(57)【要約】【課題】熱効率を向上させると共に、素材パイプからフィンを容易に一体成形できようにする。【解決手段】周方向に長いフィン５を管軸方向に間隔をおいて備えた波状管であって、前記フィン５は管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に長いフィン（５）を管軸方向に間隔をおいて備えた波状管であって、前記フィン（５）は管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させていることを特徴とするフィン付き伝熱管。
【請求項２】
管壁（２）に凸部（３）と凹部（４）を管軸方向に間隔をおいて交互に備え、前記凸部（３）の中央近傍に管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させたフィン（５）を形成することを特徴とするフィン付き伝熱管。
【請求項３】
前記フィン（５）が管軸方向にリング状または螺旋状に成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィン付き伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィン付き伝熱管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のフィン付き伝熱管としては、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フィン付き伝熱管であって、管の外周面に立設されかつ管軸方向に螺旋状に伸びる外面フィンを設けるものが知られている。
【特許文献１】特開平８−１８３９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記外面フィンを螺旋状に管軸方向に亘って形成するためには、切削加工によりフィンを削り出すか、フィンを溶接加工によりストレート管に接合させて製造する必要がある。
そのため、フィン間隔を密にするのが困難であったため、フィン間隔を狭めて熱効率をより向上させることが難しかった。また、切削加工や溶接加工等により工程を複雑にすると製造コストが高くなる。
本発明は、このような問題点を解決し得るフィン付き伝熱管を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明は、素材パイプからフィンを一体成形することにより、熱効率を向上できかつ製造コストを低減し得るフィン付き伝熱管を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、
周方向に長いフィン５を管軸方向に間隔をおいて備えた波状管であって、前記フィン５は管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させている。
これによって、素材パイプからフィン５を一体成形することにより、熱効率を向上できかつ製造コストを低減し得る。
管壁２に凸部３と凹部４を管軸方向に間隔をおいて交互に備え、前記凸部３の中央近傍に管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させたフィン５を形成する。
【０００６】
これによって、フィン５は凸部３の形状を利用して更に容易に二つ折りすることができ、製造コストをより低減させることができる。また、管壁２に設けられた凸部３と凹部４により管内外の流体は乱流が発生し易くなり、熱効率をさらに向上させることができる。
前記フィン５が管軸方向にリング状または螺旋状に成形されている。
これによって、フィン付き伝熱管１の加工が容易になる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、素材パイプからフィンを一体成形することにより、熱効率を向上できかつ製造コストを低減し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
本発明の第１実施形態のフィン付き伝熱管１Ａは、図１において示すように、端部にストレート管状の管端部１３を備え、管端部１３に隣接して、管軸方向に管壁２が凸部３と凹部４を交互に形成している。
凹部４は管壁２の管周方向にリング状に設けられた凹条であって、管軸方向に間隔を空けて設けられ、ストレート管状の素材パイプを縮管するので管端部１３より管径が小さい。凹部４から凸部３に連設される管壁２は直線状であり、断面がＶ字状になるように成形される。
【０００９】
凸部３は凹部４に隣接する径外方向に突隆した部位であって、管周方向でリング状に繋がり、中央近傍（頂部）にはフィン５が周方向に亘って設けられている。拡管されているので凹部４より管径が大きく、凹部４に連設される管壁２は直線状であり、断面視で径外方向に膨出した三角形状となっている。
凸部３と凹部４を管軸方向に交互に設けると、管内外を移動する流体に乱流を発生させることができ、またストレート管に比べて伝熱面積を増加させることもできるので、相乗効果により熱交換率を飛躍的に向上させることができる。
【００１０】
前記フィン５は、凸部３の中央部付近の管壁２が管軸方向の前後壁を二つ折りして近接させられていると共に、二つ折りされた管壁２が径外方向に立設されたリング状のフィン５を構成している。フィン５の突端部７は金属材料が破断しない程度の塑性変形を加えて重合され、基端部６では管壁２が密接させられている。なお、基端部６において管壁２は当接していても、若干間隔を有していても良い。
前記フィン５は溶接等に比べて密に設けることができるので、フィン５を密に設けて熱効率を更に向上させることができる。また、素材パイプからフィン５を一体成形できるので、製造コストを低減できる。
【００１１】
フィン付き伝熱管１Ａの加工方法は、図２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を押し当て凹部４が管軸方向に間隔をあけて設けられた波状管を形成する。押圧型部９が断面視三角形状の場合、第１実施形態のように凹部４はＶ字の溝となる。凹部４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部４に挟持型１０ａと挟持型１０ｂを差し込み、互いが当接するまで管軸方向に圧縮する。挟持型１０ａと挟持型１０ｂが当接して合わさったときに、挟持型１０ａと挟持型１０ｂの間に凸部３に相当する断面視三角形状に抉られた内型部１２を形成するように挟持型１０ａと挟持型１０ｂを設計しておくと、素材パイプは管軸方向に圧縮されると同時に内型部１２に沿って拡管され、凸部３が形成されると同時にフィン５も形成される。
【００１２】
なお、素材パイプの拡管成形では、管内部に高圧の気体や液体を作用させるか、当て具などを用意して拡管するのが好ましい。また、既存の波状管を素材パイプとして拡管成形することもできる。前記加工方法において、素材パイプまたは挟持型１０ａおよび１０ｂを管軸方向に送りを加えながら拡管成形すると、螺旋状に管周方向に連続したフィン５を形成させることができる。
前記の加工方法を用いることで、素材パイプからフィン５を一体成形でき、熱効率を向上させることができ、製造コストを低くすることができる。また、フィン５をリング状または螺旋状にすることで、フィン付き伝熱管１Ａの加工が容易になる。
【００１３】
第２実施形態のフィン付き伝熱管１Ｂは、図２において示すように、凸部３から凹部４までの管壁２が曲線状であり、凸部３は径外方向に膨出した断面視半円状となる。凹部４も管端部１３より管径の小さなストレート管状となっている。凹部形成型８および内型部１２をカマボコ状になるように設計し、これを用いて加工することで第２実施形態のフィン付き伝熱管１を得ることができる。
第２実施形態のフィン付き伝熱管１Ｂは、凸部３が径外方向に半球状に膨出した既存の波状管から拡管成形することによっても得ることができる。また、第１実施形態に比べて加工は難しくなる傾向にあるが伝熱面積は大きくなり、より熱効率の向上を可能とすることができる。
【００１４】
第３実施形態のフィン付き伝熱管１Ｃは、図３において示すように、凸部３から凹部４までの管壁２が中途部で屈曲し、径外方向に凸な「く」字状となっており、凹部４は管端部１３より管径の小さなＵ字溝状である。凹部形成型８を第２実施形態と同様カマボコ状とし、内型部１２を五角形状になるように設計し、これを用いて加工することで第３実施形態のフィン付き伝熱管１を得ることができる。
第３実施形態のフィン付き伝熱管１Ｃは、異なる凹部形成型８と内型部１２を組み合わして複雑な形状のフィン付き伝熱管を得ることができることを示しており、必ずしも凹部形成型８と内型部１２を同じ形状にする必要がないことを示している。また、間隔をあけてＵ字溝が周方向に設けられた既存の波状管を用いて加工することで、第２実施形態同様に容易に拡管成形によりフィン５を形成でき、熱効率を向上させられ、製造コストを下げることができる。
【００１５】
第４実施形態のフィン付き伝熱管１Ｄは、図４において示すように、管壁２はフィン５となだらかに凹んだ凹部４を管軸方向に交互に形成しており、前記第１〜第３実施形態に示されていた凸部３が存在しない。転造またはバルジ加工などで波状管とされた素材パイプを平板状の挟持型１０、１１で拡管成形すると得ることができる。
一般的に入手しやすいフレキシブルチューブなどを素材パイプに用いて容易にフィン付き伝熱管１Ｄを加工できる利点を有する。
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１〜５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。
【００１６】
例えば、管壁２の内外周面に溝を加工して伝熱面積を増大させて熱効率を更に向上させたり、多孔質やエッチング加工されて粗面化された金属材料を用いて伝熱面積を増大させて熱効率を更に向上させることもできる。
また、凸部３と凹部４の間隔は任意に選択でき、凸部３同士の間隔を長くして、リング状の凸部３が一定の間隔毎に表れるように加工したり、凸部３と凹部４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ができる。
内型部１２の形状を第１〜第４実施形態以外の多角形や曲面形状にすることもできる。また、フィン５の基端部６は凸部３の中央部に成形するのが最も熱効率を向上させるが、フィン５は中央部の近傍であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の一部断面正面図である。
【図２】フィンを加工する方法を示す説明図である。
【図３】第２実施形態の一部断面正面図である。
【図４】第３実施形態の一部断面正面図である。
【図５】第４実施形態の一部断面正面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    フィン付き伝熱管
３    凸部
４    凹部
５    フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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