JP4084297B2 - 給湯用熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、間隔を存して配列される複数のフィンと、これらフィンを貫通する吸熱管とを有する吸熱体を、燃焼室を形成する内胴の上部に装着して成る給湯用熱交換器の製造方法に関する。

従来、この種の熱交換器は、内胴の上部に吸熱体を所要に位置関係で組み付けた後、内胴を加熱炉に投入して、内胴と吸熱体とを炉中ろう付けで結合することにより製造される。

ここで、内胴は熱伝導性の良い銅材料で製作されており、炉中ろう付けを行うと、銅材料が焼鈍され、内胴が指で押えても簡単に変形してしまうほど軟化する。特に、内胴の下部は、吸熱体が装着される上部と異なり、支えになるものがないため変形し易い。そして、内胴の下部が変形すると、内胴の下端から流入する燃焼用二次空気の流れに悪影響が及び、燃焼性が悪くなる。

そこで、従来、内胴の下部にステンレス製の補強板を取り付けて、内胴の変形を防止するようにしたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。然し、このものでは、補強板を用いる関係で部品点数が増し、コストが高くなる不具合がある。
特開２０００−２７４８２０号公報(段落００１４，００１８、図１)

本発明は、以上の点に鑑み、補強板を用いずに内胴の変形を防止できるようにした給湯用熱交換器の製造方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、間隔を存して配列される複数のフィンと、これらフィンを貫通する吸熱管とを有する吸熱体を、燃焼室を形成する内胴の上部に装着して成る給湯用熱交換器の製造方法であって、吸熱体と内胴とを炉中ろう付けで結合するものにおいて、炉中ろう付け後に、内胴にプレス加工で補強用のビードを形成すると共に、ビードは、内胴の下縁に近接する箇所に形成された内胴の下縁に沿う下縁補強ビードを含み、下縁補強ビードの形成箇所に、下縁補強ビードよりも加工量の少ない下加工ビードを炉中ろう付け前にプレス加工している。

本発明によれば、炉中ろう付け後に施す補強用ビードのプレス加工により内胴の材料が加工硬化され、内胴が簡単には変形しなくなる。そして、内胴の変形防止のために補強板のような別部材を用いずに済み、コストダウンを図れる。

特に、本発明では、下縁補強ビードを形成することにより、変形を生じやすい内胴の下部が効果的に加工硬化され、その変形が防止される。

尚、下縁補強ビードをその加工量の１００％まで炉中ろう付け後にプレス加工すると、プレス加工時の材料の引張りで内胴の下縁部の寸法が変化する。これに対し、本発明の如く、下縁補強ビードの形成箇所に、下縁補強ビードよりも加工量の少ない下加工ビードを炉中ろう付け前にプレス加工しておけば、炉中ろう付け後の下縁補強ビードの加工量を下加工ビードの加工量分だけ少なくすることができ、内胴の下縁部の寸法精度を確保し易くなる。

また、内胴の下縁に、炉中ろう付け前に、ヘミング加工により折返し部を形成し、この折返し部の少なくとも先端部分が下縁補強ビードの形成箇所に入り込むようにすれば、折返し部が入り込んだ部分で下縁補強ビードが２枚重ねでプレス加工されることになり、加工硬化が促進されて、内胴の変形が一層効果的に防止される。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明方法で製造された給湯用熱交換器の斜め前方から見た斜視図、図２は図１の給湯用熱交換器の斜め後方から見た斜視図、図３は炉中ろう付け前の内胴と吸熱体の斜め前方から見た斜視図、図４は炉中ろう付け前の内胴の斜め後方から見た斜視図、図５は図１のＶ−Ｖ線で切断した拡大断面図、図６は図２のＶＩ−ＶＩ線で切断した拡大断面図である。

図１及び図２に示されている給湯用の熱交換器１は、銅製の角筒状の内胴２と、内胴２の上部に装着した吸熱体３とを備える。内胴２の下端開口部には図外のバーナが挿入され、バーナから噴出される燃料ガスを燃焼させる燃焼室が内胴２によって形成される。

内胴２は、図３及び図４に示す如く、前面部分と左右の側面部分の前半部とを構成するプレス成形された前胴部２ａと、後面部分と左右の側面部分の後半部とを構成するプレス成形された後胴部２ｂとを、両胴部２ａ，２ｂの左右の側面部分の端部を重ね合わせた状態でスポット溶接することにより組立てられる。

吸熱体３は、左右一対の蓋板３０，３０と、両蓋板３０，３０間に間隔を存して配列した複数の銅製フィン３１と、これら蓋板３０とフィン３１とを貫通する蛇行形状の銅製の吸熱管３２とで構成されている。また、内胴２の上部の左右の側面には、蛇行形状の吸熱管３２の前後の幅に合わせた凹欠部２００が形成されている。そして、吸熱体３を、フィン３１が内胴２の上部の前後両面間に挟まれると共に、フィン３１と蓋板３０との間の吸熱管３２の部分が凹欠部２００に嵌り、更に、凹欠部２００が蓋板３０で外側から覆われるように、内胴２の上部に装着する。また、図１及び図２に示す如く、吸熱管３２の一端に、内胴２に巻き付けた給水管４を接続し、吸熱管３２の他端に出湯管５を接続する。

また、内胴２の前面下部の一部には、前方に張り出す張り出し部２０１が形成されている。そして、この張り出し部２０１に切欠き２０２を形成し、この切欠き２０２を通してバーナ上に点火プラグ６と不完全燃焼検知用の熱電対７とを臨ませるようにしている。また、内胴２の前面の上下方向中間部には、図３に示す如く、フィン３１の目詰まり等を生じたときに燃焼排気が溢れ出す開口２０３が形成されている。そして、この開口２０３に合致する開口８ａを有する取付板８を内胴２の前面に取付けて、取付板８に、開口８ａに臨む排気閉塞検知用の熱電対９を取付けるようにしている。尚、取付板８は、その左右両端の舌片(図示せず)を内胴２の前面の開口２０３の両脇に形成したスリット２０４に挿入してかしめることにより、内胴２の前面に固定される。

熱交換器１の製造に際しては、内胴２の上部に吸熱体３を組み付けると共に、給水管４を内胴２に巻き付けて吸熱管３２の一端に接続した後、内胴２を加熱炉に投入し、内胴２の前後の胴部２ａ，２ｂの接合部と、内胴２と蓋板３０の接合部と、内胴２とフィン３１の接合部と、フィン３１と吸熱管３２の接合部と、内胴２と給水管４の接合部と、給水管４と吸熱管３２の接合部とを炉中ろう付けで結合する。そして、炉中ろう付け後に、内胴２の前面に取付板９をかしめ付けると共に、内胴２に後述する補強用のビードをプレス加工し、その後、吸熱管３２の他端に出湯管５を接続する。

ところで、内胴２の材料は炉中ろう付け中に完全に焼鈍され、手で押すだけで内胴２が変形するようになる。特に、内胴２の下部は、吸熱体３が装着される上部と異なり、支えになるものがないため変形し易い。そして、内胴２の下部が変形すると、内胴２の下端から流入する燃焼用二次空気の流れに悪影響が及び、燃焼性が悪くなる。また、張り出し部２０１が内側に変形すると、点火プラグ６に近づいてスパークリークすることがある。

そこで、炉中ろう付け後に、内胴２の前面下部と後面下部とにプレス加工で補強用のビードを形成している。本実施形態では、補強用のビードとして、内胴２の下縁に近接した箇所に位置する、内胴２の下縁に沿う下縁補強ビード２０５と、下縁補強ビード２０５に下端が交わる格子状ビード２０６とを形成している。このようにビード２０５，２０６を形成すると、加工硬化を生じて、内胴２の下部が変形しにくくなり、上記不具合を防止できる。尚、内胴２の前面の補強ビードのプレス加工は、上記した取付板８のかしめと同時に行い、工数削減を図っている。

ここで、下縁補強ビード２０５の形成箇所には、図３及び図４に示されているように、炉中ろう付け前の前後の胴部２ａ，２ｂのプレス成形工程で、下縁補強ビード２０５よりも加工量の少ない下加工ビード２０５´が形成されている。これを図５及び図６を参照して詳述するに、下加工ビード２０５´の加工量は、仮想線で示すように、下縁補強ビード２０５の加工量の９０％程度であり、炉中ろう付け後に残り１０％程度の加工量で下縁補強ビード２０５が形成される。そのため、下縁補強ビード２０５のプレス加工時の材料の引張りにより、内胴２の下縁部の寸法が変化することを抑制できる。尚、加工量が１０％程度であっても、胴部２の変形を防止するのに必要な加工硬化は得られる。また、格子状ビード２０６は、炉中ろう付け後に１００％の加工量で形成されるが、その下部に下縁補強ビード２０５が存在するため、内胴２の下縁部の寸法精度に悪影響が及ぶことはない。尚、図５、図６は断面図であるが、下加工ビード２０５´の形状を示す仮想線の視認性を良くするため、ハッチングを省略している。

また、内胴２の下縁には、前後の胴部２ａ，２ｂのプレス成形工程で、ヘミング加工による折返し部２０７(図５、図６参照)が形成されている。そして、内胴２の前面の下縁補強ビード２０５の形成箇所に、図５に示す如く、折返し部２０７の少なくとも先端部分が入り込むようにしている。これによれば、折返し部２０７が入り込んだ部分で下縁補強ビード２０５が２枚重ねでプレス加工されることになる。そのため、加工硬化が促進されて、内胴２の変形が一層効果的に防止される。

尚、内胴２の後面の下縁部は、給湯器の背面のベース板に設けた内胴用の受け部に上方から差し込まれるようになっている。そのため、内胴２の後面の下縁補強ビード２０５を折返し部２０７に掛かるように形成すると、受け部への差込の邪魔になる。そこで、内胴２の後面の下縁補強ビード２０５は、折返し部２０７から上方に若干離れた箇所に形成している。尚、内胴２の後面の下縁部の差込が不要であれば、内胴２の後面の下縁補強ビード２０５をこれに折返し部２０７の先端部が入り込むように形成しても良い。

本発明方法で製造された給湯用熱交換器の斜め前方から見た斜視図。 図１の給湯用熱交換器の斜め後方から見た斜視図。 炉中ろう付け前の内胴と吸熱体の斜め前方から見た斜視図。 炉中ろう付け前の内胴の斜め後方から見た斜視図。 図１のＶ−Ｖ線で切断した拡大断面図。 図２のＶＩ−ＶＩ線で切断した拡大断面図。

符号の説明

１…給湯用熱交換器、２…内胴、２０５…下縁補強ビード、２０５´…下加工ビード、２０６…格子状ビード(補強用ビード)、２０７…折返し部、３…吸熱体、３１…フィン、３２…吸熱管。

Claims (2)

1. 間隔を存して配列される複数のフィンと、これらフィンを貫通する吸熱管とを有する吸熱体を、燃焼室を形成する内胴の上部に装着して成る給湯用熱交換器の製造方法であって、吸熱体と内胴とを炉中ろう付けで結合するものにおいて、
   炉中ろう付け後に、内胴にプレス加工で補強用のビードを形成すると共に、
   ビードは、内胴の下縁に近接する箇所に形成された内胴の下縁に沿う下縁補強ビードを含み、
   下縁補強ビードの形成箇所に、下縁補強ビードよりも加工量の少ない下加工ビードを炉中ろう付け前にプレス加工しておくことを特徴とする給湯用熱交換器の製造方法。
2. 前記内胴の下縁に、炉中ろう付け前に、ヘミング加工により折返し部を形成し、この折返し部の少なくとも先端部分が前記下縁補強ビードの形成箇所に入り込むようにすることを特徴とする請求項１記載の給湯用熱交換器の製造方法。

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