JPH0689994B2 - 熱交換器要素及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器要素及びその製造方法Info
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- JPH0689994B2 JPH0689994B2 JP60227965A JP22796585A JPH0689994B2 JP H0689994 B2 JPH0689994 B2 JP H0689994B2 JP 60227965 A JP60227965 A JP 60227965A JP 22796585 A JP22796585 A JP 22796585A JP H0689994 B2 JPH0689994 B2 JP H0689994B2
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- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱交換器要素に関するものであり、一層詳細
には、熱交換器用中空成形体、すなわち、１個又は数個
の中空成形体から成立つている管の束及び中空成形体並
びに管の束の製造方法に関するものである。
には、熱交換器用中空成形体、すなわち、１個又は数個
の中空成形体から成立つている管の束及び中空成形体並
びに管の束の製造方法に関するものである。
特別に設計された中空成形体が一体に押出され、各成形
体が、多数の管から成立つており、隣接する管の間に
は、多数の相互に連結するウエブ、又は、薄板が配置さ
れているものである。
体が、多数の管から成立つており、隣接する管の間に
は、多数の相互に連結するウエブ、又は、薄板が配置さ
れているものである。
従来の技術 管寄せの中に突出し且つ熱交換器ユニツト（要素）を形
成している多数の平行な管から成立つている熱交換器
は、現在、主として、介在している薄板を有しているア
ルミニウム、又は、銅から作られており、これらの薄板
は、熱伝導連結を確立するために、相互に連結されてい
る。
成している多数の平行な管から成立つている熱交換器
は、現在、主として、介在している薄板を有しているア
ルミニウム、又は、銅から作られており、これらの薄板
は、熱伝導連結を確立するために、相互に連結されてい
る。
管と薄板との間の連結は、半田付け、ロウ付け、又は、
溶接によつて得られ、また、この企業を容易とさせるた
めに、管、又は、薄板は、例えば、AlとSiとの合金をメ
ッキされ、この合金が組立てられた熱交換器の引続く加
熱の間に溶融し、信頼性のある強固な連結を確実にす
る。
溶接によつて得られ、また、この企業を容易とさせるた
めに、管、又は、薄板は、例えば、AlとSiとの合金をメ
ッキされ、この合金が組立てられた熱交換器の引続く加
熱の間に溶融し、信頼性のある強固な連結を確実にす
る。
偏平、又は、平らな卵形の管から作られた熱交換器の場
合には、ロウ付け、又は、半田付けが、今日まで、只一
つの連結方法である。円形横断面を有する管を使用する
時には、簡単化された連結方法が確立されている。この
場合には、熱交換器は、特別に形成された頂部及び底部
管寄せを使用して組立てれ、その後、管は、境界してい
る薄板の側部に対する膨張によつて、機械的に、又は、
加圧の下に、永久変形を与えられる。
合には、ロウ付け、又は、半田付けが、今日まで、只一
つの連結方法である。円形横断面を有する管を使用する
時には、簡単化された連結方法が確立されている。この
場合には、熱交換器は、特別に形成された頂部及び底部
管寄せを使用して組立てれ、その後、管は、境界してい
る薄板の側部に対する膨張によつて、機械的に、又は、
加圧の下に、永久変形を与えられる。
発明を解決するための手段 しかしながら、このような組立方法は、平らな管、卵形
の管の場合には、これらの管は、全周辺の上において薄
板に対して接触圧力を維持することができないので、不
可能である。
の管の場合には、これらの管は、全周辺の上において薄
板に対して接触圧力を維持することができないので、不
可能である。
しかしながら、個々の管の半田付け、又は、ロウ付け
は、高度に労力を必要とし、価格を増加させる作業であ
り、また、個々の管の膨張を使用することは、同じ品質
及び強度の連結を生じさせず、熱交換器の効率を減少さ
せる何かを生じさせるが、それにもかかわらず、熱交換
器の製造に今日主として使用されているのは、この後者
の方法である。
は、高度に労力を必要とし、価格を増加させる作業であ
り、また、個々の管の膨張を使用することは、同じ品質
及び強度の連結を生じさせず、熱交換器の効率を減少さ
せる何かを生じさせるが、それにもかかわらず、熱交換
器の製造に今日主として使用されているのは、この後者
の方法である。
本発明の目的は、メツキされた管及び薄板を使用し、引
続いて、半田付け、又は、ロウ付け作業無しに、常に信
頼性があり、強固である管と薄板との連結を得ることに
あるものである。
続いて、半田付け、又は、ロウ付け作業無しに、常に信
頼性があり、強固である管と薄板との連結を得ることに
あるものである。
管が、平らな横断面のものあるが、卵形の横断面のもの
であるか、だ円形の横断面のものであるか、円形の横断
面のものであるかには無関係に、一様に有効であるこの
ような連結を得ることが、本発明の他の目的である。
であるか、だ円形の横断面のものであるか、円形の横断
面のものであるかには無関係に、一様に有効であるこの
ような連結を得ることが、本発明の他の目的である。
本発明の他の目的は、そのような管と薄板との連結を有
しているより大きなユニツトを形成するために、一緒に
容易に接合されることができる中空成形体を製造するこ
とにある。
しているより大きなユニツトを形成するために、一緒に
容易に接合されることができる中空成形体を製造するこ
とにある。
最後に、特別に形成されたウエブを有し、最善の熱伝導
表面を生ずるようにする中空成形体の製造方法を得るこ
とも、本発明の目的である。
表面を生ずるようにする中空成形体の製造方法を得るこ
とも、本発明の目的である。
問題点を解決するための手段 本発明は、この目的を達成するために、円形、卵形など
の横断面を有している中空成形体が、それらを相互に連
結する多数のウエブと一体に押出し成形によつて製造さ
れることを特徴とするものであり、また、このような中
空成形体の多数を相互に並列して束とすることも特徴と
するものである。
の横断面を有している中空成形体が、それらを相互に連
結する多数のウエブと一体に押出し成形によつて製造さ
れることを特徴とするものであり、また、このような中
空成形体の多数を相互に並列して束とすることも特徴と
するものである。
実施例 以下、本発明をその実施例を示す添附図面の第１〜４図
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
第１図に示す本発明による中空成形体は、多数の偏平な
管１から成立つているが、これらの管１は、薄板、又
は、薄いウエブ２によつて相互に接合されている。只１
個の管と、連結ウエブ２とが、第２図に拡大して示され
ている。個々の偏平な管１は、多数の内部フイン、又
は、小リブ３を有しており、内部熱伝達面積を増加させ
ている。上述のように、多数の薄いウエブ２が、隣接す
る管１を相互に連結している。
管１から成立つているが、これらの管１は、薄板、又
は、薄いウエブ２によつて相互に接合されている。只１
個の管と、連結ウエブ２とが、第２図に拡大して示され
ている。個々の偏平な管１は、多数の内部フイン、又
は、小リブ３を有しており、内部熱伝達面積を増加させ
ている。上述のように、多数の薄いウエブ２が、隣接す
る管１を相互に連結している。
管及びウエブは、一つの片に押出され、また、中空成形
体の壁厚は、熱交換器が使用されるべき圧力に応じて調
節される。
体の壁厚は、熱交換器が使用されるべき圧力に応じて調
節される。
熱交換器要素の管の狭い端部、又は、縁は、空気循環の
方向に置かれており、また、ウエブの上の媒体、例え
ば、空気と、管を通る水との間における最善の熱交換を
得るために、ウエブの形状を、管の間を通過すべきであ
る空気に対して、最大の乱流を有して最善の分布が達成
されるように、変えなければならない。
方向に置かれており、また、ウエブの上の媒体、例え
ば、空気と、管を通る水との間における最善の熱交換を
得るために、ウエブの形状を、管の間を通過すべきであ
る空気に対して、最大の乱流を有して最善の分布が達成
されるように、変えなければならない。
それ故、押出しの後にウエブ２は、機械的に穴あけをさ
れ、又は、切開かれ、同時に、変形され、これにより、
横方向に薄板、又は、リブ２に変形部９が形成されるよ
うにするが、これらの変形部９は、元来のウエブ２を横
切つて延びている。このようにして、横方向に排列され
ている薄板は、ウエブと完全な金属接触を維持し、ま
た、同時に、ウエブの中の穴あけされた開口を貫いて、
管の間に横方向の空気の流れが許される。このことは、
完全に、半田付け、ロウ付け、膨張などを回避し、月並
みに連結されたフイン材料形式のものにおいては、腐
食、振動などの結果、ある時間の後に生ずる効率の減少
は、生ずることがない。ウエブの穴あけ及び変形は、簡
単な切断工具、又は、ポンチ工具５を使用することによ
り、有利に得られることができる。このことは、一方の
側、又は、両側から行われることができ、変形、又は、
ひずみの程度は、穴の寸法が、使用される工具の形状に
応じて変えられることができるのと同じ方法で、変えら
れることができる。
れ、又は、切開かれ、同時に、変形され、これにより、
横方向に薄板、又は、リブ２に変形部９が形成されるよ
うにするが、これらの変形部９は、元来のウエブ２を横
切つて延びている。このようにして、横方向に排列され
ている薄板は、ウエブと完全な金属接触を維持し、ま
た、同時に、ウエブの中の穴あけされた開口を貫いて、
管の間に横方向の空気の流れが許される。このことは、
完全に、半田付け、ロウ付け、膨張などを回避し、月並
みに連結されたフイン材料形式のものにおいては、腐
食、振動などの結果、ある時間の後に生ずる効率の減少
は、生ずることがない。ウエブの穴あけ及び変形は、簡
単な切断工具、又は、ポンチ工具５を使用することによ
り、有利に得られることができる。このことは、一方の
側、又は、両側から行われることができ、変形、又は、
ひずみの程度は、穴の寸法が、使用される工具の形状に
応じて変えられることができるのと同じ方法で、変えら
れることができる。
第１図は、只１個の切断工具５を使用して穴あけをし、
変形させるための配置を示しているが、この工具５は、
一つの側から作業をすることができるが、あるいは、両
側から作業をする二重の切断工具5,5を使用することも
できる。第1a図は、第１図の線ａ−ａによる断面を示す
ものであり、只１個のナイフ工具５による穴あけ模形の
可能な実施形態を示すものである。ポンチ工具がウエブ
の壁を貫いて押出される時に形成される横方向の薄板の
形状は、それ故、ちようど今述べたように、実際的に変
えられることができる。なぜならば、上記のように、穴
あけは、一つの側からなされることができるか、又は、
各穴あけの間の垂直間隔が変えられると同時に両側から
なされることができるからである。
変形させるための配置を示しているが、この工具５は、
一つの側から作業をすることができるが、あるいは、両
側から作業をする二重の切断工具5,5を使用することも
できる。第1a図は、第１図の線ａ−ａによる断面を示す
ものであり、只１個のナイフ工具５による穴あけ模形の
可能な実施形態を示すものである。ポンチ工具がウエブ
の壁を貫いて押出される時に形成される横方向の薄板の
形状は、それ故、ちようど今述べたように、実際的に変
えられることができる。なぜならば、上記のように、穴
あけは、一つの側からなされることができるか、又は、
各穴あけの間の垂直間隔が変えられると同時に両側から
なされることができるからである。
中空成形体のこの特別な製造方法により、最善の熱伝達
特性を有している偏平及び卵形の横断面を選択すること
が可能である。このことは、今度は、小形の熱交換器を
構成することを可能とさせる。しかしながら、ある場合
には、本発明による多数の要素（中空成形体）から成立
つている管の束により、より大きな熱交換器を組立てる
ことが必要であることが仮定されている。
特性を有している偏平及び卵形の横断面を選択すること
が可能である。このことは、今度は、小形の熱交換器を
構成することを可能とさせる。しかしながら、ある場合
には、本発明による多数の要素（中空成形体）から成立
つている管の束により、より大きな熱交換器を組立てる
ことが必要であることが仮定されている。
第３及び４図は、どのようにして、このことが、実際に
なされるかを示すものである。個々の中空成形体10及び
11が、例えば、有利な形状の接合軌条であるほぞ穴部分
12及びほぞ部分13を有して押出される。各中空管は、３
個の平行ウエブ14を有して成形されている。
なされるかを示すものである。個々の中空成形体10及び
11が、例えば、有利な形状の接合軌条であるほぞ穴部分
12及びほぞ部分13を有して押出される。各中空管は、３
個の平行ウエブ14を有して成形されている。
第３図は、第１図に示す実施例による偏平な管から成立
つている中空成形体を示すものである。ここでは、中空
成形体の中の最外方の管の次の管が、半円形の中空のキ
ー12を有しており、この接合軌条であるキー12は、隣接
する成形体の中の対応して成形された接合軌条である中
空キー13の中にはまるように設計されている。図は、２
個の中空成形体10,11をそれらの接合状態において示す
ものであり、また、この接合は、無論、希望された寸法
及び形状の管の束を生ずるまで継続されることができ
る。
つている中空成形体を示すものである。ここでは、中空
成形体の中の最外方の管の次の管が、半円形の中空のキ
ー12を有しており、この接合軌条であるキー12は、隣接
する成形体の中の対応して成形された接合軌条である中
空キー13の中にはまるように設計されている。図は、２
個の中空成形体10,11をそれらの接合状態において示す
ものであり、また、この接合は、無論、希望された寸法
及び形状の管の束を生ずるまで継続されることができ
る。
第４図は、中空成形体の上において使用される対応する
接合原理を示すものであり、この場合には、個々の管は
円形であり、只の２個の、介在する、中断の無いウエブ
15及び15′を形成されており、また、２分されたリブ16
及び16′として形成されている中間薄板を形成されてい
る。
接合原理を示すものであり、この場合には、個々の管は
円形であり、只の２個の、介在する、中断の無いウエブ
15及び15′を形成されており、また、２分されたリブ16
及び16′として形成されている中間薄板を形成されてい
る。
ウエブ及び管の個数、それらの形状並びに接合のために
使用される手段は、しかしながら、本発明の要旨内にお
いて、他のように変えられることもでき、例えば、ウエ
ブは、隣接する管の間にジグサグ模様で延びることもで
き、また、図面に示すように、相互に平行で無く延びる
こともできる。
使用される手段は、しかしながら、本発明の要旨内にお
いて、他のように変えられることもでき、例えば、ウエ
ブは、隣接する管の間にジグサグ模様で延びることもで
き、また、図面に示すように、相互に平行で無く延びる
こともできる。
発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているの
で、従来公知のものにおける問題点を解決した新規な熱
交換器要素及びその製造方法を提供するものである。
で、従来公知のものにおける問題点を解決した新規な熱
交換器要素及びその製造方法を提供するものである。
第１図は、穴あけ作業を受けた本発明による熱交換器成
形体の略断面図、第1a図は、第１図のａ−ａ線による断
面図、第２図は、第１図の一部の拡大図、第３図は、多
数の中空成形体を示す断面図、第3a図は、偏平な只１個
の管から成立つている管の束に形成するために、多数の
成形体を接合する原理を示す図、第４図は、円形管とし
て形成された中空成形体の束を示す断面図、第4a図は、
円形管として形成された中空成形体の接合する原理を示
す図である。 １……管;2……ウエブ;9……変形部分;10,11……成形
体。
形体の略断面図、第1a図は、第１図のａ−ａ線による断
面図、第２図は、第１図の一部の拡大図、第３図は、多
数の中空成形体を示す断面図、第3a図は、偏平な只１個
の管から成立つている管の束に形成するために、多数の
成形体を接合する原理を示す図、第４図は、円形管とし
て形成された中空成形体の束を示す断面図、第4a図は、
円形管として形成された中空成形体の接合する原理を示
す図である。 １……管;2……ウエブ;9……変形部分;10,11……成形
体。
Claims (5)
- 【請求項１】中空成形体を形成する管と一緒に一体に押
出されたウエブによって相互に連結されている多数の管
から成る熱交換器の製造及び熱交換器のための管の束の
製造のための熱交換器要素において、円形、卵形、だ円
形、又は、平らな卵形の横断面のものであって良い前記
管（１）が、管の放射方向の面の一つに対して垂直であ
り且つ管の長手軸に対して平行な面にある多数の薄いウ
エブ（２）によって連結されており、この場合、熱伝達
面が管（１）によって形成され、また、この熱伝達面
は、ウエブ（２）の個数及び管（１）の間の距離に比例
して増加されることができるようにしたことを特徴とす
る熱交換器要素。 - 【請求項２】各ウエブ（２）には、多数の穴が形成され
ており、また、各穴の領域には、ウエブ（２）の面に対
してある角度にある変形部分（９）を有している特許請
求の範囲第１項記載の熱交換器要素。 - 【請求項３】中空成形体（10,11）には、相互に並び、
又は、相互に重なる多数の中空成形体の接合を可能とさ
せる接合軌条（12,13）が設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の熱交換器要素。 - 【請求項４】前記及び／又は横側に並んで一緒に接合さ
れた多数の中空成形体（10,11）から成り、希望の寸法
及び容積の一体化された管の束が得られることを特徴と
する特許請求の範囲第１、２又は３項のいずれか１項に
記載の熱交換器要素。 - 【請求項５】熱交換器用中空成形体を製造するための方
法において、中空成形体が、平行な多数の管（１）を有
して押出され、平行な管（１）は、管を通る放射方向の
面に対して垂直な平面にある多数の平行ウエブ（２）に
よって相互に連結されており、それから、ウエブ（２）
が、ポンチ、切断又は同様の手段によって穴あけされ、
同時に、変形されることを特徴とする製造方法。
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