JPH0216172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器用フインの成形装置に関す
る。

熱交換器は隔壁を通して高温流体より低温流体
へ熱エネルギーを移動させ、加熱又は冷却を行な
わせる装置である。熱交換器を構造により分類し
たものにフイン付管形熱交換器がある。伝熱管の
外側に気体を流す場合には伝熱管と気体との間は
熱伝達率が小さいことから、伝熱管の表面にフイ
ンを付けて熱流束を増加させたフイン付管形熱交
換器が用いられる。

フイン付管形熱交換器としては次に示すような
ものがある。

第１図は熱交換器の正面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図、第３図は第２図のＢ部拡大
図、第４図は第３図のＣ−Ｃ矢視断面図、第５図
は針状フインの斜視図である。この熱交換器は、
偏平な冷媒管１を蛇行状に曲げ、長手方向と直角
な方向に長い切り欠き部２ａを設けるとともに蛇
行状にコルゲート成形した針状フイン２を、切り
欠き部２ａが冷媒管１の偏平面１ａと略直角とな
る方向で冷媒管１の間へ入れて針状フイン２のへ
り部２ｂで接合したものである。冷媒管１は仕切
１ｂによつて内部が分割される一方、針状フイン
２は第４図における矢印方向の気体の流れを良く
するためアール部６に大きな切り欠き部２a′が設
けられ、アール部６には針２ｃがなくなつてい
る。

次に前記針状フインのかわりにエキスパンドメ
タルをフインとして使用したフイン付管形熱交換
器を第６図、第７図に示す。第６図は第３図に相
当する図であり、第７図は第６図のＤ部の拡大図
である。これは、エキスパンドメタル３をコルゲ
ート成形して冷媒管１に接合したものである。エ
キスパンドメタル３はストランド部３ｂとボンド
部３ａとが一体となつている。

斯かるフイン付管形熱交換器では、針２ｃ及び
ストランド部３ｂの断面形状が角形で尖つている
と針２ｃ間あるいはストランド部３ｂ間を流れる
気体が乱流となり、気体の圧力損失が大となつて
騒音が発生したりあるいは気体の流速が低下して
熱伝達率が低下したりする。

そのため針やストランド部の外周面を滑らかな
曲面にすべく断面形状を円形や楕円形等にする試
みがなされている。

例えば第１図〜第５図に示す針状フイン２を製
造する場合、板材を所定の幅で切断して切り欠き
部２ａを剪断したあと針２ｃの断面が円形に成形
される。針状フイン２の針２ｃの断面形状を円形
に成形するのに従来は第８図に示す装置が用いら
れている。即ち、外周面に針状フイン２の針２ｃ
と対応するパターンで半円形溝４あるいは４′を
有する溝付ロール５及び５′を対向して具え、こ
の溝付ロール５と５′との間へ針状フイン２を送
り込むものである。四角形断面を有する針２ｃが
上下から押圧されながら送り込まれ、半円形溝４
と４′とにより針２ｃの断面形状が連続して四角
形から円形に成形される。

ところが、この装置では針状フインの針の部分
が溝付ロールの半円形溝の位置からずれた場合に
は、針状フインの針が円形の断面形状に成形され
ず針は偏平に押しつぶされ、針状フインの位置ず
れは自動的には復元しない。また、このように針
状フインの位置ずれが生じたときに硬質の異物が
溝付ロール間へ混入すると、針が異物によつて切
断される虞れがある。

そこで本発明は、斯かる欠点を解消し、針状フ
インの針あるいはエキスパンドメタルのストラン
ド部等の断面形状を確実に円形あるいは楕円形に
成形する熱交換器用フインの成形装置を提供する
ことを目的とする。

斯かる目的を達成する本発明の構成は、間欠的
に開口部と非開口部とを有するフインの形状と対
応したパターンで外周面に夫々溝が形成されると
ともに同期回転して両側から前記フインを押圧し
前記フインの所定部分の外周面を滑らかな曲面に
形成する一対のロールを具えた熱交換器用フイン
の成形装置において、前記溝の断面形状を略円形
の底部とロール外周面から該底部に向かつて溝幅
が小さくなるテーパ部とから構成される形状と
し、夫々のロール外周に配置するとともに、両ロ
ールの溝が対向するように両ロールの周方向位相
を同期配置することを特徴とする。

以下、本発明を図面に示す実施例にもとづいて
詳細に説明する。

本実施例では、フインとして前述したエキスパ
ンドメタルのストランド部の断面形状を略円形に
成形する成形装置について説明する。成形装置の
側面図を第９図に示し、第９図のＥ−Ｅ矢視断面
図を第１０図に示す。第１０図のように左右のス
タンド１２間に軸受２２を介して下部軸２０が回
転自在に具えられる。一方、下部軸２０の真上に
は上部軸２１が次のようにして具えられている。
左右のスタンド１２に２本のボルト１９で夫々バ
ネ支持部材１１が取り付けられ、ガイド１７に沿
つて夫々上下方向へ移動自在に左右のスタンド１
２に具えられた上部軸保持部材１６とバネ支持部
材１１との間に夫々付勢手段としてのバネ１８が
取り付けられる。該バネ１８は一定の付勢力を有
しており、バネ１８の付勢力より大きな力が加わ
れば上部軸保持部材１６は上方へ移動する。この
ようにバネ１８で下方へ付勢される左右の上部軸
保持部材１６の間に軸受２２を介して上部軸２１
が回転自在に具えられる。上部軸２１と下部軸２
０の一端部には同一の歯車１５が夫々相互に噛み
合うよう固定ねじ２３で固定され、下部軸２０の
他端は減速機等を介して図示しないモータに連結
される。また、左右のスタンド１２の間には、上
部軸２１と下部軸２０に夫々キーを介して一対の
成形ロール１３と１４が取り付けられる。成形ロ
ール１３，１４は成形しようとするフインの形状
と対応したパターンで外周面に夫々溝が形成され
る。即ち、本実施例ではフインとしてエキスパン
ドメタルを用いることから成形ロール１３，１４
の外周面の展開図は第１１図のようになる。な
お、第３図の針状フイン２の針２ｃを成形する場
合にはへり部２ｂが軸心方向で成形ロール１３，
１４の外側へ出るように設定する。溝には第７図
におけるストランド部３ｂを挾み込み溝１０ｄと
ポンド部３ａを挾み込む溝１０ｃとがある。そし
て第１１図の左端を成形ロール１３，１４の外周
面上の0゜の位置とすると右端が360゜の位置とな
り、左端の溝１０ｃ又は１０ｄと右端の溝１０ｃ
又は１０ｄとが連続してつながるようになつてい
る。騒音発生防止と熱伝達率を増加するには所定
部分のみ、つまりストランド部３ｂの断面形状を
略円形に成形すればよいので本実施例では第１１
図の溝１０ｄの部分のみが第１２図に示す断面形
状とされ、ボンド部３ａに相当する溝１０ｃの部
分はプレス打抜きあるいは剪断された状態のボン
ド部３ａがすつぽり入るように大きく形成されて
いる。なお、成形ロールの外周面に溝を加工する
においては同一断面形状の溝だけの方が短時間で
加工でき、コスト安となるので、どちらかという
とボンド部もストランド部と同一の断面形状に成
形するようにした方がよい。溝１０ｄの断面形状
は第１２図のように、円形の底部１０ｂとロール
外周面９から底部１０ｂに向かつて溝１０ｄの幅
が小さくなるテーパー部１０ａとから構成され
る。底部１０ｂはエキスパンドメタル３のストラ
ンド部３ｂの断面形状を略円形に形成にするため
中心角θの分だけが半径ｒの円となつている。な
お、中心角θの大きさ及び円の中心位置について
は特に限定されるものではなく、場合に応じて決
めればよい。テーパー部１０ａは、プレス打抜き
又は剪断した状態のストランド部３ｂが溝１０ｄ
内へより確実に噛み込まれるようにするため形成
される。このような目的を十分に達成するため、
溝１０ｄの最大幅Ｗはストランド部３ｂの幅Ｌに
対しＷ＞Ｌとされる。このような溝１０ｃ及び１
０ｄの形成された成形ロール１３，１４が夫々溝
１０ｃどうしあるいは１０ｄどうしが常に対向す
るように、つまり成形ロール１３と１４の位相が
合致するように設定される。そしてバネ１８の付
勢力は、ストランド部３ｂの断面形状を遡性流動
円形化できるが、成形ロール１３と１４のロール
外周面９間にストランド部３ｂが挾まれるような
ことがあつてもストランド部３ｂが押しつぶされ
ない程度の大きさに設定される。これは、ストラ
ンド部３ｂが溝１０ｄ内に入る場合は第１２図の
ように線接触となるのでストランド部３ｂはつぶ
れ易いがストランド部３ｂがロール外周面９上に
位置する場合は面接触となりストランド部３ｂは
つぶれにくいということから可能である。

斯かる成形装置は次のようにして使用する。図
示しないモータのスイツチをONとして第９図
中、歯車１５を矢印の方向へ回転させる。そし
て、エキスパンドメタル３のストランド部３ｂと
ボンド部３ａが溝１０ｄ，１０ｃに夫々噛み込ま
れるようにエキスパンドメタル３を第９図の左側
から成形ロール１３と１４との間へ送り込む。こ
のとき、第１２図においてストランド部３ｂが溝
１０ｄの中心部から多少ずれても、ストランド部
３ｂに成形ロール１３と１４の圧力が加わるとテ
ーパー部１０ａのはたらきにより自動的にストラ
ンド部３ｂは溝１０ｄの中心部へ移動する。ま
た、ストランド部３ｂがロール外周面９上にきた
場合には、バネ１８の付勢力が前述のような強さ
に設定してあるためストランド部３ｂはつぶれる
ことがなくしかもストランド部３ｂは不安定な位
置にあるため自動的に溝１０ｄ内へ戻る。また、
エキスパンドメタル３より硬い材質の異物が成形
ロール１３と１４間に混入しても成形ロール１３
が上方へ移動し、エキスパンドメタル３が異物に
よつて切断されることはない。

なお、外周面を滑らかな曲面に形成しようとす
るフインの所定部分としては前述したように、エ
キスパンドメタルのストランド部のみでなくボン
ド部を含めてもよく、針状フインにおいても針だ
けでなくへり部を含めることもできる。また、付
勢手段はいずれか一方のロールのみでなく両方の
ロールに設けてもよい。更に付勢手段としてはバ
ネに限らず一定圧のエアシリンダ等を用いてもよ
い。

以上、実施例を図面とともに説明したように本
発明によれば、ロール外周面の溝にテーパ部を具
えるとともに一対のロールのうち少なくともいず
れか一方のロールを他方のロールに一定圧力で押
圧する付勢手段を具えているので、フインと溝と
が位相ずれを生じてフインがロール外周面上にく
るようなことがあつてもフインは自動的に溝内へ
移動し、フインよりも硬い材質の異物が一対のロ
ール間に混入しても付勢力に打ち勝つてロールが
移動しロール間距離が大きくなるので、フインが
異物によつて切断される虞れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はフイン付管形熱交換器に係
り、第１図は正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢
視断面図、第３図は第２図のＢ部拡大図、第４図
は第３図のＣ−Ｃ矢視断面図、第５図は針状フイ
ンの一部分を示す斜視図、第６図、第７図は第１
図における針状フインをエキスパンドメタルに変
えた場合のフイン付管形熱交換器に係り、第６図
は第３図に相当する矢視断面図、第７図は第６図
のＤ部拡大図、第８図は従来の熱交換器用フイン
の成形装置の概略を示す説明図、第９図〜第１２
図は本発明による熱交換器用フインの成形装置の
実施例に係り、第９図は側面図、第１０図は第９
図のＥ−Ｅ矢視断面図、第１１図は成形ロールの
外周面の展開図、第１２図は溝の断面形状を示す
説明図である。 図面中、３はエキスパンドメタル、３ａはボン
ド部、３ｂはストランド部、９はロール外周面、
１０ａはテーパ部、１０ｂは底部、１０ｃ，１０
ｄは溝、１３，１４は成形ロール、１８はバネで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 間欠的に開口部と非開口部とを有するフイン
   の形状と対応したパターンで外周面に夫々溝が形
   成されるとともに同期回転して両側から前記フイ
   ンを押圧し前記フインの所定部分の外周面を滑ら
   かな曲面に形成する一対のロールを具えた熱交換
   器用フインの成形装置において、前記溝の断面形
   状を略円形の底部とロール外周面から該底部に向
   かつて溝幅が小さくなるテーパ部とから構成され
   る形状とし、夫々のロール外周に配置するととも
   に、両ロールの溝が対向するように両ロールの周
   方向位相を同期配置することを特徴とする熱交換
   器用フインの成形装置。