JP2005147571A - Stacked heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換媒体用の流路を形成するチューブが積層されてなる積層型熱交換器およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a laminated heat exchanger in which tubes forming a flow path for a heat exchange medium are laminated and a method for manufacturing the same.
従来、この種の積層型熱交換器としては、積層された複数のチューブと、これら隣接するチューブ間に配置された複数の波形フィンと、複数のチューブの上端部および下端部がそれぞれ接続された上方ヘッダタンク部および下方ヘッダタンク部と、これら上方および下方ヘッダタンク部に接続された入口パイプおよび出口パイプとを備えており、これら上方および下方ヘッダタンク部が、それぞれヘッダ座板と、このヘッダ座板に接合されたヘッダタンク部材としてのタンクカバー部材とから構成され、内部にタンク室が形成されているとともに、各チューブの端部がヘッダ座板に対応して設けられた係合孔に挿入され、挿入された挿入突出部がタンク室内に突出されているものが一般的である。 Conventionally, as this type of laminated heat exchanger, a plurality of laminated tubes, a plurality of corrugated fins arranged between these adjacent tubes, and an upper end portion and a lower end portion of the plurality of tubes are connected respectively. An upper header tank section and a lower header tank section; and an inlet pipe and an outlet pipe connected to the upper and lower header tank sections. The upper and lower header tank sections are respectively provided with a header seat plate and a header. It is composed of a tank cover member as a header tank member joined to the seat plate, a tank chamber is formed inside, and an end portion of each tube is formed in an engagement hole provided corresponding to the header seat plate. In general, the inserted insertion protrusion is inserted into the tank chamber.
そして、かかる積層型熱交換器では、入口パイプより上方ヘッダタンク部のタンク室に熱交換媒体が流入し、タンク室に流入した熱交換媒体は各チューブ内に形成される流路に分割供給される。熱交換媒体は、各チューブ内の流路を上方から下方に流れ、この過程でチューブの外部を流れる空気などと熱交換を行った後、各チューブの流路の下方に位置する下方ヘッダタンク部内のタンク室にそれぞれ流入し、出口パイプより流出されるようになっている。 In such a stacked heat exchanger, the heat exchange medium flows into the tank chamber of the upper header tank section from the inlet pipe, and the heat exchange medium flowing into the tank chamber is divided and supplied to the flow paths formed in the tubes. The The heat exchange medium flows through the flow path in each tube from the top to the bottom, and after heat exchange with air flowing outside the tube in this process, the heat exchange medium is in the lower header tank section located below the flow path of each tube. Each of them flows into the tank chamber and out of the outlet pipe.
ところで、このような積層型熱交換器は、一般的に以下のような工程を経て製造される。すなわち、かかる積層型熱交換器は、まず、係合工程において、図4に示すように、積層された複数のチューブ1の端部1aを、これら端部1aに対応したヘッダ座板2の係合孔2aに係合し、コア3を仮組する。このとき、隣接するチューブ1、1間に波形フィン4を介在するようにしてもよい。
By the way, such a laminated heat exchanger is generally manufactured through the following steps. That is, in such a stacked heat exchanger, first, in the engaging step, as shown in FIG. 4, the end portions 1a of the stacked tubes 1 are connected to the header seat plate 2 corresponding to these end portions 1a. The core 3 is temporarily assembled by engaging with the
次に、ろう付工程において、これら係合した複数のチューブ1とヘッダ座板2(つまり、仮組状態のコア3)を、図5に示すようなろう付用の炉5内に、各チューブ1の端部1aが、炉5内への進行方向に対して水平方向となる横焼き姿勢で供給してろう付することにより、コア3(図4参照)を形成する。 Next, in the brazing step, the plurality of engaged tubes 1 and the header seat plate 2 (that is, the core 3 in a temporarily assembled state) are placed in a brazing furnace 5 as shown in FIG. The core 3 (see FIG. 4) is formed by supplying and brazing the end portion 1 a of 1 with a horizontal firing posture that is horizontal with respect to the traveling direction into the furnace 5.
この炉5は、炉内空間51にステンレス鋼等からなるマッフルケース52が配置されている。マッフルケース52の底部には、ろう付けすべき積層型熱交換器等の製品を搬送するベルトコンベアのベルト53が配置されている。そして、炉内空間51を覆って炉本体50が配置されている。この炉本体50は、天井部50a、側壁部50bおよび床部50cとからなる。天井部50aおよび側壁部50bには、炉内空間51に隣接して、例えば、セラミックファイバーからなる耐熱材54が配置されている。
In the furnace 5, a
このセラミックファイバーは、シリコン、アルミナの繊維からなり耐熱温度が高く、断熱性が高いという特徴がある。そして、耐熱材の外側に、例えば、マグネシュウムフェルトからなる断熱材55が配置されている。このマグネシュウムフェルトは、酸化マグネシュウムの繊維からなり耐熱温度は低いが、断熱性が高く廉価であるという特徴がある。 This ceramic fiber is made of silicon and alumina fibers, has a high heat resistance temperature and a high heat insulation property. And the heat insulating material 55 which consists of magnesium felt, for example is arrange | positioned on the outer side of a heat resistant material. This magnesium felt is made of magnesium oxide fiber and has a low heat-resistant temperature, but is characterized by high heat insulation and low price.
また、床部50cは、炉内空間51側から、耐火煉瓦56、耐火耐熱煉瓦57および断熱煉瓦58を順次積層することにより構成されている。炉内空間51の上部および側部には、例えば、コイルヒータからなる電気ヒータ59a、59bが配置されている。また、床部50cには、例えば、リボンヒータからなる電気ヒータ60が配置されている(例えば、特許文献1または非特許文献1参照)。
Further, the
そして、この後、ヘッダタンク部材結合工程において、図6に示すように、コア3のヘッダ座板2にタンクカバー6を結合することにより、上方ヘッダタンク部7(図示省略する下方ヘッダタンク部も同様)を形成する。このとき、タンクカバー6は、Oリング等のシール部材8を介してヘッダ座板2の結合部2bに配置された後、かしめ等の手法を用いて結合される。
ところで、近年、炉5内へ仮組状態のコア3(以下、これをワーク3と称する)を多く供給し、当該炉5内へのワーク3の充填率、すなわち、ろう付効率を向上させるとともに、炉5におけるワーク3の搬送経路を短縮する目的から、このワーク3のチューブ1における端部1aが、前記搬送経路(炉5内への進行方向)に対し垂直となる縦焼き姿勢でろう付する技術が考案されている。 By the way, in recent years, a large number of temporarily assembled cores 3 (hereinafter referred to as workpiece 3) are supplied into the furnace 5 to improve the filling rate of the workpiece 3 into the furnace 5, that is, the brazing efficiency. For the purpose of shortening the conveyance path of the workpiece 3 in the furnace 5, the end 1a of the tube 1 of the workpiece 3 is brazed in a vertical firing posture in which the end portion 1a is perpendicular to the conveyance path (traveling direction into the furnace 5). Technology has been devised.
しかしながら、かかる縦焼き姿勢によるろう付技術では、上方ヘッダタンク部7(図6参照)側のヘッダ座板2における係合孔2a近傍に配置されたろう材が、重力によって下方に流れてしまうことから、この係合孔2aと当該係合孔2aに挿入されたチューブ1の端部1aとの間にろう切れを起こし易いおそれがある。
However, in the brazing technique using such a vertical firing posture, the brazing material disposed in the vicinity of the
このような問題を解決する手法の一つとして、例えば、ヘッダ座板2の表面全域に亘ってろう材をクラッドしてろう付する技術が想到される。この場合、ヘッダ座板2の係合孔2aと、チューブ1の端部1aとのろう付部分に、ろう材が毛細管現象によって流れ込むため、ろう切れを防止して良好なろう付結果を得ることができる。
As one of the techniques for solving such a problem, for example, a technique is conceived in which a brazing material is clad and brazed over the entire surface of the header seat plate 2. In this case, since the brazing material flows into the brazed portion between the
しかしながら、かかる技術では、ヘッダ座板2の表面全域に亘ってろう材がクラッドされていることから、タンクカバー6を結合するヘッダ座板2の結合部2bに、ろう材による凹凸が形成されてしまうため、ヘッダタンク部材結合工程において、ヘッダ座板2とタンクカバー6とを結合する際、前記結合部2bにシール部材8を介したとしても、気密性を確保することが困難となる場合があり、解決策としては不十分であると言えよう。
However, in this technique, since the brazing material is clad over the entire surface of the header seat plate 2, irregularities due to the brazing material are formed in the
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、ろう付効率を向上させつつ、結合部における気密性を確保することができる積層型熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a stacked heat exchanger capable of ensuring airtightness at a joint while improving brazing efficiency and a method for manufacturing the same. It is the purpose.
請求項1にあっては、積層された複数のチューブと、これらチューブの端部に対応した係合孔を有する座板とを係合し、ろう付用の炉内でろう付してコアを形成した後、上記座板にヘッダタンク部材を結合することによって形成される積層型熱交換器において、上記座板の上記ヘッダタンク部材が結合される結合部以外に、上記ろう付用のろう材をクラッドするとともに、上記コアを各上記チューブの端部が上記炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢で上記炉内に供給するようにしたことを特徴としている。 In claim 1, a plurality of stacked tubes and a seat plate having engagement holes corresponding to the ends of these tubes are engaged, and the core is brazed in a brazing furnace. In the laminated heat exchanger formed by joining the header tank member to the seat plate after forming, the brazing material for brazing is not the joint portion to which the header tank member of the seat plate is joined. In addition, the core is supplied into the furnace in a vertical firing posture in which the end of each tube is perpendicular to the direction of travel into the furnace.
請求項2にあっては、積層された複数のチューブの端部を、これら端部に対応した座板の係合孔に係合する係合工程と、これら係合した複数のチューブと座板とを、ろう付用の炉内でろう付してコアを形成するろう付工程と、上記コアの座板にヘッダタンク部材を結合する結合工程とを有する積層型熱交換器の製造方法において、上記係合工程では、少なくとも上記座板の上記ヘッダタンク部材が結合される結合部以外に、上記ろう付用のろう材をクラッドし、上記ろう付工程では、上記コアを各上記チューブの端部が上記炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢で上記炉内に供給するようにしたことを特徴としている。 In Claim 2, the engaging process of engaging the edge part of the laminated | stacked several tube with the engagement hole of the seat board corresponding to these edge part, These several tube and seat board which were engaged. In a method for manufacturing a laminated heat exchanger, including a brazing step of brazing in a brazing furnace to form a core, and a coupling step of coupling a header tank member to a seat plate of the core, In the engagement step, the brazing material for brazing is clad in addition to at least the joint portion of the seat plate to which the header tank member is coupled, and in the brazing step, the core is attached to the end of each tube. Is supplied to the furnace in a vertical firing posture perpendicular to the direction of travel into the furnace.
請求項1の発明によれば、座板におけるヘッダタンク部材が結合される結合部以外に、ろう付用のろう材をクラッドするとともに、各チューブの端部が炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢でコアを炉内に供給するようにしたことにより、炉内へのコアの充填率を高め、炉におけるコアの搬送経路を短縮し得る縦焼き姿勢においても、座板の係合孔とチューブの端部とのろう付部分に、ろう材が毛細管現象によって流れ込むため、ろう切れを防止して良好なろう付結果を得ることができる。これとともに、座板におけるヘッダタンク部材が結合される結合部には、ろう材がクラッドされていないことから、この結合部に、ろう材による凹凸が形成されるのを未然に回避することができるため、座板とヘッダタンク部材とを結合する際の気密性を確保することができる。かくして、ろう付効率を向上させつつ、結合部における気密性を確保することができる積層型熱交換器を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the brazing material for brazing is clad in addition to the joint portion to which the header tank member in the seat plate is coupled, and the end portions of the respective tubes are in the direction of travel into the furnace. The seat plate is also used in the vertical firing position that can increase the filling rate of the core into the furnace and shorten the core transport path in the furnace by supplying the core into the furnace in the vertical firing position in the vertical direction. Since the brazing material flows into the brazing portion between the engagement hole and the end portion of the tube by capillary action, it is possible to prevent brazing and obtain a good brazing result. At the same time, since the brazing material is not clad in the joint portion to which the header tank member of the seat plate is joined, it is possible to avoid the formation of irregularities due to the brazing material in the joint portion. Therefore, it is possible to ensure airtightness when the seat plate and the header tank member are coupled. Thus, it is possible to provide a stacked heat exchanger capable of improving the brazing efficiency and ensuring airtightness at the joint.
請求項2の発明によれば、係合工程では、少なくとも座板のヘッダタンク部材が結合される結合部以外に、ろう付用のろう材をクラッドし、ろう付工程では、コアを各チューブの端部が炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢で炉内に供給するようにしたことにより、炉内へのコアの充填率を高め、炉におけるコアの搬送経路を短縮し得る縦焼き姿勢においても、座板の係合孔とチューブの端部とのろう付部分に、ろう材が毛細管現象によって流れ込むため、ろう切れを防止して良好なろう付結果を得ることができる。これとともに、座板におけるヘッダタンク部材が結合される結合部には、ろう材がクラッドされていないことから、この結合部に、ろう材による凹凸が形成されるのを未然に回避することができるため、座板とヘッダタンク部材とを結合する際の気密性を確保することができる。かくして、ろう付効率を向上させつつ、結合部における気密性を確保することができる積層型熱交換器の製造方法を提供することができる。 According to the invention of claim 2, in the engaging step, the brazing material for brazing is clad in addition to at least the joint portion to which the header tank member of the seat plate is coupled, and in the brazing step, the core is attached to each tube. Supplying into the furnace with a vertical firing posture with the end perpendicular to the direction of travel into the furnace increases the filling rate of the core into the furnace and shortens the core transport path in the furnace Even in the vertical firing position, since the brazing material flows into the brazed portion between the engagement hole of the seat plate and the end of the tube by capillary action, it is possible to prevent brazing and obtain a good brazing result. it can. At the same time, since the brazing material is not clad in the joint portion to which the header tank member of the seat plate is joined, it is possible to avoid the formation of irregularities due to the brazing material in the joint portion. Therefore, it is possible to ensure airtightness when the seat plate and the header tank member are coupled. Thus, it is possible to provide a method for manufacturing a stacked heat exchanger that can ensure airtightness at the joint while improving brazing efficiency.
以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図3は、本発明における積層型熱交換器の一実施形態を示し、図1は本発明を適用した積層型熱交換器を示す概略構成図、図2は図1における積層型熱交換器のヘッダ座板を示す断面図、図3は図2におけるヘッダ座板とチューブとの係合状態を示す部分的断面図である。 1 to 3 show one embodiment of a laminated heat exchanger according to the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a laminated heat exchanger to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a laminated heat exchanger in FIG. Sectional drawing which shows the header seat plate of an exchanger, FIG. 3 is a fragmentary sectional view which shows the engagement state of the header seat plate and tube in FIG.
図1において、10は積層型熱交換器全体を示し、積層された複数のチューブ11と、これら隣接するチューブ11、11間に配置された複数の波形フィン12と、複数のチューブ11の上端部および下端部がそれぞれ接続された上方ヘッダタンク部13および下方ヘッダタンク部14と、これら上方および下方ヘッダタンク部13、14に接続された入口パイプ15および出口パイプ16とを備えている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes the entire stacked heat exchanger, and a plurality of
また、これら上方および下方ヘッダタンク部13、14は、それぞれヘッダ座板17と、このヘッダ座板17に接合されたヘッダタンク部材としてのタンクカバー部材18とから構成され、内部にタンク室19が形成されているとともに、各チューブ11の端部がヘッダ座板17に対応して設けられた係合孔(図示省略する)に挿入されている。
Each of the upper and lower
そして、かかる積層型熱交換器10では、入口パイプ15より上方ヘッダタンク部13のタンク室19内に熱交換媒体としての冷却水が流入し、タンク室19内に流入した冷却水は各チューブ11内に形成される流路に分割供給される。冷却水は、各チューブ11内の流路を上方から下方に流れ、この過程でチューブ11の外部を流れる空気などと熱交換を行った後、各チューブ11の流路の下方に位置する下方ヘッダタンク部14内のタンク室19内にそれぞれ流入し、出口パイプ16より流出されるようになっている。
In the stacked heat exchanger 10, cooling water as a heat exchange medium flows into the tank chamber 19 of the upper header tank section 13 from the inlet pipe 15, and the cooling water flowing into the tank chamber 19 flows into each
本実施形態の場合、ヘッダ座板17は図2に示すように、一面側の端部、すなわち、タンクカバー部材18を結合するヘッダ座板17の結合部17aとなる部分以外の表面全域に、ろう付用のろう材20がクラッドされている。
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 2, the
従って、このようなヘッダ座板17を用いて積層型熱交換器10のコアを、ろう付用の炉内へ各チューブ11の端部が炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢で供給してろう付する場合においても、ヘッダ座板17の係合孔とチューブ11の端部とのろう付部分に、ろう材20が毛細管現象によって流れ込むため、ろう切れを防止して良好なろう付結果を得ることができる。
Therefore, using such a
しかも、この場合、縦焼き姿勢でろう付しているので、炉内に対するコアの充填率を高め、この炉におけるコアの搬送経路の短縮をも図ることができる利点を得ることができる。 In addition, in this case, since the brazing is performed in the vertical firing posture, it is possible to obtain an advantage that the filling rate of the core into the furnace can be increased and the core conveyance path in the furnace can be shortened.
これに加えて、この場合、ヘッダ座板17におけるタンクカバー部材18が結合される結合部17aには、ろう材20がクラッドされていないことから、図3に示すように、この結合部17aに、ろう材20による凹凸が形成されるのを未然に回避することができるため、ヘッダ座板17とタンクカバー部材18とをOリング等のシール材21を介して結合する際の気密性を確保することができる。
In addition, in this case, since the
以上、説明したように、本実施形態によれば、ヘッダ座板17におけるタンクカバー部材18が結合される結合部17a以外に、ろう付用のろう材20をクラッドするとともに、各チューブ11の端部が炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢でコアを炉内に供給するようにしたことにより、炉内へのコアの充填率を高め、炉におけるコアの搬送経路を短縮し得る縦焼き姿勢においても、ヘッダ座板17の係合孔とチューブ11の端部とのろう付部分に、ろう材20が毛細管現象によって流れ込むため、ろう切れを防止して良好なろう付結果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
これとともに、ヘッダ座板17におけるタンクカバー部材18が結合される結合部17aには、ろう材20がクラッドされていないことから、この結合部17aに、ろう材20による凹凸が形成されるのを未然に回避することができるため、ヘッダ座板17とタンクカバー部材18とを結合する際の気密性を確保することができる。
At the same time, since the
かくして、ろう付効率を向上させつつ、結合部17aにおける気密性を確保することができる。
Thus, it is possible to ensure the airtightness in the
なお、本発明の熱交換器を上述した実施形態を例に取って説明したが、本発明はこれに限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。 In addition, although the heat exchanger of this invention was demonstrated taking the embodiment mentioned above as an example, this invention is not restricted to this, Various embodiments are employable in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上述した実施形態では、積層型熱交換器10内を流通する熱交換媒体として冷却水を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、熱交換に供される熱交換媒体であれば、冷却水以外の熱交換媒体も広く適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the case where the cooling water is used as the heat exchange medium that circulates in the stacked heat exchanger 10 has been described. However, the present invention is not limited to this, and heat supplied to the heat exchange. If it is an exchange medium, a heat exchange medium other than cooling water can be widely applied.
10 積層型熱交換器
11 チューブ
12 波形フィン
13 上方ヘッダタンク部
14 下方ヘッダタンク部
17 ヘッダ座板(座板)
17a 結合部
18 タンクカバー部材(ヘッダタンク部材)
20 ろう材
21 シール材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stack
20
Claims (2)
上記座板(17)の上記ヘッダタンク部材(18)が結合される結合部(17a)以外に、上記ろう付用のろう材(20)をクラッドするとともに、上記コアを各上記チューブ(11)の端部が上記炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢で上記炉内に供給することを特徴とする積層型熱交換器。 A plurality of stacked tubes (11) are engaged with a seat plate (17) having an engagement hole corresponding to an end of the tubes (11), and brazed in a brazing furnace. In the stacked heat exchanger (10) formed by joining the header tank member (18) to the seat plate (17),
In addition to the joint portion (17a) to which the header tank member (18) of the seat plate (17) is joined, the brazing brazing material (20) is clad and the core is attached to each tube (11). The laminated heat exchanger is supplied to the furnace in a vertical firing posture in which the end of the vertical direction is perpendicular to the traveling direction into the furnace.
上記係合工程では、少なくとも上記座板(17)の上記ヘッダタンク部材(18)が結合される結合部(17a)以外に、上記ろう付用のろう材(20)をクラッドし、上記ろう付工程では、上記コアを各上記チューブ(11)の端部が上記炉内への進行方向に対して垂直方向となる縦焼き姿勢で上記炉内に供給することを特徴とする積層型熱交換器の製造方法。
An engagement step of engaging the ends of the plurality of stacked tubes (11) with the engagement holes of the seat plate (17) corresponding to these ends, and the plurality of tubes (11) and the seats engaged with each other. A brazing step of brazing the plate (17) in a brazing furnace to form a core; and a joining step of joining the header tank member (18) to the seat plate (17) of the core. In the manufacturing method of the laminated heat exchanger (10),
In the engaging step, the brazing brazing material (20) is clad in addition to the joint portion (17a) to which the header tank member (18) of the seat plate (17) is coupled, and the brazing is performed. In the process, the core is supplied into the furnace in a vertical firing posture in which the end of each tube (11) is perpendicular to the traveling direction into the furnace. Manufacturing method.
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