JP2011127867A - Heat exchanger fin, heat exchanger, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、空気調和機や冷凍機などに使用される例えばフィン・チューブ型の熱交換器に関し、その熱交換器用フィンおよび熱交換器とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to, for example, a fin / tube heat exchanger used in an air conditioner, a refrigerator, and the like, and relates to a fin for the heat exchanger, a heat exchanger, and a method for manufacturing the same.
従来の例えば空気調和機などに搭載される熱交換器の一形態として、帯板状に成形されたフィンと扁平形状の断面を有する伝熱管とを組み合わせてなるフィン・チューブ型熱交換器がある。 As one form of a conventional heat exchanger mounted on, for example, an air conditioner, there is a fin / tube type heat exchanger formed by combining a fin formed in a strip shape and a heat transfer tube having a flat cross section. .
図14〜図18は従来のフィン・チューブ型熱交換器を示し、図14は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーと扁平形状伝熱管を示す断面図である。図15は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーが成形されたプレートフィンを示す斜視図である。図16は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラー部を示す斜視図である。図17は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるのフィンカラーと扁平形状伝熱管との接触状態を示す断面図である。図18は従来のフィン・チューブ型熱交換器におけるフィンカラーと扁平形状伝熱管の接触状態を示す断面図である。 14 to 18 show a conventional fin-tube heat exchanger, and FIG. 14 is a cross-sectional view showing a fin collar and a flat heat transfer tube in the conventional fin-tube heat exchanger. FIG. 15 is a perspective view showing plate fins in which fin collars are formed in a conventional fin-tube heat exchanger. FIG. 16 is a perspective view showing a fin collar portion in a conventional fin-tube heat exchanger. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a contact state between a fin collar and a flat heat transfer tube in a conventional fin-tube heat exchanger. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a contact state between a fin collar and a flat heat transfer tube in a conventional fin-tube heat exchanger.
これら各図において、熱交換器用フィンとなるプレートフィン50には扁平形状伝熱管51が挿通される長孔状の伝熱管挿通部52が形成されている。この伝熱管挿通部52の周縁部の内、両長辺に沿ってそれぞれフィンカラー53がフィンベース面54より折り曲げられて成形されている。伝熱管挿通部52の長手方向の両端側には伝熱管突き当り部55が形成されている。
In each of these drawings, a plate-
また、図16に示すように、フィンカラー53の長手方向の両端側に折り曲げ片56を設けて、扁平形状伝熱管51をフィンカラー53および折り曲げ片56で囲うようにすることも可能である。
As shown in FIG. 16, it is also possible to provide
ところで、伝熱管挿通部52の幅寸法、すなわち、相対するフィンカラー53のフィンカラー先端部53a間の寸法d0と扁平形状伝熱管51の厚さ寸法Daとの関係は、Da>d0となる。
By the way, the relationship between the width dimension of the heat transfer
したがって、図14の状態において、扁平形状伝熱管51を伝熱管挿通部52に挿通してフィンカラー53のフィンカラー先端部53a間に押圧してさらに挿通させることにより、図17に示すように、扁平形状伝熱管51はフィンカラー53のフィンカラー先端部53a間に接触して配置される。
Therefore, in the state of FIG. 14, the flat
また、室内機向け熱交換器用のプレートフィン50には、プレートフィン50表面に結露した水滴が製品の送風口から飛び出すこと(露飛び)を防止するために、プレートフィン50表面への親水性膜コーティングが必要とされている。扁平形状伝熱管51とプレートフィン50の接合をろう付けで行う場合、ろう材の溶融温度が親水性膜の溶融温度よりも高いため、ろう付けを行った後、プレートフィン50表面へ親水性膜を塗布するポストコート加工工程が必要となる。
Further, the
上述した従来の帯板状に成形された熱交換器用のプレートフィンと扁平形状の断面を有する扁平形状伝熱管とを組み合わせてなるフィン・チューブ型熱交換器において、プレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で扁平形状伝熱管51を挿通するための伝熱管挿通部52が設けられ、上記伝熱管挿通部52の入り口部の開口幅Fは、図14に示すように、扁平形状伝熱管51の厚さ寸法Daよりも大きく成形されるとともに、その周縁に沿ってフィンカラー53を備え、さらに上記フィンカラー53はフィンカラー先端部53aに向かって扁平形状伝熱管51の厚さ寸法Daよりも窄まるよう成形され、扁平形状伝熱管51の挿通時に扁平形状伝熱管51が上記フィンカラー53のフィンカラー先端部53aを押し開くことで、扁平形状伝熱管51の外面とフィンカラー53との接触を得る構成となっていた。
In the fin-tube type heat exchanger formed by combining the plate fin for a heat exchanger formed in the conventional band plate shape described above and a flat heat transfer tube having a flat cross section, along the longitudinal direction of the plate fin A heat transfer
しかしながら、伝熱管挿通部52の入り口部の開口幅Fが扁平形状伝熱管51の厚さ寸法Daよりも大きく成形されるので、図17に示すように、フィンカラー53のフィンカラー先端部53aしか扁平形状伝熱管51と接触しないうえ、必ずしもフィンカラー53が扁平形状伝熱管51の外面に沿わず、所期のフィンカラー53と扁平形状伝熱管51との密着を得られないという問題があった。
However, since the opening width F at the entrance of the heat transfer
また、扁平形状伝熱管51がフィンカラー53を押し開く際に、図18に示すように、フィンカラー53のみならずフィンベース面54にも反りが発生する影響で、所期のフィンカラー53と扁平形状伝熱管51との密着が得られないという問題があった。
Further, when the flat
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、扁平形状伝熱管とプレートフィンとを容易に組立ることができ、しかもプレートフィンの歪みを抑制するとともにフィンカラーと扁平形状伝熱管とを良好に密着させ、熱交換効率に優れた熱交換器用フィンおよび熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The flat heat transfer tube and the plate fin can be easily assembled, and the fin collar and the flat shape are suppressed while suppressing distortion of the plate fin. An object of the present invention is to provide a heat exchanger fin and a heat exchanger that are in good contact with a heat transfer tube and are excellent in heat exchange efficiency.
この発明に係わる熱交換器用フィンは、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の肉厚が上記プレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されているものである。 The fins for the heat exchanger according to the present invention are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the plate fin formed in a strip shape, one end side is opened to the fin base end portion of the plate fin, and the other end side is closed. The heat transfer tube insertion portion is provided with a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge of the heat transfer tube insertion portion. The fin collar base portion of the fin collar is formed so as to be thinner than the thickness of the fin base surface of the plate fin.
この発明に係わる熱交換器用フィンは、帯板状に成形された板厚tのプレートフィンの
長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を4t以下としつつ上記プレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されているものである。
The fins for the heat exchanger according to the present invention are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the plate fin having a thickness t formed in a strip shape, and one end side is opened to the fin base end of the plate fin. The heat transfer tube insertion portion has a notch-shaped heat transfer tube insertion portion closed at the other end side, and the heat transfer tube insertion portion has a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge portion of the heat transfer tube insertion portion. The fin collar is provided so as to be connected with a larger bending radius toward the fin base surface of the plate fin while setting the bending radius of the fin collar base portion of the fin collar to 4 t or less.
この発明に係わる熱交換器用フィンは、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部と上記プレートフィンのフィンベース面と
の間が少なくとも一つの傾斜部を有しているものである。
The fins for the heat exchanger according to the present invention are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the plate fin formed in a strip shape, one end side is opened to the fin base end portion of the plate fin, and the other end side is closed. The heat transfer tube insertion portion is provided with a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge of the heat transfer tube insertion portion. The fin collar has at least one inclined portion between the fin collar root portion and the fin base surface of the plate fin.
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーの肉厚が上記プレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたものである。 A heat exchanger according to the present invention is arranged at a predetermined interval along a longitudinal direction of a flat heat transfer tube formed into a flat shape and a plate fin formed into a strip shape, and one end side of the plate fin is A heat transfer tube insertion portion having a notch shape through which the flat heat transfer tube opened at the fin base end portion and closed at the other end side is inserted, and the heat transfer tube insertion portion extends along the peripheral edge of the heat transfer tube insertion portion. A fin collar having a shape along the outer periphery of the flat heat transfer tube, and the fin collar is shaped so that the thickness of the fin collar is thinner than the thickness of the fin base surface of the plate fin; It is equipped with.
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形された板厚tのプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記
プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を4t以下としつつ上記プレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたものである。
The heat exchanger according to the present invention is arranged at a predetermined interval along the longitudinal direction of a flat heat transfer tube formed into a flat shape and a plate fin of a plate thickness t formed into a strip shape, and one end side thereof The plate fin has a notch-shaped heat transfer tube insertion portion that is open to the fin base end portion and is closed at the other end side, and the heat transfer tube insertion portion includes the heat transfer tube insertion portion. A fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube is provided along the peripheral portion, and the bending radius of the fin collar root portion of the fin collar is set to 4 t or less toward the fin base surface of the plate fin. And heat exchanger fins shaped to connect with a large bending radius.
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状に成形された扁平形状伝熱管と、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を有し、上記伝熱管挿通部には上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、上記フィンカラーのフィンカラー根元部と上記プレートフィンのフィンベース面との間が少なくとも一つの傾斜部を有している熱交換器用フィンとを備えたものである。 A heat exchanger according to the present invention is arranged at a predetermined interval along a longitudinal direction of a flat heat transfer tube formed into a flat shape and a plate fin formed into a strip shape, and one end side of the plate fin is A heat transfer tube insertion portion having a notch shape through which the flat heat transfer tube opened at the fin base end portion and closed at the other end side is inserted, and the heat transfer tube insertion portion extends along the peripheral edge of the heat transfer tube insertion portion. And a fin collar having a shape along the outer periphery of the flat heat transfer tube, and a heat having at least one inclined portion between the fin collar base portion of the fin collar and the fin base surface of the plate fin. It is provided with fins for exchangers.
この発明に係わる熱交換器の製造方法は、帯板状に成形されたプレートフィンの長手方向に沿って所定の間隔で、一端側が上記プレートフィンのフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する上記扁平形状伝熱管が挿通される切り欠き形状の伝熱管挿通部を成形する工程と、上記伝熱管挿通部の周縁部に沿って上記扁平形状伝熱管の外周面と沿う平面部を有する形状のフィンカラーを成形する工程と、上記フィンカラーと上記扁平形状伝熱管の外周部との間に接着剤を充填して上記フィンカラーと上記扁平形状伝熱管とを接合する工程とを備えたものである。 In the heat exchanger manufacturing method according to the present invention, one end side is opened at the fin base end portion of the plate fin and the other end side is closed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the plate fin formed in a strip shape. A step of forming a notch-shaped heat transfer tube insertion portion through which the flat heat transfer tube is inserted, and a shape having a flat portion along the outer peripheral surface of the flat heat transfer tube along the peripheral portion of the heat transfer tube insertion portion. A step of forming a fin collar and a step of filling the fin collar and the flat heat transfer tube by filling an adhesive between the fin collar and the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube. is there.
この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを設け、そのフィンカラーのフィンカラー根元部の肉厚をプレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形したことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができる。 The fin for a heat exchanger according to the present invention is provided with a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge portion of the heat transfer tube insertion portion, and the thickness of the fin collar root portion of the fin collar is determined by the plate fin. By forming so as to be thinner than the thickness of the fin base surface, the adhesion between the fin collar and the flat heat transfer tube can be improved.
この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを設け、そのフィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を4t以下としつつプレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形したことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができる。 The fin for a heat exchanger according to the present invention is provided with a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral portion of the heat transfer tube insertion portion, and the bending radius of the fin collar root portion of the fin collar is 4 t or less. However, by forming the plate fin so as to be connected with a larger bending radius toward the fin base surface, the adhesion between the fin collar and the flat heat transfer tube can be improved.
この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを設け、そのフィンカラーのフィンカラー根元部とプレートフィンのフィンベース面との間に少なくとも一つの傾斜部を設けたことにより、フ
ィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができる。
The fin for a heat exchanger according to the present invention is provided with a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral portion of the heat transfer tube insertion portion, and the fin collar base portion of the fin collar and the fin base of the plate fin. By providing at least one inclined part between the surfaces, the adhesion between the fin collar and the flat heat transfer tube can be improved.
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状伝熱管と、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、そのフィンカラーの肉厚がプレートフィンのフィンベース面の肉厚よりも薄くなるよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。 The heat exchanger according to the present invention is provided with a flat heat transfer tube and a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge portion of the heat transfer tube insertion portion. By providing heat exchanger fins that are shaped to be thinner than the fin base surface of the fin, the adhesion between the fin collar and the flat heat transfer tube can be improved, and heat exchange performance is improved. An excellent heat exchanger can be obtained.
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状伝熱管と、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、そのフィンカラーのフィンカラー根元部の曲げ半径を4t以下としつつプレートフィンのフィンベース面に向ってより大きな曲げ半径で接続するよう成形されている熱交換器用フィンとを備えたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。 The heat exchanger according to the present invention is provided with a flat heat transfer tube and a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge of the heat transfer tube insertion portion. The fin collar and the flat heat transfer tube are in close contact with each other by providing a heat exchanger fin that is shaped to be connected to the fin base surface of the plate fin with a larger bending radius while setting the bending radius of the plate fin to 4 t or less. The heat exchanger excellent in heat exchange performance can be obtained.
この発明に係わる熱交換器は、扁平形状伝熱管と、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーが設けられ、そのフィンカラーのフィンカラー根元部とプレートフィンのフィンベース面との間が少なくとも一つの傾斜部を有している熱交換器用フィンとを備えたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。 The heat exchanger according to the present invention is provided with a flat heat transfer tube and a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube along the peripheral edge of the heat transfer tube insertion portion. And the fin base surface of the plate fin are provided with heat exchanger fins having at least one inclined portion, the adhesion between the fin collar and the flat heat transfer tube can be improved, A heat exchanger excellent in heat exchange performance can be obtained.
この発明に係わる熱交換器の製造方法は、伝熱管挿通部の周縁部に沿って扁平形状伝熱管の外周部と沿う形状のフィンカラーを成形し、フィンカラーの平面部と扁平形状伝熱管の外周面との間に接着剤を充填してフィンカラーと扁平形状伝熱管とを接合するようにしたことにより、フィンカラーと扁平形状伝熱管との密着性を向上させることができ、熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。 In the heat exchanger manufacturing method according to the present invention, a fin collar having a shape along the outer peripheral portion of the flat heat transfer tube is formed along the peripheral portion of the heat transfer tube insertion portion, and the flat portion of the fin collar and the flat heat transfer tube are formed. Adhesive is filled between the outer peripheral surface and the fin collar and the flat heat transfer tube are joined, thereby improving the adhesion between the fin collar and the flat heat transfer tube and heat exchange performance. An excellent heat exchanger can be obtained.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図1〜図6に基づいて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器を示す概観斜視図である。図2はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。図3はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの成形工程であって、伝熱管挿通部の成形を示す概観斜視図である。図4はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。図5はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器における扁平形状伝熱管を示す断面図である。図6はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
この発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器1は、図1に示すとおり、帯板状に成形されたプレートフィン1が長手方向に沿って所定の間隔FPで複数積層されて配設されるとともに長手方向に所定の間隔DPで伝熱管挿通部2が設けられた帯板状の熱交換器用フィン3と、上記伝熱管挿通部2に所定の間隔DPで挿通される扁平形状の断面を有する扁平形状伝熱管4と、上記扁平形状伝熱管4の端部に接続され扁平形状伝熱管4とともに冷媒流通回路を形成する分配管5とから構成される。
As shown in FIG. 1, a fin-
上記構成において、プレートフィン1の板厚tならびに熱交換器用フィン3の積層間隔
FPならびに扁平形状伝熱管4の間隔DPは熱交換器の特性によって決められ、一般的に、プレートフィン1の板厚tは0.09mm〜0.2mm、熱交換器用フィン3の積層間隔FPは1.0mm〜2.0mm、扁平形状伝熱管4の間隔DPは5.0mm〜20.0mmである。上記プレートフィン1の隣り合う伝熱管挿通部2の間には、プレートフィン1と空気との熱交換を促進する目的でスリット6が切り起こし成形されることが望ましく、スリット6の高さhは熱交換器用フィン3の積層間隔FPの概略半分であることが望ましい。
In the above configuration, the plate thickness t of the
また、上記プレートフィン1の表面には、防食、防汚や親水もしくは撥水を目的とした樹脂コーティングが施されていることが望ましい。上記樹脂コーティングは、扁平形状伝熱管4を挿通するときのプレートフィン1と扁平形状伝熱管4との摩擦抵抗を軽減し組立性を向上する効果もある。
The surface of the
さらに、上記プレートフィン1と上記扁平形状伝熱管4とは接着剤によって接合される。接着剤によって接合することで、上述した従来のように、プレートフィン50のフィンカラー53と扁平形状伝熱管51とをろう付する場合に不可欠だった炉が不要となるので、環境負荷が少なく低コストで熱交換器を製造できるようになる。
Further, the
また、プレートフィン1がろう付時の高温に曝されなくなるため、予め樹脂コーティングを施したプレコートフィン材を用いることができ、従来のように組立後にコーティングを施すポストコート工程が不要となるため製造工程を短縮できるという効果がある。
In addition, since the
一方、熱交換器の性能を考慮すると、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4とを接着剤で接合する場合、金属接合ではないためプレートフィン1と扁平形状伝熱管4との間の熱伝達は両者の接触面積および接触面に塗布される接着剤の厚さに大きな影響を受ける。そのため、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4は十分な接触面積と所定の厚さの接着剤による密着を得る必要がある。
On the other hand, considering the performance of the heat exchanger, when the
上述した従来のように、プレートフィン50のフィンカラー53と扁平形状伝熱管51とをろう付で接合する場合、ろう付で金属接合が得られるので、プレートフィン50のフィンカラー53と扁平形状伝熱管51との間の熱伝達は両者の接触面積や伝熱管挿通部52のクリアランスに影響されず、少なくともろう付可能なクリアランスさえ確保されていれば十分であった。そのため、従来の熱交換器用フィンの構造、ならびに熱交換器及び熱交換器の製造方法ではプレートフィンと伝熱管の密着性について十分配慮されていなかった。
As in the conventional case described above, when the
図2はこの発明の実施の形態1に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。この発明の実施の形態1に係わる熱交換器用フィン3のプレートフィン1の材料は、主としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金を原料とする厚さが例えば0.09〜0.2mmの薄板で帯板状に成形されており、表面に防食や防汚や親水もしくは撥水を目的とした表面処理膜が施されていることが望ましい。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a heat exchanger fin used in the fin-tube heat exchanger according to
上記プレートフィン1のフィンベース面1aには、扁平形状伝熱管4を挿通するための伝熱管挿通部2が上記プレートフィン1の長手方向に所定の間隔DPで設けられ、上記伝熱管挿通部2は扁平形状伝熱管4の外周面に概略沿う形状であるとともに、一端側がプレートフィン1のフィンベース端部に開放し他端側が閉塞する切り欠き形状に構成されている。
また、上記伝熱管挿通部2の周縁に沿って上記扁平形状伝熱管4の外周面と沿う形状のフィンカラー7が成形される。このフィンカラー7は断面U字形状に構成されている。
The fin base surface 1a of the
A
さらに、隣り合う伝熱管挿通部2の間にはフィンベース面1aよりスリット6が切り起こし成形されており、スリット6のフィンベース面1aから切り起こされる高さはプレートフィン1の積層間隔FPの概略半分であることが望ましい。
プレートフィン1の伝熱管挿通部2に成形されるフィンカラー7の高さは、複数積層されるプレートフィン1の間隔FPを超えない範囲でFPとほぼ等しい高さであることが望ましい。
フィンカラー7の高さを、FPを超えない範囲で十分高くすることによって、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4との密着面積を広くでき、伝熱性能を良好にすることができ
る。
Furthermore, a
It is desirable that the height of the
By making the height of the
また、図3、図4に示すように、上記フィンカラー7は、プレートフィン1のフィンベース面1aに下孔8を成形するとともに、上記下孔8の周縁部9を扁平形状伝熱管4の外周部に沿う形状で所定の曲げ半径Rと曲げ角度θでプレートフィン1のフィンベース面1aより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも、フィンカラー根元部10の肉厚がプレートフィン1のフィンベース面1aの肉厚tよりも薄くなるよう成形される。
また、フィンカラー7の成形に伴い伝熱管突き当り部11も成形される。なお、フィンカラー根元部10とフィンカラー7のフィンカラー先端部7aとの間にフィンカラー平面部12が形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Further, the heat transfer tube abutting portion 11 is also formed with the formation of the
ところで、図5に示すように、扁平形状伝熱管4の短軸幅をDaとし、図4に示すように、伝熱管挿通部2のフィンカラー7位置をDcとすると、Dc=Da±2tであることが望ましい。曲げ半径Rは例えば0.3mm〜0.1mmであり、曲げ角度θは例えば60°〜80°である。伝熱管挿通部2を扁平形状伝熱管4の外周部に沿う形状としつつ、フィンカラー7のフィンカラー根元部10の曲げ半径Rを小さくすることにより、フィンカラー7のフィンカラー平面部12が広くなって、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との間の密着面積が著しく増大して熱伝達率が向上するという効果がある。ただし、フィンカラー7の成形時にフィンカラー7のフィンカラー根元部10が破断しないような曲げ半径Rにより成形する。なお、曲げ半径Rは4t以下であれば所期の目的を達成することができる。
なお、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との密着性が良いほど熱交換性能が優れている。そして、フィンカラー根元部10の曲げ半径Rは小さすぎると、フィンカラー7に亀裂が発生する可能性がありフィンカラー7の成形が困難となる。一方、曲げ半径Rを大きくすると、フィンカラー7の直線部分であるフィンカラー平面部12の長さが短くなるため、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との密着面積が減少することによって熱交換性能が低下することとなる。したがって、フィンカラー7のフィンカラー根元部10における曲げ半径Rはt〜3tが好ましい。
As shown in FIG. 5, when the short axis width of the flat
The better the heat exchange performance is, the better the adhesion between the
フィンカラー7がプレートフィン1のフィンベース面1aに対して所定の曲げ角度を有することによって、図6に示すように、扁平形状伝熱管4を伝熱管挿通部2に矢印A方向に挿通したときに、フィンカラー7は扁平形状伝熱管4に押し広げられるとともに、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着する。
When the
フィンカラー根元部10をプレートフィン1のフィンベース面1aよりも薄くすることにより、扁平形状伝熱管4がフィンカラー7を押し広げる際の曲げモーメントがフィンカラー根元部10に集中し、フィンカラー7のフィンカラー平面部12およびプレートフィン1のフィンベース面1aの歪みを抑制することができ、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4の密着性を著しく良好にし、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との熱伝達性能を向上するとともに積層されたプレートフィン1の間の通風抵抗を低減する効果がある。
By making the fin
また、フィンカラー7の曲げ角度θは、大きすぎると扁平形状伝熱管4を伝熱管挿通部2に挿通したときに、フィンカラー7が反り返るため密着性が悪くなったり、曲げ角度θが小さすぎると扁平形状伝熱管4の挿入力が過大となって組み立て性が悪化する他、プレートフィン1にひずみが生じてフィンカラー7と扁平形状伝熱管4の密着性が悪くなったりしないような、フィンカラー7の曲げ角度θで成形する。
In addition, if the bending angle θ of the
上記フィンカラー7の形状に関して、扁平形状伝熱管4の側面部はプレートフィン1のフィンベース面1aよりフィンカラー7が折り曲げ成形され、さらに伝熱管挿通部2の伝
熱管突き当り部11についても扁平形状伝熱管4の曲面に沿う形状でプレートフィン1のフィンベース面1aよりフィンカラー7がバーリング成形されることが望ましい。上述した従来のものは、図15に示すように、伝熱管挿通部52に立設されるフィンカラー53は、主として扁平形状伝熱管51の長辺側面のみにフィンベース面54より折り曲げ成形されており、プレートフィン50と扁平形状伝熱管51との熱伝達のムラに対して十分配慮されていなかった。しかし、この実施の形態1においては、上記のようにフィンカラー7が断面U字状に扁平形状伝熱管4を囲うことで、扁平形状伝熱管4とプレートフィン1との間の熱伝達のムラが無くなり、熱交換効率を改善することができる。
Regarding the shape of the
また、上述した従来の図16に示すように、伝熱管挿通部52の扁平形状伝熱管51の短辺側面に折り曲げ片56が成形されている場合においても、折り曲げ片56は扁平形状伝熱管51に沿う形状ではなくプレートフィン50と扁平形状伝熱管51との熱伝達は十分でなかった。しかし、この実施の形態1においては、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着しており、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4との熱伝達効率を著しく向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 16 of the related art described above, even when the
さらに、この発明の実施の形態1のフィン・チューブ型熱交換器に使用される扁平形状伝熱管4の材料は、主としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金を材料としている。そして、長手方向に垂直な断面が図5に示すような略長円形の扁平形状で構成されている。この扁平形状伝熱管4は、内部に隔壁13を有する多穴管であることが望ましい。冷媒流路14の数および隔壁13の厚さは、内部を流通する冷媒の圧力および熱交換器の特性によって決められる。多穴管を用いることで扁平形状伝熱管4の内面と冷媒との接触面積が増えるため熱交換効率が良くなる。
Furthermore, the material of the flat
なお、図1に示すフィン・チューブ型熱交換器はU字状にヘアピン曲げ加工された扁平形状伝熱管4が2本備えられている場合について述べているが、扁平形状伝熱管4の数およびヘアピン曲げ加工の有無は熱交換器の特性によって決められる構成である。
In addition, although the fin tube type heat exchanger shown in FIG. 1 describes the case where two flat shape
以上のように、この実施の形態1によれば、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着させることができ、それらフィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面との間に接着剤を介して強固に固着させることができるので、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4との熱伝達効率を著しく向上させることができるフィン・チューブ型熱交換器を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the fin
実施の形態2.
この発明の実施の形態2を図7〜図9に基づいて説明する。図7はこの発明の実施の形態2に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。図8はこの発明の実施の形態2に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。図9はこの発明の実施の形態2に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic perspective view showing a heat exchanger fin used in a fin-tube heat exchanger according to
上述した実施の形態1における熱交換器用フィン3においては、フィンカラー7のフィンカラー根元部10の肉厚をプレートフィン1のフィンベース面1aの肉厚よりも薄くするように成形した場合について述べたが、この発明の実施の形態2においては、フィンカラー7のフィンカラー根元部10を薄くすることによりフィンカラー7を成形するようにしたものである。
In the
そこで、この発明の実施の形態2におけるフィン・チューブ型熱交換器では、上記熱交換器用フィン3の伝熱管挿通部2に成形されるフィンカラー7が、プレートフィン1のフィンベース面1aに下孔8を成形するとともに、上記下孔8の周縁部9を扁平形状伝熱管4の外周部に沿う形状で所定の曲げ半径Rと曲げ角度θでプレートフィン1のフィンベース面1aより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも、フィンカラー根元部15の曲げ半径Rとしつつ、プレートフィン1のフィンベース面1aに向ってしだいに大きな曲げ半径で接続するよう成形される。このように成形することで、フィンカラー根元部15の肉厚を薄くすることなくフィンカラー7を成形することができるので、フィンカラー根元部15が破断することは全くなく信頼性の高いものとなる。
Therefore, in the fin-and-tube heat exchanger according to
ところで、図9に示すように、扁平形状伝熱管4の短軸幅をDaとし、図8に示すように、伝熱管挿通部2のフィンカラー7位置をDcとすると、Dc=Da±2tであることが望ましい。曲げ半径Rは例えば0.3mm〜0.1mmであり、曲げ角度θは例えば60°〜80°である。伝熱管挿通部2を扁平形状伝熱管4の外周部に沿う形状としつつ、フィンカラー7のフィンカラー根元部15の曲げ半径Rを小さくすることにより、フィンカラー7のフィンカラー平面部12が広くなって、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との間の密着面積が著しく増大して熱伝達率が向上するとともに、フィンカラー7からプレートフィン1のフィンベース面1aまでの熱抵抗が減少するため、熱交換性能が向上するという効果がある。ただし、曲げ半径Rを小さくしすぎて、フィンカラー7の成形時にフィンカラー7のフィンカラー根元部15が破断しないような曲げ半径Rにより成形する。なお、曲げ半径Rは4t以下であれば所期の目的を達成することができる。
By the way, when the short axis width of the flat
フィンカラー7がプレートフィン1のフィンベース面1aに対して所定の曲げ角度を有することによって、扁平形状伝熱管4を伝熱管挿通部2に挿通したときに、フィンカラー7は扁平形状伝熱管4に押し広げられるとともに、図9に示すように、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着する。
Since the
フィンカラー7のフィンカラー根元部15の曲げ半径Rとしつつプレートフィン1のフィンベース面1aに向ってしだいに大きな曲げ半径で接続するようフィンカラー7を成形することにより、フィンカラー7のフィンカラー平面部12の面積を広く保ち、しかも、扁平形状伝熱管4がフィンカラー7を押し広げる際の曲げモーメントがプレートフィン1のフィンベース面1aで分散されるため、フィンカラー7のフィンカラー平面部12およびプレートフィン1のフィンベース面1aの歪みを抑制することができ、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4の密着性を著しく良好にし、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との熱伝達性能を向上するとともに積層されたプレートフィン1の間の通風抵抗を低減する効果がある。
By forming the
また、フィンカラー7の曲げ角度θは、大きすぎると扁平形状伝熱管4を伝熱管挿通部2に挿通したときに、フィンカラー7が反り返るため密着性が悪くなったり、曲げ角度θが小さすぎると扁平形状伝熱管4の挿入力が過大となって組み立て性が悪化する他、プレートフィン1にひずみが生じてフィンカラー7と扁平形状伝熱管4の密着性が悪くなったりしないような、フィンカラー7の曲げ角度θで成形する。
In addition, if the bending angle θ of the
以上のように、この実施の形態2によれば、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着させることができ、それらフィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面との間に接着剤を介して強固に固着させることができるので、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4との熱伝達効率を著しく向上させることができるフィン・チューブ型熱交換器を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the fin
実施の形態3.
この発明の実施の形態3を図10〜図12に基づいて説明する。図10はこの発明の実施の形態3に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンを示す概観斜視図である。図11はこの発明の実施の形態3に係わるフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの伝熱管挿通部を示す断面図である。図12はこの発明の実施の形態3に係わるフィン・チューブ型熱交換器における組み立て状態であって、伝熱管挿通部に扁平形状伝熱管が挿通された状態を示す断面図である。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic perspective view showing a heat exchanger fin used in a fin-tube heat exchanger according to
この発明の実施の形態3におけるフィン・チューブ型熱交換器では、上記熱交換器用フィン3の伝熱管挿通部2に成形されるフィンカラー7が、プレートフィン1のフィンベース面1aに下孔8を成形するとともに、上記下孔8の周縁部9を扁平形状伝熱管4の外周部に沿う形状で所定の曲げ半径Rと曲げ角度θでプレートフィン1のフィンベース面1aより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも、フィンカラー根元部16の曲げ半径R1としつつ、フィンカラー根元部16とプレートフィン1のフィンベース面1aとが少なくとも一段階の傾斜部17で接続されるように成形される。このように成形することで、フィンカラー根元部16の肉厚を薄くすることなくフィンカラー7を成形することができるので、フィンカラー根元部16が破断することは全くなく信頼性の高いものとなる。
In the fin-and-tube heat exchanger according to
そして、曲げ半径R1は例えば0.3mm〜0.1mmであり、曲げ角度θは例えば60°〜80°である。プレートフィン1のフィンベース面1aから傾斜部17に接続する折り曲げ部18の曲げ半径R2はR2≧R1である。伝熱管挿通部2を扁平形状伝熱管4の外周部に沿う形状としつつ、フィンカラー7のフィンカラー根元部16の曲げ半径を小さくすることにより、フィンカラー7の平面部12の面積が広くなって、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との間の密着面積が著しく増大して熱伝達率が向上するとともに、フィンカラー7からプレートフィン1のフィンベース面1aまでの熱抵抗が減少するため、熱交換性能が向上するという効果がある。ただし、曲げ半径を小さくしすぎると、フィンカラー7の成形時にフィンカラー7のフィンカラー根元部16が破断しないような曲げ半径により成形する。なお、曲げ半径は4t以下であれば所期の目的を達成することができる。
The bending radius R1 is, for example, 0.3 mm to 0.1 mm, and the bending angle θ is, for example, 60 ° to 80 °. The bending radius R2 of the
フィンカラー7がプレートフィン1のフィンベース面1aに対して所定の曲げ角度を有することによって、扁平形状伝熱管4を伝熱管挿通部2に挿通したときに、フィンカラー7は扁平形状伝熱管4に押し広げられるとともに、図12に示すように、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着する。
Since the
フィンカラー7のフィンカラー根元部15の曲げ半径R1としつつ、フィンカラー根元部16とプレートフィン1のフィンベース面1aとの間が少なくとも一段階の傾斜部17で接続されるようにフィンカラー7を成形することにより、フィンカラー7のフィンカラー平面部12の面積を広く保ち、しかも、扁平形状伝熱管4がフィンカラー7を押し広げる際の曲げモーメントがフィンカラー根元部15とその周縁の傾斜部17で受け持たれるため、フィンカラー7のフィンカラー平面部12およびプレートフィン1のフィンベース面1aの歪みを抑制することができ、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4の密着性を著しく良好にし、フィンカラー7と扁平形状伝熱管4との熱伝達性能を向上するとともに積層されたプレートフィン1の間の通風抵抗を低減する効果がある。
The
また、フィンカラー7の曲げ角度θは、大きすぎると扁平形状伝熱管4を伝熱管挿通部2に挿通したときに、フィンカラー7が反り返るため密着性が悪くなったり、曲げ角度θ
が小さすぎると扁平形状伝熱管4の挿入力が過大となって組み立て性が悪化する他、プレートフィン1にひずみが生じてフィンカラー7と扁平形状伝熱管4の密着性が悪くなったりしないような、フィンカラー7の曲げ角度θで成形する。
Further, if the bending angle θ of the
If the thickness is too small, the insertion force of the flat
以上のように、この実施の形態3によれば、フィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面とその密着面積を著しく増大した状態で密着させることができ、それらフィンカラー7の内面であるフィンカラー平面部12は扁平形状伝熱管4の外面との間に接着剤を介して強固に固着させることができるので、プレートフィン1と扁平形状伝熱管4との熱伝達効率を著しく向上させることができるフィン・チューブ型熱交換器を得ることができる。
As described above, according to the third embodiment, the fin
実施の形態4.
この発明の実施の形態4を図13に基づいて説明する。図13はこの発明の形態4に係わるフィン・チューブ型熱交換器を示す概観斜視図である。
図13はこの発明の実施の形態4に係るフィン・チューブ型熱交換器200を示している。このフィン・チューブ型熱交換器200、上述したした実施の形態1において記載の分配管5の代替としてヘッダ19を用いても上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。
FIG. 13 shows a fin-
このヘッダ19は例えば、配管接続部20a,20b,20cが設けられ、ヘッダ20の内部は例えば、配管接続部20aと配管接続部20bとの間、および配管接続部20bと配管接続部区画20cとの間が図示しない仕切り部材により区画され、冷媒を配管接続部20aと配管接続部20cから扁平形状伝熱管4を流通させた後、配管接続部20bから排出させたり、あるいは、冷媒を配管接続部20bをから扁平形状伝熱管4を流通させた後、配管接続部20aと配管接続部20cから排出するようにしてもよく、このように冷媒がヘッダ19の内部で攪拌することができ、冷媒の分配のムラが抑制され熱交換性能に優れた熱交換器を得ることができる。
For example, the
この発明は、空気調和機や冷凍機などに使用される例えばフィン・チューブ型の熱交換器に関し、熱交換性能に優れた熱交換器用フィンおよび熱交換器の実現に好適である。 The present invention relates to, for example, a fin / tube heat exchanger used in an air conditioner, a refrigerator, and the like, and is suitable for realizing a heat exchanger fin and a heat exchanger excellent in heat exchange performance.
1 プレートフィン
1a フィンベース面
2 伝熱管挿通部
3 熱交換器用フィンカラー
4 扁平形状伝熱管
7 フィンカラー
10 フィンカラー根元部
12 平面部
15 フィンカラー根元部
16 フィンカラー根元部
17 傾斜部
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