JP2005164224A

JP2005164224A - 柔軟な管配置を有する熱交換器

Info

Publication number: JP2005164224A
Application number: JP2004317614A
Authority: JP
Inventors: David W Smithey; ダブリュー．，スミジーデイヴィッド; Milan A Virsik; エー．，ヴァーシクミラン
Original assignee: Brazeway Inc
Current assignee: Brazeway Inc
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US7004241B2; CO5580168A1; US20050092473A1; CN1611909A; KR20050041979A; BRPI0404767A; BRPI0404767B1; EP1528346A3; EP1528346A2

Abstract

【課題】同じ構造のフィン付き型熱交換器の寸法によらずに用いることが可能な共通フィンを提供する。
【解決手段】垂直方向と水平方向とに所定の数の配管を有する熱交換器で使用される共通フィンで、前記共通フィンは、同一の間隔を有する列と、同一の間隔を有する行として配置された複数の開口部を有する。所定の数の配管と同じ数の開口部の列と行とを有する１つまたは複数の連続フィンが、共通フィンから取り除かれ、管領域とともに組み立てられ、熱交換器を形成する。共通フィンの開口部は、熱交換器を構成する水平方向および垂直方向の配管の数に関わらず、すなわち配管の数を適宜設定可能に、熱交換器で使用するための共通フィンから１つまたは複数のフィンが分離できるように、構成されている。
【選択図】図１Ａ

Description

発明の詳細な説明

〔技術分野〕
本発明は、熱交換器に関し、より具体的には、フィン付き管型熱交換器（fin on tube heat exchanger）で使用可能な共通フィンに関する。

〔背景技術〕
熱交換器は、多様な用途で使用され、多様な用途に合った多様な構造を有している。熱交換器が使用される１つの特有の用途は、冷蔵庫での凝縮器である。冷蔵庫の凝縮器は、多様な構造を有している。凝縮器が、冷蔵庫の下部分に設けられる場合、熱交換器は一般に、ワイヤーチューブ型凝縮器（a wire-on-tube condenser）である。このような冷蔵庫の下に設けられた凝縮器では、水平方向の空気の流動を考慮して、垂直方向よりも水平方向の寸法の方が大きい。凝縮器が冷蔵庫の機械区画内に設けられた場合、水平方向の空気の流動を考慮して、凝縮器の水平方向の寸法より垂直方向の寸法が大きくなる。これらの凝縮器は、垂直方向の寸法が水平方向の寸法よりも大きくなるので、概して、ジェリーロール型凝縮器（jelly-roll condenser）または多層ワイヤーチューブ型凝縮器（multi-layer wire-on-tube condenser）の構造となる。これゆえに、冷蔵庫における凝縮器の構造は、凝縮器が冷蔵庫の下に設けられるか、または冷蔵庫の機械区画中に設けられるかによって異なる。

構造が異なるために、冷蔵庫の製造メーカーは、凝縮器がどこに設置されるかによって、多様な構造の熱交換器を準備しなければならない。製造工程を簡素化し製造費用を低減するために、いずれの場所にでも使用できる共通の凝縮器の構造を提供できることが好ましい。さらに、共通の構造の凝縮器が共通フィンを利用できることが好ましく、凝縮器の構造の垂直方向または水平方向の寸法に関わらず、いずれの構造用に対しても使用できる１つまたは複数のフィンを形成するために、この共通フィンは切断または分離できることが好ましい。

家庭用の冷蔵庫では、熱交換器は、蒸発器および凝縮器として使用される。家庭用冷蔵庫において熱交換器が蒸発器として構成される場合、空気の流入口は比較的小さく、空気の流動経路が比較的長い。すなわち、垂直方向の空気の流動を考慮して、蒸発器の垂直方向の寸法は、水平方向の寸法より顕著に大きく構成される。

蒸発器または凝縮器として機能するように典型的に構成される家庭用冷蔵庫の熱交換器は、熱交換器が蒸発器として構成されるか、凝縮器として構成されるかに応じて、異なる管およびフィンのパターン（pattern）を使用する。さまざまな構造により、熱交換器を作るために１種類のフィンを使用することができない。それゆえに、これらの熱交換器の製造メーカーは、熱交換器のさまざまな構造に使用できるように、さまざまな構造だけでなく、多種のパターンのフィンを維持しなければならない。熱交換器が凝縮器として構成されているか、または蒸発器として構成されているかに関わらず、熱交換器用のフィンを提供するために、共通のフィンパターンが使用できるくらい熱交換器の構造が似ていることが好ましい。共通のフィンパターンを使用することによって、熱交換器メーカーが製造および／または在庫として持たなくてはならないフィンの種類数を低減し、異なるフィンパターンごとに異なる押し型打ち抜き器(stamping die)の購入および在庫にかかる設備投資を低減し、結果として熱交換器の製造費用を低減することができる。

以上により、空気流動に平行な配管の数が多く、または空気流動に垂直な配管の数が多く構成される熱交換器を提供し、かつこの熱交換器が共通フィンパターンを使用することが好ましい。共通フィンパターンを使用することにより、製造費用を低減しつつ、多種の構造の熱交換器を提供することができる。さらに、非常に効率的な最適な熱伝達のために、配管が空気流動に対して適しているような管パターンが好ましい。

〔本発明の概要〕
本発明により、蒸発器または凝縮器のいずれとしてでも使用可能な熱交換器の構成が可能になり、かつ熱交換器中の垂直方向および水平方向の配管の数に関わらず、共通フィンを使用する熱交換器の構成が可能になる。本発明の本質によると、フィン付き管型熱交換器に使用される、垂直方向および水平方向に配置される管片部の対の数を、適宜設定可能な１つまたは複数のフィンを形成できるように分離可能に構成される伝導材料のシートを含んでいる。このシートは、所定の幅と所定の高さとを有している。シート中に複数の開口部を有している。開口部のそれぞれは、熱交換器のほぼ平行な一対の管片部（配管）が貫通できるように構成される。開口部は、シートの幅および高さに対して相対的に傾斜している。開口部は、シート上で、複数の行および複数の列を形成するように設けられており、複数の行は隣接する行と行との間隔がほぼ等しく、かつこれら複数の列もその隣接する列と列との間隔がほぼ等しくなるように構成されている。これらの間隔は、複数ある行間のうちの少なくとも１つ、および複数ある列間のうちの少なくとも１つにおいて前記シートを分離することによって、フィン付き管型熱交換器内に設けられた管片部の対の総数と少なくとも同数の開口部が設けられている１つまたは複数のフィンが形成されるように設定されている。

共通フィンのシートから形成されたフィンを備えたフィン付き管型熱交換器自体も開示されている。当該熱交換器は、連結管片部を用いて２つの直線管片部を連結することによって複数の直線管片部および連結管片部から構成された屈曲形状の管領域と、前記管領域に設けられた少なくとも１つのフィンとを備えている。前記フィンは、一対の配管が貫通できる開口部が複数設けられた、所定の幅および高さを有した共通フィンシートから分離されたものである。前記管領域には、垂直方向および水平方向に決められた数の配管（管片部）の対が設けられている。複数の前記開口部は、前記共通フィンシート上に複数の行および列を形成するように設けられており、これら複数の行はその隣接する行と行との間隔がほぼ等しく、かつこれら複数の列もその隣接する列と列との間隔がほぼ等しく設けられている。これらの間隔は、前記管領域内の配管対の総数と少なくとも同数の開口部が設けられた前記フィンであってその垂直方向および水平方向の配管対の配置数を適宜設定できる前記フィンを形成するために、複数ある行間のうちの少なくとも１つ、および複数ある列間のうちの少なくとも１つにおいて前記共通フィンシートを分離できるように設定されている。前記フィンには、前記管領域内の配管対の数と少なくとも同数の開口部が設けられており、この配管対それぞれが各開口部に貫通できるように、このフィンは管領域内に配設されている。

本発明は、フィン付き管型熱交換器の製造方法も開示している。この方法は、以下を含んでいる。（１）予備形成された共通フィンシートから、所定の数の開口部が設けられた少なくとも１つのフィンを分離する工程。さらに前記予備形成された共通フィンシートは分離できるように構成されており、分離することによって、少なくとも１つの前記フィンを備えた管領域における垂直方向および水平方向の配管対の配置数を適宜設定可能な１つまたは複数の前記フィンを提供できる。
（２）前記フィンに設けられた開口部に前記配管対を貫通させることによって、このフィンを前記熱交換器の管領域に配置する工程とを含んでいる、
本発明のさらなる応用分野については、以下の詳細な説明より明らかになるであろう。詳細な説明および具体的な例として、本発明の好適な実施形態を示すが、これらは例示目的のみのために示され、本発明の範囲を限定する意図はないことが理解されるであろう。

〔図面の簡単な説明〕
本発明は、以下の詳細な説明および添付の図面から、より完全に理解されるであろう。

図１Ａは、本発明の共通フィンを示す平面図である。

図１Ｂおよび図１Ｃは、図１Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの平面図である。

図２は、本発明の熱交換器の管領域の透視図である。

図３は、水平方向の配管より垂直方向の配管の数が多い本発明の熱交換器の透視図である。

図４は、垂直方向の配管より水平方向の配管の数が多い本発明の熱交換器の透視図である。

図５は、熱伝導性材料シートから打ち抜かれる本発明の共通フィンの透視図である。

図６は、図１Ａの共通フィンから作られ図２の管領域に配置される連続フィンの透視図である。

図７は、連続した管の長い部分を折り曲げて形成される図２の管領域の透視図である。

図８Ａは、本発明の共通フィンの第２の好適な実施形態を示す平面図である。

図８Ｂ、図８Ｃ、および図８Ｄは、図８Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの例を示す平面図である。

図９は、本発明の第２の好適な実施形態にかかる共通フィンから形成されたフィンを有する熱交換器の透視図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕
以下の好適な実施形態の説明は、例示目的のみのもので、本発明、その応用、またはその使用を制限するものではない。

図１Ａには、本発明の共通フィン２０が図示される。共通フィン２０またはその一部が、フィン付き管型熱交換器のフィンとして使用される場合、共通フィン２０は、熱交換器の各配管が貫通するように構成され調整された複数の開口部２２を有する。これについては以下により詳しく説明する。共通フィン２０は、高さがＨで、幅がＷである。開口部２２は、複数の列２４および複数の行２６として配置されている。共通フィン２０の列２４および行２６には、図１Ｂおよび図１Ｃに示すような、１つまたは複数のフィン２８を形成するために、共通フィン２０が列２４および行２６の間で分離できるような間隔をあけられている。これらのフィンは、図２に示すように、フィン付き管型熱交換機３２の管領域３０で使用される。

図２には、本発明のフィン付き管型熱交換器３２を製造する際に使用できる管領域３０を示す。管領域３０は、複数の直線片部３４とおよび複数の連結片部３６から構成される。各連結片部３６は、２つの直線片部３４を相互に連結している。よって、すべての直線片部３４が連結され、熱交換器３２で使用される管領域３０が形成される。公知のように、管領域３０は、液体を通す少なくとも１つの内部通路（図示しない）を有している。

管領域３０は、複数の水平方向および垂直方向の配管３８を有する。配管３８の定義は、フィン２８の共通の開口部２２を貫通している（通り抜け出ている）管領域３０の部分である。管領域３０は、熱交換器３２が望まれる特定の用途で使用できるように構成される。すなわち、水平方向および垂直方向の配管３８の数は、管領域３０から形成される熱交換機３２の用途に応じて異なる。例えば、図２および図３に示すように、管領域３０は、水平方向に２つの配管３８を有し、垂直方向に８つの配管３８を有する構成（２×８の構成）をとることも可能であるし、図４に示すように、水平方向に８つの配管３８を有し、垂直方向に４つの配管３８を有する構成（８×４の構成）をとることも可能である。管領域３０から形成された熱交換器３２が、効率的に熱を伝導するように、配管３８を傾斜させて管領域３０が構成されていることが好ましい。

各配管３８は、熱交換器３２のフィン２８全てまたはその一部分を貫通する直線片部３４の一対４０を有する。２つの直線片部３４は、連結片部３６により連結される。公知のように、熱交換器３２で使用するために、直線片部３４と連結片部３６とは、屈曲または湾曲した管領域３０を形成する。直線片部の一対４０を形成する各直線片部３４が互いに平行であることが好ましい。配管３８を構成する全ての直線片部３４がほぼ平行であることがより好ましい。また１つの直線片部３４が、熱交換器３２の各フィン２８の全てまたは一部分を貫通することも可能である。

隣接する水平方向の配管３８が、均一な間隔をあけて配置されるように管領域３０が構成されることが好ましい。また、隣接する垂直方向の配管３８も、均一な間隔をあけて配置されることが好ましい。さらに、隣接する水平方向の配管３８間の間隔と、隣接する垂直方向の配管３８間の間隔とが、ほぼ等しいことがより好ましい。隣接する水平方向および垂直方向の配管３８を均一な間隔で配置することにより、水平方向または垂直方向の配管３８の数に関わらず、すなわち、配管３８の数を適宜設定可能に、共通フィン２０は１つまたは複数のフィン２８を提供することが可能になる。なお、フィン２８は熱交換器３２を形成する管領域３０で使用される。以下により詳しく説明する。

管領域３０は、多様な方法で作成することができる。例えば、図７に示されるように、管領域３０は、連続管４２を所望の形に折り曲げることによって製造することができる。図７では、連続管４２は、管折り曲げ器４４によって折り曲げられている。当業者には明らかになっているように、連続管４２を所望の形状の管領域３０に折り曲げる他の方法も採用でき、それも請求項で定義される本発明の範囲内にあると理解される。これに代えて、管領域３０は、独立した直線片部３４と独立した連結片部３６とを連結して形成することも可能である。すなわち、公知のように、管領域３０は、複数の別々の部品から組み立て可能である。連結片部３６は直線片部３４に、真鍮、接着剤、またはその他の公知の手段によって連結できる。いずれにせよ請求項によって定義される本発明の範囲から外れることはない。別々の部品または管の一部分に関わらず、連結片部３８は、共通フィン２０の開口部２２に容易に挿入するために、矩形の金型（図示しない）でわずかに平坦にされる。

図１Ａに示すように、共通フィン２０の開口部２２は、配管３８が貫通できるように構成される。すなわち、直線部の一対４０と、わずかに平坦にされた連結片部３６とが貫通できるように、開口部２２が構成される。開口部２２は、中心領域４８と、中心領域４８で連結される端領域４６から構成される。端領域４６は円状で、管領域３０を構成する直線片部３４と実質的に補完関係にある。端領域４６は、当該直線片部３４と接触するつば（collar）またはフランジ部分４９（図６にのみ図示）を有する。端領域４６の半径は、直線片部３４の半径よりも少し小さく、直線片部３４とフィン２８との接触面において圧入連結（press-fit connection）を可能にしている。中心領域４８は端領域４６と連結し、かつ、中心領域４８は、直線片部の一対４０に取り付けられた僅かに平坦にされた連結片部３６を貫通させる。よって、開口部２２を有するフィン２８が、熱交換器３２を形成する別々の開口部２２を貫通する各配管３８と共に、管領域３０に配置可能となる。公知のように、端領域４６および中心領域（中間領域）４８が、「犬用の骨（dog-bone）」の形状を有することが好ましい。共通フィン２０の各開口部２２がほぼ一致していることがより好ましい。開口部２２は、その高さＨと幅Ｗとに対して相対的に傾斜している。配管３８も傾斜しており、配管３８が開口部２２の傾斜と補完し合うように、管領域３０が構成されている。

上述のように、１つまたは複数のフィン２８は、共通フィン２０から分離可能であり、熱交換器３２を構成する水平方向または垂直方向の配管３８の数に関わらず、すなわち配管３８の数を適宜設定可能に、１つまたは複数のフィン２８は熱交換器３２で使用可能である。このように共通フィン２０は構成される。水平方向および垂直方向の配管３８の数に関わらず、すなわち配管３８の数を適宜設定可能に、熱交換器３２で使用される１つまたは複数のフィン２８を提供する共通フィン２０を可能にするために、共通フィン２０の開口部２２間の間隔は、概して、管領域３０の配管３８間の間隔と同じ必要がある。隣接する開口部２２の列２４どうしは、ほぼ同じ間隔をあけていることが好ましい。同様に、隣接する開口部２２の行２６どうしは、ほぼ同じ間隔をあけていることが好ましい。垂直方向の配管３８間の間隔が、共通フィン２０の開口部２２の隣接する行２６間の間隔とほぼ同じであり、かつ水平配管３８間の間隔が、共通フィン２０の開口部２２の隣接する列２４間の間隔とほぼ同じであるように、管領域３０が構成されることが好ましい。

垂直方向および水平方向の配管３８の間隔が、列２４および行２６の間の間隔と同じになるように、管領域３０が構成されているので、１つまたは複数の連続フィン２８を形成するために、共通フィン２０は、行２６および／または列２４の間で分離できる。なお、フィン２８は、水平方向および垂直方向の配管３８の数に関係なく、熱交換器３２を形成するために管領域３０で使用できる。例えば、図２および図３に示される形状で管領域３０を構成する場合、管領域３０は、水平方向の配管３８を２つ、および垂直方向の配管３８を８つ、すなわち２×８の構成を有する。２×８の構成で使用される連続フィン２８を作るために、共通フィン２０は、隣接する列２４、および隣接する行２６で分離され、図１Ｂで示される連続フィン２８は、２つの列２４の開口部２２と、８つの行２６の開口部２２とを有するように形成される。図１Ｂで示されるフィン２８は、図３に示される熱交換器３２を形成するために、図２に示される管領域３０で使用される。図４で図示される水平方向に８つの配管３８と垂直方向に４つの配管、すなわち８×４の構成、を有する管領域３０で使用されるための、１つまたは複数の連続フィン２８もまた、共通フィン２０から提供できる。図４で示される管領域３０で使用されるフィン２８は、共通フィン２０から分離可能である。すなわち、共通フィン２０は、図１Ｃで示される８つの列２４の開口部２２と４つの行２６の開口部２２との連続フィン２８を形成するために、隣接する列２４と隣接する行２６との間を分離される。その後、図１Ｃで示されるフィン２８は、図４で示される管領域３０において使用でき、図４で示される熱交換器３２が形成される。

好ましくは、共通フィン２０を分離して、同じ数の列２４と行２６とを有する複数の連続フィン２８を形成し、管領域３０の配管３８が貫通するフィン層５０を形成するように、複数のフィン２８を配置する。すなわち、共通フィン２０から形成された複数のフィン２８が、管領域３０に配置され、かつ、効率的な熱交換器３２を形成するために、配管３８に沿って間隔をあけて設置される。所望の場合、水平方向および／または垂直方向の配管３８の数よりも、多いまたは少ない数の列２４および／または行２６を有する、連続フィン２８を形成するように、共通フィン２０を分離可能である。このようにした場合も本発明の範囲内にあることが理解されるであろう。

任意に、１つまたは複数のフィン２８を形成するための、共通フィン２０の分離を容易にするために、共通フィン２０に、隣接する列２４および／または隣接する行２６の間に伸びる指標５１を備えることができる。指標５１は、１つまたは複数のフィン２８を形成するために、共通フィン２０が分離可能であるという位置を示す。指標５１は、共通フィン２０におけるミシン目でありえる。ミシン目により、共通フィン２０から１つまたは複数のフィン２８を容易に分離できる。

共通フィン２０から形成された１つまたは複数の連続フィン２８が管領域３０の所望の位置に至るまで、配管３８を開口部２２に滑らせて通す、またはフィン２８を配管３８に沿って滑らせて通す。いずれかの方法によって、フィン２８を管領域３０に組み入れる。その後、フィン２８は、様々な方法で、管領域３０に固定できる。フィン２８が、機械的なはめ込みまたは締まりばめによって、当該管領域に付けられることが好ましい。配管３８が開口部２２を通って伸びている結果、端領域４８が少し形状を変えるように開口部２２を構成可能である。端領域４８が形状を変えることにより、フィン２８を管領域３０の所望の位置に機械的に保持し、フィン２８と管領域３０との十分な接触面を提供する。これに代えて、真鍮および／または接着剤などの他の方法で、フィン２８を管領域３０の所望の位置に固定することも可能である。

様々な方法で、１つまたは複数の連続フィン２８は、共通フィン２０から分離可能で、かつ形成される。例えば、所望の数の開口部２２の列２４および行２６を有する、１つまたは複数のフィン２８を形成するために、隣接する行２６および／または隣接する列２４の間で、共通フィン２０を切断可能である。列２４および／または行２６の間で共通フィン２０を分離するこれ以外の方法も、当業者には明らかで、それを使用しても、請求項に定義される発明の範囲を外れることはない。

当業者には明らかなように、共通フィン２０は、様々な方法で形成可能である。例えば、図５に示されるように、共通フィン２０は、熱伝導性材料のシート５２から金型で打ち抜くことができる。熱伝導性材料のシート５２を、押し型打ち抜き器５４に設置する。そして、公知のように、押し型打ち抜き器は、熱伝導性材料のシート５２を、共通フィン２０の形状に打ち抜く。

上述のように、熱交換器３２の管領域３０の構造は、熱交換器３２が使用される用途に応じて異なる。例えば、熱交換器３２を家庭冷蔵庫で使用したい場合、熱交換器３２は、蒸発器５６または凝縮器５８として構成可能である。熱交換器３２が、機械区画での用途のために凝縮器５８として構成される場合には、一般に図３で示される形状を有する。凝縮器５８は、比較的大きい空気の流入口を有し、空気が流動する短い通路を有していることを特徴とする。すなわち、凝縮器５８は、水平方向の空気の流動を伴い、水平方向の配管３８よりも、垂直方向の配管を多く備える。図示された凝縮器５８は２×８の構成を有する。実際の構成では変形があり、そのような変形例も発明の範囲内にあるものと理解される。凝縮器５８を作るために、管領域３０は、図２のように形成される。水平配管と垂直配管３８と同数（直線片部の数の半分の行２６および列２４の数）の水平行２６と垂直列２４とを備えたフィン２８が、共通フィン２０から取り除かれる。その後、図６に図示されるように複数のフィン２８と管領域３０とが組み立てられ、凝縮器５８を形成する。

熱交換器３２が、冷蔵庫の下に置く蒸発器５６または凝縮器５８の形態である時には、管領域３０はそれに合わせて構成される。蒸発器５６または凝縮器５８の特徴は、空気流入口が比較的小さく、空気の流動用に比較的長い通路があることである。それゆえ、図４よりわかるように、蒸発器５６または凝縮器５８は、水平方向での空気の流動を伴い、垂直方向の配管３８の数よりも、水平方向の配管３８の数が著しく多いことが特徴である。蒸発器５６または凝縮器５８は、８×４の構成で図示されるが、実際の構成では変形が可能で、そのような変形例も本発明の範囲内に入ることが理解されるであろう。図１Ｃに示されるように、１つまたは複数の連続フィン２８は、共通フィン２０から分離され、管領域３０のフィン２８の開口部２２の行２６および列２４の数は、水平方向の配管３８および垂直方向の配管３８の数と同じ（直線片部３４の数の半分が、行２６および列２４の数と同じ）である。その後、フィン２８と管領域３０とは組み立てられ、蒸発器５６を形成する。

任意にではあるが、しかし好ましくは、隣接する列２４どうしの間隔は、隣接する行２６どうしのの間隔とほぼ同じであるほうがよい。隣接する列２４どうしの間隔と隣接する行２６どうしの間隔が同じ場合、共通フィン２０から形成された１つまたは複数の連続フィン２８で構成される管領域３０の、垂直方向および水平方向の配管３８も同じ間隔で配置され、隣接する列２４と隣接する行２６との間隔と同じ間隔になる。共通フィン２０から形成された１つまたは複数の連続フィン２８と管領域３０とを組み合わせて、所望数の垂直方向の配管３８と水平方向の配管３８とを備えた熱交換器３２を形成することができる。

図８Ａでは、共通フィン２０’の好適な第２の実施形態が図示される。本実施形態では、開口部２２’が、間隔を狭めて配置され、開口部２２’の隣接する列２４’の間で直線を引くことができない。開口部２２’は傾斜し、列２４’の間が狭いので、ある開口部２２’の上部が、隣接する列２４’の開口部２２’の下部と重なる。この間隔では、隣接する列２４’の間をまっすぐに切断することはできない。これゆえに、隣接する列２４’どうしの間を、波形または湾曲した形状に切断して分離する。図８Ｂから図８Ｄに示すように、共通フィン２０’から切断した後、様々な数の列２４’を有し、かつ切断後の端部が波形形状をしているフィン２８’である。

１つの列２４’の開口部２２’が、隣接する列２４’の開口部２２’と部分的に重なることにより、波形のフィン２８’で形成される熱交換器３２’では、配管３８’間の間隔を狭くすることができ、図９に示す熱交換器３２’のようになる。図８Ｂから図８Ｄで示されるフィン２８’のように、共通フィン２０’は隣接する列２４’および／または行２６’どうしの間で切断または分離でき、所望の数の列２４’と行２６’とを有するフィン２８’を形成することができる。任意であるが、図８Ａに示すように、共通フィン２０’の最下行６０には、２つの列２４’毎に１つのほぼ水平な開口部６２を設けることができる。開口部６２は、１つの列２４’から隣の列２４’へと移る配管に合うように設計される。このように共通フィン２０’は、共通フィン２０とほぼ同じで、隣接する列２４’間の位置付けが異なることと、最下行６０の開口部６２が任意に追加されることが異なる。

当業者には明らかなように、共通フィン２０を使用して、多様な熱交換器３２、３２’の構成用に１つまたは複数の連続フィン２８、２８’を提供することができ、この熱交換器の水平方向および垂直方向の配管間の間隔は、共通フィン２０、２０’の開口部２２、２２’の列２４、２４’および行２６、２６’間の間隔とほぼ同じである。それゆえに、１つまたは複数の連続フィン２８、２８’を提供しうる共通フィン２０、２０’は、２×８の構成および８×４の構成に使用されるものとしてこれまで示したが、ｎ×ｎ（ｎは正の整数）を構成するフィン２８、２８’を提供するものとして使用可能であると理解される。このようにしても、請求項で定義される本発明の範囲から外れることはない。

本発明の説明は、単に説明の目的で行なわれたものであり、本発明の主旨から外れることのない変形例は、本発明の範囲内にあるものとされる。このような変形例は、本発明の精神および範囲から外れたものであるとはみなされない。

本発明の共通フィンを示す平面図である。図１Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの平面図である。図１Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの平面図である。本発明の熱交換器の管領域の透視図である。水平方向の配管より垂直方向の配管の数が多い本発明の熱交換器の透視図である。垂直方向の配管より水平方向の配管の数が多い本発明の熱交換器の透視図である。熱伝導性材料シートから打ち抜かれる本発明の共通フィンの透視図である。図１Ａの共通フィンから作られ図２の管領域に配置される連続フィンの透視図である。連続した管の長い部分を折り曲げて形成される図２の管領域の透視図である。本発明の共通フィンの第２の好適な実施形態を示す平面図である。図８Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの例を示す平面図である。図８Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの例を示す平面図である。図８Ａの共通フィンから形成可能な連続フィンの例を示す平面図である。本発明の第２の好適な実施形態にかかる共通フィンから形成されたフィンを有する熱交換器の透視図である。

符号の説明

２０２０’ 共通フィン（共通フィンシート）
２２２２’ ６２開口部
２４２４’ 列
２６２６’ 行
２８２８’ フィン
３０管領域
３２フィン付き管型熱交換器
３４直線片部
３６連結片部
３８配管（管片部）
４０一対（対）
４２連続管
４４管折り曲げ器
４６端領域
４８中心領域（中間領域）
５０フィン層
５１指標
５２シート
５４押し型打ち抜き器
５６蒸発器
５８凝縮器
６０最下行
Ｈフィンの高さ
Ｗフィンの幅

Claims

フィン付き管型熱交換器に使用される共通フィンであって、当該共通フィンは、
複数の開口部が設けられた、所定の幅および高さの熱伝導材料からなるシートを備えており、
前記シートは、
フィン付き管型熱交換器に使用される、垂直方向および水平方向に配置される管片部の対の数を適宜設定可能な１つまたは複数のフィンを形成できるように分離可能に構成されており、
前記複数の開口部はそれぞれ、フィン付き管型熱交換器に設けられた互いに略平行な一対の管片部が貫通できるように構成されるとともに、前記シートの幅および高さに対して傾斜して設けられており、
さらに、前記複数の開口部は、前記シート上に複数の行および列を形成するように設けられており、これら複数の行はその隣接する行と行との間隔がほぼ等しく、かつこれら複数の列もその隣接する列と列との間隔がほぼ等しくなるように構成され、
これらの間隔は、複数ある行間のうちの少なくとも１つ、および複数ある列間のうちの少なくとも１つにおいて前記シートを分離することによって、フィン付き管型熱交換器内に設けられた管片部の対の総数と少なくとも同数の開口部が設けられている１つまたは複数のフィンが形成されるように設定されていることを特徴とする共通フィン。
前記開口部は、対向する端領域が中心領域によって連結された、細長い形状である請求項１に記載の共通フィン。
前記開口部が犬の骨の形状を有している請求項２に記載の共通フィン。
前記フィンを形成するために分離可能な箇所を示した指標が、前記シート上の隣接する列と列との間の少なくとも１つ、および行と行との間の少なくとも１つに沿って設けられている請求項１に記載の共通フィン。
前記指標が、前記シート上のミシン目である請求項４に記載の共通フィン。
前記複数の列における前記間隔は、隣接する２つの列を形成する開口部が互いにその一領域において重なるように設定されている請求項１に記載の共通フィン。
前記隣接する列における分離後の端部は、波形形状を有している請求項６に記載の共通フィン。
前記隣接する行と行との間隔は、前記隣接する列と列との間隔とほぼ等しい請求項１に記載の共通フィン。
前記複数の開口部は、互いにほぼ一致している請求項１に記載の共通フィン。
共通フィンシートから形成されたフィンを備えたフィン付き管型熱交換器であって、
当該熱交換器は、
連結管片部を用いて２つの直線管片部を連結することによって複数の直線管片部および連結管片部から構成された屈曲形状の管領域と、前記管領域に設けられた少なくとも１つのフィンとを備えており、
前記フィンは、一対の配管が貫通できる開口部が複数設けられた、所定の幅および高さを有した共通フィンシートから分離されたものであり、
前記管領域には、垂直方向および水平方向に決められた数の配管の対が設けられており、
複数の前記開口部は、前記共通フィンシート上に複数の行および列を形成するように設けられており、これら複数の行はその隣接する行と行との間隔がほぼ等しく、かつこれら複数の列もその隣接する列と列との間隔がほぼ等しく、これらの間隔は、前記管領域内の配管対の総数と少なくとも同数の開口部が設けられた前記フィンであってその垂直方向および水平方向の配管対の配置数を適宜設定できる前記フィンを形成するために、複数ある行間のうちの少なくとも１つ、および複数ある列間のうちの少なくとも１つにおいて前記共通フィンシートを分離できるように設定されており、
前記フィンには、前記管領域内の配管対の数と少なくとも同数の開口部が設けられており、この配管対それぞれが各開口部に貫通できるように、このフィンは管領域内に配設されている熱交換器。
前記管領域が１つの連続管である請求項１０に記載の熱交換器。
前記少なくとも１つのフィンは、前記管領域に配置されるフィン層を形成するために配列している複数のフィンのうちの１つであり、
前記複数のフィンは、その各々に設けられた開口部とともに、互いにほぼ平行に配列している請求項１０に記載の熱交換器。
前記管領域は、水平方向の配管よりも垂直方向の配管を多く有している請求項１０に記載の熱交換器。
前記管領域は、垂直方向の配管よりも水平方向の配管を多く有している請求項１０に記載の熱交換器。
前記共通フィンシート内の開口部は、前記共通フィンシートの所定の幅および高さに対して傾斜している請求項１０に記載の熱交換器。
前記隣接する行と行との間隔は、前記隣接する列と列との間隔とほぼ等しい請求項１０に記載の熱交換器。
前記共通フィンシートの開口部は、対向する端領域が中心領域によって連結された、細長い形状を有している請求項１０に記載の熱交換器。
前記複数の列のうちの１列を構成する開口部の一領域がこの列に隣接する列を構成する開口部の一領域と重なるように、前記複数の列における間隔が設定されている請求項１０に記載の熱交換器。
フィン付き管型熱交換器の製造方法であって、
予備形成された共通フィンシートから、所定の数の開口部が設けられた少なくとも１つのフィンを分離する工程（ａ）と、
前記フィンに設けられた開口部に前記配管対を貫通させることによって、このフィンを前記熱交換器の管領域に配置する工程（ｂ）とを含み、
前記工程（ａ）では、前記予備形成された共通フィンシートは分離できるように構成されており、分離することによって、少なくとも１つの前記フィンを備えた管領域における垂直方向および水平方向の配管対の配置数を適宜設定可能な１つまたは複数の前記フィンを提供するフィン付き管型熱交換器の製造方法。
前記工程（ａ）は、前記共通フィンシートを形成する工程を含んでおり、これにより、前記共通フィンシートは、所定の幅および高さを有するとともに、複数の開口部が設けられ、熱交換器の配管対が各開口部に貫通できるように構成されており、
前記複数の開口部は、前記共通フィンシート上に複数の行および列を形成するように設けられており、これら複数の行はその隣接する行と行との間隔がほぼ等しく、かつ複数の列もその隣接する列と列との間隔がほぼ等しくなるように構成され、
これらの間隔は、垂直方向および水平方向の配管対の数を適宜設定可能な前記少なくとも１つのフィンを形成するために、複数ある行間のうちの少なくとも１つ、および複数ある列間のうちの少なくとも１つにおいて前記共通フィンシートを分離できるように設定されている請求項１９に記載の方法。
前記共通フィンシートを予備形成する工程には、この共通フィンシート上における複数ある行間のうちの少なくとも１つ、および複数ある列間のうちの少なくとも１つに指標をつける工程を含み、この指標は、少なくとも１つのフィンを形成するために前記共通フィンシートを分離する箇所を示している請求項２０に記載の方法。
前記指標が、前記共通フィンの上のミシン目である請求項２１に記載の方法。
前記工程（ａ）は、熱伝導材料のシートから前記共通フィンシートを打ち抜く工程を含む請求項２０に記載の方法。
前記共通フィンシートを予備形成する工程には、前記共通フィンシートの所定の幅および高さに対して傾斜した複数の開口部を備えた共通フィンシートを予備形成する工程を含む請求項２０に記載の方法。
さらに、垂直方向および水平方向に配置される所定の数の配管対が構成された管領域を形成する工程を含む請求項１９に記載の方法。
前記の管領域を形成する工程には、水平方向よりも垂直方向に配置された配管対の数のほうが多くなるように管領域を形成する工程を含む請求項２５に記載の方法。
前記の管領域を形成する工程には、垂直方向よりも水平方向に配置された配管対の数のほうが多くなるように管領域を形成する工程を含む請求項２５に記載の方法。
前記の管領域を形成する工程には、前記管が前記管部を形成するように、連続した管を折り曲げることによって前記管領域を形成する工程を含む請求項２５に記載の方法。
前記（ａ）の工程には、前記予備形成された共通フィンシートから少なくとも１つのフィンを分断する工程を含む請求項１９に記載の方法。
１つの列に構成された開口部が隣接する列の開口部と部分的に重なっており、前記フィンの端部は波形形状を有している請求項１９に記載の方法。