JPH04220130A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents
熱交換器の製造方法Info
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- JPH04220130A JPH04220130A JP40447790A JP40447790A JPH04220130A JP H04220130 A JPH04220130 A JP H04220130A JP 40447790 A JP40447790 A JP 40447790A JP 40447790 A JP40447790 A JP 40447790A JP H04220130 A JPH04220130 A JP H04220130A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機等に使用す
る熱交換器、特にアルミフィンと銅管とを組み合わせた
フィンアンドチューブ式熱交換器の製造方法に関するも
のである。
る熱交換器、特にアルミフィンと銅管とを組み合わせた
フィンアンドチューブ式熱交換器の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱交換器の製造では、銅管の外
径より若干大きな内径の孔をフィンに形成しておき、そ
の孔に銅管を挿入した後、当該銅管を拡管してフィンと
密着させる方法が採られている。拡管の手段としては、
銅管の一端からマンドレルを押し込む方法、流路の一端
を閉じて他端から高圧液体を注入する方法、銅管の一端
から液体圧力によって銅球（ボール）を押し込む方法等
がある。このほか、銅管外径より若干小さな内径の孔を
フィンに形成しておき、プレス等をよって強制的に銅管
を挿入する方法も採用されている。
径より若干大きな内径の孔をフィンに形成しておき、そ
の孔に銅管を挿入した後、当該銅管を拡管してフィンと
密着させる方法が採られている。拡管の手段としては、
銅管の一端からマンドレルを押し込む方法、流路の一端
を閉じて他端から高圧液体を注入する方法、銅管の一端
から液体圧力によって銅球（ボール）を押し込む方法等
がある。このほか、銅管外径より若干小さな内径の孔を
フィンに形成しておき、プレス等をよって強制的に銅管
を挿入する方法も採用されている。
【０００３】所謂ルームエアコンやパッケージエアコン
では、アルミフィンと銅管とを組み合わせたフィンアン
ドチューブ式熱交換器が多用されている。この種の熱交
換器は、殆どの場合、マンドレル拡管法を用いて製造す
るのが普通であるが、この方法には、次のような欠点が
ある。■ マンドレルと銅管内壁面との間の摩擦軽減
のために潤滑油を使用する必要がある。また、若干の摩
耗粉の発生が不可避であり、この摩耗粉が潤滑油と混合
して銅管の内壁面に付着するため、拡管作業終了後、有
機溶剤による洗浄が必要となる。■ 最近は、内面溝
付管が多く使用されているが、この種の銅管は、内壁面
に多数の螺旋状突起（フィン）が形成されているため、
平滑管の場合に比較して摩耗粉の発生が起こり易い。ま
た、マンドレルによって螺旋状突起の先端が押し潰され
て溝の深さが減少する結果、冷媒（フロン）との間の熱
伝達効率が低下する傾向がある。■ 拡管に伴って生
ずる銅管の縮み代が、拡管条件の微妙なバラつきによっ
て変化するため、より均一な銅管特性が要求されるよう
になり、銅管の製造コストの増加を招いている。
では、アルミフィンと銅管とを組み合わせたフィンアン
ドチューブ式熱交換器が多用されている。この種の熱交
換器は、殆どの場合、マンドレル拡管法を用いて製造す
るのが普通であるが、この方法には、次のような欠点が
ある。■ マンドレルと銅管内壁面との間の摩擦軽減
のために潤滑油を使用する必要がある。また、若干の摩
耗粉の発生が不可避であり、この摩耗粉が潤滑油と混合
して銅管の内壁面に付着するため、拡管作業終了後、有
機溶剤による洗浄が必要となる。■ 最近は、内面溝
付管が多く使用されているが、この種の銅管は、内壁面
に多数の螺旋状突起（フィン）が形成されているため、
平滑管の場合に比較して摩耗粉の発生が起こり易い。ま
た、マンドレルによって螺旋状突起の先端が押し潰され
て溝の深さが減少する結果、冷媒（フロン）との間の熱
伝達効率が低下する傾向がある。■ 拡管に伴って生
ずる銅管の縮み代が、拡管条件の微妙なバラつきによっ
て変化するため、より均一な銅管特性が要求されるよう
になり、銅管の製造コストの増加を招いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、空気
調和機用熱交換器の製造における従来技術の問題点を解
消し、より合理的な製造方法を提供することにある。特
に、現在社会的な大きな問題なっている有機溶剤による
環境汚染を軽減することが本発明の主な狙いである。
調和機用熱交換器の製造における従来技術の問題点を解
消し、より合理的な製造方法を提供することにある。特
に、現在社会的な大きな問題なっている有機溶剤による
環境汚染を軽減することが本発明の主な狙いである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決するため
、本発明に係る熱交換器の製造法にあっては、予め銅管
挿入用の孔を形成した所要枚数のアルミフィンを相互に
適当なギャップを設けて積層し、当該アルミフィンに所
要本数の銅管を挿入した後、各銅管を相互に接合して熱
媒体用の流路を形成し、当該流路内に所定量の水を注入
して流路の両端を密閉する。その後、銅管及びアルミフ
ィンの全体を所定の温度に加熱することにより、水の蒸
気圧を用いて銅管を拡管し、当該銅管をアルミフィンに
密着させるのである。
、本発明に係る熱交換器の製造法にあっては、予め銅管
挿入用の孔を形成した所要枚数のアルミフィンを相互に
適当なギャップを設けて積層し、当該アルミフィンに所
要本数の銅管を挿入した後、各銅管を相互に接合して熱
媒体用の流路を形成し、当該流路内に所定量の水を注入
して流路の両端を密閉する。その後、銅管及びアルミフ
ィンの全体を所定の温度に加熱することにより、水の蒸
気圧を用いて銅管を拡管し、当該銅管をアルミフィンに
密着させるのである。
【０００６】図２は、空気調和機用の伝熱管として多用
されている一般的な銅管（外径９．５２ｍｍ、肉厚０．
３４ｍｍ）について、高温時における内圧による破裂圧
力を実測した結果である。同図から明らかなように、３
０４ ℃付近で銅管の破裂圧力と水の飽和蒸気圧とが一
致し、その値は約９ＭＰａである。
されている一般的な銅管（外径９．５２ｍｍ、肉厚０．
３４ｍｍ）について、高温時における内圧による破裂圧
力を実測した結果である。同図から明らかなように、３
０４ ℃付近で銅管の破裂圧力と水の飽和蒸気圧とが一
致し、その値は約９ＭＰａである。
【０００７】しかし、３０４℃付近における飽和蒸気圧
の変化割合は、約０．１３ＭＰａ／℃と大きいため、水
の封入量があまり多過ぎると、実用に当たっての温度の
管理が難しくなる。このため、破裂圧力に等しい飽和蒸
気圧が発生する温度より若干低い温度において飽和水が
丁度なくなるように水の封入量を選定しておくと良い。 即ち、例えば３００℃における飽和蒸気の比重量は約４
６．２ｇ／１ｔｒであるから、封入水量をこの値に相当
する量以下にすれば、温度による飽和蒸気圧の変化割合
は、０．０１６ＭＰａ／℃と一桁小さくなり、工業的な
取扱いが簡単になる。
の変化割合は、約０．１３ＭＰａ／℃と大きいため、水
の封入量があまり多過ぎると、実用に当たっての温度の
管理が難しくなる。このため、破裂圧力に等しい飽和蒸
気圧が発生する温度より若干低い温度において飽和水が
丁度なくなるように水の封入量を選定しておくと良い。 即ち、例えば３００℃における飽和蒸気の比重量は約４
６．２ｇ／１ｔｒであるから、封入水量をこの値に相当
する量以下にすれば、温度による飽和蒸気圧の変化割合
は、０．０１６ＭＰａ／℃と一桁小さくなり、工業的な
取扱いが簡単になる。
【０００８】銅管に水を封入する際に空気を排除しない
場合は、残存酸素によって銅管の内面が若干酸化するこ
とがある。しかし、残存酸素量は、上記した一般的サイ
ズの銅管の場合、１ｍ当り精々 ０．６ｃｃ程度であり
、酸化による影響は、実用上無視することが出来る。も
っとも、内面酸化を極端に嫌う場合は、銅管内に残留す
る空気を不活性ガスと置換するか、真空吸引によって排
除した後、水を封入することが望ましい。
場合は、残存酸素によって銅管の内面が若干酸化するこ
とがある。しかし、残存酸素量は、上記した一般的サイ
ズの銅管の場合、１ｍ当り精々 ０．６ｃｃ程度であり
、酸化による影響は、実用上無視することが出来る。も
っとも、内面酸化を極端に嫌う場合は、銅管内に残留す
る空気を不活性ガスと置換するか、真空吸引によって排
除した後、水を封入することが望ましい。
【０００９】拡管終了後は、大気中における酸化が実用
上問題とならない程度の温度（例えば １００℃を若干
超える温度）まで銅管を冷却し、流路の端末部分を大気
に解放すると、封入水は、内圧によるエアブロー作用に
よって自力で噴出する。更に、不活性ガスを用いてパー
ジすれば、残った水は、余熱も手伝って乾燥し、ほぼ完
全に排除することが出来る。
上問題とならない程度の温度（例えば １００℃を若干
超える温度）まで銅管を冷却し、流路の端末部分を大気
に解放すると、封入水は、内圧によるエアブロー作用に
よって自力で噴出する。更に、不活性ガスを用いてパー
ジすれば、残った水は、余熱も手伝って乾燥し、ほぼ完
全に排除することが出来る。
【００１０】
【実施例】図１を参照して本発明の一実施例を説明する
。同図は、加熱拡管作業中のフィンアンドチューブ式熱
交換器の部分断面を示したものである。アルミフィン１
には、プレス等の手段により、銅管２の外径より若干大
きい内径の孔３が予め形成されており、その孔に銅管２
が挿入されている。銅管３の端末相互間は、Ｕベンド連
結管４を硬蝋付けすることによって連結され、全体とし
て一つの冷媒流路５が形成されている。
。同図は、加熱拡管作業中のフィンアンドチューブ式熱
交換器の部分断面を示したものである。アルミフィン１
には、プレス等の手段により、銅管２の外径より若干大
きい内径の孔３が予め形成されており、その孔に銅管２
が挿入されている。銅管３の端末相互間は、Ｕベンド連
結管４を硬蝋付けすることによって連結され、全体とし
て一つの冷媒流路５が形成されている。
【００１１】流路５の内部に水６を注入し、流路両端の
端末部７を閉止治具又はバルブ８等によって固く密閉す
る。このような組立品をバッチ炉又はトンネル式連続炉
等の加熱炉９の内部に装填して保護雰囲気中で所定温度
に加熱すると、銅管３は、水の蒸気圧によって膨張して
塑性変形し、アルミフィン１の孔３の内面に固く密着す
る。加熱拡管作業終了後、組立品の全体を冷却し、内部
温度が １００℃を若干超えている状態で流路端末部７
のバルブ８を解放すると、水は蒸気となって自力で勢い
良く噴出する。最後に、バルブ７を通して不活性ガスを
供給して銅管内部をパージすることにより、銅管の内面
は、余熱も手伝って、酸化を伴うことなく効率良く乾燥
する。
端末部７を閉止治具又はバルブ８等によって固く密閉す
る。このような組立品をバッチ炉又はトンネル式連続炉
等の加熱炉９の内部に装填して保護雰囲気中で所定温度
に加熱すると、銅管３は、水の蒸気圧によって膨張して
塑性変形し、アルミフィン１の孔３の内面に固く密着す
る。加熱拡管作業終了後、組立品の全体を冷却し、内部
温度が １００℃を若干超えている状態で流路端末部７
のバルブ８を解放すると、水は蒸気となって自力で勢い
良く噴出する。最後に、バルブ７を通して不活性ガスを
供給して銅管内部をパージすることにより、銅管の内面
は、余熱も手伝って、酸化を伴うことなく効率良く乾燥
する。
【００１２】銅管２の外径を９．５２ｍｍ、同肉厚を０
．３４ｍｍ、流路５の総延長を２０ｍと仮定した場合、
流路５の内容積は、約１．２３１ｔｒ となる。この場
合に必要とする水の封入量を前述の根拠によって算出す
ると、僅かに約５６ｇで良いことになる。拡管のための
加熱温度は、３０５〜３１０℃の範囲に設定することが
望ましい。
．３４ｍｍ、流路５の総延長を２０ｍと仮定した場合、
流路５の内容積は、約１．２３１ｔｒ となる。この場
合に必要とする水の封入量を前述の根拠によって算出す
ると、僅かに約５６ｇで良いことになる。拡管のための
加熱温度は、３０５〜３１０℃の範囲に設定することが
望ましい。
【００１３】
【発明の効果】本発明の効果を列挙すると次の通りであ
る。■ マンドレル拡管の場合と異なり潤滑油を必要
としない。また、摩耗粉が発生しないので、組立後（拡
管後）の洗浄工程が不要となり、公害防止に役立つと共
に、コストの低減を図ることが出来る。■ 内面溝付
管を使用しても、マンドレル拡管法の場合のように螺旋
状突起の潰れが全く生じないため、熱伝達効率の低下が
なく、熱交換器の性能向上を図ることが出来る。■
マンドレル拡管に伴う銅管縮み代のバラツキの問題を解
消することが可能となる。■ 加熱炉及び付帯設備を
追加するだけで、従来工程を大幅に変更することなく熱
交換器の量産ラインに適用することが出来る。
る。■ マンドレル拡管の場合と異なり潤滑油を必要
としない。また、摩耗粉が発生しないので、組立後（拡
管後）の洗浄工程が不要となり、公害防止に役立つと共
に、コストの低減を図ることが出来る。■ 内面溝付
管を使用しても、マンドレル拡管法の場合のように螺旋
状突起の潰れが全く生じないため、熱伝達効率の低下が
なく、熱交換器の性能向上を図ることが出来る。■
マンドレル拡管に伴う銅管縮み代のバラツキの問題を解
消することが可能となる。■ 加熱炉及び付帯設備を
追加するだけで、従来工程を大幅に変更することなく熱
交換器の量産ラインに適用することが出来る。
【図１】本発明の一実施例を示す熱交換器の部分断面図
。
。
【図２】銅管の破裂圧力と水の飽和蒸気圧との関係を示
す特性曲線図。
す特性曲線図。
１…アルミフィン ２…銅管３…孔
４…Ｕベン
ド連結管５…冷媒流路 ６
…封入水７…流路端末部 ８…
バルブ９…加熱炉
４…Ｕベン
ド連結管５…冷媒流路 ６
…封入水７…流路端末部 ８…
バルブ９…加熱炉
Claims (4)
- 【請求項１】予め銅管挿入用の孔を形成した所要枚数の
アルミフィンを相互に適当なギャップを設けて積層し、
当該アルミフィンに所要本数の銅管を挿入する工程と、
各銅管を相互に接合して熱媒体用の流路を形成し、当該
流路内に所定量の水を注入した後、流路の両端を密閉す
る工程と、銅管及びアルミフィンの全体を所定の温度に
加熱し、水の蒸気圧によって銅管を拡管して当該銅管を
アルミフィンに密着させる工程とからなることを特徴と
するフィンアンドチューブ式熱交換器の製造方法。 - 【請求項２】流路内に残留する空気を不活性ガスと置換
して排除した後、水を封入することを特徴とする請求項
１に記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項３】流路内に残留する空気を真空吸引によって
排除した後、水を封入することを特徴とする請求項１に
記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項４】水の蒸気圧と銅管の破裂圧力とが等しくな
る温度より若干低い温度において飽和水がなくなるよう
に水の封入量を選定しておく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 |
|---|---|---|---|
| JP2404477A JP2874346B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404477A JP2874346B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220130A true JPH04220130A (ja) | 1992-08-11 |
| JP2874346B2 JP2874346B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18514148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2404477A Expired - Lifetime JP2874346B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874346B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7500515B2 (en) | 2001-11-09 | 2009-03-10 | Gac Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
| CN101844184A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-09-29 | 华南理工大学 | 一种用于内翅片管的相变无损胀管方法 |
| CN102059296A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-05-18 | 华南理工大学 | 一种高压气体管板胀接方法与装置 |
| KR101437068B1 (ko) * | 2012-07-11 | 2014-09-02 | 한이금속주식회사 | 배관 접속구 제관형 방열기 및 그 방열기의 제조 방법 |
| CN117260220A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-12-22 | 大连日佳电子有限公司 | 一种铜管导引插入系统 |
| CN119140706A (zh) * | 2024-10-28 | 2024-12-17 | 大连日佳电子有限公司 | 一种用于制冷领域翅片的插管高效循环移载装置 |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2404477A patent/JP2874346B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7500515B2 (en) | 2001-11-09 | 2009-03-10 | Gac Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
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| CN102059296A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-05-18 | 华南理工大学 | 一种高压气体管板胀接方法与装置 |
| CN102059296B (zh) | 2010-10-26 | 2012-12-19 | 华南理工大学 | 一种高压气体管板胀接方法与装置 |
| KR101437068B1 (ko) * | 2012-07-11 | 2014-09-02 | 한이금속주식회사 | 배관 접속구 제관형 방열기 및 그 방열기의 제조 방법 |
| CN117260220A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-12-22 | 大连日佳电子有限公司 | 一种铜管导引插入系统 |
| CN117260220B (zh) * | 2023-10-26 | 2024-05-10 | 大连日佳电子有限公司 | 一种铜管导引插入系统 |
| CN119140706A (zh) * | 2024-10-28 | 2024-12-17 | 大连日佳电子有限公司 | 一种用于制冷领域翅片的插管高效循环移载装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2874346B2 (ja) | 1999-03-24 |
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