JP6086197B2 - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents
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Description
同文献に記載の熱交換器は、複数の伝熱管を収容するケースの側壁部の一部をケースの外方に膨出させており、この膨出部を入水用または出湯用のヘッダとして構成している。前記膨出部をヘッダとするための具体的な手段として、複数の伝熱管の端部が貫通するように設定された補助部材を利用し、この補助部材を前記膨出部の内側に接合することによって、前記膨出部の内部と前記ケースの内部との間を仕切っている。
このような構成によれば、ヘッダがケースの側壁部に一体化して設けられているために、部品点数の少数化や全体の小型化を図ることが可能である。また、前記膨出部は、ケースの外方に向けて膨出しているために、たとえば特許文献2とは異なり、ケース内のスペースが狭くなって、伝熱管の配置に大きな制約を受けるといった不具合も回避することができる。
なお、従来においては、特許文献1とは異なり、溶接手段を利用して製造可能な熱交換器は存在するものの、そのような熱交換器は、部品点数が多く、構造が複雑なものとなっている場合が多い。このため、その製造コストはやはり高価なものとなっている。
すなわち、複数の伝熱管をケースの側壁部の膨出部に接合する作業は、ケースの外部において行なうことができる。また、前記膨出部に嵌合させたヘッダをケースの側壁部に接合する作業についても、ケースの外部において行なうことができる。したがって、前記した接合作業は、ロウ付けに代えて、たとえば溶接により行なうことが可能となる。その結果、ロウ付け用の大掛りな設備をもたないメーカなどであっても、本発明に係る熱交換器を容易かつ廉価に製造することが可能となる。また、ロウ付け手段を用いて熱交換器を製造することも可能であるが、ロウ付け箇所はケースの外部に位置することとなるため、ロウ付け後の検査なども容易となる利点が得られる。
一方、本発明では、全体の部品点数が少なく、全体の構成を簡素にすることができる。また、膨出部へのヘッダの組み付け方式として、嵌合方式を採用しているために、組み立て作業性もよい。したがって、熱交換器の製造コストをより低減することが可能である。
た部分によって形成されることとなる。このため、周壁部にヘッダの開口縁部が外嵌されて力が加わった際に、前記周壁部が変形(たとえば、部分的な凹みが発生し、いわゆる波うち状態となる変形)を生じ難くなる効果が得られる。その結果、膨出部とヘッダの開口縁部との嵌合部分に隙間をより生じ難くし、またそれらの部分に安定的に溶接などを施すことが可能となる。
このような構成によれば、本発明が意図する熱交換器を容易かつ適切に製造することができる。
この熱交換器HEは、ケース2と、このケース2内に収容された複数の伝熱管1と、これら複数の伝熱管1の下端部および上端部に繋がった入水用および出湯用の一対のヘッダ3(3A,3B)とを具備している。
に向けて突出する段部(図示略)を形成する手段を用いることができる。
ヘッダ3の本体部30については、たとえば図7に示すような工程で製造する。すなわち、同図(a)に示すように、まず原材料となる平板状の金属板Pに対し、深絞り加工を施す。このことにより、同図(b)に示すように、平板部34Aに繋がったヘッダ中間品
30’を形成する。その後、同図の仮想線L1の位置で平板部34Aを円形状に打ち抜く。すると、同図(c)に示すように、短寸のフランジ部34を有するヘッダ3の本体部30を製造することができる。この本体部30に、継手用管体部31を溶接することにより、ヘッダ3が完成する。
ことができる。このようなことから、開口縁部33と膨出部22の周壁部22aとを、隙間のないシール性の高い状態に接合することができる。したがって、チャンバ36内の湯水が外部に漏出することを確実に防止する上で相当に好ましいものとなる。さらに、傾斜部22a'を設けることにより、ヘッダ3と周壁部22との溶接位置を、側壁部21の平面部分から離れた位置に規制することができるので、傾斜部22a'を設けていない場合と比べて、溶接時の平面部分への熱影響を抑制することができ、側壁部21が歪む問題を回避し易くなる。
することができる。本発明に係る熱交換器は、潜熱回収用に限らないことは勿論のこと、湯水加熱用途以外の種々の用途に用いることができる。
A1 端部領域(膨出部の周壁部の)
A2,A3 中間領域(膨出部の周壁部の)
1 伝熱管
2 ケース
3(3A,3B) ヘッダ
21 側壁部(ケースの)
22 膨出部
22a 周壁部(膨出部の)
22a' 傾斜部(周壁部の)
22b 先端壁部(膨出部の)
22c 貫通孔
32 開口部(ヘッダの)
33 開口縁部(ヘッダの)
34 フランジ部(ヘッダの)
Claims (5)
- 複数の伝熱管を内部に収容するケースと、前記複数の伝熱管への入水用または出湯用のヘッダと、を備えており、
前記ケースの側壁部には、前記ケースの外方に向けて膨出する筒状の周壁部およびこの周壁部の先端部を塞ぐ先端壁部を有する膨出部が形成されている、熱交換器であって、
前記膨出部は、前記側壁部の略全域が前記膨出部にならないように前記側壁部に部分的に、かつ一体的に形成されており、
前記複数の伝熱管の端部は、前記膨出部の先端壁部に形成された貫通孔に挿通されて前記先端壁部に接合されており、
前記ヘッダは、前記膨出部に対応した開口部を形成する開口縁部を有する内部空洞状とされ、かつ前記開口縁部は、前記膨出部の周壁部に外嵌され、前記ヘッダ内のうち、前記膨出部の前記先端壁部よりも前記ケースの外方側の領域は、前記複数の伝熱管の内部に連通するチャンバとされていることを特徴とする、熱交換器。 - 請求項1に記載の熱交換器であって、
前記膨出部の筒状の周壁部は、前記膨出部の先端側に進むほど外形寸法が小さくなるように傾斜した傾斜部を有し、
前記ヘッダの前記開口縁部は、前記傾斜部の外面に当接し、かつこの当接部分において前記ヘッダと前記傾斜部との接合が図られている、熱交換器。 - 請求項1または2に記載の熱交換器であって、
前記ヘッダのうち、前記開口縁部の外周には、前記開口縁部の外方に向けて突出したフランジ部が一体的に形成されている、熱交換器。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の熱交換器であって、
前記膨出部の筒状の周壁部は、前記周壁部の両端に位置する略半円筒状の左右一対の端部領域と、これら一対の端部領域どうしの間に位置してそれらを繋ぐ上下一対の中間領域とを有し、
これら一対の中間領域のそれぞれは、その正面視において外側に膨らむように湾曲した形態とされている、熱交換器。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器を製造するための方法であって、
複数の伝熱管と、
これら複数の伝熱管を収容するためのケースの一部を構成し、かつ前記ケースの外方に向けて膨出する筒状の周壁部、およびこの周壁部の先端部を塞ぐ先端壁部を有する膨出部が形成されているケースの側壁部と、
前記膨出部に対応した開口部を形成する開口縁部を有する内部空洞状のヘッダと、
を準備しておくとともに、
前記ケースの膨出部は、前記側壁部の略全域が前記膨出部にならないように前記側壁部に部分的に、かつ一体的に形成された構成としておき、
前記膨出部の先端壁部に複数の伝熱管を貫通させ、かつこれら複数の伝熱管を前記膨出部に溶接する工程と、
この工程の後に、前記膨出部の周壁部に前記ヘッダの開口縁部を外嵌させ、かつこの開口縁部を前記ケースの側壁部に溶接する工程と、
を有していることを特徴とする、熱交換器の製造方法。
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