JP3046900B2 - 熱交換器とその製造方法 - Google Patents
熱交換器とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス，石油などを燃料
として給湯器等の燃焼機器における熱交換器及びその製
造方法に関するものである。
として給湯器等の燃焼機器における熱交換器及びその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガス，石油等を使用する給湯器等
の熱交換器の製作は、吸熱管とフインとを組付け、これ
らを溶接する等の各工程を経て得られるものであり、図
１２は、組付工程を終了した要部の構成、図１３は、溶
接工程を終えた溶接の概要を示す図面である。すなわ
ち、組付工程において、先ず、所定の数の吸熱管２と、
吸熱管２に取付けられる吸熱管挿入孔６ａと溶接棒を支
持する溶接棒挿入孔６ｂとを形成した吸熱管２の管周壁
に配置される所定数のフイン６と、吸熱管２とフイン６
とを溶接するための溶接棒挿入孔６ｂに挿入される溶接
棒７と、吸熱管２とフイン６とを収容するケーシング３
と、最も外側のフインとケーシング３との間に配置され
る溶接材阻止部材４等が用意される。
の熱交換器の製作は、吸熱管とフインとを組付け、これ
らを溶接する等の各工程を経て得られるものであり、図
１２は、組付工程を終了した要部の構成、図１３は、溶
接工程を終えた溶接の概要を示す図面である。すなわ
ち、組付工程において、先ず、所定の数の吸熱管２と、
吸熱管２に取付けられる吸熱管挿入孔６ａと溶接棒を支
持する溶接棒挿入孔６ｂとを形成した吸熱管２の管周壁
に配置される所定数のフイン６と、吸熱管２とフイン６
とを溶接するための溶接棒挿入孔６ｂに挿入される溶接
棒７と、吸熱管２とフイン６とを収容するケーシング３
と、最も外側のフインとケーシング３との間に配置され
る溶接材阻止部材４等が用意される。
【０００３】そして、各吸熱管２の周りには、吸熱管挿
入孔６ａを介して所定ピッチでフイン６が圧入固定され
ると共に、フイン６の挿入孔６ａの近傍に設けられた溶
接棒挿入孔６ｂには、溶接棒７が挿入される。次いで、
吸熱管に取付けられたフインの外側位置の吸熱管２の周
りには、溶接阻止部材４が圧入されると共に、ケーシン
グ３が配置される。
入孔６ａを介して所定ピッチでフイン６が圧入固定され
ると共に、フイン６の挿入孔６ａの近傍に設けられた溶
接棒挿入孔６ｂには、溶接棒７が挿入される。次いで、
吸熱管に取付けられたフインの外側位置の吸熱管２の周
りには、溶接阻止部材４が圧入されると共に、ケーシン
グ３が配置される。
【０００４】この溶接阻止部材４は、組付工程が終わっ
た後、炉内における溶接工程において、溶接棒７によっ
て吸熱管２の管周壁にフイン６を固定する際、溶材が外
側に配置されるケーシング３に流れることを阻止する役
割を果たしている。組付工程後、次に述べる溶接工程を
終え、吸熱管２は、ケーシング３から外側に突出する端
部２ａに、ベント１や適宜の配管が人手を介して溶接さ
れている。
た後、炉内における溶接工程において、溶接棒７によっ
て吸熱管２の管周壁にフイン６を固定する際、溶材が外
側に配置されるケーシング３に流れることを阻止する役
割を果たしている。組付工程後、次に述べる溶接工程を
終え、吸熱管２は、ケーシング３から外側に突出する端
部２ａに、ベント１や適宜の配管が人手を介して溶接さ
れている。
【０００５】組付工程後の溶接工程としては、組付けを
終えた熱交換器の部分は、８００℃程度の温度に加熱さ
れた炉内に挿入配置され、約５０分〜６０分の間焼成さ
せられる。この際、フイン６の挿入孔６ｂに挿入支持さ
れた溶接棒７は溶かされ、吸熱管２を挿入する挿入孔６
ａの廻りに溶け落ちて、吸熱管２と挿入孔６ａとの間に
溶け込み、フイン６の挿入孔６ａに熱交換器２は強固に
固定される。
終えた熱交換器の部分は、８００℃程度の温度に加熱さ
れた炉内に挿入配置され、約５０分〜６０分の間焼成さ
せられる。この際、フイン６の挿入孔６ｂに挿入支持さ
れた溶接棒７は溶かされ、吸熱管２を挿入する挿入孔６
ａの廻りに溶け落ちて、吸熱管２と挿入孔６ａとの間に
溶け込み、フイン６の挿入孔６ａに熱交換器２は強固に
固定される。
【０００６】銅パイプからなる吸熱管２と銅製材質から
なるケーシング３とは、バーナの熱による熱膨張の相違
から、ケーシング３に吸熱管２が固定されることによっ
て、バーナの熱による応力により吸熱管２またはケーシ
ング３の亀裂の発生等の不都合が生じており、この不都
合を解消するため、吸熱管２はケーシング３に遊嵌され
ると共に、溶接阻止部材４がケーシング３側への溶材の
流れを阻止し、吸熱管２とケーシング３とが溶接される
ことを防止している。
なるケーシング３とは、バーナの熱による熱膨張の相違
から、ケーシング３に吸熱管２が固定されることによっ
て、バーナの熱による応力により吸熱管２またはケーシ
ング３の亀裂の発生等の不都合が生じており、この不都
合を解消するため、吸熱管２はケーシング３に遊嵌され
ると共に、溶接阻止部材４がケーシング３側への溶材の
流れを阻止し、吸熱管２とケーシング３とが溶接される
ことを防止している。
【０００７】炉から取り出されたケーシングからなる熱
交換器の部分は、吸熱管２の端部２ａにベンド１や配管
を取付け、その取付けの接合部が溶接されることによ
り、熱交換器は完成する。尚、吸熱管２、フイン６、溶
接阻止部材４の材質としては、銅が用いられており、溶
接棒としては、この銅との接続が良好な溶材が使用され
ている。
交換器の部分は、吸熱管２の端部２ａにベンド１や配管
を取付け、その取付けの接合部が溶接されることによ
り、熱交換器は完成する。尚、吸熱管２、フイン６、溶
接阻止部材４の材質としては、銅が用いられており、溶
接棒としては、この銅との接続が良好な溶材が使用され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱交換器の製造
に際して、吸熱管に対するフイン、溶接阻止部材の装着
は、圧入によって取付けることが、フインのピッチのば
らつきを無くし、熱的応力の局部的発生を解消し、耐久
性能に良い影響を与えるものと考えられてきた。しかし
ながら、前記利点があるものの、圧入の際に、吸熱管の
周壁に細かい傷が発生し、炉内での焼成の際、前記傷に
よる隙間が吸熱管と溶接阻止部材との間に生じ、溶材が
ケーシング側に流れるという欠点を生じている。
に際して、吸熱管に対するフイン、溶接阻止部材の装着
は、圧入によって取付けることが、フインのピッチのば
らつきを無くし、熱的応力の局部的発生を解消し、耐久
性能に良い影響を与えるものと考えられてきた。しかし
ながら、前記利点があるものの、圧入の際に、吸熱管の
周壁に細かい傷が発生し、炉内での焼成の際、前記傷に
よる隙間が吸熱管と溶接阻止部材との間に生じ、溶材が
ケーシング側に流れるという欠点を生じている。
【０００９】また、前述した炉内処理とは別に、吸熱管
の端部にベントや配管を溶接する必要があり、このた
め、ケーシング側に溶材が付着しないように、ケーシン
グ面から吸熱管の端部の寸法Ｌを大きく設定する必要が
あり、この結果、熱交換器の大型化を招くという不都合
を生じていた。
の端部にベントや配管を溶接する必要があり、このた
め、ケーシング側に溶材が付着しないように、ケーシン
グ面から吸熱管の端部の寸法Ｌを大きく設定する必要が
あり、この結果、熱交換器の大型化を招くという不都合
を生じていた。
【００１０】本発明は、簡単な手段により溶材がケーシ
ング側に流れることを防止する手段を提供し、炉内での
処理の後のベントや配管の溶接処理を省き、且つ装置の
小型化を達成し、そして、溶接材阻止部材としての機能
に適する特定な材料を提供し、しかもコストを安価にで
きる熱交換器及びその製造方法を提供することを目的と
する。
ング側に流れることを防止する手段を提供し、炉内での
処理の後のベントや配管の溶接処理を省き、且つ装置の
小型化を達成し、そして、溶接材阻止部材としての機能
に適する特定な材料を提供し、しかもコストを安価にで
きる熱交換器及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ケーシングの内部において吸熱管の外周
に多数のフインを溶着によって取付け、且つケーシング
の外側で、吸熱管の端部にベントを溶着する構成の熱交
換器において、ケーシングと外側フインとの間に配置さ
れる溶接材阻止部材には、吸熱管の外周と当接し、ケー
シングを通って延びる所定長さのカラー部が形成され、
該カラー部上にケーシングの端部が挿通配置されること
を特徴とするものである。
成するために、ケーシングの内部において吸熱管の外周
に多数のフインを溶着によって取付け、且つケーシング
の外側で、吸熱管の端部にベントを溶着する構成の熱交
換器において、ケーシングと外側フインとの間に配置さ
れる溶接材阻止部材には、吸熱管の外周と当接し、ケー
シングを通って延びる所定長さのカラー部が形成され、
該カラー部上にケーシングの端部が挿通配置されること
を特徴とするものである。
【００１２】本発明は、また、ケーシングの内部におい
て吸熱管の外周に多数のフインを溶着によって取付け、
且つケーシングの外側で、吸熱管の端部にベントを溶着
する構成の熱交換器において、該ケーシングの吸熱管挿
通孔の位置には、前記ケーシングの端縁を折り返して覆
う形状の溶接材阻止部材が設けられ、該溶接材阻止部材
を介して吸熱管上にケーシングが挿通配置されることを
特徴とするものである。
て吸熱管の外周に多数のフインを溶着によって取付け、
且つケーシングの外側で、吸熱管の端部にベントを溶着
する構成の熱交換器において、該ケーシングの吸熱管挿
通孔の位置には、前記ケーシングの端縁を折り返して覆
う形状の溶接材阻止部材が設けられ、該溶接材阻止部材
を介して吸熱管上にケーシングが挿通配置されることを
特徴とするものである。
【００１３】本発明は、請求項１又は２記載の熱交換器
において、前記ケーシングと吸熱管との間に向かう溶材
の流れを阻止する前記溶接材阻止部材の材質として、２
０〜２８％のＣｒを含有するステンレス鋼を用いること
を特徴とするものである。
において、前記ケーシングと吸熱管との間に向かう溶材
の流れを阻止する前記溶接材阻止部材の材質として、２
０〜２８％のＣｒを含有するステンレス鋼を用いること
を特徴とするものである。
【００１４】本発明は、請求項１、２又は３記載の熱交
換器において、前記吸熱管と多数のフインとを溶着する
溶接棒の溶融と、前記吸熱管の端部とベントとを溶着さ
せる溶接環の溶融とを同時に行うことを特徴とするもの
である。
換器において、前記吸熱管と多数のフインとを溶着する
溶接棒の溶融と、前記吸熱管の端部とベントとを溶着さ
せる溶接環の溶融とを同時に行うことを特徴とするもの
である。
【００１５】
【作用】本発明において、ケーシングとの関連において
溶接材阻止部材の形状を特定の構成とし、また、溶接材
阻止部材の材質を特定のものを選定することによって、
組付作業の後における炉内の焼成工程において、フイン
を吸熱管に溶接するための溶材はケーシングと吸熱管と
の間を溶接することがなく、しかも、前記炉内の焼成工
程に際し、ケーシングの外側に位置する吸熱管の端部と
ベントとを溶着させる溶接環の溶融をも同時に行うこと
を可能にしたため、熱交換器の製造工程を短縮すること
ができ、ケーシングから突出する吸熱管の端部の長さを
短縮することができ、全体として熱交換器を小型化にす
ることができる。
溶接材阻止部材の形状を特定の構成とし、また、溶接材
阻止部材の材質を特定のものを選定することによって、
組付作業の後における炉内の焼成工程において、フイン
を吸熱管に溶接するための溶材はケーシングと吸熱管と
の間を溶接することがなく、しかも、前記炉内の焼成工
程に際し、ケーシングの外側に位置する吸熱管の端部と
ベントとを溶着させる溶接環の溶融をも同時に行うこと
を可能にしたため、熱交換器の製造工程を短縮すること
ができ、ケーシングから突出する吸熱管の端部の長さを
短縮することができ、全体として熱交換器を小型化にす
ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３には、本発明の第１の実施例を示して
おり、図３は本発明の対象とする熱交換器の概要を斜視
図で示し、図１及び図２では、図３に示された熱交換器
のうち２本の吸熱管、フイン、ケーシング、ベント等と
の関連構成を断面図で示し、図１は、各構成を組付けを
終わり、炉内の焼成工程前の状態を示し、図２は、炉内
の焼成工程後の状態を示している。
する。図１〜図３には、本発明の第１の実施例を示して
おり、図３は本発明の対象とする熱交換器の概要を斜視
図で示し、図１及び図２では、図３に示された熱交換器
のうち２本の吸熱管、フイン、ケーシング、ベント等と
の関連構成を断面図で示し、図１は、各構成を組付けを
終わり、炉内の焼成工程前の状態を示し、図２は、炉内
の焼成工程後の状態を示している。
【００１７】吸熱管２は、外径１６ｍｍの銅管により形
成され、所定の長さの寸法を有する銅管が複数本，図３
の実施例では８本用意される。フイン６は、厚さ０．３
ｍｍの銅板からなり、このフイン６には、所定本数の吸
熱管２を挿通する挿入孔６ａと、該挿入孔６ａと対して
平行且つ近傍に溶接棒７を挿入できる溶接棒挿入孔６ｂ
とが、プレス等により打抜き、各挿入孔６ａの周囲に
は、カラー部分６ｃが形成される。
成され、所定の長さの寸法を有する銅管が複数本，図３
の実施例では８本用意される。フイン６は、厚さ０．３
ｍｍの銅板からなり、このフイン６には、所定本数の吸
熱管２を挿通する挿入孔６ａと、該挿入孔６ａと対して
平行且つ近傍に溶接棒７を挿入できる溶接棒挿入孔６ｂ
とが、プレス等により打抜き、各挿入孔６ａの周囲に
は、カラー部分６ｃが形成される。
【００１８】吸熱管２の外周には、所定の間隔を有して
フイン６が順次挿入孔６ａを介して圧入配置される。他
の吸熱管も、同様にフイン６に形成された挿入孔６ａに
順次挿通配置される。引続き、溶接棒７が、溶接棒挿入
孔６ｂに挿通される。次いでフイン６を多数圧入した吸
熱管２の両端部には、後述するケーシング３の下端に位
置するカラー部４ａを形成した溶接材阻止部材４が圧入
される。よって、溶接棒７はフイン６の中に閉じ込めら
れた状態となる。
フイン６が順次挿入孔６ａを介して圧入配置される。他
の吸熱管も、同様にフイン６に形成された挿入孔６ａに
順次挿通配置される。引続き、溶接棒７が、溶接棒挿入
孔６ｂに挿通される。次いでフイン６を多数圧入した吸
熱管２の両端部には、後述するケーシング３の下端に位
置するカラー部４ａを形成した溶接材阻止部材４が圧入
される。よって、溶接棒７はフイン６の中に閉じ込めら
れた状態となる。
【００１９】溶接材阻止部材４のカラー部４ａは、厚さ
は０．３〜０．５ｍｍ程度の銅板をプレス等の打抜き手
段により打抜くことにより形成され、そのカラー部４ａ
の幅は約３ｍｍである。ケーシング３には、カラー部４
ａの外径に対応した大きさの穴を形成することにより、
ケーシング３は溶接材阻止部材４のカラー部４ａの上に
取付けられる。したがって、前記カラー部４ａにより、
溶接棒７の溶材は溶接材阻止部材４の外側に移動するこ
とがなく、万一、移動したとしても、カラー部４ａにケ
ーシング３が位置するため、ケーシング３と吸熱管２と
の間に、溶材が介在することはない。
は０．３〜０．５ｍｍ程度の銅板をプレス等の打抜き手
段により打抜くことにより形成され、そのカラー部４ａ
の幅は約３ｍｍである。ケーシング３には、カラー部４
ａの外径に対応した大きさの穴を形成することにより、
ケーシング３は溶接材阻止部材４のカラー部４ａの上に
取付けられる。したがって、前記カラー部４ａにより、
溶接棒７の溶材は溶接材阻止部材４の外側に移動するこ
とがなく、万一、移動したとしても、カラー部４ａにケ
ーシング３が位置するため、ケーシング３と吸熱管２と
の間に、溶材が介在することはない。
【００２０】この実施例では、ケーシング３から外側に
突出する吸熱管２の寸法Ｌは、約５ｍｍであり、この吸
熱管２の端部には、溶接環８を取付けたベント１を嵌め
込み、この嵌め込み接合部の位置に、溶接環８が配置さ
れるように調節して熱交換器の組立が終了する。
突出する吸熱管２の寸法Ｌは、約５ｍｍであり、この吸
熱管２の端部には、溶接環８を取付けたベント１を嵌め
込み、この嵌め込み接合部の位置に、溶接環８が配置さ
れるように調節して熱交換器の組立が終了する。
【００２１】組立られたこの熱交換器は、炉内に入れら
れて８００℃程度の温度に加熱され、この状態で約５０
分〜６０分間維持される。この結果、図２に示されるよ
うに、溶接棒７は完全に溶け、溶けた溶材７ａは、吸熱
管２上のフイン６のカラー部６ｂの間の隙間や、フイン
６と吸熱管２との間に隙間に入り込む。よって、吸熱管
２に対してフイン６は溶接される。
れて８００℃程度の温度に加熱され、この状態で約５０
分〜６０分間維持される。この結果、図２に示されるよ
うに、溶接棒７は完全に溶け、溶けた溶材７ａは、吸熱
管２上のフイン６のカラー部６ｂの間の隙間や、フイン
６と吸熱管２との間に隙間に入り込む。よって、吸熱管
２に対してフイン６は溶接される。
【００２２】ケーシング３は、溶接材阻止部材４のカラ
ー部４ａを介して吸熱管２に支持されており、ケーシン
グ３と吸熱管２との間に溶材が流れ込むことはなく、溶
接させずに遊嵌状態を維持している。吸熱管２とベント
１との間に配置された溶接環８も、炉内の温度により、
同様に溶ける。溶けた溶材は、吸熱管２とベント１とを
溶接すると共に、ケーシング３側に流れていく。このケ
ーシング３側に流れた溶材８ａは、溶接材阻止部材４の
カラー部４ａの端部に到達し、吸熱管２と前記カラー部
４ａとを溶接するが、ケーシング３は吸熱管２と溶材８
ａにより接合されることなく、遊嵌状態を維持すること
ができる。
ー部４ａを介して吸熱管２に支持されており、ケーシン
グ３と吸熱管２との間に溶材が流れ込むことはなく、溶
接させずに遊嵌状態を維持している。吸熱管２とベント
１との間に配置された溶接環８も、炉内の温度により、
同様に溶ける。溶けた溶材は、吸熱管２とベント１とを
溶接すると共に、ケーシング３側に流れていく。このケ
ーシング３側に流れた溶材８ａは、溶接材阻止部材４の
カラー部４ａの端部に到達し、吸熱管２と前記カラー部
４ａとを溶接するが、ケーシング３は吸熱管２と溶材８
ａにより接合されることなく、遊嵌状態を維持すること
ができる。
【００２３】次に、図４〜図７によって、本発明の溶接
材阻止部材についての第２の実施例を示している。前記
実施例と相違する点は、溶接材阻止部材の形状、溶接材
阻止部材とケーシングとの関連構成が異なる以外、吸熱
管とフイン、吸熱管とベント、溶接棒，溶接環の取付配
置等は同じである。よって、前記実施例と本質的に相違
する点に関してのみ説明する。
材阻止部材についての第２の実施例を示している。前記
実施例と相違する点は、溶接材阻止部材の形状、溶接材
阻止部材とケーシングとの関連構成が異なる以外、吸熱
管とフイン、吸熱管とベント、溶接棒，溶接環の取付配
置等は同じである。よって、前記実施例と本質的に相違
する点に関してのみ説明する。
【００２４】この実施例において、特定の形状をした銅
材からなる溶接材阻止部材４Ａが、吸熱管２とケーシン
グ３との間に配置される。すなわち、吸熱管２にフイン
６を圧入配置した後、吸熱管２の両端位置に取付けられ
たフインの両側には、ケーシング３が配置される。この
ケーシング３と吸熱管２との間に溶接材阻止部材４Ａ
が、図４（焼成工程前の状態）又は図５（焼成工程後の
状態）のように配置される。
材からなる溶接材阻止部材４Ａが、吸熱管２とケーシン
グ３との間に配置される。すなわち、吸熱管２にフイン
６を圧入配置した後、吸熱管２の両端位置に取付けられ
たフインの両側には、ケーシング３が配置される。この
ケーシング３と吸熱管２との間に溶接材阻止部材４Ａ
が、図４（焼成工程前の状態）又は図５（焼成工程後の
状態）のように配置される。
【００２５】このため、図６に示すように、ケーシング
３には、吸熱管２の挿入孔３ａが複数個形成されてお
り、その挿入孔３ａには、ケーシング３の裏側から、中
空円筒状の銅パイプ部分４ｂとその一端に銅パイプ部分
から直交する方向に開いた環状部分４ｃとからなる溶接
材阻止部材４Ａが挿入される。
３には、吸熱管２の挿入孔３ａが複数個形成されてお
り、その挿入孔３ａには、ケーシング３の裏側から、中
空円筒状の銅パイプ部分４ｂとその一端に銅パイプ部分
から直交する方向に開いた環状部分４ｃとからなる溶接
材阻止部材４Ａが挿入される。
【００２６】この挿入された溶接材阻止部材４Ａの挿入
側の中空円筒状部分４ｂの端部を外側に開くように、中
央部が小径で、外側に向かうに従って径が大きくなるプ
レス手段１０が、中空円筒状部分４ｂの端部に押し付け
られ、該端部は外側に押し広げられる（図７）。よっ
て、押し広げられた開拡部分４ｄと環状部分４ｃとの間
に、ケーシング３の挿入孔３ａの縁部分が覆われること
になる。すなわち、この実施例の溶接材阻止部材４Ａは
ケーシング３の挿入孔３ａの縁部分を緩やかに覆う構成
となる。
側の中空円筒状部分４ｂの端部を外側に開くように、中
央部が小径で、外側に向かうに従って径が大きくなるプ
レス手段１０が、中空円筒状部分４ｂの端部に押し付け
られ、該端部は外側に押し広げられる（図７）。よっ
て、押し広げられた開拡部分４ｄと環状部分４ｃとの間
に、ケーシング３の挿入孔３ａの縁部分が覆われること
になる。すなわち、この実施例の溶接材阻止部材４Ａは
ケーシング３の挿入孔３ａの縁部分を緩やかに覆う構成
となる。
【００２７】そして、ケーシング３の挿入孔３ａに溶接
材阻止部材４Ａを取付けた後、各フイン６を圧入した吸
熱管２の端部を、ケーシング３の挿入孔３ａに圧入す
る。その他、吸熱管２の端部とベント１との間の接合部
を嵌合し、この接合部に溶接環８を取付けた状態の図１
に示される熱交換器は、前述の実施例と同様、炉内に配
置して焼成される。
材阻止部材４Ａを取付けた後、各フイン６を圧入した吸
熱管２の端部を、ケーシング３の挿入孔３ａに圧入す
る。その他、吸熱管２の端部とベント１との間の接合部
を嵌合し、この接合部に溶接環８を取付けた状態の図１
に示される熱交換器は、前述の実施例と同様、炉内に配
置して焼成される。
【００２８】前記焼成により、溶接棒７の溶材７ａは、
吸熱管２と各フイン６との接合部分に溶けて流れ込み、
且つ吸熱管２とケーシング３の内側に位置する溶接材阻
止部材４Ａの内側部分との接合部分に同様流れ込み、こ
れらの接合部分を正確に溶接する。ケーシング３の外側
においても、溶接環８の溶材８ａは、吸熱管２の端部と
ベント１との間の接合部分と、吸熱管２と溶接材阻止部
材４Ａの外側部分との接合部分に流れ込み、これらの接
合部分を正確に溶接する。
吸熱管２と各フイン６との接合部分に溶けて流れ込み、
且つ吸熱管２とケーシング３の内側に位置する溶接材阻
止部材４Ａの内側部分との接合部分に同様流れ込み、こ
れらの接合部分を正確に溶接する。ケーシング３の外側
においても、溶接環８の溶材８ａは、吸熱管２の端部と
ベント１との間の接合部分と、吸熱管２と溶接材阻止部
材４Ａの外側部分との接合部分に流れ込み、これらの接
合部分を正確に溶接する。
【００２９】この実施例では、ケーシング３の挿入孔３
ａの縁部分は、溶接材阻止部材４Ａに緩やかに覆われて
いるため、溶接材阻止部材４Ａが吸熱管２上に溶接され
るとしても、吸熱管２は、吸熱管上に位置する溶材を介
してケーシング３と接続されることは全くない。
ａの縁部分は、溶接材阻止部材４Ａに緩やかに覆われて
いるため、溶接材阻止部材４Ａが吸熱管２上に溶接され
るとしても、吸熱管２は、吸熱管上に位置する溶材を介
してケーシング３と接続されることは全くない。
【００３０】次に、本発明において使用される溶接材阻
止部材の材料について、言及する。前述の各実施例にお
いて、溶接材阻止部材の材料として、吸熱管やフインと
同様に、銅が使用され、且つ溶材として、銅と溶接され
易い材料が使用されている。そして、ステンレスは、銅
と電極電位の電位差が大きく、銅とステンレスの接合
部、特にステンレスが電食されるという問題があること
から、従来、ステンレスを溶接材阻止部材として使用さ
れなかった。
止部材の材料について、言及する。前述の各実施例にお
いて、溶接材阻止部材の材料として、吸熱管やフインと
同様に、銅が使用され、且つ溶材として、銅と溶接され
易い材料が使用されている。そして、ステンレスは、銅
と電極電位の電位差が大きく、銅とステンレスの接合
部、特にステンレスが電食されるという問題があること
から、従来、ステンレスを溶接材阻止部材として使用さ
れなかった。
【００３１】本発明では、溶接材阻止部材の材料とし
て、Ｃｒの含有量が２０〜２８％のステンレス鋼を使用
することを特徴とするものである。ステンレス鋼は、空
気中において高温状態で酸化すると、ステンレス鋼表面
にＦｅ2 Ｏ3 、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 の４層の酸化物が形成され、特に、焼成炉の雰囲気
中の酸素濃度が低くなると、Ｆｅ2 Ｏ3 の層はなくな
り、酸化被膜の最上層は、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 となる。
この酸化被膜は銅と接触しても、電食を防止することが
できる。
て、Ｃｒの含有量が２０〜２８％のステンレス鋼を使用
することを特徴とするものである。ステンレス鋼は、空
気中において高温状態で酸化すると、ステンレス鋼表面
にＦｅ2 Ｏ3 、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 の４層の酸化物が形成され、特に、焼成炉の雰囲気
中の酸素濃度が低くなると、Ｆｅ2 Ｏ3 の層はなくな
り、酸化被膜の最上層は、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 となる。
この酸化被膜は銅と接触しても、電食を防止することが
できる。
【００３２】このＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層は、
ステンレス鋼に含まれるＣｒの量が多くなる程、低温度
で生成される。溶材の焼成温度である８００℃以下にお
いて、前記酸化被膜層を生成させることを考えれば、Ｃ
ｒの量は、２０〜２８重量％含有していると、５００℃
程度の低温から８００℃までの温度範囲の還元雰囲気中
において、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層が、良好に
生成される。この状態においては、熱交換器の電食を防
止することができる。還元雰囲気は、水素等の気体が充
填されていてもよく、また、酸素濃度を低くするため、
ボイラー等の排気を導入しても良い。
ステンレス鋼に含まれるＣｒの量が多くなる程、低温度
で生成される。溶材の焼成温度である８００℃以下にお
いて、前記酸化被膜層を生成させることを考えれば、Ｃ
ｒの量は、２０〜２８重量％含有していると、５００℃
程度の低温から８００℃までの温度範囲の還元雰囲気中
において、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層が、良好に
生成される。この状態においては、熱交換器の電食を防
止することができる。還元雰囲気は、水素等の気体が充
填されていてもよく、また、酸素濃度を低くするため、
ボイラー等の排気を導入しても良い。
【００３３】溶接材阻止部材４の材料として、オーステ
ナイト系のＣｒの量が２５％のＳＵＳ３１０Ｓを使用し
た熱交換器の実施例を、図８（焼成工程前の状態）、図
９（焼成工程後の状態）に示している。前記第１の実施
例と相違する点は、溶接材阻止部材の材料が異なる以
外、吸熱管とフイン、吸熱管とベント、溶接棒，溶接環
の取付配置等は同じである。よって、前記実施例と本質
的に相違する点に関してのみ説明する。
ナイト系のＣｒの量が２５％のＳＵＳ３１０Ｓを使用し
た熱交換器の実施例を、図８（焼成工程前の状態）、図
９（焼成工程後の状態）に示している。前記第１の実施
例と相違する点は、溶接材阻止部材の材料が異なる以
外、吸熱管とフイン、吸熱管とベント、溶接棒，溶接環
の取付配置等は同じである。よって、前記実施例と本質
的に相違する点に関してのみ説明する。
【００３４】図８に示す組付工程を終えた熱交換器にお
いて、各部の溶接に際し、８００℃の還元雰囲気中に入
れられ、５０〜６０分の間焼成された結果は、溶接材阻
止部材４の表面には、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層
が良好に形成され、ステンレス鋼の電食を防止すること
ができた。
いて、各部の溶接に際し、８００℃の還元雰囲気中に入
れられ、５０〜６０分の間焼成された結果は、溶接材阻
止部材４の表面には、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層
が良好に形成され、ステンレス鋼の電食を防止すること
ができた。
【００３５】そして、図９に示されるように、溶かされ
た溶接棒７及び溶接環８の溶材は、吸熱管２とフイン６
との間、吸熱管２と溶接材阻止部材４との間、吸熱管２
とベント１との間を溶接し、溶接材阻止部材４は吸熱管
２に溶接されることなく、ケーシング３と共に自由な変
位を可能とし、材質の相違に起因する亀裂の発生を阻止
することができる。
た溶接棒７及び溶接環８の溶材は、吸熱管２とフイン６
との間、吸熱管２と溶接材阻止部材４との間、吸熱管２
とベント１との間を溶接し、溶接材阻止部材４は吸熱管
２に溶接されることなく、ケーシング３と共に自由な変
位を可能とし、材質の相違に起因する亀裂の発生を阻止
することができる。
【００３６】図１０（焼成工程前の状態）、図１１（焼
成工程後の状態）には、溶接材阻止部材４の材料とし
て、オーステナイト系のＣｒの量が２５％のＳＵＳ３１
０Ｓを使用した熱交換器の他の実施例を示している。こ
の実施例としては、溶接材阻止部材４Ｂの形状として、
前述した図４、図５の実施例の溶接材阻止部材４Ａがケ
ーシング３の挿入孔３ａの縁部分を緩やかに覆う構成と
しているのに対して、ケーシング３の挿入孔３ａの縁部
分を両側より挟持圧着する構成としている。この実施例
は、前記構成以外は、図４、図５の実施例と全く同様で
ある。
成工程後の状態）には、溶接材阻止部材４の材料とし
て、オーステナイト系のＣｒの量が２５％のＳＵＳ３１
０Ｓを使用した熱交換器の他の実施例を示している。こ
の実施例としては、溶接材阻止部材４Ｂの形状として、
前述した図４、図５の実施例の溶接材阻止部材４Ａがケ
ーシング３の挿入孔３ａの縁部分を緩やかに覆う構成と
しているのに対して、ケーシング３の挿入孔３ａの縁部
分を両側より挟持圧着する構成としている。この実施例
は、前記構成以外は、図４、図５の実施例と全く同様で
ある。
【００３７】溶接材阻止部材４Ｂの形状として、ケーシ
ング３の挿通孔３ａの縁部を両側より挟持圧着する構成
４ｅ、４ｆとし、その材料として、同様のステンレス鋼
を使用したことにより、焼成工程において、その溶接材
阻止部材４の表面に、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層
が形成され、良好に電食を防止することができる。そし
て、溶接材阻止部材４Ｂは、吸熱管２と溶接されること
がなく、ケーシング３と一体化されているため、吸熱管
２に対してケーシング３と共に上下左右に自由に移動す
ることができ、亀裂を生じることなく、ケーシング３を
良好に保護し、工程数も少なく、コストを安価とするこ
とができる。
ング３の挿通孔３ａの縁部を両側より挟持圧着する構成
４ｅ、４ｆとし、その材料として、同様のステンレス鋼
を使用したことにより、焼成工程において、その溶接材
阻止部材４の表面に、ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化被膜層
が形成され、良好に電食を防止することができる。そし
て、溶接材阻止部材４Ｂは、吸熱管２と溶接されること
がなく、ケーシング３と一体化されているため、吸熱管
２に対してケーシング３と共に上下左右に自由に移動す
ることができ、亀裂を生じることなく、ケーシング３を
良好に保護し、工程数も少なく、コストを安価とするこ
とができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明の構成により、吸熱管とフイン及
び吸熱管とベントとを同時に溶接可能としたことで、熱
交換器の製造工程を短縮することを可能とし、ケーシン
グを吸熱管に対して遊嵌状態に維持できるため、ケーシ
ング又は吸熱管にストレスを懸けることがなく、しか
も、熱交換器をコンパクトに構成できるという効果を有
している。また、溶接材阻止部材として、特定のステン
レス鋼の使用を可能とし、その使用により、銅材との電
食を防止し、溶材を排除する効果を有する。
び吸熱管とベントとを同時に溶接可能としたことで、熱
交換器の製造工程を短縮することを可能とし、ケーシン
グを吸熱管に対して遊嵌状態に維持できるため、ケーシ
ング又は吸熱管にストレスを懸けることがなく、しか
も、熱交換器をコンパクトに構成できるという効果を有
している。また、溶接材阻止部材として、特定のステン
レス鋼の使用を可能とし、その使用により、銅材との電
食を防止し、溶材を排除する効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例であり、図３に示された
熱交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の焼成
工程前の状態を示す断面図である。
熱交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の焼成
工程前の状態を示す断面図である。
【図２】図１の熱交換器の要部について、炉内の焼成工
程後の状態を示す断面図である。
程後の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の対象とする熱交換器の概要を斜視図で
示す。
示す。
【図４】本発明の第２の実施例であり、図３に示された
熱交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の焼成
工程前の状態を示す断面図である。
熱交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の焼成
工程前の状態を示す断面図である。
【図５】図４の熱交換器の要部について、炉内の焼成工
程後の状態を示す断面図である。
程後の状態を示す断面図である。
【図６】ケーシングに対して本発明の第２の実施例の溶
接材阻止部材の組付け状態を示す斜視図である。
接材阻止部材の組付け状態を示す斜視図である。
【図７】図６の組付け後、ケーシングに取付けられる溶
接材阻止部材の組付状態を示す斜視図である。
接材阻止部材の組付状態を示す斜視図である。
【図８】溶接材阻止部材としてステンレス鋼を使用した
場合における本発明の実施例であり、図３に示された熱
交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の焼成工
程前の状態を示す断面図である。
場合における本発明の実施例であり、図３に示された熱
交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の焼成工
程前の状態を示す断面図である。
【図９】図８の熱交換器の要部について、炉内の焼成工
程後の状態を示す断面図である。
程後の状態を示す断面図である。
【図１０】溶接材阻止部材としてステンレス鋼を使用し
た場合における本発明の他の実施例であり、図３に示さ
れた熱交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の
焼成工程前の状態を示す断面図である。
た場合における本発明の他の実施例であり、図３に示さ
れた熱交換器の要部について、組付けを終わり、炉内の
焼成工程前の状態を示す断面図である。
【図１１】図１０の熱交換器の要部について、炉内の焼
成工程後の状態を示す断面図である。
成工程後の状態を示す断面図である。
【図１２】従来の熱交換器の製作過程のうち、組付工程
を終了した要部の説明図である。
を終了した要部の説明図である。
【図１３】図１２の組付工程の熱交換器を溶接した後の
溶接の状態を示す要部説明図である。
溶接の状態を示す要部説明図である。
１ ベント ２ 吸熱管 ３ ケーシング ３ａ 挿入孔 ４ 溶接材阻止部材 ４ａ カラー部 ４Ａ 溶接材阻止部材 ４ｂ 中空円筒状部分 ４ｃ 環状部分 ４ｄ 開拡部分 ６ フイン ６ａ 吸熱管挿入孔 ６ｂ 溶接棒挿入孔 ６ｃ 吸熱管挿入孔部分のカラー部 ７ 溶接棒 ８ 溶接環
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−137792（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−29586（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28F 9/00 - 9/26
Claims (4)
- 【請求項１】 ケーシングの内部において吸熱管の外周
に多数のフインを溶着によって取付け、且つケーシング
の外側で、吸熱管の端部にベントを溶着する構成の熱交
換器において、ケーシングと外側フインとの間に配置さ
れる溶接材阻止部材には、吸熱管の外周と当接し、ケー
シングを通って延びる所定長さのカラー部が形成され、
該カラー部上にケーシングの端部が挿通配置されること
を特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 ケーシングの内部において吸熱管の外周
に多数のフインを溶着によって取付け、且つケーシング
の外側で、吸熱管の端部にベントを溶着する構成の熱交
換器において、該ケーシングの吸熱管挿通孔の位置に
は、前記ケーシングの端縁を折り返して覆う形状の溶接
材阻止部材が設けられ、該溶接材阻止部材を介して吸熱
管上にケーシングが挿通配置されることを特徴とする熱
交換器。 - 【請求項３】 前記ケーシングと吸熱管との間に向かう
溶材の流れを阻止する前記溶接材阻止部材の材質とし
て、２０〜２８％のＣｒを含有するステンレス鋼を用い
ることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の熱交換器を製
造する方法であって、前記吸熱管と多数のフインとを溶
着する溶接棒の溶融と、前記吸熱管の端部とベントとを
溶着させる溶接環の溶融とを同時に行うことを特徴とす
る熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5262154A JP3046900B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 熱交換器とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5262154A JP3046900B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 熱交換器とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120188A JPH07120188A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3046900B2 true JP3046900B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=17371814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5262154A Expired - Lifetime JP3046900B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 熱交換器とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3046900B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-20 JP JP5262154A patent/JP3046900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120188A (ja) | 1995-05-12 |
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