(57)【要約】【課題】拡管を不要にして容易に作製できると共に、伝熱効率の向上が図れるフィン・アンド・チューブ型熱交換器及びその製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウム製の複数の板状のフィン２と、各フィン２に設けられた挿通孔２１に挿通されるアルミニウム製の円形状の冷媒管３と、を具備するフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、冷媒管３は、該冷媒管３の長手方向と直交する断面が仕切り壁３１（熱伝導部）によって区画された複数の流路３２を有しており、冷媒管３の表面に塗布された接着剤４を介してフィン２と冷媒管３とを接合する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製の複数の板状のフィンと、各フィンに設けられた挿通孔に挿通されるアルミニウム製の円形状の冷媒管と、を具備するフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、
上記冷媒管は、該冷媒管内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有しており、
上記冷媒管の表面に塗布された接着剤を介して上記フィンと上記冷媒管とを接合してなる、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、
上記熱伝導部は、上記冷媒管の長手方向と直交する断面を区画する仕切り壁にて形成される、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、
上記熱伝導部は、上記冷媒管の内周面に設けられる内周溝にて形成される、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、
上記冷媒管の表面に、該冷媒管の長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝を設けた、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、
上記フィンは、表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する皮膜が塗布されたプレコートフィンである、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、
上記冷媒管の表面に熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を塗布した後、上記接着剤を乾燥させる工程と、
上記フィンに設けられた挿通孔に上記冷媒管を挿通して組み付ける工程と、
上記フィンと冷媒管の組付け体を、上記接着剤が溶融する温度に加熱して、上記フィンの挿通孔内面と上記冷媒管表面との間に接着剤を充填させる工程と、
上記組付け体を冷却して、上記接着剤を固化させることにより、上記フィンと上記冷媒管を接合する工程と、を備える、
ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、
上記冷媒管の表面に２液反応型の接着剤を塗布する工程と、
上記２液反応型の接着剤が固化する前に、上記フィンに設けられた挿通孔に上記冷媒管を挿通して組み付ける工程と、
上記２液反応型の接着剤の固化により、上記フィンと上記冷媒管を接合する工程と、を備える、
ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型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、フィン・アンド・チューブ型熱交換器及びその製造方法に関するもので、更に詳細には、アルミニウム製の板状フィンとアルミニウム製の円形状の冷媒管とを具備するフィン・アンド・チューブ型熱交換器及びその製造方法に関するものである。ここで、アルミニウムとはアルミニウム合金を含む意味である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特にルームエアコン分野においては、フィン・アンド・チューブ型熱交換器が用いられている。この種のフィン・アンド・チューブ型熱交換器は、複数の挿通孔が設けられた板状のフィンを積層し、冷媒管を挿通孔に挿通させ、機械的に冷媒管を拡管することで、フィンと冷媒管を固定することによって作製されている。
【０００３】
また、この種のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を蒸発器として使用する場合、フィンの表面に凝縮水が付着し、通気を妨げ熱交換を低下させると共に、水による熱交換器の腐食の問題がある。そのため、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器では、フィンに表面処理を施して親水性あるいは撥水性の機能、及び耐水性の機能を付与している。
【０００４】
従来のこの種のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として、アルミニウム製のフィンに円形の挿通孔を設け、各フィンの挿通孔に銅製あるいはアルミニウム製の円形状の冷媒管(伝熱管)を挿通して拡管にて組み付け、接着剤にて固着するものが知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
特許文献１に記載のものにおいて、冷媒管(伝熱管)を銅に比べて熱伝導率の低いアルミニウム製材料にて形成する場合は、管内熱伝達率を有利にするために、管内面に多数の溝が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−５２７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のものにおいては、フィンと冷媒管を拡管にて組み付けるため、管内面に多数の溝が形成されているアルミニウム製の冷媒管の場合は、拡管することで溝を形成する凸条部が潰れてしまい、伝熱性が低下する懸念がある。また、拡管のための設備や装置が必要となる上、製造工程が増える懸念がある。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、拡管を不要にして容易に作製できると共に、伝熱効率の向上が図れるフィン・アンド・チューブ型熱交換器及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、この発明のフィン・アンド・チューブ型熱交換器は、アルミニウム製の複数の板状のフィンと、各フィンに設けられた挿通孔に挿通されるアルミニウム製の円形状の冷媒管と、を具備するフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、上記冷媒管は、該冷媒管内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有しており、上記冷媒管の表面に塗布された接着剤を介して上記フィンと上記冷媒管とを接合してなる、ことを特徴とする（請求項１）。この場合、上記熱伝導部は、上記冷媒管の長手方向と直交する断面を区画する仕切り壁にて形成（請求項２）するか、あるいは、上記冷媒管の内周面に設けられる内周溝にて形成（請求項３）することができる。
【００１０】
このように構成することにより、冷媒管は、該冷媒管内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有するので、アルミニウム製の冷媒管の管内熱伝達率を高めることができ、同径の丸管に比べて熱伝達が向上する。
【００１１】
請求項１ないし３のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、上記冷媒管の表面に、該冷媒管の長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝を設けるのが好ましい（請求項４）。
【００１２】
このように構成することにより、溝内に充填された接着剤によってフィンと冷媒管とが接着し、冷媒管の溝以外の表面がフィンの挿通孔内面に接触する。
【００１３】
請求項１ないし４のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器において、上記フィンは、表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する皮膜が塗布されたプレコートフィンであるのが好ましい（請求項５）。
【００１４】
このように構成することにより、フィンの表面に付着する凝縮水を速やかに排出することができる。
【００１５】
また、この発明の第１のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法は、請求項１ないし５のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、上記冷媒管の表面に熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を塗布した後、上記接着剤を乾燥させる工程と、上記フィンに設けられた挿通孔に上記冷媒管を挿通して組み付ける工程と、上記フィンと冷媒管の組付け体を、上記接着剤が溶融する温度に加熱して、上記フィンの挿通孔内面と上記冷媒管表面との間に接着剤を充填させる工程と、上記組付け体を冷却して、上記接着剤を固化させることにより、上記フィンと上記冷媒管を接合する工程と、を備える、ことを特徴とする（請求項６）。
【００１６】
このように構成することにより、熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を用いてアルミニウム製のフィンとアルミニウム製冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができる。
【００１７】
また、この発明の第２のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法は、請求項１ないし５のいずれかに記載のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、上記冷媒管の表面に２液反応型の接着剤を塗布する工程と、上記２液反応型の接着剤が固化する前に、上記フィンに設けられた挿通孔に上記冷媒管を挿通して組み付ける工程と、上記２液反応型の接着剤の固化により、上記フィンと上記冷媒管を接合する工程と、を備える、ことを特徴とする（請求項７）。
【００１８】
このように構成することにより、２液反応型の接着剤を用いてアルミニウム製のフィンとアルミニウム製冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００２０】
（１）請求項１〜３記載の発明によれば、アルミニウム製の冷媒管の管内熱伝達率を高めることができるので、伝熱効率の向上が図れる。また、同径の丸管に比べて熱伝達が向上するので、熱交換器の小型化が図れる。
【００２１】
（２）請求項４記載の発明によれば、冷媒管の長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝内に充填された接着剤によってフィンと冷媒管とを接着し、冷媒管の溝以外の表面がフィンの挿通孔内面に接触するので、上記（１）に加えて更に伝熱効率の向上が図れる。
【００２２】
（３）請求項５記載の発明によれば、フィンの表面に付着する凝縮水を速やかに排出することができるので、上記（１），（２）に加えて更に通気性の低下を防止することができると共に、耐食性の向上が図れる。
【００２３】
（４）請求項６記載の発明によれば、熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を用いてアルミニウム製のフィンとアルミニウム製冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができるので、冷媒管の管内熱伝達率を損なうことなくフィンと冷媒管とを接合することができ、容易に熱交換器を作製できる。
【００２４】
（５）請求項７記載の発明によれば、２液反応型の接着剤を用いてアルミニウム製のフィンとアルミニウム製冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができるので、冷媒管の管内熱伝達率を損なうことなくフィンと冷媒管とを接合することができ、容易に熱交換器を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係るフィン・アンド・チューブ型熱交換器の一例を示す概略斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態におけるフィンと冷媒管の接合状態を示す要部正面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図４】この発明におけるフィンと冷媒管を示す分解斜視図である。
【図５】この発明の第２実施形態におけるフィンと冷媒管の接合状態を示す要部正面図である。
【図６】図５のII部拡大正面図である。
【図７】図６のIII−III線に沿う断面図（ａ）及びIV−IV線に沿う断面図（ｂ）である。
【図８】第２実施形態におけるフィンと冷媒管を示す分解斜視図である。
【図９】この発明における冷媒管の別の形態のフィンとの接合状態を示す要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
この発明に係るフィン・アンド・チューブ型熱交換器１（以下に熱交換器１という）は、図１ないし図３に示すように、それぞれアルミニウム（アルミニウム合金を含む）製部材からなる、複数の板状のフィン２と、各フィン２に設けられた挿通孔２１に挿通されるアルミニウム製の円形状のチューブである冷媒管３とを接着剤４を介して接合してなる。なお、複数のフィン２の挿通孔２１を挿通した冷媒管３の突出側端部同士はエルボ状の接続管５によって接続されている。
【００２８】
この場合、フィン２には、鉛直方向に沿う２列に適宜等間隔の位置に設けられる円形状の挿通孔２１が互いに千鳥状に設けられている。また、各挿通孔２１には同一方向に円筒状のカラー部２２が設けられている。なお、挿通孔２１及びカラー部２２の内径は冷媒管３の外径と同じ若しくは僅かに大きく形成されている。
【００２９】
このように形成されるフィン２は、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされたプレコートフィンが用いられている。
【００３０】
一方、冷媒管３は、該冷媒管３内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有している。この場合、熱伝導部は冷媒管３の長手方向と直交する断面を区画する仕切り壁３１によって形成されており、この仕切り壁３１によって区画された複数の流路３２を有している。なお、この場合、冷媒管３は、円筒状の管基部３０と、該管基部３０の中心から隣接同士が４５°をなして放射状に延びて管基部３０の内面に接続する８個の仕切り壁３１によって８個の流路３２が形成されている。なお、流路３２は必ずしも８個である必要はなく、複数であれば任意の個数であってもよい。
【００３１】
このように構成される冷媒管３は、アルミニウム製押出形材にて形成される。
【００３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の熱交換器１において、冷媒管３Ａは、図５ないし図８に示すように、円筒状の管基部３０の外周の表面に、該冷媒管３Ａの長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝４０が設けられている。この場合、溝４０は冷媒管３Ａに設けられた８個の仕切り壁３１と管基部３０との接続部に設けるのが好ましい。その理由は、管基部３０の外周の表面に溝４０を設けることによる冷媒管３Ａの強度の低下を防止するためである。
【００３３】
このように構成される冷媒管３Ａは、アルミニウム製押出形材にて形成される。なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００３４】
＜その他の実施形態＞
上記第１，第２実施形態では、冷媒管３，３Ａに設けられる流路３２が、管基部３０の中心から隣接同士が４５°をなして放射状に延びて管基部３０の内面に接続する８個の仕切り壁３１（熱伝導部）によって形成される場合について説明したが、図９に示すように、熱伝導部を管基部３０の内周面に設けられる内周溝３１Ａにて形成した冷媒管３Ｂとしてもよい。なお、この場合、管基部３０の外周の表面に、第２実施形態と同様に複数の接着剤塗布用の溝４０を設けるのが望ましい。
【００３５】
次に、この発明に係る熱交換器１の製造方法について説明する。ここでは、第１実施形態の冷媒管３を代表して説明する。
【００３６】
＜製造方法１＞
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔２１とカラー部２２を有する複数のフィン２を用意する。
【００３７】
一方、押出成形された冷媒管３の表面に熱可塑性樹脂を主成分とするエポキシ系の接着剤４を、公知のスプレー式あるいはローラー式等を用いて塗布する。接着剤４を塗布した後、冷媒管３を、例えば、５０℃以上で５分以上加熱して乾燥する（塗布・乾燥工程）。このように接着剤４を塗布した後、乾燥した冷媒管３を準備する。
【００３８】
次に、複数のフィン２を、各フィン２に設けられた挿通孔２１及びカラー部２２が合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。そして、各フィン２に設けられた挿通孔２１及びカラー部２２に冷媒管３を挿通して組み付ける（組付け工程）。
【００３９】
次に、フィン２と冷媒管３の組付け体を、接着剤４が溶融する温度、例えば、１００℃以上で５分以上加熱して、フィン２の挿通孔内面と冷媒管表面との間に接着剤４を充填させる（接着剤充填工程）。
【００４０】
次いで、組付け体を冷却して、接着剤４を固化させることにより、フィン２と冷媒管３を接合（接合工程）して、熱交換器１を作製する。
【００４１】
この製造方法１によれば、拡管が不要のため、拡管のための装置や設備が必要でない上、少ない工程で熱交換器１を容易に作製することができる。
【００４２】
＜製造方法２＞
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔２１とカラー部２２を有する複数のフィン２を用意する。
【００４３】
複数のフィン２を、各フィン２に設けられた挿通孔２１及びカラー部２２が合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。
【００４４】
一方、押出成形された冷媒管３の表面にエポキシ系の２液反応型接着剤４を、公知のスプレー式を用いて塗布する（塗布工程）。
【００４５】
そして、２液反応型の接着剤が固化する前に、各フィン２に設けられた挿通孔２１及びカラー部２２に冷媒管３を挿通して組み付ける（組付け工程）。
【００４６】
その後、２液反応型の接着剤４の固化により、フィン２と冷媒管３を接合（接合工程）して、熱交換器１を作製する。
【００４７】
この製造方法２によれば、接着剤を溶融、冷却する必要がないので、製造方法１の効果に加えて、更に少ない工程で熱交換器１を容易に作製することができる。
【００４８】
上記のようにして作製される実施形態の熱交換器１によれば、冷媒管３，３Ａ，３Ｂは、管基部３０内に冷媒と接触する複数の熱伝導部（仕切り壁３１，内周溝３１Ａ）を形成するので、管内熱伝達率を高めることができ、伝熱効率の向上を図ることができる。
【００４９】
また、丸管（円形の冷媒管）に比べて熱伝達が向上するので、熱交換器１の小型化が図れる。
【００５０】
また、長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝４０を設けた冷媒管３Ａ，３Ｂを用いることにより、長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝４０内に充填された接着剤４によってフィン２と冷媒管３Ａ，３Ｂとを接着し、冷媒管３Ａ，３Ｂの溝以外の表面がフィン２の挿通孔２１及びカラー部２２の内面に接触するので、更に伝熱効率の向上が図れる。
【００５１】
更に、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされたプレコートフィン２を用いることにより、フィン２の表面に付着する凝縮水を速やかに排出することができるので、更に通気性の低下を防止することができると共に、耐食性の向上が図れる。
【符号の説明】
【００５２】
１  熱交換器
２  フィン
３，３Ａ，３Ｂ  冷媒管
４  接着剤
２１  挿通孔
２２  カラー部
３０  管基部
３１  仕切り壁（熱伝導部）
３１Ａ  内周溝（熱伝導部）
３２  流路
４０  接着剤塗布用の溝
【図１】
2015117873.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015117873.tif 000009
【図８】
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【図９】
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