JPH089097B2 - 積層体ロウ付け方法 - Google Patents

積層体ロウ付け方法

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JPH089097B2
JPH089097B2 JP2278048A JP27804890A JPH089097B2 JP H089097 B2 JPH089097 B2 JP H089097B2 JP 2278048 A JP2278048 A JP 2278048A JP 27804890 A JP27804890 A JP 27804890A JP H089097 B2 JPH089097 B2 JP H089097B2
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哲男 安孫子
良孝 牛田
唯宏 居福
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレートフィン型熱交換器の製造に使用さ
れる積層体ロウ付け方法に関する。
〔従来の技術〕 プレートフィン型熱交換器は、波形フィンを配設した
流体通路が複数段に積層された構造をしており、ロウ付
けにより製造される。プレートフィン型熱交換器のロウ
付けによる製造方法を、第4図および第5図の熱交換器
について説明する。第4図は熱交換器の平面図、第5図
は第4図のB−B線断面矢視図である。
熱交換器は、上下の端板1,1間に間隔をあけて積層さ
れた多数枚のチューブプレート2,2,を有する。チューブ
プレート2,2…は、隣接する2枚のプレート2,2を一組と
し、そのプレート2,2間に流体通路が形成されるよう
に、プレート2,2の両側を閉塞してある。各組における
2枚のプレート2,2間には、第1の波形フィン3aが配設
されており、各組間に形成される別の流体通路には第2
の波形フィン3bが配設されている。
熱交換器は又、端板1,1の対角線上に位置する2つの
隅部に、チューブプレート2,2…を積層方向に貫通して
形成した流路5を有する。流路5の周囲においては、一
組のチューブプレート2,2が対向側へ折れ曲がって接触
することにより、そのチューブプレート2,2間が閉塞さ
れている。流路5の外側に位置するチューブプレート縁
部において、各組間の隙間を閉塞するため、隣接する組
の対向する2枚のチューブプレートが、その対向側へ折
れ曲がって接触しており、これに伴って一組のチューブ
プレート2,2間に流路5を囲む弧状の空間6が形成され
ている。
熱交換される一方の流体Aは、熱交換器の一側面よ
り、第1の波形フィン3aの配設された流体通路に流入
し、他側面より外部へ流出する。他方の流体Bは、上段
の端板1の対角線上の一側部に立設されたヘッダパイプ
4より熱交換器内に流入する。熱交換器内に流入した流
体Bは、チューブプレート2,2…を積層方向に貫通して
設けられた流路5から、第2の波形フィン3bの設けられ
た流体通路に流入し、該流体通路を対角線方向に通過し
た後、対角線上の他端部に同様に設けられた流路5およ
びヘッダパイプ4を経て外部へ流出する。
このような構造のプレートフィン型熱交換器は、上下
の端板1,1間にロウ材を介してチューブプレート2,2…お
よび波形フィン3a,3b…を積層し、その積層体に積層方
向の圧縮荷重を加えた状態で、該積層体を真空中でロウ
材の融点以上に加熱することにより製造される。熱交換
器が高温高圧用途の場合は、その熱交換器はステンレス
鋼製とされ、ステンレス鋼製の熱交換器に対しては高融
点のロウ材が使用されるために、加熱温度は1200〜1300
℃と高い。
〔発明が解決しようとする課題〕
このようなロウ付けによる熱交換器の製造において
は、積層体の積層方向に圧縮荷重が付加されることによ
り、チューブプレート2,2の各間に波形フィン3a,3b…を
介在した部位では、波形フィン3a,3b…を介して積層方
向に充分な圧縮荷重が伝達されるので、チューブプレー
ト2,2…および波形フィン3a,3b…が所定強度で相互にロ
ウ付けされる。
ところが、チューブプレート2,2…の各間に波形フィ
ン3a,3b…が介在されていない流路5の外側縁部では、
相互に接合される一組のチューブプレート2,2が、各組
間に空間6が形成された状態で複数段に積層されている
ために、積層方向に付加される圧縮荷重がチューブプレ
ート2,2間に充分に伝達されない。そのため、この部分
ではチューブプレート2,2…が接合不良となる危険性が
高い。
この問題を解決するために、空間6にスペーサを介在
させることが考えられるが、スペーサが波形フィン3a,3
bのような金属の場合は、スペーサがロウ材によってチ
ューブプレート2,2に接合されるおそれがある。また、
熱交換器がステンレス鋼製の場合は、加熱温度が高いた
めに、スペーサを構成する金属の種類によっては、軟化
変形を生じ、スペーサとしての機能を果たし得ないこと
もある。
本発明の目的は、相互にロウ付けされる2枚のチュー
ブプレートが空間をあけて複数段に積層される流路の外
側縁部においても、加熱温度にかかわらず確実にそのチ
ューブプレート同士をロウ付けし得る積層体ロウ付け方
法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のロウ付け方法は、流路の外側縁部に形成され
た弧状の各空間に周方向に間隔をあけてセラミックス製
のスペーサを圧入してロウ付けを行い、ロウ付け後に各
空間からスペーサを除去するものである。
前記スペーサは、相互対向面に傾斜面を有する一組の
くさび状部材とすることができる。
〔作用〕
セラミックス製のスペーサは、ロウ材に対する凝着性
が低く、また、ステンレス鋼製熱交換器を製造するとき
のような高い加熱温度を与えられ場合にも、溶融がな
く、且つその場合に大きな荷重を受けても変形が生じな
い。
従って、ロウ付けされる一組のチューブプレートが各
組間に空間をあけて複数段に積層されている流路の外側
端部において、その各空間にセラミックス製のスペーサ
を介在させることにより、高温加熱下でも一積のチュー
ブプレート間に充分な密着力が付与される。その結果、
変形の少ない良好なロウ付けが行われる。
また、空間が弧状で奥行きが小さいため、ロウ付け後は
空間からスペーサを簡単に除去することができ、その再
使用も可能になる。
スペーサが一組のくさび状部材の場合は、空間にスペ
ーサを僅かの力で容易に押し込むことができる。
〔実施例〕
以下に本発明法の実施例を、前記プレートフィン型熱
交換器の製造に適用した場合について、第1図〜第3図
により説明する。
第1図は本発明法で製造されるプレートフィン型熱交
換器の一部を示す平面図、第2図は第1図のA−A線断
面矢視図、第3図はその方法に使用されるスペーサの斜
視図である。
プレートフィン型熱交換器の構造は前述した通りであ
り、流路5の外側縁部においては、相互にロウ付けされ
る一組のチューブプレート2,2が流路5を囲む弧状の空
間6を介して複数段に積層されている。
熱交換器の製造では、上下の端板1,1間にロウ材を介
してチューブプレート2,2…および波形フィン3a,3b…を
積層し、その積層体に積層方向の圧縮荷重を加えた状態
で、該積層体を拘束する。これにより、チューブプレー
ト2,2…の各間に波形フィン3a,3b…が介在された部位で
は、各部材が充分な荷重で密着される。しかし、ヘッダ
パイプ4に連通する流路5の外側縁部では、相互にロウ
付けされるチューブプレート2,2の各組間に弧状の空間
6が形成されている。そのため、チューブプレート2,2
間に充分な密着力が付加されない。
そこで、第1図および第2図に示すように、流路5の
外側に形成された複数段の弧状の空間6,6…に、各段毎
に周方向に間隙をあけてセラミックスからなる複数のス
ペーサ7,7…を外方から挿入する。
各スペーサ7は、第2図および第3図に示すように、
2枚のくさび状部材7a,7bを上下に重ねて使用するよう
になっており、相互対向面の一方は、挿入方向一端から
他端にかけて肉厚が漸増するように傾斜した傾斜面8aで
あり、他方の相互対向面は、逆に挿入方向他端から一端
にかけて肉厚が漸増するように傾斜した傾斜面8bとなっ
ている。
空間6にスペーサ7を挿入する場合は、スペーサ7の
総厚が減少する方向にくさび状部材7a,7bをずらせて空
間6に挿入する。しかる後、くさび状部材7a,7bの外側
に突出した方を内側へ押し込む。これにより、スペーサ
7の総厚が増大し、2枚のチューブプレート2,2間に充
分な密着力が付与される。
積層体へのスペーサ7,7…の装着が終わると、真空中
で積層体をロウ材の融点以上に加熱する。加熱が終了
し、積層体が充分に冷却されると、積層体からスペーサ
7,7…を取り外す。
スペーサ7を構成するセラミックスは、例えばAl2O3,
Si3N4,SiC等を挙げることができる。
スペーサ7の寸法は、挿入すべき空間6の寸法に応じ
て適宜決定される。
ロウ材は、熱交換器がステンレス鋼製の場合は、粉末
ニッケル等を使用し、ロウ付け温度は1200〜1300℃程度
である。
このようなロウ付け方法で前記プレートフィン型熱交
換器の製造を行うと、相互にロウ付けされるチューブプ
レート2,2が山状の空間6を介して複数段に積層されて
いる流路5の外側縁部においても、チューブプレート2,
2…間に波形フィン3a,3bが介在された部分と同様に、各
部材が充分な荷重で密着される。しかも、空間6に挿入
されるスペーサ7は、ステンレス鋼製の熱交換器を製造
するときのような高いロウ付け温度にさらされても変形
しない。従って、流路5の外側縁部も他の部分と同様に
変形のない確実なロウ付けが行われる。
また、このスペース7は、ロウ材に対する凝着力が弱
いので、熱交換器にロウ付けされるおそれがなく、弧状
の空間6の奥行きが小さいこともあいまって、熱交換器
からの取り外しが容易である。取り外したスペーサ7
は、繰り返し再使用することができる。
なお、上記実施例では、スペーサ7はくさび状とされ
ているが、これに限定されないことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明の積層体ロウ
付け方法は、密着力の加わり難い流路の外側縁部にセラ
ミックス製のスペーサを使用することにより、ロウ付け
温度の高いステンレス鋼製のプレートフィン型熱交換器
の製造においても、熱交換器各部を変形なく確実にロウ
付けでき、その品質を向上させる。また、スペーサがロ
ウ付けされるおそれがなく、その取り外しが容易であ
り、再使用によりスペーサコストの低減も可能になる。
スペーサが一組のくさび状部材の場合は、その着脱が
特に容易で、多数のスペーサを使用する場合にも、その
着脱に長時間を必要としない利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法の一例を示すプレートフィン型熱交換
器の要部平面図、第2図は第1図のA−A線断面矢視
図、第3図はその方法に使用されるスペーサの斜視図、
第4図はプレートフィン型熱交換器の平面図、第5図は
第4図のB−B線断面矢視図である。 1:端板、2:チューブプレート、3a,3b:波形フィン、4:ヘ
ッダパイプ、5:流路、6:空間、7:スペーサ、7a,7b:くさ
び状部材、8a,8b:傾斜面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久野 正明 兵庫県尼崎市西長洲本通2丁目6番地 住 友精密工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−30247(JP,A) 実開 昭63−76367(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2枚のチューブプレート(2,2)の間に第
    1の波形フィン(3a)を挟んで形成したユニットが第2
    の波形フィン(3b)を介して積層されると共に、ユニッ
    トの隅部に積層方向に貫通する流路(5)が形成され、
    流路(5)の周囲においてユニット内の2枚のチューブ
    プレート(2,2)が対向側へ折れ曲がって接触すること
    によりそのチューブプレート(2,2)の間が閉塞され、
    流路(5)の外側に位置するユニットの縁部において隣
    接するユニットの対向する2枚のチューブプレートがそ
    の対向側へ折れ曲がって接触することによりユニット内
    の2枚のチューブプレート(2,2)間に流路(5)を囲
    む弧状の空間(6)が形成されたプレートフィン型熱交
    換器の製造に使用される積層体ロウ付け方法であって、 ロウ材を介して前記チューブプレートおよび前記波形フ
    ィンを交互に積層してなる積層体に積層方向の圧縮荷重
    を加えた状態で、該積層体をロウ材の融点以上に加熱し
    てロウ付けする際に、流路(5)の外側縁部に形成され
    た弧状の空間(6)に、周方向に間隔をあけて圧入され
    た複数のセラミック製スペーサ(7)を介在させ、ロウ
    付け後に空間(6)から前記スペーサ(7)を除去する
    ことを特徴とする積層体ロウ付け方法。
  2. 【請求項2】前記スペーサ(7)が、相互対向面に傾斜
    面を有する一組のくさび状部材であることを特徴とする
    請求項1に記載の積層体ロウ付け方法。
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