JP2015158339A - 捩り管形熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有効な伝熱接触面積を保ちつつ、製造コストの削減が図れる捩り管形熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】外周に複数条の螺旋形状の溝を持つ芯管となる水配管１に、螺旋溝２に沿うように冷媒配管４を巻き付けるとともに、冷媒配管４の巻き付けと同時もしくは事前に、水配管１と冷媒配管４とが対向する面の一方にフラックス３を塗布し、冷媒配管巻回後の水配管１と冷媒配管４とを、溶融した半田の槽７に浸漬させ伝熱接合する。【選択図】図１

Description

本発明は、水と冷媒とを熱交換させる捩り管形熱交換器、特に芯管となる水配管の外周に冷媒配管を巻き付けてなる捩り管形熱交換器の製造方法に関するものである。

水と冷媒とを熱交換させる捩り管形熱交換器は、外周に螺旋溝を有した捩り管を水配管として用い、水配管の螺旋溝に沿って冷媒配管を外周側から巻き付け、水配管内を流れる水と冷媒配管内を流れる冷媒との間で熱交換を行う熱交換器である。
螺旋溝は水側の乱流を発生させ、その効果により熱交換性能を向上させる働きがある。

このようなものにおいて、伝熱性能を向上させることを目的として、水配管に冷媒配管を巻き付けたものにフラックス（酸化皮膜除去剤）を塗布した後、溶融した半田の槽に浸漬させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。

また、水配管の螺旋溝の谷底部に予め低融点半田ペーストを塗布し、水配管外周の螺旋溝の形状に沿って、冷媒配管を巻き付け、冷媒配管を螺旋状に巻き付けた水配管を所定の形状に曲げ加工し、水配管中に高温流体を流し、低融点半田ペーストを溶融させて水配管と冷媒配管とを伝熱接合する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４４３５００８号公報（請求項１，２） 特開２００９−４７３９４号公報（要約、図４）

しかしながら、水配管に冷媒配管を巻き付けたものにフラックスを塗布した後、溶融した半田の槽に浸漬させる方式では、水配管と冷媒配管との間の隙間だけでなく、水配管と接していない冷媒配管の外側面にも半田が付着し、伝熱に寄与しない余分な半田が多量に付着する結果を招く。そのため、余分な材料コストが発生してしまうという問題があった。

また、螺旋溝に低融点半田ペーストを塗布し、冷媒配管を巻き付け後に、水配管中に高温流体を流し、低融点半田ペーストを溶融させて水配管と冷媒配管とを伝熱接合する方式も、低融点半田が溶融した際、低融点半田が垂れて伝熱に寄与しない部位に半田が多量に残ってしまうという難点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、水と冷媒とを熱交換させる捩り管形熱交換器における水配管と冷媒配管の伝熱接合において、有効な伝熱接触面積を保ちつつ、製造コストの削減が図れる捩り管形熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る捩り管形熱交換器の製造方法は、外周に複数条の螺旋形状の溝を持つ芯管となる水配管に、螺旋溝に沿うように冷媒配管を巻き付ける工程と、冷媒配管の巻き付けと同時もしくは事前に、水配管と冷媒配管とが対向する面の一方にフラックスを塗布する工程と、冷媒配管巻回後の水配管と冷媒配管とを、溶融した半田の槽に浸漬させ伝熱接合する工程と、を有することを特徴としている。

本発明の捩り管形熱交換器の製造方法によれば、冷媒配管の巻き付けと同時もしくは事前に、水配管と冷媒配管とが対向する面の一方にフラックスを塗布し、冷媒配管巻回後の水配管と冷媒配管とを、溶融した半田の槽に浸漬させ伝熱接合する。このとき、半田は、フラックスが塗布された部位にのみ付着する。そのため、半田は、フラックスが塗布された伝熱に寄与する水配管と冷媒配管との間の隙間にのみ付着し、伝熱に寄与しない冷媒配管の外側面（フラックスが塗布されておらず、水配管と接していない面）に付着することはない。その結果、有効な伝熱接触面積を保ちつつ、製造コスト（特に材料費）を削減することができる。

本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法で製造された捩り管形熱交換器を管軸に沿って切断して示す断面図である。 比較例の捩り管形熱交換器を管軸に沿って切断して示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。

実施形態１．
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１及び図２はいずれも本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。
本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器は、図１及び図２に示すように、外周に複数条の螺旋溝２を設けた捩り管すなわち水配管１と、水配管１に螺旋溝２に沿わせて巻き付けた冷媒配管４とで構成される。

次に、本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法について、図１及び図２に基づき図３を参照しながら説明する。まず、外周に複数条の螺旋形状の溝（以下、螺旋溝という）２を持つ芯管となる水配管１（図１（ａ））の冷媒配管４と対向する面、つまり水配管１の螺旋溝２に、フラックス３を塗布する（図１（ｂ））。次いで、水配管１の螺旋溝２に沿うように冷媒配管４を巻き付ける（図１（ｃ））。なお、フラックス３は、冷媒配管４の巻き付けと同時に水配管１の螺旋溝２に塗布してもよい。

次いで、冷媒配管巻回後の水配管１と冷媒配管４とをＵ字状に折り曲げ、Ｕ字状組付管６Ａを作成する（図２（ａ））。その後、折り曲げ後の水配管１と冷媒配管４、すなわちＵ字状組付管６Ａを、溶融した半田の槽７に浸漬させ伝熱接合する（図２（ｂ））。

図３は本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法で製造された捩り管形熱交換器を管軸に沿って切断して示す断面図であり、捩り管形熱交換器６の水配管１と冷媒配管４との半田接合の様子を示している。
半田８は、フラックス３が塗布された部位にのみ付着する。本実施形態においては、水配管１の螺旋溝２にのみフラックス３を塗布しているため、図３のように半田８は伝熱に寄与する水配管１と冷媒配管４との間の隙間にのみ付着し、伝熱に寄与しない冷媒配管４の外側面（フラックス３が塗布されておらず、水配管１と接していない面）に付着することはない。

図４は比較例の捩り管形熱交換器を管軸に沿って切断して示す断面図であり、水配管１に冷媒配管４を巻き付けてなる組付管全体にフラックス３の塗布を行い、溶融した半田の槽７に浸漬させて、水配管１と冷媒配管４とを伝熱接合させたものである。
この比較例の捩り管形熱交換器の場合、組付管全体にフラックスが塗布されているので、図４のように水配管１と冷媒配管４との間の隙間の半田８だけでなく、水配管１と接していない冷媒配管４の外側面、つまり伝熱に寄与しない部位にも半田８ａが付着する。このように、比較例においては、伝熱に寄与しない余分な半田８ａが多量に付着するため、余分な材料コストが発生してしまう。

本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法のように、水配管１の螺旋溝２にのみフラックス３を塗布する方式とすることで、有効な伝熱接触面積を保ちつつ、余分な半田８ａの付着を抑制でき、製造コスト（特に材料費）を削減することができる。

実施形態２．
図５及び図６はいずれも本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図であり、各図中、前述の実施形態１と同一部分には同一符号を付してある。
本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器も、図５及び図６に示すように、外周に複数条の螺旋溝２を設けた捩り管すなわち水配管１と、水配管１に螺旋溝２に沿わせて巻き付けた冷媒配管４とで構成される。

次に、本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法について、図５及び図６に基づき図３を参照しながら説明する。まず、水配管１の螺旋溝２に巻回される冷媒配管、つまり冷媒配管巻き付けボビン５より繰り出されて螺旋溝２に巻回される冷媒配管４の螺旋溝２と対向させる面に、フラックス３を塗布する（図５（ａ），（ｂ））。次いで、フラックス３を塗布した冷媒配管４ａを、水配管１の螺旋溝２に沿うように、かつそのフラックス塗布面を螺旋溝２側に向けさせた状態で螺旋溝２に巻き付ける（図５（ｃ））。なお、フラックス３は、冷媒配管４の巻き付けと同時に冷媒配管４に塗布してもよい。

次いで、冷媒配管巻回後の水配管１と冷媒配管４ａとをＵ字状に折り曲げ、Ｕ字状組付管６Ｂを作成する（図６（ａ））。その後、折り曲げ後の水配管１と冷媒配管４ａ、すなわちＵ字状組付管６Ｂを、溶融した半田の槽７に浸漬させ伝熱接合する（図６（ｂ））。

本実施形態においても、冷媒配管４ａの螺旋溝２と対向する面にのみフラックス３を塗布しているため、図３のように半田８は伝熱に寄与する水配管１と冷媒配管４との間の隙間にのみ付着し、伝熱に寄与しない冷媒配管４ａの外側面（フラックス３が塗布されておらず、水配管１と接していない面）に付着することはない。

本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法のように、冷媒配管４ａの螺旋溝２と対向する面にのみフラックス３を塗布する方式とすることで、有効な伝熱接触面積を保ちつつ、余分な半田８ａ（図４）の付着を抑制でき、製造コスト（特に材料費）を削減することができる。

１ 水配管、２ 螺旋溝、３ フラックス、４，４ａ 冷媒配管、５ 冷媒配管巻き付けボビン、６ 捩り管形熱交換器、６Ａ，６Ｂ Ｕ字状組付管、７ 溶融した半田の槽、８，８ａ 半田。

Claims (3)

1. 外周に複数条の螺旋形状の溝を持つ芯管となる水配管に、前記螺旋溝に沿うように冷媒配管を巻き付ける工程と、
   前記冷媒配管の巻き付けと同時もしくは事前に、前記水配管と前記冷媒配管とが対向する面の一方にフラックスを塗布する工程と、
   前記冷媒配管巻回後の前記水配管と前記冷媒配管とを、溶融した半田の槽に浸漬させ伝熱接合する工程と、
   を有することを特徴とする捩り管形熱交換器の製造方法。
2. 前記水配管の前記螺旋溝にフラックスを塗布することを特徴とする請求項１記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
3. 前記冷媒配管の前記螺旋溝と対向する面にフラックスを塗布することを特徴とする請求項１記載の捩り管形熱交換器の製造方法。

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