JP4423798B2 - Spiral fin fixing device - 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,ショーケース等の伝熱部品として使用される冷媒管の外周に連続したフィン材をスパイラル状に巻付けて構成したスパイラルフィンチューブ型熱交換器のフィンと冷媒管との固定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、そのコストパフォーマンスの高さにより冷蔵庫,ショーケース等に、冷媒管にスパイラル状に巻付けた金属フィンよりなるスパイラルフィンチューブ型の熱交換器が多用されてきている。スパイラルフィンチューブ型熱交換器の製造方法は多種多様であるが、冷蔵庫等の小形のものでは連続した金属フィンを直線状の冷媒管に垂直方向で直接巻付けて両端を冷媒管に固定する方法と、あらかじめコイル上に成形した金属フィンに冷媒管を挿入し、所定ピッチに広げて両端を固定する方法が主体である。何れの方法でもフィン両端が冷媒管に固定されていないとフィンをスパイラル状に成形した時の残留応力によりスプリングバックが発生し、巻付け部が緩むため冷媒管とフィンの密着が悪化し熱交換性能が劣化するため、フィンの両端を冷媒管に強固に固定する必要がある。
【0003】
従来のスパイラルフィンの固定方法としては、特開平10−166047号公報に示されているレーザー光によるフィンと冷媒管を接合した固定方法がある。以下、図面を参照しながら従来のスパイラルフィンの固定方法を説明する。
【0004】
図11は従来例のレーザー光を用いた固定方法の斜視図である。図において1はフィン、2は冷媒管、6はレーザー光を照射するレーザー射出鏡筒である。本固定方法ではフィン1の成形時にフィン始端と終端をレーザー射出鏡筒6からレーザー光を照射して、フィン1と冷媒管2の接触部分を連続的に接合して固定するものである。
【0005】
他の固定方法として、図12に示す別部品を用いたフィン固定方法もある。図において7は固定用部品、8はスポット溶接箇所、9はかしめ箇所である。本固定方法では、図に示すように冷媒管2の回りに固定用部品7を取り付け、スポット溶接箇所8にフィンの端部をスポット溶接することによってフィン1と固定用部品7とを接合し、さらにかしめ箇所9で冷媒管2と固定用部品7とをかしめ加工することによってフィン1を冷媒管2に固定するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のレーザー光を用いた固定方法については、フィンと冷媒管の材料が共に鉄材の場合のみレーザー接合が可能であり、鉄材以外の構成材料を用いたときには正常な接合とならないため、固定ができないという欠点があった。
【0007】
また固定用部品による固定方法では、あらかじめフィンを1周以上巻いた形状に初期加工を行い、この加工したフィンを冷媒管に取付けた後さらに固定用部品を取付けスポット溶接およびかしめ加工を行うことによりフィンと冷媒管を固定する。その後、冷媒管へのフィン巻付けを行うため、フィン初期加工と固定用部品取付け加工とフィン巻付け加工がそれぞれ別工程となっており、それぞれの工程間を移載する必要が生じるため生産性が低下し、かつ固定用部品を用いることからも製造コストも高くなるという欠点があった。
【0008】
上記課題を解決するため本発明は、従来技術の欠点を顧み、熱交換器の構成材料に影響されず強固な固定を可能とし、フィンと冷媒管の密着を維持することにより熱交換器性能の低下を防止すると共に、フィンと冷媒管との固定における作業効率を向上させ製造コストを低減したスパイラルフィンの固定装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、冷媒管の外周にスパイラル状に巻付けたフィンと有するスパイラルフィンチューブ型熱交換器を取付ける冷蔵庫,ショーケース等のダクトにおいて、ダクトに設けられたフィン係合部によりフィンを挟み込むことでフィンと冷媒管とを固定するものである。
【0010】
これにより、フィンと冷媒管の構成材料に関係なくフィンと冷媒管とを固定することが可能となると共にスパイラルフィンチューブ型熱交換器を冷蔵庫,ショーケース等のダクトに取付ける際にフィンと冷媒管とを同時に固定し、密着させることができるため、別の固定部品や固定設備を必要とせずフィンと冷媒管の固定を容易に行うことが可能となる。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のフィン係合部において冷媒管に水平なフィンとの接触面に凹凸部を有する形状としたことで、フィンが凹凸部で止まることからフィンの冷媒管に沿ったずれ等の動きを抑制することができ、さらに確実な固定が可能となる。
【0012】
請求項3記載の発明は、請求項1に記載のフィン係合部において、フィン接触面はフィン外周形状に略合致した半円弧形状としたことで、フィンとの接触面を大きくでき、接触抵抗を増やすことで請求項2記載の発明と同様にフィンの冷媒管に沿ったずれ等の動きを抑制することができ、フィンと冷媒管の確実な固定が可能となる。
【0013】
請求項4記載の発明は、フィン端部を冷媒管に巻付けず直線形状を持たしたことで、そのフィン直線形状部をダクトに接触させることでフィンのスプリングバックによる冷媒管外周方向への回転を止めることができ、フィンの緩みを防止できる。
【0014】
請求項5記載の発明は、フィン端部に折り曲げ形状を持たしたことで、そのフィン折り曲げ形状部をダクトに接触させることで請求項4記載の発明と同様にフィンのスプリングバックによる冷媒管外周方向への回転を止めることができ、フィンの緩みを防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスパイラルフィンの固定装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成について、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0016】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1によるスパイラルフィン固定装置により冷蔵庫のダクト内に固定されたスパイラルフィンチューブ熱交換器の平面図である。図2は図1のA部拡大図、図3は図2のB−B線断面図である。
【0017】
図1,図2,図3において、3は冷媒管2とその外周にスパイラル状に巻付けたフィン1とで構成されるスパイラルフィンチューブ型熱交換器、4は前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器3が取付けられる熱可塑樹脂(たとえばPP樹脂)で成形された冷蔵庫,ショーケース等の機械室に装着されているダクトである。5は前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器3のフィン1と冷媒管2とを挟み込み密着させるためにダクト上に所定間隔をおいて立設した一対の挟持片5’から成るフィン係合部である。狭持片5’の間隔は巻付けられたフィン1の外径より少し小さめにするのが望ましい。
【0018】
前記フィン1は冷媒管2の外周にスパイラル状により巻付けられ、その後任意の形状に複数回蛇行されて完成されたスパイラルフィンチューブ型熱交換器3は前記ダクト4上に一体成形によりフィン1直径以下の隙間をもって設けられたフィン係合部5の挟持部5’に挟み込むように取付けられる。そのため熱可塑性樹脂で成形されている前記フィン係合部5の弾性により前記フィン1と冷媒管2は共に前記フィン係合部に挟み込まれて強固に密着する。これにより前記フィン1と冷媒管2との固定は構成金属材料に影響されず、強固に固定され前記フィン1のスプリングバックによるフィン巻付け部の緩みは発生せず、熱交換性能は劣化しない。また前記フィン係合部は複数箇所設けることにより、その効果を高めることが可能である。また前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器3のダクト4への取付けはすなわち前記フィン1と冷媒管2との固定となることから、前記フィン1と冷媒管2との固定のための別加工は不要であり、かつ容易にフィンと冷媒管との強固な固定が可能となる。
【0019】
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2によるスパイラルフィン固定装置の平面図である。図4において、10はダクト4上に一体成形されたフィン係合部5の挟持片5’のフィン1との接触面に設けられた凹凸部である。フィン係合部5に凹凸部10を接触面に連続的に構成することで前記フィン1がスプリングバックによって冷媒管2に沿ったずれ等により動く場合に、前記フィン1は凹凸部10で止まり、前記フィン1の自由を抑制することができ、フィン巻付け部の緩みの発生を防止できる。そのため前記フィン係合部5の弾性による固定に加え、さらなる前記フィン1と冷媒管2との固定が可能となる。
【0020】
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3によるスパイラルフィン固定装置の断面図である。図5において、11はフィン係合部5の挟持部5’において、フィン外周形状に略合致した半円弧形状のフィン接触面である。この半円弧形状接触面11を構成することでフィン1との接触面積を増やし、接触抵抗を大きくさせることで前記フィン1の自由を抑制することができ、フィン巻付け部の緩みの発生を防止できる。そのため前記フィン係合部5の弾性による固定に加え、さらなる前記フィン1と冷媒管2の固定が可能となる。
【0021】
(実施の形態4)
図6は本発明の実施の形態4によるスパイラルフィン固定装置の断面図である。図6において、12はフィン1の端部のみ冷媒管に巻付けず直線形状を残したことによるフィン直線形状部である。前記フィン直線形状部を構成することで前記フィン1がスプリングバックによって冷媒管円周方向に回転する場合に、前記フィン直線形状部12はダクト4上に一体成形されたフィン係合部5に接触し回転が止まることから前記フィン1の回転によるフィン巻付け部の緩みの発生を防止できる。
【0022】
(実施の形態5)
図7および図9は本発明の実施の形態5によるスパイラルフィン固定装置の平面図である。図8は図7のC−C’矢視断面図、図10は図9のD−D’矢視断面図である。図において、13はフィン巻付け端部を略直角に折り曲げたフィン折り曲げ形状部である。前記折り曲げ形状部13を設け、かつダクト4上に一体成形されるフィン係合部5を前記フィン折り曲げ形状部13に接触するように設けることにより、実施の形態4に記載した内容と同様に前記フィン1がスプリングバックによって冷媒管円周方向に回転する場合に、前記フィン直線形状部12はダクト4上に一体成形されたフィン係合部5に接触し回転が止まることから前記フィン1の回転によるフィン巻付け部の緩みの発生を防止できる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器が取付けられる冷蔵庫,ショーケース等のダクトに設けたフィン係合部によりフィンと冷媒管とを固定することで、構成材料に影響されず、かつフィンと冷媒管との固定にかかる設備を必要とせず、またフィンと冷媒管の固定作業時間を短縮でき、フィンの緩みを防止することで熱交換性能劣化を防止できるとともに製造コストを低減することができる。
【0024】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、フィンとの接する面に凹凸部を備えることにより、フィンの冷媒管に沿ったずれ等を防止し、より強固にフィンと冷媒管との固定が可能となる。
【0025】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、フィン接触面をフィン外周形状に略合致した半円弧形状としたことで、接触抵抗を大きくしフィンの冷媒管に沿ったずれ等を防止し、より強固にフィンと冷媒管との固定が可能となる。
【0026】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、フィン端部に直線形状を持たし、ダクトとの接触によりフィンのスプリングバックによる回転を防止しフィンの緩みを防止できる。
【0027】
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、フィン端部に折り曲げ形状を持たし、ダクトとの接触によりフィンのスプリングバックによる回転を防止しフィンの緩みを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるスパイラルフィン固定装置により冷蔵庫のダクト内に固定されたスパイラルフィンチューブ型熱交換器の平面図
【図2】図1のA部拡大図
【図3】図2のB−B線断面図
【図4】本発明の実施の形態2によるスパイラルフィン固定装置の平面図
【図5】本発明の実施の形態3によるスパイラルフィン固定装置の断面図
【図6】本発明の実施の形態4によるスパイラルフィン固定装置の断面図
【図7】本発明の実施の形態5によるスパイラルフィン固定装置の平面図
【図8】図7のC−C矢視断面図
【図9】本発明の実施の形態5によるスパイラルフィン固定装置の平面図
【図10】図9のD−D矢視断面図
【図11】従来例のレーザー光を用いた固定方法の斜視図
【図12】従来例の別部品を用いたフィン固定方法の斜視図
【符号の説明】
1 フィン
2 冷媒管
3 スパイラルフィンチューブ型熱交換器
4 ダクト
5 フィン係合部
5’ 挟持片
6 レーザー射出鏡筒
7 固定用部品
8 スポット溶接箇所
9 かしめ箇所
10 凹凸部
11 フィン接触面
12 フィン直線形状部
13 フィン折り曲げ形状部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to fixing of a fin and a refrigerant tube of a spiral fin tube type heat exchanger configured by spirally winding a fin material around the outer periphery of a refrigerant tube used as a heat transfer component such as a refrigerator or a showcase. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a spiral fin tube type heat exchanger made of metal fins spirally wound around a refrigerant pipe has been frequently used for refrigerators, showcases, etc. due to its high cost performance. There are a wide variety of manufacturing methods for spiral finned tube heat exchangers, but for small products such as refrigerators, a method in which continuous metal fins are directly wound around a straight refrigerant pipe in the vertical direction and both ends are fixed to the refrigerant pipe. The main method is to insert a refrigerant tube into a metal fin previously formed on the coil, spread it to a predetermined pitch, and fix both ends. In any method, if both ends of the fin are not fixed to the refrigerant pipe, a springback occurs due to residual stress when the fin is formed in a spiral shape, and the winding part loosens, so the adhesion between the refrigerant pipe and the fin deteriorates and heat exchange occurs. Since performance deteriorates, it is necessary to firmly fix both ends of the fin to the refrigerant pipe.
[0003]
As a conventional method for fixing a spiral fin, there is a fixing method in which a fin and a refrigerant tube are joined by a laser beam as disclosed in JP-A-10-166047. Hereinafter, a conventional method for fixing a spiral fin will be described with reference to the drawings.
[0004]
FIG. 11 is a perspective view of a conventional fixing method using laser light. In the figure, 1 is a fin, 2 is a refrigerant tube, and 6 is a laser emission barrel for irradiating laser light. In this fixing method, at the time of forming the
[0005]
As another fixing method, there is a fin fixing method using another component shown in FIG. In the figure, 7 is a fixing part, 8 is a spot welding location, and 9 is a caulking location. In this fixing method, as shown in the figure, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, with regard to the fixing method using the laser beam described above, laser bonding is possible only when the material of the fin and the refrigerant tube is both an iron material, and normal bonding is not possible when a constituent material other than iron material is used. There was a drawback that could not.
[0007]
In the fixing method using the fixing parts, initial processing is performed in a shape in which the fins are wound one or more times in advance, and after mounting the processed fins on the refrigerant pipe, the fixing parts are further attached by spot welding and caulking. Fix the fin and the refrigerant pipe. After that, fins are wound around the refrigerant pipe, so fin initial processing, fixing component mounting processing, and fin winding processing are separate processes, and it is necessary to transfer between each process. There is a drawback that the manufacturing cost is increased because of the lowering of the height and the use of fixing parts.
[0008]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention takes into account the drawbacks of the prior art, enables strong fixing without being affected by the constituent materials of the heat exchanger, and maintains the close contact between the fins and the refrigerant pipe to improve the heat exchanger performance. An object of the present invention is to provide a fixing device for a spiral fin that prevents the lowering and improves the working efficiency in fixing the fin and the refrigerant pipe and reduces the manufacturing cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0010]
This makes it possible to fix the fin and the refrigerant pipe regardless of the constituent material of the fin and the refrigerant pipe, and at the time of attaching the spiral fin tube type heat exchanger to the duct of the refrigerator, the showcase, etc. Can be fixed and brought into close contact with each other at the same time, so that it is possible to easily fix the fins and the refrigerant pipes without the need for separate fixing parts or fixing equipment.
[0011]
The invention according to
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the fin engaging portion according to the first aspect, the fin contact surface has a semicircular arc shape that substantially matches the outer peripheral shape of the fin. As in the second aspect of the invention, it is possible to suppress the movement of the fins along the refrigerant pipe and the like, and the fin and the refrigerant pipe can be securely fixed.
[0013]
In the invention according to
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the fin end portion has a bent shape, and the fin bent shape portion is brought into contact with the duct so that the outer circumferential direction of the refrigerant pipe by the spring back of the fin is the same as the fourth aspect of the invention. Rotation can be stopped and fins can be prevented from loosening.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a fixing device for spiral fins according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure as the past, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0016]
(Embodiment 1)
1 is a plan view of a spiral fin tube heat exchanger fixed in a duct of a refrigerator by a spiral fin fixing device according to
[0017]
1, 2, and 3,
[0018]
The
[0019]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a plan view of a spiral fin fixing device according to
[0020]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a spiral fin fixing device according to
[0021]
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a spiral fin fixing device according to
[0022]
(Embodiment 5)
7 and 9 are plan views of a spiral fin fixing device according to
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to
[0024]
In addition to the invention described in
[0025]
In addition to the invention described in
[0026]
In addition to the invention described in
[0027]
In addition to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a spiral fin tube type heat exchanger fixed in a duct of a refrigerator by a spiral fin fixing device according to
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
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