JPH09189490A

JPH09189490A - 熱交換器及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09189490A
Application number: JP93796A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yoshida; 孝行吉田; Yuji Suefuji; 祐二末藤; Atsushi Mochizuki; 厚志望月; Yoichi Hisamori; 洋一久森; Kenji Kawaguchi; 憲治川口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換器の放熱面であるフィン部と伝熱管部
が簡単に一体で構成され、接合・組立箇所が少なく、組
立性、生産性、放熱性能が向上した熱交換器を提供する
ことを目的とする。【解決手段】各伝熱管１およびフィン部２が、複数の
溝部および該各溝部間の面部とを具備する板材１０と平
板材２０とを組み合わせることによって複数の溝部が各
伝熱管１を成し、面部がフィン部２を成すように形成さ
れ、この形成されたフィン部２に熱媒体と熱交換する空
気が通過するための穴部を設けた熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばルーム・
エアコン、パッケージ・エアコン等の室内機に使用され
る熱交換器及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２１は、例えば日本機械学会論文集の
第56巻530 号（1990年10月発行）に記載された従来の熱
交換器を示す外観図である。この図において、１は冷媒
や蓄熱材などの熱媒体である熱交換流体が流れる伝熱
管、２ａ、２ｂは細線フィンであり、この細線フィン２
ａ、２ｂは伝熱管１の表側と裏側に交互に編み込まれ、
かつこの細線フィン２ａ、２ｂは伝熱管１と密着した構
造になっている。また、この熱交換器では、伝熱管１に
細線フィン２ａ、２ｂを交互に編み込むことにより、細
線フィン２ａ、２ｂと伝熱管１との熱的接触が確保され
ると同時に、伝熱管１及び細線フィン２ａ、２ｂとの位
置が決めれ、固定される。また、伝熱管１としては、例
えば１〜２mmの外径で0.7 〜1.7mm の内径の極細パイプ
が用いられ、細線フィン２ａ、２ｂとしては線径0.1 〜
0.5mm のワイヤーが用いられている。なお、この図の３
は、気流（空気）の流れる方向（「気流方向」）を示し
ている。

【０００３】図２２は、筆者らが特開平６−３３１２９
０で示した熱交換器であり、１は伝熱管、２は細線フィ
ンであり、図２１とは細線フィンの編み方が違ってい
る。なお、本熱交換器では、伝熱管１と細線フィン２が
接合されており、この細線フィン２のピッチＡは0.3 〜
1.5mm 程度であり、伝熱管１のピッチＢは３〜６mm程度
である。

【０００４】また、日本機械学会論文集第56巻530 号
（1990年10月発行）に記載された従来例の熱交換器で
は、複数の伝熱管１に冷媒や蓄熱材などの熱媒体である
熱交換流体を流すためのヘッダー（分配管）の構造は示
されていないが、筆者らが試作した従来の熱交換器で
は、図２３に示すように、単純な円形状または、四角形
状のヘッダー４に各伝熱管１が差し込まれる複数の孔を
設け、この孔に伝熱管１を差し込み、伝熱管１の両端に
ヘッダー４を接合している。このヘッダー４が両端に設
けられた熱交換器の全体図を図２４に示す。また、これ
らの各ヘッダーには、冷媒などの熱交換流体を熱交換器
に流すための入口管５と排出するための出口管６がそれ
ぞれ接続されている。

【０００５】次に、従来例の動作について説明する。こ
の熱交換器における空気の流れる様子を図２５に拡大し
て示したように、この熱交換器では、空気が気流方向３
に従い細線フィン２の間隙を縫うようにして流れる。そ
して、その間、空気と伝熱管１及び細線フィン２との間
で熱交換が行われる。

【０００６】次に、図２４を用いて冷却流体と空気の熱
交換を説明する。まず、熱媒体などの低温の熱交換流体
が入口管５より流入すると、この流入した熱交換流体は
上側のヘッダー４に入り、このヘッダー４に接合された
複数の伝熱管１の内部を流れ、上記熱交換作用により、
熱交換器を通過する気流３を冷却する。これにより冷房
を行うことができる。この時、伝熱管１及び細線フィン
２の表面近くの空気が露点温度以下に冷やされると、伝
熱管１や細線フィン２の表面に結露し、この結露水は伝
熱管１の表面や細線フィン２の表面に沿って排水され
る。また、熱交換された熱交換流体は下側のヘッダー４
に流れ込んで集められ、出口管６より流出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の熱交換器は以上
のように構成されているので、組立を行う際、複数の伝
熱管１に細線フィン２が巻き付けられた状態で、ヘッダ
ー４に設けられた孔に細い伝熱管１を挿入せねばなら
ず、非常に作業性が悪く、量産が困難であるという問題
点があった。また、細線フィン２を伝熱管１に巻きつけ
る加工も難しく、量産性を阻害していた。また、ヘッダ
ー４から複数の伝熱管１に熱交換流体が気液共存で流入
した場合、気液流体の流し方と比重の相違によって、液
相の熱交換流体が多く流入した伝熱管１と気相の熱交換
流体が多く流入した伝熱管１がそれぞれでき、各伝熱管
１のそれぞれで、熱交換流体の蒸発量、即ち熱交換量が
相違するため、熱交換器の各伝熱管の熱交換量がばらつ
き、熱交換器全面でバランス良く熱交換しないので、熱
交換性能が低下するという問題点も発生していた。ま
た、ヘッダー４等のから各伝熱管１までの流路抵抗の相
違によって、入口管５近傍部の伝熱管１に流した熱交換
流体と入口管５から遠いところにある伝熱管１に流した
熱交換流体との流量分布が相違し、この相違によって各
伝熱管の熱交換量がばらつき、熱交換性能が低下した状
態で、熱交換流体と気流とを熱交換させるという問題点
も発生していた。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、本発明の第１の目的は、熱交
換器の放熱面であるフィン部と伝熱管部が簡単に一体で
構成され、フィン部と伝熱管部との熱伝導が良く、ま
た、特に、空気がフィンに沿って流れる時は、フィンを
挟んだ空気が互いに混合しながら温度が均一化され、接
合・組立箇所が少なく、組立性、生産性、放熱性能が向
上した熱交換器を提供することを目的とする。

【０００９】また、この発明の第２の目的は、熱交換器
の放熱面であるフィン部と伝熱管部、並びに熱交換器の
各伝熱管へ熱交換流体を分配・収集する入口・出口の各
ヘッダーとが簡単に一体で構成され、フィン部と伝熱管
部との熱伝導が良く、また、特に、空気がフィンに沿っ
て流れる時は、フィンを挟んだ空気が互いに混合しなが
ら温度が均一化され、接合・溶接・組立箇所が少なく、
組立性、生産性、放熱性能、並びに熱交換流体の漏れに
対する信頼性が向上した熱交換器を提供することを目的
とする。

【００１０】また、この発明の第３の目的は、材料歩留
が良く、フィン部の面積および表面熱伝達が向上し、経
済的で、放熱性能が向上した熱交換器を得ることを目的
とする。

【００１１】また、この発明の第４の目的は、入口ヘッ
ダーの流路抵抗が均等化され、熱交換流体の各伝熱管へ
の分配量が均ーになり、放熱性能が向上した熱交換器を
提供することを目的とする。

【００１２】また、この発明の第５の目的は、接合材料
を収合させて、密着力が強く、接合材料が伝熱管の流体
路を塞がない構造の熱交換器を提供することを目的とす
る。

【００１３】また、この発明の第６の目的は、熱交換器
を少ない製造工程で簡単に作れ、接合作業が容易で、接
合部の気密性が向上した生産性の良い熱交換器の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る熱交換器
おいては、熱媒体が流れる複数の伝熱管と、この各伝熱
管の外周に接して設けられたフィン部と、前記各伝熱管
の両端部にそれぞれ接続され、前記熱媒体を導く入口お
よび出口部を有する入口および出口の各ヘッダー部と、
を備えた熱交換器において、前記各伝熱管および前記フ
ィン部が、複数の溝部および該各溝部間の面部とを具備
する板材と平板材とを組み合わせることによって前記複
数の溝部が前記各伝熱管を成し、前記面部が前記フィン
部を成すように形成され、この形成されたフィン部に前
記熱媒体と熱交換する空気が通過するための穴部を設け
たものである。

【００１５】また、熱媒体が流れる複数の伝熱管と、こ
の各伝熱管の外周に接して設けられたフィン部と、前記
各伝熱管の両端部にそれぞれ接続され、前記熱媒体を導
く入口および出口部を有する入口および出口の各ヘッダ
ー部と、を備えた熱交換器において、前記各伝熱管およ
び前記フィン部が、複数の溝部および該各溝部間の面部
とを具備する板材をその各溝部が互いに向かい合うよう
に組み合わせることによって前記複数の溝部が前記各伝
熱管を成し、前記面部が前記フィン部を成すように形成
され、この形成されたフィン部に前記熱媒体と熱交換す
る空気が通過するための穴部を設けたものである。

【００１６】また、前記入口および出口の各ヘッダー部
が、前記板材に前記複数の溝部の両端部のそれぞれと連
絡した各ヘッダー溝としてそれぞれ形成されたものであ
る。

【００１７】また、前記穴部の板材を残存させて前記フ
ィン部の一部としたものである。

【００１８】また、前記入口のヘッダー部が、前記熱媒
体を導く入口部を有し、該入口部からの熱媒体の流れを
遅くするための流路断面を有する第１の入口側ヘッダー
部と、この第１の入口側ヘッダー部と前記各伝熱管との
間に設けられ、前記第１の入口側ヘッダー部からの熱媒
体を前記各伝熱管の数より少ない数の各ヘッダー室によ
って分割してから前記各伝熱管へ導く第２の入口側ヘッ
ダー部と、で構成されたものである。

【００１９】また、前記各溝部の内側根元部が、円弧状
に形成されたものである。

【００２０】また、熱媒体が流れる複数の伝熱管と、こ
の各伝熱管の外周に接して設けられたフィン部と、前記
各伝熱管の両端部にそれぞれ接続され、前記熱媒体を導
く入口および出口配管を有する入口および出口の各ヘッ
ダー部と、を備えた熱交換器において、前記フィン部
が、前記熱媒体と熱交換する空気が通過するための穴部
を有する平板材で前記各伝熱管を挟み込むことによって
形成されたものである。

【００２１】また、前記板材のある間隔毎の部位に前記
複数の伝熱管に相当する各溝部を加工するステップと、
この加工した前記フィン部に相当する前記溝部の間の面
部に前記空気を通過させるための穴部を加工するステッ
プと、前記板材の接合面にめっき材を貼り付けるステッ
プと、この貼り付けためっき材を有する前記板材に他の
板材を組み合わせるステップと、この組み合わせた板材
を加熱・冷却して接合するステップと、前記各溝部の両
端部に配管を介して前記入口および出口の各ヘッダー部
を接合するステップと、を備えた製造方法に関するのも
のである。

【００２２】また、前記板材のある間隔毎の部位に前記
複数の伝熱管および各ヘッダーに相当する各溝部を加工
するステップと、この加工した前記フィン部に相当する
前記溝部の間に面部前記空気を通過させるための穴部を
加工するステップと、前記板材の接合面にめっき材を貼
り付けるステップと、この貼り付けためっき材を有する
前記板材に他の板材を組み合わせるステップと、この組
み合わせた板材を加熱・冷却して接合するステップと、
を備えた製造方法に関するものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下に、この実施の形態１について、図
１を用いて説明する。図１はこの実施の形態１の熱交換
器の正面図であり、また、図２は伝熱管部１１を張り出
させた熱交換器の拡大斜視図である。なお、構造の理解
を助けるために、まず製造方法を示してから、構造の説
明を行う。まず最初は、銅材、銅合金またはステンレス
材等からなる平板材２０を金型により、伝熱管１の半部
分に相当する伝熱管部１１、並びにヘッダー４の入口の
半部分に相当する第１および第２のヘッダー入口部１２
a 、１２b を張り出させて溝を有する板材１０に形成す
る。また、その後の製造プロセスとしては、熱交換器の
外形に相当する部分を板材１０から打ち抜く。次に、伝
熱管部１１の間の板材１０を打ち抜くか、あるいはエッ
チング加工をして穴を形成する。なお、この穴加工後の
各伝熱管１１の間に残存した板材１０が面部に相当する
フィン部１３となる。次に、この形成された板材１０を
２枚張り合わせて接合する。以上のプロセスにより、従
来例で述べたヘッダー４、伝熱管１、並びに細線フィン
２に相当するフィン部等の熱交換器の各部が一体で形成
された熱交換器を得ることができる。

【００２４】次に、図３に上記成形プロセスによって張
り合せて接合した伝熱管部１１の状態拡大斜視図を示
す。また、この図の３は空気の気流方向を示している。
さらに、図１１にヘッダー部を拡大した斜視図を示す。
この図１１において、１１は内径0.7 〜1.7mm の伝熱管
部、１２a は第１のヘッダー入口部、１２b はこの第１
のヘッダー入口部１２a と連絡管を介して連絡され、第
１の入口ヘッダー部よりも細分化された第２の入口ヘッ
ダー部を示す。本実施の形態１では、ヘッダー入口部を
第１および第２のヘッダーの２段階にして熱交換流体を
伝熱管部１１に分配する。また、１３は伝熱管部１１の
間が打ち抜かれた残部（幅0.1 〜0.5mm ）が従来の細線
フィン２を巻き付けたのと同様な働きをするフィン部で
あるが、このフィン部１３は伝熱管に対して９０度以外
の角度で打ち抜かれたり、あるいはエッチング加工をし
て、抜き穴を形成する。次に、これらの１１〜１３が加
工された板材１０を２枚張り合わせて接合することによ
り熱交換器１４が完成することは前述した通りである。
また、１５は熱交換流体が第１の入口ヘッダー部１２a
に流入するための入口管、１６はこの入口管１５から流
入した熱交換流体を他方の第１の出口ヘッダー部１２ｄ
から流出するための出口管である。

【００２５】次に、動作について説明する。熱交換動作
としては、ほぼ従来と同様であり、まず、冷媒などの低
温の熱交換流体が入口管１５より流入すると、この熱交
換流体は上側のヘッダー第１の入口１２a に流入し、次
の段の更に細分化された第２の入口ヘッダー１２b に分
配される。このヘッダー１２b に流入した熱交換流体
は、この第２のヘッダー１２b とつながっている張り出
し加工された伝熱管部１１の内部を流れる。一方、熱交
換器の外側を流れる空気などの気流３は図に示した方向
に従い、細線フィン２に相当するフィン部１３の間隙を
縫うようにして流れる。なお、気流３方向を図に示した
方向に対して直行方向に流すと、フィン部１３を挟んだ
空気が互いに混ざりながら互いの温度を均一にしながら
流れることになる。このため、伝熱管部１１の内部を流
れる熱交換流体と空気とが伝熱管部１１及びフィン部１
３との間で熱交換され、熱交換器１４を通過する気流３
は効率良く冷却され、これにより冷房を行うことができ
る。この時、伝熱管部１１及びフィン部１３の表面近く
の空気が露点温度以下まで冷やされると、伝熱管部１１
やフィン部１３の表面に結露が生ずる。しかし、フィン
部１３は重力方向に対してある角度で傾いているため、
結露水は重力により、フィン部１３を伝わって伝熱管部
１１に集まり、伝熱管部１１の表面に沿って排水され
る。一方、熱交換された熱交換流体は下側の第２の出口
ヘッダー１２ｃに流れ、さらに最下部の第１の出口ヘッ
ダー１２ｄに流れ込んで、出口管１６より流出する。

【００２６】なお、図１では入口管１５と出口管１６は
ヘッダーの中央にあるが、ヘッダーの端でもよい。但
し、この時、ヘッダー１２ａとヘッダー１２b とを連絡
する連絡管の流路断面積を入口管１５より遠くなるに従
って、順次大きくすると、配管の圧力損失のバランスが
取れ、各ヘッダー１２b への熱交換流体の分配が良くな
り、空気と熱交換流体が熱交換器の放熱面全体でバラン
ス良く熱交換するため、熱交換性能が向上するこにな
る。また、ヘッダー１２ｃとヘッダー１２ｄとを連絡す
る連絡管の流路断面積と、出口管１６からの距離との関
係においても、同様のことが言える。

【００２７】図１５は、この実施の形態１の熱交換器を
空調用室内ユニットに組み込んだ例を示した図である。
この図１５において、３ａは空気の吸い込み側気流示
し、３ｂは吹き出し気流を示す。また、４９は熱交換器
ユニット本体７に内蔵されたファンモータ、５０はこの
ファンモータ４９の羽根であるファン、５１は熱交換器
ユニット本体７の吹き出し口、５２は熱交換器ユニット
本体７の吸い込みグリル、５、６は熱交換器１４の入
口、出口の冷媒配管である。

【００２８】次に、動作について説明する。まずファン
モータ４９でファン５０が駆動されると、吸い込み気流
３が吸い込みグリル５２より吸い込まれ、熱交換器内の
流体と熱交換され、熱交換された気流は吹き出し口５１
より吹き出される。また、図４はこの実施の形態１の他
の実施の形態例を示すもので、出口側のヘッダー１７が
単段になったものである。このような形態にすると、す
でに伝熱管部１１に分配された熱交換流体をヘッダーを
介して出口管１６に集める場合、流路断面積が小さなヘ
ッダーに集めてから大きなヘッダーへ集めて流す場合
も、図４に示すように、直接流路断面積が大きなヘッダ
ーに集めて流す場合も、圧力損失がさほどかわらないの
で、出口側のヘッダーは１段でも多段でも性能的には大
差がないため、出口側のヘッダーを１段で制作すると、
コスト的により安くできる。

【００２９】また、図８は、この実施の形態１の他の形
態例を示したものであり、この図に示した通り、各伝熱
管１１になる溝を加工し、もう片側に伝熱管部１１やヘ
ッダーを加工しない他の平板材２０を張り合わせ、穴加
工をしたものである。

【００３０】また、図８に示した形態の加工しない平板
材２０の面に、伝熱管部１１を加工したものをさらに張
り合わせ、冷媒流路を増やした図９のような形態のもの
にすると、さらに流体の流路が２倍になるため、圧力損
失が低減した熱交換器を製作することができる。なお、
このとき、上下に設けられた各伝熱管に対しての入口及
び出口側のヘッダーを共有化させても良いし、あるいは
上下別々に設置しても良い。

【００３１】また、図１０に示すように、図８の形態を
表裏で張り合わせたようにしても図９と同様の効果が得
られる。またさらに、図１２、図１３、図１４のように
上下の伝熱管部１１を交互にある間隔でずらして張り合
わせて製作すると、表裏の伝熱管バランスが良くなった
り、フィン部の長さが短くなるので、フィンの放熱性能
が向上した熱交換器が得られる。

【００３２】実施の形態２．図５はこの実施の形態２に
おける拡大斜視図である。この実施の形態２では、図１
と同様に伝熱管部１１とヘッダー部１２a 、１２b （拡
大斜視図は図示せず。）を板材１０から張り出させ、そ
の後、伝熱管部１１間のフィンとなる部分を打ち抜かず
に、この図５のように、切り起こし、この切り起こし部
１９、および従来の打ち抜かれないかった従来のフィン
部１３に相当する部分１８とからフィン部が構成される
ようにし、次に、この加工された板材１０を２枚張り合
わせ接合して、熱交換器１４を制作する。

【００３３】次に、動作について説明する。熱交換の動
作としては、従来と同様であるので、ここでは詳細な説
明は省く。この実施の形態２では、メッシュ部１８の開
口部の板材を打ち抜かれずに、残し、この残った板材を
切り起こし部１９として、フィン部１３の一部に活用す
るので、この起こし部１９によって空気３の流入時の圧
力損失はわずかに増えるものの、フィンとしての面積が
大きくなるため、熱交換性能は図３に示した形状のもの
より向上する。また、開口部を打ち抜かずにフィンとし
て活用するため、材料歩留まりも100%になり、材料を有
効利用できる。

【００３４】実施の形態３．図６はこの実施の形態３に
おける熱交換器の正面図である。この熱交換器の構成は
図１または図５と同様であるが、成形された板材１０の
外周部に充分な接合しろ２１を設けたものである。ま
た、図７に示すように、伝熱管部１１に相当する溝の内
側根元部に曲げアール２２を設ける。この曲げアール２
２が成形された板材１０を２枚張り合わせ、この張り合
わせた間に塗布された液相拡散接合材またはろう材など
を加熱・冷却して接合すると、伝熱管部１１内部の曲げ
アール部２２に接合材であるろう材が充分に集まるフィ
レット部２３が形成されるため、伝熱管間相互の連通漏
れがなく、また、周辺の接合しろ部２１で板材間を確実
に接合する構造となる。

【００３５】次に、動作について説明する。熱交換器の
動作としては従来とほぼ同様であるため、ここでは説明
を省略する。また、従来例では、図２３に示すように複
数の極細の伝熱管１とヘッダー４の接合箇所があり、こ
のうちどれか１カ所でもリークすると、伝熱管部１１内
の熱交換流体が外に流れ出す。しかし、本発明では、ヘ
ッダー部１２b と伝熱管部１１との間で多少の流体漏れ
が発生しても、接合しろ部２１さえ完全な気密構造で接
合されていれば、熱交換流体が外気に流れ出すことがな
い。即ち、接合層内部にいくらかの接合不良が発生して
も、冷媒等の流体が外部に漏れることのない信頼性の高
い接合構造となる。また、この実施の形態３の熱交換器
は、成形加工がしやすい平板の板材２０を用い、図７に
示したように、伝熱管部１１の接合部にフィレット２３
（接合材を表面張力によって集める曲げアール構造部）
を形成しているので、伝熱管部１１間やヘッダー間１２
でリークする可能性も低し、またさらに、接合しろ部２
２は、液相拡散接合や、ろう付接合がしやすい平板接合
構造となっているため、溶接や接合作業が容易で、接合
部の気密の信頼性が向上した熱交換器が得られる。

【００３６】実施の形態４．この実施の形態４の熱交換
器の製造方法を図６、図７を用いて説明する。本発明の
製造方法では、図６のように成形した板材１０全体に融
点を降下させる働きをする元素（例えばりん：Ｐ、ホウ
素：Ｂ、以後融点降下元素とする）が添加されためっき
（例えばNi-PめっきやCu-Pめっき）を施すか、あるい
は、成形した板材１０の間にシート状の薄いろう箔を挟
み込む。これらいづれかの接合材を施工後、この張り合
わせた板材１０の接合部を加熱し、接合材を溶融して接
合部に薄い液層２４を作ってから冷却し、接合を完了さ
せる。

【００３７】なお、ロウづけの方法は図１９のロウ付け
フローチャトに示す通りで、まず最初にロウ材の固相線
付近（固相線を越さないレベル）まで温度を上げ、母材
の温度がロウ材の固相線付近の温度に達するまで加熱
し、その温度を保つ、そして母材の温度がロウ材の固相
線付近の温度に達したらロウ材の液相線以上の温度にな
るまで上げ（但し、母材の固相線温度以下）、ロウ材を
溶かしロウ付けをし、その後冷却を行う。この図１９の
ロウ付けフローチャトに基づく各温度変化を図２０に示
す。なお、この図２０のＴ１はロウ材の固相線の温度、
Ｔ２はロウ材の液相線の温度、５４は加熱温度線、５５
は実際の母材の温度を示す。

【００３８】以上説明した通り、大きな面圧をかけなが
ら接合を行う拡散接合と違い、接合部に液層を設け、さ
らに、伝熱管部１１の接合内側にフィレットを設けて接
合するため、パイプピッチが狭くなっても、伝熱管部内
部に接合材が侵入して詰まることがなく、接合材を集め
るフィレットよって強固な接合となる。このように、接
合部に液層２４がまんべんなく充填され、伝熱管部１１
の内部の曲げアール２２によって大きなフィレット２３
が形成されて接合されるので、伝熱管内部が詰まること
がなく、接合部の接合強さが向上した信頼性の高い熱交
換器が得られる。

【００３９】実施の形態５．図１６はこの実施の形態５
における空調機用熱交換器の正面図であり、図１７は一
部拡大斜視図で、図１８は断面図である。この熱交換器
はNiめっきを施された伝熱管１と板厚が0.1 〜0.5mm 程
度の板状の網目状フィン４６と上記第５から８のいずれ
かの発明のヘッダーで構成せれている。網目状フィン４
６は縦帯状部４７と、隣り合う縦帯状部間に形成された
斜帯状フィン部４８とからなり、伝熱管１の、気流方向
３に対して上流側と下流側に複数枚張り合わされている
（図１７では上流・下流で２枚張り合わされている）。
縦帯状部４７をNiめっきを施した伝熱管１に沿って組み
立てた状態で加熱を行うことで、めっき層が溶融し、ろ
う材と同様の働きにより、伝熱管１と縦状部４７との隙
間に溶解しためっきが浸透してフィレット２３が形成さ
れて、網目状フィン４６と伝熱管１が接合される。この
ような構成で熱交換器を作ると、フィンと伝熱管との接
合が容易となり、生産性が向上する。また、放熱面積が
増大した熱交換性能の良い熱交換器が得られる。

【００４０】次に、網目状フィン４６の特徴について説
明する。本発明の網目状フィン４６は放熱フィンを水平
方向より傾けた斜帯状フィン４８とすることで、結露時
や除湿時に発生する液滴が斜帯状フィン部４８に沿って
重力の作用により容易に縦帯状部４７または、伝熱管１
の外周面に落下する。また、この縦帯状部４７および伝
熱管１の外周部に落下した液滴は、そこで、幾多の微少
な液滴が合わさり、まとまった液滴となって熱交換器下
方へと容易に流れ落ちるため、排水性が向上し、液滴み
よる熱交換性能の悪化を抑制する。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この第１の発明に
よれば、熱媒体が流れる複数の伝熱管と、この各伝熱管
の外周に接して設けられたフィン部と、各伝熱管の両端
部にそれぞれ接続され、熱媒体を導く入口および出口部
を有する入口および出口の各ヘッダー部と、を備えた熱
交換器において、各伝熱管およびフィン部が、複数の溝
部および該各溝部間の面部とを具備する板材と平板材と
を組み合わせることによって複数の溝部が前記各伝熱管
を成し、面部がフィン部を成すように形成され、この形
成されたフィン部に熱媒体と熱交換する空気が通過する
ための穴部を設けたので、熱交換器の放熱面であるフィ
ン部と伝熱管部が一体で構成され、フィンと伝熱管との
密着力が向上し、熱伝導が良くなり、また、特に、空気
がフィンに沿って流れる時、フィン部を挟んだ空気が互
いに混合しながら温度の均一化が図られるため、接合・
組立箇所が少なく、生産性、放熱性能が向上した熱交換
器が得られる。

【００４２】また、第２の発明によれば、各伝熱管およ
びフィン部が、複数の溝部および該各溝部間の面部とを
具備する板材をその各溝部が互いに向かい合うように組
み合わせることによって複数の溝部が各伝熱管を成し、
面部がフィン部を成すように形成され、この形成された
フィン部に熱媒体と熱交換する空気が通過するための穴
部を設けたので、熱交換器の放熱面であるフィン部と伝
熱管部が一体で構成され、フィンと伝熱管との密着力が
向上し、熱伝導が良くなったり、また、部品の共通化が
図れたり、特に、空気がフィンに沿って流れる時、フィ
ン部を挟んだ空気が互いに混合しながら温度の均一化が
図られるため、接合・組立箇所が少なく、構成部品の種
類が少なく、生産性、組立性、放熱性能が向上した熱交
換器が得られる。

【００４３】また、第３の発明によれば、入口および出
口の各ヘッダー部が、板材に複数の溝部の両端部のそれ
ぞれと連絡した各ヘッダー溝としてそれぞれ形成され、
熱交換器の放熱面であるフィン部と伝熱管部、並びに熱
交換器の各伝熱管へ熱交換流体を分配・収集する入口・
出口の各ヘッダーとが一体で構成されたので、接合・溶
接・組立箇所が少なく、フィンと伝熱管との密着力が向
上し、熱伝導が良くなるため、生産性、組立性、放熱性
能、並びに熱交換流体の漏れに対する信頼性が向上した
熱交換器が得られる。

【００４４】また、第４の発明によれば、穴部の板材を
残存させてフィン部の一部としたので、材料歩留が良
く、フィン部の面積および表面熱伝達が向上した、経済
的で、放熱性能の良い熱交換器が得られる。

【００４５】また、第５の発明によれば、入口のヘッダ
ー部が、熱媒体を導く入口部を有し、該入口部からの熱
媒体の流れを遅くするための流路断面を有する第１の入
口側ヘッダー部と、この第１の入口側ヘッダー部と各伝
熱管との間に設けられ、第１の入口側ヘッダー部からの
熱媒体を各伝熱管の数より少ない数の各ヘッダー室によ
って分割してから各伝熱管へ導く第２の入口側ヘッダー
部と、で構成されたので、入口ヘッダーの流路抵抗が均
等化され、熱交換流体の各伝熱管への分配量が均ーにな
るため、放熱性能が向上した熱交換器が得られる。

【００４６】また、第６の発明によれば、各溝部の内側
根元部が、円弧状に形成されたので、この円弧状の根元
部の表面張力によって接合材がに集まり、密着力が増す
ため、熱媒体が各伝熱管間をバイパスして流れたり、外
部に漏れたり、あるいは接合材料が伝熱管の流路を塞い
だりしない、流路抵抗や、接合部の気密性が向上した信
頼性の高い熱交換器が得られる。

【００４７】また、第７の発明によれば、フィン部が、
熱媒体と熱交換する空気が通過するための穴部を有する
平板材で各伝熱管を挟み込むことによって形成されたの
で、生産性が良く、放熱面積が増大した放熱性能の良い
熱交換器が得られる。

【００４８】また、第８の発明の熱交換器の製造方法に
よれば、板材のある間隔毎の部位に複数の伝熱管に相当
する各溝部を加工するステップと、この加工したフィン
部に相当する溝部の間の面部に空気を通過させるための
穴部を加工するステップと、板材の接合面にめっき材を
貼り付けるステップと、この貼り付けためっき材を有す
る板材に他の板材を組み合わせるステップと、この組み
合わせた板材を加熱・冷却して接合するステップと、各
溝部の両端部に配管を介して入口および出口の各ヘッダ
ー部を接合するステップと、を備えたので、熱交換器を
少ない製造工程で簡単に作れ、接合作業が容易で、特
に、伝熱管接合部の気密性が高く、生産性が向上した熱
交換器の製造方法が得られる。

【００４９】また、第９の発明の熱交換器の製造方法に
よれば、板材のある間隔毎の部位に複数の伝熱管および
各ヘッダーに相当する各溝部を加工するステップと、こ
の加工した前記フィン部に相当する溝部の間の面部に空
気を通過させるための穴部を加工するステップと、板材
の接合面にめっき材を貼り付けるステップと、このめっ
き材を有する板材に他の板材を組み合わせるステップ
と、この組み合わせた板材を加熱・冷却して接合するス
テップと、を備えたので、熱交換器を少ない製造工程で
簡単に作れ、接合作業が容易で、接合部の気密性が高
く、生産性が向上した熱交換器の製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例による空調機用熱交換
器の正面図。

【図２】第１の発明の一実施例による空調機用熱交換
器の伝熱管部の張り出し加工した状態を示す拡大斜視
図。

【図３】第１の発明の一実施例による空調機用熱交換
器の張り合わせて接合した状態のフィン部と伝熱管部を
示す一部拡大斜視図。

【図４】第１の発明の他の実施例による、出口側ヘッ
ダーが単段である空調機用熱交換器の正面図。

【図５】第２の発明の一実施例によるフィン部と伝熱
管部を示す一部拡大斜視図。

【図６】第３の発明の一実施例による空調機用熱交換
器の正面図。

【図７】第４の発明の一実施例による伝熱管部内面に
ろう付のフィレットを形成する様子を示す拡大断面図。

【図８】第１の発明の他の実施例を示す斜視図

【図９】第１の発明の他の実施例を示す斜視図

【図１０】第１の発明の他の実施例を示す斜視図

【図１１】第１の発明の一実施例を示す斜視図

【図１２】第１の発明の他の実施例を示す斜視図

【図１３】第１の発明の他の実施例を示す斜視図

【図１４】第１の発明の他の実施例を示す斜視図

【図１５】第１の発明のユニットに組み込んだ一実施
例を示す斜視図

【図１６】第１０の発明の一実施例における空調機用
熱交換器の正面図。

【図１７】第１０の発明の一実施例における空調機用
熱交換器の一部拡大斜視図。

【図１８】第１０の発明の一実施例による空調機用熱
交換器の断面図。

【図１９】ロウ付けの方法を示すフロチャート

【図２０】ロウ付けの温度線図

【図２１】従来の極細管を使用した空調機用熱交換器
のフィン部と伝熱管部を示す部分拡大図（日本機械学会
論文集第56巻530 号、1990年10月発行）。

【図２２】従来の極細管を使用した空調機用熱交換器
のフィン部と伝熱管部を示す正面図（特開平６−３３１
２９０）。

【図２３】従来の極細管を使用した空調機用熱交換器
の伝熱管とヘッダーの接続を示す拡大斜視図。

【図２４】従来の極細管を使用した空調機用熱交換器
の正面図。

【図２５】従来の極細管を使用した空調機用熱交換器
のフィン部と伝熱管部の気流の流れを示す正面図。

【符号の説明】

１伝熱管、２フィン、３気流方向、４ヘッダ
ー、５入口配管、６出口配管、１０板材、１１伝
熱管部、１２ａ、第１、第２のヘッダー入口部、ｂ第
１、第２のヘッダー入口部、１２ｃ、ｄ、第１、第２
の部ヘッダー出口部、１３フィン部、１４熱交換
器、１５入口管、１６出口管、１７出口側ヘッダー
相当部、１８フィン相当部、１９フィン切り起こし
部、２０平板材、２１接合しろ、２２曲げＲ、２３
フィレット、２４液層、２５ヘッダー、２６ヘ
ッダー、２７ヘッダー、２８ヘッダー、２９ヘッ
ダー、３０入口管、３１上部端板、３２枠型ヘッ
ダー板、３３伝熱管取付板、３４下部端板、３５
Niめっき、３６流路案内板、３７流路孔板、３８
流路孔、３９中間仕切板、４０ヘッダー内の部屋、
４１流路孔、４２ヘッダー内の部屋、４３ヘッダ
ー内の部屋、４４仕切板、４５伝熱管取付下部端
板、４６網目状フィン、４７網目状フィン縦帯状
部、４８網目状フィン斜帯状部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久森洋一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者川口憲治東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱媒体が流れる複数の伝熱管と、この各
伝熱管の外周に接して設けられたフィン部と、前記各伝
熱管の両端部にそれぞれ接続され、前記熱媒体を導く入
口および出口部を有する入口および出口の各ヘッダー部
と、を備えた熱交換器において、前記各伝熱管および前
記フィン部が、複数の溝部および該各溝部間の面部とを
具備する板材と平板材とを組み合わせることによって前
記複数の溝部が前記各伝熱管を成し、前記面部が前記フ
ィン部を成すように形成され、この形成されたフィン部
に前記熱媒体と熱交換する空気が通過するための穴部を
設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】熱媒体が流れる複数の伝熱管と、この各
伝熱管の外周に接して設けられたフィン部と、前記各伝
熱管の両端部にそれぞれ接続され、前記熱媒体を導く入
口および出口部を有する入口および出口の各ヘッダー部
と、を備えた熱交換器において、前記各伝熱管および前
記フィン部が、複数の溝部および該各溝部間の面部とを
具備する板材をその各溝部が互いに向かい合うように組
み合わせることによって前記複数の溝部が前記各伝熱管
を成し、前記面部が前記フィン部を成すように形成さ
れ、この形成されたフィン部に前記熱媒体と熱交換する
空気が通過するための穴部を設けたことを特徴とする熱
交換器。
【請求項３】前記入口および出口の各ヘッダー部が、
前記板材に前記複数の溝部の両端部のそれぞれと連絡し
た各ヘッダー溝としてそれぞれ形成されたことを特徴と
する請求項１または請求項２のいずれかに記載の熱交換
器。
【請求項４】前記穴部の板材を残存させて前記フィン
部の一部としたことを特徴とする請求項１から請求項３
までのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】前記入口のヘッダー部が、前記熱媒体を
導く入口部を有し、該入口部からの熱媒体の流れを遅く
するための流路断面を有する第１の入口側ヘッダー部
と、この第１の入口側ヘッダー部と前記各伝熱管との間
に設けられ、前記第１の入口側ヘッダー部からの熱媒体
を前記各伝熱管の数より少ない数の各ヘッダー室によっ
て分割してから前記各伝熱管へ導く第２の入口側ヘッダ
ー部と、で構成されたことを特徴とする請求項１から請
求項４までのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】前記各溝部の内側根元部が、円弧状に形
成されたことを特徴とする請求項１から請求項５までの
いずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】熱媒体が流れる複数の伝熱管と、この各
伝熱管の外周に接して設けられたフィン部と、前記各伝
熱管の両端部にそれぞれ接続され、前記熱媒体を導く入
口および出口配管を有する入口および出口の各ヘッダー
部と、を備えた熱交換器において、前記フィン部が、前
記熱媒体と熱交換する空気が通過するための穴部を有す
る平板材で前記各伝熱管を挟み込むことによって形成さ
れたことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】前記板材のある間隔毎の部位に前記複数
の伝熱管に相当する各溝部を加工するステップと、この
加工した前記フィン部に相当する前記溝部の間の面部に
前記空気を通過させるための穴部を加工するステップ
と、前記板材の接合面にめっき材を貼り付けるステップ
と、この貼り付けためっき材を有する前記板材に他の板
材を組み合わせるステップと、この組み合わせた板材を
加熱・冷却して接合するステップと、前記各溝部の両端
部に配管を介して前記入口および出口の各ヘッダー部を
接合するステップと、を備えたことを特徴とする熱交換
器の製造方法。
【請求項９】前記板材のある間隔毎の部位に前記複数
の伝熱管および各ヘッダーに相当する各溝部を加工する
ステップと、この加工した前記フィン部に相当する前記
溝部の間の面部に前記空気を通過させるための穴部を加
工するステップと、前記板材の接合面にめっき材を貼り
付けるステップと、この貼り付けためっき材を有する前
記板材に他の板材を組み合わせるステップと、この組み
合わせた板材を加熱・冷却して接合するステップと、を
備えたことを特徴とする熱交換器の製造方法。