WO2021161491A1 - 熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法、ならびに冷凍サイクル装置の製造方法 - Google Patents

熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法、ならびに冷凍サイクル装置の製造方法 Download PDF

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WO2021161491A1
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WO
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heat exchanger
bending
manufacturing apparatus
manufacturing
corrugated
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PCT/JP2020/005678
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亮一 池田
輝明 小永吉
真紀 岡田
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三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/08—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of both metal tubes and sheet metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/18—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units characterised by their shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates

Definitions

  • the present disclosure relates to a heat exchanger manufacturing apparatus having a heat transfer tube and fins, a heat exchanger manufacturing method, and a refrigerating cycle apparatus manufacturing method.
  • a fin tube type heat exchanger in which a heat transfer tube made of a metal material such as aluminum or steel is inserted into a fin made of a metal material such as aluminum or steel is known.
  • a heat exchanger a plurality of corrugated fins that are continuously bent so as to have a corrugated shape, and a plurality of flat heat transfer tubes having a rectangular shape with rounded cross sections (hereinafter referred to as flat tubes).
  • a corrugated heat exchanger equipped with the above is known (see, for example, Patent Document 1).
  • Fin tube heat exchangers are mainly used in refrigeration equipment and air conditioners, and corrugated heat exchangers are mainly used in automobile equipment.
  • the corrugated heat exchanger has fins and flat tubes mainly made of aluminum, and is compact, lightweight, and has excellent heat exchange performance.
  • refrigeration equipment and air conditioning equipment have been miniaturized and improved in performance. Therefore, for the purpose of downsizing and improving the performance of refrigerating equipment and air-conditioning equipment, and reducing the cost of raw materials by replacing the raw materials of fins and flat tubes with aluminum, refrigerating equipment and air-conditioning equipment of corrugated heat exchangers are used. Is being loaded.
  • the corrugated heat exchanger When the corrugated heat exchanger is mounted on refrigeration equipment or air conditioning equipment, the corrugated heat exchanger may be bent for the purpose of further miniaturization and higher performance.
  • the flat tube buckles at the bent portion during the bending process of the corrugated heat exchanger, which causes the fins to be deformed, resulting in air passage obstruction and design. There was a problem of causing sexual deterioration.
  • the present disclosure has been made in order to solve the above problems, and of a heat exchanger manufacturing apparatus and a heat exchanger capable of reducing the amount of buckling of the heat transfer tube during bending of the heat exchanger. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing method of a refrigeration cycle apparatus.
  • the heat exchanger manufacturing apparatus is a heat exchanger manufacturing apparatus that bends a heat exchanger having a heat transfer tube, and is a bending mold having a recess that fits with an end portion of the heat transfer tube. It is prepared.
  • the method for manufacturing a heat exchanger according to the present disclosure is a method for manufacturing a heat exchanger in which a heat exchanger having a heat transfer tube is processed by using a manufacturing apparatus having a bending die having a recess. This is a method of bending the heat exchanger with the end of the heat pipe fitted in the recess.
  • a manufacturing device having a bending mold having a recess in a heat exchanger having a heat transfer tube and a header is used, and an end portion of the heat transfer tube is made into the recess.
  • the end of the heat transfer tube of the heat exchanger is fitted in the bent recess. Since the heat exchanger is bent, the amount of buckling of the heat transfer tube during the bending of the heat exchanger can be reduced.
  • FIG. It is the schematic of the corrugated heat exchanger which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram of the top flow type outdoor unit equipped with the corrugated heat exchanger according to the first embodiment. It is an enlarged view of the flat tube and the corrugated fin of the corrugated heat exchanger according to the first embodiment. It is the schematic which showed the processing method of the manufacturing apparatus of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic which showed the modification of the processing method of the manufacturing apparatus of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic of the bending die and corrugated heat exchanger of the manufacturing apparatus before performing the bending process which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. It is a schematic diagram of the corrugated heat exchanger according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view of a bending die and a corrugated heat exchanger of a manufacturing apparatus after performing the bending process according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • 20 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the heat exchanger manufacturing apparatus and the heat exchanger manufacturing method according to the first embodiment include heat exchangers used in refrigerating equipment and air conditioning equipment, particularly a plurality of fins and a plurality of heat transfer tubes having a flat cross section. It is used for bending of heat exchangers equipped with, or corrugated heat exchangers.
  • the refrigerating equipment and the air-conditioning equipment are composed of a compressor (not shown), a heat exchanger, a solenoid valve, a fan, a piping component, a structural sheet metal, and the like.
  • a heat exchanger such as a corrugated heat exchanger
  • refrigerating equipment or air conditioning equipment it may be bent for the purpose of miniaturization and high performance.
  • FIG. 1 is a schematic view of the corrugated heat exchanger 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of a top-flow type outdoor unit 30 on which the corrugated heat exchanger 10 according to the first embodiment is mounted.
  • the corrugated heat exchanger 10 shown in FIG. 1 is formed by bending the heat transfer tube once so as to have an L shape in a plan view, and has a bent portion 10a.
  • the shape of the corrugated heat exchanger 10 does not have to be strictly L-shaped, but may be close to L-shaped.
  • the corrugated heat exchanger 10 is continuously bent so as to have a corrugated shape with a plurality of heat transfer tubes (hereinafter referred to as flat tubes 1) having a rectangular shape with a rounded cross section, that is, a flat cross section. It includes a plurality of corrugated fins 2 and a header 3 into which an end portion of each flat tube 1 is inserted.
  • the header 3 is provided so as to extend in the vertical direction
  • the flat tube 1 and the corrugated fin 2 are provided so as to extend in the horizontal direction.
  • Such a corrugated heat exchanger 10 is provided in a refrigerating cycle device such as a refrigerating device or an air conditioner as a heat exchanger of the refrigerating cycle device so that its header 3 extends in the vertical direction, that is, in the vertical direction of the device. ..
  • a refrigerating cycle device such as a refrigerating device or an air conditioner as a heat exchanger of the refrigerating cycle device so that its header 3 extends in the vertical direction, that is, in the vertical direction of the device. ..
  • the corrugated heat exchanger 10 is mounted on the top flow type outdoor unit 30.
  • the header 3 of the corrugated heat exchanger 10 is arranged so as to extend in the vertical direction at a position hidden by the pillar of the housing 31.
  • a fluid such as a refrigerant flows inside the flat tube 1, but since the cross section is flat, the contact area between the refrigerant and the heat transfer tube can be increased without increasing the ventilation resistance, and when the size is reduced. However, sufficient heat exchange performance can be obtained.
  • the flat pipe 1 is, for example, a perforated flat pipe in which a plurality of refrigerant flow paths are formed inside. Further, the material of the flat tube 1 is preferably made of a metal having good heat transfer performance and less corrosion, for example, aluminum or copper.
  • the material of the corrugated fin 2 is preferably a metal having good heat transfer performance, for example, aluminum or copper.
  • the header 3 is formed with a plurality of insertion ports (not shown) for the flat tube 1, and the header 3 needs to have strength to withstand the pressure of the refrigerant flowing inside the header 3. Therefore, the material of the header 3 is, for example, aluminum, copper, stainless steel, or the like.
  • the flat tube 1 and the corrugated fin 2 are joined by, for example, brazing or bonding.
  • the flat tube 1 and the corrugated fin 2 are brazed and joined by using a clad material having a brazing material layer in either one of the flat tube 1 and the corrugated fin 2, or both of them.
  • the flat tube 1 and the corrugated fin 2 are brazed or bonded by supplying a brazing material or an adhesive between them.
  • the flat tube 1 and the corrugated fins 2 are brazed by being put into a high temperature atmosphere furnace. That is, the brazing of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 is performed by brazing in the furnace.
  • the flat tube 1 and the header 3 are brazed and joined by using a clad material having a brazing material layer in either one of the flat tube 1 and the header 3, or both of them.
  • the flat tube 1 and the header 3 are brazed or bonded by supplying a brazing material or an adhesive between them.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 of the corrugated heat exchanger 10 according to the first embodiment. Note that FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the vertical cross section of the corrugated heat exchanger 10.
  • the height H1 of the flat tube 1 is higher than the height H2 of the corrugated fin 2, and one end of the flat tube 1 (hereinafter, a protruding portion). (Also referred to as 1a) protrudes from one end of the corrugated fin 2.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a processing method of the heat exchanger manufacturing apparatus 20 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a modified example of the processing method of the heat exchanger manufacturing apparatus 20 according to the first embodiment.
  • 4 and 5 are views of the manufacturing apparatus 20 in a plan view. Further, FIGS. 4 and 5 show how the corrugated heat exchanger 10 is bent using the manufacturing apparatus 20.
  • the manufacturing apparatus 20 includes a bending die 101, a support portion 103, and a clamp portion 104.
  • the bending die 101 of the manufacturing apparatus 20 has an arc portion 101a which is a portion that comes into contact with the heat exchanger during bending.
  • the arc portion 101a has an arc shape.
  • the shape of the arc portion 101a does not have to be strictly an arc, but may be a shape close to an arc.
  • the bending die 101 has a semicircular shape in a plan view as shown in FIGS. 4 and 5, a circular shape in a plan view as shown in FIGS. 6 and 7 described later, and a fan shape in a plan view. However, the shape does not matter as long as it has an arcuate arc portion 101a.
  • a member having high rigidity is used for the bending die 101.
  • the material of the bending die 101 is, for example, a metal material such as steel and aluminum, a resin material such as MC nylon, and the like.
  • the bending method according to the first embodiment is the compression bending shown in FIG.
  • the support portion 103 and the clamp portion 104 are first moved to a predetermined position with respect to the bending die 101 (see arrows a1 and a3).
  • the order in which the support portion 103 and the clamp portion 104 are moved may be either first or may be moved at the same time.
  • the heat exchanger is fixed by the clamp portion 104 and the bending die 101.
  • the support portion 103 in the direction of arrow a2 the heat exchanger is pressed against the bending die 101 from the outside, and the heat exchanger is bent.
  • the bending method may be the rotary pull bending shown in FIG.
  • Rotational pull bending moves the support portion 103 and the clamp portion 104 to a predetermined position with respect to the bending die 101 (see arrows b1 and b3).
  • the order in which the support portion 103 and the clamp portion 104 are moved may be either first or may be moved at the same time.
  • the heat exchanger is fixed by the clamp portion 104 and the bending die 101.
  • the heat exchanger is bent while being wound in the direction of arrow b5.
  • FIG. 6 is a schematic view of the bending die 101 and the corrugated heat exchanger 10 of the manufacturing apparatus 20 before the bending process according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic view of the bending die 101 and the corrugated heat exchanger 10 of the manufacturing apparatus 20 after the bending process according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The white arrows in FIG. 6 indicate the bending direction of the heat exchanger.
  • the arcuate portion 101a of the bending die 101 is provided on the outer periphery at regular intervals in the axial direction of the bending die 101 (the direction orthogonal to the paper surface in FIGS. 6 and 7 and the left-right direction in FIG. 8).
  • a plurality of recesses 101b are formed along the line. As shown in FIG. 8, the distance between the recesses 101b is substantially equal to the distance between the flat tubes 1 of the corrugated heat exchanger 10. Further, the recess 101b is a portion that fits with the protruding portion 1a of the flat tube 1, but the depth length of the recess 101b is shorter than the length of the protruding portion 1a in the protruding direction.
  • the protrusion 1a hits the bottom of the recess 101b, so that the flat tube 1 receives the load during bending, and the corrugated fin 2 Deformation can be suppressed. Further, it is possible to prevent the bending die 101 from hitting the corrugated fin 2 during the bending process, and it is possible to suppress the deformation of the corrugated fin 2 due to the bending die 101 hitting the corrugated fin 2.
  • FIG. 9 is a diagram showing various shapes of the recess 101b of the bending die 101 of the manufacturing apparatus 20 according to the first embodiment.
  • the shape of the recess 101b is, for example, a trapezoid 101b1, a triangle 101b2, a semicircle 101b3, a rectangle 101b4, and a taper shape 101b5 provided with a taper that invites the entrance of the flat tube 1. Any shape may be used as long as it fits with the protruding portion 1a.
  • the recess 101b is a portion such as the trapezoid 101b1, the triangle 101b2, the semicircle 101b3, and the tapered shape 101b5, in which the width is narrowed from the opening end X to the bottom Y in the cross-sectional view of the bending die 101. It is preferable to have a shape having. By doing so, the flat tube 1 can be easily attracted to the bending die 101. Further, it is possible to improve the ease of separating the flat tube 1 after the bending process. In particular, these effects can be enhanced with respect to the corrugated heat exchanger 12 shown in FIG. 13, which will be described later.
  • the recess 101b is formed in the flat tube 1 when the recess 101b is fitted with the protrusion 1a in the cross-sectional view of the bending die 101, such as the trapezoid 101b1, the triangle 101b2, the semicircle 101b3, and the tapered shape 101b5. It is preferable that the shape is such that the protrusion 1a is in contact with the protrusion 1a at two or more places. By doing so, the protruding portion 1a comes into contact with the recess 101b at a plurality of locations, so that the holding strength of the flat tube 1 by the bending die 101 can be improved.
  • the spacing between the recesses 101b of the bending die 101 is substantially equal to that of one end of the corrugated fin 2.
  • the flat tube 1 is fitted by bending the flat tube 1 as shown in FIG. 7 in a state where the protruding portion 1a of the flat tube 1 is fitted into the recess 101b of the bending die 101.
  • the bending process proceeds in a state of being restricted to the combined recess 101b. Since the flat tube 1 is restricted from being deformed by the recess 101b during bending, the buckling amount of the flat tube 1 of the bent portion 10a due to being compressed by the bending is reduced.
  • the radius of the arc portion 101a of the bending die 101 is about 50 mm to 300 mm.
  • various types of flat tubes 1 can be considered, such that the tube width of the flat tube 1 is about 1 mm to 6 mm and the tube height of the flat tube 1 is about 8 mm to 40 mm.
  • the buckling amount of the flat tube 1 can be reduced by fitting the protruding portion 1a of the flat tube 1 into the recess 101b of the bending die 101 and performing bending processing. Therefore, the radius of the arc portion 101a of the bending die 101 forming the shape of the bending portion 10a of the corrugated heat exchanger 10 can be reduced, and a heat exchanger having good loading efficiency on refrigerating equipment and air conditioning equipment can be obtained. can.
  • a flat tube 1 having a large aspect ratio and good heat transfer performance can be used, and a heat exchanger having good heat exchange performance can be used as a refrigerating device and an air conditioner. Can be loaded into.
  • the heat exchanger manufacturing apparatus 20 is the heat exchanger manufacturing apparatus 20 that bends the heat exchanger having the heat transfer tube and the fins, and is the end of the fins of the heat transfer tube. It is provided with a bending die 101 having a recess 101b that fits with an end portion that protrudes from the portion.
  • the method for manufacturing a heat exchanger according to the first embodiment is a heat exchanger in which a heat exchanger having a heat transfer tube and fins is processed by using a manufacturing apparatus 20 having a bending die 101 having a recess 101b.
  • This is a manufacturing method in which the heat exchanger is bent in a state where the end of the heat transfer tube of the heat exchanger that protrudes from the end of the fin is fitted into the recess 101b.
  • the end of the heat transfer tube of the heat exchanger protruding from the end of the fin is formed in the recess 101b of the bending die 101. Since the heat exchanger is bent in the fitted state, the amount of buckling of the heat transfer tube during the bending of the heat exchanger can be reduced. As a result, it is possible to suppress the blockage of the air passage and the deterioration of the design.
  • the bending die 101 has an arc-shaped arc portion 101a. According to the heat exchanger manufacturing apparatus 20 according to the first embodiment, since the bending die 101 has the arc portion 101a, the heat exchanger can be easily bent.
  • a plurality of recesses 101b are formed along the outer circumference of the arc portion 101a at regular intervals in the axial direction of the bending die 101.
  • the header 3 provided so as to extend in the vertical direction
  • the flat tube 1 and the corrugated fin provided so as to extend in the horizontal direction when viewed from the front.
  • the corrugated heat exchanger 10 provided with 2 can be bent so that the buckling amount of the flat tube 1 is reduced.
  • Embodiment 2 Hereinafter, the second embodiment will be described, but the description of the parts overlapping with the first embodiment will be omitted, and the same parts or the corresponding parts as those of the first embodiment will be designated by the same reference numerals.
  • FIG. 10 is a schematic view of the bending die 101 and the corrugated heat exchanger 11 of the manufacturing apparatus 20 before the bending process according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the white arrows in FIG. 10 indicate the bending direction of the heat exchanger.
  • one end of all the flat tubes 1 protruded from one end of the corrugated fin 2.
  • the corrugated heat exchanger 11 according to the second embodiment as shown in FIGS. 10 to 12, only one end of the flat tube 1 in the portion 11b to be bent is one of the corrugated fins 2. It protrudes from the end.
  • Embodiment 3 Hereinafter, the third embodiment will be described, but the description of the parts overlapping with the first embodiment will be omitted, and the same parts or the corresponding parts as those of the first embodiment will be designated by the same reference numerals.
  • FIG. 13 is a schematic view of the corrugated heat exchanger 12 according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic view of a top-flow type outdoor unit 40 on which the corrugated heat exchanger 12 according to the third embodiment is mounted.
  • the corrugated heat exchanger 12 shown in FIG. 13 is formed by bending the flat tube 1 once so as to have an L shape in a plan view, and has a bent portion 10a.
  • the shape of the corrugated heat exchanger 12 does not have to be strictly L-shaped, but may be close to L-shaped.
  • the corrugated heat exchanger 12 includes a plurality of flat tubes 1 having a rectangular shape with rounded corners, that is, a flat cross section, and a plurality of corrugated fins 2 which are continuously bent so as to have a corrugated shape. It includes a header 3 into which the end of each flat tube 1 is inserted. When the corrugated heat exchanger 12 is viewed from the front, the header 3 is provided so as to extend in the horizontal direction, and the flat tube 1 and the corrugated fin 2 are provided so as to extend in the vertical direction. That is, in the corrugated heat exchanger 12 according to the third embodiment, the orientations of the flat tube 1, the corrugated fin 2, and the header 3 are 90 degrees different from those of the corrugated heat exchanger 10 according to the first embodiment.
  • a corrugated heat exchanger 12 extends to a refrigerating cycle device such as a refrigerating device or an air conditioner so that the header 3 extends in the left-right direction, that is, in the horizontal direction of the device.
  • a refrigerating cycle device such as a refrigerating device or an air conditioner
  • the header 3 extends in the left-right direction, that is, in the horizontal direction of the device.
  • the corrugated heat exchanger 12 is mounted on the top flow type outdoor unit 40.
  • a fluid such as a refrigerant flows inside the flat tube 1, but since the cross section is flat, the contact area between the refrigerant and the heat transfer tube can be increased without increasing the ventilation resistance, and when the size is reduced. However, sufficient heat exchange performance can be obtained.
  • the flat pipe 1 is, for example, a perforated flat pipe in which a plurality of refrigerant flow paths are formed inside. Further, the material of the flat tube 1 is preferably made of a metal having good heat transfer performance and less corrosion, for example, aluminum or copper.
  • the material of the corrugated fin 2 is preferably a metal having good heat transfer performance, for example, aluminum or copper.
  • the header 3 is formed with a plurality of insertion ports (not shown) for the flat tube 1, and the header 3 needs to have strength to withstand the pressure of the refrigerant flowing inside the header 3. Therefore, the material of the header 3 is, for example, aluminum, copper, stainless steel, or the like.
  • FIG. 15 is a schematic view of the bending die 102 and the corrugated heat exchanger 12 of the manufacturing apparatus 20 before the bending process according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic view of the bending die 102 and the corrugated heat exchanger 12 of the manufacturing apparatus 20 after the bending process according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The white arrows in FIGS. 15 and 16 indicate the bending direction of the heat exchanger.
  • the bending die 102 of the manufacturing apparatus 20 has an arc-shaped arc portion 102a.
  • the arc shape may be a shape close to an arc, even if it is not strictly an arc. Further, this arc shape may have a plurality of portions having different radii R. Further, in order to suppress dimensional variation due to bending, a member having high rigidity is used for the bending die 102.
  • the material of the bending die 102 is, for example, a metal material such as steel and aluminum, or a resin material such as MC nylon.
  • the arc portion 102a of the bending die 102 is parallel to the axial direction of the bending die 102 (the direction orthogonal to the paper surface of FIGS. 15 and 16 and the left-right direction of FIG. 17) and along the outer circumference.
  • a plurality of recesses 102b are formed at regular intervals. As shown in FIG. 15, the distance between the recesses 102b is substantially equal to the distance between the flat tubes 1 of the corrugated heat exchanger 12 before bending.
  • the flat tube 1 is bent by bending the flat tube 1 as shown in FIG. 16 in a state where the protruding portion 1a of the flat tube 1 is fitted into the recess 102b of the bending die 102.
  • the bending process proceeds while maintaining the interval before the bending process.
  • a plurality of recesses 101b are formed parallel to the axial direction of the bending die 102 and at regular intervals along the outer circumference of the arc portion 101a.
  • the header 3 is provided so as to extend in the horizontal direction
  • the flat tube 1 and the corrugated fin are provided so as to extend in the vertical direction when viewed from the front.
  • the corrugated heat exchanger 10 provided with 2 can be bent so that the buckling amount of the flat tube 1 is reduced.
  • Embodiment 4 Hereinafter, the fourth embodiment will be described, but the description of the parts that overlap with the third embodiment will be omitted, and the same parts or the corresponding parts as those in the third embodiment will be designated by the same reference numerals.
  • FIG. 18 is a schematic view of the bending die 102 and the corrugated heat exchanger 13 of the manufacturing apparatus 20 before the bending process according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The white arrows in FIG. 18 indicate the bending direction of the heat exchanger.
  • one end of all the flat tubes 1 protrudes from one end of the corrugated fin 2, but in the fourth embodiment, the bending process is performed as shown in FIGS. 18 and 19. Only one end of the flat tube 1 in the portion 13b to be applied protrudes from one end of the corrugated fin 2.
  • FIG. 20 is a schematic view of a bending die 105 and a fin tube heat exchanger 14 of the manufacturing apparatus 20 before bending according to the modified examples of the first to fourth embodiments.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The white arrows in FIG. 20 indicate the bending direction of the heat exchanger.
  • the corrugated heat exchanger 10 is bent once with respect to the flat tube 1 so as to be L-shaped in a plan view, but the present invention is not limited thereto.
  • the corrugated heat exchanger 10 may be bent twice with respect to the flat tube 1 so as to have a U-shape in a plan view, or may have a G-shape in a plan view.
  • the flat tube 1 may be bent three times. Note that.
  • the shape of the corrugated heat exchanger 10 does not have to be strictly U-shaped or G-shaped, but may be a shape close to them.

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Abstract

伝熱管を有する熱交換器に曲げ加工を施す熱交換器の製造装置であって、伝熱管の端部と嵌合する凹部を有する曲げ型を備えた熱交換器の製造装置。

Description

熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法、ならびに冷凍サイクル装置の製造方法
　本開示は、伝熱管とフィンとを有する熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法、ならびに冷凍サイクル装置の製造方法に関するものである。
　熱交換器として、アルミニウムあるいは鋼などの金属材料を用いたフィンに、アルミニウムあるいは鋼などの金属材料を用いた伝熱管を挿入したフィンチューブ式熱交換器が知られている。さらに、熱交換器として、波形になるように連続的に曲げ加工が施された複数のコルゲートフィンと、断面が角丸の長方形状を有する複数の扁平の伝熱管（以下、扁平管と称する）とを備えたコルゲート熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。フィンチューブ式熱交換器は、主に冷凍機器および空調機器で多く使用されており、コルゲート熱交換器は、主に自動車機器で多く使用されている。
　コルゲート熱交換器は、フィンおよび扁平管が主にアルミニウムからなり、小型かつ軽量で熱交換性能が優れたものである。近年、冷凍機器および空調機器の小型化および高性能化が進んでいる。そこで、冷凍機器および空調機器の小型化および高性能化、さらにはフィンおよび扁平管の原材料を銅からアルミニウムに置き換えることによる原材料のコスト低減を目的として、コルゲート熱交換器の冷凍機器および空調機器への積載が進んでいる。
特開２０００－１５４９９２号公報
　コルゲート熱交換器を冷凍機器あるいは空調機器へ搭載する際に、さらなる小型化および高性能化を目的としてコルゲート熱交換器に曲げ加工が施されることがある。しかしながら、従来の熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法では、コルゲート熱交換器の曲げ加工時に曲げ部で扁平管が座屈してしまい、それによってフィンが変形し、風路閉塞および意匠性の悪化を引き起こすという課題があった。
　本開示は、以上のような課題を解決するためになされたもので、熱交換器の曲げ加工時における伝熱管の座屈量を低減することができる熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法、ならびに冷凍サイクル装置の製造方法を提供することを目的としている。
　本開示に係る熱交換器の製造装置は、伝熱管を有する熱交換器に曲げ加工を施す熱交換器の製造装置であって、前記伝熱管の端部と嵌合する凹部を有する曲げ型を備えたものである。
　また、本開示に係る熱交換器の製造方法は、伝熱管を有する熱交換器を、凹部を有する曲げ型を備えた製造装置を用いて加工する熱交換器の製造方法であって、前記伝熱管の端部を前記凹部に嵌合させた状態で、前記熱交換器に曲げ加工を施す方法である。
　また、本開示に係る冷凍サイクル装置の製造方法は、伝熱管とヘッダーとを有する熱交換器に、凹部を有する曲げ型を備えた製造装置を用いて、前記伝熱管の端部を前記凹部に嵌合させた状態で曲げ加工を施し、曲げ加工を施した前記熱交換器を、前記ヘッダーが鉛直方向または水平方向に延びる方向となるように配置する方法である。
　本開示に係る熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法、ならびに冷凍サイクル装置の製造方法によれば、曲げ型の凹部に熱交換器の伝熱管の端部を嵌合させた状態で、熱交換器に曲げ加工を施すため、熱交換器の曲げ加工時における伝熱管の座屈量を低減することができる。
実施の形態１に係るコルゲート熱交換器の概略図である。 実施の形態１に係るコルゲート熱交換器が搭載されるトップフロー型の室外機の概略図である。 実施の形態１に係るコルゲート熱交換器の扁平管およびコルゲートフィンの拡大図である。 実施の形態１に係る熱交換器の製造装置の加工方式を示した概略図である。 実施の形態１に係る熱交換器の製造装置の加工方式の変形例を示した概略図である。 実施の形態１に係る曲げ加工を施す前の製造装置の曲げ型およびコルゲート熱交換器の概略図である。 実施の形態１に係る曲げ加工を施した後の製造装置の曲げ型およびコルゲート熱交換器の概略図である。 図６のＡ－Ａ断面矢視図である。 実施の形態１に係る製造装置の曲げ型の凹部の様々な形状を示す図である。 実施の形態２に係る曲げ加工を施す前の製造装置の曲げ型およびコルゲート熱交換器の概略図である。 図１０のＡ－Ａ断面矢視図である。 図１０のＢ－Ｂ断面矢視図である。 実施の形態３に係るコルゲート熱交換器の概略図である。 実施の形態３に係るコルゲート熱交換器が搭載されるトップフロー型の室外機の概略図である。 実施の形態３に係る曲げ加工を施す前の製造装置の曲げ型およびコルゲート熱交換器の概略図である。 実施の形態３に係る曲げ加工を施した後の製造装置の曲げ型およびコルゲート熱交換器の概略図である。 図１５のＡ－Ａ断面矢視図である。 実施の形態４に係る曲げ加工を施す前の製造装置の曲げ型およびコルゲート熱交換器の概略図である。 図１８のＡ－Ａ断面矢視図である。 実施の形態１～４の変形例に係る曲げ加工を施す前の製造装置の曲げ型およびフィンチューブ式熱交換器の概略図である。 図２０のＡ－Ａ断面矢視図である。
　以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態１．
　実施の形態１に係る熱交換器の製造装置および熱交換器の製造方法は、冷凍機器および空調機器で使用される熱交換器、特に、複数のフィンと断面形状が扁平の複数の伝熱管とを備えた熱交換器、あるいはコルゲート熱交換器などの曲げ加工に用いられる。ここで、冷凍機器および空調機器は、図示省略の圧縮機、熱交換器、電磁弁、ファン、配管部品、および、構造用板金などから構成される。
　コルゲート熱交換器などの熱交換器は、冷凍機器あるいは空調機器へ搭載される際に、小型化および高性能化を目的として曲げ加工が施されることがある。
　図１は、実施の形態１に係るコルゲート熱交換器１０の概略図である。図２は、実施の形態１に係るコルゲート熱交換器１０が搭載されるトップフロー型の室外機３０の概略図である。
　図１に示すコルゲート熱交換器１０は、平面視してＬ字状となるように伝熱管に対して１回の曲げ加工が施されたものであり、曲げ部１０ａを有する。なお、コルゲート熱交換器１０の形状は、厳密にＬ字状でなくてもＬ字状に近い形状であればよい。このコルゲート熱交換器１０は、断面が角丸の長方形状、つまり断面形状が扁平の複数の伝熱管（以下、扁平管１と称する）と、波形になるように連続的に曲げ加工が施された複数のコルゲートフィン２と、各扁平管１の端部が差し込まれたヘッダー３とを備えている。コルゲート熱交換器１０を正面視して、ヘッダー３は鉛直方向に延びるように設けられており、扁平管１およびコルゲートフィン２は水平方向に延びるように設けられている。このようなコルゲート熱交換器１０が、冷凍機器あるいは空調機器などの冷凍サイクル装置に、そのヘッダー３がその装置の上下方向つまり鉛直方向に延びるように、当該冷凍サイクル装置の熱交換器として設けられる。例えば、図２に示すように、コルゲート熱交換器１０は、トップフロー型の室外機３０に搭載される。なお、図２では、コルゲート熱交換器１０のヘッダー３は、筐体３１の柱に隠れた位置に、鉛直方向に延びるように配置されている。
　扁平管１は、内部に冷媒などの流体が流れるが、断面が扁平形状のため、通風抵抗を増大させることなく冷媒と伝熱管との接触面積を増大させることができ、それによって小型化した場合でも十分な熱交換性能を得ることができる。この扁平管１は、例えば複数の冷媒流路が内部に形成された多孔扁平管である。また、扁平管１の材質は、伝熱性能がよくて腐食の少ない金属製であることが望ましく、例えばアルミニウムあるいは銅などである。
　コルゲートフィン２の材質は、伝熱性能がよい金属製であることが望ましく、例えばアルミニウムあるいは銅などである。
　ヘッダー３には、扁平管１の差し込み口（図示せず）が複数形成されており、ヘッダー３は、その内部を流れる冷媒などの圧力に耐えられる強度を有する必要がある。そのため、ヘッダー３の材質は、例えばアルミニウム、銅、あるいはステンレスなどである。
　扁平管１とコルゲートフィン２とは、例えばろう付け接合あるいは接着により接合される。扁平管１とコルゲートフィン２とは、扁平管１およびコルゲートフィン２のいずれか一方、あるいはその両方にろう材層を有するクラッド材が使用されることにより、ろう付け接合される。または、扁平管１とコルゲートフィン２とは、それらの間にろう材あるいは接着剤が供給されることにより、ろう付け接合あるいは接着される。なお、ろう付け接合の場合、扁平管１とコルゲートフィン２とのろう付けは、高温雰囲気炉内に投入されて行われる。つまり、扁平管１とコルゲートフィン２とのろう付けは、炉中ろう付けで行われる。
　扁平管１とヘッダー３とも同様に、扁平管１およびヘッダー３のいずれか一方、あるいはその両方にろう材層を有するクラッド材が使用されることにより、ろう付け接合される。または、扁平管１とヘッダー３とは、それらの間にろう材あるいは接着剤が供給されることにより、ろう付け接合あるいは接着される。
　図３は、実施の形態１に係るコルゲート熱交換器１０の扁平管１およびコルゲートフィン２の拡大図である。なお、図３は、コルゲート熱交換器１０の縦断面を断面視した部分断面図である。
　上記の構成であるコルゲート熱交換器１０において、図３に示すように扁平管１の高さＨ１はコルゲートフィン２の高さＨ２よりも高く、扁平管１の一方の端部（以下、突出部１ａとも称する）がコルゲートフィン２の一方の端部よりも突出している。
　図４は、実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０の加工方式を示した概略図である。図５は、実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０の加工方式の変形例を示した概略図である。なお、図４および図５は、製造装置２０を平面視した図である。また、図４および図５では、製造装置２０を用いてコルゲート熱交換器１０に曲げ加工を施す様子を示している。
　次に、熱交換器に曲げ加工を施す製造装置２０について説明する。製造装置２０は、曲げ型１０１と、支持部１０３と、クランプ部１０４とを備えている。製造装置２０の曲げ型１０１は、曲げ加工時に熱交換器と接触する部分である円弧部１０１ａを有している。この円弧部１０１ａは、円弧形状を有している。なお、円弧部１０１ａの形状は、厳密に円弧でなくても円弧に近い形状であればよい。また、曲げ型１０１は、図４および図５に示すように平面視して半円形状でも、後述する図６および図７に示すように平面視して円形状でも、平面視して扇形状でもよく、円弧形状の円弧部１０１ａを有していれば形状は問わない。
　また、曲げ加工による寸法のばらつきを抑制するため、曲げ型１０１には剛性が高い部材が用いられる。曲げ型１０１の材質は、例えば鋼およびアルミニウムなどの金属材料、あるいはＭＣナイロンなどの樹脂材料などである。
　実施の形態１に係る曲げ加工の方式は、図４に示す圧縮曲げである。圧縮曲げは、まず支持部１０３およびクランプ部１０４を曲げ型１０１に対して所定の位置に移動させる（矢印ａ１、ａ３参照）。なお、支持部１０３およびクランプ部１０４を移動させる順番は、どちらが先でもよいし、同時に移動させてもよい。次に、クランプ部１０４を矢印ａ１の方向に移動させることにより、クランプ部１０４および曲げ型１０１によって熱交換器が固定される。次に、支持部１０３を矢印ａ２方向に移動させることで、熱交換器が外側から曲げ型１０１に押し付けられ、熱交換器に曲げ加工が施される。
　曲げ加工の方式は、図５に示す回転引き曲げでもよい。回転引き曲げは、支持部１０３およびクランプ部１０４を曲げ型１０１に対して所定の位置に移動させる（矢印ｂ１、ｂ３参照）。なお、支持部１０３およびクランプ部１０４を移動させる順番は、どちらが先でもよいし、同時に移動させてもよい。次に、クランプ部１０４を矢印ｂ３の方向に移動させることにより、クランプ部１０４および曲げ型１０１によって熱交換器が固定される。次に、クランプ部１０４と曲げ型１０１とを同時に矢印ｂ２、ｂ４方向に移動あるいは回転させることで、熱交換器は矢印ｂ５方向に巻き取られながら、曲げ加工が施される。
　図６は、実施の形態１に係る曲げ加工を施す前の製造装置２０の曲げ型１０１およびコルゲート熱交換器１０の概略図である。図７は、実施の形態１に係る曲げ加工を施した後の製造装置２０の曲げ型１０１およびコルゲート熱交換器１０の概略図である。図８は、図６のＡ－Ａ断面矢視図である。なお、図６の白抜きの矢印は、熱交換器の曲げ方向を示している。
　図６～図８に示すように、曲げ型１０１の円弧部１０１ａには、曲げ型１０１の軸方向（図６および図７の紙面直交方向、図８の左右方向）に一定間隔で、外周に沿って複数の凹部１０１ｂが形成されている。なお、凹部１０１ｂ同士の間隔は、図８に示すようにコルゲート熱交換器１０の扁平管１同士の間隔とほぼ等しい。また、凹部１０１ｂは、扁平管１の突出部１ａと嵌合する部分であるが、凹部１０１ｂの深さ長は、突出部１ａの突出方向の長さよりも短い。このようにすることで、凹部１０１ｂが突出部１ａと嵌合する際に、突出部１ａが凹部１０１ｂの底部に当たるため、曲げ加工時の加重を扁平管１が受けることになり、コルゲートフィン２の変形を抑制することができる。さらに、曲げ加工時に曲げ型１０１がコルゲートフィン２に当たるのを防ぐことができ、曲げ型１０１がコルゲートフィン２に当たることによるコルゲートフィン２の変形を抑制することができる。
　図９は、実施の形態１に係る製造装置２０の曲げ型１０１の凹部１０１ｂの様々な形状を示す図である。
　図９に示すように、凹部１０１ｂの形状は、例えば台形１０１ｂ１、三角形１０１ｂ２、半円１０１ｂ３、長方形１０１ｂ４、および、入り口に誘い込みとなるテーパーが設けられたテーパー形状１０１ｂ５などであり、扁平管１の突出部１ａと嵌合する形状であればよい。
　また、凹部１０１ｂは、台形１０１ｂ１、三角形１０１ｂ２、半円１０１ｂ３、および、テーパー形状１０１ｂ５のように、曲げ型１０１の断面視において、開口端部Ｘから底部Ｙに向かって幅が狭くなっている部分を有する形状とするとよい。そうすることで、扁平管１を曲げ型１０１へ誘い込みやすくすることができる。さらに、曲げ加工後の扁平管１の離間させやすさを向上させることができる。特に、後述する図１３に示すコルゲート熱交換器１２に対してそれら効果を高めることができる。
　また、凹部１０１ｂは、台形１０１ｂ１、三角形１０１ｂ２、半円１０１ｂ３、および、テーパー形状１０１ｂ５のように、曲げ型１０１の断面視において、凹部１０１ｂが突出部１ａと嵌合する際に、扁平管１の突出部１ａと２カ所以上で接触する形状とするとよい。そうすることで、突出部１ａが凹部１０１ｂと複数箇所で接触するため、曲げ型１０１による扁平管１の保持強度を向上させることができる。
　円弧部１０１ａに一定間隔で複数の凹部１０１ｂを有する曲げ型１０１を備えた製造装置２０を用いて、曲げ型１０１の凹部１０１ｂ同士の間隔とほぼ等しく、かつコルゲートフィン２の一方の端部よりも突出している突出部１ａを有する扁平管１を備えた熱交換器に曲げ加工を施す際に、扁平管１の突出部１ａを曲げ型１０１の凹部１０１ｂに嵌合させた状態で曲げ加工を施す。
　図６および図８に示すように、扁平管１の突出部１ａを曲げ型１０１の凹部１０１ｂに嵌合させた状態で、図７に示すように曲げ加工を施すことにより、扁平管１が嵌合された凹部１０１ｂに規制された状態で曲げ加工が進む。扁平管１は曲げ加工時に凹部１０１ｂにより変形が規制されるため、曲げ部１０ａの扁平管１は、曲げ加工によって圧縮されることに起因する座屈量が低減する。
　扁平管１の座屈量が低減すると、コルゲートフィン２の変形による風路閉塞によって引き起こされる熱交換性能の低減を抑制することができる。
　ここで、曲げ型１０１の円弧部１０１ａの半径は、５０ｍｍ～３００ｍｍ程度である。また、扁平管１の管幅は１ｍｍ～６ｍｍ程度、扁平管１の管高さは８ｍｍ～４０ｍｍ程度と、様々な種類の扁平管１が考えられる。
　コルゲート熱交換器１０の曲げ加工においては、曲げ型１０１の円弧部１０１ａの半径が小さいほど扁平管１は座屈しやすい。また、扁平管１の管幅と管高さとの比、つまり管高さ／管幅であるアスペクト比が大きいほど扁平管１は座屈しやすい。
　そこで、扁平管１の突出部１ａを曲げ型１０１の凹部１０１ｂに嵌合させて曲げ加工を施すことにより、扁平管１の座屈量を低減することができる。そのため、コルゲート熱交換器１０の曲げ部１０ａの形状を形成する曲げ型１０１の円弧部１０１ａの半径を小さくすることができ、冷凍機器および空調機器への積載効率がよい熱交換器を得ることができる。あるいは、曲げ型１０１の円弧部１０１ａの半径が同じであっても、アスペクト比が大きく伝熱性能がよい扁平管１を用いることができ、熱交換性能のよい熱交換器を冷凍機器および空調機器へ積載することができる。
　以上、実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０は、伝熱管とフィンとを有する熱交換器に曲げ加工を施す熱交換器の製造装置２０であって、伝熱管の、フィンの端部よりも突出した端部と嵌合する凹部１０１ｂを有する曲げ型１０１を備えたものである。
　また、実施の形態１に係る熱交換器の製造方法は、伝熱管とフィンとを有する熱交換器を、凹部１０１ｂを有する曲げ型１０１を備えた製造装置２０を用いて加工する熱交換器の製造方法であって、熱交換器の伝熱管の、フィンの端部よりも突出した端部を凹部１０１ｂに嵌合させた状態で、熱交換器に曲げ加工を施す方法である。
　実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０および熱交換器の製造方法によれば、曲げ型１０１の凹部１０１ｂに熱交換器の伝熱管の、フィンの端部よりも突出した端部を嵌合させた状態で、熱交換器に曲げ加工を施すため、熱交換器の曲げ加工時における伝熱管の座屈量を低減することができる。その結果、風路閉塞および意匠性の悪化を抑制することができる。
　また、実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０において、曲げ型１０１は、円弧形状の円弧部１０１ａを有する。実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０によれば、曲げ型１０１が円弧部１０１ａを有するため、熱交換器に容易に曲げ加工を施すことができる。
　また、実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０において、凹部１０１ｂは、曲げ型１０１の軸方向に一定間隔で、円弧部１０１ａの外周に沿って複数形成されている。実施の形態１に係る熱交換器の製造装置２０によれば、正面視して、鉛直方向に延びるように設けられたヘッダー３と、水平方向に延びるように設けられた扁平管１およびコルゲートフィン２を備えたコルゲート熱交換器１０に対して、扁平管１の座屈量が低減するように、曲げ加工を施すことができる。
　実施の形態２．
　以下、実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１０は、実施の形態２に係る曲げ加工を施す前の製造装置２０の曲げ型１０１およびコルゲート熱交換器１１の概略図である。図１１は、図１０のＡ－Ａ断面矢視図である。図１２は、図１０のＢ－Ｂ断面矢視図である。なお、図１０の白抜きの矢印は、熱交換器の曲げ方向を示している。
　実施の形態１に係るコルゲート熱交換器１０では、全ての扁平管１の一方の端部がコルゲートフィン２の一方の端部よりも突出していた。一方、実施の形態２に係るコルゲート熱交換器１１では、図１０～図１２に示すように、曲げ加工が施される部分１１ｂにおける扁平管１の一方の端部のみがコルゲートフィン２の一方の端部よりも突出している。
　実施の形態２に係るコルゲート熱交換器１０では、曲げ加工が施される部分１１ｂ以外のコルゲートフィン２の一方の端部の位置が扁平管１の一方の端部と同じであるため、熱交換性能の低減を大幅に抑制することができる。
　実施の形態３．
　以下、実施の形態３について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１３は、実施の形態３に係るコルゲート熱交換器１２の概略図である。図１４は、実施の形態３に係るコルゲート熱交換器１２が搭載されるトップフロー型の室外機４０の概略図である。
　図１３に示すコルゲート熱交換器１２は、平面視してＬ字状となるように扁平管１に対して１回の曲げ加工が施されたものであり、曲げ部１０ａを有する。なお、コルゲート熱交換器１２の形状は、厳密にＬ字状でなくてもＬ字状に近い形状であればよい。このコルゲート熱交換器１２は、断面が角丸の長方形状、つまり断面形状が扁平の複数の扁平管１と、波形になるように連続的に曲げ加工が施された複数のコルゲートフィン２と、各扁平管１の端部が差し込まれたヘッダー３とを備えている。コルゲート熱交換器１２を正面視して、ヘッダー３は水平方向に延びるように設けられており、扁平管１およびコルゲートフィン２は鉛直方向に延びるように設けられている。つまり、実施の形態３に係るコルゲート熱交換器１２は、扁平管１、コルゲートフィン２、および、ヘッダー３の向きが、実施の形態１に係るコルゲート熱交換器１０と９０度異なっている。すなわち、このようなコルゲート熱交換器１２が、冷凍機器あるいは空調機器などの冷凍サイクル装置に、そのヘッダー３がその装置の左右方向つまり水平方向に延びるように、当該冷凍サイクル装置の熱交換器として設けられる。例えば、図１４に示すように、コルゲート熱交換器１２は、トップフロー型の室外機４０に搭載される。
　扁平管１は、内部に冷媒などの流体が流れるが、断面が扁平形状のため、通風抵抗を増大させることなく冷媒と伝熱管との接触面積を増大させることができ、それによって小型化した場合でも十分な熱交換性能を得ることができる。この扁平管１は、例えば複数の冷媒流路が内部に形成された多孔扁平管である。また、扁平管１の材質は、伝熱性能がよくて腐食の少ない金属製であることが望ましく、例えばアルミニウムあるいは銅などである。
　コルゲートフィン２の材質は、伝熱性能がよい金属製であることが望ましく、例えばアルミニウムあるいは銅などである。
　ヘッダー３には、扁平管１の差し込み口（図示せず）が複数形成されており、ヘッダー３は、その内部を流れる冷媒などの圧力に耐えられる強度を有する必要がある。そのため、ヘッダー３の材質は、例えばアルミニウム、銅、あるいはステンレスなどである。
　図１５は、実施の形態３に係る曲げ加工を施す前の製造装置２０の曲げ型１０２およびコルゲート熱交換器１２の概略図である。図１６は、実施の形態３に係る曲げ加工を施した後の製造装置２０の曲げ型１０２およびコルゲート熱交換器１２の概略図である。図１７は、図１５のＡ－Ａ断面矢視図である。なお、図１５および図１６の白抜きの矢印は、熱交換器の曲げ方向を示している。
　実施の形態３に係る製造装置２０の曲げ型１０２は、円弧形状の円弧部１０２ａを有している。なお、この円弧形状は、厳密に円弧でなくても円弧に近い形状であればよい。また、この円弧形状は、半径Ｒが異なる複数の部分を有していてもよい。また、曲げ加工による寸法のばらつきを抑制するため、曲げ型１０２には剛性が高い部材が用いられる。曲げ型１０２の材質は、例えば鋼およびアルミニウムなどの金属材料、あるいはＭＣナイロンなどの樹脂材料などである。
　図１５～図１７に示すように、曲げ型１０２の円弧部１０２ａには、曲げ型１０２の軸方向（図１５および図１６の紙面直交方向、図１７の左右方向）に平行、かつ外周に沿って一定間隔で複数の凹部１０２ｂが形成されている。なお、凹部１０２ｂ同士の間隔は、図１５に示すように曲げ加工前のコルゲート熱交換器１２の扁平管１同士の間隔とほぼ等しい。
　図１５および図１７に示すように、扁平管１の突出部１ａを曲げ型１０２の凹部１０２ｂに嵌合させた状態で、図１６に示すように曲げ加工を施すことにより、扁平管１の曲げ型１０２と接する側は、曲げ加工前の間隔を保ちながら曲げ加工が進む。
　このように、曲げ加工時に扁平管１の曲げ型１０２と接する側の間隔が保たれるため、曲げ加工によるコルゲートフィン２の圧縮および扁平管１の変形が低減する。その結果、コルゲートフィン２の変形による風路閉塞によって引き起こされる熱交換性能の低減を抑制することができる。
　以上、実施の形態３に係る熱交換器の製造装置２０において、凹部１０１ｂは、曲げ型１０２の軸方向に平行、かつ円弧部１０１ａの外周に沿って一定間隔で複数形成されている。実施の形態３に係る熱交換器の製造装置２０によれば、正面視して、水平方向に延びるように設けられたヘッダー３と、鉛直方向に延びるように設けられた扁平管１およびコルゲートフィン２を備えたコルゲート熱交換器１０に対して、扁平管１の座屈量が低減するように、曲げ加工を施すことができる。
　実施の形態４．
　以下、実施の形態４について説明するが、実施の形態３と重複するものについては説明を省略し、実施の形態３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１８は、実施の形態４に係る曲げ加工を施す前の製造装置２０の曲げ型１０２およびコルゲート熱交換器１３の概略図である。図１９は、図１８のＡ－Ａ断面矢視図である。なお、図１８の白抜きの矢印は、熱交換器の曲げ方向を示している。
　実施の形態３では、全ての扁平管１の一方の端部がコルゲートフィン２の一方の端部よりも突出していたが、実施の形態４では、図１８および図１９に示すように曲げ加工が施される部分１３ｂにおける扁平管１の一方の端部のみがコルゲートフィン２の一方の端部よりも突出している。
　実施の形態４では、曲げ加工が施される部分１３ｂ以外のコルゲートフィン２の一方の端部の位置が扁平管１の一方の端部と同じであるため、熱交換性能の低減を大幅に抑制することができる。
　図２０は、実施の形態１～４の変形例に係る曲げ加工を施す前の製造装置２０の曲げ型１０５およびフィンチューブ式熱交換器１４の概略図である。図２１は、図２０のＡ－Ａ断面矢視図である。なお、図２０の白抜きの矢印は、熱交換器の曲げ方向を示している。
　なお、上記の説明では、製造装置２０の曲げ型１０１、１０２によって曲げ加工を施す対象が、コルゲートフィン２を備えたコルゲート熱交換器１３である場合について説明したが、それに限定されない。例えば、図２０および図２１に示すように複数の切り欠き４ａを有する平板状のフィン４と扁平管１とを備えるフィンチューブ式熱交換器１４でもよいことは言うまでもない。
　さらに、上記説明では、コルゲート熱交換器１０が、平面視してＬ字状となるように扁平管１に対して１回の曲げ加工が施されたものであるが、それに限定されない。例えば、コルゲート熱交換器１０が、平面視してＵ字状となるように扁平管１に対して２回の曲げ加工が施されたものでもよいし、平面視してＧ字状となるように扁平管１に対して３回の曲げ加工が施されたものでもよい。なお。コルゲート熱交換器１０の形状は、厳密にＵ字状あるいはＧ字状でなくてもそれらに近い形状であればよい。
　１　扁平管、１ａ　突出部、２　コルゲートフィン、３　ヘッダー、４　フィン、４ａ　切り欠き、１０　コルゲート熱交換器、１０ａ　曲げ部、１１　コルゲート熱交換器、１１ｂ　曲げ加工が施される部分、１２　コルゲート熱交換器、１３　コルゲート熱交換器、１３ｂ　曲げ加工が施される部分、１４　フィンチューブ式熱交換器、２０　製造装置、３０　室外機、４０　室外機、１０１　曲げ型、１０１ａ　円弧部、１０１ｂ　凹部、１０１ｂ１　台形、１０１ｂ２　三角形、１０１ｂ３　半円、１０１ｂ４　長方形、１０１ｂ５　テーパー形状、１０２　曲げ型、１０２ａ　円弧部、１０２ｂ　凹部、１０３　支持部、１０４　クランプ部、１０５　曲げ型。

Claims (11)

  1. 　伝熱管を有する熱交換器に曲げ加工を施す熱交換器の製造装置であって、
    　前記伝熱管の端部と嵌合する凹部を有する曲げ型を備えた
    　熱交換器の製造装置。
  2. 　前記曲げ型は、円弧形状の円弧部を有する
    　請求項１に記載の熱交換器の製造装置。
  3. 　前記凹部は、前記曲げ型の軸方向に一定間隔で、前記円弧部の外周に沿って複数形成されている
    　請求項２に記載の熱交換器の製造装置。
  4. 　前記凹部は、前記曲げ型の軸方向に平行、かつ前記円弧部の外周に沿って一定間隔で複数形成されている
    　請求項２に記載の熱交換器の製造装置。
  5. 　前記熱交換器は、
    　複数のフィンと、断面形状が扁平の複数の前記伝熱管とを備えた
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換器の製造装置。
  6. 　前記フィンは、コルゲートフィンである
    　請求項５に記載の熱交換器の製造装置。
  7. 　前記伝熱管は前記フィンの端部より突出する突出部を有し、前記曲げ型の前記凹部は前記突出部に嵌合し、前記凹部の深さ長は、前記突出部のその突出方向の長さよりも短い
    　請求項５または６に記載の熱交換器の製造装置。
  8. 　前記曲げ型の前記凹部は、断面視において開口端部から底部に向かって幅が狭くなっている部分を有する
    　請求項７に記載の熱交換器の製造装置。
  9. 　前記曲げ型の前記凹部は、断面視において前記伝熱管の前記突出部と２カ所以上で接触する
    　請求項８に記載の熱交換器の製造装置。
  10. 　伝熱管を有する熱交換器を、凹部を有する曲げ型を備えた製造装置を用いて加工する熱交換器の製造方法であって、
    　前記伝熱管の端部を前記凹部に嵌合させた状態で、前記熱交換器に曲げ加工を施す
    　熱交換器の製造方法。
  11. 　伝熱管とヘッダーとを有する熱交換器に、凹部を有する曲げ型を備えた製造装置を用いて、前記伝熱管の端部を前記凹部に嵌合させた状態で曲げ加工を施し、
    　曲げ加工を施した前記熱交換器を、前記ヘッダーが鉛直方向または水平方向に延びる方向となるように配置する
    　冷凍サイクル装置の製造方法。
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