JP6723385B2 - 熱交換器、熱交換器を備えた空気調和機、及び熱交換器の製造方法 - Google Patents
熱交換器、熱交換器を備えた空気調和機、及び熱交換器の製造方法 Download PDFInfo
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る扁平管熱交換器が搭載される室外機の斜視図である。図1(a)は、室外機200全体の斜視図であり、図1(b)は室外機200から一部の部材を取り外した状態を示す斜視図である。なお、図1(a)及び図1(b)において、X方向は室外機200の前後方向、Y方向は室外機200の左右方向、Z方向は室外機200の上下方向である。室外機200は、全体として縦長な外郭を有している。室外機200は、上側前面パネル51と、下側前面パネル52と、左サイドパネル53と、ファンガード54とを有している。また、室外機200は、上側前面パネル51及び下側前面パネル52と対向する背面側に位置する背面パネルと、左サイドパネル53と対向する右サイドに位置する右サイドパネルとを有している。背面パネル及び右サイドパネルは、図1において図示されない位置に位置している。上側前面パネル51及び下側前面パネル52は、室外機200の前面側の外郭を構成している。左サイドパネル53は、室外機200の左サイドの外郭を構成している。右サイドパネルは、室外機200の右サイドの外郭を構成している。背面パネルは、室外機200の背面側の外郭を構成している。ファンガード54は、室外機200の上部に設けられている。
図2は、空気調和機の室外機に搭載される従来の扁平管熱交換器を示す図である。図2中、図3を参照して説明した実施の形態1の扁平管熱交換器101の部材と同様の部材には同一の符号が付されている。これらの部材について説明は省略する。従来の扁平管熱交換器100は、熱交換器コア111と熱交換器コア10とを有している。熱交換器コア111及び熱交換器コア10は、それぞれフィン集合体3を有している。熱交換器コア111と熱交換器コア10とは、フィン集合体3のフィンの平面と交差する方向において、間隔をおいて配置されている連結部材4により連結され、固定されている。連結部材4はヘアピン管1に嵌め込まれており、この構成により熱交換器コア111と熱交換器コア10とが固定されている。また、接着剤により連結部材4をヘアピン管1に固定されているものもある。
図6は、本発明の実施の形態2に係る扁平管熱交換器の断面図である。図6(a)は、実施の形態2に係る扁平管熱交換器を図3(a)の線A−Aの位置に相当する位置で切断して示す断面図であり、図6(b)は、図6(a)の線E−E矢視断面図である。図6(a)及び図6(b)において、図中の横方向が段方向と一致している。
図8は、本発明の実施の形態3に係る扁平管熱交換器の断面図である。図8(a)は、本実施の形態3に係る扁平管熱交換器を図3(a)の線A−Aの位置に相当する位置で切断して示す断面図である。すなわち、図8(a)は、本実施の形態3に係る扁平管熱交換器の段方向の切断面を示している。図8(b)は、図8(a)の線G−G矢視断面図である。図8(a)及び図8(b)において、図中の横方向が段方向と一致している。図8(c)は、図8(b)において符号Hで示す部分に相当する部分を拡大して示す図である。図8(c)は、電気炉に投入する前の段階の扁平管熱交換器を示している。図8(a)及び図8(b)に示すように、熱交換器コア311と熱交換器コア312は、段方向に並置されている。図8(c)に示されるように、本実施の形態3では、熱交換器コア311のフィン231及び熱交換器コア312のフィン232に、芯材2aとろう材2bとを有するクラッド材を用いている。そして、熱交換器コア311と熱交換器コア312との間には、ブレージングシートは配設されていない。2つの熱交換器コア311及び熱交換器コア312を突き合わせて、電気炉に投入すると、クラッド材であるフィン231及びフィン232のろう材2bが毛細管現象により芯材2aの隙間に流れ込み、ろう付接合される。ブレージングシートを配設していないため、扁平管熱交換器の製造時の組立性がよく、製造時間と製造コストの抑制につながる。
図9は、本発明の実施の形態4に係る扁平管熱交換器の断面図である。図9(a)は、本実施の形態4に係る扁平管熱交換器を図3(a)の線A−Aの位置に相当する位置で切断して示す断面図である。すなわち、図9(a)は、本実施の形態4に係る扁平管熱交換器の段方向の切断面を示している。図9(b)は、図9(a)の線I−I矢視断面図である。図9(a)及び図9(b)において、図中の横方向が段方向と一致している。図9(c)は、図9(b)において符号Jで示す部分に相当する部分を拡大して示す図である。図9(c)は、電気炉に投入する前の段階の扁平管熱交換器を示している。図9(c)に示すように、熱交換器コア411のフィン241において、熱交換器コア412と対向している端面は曲げ加工が施されており、また、熱交換器コア412のフィン242において、熱交換器コア411と対向している端面も曲げ加工が施されている。すなわち、突き合わせしている熱交換器コア411及び熱交換器コア412において、突き合わせしている側の端面のフィン241及びフィン242には曲げ加工が施されている。そして、熱交換器コア411と熱交換器コア412の間にブレージングシート7は配設されていない。
図10は、本発明の実施の形態5に係る扁平管熱交換器の電気炉投入前の断面図である。図10(a)は、本実施の形態5に係る扁平管熱交換器を図3(a)の線A−Aの位置に相当する位置で切断して示す断面図である。すなわち、図10(a)は、本実施の形態5に係る扁平管熱交換器の段方向の切断面を示している。図10(b)は、図10(a)の線K−K矢視断面図である。図10(a)及び図10(b)において、図中の横方向が段方向と一致している。本実施の形態5において、熱交換器コア511と熱交換器コア512は段方向に並置されている。熱交換器コア512のフィン252において、熱交換器コア511と突き合わされている側の端面にはヘアピン管1が露出している。熱交換器コア511のフィン251において、熱交換器コア512と突き合わされている側の端面は曲げ加工が施されている。そして、熱交換器コア511と熱交換器コア512との間にはブレージングシート7が挿入されている。本実施の形態5のブレージングシート7は、ろう材のみで構成されている。本実施の形態5では、熱交換器コア512のヘアピン管1と熱交換器コア511のフィン251とがろう付けされる。一般的に、扁平管は、フィンと比較して剛性が強く、変形しにくい特徴がある。従って、本実施の形態5によれば、フィン同士をろう付けする場合と比較して、ろう付けがより安定する。
図11は、本発明の実施の形態6に係る扁平管熱交換器の断面図である。図11(a)は、本実施の形態6に係る扁平管熱交換器を図3(a)の線A−Aの位置に相当する位置で切断して示す断面図である。すなわち、図11(a)は、本実施の形態6に係る扁平管熱交換器の段方向の切断面を示している。図11(b)は、図11(a)の線L−L矢視断面図である。図11(a)及び図11(b)において、図中の横方向が段方向と一致している。本実施の形態6において、熱交換器コア611と熱交換器コア612は段方向に並置されている。熱交換器コア612のフィン262において、熱交換器コア611と突き合わされている側の端面にはヘアピン管1が露出している。熱交換器コア611のフィン261において、熱交換器コア612と突き合わされている側の端面は曲げ加工が施されている。フィン261及びフィン262には、芯材とろう材とを有するクラッド材を用いる。そして、熱交換器コア611と熱交換器コア612との間にはブレージングシートは配設されていない。本実施の形態6では、熱交換器コア612のヘアピン管1と熱交換器コア611のフィン261とがろう付けされる。従って、実施の形態5と同様、フィン同士をろう付けする場合と比較して、ろう付けがより安定する。また、フィン261及びフィン262にクラッド材を用いることにより、ブレージングシートが不要となり、部品点数を抑えることができる。
図12は、本発明の実施の形態7に係る扁平管熱交換器を示す図である。図12は、扁平管熱交換器107の全体図であり、U字型に曲げられる前の状態を示している。図13は、本発明の実施の形態7に係る扁平管熱交換器の断面図である。図13(a)は、本実施の形態7に係る扁平管熱交換器を図12(a)の線M−Mの位置に相当する位置で切断して示す断面図である。すなわち、図13(a)は、本実施の形態7に係る扁平管熱交換器の段方向の切断面を示している。図13(b)は、図13(a)の線N−N矢視断面図である。図13(a)及び図13(b)において、図中の横方向が段方向と一致している。本実施の形態7において、熱交換器コア711と熱交換器コア712は段方向に並置されている。扁平管熱交換器107の熱交換器コア711のフィン271において、熱交換器コア712と突き合わされている側の端面にはヘアピン管1が露出している。同様に、扁平管熱交換器107の熱交換器コア712のフィン272において、熱交換器コア711と突き合わされている側の端面にはヘアピン管1が露出している。熱交換器コア711と熱交換器コア712との間には少なくとも2つスペーサーブロック9が配設されている。図12に示す例では、スペーサーブロック9は5個、配設されている。スペーサーブロック9は、アルミニウム若しくはステンレス等の金属である。
図14は、本発明の実施の形態8に係る扁平管熱交換器を示す図である。図14(a)は、扁平管熱交換器108の全体図であり、U字型に曲げられる前の状態を示している。図14(b)は、図14(a)において符号Oで示す部分、すなわち扁平管熱交換器108の扁平管のヘアピン曲げ部の拡大図である。扁平管熱交換器108は、熱交換器コア281と熱交換器コア282とを有している。熱交換器コア281と熱交換器コア282は、段方向において並置されている。熱交換器コア281と熱交換器コア282は、複数のフィンとを有する。複数のフィンは、隣接するフィンの平面が対向するよう、並列して配設されている。図14において、複数のフィンはフィン集合体3として図示されている。複数のフィンにおいて、長手方向に延びる一対の側端部の一方には、U字状の切欠きがフィンの短手方向に沿って形成されている。ヘアピン管1は複数のフィンのU字状の切欠き部に圧入されている。本実施の形態8では、U字曲げされたヘアピン管1の内の1本が、熱交換器コア281と熱交換器コア282をまたぐように配置されている。すなわち、ヘアピン管の扁平管熱交換器108の横方向に延びる一対の管部のうち、一方の管部は、熱交換器コア281において、熱交換器コア282に対向する端面に最も近い位置に配置され、他方の管部は、熱交換器コア282において、熱交換器コア281に対向する端面に最も近い位置に配置されている。熱交換器コア281と熱交換器コア282とを連結するように、ヘアピン管1は配置されている。そして、熱交換器コア281と熱交換器コア282との間には、ブレージングシート7が挿入されている。熱交換器コア281及び熱交換器コア282は、ブレージングシート7により接合されている。
図15は、本発明の実施の形態9に係る扁平管熱交換器を示す図である。図15は、扁平管熱交換器109の全体図であり、U字型に曲げられる前の状態を示している。扁平管熱交換器109は、熱交換器コア291と熱交換器コア292とを有している。熱交換器コア291と熱交換器コア292は、段方向において並置されている。熱交換器コア291と熱交換器コア292は、複数のフィンとを有する。複数のフィンは、隣接するフィンの平面が対向するよう、並列して配設されている。図15において、複数のフィンはフィン集合体3として図示されている。複数のフィンにおいて、長手方向に延びる一対の側端部の一方には、U字状の切欠きがフィンの短手方向に沿って形成されている。扁平管15は複数のフィンのU字状の切欠き部に圧入されている。本実施の形態9では、扁平管15の一方の切断部をヘッダー5で接続すると共に、他方の切断部もヘッダー5で接続されている。すなわち、扁平管15の両端部がヘッダー5により接続されている。
次に、扁平管熱交換器の製造方法について説明する。上述のように、扁平管熱交換器101は、熱交換器コア11、熱交換器コア12、扁平管と円形管とを接続する図示省略のジョイント、ヘッダー5、及びディストリビュータ6を有している。また、熱交換器コア11及び12は、扁平管を曲げ加工したヘアピン管1と複数のフィン2とを有している。
Claims (13)
- 切欠きが形成されている複数の平板状のフィンと複数の伝熱管とを有する熱交換器コアを複数備えた熱交換器において、
前記切欠きは前記フィンの短手方向に沿って形成され、
前記フィンは、平面が対向するよう配設され、前記伝熱管は、前記フィンの平面に交差する方向に延びるよう前記フィンの前記切欠きに配置されており、
複数の前記熱交換器コアは、前記フィンの短手方向と交差し、かつ前記フィンの平面に沿った方向に並置され、隣接する前記熱交換器コアが、ろう付け接合されている熱交換器。 - 隣接する前記熱交換器コアの間に配置されているブレージングシートを有し、隣接する前記熱交換器コアが前記ブレージングシートによりろう付け接合されている請求項1に記載の熱交換器。
- 前記フィン及び前記ブレージングシートのすくなくとも一方は、ろう材を備えている請求項2に記載の熱交換器。
- 前記フィンは芯材と前記ろう材を備えている請求項1に記載の熱交換器。
- 隣接する前記熱交換器コアの少なくとも一方の前記熱交換器コアの前記フィンにおいて、他方の前記熱交換器コアと対向している端面に曲げ加工が施されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 隣接する前記熱交換器コアの少なくとも一方の前記熱交換器コアの前記フィンにおいて、他方の前記熱交換器コアと対向している端面に前記伝熱管が露出している請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 隣接する前記熱交換器コアの間に金属製のブロック部材が配設され、隣接する前記熱交換器コアは前記ブロック部材を介して接合されている、請求項6に記載の熱交換器。
- 複数の前記伝熱管はそれぞれU字曲げされたヘアピン管であり、前記ヘアピン管の1本は、前記熱交換器の横方向に延びる一対の管部のうち一方の管部が、隣接する前記熱交換器コアの一方の前記熱交換器コアにおいて他方の前記熱交換器コアに対向する端面に位置し、前記一対の管部のうち他方の管部が、前記他方の前記熱交換器コアにおいて前記一方の前記熱交換器コアに対向する端面に位置するよう配設されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 複数の前記伝熱管の両端部がヘッダーにより連結されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた空気調和機。
- 切欠きが形成されている複数の平板状のフィンと複数の伝熱管とを有する熱交換器コアを複数備え、前記切欠きは前記フィンの短手方向に沿って形成されている熱交換器の製造方法において、
平面が対向されるようフィンが配置され、前記伝熱管が、前記フィンの平面に交差する方向に延びるよう前記フィンの前記切欠きに配置されている前記熱交換器コアを形成するステップと、
複数の前記熱交換器コアを、前記フィンの短手方向と交差し、かつ前記フィンの平面に沿った方向に並置するステップと、
隣接する前記熱交換器コアをろう付により接合するステップとを含んでいる、熱交換器の製造方法。 - ろう付による接合にブレージングシートが用いられる請求項11に記載の熱交換器の製造方法。
- 前記ブレージングシートはろう材のみで構成されている請求項12に記載の熱交換器の製造方法。
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