(57)【要約】【課題】  複数の板状の放熱フィンであるフィンに設けた挿入孔を、複数の冷媒管が貫く構造をしたＦＴ型熱交換器において、冷媒管が挿入孔に容易に挿通できると共に、挿入孔の周りに形成されたカラーが開きすぎて変形しないようにすることを目的とする。【解決手段】  カラーのカラー接続部にカラー本体部の外径よりも大きい内径を有しカラーに向かって形成された絞り部が設けられ、カラーの側面にはフレアー部からカラー接続部に向かった切欠きを設けた。【選択図】  図２
2014105951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに所定の間隔を置いて平行に配置された複数のフィンと、そのフィンを貫通する複数の冷媒管と、を有する熱交換器において、
前記フィンには、前記冷媒管が貫通する挿入孔と、前記挿入孔の周縁に所定の高さに立ち上げて形成した円筒状のカラーと、が複数設けられ、
前記カラーの側面には、前記カラーの先端から前記挿入孔に向かって切欠きが複数形成され、
前記フィンの前記挿入孔の周縁には、前記カラーの外径よりも大きい内径を有し前記カラー部の先端に向かって形成された絞り部が設けられることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記カラーの先端がフランジ形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用エアコンやパッケージエアコン等の空調用機器や冷蔵庫、ヒートポンプ式給湯機等に好適に用いられるフィンアンドチューブ型熱交換器（以下、ＦＴ型熱交換器と記載）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用エアコンやパッケージエアコン等の空調用機器や冷蔵庫、ヒートポンプ式給湯機等には、蒸発器又は凝縮器として動作する熱交換器が用いられている。特に、ＦＴ型熱交換器が最も一般的に用いられている。
【０００３】
ＦＴ型熱交換器は、複数のフィンを互いに所定の間隔をおいて平行に配置し、配置された夫々のフィンの板面に設けられた冷媒管挿入用の挿入孔を、冷媒が流れる冷媒管が貫く構造をしている。冷媒管は拡管と呼ばれる方法で、フィンと接合される。拡管では、マンドレルと呼ばれる冷媒管の内径よりも若干大きい外径を有する拡張棒が使用される。冷媒管をフィンの挿入孔に挿入した後、このマンドレルを冷媒管内に挿入することで冷媒管の内径および外径が広げられ、冷媒管とフィンが密着し接合する。
【０００４】
しかし、最近のＦＴ型熱交換器は、熱交換効率の向上や銅管のコストダウンなどを目的として冷媒管を細径化する方向にある。そのため、冷媒管が細径化されることでマンドレルも細径化されるため、マンドレルの強度が弱くなり、冷媒管を拡管できるだけの力をマンドレルにかけることが出来なくなるおそれがあった。
【０００５】
そこで、冷媒管を拡管してフィンと接合する方法の代わりに、冷媒管とフィンを蝋付けで接合する方法が考えられる。蝋付けは、フィンの挿入孔と冷媒管を蝋によって接合する方法で、冷媒管を拡管する必要がない。しかし、蝋付けでは、フィンの挿入孔の内径と冷媒管の外径がほぼ同じ大きさである必要がある。また、フィンには、フィンとフィンとの間隔を整え、冷媒管からフィンへの熱の伝達を効率良く促すためのカラーを設けている。このカラーは、フィンの挿入孔の周縁にあるフィンの一部をフィンに対して垂直方向に立ち上げる事で、円筒状に形成されている。そのため、冷媒管を挿入孔に挿入する時、カラーと冷媒管とが接触する接触面積が増えることで接触抵抗が増えて、冷媒管を挿入孔に挿入し難くなるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決する方法として、特許文献１に開示されているように、カラーの側面に切り込みを入れる方法がある。図５に示すように、カラー３１２に切り込みを入れることで、カラー３１２の柔軟性が上がり、カラー３１２が外側に向かって開くことができるため、冷媒管３２０を挿入する時に冷媒管３２０とカラー３１２が接触して生じる接触抵抗を小さくすることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６１５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の方法では、図６の３１２ｂに示すように、カラー３１２が開きすぎてしまうことで、冷媒管３２０とフィン３１０との間に隙間が出来ることによる蝋付けの不良が起こるおそれがあった。また、カラー３１２が開きすぎることでカラー３１２の高さが変わるため、フィン３１０とフィン３１０との間隔が不均一（Ｐ１＜Ｐ２）になるおそれもあった。
【０００９】
そこで、本発明は、カラーが必要以上に開きすぎることなく、冷媒管をフィンの挿入孔に挿入しやすくすることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した問題を解決するために、本発明は、互いに所定の間隔を置いて平行に配置された複数のフィンと、そのフィンを貫通する複数の冷媒管と、を有する熱交換器において、前記フィンには、前記冷媒管が貫通する挿入孔と、前記挿入孔の周縁に所定の高さに立ち上げて形成した円筒状のカラーと、が複数設けられ、前記カラーの側面には、前記カラーの先端から前記挿入孔に向かって切欠きが複数形成され、前記フィンの前記挿入孔の周縁には、前記カラーの外径よりも大きい内径を有し前記カラー部の先端に向かって形成された絞り部が設けられる。
【００１１】
また、前記カラーの先端がフランジ形状をしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の熱交換器によれば、絞り部がカラーの開きを規制し、カラーの開きすぎを抑えることができるため、フィンと冷媒管を良好に蝋付けすることが出来る。また、カラーの先端をフランジ形状にすることで、カラーの先端が隣に並んでいるフィンの絞り部に当接しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。
【図２】本発明にかかる熱交換器において、複数のフィンに冷媒管が貫いた状態を示した断面図である。
【図３】本発明にかかる熱交換器において、フィンの挿入孔とカラーと絞り部を示した断面図である。
【図４】本発明にかかる熱交換器において、蝋材を設置した複数のフィンに冷媒管が貫いた状態を示した断面図である。
【図５】従来例にかかる熱交換器において、複数のフィンに冷媒管が貫いた状態を示した断面図である。
【図６】従来例にかかる熱交換器において、フィンの先端が外側に開いた状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面に基づいて、本発明にかかる熱交換器の実施例を詳細に説明する。
【００１５】
本発明に関する熱交換器は、図１と図２に示すように、ＦＴ型熱交換器である。
本発明の熱交換器１００は、互いに所定の間隔を置いて平行に配置された複数の板形状のフィン１１０に設けた複数の挿入孔１１１内に、複数の冷媒管１２０が各々挿入されている構造をしている。冷媒管１２０は、要求される伝熱性能等に応じて、銅や銅合金等の金属材質により構成される内面溝付の管である。また、冷媒管１２０はＵ字型に曲げ加工され、ヘアピン状に形成される。
【００１６】
一方、フィン１１０は、アルミニウム若しくはその合金等の金属材料にて形成される。フィン１１０の平坦なフィン本体部１１０ａには、冷媒管１２０が貫く挿入孔１１１が所定の間隔を隔てて複数設けられ、更に、それら複数の挿入孔１１１の周りには、フィン１１０の挿入孔１１１の周縁部分を円筒状に立ち上げて形成したカラー１１２が設けられる。また、フィン１１０の表面には蝋材層が形成されている。なお、フィン１１０の挿入孔１１１の内径とカラー１１２の内径は、冷媒管１２０が挿入可能な大きさであり、冷媒管１２０の外径よりも０．２〜１ｍｍ大きい事が望ましい。
【００１７】
熱交換器１００の組み立てについて図２を基に説明する。複数のフィン１１０を、それぞれに設けられている挿入孔１１１の位置を一致させ且つカラー１１２を同じ側に位置させた状態で重ね合わせ、その一致した挿入孔１１１とカラー１１２内に冷媒管１２０を挿入する。これにより、フィン１１０のカラー１１２と冷媒管１２０とが接触する。冷媒管１２０を挿入孔１１１とカラー１１２に挿入することで、カラー１１２は外側に開く。冷媒管１２０がカラー１１２を外側に向かって押し上げるため、冷媒管１２０がフィン１１０の挿入孔１１１に挿入する時の接触抵抗を小さくすることが出来る。冷媒管１２０を挿入した後、フィン１１０と冷媒管１２０は炉中で加熱されることで、フィン１１０に形成されている蝋材層が溶けて冷媒管１２０とフィン１１０が接合される。なお、本実施例ではフィン１１０の表面に蝋材層が形成されているが、本発明はこれに限定したものではない。例えば、図４に示すように、複数のフィン１１０のカラー１１２の近くに開けた穴１１４に棒状の蝋材２００を貫通させてから、炉の中に冷媒管１２０とフィン１１０を入れて、加熱する方法がある。この方法では、炉中で蝋材２００を溶かすことで、溶けた蝋材２００がフィン１１０を伝って冷媒管１２０まで流れ、冷媒管１２０とフィン１１０およびカラー１１２を接合する。
【００１８】
フィン１１０と冷媒管１２０とが接触するカラー１１２は、図３に示すように、冷媒管１２０に接触している所定の高さの円筒形状のカラー本体部１１２ａと、カラー本体部１１２ａの先端に形成され隣接するフィン１１０に当接してフィンピッチを安定して保つ効果を発揮するフレアー部１１２ｂと、カラー本体部１１２ａをフィン１１０のフィン本体部１１０ａに所定の曲率半径をもって滑らかに形成されているカラー接続部１１２ｃとから、構成されている。さらに、カラー１１２の側面には、カラー１１２の中心軸を挟んで対向する位置に切欠き１１２ｄを設けている。なお、この切欠き１１２ｄはフィン１１０のフィン本体部１１０ａにＨ形の切り込みを入れて、切り込み部分を押出すことでカラー１１２と同時に形成する方法があるが、本発明はこれに限定したものではなく、挿入孔１１１の周縁部分のフィン１１０をフィン１１０に対して垂直方向に引き伸ばすことでカラー１１２を形成してから、カラー１１２の側面に切欠き１１２ｄを入れても良い。また、本実施例では、切欠き１１２ｄを対向する２ヶ所に設けているが、本発明はこれに限定したものではなく、カラー１１２の側面を複数に等間隔で区切る位置に切欠き１１２ｄを設けても良い。
【００１９】
カラー１１２の付け根部分、即ち、カラー１１２のカラー本体部１１２ａとフィン１１０のフィン本体部１１０ａとを接続しているカラー接続部１１２ｃには、カラー本体部１１２ａの外径よりも大きな内径を有し、カラー１１２に向かって形成された絞り部１１３が形成される。この絞り部１１３には、図２に示すように、組立時にカラー１１２の先端にあるフレアー部１１２ｂが収まる。これにより、フレアー部１１２ｂは絞り部１１３によって、外側に向かって広がる範囲が制限されるため、カラー１１２が必要以上に開くことがなくなり、カラー１１２が外側に向かって開きすぎてしまうことを防ぐことが出来る。また、フレアー部１１２ｂをフランジ形状にすることで、絞り部１１３と当接し易くなる。なお、フレアー部１１２ｂは、本実施例ではフランジ形状をしているが、本発明はこれに限定したものではなく、ラッパ状に径を拡げても良い。フレアー部１１２ｂは、冷媒管１２０の側面より外側に向かって約０．５〜０．８ｍｍ広がった形状をしている。よって、絞り部１１３の内径は、冷媒管１２０の外径よりも１〜２ｍｍ大きい事が望ましい。
【００２０】
以上のように、冷媒管１２０にフィン１１０を組み付けて構成された本発明の熱交換器１００においては、冷媒管１２０からフィン１１０へ熱が伝達される。
【００２１】
以上、本発明の代表的な実施形態の一つについて詳述してきたが、本発明はこれに限定したものでなく、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一なもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【符号の説明】
【００２２】
１００    熱交換器
１１０    フィン
１１０ａ  フィン本体部
１１１    挿入孔
１１２    カラー
１１２ａ  カラー本体部
１１２ｂ  フレアー部
１１２ｃ  カラー接続部
１１２ｄ  切欠き
１１３    絞り部
１２０    冷媒管
【図１】
2014105951.tif 000003
【図２】
2014105951.tif 000004
【図３】
2014105951.tif 000005
【図４】
2014105951.tif 000006
【図５】
2014105951.tif 000007
【図６】
2014105951.tif 000008