JP4476259B2 - ターンフィン凝縮器 - Google Patents

Description

本発明は、ターンフィンチューブが適用された凝縮器に関し、より詳しくは、改善された構造を持つターンフィン凝縮器に関する。

一般的に、冷蔵、冷凍及び空気調和用の機器には、圧縮機から吐出された高温、高圧の冷媒が有した熱エネルギーを外部に放熱するために凝縮器を使用する。凝縮器は、冷媒が有している熱エネルギーを効率的に放熱するために、凝縮器と外気との接触面積を広めるための方法の一つとして提示されたものが、ターンフィンチューブを適用した凝縮器である。

詳しくは、チューブを回転させながら、その外周面に適当な幅のしわが寄ったストリップを密着して螺旋状に巻かれるようにすることで、ターンフィンチューブが構成される。このとき、上記のしわが寄ったストリップは、上記チューブの外周面に接触する部分はぎっしりと密着し、外側に行くほど広められることにより螺旋状のターンフィンをなす。

一方、このようなターンフィンチューブが適用された凝縮器は、上記ターンフィンをチューブの外周面に螺旋状に巻いてから、上記チューブをベンドしなければならないため、上記ターンフィンチューブを蛇(serpent)状などに配置する場合、チューブ間の間隔を効率的に調節し難いという問題点があった。

このため、上記ターンフィンチューブが適用された凝縮器が単位長さ当りの熱交換効率には優れているものの、全体的に多くの体積を占めることにより、実際製品への適用時に小型化することが難しいという問題点があった。

また、上記のようなターンフィンチューブが適用された凝縮器は、上記ターンフィンチューブをフレームに固定させるために、固定部材が使用される。このとき、上記固定部材は、ターンフィンが付着したチューブの内径に対応する円弧が繰り返して形成された内側ブラケットと外側ブラケットをターンフィンチューブが適用された凝縮器の内外側にそれぞれ位置させ、ボルトを用いて締結した。

しかし、上記のような方式の固定部材はボルトを用いて締結する方式であるため、一々ボルトを締結しなければならないため、作業の所要時間が長いという問題点があった。

上記のような問題点を解決するために、本発明は同一体積でより改善された熱交換効率を有するターンフィン凝縮器を提供することを、その目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の一実施例は、内部空間に流体が流動するチューブの外側に所定の幅を有する、しわが寄ったストリップを螺旋状に密着して巻かれたターンフィンチューブを含んでなるターンフィン凝縮器において、上記ターンフィンチューブは、蛇状に1次ベンドされて水平固定部材で水平位置が整列して固定され、上記の1次ベンドされた蛇状の長軸方向に2次ベンドされてなることを特徴とする、ターンフィン凝縮器を提供する。

ここで、上記水平固定部材は、上記ターンフィンチューブの外周縁と同一内径の半球型断面を持ち、上記半球型断面の両側部に、半球型断面と同幅で延長された延長部を含んでなる固定装置が備えられるが、上記固定装置は、プレス装置によりプレスされてターンフィンチューブの外周縁に密着して固定されることが好ましい。

そして、上記水平固定部材は、上記蛇状の長軸方向に沿って少なくとも2つ以上備えられることが好ましい。

さらに、上記の2次ベンドされた状態で、上下方向に配置された上記水平固定部材の上下位置を整列して固定する垂直固定部材をさらに含んでなることが好ましい。
ここで、上記水平固定部材の側部には、締結ホールが形成されたフランジが備えられ、上記垂直固定部材には上記締結ホールと結合される締結具が締結されることが好ましい。

以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の好適な実施例を、添付する図面を参照して説明する。本実施例を説明するにあたって、同一構成に対しては同一名称及び同一符号を使用し、これによる付加的な説明は下記にて省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例によるターンフィン凝縮器を詳しく説明すると、次の通りである。

図1は、本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の正面図である。
図1で示されるように、本発明の一実施例によるターンフィンチューブが適用された凝縮器は、ターンフィンチューブ15、水平固定部材20、そして垂直固定部材30を含んでなることが好ましい。

ここで、上記ターンフィンチューブ15は、内部空間に流体が流動するチューブ14と、上記チューブ14を通過する流体と外部空気間の熱交換を促進させるために、チューブ14の外部に付着されるターンフィン12を備え、上記ターンフィン12はチューブ14と外部空気の接触面積を広めるように、チューブ14の外周に螺旋状に密着して巻かれる。

上記チューブ14に上記ターンフィン12が密着して巻かれると、必要に応じて熱伝達効率を増加させるように、ブレイジング(brazing)処理により、上記チューブ14とターンフィン12がさらに密着され得る。

また、上記ターンフィンチューブ15は蛇(serpentine)状に1次ベンドされて水平固定部材20で水平位置が整列して固定され、上記の1次ベンドされた蛇状の長軸方向に2次ベンドされてなる。このように、2次ベンドされたターンフィン凝縮器は水平／垂直方向に多段に形成される。これにより、同一体積で上記ターンフィンチューブ15の密度を増加させることができる。

ここで、上記蛇(serpentine)状とは、実質的に同幅で左右方向に交互に多段にベンドされることにより、チューブ14の内部に流れる流体の流れ方向が所定長さの間隔を持ち、多段に180°交互に変化できるように形成された形状のことをいう。

一方、上記の2次ベンドされたターンフィンチューブ15の水平方向は水平固定部材20により整列され、垂直方向は垂直固定部材30により整列して固定される。
図2及び図3は、本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の平面図及び部分切開側面図である。

図2及び図3で示されるように、本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器10は、1次ベンドされたターンフィンチューブ15の上部と下部にそれぞれ水平固定部材20がプレスして固定される。また、上記ターンフィンチューブ15が2次ベンドされた後には、上記水平固定部材20の上下位置が垂直固定部材30により整列して固定される。
ここで、上記水平固定部材20は、2次ベンドされたターンフィン凝縮器10の垂直方向の各段に設けられることが好ましい。

図4は、本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器に備えられた水平固定部材の斜視図である。
図4を参照すると、上記水平固定部材20は固定装置28、フランジ22、第1締結ホール24及び結合孔25を含んでなることが好ましい。

ここで、上記固定装置28はターンフィンチューブ15の外周縁に密着できるように半球型断面を持ち、上記半球型断面の両側端に、上記半球型断面の幅と同様に垂直に延長された延長部26が備えられる。従って、上記固定装置28の断面は、全体的に‘U’字状からなる。

一方、上記固定装置28は、上記水平固定部材20の一面に所定の間隔を持って提供されることが好ましい。また、上記水平固定部材20は、蛇状に1次ベンドされたターンフィンチューブ15の長軸方向に沿って少なくとも2つ以上設けられることが好ましい。

上記水平固定部材20が4列で備えられる場合は、外郭側の水平固定部材と隣接する中央側の水平固定部材の固定装置は、相互ジグザグ状に配置されることが好ましい。
勿論、上記水平固定部材20が2列で備えられた場合は、隣接する水平固定部材の固定装置は、相互ジグザグ状に配置されることが好ましい。

一方、上記水平固定部材20の側部フランジ22には、第1締結ホール24が形成され、上記垂直固定部材30には垂直方向に所定の間隔を持って第2締結ホール34が形成される。上記第1締結ホール24と第2締結ホール34が一致した状態で、締結具32を上記の締結ホール(24、34)を貫通して締結することにより、上記水平固定部材20の垂直位置を整列して固定できる。

一方、上記水平固定部材20には、ターンフィンチューブ15の外周縁と同一内径の半球型断面を持ち、上記半球型断面の両側には延長部26が延長される。従って、上記半球型断面にターンフィンチューブ15を挿入した後、半球型断面と同幅で形成された延長部26を含んでなる固定装置28が備えられることが好ましい。

このとき、上記固定装置28は、プレス装置40によりターンフィンチューブ15の外周縁にプレスすることにより密着して固定される。詳しくは、上記固定装置28の内側にターンフィンチューブ15を挿入した後、上記延長部26がプレス装置によりプレスされることにより、上記ターンフィンチューブ15の外周縁は、上記固定装置28に密着して固定される。
図5は、本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器に備えられた水平固定部材が、プレス装置によりプレスされる過程を示した状態図である。

図5で示されるように、本発明によるターンフィン凝縮器10に備えられた水平固定部材20がA→B→C→Dの段階を経てターンフィンチューブ15に設けられることが好ましい。
ここで、上記A〜Dの段階を見ると、次の通りである。

まず、プレス装置40のベース部42の上部に水平固定部材20を安着させ、上記水平固定部材20に備えられた固定装置28にそれぞれターンフィンチューブ15を挿入する(A段階)。
次いで、上記プレス装置40のプレス部44が下側に移動され(B段階)、上記プレス部44が延長部42をプレスする(C段階)。これにより、上記延長部42は上記ターンフィンチューブ15の外周面に密着される。ここで、上記プレス部44の下面は、ターンフィンチューブ15の断面と同一半径を有したラウンドの断面であることが好ましい。

上記のA〜C段階を経た後、上記プレス部44が再び上側に移動され、上記ベース部42から上記水平固定部材20が固定されたターンフィンチューブ15を搬出させる(D段階)。
このような過程により、蛇状に1次ベンドされたターンフィンチューブ15の外面に水平固定部材が設けられる。

図6は、本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の製作工程を示した状態図である。
図6で示されるように、Iはチューブ14にターンフィン12を螺旋状に巻くワインディング(WINDING)段階であり、IIは上記ワインディングされたターンフィンチューブ15を長軸方向に蛇状になるように曲げる1次ベンディング(BENDING)段階である。

ここで、上記のベンドされる段階の蛇状とは、図6のIIに図示されたように、左右方向に交互にベンドされるが、上記チューブ14の内部に流れる流体の流れ方向が所定長さの間隔を持ち、多段に180°交互に変化できるように形成された形状のことをいう。

そして、IIIは上記蛇状にベンドされたターンフィンチューブ15に上記水平固定部材20を設ける段階である。また、IVは上記1次ベンドされたターンフィンチューブ15を蛇状の長軸方向に沿って2次ベンドする段階であり、Vは上記2次ベンドされたターンフィンチューブ15に設けられた水平固定部材20の位置を整列させる垂直固定部材30を設ける段階である。

上記のような製作工程により、上記ベンドされたターンフィンチューブ15間の間隔を効率的に調節及び整列することができ、同一体積で熱交換効率が向上したターンフィン凝縮器10を提供できる。

前述したように、本発明によるターンフィン凝縮器は、次のような効果を持つ。
第一、上記チューブの外側にしわが寄ったストリップを密着して螺旋状に巻かれたターンフィンチューブを蛇状に1次ベンドするとき、チューブ間の間隔が効率的に調節できる。

第二、上記ターンフィンチューブが適用された凝縮器の単位体積当りの熱交換効率に優れているだけでなく、角をなして2次ベンドされ、全体的に小さい体積を占めることにより、実際製品に適用するとき小型化することができる。

第三、上記プレス装置により水平固定部材がプレスされ、上記水平固定部材の位置を整列して固定する垂直固定部材が備えられることにより、従来のボルト締結構造とは異なって、作業工程が簡素化されることにより作業時間が減少され得る。

一方、上記のような本発明の各実施例は、本発明の理解を助けるために構成したものであって、単純に前述した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の技術的思想から外れない範囲内で、多様な変形が可能である。

本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の正面図。 本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の平面図。 本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の部分切開側面図。 本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器に備えられた水平固定部材の斜視図。 本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器に備えられた水平固定部材が、プレス装置によりプラスされる過程を示した状態図。 本発明の一実施例によるターンフィン凝縮器の製作工程を示した状態図。

符号の説明

10：ターンフィン凝縮器
12：ターンフィン
14：チューブ
15：ターンフィンチューブ
20：水平固定部材
22：フランジ
24：第1締結ホール
25：結合孔
26：延長部
28：固定装置
30：垂直固定部材
32：締結具
34：第2締結ホール
35：結合具
40：プレス装置
42：ベース部
44：プレス部

Claims (1)

1. 内部空間に流体が流動するチューブの外側に所定の幅を有する、しわが寄ったストリップを螺旋状に密着して巻かれたターンフィンチューブを含んでなるターンフィン凝縮器において、
   蛇状に１次ベンドされたターンフィンチューブの蛇状の長軸方向に沿って備えられた、少なくとも２つ以上の水平固定部材と、
   上記ターンフィンチューブが蛇状の長軸方向に２次ベンドしたときに上下方向に配置される上記少なくとも２つ以上の水平固定部材を、上下位置を整列させて固定する２つの垂直固定部材とを備え、
   上記水平固定部材は、上記ターンフィンチューブの外周縁と同一内径の半円筒型と、該該半円筒型の両側部に形成され、半円筒型と同幅で延長された延長部とを含む、２列以上の固定装置を含み、該固定装置は、隣接する固定装置と相互にジグザグ状に配置され、プレス装置によりプレスされてターンフィンチューブの外周縁に密着固定され、
   上記水平固定部材の両側端部には、締結ホールが形成されたフランジが設けられ、
   上記２つの垂直固定部材は、締結具を上記締結ホールに締結することによって上記水平固定部材の両側端部に固定され、
   上記少なくとも２つ以上の水平固定部材の最下段に備えられた水平固定部材のフランジには結合孔が形成され、上記結合孔には垂直固定部材の下端に形成された結合具が結合されることを特徴とするターンフィン凝縮器。

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