JPH043894A - 熱交換器の製造方法および熱交換器 - 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］ 本発明は、胴部の内部を流れる流体と、胴部の周囲に巻
かれた吸熱パイプ内を流れる流体とを熱交換させる熱交
換器の製造方法、およびその製造方法に用いて好適な熱
交換器に関する。

［従来の技術］ 胴部の周囲に吸熱パイプを巻回した熱交換器は、熱交換
効率を向上させる目的や、胴部の保護の目的で、胴部と
吸熱パイプとを、ろう付によって接合している。

ろう付接合を行う際、吸熱パイプが胴部の適切な箇所に
位置する必要がある。そこで、従来は例えば実開昭５８
−１１８３６号に示すものでは、断面Ω形を呈した固定
用のバンドを用いて吸熱パイプと胴部とを仮接合してい
た。このバンドは、Ｒ部の内部に吸熱パイプを配し、両
端の平面部分が胴部に溶接されることによって、吸熱パ
イプを胴部に仮接合するものである。

また、バンドのみでは、吸熱パイプと胴部との間に隙間
の発生する箇所ができる。隙間が発生すると、その隙間
からろう材が下方へ流れてしまう。

この結果、隙間の発生した部分は、吸熱パイプと胴部と
のろう付が行われない。

そこで、従来では、胴部の内側に治具を押し込み、胴部
を外方向に向かって外方向へ押すことによって、胴部と
吸熱パイプとの隙間を無くしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術は、次の問題点を有していた。

イ）ろう付後、不要となるバンドを用いていたため、熱
交換器の製造コストが高くなる。

口）治具を装着したり、外したりする作業が必要となる
ため、熱交換器の製造コストが高くなる。

ハ）治具を用いていたため、治具のコストによっても、
熱交換器の製造コストが高くなる。

二）ろう付を炉中で行う場合、治具を用いると治具に熱
の一部が奪われ、炉の運転速度が低下し、エネルギーコ
ストが高くなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、加工が容易で、製造コストの低い熱交換器の製造方
法の提供、およびその製造方法に用いて好適な熱交換器
の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の熱交換器の製造
方法は、次の工程の結合よりなる。

胴部の周囲に吸熱パイプを装着し、前記胴部と前記吸熱
パイプとを溶接によって接合する第１工程。

接合された前記胴部と前記吸熱パイプとを、ろう材によ
ってろう付接合する第２工程。

才な、本発明は、次の実施態様を採用すると良い。

ろう付接合が施される時の前記吸熱パイプの下端は、前
記胴部の下端より上方に位置する。

［作用］ 第１工程において、胴部の周囲の適切な位置に吸熱パイ
プを配置した後、第２工程でろう付される部分の胴部と
吸熱パイプとを直接、溶接する。

なお、接合の溶接箇所は、ろう付が成される部分にろう
材が下方へ流れるだけの隙間が発生しないものであれば
、連続的、部分的、あるいはスボッ１〜的であっても良
い。

第２工程において、第１工程で接合された吸熱パイプお
よび胴部を、炉中に配し、ろう付接合を行う。なお、ろ
う付に用いられるろう材は、吸熱パイプの周囲にクラッ
ドさせたり、あるいは吸熱パイプと胴部との間に形成さ
れる谷間に棒状のものを配するなど、特に限定するもの
では無い。

実施態様の作用を簡単に説明する。

従来、炉中において治具が胴部を支えていたとすれば、
吸熱パイプの下端が、胴部の下端より下方に位置しても
、吸熱パイプの下端が挿入された治具の下端より上方に
あれば、熱交換器は治具によって、安定した状態で支え
られる。しかるに、本発明によって、胴部を外側へ押す
治具が廃止できるため、吸熱パイプの下端が、胴部の下
端より下側にあると、吸熱パイプの下端で熱交換器を支
えることとなり、結果として炉中において熱交換器が不
安定となる。

しかるに、本実施態様を用い、吸熱パイプの下端を、胴
部の下端より上方に位置すると、ろう付を施すとき、胴
部の底で熱交換器を支えることができる。この結果、熱
交換器を治具等によって持ち上げなくとも、コンベアな
どの平面部分に直接置くことができる。

［発明の効果］ 本発明は、吸熱パイプと胴部とを直接、溶接するため、
従来使用されていた、バンドや、胴部内に挿入する治具
を廃止することができる。

この結果、バンドが不要となるとともに、治具の着脱お
よび治具自体が不要となり、熱交換器の製造コストを低
く抑えることができる。

また、本実施態様を採用することにより、ろう付時に熱
交換器を直接、平面においても安定するため、ろう付時
に熱交換器を持ち上げる治具が不要となり、結果として
熱交換器の製造コストを低く抑えることができる。

［実施例］ 次に、本発明の熱交換器の製造方法および熱交換器を、
図に示す一実施例に基づき説明する。

（熱交換器の構成） 第１図ないし第４図は本発明の製造方法によって製造さ
れた給湯器用の熱交換器を示す。

給湯器用の熱交換器１は、主に、胴部２と、多数のフィ
ン３と、水パイプ４とがら構成され、以下順に説明する
。なお、胴部２、フィン３および水バイブ４は、銅によ
って形成されている。

イ）胴部２の説明。

胴部２は、いわゆる内胴で、内部を燃焼ガスが流れる。

この胴部２は、一方の開口（第１図下側）がバーナを収
納する枠体に接続され、他方の開口（第１図上側）が排
気通路の枠体に接続される。

胴部２は、燃料（例えば、ガスや幻油など）の燃焼が行
われる燃焼部５と、内部にフィン３が配される主熱交換
部６とに、分類される。また、胴部２は、略四角柱体を
呈し、主熱交換部６の外形寸法は、燃焼部５の外形寸法
よりも、やや小さく設けられている。この胴部２は、２
枚の略コ字型を呈したプレートを接合した後、燃焼部５
を外方向へ拡張するとともに、両端開口部に、接続用フ
ランジ７．８を形成したものである。

一方、胴部２の主熱交換部６には、対向するそれぞれの
面に、水バイブ４（下述する貫通バイ１１６）を挿通す
るための貫通穴９．１０が、それぞれ複数設けられてい
る。この貫通穴９．１０には、バーリング加工が施され
ている。

口）フィン３の説明。

フィン３は、燃焼部５で発生した炎の熱と、水通路内を
流れる水との熱交換効率を向上させる多数の薄いプレー
トで、胴部２の一部である主熱交換部６の内部に、多数
、所定間隙を隔てて積層された状態で配設される。そし
て、各フィン３の向かい合う面の間を、燃焼ガスが通過
する。

各フィン３には、水パイプ４（下述する貫通パイプ１６
）を挿通するための貫通穴１７が、複数設けられている
。この貫通穴１７にも、それぞれにバーリング加工によ
って、バーリング部１８が形成されている。そして、貫
通パイプ１６とバーリング部１８は、ろう付接合されて
いる。

また、各フィン３の両端には、胴部２の内面に沿って当
接する当接フランジ２３が形成されている。そして、胴
部２と当接フランジ２３とは、ろう付接合されている。

ハ）水パイプ４の説明。

水パイプ４は、内部を流れる水と炎の熱との熱交換を行
う管で、一端が給水源に接続される入水パイプ（図示し
ない）に接続され、他端が出湯パイプ（図示しない）に
接続される。

水パイプ４は、胴部２の熱を吸熱する吸熱パイプ２４と
、主熱交換部６において水を加熱する加熱パイプ２５と
に分類される。

吸熱パイプ２４は、燃焼部５の周囲に接触した状態で巻
かれ、燃焼部５の周囲の面に、溶接された後、ろう材に
よってろう付接合されている（製造方法は、後述する）
。接合に使用される溶接技術は、とくに限定されるもの
では無いが、好ましい溶接技術としては、溶接箇所が不
活性ガスによって空気と遮断された溶接がある。このシ
ールドガスを用いた溶接の具体例を示せば、ティグ溶接
、プラズマ溶接などが一般的に知られている。

また、吸熱パイプ２４は、熱交換器１がろう付接合を行
う炉中に配された際、水バイブ４の下端、つまり吸熱バ
イブ２４の下端２４ａが、胴部２の下端２ａよりも、上
方に位置するように設けられている。

加熱パイプ２５は、胴部２を貫通する貫通バイ１１６と
、貫通パイプ１６の端に接続されるリターンベンドパイ
プ２６とからなり、ろう付接合されている。

（熱交換器の製造方法） 次に、熱交換器１の製造方法のうち、本発明にかかる胴
部２と吸熱バイブ２４との製造方法を簡単に説明する。

胴部２と吸熱パイプ２４とは、次の第１工程、第２工程
によって、接合されている。

二）第１工程では、角柱状に形成された胴部２の周囲に
、吸熱パイプ２４を配設する６次いで、胴部２の内側よ
り、治具によって胴部２を押しつけ、胴部２と吸熱パイ
プ２４とを当接させる。治具によって胴部２と吸熱パイ
プ２４とを当接させた状態で、ティグ溶接を施し、胴部
２と吸熱パイプ２４とを接合する。溶接の箇所は、第２
工程でろう付が成された際、胴部２と吸熱パイプ２４と
の間に、ろう材が下方へ流れるだけの隙間が発生しない
ものであれば良く、本実施例では、Ｉｃｍ〜３Ｃ１１に
１箇所、スボッＩ・的に溶接を施している。

ホ）第２工程は、第１工程で仮接合された胴部２と吸熱
パイプ２４との間に形成された谷間に、棒状のろう材を
配置した後、炉中においてろう付を行う０本実施例に用
いられる炉は、コンベアの上に熱交換器１を並列に複数
並べて置き、コンベアの移動によって、炉内を通過させ
るものである。

なお、この時、他のろう付部分も同時に、ろう付接合さ
れる。

本実施例では、熱交換器１をろう付する際、吸熱パイプ
２４の下端２４ａが、胴部２の下端２ａより上方に位置
するため、胴部２の底で熱交換器１を支えることができ
る。この結果、熱交換器１を治具等によって持ち上げな
くとも、コンベアの平面部分に直接置くことができる。

（実施例の効果） 本実施例は、吸熱パイプ２４と胴部２とを直接、溶接技
術によって接合するため、従来使用されていた、バンド
や、胴部２内に挿入する治具を廃止することができる。

この結果、バンドが不要となるとともに、胴部２を押し
広げて胴部２と吸熱パイプ２４との隙間を無くす治具の
着脱および治具自体が不要となり、熱交換器１の製造コ
ストを低く抑えることができる。

また、ろう付を行う際に与えられる熱の一部が、胴部２
を押し広げて胴部２と吸熱パイプ２４との隙間を無くす
治具に奪われることがない。このため、炉の熱効率が従
来に比較して向上し、結果的に熱交換器１の製造コスト
を低く抑えることができる。

さらに、胴部２を押し広げて胴部２と吸熱パイプ２４と
の隙間を無くす治具を胴部２に挿入しないため、治具に
より、胴部２が変形する可能性が無くなる。

一方、熱交換器１をろう付する際、熱交換器１を治具等
によって持ち上げなくとも、コンベアの平面部分に直接
置いても安定する。このため、ろう何時に熱交換器１を
持ち上げる治具が不要となり、結果として熱交換器１の
製造コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱交換器の側面断面図、第２図は熱交換器の正
面断面図、第３図は熱交換器の上面断面図、第４図は熱
交換器の斜視図である。 図中　　１・・・熱交換器　　２・・・胴部２４・・・
吸熱パイプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）次の各工程の結合を備えた、熱交換器の製造方法。 ａ）胴部の周囲に吸熱パイプを装着し、前記胴部と前記
   吸熱パイプとを溶接によって接合する第１工程。 ｂ）接合された前記胴部と前記吸熱パイプとを、ろう材
   によってろう付接合する第２工程。 ２）前記ろう付接合が施される時の前記吸熱パイプの下
   端は、前記胴部の下端より上方に位置する、請求項１記
   載の熱交換器。