JP2002243281A - 熱交換器及び熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器及び熱交換器の製造方法

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JP2002243281A
JP2002243281A JP2001040390A JP2001040390A JP2002243281A JP 2002243281 A JP2002243281 A JP 2002243281A JP 2001040390 A JP2001040390 A JP 2001040390A JP 2001040390 A JP2001040390 A JP 2001040390A JP 2002243281 A JP2002243281 A JP 2002243281A
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JP
Japan
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tube
heat exchanger
flange
pipe joint
brazing
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JP2001040390A
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English (en)
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Masafumi Kawai
雅史 河合
Yasushi Yamazaki
康 山崎
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Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0246Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)
  • Housings, Intake/Discharge, And Installation Of Fluid Heaters (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】加工工数を少なくし、製作コストの低減を図る
ことができる熱交換器を提供する。 【解決手段】チューブ3cの端部分に、プレス加工によ
り拡管した拡管部8および拡管部8の端部に一体成形し
た鍔部9とを形成し、拡管部8に外嵌され且つ鍔部9に
密着した別体のフランジ部材10を設け、チューブ3c
を外部の配管に接続する為の管継手7を拡管部8と鍔部
9とフランジ部材10とで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、複数のフィンと
チューブとを備えたフィンアンドチューブ式熱交換器及
びその製造方法に関し、特にチューブを外部の配管に接
続する為の管継手の構造を改良し、製作コスト、製造コ
ストの削減を図り品質不良の改善を図った技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】 従来、給湯器などには一般にフィンア
ンドチューブ式の熱交換器が適用されている。図6、図
7に示すように、熱交換器30は、ケース本体31、複
数のチューブ32、ケース本体31の内部の複数のフィ
ン33等を有し、給湯運転時にはバーナを燃焼運転しつ
つ給気ファンを駆動し、チューブ32の給水口34から
給水すると、給湯温度以上に加熱された湯がチューブ3
2の給湯口35から排出される。チューブ32は、ケー
ス本体31と複数のフィン33を複数回にわたって往復
的に貫通しており、チューブ32がケース本体31及び
複数のフィン33を貫通する個所は炉中ろう付けにて接
合される。チューブ32の給水口34と給湯口35に
は、鍛造成形後切削加工にて形成された真ちゅう製の管
継手36がろう付けにて接合されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 前記従来の熱交換器
では、複数のチューブとケース本体と複数のフィンとを
組み付け、それら熱交アセンブリ体のろう付け対象箇所
にろう材をセットしてから、その熱交アセンブリ体をろ
う付け用炉の内部に収容して、約800〜850度で炉
中ろう付けし、その後チューブの先端部分に手作業にて
管継手をろう付けしていた。これは、管継手が真ちゅう
製であるために炉中ろう付け内でろう付けを行おうとす
ると、高温により脱亜鉛現象を起こし、材質変化による
強度不足、表面粗度不良および外観不良などの不具合を
発生させるためである。
【0004】しかしながら、管継手を手作業にてろう付
けすることは、多大な人手と加工工数を必要とする作業
であり、製作コストが高価になるだけでなく、部品製造
における自動化にとっても障害となる。本発明は、熱交
換器の加工工数を少なくし、製作コストの低減を図るこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】 請求項1の熱交換器
は、複数のフィンとチューブとを備えたフィンアンドチ
ューブ式の熱交換器において、前記チューブの端部分
に、プレス加工により拡管した拡管部と、この拡管部の
端部に一体形成した鍔部とを形成し、チューブを外部の
配管に接続する為の管継手を拡管部と鍔部により構成し
たことを特徴とするものである。
【0006】チューブの端部分に拡管部をプレス加工に
より形成し、この拡管部の端部に鍔部を一体形成してお
き、これら拡管部と鍔部とで、チューブを外部の配管に
接続する為の管継手を構成する。この管継手を形成して
おいて、チューブを熱交換器本体や複数のフィンに炉中
ろう付けすることができるから、チューブの炉中ろう付
け後は管継手を手ろう付けする必要がなく、管継手の構
造を簡単化し、管継手の品質を確保し、熱交換器の製作
コストを大幅に低減することができる。チューブの端部
分を管継手として適用するので、真ちゅう製の管継手を
用いて構成する従来のものと比べて管継手の軽量化を図
ることができる。
【0007】請求項2の熱交換器は、複数のフィンとチ
ューブとを備えたフィンアンドチューブ式の熱交換器に
おいて、前記チューブの端部分に、プレス加工により拡
管した拡管部と、この拡管部の端部に一体形成した鍔部
と、拡管部に外嵌され且つ鍔部に密着した別体のフラン
ジ部材を設け、前記チューブを外部の配管に接続する為
の管継手を拡管部と鍔部とフランジ部材とで構成したこ
とを特徴とするものである。
【0008】チューブの端部分に拡管部がプレス加工に
より形成され、この拡管部の端部に鍔部が一体形成さ
れ、別体のフランジ部材が拡管部に外嵌され且つ鍔部に
密着する状態に設けられる。この拡管部と鍔部とフラン
ジ部材とで、チューブを外部の配管に接続する為の管継
手が構成される。この管継手を形成してから、チューブ
を熱交換器本体と複数のフィンに炉中ろう付けすること
ができるから、チューブの炉中ろう付け後、管継手に手
ろう付けを施す必要がないので、製作コストを大幅に低
減することができるうえ、チューブの端部分とフランジ
部材とで管継手を構成できるから、真ちゅう製の管継手
を用いる前記従来のものと比べて管継手の軽量化を図る
ことができる。
【0009】請求項3の熱交換器の製造方法は、請求項
1又は2に記載の熱交換器を製造する方法において、前
記管継手を構成したチューブを含む複数のチューブと、
複数のフィンと、これらフィンを収容しているケース本
体との全てのろう付け箇所を炉中ろう付けにて行うこと
を特徴とするものである。この熱交換器を製造する際に
は、チューブの端部分に管継手を予め設け、このチュー
ブを含む複数のチューブを複数のフィンとケース本体に
装着する。次に、これらチューブの装着部位に応じて多
数のろう材をセットして熱交アセンブリ体を構成し、そ
の後、この熱交アセンブリ体をろう付け炉内に収容し、
所定温度で加熱処理することにより全てのろう付け箇所
にろう付けを施す。
【0010】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。本実施形態は、給湯器に
適用されるフィンアンドチューブ式の熱交換器に本発明
の熱交換器を適用した場合のものである。尚、以下の説
明は熱交換器の製造方法の説明も含む。図1〜図4に示
すように、熱交換器1は、外部から供給される水を給湯
温度以上まで加熱して給湯口から排出する為のものであ
る。この熱交換器1のケース本体2の内部には複数のフ
ィン6が組み込まれており、この熱交換器1の銅製のチ
ューブ3は、ケース本体2の外部の給水チューブ3a
と、この給水チューブ3aに連なり且つ複数のフィン6
と本体ケース2とを複数回にわたって往復状に貫通する
フィンチューブ3b、このフィンチューブ3bに連なる
給湯チューブ3cなどからなる。熱交換器1の下方に配
設された図示外のバーナを燃焼運転させ、給水チューブ
3aから水を供給すると、給湯温度以上に加熱された湯
が給湯チューブ3cの給湯口から排出されるようになっ
ている。
【0011】次に、この熱交換器1の構造について詳細
に説明する。図1〜図5に示すように、ケース本体2の
内部には、伝熱面積を大きく確保する為の薄手の銅板や
ステンレス板からなる複数のフィン6が収容されてお
り、複数のフィン6はケース本体2の上部の開口部から
内部に挿入される。フィンチューブ3bは、複数のフィ
ン6と本体ケース2を複数個所で貫通している。フィン
チューブ3bが複数のフィン6を貫通する部位には、棒
状のろう材をセットするろう材装着穴5が形成されてい
る。
【0012】チューブ3a〜3cを複数のフィン6とケ
ース本体2に装着した状態において、各ろう材装着穴5
に棒状のろう材(例えば、銀ろう)をセットすると共
に、フィンチューブ3bが本体ケース2を貫通する部位
では、フィンチューブ3bの外周部にC形のろう材4を
セットする。そして、給水チューブ3aとフィンチュー
ブ3bとの接合部およびフィンチューブ3bと給湯チュ
ーブ3cとの接合部にも、C形のろう材をセットする。
【0013】前記のような多数のろう材をセットした熱
交アセンブリ体をろう付け炉内に収容し、約800〜8
50度で数10分間加熱処理することにより、全てのろ
う付け対象部位にろう付けを施す。尚、給水チューブ3
aの先端部はやや縮径状にプレス加工され、その縮径さ
れた先端部がフィンチューブ3bの端部分に内嵌されろ
う付けされる。同様に、給湯チューブ3cの先端部もや
や縮径状にプレス加工され、その縮径された先端部がフ
ィンチューブ3bの端部分に内嵌されろう付けされる。
【0014】次に、給水チューブ3aや給湯チューブ3
cを外部の配管に接続する管継手7の構造について説明
する。給水チューブ3aと給湯チューブ3cの先端部分
に管継手7が夫々設けられている。これら管継手7は同
一構造であるから給湯チューブ3cに設けた管継手7に
ついて図5を用いて説明する。この管継手7は、チュー
ブ3cの先端部分に形成された拡管部8と、この拡管部
8の端部に一体形成した鍔部9と、例えばチューブ3c
とは別体の例えばステンレス製のフランジ部材10とで
構成されている。拡管部8はチューブ3cの端部分の所
定長さ部分をプレス加工により拡管形成して形成される
が、この拡管形成時に拡管部8の先端部には拡管部8か
ら外径側へ曲折された鍔部9が一体形成され、拡管部8
の基端部にはテーパー部11が一体形成される。
【0015】前記の拡管形成用の金型にフランジ部材1
0をセットし、このフランジ部材10にチューブ3cの
端部分を挿入した状態で拡管形成することにより、フラ
ンジ部材10が拡管部8に強固に外嵌し、かつ鍔部9に
強固に密着した状態になる。このフランジ部材10は、
鍔部9よりも大径の鍔部本体10aと、鍔部9よりもや
や小径の小径部10bとからなる。
【0016】次に、以上説明した熱交換器1の作用につ
いて説明する。以上説明した熱交換器1によれば、チュ
ーブ3a,3cの端部分に、プレス加工により拡管した
拡管部8と、その拡管形成により拡管部8の端部に一体
形成された鍔部9とを形成し、拡管部8に外嵌され且つ
鍔部9に密着した別体のフランジ部材10を設け、前記
の拡管部8と鍔部9とフランジ部材10とで、外部の配
管に接続する為の管継手7を構成するので、管継手7の
構造が簡単になり、この管継手7をチューブ3a,3c
に予め形成した状態で、熱交換器1のろう付け対象部位
を炉中ろう付けすることができるから、炉中ろう付け処
理後に管継手7の為の手作業によるろう付けを行う必要
がなくなり、熱交換器1の製作コストを大幅に低減する
ことができるうえ、簡単な構造で高品質の管継手7を実
現することができ、軽量な管継手7を実現することがで
きる。
【0017】チューブ3a,3cの端部分とフランジ部
材10を用いて管継手7を形成するので、真ちゅう製の
別部品の管継手を適用する従来装置と比べて管継手の軽
量化を図ることができ、熱交換器1の軽量化を図ること
ができるから、この熱交換器1を採用した給湯機を住宅
の壁面に設置する際に有利となるうえ、従来装置におけ
る、ろう付けによる管継手の脱亜鉛現象による強度不
足、表面粗度不良、外観不良などを解消することがで
き、品質不良を防止することができる。
【0018】熱交換器を製造する際にチューブ3a,3
cに管継手を設けておき、チューブ3a〜3cを複数の
フィン6とケース本体2に装着し、これらチューブ3a
〜3cの装着部位に応じて多数のろう材をセットして熱
交アセンブリ体を構成し、その後、この熱交アセンブリ
体をろう付け炉内に収容して加熱処理することにより全
てのろう付け箇所に一度にろう付けを施すことができる
から、熱交換器1の製造方法を簡単化することができ、
製造コストを低減することができると共に、熱交換器1
の製造ラインの自動化を推進することができる。
【0019】次に、本実施形態を部分的に変更した変更
形態について説明する。 1)前記管継手7を外部の配管の管継手に連結するのに
ビスを適用する場合があるが、フランジ部材10の鍔部
本体10aにビス穴を形成するようにしてもよい。ま
た、チューブ5の材料に銅以外の金属を採用する場合も
あり、そのような場合には、フランジ部材10を省略し
たうえで、拡管部と鍔部とで管継手を構成することも可
能である。
【0020】2)フランジ部材10と鍔部9を略同一外
径に構成してもよい。その他、本願発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において前記実施形態に種々の変更を付加した
形態で実施可能である。
【0021】
【発明の効果】 請求項1の発明によれば、チューブの
端部分に拡管部をプレス加工により形成し、この拡管部
の端部に鍔部を一体形成しておき、これら拡管部と鍔部
とで、チューブを外部の配管に接続する為の管継手を構
成するので、管継手をプレス加工等で簡単に形成してお
いて、チューブをケース本体に炉中ろう付けすることが
できるから、チューブの炉中ろう付け後、管継手を手ろ
う付けする必要がなくなり製作コストを大幅に低減する
ことができる。チューブの端部分を管継手として適用す
るので、真ちゅう製のものを使用する前記従来のものと
比べて管継手の構造を簡単化し、管継手の軽量化を図る
ことができ、この熱交換器を採用した給湯機を住宅の壁
面に設置する際に有利となる。
【0022】請求項2の発明によれば、チューブの端部
分に拡管部をプレス加工により形成し、この拡管部の端
部に鍔部を一体形成し、拡管部に外嵌され且つ鍔部に密
着した別体のフランジ部材を設け、拡管部と鍔部とフラ
ンジ部材とで、チューブを外部の配管に接続する為の管
継手を構成するので、この管継手をプレス加工等で簡単
に形成しておいて、チューブをケース本体に炉中ろう付
けすることができるから、チューブの炉中ろう付け後、
管継手を手ろう付けする必要がなくなり製作コストを大
幅に低減することができる。フランジ部材を用いて管継
手を構成するため、チューブの材料や肉厚の制約を受け
ない管継手を構成することも可能である。その他請求項
1と同様の効果を奏する。
【0023】請求項3の発明によれば、熱交換器を製造
する際にチューブに管継手を設けておき、このチューブ
を含む複数のチューブを複数のフィンとケース本体に装
着し、これらチューブの装着部位に応じて多数のろう材
をセットして熱交アセンブリ体を構成し、その後、この
熱交アセンブリ体をろう付け炉内に収容して加熱処理す
ることにより全てのろう付け箇所に一度にろう付けを施
すことができるから、熱交換器の製造方法を簡単化する
ことができ、製造コストを低減することができると共に
熱交換器の製造ラインの自動化を推進することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の熱交換器の正面図である。
【図2】熱交換器の一部破断した側面図である。
【図3】熱交換器の平面図である。
【図4】熱交換器の一部破断した背面図である。
【図5】管継手の内部構造を示す部分断面図である。
【図6】従来の熱交換器の正面図である。
【図7】従来の管継手とチューブとの関係を示す拡大図
である。
【符号の説明】
1 熱交換器 2 ケース本体 3 チューブ 3a 給水チューブ 3b フィンチューブ 3c 給湯チューブ 6 フィン 7 管継手 8 拡管部 9 鍔部 10 フランジ部材
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F24H 9/00 F28F 9/26 Fターム(参考) 3H016 AA03 AA05 3L036 AA04 AA42 3L037 DB08 3L065 FA09 FA30

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のフィンとチューブとを備えたフィ
    ンアンドチューブ式の熱交換器において、 前記チューブの端部分に、プレス加工により拡管した拡
    管部と、この拡管部の端部に一体形成した鍔部とを形成
    し、チューブを外部の配管に接続する為の管継手を拡管
    部と鍔部により構成したことを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 複数のフィンとチューブとを備えたフィ
    ンアンドチューブ式の熱交換器において、 前記チューブの端部分に、プレス加工により拡管した拡
    管部と、この拡管部の端部に一体形成した鍔部と、拡管
    部に外嵌され且つ鍔部に密着した別体のフランジ部材を
    設け、前記チューブを外部の配管に接続する為の管継手
    を拡管部と鍔部とフランジ部材とで構成したことを特徴
    とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の熱交換器を製造
    する方法において、 前記管継手を構成したチューブを含む複数のチューブ
    と、複数のフィンと、これらフィンを収容しているケー
    ス本体との全てのろう付け箇所を炉中ろう付けにて行う
    ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005108875A1 (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Noritz Corporation 熱交換器および温水装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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