(57)【要約】フィンを成形する方法の使用を通じて熱交換管に使用するための切開オフセットフィンの製造における遅い製造速度が取り除かれる。本方法は、成形路に沿って設けられる複数のロール組立体（６０、６２、６４、６６、６８、７０）を含み、該ロール組立体は、未定の長さのフィン形成材からなるストリップ（５６）に作用し得る。成形後、該フィンは任意の所望の長さに切断され得る。
2005500167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
「ｎ」個の脚部を有する所望の長さの伸長切開オフセット熱伝達フィンを製造する方法であって、
ａ）薄い金属からなる未定長の連続的に細長いほぼ平坦なストリップを、成形路に沿って該ストリップの長手である縦方向に前進させ、
ｂ）前記成形路において、
ｉ）まず、前記ストリップにｎ列の短間隔スリットを形成し、ここで、該列はほぼストリップの縦方向に伸び、かつ、スリットは該縦方向に対しほぼ横方向にあり、
ii）各列における隣り合うスリット間のストリップ部分にクラウンを形成し、その際、ある列において、一方向に拡張するクラウンを有するストリップ部分と、反対方向に拡張するクラウンを有する残りのストリップ部分とを交互にし、
iii）二つの最も内側の列のストリップ部分を各列のスリット及びクラウンの対向端部において曲げて脚部を部分的に形成することにより、二つの最も内側の脚部を予備成形し、
iv）二つの次の最も内側の列のストリップ部分を各列のスリット及びクラウンの対向端部において曲げることにより、二つの次の最も内側の脚部を予備成形し、
ｖ）二つの最も外側の脚部が予備成形されるまで工程iv）を繰り返し、
vi）二つの最も内側の列の前記ストリップ部分を、該二つの最も内側の各列のスリット及びクラウンの対向端部において更に曲げることにより、二つの最も内側の脚部を該脚部がストリップ面をほぼ横断する方向となるように最終的に成形し、
vii）二つの次の最も内側の列の前記ストリップ部分を、該二つの次の最も内側の各列のスリット及びクラウンの対向端部において更に曲げることにより、二つの次の最も内側の脚部を該脚部がストリップ面をほぼ横断するように最終的に成形し、
viii）前記二つの最も外側の脚部が最終的に成形されるまで工程vii）を繰り返し、
ｃ）前記脚部をサイジングし、かつ、
ｄ）前記ストリップを所望の長さのフィンに切断することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記工程ｂ）のｉ）及びii）は同時に行われる請求項１の方法。
【請求項３】
前記工程ａ）、ｂ）及びｃ）はロールで行われる請求項１の方法。
【請求項４】
熱交換器に使用するための切開オフセットフィンを製造する方法であって、
ａ）ほぼ平坦な細長く薄いストリップを、成形路に沿って該ストリップの長手である縦方向に前進させ、
ｂ）前記成形路において、
ｉ）前記ストリップに複数列の短間隔スリットを形成し、ここで、該列はストップの縦方向に伸び、かつ、スリットは該ストリップの縦方向に対しほぼ横方向にあり、
ii）各列における隣り合うスリット間に、ストリップ面から反対方向に拡張するクラウンを交互に形成して、隣り合う列の隣り合うクラウン間に延在するストリップ部分が脚部へと成形され得るように、隣り合う列における隣り合うクラウンもストリップ面から反対方向に拡張し、
iii）前記ストリップ部分がストリップ面に対し大鋭角で延在するまで該ストリップ部分を曲げ、その際、該ストリップ部分に対する曲げを、一時にせいぜい前記列のうちの二列に制限することを特徴とする方法。
【請求項５】
前記工程ｂ）の後、前記ストリップを所望の長さの区分に切断する工程が行われる請求項４の方法。
【請求項６】
前記工程ｂ）のiii）は、二つの最も外側の列で開始され、次に二つの次の最も内側の列で行われ、次いで二つの次の最も内側の列で行われ、これが、二つの最も外側の列が曲げられるまで一度に二列繰り返し行われる請求項４の方法。
【請求項７】
前記工程ｂ）はロール成形装置を用いて行われる請求項４の方法。
【請求項８】
前記工程ｂ）のii）は、前記ストリップ部分がストリップ面から小鋭角で延在する脚部へと成形される予備成形工程を規定する請求項４の方法。
【請求項９】
前記工程ｂ）のiii）は、前記ストリップ部分がストリップ面をほぼ横断する方向に延在するまで、少なくとも二段階で行われる請求項４の方法。
【請求項１０】
前記工程ｂ）のｉ）及びｂ）のii）は同時に行われ、ここで、工程ｂのii）は、前記ストリップ部分がストリップ面から小鋭角で伸長する脚部へと成形される成形工程を規定し、また、工程iii）は、前記ストリップ部分がストリップ面から大鋭角で伸長する脚部へと成形される第１段階と、前記ストリップ部分がストリップ面をほぼ横断する方向である脚部へと成形される第２段階とを含む二段階で行われる請求項４の方法。
【請求項１１】
熱交換器に使用するための切開オフセットフィンを製造する方法であって、
ａ）ほぼ平坦な形状の細長い薄いストリップを成形路に沿って該ストリップの長手である縦方向に前進させ、
ｂ）前記成形路において、
ｉ）前記ストリップに複数列の短間隔スリットを形成し、ここで、該列はストリップの縦方向に伸び、かつ、スリットは、ストリップの縦方向に対しほぼ横方向にあり、
ii）各列における隣り合うスリット間に、ストリップ面から反対方向に拡張するクラウンを交互に成形して、隣り合う列の隣り合うクラウン間に延在するストリップ部分が脚部へと成形され得るように、隣り合う列における隣り合うクラウンもストリップ面から反対方向に拡張し、
iii）前記ストリップ部分がストリップ面をほぼ横断する方向に拡張する脚部を規定するまで、複数の少なくとも二つの連続する段階において前記ストリップ部分を曲げることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記ストリップは未定の長さであり、前記工程ｂ）のiii）の後、ストリップを所望の長さの区分に切断する工程ｄ）が行われる請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記工程ｂ）のiii）の後、工程ｄ）が行われ、その前に、工程ｂ）のiii）によって得られた伸長切開オフセットフィンをサイジングする工程が行われる請求項１１の方法。
【請求項１４】
前記工程ｂ）は、ロール成形装置において行われる請求項１１の方法。
【請求項１５】
「ｎ」個の脚部を有する伸長切開オフセット熱伝達フィンを製造する方法であって、
ａ）フィン形成材料からなる細長いほぼ平坦なストリップを、成形路に沿って該ストリップの長手である縦方向に前進させ、
ｂ）前記ストリップに「ｎ」列の横方向のスリットと、スリットの端部中間位置において各列の隣り合うスリット間に延在するクラウンとを形成し、各列において隣り合うクラウンは反対側に向けられ、
ｃ）その後、各列における各クラウン及び隣り合うスリットの端部において実質上鋭角までストリップを曲げ、該曲げが生じる該端部は、隣り合うスリットに対し列の一側部から他側部へと交互となることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記実質上鋭角は約９０度である請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記工程ｃ）は、少なくとも二つの連続的な操作において行われる請求項１５の方法。
【請求項１８】
前記連続的な操作の主要なものは、実質的に前記実質上鋭角未満の鋭角まで曲げること、及び、その後、該実質上鋭角へと曲げることを含む請求項１７の方法。
【請求項１９】
「ｎ」は、四もしくはそれを上回る偶数の整数であり、前記操作の一つは、前記列の選択された最初の二つを最初に曲げることを含み、他の前記操作は、その後、前記列の選択された異なる二つで曲げることを含む請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記列の選択された最初の二つは、二つの中央に位置する列である請求項１９の方法。
【請求項２１】
工程ｃ）の後、脚部をサイジングする工程が行われる請求項１９の方法。
【請求項２２】
「ｎ」個の脚部を有する伸長切開オフセット熱伝達フィンを製造する方法であって、
ａ）フィン形成材料からなる細長いほぼ平坦なストリップを、フィン成形路に沿って該ストリップの長手である縦方向に前進させ、
ｂ）前記ストリップに「ｎ」列の横方向のスリットと、スリットの端部中間位置において各列の隣り合うスリット間に延在するクラウンとを形成するロールを使用し、各列において隣り合うクラウンは反対側に向けられ、
ｃ）その後、各列における各クラウン及び隣り合うスリットの端部において実質上鋭角までストリップを曲げる少なくとも一つのロールを使用し、該曲げが生じる該端部は、隣り合うスリットに対し列の一側部から他側部へと交互となることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、更に詳しくしは、熱交換器における流体流路内で使用される種類の切開オフセットフィン（lanced and offset fin）に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日使用されている多くの熱交換器は、タンクが設けられたヘッダー間もしくは平らな管状ヘッダー間に伸長する一列もしくは複数列のいわゆる扁平管を用いている。外部フィンは、扁平管の外側に結合され、ある場合には、該管内に内部フィンが利用される。そのようなフィンは、該管内の表面積を拡大し、熱が該管内の流体からインサートへと移り、次いで該インサートを通じて該管の壁へと移り得るようにする手段を与える。従って、該インサートが、該管内を流れる流体よりも良好な熱の導体の場合、結果的に熱伝達が高められる。
【０００３】
加えて、そのようなインサートは、撹拌作用を与え得る。すなわち、それらインサートは、管内を流れる流体に乱れを増長し、該乱流が、次に熱伝達効率を高めることが知られている。
【０００４】
更には、そのような管が、流体を比較的高圧で輸送し、かつ外部フィンで支持されない場合、インサートは、両側壁へと結合され、該管の補強もする。
【０００５】
上述したような種類のインサートが多くの形式で採用されているが、いわゆる「切開オフセット」フィンが多くの用途において好ましい。熱交換器技術は、切開オフセットフィンは、扁平管に使用するための「上記」内部フィンであるということを認識し始めている。その理由は、全ての上記した機能を少なくとも同効率で、多くの例では標準内部フィン構造よりも高効率で果たす切開オフセットフィンの能力のためである。それにもかかわらず、そのような用途に対し切開オフセットフィンは一般的に採用されていなかった。
【０００６】
特に、従来、切開オフセットフィンは、スティッチング機（ステッチャー）と称される技術によって製造されていた。そのようなスティッチング機の操作において、フィンの切開オフセット構造を製造する型は、前後及び左右に動く。成形されたフィンは流路を有し、該流路は、スティッチング機を横切る方向に伸長する。従って、フィンの長さは、スティッチング機の最大有効幅に制限される。その結果、また、そのような切開オフセットフィンが設けられる扁平管の長さに依存して、扁平管の全長に対して伸長するため、二以上の断片部品として切開オフセットフィンを挿入することが必要とされ得る。あいにく、これは、複数の挿入操作を要し、該複数の操作は時間がかかり、また、一つのフィン断片部品よりも多い該部品が管へ挿入される場合、該挿入部品間に間隙が生じる可能性がある。そのような間隙位置においては、管の内側に結合されるインサートが存在せず、結果として、管の内側に結合されたインサートの存在によって高められるべき強度が設けられていない位置が存在する。従って、高圧にさらされた場合に破損の可能性が高まる。
【０００７】
更にまた、スティッチング機の動作のまさに本質は、それが大変に遅い製造方法である点である。一般的に、スティッチング機の最大有効長に等しい長さに対し、スティッチング機は、操作の一秒ごとに切開オフセットフィンの一の脚部のみを作り出すことができる。従って、六個の脚部を有するフィンは、生産に６秒を要するであろう。
【０００８】
更に、スティッチされたインサートは、互いに重なり合う傾向があり、生産中にそれらを分離することは難しい。該フィンは、その分離工程中に損傷を受けるかもしれず、この理由で廃棄することが必要となる。あるいは、それらが容易に分離できない場合、二以上の重なり合うフィンの組合せが、分離不能なため廃棄を要するかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の問題点の一つもしくは複数を克服することに向けられる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主目的は、切開オフセットフィンを製造するための新規かつ改善された方法を提供することである。更に詳しくは、本発明の目的は、そのようなフィンを、スティッチング機の使用を必要とせずに、連続的な態様で製造する方法を提供することである。好ましい実施形態において、本発明は、ロール成形装置によって切開オフセットフィンを製造する方法を企図する。
【００１１】
本発明の模範的な実施形態は、「ｎ」個の脚部を有する切開オフセット熱伝達フィンを製造する方法であって次の工程を含むものを企図する。すなわち、当該方法は、ａ）フィン形成材料からなる細長いほぼ平坦なストリップを、成形路に沿って該ストリップの長手方向（縦方向）に前進させる工程と、ｂ）ストリップに「ｎ」列の移送スリットと、該スリットの端部中間位置において各列の隣り合うスリット間に延在するクラウン（頂き）とを形成する工程であって、各列において隣り合うクラウンが反対側に向けられる当該工程と、ｃ）その後、各列において各クラウン及び隣り合うスリットの端部で実質上鋭角まで該ストリップを曲げる工程であって、該曲げが、前記端部において隣り合うスリットに対し列の一側部から他側部へと交互になる当該工程とを含む。
【００１２】
好ましい実施形態において、前記実質上鋭角は約９０度である。
【００１３】
更に好ましくは、上記方法の工程ｃ）は、少なくとも二つの連続的な操作において行われる。この実施形態によれば、前記連続的な操作の最初のものは、前記実質上鋭角未満の鋭角へと曲げ、その後、該実質上鋭角へと曲げることを含む。
【００１４】
本発明の一実施形態は、「ｎ」が四以上の偶数の整数であり、操作の一方が、最初に選択される二列において最初に曲げる工程を含み、他方の操作が、その後、選択される異なる二列を曲げる工程を含むことを企図する。
【００１５】
特に好ましい実施形態において、上記最初に選択される二列は、二つの中央に配置された列である。
【００１６】
本発明の一実施形態は、工程ｃ）の後、脚部をサイジングする工程が行われることを企図する。
【００１７】
特に好ましい実施形態において、工程ｂ）及びｃ）は、クラウン及び横断スリットを形成し、その後にストリップを曲げる各工程に、少なくとも一つのロールを用いて行われる。
【００１８】
他の目的及び利点は、添付図面に関連して採用される次の詳細な説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
切開オフセットフィンを製造するための本発明の方法は、アルミニウムから成る切開オフセットフィンの製造に理想的に適している。しかし、当然のことながら、本発明は、真鍮、銅もしくは鋼のフィンの製造でも有効に利用可能である。多くの場合、例えばアルミニウムのような使用材料は、熱交換器の構成要素（部品）を組立て関係へと鑞付けするのに適しており、また、鑞付けされる熱交換器に使用される場合、一般に、フィンが形成されるストリップの両面に鑞付け被覆材料を与える。しかしながら、請求の範囲で特に記載される範囲において、特定の材料もしくは鑞付けのような特定の組立て方法には全く限定されない。
【００２０】
図１を参照すれば、四つの脚部を有する切開オフセットフィンが例示される。第１脚部は２０で示され、第２脚部は２２で示される。第３脚部は２４で示され、第４脚部は２６で示される。脚部２０及び２２は、これらの上端部でクレストすなわち頂部２８によって連結される。同様のクレストすなわち頂部３０は、脚部２４、２６の上端部を連結する。脚部２２、２４の下端部は、下方のクレストすなわち底部（下方の頂部）３２で連結される。一部のクレストすなわち底部３４は、脚部２０の下端部から脚部２２から離れる方向に伸長している。一方、一部のより小さいクレストすなわち底部３６は、脚部２６の下端部から脚部２４から離れる方に伸長している。これらの構成要素は、第１列Ａの脚部及びクレストを形成し、該列Ａは、一般に、図１において下方左側から上方右側へと例示される当該フィンの伸長方向に対し横方向に伸びる。第２列Ｂの脚部及びクレストは、周知の態様で列Ａのすぐ後部で列Ａに連結される。列Ｂは、列Ａの反転であり、すなわち、図１に見られるように脚部２６が左側に現れ、脚部２０が右側に現れる。
【００２１】
第３列Ｃは列Ａと同一であり、また、次の列Ｄは列Ｂと同一である。これらの列は、当該ストリップの一端部から他端部へと上記の態様で交互になる。
【００２２】
列Ａの脚部２０が列Ｂの脚部２４、２６間の中間に配置され、列Ａの脚部２２が列Ｂの脚部２２、２４間の中間に配置され、列Ａの脚部２４が列Ｂの脚部２２、２０間の中間に配置され、かつ、列Ａの脚部２６が、列Ｂの脚部２０の一側で、ある列における任意の二つの隣り合う脚部間の距離の半分にほぼ等しい距離のところに配置されることに注意すべきである。その結果としてもたらされる構成が図２に示される。同態様において、図１から分かるように、クレスト２８、３０はこれらの長さのほぼ半分にわたって隣り合うクレストに結合されるが、クレスト２８、３０は、隣り合う列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等間で千鳥状（互い違い）となる。
【００２３】
図２はまた、熱交換器で一般的に使用されるタイプの３８で示されるいわゆる扁平管内に挿入された切開オフセットフィンを示す。管３８は、対向する平らな壁４０、４２を有し、これらの壁はその端部において丸く湾曲された壁４４、４６で連結される。通常の場合、クレスト２８、３０は、半田付けもしくは鑞付けなどにより壁４０、４２の内側に結合される。技術的に知られているように、結果としてもたらされる構造は、管３８を提供する。管３８は、多くの型種の熱交換器において切望されている。切開オフセットフィンは、管３８に冶金学的に結合されているので、管３８内を流れる流体からの熱は、管３８の内部に追加の表面積を与える脚部２０、２２、２４、２６を介して側壁４０、４２へと容易に伝達され、もしくは該側壁から伝えられる。従って、切開オフセットフィンの熱伝導率が管３８を通る熱交換流体の熱伝導率よりも大きい時はいつでも熱伝達が高められる。
【００２４】
脚部２０、２２、２４、２６、及びクレスト２８、３０の内側縁はまた、それらの付近の流体流における境界層条件を解体し、及び／又は乱流を誘発する。よく知られているように、熱伝達流体における乱流の増加もしくは境界層効果の低減はまた、熱伝達を高め、この作用においても当該切開オフセットフィンは有効である。
【００２５】
最終的には、熱交換流体が、管３８をその扁平管形状からより丸い形状へと拡張するような比較的高い圧力で管３８を通る場合、脚部２０、２２、２４、２６は、ウェブを補強する役割を果たし、これは、図２に示される構成において側壁４０、４２を維持するのに役立つ。
【００２６】
図３は、本発明の方法を実施するために使用され得るロール成形機をいくぶん概略的に示す。図３の装置は模範的なものとして例示され、当業者は、他のタイプの成形設備が所望により使用可能であることを認識するであろう。
【００２７】
図３に例示されるように、スピンドル５０は、フィン形成ストリップ材５２のロールを、スピンドル５０周りの矢印５４で示す方向に回転させるため、据え付けている。フィン材５２の列は長さが決まっておらず、というのは、該列は、望ましいどのような長さでも可能であり、その選定は、製造目的に依存するからである。フィン材５２は、一般に平面的な薄いストリップ５６としてロールから剥がれ、脚部２０、２２、２４、２６に望まれる強度及び熱伝達特性に依存して、千分の数インチ以上の厚さを一般に有する。ストリップ５６は、一般に５８で示される成形路に沿って送り出され、該成形路５８は、一連のロール成形組立体を含む。模範的な実施形態において、そのような組立体が六体利用され、これらは、一般的に６０、６２、６４、６６、６８及び７０と番号が付けられる。図１に示されるような四つの脚部のある切開オフセットフィンが形成される好ましい実施形態において、六体の上記組立体６０〜７０が存在する。しかしながら、該組立体の数は、製造中のフィンにおける脚部の数が増えるにつれ、後に明らかになる理由により増加する。
【００２８】
これもまた四脚部フィンである好ましい実施形態において、ロール組立体６０は、ストリップ５６にスリッティング操作を行い、該操作において、位置合わせしたスリットの四つの列がストリップ５６に形成される。該スリット列は、図１においてＡ、Ｂ、Ｃ及びＤとして識別される脚部及びクレストの列と混同されるべきではない。逆に、該スリット列は、ストリップ５６の縦方向（長手側）に伸長し、また、各列における（複数の）スリットは、ストリップの縦方向に同じ間隔を有すると共に、隣り合うスリット間及び隣り合う列間に同じ間隔を有する。加えて、ロール組立体は、各列において隣り合うスリット間のストリップ部分にクラウン（頂部）を形成し、ある列において、一方向に拡張するクラウンを有する部分と、反対方向に拡張するクラウンを有する残りの部分とが交互になる。その結果、図４に例示される構成となり、ここでは、ストリップ５６の一側部からスリット８０、８２、８４及び８６が顕在化する。同時に、ロール組立体６０は、脚部及びクレストの列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等（図１）のそれぞれにクラウン８８、９０、９２、９４及び９６を形成する。これらのクラウン８８、９０、９２、９４、９６は、最終的にクレスト２８、３０もしくは連結部３２となり、ここで、部分的クレスト３４、４６が場合によっては最終成形フィンに設けられ得る。フィン材５６の最初の面が図４にＰで示される。最終的に脚部２０、２２、２４、２６を規定するストリップ部分１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２及び１１４がクラウン間に延在していることが分かる。図４に示されるように、これらのストリップ部分１００〜１１４は、平面Ｐに対し小鋭角であり、換言すれば、該鋭角は、平面Ｐに対し４５度未満であり、好ましくは１５〜４５度、最適には３０度である。
【００２９】
ロール組立体６０を出て、成形路５８に沿ってロール組立体６２へと進行すると、フィン材５６は図５に示される構成に形成される。ロール組立体６２は、クレスト９０、９２及び９４間に延在する部分１０４、１０６、１０８、１１０に作用して、これらを大鋭角、すなわち、平面Ｐに対し４５度より大きくかつ９０度未満の鋭角、より好ましくは４６〜７５度、更に好ましくはほぼ５７〜６０度の鋭角へと予備（事前）成形する。
【００３０】
この成形は、二つの最も内側すなわち中央のスリット８２、８４の列の領域で行われ、最も外側のスリット８０、８６の列付近ではストリップ５６をそのまま手付かずに残すことが見て取れる。この動作は予備成形操作と称され、該操作において、部分１０４、１０６、１０８、１１０は、これらは最終形状に向けて予備成形されるが、最終形状へと完全に曲げられるわけではない。
【００３１】
ロール組立体６２を出た後、図５に示される構成となった該ストリップは、ロール組立体６４を通過し、ここでは図６に示される構成が出現する。ロール組立体６４において、スリット８０及び８６及びそれらの列を包囲するストリップ部分１００、１０２、１１２及び１１４は、上記したような大鋭角に曲げられる。この時、ストリップ部分１０４、１０６、１０８、１１０は、手付かずであり、ロール組立体６２から現れた構成から変化しない。薄ストリップ５６は、次いで、図６に示される構成でロール組立体６６へと移動し、図７に示される構成でロール組立体６６から出現する。ロール組立体６６において、フィン部分１０４、１０６、１０８、１１０は、平面Ｐに対しおおむね垂直な位置に最終的に形成される。ロール組立体６６において、フィン部分１００、１０２、１１２及び１１４は変えられず、図６に示されたものと同じ形状で残される。
【００３２】
ロール組立体６６から現れた後、フィンストリップは、ロール組立体６８へと入り、ここで、今度はフィン部分１００、１０２、１１２及び１１４が平面Ｐに対し垂直に曲げられる。この際、フィン部分１０４、１０６、１０８及び１１０は、更なる作用は受けない。その結果、図１に示される最終構成に近い構成がもたらされる。
【００３３】
ロール組立体６８から出た後、図８に示される構成の該フィンストリップは、ロール組立体７０へと移動され、ここで、該フィンストリップは理解される態様でサイズ調整される。該サイジング操作は、基本的に図８に示されるような構成をもたらすが、鑞付け及び／又は他の冶金学的結合が欠陥なく生じることを可能にするため、該フィンが管３８のような管内に挿入された際の良好な接触を確実なものとするように、もともとクラウン８８、９０、９２、９４、９６によって規定される全ての水平に延在する構成要素が、適切な平行面内にあることを保証する。許容誤差に対する優れた準拠が要求されない場合は、ロール組立体７０は取り去られ得る。
【００３４】
ロール組立体７０で行われる上記サイジング操作後、該ストリップは、一般に１２０で示されるカッター組立体へと進められ、ここで、該ストリップは、次の管３８内への挿入のため、所望の長さに切断され得る。
【００３５】
上述したような方法のある特徴は以下である。第一に、ストリップ部分１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４の形成は、ロール組立体６０、６２、６４、６６もしくは６８が、脚部の列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図１）の任意の一列における二つを上回る該ストリップ部分を曲げるようには動作しないようになされる。そのようなストリップ部分の曲げ工程には次の点も観察される。すなわち、当該曲げ工程は、ストリップにおける二つの中央すなわち最も内側の部分で開始され、次に、これらから外側へ、中央の両側における二つの次の最も内側の部分へと移り、また、該工程は進行を続け、任意の一定時間で列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの任意の一列におけるわずか二つの部分に作用する。これは、金属の薄化を除去し、並びにロール組立体の設計を簡易化する。四つを超える脚部を有する切開オフセットストラップの製造において、上記同様の一般的な種類の装置が使用され得ることにも留意すべきである。各追加の二つの脚部に対し、該装置、及びすぐ上で述べたような適切なシーケンスに二つのロール組立体を加えることのみが必要である。
【００３６】
一般的に、ロール組立体６２及び６４内で起こる上述したような予備成形操作は、ロール組立体６６及び６８において行う最終成形の前に実行される。しかしながら、多くの例において、二列のスリットにおける部分を予備成形し、次いで、異なる組のスリット列における部分を予備成形する前に、上記二列のスリットにおける部分を最終成形することが望ましいかもしれない。特に、ストリップ部分１００、１０２、１１２、１１４に予備成形操作を行う前に中央すなわち最も内側のストリップ部分１０４、１０６、１０８、１１０を、図７に示されるそれらストリップ部分の構成へと最終成形することが望ましいかもしれない。この方法では、遮られていない中央チャネルすなわちスペース１２２（図７）が、成形工程において早めに形成され、該スペース１２２は、次のロール組立体を通じて、当該ストリップのためのガイドとして機能するよう、ロール組立体の真ん中においてフラットディスク等と共に使用され得、これにより製造公差を改善する。
【００３７】
次に図９〜１５を参照してロール組立体６０の構造が記述される。ロール組立体６０は、一般に１２４で示される上ロールと、一般に１２６で示される下ロールとを含む。各ロール１２４及び１２６は、複数のディスク１２８から構成され、これらのディスクは互い積層され、端部ディスク１３０間に挟まれる。ロール１２４及び１２６は、平行なそれぞれの軸（図示せず）周りに回転でき、成形路５８の第１部分を規定するように内側が形作られている。図９から分かるように、種々のディスクには丸付き参照番号が与えられる。「１」、「２」、「３」及び「４」と表示されたディスクは、輪郭ディスク、換言すれば、これらディスクは歯のある周面を有するのに対し、残りのディスクは、おおむね円筒（円柱）状で、後に記載される表１及び２に示した寸法を有する。ディスク「１」及び「２」は、ディスク「３」及び「４」と同様に、二つの隣り合う歯の中心線間の距離に等しい角距離分だけ回転軸に互い違いに配置される点を除き同一である。図９から認識され得るように、ディスク「１」は軸に沿う四つの位置で「２」と向き合う。図１０〜１２は、ディスク「１」及び「２」の構造、並びに、これらディスク「１」及び「２」のいくつかの寸法を示す。ディスク「１」及び「２」は、周囲の半径方向外側に伸長する歯１３２及び１３４を含み、これら歯１３２及び１３４は互いに交互になり、図示される寸法を有する間隙１３６分だけ離される。図１１及び１２から理解され得るように、歯１３２は、部分的斜面１３８が設けられた半径方向外側面を有し、該斜面１３８は、該ディスクの両側部間の中間の地点１４０から３０度の角度で延在する。ディスク１３４は、該ディスクの一側部から他側部へと伸長する３０度の斜面１４２を有し、該ディスク１３２、１３４は、各ロール１２４、１２６に設置され、その結果、ロール１２４の歯１３２は、ロール１２６の歯１３４間に伸び、逆もまた同様である。
【００３８】
図１３〜１５は、ディスク「３」及び「４」の輪郭を示す。当然のことながら、ディスク「３」は、対応するディスク「１」に対し境を接することが企図され、一方、ディスク「４」は、対応するディスク「２」に対し境を接することが企図される。ディスク「３」及び「４」は、スロット１５２で離隔された一連の歯１５０を含み、このスロット１５２は、ディスク「１」及び「２」のスロット１３６よりも著しく大きい角度範囲を有する。特に、スロット１５２は、図１３に例示された寸法を有する。スロット１５２は底面１５４を有し、該底面１５４は、図１３に例示される直径を有するシリンダーの一部である。歯１５０は、３０度の傾斜が付けられた外側面１５６を有する。実際には、斜面１５６が歯１３２における斜面１３８の続きを成すように、ディスク「３」がディスク「１」に対して隣接され、ディスク「４」がディスク「２」に対して隣接される。
【００３９】
上記を考慮すると、当然のことながら、図４に示されるような部分１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４間の交互（千鳥）配置を形成するように、上ロール１２４におけるある一定の歯のための斜面１４２は、下ロール１２６の斜面１３８、１５６によって形成されるベベル（斜面）と噛み合い、逆もまた同様である。
【００４０】
図１６〜２２を参照すると、ロール組立体６２が記載される。特に図１６を参照して、ロール組立体６２は、上ロール１６０と下ロール１６２とを含み、これらロール１６０、１６２は、ロール組立体６２付近に成形路５８を規定する。また、各ロール１６０、１６２は、端部ディスク１３０間に重ねられ、かつ平行な軸周りに回転可能となる積層ディスク１２８から構成される。ディスク「１」及び「２」は、ディスク「３」及び「４」と同様に、前述した同種のオフセットを除き、互いに同一である。残りのディスクは、全て円筒（円柱）状であり、後の表に例示される構成を有する。
【００４１】
図１７はディスク「１」及び「２」の構造を示し、該構造は、半径方向に拡張する周囲の歯を含むことが理解され、該歯は、間隙１６８で分けられた長歯１６４と短歯１６６とを含む。短歯１６６は、図１８に示され、その一側部において小さい半径１７２を持つ円筒（円柱）状の外面１７０を有する。長歯１６６は、該歯の一側部から他側部へと伸びる傾斜が付けられた外側面１７４を有する。該斜面１７４は、およそ６０度であり、図１９では５７度で示される。注意すべきことは、図１７〜１９に示されるディスクは、ロール組立体６２のディスク「１」及び「２」として機能するのみならず、ロール組立体６４におけるディスク「１」及び「２」としての役割も果たす点であり、この点に関しては更に記述はしない。
【００４２】
ロール組立体６２及びロール組立体６４の両方におけるディスク「３」及び「４」は、間隙１８２で分けられた半径方向外側に拡張する歯１８０を含む輪郭を有する。各間隙の底面１８４は、図２１で示されるよう円筒（円柱）状であり、一方、各歯１８０は傾斜が付けられた外側面１８６を有する。該外側面１８６は、おおよそ６０度の角度で傾斜され、図２２においては５７度で示される。
【００４３】
図１７及び図２０に示されるディスクは、１番ディスクが４番ディスクの間隙１８２内へと広がる長歯１６４を有し、一方、２番ディスクが３番ディスクのスロット１８２内へと広がる長歯１６４を有するように配列される。この配置構成は、図５に示されるような部分１０４、１０６、１０８、１１０の構成を準備する。
【００４４】
ロール組立体６４（図３）が図２３に示され、該組立体６４は、一般に１９０で示される上ロールと、一般に１９２で示される下ロールとを含み、これら上下ロールは、該ロール組立体６４付近に成形路５８を規定する。ロール組立体６２において「１」、「２」、「３」及び「４」で示されるディスクは、図１７〜２２に示されたもので、既述した。他の番号のディスクの全ては、おおむね円筒（円柱）状であり、下記の表に示される寸法を有する。ロール組立体６２は、ストリップ部分１００、１０２、１１２、１１４を、図６に示される構成に形成するように機能する。
【００４５】
図２４はロール組立体６６を示し、これは、上述したロール組立体と同様に、ディスクの積み重ねを含む。図２４に示されるディスクのうち、１番及び２番ディスクのみ輪郭が描かれ、残りのディスクは、下記の表に示した寸法を持つおおむね円筒状のものである。いくつかの場合、５番ディスクと同様に、角は図示のように小さい半径を有する。
【００４６】
図２５〜２７を参照して、１番及び２番ディスクはこれもまた同一であり、上述した交互配置関係における積み重ねに配置される。これらディスクの周辺部は、スロット１９６で分離された半径方向外側に拡張する歯１９４を含む。図２６は、典型的な歯１９４の断面を示し、該歯は、その一側部において小さい半径２００を持つ円筒状外側面１９８を有する。スロット１９６の底部２０２は、図２７に示されるように円筒状である。１番ディスク上の歯１９４は、２番ディスク上のスロット１９６に入り、逆もまた同様である。図２４〜２７に示されるロール組立体は、図７に示される構成を作り出すためにストリップに作用し、換言すれば、図７に示されるようなストリップ部分１０４、１０６、１０８、１１０に作用する。また、上記したロール組立体の場合と同様に、ロール組立体６６は、一般に２００で示される上ロールと、一般に２０２で示される下ロールとを含む。
【００４７】
図２８はロール組立体６８を示し、該組立体はその付近に成形路５８の一部を形成する。また、一般に２０４及び２０６によってそれぞれ示される上ロール及び下ロールが、当該ロール組立体６８を成す。ロール組立体６８は、ディスク「１」及び「２」のような、ロール組立体６６の説明に関連して上述した構成を有する輪郭を出すディスクを利用する。残りのディスクは円筒状で、表１及び２に示した寸法を有する。ディスク「１」及び「２」は、ストリップ部分１００、１０２、１１２、１１４に作用して、これら部分を図８に示される構成に配置する。両縁部が丸みを付けられた基本的に円筒状のディスクである５番ディスクは、案内目的のため、ストリップ部分１０６、１０８間のチャネル１２２（図７）に入るが、チャネル１２２の変形を防ぐため、チャネル１２２を形作らない。
【００４８】
サイジングロール組立体であるロール組立体７０が図２９に示され、該組立体７０は、上ロール２１０及び下ロール２１２を含み、該上下ロールは、好ましくはそれぞれ一体構造である。上ロール２１０は、基本的に円筒状の外側面２１４を有し、外側面２１４は、二つの離隔した半径方向外側に突出する環状の凸部２１６を含み、これら凸部２１６の半径方向外側面２２０は、基本的に円筒状であるが、丸みが付けらた角が設けられている。下ロール２１２も、おおむね円筒状の外側面２２０を含み、外側面２２０には、二つの内側に拡張する周囲の溝が設けられ、該溝は、半径方向外側に伸びる環状のリブ２２４によって分離された底面２２２を有する。リブ２２４の外径は、円筒面２２０の外径と同じである。操作において、リブ２１６は、ストリップ部分１０２及び１０４及び１１０及び１１２間の空間に入り、その一方、凸部２２４は、ストリップ部分１０６及び１０８間の間隙１２２に入る。その上、溝２２２の軸方向外側側壁は、ストリップ部分１００及び１１４と係合する。
【００４９】
実際上の成形は、ロール６０〜６８によって実現されるのに対し、図２９に示されるサイジングロール組立体７０は、最終成形フィンが所望の許容誤差の範囲内であることを保証することを企図し、すなわち、ロール組立体６２〜６８に使用される種々のディスクの積み上げの許容誤差もしくはわずかな位置合わせ不良の結果として上記成形工程から生じるいかなる欠陥をも取り除くことを企図する。この点が問題ない場合、ロール組立体７０は省かれ得る。
【００５０】
次の表１及び２は、図９〜２９にしめされた寸法を補足する。
【表１】
2005500167.tif 000003
【表２】
2005500167.tif 000004
【００５１】
もちろん、たった二つの脚部が任意のロール組立体において形成されることを念頭におきつつ、図面及び上記記載は四つの脚部の切開オフセットフィンを扱ったが、輪郭ディスクを有する追加のロール組立体を、上述しまた図面に示した上記一般のシーケンスにおいて単に追加することにより、より多い脚部を有するフィンが提供され得ることを繰り返し記載する。
【００５２】
本発明の使用は、従来のスティッチング機において得られた生産速度よりも少なくとも大きいオーダーの生産速度での切開オフセットフィンの成形をもたらすことが分かっている。従って、生産時間は、本発明の使用を通じて著しく改善される。更には、スティッチング機を使用する場合と同様にフィンの長さに制限がない。操作のまさに本質は、未定の長さのフィンが製造され得、次いで所望の長さに切断され、この所望の長さは、長い扁平管を使用する場合、スティッチング機を通じて得られるフィン長に比べ著しく長いであろう。これは、フィンの管内への挿入を簡易化し、かつ、二以上のスティッチ成形フィンをある一定の管の全長にわたって設けるために該フィンが該管に挿入される場合のフィン間の隙間が生じる可能性を除去する。これはまた、複数の内部フィン間の隙間が生じる可能性を除去することにより、内部圧力に対する管の一体性（保全性）を保証する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態によって製造された切開オフセットフィンの破断斜視図である。
【図２】熱交換器用の扁平管に結合され該管内に適合された切開オフセットフィンを示す断面図である。
【図３】本方法を実行するために使用され得る装置のいくぶん概略的な図である。
【図４】本方法の一実施形態における種々の工程の実行後に出現する、フィン形成材からなるストリップの端面図である。
【図５】本方法の一実施形態における種々の工程の実行後に出現する、フィン形成材からなるストリップの端面図である。
【図６】本方法の一実施形態における種々の工程の実行後に出現する、フィン形成材からなるストリップの端面図である。
【図７】本方法の一実施形態における種々の工程の実行後に出現する、フィン形成材からなるストリップの端面図である。
【図８】本方法の一実施形態における種々の工程の実行後に出現する、フィン形成材からなるストリップの端面図である。
【図９】フィン形成材料からなるストリップを図４の構成に形成する、図３の装置に使用される一のロール組立体の破断分解断面図である。
【図１０】図９の組立体に使用される切断輪郭ディスクを示す拡大破断側面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線にほぼ沿う断面図である。
【図１２】図１０の１２−１２線にほぼ沿う断面図である。
【図１３】図９の組立体に使用される異なる切断輪郭を示す図１０と同様の図である。
【図１４】図１３の１４−１４線にほぼ沿う拡大破断断面図である。
【図１５】図１３の１５−１５線にほぼ沿う拡大破断断面図である。
【図１６】図５に示されるフィン形状を製造するために使用されるロール組立体の構成を示す図９と同様の図である。
【図１７】図１６及び図２３に示されるロール組立体に使用される切断ディスクの曲げ輪郭の破断側面図である。
【図１８】図１７の１８−１８線に沿う拡大破断断面図である。
【図１９】図１７の１９−１９線にほぼ沿う拡大破断断面図である。
【図２０】図１６及び図２３のロール組立体に使用される切断輪郭の破断拡大図である。
【図２１】図２０の２１−２１線に沿う拡大破断図である。
【図２２】図２０の２２−２２線にほぼ沿う拡大破断断面図である。
【図２３】図６に示されたフィンストリップ構造を製造するために使用される別のロール組立体を示す図９と同様の図である。
【図２４】図７に示されたフィンストリップ構造を製造するために使用される更に別のロール組立体を示す図９と同様の図である。
【図２５】図２４及び図２８のロール組立体に使用される切断輪郭の拡大破断図である。
【図２６】図２５の２６−２６線にほぼ沿う拡大破断断面図である。
【図２７】図２５の２７−２７線にほぼ沿う拡大破断断面図である。
【図２８】ストリップを図８に示される構成に形成するために使用されるロール組立体の破断断面図である。
【図２９】フィンストリップが図８に示される構成に成形された後、該フィンストリップをサイジングするために使用されるロール組立体の拡大分解破断断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２０  第１脚部
２２  第２脚部
２４  第３脚部
２６  第４脚部
２８、３０  クレスト／頂部
３６  クレスト／底部
３８  扁平管
５２  フィン形成ストリップ材
５６  ストリップ
５８  成形路
６０、６２、６４、６６、６８、７０  ロール成形組立体
８８、９０、９２、９４、９６  クラウン
【国際公開パンフレット】
2005500167.tif 000005
2005500167.tif 000006
2005500167.tif 000007
2005500167.tif 000008
2005500167.tif 000009
2005500167.tif 000010
2005500167.tif 000011
2005500167.tif 000012
2005500167.tif 000013
2005500167.tif 000014
2005500167.tif 000015
2005500167.tif 000016
2005500167.tif 000017
2005500167.tif 000018
2005500167.tif 000019
2005500167.tif 000020
2005500167.tif 000021
2005500167.tif 000022
2005500167.tif 000023
2005500167.tif 000024
2005500167.tif 000025
2005500167.tif 000026
2005500167.tif 000027
2005500167.tif 000028
2005500167.tif 000029
2005500167.tif 000030
2005500167.tif 000031
2005500167.tif 000032
2005500167.tif 000033
2005500167.tif 000034
2005500167.tif 000035
2005500167.tif 000036
2005500167.tif 000037
2005500167.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月27日(2003.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に使用するための切開オフセットフィンを製造する方法であって、
ａ）ほぼ平坦な細長く薄いストリップを、成形路に沿って該ストリップの長手である縦方向に前進させ、
ｂ）前記成形路において、
ｉ）前記ストリップに複数列の短間隔スリットを形成し、ここで、該列はストップの縦方向に伸び、かつ、スリットは該ストリップの縦方向に対しほぼ横方向にあり、
ii）各列における隣り合うスリット間に、ストリップ面から反対方向に拡張するクラウンを交互に形成して、隣り合う列の隣り合うクラウン間のストリップ部分が脚部へと成形されるように、隣り合う列における隣り合うクラウンもストリップ面から反対方向に拡張し、脚部は、該脚部と各列のクラウンとが、ストリップの縦方向に沿って該縦方向に対する横方向に互い違いとなるように、隣り合う列において隣り合う反対側に向けられたクラウン間に延在して該クラウン間をつなぎ、
iii）前記脚部がストリップ面に対し大鋭角で延在するまで前記ストリップ部分を曲げ、その際、該ストリップ部分に対する曲げを、一時にせいぜい前記列のうちの二列に制限することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記工程ｂ）のiii）は、前記ストリップ部分がストリップ面をほぼ横断する方向に延在する脚部を規定するまで、複数の少なくとも二つの連続する段階において前記ストリップ部分を曲げる工程を含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記ストリップは未定の長さであり、前記工程ｂ）のiii）の後、ストリップを所望の長さの区分に切断する工程ｃ）が行われる請求項２の方法。
【請求項４】
前記工程ｂ）のiii）の後で工程ｃ）の前に、工程ｂ）のiii）によって得られた伸長切開オフセットフィンをサイジングする工程が行われる請求項３の方法。
【請求項５】
前記大鋭角は約９０度である請求項１の方法。
【請求項６】
前記二つの連続する段階の主要なものは、前記ストリップ部分を実質的に前記大鋭角未満の鋭角まで曲げること、及び、その後、該大鋭角へと曲げることを含む請求項２の方法。
【請求項７】
前記工程ｂ）のｉ）及びｂ）のii）は同時に行われる請求項１の方法。
【請求項８】
前記工程ｂ）はロール成形装置によって行われる請求項１の方法。
【国際調査報告】
2005500167.tif 000039
2005500167.tif 000040
2005500167.tif 000041
2005500167.tif 000042
2005500167.tif 000043