JP2016205752A - 空気調和装置及び空気調和装置の製造方法 - Google Patents

空気調和装置及び空気調和装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造コストを削減し、複数の接続部材が存在する場合においても取り付け作業性が向上する空気調和装置及び空気調和装置の製造方法を提供する。
【解決手段】空気調和装置１は、圧縮機３、第１の熱交換器４、膨張部５及び第２の熱交換器６が配管７により接続され、冷媒が流通する冷媒回路２を備え、第１の熱交換器４は、放熱フィン１１と、放熱フィン１１に挿入され、冷媒が内部に流通する複数のチューブ１２と、チューブ１２の端部に設けられ、複数のチューブ１２が挿入される複数の穴１３ａが形成された側板１３と、を有し、側板１３には、接続対象となる複数のチューブ１２に対応する穴１３ａの間に、複数のチューブ１２を接続する接続部材１４の種類に対応したマーキング１５が施されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、側板が設けられた熱交換器を備える空気調和装置及びその空気調和装置の製造方法に関する。
空気調和装置に用いられる熱交換器は、例えば放熱フィンとチューブと側板とで構成されている。放熱フィン及びチューブは複数設けられており、複数のチューブが複数の放熱フィンに挿入されている。側板はチューブの端部に設けられており、側板には、複数のチューブが挿入される複数の穴が形成されている。熱交換器には、側板において、複数のチューブ同士を接続する接続部材が設けられている。この接続部材としては、例えばＵベンド管、三方ベンド管及びバルジ三方管等が挙げられる。また、チューブがヘアピン管である場合、チューブと接続部材とは一体的に形成される。
このような熱交換器に設けられる接続部材は、その接続パターン（パスパターン）が様々で且つ複雑である。このため、パスパターンが記載された図面が、別途用意される。そして、熱交換器を製造する作業者は、熱交換器とパスパターンが記載された図面とを交互に見比べつつ部品等を取り付けて組み立てている。パスパターンに関する部品は、多い場合、熱交換器１枚当たり１００個を超えることもある。また、その部品は、数種類に及ぶ場合もある。従って、作業時間が増加し、取り付け間違いによる仕損が発生する虞がある。
また、パスパターンに関する部品は、前述の如く、主に、ヘアピン管、Ｕベンド管、三方ベンド管及びバルジ三方管の４種類である。これらの接続部材は、機能、外形、取り付け数及び場所等に制限がない。このため、取り付け場所の確認及び取り付ける接続部材自体の確認に起因する作業時間の増加、取り付け場所の確認及び取り付ける接続部材自体の確認に起因する取り付け間違いによる仕損が発生する虞がある。
なお、これらの接続部材がロウ付けによって取り付けられる場合、一旦取り付けられると、取り外しが困難である。このため、取り付け間違いが発生した場合、放熱フィン及び側板を含む熱交換器全体を廃棄しなければならない。
ここで、特許文献１には、複数のベンド管を有する熱交換器の製造方法が開示されている。特許文献１は、ベンド管が挿入される穴が形成されたサポート材に、複数のベンド管を予め装着しておき、そのサポート材をプレートフィンに挿入されたチューブに嵌合することによって熱交換器が製造される。このように、特許文献１は、サポート材を用いることによって、ベンド管の取り付け場所の確認を不要とし、熱交換器の組み立て作業性を向上させようとするものである。
特開２００９−６８８０５号公報
しかしながら、特許文献１に開示された熱交換器は、サポート材が必要であるため、製造コストが上昇する。また、特許文献１では、ベンド管のみの取り付けについて開示されており、複数の接続部材が存在する場合の取り付け作業性については何ら配慮されていない。
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、製造コストを削減し、複数の接続部材が存在する場合においても取り付け作業性が向上する空気調和装置及び空気調和装置の製造方法を提供するものである。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第１の熱交換器、膨張部及び第２の熱交換器が配管により接続され、冷媒が流通する冷媒回路を備え、第１の熱交換器は、放熱フィンと、放熱フィンに挿入され、冷媒が内部に流通する複数のチューブと、チューブの端部に設けられ、複数のチューブが挿入される複数の穴が形成された側板と、を有し、側板には、接続対象となる複数のチューブに対応する穴の間に、複数のチューブを接続する接続部材の種類に対応したマーキングが施されている。
本発明によれば、側板には、接続対象となる複数のチューブに対応する穴の間に、複数のチューブを接続する接続部材の種類に対応したマーキングが施されている。このため、サポート材がなくとも、位置決めが容易である。従って、製造コストを削減することができる。また、マーキングは、接続部材の種類毎に異なるため、取り付ける接続部材を容易に認識することができる。このため、複数の接続部材が存在する場合においても取り付け作業性を向上させることができる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。 本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４を示す側面図である。 本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４を示す正面図である。 本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４の側板１３を示す正面図である。 本発明の実施の形態１におけるマーキング１５の種類を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４の側板１３を示す正面図である。
以下、本発明に係る空気調和装置１及び空気調和装置１の製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。図１に基づいて、空気調和装置１について説明する。図１に示すように、空気調和装置１は、冷媒回路２を備えている。冷媒回路２は、圧縮機３、第１の熱交換器４、膨張部５及び第２の熱交換器６が配管７により接続され、冷媒が流通するものである。
圧縮機３は、冷媒を圧縮するものである。第１の熱交換器４は、例えば室外に設けられ、室外空気と冷媒とを熱交換するものである。第１の熱交換器４には、冷媒の流入側に流入ヘッダ４ａが設けられており、流入ヘッダ４ａは、圧縮機３から吐出された冷媒を第１の熱交換器４の各チューブ１２に分配するものである。また、第１の熱交換器４には、冷媒の流出側に第１の流出ヘッダ４ｂが設けられており、第１の流出ヘッダ４ｂは、各チューブ１２から流出する冷媒を集約して、膨張部５に流出させるものである。
膨張部５は、冷媒を膨張及び減圧するものである。第２の熱交換器６は、例えば室内に設けられ、室内空気と冷媒とを熱交換するものである。第２の熱交換器６には、冷媒の流入側に分配器６ａが設けられており、分配器６ａは、膨張部５から流出した冷媒を第２の熱交換器６の各チューブ１２に分配するものである。また、第２の熱交換器６には、冷媒の流出側に第２の流出ヘッダ６ｂが設けられており、第２の流出ヘッダ６ｂは、各チューブ１２から流出する冷媒を集約して、圧縮機３に流出させるものである。
図２Ａは、本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４を示す側面図、図２Ｂは、本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４を示す正面図である。次に、第１の熱交換器４について説明する。図２Ａ，図２Ｂに示すように、第１の熱交換器４は、放熱フィン１１と、複数のチューブ１２と、側板１３とを有している。放熱フィン１１は例えば複数設けられており、複数の放熱フィン１１は、互いに間隔を空けて配置されている。複数の放熱フィン１１同士の間には、室外空気が流れている。
複数のチューブ１２は、放熱フィン１１に挿入され、冷媒が内部に流通するものである。
側板１３は、チューブ１２の端部に設けられ、複数のチューブ１２が挿入される複数の穴１３ａが形成されている。側板１３は、例えばチューブ１２の両端部において放熱フィン１１を挟み込むように設けられている。側板１３の上端部及び下端部は、放熱フィン１１とは反対側の方向に９０°曲げられている。
図３は、本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４の側板１３を示す正面図である。次に、第１の熱交換器４の側板１３について説明する。図３に示すように、側板１３には、接続対象となる複数のチューブ１２に対応する穴１３ａの間に、複数のチューブ１２を接続する接続部材１４の種類に対応したマーキング１５が施されている。
接続部材１４としては、例えばＵ字状のＵベンド管１４Ａ、Ｔ字状の三方ベンド管１４ｂ及び非Ｔ字状のバルジ三方管１４ｃ等が挙げられる。また、本実施の形態１では、チューブ１２がヘアピン管であり、チューブ１２と接続部材１４とは一体的に形成されている。
図４は、本発明の実施の形態１におけるマーキング１５の種類を示す図である。図４に示すように、ヘアピン管の場合、マーキング１５は１本の直線とされる。Ｕベンド管１４Ａの場合、マーキング１５は２本の平行な直線とされる。三方ベンド管１４ｂの場合、マーキング１５は２本の直線が直交したものとされる。バルジ三方管１４ｃの場合、マーキング１５は２本の直線が非垂直に交差したものであり、また取り付け向きも示される。なお、マーキング１５の寸法は、適宜決定される。
本実施の形態１において、マーキング１５は刻印治具によって施されており、刻印治具は金属からなる。この刻印治具には、マーキング１５の種類の形状がかたどられている。なお、マーキング１５は、筆記具によって施されていてもよく、また、シールによって施されていてもよい。更に、マーキング１５は、複数の穴１３ａ同士を覆うように施されてもよい。
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の製造方法を示すフローチャートである。次に、空気調和装置１の製造方法について説明する。先ず、側板１３に、複数のチューブ１２が挿入される複数の穴１３ａが形成される。具体的には、第１の熱交換器４の側板１３となる平板状の金属板に、例えばバーリング処理によって複数の穴１３ａが形成される（ステップＳＴ１）。
次に、側板１３において、接続対象となる複数のチューブ１２に対応する穴１３ａの間に、複数のチューブ１２を接続する接続部材１４の種類に対応したマーキング１５が施される。具体的には、複数の穴１３ａ同士の間に、刻印治具によってマーキング１５が打刻される（ステップＳＴ２）。そして、金属板の上端部及び下端部が９０°曲げられる。これにより、第１の熱交換器４の側板１３が製造される（ステップＳＴ３）。その後、この側板１３を用いて第１の熱交換器４が製造され、その第１の熱交換器４を用いて空気調和装置１が製造される。
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の運転状態について説明する。圧縮機３は、冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された冷媒は、第１の熱交換器４に流入し、第１の熱交換器４は、室外空気との熱交換により、冷媒を凝縮する。凝縮された冷媒は、膨張部５に流入し、膨張部５は、凝縮された冷媒を膨張及び減圧する。そして、減圧された冷媒は、第２の熱交換器６に流入し、第２の熱交換器６は、室内空気との熱交換により、冷媒を蒸発する。このとき、室内空気が冷却されて、室内が冷房される。そして、蒸発されて高温低圧のガスの状態となった冷媒は、圧縮機３に吸入される。
このように、本実施の形態１にかかる空気調和装置１は、冷房運転を行う際に用いられるものであるが、冷媒回路２に流路切替部を設けることによって、冷房運転だけでなく暖房運転も実施可能に構成されてもよい。
図６は、本発明の実施の形態１における第１の熱交換器４の側板１３を示す正面図である。次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の作用について説明する。図６において、実線矢印は、第１の熱交換器４の一端部の側板１３に取り付けられる接続部材１４の取り付け位置と、冷媒の流通方向とを示すものである。また、図６において、破線は、第１の熱交換器４の他端部の側板１３に取り付けられる接続部材１４の取り付け位置を示すものである。このように、第１の熱交換器４においては、両端部の側板１３で取り付けられる接続部材１４が異なるため、両端部の側板１３には、夫々異なるマーキング１５が施されている。
図６に示すように、各接続部材１４は、マーキング１５の種類に応じて取り付けられる。例えば、２本の平行な直線のマーキング１５が施された部分には、Ｕベンド管１４Ａが取り付けられる。また、２本の直交する直線のマーキング１５が施された部分には、三方ベンド管１４ｂが取り付けられる。更に、破線においてはマーキング１５が図示されていないが、ヘアピン管（チューブ１２）が取り付けられる。そして、流入ヘッダ４ａから流入した冷媒は、ヘアピン管（チューブ１２）、Ｕベンド管１４Ａ、ヘアピン管（チューブ１２）、三方ベンド管１４ｂの順に流通する。
三方ベンド管１４ｂで分岐した冷媒の一方は、ヘアピン管（チューブ１２）、Ｕベンド管１４Ａ、ヘアピン管（チューブ１２）、Ｕベンド管１４Ａ、ヘアピン管（チューブ１２）の順に流通して第１の流出ヘッダ４ｂに流出する。また、三方ベンド管１４ｂで分岐した冷媒の他方は、ヘアピン管（チューブ１２）、Ｕベンド管１４Ａ、ヘアピン管（チューブ１２）、Ｕベンド管１４Ａ、ヘアピン管（チューブ１２）の順に流通して第１の流出ヘッダ４ｂに流出する。
以上説明したように、側板１３には、接続対象となる複数のチューブ１２に対応する穴１３ａの間に、複数のチューブ１２を接続する接続部材１４の種類に対応したマーキング１５が施されている。このため、サポート材がなくとも、位置決めが容易である。従って、製造コストを削減することができる。また、マーキング１５は、接続部材１４の種類毎に異なるため、取り付ける接続部材１４を容易に認識することができる。このため、複数の接続部材１４が存在する場合においても取り付け作業性を向上させることができる。
また、これにより、第１の熱交換器４に接続部材１４を取り付ける時間を短縮することができる。また、取り付け作業性が向上するため、第１の熱交換器４の品質を向上させることができる。更に、接続部材１４がロウ付けによって取り付けられても、取り付け間違いの発生を抑制することができるため、放熱フィン１１及び側板１３を含む第１の熱交換器４全体を廃却するリスクを軽減することができる。これにより、省エネルギーに資する。
なお、本実施の形態１では、第１の熱交換器４の側板１３にマーキング１５が施されているが、第２の熱交換器６の側板１３にマーキング１５が施されてもよい。この場合、膨張部５から流入した冷媒が、ヘアピン管、Ｕベンド管１４Ａ及び三方ベンド管１４ｂ等を流通して、第２の流出ヘッダ６ｂに流出する。また、本実施の形態１では、第１の熱交換器４の側板１３にマーキング１５が施されているが、第２の熱交換器６の側板１３にマーキング１５が施されてもよい。
また、チューブ１２はヘアピン管であり、チューブ１２と接続部材１４とは一体的に形成されている。これにより、ヘアピン管の取り付け作業性を向上させることができる。
更に、接続部材１４として、Ｕ字状のＵベンド管１４Ａが用いられている。これにより、Ｕベンド管１４Ａの取り付け作業性を向上させることができる。
更にまた、接続部材１４として、Ｔ字状の三方ベンド管１４ｂが用いられている。これにより、三方ベンド管１４ｂの取り付け作業性を向上させることができる。
そして、接続部材１４として、非Ｔ字状のバルジ三方管１４ｃが用いられており、側板１３には、接続部材１４の取り付け向きを示すマーキング１５が施されている。これにより、バルジ三方管１４ｃの取り付け作業性を向上させることができ、また、その取り付け向きを容易に認識することができる。
また、側板１３には、刻印治具によってマーキング１５が施されている。これにより、マーキング１５の施工性が向上する。
更に、側板１３には、筆記具によってマーキング１５が施されている。これにより、マーキング１５の施工性が向上する。
更にまた、側板１３には、シールによってマーキング１５が施されている。これにより、マーキング１５の施工性が向上する。
そして、側板１３には、複数の穴１３ａ同士を覆うようにマーキング１５が施されている。これにより、マーキング１５の施工性が向上する。
また、圧縮機３、第１の熱交換器４、膨張部５及び第２の熱交換器６が配管７により接続され、冷媒が流通する冷媒回路２を備え、第１の熱交換器４は、放熱フィン１１と、放熱フィン１１に挿入され、冷媒が内部に流通する複数のチューブ１２と、チューブ１２の端部に設けられた側板１３と、を有する空気調和装置１の製造方法において、側板１３に、複数のチューブ１２が挿入される複数の穴１３ａを形成する工程と、側板１３において、接続対象となる複数のチューブ１２に対応する穴１３ａの間に、複数のチューブ１２を接続する接続部材１４の種類に対応したマーキング１５を施す工程と、を備える。このため、サポート材がなくとも、位置決めが容易である。従って、製造コストを削減することができる。また、マーキング１５は、接続部材１４の種類毎に異なるため、取り付ける接続部材１４を容易に認識することができる。このため、複数の接続部材１４が存在する場合においても取り付け作業性を向上させることができる。
１ 空気調和装置、２ 冷媒回路、３ 圧縮機、４ 第１の熱交換器、４ａ 流入ヘッダ、４ｂ 第１の流出ヘッダ、５ 膨張部、６ 第２の熱交換器、６ａ 分配器、６ｂ 第２の流出ヘッダ、７ 配管、１１ 放熱フィン、１２ チューブ、１３ 側板、１３ａ 穴、１４ 接続部材、１４ａ Ｕベンド管、１４ｂ 三方ベンド管、１４ｃ バルジ三方管、１５ マーキング。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第１の熱交換器、膨張部及び第２の熱交換器が配管により接続され、冷媒が流通する冷媒回路を備え、第１の熱交換器は、放熱フィンと、放熱フィンに挿入され、冷媒が内部に流通する複数のチューブと、チューブの端部に設けられ、複数のチューブが挿入される複数の穴が形成された側板と、を有し、側板には、接続対象となる複数のチューブに対応する穴の間に、複数のチューブを接続する接続部材の種類に対応したマーキングが施されており、接続部材として、非Ｔ字状のバルジ三方管が用いられており、側板には、接続部材の取り付け向きを示すマーキングが施されている。

Claims (10)

  1. 圧縮機、第１の熱交換器、膨張部及び第２の熱交換器が配管により接続され、冷媒が流通する冷媒回路を備え、
    前記第１の熱交換器は、
    放熱フィンと、
    前記放熱フィンに挿入され、前記冷媒が内部に流通する複数のチューブと、
    前記チューブの端部に設けられ、複数の前記チューブが挿入される複数の穴が形成された側板と、を有し、
    前記側板には、接続対象となる複数の前記チューブに対応する前記穴の間に、当該複数の前記チューブを接続する接続部材の種類に対応したマーキングが施されている
    空気調和装置。
  2. 前記チューブはヘアピン管であり、
    前記チューブと前記接続部材とは一体的に形成されている
    請求項１記載の空気調和装置。
  3. 前記接続部材として、Ｕ字状のＵベンド管が用いられている
    請求項１又は２記載の空気調和装置。
  4. 前記接続部材として、Ｔ字状の三方ベンド管が用いられている
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  5. 前記接続部材として、非Ｔ字状のバルジ三方管が用いられており、
    前記側板には、前記接続部材の取り付け向きを示すマーキングが施されている
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  6. 前記側板には、刻印治具によってマーキングが施されている
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  7. 前記側板には、筆記具によってマーキングが施されている
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  8. 前記側板には、シールによってマーキングが施されている
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  9. 前記側板には、複数の前記穴同士を覆うようにマーキングが施されている
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  10. 圧縮機、第１の熱交換器、膨張部及び第２の熱交換器が配管により接続され、冷媒が流通する冷媒回路を備え、
    前記第１の熱交換器は、
    放熱フィンと、
    前記放熱フィンに挿入され、前記冷媒が内部に流通する複数のチューブと、
    前記チューブの端部に設けられた側板と、
    を有する空気調和装置の製造方法において、
    前記側板に、複数の前記チューブが挿入される複数の穴を形成する工程と、
    前記側板において、接続対象となる複数の前記チューブに対応する前記穴の間に、当該複数の前記チューブを接続する接続部材の種類に対応したマーキングを施す工程と、を備える
    空気調和装置の製造方法。
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