JPH1054685A - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 冷却風の偏流と冷媒の偏り等に対し高い伝熱
性能を確保し得る熱交換器とその製造方法を提案する。 【解決手段】 プレート状のフイン１，１，・・と該各
フイン１，１，・・をその板厚方向に貫通する複数本の
伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃとを備えた熱交換器において、
上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃとして管径の異なる複数種
類のものを混在配置する。又、送給される素材Ｗに対し
て順次所定の加工を施してバーリング孔４、又は該バー
リング孔４とスリット３を備えた細幅板状のフイン１
０，１０，・・を連続的に製造するに際して、上記素材
Ｗからの上記各フイン１０，１０，・・の型取り方向を
該素材Ｗの送給方向に直交する方向とし、上記素材Ｗへ
の上記各フィン１０，１０，・・に対応する部位への上
記各加工を完了した時点で該対応する部位毎に順次上記
型取り方向に切断して所定形状をもつ上記フィン１０，
１０・・を一個づつ連続的に得るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、熱交換器及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クロスフロータイプの熱交換器は、複数
枚の薄板状のフィンをその板厚方向に所定間隔をもって
積層配置するとともに、これら各フィンをその板厚方向
に貫通して複数本の伝熱管を取り付けて構成される。そ
して、このフィンに伝熱管を貫通配置する必要上、該フ
ィンには伝熱管嵌挿用のバーリング孔が設けられるとと
もに、該フィンの伝熱性能を高める観点から該フィンの
素材を部分的に切り起こしてスリットを形成するのが通
例である（例えば、特開平２−５２９９３号公報参
照）。

【０００３】一方、フィンは、広幅の薄板材を素材と
し、これにプレス金型を用いてバーリング加工、スリッ
ト加工等の所要の加工を施すことで製造される。ここ
で、従来一般的なフィンの製造方法を説明すると次の通
りである。

【０００４】即ち、従来のフィン製造方法は、図１０に
示すように、所定タクトで送給される広幅薄板でなる素
材Ｗから帯板状のフィン３１，３１，・・を得るに際し
て、該各フィン３１，３１，・・の型取りを、該素材Ｗ
の送り方向（素材の長手方向）にフィン３１の長辺をと
り、該送り方向に直交する方向（素材の幅方向）にフィ
ン３１の短辺をとる所謂「縦送り」方式を採用してい
る。そして、先ず最初に、バーリング加工工程において
上記素材Ｗに対して伝熱管嵌挿用のバーリング孔３３，
３３，・・を複数段で段階的に形成し、さらに次のスリ
ット加工工程においては上記素材Ｗにスリット３２，３
２，・・を複数段で段階的に形成する。さらに、ミシン
目加工工程においては製造しようとするフィン３１の短
辺寸法に対応する位置にミシン目１１，１１，・・を入
れ、サイドカット加工工程においては上記ミシン目１
１，１１，・・の位置で素材Ｗを切断する。そして、か
かる各加工工程を順次繰り返して実行し、上記サイドカ
ット加工工程において切断された部分の長さが製造しよ
うとするフィン３１の長辺寸法に達した後に、カットオ
フ加工工程において上記素材Ｗをその送給方向に直交す
る方向で切断し、所定の長辺及び短辺寸法をもつ複数枚
（図１０の例では８枚）のフィン３１，３１，・・を得
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器に
おいては、これを通過する冷却風の偏流とか伝熱管内を
循環する冷媒の偏り等の条件に応じて、例えば複数本の
伝熱管のうちの特定の伝熱管の管径を他の伝熱管のそれ
よりも大きくしたいとか、スリットの形状あるいは配置
パターンをフィン上における形成部位に応じて変化させ
たい、等の要求がある。

【０００６】しかしながら、従来のフィン製造方法は上
述のような「縦送り」方式を採用し、フィン３１の製造
に際しては、該フィン３１に設けられる複数のバーリン
グ孔３３，３３，・・と複数のスリット３２，３２，・
・とを、それぞれバーリング加工用金型及びスリット加
工用金型を使用して該フィン３１の長辺側の一端から他
端側に向けて素材Ｗの送給タクト毎に順次形成するもの
である。このため、上記フィン３１に設けられる複数の
バーリング孔３３，３３，・・と複数のスリット３２，
３２，・・とは、それぞれ同一形状で且つ同一の配置パ
ターンであることが必要で、例えばフィン３１に設けら
れる複数のバーリング孔３３，３３，・・の径寸法（即
ち、ここに取り付けられる伝熱管の管径）を大小混在さ
せたり、複数のスリット３２，３２，・・のパターンを
種々混在させたり、あるいはバーリング孔３３，３３，
・・の配置パターンをフィン３１上における部位に応じ
て局部的に変化させたりすることは不可能であり、上述
の如き冷却風の偏流とか冷媒の偏り等の条件を考慮した
熱交換器の要求に応えることができないものである。

【０００７】一方、熱交換器においては、冷却風の偏流
とか冷媒の偏り等の条件から、例えば熱交換器の形態を
平板状形態ではなく、その厚さ方向に屈曲した屈曲板状
あるいは湾曲した湾曲板状の形態とすることが望まれる
場合がある。そして、かかる屈曲板状あるいは湾曲板状
形態をもつ熱交換器に使用されるフィンは、該熱交換器
の形態に対応して、屈曲あるいは湾曲した平面形状をも
つことが必要となる。ところが、上述のように従来の
「縦送り」方式の製造方法では、直状の平面形状をもつ
フィンしか製造できない。このため、屈曲あるいは湾曲
した平面形状をもつフィンを必要とする場合、従来は、
上記「縦送り」方式により製造された直状のフィンを用
い、この直状フィンに適宜「切り込み」を入れてこれを
屈曲あるいは湾曲した平面形状とするのが通例である。

【０００８】ところが、このように直状フィンに「切り
込み」を入れて屈曲あるいは湾曲した平面形状をもつフ
ィンとする場合には、その加工上において「切り込み」
の形成工程及びこの「切り込み」部分での屈曲あるいは
湾曲成形加工工程が必要であり、それだけ全体としての
加工工数の増加によりコストアップになるという問題が
ある。また、この「切り込み」部分から屈曲あるいは湾
曲させて屈曲あるいは湾曲させた平面形状をもつフィン
を得る場合、この「切り込み」の接続部分がフィン表面
において不連続部となることから、このフィン上におけ
る不連続な接続部分がフィン面における風速分布あるい
は排水性の阻害要因となり、結果的にフィンの伝熱性能
の低下を招来するという問題もあった。

【０００９】そこで本願発明は、冷却風の偏流とか冷媒
の偏り等の条件に対応して高い伝熱性能を確保し得る熱
交換器、及びその製造方法を提案することを目的として
なされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【００１１】本願の第１の発明では、プレート状のフィ
ン１，１，・・をその板厚方向に所定間隔で積層配置す
るとともに、該各フィン１，１，・・をその板厚方向に
貫通して複数本の伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃを取り付け、
該各フィン１，１，・・の面方向に沿う方向に冷却風を
流通させ、該冷却風と上記各伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内
を循環する冷媒との間で熱交換を行わしめるようにした
熱交換器において、上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃとして
管径の異なる複数種類のものを混在配置したことを特徴
としている。

【００１２】本願の第２の発明では、上記第１の発明に
かかる熱交換器において、上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
のうち、上記熱交換器が凝縮器として機能する場合に冷
媒入口となり蒸発器として機能する場合に冷媒出口とな
る部位に対応する伝熱管２Ａの管径を、これ以外の伝熱
管２Ｂ，２Ｃの管径よりも大きく設定したことを特徴と
している。

【００１３】本願の第３の発明では、上記第１の発明に
かかる熱交換器において、上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
のうち、冷却風の流量の多い部位に対応する伝熱管２Ａ
の管径を該流量の少ない部位に対応する伝熱管２Ｃの管
径よりも大きくなるように冷却風流量に応じて設定した
ことを特徴としている。

【００１４】本願の第４の発明では、上記第１の発明に
かかる熱交換器において、上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
として、少なくとも冷却風上流側において所定間隔で列
設配置される上流側伝熱管２Ａ，２Ａ，・・と冷却風下
流側において所定間隔で列設配置される下流側伝熱管２
Ｂ，２Ｂ，・・とを設けるとともに、上記上流側伝熱管
２Ａの管径を上記下流側伝熱管２Ｂの管径よりも大きく
設定したことを特徴としている。

【００１５】本願の第５の発明では、上記第４の発明に
かかる熱交換器において、上記上流側伝熱管２Ａ，２
Ａ，・・の配置ピッチを上記下流側伝熱管２Ｂ，２Ｂ，
・・の配置ピッチよりも大きく設定したことを特徴とし
ている。

【００１６】本願の第６の発明では、上記第１，第２，
第３，第４，又は第５の発明にかかる熱交換器におい
て、上記フィン１に、形状又は配置パターンの異なる複
数のスリット３Ａ，３Ｂ，３Ｃを設けたことを特徴とし
ている。

【００１７】本願の第７の発明では、上記第１，第２，
第３，第４，第５，又は第６の発明にかかる熱交換器に
おいて、上記フィン１を、切れ目の無い連続した板材に
より屈曲状又は円弧状の平面形状を有する如く形成した
ことを特徴としている。

【００１８】本願の第８の発明では、一定方向へ送給さ
れる板状の素材Ｗに対して順次所定の加工を施して伝熱
管嵌挿用のバーリング孔４、又は該バーリング孔４とス
リット３を備えた細幅板状のフィン１０，１０，・・を
連続的に製造する熱交換器の製造方法において、上記素
材Ｗからの上記各フィン１０，１０，・・の型取り方向
を該素材Ｗの送給方向に直交する方向とし、上記素材Ｗ
への上記各フィン１０，１０，・・に対応する部位への
上記各加工を完了した時点で該対応する部位毎に順次上
記型取り方向に切断して所定形状をもつ上記フィン１
０，１０，・・を一個づつ連続的に得るようにしたこと
を特徴としている。

【００１９】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００２０】 本願の第１の発明にかかる熱交換器に
よれば、プレート状のフィン１，１，・・と該各フィン
１，１，・・をその板厚方向に貫通する複数本の伝熱管
２Ａ，２Ｂ，２Ｃとを備えた熱交換器において、上記伝
熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃとして管径の異なる複数種類のも
のを混在配置する構成としているので、これら各伝熱管
２Ａ，２Ｂ，２Ｃの管径を、例えば冷却風の流量の多い
部位に配置される伝熱管の管径を大きくしてその部分の
冷媒の熱負荷を多くすることでフィン上における熱負荷
分布の均一化が図れ、より一層高い伝熱性能を実現する
ことができるものである。

【００２１】 本願の第２の発明にかかる熱交換器に
よれば、熱交換器が凝縮器として機能する場合における
冷媒入口、及び蒸発器として機能する場合における冷媒
出口は、共に冷媒がガス状態で流通しその流速及び体積
が大きて圧力損失が大きくなり易い部位であるが、かか
る部位に対応する伝熱管２Ａの管径をこれら以外の部位
に配置される伝熱管２Ｂ，２Ｃのそれよりも大きく設定
することで、該冷媒入口あるいは冷媒出口におけるガス
冷媒の流速が低減されその圧力損失が可及的に抑制さ
れ、それだけ熱交換器の熱交換性能の向上が図れるもの
である。

【００２２】 本願の第３の発明にかかる熱交換器に
よれば、上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、冷却風の
流量の多い部位（即ち、冷却能力の高い部位）に対応す
る伝熱管２Ａの管径を該流量の少ない部位に対応する伝
熱管２Ｃの管径よりも大きくなるように（即ち、冷媒側
の熱負荷が大きくなるように）冷却風の流量に応じて設
定しているので、熱交換器における冷却風の偏流による
熱交換性能のアンバランスが可及的に解消され、熱交換
器全体として高い熱交換性能が達成されるものである。

【００２３】 本願の第４の発明にかかる熱交換器に
よれば、上記伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｃとして、少なくと
も冷却風上流側において所定間隔で列設配置される上流
側伝熱管２Ａ，２Ａ，・・と冷却風下流側において所定
間隔で列設配置される下流側伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・と
を設けたものにおいて、上記上流側伝熱管２Ａの管径を
上記下流側伝熱管２Ｂの管径よりも大きく設定している
ので、該下流側伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・の整流作用によ
り熱交換器の後流の風速分布の均一化が促進され、該熱
交換器の冷却風下流側に位置するファンの運転騒音の低
減が図れるものである。

【００２４】 本願の第５の発明にかかる熱交換器に
よれば、上記第４の発明にかかる熱交換器において、上
記上流側伝熱管２Ａ，２Ａ，・・の配置ピッチを上記下
流側伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・の配置ピッチよりも大きく
設定しているので、熱交換器を凝縮器として機能させる
場合においてフィンの上記上流側熱交換器２Ａ，２Ａ，
・・に対応する部位における冷媒の熱負荷が該上流側熱
交換器２Ａ，２Ａ，・・部分において局部的に大きくな
り、例えフィン表面に着霜を生じるとしてもこれは上記
各上流側熱交換器２Ａ，２Ａ，・・の近傍に局部的に生
じることになる。従って、フィン表面に均一的に着霜を
生じてフィン間の冷却風流路が目詰まり状態となること
が可及的に抑制され、それだけ高い熱交換性能が確保さ
れるとともに、除霜運転間隔が長くなることで良好な空
調特性が実現されるものである。

【００２５】 本願の第６の発明にかかる熱交換器に
よれば、上記フィン１に、形状又は配置パターンの異な
る複数のスリット３Ａ，３Ｂ，３Ｃを設けるようにして
いるので、該スリット３Ａ，３Ｂ，３Ｃの形状を、例え
ばフィン上における熱負荷分布に対応させ、熱負荷の高
い部位に伝熱性能の高い構成のスリットを設け、又は熱
負荷の高い部位の伝熱性能が他の部位に比して高くなる
ようなスリットの配置パターンを採用することで、フィ
ン全体における伝熱性能のより一層の向上を図ることが
可能となるものである。

【００２６】 本願の第７の発明にかかる熱交換器に
よれば、上記フィン１を、切れ目の無い連続した板材に
より屈曲状又は円弧状の平面形状を有する如く形成して
いるので、例えば直帯板状のフィンに「切り込み」を入
れてこれを折曲させることで屈曲状あるいは円弧状の平
面形状を有する如く形成された従来のフィンの如く該
「切り込み」の接続部位においてフィンの平滑度が局部
的に阻害されるということがなく、このため該フィン間
を流通する冷却風の流通抵抗が低く抑えられるとともに
該フィン表面における排水性が良好に維持され、これら
の結果、高い熱交換性能をもつ熱交換器が得られるもの
である。

【００２７】 本願の第８の発明にかかる熱交換器の
製造方法によれば、一定方向へ送給される板状の素材Ｗ
に対して順次所定の加工を施して伝熱管嵌挿用のバーリ
ング孔４、又は該バーリング孔４とスリット３を備えた
細幅板状のフィン１０，１０，・・を連続的に製造する
に際して、上記素材Ｗからの上記各フィン１０，１０，
・・の型取り方向を該素材Ｗの送給方向に直交する方向
とし、上記素材Ｗへの上記各フィン１０，１０，・・に
対応する部位への上記各加工を完了した時点で該対応す
る部位毎に順次上記型取り方向に切断して所定形状をも
つ上記フィン１０，１０，・・を一個づつ連続的に得る
ように構成しているので、該フィン１０として、直帯板
状の平面形状をもつものは勿論のこと、屈曲板状あるい
は円弧板状等の非直線的平面形状をもつものを、従来の
ように板材に「切り込み」を入れ且つこれを折曲させた
りせずとも容易に得ることができ、「切り込み」工程及
び折曲成形工程を省略できる分だけフィンの製造コスト
の低廉化、延いてはかかるフィンを備えた熱交換器の低
廉化が促進されるものである。

【００２８】また、フィン１０の型取りを、上記素材Ｗ
の送給方向に直交する方向とし、該フィン１０に設けら
れるバーリング孔４、又は該バーリング孔４とスリット
３の成形加工を該フィン１０毎に一度に行うようにして
いることから、該フィン１０に径寸法の異なるバーリン
グ孔４，４，・・、あるいは形状の異なるスリット３，
３，・・がそれぞれ混在していたとしても何ら支障なく
これらの成形加工を行うことができる。この結果、例え
ば、従来のようにフィンの型取りを素材の送給方向に行
う場合の如く該フィンに形成されるバーリング孔の径寸
法及びスリットの形状を共に一定に設定する必要がある
場合に比して、フィンの伝熱性能の多様化、あるいはこ
れに取り付けられる伝熱管の管径の多様化に容易に対処
することができ、延いては冷却風の偏流あるいは冷媒の
偏り等の対応した熱交換性能の高い熱交換器を提供する
ことができるものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明を好適な実施形態
に基づいて具体的に説明する。

【００３０】フィンの製造方法 図１には、熱交換器の製造工程の一段階としてのフィン
の製造方法を示している。このフィン製造方法は、幅広
の帯状薄板でなる素材Ｗから、山形に屈曲した平面形状
をもつとともにその平面内に複数のバーリング孔４，
４，・・と複数のスリット３，３，・・とをそれぞれ備
えたフィン１０を一枚づつ連続的に製造するものであっ
て、上記素材Ｗをその長手方向に所定ピッチで間歇送給
し、該素材Ｗに対してその送給方向に順次配置された各
加工工程、即ち、バーリング加工工程とスリット加工工
程とミシン目加工工程とサイドカット加工工程及びカッ
トオフ加工工程においてそれぞれ所要の加工を行うこと
で、最終的に複数のバーリング孔４，４，・・と複数の
スリット３，３，・・とをそれぞれ備えたフィン１０が
得られる。

【００３１】具体的には次の通りである。先ず、上記各
加工工程における加工範囲であるが、この実施形態のも
のにおいては、最終製品としてのフィン１０が山形の平
面形状をもつことから、このフィン１０の平面形状に合
致した形状を単位加工範囲としている。具体的には、同
図において各加工境界線Ｌ，Ｌ，・・、あるいはミシン
目１１，１１，・・で囲まれた範囲であり、各加工工程
における金型はこの加工範囲に対応した形状とされてい
る。

【００３２】バーリング加工工程は、所定の配置パター
ンで複数のバーリング孔４，４，・・を形成する工程で
あって、この実施形態のものにおいては、各バーリング
孔４，４，・・のそれぞれを四段の加工を経て段階的に
形成するようにしている。このため、ここでは、順次加
工程度が進行する四個のバーリング成形金型（図示省
略）を上記素材Ｗの送給方向に列設配置している。従っ
て、上記素材Ｗの各加工範囲には、上記バーリング加工
工程を通過した時点でそれぞれ所定個数のバーリング孔
４，４，・・が形成されることになる。

【００３３】スリット加工工程は、バーリング加工の完
了した上記各加工範囲に対してそれぞれ所定の配置パタ
ーンでスリット３，３，・・を形成する工程であって、
この実施形態のものにおいては、各スリット３，３，・
・のそれぞれを三段の加工を経て段階的に形成するよう
にしている。このため、ここでは、順次加工程度が進行
する三個のスリット成形金型（図示省略）を上記素材Ｗ
の送給方向に列設配置している。従って、上記素材Ｗの
各加工範囲には、上記バーリング加工工程を通過した時
点でそれぞれ所定個数のスリット３，３，・・が所定の
配置パターンで形成されることになる。

【００３４】ミシン目加工工程は、素材Ｗからフィン１
０を切り取るための準備段階として上記各加工範囲毎に
その境界線に沿ってミシン目１１を形成する工程であ
る。サイドカット加工工程は、上記素材Ｗから上記各加
工範囲の短辺部分を切断してフィン１０の長さを整える
工程である。

【００３５】カットオフ加工工程は、最終的に上記素材
Ｗを各加工範囲毎に該素材Ｗの幅方向に切断して製品と
してのフィン１０を切り出す工程である。

【００３６】このように、幅広薄板の素材Ｗをその長手
方向に送給しながら、該素材Ｗの幅方向に長辺を、長手
方向に短辺を、それぞれもつ山形平面状の各加工範囲
に、それぞれバーリング加工とスリット加工とミシン目
加工とサイドカット加工及びカットオフ加工を施すこと
で、山形の平面形状をもつとともにその平面内に複数の
バーリング孔４，４，・・と複数のスリット３，３，・
・とを備えたフィン１０，１０，・・が得られるもので
ある。

【００３７】このように、素材Ｗをその長手方向に送給
し、その送給方向の先端側から順次フィン１０，１０，
・・を切り出すようにした所謂「横送り」方式の製造方
法によれば、各フィン１０，フィン１０，・・のそれぞ
れに対して、同一工程でバーリング孔４，４，・・とス
リット３，３，・・とが形成されるため、例えばバーリ
ング成形金型のバーリングポンチ径とその配置パターン
とを適宜設定することで、各フィン１０，１０，・・に
設けられる上記各バーリング孔４，４，・・の径寸法
（即ち、このバーリング孔４に嵌挿される伝熱管の管
径）及びその配置パターンを、同一フィン１０内におい
て複数種類の異なったものとすることが可能である。ま
た、同様に、例えばスリット成形金型のポンチ形状とそ
の配置パターンとを適宜設定することで、上記各スリッ
ト３，３，・・も、その形状と配置パターンを、同一フ
ィン１０内において複数種類の異なったものとすること
が可能である。

【００３８】また、フィン１０の平面形状としては、図
１に示すような山形の他に、図１０に示す従来の直帯板
状のものは勿論のこと、図７に示すような三角屋根形、
図８に示すような多角屈曲形、あるいは図９に示すよう
な円弧形等、種々のものが製造可能である。

【００３９】このように、上記製造方法を適用すること
で、管径あるいは配置パターンの異なるバーリング孔
４，４，・・、形状あるいは配置パターンが異なるスリ
ット３，３，・・を、格別な工程変更を伴うことなく容
易に製造することができる。従って、かかる製造方法に
より製造された各種のフィン１０，１０，・・を選択適
用することで、例えば図２〜図６に示す如き、従来の製
造方法では製造することのできなかった新規な構成をも
つ熱交換器Ｚ₁〜Ｚ₅を容易に得ることができるものであ
る。以下、これら各種の熱交換器Ｚ₁〜Ｚ₅の具体的構成
及びその作用効果等についてそれぞれ説明する（尚、こ
こでは、山形の平面形状をもつフィンを例とする）。

【００４０】熱交換器Ｚ₁（図２参照） 熱交換器Ｚ₁は、主として空気調和機の室内機用として
設計された熱交換器であって、山形の平面形状をもつフ
ィン１０，１０，・・をその板厚方向に所定間隔で積層
配置するとともに、これら各フィン１０，１０，・・を
その板厚方向に貫通して複数本の伝熱管２Ａ，２Ｂを配
置して構成される。そして、この熱交換器Ｚ₁において
は、フィン１０の山形面が冷却風上流側、谷形面が冷却
風下流側とされ、この冷却風下流側にファン（図示省
略）が配置される。

【００４１】この熱交換器Ｚ₁のフィン１０において
は、その上流側縁部寄り位置と下流側縁部寄り位置とに
それぞれ複数のバーリング孔４Ａ，４Ｂ，４Ｂ，・・が
所定間隔で形成されている。そして、これら各バーリン
グ孔４Ａ，４Ｂ，４Ｂ，・・にはそれぞれ伝熱管が嵌挿
配置されるが、この場合、この熱交換器Ｚ₁において
は、上下各列の各バーリング孔４Ａ，４Ｂ，４Ｂ，・・
の径寸法を、各列の一端に位置するバーリング孔４Ａを
大径とし、これ以外のバーリング孔４Ｂ，４Ｂ，・・を
小径とし、大径のバーリング孔４Ａには管径の大きな伝
熱管２Ａを、小径のバーリング孔４Ｂには管径の小さい
伝熱管２Ｂを、それぞれ嵌挿配置し、各列の伝熱管２
Ａ，２Ｂ，２Ｂ，・・でそれぞれ一つの冷媒循環路
Ｘ₁，Ｘ₂を構成している。そして、この熱交換器Ｚ₁の
空気調和機への配置に際しては、上記各冷媒循環路
Ｘ₁，Ｘ₂の一端に配置された管径の大きな伝熱管２Ａ，
２Ａが、該熱交換器Ｚ₁が凝縮器として機能する場合に
は冷媒入口に対応し、蒸発器として機能する場合には冷
媒出口に対応するように、その配管方向が設定される。

【００４２】尚、上記各フィン１０，１０，・・の各バ
ーリング孔４Ａ，４Ｂ，４Ｂ，・・の間にはそれぞれ同
一構成のスリット３Ａが設けられている。

【００４３】かかる構成の熱交換器Ｚ₁においては、管
径の大きい伝熱管２Ａが冷媒循環路Ｘ₁，Ｘ₂の一端に設
けられ且つこれを熱交換器Ｚ₁が凝縮器として機能する
場合には冷媒入口に対応し、蒸発器として機能する場合
には冷媒出口に対応するようにしているので、特に冷媒
循環路Ｘ₁，Ｘ₂内を循環する冷媒の圧力損失が可及的に
低減され高い熱交換性能が達成されるものである。即
ち、熱交換器が凝縮器として機能する場合における冷媒
入口と、蒸発器として機能する場合における冷媒出口と
は、共に冷媒がガス状態で流通しその流速及び体積が大
きく、特に大きな圧力損失が発生し易い部位である。と
ころが、この熱交換器Ｚ₁のように、上記伝熱管２Ａの
管径を大きくしてその容積の増大を図ると、その容積増
大分だけ上記冷媒入口あるいは冷媒出口におけるガス冷
媒の流速が低減され、結果的に冷媒の圧力損失が可及的
に抑制されるものである。

【００４４】熱交換器Ｚ₂（図３参照） 熱交換器Ｚ₂は、主として空気調和機の室内機用として
設計された熱交換器であって、その基本構成は上記熱交
換器Ｚ₁と同様に、冷却風の上流側と下流側とにそれぞ
れ所定間隔で複数本の伝熱管を配置して上流側冷媒循環
路Ｘ₁と下流側冷媒循環路Ｘ₂を構成するとともに、これ
ら各冷媒循環路Ｘ₁，Ｘ₂の各伝熱管の間にそれぞれスリ
ット３Ａ，３Ａ，・・を配置しており、上記熱交換器Ｚ
₁と異なる点は、上記バーリング孔の径寸法（即ち、こ
こに嵌挿配置される伝熱管の管径）の設定である。以
下、この相違点を中心に説明する。

【００４５】この熱交換器Ｚ₂においては、各冷媒循環
路Ｘ₁，Ｘ₂に属する伝熱管嵌挿用のバーリング孔とし
て、熱交換器Ｚ₂の上下方向の中央部分に配置されるバ
ーリング孔はこれを大径のバーリング孔４Ａとし、該中
央部分よりも上下両端寄り部位に配置されるバーリング
孔はこれを中径のバーリング孔４Ｂとし、さらに熱交換
器Ｚ₂の上下両端部に配置されるバーリング孔はこれを
小径のバーリング孔４Ｃとしている。そして、これら各
バーリング孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれにその径寸法
に対応させて、大径の伝熱管２Ａと中径の伝熱管２Ｂと
小径の伝熱管２Ｃとをそれぞれ嵌挿配置している。

【００４６】このように、冷却風流量が最も多い熱交換
器Ｚ₂の中央部分から最も少ない上下両端側に向かっ
て、伝熱管の管径を次第に小さくすると、冷媒側の熱負
荷は伝熱管の管径が大きいほど（即ち、冷媒流量が多い
ほど）高くなることからして、各フィン１０，１０，・
・上においてはその全域において冷却風の流量分布と冷
媒の熱負荷分布とが対応することになり、この結果、熱
交換器Ｚ₂における冷却風の流量分布の如何に拘わらず
高い熱交換性能が得られることになる。

【００４７】熱交換器Ｚ₃（図４参照） 熱交換器Ｚ₃は、主として空気調和機の室内機用として
設計された熱交換器であって、その基本構成は上記熱交
換器Ｚ₁及び熱交換器Ｚ₂と同様に、冷却風の上流側と下
流側とにそれぞれ所定間隔で複数本の伝熱管を配置して
上流側冷媒循環路Ｘ₁と下流側冷媒循環路Ｘ₂を構成する
とともに、これら各冷媒循環路Ｘ₁，Ｘ₂の各伝熱管の間
にそれぞれスリットを配置しており、これら上記熱交換
器Ｚ₁及び熱交換器Ｚ₂と異なる点は、上記バーリング孔
の径寸法の設定と、上記スリットの形状と配置パターン
である。以下、この相違点を中心に説明する。

【００４８】先ず、バーリング孔の径寸法については、
フィン１０に形成されるバーリング孔の全てを中径のバ
ーリング孔４Ｂで統一している。

【００４９】一方、スリットに関しては、これが上記各
バーリング孔４Ｂ，４Ｂ，・・の間にそれぞれ配置され
ることは上記各熱交換器Ｚ₁，Ｚ₂の場合と同様であるも
のの、その形状としては、スリット数が最も多い（即
ち、伝熱性能が最も高い）スリット３Ａと、スリット数
が最も少ない（即ち、伝熱性能が最も低い）スリット３
Ｃと、スリット数が上記スリット３Ａとスリット３Ｃの
中間数である（即ち、伝熱性能が中位である）スリット
３Ｂの三種類を設定している。そして、これら三種類の
スリット３Ａ，３Ｂ，３Ｃの配置パターンとしては、熱
交換器Ｚ₃の上下方向の中央部分にはスリット３Ａを、
該中央部分よりも上下両端寄り部分にはスリット３Ｂ
を、さらに熱交換器Ｚ₃の上下両端部分にはスリット３
Ｃを、それぞれ配置したものとされている。

【００５０】このように、冷却風流量が最も多い熱交換
器Ｚ₃の中央部分から最も少ない上下両端側に向かっ
て、スリットの伝熱性能を次第に低くすると、各フィン
１０，１０，・・上においてはその全域において冷却風
の流量分布と伝熱性能分布とが対応することになり、こ
の結果、熱交換器Ｚ₃における冷却風の流量分布の如何
に拘わらず高い熱交換性能が得られることになる。

【００５１】熱交換器Ｚ₄（図５参照） 熱交換器Ｚ₄は、主として空気調和機の室外機用として
設計された熱交換器であって、上流側冷媒循環路Ｘ₁と
下流側冷媒循環路Ｘ₂とを構成すべく、フィン１０には
その上流側に位置する複数個のバーリング孔４Ａ，４
Ａ，・・と下流側に位置するバーリング孔４Ｂ，４Ｂ，
・・とがそれぞれ設けられている。そして、この二種類
のバーリング孔４Ａ，４Ｂは、バーリング孔４Ａが大
径、バーリング孔４Ｂは小径とされるとともに、これら
各バーリング孔４Ａ，４Ｂにはそれぞれその径寸法に対
応して大径の伝熱管２Ａと小径の伝熱管２Ｂが嵌挿配置
され、それぞれ上流側冷媒循環路Ｘ₁と下流側冷媒循環
路Ｘ₂とを構成している。

【００５２】このように、下流側冷媒循環路Ｘ₂に属す
る各伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・の管径を上流側冷媒循環路
Ｘ₁に属する各伝熱管２Ａ，２Ａ，・・の管径よりも小
さく設定することで、熱交換器Ｚ₄を通過してその下流
側に位置するファン（図示省略）側に流入する冷却風の
風速分布が小さく抑えられその均一化が促進される。こ
の結果、上記ファンにおける運転騒音が低減され、熱交
換器Ｚ₄の静粛性が向上せしめられるものである。

【００５３】熱交換器Ｚ₅（図６参照） 熱交換器Ｚ₅は、主として空気調和機の室外機用として
設計された熱交換器であって、上流側冷媒循環路Ｘ₁と
下流側冷媒循環路Ｘ₂とを構成すべく、フィン１０には
その上流側に位置する複数個のバーリング孔４Ａ，４
Ａ，・・と下流側に位置するバーリング孔４Ｂ，４Ｂ，
・・とがそれぞれ設けられている。そして、この二種類
のバーリング孔４Ａ，４Ｂは、バーリング孔４Ａが大
径、バーリング孔４Ｂは小径とされるとともに、これら
各バーリング孔４Ａ，４Ｂにはそれぞれその径寸法に対
応して大径の伝熱管２Ａと小径の伝熱管２Ｂが嵌挿配置
され、それぞれ上流側冷媒循環路Ｘ₁と下流側冷媒循環
路Ｘ₂とを構成している。

【００５４】さらに、上流側冷媒循環路Ｘ₁に属する各
バーリング孔４Ａ，４Ａ，・・の配置間隔（即ち、伝熱
管２Ａ，２Ａ，・・の配置間隔）を、下流側冷媒循環路
Ｘ₂に属する各バーリング孔４Ｂ，４Ｂ，・・の配置間
隔（即ち、伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・の配置間隔）よりも
広く設定している。

【００５５】このように、上流側冷媒循環路Ｘ₁に属す
る各伝熱管２Ａ，２Ａ，・・の管径を下流側冷媒循環路
Ｘ₂に属する各伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・の管径よりも大
きくするとともに、該上流側冷媒循環路Ｘ₁に属する各
伝熱管２Ａ，２Ａ，・・の配置間隔を下流側冷媒循環路
Ｘ₂に属する各伝熱管２Ｂ，２Ｂ，・・の配置間隔より
も大きくすると、該熱交換器Ｚ₅が蒸発器として機能す
る暖房運転時における着霜が、上記フィン１０上におけ
る上記各伝熱管２Ａ，２Ａ，・・の近傍に局部的に集中
して発生し、しかも各伝熱管２Ａ，２Ａ，・・の配置間
隔が大きいことでこの着霜がブリッジ状態となるのが可
及的に抑制される。この結果、着霜によるフィン間の目
詰まりによる過度の通風抵抗が防止され、高い熱交換性
能が確保されるとともに、除霜運転間隔の拡大により良
好な暖房特性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の製造方法による熱交換器の製造工程
の説明図である。

【図２】本願発明にかかる熱交換器の構造説明図であ
る。

【図３】本願発明にかかる熱交換器の構造説明図であ
る。

【図４】本願発明にかかる熱交換器の構造説明図であ
る。

【図５】本願発明にかかる熱交換器の構造説明図であ
る。

【図６】本願発明にかかる熱交換器の構造説明図であ
る。

【図７】フィンの形状説明図である。

【図８】フィンの形状説明図である。

【図９】フィンの形状説明図である。

【図１０】従来の製造方法による熱交換器の製造工程の
説明図である。

【符号の説明】

１はフィン、２及び２Ａ〜２Ｃは伝熱管、３及び３Ａ〜
３Ｃはスリット、４及び４Ａ〜４Ｃはバーリング孔、１
０はフィン、１１はミシン目、Ｗは素材、Ｚ₁〜Ｚ₃は熱
交換器である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレート状のフィン（１），（１），・
   ・をその板厚方向に所定間隔で積層配置するとともに、
   該各フィン（１），（１），・・をその板厚方向に貫通
   して複数本の伝熱管（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）を取
   り付け、該各フィン（１），（１），・・の面方向に沿
   う方向に冷却風を流通させ、該冷却風と上記各伝熱管
   （２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）内を循環する冷媒との間
   で熱交換を行わしめるようにした熱交換器であって、 上記伝熱管（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）として管径の
   異なる複数種類のものが混在配置されていることを特徴
   とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記伝熱管（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）のうち、上記
   熱交換器が凝縮器として機能する場合に冷媒入口となり
   蒸発器として機能する場合に冷媒出口となる部位に対応
   する伝熱管（２Ａ）の管径が、これ以外の伝熱管（２
   Ｂ），（２Ｃ）の管径よりも大きく設定されていること
   を特徴とする熱交換器。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記伝熱管（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）のうち、冷却
   風の流量の多い部位に対応する伝熱管（２Ａ）の管径が
   該流量の少ない部位に対応する伝熱管（２Ｃ）の管径よ
   りも大きくなるように冷却風の流量に応じて設定されて
   いることを特徴とする熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項１において、 上記伝熱管（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）として、少な
   くとも冷却風上流側において所定間隔で列設配置される
   上流側伝熱管（２Ａ），（２Ａ），・・と冷却風下流側
   において所定間隔で列設配置される下流側伝熱管（２
   Ｂ），（２Ｂ），・・とが設けられるとともに、上記上
   流側伝熱管（２Ａ）の管径が上記下流側伝熱管（２Ｂ）
   の管径よりも大きく設定されていることを特徴とする熱
   交換器。
5. 【請求項５】 請求項４において、 上記上流側伝熱管（２Ａ），（２Ａ），・・の配置ピッ
   チが上記下流側伝熱管（２Ｂ），（２Ｂ），・・の配置
   ピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする熱
   交換器。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５において、 上記フィン（１）に、形状又は配置パターンの異なる複
   数のスリット（３Ａ），（３Ｂ），（３Ｃ）が設けられ
   ていることを特徴とする熱交換器。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５又は６におい
   て、 上記フィン（１）が、切れ目の無い連続した板材により
   屈曲状又は円弧状の平面形状を有する如く形成されてい
   ることを特徴とする熱交換器。
8. 【請求項８】 一定方向へ送給される板状の素材（Ｗ）
   に対して順次所定の加工を施して伝熱管嵌挿用のバーリ
   ング孔（４）、又は該バーリング孔（４）とスリット
   （３）を備えた細幅板状のフィン（１０），（１０），
   ・・を連続的に製造する熱交換器の製造方法であって、 上記素材（Ｗ）からの上記各フィン（１０），（１
   ０），・・の型取り方向を該素材（Ｗ）の送給方向に直
   交する方向とし、上記素材（Ｗ）への上記各フィン（１
   ０），（１０），・・に対応する部位への上記各加工を
   完了した時点で該対応する部位毎に順次上記型取り方向
   に切断して所定形状をもつ上記フィン（１０），（１
   ０），・・を一個づつ連続的に得るようにしたことを特
   徴とする熱交換器の製造方法。