JP3769085B2 - Heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger fins - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調機や冷凍機に使用され、空気と冷媒などの流体間で熱の授受を行う熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、例えば特開平8−54194号公報に公開された従来の熱交換器のフィンの平面図である。1はフィンで、2はフィン1に成形された伝熱管挿入穴である。また、3はフィン1の列間で間欠的に切断されたミシン目状の切断部である。
【0003】
図7は、フィン1を用いた熱交換器4の斜視図であり、5は伝熱管挿入穴2に挿入、密着された伝熱管で、冷媒入口を5a、冷媒出口を5c、その途中を5bとする。
【0004】
以上のように構成された熱交換器4について、凝縮器として用いられる際の作用を図面を参照しながら説明する。
【0005】
伝熱管5aに流入した高温冷媒はフィン1の表面を流れる空気に熱を放出しながら熱交伝熱管5bを介して、伝熱管5cより低温冷媒として流出する。
【0006】
ここで、伝熱管5内を流れる冷媒は入口と出口で大きな温度差を有し、一般には30℃以上の差がある場合が多い。そこで温度の異なる伝熱管5どうしの熱伝導を防ぐことで冷媒の過冷却度を大きくすることができ、熱交換量を増大させる狙いと、製造工程において容易に製造を可能とする為に、列間でミシン目状に所定のピッチで間欠的に切断され、切断部3を形成している。
【0007】
次に、フィン1の製造方法について図8を用いて説明する。所定の列ピッチRPと段ピッチHPで伝熱管挿入穴2を加工しながらRPの2倍のピッチで順送し、RP×2より長さの小さい上下の切断刃6を用いて列間の切断部3を加工している。従って連続的に伝熱管挿入穴2と切断部3を加工するには伝熱管挿入穴加工金型は2段分設けられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の熱交換器4は列間に切断されない部分が多く残る為、熱伝導が完全には遮断されず、熱伝導による熱交換量の低下を十分には抑えることができなかった。また、切断部3の長さを十分に長くすると、フィン1の強度が低下するばかりでなく、フィン1の成形金型を順送ピッチに応じて大きな金型を製作しなくてはならない。
【0009】
一方、列間を完全に切断するとフィン1の部品点数が増えてしまい、その取り扱いにおいて工数が増えるという課題があり完全には切断できなかった。
【0010】
本発明はフィン1の列間における間欠的な切断部3を金型投資することなく、フィン1の強度を低下させることなく効率的に切断することを目的としたものである。
【0011】
【発明を解決するための手段】
本発明の熱交換器は上記課題を解決するために、フィンを完全に切断することなく、比較的高温の冷媒入口の伝熱管と比較的低温の冷媒出口の伝熱管近傍においてのみ長い切断部を有するように構成したものである。
【0012】
これにより、温度の大きくことなる伝熱管どうしの熱伝導を効率的に遮断し、熱交換量を増大させられる。
【0013】
また、本発明の熱交換器用フィンの製造方法は、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、部分的には他より長い切断部を得るようにしたものである。
【0014】
これにより、製造工程において比較的小さい金型と切断刃で、部分的には長い切断部を得ることができ、長い切断部を得るにも金型投資が不要となるばかりでなく、他の部分では比較的短い切断部であるからフィンの強度をほとんど低下させることがない。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、内部を冷媒が流動する複数列、複数段に配列された伝熱管と、前記伝熱管が挿入されその間を空気が流動する複数枚のフィンとから構成され、冷媒入口と冷媒出口がほぼ同じ段の高さで、異なる列に配置され、前記伝熱管は互いに連結されて少なくとも1回路の冷媒流路を構成した熱交換器において、列間フィン上には間欠的に切断部を設け、冷媒入口もしくは冷媒出口近傍においては他の部分より前記切断部を長くしたものであり、冷媒出入口の温度差の大きく異なる伝熱管近傍のみを接続部をなくして熱伝導を防止することで、フィンの強度を低下させることなく熱伝導を効率的に遮断するという作用を有する。
【0016】
請求項2に記載の発明は、薄板状金属のフィン材に、所定の列ピッチと段ピッチで伝熱管挿入穴の成形を順送しながら行い、全域で切断する列と、間欠的に切断して複数列の熱交換器用フィンを成形するプレス加工において、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、部分的には他より長く、切断刃より長い切断部を得るものであり、一種類の切断刃で不均等で長い切断部を容易に製作できる。すなわち、製造工程において比較的小さい金型と切断刃で、部分的には長い切断部を得ることができるものである。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図1〜図5を用いて説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施例の熱交換器のフィンの平面図である。図2は本発明の一実施例の熱交換器14の斜視図である。図1と図2において11はフィンで12はフィン11に成形された伝熱管挿入穴である。15は伝熱管挿入穴12に挿入密着された伝熱管で、冷媒入口を15a、冷媒出口を15c、途中を15bとする。また、13はフィン11の列間で間欠的に切断されたミシン目状の切断部である。切断部13は冷媒入口伝熱管15aと冷媒出口伝熱管15cの近傍では他の部分より長い切断部13aを形成している。
【0019】
次に、図面を用いながら本発明の熱交換器4を凝縮器として用いる場合の一実施例における作用を説明する。
【0020】
高温の過熱ガス冷媒が伝熱管15aから流入し、伝熱管15bを介して伝熱管15cから過冷却液冷媒として流出する。この間、フィン11の間を流れる空気に熱を放出しながら冷媒は冷却や凝縮をする。この時、同時にフィン11を介して高温のガス冷媒が流動する伝熱管15aから低温の液冷媒が流動する伝熱管15cへ熱伝導が起こる。しかし、フィンは伝熱管15aと15cとの列間で長い切断部を設けているので、ほとんど熱伝導による低温冷媒の加熱が起こらない為、冷媒の過冷却が大きくとれ、熱交換量が大きくなる。
【0021】
また、間欠的に切断部を設けており、伝熱管12aと12c近傍以外では切断部13を比較的短くしているので、フィンの部品点数が増えることがないばかりでなく、フィン強度が低下することがない。
【0022】
図3には本発明の他の実施例の熱交換器24を示しているが、この場合もフィン21には切断部23を設け、冷媒入口伝熱管22aと冷媒出口伝熱管22cの近傍で伝熱管22b近傍より長くした間欠的な切断部23aを設けることで同様に実施できる。
【0023】
図4には図3の熱交換器のフィン21を示している。図5はフィン21の切断部23を加工する際の要部斜視図である。図4において、フィン21には伝熱管挿入穴25と伝熱管挿入穴25の列間には間欠的な切断部23を構成している。切断部23は一部分においては伝熱管挿入穴25の段ピッチの3倍毎に未切断部部を残して長い切断部23aを形成し、他の部分においては伝熱管挿入穴25の段ピッチの2倍毎に未切断部を残している。
【0024】
図5は本実施例の熱交換器用フィンの切断部を加工する際の要部斜視図である。次にフィン21の切断部23の加工方法について図5を用いて説明する。フィン21は通常は順送ピッチを段ピッチHPの2倍として順送しながら、伝熱管挿入穴25を加工する(図示せず)。
【0025】
次に順送ピッチ(HP×2)より小さい長さの先端を有する上下の切断刃26で伝熱管挿入穴25の列間を中央で切断しながら切断する。このとき、一部分において順送ピッチを半減し、HP×1とする。そうすることで、切断刃26によって切断される切断部23は重なり合い、他の部分より長い切断部23aが形成される。
【0026】
伝熱管挿入穴25と切断部23の加工を連続的に行う際に、順送ピッチを半減しても伝熱管挿入穴25は同じ位置で二度加工される部分ができるだけで、仕上がりの形状にはなんら問題ない。
【0027】
本加工方法により、比較的小さい金型と切断刃26で、任意の位置で、部分的には長い切断部を得ることができ、長い切断部を得るにも金型投資が不要となるばかりでなく、他の部分では比較的短い切断部であるからフィンの強度をほとんど低下させることがなく、しかも連続的に製作できるから工数が増えることもほとんどない。
【0028】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、列間フィン上には間欠的に切断部を設け、冷媒入口もしくは冷媒出口近傍においては他の部分より長い切断部を設けることで、温度の大きく異なる伝熱管どうしの熱伝導を効率的に遮断し、フィンの強度を低下させたり部品点数を増やすことなく熱交換量を増大させられるという有利な効果を得ることができる。
【0029】
また、本発明の製造工程によれば、間欠的に切断する列には最大の順送ピッチより小さい長さの切断刃を設け、順送するピッチを段ピッチの整数倍としながらも部分的には他より少ない整数倍のピッチで順送することで、比較的小さい金型と切断刃で、任意の位置で部分的には長い切断部を得ることができ、長い切断部を得るにも専用の金型投資が不要となるばかりでなく、他の部分では比較的短い切断部であるからフィンの強度をほとんど低下させることがない為に熱交換器の製造工程においてフィンが扱いやすい。しかも連続的に製作できるから工数が増えることもほとんどないという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による熱交換器のフィンの平面図
【図2】本発明の一実施例による熱交換器の斜視図
【図3】本発明の他の実施例による熱交換器の斜視図
【図4】同実施例の熱交換器のフィンの平面図
【図5】同実施例のフィンの切断部を加工する際の要部斜視図
【図6】従来の熱交換器のフィンの平面図
【図7】従来のフィンを用いた熱交換器の斜視図
【図8】従来のフィンの切断部を加工する際の要部斜視図
【符号の説明】
11,21 フィン
12,22 伝熱管挿入穴
13,13a,23,23a 切断部
14,24 熱交換器
25 伝熱管挿入穴
26 切断刃[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger that is used in an air conditioner or a refrigerator and that transfers heat between fluids such as air and a refrigerant.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a plan view of fins of a conventional heat exchanger disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-54194. 1 is a fin, and 2 is a heat transfer tube insertion hole formed in the
[0003]
FIG. 7 is a perspective view of the
[0004]
About the
[0005]
The high-temperature refrigerant that has flowed into the
[0006]
Here, the refrigerant flowing in the heat transfer tube 5 has a large temperature difference between the inlet and the outlet, and generally there is often a difference of 30 ° C. or more. Therefore, by preventing heat conduction between the heat transfer tubes 5 having different temperatures, the degree of supercooling of the refrigerant can be increased, and the aim is to increase the amount of heat exchange, and in order to enable easy manufacturing in the manufacturing process, A
[0007]
Next, the manufacturing method of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since many portions of the
[0009]
On the other hand, if the space between the rows is completely cut, the number of parts of the
[0010]
The object of the present invention is to cut the
[0011]
[Means for Solving the Invention]
In order to solve the above problems, the heat exchanger of the present invention has a long cut portion only in the vicinity of the heat transfer tube at the relatively high temperature refrigerant inlet and the heat transfer tube at the relatively low temperature refrigerant outlet without completely cutting the fins. It is comprised so that it may have.
[0012]
As a result, the heat conduction between the heat transfer tubes having a large temperature can be effectively cut off, and the amount of heat exchange can be increased.
[0013]
In addition, the heat exchanger fin manufacturing method of the present invention is provided with a cutting blade having a length smaller than the maximum progressive pitch in the row to be intermittently cut, and the progressive pitch is an integer multiple of the step pitch. In part, by sequentially feeding at a pitch that is an integer multiple less than the others, partly longer cut parts are obtained.
[0014]
This makes it possible to obtain a long cut part in part with a relatively small mold and cutting blade in the manufacturing process, and it is not necessary to invest in the mold to obtain a long cut part. Then, since it is a comparatively short cut portion, the strength of the fin is hardly lowered.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0016]
The invention according to
[0017]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 1 is a plan view of fins of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the
[0019]
Next, the effect | action in one Example at the time of using the
[0020]
A high-temperature superheated gas refrigerant flows in from the heat transfer tube 15a, and flows out as a supercooled liquid refrigerant from the
[0021]
Moreover, since the cutting part is provided intermittently and the cutting
[0022]
FIG. 3 shows a
[0023]
FIG. 4 shows the
[0024]
FIG. 5 is a perspective view of a main part when the cut portion of the heat exchanger fin of this embodiment is processed. Next, the processing method of the cutting
[0025]
Next, the upper and
[0026]
When processing the heat transfer tube insertion hole 25 and the cutting
[0027]
With this processing method, it is possible to obtain a partially long cutting part at an arbitrary position with a relatively small mold and cutting
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the heat transfer tubes having greatly different temperatures are provided by intermittently providing the cut portions on the inter-row fins and providing a cut portion longer than the other portions in the vicinity of the refrigerant inlet or the refrigerant outlet. It is possible to obtain an advantageous effect that the heat exchange amount can be increased without efficiently interrupting heat conduction between the fins and reducing the strength of the fins or increasing the number of parts.
[0029]
Further, according to the manufacturing process of the present invention, the intermittently cutting row is provided with a cutting blade having a length smaller than the maximum progressive pitch, and the partial pitch is partially set to an integer multiple of the step pitch. Can be obtained by progressively feeding at a smaller integral multiple pitch than the others, and with a relatively small mold and cutting blade, a long cutting part can be obtained partially at any position, and it is also dedicated to obtaining a long cutting part Therefore, the fins are easy to handle in the manufacturing process of the heat exchanger since the strength of the fins is hardly reduced because the other parts are relatively short cut portions. And since it can manufacture continuously, the advantageous effect that man-hours hardly increase is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of fins of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the fin of the heat exchanger of the same embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the main part when processing the cut portion of the fin of the same embodiment. FIG. 6 is a conventional heat exchanger. FIG. 7 is a perspective view of a heat exchanger using a conventional fin. FIG. 8 is a perspective view of a main part when a conventional fin is cut.
11, 21
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