JPS5931676B2 - 伝熱素子およびその製造方法 - Google Patents

伝熱素子およびその製造方法

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JPS5931676B2
JPS5931676B2 JP51002910A JP291076A JPS5931676B2 JP S5931676 B2 JPS5931676 B2 JP S5931676B2 JP 51002910 A JP51002910 A JP 51002910A JP 291076 A JP291076 A JP 291076A JP S5931676 B2 JPS5931676 B2 JP S5931676B2
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wall
elongated
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ジョセフ・マイクル・オコナー
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器、特にフィン型熱交換器に関するもの
である。
本発明は内面および外面を有する細長の管状部材を、周
面に一連の円錐状突起を設けたフィードローラに掛合さ
せて管状部材をその長さ方向にフィン形成ステーション
に向けて駆動すると同時に、管状部材の外面に、フィー
ドローラの外周ノ円錐状突起により管状部材の長さ方向
に配列した二連の円錐状凹みを形成し、 フィン形成ステーションにおいて管状部材の外面に対し
て鋭角的に駆動方向に向けて所定長さにわたり複数個の
凹みを横切らせて管状部材の長さ方向に直交する切込み
を所定間隔毎に入れ、これにより前記管状部材の下方部
分に直接取り付けられた細長いベース部分と、前記管状
部材の長さに直角をなす方向に延在する細長い外端縁部
分と、前記ベース部分および前記外端縁部分に対し離間
するとともに相互に離間し外端縁部分からベース部分に
向うにつれて順次に大きさが小さくなる複数個の楕円形
状の開口とを有し、管状部材の長さに直角をなす方向に
前記管状部材を横切って延長する細長いフィンを形成し
、これらのフィンを前記管状部材に対して外方に突出す
るよう外方に折り曲げ、管状部材の所定長さにわたり一
連のフィンが形成された後、フィンを形成した部分の管
状部材な切取ることを特徴とする伝熱素子の製造方法を
提供する。
本発明は更に細長い壁を有する細長管状部材と、この壁
と一体をなし、この壁の長さ方向に互いに離間し、前記
壁から外方に突出する複数個のフィンとを具え、これら
のフィンには、前記壁と一体にして前記壁および管状部
材の長さ方向に直角をなす方向に延在する細長のベース
部分と、外端縁と、前記壁の長さ方向に直角をなす方向
に互いに離間し、かつ前記外端縁から離間した複数個の
楕円形状の開口とを設け、これら開口は前記外端縁から
前記ベース部分に向うにつれて順次に大きさか小さくな
るものとし、前記フィンの少なくともいくつかには前記
外端縁に外部に向って開放した開口を形成してなること
を特徴とする伝熱素子を提供する。
管状部材の外表面材料からフィンを形成して設けた熱交
換器は、例えば、米国特許第３，２０２，２１２号およ
び３，６９２，１０５号明細書に開示されており従来既
知である。
前者の特許ではフィンを管状部材上の外方に突出するリ
ブから形成した突起で構成し、後者の特許ではフィンを
このような外方に突出するリブおよびこれらのリブのす
く下の管状部材の部分から切断または切削することによ
って形成し、これにより管状部材の側壁から外方に突出
する細長いベース部分を有するフィンを形成し、離間突
起をベース部分の長さ方向外端縁から外方に突出させて
いる。
また、管状部材の外表面材料から形成した有孔フィンを
有する熱交換器は従来既知である。
従来は、管状部材の外表面部分から切断または切削する
ことによってフィンを形成し、この部分には管状部材の
長さ方向に延在する貫通孔を形成している。
従来の形式の熱交換器は極めて有効であることか証明さ
れている。
しかし、従来の熱交換器には製造工程が多く、製造に時
間かかかるものであった。
これに対し本発明によればフィードローラで管状部材を
フィン形成ステーションに向けて移送しつつこのフィン
形成ステーションでフィン形成のための切込みを入れる
だけでよい。
更に本発明によれば、フィンにはベース部分に向うにつ
れて順次大きさが小さくなる複数個の楕円状開口か形成
される。
このようにベース部分の近傍の開口は小さいため、フィ
ンのベース部分における機械的強度か高い。
この部分の強度か高いことは、例えば洗浄を行うときに
有利である。
本発明を図面につき説明する。
第１〜４図には本発明による熱交換器の素子または伝熱
素子１を細長い管状部材２の一端部分として示し、これ
らは本発明による伝熱素子およびその製造方法の好適例
である。
以下に詳述するように、本発明の好適実施例においては
、熱交換素子１は管状部材２のような適当な長さの管状
材料から形成するのが好ましく、管状部材２の一端部分
Ａ（第４図参照）から他端Ｂに向けて工作し、熱交換素
子１を所望長さ、例えは、長さＡ−Ｃ形成した後に管状
部材２の残り部分Ｂ−Ｃから熱交換素子１を切断する。
熱交換素子１は細長い管状本体部分３を具え、これには
細長いフィン４を外方に突出して形成し、フィン４のそ
れぞれは第１，３および４図に示すように細長いベース
５および細長い外端縁６を有する。
図示の管状部材２は横断面かほぼ平行に配置された頂壁
７および底壁８、並びにこれらの壁７および８の各側縁
間にこれらにほぼ垂直に延在する２個の対向して配置さ
れた側壁９および１０を有する。
壁７および８には後述する目的に適うよう複数個の長さ
方向に延在し、外方に突出する平行なリブ１１を壁から
突出して設けるのが好ましい。
側壁９および１０は任意の適当な形状にすることかでき
るが、外面が第１および３図に示すように外方に出っ張
った形状にするのが好ましい。
隔壁またはパネル１６．１７および１８によってそれぞ
れ互いに分離された複数個の開口１２゜１３．１４およ
び１５を管状部材２を径て長さ方向に延長して設ける。
第１〜４図に示す処から明らかなように、管状部材２は
複数個の貫通開口１２〜１５を有するが、これは一例に
すぎず、これに限定されることはなく、管状部材１５に
は長さ方向に貫通する開口を１個設けてもよい。
図示の熱交換素子１では、フィン４は２個の壁１９およ
び２０（第４図参照）の外面から外方に突出し、後述す
るように実際には管状部材２の壁７および８から形成さ
れる。
フィン４はそれぞれの壁１９および２０を横切って長さ
方向に、管状本体部分３の長さにほぼ垂直に延長し、こ
れらのフィンのそれぞれはそれぞれの壁１９または２０
と一体をなす前述の細長いベース５を具える。
フィン４のそれぞれはそれぞれの壁１９または２０から
外方に突出させるか、はぼ垂直に配置するのが好ましい
。
管状本体部分３の各側止に配置された各フィン４の外端
縁６は互いに同一平面内に配置するのが好適である。
管状部材２の壁７および８のそれぞれは外面２１および
内面２２を有する（第１，３および４図参照）。
熱交換素子１を形成する管状部材２は例えばアルミニウ
ムのような任意の適当な材料で造ることができる。
管状部材２は例えば押出のような適当な方法で造ること
ができ、フィン４を形成する前に複数個の開口または凹
み２３を後述する目的に適うよう壁７および８上のリブ
１１の外面２１および２２にそれぞれ形成する。
本発明の好適例においては、管状部材２を適当に形成し
た後適当な切断機に長さ方向に給送し、切断機に通す間
にフィン４を後述するような方法で壁７および８から切
断または切削する。
管状部材２は前述の機械を径て矢印２４の方向に（第１
゜２および４図参照）移動させ、この運動は管状部材２
の壁７および８上のリプ１１の外面とそれぞれ掛合する
切断機械内の適当なフィードローラまたはフィードホイ
ール２５および２６（第２図参照）によって行うのが好
ましい。
フィードローラのそれぞれの外周には複数個の突起また
は歯２Ｔを形成し、これらにより管状部材２との掛合に
よる管状部材の給送中リプ１１の外面に開口２３を切断
または形成する。
ローラ２５および２６の間隔を適切に選定して管状部材
の給送中は突起２７だけが管状部材２の壁７および８に
掛合するようにし、これによりローラ２５および２６と
管状部材との掛合により開口２３間の管状部材２の外面
２１に跡を残さないようにする。
前述の処から明らかなように、フィードローラ２５およ
び２６上の突起２７と管状部材２との掛合により開口２
３が管状部材に形成されるだけでなく、フィードローラ
２５および２６の回転中開口２３内に突起２７が掛合す
ることにより管状部材２を確実に駆動することができる
。
突起２７はフィードローラ２５および２６のまわりに円
周方向に適切に離間してフィードローラ２５および２６
のそれぞれ上の突起２７の少なくとも１個が常時管状部
材２と掛合するように構成する。
突起２７は任意の適当な形状にすることができるが、図
面にはほぼ円錐状の開口２３（第２および４図参照）が
形成されるようほぼ円錐形にして示す。
本発明による図示の好適例においては、開口２３は一線
で長さ方向に延在するリブ１１のそれぞれに隣接するリ
プ（ハ）隣接する開口が管状部材２の長さに直角をなす
方向に互いに整列するよう配置して設ける。
当然のことながら開口のパターンは所要に応じ変えるこ
とかできる。
熱交換素子１の製造に際して、管状部材２に開口２３を
形成した後これを長さ方向に給送する際、開口２３を形
成した管状部材２の一部からフィン４を各側壁７および
８上に順次に形成する。
このようにフィン４は管状部材の一端部分Ａから他端Ｂ
に向けて形成され、フィン４のそれぞれは適当な切断工
具（図示せず）によって壁７または８から切断または切
削することができ、まずこの切断工具によりそれぞれの
面２１の長さ方向に沿って第４図で見て右方に切断して
リプ１１の長さ方向に互いに離間した複数個の開口２３
を横方向に横切って延長する面２８を形成し、リブ１１
の底部方向における内端を開口２３の内端とそれぞれの
壁７または８ｄ隣接する内面２２との間の水平面で終ら
せる。
次いで、本体部分２から切断または切削されたフィン４
のそれぞれを外方に好ましくはフィンが形成されている
壁７または８０面にほぼ垂直をなすような位置に曲げる
。
切断工具を通して開口２３のいくつかを横切ってフィン
４を形成することにより仕上フィン４のそれぞれには切
断工具が開口２３を横切って切断した位置において複数
個の細長い開口または通路２９が形成される（第１およ
び３図参照）。
このように、隣接するリブ１１から形成される隣接する
フィン４は互いに同一平面内に配置され、各フィン４は
複数個の開口２９を有する。
フィン４を前述したようにして形成する場合には切断操
作中フィン材料か圧縮されるため仕上フィンの高さが切
断長さより相当小さく、一般的には切断長さの１／２に
なる。
とのため、例えば１／２インチの高さのフィンを設ける
ためには表面２８に沿った切断長さを約１インチとする
。
フィン４の厚さは任意であるか、フィン４を上述のよう
にして形成する場合にはフィン４の厚さは一般的に２／
１ｏｏｏ〜箇インチにするのが良い。
仕上フィンには切断工具の通った開口２３の徐々の下方
の部分において開口２９が形成される。
この結果、各フィン４の開口２９はフィンの頂部から底
部にかけて徐々に小さくなり（第３図参照）、すなわち
、工具は開口２３の次第に狭くなっていく部分を切断し
ていく。
これらのカットは管状部材２の長さ方向軸線に鋭角で形
成されるから、切断工具は管状部材の長さ方向軸線に鋭
角で開口２３を通過し、このため開口２９は仕上フィン
４では垂直方向に細長くなる。
このように管状部材２の長さＡ−Ｃのような所望の長さ
に沿ってフィン４を形成した後、管状部材２をＡ−Ｃ間
の任意の地点で所定の長さに直角方向に切断することが
でき、これによりフィン４をほぼ全長に亘って有する仕
上熱交換素子を得ることができる。
所望に応じ、フィン４の形成を管状部材の端部分Ａの内
方に開始することかでき、管状部材２を最後に形成した
フィン４の第４図で見て左方で外方に切断し、これによ
り端部分を最外側のフィン４から外方に突出させ、これ
により仕上熱交換素子の各端部に連結部材を形成するこ
とができる。
このような構成（図示せず）では、最外側のフィン４の
外方に配置された管状部材２の壁部分７および８の厚さ
を適当な手段例えば研摩によって壁部分１９および２０
の厚さに減じ、これにより完成熱交換素子のための壁が
平滑な端部分を提供し、端部分の頂底壁の厚さを熱交換
素子の壁１９および２０の厚さと同じにするのが好まし
い。
切断を開口２３の１個において側壁７または８のいずれ
かの外表面２１で開始する場合には、フィン４の先端縁
６に窪みまたは切欠３０が形成されるか、切断を開口２
３間で開始する場合には外端縁は連続していて切欠か形
成されない。
この結果、切断の間隔を適切に選定して複数個の順次の
切断を開口２３の１個において開始し、この後に、複数
個の切断を開口２３間で開始する場合には、外端縁部分
６に切欠３０を有するフィン４の組と外端縁部分６に切
欠３０を持たないフィン４の組、が熱交換素子１の長さ
方向に交互に配置される。
熱交換素子を製造する上述の新規な方法を実施するに際
しては、フィンを管状部材の側壁から切断または切削す
る切断機械を径で管状部材を移動させるために確実な駆
動がなされるのは明白なことである。
また、この方法の実施により管状音ｍの側壁に新規な方
法で開口が形成され、これら側壁は後に切断されて貫通
開口を有するフィンとなる。
更に、前述の新規な方法の実施により、管状部材の確実
な駆動および管状部材の側壁への開口の形成は同じ作動
部材によって行われ、これは本発明の好適例においては
ローラ２５および２６のような駆動ローラまたはホイー
ルとすることができる。
第５および６図には本発明の熱交換素子の変形例を示し
、第１〜４図に示す熱交換素子の部分と同じ部分は同じ
番号で示し、熱交換素子１０部分と同様の部分は添字“
ａ ”を付した同じ番号で示す。
熱交換素子１ａでは、管状部材２ａは壁７ａおよび８ａ
上にリプを具えず、外表面２’ｌａは平担である（第５
図参照）。
この結果として、フィン４ａを同様にして前述したカッ
トの長さと同じ長さで形成すれば、本体部分３の全幅に
亘って延在する細長い矩形のフィン４が形成される。
壁７ａおよび８ａは同じ厚さにし、フィンの形成時にカ
ットの深さを適切に選定してフィン４ａのベース部分５
ａが第１〜４図に示す例におけるように開口２３の下端
および管状部材２ａの内表面２２から同じ距離に配置さ
れるようにするのが好ましい。
熱交換素子におけると同様に、フィン４ａは外端縁６ａ
およびベース端縁５ａに対し内方に離間して配置された
貫通開口２７を有し、外端縁６ａに切欠３０を有するフ
・ｆン４ａの組と有さないフィン４ａの組が交互に存在
する。
本発明は上述した処に限定されることなく、本発明の範
囲内で種々の変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による熱交換素子の斜視図、第２図は第
１図の２−２方向に見、第１図には示していない駆動機
構を線図的に示すフィン形成前の管状部材の部分縦断面
図、第３図は第１図の３−３線に沿って見た横断面図、
第４図は第３図の４−４線に沿って見た部分縦断面図、
第５図は本発明の他の例を示す第１図の同様の斜視図、
第６図は第５図の６−６線に沿って見た横断面図である
。 １・・・熱交換（伝熱）素子、２・・・管状部材、３・
・・管状本体部分、４・・フィン、５・・・ベース部分
、６・・・外端縁部分、７・・・頂壁、８・・・底壁、
９，１０・・・側壁、１１・・・リブ、１２，１３，１
４．１５・・・開口、１６，１７，１８・・・隔壁、２
１・・・外面、２２・・・内面、２３・・・凹み、２５
・２６・・・フィードローラ、２７・・・突起、２９・
・・開口、３０・・・切欠。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 細長い壁を有する細長管状部材と、この壁と一体を
    なし、この壁の長さ方向に互いに離間し、前記壁から外
    方に突出する複数個のフィンとを具え、これらのフィン
    には、前記壁と一体にして前記壁および管状部材の長さ
    方向に直角をなす方向に延在する細長のベース部分と、
    外端縁と、前記壁の長さ方向に直角髪去す方向に互いに
    離間し、かつ前記外端縁から離間した複数個の楕円形状
    の開口とを設け、これら開口は前記外端縁から前記ベー
    ス部分に向うにつれて順次に大きさが小さくなるものと
    し、前記フィンの少なくともいくつかには前記外端縁に
    外部に向って開放した開口を形成してなることを特徴と
    する伝熱素子。 ２ 内面および外面を有する細長の管状部材を、周面に
    一連の円錐状突起を設けたフィードローラに掛合させて
    管状部材をその長さ方向にフィン形成ステーションに向
    けて駆動すると同時に、管状部材の外面に、フィードロ
    ーラの外周の円錐状突起により管状部材の長さ方向に配
    列した一連の円錐状凹みを形成し、 フィン形成ステーションにおいて管状部材の外面に対し
    て鋭角的に駆動方向に向けて所定長さにわたり複数個の
    凹みを横切らせて管状部材の長さ方向に直交する切込み
    を所定間隔毎に入れ、これにより前記管状部材の下方部
    分に直接取り付けられた細長いベース部分と、前記管状
    部材の長さに直角をなす方向に延在する細長い外端縁部
    分と、前記ベース部分および前記外端縁部分に対し離間
    するとともに相互に離間し外端縁部分からベース部分に
    向うにつれて順次に大きさが小さくなる複数個の楕円形
    状の開口とを有し、管状部材の長さに百角をなす方向に
    前記管状部材を横切って延長する細長いフィンを形成１ これらのフィンを前記管状部材に対して外方に突出する
    よう外方に折り曲け、 管状部材の所定長さにわたり一連のフィンが形成された
    後、フィンを形成した部分の管状部材を切取る ことを特徴とする伝熱素子の製造方法。
JP51002910A 1975-01-14 1976-01-13 伝熱素子およびその製造方法 Expired JPS5931676B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/541,060 US3947941A (en) 1975-01-14 1975-01-14 Method of making a heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5197053A JPS5197053A (ja) 1976-08-26
JPS5931676B2 true JPS5931676B2 (ja) 1984-08-03

Family

ID=24158028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51002910A Expired JPS5931676B2 (ja) 1975-01-14 1976-01-13 伝熱素子およびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3947941A (ja)
JP (1) JPS5931676B2 (ja)
CA (1) CA1039934A (ja)
DE (1) DE2600750C2 (ja)
GB (1) GB1520941A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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