JP7442682B2 - 熱交換器の製造方法、空気調和機の製造方法、熱交換器および空気調和機 - Google Patents
熱交換器の製造方法、空気調和機の製造方法、熱交換器および空気調和機 Download PDFInfo
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Description
実施の形態1に係る熱交換器の製造方法は、ヘッダと、そのヘッダに接合された伝熱管とを備える熱交換器の製造方法である。まず、図1-図4を参照して、製造対象である熱交換器の構成とその部品のヘッダの構成について説明する。
なお、上記の熱交換器1Aの製造方法では、純アルミニウムまたはアルミニウム合金の心材と、心材を被覆するAl-Si系合金の被覆材とを備えるクラッド材料から形成されたフィン30を用いることが望ましい。しかし、フィン30は、これに限らない。フィン30は、心材だけで形成されていてもよい。この場合、フィン30を伝熱管20に組み付けた後、フィン30と伝熱管20の当接部にAl-Si系合金ろう材を配置し、その後、上記の熱処理をするとよい。また、フィン30を伝熱管20に組み付けた後、フィン30と伝熱管20の当接部にSi粉末を付着させ、その後、上記の熱処理をするとよい。この場合、Si粉末が熱処理によってフィン30を形成する純アルミニウムまたはアルミニウム合金と反応して、Al-Si系合金の層を形成して、ろう材として機能する。
実施の形態1に係る熱交換器1Aの製造方法では、伝熱管20は、ろう付け時にヘッダ10U、10Lが備えるプレート15の貫通孔12に挿入されるだけである。しかし、熱交換器1Aの製造方法は、これに限定されない。この製造方法では、伝熱管20の取り付け時に位置決めが行われてもよい。
実施の形態1および2に係る熱交換器1A、1Bの製造方法で製造された熱交換器1A、1Bは、空気調和機に用いられてもよい。実施の形態3は、その空気調和機の製造方法の一形態である。
実施の形態1および2に係る熱交換器1A、1Bの製造方法では、本体13、43、プレート14、44およびプレート15、45の3つの部品によって構成されたヘッダ10U、10L、40Uを備える熱交換器1A、1Bを製造する。しかし、製造対象の熱交換器1A、1Bが備えるヘッダ10U、10L、40Uはこれに限定されない。ヘッダ10U、10L、40Uは、(i)開口および、その開口に繋がった流路を有する本体13、43と、(ii)板状の心材141、151、441、451および、心材141、151、441、451の一方の面の少なくとも一部分を被覆し、マグネシウムを含有するアルミニウム合金から形成された被覆材142、152、442、452を有するプレート14、15,44、45を備えていればよい。このようなヘッダ10U、10L、40Uであれば、ろう付け時に、ろう材21が伝熱管20の外周部を伝わって伝熱管20の端部まで流れることを抑制して、ろう材21が伝熱管20の内部に入ることを抑制できるからである。
なお、ヘッダ50Uは、樋状の本体53とその樋を覆うプレート55とによって構成されていてもよい。また、ヘッダ50Uは、プレート55に貫通孔52が形成されておらず、その代わりに本体53に貫通孔52が形成され、本体53に伝熱管20が接合されていてもよい。ここで、本体53とプレート55は、本開示でいうところのヘッダ本体とヘッダプレートの一例である。
実施の形態1、2、4に係る熱交換器1A、1B、1Cでは、ヘッダ10U、10L、40U、50Uが備える本体13、43、53の、上端または下端の接合面が平らである。しかし、ヘッダ10U、10L、40U、50Uはこれに限定されない。ヘッダ10U、10L、40U、50Uは、上述したように、(i)開口および、その開口に繋がった流路を有する本体13、43と、(ii)板状の心材141、151、441、451、551および、心材141、151、441、451、551の一方の面の少なくとも一部分を被覆し、マグネシウムを含有するアルミニウム合金から形成された被覆材142、152、442、452、552を有するプレート14、15、44、45、55を備えていればよい。ヘッダ10U、10L、40U、50Uの形状は、その限りにおいて、任意である。
なお、上述した本体63とプレート64、65は、本開示でいうところのヘッダ本体とヘッダプレートの一例である。また、段差631、632は、本開示でいうところの、ヘッダ本体が有する、開口の中心の側に向かうと開口の奥へ凹む段差の一例である。
Claims (9)
- 開口および、該開口に繋がった流路を有するヘッダ本体の前記開口に、板状の心材および、前記心材の一方の面の少なくとも一部分を被覆し、マグネシウムを含有するアルミニウム合金から形成された被覆材を備えるヘッダプレートの前記被覆材を被せて、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付ける工程と、
前記ヘッダプレートに形成された、前記心材および前記被覆材を貫通する貫通孔に、前記心材の側から前記被覆材の側へ伝熱管の端部を挿入して、前記ヘッダプレートに前記伝熱管を組み付ける工程と、
前記ヘッダプレートに前記伝熱管を組み付けた後、フッ化物系フラックスによって前記伝熱管と前記貫通孔の内壁にある酸化膜を除去する工程と、
前記酸化膜を除去した後、シリコンを含有するアルミニウム合金によって、前記伝熱管を前記貫通孔の内壁にろう付けする工程と、
前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付けた後、前記マグネシウムを含有するアルミニウム合金によって、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートをろう付けする工程と、
を備え、
前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付ける工程では、前記被覆材を前記開口の内側へ向け、かつ前記心材を前記開口の外側に向けた状態で、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付け、
前記酸化膜を除去する工程では、前記被覆材を形成するアルミニウム合金に含有されるマグネシウムが、前記フッ化物系フラックスの活性化を阻害することにより、前記貫通孔の内壁のうちの、前記開口の側にある前記被覆材によって形成された部分に前記酸化膜を残存させ、
前記伝熱管を前記貫通孔の内壁にろう付けする工程では、前記貫通孔の内壁のうちの、前記被覆材によって形成された部分に残存する前記酸化膜が、前記心材の側から前記被覆材の側へのろうの流れを抑制し、
前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートをろう付けする工程では、ろう付けを行う前記マグネシウムを含有するアルミニウム合金が、前記被覆材を溶融させることにより得たアルミニウム合金である熱交換器の製造方法。 - 前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートをろう付けする工程では、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを押し当てた状態で前記被覆材を溶融させることにより得たアルミニウム合金で、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートをろう付けする、
請求項1に記載の熱交換器の製造方法。 - 前記伝熱管を前記貫通孔の内壁にろう付けする工程は、
前記ヘッダプレートに前記伝熱管を組み付けた後、前記伝熱管にシリコンを含有するアルミニウム合金を材料とするろう材を配置する工程と、
前記ろう材を配置した後、かつ前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付けた後に、前記ヘッダ本体、前記ヘッダプレートおよび前記伝熱管を加熱して前記ろう材と前記被覆材とを溶融させ、前記ろう材によって、前記伝熱管を前記貫通孔の内壁にろう付けすると共に、前記被覆材を形成するアルミニウム合金によって、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートをろう付けする工程と、
を有する請求項2に記載の熱交換器の製造方法。 - 前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付ける工程では、前記開口に前記被覆材が被さる方向から視て、前記ヘッダ本体に設けられた位置決め部と前記ヘッダプレートに設けられた前記貫通孔の一部が重なり合う状態に、前記ヘッダプレートが前記ヘッダ本体に対して配置され、
前記ヘッダプレートに前記伝熱管を組み付ける工程では、前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付けた後に、前記ヘッダプレートに形成された前記貫通孔に前記伝熱管を挿入し、挿入された前記伝熱管の先端を前記位置決め部に当接させることにより、前記伝熱管の位置決めをする、
請求項2または3に記載の熱交換器の製造方法。 - 前記酸化膜を除去する工程は、
フッ化物系フラックスを含むフラックス膜を前記伝熱管に形成する工程と、
前記フラックス膜を前記伝熱管に形成した後かつ、前記ヘッダプレートに前記伝熱管を組み付けた後に、前記ヘッダプレートと前記伝熱管を加熱して、フッ化物系フラックスを溶融させて活性化させる工程と、
を有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器の製造方法。 - 前記ヘッダ本体は、前記開口の内周部分に前記開口の中心の側に向かうと前記開口の奥へ凹む段差を有し、
前記ヘッダプレートが備える前記被覆材は、前記開口の内周部分にある前記段差に嵌まることが可能な形状を有し、
前記ヘッダ本体に前記ヘッダプレートを組み付ける工程では、前記被覆材を前記段差に嵌められて、前記被覆材は、前記開口の内部に位置する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の熱交換器の製造方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の熱交換器の製造方法と、
空気を送風するファンと前記熱交換器を筐体に組み込む工程と、
を備える空気調和機の製造方法。 - 開口および、該開口に繋がった流路を有するヘッダ本体と、
板状の心材および、前記心材の一方の面の少なくとも一部分を被覆し、マグネシウムを含有するアルミニウム合金から形成された被覆材を有し、前記被覆材が前記開口の内側へ向けられ、かつ前記心材が前記開口の外側に向けられた状態で、前記ヘッダ本体の前記開口を覆って塞ぐと共に、前記心材および前記被覆材に、前記心材および前記被覆材を貫通する貫通孔が形成されたヘッダプレートと、
前記貫通孔に挿入された端部を有し、シリコンを含有するアルミニウム合金によって前記貫通孔の内壁にろう付けされた伝熱管と、
を備え、
前記貫通孔の内壁のうちの、前記心材によって形成された部分と前記伝熱管の、前記貫通孔の内側にある部分には、フラックス残渣が形成され、
前記貫通孔の内壁のうちの、前記被覆材によって形成された部分には、酸化膜が存在し、
前記ヘッダプレートは、前記被覆材を形成する前記マグネシウムを含有するアルミニウム合金によって、前記ヘッダ本体にろう接されている熱交換器。 - 請求項8に記載の熱交換器と、
前記熱交換器に送風するファンと、
前記熱交換器および前記ファンを収容する筐体と、
を備える空気調和機。
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