    るチタン製の外管と、該外管の両端に夫々連結された継
    手とを有し、しかも上記フィン板は表面に凹凸が形成さ
    れ、半径方向に圧縮されて上記内管に押圧されているこ
    とを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】入口部と出口部を有する銅製の内管と、該
    内管の外側にその先端部が当接する多数のフィン板を断
    面放射状に内方向に突出させたアルミ製のフィン管と、
    該フィン管の外側に密着して配置される銅製の外管と、
    該外管の両端に連結された継手とを有し、しかも上記フ
    ィン板は表面に凹凸が形成され、半径方向に圧縮されて
    上記内管に押圧されていることを特徴とする熱交換器。
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