JPH01269792A - ヘッダ付き偏平状流体流通管 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、たとえば暖房装置の蒸発器として使用され
る熱交換器に適用されるヘッダ付き偏平状流体流通管に
関する。

従来の技術 従来、ヘッダ付き偏平状流体流通管としては、偏平状流
体流通管の両端が異なる方向を向くようになされており
、偏平状流体流通管の両端部が、管状ヘッダの周壁にあ
けられた長孔に差し込まれてヘッダ周壁における長孔周
縁にろう付されたものが知られていた。

発明が解決しようとする課題 通常、偏平状流体流通管はアルミニウム押出型材でつく
られ、管状ヘッダは両面がろう材で覆われたプレージン
グシートからなる電縫管でつくられる。そして、管状ヘ
ッダの周壁にあけられた長孔に偏平状流体流通管の端部
を差し込んで両者を浸漬ろう付性、炉中ろう付性、真空
ろう付性などでろう付することにより、ヘッダ付き偏平
状流体流通管が形成される。また、管状ヘッダがアルミ
ニウム押出型材からつくられ、管状ヘッダの周壁にあけ
られた長孔に偏平状流体流通管の端部を差し込み、管状
ヘッダの外周面上において流体流通管の周りにリング状
のろう材を配置し、両者を浸漬ろう付性、炉中ろう付性
、真空ろう付性などでろう付することにより、ヘッダ付
き偏平状流体流通管が形成されることもある。

ところが、偏平状流体流通管の幅が大きくなった場合に
は、これをつくるための押出加工精度が低下し、長孔の
周縁と流体流通管の周縁との間に不均一な隙間ができる
おそれがある。したがって、偏平状流体流通管と管状ヘ
ッダとのろう付のさいには、全周に渡って均一で厚内の
フィレットが形成されなければならない。そうでなけれ
ば、ろう付強度が十分ではない箇所が発生し、内部圧力
が大きくなフた場合に、両者のろう付箇所から洩れが生
じるおそれがあった。

ところで、全周に渡って均一なフィレットを形成するた
めに、管状ヘッダの長孔周縁が水平面内に位置するよう
にして偏平状流体流通管と管状ヘッダとをろう付するこ
とがよいと考えられる。しかしながら、従来のヘッダ付
き偏平状流体流通管では、偏平状流体流通管の両端が異
なる方向を向いているので、上記のような姿勢でろう付
するのであれば、２つのヘッダを別々にろう付しなけれ
ばならず、作業が面倒になるという問題があった。

この発明の、目的は、上記問題を解決し、２つのヘッダ
を偏平状流体流通管の両端に同時にろう付することによ
り形成され、しがもヘッダの長孔周縁と偏平状流体流通
管の外周面との継目部分に全周に渡って均一かっ厚肉の
フィレットが形成されているヘッダ付き偏平状流体流通
管を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明によるヘッダ付き偏平状流体流通管は、偏平状
流体流通管が、その両端が同方向を向くように曲げられ
ており、偏平状流体流通管の両端部が、管状ヘッダの周
壁にあけられた長孔に差し込まれてヘッダ周壁における
長孔周縁にろう付されたものである。

作　　　用 この発明のヘッダ付き偏平状流体流通管によれば、２つ
の管状ヘッダの周壁に形成された長孔の周縁を、同時に
水平面内に位置させた状態で、両ヘッダを同時に偏平状
流体流通管にろう付することにより形成することができ
る。

実　　施　　例 以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。

この実施例は、この発明によるヘッダ付き偏平状流体流
通管を、暖房装置の蒸発器として使用される熱交換器に
適用した場合を示す。また、以下の説明において、「ア
ルミニウム」という語には、純アルミニウムのほかにア
ルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明に
おいて、前後は燃焼室本体の長さ方向を基苧とし、前と
は第１図に矢印（Ａ）で示す方向を指し、後とはこれと
反対側を指すものとする。さらに、上下は第１図、第２
図および第５図から第１０図の上下を指し、左右は第２
図および第６図から第１０図の左右を指すものとする。

第１図から第３図は暖房装置の蒸発器として使用される
熱交換器を示す。

第１図から第３図において、熱交換器（１）は、頂壁部
（２）および頂壁部（２）の左右両側縁に連なって下方
に伸びた左右両側壁部（３）よりなりかつ下方に開口し
たアルミニウム製燃焼室本体（４）と、燃焼室本体（４
）の前後両端にかしめ止められて燃焼室本体（４）の前
後両端開口を塞ぐアルミニウム製蓋（５）と、左右両側
壁部（３）間に配置されて左右両側壁部（３）にそれぞ
れろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン（６）
と、内部に多数の熱媒体流通路（８）を有し、かつ左右
両側壁部（３）の外面にそれぞれろう付されたアルミニ
ウム製偏平状流体流通管（７）と、両偏平状流体流通管
（７）の両端にそれぞれろう付されたアルミニウム製直
管状ヘッダ（９）とを備えている。

燃焼室本体（４）の頂壁部（２）は中央部が上方に突出
した円弧状である。左右両側壁部（３）は、頂壁部（２
）の左右両側縁に連なりかつ頂壁部（２）と同一の曲率
半径を有するとともに中央部が外方に突出した円弧状部
（１１）と、円弧状部（１１）の下縁に連なって下方に
伸びた垂直部（１２）とよりなる。そして、頂壁部（２
）と左右両側壁部（３）の円弧状部（１１）とがあわさ
って、横断面欠円形となされている。また、垂直部（１
２）の下縁には外方水平屈曲部（１３）が一体面に設け
られている。

蓋（５）の周縁全体のうち下縁を除いた部分には、横断
面横倒Ｕ字形の挟着部（１４）が設けられており、この
挟着部（１４）で燃焼室本体（４）の前後両端を挟着す
ることによって燃焼室本体（４）に固定されている。ま
た、前端の蓋（５）には、石浦バーナ挿入用開口（１５
）が形成されている。

コルゲートフィン（６）は、その平坦部が、前後方向と
直交するような垂直面上にくるように配置されている。

両ヘッダ付き偏平状流体流通管（７）は、それぞれその
熱媒体流通路（８）が、頂壁部（２）および左右両側壁
部（３）の円弧状部（１１）の円周方向に伸びるように
、左右両側壁部（３）外面に密着させられてろう付され
ている。左側の偏平状流体流通管（７）の上下両端部は
それぞれ水平に左方を向くように曲げられており、この
偏平状流体流通管の上下両端屈曲部（１Ｂ）が、直管状
ヘッダ（９）の周壁にあけられた軸線方向に伸びる長孔
（２４）に差し込まれてヘッダ（９）周壁における長孔
（２４）周縁にろう付されている。右側の偏平状流体流
通管（７）の上下両端部はそれぞれ水平に右方を向くよ
うに曲げられており、この偏平状流体流通管（７）の上
下両端屈曲部（１６）が、直管状ヘッダ（９）の周壁に
あけられた軸線方向に伸びる長孔（２４）に差し込まれ
てヘッダ（９）周壁における長孔（２４）周縁にろう付
されている。また、偏平状流体流通管（７）の隣り合う
熱媒体流通路（８）どうしを仕切る全ての隔壁（１７）
のうち、前後方向に所定間隔をおいた位置にある複数の
ものは、他のものよりも厚肉となされている。

厚肉の隔壁を（１７Ａ）で示す。

下側のヘッダ（９）が入口側ヘッダであり、その前端ど
うしおよび後端どうしが、それぞれ平面から見て略Ｕ字
形である前後一対のアルミニウム製管状連結部材（１８
）によって連結されており、ヘッダ（９）と連結部材（
１８）とによって平面から見て前後に長い長方形状に形
成されている。

そして、前側の連結部材（１８）に熱媒体入口管（１９
）が接続され、後側の連結部材（１８）にオイル抜き管
（２１）が接続されている。上側のヘッダ（９）が出口
側ヘッダであり、その後端が、左右方向に伸びかつ両端
が閉鎖されたアルミニウム製集合管（２２）に接続され
ている。また、出口側ヘッダ（９）の前端は閉鎖されて
いる。そして、集合管（２２）に熱媒体出口管（２３）
が接続されている。

管状連結部材（１８）および集合管（２２）を形成する
ための素材の表面には、亜鉛メツキ浴中に無通電状態で
浸漬して極薄の亜鉛皮膜を形成した後、上記と同様の亜
鉛メツキ浴を用いた電気メツキ法により亜鉛メツキ層を
形成し、ついでこれを加熱して亜鉛を拡散させる防蝕処
理を施しておくことが好ましい。

第４図には、上記熱交換器（１）を蒸発器として使用し
た暖房装置が示されている。

暖房装置は、たとえばフレオンが熱媒体として使用され
るものであって、室内ユニット（２６）と室外ユニット
（２７）を備えている。室内ユニット（２［ｉ）は、空
気吸込口（２８）および空気吹出口（２９）を存するケ
ーシング（３０）内に凝縮器（３１）および送風機（３
２）が具備せしめられたものである。

熱交換器（１）は、室外ユニット（２７）のケーシング
（３３）内に配置されており、その入口側ヘッダ（９）
と凝縮器（３１）の出口側ヘッダ、および出口側ヘッダ
（９）と凝縮器（３１）の入口側ヘッダとがそれぞれ導
管（３４）（３５）で接続されている。室外ユニット（
２７）のケーシング（３３）内において、−方の導管（
３４）の途上には逆止弁（３６）およびレシーバ（３７
）がこの順序で凝縮器（３１）側から設けられている。

他方の導管（３５）の途上には逆止弁（３８）が設けら
れている。熱交換器（１）の燃焼室本体（４）内には石
油バーナ（３９）が配置され、このバーナ（３９）の燃
焼熱によって偏平状流体流通管（７）内を流れる熱媒体
が加熱気化せしめられるようになっている。また、燃焼
室本体（４）の下端開口には、先端がケーシング（３３
）の外部まで伸びた排ガス管（図示略）が接続されてお
り、この排ガス管により排ガスが大気中に放出されるよ
うになっている。

このような構成において、石油バーナ（３９）の燃焼ガ
スは、左右両側壁部（３）間のフィン（８）の間を通っ
て下方に流れる。熱媒体入口管（１９）から入口側ヘッ
ダ（９）を経て偏平状流体流通管（７）内に流入した液
状熱媒体は、流体流通管（７）の流通路（８）内を流れ
る間に石油バーナ（３９）の燃焼熱により加熱気化せし
められ、出口側ヘッダ（９）から熱媒体出口管（２３）
を経て導管（３５）に流入し、導管（３５）を通って凝
縮器（３１）に送られる。そして、凝縮器（３１）を通
過する間に、送風機（３２）により吸込口（２８）を通
ってケーシング（３０）内に吸込まれた室内空気に放熱
して液化し、導管（３４）を通って熱交換器（１）の入
口側ヘッダ（９）に送られる。ケーシング（３０）内に
おいて凝縮器（３１）を通過する熱媒体から熱を奪った
空気は、吹出口（２９）から室内に吹出され、この空気
により室内が暖房される。

以下、熱交換器（１）を製造する方法について、第５図
から第８図を参照して説明する。

予め、第５図および第６図に示されているような上面が
アルミニウムろう材層（４２）で覆われたアルミニウム
プレージングシート製板状燃焼室本体素材（４１）、偏
平状流体流通管（７）、コルゲートフィン（６）および
管状ヘッダ（９）を用意しておく。燃焼室本体素材（４
１）の幅の中央部には、上方に突出しかつ下方に開口し
た横断面略倒立Ｗ字形の突条（４３）が全長に渡って形
成されている。突条（４３）の左右両側壁部の下端から
頂壁部の左右両側縁部にかけて、それぞれ燃焼室本体（
４）の左右両側壁部（３）における円弧状部（１１）と
同一曲率半径および同一弧長を有する円弧状部（１１）
となるべき部分（４４）が形成されている。両回弧状部
分（４４）どうしは、下方に凹みかつ上方に開口した横
断面円弧状の連結壁（４５）で連結されている。この連
結壁（４５）は燃焼室本体（４）の頂壁部（２）となる
部分である。燃焼室本体素材（４１）は平らなプレージ
ングシートの両面に、亜鉛メツキ浴中に無通電状態で浸
漬して極薄の亜鉛皮膜を形成した後、上記と同様の亜鉛
メツキ浴を用いた電気メツキ法により亜鉛メツキ層を形
成し、ついで曲げ成形を施すことによって形成される。

偏平状流体流通管（７）は、真直ぐな押出型材の表面に
、亜鉛メツキ浴中に無通電状態で浸漬して極薄の亜鉛皮
膜を形成した後、上記と同様の亜鉛メツキ浴を用いた電
気メツキ法により亜鉛メツキ層を形成し、ついで曲げ成
形を施すことによって形成される。管状ヘッダ（９）は
、内外両面がアルミニウムろう材層（４８）で覆われた
プレージングシートからなる電縫管の周壁に長孔を形成
したものである。

ついで、２つの偏平状流体流通管（７）の両端屈曲部（
１６）を真直ぐ上方に向け、この屈曲部（ＩＢ）が長孔
（２４）内に嵌め入れられるように、各ヘッダ（９）を
水平状態で偏平状流体流通管（７）の両端部に被せた後
、素材（４１）の上面における突条（４３）の両側の水
平部分（４７）から円弧状部分（４４）にかけて、偏平
状流体流通管（７）を沿わせる。

このとき、長孔（２４）の周縁が水平面内にくる。

また、コルゲートフィン（６）を素材（４１）の水平部
分（４７）の下面に板状ろう材（４８）を介して沿わせ
る。そして、素材（４１）、偏平状流体流通管（７）、
ヘッダ（９）およびフィン（６）を図示しない治具で固
定する。

その後、燃焼室本体素材（４１）と偏平状流体流通管（
７）、偏平状流体流通管（７）とヘッダ（９）、および
燃焼室本体素材（４１）とフィン（６）とをそれぞれろ
う付する（第７図参照）。このとき、ヘッダ（９）の内
外両局面を覆っていたろう材は下方に流れるが、長孔（
２４）の周縁が水平面内に位置しているので、長孔（２
４）周縁と偏平状流体流通管（７）外周面との継目部分
に、全周に渡って均一で厚肉のフ、イレッ゛トが形成さ
れる。また、ろう付工程時の加熱によって、素材（４１
）およびヘッダ（９）に形成されていた亜鉛メツキ層が
アルミニウム中に拡散させられて、防蝕のための亜鉛拡
散層が形成される。

さらに、燃焼室本体素材（４１）を連結壁（４４）で下
方に曲げ、連結壁（４４）を頂壁部（２）とするととも
に円弧状部分（４４）および水平部分（４７）を左右両
側壁部（３）とする（第８図参照）。最後に、Ｍ（５）
を燃焼室本体（４）の前後両端にかしめ止めるとともに
、連結部材（１８）、熱媒体入口管（１９）、集合管（
２２）および熱媒体出口管（２３）を接合する。こうし
て、熱交換器（１）が製造される。

第９図および第１０図には、熱交換器を製造するさいの
ろう付方法の変形例が示されている。

第９図および第１０図において、管状へ・ノダ（５０）
は、アルミニウム押出型材からつくられたものである。

そして、２つの偏平状流体流通管（７）の両端屈曲部（
ＩＢ）を下方に向け、この屈曲部（１６）を水平状態の
各ヘッダ（５０）の長孔（２４）内に嵌め入れる。この
とき、ヘッダ（５０）の外周面における流体流通管（７
）の周囲にリング状のろう材（５１）を嵌め被せておく
。ついで、素材（４１）の下面における突条（４３）の
両側の水平部分（４７）から円弧状部分（４４）にかけ
て、偏平状流体流通管（７）を沿わせる。また、コルゲ
ートフィン（６）を素材（４１）の水平部分（４７）の
上面に板状ろう材（４８）を介して沿わせる。そして、
素材（４１）、偏平状流体流通管（７）、ヘッダ（５０
）およびフィン（６）を図示しない治具で固定する。

その後、燃焼室本体素材（４１）と偏平状流体流通管（
７）、偏平状流体流通管（７）とヘッダ（５０）、およ
び燃焼室本体素材（４１）とフィン（６）とをそれぞれ
ろう付する。このとき、ろう材（５１）は下方に流れる
が、長孔（２４）の周縁が水平面内に位置しているので
、長孔（２４）周縁と偏平状流体流通管（７）外周面と
の継目部分に、全周に渡って均一で厚肉のフィレットが
形成される。その他は上記と同様である。

上記実施例においては、この発明の偏平状流体流通管が
石油バーナを使用する蒸発器に用いられる熱交換器に適
用されているが、ガスバーナを使用する蒸発器に用いら
れる熱交換器にも適用できる。また、その他の種々の熱
交換器にも適用可能である。

発明の効果 この発明のヘッダ付き偏平状流体流通管によれば、偏平
状流体流通管の両端が同方向を向いているので、これを
製造、するさいには、２つの管状ヘッダの周壁に形成さ
れた長孔の周縁と偏平状流体流通管外周面との継目部分
を、同時に水平面内に位置させることができる。したが
って、両ヘッダを同時に同じ姿勢で偏平状流体流通管に
ろう付することができる。しかも、ヘッダが、内外側周
面がろう材で覆われた電縫管からなり、このろう材を利
用してヘッダと偏平状流体流通管とをろう付する場合に
は、偏平状流体流通管の両端を上方に向けておけば、ヘ
ッダの内外側周面を覆っていたろう材は下方に流れ、長
孔周縁と偏平状流体流通管外周面との継目部分に、全周
に渡って均一で厚肉のフィレットが形成される。また、
ヘッダと偏平状流体流通管とが置きろうを利用してろう
付される場合には、偏平状流体流通管の両端を下方に向
けておけば、ろう材は下方に流れ、長孔周縁と偏平状流
体流通管外周面との継目部分に、全周に渡って均一で厚
肉のフィレットが形成される。したがって、両者が強固
にろう付される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の偏平状流体流通管が適用された熱交
換器の斜視図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図
、第３図は第２図の■−■線に沿う断面端面図、第４図
は第１図に示す熱交換器を使用した暖房装置を示す概略
図、第５図から第８図は第１図に示す熱交換器の製造方
法を示し、第５図は熱交換器用の各部品のろう付前の配
置状態を示す斜視図、第６図は同じく断面図、第７図は
熱交換器用の各部品のろう付後の状態を示す断面図、第
８図は燃焼室本体素材を曲げた状態を示す断面図、第９
図および第１０図は熱交換器を製造するさいのろう付方
法の変形例を示し、第９図は第６図相当の図、第１０図
は第７図相当の図である。 （７）・・・偏平状流体流通管、（９）　（５０）・・
・管状ヘッダ、（１６）・・・偏平状流体流通管の両端
屈曲部。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　偏平状流体流通管が、その両端が同方向を向くように
   曲げられており、偏平状流体流通管の両端部が、管状ヘ
   ッダの周壁にあけられた長孔に差し込まれてヘッダ周壁
   における長孔周縁にろう付されたヘッダ付き偏平状流体
   流通管。