JP4375443B2 - 熱交換器の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器の製造装置に関する。

従来、車両空調装置の冷却用熱交換器において、冷媒が流れる複数本のチューブと、複数本のチューブに冷媒を分流する第１のタンクと、複数本のチューブのそれぞれから冷媒を集合させる第２のタンクと、複数本のチューブのそれぞれの外表面に接合される熱交換フィンとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、複数本のチューブのそれぞれに冷媒が流れる際に、チューブ外部の空気から冷媒が吸熱して蒸発する。熱交換フィンは、空気と冷媒との間の熱交換を促進する。
特開２０００−１７９９８８号公報

本発明者は、上述の冷却用熱交換器の製造する工程において、熱交換器の外表面に樹脂膜を生成する樹脂膜生成工程について鋭意検討したところ、次のような問題点が分かった。

まず、樹脂膜生成工程では、第１、第２のタンク、複数本のチューブ、および熱交換フィンが組み付けられた状態の冷却用熱交換器を用意し、この冷却用熱交換器を樹脂液槽内に浸漬する。次いで、冷却用熱交換器を樹脂液槽から取り出すと、例えば、冷却用熱交換器の熱交換フィンの外表面には余剰樹脂液が付着することになる。

その後、送風機から吹き出される空気流を冷却用熱交換器に当てて余剰樹脂液を除去して均一厚さの樹脂膜を生成する際に、送風機から吹き出される風速が速いと、冷却用熱交換器に衝突して空気流が流れ方向を変更する際に、空気流の風圧で樹脂液が冷却用熱交換器から跳ね上がることがある。

この跳ね上がった樹脂液が送風機に付着して硬化すると送風機が故障する可能性がある。また周囲の壁面等に付着しこの付着した樹脂が剥がれ落ち冷却用熱交換器に付着すると、冷却用熱交換器が製品として不良となるといった問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、熱交換器の外表面に付着した余剰樹脂液を除去する工程を有する熱交換器の製造装置において、送風機からの空気流により余剰樹脂液が跳ね上がり難くすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、熱交換器を製造する際に、前記熱交換器の外表面に付着した余剰樹脂液を除去する熱交換器の製造装置であって、
前記熱交換器に向けて第１の風速（Ｈｃ）で送風する第１の送風機（１０ｃ）と、
前記熱交換器に向けて前記第１の風速よりも遅い第２の風速（Ｈａ）で送風する第２の送風機（１０ａ）と、を備え、
前記第１の送風機により第１の風速で送風させることにより、前記熱交換器の外表面から前記余剰樹脂液を吹き飛ばし、
前記第１の送風機による送風に先だって、前記第２の送風機により前記第２の風速で送風させることにより、前記熱交換器の外表面に沿って前記余剰樹脂液を流れ落として前記熱交換器の外表面から前記余剰樹脂液を除去することを第１の特徴とする。

これにより、第１の送風機からの送風により前記熱交換器の外表面から余剰樹脂液を吹き飛ばす以前に、熱交換器の外表面に付着した余剰樹脂液の量を減らすことができるので、送風機からの空気流により余剰樹脂液が跳ね上がり難くすることができる。

さらに、本発明では、前記第１、第２の送風機の下側に配置され、前記熱交換器から除去された余剰樹脂液を受ける受液部（３０）を備え、
前記受液部の底部には、前記第２の送風機に下側に配置され、かつ前記受けた余剰樹脂液を回収するための回収穴（３１）が設けられていることを第２の特徴とする。

ここで、熱交換器が第２の送風機から送風されると、熱交換器から多くの余剰樹脂液が流れ落ちるが、第２の送風機に下側に回収穴に配置されているので、樹脂液を即座に回収できる。

本発明では、前記第１、第２の送風機と前記受液部との間には、前記受液部側から余剰樹脂液が前記第１、第２の送風機側に跳ね返ることを抑制する複数枚の跳ね返り防止板（４０）が設けられており、
前記複数枚の跳ね返り防止板は、それぞれ、隙間を開けて、天地方向に対して傾斜するように配置されており、
図６に示すように、前記第２の送風機の下側の跳ね返り防止板の前記天地方向に対する傾斜角度（θ１）は、前記第１の送風機の下側の跳ね返り防止板の前記天地方向に対する傾斜角度（θ２）に比べて、大きくなっていることを第３の特徴とする。

ここで、熱交換器が第２の送風機から送風されると、熱交換器から多くの余剰樹脂液が流れ落ちるが、第２の送風機の下側の跳ね返り防止板により、確実に余剰樹脂液の跳ね返りを防止できる。

一方、熱交換器が第１の送風機から送風されると、熱交換器から流れ落ちる余剰樹脂液の量は少ないが、第１の送風機側の跳ね返り防止板により、熱交換器から流れ落ちる余剰樹脂液を複数枚の跳ね返り防止板のそれぞれの隙間を通過させて受液部に確実に到達させることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図１に、本発明に係る本実施形態のエバポレータの製造方法の一実施形態を示す。図１はエバポレータの製造方法の工程を示すフローチャートである。

ここで、エバポレータの製造方法の説明に先立ってエバポレータ１００の概略構造について説明する。

エバポレータ１００は周知の冷房用熱交換器であって、膨張弁、及び圧縮機等とともに周知の冷凍サイクル装置を構成している。

エバポレータ１００には図２に示すように、接続ブロック１が設けられており、接続ブロック１には膨張弁（図示省略）から流出する冷媒が入る冷媒入口１ａと圧縮機（図示省略）に向けて流れ出る冷媒出口１ｂとが設けられている。

エバポレータ１００は、それぞれ並列に並べられた複数本のチューブ２を備えており、複数本のチューブ２は、空気流れ方向Ｘに対する直交方向に２列に複数本並べられている。

すなわち、空気上流側に各チューブ２が一列に並べられており、空気下流側に各チューブ２が一列に並べられている。なお、空気上流側の各チューブ２は、空気下流側に各チューブ２により隠れている。

エバポレータ１００は、タンク部３、４、５、６を備えており、タンク部３は、空気下流側の各チューブ２の長手方向一端部側に接合されており、タンク部３は、冷媒入口８ａから流入する冷媒を各チューブ２に分配する。タンク部４は、空気下流側の各チューブ２の長手方向他端部側に接合されており、タンク部４は、各チューブ２からの冷媒を集合させる。

タンク部５は、空気上流側の各チューブ２の長手方向他端部側に接合されており、タンク部５は、タンク部４で集合された冷媒を空気上流側の各チューブ２に分配する。タンク部６は、空気上流側の各チューブ２の長手方向他端部側に接合されており、タンク部６は、空気上流側の各チューブ２からの冷媒を集合させる。タンク部６で集合された冷媒は冷媒出口１ｂから排出される。

図３に図２中のＡ部分の拡大図を示す。複数本のチューブ２のそれぞれの間には空気通路ｇが形成されており、空気通路ｇには熱交換フィン７が設けられている。熱交換フィン７は、チューブ２の外表面に接合されて、チューブ２内の冷媒と空気との間の熱交換を促進するためのものであり、本実施形態では、熱交換フィン７として、波状に形成されるコルゲートフィンが用いられている。

なお、接続ブロック１、複数本のチューブ２、タンク部３、４、５、６、および熱交換フィン７は、アルミニウム合金からなる。

このように構成されるエバポレータ１００の外表面には、均一厚さの樹脂膜が形成されており、樹脂膜は、表面張力を小さくすることによる水飛び防止機能、防錆機能、および、異臭の発生防止機能などを果たす。

次に、エバポレータ１００の製造方法の工程について図１を参照して説明する。

まず、接続ブロック１、複数本のチューブ２、タンク部３、４、５、６、および熱交換フィンを仮組み付け後に、ろうづけして、一体化する（ステップ１００）。以下、この一体化した製造中間段階の生成物（すなわち、完成前のエバポレータ１００）をワークという。

次のステップ１１０において、ワークに対して送風機からの送風を吹き付けて塵等を吹き飛ばし、次のステップ１２０においてワークを水洗いして、次のステップ１３０において、ワークに対して送風機からの送風を吹き付けて水を吹き飛ばす。

次のステップ１４０において、酸性液によりワークを洗浄してフラックス等を除去する。この洗浄後のワークに対して送風機からの送風を吹き付けて酸性液を吹き飛ばす（ステップ１５０）。

次のステップ１６０（化成工程）において、ワークの外表面に対して無機物としての金属膜を成形する。この金属膜は、防錆機能を果たすものである。次のステップ１７０において、この金属膜が生成されたワークに対して送風機からの送風を吹き付けて塵等を吹き飛ばす。

次のステップ１８０において、ワークを樹脂液槽に浸漬してワークの外表面に樹脂液を付着させる。その後、ステップ１９０（ステップ１９１〜１９３）において、ワークの外表面に付着された余剰樹脂液を除去して、均一厚さの樹脂液の膜をワークの外表面に生成させる。この余剰樹脂液の除去工程（ステップ１９０）については後述する。

その後、ステップ２００において、余剰樹脂液の除去後のワークに熱を加えて乾燥させる。このことにより、ワークの外表面において樹脂液が架橋して樹脂膜が生成される。

次に、余剰樹脂液の除去工程で用いる製造装置について図４を参照して説明する。

製造装置２０は、電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備える。電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、天井から釣り下げられて、天地方向下側に向けて送風する。電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、電動送風機１０ａ、電動送風機１０ｂ、電動送風機１０ｃの順で所定方向（図３中Ｊ方向）に一列に並べられている。

電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれワークに対して送風する。電動送風機１０ａの風速Ｈａは遅く、電動送風機１０ｂの風速Ｈｂは中間風速で、電動送風機１０ｃの風速Ｈｃは高速である（Ｈａ＜Ｈｂ＜Ｈｃ）。

電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃの下側には、皿状に形成されて、かつ樹脂液を受ける受液部３０が設けられており、受液部３０の底部３２には回収口３１が設けられている。底部３２は回収口３１に向けて徐々に下がるように傾斜している。

電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃと受液部３０との間には、受液部３０から樹脂液が跳ね上がることを防止する複数枚の跳ね返り防止板４０が設けられており、複数枚の跳ね返り防止板４０は、それぞれ隙間を開けて、天地方向に対して傾斜するように並べられている。跳ね返り防止板４０はそれぞれ同一角度で傾斜しており、跳ね返り防止板４０は、それぞれ、受液部３０の側壁面（図示省略）により支持されている。
次に、余剰樹脂液の除去工程について説明する。

この除去工程では、ワークがハンガー２０により釣り下げられた状態で、電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃの下側を通過する。このとき、ワークは、チューブ２の長手方向が水平方向と一致した状態でハンガー２０により釣り下げられている。ワークは、上述のステップ１８０の工程で上述の樹脂液槽で浸漬されて外表面に樹脂液が付着したものである。

まず、ワークが電動送風機１０ａの下側に搬送されると、ワークは電動送風機１０ａから送風されて、ワークの外表面に付着した樹脂液は流れ落ちる（ステップ１９１：第１の送風工程）。

以下、樹脂液が流れ落ちるメカニズムの具体例として、熱交換フィン７から樹脂液が流れ落ちる例について図４を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は図３中ａ−ａ断面図に相当する。

電動送風機１０ａから送風される前では、図５（ａ）に示すように、ワークのうち熱交換フィン７の外表面には、樹脂液ｅ１、ｅ２、ｅ２が分散して表面張力により付着している。

このように樹脂液ｅ１、ｅ２、ｅ２が分散して付着した状態で、電動送風機１０ａからの送風を受けると、上側の樹脂液ｅ１が熱交換フィン７の外表面に沿って落ちる。

その後、この落ちた樹脂液ｅ１は、中間部の樹脂液ｅ２に一旦結合するものの、その結合した後に樹脂液ｅ１、ｅ２は自重で分裂して、樹脂液ｅ２は熱交換フィン７の外表面に沿って落ちて下側に移動する（図５（ｂ）参照）。すなわち、電動送風機１０ａからの送風により樹脂液ｅ１と樹脂液ｅ２とが置換されて、樹脂液ｅ２が流れ落ちることになる。

その後、中間部に位置する樹脂液ｅ１は、電動送風機１０ａからの送風を受けると、熱交換フィン７の外表面に沿って落ちる。この落ちた樹脂液ｅ１は、下側の樹脂液ｅ２に一旦結合するものの、その結合した後に樹脂液ｅ１、ｅ２は自重で分裂して、樹脂液ｅ２は熱交換フィン７の外表面に沿って落ちる（図５（ｃ）参照）。すなわち、電動送風機１０ａからの送風により樹脂液ｅ１と樹脂液ｅ２とが置換されて、樹脂液ｅ２が自重で流れ落ちることになる。

このように電動送風機１０ａからの送風により各樹脂液は、熱交換フィン７の外表面に沿って順次流れ、熱交換フィン７から落ちることになる。

同様に、接続ブロック１、複数本のチューブ２、およびタンク部３、４、５、６の外表面に付着した樹脂液は、外表面に沿って順次流れ落ちることになる。

これにより、熱交換フィン７、接続ブロック１、複数本のチューブ２、およびタンク部３、４、５、６の外表面に付着した余剰樹脂液を除去することになる。

次に、ワークが電動送風機１０ｂの下側に搬送されると、ワークは電動送風機１０ｂから送風されて、ワークの外表面に付着した樹脂液は流れ落ちる（ステップ１９２：第２の送風工程）。

この場合の樹脂液が流れ落ちるメカニズムは、上述のステップ１９０の工程の場合と同様であるが、上述のステップ１９０の工程の場合に比べると樹脂液が電動送風機から受ける送風速度が速い。このため、上述のステップ１９０の工程の場合に比べて流れ落ちる樹脂液量は減るものの、樹脂液に与える送風圧力が高くなるので、上述のステップ１９０の工程でも流れ落ちずに残留した余剰樹脂液が流れ落ちることになる。

次に、ワークが電動送風機１０ｃの下側に搬送されると、ワークは電動送風機１０ｃから送風されると、ワークの外表面に付着した樹脂液は、電動送風機１０ｃからの送風空気と置換されて、余剰樹脂液は吹き飛ばされる（ステップ１９２：第３の送風工程）。なお、上述のステップ１９１、１９２の工程で事前に余剰樹脂液の大半は流れ落ちているので、余剰樹脂液は電動送風機１０ｃから高速の送風を受けても、周囲の壁等に飛び散ることはない。

このことにより、熱交換フィン７、接続ブロック１、複数本のチューブ２、およびタンク部３、４、５、６の外表面には、均一厚さの樹脂液の膜が形成されることになる。

このように電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの送風によりワークから除去された樹脂液は、複数枚の跳ね返り防止板４０の間の隙間を通過して受液部３０の底部３２に落ちる。この受液部３０の底部３２では回収口３１に向かって余剰樹脂液が流れ落ちる。この回収口３１から上述の樹脂液槽に戻されることになる。

また、複数枚の跳ね返り防止板４０の間の隙間を通過して受液部３０の底部３２に余剰樹脂液が落ちる際に、跳ね返るが、この跳ね返り防止板４０により余剰樹脂液がワーク側に飛び散ることが遮られる。

以上説明した本実施形態によれば、ワークに対して電動送風機１０ｃからの高速の送風を当てて樹脂液をワークの外表面から吹き飛ばす工程（ステップ１９３）の前に、ワークに対して電動送風機１０ａ、１０ｂからの低速、中速の送風を当てて樹脂液をワークの外表面から流れ落とする工程（ステップ１９１、１９２）を実施している。このため、電動送風機１０ｃからの送風をワークに当てる前に、ワークの外表面に付着した余剰樹脂液の量を減らすことができる。したがって、電動送風機１０ｃからの高速の送風を当ててワークに当てても、ワークから樹脂液が跳ね上がり難くすることができる。

また、本実施形態では、ワークに対して電動送風機からの送風を当てて樹脂液をワークの外表面から流れ落とする工程として２つの工程（ステップ１９１、１９２）を実施している。このため、より確実に余剰樹脂液を流れ落とすことができる。

本実施形態では、ワークは、チューブ２の長手方向が水平方向と一致した状態で電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃから送風される。すなわち、ワークを構成するチューブ２間の空気通路ｇは、天地方向に向いて形成されることになる。したがって、電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの送風を受けると樹脂液は下側に落ちることになる。

これに対して、チューブ２の長手方向が天地方向と一致した状態で、ワークに対して電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの送風を当てる場合には次のような問題点がる。

すなわち、樹脂液槽からワークを取り出して、チューブ２の長手方向が天地方向と一致した状態にすると、ワークの外表面に付着した樹脂液の大半は自重で流れ落ちるが、ワークに対して電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの送風を水平方向に当てることが必要となる。この場合、特に、電動送風機１０ｃから送風によりワークから吹き飛ばされた樹脂液が周囲の壁面等に付着して回収し難くなる。

これに対して、本実施形態のワークは、電動送風機１０ａ、１０ｂ、１０ｃから下側に送風される送風空気を受けて樹脂液が下側に落ちるので、回収し難くなることはない。

ここで、本実施形態では、受液部３０の底部３２は回収口３１に向けて徐々に下がるように傾斜している。したがって、ワークから受液部３０の底部３２に落ちた余剰樹脂液を素早く回収口３１に流すことができる。

また、本実施形態では、ステップ１９１の工程では、ステップ１９３の工程に比べるとワークから除去される余剰樹脂液の量は多い。すなわち、電動送風機１０ａにより除去される余剰樹脂液の量は、電動送風機１０ｃにより除去される余剰樹脂液の量に比べて多い。

ここで、本実施形態では、受液部３０の回収口３１を電動送風機１０ａの下側に配置しているので、ワークから除去された多くの量の余剰樹脂液を素早く回収できる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、跳ね返り防止板４０をそれぞれ同一角度で傾斜させている例について説明したが、これに代えて、本第２実施形態では、跳ね返り防止板４０の傾斜角度を箇所毎に変える。

具体的には、電動送風機１０ａの下側の跳ね返り防止板４０の傾斜角度θ１（図６（ａ）参照）は、電動送風機１０ｃの下側の跳ね返り防止板４０の傾斜角度θ２（図６（ｂ）参照）に比べて、大きくする。

ここで、傾斜角度θ１、θ２とは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、跳ね返り防止板４０と天地方向とがなす角度のうち、跳ね返り防止板４０から反時計回りに成す角度のことである。

ここで、電動送風機１０ａから送風よりワークから大量の余剰樹脂液は流れ降りる。このため、電動送風機１０ａの下側の跳ね返り防止板４０の傾斜角度θ１を大きくすることにより、受液部３０の底部３２で余剰樹脂液が跳ね返ることを確実に防ぐことが出来る。

一方、電動送風機１０ｃの下側の跳ね返り防止板４０の傾斜角度θ２は、小さいので、電動送風機１０ｃから送風よりワークからの余剰樹脂液を複数枚の跳ね返り防止板４０の間の隙間を通過させて受液部３０の底部３２に確実に到達させることができる。

ここで、電動送風機１０ｃの下側の跳ね返り防止板４０の傾斜角度θ２を小さくすると、受液部３０の底部３２で跳ね返った余剰樹脂液が複数枚の跳ね返り防止板４０の間の隙間を通過し易くなるが、そもそも、ワークから流れ落ちる余剰樹脂液の量も少ないので、実質的に、受液部３０の底部３２で余剰樹脂液が跳ね返ることはない。

（他の実施形態）
上述の第１、第２の実施形態では、本発明に係る熱交換器の製造方法として、エバポレータ（冷却用熱交換器）の製造方法について説明したが、これに限らず、エバポレータ以外の熱交換器に本発明の製造方法を適用してもよい。

本発明に係る第１実施形態のエバポレータの製造方法の全行程を示すフローチャートである。 上述の第１実施形態のエバポレータの構造を示す斜視図である。 図２中の部分拡大図である。 上述の第１実施形態のエバポレータの製造装置の構成を示す図である。 上述の第１実施形態のエバポレータにおいて樹脂液が流れ落ちるメカニズムを示す図である。 本発明に係る第２実施形態のエバポレータの製造装置において跳ね返り防止板の傾斜角度を示す図である。

符号の説明

１…接続ブロック、２…チューブ、３、４、５、６…タンク部
７…熱交換フィン、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…電動送風機。

Claims (3)

1. 熱交換器を製造する際に、前記熱交換器の外表面に付着した余剰樹脂液を除去する熱交換器の製造装置であって、
   前記熱交換器に向けて第１の風速（Ｈｃ）で送風する第１の送風機（１０ｃ）と、
   前記熱交換器に向けて前記第１の風速よりも遅い第２の風速（Ｈａ）で送風する第２の送風機（１０ａ）と、を備え、
   前記第１の送風機により第１の風速で送風させることにより、前記熱交換器の外表面から前記余剰樹脂液を吹き飛ばし、
   前記第１の送風機による送風に先だって、前記第２の送風機により前記第２の風速で送風させることにより、前記熱交換器の外表面に沿って前記余剰樹脂液を流れ落として前記熱交換器の外表面から前記余剰樹脂液を除去するものであり、
   前記第１、第２の送風機の下側に配置され、前記熱交換器から除去された余剰樹脂液を受ける受液部（３０）を備え、
   前記受液部の底部には、前記第２の送風機に下側に配置され、かつ前記受けた余剰樹脂液を回収するための回収穴（３１）が設けられており、
   前記第１、第２の送風機と前記受液部との間には、前記受液部側から余剰樹脂液が前記第１、第２の送風機側に跳ね返ることを抑制する複数枚の跳ね返り防止板（４０）が設けられており、
   前記複数枚の跳ね返り防止板は、それぞれ、隙間を開けて、天地方向に対して傾斜するように配置されており、
   前記第２の送風機の下側の跳ね返り防止板の前記天地方向に対する傾斜角度（θ１）は、前記第１の送風機の下側の跳ね返り防止板の前記天地方向に対する傾斜角度（θ２）に比べて、大きくなっていることを特徴とする熱交換器の製造装置。
2. 前記第１、第２の送風機は、下側に向けて送風するものであり、
   前記熱交換器は、そのチューブ長手方向が水平方向と一致した状態で、前記第１、第２の送風機からの送風を上側から受けることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造装置。
3. 前記受液部の底部（３２）は、前記回収穴に向かって下がるように傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器の製造装置。

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