JP6136124B2 - Heat exchanger manufacturing method and heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、熱交換器の製造方法および熱交換器に関わり、より詳細には、扁平伝熱管を有する熱交換器の製造方法および熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger manufacturing method and a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger manufacturing method and a heat exchanger having flat heat transfer tubes.
空気調和機や冷凍装置等に備えられる熱交換器は、銅やアルミニウム、アルミニウム合金等で形成されて内部に冷媒が流れる伝熱管と、アルミニウムやアルミニウム合金等で板状に形成されて伝熱管の長手方向に沿って所定の間隔で配置される複数のフィンとを備えて構成されるものがある。そして、このような熱交換器の形状の一例として、内部に複数の冷媒流路を有する扁平伝熱管を上下方向に多段に配置し、扁平伝熱管の扁平面に両端が接続されて扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置される複数のフィンとを備えて構成されるPFC(パラレルフロー型熱交換器)が知られている。 A heat exchanger provided in an air conditioner, a refrigeration apparatus, or the like is composed of a heat transfer tube formed of copper, aluminum, aluminum alloy, etc. and a refrigerant flowing inside, and a heat transfer tube formed of aluminum, aluminum alloy, etc. in a plate shape. Some include a plurality of fins arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction. And, as an example of the shape of such a heat exchanger, flat heat transfer tubes having a plurality of refrigerant flow paths inside are arranged in multiple stages in the vertical direction, and both ends are connected to the flat surface of the flat heat transfer tubes so that the flat heat transfer tubes There is known a PFC (Parallel Flow Type Heat Exchanger) configured to include a plurality of fins arranged so as to be substantially orthogonal to the longitudinal direction.
具体的には、PFCは、一対のヘッダーパイプと、両端が各ヘッダーパイプに接続されて上下方向に互いに平行となるよう配置された複数の扁平伝熱管と、扁平伝熱管の間に介在して扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置されるとともに最上段の扁平伝熱管の上面側および最下段の扁平伝熱管の下面側に一端が接続されて扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置される複数のコルゲート形状のフィンと、最上段のフィン上面および最下段のフィン下面とそれぞれ接続するとともに両端が各ヘッダーパイプに接続されて配置される一対のサイドプレートとを備えている。これらヘッダーパイプ、扁平伝熱管、フィンおよびサイドプレートは、全てアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、相互にろう付けされて接続固定されている。 Specifically, the PFC is interposed between a pair of header pipes, a plurality of flat heat transfer pipes whose both ends are connected to each header pipe and are parallel to each other in the vertical direction, and the flat heat transfer pipes. Arranged so as to be approximately orthogonal to the longitudinal direction of the flat heat transfer tube, and connected at one end to the upper surface side of the uppermost flat heat transfer tube and the lower surface side of the lowermost flat heat transfer tube, and approximately orthogonal to the longitudinal direction of the flat heat transfer tube A plurality of corrugated fins, and a pair of side plates that are connected to the upper surface of the uppermost fin and the lower surface of the lowermost fin and are connected to the header pipes at both ends. Yes. These header pipes, flat heat transfer tubes, fins, and side plates are all formed of aluminum or an aluminum alloy, and are brazed to each other and fixed.
上記PFCは、空気調和機や冷凍装置に備えられたファンの回転によって、空気調和機や冷凍装置の筺体内部に取り込まれた空気の流れに対して扁平伝熱管が略直交するよう、つまり、扁平伝熱管の扁平面(平面部)が空気の流れに対して略平行となるように、空気調和機や冷凍装置の筺体内部に配置される。従って、扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置されているフィンも、筺体内部の空気の流れに対して略平行となる。 The PFC is configured so that the flat heat transfer tube is substantially orthogonal to the flow of air taken into the housing of the air conditioner or the refrigeration apparatus by the rotation of the fan provided in the air conditioner or the refrigeration apparatus. It arrange | positions inside the housing of an air conditioner or a freezing apparatus so that the flat surface (plane part) of a heat exchanger tube may become substantially parallel with respect to the flow of air. Therefore, the fins arranged so as to be substantially orthogonal to the longitudinal direction of the flat heat transfer tube are also substantially parallel to the air flow inside the housing.
以上説明したPFCを蒸発器として機能させるときは、空気中の水蒸気がフィンの表面で凝縮して凝縮水が発生し、外気温度や湿度によってはその発生量が多量となる。この凝縮水が扁平伝熱管の平面部に多量に滞留すれば、滞留した凝縮水が通風抵抗となったり、空気と冷媒との熱交換の妨げとなって、熱交換効率が低下する虞がある。従って、発生した凝縮水はできる限り速やかにPFCから排水されることが望ましい。 When the PFC described above functions as an evaporator, water vapor in the air condenses on the surface of the fins to generate condensed water, and the generated amount becomes large depending on the outside air temperature and humidity. If this condensate stays in a large amount in the flat portion of the flat heat transfer tube, the condensate condensate may become a draft resistance or hinder heat exchange between the air and the refrigerant, which may reduce the heat exchange efficiency. . Therefore, it is desirable that the generated condensed water is drained from the PFC as soon as possible.
そこで、特許文献1では、扁平伝熱管の中間部を折り曲げて逆V字形状とすることで、扁平伝熱管の平面部を水平方向に対して傾斜させるとともに、扁平伝熱管におけるヘッダーパイプとの接続部付近、つまり、中間部より高さが低くなっている扁平伝熱管の両端部に導水板が設けられているPFCが提案されている。このPFCが蒸発器として機能しているときに発生した凝縮水は、扁平伝熱管に設けられた傾斜によって平面部に滞留することなく扁平伝熱管の両端部に向かって流れ、扁平伝熱管の両端部に到達した凝縮水は、導水板を伝ってPFCの下方に重力により落下する。以上により、PFCで発生した凝縮水は速やかにPFCから排水されるので、凝縮水の滞留による熱交換効率の低下を低減することができる。
Therefore, in
特許文献1に記載のような、折り曲げられている扁平伝熱管を備えたPFCの製造方法としては、通常は次のようになる。まず、アルミニウムやアルミニウム合金を押出加工や引抜加工等によって断面扁平状に形成した後ベンダー等を用いて折り曲げ加工を行って扁平伝熱管を作成する。次に、扁平伝熱管の両端部をヘッダーパイプに接続し、扁平伝熱管の間にフィンを挿入する。そして、この状態を冶具等を用いて保持して溶接炉に投入し、ろう付けを行ってPFCを完成させる。
As a method for manufacturing a PFC having a bent flat heat transfer tube as described in
一方、PFCでは、フィンと扁平伝熱管とを確実に熱伝導させるために、フィンの上部および下部(例えば、コルゲート形フィンであれば、波形形状の上下頂部)が扁平伝熱管の平面部に確実に接触した状態でろう付けされているのが望ましい。しかし、上記のようなPFCの製造方法では、折れ曲がった扁平伝熱管の形状に沿わせるようフィンを挿入することとなり、扁平伝熱管の折れ曲がり部の形状にフィンの形状が追随せずにフィンの上部および下部と扁平伝熱管の折り曲げ部との間にすきまが生じた状態となる虞があった。この問題は、扁平伝熱管の折り曲げ回数が多いほど発生する箇所が多くなる虞があり、PFCでの熱交換効率が大きく低下してしまう虞があった。 On the other hand, in PFC, in order to ensure heat conduction between the fin and the flat heat transfer tube, the upper and lower portions of the fin (for example, corrugated fins, the top and bottom of the corrugated shape) are surely connected to the flat portion of the flat heat transfer tube. It is desirable to braze in the state which contacted. However, in the PFC manufacturing method as described above, the fin is inserted so as to follow the shape of the bent flat heat transfer tube, and the shape of the fin does not follow the shape of the bent portion of the flat heat transfer tube. In addition, there is a possibility that a gap is generated between the lower portion and the bent portion of the flat heat transfer tube. This problem may occur as the number of times the flat heat transfer tube is bent increases, and the heat exchange efficiency in the PFC may be greatly reduced.
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、折れ曲がった扁平伝熱管を備えていてもフィンと扁平伝熱管との接触が確実に行える熱交換器の製造方法および熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and provides a heat exchanger manufacturing method and a heat exchanger that can reliably contact a fin and a flat heat transfer tube even if the flat heat transfer tube is bent. The purpose is to do.
上記の課題を解決するために、本発明の熱交換器の製造方法は、一対のヘッダーと、ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置された複数の扁平伝熱管と、扁平伝熱管の間と、最上段および最下段の扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、最上段に配置されたフィンの上部および最下段に配置されたフィンの下部にそれぞれ接するように配置される一対のサイドプレートとを備えた熱交換器の製造方法に関するものであって、ヘッダーに扁平伝熱管およびサイドプレートを連結する連結工程と、フィンを扁平伝熱管の間および扁平伝熱管とサイドプレートとの間に間挿するフィン挿入工程と、ヘッダーと扁平伝熱管とフィンとサイドプレートとを相互に溶着する溶着工程と、溶着工程に続いて行われ扁平伝熱管およびサイドプレートを一端から他端に向かう方向で同位置となる少なくとも1か所で折り曲げる折り曲げ工程とを含むものである。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a heat exchanger according to the present invention includes a pair of headers, a plurality of flat heat transfer tubes connected at both ends to the header and arranged in parallel in the vertical direction, and a flat transfer A plurality of fins arranged between the heat pipes and the outer surfaces of the uppermost and lowermost flat heat transfer tubes, and the upper part of the fins arranged at the uppermost stage and the lower part of the fins arranged at the lowermost stage, respectively. A heat exchanger including a pair of side plates disposed in a connecting step of connecting a flat heat transfer tube and a side plate to a header, and fins between the flat heat transfer tubes and the flat heat transfer tubes A fin insertion process for interposing between the plate and the side plate, a welding process for welding the header, the flat heat transfer tube, the fin and the side plate to each other, and the flat heat transfer tube In the direction fine side plates from one end to the other it is intended to include a step bending bending at least one location as the same position.
また、上記製造方法によって作成される本発明の熱交換器は、一対のヘッダーと、ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置され一端から他端に向かって上下方向に折り曲げられることによって少なくとも1箇所の山折部と少なくとも一対の谷折部とを設けた複数の扁平伝熱管と、扁平伝熱管の間と、最上段および最下段の扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、最上段に配置されたフィンの上部および最下段に配置されたフィンの下部にそれぞれ接するように配置される一対のサイドプレートとを備えたものである。そして、フィンは、複数回折り曲げて波形とされたコルゲート形フィンであって、扁平伝熱管およびサイドプレートにおける谷折部および山折部に対応する箇所のフィンの折り曲げピッチは、その他の箇所のフィンの折り曲げピッチより大きく形成されているものである。 The heat exchanger of the present invention produced by the above manufacturing method is a pair of headers, both ends of which are connected to the headers, arranged parallel to each other in the vertical direction, and bent in the vertical direction from one end to the other end. A plurality of flat heat transfer tubes provided with at least one mountain fold portion and at least a pair of valley fold portions, a plurality of flat heat transfer tubes, and a plurality of flat heat transfer tubes disposed between the flat heat transfer tubes and the outer surfaces of the uppermost and lowermost flat heat transfer tubes And a pair of side plates arranged so as to be in contact with the upper part of the fin arranged at the uppermost stage and the lower part of the fin arranged at the lowermost stage, respectively. The fins are corrugated fins that are bent into a plurality of shapes and are corrugated, and the folding pitch of the fins corresponding to the valley folds and the mountain folds in the flat heat transfer tube and the side plate is the same as that of the fins in other locations. It is formed larger than the bending pitch.
上記のように構成した本発明の熱交換器の製造方法によれば、熱交換器を構成する各部材を溶着した後に、扁平伝熱管およびサイドプレートの折り曲げ加工を行う。これにより、フィンの上部および下部と扁平伝熱管との接触が確実になされるよう熱交換器を製造でき、熱交換効率の低下を抑制できる熱交換器を提供できる。また、折り曲げにより形成される山折部や谷折部に対応する箇所のフィンの折り曲げピッチをその他の箇所の折り曲げピッチより大きくしているので、折り曲げ加工がより行い易くなるとともに、折り曲げ加工によるフィンの変形や破断が発生しづらくなる。 According to the method for manufacturing a heat exchanger of the present invention configured as described above, the flat heat transfer tubes and the side plates are bent after the respective members constituting the heat exchanger are welded. Thereby, a heat exchanger can be manufactured so that the upper part and lower part of a fin, and a flat heat exchanger tube can be made reliably, and the heat exchanger which can suppress the fall of heat exchange efficiency can be provided. In addition, since the folding pitch of the fins corresponding to the mountain folds and valley folds formed by folding is larger than the folding pitch of other parts, the folding process is easier and the fin Deformation and breakage are less likely to occur.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、空気調和機の室外機に備えられるPFCを例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. As an example, a PFC provided in an outdoor unit of an air conditioner will be described as an example. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
図1(A)に示すように、本実施例における熱交換器1は、一対のヘッダーであるヘッダーパイプ2、3と、複数(本実施例では10本)の扁平伝熱管4と、複数(本実施例では11個)のフィン5と、一対のサイドプレート6と、複数(本実施例では8本)の導水部材7とから構成されている。
As shown in FIG. 1A, the
ヘッダーパイプ2、3は、アルミニウムまたはアルミニウム合金(以下、これらを総称してアルミニウム材と記載する)の押出成型等によって略円筒形状に形成されており、その上下端はキャップ部材にて塞がれている。また、一方のヘッダーパイプ2(図1(A)において左側)の外方側上端部付近には、図示しない圧縮機から吐出された高圧のガス冷媒の流入口である冷媒流入口2aが設けられており、他方のヘッダーパイプ3(図1(A)において右側)の外方側下端部付近には、熱交換器1で空気と熱交換を行って高圧の液冷媒となった冷媒を流出させる冷媒流出口3aが設けられている。
The
扁平伝熱管4は、アルミニウム材を押出加工や引抜加工等によって断面扁平状に形成される。図1(A)に示すように、扁平伝熱管4は、後述する熱交換器1の組み立て後になされる折り曲げ加工によって一端から他端に向かって波形に形成されるものであり、ヘッダーパイプ2、3への接続部を基底部4cとして中央部に向かって順に山折部4d、谷折部4bが繰り返されるように扁平伝熱管4が折り曲げられる。これにより、基底部4cあるいは谷折部4bと山折部4dとの間は所定の角度に傾斜した傾斜面4eとなる。ここで、山折部4dは、基底部4cどうしを結んだ直線より上方で扁平伝熱管4が折れ曲がっている部分を指し、谷折部4bは、基底部4cどうしを結んだ直線と略同じ高さで扁平伝熱管4が折れ曲がっている部分を指すものとする。
The flat heat transfer tube 4 is formed to have a flat cross-sectional shape by extruding or drawing an aluminum material. As shown in FIG. 1 (A), the flat heat transfer tube 4 is formed into a waveform from one end to the other end by a bending process after assembly of the
図1(B)に示すように、上述した基底部4cおよび谷折部4bの上面側は、後述する折り曲げ冶具80の押さえピン84が当接する上面当接部4gとされている。また、山折部4dの下面側は、折り曲げ冶具80の折り曲げピン83が当接する下面当接部4fとされている。また、後述する扁平伝熱管4表面の前縁あるいは後縁となる側端部4hにおける、各基底部4cおよび各谷折部4bに対応する箇所には、後述する導水部材7を装着するための凹部4aが設けられている。尚、上述した空気の流れは、熱交換器1の近傍に配置される図示しない室外ファンの回転によって生ずる。
As shown in FIG. 1B, the upper surface side of the
扁平伝熱管4は、上下に互いに平行となるように複数段配列されている。これにより、図1(A)に示すように、上述した凹部4aが上下方向に一直線上に並ぶ。また、扁平伝熱管4の内部には、図示しない冷媒流路が扁平伝熱管の長手方向(図1(A)において左右方向)に沿って複数本形成されており、扁平伝熱管4の両端がヘッダーパイプ2、3に接続されてヘッダーパイプ2、3間が連通するようになっている。
The flat heat transfer tubes 4 are arranged in a plurality of stages so as to be parallel to each other vertically. Thereby, as shown to FIG. 1 (A), the recessed
フィン5は、アルミニウム材からなる板材を波形に複数回折り曲げて形成したコルゲートフィンである。図1(A)に示すように、フィン5の長さ寸法は扁平伝熱管4の長手方向の寸法と略同一とされており、フィン5の幅寸法は扁平伝熱管4の幅寸法と同じあるいはやや小さい寸法とされている。また、フィン5における扁平伝熱管4の山折部4dや谷折部4bに対応した箇所は、他の箇所に比べてコルゲート形状とするための折り曲げピッチを大きくした冶具挿入部5aとされている。フィン5は、複数の扁平伝熱管4それぞれの表面(谷折部4b、山折部4d、および、傾斜面4eを形成する面)に、扁平伝熱管4の形状に沿って配置され、扁平伝熱管4の谷折部4b、山折部4dおよび傾斜面4eとフィン5の波形形状の頂部(フィン5の上部および下部)とが後述するろう付けによって接合されている。
The
サイドプレート6は、アルミニウム材からなる板材を打ち抜き等によって、扁平伝熱管4と同一の幅寸法となるよう形成されている。サイドプレート6は、後述する熱交換器1の組み立て後になされる折り曲げ加工によって扁平伝熱管4と同時に扁平伝熱管4と同様に折り曲げられているものであり、ヘッダーパイプ2、3への接続部を基底部62として中央部に向かって順に山折部63、谷折部61が繰り返されるようにサイドプレート6が折り曲げられる。これにより、基底部62あるいは谷折部61と山折部63との間は所定の角度に傾斜した傾斜面64となる。ここで、山折部63は、基底部62どうしを結んだ直線より上方でサイドプレート6が折れ曲がっている部分を指し、谷折部61は、基底部63どうしを結んだ直線と略同じ高さでサイドプレート6が折れ曲がっている部分を指すものとする。
The
図1(B)に示すように、上述した基底部62および谷折部61の上面側は、後述する折り曲げ冶具80の押さえピン84が当接する上面当接部66とされている。また、山折部63の下面側は、折り曲げ冶具80の折り曲げピン83が当接する下面当接部65とされている。
As shown in FIG. 1B, the upper surface side of the
また、サイドプレート6は、基底部62の先端部がヘッダーパイプ2、3の円筒形状に対応した円弧形状とされており、この先端部がヘッダーパイプ2、3に接合されるとともに、サイドプレート6それぞれの表面(谷折部61、山折部63、および、傾斜面64を形成する面)が最上段および最下段のフィン5に接するように配置される。また、サイドプレート6表面の前縁あるいは後縁となる側端部67における、各基底部62および各谷折部61に対応する箇所には、後述する導水部材7を装着するための切欠部60が設けられている。尚、上述した空気の流れは、熱交換器1の近傍に配置される図示しない室外ファンの回転によって生ずる。尚、この切欠部60は、図1(A)に示すように、サイドプレート6がヘッダーパイプ2、3に接合された際に、扁平伝熱管4に設けられた凹部4aと左右方向に同位置となるように設けられる。
In the
導水部材7は、アルミニウム材からなり断面が扁平伝熱管4の凹部4aおよびサイドプレート6の切欠部60の大きさに対応した略円形状とされるとともに、その長さは上下のサイドプレート6間の寸法より少し長く形成されている。図1(A)に示すように、導水部材7は、扁平伝熱管4の凹部4aおよび上下のサイドプレート6の切欠部60に、上部のサイドプレート6の上面から導水部材7の一端が突き出すとともに下部のサイドプレート6の下面から導水部材7の他端が突き出すように装着される。
The
尚、ヘッダーパイプ2、3やフィン5、導水部材7の各表面には、これら本体を形成するアルミニウム材よりも融点が低いアルミニウム材からなるろう材層が設けられている。具体的には、アルミニウム材(例えば、A3000系やA1000系(JIS)等)の表面にこれより融点の低いろう材(例えば、Al−Si系)をクラッドしたブレージング材を用いて、ヘッダーパイプ2、3やフィン5、導水部材7を形成する。このとき、ろう材層を設けない扁平伝熱管4やサイドプレート6もA3000系やA1000系(JIS)等のアルミニウム材で形成する。
A brazing material layer made of an aluminum material having a melting point lower than that of the aluminum material forming the main body is provided on each surface of the
次に、図1(A)を用いて、ヘッダーパイプ2、3と扁平伝熱管4との接続状態、および、熱交換器1での冷媒の流れについて説明する。まず、ヘッダーパイプ2、3と扁平伝熱管4との接続状態を説明する。図1(A)に示すように、ヘッダーパイプ2内部は仕切板2bによって上室2c、下室2dの2室に分割されており、上室2cに冷媒流入口2aが設けられている。また、ヘッダーパイプ3内部も仕切板3bによって上室3c、下室3dの2室に分割されており、下室3dに冷媒流出口3aが設けられている。
Next, the connection state between the
ヘッダーパイプ2、3に備えられた仕切板2b、3bにより、10本の扁平伝熱管4が以下のように分けられている。まず、最上段の扁平伝熱管4を含みこれより下方に配置された5本の扁平伝熱管4を管路群Xとしている。管路群Xを構成する扁平伝熱管4は、一端がヘッダーパイプ2の上室2cに接続され、他端がヘッダーパイプ3の上室3cに接続されている。
Ten flat heat transfer tubes 4 are divided as follows by the
また、管路群Xの下方に配置されている3本の扁平伝熱管4を管路群Yとしている。管路群Yを構成する扁平伝熱管4は、一端がヘッダーパイプ3の上室3cに接続され、他端がヘッダーパイプ2の下室2dに接続されている。さらには、管路群Yの下方に配置されている2本の扁平伝熱管4を管路群Zとしている。管路群Zを構成する扁平伝熱管4は、一端がヘッダーパイプ2の下室2dに接続され、他端がヘッダーパイプ3の下室3dに接続されている。
Further, the three flat heat transfer tubes 4 arranged below the pipe group X are referred to as a pipe group Y. One end of the flat heat transfer tube 4 constituting the pipe line group Y is connected to the
次に、熱交換器1での冷媒の流れについて説明する。尚、ここでは熱交換器1が凝縮器として機能する場合を例に挙げて説明する。圧縮機から吐出された高圧のガス冷媒は、冷媒回路を流れて冷媒流入口2aからヘッダーパイプ2の上室2cに流入する。ヘッダーパイプ2の上室2cに流入した冷媒は、管路群Xを流れてヘッダーパイプ3の上室3cに流入する。ヘッダーパイプ3の上室3cに流入した冷媒は、管路群Yを流れてヘッダーパイプ2の下室2dに流入する。ヘッダーパイプ2の下室2dに流入した冷媒は、管路群Zを流れてヘッダーパイプ3の下室3dに流入する。そして、ヘッダーパイプ3の下室3dに流入した冷媒は、冷媒流出口3aから冷媒回路へ流出する。
Next, the flow of the refrigerant in the
以上説明したように熱交換器1を冷媒が流れることによって冷媒と空気との熱交換が行われ、高圧のガス状態で熱交換器1に流入した冷媒は高圧の液冷媒となって熱交換器1から流出する。尚、図1において、上述した冷媒の流れを矢印で示している。また、熱交換器1が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れは、凝縮器として機能する場合と逆となり、冷媒流出口3aから流入した冷媒が、順に下室3d→管路群Z→下室2d→管路群Y→上室3c→管路群X→上室2c、と流れて冷媒流入口2aから冷媒回路へ流出する。
As described above, the refrigerant flows through the
次に、熱交換器1の組み立て工程および組み立て後の折り曲げ加工について、図1乃至図3を用いて説明する。熱交換器1の組み立てでは、まずヘッダーパイプ2、3を平行に対峙させ、これらヘッダーパイプ2、3間に扁平伝熱管4およびサイドプレート6を配置してヘッダーパイプ2、3に連結する(連結工程)。具体的には、最上部および最下部にサイドプレート6が配置され、その間に10本の扁平伝熱管4が互いに平行に配置される。
Next, the assembly process of the
尚、図示は省略するが、ヘッダーパイプ2、3には、扁平伝熱管4およびサイドプレート6の断面形状に対応した孔を形成した連結部が設けられており、前述したように、扁平伝熱管4の両端部をヘッダーパイプ2、3の連結部に連結することによって、ヘッダーパイプ2とヘッダーパイプ3とが扁平伝熱管4内部の冷媒流路によって連通するようになる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the
次に、複数の扁平伝熱管4それぞれの間、上部のサイドプレート6とその下方に配置された扁平伝熱管4との間、および、下部のサイドプレート6とその上方に配置された扁平伝熱管4との間に、それぞれフィン5を挿入する(フィン挿入工程)。次に、扁平伝熱管4の凹部4aおよび上下のサイドプレート6の切欠部60に導水部材7を挿入する。
Next, between each of the flat heat transfer tubes 4, between the
そして、上記のように相互に組み合わされた熱交換器1の各構成部材の仮組み状態を、冶具等を用いて保持する。これにより、熱交換器1の仮組みが完了し、仮組みした熱交換器1をベルトコンベア等で溶接炉内に搬送する。溶接炉内に熱交換器1を搬送した後、溶接炉を所定温度(ろう材が溶ける温度)として熱交換器1のろう付けを開始する(溶着工程)。具体的には、ヘッダーパイプ2、3やフィン5、導水部材7に設けられているろう材が溶けて、ヘッダーパイプ2、3と扁平伝熱管4およびサイドプレート6との接続部や、扁平伝熱管4およびサイドプレート6とフィン5との接合部、導水部材7と扁平伝熱管4の凹部4aおよびサイドプレート6の切欠部60との接触部にろう材が流れる。そして、熱交換器1を溶接炉から取り出せば、温度低下に伴ってろう材が再び固まり、熱交換器1の各接続部、各接触部、および各接合部が固着されて、熱交換器1の組み立てが完了して図3(A)に示す状態となる。
And the temporary assembly state of each structural member of the
次に、組み立てが完了した熱交換器1を、図2に示す折り曲げ冶具80を使用して図1に示す状態に折り曲げ加工する(折り曲げ工程)。折り曲げ冶具80は、複数の変形冶具(第2冶具)である折り曲げピン83を有する3個の可動冶具である可動部81と、複数の押さえ冶具(第1冶具)である押さえピン84を有する4個の固定冶具である固定部82とを備えている。図2に示すように、4個の固定部82の間に3個の可動部81が配置されている。
Next, the
可動部81は、固定部82に対して上方(図2(A)における矢印方法)に摺動可能に取り付けられており、図2(B)は可動部81を上方へ摺動させた状態を示している。可動部81には、各々2列×12段、系24本の折り曲げピン83が設けられており、熱交換器1の折り曲げ加工を行う際に、扁平伝熱管4およびサイドプレート6の下方に位置して各々の山折部4dおよび山折部63を形成する。
The
また、固定部82には、各々2列×12段、系24本の押さえピン84が設けられており、熱交換器1の折り曲げ加工を行う際に、扁平伝熱管4およびサイドプレート6の上方に位置して各々の谷折部4bおよび谷折部61、基底部4cおよび62を形成する。
尚、可動部81および固定部82の幅寸法や折り曲げピン83や押さえピン84の左右方向の位置については、フィン5の冶具挿入部5aの位置、つまりは、折り曲げ加工後に扁平伝熱管4およびサイドプレート6の谷折部4bおよび谷折部61、基底部4cおよび62、山折部4dおよび山折部63、となる位置に対応して定められている。
In addition, the fixing
In addition, about the width dimension of the
次に、折り曲げ冶具80を用いた熱交換器1の折り曲げ加工について、具体的に説明する。まず、図3(A)に示すように、ろう付けまで完了した熱交換器1を折り曲げ冶具80にセットする。このとき、可動部81の折り曲げピン83は扁平伝熱管4およびサイドプレート6を折り曲げた後に形成される下面当接部4fおよび下面当接部65に対応する箇所に当接し、固定部82の押さえピン84は扁平伝熱管4およびサイドプレート6を折り曲げた後に形成される上面当接部4gおよび上面当接部66に対応する箇所に当接する。
Next, the bending process of the
尚、フィン5における折り曲げピン83や押さえピン84が挿入される箇所の折り曲げピッチは、他の箇所の折り曲げピッチと比べて大きくした冶具挿入部5aとなっているので、フィンピッチが狭い場合に比べて折り曲げピン83や押さえピン84がフィン5に当たってフィン5を変形させたり破損させたりする虞が少なくなっている。
In addition, since the bending pitch of the part in which the
熱交換器1の折り曲げ冶具80へのセットが完了すれば、3個の可動部81を上方に折り曲げたい角度(傾斜面4eおよび傾斜面64の角度)に対応した距離だけ摺動させる。このとき、扁平伝熱管4およびサイドプレート6における固定部82の押さえピン84が接触している箇所が扁平伝熱管4およびサイドプレート6押さえているので、図3(B)に示すように、扁平伝熱管4およびサイドプレート6における可動部81の折り曲げピン83が接触している箇所が扁平伝熱管4およびサイドプレート6を上方へ折り曲げ変形させる。
When the setting of the
以上の作業により、折り曲げ加工後に形成される上面当接部4gおよび上面当接部66に対応する箇所が、扁平伝熱管4およびサイドプレート6各々の谷折部4bおよび谷折部61、基底部4cおよび62となるとともに、折り曲げ加工後に形成される下面当接部4fおよび下面当接部65に対応する箇所が、扁平伝熱管4およびサイドプレート6各々の山折部4dおよび山折部63となる。
Through the above operation, the locations corresponding to the upper
尚、本実施例の熱交換器1では、折り曲げ加工により折れ曲がって、谷折部4bおよび谷折部61、基底部4cおよび基底部62、山折部4dおよび山折部63となる箇所に対応する部分のフィン5のピッチを、その他の部分のピッチより広くした冶具挿入部5aとしている。折り曲げる部分のフィン5のピッチを他の部分のピッチと同じとしていると、熱交換器1を折り曲げた際にフィン5における折り曲げ箇所に応力が集中してフィン5の変形や破断が発生する虞があるが、本実施例のようにフィン5に冶具挿入部5aを設けておけば、熱交換器1の折り曲げ加工がより行い易くなるとともに、折り曲げ加工によるフィン5の変形や破断が発生しづらくなる。
In addition, in the
以上説明したように、本発明の熱交換器1は、熱交換器1を構成する各部材を溶着した後に扁平伝熱管4やサイドプレート6に山折部や谷折部を設けるための折り曲げ加工を行う。従って、折り曲げ前の扁平伝熱管4やサイドプレート6が平坦な状態でフィン5を溶着して扁平伝熱管4やサイドプレート6とフィン5とを確実に接触させた状態で溶着工程ができ、その後の折り曲げ加工においても溶着により上記接触部が浮いたり外れたりしないので、扁平伝熱管4とフィン5との間での熱伝導ロスが小さく、熱交換効率低下を抑制できる。
As described above, the
尚、以上説明した実施例では、溶着工程として熱交換器1の各接続部、接触部、接合部、および嵌合部をろう材により固着させる場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ろう材に代えて熱硬化性の接着剤を用いて、熱交換器1の各接続部、接触部、接合部、および嵌合部を固着させてもよい。また、サイドプレート6はアルミニウム材からなる板材で形成されているが、扁平伝熱管4のようにアルミニウム材の押出加工や引抜加工により内部に冷媒流路を有する構造としてもよい。
In the embodiment described above, the case where each connection portion, contact portion, joint portion, and fitting portion of the
また、本実施例では、折り曲げ冶具を使用して熱交換器1の折り曲げ加工を行うときに、可動部81を上方へ摺動させて山折部4dや山折部63を形成したが、これとは逆に、山折部4dや山折部63を形成したい箇所に対応する冶具を固定部83とするとともに、谷折部4bおよび谷折部61、基底部4cおよび基底部62を形成したい箇所に対応する冶具を可動部81とし、可動部81を摺動させて谷折部4bおよび谷折部61、基底部4cおよび基底部62を形成してもよい。
Further, in this embodiment, when the
また、扁平伝熱管4およびサイドプレート6は、ヘッダーパイプ2、3への接続部近傍を基底部4cおよび基底部62として中央部に向かって順に山折部4dおよび山折部63、谷折部4bおよび谷折部61が繰り返されるように折り曲げる場合について説明したが、ヘッダーパイプ2、3への接続部近傍を基底部62として中央部に向かって順に谷折部4bおよび谷折部61、山折部4dおよび山折部63が繰り返されるように折り曲げてもよい。
Further, the flat heat transfer tubes 4 and the
さらには、折り曲げ冶具80には、山折部4dおよび山折部63、谷折部4bおよび谷折部61を形成するための折り曲げピン83や押さえピン84が2本備えられている場合を説明したが、これに限られるものではなく、山折部4dおよび山折部63、谷折部4bおよび谷折部61を形成できるのであれば、折り曲げピン83や押さえピン84が1本あるいは3本以上であってもよい。
Furthermore, the case where the bending
1 熱交換器
2 ヘッダーパイプ
2a 冷媒流入口
2b 仕切板
2c 上室
2d 下室
3 ヘッダーパイプ
3a 冷媒流出口
3b 仕切板
3c 上室
3d 下室
4 扁平伝熱管
4a 凹部
4b 谷折部
4c 基底部
4d 山折部
4e 傾斜面
4g 上面当接部
4f 下面当接部
4h 側端部
5 フィン
5a 冶具挿入部
6、6a、6b サイドプレート
7 導水部材
10 熱交換器
60 切欠部
60a 保持用孔
61 谷折部
62 基底部
63 山折部
64 傾斜面
65 上面当接部
66 下面当接部
67 側端部
80 折り曲げ冶具
81 可動部
82 固定部
83 折り曲げピン
84 押さえピン
X、Y、Z 管路群
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置された複数の扁平伝熱管と、
前記扁平伝熱管のそれぞれの間と、最上段および最下段の同扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、
最上段に配置された前記フィンの上部および最下段に配置された前記フィンの下部にそれぞれ接するように配置される一対のサイドプレートと、
を備えた熱交換器の製造方法であって、
前記フィンを前記扁平伝熱管の間および同扁平伝熱管と前記サイドプレートとの間に間挿するフィン挿入工程と、
前記扁平伝熱管と前記フィンと前記サイドプレートとを相互に溶着する溶着工程と、
前記溶着工程に続いて行われ、前記扁平伝熱管および前記サイドプレートを一端から他端に向かう方向で同位置となる少なくとも1か所で折り曲げる折り曲げ工程と、を含み、
前記折り曲げ工程において、
前記扁平伝熱管および前記サイドプレートの折り曲げは、前記扁平伝熱管および前記サイドプレートを押さえる押さえ冶具を有する固定冶具と、前記扁平伝熱管および前記サイドプレートを折り曲げる変形冶具を有し前記固定冶具の間に摺動可能に配置される可動冶具からなる折り曲げ冶具によってなされること、
を特徴とする熱交換器の製造方法。 A pair of headers;
A plurality of flat heat transfer tubes, both ends of which are connected to the header and arranged parallel to each other in the vertical direction;
A plurality of fins disposed between each of the flat heat transfer tubes and on the outer surface of the uppermost and lowermost flat heat transfer tubes;
A pair of side plates disposed so as to be in contact with an upper portion of the fin disposed at the uppermost stage and a lower portion of the fin disposed at the lowermost stage;
A method of manufacturing a heat exchanger comprising:
A fin insertion step of interposing the fin between the flat heat transfer tubes and between the flat heat transfer tubes and the side plate;
A welding step of welding the flat heat transfer tubes, the fins, and the side plates to each other;
A bending step that is performed following the welding step, and that bends the flat heat transfer tube and the side plate at at least one location that is in the same position in the direction from one end to the other end , and
In the bending step,
The flat heat transfer tube and the side plate are bent between a fixed jig having a holding jig for pressing the flat heat transfer tube and the side plate, and a deformation jig for bending the flat heat transfer tube and the side plate. Being made by a bending jig made of a movable jig slidably arranged on
The manufacturing method of the heat exchanger characterized by these.
前記フィン挿入工程の前に行われ前記ヘッダーに前記扁平伝熱管および前記サイドプレートを連結する連結工程を含み、
前記溶着工程において前記ヘッダーと前記扁平伝熱管および前記サイドプレートとを溶着すること、
を特徴とする熱交換器の製造方法。 It is a manufacturing method of the heat exchanger of Claim 1, Comprising:
Including a connecting step of connecting the flat heat transfer tube and the side plate to the header performed before the fin insertion step;
Welding the header, the flat heat transfer tube and the side plate in the welding step;
The manufacturing method of the heat exchanger characterized by these.
前記ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置され、一端から他端に向かって上下方向に折り曲げられることによって少なくとも1個の山折部と少なくとも一対の谷折部とを設けた複数の扁平伝熱管と、
前記扁平伝熱管のそれぞれの間と、最上段および最下段の同扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、
最上段に配置された前記フィンの上部および最下段に配置された前記フィンの下部にそれぞれ接するように配置される一対のサイドプレートと、
を備えた熱交換器であって、
前記フィンは、複数回折り曲げて波形とされたコルゲート形フィンであって、
前記扁平伝熱管および前記サイドプレートにおける前記谷折部および前記山折部に対応する箇所の前記フィンの折り曲げピッチは、その他の箇所の前記フィンの折り曲げピッチより大きく形成されていることを特徴とする熱交換器。 A pair of headers;
The header is connected to both ends and arranged parallel to each other in the vertical direction, and is bent in the vertical direction from one end to the other end to thereby provide at least one mountain fold portion and at least a pair of valley fold portions. Flat heat transfer tubes,
A plurality of fins disposed between each of the flat heat transfer tubes and on the outer surface of the uppermost and lowermost flat heat transfer tubes;
A pair of side plates disposed so as to be in contact with an upper portion of the fin disposed at the uppermost stage and a lower portion of the fin disposed at the lowermost stage;
A heat exchanger comprising:
The fin is a corrugated fin bent into a waveform by bending a plurality of times,
In the flat heat transfer tube and the side plate, the fins at a portion corresponding to the valley fold portion and the mountain fold portion are formed with a bending pitch larger than the bending pitch of the fin at other portions. Exchanger.
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