(57)【要約】【課題】  簡単な工程により、防食性に優れたクロスフィンコイル型熱交換器を提供する。【解決手段】  ヘッダ部Ｂとヘアピン部Ｃとを備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記ヘッダ部Ｂの冷媒通路３，４を、金属製の中空ブロック体５で構成して、金属製の中空ブロック体５でヘッダ部Ｂの冷媒通路３，４を構成することが可能となるようにし、もって、鋳造により肉厚化が可能となり、腐食による貫通までの時間が長くなって、冷媒漏れを遅らすことができるようにしている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダ部（Ｂ）とヘアピン部（Ｃ）とを備えたクロスフィンコイル型熱交換器であって、前記ヘッダ部（Ｂ）の冷媒通路（３），（４）を、金属製の中空ブロック体（５）で構成したことを特徴とするクロスフィンコイル型熱交換器。
【請求項２】
前記ヘアピン部（Ｃ）の冷媒通路（１０）を、金属製の中空ブロック体（１２）で構成したことを特徴とするクロスフィンコイル型熱交換器。
【請求項３】
前記中空ブロック体（５），（１２）を、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金のうちの一つにより構成したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載のクロスフィンコイル型熱交換器。
【請求項４】
前記中空ブロック体（５），（１２）を、水溶性鋳型（１３）に溶解した金属を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型（１３）を除去することにより製作したことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載のクロスフィンコイル型熱交換器。
【請求項５】
前記水溶性鋳型（１３）として、内部に水の流れる水通路（１６）を形成したものを採用したことを特徴とする請求項４記載のクロスフィンコイル型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、クロスフィンコイル型熱交換器に関し、さらに詳しくは防食構造を有するクロスフィンコイル型熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機のクロスフィンコイル型熱交換器（伝熱管：銅管、フィン：アルミ、管板：亜鉛メッキ銅板）では、腐食により伝熱管に穴が開き、冷媒漏れを発生するケースの多い部分は、ヘッダ部およびヘアピン部である。
【０００３】
熱交換器の伝熱部は、アルミフィンで保護された状態になっているため、腐食による漏洩は少ない。これに対して、ヘッダ部やヘアピン部では、通常、銅管が無垢の状態で使用されており、銅管表面に結露水とともに腐食性物質が接触すると、腐食を受けるケースが生じる。近年では、材料コスト低減のため、伝熱管が薄肉になっているため、腐食が始まると、短期間で穴が開き、冷媒が漏洩するケースもある。また、ヘッダ部では、接合箇所（例えば、ロウ付け箇所）が多く、環境によっては、ロウ付け箇所が優先的に腐食されるケースもある。
【０００４】
上記対策としては、空気調和機を設置する前に、その環境中に腐食性物質が存在していることがわかっている場合には、通常の熱交換器のヘッダ部やヘアピン部に有機樹脂製塗料を塗布して、耐腐食性を高めることが行われているが、多くのケースでは実際に空気調和機を設置してから判明することが多く、実用的な対応とは言い難い。また、ヘッダ部の複雑な配管の表面に均一な塗装をするのは難しく、塗膜ピンホールの発生を無くすことができないため、防食が不完全となり、ピンホール部分で腐食が進み易い。
【０００５】
ところで、クロスフィンコイル型の熱交換器に用いられる冷媒分配器として、一対の板状部材を相互に接合してロールボンド体を構成するとともに、前記板状部材間には、熱交換器の冷媒経路の入口部に接続される分流管部と、前記各冷媒経路の途中に設けられるＵ字連絡管部とを形成したものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第２７２７７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献１に開示されている冷媒分配器の場合、一対の板状部材を相互に接合してロールボンド体を構成することとなっているところから、防食性についての課題が残るとともに、ロールボンド体を構成する一対の板状部材を相互に接合させるという工程が必要となり、製造工程が複雑化するおそれがある。
【０００８】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な工程により、防食性に優れたクロスフィンコイル型熱交換器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、ヘッダ部Ｂとヘアピン部Ｃとを備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記ヘッダ部Ｂの冷媒通路３，４を、金属製の中空ブロック体５で構成している。
【００１０】
上記のように構成したことにより、金属製の中空ブロック体５でヘッダ部Ｂの冷媒通路３，４を構成することが可能となる。従って、鋳造により肉厚化が可能となり、腐食による貫通までの時間が長くなって、冷媒漏れを遅らすことができる。しかも、一体成形が可能なところから、表面処理（例えば、防食塗装やメッキ）が容易となり、耐食性が向上し且つ信頼性が向上するとともに、接合部を少なくできるので、接合部からの冷媒漏洩が減少することとなり、信頼性が向上する。また、銅の使用量を削減できるところから、材料コストを低減できる。また、クロスフィンコイル型熱交換器における伝熱部における過去の技術成果をそのまま利用できるところから、新たな技術開発が不要となり、開発コストを低減できる。また、一体成形が可能なところから、接合部が減少することとなり、生産性が向上し、生産コストを低減できる。
【００１１】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記ヘアピン部Ｃの冷媒通路１０を、金属製の中空ブロック体１２で構成することもでき、そのように構成した場合、ヘアピン部Ｃも一体成形が可能となるところから、接合部を少なくできるので、接合部からの冷媒漏洩が減少することとなり、信頼性がより一層向上する。また、銅の使用量を削減できるところから、材料コストをより一層低減できる。また、クロスフィンコイル型熱交換器における伝熱部における過去の技術成果をそのまま利用できるところから、新たな技術開発が不要となり、開発コストを低減できる。また、一体成形が可能なところから、接合部が減少することとなり、生産性が向上し、生産コストを低減できる。
【００１２】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記中空ブロック体５，１２を、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金のうちの一つにより構成することもでき、そのように構成した場合、鋳造金属中の不純物の許容限度を大きくできることを生かして、安い材料を使用すれば、材料コストのさらなる低減が可能となるばかりでなく、低品位金属資源の有効活用にもなる。
【００１３】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記中空ブロック体５，１２を、水溶性鋳型１３に溶解した金属を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型１３を除去することにより製作することもでき、そのように構成した場合、水溶性鋳型１３に溶解した金属を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型１３を除去することにより中空ブロック体５，１２を製作することができることとなり、中空ブロック体５，１２の製作が容易且つ簡単となる。
【００１４】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第４の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記水溶性鋳型１３として、内部に水の流れる水通路１６を形成したものを採用することもでき、そのように構成した場合、内部に水を流すことにより、水溶性鋳型１３を除去することが可能となり、水溶性鋳型１３の除去が簡単且つ容易となる。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明の第１の手段によれば、ヘッダ部Ｂとヘアピン部Ｃとを備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記ヘッダ部Ｂの冷媒通路３，４を、金属製の中空ブロック体５で構成して、金属製の中空ブロック体５でヘッダ部Ｂの冷媒通路３，４を構成することが可能となるようにしたので、鋳造により肉厚化が可能となり、腐食による貫通までの時間が長くなって、冷媒漏れを遅らすことができるという効果がある。しかも、一体成形が可能なところから、表面処理（例えば、防食塗装やメッキ）が容易となり、耐食性が向上し且つ信頼性が向上するとともに、接合部を少なくできるので、接合部からの冷媒漏洩が減少することとなり、信頼性が向上するという効果もある。また、銅の使用量を削減できるところから、材料コストを低減できるという効果もある。また、クロスフィンコイル型熱交換器における伝熱部における過去の技術成果をそのまま利用できるところから、新たな技術開発が不要となり、開発コストを低減できるという効果もある。また、一体成形が可能なところから、接合部が減少することとなり、生産性が向上し、生産コストを低減できるという効果もある。
【００１６】
本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記ヘアピン部Ｃの冷媒通路１０を、金属製の中空ブロック体１２で構成することもでき、そのように構成した場合、ヘアピン部Ｃも一体成形が可能となるところから、接合部を少なくできるので、接合部からの冷媒漏洩が減少することとなり、信頼性がより一層向上する。また、銅の使用量を削減できるところから、材料コストをより一層低減できる。また、クロスフィンコイル型熱交換器における伝熱部における過去の技術成果をそのまま利用できるところから、新たな技術開発が不要となり、開発コストを低減できる。また、一体成形が可能なところから、接合部が減少することとなり、生産性が向上し、生産コストを低減できる。
【００１７】
本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記中空ブロック体５，１２を、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金のうちの一つにより構成することもでき、そのように構成した場合、鋳造金属中の不純物の許容限度を大きくできることを生かして、安い材料を使用すれば、材料コストのさらなる低減が可能となるばかりでなく、低品位金属資源の有効活用にもなる。
【００１８】
本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記中空ブロック体５，１２を、水溶性鋳型１３に溶解した金属を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型１３を除去することにより製作することもでき、そのように構成した場合、水溶性鋳型１３に溶解した金属を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型１３を除去することにより中空ブロック体５，１２を製作することができることとなり、中空ブロック体５，１２の製作が容易且つ簡単となる。
【００１９】
本願発明の第５の手段におけるように、上記第４の手段を備えたクロスフィンコイル型熱交換器において、前記水溶性鋳型１３として、内部に水の流れる水通路１６を形成したものを採用することもでき、そのように構成した場合、内部に水を流すことにより、水溶性鋳型１３を除去することが可能となり、水溶性鋳型１３の除去が簡単且つ容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して、本願発明幾つかの好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
第１の実施の形態
図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器が示されている。
【００２２】
このクロスフィンコイル型熱交換器は、伝熱部Ａとヘッダ部Ｂとヘアピン部Ｃとを備えて構成されており、前記伝熱部Ａは、例えば銅管からなる伝熱管１，１・・と該伝熱管１，１・・に対して直交状態で配設されたアルミニウム製の板状フィン２，２・・とからなっている。
【００２３】
前記ヘッダ部Ｂの冷媒通路３（即ち、液冷媒通路）および冷媒通路４（即ち、ガス冷媒通路）は、アルミニウムまたはマグネシウムあるいは亜鉛などの鋳造に適した金属材料を使用して一体成形で製作された金属製の中空ブロック体５で構成されている。符号６は液冷媒Ｘｌの入口部、７はガス冷媒Ｘｇの出口部、８は管板である。
【００２４】
そして、前記中空ブロック体５には、伝熱管１，１・・が接合により気密維持状態で接続される接続部９，９・・が形成されている。
【００２５】
上記のように構成したことにより、金属製の中空ブロック体５でヘッダ部Ｂの冷媒通路を構成することが可能となる。従って、鋳造により肉厚化が可能となり、腐食による貫通までの時間が長くなって、冷媒漏れを遅らすことができる。しかも、一体成形が可能なところから、表面処理（例えば、防食塗装やメッキ）が容易となり、耐食性が向上し且つ信頼性が向上するとともに、接合部を少なくできるので、接合部からの冷媒漏洩が減少することとなり、信頼性が向上する。また、銅の使用量を削減できるところから、材料コストを低減できる。また、クロスフィンコイル型熱交換器における伝熱部Ａにおける過去の技術成果をそのまま利用できるところから、新たな技術開発が不要となり、開発コストを低減できる。また、一体成形が可能なところから、接合部が減少することとなり、生産性が向上し、生産コストを低減できる。
【００２６】
また、中空ブロック体５を、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金のうちの一つにより構成することもできる。このようにすると、鋳造金属中の不純物の許容限度を大きくできることを生かして、安い材料を使用すれば、材料コストのさらなる低減が可能となるばかりでなく、低品位金属資源の有効活用にもなる。
【００２７】
第２の実施の形態
図２には、本願発明の第２の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器が示されている。
【００２８】
この場合、ヘアピン部Ｃの冷媒通路１０および接続部１１も、アルミニウムまたはマグネシウムあるいは亜鉛などの鋳造に適した金属材料を使用して一体成形で製作された中空ブロック体１２で構成されている。このようにすると、ヘアピン部Ｃも一体成形が可能となるところから、接合部を少なくできるので、接合部からの冷媒漏洩が減少することとなり、信頼性がより一層向上する。また、銅の使用量を削減できるところから、材料コストをより一層低減できる。また、クロスフィンコイル型熱交換器における伝熱部Ａにおける過去の技術成果をそのまま利用できるところから、新たな技術開発が不要となり、開発コストを低減できる。また、一体成形が可能なところから、接合部が減少することとなり、生産性が向上し、生産コストを低減できる。その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので、重複を避けて説明を省略する。
【００２９】
次に、前記第１および第２の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器における中空ブロック体５，１２の製造方法について、図３および図４を参照して説明する。この場合、ヘアピン部Ｃを構成する中空ブロック体１２を例として説明する。
【００３０】
まず、図３（イ）に示すように、粘土などの水に溶解する材料で形成した冷媒通路用の水溶性鋳型１３を備えた金属製鋳型１４を用意する。次いで、図３（ロ）に示すように、金属製鋳型１４内に溶解したアルミニウム１５を入れて固める。次に、図３（ハ）に示すように、凝固したアルミニウムの中空ブロック体１２を金属製鋳型１４から取り出し、水溶性鋳型１３を水で洗い流すと、図３（ニ）に示すように、アルミニウムの中空ブロック体１２の中に冷媒通路１０および伝熱管１の接続部１１が形成される。
【００３１】
上記したように、前記中空ブロック体１２を、水溶性鋳型１３に溶解した金属（例えば、アルミニウム１５）を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型１３を除去することにより製作することもでき、そのように構成した場合、水溶性鋳型１３に溶解した金属を流し込んで固まらせてから、前記水溶性鋳型１３を除去することにより中空ブロック体５，１２を製作することができることとなり、中空ブロック体１２の製作が容易且つ簡単となる。
【００３２】
ところで、前述の中空ブロック体を製造する方法において、中空ブロック体１２における水溶性鋳型１３を除去する方法の一つとして、図４に示すように、水溶性鋳型１３内に水通路１６を形成しておき、該水通路１６に水を流すことにより、水溶性鋳型１３を溶かして除去する方法が採用される。このようにすると、内部に水を流すことにより、水溶性鋳型１３を除去することが可能となり、水溶性鋳型１３の除去が簡単且つ容易となる。
【００３３】
なお、上記説明では、中空ブロック体１２を製造する方法について説明したが、中空ブロック体５についても、同様な方法で製造できることは勿論である。
【００３４】
本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器の要部を示す断面図である。
【図２】本願発明の第２の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器の要部を示す断面図である。
【図３】本願発明の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器における中空ブロック体の製造方法を説明するものであり、（イ）は水溶性鋳型と金属製鋳型との組み合わせを示し、（ロ）は金属製鋳型に溶解アルミニウムを流し込んだ状態を示し、（ハ）は凝固したアルミニウムの中空ブロック体を金属製鋳型から取り出し状態を示し、（ニ）は出来上がった中空ブロック体を示している。
【図４】本願発明の実施の形態にかかるクロスフィンコイル型熱交換器における中空ブロック体の製造方法において、水溶性鋳型を除去する方法の一つを説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１は伝熱管
２は板状フィン
５は中空ブロック体
３，４は冷媒通路
１０は冷媒通路
１２は中空ブロック体
１３は水溶性鋳型
１４は金属製鋳型
１６は水通路
Ａは伝熱部
Ｂはヘッダ部
Ｃはヘアピン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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