JP2020051682A - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの文献に記載の熱交換器は、給湯装置などに組み込まれて湯水加熱に用いられるものであり、加熱用媒体が供給されるケース内に複数の伝熱管が収容されている。複数の伝熱管の端部は、ケースの側壁部に設けられた孔部を貫通して外部に引き出されており、この部分には、略半円弧状の接続管体の両端部が嵌合されている。このことにより、複数の伝熱管は、接続管体を介して一連に接続され、それらの一端側から他端側に湯水を適切に流通させることができる。ケースの側壁部への伝熱管の固定、および伝熱管と接続管体との固定を図るための手段として、たとえばロウ付け手段が採用される。
んでおり、前記伝熱管の端部先端と前記第2の膨出部とは離間しており、かつ前記端部先端およびその近傍部分は、前記拡管部の一部とされていることを特徴としている。
第1に、伝熱管は、その拡管部の外周面が、ケースの側壁部に設けられた孔部の内周面に圧接し、かつ第1および第2の膨出部が、ケースの側壁部の両側を挟んだ状態とされているため、ケースの側壁部に対する伝熱管の固定(仮固定)を適切に行なうことができるとともに、前記孔部と伝熱管との嵌合精度も良好なものとし、これらの部分へのロウ付けも適切に行なうことが可能である。
第2に、伝熱管の端部先端およびその近傍部分は、拡管部の一部とされているため、この端部先端およびその近傍部分を、拡管によって所定の正確な寸法精度の領域に仕上げることができる。第1および第2の膨出部を伝熱管の端部先端に比較的接近した配置に設ける場合、本来ならば、その反動として、端部先端の口径が縮小する虞がある。これに対し、本発明によれば、そのような虞を適切に解消することが可能である。したがって、伝熱管の端部と接続管体の端部との嵌合精度も良好なものとし、これらの部分のロウ付けも適切に行なうことが可能となる。
第3に、第1および第2の膨出部を含み、かつ端部先端およびその近傍部分をも一部に含む拡管部は、1つの拡管作業により設けることが可能である。したがって、製造作業の容易化、ならびに製造コストの低減化を好適に図ることも可能である。
に複数並んでいる。各伝熱管2の両端部は、ケース1の側壁部10a,10cに設けられた孔部11に挿通されてケース1の外部に引き出されている。複数の接続管体6は、たとえば略半円弧状のベンド管であり、それらの両端部は複数の伝熱管2の端部に嵌合して接続されている。このことにより、複数の伝熱管2は、複数の接続管体6を介して一連に繋がっている。
第1および第2の膨出部21,22は、伝熱管2の軸長方向においてケース1の側壁部10aを挟むように、側壁部10aの内側および外側にそれぞれ位置し、かつ伝熱管2の半径方向外方に外周面が部分的に膨出した環状の膨出部である。好ましくは、第1および第2の膨出部21,22は、側壁部10aに接触した配置とされる。拡管部20のうち、第1および第2の膨出部21,22の相互間の領域は、孔部11の内周面に圧接している。
接続管体6は、その端部が側壁部10aよりもケース1の内側に位置するようにして伝熱管2内に嵌入されている。これは、伝熱管2と側壁部10aとの接合箇所に接続管体6の端部が補強部材として追加されたのと同様な効果をもたらせることとなり、伝熱管2と側壁部10aとの接合箇所の強度が高められる。さらに、接続管体6と伝熱管2との接合箇所の強度を高める上でも有効である。
前記したような構成は、ケース1の側壁部10cと伝熱管2の端部との関係、側壁部10c側に位置する接続管体6と伝熱管2との関係においても同様である。
6を押圧することにより、割型パンチ5の略全体はOリング55の弾発力に抗して半径方向に拡大する。マンドレル4を後退させると、割型パンチ5は、Oリング55の弾発力により図5に示す元の非拡大状態に復帰する。
前記した工程を終えた後に、先に述べたロウ付け部Ba,Bbを設けるためのロウ付け作業が行なわれる。
度も良好なものとし、ロウ付け部Bbも適切なものとすることができる。第1および第2の膨出部21,22を伝熱管2の端部先端25の近傍に形成すると、その反動として、端部先端25およびその近傍部分の口径が縮小する虞があるが、本実施形態によれば、そのような虞を適切に解消することが可能である。また、伝熱管2にフレア加工部23が設けられていれば、伝熱管2への接続管体6の挿入作業も容易となる。
なお、割型パンチ5aでは、拡縮変形可能部50が拡大する際に、スリット59の基端部Pを中心として複数のセグメント50aが開くため、これら複数のセグメント50aの全体の断面形状の輪郭は、非拡大時よりも真円度が低くなる。したがって、拡管部20の真円度を高める上では、上述した実施形態の割型パンチ5を用いることが望まれる。ただし、これに限定されないことは言うまでもない。
本発明に係る熱交換器は、逆燃焼式に限らず、たとえば正燃焼式のものとすることが可能であり、胴パイプを具備しない構成のものとすることもできる。また、熱交換器は、給湯装置用のものに限らない。
Ba,Bb ロウ付け部
1 ケース
10a 側壁部
11 孔部
2 伝熱管
20 拡管部
21,22 第1および第2の膨出部
23 フレア加工部
25 端部先端
5,5a 割型パンチ
50 拡縮変形可能部
50a セグメント
51 第1の凸部
52 第2の凸部
53 テーパ面部
6 接続管体
Claims (5)
- 加熱用媒体が内部に供給されるケースと、
このケースの側壁部に設けられている複数の孔部にそれぞれの端部が挿通するようにして前記ケース内から外部に引き出されている複数の伝熱管と、
これら複数の伝熱管の端部に両端部が嵌合され、かつ前記複数の伝熱管どうしを接続する接続管体と、
を備えている、熱交換器であって、
前記孔部の内周面に前記各伝熱管の外周面が圧接するように前記伝熱管が拡管された拡管部を、さらに備えており、
この拡管部は、前記各伝熱管の軸長方向において前記側壁部を挟むように前記側壁部の内側および外側にそれぞれ位置し、かつ前記各伝熱管の半径方向外方に外周面が部分的に膨出する第1および第2の膨出部を含んでおり、
前記伝熱管の端部先端と前記第2の膨出部とは離間しており、かつ前記端部先端およびその近傍部分は、前記拡管部の一部とされていることを特徴とする、熱交換器。 - 請求項1に記載の熱交換器であって、
前記伝熱管の前記端部先端およびその近傍部分は、先広がり状とされたフレア加工部である、熱交換器。 - 加熱用媒体が内部に供給されるケースの側壁部に設けられている複数の孔部に、複数の伝熱管の端部を挿通させた状態において、前記複数の伝熱管を前記側壁部に固定させる固定工程と、
この固定工程の後において、前記複数の伝熱管の端部に接続管体の両端部を嵌合させて前記複数の伝熱管どうしを接続する伝熱管接続工程と、
を有している、熱交換器の製造方法であって、
前記固定工程においては、前記各伝熱管の外周面が前記各孔部の内周面に圧接するように前記各伝熱管に拡管部を形成する拡管処理を行ない、
この拡管処理においては、前記各伝熱管の軸長方向において前記側壁部を挟むように前記側壁部の内側および外側にそれぞれ位置し、かつ前記各伝熱管の半径方向外方に外周面が部分的に膨出する第1および第2の膨出部を形成し、
前記伝熱管の端部先端と前記第2の膨出部とは離間した配置とし、かつ前記端部先端およびその近傍部分についても、前記拡管部の一部として拡管処理を行なうことを特徴とする、熱交換器の製造方法。 - 請求項3に記載の熱交換器の製造方法であって、
前記拡管処理は、前記各伝熱管内に挿入可能とされて半径方向に拡縮変形可能な拡縮変形可能部を有し、かつこの拡縮変形可能部の外周面に、前記第1および第2の膨出部を形成するための第1および第2の凸部、ならびに前記端部先端およびその近傍部分にフレア加工を施すためのテーパ面部が設けられている割型パンチを用いて行ない、
前記拡管処理における第1および第2の膨出部の形成作業、ならびに前記フレア加工を、同時に行なう、熱交換器の製造方法。 - 請求項4に記載の熱交換器の製造方法であって、
前記割型パンチの前記拡縮変形可能部は、互いに別部材として形成された複数のセグメントが組み合わされて構成され、かつ前記複数のセグメントの全体の断面形状の輪郭は、非拡管時よりも拡管時の方が真円またはその円弧に近い形状となるように構成されている、熱交換器の製造方法。
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