JP2735310B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2735310B2
JP2735310B2 JP1231687A JP23168789A JP2735310B2 JP 2735310 B2 JP2735310 B2 JP 2735310B2 JP 1231687 A JP1231687 A JP 1231687A JP 23168789 A JP23168789 A JP 23168789A JP 2735310 B2 JP2735310 B2 JP 2735310B2
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    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は空気調和機用等に好適な空気式の熱交換器に
係り、特に、複数枚のフィン同士のピッチを規制するフ
ィンカラーを改良した熱交換器に関する。
(従来の技術) 従来、この種のフィン・チューブ型の空気式熱交換器
としては例えば第6図で示すサーペンタイン式熱交換器
1がある。
これは通風抵抗を低減するために偏平管に形成された
偏平伝熱チューブ2を複数回蛇行させ、その両端部に上
下一対のヘッドパイプ3a,3bを接続している。
偏平伝熱チューブ2の図中上下両端部と、その蛇行間
隙にはコルゲートフィン4をそれぞれ添設し、偏平伝熱
チューブ2内に冷媒等を通することにより、図中矢印方
向の送風を受けるコルゲートフィン4と熱交換するよう
になっている。
また、第7図(A),(B)で示す丸形チューブ式熱
交換器5は円管状の伝熱チューブ6の外周にリング状の
フィン7を軸方向に所要のピッチで複数枚装着してい
る。
各フィン7は第7図(A)に示すように伝熱チューブ
6を挿通する取付孔7aの開口周縁部上に、伝熱チューブ
6の軸方向に立ち上がるフィンカラー7bを一体的に形成
すると共に、このフィンカラー7bの自由端部を外径方向
に拡開するように湾曲してフィンカール7cを形成してい
る。
したがってこのフィンカール7cを含めたフィンカラー
7bの高さ(伝熱チューブ64の軸方向長さ)がフィンピッ
チFPとなる。すなわち、フィンピッチFPは各フィン7の
フィンカラー7bの高さとフィンカール7cの曲げ角により
適宜調整される。
ところで、近年では、空気式熱交換器の小型化および
高性能化のために、伝熱管として例えばアルミ押し出し
の偏平多孔チューブを用い、通風抵抗の低減を図ること
ができるものが考えられている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような偏平多孔チューブを伝熱管
として組み込む熱交換器では、通風抵抗の低減を促進す
るために偏平多孔チューブの短径をますます小径化する
場合には、フィンピッチがそれに伴ってますます小さく
なるという課題がある。
すなわち、偏平多孔チューブを嵌入せしめる各フィン
の長孔状の取付孔を形成すべき取付孔カット部を、その
中心軸に沿って切断し、その切片を左右に開いて立ち上
げ、フィンカラーを形成する場合には、このフィンカラ
ーは左右でほぼ均等となる。
しかも、この取付孔カット部の短径は個々に嵌入せし
める偏平多孔チューブの短径の小径化に伴って、ますま
す狭くなるので、この取付孔カット部をその中心軸に沿
って切断した場合には、フィンカラーの左右の高さは取
付孔の短径(開口幅)のほぼ1/2が最大となる。
したがって、例えば偏平伝熱チューブの短径が2〜3m
mの場合には、フィンカラーの高さが最大でも1〜1.5mm
迄しか設定できない。
これは換言すればフィンピッチが最大で1〜1.5mmし
かとれないということであり、熱交換器の設計自由度が
小さく、熱交換性能の調整が容易ではない等汎用性が低
いという課題がある。
また、フィンカラーの高さ以上のフィンピッチを稼ぐ
ためには箱治具等の調整が必要となり、フィン取付作業
の困難性を増大させる上に、作業コストの増大を招くと
いう課題がある。
そこで本発明は前記事情を考慮してなされたもので、
その目的は簡単な構成によりフィンピッチの拡大を適宜
図って汎用性を高めることができる熱交換器を提供する
ことにある。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、前記課題を解決するためになされたもの
で、次のように構成される。
すなわち本発明は、偏平伝熱管をその軸方向に並設さ
れた複数のフィンの各偏平状取付孔内に嵌入させて固定
し、これらフィンのピッチを前記各取付孔のフィンカラ
ーにより規制するようにした熱交換器において、前記フ
ィンカラーは、前記偏平状取付孔を形成すべき前記フィ
ンの取付孔カット部を、その中心軸から一方側および他
方側へ交互に突出するように階段状に切断し、これら切
片を両側方へそれぞれ開いて立ち上げてなることを特徴
とする。
(作用) 各フィンのフィンカラーの高さを決定する取付孔カッ
ト部の切断線が、このカット部の中心軸より両側方へ交
互に突出しているので、その突出の分だけフィンカラー
の高さを高くできる。
このフィンカラーはフィンピッチを規制するものであ
るから、このフィンカラーの高さを高くした分だけ、フ
ィンピッチの拡大を図ることができ、熱交換器設計自由
度の拡大を図ることができ、熱交換性能の調整を適宜行
なうことができ等汎用性を高めることができる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を第1図〜第5図に基づいて説
明する。
第1図(A)は本発明の実施例の一部切欠平面図であ
り、図において、本実施例の空気式熱交換器11は垂直方
向にそれぞれ立てた左右一対のヘッダ12a,12b間に、例
えばアルミ押し出しの偏平伝熱管13を横架し、両ヘッド
12a,12b間を連通している。
偏平伝熱管13は第2図に示すように冷媒等の流体を通
す複数の小孔13aをその長径方向に並設しており、しか
も、左右一対のヘッダ12a,12bの上下方向に所要のピッ
チで複数段並設されている。
これら偏平伝熱管13,13…の外周には第1図(B)に
も示すように縦長長方形薄板よりなるフィン14が各偏平
伝熱管13の軸方向に所要のピッチで装着されており、入
口パイプ15から例えば冷媒を導入し、出口パイプ16から
流出させる間に、第1図(A)中矢印で示す送風と熱交
換するようになっている。
なお、第1図(B)中、符号17は冷媒等の流体流れ方
向を案内する仕切板である。
そして、各フィン14はフィン本体の表裏両面にクラッ
ド材をコーティングしており、第3図に示すようにその
長手方向に、偏平伝熱管13を嵌入せしめる偏平長孔状の
取付孔18を所要のピッチで複数個穿設しており、各取付
孔18の一端は偏平伝熱管13を挿入せしめるように開口さ
せている。
各取付孔18の逆U字状開口周縁部上にはフィンカラー
19がほぼ全周に亘って立ち上げられている。
しかし、このフィンカラー19の立ち上げ上端部におい
て外向きフランジ状に外径方向へ所要幅突出するように
湾曲形成されるフィンカール20は、取付孔中心軸Oを中
心にして、図中左側前半部と、最後部の円弧部と、右側
後半部とにそれぞれ形成され、これら以外の箇所では第
4図(A)〜(C)に示すようにフィンカラー19をその
全高の途中19aまでしか立ち上げておらずフィンカール2
0は形成されていない。
各フィンカール20はその外面を、隣接するフィン14の
裏面に接触させることにより、複数フィン14の配置ピッ
チを規制するものであり、各取付孔18ではこれら3箇所
のフィンカール20により支持し、フィンピッチを規制す
るようになっている。
すなわち、第3図に示す各取付孔18の前半部左側で
は、第4図(A)に示すようにフィンカール19を全高ま
で立ち上げると共に、その立上げ上端部にフィンカール
20を形成する一方、図中右側ではフィンカール19を全高
の途中19aまでしか立ち上げていない。
また、第4図(B)に示すように各取付孔18の後半部
左側ではフィンカラー19をその全高の途中19aまでしか
立ち上げない一方、右側ではフィンカラー19を全高まで
立ち上げてその上端にフィンカール20を形成している。
さらに、第4図(C)に示すように取付孔18の円弧状
最後部ではフィカラー19およびフィンカール20をほぼ全
周に亘って立ち上げ形成している。
このような各フィンカラー19およびカール20は次のよ
うにして形成される。
まず、第5図(A)に示すように各フィン本体14aに
おいて、これから取付孔18を穿設しようとする各取付孔
カット部18aを図中二点鎖線で示す階段状切断線21に沿
って切断すると共に、各取付孔18の円弧状フィンカール
20を形成する。
各切断線21は各取付孔カット部18aの中心軸Oに対し
て、例えば取付孔18の後部では中心軸Oより図中左側へ
若干突出する一方、前部では切断線21が図中右側へ所要
幅突出している。
したがって、これら切断線21によって切断された左右
一対の各切片を各取付孔18の逆U字状開口基線に従って
左右へそれぞれ開きほぼ垂直方向に立ち上げ、まずフィ
ンカール19を形成する。
その結果、取付孔カット部18aの図中前半部では、左
側のフィンカール19の高さが中心軸Oよりも図中右側へ
突出している分だけ高く形成される。
また、取付孔カット部18aの後半部では右側のフィン
カラー19の高さが中心軸Oよりも左側へ突出している分
だけ高くなる。例えば取付孔カット部18aの短径(開口
幅)が3mmの場合、中心軸Oに沿って切断すればフィン
カール19は最大高さが左右それぞれ約1.5mm(3/2mm)で
あるが、本実施例のフィンカール19では1.5mm以上に設
定できる。
のように、これら中心軸Oに沿って切断する場合より
も高く立ち上げられた左右のフィンカラー19の各上端部
には外径へ突出する外向きフランジ状のフィンカール20
がそれぞれ湾曲形成される。
すなわち、本実施例では、フィンピッチを規制するフ
ィンカール20までの高さを中心軸Oよりも適宜高く設定
できるので、フィンピッチの拡大を図ることができる。
そして、各取付孔カット部18a同士の中間部には第5
図(B)の側断面図に示すように、各取付孔カット部18
aの長径方向に沿って複数の通風スリット22が形成さ
れ、フィン本体14aの板厚方向にこれら通風スリット22
を開口して通風するようになっている。
各通風スリット22は第5図(A)の紙面表裏方向にそ
れぞれ交互に突出し、その図中上下端を開口させてい
る。
したがって本実施例によれば、フィンピッチを規制す
るフィンカラー19の立上げ高さを取付孔カット部18aの
中心軸Oの高さよりも高く設定することができるので、
フィンピッチを適宜調節することにより、各種熱交換能
力を持った熱交換器を設計できる等、設計自由度の拡大
を図ることができ、汎用性を高めることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、偏平伝熱管が嵌入され
るフィンの取付孔を形成すべき取付孔カット部を、その
中心軸から一方側および他方側へ交互に突出するように
階段状に切断することにより、フィンカラーを形成する
ので、フィンカラーの高さを取付孔カット部の幅方向長
さのほぼ半分よりも高く設定することができ、フィンピ
ッチを適宜調節することができる。
したがって、フィンの冷却能力を適宜調節した熱交換
器を適宜設計することができるので、その汎用性を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明に係る熱交換器の一実施例の一部
切欠平面図、第1図(B)は第1図(A)の一部切欠側
断面図、第2図は第1図(A),(B)で示す偏平伝熱
管の一部切欠斜視図、第3図は第1図(A),(B)で
示すフィンの一部切欠平面図、第4図(A)〜(D)は
第3図のA−A線矢視断面図、同図B−B線矢視断面
図、同図C−C線矢視断面図、同図D−D線矢視断面
図、第5図(A)は第3図で示すフィンの取付孔を穿設
する前の部分拡大図、第5図(B)は同図(A)のVB−
VB線断面図、第6図は従来のサーペンタイン式熱交換器
の斜視図、第7図(A)は丸形チューブ式熱交換器の一
部拡大縦断面図、第7図(B)は同図(A)のB−B線
断面図である。 11……熱交換器、12a,12b……左、右ヘッドパイプ、13
……偏平伝熱管、14……フィン、14a……フィン本体、1
8……取付孔、19……フィンカラー、20……フィンカー
ル、21……切断線、22……通風スリット。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】偏平伝熱管をその軸方向に並設された複数
    のフィンの各偏平状取付孔内に嵌入させて固定し、これ
    らフィンのピッチを前記各取付孔のフィンカラーにより
    規制するようにした熱交換器において、前記フィンカラ
    ーは、前記偏平状取付孔を形成すべき前記フィンの取付
    孔カット部を、その中心軸から一方側および他方側へ交
    互に突出するように階段状に切断し、これら切片を両側
    方へそれぞれ開いて立ち上げてなることを特徴とする熱
    交換器。
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