(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を組み立てる方法であって、
ａ）メジャー寸法及びマイナー寸法を有する扁平熱交換管からなる複数の一般に平行な管走路を設ける工程と、
ｂ）管走路の数とほぼ等しい複数の管スロットを各々が有する複数の板フィンを設ける工程であって、各スロットが関連するフィンの縁に開口すると共に、
i）スロットに受容される管走路の断面形状に対応する形状と、
ii）スロットに受容される管走路のメジャー寸法未満の深さと、
iii）スロットに受容される管走路のマイナー寸法とほぼ等しいか又はわずかに小さい幅と、を有する当該工程と、
ｃ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロット外にある間隔伸長するように各フィンの対応するスロットに管走路をぴったりと嵌める工程と、
ｄ）工程ｃ）からもたらされる組立体を支持面に置く工程であって、管走路縁が該支持面に接触し、かつ板フィンが管走路上に延長する当該工程と、
ｅ）組立体が支持面上にあり、かつフィン及び管走路を組立関係に保持する鑞付け固定具の不存在下にある間、フィンを管走路に鑞付けするのに十分高められた温度に組立体をさらす工程とを含む方法。
【請求項２】
前記管走路は蛇行管の直線区域によって規定される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記管走路は管類の直線部分によって各々規定される請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記管走路の断面は涙滴形状である請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記管走路の断面は長円形状である請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記フィンはスロット間の位置で湾曲される請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記フィン及び管走路はアルミニウム及び／又はアルミニウム合金から形成される請求項１記載の方法。
【請求項８】
アルミニウム及び／又はアルミニウム合金熱交換器を組み立てる方法であって
ａ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロット外に短い間隔伸長するように、スロットと同じ断面形状を有する複数の管走路に対し、開放式のスロットを有する複数の板フィンを組み立てる工程と、
ｂ）工程ａ）からもたらされる組立体を支持面に置く工程であって、管走路縁が支持面に接触し、かつフィンが支持面の上方でそれに接触しない当該工程と、
ｃ）管走路とフィンの境界面にアルミニウム鑞付け合金を置く工程と、
ｄ）管走路及びフィンを組立関係に保持する鑞付け固定具の不存在下で、フィンが引力下で管走路上に定着することを可能にするのに十分な時間、先行する工程からもたらされる組立体をアルミニウム鑞付け温度にさらす工程とを含む方法。
【請求項９】
前記工程ｃ）は、工程ａ）の実行前に、フィン及び管走路の一方又は両方をアルミニウム鑞付け合金で被覆することによって行われる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記管走路は、メジャー寸法及びマイナー寸法を有する扁平管類からなり、スロットはメジャー寸法よりやや小さい深さを有する請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記スロット間に湾曲区域を有するフィンを設ける工程を含む請求項８記載の方法。
【請求項１２】
熱交換器を組み立てる方法であって、
ａ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロット外に短い間隔伸長するように、スロットと同じ断面形状を有する複数の管走路に対し、開放式のスロットを有する複数の板フィンを組み立てる工程と、
ｂ）工程ａ）からもたらされる組立体を支持面に置く工程であって、管走路縁が支持面に接触し、かつフィンが支持面の上方でそれに接触しない当該工程と、
ｃ）管走路及びフィンを組立関係に保持する鑞付け固定具の不存在下で、フィンが引力下で管走路上に定着することを可能にするのに十分な時間、先行する工程からもたらされる組立体を鑞付け温度にさらす工程とを含む方法。
【請求項１３】
アルミニウム熱交換器であって、
第１及び第２ヘッダーと、
該ヘッダー間に延長しかつ該ヘッダーと流体連通すると共に、互いに離隔関係の複数の一般に平行な管走路を規定する少なくとも一の扁平管であって、各管走路が、管メジャー寸法を規定し、かつ管マイナー寸法を規定する側壁と相互連結する対向縁と、複数の内口とを有する当該扁平管と、
積み重ねに整列され、かつ管走路を受容する複数の開放式のスロットを各々が有し、一が各管走路に対する複数の板フィンであって、各スロットが、そこに受容される管走路の一般に断面である形状と、対応する管走路のマイナー寸法と等しいか又はほんのわずか小さい幅と、対応する管走路のメジャー寸法よりやや小さい深さとを有する当該板フィンとを備え、
各管走路はフィンの対応するスロット内に収められ、各管走路の一の縁は対応するフィンの外側に置かれ、
ヘッダー、管走路及びフィンは鑞付け組立体を構成する熱交換器。
【請求項１４】
前記管走路は個々の管から規定される請求項１３記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記管走路は少なくとも一の蛇行管から規定される請求項１３記載の熱交換器。
【請求項１６】
前記スロットは管走路に鑞付けされるフランジによって少なくとも部分的に結合される請求項１３記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記スロットは管走路に鑞付けされる縁の無いフランジを有する請求項１３記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記フィンはスロット間の位置で湾曲される請求項１３記載の熱交換器。
【請求項１９】
前記板フィンは伸長され、スロットはその伸長された一の縁に開口し、他の伸長された縁はスロットによって途切れない請求項１３記載の熱交換器。
【請求項２０】
前記他の伸長された縁とスロット間に補強ビードを含む請求項１９記載の熱交換器。
【請求項２１】
前記板フィンは伸長され、スロットはその伸長された両方の縁に開口する請求項１８記載の熱交換器。
【請求項２２】
前記伸長された一の縁に開口するスロットは、他の伸長された縁に開口するスロットと整列される請求項２１記載の熱交換器。
【請求項２３】
前記一の伸長された縁に開口するスロットと他の伸長された縁、に開口するスロットとの間に置かれた、板フィンの伸長方向に延長する伸長された途切れない帯域を含む請求項２１記載の熱交換器。
【請求項２４】
前記管走路はＵ字形管の脚部によって規定され、各Ｕ字形管の脚部の一方は板フィンの一の伸長された縁に開口するスロットに配置され、他方の脚部は他の伸長された縁に開口するスロットに配置される請求項２１記載の熱交換器。
【請求項２５】
前記伸長された縁の反対側の一つ一つに開口するスロットは整列され、各Ｕ字形管の脚部はスロットの整列された一つ一つに置かれる請求項２４記載の熱交換器。
【請求項２６】
前記各Ｕ字形管の各脚部は、対応するＵ字形管の湾曲部にすぐに近接する、９０度までで９０度を含む角度付けされたねじりを含む請求項２５記載の熱交換器。
【請求項２７】
前記平行管走路は複数のＵ字形管によって規定され、各Ｕ字形管は湾曲部によって連結された二つの平行脚部を有し、板フィンの二つの組があり、一方の組は対応する脚部の第一のものに配置され、他方の組は対応する他の脚部に配置される請求項１３記載の熱交換器。
【請求項２８】
前記各Ｕ字形管の各脚部は、対応するＵ字形管の湾曲部にすぐに近接する９０度ねじりを含む請求項２７記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は熱交換器に関し、特に鑞付けアルミニウム板フィン熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高い縦横比（高さに対する幅の比率）を有する熱交換器において、コストを最小にするため、一般に水平面に管走路を配置することがしばしば必要である。そのような熱交換器の典型は、オフハイウェー車の空調システム、レクリエーション用車両用空調システム及びトラック冷凍システムに見られ得るような蒸発器及び凝縮器である。特に蒸発器として使用される場合、水平配管に連結された慣用のルーバー付き蛇行フィンは、フィン間の水の滞留のために排水の問題を与える。即ち、空気流を妨げかつ効率を著しく妨げる凍結を防ぐため、熱交換器部品上に凝縮する湿気を排出する準備がなされることが蒸発器用途に必要である。
【０００３】
これら及び他の考察の結果、高縦横比蒸発器及び他の熱交換器は、歴史的に円形管板フィン技術を用いて製造されてきた。水がフィンの下方、該管の周囲、及び熱交換器の底部を通って外に排出することを可能にするため、該管は水平に配向され、該板フィンは垂直に配向される。しかし、鑞付け平行流型熱交換器と比較した場合、円形管板フィン熱交換器の性能は、三つの主要領域で欠点がある。
【０００４】
一つは、円形管が、空気が通過する熱交換器の正面領域を実質上閉塞することである。その結果、乏しい空気側熱伝達が生じる。
【０００５】
第２の問題は、そのような熱交換器に慣例的に用いられる管とフィン間の機械的結合が、管とフィン間の密接で良好な熱交換接触を確実に与えることができず、結果として、不良フィン−管結合がしばしが熱伝達を低減させることである。
【０００６】
第３の問題は、円形管の使用が比較的長いフィン高さ（フィン高さは二つの隣り合う管の中央線間のフィンの高さである。）を要求することである。これら長い有効フィン高さは乏しいフィン効率をもたらす。
【０００７】
熱交換器にかつて生じた更に別の問題は、一般に、望ましくない低空気側領域である。十分な領域の不足は、フーリエの法則の素早い復習が容易に示すように、空気側における熱伝達を妨げる。従って、乏しいフィン効率が生じる点までフィン高さを伸ばすことなく、空気側表面積を拡大することが望まれる。
【０００８】
本発明は一又は複数の上記問題を克服することに向けられる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
鑞付け工程中の固定具の要求を取り除く熱交換器を製作する新規かつ改良された方法を提供することが本発明の一の主要目的である。
【００１０】
水平管走路を有する熱交換器、特に、管と板フィン間の境界面での乏しい熱伝達を避けるため、管と該フィン間に優れた結合が設けられるような熱交換器に垂直に整列された板フィンを用いる新規かつ改良された熱交換器を提供することが本発明の別の主要目的である。
【００１１】
熱交換器の空気側における熱伝達の効率を改善するように、フィン高さを望ましくなく伸ばすことなく空気側領域を最大化する板フィンを用いる新規かつ改良された熱交換器を提供することが本発明の更なる第３の主要目的である。
【００１２】
上述した第１主要目的を達成する本発明の模範的な実施形態は、
ａ）メジャー寸法及びマイナー寸法を有する扁平熱交換管からなる複数の一般に平行な管走路を設ける工程と、
ｂ）管走路の数とほぼ等しい複数の管スロットを各々が有する複数の板フィンを設ける工程であって、各スロットが関連するフィンの縁に開口すると共に、i）スロットに受容される管走路の断面形状に対応する形状と、ii）スロットに受容される管走路のメジャー寸法未満の深さと、iii）スロットに受容される管走路のマイナー寸法とほぼ等しいか又はわずかに小さい幅と、を有する当該工程とを有する熱交換器を組み立てる方法を含む。該方法は更に、
ｃ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロットの端部をある間隔超えて伸長するように各フィンの対応するスロットに管走路をぴったりと嵌める工程と、
ｄ）工程ｃ）からもたらされる組立体を支持面に置く工程であって、管走路縁が該支持面に接触し、かつ板フィンが管走路上に延長する当該工程と、
ｅ）組立体が支持面上にあり、かつフィンを管走路上に組立関係に保持する鑞付け固定具の不存在下にある間、フィンを管走路に鑞付けするのに十分高められた温度に組立体をさらす工程とを含む。
【００１３】
一実施形態において管走路は蛇行管の直線区域によって規定される一方、別の実施形態では管走路は管類の直線部分によって各々規定される。
【００１４】
一実施形態において管走路の断面は涙滴形状である一方、別の実施形態では管走路の断面は長円形状である。
【００１５】
上記第２主要目的によれば、第１及び第２ヘッダーと、該ヘッダー間に延長しかつ該ヘッダーと流体連通すると共に、互いに離隔関係の複数の一般に平行な管走路を規定する少なくとも一の扁平管とを含むアルミニウム熱交換器が提供される。各管走路は、管メジャー寸法を規定し、かつ管マイナー寸法を規定する側壁と相互連結する対向縁と、複数の内口とを有する。複数の板フィンは、積み重ねに整列され、かつ管走路を受容する複数の開放式のスロットを各々が有し、一が各管走路に対する。各スロットは、そこに受容される管走路の一般に断面である形状と、対応する管走路のマイナー寸法と等しいか又はほんのわずか小さい幅と、対応する管走路のメジャー寸法よりやや小さい深さとを有する。各管走路はフィンの対応するスロット内に収められ、各管走路の一の縁は対応するフィンの外側に置かれる。ヘッダー、管走路及びフィンは鑞付け組立体を構成する。
【００１６】
一実施形態において板フィンは伸長され、スロットはその伸長された一の縁に開口する。板フィンの他の伸長された縁はスロットによって途切れない。
【００１７】
一実施形態において他の伸長された縁とスロット間に補強ビードが設置される。
【００１８】
更に別の実施形態において板フィンは伸長され、スロットは該フィンの伸長された両方の縁に開口する。
【００１９】
そのような一実施形態において一方の縁に開口するスロットは、他方の縁に開口するスロットと整列される。
【００２０】
一実施形態において、管走路はＵ字形管の脚部によって規定され、各Ｕ字形管の脚部の一方は板フィンの一の伸長された縁に開口するスロットに配置され、他方の脚部は板フィンの他の伸長された縁に開口するスロットに配置される。
【００２１】
そのような実施形態において、各Ｕ字形管の各脚部は、対応するＵ字形管の湾曲部にすぐに近接する９０度ねじりを含むことが好ましい。
【００２２】
上記第３の目的によれば、扁平多孔管から形成される複数の一般に平行な管走路と、積み重ね関係で、かつ管走路を受容するのに十分な離隔開口を有する複数の板フィンとを含む熱交換器コアが提供される。管走路は開口に配置され、かつ開口周りの板フィンに鑞付けされるメジャー寸法を有し、開口管の板フィンの部分はメジャー寸法を一般に横切る方向に弓形であり、そのため、隣り合う開口間の間隔を増す必要なしに開口間のフィンの表面積を拡大する。
【００２３】
一実施形態において板フィンの開口はフィンの一の縁からフィンへと伸長するスロットである。
【００２４】
他の目的及び利点は、添付図面に関連する以下の明細から明らかになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の模範形態は、図面に関連して、しばしば水平配管及び垂直伸長板フィンを有する熱交換器の文脈において記述される。しかし、そのような向きに対する限定は請求項に表現される範囲を除いて無いことが意図されることが理解される。同様に、熱交換器の構成要素はアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい一方、弓形板フィンの使用、及び／又は溝を付けられてフィンの一面に開口する板フィンの使用のような、本発明の機能を高める種々の性能が非アルミニウム熱交換器の効能と共に用いられ得る。また重ねて、アルミニウム熱交換器に対する限定は添付請求項に表現される範囲を除いて無いことが意図される。
【００２６】
本発明に従って作製された熱交換器の第１実施形態は、平行で互いに間隔がおかれた一対の垂直伸長ヘッダー２０、２２を含むように図１〜３に示される。ヘッダー２０、２２は、好ましくは、シートアルミニウムから形成及び溶接されるか又は単に押し出された中空円筒であるが、所望により、溶接又は鑞付けによって形成された多部品ヘッダーであり得る。
【００２７】
管類の個々の部品の直線区域として形成された扁平多孔管２４は、ヘッダー２０、２２間に延長し、かつヘッダー２０、２２と流体連通する。管２４は押出し成形によっ形成されるか、又はインサートが設けられた溶接管であり得る。
【００２８】
一連のアルミニウム板フィン２６がヘッダー２０、２２間で管２４に取り付けられる。典型的な実施形態において、より大きい又は小さいフィン密度が所望により用いられ得るが、フィン２６の密度は約２０／インチである。
【００２９】
好ましくは、各管走路２４間で、フィン２６は、図３に最も良く示されるようなルーバー２８の慣用パターンを含む。
【００３０】
図３は、多数の内口３０を有するような管２４をも示す。一般的に、各口の動水直径は、せいぜい約０．０７０インチであり、最も好ましくても０．０５０インチ又はそれ以下である。しかし、効率が主要な問題でないなら、より大きい動水直径が使用可能である。図３に示された特定の扁平管は、平らな外側側壁３２を有する扁平な長円形状であり、その間の間隔は管マイナー寸法と慣例的に称される。これは図３に“ｄ”として示される。各管２４の湾曲端部又は縁間の間隔は、管メジャー寸法と慣例的に称され、図３に“Ｄ”として示される。
【００３１】
フィン２６は図１及び２に示されるように積み重ねに整列され、該積み重ね内の各フィンは、フィン２６の一の縁３６に開口する一連のスロット３４を有する。図１〜３に示された実施形態におけるフィン２６の反対側の縁３８は途切れていない。
【００３２】
スロット３４は、管メジャー寸法より、一般的に管２４の丸縁４０の曲率半径とほぼ等しい量だけ短い深さを有する。スロット３４は他の点では各管２４の断面に対応する形状を有するが、スロット３４の縁が管２４の側壁３２を緊密に包囲することを保証するように、通常、ごくわずかに小さい。即ち、スロット３４の幅は、好ましくは、管マイナー寸法“ｄ”よりごくわずかに小さい。
【００３３】
管２４がアルミニウムから形成される場合、ヘッダー２０、２２及びフィン２６もアルミニウムから形成される。好ましくは、ヘッダー２０、２２及びフィンは鑞付け合金の外部被覆を有し、管２４は押出アルミニウムである。あるいは、管２４は、ヘッダー２０、２２との緊密な鑞付け結合及びフィン２６との良好な結合を形成するように溶接され得、また、外側アルミニウム鑞付け合金被覆をその上に有し得る。
【００３４】
図１に示された熱交換器の組立てにおいて、管２４は、ヘッダー２０、２２及びそれに適用された板フィン２６の積み重ねにおける位置合わせされたスロット（図示せず）内に挿入される。あるいは、フィン２６はヘッダー２０、２２の適用前に管に適用され得る。いずれにしても、既述したような管２４及びスロット３４の相対的な寸法入れのため、管縁４０はフィン２６の縁３６を過ぎて伸長する。この結果、このように形成されたコアは、支持のために当該平面と接触する管２４の縁４０で平面に置かれ得る。該コアは鑞付け炉内に置かれ得（連続かそうでないかにせよ）、温度は鑞付け温度まで上げられ得る。典型的な構造において、フィン２６がベースメタルの融解温度に近付き、軟化し始めるにつれて、フィン２６は管２４の壁よりも薄くなるので、これらは、重量の作用を介し、かつこの結果をもたらすいかなる特別な固定具をも必要とすることなく、図３に示される位置に定着する。鑞付けが行われ、冷却次第、該組立体は、互いに整列された積み重ねの全てのフィン２６と共に図３に示されるように現れる。該工程は、完成品におけるフィンの見苦しい従って望ましくない調整不良を回避するのみならず、鑞付け工程中、管に対しフィンを所定位置に保持するための固定具の必要をなくし、それにより、製造工程を相当容易にする。
【００３５】
図１〜３に示された実施形態は単一管列熱効果器を例示する。図４及び５は、熱交換器に二管列を与える実施形態を示す。簡潔のため、同一の構成要素は再度記述されず、同じ参照番号が与えられる。図４及び５に示された実施形態において、二つの各ヘッダー２０、２２が用いられ、一が各管列に対する。管２４の二つの列が同様に用いられ、板フィン５０の積み重ねが利用される。図４及び５に示された実施形態において、スロット３４は二列に形成され、一方はフィンの一の縁５２に開口し、他方の列はフィン５０の反対側の縁に開口する。スロット３４は、既述したと同様な方法にて管２４に対し必要な大きさにされ、また、管２４の隣り合う一つ一つ間にルーバー２８が設けられる。組み立ては既述したようにかつ適当な錐重により行われ、該列は水力学的に平行で連続に整列され得るか、又は所望により二つの異なる流体に冷却を与えるように利用されさえされ得る。
【００３６】
いくつかの例において、ヘッダー２０のような二つの隣り合うヘッダーは、両列の管２４を受容する単一のより大きなヘッダーと交換され得る。そのような場合、ヘッダー２２の一方には入口が設けられるのに対し、他方のヘッダー２２には出口が設けられるであろう。
【００３７】
本発明の更に別の実施形態が図６〜８に示される。この実施形態において、二つの管列が形成され、これらは水力学的に連続に連結される。また、同様の構成要素は簡潔のため再度記述されず、上記に用いたものと同じ参照番号が与えられる。図６〜８の実施形態において、図１〜３に示されたものとほとんど同じ熱交換器が、一の縁３６のみに開口するスロット３４が設けられるフィン２６を用いて形成される。この実施形態において、管５６はヘッダー２０、２２間に延長する。しかし、管５６は、同じ正面領域を有する熱交換器のための図１〜３の実施形態に示されたものより相当長く、二つのフィン２６の積み重ねが使用される。各積み重ねは、ヘッダー２０、２２の対応する一方に対し隣接され、熱交換器の中央に一般に５８で示される間隙を残し、これはフィンが無いことによって特徴付けられる。
【００３８】
既述の方法を用いて熱交換器を組み立てかつ鑞付けする前に、各間隙５８の中央部６０は、各管５６のその部分に対し９０度まで（９０度を含む）回転され、フィン２６の二つの積み重ね各々からフィン２６の各積み重ねに近接する曲がり区域６２を形成するように併合する。各間隙５８の中央区域６０は、図７に示されるようにねじりから独立する。構成要素は組み立てられかつ鑞付けされ、次に、二つのヘッダー２０、２２は、二つのねじり６２間に１８０度弓形区域６４を形成するため、図７に示されるように互いに接触状態にされ得る。このように、管５６はＵ字形であり、その脚部６６は直線で、ヘッダー２０、２２の対応する一方におけるねじり間に延長し、また、該Ｕ字の湾曲部は、間隙５８の中央区域６０によって規定され、弓形区域６４を規定する。
【００３９】
図６〜８に示された実施形態が二列の管のみを使用するのに対し、単に間隙数を増やし、かつ各間隙５８にねじり６２及び湾曲部６４を設けることによる同じ方法で、任意の所望数の管列が設けられ得ることが理解される。例えば、図６〜８に示された実施形態に従って製作された三列構造は、二つの間隙５８で分離されたフィン２６の三つの積み重ねを有するであろう。
【００４０】
図９は本発明の更に別の実施形態を示す。この場合において、単一管７０は複数の直線走路を有するように蛇行式で形成され、図９には八つのそのような走路が示される。ヘッダー２０、２２は単一管７０の端部に設置され、直線走路７２はフィン２６のようなフィンに適合される。もちろん、図９に従う二列熱交換器が企図されるなら、図４及び５の実施形態に使用されたフィン５０が管７０の追加の一つと共に使用可能である。
【００４１】
図１０は、本発明に利用されるフィン２６、５０の非常に好ましい形態を示す。この実施形態のフィン２６、５０は、図１０に示されるように弓形で、間隔脚部８２と共に慣用のルーバー８０を含む。図１０のフィンスロット３４（図示せず）はフランジが無く、管２４、５６の側壁３２に隣接する。この点で、鑞付け工程中、縁８４は、前述の工程又は慣用の鑞付け工程が使用される場合、管２４、５６の扁平側部３２との良好な結合を形成する。フィン２６、５０が弓形であるという事実がある弾力性又は弾性を与え、縁８４を側壁３２に対し駆り立てさせるということは多少興味深い。更には、縁８４にフランジが無いことは、空気側自由流領域を増やし、改善された空気側伝熱係数に寄与する。
【００４２】
図１１は、本発明に使用され得るフィン２６、５０のやや低い好ましさの実施形態を示す。この特定の実施形態において、極小フランジ８８がフィンのスロット３４を縁取り、かつ管２４、５６の扁平側部３２に隣接する。
【００４３】
また、図１１の実施形態について、フィン２６、５０は弓形である。この機能の重要性は、フィンの高さを増すことなく弓形フィンが空気側表面を拡大すること、即ち、湾曲フィンの使用を介して空気側表面積が拡大されるにもかかわらず、同数の管２４、５６が所定正面領域に取り付けられ得ることである。従って、領域の増加が空気側における熱伝達を改善し、一方、同数の管２４、５６が用いられ得るので、第２流体側では何も失われない。更には、ルーバーの長さも伸長され、それによって乱流及び熱伝達を高める。図１０の実施形態の空気側の性能は、図１１の実施形態の性能よりわずかに高く、かつ、慣用の大きさのフランジが熱交換器を通る利用可能な空気側自由流領域を減らすという理由のため、そのようなフランジを有する管の性能より相当良好であることに留意しなければならない。
【００４４】
図１２は本発明に使用可能な別の種類の扁平管を示す。特に、該管は複数の口９２を有する涙滴形状管９０である。また、フィン２６、５０のスロット９４は、管９０をぴったりと受容するようなものであり、即ち、そのようなスロット９４は、管９０のメジャー寸法よりやや小さい深さ及び管９０の断面のような形状の領域を有する。この実施形態において、スロット９４の幅は、管９０のマイナー寸法と同じか又はそれよりほんのわずかに小さく製作され得る。
【００４５】
所望により、図１２に示されたこの実施形態又は他の実施形態において、各フィン２６、５０の長さを伸ばす一又は複数の伸長補強リブ１００が用いられ得る。補強リブは図１２及び１３の両方に示される。図４及び５の実施形態の場合、補強リブは、フィンの中央のスロットの二つの列間に設置されるであろう。補強作用に加えて、リブ１００は、該熱交換器が蒸発器として使用される場合、凝縮液排液を高める。
【００４６】
図面には示されないが、図４〜８に示されるような多管列実施形態において、一の列における管は、一又は複数の他の列における管に対して互い違いに配置され得る。更には、いくつかの場合、管メジャー寸法を、フィンの縦軸に対し９０度以外のある角度で傾斜させることが望ましいであろう。
【００４７】
図１４を参照して、これは、図１０及び１１に示されたフィン構造を含む種々のフィン構造に対する試験結果を示す。標準空気面速度は、ａ）英国熱単位量の平方フィート／華氏度当たりの流入温度差に対する熱流速と、ｂ）少量の水における向かい空気側圧力低下とに対しプロットされる。本発明の湾曲フィンは、板フィン熱交換器において受ける結合問題が本発明によって解決されることを例示する慣用の蛇行フィンと比べて遜色がないことが理解される。慣用の平板フィンの場合、本発明工程に従って製作されたフィンに対する熱交換性能が著しい利点を有することが特に注目される。図１０のフィンは、熱伝達の点及びより少ない空気側圧力低下を与える点の両方において、図１１のフィンを超える利点を示すことも確認される。
【００４８】
本発明は、高い抵抗を与える円形管を除去する熱交換器、即ち、空気側圧力低下を高め、そのような熱交換器に一般的に見られる機械的結合を除去する熱交換器を提供する。更にまた、本発明は、比較的小さいフィン高さの使用を可能にし、大きなフィン高さに生じる効率のロスを避ける。本発明の熱交換器が多くの異なる用途に適する一方、補強リブ及び管間の間隙を有する垂直板フィンの使用が、冷凍又は空調システムに使用される蒸発器に慣例的に生じる凝縮の優れた排水に対処するという点で、それは特に蒸発器として有利に使用される。
【００４９】
幅広フィンの両側において型打ち操作を単に繰り返すことにより、一方で２６、他方で５０のフィンは同じ金型で製作され得るという点で製造は簡素化される。更にまた、管の丸縁４０がフィンの縁３６、５２、５４をわずかに過ぎて伸長することを許容することによって与えられたユニークな利点は、フィンを共通平面に置くように設計された鑞付け固定具の使用なしに部品の鑞付けを可能にすることである。
【００５０】
湾曲フィンの使用は、フィン高さを伸ばす必要なしに空気側表面積を拡大し、また、鑞付け中の良好な結合を更に確実にするため、フィンのスロットの縁を管の側壁３２を緊密に包囲させる固有の弾性の付加的な利点を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って製作された熱交換器の一実施形態の側面図である。
【図２】図１の２−２線にほぼ沿う図１の実施形態の断面図である。
【図３】図１の３−３線にほぼ沿う図１の実施形態の断面図である。
【図４】本発明の変形実施形態の図２と同様の図である。
【図５】図４に示された実施形態の図３と同様の図である。
【図６】本発明の更に別の変形実施形態の側面図である。
【図７】図６の７−７線にほぼ沿う断面図である。
【図８】図６の８−８線にほぼ沿う断面図である。
【図９】本発明の更に別のやや概略的な図である。
【図１０】本発明のどの実施形態でも使用される非常に好ましい板フィン構造の破断断面図である。
【図１１】板フィンのやや低い好ましさの実施形態の図１０と同様の図である。
【図１２】涙滴形状管を用いる本発明の実施形態の断面の破断断面図である。
【図１３】図１２の１３−１３線にほぼ沿う断面図である。
【図１４】フィンの四つの異なる型、即ち、全て扁平多孔管を利用する、慣用の蛇行フィン構造、図１０の板フィン、図１１の板フィン及び慣用の平板フィン構造の相対的性能を示すグラフである。
【符号の説明】
２０、２２  ヘッダー
２４、５６、７０  管
２６、５０  フィン
２８、８０  ルーバー
３４、９４  スロット
３８、８４  縁
６２  ねじり
６４  湾曲部
８８  極小フランジ
１００  補強リブ
【図１】
0004050910.tif 000002
【図２】
0004050910.tif 000003
【図３】
0004050910.tif 000004
【図４】
0004050910.tif 000005
【図５】
0004050910.tif 000006
【図６】
0004050910.tif 000007
【図７】
0004050910.tif 000008
【図８】
0004050910.tif 000009
【図９】
0004050910.tif 000010
【図１０】
0004050910.tif 000011
【図１１】
0004050910.tif 000012
【図１２】
0004050910.tif 000013
【図１３】
0004050910.tif 000014
【図１４】
0004050910.tif 000015