JP3872266B2 - Heat exchanger, method for manufacturing the same, and molding apparatus therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機や冷凍冷蔵庫等に用いられるフィンチューブ型の熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの観点から熱交換器の高効率化が求められている。
【0003】
以下図面を参照しながら特開平11−325792号公報に示される従来の熱交換器について説明を行う。
【0004】
図4は従来の熱交換器の斜視図、図5は従来の熱交換器の要部断面図である。
【0005】
図4、図5において、1は熱交換器、2は伝熱管、、3はフィン、4はフィンカラー、5は空気の流れ方向、6は冷媒である。熱交換器1は内部に冷媒6が流動する伝熱管2と伝熱管2に挿入されその間を空気5が流動する複数枚の矩形状フィン3とより構成され、フィン3には伝熱管2とフィン3との熱伝達を良くするためのフィンカラー4を設けている。
【0006】
また、図6は従来の熱交換器用フィン成形装置の模式図である。
【0007】
図6において、21はフィン金型、22はフィンシート、23はドロー工程、24は表面加工工程、25はピアス工程、26はバーリング工程、27はカーリング工程、29は列間スリッター、30は送り、31はカットオフである。フィンシート22は、ドロー工程23でフィンカラー形成の予備段階としてしごかれ、表面加工工程24で、コルゲート加工やスリット加工を施される。そして、ピアス工程25ですべての列に穴明け加工が施され、バーリング工程26で前記穴に縁立てが施され、カーリング工程27で前記縁立て先端が丸められることで、フィンカラー4が形成される。次に列間スリッター29で、任意の列数に切断され、カットオフ31で任意の段数に切断され、フィン3が形成される。なお、フィン金型21内にこれらの工程が組み込まれており、送り30において、各列の抜き孔を送り爪により引っかけフィンシート22を順次送り込んでいく。
【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1は上記のように構成されているので、伝熱管2が挿入されないフィン3部分においてもフィンカラー4が存在するため、空気5が流れるときの通風抵抗となり、通過風量を減少させ、熱交換効率が低下するという課題を有していた。
【0009】
本発明は上記課題に鑑み、空気の通風抵抗を低減させ熱交換効率を向上させる熱交換器を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器とその製造方法およびその成形装置は、上記課題を解決するために、内部を冷媒が流動する伝熱管と、前記伝熱管が挿入されるフィンカラーを有するフィンより成り、前記伝熱管が挿入されない任意の前記フィンカラー部についてはフィンカラーの抜き孔の内径を維持し前記フィンカラーを外側に倒しながらつぶしたものである。
【0011】
また、本発明の熱交換器は上記課題を解決するために、つぶしたフィンカラー部の高さを1mm以下にしたものである。
【0012】
この発明によれば、空気の通風抵抗を低減させ、風量を確保させることができるので、熱交換効率の良い熱交換器を提供することができる。
【0013】
【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伝熱管と、前記伝熱管が挿入されるフィンカラーを有するフィンより成り、前記フィンカラーの前記伝熱管が挿入されない部分は、フィンカラーの抜き孔の内径を維持し外側に倒しながらつぶされて、前記伝熱管が挿入される部分よりも高さの低いフィンカラーとしたことを特徴とする熱交換器としたものであるので、容易に伝熱管が挿入されていない部分のフィンカラーをなくすことができ、通風抵抗を低減することができ、且つ、伝熱管後流部の死水域の影響を低減でき、熱交換効率を向上させるという作用を有する。
【0014】
請求項2に記載の発明は、内部を冷媒が流動する伝熱管と、前記伝熱管が挿入されるフィンカラーを有するフィンより成り、前記伝熱管が挿入されない前記フィンカラー部については前記フィンカラーを外側に倒しながらつぶしたことを特徴とする熱交換器であり、つぶした前記フィンカラー部の高さを1mm以下としたことで、より通風抵抗を低減することができ、且つ、伝熱管後流部の死水域の影響を低減でき、熱交換効率を向上させるという作用を有する。
【0015】
請求項3に記載の発明は、フィンシートに多数の穴明けをする第1の工程と、前記多数の穴に縁立てを行い多数のフィンカラーを成形する第2の工程と、複数の小ダイセットがそれぞれ独立して稼働することで前記フィンカラーの任意の箇所をフィンカラーの抜き孔の内径を維持し外側に倒しながらつぶして元のフィンカラーよりも高さの低いフィンカラーを成形する第3の工程とを含むフィン成形工程とより成り、高さの低いフィンカラーに伝熱管を挿入せずに元のフィンカラーに伝熱管を挿入して熱交換器を組立たことを特徴とする熱交換器の製造方法であり、フィンカラーの任意の位置をつぶすことができるという作用を有する。
請求項4に記載の発明は、フィンシートに多数の穴明けをする第1の手段と、前記多数の穴に縁立てを行い多数のフィンカラーを成形する第2の手段と、複数の小ダイセットがそれぞれ独立して稼働することで前記フィンカラーの任意の箇所をフィンカラーの抜き孔の内径を維持し外側に倒しながらつぶして元のフィンカラーよりも高さの低いフィンカラーを成形する第3の手段と、前記第3の手段の前記小ダイセットを制御する手段を含む、熱交換器用フィン成形装置であり、フィンカラーの任意の位置をつぶすことができるという作用を有する。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の熱交換器とその製造方法およびその成形装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0017】
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1による熱交換器の斜視図である。
【0018】
図1において、11は熱交換器、12は伝熱管、13はフィン、14はフィンカラー、15は空気の流れ方向、16は冷媒である。熱交換器11は内部に冷媒16が流動する伝熱管12と、伝熱管12に挿入され、その間を空気15が流動する複数枚の矩形状フィン13とより構成され、フィン13には伝熱管12とフィン13との熱伝達を良くするためのフィンカラー14を設けている。ここで、伝熱管12の挿入がない部分についてはフィンカラー14を成形後、抜き孔17を囲みながら、外側に倒れるようにつぶしフィンカラー18にしている。
【0019】
以上のように構成された本発明の実施例1の熱交換器11は熱交換機能上不必要な伝熱管12の挿入のない部分のフィンカラー14成形を容易な方法で除去できるので、通風抵抗を低減させることができ、且つ、伝熱管後流部の死水域の影響を低減でき、風量の確保と熱伝達率の向上により、安価に熱交換効率を向上させることができる。
【0020】
(実施例2)
図2は、本発明の実施例2による、つぶしフィンカラー高さと熱交換器能力を示した特性図である。
【0021】
図2において、熱交換器は、2列6段でフィンピッチ4.2mm、フィンカラーつぶし箇所4カ所の仕様である。つぶしフィンカラー高さが低くなれば熱交換器能力が向上し、つぶした前記フィンカラー部の高さを1mm以下としたことで、より通風抵抗を低減することができ、且つ、伝熱管後流部の死水域の影響を低減でき、熱交換効率を大幅に向上させることができる。
【0022】
(実施例3)
図3は、本発明の実施例2による、熱交換器の製造方法およびその成形装置を示した模式図である。
【0023】
図3において、28はフィンカラーつぶし工程である。
【0024】
フィンシート22は、ドロー工程23でフィンカラー形成の予備段階としてしごかれ、表面加工工程24で、コルゲート加工やスリット加工を施される。そして、ピアス工程25ですべての列に穴明け加工が施され、バーリング工程26で前記穴に縁立てが施され、カーリング工程27で前記縁立て先端が丸められることで、フィンカラー14が形成される。次に、カラーつぶし工程28でフィンカラー14の抜き孔17の内径を維持し、外側に倒しながらつぶして、フィンカラー18を形成する。カラーつぶし工程28では、複数の小ダイセットがそれぞれ独立して稼働し、任意の位置でフィンカラー14をつぶすことができるように、前記小ダイセットを制御する制御手段が設けられている。次に列間スリッター29で、任意の列数に切断され、カットオフ31で任意の段数に切断され、フィン13が形成される。なお、フィン金型21内にこれらの工程が組み込まれており、送り30において、各列の抜き孔17を送り爪により引っかけフィンシート22を順次送り込んでいく。したがって、順送型の熱交換器用フィン成形装置で容易にフィンカラーの任意の位置をつぶすことができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、内部を冷媒が流動する伝熱管と、前記伝熱管が挿入されるフィンカラーを有するフィンより成り、前記フィンカラーの前記伝熱管が挿入されない部分は、フィンカラーの抜き孔の内径を維持し外側に倒しながらつぶされて、前記伝熱管が挿入される部分よりも高さの低いフィンカラーとしたことを特徴とする熱交換器としたものであるので、容易に伝熱管が挿入されていない部分のフィンカラーをなくすことができ、通風抵抗を低減することができ、且つ、伝熱管後流部の死水域の影響を低減でき、熱交換効率を向上させることができる。
【0026】
また、請求項2に記載の発明は、内部を冷媒が流動する伝熱管と、前記伝熱管が挿入されるフィンカラーを有するフィンより成り、前記伝熱管が挿入されない前記フィンカラー部については前記フィンカラーを外側に倒しながらつぶしたことを特徴とする熱交換器であり、つぶした前記フィンカラー部の高さを1mm以下としたことで、より通風抵抗を低減することができ、且つ、伝熱管後流部の死水域の影響を低減でき、熱交換効率を向上させることができる。
【0027】
また、請求項3に記載の発明は、フィンシートに多数の穴明けをする第1の工程と、前記多数の穴に縁立てを行い多数のフィンカラーを成形する第2の工程と、複数の小ダイセットがそれぞれ独立して稼働することで前記フィンカラーの任意の箇所をフィンカラーの抜き孔の内径を維持し外側に倒しながらつぶして元のフィンカラーよりも高さの低いフィンカラーを成形する第3の工程とを含むフィン成形工程とより成り、高さの低いフィンカラーに伝熱管を挿入せずに元のフィンカラーに伝熱管を挿入して熱交換器を組立たことを特徴とする熱交換器の製造方法であり、フィンカラーの任意の位置をつぶすことができる。
また、請求項4に記載の発明は、フィンシートに多数の穴明けをする第1の手段と、前記多数の穴に縁立てを行い多数のフィンカラーを成形する第2の手段と、複数の小ダイセットがそれぞれ独立して稼働することで前記フィンカラーの任意の箇所をフィンカラーの抜き孔の内径を維持し外側に倒しながらつぶして元のフィンカラーよりも高さの低いフィンカラーを成形する第3の手段と、前記第3の手段の前記小ダイセットを制御する手段を含む、熱交換器用フィン成形装置であり、フィンカラーの任意の位置をつぶすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による熱交換器の実施例1の斜視図
【図2】本発明による熱交換器の実施例2の特性図
【図3】本発明による熱交換器用フィン成形装置の実施例3の模式図
【図4】従来の熱交換器の斜視図
【図5】従来の熱交換器の要部斜視図
【図6】従来の熱交換器用フィン成形装置の模式図
【符号の説明】
11 熱交換器
12 伝熱管
13 フィン
14,18 フィンカラー
21 フィン金型
22 フィンシート
23 ドロー工程
24 表面加工工程
25 ピアス工程
26 バーリング工程
27 カーリング工程
28 カラーつぶし工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fin tube type heat exchanger used in an air conditioner, a refrigerator-freezer, or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high efficiency of heat exchangers has been demanded from the viewpoint of energy saving.
[0003]
A conventional heat exchanger disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-325792 will be described below with reference to the drawings.
[0004]
FIG. 4 is a perspective view of a conventional heat exchanger, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the conventional heat exchanger.
[0005]
4 and 5, 1 is a heat exchanger, 2 is a heat transfer tube, 3 is a fin, 4 is a fin collar, 5 is a flow direction of air, and 6 is a refrigerant. The
[0006]
FIG. 6 is a schematic view of a conventional fin forming apparatus for a heat exchanger.
[0007]
In FIG. 6, 21 is a fin mold, 22 is a fin sheet, 23 is a drawing process, 24 is a surface processing process, 25 is a piercing process, 26 is a burring process, 27 is a curling process, 29 is an inter-row slitter, and 30 is a feed. , 31 is a cut-off.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the
[0009]
This invention provides the heat exchanger which reduces the ventilation resistance of air and improves heat exchange efficiency in view of the said subject.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a heat exchanger, a manufacturing method thereof, and a molding apparatus thereof according to the present invention include a heat transfer tube in which a refrigerant flows and a fin having a fin collar into which the heat transfer tube is inserted, An arbitrary fin collar portion into which no heat transfer tube is inserted is obtained by smashing the fin collar while tilting the fin collar outward while maintaining the inner diameter of the hole in the fin collar.
[0011]
Further, in order to solve the above problems, the heat exchanger according to the present invention has a crushed fin collar portion having a height of 1 mm or less.
[0012]
According to this invention, since the ventilation resistance of air can be reduced and the air volume can be ensured, a heat exchanger with good heat exchange efficiency can be provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0014]
The invention according to
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there are provided a first step of making a large number of holes in a fin sheet, a second step of forming a large number of fin collars by edging the numerous holes, and a plurality of small dies. set to shape the grain to the original fin low fin collars height than color while defeating any point of the fin collar outwardly to maintain the inner diameter of the vent hole of the fin collars by running independently And a fin forming step including a third step , wherein the heat exchanger is assembled by inserting the heat transfer tube into the original fin collar without inserting the heat transfer tube into the fin collar having a low height. This is a method for manufacturing a heat exchanger, and has an effect that an arbitrary position of the fin collar can be crushed.
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a first means for making a large number of holes in a fin sheet, a second means for forming a large number of fin collars by edging the numerous holes, and a plurality of small dies. The set is operated independently to form a fin collar having a lower height than the original fin collar by crushing any part of the fin collar while maintaining the inside diameter of the fin collar punching hole and falling outward. 3 is a fin forming apparatus for a heat exchanger including means for controlling the small die set of the third means, and has an effect that an arbitrary position of the fin collar can be crushed.
[0016]
【Example】
Embodiments of a heat exchanger, a manufacturing method thereof, and a molding apparatus thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
Example 1
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to
[0018]
In FIG. 1, 11 is a heat exchanger, 12 is a heat transfer tube, 13 is a fin, 14 is a fin collar, 15 is a flow direction of air, and 16 is a refrigerant. The
[0019]
Since the
[0020]
(Example 2)
FIG. 2 is a characteristic diagram showing crushing fin collar height and heat exchanger capability according to Example 2 of the present invention.
[0021]
In FIG. 2, the heat exchanger has specifications of two rows and six stages, a fin pitch of 4.2 mm, and four fin collar crushing locations. If the height of the crushing fin collar is lowered, the heat exchanger performance is improved, and by reducing the height of the crushing fin collar portion to 1 mm or less, the ventilation resistance can be further reduced, and the wake of the heat transfer tube The influence of the dead water area can be reduced, and the heat exchange efficiency can be greatly improved.
[0022]
(Example 3)
FIG. 3 is a schematic view showing a heat exchanger manufacturing method and a molding apparatus thereof according to
[0023]
In FIG. 3, 28 is a fin color crushing step.
[0024]
The
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to
[0026]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fin having a heat transfer tube through which a refrigerant flows and a fin collar into which the heat transfer tube is inserted. The heat exchanger is characterized in that it is crushed while tilting the collar outward, and by reducing the height of the crushed fin collar part to 1 mm or less, the ventilation resistance can be further reduced, and the heat transfer tube The influence of the dead water area in the wake can be reduced, and the heat exchange efficiency can be improved.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a first step of forming a large number of holes in the fin sheet, a second step of forming a plurality of fin collars by edging the large number of holes, and a plurality of steps . said fins any point grain to the original fin low fin collars height than color while tilted outward to maintain the inner diameter of the vent hole of the fin collar of color in the small die set is running independently third more become a fin forming step including the step, characterized in that there was assembled heat exchanger by inserting a heat transfer tube in the original fin collars without inserting the heat transfer tube to a low fin collar height for molding A method for manufacturing a heat exchanger, which can crush any position of the fin collar.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first means for making a number of holes in a fin sheet, a second means for forming a number of fin collars by edging the number of holes, and a plurality of means. The small die set operates independently to form a fin collar that is lower than the original fin collar by crushing any part of the fin collar while maintaining the inner diameter of the fin collar's punched hole and pulling it outward. A fin forming apparatus for a heat exchanger that includes a third means for controlling and a means for controlling the small die set of the third means, and can crush any position of the fin collar.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention. Fig. 4 is a perspective view of a conventional heat exchanger. Fig. 5 is a perspective view of a main part of a conventional heat exchanger. Fig. 6 is a schematic diagram of a conventional fin forming apparatus for a heat exchanger.
11
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