JP2008180460A

JP2008180460A - 熱交換器の製造方法および該製造方法により製造された熱交換器

Info

Publication number: JP2008180460A
Application number: JP2007015055A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Numata; 光春沼田; Haruo Nakada; 春男中田; Yasuhiko Oka; 恭彦岡; Kazunari Kasai; 一成笠井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】芯管に細管を接合するに当たって、接合温度を低く抑えることにより、細管の強度低下および腐食発生を効果的に抑制し得るようにする。
【解決手段】水通路を形成する芯管１と、該芯管１の外周に接合されて冷媒通路を形成する細管２とからなる熱交換器の製造方法において、前記細管２の接合時における母材温度を５００℃以下に設定して、母材の温度が高温とならないようにし、結晶粒度が大きくならず、細管２の強度低下および腐食発生を効果的に抑制することができるようにしている。
【選択図】図１

Description

本願発明は、熱交換器の製造方法および該製造方法により製造された熱交換器に関するものである。

従来から良く知られている給湯用熱交換器の製造方法では、図３に示すように、水通路を構成する芯管１の外周に冷媒通路を構成する細管２を所定ピッチで螺旋状に巻き付け（図３（イ）参照）、これを渦巻き形状に曲げ加工し（図３（ロ）参照）、ロウ材をセットし（図３（ハ）参照）、ロウ付け（例えば、炉中ロウ付け）を行う（図３（ニ）参照）こととなっている（特許文献１参照）。

特開２００２−３６４９８９号公報。

ところが、上記特許文献１に開示されている従来技術のように、芯管の外周に細管を巻き付けて炉中ロウ付けすることにより製造された熱交換器の場合、ロウ付け温度（８００℃での炉中ロウ付け）が高いため、母材温度が高くなり、結晶粒度が大きくなり、また軟化する。その結果、強度が小さくなり、また腐食による漏れの原因となるという不具合が存する。さらに、曲げ工程の後にロウ付けを行うこととなっているため、曲げ加工時の変形によって符号Ａ′で示す部分に隙間が発生するおそれもある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、芯管に細管を接合するに当たって、接合温度を低く抑えることにより、細管の強度低下および腐食発生を効果的に抑制し得るようにすることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、水通路を形成する芯管１と、該芯管１の外周に接合されて冷媒通路を形成する細管２とからなる熱交換器の製造方法において、前記細管２の接合時における母材温度を５００℃以下に設定している。

上記のような製造方法を採用したことにより、母材の温度が高温とならないので、結晶粒度が大きくならず、細管２の強度低下および腐食発生を効果的に抑制することができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた熱交換器の製造方法において、前記細管２の接合材としてハンダ５を用いるとともに、前記芯管１に前記細管２を巻き付けるときに、前記ハンダ５の線材を同時に巻き付けるようにすることもでき、そのような製造方法を採用した場合、接合温度が高温とならず、しかも最低限のハンダ量で接合が可能となるところから、低コストで細管２の強度低下および腐食発生を効果的に抑制できる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた熱交換器の製造方法において、前記芯管１の外周面に母材と同素材のメッキを施すこともでき、そのような製造方法を採用した場合、芯管１の強度低下を効果的に抑制することができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた熱交換器の製造方法において、前記細管２の外周面に母材と同素材のメッキを施すこともでき、そのような製造方法を採用した場合、細管２の強度低下を効果的に抑制することができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第１、第２、第３又は第４の手段を備えた製造方法により熱交換器を製造することもでき、そのようにした場合、強度低下および腐食発生を効果的に抑制できる熱交換器を得ることができる。

本願発明の第１の手段によれば、水通路を形成する芯管１と、該芯管１の外周に接合されて冷媒通路を形成する細管２とからなる熱交換器の製造方法において、前記細管２の接合時における母材温度を５００℃以下に設定して、母材の温度が高温とならないようにしているので、結晶粒度が大きくならず、細管２の強度低下および腐食発生を効果的に抑制することができるという効果がある。

本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた熱交換器の製造方法において、前記細管２の接合材としてハンダ５を用いるとともに、前記芯管１に前記細管２を巻き付けるときに、前記ハンダ５の線材を同時に巻き付けるようにすることもでき、そのような製造方法を採用した場合、接合温度が高温とならず、しかも最低限のハンダ量で接合が可能となるところから、低コストで細管の強度低下および腐食発生を効果的に抑制できる。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた熱交換器の製造方法において、前記芯管１の外周面に母材と同素材のメッキを施すこともでき、そのような製造方法を採用した場合、芯管１の強度低下を効果的に抑制することができる。

本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた熱交換器の製造方法において、前記細管２の外周面に母材と同素材のメッキを施すこともでき、そのような製造方法を採用した場合、細管２の強度低下を効果的に抑制することができる。

本願発明の第５の手段におけるように、上記第１、第２、第３又は第４の手段を備えた製造方法により熱交換器を製造することもでき、そのようにした場合、強度低下および腐食発生を効果的に抑制できる熱交換器を得ることができる。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について説明する。

この熱交換器は、炭酸ガスを冷媒として用いる給湯用熱交換器であって、図２（ハ）に示すように、水通路を形成する芯管１と、該芯管１の外周に螺旋状に巻き付け接合されて冷媒通路を形成する細管２とからなっており、曲げ加工することにより全体として渦巻き形状を呈している。

この熱交換器は、図２に示すように、水通路を構成する芯管１の外周に冷媒通路を構成する細管２を所定ピッチで螺旋状に巻き付ける巻き工程（図２（イ）参照）と、これを加熱後冷却洗浄するハンダ付け工程（図２（ロ）参照）と、渦巻き形状に曲げ加工する曲げ工程（図２（ハ）参照）とを順次実行することにより製造されるが、巻き工程においては、図１に示すように、細管２の芯管１への巻き付けと同時にハンダ５の線材を巻き付けることとなっている。なお、ハンダ付け工程においては、バーナ３により３００℃に加熱することによりハンダ接合することとなっており、冷却洗浄は、洗浄水を噴射する洗浄ノズル４を用いて行われる。

ここで、ハンダ接合時における加熱温度は、２００℃〜３００℃の範囲とするのが望ましく、この点からも、ハンダ５として好適に用いられるものとしては、表１に示すものがある。

上記のようにすると、母材の温度が高温（例えば、５００℃を超える高温）とならないので、細管２の強度低下を抑制することができるし、結晶粒度の肥大化も防止できるところから、腐食防止を図ることもできる。また、ハンダ付け工程の後に曲げ工程を施すことにより、渦巻き形状とすることとなっているため、符号Ａで示す部分において従来生じていた隙間が発生することがなく、芯管１の外周に細管２が密着状態で接合されることとなる。また、この製造工程において、芯管１および細管２の外周面に母材と同素材のメッキを施すこともできる。このようにすると、芯管１および細管２の強度低下を効果的に抑制することができる。

ところで、ハンダ接合を採用する場合であっても、ハンダでディッピングを行うと、必要以上にハンダが乗ってしまい、無駄が生ずるが、本実施の形態におけるように、細管２の芯管１への巻き付けと同時にハンダ５の線材を巻き付けるようにした場合、必要最小限のハンダ量で細管２の接合が可能となり、熱交換器の製造コストを低減できる。

なお、上記実施の形態においては、芯管の外周に細管を巻き付けて接合するタイプの熱交換器について説明したが、芯管の外周において細管を芯管の軸心と平行に添わせるように接合するタイプの熱交換器にも適用可能である。

本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。

本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の製造方法の要部（即ち、巻き工程）をしめす拡大斜視図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の製造方法を示し、（イ）は芯管外周に細管を巻き付ける巻き工程を、（ロ）は細管を芯管外周に接合するハンダ付け工程を、（ハ）は全体を渦巻き形状に曲げる曲げ工程をそれぞれ示している。従来の熱交換器の製造方法を示し、（イ）は芯管外周に細管を巻き付ける巻き工程を、（ロ）は全体を渦巻き形状に曲げる曲げ工程を、（ハ）はロウ付けセット工程を、（ニ）はロウ付け工程をそれぞれ示している。

符号の説明

１は芯管
２は細管
５はハンダ

Claims

水通路を形成する芯管（１）と、該芯管（１）の外周に接合されて冷媒通路を形成する細管（２）とからなる熱交換器の製造方法であって、前記細管（２）の接合時における母材温度を５００℃以下に設定したことを特徴とする熱交換器の製造方法。
前記細管（２）の接合材としてハンダ（５）を用いるとともに、前記芯管（１）に前記細管（２）を巻き付けるときに、前記ハンダ（５）の線材を同時に巻き付けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器の製造方法。
前記芯管（１）の外周面に母材と同素材のメッキを施すことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の熱交換器の製造方法。
前記巻管（２）の外周面に母材と同素材のメッキを施すことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載の熱交換器の製造方法。
前記請求項１、２、３および４のいずれか一項記載の製造方法により製造したことを特徴とする熱交換器。