JPH06281386A - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を少なくしてコストを安くする。ろ
う付不良の発生率を低下させる。有毒ガスの発生を防止
する。 【構成】 一端にバーナＢが取付けられる筒状燃焼胴２
と、燃焼胴２の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の熱
媒体通路４を有するアルミニウム製偏平管３とを備えて
いる。また、左右側壁部5aおよび左右側壁部5aの後縁部
どうしを連結する後壁部5bを有しており、かつ偏平管３
における燃焼胴２内側を向いた面に左右側壁部5aの前縁
部をろう付されたアルミニウム製高温ガス流規制部材５
を備えている。偏平管３の周壁における燃焼胴２内側を
向いた部分に亜鉛拡散層８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば暖房装置の
蒸発器として使用される熱交換器、さらに詳しくは、石
油バーナ、ガスバーナ等の燃焼熱によってフレオン等の
熱媒体を蒸発させる蒸発器として使用される熱交換器お
よびその製造方法に関する。

【０００２】この明細書において、図２下側を前、これ
と反対側を後というものとする。また、図２の左右を左
右というものとする。さらに、この明細書において、
「アルミニウム」という語には、純アルミニウムの他に
アルミニウム合金を含むものとする。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種熱交換器としては、一端に
バーナが取付けられる筒状燃焼胴と、筒状燃焼胴の他端
開口を閉鎖するアルミニウム製伝熱隔壁と、伝熱隔壁の
外面にろう付され、かつ内部に複数の熱媒体通路を有す
るアルミニウム製偏平管と、左右側壁部、および左右側
壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を有し、かつ左右
側壁部の前縁部が伝熱隔壁の内面にろう付されているア
ルミニウム製高温ガス流規制部材とを備えており、伝熱
隔壁および偏平管の周壁における後側を向いた部分に亜
鉛拡散層が形成されものが知られている（たとえば特開
平４−３６５９１号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱交換器では、伝熱隔壁と偏平管とが広い面積でろう付
されることになるので、ろう付不良の発生率が高くなる
とともに、ろう付状態の把握が困難である。また、燃焼
胴、伝熱隔壁、偏平管および高温ガス流規制部材を必要
とするので、部品点数が多くなるという問題がある。

【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決した熱
交換器およびその製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明による熱交換器
は、一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴と、筒状燃
焼胴の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の熱媒体通路
を有するアルミニウム製偏平管と、左右側壁部および左
右側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を有し、かつ
左右側壁部の前縁部が偏平管における燃焼胴内側を向い
た面にろう付されているアルミニウム製高温ガス流規制
部材とを備えており、偏平管の周壁における燃焼胴内側
を向いた部分に亜鉛拡散層が形成されているものであ
る。

【０００７】この発明による第１の熱交換器の製造方法
は、一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴と、筒状燃
焼胴の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の熱媒体通路
を有するアルミニウム製偏平管と、左右側壁部および左
右側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を有し、かつ
左右側壁部の前縁部が偏平管における燃焼胴内側を向い
た面にろう付されているアルミニウム製高温ガス流規制
部材とを備えた熱交換器を製造する方法であって、偏平
管と高温ガス流規制部材とを、亜鉛を含むアルミニウム
製シート状ろう材を用いてろう付することを特徴とする
ものである。

【０００８】この発明による第２の熱交換器の製造方法
は、一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴と、筒状燃
焼胴の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の熱媒体通路
を有するアルミニウム製偏平管と、左右側壁部および左
右側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を有し、かつ
左右側壁部の前縁部が偏平管における燃焼胴内側を向い
た面にろう付されているアルミニウム製高温ガス流規制
部材とを備えた熱交換器を製造する方法であって、偏平
管における燃焼胴内側を向くべき面に予め亜鉛メッキ層
を形成しておき、偏平管と高温ガス流規制部材とを、ア
ルミニウム製シート状ろう材を用いてろう付することを
特徴とするものである。

【０００９】

【作用】一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴の他端
開口が、内部に複数の熱媒体通路を有するアルミニウム
製偏平管で閉鎖されているので、従来の熱交換器におけ
る伝熱隔壁が不要になる。また、左右側壁部および左右
側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を有する高温ガ
ス流規制部材が、その左右側壁部の前縁部で偏平管にろ
う付されているので、従来の熱交換器に比べてろう付部
の面積が小さくなる。さらに、偏平管の周壁における燃
焼胴内側を向いた部分に亜鉛拡散層が形成されているの
で、亜鉛拡散層がアルミニウムに対して犠牲的に面腐食
され、偏平管の周壁における燃焼胴内側を向いた部分へ
の孔食の発生が防止される。

【００１０】偏平管と高温ガス流規制部材とを、亜鉛を
含むアルミニウム製シート状ろう材を用いてろう付する
と、ろう付時の加熱により、ろう材中の亜鉛が偏平管の
周壁における燃焼胴内側を向いた部分に拡散させられ、
ここに亜鉛拡散層が形成される。

【００１１】偏平管における燃焼胴内側を向くべき面に
予め亜鉛メッキ層を形成しておき、偏平管と高温ガス流
規制部材とを、アルミニウム製シート状ろう材を用いて
ろう付すると、ろう付時の加熱により、亜鉛メッキ層中
の亜鉛が偏平管の周壁における燃焼胴内側を向いた部分
に拡散させられ、ここに亜鉛拡散層が形成される。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１３】図１〜図３はこの発明による熱交換器の１
実施例を示す。

【００１４】図１〜図３において、熱交換器(1) は、両
端が開口した横向き筒状燃焼胴(2)と、燃焼胴(2) の後
端開口に取付けられかつ石油、ガス等を燃料とするバー
ナ(B) と、内部に上下方向にのびる複数の熱媒体通路
(4) を有しかつ燃焼胴(2) の前端開口を閉鎖するアルミ
ニウム製偏平管(3) と、偏平管(3) の後側を向いた面に
ろう付されているアルミニウム製高温ガス流規制部材
(5) とを備えている。偏平管(3) と高温ガス流規制部材
(5) とをろう付しているろう材を(13)で示す。

【００１５】燃焼胴(2) はその下部に形成された円筒部
(2a)と、円筒部(2a)の前端部に形成された拡開部(2b)と
を備えており、円筒部(2a)内が燃焼室となされている。
また、円筒部(2a)の内周面は断熱材(6) で覆われてい
る。拡開部(2b)内に高温ガス流規制部材(5) が配置され
ている。高温ガス流規制部材(5) の上端は拡開部(2b)の
上端よりも下方に位置し、下端は拡開部(2b)の下端より
も上方に位置している。燃焼胴(2) の拡開部(2b)の上端
部に後方にのびる排気管(7) が接続されている。また、
拡開部(2b)の前端に外向きフランジ(2c)が形成されてい
る。

【００１６】偏平管(3) の周壁における後側を向いた部
分に亜鉛拡散層(8) が形成されている。偏平管(3) の左
右両側縁部にはそれぞれ張出し部(3a)が形成され、この
張出し部(3a)に燃焼胴(2) の拡開部(2b)の外向きフラン
ジ(2c)における左右両側縁寄りの部分がビス、リベット
等で固定されている。偏平管(3) の上下両端部は、それ
ぞれヘッダ(9)(10) に接続されている。下側のヘッダ(1
0)が入口側ヘッダであり、その左端部に図示しない熱媒
体入口管が接続されている。熱媒体中にはコンプレッサ
のオイルが常に溶存しており、熱媒体を加熱気化させる
と次第にこのオイルが溜まり、その粘性と低伝熱性によ
り熱媒体の気化および循環を阻害するので、これを防止
する目的で入口側ヘッダ(10)の右端部にオイル抜き管
（図示略）が接続されている。上側のヘッダ(9) が出口
側ヘッダであり、その左端部に図示しない熱媒体出口管
が接続されている。両ヘッダ(9)(10) の周壁には、それ
ぞれ軸線方向にのびる長孔(9a)(10a) が形成されてお
り、偏平管(3) の上下両端部がこの長孔(9a)(10a) を通
ってヘッダ(9)(10) 内に挿入され、ヘッダ(9)(10) の周
壁にろう付されている。

【００１７】高温ガス流規制部材(5) はアルミニウム押
出形材製であって、上下方向にのびる左右側壁部(5a)、
左右側壁部(5a)の後縁部どうしを連結する後壁部(5b)、
および左右側壁部(5a)の幅の中央部どうしを連結する中
間壁部(5c)を備えている。左右側壁部(5a)の前面に上下
方向にのびる通路(11)が形成されている。後壁部(5b)と
中間壁部(5c)との間、および中間壁部(5c)の前面にそれ
ぞれこれらと直角をなすように、第１伝熱フィン(5d)お
よび第２伝熱フィン(5e)が一体に設けられ、隣り合う両
伝熱フィン(5d)(5e)間および左右両端の両伝熱フィン(5
d)(5e)と左右側壁部(5a)との間の部分がそれぞれ通路(1
2)となされている。そして、通路(11)(12)内に高温の燃
焼排気ガスが流れるようになっている。高温ガス流規制
部材(5)は、上下の中間部よりも若干上方にくるように
配置され、第２伝熱フィン(5e)の前縁部および左右側壁
部(5a)の前縁部が偏平管(3) にろう付されており、後壁
部(5b)の後面に、円筒部(2a)の前端部周縁が当接してい
る。したがって、燃焼胴(2) 内で生じた高温の燃焼排気
ガスは、高温ガス流規制部材(5) の下端から通路(11)(1
2)内に流入し、上方に流れるようになっている。

【００１８】このような構成において、バーナ(B) の燃
焼ガスは、高温ガス流規制部材(5)の下端から通路(11)
(12)内に入り、通路(11)(12)内を上方に流れ、さらに拡
開部(2b)内の高温ガス流規制部材(5) よりも上方の部分
を通って排気管(7) から排出される。排気ガスの有する
熱は、高温ガス流規制部材(5) の通路(11)(12)内を流れ
る間に、直接または伝熱フィン(5d)(5e)を経て偏平管
(3) に伝わり、偏平管(3) の周壁を通って熱媒体通路
(4) 内を流れる熱媒体に伝わる。熱媒体は、バーナ(B)
の燃焼熱により加熱気化せしめられ、その潜熱を利用し
て暖房が行われる。このとき、熱媒体は、まず偏平管
(3) 内の下部において加熱されて部分的に気化し、気化
した熱媒体の作用によって熱媒体通路(4) 内を自然に上
昇し、全体が気化する。

【００１９】上記熱交換器(1) の製造方法の第１の実施
例が図４に示されている。

【００２０】図４において、予め、偏平管(3) 、高温ガ
ス流規制部材(5) 、ヘッダ(9)(10)および亜鉛を含むア
ルミニウム製シート状ろう材(15)を用意しておく。

【００２１】そして、高温ガス流規制部材(5) の第２伝
熱フィン(5e)の前縁部および左右側壁部(5a)の前縁部を
シート状ろう材(15)を介して偏平管(3) の後面に密接さ
せてこれらを適当な治具で固定する。また、偏平管(3)
の上下両端部の周囲にそれぞれヘッダ(9)(10) の長孔(9
a)(10a) を嵌め被せてろう材を配置し、これらを適当な
治具で固定する。その後、偏平管(3) と高温ガス流規制
部材(5) の第２伝熱フィン(5e)および左右側壁部(5a)、
ならびに偏平管(3) とヘッダ(9)(10) とをそれぞれろう
付する。このろう付工程時の加熱によって、シート状ろ
う材(15)中に含まれていた亜鉛が偏平管(3) の周壁にお
ける後側の部分のアルミニウム中に拡散させられて、防
食のための亜鉛拡散層(8) が形成される。さらに、偏平
管(3) をねじ、リベットなどにより燃焼胴(2) に固定す
ることによって、熱交換器(1) が製造される。

【００２２】図５に、上記熱交換器の第２の製造方法が
示されている。

【００２３】図５において、偏平管(3) における後側を
向く面に予め亜鉛メッキ層(20)を形成しておく。また、
偏平管(5) 、高温ガス流規制部材(5) 、ヘッダ(9)(10)
およびアルミニウム製シート状ろう材(21)を用意してお
く。

【００２４】そして、高温ガス流規制部材(5) の第２伝
熱フィン(5e)の前縁部および左右側壁部(5a)の前縁部を
シート状ろう材(21)を介して偏平管(3) の後面に密接さ
せてこれらを適当な治具で固定する。また、偏平管(3)
の上下両端部の周囲にそれぞれヘッダ(9)(10) の長孔(9
a)(10a) を嵌め被せてろう材を配置し、これらを適当な
治具で固定する。その後、偏平管(3) と高温ガス流規制
部材(5) の第２伝熱フィン(5e)および左右側壁部(5a)、
ならびに偏平管(3) とヘッダ(9)(10) とをそれぞれろう
付する。このろう付工程時の加熱によって、亜鉛メッキ
層(20)中の亜鉛が偏平管(3) の周壁における後側の部分
のアルミニウム中に拡散させられて、防食のための亜鉛
拡散層(8) が形成される。さらに、偏平管(3) をねじ、
リベットなどにより燃焼胴(2) に固定することによっ
て、熱交換器(1) が製造される。

【００２５】上記実施例において、燃焼ガスは、高温ガ
ス流規制部材(5) の通路(11)(12)内を下方から上方に流
れるようになっているが、偏平管(3) 内の熱媒体の流れ
方向と燃焼ガスの流れ方向とを逆向きにする目的で、上
記とは逆に高温ガス流規制部材(5) の通路(11)(12)内を
上方から下方に流れるようにしてもよい。この場合、高
温ガス流規制部材(5) を上下の中間部よりも若干下方に
配置するとともに、排気管(7) を燃焼胴(2) の拡開部(2
b)の下端部に接続する。

【００２６】

【発明の効果】この発明の熱交換器によれば、上述のよ
うに、従来の熱交換器における伝熱隔壁が不要になるの
で、部品点数が少なくなってコストが安くなる。また、
高温ガス流規制部材と偏平管とのろう付部の面積が小さ
くなるので、ろう付不良の発生率が低下する。しかも、
ろう付状態を簡単に把握できるので、ろう付不良が発生
していた場合にも、これを補修することができる。さら
に、偏平管における燃焼胴内側を向いた面に亜鉛拡散層
が形成されているので、亜鉛拡散層がアルミニウムに対
して犠牲的に面腐食され、偏平管の周壁における燃焼胴
内側を向いた部分への孔食の発生が防止される。したが
って、偏平管内を流れるフレオン等の熱媒体が燃焼胴内
に侵入し、熱媒体と燃焼ガスとの反応が防止され、これ
によりこの反応による有毒ガスの発生が防止される。

【００２７】また、この発明の２つの製造方法によれ
ば、ろう付時の加熱により、ろう材中の亜鉛が偏平管の
周壁における燃焼胴内側を向いた部分に拡散させられ、
ここに亜鉛拡散層が形成されるので、上述したように、
偏平管の周壁における燃焼胴内側を向いた部分への孔食
の発生が防止される。したがって、偏平管内を流れるフ
レオン等の熱媒体が燃焼胴内に侵入し、熱媒体と燃焼ガ
スとの反応が防止され、これによりこの反応による有毒
ガスの発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による熱交換器の実施例を示す一部切
欠き斜視図である。

【図２】同じく一部を省略した水平断面図である。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】この発明の熱交換器の製造方法の第１実施例を
示す図である。

【図５】この発明の熱交換器の製造方法の第２実施例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 筒状燃焼胴 ３ 偏平管 ４ 熱媒体通路 ５ 高温ガス流規制部材 ８ 亜鉛拡散層 １５ 亜鉛を含むアルミニウム製シート状ろう
材 ２０ 亜鉛メッキ層 ２１ アルミニウム製シート状ろう材 Ｂ バーナ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴
   と、筒状燃焼胴の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の
   熱媒体通路を有するアルミニウム製偏平管と、左右側壁
   部および左右側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を
   有し、かつ左右側壁部の前縁部が偏平管における燃焼胴
   内側を向いた面にろう付されているアルミニウム製高温
   ガス流規制部材とを備えており、偏平管の周壁における
   燃焼胴内側を向いた部分に亜鉛拡散層が形成されている
   熱交換器。
2. 【請求項２】 一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴
   と、筒状燃焼胴の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の
   熱媒体通路を有するアルミニウム製偏平管と、左右側壁
   部および左右側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を
   有し、かつ左右側壁部の前縁部が偏平管における燃焼胴
   内側を向いた面にろう付されているアルミニウム製高温
   ガス流規制部材とを備えた熱交換器を製造する方法であ
   って、偏平管と高温ガス流規制部材とを、亜鉛を含むア
   ルミニウム製シート状ろう材を用いてろう付することを
   特徴とする熱交換器の製造方法。
3. 【請求項３】 一端にバーナが取付けられる筒状燃焼胴
   と、筒状燃焼胴の他端開口を閉鎖し、かつ内部に複数の
   熱媒体通路を有するアルミニウム製偏平管と、左右側壁
   部および左右側壁部の後縁部どうしを連結する後壁部を
   有し、かつ左右側壁部の前縁部が偏平管における燃焼胴
   内側を向いた面にろう付されているアルミニウム製高温
   ガス流規制部材とを備えた熱交換器を製造する方法であ
   って、偏平管における燃焼胴内側を向くべき面に予め亜
   鉛メッキ層を形成しておき、偏平管と高温ガス流規制部
   材とを、アルミニウム製シート状ろう材を用いてろう付
   することを特徴とする熱交換器の製造方法。