JPS63281771A - サ−ペンタイン型熱交換器の製造方法 - 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、自動車用空調装置等に通用されるサーペンタ
イン型熱交換器の製造方法に関し、特にそのろう付は作
業時におけるコルゲートフィンの座屈を防止できるよう
にした方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、自動車用空調装置で熱交換器は第５図に示すよ
うにコンプレッサ１１からの高温高圧のガス状冷媒を冷
却液化するコンデンサ１４として、及び該コンデンサ１
４からの低温、低圧の液状冷媒を蒸発させるエバポレー
タ１５として使用される。

熱交換器には、いわゆるドロンカップ型、及びサーペン
タイン型のものがある。このうちドロンカップ型熱交換
器は、第６図に示すように、プレス成形した一対のプレ
ージングシートを接合して伝熱ユニット１３を形成し、
該複数の伝熱ユニット１３を間にコルゲートフィン１２
を挟んで積層してなる。

このドロンカップ型熱交換器は、伝熱効率が高いという
長所があるものの、前記一対のプレージングシートをろ
う付けして冷媒通路を形成する構造上、高い気密性を確
保するのは困難であり、また製造時のろう付は歩留まり
が低い問題がある。

一方、サーペンタイン型熱交換器は、第７図、第８図に
示すように、冷媒通路１ａを有する偏平状の伝熱チュー
ブ１を蛇行状に折り曲げ、各チューブ１の直管部１ｂ間
にコルゲートフィン２を介在させてなるものである。こ
のサーペンタイン型熱交換器では、伝熱チューブ１は“
押出し成形によるのが一般的であることから、ドロンカ
ップ型熱交換器のごとき、冷媒通路１ａでの気密性の問
題は皆無となる。

しかしながら、サーペンタイン型熱交換器では、コルゲ
ートフィン２の、伝熱チューブ１０曲管部ｌｃ、ｌｃ間
に配設されている開放側部分２ａがろう付は作業時に座
屈を生じ易く、その結果製品−歩留まりが低いという問
題がある。

かかる座屈が生じる原因としては、次のことによる。伝
熱チューブ１は偏平状のチューブを蛇行状に成形したも
のであるから、そのままでは各直管部ｌｂ間の間隔は外
力あるいは自重によって変わり易（、その間にコルゲー
トフィン２を挿入し、この状態で全体を治具等で上下に
押圧拘束して初めて所定の形状となる。ところが、この
状態でろう付を行うと、コルゲートフィン２がアルミニ
ウム合金製であることから、ろう付は温度状態での強度
が極端に低下し、その結果、コルゲートフィン２の、特
に隣接する曲管部ＩＣ間に位置する開放側部分２ａは上
記押圧力あるいは自重に耐えられず、座屈してしまうの
である。

このようなコルゲートフィン２の座屈を減少させるため
には、ろう付は時の温度、保持時間を座屈が発生せず、
かつろう付は性も確保できるように厳密に制御する方法
もあるが、このような制御を行う場合は、炉内温度のバ
ラツキ等によってろう付は不良が生じるおそれがあり、
結局この温度、時間の制御精度を高くする方法では、ろ
う付は不良を発生させることなく、座屈を防止するのは
困難である。

そこで発明は、先にサーペンタイン型熱交換器の製造方
法において、伝熱チューブの直管部間にコルゲートフィ
ンを介在させてこれをろう付けするに先立ち、内側面に
伝熱チューブの曲管部と嵌合し得る形状の凹部を所定ピ
ンチで凹設し、この凹部間部分をチューブ保持部とした
スペーサ部材の該チューブ保持部を伝熱チューブの隣接
する曲管部管に挿入してこの曲管部間の間隔を所定寸法
に保持し、この状態でろう付けを行うことを提案し出願
した。（特願昭６１−４８０９９号）〔発明が解決しよ
うとする問題点〕 しかし、前記の方法ではスペーサ部材は一体的なものモ
あり、製造時の寸法精度に厳しいものが要求される。ま
たスペーサ部材を伝熱チューブ又はコルゲートフィンと
同一のアルミ合金製とした場合、アルミ材料の寸法公差
の相違から生じるセソチング寸法のバラツキ等からチュ
ーブ保持部の挿入が困難であるとともにコスト高につな
がるという問題を生じる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、フィンの
座屈を防止して製品歩止まりを向上でき、しかも座屈防
止を行うためのスペーサ等は寸法精度に取られれず、簡
単に製造でき安価なものですむサーペンタイン型熱交換
器の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、偏平な伝熱チューブ
を蛇行状に折り曲げ、該伝熱チュ゛−ブの各直管部間に
波形状のコルゲートフィンを介在させ、該コルゲートフ
ィンと前記伝熱チューブとをろう付けするようにしたサ
ーペンタイン型熱交換器の製造方法において、前記伝熱
チューブとコルゲートフィンとのろう付けに際し、柱体
によるスペーサガイドの一側面長手方向に形成した係合
溝へ係合凸部を嵌入して該スペーサガイドからスライド
自在に水平突出、し、かつ相互間に間隔保持用のバネ材
を配設したスペーサの各端を、伝熱チューブの隣接する
曲管部間に挿入して咳曲管部間の間隔を所定寸法に保持
し、この状態で前記ろう付けを行い、しかる後にスペー
サを取り外すようにしたことを要旨とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、伝熱チューブの隣接する曲管部間の間
隔をスペーサで所定寸法に保持した状態でろう付けする
ようにしたので、ろう付は作業による温度上昇によりコ
ルゲートフィンの強度が低下してもフィンに必要以上の
外力が作用することはないから、該フィンが座屈するこ
とはない。また、このスペーサはスペーサガイドにスラ
イド自在に取付き、バネによりその間隔を保持されるの
で、コルゲートフィンの段差に応じた収縮量に自由に対
処できる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のサーペンタイン型熱交換器の製造方法
の１実施例を示す正面図で、図中３は拘束治具であり、
これは伝熱チューブ１の直管部１ｂ間にコルゲートフィ
ン２を介在させた状態で全体を所定高さに拘束保持する
ためのものである。

先に本発明で使用するスペーサについて説明すると、第
２図、第３図に示すように柱体で一側面長手方向に係合
溝５ａとしての蟻溝を形成したスペーサガイド５にスラ
イド自在に嵌着するもので、前記係合溝５ａに嵌まる係
合凸部６ａとしての蟻はぞを端部に形成した板体からな
り、中央に上下に貫通する透孔６ｂを有する。

第３図に示すように立設するスペーサガイド５に対し、
その係合ｍ５ａに係合凸部６ａを嵌合するように複数の
スペーサ６を水平に突設するが、その際、透孔６ｂを介
してポル）７ａを貫通させ、該ボルト７ａの端にナツト
７ｂを螺着する。さらに、スペーサ６の相互間に、ボル
ト７ａに巻回する状態で間隔保持用のコイルバネ材８を
介在させた。

なお、スペーサ６は伝熱チューブ１及びコルゲートフィ
ン２と同じくアルミニウム合金製とし、スペーサガイド
５は耐熱型、ろう何時の無害性、素材コストの点からス
テンレス製とした。調整用のボルト７ａ、ナツト７ｂも
同様の目的でステンレスを用いた。

前記バネ材８は、第４図からインコネル材が最適である
が、コスト面及びろう付の場合の収縮率が非常に少ない
ためステンレス製を使用しても充分リサイクルに耐える
ことができる。

また、スペーサガイド５の係合溝５ａとスペーサ６の係
合凸部６ａとの組合せは前記のごと（蟻溝と蟻はぞの結
合以外、例えば係合溝５ａを開口が幅狭な四角の袋溝と
し、係合凸部６ａを外向きの略ハの字形突片とするなど
種々の形態が考えられる。

次に、このようなスペーサガイド５及びスペーサ６を用
いる本発明方法を述べる。

まず、偏平状チューブを所定ピッチ数だけ蛇行状に折曲
げ成形してなる伝熱チューブ１を容易し、この伝熱チュ
ーブ１の直管部１ｂに、所定の山数に切断され、かつ上
下両面にろう材が所定のクラフト率（通常５〜１０％）
でクラッドされたコルゲートフィン２を挿入する。

そしてこの伝熱チューブ１とコルゲートフィン２とから
なる熱交換器構成体を拘束治具３，３によって所定の製
品高さに調整するとともに、前記熱交換器構成体の左、
右側部にスペーサガイド５に取付けられたスペーサ６を
配置し、スペーサガイド５から水平に突出するスペーサ
６の各先端を伝熱チューブ１の隣接する曲管部１０間に
挿入する。

この場合、各スペーサ６はバネ材８で所定間隔を保つ。

次に、拘束治具３、スペーサ６で所定形状に保持した熱
交換器構成体を加熱炉（図示せず）に挿入し、例えば６
００°Ｃのろう付は温度に２分程度保持する。するとこ
れにより、クラフトされたろう材が溶けてフィン材とチ
ューブ材とが接合される。そしてろう付は作業後スペー
サ６及びスペーサガイド５、拘束部材３を取り外せば、
これによって熱交換器が得られることとなる。

前記ろう付は作業において、従来方法によるときは、コ
ルゲートフィン２の特に曲管部ＩＣ間に位置する開放側
部分２ａが座屈を起こし、これにより熱交換器全体に歪
みが生じる問題があった。

ちなみに従来方法による場合、フィンの座屈による製品
の不良率は３％程であった。

これに対して、発明方法では、上述のように伝熱チュー
ブ１の曲管部ＩＣ間の間隔はスペーサ６によって所定寸
法に保持されており、ろう付は作業時にコルゲートフィ
ン２に上記伝熱チューブ１の自重、あるいはチューブ、
フィンの収縮による大きな荷重が作用することはなく、
従って該フィン２がろう付は温度に上昇したことによっ
てその強度が低下しても、該フィン２の座屈を防止でき
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のサーペンタイン型熱交換器の
製造方法は、伝熱チューブとコルゲートフィンとのろう
付けに際し、伝熱チューブの隣接する曲管部間にスペー
サによって所定間隔に保持し、この状態でろう付けする
ようにしたので、コルゲートフィンの座屈を防止でき、
製品不良率を大幅に低減できる効果があるものである。

さらに、前記スペーサは相互に固定されてはおらず、ス
ペーサガイドにスライド自在に取付き、バネ材により間
隔を保持されているものであるから、コルゲートフィン
の段差に応じた収縮量に充分対処でき、また一体的なも
のと異なり、製造時の寸法精度にさほどとられれず、簡
単に組立てることができ、安価に製作できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーペンタイン型熱交換器の製造方法
の１実施例を示す正面図、第２図は同上要部の正面図、
第３図は本発明方法で使用するスペーサガイドの斜視図
、第４図は各バネ用材料別での温度依存性を示すグラフ
、第５図は自動車用空調装置の説明図、第６図はドロン
カップ型熱交換器の斜視図、第７図はサーペンタイン型
熱交換器の斜視図、第８図は同上要部の斜視図である。 １・・・伝熱チューブ　　１ａ・・・冷媒通路１ｂ・・
・直管部　　　　ＩＣ・・・曲管部２・・・コルゲート
フィン ２ａ・・・開放側　　　　３・・・拘束治具５・・・ス
ペーサガイド　５ａ・・・係合溝６・・・スペーサ　　
　　６ａ・・・係合凸部６ｂ・・・透孔　　　　　７ａ
・・・ボルト７ｂ・・・ナツト　　　　　８・・・バネ
材１１・・・コンプレッサ　　１２・・・コルゲートフ
ィン１３・・・伝熱交換るユニット １４・・・コンデンサ　　　１５・・・エバポレータ出
願人　　　株式会社神戸製鋼所 第３図 ｓ４　図 試歌嘔ノ？　　Ｔ（’Ｃ） 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　偏平な伝熱チューブを蛇行状に折り曲げ、該伝
   熱チューブの各直管部間に波形状のコルゲートフィンを
   介在させ、該コルゲートフィンと前記伝熱チューブとを
   ろう付けするようにしたサーペンタイン型熱交換器の製
   造方法において、前記伝熱チューブとコルゲートフィン
   とのろう付けに際し、柱体によるスペーサガイドの一側
   面長手方向に形成した係合溝へ係合凸部を嵌入して該ス
   ペーサガイドからスライド自在に水平突出し、かつ相互
   間に間隔保持用のバネ材を配設したスペーサの各端を、
   伝熱チューブの隣接する曲管部間に挿入して該曲管部間
   の間隔を所定寸法に保持し、この状態で前記ろう付けを
   行い、しかる後にスペーサを取り外すようにしたことを
   特徴とするサーペンタイン型熱交換器の製造方法。
2. （２）　スペーサガイドの係合溝は蟻溝スペーサの係合
   凸部は蟻ぼそである特許請求の範囲第１項記載のサーペ
   ンタイン型熱交換器の製造方法。