JP2811601B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2811601B2
JP2811601B2 JP2199219A JP19921990A JP2811601B2 JP 2811601 B2 JP2811601 B2 JP 2811601B2 JP 2199219 A JP2199219 A JP 2199219A JP 19921990 A JP19921990 A JP 19921990A JP 2811601 B2 JP2811601 B2 JP 2811601B2
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恒孝 門口
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昭和アルミニウム株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements

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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、冷蔵庫、冷凍ショーケース等の蒸発器や
凝縮器等に使用することのできる熱交換器に関する。
〈従来の技術〉 熱交換器は従来から種々提案されており、例えば実公
昭59−23961号公報では、互いに平行な直管部とこれら
の直管部を連結するほゞU字形の連結管部とを有する冷
媒管の上記連結管部を扁平状とし、並列状に配列した多
数のフィンには、上記直管部の外径よりも小さく且つ連
結管部の厚さより大きい厚さを有し、且つ両端に直管部
の外径にほゞ等しい内径を有する冷媒管嵌合部が設けら
れた冷媒管挿入用長孔が開設してあり、これらの長孔に
冷媒管の連結管部が挿通され、直管部が各長孔の両端の
嵌合部に嵌め止めされた熱交換器が提案されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記した従来の熱交換器では、連結管
部の扁平度が精々30%程度であり、直管部とフィンに開
設した長孔の嵌合部との接触長は、嵌合部の円弧部分に
一致するので、長孔の幅が大きい程接触長が短くなる。
従って、連結管部の扁平度が小さいと接触長が短く、空
気側の熱伝達率の向上が望めない。そこで、円弧部分が
長くなるように連結管部の扁平度を大きくして、直管部
における接触長を長くすることが考えられるが、扁平度
を大きくすると冷媒管内の流通抵抗が増して内損が増大
し、逆に熱交換率の低下を招く。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記に鑑み提案されたもので、直管部と屈曲
状の連結管部とを有し蛇行状の冷媒パイプをプレートフ
ィンに設けた長孔に挿嵌して構成する熱交換器におい
て、連結管部を扁平に加工すると共に、フィンに開設す
る長孔の厚さを、上記扁平な連結管部とほゞ同等とし、
上記連結管部を長孔に挿入後、元の径に拡管させること
を特徴とし、また、上記プレートフィンに設けた長孔の
縁部に、バーリング部を延在させ、更に、上記冷媒パイ
プにフィンを挿着したフィン部分とフィンを挿着しない
非フィン部分を交互に形成し、上記非フィン部分を折返
し状に曲折させて、気流方向に対して独立したフィンを
設けるようにしたものである。
〈作 用〉 扁平状態の連結管部をプレートフィンの長孔に挿入す
ると共に拡管するので、プレートフィンと冷媒パイプと
の接触長が延び、またバーリング部により伝熱面積が増
加し、更に気流方向に独立したフィンにより温度境界層
が互いに干渉することがない。
〈実 施 例〉 以下、本発明を図面の実施例について説明する。
本発明に係る熱交換器1は、冷媒パイプ2を蛇行状に
屈曲させ、この屈曲した冷媒パイプ2を、プレートフィ
ン3に設けた長孔4に挿嵌した所謂サーペンタイプのも
のである。
冷媒パイプ3は、互いにほゞ平行な直管部5とこれら
の直管部5を連結するほゞU字形の連結管部6とを有
し、即ち直線状のパイプ材をほゞU字状に屈曲して形成
するものである。そして、本発明では、この屈曲状の連
結管部6の厚さTを元の径(D)に対して60%(T≒D
−0.6D)程度となるように潰し加工する。
一方、プレートフィン3には上記連結管部6を挿嵌可
能な長孔4を設ける。この長孔4は、上記連結管部6の
厚さTとほゞ等しい厚さtを有すると共に、連結管部6
の幅とほゞ等しい長さを有し、且つ両端に直管部5の外
径とほゞ等しい内径を有する冷媒管嵌合部7が設けられ
ている。
そして、上記のようにして連結管部6を潰した状態で
プレートフィン3に設けた長孔4に挿嵌すれば、直管部
5の外面が嵌合部7に密着してプレートフィン3と直管
部5の接触長lを従来の熱交換器1に比べて10〜15%程
度延長することができる。従って、空気側の熱伝達率が
向上する。
一方、上記のようにして潰し加工したままでは、連結
管部6における内損が大きくなって冷媒の流通量が低下
し、やはり熱伝達率が低下するので、上記潰し加工した
連結管部6を圧力流体、例えば液圧や空気圧を利用して
拡管させ、ほゞ元の径Dに復元させる。
上記のようにして拡管させると、連結管部6の径がほ
ゞ元の径に戻って内損が発生しなくなるし、直管部5も
拡径するので、直管部5の外周面が嵌合部7に密着して
固着される。従って、従来の所謂冷媒パイプ拡管式の熱
交換器と同等の性能を得ることができる。
第5図ないし第9図は発明の第2の実施例を示すもの
で、この実施例では、長孔4の周囲にバーリング部8を
延在させている。即ち、プレートフィン3に設ける長孔
4の幅tを連結管部6の厚さTよりも薄く形成し、この
長孔4に連結管部6をプレートフィン3の持つ弾性に抗
して挿入すれば、連結管部6が通過した後に、上記弾性
変形した部分が元に戻ってバーリング部8となる。従っ
て、従来のように、長孔部分を切り欠いてしまう場合に
比較して熱伝達面積の減少分が少ないので、熱交換率の
低下を防止できる。尚、第6図はバーリング部8を長孔
部分の両側に設けたものであり、第7図は長孔部分を設
けずに、嵌合部7,7をスリット9で結んだものである。
更に、第8図ないし第9図は、長孔4の一方の縁を切
り起してプレートフィン3に対して角度を持ったバーリ
ング部8′を設けたものである。この場合も、熱伝達面
積の減少を抑制することができる。
これらのバーリング部8を設けたプレートフィン3に
よれば、プレートフィン3の伝熱面積を増加させること
ができるので、熱交換率が高まって当該熱交換器1の性
能が向上する。
第10図ないし第11図は更に他の実施例を示し、第10図
はプレートフィン3に冷媒パイプ2を挿着した半製品の
正面図であって、第11図は上記半製品を屈曲させて熱交
換器1としたときの平面図である。この実施例は、プレ
ートフィン3に設けた長孔4にU字状に曲折した冷媒パ
イプ2を挿入して、プレートフィン3を配設したフィン
部分10とプレートフィン3を配設しない非フィン部分11
とを交互に形成し、プレートフィン3を配設しない非フ
ィン部分11を折返し状に曲折して屈曲部分12とする熱交
換器1を構成したものである。
この実施例によれば、気流方向に対するプレートフィ
ン3の幅を小さくすることにより、温度境界層が薄い温
度勾配の高いところで熱伝達を行なうことができる。即
ち、温度境界層が互いに干渉することがないので、熱伝
達率が悪化しない。
また、上記のような熱交換器1においては、屈曲部分
12等を溶接する必要がなく、溶媒パイプ2の入口部分13
及び出口部分14を溶接すればよいので、溶接箇所が少な
く、作成時の手間が減少するばかりではなく、製品の品
質が向上する。更に、プレートフィン3のピッチを自由
に設定できるので、着霜時の目詰りによる気流の流通抵
抗を減少でき、性能低下が発生しない。
そして、このような熱交換器1においては、屈曲回数
を適宜に設定すれば、所要の熱容量の熱交換器を構成す
ることができるので、ユニット化が可能となってコスト
の削減に有効である。
以上、本発明を図面の実施例について説明したが、本
発明は上記した実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載した構成を変更しない限り適宜に実施
できる。例えば、図面の実施例では冷媒パイプ2が一列
状態であるが、複数列の冷媒パイプ2であっても上記実
施例と同様に実施することができる。
〈発明の効果〉 以上要するに本発明は、直管部と屈曲状の連結管部と
を有し蛇行状の冷媒パイプをプレートフィンに設けた長
孔に挿嵌して構成する熱交換器において、連結管部を扁
平に加工すると共に、フィンに開設する長孔の厚さを、
上記扁平な連結管部とほゞ同等とし、上記連結管部を長
孔に挿入後、元の径に拡管させたので、プレートフィン
と冷パイプとの接触長を長く取ることができると共に、
プレートフィンと冷媒パイプとが密着して熱伝達が良好
となり、熱交換器の性能が向上する。
また、本発明によれば、プレートフィンの長孔の縁部
にバーリング部を延在させたので、伝熱面積が増加して
熱交換率が高まる。更に、冷媒パイプにフィンを挿着し
たフィン部分とフィンを挿着しない非フィン部分を交互
に形成し、上記非フィン部分を折返し状に曲折させて、
気流方向に対して独立したフィンを設けたので、温度境
界層が互いに干渉することがなく、熱伝達率が悪化しな
い。また、溶接箇所が少ないので、作成時の手間が減少
すると共に製品の品質が向上する。更に、プレートフィ
ンのピッチを自由に設定できるので、着霜時の目詰りに
よる気流の流通抵抗を減少でき、着霜による性能低下が
発生しない。そして、屈曲回数を適宜に設定すれば、所
望の熱容量の熱交換器を構成することができるので、ユ
ニット化が可能となってコストの削減に有効である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は熱交換器の正面
図、第2図は同上に用いるプレートフィンの側面図、第
3図は連結管部の拡大説明図、第4図は長孔の拡大説明
図、第5図ないし第8図はバーリング部を延在させたプ
レートフィンの説明側面図、第9図はバーリング部を斜
めに延在させたプレートフィンの正面図、第10図はプレ
ートフィンに冷媒パイプを挿着した半製品の正面図、第
11図は上記半製品を屈曲させた熱交換器の平面図であ
る。 1……熱交換器、2……冷媒パイプ、3……プレートフ
ィン、4……長孔、5……直管部、6……連結管部、8
……バーリング部、10……フィン部分、11……非フィン
部分。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直管部と屈曲状の連結管部とを有し蛇行状
    の冷媒パイプをプレートフィンに設けた長孔に挿嵌して
    構成する熱交換器において、連結管部を扁平に加工する
    と共に、フィンに開設する長孔の厚さを、上記扁平な連
    結管部とほゞ同等とし、上記連結管部を長孔に挿入後、
    元の径に拡管させることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】上記プレートフィンに設けた長孔の縁部
    に、バーリング部を延在させることを特徴とする請求項
    (1)記載の熱交換器。
  3. 【請求項3】冷媒パイプにフィンを挿着したフィン部分
    とフィンを挿着しない非フィン部分を交互に形成し、上
    記非フィン部分を折返し状に曲折させて、気流方向に対
    して独立したフィンを有することを特徴とする請求項
    (1)または(2)に記載の熱交換器。
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