(57)【要約】【課題】フィン付き熱交換器及びその製造方法を提供すること。【解決手段】複数の流体通路（１４）が貫通して延びた金属本体（１２）と、該金属本体（１２）の上側表面（１６）からスカイビングされた複数のフィン（３０）とを有する熱交換器（１０）、並びに該熱交換器（１０）の金属本体（１２）に複数のフィン（３０）を形成する方法が提供される。また、熱交換器は、上側表面を有する金属本体と、前記金属本体を貫通して延びる複数の流体通路と、前記上側表面からスカイビングされて、本体と横方向に延びる先端とを各々が有する複数の渦巻き状のフィンと、を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体冷却通路が貫通した金属本体を有する熱交換器においてフィンを形成する方法であって、
前記金属本体をスカイビングして、各々が先端にて終端する本体を有する複数のフィンを形成するステップと、
前記先端を横方向に配向するよう前記フィンを成形するステップと、
を含み、これによりスカイビングによって鋭利になる場合がある前記先端が取り扱い中に接触する可能性が少なくなるようにする、方法。
【請求項２】
前記複数のフィンを形成するステップが、前記複数のフィンを列状に形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つの列の前記フィンの先端が、次の列の前記フィンの本体に隣接している、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
１つの列の前記フィンの先端が、次の列の前記フィンの本体に接触している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のフィンの各々の少なくとも本体が、弓形の断面を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記フィンを成形するステップが、形成時に前記フィンが渦巻き状になるように前記スカイビングの少なくとも１つの態様を制御するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記スカイビングの少なくとも１つの態様を制御するステップが、スカイビング中にブレードのストローク長を制御するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記スカイビングの少なくとも１つの態様を制御するステップが、前記スカイビングのブレードの幾何形状を制御するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のフィンの各々の少なくとも本体が、弓形の断面を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィンを成形するステップが、前記スカイビングの少なくとも１つの態様を制御するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記スカイビングの少なくとも１つの態様を制御するステップが、スカイビング中に印加される圧力及びブレードのストローク長の少なくとも１つを制御するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スカイビングの少なくとも１つの態様を制御するステップが、前記スカイビングのブレードの幾何形状を制御するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
カイビングブレード.
【請求項１３】
熱交換器であって、
上側表面を有する金属本体と、
前記金属本体を貫通して延びる複数の流体通路と、
前記上側表面からスカイビングされて、本体と横方向に延びる先端とを各々が有する複数の渦巻き状のフィンと、
を備える、熱交換器。
【請求項１４】
前記複数の渦巻き状のフィンが、列状に配置される、請求項１３に記載の熱交換器。
【請求項１５】
１つの列の前記先端が、次の列の本体に隣接し、前記先端及び本体が全体として起伏のある表面を形成する、請求項１４に記載の熱交換器。
【請求項１６】
１つの列の前記先端が、次の列の本体に当接している、請求項１５に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィン付き熱交換器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、ある媒体から別の媒体に熱を伝達する方法の１つである。熱交換器は、該熱交換器内部にある流体通路と、熱交換器の表面上に形成されたフィンとを有することができる。一般に、流体通路内の流体からの熱は、フィンを通じて該フィンの周囲の環境に放散することができる。スカイビングは、熱交換器の一部を形成する金属本体から一連の微細フィンを熱交換器上に製作するのに利用できる効率的なプロセスである。フィンは、基本的に、熱交換器の金属本体からスカイビングされる金属であるので、極めて鋭利な縁部を有する場合があり、熱交換器の取り扱い及び組み立てが困難になる可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
１つの実施形態において、流体冷却通路が貫通した金属本体を有する熱交換器においてフィンを形成する方法は、金属本体をスカイビングして、各々が先端にて終端する本体を有する複数のフィンを形成するステップと、先端を横方向に配向するようフィンを成形するステップと、を含み、これによりスカイビングによって鋭利になる場合がある先端が取り扱い中に接触する可能性を少なくなるようにする。
【０００４】
別の実施形態において、熱交換器は、上側表面を有する金属本体と、金属本体を貫通して延びる複数の流体通路と、上側表面からスカイビングされて、本体と横方向に延びる先端とを各々が有する複数の渦巻き状のフィンと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】従来の方法に従って形成されたフィンを有する熱交換器を示す斜視図。
【図２】本発明の実施形態による金属本体の表面に形成された渦巻き状のフィンを備えた熱交換器を構成する金属本体の一部の概略斜視図。
【図３】本発明の別の実施形態に従って形成された渦巻き状のフィンの列を備えた、図２の金属本体の概略側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１は、熱交換器部２の主本体６内で流体を運ぶのに用いることができる流体通路４と、現行のスカイビング技法に従って形成されるフィン８とを有し、該フィンに冷却空気を流してフィン８から周囲空気に熱を伝達することができる熱交換器部２の概略的な実施例を示している。流体通路４は、フィン８と平行であるように図示されているが、流体通路は、熱交換器部２内でフィン８に対してあらゆる方向に配向することができる点は理解されるであろう。スカイビングプロセスは、鋭利なブレード（図示せず）を用いて、熱交換器部２の主本体６から金属フィン８を削り出す。このような金属フィン８は、全体的に直線状の堅固で鋭利なものであり、熱交換器部２の表面全体を覆い、熱交換器２の取り扱い及び組み立てを危険又は困難なものとなる可能性がある。
【０００７】
本発明の実施形態は、熱交換器の金属本体からスカイビングされた複数の渦巻き状フィンを有する熱交換器の形成を可能にする。図２は、流体冷却通路１４を備えた金属本体１２を有する熱交換器１０の一部を示す。通路１４は、金属本体１２を貫通して延びることができ、流体が貫通して通ることができるように適切なヘッダに結合することができる。金属本体１２は、上側表面１６として図示された第１の表面と、上側表面１６に対向する下側表面１８として図示された第２の表面とを含むことができる。
点は理解されるであろう。金属本体１２の向きは、第１及び第２の表面が本明細書から逸脱することなく下側及び上側表面に関連付けることができるように変えることができる。
【０００８】
金属本体１２が有することは必須ではないが、金属本体１２に複数の突起部２０を含めることができ、これらが上側表面１６の一部を形成することができる。あらゆる数の複数の突起部２０を形成することができ、複数の突起部２０は、幅を含めて様々な形状及びサイズをとることができ、これらの間隔は変えることができる。このような複数の突起部２０は、非限定的な例証として、複数の突起部２０が金属本体１２を形成する金属ベースストックから機械加工されたリッジとすることができるもの、また、複数の突起部２０を金属本体１２にろう付けすることができるものを含む、何らかの好適な方法で形成することができる。
【０００９】
複数の突起部２０の存在に関係なく、熱交換器１０上にフィンを形成する方法は、金属本体１２をスカイビングして複数のフィン３０を形成し、各フィン３０が、先端３４で終端し且つ該先端３４を横方向に向けるようにフィン３０を成形する本体３４を有するようにする段階を含む。より具体的には、金属本体１２に含める場合には複数の突起部２０を含めた金属本体１２の上側表面１６にスカイビングブレード３６を導入することができ、スカイビングブレード３６は、金属本体１２内に進みフィン３０の本体３２が形成されるようにし、スカイビングブレード３６が、先端３４が横方向に延びるように該先端３４を配向するようにフィン３０を成形する。より具体的には、スカイビングブレード３６が金属本体１２からフィン３０を削り出すと、フィン３０が渦巻き状にされる。スカイビングブレード３６は、先端３４が上側表面１６に対して横方向に向けられるまで、フィン３０の削り出し及び成形を引き続き行うことができる。この場合も同様に、通路１４は、フィン３０と平行であるように図示されているが、通路１４は、図示の向きに対して垂直な向きになることを含めて、熱交換器１０内でフィン３０に対してあらゆる方向の向きにすることができる。
【００１０】
図示のように、フィン３０は、金属本体１２に取り付けられたままであり、このようなフィン３０を形成するプロセスは、複数のフィン３０が金属本体１２上に形成されるまで金属本体１２に対して繰り返すことができる。複数のフィン３０の形成は、複数のフィン３０を列状に形成することを含むことができる点は企図される。例えば、２つのフィン３０が、複数の突起部２０のうちの２つに沿って１つの列を形成するように図示されている。図３に示すように、フィン３０はまた、金属本体１２の長さに沿って形成することができる。このようにすると、１つの列のフィン３０の先端３４は、次の列のフィン３０の本体３２に隣接することができる。これは、１つの列のフィン３０の先端３４が次の列のフィン３０の本体３２に接触又は当接すること、又は先端３４が次の列のフィン３０の本体３２から僅かに離間して配置できることを含む点は企図される。いずれの場合においても、フィン３０の先端３４が取り扱いの間に接触する可能性が少なく、先端３４及び本体３２が全体として起伏のある表面を形成する。
【００１１】
スカイビングプロセスは、スカイビングブレード３６が金属本体１２の上側表面１６上に駆動されたときに該スカイビングブレード３６に力を作用させることができる機械にスカイビングブレード３６を好適に結合できることを含む、何らかの好適な方式で実施することができる。フィン３０が形成された後、金属本体１２は、熱交換器の少なくとも１つのセクションを形成できるように何らかの好適な方式でトリミングすることができる。形成される熱交換器のセクションは、流体通路１４及びフィン３０を含むことができ、あらゆる好適な形状及びサイズの追加のセクションと何らかの好適な方式で配向し、成形し、及び組み合わせて、可変の割合の熱交換器又は熱交換器組立体を作製でき、様々な異なる熱伝達応用と共に用いることができるようになる。作動時には、流体を流体通路１４に通過させることができ、流体からの熱は、フィン３０を通じて該フィン３０の傍を流れる空気に放散することができる。
【００１２】
複数のフィン３０の各々の本体３２は、弓形の断面を有するように図示されているが、スカイビングによって他の形状を得ることもでき、横方向に向けられた先端３４をもたらすことができる。更に、スカイビングブレード３６は、金属本体１２に対して特定のリード角があり且つ上側表面１６内への特定の切り込み深さを有するように図示されているが、これは例証に過ぎず、リード角及び切り込み深さは、種々の属性及び寸法を有するフィン３０を得るために変えることができることは企図される。このような可変のリード角及び切り込み深さは、スカイビングにより鋭利になる可能性がある先端３４が取り扱い中に接触する可能性が少ないように配向されたフィン３０の先端３４をもたらすことができる点は理解される。先端を横方向に配向するフィン３０の成形は、形成時にフィン３０が渦巻き状になるようにスカイビングの少なくとも１つの態様を制御することによって実施することができる。例えば、リード角及び切り込み深さがフィンを成形するのに制御可能であるように説明してきた。別の非限定的な例証として、スカイビング中のスカイビングブレード３６のストローク長を制御してもよく、スカイビング中のスカイビングブレード３６の印加圧力を制御してもよく、及び／又はスカイビングブレード３６の幾何形状を制御してもよい。
【００１３】
スカイビングによって渦巻き状のフィンを作製できることを含む上述の実施形態は、様々な利点を提供し、熱交換器上にフィンを生成する安価で信頼性のある方法並びにこのような要素を巻き付けて押し出す安価な方法である。上述の実施形態は、フィンを所望のサイズ及び均一性で作製することを可能にし、また、熱伝達の利点をもたらすことができる。例えば、フィンは、冷却のため十分な空気流を流入させながら、表面積量を増大するように構成することができる。フィンはまた、放熱をより高めることができるようにより長くすることができる。更に、渦巻き状のフィンは、取り扱い易く、グローブ又は他の保護用具の使用を必要としない熱交換器をもたらすことができる。更に、渦巻き状のフィンはまた、フィンの形状に起因した堅牢性を向上させることができるので、より衝突耐性が大きな熱交換器をもたらすことができる。
【００１４】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００１５】
２  熱交換器部
４  流体通路
６  主本体
８  フィン
１０  熱交換器
１２  金属本体
１４  通路
１６  上側表面
１８  下側表面
２０  複数の突起部
３０  フィン
３２  本体
３４  先端
３６  スカイビングブレード
【図１】
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【図２】
2013122371.tif 000004
【図３】
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