(57)【要約】【課題】防錆塗料がフィンに付着して熱交換性能が低下することを抑制すること、及び、ロウ付け時に防錆塗料が溶融して耐食性が低下してしまうことを抑制することを実現する熱交換器及び熱交換器の製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】並列配置された複数のフィンと、複数のフィンの外側に設けられた固定板と、複数のフィン及び固定板に直交するように接続された複数の冷媒配管と、固定板から突出した冷媒配管の端部同士を接続し、複数の冷媒配管とともに冷媒流路を形成する接続管と、を有し、固定板は、予め耐熱性防錆塗料が表面に塗装されている板材が用いられたものである。【選択図】図２
2014122734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列配置された複数のフィンと、
前記複数のフィンの外側に設けられた固定板と、
前記複数のフィン及び前記固定板に直交するように接続された複数の冷媒配管と、
前記固定板から突出した前記冷媒配管の端部同士を接続し、前記複数の冷媒配管とともに冷媒流路を形成する接続管と、
を有し、
前記固定板は、
予め耐熱性防錆塗料が表面に塗装されている板材が用いられた
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記固定板に塗装する耐熱性防錆塗料の耐熱温度が、５５０℃以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記固定板は、
亜鉛めっきが施された鋼板と、
前記耐熱性防錆塗料が前記鋼板の表面に塗装されて形成された耐熱塗膜と、
を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
並列配置された複数のフィンと、
前記複数のフィンの外側に設けられた固定板と、
前記複数のフィン及び前記固定板に直交するように接続された複数の冷媒配管と、
前記固定板から突出した前記冷媒配管の端部同士を接続し、前記複数の冷媒配管とともに冷媒流路を形成する接続管と、
を有する熱交換器の製造方法において、
前記固定板の表面に予め耐熱性防錆塗料を塗装し、
前記耐熱性防錆塗料で塗装した前記固定板を前記冷媒配管に接続し、
前記固定板を接続した前記冷媒配管と前記接続管とのロウ付けを行う
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及び熱交換器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、熱交換器には、空気流れ方向に平行に複数設けられたフィンと、このフィンを固定する固定板と、フィンに接続され、冷媒が流れるチューブ（チューブ）とを有し、このチューブを流れる冷媒とフィンを通過する空気とを熱交換させるフィンアンドチューブ型熱交換器がある。
【０００３】
フィンアンドチューブ型熱交換器は、たとえば、冷蔵庫や空気調和装置の室外機及び室内機などに搭載される。フィンアンドチューブ型熱交換器が冷蔵庫に搭載される場合においては、庫内に貯蔵された食品から発生するガス（硫黄系ガス、酢酸など）が、冷蔵庫内を循環してフィンアンドチューブ型熱交換器を腐食させてしまうことがある。また、フィンアンドチューブ型熱交換器が空気調和装置の室外機に搭載される場合においては、結露水や雨水が付着してフィンアンドチューブ型熱交換器を腐食させてしまうことがある。
【０００４】
そこで、従来のフィンアンドチューブ型熱交換器には、熱交換器に防錆塗料を塗装し、腐食を抑制するようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。なお、この特許文献１に記載の技術は、熱交換器を組み立てた後に熱交換器に防錆塗料を塗装する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７０５０６号公報（たとえば、段落［００２６］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術は、熱交換器を組み立てた後に熱交換器に防錆塗料を塗装しており、熱交換性能に大きく寄与するフィンにも防錆塗料が付着してしまい、熱交換性能が低下してしまう可能性があった。
【０００７】
一方、熱交換器の組み立て前に、熱交換器に予め防錆塗料を塗装する方法も考えられる。ここで、熱交換器の組み立てでは、ヘアピン状の銅配管である複数のチューブ（ヘアピン管）を１本の連続した配管にするため、Ｕ字状の銅配管であるチューブ（Ｕベンド）によって当該ヘアピン管同士を接続するようにしている。なお、このヘアピン管とＵベンドとの接続は、たとえばロウ付けなどによってなされる。
【０００８】
すなわち、熱交換器の組み立て前に、熱交換器に予め防錆塗料を塗装する方法では、ロウ付けに用いるバーナーの火が防錆塗料を塗装済みのロウ付けしない箇所（たとえば、固定板）に当たったり、ロウ付け箇所の熱が防錆塗料を塗装済みの固定板などに伝達されたりすることで、防錆塗料が溶融し、固定板などの耐食性が低減してしまう可能性があった。
より詳細には、ロウ付け箇所の温度は、たとえば８００℃程度になるが、ロウ付け時のバーナーの火が当る固定板も５００℃程度の温度になる。亜鉛の融点が４２０℃程度であるため、亜鉛めっき鋼板のめっきが溶融し、固定板の耐食性が低下してしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、防錆塗料がフィンに付着して熱交換性能が低下することを抑制すること、及び、ロウ付け時に防錆塗料が溶融して耐食性が低下してしまうことを抑制することを実現する熱交換器及び熱交換器の製造方法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】
【００１０】
本発明に係る熱交換器は、並列配置された複数のフィンと、複数のフィンの外側に設けられた固定板と、複数のフィン及び固定板に直交するように接続された複数の冷媒配管と、固定板から突出した冷媒配管の端部同士を接続し、複数の冷媒配管とともに冷媒流路を形成する接続管と、を有し、固定板は、予め耐熱性防錆塗料が表面に塗装されている板材が用いられたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る熱交換器によれば、上記構成を有しているので、防錆塗料がフィンに付着して熱交換性能が低下することを抑制すること、及び、ロウ付け時に防錆塗料が溶融して耐食性が低下してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。
【図２】固定板に耐熱塗料を塗装した場合の固定板、ヘアピン管、Ｕベンド、及びフィンの連結の様子を示す図である。
【図３】図１に示すヘアピン管とＵベンドとをロウ付けしている様子の説明図である。
【図４】固定板に耐熱塗料を塗装せずにロウ付けした場合の固定板の熱影響範囲を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態．  
図１は、実施の形態に係る熱交換器１を示す斜視図である。図２は、固定板６に耐熱塗料を塗装した場合の固定板６、ヘアピン管２、Ｕベンド３、及びフィン４の連結の様子を示す図である。
本実施の形態に係る熱交換器１は、防錆塗料がフィンに付着して熱交換性能が低下することを抑制すること、及び、ロウ付け時に防錆塗料が溶融して耐食性が低下してしまうことを抑制する改良が加えられたものである。
【００１４】
［構成説明］
熱交換器１は、一定の間隔を置いて平行に配置する複数のフィン４と、フィン４に直交するように接続されたヘアピン管２と、ヘアピン管２にロウ付けされて接続されるＵベンド３と、フィン４の外側に平行に配置された亜鉛めっき鋼板などからなる固定板６とを有している。この熱交換器１は、ヘアピン管２及びＵベンド３を流れる冷媒と、フィン４を通過する空気とを熱交換させるフィンアンドチューブ型熱交換器である。
【００１５】
（フィン４）
フィン４は、平面視形状がたとえば四角形状の板材であり、ヘアピン管２が接続されるものである。フィン４は、ヘアピン管２及びＵベンド３を流れる冷媒の温熱や冷熱などが伝達される部分である。このため、この冷媒とフィン４を通過する空気との熱交換効率が低減しないように、フィン４の表面には防錆塗料の塗装はしないようにしている。なお、本実施の形態では、フィン４は、熱伝達効率に優れるアルミから構成されているものを例に説明するが、それに限定されるものではない。
【００１６】
（ヘアピン管２及びＵベンド３）
ヘアピン管２は、Ｕ字形状の配管である。ヘアピン管２は、たとえば銅から構成される。ヘアピン管２は、直線状の直線部２Ａと、両側の直線部２Ａを接続する曲げ部２Ｂとを有しているものである。なお、直線部２Ａと曲げ部２Ｂとは、たとえば一本の配管を曲げ加工を施すことで形成される。
直線部２Ａには、フィン４の平面に対して直交するように、複数のフィン４が接続されている。
ロウ付け前の状態においては、直線部２Ａの一方の端部側は曲げ部２Ｂに接続されているが、他方の端部側は開放されている。すなわち、ヘアピン管２とＵベンド３とのロウ付け前の状態においては、ヘアピン管２の直線部２Ａの他方の端部側は開放されている。
なお、熱交換器１に流入する冷媒の出入り口となるヘアピン管２については、一方はＵベンド３にロウ付けされるが、他方については、Ｕベンド３のようなＵ字に曲げられた配管ではなく、たとえば直線状の配管３Ａなどに接続される。
【００１７】
Ｕベンド３は、Ｕ字形状の配管である。Ｕベンド３は、たとえば、ヘアピン管２を構成する材料と同じ材料、すなわち銅で構成される。ヘアピン管２とＵベンド３とのロウ付け前の状態においては、Ｕベンド３は、一方及び他方の端部側は開放されている。すなわち、Ｕベンド３の一方の端部側は、ヘアピン管２の直線部２Ａの他方の端部側にロウ付けされ、Ｕベンド３の他方の端部側は、前述のヘアピン管２とは異なるヘアピン管２の直線部２Ａの他方の端部側にロウ付けされる。
このように、熱交換器１は、ヘアピン管２とＵベンド３とがロウ付けされて接続され、フィン４の中を蛇行するように配置されている。
【００１８】
（固定板６）
固定板６は、たとえば、熱交換器１が空気調和装置の室外機及び室内機などに搭載される場合には、室外機及び室内機の外郭の内側などに固定される部分である。すなわち、熱交換器１は、室外機及び室内機の外郭の内側に固定されることで、室外機及び室内機内に固定される。
固定板６は、板材である鋼板９と、鋼板９の表面に耐熱性を有する防錆塗料が塗装されて形成される耐熱塗膜１０とを有しているものである。固定板６は、板材である鋼板９と、鋼板９の表面に耐熱性を有する防錆塗料が塗装されて形成される耐熱塗膜１０（図２参照）とを有しているものである。
なお、鋼板９は、水などによって錆などが発生することを抑制する、すなわち耐食性を向上させるために、たとえば亜鉛めっきが施されているものである。つまり、固定板６は、亜鉛めっきが施された鋼板９の表面に、耐熱性を有する防錆塗料が塗装されたものである。本実施の形態では、固定板６に亜鉛めっきを施した場合を例に説明するがそれに限定されるものではなく、たとえば、高耐食・高沸点のめっきが施されていればよい。
【００１９】
固定板６は、複数のフィン４のうちのヘアピン管２とＵベンド３との接続部分側の端部側に設けられ、耐熱性防錆塗料が塗装されたものである。より詳細には、固定板６は、図１における紙面の一番上側のフィン４よりも上側であって、ヘアピン管２とＵベンド３との接続部分よりも下側に設けられているものである。なお、ヘアピン管２とＵベンド３との接続部分とは、図１及び図２に示すロウ付け部５に対応する部分をさす。
このような位置に固定板６が配置されているため、ヘアピン管２とＵベンド３とを接続するロウ付け時において、固定板６は、ロウ付け時のバーナー７の火（図３参照）に曝されたり、ヘアピン管２及びＵベンド３が有しているロウ付け時の熱が伝達されたりすることとなる。しかし、固定板６には耐熱塗膜１０が形成されているので、固定板６がバーナー７の火に曝されるなどしても、鋼板９の亜鉛めっきが溶融してしまうことが抑制されるようになっている。
【００２０】
なお、固定板６には、予め耐熱塗料が塗装されて耐熱塗膜１０が形成されている。すなわち、固定板６は、フィン４に固定板６を接続し、ヘアピン管２とＵベンド３とのロウ付けを実施する前に、予め耐熱塗料が塗装されている。
このように、予め耐熱塗料が塗装されていることで、固定板６以外の箇所（たとえば、フィン４など）に耐熱塗料が付着してしまうことを抑制することができる。
より詳細には、フィン４に固定板６を接続し、ヘアピン管２とＵベンド３とのロウ付けを実施する後に、耐熱塗料を塗装すると、固定板６以外の箇所に耐熱塗料が付着し、熱交換器１の熱交換性能が低下してしまう可能性がある。しかし、本実施の形態では、固定板６に予め耐熱塗料が塗装されていることで、フィン４に防錆塗料が付着してしまい、熱交換性能が低下してしまうことを防止することができる。
【００２１】
［ロウ付けについて］
図３は、図１に示すヘアピン管２とＵベンド３とをロウ付けしている様子の説明図である。図４は、固定板６に耐熱塗料を塗装せずにロウ付けした場合の固定板６の熱影響範囲を示す斜視図である。
熱交換器１は、図３に示すように、Ｕ字状のヘアピン管２とＵベンド３とをロウ付けする際において、固定板６にもバーナー７の火が当たってしまう。すなわち、複数のフィン４のうちのヘアピン管２とＵベンド３との接続部分側の端部側に固定板６が設けられているため、バーナー７の火がヘアピン管２とＵベンド３との接続部分だけでなく、固定板６の表面にも当たってしまうということである。
また、固定板６は、フィン４と比較すると、ヘアピン管２とＵベンド３との接続部分に近接しているため、その分、ヘアピン管２及びＵベンド３が有しているロウ付け時の熱が固定板６に伝達されやすい。
【００２２】
固定板６にバーナー７の火が当たってしまったり、ヘアピン管２及びＵベンド３からロウ付け時の熱が固定板６に伝達されたりすることにより、固定板６が高温になりやすい範囲は、図４に示すように、ロウ付け熱影響範囲８に対応している。
従来のように、予め固定板に防錆塗料を塗装する熱交換器では、フィン等に防錆塗料が付着することを防止することはできるものの、上述のロウ付け熱影響範囲８に対応する部分の亜鉛めっきが溶融して耐食性が低下し、錆の抑制を十分に図ることができていなかった。
しかし、本実施の形態に係る熱交換器１は、固定板６の鋼板９の表面に、耐熱性の防錆塗料が塗装されることで耐熱塗膜１０が形成されている。このため、固定板６のうちロウ付け熱影響範囲８に対応する部分の亜鉛めっきが、バーナー７による熱などによって溶融してしまうことが抑制される。すなわち、固定板６の耐食性の低下が抑制され、固定板６に錆が発生してしまうことを抑制することができる。
【００２３】
固定板６に塗装する耐熱性防錆塗料としては、メッキの融点よりも高い必要がある。すなわち、ヘアピン管２とＵベンド３とのロウ付けの際に、固定板６のロウ付け熱影響範囲８はたとえば５００℃程度となるため、耐熱性防錆塗料は、この５００℃よりも高い耐熱温度であることが望ましい。たとえば、耐熱性防錆塗料は、５５０℃以上の耐熱性を有するのであれば、ロウ付け熱影響範囲８の温度を５０℃程度上回ることにより、固定板６の鋼板９のめっきが溶融してしまうことをより確実に抑制することができる。
なお、固定板６に塗装する耐熱性防錆塗料としては、たとえば、セラミックス塗料を採用するとよい。また、鋼板９に耐熱性防錆塗料を塗装することで形成される耐熱塗膜１０の膜厚は、たとえば、１０（μｍ）〜４０（μｍ）程度とするとよい。
【００２４】
なお、固定板６には、予め耐熱性防錆塗料が塗装されているので、固定板６に形成されるヘアピン管２を接続する開口部分（図示省略）にも、耐熱性防錆塗料を塗装することが可能である。すなわち、この開口部分にも耐熱性防錆塗料を塗装した場合には、熱交換器１を分解して固定板６からヘアピン管２を外すと、ヘアピン管２が接続されていた開口部分にも耐熱性防錆塗料が付着しているということである。
これにより、結露水や雨水などが、この固定板６とフィン４との接続部分に浸みてしまっても、固定板６の開口部分に耐熱性防錆塗料が付着している分、固定板６が浸食されてしまうことを抑制することができる。
また、バーナー７の火がヘアピン管２とＵベンド３との接続部分に当たってしまったり、ヘアピン管２及びＵベンド３が有しているロウ付け時の熱が当該接続部分に伝達されてしまっても、耐熱性防錆塗料が付着している分、固定板６のめっきが溶融して耐食性が低減してしまうことを抑制することができる。
【００２５】
一方、従来のように、熱交換器を組み立てた後に防錆塗料を塗装した熱交換器では、上述の開口部分に防錆塗料が付着しにくくなっている。このため、従来のように、熱交換器を組み立てた後に耐熱性防錆塗料を塗装した熱交換器と、本実施の形態に係る熱交換器１とは、この開口部分に耐熱性防錆塗料が付着しているか否かによって区別することができる。
【００２６】
［本実施の形態に係る熱交換器１の有する効果］
本実施の形態に係る熱交換器１は、亜鉛めっき鋼板などからなる固定板６に予め耐熱塗料を塗装するようにしているのでロウ付け熱影響範囲８が存在せず、固定板６の耐食性が低下することを抑制することができる。
【００２７】
本実施の形態に係る熱交換器１は、固定板６をヘアピン管２に接続し、ヘアピン管２とＵベンド３とをロウ付けする前に、予め固定板６に耐熱塗料を塗装するようにしている。このため、従来のように、熱交換器の状態になってから全体を塗装し、熱交換性能に大きく寄与するフィン４にも塗料が付着してしまうようなことがなく、熱交換性能の低下を防止することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  熱交換器、２  ヘアピン管（冷媒配管）、２Ａ  直線部、２Ｂ  曲げ部、３  Ｕベンド（接続管）、３Ａ  配管、４  フィン、５  ロウ付け部、６  固定板、７  バーナー、８  ロウ付け熱影響範囲、９  鋼板、１０  耐熱塗膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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