(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流動する複数列、複数段に配列された伝熱管と、前記伝熱管が挿入されその間を空気が流動する複数枚のフィンとから構成され、冷媒入口と冷媒出口がほぼ同じ段の高さで、異なる列に配置され、前記伝熱管は互いに連結されて少なくとも１回路の冷媒流路を構成した熱交換器において、列間フィン上には間欠的に切断部を設け、冷媒入口もしくは冷媒出口近傍においては他の部分より前記切断部を長くしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
薄板状金属のフィン材に、所定の列ピッチと段ピッチで伝熱管挿入穴の成形を順送しながら行い、全域で切断する列と、間欠的に切断して複数列の熱交換器用フィンを成形するプレス加工において、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、部分的には他より長い切断部を得ることを特徴とした熱交換器用フィンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調機や冷凍機に使用され、空気と冷媒などの流体間で熱の授受を行う熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、例えば特開平８−５４１９４号公報に公開された従来の熱交換器のフィンの平面図である。１はフィンで、２はフィン１に成形された伝熱管挿入穴である。また、３はフィン１の列間で間欠的に切断されたミシン目状の切断部である。
【０００３】
図７は、フィン１を用いた熱交換器４の斜視図であり、５は伝熱管挿入穴２に挿入、密着された伝熱管で、冷媒入口を５ａ、冷媒出口を５ｃ、その途中を５ｂとする。
【０００４】
以上のように構成された熱交換器４について、凝縮器として用いられる際の作用を図面を参照しながら説明する。
【０００５】
伝熱管５ａに流入した高温冷媒はフィン１の表面を流れる空気に熱を放出しながら熱交伝熱管５ｂを介して、伝熱管５ｃより低温冷媒として流出する。
【０００６】
ここで、伝熱管５内を流れる冷媒は入口と出口で大きな温度差を有し、一般には３０℃以上の差がある場合が多い。そこで温度の異なる伝熱管５どうしの熱伝導を防ぐことで冷媒の過冷却度を大きくすることができ、熱交換量を増大させる狙いと、製造工程において容易に製造を可能とする為に、列間でミシン目状に所定のピッチで間欠的に切断され、切断部３を形成している。
【０００７】
次に、フィン１の製造方法について図８を用いて説明する。所定の列ピッチＲＰと段ピッチＨＰで伝熱管挿入穴２を加工しながらＲＰの２倍のピッチで順送し、ＲＰ×２より長さの小さい上下の切断刃６を用いて列間の切断部３を加工している。従って連続的に伝熱管挿入穴２と切断部３を加工するには伝熱管挿入穴加工金型は２段分設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の熱交換器４は列間に切断されない部分が多く残る為、熱伝導が完全には遮断されず、熱伝導による熱交換量の低下を十分には抑えることができなかった。また、切断部３の長さを十分に長くすると、フィン１の強度が低下するばかりでなく、フィン１の成形金型を順送ピッチに応じて大きな金型を製作しなくてはならない。
【０００９】
一方、列間を完全に切断するとフィン１の部品点数が増えてしまい、その取り扱いにおいて工数が増えるという課題があり完全には切断できなかった。
【００１０】
本発明はフィン１の列間における間欠的な切断部３を金型投資することなく、フィン１の強度を低下させることなく効率的に切断することを目的としたものである。
【００１１】
【発明を解決するための手段】
本発明の熱交換器は上記課題を解決するために、フィンを完全に切断することなく、比較的高温の冷媒入口の伝熱管と比較的低温の冷媒出口の伝熱管近傍においてのみ長い切断部を有するように構成したものである。
【００１２】
これにより、温度の大きくことなる伝熱管どうしの熱伝導を効率的に遮断し、熱交換量を増大させられる。
【００１３】
また、本発明の熱交換器用フィンの製造方法は、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、部分的には他より長い切断部を得るようにしたものである。
【００１４】
これにより、製造工程において比較的小さい金型と切断刃で、部分的には長い切断部を得ることができ、長い切断部を得るにも金型投資が不要となるばかりでなく、他の部分では比較的短い切断部であるからフィンの強度をほとんど低下させることがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、内部を冷媒が流動する複数列、複数段に配列された伝熱管と、前記伝熱管が挿入されその間を空気が流動する複数枚のフィンとから構成され、冷媒入口と冷媒出口がほぼ同じ段の高さで、異なる列に配置され、前記伝熱管は互いに連結されて少なくとも１回路の冷媒流路を構成した熱交換器において、列間フィン上には間欠的に切断部を設け、冷媒入口もしくは冷媒出口近傍においては他の部分より前記切断部を長くしたものであり、冷媒出入口の温度差の大きく異なる伝熱管近傍のみを接続部をなくして熱伝導を防止することで、フィンの強度を低下させることなく熱伝導を効率的に遮断するという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、薄板状金属のフィン材に、所定の列ピッチと段ピッチで伝熱管挿入穴の成形を順送しながら行い、全域で切断する列と、間欠的に切断して複数列の熱交換器用フィンを成形するプレス加工において、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、部分的には他より長く、切断刃より長い切断部を得るものであり、一種類の切断刃で不均等で長い切断部を容易に製作できる。すなわち、製造工程において比較的小さい金型と切断刃で、部分的には長い切断部を得ることができるものである。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜図５を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施例の熱交換器のフィンの平面図である。図２は本発明の一実施例の熱交換器１４の斜視図である。図１と図２において１１はフィンで１２はフィン１１に成形された伝熱管挿入穴である。１５は伝熱管挿入穴１２に挿入密着された伝熱管で、冷媒入口を１５ａ、冷媒出口を１５ｃ、途中を１５ｂとする。また、１３はフィン１１の列間で間欠的に切断されたミシン目状の切断部である。切断部１３は冷媒入口伝熱管１５ａと冷媒出口伝熱管１５ｃの近傍では他の部分より長い切断部１３ａを形成している。
【００１９】
次に、図面を用いながら本発明の熱交換器４を凝縮器として用いる場合の一実施例における作用を説明する。
【００２０】
高温の過熱ガス冷媒が伝熱管１５ａから流入し、伝熱管１５ｂを介して伝熱管１５ｃから過冷却液冷媒として流出する。この間、フィン１１の間を流れる空気に熱を放出しながら冷媒は冷却や凝縮をする。この時、同時にフィン１１を介して高温のガス冷媒が流動する伝熱管１５ａから低温の液冷媒が流動する伝熱管１５ｃへ熱伝導が起こる。しかし、フィンは伝熱管１５ａと１５ｃとの列間で長い切断部を設けているので、ほとんど熱伝導による低温冷媒の加熱が起こらない為、冷媒の過冷却が大きくとれ、熱交換量が大きくなる。
【００２１】
また、間欠的に切断部を設けており、伝熱管１２ａと１２ｃ近傍以外では切断部１３を比較的短くしているので、フィンの部品点数が増えることがないばかりでなく、フィン強度が低下することがない。
【００２２】
図３には本発明の他の実施例の熱交換器２４を示しているが、この場合もフィン２１には切断部２３を設け、冷媒入口伝熱管２２ａと冷媒出口伝熱管２２ｃの近傍で伝熱管２２ｂ近傍より長くした間欠的な切断部２３ａを設けることで同様に実施できる。
【００２３】
図４には図３の熱交換器のフィン２１を示している。図５はフィン２１の切断部２３を加工する際の要部斜視図である。図４において、フィン２１には伝熱管挿入穴２５と伝熱管挿入穴２５の列間には間欠的な切断部２３を構成している。切断部２３は一部分においては伝熱管挿入穴２５の段ピッチの３倍毎に未切断部部を残して長い切断部２３ａを形成し、他の部分においては伝熱管挿入穴２５の段ピッチの２倍毎に未切断部を残している。
【００２４】
図５は本実施例の熱交換器用フィンの切断部を加工する際の要部斜視図である。次にフィン２１の切断部２３の加工方法について図５を用いて説明する。フィン２１は通常は順送ピッチを段ピッチＨＰの２倍として順送しながら、伝熱管挿入穴２５を加工する（図示せず）。
【００２５】
次に順送ピッチ（ＨＰ×２）より小さい長さの先端を有する上下の切断刃２６で伝熱管挿入穴２５の列間を中央で切断しながら切断する。このとき、一部分において順送ピッチを半減し、ＨＰ×１とする。そうすることで、切断刃２６によって切断される切断部２３は重なり合い、他の部分より長い切断部２３ａが形成される。
【００２６】
伝熱管挿入穴２５と切断部２３の加工を連続的に行う際に、順送ピッチを半減しても伝熱管挿入穴２５は同じ位置で二度加工される部分ができるだけで、仕上がりの形状にはなんら問題ない。
【００２７】
本加工方法により、比較的小さい金型と切断刃２６で、任意の位置で、部分的には長い切断部を得ることができ、長い切断部を得るにも金型投資が不要となるばかりでなく、他の部分では比較的短い切断部であるからフィンの強度をほとんど低下させることがなく、しかも連続的に製作できるから工数が増えることもほとんどない。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、列間フィン上には間欠的に切断部を設け、冷媒入口もしくは冷媒出口近傍においては他の部分より長い切断部を設けることで、温度の大きく異なる伝熱管どうしの熱伝導を効率的に遮断し、フィンの強度を低下させたり部品点数を増やすことなく熱交換量を増大させられるという有利な効果を得ることができる。
【００２９】
また、本発明の製造工程によれば、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、比較的小さい金型と切断刃で、任意の位置で部分的には長い切断部を得ることができ、長い切断部を得るにも専用の金型投資が不要となるばかりでなく、他の部分では比較的短い切断部であるからフィンの強度をほとんど低下させることがない為に熱交換器の製造工程においてフィンが扱いやすい。しかも連続的に製作できるから工数が増えることもほとんどないという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による熱交換器のフィンの平面図
【図２】本発明の一実施例による熱交換器の斜視図
【図３】本発明の他の実施例による熱交換器の斜視図
【図４】同実施例の熱交換器のフィンの平面図
【図５】同実施例のフィンの切断部を加工する際の要部斜視図
【図６】従来の熱交換器のフィンの平面図
【図７】従来のフィンを用いた熱交換器の斜視図
【図８】従来のフィンの切断部を加工する際の要部斜視図
【符号の説明】
１１，２１  フィン
１２，２２  伝熱管挿入穴
１３，１３ａ，２３，２３ａ  切断部
１４，２４  熱交換器
２５        伝熱管挿入穴
２６        切断刃
【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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