JP2000346577A - 熱交換フィンカラー及び熱交換器の製造方法 - Google Patents
熱交換フィンカラー及び熱交換器の製造方法Info
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- Y10T29/49378—Finned tube
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換フィンカラーの改善された製造方法及
び改善されたフィンカラー設計を提供する。 【解決手段】 チューブ上でより大きい接触面が得られ
るように、より小さい公差を有するプレートフィン型熱
交換器用の熱交換フィンカラー（２０）である。このフ
ィンカラーは、接触レッグ部（２２）と、湾曲した先端
部（６８）と、ステップ状の遷移部（５０）と、熱を放
散させるために延長されたフィン部（７０）と、を有す
る。接触レッグ部（２２）は、高さを有し、かつフィン
部（７０）に対して実質的に垂直な直線状の接触部を含
み、この接触部は、接触高さを有し、この接触高さにわ
たって接触部とチューブとが接触する。接触高さは、
０．００８〜０．０８０インチの範囲である。
び改善されたフィンカラー設計を提供する。 【解決手段】 チューブ上でより大きい接触面が得られ
るように、より小さい公差を有するプレートフィン型熱
交換器用の熱交換フィンカラー（２０）である。このフ
ィンカラーは、接触レッグ部（２２）と、湾曲した先端
部（６８）と、ステップ状の遷移部（５０）と、熱を放
散させるために延長されたフィン部（７０）と、を有す
る。接触レッグ部（２２）は、高さを有し、かつフィン
部（７０）に対して実質的に垂直な直線状の接触部を含
み、この接触部は、接触高さを有し、この接触高さにわ
たって接触部とチューブとが接触する。接触高さは、
０．００８〜０．０８０インチの範囲である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器のフィン
カラーに関し、特に、熱交換効率及びガルバニ腐食耐性
を向上させるように、拡張されたチューブ接触部を有す
るフィンカラーを製造するための改善された製造方法に
関する。
カラーに関し、特に、熱交換効率及びガルバニ腐食耐性
を向上させるように、拡張されたチューブ接触部を有す
るフィンカラーを製造するための改善された製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】プレートフィンコイルの空気側の面は、
順送り型で形成される。このような型には、さまざまな
ものがあり、絞り加工型、ドローレス（ｄｒａｗｌｅｓ
ｓ）加工型、フィンパーストローク型、ハイカラー型な
どが含まれる。それぞれの方法において、フィンカラー
と熱交換チューブとの間の接触面として使用されるフィ
ンカラーのチューブ接触シリンダの形成が主な課題とな
っている。伝熱能力及び腐食耐性の両面から、接触面が
より大きいことが有益である。また、多くの用途では、
フィン密度が高いことが望まれる。従って、熱交換チュ
ーブとの接触割合が大きく、かつ比較的小さい寸法の接
触レッグ部を有する多数のフィンカラーを設けることが
望ましい。更に、製造工程は、各インチ当たりのフィン
数が広範囲で得られるようなフィン寸法に柔軟に対応す
ることができるとともに、良好でかつ再現性のあるカラ
ー寸法が形成可能である必要がある。従来の方法では、
このような目的を充分に達成することができない。図４
Ａ，図４Ｂで示されているように、従来の方法で形成さ
れたほとんどのフィンカラーは、実質的に接触レッグ部
の半径の頂部のみで、つまり、非常に短い距離にわたっ
てしかチューブ表面と接触しないチューブ接触レッグ部
を有している。
順送り型で形成される。このような型には、さまざまな
ものがあり、絞り加工型、ドローレス（ｄｒａｗｌｅｓ
ｓ）加工型、フィンパーストローク型、ハイカラー型な
どが含まれる。それぞれの方法において、フィンカラー
と熱交換チューブとの間の接触面として使用されるフィ
ンカラーのチューブ接触シリンダの形成が主な課題とな
っている。伝熱能力及び腐食耐性の両面から、接触面が
より大きいことが有益である。また、多くの用途では、
フィン密度が高いことが望まれる。従って、熱交換チュ
ーブとの接触割合が大きく、かつ比較的小さい寸法の接
触レッグ部を有する多数のフィンカラーを設けることが
望ましい。更に、製造工程は、各インチ当たりのフィン
数が広範囲で得られるようなフィン寸法に柔軟に対応す
ることができるとともに、良好でかつ再現性のあるカラ
ー寸法が形成可能である必要がある。従来の方法では、
このような目的を充分に達成することができない。図４
Ａ，図４Ｂで示されているように、従来の方法で形成さ
れたほとんどのフィンカラーは、実質的に接触レッグ部
の半径の頂部のみで、つまり、非常に短い距離にわたっ
てしかチューブ表面と接触しないチューブ接触レッグ部
を有している。
【０００３】裸のフィン材料で形成したコイルは、フィ
ンとチューブとの間の接触面が比較的小さくても、最小
の熱抵抗で熱を伝達することができる。しかし、フィン
材料が、ある程度の熱抵抗を有する有機フィルムや他の
コーティングを有している場合には、接触面がより大き
いことによって性能が実質的に向上する。
ンとチューブとの間の接触面が比較的小さくても、最小
の熱抵抗で熱を伝達することができる。しかし、フィン
材料が、ある程度の熱抵抗を有する有機フィルムや他の
コーティングを有している場合には、接触面がより大き
いことによって性能が実質的に向上する。
【０００４】従来の実施形態では、複数の絞り工程を実
行する能力によって、接触レッグ部の長さは、幾らか調
整可能、即ち柔軟性を有しているが、接触レッグ部は、
充分にまっすぐ形成されないことが多い。図５を参照す
ると、従来の種々のフィン形成方法における制約が分か
る。これらの方法によって製造したフィンカラーは、図
４Ｂに示されているように、熱交換チューブの表面を有
効に覆うことができない、湾曲した接触レッグ部を有す
る。このため、レッグ部は、チューブ表面と充分に接触
することができず、チューブ表面と最適に熱交換が行わ
れる関係を達成することができない。
行する能力によって、接触レッグ部の長さは、幾らか調
整可能、即ち柔軟性を有しているが、接触レッグ部は、
充分にまっすぐ形成されないことが多い。図５を参照す
ると、従来の種々のフィン形成方法における制約が分か
る。これらの方法によって製造したフィンカラーは、図
４Ｂに示されているように、熱交換チューブの表面を有
効に覆うことができない、湾曲した接触レッグ部を有す
る。このため、レッグ部は、チューブ表面と充分に接触
することができず、チューブ表面と最適に熱交換が行わ
れる関係を達成することができない。
【０００５】より詳細には、図５Ａの絞り加工法では、
シートもしくはストリップ状のフィン材料がボタン部を
有するように形成される。このボタン部の高さ即ち深さ
は、フィン密度及びフィンカラー接触レッグ部の長さを
調整するように増減することができる。これに応じて、
フィンカラーの接触レッグ部を形成するために幾つかの
絞り工程が用いられる。次に、ボタン部を穿孔し、所望
の接触レッグ部を得るようにフィンカラーを形状づける
とともに、直線状及びフレア状に加工する。アルミニウ
ム製フィンと銅製チューブを含む熱交換器の腐食耐性
は、コイルのフィン束内に設けられる銅製チューブの面
積に逆比例する。これは、これらの熱交換器の主な腐食
作用が、ガルバニ腐食であることによる。陰極性の銅の
面積を減少させることによって、腐食電流を減少させる
ことができる。また、カラー接触領域をより直線状とす
ることで、電池対物質である銅とアルミニウムの接触領
域への電解質の侵入を減少させることができる。即ち、
アルミニウムカラーが、チューブをより完全に覆うよう
にすることで腐食耐性が向上する。カラーのクレバスに
蓄えられる電解質の量もまた、カラー設計によって決ま
ってくる。電解質の量の減少に比例して、ガルバニ電流
が減少する。
シートもしくはストリップ状のフィン材料がボタン部を
有するように形成される。このボタン部の高さ即ち深さ
は、フィン密度及びフィンカラー接触レッグ部の長さを
調整するように増減することができる。これに応じて、
フィンカラーの接触レッグ部を形成するために幾つかの
絞り工程が用いられる。次に、ボタン部を穿孔し、所望
の接触レッグ部を得るようにフィンカラーを形状づける
とともに、直線状及びフレア状に加工する。アルミニウ
ム製フィンと銅製チューブを含む熱交換器の腐食耐性
は、コイルのフィン束内に設けられる銅製チューブの面
積に逆比例する。これは、これらの熱交換器の主な腐食
作用が、ガルバニ腐食であることによる。陰極性の銅の
面積を減少させることによって、腐食電流を減少させる
ことができる。また、カラー接触領域をより直線状とす
ることで、電池対物質である銅とアルミニウムの接触領
域への電解質の侵入を減少させることができる。即ち、
アルミニウムカラーが、チューブをより完全に覆うよう
にすることで腐食耐性が向上する。カラーのクレバスに
蓄えられる電解質の量もまた、カラー設計によって決ま
ってくる。電解質の量の減少に比例して、ガルバニ電流
が減少する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５Ｂのドローレス加
工法は、穿孔及びバーリング加工のステップで開始され
る。つまり、絞り加工法の複数の絞り工程を含まないの
で、接触レッグ部の長さ調整に対して柔軟に対応できな
い。第１のステップでは、フィン材料が穿孔され、プレ
接触レッグ部を形成するようにバーリング加工が行われ
る。続いて、プレ接触レッグ部を直線状とし、かつ伸び
を制限するためにしごき加工を行い、最後に、レッグ部
の先端部をフレア即ちカールする。つまり、この方法
は、接触レッグ部の長さ調整に対して柔軟に対応するこ
とができない。同様に、図５Ｃに示したシングルショッ
ト法も、柔軟性を欠く。この方法は、穿孔ステップで開
始され、続いて、プレ接触レッグ部を湾曲させて形成す
るバーリング加工ステップが行われ、最後に、接触レッ
グ部の端部をフレア即ちカールするフレア加工ステップ
が行われる。５Ｄのハイフィン法は、絞り加工法と実質
的に同じステップを有し、かつ接触レッグ部がより直線
状となるように穿孔、バーリング加工、フレア加工のス
テップの間にしごき加工ステップを含む。しかし、ハイ
フィン法は、上述の絞り加工法と同様の難点や不足点を
有する。
工法は、穿孔及びバーリング加工のステップで開始され
る。つまり、絞り加工法の複数の絞り工程を含まないの
で、接触レッグ部の長さ調整に対して柔軟に対応できな
い。第１のステップでは、フィン材料が穿孔され、プレ
接触レッグ部を形成するようにバーリング加工が行われ
る。続いて、プレ接触レッグ部を直線状とし、かつ伸び
を制限するためにしごき加工を行い、最後に、レッグ部
の先端部をフレア即ちカールする。つまり、この方法
は、接触レッグ部の長さ調整に対して柔軟に対応するこ
とができない。同様に、図５Ｃに示したシングルショッ
ト法も、柔軟性を欠く。この方法は、穿孔ステップで開
始され、続いて、プレ接触レッグ部を湾曲させて形成す
るバーリング加工ステップが行われ、最後に、接触レッ
グ部の端部をフレア即ちカールするフレア加工ステップ
が行われる。５Ｄのハイフィン法は、絞り加工法と実質
的に同じステップを有し、かつ接触レッグ部がより直線
状となるように穿孔、バーリング加工、フレア加工のス
テップの間にしごき加工ステップを含む。しかし、ハイ
フィン法は、上述の絞り加工法と同様の難点や不足点を
有する。
【０００７】従って、実質的に直線状の接触レッグ部を
有し、かつより大きい接触面積を有するフィンカラーを
形成するための改善されたフィンカラー形成方法が求め
られており、この方法は、更に、接触レッグ部の直線形
状及び良好な物理的特性や材料特性を維持すると同時
に、所望の接触レッグ部長さを提供する柔軟性を有する
ことが求められる。
有し、かつより大きい接触面積を有するフィンカラーを
形成するための改善されたフィンカラー形成方法が求め
られており、この方法は、更に、接触レッグ部の直線形
状及び良好な物理的特性や材料特性を維持すると同時
に、所望の接触レッグ部長さを提供する柔軟性を有する
ことが求められる。
【０００８】本発明の主な目的は、熱交換フィンカラー
の改善された製造方法及び改善されたフィンカラー設計
を提供することである。
の改善された製造方法及び改善されたフィンカラー設計
を提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、高レベルの熱交換チ
ューブ接触が得られるように、実質的に直線状の接触レ
ッグ部を有するとともにフィンカラーとチューブとの接
触面積がより大きい、改善された熱交換フィンカラーを
提供することである。
ューブ接触が得られるように、実質的に直線状の接触レ
ッグ部を有するとともにフィンカラーとチューブとの接
触面積がより大きい、改善された熱交換フィンカラーを
提供することである。
【００１０】本発明のまた他の目的は、銅製チューブを
より完全に覆うとともに、これにより、熱交換器に改善
された腐食耐性を与える熱交換器の改善された製造方法
を提供することである。
より完全に覆うとともに、これにより、熱交換器に改善
された腐食耐性を与える熱交換器の改善された製造方法
を提供することである。
【００１１】本発明の更に他の目的は、フィンカラーの
長さを柔軟に変更することができるとともに、フィンカ
ラーとチューブとの接触面積をより大きくするためによ
り大きいチューブ接触レッグ部を形成することができ
る、熱交換フィンカラーの改善された製造方法を提供す
ることである。
長さを柔軟に変更することができるとともに、フィンカ
ラーとチューブとの接触面積をより大きくするためによ
り大きいチューブ接触レッグ部を形成することができ
る、熱交換フィンカラーの改善された製造方法を提供す
ることである。
【００１２】本発明のまた更に他の目的は、フィンカラ
ーとチューブ接触レッグ部との間の電位電解質の量を減
少させる、熱交換器の製造方法を提供することである。
ーとチューブ接触レッグ部との間の電位電解質の量を減
少させる、熱交換器の製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の目的及び以下の利
点は、本発明によるプレートフィンカラー型の熱交換器
用熱交換フィンカラーによって一部達成され、この熱交
換フィンカラーは、チューブとの接触面積をより大きく
するために公差が小さくなっている。このフィンは、熱
を放散する延長されたフィン部と、このフィン部と接続
されたレッグ部と、を備える。このレッグ部は、高さを
有し、かつフィン部に対して実質的に垂直な直線状の接
触部を含み、この接触部は、接触高さを有し、この接触
高さにわたって接触部とチューブとが接触する。接触高
さは、１インチ当たりのフィン数（ｆｐｉ）が２５〜１
０のフィン密度に対して０．００８〜０．０８０インチ
である。フィンは、更に、接触部の第１の端部から延び
る第１の半径を有する第１の湾曲端部と、接触部と延長
されたフィン部とを接続するステップ状の遷移部と、を
含む。遷移部は、第２の半径を有する第２の湾曲端部を
有し、この第２の湾曲端部は、第１の端部とは逆側で接
触部から延びる。
点は、本発明によるプレートフィンカラー型の熱交換器
用熱交換フィンカラーによって一部達成され、この熱交
換フィンカラーは、チューブとの接触面積をより大きく
するために公差が小さくなっている。このフィンは、熱
を放散する延長されたフィン部と、このフィン部と接続
されたレッグ部と、を備える。このレッグ部は、高さを
有し、かつフィン部に対して実質的に垂直な直線状の接
触部を含み、この接触部は、接触高さを有し、この接触
高さにわたって接触部とチューブとが接触する。接触高
さは、１インチ当たりのフィン数（ｆｐｉ）が２５〜１
０のフィン密度に対して０．００８〜０．０８０インチ
である。フィンは、更に、接触部の第１の端部から延び
る第１の半径を有する第１の湾曲端部と、接触部と延長
されたフィン部とを接続するステップ状の遷移部と、を
含む。遷移部は、第２の半径を有する第２の湾曲端部を
有し、この第２の湾曲端部は、第１の端部とは逆側で接
触部から延びる。
【００１４】上述の目的及び以下の利点は、更に、本発
明によるチューブとフィンカラーとを含む熱交換器の製
造方法によって達成され、上記フィンカラーは、延長さ
れたフィン部、接触レッグ部、接触レッグ部とフィン部
とを接続する遷移部、及び湾曲した接触レッグ部先端部
を含む。上記製造方法は、チューブを用意するステップ
と、フィンカラー材料にボタン部を形成するステップ
と、材料を穿孔して、プレフィン部と、先端部を備えた
第１の端部とを有するプレ接触レッグ部と、を含む第１
の加工部材を形成するステップと、第１の加工部材を押
出し加工してプレ接触レッグ部を実質的に直線状とする
ステップと、プレ接触レッグ部を工具内に押し込むこと
によってプレ接触レッグ部を最終的に直線状とし、直線
状のチューブ接触部と湾曲した先端部とを備えた接触レ
ッグ部を有するフィンカラーを形成するステップと、複
数のフィンカラーをチューブに連結するために、これら
のフィンカラーとの間で締まりばめが得られるようにチ
ューブを拡張するステップと、チューブの露出を減少さ
せるようにチューブ上で複数のフィンカラーの直線状接
触部を実質的に接触させることによって、チューブと複
数のフィンカラーとの間のガルバニ腐食のおそれを少な
くするステップと、を含む。
明によるチューブとフィンカラーとを含む熱交換器の製
造方法によって達成され、上記フィンカラーは、延長さ
れたフィン部、接触レッグ部、接触レッグ部とフィン部
とを接続する遷移部、及び湾曲した接触レッグ部先端部
を含む。上記製造方法は、チューブを用意するステップ
と、フィンカラー材料にボタン部を形成するステップ
と、材料を穿孔して、プレフィン部と、先端部を備えた
第１の端部とを有するプレ接触レッグ部と、を含む第１
の加工部材を形成するステップと、第１の加工部材を押
出し加工してプレ接触レッグ部を実質的に直線状とする
ステップと、プレ接触レッグ部を工具内に押し込むこと
によってプレ接触レッグ部を最終的に直線状とし、直線
状のチューブ接触部と湾曲した先端部とを備えた接触レ
ッグ部を有するフィンカラーを形成するステップと、複
数のフィンカラーをチューブに連結するために、これら
のフィンカラーとの間で締まりばめが得られるようにチ
ューブを拡張するステップと、チューブの露出を減少さ
せるようにチューブ上で複数のフィンカラーの直線状接
触部を実質的に接触させることによって、チューブと複
数のフィンカラーとの間のガルバニ腐食のおそれを少な
くするステップと、を含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１には、本
発明に係るフィンカラーの形成方法及び工具が符号１０
として概略的に示されている。この方法は、通常、ボタ
ン部（ｂｕｔｔｏｎ）形成ステップ１２、穿孔ステップ
１４、押出し加工ステップ１６、及びリフレア加工ステ
ップの４つのステップを含み、ステップ１４，１６，１
８でそれぞれ示されている工具要素は、それぞれ円筒形
状である。
発明に係るフィンカラーの形成方法及び工具が符号１０
として概略的に示されている。この方法は、通常、ボタ
ン部（ｂｕｔｔｏｎ）形成ステップ１２、穿孔ステップ
１４、押出し加工ステップ１６、及びリフレア加工ステ
ップの４つのステップを含み、ステップ１４，１６，１
８でそれぞれ示されている工具要素は、それぞれ円筒形
状である。
【００１６】以下で説明するように、図１で示した方法
によって、図２Ａに示されている熱交換チューブ１００
に連結されたフィンカラー２０が形成される。本発明の
方法１０で形成されたそれぞれのフィンカラー２０は、
実質的に直線状のチューブ接触レッグ部２２を有し、こ
の接触レッグ部２２は、図２Ｂに示しているように、チ
ューブ１００と接触する実質的に直線状の表面部分を備
える。フィンカラー２０は、以下で及び方法の説明にお
いてより詳細に説明する。フィンカラー２０は、図４
Ａ，図４Ｂで示した従来のフィンカラーを改良したもの
である。従来のフィンカラーは、図５Ａ〜図５Ｄで示し
た従来の形成方法によって、接触レッグ部がより曲線状
の断面形状を有しているために、チューブの表面に接触
する面積が本発明のフィンカラーよりもかなり小さい。
以下で詳細に説明する本発明の公差がより小さい即ち改
善された方法によって、チューブとフィンカラーとの接
触面が実質的に増加し、これにより、熱交換効率及び侵
食耐性を向上させることができる。
によって、図２Ａに示されている熱交換チューブ１００
に連結されたフィンカラー２０が形成される。本発明の
方法１０で形成されたそれぞれのフィンカラー２０は、
実質的に直線状のチューブ接触レッグ部２２を有し、こ
の接触レッグ部２２は、図２Ｂに示しているように、チ
ューブ１００と接触する実質的に直線状の表面部分を備
える。フィンカラー２０は、以下で及び方法の説明にお
いてより詳細に説明する。フィンカラー２０は、図４
Ａ，図４Ｂで示した従来のフィンカラーを改良したもの
である。従来のフィンカラーは、図５Ａ〜図５Ｄで示し
た従来の形成方法によって、接触レッグ部がより曲線状
の断面形状を有しているために、チューブの表面に接触
する面積が本発明のフィンカラーよりもかなり小さい。
以下で詳細に説明する本発明の公差がより小さい即ち改
善された方法によって、チューブとフィンカラーとの接
触面が実質的に増加し、これにより、熱交換効率及び侵
食耐性を向上させることができる。
【００１７】再び図１を参照すると、本発明のボタン部
形成ステップ１２では、フィン材料２４を底部支持具２
６上に配置する。頂部ブッシュ２８は、アーム３０を介
してフィン材料２４上に下降し、フィン材料２４を変形
させるとともにその実質的中央にボタン部３２を形成す
る。続いて、フィン材料は、穿孔ステップ１４へ進む。
形成ステップ１２では、フィン材料２４を底部支持具２
６上に配置する。頂部ブッシュ２８は、アーム３０を介
してフィン材料２４上に下降し、フィン材料２４を変形
させるとともにその実質的中央にボタン部３２を形成す
る。続いて、フィン材料は、穿孔ステップ１４へ進む。
【００１８】穿孔ステップ１４では、更に処理されるプ
レ接触レッグ部３４が形成される。穿孔ステップ１４に
おいて、図示のように、頂部押出しブッシュ３８がフィ
ン材料２４を下向きに押すのに対向して、底部押出しブ
ッシュ３６がフィン材料２４を上向きに支持する。上記
で形成したボタン部３２の角部３９は、底部押出しブッ
シュ３６上に位置する。底部押出しブッシュ３６の幅
は、プレ接触レッグ部３４の長さを実質的に定める。従
って、底部押出しブッシュ３６の幅Ｗは、接触レッグ部
２２の所望の接触長さに従って変更することができる。
ステップ１４では、更に、穿孔パンチ４０が、底部押出
しブッシュ３６に対向する図示の方向に移動し、フィン
材料２４をブッシュ３６に対して押しつける。
レ接触レッグ部３４が形成される。穿孔ステップ１４に
おいて、図示のように、頂部押出しブッシュ３８がフィ
ン材料２４を下向きに押すのに対向して、底部押出しブ
ッシュ３６がフィン材料２４を上向きに支持する。上記
で形成したボタン部３２の角部３９は、底部押出しブッ
シュ３６上に位置する。底部押出しブッシュ３６の幅
は、プレ接触レッグ部３４の長さを実質的に定める。従
って、底部押出しブッシュ３６の幅Ｗは、接触レッグ部
２２の所望の接触長さに従って変更することができる。
ステップ１４では、更に、穿孔パンチ４０が、底部押出
しブッシュ３６に対向する図示の方向に移動し、フィン
材料２４をブッシュ３６に対して押しつける。
【００１９】ここでもまた、フィンカラー２０の接触レ
ッグ部２２の所望の長さと実質的に等しいフィン材料２
４の表面積にわたって、底部押出しブッシュ３６がブッ
シュ穿孔パンチ４０に対向する。穿孔パンチ４０の切れ
刃４２は、底部押出しブッシュ３６に対して実質的に平
行に、かつ下向きに移動して押出しステップ１６で図示
したプレフィンカラー４４を形成するようにフィン材料
２４を切断する。
ッグ部２２の所望の長さと実質的に等しいフィン材料２
４の表面積にわたって、底部押出しブッシュ３６がブッ
シュ穿孔パンチ４０に対向する。穿孔パンチ４０の切れ
刃４２は、底部押出しブッシュ３６に対して実質的に平
行に、かつ下向きに移動して押出しステップ１６で図示
したプレフィンカラー４４を形成するようにフィン材料
２４を切断する。
【００２０】ステップ１６、特に、ステップ１６ａで
は、プレ接触レッグ３４を一部分定めるボタン角部３９
が、底部押出しブッシュ３６の湾曲端部４６上に配置及
び支持されている状態で、頂部押出しブッシュ３８がプ
レフィンカラー４４を底部押出しブッシュ３６に向かっ
て下向きに押す。プレフィンカラー４４が下向きに押さ
れると同時に、プレ接触レッグ部３４が矯正面４８に対
してドラッグされることによって、ステップ１６ｂに示
したように、プレ接触レッグ部３４が直線状となる。頂
部押出しブッシュ３８が下向きに移動し続けると、プレ
接触レッグ部３４とプレフィン部５２との間に遷移部５
０が形成される。底部押出しブッシュ３６は、ステップ
状の面５４を含み、頂部押出しブッシュ３８の丸まった
角部５５によって、この面５４に対してプレフィンカラ
ー４４が押しつけられる。角部５５の半径は、接触レッ
グ部２２の所望の直線状長さを考慮して選択される。次
に、プレフィンカラー４４を、底部及び頂部の固定具、
即ちブッシュ３６，３８からそれぞれ外して、リフレア
加工用の金床５７上に配置する。この金床５７は、９０
°回転したＬ字型の断面形状を有するとともに、延長部
５９と厚みのある垂直部６１とを含む。続いて、リフレ
ア加工用パンチ５６が、ステップ１８に示しているよう
に、金床５７及びカラー４４と接触するように挿入され
る。
は、プレ接触レッグ３４を一部分定めるボタン角部３９
が、底部押出しブッシュ３６の湾曲端部４６上に配置及
び支持されている状態で、頂部押出しブッシュ３８がプ
レフィンカラー４４を底部押出しブッシュ３６に向かっ
て下向きに押す。プレフィンカラー４４が下向きに押さ
れると同時に、プレ接触レッグ部３４が矯正面４８に対
してドラッグされることによって、ステップ１６ｂに示
したように、プレ接触レッグ部３４が直線状となる。頂
部押出しブッシュ３８が下向きに移動し続けると、プレ
接触レッグ部３４とプレフィン部５２との間に遷移部５
０が形成される。底部押出しブッシュ３６は、ステップ
状の面５４を含み、頂部押出しブッシュ３８の丸まった
角部５５によって、この面５４に対してプレフィンカラ
ー４４が押しつけられる。角部５５の半径は、接触レッ
グ部２２の所望の直線状長さを考慮して選択される。次
に、プレフィンカラー４４を、底部及び頂部の固定具、
即ちブッシュ３６，３８からそれぞれ外して、リフレア
加工用の金床５７上に配置する。この金床５７は、９０
°回転したＬ字型の断面形状を有するとともに、延長部
５９と厚みのある垂直部６１とを含む。続いて、リフレ
ア加工用パンチ５６が、ステップ１８に示しているよう
に、金床５７及びカラー４４と接触するように挿入され
る。
【００２１】ステップ１８では、プレフィンカラー４４
が、リフレア加工用パンチ５６の曲面状の下面５８に沿
って押される。曲面状の下面５８は、リフレア加工用パ
ンチ５６の拡大図である図３により明瞭に示されてい
る。下面５８は、望ましくは、リフレア加工用パンチ５
６の直線状の面６０から曲面状の下面５８と交差する経
路に沿って延びるショルダ部６２まで延在する。しか
し、この方法は、ショルダ部６２なしでも良好に実行す
ることができ、この場合には、パンチ５６の製造コスト
が低下する。曲面状の下面５８の半径は、接触レッグ部
２２の直線状の長さに直接的に影響を与える。従って、
プレフィンカラー４４のプレ接触レッグ部３４は、面６
０に対して配置されるとともに、ショルダ部６２と接触
するまで、または、ショルダ部６２がない場合には所望
の位置まで、曲面状の下面５８に沿って内向きかつ上向
きに押される。プレフィンカラー４４は、そのステップ
状の遷移部５０に対して押しつけられるストリッパプレ
ート６４によってこのように移動する。プレフィンカラ
ー４４は、図１，図３で示されているように、リフレア
加工用金床５７の底部によって支持される。延長部５９
の長さは、ステップ状の遷移部５０における突出部がフ
ィンを積み重ねるために最適の位置に設けられ、かつフ
ィン部７０の所望の長さが得られるように選択される。
ストリッパプレート６４は、プレ接触レッグ部３４がパ
ンチ５６の直線状の面６０及び曲面状の下面５８に一致
するまで、プレフィンカラー４４を曲面状の下面５８及
びショルダ部がある場合にはショルダ部６２内で、かつ
これに対して保持する。
が、リフレア加工用パンチ５６の曲面状の下面５８に沿
って押される。曲面状の下面５８は、リフレア加工用パ
ンチ５６の拡大図である図３により明瞭に示されてい
る。下面５８は、望ましくは、リフレア加工用パンチ５
６の直線状の面６０から曲面状の下面５８と交差する経
路に沿って延びるショルダ部６２まで延在する。しか
し、この方法は、ショルダ部６２なしでも良好に実行す
ることができ、この場合には、パンチ５６の製造コスト
が低下する。曲面状の下面５８の半径は、接触レッグ部
２２の直線状の長さに直接的に影響を与える。従って、
プレフィンカラー４４のプレ接触レッグ部３４は、面６
０に対して配置されるとともに、ショルダ部６２と接触
するまで、または、ショルダ部６２がない場合には所望
の位置まで、曲面状の下面５８に沿って内向きかつ上向
きに押される。プレフィンカラー４４は、そのステップ
状の遷移部５０に対して押しつけられるストリッパプレ
ート６４によってこのように移動する。プレフィンカラ
ー４４は、図１，図３で示されているように、リフレア
加工用金床５７の底部によって支持される。延長部５９
の長さは、ステップ状の遷移部５０における突出部がフ
ィンを積み重ねるために最適の位置に設けられ、かつフ
ィン部７０の所望の長さが得られるように選択される。
ストリッパプレート６４は、プレ接触レッグ部３４がパ
ンチ５６の直線状の面６０及び曲面状の下面５８に一致
するまで、プレフィンカラー４４を曲面状の下面５８及
びショルダ部がある場合にはショルダ部６２内で、かつ
これに対して保持する。
【００２２】上述の方法の他に、ボタン部形成ステップ
１２を省略し、予め切断したフィン材料を用いてステッ
プ１４から加工を開始することができる。この場合に
は、ボタン部形成ステップが行われないので、ボタン部
即ち底部ブッシュ３６の湾曲端部４６に一致する湾曲し
た角部３９を含まないフィン材料に対して穿孔ステップ
が開始される。
１２を省略し、予め切断したフィン材料を用いてステッ
プ１４から加工を開始することができる。この場合に
は、ボタン部形成ステップが行われないので、ボタン部
即ち底部ブッシュ３６の湾曲端部４６に一致する湾曲し
た角部３９を含まないフィン材料に対して穿孔ステップ
が開始される。
【００２３】上述のステップ及び工具によって、延長さ
れた直線状のチューブ接触レッグ部２２、湾曲した先端
部６８、ステップ状の遷移部５０、及び延長されたフィ
ン部７０を有する、図２に示したフィンカラーが形成さ
れる。
れた直線状のチューブ接触レッグ部２２、湾曲した先端
部６８、ステップ状の遷移部５０、及び延長されたフィ
ン部７０を有する、図２に示したフィンカラーが形成さ
れる。
【００２４】図２を参照すると、直線状のチューブ接触
レッグ部２２のカラー接触高さ（ＣＨ）は、 （１）カラーレッグ部高さ（ＬＨ）−頂部半径（ＴＲ）
−底部半径（ＢＲ）として定義される。ＬＨは、０．０
４０〜０．１００インチであることが望ましい。このよ
り大きいＬＨの範囲における、ＬＨのより望ましい範囲
は、０．０６８〜０．１００インチであり、これに対す
るＣＨの範囲は、０．０３５〜０．０８０インチ、他の
望ましい範囲は、０．０５１〜０．０６７インチであ
り、これに対するＣＨの範囲は、０．０２０〜０．０４
７インチ、また他の望ましい範囲は、０．０４１〜０．
０５０インチであり、これに対するＣＨの範囲は、０．
０１２〜０．０３２インチ、更に他の望ましい範囲は、
０．０３８〜０．０４５インチであり、これに対するＣ
Ｈの範囲は、０．００８〜０．０２４である。
レッグ部２２のカラー接触高さ（ＣＨ）は、 （１）カラーレッグ部高さ（ＬＨ）−頂部半径（ＴＲ）
−底部半径（ＢＲ）として定義される。ＬＨは、０．０
４０〜０．１００インチであることが望ましい。このよ
り大きいＬＨの範囲における、ＬＨのより望ましい範囲
は、０．０６８〜０．１００インチであり、これに対す
るＣＨの範囲は、０．０３５〜０．０８０インチ、他の
望ましい範囲は、０．０５１〜０．０６７インチであ
り、これに対するＣＨの範囲は、０．０２０〜０．０４
７インチ、また他の望ましい範囲は、０．０４１〜０．
０５０インチであり、これに対するＣＨの範囲は、０．
０１２〜０．０３２インチ、更に他の望ましい範囲は、
０．０３８〜０．０４５インチであり、これに対するＣ
Ｈの範囲は、０．００８〜０．０２４である。
【００２５】湾曲した先端部６８をも定めるＴＲ及び頂
部の幅（ＴＷ）は、それぞれ０．０１０〜０．０５０イ
ンチ，０．０１０〜０．０６０インチであることが望ま
しい。ステップ状の遷移部５０を定めるＢＲ、ＢＨ、及
び底部の幅（ＢＷ）は、それぞれ０．００２〜０．０２
５インチ，０．０００〜０．０１０インチ，０．０１０
〜０．０６０インチであることが望ましい。これらのパ
ラメータに従って、かつ上述した形成方法によって、熱
交換チューブとの接触性を改善するように延長された接
触レッグ部２２を有するフィンカラー２０が提供され、
このレッグ部２２は、表面接触を改善するように、上述
の方法によって実質的に直線状となっている。
部の幅（ＴＷ）は、それぞれ０．０１０〜０．０５０イ
ンチ，０．０１０〜０．０６０インチであることが望ま
しい。ステップ状の遷移部５０を定めるＢＲ、ＢＨ、及
び底部の幅（ＢＷ）は、それぞれ０．００２〜０．０２
５インチ，０．０００〜０．０１０インチ，０．０１０
〜０．０６０インチであることが望ましい。これらのパ
ラメータに従って、かつ上述した形成方法によって、熱
交換チューブとの接触性を改善するように延長された接
触レッグ部２２を有するフィンカラー２０が提供され、
このレッグ部２２は、表面接触を改善するように、上述
の方法によって実質的に直線状となっている。
【００２６】上述の寸法は、熱交換チューブの寸法及び
熱交換器の特定の用途に従って変更することができる。
熱交換器の特定の用途に従って変更することができる。
【００２７】本発明の主な利点は、熱交換フィンカラー
の改善された製造方法が提供されることである。本発明
の他の利点は、高レベルの熱交換チューブ接触を得ると
ともに、これに応じて改善された伝熱能力及び腐食耐性
を得るために、実質的に直線状の接触レッグ部を有する
熱交換フィンカラーの改善された製造方法が提供される
ことである。本発明のまた他の利点は、フィンカラーの
チューブ接触レッグ部の長さを柔軟に定めることができ
る、熱交換フィンカラーの改善された製造方法が提供さ
れることである。本発明の更に他の利点は、改善された
熱交換フィンカラー設計が提供されることである。
の改善された製造方法が提供されることである。本発明
の他の利点は、高レベルの熱交換チューブ接触を得ると
ともに、これに応じて改善された伝熱能力及び腐食耐性
を得るために、実質的に直線状の接触レッグ部を有する
熱交換フィンカラーの改善された製造方法が提供される
ことである。本発明のまた他の利点は、フィンカラーの
チューブ接触レッグ部の長さを柔軟に定めることができ
る、熱交換フィンカラーの改善された製造方法が提供さ
れることである。本発明の更に他の利点は、改善された
熱交換フィンカラー設計が提供されることである。
【００２８】本発明をその好適実施例に基づいて開示及
び説明したが、当業者には理解されるように、本発明の
趣旨及び範囲を逸脱することなく、その形態や詳細に関
して上記及び他の種々の変更、省略、追加を行うことが
できる。
び説明したが、当業者には理解されるように、本発明の
趣旨及び範囲を逸脱することなく、その形態や詳細に関
して上記及び他の種々の変更、省略、追加を行うことが
できる。
【図１】本発明に係る改善された熱交換フィンカラー形
成方法の概略的な説明図である。
成方法の概略的な説明図である。
【図２】図２Ａは、熱交換チューブに連結された、本発
明に基づいて形成したフィンカラーの断面図であり、図
２Ｂは、図２Ａに示した本発明のフィンカラーの拡大図
である。
明に基づいて形成したフィンカラーの断面図であり、図
２Ｂは、図２Ａに示した本発明のフィンカラーの拡大図
である。
【図３】本発明に係る方法の仕上げステップにおけるフ
ィンカラーの形成に関する拡大図である。
ィンカラーの形成に関する拡大図である。
【図４】熱交換チューブに連結された、従来技術に基づ
いて形成したフィンカラーの断面図である。
いて形成したフィンカラーの断面図である。
【図５】従来技術の熱交換フィンカラー形成方法の概略
的な説明図である。
的な説明図である。
２０…フィンカラー ２２…接触レッグ部 ５０…遷移部 ６８…先端部 ７０…フィン部
フロントページの続き (72)発明者 マイケル ピー．マケイブ アメリカ合衆国，ニューヨーク，チテンア ンゴー，ジューンウェイ ドライヴ 209 (72)発明者 ダニエル ピー．ガッファネイ アメリカ合衆国，ニューヨーク，チテンア ンゴー，ウエスト ジェネシー ストリー ト 351
Claims (12)
- 【請求項１】 チューブとの接触領域を改善するための
プレートフィン型熱交換器用の熱交換フィンカラーであ
って、 熱を放散するための延長されたフィン部と、 前記フィン部と接続されたカラーレッグ部と、を有し、 前記カラーレッグ部は、 高さを有するとともに、 前記フィン部に対して実質的に垂直な直線状のカラー接
触部を含み、この接触部は、カラー接触高さを有し、こ
の接触高さにわたって前記接触部と前記チューブとが接
触し、前記カラー接触高さは、０．００８〜０．０８０
インチであり、 第１の半径を有し、かつ前記接触部の第１の端部から延
びる第１の湾曲端部を含み、 前記接触部と前記延長されたフィン部とを接続するステ
ップ状の遷移部を含み、この遷移部は、第２の半径を有
する第２の湾曲端部を有し、この第２の湾曲端部は、前
記第１の端部の反対側で前記接触部から延びていること
を特徴とする熱交換フィンカラー。 - 【請求項２】 前記カラーレッグ部の高さは、０．０６
８〜０．１インチであり、かつ前記カラー接触高さは、
０．０３５〜０．０８０インチであることを特徴とする
請求項１記載の熱交換フィンカラー。 - 【請求項３】 前記カラーレッグ部の高さは、０．０５
１〜０．０６７インチであり、かつ前記カラー接触高さ
は、０．０２０〜０．０４７インチであることを特徴と
する請求項１記載の熱交換フィンカラー。 - 【請求項４】 前記カラーレッグ部の高さは、０．０４
１〜０．０５インチであり、かつ前記カラー接触高さ
は、０．０１２〜０．０３２インチであることを特徴と
する請求項１記載の熱交換フィンカラー。 - 【請求項５】 前記カラーレッグ部の高さは、０．０３
８〜０．０４５インチであり、かつ前記カラー接触高さ
は、０．００８〜０．０２４インチであることを特徴と
する請求項１記載の熱交換フィンカラー。 - 【請求項６】 前記カラーレッグ部の高さは、０．０４
０〜０．１００インチであることを特徴とする請求項１
記載の熱交換フィンカラー。 - 【請求項７】 プレートフィン設計を有する熱交換器の
製造方法であって、フィンカラーは、延長されたフィン
部、接触レッグ部、前記接触レッグ部とフィン部とを接
続する遷移部、及び湾曲した接触レッグ先端部を有し、 チューブとフィン材料とを用意するステップと、 前記フィン材料にボタン部を形成するステップと、 前記フィン材料を穿孔して、プレフィン部と、先端部を
備えた第１の端部を有するプレ接触レッグ部と、を含む
第１の加工カラーを形成する穿孔ステップと、前記第１
の加工カラーを押出し加工して、前記プレ接触レッグ部
を実質的に直線状とする押出し加工ステップと、 前記先端部をリフレア工具のショルダ部に接触させるス
テップと、 前記プレ接触レッグ部を前記リフレア工具内に、かつ前
記ショルダ部に対して押し込むことによって、前記プレ
接触レッグ部を最終的に直線状として、直線状のチュー
ブ接触部と湾曲した先端部とを有する接触レッグ部を形
成する仕上げステップと、を含み、前記接触レッグ部
は、カラーレッグ部高さとカラー接触高さとを有し、 前記チューブに複数の前記フィンカラーを連結するため
に、該フィンカラーとの間で締まりばめが得られるよう
に該チューブを拡張するステップを含むことを特徴とす
る熱交換器の製造方法。 - 【請求項８】 穿孔ステップは、所望の接触レッグ部長
さにわたって、穿孔ステップ中に前記フィン材料を第１
の方向で支持することによって、前記接触レッグ部の所
望の長さを変更する支持ステップを含むことを特徴とす
る請求項７記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項９】 押出し加工ステップは、支持ステップに
おいて前記フィン材料を支持した前記第１の方向とは反
対の、第２の方向に押し出すことを特徴とする請求項８
記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項１０】 前記接触レッグ部を直線状とするステ
ップは、押出し加工ステップにおいて、前記プレ接触レ
ッグ部を直線状に支持し、かつ仕上げステップにおい
て、前記プレ接触レッグ部を直線状に維持することを含
むことを特徴とする請求項９記載の熱交換器の製造方
法。 - 【請求項１１】 押出し加工ステップは、前記プレ接触
レッグ部を、直線状とするために直線状の端部に沿って
ドラッグするステップを含むことを特徴とする請求項９
記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項１２】 前記チューブの露出を減少させるよう
に前記チューブ上で複数の前記フィンカラーの前記直線
状のチューブ接触部をそれぞれ実質的に接触させること
によって、前記チューブと複数の前記フィンカラーとの
間のガルバニ腐食のおそれを少なくするステップを含む
ことを特徴とする請求項７記載の熱交換器の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/315103 | 1999-05-20 | ||
| US09/315,103 US6266882B1 (en) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Fin collar and method of manufacturing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000346577A true JP2000346577A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=23222903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000149528A Pending JP2000346577A (ja) | 1999-05-20 | 2000-05-22 | 熱交換フィンカラー及び熱交換器の製造方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6266882B1 (ja) |
| EP (1) | EP1054226B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000346577A (ja) |
| KR (1) | KR100356246B1 (ja) |
| CN (1) | CN1201132C (ja) |
| AU (1) | AU745280B2 (ja) |
| BR (1) | BR0002482A (ja) |
| CA (1) | CA2306743C (ja) |
| ES (1) | ES2645525T3 (ja) |
| MY (1) | MY116806A (ja) |
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