JPH07115163B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カークーラー用凝縮
器、ルームエアコン用熱交換器等に用いられる、アルミ
ニウム等の金属製熱交換器の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばカークーラー用凝縮器等として、
近時、例えば第５図に示されるように、複数本のチュー
ブ（１）…の両端が一対の中空ヘッダー（３）（３）に
連通状態に接続されると共に、チューブ（１）…間の間
隙にフィン（２）…が配置された基本構成を有して、ヘ
ッダー（３）（３）に連通接続された冷媒入口管（４）
及び同出口管（５）を通じて冷媒の内部流通がなされ
る、いわゆるマルチフロータイプと称される熱交換器
が、高熱交換効率、低圧力損失及び超コンパクト化を実
現しうるものとして好んで使用される傾向にある。

【０００３】この熱交換器の製造は、一般に、上記のよ
うなチューブ（１）、ヘッダー（３）、フィン（２）、
入口管（４）、出口管（５）等の各熱交換器構成部材を
相互仮組状態に組み合わせて熱交換器組立体を製作し、
炉中にてこれら熱交換器構成部材同士を一括ろう付けに
より接合一体化することにより行われる。

【０００４】ところで、冷媒入口管（４）及び同出口管
（５）には、その先端部に、冷媒循環回路形成用の配管
を接続するための継手部材（６）（７）が接合されてい
る。そして、これらの継手部材（６）（７）の接合方法
として、例えば、継手部材（６）（７）を入口管（４）
及び出口管（５）の先端部に仮組状態に組付け、熱交換
器組立体の一括ろう付けの際に併せてろう付けする方法
や、あるいは熱交換器組立体を一括ろう付けにより接合
一体化したのち、継手部材（６）（７）を入口管（４）
及び出口管（５）の先端部にトーチろう付けする方法な
どが試行ないし実践されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
仮組一括ろう付け法では、継手部材（６）（７）が他の
熱交換器構成部材よりも一般に熱容量が大きいために、
炉中で、継手部材（６）（７）と、入口管（４）、出口
管（５）とのろう付け予定部分の温度がろう付け温度、
即ちろう材融点５７７℃までに上昇するのに、他のろう
付け予定部分よりも、時間がかかる等の理由により、そ
の継手部材（６）（７）のろう付け部分にろう付け不良
を生じる危険性があった。

【０００６】また、後者の後ろう付け法では、各熱交換
器構成部材が接合一体化された熱交換器の入口管
（４）、出口管（５）に対しての継手部材（６）（７）
のろう付け作業となるため、該入口管（４）、出口管
（５）の先端部の位置や向きによってはろう付け用トー
チの先端を接合予定部分の周囲全体に回り込ませるのに
手間を要したり、また、フラックスろう付けにより炉中
一括つろう付けを行う場合には、継手部材（６）（７）
のろう付け時にフラックス残渣の除去作業を要し、継手
部材（６）（７）のろう付け作業上に難を伴うものであ
った。

【０００７】この発明は、上記のような従来の欠点に鑑
み、入口管及び／又は出口管の先端部に継手部材を、品
質よく、しかもろう付け作業上の難を生じることなく、
ろう付け接合一体化することができる熱交換器の製造方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、熱交換媒体入口管及び／又は同出口管の先端部
に継手部材が予めろう付けにより接合一体化された仮組
状態の熱交換器組立体を製作したのち、該継手部材のろ
う付け部近傍位置に熱容量の大きいブロック体を組付け
た状態において前記熱交換器組立体を炉中にて一括ろう
付けし、しかるのち、前記ブロック体を取り外すことを
特徴とする熱交換器の製造方法を要旨とする。

【０００９】

【作用】上記方法では、熱交換器構成部材相互の一括ろ
う付け前の段階で、入口管及び／又は出口管に継手部材
をろう付け接合するものであるから、継手部材のろう付
けを作業性よく行える。

【００１０】しかも、炉中一括ろう付けにおいて、熱交
換器組立体がろう付け温度まで上昇しても、入口管及び
／又は出口管と継手とのろう付け部の温度は、熱容量の
大きいブロック体の作用により、ろう付け温度にまで達
せず、そのため、該ろう付け部のろう材の溶解が防がれ
て、該ろう付け部の品質が良好なものに保たれる。

【００１１】

【実施例】次に、この発明を、マルチフロータイプのカ
ークーラー用アルミニウム製凝縮器の製造方法に適用し
た実施例について説明する。なお、本発明方法は、ルー
ムエアコン用熱交換器、オイルクーラー等の各種用途の
熱交換器の製造や、チューブを蛇行状に曲成して熱交換
器コアを構成したいわゆるサーペンタインタイプの熱交
換器等の各種タイプの熱交換器の製造に広く適用されう
るものであることはいうまでもない。

【００１２】第５図に示される製造後の製品としてのカ
ークーラー用凝縮器において、（１）は偏平チューブ、
（２）はコルゲートフィンで、これらは並列状態に上下
方向に交互に配置されている。（３）（３）は左右１対
のヘッダーで、偏平チューブ（１）の両端に連通状態に
接続されている。そして、（４）は入口管で、右側ヘッ
ダー（３）に連通状態に接続され、また（５）は出口管
で、左側ヘッダー（３）に連通状態に接続されている。
（６）は、入口管（４）の先端部に接合されたブロック
状の継手、（７）は、出口管（５）の先端部に接合され
たフレア式の継手である。なお、（８）は仕切部材で、
冷媒がチューブ（１）群を蛇行状に流通するようにヘッ
ダー（３）（３）内を所定高さ位置において仕切ってい
る。（９）（９）はサイドプレートで、上下最外側のコ
ルゲートフィン（２）（２）を保護するためにその外側
に配置されたものである。

【００１３】上記各熱交換器構成部材において、偏平チ
ューブ（１）は、アルミニウム製の押出型材によるもの
で、内部が仕切り壁により複数個の室に区画されて伝熱
性能、耐圧性能が高められた、いわゆるハモニカチュー
ブを使用している。なお、押出型材によらず、電縫管を
使用することもある。

【００１４】コルゲートフィン（２）は、チューブ
（１）の幅と略同じ幅のシート材をコルゲート状に成形
してルーバーを切り起こしたもので、このシート材とし
てろう材層がクラッドされたアルミニウムブレージング
シートを使用している。

【００１５】ヘッダー（３）（３）は、片面又は両面に
ろう材層がクラッドされた１枚のアルミニウムブレージ
ングシートを、両側縁部突き合わせ状態に曲成すること
によりパイプ状となした円筒状のヘッダーパイプ（3a）
の上下端部開口をアルミニウム製ヘッダーキャップ（3
b）にて外嵌め状態に塞いだものである。このヘッダー
（３）には、チューブ（１）の端部を挿入するチューブ
挿入孔（3c）…が列設され、また所定の位置に入口管
（４）、出口管（５）の基端部を挿入する入口管挿入孔
（3d）、及び出口管挿入孔（3e）等が形成されている。
なお、ヘッダーパイプ（3a）としては、電縫管、押出管
等を使用することもある。

【００１６】入口管（４）、出口管（５）は、アルミニ
ウム製のパイプによるもので、外部配管系との関係で、
適宜その長さ等が設定されている。

【００１７】入口管用継手部材（６）は、アルミニウム
製のブロック塊状のもので、入口管（４）の先端部を嵌
合する嵌合孔部（6a）と、外部配管が接続される接続孔
（6b）とが設けられ、これらが内部で連通されたものと
なされている。また、出口管用継手部材（７）は、アル
ミニウム製のフレア式継手によるもので、その先端部に
はねじ部（7a）が、また基端部には出口管（５）の先端
部を挿入嵌合する嵌合孔部（7b）が形成されている。

【００１８】熱交換器の製造は、まず、第１図（イ）
（ロ）に示されるように、入口管（４）の先端部を入口
管用継手部材（６）の嵌合孔部（6a）内に挿入嵌合し、
その状態で、両者をトーチ等によるろう付けにより接合
一体化する。また、出口管（５）と出口管用継手部材
（７）とを同じくろう付けにより接合一体化する。な
お、このろう付けに使用されるろう材としては、チュー
ブ（１）、ヘッダー（３）等の熱交換器構成部材相互の
一括ろう付けに使用されるろう材と同種の、例えばＡ４
０４３合金等のＡｌ−Ｓｉ系合金が使用される。

【００１９】次いで、各熱交換器構成部材を相互に仮組
状態に組み立てる。即ち、第２図及び第３図に示される
ように、複数本の偏平チューブ（１）をその厚さ方向に
所定間隔おきに並列状態に配置して、その両端にヘッダ
ー（３）（３）を、チューブ挿入孔（3c）にチューブ
（１）の端部を挿入することにより、嵌めると共に、コ
ルゲートフィン（２）をチューブ（１）間に挿入配置す
る。その他、仕切部材（８）、サイドプレート（９）
（９）等を組付ける。そして、入口管（４）、出口管
（４）を、ろう材リング（10）（10）の組付けと共に、
ヘッダー（３）（３）の管挿入孔（3d）（3e）内に挿入
してヘッダー（３）（３）に組み付ける。以上により、
熱交換器組立体に製作される。

【００２０】そして、この熱交換器組立体にフラックス
を塗布後、入口管（４）と入口管用継手部材（６）との
ろう付け部（11）、及び出口管（５）と出口管用継手部
材（７）とのろう付け部（12）の各近傍に位置して、入
口管（４）及び出口管（５）の各外周部に、熱容量の大
きいブロック（13）（14）を組付ける。

【００２１】このブロック（13）（14）としては、カー
ボンなどが好適に用いられ、そのサイズ、形状、配置態
様は、チューブ（１）、ヘッダー（３）等の炉中での一
括ろう付けの際の熱作用により、入口管（４）と入口管
用継手部材（６）とのろう付け部（11）のろう材、及び
出口管（５）と出口管用継手部材（７）とのろう付け部
（12）のろう材が溶解しないようなものに決められる。
従って、上記のように、入口管（４）、出口管（５）の
各管部外周部に組付けるものの他、例えば、第４図のよ
うに、ろう付け部（11）を含む継手部材（６）の全体を
包囲するように組付ける形式に構成されていてもよい。

【００２２】しかるのち、このカーボンブロック（13）
（14）を組付けた熱交換器組立体を炉中に入れ、フラッ
クスろう付けを行い、全体を接合一体化する。この炉中
一括ろう付け中、カーボンブロック（13）（14）の作用
により、入口管（４）と入口管用継手部材（６）とのろ
う付け部（11）、及び出口管（５）と出口管用継手部材
（７）とのろう付け部（12）の各ろう材の溶解が避けら
れる。そして一括ろう付け終了後、カーボンブロック
（13）を取り外す。以上により熱交換器に製造される。

【００２３】なお、本発明方法は、継手部材の熱容量が
大きく、そのため、他の熱交換器構成部材相互の一括ろ
う付けの際に併せてろう付けしたのでは継手部材のろう
付けがうまくいかないような場合に特に有用な方法であ
り、従って、継手部材の熱容量等に応じては、入口管側
のみ、あるいは出口管側のみに本発明方法の適用があり
うることはあることはいうまでもない。また、熱交換器
構成部材相互の一括ろう付けは上記のようなフラックス
ろう付けにより行う場合の他、真空ろう付けにより行う
ものとしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器の製
造方法は、入口管及び／又は出口管に予め継手部材がろ
う付けにより接合一体化された熱交換器組立体の製作を
まず行うものであるから、継手部材のろう付けを作業性
よく行うことができる。

【００２５】しかも、熱交換器組立体の炉中一括ろう付
けに際して、継手部材ろう付け部近傍位置には熱容量の
大きいブロック体を組付けるものとしているから、一括
ろう付け中、該ブロック体の作用により該ろう付け部の
ろう材の溶解が防がれ、それによる両者の接合強度の低
下や熱交換媒体の洩れ等の不具合発生を防止しえて、継
手部材のろう付け部の品質良好な熱交換器を製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（イ）は先端部に入口管用継手部材がろう付
けにより接合一体化された冷媒入口管の斜視図、図
（ロ）は先端部に出口管用継手部材がろう付けにより接
合一体化された冷媒出口管の斜視図である。

【図２】チューブ、ヘッダー、入口管等を分離状態に示
す斜視図である。

【図３】カーボンブロックを組付けた熱交換器組立体の
斜視図である。

【図４】カーボンブロックのたの実施例を示す斜視図で
ある。

【図５】図（イ）は熱交換器の全体正面図、図（ロ）は
同平面図である。

【符号の説明】

４…入口管 ５…出口管 ６…入口管用継手部材 ７…出口管用継手部材 １１、１２…ろう付け部 １３、１４…カーボンブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−212055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−187461（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−24362（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−51962（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換媒体入口管及び／又は同出口管の
   先端部に継手部材が予めろう付けにより接合一体化され
   た仮組状態の熱交換器組立体を製作したのち、該継手部
   材のろう付け部近傍位置に熱容量の大きいブロック体を
   組付けた状態において前記熱交換器組立体を炉中にて一
   括ろう付けし、しかるのち、前記ブロック体を取り外す
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。