JPH044934A

JPH044934A - 熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JPH044934A
Application number: JP2106287A
Authority: JP
Inventors: Saichi Nagata; 永田　佐一
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: KR910018762A; KR940007200B1; JPH0735958B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、胴部内を流れる流体と、パイプ内を流れる流
体とを熱交換さぜる熱交換器に関し、例えば給湯器や、
空気調和装置の熱交換器に用いて好適なものである。

［従来の技術］従来、チューブ・アンド・フィン式の熱交換器に使用さ
れるフィン１００は、第１２図に示すように、パイプ（
図示しない）が貫通する貫通穴１０１に、パイプの外周
面に当接するバーリング部１０２が形成されている。こ
のバーリング部１０２は、パイプとフィン１００との固
定に用いられる。具体的には、まず、貫通穴１０１内に
パイプを挿入し、その後、パイプ内部に、パイプの内径
よりも太い拡管棒を挿入し、パイプの径を大きくする（
拡管）。

すると、パイプが膨らみ、パイプの外周面がバーリング
部１０２の内周面に押し付けられる。この結果、パイプ
とフィン１００とが固定される。なお、バーリング部１
０２は、フィン１００とパイプとの当接面積を−大きく
して、熱交換効率を向上する効果も備える。

一方、フィン１００は、複数、所定の間隔を隔てて積層
された状態で、胴部（図示しない）の内部に配される。

複数のフィン１００を積層し、胴部の内部に挿入するた
めに、第１３図に示す治具１０３が用いられる。

従来のフィン１００は、単に重ね合わされて、胴部の中
に挿入されると、拡管時に、パイプの内部へ拡管棒を挿
入する際、拡管棒の侵入によってフィン１００の間隔が
保たれず、乱れてしまう。この乱れは、拡管棒の侵入に
よって、パイプの外周面の膨らみが移動し、この膨らみ
の移動によってバーリング部１０２に移動する力が加わ
り、バーリング部１０２の一部が重なることによって発
生する。

そこで、従来の治具１０３は、拡管時においても、フィ
ン１００の間隔が保たれるように、各フィン１００の間
に、それぞれ仕切板１０４を設けていた。

［発明が解決しようとする課題］従来の技術は、次の問題点を有していた。

イ）狭い仕切板１０４の間に、フィン１００を一枚ずつ
深く差し込む作業を、ロボットによって自動的に行うと
すると相当の時間がかかるので、従来では、狭い仕切板
１０４の間に、フィン１００を手作業で差し込んでいた
。

このため、作業効率が悪く、熱交換器の製造コストが高
くなる問題点を有していた。

口）また、従来の治具１０３は、精度の高い、強固な仕
切板１０４を複数備えていた。このなめ、治具１０３の
コストが大変高価となっていた。

ハ）さらに、治具１０３の使用回数が多くなると、拡管
時に受ける力によって、仕切板１０４が変形するため、
治具１０３の耐久性が悪い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、製造コストの低く組付けが容易な熱交換器の提供に
ある。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、本発明の熱交換器は、次
の技術的手段を採用する。

熱交換器は、内部を熱交換流体が流れる胴部と、所定の
間隔を隔てて積層され、この胴部の内部に、治具によっ
て挿入された複数のフィンと、前記胴部および前記複数
のフィンを貫通した後、拡管されたパイプとを具備する
。なお、前記フィンは、前記パイプが貫通する貫通穴に
、前記パイプの外周面に当接するバーリング部を備える
。

そして、前記治具は、前記複数のフィンの搭載面に、前
記複数のフィンの積層方向に延びる位置決め用の突起を
備える。

また、前記複数のフィンは、前記バーリング部の先端に
、前記バーリング部の外径方向へ延びるフランジ部を備
えるとともに、前記治具の突起に嵌まり合う位置決め用
の切欠部を備える。

［作用］各フィンは、重ね合わされた状態で、拡管が施され、バ
ーリング部に移動する力が加えられても、バーリング部
の端部に設けられたフランジ部が、隔部のフィンに当接
して、バーリング部が隔部のバーリング部と重なり合う
ことが防がれる。この結果、従来用いられてきた仕切板
を廃止することができる。

また、仕切板の廃止により、狭い仕切板の間にフィンを
差し込む作業がなくなり、治具の突起にフィンの切欠部
を合わせるのみで、複数のフィンが規則正しく治具に搭
載される。この結果、作業性が向上する。

さらに、仕切板を廃止することにより、治具の使用回数
が多くなっても、従来発生した仕切板の変形がない。こ
の結果、治具の耐久性が向上する。

［発明の効果］本発明は、フィンを治具に搭載する際における作業性の
向上、治具の仕切板の廃止および治具の耐久性の向上に
ともない、熱交換器の製造コストを低く抑え、組付けを
容易にすることができる。

［実施例］次に、本発明の熱交換器を図に示す一実施例に基づき説
明する。

（実施例の構成）第８図および第１１図は給湯器用の熱交換器を示す。

給湯器用の熱交換器１は、主に、胴部２と、多数のフィ
ン３と、水バイブ４とから構成され、以下順に説明する
。なお、胴部２、フィン３および水バイブ４は、銅によ
って形成されている。

イ）胴部２の説明。

胴部２は、いわゆる内胴で、内部を熱交換流体である燃
焼ガスが流れる。この胴部２は、一方の開口（第９図下
側）がバーナを収納する枠体に接続され、他方の開口〈
第９図上側）が排気通路の枠体に接続される。

胴部２は、燃料（例えば、ガスや灯油など〉の燃焼が行
われる燃焼部５と、内部にフィン３が配される主熱交換
部６とに分類される。また、胴部２は、略四角柱体を呈
し、主熱交換部６の外形寸法は、燃焼部５の外形寸法よ
りも、やや小さく設けられている。この胴部２は、２枚
の略コ字型を呈したプレートを接合した後、燃焼部５を
外方向へ拡張するとともに、両端開口部に、接続用フラ
ンジ７．８を形成したものである。

一方、胴部２の主熱交換部６には、対向するそれぞれの
面に、水バイブ４（下達する貫通パイプ１６）を挿通す
るための貫通穴９、ｌＯがそれぞれ複数設けられている
。この貫通穴９．１０には、バーリング加工が施され、
胴部２の面に垂直で、水バイブ４の外周面に当接するバ
ーリング部１１．１２が形成されている。胴部２の一方
の面（貫通パイプ１６を挿入する側の面）に施されてい
るバーリング部１１は、胴部２の内側に向かって形成さ
れている。また、他方の面のバーリング部１２は、胴部
２の外側に向かって形成されている。

口）フィン３の説明。

フィン３は、燃焼部５で発生した炎の熱と、水通路内を
流れる水との熱交換効率を向上させる多数の薄いプレー
トで、胴部２の一部である主熱交換部６の内部に、多数
、所定間隙を隔てて積層された状態で配設される。そし
て、各フィン３の向かい合う面の間を、熱交換流体であ
る燃焼ガスが通過する。

積層された多数のフィン３は、両端のろう穴無しフィン
１３と、その間のろう穴有りフィン１４とに分類される
。フィン３の一例として、ろう穴有りフィン１４を、第
２図ないし第４図に示す。

ろう穴有りフィン１４に形成されたろう穴１５は、フィ
ン３と水バイブ４との接合を行うろう材を挿入する穴で
ある。また、ろう穴無しフィン１３は、胴部２とフィン
３との間に、ろう材が介在しないようにするためのもの
で、ろう大有りフィン１４との違いは、ろう穴１５の有
無である。

各フィン３には、水パイプ４（下達する貫通パイプ１６
）を挿通するための貫通穴１７が、複数設けられている
。この貫通穴１７にも、それぞれにバーリング加工が施
され、フィン３の面に垂直で、水バイブ４の外周面に当
接するバーリング部１８が形成されている。

各バーリング部１８の先端には、プレス加工によって、
フランジ部１９が形成されている。このフランジ部１９
は、バーリング部１８の外径方向へ延びるもので、第２
図に示すように、バーリング部１８の先端に、３カ所、
等間隔に設けられている。このフランジ部１９は、フィ
ン３が重ね合わされた状態で圧縮されても、各バーリン
グ部１８が他のフィン３の貫通穴１７内に侵入するのを
防ぐためのものである。

また、フィン３の上端の辺には、切欠部２０が設けられ
ている。この切欠部２０は、フィン３の組付時に使用さ
れる治具２１ヘフイン３を搭載する際に使用される位置
決め用のもので、第１図に示すように、治具２１の突起
２２に嵌め合わされる。なお、治具２１については、下
達する。

また、切欠部２０はフィン３の上端の辺、すなわち熱交
換流体の下流側に設けられているので、熱効率にはほと
んど影響を及ぼさない。

一方、各フィン３の両端には、胴部２の内面に沿って当
接する当接フランジ２３が形成されている。この当接フ
ランジ２３は、フィン３に設けられたバーリング部１８
と、同一方向に向くように設けられている。なお、当接
フランジ２３は、胴部２にろう付けによって、接合され
ている。

ハ）水バイブ４の説明。

水バイブ４は、内部を流れる水と炎の熱との熱交換を行
う管で、一端が給水源に接続される入水バイブ（図示し
ない）に接続され、他端が出湯バイブ（図示しない）に
接続される。

水パイプ４は、燃焼部５の周囲で水を加熱する第１加熱
パイプ２４と、主熱交換部６において水を加熱する第２
加熱バイブ２５とに分類される。

第１加熱バイブ２４は、燃焼部５の周囲に接触した状態
で巻かれ、燃焼部５の周囲の面とろう付は接合されてい
る。

第２加熱パイプ２５は、胴部２を貫通する貫通バイア１
６と、貫通バイブ１６の端に接続されるリターンベンド
バイブ２６とからなり、ろう付は接合されている。

二）次に、治具２１の説明を簡単に行う。

治具２１は、第５図ないし第７図に示すもので、積層さ
れた多数のフィン３を搭載する台２７と、積層されたろ
う穴有りフィン１４を挟む２枚の内側プレート２８と、
この内側プレート２８の外面においてろう穴無しフィン
１３を一枚挟む外側プレート２９とから構成される。内
側プレート２８および外側プレート２つには、フィン３
に形成されたバーリング部１８およびフランジ部１９が
挿入される渭３０が形成されている。

台２７のフィン３を搭載する搭載面３１は、フィン３の
積層方向に延びる一筋の位置決め用の突起２２を備える
。この突起２２が、フィン３を搭載面３１に搭載する際
に、フィン３の」一端の辺の形成された切欠部２０に嵌
まり合い、フィン３と治具２１との位置決めに用いられ
るとともに、フィン３が搭載面３１において位置がずれ
るのを防ぐものである。

（実施例の作動）次に、治具２１の使用例を簡単に説明する。

ろう大有りフィン１４およびろう穴無しフィン１３は、
それぞれ別のプレス加工機によって、形成される。ろう
穴有りフィン１４は、プレス加工機によって、打ち出さ
れて所定枚数積層され、そのまま自動的に、内側プレー
ト２８の間に挿入される。次いで、ろう穴１５内に棒状
のろう材を挿入する。その後、ろう穴無しフィン１３を
、手作業によって、内側プレート２８と外側プレート２
９との間に挿入する０以上によって、多数のフィン３が
、治具２１に搭載される。

フィン３を搭載した治具２１は、フィン３のバーリング
部１８が、胴部２のバーリング部１１．１２の向きと、
同方向を向くように、胴部２の内部に挿入される。

次いで、貫通パイプ１６が、胴部２および複数のフィン
３に形成された各貫通穴９．１ｏ、１７内に挿入される
。挿入方向は指定されており、バーリング部１１が胴部
２の内側に向かう貫通穴９から、貫通パイプ１６は挿入
される。各貫通穴９．１０．１７内に挿入される前の貫
通パイプ１６は、各貫通穴９．１０．１７の内径よりも
やや細く設けられている。そして、貫通穴９．１０．１
７に挿入後、貫通パイプ１６の内部に、バイブの内径よ
りも太い拡管棒を挿入し、バイブの径を大きくする。す
ると、貫通パイプ１６が膨らみ、貫通パイプ１６の外周
面がバーリング部１８の内周面に押し付けられ、フィン
３と貫通パイプ１６とが固定される。その後、組み付け
られた熱交換器１が炉中に配され、ろう穴１５内に配さ
れたろう材によって、多数のフィン３と貫通パイプ１６
とが、ろう付は接合される。

なお、この時、他のろう付は部分も、同時にろう付は接
合される。

（実施例の効果）ろう大有りフィン１４は、多数、重ね合わされた状態で
、拡管が施されても、バーリング部１８の端部に設けら
れたフランジ部１９が、隔部のフィン３に当接して、バ
ーリング部１８が、隔部のバーリング部１８と重なり合
うことが防がれる。

この結果、治具２１は、従来用いられてきた、仕切板を
廃止することができる。

また、仕切板を治具２１より廃止したことにより、狭い
仕切板の間に一枚ずつろう穴有りフィン１４を差し込む
作業がなくなり、プレス加工機で打ち出され、積層され
たろう穴有りフィン１４を、そのまま内側プレート２８
の間に挿入するのみで、多数のろう穴有りフィン１４が
、規則正しく治具２１に搭載される。つまり、従来と比
較して作業性が向上する。

つまり、本実施例においては、フィン３を治具２１に搭
載する際における作業性の向上、治具２１の仕切板の廃
止、および治具２１の耐久性の向上にともない、熱交換
器１の製造コストを低く抑えることができる。

（変形例）本発明を給湯器用の熱交換器に使用した例を示したが、
空気調和装置の凝縮器、蒸発器、ヒータコアなど、チュ
ーブ・アンド・フィン式熱交換器に、広く適用可能なも
のて′ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は本発明の実施例を示すもので、
第１図は治具の断面図、第２図はフィンの平面図、第３
図はフィンの上面図、第４図はフィンの要部断面図、第
５図は治具の正面図、第６図は治具の上面図、第７図は
治具の側面図、第８図は熱交換器の斜視図、第９図は熱
交換器の正面断面図、第１０図は熱交換器の上面断面図
、第１１図は熱交換器の側面断面図である。第１２図および第１３図は従来技術を示すもので、第１
２図はフィンの要部断面図、第１３図は治具の正面図で
ある。図中　１・・・熱交換器　　　　２・・胴部３・・・フ
ィン　　　　　４・・・水パイプ１６・・・貫通パイプ
　　１７・・・貫通穴１８・・・バーリング部　１９・
・・フランジ部２０・・・切欠部　　　　２１・・・治
具２２・・・突起　　　　　３１・・・搭載面第１図第２図３・・・フィン２０・・・切欠部２１・・・治具２２・・・突起３１・・・搭載面１７　貫通穴１９〜フラ２ン部第３図第４図バーリング部第７図

Claims

【特許請求の範囲】１）内部を熱交換流体が流れる胴部と、所定の間隔を隔てて積層され、前記胴部の内部に治具に
よって挿入された複数のフィンと、前記胴部および前記
複数のフィンを貫通した後、拡管されたパイプとを備え
、前記フィンの前記パイプが貫通する貫通穴に、前記パイ
プの外周面に当接するバーリング部が形成された熱交換
器において、前記治具は、前記複数のフィンの搭載面に、前記複数の
フィンの積層方向に延びる位置決め用の突起を備え、前記複数のフィンは、前記バーリング部の先端に、前記
バーリング部の外径方向へ延びるフランジ部を備えると
ともに、前記治具の突起に嵌まり合う位置決め用の切欠
部を備えることを特徴とする熱交換器。