JPH03129299A - Pin fin member - Google Patents

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JPH03129299A
JPH03129299A JP26518589A JP26518589A JPH03129299A JP H03129299 A JPH03129299 A JP H03129299A JP 26518589 A JP26518589 A JP 26518589A JP 26518589 A JP26518589 A JP 26518589A JP H03129299 A JPH03129299 A JP H03129299A
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JP
Japan
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sheet
corrugated
pin fin
linear
heat
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Application number
JP26518589A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Isobe
敏夫 磯部
Minoru Ishida
稔 石田
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/022Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins

Abstract

PURPOSE:To perform easy and high-precise manufacture of a heat exchanger with a pin fin having high heat transfer efficiency by a method wherein a linear heat conductor is bent in a corrugated state, and one curved top part is secured to a metallic sheet. CONSTITUTION:A plurality of linear heat conductors 3 are arranged with a distance between the adjoining heat conductors, a sheet formed of the linear heat conductors 3 and a temporary fixing material is formed, and a plurality of the linear heat conductors are fixed in an alignment state. The sheet is process in a corrugated state, the one curved top part 4 of the corrugated sheet is joined to a metallic sheet 2, and the temporary fixing material is removed. Namely, in a pin fin member 1, the linear heat conductor 3 curved in a corrugated state in the direction of length are arranged throughout the approximate whole area of a surface 2a of the metallic sheet 2, and the curved top part 4 on the one side of the linear heat conductor 3 is secured on the surface 2a of the metallic sheet 2. This constitution enables easy and high-precis manufacture of a heat exchanger with a pin fin.

Description

【発明の詳細な説明】 3産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器用ピンフィン部材に関する。[Detailed description of the invention] 3 industrial application fields] The present invention relates to a pin fin member for a heat exchanger.

より詳しくは熱伝達効率のよいビンフィン付き熱交換器
の製造を容易且つ精度高〈実施するのに役立つピンフィ
ン部材に関する。
More specifically, the present invention relates to a pin fin member that is useful for easily and accurately manufacturing a pin fin heat exchanger with good heat transfer efficiency.

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕熱交換器
において、管内流体と管外流体との間の熱交換性能を高
めるために、管内流体が流れているバイブの外周に通常
フィンを取り付ける。フィンの形状は通常プレート状の
ものが多く、バイブの周囲にらせん状又は環状に形成さ
れる。このようなプレート状フィンの場合、プレートの
表面に空気の境界層が発生し、この境界層がプレートの
表面に滞留して断熱層を形成するので高い熱効率が得ら
れない。その点からはピン状フィンの方が好ましい。又
ビン状フィンのバイブ表面への取付密度を高くすれば熱
交換効率を向上させることができる。
[Prior art and problems to be solved by the invention] In a heat exchanger, in order to improve the heat exchange performance between the fluid inside the pipe and the fluid outside the pipe, fins are usually attached to the outer periphery of the vibrator through which the fluid inside the pipe flows. . The fins are usually plate-shaped and are formed in a spiral or annular shape around the vibrator. In the case of such plate-shaped fins, a boundary layer of air is generated on the surface of the plate, and this boundary layer stays on the surface of the plate to form a heat insulating layer, so that high thermal efficiency cannot be obtained. From this point of view, pin-shaped fins are preferable. Furthermore, heat exchange efficiency can be improved by increasing the attachment density of the bottle-shaped fins to the vibrator surface.

しかしながらバイブの外周にビン状フィンを配置するた
めの実際の作業は極めて困難なものであり、且つ熱交換
効率を高めるためにピンを密に配置しようとする際には
ピンの線径に対応して定められる密度で正しくビン状フ
ィンを配置することを要し、その作業はますます困難と
なる。
However, the actual work of arranging the bottle-shaped fins around the outer circumference of the vibrator is extremely difficult, and when trying to arrange the pins closely to increase heat exchange efficiency, it is difficult to arrange the pins in a way that corresponds to the wire diameter of the pins. It is necessary to correctly arrange the bin-shaped fins at a density determined by the method, and this task becomes increasingly difficult.

そこで、これまで多くの複雑な機械を用いて優れたビン
状フィンを有する熱交換器を提供すべく検討されてきた
が、未だに工業的に実用化されていないのが現状である
Therefore, many attempts have been made to provide a heat exchanger with excellent bottle-shaped fins using many complex machines, but the present situation is that it has not yet been commercially put to practical use.

本発明は従来公知の熱交換器の有する問題点を解決して
、熱伝達効率のよいビンフィン付き熱交換器の製造を容
易且つ精度高〈実施するのに役立つ熱交換器用ピンフィ
ン部材を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems of conventionally known heat exchangers and provides a pin fin member for a heat exchanger that is useful for easily and accurately manufacturing a heat exchanger with pin fins having good heat transfer efficiency. With the goal.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の目的は、金属板にフィンが配置されている熱交
換器部材であって、フィンが互いに平行に間隔をあけて
配列された複数の線状熱伝導体からなり、線状熱伝導体
は長さ方向にコルゲート状に湾曲し、一方の湾曲頂部が
該金属板に固着されているピンフィン部材によって達成
される。
An object of the present invention is to provide a heat exchanger member in which fins are arranged on a metal plate, the fins being composed of a plurality of linear heat conductors arranged in parallel with each other at intervals, and in which the linear heat conductors is achieved by a pin fin member which is curved in a corrugated manner in the length direction, and one curved apex is fixed to the metal plate.

前記本発明のピンフィン部材を製造する好ましい方法は
複数の線状熱伝導体を平行且つ互いに間隔をあけて配列
する工程、線状熱伝導体と仮固定材料から成るシートを
形成して、複数の線状熱伝導体を配列状態で固定する工
程、前記シートをコルゲート状に加工する工程、コルゲ
ート状のシートの一方の湾曲頂部を金属板に接合する工
程、および前記仮固定材料を除去する工程から成る。
A preferred method for manufacturing the pin fin member of the present invention includes the step of arranging a plurality of linear thermal conductors in parallel and spaced apart from each other, forming a sheet made of the linear thermal conductors and a temporary fixing material, and From the step of fixing the linear thermal conductors in an arrayed state, the step of processing the sheet into a corrugated shape, the step of joining one curved top of the corrugated sheet to a metal plate, and the step of removing the temporary fixing material. Become.

以下本発明のピンフィン部材の好ましい実施例を示す添
付図面を参照して本発明を以下詳述する。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing preferred embodiments of the pin fin member of the present invention.

第1図に示す本発明の一実施例のピンフィン部材1では
金属板20表面2aのほぼ全域にわたって、長さ方向に
コルゲート状に湾曲した線状熱伝導体3が配置され、線
状熱伝導体3の一方の側の湾曲頂部4が金属板2の表面
2aに固着している。
In the pin fin member 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. A curved top portion 4 on one side of the metal plate 3 is fixed to the surface 2a of the metal plate 2.

金属板としては、銀、銅、アルミニウム等の純金属或い
は合金又は前記金属板にハンダメツキ、スズメツキ等を
施した金属を用いることができる。
As the metal plate, a pure metal or an alloy such as silver, copper, or aluminum, or a metal obtained by subjecting the metal plate to solder plating, tin plating, etc. can be used.

金属板の表面状態、厚みについては特に限定はしないが
熱交換器用ピンフィン部材として用いる場合、表面状態
は熱交換性能の向上を計るため凹凸があっても良いが線
状熱伝導体3の湾曲頂部4が固着する表面において滑ら
かなものであって、厚みは10−から500声を用いる
とよい。
The surface condition and thickness of the metal plate are not particularly limited, but when used as a pin fin member for a heat exchanger, the surface condition may be uneven to improve heat exchange performance, but the curved top of the linear heat conductor 3 It is preferable that the surface to which 4 is fixed is smooth and has a thickness of 10 to 500 mm.

金属板の熱伝導率は0.038ca 12 / e++
rsec・t:以上が好ましく、用途によってはさらに
適切な熱伝導率を有する金属板を選定して用いることが
できる。
The thermal conductivity of the metal plate is 0.038ca12/e++
rsec·t: The above is preferable, and depending on the application, a metal plate having a more appropriate thermal conductivity can be selected and used.

線状熱伝導体の断面形状については特に限定はしないが
熱交換器用ピンフィン部材として用いる場合の圧力損失
を小さくするためには円形に近い断面の線状熱伝導体を
用いるとよい。
There is no particular limitation on the cross-sectional shape of the linear heat conductor, but in order to reduce pressure loss when used as a pin fin member for a heat exchanger, it is preferable to use a linear heat conductor with a nearly circular cross section.

線状熱伝導体の熱伝導率は0.038caβ/as−s
ea・℃以上が好ましく、用途によってはさらに適切な
熱伝導率を有する線状熱伝導体を選定して用いることが
できる。
The thermal conductivity of the linear thermal conductor is 0.038caβ/as-s
The temperature is preferably ea·° C. or higher, and depending on the application, a linear thermal conductor having a more appropriate thermal conductivity can be selected and used.

親水処理、防錆処理、セラミックコーティング等の各種
の表面処理を、ピンフィン部材の製造中に任意の工程で
線状熱伝導体に必要に応じて付与することができる。
Various surface treatments such as hydrophilic treatment, antirust treatment, and ceramic coating can be applied to the linear heat conductor at any step during the manufacture of the pin fin member, if necessary.

本発明の前述のようなピンフィン部材の特徴は、フィン
が互いに平行に間隔をあけて配列された複数の線状熱伝
導体からなり、線状熱伝導体は長さ方向にコルゲート状
に湾曲し、一方の側の湾曲頂部は金属板に固着されてい
る点にある。
A feature of the pin fin member of the present invention as described above is that the fins are composed of a plurality of linear heat conductors arranged in parallel with each other at intervals, and the linear heat conductors are curved in a corrugate shape in the longitudinal direction. , at the point where the curved top on one side is fixed to the metal plate.

本発明の熱交換器用ピンフィン部材を用いて圧力損失が
少なく且つ熱交換効率の高い熱交換器を得るためには、
線状熱伝導体の大きさと複数のコルゲート状線状熱伝導
体の配列密度が下記式を満足するように設定すると好ま
しい。
In order to obtain a heat exchanger with low pressure loss and high heat exchange efficiency using the pin fin member for a heat exchanger of the present invention,
It is preferable that the size of the linear thermal conductor and the arrangement density of the plurality of corrugated linear thermal conductors are set so as to satisfy the following formula.

0.25≦X≦2.5 0.5≦XY≦2.5 上記式において、Xは線状熱伝導体断面の外周長(mm
)であり、Yは線状熱伝導体の配列密度(本/鮒)であ
る。
0.25≦X≦2.5 0.5≦XY≦2.5 In the above formula, X is the outer circumference length of the cross section of the linear thermal conductor (mm
), and Y is the arrangement density (book/crap) of linear thermal conductors.

第3図に本発明のピンフィン部材を製造するために用い
られるコルゲートシート (詳細は後述)の−例を示す
。第3図に示すように、5本の線状熱伝導体3a、3b
、3c、3dおよび3eがコルゲート状にシート19a
に配列されている。5本の線状熱伝導体3a、3b、3
c、3dおよび3eは互いに間隔をあけて、仮固定材料
、例えばプラスチックシート5の中に埋設されている。
FIG. 3 shows an example of a corrugated sheet (details will be described later) used to manufacture the pin fin member of the present invention. As shown in FIG. 3, five linear thermal conductors 3a, 3b
, 3c, 3d and 3e form a corrugated sheet 19a.
are arranged in Five linear thermal conductors 3a, 3b, 3
c, 3d, and 3e are embedded in a temporary fixing material, for example, a plastic sheet 5, at intervals from each other.

第3図に示すように、隣接する2本の線状熱伝導体の間
隔が22と規定する。それぞれの線状熱伝導体はコルゲ
ート状に湾曲し、1本の線状熱伝導体の湾曲頂部4の中
心と同じ線状熱伝導体の隣接する湾曲頂部4の中心との
間の間隔、換言すれば、第3図にふいて1本の線状熱伝
導体3aの隣接する2本の平行部分間の間隔をZlと規
定する。
As shown in FIG. 3, the interval between two adjacent linear thermal conductors is defined as 22. Each linear heat conductor is curved in a corrugated manner, and the distance between the center of the curved apex 4 of one linear heat conductor and the center of the adjacent curved apex 4 of the same linear heat conductor, in other words Then, referring to FIG. 3, the distance between two adjacent parallel portions of one linear thermal conductor 3a is defined as Zl.

前記Z1の値から線状熱伝導体の長手方向での線状熱伝
導体の配列密度Y+を計算し7、一方線状熱伝導体の長
手方向に直角方向での線状熱伝導体の配列密度Y2を前
記Z2の値から計算する。前記式で用いられるYはY+
 とY2の平均値を用いる。尚Yl は0.2本/加〜
10本/器、Y2は0.2本/市〜10本/關の範囲が
好ましい。
From the value of Z1, calculate the arrangement density Y+ of the linear thermal conductors in the longitudinal direction of the linear thermal conductors7, and on the other hand, calculate the arrangement density Y+ of the linear thermal conductors in the longitudinal direction of the linear thermal conductors. Density Y2 is calculated from the value of Z2. Y used in the above formula is Y+
The average value of and Y2 is used. In addition, Yl is 0.2 pieces/additionally
Preferably, the range is 10 pieces/unit, and Y2 is in the range of 0.2 pieces/city to 10 pieces/place.

X<0.25の場合は、線状熱伝導体の線径が小さすぎ
て、その力学的特性が低くなりすぎるため、ピンフィン
付き熱交換器の製造時の取扱い性が悪くなり、且つ生産
効率が低下する。
If X<0.25, the wire diameter of the linear heat conductor is too small and its mechanical properties are too low, resulting in poor handling during manufacturing of the pin fin heat exchanger and poor production efficiency. decreases.

X > 2.5の場合は、線状熱伝導体の線径が大きす
ぎてビン状フィンとしての性能を発揮しにくくなる傾向
がある。
When X > 2.5, the wire diameter of the linear heat conductor tends to be too large, making it difficult to exhibit its performance as a bottle-shaped fin.

XY<0.5の場合は、ビンフィン用線状熱伝導体の表
面積が小さくなり、高い熱交換率が得られにくい。
When XY<0.5, the surface area of the linear heat conductor for bottle fins becomes small, making it difficult to obtain a high heat exchange coefficient.

X Y > 2.5の場合は、表面積の大きい線状熱伝
導体を用いることができるが、林立するフィン間の間隔
が狭くなりすぎて、熱交換流体の圧力損失が大きくなる
傾向がある。
When X Y > 2.5, a linear heat conductor with a large surface area can be used, but the spacing between the fins becomes too narrow and the pressure loss of the heat exchange fluid tends to increase.

次に本発明によるビンフィン部材の製造方法の一例を説
胡する。
Next, an example of a method for manufacturing a bottle fin member according to the present invention will be explained.

第2図に複数の線状熱伝導体と仮固定材料から成るシー
トを作るための装置を例示する。
FIG. 2 shows an example of an apparatus for making a sheet made of a plurality of linear thermal conductors and temporary fixing material.

第2図に示すように、複数本の線状熱伝導体3は図示し
ていないパッケージ形状に巻取られてクリール6に所要
本数だけ仕掛けられ、後述の一対の加熱プレスロール7
.7′によって引出される。
As shown in FIG. 2, a plurality of linear heat conductors 3 are wound up into a package shape (not shown) and set in a required number on a creel 6, and then a pair of heating press rolls 7, which will be described later, are mounted on a creel 6.
.. 7'.

その際複数本の線状熱伝導体3は目板8、前液9を経て
テンションバー10を介して引出されることによって張
力が均一に揃えられ、その後溝付きガイドローラ11お
よび配列層12を経て、−平面内に実質的に等ピッチに
揃えられる。
At this time, the plurality of linear thermal conductors 3 are pulled out through the batten 8, the preliquid 9, and the tension bar 10, so that the tension is made uniform, and then the grooved guide rollers 11 and the alignment layer 12 are pulled out. and are aligned at substantially equal pitches in the -plane.

一方溶解性樹脂から成るシート5はシートロール5′か
ら引出され、ガイドロール13.14を経て、前記線状
熱伝導体3の群とともに一対の加熱プレスロール7.7
’に導かれる。加熱−fレスロール7.7′では線状熱
伝導体3の群と溶解性樹脂シート5とが加熱押圧され、
シート5の中に線状熱伝導体3が埋込まれたような状態
が一体化される。
On the other hand, the sheet 5 made of soluble resin is pulled out from the sheet roll 5', passes through a guide roll 13.14, and passes through a pair of heated press rolls 7.7 together with the group of linear thermal conductors 3.
' is guided by. The group of linear thermal conductors 3 and the soluble resin sheet 5 are heated and pressed on the heating-fless roll 7.7',
A state in which the linear thermal conductor 3 is embedded in the sheet 5 is integrated.

前記線状熱伝導体30群と溶解性樹脂シート5の一体化
は第2図に示した方法以外に線状熱伝導体30群の両側
から溶解性樹脂シート5を加熱押圧する方法によって行
ってもよい。
In addition to the method shown in FIG. 2, the linear thermal conductors 30 and the soluble resin sheet 5 are integrated by a method of heating and pressing the soluble resin sheet 5 from both sides of the linear thermal conductors 30. Good too.

この場合、線状熱伝導体3の溶解性樹脂シート5への埋
込み状態は、溶解性樹脂シート5内へ完全に埋込む、或
いは、溶解性樹脂シート5上、例えば線状熱伝導体3の
一部を埋込んでも良い。
In this case, the state in which the linear thermal conductor 3 is embedded in the soluble resin sheet 5 is that it is completely embedded in the soluble resin sheet 5, or that the linear thermal conductor 3 is embedded on the soluble resin sheet 5, for example. You may embed part of it.

埋込み程度は、溶解性樹脂シート5の厚みにも影響する
が線状熱伝導体3の1割以上好ましくは3割以上が良い
Although the degree of embedding also affects the thickness of the soluble resin sheet 5, it is preferable that the degree of embedding is 10% or more, preferably 30% or more of the linear thermal conductor 3.

前記加熱プレスロール7.7′を通過して一体化された
複合シート15は一対の送り出しローラ16゜16′を
経た後、巻取りロール17により、巻き取られる。
The composite sheet 15 that has passed through the heated press rolls 7, 7' and is unified passes through a pair of delivery rollers 16 and 16', and then is wound up by a winding roll 17.

線状熱伝導体を固定するための仮固定材料としては、熱
や薬品等によって溶解、分解又は焼失することかできる
材料を用いることができる。例えばセルロース系争ポリ
ビニルアルコール系−ポリエステル系−ポリスチレン系
奢セルロース誘導体や、該誘導体とセルロースパイプか
ら成るシート等を用いることができる。又、例えばカル
ボキシメチルセルロースとセルロースパルブヲ混合シタ
シートにポリビニルアルコールをコーティングやラミネ
ートしたものでもよく、各種シートを適宜組み合わせて
もよい。ただしその取扱い性の容易さからセルロースパ
ルプから成る紙が好ましい。
As the temporary fixing material for fixing the linear thermal conductor, a material that can be melted, decomposed, or burned out by heat, chemicals, etc. can be used. For example, a cellulose-based, polyvinyl alcohol-based, polyester-based, or polystyrene-based delicate cellulose derivative, or a sheet made of such a derivative and a cellulose pipe, etc. can be used. Alternatively, for example, a mixed sheet of carboxymethyl cellulose and cellulose parboil may be coated or laminated with polyvinyl alcohol, or various sheets may be combined as appropriate. However, paper made of cellulose pulp is preferred because of its ease of handling.

シートの幅、厚みについては適宜選定すればよいが例え
ば幅0,5〜1.5m、厚み10〜200加のものが取
扱い上好ましい。
Although the width and thickness of the sheet may be selected as appropriate, for example, a sheet having a width of 0.5 to 1.5 m and a thickness of 10 to 200 m is preferable for handling purposes.

又、シートに複数の線状熱伝導体3を固定する方法とし
ては、シート中に埋込みを行う、或いは、熱または、薬
品等で分解・焼失・溶解する接着剤層をシート上に塗布
する。接着剤として例えばポリビニルアルコール系嘩ポ
リエステル系−エチレンー酢酸ビニル系・たんばく質系
・セルロース系誘導体等を用いることができる。
Further, as a method for fixing a plurality of linear thermal conductors 3 to a sheet, they may be embedded in the sheet, or an adhesive layer that can be decomposed, burned out, or dissolved by heat or chemicals is applied onto the sheet. As the adhesive, for example, polyvinyl alcohol, polyester, ethylene, vinyl acetate, protein, cellulose derivatives, etc. can be used.

平行に間隔を開けて固定された線状熱伝導体3をコルゲ
ート状態に成形する方法としては従来公知のコルゲート
形熱交換器のプレート状コルゲートフィンを成形するコ
ルゲート成形機、例えば−対のコルゲート成形プレスに
よって平行に固定した線状熱伝導体30群をコルゲート
状に圧縮成形する方法や市販のプリーツ成形機を応用す
ればよい。特に線状熱伝導体の線径が200陶φと細い
場合は、アコーディオン型プリーツ成形機が十分適用で
きる。
As a method of molding the linear heat conductors 3 fixed in parallel at intervals into a corrugated state, a corrugate molding machine that molds plate-shaped corrugate fins of a conventionally known corrugated heat exchanger, such as a pair of corrugated molding machines, is used. A method of compression molding 30 groups of linear thermal conductors fixed in parallel by a press into a corrugated shape or a commercially available pleating machine may be applied. In particular, when the wire diameter of the linear thermal conductor is as small as 200 mm, an accordion-type pleating machine is fully applicable.

コルゲート形状を有する複数の線状熱伝導体19a (
以下コルゲート複合シー)19aという)を第15図に
示す。なおコルゲート加工後の線状熱伝導体3の平行部
(第3図で示せば5a、5b或いは3a〜3e)の配列
ピッチは必ずしも等間隔でなくとも目的に応じて任意に
設定してよい。
A plurality of linear thermal conductors 19a (
A corrugated composite seam (hereinafter referred to as 19a) is shown in FIG. Note that the arrangement pitch of the parallel portions (5a, 5b, or 3a to 3e in FIG. 3) of the linear heat conductor 3 after corrugation processing does not necessarily have to be at equal intervals, and may be arbitrarily set depending on the purpose.

例えば第1図に示したピンフィン部材1は前記コルゲー
ト複合シート19aから作られる。
For example, the pin fin member 1 shown in FIG. 1 is made from the corrugated composite sheet 19a.

第1図に示したピンフィンIHを作る場合には、コルゲ
ート複合シート19aは、第4図に示すように金属板サ
イズに合せて、その長手方向、すなわち第4図の線21
、長手方向に直角方向で、すなわち第4図の線22に沿
って切断して第4図で示す長さGと幅Wを有するコルゲ
ート状ピンフィンユニット20(第5図)を作り、この
コルゲート状ピンフィンユニット20を金属板2に接合
して得られる。
When making the pin fin IH shown in FIG. 1, the corrugated composite sheet 19a is adjusted to the metal plate size as shown in FIG.
, cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction, that is, along the line 22 in FIG. 4 to produce a corrugated pin fin unit 20 (FIG. 5) having a length G and a width W shown in FIG. It is obtained by joining the pin fin unit 20 to the metal plate 2.

もし必要があれば、コルゲート複合シート19aを金属
板2に接合した後所定サイズに切断しても良い。
If necessary, the corrugated composite sheet 19a may be joined to the metal plate 2 and then cut into a predetermined size.

コルゲート複合シート19a又はコルゲート状ピンフィ
ンユニット20を金属板2の表面2aに接合する前に線
状熱伝導体の表面を露出するために、線状熱伝導体の湾
曲頂部を被覆する仮固定材料、すなわちこの場合は溶解
性樹脂を除去する必要がある。第6図は線状熱伝導体3
の一方の湾曲頂部4を被覆する溶解性樹脂5がΔh1だ
け除去して、第1図に示されたピンフィン部材1を作る
ために用いラレルコルゲート状ピンフィンユニット21
ヲ示す。このΔh、の値は0〜1闘の間であればよい。
A temporary fixing material that covers the curved top of the linear thermal conductor in order to expose the surface of the linear thermal conductor before joining the corrugated composite sheet 19a or the corrugated pin fin unit 20 to the surface 2a of the metal plate 2; That is, in this case, it is necessary to remove the soluble resin. Figure 6 shows linear thermal conductor 3
The soluble resin 5 covering one curved top part 4 is removed by Δh1 to form a laryllel corrugated pin fin unit 21 used to make the pin fin member 1 shown in FIG.
I'll show you. The value of Δh may be between 0 and 1 fight.

この樹脂除去処理はコルゲート複合シート22aを切断
する前又は後に行われる。
This resin removal process is performed before or after cutting the corrugated composite sheet 22a.

次にコルゲート状ピンフィンユニット21の金属板2へ
の接合工程について説明する。
Next, the process of joining the corrugated pin fin unit 21 to the metal plate 2 will be explained.

第1図に示したピンフィン部材1を製造する際の接合工
程について説明する。第7図に示すように、金属板2の
表面2aにろう材22がろう材付金属板23を作るため
に付与される。或いは用途に応じて金属板2の表裏にろ
う材を付与する。ろう材付与は塗布、金属板2のろう材
トaへの浸漬、あるいは雲囲気ろう付は等の公知の手段
によって行うことができる。
The joining process when manufacturing the pin fin member 1 shown in FIG. 1 will be explained. As shown in FIG. 7, a brazing filler metal 22 is applied to the surface 2a of the metal plate 2 in order to make a metal plate 23 with a brazing filler metal. Alternatively, a brazing filler metal may be applied to the front and back surfaces of the metal plate 2 depending on the purpose. The brazing material can be applied by known means such as coating, dipping the metal plate 2 into the brazing material a, or cloud brazing.

前記ろう材22は金属板2、線状熱伝導体3の材質によ
り異なり、例えば銅を用いた場合、鉛−賜を主成分とす
るハンダが好ましく、用いる材質により、適宜選定すれ
ばよく、或いは熱伝導性の良い樹脂を用いてもよい。又
、ろう材塗布は、コルケート状ピンフィンユニット21
の頂B4或いは金属板2、コルゲート状フィンユニット
21両方に行ってもよい。
The brazing filler metal 22 differs depending on the materials of the metal plate 2 and the linear heat conductor 3. For example, when copper is used, solder containing lead as a main component is preferable, and may be selected as appropriate depending on the materials used. A resin with good thermal conductivity may be used. Also, the brazing material is applied using a corrugated pin fin unit 21.
It may be applied to both the top B4, the metal plate 2, and the corrugated fin unit 21.

このようにして得られたコルゲート状フィンユニット2
1及びろう材付金属板23を用いて第8図に示すように
積重ねられ、例えば2kg/cnfの圧力下で固定され
て積層体24が得られる。積層体24は例えば165℃
の炉中で例えば30分間処理されて、金属板230表面
に線状熱伝導体の湾曲頂部4が確実に接合された金属板
フィン一体物25が得られる。
Corrugated fin unit 2 obtained in this way
1 and a brazing metal plate 23 are stacked as shown in FIG. 8, and fixed under a pressure of, for example, 2 kg/cnf to obtain a laminate 24. For example, the temperature of the laminate 24 is 165°C.
The process is performed in a furnace for 30 minutes, for example, to obtain an integrated metal plate fin 25 in which the curved top portion 4 of the linear heat conductor is reliably joined to the surface of the metal plate 230.

積層体24を作る際の加圧力はコルゲート状フィンユニ
ット21の製造条件すなわち線状熱伝導体3の径、ピッ
チ等或いは、溶解性樹脂5のシート厚み、種類等により
異なり、加熱炉内に投入してコルゲート状フィンユニッ
ト21が座屈せず、且つ金属板23とコルゲート状フィ
ンユニット21の線状熱伝導体の湾曲露出部4との接合
が確実に行なわれるように設定すればよい。このように
して作られた金属板・フィン一体物25では未だ線状熱
伝導体3間には溶解性樹脂5が残存しているので例えば
第9図に示すように金属板フィン一体物25をコンベア
26上に乗せて移動させながらその上部から例えば10
0℃の熱水27をかける。約60分間の熱水処理により
溶解性(封脂5は除去され、第1図に示すようなピンフ
ィン部材1が得られる。
The pressing force when making the laminate 24 varies depending on the manufacturing conditions of the corrugated fin unit 21, such as the diameter and pitch of the linear heat conductor 3, the sheet thickness and type of the soluble resin 5, etc. The setting may be made such that the corrugated fin unit 21 does not buckle and the metal plate 23 and the curved exposed portion 4 of the linear heat conductor of the corrugated fin unit 21 are reliably joined. In the metal plate/fin integrated body 25 made in this way, the soluble resin 5 still remains between the linear thermal conductors 3, so for example, as shown in FIG. 9, the metal plate/fin integrated body 25 is For example, 10
Pour hot water 27 at 0°C. The soluble sealant 5 is removed by hot water treatment for about 60 minutes, and a pin fin member 1 as shown in FIG. 1 is obtained.

このようにして得られたピンフィン部材1を用いて熱交
換器を製造する際の例について説明する。
An example of manufacturing a heat exchanger using the pin fin member 1 obtained in this manner will be described.

第10図に例示した熱交換器28は管内流体用円筒形バ
イブ29の外周にピンフィン部材1をスパイラル状に巻
付は接合することによって得られる。
The heat exchanger 28 illustrated in FIG. 10 is obtained by spirally winding and joining the pin fin member 1 around the outer periphery of a cylindrical vibrator 29 for internal fluid.

第11図に例示した熱交換器30は管内流体用偏平状バ
イブ31間にピンフィン部材lを接合することによって
得られる。
The heat exchanger 30 illustrated in FIG. 11 is obtained by joining a pin fin member 1 between flat vibrators 31 for fluid in the tubes.

なお、接合材料は、ろう材或いは熱伝導性の良い樹脂を
用いても良い。
Note that the bonding material may be a brazing filler metal or a resin with good thermal conductivity.

第12図は熱交換器の一構成部分の断面図を例示したも
のです。例えば熱交換性能に大きく寄与する部分にピン
フィン部材1をろう材等を用いて接合する。
Figure 12 is an example of a cross-sectional view of one component of a heat exchanger. For example, the pin fin member 1 is bonded to a portion that greatly contributes to heat exchange performance using a brazing material or the like.

前記、熱交換器28 、29のパイプの一端に管内流体
用受は入れ口を取付け、パイプの他端に管内流体用排出
口を取り付けることによって熱交換器が完成する。
The heat exchanger is completed by attaching an inlet for receiving fluid in the tubes to one end of the pipes of the heat exchangers 28 and 29, and attaching an outlet for fluid in the tubes to the other end of the pipe.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例をあげて本発明によるピンフィン部材をさら
に詳述する。
Hereinafter, the pin fin member according to the present invention will be explained in further detail by giving examples.

第2図に示す装置に準じた装置を用いて、線状熱伝導体
3と溶解性樹脂からなるシートをコルゲート成形した後
、湾曲頂部4の樹脂を除去したビンフィンユニット21
ヲ作ル。
A bottle fin unit 21 in which the resin on the curved top portion 4 was removed after corrugating a sheet made of the linear thermal conductor 3 and soluble resin using a device similar to the device shown in FIG.
Make it.

その際の製造条件を下記に示す。The manufacturing conditions at that time are shown below.

線状熱伝導体 断面形状       円  形 直   径          200.l/mφ材 
  質         銅 クリール本数     500本 給糸方法       ボビン回転よこ取りフィードロ
ール周速  1m/分 使用層    25.4羽/1nch (したがって筬ピッチ1++a+) PVAフィルム厚さ200声 (倉庫セーレン社製) 溶解性樹脂シート 加熱プレス条件    温度 200℃荷重  20k
g コルゲート成形機   東洋工機社製 アコーディオンプリ ーツマシン コルゲート成形条件  h=13mm 金属板23に銅板(厚み+ 0.1 mm、幅:12.
3m+n、長さ: 250mm)及び第6図に示すピン
フィンユニット(W=12mm、G= 245mm)を
第8図に示す治具に準じた治具を用いて銅板上にピンフ
ィンユニットを乗せ、炉内でろう付けする。その後銅板
フィン一体物中の残存する溶解性樹脂5を除去し、ピン
フィン部材を製造した。
Linear thermal conductor cross-sectional shape circular diameter 200. l/mφ material
Quality Copper creel number 500 Yarn feeding method Bobbin rotation weft removal feed roll circumferential speed 1 m/min Layer used 25.4 feathers/1 nch (therefore, reed pitch 1++a+) PVA film thickness 200 pitches (manufactured by Soko Seiren Co., Ltd.) Soluble resin sheet Heating press conditions Temperature: 200℃ Load: 20k
g Corrugate forming machine Accordion pleat machine manufactured by Toyo Koki Co., Ltd. Corrugate forming conditions h = 13 mm Copper plate (thickness + 0.1 mm, width: 12 mm) on metal plate 23.
3 m + n, length: 250 mm) and the pin fin unit (W = 12 mm, G = 245 mm) shown in Figure 6 were placed on a copper plate using a jig similar to the jig shown in Figure 8, and placed inside the furnace. Braze with. Thereafter, the remaining soluble resin 5 in the copper plate fin integral body was removed to produce a pin fin member.

前記条件で製造したピンフィン部材は、本発明でいう線
状熱伝導体3の外周長Xは0.628となり、線状熱伝
導体3のフィン林立部の配列密度Yは1本/ mmとな
る。
In the pin fin member manufactured under the above conditions, the outer circumferential length X of the linear thermal conductor 3 in the present invention is 0.628, and the arrangement density Y of the fin forest portion of the linear thermal conductor 3 is 1/mm. .

前記ピンフィン部材を管内流体用偏平状パイプ(短径;
5mm、長径12.7mm、肉厚0.65a+m)間に
はさみ込み、炉内でろう付けし第11図に示すような熱
交換器を作り、その性能を調べた処、優れた熱交換性能
を示した。
The pin fin member is connected to a flat pipe for internal fluid (short diameter;
5mm, major axis 12.7mm, wall thickness 0.65a+m) and brazed in a furnace to make a heat exchanger as shown in Fig. 11.The performance of the heat exchanger was investigated, and it was found that it had excellent heat exchange performance. Indicated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によるピンフィン部材は前述のように構成されて
いるので、ピンフィン付き熱交換器のビンフィンとして
用いる場合に、所望の熱伝導効率を得るための線径およ
び配列密度を容易且つ精度高く達成することができると
共に、熱交換器の管内流体用パイプへの取付けを複数の
線状熱伝導体と金属板の一体物として行うことができる
ので前述のように優れた性能を有する熱交接器の製造を
容易にすることができる。
Since the pin fin member according to the present invention is configured as described above, when used as a bin fin of a heat exchanger with pin fins, the wire diameter and arrangement density for obtaining the desired heat conduction efficiency can be easily and precisely achieved. At the same time, the heat exchanger can be attached to the internal fluid pipe as an integrated unit of multiple linear heat conductors and metal plates, making it possible to manufacture a heat exchanger with excellent performance as described above. It can be easily done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるピンフィン部材の一例を示す斜視
図であり、第2図は複数の線状熱伝導体と仮固定材料か
ら成るシートを作るための装置の略示正面図であり、第
3図は本発明のピンフィン部材に用いられるコルゲー)
1合シートの一例の一部分を示す斜視図であり、第4図
は本発明のビンフィン部材を作るために用いられるコル
ゲート複合シートの一例を示す斜視図であり、第5図は
第4図に示されたコルゲート複合シートから切出された
コルゲート状ビンフィンユニットを示す斜視図であり、
第6図はコルゲート複合シートの湾曲頂部の仮固定材料
が除去されたコルゲート状ビンフィンユニットの1片を
示す正面図であり、第7図は金属板の表面へのはんだ付
与を説明する斜視図であり、第8図は本発明のピンフィ
ン部材における金属板フィン一体物の一例を示す正面図
であり、第9図は金属板フィン一体物から仮固定材料を
除去する方法を説明する斜視図であり、第10図から第
12図迄は本発明のピンフィン部材を使用した熱交換器
の一例をそれぞれ示す斜視図及び断面図である。 1・・・ピンフィン部材(本発明)、 2・・・金属板、    3・・・線状熱伝導体、4・
・・湾曲頂部、   5・・・溶解性樹脂、15・・・
複合シート、 19a・・・コルゲート複合シート、 20・・・コルゲート状ビンフィンユニット、22・・
・ろう材、    25・・・金属板フィン一体物、2
8 、30・・・熱交換器。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a pin fin member according to the present invention, and FIG. Figure 3 shows a corrugated wire used for the pin fin member of the present invention)
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a corrugated composite sheet used for making the bin fin member of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a corrugated bottle fin unit cut out from a corrugated composite sheet;
Fig. 6 is a front view showing one piece of the corrugated bottle fin unit from which the temporary fixing material at the curved top of the corrugated composite sheet has been removed, and Fig. 7 is a perspective view illustrating the application of solder to the surface of the metal plate. FIG. 8 is a front view showing an example of an integrated metal plate fin in the pin fin member of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view illustrating a method for removing the temporary fixing material from the integrated metal plate fin. 10 to 12 are a perspective view and a sectional view, respectively, showing an example of a heat exchanger using the pin fin member of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pin fin member (present invention), 2... Metal plate, 3... Linear thermal conductor, 4...
...Curved top, 5...Soluble resin, 15...
Composite sheet, 19a... Corrugated composite sheet, 20... Corrugated bottle fin unit, 22...
・Brazing metal, 25...Metal plate fin integrated piece, 2
8, 30...heat exchanger.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 金属板にフィンが配置されている熱交換器部材であって
、フィンが互いに平行に間隔をあけて配列された複数の
線状熱伝導体からなり、線状熱伝導体は長さ方向にコル
ゲート状に湾曲し、一方の湾曲頂部が該金属板に固着さ
れているピンフィン部材。
A heat exchanger member in which fins are arranged on a metal plate, and consists of a plurality of linear heat conductors in which the fins are arranged parallel to each other at intervals, and the linear heat conductors are corrugated in the longitudinal direction. A pin fin member that is curved in a shape and has one curved top portion fixed to the metal plate.
JP26518589A 1989-10-13 1989-10-13 Pin fin member Pending JPH03129299A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6009937A (en) * 1995-12-20 2000-01-04 Hoogovens Aluminium Profiltechnik Gmbh Cooling device for electrical or electronic components having a base plate and cooling elements and method for manufacturing the same
EP1172852A2 (en) * 2000-07-10 2002-01-16 Thermal Form &amp; Function LLC Corrugated matrix heat sink for cooling electronic components

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