(57)【要約】      （修正有）【課題】伝熱管に亀裂が生じず、またろう付け不良が起き難い、生産性に優れる熱交換器コア部を提供する。【解決手段】複数の伝熱管がＵベンド管を介して連結された熱交換器コア部において、伝熱管１外面とＵベンド管２内面とがろう付けされている熱交換器コア部。Ｕベンド管２の内周面に、ろう材を保持しておくための凹溝２ｅが設けられている熱交換器コア部。Ｕベンド管２の内周面に、伝熱管１のＵベンド管２内への挿入長さを規定するための凸部が設けられている熱交換器コア部。【選択図】図３
2004255391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱管がＵベンド管を介して連結された熱交換器コア部において、前記伝熱管外面と前記Ｕベンド管内面とがろう付けされていることを特徴とする熱交換器コア部。
【請求項２】
前記Ｕベンド管の内周面に、ろう材を保持しておくための凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器コア部。
【請求項３】
前記Ｕベンド管の内周面に、前記伝熱管のＵベンド管内への挿入位置を規定するための凸部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器コア部。
【請求項４】
前記伝熱管の外径ｄが１１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器コア部。
【請求項５】
前記伝熱管が内面溝付管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器コア部。
【請求項６】
前記伝熱管の外周にプレートフィンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱交換器コア部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調装置や冷蔵庫などに用いられる熱交換器コア部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置や冷蔵庫などに用いられる熱交換器のコア部は、図４に示すように、並列配置された複数の伝熱管１１をＵベンド管１２を介して連結して構成されており、伝熱管１１は、通常、その内面に溝１１ａが形成され、その外面には幾重にも積層された金属製プレートフィン（図示せず）が、伝熱管１１を拡径（一次拡径）して密着固定される。
【０００３】
前記伝熱管１１はその端部が二次拡径されており、さらにその先端部は三次拡径されている。二次拡径部分１１ｂにＵベンド管１２の端部を挿入し、三次拡径部分１１ｃの上面にろう材４を配し、このろう材４を加熱溶融して、伝熱管１１の二次拡径部分１１ｂ内面とＵベンド管１２端部外面との間隙に流入させて前記伝熱管１１とＵベンド管１２の端部同士を気密にろう付けする（特許文献１）。
図４で１３はろう付け部である。
【０００４】
一方、近年のエネルギー問題や環境問題を背景に、熱交換器には熱交換効率の向上が求められ、これに対し、熱交換器コア部には、伝熱管の径を細くしてその数を増やしたり、伝熱管内面に高さが高く（０．２ｍｍ以上）シャープな形状のフィン（内面溝）を多数設けるなどの対策が講じられてきた。
【０００５】
【特許文献１】「特開平１０−２１６９３０号公報」
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の伝熱管は、内面溝加工や一次拡径などにより加工限界に近い状態にあり、そのため前記２次或いは３次拡径の際に、拡径部に亀裂が生じ易いという問題があった。
そして、前記２次拡径では外径を１ｍｍ程度拡径し、前記３次拡径では外径をさらに１ｍｍ程度拡径するため、前記亀裂は伝熱管が小径なほど生じ易かった。
【０００７】
この他、従来のコア部は、伝熱管内面とＵベンド管外面とをろう付けするため、伝熱管が内面溝付管の場合は、ろうが内面溝に沿って充填されずに隙間ができるため良好なろう付けが安定して得られないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、伝熱管に亀裂が生じず、またろう付け不良が起き難い、生産性に優れる熱交換器コア部を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載発明は、複数の伝熱管がＵベンド管を介して連結された熱交換器コア部において、前記伝熱管外面と前記Ｕベンド管内面とがろう付けされていることを特徴とする熱交換器コア部である。
【００１０】
請求項２記載発明は、前記Ｕベンド管の内周面に、ろう材を保持しておくための凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器コア部である。
【００１１】
請求項３記載発明は、前記Ｕベンド管の内周面に、前記伝熱管のＵベンド管内への挿入位置を規定するための凸部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器コア部である。
【００１２】
請求項４記載発明は、前記伝熱管の外径ｄが１１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器コア部である。
【００１３】
請求項５記載発明は、前記伝熱管が内面溝付管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器コア部である。
【００１４】
請求項６記載発明は、前記伝熱管の外周にプレートフィンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱交換器コア部である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図を参照して具体的に説明する。
なお、本発明を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１（イ）は本発明の第１の実施形態を示す熱交換器コア部の縦断面説明図である。
並列配置された２本の伝熱管１がＵベンド管２を介して連結されており、伝熱管１端部外面とＵベンド管２端部内面とがろう付けされている。
図１（イ）で３はろう付け部、１ａは伝熱管１の内面溝である。
ここでは、伝熱管１の外径はＵベンド管２の内径より小さい。
【００１６】
前記熱交換器コア部は、図１（ロ）に示すように、Ｕベンド管２の拡径された上端面２ａ上にリング状ろう材４を伝熱管１の外周に沿って配し、これを加熱溶融して、伝熱管１端部外面とＵベンド管２端部内面との間隙に流入させ、前記溶融ろう材を、Ｕベンド管２の所定箇所を冷却して凝固させてろう付けして形成される。
【００１７】
図２（イ）は本発明の第２の実施形態を示す熱交換器コア部の縦断面説明図である。
ここでは、伝熱管１とＵベンド管２の外径は同じであり、Ｕベンド管２端部は伝熱管１の端部を挿入できるように拡径されている。
拡径部２ｂの長さを、伝熱管１の挿入長さに一致させておけば、伝熱管１をＵベンド管２へ挿入するときの位置決めが容易に行える。
【００１８】
前記ろう付けは、図２（ロ）に示すように、Ｕベンド管２の拡径された上端面２ｃ上にリング状ろう材４を伝熱管１の外周に沿って配し、これを加熱溶融して以下図１（ロ）の場合と同様にしてろう付けするが、ここでは溶融ろうはＵベンド管２の拡径部下端面２ｄまで流入し、そこで滞留し凝固するのでろう付けがより良好になされる。
なお、図１（ロ）、図２（ロ）において、ろう材はろう付け時に供給するようにしても良い。
【００１９】
図３（イ）に示すコア部は、Ｕベンド管２端部内面にろう材配置用の凹溝２ｅを設けたものである。凹溝２ｅ内に配置したろう材４は加熱により溶融して伝熱管１端部外面とＵベンド管２端部内面との間隙に流入し、そこで冷却され凝固してろう付けがなされる。
【００２０】
このＵベンド管２の凹溝２ｅは、例えば、Ｕベンド管２の端部を拡径し、前記拡径部の先端部分にろう材をリング状に配置し、次いでＵベンド管の端部からろう材配置部手前までを縮径して形成することができる。前記縮径はＵベンド管端部内径が伝熱管の外径より若干大きくなるように行う。またＵベンド管の湾曲部外径と伝熱管端部外径とは同一でなくても差し支えない。
伝熱管のＵベンド管への挿入長さは、伝熱管の先端部から溶融ろうが入り込まない範囲であれば特に規定しない。
【００２１】
図３（ロ）は、図３（イ）に示したＵベンド管端部内面に、伝熱管１のＵベンド管への挿入長さを規定するための凸部（ストッパー）２ｆを設けたもので、この凸部２ｆはスポット的に１個或いは２個以上設けても良く、また周方向に沿って連続して設けても良い。
前記ストッパー２ｆは、凹溝２ｅの直上に設けても、少し距離を置いて設けても良いが、少し距離を置いた方が伝熱管内に溶融ろうが入り込む恐れがなく望ましい。
【００２２】
図３（ハ）は、伝熱管１とＵベンド管２の外径が同等のもので、伝熱管はＵベンド管２端部の拡径部２ｂに挿入する。Ｕベンド管端部拡径部２ｂの長さを伝熱管１の挿入長さとすることにより、伝熱管１の挿入長さを容易に規定できる。つまり伝熱管１はＵベンド管２の凹溝２ｅの上端より先へは挿入されない。
【００２３】
図３（ニ）は、図３（イ）に示した、Ｕベンド管端部の所定位置に直径１ｍｍ程度の覗き穴２ｇを設けたもので、この穴２ｇから内部のろう付け状態などを観察することができる。
【００２４】
本発明では、伝熱管に２次拡径或いは３次拡径を行わないため、伝熱管の管端部に亀裂が生じず、また本発明では、溝を有さないＵベンド管内面と伝熱管外面とをろう付けするため溶融ろうは両面間に隙間なく充填され、良好なろう付けが安定して得られる。従って生産性に優れる。なお、本発明では、Ｕベンド管端部を拡径或いは縮径するが、Ｕベンド管には内面溝などを形成しないため、前記拡径部や縮径部に亀裂が生じるようなことはない。
【００２５】
本発明は、内面溝が深く（フィンが高く）、フィンの形状がシャープな伝熱管或いは外径ｄが１１ｍｍ以下の細径伝熱管において特にその効果が発現される。本発明において、伝熱管の外径ｄとは伝熱管中央部分の外径であり、プレートフィンが取り付けられている場合は一次拡径後の外径である。
【００２６】
本発明では、伝熱管の全長をプレートフィンまたはＵベンド管で覆えば、伝熱管は全長がプレートフィンまたはＵベンド管で補強され、使用中の冷媒圧による破損が防止できる。
【００２７】
Ｕベンド管の径が伝熱管の径より大きいもの（図１、図３（イ）（ロ）（ニ））は、Ｕベンド管での圧力損失が低減される。
【００２８】
本発明において、溶融ろう材は伝熱管外面とＵベンド管内面の間隙に毛細管力により流入するが、ろう付け時の姿勢（伝熱管とＵベンド管の上下関係）を重力を考慮して決めるとろう付け性が向上する。
【００２９】
本発明では、線状ろう材、粉末ろう材、ペースト状ろう材など任意のろう材が使用できる。
【００３０】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）
図１（イ）、図２（イ）、図３（イ）〜（ニ）に示したコア部を各２００個製造した。伝熱管には内面溝付管を用い、伝熱管外面には空調用熱交換器に使用される純アルミ製のプレートフィンを３５０枚、前記伝熱管を拡径することより密着固定させた。
伝熱管に亀裂が生じたコア部の個数を調べ、また亀裂が生じなかった伝熱管各１００個について気密試験を常法により行い、気密不良が０個の場合は気密性が良好（○）、気密不良が１個でもあれば不良（×）と判定した。
伝熱管およびＵベンド管にはりん脱酸銅（ＪＩＳＨ３３００、Ｃ１２２０）を用い、ろう材にはリング状のりん銅ろう（ＢＣｕＰ−２）線材を用いた。伝熱管のＵベンド管への挿入長さは８ｍｍとし、ろう付け加熱温度は７８０〜８５０℃とした。
【００３１】
（比較例１）
図４に示した従来のコア部を２００個製造し、実施例１と同じ調査を行った。
【００３２】
実施例１の伝熱管は、プレートフィンを密着固定させるための１次拡径のみを行い、比較例１の伝熱管は１次から３次拡径まで行った。
拡径量は１次拡径が〔Ｄ×１．０５（５％拡径）〕、２次拡径が〔Ｄ＋０．６ｍｍ〕、３次拡径が最大〔Ｄ＋１．７ｍｍ〕である。前記Ｄは拡径前の伝熱管の外径である。ろう付けは、それぞれ図１〜図３に示す姿勢（伝熱管とＵベンド管の上下関係）で行った。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2004255391.tif 000003
【００３４】
表１から明らかなように、実施例１（本発明例）品は伝熱管に亀裂が生じず、また気密性（ろう付け性）にも優れた。これは伝熱管の拡径が一次拡径のみであり、またろう付けをＵベンド管内面と伝熱管外面との間で行ったためである。
一方、比較例１（従来）品は、伝熱管端部の二次または三次拡径部分に亀裂が生じた。またろう付けをＵベンド管外面と伝熱管内面との間で行ったため、ろう材が伝熱管の内面溝に充填されずに、ろう付け不良が起き、気密性が劣った。
【００３５】
（実施例２）
図１（イ）、図２（イ）、図３（ロ）に示したコア部を、伝熱管の外径ｄを変えて各２００個、実施例１と同じ方法により製造し、伝熱管に亀裂が生じたコア部の個数を調べた。
【００３６】
（比較例２）
図４に示した従来のコア部を、伝熱管の外径を変えて２００個、実施例２と同じ方法により製造し、伝熱管に亀裂が生じたコア部の個数を調べた。
結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2004255391.tif 000004
【００３８】
表２から明らかなように、実施例２（本発明例）品は、いずれも伝熱管に亀裂が全く生じなかった。
比較例２（従来）品では３次拡管部に亀裂が発生した。
表２から、伝熱管の外径が小さいほど亀裂が発生し易く、特に外径１１ｍｍ以下の伝熱管において本発明例品との差が顕著に見られた。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の熱交換器コア部は、２次および３次の拡径を行わないため伝熱管に亀裂が生じず、また伝熱管外面とＵベンド管内面とをろう付けするため伝熱管の内面溝に起因するろう付け不良が生じない。従って、本発明の熱交換器コア部は生産性に優れ、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は本発明の熱交換器コア部の第１の実施形態を示す縦断面説明図、（ロ）はその製造方法の説明図である。
【図２】（イ）は本発明の熱交換器コア部の第２の実施形態を示す縦断面説明図、（ロ）はその製造方法の説明図である。
【図３】（イ）〜（ニ）は本発明の熱交換器コア部の第３〜６の実施形態を示すそれぞれ縦断面説明図である。
【図４】従来の熱交換器コア部の縦断面説明図である。
【符号の説明】
１    伝熱管
１ａ  内面溝
２    Ｕベンド管
２ａ  Ｕベンド管拡径上端面
２ｂ  Ｕベンド管端部拡径部
２ｃ  Ｕベンド管拡径部上端面
２ｄ  Ｕベンド管拡径部下端面
２ｅ  Ｕベンド管内面凹溝
２ｆ  Ｕベンド管内面凸部
２ｇ  Ｕベンド管に設けられた覗き穴
３    ろう付け部
４    ろう材
１１    従来の伝熱管
１１ａ  従来の伝熱管の内面溝
１１ｂ  従来の伝熱管の二次拡径部
１１ｃ  従来の伝熱管の三次拡径部
１２    従来のＵベンド管
１３    従来の伝熱管とＵベンド管のろう付け部
【図１】
2004255391.tif 000005
【図２】
2004255391.tif 000006
【図３】
2004255391.tif 000007
【図４】
2004255391.tif 000008