JP2019020091A - 熱交換器の製造方法、熱交換器の重ね合わせ方法、熱交換器及び多列熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、炉中ロウ付けにより接合しても各部材が本来の位置からずれにくい熱交換器の製造方法及び熱交換器を提供することを課題とする。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
図1(a)は、本発明の一実施例である熱交換器の斜視図である。本実施例の熱交換器1は、多数枚が厚さ方向に並んで配置される板状のフィン2を備えている。各フィン2の一方の側部2aを切欠いた切欠き凹部2cには、例えば径断面が扁平な伝熱管(扁平管)3が差し込まれて当該各フィン2と接合されている(図1(b)も参照)。これにより、各フィン2の一方側では当該フィン2は伝熱管3から飛び出しているが(飛出し部2b)、他方側(側部2a)ではフィン2は伝熱管3から飛び出していない。伝熱管3は、長手方向が各フィン2の板幅方向と略直交している。伝熱管3は、複数本が上下方向に例えば等間隔で並んでいる。また、本例では、各伝熱管3は、熱交換器1を流通する流体(冷媒)と熱交換する空気の流れ(矢印で示す)の風上に対して等しく下り傾斜している。
各ヘッダ4とフィン2との間には、所定距離にわたってフィン2が設けられていない伝熱管3の区間3aが存在する。
また、図1の例では、伝熱管3及びフィン2の並びがL字状に曲がっている例を示しているが、これは完成品であり、伝熱管3、フィン2及びヘッダ4を互いに組み付ける作業の際は伝熱管3及びフィン2の並びは直線状である。
そこで、炉中ロウ付けを行っても変形を生じにくい熱交換器1の構造、及び当該熱交換器1の製造方法について説明する。
まず、前記のような変形を生じにくい熱交換器1とするためには、図2に示すように、フィン2の伝熱管3からの飛出し長さTfと、当該飛び出しと同じ側における伝熱管3からヘッダの外面までの距離Thとを略等しくする。
次に、前記のような変形を生じにくい熱交換器1を製造する熱交換器の製造方法について説明する。この製造方法は、フィン2、伝熱管3及びヘッダ4からなる組み付け部材5を炉内ロウ付けで接合するものである。
伝熱管3とフィン2及びヘッダ4とを夫々前記の構造のように仮組みして組み付け部材5とする。ここで、この各部材の各部サイズは、当該組み付けにより、フィン2の伝熱管3からの飛出し長さTfと、当該飛び出しと同じ側における伝熱管3からヘッダ4の外面までの距離Thとが略等しくなるようにする(図2)。
図2に示すように、第1工程後、飛出し長さTf側及び距離Th側を下にし、ヘッダ4及びフィン2の長手方向が水平方向となるように組み付け部材5を寝かせて、組み付け部材5をコンベア101上に載置する。なお、第1工程は、このように、組み付け部材5を寝かせた状態で行うことができる。また、コンベア101上で第1工程を行ってもよい。なお、コンベア101上に載置するのは、図1に示すようにL字状にまがった組み付け部材5ではなく、直線状の組み付け部材5である。図1に示すようにL字状に曲げるのは、次の第3工程以後の工程により行う。コンベア101上に載置するときは、直線状の組み付け部材5の飛び出し部2b(図2)側を下にしてコンベア101上に載置する。
(第3工程)
第2工程後、コンベア101で組み付け部材5を炉内(図示せず)に搬送して、当該組み付け部材5を加熱して組み付け部材5の炉内ロウ付けを行う。なお、ロウ材は、伝熱管3またはフィン2,及びヘッダ4の表面に予め形成されている。その後、ロウ材が冷却すると、伝熱管3とフィン2及びヘッダ4とは強固に接合される。
さらに、本実施例は本例のように、扁平管で構成される伝熱管3がフィン2に対して差し込み式の場合(図1(b)参照)、仮組みの際のフィン2及び伝熱管3の残留応力が比較的大きいので、各部材が傾きにくいという効果が一層高い。
また、本実施例は本例のように、伝熱管3が扁平管であって(図1(b)参照)、フィン2への伝熱管3の差込み方向が垂直でなく傾斜している場合に(図1(a)参照)、フィン2及び伝熱管3に残留応力を与えやすいので、各部材が傾きにくいという効果が一層高い。なお、フィン2への伝熱管3の差込み方向が垂直であっても各部材が傾きにくいという効果はある。
以下の実施例において、実施例1と共通の部材等には、実施例1と同様の符号を用い、詳細な説明は省略する。
本実施例2が実施例1と異なるのは、まず、図3(a)に示すように、ヘッダ4の外面にヘッダ4の長手方向に一直線に例えば等間隔で並んだ略半球状の小さめの凸部21を複数個形成している点である。
そして、図3(c)に示すように、組み付け部材5を形成する際には、凸部21及び凸部22は、ヘッダ4において、飛出し長さTfの飛び出しと同じ側に形成する。これにより、ヘッダ4は、凸部21又は凸部22を介してコンベア101と接する。
その上で、伝熱管3から凸部21(22)の先端までの長さを距離Thとし、飛出し長さTfと距離Thとが略等しくなるようにしている。
本実施例によれば、実施例1と同様の効果を奏することができる。
図4は、本実施例の変形例である。図4の例が図3の実施例と異なるのは、ヘッダ4の径断面形状であり、図4の例では、ヘッダ4の径断面形状は、角部が丸く面取りされた略矩形形状をしている。この場合にも、凸部21(又は凸部22)を、ロウ付けの際におけるヘッダ4の下面側に設けている。
また、図3、図5の例のように、ヘッダ4に凸部21(又は凸部22)を設ける必要がないため、熱交換器1に不必要な部材を設けることを防止することができる。
本実施例3が実施例2と異なるのは、図6に示すように、凸部21、凸部22及び台座31の代わりに、ヘッダ4、ひいては熱交換器1を室外機の筐体に取り付けるための取付け部材41を用いることである。すなわち、取付け部材41がヘッダ4に取り付けられていて、台座31の代わりになる。そして、伝熱管3から取付け部材41の飛び出し部の端部41aまでの長さを距離Thとし、前記の飛出し長さTfと当該距離Thとが略等しくなるようにしている。ここで、取付け部材41は、ヘッダ4とロウ付けされるようにするため、ヘッダ4と同じ系統の材料にすることが望ましい。
また、台座が取付け部材41を兼ねていることにより、室外機の組み立て性を向上させることができる。
本実施例4は、前記のようにロウ付けにより組み立てた熱交換器1同士を重ね合わせる熱交換器の重ね合わせ方法及び多列熱交換器である。
図7(a)は、この多列熱交換器51を示している。実施例1や実施例2で製造した熱交換器1は複数列に並べて(図8参照)使用されることが多々ある。多列熱交換器51は、その際に2つの熱交換器1が密着度高くすること意図している。
本実施例では、フィン2の伝熱管3からの飛出し長さTfと当該飛び出しと反対側における伝熱管3からヘッダ4の外面までの距離Thとが略等しく構成されている。図7の例では、飛出し長さTfの当該飛び出しと同じ側における伝熱管3からヘッダ4の外面までの距離Thも飛出し長さTfと等しい。
このように重ね合わせることで、熱交換器1aのフィン2の一部は、熱交換器1bのフィン2とは接触せず、また、熱交換器1aのヘッダ4と熱交換器1bのヘッダ4とはオフセットしている。
図8は、図7(a)の多列熱交換器51全体の斜視図(a)と、上面図(b)である。
本実施例の多列熱交換器51によれば、熱交換器1a及び熱交換器1bの列間の隙間を生じにくくし、密着度を高めることができる。そのため、多列熱交換器51のまま室外機に設置する場合は、熱交換器1同士の密着度の高い多列熱交換器51とできるため、組立て性が良く、密度が高く、接地面積が小さい、高性能な熱交換器を得ることができる。
なお、実施例2のようにヘッダ4に凸部21又は凸部22を備えた熱交換器1を用いて多列熱交換器51を構成してもよい。
また、熱交換器1同士の重ね合わせの邪魔にならないのであれば、実施例3のように取付け部材41を備えた熱交換器1を用いてもよい。
2 フィン
2a 側部
2c 切欠き凹部
3 伝熱管
3a 伝熱管の区間
4 ヘッダ
21 凸部
22 凸部
31 台座
41 取付け部材
41a 飛び出し部の端部
51 多列熱交換器
101 コンベア
Tf 飛出し長さ
Th 距離
Claims (9)
- 複数枚が厚さ方向に並んで配置されるフィンと、
前記各フィンの一方の側部を切欠いた切欠き凹部に差し込まれて当該各フィンと接合される複数本の伝熱管と、
前記複数本の伝熱管の両端部にそれぞれ当該複数本の伝熱管を連結するように接合され、当該複数本の伝熱管を流れる流体を集合させ又は分配する内部空間を有するヘッダとを備えた熱交換器を、
前記伝熱管と前記フィン及び前記ヘッダとをロウ付け接合することにより製造する熱交換器の製造方法であって、
前記伝熱管と前記フィン及び前記ヘッダとを夫々組み付けて組み付け部材とし、前記フィンの前記伝熱管からの飛出し長さTfと当該飛び出しと同じ側における前記伝熱管から前記ヘッダの外面までの距離Thとが略等しくなるようにする第1工程と、
前記第1工程後、前記飛出し長さTf側及び前記距離Th側を下にして前記組み付け部材をコンベア上に載置する第2工程と、
前記第2工程後、前記コンベアで前記組み付け部材を炉内に搬送して当該組み付け部材を加熱して前記組み付け部材のロウ付けを行う第3工程とを備えることを特徴とする熱交換器の製造方法。 - 前記ヘッダの外面には凸部が形成され、
前記第2工程では、前記凸部側を前記コンベア側として前記組み付け部材を当該コンベアに載置し、
前記伝熱管から前記凸部の先端までの長さが前記距離Thであることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器の製造方法。 - 前記第2工程では、複数枚の板状の台座を介して前記組み付け部材を前記コンベア上に載置し、
前記伝熱管から前記台座の下端までの長さが前記距離Thであることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器の製造方法。 - 前記ヘッダには、当該ヘッダを室外機の筐体に取り付けるための取付け部材が設けられ、
前記第2工程では、前記取付け部材を下にして前記ヘッダを前記コンベア上に載置し、
前記伝熱管から前記取付け部材の飛び出し部の端部までの距離が前記距離Thであることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器の製造方法。 - 複数枚が厚さ方向に並んで配置されるフィンと、
前記各フィンの一方の側部を切欠いた切欠き凹部に差し込まれて当該各フィンと接合され、径方向の一方側からは前記フィンが飛び出し、他方側からは前記フィンが非飛び出しである複数本の伝熱管と、
前記複数本の伝熱管の両端部にそれぞれ当該複数本の伝熱管を連結するように接合され、当該複数本の伝熱管を流れる流体を集合させ又は分配する内部空間を有するヘッダと、を備える熱交換器を2台重ね合わせる熱交換器の重ね合わせ方法であって、
前記熱交換器はそれぞれ、
前記フィンの前記伝熱管からの飛出し長さTfと当該飛び出しと反対側における前記伝熱管から前記ヘッダの外面までの距離Thとが略等しく、
前記ヘッダと前記フィンとの間には当該フィンが設けられていない前記伝熱管の区間が存在し、
前記2台の熱交換器の前記フィン同士を一方は当該フィンの前記伝熱管からの飛び出し側、他方は前記非飛び出し側で接触させ、当該非飛び出し側の熱交換器のヘッダをもう一台の熱交換器における前記伝熱管の区間に接触させて、これら2台の熱交換器を重ね合わせることを特徴とする熱交換器の重ね合わせ方法。 - 複数枚が厚さ方向に並んで配置されるフィンと、
前記各フィンの一方の側部を切欠いた切欠き凹部に差し込まれて当該各フィンと接合された複数本の伝熱管と、
前記複数本の伝熱管の両端部にそれぞれ当該複数本の伝熱管を連結するように接合され、当該複数本の伝熱管を流れる流体を集合させ又は分配する内部空間を有するヘッダとを備え、
前記フィンの前記伝熱管からの飛出し長さTfと当該飛び出しと同じ側における前記伝熱管から前記ヘッダの外面までの距離Thとが略等しいことを特徴とする熱交換器。 - 前記ヘッダの外面には凸部が形成され、
前記伝熱管から前記凸部の先端までの長さが前記距離Thであることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器。 - 前記ヘッダには、当該ヘッダを室外機の筐体に取り付けるための取付け部材が設けられ、
前記伝熱管から前記取付け部材の端部までの距離が前記距離Thであることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器。 - 2台の熱交換器を備え、
この各熱交換器は、
複数枚が厚さ方向に並んで配置されるフィンと、
前記各フィンの一方の側部を切欠いた切欠き凹部に差し込まれて当該各フィンと接合され、径方向の一方側からは前記フィンが飛び出し、他方側からは前記フィンが非飛び出しである複数本の伝熱管と、
前記複数本の伝熱管の両端部にそれぞれ当該複数本の伝熱管を連結するように接合され、当該複数本の伝熱管を流れる流体を集合させ又は分配する内部空間を有するヘッダとを備え、
前記フィンの前記伝熱管からの飛出し長さTfと当該飛び出しと反対側における前記伝熱管から前記ヘッダの外面までの距離Thとが略等しく、
前記ヘッダと前記フィンとの間には当該フィンが設けられていない前記伝熱管の区間が存在し、
前記2台の熱交換器の前記フィン同士を一方は当該フィンの前記伝熱管からの飛び出し側、他方は前記非飛び出し側で接触させ、当該非飛び出し側の熱交換器のヘッダをもう一台の熱交換器における前記伝熱管の区間に接触させて、これら2台の熱交換器が重ね合わせられていることを特徴とする多列熱交換器。
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