CN104010755A - 换热器的制造方法以及通过该制造方法得到的换热器 - Google Patents

Abstract

提供一种这样的方法：在直径较大的水管上接合直径较小的制冷剂管来制造换热器时，能够有效地抑制母材的强度降低，并且有利于阻止软钎料的熔化滴落，从而实现水管与制冷剂管之间的有效的接合。在制造将直径较小的制冷剂管接合于直径较大的水管的外周面而成的换热器时，将带状的软钎料板材用作接合材料，将该软钎料板材以夹持在水管与制冷剂管之间的方式进行组装，之后加热到不超过350℃的温度，由此使软钎料板材熔化，进行水管与制冷剂管之间的接合。

Description

换热器的制造方法以及通过该制造方法得到的换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器的制造方法以及通过该制造方法得到的换热器，特别是涉及一种能够有利于制造在水管的周围卷绕、接合制冷剂管而成的供热水用换热器的技术。

背景技术

以往，已知有由管内为水通路的直径较大的水管和直径比该水管的直径小的制冷剂管构成的换热器，该制冷剂管接合在该水管的外周面，且管内为制冷剂通路，作为该换热器中的一种的供热水用换热器在以下的形态下被使用，即，直径较大的水管弯曲加工成跑道状(日文：トラック形状)或漩涡状(日文：渦巻き形状)，并且以在该水管的周围呈螺旋状卷绕、接合一根或多根直径较小的制冷剂管。

并且，为了制造这样的换热器，例如在专利文献1中明确记载有这样的方法：在构成水通路的芯管的外周以规定螺距呈螺旋状对构成制冷剂通路的细管进行卷绕之后，弯曲加工成漩涡状，接着，放置硬钎料进行硬钎焊、例如炉中钎焊。然而，在这样的利用卷绕细管-弯曲加工-炉中钎焊的工序的制造方法中，钎焊温度为能够达到800℃的高温，因此作为母材的芯管、细管的温度变高，结果，晶粒度变大，材料软化，因此存在强度降低而成为泄漏的原因这样的问题。并且，在弯曲工序之后进行钎焊，因此，还存在由于芯管与细管之间未接合而导致芯管在弯曲部处为扁平、水通路侧的压力损失变大的问题，而且，还存在这样的问题：细管离开芯管，在细管与芯管之间出现间隙，而难以接合，从而产生较大的热阻。

另外，在专利文献2中明确记载了这样的制造换热器的方法，即：在直管上同时卷绕直径较小的细管和细线状的硬钎料之后，在炉内进行加热，将细管钎焊于直管，此外，在专利文献3中明确记载了这样的换热器的制造方法，即：在芯管上卷绕细管时，同时卷绕软钎料线材，之后以母材温度为500℃以下的方式进行加热，来进行上述芯管与细管之间的接合。然而，上述细管与直管之间的接触部或者上述细管与芯管之间的接触部必然存在规定的间隙，在该形态下，与细管一同进行卷绕的线状的硬钎料、软钎料线材卷绕在直管、芯管之上，并使其位于细管的一侧，因此在通过加热使上述线状的硬钎料、软钎料线材熔化时，硬钎料、软钎料的熔融物偏置于细管的一侧，有时无法充分地供给到细管与直管之间的接触部或者细管与芯管之间的接触部，并且熔融物在接合之前自直管或芯管熔化滴落，因此，存在如下等问题，即：难以有效地进行细管与直管之间或者细管与芯管之间的接合，在更严重的情况下，在上述细管与直管之间或者上述细管与芯管之间出现间隙，而产生未接合部。

专利文献1：日本特开2002-364989号公报

专利文献2：日本特开2011-92983号公报

专利文献3：日本特开2008-180460号公报

发明内容

在此，本发明是以该情况为背景做成的，其要解决课题的部分在于提供一种这样的换热器的制造方法：在管内为水通路的直径较大的水管上接合管内为制冷剂通路的直径较小的制冷剂管来制造换热器时，使用软钎料材料作为接合材料，将接合温度抑制得较低，从而有效地抑制母材的强度降低，并且在软钎料材料的应用形态下工夫，由此有效地实现向接合部供给软钎料，并且有利于阻止软钎料的熔化滴落，能够实现上述水管与制冷剂管之间的有效的接合，并且，本发明要解决课题的另一部分在于提供一种通过这样的制造方法得到的、具有牢靠无缺陷的接合部的且品质优良的换热器。

并且，为了解决上述课题，本发明的主要内容在于提供一种换热器的制造方法，其特征在于，在制造由管内为水通路且直径较大的水管和一根或多根接合于该水管的外周面、管内为制冷剂通路且直径比该水管的直径小的制冷剂管构成的换热器时，将带状的软钎料板材用于该水管与制冷剂管之间的接合，将该软钎料板材配置在该水管的外周面之上，进而在该软钎料板材之上配置该制冷剂管，在像这样对上述水管、软钎料板材和制冷剂管之间进行了组装之后，加热到不超过350℃的温度，由此使该软钎料板材熔化，进行上述水管与制冷剂管之间的接合。

并且，根据本发明的换热器的制造方法的优选的技术方案中的一技术方案，适于采用这样的结构：将上述软钎料板材卷绕于上述水管的外周面，另一方面，在卷绕该软钎料板材之前或者与卷绕该软钎料板材同时或者在卷绕该软钎料板材之后，将上述制冷剂管供给到该软钎料板材之上，由此在上述水管上组装上述软钎料板材和上述制冷剂管。

而且，根据本发明的优选的技术方案中的另一技术方案，通过对剖面形状为圆形的软钎料线材进行轧制而使该软钎料线材扁平化，从而形成上述软钎料板材，之后将该软钎料板材供给、配置在上述水管的外周面之上。

而且，根据本发明的换热器的制造方法的其他的优选的技术方案中的一技术方案，利用火焰进行上述加热操作，利用该火焰使上述软钎料板材熔化，进行上述水管与上述制冷剂管之间的接合，之后通过喷射空气进行冷却。

并且，根据本发明的优选的技术方案中的另一技术方案，上述水管为铜制，上述制冷剂管为铜合金制，或者，这样的水管的外径为9.0mm～16.0mm，这样的制冷剂管的外径为2.0mm～5.0mm。

而且，根据本发明的优选的技术方案中的又一技术方案，上述软钎料板材由Sn：96.5％与Ag：3.5％的合金构成，或者板宽为2.5mm～8.0mm，板厚为0.1mm～0.5mm。

而且，根据本发明的换热器的制造方法的其他优选的技术方案中的一技术方案，该换热器的制造方法还包括将通过上述水管与上述制冷剂管之间接合所得到的接合体弯曲加工成漩涡状或跑道状的形态的工序。

并且，本发明的主要内容还在于提供一种通过上述那样的制造方法所得到的换热器。

采用这样的本发明的换热器的制造方法，用于使水管与制冷剂管之间接合的软钎料板材的熔化用加热温度得到控制，使上述母材的温度不达到高温，因此晶粒度不会变大，特别是能够有效地抑制制冷剂管的强度降低。而且，制冷剂管以隔着软钎料板材的方式配置在水管的外周面之上，在上述制冷剂管与水管之间隔有或者夹持有软钎料板材的形态下，对软钎料板材进行加热，使该软钎料板材熔化，因此能够有效地向上述水管与制冷剂管之间的接合部供给软钎料板材的熔融物，能够有利于实现上述水管与制冷剂管之间的接合，并且，还能够有效地阻止软钎料板材的熔融物发生熔化滴落，还能够有利于降低软钎料的使用量。

并且，能够使隔在上述水管与制冷剂管之间的软钎料板材的厚度均匀，因此，能够实现向上述水管与制冷剂管之间的接合部稳定地供给恒定量的软钎料，而不会浪费软钎料，能够以所需软钎料的最低限度的量进行均匀的接合，因此还具有能够以低成本有效地接合制冷剂管这样的特征。

并且，根据本发明得到的换热器是一种以低成本实现均匀的软钎料接合并且能够有效地抑制或阻止制冷剂管的强度降低的换热器。

附图说明

图1是表示本发明的换热器的制造方法的一个例子中的向水管卷绕制冷剂管和软钎料板材的工序的立体说明图。

图2是图1中的II-II剖面放大说明图。

图3是表示用于形成在图1中供给到水管之上的软钎料板材的辊轧工序的立体说明图。

图4是表示使软钎料板材熔化而将制冷剂管接合于水管的形态的、与图2相对应的放大剖视说明图。

图5是表示本发明的换热器的制造方法的一个例子中的各工序的形态的说明图，图5(a)是表示在水管的外周面之上卷绕软钎料板材和制冷剂管而成的形态的放大俯视说明图，图5(b)是表示利用火焰使软钎料板材熔化的工序和之后的利用空气进行冷却的工序的放大俯视说明图，图5(c)是表示将水管与制冷剂管之间接合而成的接合体弯曲加工成漩涡状来得到目标换热器形态的弯曲工序的俯视说明图。

具体实施方式

在制造本发明的对象的换热器中的一种即将二氧化碳用作制冷剂的供热水用换热器时，公知采用包括如下工序的制造方法，该工序为：卷绕工序，其用于在直管状的水管的外周面卷绕一根或多根制冷剂管；接合工序，其用于将该制冷剂管接合于水管的外周面；以及弯曲工序，其用于将得到的接合体弯曲加工成漩涡状或跑道状，但是在此，根据本发明，将带状的软钎料板材用作接合材料，进行制冷剂管的卷绕工序。

具体而言，如图1所示，在管内为水通路的直管状的直径较大的水管2的外周面之上呈螺旋状地卷绕一根或多根、在此为3根制冷剂管4时，3条带状的软钎料板材6与上述制冷剂管4一起被供给过来，以软钎料板材6与制冷剂管4层叠的形态卷绕在水管2的外周面之上，上述制冷剂管4的管内为制冷剂通路且其直径比水管2的直径小。即，如图2放大所示那样，在水管2的外周面之上配置有带状的软钎料板材6，进而在软钎料板材6之上配置有制冷剂管4，在这样的重叠的形态下，对上述水管2、软钎料板材6和制冷剂管4之间进行组装。

另外，作为该水管2、制冷剂管4的材质，能够适当地采用以往公知的金属材质，通常，适合采用铜或铜合金材质，其中，优选水管2为铜制，制冷剂管4为铜合金制。并且，上述水管2的大小、制冷剂管4的大小均在公知的范围内选定，例如水管2的外径为9.0mmφ～16.0mmφ左右，并且制冷剂管4的外径为2.0mmφ～5.0mmφ左右。而且，对于水管2，即使如公知那样在其内表面实施各种加工，例如形成许多槽、凸起，也没有任何不妥，并且即使水管2为螺纹槽管也没有任何不妥，所谓的螺纹槽管(日文：スパイラル管)是与在外周面呈螺旋状设置的槽相对应地在内周面形成有螺旋状的凸条而成的。

另一方面，作为软钎料板材6的材质，只要为在后述的不超过350℃的温度的加热条件下能够熔化的材质，就能够采用公知的任意一种材质，特别是，在本发明中，适合采用以重量为基准时Sn：96.5％-Ag：3.5％的合金组成的软钎料(熔点：221℃)。并且，通常，该软钎料板材6采用这样的大小，即、板宽：2.5mm～8.0mm左右，优选为3.0mm～6.0mm左右，板厚：0.1mm～0.5mm左右，优选为0.2mm～0.3mm左右。这是因为，若板宽过窄、或者板厚过薄，则难以有效地进行水管2与制冷剂管4之间的接合，并且若板宽过宽，则会造成软钎料材料的浪费。此外，若板厚过厚，则容易在水管2与制冷剂管4之间形成间隙，因此不优选。

另外，在此，对于向水管2供给制冷剂管4、软钎料板材6而言，采用这样的方式，即，将分别卷绕制冷剂管4、软钎料板材6而成的线辊(rolls)、线圈(coils)等作为供给源，自该供给源取出、供给制冷剂管4、软钎料板材6，除此方式之外，也适合采用下述方式，即，对于软钎料板材6而言，如图3所示那样，利用轧辊10、10对剖面形状为圆形的软钎料线材8进行轧制而使该软钎料线材8扁平化，由此形成带状的软钎料板材6，连续地向水管2的外周面之上供给该带状的软钎料板材6。通过这样，能够容易形成带状的软钎料板材6，从而能够容易实现供给恒定量的软钎料。其中，若采用该辊轧方式，例如对1.6mmφ的软钎料线材进行辊轧，由此能够容易得到板宽为3mm～6mm左右、厚度为0.2mm～0.3mm左右的带板状的软钎料材料。

此外，在向该水管2的外周面之上卷绕软钎料板材6和制冷剂管4时，采用对上述软钎料板材6和制冷剂管4同时进行卷绕的方式，除此方式之外，还能够在卷绕软钎料板材6之前，将制冷剂管4以与软钎料板材6对齐、重叠的方式配置在软钎料板材6之上，在该形态下，将软钎料板材6和制冷剂管4卷绕在水管2的外周面之上，并且还能够在水管2的外周面之上卷绕软钎料板材6之后，在该被卷绕了的软钎料板材6之上卷绕制冷剂管4，来进行上述水管2、软钎料板材6和制冷剂管4之间的组装。

另外，对像这样得到的由水管2、软钎料板材6和制冷剂管4构成的组装体进行加热以使软钎料板材6熔化，此时，为了不使晶粒度变大，特别是为了有效地抑制制冷剂管4的强度降低，以作为母材的水管2、制冷剂管4的温度不变高的方式，换言之以母材温度不超过350℃的方式进行加热，由此，使软钎料板材6熔化，进行水管2与制冷剂管4之间的接合。其中，这样的加热操作适合利用焊炬等的火焰进行局部加热，并且利用该火焰使软钎料板材6熔化，实现水管2与制冷剂管4之间的接合，之后，通过喷射空气等进行冷却。像这样，水管2与制冷剂管4之间的接合通过隔在水管2与制冷剂管4之间的软钎料板材6的熔化来实现，因此对于上述的加热温度，虽说是以较低的温度加热，但是需要加热到软钎料板材6能熔化的温度以上，特别是从实用的角度而言，优选母材温度加热到250℃以上。

这样，通过有效地供给软钎料熔融物，使水管2和制冷剂管4之间如图4所示那样被软钎料6'可靠且稳定地接合，此时，以母材的温度并非为高温的方式进行接合，由此能够有效地抑制母材的强度降低、特别是制冷剂管4的强度降低，而且还能够抑制甚至阻止晶粒度的粗大化，因此还能够有效地谋求防止母材的腐蚀。

并且，在水管2与制冷剂管4之间夹有软钎料板材6的形态下，使该软钎料板材6熔化，而使水管2与制冷剂管4之间接合，因此在上述水管2与制冷剂管4之间的接合部位始终存在有软钎料熔融物，由此，能够有效地进行水管2与制冷剂管4之间的接合，并且由此还能够有效地消除发生这样的问题：软钎料发生熔化滴落，软钎料熔融物未被供给到水管2与制冷剂管4之间的接合界面，而引起上述水管2与制冷剂管4之间接合不良等。

并且，在采用上述水管2和制冷剂管4之间的软钎料接合的情况下，如以往的一方法那样，通过浸渍付与软钎料，进行上述水管2和制冷剂管4之间的接合，此时多余的软钎料附着于上述的管表面，造成浪费，如本发明那样，在水管2与制冷剂管4之间配置软钎料板材6来进行接合，由此能够以所需软钎料的最低限度的量接合制冷剂管4，由此，还能够降低换热器的制造成本。

图5表示包括上述那样的制冷剂管4的卷绕工序和软钎焊工序在内的、换热器的制造方法的一个例子。

在此，图5(a)表示如图1所示那样将软钎料板材6和制冷剂管4卷绕于水管2的外周面而成的组装体12。这样的组装体12例如能够通过如下这样的方式制造，即：使水管2绕其轴心旋转且沿其轴心方向移动，并且将软钎料板材6和制冷剂管4以彼此重叠的方式供给到水管2的外周面。

然后，在使这样的组装体12如图5(b)所示那样绕其轴心旋转且沿轴心方向移动的状态下，将组装体12暴露于由焊炬14产生的火焰16而进行局部加热，由此，使夹持在制冷剂管4与水管2的外周面之间的软钎料板材6熔化，再利用该熔化的软钎料熔融物将上述水管2和制冷剂管4之间接合。像这样，在利用焊炬的火焰16进行加热的情况下，也能够更加有效地阻止发生这样的情况：在达到水管2与制冷剂管4之间接合的温度之前，熔点较低的软钎料板材6先开始熔化滴落。之后，利用因火焰16生成的软钎料板材6的熔融物接合而成的、水管2和制冷剂管4的接合体20被自配置在该接合体20的周围的空气吹出喷嘴18喷出的空气所冷却，由此使上述水管2、制冷剂管4迅速冷却，使软钎料熔融物凝固。

接着，对像这样得到的、水管2和制冷剂管4的接合体20实施与以往同样的弯曲加工，而如图5(c)所示那样以漩涡状或跑道状的形态作为换热器22使用，在这样的弯曲加工中，对于经过如上述那样的卷绕工序、软钎焊工序所得到的接合体20而言，熔融软钎料被可靠地供给到水管2与制冷剂管4之间，使水管2与制冷剂管4之间以足够的面积并且也不产生间隙等缺陷地可靠地接合，因此即使在接合体20的角部那样的较大的弯曲加工部位，也能够有利于阻止在水管2与制冷剂管4之间形成间隙等问题发生。

以上，详细说明了本发明的代表性的实施方式，应该理解为这不过是示例，上述实施方式的具体记述对本发明不构成任何限定。

例如，在例示的实施方式中，以供热水用换热器为对象进行了说明，不言而喻，并不限定于此，能够应用于公知的各种换热器。

另外，能够根据目标换热器的类型采用公知的各种构造或形态，如不经过上述的弯曲工序而直接使用直管形态的水管2等。

此外，在例示的实施方式中，以在水管2的外周面卷绕、接合制冷剂管4的类型的换热器为对象，但对于将制冷剂管4沿与水管2的轴心平行的方向配置、接合于水管2的外周面的类型的换热器，也同样能够应用本发明。

另外，并不一一列举，能够以基于本领域技术人员的知识而进行了各种变更、修正、改进等的方式实施本发明，并且，不言而喻，这样的实施方式只要不脱离本发明的主旨便均属于本发明的范畴。

附图标记说明

2、水管；4、制冷剂管；6、软钎料板材；6'、软钎料；8、软钎料线材；10、轧辊；12、组装体；14、焊炬；16、火焰；18、空气吹出喷嘴；20、接合体；22、换热器。

Claims (10)

1.一种换热器的制造方法，其特征在于，

在制造由管内为水通路且直径较大的水管和一根或多根接合于该水管的外周面、管内为制冷剂通路且直径比该水管的直径小的制冷剂管构成的换热器时，

将带状的软钎料板材用于该水管与制冷剂管之间的接合，将该软钎料板材配置在该水管的外周面之上，进而在该软钎料板材之上配置该制冷剂管，在像这样对上述水管、软钎料板材和制冷剂管之间进行了组装之后，加热到不超过350℃的温度，由此使该软钎料板材熔化，进行上述水管与制冷剂管之间的接合。

2.根据权利要求1所述的换热器的制造方法，其特征在于，

将上述软钎料板材卷绕于上述水管的外周面，另一方面，在卷绕该软钎料板材之前或者与卷绕该软钎料板材同时或者在卷绕该软钎料板材之后，将上述制冷剂管供给到该软钎料板材之上，由此在上述水管上组装上述软钎料板材和上述制冷剂管。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的换热器的制造方法，其特征在于，

通过对剖面形状为圆形的软钎料线材进行轧制而使该软钎料线材扁平化，从而形成上述软钎料板材，之后将该软钎料板材供给、配置在上述水管的外周面之上。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的换热器的制造方法，其特征在于，

利用火焰进行上述加热操作，利用该火焰使上述软钎料板材熔化，进行上述水管与上述制冷剂管之间的接合，之后通过喷射空气进行冷却。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的换热器的制造方法，其特征在于，

上述水管为铜制，上述制冷剂管为铜合金制。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的换热器的制造方法，其特征在于，

上述软钎料板材由Sn：96.5％与Ag：3.5％的合金构成。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的换热器的制造方法，其特征在于，

上述水管的外径为9.0mm～16.0mm，上述制冷剂管的外径为2.0mm～5.0mm。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的换热器的制造方法，其特征在于，

上述软钎料板材的板宽为2.5mm～8.0mm，板厚为0.1mm～0.5mm。

9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的换热器的制造方法，其特征在于，

该换热器的制造方法还包括将通过上述水管与上述制冷剂管之间接合所得到的接合体弯曲加工成漩涡状或跑道状的形态的工序。

10.一种换热器，其特征在于，

该换热器通过权利要求1～9中的任意一项所述的制造方法制造而成。