(57)【要約】【課題】拡管する際の異常な変形を抑制できて、後の製造工程の削減および製造コストの削減を可能ならしめるようにする。【解決手段】外周に複数条の螺旋溝２ａを設けた水管２に、螺旋溝２ａに沿わせて冷媒管３を巻き付け組付管１０を作成し、作成した組付管１０を所定寸法に曲げ加工し、曲げ加工した組付管１０の水管２内部に液圧をかけ、水管２を拡管させることで、水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３を密着接合させる。これにより、拡管する際の異常な変形を抑制し、後の製造工程の削減および製造コストの削減を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数条の螺旋溝を設けた水管に、前記螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けて組付管を作成する工程と、
作成した組付管を所定寸法に曲げ加工する工程と、
曲げ加工した組付管の水管内部に液圧をかけ、水管を拡管させることで、水管の螺旋溝と冷媒管を密着接合させる工程と、
を有することを特徴とする捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項２】
外周に複数条の螺旋溝を設けた水管に、前記螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けて組付管を作成する工程と、
作成した組付管の水管内部に液圧をかけ、水管を拡管させることで、水管の螺旋溝と冷媒管を密着接合させる工程と、
水管の螺旋溝と冷媒管が密着接合されてなる組付管を所定寸法に曲げ加工する工程と、
を有することを特徴とする捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項３】
外周に複数条の螺旋溝を設けた水管に、前記螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けて組付管を作成する工程と、
作成した組付管を所定寸法に曲げ加工する工程と、
曲げ加工した組付管を外側から拘束しながら水管内部に液圧をかけ、水管を拡管させることで、水管の螺旋溝と冷媒管を密着接合させる工程と、
を有することを特徴とする捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項４】
外周に複数条の螺旋溝を設けた水管に、前記螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けて組付管を作成する工程と、
作成した組付管を外側から拘束しながら水管内部に液圧をかけ、水管を拡管させることで、水管の螺旋溝と冷媒管を密着接合させる工程と、
水管の螺旋溝と冷媒管が密着接合されてなる組付管を所定寸法に曲げ加工する工程と、
を有することを特徴とする捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項５】
曲げ加工した組付管の外側寸法との嵌め合い公差を小さく設計した箱状の拘束冶具に、前記曲げ加工した組付管を納めた後、水管内部に液圧をかけ水管を拡管することを特徴とする請求項３記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項６】
組付管との嵌め合い公差を小さく設計した円筒状の拘束冶具に、前記組付管を納めた後、水管内部に液圧をかけ水管を拡管することを特徴とする請求項４記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項７】
水管を拡管する際に用いた箱状の拘束冶具から組付管を取り外さず、装着したままユニット化してなることを特徴とする請求項５記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記請求項７の方法により製造されたユニット化した捩り管形熱交換器を用いることを特徴とする室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と冷媒とを熱交換させる捩り管形熱交換器、特に芯管となる水管の外周に冷媒管を巻き付けてなる熱交換器の製造方法と、この方法により製造されるユニット化した捩り管形熱交換器を用いる室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、芯管となる水管(直管)の外周に螺旋状に冷媒管を巻き付けてなる熱交換器において、伝熱性能を向上させることを目的に、芯管となる水管とその外周に巻き付けた冷媒管とを密着させる方法が種々提案されている。この水管と冷媒管との密着方法は、芯管となる水管の内部に高圧の液圧をかけて拡管したり、芯管となる水管の内部に拡管用ダイスを通して拡管し、これによって相対的に冷媒管の締付力を大きくして、冷媒管を水管の外周面に対して食い込ませるものである(例えば、特許文献１参照)。これによって、ハンダやロウ材を使用せずに、水管と冷媒管とを密着接合させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９３０５７号公報（図１〜図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、芯管となる水管をその内部に液圧をかけて拡管したり、芯管となる水管の内部に拡管用ダイスを通して拡管することで、水管とその周りに巻き付けた冷媒管とを密着させる方式にあっては、非常に高い圧力で拡管することが必要となる。これは、元々、冷媒管とは線接触程度しか接触していなかった芯管となる水管を、冷媒管と面接触するまで拡管することに起因している。このため、拡管時の圧力によって水管が破壊されることが懸念される。
【０００５】
また、冷媒管を巻き付けた水管を、所定の形状に曲げ加工した後に拡管する場合には、拡管の変形と同時に、水管が元の直管に戻ろうとし、異常な変形、すなわち拡管以外の変形（例えば曲げ加工後の形状を崩すような変形）を起こしてしまう。このため、従来は、後の製造工程で所定の寸法となるよう変形した箇所を修正する工程などが必要となったり、場合によっては修正不可能となってしまうことがあり、製造工程増・製造コスト増となるという難点があった。
【０００６】
本発明の技術的課題は、拡管する際の異常な変形を抑制できて、後の製造工程の削減および製造コストの削減を可能ならしめるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る捩り管形熱交換器の製造方法は、外周に複数条の螺旋溝を設けた水管に、前記螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けて組付管を作成する工程と、作成した組付管を所定寸法に曲げ加工する工程と、曲げ加工した組付管の水管内部に液圧をかけ、水管を拡管させることで、水管の螺旋溝と冷媒管を密着接合させる工程と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の捩り管形熱交換器の製造方法によれば、水管の外周に予め複数条の螺旋溝を設け、この螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けているので、従来よりも低い圧力で水管を拡管させても冷媒管との接触面積を大きくすることができる。このため、拡管する際の異常な変形を抑制でき、後の製造工程の削減および製造コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造工程における水管に冷媒管を巻き付けてなる組付管を箱状の拘束冶具に納めた状態（高圧ポンプ接続前の状態）を示す構造図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造工程における液圧拡管前の水管の管軸に沿って切断した組付管を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造工程における液圧拡管後の水管の管軸に沿って切断した組付管を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態１．
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施形態１に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。図２は本実施形態に係る捩り管形熱交換器の製造工程における水管に冷媒管を巻き付けてなる組付管を箱状の拘束冶具に納めた状態（高圧ポンプ接続前の状態）を示す構造図である。図３は本実施形態に係る捩り管形熱交換器の製造工程における液圧拡管前の水管の管軸に沿って切断した組付管を示す断面図である。図４は本実施形態に係る捩り管形熱交換器の製造工程における液圧拡管後の水管の管軸に沿って切断した組付管を示す断面図である。
【００１１】
本実施形態に係る捩り管形熱交換器は、図１及び図４に示すように外周に複数条の螺旋溝２ａを設けた捩り管すなわち芯管となる水管２と、水管２に螺旋溝２ａに沿わせて巻き付けた複数条の冷媒管３とを備えている。そして、水管２に冷媒管３を巻き付けてなる組付管１０を、水管２の拡管時に収容固定する箱状の拘束冶具４が、そのまま組付管１０と一体化され、これらによって、熱交換器ユニット２０が構成されている。
【００１２】
次に、本実施形態の捩り管形熱交換器の製造方法とこの方法により製造された捩り管形熱交換器を用いた例えば給湯機等の室外機について、図１に基づき図２乃至図４を参照しながら説明する。まず、外周に複数条の螺旋溝２ａを設けた水管２に、螺旋溝２ａに沿わせて冷媒管３を巻き付ける（図１(ａ)）。次いで、この水管２に冷媒管３を巻き付けてなる組付管１０を所定の寸法に曲げ加工（図１(ｂ)）した後、この曲げ加工した組付管１０の外側寸法との嵌め合い公差が小さくなるよう設計した箱状の拘束冶具４に、前記曲げ加工した組付管１０を納め、組付管１０を外側から拘束する。そして、この曲げ加工し、箱状の拘束冶具４にて外側から拘束した組付管１０の水管２の一方を密封キャップ５で密封し、他方から液体流入管６ａに接続した高圧ポンプ６により高圧の液圧をかけ、水管２を拡管させる（図１(ｃ)）。その後、密封キャップ５と高圧ポンプ６を取り外し、組付管１０は箱状の拘束冶具４から取り外さず、箱状の拘束冶具４に装着したまま熱交換器ユニット２０として構成し、箱状の拘束冶具４ごと給湯機等の室外機７に設置する（図１(ｄ)）。
【００１３】
このように、本実施形態においては、螺旋溝２ａに沿うように冷媒管３を巻き付けた後の水管２に高圧の液圧をかけ拡管する。これにより、拡管加工前は、図３のように水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３とが密着せず隙間がある状態だったものが、拡管後は、図４のように水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３が密着するようになる。そして、水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３が密着接合することで、ハンダやロウ材などの接合材を使用することなく、伝熱面積を増加させることができ、伝熱性能を向上させることができる。これにより、ハンダやロウ材などの接合材が不要となるため製造コストを削減できる。
【００１４】
ここで、螺旋溝２ａを有し曲げ加工が施された水管２に高圧の液圧をかけ拡管する場合、水管２は内部にかかる圧力により、曲げ加工を施す前の状態、及び複数条の螺旋溝加工を施す前の直管に戻ろうとする。このため、水管２は拡管方向以外の方向にも変形してしまい、これが使用される給湯器等の室外機７に収まらないような形状に変形してしまう傾向にある。しかし、本実施形態では、水管２の外周に予め複数条の螺旋溝２ａを設け、この螺旋溝に沿わせて冷媒管を巻き付けているので、従来よりも低い圧力で水管２を拡管させても冷媒管３との接触面積を大きくすることができる。このため、拡管する際の異常な変形を抑制でき、後の製造工程の削減および製造コストの削減が可能となる。
【００１５】
また、本実施形態では、拡管する際の異常な変形をさらに抑制できるようにするために、箱状の拘束冶具４に組付管１０を納めて、外側から拘束した状態で高圧の液圧をかけ拡管するようにしている。箱状の拘束冶具４は、図２のように冷媒管３が巻き付けられて所定の寸法に曲げ加工を施した後の組付管１０の外側寸法との嵌め合い公差が小さくなるよう設計されている。これにより、異常な変形、すなわち拡管以外の変形を起こすことなく水管２を拡管でき、図４のように螺旋溝２ａと冷媒管３との良好な密着接合が可能となっている。
【００１６】
また、曲げ加工を施し、水管２を拡管した組付管１０を、箱状の拘束冶具４から取り外さずに熱交換器ユニット２０として構成し、箱状の拘束冶具４ごと給湯機等の室外機７に設置している。これにより、本来は水管２に冷媒管３が密着接合されてなる組付管１０を箱に納めてから給湯器等の室外機７に設置するが、この給湯器等の室外機７に設置する際の箱詰め工程がなくなる。このため、製造工程を削減でき、製造コストを削減することができる。
【００１７】
実施形態２．
図５は本発明の実施形態２に係る捩り管形熱交換器の製造方法を示す工程図である。図中、前述の実施形態１と同一部分には、同一符号を付してある。なお、説明にあたっては、前述の図３及び図４を参照するものとする。
【００１８】
本実施形態に係る捩り管形熱交換器は、図１及び図４に示すように外周に複数条の螺旋溝２ａを設けた捩り管すなわち芯管となる水管２と、水管２に螺旋溝２ａに沿わせて巻き付けた複数条の冷媒管３とを備えている。そして、水管２の拡管時には、水管２に冷媒管３を巻き付けてなる組付管１０が、円筒状の拘束冶具８に収容固定される。しかし、水管２の拡管後には、組付管１０が円筒状の拘束冶具８から取り外されるようになっている。
【００１９】
次に、本実施形態の捩り管形熱交換器の製造方法について、図５に基づき図３及び図４を参照しながら説明する。まず、外周に複数条の螺旋溝２ａを設けた水管２に、螺旋溝２ａに沿わせて冷媒管３を巻きつける（図５(ａ)）。次いで、この水管２に冷媒管３を巻き付けてなる組付管１０を、この組付管１０との嵌め合い公差が小さくなるよう設計した円筒状の拘束冶具８に納め（図５(ｂ)）、組付管１０を外側から拘束する。そして、この円筒状の拘束冶具８にて外側から拘束したストレート状の組付管１０の水管２の一方を密封キャップ５で密封し、他方から高圧ポンプ６により高圧の液圧をかけ、水管２を拡管させる（図５(ｃ)）。その後、密封キャップ５と高圧ポンプ６を取り外し、さらに水管２を拡管した組付管１０を円筒状の拘束冶具８から取り外してから、所定の寸法に曲げ加工する（図５(ｄ)）。この水管２を拡管し、曲げ加工してなる組付管１０は、所定の箱に納められ、給湯器等の室外機に設置される。
【００２０】
このように、本実施形態においては、曲げ加工の前に液圧拡管するので、円筒状の拘束冶具８により、組付管１０、つまり水管２と螺旋溝２ａに沿うように巻き付けた冷媒管３に対して、全長に亘って均一に一定の締め付け力を与えることができる。このため、螺旋溝２ａと冷媒管３の密着の状態は、図３のように水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３とが密着せず隙間がある状態だったものが、拡管後は、図４のように水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３が全長に亘って均一に密着接合するようになる。そして、水管２の螺旋溝２ａと冷媒管３が密着接合することで、ハンダやロウ材などの接合材を使用することなく、伝熱面積を増加させることができ、伝熱性能を向上させることができて、製造コストを削減することができる。
【００２１】
さらに、円筒状の拘束冶具８は、前述の実施形態１で説明した箱状の拘束冶具４よりも全長に亘り締め付け力が大きいため、多少圧力を下げても箱状の拘束冶具４を用いた場合と同等の拡管作用が得られ、伝熱面積が増加する。このため、拡管工程時に水管が破壊される恐れが低減し、歩留りが向上する。
【符号の説明】
【００２２】
２  水管、２ａ  螺旋溝、３  冷媒管、４  箱状の拘束冶具、５  密封キャップ、６  高圧ポンプ、７  室外機、８  円筒状の拘束冶具、１０  組付管、２０  熱交換器ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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