JP2990301B2 - プレート・フィン付き蛇行状熱交換器並びにその製造法および製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば冷蔵庫、自動
販売機、除湿器、低温ショーケースにおけるエバポレー
タおよびコンデンサ等に用いられるプレート・フィン付
き蛇行状熱交換器並びにその製造法および製造装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、正面よりみて蛇行状の前後２列の
パイプと、各段の２列の直管部に嵌被せ状に結合されて
各段において独立した並列状プレート・フィンの群とよ
りなる蛇行状の熱交換器は、すでに知られており、また
この場合において、パイプの直管部を側面よりみて千鳥
状に配置することも、すでに知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のプレート・フィン付き蛇行状熱交換器によれ
ば、確かに上または下からの風に対してはパイプ直管部
のいわゆる千鳥状配置の効果、すなわち風の流れの方向
にしたがってすべてのパイプ直管部が異なる平面上に位
置していて、すべてのパイプ直管部が風と接触し、熱交
換器内を通過する風に乱流を生じさせることができて、
熱交換性能がすぐれているという効果を期待することが
できるが、蛇行状熱交換器の各段のパイプ直管部は、同
レベルに存するため、前または後からの風に対してはパ
イプ直管部の上記千鳥状配置の効果を期待することがで
きないという問題があった。ところが、この種の蛇行状
熱交換器は、独立した並列状プレート・フィンの群を多
段状に重ねるため、平面または底面からの通風開口面積
よりも正面または後面からの通風開口面積の方が広い場
合が多く、単位時間当たりの通風量は正面または後面か
らの通風開口を利用する方が多い。従って、熱交換器に
対して前面または後面から風を送り込んだ方が熱交換性
能が良い場合があり、従来より、前後２列の蛇行状パイ
プの直管部が、すべて異なるレベルに配置された熱交換
性能の良いプレート・フィン付き蛇行状熱交換器の出現
が強く望まれていた。

【０００４】この発明は、上記の従来の要望に応えんと
するものであって、前後２列の蛇行状パイプの直管部が
すべて異なるレベルに配置された熱交換性能の良いプレ
ート・フィン付き蛇行状熱交換器、並びにその製造法お
よび製造装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、まず第１発明は、正面よりみて蛇行
状の前後２列のパイプと、両パイプの２つの直管部に共
通に嵌め被せられかつ多段状に配置された並列状プレー
ト・フィンの群とよりなり、前列の蛇行状パイプの直管
部が、最上位のものから最下位のものに至るまで順に、
上下に隣り合うもの同志交互に広い間隔と狭い間隔をあ
けて配置されるとともに、後列の蛇行状パイプの直管部
が、最上位のものから最下位のものに至るまで順に、上
下に隣り合うもの同志、上記前列のパイプの場合とは逆
に、交互に狭い間隔と広い間隔をあけて配置されること
により、前後両パイプの直管部がすべて異なるレベルに
配置されている、プレート・フィン付き蛇行状熱交換器
を要旨としている。

【０００６】また第２発明は、上記プレート・フィン付
き蛇行状熱交換器の製造法であって、相互に高さ違いの
前後２つのパイプ挿通孔を有する並列状のプレート・フ
ィンよりなるフィン群を所定間隔おきに配置して、すべ
てのフィン群の前後２つのパイプ挿通孔をそれぞれ同一
直線上に位置せしめておき、つぎに、これらのフィン群
のパイプ挿通孔に、前後２つの直線状パイプ素材を挿通
したのち、これらのパイプ素材の径を略全長にわたって
拡大せしめて、パイプとフィン群とを、パイプの長さ方
向に相互間にフィン無し部分を介して結合し、さらに両
パイプをフィン無し部分において相互に曲率が異なるよ
うに屈曲せしめ、それぞれ正面よりみて蛇行状に折り曲
げることにより、前後両パイプの直管部がすべて異なる
レベルに配置された熱交換器を製造することを特徴とす
る、プレート・フィン付き蛇行状熱交換器の製造法を要
旨としている。

【０００７】さらに第３発明は、上記プレート・フィン
付き蛇行状熱交換器の製造装置であって、相互に高さ違
いに配置されかつ展開長が同じで曲率の違う２つのパイ
プ嵌込み凹溝を有する曲線状のパイプ案内部を備えた組
立分解自在な固定側の割り型と、組立状態の固定側割り
型の２つのパイプ案内部に沿って移動してこれらの凹溝
内にそれぞれパイプを押さえ込むように折り曲げる駆動
側の一対のパイプ折曲げ用ローラとを備えている、プレ
ート・フィン付き蛇行状熱交換器の製造装置を要旨とし
ている。

【０００８】なお、上記第２発明の方法におけるパイプ
の拡管法としては、例えばすべてのフィン群のプレート
・フィンのパイプ挿通孔に、これらより径の小さい直線
状のパイプ素材を挿通した状態で、パイプ素材の内面に
潤滑油を塗布して、マンドレルをパイプ素材内に挿入す
ることにより、これらのパイプ素材の径を略全長にわた
って拡大せしめて、パイプとフィン群とを結合する機械
的拡管法と、同様にフィン群のプレート・フィンのパイ
プ挿通孔に、これらより径の小さい直線状のパイプ素材
を挿通した状態で、各パイプ素材の両端部をそれぞれ閉
鎖して、各パイプ素材内に高圧の液体または気体よりな
る高圧流体を導入し、各パイプ素材の径を略全長にわた
って拡大せしめて、パイプとフィン群とを結合する流体
圧拡管法とがある。

【０００９】

【作用】上記プレート・フィン付き蛇行状熱交換器によ
れば、正面よりみて蛇行状の前後２列のパイプの直管部
がすべて異なるレベルに配置されているから、前または
後からの風に対してパイプ直管部のいわゆる千鳥状配置
の効果を期待することができ、風の流れの方向にしたが
ってすべてのパイプ直管部が異なるレベルに位置してい
て、すべてのパイプ直管部が風と接触し、熱交換器内を
通過する風に乱流を生じさせることができて、熱交換性
能がすぐれているものである。

【００１０】そして、この発明の方法によれば、相互に
高さ違いの前後２つのパイプ挿通孔を有する並列状のプ
レート・フィンよりなるフィン群を所定間隔おきに配置
して、すべてのフィン群の前後２つのパイプ挿通孔をそ
れぞれ同一直線上に位置せしめておき、つぎに、これら
のフィン群のパイプ挿通孔に、前後２つの直線状パイプ
素材を挿通して結合し、両パイプをフィン無し部分にお
いて相互に曲率が異なるように屈曲せしめて、それぞれ
正面よりみて蛇行状に折り曲げることにより、前後両パ
イプの直管部がすべて異なるレベルに配置されていて、
上記のように熱交換性能のすぐれたプレート・フィン付
き蛇行状熱交換器を、非常に能率良く製造することがで
きるものである。

【００１１】またこの発明の製造装置によれば、相互に
高さ違いの前後２つのパイプ挿通孔を有する並列状のプ
レート・フィンよりなるフィン群のパイプ挿通孔に、前
後２つの直線状パイプ素材を挿通して結合した状態にお
いて、前後両パイプのフィン無し部分を、展開長が同じ
で曲率の違う２つのパイプ嵌込み凹溝を有する割り型の
曲線状パイプ案内部に当て、このパイプ案内部に沿って
駆動側の一対のパイプ折曲げ用ローラを移動せしめて、
これらの凹溝内にそれぞれパイプを押さえ込むように折
り曲げることにより、この発明の方法を確実にかつ円滑
に実施することができて、上記のプレート・フィン付き
蛇行状熱交換器の能率の良い製造を確保し得るものであ
る。

【００１２】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１３】この明細書において、前後、左右および上
下は、図１を基準とし、前とは図１の左側、後とは同右
側をいゝ、また左とは同図図面紙葉の表側、右とは同裏
側をいゝ、また上とは同図の上側、下とは同下側をいう
ものとする。

【００１４】まず、図１と図３において、この発明のプ
レート・フィン付き蛇行状熱交換器(10)は、正面よりみ
て蛇行状の前後２列のパイプ(1)(2)と、両パイプ(1)(2)
の２つの直管部(1a)(2a)に共通に嵌め被せられかつ多段
状に配置された並列状プレート・フィン(3) の群(3A)と
よりなり、前列の蛇行状パイプ(1) の直管部(1a)が、最
上位のものから最下位のものに至るまで順に、上下に隣
り合うもの同志交互に広い間隔（Ｌ1)と狭い間隔（Ｌ2)
をあけて配置されるとともに、後列の蛇行状パイプ(2)
の直管部(2a)が、最上位のものから最下位のものに至る
まで順に、上下に隣り合うもの同志、上記前列のパイプ
(1) の場合とは逆に、交互に狭い間隔（Ｌ2)と広い間隔
（Ｌ1)をあけて配置されることにより、前後両パイプ
(1)(2)の直管部(1a)(2a)がすべて異なるレベルに配置さ
れているものである。

【００１５】上記プレート・フィン付き蛇行状熱交換器
(10)は、この発明の方法により、つぎの３つの工程によ
り製造される。

【００１６】第１工程 相互に高さ違いの前後２つのパイプ挿通孔(4)(4)を有す
る並列状のプレート・フィン(3）よりなるフィン群(3A)
を所定間隔おきに配置して、すべてのフィン群(3A)の前
後２つのパイプ挿通孔(4)(4)をそれぞれ同一直線上に位
置せしめておき、つぎに、これらのフィン群(3A)のパイ
プ挿通孔(4)(4)に、これらより径の小さい前後２つの直
線状パイプ素材(11)(12)を挿通する（図２参照）。

【００１７】なお、この実施例においては、直線状パイ
プ素材(11)(12)として、ヘア・ピン状に折曲げられた１
本のパイプが使用されている。

【００１８】第２工程 ついで、このようにフィン群(3A)のパイプ挿通孔(4)(4)
に、これらより径の小さい２つの直線状のパイプ素材(1
1)(12)を挿通した状態で、各パイプ素材(11)(12)の端部
をそれぞれ閉鎖して、各パイプ素材(11)(12)内に高圧の
液体または気体よりなる高圧流体を導入し、各パイプ素
材(11)(12)の径を略全長にわたって拡大せしめて、いわ
ゆる流体圧拡管法により、パイプ(1)(2)とフィン群(3A)
とを、パイプ(1)(2)の長さ方向に相互間にフィン無し部
分(1b)(2b)を介して結合する（図２参照）。

【００１９】なお、このようなパイプ(1)(2)とフィン群
(3A)との結合には、マンドレルを用いた機械的拡管法を
採用しても、勿論良い。

【００２０】第３工程 そして、最後に前後２つのパイプ(1)(2)を、それぞれの
フィン無し部分(1b)(2b)において相互に曲率が異なるよ
うに屈曲せしめ、それぞれ正面よりみて蛇行状に折り曲
げることにより、前後両パイプ(1)(2)の直管部(1a)(2a)
がすべて異なるレベルに配置された熱交換器を製造す
る。

【００２１】この第３工程において使用するプレート・
フィン付き蛇行状熱交換器の製造装置の詳細が、図４〜
図７に示されている。

【００２２】図４〜図６において、この発明による蛇行
状熱交換器の製造装置は、相互に高さ違いに配置されか
つ展開長が同じで曲率の違う２つのパイプ嵌込み凹溝(2
3)(24)を有する曲線状のパイプ案内部(21)(22)を備えた
組立分解自在な固定側の割り型(20)と、組立状態の固定
側割り型(20)の２つのパイプ案内部(21)(22)に沿って移
動してこれらの凹溝(23)(24)内にそれぞれパイプ(1)(2)
を押さえ込むように折り曲げる駆動側の一対のパイプ折
曲げ用ローラ(31)(32)とを備えている。

【００２３】上記第３工程において、前後２列のパイプ
(1)(2)を、それぞれのフィン無し部分(1b)(2b)において
相互に曲率が異なるように屈曲せしめるには、前後両パ
イプ(1)(2)のフィン無し部分(1b)(2b)の始端寄り部分
を、組立状態の固定側割り型(20)において、展開長が同
じで曲率の違う２つのパイプ嵌込み凹溝(23)(24)を有す
る曲線状パイプ案内部(21)(22)に当て、このパイプ案内
部(21)(22)に沿って駆動側の一対のパイプ折曲げ用ロー
ラ(31)(32)を移動せしめて、これらの凹溝内(23)(24)に
それぞれパイプ(1)(2)を押さえ込むように、パイプ終端
部まで半円形および略Ｕ形に折り曲げるものである。な
お、固定側割り型(20)は、３つの部材(20a)(20b)(20c)
によって構成されていて、パイプ(1)(2)の折曲げ後、中
間の割り型構成部材(20b) を取り除いて、割り型(20)を
縮小した状態で、パイプ(1)(2)より取り外せば良いもの
である（図７参照）。

【００２４】上記プレート・フィン付き蛇行状熱交換器
(10)によれば、正面よりみて蛇行状の前後２列のパイプ
(1)(2)の直管部(1a)(2a)がすべて異なるレベルに配置さ
れているから、前または後からの風(A) に対してパイプ
直管部(1a)(2a)のいわゆる千鳥状配置の効果を期待する
ことができ、風(A) の流れの方向にしたがってすべての
パイプ直管部(1a)(2a)が異なるレベルに位置していて、
すべてのパイプ直管部(1a)(2a)が風(A) と接触し、熱交
換器(10)内を通過する風に乱流を生じさせることができ
て、熱交換性能がすぐれているものである。

【００２５】なお、上記実施例においては、直線状パイ
プ素材(11)(12)として、ヘア・ピン状に折曲げられた１
本のパイプが使用されているが、これらのパイプ素材(1
1)(12)としては、別々の２本のパイプを使用して、両パ
イプの連結側の端部を例えばＵ形ベンド管により相互に
連結するようにしても良い。

【００２６】なお、この発明によるプレート・フィン付
き蛇行状熱交換器は、例えば冷蔵庫、自動販売機、除湿
器、低温ショーケースにおけるエバポレータおよびコン
デンサ等として使用されるものである。

【００２７】

【発明の効果】この発明によるプレート・フィン付き蛇
行状熱交換器は、上述のように、正面よりみて蛇行状の
前後２列のパイプと、両パイプの２つの直管部に共通に
嵌め被せられかつ多段状に配置された並列状プレート・
フィンの群とよりなり、前列の蛇行状パイプの直管部
が、最上位のものから最下位のものに至るまで順に、上
下に隣り合うもの同志交互に広い間隔と狭い間隔をあけ
て配置されるとともに、後列の蛇行状パイプの直管部
が、最上位のものから最下位のものに至るまで順に、上
下に隣り合うもの同志、上記前列のパイプの場合とは逆
に、交互に狭い間隔と広い間隔をあけて配置されること
により、前後両パイプの直管部がすべて異なるレベルに
配置されているから、前または後からの風に対してパイ
プ直管部のいわゆる千鳥状配置の効果を期待することが
でき、風の流れの方向にしたがってすべてのパイプ直管
部が異なるレベルに位置していて、すべてのパイプ直管
部が風と接触し、熱交換器内を通過する風に乱流を生じ
させることができて、熱交換性能がすぐれているもので
ある。

【００２８】そして通常、この種の蛇行状熱交換器は、
独立した並列状プレート・フィンの群を多段状に重ねる
ため、平面または底面からの通風開口面積よりも正面ま
たは後面からの通風開口面積の方が広い場合が多く、単
位時間当たりの通風量は正面または後面からの通風開口
を利用する方が多いものであり、従って、熱交換器に対
して前面または後面から風を送り込んだ方が熱交換性能
が良い場合があり、この発明によるプレート・フィン付
き蛇行状熱交換器は、このような場合の熱交換器とし
て、きわめて有利に適用されるものであるという効果を
奏する。

【００２９】そして、この発明の方法によれば、相互に
高さ違いの前後２つのパイプ挿通孔を有する並列状のプ
レート・フィンよりなるフィン群を所定間隔おきに配置
して、すべてのフィン群の前後２つのパイプ挿通孔をそ
れぞれ同一直線上に位置せしめておき、つぎに、これら
のフィン群のパイプ挿通孔に、前後２つの直線状パイプ
素材を挿通して結合し、両パイプをフィン無し部分にお
いて相互に曲率が異なるように屈曲せしめて、それぞれ
正面よりみて蛇行状に折り曲げることにより、前後両パ
イプの直管部がすべて異なるレベルに配置されていて、
上記のように熱交換性能のすぐれたプレート・フィン付
き蛇行状熱交換器を、非常に能率良く製造することがで
きるという効果を奏する。

【００３０】またこの発明の製造装置によれば、相互に
高さ違いの前後２つのパイプ挿通孔を有する並列状のプ
レート・フィンよりなるフィン群のパイプ挿通孔に、前
後２つの直線状パイプ素材を挿通して結合した状態にお
いて、前後両パイプのフィン無し部分を、展開長が同じ
で曲率の違う２つのパイプ嵌込み凹溝を有する割り型の
曲線状パイプ案内部に当て、このパイプ案内部に沿って
駆動側の一対のパイプ折曲げ用ローラを移動せしめて、
これらの凹溝内にそれぞれパイプを押さえ込むように折
り曲げることにより、この発明の方法を確実にかつ円滑
に実施することができて、上記のプレート・フィン付き
蛇行状熱交換器の能率の良い製造を確保し得るという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるプレート・フィン付き蛇行状熱
交換器の左側面図である。

【図２】この発明のプレート・フィン付き蛇行状熱交換
器の製造方法において、パイプとフィン群とを結合し、
かつパイプ折曲げ前の状態を示す概略斜視図である。

【図３】この発明によるプレート・フィン付き蛇行状熱
交換器の概略斜視図である。

【図４】この発明の装置により熱交換器を製造する工程
において、パイプを折り曲げる前の状態を示す要部拡大
正面図である。

【図５】同折り曲げ後の状態を示す要部拡大正面図であ
る。

【図６】同折曲げの途中の状態を示す一部切欠き要部拡
大平面図である。

【図７】パイプ折曲げ後に割り型を取り外す状態を示す
要部拡大正面図である。

【符号の説明】

１ 蛇行状の前列パイプ １ａ 直管部 １ｂ フィン無し部分 ２ 蛇行状の後列パイプ ２ａ 直管部 ２ｂ フィン無し部分 ３ プレート・フィン ３Ａ フィン群 ４ パイプ挿通孔 １０ プレート・フィン付き蛇行状熱交換器 １１ 前側直線状パイプ素材 １２ 後側直線状パイプ素材 ２０ 固定側の割り型 ２１ 曲線状のパイプ案内部 ２２ 曲線状のパイプ案内部 ２３ パイプ嵌込み凹溝 ２４ パイプ嵌込み凹溝 ３１ 駆動側のパイプ折曲げ用ローラ ３２ 駆動側のパイプ折曲げ用ローラ Ｌ1 広い間隔 Ｌ2 狭い間隔

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−225834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−240987（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 53/08 F28D 1/047 F28F 1/00 - 1/44

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正面よりみて蛇行状の前後２列のパイプ
   (1)(2)と、両パイプ(1)(2)の２つの直管部(1a)(2a)に共
   通に嵌め被せられかつ多段状に配置された並列状プレー
   ト・フィン(3) の群(3A)とよりなり、前列の蛇行状パイ
   プ(1) の直管部(1a)が、最上位のものから最下位のもの
   に至るまで順に、上下に隣り合うもの同志交互に広い間
   隔（Ｌ1)と狭い間隔（Ｌ2)をあけて配置されるととも
   に、後列の蛇行状パイプ(2) の直管部(2a)が、最上位の
   ものから最下位のものに至るまで順に、上下に隣り合う
   もの同志、上記前列のパイプ(1) の場合とは逆に、交互
   に狭い間隔（Ｌ2)と広い間隔（Ｌ1)をあけて配置される
   ことにより、前後両パイプ(1)(2)の直管部(1a)(2a)がす
   べて異なるレベルに配置されている、プレート・フィン
   付き蛇行状熱交換器。
2. 【請求項２】 相互に高さ違いの前後２つのパイプ挿通
   孔(4)(4)を有する並列状のプレート・フィン(3）よりな
   るフィン群(3A)を所定間隔おきに配置して、すべてのフ
   ィン群(3A)の前後２つのパイプ挿通孔(4)(4)をそれぞれ
   同一直線上に位置せしめておき、つぎに、これらのフィ
   ン群(3A)のパイプ挿通孔(4)(4)に、前後２つの直線状パ
   イプ素材(11)(12)を挿通したのち、これらのパイプ素材
   (11)(12)の径を略全長にわたって拡大せしめて、パイプ
   (1)(2)とフィン群(3A)とを、パイプ(1)(2)の長さ方向に
   相互間にフィン無し部分(1b)(2b)を介して結合し、さら
   に両パイプ(1)(2)をフィン無し部分(1b)(2b)において相
   互に曲率が異なるように屈曲せしめ、それぞれ正面より
   みて蛇行状に折り曲げることにより、前後両パイプ(1)
   (2)の直管部(1a)(2a)がすべて異なるレベルに配置され
   た熱交換器を製造することを特徴とする、プレート・フ
   ィン付き蛇行状熱交換器の製造法。
3. 【請求項３】 相互に高さ違いに配置されかつ展開長が
   同じで曲率の違う２つのパイプ嵌込み凹溝(23)(24)を有
   する曲線状のパイプ案内部(21)(22)を備えた組立分解自
   在な固定側の割り型(20)と、組立状態の固定側割り型(2
   0)の２つのパイプ案内部(21)(22)に沿って移動してこれ
   らの凹溝(23)(24)内にそれぞれパイプ(1)(2)を押さえ込
   むように折り曲げる駆動側の一対のパイプ折曲げ用ロー
   ラ(31)(32)とを備えている、プレート・フィン付き蛇行
   状熱交換器の製造装置。