(57)【要約】【課題】  冷媒管と冷却フィンとを一体に成形することで、製造工程を短縮すると共に製造費用を低減し得る熱交換器及びその製造方法を提供しようとする。【解決手段】  所定間隔を有して配列される複数の冷媒管10と、それら冷媒管10間に配列され、それら冷媒管10と一体に成形された複数の冷却フィン12と、を包含して熱交換器を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を隔てて配列される複数の冷媒管と、
複数の前記冷媒管の間に配列され、複数の前記冷媒管と一体に成形された複数の冷却フィンと、を包含して構成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
複数の前記冷媒管の両方側端には、複数の前記冷媒管を保持する保持ホルダーが係合配置されることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記冷媒管及び前記冷却フィンは、アルミニウム材から形成されることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記冷媒管は、所定間隔を隔てて二つ配列され、且つ繰り返して屈曲されることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記冷却フィンは、前記各冷媒管の間に長手方向に連続し、且つ直角方向に拡張しながら所定傾斜角を傾斜して形成されることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記保持ホルダーのスロットに挿合される複数の前記冷媒管の間は、前記冷却フィンが除去された形状に形成されることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。
【請求項７】
複数の冷媒管と、前記媒管の間に形成された平板状の冷却フィンの形成部とを一体に押出成形する第1段階と、
前記冷却フィンの形成部に複数の前記冷却フィンを成形する第2段階と、
前記冷却フィンが成形された前記冷媒管を所定間隔隔てて複数回繰り返して屈曲する第3段階と、
繰り返して屈曲された複数の前記冷媒管の両方の側端に保持ホルダーを組み込む第4段階と、
を順次行うことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記第1段階は、
押出成形機により二つの冷媒管と、二つの前記冷媒管の間に平板状の前記冷却フィンの形成部とを一体に成形することを特徴とする請求項7に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記第2段階は、
二つのルーバリングギヤ間に前記冷却フィンの形成部を通過させることで、複数の前記冷却フィンが所定傾斜角を傾斜するように形成されることを特徴とする請求項7に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の冷媒管を屈曲形成した後、前記保持ホルダーのスロットに前記複数の冷媒管を挿合し得るように前記冷媒管の両方側端に形成された前記冷却フィンを除去する段階を更に行うことを特徴とする請求項7に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器及びその製造方法に係るもので、詳しくは、冷媒管と冷却フィンとを一体に製造することで、製造工程を短縮すると共に熱交換性能を向上し得る熱交換器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱交換器は、互いに異なる二つの流体を直接又は間接的に接触させることで熱交換を行う装置であって、加熱器、冷却器、蒸発器及び凝縮器などに主に使用される。
【０００３】
図11は冷蔵庫の蒸発器として主に使用される従来のフィン・チューブ型(fin and tube type)熱交換器を示した斜視図で、図示されたように、従来の熱交換器においては、冷媒が通過しながら熱交換作用が行われるように複数屈曲形成された冷媒管102と、それら冷媒管102の外周面に所定間隔を有して装着され、熱伝逹性能を向上させるために各冷媒管102間を通過する空気との接触面積を拡張させる複数の冷却フィン104と、前記各冷媒管102の両方側端に装着されてそれら冷媒管102を保持する保持ホルダー106と、を包含して構成されている。
【０００４】
且つ、前記冷媒管102は、銅パイプが繰り返して屈曲形成され、前記冷却フィン104は、図12に示したように、前記冷媒管102の外周面に嵌挿するための貫通ホール108が穿孔形成された平板状をなし、アルミニウム材から形成される。
【０００５】
また、このように構成された従来の熱交換器の製造方法においては、前記冷媒管102を押出加工し、該冷媒管102の外周面に前記冷却フィン104を打抜加工することで、前記冷媒管102の外周面に前記複数の冷却フィン104を嵌挿し、その後、前記冷媒管102の直径を拡張させる拡管加工を行うことで、前記冷媒管102の外周面に前記複数の冷却フィン104を固定させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、このような従来の熱交換器においては、前記冷媒管102と前記冷却フィン104とをそれぞれ別途の加工工程により加工した後、前記冷媒管102に前記冷却フィン104を嵌装する工程を行うようになるため、製造工程が煩雑で、且つ製造費用が上昇するという不都合な点があった。
【０００７】
且つ、前記冷媒管102の外周面に前記冷却フィン104が嵌挿されるため、それら冷媒管102と冷却フィン104間には、必然的に隙間Tが形成されることで、熱伝逹性能が低下される。特に、熱交換器が冷凍装置に使用される場合、前記冷媒管102及び前記冷却フィン104には凝縮水による結氷が発生されるため、別途の除霜ヒータを用いて除霜を行わなければならない。また、前記冷媒管102と前記冷却フィン104間の隙間Tには結氷及び除霜が繰り返されるため、前記冷媒管102と前記冷却フィン104間の隙間Tが大きくなることで、熱伝達性能が更に低下するという不都合な点があった。
【０００８】
また、前記冷媒管102及び前記冷却フィン104は、それぞれ銅及びアルミニウムから製造されるため、二つの材質の電位差により電位差腐食が発生されることで、熱交換器の寿命が短縮されるという不都合な点があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、冷媒管と冷却フィンとを一体に成形することで、製造工程を短縮すると共に製造費用を低減し得る熱交換器及びその製造方法を提供することを目的とする。 
【００１０】
また、本発明の他の目的は、冷媒管と冷却フィンとを同一材質で一体に成形することで、熱伝達性能を向上させると共に熱交換器の寿命を延長し得る熱交換器及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するため、本発明に係る熱交換器においては、所定間隔を隔てて配列される複数の冷媒管と、それら冷媒管間に延長拡大され、それら冷媒管と一体に成形された複数の冷却フィンと、を包含して構成され、前記各冷媒管の両方側端には、それら冷媒管を保持する保持ホルダーが係合して配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記冷媒管及び前記冷却フィンは、アルミニウム材から形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記冷媒管は、所定間隔を隔てて二つ配列され、繰り返して屈曲形成されることを特徴とする。
【００１４】
また、前記冷却フィンは、前記各冷媒管間の長手方向に連続して直角方向に拡張しながら所定傾斜角を傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１５】
そして、本発明に係る熱交換器の製造方法においては、複数の冷媒管とそれら冷媒管間に形成された平板状の冷却フィン形成部とを一体に押出成形する第1段階と、前記冷却フィン形成部に複数の冷却フィンを成形する第2段階と、前記冷却フィンが成形された冷媒管を所定間隔を隔てて複数回繰り返して屈曲(bending)する第3段階と、前記複数の冷媒管の両方側端に保持ホルダーを組み込む第4段階と、を順次行うことを特徴とする。
【００１６】
また、前記第1段階は、押出成形機により二つの冷媒管とそれら二つの冷媒管間の平板状の冷却フィン形成部とを一体に成形することを特徴とする。
【００１７】
また、前記第2段階は、二つのルーバリング(louvering)ギヤ間に前記冷却フィン形成部を通過させることで、前記複数の冷却フィンが所定傾斜角を傾斜するように成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器においては、冷媒管と冷却フィン形成部とを一体に押出成形して冷却フィンを形成することで、熱交換器の製造工程を短縮すると共に製造費用を低減し得るという効果がある。
【００１９】
また、前記冷媒管と前記冷却フィンとが一体に形成されるため、前記冷媒管内を通過する冷媒と前記複数の冷却フィン間を通過する空気との熱交換性能を向上し得るという効果がある。
【００２０】
また、前記冷媒管と前記冷却フィンとが同一材質から形成されるため、従来の異種材質間に発生される電位差腐食を防止すると共に、それによる冷媒の漏出などを防止することで、熱交換器の寿命を延長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図1は本発明に係る熱交換器の構造を示した斜視図、図2は図1のA部拡大図、図3及び図4は本発明に係る熱交換器の一部正面図及び一部側断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器においては、冷媒が通過する複数の冷媒管10が所定間隔を有して配列され、それら冷媒管10間には、前記複数の冷媒管10間を通過する空気との接触面積を大きくすることで熱伝達性能を向上させる複数の冷却フィン12が一体に成形して構成されている。また、前記二つの冷媒管10の両方側端には、それぞれ熱交換器を保持するための保持ホルダー14が係合配置されている。
【００２３】
且つ、前記冷媒管10は、冷媒が通過し得るチューブタイプで、所定間隔を有して複数配列され、それら冷媒管10間にそれぞれ前記冷却フィン12が前記冷媒管10と同一材質で一体に成形されている。ここで、前記冷媒管10は、複数配列することができるが、より好ましくは、二つの冷媒管10が一対に形成され、その間の冷却フィン形成部20に複数の冷却フィン12が成形される。
【００２４】
また、前記冷媒管10は、設置すべき空間の大きさに応じて所定間隔を隔てて複数回繰り返して屈曲され、冷却作用をする空気が前記冷媒管10及び前記冷却フィン12を通過しながら熱交換が行われる。
【００２５】
また、前記冷却フィン12は、前記二つの冷媒管10間に直角方向に所定間隔を隔てて拡大配列され、凝縮水の排出を円滑にすると共に空気との接触をより円滑にすることができるように、所定傾斜角を有して形成される。
【００２６】
また、前記保持ホルダー14には、前記冷媒管10の屈曲された各部位が挿合される複数のスロット16が穿孔形成される。且つ、前記保持ホルダー14に挿合れる前記二つの冷媒管10の両方側端は、それぞれ前記保持ホルダー14のスロット16に挿合し得るように、前記冷却フィン12が除去された形状に形成される。
【００２７】
以下、このように構成された本発明に係る熱交換器の製造方法に対し詳細に説明する。
まず、図5に示したように、二つの冷媒管10とそれら冷却管10の間に所定厚さを有して横手方向に延長形成された冷却フィン形成部20とを一体に、押出成形機30により押出成形する。
【００２８】
次いで、図6に示したように、前記一体に形成された二つの冷却管10及び冷却フィン形成部20を、相互噛合されている二つのルーバリングギヤ40間に挟合して通過させると、それら二つのルーバリングギヤ40により、前記冷却フィン形成部20が所定間隔を隔てるようにパンチングされることで、複数の冷却フィン12が形成される。
【００２９】
このとき、前記ルーバリングギヤ40の歯部の角度によって前記冷却フィン12の傾斜角が変わる。従って、前記ルーバリングギヤ40の歯部の角度を調節することで、所望の冷却フィン12の傾斜角を得ることができる。
【００３０】
次いで、図7に示したように、前記冷却フィン12が形成された冷媒管10を所定間隔を隔てるように複数回繰り返して屈曲し、前記保持ホルダー14を組み立てるため、前記屈曲された冷媒管10の両方側端50に形成された前記冷却フィン12を除去する。その後、図8に示したように、前記屈曲された冷媒管10の両方側端50に前記保持ホルダー14を組み立てることで、熱交換器の製造が終了される。このとき、前記冷媒管10の両方側端50が前記保持ホルダー14に挿合されるように、該保持ホルダー14にはスロット16が穿孔形成される。
【００３１】
図9は、本発明に係る熱交換器と従来の熱交換器との熱伝達性能を比較したグラフで、流入される空気の流速による熱伝達係数Uは、その値が大きいほど熱伝達性能が優れていることを示す。従って、図9に示したように、本発明に係る熱伝達係数値を示したグラフCが従来の熱伝達係数値を示したグラフDに比べて大きい値を有するため、本発明に係る熱交換器が従来の熱交換器に比べて熱伝達性能が優れていることが分かる。
【００３２】
また、図10(A)及び図10(B)は、本発明に係る熱交換器が設置された冷蔵庫と従来の熱交換器が設置された冷蔵庫とのドア開閉時の冷蔵庫内部の温度を比較したグラフで、試験開始後10時間が経過した後冷蔵庫内部の温度を比較してみると、図10(A)に示したように、従来の熱交換器が適用された冷蔵庫の温度は10.5℃である反面、図10(B)に示したように、本発明に係る熱交換器が適用された冷蔵庫の温度は9.8℃であることから、本発明に係る熱交換器の熱伝達性能が従来の熱交換器の熱伝達性能より一層優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明に係る熱交換器の構造を示した斜視図である。
【図２】図２は、図1のA部拡大図である。
【図３】図３は、本発明に係る熱交換器の一部正面図である。
【図４】図４は、本発明に係る熱交換器の一部側断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る熱交換器の製造方法の二つの冷却管及び冷却フィン形成部の成形工程を示した斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る熱交換器の製造方法の冷却フィンのパンチング工程を示した斜視図である。
【図７】図７は、本発明に係る熱交換器の製造方法の冷却管屈曲工程を示した斜視図である。
【図８】図８は、本発明に係る熱交換器の製造方法の保持ホルダー係合工程を示した斜視図である。
【図９】図９は、本発明に係る熱交換器と従来の熱交換器との熱伝達性能を比較したグラフである。
【図１０】図１０の(A)及び(B)は、本発明に係る熱交換器と従来の熱交換器との性能を比較したグラフである。
【図１１】図１１は、従来の熱交換器を示した斜視図である。
【図１２】図１２は、従来の熱交換器の一部縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
10…冷媒管
12…冷却フィン
14…保持ホルダー
16…スロット
20…冷却フィン形成部
30…押出成形機
40…ルーバリングギヤ
【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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【図６】
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【図７】
2004279023.tif 000009
【図８】
2004279023.tif 000010
【図９】
2004279023.tif 000011
【図１０】
2004279023.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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