JPS6142436A

JPS6142436A - 熱交換器用フイン構造およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6142436A
Application number: JP16132285A
Authority: JP
Inventors: ロエロフ・ヤン・メーイヤー
Original assignee: STERLING SAAMARU MOTOR Inc
Current assignee: STERLING SAAMARU MOTOR Inc
Priority date: 1984-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1986-02-28
Also published as: EP0169610A2; EP0169610A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景と要約）この発明は、熱交換器の一般的な問題に関し、特に、フ
ィン付熱交換器の構造とそれを製造する方法に関するも
のである。

熱交換器は、されをさらに効果的なものにするために、
しばしば熱の移動を促進させるフィンを有しており、か
かる熱交換器の効果をさらに増大させるためには、流れ
がフィンそれ自身の内部を通流することが望ましいと考
えられる。

この発明は、内部空間を有し、それによってフィンの内
部の媒体とフィンの外部の媒体との間でフィンを１１っ
て熱が移動し得る、熱交換器用フィンの新規かつ改善さ
れた構造を提供するべくなされ、他に、かかる形式の熱
交換器用フィンの製造方法を提供すべ（なされたもので
ある。

また、熱交換フィンは、その製造時においては経済性を
有し、その上同時に、使用時においては効率的にかつ耐
久性を有して働く熱交換構造をもたらすことが望ましく
、この発明は、他の点においてこの望まれた効果を達成
するものである。

この発明のさらに他の層性は、材料の使用と、製造に関
して経済性を提供し、そして自動化された製造工程に適
合されているという点にある。簡潔に言えば、この発明
は、熱交換器の他の構成部品と共働的に結合するに適当
とするための、一の素材細片からの、効果的な多数フィ
ン付熱交換構造の経済的な製造をもたらすものと言える
であるう。

この発明は、金属の一片から熱交換構造を製造する一定
の数工程を利用することにより付加的構成部品を用いる
ことなく隣接するフィン間に適当な隙間をもたらすこと
が可能で、それによれば効果的かつ耐久性のある熱交換
フィン構造が達成されるという認知から生じている。そ
して、ここにおける、金属片からなるフィン構造は、要
求される熱交換構造を完成させるため、代表的に、一つ
以上の付加的構成部品と結合されている。特に、ここに
おける完成された構造は、フィンの内部を通る流れの通
路を有することができ、そして、あるいは、その構造を
搭載するための予備構造を有することができる。

この発明の、上述した特徴、利益および恩恵は付加的な
ものとともに、引続く記述およびクレーム中から見出さ
れるであろう。それらの記述およびクレームは、添付図
面と結びつけて考えられるべきであり、図面はこの発明
を現時点で実施するに最良の態様と思われるものに基づ
く、この発明の好ましい実施例を開示するものである。

（好適実施例の説明）第１図、第２図および第３図は、この発明を実施する熱
交換フィンの製造に関するそのための好ましい工程の各
々の工程を示している。ここで、図示された工程は、合
金あるいは他の同等の材料からなる鋼の一細片１０から
なるフィンの製造を含み、細片１０は、一様な幅Ｗを有
するものとして示されている。この発明によれば、細片
１０はその長手方向の複数位置で折り重ねられる。第１
図は連続する折り返し部分を示し、ここでは記述の都合
上、述べられる各折り返し部分は、代表的な参照数字で
あられされる。

上記折り重ねのための折り返しは、いかなる適当な方法
によってもなされ得る。ここで、説明を目的として関係
づけられた３つの連続する折り返し部分は、参照数字１
２．１４および１６であられされる。それらの３つの折
り返し部分を作ることにより、その細片には後述する４
つの対向部分がもたらされ、そして、それらは参照数字
＋８．２０．２２そして２４であられされる。それらの
４つの対向部分は、実質的に同一形状であり、そのあら
れされている形状は長方形である。

引続く記述から明らかなように、部分１８と部分２０と
は、最終的ｔ【構成では共働してフィン２６を画成し、
部分２２と２４とは、フィン２６に隣接するフィン２８
を画成する。

尚ここでは、折り返し部分１２が、２つの対向部分２０
と２２とを全体的に結合する役目をし、折り返し部分１
６が対向部分２２と２４とを全体的に結合するとともに
、折り返し部分１４が対向部分１８と２０とを全体的に
結合する。

第１図に関する考察から判明すると思われるが、代表的
な折り返し工程は、対応する２つの隣接している対向部
分を結合するために、各折り返し部分を小さな半径で本
質的に１８０°の角度に及ばしめるものである。また、
ここに開示されている好ましい実施例においては、２つ
のフィン２６および２８のそれぞれが、流動媒体の通流
し得る内部空間を有するように意図されるとともに、第
２の流動媒体がそれらのフィンの間の空間を通流され、
それによって２つの媒体の間で、フィンを通して熱交換
が行われるように意図されている。

第１図に関する考察から判明すると思われるが、前述し
た製造工程のこの工程では、フィンの一つを形成する２
つの対向部分は、折り返し部分１２から、夫々のフィン
２６．２８に対応する折り返し部分１４、１６まで延び
る結合されていない側端部分３０を有する。そしてこれ
らの向き合った側端部分３０は、この発明の原理に基づ
いて、溶接、ロー付け、ハンダ付けその他の適当な方法
によって相互に結合される。

第２図は、上ｊホしだ側端部分を結合した結果の代表的
な構成を示している。尚この構成では、そこに見られる
ように、２つの対向部分２２および２４の側端部分は、
数字３２で示されるように結合されており、対向部分２
０および１８の側端部分３０は未だ結合されていない。

かかる側端部分を構成する工程は、フィン２８について
あられされているように、折り返し部分１６に及んでそ
の両端部も同様にして一所に押し潰すような確実な押し
潰し加工を含む。逆に言えば、折り返し部分１６の湾曲
部の半径は、側端部分に隣接している部分を除き、実質
的に全長に亘って保たれる。

ここでは側端部分は実質的に、折り返し部分１６から折
り返し部分１２まで結合されるが、その側端部分を結合
する工程は重要ではなく、その結合のためには、さまざ
まな方法が考えられる。しかしながら、側端部分を折り
返し部分１２の近辺まで結合する場合は、通常は上述し
たと同様に折り返し部分１２の両端部まで押し潰す傾向
がある。そして、折り返し部分１２の両端部を押し潰す
と、構成上にいくつかの問題が生ずるという傾向があり
、次に述べるこの発明のさらなる特徴は、それらの問題
」３を回避し得る点にある。

この発明のさらなる特徴は、フィンの元のままの構造が
保たれ、同時に熱交換のための望ましい機能が得られる
ような折り返し部分１２の変形を含み、かかる変形は、
材料の細片からフィン構造を製造する際になされる。

ここでは、」二連した好ましい工程に基づいて、折り返
し部分１２の両端部が、材料をその折り返し部分の両端
部から、それらに隣接する２つのフィンの対向部分の間
に十分に移動さゼることによって変形される。かかる材
料の移動は、前記隣接する２つのフィンの間の折り返し
部分において、熱交換器の強化をもたらすとともに、隣
接するフィンの間における適当な空間の確保をもたらし
、さらに側端部分が折り返し部分１２まで、実質的に結
合されることを許容する。

折り返し部分１２の両端部を変形させる好ましい工程は
、それぞれの端部が概ね三角形状となるように変形され
るような材料の、それらの両端部に隣接するフィン間の
内方への十分なる移動からなリ、それらの三角形状の変
形部分は、参照数字３４で示されている。そして、その
構成は、実際上、折り返し部分１２に関して傾斜された
三角形となる。

ここで、参照数字３６で示される各三角形の頂点は、折
り返し部分１２の根本の部分に没入して見える。

また、三角形の面は、概略平坦で、頂点３６に対向する
自由端縁３８を有しており、この自由端縁３８は、前記
フィンの平面に関して概略直角に配置されている。すな
わち、かかる参照部分は前記フィンに対して複数の平面
を占めるようになされている。

そしてこのことが、フィンが３次元を占めることとなる
が故に、一般的に使用上有利であるということは、認知
されるであろう。

上述された構成によれば、各フィンの内部空間としての
、薄い枕もしくはポケットのような形状の画成がもたら
される。言い換えれば、画フィンは、折り返しと結合と
によって端部が湾曲している折り返し部分と側端部分と
に沿った部分を除いて概略薄い直方体状の内部空間を有
することになる。それゆえ、各完成されたフィンは、そ
の４っの側部のうち３つの側部に沿って閉じており、第
４番目の側部は開いている（第３図の参照数字３９で示
す）。

三角形状３４を形成する、折り返し部分１２の変形は、
どんな通常の工程によって行なっても良く、さらにその
工程は、第３図に示すような形状を有して連続するフィ
ンを連続的に生産するための自動化された工程によって
、連続した条件で行うものとすることができる。かくし
て、第３図では、細片１０からなる材料から形成された
、結果としての熱交換フィン構造４０が構成される。こ
こで、第３図の結果としての構成を、第１図及び第２図
と関連させて考えると、折り返し部分１２．１４および
１６と、それらに隣接する対向部分とに関して与えられ
た記述が、２つ以上のフィンを有する結果としての構成
中に繰り返される１つのパターンを構成するということ
が理解されるであろう。

尚、上述の説明は、必要上、第１図、第２図および第３
図に関連した順でなされたが、さまざまな作業を行う実
際の手順は、利用される個々の工程によるであろうこと
は認知されるであろう。

第４図は、この発明のさらなる拡張例を示し、ここでは
熱交換器の付加的部品がフィン構造４０に共働するよう
に結合されている。

すなわちここでは、−組の部材４２が、図示されるよう
にフィン構造４０に取り付けられる。また、これらの部
材は、熱交換フィン構造から遠ざかって延びる主要部４
４と、熱交換フィン構造に向き合わせて配置されたフラ
ンジ４６とを有するブラケットもしくは板部材を形成す
るように考慮されている。ここで、各フランジ４６と主
要部４４とは、互いに鈍角をなすものとされ、そのフラ
ンジは、三角形状面３４に向き合わせて配置されて、そ
の面に何らかのｉｌ常の手段によってしっかりと固定さ
れる。

かかる部材４２は、例えば、側部支持部材あるいは取り
付は部材を構成することができる。

第５図は、内部空間４８を見るために開口部３９から熱
交換器用フィンを覗き込んだ拡大図である。熱交換構造
のさらに他の部品をフィン構造４０と共働させることは
可能であって、それは第６図および第７図に示されてい
る。ここでは、さらに他の部材５０が、内部空間４８の
開口部３９において、構造４０に向き合わせて配置され
ており、この部材５０は、熱交換器用フィンのパターン
に一致する波形のものとされている。そして、波形５２
は、第６゜７図にてわかるように、開口部３９の長手方
向に延びてフィンの内部に少なくとも部分的に突出して
いる。ここで、その部材の上下方向の寸法を、第７図に
示すように、折り返し部分１２の両端部に位置する頂点
３６の間の距離より幾分率さなものとすると、結果とし
ての構成は、折り返し部分１２の一端部に隣接する内部
空間４８内への入口５４と、その反対側の端部における
出口５６とを画成することになる。尚、フィン構造と共
働する付加的部品の形状として、第４．６．７図にそれ
らの形状が示されたが、この発明の実施の態様によって
は、他の形状を用いることも可能である。

かくして、この発明が、特にフィンが流動媒体の通流し
得る内部空間を有するものとしてもたらされるフィン式
熱交換構造を効率的に製造する新規かつ独自の方法を提
供するということが明らかにされた。すなわち、この発
明は、フィン構造が、特別の工程によって材料の一細片
から製造され、上述したもののような、フィン構造に結
合され得る部品を除いて付加的部品の使用を含まないと
いう点において効果的であると言い得る。

以上述べた所で、この発明の好ましい実施態様が開示さ
れたが、同時にそこから、この発明の原理が他の実施態
様にも適用し得るということも認知されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく熱交換フィンの代表的な製造
工程中の一工程における代表的な構造を示す部分斜視図
、第２図は前記製造工程中のさらなる工程における代表的
な構造を示す第１図と同様の部分斜視図、第３図は前記
製造工程中の他の工程における第２図の矢印３方向から
の斜視図、第４図は前記代表的な製造工程中のさらなる工程を示す
平面図、第５図は第３図の矢印５方向から見た拡大図、第６図は
前記代表的な製造工程中のさらなる工程における代表的
な構造を示す第５図と同様の図、第７図は第６図の７−
７線に沿った部分断面図である。１０・・・細片　　　　　　　１２．１４．１６・・・
折り返し部分１８、２０．２２．２４・・・対向部分２
６、２８・・・フィン３０・・・結合されていない側端部分３２・・・結合されている側端部分３４・・・変形部分特　許　出　願　人　　スターリング・サーマル・モー
タース・インコーボレイティソド

Claims

【特許請求の範囲】

１．細片をその長手方向の複数の位置で折り重ねること
により、一の折り返し部分の両側に一対の相互に対向す
る細片対向部分を一体的に隣接させ、これら細片対向部
分の各々に、他の折り返し部分を介して他の細片対向部
分を一体的に結合し、細片の前記一対の対向部分および
これらに対応する前記他の対向部分の各々に、前記他の
折り返し部分から前記一の折り返し部分まで延在する未
結合側端部分を形成する工程と、前記他の折り返し部分
から実質的に前記一の折り返し部分まで前記未結合側端
部分を結合する工程と、前記一の折り返し部分を変形さ
せて、その材料を当該折り返し部分に隣接する前記一対
の細片対向部分の間に十分に移動せしめる工程とを具え
てなる、フィン付熱交換器におけるフィン構造の製造方
法。
２．前記一の折り返し部分の変形工程を、その折り返し
部分の少なくとも一端部から材料を、前記少なくとも一
端部において前記一対の細片対向部分の間へ十分に移動
させる、前記少なくとも一端部の変形からなるものとす
る特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
３．前記一の折り返し部分の前記少なくとも一端部の変
形工程を、その折り返し部分の両端部から材料を、前記
両端部において前記一対の細片対向部分の間へ十分に移
動させる、前記両端部の変形からなるものとする特許請
求の範囲第２項記載の製造方法。
４．前記一の折り返し部分の前記少なくとも一端部の変
形工程を、移動した材料によって概略三角形状を創成す
るような前記少なくとも一端部の変形からなるものとし
、その概略三角形状を、前記側端部分のうちその三角形
状に隣接する部分に対して概略直角な自由端縁を有する
ものとする特許請求の範囲第２項記載の製造方法。
５．前記細片を一様な幅を有するものとし、その細片の
前記折り重ね工程を、前記細片対向部分を概略長方形と
するような、その細片の幅方向に平行な折り曲げ線に沿
ったその細片の折曲からなるものとする特許請求の範囲
第１項記載の製造方法。
６．前記一の折り返し部分の変形工程を、その折り返し
部分の少なくとも一端部に平坦面を形成するようなその
折り返し部分の変形からなるものとし、またフィン構造
の製造方法を、熱交換器の他の部品を前記平坦面に向き
合わせて配置し、前記他の部品をその平坦面に結合する
他の工程を含むものとする特許請求の範囲第１項記載の
製造方法。
７．前記一の折返し部分の前記少なくとも一端部に平坦
面を形成するような前記一の折り返し部分の変形工程を
、移動した材料によって概略三角形状を創成し、その概
略三角形状を、前記側端部分のうちその三角形状に隣接
するものに対して概略直角な自由端縁を有するものとす
るような前記少なくとも一端部の変形からなるものとし
、熱交換器の他の部品を前記平坦面に向き合わせて配置
し、前記他の部品をその平坦面に結合する工程を、前記
他の部品を主部分とこの主部分に対して鈍角をなすフラ
ンジとを有するものとして、前記フランジと前記三角形
状面とを結合することからなるものとする特許請求の範
囲第６項記載の製造方法。
８．形成されたフィンに熱交換器のさらに他の部品を結
合するさらに他の工程を含むものとする特許請求の範囲
第１項記載の製造方法。
９．前記細片の折り重ね工程と、前記未結合側端部分の
結合工程とを、前記一対の細片対向部分の各々およびそ
れらに対応する前記他の細片対向部分が、前記一の折り
返し部分に隣接して開口する内部空間を共働して画成す
るように、それらの部分を形成するものとする特許請求
の範囲第８項記載の製造方法。
１０．前記一の折り返し部分の一端部に隣接する各フィ
ンの内部空間への入口と、前記部分の他端部における出
口とを形成するために、前記フィンの内部空間への開口
部を部分的に覆うように前記熱交換器のさらに他の部品
を共働させる前記さらに他の工程を含むものとする特許
請求の範囲第９項記載の製造方法。
１１．前記さらに他の部品を、波形を含むものとし、そ
の部品を前記二つのフィンの内部空間内に少なくとも部
分的に突出させてそれらのフィンと共働させるものとす
る特許請求の範囲第９項記載の製造方法。
１２．　一対の隣接するフィンが、それらの両側に位置
する折り返し部分の一つを介して一体的に隣接するよう
に、それ自身の長手方向の複数位置で折り重ねた細片と
、前記折り返し部分から前記一対のフィンの間へ十分に
移動された材料からなる前記折り返し部分の少なくとも
１つの変形部分とを具えてなる熱交換器用フィン構造。
１３．前記移動された材料を、記一の折り返し部分の少
なくとも一端部からもたらすものとする特許請求の範囲
第１２項記載の熱交換器用フィン構造。
１４．前記移動された材料を、前記一の折り返し部分の
両端部からもたらすものとする特許請求の範囲第１３項
記載の熱交換器用フィン構造。
１５．前記移動された材料を、前記フィンの主に延在す
る方向に対して概略直角な自由端縁を有する概略三角形
状からなるものとする特許請求の範囲第１３項記載の熱
交換用フィン構造。
１６．前記三角形状の移動された材料に向き合わせに配
置して結合する付加的熱交換器構造体を有するものとす
る特許請求の範囲第１５項記載の熱交換用フィン構造。
１７．前記フィンをそれぞれ、前記細片の２つの対向部
分によって画成し、各フィンの２つの対向部分をそれら
に対応する他の一の折り返し部分に沿って結合し、フィ
ンを形成する対向部分の各対を、前記対応する他の一の
折り返し部分から実質的に前記一の折り返し部分まで相
互結合された側端部分を有するものとし、前記各対を、
そのフィンのための内部空間を画成するために互いに離
間するものとする特許請求の範囲第１２項記載の熱交換
器用フィン構造。
１８．前記フィンの内部空間を前記一の折り返し部分に
隣接して開口させ、また熱交換器用フィン構造を、各フ
ィンの内部空間への入口と出口とを画成するためにそれ
らのフィンの内部空間への開口部に対して配置するさら
に他の手段を含むものとする特許請求の範囲第１７項記
載の熱交換器用フィン構造。
１９．前記他の手段を、前記フィンの内部空間に少なく
とも部分的に突出する波形形状を有する部品からなるも
のとする特許請求の範囲第１８項記載の熱交換器用フィ
ン構造。