JP5405656B2 - 熱交換器における取付板と流路キャップとのブレーズ溶接方法及び同方法で製造された熱交換器 - Google Patents

熱交換器における取付板と流路キャップとのブレーズ溶接方法及び同方法で製造された熱交換器 Download PDF

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Description

本発明は、熱交換器における取付板と流路キャップとのブレーズ溶接方法及び同方法で製造された熱交換器に関する。より詳細には、本発明は、熱交換器において、熱交換管の一端を閉じるための流路キャップを取付板にブレージングする作業を容易にすることの可能な、取付板と流路キャップとのブレージング方法及び前記方法によって製造された熱交換器に関する。
一般に、燃焼チャンバ内の熱交換管の内側を流れる加熱水を加熱することの可能な加熱器の例には、ボイラ及び給湯器が含まれる。即ち、一般家庭、公共建造物等で使用されるボイラは、暖房及び給湯に用いられ、また給湯器は、冷水を所定の温度まで短時間に加熱することで、ユーザが湯を便利に使用することを可能にする。ボイラや給湯器のような加熱器のほとんどは、油又はガスを燃料として使用するシステムによって構成されており、バーナを用いて前記油又はガスを燃焼させ、前記燃焼の過程で生じた燃焼熱を利用して水を加熱し、前記加熱された水(湯)をユーザに供給する。
加熱器には、バーナから生じた燃焼熱を、熱交換管内を流れる加熱水に伝達するための熱交換器が設けられている。
図1は、関連技術における熱交換器の略断面図である。
前記熱交換器は、熱交換管1、取付板2及び3、流路キャップ4及び5、加熱水入口6及び加熱水出口7を有する。
熱交換管1は、円筒形の断面を有し、両端が開いており、複数の熱交換管1が長手方向に積み重なっている。取付板2及び3には、長手方向に一定の間隔で複数の管挿入孔が設けられており、前記複数の熱交換管の両端が、前記複数の管挿入孔内にそれぞれ挿入されている。流路キャップ4及び5は、取付板2及び3にそれぞれ溶接されており、前記複数の管挿入孔11の開いた両端の双方を閉じることによって、複数の互いに平行な流路を形成する。流路キャップ4及び5は、下部が加熱水入口6に、上部が加熱水出口7に接続されている。
取付板2及び3と流路キャップ4及び5とは、通常、ブレージングによって溶接、即ちブレーズ溶接されている。ブレージングは、互いに密接した2つの母材を500℃以上の高温で溶接し、これらの母材の間に溶加材を供給することでこれらの母材を溶接する、溶接の一種である。ブレージングは、高い接合強度が得られ、正確な接合が可能であり、自動化が容易であるために、広く用いられている。2つの母材がブレージングの際に十分に密接していない場合には、これらの母材は接合せず、また接合したとしても不完全な接合となる。従って、ブレージングにおいては、2つの母材を互いに密接させて溶接することが最も重要である。
図2は、関連技術において、取付板2と流路キャップ4とをブレージングの前に互いに十分に密接させる方法を図示したものである。
流路キャップ4を取付板2に接するように配置してから、取付板2と流路キャップ4とを、接合部に沿った所定の位置で、スポット溶接によって予め十分に密接させる。その後、ブレージングをブレージング炉内で行う。
しかし、この方法には、ブレージングの前にスポット溶接が必要であることから、更なる処理のための労力及び製造コストの増加という問題がある。
本発明は、関連する技術分野において、熱交換器の取付板と流路キャップとのブレージングの前のスポット溶接を不要とすることによって、製造コスト及び労力を軽減することの可能な、熱交換器における取付板と流路キャップとのブレージング方法及び同方法によって製造された熱交換器を提供しようとするものである。
本発明の一実施例による熱交換器は、内側を加熱水が流れる、両端が開いた複数の熱交換管と、前記複数の熱交換管のそれぞれの両端が挿入される取付板と、前記取付板にブレージングされた複数の流路キャップであって、前記複数の熱交換管の両端を閉じることによって複数の互いに平行な流路を形成する複数の流路キャップとを有し、スナップ嵌め用の複数の弾性のある突起が前記取付板に形成されており、前記流路キャップは、前記弾性突起とのスナップ嵌めによって前記取付板と密接するL字形の一端と、階段状の部分を有する他端とを有し、前記階段状の部分の一端が前記弾性突起と圧接しており、前記階段状の部分の基端部が前記取付板と密接している。
両端が開いており、加熱水がその中を流れる複数の熱交換管と、前記複数の熱交換管のそれぞれの両端が挿入される取付板と、前記取付板にブレージングされた複数の流路キャップであって、前記複数の熱交換管の両端を閉じることによって複数の互いに平行な流路を形成する複数の流路キャップとを有する熱交換器における、本発明の一実施例に基づいた取付板と流路キャップとのブレージング方法に、スナップ嵌め用の複数の弾性突起を有する取付板を設けるステップと、L字形の一端が前記弾性突起にスナップ式に嵌め込まれ、他端が階段状の部分を有する流路キャップを設けるステップと、前記流路キャップの階段状の部分を、前記階段状の部分の端部が前記弾性突起の端部と接するように、前記弾性突起に挿入するステップと、前記流路キャップのL字形の端部を、前記L字形の端部が前記弾性突起にスナップ式に嵌め込まれることによって前記取付板と密接することで、前記弾性突起が前記階段状の部分と圧接して、前記階段状の部分の端部が前記取付板と密接することを可能とするように、前記取付板の弾性突起に押し付けるステップと、前記取付板と前記流路キャップとをブレージングするステップとが含まれる。
本発明の幾つかの実施例によれば、関連技術分野における熱交換器の取付板と流路キャップとをブレージングする前のスポット溶接の工程を省略することが可能である。スポット溶接の工程が省略されることで、製造コスト及び労力が軽減される一方で、生産性が向上する。
関連技術分野における熱交換器の略断面図である。 関連技術分野において、ブレージングの前に取付板と流路キャップとを互いに十分に密接させる方法を図示したものである。 本発明の一実施例に基づく取付板の正面図である。 図3Aを線A−A’に沿って切った断面図である。 本発明の一実施例に基づく流路キャップの正面図である。 図4Aの平面図である。 図4Aを線B−B’に沿って切った断面図である。 本発明の一実施例に基づいて流路キャップ20が取付板10に密接して取り付けられている状態を図示したものである。 本発明の一実施例に基づく取付板10と流路キャップ20との接着が完了した状態を図示したものである。
10:取付板
11:弾性突起
20:流路キャップ
21:階段状の部分
21a:基部
21b:端部
22:L字形の端部
本発明の好適な構成及び動作を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。前記図面において、複数の部品に参照番号が付与されているが、異なる図面であっても、同じ部品は同じ参照番号で表される。
本発明の一実施例に基づく熱交換器の構成は、図1に示す関連技術の熱交換器の構成と大部分は同じである。従って、本発明の前記実施例に基づく熱交換器は、内側を加熱水が流れる、両端が開いた複数の熱交換管と、前記複数の熱交換管のそれぞれの両端が挿入される取付板と、前記取付板に溶接された複数の流路キャップであって、前記複数の熱交換管の両端を閉じることによって複数の互いに平行な流路を形成する複数の流路キャップとを有する。
しかしながら、本発明の一実施例には、関連技術の熱交換器における取付板と流路キャップとのブレージングの前のスポット溶接の工程を省略するために、前記関連技術とは異なる構成を有する取付板10及び流路キャップ20が含まれる。
図3Aは、本発明の一実施例に基づく取付板10の正面図であり、図3Bは、図3Aを線A−A’に沿って切った断面図である。図4Aは、本発明の一実施例に基づく流路キャップ20の正面図である。図4Bは平面図であり、図4Cは、図4Aを線B−B’に沿って切った断面図である。
流路キャップ20の両端がスナップ式に嵌め込まれる(例えば各端に6個などの)複数の弾性突起11が、取付板10に設けられている。
流路キャップ20の一端がL字形に形成されており、弾性突起11へのスナップ嵌めによって取付板10と密接するようになっている。
流路キャップ20の他端は、階段状の部分21を有する。階段状の部分21の端部21bは、弾性突起11と圧接可能に形成されており、階段状の部分21の基部21aは、取付板10と密接可能に形成されている。
図5は、本発明の一実施例に基づいて、流路キャップ20が取付板10に密接して取り付けられた状態を図示したものである。
最初に、図5Aに示すように、流路キャップ20の階段状の部分21を取付板10の弾性突起1内に挿入することにより、階段状の部分21の端部21bが弾性突起11の端部と接触する。
その後、図5Bに示すように、流路キャップ20のL字形の端部22を取付板10の弾性突起11に押し付けることにより、L字形の端部22が弾性突起11にスナップ嵌めされる。このようにして、流路キャップ20のL字形の端部22が、取付板10と密接する。
更に、階段状の部分21の端部21bが、弾性突起11の端部によって弾性突起11の端部と圧接した状態に保持される。このようにして、階段状の部分21の基部21aが、取付板10と密接する。図5Bは、流路キャップ20のL字形の端部22と階段状の部分21の基部21aとが取付板10に完全に密接した状態を図示したものである。
次に、取付板10と流路キャップ20とをブレージング炉に入れ、高温でブレージングする。図6は、取付板10と流路キャップ20との接着が完了した状態を図示したものである。
本方法によれば、関連技術における取付板と流路キャップとのブレージング前のスポット溶接の工程を省略することが可能である。スポット溶接の工程を省略することで、製造コストが削減される。更に、前記工程を省略することで労力が軽減されるので、生産性が向上する。
本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲と精神とから逸脱することなく様々な修正及び変更を加えてもよいことは、当業者に明らかとなろう。

Claims (2)

  1. 熱交換器であって:
    内側を加熱水が流れる、両端が開いた複数の熱交換管と;
    前記複数の熱交換管のそれぞれの両端が挿入される取付板と;
    前記取付板にブレージングされた複数の流路キャップであって、前記複数の熱交換管の両端を閉じることによって複数の互いに平行な流路を形成する、複数の流路キャップと;
    を備え、
    スナップ嵌めのための複数の弾性突起11が、前記取付板10に形成されており、
    前記流路キャップ20が、前記弾性突起11とのスナップ嵌めによって前記取付板10と密接するL字形の一端と、階段状の部分21を有する他端とを有し、
    前記一端および他端が互いに非対称に形成され、前記階段状の部分21が前記弾性突起11に圧接する端部21bと、前記取付板10に密接する接合面を含む基部21aとを備えた、熱交換器。
  2. 内側を加熱水が流れる、両端が開いた複数の熱交換管と;
    前記複数の熱交換管のそれぞれの両端が挿入される取付板と;
    前記取付板にブレージングされた複数の流路キャップであって、前記複数の熱交換管の両端を閉じることによって複数の互いに平行な流路を形成する、複数の流路キャップと;
    を備えた熱交換器における取付板と流路キャップとのブレージング方法であって、前記方法に:
    スナップ嵌めのための複数の弾性突起11を有する取付板10を設けるステップと;
    前記弾性突起11とのスナップ嵌めによって前記取付板10と密接するL字形の一端と、階段状の部分21を有する他端とを有し、前記一端および他端が互いに非対称に形成され、前記階段状の部分21が前記弾性突起11に圧接する端部21bと、前記取付板10に密接する接合面を含む基部21aとを備えた流路キャップ20を設けるステップと;
    前記流路キャップ20の階段状の部分21を、前記階段状の部分21の端部21bが前記弾性突起11の端部と接するように、前記弾性突起11内に挿入するステップと;
    前記流路キャップ20のL字形の端部22を、前記L字形の端部22が前記弾性突起11にスナップ式に嵌め込まれることによって前記取付板10と密接することで、前記弾性突起11が前記階段状の部分21の端部21bと圧接して、前記階段状の部分21の基部21aが前記取付板10と密接することを可能とするように、前記取付板10の弾性突起11に押し付けるステップと;
    前記取付板10と前記流路キャップ20とをブレージングするステップと;
    が含まれる方法。
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