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JP2009085468A - Finned tube heat exchanger and method for manufacturing the same - Google Patents

Finned tube heat exchanger and method for manufacturing the same Download PDF

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JP2009085468A
JP2009085468A JP2007253657A JP2007253657A JP2009085468A JP 2009085468 A JP2009085468 A JP 2009085468A JP 2007253657 A JP2007253657 A JP 2007253657A JP 2007253657 A JP2007253657 A JP 2007253657A JP 2009085468 A JP2009085468 A JP 2009085468A
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JP
Japan
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copper tube
tube
fin
heat exchanger
flow path
Prior art date
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Application number
JP2007253657A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuyuki Shimoda
哲行 下田
Kenichi Takagi
賢一 高木
Nobuhiro Kitahara
伸寛 北原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2007253657A priority Critical patent/JP2009085468A/en
Publication of JP2009085468A publication Critical patent/JP2009085468A/en
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Abstract

【課題】銅チューブとフィンとからなり、熱交換効率が非常に高く、かつ、低コストで製造可能なフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】一体成形された銅チューブ２０と、フィン１０とからなるフィンチューブ型熱交換器であって、銅チューブ２０は、延在方向に直交する断面が概略扁平形状をなし、その短軸方向において互いに対向する一対の平坦面２１、２１を有するとともに、冷媒が流通される複数の流路が長軸方向に並列されており、この流路の延在方向に直交する断面は、平坦面２１に沿う辺稜部を有する矩形状をなしており、フィン１０には挿通部１１が設けられ、この挿通部１１に挿入された銅チューブ２０が前記流路内から押圧されて拡管されることでフィン１０と銅チューブ２０の平坦面２１とが密着して接合されていることを特徴とする。
【選択図】図５The present invention provides a fin tube type heat exchanger that includes a copper tube and fins, has a very high heat exchange efficiency and can be manufactured at low cost, and a method for manufacturing the same.
A fin tube type heat exchanger comprising an integrally formed copper tube and a fin, the copper tube having a substantially flat cross section perpendicular to the extending direction, and its short axis. A plurality of flow paths through which the refrigerant flows are arranged in parallel in the major axis direction, and a cross section perpendicular to the extending direction of the flow paths has a flat surface. The fin 10 is provided with an insertion portion 11, and the copper tube 20 inserted into the insertion portion 11 is pressed and expanded from the inside of the flow path. The fin 10 and the flat surface 21 of the copper tube 20 are in close contact with each other.
[Selection] Figure 5

Description

この発明は、冷媒が流通される流路を備えた銅チューブとフィンとからなるフィンチューブ型熱交換器およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a finned tube heat exchanger composed of a copper tube and fins having a flow path through which a refrigerant flows, and a method for manufacturing the same.

この種のフィンチューブ型熱交換器としては、例えば特許文献１及び特許文献２に示されるように、断面円形の銅管とアルミニウム製のフィンとが接合されて構成されている。ここで、特許文献１においては、銅管を拡管することでフィンと接合されている。また、特許文献２においては、銅管の外周面にＮｉメッキ層を形成し、銅管とフィンとをろう付けすることで接合している。なお、このＮｉメッキ層は、ろう付け時に銅とアルミニウムとの金属間化合物が生成することを防止するために必要不可欠なものである。   As this kind of fin tube type heat exchanger, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example, a copper tube having a circular cross section and an aluminum fin are joined to each other. Here, in patent document 1, it is joined with the fin by expanding a copper pipe. Moreover, in patent document 2, Ni plating layer is formed in the outer peripheral surface of a copper pipe, and it joins by brazing a copper pipe and a fin. This Ni plating layer is indispensable for preventing the formation of an intermetallic compound of copper and aluminum during brazing.

ここで、冷媒が流通される銅チューブの熱交換効率の向上を目的として、例えば特許文献３に示すように、複数の流路が並列された扁平多穴管が提供されている。銅チューブの場合、特許文献３に開示されているように、突条部を有する一対の銅条材を貼り合わせることで扁平多穴管が成形されている。
また、このような扁平多穴管は、通常、例えば特許文献４に示すように、ろう付けにてフィンと接合されている。
特許第３０４６４７１号公報 特許第２５３９２２９号公報 特開２００５−００７４５９号公報 特開２００３−２６２４８５号公報 Here, for the purpose of improving the heat exchange efficiency of the copper tube through which the refrigerant flows, for example, as shown in Patent Document 3, a flat multi-hole tube in which a plurality of flow paths are arranged in parallel is provided. In the case of a copper tube, as disclosed in Patent Document 3, a flat multi-hole tube is formed by bonding a pair of copper strips having protrusions.
In addition, such flat multi-hole tubes are usually joined to fins by brazing as shown in Patent Document 4, for example.
Japanese Patent No. 3046471 Japanese Patent No. 2539229 JP 2005-007459 A JP 2003-262485 A

ところで、扁平多穴管とされた銅チューブは、前述のように一対の銅条材を貼り合わせることで成形されているため、銅チューブ（扁平多穴管）を拡管させようとした場合には一対の銅条材が分離してしまうおそれがあった。このため、特許文献４に記載されているように、ろう付けによってフィンと接合するしかなかった。
ここで、フィンと銅チューブとをろう付けした場合、銅チューブとフィンとの間にろう材層が形成され、これらフィンと銅チューブとの間の熱抵抗が上昇し、熱交換効率が低下してしまうことになる。また、前述のようにアルミニウム製のフィンと銅チューブとをろう付けする場合には、Ｎｉメッキ層を形成する必要があり、接合工程が煩雑となって、このフィンチューブ型熱交換器の製造コストが上昇してしまうといった問題があった。 By the way, since the copper tube made into the flat multi-hole tube is shape | molded by bonding a pair of copper strips as mentioned above, when trying to expand a copper tube (flat multi-hole tube), The pair of copper strips may be separated. For this reason, as described in Patent Document 4, there is no choice but to join the fins by brazing.
Here, when the fin and the copper tube are brazed, a brazing material layer is formed between the copper tube and the fin, the thermal resistance between the fin and the copper tube increases, and the heat exchange efficiency decreases. It will end up. Moreover, when brazing aluminum fins and copper tubes as described above, it is necessary to form a Ni plating layer, which complicates the joining process, and the manufacturing cost of this fin tube type heat exchanger. There was a problem that would rise.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、銅チューブとフィンとからなり、熱交換効率が非常に高く、かつ、低コストで製造可能なフィンチューブ型熱交換器及びフィンチューブ型熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and includes a finned tube heat exchanger and a finned tube that are made of a copper tube and fins, have a very high heat exchanging efficiency, and can be manufactured at a low cost. It aims at providing the manufacturing method of a type | mold heat exchanger.

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のフィンチューブ型熱交換器は、一体成形された銅チューブとフィンとからなるフィンチューブ型熱交換器であって、前記銅チューブは、延在方向に直交する断面が概略扁平形状をなし、その短軸方向において互いに対向する一対の平坦面を有するとともに、冷媒が流通される複数の流路が長軸方向に並列されており、この流路の延在方向に直交する断面は、前記平坦面に沿う辺稜部を有する矩形状をなしており、前記フィンには挿通部が設けられ、この挿通部に挿入された前記銅チューブが前記流路内から押圧されて拡管されることで前記フィンと前記銅チューブの平坦面とが密着して接合されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems and achieve the above object, a finned tube heat exchanger according to the present invention is a finned tube heat exchanger composed of an integrally formed copper tube and fins, The copper tube has a substantially flat cross section perpendicular to the extending direction, and has a pair of flat surfaces facing each other in the minor axis direction, and a plurality of flow paths through which the refrigerant flows are arranged in parallel in the major axis direction. The cross section orthogonal to the extending direction of the flow path has a rectangular shape having a side ridge portion along the flat surface, and the fin is provided with an insertion portion, and is inserted into the insertion portion. The copper tube is pressed and expanded from the inside of the flow path, whereby the fin and the flat surface of the copper tube are closely bonded to each other.

この構成のフィンチューブ型熱交換器においては、フィンに設けられた挿通部に銅チューブが挿入され、この銅チューブが拡管されることで前記フィンと前記銅チューブの平坦面とが密着して接合されているので、フィンと銅チューブとの間に介在するものがなく、熱交換効率を大幅に向上させることができる。また、例えばアルミニウム製のフィンと接合する場合でも、Ｎｉメッキ層を形成する必要がなく、比較的簡単にこのフィンチューブ型熱交換器を製造することができる。なお、扁平多穴管とされた銅チューブが一体成形されているので、拡管加工を行っても銅チューブが容易に破断することはない。   In the fin tube type heat exchanger having this configuration, a copper tube is inserted into an insertion portion provided in the fin, and the copper tube is expanded so that the flat surface of the fin and the copper tube are in close contact with each other. Therefore, there is nothing interposed between the fin and the copper tube, and the heat exchange efficiency can be greatly improved. Further, for example, even when joining with aluminum fins, it is not necessary to form a Ni plating layer, and this fin-tube heat exchanger can be manufactured relatively easily. In addition, since the copper tube made into the flat multi-hole tube is integrally molded, even if it performs a pipe expansion process, a copper tube does not fracture | rupture easily.

さらに、流路の断面が平坦面に沿った辺稜部を有する矩形状をなしているので、流路内から押圧して拡管した場合でも、平坦面を比較的平滑な状態で維持することができ、フィンとの密着性を向上させて熱交換効率及び接合強度の向上を図ることができる。
また、フィンに接合する際に、フィン間を流れる流体（空気等）の流通方向と銅チューブの断面の長軸方向とが一致するように銅チューブを配置することで、流体（空気等）の圧損を低減でき、熱交換効率を大幅に向上させることができる。さらに、フィンと銅チューブとが異種材料で構成されている場合、熱膨張係数の差によってフィンの挿通部と銅チューブとの密着が緩むおそれがあるが、熱膨張によって銅チューブが長軸方向に変形して短軸方向にはほとんど変形しないため、短軸方向に対向配置された平坦面がフィンから離間することを防止できる。 Furthermore, since the cross section of the flow path has a rectangular shape having side ridges along the flat surface, the flat surface can be maintained in a relatively smooth state even when pressed from the flow path and expanded. It is possible to improve the heat exchange efficiency and the bonding strength by improving the adhesion with the fins.
In addition, when joining the fins, by arranging the copper tube so that the flow direction of the fluid (air etc.) flowing between the fins and the major axis direction of the cross section of the copper tube coincide with each other, the fluid (air etc.) Pressure loss can be reduced and heat exchange efficiency can be greatly improved. Furthermore, when the fin and the copper tube are made of different materials, there is a possibility that the close contact between the fin insertion portion and the copper tube may be loosened due to the difference in thermal expansion coefficient. Since it is deformed and hardly deforms in the minor axis direction, it is possible to prevent the flat surface opposed to the minor axis direction from being separated from the fin.

ここで、前記銅チューブの前記断面において、長軸方向に並列された複数の前記流路の１つ当たりの断面積Ｓを、０．２ｍｍ２≦Ｓ≦３５ｍｍ２の範囲内に設定してもよい。
この場合、流路の断面積Ｓが０．２ｍｍ２ 以上とされているので、流路内に冷媒を確実に流通することができるとともに、流路内から押圧して拡管することが可能となる。一方、流路の断面積Ｓが３５ｍｍ２ 以下とされているので、冷媒が流路内に充満して流路の内周面に接触することになり、熱交換効率を飛躍的に向上させることができる。 Here, in the cross section of the copper tube, the cross-sectional area S per one of the plurality of flow paths arranged in parallel in the long axis direction may be set within a range of 0.2 mm 2 ≦ S ≦ 35 mm 2. Good.
In this case, since the cross-sectional area S of the flow channel is 0.2 mm 2 or more, the refrigerant can be reliably circulated in the flow channel and can be pressed and expanded from the flow channel. . On the other hand, since the cross-sectional area S of the flow path is 35 mm 2 or less, the refrigerant fills the flow path and comes into contact with the inner peripheral surface of the flow path, thereby dramatically improving the heat exchange efficiency. Can do.

本発明のフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、一体成形された銅チューブとフィンとからなるフィンチューブ型熱交換器の製造方法であって、前記銅チューブは、延在方向に直交する断面が概略扁平形状をなし、その短軸方向において互いに対向する一対の平坦面を有するとともに、冷媒が流通される複数の流路が長軸方向に並列されており、この流路の延在方向に直交する断面は、前記平坦面に沿う辺稜部を有する矩形状をなしており、 前記フィンに形成された挿通部に前記銅チューブを挿入する挿入工程と、前記流路内から押圧して前記銅チューブを拡管する拡管工程と、を有し、前記拡管工程において、前記平坦面を前記フィンに密着させて前記フィンと前記銅チューブとを接合することを特徴としている。   The manufacturing method of the fin tube type heat exchanger of the present invention is a manufacturing method of a fin tube type heat exchanger composed of an integrally formed copper tube and fins, and the copper tube has a cross section orthogonal to the extending direction. Has a generally flat shape and has a pair of flat surfaces facing each other in the minor axis direction, and a plurality of flow paths through which the refrigerant flows are arranged in parallel in the major axis direction. The orthogonal cross section has a rectangular shape having side ridges along the flat surface, an insertion step of inserting the copper tube into the insertion portion formed in the fin, and pressing from within the flow path to A tube expanding step for expanding the copper tube, and in the tube expanding step, the flat surface is brought into close contact with the fin to join the fin and the copper tube.

この構成のフィンチューブ型熱交換器の製造方法においては、前記フィンに形成された挿通部に前記銅チューブを挿入する挿入工程と前記流路内から押圧して前記銅チューブを拡管する拡管工程を有しているので、比較的簡単にこのフィンチューブ型熱交換器を製造することができる。また、流路の断面が前記平坦面に沿う辺稜部を有する矩形状をなしているので、流路内から押圧して拡管した場合に、平坦面を比較的平滑な状態を維持することができ、フィンとの密着性を向上させることができる。   In the manufacturing method of the fin tube type heat exchanger having this configuration, an insertion step of inserting the copper tube into an insertion portion formed in the fin and a tube expansion step of expanding the copper tube by pressing from within the flow path. Thus, the finned tube heat exchanger can be manufactured relatively easily. In addition, since the cross section of the flow path has a rectangular shape having side ridges along the flat surface, when the pipe is pressed and expanded from within the flow path, the flat surface can be kept relatively smooth. And the adhesion to the fins can be improved.

ここで、前記拡管工程を、前記流路内に流体を充填して、この流体の圧力を上昇させることで前記銅チューブを拡管する構成としてもよい。
この場合、流路内に充填された流体の圧力を利用しているので、比較的簡単に銅チューブを拡管することができる。 Here, the pipe expanding step may be configured to expand the copper tube by filling the flow path with a fluid and increasing the pressure of the fluid.
In this case, since the pressure of the fluid filled in the flow path is used, the copper tube can be expanded relatively easily.

また、前記拡管工程を、前記流路内にプラグを挿入して前記銅チューブを拡管する構成としてもよい。
この場合、プラグによって機械的に変形させて拡管するので、肉厚の銅チューブであっても拡管させることができる。 The tube expansion step may be configured to expand the copper tube by inserting a plug into the flow path.
In this case, since the pipe is mechanically deformed by the plug and expanded, even a thick copper tube can be expanded.

本発明によれば、銅チューブとフィンとからなり、熱交換効率が非常に高く、かつ、低コストで製造可能なフィンチューブ型熱交換器及びフィンチューブ型熱交換器の製造方法を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it provides a fin tube type heat exchanger which consists of a copper tube and a fin, and has a very high heat exchange efficiency and can be manufactured at low cost, and a method for manufacturing the fin tube type heat exchanger. Is possible.

以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。図１に本発明の実施形態であるフィンチューブ型熱交換器１の概略を示す。このフィンチューブ型熱交換器１は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるフィン１０と、銅チューブ２０とを備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an outline of a finned tube heat exchanger 1 according to an embodiment of the present invention. The fin tube type heat exchanger 1 includes a fin 10 made of aluminum or an aluminum alloy and a copper tube 20.

この銅チューブ２０は、図３に示すように、延在方向に直交する断面が概略扁平形状をなしており、短軸方向（図３の矢印Ｖ方向）において互いに対向する一対の平坦面２１、２１を備えている。また、この銅チューブ２０には、冷媒が流通される複数の流路２２が形成されており、流路２２の間に隔壁２３が画成されている。この流路２２は、その断面形状が平坦面２１に沿う辺稜部２２ａを備えた扁平矩形状をなしており、本実施形態では５つの流路２２が、銅チューブ２０の断面がなす扁平形状の長軸方向（図３の矢印Ｕ方向）に並列されている。また、銅チューブ２０の断面において、長軸方向に並列された複数の流路２２の１つ当たりの断面積Ｓは、０．２ｍｍ２≦Ｓ≦３５ｍｍ２の範囲内に設定されている。 As shown in FIG. 3, the copper tube 20 has a substantially flat cross section perpendicular to the extending direction, and a pair of flat surfaces 21 facing each other in the minor axis direction (the direction of arrow V in FIG. 3). 21 is provided. Further, the copper tube 20 is formed with a plurality of flow paths 22 through which the refrigerant flows, and a partition wall 23 is defined between the flow paths 22. The flow path 22 has a flat rectangular shape with a cross-sectional shape including a side ridge portion 22 a along the flat surface 21. In the present embodiment, the five flow paths 22 are flat shapes formed by the cross section of the copper tube 20. Are aligned in the major axis direction (the direction of arrow U in FIG. 3). Further, in the cross section of the copper tube 20, the cross sectional area S per one of the plurality of flow paths 22 arranged in parallel in the long axis direction is set in a range of 0.2 mm 2 ≦ S ≦ 35 mm 2 .

ここで、銅チューブ２０の断面がなす扁平形状の短軸方向長さ（銅チューブ２０の厚さ）ｔは、０．５ｍｍ≦ｔ≦７ｍｍの範囲内に設定されており、銅チューブ２０の断面がなす扁平形状の長軸方向長さ（銅チューブ２０の幅）Ｗは、５ｍｍ≦Ｗ≦１００ｍｍの範囲内に設定されている。また、短軸方向長さ（銅チューブ２０の厚さ）ｔと長軸方向長さ（銅チューブ２０の幅）Ｗとの比Ｗ／ｔは、Ｗ／ｔ≧１となるように、より望ましくは、Ｗ／ｔ≧５となるように設定されている。
なお、この銅チューブ２０は、連続鋳造法や押し出し加工等によって一体成形されている。 Here, the short axis direction length (thickness of the copper tube 20) t formed by the cross section of the copper tube 20 is set within a range of 0.5 mm ≦ t ≦ 7 mm. The length of the flat shape in the long axis direction (width of the copper tube 20) W is set in a range of 5 mm ≦ W ≦ 100 mm. Further, the ratio W / t of the length in the minor axis direction (thickness of the copper tube 20) t and the length in the major axis direction (width of the copper tube 20) W is more desirable so that W / t ≧ 1. Is set so that W / t ≧ 5.
The copper tube 20 is integrally formed by a continuous casting method or an extrusion process.

フィン１０はプレート状をなしており、図１に示すように、複数のフィン１０が互いに平行になるように所定の間隔で並列されている。これらフィン１０の間を空気が流れるように構成されており、図１においては紙面に直交する方向に空気が流れる構成とされている。   The fins 10 have a plate shape, and a plurality of fins 10 are juxtaposed at a predetermined interval so as to be parallel to each other, as shown in FIG. Air is configured to flow between the fins 10, and in FIG. 1, the air flows in a direction perpendicular to the paper surface.

そして、これら複数のフィン１０を貫通するように、前述の銅チューブ２０が配設されており、本実施形態では、銅チューブ２０がベンド部２３で折り曲げられてフィン１０に複数回（図１では８回）貫通するように構成されている。なお、本実施形態においては、銅チューブ２０はフィン１０に対して直交するように貫通させられている。   And the above-mentioned copper tube 20 is arrange | positioned so that these several fins 10 may be penetrated, and in this embodiment, the copper tube 20 is bend | folded by the bend part 23, and it turns into the fin 10 several times (in FIG. 1). 8 times) is configured to penetrate. In the present embodiment, the copper tube 20 is penetrated so as to be orthogonal to the fin 10.

このとき、図２に示すように、銅チューブ２０は、その断面がなす扁平形状の長軸方向がフィン１０間の空気の流れの方向（矢印Ｙ方向）と一致するように、つまり、互い対向する一対の平坦面２１がフィン１０間の空気の流れの方向（矢印Ｙ方向）と平行となるように配設されている。   At this time, as shown in FIG. 2, the copper tubes 20 are arranged so that the long axis direction of the flat shape formed by the cross section thereof coincides with the direction of the air flow between the fins 10 (arrow Y direction), that is, mutually opposed. A pair of flat surfaces 21 are arranged so as to be parallel to the air flow direction (arrow Y direction) between the fins 10.

次に、このフィンチューブ型熱交換器１の製造方法について図４及び図５を用いて説明する。なお、図４及び図５は、銅チューブ２０の短軸方向（厚さ方向）に沿った断面を示している。
並列された複数のフィン１０には、それぞれ銅チューブ２０が挿通可能な挿通孔１１が設けられている。この挿通孔１１の断面形状は、銅チューブ２０と同様の扁平矩形状とされている。また、挿通孔１１の内周端は、図４及び図５に示すように、プレート状のフィン１０の端部が折り曲げられたカール部１２を備えている。 Next, the manufacturing method of this fin tube type heat exchanger 1 is demonstrated using FIG.4 and FIG.5. 4 and 5 show cross sections along the minor axis direction (thickness direction) of the copper tube 20.
The plurality of fins 10 arranged in parallel are provided with insertion holes 11 through which the copper tubes 20 can be inserted. The cross-sectional shape of the insertion hole 11 is a flat rectangular shape similar to the copper tube 20. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the inner peripheral end of the insertion hole 11 includes a curled portion 12 in which the end of the plate-like fin 10 is bent.

複数のフィン１０にそれぞれ設けられた挿通孔１１に、銅チューブ２０が挿入される（挿入工程）。ここで、銅チューブ２０の挿入方向（図４において矢印Ｚ方向）は、カール部１２の折り曲げ方向と一致するように設定されている。この挿入工程においては、銅チューブ２０の平坦面２１とフィン１０の挿通孔１１の内周部との間には僅かな空隙が画成されている。   The copper tube 20 is inserted into the insertion holes 11 provided in the plurality of fins 10 (insertion step). Here, the insertion direction (the arrow Z direction in FIG. 4) of the copper tube 20 is set to coincide with the bending direction of the curled portion 12. In this insertion step, a slight gap is defined between the flat surface 21 of the copper tube 20 and the inner peripheral portion of the insertion hole 11 of the fin 10.

挿通孔１１に銅チューブ２０を挿通した後に、銅チューブ２０の流路２２内から押圧して銅チューブ２０を拡管する（拡管工程）。本実施形態では、流路２２内に流体を充填させてこの流体の圧力を上昇させることで銅チューブ２０を拡管させている。このように銅チューブ２０を拡管することで、銅チューブ２０は断面がなす扁平形状の短軸方向（厚さ方向）に主に変形することになり、図５に示すように、平坦面２１がフィン１０の挿通孔１１の内周部に密着させられ、フィン１０と銅チューブ２０とが接合される。また、図６に示すように、銅チューブ２０の互いに対向する一対の平坦面２１、２１は、流路２２内から銅チューブ２０の短軸方向（厚さ方向）に押圧されることで、流路２２間に位置する隔壁２３部分が僅かに凹んだ形状となる。
このようにして、本実施形態であるフィンチューブ型熱交換器１が製造される。 After the copper tube 20 is inserted through the insertion hole 11, the copper tube 20 is expanded by being pressed from within the flow path 22 of the copper tube 20 (expansion step). In the present embodiment, the copper tube 20 is expanded by filling the fluid into the flow path 22 and increasing the pressure of the fluid. By expanding the copper tube 20 in this way, the copper tube 20 is mainly deformed in the flat minor axis direction (thickness direction) having a cross section, and as shown in FIG. The fin 10 is brought into close contact with the inner peripheral portion of the insertion hole 11 so that the fin 10 and the copper tube 20 are joined. Further, as shown in FIG. 6, the pair of flat surfaces 21, 21 facing each other of the copper tube 20 are pressed in the short axis direction (thickness direction) of the copper tube 20 from the inside of the flow path 22. The partition wall 23 located between the paths 22 has a slightly recessed shape.
Thus, the finned-tube heat exchanger 1 which is this embodiment is manufactured.

このような構成とされたフィンチューブ型熱交換器１は、銅チューブ２０の流路２２に冷媒が流通されるとともに複数のフィン１０間に空気が流されて、冷媒と空気との間で熱交換が行われる。   In the fin tube type heat exchanger 1 having such a configuration, the refrigerant is circulated through the flow path 22 of the copper tube 20 and air is caused to flow between the plurality of fins 10 so that heat is generated between the refrigerant and the air. Exchange is performed.

本実施形態であるフィンチューブ型熱交換器１によれば、複数のフィン１０にそれぞれ設けられた挿通孔１１に銅チューブ２０が挿入され、この銅チューブ２０が拡管されることでフィン１０と銅チューブ２０の平坦面２１とが密着して接合されているので、フィン１０と銅チューブ２０との間にろう材やＮｉメッキ層等が介在しておらず直接接触することになり、熱交換効率を大幅に向上させることができる。
また、銅チューブ２０が連続鋳造法や押し出し加工等によって一体成形されているので、拡管加工を行っても銅チューブ２０が容易に破断することはない。 According to the finned tube heat exchanger 1 according to the present embodiment, the copper tube 20 is inserted into the insertion holes 11 provided in the plurality of fins 10, respectively, and the copper tube 20 is expanded so that the fin 10 and the copper are expanded. Since the flat surface 21 of the tube 20 is closely adhered and joined, there is no brazing material, Ni plating layer, or the like between the fin 10 and the copper tube 20, so that the heat exchange efficiency is achieved. Can be greatly improved.
Further, since the copper tube 20 is integrally formed by a continuous casting method, an extrusion process, or the like, the copper tube 20 is not easily broken even if the pipe expansion process is performed.

さらに、銅チューブ２０の流路２２の断面形状が銅チューブ２０と同様に扁平矩形状をなしているので、流路２２内に流体を充填して流体の圧力を上昇させることで銅チューブ２０を拡管した場合に、図６に示すように、平坦面２１を比較的平滑な状態のままで拡管することが可能となり、フィン１０の挿通孔１１の内周部との密着性を向上させて熱交換効率及び接合強度の向上を図ることができる。   Furthermore, since the cross-sectional shape of the flow path 22 of the copper tube 20 is a flat rectangular shape like the copper tube 20, the fluid is filled in the flow path 22 and the pressure of the fluid is increased, so that the copper tube 20 is When the pipe is expanded, as shown in FIG. 6, it is possible to expand the flat surface 21 while maintaining a relatively smooth state, improving the adhesion with the inner peripheral portion of the insertion hole 11 of the fin 10 and increasing the heat. Exchange efficiency and joint strength can be improved.

また、銅チューブ２０が、その断面の長軸方向がフィン１０間を流れる空気の流れの方向と一致するように、つまり、平坦面２１が空気の流れと平行となるように配設されているので、空気と銅チューブ２０との接触面積が確保されるとともに空気の流れの圧損を低減でき、熱交換効率を大幅に向上させることができる。   Further, the copper tube 20 is disposed so that the major axis direction of the cross section thereof coincides with the direction of the air flow flowing between the fins 10, that is, the flat surface 21 is parallel to the air flow. Therefore, the contact area between the air and the copper tube 20 is ensured, the pressure loss of the air flow can be reduced, and the heat exchange efficiency can be greatly improved.

さらに、銅チューブ２０の断面において長軸方向に並列された複数の流路２２の１つ当たりの断面積Ｓが０．２ｍｍ２≦Ｓ≦３５ｍｍ２の範囲内に設定されているので、流路２２内に冷媒を確実に流通させることができるとともに、この冷媒が流路２２内に充満して流路２２の内周面に接触することになり、熱交換効率を飛躍的に向上させることができる。また、流路２２内から押圧して銅チューブ２０を確実に拡管することが可能となる。 Furthermore, since the cross-sectional area S per one of the plurality of flow paths 22 arranged in parallel in the major axis direction in the cross section of the copper tube 20 is set within a range of 0.2 mm 2 ≦ S ≦ 35 mm 2 , The refrigerant can be surely circulated in the flow path 22 and the flow path 22 is filled with the refrigerant and comes into contact with the inner peripheral surface of the flow path 22, thereby greatly improving the heat exchange efficiency. it can. In addition, the copper tube 20 can be reliably expanded by being pressed from within the flow path 22.

また、フィン１０と銅チューブ２０とでは熱膨張係数が異なるため、温度変化によって挿通孔１１の内周部と銅チューブ２０との間に隙間が生じるおそれがあるが、銅チューブ２０が熱変形する場合には、長軸方向に優先的に変形して短軸方向にほとんど変形しないため、平坦面２１とフィン１０の挿通孔１１の内周部との密着が緩むことがない。   Moreover, since the thermal expansion coefficient is different between the fin 10 and the copper tube 20, there is a possibility that a gap may be formed between the inner peripheral portion of the insertion hole 11 and the copper tube 20 due to a temperature change, but the copper tube 20 is thermally deformed. In this case, since the deformation is preferentially performed in the major axis direction and hardly deformed in the minor axis direction, the close contact between the flat surface 21 and the inner peripheral portion of the insertion hole 11 of the fin 10 is not loosened.

本実施形態では、フィン１０に設けられた挿通孔１１の内周端にカール部１２が設けられており、このカール部１２の折り曲げ方向と銅チューブ２０の挿入方向とが一致させられているので、銅チューブ２０をスムーズに挿入することができる。また、銅チューブ２０を拡管した際に、カール部１２が弾性変形することでフィン１０と銅チューブ２０とが強固に接合されることになる。   In the present embodiment, the curled portion 12 is provided at the inner peripheral end of the insertion hole 11 provided in the fin 10, and the bending direction of the curled portion 12 and the inserting direction of the copper tube 20 are matched. The copper tube 20 can be inserted smoothly. Further, when the copper tube 20 is expanded, the curled portion 12 is elastically deformed, so that the fin 10 and the copper tube 20 are firmly joined.

さらに、本実施形態では、銅チューブ２０の断面がなす扁平形状の長軸方向長さ（銅チューブ２０の幅）Ｗと短軸方向長さ（銅チューブ２０の厚さ）ｔとの比Ｗ／ｔが、Ｗ／ｔ≧１、より望ましくはＷ／ｔ≧５とされているので、前述の空気の流れの圧損を大幅に低減でき、熱交換効率のさらなる向上を図ることができる。
特に、本実施形態では、銅チューブ２０の断面がなす扁平形状の短軸方向長さ（銅チューブ２０の厚さ）ｔが０．５ｍｍ≦ｔ≦７ｍｍの範囲内に設定されているので、フィン１０間を流れる空気の流れの圧損を確実に低減できる。また、銅チューブ２０の断面がなす扁平形状の長軸方向長さ（銅チューブ２０の幅）Ｗが５ｍｍ≦Ｗ≦１００ｍｍの範囲内に設定されているので、フィン１０間を流れる空気と銅チューブ２０との接触面積を十分に確保できる。 Furthermore, in this embodiment, the ratio W / of the long axis direction length (width of the copper tube 20) W of the flat shape which the cross section of the copper tube 20 makes, and the short axis direction length (thickness of the copper tube 20) t. Since t is W / t ≧ 1, more preferably W / t ≧ 5, the pressure loss of the air flow described above can be greatly reduced, and the heat exchange efficiency can be further improved.
In particular, in the present embodiment, the flat minor axis length (thickness of the copper tube 20) t formed by the cross section of the copper tube 20 is set within a range of 0.5 mm ≦ t ≦ 7 mm. The pressure loss of the flow of air flowing between 10 can be reliably reduced. In addition, since the long-axis length (width of the copper tube 20) W of the flat shape formed by the cross section of the copper tube 20 is set within a range of 5 mm ≦ W ≦ 100 mm, the air flowing between the fins 10 and the copper tube A sufficient contact area with 20 can be secured.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、銅チューブ２０をベンド部２３で折り返してフィン１０を複数回貫通するように構成したもので説明したが、これに限定されることはなく、複数の銅チューブ２０を一方向に貫通させて一方側から他方側へと冷媒を流通する構成としてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, the copper tube 20 has been described as being bent at the bend portion 23 and configured to penetrate the fin 10 a plurality of times. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of copper tubes 20 may be penetrated in one direction. It is good also as a structure which distribute | circulates a refrigerant | coolant from one side to the other side.

また、流体の圧力を利用して銅チューブ２０を拡管するものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば図７に示すように、流路２２内にプラグＰを挿入することによって銅チューブ２０を拡管してもよい。この場合、プラグＰによって機械的に拡管するので、銅チューブ２０の肉厚が厚く剛性が高くても確実に拡管することができる。拡管する銅チューブ２０に応じて拡管する手段を適宜選択することが好ましい。
さらに、すべての流路２２から同時に押圧して拡管するものとして説明したが、複数の流路２２を複数回に分けて押圧してもよい。 Moreover, although demonstrated as what expands the copper tube 20 using the pressure of a fluid, it is not limited to this, For example, by inserting the plug P in the flow path 22, as shown in FIG. The copper tube 20 may be expanded. In this case, since the pipe is mechanically expanded by the plug P, the pipe can be reliably expanded even if the thickness of the copper tube 20 is thick and the rigidity is high. It is preferable to appropriately select a means for expanding the pipe according to the copper tube 20 to be expanded.
Furthermore, although it demonstrated as what presses simultaneously from all the flow paths 22, and expands a pipe, you may divide and press several flow paths 22 in multiple times.

また、流路２２の断面形状を銅チューブ２０と同様に扁平矩形状としたもので説明したが、これに限定されることはなく、断面矩形状であれば必ずしも扁平形状でなくてもよい。さらに、流路２２を長軸方向に５つ並列させたものとして説明したが、流路２２の数は任意に設定することができる。
さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるフィン１０を使用したもので説明したが、フィン１０の材質に限定は無く、鉄やステンレス等からなるフィン１０であってもよい。 Moreover, although the cross-sectional shape of the flow path 22 was described as a flat rectangular shape like the copper tube 20, it is not limited to this, and the cross-sectional shape is not necessarily flat as long as the cross-sectional shape is rectangular. Furthermore, although it has been described that five flow paths 22 are arranged in parallel in the long axis direction, the number of flow paths 22 can be arbitrarily set.
Further, the fin 10 made of aluminum or an aluminum alloy has been described. However, the material of the fin 10 is not limited, and the fin 10 made of iron, stainless steel, or the like may be used.

また、流路２２間に位置する隔壁２３の厚さを薄くすることで、拡管時に短軸方向（厚さ方向）に変形し易いように構成してもよい。この場合、拡管する際に隔壁２３部分も短軸方向（厚さ方向）に変形することで拡管後の平坦面２１をより平坦に保つことができ、フィン１０との接合強度をさらに向上させることが可能となる。   Moreover, you may comprise so that it may change easily to a short-axis direction (thickness direction) at the time of pipe expansion by making thickness of the partition 23 located between the flow paths 22 thin. In this case, when the pipe is expanded, the partition wall 23 is also deformed in the minor axis direction (thickness direction), so that the flat surface 21 after the pipe expansion can be kept flat, and the bonding strength with the fin 10 is further improved. Is possible.

本発明の実施形態であるフィンチューブ型熱交換器の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the finned tube type heat exchanger which is embodiment of this invention. 図１におけるＸ−Ｘ断面図である。It is XX sectional drawing in FIG. 図１に示すフィンチューブ型熱交換器に用いられる銅チューブの断面図である。It is sectional drawing of the copper tube used for the fin tube type heat exchanger shown in FIG. 図１に示すフィンチューブ型熱交換器の製造方法における銅チューブの挿入工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the insertion process of the copper tube in the manufacturing method of the fin tube type heat exchanger shown in FIG. 図１に示すフィンチューブ型熱交換器の製造方法における銅チューブの拡管工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pipe expansion process of the copper tube in the manufacturing method of the fin tube type heat exchanger shown in FIG. 拡管した銅チューブの断面図である。It is sectional drawing of the expanded copper tube. 拡管工程の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of a pipe expansion process.

符号の説明Explanation of symbols

１ フィンチューブ型熱交換器
１０ フィン
１１ 挿通孔（挿通部）
２０ 銅チューブ
２１ 平坦面
２２ 流路
２２ａ 辺稜部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fin tube type heat exchanger 10 Fin 11 Insertion hole (insertion part)
20 Copper tube 21 Flat surface 22 Flow path 22a Side edge

Claims (5)

一体成形された銅チューブとフィンとからなるフィンチューブ型熱交換器であって、
前記銅チューブは、延在方向に直交する断面が概略扁平形状をなし、その短軸方向において互いに対向する一対の平坦面を有するとともに、冷媒が流通される複数の流路が長軸方向に並列されており、この流路の延在方向に直交する断面は、前記平坦面に沿う辺稜部を有する矩形状をなしており、
前記フィンには挿通部が設けられ、この挿通部に挿入された前記銅チューブが前記流路内から押圧されて拡管されることで前記フィンと前記銅チューブの平坦面とが密着して接合されていることを特徴とするフィンチューブ型熱交換器。 It is a fin tube type heat exchanger composed of integrally formed copper tube and fins,
The copper tube has a substantially flat cross section perpendicular to the extending direction, and has a pair of flat surfaces opposed to each other in the minor axis direction, and a plurality of flow paths through which the refrigerant flows are arranged in parallel in the major axis direction. The cross section perpendicular to the extending direction of the flow path has a rectangular shape having a side ridge along the flat surface,
The fin is provided with an insertion portion, and the copper tube inserted into the insertion portion is pressed from the inside of the flow path to be expanded, whereby the fin and the flat surface of the copper tube are in close contact with each other. A finned tube heat exchanger. 前記銅チューブの前記断面において、長軸方向に並列された複数の前記流路の１つ当たりの断面積Ｓが、０．２ｍｍ２≦Ｓ≦３５ｍｍ２の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のフィンチューブ型熱交換器。 In the cross section of the copper tube, a cross sectional area S per one of the plurality of flow paths arranged in parallel in the long axis direction is set within a range of 0.2 mm 2 ≦ S ≦ 35 mm 2. The finned tube heat exchanger according to claim 1. 一体成形された銅チューブとフィンとからなるフィンチューブ型熱交換器の製造方法であって、
前記銅チューブは、延在方向に直交する断面が概略扁平形状をなし、その短軸方向において互いに対向する一対の平坦面を有するとともに、冷媒が流通される複数の流路が長軸方向に並列されており、この流路の延在方向に直交する断面は、前記平坦面に沿う辺稜部を有する矩形状をなしており、
前記フィンに形成された挿通部に前記銅チューブを挿入する挿入工程と、前記流路内から押圧して前記銅チューブを拡管する拡管工程と、を有し、
前記拡管工程において、前記平坦面を前記フィンに密着させて前記フィンと前記銅チューブとを接合することを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。 A method of manufacturing a fin tube type heat exchanger comprising a integrally formed copper tube and fins,
The copper tube has a substantially flat cross section perpendicular to the extending direction, and has a pair of flat surfaces opposed to each other in the minor axis direction, and a plurality of flow paths through which the refrigerant flows are arranged in parallel in the major axis direction. The cross section perpendicular to the extending direction of the flow path has a rectangular shape having a side ridge along the flat surface,
An insertion step of inserting the copper tube into the insertion portion formed in the fin, and a tube expansion step of expanding the copper tube by pressing from within the flow path,
In the tube expanding step, the flat surface is brought into close contact with the fin, and the fin and the copper tube are joined together. 前記拡管工程は、前記流路内に流体を充填し、この流体の圧力を上昇させることで前記銅チューブを拡管することを特徴とする請求項３に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。   4. The method of manufacturing a finned tube heat exchanger according to claim 3, wherein in the tube expanding step, the copper tube is expanded by filling a fluid in the flow path and increasing the pressure of the fluid. . 前記拡管工程は、前記流路内にプラグを挿入して前記銅チューブを機械的に拡管することを特徴とする請求項３に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。   The said tube expansion process inserts a plug in the said flow path, and expands the said copper tube mechanically, The manufacturing method of the fin tube type heat exchanger of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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