(57)【要約】【課題】  その一端を簡易な作業で確実に閉塞可能な鋼管製ヘッダ及びこの鋼管製ヘッダを備えた空気調和装置を提供する。【解決手段】  鋼管製ヘッダ４０を、その一端を縮管加工し、この縮管加工後の開口孔４３ａの周面を平滑面に加工した後に、この開口孔４３ａに、リベット４５をそのフランジ部４５ａを略近接させた状態まで挿入して、ロウ付けによりリベット４５を鋼管製ヘッダ４０に接合するようにした。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に縮管加工された縮管加工部を有し、この縮管加工部には、縮管加工後の開口孔に、この開口孔より大きいフランジ部を有する挿入体が挿入され、そのフランジ部を前記開口孔の周囲に略近接させた状態で接合されていることを特徴とする鋼管製ヘッダ。
【請求項２】
前記縮管加工後の開口孔は、縮管加工時の開口孔の内周面を削り加工して平滑面にした孔であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管製ヘッダ。
【請求項３】
前記挿入体は、前記鋼管製ヘッダと同質の素材で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管製ヘッダ。
【請求項４】
前記挿入体は、リベットであることを特徴とする請求項３に記載の鋼管製ヘッダ。
【請求項５】
熱交換チューブの一端に鋼管製ヘッダが接続される熱交換器を備える空気調和装置において、
前記鋼管製ヘッダが、その一端に縮管加工された縮管加工部を有し、この縮管加工部には、縮管加工後の開口孔に、この開口孔より大きいフランジ部を有する挿入体が挿入され、そのフランジ部を前記開口孔の周囲に略当接した状態で接合されていることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端が閉塞される鋼管製ヘッダ及び鋼管製ヘッダが接続される熱交換器を備える空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱交換チューブの一端に鋼管製ヘッダが接続される熱交換器を備える空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この鋼管製ヘッダには、その一端に冷媒配管の接続口を備え、他端側が縮管加工された後にロウ付けによって閉塞され、この鋼管製ヘッダの側面に複数の熱交換チューブが間隔を空けて接続されたものがある。この種の熱交換器用の鋼管製ヘッダは、その内部をガス冷媒が通るため、その一端を確実に閉塞する必要がある。
【特許文献１】特開平７−１２０１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、縮管加工された後の開口孔が比較的大きい場合等には、この孔をロウ付けによって閉塞した際に、ロウ材の内部に気泡が生じるおそれがあり、この気泡が生じないようにロウ付けするには作業者の高い技量を要していた。一方、ロウ材に気泡が生じていた場合、その気泡は外部から判別不能であるために見過ごされるおそれがあり、かかる場合には、ロウ材の耐久性が低下し、内部のガス冷媒の圧力等によって隙間が生じ、ガス冷媒の漏れが生じるおそれがあった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、その一端を簡易な作業で確実に閉塞可能な鋼管製ヘッダ及びこの鋼管製ヘッダを備えた空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明は、鋼管製ヘッダにおいて、一端に縮管加工された縮管加工部を有し、この縮管加工部には、縮管加工後の開口孔に、この開口孔より大きいフランジ部を有する挿入体が挿入され、そのフランジ部を前記開口孔の周囲に略近接させた状態で接合されていることを特徴とする。
この構成によれば、縮管加工部の開口孔と挿入体との間隙にロウ材を流して挿入体を鋼管製ヘッダに接合することにより、ロウ材に気泡を生じさせることなく、容易に鋼管製ヘッダの内側までロウ材を流し込んで挿入体を鋼管製ヘッダに接合することができ、鋼管製ヘッダの一端が簡易な作業で確実に閉塞される。
【０００６】
上記構成において、前記縮管加工後の開口孔を、縮管加工時の開口孔の内周面を削り加工して平滑面にしてもよく、また、前記挿入体を、前記鋼管製ヘッダと同質の素材で形成してもよい。また、挿入体にリベットを用いるようにしてもよい。
【０００７】
また、本発明は、熱交換チューブの一端に鋼管製ヘッダが接続される熱交換器を備える空気調和装置において、前記鋼管製ヘッダが、その一端に縮管加工された縮管加工部を有し、この縮管加工部には、縮管加工後の開口孔に、この開口孔より大きいフランジ部を有する挿入体が、前記開口孔に挿入され、そのフランジ部を前記開口孔の周囲に略当接した状態で接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、鋼管製ヘッダが、その一端に縮管加工された縮管加工部を有し、この縮管加工部には、縮管加工後の開口孔に、この開口孔より大きいフランジ部を有する挿入体が挿入され、そのフランジ部を開口孔の周囲に略当接した状態で接合されるので、鋼管製ヘッダの一端が簡易な作業で確実に閉塞される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本実施形態に天井埋込型空気調和装置（以下、空気調和装置）１０の取り付け状態を示す側断面図である。
この空気調和装置１０は、板金製の箱形の空気調和機本体１を有し、吊りボルト２で天井から吊り下げられる。この空気調和機本体１は下方が開口し、天井に埋め込まれた場合、この開口側が被調和室に対向するように設置されている。この空気調和機本体１の内部には、モータ５が固定され、モータ５のシャフトには羽根車７が取り付けられ、これらが送風機９を構成している。この送風機９を取り囲むように、多角形状に曲げられた熱交換器１１が配置され、この熱交換器１１の下側にはドレンパン１３が配置され、このドレンパン１３にはベルマウス１４が取り付けられている。
この空気調和機本体１の下面には、化粧パネル２１が取り付けられ、この化粧パネル２１には、吸込口２２と吹出口２３とが形成され、吸込口２２の内側にはフィルタ２５が装着されている。
【００１０】
図２は、空気調和機本体１の平面図である。熱交換器１１は、略５角形（多角形）状に曲げられて、空気調和機本体１の内側に配置されている。
この熱交換器１１の３辺１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、空気調和機本体（筐体）１の３辺１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対し略平行に延び、残りの一部１１Ｄは、筐体１の一辺１Ｄに対応した位置で、当該筐体１の一辺１Ｄ側に三角状に張り出して構成されている。この熱交換器１１は、図３に示すように、２つの熱交換器１１Ｘ，１１Ｙを、実線矢印で示す空気の流れ方向に対し、二重に重ね、各隅部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを、曲げローラ治具にセットされた半径Ｒの同一ローラ（図示せず）で曲げることにより、５角形（多角形）状に形成されている。
この熱交換器１１Ｘ，１１Ｙには、複数の熱交換チューブ３０に複数のフィンが間隔を空けて配置されるフィンチューブ式熱交換器が適用され、各熱交換チューブ３０の一端が、一方の端面１１Ｋから各々突出し、他端が他方の端面１１Ｌから各々突出し、端面１１Ｌから突出する部分が、熱交換器１１Ｘ，１１Ｙ間で互いに連結されている。
【００１１】
この熱交換チューブ３０の熱交換器１１Ｘの端面Ｋから突出する突出部３０ａには、図２に示すように、分流器３５が接続され、また、熱交換器１１Ｙの端面Ｋから突出する突出部３０ｂには、鋼管製ヘッダ４０が接続される。
分流器３５及び鋼管製ヘッダ４０は、熱交換器１１の外側のスペースＳ１に配置され、その一端が、空気調和装置本体１の外部に各々延出し、その端部にニップル３５ａ，４０ａが設けられ、これらニップル３５ａ，４０ａを介して、熱源側ユニット（室外ユニットとも称する）から延出する冷媒配管が容易に接続可能に構成されている。
また、熱交換器１１の外側のスペースＳ２には、ドレンポンプ２８が配置される。本構成では、熱交換器１１の一部１１Ｄを、筐体１側に張り出す構成とすることにより、一部を張り出さない構成のものに比べ、伝熱面積を増大させることができると共に、一辺１１Ｄを挟んで、両側の比較的大きなスペースＳ１，Ｓ２を設けることができる。これにより、このスペースＳ１，Ｓ２に、分流器３５、鋼管製ヘッダ４０及びドレンポンプ２８を余裕を持って分散配置することができ、これら機器を効率よく格納することができる。
【００１２】
また、熱交換器１１の一部１１Ｄが、筐体１側に三角状に張り出すため、この一部１１Ｄの形状に沿わせて、電装箱２９の形状が略くの字状に曲げて形成されている。この種の電装箱２９は、一般的には直線状であり、それだと電装箱２９がベルマウス１４内に大きく張り出して、送風機９の吸込面積を減ずる。本実施形態では、電装箱２９を、熱交換器１１の一部１１Ｄの形状に沿わせて、略くの字状に曲げたため、電装箱２９がベルマウス１４内に張り出すことがなく、送風機９の吸込面積が大きく確保される。
【００１３】
さて、本実施形態では、鋼管製ヘッダ４０が、図４に示すように、銅管から形成される鋼管部４１と、この鋼管部４１に固定され、複数の熱交換チューブ３０の突出部３０ｂが連結される複数の連結用チューブ４２と、鋼管部４１の外側面にロウ付けされる温度センサ取付用ホルダ５０とを備えて概略構成されている。
鋼管部４１は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、所定長さの直線部４１ａを有するようにコの字状に屈曲されると共に、その一端側が更に直線部４１ａに対して略垂直方向に屈曲された形状に形成され、その一端には、ニップル４０ａが固定されている。
【００１４】
直線部４１ａの側面には、図６に示すように、連結用チューブ４２の端部が挿入可能な孔４１ｂが間隔を空けて設けられ、これら孔４１ｂには、連結用チューブ４２がロウ付けによって固定される。この連結用チューブ４２は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、一端側が小径に形成された銅管であり、その大径側の端部４２ａが鋼管部４１に連結され、小径側の部分４２ｂが、熱交換チューブ３０の突出部３０ｂに挿入可能な外径に形成され、この小径部分４２ｂを、熱交換チューブ３０に挿入し、その外側からロウ付加工を施すことによって、鋼管製ヘッダ４０と熱交換チューブ３０とが連結可能に構成されている。
【００１５】
また、直線部４１ａの端部４３には、図６に示すように、球面絞り加工（縮管加工）が施され、絞り加工後の開口孔４３ａには、この開口孔４３ａより大きいフランジ部４５ａを有するリベット（挿入体）４５が挿入され、このリベット４５がそのフランジ部４５ａを開口孔４３ａの周囲に略近接した状態でロウ付けされて球面形状（いわゆる坊主型）に閉塞されている。図６中、符号αはロウ材である。
本実施形態では、このリベット４５には、ＪＩＳＢ１２１３に規定される薄平リベットであって、鋼管製ヘッダ４０と同質素材のリベットが使用され、鋼管製ヘッダ４０の直径Ｄが１２ｍｍ〜１９ｍｍ程度の場合には、軸部４５ｂの直径（軸径）ｄが２．５ｍｍの薄平リベットが使用される。
【００１６】
この鋼管製ヘッダ４０の閉塞手順について詳述すると、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、鋼管製ヘッダ４０の端部４３には、まず、球面絞り加工が施される。
ところで、この球面絞り加工を施した場合には、図７（Ｂ）に示すように、開口孔４３ａの内周面４３ｂに皺等による凹凸が生じ、この凹凸があると、ロウ付加工時のロウを鋼管製ヘッダ４０の内側まで流し込み難くなる。
そこで、本実施形態では、球面絞り加工後の開口孔４３ａの直径Ｄ１が、リベット４５の軸径ｄに応じて設定される目標直径Ｄ２（（ｄ＋０．２）ｍｍ程度、例えば２．７ｍｍ程度）に対して、上記凹凸を除去するのに十分な削り代（例えば１．０ｍｍ）を加味した値、つまり、１．７ｍｍ程度となるように、球面絞り加工が施される。
【００１７】
上記球面絞り加工が施された後、端部４３の開口孔４３ａには、図７（Ｃ）に示すように、その直径が目標直径Ｄ２となるように削り加工（研磨加工を含む）が施され、皺等の凹凸が除去されると共に、内周面４３ｂが平滑面に形成される。
次いで、この削り加工後の開口孔４３ａには、リベット４５の軸部４５ｂが挿入され、このリベット４５のフランジ部４５ａを、開口孔４３ａの周囲に略近接させた状態で、ロウ付加工が実施される。
この場合、開口孔４３ａの内周面４３ｂが、絞り加工時の凹凸が除去されて平滑面に形成されるので、ロウ材を、この内周面４３ｂとリベット４５との間の間隙に容易に流し込むことができ、鋼管製ヘッダ４０の内側までロウ材を容易に流し込むことができる。
また、リベット４５の軸部４５ｂと開口孔４３ａとの間の間隙が、略０．２ｍｍ（（開口孔４３ａの直径Ｄ２）−（軸部４５ｂの直径）として算出）と狭いので、この間隙に流しこまれたロウ材に気泡が生じにくく、ロウ材の耐久性が向上する。これにより、図７（Ｄ）に示すように、ロウ材αを開口孔４３ａとリベット４５の軸部４５ｂとの間の間隙に満たし、かつ、鋼管製ヘッダ４０の内側まで容易に行き渡らせて、鋼管製ヘッダ４０の一端を閉塞することができる。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、鋼管製ヘッダ４０を、その一端を縮管加工し、この縮管加工後の開口孔４３ａの周面を平滑面に加工した後に、この開口孔４３ａに、リベット４５をそのフランジ部４５ａを略近接させた状態まで挿入して、ロウ付けによりリベット４５を鋼管製ヘッダ４０に接合したので、ロウ材に気泡を生じさせることなく、容易に鋼管製ヘッダ４０の内側まで流し込んでリベット４５を鋼管製ヘッダ４０に接合することができ、鋼管製ヘッダ４０の一端を簡易な作業で確実に閉塞することができる。
また、本実施形態では、リベット４５を、鋼管製ヘッダ４０と同質素材にしているので、リベット４５と鋼管製ヘッダ４０との熱膨張率が略一致し、外気温や鋼管製ヘッダ４０内のガス冷媒の温度の影響により、リベット４５や鋼管製ヘッダ４０に熱膨張や熱収縮が生じても、リベット４５と鋼管製ヘッダ４０との間のロウ材に歪みが生じにくく、接合部の耐久性をより向上することができる。
また、リベット４５に汎用のリベットを用いることができるので、鋼管製ヘッダ４０の製作コスト低減が容易になる。
【００１９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更実施が可能である。例えば、上記実施形態では、汎用のリベットを用いる場合を例示したが、これに限らず、鋼管製ヘッダ４０と同質素材を加工して上記リベットと略同形状の部品（挿入体）を製作し、この製作部品を上記リベットの代わりに用いてもよい。
また、上記実施形態では、直径Ｄが１２ｍｍ〜１９ｍｍの範囲の鋼管製ヘッダ４０に本発明を適用する場合を例示したが、これに限らず、様々な大きさの鋼管製ヘッダに適用することができる。例えば、直径Ｄが１９ｍｍ〜３２ｍｍ程度の鋼管製ヘッダの場合は、鋼管製ヘッダの直径に合わせて、軸径ｄが４．０ｍｍの薄平リベットを使用すると共に、絞り加工後の開口孔４３ａの直径Ｄ１を、（ｄ−１）ｍｍ程度の３ｍｍ程度とし、目標直径Ｄ２を削り代を加味した４．２５ｍｍ程度とすればよい。
また、上記実施形態では、熱交換器に接続される鋼管製ヘッダ４０の閉塞構造に本発明を適用する場合について述べたが、これに限らず、冷媒配管等の他の配管の閉塞構造に広く適用することができ、この種の鋼管製ヘッダ等の材質も、銅材に限らず、真鍮や鉄等の他の金属材を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に天井埋込型空気調和装置の取り付け状態を示す側断面図である。
【図２】空気調和機本体の平面図である。
【図３】熱交換器の斜視図である。
【図４】鋼管製ヘッダをその周辺構成と共に示す図である。
【図５】Ａは鋼管製ヘッダの上面図であり、Ｂは鋼管製ヘッダの正面図である。
【図６】鋼管製ヘッダの端部を示す一部断面図である。
【図７】Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｄは鋼管製ヘッダの閉塞手順の説明に供する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  天井埋込型空気調和装置（空気調和装置）
１１，１１Ｘ，１１Ｙ  熱交換器
３０  熱交換チューブ
３５  分流器
４０  鋼管製ヘッダ
４１  鋼管部
４２  連結用チューブ
４３ａ  開口孔
４５  リベット（挿入体）
４５ａ  フランジ部
４５ｂ  軸部
５０  温度センサ取付用ホルダ
【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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