JP2009236469A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、複数のフィンに１本の伝熱管が貫通してなる熱交換器において外部から力が加わった際のフィンの回転を防止し、さらにフィン間隔を保つようにフィン間どうしの剛性を高めた熱交換器を実現する。
【解決手段】 複数のフィンに１本の伝熱管が貫通してなる熱交換器であって、各フィンは、伝熱管が貫通し固定される貫通部と、フィンのプレート面の一部にプレート面の一方面側が凹部となり他方面側に凸部となるよう変形された変形部とを備え、隣り合うフィン間において一方のフィンの変形部の凸部は他方のフィンの変形部の凹部に接していることを特徴とする熱交換器、とした。
【選択図】 図１３

Description

伝熱管とその伝熱管に固定された複数のフィンを備えた熱交換器に関する。

熱交換器は、熱媒体が流通するパイプなどからなる伝熱管と、その伝熱管に固定された複数のフィンを備えた構成が一般に用いられる。このような熱交換器において、１枚のフィンあたり１本の伝熱管が貫通する構造とした場合、伝熱管への固定が不十分なフィンに外部から力が加わると、固定部が緩み、伝熱管に対してフィンが回転してしまう問題があった。このような問題に対して、特許文献１には熱媒体が流通する伝熱管の断面を扁平、楕円、略多角形としてフィンと一体とすることにより、１枚のフィンあたり１本のパイプが貫通する熱交換器においても伝熱管に対するフィンの回転を防止する方法が示されている。

特開２００３−３１４９７３号公報

特許文献１の方法では、伝熱管の断面を扁平、楕円、略多角形とするので、その形状に合わせたフィンの穴を形成する必要があり、高い精度の加工方法が必要であった。また、伝熱管に局所的な応力を生じる可能性が高く、信頼性を損なう恐れがあった。特許文献１の方法では伝熱管への固定が不十分なフィンの回転はある程度防げるものの、固定が不十分なフィンが伝熱管に沿った方向に傾いてフィン間隔がばらついてしまうなどの問題があった。

そこで、本発明は、複数のフィンに１本の伝熱管が貫通してなる熱交換器において外部から力が加わった際のフィンの回転を防止し、さらにフィン間隔を保つようにフィン間どうしの剛性を高めた熱交換器を実現することを目的とする。

本発明の熱交換器は、複数のフィンに１本の伝熱管が貫通してなる熱交換器であって、各フィンは、伝熱管が貫通し固定される貫通部と、前記フィンのプレート面の一部に該プレート面の一方面側が凹部となり他方面側に凸部となるよう変形された変形部とを備え、隣り合うフィン間において一方のフィンの変形部の凸部は他方のフィンの変形部の凹部に接していることを特徴とする熱交換器、とした。

隣り合うフィン間において一方のフィンの変形部の凸部は他方のフィンの変形部の凹部に接しているので、断面が円形の伝熱管を用いた場合であっても、フィンの回転を防止できる。また、フィン間どうしが連接されるので、剛性を高めることができる。

以下では本発明の熱交換器の実施の形態について図面を用いて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態１の熱交換器の構造の示す図である。図１（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。図のようにプレート状の複数のフィン２と１本の伝熱管１とが一体化されている。伝熱管１はたとえば熱媒体が流通するパイプであり、その熱媒体が流通する方向に垂直な断面は一般に円形である。図では伝熱管１の端に接続される機器等を示していないが、たとえば伝熱管１の一方の端は発熱する機器に接続される。その熱は伝熱管１内を伝わり、さらに伝熱管１に固定されたフィン２に伝わる。その熱は表面積の広いフィン２から大気中に放熱される。

複数のフィンの各フィン２は伝熱管１が貫通する貫通部１１を備える。この貫通部１２は伝熱管１が固定される第１カラー部１２を備える。また各フィン２は、この貫通部１１からずれた位置に変形部２１を備える。この変形部２１は先端が細くなった第２カラー部２２を備える。この第２カラー部２２は伝熱管１が貫通しないカラー部である。なお、図では各フィン２に変形部２１を２個ずつ形成した場合を示したが、さらに多数でも１個であってもよい。

図２は本実施の形態１の熱交換器の各フィン構造を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中に示した点線Ａ−Ａ'の部分の断面図である。貫通部１１の開口部１４は伝熱管１が差し込まれる貫通した穴である。貫通部１１が備える第１カラー部１２の内面と伝熱管１は外周面とが接して固定される。図は第１カラー部１２が円筒である場合を示している。この場合、フィン２のプレート面５にある貫通部１１の開口部１４の内径と貫通部１１の先端１３の内径とはほぼ同一となる。

フィン２は、さらに変形部２１を備える。この変形部２１は伝熱管１が差し込まれないので必ずしも貫通穴を有しない。変形部２１はプレート面５の一方面側に凸となる第２カラー部２２を備える。この第２カラー部２２はプレート面５の他方面側からみると凹部となっている。変形部２１は他方面側のプレート面５に円形の開口部２４を有し、一方面側の第２カラー部２２はこの開口部の周囲から立ち上がっている。変形部２１の第２カラー部２２の表面は開口部２４の円の中心軸の周りに回転した回転曲面を有する。その第２カラー部２２の先端の回転曲面の直径Ｄ２３（外径）は開口部２４の直径Ｄ２４(内径)よりも小さい。図の第２カラー部２２はプレート面５近傍で内径が急に縮小し、先端２３になるほど緩やかな縮小となる場合を示している。つまり、プレート面５側が傾斜の大きいテーパー、先端２３側が傾斜の緩いテーパーによって構成される。このように２段階のテーパーで構成するかわりに、連続的な曲面となるように構成してもよい。また、第２カラー部２２のプレート面５からの高さＨ２は、伝熱管１が貫通する第１カラー部１２のプレート面５からの高さＨ１よりも高い。

図３は本実施の形態１の熱交換器の構造の一部を示す断面図である。この図は図１においてフィンが３枚重なった部分を示している。なお、図では上下のフィン２ａ、２ｃの断面を実線、真ん中のフィン２ｂの断面を点線で示している。この図のように、隣りあう一方のフィンの第２カラー部の先端は他方のフィンの変形部の開口部内に挿入され他方のフィンの第２カラー部に接している。たとえば、図では、真ん中のフィン２ｂの第２カラー部２２ｂの先端２３ｂはすぐ上のフィン２ａの変形部の開口部２４ａ内に挿入され、その内部で第２カラー部２２ｂの外面と第２カラー部２２ａの内面とが接している。接する部分は回転曲面であるが必ずしも先端でなくて良い。この接する部分によって複数のフィン同士が連接する。このように伝熱管１が貫通し固定される貫通部１１以外に、フィン同士を連接する変形部２１を備える。なお、第１カラー部１２の先端１３ｂは隣のフィンのプレート面に接するようにしても接さなくてもよい。

図４は本実施の形態１の熱交換器の製造工程を説明する説明図である。フィン２に加工されるフィンプレート８はたとえばアルミニウム合金などの金属製の薄板である（ａ）。次にこのフィンプレート８に貫通部１１と変形部２１とを形成する。（ｂ）は貫通部１１と変形部２１とがそれぞれ備えるカラー部の形状をプレス加工により形成する断面図である。プレス加工の上型５０に貫通部１１を形成するパンチ５１、変形部２１を形成するパンチ５２が備えられ、下型６０に貫通部１１を形成するダイ６１、変形部２１を形成するダイ６２が備えられる。貫通部１１を形成するパンチ５１はおおむね円筒の先端形状を有し、変形部２１を形成するパンチ５２は先が細くなったテーパー状の先端形状を有する。貫通部１１を形成するダイ６１、変形部２１を形成するダイ６２もそれぞれのパンチに対応した形状を備える。上型５０と下型６０との間に挟み込み塑性変形させることでフィンプレート８に貫通部１１と変形部２１とが形成されたフィン２となる（ｃ）。

なお、フィン２の各カラー部はプレート面５の異なる面に形成することも可能であるが、本実施の形態１では同じ側とした。このため、上記のように、これらの複数のカラー部を同時にプレス加工で形成することが容易である。

次いで、同じように貫通部１１と変形部２１とを形成した複数のフィンを（ｄ）のように重ね合わせる。その際、隣りあう一方のフィンの第２カラー部の先端は他方のフィンの変形部の開口部内に挿入される。また、フィン同士の間隔が狭まる方向に少し力を加え、他方のフィンの第２カラー部に接するようにする。これによりフィン同士が結合する。変形部２１どうしの接点は少なくとも１か所あればよいが、より多くの線や面で接していることが望ましい。本実施の形態１では上記のように変形部２１は開口部２４の中心軸の周りに回転曲面を有するように形成されるので、加工時の軸の精度が十分高ければ、変形部２１どうしは開口部２４の中心軸とする円で接するので結合を強くすることができる。

次いで貫通部１１内に伝熱管１を挿入する。挿入時点では、貫通部１１の内径は伝熱管１の外径よりもわずかに大きい。（ｄ）に示すように貫通部１１の一方の端から、拡管工具６０を伝熱管１に差し込むことにより、伝熱管１の外径を拡げる。これにより、伝熱管１は塑性変形されて、伝熱管１の外周面と貫通部１１の備える第１カラー部１２の内面とが強く密着固定され、伝熱管１と複数のフィン２とが一体化した熱交換器が形成される（ｅ）。なお、上記では伝熱管１とフィン２とを固定する際に拡管の方法を用いたが、ろう付けなどの方法であってもよい。

伝熱管１は一般に円管であり、その断面は円形である。フィン２と伝熱管１とは第１カラー部１１で固定されるが、各フィンに１本の伝熱管１が貫通する熱交換器では、一部のフィンに力が加わった場合、その固定部が緩んだり、ろう付け部分が外れたりして、フィン２が伝熱管１の周りに回転してしまうことがある。回転すると伝熱管１とフィン２の接触面積が低下して放熱能力の低下をもたらす。本実施の形態１では、フィン同士が連接しているので、断面が円形の伝熱管を用いた場合でも、一部のフィンに力が加わった際に、その固定部が緩んでフィンが回転することを防止できる。

また、拡管径を大きくして伝熱管１とカラー部とかしめ力を強くすると、カラー部が変形して、フィン２が傾くなどにより、フィン２同士の間隔が不均一となり、放熱能力の低下をもたらすことがある。本実施の形態１では、上記のように隣接するフィンの第２カラー部２２同士が結合しあうので、フィン同士の間隔を第１カラー部１２の高さＨ１から第２カラー部１２の高さＨ２の間のおおむね一定の値とすることができる。従ってフィンどうしの剛性を高めて間隔を一定とすることができる。また、第１カラー部１２の先端１３ｂが隣のフィンのプレート面に接していてもよい。これによりフィンの間隔を第１カラー部１２の高さＨ１に揃えることができる。また、本実施の形態１では、各フィンに第２カラー部２２を２個形成したので、フィン２同士を平行に保つ効果が強い。また、複数の第２カラー部２２のうち少なくとも２個のそれぞれをフィン２の中心に対して対称の位置など、反対側に配置すると平行に保つ効果がさらに強くなる。また、各複数の第２カラー部２２の形状や高さを揃えるとさらに望ましい。

図５は上記の本実施の形態１の変形例を示す断面図であり、上記の図３と同様に３枚のフィン２を積層した図である。図３と第２カラー部２２の形状が異なる例である。上記では第２カラー部２２はプレート面５近傍で内径が急に縮小し、先端２３になるほど緩やかな縮小としたが、変形例ではプレート面５側をおおよそ円筒の形状として、先端部付近を縮小のテーパー形状とした。先端の縮小部分は隣接する変形部の開口部内に挿入されて、その内部で第２カラー部２２どうしが接する点は上記と同様であり、同様の効果が得られる。

また、上記では、変形部２１はその第２カラー部２２を先端の穴のあいた貫通穴としたが、第２カラー部２２がフィンのプレート面５の開口部２４よりも先端２３が小さく、第２カラー部２２の高さＨ２が第１カラー部の高さＨ１より高くすれば、隣り合うフィンの第２カラー部２２同士を結合できるので、必ずしも先端の穴のあいた貫通穴とする必要はない。

図６は上記の本実施の形態１の別の変形例を示す斜視図および断面図であり、（ａ）はフィン２の形状を示し、（ｂ）は（ａ）のフィン２を３枚の積層した断面図である。変形部２１はプレート面側から先端方向に径が小さくなる凸部である。この凸部はその表面は開口部の中心を軸とする回転曲面からなり、先端は開口部より小さく点は、上で述べたカラー部の実施の形態と同じだが、その先端が閉じている点が異なる。このような凸部であってもフィン同士を連接することができる。

また、上記では、伝熱管１を直線状に伸びる管としたが、曲がった管であってもよい。その場合、たとえばフィンに適当に高さの異なる複数の第２カラー部２２を形成すれば、伝熱管１に沿ってフィン同士が傾斜した熱交換器が形成できる。

以上のように、本実施の形態の熱交換器は、複数のプレートフィンに１本の伝熱管が貫通してなる熱交換器であって、各プレートフィンは、伝熱管が貫通し固定される貫通部と、プレート面の一部に該プレート面の一方面側が凹部となり他方面側に凸部となるよう変形された変形部とを備え、隣り合うプレートフィン間において一方のプレートフィンの変形部の凸部は他方のプレートフィンの変形部の凹部に接している。また、この変形部は伝熱管を中心軸とする連続回転構造、たとえばリング状の変形部、ではなく、伝熱管を中心軸の周りに不連続に形成される変形部である。このため、伝熱管を中心としてフィンが回転することを防止できる。

また、変形部は、プレート面の一方の面側に円形の開口部を有する凹部と、他方の面側に先端が前記開口部よりも小さい回転曲面を有する凸部と、を有するので貫通部と同様の方法で容易に精度よく加工でき、また、フィン間を連接する際の変形も生じにくい。

＜実施の形態２＞
図７は本実施の形態２の熱交換器のフィンの構造を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中に示した点線Ｂ−Ｂ'に沿った部分の断面図である。本実施の形態２の熱交換器は、実施の形態１のフィン２の構成にさらにスペーサ３１を備えたフィンを備えた構成であり、他の構成は実施の形態１と同様である。スペーサ３１は伝熱管１の貫通しない第３カラー部３２を備え、この第３カラー部３２はフィン２のプレート面５の開口部３４よりも先端３３が広がっている。（ｂ）は第２カラー部２２のプレート面５近傍側を円筒状、先端３３近傍を先端に近づくほど外径が広がった逆テーパー状とした場合の断面図である。

また、第３カラー部３２はフィン２のプレート面５からの高さＨ３は、第２カラー部２２のフィン２のプレート面５からの高さＨ２よりも低く、第１カラー部１２のフィン２のプレート面５からの高さＨ１と同じ、または高くした。なお、このような第３カラー部３２についても実施の形態１で述べたプレス加工などの機械加工で容易に形成することができる。

図７は本実施の形態２の熱交換器のフィンの構造を示す図であり、フィン２を各カラー部の形成された側から見た上面図である。なおこの図においてハッチングは各開口穴の開口部を示している。図のようにスペーサ３１のプレート面５上の開口部３４の直径Ｄ３４（内径）よりも先端の直径Ｄ３３（外径）を大きくした。また、実施の形態１で述べたように変形部２１は、その開口部２４の直径Ｄ２４（内径）よりも先端の直径Ｄ２３（外径）が小さい。

図９は本実施の形態２の熱交換器の構造の一部を示す断面図である。この図は実施の形態１の図３と同様に熱交換器のフィンが３枚重なった部分の断面を示している。第３カラー部３２の先端３３は隣のフィン２のプレート面５に接している。たとえば図では真ん中のフィン２ｂの第３カラー部３２ｂの先端３３ｂはすぐ上のフィン２ａのプレート面５に接している。第３カラー部３２ｂの先端３３ｂは開口部３４ａよりも大きいので、開口部３４ａ内に入りこむことがない。このため、フィン同士の間隔を第３カラー部３２ｂの高さＨ３に精度よく保つことができる。

また、本実施の形態２では各フィン２に第３カラー部３２を２つ設けた。各フィン２に同じ高さの複数の第３カラー部３２を設けることで、フィン同士の間隔を平行に保つことができる。また複数の第３カラー部３２はたとえばフィンの中心に対して対称な位置など、中心に対して反対側の位置に設けるとよい。

図１０は本実施の形態２の変形例の熱交換器のフィンの部分構造を示す図であり、（ａ）は第３カラー部３２のみを斜めから見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。変形例では第３カラー部３２の先端３３をフレア状とした。この変形例の場合、曲面からなるフレア状の最も上端が隣のフィンのプレート面５に接する。フィンがアルミニウムのように比較的軟らかい金属で形成された場合、第３カラー部３２の先端３３のエッジがプレート面５に接するとその面に傷がつく恐れがあるが、この変形例では曲面が接するので傷の発生を抑えることができる。

以上のように、本実施の形態の熱交換器は、プレート面の一方面側が凹部となり他方面側に凸部となるよう変形されたスペーサをさらに備え、スペーサの凸部の幅は前記スペーサの凹部の幅より大きく、隣り合うプレートフィン間において一方のプレートフィンのスペーサの凸部は対向する他方のプレートフィンのプレート面に接する。これにより、フィン同士の間隔を精度よく保つことができる。

＜実施の形態３＞
上記の実施の形態ではフィン２のプレート面の一方面側に凸、他方面側に凹となる変形部としてカラー形状の構造を用いたが、本実施の形態３は切り込み部４１と切り起こし部４２とを有する構造とした。図１１は本実施の形態３の熱交換器の構造を示す斜視図および断面図であり、（ａ）はフィン２のみの斜視図、（ｂ）は複数のフィン２を伝熱管１に固定した熱交換器の斜視図、（ｃ）は（ｂ）の熱交換器の断面図である。

図１１（ａ）のようにフィン２にはプレート面が切り込まれた切り込み部４１が形成される。また、切り込み部４１によって挟まれるフィンプレート部分が曲げ起こされて切り起こし部４２が形成される。図はフィンプレートの周辺からおおむね２本の平行な切り込み部を設け、その間に挟まれたプレート部分を曲げ起こした切り起こし４２とした場合を示している。切り込み部はたとえば、Ｖ字やＵ字の折れ線としてその線には和まれる領域を切り起こし部としてもよい。また、必ずしも周辺に形成する必要はない。なお、図のように伝熱管を固定する貫通部としてとしてカラー部１２を有する場合は、切り起こし部の先端のプレート面からの高さはカラー部１２よりも高くする。

切り起こし部を曲げ起こす角度はプレート面に対して垂直より少し浅い角度としている。このため、図１１（ｂ）や（ｃ）のように、フィン２同士を積み重ねた際に、一方のフィンの切り起こし部先端は、他方の切り込み部内に挿入される。このとき、一方のフィンの切り起こし部の側面が他方の切り込み部内の断面に接するようにする。

図１２は図１１（ａ）のフィン２をさらに拡大して示した斜視図であり、（ａ）はプレート面５Ａ側から見た図、（ｂ）はその反対のプレート面５Ｂ側から見た部分的な図である。図１２（ａ）のようにプレート面５Ａよりも上に切り起こされた部分はプレート面５Ａ側からみると凸部４７となる。この凸部４７は切り起こされたプレート面５Ａの部分と、切り起こし部の側面４６とを有する。この切り起こし部の側面４６は切り込み部４１の断面によってできた面である。また、図１２（ｂ）のようにプレート面５Ｂよりも下側に曲げられた部分はプレート面５Ｂ側からみると凹部４８となる。この凹部４８は曲げられたプレート面５Ｂの部分と、切り込み部の断面４５とを有する。なお、点線で示した部分は凹部の開口部４４である。

本実施の形態３の熱交換器では凸部である切り起こし部の側面４６が、隣のフィンの切り込み部の断面４５に接した状態で、伝熱管１に固定されるので、特定のフィン２に伝熱管１を中心軸とする回転の力が加わっても、固定部が外れてフィン２が回転してしまうことを防止できる。また、以上のような切り起こし部や切り込み部は簡単な方法で形成することができる。

凸部４７と凹部４８との接する個所は少なくとも１か所あればフィン回転防止の効果が得られるが、より望ましくは、上記の切り起こし部４２の切り込み部４１の幅、形状、角度等を調整することで複数の接点で接するとよい。たとえば図１１では、切り起こし部４２の両側の側面がそれぞれに対応する切り込み部４１の断面に接するようにしている。凸部４７が複数の接点で挟まれるように接するので凸部４７と凹部４８との遊びがなくなり、フィン間の剛性がさらに高まる。また、接する面を粗面とすることでも、凸部４７と凹部４８とのすべりにくくなり、フィン間の剛性がさらに高まり、フィンの回転などを防止できる。

＜実施の形態４＞
本実施の形態４の熱交換器は、隣り合うフィン間で切り起こし部と切り込み部とが相互に接する点で実施の形態３と同様であるが、切り起こし部の形状が異なる。図１３は本実施の形態４の熱交換器の構造を示す斜視図および断面図であり、（ａ）はフィン２のみの斜視図、（ｂ）は（ａ）をプレート面に垂直な方向から見た上面図、（ｃ）は複数のフィン２を伝熱管１に固定した熱交換器の斜視図、（ｄ）は（ｃ）の熱交換器をＸ−Ｘ’の線に沿って切断した断面図である。

図１３（ａ）や（ｂ）のように、切り込み部４１はプレート面に２本のおおよそ平行な線分であり、それらの線に挟まれたプレート面部分がその一方面側に曲げられて切り起こし部４１となっている。この切り起こし部４１は両端がプレート面に固定されたブリッジ形状の切り起こし部である。図は、切り起こし部４２が切妻屋根のような形状であり、先端がとがっているが、平たんや曲面の先端形状としてもよい。この先端部は図１３（ｄ）のように隣り合う切り込み部４１の開口部に挿入されて切り起こし部４２の側面と切り込み部４１の断面とが接しあう。なお、図のように貫通部に対して反対側に２か所の同じ形状の切り起こし部４２を形成するとフィン間を平行に保てるのでよい。

本実施の形態４の変形部の凸部である切り起こし部４１は両端がプレート面に固定されているため、プレート間に面に垂直な方向、つまり伝熱管１に沿った方向に力が加わった場合も切り起こし部４２は変形しにくい。このため、回転方向にかかる力だけでなく、プレート間に面に垂直な方向に対しても剛性の高い熱交換器となる。

＜実施の形態５＞
本実施の形態５の熱交換器は、隣り合うフィン間で切り起こし部と切り込み部とが相互に接する点で実施の形態３と同様であるが、切り起こし部の形状が異なる。図１４は本実施の形態５の熱交換器の構造を示す斜視図および断面図であり、（ａ）はフィン２のみの斜視図、（ｂ）は複数のフィン２を伝熱管１に固定した熱交換器の斜視図、（ｃ）は（ｂ）の熱交換器をＹ−Ｙ’の線に沿って切断した断面図である。

本実施の形態５のフィン２の切り起こし部４２は実施の形態３の切り起こし部と異なり、途中に屈曲部８１を有する。また、プレート面からより垂直以上の角度で曲げ起こされている。図には示していないがプレート面から垂直な方向から見ると、屈曲部８１は切り込み部４１が形成する開口部からはみ出している。このため、図１３（ｃ）のようにフィン同士を重ねた際にこの屈曲部８１は対向するフィンのプレート面に接する。一方、切り起こし部４２の先端は屈曲部８１によって開口部方向に曲げられている。この先端は図１４の（ｃ）のように、さらに隣のフィンの開口部に挿入されるようにプレート面から立ち上がる方向に曲げられている。そして切り起こし部４２の側面が切り込み部４１の断面に接する点は上記の実施の形態４と同様だが、この接した時点で屈曲部８１は対向するプレート面に接するようにしている。

このように変形部は、隣り合うプレートフィン間において一方のプレートフィンの変形部の凸部が他方のプレートフィンの変形部の凹部に接した状態で他方のプレートフィンの対向するプレート面に接する部分をさらに有するので、プレート面に接する部分がフィンの間隔を一定に保つスペーサの効果を有し、剛性の高い熱交換器となる。また、簡単な加工で回転を防止する連接機能とフィン間隔を一定とするスペーサの機能を実現できる。

＜実施の形態６＞
本実施の形態６の熱交換器は、隣り合うフィン間で切り起こし部と切り込み部とが相互に接し、その切り起こし部の一部に隣のフィンの対向するプレート面に接する部分を設けた点で実施の形態５と同様であるが形状が異なる。本実施の形態６では切り起こし部の途中に幅の広い箇所を設け、この部分をプレート面に接する部分とした。

図１５は本実施の形態６の熱交換器の部分構造を示す斜視図であり、（ａ）はフィン２の斜視図、（ｂ）は隣り合うフィン間で切り起こし部がどのように接するかを説明する部分拡大した斜視図である。なお、複数のフィン２が伝熱管１に固定される点は上記の実施の形態と同様であり図は省略した。本実施の形態６では切り込み部４１を凸型の折れ線としたことにより、切り起こし部４２の途中に幅の広くなった突起部８２を形成した。実施の形態３と同様に切り起こし部４２を曲げ起こすが、この突起部８２はフィン２を重ねて伝熱管１に固定した際に、突起部８２よりも幅の狭い切り込み部４１付近に位置する。このため、突起部８２の上端は隣のフィンの対向するプレート面に接し、実施の形態５と同様のスペーサ機能を備え、同様な効果が得られる。

なお、上記の実施の形態５や６は切り起こし部、切り込み部を有する変形部としたが、実施の形態１や２のカラー部のような形状であっても、先端とプレート面基部との間に幅が太くなった段差を設けるなどの方法で、同様な効果が得られる。

また、上記の実施の形態１から６で述べた凸部や凹部の形状は種々に変形可能であり、また相互に入れ替えて使用しても、本発明の効果が得られる。また、本発明は各フィンに対して伝熱管１が１本貫通する場合に、フィンの回転を防止する効果やフィン同士の結合を強めて間隔を一定とする効果が顕著であるが、各フィンに対してパイプが複数本の貫通する場合であっても、フィン同士の間隔を一定にする効果があることは明らかである。

本実施の形態１の熱交換器の構造の示す図である。 本実施の形態１の熱交換器の各フィン構造を説明する図である。 本実施の形態１の熱交換器の構造の一部を示す断面図である。 本実施の形態１の熱交換器の製造工程を説明する説明図である。 本実施の形態１の変形例を示す断面図である。 本実施の形態１の別の変形例を示す斜視図と断面図である。 本実施の形態２の熱交換器のフィンの構造を示す図である。 本実施の形態２の熱交換器のフィンの構造を示す図である。 本実施の形態２の熱交換器の構造の一部を示す断面図である。 本実施の形態２の変形例の熱交換器のフィンの部分構造を示す図である。 本実施の形態３の熱交換器の構造を示す斜視図および断面図である。 本実施の形態３の熱交換器の部分構造を示す斜視図である。 本実施の形態４の熱交換器の構造を示す斜視図および断面図である。 本実施の形態５の熱交換器の構造を示す斜視図および断面図である。 本実施の形態６の熱交換器の部分構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ 伝熱管、２、２ａ、２ｂ、２ｃ フィン、５、５Ａ、５Ｂ プレート面、８ フィンプレート、
１１ 貫通部、１２ 第１カラー部、１３ 第１カラー部の先端、１４ 貫通部の開口部、
２１ 変形部、２２ 第２カラー部、２３ 第２カラー部の先端、２４ 変形部の開口部、
３１ スペーサ、３２ 第３カラー部、３３ 第３カラー部の先端、３４ スペーサの開口部、
４１ 切り込み部、４２ 切り起こし部、４４ 開口部、４５ 切り込み部の断面、
４６ 切り起こし部の側面、４７ 凸部、４８ 凹部、
５０ 上型、５１、５２ パンチ、６０ 下型、６１、６２ ダイ、７０ 拡管工具、
８１ 屈曲部、８２ 突起部、
Ｈ１ 第１カラー部の高さ、Ｈ２ 第２カラー部の高さ、Ｈ３ 第３カラー部の高さ、
Ｄ２３ 変形部の先端の直径、Ｄ２４ 変形部の開口部の直径、
Ｄ３３ スペーサの先端の直径、Ｄ３４ スペーサの開口部の直径。

Claims (6)

1. 複数のフィンに１本の伝熱管が貫通してなる熱交換器であって、
   各フィンは、前記伝熱管が貫通し固定される貫通部と、前記フィンのプレート面の一部に該プレート面の一方面側が凹部となり他方面側に凸部となるよう変形された変形部とを備え、
   隣り合うフィン間において一方のフィンの前記変形部の前記凸部は他方のフィンの前記変形部の前記凹部に接していることを特徴とする熱交換器。
2. 変形部は、凹部としてフィンのプレートの一部に形成された切り込み部と、凸部として前記切り込み部によって挟まれるプレート部分を曲げてできた切り起こし部と、を有し、
   一方のフィンの切り起こし部が他方のフィンの切り込み部に接していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 切り起こし部はブリッジ形状の切り起こし部であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 変形部は、フィンのプレート面の一方面側に円形の開口部を有する凹部と、他方面側に先端が前記開口部よりも小さい回転曲面を有する凸部と、を有し、
   一方のフィンの変形部の前記凸部の前記回転曲面が他方のフィンの開口部内で凹部に接していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
5. 各フィンはプレート面の一部に該プレート面の一方面側が凹部となり他方面側に凸部となるよう変形されたスペーサをさらに備え、前記スペーサの凸部の幅は前記スペーサの凹部の幅より大きく、隣り合うフィン間において一方のフィンの前記スペーサの凸部は他方のフィンのプレート面に接していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の熱交換器。
6. 隣り合うフィン間において、一方のフィンの変形部の一部が他方のフィンの対向するプレート面に接していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器。

Images