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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