JP2014025592A

JP2014025592A - 熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JP2014025592A
Application number: JP2012162137A
Authority: JP
Inventors: Noboru Otomo; 昇大友; Masanobu Saito; 正信斎藤
Original assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-06

Abstract

【課題】冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器において、キャピラリーチューブと扁平管の当接面全長に亘り、接合不良が生じることがなく均一に接合することができ、組立作業性、生産性に優れた熱交換器の製造方法を提案する。
【解決手段】ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、当接状態のキャピラリーチューブの外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きし、キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立てて加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合する。
【選択図】図３

Description

この発明は、冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器の製造方法に関するものである。

冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器として、特許文献１に示す構造のものが広く適用されている。この熱交換器は、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブ（銅製細管）をコイル巻きして筒状に形成し、扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、同軸的に一体としたものである。キャピラリーチューブを高温高圧のガス冷媒が流通し、扁平管を水が流通して熱交換が行われ、水を加熱して給湯するもので、キャピラリーチューブを用いることで、高温高圧のガス冷媒に耐える構造とされている。そして、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立て、適宜の手段でろう材を設置し、組立品を加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合して製作されている。

図７に、加熱炉内に投入してろう付けするためのろう材の設置例を示す。図に示すように、キャピラリーチューブ１が扁平管２の平坦面に挟持され、当接状態で組み立てられ、（Ａ）は、当接面に薄板状の箔ろうを設置した断面端面図で、（Ｂ）は、当接面にペースト状のろう材を塗布した断面端面図である。このようにしてろう材を設置した組立品を加熱炉内に投入し、加熱炉内でろうが溶融して当接面がろう付け接合される。（Ｃ）は、キャピラリーチューブ１と扁平管２を組立後、最外のキャピラリーチューブ１の外周の適宜の位置に、円弧状のろう棒５を設置した断面端面図である。この組立品を加熱炉内に投入し、加熱炉内で溶融したろうが毛管現象で当接面の間隙に侵入し、当接面がろう付け接合される。

特開２００６−２３４２５４号公報

上記構成の熱交換器は、極めて長尺なキャピラリーチューブと扁平管が用いられ、ろう付け接合する長さ距離も長尺となる。箔ろうやペースト状のろう材を当接面全長に設置してキャピラリーチューブと扁平管を組み立てる手段は、組立作業が煩雑となって工数を要し、作業性が著しく劣る。また、キャピラリーチューブの外周にろう棒を設置する手段は、内側のキャピラリーチューブへのろうの浸透性が悪く、接合不良が生じやすく、ろう棒の設置位置や組立品の炉内の姿勢にも制限がある。このように、従来のろう材設置手段は、ろう付け品質及び生産性に課題があり、製作コストが高価で量産に不適であった。

この発明は、上記構成のヒートポンプ式給湯機用の熱交換器の製造方法において、キャピラリーチューブと扁平管の当接面全長に亘り、接合不良が生じることがなく均一に接合することができ、組立作業性、生産性に優れ、製作コストを大幅に削減可能で、量産に適した熱交換器の製造方法を提案することを目的とするものである。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の熱交換器の製造方法は、冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器で、高温高圧のガス冷媒と水とで熱交換する熱交換器の製造方法であって、ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、当接状態のキャピラリーチューブの外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きする。そして、キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立てて加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合するものである。

請求項２に記載の熱交換器の製造方法は、冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器で、高温高圧のガス冷媒と水とで熱交換する熱交換器の製造方法であって、ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、最外に位置するキャピラリーチューブを除いたキャピラリーチューブの外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きする。そして、キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立て、最外に位置するキャピラリーチューブの外周の適宜の位置に、ろう棒を設置して加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合するものである。

請求項３に記載の熱交換器の製造方法は、請求項１又は２に記載のように、キャピラリーチューブの外周面にろう材テープを螺旋巻きするとともに、扁平管の外周面にも、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きするものである。

請求項４に記載の熱交換器の製造方法は、冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の交換器であって、高温高圧のガス冷媒と水とで熱交換する熱交換器の製造方法であって、ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、扁平管の外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きする。そして、キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立て加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合するものである。

請求項５に記載の熱交換器の製造方法は、上記の熱交換器の製造方法において、長尺テープ状のろう材テープに代わって、長尺ワイヤー状のろう材ワイヤーを用いるものである。

請求項１に記載の熱交換器の製造方法は、当接状態のキャピラリーチューブの外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きしたので、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立てれば、ろう材が同時に設置された状態となる。したがつて、この組立品を加熱炉内に投入し、ろう材テープが加熱炉内で溶融し、キャピラリーチューブと扁平管の当接面全長に亘り、接合不良が生じることがなく均一に接合することができる。

また、キャピラリーチューブの外周面に予めろう材テープを螺旋巻きするだけで、従来のろう材の設置作業は不要となり、キャピラリーチューブと扁平管の組立作業も容易で生産性に優れ、製作コストを大幅に削減可能となり、量産に適するものである。

請求項２に記載の熱交換器の製造方法は、最外に位置するキャピラリーチューブを除いたキャピラリーチューブの外周面に、ろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きするとともに、最外に位置するキャピラリーチューブの外周の適宜の位置にろう棒を設置するので、内側のキャピラリーチューブはろう材テープが溶融して均一にろう付け接合され、従来のろう棒設置におけるろうの浸透不足による接合不良が解消される。

請求項３に記載の熱交換器の製造方法は、キャピラリーチューブの外周面にろう材テープを螺旋巻きするとともに。扁平管の外周面にもろう材テープを螺旋巻きしたので、ろう材テープの相乗効果で、当接面を堅固にろう材接合することができる。

請求項４に記載の熱交換器の製造方法は、キャピラリーチューブの外周面にろう材テープを螺旋巻きする代わりに、扁平管の外周面にろう材テープを螺旋巻きしたので、ろう材テープが加熱炉内で溶融し、同様にしてキャピラリーチューブと扁平管の当接面全長に亘り、接合不良が生じることがなく均一に接合することができるとともに、組立作業も容易で生産性に優れ、製作コストを大幅に削減可能となり、量産に適するものである。

また、上記の上記の熱交換器の製造方法において、長尺テープ状のろう材テープに代わって、長尺ワイヤー状のろう材ワイヤーを用いてもよく、ろう材ワイヤーが加熱炉内で溶融し、同様にしてキャピラリーチューブと扁平管の当接面全長に亘り、接合不良が生じることがなく均一に接合することができるものである。

この発明の製造方法を適用した熱交換器の正面図。熱交換器の要部の断面図。キャピラリーチューブの外周面にろう材テープを螺旋巻きした状態を示す説明図。内側２本のキャピラリーチューブの外周面にろう材テープで螺旋巻きした状態を示す説明図。扁平管の外周面にろう材テープを螺旋巻きした状態を示す説明図。キャピラリーチューブの外周面にろう材ワイヤーを螺旋巻きした状態を示す説明図。従来のろう材設置例を示す断面端面図。

以下に、この発明の実施形態を図面の実施例に基づいて具体的に説明する。
図１及び２は、この発明の製造方法を適用した、冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器である。図において、当接状態で並置した３本のキャピラリーチューブ１０がコイル巻きして筒状に形成され、扁平管２０が同じくコイル巻きして筒状に形成され、キャピラリーチューブ１０と扁平管２０が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブ１０と扁平管２０が同軸的に一体とされている。図２に示すように、キャピラリーチューブ１０が扁平管２０の平坦面に挟持され、当接面をろう付け接合して製作されている。

キャピラリーチューブ１０の一端に入口ヘッダー１１、他端に出口ヘッダー１２が接合され、扁平管２０の一端に入口管２１、他端に出口管２２が接合され、高温高圧のガス冷媒が入口ヘッダー１１から出口ヘッダー１２へキャピラリーチューブ１０を流通し、水が入口管２１から出口管２２へと扁平管２０を交差して流通する。そして、キャピラリーチューブ１０と扁平管２０の接合面を介して熱交換が行われ、水を加熱して給湯する。

図３に、当接状態の３本のキャピラリーチューブ１０の外周面に、長尺テープ状のろう材テープ３０を適宜のピッチで連続的に螺旋巻きした状態を示す。３本のキャピラリーチューブ１０が一括して螺旋巻きされ、このキャピラリーチューブ１０と扁平管２０を同軸的に組み立てれば、ろう材が同時に設置された状態となる。この組立品を加熱炉内に投入し、ろう材テープ３０が加熱炉内で溶融し、キャピラリーチューブ１０と扁平管２０の当接面全長に亘り、均一にろう付け接合される。

図４に、３本のキャピラリーチューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち、内側２本のキャピラリーチューブの外周面に、ろう材テープ３０を適宜のピッチで連続的に螺旋巻きした状態を示す。この３本のキャピラリーチューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと扁平管２０を同軸的に組み立て、最外に位置するキャピラリーチューブ１０ｃの外周の適宜の位置に、図６（ｃ）に示すように、円弧状のろう棒を設置し、この組立品を加熱炉内に投入し、ろう材テープ３０及びろう棒が加熱炉内で溶融し、当接面が均一にろう付け接合される。

図５に、扁平管２０の外周面に、ろう材テープ３０を適宜のピッチで連続的に螺旋巻きした状態を示す。キャピラリーチューブ１０の外周面にろう材テープ３０を螺旋巻きする代わりに、扁平管２０の外周面にろう材テープ３０を螺旋巻きしても、同様にして当接面全長に亘り、均一にろう付け接合される。

また、キャピラリーチューブ１０にろう材テープ３０を螺旋巻きするとともに、扁平管２０の外周面にもろう材テープ３０を螺旋巻きすれば、ろう材テープ３０の相乗効果で、当接面が堅固にろう付け接合される。

図６に、長尺テープ状のろう材テープ３０に代わって、長尺ワイヤー状のろう材ワイヤー３１を用い、当接状態の３本のキャピラリーチューブ１０の外周面に、ろう材ワイヤー３１を適宜のピッチで連続的に螺旋巻きした状態を示す。このように、ろう材テープ３０に代わって、ろう材ワイヤー３１を用いてもよく、このキャピラリーチューブ１０と扁平管２０を同軸的に組み立てれば、ろう材が同時に設置された状態となり、この組立品を加熱炉内に投入し、ろう材ワイヤー３１が加熱炉内で溶融し、キャピラリーチューブ１０と扁平管２０の当接面全長に亘り、均一にろう付け接合される。

１０キャピラリーチューブ
２０扁平管
３０ろう材テープ
３１ろう材ワイヤー

Claims

冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器で、高温高圧のガス冷媒と水とで熱交換する熱交換器の製造方法であって、
ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、当接状態のキャピラリーチューブの外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きし、
キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立てて加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合する熱交換器の製造方法。
冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の熱交換器で、高温高圧のガス冷媒と水とで熱交換する熱交換器の製造方法であって、
ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、最外に位置するキャピラリーチューブを除いたキャピラリーチューブの外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きし、
キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立て、最外に位置するキャピラリーチューブの外周の適宜の位置に、ろう棒を設置して加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合する熱交換器の製造方法。
扁平管の外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きした請求項１又は２に記載の熱交換器の製造方法。
冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機用の交換器であって、高温高圧のガス冷媒と水とで熱交換する熱交換器の製造方法であって、
ガス冷媒が流通し、当接状態で並置した複数本のキャピラリーチューブをコイル巻きして筒状に形成し、水が流通する扁平管を同じくコイル巻きして筒状に形成し、扁平管の外周面に、長尺テープ状のろう材テープを適宜のピッチで連続的に螺旋巻きし、
キャピラリーチューブと扁平管が互いに当接して交互に配するように、キャピラリーチューブと扁平管を同軸的に組み立て加熱炉内に投入し、当接面をろう付け接合する熱交換器の製造方法。
長尺テープ状のろう材テープに代わって、長尺ワイヤー状のろう材ワイヤーを用いた請求項１、２、３又は４に記載の熱交換器の製造方法。