JPH0534085A - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器及びその製造方法Info
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- JPH0534085A JPH0534085A JP18664391A JP18664391A JPH0534085A JP H0534085 A JPH0534085 A JP H0534085A JP 18664391 A JP18664391 A JP 18664391A JP 18664391 A JP18664391 A JP 18664391A JP H0534085 A JPH0534085 A JP H0534085A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷媒の純粋性を確保しつつ熱伝導効率を向上
し得る熱交換器を提供する。 【構成】 並列された多数枚の放熱フィン１に熱交換用
外管２を挿通し、熱交換用外管２を拡径して放熱フィン
１と熱交換用外管２との密着性を高める。拡管された熱
交換用外管２に熱交換用内管３を嵌入し、熱交換用外管
２の端部にホース４Ａ，４Ｂ，４Ｃを接続する。冷媒は
ホース４Ａから供給され、ホース４Ｃから排出される。
し得る熱交換器を提供する。 【構成】 並列された多数枚の放熱フィン１に熱交換用
外管２を挿通し、熱交換用外管２を拡径して放熱フィン
１と熱交換用外管２との密着性を高める。拡管された熱
交換用外管２に熱交換用内管３を嵌入し、熱交換用外管
２の端部にホース４Ａ，４Ｂ，４Ｃを接続する。冷媒は
ホース４Ａから供給され、ホース４Ｃから排出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、並列配置された多数枚
の放熱フィンに貫通された熱交換パイプ内の冷媒の熱を
放熱フィンから放熱する熱交換器及びその製造方法に関
するものである。
の放熱フィンに貫通された熱交換パイプ内の冷媒の熱を
放熱フィンから放熱する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】この種の熱交換器としては図９に示すよ
うにアルミニウム製の放熱フィン１１に熱交換パイプ１
２を貫通接合した構成が一般的である。銅の熱伝導率は
アルミニウムよりも高いために放熱フィンとしては銅製
が望ましいが、価格的にはアルミニウムが有利であるた
めに多数枚の放熱フィン１１としてはアルミニウムが用
いられる。これに対して放熱フィン１１ほどには多くな
い熱交換パイプ１２としては銅パイプを用いることが好
ましい。しかしながら、例えば純水による冷却を必要と
するレーザー加工機発振部の冷却に銅製の熱交換パイプ
を用いた熱交換器を使用とした場合には、熱交換パイプ
から銅イオンが水中に流出して純水性を維持することが
できない。このような冷媒の純粋性を維持するにはステ
ンレスが最適である。
うにアルミニウム製の放熱フィン１１に熱交換パイプ１
２を貫通接合した構成が一般的である。銅の熱伝導率は
アルミニウムよりも高いために放熱フィンとしては銅製
が望ましいが、価格的にはアルミニウムが有利であるた
めに多数枚の放熱フィン１１としてはアルミニウムが用
いられる。これに対して放熱フィン１１ほどには多くな
い熱交換パイプ１２としては銅パイプを用いることが好
ましい。しかしながら、例えば純水による冷却を必要と
するレーザー加工機発振部の冷却に銅製の熱交換パイプ
を用いた熱交換器を使用とした場合には、熱交換パイプ
から銅イオンが水中に流出して純水性を維持することが
できない。このような冷媒の純粋性を維持するにはステ
ンレスが最適である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】熱交換パイプ１２は放
熱フィン１１に明けられた挿通孔１１ａに挿通される
が、この挿通孔１１ａの径は熱交換パイプ１２の外径よ
りも僅かに大きくしてある。この径の大きさ設定は並列
された多数枚の放熱フィン１１に複数本の熱交換パイプ
１２を無理なく挿通するための余裕を持たせる必要性か
ら行われるが、このような熱交換パイプ１２の外径と挿
通孔１１ａの径との大きさ関係のために熱交換パイプ１
２と放熱フィン１１との密着性は悪い。熱交換パイプ１
２と放熱フィン１１との密着性は熱伝導性を大きく左右
し、熱交換効率が低下する。熱交換パイプ１２が軟質性
の銅製であればパイプ内面に圧力を加え、拡管すること
によって密着性を高めることもできるが、硬質性のステ
ンレスの場合にはこの拡管は無理である。そのため、放
熱フィン１１とステンレス製の熱交換パイプ１２との密
着性を高めるために溶接あるいは接着しなければなら
ず、製造工程が複雑化する上にコスト的にも不利であ
る。
熱フィン１１に明けられた挿通孔１１ａに挿通される
が、この挿通孔１１ａの径は熱交換パイプ１２の外径よ
りも僅かに大きくしてある。この径の大きさ設定は並列
された多数枚の放熱フィン１１に複数本の熱交換パイプ
１２を無理なく挿通するための余裕を持たせる必要性か
ら行われるが、このような熱交換パイプ１２の外径と挿
通孔１１ａの径との大きさ関係のために熱交換パイプ１
２と放熱フィン１１との密着性は悪い。熱交換パイプ１
２と放熱フィン１１との密着性は熱伝導性を大きく左右
し、熱交換効率が低下する。熱交換パイプ１２が軟質性
の銅製であればパイプ内面に圧力を加え、拡管すること
によって密着性を高めることもできるが、硬質性のステ
ンレスの場合にはこの拡管は無理である。そのため、放
熱フィン１１とステンレス製の熱交換パイプ１２との密
着性を高めるために溶接あるいは接着しなければなら
ず、製造工程が複雑化する上にコスト的にも不利であ
る。
【０００４】本発明は冷媒の純粋性を確保しつつ熱交換
効率を向上し得る熱交換器及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
効率を向上し得る熱交換器及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために第１の発明で
は、並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属製の熱交
換用外管を貫通接合し、冷媒と接触する熱交換用内管を
熱交換用外管内に貫通接合して熱交換器を構成した。
は、並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属製の熱交
換用外管を貫通接合し、冷媒と接触する熱交換用内管を
熱交換用外管内に貫通接合して熱交換器を構成した。
【０００６】第２の発明では、並列された多数枚の放熱
フィンに軟質金属製の熱交換用外管を貫通すると共に、
この貫通状態の熱交換用外管の内面に圧力を加えて拡管
し、熱交換用外管の内面及び冷媒と接触する熱交換用内
管の外面の少なくとも一方に潤滑油を付着し、熱交換用
外管の拡管及び潤滑油付着の後に熱交換用外管内に熱交
換用内管を嵌入接合して製造するようにした。
フィンに軟質金属製の熱交換用外管を貫通すると共に、
この貫通状態の熱交換用外管の内面に圧力を加えて拡管
し、熱交換用外管の内面及び冷媒と接触する熱交換用内
管の外面の少なくとも一方に潤滑油を付着し、熱交換用
外管の拡管及び潤滑油付着の後に熱交換用外管内に熱交
換用内管を嵌入接合して製造するようにした。
【０００７】第３の発明では、熱交換用外管の拡管及び
潤滑油付着の後に熱交換用外管内に直線性付与ロッドを
嵌入して熱交換用外管の直線性を高めると共に、熱交換
用外管から直線製付与ロッドを除去し、次いで冷媒と接
触する熱交換用内管を熱交換用外管内に嵌入接合して製
造するようにした。
潤滑油付着の後に熱交換用外管内に直線性付与ロッドを
嵌入して熱交換用外管の直線性を高めると共に、熱交換
用外管から直線製付与ロッドを除去し、次いで冷媒と接
触する熱交換用内管を熱交換用外管内に嵌入接合して製
造するようにした。
【０００８】
【作用】冷媒と直接接触するのは熱交換用内管であり、
熱交換用内管に伝導した冷媒の熱は熱交換用内管と熱交
換用外管との接触部位を介して熱交換用外管に伝導す
る。熱交換用外管に伝導した熱は熱交換用外管と放熱フ
ィンとの接触部位を介して放熱フィンに伝達する。
熱交換用内管に伝導した冷媒の熱は熱交換用内管と熱交
換用外管との接触部位を介して熱交換用外管に伝導す
る。熱交換用外管に伝導した熱は熱交換用外管と放熱フ
ィンとの接触部位を介して放熱フィンに伝達する。
【０００９】熱交換用内管としてステンレスあるいはチ
タンを用いれば冷媒としての純水と熱交換用内管との間
で化学反応を起こすことはなく、冷媒の純粋性が確保さ
れる。即ち、熱交換用内管の材質としては使用される冷
媒との間で化学反応を起こさないものを任意に選択する
ことができる。
タンを用いれば冷媒としての純水と熱交換用内管との間
で化学反応を起こすことはなく、冷媒の純粋性が確保さ
れる。即ち、熱交換用内管の材質としては使用される冷
媒との間で化学反応を起こさないものを任意に選択する
ことができる。
【００１０】放熱フィンと熱交換用外管との密着性は例
えば銅、アルミニウムといった軟質金属製の熱交換用外
管を拡管することによって向上し、熱交換用外管と放熱
フィンとの間の熱伝導性は良い。
えば銅、アルミニウムといった軟質金属製の熱交換用外
管を拡管することによって向上し、熱交換用外管と放熱
フィンとの間の熱伝導性は良い。
【００１１】多数枚の放熱フィンに貫通された熱交換用
外管の拡管は水圧、油圧あるいは球体嵌入によって行わ
れる。このように拡管された熱交換用外管の内面あるい
は熱交換用内管の外面に潤滑油を付着した後、熱交換用
内管が熱交換用外管に嵌入される。潤滑油の存在によっ
て熱交換用外管に対する熱交換用内管の嵌入は容易であ
り、しかも熱交換用内管と熱交換用外管との間の密着性
が潤滑油によって補償される。即ち、熱交換用内管と熱
交換用外管との間に空気層が存在すると熱伝導性が低下
するが、空気層を油層に代えれば熱伝導性が向上する。
特に潤滑油としては熱伝導性グリースが好ましい。
外管の拡管は水圧、油圧あるいは球体嵌入によって行わ
れる。このように拡管された熱交換用外管の内面あるい
は熱交換用内管の外面に潤滑油を付着した後、熱交換用
内管が熱交換用外管に嵌入される。潤滑油の存在によっ
て熱交換用外管に対する熱交換用内管の嵌入は容易であ
り、しかも熱交換用内管と熱交換用外管との間の密着性
が潤滑油によって補償される。即ち、熱交換用内管と熱
交換用外管との間に空気層が存在すると熱伝導性が低下
するが、空気層を油層に代えれば熱伝導性が向上する。
特に潤滑油としては熱伝導性グリースが好ましい。
【００１２】水圧、油圧あるいは球体嵌入による拡管で
は熱交換用外管の内面に直線性を付与することは難しい
が、熱交換用外管の拡管及び潤滑油付着の後に熱交換用
外管内に直線性付与ロッドを嵌入することによって熱交
換用外管の内面に直線性を容易に付与することができ
る。熱交換用外管の内面に直線性を付与することによっ
て熱交換用内管の嵌入が容易となり、しかも熱交換用外
管の内面と熱交換用内管の外面との密着性が向上する。
は熱交換用外管の内面に直線性を付与することは難しい
が、熱交換用外管の拡管及び潤滑油付着の後に熱交換用
外管内に直線性付与ロッドを嵌入することによって熱交
換用外管の内面に直線性を容易に付与することができ
る。熱交換用外管の内面に直線性を付与することによっ
て熱交換用内管の嵌入が容易となり、しかも熱交換用外
管の内面と熱交換用内管の外面との密着性が向上する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は熱交換器全体を示し、並列さ
れた多数枚の放熱フィン１には複数本の熱交換用外管２
が貫通されており、各熱交換用外管２には熱交換用内管
３が嵌入されている。各熱交換用内管３の両端部はいず
れも熱交換用外管２から突出しており、且つ熱交換用内
管３の突出端部にはホース４Ａ，４Ｂ，４Ｃが接続され
ている。図１ではホース４Ａ〜４Ｃを鎖線によって簡略
的に図示してある。冷媒はホース４Ａから供給され、ホ
ース４Ｃから排出される。５は吸引式の冷却ファンであ
る。
基づいて説明する。図１は熱交換器全体を示し、並列さ
れた多数枚の放熱フィン１には複数本の熱交換用外管２
が貫通されており、各熱交換用外管２には熱交換用内管
３が嵌入されている。各熱交換用内管３の両端部はいず
れも熱交換用外管２から突出しており、且つ熱交換用内
管３の突出端部にはホース４Ａ，４Ｂ，４Ｃが接続され
ている。図１ではホース４Ａ〜４Ｃを鎖線によって簡略
的に図示してある。冷媒はホース４Ａから供給され、ホ
ース４Ｃから排出される。５は吸引式の冷却ファンであ
る。
【００１４】放熱フィン１はアルミニウム製、熱交換用
外管２は銅製、熱交換用内管３はステンレス製であり、
この実施例では純水が冷媒として用いられる。図７は放
熱フィン１と熱交換用外管２との接合状態及び熱交換用
外管２と熱交換用内管３との接合状態を示す。熱交換用
外管２は放熱フィン１に明けられた挿通孔１ａに挿通さ
れる。
外管２は銅製、熱交換用内管３はステンレス製であり、
この実施例では純水が冷媒として用いられる。図７は放
熱フィン１と熱交換用外管２との接合状態及び熱交換用
外管２と熱交換用内管３との接合状態を示す。熱交換用
外管２は放熱フィン１に明けられた挿通孔１ａに挿通さ
れる。
【００１５】図２は多数枚の放熱フィン１に複数本の熱
交換用外管２を挿通した状態を示す。挿通孔１ａの径Ｅ
は熱交換用外管２の外径よりも僅かに大きい。図２の挿
通状態では放熱フィン１と熱交換用外管２との接合部位
における密着性は悪く、この挿通状態では放熱フィン１
と熱交換用外管２との接合部位における熱伝導性は低
い。
交換用外管２を挿通した状態を示す。挿通孔１ａの径Ｅ
は熱交換用外管２の外径よりも僅かに大きい。図２の挿
通状態では放熱フィン１と熱交換用外管２との接合部位
における密着性は悪く、この挿通状態では放熱フィン１
と熱交換用外管２との接合部位における熱伝導性は低
い。
【００１６】放熱フィン１と熱交換用外管２との接合部
位における熱伝導性を高めるために図３及び図４に示す
ように拡管用球体６，７が用いられる。図３の拡管用球
体６の径ｄ1 は拡管前の熱交換用外管２の内径ｄ0 より
も僅かに大きい。拡管用球体６は熱交換用外管２の一端
から挿入され、他端まで挿通される。この挿通によって
熱交換用外管２の内径が球体６の径ｄ1まで拡管する。
位における熱伝導性を高めるために図３及び図４に示す
ように拡管用球体６，７が用いられる。図３の拡管用球
体６の径ｄ1 は拡管前の熱交換用外管２の内径ｄ0 より
も僅かに大きい。拡管用球体６は熱交換用外管２の一端
から挿入され、他端まで挿通される。この挿通によって
熱交換用外管２の内径が球体６の径ｄ1まで拡管する。
【００１７】図４の拡管用球体７の径ｄ2 は図３の熱交
換用外管２の内径ｄ1 よりも僅かに大きい。拡管用球体
７は拡管用球体６と同様に熱交換用外管２の一端から挿
入され、他端まで挿通される。この挿通によって熱交換
用外管２の内径が全長にわたって球体７の径ｄ2 まで拡
管する。即ち、本実施例では熱交換用外管２が径の異な
る２種類の拡管用球体６，７を用いて２段階で拡管され
る。この２段階拡管によって熱交換用外管２の外径が挿
通孔１ａの径Ｅよりも大きくなり、熱交換用外管２の外
周面が挿通孔１ａの周縁に密着する。この密着により熱
交換用外管２と放熱フィン１との間の熱伝導性が向上す
る。熱交換用外管２と熱交換用内管３との密着性を高め
るための拡管は溶接あるいは接着による方式に比して遙
かに容易である。
換用外管２の内径ｄ1 よりも僅かに大きい。拡管用球体
７は拡管用球体６と同様に熱交換用外管２の一端から挿
入され、他端まで挿通される。この挿通によって熱交換
用外管２の内径が全長にわたって球体７の径ｄ2 まで拡
管する。即ち、本実施例では熱交換用外管２が径の異な
る２種類の拡管用球体６，７を用いて２段階で拡管され
る。この２段階拡管によって熱交換用外管２の外径が挿
通孔１ａの径Ｅよりも大きくなり、熱交換用外管２の外
周面が挿通孔１ａの周縁に密着する。この密着により熱
交換用外管２と放熱フィン１との間の熱伝導性が向上す
る。熱交換用外管２と熱交換用内管３との密着性を高め
るための拡管は溶接あるいは接着による方式に比して遙
かに容易である。
【００１８】熱交換用外管２の全長にわたる拡管後、拡
管用球体６，７は熱交換用外管２から引き抜かれる。球
体６，７の挿通による拡管では球体６，７の挿入及び引
き抜きが容易であり、熱交換用外管２と放熱フィン１と
の密着性も良好である。しかしながら、球体６，７を完
全に直線移動することは難しく、球体６，７の拡管によ
って熱交換用外管２の内周面を真っ直ぐにすることはで
きない。熱交換用外管２の内周面の直線性は熱交換用内
管３の挿入容易性及び熱交換用外管２の内周面と熱交換
用内管３の外周面との密着性を左右する。
管用球体６，７は熱交換用外管２から引き抜かれる。球
体６，７の挿通による拡管では球体６，７の挿入及び引
き抜きが容易であり、熱交換用外管２と放熱フィン１と
の密着性も良好である。しかしながら、球体６，７を完
全に直線移動することは難しく、球体６，７の拡管によ
って熱交換用外管２の内周面を真っ直ぐにすることはで
きない。熱交換用外管２の内周面の直線性は熱交換用内
管３の挿入容易性及び熱交換用外管２の内周面と熱交換
用内管３の外周面との密着性を左右する。
【００１９】熱交換用外管２の内周面の直線性を出すた
めに図５に示すように直線性付与ロッド８が熱交換用外
管２内に挿入される。直線性付与ロッド８の径は拡管用
球体７の径ｄ2 と同一にしてあり、直線性付与ロッド８
の長さは熱交換用外管２の長さの半分程度である。直線
性付与ロッド８の挿入先端の外周はテーパにしてあり、
熱交換用外管２内への挿入容易性が図られている。
めに図５に示すように直線性付与ロッド８が熱交換用外
管２内に挿入される。直線性付与ロッド８の径は拡管用
球体７の径ｄ2 と同一にしてあり、直線性付与ロッド８
の長さは熱交換用外管２の長さの半分程度である。直線
性付与ロッド８の挿入先端の外周はテーパにしてあり、
熱交換用外管２内への挿入容易性が図られている。
【００２０】熱交換用外管２内へ直線性付与ロッド８を
挿入する際には直線性付与ロッド８の周面あるいは熱交
換用外管２の内面に潤滑油が塗布される。潤滑油を塗っ
ておくことによって直線性付与ロッド８の挿通が円滑と
なる。熱交換用外管２内へ直線性付与ロッド８を挿通す
れば熱交換用外管２の内周面が全長にわたって真っ直ぐ
になる。
挿入する際には直線性付与ロッド８の周面あるいは熱交
換用外管２の内面に潤滑油が塗布される。潤滑油を塗っ
ておくことによって直線性付与ロッド８の挿通が円滑と
なる。熱交換用外管２内へ直線性付与ロッド８を挿通す
れば熱交換用外管２の内周面が全長にわたって真っ直ぐ
になる。
【００２１】熱交換用外管２に直線性を付与して直線性
付与ロッド８を引き抜いた後、図６に示すように熱交換
用内管３が熱交換用外管２に嵌入される。熱交換用内管
３の外径は直線性付与ロッド８の径ｄ2 と同一である。
熱交換用内管３の両端の外周はテーパにしてあり、熱交
換用外管２への挿入容易性及び熱交換用内管３へのホー
ス４Ａ，４Ｂ，４Ｃの接続容易性が図られている。
付与ロッド８を引き抜いた後、図６に示すように熱交換
用内管３が熱交換用外管２に嵌入される。熱交換用内管
３の外径は直線性付与ロッド８の径ｄ2 と同一である。
熱交換用内管３の両端の外周はテーパにしてあり、熱交
換用外管２への挿入容易性及び熱交換用内管３へのホー
ス４Ａ，４Ｂ，４Ｃの接続容易性が図られている。
【００２２】熱交換用外管２へ熱交換用内管３を挿入す
る際には熱交換用内管３の外周面あるいは熱交換用外管
２の内周面に潤滑油が塗布される。この潤滑油は熱交換
用外管２の直線性とあいまって熱交換用内管３の挿通を
円滑にする。
る際には熱交換用内管３の外周面あるいは熱交換用外管
２の内周面に潤滑油が塗布される。この潤滑油は熱交換
用外管２の直線性とあいまって熱交換用内管３の挿通を
円滑にする。
【００２３】直線性付与ロッド８の径と熱交換用内管３
の外径とは同一であるため、図６に示すように熱交換用
外管２に熱交換用内管３を挿通した状態では熱交換用内
管３の外周面と熱交換用外管２の内周面との密着性は高
い。熱交換用内管３の外周面と熱交換用外管２の内周面
との間にクリアランスが存在する場合にも潤滑油がこの
クリアランスを満たし、空気の入り込む余地はない。空
気層の存在は熱伝導を大きく阻害するが、液状あるいは
粘液状の潤滑油は気体に比して格段に高い熱伝導性を有
する。従って、熱交換用外管２の内周面と熱交換用内管
３の外周面との間に潤滑油を介在することによって熱交
換用外管２と熱交換用内管３との間の熱伝導性が高めら
れる。このような潤滑油としては熱伝導性グリースが最
適である。
の外径とは同一であるため、図６に示すように熱交換用
外管２に熱交換用内管３を挿通した状態では熱交換用内
管３の外周面と熱交換用外管２の内周面との密着性は高
い。熱交換用内管３の外周面と熱交換用外管２の内周面
との間にクリアランスが存在する場合にも潤滑油がこの
クリアランスを満たし、空気の入り込む余地はない。空
気層の存在は熱伝導を大きく阻害するが、液状あるいは
粘液状の潤滑油は気体に比して格段に高い熱伝導性を有
する。従って、熱交換用外管２の内周面と熱交換用内管
３の外周面との間に潤滑油を介在することによって熱交
換用外管２と熱交換用内管３との間の熱伝導性が高めら
れる。このような潤滑油としては熱伝導性グリースが最
適である。
【００２４】図８は本実施例の熱交換器における熱伝導
抵抗を表す線図である。α1 は大気と放熱フィン１の表
面との間の熱伝導抵抗、α2 は放熱フィン１と熱交換用
外管２との間の熱伝導抵抗、α3 は熱交換用外管２と熱
交換用内管３との間の熱伝導抵抗、α4 は熱交換用内管
３の内周面と冷媒（純水）との間の熱伝導抵抗である。
β1 は放熱フィン１内の熱伝導抵抗、β2 は熱交換用外
管２内の熱伝導抵抗、β3 は熱交換用内管３内の熱伝導
抵抗である。１／Ｋは次式（１）で示すように熱伝導抵
抗α1 〜α4 ，β1 〜β3 の総和であり、Ｋは熱貫流率
である。 １／Ｋ＝α1 ＋α2 ＋α3 ＋α4 ＋β1 ＋β2 ＋β3 ・・・（１） 図１０は従来の熱交換器における熱伝導抵抗を表す線図
である。α5 は放熱フィン１１とステンレス製の熱交換
パイプ１２との間の熱伝導抵抗であり、１／ｋは次式
（２）で示すように熱伝導抵抗α1 ，α4 ，α5 ，
β1 ，β3 の総和である。 １／ｋ＝α1 ＋α4 ＋α5 ＋β1 ＋β3 ・・・（２） 個々の熱伝導抵抗α1 〜α5 ，β1 〜β3を測定したと
ころ、本実施例の熱交換器における熱伝導抵抗α2 ，α
3 ，β2 と従来の熱交換器における熱伝導抵抗α5 との
間には次式（３）で表される関係があることが判明し
た。 α5 ≒２（α2 ＋α3 ＋β2 ） ・・・（３） 即ち、従来の熱交換器におけるステンレス製の熱交換パ
イプ１２と放熱フィン１１との間の接触部位における熱
伝導抵抗αが熱交換パイプ１２と放熱フィン１１との密
着性の悪さのために非常に大きく、全熱伝導抵抗１／
ｋ，１／Ｋ間には次式（４）で表される大小関係があ
る。 １／ｋ−１／Ｋ≒α2 ＋α3 ＋β2 ・・・（４） 即ち、本実施例の熱交換器の熱伝導抵抗は従来の熱交換
器よりも（α2 ＋α3 ＋β2 ）程度小さくなり、熱伝導
効率が向上している。この熱伝導効率の向上は放熱フィ
ン１と接触する熱交換用外管２を軟質金属である銅製と
し、これを拡管して放熱フィン１と熱交換用外管２との
密着性を高めたことが主因である。しかも、冷媒（純
水）と接触するのはステンレス製の熱交換用内管３であ
り、冷媒の純粋性が確保される。従って、純水による冷
却を必要とするレーザー加工機発振部の冷却に本実施例
の熱交換器を用いることができる。
抵抗を表す線図である。α1 は大気と放熱フィン１の表
面との間の熱伝導抵抗、α2 は放熱フィン１と熱交換用
外管２との間の熱伝導抵抗、α3 は熱交換用外管２と熱
交換用内管３との間の熱伝導抵抗、α4 は熱交換用内管
３の内周面と冷媒（純水）との間の熱伝導抵抗である。
β1 は放熱フィン１内の熱伝導抵抗、β2 は熱交換用外
管２内の熱伝導抵抗、β3 は熱交換用内管３内の熱伝導
抵抗である。１／Ｋは次式（１）で示すように熱伝導抵
抗α1 〜α4 ，β1 〜β3 の総和であり、Ｋは熱貫流率
である。 １／Ｋ＝α1 ＋α2 ＋α3 ＋α4 ＋β1 ＋β2 ＋β3 ・・・（１） 図１０は従来の熱交換器における熱伝導抵抗を表す線図
である。α5 は放熱フィン１１とステンレス製の熱交換
パイプ１２との間の熱伝導抵抗であり、１／ｋは次式
（２）で示すように熱伝導抵抗α1 ，α4 ，α5 ，
β1 ，β3 の総和である。 １／ｋ＝α1 ＋α4 ＋α5 ＋β1 ＋β3 ・・・（２） 個々の熱伝導抵抗α1 〜α5 ，β1 〜β3を測定したと
ころ、本実施例の熱交換器における熱伝導抵抗α2 ，α
3 ，β2 と従来の熱交換器における熱伝導抵抗α5 との
間には次式（３）で表される関係があることが判明し
た。 α5 ≒２（α2 ＋α3 ＋β2 ） ・・・（３） 即ち、従来の熱交換器におけるステンレス製の熱交換パ
イプ１２と放熱フィン１１との間の接触部位における熱
伝導抵抗αが熱交換パイプ１２と放熱フィン１１との密
着性の悪さのために非常に大きく、全熱伝導抵抗１／
ｋ，１／Ｋ間には次式（４）で表される大小関係があ
る。 １／ｋ−１／Ｋ≒α2 ＋α3 ＋β2 ・・・（４） 即ち、本実施例の熱交換器の熱伝導抵抗は従来の熱交換
器よりも（α2 ＋α3 ＋β2 ）程度小さくなり、熱伝導
効率が向上している。この熱伝導効率の向上は放熱フィ
ン１と接触する熱交換用外管２を軟質金属である銅製と
し、これを拡管して放熱フィン１と熱交換用外管２との
密着性を高めたことが主因である。しかも、冷媒（純
水）と接触するのはステンレス製の熱交換用内管３であ
り、冷媒の純粋性が確保される。従って、純水による冷
却を必要とするレーザー加工機発振部の冷却に本実施例
の熱交換器を用いることができる。
【００２５】なお、従来及び本実施例のいずれの熱交換
器においても多数枚の放熱フィンは幾分間隔を開けられ
ているが、従来の放熱フィン１１に対するステンレス製
の熱交換パイプ１２の非接触部位における熱はステンレ
スの熱伝導性の低さ故に放熱フィン１１に伝達し難い。
しかしながら、本実施例では放熱フィン１に対する銅製
の熱交換用外管２の非接触部位における熱は銅の熱伝導
性の高さ故に放熱フィン１１に伝達し易く、銅製の外管
にステンレス製の内管を嵌入する２重管構成は熱伝導効
率の向上に寄与する。
器においても多数枚の放熱フィンは幾分間隔を開けられ
ているが、従来の放熱フィン１１に対するステンレス製
の熱交換パイプ１２の非接触部位における熱はステンレ
スの熱伝導性の低さ故に放熱フィン１１に伝達し難い。
しかしながら、本実施例では放熱フィン１に対する銅製
の熱交換用外管２の非接触部位における熱は銅の熱伝導
性の高さ故に放熱フィン１１に伝達し易く、銅製の外管
にステンレス製の内管を嵌入する２重管構成は熱伝導効
率の向上に寄与する。
【００２６】本発明は勿論前記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば熱交換用外管としては銅以外の軟
質金属を用いることができるが、この熱交換用外管とし
ては特に熱伝導性の高いものが望ましい。熱交換用内管
としては冷媒の種類に合わせて化学反応を起こさない材
質を適宜選択すればよい。
ものではなく、例えば熱交換用外管としては銅以外の軟
質金属を用いることができるが、この熱交換用外管とし
ては特に熱伝導性の高いものが望ましい。熱交換用内管
としては冷媒の種類に合わせて化学反応を起こさない材
質を適宜選択すればよい。
【００２７】又、熱交換用外管を拡管する方法としては
水圧方式あるいは油圧方式を用いてもよく、水圧あるい
は油圧である程度拡管した後に球体形状あるいはロッド
形状の拡管用部材を挿通してさらに拡管する方式も可能
である。
水圧方式あるいは油圧方式を用いてもよく、水圧あるい
は油圧である程度拡管した後に球体形状あるいはロッド
形状の拡管用部材を挿通してさらに拡管する方式も可能
である。
【００２８】さらに拡管された熱交換用外管に直線性を
付与することなく熱交換用外管を挿通するようにした
り、熱交換用外管に対する直線性付与時にのみ、あるい
は熱交換用内管の挿入時にのみ潤滑油塗布を行なうよう
にしてもよい。
付与することなく熱交換用外管を挿通するようにした
り、熱交換用外管に対する直線性付与時にのみ、あるい
は熱交換用内管の挿入時にのみ潤滑油塗布を行なうよう
にしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の熱交換器
は、並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属製の熱交
換用外管を貫通接合し、冷媒と接触する熱交換用内管を
熱交換用外管内に貫通接合して構成したので、冷媒の純
粋性を確保しつつ高い熱伝導効率を達成し得るという優
れた効果を奏する。
は、並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属製の熱交
換用外管を貫通接合し、冷媒と接触する熱交換用内管を
熱交換用外管内に貫通接合して構成したので、冷媒の純
粋性を確保しつつ高い熱伝導効率を達成し得るという優
れた効果を奏する。
【００３０】第２の発明では、並列された多数枚の放熱
フィンに軟質金属製の熱交換用外管を貫通すると共に、
この貫通状態の熱交換用外管の内面に圧力を加えて拡管
し、熱交換用外管の内面及び冷媒と接触する熱交換用内
管の外面の少なくとも一方に潤滑油を付着し、熱交換用
外管内に熱交換用内管を嵌入接合して製造するようにし
たので、放熱フィンと熱交換用外管との密着性を容易に
高め得ると共に、熱伝導効率を向上し得るという優れた
効果を奏する。
フィンに軟質金属製の熱交換用外管を貫通すると共に、
この貫通状態の熱交換用外管の内面に圧力を加えて拡管
し、熱交換用外管の内面及び冷媒と接触する熱交換用内
管の外面の少なくとも一方に潤滑油を付着し、熱交換用
外管内に熱交換用内管を嵌入接合して製造するようにし
たので、放熱フィンと熱交換用外管との密着性を容易に
高め得ると共に、熱伝導効率を向上し得るという優れた
効果を奏する。
【００３１】第３の発明では、熱交換用外管の拡管及び
潤滑油付着の後に熱交換用外管内に直線性付与ロッドを
嵌入して熱交換用外管の直線性を高めるようにしたの
で、熱交換用外管と熱交換用内管との密着性が一層向上
するという優れた効果を奏する。
潤滑油付着の後に熱交換用外管内に直線性付与ロッドを
嵌入して熱交換用外管の直線性を高めるようにしたの
で、熱交換用外管と熱交換用内管との密着性が一層向上
するという優れた効果を奏する。
【図１】 本発明を具体化した一実施例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】 放熱フィンに熱交換用外管を挿通した状態を
示す要部斜視図である。
示す要部斜視図である。
【図３】 放熱フィンに挿通された熱交換用外管を拡管
する方法を説明するための拡大斜視図である。
する方法を説明するための拡大斜視図である。
【図４】 放熱フィンに挿通された熱交換用外管を拡管
する方法を説明するための拡大斜視図である。
する方法を説明するための拡大斜視図である。
【図５】 拡管された熱交換用外管に直線性を付与する
方法を説明するための拡大斜視図である。
方法を説明するための拡大斜視図である。
【図６】 直線性を付与された熱交換用外管に熱交換用
内管を挿通した状態を示す要部斜視図である。
内管を挿通した状態を示す要部斜視図である。
【図７】 放熱フィン、熱交換用外管及び熱交換用内管
の接合状態を示す要部拡大縦断面図である。
の接合状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図８】 熱伝導抵抗を説明するための線図である。
【図９】 従来の放熱フィン及び熱交換パイプの接合状
態を示す要部拡大縦断面図である。
態を示す要部拡大縦断面図である。
【図１０】 熱伝導抵抗を説明するための線図である。
１…放熱フィン、２…熱交換用外管、３…熱交換用内
管。
管。
Claims (4)
- 【請求項１】並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属
製の熱交換用外管を貫通接合し、冷媒と接触する熱交換
用内管を熱交換用外管内に嵌入接合したことを特徴とす
る熱交換器。 - 【請求項２】熱交換用外管の内周面と熱交換用内管の外
周面との間には潤滑油が介在されている請求項１に記載
の熱交換器。 - 【請求項３】並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属
製の熱交換用外管を貫通すると共に、この貫通状態の熱
交換用外管の内面に圧力を加えて拡管し、熱交換用外管
の内面及び冷媒と接触する熱交換用内管の外面の少なく
とも一方に潤滑油を付着し、熱交換用外管の拡管及び潤
滑油付着の後に熱交換用外管内に熱交換用内管を嵌入接
合することを特徴とする熱交換器の製造方法。 - 【請求項４】並列された多数枚の放熱フィンに軟質金属
製の熱交換用外管を貫通すると共に、この貫通状態の熱
交換用外管の内面に圧力を加えて拡管し、熱交換用外管
の内面及び拡管用ロッドの外面の少なくとも一方に潤滑
油を付着し、熱交換用外管の拡管及び潤滑油付着の後に
熱交換用外管内に直線性付与ロッドを嵌入して熱交換用
外管の直線性を高めると共に、熱交換用外管から直線製
付与ロッドを除去し、次いで冷媒と接触する熱交換用内
管を熱交換用外管内に嵌入接合することを特徴とする熱
交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18664391A JPH0534085A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 熱交換器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18664391A JPH0534085A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 熱交換器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534085A true JPH0534085A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16192182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18664391A Pending JPH0534085A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 熱交換器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534085A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6557954B1 (en) | 1998-09-29 | 2003-05-06 | Tomitaro Hattori | Crawler pad for the tread board of a crawler track shoe |
| WO2009005284A3 (en) * | 2007-07-02 | 2009-02-26 | Neo Powertec Co Ltd | Omega cooling apparatus for generator and manufacturing method thereby |
| CN103203420A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-07-17 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种换热管与管板及防冲套管胀接方法 |
| CN115889608A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-04 | 奥美森智能装备股份有限公司 | 胀管机伸缩定位顶管结构 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18664391A patent/JPH0534085A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6557954B1 (en) | 1998-09-29 | 2003-05-06 | Tomitaro Hattori | Crawler pad for the tread board of a crawler track shoe |
| WO2009005284A3 (en) * | 2007-07-02 | 2009-02-26 | Neo Powertec Co Ltd | Omega cooling apparatus for generator and manufacturing method thereby |
| CN103203420A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-07-17 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种换热管与管板及防冲套管胀接方法 |
| CN103203420B (zh) * | 2013-04-25 | 2014-12-03 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种换热管与管板及防冲套管胀接方法 |
| CN115889608A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-04 | 奥美森智能装备股份有限公司 | 胀管机伸缩定位顶管结构 |
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