JPS6152592A - 熱交換器コア及びその製作方法 - Google Patents

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】 、のり用′ 本発明は、熱交換器のコアの部分として、扇形とされた
。外部にフィンと設けられた管を使用している熱交ｆＡ
器に関するものであり、また、この管のｇ！降方法にも
関するものである。

従］！ｌ支迷一 本発明に近いｌｉｔ来技術は、米［Ｅｌ特許第２．３１
７，５１９及び３，４９５，６５７号である。ｉな、「
熟伝達工学ｊ第３巻、第２号、１９８１年１０−１２月
号の第１５」２０ページの「横流れにおけるフィン付き
管の熱伝達及び圧力降下特性Ｊという記事及び１−１ｆ
開昭５７−１０５６３９３公報である。

多くの熱交換器は、１個又は多数の管から構成されたコ
アを使用しており、これらの管を通り、熱交換流体が流
れ、また、これらの管は、外部の、一般的に放射方向に
延びているフィンを設けられている。このコアは、２個
の一般的な群、すなわち、平滑にフィンを設けられた群
と、扇形とされたフィンを有する群とに分割されること
ができる。

平滑にフィンを設けられたコアの場合には、板状要素が
、注々の手段により管に固着されている。

扇形とされたフィン型式において、放射方向外方に延び
ているフィンは、接近した間隔な誼かれた間隔で切断さ
れ、放射方向外方に延びているとげ状突起を与えている
。

−ａ的に言って、扇形とされたフィン構造物は、その他
の点では同一の平滑なフィンを付けられた構造物よりも
、より良好な熱交換性能を有している。このことは、扇
形とされたフィンを構成しているとげ状突起は、それを
通過する流体の乱流を増加させ、これにより、境界層の
厚さを減少させ、熱１五辻の度会を増加させるという事
大による乙のである。

同時に、乱流の増加により、より大きな圧力［；１下が
、池の点では同一である平滑なフィンを設（ｊられなコ
アよりも、扇形とされたフィンと有するコアを横切って
起こるが、これは、扇形とされたフィンを形成している
とげ１に突起の存在によって起こされる流体の流れに対
する抵抗の増加によるものである。

流体が送風機又は同様のものによって推進される場合に
は、より高い圧力降下が、送ｍ機を駆動するために、よ
り大きなモータの使用を必要とさせ、エネルギー要求の
増加を（半う、普通の場合には、管は、フィン及び管を
横切り、典型的には空□気である流体の流れにより、加
熱又は冷却を受ける熱伝達媒体き輸送する。フィンを通
して流体を通過させるための圧力降下、従って、工ｔ・
ルギー要求は、「とげ状突起密度」と名けけられるもの
、すなわち、流体が通らなければならない、ある与えら
れた容積内におけるとげ状突起の個数に関連される。

同時に、このような構造物の全体の熱伝達係数は、空気
又は流体側の熱伝達係数及び熱伝達が生ずる有効な空気
側の面積によって、大いに制御される。

空気又は流体が、月並なフィンを有している管の列を横
切って流れる時には、再循環領域が、管の下流側の中に
形成される。これらの再循環領域は、比較的に低い限定
された空気速度の領域であり、その結果、この領域内に
おける空気側の熱伝達係数は、比較的に低く、また、こ
の帯域内におけるフィンを設けられた熱伝達領域は、有
効に利用されない。

同様に、低空気速度の局地化された領域は、管の上流側
上の月並みなフィンの根元の近くに存在することが見出
だされた。そして、無論、フィンが扇形とされている場
所においては、前記のように、空気流に対する抵抗の増
加がある。このことは、管の下流の再ｆＪＳ環帯域の寸
法を増加させ、管の上流及び下流の両方の局部的な空気
速度を減少させ、これは、このような領域にＪ）けるフ
ィンの有効性を減少さ亡る。従って、このような５Ｔｔ
　４内の一つ又は他におけるフィン材ｆ４の利用の不足
がある。この不足に利用された材料は、コアの製（を費
を高騰させるだけではなく、コアの寸法並びに空気側の
圧力降下を増加させる。

普通の場きには、扇形とされたフィンは、熱伝導性材料
から形成されたテープを、熱［云達閃係にあるべき管の
回りに、螺旋形に巻くことによって、管に施される。チ
ーズの一つの縁が、　ＩＱ的に横方向に裂かれ、池の縁
は、連続的である。裂かれた縁は、巻き付は過程の前又
は間に、裂かれていない縁に対してほぼ直角に曲げられ
、スリ７ｌ−がとげ状突起を画くようにし、また、これ
らの突起は、扇形に広がり、一般的に、放射方向外方に
、管の回りに、３６０°の円弧を延びる。

元口が豐゛【シよ゛ど史ｉ且ｊ口り 分裂させられた外部フィン（すき熱交換器にＪ〕いて、
フィン材料の高度の利用を達成することが、本発明の主
な目的である。

また、空気流に対して減少された抵抗を有している裂か
れた、外部にフィンを有している熱交換器コアで、これ
により、フィンを経て熱交１ｆＡ流本を通過させるため
に必要とされるエネルギーを最小にする裳かれた、外部
にフィンと有している熱交ｆＡ　２Ｇコアを得ることも
、本発明の一つの目的である６ 熱交換器に使用するための、裂かれた、外部にフィンを
設（つられた管の製作方法を得ることも、本発明の一つ
の目的である。

特に、管がとげ状突起の無い領域を設けられている管（
ｆｉも経済的に製作する方法を、目的とするものである
。

ルー　オ・”・　　７ための一一段一 本発明は、前述の目的を、熱伝導性材料製の管を含んで
いる熱交換器に対するコアｔＭｍにおいて達成するもの
である。熱伝導性材料製のテープが管の回りに巻かれる
が、テープは、管の周辺の回りを完全に延びている基部
部分を有していると共に管と熱伝達関係であるように、
管と接合している。多数のとげ状突起か、基部部分から
、扇形に広げられた関係に円周方向の列に配置された円
弧長さの上を、−／Ｒ的に放射方向に延びている９円周
方向の列は、管の一般的に長手方向に、その長さに沿っ
て整列され、管は、前記とげ状突起の円弧長さの間に円
周方向に配置された一般的に長手方向に延びている領域
に沿って、本質的に、とけ状突起が無い、推奨実施形態
においては、円周方向の列及び長手方向に延びていると
げ状突起の無い領域が、両方共、管の軸心に対して平行
となっている。

一つの推奨実施形態においては、とげ状突起の軸方向の
列は、１８０°〜２２０°の円弧長さに渡って延びてお
り、円周方向の列と整列し、これらの列は、管を横切る
流体の流れの方向の上流か、下流かに面する。上流に面
しているとげ状突起の場合には、管の下流１８０°〜１
４０°の再循環帯域内において材料が無い、とげ状突起
が管の下流側から延びている場きには、従来技術の構造
における、管の上流側の上における１８０°〜１４０′
に渡るとげ状突起の根元の近くの低速度の領域は避けら
れる。いずれの場合にも、この領域の熱い材料は、材料
節約を現し、４１なｊ貴ｌｌ１ｌｉ格を低下させ、寸法
３最小にする。更に、省略されたとげ状突起が、管を横
切る流木の流れに対する抵抗を増加させる範囲まで、圧
力降下が、同様に減少される。

強く推奨される実施形君においては、とげ状突起の円周
方向の列と、とげ状突起の燕い領域との両方の円弧長さ
は、製作費の節減を最大にするために、約１８０°であ
る。

本発明の他の推奨実施形態においては、対向している群
の中の且つ管の上流側及び下流側の上に、とげ状突起が
熱い管から延びている分裂されたフィン又は熱（大違と
げ状突起を有している管を含んでいる熱交換器コアが設
けられている。その結果、低熱［三速領域内に従来１史
用されていた材料はＮ滅され、材料の利用を大いに改善
し、一層ぎっしり詰められて配置されることができる管
が設ｆｌられる。このようにして、本発明は、より小さ
な寸法て、材料費を節減した熱交換器を提１）（ずろ乙
のである１強く推奨される実施例においては、とげ状突
起は、円弧であり、それぞれ、約９０”の円弧長さを有
している５とげ状突起の無い１原域により分離された約
９０″の円弧長さを有している。

普通の場合には、とげ状突起は、熱伝導テープと一体で
あるが、テープは管の回りに、螺旋状に巻かれており、
また、とげ状突起の無い領域が、テープの一つの縁から
基部部分まで横方向に延びているテープの中の間隔を互
かれた浮き彫りの組によって設けられる。管は、一般的
に円形横断面を有することもでき、また、とげ状突起は
、一般的に管の放射方向外方に延びている。２個の隣接
する浮き彫りの間のとげ状突起の各組のテープの長さに
沿う長さと、各浮き彫りの長さとのき計は、管の周辺に
ほぼ等しい。

本発明は、このようなコアが、空気入口と、それから間
隔を置かれている空気出口とを有し、それらの間に空気
流れ径路を境界するようにしたハウジングと含んでいる
熱交換器において利用されることと窓口しているもので
ある。送風低が、流れ径路に沿って空気を向けるために
設けられており、また、とげ状突起の無い前部表面が、
流れ径路の入口側に面するか、又は、とげ状突起の無い
１表部表面が、流れ径路の出口側に面するかするように
、手段が、管を流れ径路を横切って取付けており、ある
いは、流れ径路の入口側と出口側との両方の上に、とげ
状突起の無い領域がある。

また、本発明方法の一つの実施例は、このような分裂さ
れた外部フィン付き管を製（乍方法として、熱伝導性材
料製のテープに、その一つの長手方向の：）に沿って間
隔を置かれた浮き彫りを設けることと、一つの縁から部
分的に浮き彫りの間のその長さを横切ってテープを切り
込むこととから成り立っている方法を考慮しているもの
である。それから、テープの切り込まれた部分が、テー
プの残りに関して、ある角度を形成するように曲げられ
る。熱伝導性テープは、テープによって、テープの切開
かれた部分、又は、とげ状突起のフィン部分が、管から
外方に延びると共にテープの残りが管と１（１伝達閃１
系であるように、螺ｋ　ＪＦｊに巻かれる７本発明の一
つの推奨実施例によると、曲げること及び巻き付りるこ
ととのＦ２階が１曲げの段階に引続いて巻き付けの段階
というように、連続段階で遂行される。

高度に推奨される実施例においては、イ？き彫りの間の
切開き部分は、テープの長さに沿い、浮き彫りと同じ長
さのものとなっている。一つの切り込み部分又はとげ状
突起のフィン部分のテープの長さに沿う長さと、フィン
の無い浮き彫り部分のテープの長さに沿う長さとの合計
は、１又はそれ以上の整数によって割られた管の周辺に
ほぼ等しい、高度に推奨される実施例においては、この
整数は、１又は２であり、また、浮き彫りの長さ及び切
り込み部分の長さは、相互に等しい。

本発明の一つの高度に推奨される実施例は、熱伝導性材
料製のシートの長手方向の縁の間に、シートを横切る方
向に延びているスリットの組と設けることと、シートの
長手方向の縁の内方に、シートの対向する側の上におい
て交互にスリットの端部に沿って長手方向の切り込みを
形成することとの段階を考慮しているものである。シー
トは、長手方向の切り込み及びスリットのあるものに沿
って２個の部分又はテープに分離される。各テープのス
リット部分は、各テープの残りに関して、ある角度を形
成するように曲げられ、また、この段階には、両方のテ
ープを、少なくとも一つの熱伝導性管の上に、スリット
部分又はフィン部分が、そこから外方向に延びると共に
テープのそれぞれの残りが、その上にテープが巻かれる
管と熱伝達関係となるように、螺旋形に巻付ける段階が
後続する。

好適には、長手方向の切り込みは、同じ長さのものであ
り、これにより、シートから形成された両テープが、相
互に同一であるようにすることが望ましい。

管の上に、１個又はそれ以上の、とげ状突起の無い領域
を設けることにより、すなわち、管の種々の領域におい
て、裂かれたフィンの部分を形成するとげ状突起を形成
する部分を無くずことにより、３６０°の円弧長さにｉ
９って全部とげ、大突起含有している従来技術の構造に
よって得られる熱交ＩＩＡ能力と、極めて近似的に等し
い熱交ＩＩＡ能力が得られ、一方、同時に、このような
従来技術の構造に対して幾つかの利点が得られる０例え
ば、ある領域内において、とげ状突起を除去することは
。

熱伝達能力の無視し得る損失を有するだけで、とげ状突
起を形成するのに必要とされる材料量を、はとんど５０
％切詰める。更に、とげ状突起の無い領域を有している
管を使用している熱交換器は、一層ぎっしり詰め込まれ
て配置されることができ・、寸法上の利点を与える。最
後に、管の上におけるある領域内におけるとげ状突起の
除去は、熱交換器コアを横切る、いわゆる、「空気側圧
力降下」を、より少ないエネルギーが、熱交ＪＡ器ココ
ア横切って希望される空気流を雄侍するために必要とさ
れるだけであるように、やや低下させる。

又１健 以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第１〜１３
図に基づいて詳細に説明する。

本発明を利用して形成されることかでさる熱交換器コア
に対する典型的な環境が、第１図に示されている。これ
は、金網１４などによって閉塞された解放人口１２と、
入口１２から間隔を置かれ且つ金網１８によって部分的
に閉塞されてν）る同様な出口１６とを有しているハウ
ジング１０な含んでいる。このようにして、ハウジング
は、入口１２と出口１６との間に流れ径路を境界してお
り、また、空気を流れ径路に沿って矢印２４の方向に駆
動するために、モータ２２によって駆動される回転送風
機２０を含んでいても良い。

ハウジング１０の出口１８の側で、送風機２０の下流に
は、本発明により作られた、−目的に符号２６を付けら
れている熱交換器コアがある。第１図に示されたコア２
６は、熱伝導性材料から作られた多数の管２８を多数の
列にして有している多段式管コアである。第１図に示さ
れるように、各列の管２８は、隣接する列の中の管に関
して、中心を食い違いとされているが、しかしながら、
各列の中の管２８は、若しも、希望されるならば、整列
されることもてきる。若しし、＋７ｉ　Ｅ：！されろな
らば、只１列の管か使用されることもてきる。

管２８は、熱交換器ハウジング１０の内部において、熱
交ＩＱ作用を受けるべき熱交換媒体を運搬するようにさ
れているか、この熱交換１゛ヤ用は、管２８の中に含ま
れているａ体の加熱か、又は、冷却かであることができ
る。管２８は、熱交ｔ（！ｌｉ器１０の中に、その中に
矢印２４によって示されている流れ径路に対して直角に
、板３０のような適当な手段によって取付けられている
。池の角度的な輪郭も、若しも必要であるならば、使用
されることができる。

移管２８は、分裂されたフィンにより外部にフィンを付
けられており、また、熱伝導性材料から作られたとげ状
突起３２を有している。第１図に示されるように、移管
２８の上のとげ状突起３２は、只一つの長手方向に延び
ている群に、放射方向外方に扇形に広がっており、また
、管２８の上流側の上に置かれている。移管２８の下流
側３４は、とげ状突起は無い、しかしながら１図から分
かるように、とげ状突起の無い領域３４が上流側に設け
られて、とげ状突起３２が、モ２８の下流側の上に置か
れることもできる。換Ｌ″すれば、熱交換器コア２６の
ための取付は板３０は、第１図に示された位置から１８
０°回転されることもできる。考慮されており且つ後に
説明される他の実施例は、移管２８の上に２群のとげ状
突起３２′を有しており、各列の群３２°は、とげ状突
起の無い領域３４′によって分離されている。更に、管
２８の上のとげ状突起３２及びとげ状突起の無い領域３
４の他の配置が、希望されるならば、同様に採用される
ことができ、また、本発明方法は、１壬窓のこのような
配置に適しているものて・ある。

次に、第２図を参照する。コア２６が斜視図により示さ
れており、また、管２８が、実際、前記のように、−ａ
的にへび状の様式で湾曲された只１本の細長い管３５に
よって形成されており、２列の管２８を、一つの列を他
の列の管２８に関して食い違いとされている。各列の管
２８は、その長さに沿い、とげ状突起３２の長く延びて
いる列３６を有している。好適には、各列３Ｇは、危２
８の列に関して、長手方向に延びているだけではＪ＋！
Ｑ　（ａこのような／Ｉ７２８の直線状部分の軸に対し
て平行でもあることが望ましい。図示はされていないが
、とげ状突起３２は、隣接している直線状部分を相互連
結しているベントの上にも置かえしるようにすることが
できる。

とげ状突起の各列３６の反対側において、管２８は、長
手方向に延びている、とげ状突起の無い領域３４を有し
ている。とげ状突起の無い領域３４は、この場きも、好
適には、対応する管３５の直線状部分の軸に対して平行
であることが望ましい、前記のように、とげ状突起３２
は、第３（２１に示された二重矢印３７によって現され
ているような空気の流れ方向の方〜か、又は、それから
離れる方向にか面することができる。

第３図に見られるように、とげ状突起３２は、対応する
管２８の回りに、約１８０°の円弧長さの回りを延びて
おり、また、とげ状突起の無い領ＩＥ４３４は、約１８
０°の同じ円弧長さを有している、しかしながら、とげ
状突起のｊ！！ｌ、い［子ｊ域３４と、とげ状突起３２
との円弧長さが等しい２個の同一のフィン付き管を形成
することが、製作上の理由から好ましいかも知れないが
、このことは、必ずしも、必要なことでは無い１例えば
、とげ状突起３２を設けられた管２８の円弧長さは、約
１８０°から約２２０゛であっても良い、従って、とげ
状突起の無い領域３４の円弧長さは、約１８０°から約
１４０°の範囲である。

とげ状突起の無い領域３４は、劣った熱交換効率が生ず
る領域内に置かれなければならない４例えば、第３図に
示された輪郭に対しては、若しも、空気の流れの方向が
、右側から左側であるならば、とげ状突起の無い領域３
４は、低速度の再循環帯域が９２８の下流側の上に典型
的に見いだされる箇所に宣かれる。このようにして、と
げ状突起３２を形成するための熱伝達性材料は、再循環
帯域が生じ、熱伝達効率が低い領域には、使用されない
、このことは、熱交換効率に非常に小さな犠牲において
、材料の節減を生じさせる。

あるいは、名゛し乙、空気の；Ａｉれのツノ向が、第３
図で見て、左側から右側へであるならば、とげ大突起３
２は、流れの方向において下流に百かれ、とげ状突起の
無い領域３４は、管２８の中心近・くの上流領域内の熱
伝達性材料の熱い所に生じ、そこでは、月並みな構造に
おいては、フィンの根元近くで低速があり低い熱１云遅
効率を伴っている。

この場合にも、材料の節減がある。

いずれの場合においても、フィン材料の単位重量当たり
の熱伝達は、管の周辺に３６０°の全円弧長さを管の回
りを延びているとげ状突起を有している従来技術グ）構
造において発見されるそれに比べ、８５〜９５％増加し
ている。試験の結果は、上流にとげ状突起の無い領域３
４を有することは、空気の流れ径路の中の下流に、この
ようなとげ状突起の無い領域３４が置かれるのに比べ、
効率にわずかな改善と与えるだけであることを示す傾向
となっている。しかしながら、試験の結果は、非常に近
いので、一つの配置が、他の配直に比べて、実質的に好
ましいということはできない。

第３及び４図に見られるように、とげ状突起３２は、管
２８の上に、管２８の回りに熱伝導テープ４０を螺旋形
に巻くことにより、扇形に広げられた関係に形成される
、テープ４０は、第４図に見られるように、隣接するう
す巻きが、実質的に接合されて管２８の回りに巻かれる
基部部分４２を有しており、また、とげ状突起３２は、
基部部分４２からほぼ９０°曲げられ、管２８の実質的
に放射方向に延びている。とげ状突起の無い領域３４の
中においては、テープ４０は、基部部分４２まで延びて
いる浮き彫り４３を設けられており、とげ状突起の無い
領域３２を生成している。

とげ状突起３２及びとげ状突起の無い領域３４に関して
考慮される時、第４図に最も良く見られるようにとげ状
突起３２の、多数の並んでいる、円周方向の列４４が生
ずる。これらの列４４の、それぞれは、管２８の長さに
沿って長手方向に整列されており、とげ状突起３２の長
手方向に延びている列３６を与え、このようにして、前
記のように、フィンの無い領域３４を長手方向に延ばす
、二とにより分離されているフインゴ＋１゛きの□□□
ｊ！Ｉｌｉを与える。

とげ状突起３６と、とげ状突起の無い領域３４の交互の
列を有している管を得るための−っの推奨方法を、第４
及び５図に基づいて説明する。第５図を参照するが、テ
ープ４０を形成するように切断されるアルミニウムなど
の熱伝導性材料の薄いシート４６が用意される。長手方
向の縁４８及び５０と反対側及びそれらの間には、シー
ド４６を部分的に横切って延びているスリット５２の組
が設けられる。スリット５２は、長手方向の縁４８及び
５０までは延びておらず、これにより、テープの対向す
る長手方向の縁の上に、機能的に連続的な部分５４及５
６を残すようにし、これらの部分５４．５６が、終局的
に第４図に見られるように、管２８の回りに拳がれる基
部部分４２を形成し、隣接するスリット５２は、終局的
に、とげ状突起３２を形成する。

シート４６は、更に、交互の、長手方向に延びている切
り込み５８及び６０を設けられる。切り込み５８は、儂
能的に連続的な部分５４のちょうど内方に匠かれ、一方
、切り込み６０は、機能的に連続的な部分５６のちょう
ど内方に置かれ、終局的に、とげ状突起の無い領域３４
を与える浮き彫り４３を形成する。切り込み５８は、切
り込み６０がそうであるように、切り込み５２の隣接す
る端部と交差する。切り込み５６の一つ及び切り込み６
０の一つの合計長さは、管２８の回りの約３６０°の円
弧長さに等しい、切り込み５８の切り込み６ｏの一つに
関する長さは、前記の範囲内のフィン付きの領域を形成
している、フィンの無い、すなわち、とげ状突起の無い
領域３４及びとげ状突起３２の円弧状長さを与えるよう
に変えられることができる。このようにして、切り込み
５８は、ｎｏ　　の円弧長さを有しているが、切り込み
６０は、３６０°−ｎ’の円弧長さ含有している。一つ
の推奨実施形態においては、円弧長さは同一であり、す
なわち、各切り込み５８及び６０は、１８０°の円弧長
さを有している。

長手方向の切り込み５８及び６０は、第５因に見られる
ように、スリット５２め対向する端部に治い、シート４
６の反対端部の上において交互となるように形成される
。各切り込み５８の右手端部が、切り込み６０の左手端
部にも交差しているスリット５２の一つと交差し、また
、逆となっていることが見られる。この構造の結果とし
て、シート４６は、長手方向の切り込み５８　、　（Ｊ
　Ｏ及び切り込み５８及び切り込み６０の両方によって
交差されているスリット５２に沿い２部分に分離される
ことができる。このようにして、２本のテープ４０が形
成される。

シート４６の各部分、従って、テープ４０は、その時に
は、１個の機能的に連続的な縁５４又は５６を持ち、ま
た、反対側の縁は、それから多数の群に延びているとげ
状突起３２の組を、各群が、それぞれ、長手方向の切り
込みの一方又は他方、すなわち、５８又は６０によって
形成される浮き彫り４３により隣接する群から分離され
て持つようになる。このような部分のそれぞれの上のと
げ状突起３２は、それから、Ｉ！能的に連続的な部分５
４．５６に対して、ほぼ直角に曲げられ、また、後者は
、その後、第４図の説明に関して前に述べたように、管
の回りに巻かれる。好適には、切り込み５８の一つと、
切り込み６０の一つとの長さの合計が、管の周辺にほぼ
等しいことが望ましい。

その結果、第１〜３図に示されるように、管の一つの回
わりの部分の巻付けは、とげ状突起３２の長手方向の列
３６並びに長手方向に延びているとげ状突起の無い領域
３４を生じさせる。

第５図に示されるように１本発明の高度に推奨される実
施例によると、切り込み５８及び６０は、また、等しい
長さのものであり、それぞれ、管２８の回りの約１８０
°の円弧長さに対応する長さを有している。その結果、
シート４６が、２部分に分割された時に、２個の等しい
テープ４０が形成される。各テープは、１個又はそれ以
上の管２８の回りに巻かれ、第１〜３［］に示されるよ
うに、熱交換器の中に使用するための扇形に広げられた
外部フィン付き管を形成する。両方のテープが等しい時
は、両テープは、前述の範囲内のとげ状突起を有する列
と、とげ状突起の：ｌ！！ｕい領域とを有している熱交
換器コアと形成するために使用されることができ、シー
ト４６の全部が使用されることを理解されたい、このよ
うにして、浮き彫り４３を形成するに当たり、シート４
６から除去された材料を再生し、又は、再生利用する必
要はない、　切り込み５８及び６０が等しい長さではな
い場会においても、画テープ４０は、それにもがかわら
ず、使用されることができる７例えば、若しも、ｎが１
４０°に等しいように通訳されるならば、シート４６か
ら形成された２個のテープは、２２０°及び１４０°の
とげ状突起のある領域、又は、フィンｆすき領域３与え
る４第一の２２０゜のとげ状突起を有するテープは、蒸
発器として役立つ熱交＃Ａ器に使用され、一方、第二の
、又は、１４０°のとげ状突起を有するテープは、とげ
状突起３２の円周方向の範囲が、熱交換により小さな効
果を有している凝縮器として役立つ熱交換器を形成する
のに使用されることがてきる。　前記の３６０°の円弧
長さは、近似値であることに注念されたい、テープ４０
は、螺が〔形に巻かれるので、若しも、テープ４０が巻
き付けの間に延伸されるのでなければ、各完全な巻きの
長さは、とげ状突起の円周方向の列４４の軸方向の整列
を達成するために、管２８の周辺よりも、わずかにより
大きくなければならない、逆に、若しら、テープ４０が
、巻き付けの間に延伸されるならば、より短いテープ長
さが、希望される整列を得るために、延伸により、十分
に増加されることができる。

第６図は、本発明によって作られ、食い違いとされた管
を設けられている２列の多重式管を示すものである。管
２８の一つの側は、領域３４内においてはとげ状突起が
無いのであるから、管２８の列は、とげ状突起３２の間
に干渉を生じさせること無しに、空気の流れの方向に沿
い、比較的に接近した間隔を誼かれることができる。こ
のようにして、コアの全長及び空気の流れ２４の方向は
、ｒ　Ｌ　Ｊで示され、比較的に狭い。

反対に、第７図に示されるような従来技術の構造におい
ては、とげ状突起は、その中に改用されている容儀・の
凹りを３６０′延び°（いるｔ７，１　’ζ、とげ状突
起の間における干渉の無い組立（本な達成するためには
、空気の流れの方向に沿い、比較的により大きな長さ「
！」が生ずる。

第６図は、第１〜５Ｉ２１に示され且つ本発明により作
られた多重管式コアのやや略図的な図である。

第５図は、第６図と同様の図であるが、しかしながら、
従来技術の構造を示すものである。また、第８〜１２図
は、本発明の他の実施例を示す第１〜６図と同様の図で
ある。

第８〜１２図は、第１〜６図の実施例と同様の本発明の
他の実施例を示すものであるが、フィン付きの領域が、
約９０°の円弧長さの上を延びている２群のとげ状突起
３２゛　によって形成されると共に、同様に、約９０°
の円弧長さの上を延びている２個のフィン無し領域３４
°　によって分離されている点において相違している。

とげ状頗域３２°によって形成されたフィン付き領域は
、管２８の対向する側部表面の上に、フィンの無い領域
３４′を管２８の前部表面及び後部表面の上に置かれて
、形成された２列３６°及び３８゛を形成している。こ
のようにして、管表面の約１７２がとげ状突起を設けら
れ、管表面の他の半分が、とげ状突起が無く、これは、
熱交換コアを形成するのに利用されたフィン材料の量を
減少させる。

管２８の各直線状部分は、その長さに沿い、とげ状突起
３２′の対向している群を有している。一つのこのよう
な群が、−ａ的に３６°によって示されており、一方、
他の群が、−ｉ的に３８°により示されている。径管２
８は、また、２個のとげ状突起の無い領域３４”　を含
んでおり、これは、管２８の各直線状部分の長さに沿っ
て延びており、また、とげ状突起の群３６′と３８′と
を分離している。第９及び１０図に見られるように、一
つのとげ状突起の無い９ｒＪ域３４′は、空気の流れ２
４の方向に面しており、一方、他のとげ状突起の無い領
域３４″は、空気の流れ２４から離れるように向いてい
る。このようにして、径管の上の領域３４′の一つは、
ハウジング１０に対する入口１２に面し、他は、出口１
６に面している。

１８２８が一爪的に円形横断面を７１しでいる第１０図
に見られることができるように、とげ状突起３２′のフ
ィン群３６′及び群３８′は、約９０°の円弧長さを有
しているが、とげ状突起の無い領域３４″は、同様な９
０゛の円弧長さを有している。非円形の管が使用される
場会には、とげ状突起３６′及び３８゛の群の長さは、
それぞれ、管を包囲する領域の約１＆眼であり、これは
、とげ状突起の無い領Ｊ！ｌｉ　３４　’　のそれぞれ
と同様である。

見られるように、９０”の円弧長さ、又は、象限は、本
発明のすべての利点を達成するために必要では無いが、
製作費の節減に対して好ましいものである。９０°の円
弧長さを形成するために使用されることができる一つの
特に有利な方法を、第１２及び１３［２１に基づいて説
明する。

２個のテープ４０°　を与える部分的に形成されたシー
ト４６′が、第１２図に示されており、また、シート４
６°の各長手方向の緑４８°及び５０′に沿って機能的
に連続的な部分５４″及び５６゛　を含んでいることが
見られる。部分５４′及び５６′は、管２８の上におい
て、螺旋形に巻き付けられるべきであり、機能的に連続
的な部分５４′又は５６°は、第１１図に示されるよう
に、管２８に接きし、基部部分４２′　及び間隔を匠い
ている隣接するとげ状突起３２゛　を形成する。とげ状
突起３２゛は、シートの中に、長手方向の縁４８゛と５
０″の間において一般的に接方向のスリット５２′　を
与えることにより形成される。各スリット５２゛　は、
第１２図に示されるように、とげ状突起３２′の一つを
形成するものである。

とげ状突起の無い領域３４゛　を設けるためには、とげ
状突起３２′の群３６′を境界するスリット５２゛き形
成するとげ状突起は、とげ状突起３２°の群３８°　を
境界するスリット５２°から、切り込み５８°　によっ
て分離される。同様に、長手方向の緑５０°に沿う切り
込み６０“は、基部部分４２“　とじて連続的な部分５
６゛　を利用している第二テープに対し、とげ状突起と
、とげ状突起の無い領域とを分離している浮き彫りを形
成する。このようにして、第１２図に示されているツ、
リット頭載及び浮き彫り４３°は、シート・４６゛から
形成されたいずれかのテープ４０′の長さに沿って交互
に形成され、その対向する長手方向の緑を形成する。

第１１図に示されるように、とげ状突起３２゛は、機能
的に連続的な基部部分４２′に対してほぼ直角に、テー
プ４０′が管２８の回りに巻かれた時に、とげ状突起３
２′が、第１０図に示されるように扇形に広げられるよ
うに曲げられる。

第１２図に示されるように、浮き彫り４３°は、とげ状
突起３２゛　のＩ＋￥３６゛　又は３８゛　　を与える
スリット５２°の各群がそうであるように、管２８の周
辺の約３６０′に対応する長さ含有している。このよう
にして、一つの成形（ト業において。

２個の同一のテープ４０°が得られることができる。上
述のように、１ｆＱ限又は９０゛の円弧長さが使用され
るのは、この理由によるものである。

若しも、１象限以外の池の円弧長さ又はセグメントが使
用されたならば、只１個のテープだけが成形作業におい
て作られ、浮き彫り４３゛　を形成するために切断され
た材料は、捨てられなければならなかったところである
。もつとも、再生利用はされることができる。第１２図
に示された輪郭を利用することにより、すべての材料が
、再生の費用無しに利用される。

第１３図は、本発明の第８〜１２図の実施例により作ら
れた２列の多重管式コアを示すものであり、また、管２
８の前部表面及び後部表面は、とげ状突起がないので、
管２８の列は、空気の流れ２４の方向に沿って、比較的
により接近して間隔を置かれることができ、とげ状突起
３２′の間に干渉を生じさせることはない、このように
して空気の流れ２４の方向におけるコアの全長は「Ｌ」
で示されており、また、比較的に狭い、この場合にも、
第７図に示された従来技術の構造は、反対に、空気の流
れの方向に沿い、可成り、より大きな長さｒｌ、を必要
とする。

魚Ｊ！Ｅ發遇− それ故、本発明により作られたコアは、幾つかの利点を
有している。

第一に、とげ状突起３２又は３２′　を形成するのに利
用されなければならない材料の量の約５０％の減少があ
る。この材料の減少は、熱伝達能力の非常に小さな犠牲
で達成される。なぜならば、無くなる材料が、空気の流
れの方向にわいて、組立体の中において使用されるｇ２
８のそれぞれの前部表面及び（又は）ｆ＆部表面に置か
れるからである。これらの表面は、無論、月並なコアに
おいては、低い空気速度が支配している表面であり、こ
れにより、′Ｘｉ３．伝達が、少なくとも、最小である
ようにする。

第６及び１３図を第７図と比較すると、より小形のコア
配置が生ずることが分かる。また、同様に、只１列の管
２８が使用される場合においてさえも、空気流れの方向
に沿い、コア長さの減少かあることを理解されたい、そ
れ故、より小さなハウジングが、利用され、材料の１ｉ
ｌＩ減並びに熱交換器の設置場所における空１？＋Ｉ　
ｎ５戎を与える。

更に、等しい円弧長さが使用される時には、ある与えら
れたシートのすべての材（：１が利用され、くずは無く
、あるいは、スクランプの再生利用の必要は無い。

また、本発明による管のそれぞれからのとげ状突起の省
略は、いわゆる、空気側の圧力降下の減少を達成する。

従って、より小さなエネルギーが、ｊｔ風機２０のよう
な送風機を駆動するために、従って、コア徂立体を通し
て空気を動かすために、要求されるだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法により製作されることができるコ
アを実施した熱交換器のやや略図風の一発明方法によっ
て製作されることができるコアの一つの形式の流れ径路
に沿う部分図、第５図は、コアの管の上に、第１〜４図
の扇形に広げられた外部フィンと形成するために使用さ
れる、部分的に成形されたテープの平面図、第６図は、
第３図と同様であるが、管の上の扇形に広げられたフィ
ンの異なった輪郭を示す図、第７図は、第５図と同様で
あるが、第６図に示された管の上に扇形に広げられた外
部フィンを形成するために（受用される部分的に成形さ
れたテープを示す図、第８図は、第１図と同様な図であ
るが、本発明の他の実施例と示す図、第９図は、この他
の実施例を示す第２図と同様な図、第１０図は、この他
の実施例３示す第３図と同様の図、第１１図は、この同
じ他ｆ］実施例を示す第４図と同様の図、第１２図は、
同じこの他の実施例を示す第５図と同様の図、第１３図
は、この同じ他の実施例を示す第６図と同様の図である
。 １０・・・熱交換器ハウジング、２６・・・熱交換器コ
ア、２８・・・管、３２．３２’・・とげ状突起、３４
゜３４°・・・とげ状突起の無い領域；３６，３６’、
３８゜３８°・・・とげ状突起のある領域；４−０，４
０°・・テープ、４２．４２’・・・基部部分；４３．
４３°・・骨７き彫り：４６・・・シート：　５２・・
・スリット：５４．５６・・機能的な連続的な部分、５
８．６０．６０°・・切り込み。 ０発　明　者　　リチャード・ジー・ジ　　アメヨンソ
ン　　　　　　　　６、。 Φ６４１４７４ ボックス　３３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強制空気式熱交換設備の空気流れ径路の中に排列さ
   れるようになっている熱交換器コアにおいて 熱交換作用を受けるべき流体が通過されるようにされた
   細長い熱伝導性管と 前記熱伝導性管の回りに螺旋形に巻かれる熱伝導性材料
   製のテープと から成り立っており、 前記熱伝導性管は、強制空気式熱交換設備の空気流れ径
   路の中に、前記径路の中の空気流れの方向に対して一般
   的に横方向に排列されるようになっていると共に空気流
   れの方向に面する前部表面と、空気流れの方向から離れ
   る方向に面している後部表面と、前記前部表面と後部表
   面とを相互に連結する方向側面とを有しており、 前記熱伝導性材料製テープは、前記熱伝導性管に接触す
   る機能的に連続している基部部分を有すると共に交互に
   フインの無い領域と、フイン付き領域とを有しており、
   前記フイン付き領域は、前記テープの基部部分に対して
   、ある角度で延びているテープ材料から成り立っている
   と共にとげ状突起の群を境界するように多数のスリット
   を有しており、前記とげ状突起は、前記機能的に連続的
   な基部部分と一体であると共にそれから離れるように延
   びており、 前記フインの無い領域及び前記フイン付き領域のテープ
   の長さに沿う長さは、前記熱伝導性管の周辺に応じて、
   フインの無い領域によって分離されている前記とげ状突
   起の群が、前記管の長さに沿って整列された平行関係に
   延びるような寸法とされたことを特徴とする扇形に広げ
   られた外部フイン付き熱交換器コア。 ２、前記フイン付き領域が、前記管の周辺の回りを、約
   １８０°〜２２０°の範囲内の円弧長さの上を延びると
   共にフインの無い領域が、約１８０°〜１４０°の範囲
   内の円弧長さに延びている特許請求の範囲第１項記載の
   熱交換器コア。 ３、前記フイン付き領域の円弧長さが、前記管の前部表
   面の上に実質的に中心を置かれている特許請求の範囲第
   ２項記載の熱交換器コア。 ４、前記フイン付き領域の円弧長さが、前記管の後部表
   面の上に実質的に中心を置かれている特許請求の範囲第
   ２項記載の熱交換器コア。 ５、前記フイン付き領域及び前記フイン無し領域の両方
   の円弧長さが、約１８０°である特許請求の範囲第３又
   は４項記載の熱交換器コア。 ６、前記フイン無し領域の一つ及び前記フイン付き領域
   の一つの長さに沿う前記基部部分の長さの会計が、前記
   管の周辺にほぼ等しい特許請求の範囲第２項記載の熱交
   換器コア。 ７、前記とげ状突起のそれぞれが、前記テープの中の、
   前記テープの一つの縁から、前記基部部分まで延びてい
   る横方向のスリットにより形成されている特許請求の範
   囲第１項記載の熱交換器コア。 ５、前記フイン付き領域が、前記管の対向する側部表面
   の上に置かれ、また、前記フイン無し領域が、前記管の
   前部表面及び後部表面の上に置かれている特許請求の範
   囲第１項記載の熱交換機コア。 ９、前部フイン付き領域のそれぞれが、約 ９０°の円弧長さを有し、また、前記フイン無し領域の
   それぞれが、約９０°の円弧長さを有している特許請求
   の範囲第８項記載の熱交換器コア。 １０、前記フイン付き領域の２個に隣接する前記基部部
   分の長さ及び各隣接する２個のフイン無し領域の長さの
   合計が、ほぼ前記管の周辺に等しい特許請求の範囲第９
   項記載の熱交換器コア。 １１、熱交換器の中に使用するための、少なくとも１個
   のフイン無し領域を有している扇形に広げられた外部に
   フインを付けられた管を製作するための方法において （ａ）熱伝導性材料の細長いシートの長手方向の縁の間
   に、テープを横切ってスリットの組を設け、前記長手方
   向の縁の内方に、スリットの端部に沿い交互にシートの
   対向する辺の上に、長手方向の切り込みを形成すること
   と （ｂ）シートを長手方向の切り込み及びスリットの幾つ
   かに沿い２個のテープ部分に分離することと （ｃ）前記テープ部分のそれぞれのスリット部分を、各
   部分の残りに関してある角度を形成するように曲げるこ
   とと （ｄ）前記テープの両部分を、少なくとも１個の熱伝導
   性管の上に、そこから外方に延びるスリット部分及び前
   記残りが、それらが上に巻かれる管と熱伝達関係にある
   ように螺旋形に巻くこととから成り立っていることを特
   徴とする方法。 １２、段階（ｃ）が、段階（ａ）及び（ｂ）に後続する
   ようになっている特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １３、前記長手方向の切り込みが、すべて等しい長さで
   ある特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １４、前記シートの一つの側の上の長手方向の切り込み
   が、等しい長さである特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。 １５、テープの一つの側の上に沿う長手方向の切り込み
   の一つの長さと、テープの対向する側の上の次の長手方
   向の切り込みの長さとの和が、１又は１以上の整数によ
   って割られた管の周辺にほぼ等しい特許請求の範囲第１
   １項記載の方法。 １６、前記スリットが、前記シートの延長方向に対して
   一般的に横方向である特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。