JPH01271063A - 熱交換器の製造方法 - 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】 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
る熱交換器の製造方法に関し、さらに詳しくは石油バー
ナまたはガスバーナ等の燃焼熱によって偏平管内を流れ
るフレオン等の熱媒体を蒸発させる蒸発器として使用さ
れる熱交換器の製造方法に関する。

この明細書において、前後は燃焼室本体の長さ方向を基
準とし、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。また、上下は第
１図、第２図および第５図から第８図の上下を指すもの
とする。さらに、左右は第２図および第６図から第８図
の左右を指すものとする。

従来の技術 従来、この種熱交換器としては、第９図に示すように、
アルミニウム押出型材製円筒状燃焼室本体（５０）の周
壁に、本体（５Ｄ）の軸線方向に伸びる貫通孔（５１）
が円周方向に所定間隔をおいて複数形成され、複数のヘ
アピン状熱媒体流通管（５２）の直管部が隣り合う貫通
孔（５１）内に挿通させられ、各ヘアピン状熱媒体流通
管（５２）がＵ字状連結管（５３）で連結されたものが
使用されていた。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記従来の熱交換器では、熱媒体の流路が熱
媒体流通管（５２）の屈曲部および連結管（５３）にお
いてそれぞれＵ形に屈曲されたものとなっているので、
圧力損失が大きくなるという問題があった。また、熱媒
体流通路の面積が小さいという問題があった。

そこで、本出願人は、先に、円筒状燃焼室本体と、内部
に複数の熱媒体流通路を有し、かつ熱媒体流通路が円周
方向または燃焼室本体の軸線方向に伸びるように燃焼室
本体の外周面に密着させられた円弧状偏平管と、偏平管
の両端にろう付されたヘッダとを備えた熱交換器を提案
した（実願昭６１−１９２２０６号公報）。この熱交換
器では、上述した従来の熱交換器の有する問題点は解消
できるが、全ての部品を同時にろう付するには、ろう付
治具の構造が複雑になるとともに治具の数が多くなって
作業が面倒になるうらみがある。しかも、偏平管の全体
を燃焼室本体の外周面に密着させることが困難であり、
両者のろう付が難しくなる。

この発明の目的は、上記問題を全て解決した熱交換器の
製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による熱交換器の製造方法は、頂壁部および頂
壁部の左右両側縁に連なって下方に伸びた左右両側壁部
よりなりかつ下方に開口した燃焼室本体と、燃焼室本体
の前後両端を塞ぐ蓋と、内部に複数の熱媒体流通路を有
し、かつ左右両側壁部の外面にそれぞれろう付された偏
平管と、両偏平管の両端にそれぞれろう付されたヘッダ
とからなる熱交換器を製造する方法であって、 金属製板状燃焼室本体素材の上面における幅の中間部に
、左右方向に所定間隔をおいて両端部が上方に曲げられ
た偏平管を沿わせる工程と、各偏平管の両端にそれぞれ
ヘッダを被せる工程と、 燃焼室本体素材と偏平管、および偏平管とヘッダとをそ
れぞれろう付する工程と、 燃焼室本体素材を、両偏平管どうしの間の部分で下方に
曲げ、両偏平管どうしの間の部分を頂壁部とするととも
に頂壁部に連なって下方に伸びた部分を左右両側壁部と
する工程とを含むものである。

作　　　用 この発明の方法によれば、板状燃焼室本体素材の上面に
おける幅の中間部に、左右方向に所定間隔をおいて両端
部が上方に曲げられた偏平管を沿わせるとともに、各偏
平管の両端にそれぞれ管状ヘッダを被せ、ついで燃焼室
本体素材と偏平管、および偏平管とヘッダとをそれぞれ
ろう付し、その後燃焼室本体素材を、両偏平管どうしの
間の部分で下方に曲げ、両偏平管どうしの間の部分を頂
壁部とするとともに頂壁部に連なって下方に伸びた部分
を左右両側壁部とするものであるから、構造が簡単なろ
う付治具を用いればよく、その数も少なくて済む。また
、燃焼室本体素材と偏平管とのろう付も確実に行われる
。

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。

以下の説明において、「アルミニウムＪ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。

第１図から第３図にはこの発明の方法で製造された熱交
換器が示されている。第１図がら第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
なりがっ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２つのアルミニウ
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
れぞれそのほぼ全長に渡ってろう付された２つのアルミ
ニウム製偏平管（７）と、両偏平管（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）が一体向に設け
られている。燃焼室本体（４）における頂壁部（２）と
左右両側壁部（３）の円弧状部（１■）とがあわさった
横断面形状は欠円形に限るものではなく、たとえば大角
形であってもよい。また、燃焼室本体（４）全体の横断
面形状が、略倒立Ｕ字形であってもよい。

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、石油バーナ挿入用開口（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。

偏平管（７）は、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。また、偏平管（７）の上
下両端部は、外側方に水平に向くように曲げられており
、その先端がヘッダ（９）に接続されている。上記屈曲
部を（１Ｂ）で示す。また、偏平管（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（１７
）で示す。

下側のヘッダ（９）が入口側ヘッダであり、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。両ヘッダ（９）の周壁に
は、それぞれ軸線方向に伸びる長孔（２４）が形成され
ており、偏平管（７）の両端屈曲部（１Ｂ）の先端が長
孔（２４）を通ってヘッダ（９）内に挿入されてヘッダ
（９）の周壁にろう付されている。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ｈ　（２６）と室外ユニッ
ト（２７）を備えている。室内ユニット（２Ｇ）は、空
気吸込口（２８）および空気吹出口（２９）を有するケ
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（３
７）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（図示路）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（６）の間を通っ
て下方に流れる。偏平管（７）の流通路（８）内を流れ
る熱媒体は、石油バーナ（３９）の燃焼熱により加熱気
化せしめられ、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。

金属製板状燃焼室本体素材（４１）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（４
３）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（１■）となるべき部分（４４）
が形成されている。百円弧状部分（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（４
５）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。偏平管（７）は、真っ直
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（２４）を形成したものである。

ついで、偏平管（７）の両端部が長孔（２４）内に嵌め
入れられるように、ヘッダ（９）を偏平管（７）の両端
部に被せた後、素材（４１）の上面における突条（４３
）の両側の水平部分く４７）から円弧状部分（４４）に
かけて、偏平管（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）、偏平管（７）、ヘッダ（９）お
よびフィン（８）を図示しない治具で固定する。

その後、燃焼室本体素材（４１）と偏平管（７）、偏平
管（７）とヘッダ（９）、および燃焼室本体素材（４Ｌ
）とフィン（６）とをそれぞれろう付する（第７図参照
）。この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（４５）で下
方に曲げ、連結壁（４５）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。

上記実施例においては、この発明の方法が石油バーナを
使用する熱交換器の製造に適用されているが、ガスバー
ナを使用する熱交換器の製造にも適用できる。ガスバー
ナを使用する熱交換器の燃焼室本体および偏平管の形状
は、石油バーナを使用する熱交換器の燃焼室本体および
偏平管の形状と異なるので、燃焼室本体素材および偏平
管の形状をこれにあわせて若干変えておく。

発明の効果 この発明の方法によれば、板状燃焼室本体素材の上面に
おける幅の中間部に、左右方向に所定間隔をおいて両端
部が上方に曲げられた偏平管を沿わせるとともに、各偏
平管の両端にそれぞれ管状ヘッダを被せ、ついで燃焼室
本体素材と偏平管、および偏平管とヘッダとをそれぞれ
ろう付し、その後燃焼室本体素材を、両偏平管どうしの
間の部分で下方に曲げ、両偏平管どうしの間の部分を頂
壁部とするとともに頂壁部に連なって下方に伸びた部分
を左右両側壁部とするものであるから、構造が簡単なろ
う付治具を用いればよく、その数も少なくて済む。した
がって、作業が簡単になる。しかも、燃焼室本体素材と
偏平管とのろう付も確実に行われる。

また、この発明の方法によって製造された熱交換器は、
頂壁部および頂壁部の左右両側縁に連なって下方に伸び
た左右両側壁部よりなりかつ下方に開口した燃焼室本体
と、燃焼室本体の前後両端を塞ぐ蓋と、内部に複数の熱
媒体流通路を有し、かつ左右両側壁部の外面にそれぞれ
ろう付された偏平管と、両偏平管の両端にそれぞれろう
付されたヘッダとからなるから、第９図に示す従来のも
のに比べて熱媒体の流通路の血清がはるかに大きくなる
。さらに、第９図に示す従来のものに比べて流通路の屈
曲箇所が少なくなるので、圧力損失が小さくなる。した
がって、第９図に示す従来のものに比べて熱交換効率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法で製造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図はこの発明
の方法で製造された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７図はこの発明の方法を示し、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
各部品のろう付換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図は従来例を
示す斜視図である。 （１）・・・熱交換器、（２）・・・頂壁部、（３）・
・・左右両側壁部、（４）・・・燃焼室本体、（５）・
・・蓋、（７）・・・偏平管、（８）・・・熱媒体流通
路、（９）・・・ヘッダ、（４１）・・・燃焼室本体素
材。 以　　上 第８図 ５〇− 第９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 頂壁部および頂壁部の左右両側縁に連なって下方に伸び
   た左右両側壁部よりなりかつ下方に開口した燃焼室本体
   と、燃焼室本体の前後両端を塞ぐ蓋と、内部に複数の熱
   媒体流通路を有し、かつ左右両側壁部の外面にそれぞれ
   ろう付された偏平管と、両偏平管の両端にそれぞれろう
   付されたヘッダとからなる熱交換器を製造する方法であ
   って、 金属製板状燃焼室本体素材の上面における幅の中間部に
   、左右方向に所定間隔をおいて両端部が上方に曲げられ
   た偏平管を沿わせる工程と、各偏平管の両端にそれぞれ
   ヘッダを被せる工程と、 燃焼室本体素材と偏平管、および偏平管とヘッダとをそ
   れぞれろう付する工程と、 燃焼室本体素材を、両偏平管どうしの間の部分で下方に
   曲げ、両偏平管どうしの間の部分を頂壁部とするととも
   に頂壁部に連なって下方に伸びた部分を左右両側壁部と
   する工程とを含む熱交換器の製造方法。