JPH0697156B2 - フイン型熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明はフィン型熱交換装置用の改良された熱交換
（伝数）フィンに関する。

（発明の背景） 冷却および空調設備において、熱を冷却されるべき室ま
たは領域から熱を除去する手段として冷却剤移送チュー
ブを利用することが通常であり、またチューブ内の冷却
剤の凝縮または蒸発によりもたらされる熱を、チューブ
に対して、あるいはチューブから移動させることを助け
るために冷却剤移送チューブを横切って空気が流動され
るように構成されている。これらの設備においては、冷
却剤移送チューブは通常、凝縮器または蒸発器を構成し
ている。

冷却剤は、これがその内部を移送されているチューブに
対しての方が、そのチューブの外部を流動する空気に対
してよりも、非常に大きな伝達能力を有している。その
結果、チューブの外側または空気側に設けられる表面積
を実質的に増大することが、冷却技術においては通常実
施されている。通常は、表面積の増大は、チューブ外面
に延長するフィンまたは拡大冷却面の形態によりもたら
されている。冷却剤−空気型熱交換器（蒸発器および凝
縮器の両機能）に用いられるものとして、多くのタイプ
のフィン型チューブが市販されている。面積拡大フィン
の一つのタイプとして、米国特許第2,983,300号明細書
に開示されるような「針（スパイン）型フィン」として
知られるものがある。この針型フィンは、機械的に弱
く、かつ曲げおよび圧縮力に対する抵抗力が低いという
欠点を有している。したがって、これを実用的に利用す
るには、冷却チューブ上に針型フィンが非常に近接して
配置されることになる。面積拡大フィンの別のタイプ
は、たとえば米国特許第4,143,710号（ラポルテ，外）
明細書に開示されており、そのフィンは複雑な幾何学的
形状を有しており、製造が困難であると共に、もたらさ
れる熱交換能力に関して役立たない材料を有している。

これらの従来のフィンは、家庭用冷蔵庫および空調ユニ
ットにおいて、すなわちチューブの空気側を流動する空
気の運転温度が水の冷凍温度より高温の場合の、冷却剤
移送チューブの空気側の表面積を増大するために多年に
わたって有効に利用されてきている。しかし、これらは
空気温度が冷凍温度より低い場合は有用ではなく、それ
は主として次の２つの理由によるものである： （１） 冷凍空気中の湿度が凝縮して、近接した針型フ
ィンまたは幾何学的フィン間に「霜ブリッジ」を形成
し、これがフィンを横切る、そしてフィン間の空気流を
妨げて、熱交換能力を低減させるからである；そして （２） もし、フィンがこの霜ブリッジを防止するよう
に十分に間隔を有する場合は、得られる構造は機械的に
弱いものになるからである。

（発明の目的および概要） この発明は、霜ブリッジおよび不十分な機械的強度とい
う２重の問題点を取扱う新しい形状のフィン構造を提供
している。

したがって、この発明の目的は、霜ブリッジを最少にす
ると共に、フィンを横切って強制流動される対流空気が
水の冷凍温度より低い状態においても機能を果たし、同
時に実用的な利用を可能にする十分な機械的強度を維持
するフィン構造を提供することである。

この発明によより、熱交換流体を含有するチューブに関
して熱交換を行なうと共に、一体形成された伝熱フィン
からなるチェンが前記チューブの周囲に螺旋状に巻回さ
れて、このフィンが総体的にチューブの長手方向に延長
するように配置されているフイン型熱交換装置であっ
て、 前記チェンがその両端部に沿って外方へ延びる一対の連
続する取付けフランジを包含すること； 前記チェンが前記チューブの周囲に緊張状態で巻回され
て、この取付けフランジが前記チューブに沿って連続的
に熱交換関係をもってきちんと係合されること；および 各フィンが２つの横方向に隔置された脚部材を備えると
共に、この脚部材がそれぞれの取付けフランジから外方
へ延長すると共に、その外端部で霜ブリッジを防止する
ための最小寸法法を有するブリッジ部材により連結され
ていること、を特徴とするフィン型熱交換装置が提供さ
れている。

この発明の特に好適な実施例を、図面を参照して例示的
に以下に説明することにする。

（好適な実施例の説明） 特に第１図において、この発明のループ状フィンチェン
３が単位工程利用装置において製造されており、この装
置はループ状フィンチェンを製造すると共に、直ちにチ
ューブ４にそれを適用するように共働する複数の加工ス
テーションを組合せたものである。この実施例におい
て、薄肉シートメタル２（フィン原料）、たとえば3003
または1100合金型アルミニウムのコイル１が、テーブル
15の上方に総体的に垂直に配置された一連の加工ステー
ションＡ〜Ｄの周囲に水平に配置されており、コイル１
のコア内でそのすべてがチューブ４の周囲を矢印16で示
される方向に回転しており、このチューブはコイル１の
ほぼ中心において、それ自体の軸心に沿って垂直長手方
向に矢印５に示される方向に供給されるようになってい
る。この種の装置は米国特許第3,134,166号（ベナプ
ル）明細書に記載されている。

素材２は２つのランス（突刺し）カッターロール６およ
び７間に係合することによりコイル１から引出されるよ
うになっており、これらロールは加工ステーションＡを
構成すると共に、それぞれ共働回転してフィン素材２を
引張り通過させるようになっている。移動する薄肉金属
ストリップに一連のスリットを形成する装置および方法
は一般的に知られており、この実施例においては、カッ
ターロール６および７に半径方向切断歯18が設けられて
おり、これらの歯は第５図に詳細に示されるように、そ
の間にフィン素材２が供給された時に相互にかみ合うよ
うになっている。ランスカッター７には選定された垂直
寸法を有するフランジが装着されて、「雌」カッターを
構成しており、またランスカッター６はフランジの間の
空間に係合して、「雄」カッターを構成している。フィ
ン素材２の幅はランスカッター６および７のそれより大
きく、したがって第６図に示されるように浅く突刺され
た総体的にチャンネル形状に形成されると共に、フィン
素材の突刺されていない部分８および９が、突刺された
中央部分に対して垂直方向に延びており、相互にかみ合
う歯18により形成された一連の平行な横スリット11によ
り、一連の近接配置された横方向のフィン予備成形体10
が形成されている。

突刺し加工がなされ、かつなされていないフィン素材は
それから、加工ステーションＢに配置されると共に選定
された寸法を有する組合わされた共働成形ロール12およ
び13間を通過され、そこでは予備成形体が伸長されると
共に、フィン予備成形体10が要求される「ループフィ
ン」形状を有するように最終Ｕ字成形がなされる。詳細
は後述するように、予備成形体を伸長することにより、
突刺し加工されたチャンネルは単一加工工程において、
要求される深いＵ字形に形成される。これは、たとえば
米国特許第4,224,984号（シャープK.K.）に記載される
方法、すなわち成形された熱交換フィンを製造するため
に多数の加工工程が必要とされる方法と対比される。

加工ステーションＢの加工ロール12および13の軸心を通
る中心線は、加工ステーションＡのランスカッター６お
よび７の軸心を通る中心線に対して、所定角度αの角度
をなして配置されており、その結果、突刺し加工された
チャンネル２は、２つの加工ロールの接触面間を引張ら
れる前に、雄加工ロール12の周囲を引通される時に引張
り状態におかれる。加工ステーションＢを加工ステーシ
ョンＡに対してこのような所定角度に配置すると共に、
加工ステーションＢの加工ロール12および13を、ステー
ションＡのランスカッター６および７より少し大きい円
周速度で運転することにより、ステーションＡおよびＢ
の間で突刺し加工されていない取付けフランジ先端部８
および９に張力が適用され、この張力により取付けフラ
ンジ先端部は、加工ロール12の対応周面に平行に配置さ
れる方向において相互方向に移動させられる。こうして
素材は伸長し、かつこれが加工ロール12に接線接触する
前に、総体的にＵ字形に形成することが開始されると共
に、加工ロール12および13間で最終加工される。予備成
形体の伸長機能およびＵ字形成工程は第７〜９図に、そ
して特に第7A,7Bおよび7C図に図示されると共に詳細に
議論されている。

加工ステーションＢからＵ字形フィン素材が送出される
時、この製品は第９図に示されるようにその最終形状を
有し、すなわち一体形成されたループフィンのチェンが
スリット11により分離されており、この各フィンが、ブ
リッジ部材10cにより連結された一対の総体的に垂直な
脚部材10aおよび10bを備えており、かつ各垂直脚部材か
ら垂直に延びると共にブリッジ部10cに実質的に平行に
延びる比較的短かい取付けフランジ８および９を備える
形状を有している。それから一体チェンは加工ステーシ
ョンＣのガイドロール11の周囲に送られ、これは加工ス
テーションＤにおいて逆向きにチューブ４の周囲に螺旋
巻きされる準備工程となっており、ループフィンの基部
フランジ８および９はチューブ４の外周縁4aに接触する
ように適用用され、ループフィンは総体的にチューブの
長さにわたって長手方向に配置されており、かつループ
フィンのブリッジ部10cはチューブ周縁4aに関して外方
かつ総体的に円周方向に配置されている。チェン３がチ
ューブ上に巻回される時、フィンは相互に分離して、チ
ューブの表面4aからの半径方向距離が増大するにつれ
て、円周方向間隔が漸進的に増大する。このチェンは、
連続する巻回部の基部フランジ８および９の直ぐ隣接す
る部分が、相互にできるだけ近接して緊密に突合され
て、それらの間隔が最少になるように巻回される。チェ
ン３がチューブ周囲に巻回される時にそれに適用される
張力により、ループフィン素材の基部フランジとチュー
ブ素材の外周縁との間に十分な接触状態が保証され、そ
れによりループフィンとチューブとの間に良好な熱交換
関係をもたらす機械的接触が促進される。ガイドロール
11はその回転軸を選定された角度βをなすように配置さ
れており、それによりループフィン構造が選定螺旋角度
θでチューブ素材に接近できるようになっている。たと
えば、1cm当り１ループフィン（1in.当り2.5のループフ
ィン）のピッチで巻回される時、角度θは19゜である。

第２および３図において、霜ブリッジに対して最も抵抗
力を有するように、ループフィンチェン３は所定寸法を
有するように形成されると共に、冷却チューブ４の周囲
に所定ピッチで、あるいは隣接列間に所定間隔をもって
巻回され、それによりフィンは全３方向において、すな
わち取付けフランジ先端部８および９からブリッジ部10
cまで半径方向に、総体的に平行な垂直部材10aおよび10
b間に円周方向に、かつ連続する螺旋巻回部間の長手方
向に（第２および2A図における間隔14）十分な間隔を有
している。たとえば、2.5cm（1in.）幅で0.018cm（0.00
7in.）の肉厚のアルミニウムストリップ２がフィン素材
として用いられる場合、2cm（0.80in.）の長さで0.076c
m（0.030in.）の間隔を有するスリット11をこの素材に
突刺し加工することにより、それぞれ0.25cm（0.100i
n.）幅の突刺し加工されていないフランジ先端部８およ
び９が得られる。。このフィンは非仁に狭く、このよう
にスリット間隔が近接していることにより、可能な空気
接触面積が約20％〜50％増大することになり、その理由
はフィンがこうして形成された時にもたらされる垂直端
部の高さが、初期ストリップの頂部および底部の面積に
付加されるからである。これは、成形加工中に金属が除
去され、その結果として可能な空気接触面積の損失が生
じる従来の方法と対比される。この実施例において、こ
の突刺し加工されたチャンネルが伸長予備加工され、か
つ最終ループフィンチェン形状に加工されると、ブリッ
ジ部10cはほぼ0.5cm（0.200in.）の幅を有すると共に、
垂直部材10aおよび10bはそれぞれ約0.75cm（0.300in.）
の長さを有している。この実施例において、得られた要
素は家庭用冷蔵庫または空調装置に利用され、用いられ
るチューブ４の径は0.94cm（0.375in.）であり、フィン
が1cm当り２（1in.あたり５）のピッチで巻回される。
同一サイズのチューブについて、1cm当り３（1in.当り
８）のピッチでフィンが巻回された別の実施例において
は、各フランジ８および９の長さは0.16cm（0.0625i
n.）であり、各脚部材の長さは0.95cm（0.375in.）であ
るのに対して、ブリッジ部材は0.32cm（0.125in.）に減
少される。チューブ４の外面4aからブリッジ部材10cの
最外部までの距離は、チューブ径にほぼ等しいという特
徴を有している。螺旋列間の距離14（第２および2A図）
は、取付けフランジ先端部８および９が形成される幅に
より総体的に制御されており、フィン素材２の回転ピッ
チおよびチューブ素材４の長手方向送り速度は、隣接巻
回部の先端部８および９が相互に接触すると共に、した
がって隣接螺旋列14間の距離が名目上各連結フランジの
長さの２倍、この実施例においてはすなわち0.5cm（0.2
00in.）および0.32cm（0.125in.）になるように構成さ
れている。これらの例示寸法は、冷却チューブに対する
霜ブリッジを防止すると共に、工業的に実用利用を可能
にする十分な機械的強度をもたらすのに有効であること
が解っている。フィン素材の別の材料としては銅および
スチールがある。

商業的な冷却器または空調用熱交換装置は所定長さのパ
イプ４を備え、このパイプ４はそこに取付けられる直線
状のチェン３に対応する長さを有しており、このチェン
３はそれから必要な形状に屈曲されるようになってい
る。張力状態のチェンはパイプに対して少なくともその
２つの端部において、適当な手段、たとえば機械的なク
ランプ装置、溶接、または適切なにかわ付けまたは接着
剤により固定される。チェンは前述の任意の手段により
突合わされた取付けフランジ８および９を相互に固定
し、チェンの少なくとも２つの端部において、そして場
合によっては中間位置においてそれらの間の相対長手方
向移動を防止するようにすることにより、チューブ上に
張力状態で保持させることもできる。

ストリップを突刺し加工することにより、突刺し加工し
ていない側部８および９に小さな、しかしストリップ長
さの約0.5％より小さい範囲の伸長がもたらされること
が解っている。加工ロール12および13間の伸長加工中に
さらに大きな伸長がもたらされ、必要な伸長量は通常、
フランジ８および９の長さの約１％〜2.5％であり、さ
らに２％〜2.5％が通常である。

別の伸長が、長さの１％〜1.5％のオーダーで巻回張力
によりもたらされる。工程中に生じる総伸長量はもちろ
ん、材料の降伏限界以内でなければならず、硬質アルミ
ニウム（または合金）については、５％〜６％のオーダ
ーの大きさである。突刺し加工によりもたらされる伸長
は、切断刃の速度に関係のない拡張作用によるものであ
り、適切な成形および巻回張力は、張力が存しない場合
に必要となるより小さい必要長さの突刺し加工フィン素
材を供給するように各駆動装置を調整することにより、
あるいはランスカッター駆動装置、成形ロール駆動装
置、およびチューブ回転駆動装置間の可変速度機構を制
御する張力検出装置を利用することにより維持される。

フィン脚部材10aおよび10bは第3A図に示されるように本
質的に平行で、霜ブリッジを最少にするようにフィン部
材間を最適間隔にすることが好ましい。ブリッジ部10c
は本質的に平坦で、かつ第3A図に示されるように取付け
フランジ先端部８および９に対して実質的に平行である
時に最適状態にあるが、霜ブリッジの進行に対する抵抗
性および製造および適用中の変形に対する抵抗性の点
で、少しその性能が劣化する範囲で前記最適形状は変動
を許容される。たとえば第3A図に示されるように、部分
10aおよび10bと部分10cとの交差部における小半径10r
は、霜ブリッジに対する抵抗性を減少させるにあたり、
少しの効果を有するだけである。第3B図に示されるよう
にアーチ形ブリッジ部分10sを形成するように前記半径
を部分10aおよび10b間の距離の半分まで大きくした場合
は、少し霜ブリッジの形成が増大されるだけである。部
分10a,10bおよび10cが相互に滑らかに併合して、総体的
に半円形（図示しない）を構成するようにしたフィン部
材は、霜ブリッジの形成を防止するのに効果的である。
ループフィンがそれぞれ第3Cおよび3D図に示されるよう
な幾何形状、およびフィンピッチ間隔14に接近する寸法
を有する時、霜ブリッジを形成する傾向は増大する。さ
らに、第3Cおよび3D図に示されるような幾何形状は、変
形に対する抵抗力が小さい。第3Cおよび15図に示される
ように、横部分10cの長さを減少することにより、霜ブ
リッジの形成に対する抵抗性は減少され、また横部分10
cが零まで減少されて、第16図に示されると共に、米国
特許第4,184,544号（ウルマー）明細書に開示される構
造である逆Ｖ字形を形成する場合、得られた頂先端部は
霜の形成を促進する核位置または焦点を提供しており、
それが霜ブリッジの形成を加速することになり、このよ
うな高度に低減されたブリッジ部分10cを有する形状
は、したがって霜ブリッジの形成を最少にするためには
有効ではない。たとえば第3C図に示されるように角度を
なす脚部10dを利用することにより、また第3D図に示さ
れるように脚部10aおよび10bを相互方向に傾斜させるこ
とにより、部分10cの長さを減少させると、短かくされ
た寸法内の表面エネルギーにより除霜水を保持する傾向
を有する形状が得られる。水は凹凸レンズ17の形状に保
持されており、これはフィン脚部とブリッジ部を保護し
ており、それにより第15および16図にクロスハッチ部に
示されるように、有効な熱交換に可能な有効フィン表面
積を減少させることになる。実際にはブリッジ10cの寸
法、あるいは脚部間の同等寸法はフィンピッチに、ある
いはチューブの単位長さ当りの巻回数に関連づけられて
いる。冷却装置および空調装置においては、実用的な最
大値は1cm当り約３つ（1in.当り約８）の巻回部であ
る。したがって、ここに述べられる特別の実施例におい
ては、前述のような凹凸レンズ状の水が保持されるこ
と、および霜ブリッジを防止するための部分10cのほぼ
最小の寸法、0.32cm（0.125in.）より小さくされるべき
ではない。もちろん、この寸法は例示的なものである。

この発明において用いられる予備成形体の伸張は新規な
方法であり、ストリップ２から形成された突刺し加工さ
れたチャンネルは、突刺し加工されたチャンネルが雌ロ
ール13との接線接触点へ接近しながら雄ロール12の周縁
を進行するにつれて、単一加工工程によりほぼＵ字形に
漸進的に形成される。予備成形体の伸長はこの実施例に
おいて、２つのロールに補完肩部12sおよび13sを設け、
その間にフランジ先端部８および９が把持されると共に
通過されることにより、そして加工ステーションＢの成
形ロール12および13を、加工ステーションＡにおいてラ
ンスカッター６および７から突刺し加工されたチャンネ
ルが送出される速度より、ほぼ１％〜2.5％高い周縁速
度で運転することにより実施されている。この張力は突
刺し加工された中央ストリップ10を、成形ロール12およ
び13のかみ合い部分に入るために適切な十分に予備成形
されたＵ字形に漸進的に屈曲するようになっており、前
記成形ロール12および13の接触点において最終Ｕ字形が
形成される。成形ロール12および13の中心間の距離CD
（第８図）は、取付けフランジ先端部８および９に対し
てロールが十分な接触摩擦をもたらして、Ｕ字形を予備
成形するにあたり十分な張力をもたらすと共に、選定さ
れたフィン材料の弾性限界を越えることのないように十
分なスリップを許容するように選定される。

選定されたフィン材料の弾性限界を越えることなく十分
な摩擦駆動力をもたらす別の方法として、ロール12また
は13のベアリング支持体にスプリング負荷を与え、中心
距離CDを浮動または可変とすることが包含され、このよ
うなスプリング負荷により、フィン素材２および孔のな
い突刺し加工されていない取付けフランジ先端部８およ
び９の微少変動に適応できる。同一結果を達成するため
の第２の方法は、成形ロール12およ び13の駆動装置の
駆動シャフトにスリップクラッチを設けることである。
必要な張力をもたらすために一般的に知られている他の
方法を利用することが可能であり、必要により、総体的
にＵ字形のフィン素材が成形ロール12および13を通過す
る時にスリップを生じさせることができる。

第10図は伸張予備成形後に最終Ｕ字形成形を行なうＢス
テーションで用いられる成形ロールの別の構成を示して
おり、ここでは単一の雌成形ロール13が２つの角度をな
して配置されると共に、側部10aおよび10bにそれぞれ係
合するロール13a,13bと、横断部10cに係合し、それを平
坦に維持する後援ロール13cとに置換されている。

第７および14a図には、角度αがほぼ90゜の時、突刺し
加工されたチャンネルの伸張予備成形が成形ロール12の
周縁γの弧にわたって行なわれ、予備成形が実際にロー
ル間のかみ合い部より前に、横断面Ｅ−Ｅにおいて実質
的に完了している。αが約90゜の場合、適切な張力が維
持されている時、伸張予備成形はほぼ85゜の弧γにおい
て完了される。突刺し加工されたチャンネルの伸張予備
成形は、このチャンネルと直線20との交差前の先導角度
ω（第14a図）において開始されており、この直線20は
横断面Ｃ−Ｃにおいて成形ロール12の軸心を通ると共
に、ランスカッター６および７の軸心を通る直線19に平
行になっている。突刺し加工されたチャンネルが雄成形
ロール12の周囲を点Ｃ−Ｃまで進行するまでに、孔を有
していない突刺し加工されていない取付けフランジ先端
部８および９は、第7A図に示されるように既に上向きに
配置されている。突刺し加工されたチャンネルが成形ロ
ール12の周囲を継続的に引張られると、フランジ先端部
８および９は断面Ｄ−ＤおよびＥ−Ｅに示されるよう
に、継続的に相互方向に移動し、したがって突刺し加工
されたチャンネルの最終成形がロール12および13のかみ
合い部を一回通過することにより達成される。第14a図
に示されるように好ましい構成においては、角度αがほ
ぼ90゜の時、伸張予備成形が80゜〜90゜、好ましくは85
゜の弧γにわたって行なわれ、対応する先導角度ωは20
゜〜30゜で、好ましい数値はほぼ25゜である。第14b図
は、角度αが最少60゜から少なくとも180゜の最大まで
あることを示しており、後者の場合は２つの直線は平行
で、前述と相違する他の構成の加工ステーションに適応
することになる。

この発明のループフィンチェン３を形成する別の方法の
ための機械加工構成が第11および12図に開示されてい
る。第11図の装置においては、回転および指向性の両運
動が冷却チューブ４に与えられている。この装置および
方法においては、ループフィン３がチューブ４に螺旋状
に適用される前に２つの加工ステーションＥおよびＦの
みが設けられている。こうして、加工ステーション間に
より多くの加工またはメンテナンス空間がもたらされ
る。チューブ４の回転および長手方向送り速度により決
められる、チューブ４に関する必要な螺旋接近角度θ
は、チューブ４の走行平面に関するステーションＥおよ
びＦの適切な角度配置によりもたらされる。第１図の装
置のステーションＣの遊転ロール11のように、螺旋角度
で配置される遊転ロールを付加することにより、すべて
の回転軸心を平行に維持することも可能である。

この発明のループフィンを形成する別の装置および方法
が第12図に示されている。この実施例においては、ラン
スステーションＨは突刺し機能のみを果たし、最終ルー
プフィンのすべての成形は加工ステーションＪにおいて
行なわれる。ランスステーションＨは、フランジが
「雌」ランスカッター７から除去されている点を除い
て、第４および５図に関連して説明したものと同様のも
のである。フィン素材２の幅がランスカッター６および
７の幅より大きいから、フィン素材２は、孔のない突刺
し加工されていない部分8aおよび9aがスリット11の各側
部に延びている、第13図に示されるようなフィル予備成
形体10aを有する平坦な中央に突刺し加工をされたスト
リップとしてランスステーションＨから送出される。

ステーションＩにおける遊転ロール20は、平坦な中央に
突刺し加工された素材を案内すると共に、加工ロール12
に対して、それと接触する前に必要な接近角度αで接近
させるように配置されている。素材が加工ロール12に接
触すると、２つのロールのかみ合い部に入る前に、伸張
予備成形が完了するまで素材がロールの弧γの周囲で伸
張予備成形され、前記かみ合い部において最終Ｕ字形成
が達成されると共に、素材は第９図に示されるようにル
ープフィン形状３を有して送出される。

第12図の装置において、遊転ロール20を利用することに
より、ランスおよび加工ステーションを平行に配置する
ことが可能になったことが示されている。遊転ロール20
は第12図に示される方法の伸張予備成形における限界工
程において、十分な接近角度αを提供することにより助
けをもたらしている。第１図の装置におけるように、突
刺し加工されていない部分8aおよび9aの張力は、共働加
工ロール12および13または加工ステーションＪを、加工
ステーションＨの共働ランスカッター６および７より少
し高い円周速度で運転することによりもたらされる。た
とえば、加工ステーションＪが加工ステーションＨより
ほぼ１％高い円周速度で運転されることにより、十分な
伸張予備成形が行なわれる。加工ステーションＪは第１
図の加工ステーションＢと本質的に同一の機能と作動を
有し、最終ループフィン形状３をもたらすようになって
いる。加工ステーションＪから送出された後、ループフ
ィンチェン３は加工ステーションＫにおいてチューブ４
上に巻回され、その螺旋角度が矢印５の直線に沿うチュ
ーブ４の長手方向速度と、この方向に走行中のチューブ
４の回転速度とにより制御されるようになっている。

前述の説明および図面はこの発明の実施範囲を限定する
ものではなく、この発明の範囲内の多くの変形例を包含
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ループフィン構造を製造し、それを円筒チュ
ーブ上に取付けるこの発明の装置の第１実施例と、対応
するこの発明の方法を示す概略斜視図、第２図はループ
フィン構造がチューブ上に取付けられる工程を示す拡大
斜視図、第2A図は第２図の2A−2A線に沿う断面図、第2B
図は第２図の組立てられた構造の端立面図、第3A図は第
１および２図のループフィン構造の断面図で、第3B〜3D
図はこの発明の別の構造を示す同様の断面図、第４図は
薄肉金属ストリップ素材が突刺し加工され、かつチャン
ネル形状に変形される第１図の突刺し切断加工ステーシ
ョンＡの平面図、第５図は加工ステーションＡの側立面
図、第６図は加工ステーションＡから送出された後の、
突刺し加工されてチャンネル形状になされた薄肉金属ス
トリップの斜視図、第７図は第１図の伸張加工およびＵ
字形加工の組合せ加工ステーションＢの平面図、第7A,7
Bおよび7C図は加工ステーションＢにおける突刺し加工
された素材の漸進的予備成形状態を示す、第７図のそれ
ぞれＣ−C,D−ＤおよびＥ−Ｅ線に沿う断面図、第８図
は加工ステーションＢの側立面図、第９図は加工ステー
ションＢから送出された後の、「ループフィン」ストリ
ップの斜視図、第10図は第１図のステーションＢ、また
は第11図のステーションＦ、または第12図のステーショ
ンＪに対応するＵ字形を形成する装置の斜視図、第11図
はこの発明の別の装置および対応するこの発明の方法を
示す斜視図、第12図はこの発明のさらに別の装置および
対応するこの発明の方法を示す斜視図、第13図は第11図
の装置のステーションＥから、あるいは第12図の装置の
ステーションＨから送出された後の、平坦な突刺し加工
された薄肉金属ストリップの斜視図、第14a図はランス
ロール中心を通る直線と、加工ロール中心を通る別の直
線との間の好ましい角度関係（角度α）を示す図、第14
b図は角度αの可能範囲を示す図、第15図はこの発明の
ループフィンと、湿度が存在する場合はその保持された
水分との横断面図、第16図は従来のフィン構造と、そこ
に保持された水分との同様の横断面図である。 1:コイル、2:薄肉金属ストリップ（フィン素材）、3:ル
ープフィンチェン構造、4:チューブ；特に冷却用チュー
ブ、4a:チューブ外面、5:チューブ４の移動方向矢印、
6:雄ランス（突刺し）カッター、7:雌ランスカッター、
8,8a,9,9a:突刺し加工されたフィン素材取付けフランジ
先端部、10:フィン予備成形体、10a,10b:フィン垂直脚
部材、10c:フィンブリッジ部材、11:ステーションＣの
ガイドロール、12:雄加工ロール、12s:加工ロール12の
ストリップ把持面、13:雌加工ロール、13a,13b,13c:雌
加工ロール13用交換ロール（第10図）、13s:加工ロール
13のストリップ把持面、14:ループフィン間の長手方向
間隔、15:装置テーブル、16:装置の移動方向矢印（第１
図）、17:凹凸レンズ状の水（第15および16図）、18:ラ
ンスカッター６および７のかみ合い歯、19:ランスロー
ル中心間の直線（第14a図）、20:ステーションＩの遊転
ロール（第12図）。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換流体を含有するチューブ（４）に関
   し熱交換を行なうと共に、一体形成された伝熱フィンの
   チェンが前記チューブの周囲に螺旋状に巻回されて、こ
   のフィンが総体的にチューブの長手方向に延長するよう
   に配置されているフィン型熱交換装置であって、 前記チェンがその両端部に沿って外方へ連続的に延びる
   一対の取付けフランジ（8,9）を包含すること； 前記チェン（３）が前記チューブ（４）の周囲に緊張状
   態で巻回されて、その取付けフランジが前記チューブに
   沿って連続的に熱交換関係をもってきちんと係合されて
   いること；および 各フィンが２つの横方向に隔置された脚部材（10aおよ
   び10b）を備えると共に、この脚部材がそれぞれの取付
   けフランジ（8,9）から外方へ延長すると共に、その外
   端部で霜ブリッジを防止するための最小寸法を有するブ
   リッジ部材（10c）により連結されていること、 を特徴とするフィン型熱交換装置。
2. 【請求項２】前記チェンが前記チューブ上に、取付けフ
   ランジ（8,9）の長さの約１％〜1.5％の伸びを生じるに
   十分な張力で巻回されることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の熱交換装置。
3. 【請求項３】前記チェン（３）が、横方向に突刺し加工
   されたストリップ（第13図）を、これが組合された加工
   ローラ（12,13）間を通過する時に伸張することにより
   伸張加工されると共に、前記加工ローラが前記ストリッ
   プの突刺し加工された部分を、一回の通過工程により、
   前記脚部材（10a,10b）と前記ブリッジ部材（10c）とか
   らなる総体的なＵ字形に変形させるようになっているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１または２項に記載
   の熱交換装置。
4. 【請求項４】前記チェンが、取付けフランジの長さの約
   １％〜2.5％の伸びを生じるように張力を適用すること
   により伸張加工されることを特徴とする、特許請求の範
   囲第３項に記載の熱交換装置。
5. 【請求項５】前記脚部材（10a,10b）が実質的に前記チ
   ューブ（４）に対して直交していることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に記載の熱交
   換装置。
6. 【請求項６】前記フィンチェン（３）がアルミニウムか
   ら形成されていことを特徴とする、特許請求の範囲第１
   〜５項のいずれか一項に記載の熱交換装置。
7. 【請求項７】前記ブリッジ部材（10c）が実質的に直線
   状であると共に、前記チューブ（４）の外面（4a）に対
   して実質的に平行であることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１〜６項のいずれか一項に記載の熱交換装置。
8. 【請求項８】前記ブリッジ部材（10c）が、前記脚部材
   （10a,10b）および前記ブリッジ部材（10c）の交差部
   （第3A図、10r）において半径部分を有していることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１〜６項のいずれか一項
   に記載の熱交換装置。
9. 【請求項９】前記ブリッジ部材（10c）が中間部分（10
   d）により前記脚部材（10a,10b）に連結されて、実質的
   にアーチ形状（第3B図）を形成していることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１〜６項のいずれか一項に記載の
   熱交換装置。
10. 【請求項１０】前記ブリッジ部材（10s）が総体的に半
    円形状で前記脚部材（10c,10b）に滑らかに併合してい
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１〜６項のいず
    れか一項に記載の熱交換装置。
11. 【請求項１１】前記脚部材（10a,10b）および前記取付
    けフランジ（8,9）が、相互に隣接するフィン間の霜ブ
    リッジを実質的に減少させる関係を有する所定寸法に設
    けられていることを特徴とする、特許請求の範囲第１〜
    10項のいずれか一項に記載の熱交換装置。
12. 【請求項１２】フィンの２つの脚部材（10a,10b）間の
    距離が実質的に、前記チューブ（４）に巻回された前記
    フィンの螺旋列間の距離と同一であることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第11項に記載の熱交換装置。
13. 【請求項１３】チューブ（４）の外面（4a）からブリッ
    ジ部材（10c）の最外部までの距離が、前記チューブ
    （４）の径にほぼ等しいことを特徴とする、特許請求の
    範囲第11項に記載の熱交換装置。