JPH09178379A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易で設備の簡易な熱交換器の製造方
法を提供する。 【構成】 本発明の製造方法は、アルミニウム製の平板
を山と谷を繰り返すように折り曲げて形成したコルゲー
トフィン１に冷媒パイプ３を挿通する位置に予め挿通用
孔を形成する挿通孔形成工程と、コルゲートフィン１に
ヘヤピンカーブを有するＵ字形状の冷媒パイプ３を管端
側から挿通する挿通工程と、挿通後の冷媒パイプを拡管
する拡管工程と、互いに隣合うＵ字形状の冷媒パイプの
管端面にＵベント３ｂを取り付けるＵベント溶接工程と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に冷蔵庫、ショーケ
ース、自動販売機などのコンデンサやエバポレータなど
に使用される熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱交換器の製造方法においては、
一般に、（１）多数枚のフィンを一枚、一枚配列して、
それらのフィンの側縁に形成される略Ｕ字型の溝内に、
冷媒パイプを嵌め込んだ後に、冷媒パイプを拡管する方
法（いわゆる拡管タイプの製造方法）や、（２）複数の
薄肉のフィンを打ち抜きにより形成し、直管パイプを差
し込んで拡管してフィンと密着させて、次に、パイプを
サーペタイン状に曲げて成型する方法（例えば、特公昭
５６−２９６０６号公報）や、（３）パイプ挿通用孔を
あけたフィンを一枚一枚配列して、それらのフィンの側
縁に形成される略Ｕ字型の溝内に、冷媒パイプをカチコ
ミにより嵌め込む方法（いわゆるカチコミタイプの製造
方法）などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
の拡管タイプの製造方法においては、一枚一枚のフィン
を固定するフィンセット治具が必要になるとともに、こ
のフィンセット治具はフィンを一枚一枚固定するため
に、操作が煩わしく、装置も複雑になるという問題があ
る。（２）の製造方法においては、フィンの打ち抜き
や、多数枚のフィンを直交保持するためのパイプ曲げ成
型等における設備が必要となるため、設備が繁雑になる
とともに設備費が高価になるという問題がある。（３）
のカチコミタイプの製造方法の場合には、フィンを一枚
一枚固定するためのフィンセット治具が必要となる点で
は拡管タイプの場合と同様であるほか、この製造方法で
製造した熱交換器は管とフィンとの密着が十分でないた
め、（１）及び（２）に比較して、熱交換の性能に劣る
という問題がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する問題点を解消し、製造が容易で設備の簡易
な熱交換器の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、アルミニウム製のコルゲ
ートフィンに冷媒パイプを挿通して形成する熱交換器の
製造方法において、前記コルゲートフィンに冷媒パイプ
を挿通する位置に予め挿通用孔を形成する挿通孔形成工
程と、前記コルゲートフィンにＵ字形状の冷媒パイプを
管端側から挿通する挿通工程と、挿通後の冷媒パイプを
拡管する拡管工程と、互いに隣合う前記冷媒パイプの管
端面にＵベントを取り付けて連続した回路を形成するＵ
ベント溶接工程とを備えることを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のものにおいて、コルゲートフィンは風入側と風出側と
でフィンピッチを異ならせるものである。

【０００７】これらの発明では、フィンとして平板を折
り曲げて形成したコルゲートフィンを用いているので、
フィンを一枚一枚配列する必要がないため、フィンセッ
トが容易にでき且つ一枚一枚フィンを固定するフィンセ
ット治具を必要としない。また、フィンに予め形成され
た挿通孔に挿通した後、冷媒パイプを拡管する構成であ
るから、フィンに冷媒パイプを容易に固定することがで
きる。

【０００８】また、拡管により冷媒パイプをフィンに固
定する構成であるから、冷媒パイプとフィンとの接触が
良いため熱交換器の熱交換効率に優れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による熱交換器の一
実施例を添付図面を参照して説明する。なお、本明細書
において、アルミニウムの語はアルミニウムそのものの
ほかにアルミニウム合金をも含むものとする。

【００１０】図１に示すように、熱交換器１００は、主
に冷蔵庫、自動販売機、ショーケース等のコンデンサや
エバポレータ等に使用される熱交換器であって、放熱用
のコルゲートフィン１と冷媒を通す冷媒パイプ３とから
構成されている。

【００１１】放熱用のコルゲートフィン１は、図２に示
すように、アルミニウム製の平板を、平坦な山１ａと平
坦な谷１ｂを繰り返すように折り曲げて形成される。こ
のようなコルゲートフィン１を用いることによって、従
来の一枚一枚セットしたフィンに比較して表面積が増加
して熱交換効率の向上を図ることができる。

【００１２】なお、本実施の形態では、一枚のアルミニ
ウム製の平板を折り曲げることにより、コルゲートフィ
ン１を一体製造しているが、量産化を図るためには、図
１における上下左右など、コルゲートフィン１を複数区
分に分割して製造した後に、これらを接続するようにし
てもよい。

【００１３】また、上記の実施例では、図２からも明ら
かなように、コルゲートフィン１を矩形状に折り曲げて
いるが、台形状に折り曲げてもよい。台形形状に折り曲
げると、コルゲートフィン１の強度を増大させることが
できる。また、山１ａ及び谷１ｂに三角状或いは円弧状
の細かい凹凸を設けてもよい。これによると、伝熱面積
が増大するので、熱交換効率を向上させることができ
る。

【００１４】また、図１に示すように、コルゲートフィ
ン１における隣合うフィンの間隔は、送風方向（図１参
照）における風上に位置する風上側Ｓのフィン１Ｓの間
隔が、風下に位置する風下側Ｔのフィン１Ｔの間隔より
も広くなっている。このように、本実施の形態における
風上側のフィン１Ｓの間隔が広くなっているので霜がブ
リッジを形成しにくい。即ち、風上側では空気中の水分
が風下よりも豊富であるため、結露しやすくそれが凍っ
てブリッジを形成し、ついには空気の流れを妨げるおそ
れがあるが、本実施の形態では風上側のフィン１Ｓの間
隔が広くなっているので、かかる凍りのブリッジが形成
しにくい。

【００１５】本実施の形態では、図１に示すように、風
上側のフィン１Ｓの間隔は、風下側のフィン１Ｔの間隔
に対して２倍の広さとなっており、風下側のフィン１Ｔ
の１枚置きの間隔で、風上側のフィン１Ｓが配置されて
いる。

【００１６】また、フィン１はその展開した状態を図４
に示すように、熱交換器の正面または背面側に「山」１
ａまたは「谷」１ｂの折り返しを形成している。折り返
した状態における冷媒パイプ３の挿通位置には予め挿通
孔５を形成しており、コルゲート状に折り畳んだ際に直
線状に配列されて冷媒パイプ３を挿通するようになって
いる。フィン１の幅はＷで示し、折り返しの寸法はＰ、
フィンの高さは、風上側まで延出するフィン１ＳはＬ１
の寸法を有し、風下のみに延出するフィン１ＴはＬ２の
寸法を有する。このような寸法に形成することによっ
て、図４に示すような原板を折り返すだけで、風上側と
風下側とにおけるフィン間の間隔を設定すことができ
る。冷媒パイプ３は、多数のフィン１に挿通されて熱交
換器１００内を蛇行して配置されている。この冷媒パイ
プ３は、略中央にヘヤーピンが形成されたＵ字形状の冷
媒パイプ３ａであり、複数のＵ字形状のパイプ３ａをＵ
ベント３ｂにより接続して、連続した冷媒回路を形成し
ている。

【００１７】次に、本実施の形態にかかる熱交換器の製
造方法について説明する。

【００１８】まず、コルゲートフィン１を製造する。コ
ルゲートフィン１は、アルミニウム製の平板を、連続的
に山と谷を繰り返すように折り曲げる（コルゲートフィ
ン形成工程）。尚、コルゲートフィン１における隣合う
フィンの間隔は、前述したように、送風方向における風
上側のフィン１Ｓが風下に位置する側より広くするため
に、２枚間隔で風上側のフィン１Ｓに対応するフィンの
長さを長く形成している。コルゲートフィン１の展開し
た状態において、予め、冷媒パイプ挿通用の挿通孔５を
形成する（挿通孔形成工程）。

【００１９】この挿通孔形成工程では、平板に打ち抜き
により図４に示すような多数の孔を一度に形成するもの
である。また、孔の大きさは、Ｕ字形状の冷媒パイプ３
ａが十分に通過するようにこの冷媒パイプ３ａと略同じ
口径かそれより広い寸法に形成されている。続いて、コ
ルゲートフィン１をセットするが、一枚一枚のフィンの
場合と異なり、フィンセット治具が不要である。

【００２０】次に、前記コルゲートフィン１にＵ字形状
の冷媒パイプ３ａを直線形状の管端側から挿通する（挿
通工程）。この挿通工程では、複数の冷媒パイプ３ａを
同時に挿通する。挿通後、冷媒パイプ３ａを拡管する
（拡管工程）。拡管は、例えば、十分に大きな外径を有
するボールを押し通しておこなう。

【００２１】この拡管により冷媒パイプの口径が拡大し
て、冷媒パイプ３ａが配置されたフィン１に密着するの
で、熱伝導効率が良く、また、冷媒パイプ３ａとフィン
１との固定を確実にする。続いて、互いに隣合うヘヤピ
ン形状の冷媒パイプ３ａにおける管端面にＵベント３ｂ
を取り付けて、ろう付けまたは溶接する（Ｕベント溶接
工程）。このＵベント３ｂは、各冷媒パイプ３ａにおけ
る一端部同士を互いに接続して連続したひとつの通路を
形成するものである。最後に、溶接、仕上げ、検査工程
を経て熱交換器が製造される。

【００２２】この実施の形態にかかる熱交換器の製造方
法によれば、熱交換器の製造工数が少なく、製造も容易
にできる。

【００２３】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものでなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない範囲
において、種々変形可能である。尚、以下に説明する変
形例では上述した実施例と同一部分には同一の符号を付
することによってその部分の詳細な説明を省略する。

【００２４】例えば、Ｕベント３ｂ及び冷媒パイプ３ａ
のヘヤピン部分は図３に示すように、送風方向に一直線
に整列させて配置したが、これに限らず、図５に示すよ
うに、それぞれ送風方向に対して、斜め（千鳥形状）に
配置するものであってもよい。このように斜めに配置す
ると送風される風に対してＵベント３ｂ等の接触面積が
増加すると共に、送風される空気が乱流となって熱交換
効率が向上する。

【００２５】また、図６に示すように、ヘヤピン形状の
冷媒パイプ３ａは、両側の直線形状部分のうち、一側の
端部を長く形成し、ベント形状に折り曲げるものであっ
ても同様な効果を得ることができる。

【００２６】この実施の形態では、Ｕベントを別途用い
る必要がなく、ヘヤピン形状の冷媒パイプ３ａの一端部
を図６に破線で示すように折り曲げるだけでＵベントを
形成することができる。この実施の形態によれば、部品
点数を削減できるとともに、溶接箇所が１箇所で済むの
で、製造も容易になる。

【００２７】更に、図７乃至図１０に他の実施の形態に
かかる熱交換器及びその製造方法を示す。尚、図７は熱
交換器１０１の平面図であり、図８は正面図であり、図
９は図８に示す状態の右側面図であり、図１０は左側面
図である。

【００２８】この実施の形態にかかる熱交換器１０１で
は、図７に実線及び破線で示すように、一枚のコルゲー
トフィン１に対してその高さ方向に１列に冷媒パイプ３
を挿通し、これを実線で示すように２つに折り曲げて製
造するものである。その他の部分においては、上述の実
施の形態と同様な方法により製造する。尚、この実施の
形態でも、上述した実施の形態と同様に風上のフィン１
ＳのフィンピッチＰは風下のフィンピッチ１Ｔより広く
なっている。

【００２９】

【発明の効果】これらの発明によれば、フィンとして平
板を折り曲げて形成したコルゲートフィンを用いている
ので、フィンを一枚一枚配列する必要がないため、フィ
ンセット治具を必要としない。また、フィンに予め形成
された挿通孔に挿通した後、冷媒パイプを拡管する構成
であるから、フィンに冷媒パイプを容易に固定すること
ができる。また、拡管により冷媒パイプをフィンに固定
する構成であるから、冷媒パイプとフィンとの接触が確
実にできるため熱交換器の熱交換効率に優れる。従っ
て、この熱交換器の製造方法によれば、製造が容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる熱交換器の製造方
法により製造した熱交換器の正面図である。

【図２】図１に示す熱交換器の平面図である。

【図３】図１に示す熱交換器の側面図である。

【図４】コルゲートフィンの展開状態を示す平面図であ
る。

【図５】他の実施の形態にかかる熱交換器の側面図であ
る。

【図６】他の実施の形態にかかる熱交換器の正面図であ
る。

【図７】更に他の実施の形態にかかる熱交換器１０１の
平面図である。

【図８】図７に示す熱交換器の正面図である。

【図９】図８に示す熱交換器の右側面図である。

【図１０】図８に示す状態の左側面図である。

【符号の説明】

１ コルゲートフィン １ａ 山 １ｂ 谷 １Ｓ 風上側のフィン １Ｔ 風下側のフィン ３ 冷媒パイプ ３ａ Ｕ字形状の冷媒パイプ ３ｂ Ｕベント １００、１０１ 熱交換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム製のコルゲートフィンに冷
   媒パイプを挿通して形成する熱交換器の製造方法におい
   て、 前記コルゲートフィンに冷媒パイプを挿通する位置に予
   め挿通用孔を形成する挿通孔形成工程と、前記コルゲー
   トフィンにＵ字形状の冷媒パイプを管端側から挿通する
   挿通工程と、挿通後の冷媒パイプを拡管する拡管工程
   と、互いに隣合う前記冷媒パイプの管端面にＵベントを
   取り付けて連続した回路を形成するＵベント溶接工程と
   を備えることを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 【請求項２】 前記コルゲートフィンは風入側と風出側
   とでフィンピッチを異ならせることを特徴とする請求項
   １に記載の熱交換器の製造方法。