JP4216422B2 - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷蔵庫、ショーケース等の冷却機械に用いられる熱交換器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫や、ショーケース等では環境に優しい冷媒として例えばプロパン、ブタン等の炭化水素系の冷媒の使用が検討されている。
【０００３】
この種の冷媒は可燃性冷媒であり、冷蔵庫等の密閉した容器内では、冷媒のリークを確実に防止しなければならない。その手段として、熱交換器にあってはパイプの接合部を無くすことが試みられている。
【０００４】
従来、この熱交換器の一般的な製造方法として、拡管式と呼称される製法が知られている。この製法は、２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて、当該各貫通孔にそれぞれパイプを挿通し、当該一対のパイプをそれぞれ拡管してこのパイプとプレートフィンとを密着させ、一対のパイプの一端同士をＵベンドで連結すると共に、このパイプの他端を蛇行状に曲げて形成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の製法では、Ｕベンドで連結する場合に必ず接合部が発生するので、ここからの冷媒リークの危険性がある。
【０００６】
これを解消するため、一対のパイプの一端同士をＵベンドで連結せずに、最初からＵ字状に曲げたパイプを使用することが提案されるが、この場合、拡管の方式を、引っ張りから押し込みに変更しなければならない。押し込み方式で拡管する場合、引っ張り方式に比べ、拡管工程、及び拡管後のパイプ内洗浄工程が複雑化し、製造コストアップにつながるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、パイプの接合部を無くすことができ、しかも製造コストが増大することのない熱交換器及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて各貫通孔にそれぞれアウターパイプを挿通し、当該アウターパイプを拡管してこのアウターパイプとプレートフィンとを密着させ、拡管したアウターパイプ内にＵ字状に曲げたインナーパイプの直管部を挿入して形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、複数のプレートフィンのフィン群間に位置するインナーパイプの直管部とアウターパイプとを一体にして曲げて蛇行状に形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、アウターパイプの内周と直管部の外周との間に熱伝導性に優れる接着剤を介装したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、少なくとも２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて各貫通孔にそれぞれアウターパイプを挿通し、当該アウターパイプを拡管してこのアウターパイプとプレートフィンとを密着させた後、アウターパイプ内にＵ字状に曲げたインナーパイプの直管部を挿入して形成することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のものにおいて、複数のプレートフィンのフィン群間に位置するインナーパイプの直管部とアウターパイプとを一体にして曲げて蛇行状に形成することを特徴とするものである。
【００１３】
これらの発明では、冷媒の流れるインナーパイプが、接合部無しで構成されている。従って、この熱交換器を、例えば、冷蔵庫やショーケース等の庫内に設置しても、庫内への冷媒リークは発生しない。また、アウターパイプは拡管するものの、その内側に挿入するインナーパイプは拡管しない構造である。従って、拡管工程の制約を受けないため、インナーパイプの内壁に、例えば熱交換効率を増すための溝加工を付すことが可能になり、その溝形状の設計の自由度を増すことができる。しかも、アウターパイプの拡管は引っ張り式によって行われ、従来の引っ張り式拡管装置を使用することができる。そのため、拡管作業が容易である。この場合、アウターパイプの内部には拡管時に使用する油が残留するが、この内部は冷媒が流れることがなく、冷媒は、インナーパイプの内部を流れるので、アウターパイプの内部の洗浄は不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱交換器及びその製造方法の一実施形態を図面を参照して説明する。なお、この明細書においては、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。
【００１５】
図１において、１００は熱交換器を示す、この熱交換器１００は、アルミニウム製の複数枚のプレートフィン１と、それらを貫通して延びる蛇行状に曲げられたアルミニウム製のアウターパイプ３と、その内部に挿入されたアルミニウム製のインナーパイプ９と、これらを一体に支持する一対の側板２３と、この側板２３の側縁に装着された蛇行状に曲がるヒータパイプ２５と、インナーパイプ９の入口９ａに接続された入口管３１と、インナーパイプ９の出口９ｂに接続されたアキュームレータ２７とを備えて構成されている。
【００１６】
つぎに、この熱交換器１００の製造手順を説明する。
【００１７】
この実施形態では、図２ａ、ｂに示すように、アルミニウム製のプレートフィン１と、同じくアルミニウム製のアウターパイプ３とが準備される。プレートフィン１は、図２ｂに示すように、２つの貫通孔５を有し、これらは図２ｃに示すように、略同一ピッチＰで複数並設され、これらが一群Ｇとなって、さらに適当な間隔Ｌをあけて複数群Ｇが直列的に配置されている。それぞれのプレートフィン１は、各貫通孔５をプレートフィン１間で整合させて配列され、各貫通孔５にはそれぞれアウターパイプ３が挿通されている。
【００１８】
このアウターパイプ３には、図２ｄに示すように、鋼球体７が通され、そこには油が塗られて鋼球体７をワイヤー７ａで矢印の方向に引っ張るようにして、アウターパイプ３は、いわゆる引っ張り式で拡管される。この拡管によって、アウターパイプ３とプレートフィン１間は密着する。
【００１９】
ついで、図３ａ〜図３ｃに示すように、拡管した２つのアウターパイプ３内にＵ字状に曲げたアルミニウム製のインナーパイプ９の一対の直管部９ａが挿入される。この場合、インナーパイプ９は拡管しなくてもよい。
【００２０】
この熱交換器１００にて、冷媒は、インナーパイプ９の内部を流れるので、このインナーパイプ９とアウターパイプ３との密着性は、冷媒とフィン間の熱伝導性に大きな影響を及ぼす。従って、インナーパイプ９の外径ｄを、アウターパイプ３の内径Ｄよりもわずかに小さくすることによって、両者の接触面積を増大させることが望ましい。また、好ましくは、アウターパイプ３の内周と、直管部９ａの外周との間に熱伝導性に優れる接着剤、例えばコンパウンド等を介装する。このコンパウンドには、接触抵抗を減ずる効果を発揮する材料が好適である。このコンパウンドに当該材料が使用されれば、アウターパイプ３内に、インナーパイプ９の直管部９ａを容易に挿入することができる。
【００２１】
つぎに、このインナーパイプ９の直管部９ａと、アウターパイプ３とを一体にして、図４に示すように、フィン群Ｇ間の間隔Ｌに位置する各パイプの部分２１を蛇行状に複数回に亘って折り曲げる。そして、図５に示すように、複数回に亘って折り曲げたアウターパイプ３の曲管部２１を、側板２３の開口に挿入して固定すると共に、図６に示すように、ヒータパイプ２５を蛇行状に曲げ、このヒータパイプ２５を、図１に示すように、側板２３の側縁に装着し、さらにインナーパイプ９の入口９ａに入口管３１を溶接すると共に、インナーパイプ９の出口９ｂにアキュームレータ２７を溶接して構成される。
【００２２】
この実施形態では、図１を参照して、入口管３１及びアキュームレータ２７の溶接部２００以外に、溶接を行う箇所が存在しない。
【００２３】
従って、この熱交換器１００を、例えば冷蔵庫やショーケース等の庫内に設置するにあたっては、溶接部２００よりも図中右側部分（熱交換器１のコア）を庫内に設置し、溶接部２００を庫外に配置すれば、当該溶接部２００に冷媒漏れが発生したとしても、庫内への冷媒リークは発生しない。
【００２４】
また、この実施形態では、アウターパイプ３は拡管するものの、その内側に挿入するインナーパイプ９は拡管しない構造である。
【００２５】
従って、拡管工程の制約を受けないため、インナーパイプ９の内壁に、例えば熱交換効率を増すための溝加工を付すことが可能になり、その溝形状の設計の自由度を増すことができる。しかも、アウターパイプ３の拡管は引っ張り式によって行われ、従来の引っ張り式拡管装置を使用することができる。そのため、拡管作業が容易である。
【００２６】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、冷媒の流れるインナーパイプが、接合部無しで構成されている。従って、この熱交換器を、例えば、冷蔵庫やショーケース等の庫内に設置しても、庫内への冷媒リークは発生しない。
【００２８】
また、アウターパイプは拡管するものの、その内側に挿入するインナーパイプは拡管しない構造である。従って、拡管工程の制約を受けないため、インナーパイプの内壁に、例えば熱交換効率を増すための溝加工を付すことが可能になり、その溝形状の設計の自由度を増すことができる。
【００２９】
しかも、アウターパイプの拡管は引っ張り式によって行われ、従来の引っ張り式拡管装置を使用することができる。そのため、拡管作業が容易である。この場合、アウターパイプの内部には拡管時に使用する油が残留するが、この内部は冷媒が流れることがなく、冷媒は、インナーパイプの内部を流れるので、アウターパイプの内部の洗浄は不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】ａはアウターパイプの斜視図、ｂはプレートフィンの平面図、ｃは複数のプレートフィンにアウターパイプを貫通した状態を示す斜視図、ｄはアウターパイプを拡管する工程を示す断面図である。
【図３】ａは複数のプレートフィンにアウターパイプを貫通した状態を示す斜視図、ｂはインナーパイプの斜視図、ｃはアウターパイプにインナーパイプを挿入した状態を示す斜視図である。
【図４】アウターパイプとインナーパイプとを一体にして蛇行状に曲げる工程を示す斜視図である。
【図５】図４の工程で製造されたパイプを側板に組み付けた状態を示す斜視図である。
【図６】ヒータパイプの斜視図である。
【符号の説明】
１ プレートフィン
３ アウターパイプ
９ インナーパイプ
２３ 側板
２７ アキュームレータ
１００ 熱交換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷蔵庫、ショーケース等の冷却機械に用いられる熱交換器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫や、ショーケース等では環境に優しい冷媒として例えばプロパン、ブタン等の炭化水素系の冷媒の使用が検討されている。
【０００３】
この種の冷媒は可燃性冷媒であり、冷蔵庫等の密閉した容器内では、冷媒のリークを確実に防止しなければならない。その手段として、熱交換器にあってはパイプの接合部を無くすことが試みられている。
【０００４】
従来、この熱交換器の一般的な製造方法として、拡管式と呼称される製法が知られている。この製法は、２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて、当該各貫通孔にそれぞれパイプを挿通し、当該一対のパイプをそれぞれ拡管してこのパイプとプレートフィンとを密着させ、一対のパイプの一端同士をＵベンドで連結すると共に、このパイプの他端を蛇行状に曲げて形成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の製法では、Ｕベンドで連結する場合に必ず接合部が発生するので、ここからの冷媒リークの危険性がある。
【０００６】
これを解消するため、一対のパイプの一端同士をＵベンドで連結せずに、最初からＵ字状に曲げたパイプを使用することが提案されるが、この場合、拡管の方式を、引っ張りから押し込みに変更しなければならない。押し込み方式で拡管する場合、引っ張り方式に比べ、拡管工程、及び拡管後のパイプ内洗浄工程が複雑化し、製造コストアップにつながるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、パイプの接合部を無くすことができ、しかも製造コストが増大することのない熱交換器及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて各貫通孔にそれぞれアウターパイプを挿通し、当該アウターパイプを拡管してこのアウターパイプとプレートフィンとを密着させ、拡管したアウターパイプ内にＵ字状に曲げたインナーパイプの直管部を挿入して形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、複数のプレートフィンのフィン群間に位置するインナーパイプの直管部とアウターパイプとを一体にして曲げて蛇行状に形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、アウターパイプの内周と直管部の外周との間に熱伝導性に優れる接着剤を介装したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、少なくとも２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて各貫通孔にそれぞれアウターパイプを挿通し、当該アウターパイプを拡管してこのアウターパイプとプレートフィンとを密着させた後、アウターパイプ内にＵ字状に曲げたインナーパイプの直管部を挿入して形成することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のものにおいて、複数のプレートフィンのフィン群間に位置するインナーパイプの直管部とアウターパイプとを一体にして曲げて蛇行状に形成することを特徴とするものである。
【００１３】
これらの発明では、冷媒の流れるインナーパイプが、接合部無しで構成されている。従って、この熱交換器を、例えば、冷蔵庫やショーケース等の庫内に設置しても、庫内への冷媒リークは発生しない。また、アウターパイプは拡管するものの、その内側に挿入するインナーパイプは拡管しない構造である。従って、拡管工程の制約を受けないため、インナーパイプの内壁に、例えば熱交換効率を増すための溝加工を付すことが可能になり、その溝形状の設計の自由度を増すことができる。しかも、アウターパイプの拡管は引っ張り式によって行われ、従来の引っ張り式拡管装置を使用することができる。そのため、拡管作業が容易である。この場合、アウターパイプの内部には拡管時に使用する油が残留するが、この内部は冷媒が流れることがなく、冷媒は、インナーパイプの内部を流れるので、アウターパイプの内部の洗浄は不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱交換器及びその製造方法の一実施形態を図面を参照して説明する。なお、この明細書においては、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。
【００１５】
図１において、１００は熱交換器を示す、この熱交換器１００は、アルミニウム製の複数枚のプレートフィン１と、それらを貫通して延びる蛇行状に曲げられたアルミニウム製のアウターパイプ３と、その内部に挿入されたアルミニウム製のインナーパイプ９と、これらを一体に支持する一対の側板２３と、この側板２３の側縁に装着された蛇行状に曲がるヒータパイプ２５と、インナーパイプ９の入口９ａに接続された入口管３１と、インナーパイプ９の出口９ｂに接続されたアキュームレータ２７とを備えて構成されている。
【００１６】
つぎに、この熱交換器１００の製造手順を説明する。
【００１７】
この実施形態では、図２ａ、ｂに示すように、アルミニウム製のプレートフィン１と、同じくアルミニウム製のアウターパイプ３とが準備される。プレートフィン１は、図２ｂに示すように、２つの貫通孔５を有し、これらは図２ｃに示すように、略同一ピッチＰで複数並設され、これらが一群Ｇとなって、さらに適当な間隔Ｌをあけて複数群Ｇが直列的に配置されている。それぞれのプレートフィン１は、各貫通孔５をプレートフィン１間で整合させて配列され、各貫通孔５にはそれぞれアウターパイプ３が挿通されている。
【００１８】
このアウターパイプ３には、図２ｄに示すように、鋼球体７が通され、そこには油が塗られて鋼球体７をワイヤー７ａで矢印の方向に引っ張るようにして、アウターパイプ３は、いわゆる引っ張り式で拡管される。この拡管によって、アウターパイプ３とプレートフィン１間は密着する。
【００１９】
ついで、図３ａ〜図３ｃに示すように、拡管した２つのアウターパイプ３内にＵ字状に曲げたアルミニウム製のインナーパイプ９の一対の直管部９ａが挿入される。この場合、インナーパイプ９は拡管しなくてもよい。
【００２０】
この熱交換器１００にて、冷媒は、インナーパイプ９の内部を流れるので、このインナーパイプ９とアウターパイプ３との密着性は、冷媒とフィン間の熱伝導性に大きな影響を及ぼす。従って、インナーパイプ９の外径ｄを、アウターパイプ３の内径Ｄよりもわずかに小さくすることによって、両者の接触面積を増大させることが望ましい。また、好ましくは、アウターパイプ３の内周と、直管部９ａの外周との間に熱伝導性に優れる接着剤、例えばコンパウンド等を介装する。このコンパウンドには、接触抵抗を減ずる効果を発揮する材料が好適である。このコンパウンドに当該材料が使用されれば、アウターパイプ３内に、インナーパイプ９の直管部９ａを容易に挿入することができる。
【００２１】
つぎに、このインナーパイプ９の直管部９ａと、アウターパイプ３とを一体にして、図４に示すように、フィン群Ｇ間の間隔Ｌに位置する各パイプの部分２１を蛇行状に複数回に亘って折り曲げる。そして、図５に示すように、複数回に亘って折り曲げたアウターパイプ３の曲管部２１を、側板２３の開口に挿入して固定すると共に、図６に示すように、ヒータパイプ２５を蛇行状に曲げ、このヒータパイプ２５を、図１に示すように、側板２３の側縁に装着し、さらにインナーパイプ９の入口９ａに入口管３１を溶接すると共に、インナーパイプ９の出口９ｂにアキュームレータ２７を溶接して構成される。
【００２２】
この実施形態では、図１を参照して、入口管３１及びアキュームレータ２７の溶接部２００以外に、溶接を行う箇所が存在しない。
【００２３】
従って、この熱交換器１００を、例えば冷蔵庫やショーケース等の庫内に設置するにあたっては、溶接部２００よりも図中右側部分（熱交換器１のコア）を庫内に設置し、溶接部２００を庫外に配置すれば、当該溶接部２００に冷媒漏れが発生したとしても、庫内への冷媒リークは発生しない。
【００２４】
また、この実施形態では、アウターパイプ３は拡管するものの、その内側に挿入するインナーパイプ９は拡管しない構造である。
【００２５】
従って、拡管工程の制約を受けないため、インナーパイプ９の内壁に、例えば熱交換効率を増すための溝加工を付すことが可能になり、その溝形状の設計の自由度を増すことができる。しかも、アウターパイプ３の拡管は引っ張り式によって行われ、従来の引っ張り式拡管装置を使用することができる。そのため、拡管作業が容易である。
【００２６】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、冷媒の流れるインナーパイプが、接合部無しで構成されている。従って、この熱交換器を、例えば、冷蔵庫やショーケース等の庫内に設置しても、庫内への冷媒リークは発生しない。
【００２８】
また、アウターパイプは拡管するものの、その内側に挿入するインナーパイプは拡管しない構造である。従って、拡管工程の制約を受けないため、インナーパイプの内壁に、例えば熱交換効率を増すための溝加工を付すことが可能になり、その溝形状の設計の自由度を増すことができる。
【００２９】
しかも、アウターパイプの拡管は引っ張り式によって行われ、従来の引っ張り式拡管装置を使用することができる。そのため、拡管作業が容易である。この場合、アウターパイプの内部には拡管時に使用する油が残留するが、この内部は冷媒が流れることがなく、冷媒は、インナーパイプの内部を流れるので、アウターパイプの内部の洗浄は不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】ａはアウターパイプの斜視図、ｂはプレートフィンの平面図、ｃは複数のプレートフィンにアウターパイプを貫通した状態を示す斜視図、ｄはアウターパイプを拡管する工程を示す断面図である。
【図３】ａは複数のプレートフィンにアウターパイプを貫通した状態を示す斜視図、ｂはインナーパイプの斜視図、ｃはアウターパイプにインナーパイプを挿入した状態を示す斜視図である。
【図４】アウターパイプとインナーパイプとを一体にして蛇行状に曲げる工程を示す斜視図である。
【図５】図４の工程で製造されたパイプを側板に組み付けた状態を示す斜視図である。
【図６】ヒータパイプの斜視図である。
【符号の説明】
１ プレートフィン
３ アウターパイプ
９ インナーパイプ
２３ 側板
２７ アキュームレータ
１００ 熱交換器
Claims (5)
- 少なくとも２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて各貫通孔にそれぞれアウターパイプを挿通し、当該アウターパイプを拡管してこのアウターパイプとプレートフィンとを密着させ、拡管したアウターパイプ内にＵ字状に曲げたインナーパイプの直管部を挿入して形成したことを特徴とする熱交換器。
- 前記複数のプレートフィンのフィン群間に位置するインナーパイプの直管部とアウターパイプとを一体にして曲げて蛇行状に形成したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
- 前記アウターパイプの内周と直管部の外周との間に熱伝導性に優れる接着剤を介装したことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
- 少なくとも２つの貫通孔を有した複数のプレートフィンを並設し、各貫通孔をプレートフィン間で整合させて各貫通孔にそれぞれアウターパイプを挿通し、当該アウターパイプを拡管してこのアウターパイプとプレートフィンとを密着させた後、アウターパイプ内にＵ字状に曲げたインナーパイプの直管部を挿入して形成することを特徴とする熱交換器。
- 前記複数のプレートフィンのフィン群間に位置するインナーパイプの直管部とアウターパイプとを一体にして曲げて蛇行状に形成することを特徴とする請求項４記載の熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30812099A JP4216422B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 熱交換器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30812099A JP4216422B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 熱交換器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124485A JP2001124485A (ja) | 2001-05-11 |
| JP4216422B2 true JP4216422B2 (ja) | 2009-01-28 |
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ID=17977129
Family Applications (1)
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| JP30812099A Expired - Fee Related JP4216422B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 熱交換器及びその製造方法 |
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| JP (1) | JP4216422B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ533996A (en) * | 2001-12-17 | 2005-11-25 | Showa Denko K | Heat exchanger formed by bending finned hairpin tube |
-
1999
- 1999-10-29 JP JP30812099A patent/JP4216422B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001124485A (ja) | 2001-05-11 |
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