JP4080352B2 - フィンチューブ型熱交換器の製造方法及び空調冷凍装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒と気体等の流体間での熱交換を行うためのフィンチューブ型熱交換器の製造方法及び空調冷凍装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の円管フィンチューブ型熱交換器は、定間隔でその間を気体(空気)が流れる板状フィンが配置され、内部に作動流体が流れる円形伝熱管が板状フィンに垂直に挿入され、その後機械拡管と呼ばれる工程により、フィンと伝熱管が固定される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、従来の扁平管を用いたフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、扁平管をU字のブレージングシート製のカバー材で包み、切り欠きを設けた積層されたフィンに対し、列方向から挿入したのち、ロウ付け工程を経て熱交換器が完成する(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
また、他の従来の扁平管を用いたフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、扁平管を切り欠きを設けた積層されたフィンに対し、列方向から挿入して、熱交換器を組み立てるが、板状フィンの積層間隔を規制する切り起しを設けている(例えば、特許文献3参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−221587号公報(第14頁、第17図)
【特許文献2】
特開2000−234883号公報(第5頁、第1図)
【特許文献3】
特開平9−324995号公報(第7頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の円管フィンチューブ型熱交換器の製造方法においては(例えば、特許文献1)、機械拡管によってフィンカラーと伝熱管の密着が行われるが、ロウ付けによるフィンカラーと伝熱管の接合と比べて、フィンカラーと伝熱管の接触熱伝達率が低くなるという問題点があった。
【0007】
また、従来の扁平管熱交換器の製造方法においては(例えば、特許文献2)、ブレージングシート製のカバー材を被せた扁平管が列方向から挿入されるために、フィンカラーが段方向に広がりやすく、フィンカラーと伝熱管の間にロウ材が行き渡りにくいという問題点があった。
【0008】
また、従来の扁平管熱交換器製造方法においては(例えば、特許文献3)、扁平管が列方向から挿入されるために、フィンカラーが軸方向に広がりやすく、フィンカラーと伝熱管の間にロウ材が行き渡りにくいという問題点があるのに加え、板状フィンのピッチを規制するために切り起しを設けているため、板状フィンの伝熱面積を損ない、熱交換性能を損なうという問題点があった。
【0009】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、通風抵抗の減少および熱交換量の向上を図り、伝熱性能が良好で、組み立て性にも優れるフィンチューブ型熱交換器の製造方法及び空調冷凍装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、伝熱管にロウ材を塗布する工程と、鞘状金属板に伝熱管を挿入する工程と、鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、鞘状金属板に包まれた伝熱管を引抜治具を引っ張ることにより板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、鞘状金属板を引抜治具により、伝熱管を固定治具により板状フィン内に残して、引き抜く工程と、伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、を備えたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は鞘状金属板を示す外観図と断面図である。図において、鞘状金属板1は、伝熱管を板状フィンに挿入する際に、伝熱管を包むために用いられる。鞘状金属板1は板厚が約0.1mm程度であり、断面が扁平形状の中空構造となっている。また、片方の先端部1aは閉じられ、引抜冶具2が取り付けられる。
【0012】
図2は伝熱管を示す部分外観図である。図に示すように、伝熱管3は扁平形状をしており、作動流体が流れるマイクロチャネル4を8個設けている。また、伝熱管3の外側にはロウ材が塗布される。ロウ材にはアルミ−シリコン系の合金を用いている。
【0013】
図3は鞘状金属板の断面図である。図に示すように、鞘状金属板1は内部に凹凸5を設けている。これは、鞘状金属板1を引き抜く際に、伝熱管3の外側に塗布されたロウ材が剥がれるのを防ぐ役割をしている。
【0014】
図4は板状フィン及びフィンカラーを示す外観図と断面図である。図に示すように、板状フィン6に設けられたフィンカラー7は、根元部7a、中間部7bおよび先端部7cで構成され、根元部7aおよび先端部7cは伝熱管3に向かって凸の円弧、中間部7bはストレート形状となっている。ここで、中間部7bは伝熱管軸方向(挿入方向)に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。伝熱管3および鞘状金属板1の挿入性を改善するために、根元部7a側が広がるように中間部7bに角度θの傾きを付けている。
【0015】
また、フィンカラー7の短軸内径最小値dmin、最大径dmaxおよび伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin<Da<dmaxの関係が成立するようにしている。これは、鞘状金属板1を引き抜いた後、フィンカラー7を伝熱管3に密着させるためである。
なお、本実施の形態では、dmax=2.5mm、dmin=1.5mm、Da=2.0mmとする。
【0016】
図5はロウ材8を塗布した伝熱管3と伝熱管3を包んだ鞘状金属板1が板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部に挿入されている状態を示す部分断面図である。図に示すように、ロウ材8を塗布した伝熱管3および鞘状金属板1はフィンカラー7を弾性変形させながら、伝熱管3の軸方向(引き抜き方向)に引抜冶具2を引っ張ることによって、挿入される。
【0017】
その際、伝熱管3に塗布されたロウ材8は、鞘状金属板1によって、フィンカラー7との摩擦により、剥がれ落ちることを免れる。また、鞘状金属板1の端部を閉じているため、フィンカラー7の穴よりも鞘状金属板1の外径が小さくなり、伝熱管3をフィンカラー7に滑らかに挿入することが可能となる。
【0018】
図6は伝熱管3を包んだ鞘状金属板1が板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部から引き抜かれている状態を示す部分断面図である。図に示すように、引きぬきの際、伝熱管3の下端部に固定冶具9を付加することによって、鞘状金属板1と共に伝熱管3も引きぬかれることを防止できる。
【0019】
この際、ロウ材8は鞘状金属板1との摩擦によって伝熱管3から剥がれ落ちる可能性があるため、図3のように鞘状金属板1の内部形状に凹凸5を設けてこれを概ね防ぐことが出来る。これは、鞘状金属板1を引き抜く工程において、ロウ材8と鞘状金属板1が凸の部分のみ接触することによる。
【0020】
また、フィンカラー中間部7bは、図4のように、伝熱管軸方向(挿入方向)に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。例えば、θ=0°の場合、伝熱管3および鞘状金属板1は挿入の際フィンカラー7の根元部7aに引っ掛かるため、挿入性が非常に悪い。本実施の形態のように、フィンカラー7が伝熱管側にある角度θをなしていることにより、鞘状金属板1は挿入の際フィンカラー7の中間部7bと接触し、挿入性が良くなる。
【0021】
また、フィンカラー短軸内径最小値dmin、最大径dmaxおよび伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin<Da<dmaxの関係が成立するようにしているため、弾性変形領域で起きるスプリングバックと呼ばれる現象によって、鞘状金属板1を引きぬいた後、フィンカラー7がロウ材8を塗布した伝熱管3と密着する。
【0022】
図7は板状フィン6表面をブレージングシート20製とし、先端部にテーパ3aを設けた伝熱管3が、板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部に挿入されている工程を示す部分断面図である。図に示すように、伝熱管3はフィンカラー7を弾性変形させながら、押し出し冶具21によって、伝熱管3の軸方向(引き抜き方向)に挿入される。
【0023】
その際、ロウ材の役目を果たすフィン表面のブレージングシート20は高い強度を有し、伝熱管3との摩擦により、剥がれ落ちない。また、伝熱管3の端部に伝熱管周方向に対し内側にテーパ3aを設けているため、伝熱管3をフィンカラー7に滑らかに挿入することが可能となり金属製の鞘で伝熱管3を包む必要がない。
【0024】
図8は板状フィンと伝熱管からなる作動流体と空気の熱交換部とヘッダを組み合わせた状態をしめす外観図である。図に示すように、伝熱管3の端部には作動流体を各伝熱管3に分配するためのヘッダ10を付加しており、片方のヘッダ10には作動流体出入り口11を設けている。この状態まで組み立てた後、炉に投入し、炉中ロウ付けを行う。
【0025】
図9は炉中ロウ付け工程を終えた後の伝熱管3と板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部、ロウ材8を示す部分断面図である。炉中ロウ付けによって、ロウ材8はフィンカラー7の根元部7aと先端部7c付近の伝熱管3との隙間に溜まりこむため、フィンカラー7の中間部7bと伝熱管3の間のロウ材8は非常に薄くなっているが、フィンカラー7の中間部7bがスプリングバックによって伝熱管と密着したことによる。
【0026】
このようにして、本実施の形態において、伝熱管3とフィンカラー7の隙間にロウ材8が隈なく行き渡るため、伝熱管3とフィンカラー7の間の接触熱伝達率αcは非常に大きくなり、熱交換性能は向上する。なお接触熱伝達率αcの定義は以下のようである。
積層された板状フィン6のピッチFp内を通る熱流束をq(W/m2)、フィンカラー根元部7aの温度をTc、伝熱管外周の温度をTrとすると、
αc=q/|Tc−Tr| (W/m2K)
となる。
【0027】
図10は鞘状金属板を用いた場合の熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下にその手順を示す。伝熱管3にロウ材8を塗布(S1)、鞘状金属板1に伝熱管3を挿入(S2)、鞘状金属板の端部1aに引抜冶具2を取り付け(S3)、冶具で固定された板状フィン6に鞘状金属板1および伝熱管3を挿入(S4)、固定冶具9を伝熱管下端部に取り付け(S5)、鞘状金属板1の引き抜き(S6)、ヘッダ10を取り付け、炉に投入(S7)、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入(S8)、完成となる。
【0028】
図11は、表面がブレージングシート製の板状フィン6、端部に伝熱管周方向に対し内側にテーパ3aを設けた伝熱管を用いた場合(図7)の熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下に熱交換器の製造工程を示す。押し出し冶具21を伝熱管下部に取りつけ(S1)、冶具で固定された板状フィン6に伝熱管3を挿入(S2)、ヘッダ10を取り付け、炉に投入(S3)、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入(S4)、完成となる。
【0029】
図12は、鞘状金属板1をブレージングシート板材とした場合、伝熱管と鞘状のブレ−ジングシート板材をフィンカラーの穴に挿入し終えた状態を示している。ここで、鞘状金属板1の先端部1aは破線部において、切断される。このように、鞘状金属板1をブレージンブシート板材とすることで、鞘状金属板1を引き抜く必要がなくなり、鞘状金属板1の先端部1aが切断された後、ヘッダ10を熱交換器に取りつけ、直ちに炉中ロウ付け工程に移ることが出来る。また、鞘状金属板1を引き抜く必要がないため、伝熱管3にロウ材を塗布した場合の鞘状金属板1の引き抜き工程のロウ材の剥がれ落ちを防ぐことが出来る。
【0030】
図13は鞘状金属板1にブレージングシート板材を用いた場合の熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下にその手順を示す。鞘状金属板1に伝熱管3を挿入(S1)、鞘状金属板の端部1aに引抜冶具2取りつけ(S2)、冶具で固定された板状フィン6に鞘状金属板1および伝熱管3を挿入(S3)、鞘状金属板1の上部端部を切り取る(S4)、ヘッダ10を取り付け、炉に投入(S5)、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入(S6)、完成となる。
【0031】
図14は板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の形状と伝熱管3の位置関係を示している。フィンカラー7は根元部7a、中間部7bおよび先端部7cで構成され、根元部7aおよび先端部7cは伝熱管3に向かって凸の円弧、中間部7bはストレート形状となっている。ここで、中間部7bは伝熱管軸方向(挿入方向)に対して、平行に設けられている。
【0032】
また、フィンカラー7の短軸内径最小値dminおよび伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin>Daの関係が成立するようにしており、伝熱管挿入工程後、フィンカラー7を伝熱管周方向より押し込み冶具19でかしめることにより(図15)、フィンカラー7とロウ材8を塗布した伝熱管3を密着させることが可能となる。なお、本実施の形態では、dmin=2.2mm、Da=2.0mmとした。
【0033】
図16は、図14に示した熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下にその手順を示す。冶具で固定された板状フィン6に伝熱管3を挿入(S1)、フィンカラー7をかしめる(S2)、ヘッダを取り付け、炉に投入(S3)、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入(S4)、完成となる。
【0034】
図17は伝熱管に円管を用いた場合の板状フィン6とフィンカラーの断面図である。この場合も、図10、11および13の工程を用いて、同様に熱交換器を製造できることは言うまでもない。
【0035】
実施の形態2.
図18および図19は実施の形態2による伝熱管の形状を示す外観図と断面図である。図に示すように、伝熱管3は、扁平形状をしており、作動流体が流れるマイクロチャネル4を8個設けている。また、伝熱管3の外側には、図18は伝熱管周方向、図19は軸方向に、溝が設けられ、その溝にロウ材8が塗布される。ロウ材8にはアルミ−シリコン系の合金を用いている。
【0036】
図20は板状フィン6と板状フィン6上に設けられるスリット12およびフィンカラー7を示す部分外観図および断面図である。図に示すように、スリット12は伝熱管軸(挿入)方向に対し上下に切り起されている。また、フィンカラー7は先端部に曲面部が無く、図4のフィンカラー7よりも伝熱管軸方向に短い。このため、図4のフィンカラー7を成形するときのように、しごき加工を用いて、フィンカラー7の軸方向高さを稼ぐ必要が無く、成形が容易となる利点がある。この場合、フィンカラー7の長さLは板状フィン6のピッチFpよりも小さくなる。また、フィンカラー7は穴全体に渡って設けられていない。これは、しごき加工無しで穴のRの小さい部分にフィンカラー7を設ける場合割れを生じやすいためである。
【0037】
図21は板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の形状と伝熱管3の位置関係を示している。フィンカラー7は根元部7aおよび中間部7bで構成され、根元部7aは伝熱管3に向かって凸の円弧、中間部7bはストレート形状となっている。ここで、中間部7bは伝熱管軸方向(挿入方向)に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。また、フィンカラー7の短軸内径最小値dmin、最大径dmaxおよび伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin<Da<dmaxの関係が成立するようにしている。なお、本実施の形態では、dmax=2.5mm、dmin=1.7mm、Da=2.0mmとする。
【0038】
図22はロウ材8を溝に塗布した伝熱管3と伝熱管3を包んだ鞘状金属板1(図1)が板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部に挿入されている工程を示す部分断面図である。図に示すように、ロウ材8を溝に塗布した伝熱管3および鞘状金属板1はフィンカラー7を弾性変形させながら、伝熱管3の軸方向(鞘状金属板1と伝熱管3挿入方向)に引抜冶具2を引っ張ることによって、挿入される。
【0039】
その際、スリット12は管軸方向の積層された板状フィン6のピッチFpを規制するように、その片面を異なる板状フィン6から切起こされたスリット12の片面と接触させている。また、伝熱管3に塗布されたロウ材8は、鞘状金属板1によって、フィンカラー7との摩擦により、剥がれ落ちることを免れる。また、鞘状金属板1の端部を閉じているため、フィンカラー7の穴よりも鞘状金属板1の外径が小さくなり、フィンカラー7に滑らかに挿入することが可能となる。
【0040】
図23は伝熱管3を包んだ鞘状金属板1が板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部から引き抜かれている工程を示す部分断面図である。図に示すように、鞘状金属板1の引きぬきの際、伝熱管3の下端部に固定冶具9を付加することによって、鞘状金属板1と共に伝熱管3も引きぬかれることを防止できる。
【0041】
また、伝熱管挿入工程が終了した際、フィンカラー7が伝熱管3に設けられたロウ材8を塗布した溝と一致するようにする。この際、ロウ材8は鞘状金属板1との摩擦によって伝熱管3から剥がれ落ちる可能性があるが、図18および図19のよう伝熱管3の外周に設けてある溝にロウ材8が入り込んでいるためにロウ材8の剥がれを概ね防ぐことが出来る。
【0042】
また、外周の溝を伝熱管軸方向に対し、斜めに設けても同様な効果を奏する。
【0043】
また、フィンカラー7は図21のように、伝熱管軸方向(挿入方向)に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。例えば、θ=0°の場合、伝熱管3および鞘状金属板1は挿入の際フィンカラー根元部7aに引っ掛かるため、挿入性が非常に悪い。本実施の形態のように、フィンカラー7が伝熱管側にある角度θをなしていることにより、鞘状金属板1は挿入の際フィンカラー7の中間部7bと接触し、挿入性が良くなる。
【0044】
また、フィンカラー7の短軸内径最小値dmin、最大径dmaxおよび伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin<Da<dmaxの関係が成立するようにしているため、弾性変形領域で起きるスプリングバックと呼ばれる現象によって、鞘状金属板1を引きぬいた後、フィンカラー7とロウ材を塗布した伝熱管3が密着する。
【0045】
また、本実施の形態のフィンカラー7(図21)のように、フィンカラー7の伝熱管軸方向長さが短い場合、フィンカラー7にしごき加工を加える必要がほとんど無いため、フィンカラー7の加工硬化を防ぐことが出来、スプリングバックが起きやすい。よって、鞘状金属板1を引き抜いた後にスプリングバックによる伝熱管3とフィンカラー7の密着をより円滑に行うことが出来る。さらに、ヘッダ10を付加した後、炉に投入し、炉中ロウ付けを行う。
【0046】
図24は炉中ロウ付け工程を終えた後の伝熱管3と板状フィン6上に設けられたフィンカラー7、ロウ材8を示す部分断面図である。炉中ロウ付けによってロウ材8は溶けだすが、溝の中に留まり、フィンカラー7はスプリングバックによって溝の中に折り込まれる。よってフィンカラー7は全体に渡って伝熱管3と密着する。
【0047】
このようにして、本実施の形態において伝熱管3とフィンカラー7の隙間にロウ材8が隈なく行き渡るため、伝熱管3とフィンカラー7の間の接触熱伝達率αcは非常に大きくなり、熱交換性能が向上する。
【0048】
また、本実施の形態の製造方法においては、余分なロウ材8を伝熱管3に取りつける必要が無く、ロウ材8の節約にもなる。製造工程は図10のフロ−チャートと同様に行われることはいうまでも無い。
【0049】
図25(a)はフィンカラーに設けられた穴を長方形とした場合の部分外観図、図25(b)は伝熱管形状を長方形とした場合の断面図である。図のように、フィンカラー形状および伝熱管形状を長方形とした場合、図20のフィンカラー7ようにRの小さい部分が無く、フィンカラー7を全周に設けることが可能となる。よって、ロウ付け工程後伝熱管3とフィンカラー7の間の接触熱伝達率αcは非常に大きくなり、熱交換性能は向上する。
【0050】
図26は伝熱管に円管を用いた場合の板状フィンとフィンカラーの断面図である。この場合も、図18および図19のように伝熱管3に周方向もしくは軸方向にロウ材8を塗布する溝を設け、図10の工程を用いて、熱交換器を製造できることは言うまでもない。
【0051】
尚、本実施の形態では、図22に示すように、ロウ材8を溝に塗布した伝熱管3および鞘状金属板1はフィンカラー7を弾性変形させながら、伝熱管3の軸方向(鞘状金属板1と伝熱管3挿入方向)に引抜冶具2を引っ張ることによって、挿入されるものを示したが、鞘状金属板1を用いずに、図7に示した板状フィン6表面をブレージングシート20製とし、先端部にテーパ3aを設けた伝熱管3が、板状フィン6上に設けられたフィンカラー7の穴部に挿入されるようにしてもよい。
【0052】
実施の形態3.
図27は実施の形態3を示す図で、空気調和機の冷媒回路図である。図に示す冷媒回路は、圧縮機13、凝縮熱交換器14、絞り装置15、蒸発熱交換器16、送風機17により構成されている。上述の実施の形態1、2による熱交換器を凝縮熱交換器14または蒸発熱交換器16、もしくは両方に用いることにより、エネルギ効率の高い空気調和機を実現することが出来る。
ここで、エネルギ効率は、次式で定義されるものである。
暖房エネルギ効率=室内熱交換器(凝縮器)能力/全入力
冷房エネルギ効率=室内熱交換器(蒸発器)能力/全入力
また、空気調和機に限らず、冷凍装置においても、有効であることは言うまでもない。
【0053】
なお、上述の実施の形態1〜3で述べた熱交換器およびそれを用いた空調冷凍装置については、HCFC(R22)やHFC(R116、R125、R134a、R14、R143a、R152a、R227ea、R23、R236ea、R236fa、R245ca、R245fa、R32、R41,RC318などや、これら冷媒の数種の混合冷媒R407A、R407B、R407C、R407D、R407E、R410A、R410B、R404A、R507A、R508A、R508Bなど)、HC(ブタン、イソブタン、エタン、プロパン、プロピレンなどや、これら冷媒の数種混合冷媒)、自然冷媒(空気、炭酸ガス、アンモニアなどや、これら冷媒の数種の混合冷媒)、またこれら冷媒の数種の混合冷媒など、どんな種類の冷媒を用いても、その効果を達成することが出来る。
【0054】
また、作動流体として、空気と冷媒や、他の気体、液体、気液混合流体を用いても、同様の効果を奏する。
【0055】
また、伝熱管とフィンは異なった材料を用いていることが多いが、伝熱管とフィンに銅、アルミ等の同じ材料を用いることで、フィンと伝熱管のロウ付けが可能となり、フィンと伝熱管の接触熱伝達率が飛躍的に向上し、熱交換能力が大幅に向上する。また、リサイクル性も向上させることができる。
【0056】
また、伝熱管とフィンを密着させる方法として、炉中ロウ付けを行う場合、フィンへの親水材の塗布を後処理で行うことで、前処理の場合のロウ付け中の親水材の焼け落ちを防ぐことができる。
【0057】
なお、上述の実施の形態1〜3で述べた熱交換器およびそれを用いた空調冷凍装置については、鉱油系、アルキルベンゼン油系、エステル油系、エーテル油系、フッ素油系など、冷媒と油が溶ける溶けないにかかわらず、どんな冷凍機油についても、その効果を達成することができる。
【0058】
【発明の効果】
この発明に係るフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、鞘状金属板に包まれた伝熱管を引抜治具を引っ張ることにより板状フィンのフィンカラーに挿入し、鞘状金属板を引抜治具により、伝熱管を固定治具により板状フィン内に残して、引き抜くようにしたので、熱交換効率が良いフィンチューブ型熱交換器が得られると共に、製造工程が容易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1を示す図で、鞘状金属板を示す外観図および断面図である。
【図2】 実施の形態1を示す図で、伝熱管を示す部分外観図である。
【図3】 実施の形態1を示す図で、鞘状金属板を示す断面図である。
【図4】 実施の形態1を示す図で、板状フィンおよびフィンカラーを示す外観図および断面図である。
【図5】 実施の形態1を示す図で、鞘状金属板および伝熱管挿入工程を示す断面図である。
【図6】 実施の形態1を示す図で、鞘状金属板の引き抜き工程を示す断面図である。
【図7】 実施の形態1を示す図で、伝熱管挿入工程を示す断面図である。
【図8】 実施の形態1を示す図で、熱交換器組み立て状態を示す外観図である。
【図9】 実施の形態1を示す図で、ロウ付け後の状態を示す断面図である。
【図10】 実施の形態1を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図11】 実施の形態1を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図12】 実施の形態1を示す図で、鞘状のブレージングシート板材および伝熱管を板状フィンに挿入した状態を示す断面図である。
【図13】 実施の形態1を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図14】 実施の形態1を示す図で、板状フィンおよびフィンカラーを示す外観図および断面図である。
【図15】 実施の形態1を示す図で、フィンカラーを冶具により伝熱管にかしめる工程を示す外観図および断面図である。
【図16】 実施の形態1を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図17】 実施の形態1を示す図で、円管を用いた場合のフィンカラー形状を示す外観図および断面図である。
【図18】 実施の形態2を示す図で、伝熱管の形状を表す外観図および断面図である。
【図19】 実施の形態2を示す図で、伝熱管の形状を表す外観図および断面図である。
【図20】 実施の形態2を示す図で、板状フィン形状およびフィンカラー形状を示す外観図および断面図である。
【図21】 実施の形態2を示す図で、フィンカラー形状および伝熱管の関係を示す断面図である。
【図22】 実施の形態2を示す図で、鞘状金属板および伝熱管挿入工程を示す断面図である。
【図23】 実施の形態2を示す図で、鞘状金属板の引き抜き工程を示す断面図である。
【図24】 実施の形態2を示す図で、ロウ付け後の状態を示す断面図である。
【図25】 実施の形態2を示す図で、板状フィン形状および伝熱管形状を示す外観図および断面図である。
【図26】 実施の形態2を示す図で、円管を用いた場合のフィンカラー形状を示す外観図および断面図である。
【図27】 実施の形態3を示す図で、空気調和機構成を表す平面断面図である。
【符号の説明】
1 鞘状金属板、2 引抜冶具、3 伝熱管、4 マイクロチャネル、5 凹凸、6 板状フィン、7 フィンカラー、8 ロウ材、9 固定冶具、10 ヘッダ、11 作動流体出入り口、12 スリット、13 圧縮機、14 凝縮熱交換器、15 絞り装置、16 蒸発熱交換器、17 送風機、18 モータ、19 押し込み冶具、20 ブレージングシート、21 押し出し冶具。
Claims (19)
- 多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管にロウ材を塗布する工程と、
鞘状金属板に前記伝熱管を挿入する工程と、
前記鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板に包まれた前記伝熱管を前記引抜治具を引っ張ることにより前記板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、
前記伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板を前記引抜治具により、前記伝熱管を前記固定治具により前記板状フィン内に残して、引き抜く工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。 - 多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
ブレージングシート板材を用いた鞘状金属板に前記伝熱管を挿入する工程と、
前記鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板に包まれた前記伝熱管を前記引抜治具を引っ張ることにより前記板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、
前記鞘状金属板の前記伝熱管と重ならない先端部を切り取る工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。 - 前記板状フィンに設けられたフィンカラーは、根元部、中間部及び先端部で構成され、前記根元部及び先端部は前記伝熱管に向かって凸の円弧に形成され、前記中間部はストレート形状で且つ前記根元部が広がるように、伝熱管挿入方向に対し、伝熱管側にある一定の角度を持つようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管にロウ材を塗布する工程と、
治具で固定された前記板状フィンのフィンカラーに前記伝熱管を挿入する工程と、
押し込み治具により前記フィンカラーを前記伝熱管周方向からかしめて、前記フィンカラーと前記伝熱管とを密着させる工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。 - 前記板状フィンに設けられたフィンカラーは、根元部、中間部及び先端部で構成され、前記根元部及び先端部は前記伝熱管に向かって凸の円弧に形成され、前記中間部はストレート形状で且つ前記中間部は伝熱管軸方向に平行に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記板状フィンに設けられたフィンカラーの短軸内径最小値dmin及び伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin>Daの関係が成立するようにしたことを特徴とする請求項5に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管の外周面の溝にロウ材を塗布する工程と、
鞘状金属板に前記伝熱管を挿入する工程と、
前記鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板に包まれた前記伝熱管を前記引抜治具を引っ張ることにより前記板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、
前記伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板を前記引抜治具により、前記伝熱管を前記固定治具により前記板状フィン内に残して、引き抜く工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。 - 前記伝熱管の外周面の周方向に溝を設けたことを特徴とする請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記伝熱管の外周面の軸方向に溝を設けたことを特徴とする請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記伝熱管の外周面の軸方向に対し、斜めに溝を設けたことを特徴とする請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記鞘状金属板の内周面に凹凸形状を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記鞘状金属板の前記引抜治具が取り付けられる側の端部を閉じたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記フィン上に設けられたフィンカラーの伝熱管挿入方向長さLを積層される前記板状フィンのピッチFpに対し、L<Fpとすると共に、前記板状フィン上に伝熱管挿入方向に対し上下にスリットを設け、前記板状フィンを積む際、隣り合う前記板状フィンの前記スリット面が合致し、前記板状フィンのピッチFpを規制し、ロウ付け工程後、前記フィンカラー先端部が前記伝熱管にロウ材を塗布した溝に折り込まれることを特徴とする請求項8に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記フィン上に設けられたフィンカラーの伝熱管挿入方向長さLを積層される前記板状フィンのピッチFpに対し、L<Fpとすると共に、前記板状フィン上に伝熱管挿入方向に対し上下にスリットを設け、前記板状フィンを積む際、隣り合う前記板状フィンの前記スリット面が合致し、前記板状フィンのピッチFpを規制することを特徴とする請求項4に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記板状フィンに設けられたフィンカラーの短軸内径最小値dmin、最大径dmax及び伝熱管短軸最大径Daの間に、dmin<Da<dmaxの関係が成立するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記伝熱管を扁平形状としたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 前記伝熱管を円形状としたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項7に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
- 請求項1〜17の何れかに記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法により製造されたフィンチューブ型熱交換器を用いたことを特徴とする空調冷凍装置。
- 冷媒として、HCFC、HFC、HC、自然冷媒、これら冷媒の数種の混合冷媒の何れかを用いたことを特徴とする請求項18に記載の空調冷凍装置。
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