JPH09113180A - 熱交換器における冷媒配管の無水溶接方法および無水溶接により形成された熱交換器における冷媒回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器における冷媒入口および出口に冷媒
配管を連結するにあたり、熱交換器を冷却水に浸けて溶
接するという極めて面倒で手間のかかる作業をなくすと
ともに、冷却によるエネギーロスをなくすことによっ
て、生産コストを低減させ、加えて、冷却水の蒸気が冷
媒配管内に混入することにより生じる耐久性の劣化を防
止することができる熱交換器における冷媒配管の無水溶
接方法および無水溶接により形成された熱交換器におけ
る冷媒回路の提供にある。 【解決手段】 熱交換器１におけるの冷媒入口３および
出口２に冷媒配管７，７を溶接する方法であって、冷媒
入口３および出口２と冷媒配管７，７との間に放熱管
４，４を介在させ、放熱管４と冷媒配管７，７との間を
加熱溶接により連結し、放熱管４，４と冷媒入口３およ
び出口２との間を局部溶接により連結するという手段を
講じた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器における
冷媒回路の無水溶接方法および無水溶接により形成され
た熱交換器における冷媒回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示す熱交換器１は、冷媒回路中に
おいて冷媒を水等の液体で熱交換する時に使用されるも
のであり、積層型である。この積層型の熱交換器１は、
内部に偏平な流路を有する板体を複数重ね合わせ、その
両端部に連通孔を設け、各連通孔どうしが重ね合わされ
るように板体の間にろう材を介在させてこれを積層し、
炉内で熱することにより板体を、板体の間に介在させて
おいたろう材によりろう付けして形成されている。さら
に、積層方向最外側に上記流路と連通する冷媒入口３お
よび出口２が上記連通孔にろう付けにより取り付け形成
されている。

【０００３】上記のように構成された熱交換器１を用い
て冷媒回路を形成する場合には、冷媒配管７，７と冷媒
入口３および出口２とのそれぞれの接合すべき部分全体
を約８５０℃に加熱した後にろう付けが行われている。
この時に、熱交換器１のろう付け部分（特に冷媒入口３
および出口２のろう付け部分）がこの加熱により溶けて
しまわないように、冷媒入口３および出口２を除いた部
分を冷却水Ｗに浸けて熱交換器１の温度上昇を防いでい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、熱交換器の冷媒
入口および出口はステンレス鋼製であり、冷媒配管は銅
製である場合が多く、このような異種の金属をアーク溶
接のような局部溶接により溶接しようとすると、接合界
面にボイドが発生しやすく、しかも、脆化化合物が形成
され脆弱化する。これを防止するために、ろう付けによ
る溶接が行われている。

【０００５】しかし、上記のように、熱交換器の冷媒入
口および出口を除いた部分を冷却水に浸けて冷却するこ
とで、熱交換器自体の温度上昇を防止しながら冷媒入口
および出口に冷媒配管をろう付け（加熱溶接の一例）し
ている。これは極めて面倒で手間がかかるという問題が
あった。また、熱が冷却水で冷却されているために、エ
ネルギーロスが多くコスト高になってしまうという問題
があった。さらに、冷却水の蒸気が熱交換器内に混入
し、冷媒回路形成後の蒸気除去が不完全な場合に冷媒の
一部が化学反応して酸が生じて冷媒配管の内部を早期に
腐食させて冷媒配管の耐久性を劣化させるという問題が
あった。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あって、熱交換器の冷媒入口および出口に冷媒配管を連
結するにあたり、熱交換器を冷却水に浸けて溶接すると
いう極めて面倒で手間のかかる作業をなくすとともに、
冷却によるエネギーロスをなくすことによって、生産コ
ストを低減させるとともに、冷却水の蒸気が冷媒配管内
に混入することにより生じる耐久性の劣化を防止するこ
とができる熱交換器の冷媒配管の無水溶接方法および無
水溶接により形成された熱交換器の冷媒回路の提供を目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、請求項１の熱交換器における冷媒配管の無水溶接方
法によれば、熱交換器における冷媒入口および冷媒出口
に冷媒配管を溶接する方法であって、冷媒入口および冷
媒出口と冷媒配管との間に放熱管を介在させ、放熱管と
冷媒配管との間を加熱溶接により連結し、放熱管と冷媒
入口および冷媒出口との間を局部溶接により連結すると
いう手段を講じた。

【０００８】また、請求項２の熱交換器における冷媒回
路によれば、熱交換器における冷媒入口に圧縮機からの
冷媒を供給する冷媒配管を接続し、冷媒出口に冷媒を圧
縮機に循環させる冷媒配管を接続して形成された熱交換
器における冷媒回路であって、冷媒入口および冷媒出口
と冷媒配管との間に放熱管を介在させ、放熱管と冷媒配
管との間を加熱溶接で連結し、放熱管と冷媒入口および
冷媒出口との間を局部溶接で連結して形成するという手
段を講じた。

【０００９】尚、局部溶接とは、接合すべき部分に電圧
を加えることにより局部的に高温にし、溶接すべき部分
の金属を融合させる方法、或いは、電子ビームを接合す
べき部分に衝突させてその衝突熱により溶接すべき部分
の金属を融合させる方法をいう。例えば、アーク溶接、
レーザ溶接、電子ビーム溶接等である。又、加熱溶接と
は、接合すべき部分全体を加熱して溶接部材を溶かして
おこなう方法を言う。例えば、ろう付け等である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の実施
の形態を説明する。図１乃至図３中の符号１は冷媒回路
中で高温高圧の冷媒を水等の液体で冷却する時に使用さ
れる熱交換器であり、積層型である。この積層型の熱交
換器１は、内部に偏平な流路を有する板体を複数重ね合
わせ、その両端部に連通孔を設け、各連通孔どうしが重
ね合わされるように板体の間にろう材を介在させてこれ
を積層し、炉内で熱することにより板体を、板体の間に
介在させておいたろう材によりろう付けして形成されて
いる。さらに、積層方向最外側に上記流路と連通するス
テンレス鋼製の冷媒入口３および出口２がろう付けによ
り取り付けられている。

【００１１】また、図中符号４はステンレス鋼からなる
放熱管である。この放熱管４，４はその一方側の外径が
冷媒入口３および出口２に挿入可能な大きさに形成さ
れ、また、他方側の内径は後述する冷媒配管７，７に挿
入可能な大きさに形成されている。

【００１２】さらに、図中符号７，７は銅製の冷媒配管
である。冷媒配管７，７は、圧縮機８、凝縮側の熱交換
器１および蒸発側の熱交換器１０を介して閉ループ状の
冷媒回路を形成している。尚、図１中の符号Ａは冷媒回
路の機構全体を示すものである。

【００１３】そして、上記閉ループ状の冷媒回路を形成
するため、図２，図３に示すように、熱交換器１の冷媒
入口３および出口２、冷媒配管７，７、放熱管４，４は
以下の手順で連結される。 、冷媒配管接続工程 放熱管４，４の一方側開口に冷媒配管７，７の一端側を
挿入する。 、ろう付け工程 放熱管４，４と冷媒配管７，７との接合すべき部分４
ａ，４ａの周面全体を約８５０℃に加熱し、この加熱に
よりろう材を溶かし接合すべき部分４ａ，４ａに万遍な
く流し込む。尚、上記ろう付けにおいても、アルゴンガ
ス、ヘリウムガス等の不活性ガス中で行うことが好まし
い。 、放熱管接続工程 冷媒入口３および出口２の開口に、のろう付け工程に
おいて冷媒配管７，７に連結されている放熱管４，４の
他方側を挿入する。 、アーク溶接工程 冷媒入口３および出口２と、の放熱管接続工程によっ
て冷媒配管７，７に連結されている放熱管４，４との接
合すべき部分２ａ，３ａの局部に電圧を加えて接合すべ
き部分２ａ，３ａの局部を約１２００℃に加熱し溶接す
る。尚、本工程の溶接はアルゴンガス、ヘリウムガスの
ような不活性ガス中で行われることが好ましい。

【００１４】上記〜工程中のろう付け工程は、接
合すべき部分４ａ，４ａの周面全体を予め８５０℃に加
熱した後に、その接合すべき部分４ａ，４ａの周面全体
にろう付けを行っているが、このろう付け時には、ろう
付け部分が熱交換器１と別体になっているので、ろう付
け時に加えた熱は、熱交換器１に伝わらず、熱交換器１
はそのろう材が再び溶解に至る温度にまで上昇する恐れ
が全くない。

【００１５】のアーク溶接工程はろう付け溶接のよう
に接合すべき部分２ａ，３ａの周面全体を加熱する必要
がなく、放熱管４，４と冷媒入口３および出口２との接
合すべき部分２ａ，３ａの局部に電圧を加えて局部的に
高温にし、接合すべき金属を融合させているので、熱交
換器１の冷媒入口３および出口２の局部を加熱している
にすぎず熱交換器１のろう付け部分（特に冷媒入口３お
よび出口２のろう付け部分）はそのろう材が再び溶解に
至る温度にまで上昇しない。

【００１６】従って、のろう付け工程およびのアー
ク溶接工程の際に接合すべき部分２ａ，３ａ，４ａ，４
ａに加えられる熱によって、熱交換器１のろう付け部分
はそのろう材が再び溶解に至る温度にまで上昇しないの
で、熱交換器１を冷却水Ｗ（図４参照）に浸けずに、冷
媒入口３および出口２と冷媒配管７，７との間を溶接す
ることができる。

【００１７】即ち、熱交換器１を冷却水Ｗに浸けながら
溶接するという極めて面倒で手間のかかる作業をなくす
ことができるとともに、溶接時の冷却によるエネルギー
ロスをなくし、生産コストを低減することができ、加え
て、冷却水Ｗを使用していないため、冷却水Ｗの蒸気が
熱交換器１に混入するおそれがなく、冷却水Ｗの蒸気が
熱交換器１内に混入することによって生じる冷媒配管お
よびこれによって形成される冷媒回路の耐久性の劣化を
防止することができる。

【００１８】尚、放熱管４，４は、その一端側をろう付
けに適した温度に加熱したときに、他端側の温度が、放
熱管４，４の放熱によってろう材を溶かすに至る温度に
まで上昇しない程度の長さであれば、のアーク溶接工
程を行なった後にのろう付け工程を行って良い。

【００１９】また、冷却水Ｗの蒸気が冷媒回路内に混入
し、冷媒回路形成後の蒸気除去が不完全な場合には、冷
媒の一部が化学反応して酸が生じて冷媒配管の内部を早
期に腐食させて冷媒配管の耐久性を劣化させてしまた
り、或いは、湿気によって生じた錆が圧縮機８内に入り
圧縮機８を故障させたり、また、冷媒の膨張過程で湿気
が凍ってしまい動作不良をおこしたりする恐れがあっ
た。

【００２０】また、のアーク溶接工程中のアーク溶接
は、電圧を加えた部分に局部的に熱を加えて行う溶接で
あり、局部的に熱を加える溶接方法であれば、アーク溶
接に限られず、例えば、電子ビームの衝撃熱を利用した
電子ビーム溶接でも良いことは言うまでもない。

【００２１】上記の実施形態では、からの工程は凝
縮側の熱交換器１についてのみ説明しているが、ろう付
けにより配管されるものであれば、凝縮側の熱交換器１
に限定されるものではなく、蒸発側の熱交換器１０の配
管にも同様に放熱管４，４を介在させて配管しても良い
ことは無論である。尚、図１中の符号５，６は冷媒と熱
交換するための熱交換液の出口および入口である。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る熱交換器における冷媒配管
の無水溶接方法および無水溶接により形成された熱交換
器における冷媒回路によれば、冷媒配管と冷媒入口およ
び出口との間に放熱管を介在させ、放熱管と冷媒入口お
よび出口との連結部分を局部溶接で行い、冷媒配管と放
熱管との連結部分を加熱溶接で行っているので、溶接に
よって、熱交換器のろう付け部分はそのろう材が再び溶
解に至る温度にまで上昇しない。従って、熱交換器を冷
却水に浸けながら溶接するという極めて面倒で手間のか
かる作業をなくすことができるとともに、溶接時の冷却
によるエネルギーロスがなくなり、生産コストを低減す
ることができ、加えて、冷却水を使用していないため、
冷却水の蒸気の混入によって生じる冷媒配管およびこれ
により形成される冷媒回路の耐久性の劣化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱交換器における冷媒配管の無水
溶接方法および無水溶接により形成された熱交換器にお
ける冷媒回路の説明図である。

【図２】熱交換器の冷媒入口および出口と放熱管と冷媒
配管との溶接状態を示す斜視図である。

【図３】熱交換器の冷媒入口および出口と放熱管と冷媒
配管との溶接状態の要部拡大断面図である。

【図４】従来の熱交換器の冷媒配管の接続方法の説明図
である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 冷媒出口 ３ 冷媒入口 ４ 放熱管 ７ 冷媒配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器における冷媒入口および冷媒出
   口に冷媒配管を溶接する方法であって、 冷媒入口および冷媒出口と冷媒配管との間に放熱管を介
   在させ、放熱管と冷媒配管との間を加熱溶接により連結
   し、放熱管と冷媒入口および冷媒出口との間を局部溶接
   により連結するようにしたことを特徴とする熱交換器に
   おける冷媒配管の無水溶接方法。
2. 【請求項２】 熱交換器における冷媒入口に圧縮機から
   の冷媒を供給する冷媒配管を接続し、冷媒出口に冷媒を
   圧縮機に循環させる冷媒配管を接続して形成された熱交
   換器における冷媒回路であって、 冷媒入口および冷媒出口と冷媒配管との間に放熱管を介
   在させ、放熱管と冷媒配管との間を加熱溶接で連結し、
   放熱管と冷媒入口および冷媒出口との間を局部溶接で連
   結して形成したことを特徴とする熱交換器における冷媒
   回路。