JPH1038488A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH1038488A
JPH1038488A JP19454696A JP19454696A JPH1038488A JP H1038488 A JPH1038488 A JP H1038488A JP 19454696 A JP19454696 A JP 19454696A JP 19454696 A JP19454696 A JP 19454696A JP H1038488 A JPH1038488 A JP H1038488A
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JP
Japan
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heat
heat exchanger
pin
heat exchange
cut
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JP19454696A
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English (en)
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Masakazu Kashihara
昌和 樫原
Hiroshi Mizukami
浩 水上
Tatsuo Tanaka
達夫 田中
Yoshiaki Nagaoka
良明 長岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128Fins with openings, e.g. louvered fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
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    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F28F1/325Fins with openings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00Fins
    • F28F2215/12Fins with U-shaped slots for laterally inserting conduits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピンフィンを製造中に破損させることが少な
く、信頼性が高く、熱交換性能の高いピンフィン形熱交
換器を提供することを目的とする。 【構成】 この発明の熱交換器は、複数の熱交換パイプ
12…を所定間隔で離間対向させて配設し、この熱交換
パイプ12…に、積層された複数枚の帯板状の放熱材2
0…を組み合わせ、この放熱材20の上記熱交換パイプ
12…の対向面間に対応する部位には略板厚間隔で切り
込みをいれ、これを交互に切り起こすことで微細角柱形
状の複数本のピンフィン19…を形成したものである。

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、例えばエアコン
ディショナ(以下「エアコン」と略す。)等に用いられ
る熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エアコン等に用いられる熱交換器
として、図5(a)に示すようなプレ−トフィン形熱交
換器1が広く用いられている。このプレ−トフィン形熱
交換器1は、同図(b)に示すように、同方向に積層さ
れた多数枚のプレ−トフィン2…に複数本のU字熱交換
パイプ3…を略直角に貫通させて構成されるものであ
る。
【0003】また、隣り合うU字熱交換パイプ3の端部
どうしは図示しないU字ベントで接続され、互いに連通
している。そして、このように互いに接続された熱交換
パイプ3内には図示しないヘッダから冷媒が供給される
ようになっている。
【0004】このような構成により、このプレ−トフィ
ン形熱交換器1は、上記熱交換パイプ3内に流通する冷
媒と、図に矢印(イ)で示す方向に流れる空気との間で
熱交換を行うと共に、上記プレ−トフィン2で熱交換面
積を増大せしめ熱交換性能を向上させている。
【0005】また、近年、熱交換器の小形化の要請に伴
い、より小形でかつ熱交換性能の高い熱交換器が要望さ
れている。このため、上記プレ−トフィン2に同図
(c)に5で示す切り起こし部を設けると共に同図
(d)に示すように隣り合う切り起こし部5、5の切り
起こし方向を互い違いにすることで熱交換効率を向上さ
せる工夫や、プレ−トフィン2…の積層間隔を狭ピッチ
化したり、上記熱交換パイプ3の径を小さくしてその本
数を増やす等の工夫が行われ、このことによって、上記
熱交換器の小形化を図るようにしている。
【0006】しかし、このようにして小形化を図ったプ
レ−トフィン形熱交換器1では、空気の通風抵抗が大き
く、熱交換性能の向上には限界がきている。そこで、最
近、従来のプレ−トフィン形熱交換器に比べてさらに熱
交換性能の高いいわゆるピンフィン形熱交換器が開発さ
れている。
【0007】このピンフィン形熱交換器は、例えば、図
6(a)に6で示すようなものであり、図6(b)に拡
大して示すように、偏平状に形成された複数の熱交換パ
イプ7を有する。この熱交換パイプ7は、上面7aおよ
び下面7bを上下方向に所定間隔で略平行に離間対向さ
せて配置されている。
【0008】これら熱交換パイプ7の両端はそれぞれ図
示しないヘッダに接続されていて、このヘッダを介して
上記熱交換パイプ7内には冷媒が流通されるようになっ
ている。
【0009】そして、上側に位置する熱交換パイプ7の
下面7bと下側に位置する熱交換パイプ7の上面7aと
の間には、マトリックス状に配置された放熱材としての
多数本のピンフィン8…が立設されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ピンフ
ィン8は、径が約0.2ミリと非常に微細である。そし
て、このピンフィン形熱交換器6を組み立てる場合、多
数本のピンフィン8…の両端をそれぞれ対向する熱交換
パイプ7の上面7aと下面7bに微細な間隔でろう付け
等で固定していく必要がある。
【0011】このような微細なピンフィン8を、微細間
隔で一本ずつ熱交換パイプ7の上面7aおよび下面7b
に固着するのは容易でなく、作業性が非常に悪い。ま
た、作業中に上記ピンフィン8が容易に変形してしまう
ということがある。
【0012】このため、従来のピンフィン形熱交換器6
は量産が難しく、信頼性にも劣るということがあった。
この発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、
製造が容易でかつ信頼性の高いピンフィン形の熱交換器
を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の手段
は、長尺な帯板状に形成されかつ同方向に所定間隔を存
して積層された複数枚の放熱材と、上記各放熱材に、こ
の放熱材の長手方向に沿って所定間隔で成形された複数
の保持部と、直線部を有しこの直線部を上記放熱材の長
手方向と直交させた状態で上記保持部内に挿入すること
で、上記積層された複数の放熱材と組み合わされた熱交
換パイプと、上記放熱材の上記各熱交換パイプの対向面
間に対応する部位を、この放熱材の幅方向にこの放熱材
の略板厚間隔で、この放熱材の表面側に交互に切り起こ
すことで設けられた複数本の横断面矩形状のピンフィン
とを具備することを特徴とする熱交換器である。
【0014】第2の手段は、第1の手段の熱交換器にお
いて、上記ピンフィンの切り起こし高さは上記放熱材の
積層間隔の略1/2であることを特徴とする熱交換器で
ある。
【0015】第3の手段は、第1の手段の熱交換器にお
いて、上記保持部は、この放熱材の幅方向に沿う切り込
みを設け、この部分をこの放熱材の表面側に立ち上げる
ことで形成されると共に、上記立ち上げ部は、隣り合う
放熱材との間隔を規制する規制片として用いることを特
徴とする熱交換器である。
【0016】第4の手段は、第3の手段の熱交換器にお
いて、上記規制片の立ち上げ高さは、上記切り起こされ
たピンフィンの切り起こし高さの略2倍であることを特
徴とする熱交換器である。
【0017】第1の手段によれば、微細矩形断面を有す
るピンフィンが微細ピッチで多数本立設されてなるピン
フィン形熱交換器を得ることができる。第2の手段によ
れば、ピンフィンを略等間隔で設けることができる。
【0018】第3の手段によれば、保持部に設けられた
立ち上げ部(規制片)で、上記ピンフィンの間隔を規制
することができる。第4の手段によれば、保持部に設け
られた規制片で、上記ピンフィンの間隔を略等間隔に規
制することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図1〜図4を参照して説明する。まず第1の実施の形態
について説明する。図1は、この第1の実施の形態の熱
交換器10を示したものである。
【0020】この熱交換器10は、図2に拡大して示す
ように上面12aおよび下面12bが略平坦面に形成さ
れた複数本の偏平状の熱交換パイプ12…(熱交換パイ
プの直線部)を有する。図1に示すように、これら熱交
換パイプ12…は、上下間隔eで並列に配置されてい
る。
【0021】各熱交換パイプ12の両端は、図1に示す
ように、これら熱交換パイプ12…に冷媒を流通させる
ための第1、第2のヘッダ13、14にそれぞれ接続さ
れている。このうち第1のヘッダ13内には上下方向中
途部に仕切り板15が設けられ、上端側に入口管16、
下端側に出口管17が取り付けられている。
【0022】この熱交換パイプ12と上記第1、第2の
ヘッダ13、14の取り付けは、上記ヘッダ13、14
の側面に形成された開口13a、14a内に、上記熱交
換パイプ12の両端部をそれぞれ挿入するようにして行
う。
【0023】さらに、図1に示すように、上記熱交換パ
イプ12…には、後述するピン状の放熱フィン19…
(ピンフィン)が形成されてなる帯板状の放熱材20
が、長手方向を上記熱交換パイプ12…と直交させかつ
その板面を図に(イ)で示す通風方向と平行な状態にし
て、複数枚同方向に積層されて取り付けられている。
【0024】図2に拡大して示すように、この放熱材2
0は、例えば厚さt=0.2mmの薄い帯状のアルミニ
ウム板材である。この放熱材20には、その長手方向に
沿って上記熱交換パイプ12…に対応する間隔eで、上
記熱交換パイプ12…を保持する複数の保持孔21…
(保持部)がU字切欠状に形成されている。
【0025】また、この保持孔21…の上記熱交換パイ
プ12の上下面に当接する部位には、図に21aで示す
規制片がこの放熱材20の一面側に切り起こし加工され
ている。この規制片21aは、上記放熱材20の積層間
隔を規制する機能を有すものである。したがって、その
切り起こし高さCは、放熱材20の積層間隔に等しく、
例えばC=1.0mmで形成されている。
【0026】また、この放熱材20の、上下方向に隣り
合う保持孔21、21間には、図に示すように複数本の
ピンフィン19が形成されている。このピンフィン19
の形状を図3およびこの図3のI−I線に沿う横断面を
示す図4(a)、(b)を参照して詳しく説明する。
【0027】このピンフィンは、図4(a)の横断面図
に示すように、上記放熱材20に、この放熱材20の長
手方向に沿う切り込みを、この放熱材20の厚さと略等
しい間隔t=0.2mmで設け、この切り込みが入れら
れた部位をこの放熱材20の表面側に上記規制片21a
の切り起こし高さC(フィンピッチ)の1/2の高さH
=0.5mmで交互に立ち上げることで形成されたもの
である。したがって、このピンフィン19は、横断面
0.2×0.2mmの微細矩形断面を有し、かつ、上記
通風方向(イ)に互い違いに千鳥足状に形成される。
【0028】そして、この放熱材20は、同方向に複数
枚積層されるのであるが、このとき、上記規制片21a
によって、この放熱材20の積層間隔はC=約1.0m
mに規制される。したがって、上記複数本のピンフィン
19は、図4(b)に示すように、この放熱材20の積
層方向に沿って0.5mmピッチでかつ、積層方向と直
交する方向(通風方向)にt=0.2mm間隔(P=
0.4mmピッチ)で、等間隔マトリックス状に形成さ
れる。
【0029】このような構成によれば、以下に説明する
効果がある。第1に、この発明によれば、マトリックス
状に立設されるピンフィン19を、上記放熱材20の積
層方向にこの積層ピッチCの約1/2のピッチHで、か
つこの放熱材20の幅方向にこの放熱材の厚さtに等し
い間隔(ピッチP)で形成することができる。
【0030】また、上記ピンフィン19の横断面形状
を、一辺が上記放熱材の板厚tと略等しい矩形状とする
ことができる。このようなピンフィン19を形成するこ
とができたことで、この熱交換器の熱交換性能を向上さ
せることができる。
【0031】第2に、上述したような微細断面形状でか
つ微細ピッチで設けられる多数本のピンフィン19を容
易に形成できると共に、その組み付けも容易に行える効
果がある。
【0032】すなわち、上記放熱材20に切り込みを入
る交互に立ち上げることで上記ピンフィン19を成形
し、この放熱材20を熱交換パイプ12に組み合わせる
ことで熱交換器を構成するようにしたので、従来例のよ
うに熱交換パイプ12…に対して多数本のピンフィン8
…(図6参照)を一本ずつ装着していく必要がない。
【0033】また、放熱材20の積層間隔を規定する規
制片21aを設けるようにしたので、この放熱材20を
同方向に積層するのみで、上記ピンフィン19を等間隔
で設けることができる。
【0034】このことによって、ピンフィン形熱交換器
の組み立てが容易化、簡略化されると共に、組み立て時
間も短縮されるのでピンフィン形熱交換器の生産性が向
上する。
【0035】第3に、上記ピンフィン19は微細断面の
角柱形状を有するので、空気流の境界層は非常に薄く、
熱交換性能(伝熱特性)の高いピンフィン形の熱交換器
を得ることができる。
【0036】なお、この発明は上記一実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種
々変形可能である。上記一実施の形態では、上記ピンフ
ィン19は5〜8本、熱交換パイプ12は5本であった
が、これに限定されるものではなく、要求される性能に
応じて調整するようにしてもよい。
【0037】一方、上記熱交換パイプ12は偏平形状の
ものである必要はなく、角柱状のものであっても良く、
要は外側面が平坦に形成され、上記放熱材20が取り付
けられるような形状であれば良い。
【0038】さらに、上記一実施の形態では、熱交換パ
イプ12を複数本設けることで、請求項1に記載した熱
交換パイプの直線部を形成したが、これに限定されるも
のではなく、図5(a)を引用して示すように一本の熱
交換パイプを曲成することによって、互いに平行設けら
れた直線部を形成するようにしても良い。
【0039】また、上記一実施の形態においては上記熱
交換パイプ12…は上下方向に等間隔で配置されている
が、上記放熱材20に設けられる保持孔21の間隔を調
整して不等間隔で配置するようにしても良い。
【0040】また、上記規制片21aは、上記保持孔2
1の上下面に対向して一対ずつ形成されていたが、これ
に限定されるものではなく、どちらか一方のみ設けられ
ていても良い。
【0041】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、製
造が容易でかつ信頼性の高いピンフィン形の熱交換器を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示す斜視図。
【図2】同じく、拡大斜視図。
【図3】同じく、放熱材を拡大して示す斜視図。
【図4】同じく、(a)は放熱材の横断面図、(b)は
積層された状態の放熱材を示す横断面図。
【図5】(a)は、従来例のプレ−トフィン形熱交換器
を示す全体斜視図、(b)は同じく一部を拡大して示す
斜視図、(c)は同じく放熱材の正面図、(d)は同じ
く放熱材の横断面図。
【図6】同じく、(a)は、ピンフィン形熱交換器を示
す正面図、(b)は同じく一部を拡大して示す斜視図。
【符号の説明】
10…熱交換器、 12…熱交換パイプ(熱交換パイプの直線部)、 19…ピンフィン、 20…放熱材、 21…保持孔(保持部)。
フロントページの続き (72)発明者 長岡 良明 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定間隔を存して積層された複数枚の帯
    板状の放熱材と、 上記各放熱材に、その長手方向に所定の間隔で成形され
    た複数の保持部と、 直線部を有しこの直線部を上記放熱材の長手方向と直交
    させた状態で上記保持部に保持され、上記積層された複
    数の放熱材と組み合わされた熱交換パイプと、 上記
    放熱材の上記各熱交換パイプ間に位置する部位を、この
    放熱材の幅方向にこの放熱材の略板厚間隔で、この放熱
    材の表面側に交互に切り起こすことで設けられた複数本
    の横断面矩形状のピンフィンとを具備することを特徴と
    する熱交換器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の熱交換器において、 上記ピンフィンの切り起こし高さは上記放熱材の積層間
    隔の略1/2であることを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の熱交換器において、 上記保持部は、 この放熱材の幅方向に沿う切り込みを設け、この部分を
    この放熱材の表面側に立ち上げることで形成されると共
    に、 上記立ち上げ部は、隣り合う放熱材との間隔を規制する
    規制片として用いられることを特徴とする熱交換器。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の熱交換器において、 上記規制片の立ち上げ高さは、上記切り起こされたピン
    フィンの切り起こし高さの略2倍であることを特徴とす
    る熱交換器。
JP19454696A 1996-07-24 1996-07-24 熱交換器 Pending JPH1038488A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005003348A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Lidartech Co Ltd 換気装置を備えたウィンドウ{windowhavingaventilationequipment}
CN102192671A (zh) * 2010-03-16 2011-09-21 乐金电子(天津)电器有限公司 扁管换热器及其装配方法
CN102338587A (zh) * 2010-07-16 2012-02-01 乐金电子(天津)电器有限公司 换热器结构及其装配工艺

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