JPH049270A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

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、胴部と複数のフィンとをろう付する熱交換器
の製造方法に関する。

［従来の技術］ 胴部と、胴部の内部に配される複数のフィンとは、密着
させることが要求される。これは、フィンを固定する目
的や、フィンが例えば炎等によって加熱される場合に、
フィンの熱の一部を胴部に逃がし、フィンの温度上昇に
よるフィンの破損等を防〈目的のためである。

そこで、胴部とフィンとをろう付により、接合したもの
が知られている。

胴部とフィンとのろう付を行う際に、胴部とフィンとの
間に、隙間が発生すると、その隙間からろう材が下方へ
漏れてしまい、胴部とフィンとのろう付が行われない箇
所が発生してしまう。

そこで、従来では、治具を用いて胴部を内側に向かって
押し付けて、胴部とフィンとを密着させた状態で、ろう
付を行っていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来の技術は、治具を胴部に装着したり、外
したりする作業が必要となるため、結果として熱交換器
の製造コストが高くなっていた。

また、治具を用いていたため、治具のコストによっても
、熱交換器の製造コストが高くなっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、製造コストの低い熱交換器の製造方法の提供にある
。

［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、本発明の熱交換器の１遣
方法は、次の工程の結合よりなる。

胴部の内部に、間隔を隔てて積層された状態に複数のフ
ィンを挿入する第１工程。

前記胴部と前記複数のフィンとを溶接によって接合する
第２工程。

接合された前記胴部と前記複数のフィンとを、ろう材に
よってろう付接合する第３工程。

［作用コ 第１工程によって、胴部の内部に複数のフィンを挿入し
た後、第２工程によって、胴部の周囲から胴部とフィン
とを直接、溶接する。なお、接合の溶接箇所は、ろう付
が成される部分にろう材が下方へ流れるだけの隙間が発
生しないものであれば良く、連続的、部分的、あるいは
スポット的を問わない。

第３工程において、第２工程で接合された胴部およびフ
ィンを炉中に配し、ろう付接合を行う。

なお、ろう付に用いられるろう材は、フィンや、胴部の
内側にクラッドさせたり、あるいは胴部とフィンとの接
合部分の上方に配するなど、特に限定するものでは無い
。

［発明の効果コ 本発明は、胴部とフィンとを直接、溶接技術によって接
合するため、従来ろう何時に使用されていた、胴部を内
側のフィンへ押し付ける治具を廃止することができる。

この結果、治具の着脱および治具自体が不要となり、作
業が容易となり、熱交換器の製造コストを低く抑えるこ
とができる。

［実施例］ 次に、本発明の熱交換器の製造方法を、図に示す一実施
例に基づき説明する。

（熱交換器の構成） 第１図ないし第４図は本発明の製造方法によって製造さ
れた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、水パイプ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、内部を燃焼ガスが流れる。

この胴部２は、一方の開口（第１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１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、水パイプ４（下述する貫通バイブ１６）を挿通す
るための貫通穴９．１０が、それぞれ複数設けられてい
る。この貫通穴９．１０には、バーリング加工によって
バーリング部１１．１２が形成されている。

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
、所定の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の間を、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
５図および第６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と水パイプ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、ろう穴有りフィン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。また、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、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（第７図参照）へフィン３を搭載する際に
使用される位置決め用のもので、第８図に示すように、
治具２１の突起２２に嵌め合わされる。

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。この当接
フランジ２３は、胴部２の内側の面に、溶接された後、
ろう材を用いて接合されている（製造方法は、後述する
）。なお、接合に使用される溶接技術は、特に限定され
るものでは無いが、好ましい溶接技術としては、溶接箇
所が不活性ガスによって空気と遮断された溶接が有る。

具体的には、ティグ溶接などのイナートガスアーク溶接
や、プラズマ溶接などが好ましい。

さらに、ろう付時に上側となるフィン３の辺の両端には
、切欠２４が形成されている。この切欠２４は、熱交換
器１が炉へ投入される前に、棒状のろう材が搭載される
箇所で、ろう付時にこの切欠２４に搭載されたろう材が
溶けて、胴部２とフィン３とをろう付する。

ハ）水パイプ４の説明。

水パイプ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パイプ（図示し
ない）に接続され、他端が出湯パイプ（図示しない）に
接続される。

水パイプ４は、胴部２の周囲で胴部２の熱を吸熱する吸
熱パイプ２６と、主熱交換部６において水を加熱する加
熱パイプ２７とに分類される。

吸熱パイプ２６は、燃焼部５の周囲に巻かれ、燃焼部５
の周囲の面とろう付接合されている。

加熱パイプ２７は、胴部２を貫通する貫通パイプ１６と
、貫通パイプ１６の端に接続されるリターンベンドパイ
プ２８とからなり、ろう付接合されている。

二）次に、胴部２の内部へ、複数のフィン３を配設する
治具２１の説明を簡単に行う。

治具２１は、第７図および第８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２９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３０と、
この内側プレート３０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３１とから構成される。そ
して、台２つのフィン３を搭載する搭載面３２は、フィ
ン３の積層方向に延びる一筋の位置決用の突起２２を備
える。この突起２２は、フィン３を搭載面３２に搭載す
る際に、フィン３の上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３２において位置がず
れるのを防ぐものである。

（熱交換器１の製造方法） 次に、熱交換器１の製造方法のうち、本発明にかかる胴
部２とフィン３との製造方法を、簡単に説明する。

胴部２とフィン３とは、次の第１工程、第２二［程、第
３工程によって、製造される。

ホ）第１工程では、胴部２の内部に、積層された複数の
フィン３を挿入する。

具体的には、ろう穴有りフィン１４およびろう穴無しフ
ィン１３を、それぞれ別のプレス加Ｉｎ！によって形成
する。ろう大有りフィン１４は、プレス機によって、打
ち出されて所定枚数積層され、そのまま、内側プレート
３０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３０と外側プレート３１との間に挿入する。

以上によって、多数のフィン３が、治具２１に搭載され
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９．１０．１７内に挿入され
、拡管した後、治具２１を胴部２より外す。

へ）第２工程では、胴部２と複数のフィン３とを、例え
ばティグ溶接で接合する。

具体的には、内部にフィン３を積層する胴部２の外側の
より、治具２１によって胴部２を内側へ押し付け、胴部
２の内側の面と、フィン３の当接フランジ２３とを当接
させる。このように、治具２１によって刷部２とフィン
３とを当接さぜた状態で、ティグ溶接を施し、胴部２と
複数のフィン３とを接合する。

なお、溶接の箇所は、次の第３工程でろう付が成された
際、胴部２とフィン３との間に、ろう材が漏れるだけの
隙間が発生しないものであれば良く、本実施例では、１
ｃｍ〜３ＣＩＩｌに１箇所、スポット的に溶接を施して
いる。

ト）第３工程では、接合された胴部２と複数のフィン３
とを、ろう材によってろう付接合する。

具体的には、フィン３の切欠２４に、ろう材を搭載した
後、炉中にて、ろう付を行う。なお、この時、他のろう
付部分も、ろう付接合される。

（実施例の効果） 本実施例では、胴部２とフィン３とを溶接技術によって
接合するため、従来ろう何時に使用されていた胴部２を
内側のフィン３へ押し付ける治具が不要となる。この結
果、治具の着脱および治具自体がいらなくなることによ
り、熱交換器１の製造コストを低く抑えることができる
。

また、炉中において与えられる熱の一部が、胴部２を内
側のフィン３へ押し付ける治具に奪われることがない。

このため、炉の運転速度が従来に比較して向上し、結果
的に熱交換器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
のである。

図中　１・・・熱交換器 ３・・・フィン ２・・・胴部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）次の各工程の結合を備えた、熱交換器の製造方法。 ａ）胴部の内部に、間隔を隔てて積層された状態に複数
   のフィンを挿入する第１工程。 ｂ）前記胴部と前記複数のフィンとを溶接によって接合
   する第２工程。 ｃ）接合された前記胴部と前記複数のフィンとを、ろう
   材によってろう付接合する第３工程。