(57)【要約】【課題】扁平形状伝熱管がフィンカラーを押し開く際に、フィンカラーのみならずフィンベース面にも反りが発生する影響で、所期のフィンカラーと扁平形状伝熱管との密着が得られないという課題がある。【解決手段】帯板状に成形されたプレートフィン１の長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィン１のフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部２を有し、上記伝熱管挿通部２には上記伝熱管挿通部２の周縁部に沿って扁平形状伝熱管４の外周部と沿う形状のフィンカラー７が設けられ、上記フィンカラー７のフィンカラー根元部１０の肉厚が上記プレートフィン１のフィンベース面１ａの肉厚よりも薄くなるよう成形されているものである。【選択図】図６
2011127867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の肉厚が上記プレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されていることを特徴とする熱交換器用フィン。
【請求項２】
帯板状に成形された板厚ｔのプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を４ｔ以下としつつ上記プレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されていることを特徴とする熱交換器用フィン。
【請求項３】
上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径はｔ〜３ｔであることを特徴とする請求項２記載の熱交換器用フィン。
【請求項４】
帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部と上記プレートフィンのフィンベース面との間が少なくとも一つの傾斜部を有していることを特徴とする熱交換器用フィン。
【請求項５】
上記フィンカラーは、断面Ｕ字形状に構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器用フィン。
【請求項６】
扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーの肉厚が上記プレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形された板厚ｔのプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を４ｔ以下としつつ上記プレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径はｔ〜３ｔであることを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】
扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部と上記プレートフィンのフィンベース面との間に少なくとも一つの傾斜部を有している熱交換器用フィンとを備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
上記フィンカラーは、断面Ｕ字形状に構成されたことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を成形する工程と、上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周面と沿う平面部を有する形状のフィンカラーを成形する工程と、上記フィンカラーの平面部と上記扁平形状伝熱管の外周面との間に接着剤を充填して上記フィンカラーと上記扁平形状伝熱管とを接合する工程とを備えたことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和機や冷凍機などに使用される例えばフィン・チューブ型の熱交換器に関し、その熱交換器用フィンおよび熱交換器とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の例えば空気調和機などに搭載される熱交換器の一形態として、帯板状に成形されたフィンと扁平形状の断面を有する伝熱管とを組み合わせてなるフィン・チューブ型熱交換器がある。
【０００３】
図１４〜図１８は従来のフィン・チューブ型熱交換器を示し、図１４は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーと扁平形状伝熱管を示す断面図である。図１５は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーが成形されたプレートフィンを示す斜視図である。図１６は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラー部を示す斜視図である。図１７は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるのフィンカラーと扁平形状伝熱管との接触状態を示す断面図である。図１８は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーと扁平形状伝熱管の接触状態を示す断面図である。
【０００４】
これら各図において、熱交換器用フィンとなるプレートフィン５０には扁平形状伝熱管５１が挿通される長孔状の伝熱管挿通部５２が形成されている。この伝熱管挿通部５２の周縁部の内、両長辺に沿ってそれぞれフィンカラー５３がフィンベース面５４より折り曲げられて成形されている。伝熱管挿通部５２の長手方向の両端側には伝熱管突き当り部５５が形成されている。
【０００５】
また、図１６に示すように、フィンカラー５３の長手方向の両端側に折り曲げ片５６を設けて、扁平形状伝熱管５１をフィンカラー５３および折り曲げ片５６で囲うようにすることも可能である。
【０００６】
ところで、伝熱管挿通部５２の幅寸法、すなわち、相対するフィンカラー５３のフィンカラー先端部５３ａ間の寸法ｄ０と扁平形状伝熱管５１の厚さ寸法Ｄａとの関係は、Ｄａ＞ｄ０となる。
【０００７】
したがって、図１４の状態において、扁平形状伝熱管５１を伝熱管挿通部５２に挿通してフィンカラー５３のフィンカラー先端部５３ａ間に押圧してさらに挿通させることにより、図１７に示すように、扁平形状伝熱管５１はフィンカラー５３のフィンカラー先端部５３ａ間に接触して配置される。
【０００８】
また、室内機向け熱交換器用のプレートフィン５０には、プレートフィン５０表面に結露した水滴が製品の送風口から飛び出すこと（露飛び）を防止するために、プレートフィン５０表面への親水性膜コーティングが必要とされている。扁平形状伝熱管５１とプレートフィン５０の接合をろう付けで行う場合、ろう材の溶融温度が親水性膜の溶融温度よりも高いため、ろう付けを行った後、プレートフィン５０表面へ親水性膜を塗布するポストコート加工工程が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１５４９９２号公報
【特許文献２】特開平９−３２４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の帯板状に成形された熱交換器用のプレートフィンと扁平形状の断面を有する扁平形状伝熱管とを組み合わせてなるフィン・チューブ型熱交換器において、プレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で扁平形状伝熱管５１を挿通するための伝熱管挿通部５２が設けられ、上記伝熱管挿通部５２の入り口部の開口幅Ｆは、図１４に示すように、扁平形状伝熱管５１の厚さ寸法Ｄａよりも大きく成形されるとともに、その周縁に沿ってフィンカラー５３を備え、さらに上記フィンカラー５３はフィンカラー先端部５３ａに向かって扁平形状伝熱管５１の厚さ寸法Ｄａよりも窄まるよう成形され、扁平形状伝熱管５１の挿通時に扁平形状伝熱管５１が上記フィンカラー５３のフィンカラー先端部５３ａを押し開くことで、扁平形状伝熱管５１の外面とフィンカラー５３との接触を得る構成となっていた。
【００１１】
しかしながら、伝熱管挿通部５２の入り口部の開口幅Ｆが扁平形状伝熱管５１の厚さ寸法Ｄａよりも大きく成形されるので、図１７に示すように、フィンカラー５３のフィンカラー先端部５３ａしか扁平形状伝熱管５１と接触しないうえ、必ずしもフィンカラー５３が扁平形状伝熱管５１の外面に沿わず、所期のフィンカラー５３と扁平形状伝熱管５１との密着を得られないという問題があった。
【００１２】
また、扁平形状伝熱管５１がフィンカラー５３を押し開く際に、図１８に示すように、フィンカラー５３のみならずフィンベース面５４にも反りが発生する影響で、所期のフィンカラー５３と扁平形状伝熱管５１との密着が得られないという問題があった。
【００１３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、扁平形状伝熱管とプレートフィンとを容易に組立ることができ、しかもプレートフィンの歪みを抑制するとともにフィンカラーと扁平形状伝熱管とを良好に密着させ、熱交換効率に優れた熱交換器用フィンおよび熱交換器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】
【００１４】
この発明に係わる熱交換器用フィンは、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の肉厚が上記プレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されているものである。
【００１５】
この発明に係わる熱交換器用フィンは、帯板状に成形された板厚tのプレートフィンの
長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を４ｔ以下としつつ上記プレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されているものである。
【００１６】
この発明に係わる熱交換器用フィンは、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部と上記プレートフィンのフィンベース面と
の間が少なくとも一つの傾斜部を有しているものである。
【００１７】
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーの肉厚が上記プレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたものである。
【００１８】
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形された板厚tのプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記
プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を４ｔ以下としつつ上記プレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたものである。
【００１９】
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部と上記プレートフィンのフィンベース面との間が少なくとも一つの傾斜部を有している熱交換器用フィンとを備えたものである。
【００２０】
この発明に係わる熱交換器の製造方法は、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を成形する工程と、上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周面と沿う平面部を有する形状のフィンカラーを成形する工程と、上記フィンカラーと上記扁平形状伝熱管の外周部との間に接着剤を充填して上記フィンカラーと上記扁平形状伝熱管とを接合する工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを設け、そのフィンカラーのフィンカラー根元部の肉厚をプレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形したことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができる。
【００２２】
この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを設け、そのフィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を４ｔ以下としつつプレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形したことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができる。
【００２３】
この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを設け、そのフィンカラーのフィンカラー根元部とプレートフィンのフィンベース面との間に少なくとも一つの傾斜部を設けたことにより、フ
ィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができる。
【００２４】
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状伝熱管と、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、そのフィンカラーの肉厚がプレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【００２５】
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状伝熱管と、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、そのフィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を４ｔ以下としつつプレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【００２６】
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状伝熱管と、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、そのフィンカラーのフィンカラー根元部とプレートフィンのフィンベース面との間が少なくとも一つの傾斜部を有している熱交換器用フィンとを備えたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【００２７】
この発明に係わる熱交換器の製造方法は、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを成形し、フィンカラーの平面部と扁平形状伝熱管の外周面との間に接着剤を充填してフィンカラーと扁平形状伝熱管とを接合するようにしたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器を示す概観斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの成形工程であって、伝熱管挿通部の成形を示す概観斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器における扁平形状伝熱管を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
【００２９】
【図７】この発明の実施の形態２に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
【００３０】
【図１０】この発明の実施の形態３に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係わるフィン・チューブ型熱交換器を示す概観斜視図である。
【００３１】
【図１４】従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーと扁平形状伝熱管を示す断面図である。
【図１５】従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーが成形されたプレートフィンを示す斜視図である。
【図１６】従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラー部を示す斜視図である。
【図１７】従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるのフィンカラーと扁平形状伝熱管との接触状態を示す断面図である。
【図１８】従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーと扁平形状伝熱管の接触状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図６に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器を示す概観斜視図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの成形工程であって、伝熱管挿通部の成形を示す概観斜視図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。図５はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器における扁平形状伝熱管を示す断面図である。図６はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
【００３３】
この発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器１は、図１に示すとおり、帯板状に成形されたプレートフィン１が長手方向に沿って所定の間隔ＦＰで複数積層されて配設されるとともに長手方向に所定の間隔ＤＰで伝熱管挿通部２が設けられた帯板状の熱交換器用フィン３と、上記伝熱管挿通部２に所定の間隔ＤＰで挿通される扁平形状の断面を有する扁平形状伝熱管４と、上記扁平形状伝熱管４の端部に接続され扁平形状伝熱管４とともに冷媒流通回路を形成する分配管５とから構成される。
【００３４】
上記構成において、プレートフィン１の板厚tならびに熱交換器用フィン３の積層間隔
ＦＰならびに扁平形状伝熱管４の間隔ＤＰは熱交換器の特性によって決められ、一般的に、プレートフィン１の板厚tは０．０９ｍｍ〜０．２ｍｍ、熱交換器用フィン３の積層間隔ＦＰは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ、扁平形状伝熱管４の間隔ＤＰは５．０ｍｍ〜２０．０ｍｍである。上記プレートフィン１の隣り合う伝熱管挿通部２の間には、プレートフィン１と空気との熱交換を促進する目的でスリット６が切り起こし成形されることが望ましく、スリット６の高さｈは熱交換器用フィン３の積層間隔ＦＰの概略半分であることが望ましい。
【００３５】
また、上記プレートフィン１の表面には、防食、防汚や親水もしくは撥水を目的とした樹脂コーティングが施されていることが望ましい。上記樹脂コーティングは、扁平形状伝熱管４を挿通するときのプレートフィン１と扁平形状伝熱管４との摩擦抵抗を軽減し組立性を向上する効果もある。
【００３６】
さらに、上記プレートフィン１と上記扁平形状伝熱管４とは接着剤によって接合される。接着剤によって接合することで、上述した従来のように、プレートフィン５０のフィンカラー５３と扁平形状伝熱管５１とをろう付する場合に不可欠だった炉が不要となるので、環境負荷が少なく低コストで熱交換器を製造できるようになる。
【００３７】
また、プレートフィン１がろう付時の高温に曝されなくなるため、予め樹脂コーティングを施したプレコートフィン材を用いることができ、従来のように組立後にコーティングを施すポストコート工程が不要となるため製造工程を短縮できるという効果がある。
【００３８】
一方、熱交換器の性能を考慮すると、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４とを接着剤で接合する場合、金属接合ではないためプレートフィン１と扁平形状伝熱管４との間の熱伝達は両者の接触面積および接触面に塗布される接着剤の厚さに大きな影響を受ける。そのため、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４は十分な接触面積と所定の厚さの接着剤による密着を得る必要がある。
【００３９】
上述した従来のように、プレートフィン５０のフィンカラー５３と扁平形状伝熱管５１とをろう付で接合する場合、ろう付で金属接合が得られるので、プレートフィン５０のフィンカラー５３と扁平形状伝熱管５１との間の熱伝達は両者の接触面積や伝熱管挿通部５２のクリアランスに影響されず、少なくともろう付可能なクリアランスさえ確保されていれば十分であった。そのため、従来の熱交換器用フィンの構造、ならびに熱交換器及び熱交換器の製造方法ではプレートフィンと伝熱管の密着性について十分配慮されていなかった。
【００４０】
図２はこの発明の実施の形態１に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。この発明の実施の形態１に係わる熱交換器用フィン３のプレートフィン１の材料は、主としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金を原料とする厚さが例えば０．０９〜０．２ｍｍの薄板で帯板状に成形されており、表面に防食や防汚や親水もしくは撥水を目的とした表面処理膜が施されていることが望ましい。
【００４１】
上記プレートフィン１のフィンベース面１ａには、扁平形状伝熱管４を挿通するための伝熱管挿通部２が上記プレートフィン１の長手方向に所定の間隔ＤＰで設けられ、上記伝熱管挿通部２は扁平形状伝熱管４の外周面に概略沿う形状であるとともに、一端側がプレートフィン１のフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状に構成されている。
また、上記伝熱管挿通部２の周縁に沿って上記扁平形状伝熱管４の外周面と沿う形状のフィンカラー７が成形される。このフィンカラー７は断面Ｕ字形状に構成されている。
【００４２】
さらに、隣り合う伝熱管挿通部２の間にはフィンベース面１ａよりスリット６が切り起こし成形されており、スリット６のフィンベース面１ａから切り起こされる高さはプレートフィン１の積層間隔ＦＰの概略半分であることが望ましい。
プレートフィン１の伝熱管挿通部２に成形されるフィンカラー７の高さは、複数積層されるプレートフィン１の間隔ＦＰを超えない範囲でＦＰとほぼ等しい高さであることが望ましい。
フィンカラー７の高さを、ＦＰを超えない範囲で十分高くすることによって、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４との密着面積を広くでき、伝熱性能を良好にすることができ
る。
【００４３】
また、図３、図４に示すように、上記フィンカラー７は、プレートフィン１のフィンベース面１ａに下孔８を成形するとともに、上記下孔８の周縁部９を扁平形状伝熱管４の外周部に沿う形状で所定の曲げ半径Ｒと曲げ角度θでプレートフィン１のフィンベース面１ａより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも、フィンカラー根元部１０の肉厚がプレートフィン１のフィンベース面１ａの肉厚ｔよりも薄くなるよう成形される。
また、フィンカラー７の成形に伴い伝熱管突き当り部１１も成形される。なお、フィンカラー根元部１０とフィンカラー７のフィンカラー先端部７ａとの間にフィンカラー平面部１２が形成される。
【００４４】
ところで、図５に示すように、扁平形状伝熱管４の短軸幅をＤａとし、図４に示すように、伝熱管挿通部２のフィンカラー７位置をＤｃとすると、Ｄｃ＝Ｄａ±２ｔであることが望ましい。曲げ半径Ｒは例えば０．３ｍｍ〜０．１ｍｍであり、曲げ角度θは例えば６０°〜８０°である。伝熱管挿通部２を扁平形状伝熱管４の外周部に沿う形状としつつ、フィンカラー７のフィンカラー根元部１０の曲げ半径Ｒを小さくすることにより、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２が広くなって、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との間の密着面積が著しく増大して熱伝達率が向上するという効果がある。ただし、フィンカラー７の成形時にフィンカラー７のフィンカラー根元部１０が破断しないような曲げ半径Ｒにより成形する。なお、曲げ半径Ｒは４ｔ以下であれば所期の目的を達成することができる。
なお、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との密着性が良いほど熱交換性能が優れている。そして、フィンカラー根元部１０の曲げ半径Ｒは小さすぎると、フィンカラー７に亀裂が発生する可能性がありフィンカラー７の成形が困難となる。一方、曲げ半径Ｒを大きくすると、フィンカラー７の直線部分であるフィンカラー平面部１２の長さが短くなるため、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との密着面積が減少することによって熱交換性能が低下することとなる。したがって、フィンカラー７のフィンカラー根元部１０における曲げ半径Ｒはｔ〜３ｔが好ましい。
【００４５】
フィンカラー７がプレートフィン１のフィンベース面１ａに対して所定の曲げ角度を有することによって、図６に示すように、扁平形状伝熱管４を伝熱管挿通部２に矢印Ａ方向に挿通したときに、フィンカラー７は扁平形状伝熱管４に押し広げられるとともに、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着する。
【００４６】
フィンカラー根元部１０をプレートフィン１のフィンベース面１ａよりも薄くすることにより、扁平形状伝熱管４がフィンカラー７を押し広げる際の曲げモーメントがフィンカラー根元部１０に集中し、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２およびプレートフィン１のフィンベース面１ａの歪みを抑制することができ、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４の密着性を著しく良好にし、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との熱伝達性能を向上するとともに積層されたプレートフィン１の間の通風抵抗を低減する効果がある。
【００４７】
また、フィンカラー７の曲げ角度θは、大きすぎると扁平形状伝熱管４を伝熱管挿通部２に挿通したときに、フィンカラー７が反り返るため密着性が悪くなったり、曲げ角度θが小さすぎると扁平形状伝熱管４の挿入力が過大となって組み立て性が悪化する他、プレートフィン１にひずみが生じてフィンカラー７と扁平形状伝熱管４の密着性が悪くなったりしないような、フィンカラー７の曲げ角度θで成形する。
【００４８】
上記フィンカラー７の形状に関して、扁平形状伝熱管４の側面部はプレートフィン１のフィンベース面１ａよりフィンカラー７が折り曲げ成形され、さらに伝熱管挿通部２の伝
熱管突き当り部１１についても扁平形状伝熱管４の曲面に沿う形状でプレートフィン１のフィンベース面１ａよりフィンカラー７がバーリング成形されることが望ましい。上述した従来のものは、図１５に示すように、伝熱管挿通部５２に立設されるフィンカラー５３は、主として扁平形状伝熱管５１の長辺側面のみにフィンベース面５４より折り曲げ成形されており、プレートフィン５０と扁平形状伝熱管５１との熱伝達のムラに対して十分配慮されていなかった。しかし、この実施の形態１においては、上記のようにフィンカラー７が断面Ｕ字状に扁平形状伝熱管４を囲うことで、扁平形状伝熱管４とプレートフィン１との間の熱伝達のムラが無くなり、熱交換効率を改善することができる。
【００４９】
また、上述した従来の図１６に示すように、伝熱管挿通部５２の扁平形状伝熱管５１の短辺側面に折り曲げ片５６が成形されている場合においても、折り曲げ片５６は扁平形状伝熱管５１に沿う形状ではなくプレートフィン５０と扁平形状伝熱管５１との熱伝達は十分でなかった。しかし、この実施の形態１においては、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着しており、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４との熱伝達効率を著しく向上させることができる。
【００５０】
さらに、この発明の実施の形態１のフィン・チューブ型熱交換器に使用される扁平形状伝熱管４の材料は、主としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金を材料としている。そして、長手方向に垂直な断面が図５に示すような略長円形の扁平形状で構成されている。この扁平形状伝熱管４は、内部に隔壁１３を有する多穴管であることが望ましい。冷媒流路１４の数および隔壁１３の厚さは、内部を流通する冷媒の圧力および熱交換器の特性によって決められる。多穴管を用いることで扁平形状伝熱管４の内面と冷媒との接触面積が増えるため熱交換効率が良くなる。
【００５１】
なお、図１に示すフィン・チューブ型熱交換器はＵ字状にヘアピン曲げ加工された扁平形状伝熱管４が２本備えられている場合について述べているが、扁平形状伝熱管４の数およびヘアピン曲げ加工の有無は熱交換器の特性によって決められる構成である。
【００５２】
以上のように、この実施の形態１によれば、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着させることができ、それらフィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面との間に接着剤を介して強固に固着させることができるので、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４との熱伝達効率を著しく向上させることができるフィン・チューブ型熱交換器を得ることができる。
【００５３】
実施の形態２.
この発明の実施の形態２を図７〜図９に基づいて説明する。図７はこの発明の実施の形態２に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。図８はこの発明の実施の形態２に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。図９はこの発明の実施の形態２に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
【００５４】
上述した実施の形態１における熱交換器用フィン３においては、フィンカラー７のフィンカラー根元部１０の肉厚をプレートフィン１のフィンベース面１ａの肉厚よりも薄くするように成形した場合について述べたが、この発明の実施の形態２においては、フィンカラー７のフィンカラー根元部１０を薄くすることによりフィンカラー７を成形するようにしたものである。
【００５５】
そこで、この発明の実施の形態２におけるフィン・チューブ型熱交換器では、上記熱交換器用フィン３の伝熱管挿通部２に成形されるフィンカラー７が、プレートフィン１のフィンベース面１ａに下孔８を成形するとともに、上記下孔８の周縁部９を扁平形状伝熱管４の外周部に沿う形状で所定の曲げ半径Ｒと曲げ角度θでプレートフィン１のフィンベース面１ａより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも、フィンカラー根元部１５の曲げ半径Ｒとしつつ、プレートフィン１のフィンベース面１ａに向ってしだいに大きな曲げ半径で接続するよう成形される。このように成形することで、フィンカラー根元部１５の肉厚を薄くすることなくフィンカラー７を成形することができるので、フィンカラー根元部１５が破断することは全くなく信頼性の高いものとなる。
【００５６】
ところで、図９に示すように、扁平形状伝熱管４の短軸幅をＤａとし、図８に示すように、伝熱管挿通部２のフィンカラー７位置をＤｃとすると、Ｄｃ＝Ｄａ±２ｔであることが望ましい。曲げ半径Ｒは例えば０．３ｍｍ〜０．１ｍｍであり、曲げ角度θは例えば６０°〜８０°である。伝熱管挿通部２を扁平形状伝熱管４の外周部に沿う形状としつつ、フィンカラー７のフィンカラー根元部１５の曲げ半径Ｒを小さくすることにより、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２が広くなって、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との間の密着面積が著しく増大して熱伝達率が向上するとともに、フィンカラー７からプレートフィン１のフィンベース面１ａまでの熱抵抗が減少するため、熱交換性能が向上するという効果がある。ただし、曲げ半径Ｒを小さくしすぎて、フィンカラー７の成形時にフィンカラー７のフィンカラー根元部１５が破断しないような曲げ半径Ｒにより成形する。なお、曲げ半径Ｒは４ｔ以下であれば所期の目的を達成することができる。
【００５７】
フィンカラー７がプレートフィン１のフィンベース面１ａに対して所定の曲げ角度を有することによって、扁平形状伝熱管４を伝熱管挿通部２に挿通したときに、フィンカラー７は扁平形状伝熱管４に押し広げられるとともに、図９に示すように、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着する。
【００５８】
フィンカラー７のフィンカラー根元部１５の曲げ半径Ｒとしつつプレートフィン１のフィンベース面１ａに向ってしだいに大きな曲げ半径で接続するようフィンカラー７を成形することにより、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２の面積を広く保ち、しかも、扁平形状伝熱管４がフィンカラー７を押し広げる際の曲げモーメントがプレートフィン１のフィンベース面１ａで分散されるため、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２およびプレートフィン１のフィンベース面１ａの歪みを抑制することができ、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４の密着性を著しく良好にし、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との熱伝達性能を向上するとともに積層されたプレートフィン１の間の通風抵抗を低減する効果がある。
【００５９】
また、フィンカラー７の曲げ角度θは、大きすぎると扁平形状伝熱管４を伝熱管挿通部２に挿通したときに、フィンカラー７が反り返るため密着性が悪くなったり、曲げ角度θが小さすぎると扁平形状伝熱管４の挿入力が過大となって組み立て性が悪化する他、プレートフィン１にひずみが生じてフィンカラー７と扁平形状伝熱管４の密着性が悪くなったりしないような、フィンカラー７の曲げ角度θで成形する。
【００６０】
以上のように、この実施の形態２によれば、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着させることができ、それらフィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面との間に接着剤を介して強固に固着させることができるので、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４との熱伝達効率を著しく向上させることができるフィン・チューブ型熱交換器を得ることができる。
【００６１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１０〜図１２に基づいて説明する。図１０はこの発明の実施の形態３に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。図１１はこの発明の実施の形態３に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。図１２はこの発明の実施の形態３に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
【００６２】
この発明の実施の形態３におけるフィン・チューブ型熱交換器では、上記熱交換器用フィン３の伝熱管挿通部２に成形されるフィンカラー７が、プレートフィン１のフィンベース面１ａに下孔８を成形するとともに、上記下孔８の周縁部９を扁平形状伝熱管４の外周部に沿う形状で所定の曲げ半径Ｒと曲げ角度θでプレートフィン１のフィンベース面１ａより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも、フィンカラー根元部１６の曲げ半径Ｒ１としつつ、フィンカラー根元部１６とプレートフィン１のフィンベース面１ａとが少なくとも一段階の傾斜部１７で接続されるように成形される。このように成形することで、フィンカラー根元部１６の肉厚を薄くすることなくフィンカラー７を成形することができるので、フィンカラー根元部１６が破断することは全くなく信頼性の高いものとなる。
【００６３】
そして、曲げ半径Ｒ１は例えば０．３ｍｍ〜０．１ｍｍであり、曲げ角度θは例えば６０°〜８０°である。プレートフィン１のフィンベース面１ａから傾斜部１７に接続する折り曲げ部１８の曲げ半径Ｒ２はＲ２≧Ｒ１である。伝熱管挿通部２を扁平形状伝熱管４の外周部に沿う形状としつつ、フィンカラー７のフィンカラー根元部１６の曲げ半径を小さくすることにより、フィンカラー７の平面部１２の面積が広くなって、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との間の密着面積が著しく増大して熱伝達率が向上するとともに、フィンカラー７からプレートフィン１のフィンベース面１ａまでの熱抵抗が減少するため、熱交換性能が向上するという効果がある。ただし、曲げ半径を小さくしすぎると、フィンカラー７の成形時にフィンカラー７のフィンカラー根元部１６が破断しないような曲げ半径により成形する。なお、曲げ半径は４ｔ以下であれば所期の目的を達成することができる。
【００６４】
フィンカラー７がプレートフィン１のフィンベース面１ａに対して所定の曲げ角度を有することによって、扁平形状伝熱管４を伝熱管挿通部２に挿通したときに、フィンカラー７は扁平形状伝熱管４に押し広げられるとともに、図１２に示すように、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着する。
【００６５】
フィンカラー７のフィンカラー根元部１５の曲げ半径Ｒ１としつつ、フィンカラー根元部１６とプレートフィン１のフィンベース面１ａとの間が少なくとも一段階の傾斜部１７で接続されるようにフィンカラー７を成形することにより、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２の面積を広く保ち、しかも、扁平形状伝熱管４がフィンカラー７を押し広げる際の曲げモーメントがフィンカラー根元部１５とその周縁の傾斜部１７で受け持たれるため、フィンカラー７のフィンカラー平面部１２およびプレートフィン１のフィンベース面１ａの歪みを抑制することができ、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４の密着性を著しく良好にし、フィンカラー７と扁平形状伝熱管４との熱伝達性能を向上するとともに積層されたプレートフィン１の間の通風抵抗を低減する効果がある。
【００６６】
また、フィンカラー７の曲げ角度θは、大きすぎると扁平形状伝熱管４を伝熱管挿通部２に挿通したときに、フィンカラー７が反り返るため密着性が悪くなったり、曲げ角度θ
が小さすぎると扁平形状伝熱管４の挿入力が過大となって組み立て性が悪化する他、プレートフィン１にひずみが生じてフィンカラー７と扁平形状伝熱管４の密着性が悪くなったりしないような、フィンカラー７の曲げ角度θで成形する。
【００６７】
以上のように、この実施の形態３によれば、フィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着させることができ、それらフィンカラー７の内面であるフィンカラー平面部１２は扁平形状伝熱管４の外面との間に接着剤を介して強固に固着させることができるので、プレートフィン１と扁平形状伝熱管４との熱伝達効率を著しく向上させることができるフィン・チューブ型熱交換器を得ることができる。
【００６８】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図１３に基づいて説明する。図１３はこの発明の形態４に係わるフィン・チューブ型熱交換器を示す概観斜視図である。
【００６９】
図１３はこの発明の実施の形態４に係るフィン・チューブ型熱交換器２００を示している。このフィン・チューブ型熱交換器２００、上述したした実施の形態１において記載の分配管５の代替としてヘッダ１９を用いても上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７０】
このヘッダ１９は例えば、配管接続部２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられ、ヘッダ２０の内部は例えば、配管接続部２０ａと配管接続部２０ｂとの間、および配管接続部２０ｂと配管接続部区画２０ｃとの間が図示しない仕切り部材により区画され、冷媒を配管接続部２０ａと配管接続部２０ｃから扁平形状伝熱管４を流通させた後、配管接続部２０ｂから排出させたり、あるいは、冷媒を配管接続部２０ｂをから扁平形状伝熱管４を流通させた後、配管接続部２０ａと配管接続部２０ｃから排出するようにしてもよく、このように冷媒がヘッダ１９の内部で攪拌することができ、冷媒の分配のムラが抑制され熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
この発明は、空気調和機や冷凍機などに使用される例えばフィン・チューブ型の熱交換器に関し、熱交換性能に優れた熱交換器用フィンおよび熱交換器の実現に好適である。
【符号の説明】
【００７２】
１  プレートフィン
１ａ  フィンベース面
２  伝熱管挿通部
３  熱交換器用フィンカラー
４  扁平形状伝熱管
７  フィンカラー
１０  フィンカラー根元部
１２  平面部
１５  フィンカラー根元部
１６  フィンカラー根元部
１７  傾斜部
【図１】
2011127867.tif 000003
【図２】
2011127867.tif 000004
【図３】
2011127867.tif 000005
【図４】
2011127867.tif 000006
【図５】
2011127867.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2011127867.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011127867.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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