JPH09250890A

JPH09250890A - 熱交換器およびその製造方法とその熱交換器を用いた冷凍機器

Info

Publication number: JPH09250890A
Application number: JP8213796A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Honoki; 秀行朴木; Tamio Innami; 民雄印南; Masato Uno; 正人宇野; Terukazu Ishioka; 輝一石岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】単位体積当たりの性能が高く、加工後にパイ
プの内面に残留物を洗浄する必要がなく、フィン材の材
料歩留まりの向上を図り、廉価に供給し得る熱交換器を
提供すること。【解決手段】フィン１を所定枚数配列して形成された
複数のフィン群５と、蛇行状に曲げられたパイプ６とで
構成し、各フィン１の中心部にパイプ６の外径Ｄよりも
小径ｄの穴２を設け、各フィン１に設けられた前記穴２
にパイプ６を圧入し、パイプ６を圧入することによって
生じるバーリング３を利用して各フィン１とパイプ６と
を固定し、熱交換器における風の流れ方向１２の上流側
のフィン群５のフィン１間に、下流側のフィン群５のフ
ィン１を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛇行曲げされたパ
イプの直線部分に複数のフィンを設けた熱交換器および
その製造方法とそれを用いた、たとえば、冷蔵庫、空気
調和機などの冷凍機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器およびその製造方法として、た
とえば、特開平５−８７４８０号公報、特公平６−６３
７１０号公報、特開平７−１９７７８号公報などに開示
された技術が提案されている。

【０００３】これらの技術は、圧入すべきパイプの外径
より小さな開口部を持つバーリング加工を施したフィン
を所定の間隔で配置してフィン群を構成し、このフィン
群を所定の間隔で複数群配置して、パイプを圧入し、各
フィン群間を蛇行状に曲げて熱交換器を製造するもので
ある。

【０００４】これらの技術においては、パイプを圧入し
たとき、バーリング加工部を押し広げることになるた
め、パイプにフィンが固定され、パイプの拡径を行なう
ことなく効率よく熱交換器を製造することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の各従来
技術では、フィンに予めバーリング加工を施すため、そ
の製造工程が煩雑になる。また、バーリング加工により
加工硬化した穴にパイプを圧入するため、大きな挿入力
が必要になる。

【０００６】また、予めフィンにバーリング加工部が形
成されているため、フィン単体を製造すると、製造され
たフィンを積み重ねて保管することができず、専用の治
具や箱にフィンを収納、保管することが必要になり、フ
ィンの管理が煩雑になる。また、その保管のために、広
いスペースが必要になる。

【０００７】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、製造
が容易な熱交換器を提供することにある。また、本発明
の他の目的は、熱交換器の製造方法を提供することにあ
る。さらに、本発明の他の目的は、前記熱交換器を用い
た空気調和機、冷蔵庫などの冷凍機器を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、ほぼ並行な直線部分を有し、所
定の間隔で蛇行するパイプの直線部分に、それぞれ所定
数のフィンを圧入してなる熱交換器において、所定の位
置に前記パイプの直径より小径の穴もしくは放射状のス
リットを形成した平板状のフィンにパイプを圧入して、
パイプの圧入によってフィンに形成されるバーリング部
で、パイプにフィンを固定するようにした。

【０００９】また、パイプの圧入位置に、圧入するパイ
プの直径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成
した平板状のフィンを所定の間隔で配列し、このフィン
の配列を貫通するように前記パイプを圧入し、パイプの
圧入によってフィンに形成されるバーリング部で、フィ
ンをパイプに固定する。

【００１０】また、冷凍機器の熱交換器として、所定の
位置に前記パイプの直径より小径の穴もしくは放射状の
スリットを形成した平板状のフィンにパイプを圧入し
て、パイプの圧入によってフィンに形成されるバーリン
グ部でパイプにフィンを固定した熱交換器を設けた。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明熱交換器の第１の実施
の形態を示す外観図、図２は同熱交換器の一部分の拡大
斜視図、図３は図２のＡ−Ａ′方向から見た一部拡大断
面図、図４は１枚のフィンの正面図である。

【００１２】図１に示すように、熱交換器は、所定枚数
のフィン１からなるフィン群５と、パイプ６とにより構
成され、パイプ６は、冷媒入口７側と、フィン群５を取
り付けている直線部分８と、パイプ中心の直径が２Ｒの
半円形に曲げられたコーナ部分９と、冷媒出口１０側と
が連続する蛇行状に曲げられている。前記パイプ６の直
線部分８は、この実施例では６個設けられており、各直
線部分８にはこの実施例では２５枚のフィン１からなる
６個のフィン群５が取り付けられている。

【００１３】前記フィン１は、図４に示すように、正面
から見て横長の長方形に形成されている。このフィン１
の中心部には、パイプ６の外径Ｄよりも小さい内径ｄの
穴２が設けられている。

【００１４】前記パイプ６は、各フィン１に設けられた
穴２に圧入され、このときに形成されるバーリング３に
より、フィン１とパイプ６とが固定されている。なお、
フィン１の穴２にパイプ６を圧入する過程で、穴２の回
りには図３に示すように、パイプ６の圧入方向１１の前
方にバーリング３が形成され、後方には後述のストリッ
パ１５のテーパ部に倣って鉢形の凹部４が形成されてい
る。

【００１５】図１に示すように、各フィン群５は、フィ
ン１をパイプ６の直線部分８に、フィン間隔Ｐｆで所定
枚数配列して構成されている。また、熱交換器の風の流
れ方向１２の上流側のフィン群５と、下流側のフィン群
５とは、上流側のフィン群５のフィン１と、下流側のフ
ィン群５のフィン１との間に間隔Ｆｄを有して配置さ
れ、風の流れ方向１２に対して、上流側のフィン群５の
フィン１と、下流側のフィン群５のフィン１とが重なら
ないようにしている。なお、矢印１３は熱交換器のパイ
プ６への冷媒の流入方向を示し、矢印１４は同熱交換器
のパイプ６からの冷媒の流出方向を示す。

【００１６】前述のごとく構成した熱交換器では、フィ
ン１にパイプ６の外径Ｄよりも小さい内径ｄの穴２を設
け、この穴２パイプ６を圧入しているので、フィン１と
パイプ６がパイプ６の全周で接し、フィン１とパイプ６
の間の伝熱面積を広くできることに加えて、熱交換器の
風の流れ方向１２の上流側のフィン群５のフィン１と、
下流側のフィン群５のフィン１との間に、間隔Ｆｄをお
いて配置し、前記風の流れ方向１２に対して上流側のフ
ィン群５のフィン１と、下流側のフィン群５のフィン１
とが重ならないようにしているので、伝熱効率を高める
ことができることとが相俟って、熱交換器の単位体積当
たりの性能を高めることができる。したがって、熱交換
器全体の小形化，薄形化を図ることもできる。

【００１７】また、この熱交換器では、フィン１とパイ
プ６とを固定するために、パイプ６を拡径する必要がな
いため、パイプ６内に残留する潤滑油や液等の残留物の
洗浄工程を省略できること、細いパイプを用いることが
でき、省資源化を図ることができること、単に穴２を加
工した平板状のフィン１にパイプ６を圧入するようにし
ているため、フィン１の加工のための設備が簡易なもの
で足り、フィン１とパイプ６とを固定するための設備も
簡易なもので足りること、熱交換器の性能を高めること
ができることに伴い、熱交換器全体を小形，薄形化でき
るため、材料費を節減できることとが相俟って、製造原
価を大幅に節減することができる。

【００１８】次に、図５、図６および図７は、それぞれ
前記熱交換器の製造工程を示す図である。以下、これら
図５〜図７と、前記図４とにより熱交換器の製造方法を
説明する。

【００１９】まず、フィン１としては図４に示すものを
用いる。この図４に示すフィン１は、前述のごとく、所
要の大きさの平板の中心部にパイプ６の外径Ｄよりも小
さい内径ｄの穴２が形成されている。

【００２０】図５に示すように、ストリッパ１５は、パ
イプ６の圧入方向１１と平行な面で二つ割りされたスト
リッパ片１５ａ、１５ｂを組み合せて構成されている。
また、ストリッパ１５の中心部には、パイプ６の導入部
１６と、これに続く穴１７とが設けられている。前記パ
イプ６の導入部１６は、入口側の直径Ｄｊがパイプ６の
外径Ｄよりも大きく、かつパイプ６の圧入方向１１に向
かって直径を漸減するテーパ状に形成されている。前記
穴１７は、パイプ６の外径Ｄよりも僅かに大きく、かつ
直状に形成されている。

【００２１】ダイス１８は、パイプ６の圧入方向１１と
平行な面で二つ割りされたダイス片１８ａ、１８ｂを組
み合わせて構成されている。このダイス１８の中心部に
は、直状の穴１９が設けられている。前記穴１９は、パ
イプ６の外径Ｄと、フィン１の板厚の２倍の寸法の和
に、０．１〜０．２ｍｍを加えた直径Ｄｈに形成されて
いる。

【００２２】そして、図５に示すように、ストリッパ１
５とダイス１８間にフィン１を挿入し、ストリッパ１５
に設けられた導入部１６および穴１７と、フィン１に設
けられた穴２と、ダイス１８に設けられた穴１９とを同
一中心線上に位置決めし、ストリッパ１５に設けられた
導入部１６をパイプ６の圧入方向１１に配して、ストリ
ッパ１５とダイス１８間でフィン１を挟み付ける。

【００２３】このようにして、前記ストリッパ１５とフ
ィン１とダイス１８の組を、フィン群５を形成すべきフ
ィン１の枚数分、互いに所定のフィン間隔Ｐｆを保持し
て配置し、さらにパイプ６の軸方向にフィンレス区域９
´を設けて、形成すべきフィン群５の数だけ配列する。
なお、前記フィン間隔Ｐｆは、ストリッパ１５とダイス
１８の配置間隔により任意に設定できるもので、等間隔
に限らず、不等間隔に設定することも可能である。

【００２４】ついで、図５に示すように、ストリッパ１
５とダイス１８間に挟み付けられているフィン１に向か
って、ストリッパ１５に設けられた導入部１６からパイ
プ６を押し込むと、パイプ６がポンチとして作用し、フ
ィン１に設けられている穴２の回りの部分を次々に押出
しながら進む。

【００２５】このとき、この実施例ではストリッパ１５
にテーパ状の導入部１６を設けているので、この導入部
１６を通じてパイプ６をスムーズに導くことができる
し、ストリッパ１５に設けられた導入部１６および穴１
７と、ダイス１８に設けられた穴１９とに、フィン１に
設けられた穴２を位置決めし、しかもストリッパ１５と
ダイス１８間でフィン１を挟み付けているので、各フィ
ン１の穴２の回りの部分を正確に、かつ確実に押出しな
がらパイプ６を進行させることができる。

【００２６】前述のごとく、各フィン１の穴２にパイプ
６を圧入すると、フィン１の穴２の回りの部分が押出さ
れ、前記図３に示すように、フィン１の一方の面にはバ
ーリング３が形成され、他方の面には鉢形の凹部４が形
成される。そして、各フィン１とパイプ６とは、前記バ
ーリング３により固定される。

【００２７】以上の工程を経ることにより、図６に示す
ごとく、直線状のパイプ６に、所定のフィン間隔Ｐｆを
おいて所定枚数配列されかつバーリング３を介して固定
されたフィン１からなるフィン群５がフィンレス区域
９′を有して所定数取り付けられる。前記フィンレス区
域９′は、この部分を曲げたときの曲率半径をＲとする
とき、πＲよりも長い｛πＲ＋α｝に形成される。

【００２８】パイプ６に所定数のフィン群５を取り付け
た後、図７に示すように、パイプ６をフィンレス区域
９′の部分でＵ字形に曲げる。前記パイプ６に曲げ加工
を施すときは、フィンレス区域９′における曲率中心側
に、曲率半径Ｒに形成された曲げコマ２０を設置し、フ
ィンレス区域９′の外側に誘導コマ２１を当て、この誘
導コマ２１を矢印２２で示すように自転させ、かつ曲率
中心を回転半径として公転させながら、パイプ６のフィ
ンレス区域９′を曲げて行き、図１に示すごとく、パイ
プ６の中心線上で直径２Ｒに曲げ、コーナ部分９を形成
する。このとき、熱交換器の風の流れ方向１２の上流側
のフィン群５のフィン１の間に、下流側のフィン群５の
フィン１が位置するように曲げ加工する。以上の曲げ加
工をパイプ６の各フィンレス区域９′に施し、次々に曲
げて行くことにより、図１に示すごとき熱交換器を的確
に製造することができる。

【００２９】図８は、本発明による熱交換器の第２の実
施の形態を示す一部分の斜視図である。同図において、
フィン群２５を構成している各フィン２３の高さ方向の
両端部が、フィン間隔Ｐｆを超えない範囲で互い違いに
折り曲げられていて、各フィン２３がほぼＺ字形に形成
されている。そして、熱交換器の風の流れ方向１２の上
流側のフィン群２５と、下流側のフィン群２５とで、各
フィン２３が同じ向きに揃えられている。

【００３０】この熱交換器の製造方法は、前記の製造方
法と同様に、バーリング２４により平板状のフィンをパ
イプ６に固定した後、フィンの高さ方向の両端部を、フ
ィン間隔Ｐｆを超えない範囲で互い違いに折り曲げ、ほ
ぼＺ字形のフィン２３に形成する。なお、フィン２３に
パイプ６を圧入する直前に、フィン２３をほぼＺ字形に
折り曲げるようにしてもよい。また、前記図５における
ストリッパ１５およびダイス１８を曲げ加工用のダイと
して使用することができる。

【００３１】この熱交換器によれば、ほぼＺ字形に折り
曲げられたフィン２３によりフィン群２５を構成してい
るので、前記図１、図２に示す熱交換器と、フィン２３
の伝熱面積を同じに形成すれば、熱交換器全体を薄形化
することができる。なお、この熱交換器の他の構成、作
用については、前記図１、図２に示す熱交換器と同様で
ある。

【００３２】図９は、本発明の熱交換器の第３の実施の
形態を示す一部分の斜視図である。この図９に示す熱交
換器では、前記図８に示す熱交換器と同様、パイプ６に
ほぼＺ字形に折り曲げられたフィン２３が取り付けられ
ている。ところが、この熱交換器では、風の流れ方向１
２の上流側のフィン群２５と、下流側のフィン群２５と
で、ほぼＺ字形をなす前記フィン２３の向きが互いに反
対向きに取り付けられている。

【００３３】この熱交換器においても、各フィン２３の
所定位置に設けられた穴にパイプ６を圧入することによ
って形成されたバーリング２４により、各フィン２３と
パイプ６とが固定されている。このような構成として
も、前記図８に示す熱交換器と同様の効果を得ることが
できる。

【００３４】図１０は、本発明の熱交換器の第５の実施
の形態を示す一部分の斜視図、図１１は、この熱交換器
で用いるフィンの正面図である。

【００３５】図１１において、長方形のフィン２８に
は、その平面の一方向を長さ方向とし、これと直角な方
向を高さ方向とするとき、フィン２８の長さ方向には中
心部Ｏで、かつ高さ方向には中心部Ｏから所定距離Ｚ、
偏心した位置にパイプ６の外径よりも小さい内径の穴２
９が設けられている。

【００３６】図１０に示すように、前記フィン群３１、
３２を構成しているフィン２８に設けられた穴２９に
は、パイプ６が圧入されており、前記穴２９にパイプ６
を圧入することによって形成されたバーリング３０によ
り、各フィン２８とパイプ６とが固定されている。な
お、パイプ６に固定された前記フィン２８は、前記図１
に示す熱交換器と同様に、所定のフィン間隔Ｐｆをおい
て所定枚数配列されており、前記所定枚数のフィン２８
により、熱交換器の風の流れ方向１２の上流側のフィン
群３１と、下流側のフィン群３２とが形成されている。

【００３７】また、前記フィン群３１、３２間にはフィ
ンレス区域９´が設けられていて、パイプ６はこのフィ
ンレス区域９´の部分でほぼＵ字形に曲げられ、かつパ
イプ６の軸回りに１８０°ねじられている。これによ
り、前記風の流れ方向１２の上流側のフィン群３１の各
フィン２８と、下流側のフィン群３２の各フィン２８と
は、高さ方向に揃えられているが、図１０に示すよう
に、前記風の流れ方向１２の上流側のフィン群３１が取
り付けられているパイプ６の部分と、下流側のフィン群
３２が取り付けられているパイプ６の部分間には、高さ
方向に２・Ｚの段差が設けられ、熱交換器の内部でパイ
プ６の位置が千鳥状に構成されている。

【００３８】このような構成とすることにより、いわゆ
るパイプ６の千鳥効果により、単位体積当たりの熱交換
器の性能をより一層高めることができる。なお、その他
の作用、効果については、図１に示す熱交換器と同様で
ある。

【００３９】図１２は、前記図１０に示す熱交換器の製
造方法を示す図である。この図１２と前記図１１とによ
り、図１０に示す熱交換器の製造方法を説明する。図１
１に示すように、予め高さ方向に距離Ｚ、偏心させた位
置に穴２９を設けたフィン２８を形成しておく。

【００４０】前記フィン２８を図５に示すストリッパ１
５とダイス１８とを用いて位置決めすると同時に挟み付
け、フィン群３１、３２を構成すべく所定枚数配列す
る。ついで、前述のごとく配列されたフィン２８にパイ
プ６を圧入し、このときに形成されるバーリング３０に
よりフィン２８とパイプ６とを固定し、フィン群３１、
３２を形成するとともに、フィン群３１、３２間にフィ
ンレス区域９´を設ける。

【００４１】次に、図１２に示す曲げコマ２０、誘導コ
マ２１およびねじり機構３３を用い、前記曲げコマ２０
と誘導コマ２１によりフィンレス区域でパイプ６を矢印
２２で示すように、Ｕ字形に曲げると同時に、ねじり機
構３３によりフィン群３１側またはフィン群３２側のパ
イプ６を矢印３４で示すように、パイプ６の軸回りに１
８０°ねじる。このとき、フィン群３１のフィン２８間
に、フィン群３２のフィン２８が配置されるようにす
る。

【００４２】以上により、図１０に示すごとき、フィン
群３１、３２がフィン２８の高さ方向に揃っていて、熱
交換器の風の流れ方向１２の上流側のフィン群３１のフ
ィン２８間に、下流側のフィン群３２のフィン２８が位
置し、さらに、前記風の流れ方向１２の上流側のパイプ
６と、下流側のパイプ６とにフィン２８の高さ方向に段
差２・Ｚを有する熱交換器を製造することができる。

【００４３】図１３および図１４は、本発明の熱交換器
に用いるフィンの異なる形態を示す正面図である。図１
３に示すフィン３５は、図４に示すフィン１に設けられ
ている穴２に代えて、放射状のスリット３６を形成した
ものである。前記スリット３６の根元部分を結んだ円の
直径は、パイプ６の外径Ｄとほぼ同じに形成されてい
る。

【００４４】また、図１４に示すフィン３７には、中心
に向けて放射状の複数の突起を有する星形の穴３８を形
成したものである。この星形の穴３８の突起の先端を結
ぶ円の径は、パイプ６の外径Ｄよりも小さい内径ｄに形
成され、星形の穴３８の外径はパイプ６の外径Ｄとほぼ
等しく形成されている。

【００４５】これら図１３および図１４に示すフィン３
５、フィン３７を、前記図１に示すフィン１、図８に示
すフィン２３、あるいは図１０に示すフィン２８に替え
て使用することができる。そして、フィン３５、フィン
３７を用いることにより、パイプ６の圧入を容易にする
ことができる。

【００４６】実験の結果、フィンにパイプを圧入する際
の推力は、図４に示すフィン１に設けられた穴２にパイ
プ６を圧入する場合に比べて、スリット３６または星形
の穴３８にパイプ６を圧入する場合には約半分で足りる
ことが確認されている。したがって、フィンにスリット
３６または星形の穴３８を設けた場合には、フィンにパ
イプを圧入するための設備を、大幅に小形化することが
でき製造原価を削減することができる。

【００４７】図１５は、本発明の熱交換器に用いるフィ
ンのさらに異なる形態を示す正面図である。同図に示す
ように、フィン５９には、図１４に示す星形の穴３８と
類似した穴６０を形成したものである。この穴６０は、
図１６に示すように、穴６０の中心に向けて突出する突
起６０Ａの先端と、穴６０の中心から放射状に伸びるス
リット６０Ｂ端部を滑らかな円弧状に形成したものであ
る。

【００４８】なお、前記突起６０Ａの先端を結ぶ仮想円
の内径ｄは、図１４における内径ｄと同じ大きさもしく
はそれより小さい径でよい。また、スリット６０Ｂの端
部を結ぶ仮想円の径は、圧入するパイプの外径と同じか
もしくはそれより若干小さな径にする。

【００４９】図１７は、図１５に示すフィン５９にパイ
プを圧入した状態を示す拡大図である。同図に示すよう
に、突起６０Ａ部分がパイプ６に沿って曲げられるた
め、パイプ６とフィン５９の接触面積を大きくして、伝
熱効率を向上させることができる。また、スリット６０
Ｂの端部が滑らかな円弧で形成されているため、パイプ
６を圧入した際に、スリット６０Ｂの端部から発生する
亀裂が図１４に示すフィン３７と比較して生じにくくな
り、より強い拘束力でパイプと結合させることができ
る。

【００５０】図１８は、本発明の熱交換器に用いるフィ
ンのさらに異なる形態を示す正面図である。同図に示す
ように、フィン６１には、図１５に示す穴６０とほぼ同
じ形状の穴６２を形成したものである。この穴６２は、
図１９に示すように、穴６２の中心に向けて突出し先端
が滑らかな円弧状に形成された突起６２Ａと、穴６２の
中心から放射状に伸び、端部にスリットの幅より大径の
円形の切欠きが形成されたスリット６２Ｂとを形成した
ものである。

【００５１】なお、前記突起６０Ａの先端を結ぶ仮想円
の内径ｄは、図１４における内径ｄと同じ大きさもしく
はそれより小さい径でよい。また、スリット６０Ｂの端
部を結ぶ仮想円の径は、圧入するパイプの外径と同じか
もしくはそれより若干小さな径にする。

【００５２】図２０は、図１８に示すフィン６１にパイ
プを圧入した状態を示す拡大図である。同図に示すよう
に、突起６２Ａ部分がパイプ６に沿って曲げられるた
め、パイプ６とフィン６１の接触面積を大きくして、伝
熱効率を向上させることができる。また、スリット６２
Ｂの端部に、スリットの幅より大きな円形の切欠きが形
成されているため、応力の集中が緩和され、パイプ６を
圧入した際に、スリット６２Ｂの端部から発生する亀裂
が、図１５に示すフィン５９と比較してさらに生じにく
くなり、より強い拘束力でパイプと結合させることがで
きる。

【００５３】図２１は、本発明による熱交換器の他の実
施の形態を示す外観図である。同図において、それぞれ
フィン６７、フィン６８およびフィン６９で構成される
各フィン群に、Ｕ字状に形成されたパイプ６５を圧入
し、各パイプ６５の間をＵターンパイプ６６および継ぎ
手７０で接続してなるものである。なお、前記フィン６
７、フィン６８およびフィン６９はそれぞれバーリング
７１でパイプ６５に固定されている。また、前記フィン
６７、フィン６８およびフィン６９のそれぞれの間隔
は、熱交換する空気の流れの上流から下流に向けてピッ
チが小さくなるように配置されている。

【００５４】図２２は、パイプに対するフィンの取付け
状態を示す外観図である。同図に示すように、図１５お
よび図１８に示すフィン５９、フィン６１のように突起
を有するフィンを順次パイプ６に挿入する場合、バーリ
ングによる立ち上がり部３より狭い間隔でフィンを挿入
すれば、先に挿入されたフィンの立上り部が後から挿入
されるフィンのバーリング部に拘束され、フィンをパイ
プに一層強固に固定させることができる。

【００５５】また、上記各実施の形態によれば、パイプ
６を変形させることがなく、かつ、パイプ６内に拡径用
の異物を残すことがないので、パイプの外形を細くし、
熱交換器をより薄形にすることができる。

【００５６】図２３は、本発明の熱交換器を備えた冷蔵
庫の縦断面図である。同図において、冷蔵庫４０には、
機械室４１と、断熱材４４で囲まれた冷凍室４２および
冷蔵室４３とが設けられている。前記機械室４１には、
圧縮機４５と、送風ファン４６と、凝縮器４７とが納め
られている。前記冷凍室４２には、蒸発器４８が設置さ
れている。前記凝縮器４７と蒸発器４８には、本発明に
かかる熱交換器が用いられている。

【００５７】この冷蔵庫４０では、前述のごとく凝縮器
４７および蒸発器４８に本発明熱交換器を用いており、
この熱交換器は従来の熱交換器に比べて、単位体積当た
りの性能が高いため、凝縮器４７および蒸発器４８の小
形化，薄形化を図ることができる。その結果、機械室４
１内の凝縮器４７の占有体積を圧縮できるため、冷蔵庫
４０の占有体積を同じにした場合には、冷蔵室４３の内
容積を増加することができる。また、蒸発器４８も薄形
化できるため、冷凍室４２の内容積を増加することがで
きる。さらに、凝縮器４７や蒸発器４８を小形化できる
ため、これらの機器を納める構造体の簡素化を図ること
ができ、したがって製造原価の低減を図ることができ
る。

【００５８】図２４は、本発明によって形成された空気
調和機用の熱交換器の側面図、図２５は、その熱交換器
を用いた空気調和機の外観図である。同図において、冷
媒回路構造体７４に組み込まれた熱交換器７３を、例え
ば、前記図８あるいは図９に示す構造とすることによ
り、熱交換器７３の幅Ｗを薄くすることができ、冷媒回
路構造体７４を薄形にすることができる。

【００５９】したがって、このような冷媒回路構造体７
４を組み込んだ空気調和機の室内機７２を薄形にするこ
とができ、しかもその重量を軽量化することができる。
また、熱交換器７６、圧縮機７７、制御機器７８を組み
込んだ室外機７５についても同様に薄形にすることがで
き、しかもその重量を軽量化することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ほぼ並行な直線部分を有し、所定の間隔で蛇行するパイ
プの直線部分に、それぞれ所定数のフィンを圧入してな
る熱交換器において、所定の位置に前記パイプの直径よ
り小径の穴もしくは放射状のスリットを形成した平板状
のフィンにパイプを圧入して、パイプの圧入によってフ
ィンに形成されるバーリング部でパイプにフィンを固定
するようにしたので、フィン単体の製造、運搬、保管な
どフィンの取扱が容易になる。また、フィンにパイプを
圧入する際、フィンの圧入部が加工硬化していないの
で、従来の技術に比べ、小さな力で圧入することがで
き、製造を容易にすることができる。さらに、フィンと
パイプの密着度を向上させることができる。

【００６１】また、中心位置にパイプの直径より小径の
穴もしくは放射状のスリットを形成した平板状のフィン
を用いても上記と同様の効果を得ることができる。

【００６２】また、偏心位置にパイプの直径より小径の
穴もしくは放射状のスリットを形成した平板状のフィン
を用い、フィンが所定の矩形を形成し、前記パイプに、
熱交換する気体の流れ方向の上流側と下流側でフィンの
高さ方向に所定の段差を設けることにより、熱交換器の
単位面積あたりの熱交換効率をより一層高めることがで
きる。

【００６３】また、フィンの高さ方向の両端を、互いに
異なる方向にほぼＺ字形に折り曲げることにより、熱交
換器の効率を低下させることなく薄形にすることができ
る。

【００６４】また、パイプの圧入位置に、圧入するパイ
プの直径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成
した平板状のフィンを所定の間隔で配列し、このフィン
の配列を貫通するように前記パイプを圧入し、パイプの
圧入によってフィンに形成されるバーリング部でフィン
をパイプに固定するようにしたので、熱交換器を的確に
製造することができる。

【００６５】また、パイプの圧入位置に、圧入するパイ
プの直径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成
した平板状のフィンを所定の間隔で配列してフィン群を
構成し、このフィン群を所定の間隔で複数群配置し、こ
れらのフィン群を貫通するようにパイプを圧入した後、
前記パイプを隣合うフィン群間のフィンレス区域で曲げ
て蛇行状に成形し、熱交換器を形成することにより、熱
交換器を的確に製造することができる。

【００６６】また、フィンの平面の一方向を長さとし、
これと直交する方向を高さとしたとき、高さ方向に所定
量偏心したパイプの圧入位置に、圧入するパイプの直径
より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成した平板
状のフィンを所定の間隔で同じ位相に配列してフィン群
を構成し、このフィン群を所定の間隔で複数群同じ位相
で配置し、これらのフィン群を貫通するようにパイプを
圧入した後、前記パイプを隣合うフィン群間のフィンレ
ス区域で、各フィン群の高さが一致するように曲げて、
前記パイプに、熱交換する気体の流れ方向の上流側と下
流側でフィンの高さ方向に所定の段差を設けるように蛇
行状に成形し、熱交換器を形成することにより、より熱
交換効率の高い熱交換器を的確に製造することができ
る。

【００６７】また、フィンの平面の一方向を長さとし、
これと直交する方向を高さとしたとき、１枚に、高さ方
向に所定量偏心したパイプの圧入位置に、圧入するパイ
プの直径より小径の穴もしくは放射状のスリットを少な
くとも２以上形成した平板状のフィンを所定の間隔で同
じ位相に配列してフィン群を構成し、このフィン群を所
定の間隔で複数群交互に異なる位相で配置し、これらの
フィン群を貫通するように少なくとも２本のパイプを圧
入した後、前記パイプを隣合うフィン群間のフィンレス
区域で、各フィン群の高さが一致するように曲げて、前
記パイプに、熱交換する気体の流れ方向の上流側と下流
側でフィンの高さ方向に所定の段差を設けるように蛇行
状に成形し、熱交換器を形成することにより、より熱交
換効率の高い熱交換器を的確に製造することができる。

【００６８】また、各フィン群を構成するフィンの高さ
方向の両端を、パイプの圧入前もしくは圧入後に、ほぼ
Ｚ字状に折り曲げることにより、熱交換効率を低下させ
ることなく薄形の熱交換器を的確に製造することができ
る。

【００６９】また、冷凍機器に、所定の位置に前記パイ
プの直径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成
した平板状のフィンにパイプを圧入して、パイプの圧入
によってフィンに形成されるバーリング部でパイプにフ
ィンを固定した熱交換器を設けたので、冷凍機器に対す
る熱交換器の占有体積を小さくすることができ、同じ外
形の冷凍機器の容量を拡大することができ、あるいは、
同じ能力の冷凍機器の小型化を図ることができる。

【００７０】また、冷凍機器に、偏心位置にパイプの直
径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成した平
板状のフィンを用い、フィンが所定の矩形を形成し、前
記パイプに、熱交換する気体の流れ方向の上流側と下流
側でフィンの高さ方向に所定の段差を形成した熱交換器
を設けたので、冷凍機器の冷凍能力をさらに向上させる
ことができる。

【００７１】さらに、冷凍機器に、フィンの高さ方向の
両端を、互いに異なる方向にほぼＺ字形に折り曲げた熱
交換器を設けたので、冷凍機器の冷凍能力を低下させる
ことなく、同じ外形の冷凍機器の容量を拡大することが
でき、あるいは、同じ能力の冷凍機器の小型化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明熱交換器の第１の実施例を示す外観図で
ある。

【図２】第１の実施例の熱交換器の一部分の拡大斜視図
である。

【図３】図２のＡ−Ａ′方向から見た一部拡大断面図で
ある。

【図４】第１の実施例の熱交換器で用いているフィンの
正面図である。

【図５】第１の実施例の熱交換器の製造工程を示す図で
ある。

【図６】図５に続く製造工程を示す図である。

【図７】図６に続く製造工程を示す図である。

【図８】本発明熱交換器の第２の実施例を示す一部分の
拡大斜視図である。

【図９】本発明熱交換器の第３の実施例を示す一部分の
拡大斜視図である。

【図１０】本発明熱交換器の第４の実施例を示す一部分
の拡大斜視図である。

【図１１】図１０の熱交換器に用いるフィンの正面図で
ある。

【図１２】図１０に示す熱交換器の製造工程を示す図で
ある。

【図１３】本発明の熱交換器に用いるフィンの他の実施
例を示す正面図である。

【図１４】本発明の熱交換器で用いるフィンの他の実施
例を示す正面図である。

【図１５】本発明の熱交換器で用いるフィンのさらに他
の実施例を示す正面図である。

【図１６】図１５における穴の拡大図である。

【図１７】図１５に示すフィンにパイプを圧入した状態
を示す拡大図である。

【図１８】本発明の熱交換器で用いるフィンのさらに他
の実施例を示す正面図である。

【図１９】図１９における穴の拡大図である。

【図２０】図１８に示すフィンにパイプを圧入した状態
を示す拡大図である。

【図２１】本発明による熱交換器のさらに他の実施例を
示す外観図である。

【図２２】パイプに対するフィンの取付け状態を示す拡
大図である。

【図２３】本発明による熱交換器を備えた冷蔵庫の縦断
面図である。

【図２４】本発明による空気調和機用の熱交換器の側面
図である。

【図２５】図２４に示す熱交換器を備えた空気調和機の
外観図である。

【符号の説明】

１…フィン、２…穴、３…バーリング、４…鉢形の凹
部、５…フィン群、６…パイプ、１５…フィンを挟み付
けるストリッパ、１８…同ダイス、２０…パイプの曲げ
コマ、２１…同誘導コマ、２３…ほぼＺ字形のフィン、
２４…バーリング、２５…フィン群、２８…フィン、２
９…穴、３０…バーリング、３１…風の流れ方向の上流
側のフィン群、３２…同下流側のフィン群、３３…パイ
プのねじり機構、３５…フィン、３６…放射状のスリッ
ト、３７…フィン、３８…放射状の突起を有する穴であ
る星形穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石岡輝一栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ並行な直線部分を有し、所定の間隔で
蛇行するパイプの直線部分に、それぞれ所定数のフィン
を圧入してなる熱交換器において、所定の位置に前記パ
イプの直径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形
成した平板状のフィンにパイプを圧入して、パイプの圧
入によってフィンに形成されるバーリング部でパイプに
フィンを固定したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】中心位置にパイプの直径より小径の穴もし
くは放射状のスリットを形成した平板状のフィンを用い
たことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】偏心位置にパイプの直径より小径の穴もし
くは放射状のスリットを形成した平板状のフィンを用
い、フィンが所定の矩形を形成し、前記パイプに、熱交
換する気体の流れ方向の上流側と下流側でフィンの高さ
方向に所定の段差を設けたことを特徴とする請求項１に
記載の熱交換器。
【請求項４】フィンの高さ方向の両端を、互いに異なる
方向にほぼＺ字形に折り曲げたことを特徴とする請求項
１もしくは請求項３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】パイプの圧入位置に、圧入するパイプの直
径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成した平
板状のフィンを所定の間隔で配列し、このフィンの配列
を貫通するように前記パイプを圧入し、パイプの圧入に
よってフィンに形成されるバーリング部でフィンをパイ
プに固定することを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項６】パイプの圧入位置に、圧入するパイプの直
径より小径の穴もしくは放射状のスリットを形成した平
板状のフィンを所定の間隔で配列してフィン群を構成
し、このフィン群を所定の間隔で複数群配置し、これら
のフィン群を貫通するようにパイプを圧入した後、前記
パイプを隣合うフィン群間のフィンレス区域で曲げて蛇
行状に成形し、熱交換器を形成することを特徴とする熱
交換器の製造方法。
【請求項７】フィンの平面の一方向を長さとし、これと
直交する方向を高さとしたとき、高さ方向に所定量偏心
したパイプの圧入位置に、圧入するパイプの直径より小
径の穴もしくは放射状のスリットを形成した平板状のフ
ィンを所定の間隔で同じ位相に配列してフィン群を構成
し、このフィン群を所定の間隔で複数群同じ位相で配置
し、これらのフィン群を貫通するようにパイプを圧入し
た後、前記パイプを隣合うフィン群間のフィンレス区域
で、各フィン群の高さが一致するように曲げて、前記パ
イプに、熱交換する気体の流れ方向の上流側と下流側で
フィンの高さ方向に所定の段差を設けるように蛇行状に
成形し、熱交換器を形成することを特徴とする熱交換器
の製造方法。
【請求項８】フィンの平面の一方向を長さとし、これと
直交する方向を高さとしたとき、１枚に、高さ方向に所
定量偏心したパイプの圧入位置に、圧入するパイプの直
径より小径の穴もしくは放射状のスリットを少なくとも
２以上形成した平板状のフィンを所定の間隔で同じ位相
に配列してフィン群を構成し、このフィン群を所定の間
隔で複数群交互に異なる位相で配置し、これらのフィン
群を貫通するように少なくとも２本のパイプを圧入した
後、前記パイプを隣合うフィン群間のフィンレス区域
で、各フィン群の高さが一致するように曲げて、前記パ
イプに、熱交換する気体の流れ方向の上流側と下流側で
フィンの高さ方向に所定の段差を設けるように蛇行状に
成形し、熱交換器を形成することを特徴とする熱交換器
の製造方法。
【請求項９】各フィン群を構成するフィンの高さ方向の
両端を、パイプの圧入前もしくは圧入後に、ほぼＺ字状
に折り曲げることを特徴とする請求項５ないし請求項８
のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１０】所定の位置に前記パイプの直径より小径
の穴もしくは放射状のスリットを形成した平板状のフィ
ンにパイプを圧入して、パイプの圧入によってフィンに
形成されるバーリング部でパイプにフィンを固定した熱
交換器を設けたことを特徴とする冷凍機器。
【請求項１１】偏心位置にパイプの直径より小径の穴も
しくは放射状のスリットを形成した平板状のフィンを用
い、フィンが所定の矩形を形成し、前記パイプに、熱交
換する気体の流れ方向の上流側と下流側でフィンの高さ
方向に所定の段差を形成した熱交換器を設けたことを特
徴とする冷凍機器。
【請求項１２】フィンの高さ方向の両端を、互いに異な
る方向にほぼＺ字形に折り曲げた熱交換器を設けたこと
を特徴とする請求項１０ないし請求項１１に記載の冷凍
機器。