JP3890115B2 - Heat exchanger and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫用エバポレータ等の冷凍サイクルで使用する熱交換器及びその製造方法に係り、特にコルゲート状に曲げたフィンに冷媒チューブを嵌め込むことにより形成される熱交換器及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、コルゲート状に曲げられた複数のコルゲートフィンにチューブ嵌め込み用の溝を設け、この複数のコルゲートフィンに冷媒チューブを嵌め込むことにより製造される熱交換器は知られている。この種の熱交換器を例えば冷蔵庫用エバポレータとして使用する場合、チューブ嵌め込み用の溝が外側に向くようにコルゲートフィンを二重に重ねた熱交換器を製造し、二重に重ねた熱交換器を冷蔵庫の背面の熱交換用空気の流路に収納するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱交換用空気の流路に熱交換器を設置する場合、この熱交換器を設置した後に前記流路を形成する庫壁内部にウレタン等の発泡材を注入するのが一般的である。このような場合にウレタン等の発泡材の発泡圧(外圧)に耐えられず、前記コルゲートフィン及び庫壁が変形するという問題がある。
【0004】
そこで、本発明の目的は、発泡圧(外圧)が作用したとしてもコルゲートフィン及び庫壁の変形を抑制することができる熱交換器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、コルゲート状に折り曲げたフィンエレメントにチューブ嵌め込み用の溝を設け、このチューブ嵌め込み用の溝にサーペンタイン状に曲げたチューブエレメントを嵌め込んで複数のコアエレメントを形成し、これら複数のコアエレメントを前記チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせて形成したことを特徴とするものである。この場合、フィンエレメントの空気流入側フィンピッチが空気流出側フィンピッチよりも疎に形成されていてもよい。また、フィンエレメントに設けられたチューブ嵌め込み用の溝の深さが交互に異なり、深さの異なる溝内に各チューブエレメントが嵌め込まれていてもよい。複数のコアエレメントはチューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせられ、各コアエレメントの対向面には切り起こしが設けられていてもよい。フィンエレメントのフィン素材に、Al−Mn系の合金であって、Mnを1.0〜1.5%またはさらにMgを0.8〜1.3%添加した合金を用いてもよい。フィンエレメントがアルミニウム製であり、冷媒チューブが銅製であってもよい。請求項1ないし6のいずれかに記載の熱交換器を用いた冷蔵庫でもよい。請求項1ないし6のいずれかに記載の熱交換器を用いた冷凍サイクルでもよい。
【0006】
この発明によれば、例えば熱交換用の空気の流路に熱交換器を設置したときに、その流路を形成する壁面に対して与える力学的な負荷が均等になり、且つ接触面積が広くなるため、庫壁からの圧力に対する強度が向上する。
【0007】
請求項2記載の発明は、チューブ嵌め込み用の溝を有するコルゲート状に折り曲げた複数のフィンエレメントを並置すると共に、複数のフィンエレメントの前記チューブ嵌め込み用の各溝にチューブ折曲げ部を介して接続されるサーペンタイン状に曲げたチューブエレメントを嵌め込んでチューブ折曲げ部を介して接続される複数のコアエレメントを形成し、前記チューブ折曲げ部を折り曲げて複数のコアエレメントを前記チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせて形成することを特徴とするものである。
【0008】
この発明によれば、例えば熱交換用の空気の流路に熱交換器を設置したときに、その流路を形成する壁面に対して与える力学的な負荷が均等になり、且つ接触面積が広くなるため、庫壁からの圧力に対する強度が向上する。
【0009】
また、この発明によれば、先ずチューブ折曲げ部を介して接続される複数のコアエレメントが形成され、次にチューブ折曲げ部を折り曲げるだけで、チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように複数のコアエレメントが重ね合わせられるので、この熱交換器の製造は容易に行われる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。尚、この明細書において、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」を含むものとする。
【0011】
図1A及びBは本発明の一実施形態による熱交換器(以下「エバポレータ」という。)の正面及び側面をそれぞれ示している。このエバポレータ1は、先ずコルゲート状に折り曲げたフィンエレメント3A,3Bにチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bを設け、次にチューブ嵌め込み用の各溝7A,7Bにサーペンタイン状に曲げたチューブエレメント5A,5Bを嵌め込んで複数のコアエレメント2A,2Bを形成し、複数のコアエレメント2A,2Bをチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bが内側に向くように間隙Lをあけて重ね合わせて形成される。
【0012】
各フィンエレメント3A,3Bにおいては、図1Aに示すように空気流入側フィンピッチが空気流出側フィンピッチよりも疎に形成される。一般にこの種のエバポレータ1に着霜する場合には空気流入側に着霜し易いことが知られる。着霜するとフィンピッチ間にいわゆるブリッジが形成されるので熱交換用空気の通りが悪くなり熱交換効率が低下する。従って空気流入側のフィンピッチを疎に形成することにより上記ブリッジの形成が阻止される。
【0013】
チューブ嵌め込み用の溝7A,7Bは交互に深さが異なり、この深さの異なる溝7A,7B内に前記各チューブエレメント5A,5Bは嵌め込まれる。これによれば、熱交換用空気の通り道に各チューブエレメント5A,5Bが千鳥状に突出するので、エバポレータ1の熱交換効率は向上する。
【0014】
複数のコアエレメント2A,2Bはチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bが内側に向くように重ね合わせられるが、各コアエレメント2A,2Bの対向面には切り起こし9(図5)が設けられる。この切り起こし9によって空気が案内され、各チューブエレメント5A,5Bには積極的に空気が当てられる。
【0015】
尚、この実施形態ではフィンの強度を高めるためにフィンエレメント3Aのフィン素材に、例えばAl−Mn系の合金(Mnを1.0〜1.5%またはさらにMgを0.8〜1.3%添加した合金)が用いられる。
【0016】
次に、熱交換器の製造手順を説明する。図2A〜Cは本発明の一実施形態による熱交換器の製造手順を説明する概略図である。
【0017】
まず図2Aを参照してフィンエレメントは一枚のアルミニウム製板材をコルゲート状に折り曲げることにより形成される。即ち、ロール状に巻かれたフィン素材11を、間欠移送手段(図示せず)を用いて一定の速度で間欠的に送り出しながら、金型(図示せず)を用いてチューブ嵌め込み用の溝7及びフィンピッチを疎にするための溝13を形成するとともに上下一対の金型15及び17を用いてフィン素材11をコルゲート状に折り曲げる(図2A)。
【0018】
この実施形態ではフィンエレメント3A,3Bは二個形成されこれらは図示のようにチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bを上にして並置される(図2B)。
【0019】
次に、銅製の冷媒チューブ5を準備する。この冷媒チューブ5は一本の長い銅製のチューブを加工したものであり、冷媒チューブ5はチューブ折曲げ部5Cの両側にサーペンタイン状に曲げたチューブエレメント5A,5Bを備えて構成される。サーペンタイン状に曲げたチューブエレメント5A,5Bは二個のフィンエレメント3A,3Bのチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bにそれぞれ押し込み治具(図示せず)を用いて嵌め込まれる。これによれば、ほぼ等しい形状をした二個のコアエレメント2A,2Bが形成される(図2C)
図3はチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bにチューブエレメント5A,5Bを嵌め込んだ状態を示す平面図である。
【0020】
最後の工程では、チューブ折曲げ部5Cを基準として、例えば図中右側のコアエレメント2Bを持ち上げるように、即ちコアエレメント2A及び2Bのそれぞれのチューブ嵌め込み用の溝7A,7Bが対向するように間隙L(図1)をあけて折り曲げて図1に示すエバポレータ1が形成される。
【0021】
このエバポレータ1は、図4に示すように冷蔵庫の背面内部にある熱交換用空気の流路100に設置される。この流路100は庫壁23により囲われるが、一般に庫壁23の内部にはウレタン等の発泡材が注入される。注入された発泡材が発泡すればエバポレータ1に対して発泡圧がかかる。従来であればチューブ嵌め込み用の溝7が庫壁23に対向するので、仮に発泡圧が作用するとフィンエレメント3A,3B及び庫壁23に変形が生じる等の不都合がある。
【0022】
この実施形態によれば、コアエレメント2A,2Bのそれぞれのチューブ嵌め込み用の溝7は対向し、従来のように庫壁23には対向しないので庫壁23に対して与える力学的な負荷は均等であり且つ庫壁23への接触面積は広いので、庫壁23の圧力に対する強度は向上し、仮に発泡圧が作用したとしてもフィンエレメント3A,3B及び庫壁23の変形は抑制される。
【0023】
コアエレメント2A,2Bは前述のように溝7A,7Bが内側に向くように間隙L(図1)をあけて重ね合わせられる。従って、チューブ折曲げ部5Cのスプリングバック等によりコアエレメント2A,2Bは庫壁23へ圧接される。これによれば、コアエレメント2A,2Bと庫壁23との間を通る空気はほとんどなくなり、全ての空気はフィンエレメント3A,3Bに安定的に導かれるので、熱交換効率を向上させることができる。
【0024】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば二個のコアエレメント2A,2Bを重ね合わせる例について説明したが本発明はチューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせる限り、三個以上のコアエレメントを重ね合わせるものにも適用が可能である。また切り起こし9の形状はこれに限定されない。
【0025】
【発明の効果】
請求項1〜8に記載の発明によれば、チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせたので、例えば熱交換用の空気の流路に設置する場合、庫壁圧力(発泡圧)に起因するコルゲートフィン及び庫壁の変形は抑制される。
請求項9に記載の発明によれば、上記発明の効果に加えて、本熱交換器を簡単に製造できる等の効果を奏する。
【0026】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、本熱交換器を簡単に製造できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1A及びBは本発明の一実施形態による熱交換器の正面及び側面をそれぞれ示す図である。
【図2】本発明の一実施形態による熱交換器の製造手順を説明する概略図である。
【図3】コアエレメントを重ね合わせる前の熱交換器の平面図である。
【図4】冷蔵庫の庫壁内部に設置された熱交換器を示す図である。
【図5】コアエレメントを重ね合わせる前の熱交換器の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 エバポレータ(熱交換器)
2A及び2B コアエレメント
3A及び3B フィンエレメント
5A及び5B チューブエレメント
7A及び7B チューブ嵌め込み用の溝
9 切り起こし[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger used in a refrigeration cycle such as an evaporator for a refrigerator and a manufacturing method thereof, and more particularly to a heat exchanger formed by fitting a refrigerant tube into a fin bent in a corrugated shape and a manufacturing method thereof. .
[0002]
[Prior art]
Generally, a heat exchanger manufactured by providing a tube fitting groove in a plurality of corrugated fins bent into a corrugated shape and fitting a refrigerant tube into the plurality of corrugated fins is known. When this type of heat exchanger is used as an evaporator for a refrigerator, for example, a heat exchanger in which corrugated fins are double stacked so that the tube fitting groove faces outward is manufactured, and the double heat exchanger Is stored in the heat exchange air flow path on the back of the refrigerator.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when installing a heat exchanger in the flow path of heat exchange air, it is common to inject a foaming material such as urethane into the warehouse wall that forms the flow path after the installation of this heat exchanger. . In such a case, there is a problem that the corrugated fins and the storage wall are deformed because they cannot withstand the foaming pressure (external pressure) of a foamed material such as urethane.
[0004]
Then, the objective of this invention is providing the heat exchanger which can suppress a deformation | transformation of a corrugated fin and a warehouse wall, even if foaming pressure (external pressure) acts.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0006]
According to the present invention, for example, when a heat exchanger is installed in the air flow path for heat exchange, the mechanical load applied to the wall surface forming the flow path becomes uniform, and the contact area is wide. Therefore, the strength against the pressure from the warehouse wall is improved.
[0007]
In the invention according to claim 2, a plurality of fin elements bent into a corrugated shape having a tube fitting groove are juxtaposed and connected to the respective tube fitting grooves of the plurality of fin elements via a tube bending portion. A plurality of core elements connected to each other through tube bent portions by fitting the tube elements bent into a serpentine shape, and bending the tube bent portions to form the plurality of core elements into the tube fitting grooves It is characterized by being formed so as to be directed inward.
[0008]
According to the present invention, for example, when a heat exchanger is installed in the air flow path for heat exchange, the mechanical load applied to the wall surface forming the flow path becomes uniform, and the contact area is wide. Therefore, the strength against the pressure from the warehouse wall is improved.
[0009]
In addition, according to the present invention, first, a plurality of core elements to be connected via the tube bent portion are formed, and then a plurality of the tube fitting grooves are directed inward by simply bending the tube bent portion. Since the core elements are superposed, the heat exchanger is easily manufactured.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, the term “aluminum” includes “aluminum alloy” in addition to “pure aluminum”.
[0011]
1A and 1B respectively show a front surface and a side surface of a heat exchanger (hereinafter referred to as “evaporator”) according to an embodiment of the present invention. In the
[0012]
In each
[0013]
The
[0014]
The plurality of
[0015]
In this embodiment, in order to increase the strength of the fin, for example, an Al-Mn alloy (Mn is 1.0 to 1.5% or Mg is 0.8 to 1.3) is added to the fin material of the
[0016]
Next, the manufacturing procedure of the heat exchanger will be described. 2A to 2C are schematic views illustrating a manufacturing procedure of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
[0017]
First, referring to FIG. 2A, the fin element is formed by bending a single aluminum plate into a corrugated shape. That is, while the fin material 11 wound in a roll shape is intermittently delivered at a constant speed using an intermittent transfer means (not shown), a tube fitting groove 7 using a die (not shown). And the groove |
[0018]
In this embodiment, two
[0019]
Next, a copper refrigerant tube 5 is prepared. The refrigerant tube 5 is obtained by processing a single long copper tube, and the refrigerant tube 5 includes
FIG. 3 is a plan view showing a state in which the
[0020]
In the last step, with reference to the tube
[0021]
As shown in FIG. 4, the
[0022]
According to this embodiment, since the tube fitting grooves 7 of the
[0023]
As described above, the
[0024]
As mentioned above, although one embodiment concerning the present invention was described, the present invention is not limited to this. For example, an example in which two
[0025]
【The invention's effect】
According to the first to eighth aspects of the invention, since the tube fitting grooves are overlapped so as to face inward, for example, when installed in a heat exchange air flow path, the warehouse wall pressure (foaming pressure) The deformation of the corrugated fin and the storage wall caused by the is suppressed.
According to invention of
[0026]
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are views showing a front surface and a side surface of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, respectively.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a manufacturing procedure of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the heat exchanger before the core elements are overlaid.
FIG. 4 is a view showing a heat exchanger installed inside a refrigerator wall.
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the heat exchanger before the core elements are overlaid.
[Explanation of symbols]
1 Evaporator (heat exchanger)
2A and
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17534997A JP3890115B2 (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Heat exchanger and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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JP17534997A JP3890115B2 (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Heat exchanger and manufacturing method thereof |
Publications (2)
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JPH10306986A JPH10306986A (en) | 1998-11-17 |
JP3890115B2 true JP3890115B2 (en) | 2007-03-07 |
Family
ID=15994524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3890115B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016079418A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Compact exchanger for indirect-injection cryogenic transportation |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP17534997A patent/JP3890115B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016079418A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Compact exchanger for indirect-injection cryogenic transportation |
FR3028930A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-27 | Air Liquide | COMPACT EXCHANGER FOR CRYOGENIC TRANSPORT IN INDIRECT INJECTION |
US10744856B2 (en) | 2014-11-20 | 2020-08-18 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Compact exchanger for indirect-injection cyrogenic transportation |
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