JP2001241872A - 多管式熱交換器 - Google Patents
多管式熱交換器Info
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- F28D7/1653—Heat-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 in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having a square or rectangular shape
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換効率の増大が容易であり、且つ、製造
工数を削減可能な多管式熱交換器を提供すること。 【解決手段】 胴体１１４の内部に複数本の伝熱管１１
６が配設されてなる多管式熱交換器。各伝熱管１１６
が、扁平断面の伝熱管本体１２８と該伝熱管本体１２８
の長手方向の対向面間をつなぐ波板等から形成される伝
熱フィン１３０とからなる。
工数を削減可能な多管式熱交換器を提供すること。 【解決手段】 胴体１１４の内部に複数本の伝熱管１１
６が配設されてなる多管式熱交換器。各伝熱管１１６
が、扁平断面の伝熱管本体１２８と該伝熱管本体１２８
の長手方向の対向面間をつなぐ波板等から形成される伝
熱フィン１３０とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、胴体の内部に複数
本の伝熱管が配設されてなる多管式熱交換器に関する。
特に、伝熱管（内管）に高速の高温ガス（気体）を、胴
体（外管）に冷却水（液体）を通過させて熱交換を行う
熱交換器、例えば、内燃機関の排気ガスを冷却水により
冷却する排気冷却器（高度の熱交換能が要求される）等
に好適な発明である。
本の伝熱管が配設されてなる多管式熱交換器に関する。
特に、伝熱管（内管）に高速の高温ガス（気体）を、胴
体（外管）に冷却水（液体）を通過させて熱交換を行う
熱交換器、例えば、内燃機関の排気ガスを冷却水により
冷却する排気冷却器（高度の熱交換能が要求される）等
に好適な発明である。
【０００２】
【背景技術】上記のごとく高度の熱交換能が要求される
ものには、図１・２に示すような多管式熱交換器１０が
多用されている。
ものには、図１・２に示すような多管式熱交換器１０が
多用されている。
【０００３】すなわち、両端に伝熱管保持板１２を備え
た胴体１４の内部に多数本の伝熱管１６が伝熱管保持板
（固定管板）１２を介して配設されている。胴体１４の
両端には円錐台状の整流筒部１８を介してフランジ２０
ａ、２２ａを備えた第一流体（例えば、高温ガス）の導
入・排出口２０、２２を備えて、第一流体を伝熱管１６
内に導通可能とされている。また、胴体１４の上下に
は、第二流体の導入・排出ノズル２４、２６を備え伝熱
管１６の外側に第二流体（例えば、冷却水）を導通可能
となっている。
た胴体１４の内部に多数本の伝熱管１６が伝熱管保持板
（固定管板）１２を介して配設されている。胴体１４の
両端には円錐台状の整流筒部１８を介してフランジ２０
ａ、２２ａを備えた第一流体（例えば、高温ガス）の導
入・排出口２０、２２を備えて、第一流体を伝熱管１６
内に導通可能とされている。また、胴体１４の上下に
は、第二流体の導入・排出ノズル２４、２６を備え伝熱
管１６の外側に第二流体（例えば、冷却水）を導通可能
となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１・２に示
すような多管式熱交換器１０は、熱交換効率の増大を目
的として伝熱管１６の数を増加させようとすると、例え
ば冷却水の流れが不均一になり、冷却水が局部沸騰を起
こしやすくなる。冷却水の局部沸騰を発生させないよう
に伝熱管の間隔を調整することも可能であるが、この場
合、胴体が大きくなるため機関への搭載上問題になるこ
とが多く、結果的に、熱交換効率の増大が図り難かっ
た。
すような多管式熱交換器１０は、熱交換効率の増大を目
的として伝熱管１６の数を増加させようとすると、例え
ば冷却水の流れが不均一になり、冷却水が局部沸騰を起
こしやすくなる。冷却水の局部沸騰を発生させないよう
に伝熱管の間隔を調整することも可能であるが、この場
合、胴体が大きくなるため機関への搭載上問題になるこ
とが多く、結果的に、熱交換効率の増大が図り難かっ
た。
【０００５】本発明は、上記にかんがみて、熱交換効率
の増大が容易であり、且つ、製造工数を削減可能な多管
式熱交換器を提供することを目的とする。
の増大が容易であり、且つ、製造工数を削減可能な多管
式熱交換器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構
成の多管式熱交換器に想到した。
を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構
成の多管式熱交換器に想到した。
【０００７】胴体の内部に複数本の伝熱管が配設されて
なる多管式熱交換器において、各伝熱管が、扁平断面の
伝熱管本体と該伝熱管本体の長手方向の対向面間をつな
ぐ多数枚の伝熱フィンとからなることを特徴とする。
なる多管式熱交換器において、各伝熱管が、扁平断面の
伝熱管本体と該伝熱管本体の長手方向の対向面間をつな
ぐ多数枚の伝熱フィンとからなることを特徴とする。
【０００８】上記構成において、各伝熱管を、扁平管か
らなる伝熱管本体に、該伝熱管本体と別体の波板を挿入
接合して伝熱フィンを形成した構成とすることにより、
熱伝達率が良好となり熱交換効率の増大及び軽量化の要
請に応え易くなる。溶接及び腐食の見地からの肉厚の確
保は伝熱管本体のみでよく、伝熱フィンは可及的に薄肉
にできるためである。
らなる伝熱管本体に、該伝熱管本体と別体の波板を挿入
接合して伝熱フィンを形成した構成とすることにより、
熱伝達率が良好となり熱交換効率の増大及び軽量化の要
請に応え易くなる。溶接及び腐食の見地からの肉厚の確
保は伝熱管本体のみでよく、伝熱フィンは可及的に薄肉
にできるためである。
【０００９】そして、各伝熱管を、一本の金属パイプか
ら塑性加工により伝熱管本体とともに伝熱フィンを一体
形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅方向で
接合した構成とすることにより、部品点数が削減でき、
且つ、溶接（接合）箇所も格段に少なくできて、製造工
数削減の要請に応え易くなる。
ら塑性加工により伝熱管本体とともに伝熱フィンを一体
形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅方向で
接合した構成とすることにより、部品点数が削減でき、
且つ、溶接（接合）箇所も格段に少なくできて、製造工
数削減の要請に応え易くなる。
【００１０】また、各伝熱管を、一枚の金属板（フープ
材）から塑性加工により伝熱管本体とともに伝熱フィン
を一体形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅
方向で接合した構成とすることにより、上記同様、溶接
（接合）箇所も格段に少なくできて、製造工数削減の要
請に応え易くなる。
材）から塑性加工により伝熱管本体とともに伝熱フィン
を一体形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅
方向で接合した構成とすることにより、上記同様、溶接
（接合）箇所も格段に少なくできて、製造工数削減の要
請に応え易くなる。
【００１１】上記塑性加工としては、多段ロールフォー
ミングを使用すると、加工スピードが速く大量生産が可
能であり、比較的複雑な形状や細部の加工にも対応しや
すい。
ミングを使用すると、加工スピードが速く大量生産が可
能であり、比較的複雑な形状や細部の加工にも対応しや
すい。
【００１２】また、上記塑性加工として、多段プレス加
工を使用すると、設備費（イニシャルコスト）を抑える
ことができ、比較的複雑な形状や細部の加工にも対応し
やすい。
工を使用すると、設備費（イニシャルコスト）を抑える
ことができ、比較的複雑な形状や細部の加工にも対応し
やすい。
【００１３】胴体の断面を正方形又は長方形とするとと
もに、各伝熱管の幅を全て等しい構成とすることによ
り、各伝熱管として同一のものを使用できて、部品点数
の削減につながり、製造工数削減の要請にさらに応え易
くなる。
もに、各伝熱管の幅を全て等しい構成とすることによ
り、各伝熱管として同一のものを使用できて、部品点数
の削減につながり、製造工数削減の要請にさらに応え易
くなる。
【００１４】
【発明の作用・効果】本発明の多管式熱交換器は、各伝
熱管が、扁平断面の伝熱管本体と該伝熱管本体の長手方
向の対向面間をつなぐ、又は、該対向面の双方若しくは
一方から突出する多数枚の伝熱フィンとからなる構成に
より、下記のような作用・効果を奏する。
熱管が、扁平断面の伝熱管本体と該伝熱管本体の長手方
向の対向面間をつなぐ、又は、該対向面の双方若しくは
一方から突出する多数枚の伝熱フィンとからなる構成に
より、下記のような作用・効果を奏する。
【００１５】伝熱管の内側を通る第一流体の伝熱面積を
確保するために、少ない本数の伝熱管ですむ。このた
め、固定管板に保持するための溶接（接合）工数が少な
くなり、部品点数が削減できるとともに製造工数の削減
が可能となる。
確保するために、少ない本数の伝熱管ですむ。このた
め、固定管板に保持するための溶接（接合）工数が少な
くなり、部品点数が削減できるとともに製造工数の削減
が可能となる。
【００１６】また、伝熱管の外側が実質的にフラットと
なり伝熱管の外側を流れる、第二流体の流れが円滑とな
り、熱交換効率が増大する。第二流体の流れが円滑にな
るのは、従来のごとく、伝熱管の流れ方向に直交する隙
間が存在しないためである。
なり伝熱管の外側を流れる、第二流体の流れが円滑とな
り、熱交換効率が増大する。第二流体の流れが円滑にな
るのは、従来のごとく、伝熱管の流れ方向に直交する隙
間が存在しないためである。
【００１７】なお、伝熱管本体を伝熱フィンと別体の構
成とするときは、伝熱フィンを可及的に薄くできて、軽
量化が容易となり、また、伝熱フィンの密度を相対的に
高くできて、伝熱効率（熱交換効率）も相対的に良好と
なる。
成とするときは、伝熱フィンを可及的に薄くできて、軽
量化が容易となり、また、伝熱フィンの密度を相対的に
高くできて、伝熱効率（熱交換効率）も相対的に良好と
なる。
【００１８】また、各伝熱管を、一本の金属パイプから
塑性加工（多段プレス加工等）により伝熱管本体ととも
に伝熱フィンを一体形成したものの１個からなる、又
は、複数個を幅方向で接合した構成とすることにより、
上記伝熱フィンを伝熱管本体と別にする構成に比して、
重量増大の抑制及び熱交換効率の増大は期待できない
が、製造工数は低減する。
塑性加工（多段プレス加工等）により伝熱管本体ととも
に伝熱フィンを一体形成したものの１個からなる、又
は、複数個を幅方向で接合した構成とすることにより、
上記伝熱フィンを伝熱管本体と別にする構成に比して、
重量増大の抑制及び熱交換効率の増大は期待できない
が、製造工数は低減する。
【００１９】さらに、各伝熱管を、一枚の金属板（フー
プ材）から塑性加工（多段ロールフォーミング、多段プ
レス加工等）により伝熱管本体とともに伝熱フィンを一
体形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅方向
で接合した構成とすることにより、上記同様、上記伝熱
フィンを伝熱管本体と別にする構成に比して、重量増大
の抑制及び熱交換効率の増大は期待できないが、製造工
数は低減する。
プ材）から塑性加工（多段ロールフォーミング、多段プ
レス加工等）により伝熱管本体とともに伝熱フィンを一
体形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅方向
で接合した構成とすることにより、上記同様、上記伝熱
フィンを伝熱管本体と別にする構成に比して、重量増大
の抑制及び熱交換効率の増大は期待できないが、製造工
数は低減する。
【００２０】また、上記各構成において、胴体の断面を
正方形又は長方形とするとともに、各伝熱管の幅が全て
等しい構成とすることにより、各伝熱管として同一のも
のを使用できて（部品の種類の数が減少して）、製造工
数をさらに削減できる。
正方形又は長方形とするとともに、各伝熱管の幅が全て
等しい構成とすることにより、各伝熱管として同一のも
のを使用できて（部品の種類の数が減少して）、製造工
数をさらに削減できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図例に
基づいて説明をする。既述例と対応する部分について
は、下二桁を同一数字として付した。
基づいて説明をする。既述例と対応する部分について
は、下二桁を同一数字として付した。
【００２２】図３・４に示す如く、本実施形態の多管式
熱交換器１１０は、基本的構成は、前述と同様である。
熱交換器１１０は、基本的構成は、前述と同様である。
【００２３】すなわち、両端に固定管板１１２、１１２
を備えた角筒胴体１１４の内部に多数本の伝熱管１１６
が固定管板１１２、１１２を介して配設されている。角
筒胴体１１４の両端には四角錐台状の整流筒部１１８を
介してフランジ１２０ａ、１２２ａ付きの第一流体導入
・排出口１２０、１２２を備えて、第一流体（高温ガ
ス）を伝熱管１１６内を導通可能とされている。また、
角筒胴体１１４の上下には、導入・排出ノズルを備え伝
熱管１１６の外側に第二流体（例えば、冷却水）を導通
可能となっている。ここまでは、胴体を円筒状から角筒
状にした以外は、既述例と同様である。
を備えた角筒胴体１１４の内部に多数本の伝熱管１１６
が固定管板１１２、１１２を介して配設されている。角
筒胴体１１４の両端には四角錐台状の整流筒部１１８を
介してフランジ１２０ａ、１２２ａ付きの第一流体導入
・排出口１２０、１２２を備えて、第一流体（高温ガ
ス）を伝熱管１１６内を導通可能とされている。また、
角筒胴体１１４の上下には、導入・排出ノズルを備え伝
熱管１１６の外側に第二流体（例えば、冷却水）を導通
可能となっている。ここまでは、胴体を円筒状から角筒
状にした以外は、既述例と同様である。
【００２４】なお、胴体１１４を、図５に示す如く、円
筒状とすることも可能であるが、角筒状の方が、前述の
如く、部品の種類の数を削減できて望ましい。
筒状とすることも可能であるが、角筒状の方が、前述の
如く、部品の種類の数を削減できて望ましい。
【００２５】次に、本実施形態の熱交換器の製造方法に
ついて、説明する。
ついて、説明する。
【００２６】まず、図６に示す如く、伝熱管本体となる
扁平管（図例では短冊断面）１２８と、伝熱フィンとな
る金属製の波板１３０、及び、固定管板１１２を用意す
る。このとき、扁平管（伝熱管本体）１２８、金属波板
及び固定管板の各厚みは、使用材料及び耐用期間により
異なるが、例えば、ステンレスの場合、前第一者：０．
１〜１．０mm（望ましくは０．３〜０．８mm）、前第二
者：０．０１〜０．８mm（望ましくは０．０５〜０．５
mm）、後者：０．５〜３mm（望ましくは１〜２mm）とす
る。
扁平管（図例では短冊断面）１２８と、伝熱フィンとな
る金属製の波板１３０、及び、固定管板１１２を用意す
る。このとき、扁平管（伝熱管本体）１２８、金属波板
及び固定管板の各厚みは、使用材料及び耐用期間により
異なるが、例えば、ステンレスの場合、前第一者：０．
１〜１．０mm（望ましくは０．３〜０．８mm）、前第二
者：０．０１〜０．８mm（望ましくは０．０５〜０．５
mm）、後者：０．５〜３mm（望ましくは１〜２mm）とす
る。
【００２７】また、扁平管の幅ｗおよび波板のピッチｐ
は、煤（すす）の詰まりと、高温排ガスの流入に起因す
る熱応力の両面を考慮して設定する必要がある。例え
ば、扁平管の高さ h：２０〜４０ｍｍ、同外幅ｗ：４．
２ｍｍ、波板のピッチｐ：２．５ｍｍとする。
は、煤（すす）の詰まりと、高温排ガスの流入に起因す
る熱応力の両面を考慮して設定する必要がある。例え
ば、扁平管の高さ h：２０〜４０ｍｍ、同外幅ｗ：４．
２ｍｍ、波板のピッチｐ：２．５ｍｍとする。
【００２８】上記波板１３０の調製方法は、特に限定さ
れず、慣用の方法で調製できる。例えば、引き抜きや、
波型のダイ上を歯車状ポンチを転がしてコルゲーティン
グ成形（プレス加工）してもよい。
れず、慣用の方法で調製できる。例えば、引き抜きや、
波型のダイ上を歯車状ポンチを転がしてコルゲーティン
グ成形（プレス加工）してもよい。
【００２９】ここで、扁平管１２８の断面は矩形筒状で
も長円状であってもよい。また、波板１３０は、図例で
は、矩形波状であるが、三角山形波状、円形波状であっ
てもよい。例えば、図７(a),(b) 等に示した伝熱管形状
としてもよい。
も長円状であってもよい。また、波板１３０は、図例で
は、矩形波状であるが、三角山形波状、円形波状であっ
てもよい。例えば、図７(a),(b) 等に示した伝熱管形状
としてもよい。
【００３０】そして、波板１３０の各頂部にろう材を付
着させた状態で扁平管１２８に挿入した後、扁平管１２
８を圧縮成形して波板１３０を仮固定して、各伝熱管１
１６を調製する。続いて、各伝熱管１１６を固定管板１
１２に形成された伝熱管保持孔１１２ａにろう材を介し
て挿入し伝熱管ユニット１１７を組み立てた後（未ろう
接状態）、ユニット１１７をろう付け用加熱炉（ろう接
用加熱炉）を通して、伝熱管ユニット１１７を調製す
る。
着させた状態で扁平管１２８に挿入した後、扁平管１２
８を圧縮成形して波板１３０を仮固定して、各伝熱管１
１６を調製する。続いて、各伝熱管１１６を固定管板１
１２に形成された伝熱管保持孔１１２ａにろう材を介し
て挿入し伝熱管ユニット１１７を組み立てた後（未ろう
接状態）、ユニット１１７をろう付け用加熱炉（ろう接
用加熱炉）を通して、伝熱管ユニット１１７を調製す
る。
【００３１】このとき、使用するろう材は、例えば、熱
交換器の材質をステンレスとする場合、通常、銅ろう、
またはＮｉろうを使用する。ろう付け時の加熱および冷
却条件は、ろう材の種類および熱容量を考慮して設定す
る必要がある。
交換器の材質をステンレスとする場合、通常、銅ろう、
またはＮｉろうを使用する。ろう付け時の加熱および冷
却条件は、ろう材の種類および熱容量を考慮して設定す
る必要がある。
【００３２】こうして調製した伝熱管ユニット１１７の
固定管板１１２の外周に、胴部を形成する角筒体１１４
に部分挿入後、整流筒部１１８を形成する角錐台筒の大
径側に挿入し、また、他方、フランジ１２０ａが一体化
された接続管１２０を小径側に挿入して、それぞれ接合
（本固定）する。
固定管板１１２の外周に、胴部を形成する角筒体１１４
に部分挿入後、整流筒部１１８を形成する角錐台筒の大
径側に挿入し、また、他方、フランジ１２０ａが一体化
された接続管１２０を小径側に挿入して、それぞれ接合
（本固定）する。
【００３３】この接合（本固定）の手段は、鋼材の酸化
劣化が少なく接合強度も確保し易いＴＩＧ溶接やレーザ
溶接が望ましいが、他のアーク溶接や、抵抗溶接、さら
には、耐熱性接着剤による接合であってもよい。
劣化が少なく接合強度も確保し易いＴＩＧ溶接やレーザ
溶接が望ましいが、他のアーク溶接や、抵抗溶接、さら
には、耐熱性接着剤による接合であってもよい。
【００３４】なお、上記において、胴体１１４を半割に
して後付けすることも可能である。この場合は、胴体１
１４以外の部分を前記抵抗溶接及び／又はろう接等によ
り一体化した後、別工程で抵抗溶接で胴体１１４を一体
化する。このため、製造工数は嵩むが、ろう接後におけ
る表面側と内側との冷却速度の格差に基づく金属割れの
問題が発生し難く望ましい。
して後付けすることも可能である。この場合は、胴体１
１４以外の部分を前記抵抗溶接及び／又はろう接等によ
り一体化した後、別工程で抵抗溶接で胴体１１４を一体
化する。このため、製造工数は嵩むが、ろう接後におけ
る表面側と内側との冷却速度の格差に基づく金属割れの
問題が発生し難く望ましい。
【００３５】また、伝熱管の構成は、上記の如く、扁平
断面の伝熱管本体１２８と該伝熱管本体１２８の長手方
向の対向面間をつなぐ伝熱フィン１３０を別体の波板で
形成する構成でなくてもよい。
断面の伝熱管本体１２８と該伝熱管本体１２８の長手方
向の対向面間をつなぐ伝熱フィン１３０を別体の波板で
形成する構成でなくてもよい。
【００３６】即ち、図８・１０に示す如く、対向面の双
方から又は一方から一体突出させて多数の伝熱フィン２
３０、２３０Ａ、３３０を形成する構成であってもよ
い。
方から又は一方から一体突出させて多数の伝熱フィン２
３０、２３０Ａ、３３０を形成する構成であってもよ
い。
【００３７】伝熱フィン２３０、２３０Ａ、３３０が双
方から突出する場合は、略中央位置で必ずしも接合して
いる必要はなく、図８(c) に示す如く、互い違いに突出
していてもよく、さらには、隙間があってもよい。ま
た、一方から突出する場合は、通常、他方の対向面に当
接させるが、成形性の見地から離隔させてもよい。
方から突出する場合は、略中央位置で必ずしも接合して
いる必要はなく、図８(c) に示す如く、互い違いに突出
していてもよく、さらには、隙間があってもよい。ま
た、一方から突出する場合は、通常、他方の対向面に当
接させるが、成形性の見地から離隔させてもよい。
【００３８】図８に示す伝熱管２１６、２１６Ａ、２１
６Ｂは、一本の金属パイプから多段プレス加工（圧縮・
ネッキング等）等の塑性加工により伝熱管本体２２８、
２２８Ａ、２２８Ｂとともに伝熱フィン２３０、２３０
Ａを一体形成したものである。このとき、図８(b) に示
す如く、複数個（図例では２個）２１６Ａ′、２１６
Ａ′を幅方向で接合した構成とすることもできる。
６Ｂは、一本の金属パイプから多段プレス加工（圧縮・
ネッキング等）等の塑性加工により伝熱管本体２２８、
２２８Ａ、２２８Ｂとともに伝熱フィン２３０、２３０
Ａを一体形成したものである。このとき、図８(b) に示
す如く、複数個（図例では２個）２１６Ａ′、２１６
Ａ′を幅方向で接合した構成とすることもできる。
【００３９】具体的には、図９に示すような順序で、プ
レス加工により伝熱管２１６Ｃの加工を行なう。
レス加工により伝熱管２１６Ｃの加工を行なう。
【００４０】大径の丸パイプ（引き抜き又は電縫管）Ｐ
を、扁平化圧縮工程→所要数の溝付け（ネッキング）工
程→横方向からの圧縮工程を経て製造する。このときの
丸パイプの肉厚は、上記における伝熱管本体の肉厚と同
様、０．１〜１．０mm（望ましくは０．３〜０．８mm）
とする。
を、扁平化圧縮工程→所要数の溝付け（ネッキング）工
程→横方向からの圧縮工程を経て製造する。このときの
丸パイプの肉厚は、上記における伝熱管本体の肉厚と同
様、０．１〜１．０mm（望ましくは０．３〜０．８mm）
とする。
【００４１】図１０に示す如く、伝熱管３１６、３１６
Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃは、一枚の金属板（フープ材：
帯び鋼）から多段プレス加工、多段ロールフォーミング
等の塑性加工により伝熱管本体３２８、３２８Ａ、３２
８Ｂ、３１６Ｃとともに伝熱フィン３３０を一体形成し
たものである。当然、上記と同様、複数個を幅方向で接
合した構成とすることもできる。
Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃは、一枚の金属板（フープ材：
帯び鋼）から多段プレス加工、多段ロールフォーミング
等の塑性加工により伝熱管本体３２８、３２８Ａ、３２
８Ｂ、３１６Ｃとともに伝熱フィン３３０を一体形成し
たものである。当然、上記と同様、複数個を幅方向で接
合した構成とすることもできる。
【００４２】具体的には、図１１に示すような順序で加
工を行う。
工を行う。
【００４３】一枚の板（フープ材）Ｈを、一端Ｓから順
に折り曲げ加工を行なって、両壁からフィン３３０を突
出させた環状体とし、伝熱管本体の頂部（若しくは中
央）で、一端Ｓと終端Ｅとを接合させて製造する。
に折り曲げ加工を行なって、両壁からフィン３３０を突
出させた環状体とし、伝熱管本体の頂部（若しくは中
央）で、一端Ｓと終端Ｅとを接合させて製造する。
【００４４】多段プレス加工により伝熱管本体を形成す
る場合は、通常、最終的な接合を溶接により行う。その
ため、一端Ｓと終端Ｅとの接合を図１０(a) の如く、溶
接しやすい位置、すなわち伝熱管本体３１６の頂部（図
では左側）で行うとよい。
る場合は、通常、最終的な接合を溶接により行う。その
ため、一端Ｓと終端Ｅとの接合を図１０(a) の如く、溶
接しやすい位置、すなわち伝熱管本体３１６の頂部（図
では左側）で行うとよい。
【００４５】また、ロールフォーミングにより伝熱管本
体３１６Ａを形成する場合は、通常、最終的な接合をろ
う接で行う。そのため、一端Ｓと終端Ｅとの接合を平面
部で行う。例えば、図１０(b),(c) の如く、伝熱管本体
の中央平面部や、また、図１０(d) の如く、伝熱管本体
の頂部位置で、一定長の重なり（合わせ）を設けてろう
接を行うことができる。
体３１６Ａを形成する場合は、通常、最終的な接合をろ
う接で行う。そのため、一端Ｓと終端Ｅとの接合を平面
部で行う。例えば、図１０(b),(c) の如く、伝熱管本体
の中央平面部や、また、図１０(d) の如く、伝熱管本体
の頂部位置で、一定長の重なり（合わせ）を設けてろう
接を行うことができる。
【００４６】なお、多段プレス加工は一般的に設備費
（イニシャルコスト）が少ないが加工スピードが遅い。
一方、ロールフォーミングは設備費が大きいが、加工ス
ピードが速く、大量生産向きである。上記点を考慮に踏
まえ、目的に合わせて塑性加工法を選択すればよい。
（イニシャルコスト）が少ないが加工スピードが遅い。
一方、ロールフォーミングは設備費が大きいが、加工ス
ピードが速く、大量生産向きである。上記点を考慮に踏
まえ、目的に合わせて塑性加工法を選択すればよい。
【００４７】そして、一端Ｓと終端Ｅとの接合は、ろう
付け（ろう接）あるいは溶接等により行う。ろう付けの
場合は、終端Ｅを接合される途中段階で、ろう材を塗布
しておく。
付け（ろう接）あるいは溶接等により行う。ろう付けの
場合は、終端Ｅを接合される途中段階で、ろう材を塗布
しておく。
【００４８】溶接の具体例としては、前述の固定管板と
伝熱管との接合と同様、鋼材の酸化劣化が少なく接合強
度も確保し易いＴＩＧ溶接やレーザ溶接が望ましいが、
他のアーク溶接や、抵抗溶接等であってもよい。
伝熱管との接合と同様、鋼材の酸化劣化が少なく接合強
度も確保し易いＴＩＧ溶接やレーザ溶接が望ましいが、
他のアーク溶接や、抵抗溶接等であってもよい。
【００４９】上記実施形態の伝熱管の素材（フープ材）
肉厚は、上記における伝熱管本体（扁平管）の丸パイプ
の肉厚と同様、０．１〜１．０mm（望ましくは０．３〜
０．８mm）とする。
肉厚は、上記における伝熱管本体（扁平管）の丸パイプ
の肉厚と同様、０．１〜１．０mm（望ましくは０．３〜
０．８mm）とする。
【００５０】こうして伝熱管１１６を製造した場合は、
前記の別体波板で伝熱フィンを形成する場合におけるろ
う接不良（ろう接バラツキ）の発生のおそれがない。
前記の別体波板で伝熱フィンを形成する場合におけるろ
う接不良（ろう接バラツキ）の発生のおそれがない。
【００５１】以上、両側に整流筒部を備え、高温ガス
（第一流体）の導入・導出口が長手方向の両端にある構
成の熱交換器を例に採り説明したが、当然、整流部（整
流室）を一端のみに設け、仕切り板で仕切って導入・導
出口が同一側にある熱交換器等、あらゆる形式の多管式
熱交換器に、本発明は適用できる。
（第一流体）の導入・導出口が長手方向の両端にある構
成の熱交換器を例に採り説明したが、当然、整流部（整
流室）を一端のみに設け、仕切り板で仕切って導入・導
出口が同一側にある熱交換器等、あらゆる形式の多管式
熱交換器に、本発明は適用できる。
【図１】従来の多管式熱交換器の一例を示す縦断面図
【図２】図１の２−２線矢視断面図
【図３】本発明の多管式熱交換器の一実施形態を示す縦
断面図
断面図
【図４】図３の４（５）−４（５）線部位における一形
態の断面図
態の断面図
【図５】同じく他の形態における断面図
【図６】伝熱管ユニットの製造工程を示す概略説明図
【図７】伝熱管の各形態を示す横断面図
【図８】パイプ材から形成する伝熱管の各形態を示す横
断面図
断面図
【図９】パイプ材から形成する伝熱管の製造工程説明図
【図１０】フープ材から形成する伝熱管の各形態を示す
横断面図
横断面図
【図１１】フープ材から形成する伝熱管の製造工程説明
図
図
１０、１１０、 多管式熱交換器 １４、１１４、 胴体 １６、１１６、２１６、３１６ 伝熱管 １１７ 伝熱管ユニット １８、１１８ 整流筒部 １２８、２２８、３２８ 伝熱管本体（扁平管） １３０、２３０、３３０ 伝熱フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 成樹 愛知県名古屋市昭和区白金二丁目７番11号 マルヤス工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L103 AA01 DD08 DD32 DD33 DD42 DD44
Claims (7)
- 【請求項１】 胴体の内部に複数本の伝熱管が配設され
てなる多管式熱交換器において、 前記各伝熱管が、扁平断面の伝熱管本体と該伝熱管本体
の長手方向の対向面間をつなぐ、又は、該対向面の双方
又は一方から突出する多数の伝熱フィンとからなること
を特徴とする多管式熱交換器。 - 【請求項２】 前記各伝熱管が、扁平管からなる伝熱管
本体に、該伝熱管本体と別体の波板を挿入接合して伝熱
フィンを形成した構成であることを特徴とする請求項１
記載の多管式熱交換器。 - 【請求項３】 前記各伝熱管が、一本の金属パイプから
塑性加工により伝熱管本体とともに伝熱フィンを一体形
成したものの１個からなる、又は、複数個を幅方向で接
合した構成であることを特徴とする請求項１記載の多管
式熱交換器。 - 【請求項４】 前記各伝熱管が、一枚の金属板（フープ
材）から塑性加工により伝熱管本体とともに伝熱フィン
を一体形成したものの１個からなる、又は、複数個を幅
方向で接合した構成であることを特徴とする請求項１記
載の多管式熱交換器。 - 【請求項５】 前記塑性加工が多段ロールフォーミング
であることを特徴とする請求項３又は４記載の多管式熱
交換器。 - 【請求項６】 前記塑性加工が多段プレス加工であるこ
とを特徴とする請求項３又は４記載の多管式熱交換器。 - 【請求項７】 前記胴体の断面が正方形又は長方形であ
るとともに、各伝熱管の幅が全て等しいことを特徴とす
る請求項１、２、３、４、５又は６記載の多管式熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000377617A JP2001241872A (ja) | 1999-12-24 | 2000-12-12 | 多管式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36664999 | 1999-12-24 | ||
| JP11-366649 | 1999-12-24 | ||
| JP2000377617A JP2001241872A (ja) | 1999-12-24 | 2000-12-12 | 多管式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001241872A true JP2001241872A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=26581822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000377617A Withdrawn JP2001241872A (ja) | 1999-12-24 | 2000-12-12 | 多管式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001241872A (ja) |
Cited By (19)
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-
2000
- 2000-12-12 JP JP2000377617A patent/JP2001241872A/ja not_active Withdrawn
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