JP2855141B2 - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

熱交換器及びその製造方法

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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • 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
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に冷蔵庫、ショ
ーケース、自動販売機などのコンデンサやエバポレータ
などに使用される熱交換器であって、フィンにパイプを
嵌め込むことにより形成される熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、U字型の溝を有するフィンを一
枚、一枚配列して、それらのフィンのU字型の溝内に冷
媒パイプやヒータパイプ等の熱媒体パイプを嵌め込むこ
とにより形成される熱交換器は知られている。この種の
熱交換器では、フィンには熱媒体パイプ(パイプ)を嵌
め込むだけであり、熱媒体パイプは積層されたフィンの
両側にあるサイドプレートにかしめ等により固定してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の従来の熱交換器では、熱媒体パイプを固定するため
に、サイドプレートを必要とし、このため部品点数が多
くなり構成が複雑であるとともに、製造に手間がかかる
という問題点がある。
【0004】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する問題点を解消し、構成が簡単で且つ製造が
容易な熱交換器及びその製造方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項1に記載の本発明は、フィンにパイプを挿通
してなる熱交換器において、前記フィンは、前記パイプ
を配置する保持溝と、この保持溝の両側に立ち上げられ
た一対の支持片とを備え、この支持片が前記パイプの上
部において、前記パイプの延出方向に倒されて前記フィ
ンに前記パイプが固定されているものである。
【0006】請求項2に記載の発明は、フィンにパイプ
を多段に積み重ねて配置した熱交換器において、前記フ
ィンは、前記パイプを多段に積み重ねて配置する保持溝
と、この保持溝の両側に立ち上げられた一対の支持片と
を備え、重ねられて上に位置するパイプの上部におい
て、前記支持片が前記パイプの延出方向に倒されて固定
されているものである。
【0007】請求項3に記載の発明は、フィンにパイプ
を挿通してなる熱交換器の製造方法において、前記フィ
ンに形成された保持溝に前記パイプを配置し、この保持
溝の両側に立ち上げられた一対の支持片を前記パイプの
上部において、前記支持片を前記パイプの延出方向に倒
して前記フィンに前記パイプを固定したものである。
【0008】請求項4に記載の発明は、フィンに冷媒パ
イプと熱媒体パイプとを積みを重ねて配置した熱交換器
の製造方法において、前記フィンに形成された保持溝に
前記冷媒パイプと熱媒体パイプを積み重ねて配置し、こ
の保持溝の両側にはフィンに切り込みを入れて形成され
た一対の支持片を備え、この支持片はその保持溝から立
上がりの途中まで延出されたカラーを備えており、前記
パイプの上部において前記支持片を前記パイプの延出方
向に倒すと、前記支持片は前記カラーの上端と前記切り
込みの下端とに案内されて、前記パイプの延出方向に倒
れて前記フィンに前記パイプを固定したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明によれば、
パイプはフィンに直接固定されるので、熱媒体パイプを
固定するためのサイドプレートを必要としない。従っ
て、部品点数が少なく、構成を簡易にできる。
【0010】しかも、パイプの固定は、フィンを配置す
る保持溝の両側に立ち上げた支持片を押し倒すだけで、
保持溝内のパイプを確実且つ簡単に固定することがで
き、製造が容易である。
【0011】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明において、熱交換器にパイプを多段に重ね
て配置したものであり、保持溝にパイプを多段に重ねて
配置するとともにそのまま一緒に固定しているから、簡
単な構成で複数のパイプを同時に固定することができ
る。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明による熱交換器の製造方法であり、フィンに形成
された保持溝にパイプを配置し、支持片を熱媒体パイプ
の延出方向に倒してかしめる方法であるから、パイプを
フィンに簡単に固定することができ、製造が容易であ
る。
【0013】請求項4に記載の発明によれば、請求項3
に記載の発明において、熱交換器に冷媒パイプと熱媒体
パイプとを積み重ねて配置したものであり、保持溝に冷
媒パイプを熱媒体パイプとを重ねて配置するとともにそ
のまま一緒に固定しているから、簡単な構成で複数のパ
イプを同時に固定することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明による熱交換器の実施例を添付
図面を参照して説明するが、まず、図1乃至図4を参照
して本発明の第1実施例について説明する。尚、本明細
書において、以下、アルミニウムの語は純アルミニウム
のほかにアルミニウム合金をも含むものとする。
【0015】第1実施例にかかる熱交換器100は、主
に冷蔵庫、ショーケース、自動販売機などのコンデンサ
やエバポレータなどに使用されるものであり、図4に示
すように、放熱用のコルゲートフィン1(フィン)と冷
媒を通す冷媒パイプ(パイプ)3のほか、除霜用のヒー
タパイプ(パイプ)4とから構成されており、本実施例
では、積層されたコルゲートフィン1の両側には、サイ
ドプレートが設けられていない。
【0016】放熱用のコルゲートフィン1は、アルミニ
ウム製の平板を、山と谷を繰り返すように折り曲げるこ
とによって形成されており、コルゲートフィン1のそれ
ぞれには、直交する方向に延出する冷媒パイプ3及び除
霜用のヒータパイプ4を受けて保持するための保持溝5
が形成されている。
【0017】この保持溝5は、図1に示すように、底部
5bが冷媒パイプ3の形状に沿って円弧形状に形成され
ており、そこから開口側に直線形状の案内部5aが形成
されている。本実施例では、図1及び図2に示すよう
に、保持溝の底部5b側に冷媒パイプ3が配置され、こ
れを上から抱え込むようにヒータパイプ4が重ねられて
いる。このように、ヒータパイプ4を冷媒パイプ3に重
ねて配置する構成とすることによって、冷媒パイプ3を
直接加温することができ、効果的な除霜をおこなうこと
ができる。
【0018】しかも、ヒータパイプ4は、冷媒パイプ3
を保持する保持溝5を利用して配置できるから構成が簡
易になり、また、通風に対してヒータパイプ4は独立し
て通風抵抗とならず、乱流の発生を低減できるので熱交
換効率が向上する。
【0019】保持溝5の両側には、図1に示すように、
パイプ保持用の一対の支持片7が立設されており、支持
片7とフィン1との間には切り欠き9が形成されてい
る。
【0020】保持溝5の周囲には、フィンカラー11が
形成されており、フィン1と冷媒パイプ3との接触面積
の増加による熱交換効率の向上と、冷媒パイプ3の安定
した保持ができるようになっている。
【0021】フィンカラー11は、保持溝5の周縁部に
おいて、底部5a、案内部5bのほか、支持片7の途中
まで形成されており、本実施例では、重ねて配置される
ヒータパイプ4の中央よりもやや上方に至る位置Sまで
形成されており。このフィンカラー11の上端部の位置
Sは、図1に破線で示すように、切り欠き9の底との関
係で斜めの折り目を形成しやすくなり、支持片7をヒー
タパイプ4に密着させて押し倒すことが容易にできる。
製造工程における作業性の向上を図ることができる。即
ち、フィンカラー11の距離(カラー長)をBとし、切
り欠きにより形成された切り欠き9の深さ(切り欠き長
さ)をAとすると、カラー長Bはヒータパイプ4の中心
より上の位置Sになるようにし、切り欠き深さAはヒー
タパイプ4の下端に至るまでの寸法とすることが好まし
い。
【0022】このように、切り欠き長さA及びカラー長
Bを設定することによって、支持片7の折れ曲げを上方
からのプレスで容易に達成できる。
【0023】尚、カラー長Bが長すぎると支持片7の折
れ曲げ位置が高くなり過ぎて、ヒータ4の浮きの原因に
なる。また、カラー長が短すぎると支持片7の折れ曲げ
位置が一定でなくヒータパイプ4の確実な固定ができな
いことがあり、また、支持片7が斜めに折り曲げできな
いため確実な固定ができないおそれがある。
【0024】具体的に、カラー長さBと切り欠き長Aと
の寸法は、例えば、冷媒パイプ3とヒータパイプ4との
直径をそれぞれ、6.3mmとすれば、Aは約11.5m
m、Bは約7.2mmに設定される。
【0025】次に、本実施例にかかる熱交換器の製造方
法を説明する。
【0026】コルゲートフィン1に形成された保持溝5
に冷媒パイプ3を嵌め込み、次に、ヒータパイプ4を冷
媒パイプの上に重ねて配置する。この場合、冷媒パイプ
3は保持溝5の底部5aに位置し、ヒータパイプ4は保
持溝5の両側に立ち上げられた支持片7、7より低い位
置に位置する。
【0027】続いて、図2に示すように、切り欠き9に
向けてプレス治具20を押し下げて、支持片7を保持溝
5側に向けて押圧する。支持片7の先端部7aは冷媒パ
イプ3の延出方向に倒れてかしめられ、ヒータパイプ4
の上に密着して、2本のパイプ、即ち、冷媒パイプ3及
びヒータパイプ4を同時に保持する。
【0028】支持片7の先端部7aの折り曲げは、フィ
ンカラー11が支持片7の途中まで延出されていること
により、切り欠き溝9との関係から、図1に示す破線に
沿って容易に折り曲げられ、図3及び図1に示す如く、
支持片7の先端部7aがヒータパイプ4の延出方向に沿
って折り曲げられて、ヒータパイプ4と密着する。
【0029】本実施例によれば、保持溝5に冷媒パイプ
3及びヒータパイプ4を配置した後、プレス治具20を
押しに下げるだけで、簡単に且つ確実にフィンにパイプ
を固定することができ、また、従来必要としていたサイ
ドプレートを必要としないので構成が簡単になり、しか
も部品点数の削減と熱交換器の軽量化を図ることができ
る。この熱交換器の使用時には、図4に矢印で示すよう
に、風の流れ方向に流れるが、この場合、冷媒パイプ3
にヒータパイプ4を重ねて配置しているので、ヒータパ
イプ4自体が独自に抵抗となって発生する乱流を低減で
き、これにより、静圧の低いファンを使用して熱交換器
100に送風しても、熱交換器の機能の低減を生じるこ
とがない。
【0030】しかも、熱交換器に着霜が生じた場合に
は、熱効率が低下するため、除霜する必要があるが、こ
の除霜の際には、ヒータパイプ4が冷媒パイプ3に密着
しているので迅速且つ効果的に除霜ができる。
【0031】次に、図5乃至図8を参照して、本発明の
第2実施例を説明する。この第2実施例では、コルゲー
トフィン1の保持溝5には、1本のパイプ、即ち、冷媒
パイプ3(またはヒータパイプ4)のみを配置して、上
述した第1実施例と同様に支持片7の先端部7aにより
押し倒して固定したものである。したがって、パイプを
2本重ねて同時に保持する以外の点については、本実施
例においても、上述した第1実施例と同様な効果を得る
ことができる。
【0032】尚、図5乃至図8において、第1実施例と
同一の部分には同一の符号を付することによってその部
分の詳細な説明を省略する。
【0033】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のでなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々
変形可能である。例えば、支持片7の先端部7aは、冷
媒パイプに対して全て同一方向に押し倒すことに限ら
ず、交互に異なる方向に倒すものであっても同様な効果
を得ることができる。
【0034】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、フィン
に形成された保持溝にパイプを配置して、支持片をパイ
プの延出方向に倒すことによって保持溝に固定する構成
であるから、パイプはフィンにより固定されるので、サ
イドプレートを必要としない。従って、熱交換器の構成
を簡易にでき、製造が容易である。
【0035】しかも、パイプは、支持片を押し倒すだけ
で、確実且つ簡単に固定することができるので、製造が
容易である。
【0036】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明において、保持溝にパイプを多段に重ねて
配置しているので、簡単な構成で複数のパイプを同時に
固定できる。
【0037】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明にかかる熱交換器の製造方法において、サ
イドプレートを用いずに、パイプをフィンに直接固定で
き簡易に製造できるとともに、支持片を押し倒すだけ
で、簡単にパイプを固定することができる。
【0038】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
に記載の発明において、支持片を形成する切り込みと、
支持片に形成されたカラーの上端とにより折り目が形成
しやすくなり、支持片を押し倒すだけで、簡単にパイプ
を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる熱交換器において、フィンに熱
媒体パイプを配置した状態を示す正面図である。
【図2】本発明の第1実施例にかかる熱交換器におい
て、フィンに熱媒体パイプを固定した状態を示す正面図
である。
【図3】本発明の第1実施例にかかる熱交換器におい
て、フィンに熱媒体パイプを固定した状態を示す平面図
である。
【図4】本発明の第1実施例にかかる熱交換器の平面図
である。
【図5】本発明の第2実施例にかかる熱交換器のフィン
の正面図である。
【図6】図5に示すフィンを拡大して示す正面図であ
る。
【図7】第2実施例にかかる熱交換器において、フィン
と熱媒体パイプとの配置状態を示す正面図である。
【図8】本発明の第2実施例にかかる熱交換器におい
て、フィンに熱媒体パイプを固定した状態を示す正面図
である。
【符号の説明】
1、コルゲートフィン(フィン) 3 冷媒パイプ(パイプ) 4 ヒータパイプ(パイプ) 5 保持溝 7 支持片 11 フィンカラー(カラー)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィンにパイプを挿通してなる熱交換器
    において、前記フィンは、前記パイプを配置する保持溝
    と、この保持溝の両側に立ち上げられた一対の支持片と
    を備え、この支持片が前記パイプの上部において、前記
    パイプの延出方向に倒されて前記フィンに前記パイプが
    固定されていることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 フィンにパイプを多段に積み重ねて配置
    した熱交換器において、前記フィンは、前記パイプを多
    段に積み重ねて配置する保持溝と、この保持溝の両側に
    立ち上げられた一対の支持片とを備え、重ねられて上に
    位置するパイプの上部において、前記支持片が前記パイ
    プの延出方向に倒されて固定されていることを特徴とす
    る熱交換器。
  3. 【請求項3】 フィンにパイプを挿通してなる熱交換器
    の製造方法において、前記フィンに形成された保持溝に
    前記パイプを配置し、この保持溝の両側に立ち上げられ
    た一対の支持片を前記パイプの上部において、前記支持
    片を前記パイプの延出方向に倒して前記フィンに前記パ
    イプを固定したことを特徴とする熱交換器の製造方法。
  4. 【請求項4】 フィンに冷媒パイプと熱媒体パイプとを
    積みを重ねて配置した熱交換器の製造方法において、前
    記フィンに形成された保持溝に前記冷媒パイプと熱媒体
    パイプを積み重ねて配置し、この保持溝の両側にはフィ
    ンに切り込みを入れて形成された一対の支持片を備え、
    この支持片はその保持溝から立上がりの途中まで延出さ
    れたカラーを備えており、前記パイプの上部において前
    記支持片を前記パイプの延出方向に倒すと、前記支持片
    は前記カラーの上端と前記切り込みの下端とに案内され
    て、前記パイプの延出方向に倒れて前記フィンに前記パ
    イプを固定したことを特徴とする熱交換器の製造方法。
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AT515025B1 (de) * 2013-10-31 2015-12-15 Frauscher Holding Ges M B H Wärmetauscher für eine thermodynamische Maschine

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