(57)【要約】【課題】遮熱によってスズメッキ銅管におけるメッキ膜の溶融を可及的に防止し得る銅管のロウ付け方法、及び該方法により製作された熱交換器を提案する。【解決手段】表面にスズメッキが施された第１の銅管２と表面にスズメッキが施されていない第２の銅管５を、バーナ１０を使用してロウ付け接合するに際して、第１の銅管２の接合部位の近傍に、バーナ１０側から第１の銅管２側への熱放射を遮断する遮熱材２０を設置して施工する。係る方法によれば、バーナ１０から発する高温の輻射熱による熱放射が遮熱材２０に遮られ、第１の銅管２側への到達が防止される。従って、バーナ１０を用いたロウ付けであるにも拘らず、第１の銅管２の表面に設けられたメッキ膜の溶融による損壊が可及的に防止され、上記第１の銅管２の防食効果が長期に亘って良好に維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にスズメッキが施された第１の銅管（２）と表面にスズメッキが施されていない第２の銅管（５）を、バーナ（１０）を使用してロウ付け接合するに際して、上記第１の銅管（２）の接合部位の近傍に、上記バーナ（１０）側から上記第１の銅管（２）側への熱放射を遮断する遮熱材（２０）を設置して施工することを特徴とする銅管のロウ付け方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記遮熱材（２０）が、上記第１の銅管（２）の接合部位の近傍と上記バーナ（１０）の間に配置されてこれら両者を離隔する壁体であることを特徴とする銅管のロウ付け方法。
【請求項３】
請求項２において、
上記遮熱材（２０）が紙材で構成されていることを特徴とする銅管のロウ付け方法。
【請求項４】
請求項３において、
上記遮熱材（２０）の上記バーナ（１０）側の壁面に、無機質の粘土材又はガラス材又は金属材又はセラミック材で構成された耐火材（２５）が設けられていることを特徴とする銅管のロウ付け方法。
【請求項５】
請求項２において、
上記遮熱材（２０）が、無機質の粘土材又はガラス材又は金属材又はセラミック材で構成されていることを特徴とする銅管のロウ付け方法。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５において、
上記第１の銅管（２）のロウ付け接合部位の近傍を冷却することを特徴とする銅管のロウ付け方法。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５又は６に記載の銅管のロウ付け方法によって製作されたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、例えば、クロスフィン型熱交換器の伝熱管とその管端に接合されるＵ字管との接合に適用される銅管のロウ付け方法、及び該ロウ付け方法により製作された熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、空気調和機の熱交換器に用いられる銅製伝熱管の表面にスズメッキを施工して防食する技術は既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、このようなスズメッキ銅管を伝熱管として熱交換器を製作する場合、このスズメッキ銅管の端部に、スズメッキを施していない素銅管でなるＵ字管をロウ付けして接合するが、この場合、接合部にロウ材を配置し（所謂、「置きロウ」）、これをバーナによって加熱融解させるのが一般的な方法である（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７５９６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような「置きロウ」をバーナによって加熱融解させてロウ付けする場合の従来一般的な手法を図６に示している。即ち、スズメッキ銅管５１の端部５１ａを拡開し、この拡開部の内側に素銅管５２の端部５２ａを嵌挿する。そして、上記スズメッキ銅管５１の端面５１ｂに近接状態で置きロウ５４を配置し、しかるのち、バーナ１０の火炎１１を上記置きロウ５４に当てて、火炎１１の熱によって上記置きロウ５４を融解させて接合するものである。
【０００６】
ところが、このように、上記スズメッキ銅管５１と素銅管５２の接合部分の置きロウ５４にバーナ１０の火炎１１を当てて溶融させる場合、上記火炎１１から高温の輻射熱が接合部分よりも前方側へ向けて放射される（破線矢印参照）ため、この高温の熱放射を受けて、上記スズメッキ銅管５１の表面が高温に加熱され、該スズメッキ銅管５１の表面に設けられたスズメッキ膜５３が溶融され，その溶融メッキ層５３ａが上記接合から次第に前方側へ向かって拡大進行することになる。
【０００７】
係る溶融メッキ層５３ａは、上記スズメッキ銅管５１が高い放熱性を有することから、スズメッキ膜５３の深部までは到達せず、その表層部分に止まるものの、溶融によって耐食効果が減じることから、好ましくない。
【０００８】
本件出願人においては、このような事情に鑑み、バーナ１０からの熱放射の影響を抑制するための技術を検討する過程において、ロウ付けに際して、図７に示すように、上記スズメッキ銅管５１側に、上記バーナ１０からの熱放射を遮熱する遮熱材５５を設けることに想到し、該遮熱材５５による遮熱効果を検証した。
【０００９】
その結果、上記スズメッキ銅管５１の上記遮熱材５５よりも上記バーナ１０寄り部分はバーナ１０からの熱放射を受けてスズメッキ膜５３の表装が溶融して溶融メッキ層５３ａが発生したが、この溶融メッキ層５３ａは、上記遮熱材５５部分で進行が止まり、該遮熱材５５からさらに前方側へ拡大進行することは無かった。即ち、上記遮熱材５５を備えることの効果が検証により証明された。
【００１０】
そこで、本願発明は、上記検証結果を踏まえ、遮熱によってスズメッキ銅管におけるメッキ膜の溶融を可及的に防止し得る銅管のロウ付け方法、及び該方法により製作された熱交換器を提案することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１２】
本願の第１の発明では、表面にスズメッキが施された第１の銅管２と表面にスズメッキが施されていない第２の銅管５を、バーナ１０を使用してロウ付け接合するに際して、上記第１の銅管２の接合部位の近傍に、上記バーナ１０側から上記第１の銅管２側への熱放射を遮断する遮熱材２０を設置して施工することを特徴としている。
【００１３】
本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る銅管のロウ付け方法において、上記遮熱材２０を、上記第１の銅管２の接合部位の近傍と上記バーナ１０の間に配置されてこれら両者を離隔する壁体としたことを特徴としている。
【００１４】
本願の第３の発明では、上記第２の発明に係る銅管のロウ付け方法において、上記遮熱材２０を紙材で構成したことを特徴としている。
【００１５】
本願の第４の発明では、上記第３の発明に係る銅管のロウ付け方法において、上記遮熱材２０の上記バーナ１０側の壁面に、無機質の粘土材又はガラス材又は金属材又はセラミック材で構成された耐火材２５を設けたことを特徴としている。
【００１６】
本願の第５の発明では、上記第２の発明に係る銅管のロウ付け方法において、上記遮熱材２０を、無機質の粘土材又はガラス材又は金属材又はセラミック材で構成したことを特徴としている。
【００１７】
本願の第６の発明では、上記第１、第２、第３、第４又は第５の発明に係る銅管のロウ付け方法において、上記第１の銅管２のロウ付け接合部位の近傍を冷却することを特徴としている。
【００１８】
本願の第７の発明では、熱交換器であって、上記第１、第２、第３、第４、第５又は第６の発明に係る銅管のロウ付け方法によって製作されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明では次のような効果が得られる。
【００２０】
（ａ）本願の第１の発明に係る銅管のロウ付け方法によれば、表面にスズメッキが施された第１の銅管２と表面にスズメッキが施されていない第２の銅管５を、バーナ１０を使用してロウ付け接合するに際して、上記第１の銅管２の接合部位の近傍に、上記バーナ１０側から上記第１の銅管２側への熱放射を遮断する遮熱材２０を設置して施工することから、上記バーナ１０から発する高温の輻射熱による熱放射が上記遮熱材２０に遮られ、上記第１の銅管２側への到達が防止される。従って、上記バーナ１０を用いたロウ付けであるにも拘らず、上記第１の銅管２の表面に設けられたメッキ膜の溶融による損壊が可及的に防止され、上記第１の銅管２の防食効果が長期に亘って良好に維持される。
【００２１】
（ｂ）本願の第２の発明に係る銅管のロウ付け方法によれば、上記遮熱材２０を、上記第１の銅管２の接合部位の近傍と上記バーナ１０の間に配置されてこれら両者を離隔する壁体で構成したので、該遮熱材２０の上記第１の銅管２への着脱が容易であり、コストも低いことから、ロウ付け作業時のみにおいて一時的に使用される遮熱材２０として、好適である。
【００２２】
（ｃ）本願の第３の発明に係る銅管のロウ付け方法によれば、上記遮熱材２０を紙材で構成しているので、該遮熱材２０が軽量でその取扱が容易であり、また安価であることから、上記（ｂ）に記載の効果がさらに促進されることになる。
【００２３】
（ｄ）本願の第４の発明に係る銅管のロウ付け方法によれば、上記遮熱材２０の上記バーナ１０側の壁面に、無機質の粘土材又はガラス材又は金属材又はセラミック材で構成された耐火材２５を設けているので、例えば、ロウ材として融点の高い硬ロウを用いるときのように上記バーナ１０による加熱温度を高く設定したような場合であっても、紙製の遮熱材２０の焼損を防止することができ、それだけこのロウ付け方法の適用範囲が拡大され、その汎用性が向上する。
【００２４】
（ｅ）本願の第５の発明に係る銅管のロウ付け方法によれば、上記遮熱材２０を、無機質の粘土材又はガラス材又は金属材又はセラミック材で構成しているので、該遮熱材２０が高い耐火性を保有することとなり、その結果、例えば、ロウ材として融点の高い硬ロウを用いるときのように上記バーナ１０による加熱温度を高く設定したような場合であっても、紙製の遮熱材２０の焼損を防止することができ、それだけこのロウ付け方法の適用範囲が拡大され、その汎用性が向上する。
【００２５】
（ｆ）本願の第６の発明に係る銅管のロウ付け方法によれば、上記第１の銅管２のロウ付け接合部位の近傍を冷却するようにしているので、上記第１の銅管２のメッキ膜の溶融が、上記遮熱材２０による遮熱効果と、該第１の銅管２自身の高い放熱性と、該第１の銅管２を強制的に冷却することによる放熱性とが相乗的に作用し、その結果、上記（ａ）〜（ｅ）に記載の効果がさらに促進される。
【００２６】
（ｇ）本願の第７の発明によれば、熱交換器を、上記第１、第２、第３、第４、第５又は第６の発明に係る銅管のロウ付け方法によって製作しているので、高い防食性能を長期に亘って維持し得る熱交換器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
Ｉ：  第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態に係るロウ付け方法を適用して行なわれるロウ付け作業状態を示している。
【００２８】
このロウ付けの施工対象は、所定間隔をもって順次対向状態で配置された多数のフィン３，３，・・を貫通して伝熱管２を多段配置してなるクロスフィン型熱交換器１の管板４から外方へ延出する上記伝熱管２の管端部２ａとＵ字管５の管端部５ａの接合部である。
【００２９】
上記伝熱管２は、特許請求の範囲中の「第１の銅管」に該当するもので、その表面にスズメッキ（符号９で示すハッチング部分を参照）が施されたスズメッキ銅管で構成され、その管端部２ａは拡開されている。
【００３０】
上記Ｕ字管５は、上下二段の伝熱管２，２の管端部２ａ同士を接続するものであって、特許請求の範囲中の「第２の銅管」に該当し、その表面にスズメッキが施されていない素銅管５２で構成される。
【００３１】
そして、上記伝熱管２の管端部２ａに上記Ｕ字管５の管端部５ａを嵌挿した状態で、上記伝熱管２の管端部２ａの端面と上記Ｕ字管５の管端部５ａの表面で構成されるコーナ部分に、該Ｕ字管５の外周を巻回するように置きロウ６を配置する。この状態で、バーナ１０を用い、該バーナ１０からの火炎１１を上記置きロウ６部分に当ててこれを融解させて、上記伝熱管２の管端部２ａの端面部分と上記Ｕ字管５の管端部５ａの表面部分をロウ付け接合するものである。
【００３２】
この場合、この実施形態のロウ付け方法においては、上記バーナ１０での加熱に先立って、上記伝熱管２の管端部２ａに次述の遮熱材２０を取付けるようにしている。
【００３３】
即ち、上記遮熱材２０は、図２に示すように、ダンボール板で構成され、且つ上記各伝熱管２，２，・・に対応する部分には、該伝熱管２が嵌挿可能な管挿通穴２１と、該管挿通穴２１の内周の一側から上記遮熱材２０の端面２０ａに延びて開口するスリット２２が形成されている。
【００３４】
上記遮熱材２０は、上記スリット２２の一端側からこれを押し開いて上記伝熱管２を上記管挿通穴２１側へ移動させて該管挿通穴２１に嵌合させることで、上記各伝熱管２，２，・・に装着される。この場合、上記遮熱材２０がダンボール板で構成されていることから、該遮熱材２０が軽量であり、且つ容易に変形させることが可能であることから、該遮熱材２０の上記伝熱管２への装着作業は極めて容易且つ迅速に行なわれる。
【００３５】
この遮熱材２０の装着によって、図１に示すように、該伝熱管２の管端部２ａより前方側部分（管板４寄り部分）は上記バーナ１０から隔離された状態となる。
【００３６】
このように、上記伝熱管２とＵ字管５のロウ付け接合に際して、上記伝熱管２側に上記遮熱材２０を装着することで、上記バーナ１０から高温の輻射熱による熱放射が、上記伝熱管２のロウ付け接合部位よりもさらに前方側へ向けて発せられても、この熱放射は上記伝熱管２の管端部２ａに装着された上記遮熱材２０に遮られ、該遮熱材２０を超えてさらに上記管板４側へ伝達されることが阻止される。この結果、上記バーナ１０を用いたロウ付けであるにも拘らず、上記伝熱管２の表面に設けられたスズメッキ膜９の溶融による損壊は、上記遮熱材２０からさらに上記Ｕ字管５側へ延出する極限られた範囲に止まることになる。
【００３７】
従って、上記伝熱管２においては、その略全域において上記スズメッキ膜９が適正状態で保持されることから、該スズメッキ膜９を設けたことによりもたらされる高い防食効果が長期に亘って維持されることになる。
【００３８】
なお、上記遮熱材２０がダンボール板で構成されていることから、上記バーナ１０からの熱放射によって焼損することも懸念されるが、該遮熱材２０が放熱性の高い銅管（即ち、伝熱管２）に接していることから、該遮熱材２０の昇温が抑制されることから、その焼損の可能性は少なく、特に溶融温度の低い軟ロウを使用する場合には、その可能性は殆どないものと考えられる。
ＩＩ：  第２の実施形態
図３には、本願発明の第２の実施形態に係るロウ付け方法を適用して行なわれるロウ付け作業状態を示している。
【００３９】
この実施形態のロウ付け方法は、上記遮熱材２０をダンボール板で構成した場合において、例え溶融温度の高い硬ロウを用いた場合であっても、該遮熱材２０の焼損を確実に防止できるようにしたものであって、その基本構成は上記第１の実施形態の場合と同様である。
【００４０】
この実施形態では、上記遮熱材２０の耐火性を高めるために、上記遮熱材２０のロウ付け部位側の面に、図２に鎖線図示し、また図３に実線図示するように、耐火材２５を配置している。
【００４１】
この耐火材２５としては、その耐火性能から考えて、例えば、無機質の粘土材とか、ガラス材、金属材、又はセラミック材が好適である。
【００４２】
係る構成によれば、上記遮熱材２０はダンボール板で構成されているにも拘らず、上記耐火材２５の耐火性能によって高い耐火性をもつことになる。また、上記耐火材２５は、上記遮熱材２０の一面に設けられるだけであるため、上記遮熱材２０は、ダンボール板で構成したことによる利点、即ち、軽量で且つ安価であるという利点を維持することになる。
【００４３】
このように、上記耐火材２５が設けられた上記遮熱材２０を上記伝熱管２の接合部位の近傍に装着してロウ付け作業を行なうことで、例え溶融温度の高い硬ロウを用いた場合であっても、該遮熱材２０の焼損を確実に防止でき、ロウ付け作業の信頼性が向上する。
【００４４】
なお、上記遮熱材２０による基本的な効果、即ち、上記伝熱管２への熱放射の抑制によって、該伝熱管２の略全域においてスズメッキ膜９が適正状態で保持され、該スズメッキ膜９を設けたことによりもたらされる高い防食効果が長期に亘って維持されることは言うまでもない。
ＩＩＩ：  第３の実施形態
図４には、本願発明の第３の実施形態に係るロウ付け方法を適用して行なわれるロウ付け作業状態を示している。
【００４５】
この実施形態のロウ付け方法は、ロウ付け作業に伴う上記伝熱管２の昇温をより低く抑えて、該伝熱管２の表面のスズメッキ膜９に対する熱影響を可及的に防止することを意図したものであって、ロウ付け作業に際して、上記伝熱管２の上記遮熱材２０の裏面側部分（上記管板４寄り部分）に、例えば、水を含んだ紙とか布で構成される冷却材２６を巻きつけて、熱伝導によって上記伝熱管２に伝達される熱をスムーズに放熱させるようにしたものである。
【００４６】
係る構成によれは、上記バーナ１０側からの熱放射による上記伝熱管２の昇温は上記遮熱材２０で抑制され、上記バーナ１０側からの熱伝導による上記伝熱管２の昇温は上記冷却材２６によって抑制されることから、該伝熱管２の昇温がより一層確実に抑制され、その結果、上記伝熱管２の表面のスズメッキ膜９に対する熱影響が可及的に防止され、延いては、ロウ付け作業の信頼性がさらに向上することになる。
ＩＶ：  第４の実施形態
図５には、本願発明の第４の実施形態に係るロウ付け方法を適用して行なわれるロウ付け作業状態を示している。
【００４７】
この実施形態のロウ付け方法は、上記第１〜第３の実施形態とは異なって、上記遮熱材２０をダンボール板で構成するのではなく、これを耐火性能の高い素材、例えば、無機質の粘土材、ガラス材、金属材、又はセラミック材で構成したものである。
【００４８】
係る構成によれば、上記遮熱材２０の焼損の恐れが皆無であることから、該遮熱材２０の焼損等に気を使うことなく、ロウ付け作業を行なうことができ、ロウ付け作業における作業の簡易化、迅速化が期待できる。
【００４９】
なお、上記遮熱材２０による基本的な効果、即ち、上記伝熱管２への熱放射の抑制によって、該伝熱管２の略全域においてスズメッキ膜９が適正状態で保持され、該スズメッキ膜９を設けたことによりもたらされる高い防食効果が長期に亘って維持されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本願発明の第１の実施形態に係るロウ付け方法の施工状態説明図である。
【図２】図１に示した遮熱材の構造説明図である。
【図３】本願発明の第２の実施形態に係るロウ付け方法の施工状態説明図である。
【図４】本願発明の第３の実施形態に係るロウ付け方法の施工状態説明図である。
【図５】本願発明の第４の実施形態に係るロウ付け方法の施工状態説明図である。
【図６】従来の銅管のロウ付け方法の施工状態説明図である。
【図７】従来の銅管のロウ付け方法の欠点を解消する手法の効果検証状態の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    ・・熱交換器
２    ・・伝熱管（第１の銅管）
３    ・・フィン
４    ・・管板
５    ・・Ｕ字管（第２の銅管）
６    ・・置きロウ
９    ・・スズメッキ膜
１０  ・・バーナ
１１  ・・火炎
２０  ・・遮熱材
２１  ・・管挿通穴
２２  ・・スリット
２５  ・・耐火材
２６  ・・冷却材
【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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【図６】
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【図７】
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