(57)【要約】【課題】熱交換器用配管部材に断熱材を接合する際、配管部材に短時間で容易に断熱材を接合すること。【解決手段】エバポレータのタンク部に接続する一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂは、両端に第１の継手部材１３と第２の継手部材１５とを仮組付した状態で、加熱炉に搬送してロー付けを行う。加熱炉から搬出された一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂは、ロー付け直後、第２の継手部材１５側からインシュレータ１７を挿通すると、インシュレータ１７が熱収縮性で形成されていることから、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと第２の継手部材１５がロー付けで加熱された余熱を保持していることによって、即座にインシュレータ１７を収縮させて一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂ及び第２の継手部材１５に密着するように接合する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に配管される配管部材に、断熱用として配置される断熱材を容易に接合する熱交換器用配管部材の断熱材接合方法であって、
前記配管部材の両端には、それぞれ継手部材が熱溶着手段によって接続され、
前記継手部材が接続された配管部材の周りに、熱収縮性断熱材で覆った後、前記熱溶着手段で加熱された余熱を利用して前記熱収縮性断熱材を前記配管部材に接合することを特徴とする熱交換器用配管部材の断熱材接合方法。
【請求項２】
前記熱収縮性断熱材が、チューブ状に形成されているインシュレータであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用配管部材の断熱材接合方法。
【請求項３】
前記熱溶着手段が、前記配管部材と前記継手部材をロー付けによって接合することを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器用配管部材の断熱材接合方法。
【請求項４】
前記配管部材及び前記継手部材がアルミニウム製の材料で形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の熱交換器用配管部材の断熱材接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器用配管部材に断熱材を接合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱交換器、特にエバポレータに冷媒を輸送する配管部材には、熱交換する際に温度差を生じることから、エバポレータとの接続部位付近で配管部材に水滴が付着することがある。エバポレータが、例えば、自動車の車室内に配置されている場合、水滴が床面に落下することとなって好ましくなく、配管部材の周りには、通常、断熱材が接合されている。この断熱材の接合は、図８に示すように、配管部材２０にパッキン２１を貼着したり、又は断熱テープを巻き付けたりして行なっているものの、配管経路が複雑となることから２〜３枚のパッキン２１を連ねて貼着したり、また、機械で接合することができず手作業となっていた。従って、手作業で行うことから、パッキン２１を貼着する場合、作業性が低下するとともに、パッキン２１の貼着や断熱テープの巻き付け状態が統一されずに見栄えが悪く品質を低下させるという課題が挙げられていた。
【０００３】
また、従来の断熱材の接合方法としては、特許文献１に示すように、断熱材の一端に弾力性を持たせて、配管部材に挿通した断熱材の弾力により断熱材を配管部材に接合しようとする方法が知られている。つまり、図９に示すように、薄肉円筒状の断熱材２３の一端を外側に巻き込んで巻込部２４を形成する。巻込部２４の内径が断熱材２３の巻込部２４以外の一般部内径より小さく形成されることから、この断熱材２３を配管部材２０に挿通すると、巻込部２４の弾力によって、配管部材２０を圧接することとなって、断熱材２３を配管部材２０に接合することができる。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭４９−１５０７６５号公報（実願昭４８−４９５６６号の明細書３〜４頁、図３参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の公報に示されている断熱材は、薄肉円筒形の断熱材２３を配管部材２０に装着させているものであるから、配管部材２０に完全に密着して接合するものではなく断熱性の効果を高くすることができず、また複雑に配管された配管部材２０に装着する際に、機械で自動化することができないことから、やはり手作業で行なうこととなっていた。
【０００６】
断熱効果を高くするために、断熱材を配管部材に密着できるように、例えば、熱収縮性の断熱材を使用して熱収縮によって配管部材に装着しようとする場合、断熱材を配管部材に装着した後、加熱工程を別に行わなければならないことから、作業工程を増やすこととなってコスト高となることとなる。
【０００７】
従って、本発明は、上述の課題を解決するものであり、配管部材が継手部材を装着するためにロー付け工程を行っていることを鑑みて、新たな加熱工程を増やすことなく極めて容易に配管部材に接合できる熱交換器用配管部材の断熱材接合方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわる熱交換器用配管部材の断熱材接合方法では、上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、配管部材の両端部に熱溶着手段によって継手部材を接合する工程において、熱溶着が終了した後の余熱を利用するものである。
【０００９】
つまり、熱交換器に接続する配管部材は、流入用と流出用の配管部材が一対配管され、一端が熱交換器の出入口に継手部材を介して接続され、他端には、熱交換器と離れた位置でその間に他の部位が配置するために屈曲した状態で配管されることから、やはり適当な位置において継手部材が介在される。そして、配管部材は継手部材と仮組付した状態で、熱溶着手段で加熱して接合される。そして配管部材と継手部材とが熱溶着手段で接合された直後に、配管部材を覆うように熱収縮性断熱材を配置することによって、熱溶着手段で加熱された直後の配管部材の余熱により、配置された熱収縮性断熱材が収縮されて配管部材に密着できるように接合されることとなる。
【００１０】
従って、熱収縮性の材料で形成された断熱材が、配管部材と継手部材とを接合する熱溶着工程の後で行うことにより、配管部材に加熱された余熱で熱収縮性断熱材を接合できることから、別の加熱工程を含むことなくコスト高とならずに断熱材を確実に配管部材に密着できるように行うことができる。
【００１１】
しかも、請求項２乃至３記載の発明のように、断熱材がチューブ状に形成された熱収縮性断熱材であって、熱溶着手段が配管部材と継手部材とをロー付けによって行うものであれば、ロー付けされた配管部材と継手部材との、一方の側の継手部材側からチューブ状の熱収縮性断熱材を挿通させることによって、たとえ、流入用と流出用との一対の配管部材が配管されていても、一対の配管部材をまとめて覆うことができる。その際、ロー付け終了直後の配管部材・継手部材は、加熱後の高い温度の余熱が保持されていることから、挿通された熱収縮性断熱材を配管部材に余熱で収縮させることができ、コスト高とならずに、極めて短時間で容易に接合作業を行なうことができる。
【００１２】
なお、熱収縮性断熱材を、ロー付けによって継手部材を接合した配管部材に挿通する工程を、加熱炉から排出された下流側に設置することによって、自動化を図ることができる。
【００１３】
さらに、請求項４記載の発明のように、配管部材及び継手部材がアルミニウム製で形成されていれば、配管部材と継手部材をロー付けにより容易に接合できるとともに、アルミニウム製の配管部材と継手部材がロー付けで加熱した後の余熱を保持できることから、配管部材と継手部材とのロー付け直後に熱収縮性断熱材を挿通させれば、即座に熱収縮性断熱材を収縮させて配管部材に密着させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
実施形態の熱交換器用配管部材の断熱材接合方法は、配管部材と継手部材とをロー付けで接合する際の、余熱を利用して行われる。
【００１６】
実施形態の熱交換器としては、自動車における車室内に配置されるエバポレータであり、熱収縮性断熱材としては、シリコーンゴム製熱収縮チューブ「製品名ニシチューブＮＳＴ」が使用され、以下、インシュレータという。また、配管部材と継手部材はアルミニウム製の材料で形成されている。
【００１７】
エバポレータ１は、図１〜２に示すように、循環された冷媒で熱交換するコア部３と、コア部３に冷媒を分配する上下部タンク部５・６とを備え、上部タンク部５に流入用と流出用の一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂが、一端で第１の継手部材１３を介して接続されている。自動車のエバポレータ１は、通常、車室内に配置されていることから、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂは、車室内側に配管されているものであり、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂの他端では、車室外との仕切壁に装着される第２の継手部材１５に接続されている。
【００１８】
配管部材１１はエバポレータ１に冷媒を流入する流入用配管部材１１Ａとエバポレータ１内を循環した冷媒が流出する流出用配管部材１１Ｂとを有し、いずれも上部タンク部５に接続され、第１の継手部材１３から第２の継手部材１５との間で上下左右方向に屈曲するように配管されている。
【００１９】
インシュレータ１７は、図３に示すように、シリコーンゴム製でチューブ状に形成され、第１の継手部材１３又は第２の継手部材１５を挿入できる内径を有し、１２０℃以上で熱収縮が行われるとともに径方向の収縮率が約５０％であるものを使用する。
【００２０】
次に、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５とをロー付けした後でインシュレータ１７を挿通する作用について図４〜６に基づいて説明する。このロー付けは、例えば、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５だけをロー付けする第１の方法と、エバポレータ１に一対の継手部材１３・１５と一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂとを仮組付した状態でロー付けする第２の方法とがある。
【００２１】
まず、第１の方法においては、図４に示すように、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂの両端に第１の継手部材１３と第２の継手部材１５とを仮接続した状態で、加熱炉に入れて加熱する。加熱炉では約６００℃以上で加熱することによって一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５のロー付けが行われる。
【００２２】
つまり、第１の継手部材１３及び第２の継手部材１５は、アルミニウム製の基材と基材の表面に形成されてアルミニウムより融点の低いロー材との二層で形成されている。ロー付けは、基材とロー材とのそれぞれの融点の中間温度で加熱することによって、ロー材が溶融して一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと接合することによって行なわれる。
【００２３】
従って、加熱炉内では設定された所定のロー付け温度、例えば６００℃に加熱されていて、仮組付された一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５とが加熱炉内を搬送することによって、上述のように、ロー材が加熱されることによって溶融して一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５とが接合される。加熱温度は、基材（実施形態ではアルミニウム）の融点に達していないことから、基材が溶融されることはない。
【００２４】
加熱炉から搬出された一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５は、加熱炉内の次工程において、断熱材挿通工程に搬送される。この工程では、図５に示すように、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂに接合された一方の継手部材（図例では、第２の継手部材１５）側からインシュレータ１７を挿通する。インシュレータ１７の内径は、第２の継手部材１５を覆うことができる大きさに形成されていることから、第２の継手部材１５を挿通するインシュレータ１７は、第１の継手部材１３の直前の一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂを覆う位置まで挿通される。
【００２５】
加熱炉から搬出された一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂは、外気に触れて自然冷却されるものの、搬出された直後の温度は、１２０〜６００℃の範囲にあることから、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂを覆うインシュレータ１７は、図６に示すように、熱収縮性により即座に収縮して一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂ及び第２の継手部材１５に密着することとなる。図６は、同時に冷却時の状態を示すものである。
【００２６】
インシュレータ１７が密着するように接合された一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂは、第１の継手部材１３をエバポレータ１の上部タンク部５に装着してエバポレータ１を構成することとなる。
【００２７】
第２の方法は、エバポレータ１を構成するコア部３（複数のチューブ、複数のコルゲートフィンからなる）、第１の継手部材１３・第２の継手部材１５と一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂとを仮組付した上部タンク部５、下部タンク部６とを仮組付した状態で、加熱炉内を搬送させる。炉内でのロー付けの詳細は第１の方法と同様であることから省略する。
【００２８】
搬出されてロー付けされたエバポレータ１は、次工程の断熱材挿通工程に搬送されて、図７に示すように、インシュレータ１７が第２の継手部材側１５から挿通される。第１の方法と同様に、加熱された直後の一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂの温度は、１２０〜６００℃の範囲にあることから、インシュレータ１７は即座に収縮されて一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂ及び第２の継手部材１５に密着することとなる。これによって、インシュレータ１７を接合した配管部材１１を装着してエバポレータ１が構成されることとなる。
【００２９】
上記のように、実施形態のエバポレータ用配管部材の断熱材接合方法では、ロー付けされた配管部材１１と継手部材１３・１５との、一方の側の継手部材１５側からインシュレータ１７を挿通させることによって、第２の継手部材１５を内嵌するインシュレータ１７は一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂをまとめて覆うことができる。一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂ、一対の継手部材１３・１５はアルミニウム製で形成されていて、６００℃以上で加熱された一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂは、ロー付け終了直後であれば、自然冷却しても１２０〜６００℃の範囲内を保持できることから、一方の継手部材１５側から挿通するだけで配管部材１１及び第２の継手部材１５の余熱でインシュレータ１７を収縮させることができ、コスト高とならずに、極めて短時間で容易にインシュレータ１７を一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂ及び第２の配管部材１５に密着するように接合することができる。
【００３０】
しかも、加熱炉の下流側に断熱材挿通工程を設置していることから、ロー付け直後の過熱された余熱でインシュレータ１７を熱収縮させることができ、自動化を図ることができる。
【００３１】
従って、熱収縮性の材料で形成されたインシュレータ１７が、一対の配管部材１１Ａ・１１Ｂと一対の継手部材１３・１５とを接合するロー付け工程の後で行うことにより、配管部材１１と継手部材１３・１５に加熱された余熱でインシュレータ１７を収縮して接合できることから、別の加熱工程を含むことなくコスト高とならずにインシュレータ１７を確実に配管部材１１に接合できる。
【００３２】
なお、本発明の熱交換器用配管部材の断熱材接合方法は、上記の形態に限定することなく、例えば、熱交換器は自動車のインストルメントパネル内に配置されたエバポレータであってもよく、又後部座席用として後部座席側に配置されたエバポレータであってもよい。さらに、自動車用でなく家庭用のエアーコンディショナの熱交換器でもよい。
【００３３】
また、インシュレータは、実施形態で挙げたシリコーンゴム製のチューブ「製品名ニシチューブＮＳＴ」でなくても、チューブ状に形成された熱収縮性の材料であれば他のものでもよい。さらに、ロー付けされた直後に、配管部材の余熱を利用すれば、熱収縮性のパッキンを巻き付けるようにしてもよい。この場合でも自動化を図れるように、加熱炉の後工程となるように行うことが望ましい。
【００３４】
また、熱溶着手段は、加熱して接合するものであれば、ロー付けでなく配管部材と継手部材が金属製の材料であれば、溶接で接合するものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】配管部材を接続する一般的なエバポレータを示す正面図である。
【図２】図１におけるエバポレータの平面図である。
【図３】インシュレータを示す斜視図である。
【図４】加熱後の配管部材と継手部材にインシュレータを挿通する第１の作用図である。
【図５】同第２の作用図である。
【図６】同第３の作用図である。
【図７】第２の方法でインシュレータを挿通する作用図である。
【図８】従来の方法でパッキンを配管部材に接合したエバポレータを示す正面図である。
【図９】従来の断熱材を装着した配管部材を示す断面図である。
【符号の説明】
１  エバポレータ
１１（１１Ａ・１１Ｂ）  配管部材
１３  第１の継手部材
１５  第２の継手部材
１７  インシュレータ
【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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【図８】
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【図９】
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