(57)【要約】【課題】外管から内管への伝熱を向上させることが可能な冷媒加熱装置の製造方法を提供する。  【解決手段】冷媒加熱装置３０の製造方法は、冷媒が流れる内管３１と、外管３２と、誘導加熱コイル３３とを備えている。外管３２は、内管３１の周囲を取り巻き、磁性体からなる。誘導加熱コイル３３は、外管３２の周囲を取り巻き、外管３２を誘導加熱する。この製造方法は、挿入工程と、拡管工程とを含む。挿入工程は、外管３２の内径よりも小さな外径を有する内管３１を外管３２に挿入する。拡管工程は、挿入工程の後に、内管３１を拡管して内管３１の外周面と外管３２の内周面とを密着させる。  【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる内管（３１）と、
前記内管（３１）の周囲を取り巻き、磁性体からなる外管（３２）と、
前記外管（３２）の周囲を取り巻き、前記外管（３２）を誘導加熱する誘導加熱コイル（３３）とを備えている冷媒加熱装置（３０）を製造する方法であって、
前記外管（３２）の内径よりも小さな外径を有する前記内管（３１）を前記外管（３２）に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に、前記内管（３１）を拡管して前記内管（３１）の外周面と前記外管（３２）の内周面とを密着させる拡管工程と
を含む冷媒加熱装置（３０）の製造方法。
【請求項２】
前記内管（３１）の外周面には、前記内管（３１）の外方へ突出する位置決め手段（４２）が設けられており、
前記挿入工程において、前記位置決め手段（４２）を前記外管（３２）に接触させることにより、前記外管（３２）内部における所定の位置に前記内管（３１）を配置させる、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（３０）の製造方法。
【請求項３】
前記内管（３１）の外周面および／または前記外管（３２）の内周面には、凹凸が形成され、
前記拡管工程において、前記凹凸（４４、４６）が隙間なく埋まるように、前記内管（３１）を拡管して前記内管（３１）の外周面と前記外管（３２）の内周面とを密着させる、
請求項１または２に記載の冷媒加熱装置（３０）の製造方法。
【請求項４】
前記内管（３１）は、銅で製造されている、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（３０）の製造方法。
【請求項５】
前記外管（３２）は、ステンレスで製造されている、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（３０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒配管を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒回路中の冷媒を加熱するために種々の方法があるが、誘導加熱ヒータ（以下、ＩＨヒータという）は、誘導加熱を利用して冷媒を迅速に加熱できる点で便利である。
【０００３】
このような冷媒加熱用のＩＨヒータは、冷媒が流れる配管または配管内外の磁性体を誘導加熱コイルによって励磁することにより、誘導加熱を生じさせ、これにより、配管中の冷媒を加熱することが可能である。
【０００４】
ここで、冷媒回路を構成する配管の材質は、通常、熱伝導性、加工性、または材料費等の面を考慮して銅が採用されている。しかし、ＩＨヒータによって加熱される配管の材質としては、電磁誘導加熱を効率的に行うためステンレスなどの磁性体を採用するのが好ましい。
【０００５】
そこで、特許文献１記載のＩＨヒータのように、銅管外周に磁性体塗料または粉末をコーティングすることにより、銅管であっても誘導加熱を効率よくできるようにしている。
【特許文献１】特開２００１―１７４０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、誘導加熱の効率をさらに向上させるために、ＩＨヒータ内部における冷媒が流れる管としてステンレス管を採用することが考えられるが、この場合、ＩＨヒータによって加熱されるステンレス管とその他の冷媒回路を構成する銅管とでは材質が異なるため、異なる配管同士をろう付けする作業をしなければならず、製造コストやろう付け部分に欠陥（クラックなど）が発生する可能性ある。
【０００７】
また、ステンレス管内部に銅管を挿入して二重管にすることも考えられるが、ステンレス管の内径にほぼ同じ外径を有する銅管を挿入しても、ステンレス管と銅管との良好な接触状態を得ることが難しいという問題がある。このため、誘導加熱されるステンレス管から銅管への伝熱を向上させることも困難である。
【０００８】
本発明の課題は、外管から内管への伝熱を向上させることが可能な冷媒加熱装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の冷媒加熱装置の製造方法は、冷媒が流れる内管と、外管と、誘導加熱コイルとを備えた冷媒加熱装置の製造方法である。外管は、内管の周囲を取り巻き、磁性体からなる。誘導加熱コイルは、外管の周囲を取り巻き、外管を誘導加熱する。この製造方法は、挿入工程と、拡管工程とを含む。挿入工程は、外管の内径よりも小さな外径を有する内管を外管に挿入する。拡管工程は、挿入工程の後に、内管を拡管して内管の外周面と外管の内周面とを密着させる。
【００１０】
ここでは、内管を外管に挿入後、内管を拡管して内管の外周面と外管の内周面とを密着させるので、内管と外管の密着性が良くなる。また、内管の拡管によって、外管および誘導加熱コイルの落下を防止できる。しかも製造が容易である。
【００１１】
第２発明の冷媒加熱装置の製造方法は、第１発明の製造方法であって、内管の外周面には、内管の外方へ突出する位置決め手段が設けられている。挿入工程において、位置決め手段を外管に接触させることにより、外管内部における所定の位置に内管を配置させる。
【００１２】
ここでは、挿入工程において、位置決め手段を外管に接触させることにより、外管内部における所定の位置に内管を配置させるので、位置決め手段によって外管内部における内管の位置合わせを正確に行うことが可能である。
【００１３】
第３発明の冷媒加熱装置の製造方法は、第１発明または第２発明の製造方法であって、内管の外周面および／または外管の内周面には、凹凸が形成されている。拡管工程において、凹凸が隙間なく埋まるように、内管を拡管して内管の外周面と外管の内周面とを密着させる。
【００１４】
ここでは、拡管工程において、内管の外周面および／または外管の内周面に形成された凹凸が隙間なく埋まるように、内管を拡管して内管の外周面と外管の内周面とを密着させるので、凹凸によって内管と外管との接触面積が拡大し、密着性も向上する。その結果、誘導加熱される外管から内管への伝熱、ひいては冷媒への伝熱が良くなる。
【００１５】
第４発明の冷媒加熱装置の製造方法は、第１発明の製造方法であって、内管は、銅で製造されている。
【００１６】
ここでは、内管が銅で製造されているので、熱伝導性がよく、しかも拡管しやすい。
【００１７】
第５発明の冷媒加熱装置の製造方法は、第１発明の冷媒加熱装置の製造方法であって、外管は、ステンレスで製造されている。
【００１８】
ここでは、外管がステンレスで製造されているので、誘導加熱を効率よく行うことができ、熱伝導性の良い銅などの内管よりも硬いので外管内周面の凹凸などが内管表面に密着しやすい。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明によれば、内管と外管の密着性が良くなる。また、外管および誘導加熱コイルの落下を防止できる。しかも製造が容易である。
【００２０】
第２発明によれば、位置決め手段によって外管内部における内管の位置合わせを正確に行うことができる。
【００２１】
第３発明によれば、凹凸によって内管と外管との接触面積が拡大し、密着性も向上する。その結果、誘導加熱される外管から内管への伝熱、ひいては冷媒への伝熱が良くなる。
【００２２】
第４発明によれば、熱伝導性がよく、しかも拡管しやすい。
【００２３】
第５発明によれば、誘導加熱を効率よく行うことができ、熱伝導性の良い銅などの内管よりも硬いので外管内周面の凹凸などが内管表面に密着しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
つぎに本発明の冷媒加熱装置の製造方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２５】
〔実施形態〕
＜空気調和機１の基本構成＞
図１に示される冷媒加熱装置３０（以下、ＩＨヒータアセンブリ３０という）を含む空気調和機１では、図１に示すように、室外機２と室内機４とを液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７で接続して構成される冷媒回路１１を備えている。冷媒回路１１の各冷媒配管は、通常、銅によって構成されている。
【００２６】
冷媒回路１１は、図１〜２に示されるように、室外機２内部に、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、絞り調整可能な電子膨張弁からなる膨張弁２４、ＩＨヒータアセンブリ３０およびアキュームレータ２５等を備えている。また、冷媒回路１１は、室内機４内部には、図１に示されるように、室内熱交換器２６等を備えている。なお、四路切換弁２２は、図１では、暖房運転を行う場合の切換接続状態を示している。
【００２７】
ここで、冷媒回路１１内を流れる冷媒は、本発明ではとくに限定するものではないが、例えば、ＨＦＣ（Ｒ４１０Ａ等）や二酸化炭素冷媒等である。
【００２８】
冷媒回路１１は、図１に示すように、吐出管Ａ、室内側ガス管Ｂ、室内側液管Ｃ、室外側液管Ｄ、室外側ガス管Ｅ、アキューム管Ｆおよび吸入管Ｇを有している。
【００２９】
以下、圧縮機２１から吐出された冷媒が流れ出て再び圧縮機２１に吸入される流路の順に、各冷媒配管の接続状態を説明する。
【００３０】
吐出管Ａは、圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２とを接続している。
【００３１】
室内側ガス管Ｂは、四路切換弁２２と室内熱交換器２６のガス側とを接続している。
【００３２】
室内側液管Ｃは、室内熱交換器２６の液側と膨張弁２４とを接続している。ここで、室内側液管Ｃには、室外機２と室内機４とを連絡する液連絡配管６を含んで構成されている。
【００３３】
室外側液管Ｄは、膨張弁２４と室外熱交換器２３の液側とを接続している。
【００３４】
室外側ガス管Ｅは、室外熱交換器２３のガス側と四路切換弁２２とを接続している。
【００３５】
アキューム管Ｆは、四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続している。
【００３６】
吸入管Ｇは、アキュームレータ２５と圧縮機２１の吸入側とを接続している。
【００３７】
このようにして、冷媒回路１１は構成されており、上述した向きに冷媒が循環して流れることで、暖房運転を行うことができる。なお、四路切換弁２２の接続状態を切り換えることで、冷房運転を行うこともできる。
【００３８】
アキューム管Ｆの途中には、後述するＩＨヒータアセンブリ３０がろう付けによって接続されている。
【００３９】
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の構成＞
図３および図４に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、二重管からなるＩＨヒータであり、内管３１と、外管３２と、誘導加熱コイル３３と、ボビン３４と、一対の蓋３５と、一対のナット３６と、複数のフェライトブロック３７と、フェライトホルダ３８と、板金カバー３９とを備えている。
【００４０】
内管３１は、冷媒配管５と同じ材料である銅で製造されており、その内部を冷媒が流れる。
【００４１】
また、内管３１の外周面４５には、内管３１の外方へ突出する位置決めリブ４２が設けられている。位置決めリブ４２は、ＩＨヒータアセンブリ３０の製造時において、内管３１を外管３２に挿入するときに、外管３２の開口縁３２ｂに当たることにより、内管３１を外管３２内部の所定の位置に位置決めする。
【００４２】
位置決めリブ４２は、本発明の位置決め手段の一態様であり、内管３１の外方へ突出して外管３２の開口縁３２ｂに当たることができる突起であればよく、例えば、金属ろうなどを付着して形成したり、内管３１の一部を外方へ膨らませたりすることに形成される。
外管３２は、磁性体であるステンレスで製造されており、内管３１の周囲に取り巻いて配置されている。具体的には、内管３１を拡管することにより、内管３１の外周面と外管の内周面とが密着している。また、本発明の位置決め手段としては、タイラップや輪ゴム等の帯状の部材などでもよい。
【００４３】
図８に示されるように、外管３２の内周面４３には、複数本の直線状の溝４４が内周面４３に沿って等間隔に形成されている。一方、内管３１の外周面４５には、外管３２の溝４４にそれぞれ嵌り合う直線状の突条４６が形成されている。
【００４４】
突条４６は、後述するように、内管３１を拡管するときに、あらかじめ内周面４３に溝４４が形成された外管３２の内周面４３に押しつけられることにより、内管３１の外周面４５に形成される。銅製の内管３１がステンレス製の外管３２よりも軟らかいので、容易かつ確実に内管３１の外周面に突条４６を形成することが可能である。
【００４５】
このように、外管３２内側に形成された溝４４と内管３１外側に形成された突条４６により、内管３１の外周面４５と外管３２の内周面４３とが互いに接触する面積が拡大している。
【００４６】
誘導加熱コイル３３は、外管３２の周囲を取り巻き、外管３２を誘導加熱する。誘導加熱コイル３３は、外管３２と別部材のボビン３４に巻き付けられた状態で、外管３２の外周を取り巻くように配置されている。
【００４７】
ボビン３４は、両端が開放された円筒状の部材であり、その側周面に誘導加熱コイル３３が巻き付けられている。
【００４８】
一対の蓋３５は、中央に開口３５ａが開口され、外管３２の外周に嵌合している。また、一対の蓋３５は、ボビン３４に取り付けられた状態で、後述するＣ字状のフェライトホルダ３８によって上下両側から固定されている。
【００４９】
一対のナット３６は、外管３２の両端付近の外周に形成された雄ねじ部３２ａに螺合することにより、ＩＨヒータアセンブリ３０のボビン３４、蓋３５、フェライトホルダ３８およびナット３６をあらかじめ組み合わせたものを、外管３２の外周に固定している。
【００５０】
複数のフェライトブロック３７は、ＩＨヒータアセンブリ３０の板金カバー３９の外側への漏れ磁束の低減のために、Ｃ字状のフェライトホルダ３８に並べて取り付けられている。フェライトホルダ３８は、ボビン３４の四方から誘導加熱コイル３３の外方から取り付けられている。
【００５１】
板金カバー３９は、図２および図４に示されるように、金属薄板からなるカバーであり、フェライトホルダ３８の外側にネジ止めされている。板金カバー３９は、円筒状のボビン３４を取り巻くように、円筒形または多角形状をしており、一体形状であったり、２分割またはそれ以上に分割された形状をしている。
【００５２】
これにより、内管３１が他の冷媒配管Ｆと同種の銅製なので、内管３１と冷媒配管Ｆとの接合が容易（製造容易）となる。しかも、ステンレスなどの磁性体からなる外管３２により効率的な誘導加熱が可能である。
【００５３】
また、厚みのある外管３２に誘導加熱コイル３３が巻き付いたボビン３４を支持させる構造を採用しているので、ＩＨヒータアセンブリ３０の全体の強度が向上する。
【００５４】
以上のように、ＩＨヒータアセンブリ３０が四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続しているアキューム管Ｆの部分の途中に設けられていることにより、図１に示されるように、電源線７１を介して高周波電源６０から高周波交流電流を受けたＩＨヒータアセンブリ３０によって、四路切換弁２２からアキュームレータ２５に向かう吸入ガス冷媒を暖めることができ、暖房能力を向上させることができる。
【００５５】
また、暖房運転の起動時においては、圧縮機２１が十分に暖まっていない状態の場合もあるが、ここでは、ＩＨヒータアセンブリ３０が発熱することで、四路切換弁２２からアキュームレータ２５に向かうガス冷媒を加熱することができ、起動時の能力不足を補うことができる。
【００５６】
さらに、四路切換弁２２を冷房運転用の状態に切り換えて、室外熱交換器２３に付着した霜を除去するデフロスト運転を行う場合には、ＩＨヒータアセンブリ３０を通過して暖められたガス冷媒を圧縮機２１でさらに圧縮することができるため、圧縮機２１から吐出するホットガスの温度を上げることができる。これにより、デフロスト運転によって霜を解凍させるのに必要とされる時間を短縮化させることができる。これにより、暖房運転中に適時デフロスト運転を行うことが必要となる場合であっても、できるだけ早く暖房運転に復帰させることができ、ユーザの快適性を向上させることができる。
【００５７】
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法＞
本実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０を製造する場合、まず、図５に示されるように、外管３２の内径よりも小さな外径を有する内管３１を外管３２に挿入する。具体的には、冷媒回路１１の冷媒配管の一部を構成する銅製の内管３１が、磁性体からなるステンレス製の外管３２の内部に挿入される（挿入工程）。
【００５８】
この挿入工程において、内管３１から外方へ突出する位置決めリブ４２を外管３２の開口縁３２ｂに接触させることにより、外管３２内部における所定の位置に内管３１を配置させることが可能である。
【００５９】
そして、挿入工程の後に、内管３１を拡管して内管３１の外周面４５と外管３２の内周面４３とを密着させる。具体的には、図６に示されるように、内管３１の内部にその内径より少し大きい外径を有する拡管ビレット４１を圧入することによって、内管３１が、その外径が拡大する方向へ拡大されることにより、外管３２の内部に嵌合する（拡管工程）。このとき、内管３１を拡管するときに、あらかじめ内周面４３に溝４４が形成された外管３２の内周面４３に押しつけられることにより、凹凸が隙間なく埋まるように内管３１を拡管して内管３１の外周面４５と外管３２の内周面４３とを密着させ、その結果、内管３１の外周面４５に突条４６が形成される。
【００６０】
その後、図７に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０のボビン３４、蓋３５、フェライトホルダ３８およびナット３６をあらかじめ組み合わせたものを、ナット３６を緩めた状態で外管３２の外周に挿入し、その後、ナット３６を外管３２に締め付けることにより、Ｃ字型リング４３に内径方向に押し付けられることにより、ボビン３４その他の主要部が装着される（ボビン装着工程）。これにより、ＩＨヒータアセンブリ３０の製造が完了する。
【００６１】
＜実施形態の特徴＞
（１）
実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法は、外管３２の内径よりも小さな外径を有する内管３１を外管３２に挿入する挿入工程と、その後に、内管３１を拡管して内管３１の外周面４５と外管３２の内周面４３とを密着させる拡管工程とを含んでいるので、内管３１と外管３２との密着性が良くなり、誘導加熱される外管３２から内管３１への伝熱、ひいては冷媒への伝熱が良くなる。
【００６２】
また、内管３１の拡管によって、内管３１以外のＩＨヒータアセンブリ３０の構成部品（すなわち、外管３２ならびに誘導加熱コイル３３、その他ボビン３４、一対の蓋３５、一対のナット３６、複数のフェライトブロック３７、フェライトホルダ３８、ならびに板金カバー３９）の落下を防止できる。
【００６３】
しかも、内管３１を拡管するだけで外管３１との密着性が向上するので、ＩＨヒータアセンブリ３０の製造も容易である。
【００６４】
（２）
実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法では、内管３１の外周面４５には、内管３１の外方へ突出する位置決めリブ４２が設けられており、挿入工程において、位置決めリブ４２を外管３２に接触させることにより、外管３２内部における所定の位置に内管３１を配置させるので、外管３２内部における内管３１の位置合わせを容易かつ正確に行うことが可能である。
【００６５】
（３）
実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法では、内管３１の外周面４５および／または外管３２の内周面４３には、溝４４や突条４６などの凹凸が形成され、拡管工程において、凹凸が隙間なく埋まるように、内管３１を拡管して内管３１の外周面４５と外管３２の内周面４３とを密着させている。この凹凸によって内管３１と外管３２との接触面積が拡大し、密着性も向上する。その結果、誘導加熱される外管３２から内管３１への伝熱、ひいては冷媒への伝熱が良くなる。
【００６６】
（４）
実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法では、内管３１が銅で製造されているので、熱伝導性が良く、しかも拡管しやすい。
【００６７】
（５）
また、実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法では、外管３２は、ステンレスで製造されているので、他の磁性体材料の管、例えば鉄管などと比較して、誘導加熱を効率よく行うことができ、しかも、強度が高く、寿命も長いなどの利点を有する。
【００６８】
＜変形例＞
上記の実施形態では、図８に示されるように内管３１と外管３２との接触面に凹凸の一例として、それぞれ直線状の溝４４と突条４６が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の凹凸の態様、例えば、螺旋状の溝と突条、または点在する突起や凹みの組合せであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、冷媒加熱装置の製造方法の分野に種々適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係わるＩＨヒータアセンブリが取り付けられた空気調和機の回路図。
【図２】図１の室外機の機械室部分の拡大斜視図。
【図３】図１のＩＨヒータアセンブリの正面図。
【図４】図１のＩＨヒータアセンブリの断面図。
【図５】図１のＩＨヒータアセンブリの製造方法における挿入工程を示す断面説明図。
【図６】図１のＩＨヒータアセンブリの製造方法における拡管工程を示す断面説明図。
【図７】図１のＩＨヒータアセンブリの製造方法におけるボビン装着工程を示す断面説明図。
【図８】図１の内管と外管との接触面に形成された直線状の溝と突条を示す斜視拡大図。
【符号の説明】
【００７１】
１ 空気調和機
２  室外機
４  室内機
６  液冷媒連絡配管
７  ガス冷媒連絡配管
１１  冷媒回路
２１  圧縮機
２２  四路切換弁
２３  室外熱交換器
２４  膨張弁
２５  アキュームレータ
２６  室内熱交換器
３０  ＩＨヒータアセンブリ（冷媒加熱装置）
３１  内管
３２  外管
３３  誘導加熱コイル
３４  ボビン
３５  蓋
３６  ナット
３７  フェライトブロック、
３８  フェライトホルダ
３９  板金カバー
４１  拡管ビレット
４２  位置決めリブ（位置決め手段）
４３  （外管３２の）内周面
４４  溝
４５  （内管３１の）外周面
４６  突条
Ａ  吐出管
Ｂ  室内側ガス管
Ｃ  室内側液管
Ｄ  室外側液管
Ｅ  室外側ガス管
Ｆ  アキューム管
Ｇ  吸入管
【図１】
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【図２】
2011247429.tif 000004
【図３】
2011247429.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011247429.tif 000007
【図６】
2011247429.tif 000008
【図７】
2011247429.tif 000009
【図８】
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