JP4243098B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば冷蔵庫や冷蔵ショーケースなどの冷却装置の蒸発器として用いられる熱交換器の製造方法に関する。
【0002】
この明細書において、図3および図7に矢印Xで示す方向を前、これと反対側を後というものとする。なお、図1、図4および図5においても、この前後方向を基準にするものとする。さらに、各図面の上下を上下といい、図1、図3、図および図7の左右を左右というものとする。
【0003】
【従来の技術】
冷蔵庫や冷蔵ショーケースなどの冷却装置の蒸発器としては、従来、図7に示すものが用いられていた。図7において、従来の蒸発器(30)は、左右方向に並列状に配された複数のプレートフィン(31)よりなりかつ上下方向に間隔をおいて設けられた2つのフィン群(32)と、前後方向に間隔をおいて配されかつ上下両フィン群(32)の全てのプレートフィン(31)をそれぞれ貫通した複数の直管(33)と、全ての直管(33)内を冷媒が順次流通しうるように隣り合う直管(33)どうしを接続する複数のUベンド(34)とを備えている。
【0004】
この蒸発器(30)は次の方法によって製造されていた。すなわち、まず複数本の直管(33)と、複数の貫通穴が間隔をおいて形成されたプレートフィン(31)とを用意するとともに、ワイヤの一端に拡管用ボールが取り付けられてなる拡管具を用意する。そして、全ての直管(33)をそれぞれ全てのプレートフィン(31)の貫通穴に通した後、拡管具のワイヤを一端側から直管に通すとともに、ワイヤを他端側から引張って拡管用ボールを直管(33)内に通すことにより、直管(33)を拡管させて全てのプレートフィン(31)を直管の周囲に固定する。ついで、直管(33)の端部とUベンド(34)の端部とを溶接することにより全ての直管(33)をUベンド(34)により接続する。こうして、蒸発器(30)が製造されていた。
【0005】
ところで、最近では、冷蔵庫や冷蔵ショーケースなどの冷却装置では、従来のフロン系冷媒に代えて、オゾン層破壊や地球温暖化への影響の少ない炭化水素系冷媒を使用することが検討されているが、炭化水素系冷媒は可燃性を有するために冷媒のリークを極力抑える必要がある。
【0006】
しかしながら、上述した従来の蒸発器(30)では、直管(33)とUベンド(34)とが溶接されているので、その溶接継ぎ目部分から冷媒がリークするおそれがある。
【0007】
そこで、このような問題を解決した蒸発器として、ヘアピン状管と、ヘアピン状管の長さ方向に間隔をおいて複数設けられ、かつヘアピン状管の2つの直管部にまたがって両直管部に固定された複数の並列状プレートフィンからなるフィン群とにより構成されたフィン付きヘアピン状管を、フィン群の設けられていない複数箇所で曲げることにより全体として蛇行状に形成されたものが考えられている。
【0008】
この蒸発器の製造方法は次の通りである。すなわち、まずヘアピン状管と、2つの貫通穴が間隔をおいて形成された多数のプレートフィンとを用意するとともに、押圧ロッドの先端に拡管用マンドレルが取り付けられた拡管具を用意する。そして、ヘアピン状管の両直管部をそれぞれ全てのプレートフィンの両貫通穴に通すことにより、複数の並列状プレートフィンからなる非固定フィン群を、直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設ける。ついで、ヘアピン状管の両端開口から直管部内に拡管具の拡管用マンドレルを押し込んで直管部を拡管させ、各フィン群のプレートフィンをヘアピン状管の直管部の周囲に固定することによりフィン付きヘアピン状管を製造する。その後、フィン付きヘアピン状管をフィン群の設けられていない複数箇所で曲げることにより全体として蛇行状に形成する。こうして、蒸発器が製造されていた。(たとえば、特許文献1、段落0006参照)
【0009】
【特許文献1】
特開2001−124485号公報(段落0006)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
この方法により製造された蒸発器では、フィン付きヘアピン状管のヘアピン状管には継ぎ目は存在しないので、図7に示す蒸発器(30)のような冷媒のリークは発生しないが、プレートフィンは2つの直管部にまたがる大きさを有しているだけであるので、伝熱面積の増大による冷却効率向上効果が少ない。
【0011】
この発明の目的は、上記問題を解決し、冷却装置の蒸発器に使用した場合に、冷媒のリークを防止することができるとともに冷却性能を向上させることができる熱交換器の製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
1)溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されかつ前後方向に間隔をおいて互いに平行に設けられた3以上の直管部を有する蛇行状管と、蛇行状管の隣り合う2つの直管部にまたがって両直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなりかつ直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられた第1フィン群と、蛇行状管の残りの各直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなりかつ直管部の長さ方向に関して第1フィン群と同一位置にくるように直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられた第2フィン群とを備えたフィン付き蛇行状管からなり、フィン付き蛇行状管が、全ての直管部における隣り合う第1フィン群間および第2フィン群間において、第1フィン群どうしおよび第2フィン群どうしが上下に重なるように曲げられることにより形成されており、隣接する第1フィン群間および第2フィン群間の上記間隔が、フィン付き蛇行状管の直管部を曲げうるような長さとなされている熱交換器を製造する方法であって、
溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されたヘアピン状管と、2つの貫通穴が前後方向に間隔をおいて形成された多数のプレートフィンとを用意し、ヘアピン状管の両直管部をそれぞれ全てのプレートフィンの貫通穴に通すことにより、複数の並列状プレートフィンからなる非固定フィン群を直管部の長さ方向に直管部を曲げうる長さの間隔をおいて所定数設けること、該所定数を、ヘアピン状管の屈曲部側に設けられかつ第1フィン群を形成する2以上の非固定フィン群の数のn倍(nは2以上の整数)にしておくこと、ヘアピン状管を拡管して各プレートフィンを両直管部にまたがるように固定し、第2フィン群を形成する被分割フィン群と第1フィン群とを有するフィン付きヘアピン状管を得ること、全ての被分割フィン群を構成するプレートフィンを、一方の直管部に固定された部分と他方の直管部に固定された部分とに分割して第2フィン群を形成し、フィン付きヘアピン状管の両直管部を前後方向外方に曲げることによりフィン付き蛇行状管を形成することを含む熱交換器の製造方法。
【0013】
2) ヘアピン状管の内周面に、その長さ方向に伸びるインナーフィンが周方向に間隔をおいて一体に形成されている上記 1) 記載の熱交換器の製造方法。
【0014】
3)ヘアピン状管の内周面からの突出高さの異なる高低2種類のインナーフィンが周方向に交互に設けられており、高いインナーフィンの突出高さが0.7〜1.7mm、低いイ ンナーフィンの突出高さが0.4〜1.2mmである上記 2) 記載の熱交換器の製造方法。
【0015】
4)全てのインナーフィンの高さが等しく、ヘアピン状管の内周面からのインナーフィンの突出高さが0.7〜1.2mmである上記 2) 記載の熱交換器の製造方法。
【0016】
5)インナーフィンのピッチが0.4〜1.6mmである上記 3) または 4) 記載の熱交換器の製造方法。
【0017】
6)ヘアピン状管の外径が6〜10mm、同じく周壁の肉厚が0.4〜0.8mmである上記 3) 〜 5) のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【0018】
7)ヘアピン状管の拡管を流体を用いて行う上記 2) 〜 6) のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【0019】
8)第2フィン群を形成する被分割フィン群を構成するプレートフィンが、2つのフィン形成部および両フィン形成部を分割可能に一体に連結する連結部よりなる上記 1) 〜 7) のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【0020】
9)第1フィン群を構成するプレートフィンと、第2フィン群を形成する被分割フィン群を構成するプレートフィンとを同一形状にしておき、被分割フィン群を構成するプレートフィンにおける上下両側縁のうちの少なくともいずれか一方の前後方向の中央部にV字状切り込みを形成するとともに、前後方向に関して切り込みと合致した位置に、切り込みと干渉しない上下方向に伸びるスリットを形成しておく上記 1) 〜 8) のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【0021】
10)被分割フィン群を分割して第2フィン群を形成した後、フィン付きヘアピン状管における所定数の第2フィン群を有する直管部を切断する上記 1) 〜 9) のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【0022】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を冷却装置の蒸発器に適用したものである。なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【0023】
図1および図2は蒸発器を形成するのに用いられるフィン付き蛇行状管を示し、図3は蒸発器を示す。また、図4はフィン付き蛇行状管を形成するのに用いられるフィン付きヘアピン状管を示し、図5はプレートフィンを示す。
【0024】
図1および図2において、フィン付き蛇行状管(1)は、前後方向に間隔をおいて設けられた3以上、ここでは4つの直管部(2a)を有するアルミニウム製蛇行状管(2)と、蛇行状管(2)における中央部の隣り合う2つの直管部(2a)の長さ方向に間隔をおいて設けられた複数、ここでは2つの第1フィン群(3)と、蛇行状管(2)の前後両端の直管部(2a)にそれぞれ長さ方向に間隔をおいて設けられた複数、ここでは2つの第2フィン群(4)とを備えている。両第1フィン群(3)間および両第2フィン群(4)間の間隔は、直管部(2a)を、第1フィン群(3)どうしおよび第2フィン群(4)どうしが上下に重なるように折り返し状に曲げうるような長さとなされている。
【0025】
蛇行状管(2)は溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されたものであり、その内周面には、その長さ方向に伸びかつ突出高さの異なる高低2種類のインナーフィン(20)(21)が周方向に間隔をおいて交互に一体に形成されている。インナーフィン(20)(21)は蛇行状管(2)の中心に向かって突出している。高いインナーフィン(20)の蛇行状管(2)内周面からの突出高さ(h1)は、0.7〜1.7mm、低いインナーフィン(21)の蛇行状管(2)内周面からの突出高さ(h2)は0.4〜1.2mmである。また、インナーフィン(20)(21)のピッチ(P)は0.4〜1.6mmである。ここでインナーフィン(20)(21)のピッチ(P)とは、横断面において、蛇行状管(2)の中心線と、隣り合う2つのインナーフィン(20)(21)の厚みの中心とを結ぶ2つの直線(L1)(L2)間の蛇行状管(2)の外周面上での周方向の距離である。また、蛇行状管(2)の外径は6〜10mm、同じく周壁の肉厚は0.4〜0.8mmである。
【0026】
第1フィン群(3)は、2つの直管部(2a)にまたがって両直管部(2a)に固定された複数の並列状アルミニウム製プレートフィン(5)からなる。プレートフィン(5)は前後方向に長い長方形状である。以下、第1フィン群(3)を構成するプレートフィン(5)を第1プレートフィンと称する。第2フィン群(4)は、各直管部(2a)に固定された複数のアルミニウム製プレートフィン(6)からなり、直管部(2a)の長さ方向に関して第1フィン群(3)と同一位置にくるように設けられている。第2フィン群(4)のプレートフィン(6)の前後方向の長さは第1プレートフィン(5)の前後方向の長さの1/2と等しいか、あるいは後述する切り込み(12)およびスリット(13)の分だけ短くなっている。以下、第2フィン群(4)を構成するプレートフィン(6)を第2プレートフィンと称する。第1フィン群(3)と第2フィン群(4)のフィンピッチは異なっている場合があり、第2フィン群(4)のフィンピッチが、第1フィン群(3)のフィンピッチよりも大きいことが好ましい。
【0027】
第1プレートフィン(5)には前後方向に間隔をおいて2つの貫通穴(5a)が形成されており、蛇行状管(2)の中央部の2つの直管部(2a)がそれぞれ全ての第1プレートフィン(5)の貫通穴(5a)に通され、両直管部(2a)を拡管することにより第1プレートフィン(5)が両直管部(2a)の周囲に固定されている。第2プレートフィン(6)には1つの貫通穴が形成されており、蛇行状管(2)の前後両端の直管部(2a)がそれぞれ全て第2プレートフィン(6)の貫通穴に通され、直管部(2a)を拡管することにより第2プレートフィン(6)が直管部(2a)の周囲に固定されている。なお、フィン付き蛇行状管(1)のままでも蒸発器として用いることができる。
【0028】
そして、図3に示すように、フィン付き蛇行状管(1)が、蛇行状管(2)の全ての直管部(2a)が隣り合う第1フィン群(3)間および第2フィン群(4)間において、第1フィン群(3)どうしおよび第2フィン群(4)どうしが上下に重なるように曲げられることにより、蒸発器(E)が形成されている。すなわち、この蒸発器(E)においては、2つの第1フィン群(3)が上下方向に積層状に配されるとともに、これらの第1フィン群(3)の前後両側においてそれぞれ2つの第2フィン群(4)が上下方向に積層状に配され、各第1フィン群(3)の第1プレートフィン(5)に前後2本の直管部(2b)が貫通させられ、各第2フィン群(4)の第2プレートフィン(6)に1本の直管部(2b)が貫通させられている。そして、フィン群(3)(4)よりも左方において、前後方向に関して同一位置にある上下の直管部(2b)がこれと一体をなす屈曲部(2c)により接続されている。また、フィン群(3)(4)の右方において、上側の直管部(2b)における前後両側の2本ずつがそれぞれこれと一体をなす屈曲部(2d)により接続されるとともに、下側の直管部(2b)における中央の2本がこれと一体をなす屈曲部(2e)により接続されている。
【0029】
次に、蒸発器の製造方法について説明する。
【0030】
まず、図4に示すフィン付きヘアピン状管(H)を製造する。
【0031】
すなわち、溶接継ぎ目のない1本のアルミニウム製パイプを曲げることにより形成されたヘアピン状管(10)と、前後方向に間隔をおいて2つの貫通穴(5a)が形成された複数のアルミニウム製第1プレートフィン(5)と、同じく前後方向に間隔をおいて2つの貫通穴(11a)が形成された複数のアルミニウム製プレートフィン(11)とを用意する(図5参照)。
【0032】
ヘアピン状管(10)の内周面には、その長さ方向に伸びかつ突出高さの異なる高低2種類のインナーフィン(20)(21)が周方向に間隔をおいて交互に一体に形成されている。インナーフィン(20)(21)は、図2を参照して先に述べた通りのものである。
【0033】
図5に示すように、これらのプレートフィン(5)(11)は前後方向に長い長方形状であり、一方のプレートフィン(11)の上下両側縁部の前後方向の中央部には、それぞれV字状切り込み(12)が形成されているとともに、両切り込み(12)間にプレートフィン(11)の幅方向(上下方向)に伸びるスリット(13)が形成されている。貫通穴(11a)はスリット(13)の前後両側に形成されている。両切り込み(12)とスリット(13)の両端との間隔は0.1〜0.4mm程度としておくことが好ましい。以下、切り込み(12)およびスリット(13)を有するプレートフィン(11)をスリット付きプレートフィンと称する。スリット付きプレートフィン(11)は、第1プレートフィン(5)を打ち抜き成形するのに用いる打ち抜き金型に、切り込み形成部およびスリット形成部を着脱自在に取り付けたものにより打ち抜き成形される。ここで、切り込み(12)およびスリット(13)が形成されていることにより、スリット付きプレートフィン(11)は、前後2つのフィン形成部(15)、および切り込み(12)とスリット(13)との間に設けられかつ両フィン形成部(15)を分割可能に一体に連結する連結部(16)よりなることになる。
【0034】
そして、ヘアピン状管(10)の両直管部(10a)を全てのプレートフィン(5)(11)の両貫通穴(5a)(11a)に通すことにより、複数のプレートフィン(5)(11)からなる非固定フィン群を直管部(2a)の長さ方向に間隔をおいて複数、ここでは4つ設けておく。このとき、ヘアピン状管(10)の屈曲部(10b)側の2つの非固定フィン群は第1プレートフィン(5)からなるものであって、フィン付き蛇行状管(1)の第1フィン群(3)を形成するものである。また、ヘアピン状管(10)の両端開口側の2つの非固定フィン群はスリット付きプレートフィン(11)からなるものであって、フィン付き蛇行状管(1)の第2フィン群(4)を形成するものである。第1フィン群(3)を形成する非固定フィン群間の間隔は、第1フィン群(3)どうしが上下に重なるように両直管部(10a)を曲げうるような長さであり、かつ第2フィン群(4)を形成する非固定フィン群間の間隔と等しくなっている。なお、非固定フィン群の総数は、第1フィン群(4)を形成する非固定フィン群の数のn倍(nは2以上の整数)となる。
【0035】
ついで、この状態でヘアピン状管(10)内に水、油、空気等の圧力流体を導入して拡管させ、各非固定フィン群の第1プレートフィン(5)およびスリット付きプレートフィン(11)をヘアピン状管(10)の両直管部(10a)の周囲に固定することにより、第2フィン群(4)を形成する2つの被分割フィン群(14)と、2つの第1フィン群(3)とを有するフィン付きヘアピン状管(H)を製造する(図4参照)。なお、ヘアピン状管(10)の拡管は、押圧ロッドの先端に拡管用マンドレルが取り付けられた拡管具を用意し、ヘアピン状管(10)の両端開口から直管部(2a)内に拡管具の拡管用マンドレルを押し込むことにより行ってもよい。
【0036】
その後、フィン付きヘアピン状管(H)を用いてフィン付き蛇行状管(1)を製造する。すなわち、まずヘアピン状管(10)の2つの被分割フィン群(14)を構成するスリット付きプレートフィン(11)を、切り込み(12)とスリット(13)との間の連結部(16)において一方の直管部(10a)に固定された部分と他方の直管部(10a)に固定された部分とに分割して第2フィン群(4)を形成する。スリット付きプレートフィン(11)の分割は、両切り込み(12)にくさびを押し当てながら前後方向に引っ張ることにより行う。ついで、フィン付きヘアピン状管(H)のヘアピン状管(10)の両直管部(10a)を、ヘアピン状管(10)の屈曲部側から2番目の第1フィン群(3)と3番目の第2フィン群(4)との間でそれぞれ前後方向外方に曲げる(図1鎖線参照)。こうして、蛇行状管(2)における中央部の隣り合う2つの直管部(2a)の長さ方向に間隔をおいて設けられた複数の第1フィン群(3)と、蛇行状管(2)の前後両端の直管部(2a)の長さ方向に間隔をおいて設けられた複数の第2フィン群(4)とを備えたフィン付き蛇行状管(1)が製造される。
【0037】
最後に、フィン付き蛇行状管(1)を、全ての直管部(2a)における隣り合う第1フィン群(3)間および隣り合う第2フィン群(4)の間の部分において、第1フィン群(3)どうしおよび第2フィン群(4)どうしが上下に重なるように曲げることによって、蒸発器(E)が製造される(図3鎖線参照)。
【0038】
蒸発器(E)は、圧縮機、凝縮器および蒸発器を有する冷凍サイクルを備えており、冷媒として炭化水素系冷媒が用いられる冷蔵庫や、冷蔵ショーケースなどの冷却装置の蒸発器として使用される。この冷却装置において、冷媒循環量は1〜9kg/hという低循環量である。
【0039】
上記実施形態においては、蒸発器(E)を形成するためのフィン付き蛇行状管(1)における蛇行状管(2)の直管部(2a)の数は4であり、そのためフィン付きヘアピン状管(H)におけるスリット付きプレートフィン(11)からなる被分割フィン群(14)の数が第1フィン群(3)の数と等しいが、これに限るものではなく、直管部(2a)の数は2n(nは2以上の整数)の任意の数にすることができる。この場合、フィン付きヘアピン状管(H)におけるスリット付きプレートフィン(11)からなる被分割フィン群(14)の数を第1フィン群(3)の数の(n−1)倍とする。そして、フィン付きヘアピン状管(H)におけるヘアピン状管(10)の両直管部(10a)を前後方向外方に蛇行状に曲げることによって、フィン付き蛇行状管を形成する。また、フィン付き蛇行状管(1)における蛇行状管(2)の直管部(2a)の数が3以上の奇数、すなわち2n−1(nは2以上の整数)になる場合もあるが、この場合には被分割フィン群(14)のスリット付きプレートフィン(11)を分割した後、ヘアピン状管(10)の一方の直管部(10a)を、その開口端から第1フィン群(3)と同数の第2フィン群(4)を有するまでの長さ部分を切断すればよい。
【0040】
また、上記実施形態においては、蒸発器の第1フィン群(3)および第2フィン群(4)がそれぞれ上下2段に設けられているが、これに限るものではなく、上下3段以上設けられていてもよい。この場合、フィン付き蛇行状管(1)における第1フィン群(3)および第2フィン群(4)の数を3以上にする。また、第1フィン群(3)および第2フィン群(4)は、1段だけ設けられていてもよい。この場合、第1フィン群(3)および第2フィン群(4)の数は1でもよい。
【0041】
さらに、上記実施形態および他の形態において、分割すべきプレートフィンには必ずしもスリット(13)および切り込み(12)を形成しておく必要はない。
【0042】
また、この発明による熱交換器は、冷却装置の蒸発器以外にも適用可能である。
【0043】
図6は蒸発器を形成するのに用いられるフィン付き蛇行状管(1)の蛇行状管(2)の変形例を示す。
【0044】
図6において、蛇行状管(2)の内周面に、その長さ方向に伸びかつ突出高さの等しい複数のインナーフィン(22)が、周方向に間隔をおいて一体に形成されている。インナーフィン(22)の蛇行状管(2)内周面からの突出高さ(h3)は0.7〜1.2mmである。また、インナーフィン(22)のピッチ(P)は0.4〜1.6mmである。ここでインナーフィン(22)のピッチ(P)とは、上述したのと同様である。また、蛇行状管(2)の外径は6〜10mm、同じく周壁の肉厚は0.4〜0.8mmである。
【0045】
【発明の効果】
上記1)の熱交換器の製造方法によれば、溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されかつ前後方向に間隔をおいて互いに平行に設けられた3以上の直管部を有する蛇行状管と、蛇行状管の隣り合う2つの直管部にまたがって両直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなりかつ直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられた第1フィン群と、蛇行状管の残りの各直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなりかつ直管部の長さ方向に関して第1フィン群と同一位置にくるように直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられた第2フィン群とを備えたフィン付き蛇行状管からなり、フィン付き蛇行状管が、全ての直管部における隣り合う第1フィン群間および第2フィン群間において、第1フィン群どうしおよび第2フィン群どうしが上下に重なるように曲げられることにより形成されており、隣接する第1フィン群間および第2フィン群間の上記間隔が、フィン付き蛇行状管の直管部を曲げうるような長さとなされている熱交換器を比較的簡単に製造することができる。
【0046】
そして、上記 1) の方法により製造された熱交換器によれば、蛇行状管が溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されているので、この熱交換器を冷却装置の蒸発器に用いた場合の冷媒のリークを防止することができる。したがって、オゾン層破壊や地球温暖化への影響の少ない炭化水素系冷媒を使用することができる。また、蛇行状管の隣り合う2つの直管部にまたがって両直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなる第1フィン群と、蛇行状管の残りの各直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなる第2フィン群とを備えているので、プレートフィンの数を多くすることができ、伝熱面積が増大して熱交換効率、たとえば冷却装置の蒸発器に用いた場合には冷却効率が向上する。特に、第1フィン群および第2フィン群が上下に2段以上設けられているので、伝熱面積の増大による熱交換効率、たとえば冷却装置の蒸発器に用いた場合の冷却効率が一層向上する。
【0047】
上記2) の熱交換器の製造方法によれば、蛇行状管の伝熱面積が増大し、熱交換器の熱交換性能が向上する。
【0048】
上記3) 〜 6) の熱交換器の製造方法によれば、上記 2) の方法で製造された熱交換器の熱交換性能向上効果が、一層顕著になる。
【0049】
上記7) の熱交換器の製造方法によれば、蛇行状管の内周面に伝熱面積を増大させる目的で、比較的突出高さの高いインナーフィンが形成されていたとしても、拡管時にインナーフィンが潰れることはなく、製造された熱交換器に所望の冷却性能(熱交換性能)を付与することができる。
【0050】
上記 8) の熱交換器の製造方法によれば、ヘアピン状管をプレートフィンの貫通穴に通す際の取り扱いを容易にすることができるとともに、後工程でのプレートフィンの分割を簡単に行うことができる。
【0051】
上記9) の熱交換器の製造方法によれば、スリット付きプレートフィンを打ち抜き成形する際には、他方のプレートフィンを打ち抜き成形するのに用いる打ち抜き金型に、切り込み形成部およびスリット形成部を着脱自在に取り付けたものを使用すればよく、1種類の打ち抜き金型を使用して2種類のプレートフィンを成形することができる。その結果、プレートフィンの製造コストが安くなる。また、被分割フィン群を構成するプレートフィンにおける上下両側縁のうちの少なくともいずれか一方の前後方向の中央部にV字状切り込みを形成するとともに、前後方向に関して切り込みと合致した位置に、切り込みと干渉しない上下方向に伸びるスリットを形成しているので、このプレートフィンの分割を簡単に 行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明を適用した蒸発器を形成するためのフィン付き蛇行状管を示す斜視図である。
【図2】 図1のII−II線拡大断面図である。
【図3】 この発明を適用した蒸発器を示す斜視図である。
【図4】 フィン付き蛇行状管を形成するためのフィン付きヘアピン状管を示す斜視図である。
【図5】 2種類のプレートフィンを示す正面図である。
【図6】 フィン付き蛇行状管の他の具体例を示す図2相当の断面図である。
【図7】 従来の蒸発器を示す斜視図である。
【符号の説明】
(1):フィン付き蛇行状管
(2):蛇行状管
(2a):直管部
(3):第1フィン群
(4):第2フィン群
(5):第1プレートフィン
(5a):貫通穴
(6):第2プレートフィン
(10):ヘアピン状管
(10a):直管部
(11):スリット付きプレートフィン
(11a):貫通穴
(12):切り込み
(13):スリット
(14):被分割フィン群
(E):蒸発器
(H):フィン付きヘアピン状管
Claims (10)
- 溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されかつ前後方向に間隔をおいて互いに平行に設けられた3以上の直管部を有する蛇行状管と、蛇行状管の隣り合う2つの直管部にまたがって両直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなりかつ直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられた第1フィン群と、蛇行状管の残りの各直管部に並列状に固定された複数のプレートフィンからなりかつ直管部の長さ方向に関して第1フィン群と同一位置にくるように直管部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられた第2フィン群とを備えたフィン付き蛇行状管からなり、フィン付き蛇行状管が、全ての直管部における隣り合う第1フィン群間および第2フィン群間において、第1フィン群どうしおよび第2フィン群どうしが上下に重なるように曲げられることにより形成されており、隣接する第1フィン群間および第2フィン群間の上記間隔が、フィン付き蛇行状管の直管部を曲げうるような長さとなされている熱交換器を製造する方法であって、
溶接継ぎ目のない1本のパイプを曲げることにより形成されたヘアピン状管と、2つの貫通穴が前後方向に間隔をおいて形成された多数のプレートフィンとを用意し、ヘアピン状管の両直管部をそれぞれ全てのプレートフィンの貫通穴に通すことにより、複数の並列状プレートフィンからなる非固定フィン群を直管部の長さ方向に直管部を曲げうる長さの間隔をおいて所定数設けること、該所定数を、ヘアピン状管の屈曲部側に設けられかつ第1フィン群を形成する2以上の非固定フィン群の数のn倍(nは2以上の整数)にしておくこと、ヘアピン状管を拡管して各プレートフィンを両直管部にまたがるように固定し、第2フィン群を形成する被分割フィン群と第1フィン群とを有するフィン付きヘアピン状管を得ること、全ての被分割フィン群を構成するプレートフィンを、一方の直管部に固定された部分と他方の直管部に固定された部分とに分割して第2フィン群を形成し、フィン付きヘアピン状管の両直管部を前後方向外方に曲げることによりフィン付き蛇行状管を形成することを含む熱交換器の製造方法。 - ヘアピン状管の内周面に、その長さ方向に伸びるインナーフィンが周方向に間隔をおいて一体に形成されている請求項1記載の熱交換器の製造方法。
- ヘアピン状管の内周面からの突出高さの異なる高低2種類のインナーフィンが周方向に交互に設けられており、高いインナーフィンの突出高さが0.7〜1.7mm、低いインナーフィンの突出高さが0.4〜1.2mmである請求項2記載の熱交換器の製造方法。
- 全てのインナーフィンの高さが等しく、ヘアピン状管の内周面からのインナーフィンの突出高さが0.7〜1.2mmである請求項2記載の熱交換器の製造方法。
- インナーフィンのピッチが0.4〜1.6mmである請求項3または4記載の熱交換器の製造方法。
- ヘアピン状管の外径が6〜10mm、同じく周壁の肉厚が0.4〜0.8mmである請求項3〜5のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
- ヘアピン状管の拡管を流体を用いて行う請求項2〜6のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
- 第2フィン群を形成する被分割フィン群を構成するプレートフィンが、2つのフィン形成部および両フィン形成部を分割可能に一体に連結する連結部よりなる請求項1〜7のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
- 第1フィン群を構成するプレートフィンと、第2フィン群を形成する被分割フィン群を構成するプレートフィンとを同一形状にしておき、被分割フィン群を構成するプレートフィンにおける上下両側縁のうちの少なくともいずれか一方の前後方向の中央部にV字状切り込みを形成するとともに、前後方向に関して切り込みと合致した位置に、切り込みと干渉しない上下方向に伸びるスリットを形成しておく請求項1〜8のうち のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
- 被分割フィン群を分割して第2フィン群を形成した後、フィン付きヘアピン状管における所定数の第2フィン群を有する直管部を切断する請求項1〜9のうちのいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
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