(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水等の熱媒体を流す熱伝導性の熱媒体パイプと、この熱媒体パイプに熱伝導関係に装着された多数のプレートフィンと、これらプレートフィンに並設され、前記熱媒体パイプを挿通して保持するパイプ保持孔を設けた複数の管板とにより構成されたプレートフィン型熱交換器において、前記管板のパイプ保持孔周縁には、バーリング加工で成形される筒状のカラー部が設けられ、かつ、このカラー部のバリが生ずる先端部はラッパ状に拡開され、且つこのカラー部の内径寸法は前記熱媒体パイプの外径寸法より大きく設定したことを特徴とするプレ−トフィン型熱交換器。
【請求項２】
前記ラッパ状の拡開部の広がり角度θを約６０度以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載のプレ−トフィン型熱交換器。
【請求項３】
前記管板は、多数のプレートフィン群の両端部並びに中間位置に、互いに所定間隔を存して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプレ−トフィン型熱交換器。
【請求項４】
前記複数の管板は、全てが同一形状品であることを特徴とする請求項１に記載のプレ−トフィン型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温水等の熱媒体を循環させて室内を暖房する暖房用放熱器等に使用されるプレートフィン型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプレートフィン型熱交換器（以下熱交換器という）について、図７及び図８に基づいて説明する。従来の熱交換器Ａは、図７に示すように、温水等の熱媒体を流す蛇行状の熱媒体パイプ１、１と、この熱媒体パイプ１を貫通させた状態で熱媒体パイプ１に装着された多数のアルミニウム薄板製のプレートフィン２、２と、これらプレートフィン２群の長手方向の中間位置に互いに所定間隔を存して配置された複数の鋼板製の中間補強板３、３と、前記プレートフィン２群の長手方向の左右両端部に配置された２枚の鋼板製の管板４、４とから構成されている。
【０００３】
前記複数の中間補強板３は、例えば、熱交換器Ａの長手方向の幅寸法Ｗが約３〜５ｍの長尺タイプでは、例えば３〜６枚使用して、この熱交換器Ａが自重や輸送時等の衝撃で撓まないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来構成の熱交換器Ａでは、図９に示すように、管板３や中間補強板４に設けられたパイプ保持孔３Ａ、４Ａの径と熱媒体パイプ１の外径との差が１ｍｍ未満と小さく、また、管板４や中間補強板３が、それらの強度を確保するために厚板の鋼板で作られているのに対し、熱媒体パイプ１が鋼板よりも熱膨張率が高く、かつ、熱伝導性に優れた銅パイプにて作られており、しかも、この熱媒体パイプ１内には、約８０℃の熱媒体が循環供給される関係上、高温の熱媒体の循環供給が開始される暖房運転開始時や、高温の熱媒体の循環供給が停止時される暖房運転停止時等に、前記管板４並びに中間補強板３と熱媒体パイプ１との接触部分（パイプ貫通部分）で「こすれ音」が発生したり、管板４や中間補強板３に「キシミ音」が発生する等の異常音の発生が問題となっていた。
【０００５】
特に、中間補強板３を３〜６枚と数多く使用する長尺タイプのもの程、前記した異常音の発生が顕著であった。
【０００６】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、管板と熱媒体パイプとの熱膨張差を起因とする異常音の発生を防止し得るプレートフィン型熱交換器を提供できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、請求項１記載の発明は、温水等の熱媒体を流す熱伝導性の熱媒体パイプと、この熱媒体パイプに熱伝導関係に装着された多数のプレートフィンと、これらプレートフィンに並設され、前記熱媒体パイプを挿通して保持するパイプ保持孔を設けた複数の管板とにより構成されたプレートフィン型熱交換器において、前記管板のパイプ保持孔周縁には、バーリング加工で成形される筒状のカラー部が設けられ、かつ、このカラー部のバリが生ずる先端部はラッパ状に拡開され、且つこのカラー部の内径寸法は前記熱媒体パイプの外径寸法より大きく設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のプレートフィン型熱交換器において、前記ラッパ状の拡開部の広がり角度θを約６０度以上に設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のプレートフィン型熱交換器において、前記管板は、多数のプレートフィン群の両端部並びに中間位置に、互いに所定間隔を存して配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載のプレートフィン型熱交換器において、前記複数の管板は、全てが同一形状品であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図１乃至図６に基づき説明する。図１はプレートフィン型熱交換器の全体構造を説明する説明図、図２は管板の側面図、図３は管板の正面図、図４管板のパイプ保持孔に熱媒体パイプを挿通した状態を説明する説明図、図５は管板の要部拡大断面図であり、前記図１乃至図５において、従来例と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００１３】
図１中のＡは熱交換器であり、この熱交換器Ａは、図１に示すように、温水等の熱媒体を流す蛇行状で熱伝導性に優れた熱媒体パイプ１、１と、この熱媒体パイプ１を貫通させた状態で熱媒体パイプ１に熱伝導関係に、且つ、多数積層されて装着されたアルミニウム薄板製のプレートフィン２、２……と、これら多数のプレートフィン２、２……群の長手方向の中間位置に互いに所定間隔を存して配置された約２〜６枚の鋼板製の中間管板（管板）５Ａ、５Ａと、前記プレートフィン２群の長手方向の左右両端部に配置された２枚の鋼板製の端管板（管板）５Ｂ、５Ｂとから構成されている。
【００１４】
前記熱媒体パイプ１には、ガス或いは灯油バーナ（図示せず）等で加熱される熱交換部を備えた熱源機（図示せず）からの熱媒体（例えば約８０℃の循環用温水）が循環供給されるものであり、図４に示すように、その外径寸法Ｄ１が約１２ｍｍで、かつ、肉厚が約１ｍｍの円筒形状の銅パイプにて作られている。
【００１５】
前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂは、全て同一形状品であり、これらは板厚が約０．６〜１．０ｍｍ（実施形態では約０．８ｍｍ）の鋼板をプレス加工することにより、横断面形状が略コ字状となるように形成されている。そして、図２に示すように、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂの主面６には、前記熱媒体パイプ１を挿通して保持するための複数（実施形態では６個）のパイプ保持孔７、７が設けられている。
【００１６】
また、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂの前後両端部に折曲形成された固定片８には、図３に示すように、取り付け用のネジ（図示せず）を挿通させる複数のネジ孔９、９が設けられている。
【００１７】
また、前記各パイプ保持孔７の周縁には、図４に示すように、バーリング加工によって円筒状のカラー部１０が形成され、このカラー部１０の先端部はラッパ状に拡開されている。１０Ａがそのラッパ状に拡開された拡開部であり、図５に示すように、この拡開部１０Ａの広がり角度θは、約６０〜１２０度（実施形態では約９０度）に設定されている。
【００１８】
また、前記カラー部１０の内径寸法Ｄ２は１４．２〜１４．５ｍｍ（実施形態では１４．２ｍｍ）に設定されており、このカラー部１０の内径寸法Ｄ２と前記熱媒体パイプ１の外径寸法Ｄ１との差が約１ｍｍ以上（実施形態では１．２ｍｍ）に設定されている。
【００１９】
図６は本発明のプレートフィン型熱交換器が組み込まれた暖房機の斜視図であり、前述のように構成した本発明に係る熱交換器Ａは、パネルラジエータと称される輻射式暖房機Ｂの本体ケーシング１１内に組み込まれる。
【００２０】
前記輻射式暖房機Ｂの本体ケーシング１１は、被暖房室の室壁の下部面に沿って設置される。そして、この輻射式暖房機Ｂには、熱交換器Ａに供給する熱媒体の流量調節が行えると共に、暖房運転を開始させたり暖房運転を停止させる操作を行う操作つまみ１２を備えている。
【００２１】
前記操作つまみ１２を操作して輻射式暖房機Ｂの暖房運転を開始させると、屋外等に設置した熱源機からの熱媒体が熱交換器Ａの熱媒体パイプ１内に循環供給される。この熱媒体パイプ１内を流れる熱媒体の熱は、プレートフィン２、２に伝導されて、これらプレートフィン２、２の温度を上昇させる。
【００２２】
前記被暖房室の室内空気は、前記本体ケーシング１１の下面開放部からこの本体ケーシング１１内に流入し、前記プレートフィン２、２に接触しながら昇温されて、本体ケーシング１１内を上昇する。そして、前記熱交換器Ａで熱交換された後の室内空気は、本体ケーシング１１のトップグリル１３から室内に放出され、自然対流式の暖房が行なわれる。
【００２３】
一方、図示しないが、前記本体ケーシング１１の前方輻射面部１１Ａの内側面には、前記熱交換器Ａとは並列回路の熱媒体循環パイプが熱伝導関係に付設されており、この前方輻射面部１１Ａからは室内に輻射熱が放散され、輻射暖房も同時に行なわれる。
【００２４】
本実施形態の熱交換器Ａによれば、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂには、熱媒体パイプ１を挿通して保持する複数（実施形態では６個）のパイプ保持孔７、７が設けられ、これら各パイプ保持孔７の周縁には、バーリング加工によって円筒状のカラー部１０が形成されているので、熱媒体パイプ１に流れる高温（例えば約８０℃）の熱媒体の熱的影響によって熱媒体パイプ１が膨張しても、この膨張した熱媒体パイプ１は、表面積の大きなカラー部１０の内周面に接触することになり、しかも、各パイプ保持孔７の周縁は、前記カラー部１０によって機械的強度が高められることになる。そのため、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂと熱媒体パイプ１との接触部分での「こすれ音」の発生や、各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂの「キシミ音」の発生が抑制されることになる。
【００２５】
また、前記カラー部１０の先端部にはラッパ状の拡開部１０Ａが形成されているので、拡開部１０Ａによりカラー部１０自体の機械的強度を高めることができる上、カラー部１０をバーリング加工する際に、このカラー部１０の先端部に内向きのバリが発生するような事態となっても、カラー部１０の先端部に拡開部１０Ａを形成したことによって、熱媒体パイプ１がバリに接触する心配がない。そのため、「こすれ音」等の異常音の発生を一層抑制できるものである。
【００２６】
また、前記ラッパ状の拡開部１０Ａの広がり角度θが、約６０〜１２０度（実施形態では約９０度）に設定されているので、カラー部１０の強度アップ、並びに拡開部１０Ａを形成加工する上で適当である。
【００２７】
また、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂは、多数積層されるプレートフィン２、２……群の両端部並びに中間位置に、互いに所定間隔を存して配置されているので、熱交換器Ａの長手方向の幅寸法Ｗが約３〜５ｍの長尺タイプの場合、自重や運搬時の振動等に起因する熱交換器Ａの撓みの発生を抑制できる。
【００２８】
また、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂの全ては、共通のプレス金型によるプレス加工や曲げ加工等で作られる同一形状品であるから、管板を数多く必要とする長尺タイプの熱交換器Ａの場合、製造コスト面で有利となせると共に、寸法管理、部品在庫管理等の管理面の手間を削減できる。
【００２９】
また、前記各中間管板５Ａ及び各端管板５Ｂの各カラー部１０の内径寸法Ｄ２と前記熱媒体パイプ１の外径寸法Ｄ１との差が約１ｍｍ以上（実施形態では１．２ｍｍ）に設定されているので、前記熱媒体パイプ１が膨張しても、カラー部１０との接触度合いを小さくでき、そのため、「こすれ音」の発生を一層顕著に抑制できるものである。
【００３０】
尚、本発明のプレートフィン型熱交換器は、上述の実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプレートフィン型熱交換器によれば、管板のパイプ保持孔の周縁には、筒状のカラー部が設けられ、かつ、カラー部の先端部はラッパ状に拡開されている構成であるから、暖房運転開始時や停止時における管板と熱媒体パイプとの接触部分での「こすれ音」の発生や、管板の「キシミ音」の発生を抑制できるばかりでなく、カラー部の先端部をラッパ状に拡開したことにより、カラー部自体の機械的強度を高めつつ、カラー部の先端部に内向きのバリが発生した場合でも、そのバリに熱媒体パイプが接触するのを防止でき、因って、「こすれ音」等の異常音の発生を一層抑制できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すプレートフィン型熱交換器の全体構造を説明する説明図である。
【図２】同じく管板の側面図である。
【図３】同じく管板の正面図である。
【図４】同じくパイプ保持孔に熱媒体パイプを挿通した状態を説明する説明図である。
【図５】同じく管板の要部拡大断面図である。
【図６】本発明によるプレートフィン型熱交換器が組み込まれた暖房機の斜視図である。
【図７】従来例の全体構成を説明する説明図である。
【図８】従来例のパイプ保持孔に熱媒体パイプを挿通した状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
Ａ    プレートフィン型熱交換器
１    熱媒体パイプ
２    プレートフィン
５Ａ  中間管板（管板）
５Ｂ  端管板（管板）
７    パイプ保持孔
１０    カラー部
１０Ａ  拡開部
５Ａ  中間管板（管板）
２Ａ    パイプ挿入孔
５Ａ    パイプ保持孔
５Ｂ    カラー部
５Ｃ    先端
【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】
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【図８】
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