JPH10154887A - 熱交換器用波形フィンとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路端部の封止を簡単に、かつ信頼性の高い
構成にでき、流路端部での流体抵抗が少なく、冷却効率
の高い熱交換器用の波形フィンとその製造方法を得るこ
とを目的とする。 【解決手段】 櫛歯状シール金具２の該櫛歯２２を第１
の流路９０又は第２の流路９１の端部内に嵌合すると共
に、第１の流路９０又は第２の流路９１を塞ぐように両
側隔壁部１１の端部のほぼ全高さにわたって両側端縁を
ほぼ密着するよう塑性変形させ、上記櫛歯２２と密着端
縁１４との間の空間内に連通する充填穴２３を櫛歯状シ
ール金具２の基板部２１に設け、上記充填穴２３から挿
入したノズル５からシール材３を吐出充填して気密に封
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器などを
収納する制御盤等に使用され、制御盤外の空気と制御盤
内の空気を強制対流させて熱交換させる熱交換器に使用
される波形フィン（コルゲートフィン）の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の熱交換器内には、薄板を連続的
に波形状に折り曲げて、両側に隔壁部を有した各波形内
に第１の流路を形成すると共に、上記各波形との間に第
２の流路を形成し、上記第１の流路又は第２の流路の上
下端面を一つおきに封止して、制御盤内に連通する内気
流路と、制御盤外に連通する外気流路とを構成するよう
にしている。従来の波形フィンの流路の上下端面封止構
造としては、例えば、特開昭６１−２８９２９１号、実
公平５−３７５０６号公報などに開示されているものが
あった。

【０００３】上記特開昭６１−２８９２９１号公報は、
波形フィンの上下端面をプラスチック成形品よりなる端
部閉塞具のスリット溝穴内に挿入固着し、この端部閉塞
具はスリット溝穴によって仕切られた凸状部には、一カ
所おきに開口を形成する事によって内気流路と外気流路
とを構成している。また、上記実公平５−３７５０６号
公報などは、波形フィンの上下端面から奥まった位置
に、一カ所おきに櫛歯状シール金具の櫛歯を長手方向側
面から挿入し、上記波形フィンの上下端面と櫛歯との間
にシール材を充填する事によって内気流路と外気流路と
を構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６１−２８
９２９１号公報における熱交換器は、波形フィンと端部
閉塞具との製作誤差のために、波形フィンの上下端面と
端部閉塞具のスリット溝穴との間に僅かな隙間が生ずる
ことを避けることが出来ない。このため、外気流路側か
ら内気流路側への、ミストや液体の侵入を完全に防止す
ることが困難である。また、端部閉塞具に形成された開
口は各流路断面を狭め、この開口への入出気流の流体抵
抗を増大させることになり、熱交換器の冷却効率を低下
させることになっていた。さらに、プラスチック成形品
よりなる端部閉塞具は、熱交換器の幅（フィン山個数）
が異なるもの毎に用意する必要があり、他種類の成形金
型を投資しなければならないという問題があった。

【０００５】上記実公平５−３７５０６号公報などにお
ける熱交換器は、前述したようにシール材を充填するこ
とにより流路端部の封止を行っている。この封止作業は
次の手順で行われる。波形フィンの両方の端面から奥ま
った位置にシール金具の櫛歯を挿入し、上記シール金具
の櫛歯が挿入されない流路内に、反対側面から該流路の
幅にほぼ等しい幅を有したスペーサ治具を挿入する。こ
れは、シール材の充填圧力により波形フィンの隔壁部が
膨らむのを防止するためである。この後、カートリッジ
入りシール材を塗布機（ディスペンサ）でシール金具の
櫛歯から波形フィンの端縁までの間にシール材を肉盛り
充填していた。上記櫛歯から波形フィンの端縁までの奥
行きはシール材の接着信頼性を確保するため相当の肉盛
りができる寸法にされている。

【０００６】上記充填作業はシール材を均等な力で押し
出しつつ塗布機を流路端面に沿って徐々に移動させる必
要がある。また、波形フィンの端面迄肉盛り充填するに
は上記作業を数回繰り返す必要があり多大な作業時間を
要していた。さらに、充填された封止端面は波形フィン
の長手方向に対して略直角であるため、隣り合う流路へ
入る気流は急収縮による流体抵抗を、出る気流は急拡大
による流体抵抗を生ずることになり、熱交換器の冷却効
率を低下させることになっていた。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、流路端部の封止を簡単に、か
つ信頼性の高い構成にでき、流路端部での流体抵抗が少
なく、冷却効率の高い熱交換器用の波形フィンとその製
造方法を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る熱交換
器用波形フィンは、薄板を連続的に波形状に折り曲げ
て、両側に隔壁部を有した各波形内に第１の流路を形成
すると共に、各波形との間に第２の流路を形成している
熱交換器用の波形フィンにおいて、複数の櫛歯を基板部
から分岐折り曲げ形成した櫛歯状シール金具と、この櫛
歯状シール金具の櫛歯を第１の流路または第２の流路の
端部内に嵌合すると共に、この嵌合された流路を塞ぐよ
うに両側隔壁部の端部のほぼ全高さにわたって両側端縁
をほぼ密着させることで、この端縁と櫛歯との間に形成
された空間と、この空間内に連通するように基板部また
は波形フィンの両隔壁部を連結する橋絡部に穿設された
充填穴と、この充填穴から空間内に充填されて該空間内
を封止するシール材とを備えたことを特徴とするもので
ある。従って、櫛歯状シール金具の櫛歯を流路の端部内
に嵌合すると共に、上記流路を塞ぐように流路両側面壁
部の端部の両側端縁をほぼ密着させ、水平に設置した波
形フィンの上記櫛歯と密着端縁との空間内に上記空間の
上端の充填穴からシール剤を充填封止したので、ノズル
を充填穴から任意の深さまで差し込むことができ、上記
充填入り口部でのシール材の付着が無く、下部から均一
に堆積して充填でき、容易な作業条件の下で空洞の発生
が防止できる。

【０００９】第２の発明に係る熱交換器用波形フィンの
製造方法は、薄板を連続的に波形状に折り曲げて、両側
に隔壁部を有した各波形内に第１の流路を形成すると共
に、各波形との間に第２の流路を形成している熱交換器
用の波形フィンの製造方法において、複数の櫛歯を基板
部から分岐折り曲げ形成した櫛歯状シール金具の該櫛歯
を第１の流路または第２の流路の端部内に嵌合すると共
に、この嵌合された流路を塞ぐように両側隔壁部の端部
のほぼ全高さにわたって両側端縁をほぼ密着するように
塑性変形させると共に、櫛歯と密着端縁との間に形成さ
れた空間内に連通するように基板部または波形フィンの
両隔壁部を連結する橋絡部に充填穴を穿設し、充填穴か
らノズルを空間内奥部まで挿入し、ノズル先端からシー
ル材を吐出しつつ引き上げながら空間内にシール材を充
填封止することを特徴とするものである。従って、水平
に設置した波形フィンの上記櫛歯と密着端縁との空間内
に上記空間の上端の充填穴からノズルを空間内奥部まで
挿入し、上記ノズル先端からシール材を吐出しつつ引き
上げながら上記空間内にシール材を充填封止したので、
シール材の粘度に影響されず、波形フィンの高さが大き
いものでも、短時間に且つ空洞の発生が無い信頼性の高
い充填ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】 実施の形態１.以下 、図１を参照してこの発明の一実施
の形態を説明する。図において、１は薄板を連続的に折
り曲げて製造した波形フィンである。上記波形フィン１
は伝熱に寄与する多数個の隔壁部１１と、その長手方向
の両端を交互に一つおきに連結する第１の橋絡部１２と
第２の橋絡部１３とから成る。波形フィン１は図示され
てないカバー板金などと組み合わされ、複数個の第１の
流路９０と、この第１の流路９０と交互に位置する第２
の流路９１が形成される。２は櫛歯状のシール金具で、
基板部２１の一端から複数個の櫛歯２２が分岐形成され
ている。この実施の形態では、上記櫛歯２２の間隔及び
個数は、上記第１の流路９０と一致している。基板部２
１から直角に折り曲げられた櫛歯２２の高さと幅は、第
１の流路９０の間に挿入されほぼ閉鎖できる高さと幅を
有している。また、基板部２１は波形フィン１の端部か
ら飛び出るように配置され、上記櫛歯２２の根元近傍に
充填穴２３が穿設されている。

【００１１】波形フィン１は、第１の流路９０の隔壁部
１１の端縁がほぼ全高さにわたって密着するよう塑性変
形される。１５は上記加工によって形成される一対の傾
斜段部で、略櫛歯２２の位置から密着端縁１４まで先細
りに延びている。上記密着端縁１４の片端には第１の橋
絡部１２に接続する隔壁部１１に亀裂が生じない程度ま
で密着圧縮して三角形状の隙間１６が残されている。ま
た、密着端縁１４の反対端には櫛歯２２を挟んで両側に
離れた第２の橋絡部１３近傍の隔壁部１１、１１を押し
潰すことなく小さい涙滴状の隙間１７が残されている。

【００１２】上記のように加工された波形フィン１の第
１の流路９０の端部には、傾斜断部１５と櫛歯２２との
間に断面三角形状の空間が形成されている。上記充填穴
２３は橋絡部１２を上側にして水平に設置された波形フ
ィン１の上記空間の上端に連通している。

【００１３】次に上記波形フィン１の充填封止作業を説
明する。先ずシール材塗布機のノズル５が上記充填穴２
３から上記空間内の最奧部まで差し込まれる。図では一
本のノズル５が図示されているが、通常３〜１０本の多
管ノズルが使用される。必要に応じて涙滴状隙間１７か
ら各ノズル５の先端を目視して差込深さを確認すること
ができる。次にノズル５の先端からシール材３を吐出し
つつノズル５を引き上げる。ノズル５の先端が三角形状
隙間１６の部分にさしかかったらノズルの引き上げ速度
を遅くすると共に断続吐出する。これは体積の大きい該
隙間１６内にシール材を十分充填すると共に該隙間１６
からシール材３が過度にはみださないようにするためで
ある。充填穴２３上面までシール材３を充填すれば、第
１の流路９０の端部は気密に封止される。

【００１４】上記充填封止方法によらず三角形状隙間１
６や涙滴状の隙間１７からシール材３を押し込み充填す
る場合は、各ノズル５から吐出したシール材３が充填入
り口部付近で略直角に曲げられるため、シール材３が上
記入り口部付近に付着する。また、途中の傾斜段部１
５、櫛歯２２にも付着しこの粘着抵抗によりシール材３
が均一に充填できず、空洞が発生する恐れがある。上記
不具合は波形フィン１の高さ（隔壁部１１の高さ）が大
きいものほど起こりやすく、また、シール材の粘度にも
影響される。さらに、シール材の粘度は温度によって変
動するため充填作業に制約条件を必要とする。

【００１５】この実施形態の充填封止方法によれば、封
止する空間内の最奧部（最下部）から順次堆積するよう
に充填するので、シール材３が充填入り口部付近や途中
の傾斜段部１５、櫛歯２２に付着することがない。この
ため、下部から均一に堆積して充填でき、前述の不具合
発生が防止できる。波形フィン１の高さ（隔壁部１１の
高さ）が大きいものでも、ノズル５の差込深さを深くす
るのみで、吐出圧力、引き上げ速度などの条件を変える
必要なく容易に充填封止できる。また、粘度の影響もほ
とんど受けないため、短時間に、且つ空洞の発生が無い
信頼性の高い充填ができる。

【００１６】ノズル５を空間の最下部まで挿入せず充填
穴２３から三角状隙間１６付近まで差し込んだ状態のま
まシール材３を下方に垂れ落ちさせることができる。こ
の方法でも充填入り口部や途中部分でのシール材の付着
が無く、下部から均一に堆積して充填でき、空洞の発生
が防止できる。しかし、垂れ落ち時間の確保及び上記付
着を防ぐためには吐出圧力を高くできないことのため充
填時間が長くなる。

【００１７】実施の形態２．図２はこの発明による熱交
換器用波形フィンの他の実施の形態を示す要部斜視図で
ある。図において、１は波形フィンで、第２の橋絡部１
３の端部に充填穴１３Ａが穿設されている。この充填穴
１３Ａは波形に成形前の平板状態の時又は波形に成形後
で隔壁部１１の端縁が密着塑性変形される前に打ち抜き
加工される。また、櫛歯状シール金具２の基板部２１に
は充填穴は設けられていない。他の部分は実施の形態１
と同様に構成されているため、説明は省略する。

【００１８】シール材３の充填は実施の形態１と同様に
行うことができる。ノズル５は充填穴１３Ａから下部に
位置する三角状隙間１６内まで差し込まれ、シール材３
を吐出しつつノズル５を引き上げる。この場合、体積の
大きい三角状隙間１６内にシール材３が十分行き渡るよ
うに始めのノズル引き上げ速度を遅くする。これによ
り、実施の形態１と同様にシール材の粘度に影響され
ず、波形フィンの高さが大きいものでも、短時間に信頼
性の高い充填ができる。ただし、実施の形態１に於ける
充填穴２３は櫛歯２２の打ち抜き加工と同時に形成でき
るが、実施の形態２に於ける充填穴１３Ａは別工程で加
工する必要がある。

【００１９】上記実施の形態１,２とも、第１の流路９
０の端部は、傾斜段部１５の形成によって三角状に先細
りになつているので、第２の流路９１へ入る気流は緩や
かに収縮されるため、急収縮による流体抵抗が低減され
る。また、反対に第２の流路９１から出る気流の場合は
緩やかに拡大され、急拡大による流体抵抗が低減され
る。従って、風速を大きくでき、熱交換器の冷却効率を
向上できる。

【００２０】波形フィン１は通常、０．２〜０．８ｍｍ
厚さの薄い金属帯板から波形に成形されているので、特
に隔壁部１１部分の剛性は大きくない。そのため、第１
の流路９０内に嵌合された櫛歯２２によって、フィン山
全体の横方向強度が補強されても、隔壁部１１端部では
シール材充填圧力によって膨らみを生じてしまう。しか
し、傾斜段部１５の形成によって、隔壁部１１端部の剛
性が強化されるので、第２の流路９１内にスペーサ治具
を挿入しなくとも、シール材３の充填圧力によるフィン
隔壁部の膨らみが防止される。また、櫛歯２２と第１の
流路９０の端縁迄の封止空間は傾斜段部１５の形成によ
って従来のものより狭められるので、シール材の充填量
を少なくできる。さらに、密着端縁１４、傾斜段部１
５、櫛歯２２はシール材３によって強固に密着一体化さ
れ、信頼性の高い封止が達成される。

【００２１】上記実施の形態１、２とも、両側隔壁部１
１端縁の高さ全体を密着するよう塑性変形させると共
に、充填穴２３または１３Ａから櫛歯２２と密着端縁１
４との間の空間内にシール材を充填することもできる。
しかし、三角形状隙間１６を無くすには、櫛歯２２を挟
んで両側に離れた第１の橋絡部１２近傍の隔壁部１１、
１１を引き寄せ絞る加工となる。このため、亀裂が発生
しないよう展延性に富む材料を使用したりしごき加工を
加える必要がある。また、涙滴状隙間１７を完全に押し
潰す加工は容易ではあるが、その部分が第２の橋絡部１
３より外に延びることになりカバー板金と干渉するなど
の不具合が生ずる。この発明では、複雑な加工を要して
隔壁部１１端縁の全高を密着させる必要はなく、密着端
縁部１４に僅かな隙間が生じていてもシール材で塞がれ
るので支障が無い。

【００２２】以上の実施例では、波形フィン１の片方の
端部の封止についてのみを説明したが、反対側の端部の
封止についても同様に実施される。なお、波形フィン１
の両側の端部に嵌合させるシール金具２の櫛歯２２は、
第１の流路９０、第２の流路内９１のいずれにも嵌合で
きる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、櫛
歯状シール金具の櫛歯を流路の端部内に嵌合すると共
に、上記流路を塞ぐように流路両側面壁部の端部の両側
端縁をほぼ密着させ、水平に設置した波形フィンの上記
櫛歯と密着端縁との空間内に上記空間の上端の充填穴か
らシール剤を充填封止したので、ノズルを充填穴から任
意の深さまで差し込むことができ、上記充填入り口部で
のシール材の付着が無く、下部から均一に堆積して充填
でき、容易な作業条件の下で空洞の発生が防止できる効
果が得られる。

【００２４】また、第２の発明によれば、水平に設置し
た波形フィンの上記櫛歯と密着端縁との空間内に上記空
間の上端の充填穴からノズルを空間内奥部まで挿入し、
上記ノズル先端からシール材を吐出しつつ引き上げなが
ら上記空間内にシール材を充填封止したので、シール材
の粘度に影響されず、波形フィンの高さが大きいもので
も、短時間に且つ空洞の発生が無い信頼性の高い充填が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による実施の形態１を示す熱交換器
用波形フィンの要部斜視図である。

【図２】 この発明による実施の形態２を示す熱交換器
用波形フィンの要部斜視図である。

【符号の説明】

１ 波形フィン、２ 櫛歯状のシール金具、３ シール
部材、５ 注入ノズル、１１ 隔壁部、１２ 第１の橋
絡部、１３ 第２の橋絡部、１４ 密着端縁、１５ 傾
斜段部、１６ 三角形状隙間、1７ 涙滴状隙間、２１
基板部、２２櫛歯、９０ 第１の流路、９１ 第２の
流路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板を連続的に波形状に折り曲げて、両
   側に隔壁部を有した各波形内に第１の流路を形成すると
   共に、上記各波形との間に第２の流路を形成している熱
   交換器用の波形フィンにおいて、 複数の櫛歯を基板部から分岐折り曲げ形成した櫛歯状シ
   ール金具と、この櫛歯状シール金具の櫛歯を上記第１の
   流路または第２の流路の端部内に嵌合すると共に、この
   嵌合された流路を塞ぐように両側隔壁部の端部のほぼ全
   高さにわたって両側端縁をほぼ密着させることで、この
   端縁と櫛歯との間に形成された空間と、この空間内に連
   通するように上記基板部または上記波形フィンの両隔壁
   部を連結する橋絡部に穿設された充填穴と、この充填穴
   から上記空間内に充填されて該空間内を封止するシール
   材とを備えたことを特徴とする熱交換器用波形フィン。
2. 【請求項２】 薄板を連続的に波形状に折り曲げて、両
   側に隔壁部を有した各波形内に第１の流路を形成すると
   共に、上記各波形との間に第２の流路を形成している熱
   交換器用の波形フィンの製造方法において、 複数の櫛歯を基板部から分岐折り曲げ形成した櫛歯状シ
   ール金具の該櫛歯を上記第１の流路または第２の流路の
   端部内に嵌合すると共に、この嵌合された流路を塞ぐよ
   うに両側隔壁部の端部のほぼ全高さにわたって両側端縁
   をほぼ密着するように塑性変形させると共に、上記櫛歯
   と密着端縁との間に形成された空間内に連通するように
   上記基板部または上記波形フィンの両隔壁部を連結する
   橋絡部に充填穴を穿設し、 上記充填穴からノズルを空間内奥部まで挿入し、上記ノ
   ズル先端からシール材を吐出しつつ引き上げながら上記
   空間内にシール材を充填封止することを特徴とする熱交
   換器用波形フィンの製造方法。