JP4293252B2

JP4293252B2 - 熱交換器用フィン、並びにガイド及びその使用方法

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Publication number: JP4293252B2
Application number: JP2007070337A
Authority: JP
Inventors: 功大上; 由人片田; 宏和藤野; 俊光鎌田; 鉉永金; 一成笠井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2027-03-19
Also published as: JP2008232497A; US20100018691A1; CN101636631A; WO2008114775A1; AU2008227549B2; EP2141434A4; EP2141434A1; KR20090127343A; AU2008227549A1

Description

本発明は熱交換器用フィン及びそれに使用されるガイドに関する。

従来から熱交換器用フィンには、熱交換器用フィンの熱交換効率を高めるために、伝熱管が挿入される孔の周辺に、フィンの一部を切起して立設部を設けたり、スリットやルーバーを設けたりしている。また、当該孔を取り囲む環状のカラーが、熱交換器用フィンに立設されている。

従来の熱交換器用フィンでは、立設部の先端はカラーの先端よりも低い位置にあった。これは、複数の熱交換器用フィンを積み重ねたときに、上に積み重ねたフィンをカラーで支持するためである。

なお、本発明に関連する技術を以下に示す。
特開昭６１−１１０８８９号公報特開平１１−１６６７９６号公報特開２００１−２２７８９０号公報

しかし、熱交換器用フィンに立設部を設けても、カラーとの関係で背の低い立設部しか設けることができなければ、熱交換効率をあまり高めることができない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、熱交換効率を高めることが目的とされる。

第１の発明にかかる熱交換器用フィンは、伝熱管に取設されるフィンであって、フィン本体と、カラーの複数と、立設部とを備える。フィン本体は、矩形であり、矩形の長手方向を所定の方向としたときに、伝熱管が挿入される複数の孔が所定の方向に沿って配置されている。カラーは、フィン本体に対して同じ側で、孔のそれぞれに一つずつ、孔を取り囲んで立設されている。フィンをカラー側から見たときのカラーはいずれも、フィン本体の表面を所定の方向に沿って延びる二本の直線の間に配置され、外周が二本の直線に接している。立設部は、カラーと同じ側でフィン本体に立設されており、二本の直線の外側に位置している。フィン本体には、二本の直線上において表面よりもカラーと同じ側に突出している、立設部を含む突起形状物が配置されず、二本の直線の内側であってかつカラーの周辺がカラーと反対側に凹んでいる。立設部の先端は、表面から見て、カラーの先端よりも高い位置にある。

第２の発明にかかる熱交換器用フィンは、伝熱管に取設されるフィンであって、フィン本体と、カラーの複数と、第１立設部と、第２立設部とを備える。フィン本体は、矩形であり、矩形の長手方向を所定の方向としたときに、伝熱管が挿入される複数の孔が所定の方向に沿って配置されている。カラーは、フィン本体に対して同じ側で、孔のそれぞれに一つずつ、孔を取り囲んで立設されている。フィンをカラー側から見たときのカラーはいずれも、フィン本体の表面を所定の方向に沿って延びる二本の直線の間に配置され、外周が二本の直線に接している。フィン本体には、二本の直線の内側であってかつカラーの周辺がカラーと反対側に凹んでいる。第１立設部は、カラーと同じ側でフィン本体に立設されており、二本の直線の外側に位置している。第２立設部は、カラーと同じ側でフィン本体に立設されており、第１立設部とは異なり、二本の直線の外側に位置している。立設部の先端は、表面から見て、カラーの先端よりも高い位置にある。

第３の発明にかかる熱交換器用フィンは、第２の発明にかかる熱交換器用フィンであって、第２立設部の先端は、表面からみて、カラーの先端よりも低い位置にある。

第４の発明にかかる熱交換器は、第１乃至第３のいずれか一つにかかる熱交換器用フィンと、熱交換器用フィンに設けられた孔に挿入される伝熱管とを備える。

第５の発明にかかるガイドは、第１乃至第３のいずれか一つにかかる熱交換器用フィンに用いられるガイドであって、ある方向に延びる第１及び第２の溝が設けられている。第１及び第２の溝は、当該方向に垂直な方向において交互に設けられている。第２の溝は、第１の溝よりも深い。

第６の発明にかかるガイドは、第５の発明にかかるガイドであって、第１の溝の深さは、フィン本体の表面から見たときのカラーの高さとほぼ等しい。

第７の発明にかかるガイドは、第５または第６の発明にかかるガイドであって、第２の溝の深さは、フィン本体の表面から見たときの立設部の高さよりも大きい。

第８の発明にかかるガイドの使用方法は、第５乃至第７のいずれか一つにかかるガイドを使用する方法である。ガイドの第１の溝の一つには、同じ熱交換器用フィンに属する複数のカラーを摺動自在に嵌め込む。第１の溝に隣接する第２の溝に、第１の溝に嵌め込むカラーと同じ熱交換器用フィンに属する立設部を納める。

第９の発明にかかるガイドの使用方法は、第８の発明にかかるガイドの使用方法であって、同じ熱交換器用フィンに属し、所定の方向において互いに隣接するカラーと、第１の溝の内壁とで囲まれる空間の空気を排気する。

第１の発明にかかる熱交換器用フィンによれば、立設部の先端がカラーの先端よりも高い位置にあるので、当該熱交換器用フィンを伝熱管に取設して得た熱交換器において、当該熱交換器に流れ込む空気を効率よく攪拌することができる。よって、熱交換効率が高まる。

しかも、二本の直線上を延びるガイドで、複数のカラーを摺動自在に挟むことで、熱交換器用フィンを所定の位置へと移動させることができる。さらには、立設部は当該二つの直線の外側に位置するので、所定の方向において互いに隣接するカラーの間の空間を、当該カラーを挟む二つのガイドで略密閉の状態にしやすい。

第４の発明にかかる熱交換器によれば、熱交換器に流れ込む空気を効率よく攪拌できるので、熱交換効率が高い。

第５の発明にかかるガイドによれば、先端の位置がカラーの先端の位置よりも高い立設部を備える熱交換器用フィンにも用いることができる。

第６の発明にかかるガイドによれば、一つの第１の溝に、同じ熱交換器用フィンに属する複数のカラーを嵌め込んだ際に、所定の方向において互いに隣接するカラーの間の空間を、当該カラーと第１の溝の内壁とで略密閉の状態にすることができる。かかる空間の気圧を低下させることで、ガイドとは反対側から保持しなくても、熱交換器用フィンをガイドに引き付けておくことができる。よって、製造工程において熱交換器用フィンが扱いやすい。

第７の発明にかかるガイドによれば、第２の溝に立設部を納めた際に、立設部がガイドに接触することを防止することができる。

第８の発明にかかるガイドの使用方法によれば、第１の溝の一つに、同じ熱交換器用フィンに属する複数のカラーを嵌め込んで滑らせることで、当該熱交換器用フィンを所定の位置まで移動させることができる。ガイドには、第１の溝が複数設けられているので、複数の熱交換器用フィンを並行して所定の位置まで移動させることができる。しかも、第２の溝に立設部が納まるので、熱交換器用フィンの移動が立設部によって阻害されにくい。

第９の発明にかかるガイドの使用方法によれば、当該空間の空気を排気することで、空間の気圧を低下させることができる。よって、熱交換器用フィンはガイドに引き付けられる。

第１の実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる熱交換器用フィン１を概念的に示す図である。図２は、図１で示される位置II−IIでの断面を、所定の方向９１に向かって見た図である。

熱交換器用フィン１は、伝熱管に取設される熱交換器用のフィンであって、フィン本体１１と、複数のカラー１３と、立設部１４，１５とを備える。

熱交換器用フィン１は、例えば一枚の板状の伝熱材を加工することで得られる。具体的には、板状の伝熱材に例えばプレス加工を施すことで、カラー１３が得られる。板状の伝熱材に切起し加工を施すことで、立設部１４，１５が得られる。

フィン本体１１は、所定の方向９１に延在しており、伝熱管が挿入される複数の孔１２が設けられている。複数の孔１２は、所定の方向９１に沿って配置されている。

複数のカラー１３はいずれも環状であって、フィン本体１１に対して同じ側に設けられている。カラー１３は、孔１２のそれぞれに一つずつ、孔１２を取り囲んで立設されている。

熱交換器用フィン１をカラー１３側から見たときのカラー１３はいずれも、次の態様で配置されている。すなわち、カラー１３は、フィン本体１１の表面１１１を所定の方向９１に延びる二本の直線１０１，１０２の間に配置されている。そして、カラー１３の外周１３１は、直線１０１，１０２に接している。

立設部１４は、カラー１３と同じ側でフィン本体１１に立設されており、二本の直線１０１，１０２の外側に位置する。なお、立設部１４は、直線１０１，１０２上の位置にはない。立設部１４の先端１４１（位置ｒ１）は、表面１１１から見て、複数のカラー１３の先端１３２（位置ｒ２）よりも高い位置にある（図２）。

立設部１５は、カラー１３と同じ側でフィン本体１１に立設されており、二本の直線１０１，１０２の間に位置する。なお、立設部１５は、直線１０１，１０２上の位置にはない。立設部１５の先端１５１は、表面１１１から見て、カラー１３の先端１３２より低い位置にある（図２）。

熱交換器用フィン１に使用されるガイド２０について、図３及び図４を用いて説明する。図４は、図３に示される位置IV−IVでの断面を、所定の方向９１に向かって見た図であり、熱交換器用フィン１に使用された状態でのガイド２０を示す。

ガイド２０は、ガイド部２０１，２０２と、連結部２０３とを有する。図３では、ガイド部２０１，２０２の配置される位置が、ハッチングによって示されている。具体的には、ガイド部２０１，２０２はそれぞれ、直線１０１，１０２に沿って延びて、複数のカラー１３を摺動自在に挟む。ガイド２０１，２０２の間でカラー１３を滑らすことで、熱交換器用フィン１を所定の位置まで移動させることができる。

なお、立設部１４，１５は、上述のとおり直線１０１，１０２上の位置にないので、ガイド部２０１，２０２を直線１０１，１０２上にそれぞれ配置しやすい。

連結部２０３は、ガイド部２０１，２０２同士をフィン本体１１とは反対側で互いに連結する。ガイド２０１，２０２で挟まれたカラー１３は、フィン本体１１とは反対側が連結部２０３によって塞がれる。

ガイド部２０１，２０２は、フィン本体１１の表面１１１に接触している（図４）。連結部２０３はカラー１３に接触している（図４）。これにより、ガイド部２０１，２０２とフィン本体１１との間、及びカラー１３と連結部２０３の間に隙間がなくなる。

よって、所定の方向９１において互いに隣接するカラー１３の間の空間３０１（図３ではハッチングで示されている。）を、ガイド部２０１，２０２及び連結部２０３で略密閉の状態にすることができる。なお、立設部１４は、二本の直線１０１，１０２の外側に位置するので、連結部２０３がカラー１３に接触することを阻害しない。

ガイド２０によって空間３０１を略密閉の状態にすることで、空間３０１の空気を排気して、空間３０１の気圧を低下させることができる。これにより、ガイド２０とは反対側から保持しなくても、熱交換器用フィン１をガイド２０に引き付けておくことができる。よって、製造工程において熱交換器用フィン１が扱いやすい。

上述した熱交換器用フィン１に設けられた複数の孔１２に、伝熱管を挿入することで、熱交換器を得ることができる。

上述した熱交換器用フィン１によれば、立設部１４の先端１４１はカラー１３の先端１３２よりも高い位置にあるので、熱交換器に流れ込む空気を効率よく攪拌することができる。よって、熱交換効率が高まる。

第２の実施の形態．
本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した熱交換器用フィン１に用いるガイド２について、図５及び図６を用いて説明する。図６は、図５に示される位置VI−VIでの断面を、所定の方向９１に向かって見た図であり、複数の熱交換器用フィン１に使用された状態でのガイド２を示す。

熱交換器用フィン１はいずれも所定の方向９１に沿って延び、それぞれが方向９３に並んでいる。ガイド２は、これら複数の熱交換器用フィン１に使用されている。ここで、方向９３は、所定の方向９１とは垂直であって、フィン本体１１の表面１１１に沿う。

ガイド２は、その部材として、第１の実施の形態で説明したガイド２０（以下、「ガイド部材２０」と称す。）の複数と、連結部２０４とを備える。なお図５では、図３で示されるのと同様に、ガイド２のガイド部２０１，２０２が配置される位置が、ハッチングによって示されている。

ガイド部材２０は、方向９３に沿って複数配置されおり、複数の熱交換器用フィン１のそれぞれに一つずつ対応する。具体的には、同じ熱交換器用フィン１に属する複数のカラー１３は、同じガイド部材２０に属するガイド部２０１，２０２によって挟まれる。

よって、一つのガイド部材２０のガイド部２０１，２０２の間には、一つの熱交換器用フィン１のカラー１３が滑る（図５）。ガイド２にはガイド部材２０が複数備えられているので、ガイド２によって複数の熱交換器用フィン１を並行して、所定の位置まで移動させることができる。

同じガイド部材２０に属するガイド部２０１，２０２と、連結部２０３とで囲まれた空間は、ガイド２に設けられた第１の溝２１（図６）と把握することができる。ガイド２０１，２０２は所定の方向９１に沿って延びているので、第１の溝２１は、所定の方向９１に延びていると把握できる。

そして、同じ熱交換器用フィン１に属する複数のカラー１３が、同じガイド部材２０に属するガイド部２０１，２０２に挟まれて、これらの間を滑ることに鑑みれば、第１の溝２１の一つには、同じ熱交換器用フィン１に属する複数のカラー１３が摺動自在に嵌め込まれると把握できる。

第１の溝２１の深さＤ１は、フィン本体１１の表面１１１から見たときのカラー１３の高さｈ１とほぼ等しい（図６）。これにより、一つの第１の溝２１に、同じ熱交換器用フィン１に属する複数のカラー１３を嵌め込んだ際に、カラー１３の先端１３２と第１の溝２１の内壁２１ａとの間に隙間ができにくい。

よって、所定の方向９１において互いに隣接するカラーの間の空間３０１（図５ではハッチングで示されている。）を、当該カラー１３と第１の溝２１の内壁２１ａとで略密閉の状態にすることができる。

空間３０１を略密閉の状態にすることで、例えば空間３０１の空気を排気して、空間３０１の気圧を低下させることができる。これにより、ガイド２とは反対側から保持しなくても、熱交換器用フィン１をガイド２に引き付けておくことができる。よって、製造工程において熱交換器用フィン１が扱いやすい。

連結部２０４は、方向９３において互いに隣接するガイド２０同士を連結する。具体的には連結部２０４は、ガイド部材２０の連結部２０３同士を互いに連結する。立設部１４は、方向９３において互いに隣接するガイド部材２０と、連結部２０４とで囲まれた空間に納まる。

異なるガイド部材２０に属し、かつ方向９３において互いに隣接するガイド部２０１，２０２と、連結部２０４とで囲まれた空間は、ガイド２に設けられた第２の溝２２（図６）と把握することができる。ガイド部材２０は方向９３に沿って複数配置され、かつガイド２０１，２０２は所定の方向９１に沿って延びているので、第２の溝２２は、所定の方向９１に延び、方向９３おいてに第１の溝２１と交互に設けられていると把握できる。

そして、方向９３において互いに隣接するガイド部材２０と、連結部２０４とで囲まれた空間に立設部１４が納まることに鑑みれば、第１の溝２１に隣接する第２の溝２２には、当該第１の溝２１に嵌め込むカラー１３と同じ熱交換器用フィン１に属する立設部１４が納められると把握できる。

連結部２０４のフィン本体１１側の表面２０４ａは、連結部２０３のフィン本体１１側の表面２０３ａよりも、フィン本体１１とは反対側へと退いている（図６）。第１及び第２の溝２１，２２を用いて説明すれば、第２の溝２２は第１の溝２１よりも深い。かかる態様によれば、立設部１４の先端１４１は、連結部２０４の表面２０４ａに接触しにくい。

図６では、第２の溝２２の深さＤ２が、フィン本体１１の表面１１１から見たときの立設部１４の高さｈ２よりも大きい場合が示されている。かかる態様によれば、立設部１４はガイド２に接触しない。

ガイド２を熱交換器用フィン１から取り外して見たときには、ガイド２は次のように把握できる。すなわち、ガイド２では、ある方向に延びる第１及び第２の溝２１，２２が、当該方向に垂直な方向において交互に設けられている。

第１の実施の形態にかかる熱交換器用フィンを概念的に示す図である。図１で示される位置II−IIでの断面を、所定の方向９１に向かって見た図である。ガイド２０の説明に用いられる図である。図３に示される位置IV−IVでの断面を、所定の方向９１に向かって見た図である。第２の実施の形態にかかるガイド２の説明に用いられる図である。図５に示される位置VI−VIでの断面を、所定の方向９１に向かって見た図である。

符号の説明

１熱交換器用フィン
２ガイド
１１フィン本体
１２孔
１３カラー
１４立設部
２１第１の溝
２１ａ内壁
２２第２の溝
９１所定の方向
１０１，１０２直線
１１１表面
１３１外周
１３２，１４１先端
３０１空間
Ｄ１，Ｄ２深さ
ｈ１，ｈ２高さ

Claims

伝熱管に取設される熱交換器用のフィンであって、
矩形であり、前記矩形の長手方向を所定の方向（９１）としたときに、前記伝熱管が挿入される複数の孔（１２）が前記所定の方向に沿って配置された、フィン本体（１１）と、
前記フィン本体に対して同じ側で、前記孔のそれぞれに一つずつ、前記孔を取り囲んで立設される環状のカラー（１３）の複数と、
前記カラーと同じ側で、前記フィン本体に立設される立設部（１４）と
を備え、
前記フィンを前記カラー側から見たときの前記カラーはいずれも、前記フィン本体の表面（１１１）を前記所定の方向に沿って延びる二本の直線（１０１，１０２）の間に配置され、外周（１３１）が前記二本の直線に接し、
前記フィン本体には、前記二本の直線上において前記表面よりも前記カラーと同じ側に突出している、前記立設部を含む突起形状物が配置されず、前記二本の直線の内側であってかつ前記カラーの周辺が前記カラーと反対側に凹んでおり、
前記立設部は、前記二本の直線の外側に位置し、
前記立設部の先端（１４１）は、前記表面から見て、前記カラーの先端（１３２）よりも高い位置にある、熱交換器用フィン（１）。
伝熱管に取設される熱交換器用のフィンであって、
矩形であり、前記矩形の長手方向を所定の方向（９１）としたときに、前記伝熱管が挿入される複数の孔（１２）が前記所定の方向に沿って配置された、フィン本体（１１）と、
前記フィン本体に対して同じ側で、前記孔のそれぞれに一つずつ、前記孔を取り囲んで立設される環状のカラー（１３）の複数と、
前記カラーと同じ側で、前記フィン本体に立設される第１立設部（１４）と、
前記カラーと同じ側で、前記フィン本体に立設される前記第１立設部とは異なる第２立設部（１５）と、
を備え、
前記フィンを前記カラー側から見たときの前記カラーはいずれも、前記フィン本体の表面（１１１）を前記所定の方向に沿って延びる二本の直線（１０１，１０２）の間に配置され、外周（１３１）が前記二本の直線に接し、
前記フィン本体には、前記二本の直線の内側であってかつ前記カラーの周辺が前記カラーと反対側に凹んでおり、
前記第１立設部は、前記二本の直線の外側に位置し、
前記第２立設部は、前記二本の直線の内側に位置し、
前記第１立設部の先端（１４１）は、前記表面から見て、前記カラーの先端（１３２）よりも高い位置にある、熱交換器用フィン（１）。
前記第２立設部の先端（１５１）は、前記表面から見て、前記カラーの先端よりも低い位置にある、
請求項２に記載の熱交換器用フィン（１）。
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の熱交換器用フィン（１）と、
前記熱交換器用フィンに設けられた前記孔（１２）に挿入される伝熱管と
を備える、熱交換器。
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の熱交換器用フィン（１）に用いられるガイドであって、
前記所定の方向に延びる第１及び第２の溝（２１，２２）が、前記所定の方向に垂直な方向において交互に設けられ、
前記第２の溝（２２）は、前記第１の溝（２１）よりも深い、ガイド（２）。
前記第１の溝（２１）の深さ（Ｄ１）は、前記フィン本体（１１）の前記表面（１１１）から見たときの前記カラー（１３）の高さ（ｈ１）とほぼ等しい、請求項５記載のガイド。
前記第２の溝（２２）の深さ（Ｄ２）は、前記フィン本体（１１）の前記表面（１１１）から見たときの前記立設部（１４）の高さ（ｈ２）よりも大きい、請求項５または請求項６記載のガイド。
請求項５乃至請求項７のいずれか一つに記載のガイド（２）を使用する方法であって、
前記ガイドの前記第１の溝（２１）の一つに、同じ前記熱交換器用フィン（１）に属する複数の前記カラー（１３）を摺動自在に嵌め込み、
前記第１の溝に隣接する前記第２の溝（２２）に、当該第１の溝に嵌め込む前記カラーと同じ前記熱交換器用フィンに属する前記立設部（１４）を納める、ガイドの使用方法。
同じ前記熱交換器用フィン（１）に属し、所定の方向（９１）において互いに隣接する前記カラー（１３）と、前記第１の溝（２１）の内壁（２１ａ）とで囲まれる空間（３０１）の空気を排気する、請求項８記載のガイドの使用方法。