JP2011202820A

JP2011202820A - 熱交換器用フィンおよび熱交換器

Info

Publication number: JP2011202820A
Application number: JP2010067863A
Authority: JP
Inventors: Kohei Oka; 紘平岡; Shinji Nakadeguchi; 真治中出口; Hiroaki Makino; 浩招牧野; Mitsuhiro Ishikawa; 光裕石川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】扁平形状伝熱管を伝熱管挿通部に嵌め込む際にプレートフィンに歪が発生し組立性が悪化したり、歪を抑制するための変形部を設けると結露水がその変形部に滞留し易く、通風に悪影響を及ぼしたりするという課題がある。
【解決手段】帯板状に成形されたプレートフィン１１１の長手方向に沿って所定の間隔で配設され、一端側がプレートフィン１１１のフィンベース１１８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１１２を有し、伝熱管挿通部１１２には伝熱管挿通部１１２の周縁部に沿って扁平形状伝熱管１１４の外周部と沿う形状のフィンカラー１１７が設けられた熱交換器用フィン１１３であって、フィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａに沿ってフィンベース１１８の肉厚より薄い薄肉厚部１１９を形成したものである。
【選択図】図２

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に関するものである。

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。

図１３〜図１５は従来のフィン・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し、図１３は従来のフィン・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平面図である。図１４は従来の他のフィン・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平面図である。図１５は従来の他のフィン・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平面図である。

図１３および図１４に示すように、熱交換器用フィンとなるプレートフィン１１には図示しない扁平形状伝熱管が挿通される長手方向に所定の間隔で端縁部に開口する長孔状の伝熱管挿通部１２が形成されている。この伝熱管挿通部１２の周縁部のフィンカラー１３がフィンベース面１４より折り曲げられて成形されている。そして、図示しない扁平形状伝熱管を伝熱管挿通部１２にそれぞれ嵌め込むとともに、フィンカラー１３と扁平形状伝熱管とを接触させて組付ける構造のものが知られている。

このように、図１３および図１４に示すようなフィン・チューブ式熱交換器においては、図１５に示すようなプレートフィン１１に穿孔した伝熱管挿通孔１５に扁平形状伝熱管を挿通して組付ける構造のものと比べて、組付け作業性の向上が図られる。

特開２００５−１１４２２０号公報実開平５−９０１７３号公報

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、図１１に示すように、プレートフィン２１の長手方向に沿って所定の間隔で扁平形状伝熱管を挿通するための伝熱管挿通部２２が設けられ、上記伝熱管挿通部２２は図１１に示すように端縁部に開口して設けられるとともに、その周縁部にフィンカラー２３が成形され、さらに上記フィンカラー２３はフィンカラー先端側に向かって扁平形状伝熱管の外形よりも窄まるよう成形され、上記伝熱管挿通部２２に扁平形状伝熱管を嵌め込むとともに上記扁平形状伝熱管がフィンカラー２３に接触してフィンカラー２３が扁平形状伝熱管の側面に倣うように押し開くことで、扁平形状伝熱管の外面とフィンカラー２３の接触を得る構成となっていた。なお、フィンベース面２４にスリット２５が形成されている。

ところが、このようにプレートフィン２１に対して、その端縁部に開口するような伝熱管挿通部を設けると、プレートフィン２１の強度を十分に確保し難くなり、プレートフィン２１および扁平形状伝熱管の製作時の寸法誤差や、扁平形状伝熱管を伝熱管挿通部２２
に嵌め込む際のこじりによって、扁平形状伝熱管の組付時に、伝熱管挿通部２２が拡開する方向にプレートフィン２１が変形しやすいという問題があった。

そのため、扁平形状伝熱管を嵌め込んだ伝熱管挿通部２２に隣り合う伝熱管挿通部２２の開口幅は狭められて、扁平形状伝熱管の嵌め込みが困難ないしは不可能となり、組付時の作業性が著しく悪化する恐れがあった。

また、組付けが完成しても、プレートフィン２１が図１２(a)、(b)、(c)のように変形
してしまい、フィンカラー２３と扁平形状伝熱管２６の密着性が悪化したり、変形した熱交換器コアとなったり、所定のフィンピッチが保持できなくなるといった問題があった。

なお、このような問題は、プレートフィン２１に対する伝熱管挿通部２２および扁平形状伝熱管２６の寸法精度を高くするとともに、プレートフィン２１の板厚を大きくして高強度とすることによって、ある程度、対処することが可能であるが、寸法精度を高くすると製作効率の低下や歩留まりの悪化などの問題が引き起こされ、また、プレートフィン２１の板厚を大きくすると熱交換器コアが大型化かつ重量化してしまうため、決して有効な方法ではない。

なお、このような問題に対して、特許文献１に示す公報では、図１３で示すように、プレートフィン１１における伝熱管挿通部１２の相互間に、プレートフィン１１に生じる歪みを吸収する変形部３１を設ける方策が示されている。

また、特許文献２に示す公報では、図１４で示すように、プレートフィン１１における伝熱管挿通部１２の底部側の連続部分において、長手方向に伸びる補強リブ４１を設ける方策が示されている。

しかしながら、上記の特許文献１に示される従来技術では、プレートフィン１１の隣り合う伝熱管挿通部１２の相互間に変形部３１を設けるものであり、結露水が変形部４１に滞留し易く、通風に悪影響を及ぼしたり、露飛びクレームの発生する恐れがあった。

また、プレートフィン１１の歪みをプレートフィン１１の伝熱管挿通部１２の隣り合う相互間の変形で吸収するため、スリット間隔が所定の間隔に定まらず、熱交換性能に対する悪影響が少なくない。

一方、上記の特許文献２に示される従来技術では、０．５ｍｍ程度の打ち出し高さとはいえ、通風方向に対して横断的に補強リブ４１を設けるものであり、これが多数枚重ね合せた全てのプレートフィン１１の長手方向全域に形成されていると、打ち出し凸部裏面の凹部において逆流渦が生じたりして通風に対する悪影響が少なくない。

また、上記の特許文献２に示される従来技術では、フィンプレート１１の長手方向に連続して補強リブ４１を設けているため、伝熱管挿通部１２の底部側の連続部分と、伝熱管挿通部１２の相互間のフィンベース面１４とが一様に補強されている。そのため、プレートフィン１１の相対的な強度バランスは変わらないため、扁平形状伝熱管２６の組付でプレートフィン１１が変形するときはまず伝熱管挿通部１２が拡開する方向に変形してしまうという問題があった。

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。

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た熱交換器用フィンであって、上記プレートフィンの変形強度順位が、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の上記扁平形状伝熱管の周方向を軸とする曲げ強度が最も弱く、上記伝熱管挿通部の底部側の曲げ強度および捩り強度が最も強くなるような形状に成形されているものである。

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た熱交換器用フィンであって、上記フィンカラーのフィンカラー根元部に沿って上記フィンベースの肉厚より薄い薄肉厚部を形成したものである。

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た熱交換器用フィンであって、上記フィンカラーの肉厚が上記フィンベースの肉厚よりも薄く形成したものである。

この発明に係わる熱交換器器用フィンは、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た熱交換器用フィンであって、上記伝熱管挿通部の底部側の上記フィンベースに、上記プレートフィンに生じる歪を抑制する歪抑制部を設けたものである。

この発明に係わる熱交換器用フィンは、プレートフィンの変形強度順位が、フィンカラーのフィンカラー根元部の扁平形状伝熱管の周方向を軸とする曲げ強度が最も弱く、伝熱管挿通部の底部側の曲げ強度および捩り強度が最も強くなるような形状に成形したことにより、隣り合う伝熱管挿通部の相互間のフィンベース面の変形を抑制することができるので、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。

この発明に係わる熱交換器用フィンは、フィンカラーのフィンカラー根元部に沿ってフィンベースの肉厚より薄い薄肉厚部を形成したことにより、隣り合う伝熱管挿通部の相互間のフィンベース面の変形を抑制することができるので、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。

この発明に係わる熱交換器用フィンは、フィンカラーの肉厚がフィンベースの肉厚よりも薄く形成したことにより、プレートフィンに対する伝熱管挿通部の成形寸法精度の許容範囲が広がり、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。

この発明に係わる熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部の底部側のフィンベースに歪抑制部を設けたことにより、プレートフィンに生じる歪を抑制することができ、組立性に優れ
た熱交換器用フィンを得ることができる。

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。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。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。

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。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４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平面図である。この発明の実施の形態４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平面図である。この発明の実施の形態４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図９のＡ−Ａ線における断面図である。

従来のフィン・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。従来のフィン・チューブ型熱交換器に使用される熱交換器用フィンの変形状態を示す図である。従来のフィン・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平面図である。従来のフィン・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平面図である。従来のフィン・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平面図である。

実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図５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伝熱管挿通部を示す断面図である。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。

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１００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１１１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１１２が設けられた帯板状の熱交換器用フィン１１３と、上記伝熱管挿通部１１２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１１４と、上記扁平形状伝熱管１１４の端部に接続され扁平形状伝熱管１１４とともに冷媒流通回路を形成する分配管１１５とから構成される。

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１１３の積層
間隔ＦＰならびに扁平形状伝熱管１１４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１
１３の積層間隔ＦＰは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ、扁平形状伝熱管１１４の間隔ＤＰは５．０ｍｍ〜２０．０ｍｍである。上記プレートフィン１１１の隣り合う伝熱管挿通部１１２の間には、プレートフィン１１１と空気との熱交換を促進する目的でスリット１１６が切り起こし成形されることが望ましく、スリット１１６の高さｈは熱交換器用フィン１１３の積層間隔ＦＰの概略半分であることが望ましい。

なお、スリット１１６の平面形状は熱交換器の特性によって決められ、図１および図２に示すような形状に限定されるものではない。上記伝熱管保持部１１２は扁平形状伝熱管１１４の外形に沿う形状であって、フィン端縁部に一端が開放された切り欠き形状であるとともに、その周縁に沿ってフィンカラー１１７が具備されている。

また、上記プレートフィン１１１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１１４を挿通するときのプレートフィン１１１と扁平形状伝熱管１１４との摩擦抵抗を軽減し組立性を向上する効果もある。

さらに、上記プレートフィン１１１と上記扁平形状伝熱管１１４とは接着剤によって接合されることが望ましい。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２１のフィンカラー２３と扁平形状伝熱管２６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。

また、プレートフィン２１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。

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１１３のプレートフィン１１１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。

上記プレートフィン１１１のフィンベース面１１８ａには、扁平形状伝熱管１１４を挿通するための伝熱管挿通部１１２が上記プレートフィン１１１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１１２は扁平形状伝熱管１１４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１１１のフィンベース１１８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１１２の周縁に沿って上記扁平形状伝熱管１１４の外周面と沿
う形状のフィンカラー１１７が成形される。このフィンカラー１１７は、フィンベース面１１８ａより折り曲げあるいはバーリングして成形され、しかも伝熱管保持部１１２の内側に向けて傾斜し、フィンカラー先端側に向かって扁平形状伝熱管１１４の外形よりも窄まるよう成形されている。さらに、図２および図３に示すように、フィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａに沿ってフィンベース１１８の肉厚ｔより薄い薄肉厚部１１９を設けてある。すなわち、フィンカラー根元部１１７ａ近傍のフィンベース１１８のフィンベース面１１８ａに幅ｕのフィンカラー根元部１１７ａに沿う長手方向の溝を形成することにより、フィンベース１１８の肉厚ｔより薄い薄肉厚部１１９を形成している。

ところで、プレートフィン１１１の端縁部に一端側を開口した形状の伝熱管挿通部１１２は、図１５に示す従来技術のように、閉じた形状の伝熱管挿通部１５に対して扁平形状伝熱管２６を挿通する場合よりも、プレートフィン１１１と扁平形状伝熱管１１４を組みつけやすいという効果がある。

一方で、端縁部に一端側を開口した形状の伝熱管挿通部１１２を成形したプレートフィン１１１は、強度を十分に確保し難く、プレートフィン１１１および扁平形状伝熱管１１４の製作時の寸法誤差や、扁平形状伝熱管１１４を伝熱管挿通部１１２に嵌め込む際のこじりによって、扁平形状伝熱管１１４の組付時に伝熱管挿通部１１２ならびにフィンカラー１１７が拡開する方向に変形しやすいという傾向にある。

そのため、扁平形状伝熱管１１４を嵌め込んだ伝熱管挿通部１１２に隣り合う伝熱管挿通部１１２の開口幅は狭められて、扁平形状伝熱管１１４の嵌め込みが困難ないしは不可能となり、組付時の作業性が著しく悪化する傾向にある。

また、組付けが完成してもプレートフィン１１１が図１２(ａ)、(ｂ)、（ｃ）に示すように変形してしまい、フィンカラー１１７と扁平形状伝熱管１１４の密着が悪化したり、変形した熱交換器コアとなったり、所定のフィンピッチが保持できなくなるといったことが考えられる。

なお、このような問題は、プレートフィン１１１に対する伝熱管挿通部１１２および扁平形状伝熱管１１４の寸法精度を高くするとともに、プレートフィン１１１の板厚を大きくして強度を増すことによって、ある程度、対処することが可能であるが、寸法精度を高くすると製作効率の低下や歩留まりの悪化などの問題が引き起こされ、また、プレートフィン１１１の板厚を大きくすると熱交換器コアが大型化かつ重量化してしまうため、有効な方法ではない。

従来、このような問題に対して、プレートフィン１１における伝熱管保持部１２の相互間に、プレートフィン１１に生じる歪みを吸収する変形部３１を設ける方策が示されているが、変形部３１に結露水が滞留し易く、通風に悪影響を及ぼしたり、露飛びクレームの発生する恐れがあった。

また、従来、このような問題に対して、プレートフィン１１における伝熱管挿通部１２の底部側の連続部分において、長手方向に伸びる補強リブ４１を設ける方策が示されているが、通風方向に対して横断的に補強リブ４１を設けるものであり、これが多数枚重ね合せた全てのプレートフィン１１の長手方向全域に形成されていると、打ち出し凸部裏面の凹部において逆流渦が生じたりして通風に対する悪影響が少なくない。

しかしながら、本発明の実施の形態１のフィン・チューブ型熱交換器に係る熱交換器用フィンは、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時にプレートフィン１１１に生じる歪みを、フィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａに沿ってフィンベース１１８の肉厚ｔより薄い薄肉厚部１１９で吸収するため、フィンベース面１１８ａの歪みが抑制されるという効果がある

さらに、上記薄肉厚部１１９はフィンカラー根元部１１７ａに沿って成形されているため、プレートフィン１１１の端部に屈曲するような局所的変形を生じせしめることなく、フィンベース面１１８ａの歪みを吸収するため、フィンプレート１１１の端縁を伝うように排水される結露水の排水性に悪影響を及ぼさないという効果がある。

また、フィンカラー１１７がフィンベース面１１８ａに対して所定の傾斜角を有することによって、扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時にフィンカラー１１７は扁平形状伝熱管１１４の外面に倣うように押し広げられ、フィンカラー１１７の内面が扁平形状伝熱管１１４の外面と密着しその密着性が向上し熱交換特性が向上する効果がある。

上記薄肉厚部１１９の幅ｕは、プレートフィン１１１のフィンベース１１８の肉厚ｔ程度の幅で、上記薄肉厚部１１９の肉厚は、フィンベース１１８の肉厚ｔに対して０．８ｔ〜０．７ｔ程度の肉厚となるように成形されていることが望ましい。薄肉厚部１１９の幅を広くし過ぎると、プレートフィン１１１の強度が悪化したり、薄肉厚部１１９の幅が狭すぎると、変形を吸収する効果が十分ではなくなったりする。また、フィンベース１１８の肉厚ｔに対して減肉量が大き過ぎるとフィンプレート１１１が割れたり、熱伝導性能に悪影響を及ぼしたり、肉厚が厚過ぎると変形を吸収する効果が十分ではなくなったりするので、薄肉厚部１１９の効果を十分に発揮できる肉厚とする。

また、上記薄肉厚部１１９の成形位置は、フィンカラー１１７の曲げ部を薄肉化すると、フィンカラー１１７の成形時にフィンカラー１１７の曲げ部に亀裂が発生する恐れがあるので、フィンカラー根元部１１７ａに平行に沿ってフィンベース面１１８ａかフィンカラー１１７に設けられることが望ましい。

図２および図３に示すように、フィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａに平行に沿ってフィンベース１１８のフィンベース面１１８ａに上記薄肉厚部１１９を設けることにより、フィンカラー１１７の成形時のフィンカラー１１７の割れ不良を抑制しつつ、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時にプレートフィン１１１に生じる歪みを吸収し、さらには扁平形状伝熱管１１４とフィンカラー１１７の密着性に優れた熱交換器用フィンを得ることができるという効果がある。

なお、図３において、薄肉厚部１１９は、プレートフィン１１１のフィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａ近傍のフィンベース面１１８ａに矩形溝状に成形された場合を示しているが、この発明はこれに限定されるものではなく、図４（ａ）(ｂ)に示すように、Ｖ字溝状の薄肉厚部１２０、略半円溝状の薄肉厚部１２１などに成形するようにしても良く同様の効果を奏する。

また、薄肉厚部１１９は、プレートフィン１１１のフィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａ近傍のフィンベース面１１８ａに成形された場合を示しているが、薄肉厚部１１９をフィンカラー１１７に成形しても良く同様の効果を奏する。

また、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係る扁平形状伝熱管１１４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、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あるとともに、内部に隔壁１２２を有する多穴管であることが望ましい。

そして、扁平形状伝熱管１１４の幅Ｄｂは例えば１０ｍｍ程度、厚みＤａは例えば４ｍｍ程度であるが、この発明はこれに限定されるものではなく、熱交換器の特性によって決められる寸法である。

また、扁平形状伝熱管１１４の冷媒流路１２３の数および隔壁１２２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。このような多穴管を用いることで扁平形状伝熱管１１４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。

なお、図１の熱交換器はＵ字状にヘアピン曲げ加工された扁平形状伝熱管１１４が２本備えられているが、扁平形状伝熱管１１４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。

以上のように、この実施の形態１によれば、フィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａに沿ってフィンベース１１８の肉厚より薄い薄肉厚部１１９を形成したことにより、通風性能や結露水の排水性に悪影響を及ぼすことなく、隣り合う伝熱管挿通部１１２の相互間のフィンベース面１１８ａの変形を抑制することができるので、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。また、隣あう伝熱管挿通部の相互間に変形部を設けないので、フィンベース面１１８ａに成形するスリット１１６を適正な形状に成形することができ、熱交換性能に優れたフィン・チューブ型熱交換器を得ることができるという効果がある。

実施の形態２.
この発明の実施の形態２を図６に基づいて説明する。図６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。

上述した実施の形態１においては、フィンカラー１１７のフィンカラー根元部１１７ａに沿ってフィンベース１１８の肉厚より薄い薄肉厚部１１９をフィンベース面１１８ａに形成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、フィンベース面１１８ａに形成した薄肉厚部１１９に加えて、フィンカラー１１７にもフィンカラー根元部１１７ａに沿ってフィンベース１１８の肉厚より薄い薄肉厚部１２４を形成したものであり、薄肉厚部１１９および薄肉厚部１２４を複数列設けることによって、フィンカラー１１７の伝熱管挿通部１１２の成形位置誤差が複数列の薄肉厚部１１９，１２４の変形で吸収され、フィンカラー１１７と扁平形状伝熱管１１４の密着性を保ちつつ、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時にプレートフィン１１１に生じる歪みを抑制することができ、より一層組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。

なお、薄肉厚部１２４は、図６に示すような形状に限定されるものではなく、Ｖ字溝状の薄肉厚部、略半円溝状の薄肉厚部などに成形するようにしても良く同様の効果を奏する。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図７に基づいて説明する。図７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３におけるフィン・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０．０９〜０．２ｍｍの薄板を材料とし、帯板状に成形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１１２が設けられる。

そして、伝熱管挿通部１１２は、扁平形状伝熱管１１４の外形に沿う形状であって、フィンベース１１８の端縁部に一端側が開放された切り欠き形状であるとともに、その周縁に沿ってフィンカラー１２５が具備されている。このフィンカラー１２５は、伝熱管挿通部１１２の内側に向けて傾斜し、フィンカラー１２５の先端側に向かって扁平形状伝熱管１１４の外形よりも窄まるよう成形されているとともに、フィンカラー１２５の肉厚ｔ１をフィンベース１１８の肉厚ｔよりも薄く構成してある。

フィンベース面１１８ａ上に局所的な薄肉厚部を設けず、フィンカラー１２５の肉厚ｔ１をフィンベース１１８の肉厚ｔよりも薄くすることにより、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時にプレートフィン１１１に生じる歪みをフィンカラー１２５の変形で吸収し、プレートフィンの割れ発生を抑制しつつプレートフィン１１１の歪みを抑制できるという効果がある。

扁平形状伝熱管１１４と密着する範囲のフィンカラー１２５の肉厚ｔ１がフィンベース１１８の肉厚ｔに対して０．９ｔ〜０．７ｔであることが望ましい。フィンカラー１２５の肉厚ｔ１を薄くしすぎると、プレートフィン１１１の熱伝導性が悪化したり、フィンカラー１２５の肉厚ｔ１が十分に薄く成形されていないと、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時のプレートフィン１１１の歪みを吸収する効果が十分得られなくなったりするので、フィンカラー１２５の肉厚ｔ１を十分な効果が得られるように設定する。

以上のように、この実施の形態３によれば、フィンカラー１２５が変形し易くなり、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む際にプレートフィン１１１に生じる歪をフィンカラー１２５の変形で吸収するようにしたこにより、プレートフィン１１１に対する伝熱管挿通部１１２の成形寸法精度の許容範囲が広がり、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図８〜図１０に基づいて説明する。図８はこの発明の実施の形態４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平面図である。図９はこの発明の実施の形態４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平面図である。図１０はこの発明の実施の形態４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図９のＡ−Ａ線における断面図である。

この発明の実施の形態４に係る熱交換器用フィンは、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０．０９〜０．２ｍｍの薄板を材料とし、帯板状に成形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１１２が設けられる。

上記伝熱管挿通部１１２は、扁平形状伝熱管１１４の外形に沿う形状であって、フィンベース１１８の端縁部に一端側が開放された切り欠き形状であるとともに、その周縁に沿ってフィンカラー１１７が具備されている。上記フィンカラー１１７は、伝熱管挿通部１１２の内側に向けて傾斜し、フィンカラー１１７の先端側に向かって扁平形状伝熱管１１４の外形よりも窄まるよう成形されている

さらに、伝熱管挿通部１１２の底部側の伝熱管挿通部１１２が成形されていないフィンベース１１８部分に、プレートフィン１１１に生じる歪を抑制する歪抑制部１２６を設けてある。

上記歪抑制部１２６は、図８に示すように、プレートフィン１１１の長手方向に所定の間隔ＤＰで設けられた伝熱管挿通部１１２と同じ間隔で、例えばプレス成形によってフィンベース面１１８ａより突出するように、張り出し加工もしくは絞り加工などにより成形されている。

また、上記歪抑制部１２６の成形幅は、伝熱管挿通部１１２の幅よりも小さいことが望ましい。上記歪抑制部１２６の高さは、熱交換器用フィン１１３の積層間隔ＦＰの概略半分以下であることが望ましい。

上記のように歪抑制部１２６を成形することで、通風性能に悪影響を与えることなく、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む際にプレートフィン１１１に生じる歪を抑制することができ、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。

なお、歪抑制部１２６の断面形状は特定の形状に限定されるものではなく、図１０に示す円弧状断面を有していても良く、あるいは矩形状断面、三角状断面を有していても良い。また、歪抑制部１２６の平面形状は特定の形状に限定されるものではなく、図９（ａ）（ｂ）に示すＶ字形状の歪抑制部１２７や円形状の歪抑制部１２８であっても良い。このようにＶ字形状の歪抑制部１２７や円形状の歪抑制部１２８とすることで通風抵抗を軽減できるという効果がある。

以上のように、この実施の形態４においては、伝熱管挿通部１１２の底部側のフィンベース１１８に歪抑制部１２６，１２７，１２８を設けたことにより、通風性能や結露水の排水性に悪影響を及ぼすことなく、伝熱管挿通部１１２に扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む際にプレートフィン１１１に生じる歪を抑制することができるとともに、薄肉厚部を持たないので、フィン成形の歩留まりを向上できるという効果がある。

以上述べたように、プレートフィン１１１の変形強度順位が、フィンカラー１１７，１２５のフィンカラー根元部１１７ａ，１２５ａの扁平形状伝熱管１１４の周方向を軸とする曲げ強度が最も弱く、伝熱管挿通部１１２の底部側の曲げ強度および捩り強度が最も強くなるような形状に成形することにより、隣り合う伝熱管挿通部１１２の相互間のフィンベース面１１８ａの変形を抑制することができるので、組立性に優れた熱交換器用フィンを得ることができる。

また、フィンカラー１１７，１２５がフィンベース面１１８ａに対して所定の傾斜角を有することによって、扁平形状伝熱管１１４を嵌め込む時にフィンカラー１１７，１２５は扁平形状伝熱管１１４の外面に倣うように押し広げられ、フィンカラー１１７，１２５の内面が扁平形状伝熱管１１４の外面と密着しその密着性が向上し熱交換特性が向上する効果がある。

ところで、上述した各実施の形態による熱交換器用フィンを例えばフィン・チューブ型熱交換器に用いることにより、組立性が優れるとともに熱交換特性が向上する熱交換器を得ることができる。

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、組立性が優れるとともに熱交換特性が向上する熱交換器用フィンおよび熱交換
器の実現に好適である。

１１１プレートフィン
１１２伝熱管挿通部
１１３熱交換器用フィン
１１４扁平形状伝熱管
１１７フィンカラー
１１７ａフィンカラー根元部
１１８フィンベース
１１８ａフィンベース面
１１９薄肉厚部
１２０薄肉厚部
１２１薄肉厚部
１２４薄肉厚部
１２５フィンカラー
１２５ａフィンカラー根元部
１２６歪抑制部
１２７歪抑制部
１２８歪抑制部

Claims

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た熱交換器用フィンであって、上記プレートフィンの変形強度順位が、上記フィンカラーのフィンカラー根元部の上記扁平形状伝熱管の周方向を軸とする曲げ強度が最も弱く、上記伝熱管挿通部の底部側の曲げ強度および捩り強度が最も強くなるような形状に成形されていることを特徴とする熱交換器用フィン。
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た熱交換器用フィンであって、上記フィンカラーのフィンカラー根元部に沿って上記フィンベースの肉厚より薄い薄肉厚部を形成したことを特徴とする熱交換器用フィン。
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た熱交換器用フィンであって、上記フィンカラーの肉厚が上記フィンベースの肉厚よりも薄く形成したことを特徴とする熱交換器用フィン。
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た熱交換器用フィンであって、上記伝熱管挿通部の底部側の上記フィンベースに、上記プレートフィンに生じる歪を抑制する歪抑制部を設けたことを特徴とする熱交換器用フィン。
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た熱交換器用フィンであって、上記フィンカラーが上記伝熱管保持部の内側に向けて傾斜し、上記フィンカラーの先端側に向かって上記扁平形状伝熱管の外形よりも窄まるよう成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器用フィン。
上記請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の熱交換器用フィンを用いたことを特徴とする熱交換器。