JP4461525B2 - 銅管とアルミニウム管との接合体及びそれらを備えた熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫及び空調機器などに使用されるフィンアンドチューブ型の熱交換器は、低コスト化が叫ばれ、人件費の上昇に伴い低工数、低設備投資のものが求められている。
【０００３】
従来の冷蔵庫及び空調機器などに使用されるフィンアンドチューブ型の熱交換器に用いられる銅管とアルミニウム管との接合体としては特開平９−８５４６７号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の銅管とアルミニウム管との接合体を説明する。
【０００５】
図１８は、従来の接合体を構成する銅管及びアルミニウム管の先端部を示す縦断面図である。図１８において、１は銅管であり、端部にテーパ部１１を有し、テーパ部１１の長手方向の少なくとも一部には外側に凸状の曲面部１１ａが形成されている。２はアルミニウム管である。
【０００６】
以上のように構成された銅管とアルミニウム管との接合体について、以下その動作を説明する。
【０００７】
まず、銅管１の端部に長手方向の少なくとも一部が凸曲面状のテーパ部１１を形成し、その際凸曲面部１１ａの長手方向接線が銅管１の長手方向接線となす角度αを銅管１の先端部方向に単調増加とし、銅管１のテーパ部１１を銅／アルミニウムの共晶温度以上でアルミニウムの融点未満の温度に加熱し、銅管１のテーパ部１１に、銅管１の外径Ｄより小さい内径を有するアルミニウム管２を外嵌めして、銅管１の凸曲面部１１ａにアルミニウム管２の内面を加圧下で摺接させ、もって銅とアルミニウムとの界面に相互拡散による共晶相を過渡的に生成させ、脆い共晶相の成長を少なくするために、得られた接合部を急冷することにより、銅管／アルミニウム管の接合体が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、銅管１の端部に形成されたテーパ部１１にアルミニウム管２が外嵌めされた構造であるため、銅管１のテーパ部１１の最小内径が銅管素材内径より小さくなり、管内側の流路が狭まり、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が悪くなるという欠点があった。
【０００９】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性の良い、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することを目的とする。
【００１０】
また、上記従来の構成は、接合部側とは逆の銅管端部の構造が明記されていないが、冷蔵庫用冷却器であれば、冷媒入口側の構造は、外径約２ｍｍのキャピラリチューブが前記銅管の逆端部に接合されるが、冷媒音を緩和するために、７０ｍｍ以上にわたって外径約３ｍｍの２次キャピラリチューブが間に接合される必要があり、一般に前記銅管は外径約３ｍｍにまで毛細縮径された一体構造のものが用いられる。前記銅管が７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径された一体構造のものでなければ、冷媒音を小さくすることができないという欠点があった。
【００１１】
本発明の他の目的は、冷媒音を緩和できる構造を持った、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１２】
また、上記従来の構成は、銅管１とアルミニウム管２の接合体であり、冷蔵庫用冷却器であれば、冷媒出口側に液溜め用のアキュムレータが備わっているが、前記アキュムレータがアルミニウムの場合、アキュムレータの冷媒出口側には、従来の銅管１とアルミニウム管２の接合体を別途接合する必要があるという欠点があった。
【００１３】
本発明の他の目的は、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体及びそれを備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１４】
また、上記従来の構成は、銅管１の端部に長手方向の少なくとも一部が凸曲面状のテーパ部１１を形成し、銅管１の外径Ｄより小さい内径を有するアルミニウム管２を外嵌めした構造であり、特に冷蔵庫用冷却器であれば、アキュムレータの冷媒出口側で潤滑オイルの液戻り性が良くなければならないが、銅管１のテーパ部１１の最小内径が銅管素材内径より小さくなり、管内側の流路が狭まり、潤滑オイルの液戻り性が悪くなる欠点があった。
【００１５】
本発明の他の目的は、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくし、潤滑オイルの液戻り性の良い、銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体及びそれを備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１６】
また、上記従来の構成では、銅管１の外径Ｄより小さい内径を有するアルミニウム管２を外嵌めした構造であり、特に冷蔵庫用冷却器であれば、外径がアルミニウム管の内径よりも小さい銅管をアルミニウム管に接合するのが実用的であるので、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めした構造ではなく、実用的ではないという欠点があった。
【００１７】
本発明の他の目的は、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めした実用的な、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１８】
また、上記従来の構成は、フィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器に接合する銅管とアルミニウム管との接合体であるが、熱交換器のアルミニウム伝熱管と前記接合体を別途接合する必要があるという欠点があった。
【００１９】
本発明の他の目的は、フィンアンドチューブ型熱交換器のアルミニウム伝熱管に銅管を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管を直接接合したフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性を良くできる。
【００２１】
また、本発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくできる。
【００２２】
また、本発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことにより、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めすることができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、フィンアンドチューブ型熱交換器のアルミニウムチューブに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管を直接接合したフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、先細りテーパ部の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良くなる作用がある。
【００２５】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記銅管の逆端部を、７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径したことにより、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項３記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、アキュムレータの冷媒出口側には、従来の銅管とアルミニウム管の接合体を別途接合する必要がなく、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくなるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項４記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことにより、前記銅管の素材外径が前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい場合、前記銅管端部をアルミニウム管の外径にほぼ等しく拡径後、先細り状テーパ部を形成するので、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めでき、実用的な、接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記銅管の逆端部を、毛細縮径したもので、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたアルミニウム製熱交換器とすることにより、請求項１または４の作用を有する熱交換器を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明による銅管とアルミニウム管との接合体及びそれらを備えた熱交換器の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００３２】
図１において、１は脱酸銅管で、外径５．０〜８．０ｍｍ、肉厚０．５〜０．８ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管である。１１は銅管１の端部に形成した先細り状テーパ部で、好ましくは銅管１の先端から約１３ｍｍの長さの部分を拡管後、全体的に凸状の円弧曲面状に絞り加工を施す。
【００３３】
図２は、本発明の実施例１による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図である。
【００３４】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の素材外径Ｄ１とアルミニウム管２の素材外径Ｄ２が略同径であり、かつ銅管１の先状テーパ部１１の最小内径ｄ１ｍｉｎ が銅管素材内径ｄ１と同径以上となるように、銅管１端部を拡径後テーパ状に先細り加工し、アルミニウム管２の端部内径ｄ２を素材外径Ｄ２以上に拡径し外嵌めしたことにより、先細りテーパ部１１の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性を良くした、銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００３５】
（参考例１）
図３は、本発明の参考例１による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００３６】
図３において、３は銅管１の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した２次キャピラリチューブで、外径３．０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。
【００３７】
本参考例は、従来例による銅管１の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した２次キャピラリチューブ３を設けたものである。
【００３８】
本参考例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の逆端部は、７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径されていることにより、冷蔵庫用冷却器であれば、冷媒入口側の構造は、外径約２ｍｍのキャピラリチューブが銅管１の逆端部に接合せれるが、冷媒音を緩和するために、７０ｍｍ以上にわたって外径Ｄ３（約３ｍｍ）の２次キャピラリチューブ３が間に接合される必要があり、一般に銅管は外径Ｄ３（約３ｍｍ）にまで毛細縮径された一体構造のものが用いられ、銅管１が７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径された一体構造のものでなければ、冷媒音を小さくすることができないという欠点があったが、上記構造は、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブ３を通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できる銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００３９】
（参考例２）
図４は、本発明の参考例２による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図である。図４において、４はアルミニウム製アキュムレータである。
【００４０】
本参考例２は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、アキュムレータ４の冷媒出口側には、従来の銅管１とアルミニウム管２の接合体を別途接合する必要がなく、アルミニウムのアキュムレータ４に銅管１を直接接合して、接合箇所を少なくした銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００４１】
（参考例３）
図５は、本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図である。図５において、１２はラッパ状に形成された銅管１の端部である。
【００４２】
図６は、本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体を製造する装置を示す要部概略断面図である。
【００４３】
図６において、５は高周波加熱コイル、６はアルミニウム管用クランプで、先端付近の内面に銅管１のラッパ部とほぼ同じ傾斜のテーパ部が設けられているものが好ましい。７は窒素ガス吹き付け管である。
【００４４】
本参考例３は、端部がラッパ状に形成された銅管１と、銅管１端部に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、アルミニウムのアキュムレータ４に銅管１を直接接合した形状で、接合箇所が少なくなり、さらに接合部は銅管端部１２が凹曲面状のラッパ部を形成しているので、アキュムレータの冷媒出口側で潤滑オイルの液戻り性を阻害せず、潤滑オイルの液戻り性が良くなり、さらにアルミニウムのアキュムレータ４に銅管１を直接接合して、接合箇所を少なくした銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００４５】
また、端部がラッパ状に形成された銅管１の逆端部側を、アルミニウムアキュムレータ４の端部から挿通し、逆端部側に銅管のラッパ状に加工した端部１２を外嵌めし、高周波加熱コイル５等を使用して、窒素ガス吹き付け管７で窒素を管外に吹き付けながらの銅管１の酸化防止しながら、銅／アルミニウムの共晶温度以上でアルミニウムの融点未満の温度に加熱し、アルミニウム管用クランプ６で固定したアキュムレータ４内から銅管１を引き抜くように、銅管のラッパ状端部外面とアルミニウムアキュムレータ端部の内面との界面に銅／アルミニウムの共晶相を形成させることにより、両者を密封状態に接合した接合体を製作できる。
【００４６】
（参考例４）
図７は、本発明の参考例４による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。図８は、本発明の参考例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図である。
【００４７】
図７、図８において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．６ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管で、外径８．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。１１は銅管１の端部に形成した先細り状テーパ部で、好ましくは銅管１の先端から約１３ｍｍの長さの部分を拡管後、全体的に凸状の円弧曲面状に絞り加工を施す。
【００４８】
本参考例４は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の素材外径Ｄ１がアルミニウム管２の素材外径Ｄ２よりも小さい場合、銅管１端部をアルミニウム管２の外径Ｄ２にほぼ等しく拡径後、先細り状テーパ部１１を形成するので、銅管１の外径Ｄ１より大きい内径ｄ２を有するアルミニウム管２を外嵌めでき、実用的な、接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００４９】
（実施例２）
図９は、本発明の実施例２による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００５０】
図９において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。３は銅管１の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した２次キャピラリチューブで、外径３．０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。１１は銅管１の端部に形成した先細り状テーパ部で、好ましくは銅管１の先端から約１３ｍｍの長さの部分を拡管後、全体的に凸状の円弧曲面状に絞り加工を施す。
【００５１】
（実施例３）
図１０は、本発明の実施例３による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。図１１は、本発明の実施例３による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図である。
【００５２】
図１０、図１１において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管で、外径８．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。
【００５３】
図１２は、本発明の実施例３による端部を毛細縮径した銅管と素材外径が異なるアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００５４】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の先細り状テーパ部１１の最小内径ｄ１がアルミニウム管素材内径ｄ２と同径以上となるように、銅管端部１１を拡径後テーパ状に先細り加工し、アルミニウム管２の端部内径ｄ２を素材外径Ｄ２以上に拡径し外嵌めした接合体である。
【００５５】
図９に示す例では、先細りテーパ部１１の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良く、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブ３を通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという利点を持つ。
【００５６】
また図１０に示す例では、先細りテーパ部１１の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良く、銅管１の素材外径Ｄ１がアルミニウム管２の素材外径Ｄ２よりも小さい場合のような実用的な接合となる利点を持つ。なお、図１２に示す例では上記両利点を持つ。
【００５７】
（実施例４）
図１３は、本発明の実施例４による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図である。図１４は本発明の実施例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム製アキュムレータのそれぞれの接合部分を示す要部組立断面図である。
【００５８】
図１３、図１４において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．６ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。４は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム製アキュムレータで、端部の外径６．３５ｍｍ、肉厚０．９ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。なお、接合部管の先端部分拡大図を同図に併設する。
【００５９】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の素材外径Ｄ１とアルミニウム製アキュムレータ４端部の外径Ｄ４が略同径であり、かつ銅管１の先細り状テーパ部１１の最小内径ｄ１ｍｉｎ が銅管素材内径ｄ１と同径以上となるように、銅管端部１１を拡径後テーパ状に先細り加工し、アルミニウム製アキュムレータ４の端部内径ｄ４を端部外径Ｄ４以上に拡径し外嵌めした接合体であり、アキュムレータの冷媒出口側で潤滑オイルの液戻り性を阻害せず、潤滑オイルの液戻り性が良くなる利点がある。
【００６０】
（参考例５）
図１５は、本発明の参考例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図である。図１５において、８は蛇行状に曲げられたアルミニウム製伝熱管で、純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管である。９は複数の冷媒チューブ挿入用孔を穿設した複数の板状フィンで純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウムシート材である。
【００６１】
本参考例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされた熱交換器のアルミニウム伝熱管８と、銅管１の外面とアルミニウム管８の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなる接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、熱交換器のアルミニウム伝熱管８と、銅管１とアルミニウム管の接合体を別途接合する必要がなく、フィンアンドチューブ型熱交換器のアルミニウム伝熱管８に銅管１を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管を直接接合したフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００６２】
（実施例５）
図１６は、本発明の実施例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図である。
【００６３】
本実施例は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、請求項１または４の効果を持つフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００６４】
（実施例６）
図１７は、本発明の実施例６による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図である。
【００６５】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部に外嵌めされた熱交換器のアルミニウム伝熱管８と、銅管１の外面とアルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなる請求項２記載の接合体を冷媒入口側に備え、先細り状テーパ部１１またはラッパ状テーパ部１２が端部に形成された銅管１と、テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなる請求項３記載の接合体を冷媒出口側に備えたことにより、熱交換器は、請求項２と請求項３の効果を持つフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、先細りテーパ部の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良くなる。
【００６７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記銅管の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径したことにより、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できる。
【００６８】
また、請求項３記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、アキュムレータの冷媒出口側には、従来の銅管とアルミニウム管の接合体を別途接合する必要がなく、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくできる。
【００６９】
また、請求項４記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことにより、前記銅管の素材外径が前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい場合、前記銅管端部をアルミニウム管の外径にほぼ等しく拡径後、先細り状テーパ部を形成するので、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めでき、実用的な、接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になるという作用を有する。
【００７０】
また、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記銅管の逆端部を、毛細縮径したもので、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという作用を有する。
【００７１】
また、請求項６記載の発明は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、請求項１または４の作用を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１による銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図２】 本発明の実施例１による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図
【図３】 本発明の参考例１による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図４】 本発明の参考例２による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図
【図５】 本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図
【図６】 本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体を製造する装置を示す要部概略断面図
【図７】 本発明の参考例４による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図８】 本発明の参考例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図
【図９】 本発明の実施例２による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図１０】 本発明の実施例３による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図１１】 本発明の実施例３による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図
【図１２】 本発明の実施例３による端部を毛細縮径した銅管と素材外径が異なるアルミニウム管との接合体の断面図
【図１３】 本発明の実施例４による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図
【図１４】 本発明の実施例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム製アキュムレータのそれぞれの接合部分を示す要部組立断面図
【図１５】 本発明の参考例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図
【図１６】 本発明の実施例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図
【図１７】 本発明の実施例６による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図
【図１８】 従来の発明の接合体を構成する銅管及びアルミニウム管の先端部を示す断面図
【符号の説明】
１ 銅管
２ アルミニウム管
３ ２次キャピラリチューブ
４ アルミニウム製アキュムレータ
８ アルミニウム製伝熱管
９ 板状フィン
１１ 先細り状テーパ部
１２ 銅管の端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫及び空調機器などに使用されるフィンアンドチューブ型の熱交換器は、低コスト化が叫ばれ、人件費の上昇に伴い低工数、低設備投資のものが求められている。
【０００３】
従来の冷蔵庫及び空調機器などに使用されるフィンアンドチューブ型の熱交換器に用いられる銅管とアルミニウム管との接合体としては特開平９−８５４６７号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の銅管とアルミニウム管との接合体を説明する。
【０００５】
図１８は、従来の接合体を構成する銅管及びアルミニウム管の先端部を示す縦断面図である。図１８において、１は銅管であり、端部にテーパ部１１を有し、テーパ部１１の長手方向の少なくとも一部には外側に凸状の曲面部１１ａが形成されている。２はアルミニウム管である。
【０００６】
以上のように構成された銅管とアルミニウム管との接合体について、以下その動作を説明する。
【０００７】
まず、銅管１の端部に長手方向の少なくとも一部が凸曲面状のテーパ部１１を形成し、その際凸曲面部１１ａの長手方向接線が銅管１の長手方向接線となす角度αを銅管１の先端部方向に単調増加とし、銅管１のテーパ部１１を銅／アルミニウムの共晶温度以上でアルミニウムの融点未満の温度に加熱し、銅管１のテーパ部１１に、銅管１の外径Ｄより小さい内径を有するアルミニウム管２を外嵌めして、銅管１の凸曲面部１１ａにアルミニウム管２の内面を加圧下で摺接させ、もって銅とアルミニウムとの界面に相互拡散による共晶相を過渡的に生成させ、脆い共晶相の成長を少なくするために、得られた接合部を急冷することにより、銅管／アルミニウム管の接合体が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、銅管１の端部に形成されたテーパ部１１にアルミニウム管２が外嵌めされた構造であるため、銅管１のテーパ部１１の最小内径が銅管素材内径より小さくなり、管内側の流路が狭まり、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が悪くなるという欠点があった。
【０００９】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性の良い、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することを目的とする。
【００１０】
また、上記従来の構成は、接合部側とは逆の銅管端部の構造が明記されていないが、冷蔵庫用冷却器であれば、冷媒入口側の構造は、外径約２ｍｍのキャピラリチューブが前記銅管の逆端部に接合されるが、冷媒音を緩和するために、７０ｍｍ以上にわたって外径約３ｍｍの２次キャピラリチューブが間に接合される必要があり、一般に前記銅管は外径約３ｍｍにまで毛細縮径された一体構造のものが用いられる。前記銅管が７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径された一体構造のものでなければ、冷媒音を小さくすることができないという欠点があった。
【００１１】
本発明の他の目的は、冷媒音を緩和できる構造を持った、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１２】
また、上記従来の構成は、銅管１とアルミニウム管２の接合体であり、冷蔵庫用冷却器であれば、冷媒出口側に液溜め用のアキュムレータが備わっているが、前記アキュムレータがアルミニウムの場合、アキュムレータの冷媒出口側には、従来の銅管１とアルミニウム管２の接合体を別途接合する必要があるという欠点があった。
【００１３】
本発明の他の目的は、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体及びそれを備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１４】
また、上記従来の構成は、銅管１の端部に長手方向の少なくとも一部が凸曲面状のテーパ部１１を形成し、銅管１の外径Ｄより小さい内径を有するアルミニウム管２を外嵌めした構造であり、特に冷蔵庫用冷却器であれば、アキュムレータの冷媒出口側で潤滑オイルの液戻り性が良くなければならないが、銅管１のテーパ部１１の最小内径が銅管素材内径より小さくなり、管内側の流路が狭まり、潤滑オイルの液戻り性が悪くなる欠点があった。
【００１５】
本発明の他の目的は、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくし、潤滑オイルの液戻り性の良い、銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体及びそれを備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１６】
また、上記従来の構成では、銅管１の外径Ｄより小さい内径を有するアルミニウム管２を外嵌めした構造であり、特に冷蔵庫用冷却器であれば、外径がアルミニウム管の内径よりも小さい銅管をアルミニウム管に接合するのが実用的であるので、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めした構造ではなく、実用的ではないという欠点があった。
【００１７】
本発明の他の目的は、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めした実用的な、銅管とアルミニウム管との接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００１８】
また、上記従来の構成は、フィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器に接合する銅管とアルミニウム管との接合体であるが、熱交換器のアルミニウム伝熱管と前記接合体を別途接合する必要があるという欠点があった。
【００１９】
本発明の他の目的は、フィンアンドチューブ型熱交換器のアルミニウム伝熱管に銅管を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管を直接接合したフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性を良くできる。
【００２１】
また、本発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくできる。
【００２２】
また、本発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことにより、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めすることができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、フィンアンドチューブ型熱交換器のアルミニウムチューブに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管を直接接合したフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、先細りテーパ部の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良くなる作用がある。
【００２５】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記銅管の逆端部を、７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径したことにより、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項３記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、アキュムレータの冷媒出口側には、従来の銅管とアルミニウム管の接合体を別途接合する必要がなく、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくなるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項４記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことにより、前記銅管の素材外径が前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい場合、前記銅管端部をアルミニウム管の外径にほぼ等しく拡径後、先細り状テーパ部を形成するので、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めでき、実用的な、接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記銅管の逆端部を、毛細縮径したもので、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたアルミニウム製熱交換器とすることにより、請求項１または４の作用を有する熱交換器を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明による銅管とアルミニウム管との接合体及びそれらを備えた熱交換器の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００３２】
図１において、１は脱酸銅管で、外径５．０〜８．０ｍｍ、肉厚０．５〜０．８ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管である。１１は銅管１の端部に形成した先細り状テーパ部で、好ましくは銅管１の先端から約１３ｍｍの長さの部分を拡管後、全体的に凸状の円弧曲面状に絞り加工を施す。
【００３３】
図２は、本発明の実施例１による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図である。
【００３４】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の素材外径Ｄ１とアルミニウム管２の素材外径Ｄ２が略同径であり、かつ銅管１の先状テーパ部１１の最小内径ｄ１ｍｉｎ が銅管素材内径ｄ１と同径以上となるように、銅管１端部を拡径後テーパ状に先細り加工し、アルミニウム管２の端部内径ｄ２を素材外径Ｄ２以上に拡径し外嵌めしたことにより、先細りテーパ部１１の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性を良くした、銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００３５】
（参考例１）
図３は、本発明の参考例１による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００３６】
図３において、３は銅管１の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した２次キャピラリチューブで、外径３．０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。
【００３７】
本参考例は、従来例による銅管１の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した２次キャピラリチューブ３を設けたものである。
【００３８】
本参考例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の逆端部は、７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径されていることにより、冷蔵庫用冷却器であれば、冷媒入口側の構造は、外径約２ｍｍのキャピラリチューブが銅管１の逆端部に接合せれるが、冷媒音を緩和するために、７０ｍｍ以上にわたって外径Ｄ３（約３ｍｍ）の２次キャピラリチューブ３が間に接合される必要があり、一般に銅管は外径Ｄ３（約３ｍｍ）にまで毛細縮径された一体構造のものが用いられ、銅管１が７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径された一体構造のものでなければ、冷媒音を小さくすることができないという欠点があったが、上記構造は、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブ３を通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できる銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００３９】
（参考例２）
図４は、本発明の参考例２による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図である。図４において、４はアルミニウム製アキュムレータである。
【００４０】
本参考例２は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、アキュムレータ４の冷媒出口側には、従来の銅管１とアルミニウム管２の接合体を別途接合する必要がなく、アルミニウムのアキュムレータ４に銅管１を直接接合して、接合箇所を少なくした銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００４１】
（参考例３）
図５は、本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図である。図５において、１２はラッパ状に形成された銅管１の端部である。
【００４２】
図６は、本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体を製造する装置を示す要部概略断面図である。
【００４３】
図６において、５は高周波加熱コイル、６はアルミニウム管用クランプで、先端付近の内面に銅管１のラッパ部とほぼ同じ傾斜のテーパ部が設けられているものが好ましい。７は窒素ガス吹き付け管である。
【００４４】
本参考例３は、端部がラッパ状に形成された銅管１と、銅管１端部に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、アルミニウムのアキュムレータ４に銅管１を直接接合した形状で、接合箇所が少なくなり、さらに接合部は銅管端部１２が凹曲面状のラッパ部を形成しているので、アキュムレータの冷媒出口側で潤滑オイルの液戻り性を阻害せず、潤滑オイルの液戻り性が良くなり、さらにアルミニウムのアキュムレータ４に銅管１を直接接合して、接合箇所を少なくした銅管とアルミニウム管との接合体およびそれらを備えた熱交換器となる。
【００４５】
また、端部がラッパ状に形成された銅管１の逆端部側を、アルミニウムアキュムレータ４の端部から挿通し、逆端部側に銅管のラッパ状に加工した端部１２を外嵌めし、高周波加熱コイル５等を使用して、窒素ガス吹き付け管７で窒素を管外に吹き付けながらの銅管１の酸化防止しながら、銅／アルミニウムの共晶温度以上でアルミニウムの融点未満の温度に加熱し、アルミニウム管用クランプ６で固定したアキュムレータ４内から銅管１を引き抜くように、銅管のラッパ状端部外面とアルミニウムアキュムレータ端部の内面との界面に銅／アルミニウムの共晶相を形成させることにより、両者を密封状態に接合した接合体を製作できる。
【００４６】
（参考例４）
図７は、本発明の参考例４による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。図８は、本発明の参考例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図である。
【００４７】
図７、図８において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．６ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管で、外径８．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。１１は銅管１の端部に形成した先細り状テーパ部で、好ましくは銅管１の先端から約１３ｍｍの長さの部分を拡管後、全体的に凸状の円弧曲面状に絞り加工を施す。
【００４８】
本参考例４は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の素材外径Ｄ１がアルミニウム管２の素材外径Ｄ２よりも小さい場合、銅管１端部をアルミニウム管２の外径Ｄ２にほぼ等しく拡径後、先細り状テーパ部１１を形成するので、銅管１の外径Ｄ１より大きい内径ｄ２を有するアルミニウム管２を外嵌めでき、実用的な、接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００４９】
（実施例２）
図９は、本発明の実施例２による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００５０】
図９において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。３は銅管１の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した２次キャピラリチューブで、外径３．０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。１１は銅管１の端部に形成した先細り状テーパ部で、好ましくは銅管１の先端から約１３ｍｍの長さの部分を拡管後、全体的に凸状の円弧曲面状に絞り加工を施す。
【００５１】
（実施例３）
図１０は、本発明の実施例３による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図である。図１１は、本発明の実施例３による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図である。
【００５２】
図１０、図１１において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。２は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管で、外径８．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。
【００５３】
図１２は、本発明の実施例３による端部を毛細縮径した銅管と素材外径が異なるアルミニウム管との接合体の断面図である。
【００５４】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム管２と、銅管１の外面とアルミニウム管２の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の先細り状テーパ部１１の最小内径ｄ１がアルミニウム管素材内径ｄ２と同径以上となるように、銅管端部１１を拡径後テーパ状に先細り加工し、アルミニウム管２の端部内径ｄ２を素材外径Ｄ２以上に拡径し外嵌めした接合体である。
【００５５】
図９に示す例では、先細りテーパ部１１の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良く、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブ３を通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという利点を持つ。
【００５６】
また図１０に示す例では、先細りテーパ部１１の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良く、銅管１の素材外径Ｄ１がアルミニウム管２の素材外径Ｄ２よりも小さい場合のような実用的な接合となる利点を持つ。なお、図１２に示す例では上記両利点を持つ。
【００５７】
（実施例４）
図１３は、本発明の実施例４による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図である。図１４は本発明の実施例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム製アキュムレータのそれぞれの接合部分を示す要部組立断面図である。
【００５８】
図１３、図１４において、１は脱酸銅管で、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．６ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。４は純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム製アキュムレータで、端部の外径６．３５ｍｍ、肉厚０．９ｍｍで内外面が清浄なものが好ましい。なお、接合部管の先端部分拡大図を同図に併設する。
【００５９】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、銅管１の素材外径Ｄ１とアルミニウム製アキュムレータ４端部の外径Ｄ４が略同径であり、かつ銅管１の先細り状テーパ部１１の最小内径ｄ１ｍｉｎ が銅管素材内径ｄ１と同径以上となるように、銅管端部１１を拡径後テーパ状に先細り加工し、アルミニウム製アキュムレータ４の端部内径ｄ４を端部外径Ｄ４以上に拡径し外嵌めした接合体であり、アキュムレータの冷媒出口側で潤滑オイルの液戻り性を阻害せず、潤滑オイルの液戻り性が良くなる利点がある。
【００６０】
（参考例５）
図１５は、本発明の参考例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図である。図１５において、８は蛇行状に曲げられたアルミニウム製伝熱管で、純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウム管である。９は複数の冷媒チューブ挿入用孔を穿設した複数の板状フィンで純度９９．３％以上の純アルミ系のアルミニウムシート材である。
【００６１】
本参考例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部１１に外嵌めされた熱交換器のアルミニウム伝熱管８と、銅管１の外面とアルミニウム管８の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなる接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、熱交換器のアルミニウム伝熱管８と、銅管１とアルミニウム管の接合体を別途接合する必要がなく、フィンアンドチューブ型熱交換器のアルミニウム伝熱管８に銅管１を直接接合して、接合箇所を少なくした、銅管を直接接合したフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００６２】
（実施例５）
図１６は、本発明の実施例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図である。
【００６３】
本実施例は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、請求項１または４の効果を持つフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００６４】
（実施例６）
図１７は、本発明の実施例６による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図である。
【００６５】
本実施例は、先細り状テーパ部１１が端部に形成された銅管１と、テーパ部に外嵌めされた熱交換器のアルミニウム伝熱管８と、銅管１の外面とアルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなる請求項２記載の接合体を冷媒入口側に備え、先細り状テーパ部１１またはラッパ状テーパ部１２が端部に形成された銅管１と、テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製アキュムレータ４と、銅管１の外面とアルミニウム製アキュムレータ４の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなる請求項３記載の接合体を冷媒出口側に備えたことにより、熱交換器は、請求項２と請求項３の効果を持つフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、先細りテーパ部の先端が管内側の流路を狭めることなく、冷媒の圧力損失や潤滑オイルの液戻り性が良くなる。
【００６７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記銅管の逆端部を７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径したことにより、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できる。
【００６８】
また、請求項３記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことにより、アキュムレータの冷媒出口側には、従来の銅管とアルミニウム管の接合体を別途接合する必要がなく、アルミニウムのアキュムレータに銅管を直接接合して、接合箇所を少なくできる。
【００６９】
また、請求項４記載の発明は、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことにより、前記銅管の素材外径が前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい場合、前記銅管端部をアルミニウム管の外径にほぼ等しく拡径後、先細り状テーパ部を形成するので、銅管の外径より大きい内径を有するアルミニウム管を外嵌めでき、実用的な、接合体及びそれら接合体を備えたフィンアンドチューブ型のアルミニウム製熱交換器になるという作用を有する。
【００７０】
また、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記銅管の逆端部を、毛細縮径したもので、熱交換器の冷媒入口側の構造が最も細いキャピラリチューブから次に細い２次キャピラリチューブを通って徐々に内径が大きくなっており、冷媒音を緩和できるという作用を有する。
【００７１】
また、請求項６記載の発明は、請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことにより、請求項１または４の作用を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１による銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図２】 本発明の実施例１による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図
【図３】 本発明の参考例１による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図４】 本発明の参考例２による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図
【図５】 本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図
【図６】 本発明の参考例３による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体を製造する装置を示す要部概略断面図
【図７】 本発明の参考例４による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図８】 本発明の参考例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図
【図９】 本発明の実施例２による端部を毛細縮径した銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図１０】 本発明の実施例３による外径の異なる銅管とアルミニウム管との接合体の断面図
【図１１】 本発明の実施例３による接合体の接合前の銅管とアルミニウム管のそれぞれの接合部分を示す組立断面図
【図１２】 本発明の実施例３による端部を毛細縮径した銅管と素材外径が異なるアルミニウム管との接合体の断面図
【図１３】 本発明の実施例４による銅管とアルミニウム製アキュムレータとの接合体の断面図
【図１４】 本発明の実施例４による接合体の接合前の銅管とアルミニウム製アキュムレータのそれぞれの接合部分を示す要部組立断面図
【図１５】 本発明の参考例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図
【図１６】 本発明の実施例５による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図
【図１７】 本発明の実施例６による銅管とアルミニウム製伝熱管との接合体を備えた熱交換器を示す概略図
【図１８】 従来の発明の接合体を構成する銅管及びアルミニウム管の先端部を示す断面図
【符号の説明】
１ 銅管
２ アルミニウム管
３ ２次キャピラリチューブ
４ アルミニウム製アキュムレータ
８ アルミニウム製伝熱管
９ 板状フィン
１１ 先細り状テーパ部
１２ 銅管の端部
Claims (6)
- 先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管と前記アルミニウム管の素材外径が略同径であり、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アルミニウム管の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことを特徴とする銅管とアルミニウム管との接合体。
- 前記銅管の逆端部を、７０ｍｍ以上にわたって毛細縮径した請求項１に記載の銅管とアルミニウム管との接合体。
- 先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、接続端部が前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム製のアキュムレータと、前記銅管の外面と前記アキュムレータにおける前記接続端部内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記銅管の素材外径と前記アキュムレータにおける前記銅管との接続端部の径を略同径とし、かつ前記銅管の先細り状テーパ部の最小内径が銅管素材内径と同径以上となるように、銅管端部を加工し、前記アキュムレータの接続端部内径を該接続端部の外径以上に拡径し、前記銅管の先細り状テーパ部の先端が、前記アキュムレータにおける接続端部の拡径されていない内径部分に接近するまで外嵌めしたことを特徴とする銅管とアルミニウム管との接合体。
- 先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、前記テーパ部に外嵌めされたアルミニウム管と、前記銅管の外面と前記アルミニウム管の内面との界面に形成された銅とアルミニウムとの共晶相とからなり、前記アルミニウム管の素材外径よりも小さい素材外径の銅管の先細り状テーパ部を、その最小内径がアルミニウム管素材内径と同径以上となるように加工し、前記アルミニウム管の端部内径を素材外径以上に拡径し外嵌めしたことを特徴とする銅管とアルミニウム管との接合体。
- 前記銅管の逆端部を、毛細縮径した請求項４に記載の銅管とアルミニウム管との接合体。
- 請求項１または４に記載の接合体を冷媒出入口側に備えたことを特徴とするアルミニウム製熱交換器。
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