JP2009192174A - Manufacturing method of heat exchanger, and heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器の製造方法およびそれによる熱交換器に係り、より詳しくは蛇行チューブを多数のプレートフィンに圧入して熱交換器を製造するものに関する。 The present invention relates to a heat exchanger manufacturing method and a heat exchanger using the heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger manufactured by press-fitting a meandering tube into a number of plate fins.
空調用熱交換器等に用いられるプレートフィン型のものにおいて、プレートフィンに長孔を形成しておき、蛇行曲折されたチューブのU字状湾曲部をそこに圧入したものが、下記特許文献その他として知られている。
一例として、図12(C)はそのプレートフィン8の平面図であり、そのプレートフィン8には長孔13が穿設されている。この長孔13はその両端に位置する孔部13aと、その孔部13aの直径よりも僅かに小なる幅のスリット部13bとから形成されている。
また、蛇行チューブ4は互いに平行な直線部1とその両端間を連結する湾曲部3とを有し、湾曲部3が僅かに塑性変形されて、そこに湾曲偏平部3aを有する。
このような蛇行チューブ4のU字状部分をプレートフィン8の長孔13に圧入して熱交換器を完成する。
In the plate fin type used for air-conditioning heat exchangers, etc., a long hole is formed in the plate fin, and the U-shaped curved portion of the meandering tube is press-fitted there, the following patent documents and others Known as.
As an example, FIG. 12C is a plan view of the
Further, the
The U-shaped portion of the
図12(A)に示す熱交換器は、そのプレートフィン8に長孔13が形成され、そのスリット部13bの幅が広いため、その分だけ、放熱面積が狭くなり、熱交換性能が低下する。
また、そのスリット部13bに挿入される蛇行チューブ4の湾曲部3を偏平に形成して、湾曲偏平部3aを設けた場合、図12(B)の如く、その直線部1と湾曲偏平部3aとの境近傍において直線部1の側壁1aよりも湾曲偏平部3aの側縁3bが外側に突出する。そのため、蛇行チューブ4をプレートフィン8の長孔13に挿入する際、その側縁3bと長孔13の孔部13aの孔縁部とが干渉し、蛇行チューブ4をプレートフィン8に円滑に圧入し難い欠点があった。
そこで本発明は、係る問題点を解決することを課題とする。
In the heat exchanger shown in FIG. 12A, the
When the
Then, this invention makes it a subject to solve the problem which concerns.
請求項1に記載の本発明は、断面円形のチューブを一定のピッチで蛇行状に曲折して、互いに平行な直線部(1)と、その直線部(1)の両端で隣り合う直線部(1)の間が互いに連結される湾曲部(3)とを形成すると共に、直線部の一方側の湾曲部(3)を断面偏平に塑性変形して、そこに湾曲偏平部(3a)を有する蛇行チューブ(4)を形成する工程と、
少なくとも一対の孔(5)を前記ピッチの間隔で離間してプレートに形成すると共に、それぞれの孔(5)の孔縁部を立ち上げて一対の短筒部(6)を形成し且つ、その一対の短筒部(6)の対向側の筒壁をその全高さに渡って欠切して、一対の筒壁欠切部(6a)を形成し、その一対の筒壁欠切部(6a)どうしが連通するように、その筒壁欠切部(6a)の幅より狭く且つ、前記湾曲偏平部(3a)の厚みより狭いスリット(7)を入れて、多数の同一形状のプレートフィン(8)を形成する工程と、
多数の前記プレートフィン(8)を厚み方向に積層し、前記蛇行チューブ(4)をその前記湾曲偏平部(3a)側から、積層された各プレートフィン(8)の一対の短筒部(6)および筒壁欠切部(6a)ならびにスリット(7)に圧入して、前記スリット(7)の幅を拡開すると共に、そのスリット(7)の近傍を塑性変形する工程と、
その圧入工程の後に、前記蛇行チューブ(4)内に流体圧を加えて、そのチューブの直線部(1)および湾曲部(3)(3a) を拡管する工程と、を具備する熱交換器の製造方法である。
According to the present invention, a tube having a circular cross section is bent in a meandering manner at a constant pitch, and a straight line portion (1) parallel to each other and a straight line portion adjacent to both ends of the straight line portion (1) ( 1) and a curved portion (3) connected to each other, and the curved portion (3) on one side of the linear portion is plastically deformed to have a flat cross section, and has a curved flat portion (3a) there. Forming a meandering tube (4);
At least a pair of holes (5) are formed in the plate spaced apart at the pitch interval, and the edge of each hole (5) is raised to form a pair of short cylinder parts (6), and The pair of short tube portions (6) are cut away from each other across the entire height thereof to form a pair of tube wall notches (6a), and the pair of tube wall notches (6a ) In order to communicate with each other, a slit (7) narrower than the width of the cylindrical wall notch (6a) and narrower than the thickness of the curved flat portion (3a) is inserted, and a number of plate fins having the same shape ( 8) forming,
A large number of the plate fins (8) are laminated in the thickness direction, and the meandering tube (4) from the curved flat part (3a) side is paired with a pair of short cylindrical parts (6 ) And the cylindrical wall notch (6a) and the slit (7), and widening the width of the slit (7), and plastically deforming the vicinity of the slit (7),
After the press-fitting step, a fluid pressure is applied to the meandering tube (4) to expand the straight portion (1) and the curved portion (3) (3a) of the tube, and a heat exchanger comprising: It is a manufacturing method.
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
一対の前記短筒部(6)の対向側の筒壁をその全高さに渡って欠切して、一対の筒壁欠切部(6a)を形成した後に、その一対の筒壁欠切部(6a)どうし連通するように、プレートの材料の切除を伴わない、切目よりなるスリット(7)を形成したことを特徴とする熱交換器の製造方法である。
The present invention according to
The pair of cylindrical wall notches are formed by notching the opposite cylindrical walls of the pair of short cylinder portions (6) over the entire height to form the pair of cylindrical wall notches (6a). (6a) A method of manufacturing a heat exchanger, characterized in that slits (7) made of notches are formed so as to communicate with each other without cutting the material of the plate.
請求項3に記載の本発明は、請求項1において、
前記湾曲偏平部(3a)を形成する工程で、その湾曲偏平部(3a)の幅方向両側縁(3b)がそれに連結する一対の直線部(1)の外側の側縁(1a)より突出しないように形成した熱交換器の製造方法である。
The present invention according to
In the step of forming the curved flat portion (3a), both side edges (3b) in the width direction of the curved flat portion (3a) do not protrude from the outer side edges (1a) of the pair of linear portions (1) connected thereto. It is a manufacturing method of the heat exchanger formed in this way.
請求項4に記載の本発明は、請求項3において、
前記湾曲偏平部(3a)と一対の直線部(1)との境を平面ハの字状に形成した熱交換器の製造方法である。
請求項5に記載の本発明は、請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、
前記スリット(7)の両端から、そのスリット(7)に直交してプレートに横スリット(7a)を形成する工程を設けた熱交換器の製造方法である。
The present invention as set forth in
This is a method of manufacturing a heat exchanger in which the boundary between the curved flat part (3a) and the pair of straight parts (1) is formed in a plane C shape.
The present invention according to
This is a method of manufacturing a heat exchanger provided with a step of forming a lateral slit (7a) in a plate perpendicular to the slit (7) from both ends of the slit (7).
請求項6に記載の本発明は、請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、
前記スリット(7)の幅方向両側に二分された一対の平坦部(10)の該スリット側縁部を全長に渡り、横断面への字状にその平坦部に対して前記短筒部と逆側に曲折して、そこに折り曲げ縁部(10a)を形成する工程を設けた熱交換器の製造方法である。
請求項7に記載の本発明は、請求項1〜請求項4のいずれかの製造方法により製造された熱交換器である。
A sixth aspect of the present invention provides the method according to any one of the first to fourth aspects,
The slit side edges of a pair of flat portions (10) divided into two sides on both sides in the width direction of the slit (7) span the entire length, and in the shape of a cross section, the flat portions are opposite to the short cylindrical portions. The heat exchanger manufacturing method is provided with a step of bending to the side and forming a bent edge (10a) there.
The present invention according to
本発明の熱交換器の製造方法は、蛇行チューブ4を多数の同一形状のプレートフィン8に圧入するものにおいて、そのプレートフィン8が互いに離間した一対の短筒部6を有し、その短筒部6の対向側の筒壁に筒壁欠切部6aが形成され、筒壁欠切部6aどうしを連通するスリット7が筒壁欠切部6aの幅より狭く形成され、そこに蛇行チューブ4の湾曲偏平部3aが圧入されるようにしたから、蛇行チューブ4全体を容易に多数のプレートフィン8の積層体に圧入することができる。それと共に、スリット7の幅が従来のものに比べて狭いので、伝熱面積が広くなり、性能の良い熱交換器となる。
さらに、蛇行チューブ4を圧入した後に、蛇行チューブ4内に流体圧を加えてその直線部1および湾曲部3を拡開するように構成したから、湾曲偏平部3aを円形に戻して蛇行チューブ4内の流体の流通を良好にし得る。それと共に、蛇行チューブ4の外周とプレートフィン8の短筒部6との間を密着させ、両者間の熱伝達を良好に維持できる。
The method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention is such that the
Further, after the
上記構成において、スリット7をプレートの材料の切除を行わない切目によって形成することができる。この場合には、放熱面積を最大限に利用でき、さらに熱交換性能が向上する。
In the above configuration, the
上記構成において、蛇行チューブ4の湾曲偏平部3aを形成する工程で、その湾曲偏平部3aの幅方向の両側縁3bをそれに連結する一対の直線部1の外側の側壁1aより突出しないように形成することができる。この場合には、蛇行チューブ4をプレートフィン8に圧入するに際し、湾曲偏平部3aの側縁3bがプレートフィン8の短筒部6と干渉することがなく、円滑に圧入することができる。
In the above configuration, in the step of forming the curved
上記構成において、湾曲偏平部3aと一対の直線部1との境を平面ハの字状に形成することができる。この場合には、容易に湾曲偏平部3aの側縁3bを直線部1の側壁1aより突出しないようにすることができる。
上記いずれかの構成において、前記スリット(7)の両端から、そのスリット(7)に直交してプレートに一対の横スリット(7a)を形成する工程を設けた場合には、各スリット(7)(7a)で囲まれたプレートの部分が塑性変形し易くなるため、蛇行チューブ4全体をさらに容易に多数のプレートフィン8の積層体に圧入することができる。
In the above configuration, the boundary between the curved
In any one of the configurations described above, when a step of forming a pair of lateral slits (7a) on the plate perpendicular to the slit (7) from both ends of the slit (7), each slit (7) Since the portion of the plate surrounded by (7a) is easily plastically deformed, the entire
上記いずれかの構成において、
前記スリット7の幅方向両側に二分された一対の平坦部10の該スリット側縁部を全長に渡り、横断面への字状にその平坦部10に対して前記短筒部と逆側に曲折して、そこに折り曲げ縁部10aを形成する工程を設けた場合にも、各スリット(7)(7a)で囲まれたプレートの部分が塑性変形し易くなるため、蛇行チューブ4全体を容易に多数のプレートフィン8の積層体に圧入することができる。
また、上記何れかの製造方法により製造された熱交換器は、伝熱面積が大きく、性能の良い熱交換器となる。
In any of the above configurations,
The slit side edges of the pair of
Moreover, the heat exchanger manufactured by any one of the above manufacturing methods has a large heat transfer area and is a heat exchanger with good performance.
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図1は本発明の対象とする熱交換器のプレートフィン8の要部斜視図であり、図2は同平面図、図3は図2のIII−III矢視断面図、図4は本熱交換器の製造方法の説明図、図5は同熱交換器の蛇行チューブ4の要部を示し、図6は図5のVI−VI矢視断面略図、図7は図4において蛇行チューブ4をプレートフィン8に圧入後の状態を示し、図8は図7のVIII−VIII矢視断面略図であり、図9は本熱交換器を組み立てた後の工程を示す説明図である。
本発明の熱交換器およびその製造方法の最大の特徴は、プレートフィン8の形状または構造である。このプレートフィン8は、図1〜図3に示す如く、少なくとも一対の孔5が互いに離間して設けられ、その孔5の孔縁部が立ち上げ形成されて短筒部6を構成する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a principal part of a
The greatest feature of the heat exchanger of the present invention and the manufacturing method thereof is the shape or structure of the
短筒部6の先端縁には、鍔部6bが半径方向外方へ突出形成されている。そして、その一対の短筒部6の対向側の側壁が全高さに渡って欠切され、そこに一対の筒壁欠切部6aが形成されている。さらに、筒壁欠切部6aの根元部には抜き穴部6cが設けられている。この抜き穴部6cの幅は、筒壁欠切部6aの周方向の幅に一致し、プレートフィン8の長手方向に僅かだけ形成されている。そして、各抜き穴部6cの中央位置において、この例では切目からなるスリット7が一対の抜き穴部6c間に形成され、それがフィンの板厚分を貫通する。さらに、そのスリット7の両端から、そのスリット7に直交してプレートに一対の横スリット7aが各抜き穴部6cの幅より広く形成される。この例ではその横スリット7aが折り曲げ線9まで延在する。なお、この横スリット7aは、省略することもできる。
また、短筒部6の根元部には凹陥部2が設けられ、その凹陥部2を除き、プレートフィン8の横断面は、図1の如く、低い台形状に曲折されている。
A
Moreover, the
このようなプレートフィン8を形成するには、一例として次のようにして製造することができる。薄いアルミニューム板等のフィンシートに定間隔に浅い筒状の絞り加工を形成すると共に、それ以外の部分を横断面台形状に形成する。次いで、絞り加工部分にさらに短筒部形成用の絞り加工を施し、その絞り先端の底部を孔抜きする。次いで、その筒状部の先端縁をフレア加工し、鍔部6bを形成する。次いで、一対の短筒部6の対向側の筒壁欠切部6aおよび抜き穴部6cを切り取る。次いで、一対の抜き穴部6c間に切目からなるスリット7および、そのスリット7の両端に、それに直交して横スリット7aを折り曲げ線9まで形成する。
次に、蛇行チューブ4は、図4の如く、断面円形のチューブを一定のピッチで蛇行状に曲折する。この蛇行のピッチ間隔は、図1および図2におけるプレートフィン8の一対の孔5のピッチと同一である。
In order to form such a
Next, as shown in FIG. 4, the meandering
このようにして互いに平行な直線部1と、隣り合う直線部1の間が互いに連結される湾曲部3とを形成する。次いで、直線部1の一方側の湾曲部3のみを断面偏平に塑性変形して、そこに湾曲偏平部3aを形成する。この湾曲偏平部3aは、図5に示す如く、その湾曲偏平部3aと直線部1との境を平面ハの字状に形成する。このように湾曲偏平部3aを形成するのは、その幅が直線部1の直径よりも大きくなるので、湾曲偏平部3aの側縁3bが直線部1の側壁1aより突出しないようにしたものである。仮に、この側縁3bが湾曲偏平部3aより突出すると、蛇行チューブ4をプレートフィン8に挿入するときその側縁3bがプレートフィン8の孔5の孔縁部と干渉し、円滑な挿入ができないからである。そこで、湾曲偏平部3aの側縁3bが直線部1の側壁1aよりt内側に位置するようにしたものである。
In this way, the
このように形成された蛇行チューブ4と多数のプレートフィン8とを組み立てるには、次のようにする。
先ず、図4に示す如く、多数の同一形状のプレートフィン8を積層する。このとき、プレートフィン8の間隔は短筒部6の高さに一致する。次いで、蛇行チューブ4の湾曲偏平部3a側を各プレートフィン8の短筒部6側に対向させ、蛇行チューブ4の各湾曲偏平部3aをスリット7に圧入し、次いで、各直線部1を短筒部6に挿通する。すると、図7および図8に示す如く、スリット7(図1,図2)と横スリット7aで囲まれた平坦部10の平面コ字状部が拡開されると共に、それが下方に変形して、図8の如く変形ルーバ11が形成される。この変形ルーバ11は、プレートフィン8の平面方向から流通する空気流14に対して、その気流を分断し、それによる前縁効果を生じさせ、熱交換を促進させるものとなる。また、この変形ルーバ11の変形は、元の平坦部10が蛇行チューブ4の湾曲偏平部3aを通過させるときに生じ、必要最小限度であり、それにより空気の流通抵抗の増加を最小限度にする。
In order to assemble the
First, as shown in FIG. 4, a large number of
なお、図1および図2において、筒壁欠切部6aの周方向の幅は蛇行チューブ4の湾曲偏平部3aの厚みと同一または僅かに大に形成される。また、スリット7はこの例では板材の切り落としのない切目で形成されているが、それに代えて僅かな幅で打ち抜いても良い。この場合には、その幅は蛇行チューブ4の湾曲偏平部3aの厚みよりも狭くする。
1 and 2, the circumferential width of the
次いで、図9の如く組み立てられた熱交換器12の蛇行チューブ4の一端を栓16で閉塞すると共に、蛇行チューブ4の他端から高圧の液体15を蛇行チューブ4内に圧入して、蛇行チューブ4全体を拡管する。それによって、直線部1とプレートフィン8の短筒部6とが密着すると共に、蛇行チューブ4の湾曲偏平部3aが断面円形に形成され、蛇行チューブ4の内部における熱交換媒体の圧力損失を低減する。
次に、図10および図11に示すプレートフィン8は、本発明の他の製造方法の実施の形態を示し、図2,図3のプレートフィン8との違いは、その平面10のスリット7の両縁部を図において、下側に折り曲げた折り曲げ縁部10aを有する点である。この折り曲げ縁部10aの存在により、そこに、蛇行チューブ4の湾曲部3をより圧入し易くするものである。
Next, one end of the
Next, the
1 直線部
1a 側壁
2 凹陥部
3 湾曲部
3a 湾曲偏平部
3b 側縁
1 Straight section
1a Side wall
2
3a Curved flat part
3b side edge
4 蛇行チューブ
5 孔
6 短筒部
6a 筒壁欠切部
6b 鍔部
6c 抜き穴部
7 スリット
7a 横スリット
4 Meandering
6a Tube wall notch
6b buttock
7a Horizontal slit
8 プレートフィン
9 折り曲げ線
10 平面
10a 折り曲げ縁部
11 変形ルーバ
12 熱交換器
8 Plate fin 9 Folding line
10 plane
10a bent edge
11 Modified louver
12 Heat exchanger
13 長孔
13a 孔部
13b スリット部
14 空気流
15 液体
16 栓
13 Slotted hole
13a hole
13b Slit section
14 Air flow
15 liquid
16 taps
Claims (7)
少なくとも一対の孔(5)を前記ピッチの間隔で離間してプレートに形成すると共に、それぞれの孔(5)の孔縁部を立ち上げて一対の短筒部(6)を形成し且つ、その一対の短筒部(6)の対向側の筒壁をその全高さに渡って欠切して、一対の筒壁欠切部(6a)を形成し、その一対の筒壁欠切部(6a)どうしが連通するように、その筒壁欠切部(6a)の幅より狭く且つ、前記湾曲偏平部(3a)の厚みより狭いスリット(7)を入れて、多数の同一形状のプレートフィン(8) を形成する工程と、
多数の前記プレートフィン(8)を厚み方向に積層し、前記蛇行チューブ(4)をその前記湾曲偏平部(3a)側から、積層された各プレートフィン(8)の一対の短筒部(6)および筒壁欠切部(6a)ならびにスリット(7)に圧入して、前記スリット(7)の幅を拡開すると共に、そのスリット(7)の近傍を塑性変形する工程と、
その圧入工程の後に、前記蛇行チューブ(4)内に流体圧を加えて、そのチューブの直線部(1)および湾曲部(3)(3a)を拡管する工程と、を具備する熱交換器の製造方法。 A curve in which a tube having a circular cross section is bent in a meandering manner at a constant pitch, and a straight line portion (1) parallel to each other and a straight line portion (1) adjacent to each other at both ends of the straight line portion (1) are connected to each other. And forming a meandering tube (4) having a curved flat portion (3a) therewith, and forming a curved portion (3a) on the one side of the linear portion. ,
At least a pair of holes (5) are formed in the plate spaced apart at the pitch interval, and the edge of each hole (5) is raised to form a pair of short cylinder parts (6), and The pair of short tube portions (6) are cut away from each other across the entire height thereof to form a pair of tube wall notches (6a), and the pair of tube wall notches (6a ) In order to communicate with each other, a slit (7) narrower than the width of the cylindrical wall notch (6a) and narrower than the thickness of the curved flat portion (3a) is inserted, and a number of plate fins having the same shape ( 8) forming, and
A large number of the plate fins (8) are laminated in the thickness direction, and the meandering tube (4) from the curved flat part (3a) side is paired with a pair of short cylindrical parts (6 ) And the cylindrical wall notch (6a) and the slit (7), and widening the width of the slit (7), and plastically deforming the vicinity of the slit (7),
After the press-fitting step, a fluid pressure is applied to the meandering tube (4) to expand the straight portion (1) and the curved portion (3) (3a) of the tube, and a heat exchanger comprising: Production method.
一対の前記短筒部(6)の対向側の筒壁をその全高さに渡って欠切して、一対の筒壁欠切部(6a)を形成した後に、その一対の筒壁欠切部(6a)どうし連通するように、プレートの材料の切除を伴わない、切目よりなるスリット(7)を形成したことを特徴とする熱交換器の製造方法。 In claim 1,
The pair of cylindrical wall notches are formed by notching the opposite cylindrical walls of the pair of short cylinder portions (6) over the entire height to form the pair of cylindrical wall notches (6a). (6a) A method of manufacturing a heat exchanger, characterized in that slits (7) made of notches are formed so as not to communicate with each other so as to communicate with each other.
前記湾曲偏平部(3a)を形成する工程で、その湾曲偏平部(3a)の幅方向両側縁(3b)がそれに連結する一対の直線部(1)の外側の側縁(1a)より突出しないように形成した熱交換器の製造方法。 In claim 1,
In the step of forming the curved flat portion (3a), both side edges (3b) in the width direction of the curved flat portion (3a) do not protrude from the outer side edges (1a) of the pair of linear portions (1) connected thereto. A method of manufacturing a heat exchanger formed as described above.
前記湾曲偏平部(3a)と一対の直線部(1)との境を平面ハの字状に形成した熱交換器の製造方法。 In claim 3,
A method of manufacturing a heat exchanger, wherein a boundary between the curved flat portion (3a) and the pair of straight portions (1) is formed in a plane C shape.
前記スリット(7)の両端から、そのスリット(7)に直交してプレートに横スリット(7a)を形成する工程を設けた熱交換器の製造方法。 In any one of Claims 1-4,
A method of manufacturing a heat exchanger, comprising a step of forming a horizontal slit (7a) in a plate perpendicular to the slit (7) from both ends of the slit (7).
前記スリット(7)の幅方向両側に二分された一対の平坦部(10)の該スリット側縁部を全長に渡り、横断面への字状にその平坦面に対して前記短筒部と逆側に曲折して、そこに折り曲げ縁部(10a)を形成する工程を設けた熱交換器の製造方法。 In any one of Claims 1-4,
The slit side edges of a pair of flat portions (10) divided into two sides on both sides in the width direction of the slit (7) extend over the entire length and are opposite to the short tube portion with respect to the flat surface in the shape of a cross section. The manufacturing method of the heat exchanger which provided the process of bending to the side and forming a bending edge part (10a) there.
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