(57)【要約】【課題】通風抵抗の減少および熱交換量の向上を図り、伝熱性能が良好で、組み立て性にも優れるフィンチューブ型熱交換器の製造方法を提供すること。【解決手段】伝熱管にロウ材を塗布する工程と、鞘状金属板に伝熱管を挿入する工程と、鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、鞘状金属板に包まれた伝熱管を引抜治具を引っ張ることにより板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、鞘状金属板を引抜治具により、伝熱管を固定治具により板状フィン内に残して、引き抜く工程と、伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図５
2004257641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管にロウ材を塗布する工程と、
鞘状金属板に前記伝熱管を挿入する工程と、
前記鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板に包まれた前記伝熱管を前記引抜治具を引っ張ることにより前記板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、
前記伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板を前記引抜治具により、前記伝熱管を前記固定治具により前記板状フィン内に残して、引き抜く工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項２】
多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
ブレージングシート板材を用いた鞘状金属板に前記伝熱管を挿入する工程と、
前記鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板に包まれた前記伝熱管を前記引抜治具を引っ張ることにより前記板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、
前記鞘状金属板の前記伝熱管と重ならない先端部を切り取る工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項３】
多数平行に配置され、その間を気体が流動し、表面をブレージングシート製とした板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられ、先端部にテーパを設けた伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管の下端部に押し出し治具を取り付ける工程と、
治具で固定された前記板状フィンに前記伝熱管を前記押し出し治具により挿入する工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記板状フィンに設けられたフィンカラーは、根元部、中間部及び先端部で構成され、前記根元部及び先端部は前記伝熱管に向かって凸の円弧に形成され、前記中間部はストレート形状で且つ前記根元部が広がるように、伝熱管挿入方向に対し、伝熱管側にある一定の角度を持つようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項５】
多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管にロウ材を塗布する工程と、
治具で固定された前記板状フィンのフィンカラーに前記伝熱管を挿入する工程と、
押し込み治具により前記フィンカラーを前記伝熱管周方向からかしめて、前記フィンカラーと前記伝熱管とを密着させる工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記板状フィンに設けられたフィンカラーは、根元部、中間部及び先端部で構成され、前記根元部及び先端部は前記伝熱管に向かって凸の円弧に形成され、前記中間部はストレート形状で且つ前記中間部は伝熱管軸方向に平行に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記板状フィンに設けられたフィンカラーの短軸内径最小値ｄｍｉｎ及び伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＞Ｄａの関係が成立するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項８】
多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記伝熱管の外周面の溝にロウ材を塗布する工程と、
鞘状金属板に前記伝熱管を挿入する工程と、
前記鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板に包まれた前記伝熱管を前記引抜治具を引っ張ることにより前記板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、
前記伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、
前記鞘状金属板を前記引抜治具により、前記伝熱管を前記固定治具により前記板状フィン内に残して、引き抜く工程と、
前記伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、
組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、
を備えたことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記伝熱管の外周面の周方向に溝を設けたことを特徴とする請求項８に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記伝熱管の外周面の軸方向に溝を設けたことを特徴とする請求項８に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
前記伝熱管の外周面の軸方向に対し、斜めに溝を設けたことを特徴とする請求項８に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１２】
前記鞘状金属板の内周面に凹凸形状を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項８に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１３】
前記鞘状金属板の前記引抜治具が取り付けられる側の端部を閉じたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項８に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１４】
多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、
前記フィン上に設けられたフィンカラーの軸方向長さＬを積層される前記板状フィンのピッチＦｐに対し、Ｌ＜Ｆｐとすると共に、前記板状フィン上に伝熱管挿入方向に対し上下にスリットを設け、前記板状フィンを積む際、隣り合う前記板状フィンの前記スリット面が合致し、前記板状フィンのピッチＦｐを規制することを特徴とするフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１５】
前記板状フィンに設けられたフィンカラーは、根元部、中間部で構成され、前記根元部は前記伝熱管に向かって凸の円弧に形成され、前記中間部はストレート形状で且つ前記根元部が広がるように、伝熱管挿入方向に対し、伝熱管側にある一定の角度を持つようにしたことを特徴とする請求項１４に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１６】
前記フィン上のフィンカラーは、開口部のＲの小さい部分を除く任意の部分に設けられたことを特徴とする請求項１５にフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１７】
前記フィン上に設けられたフィンカラーの軸方向長さＬを積層される前記板状フィンのピッチＦｐに対し、Ｌ＜Ｆｐとすると共に、前記板状フィン上に伝熱管挿入方向に対し上下にスリットを設け、前記板状フィンを積む際、隣り合う前記板状フィンの前記スリット面が合致し、前記板状フィンのピッチＦｐを規制し、ロウ付け工程後、前記フィンカラー先端部が前記伝熱管にロウ材を塗布した溝に折り込まれることを特徴とする請求項９に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１８】
前記伝熱管形状を長方形とし、扁平管の４隅を鋭角とし、前記板状フィン上に設けられたフィンカラーの穴形状を長方形となるようにしたことを特徴とする請求項１４に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項１９】
前記フィン上のフィンカラーを、開口部の全周に設けたことを特徴とする請求項１８に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項２０】
前記フィン上に設けられたフィンカラーの軸方向長さＬを積層される前記板状フィンのピッチＦｐに対し、Ｌ＜Ｆｐとすると共に、前記板状フィン上に伝熱管挿入方向に対し上下にスリットを設け、前記板状フィンを積む際、隣り合う前記板状フィンの前記スリット面が合致し、前記板状フィンのピッチＦｐを規制することを特徴とする請求項５に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項２１】
前記板状フィンに設けられたフィンカラーの短軸内径最小値ｄｍｉｎ、最大径ｄｍａｘ及び伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＜Ｄａ＜ｄｍａｘの関係が成立するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項８又は請求項１４に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項２２】
前記伝熱管を扁平形状としたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項８又は請求項１４に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項２３】
前記伝熱管を円形状としたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項８又は請求項１４に記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法。
【請求項２４】
請求項１〜２３の何れかに記載のフィンチューブ型熱交換器の製造方法により製造されたフィンチューブ型熱交換器を用いたことを特徴とする空調冷凍装置。
【請求項２５】
冷媒として、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ、ＨＣ、自然冷媒、これら冷媒の数種の混合冷媒の何れかを用いたことを特徴とする請求項２４に記載の空調冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒と気体等の流体間での熱交換を行うためのフィンチューブ型熱交換器の製造方法及び空調冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の円管フィンチューブ型熱交換器は、定間隔でその間を気体（空気）が流れる板状フィンが配置され、内部に作動流体が流れる円形伝熱管が板状フィンに垂直に挿入され、その後機械拡管と呼ばれる工程により、フィンと伝熱管が固定される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の扁平管を用いたフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、扁平管をＵ字のブレージングシート製のカバー材で包み、切り欠きを設けた積層されたフィンに対し、列方向から挿入したのち、ロウ付け工程を経て熱交換器が完成する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、他の従来の扁平管を用いたフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、扁平管を切り欠きを設けた積層されたフィンに対し、列方向から挿入して、熱交換器を組み立てるが、板状フィンの積層間隔を規制する切り起しを設けている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２２１５８７号公報（第１４頁、第１７図）
【特許文献２】
特開２０００−２３４８８３号公報（第５頁、第１図）
【特許文献３】
特開平９−３２４９９５号公報（第７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の円管フィンチューブ型熱交換器の製造方法においては（例えば、特許文献１）、機械拡管によってフィンカラーと伝熱管の密着が行われるが、ロウ付けによるフィンカラーと伝熱管の接合と比べて、フィンカラーと伝熱管の接触熱伝達率が低くなるという問題点があった。
【０００７】
また、従来の扁平管熱交換器の製造方法においては（例えば、特許文献２）、ブレージングシート製のカバー材を被せた扁平管が列方向から挿入されるために、フィンカラーが段方向に広がりやすく、フィンカラーと伝熱管の間にロウ材が行き渡りにくいという問題点があった。
【０００８】
また、従来の扁平管熱交換器製造方法においては（例えば、特許文献３）、扁平管が列方向から挿入されるために、フィンカラーが軸方向に広がりやすく、フィンカラーと伝熱管の間にロウ材が行き渡りにくいという問題点があるのに加え、板状フィンのピッチを規制するために切り起しを設けているため、板状フィンの伝熱面積を損ない、熱交換性能を損なうという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、通風抵抗の減少および熱交換量の向上を図り、伝熱性能が良好で、組み立て性にも優れるフィンチューブ型熱交換器の製造方法及び空調冷凍装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、この板状フィンのフィンカラーに挿入され、内部を作動流体が通過し、気体通過方向に対して直角方向の段方向へ複数段設けられる伝熱管とを接合させたフィンチューブ型熱交換器の製造方法において、伝熱管にロウ材を塗布する工程と、鞘状金属板に伝熱管を挿入する工程と、鞘状金属板の端部に引抜治具を取り付ける工程と、鞘状金属板に包まれた伝熱管を引抜治具を引っ張ることにより板状フィンのフィンカラーに挿入する工程と、伝熱管の下端部に固定治具を取り付ける工程と、鞘状金属板を引抜治具により、伝熱管を固定治具により板状フィン内に残して、引き抜く工程と、伝熱管の端部にヘッダーを取り付ける工程と、組み立てた熱交換器を炉に投入して炉中ロウ付けを行う工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は鞘状金属板を示す外観図と断面図である。図において、鞘状金属板１は、伝熱管を板状フィンに挿入する際に、伝熱管を包むために用いられる。鞘状金属板１は板厚が約０．１ｍｍ程度であり、断面が扁平形状の中空構造となっている。また、片方の先端部１ａは閉じられ、引抜冶具２が取り付けられる。
【００１２】
図２は伝熱管を示す部分外観図である。図に示すように、伝熱管３は扁平形状をしており、作動流体が流れるマイクロチャネル４を８個設けている。また、伝熱管３の外側にはロウ材が塗布される。ロウ材にはアルミ−シリコン系の合金を用いている。
【００１３】
図３は鞘状金属板の断面図である。図に示すように、鞘状金属板１は内部に凹凸５を設けている。これは、鞘状金属板１を引き抜く際に、伝熱管３の外側に塗布されたロウ材が剥がれるのを防ぐ役割をしている。
【００１４】
図４は板状フィン及びフィンカラーを示す外観図と断面図である。図に示すように、板状フィン６に設けられたフィンカラー７は、根元部７ａ、中間部７ｂおよび先端部７ｃで構成され、根元部７ａおよび先端部７ｃは伝熱管３に向かって凸の円弧、中間部７ｂはストレート形状となっている。ここで、中間部７ｂは伝熱管軸方向（挿入方向）に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。伝熱管３および鞘状金属板１の挿入性を改善するために、根元部７ａ側が広がるように中間部７ｂに角度θの傾きを付けている。
【００１５】
また、フィンカラー７の短軸内径最小値ｄｍｉｎ、最大径ｄｍａｘおよび伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＜Ｄａ＜ｄｍａｘの関係が成立するようにしている。これは、鞘状金属板１を引き抜いた後、フィンカラー７を伝熱管３に密着させるためである。
なお、本実施の形態では、ｄｍａｘ＝２．５ｍｍ、ｄｍｉｎ＝１．５ｍｍ、Ｄａ＝２．０ｍｍとする。
【００１６】
図５はロウ材８を塗布した伝熱管３と伝熱管３を包んだ鞘状金属板１が板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部に挿入されている状態を示す部分断面図である。図に示すように、ロウ材８を塗布した伝熱管３および鞘状金属板１はフィンカラー７を弾性変形させながら、伝熱管３の軸方向（引き抜き方向）に引抜冶具２を引っ張ることによって、挿入される。
【００１７】
その際、伝熱管３に塗布されたロウ材８は、鞘状金属板１によって、フィンカラー７との摩擦により、剥がれ落ちることを免れる。また、鞘状金属板１の端部を閉じているため、フィンカラー７の穴よりも鞘状金属板１の外径が小さくなり、伝熱管３をフィンカラー７に滑らかに挿入することが可能となる。
【００１８】
図６は伝熱管３を包んだ鞘状金属板１が板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部から引き抜かれている状態を示す部分断面図である。図に示すように、引きぬきの際、伝熱管３の下端部に固定冶具９を付加することによって、鞘状金属板１と共に伝熱管３も引きぬかれることを防止できる。
【００１９】
この際、ロウ材８は鞘状金属板１との摩擦によって伝熱管３から剥がれ落ちる可能性があるため、図３のように鞘状金属板１の内部形状に凹凸５を設けてこれを概ね防ぐことが出来る。これは、鞘状金属板１を引き抜く工程において、ロウ材８と鞘状金属板１が凸の部分のみ接触することによる。
【００２０】
また、フィンカラー中間部７ｂは、図４のように、伝熱管軸方向（挿入方向）に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。例えば、θ＝０°の場合、伝熱管３および鞘状金属板１は挿入の際フィンカラー７の根元部７ａに引っ掛かるため、挿入性が非常に悪い。本実施の形態のように、フィンカラー７が伝熱管側にある角度θをなしていることにより、鞘状金属板１は挿入の際フィンカラー７の中間部７ｂと接触し、挿入性が良くなる。
【００２１】
また、フィンカラー短軸内径最小値ｄｍｉｎ、最大径ｄｍａｘおよび伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＜Ｄａ＜ｄｍａｘの関係が成立するようにしているため、弾性変形領域で起きるスプリングバックと呼ばれる現象によって、鞘状金属板１を引きぬいた後、フィンカラー７がロウ材８を塗布した伝熱管３と密着する。
【００２２】
図７は板状フィン６表面をブレージングシート２０製とし、先端部にテーパ３ａを設けた伝熱管３が、板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部に挿入されている工程を示す部分断面図である。図に示すように、伝熱管３はフィンカラー７を弾性変形させながら、押し出し冶具２１によって、伝熱管３の軸方向（引き抜き方向）に挿入される。
【００２３】
その際、ロウ材の役目を果たすフィン表面のブレージングシート２０は高い強度を有し、伝熱管３との摩擦により、剥がれ落ちない。また、伝熱管３の端部に伝熱管周方向に対し内側にテーパ３ａを設けているため、伝熱管３をフィンカラー７に滑らかに挿入することが可能となり金属製の鞘で伝熱管３を包む必要がない。
【００２４】
図８は板状フィンと伝熱管からなる作動流体と空気の熱交換部とヘッダを組み合わせた状態をしめす外観図である。図に示すように、伝熱管３の端部には作動流体を各伝熱管３に分配するためのヘッダ１０を付加しており、片方のヘッダ１０には作動流体出入り口１１を設けている。この状態まで組み立てた後、炉に投入し、炉中ロウ付けを行う。
【００２５】
図９は炉中ロウ付け工程を終えた後の伝熱管３と板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部、ロウ材８を示す部分断面図である。炉中ロウ付けによって、ロウ材８はフィンカラー７の根元部７ａと先端部７ｃ付近の伝熱管３との隙間に溜まりこむため、フィンカラー７の中間部７ｂと伝熱管３の間のロウ材８は非常に薄くなっているが、フィンカラー７の中間部７ｂがスプリングバックによって伝熱管と密着したことによる。
【００２６】
このようにして、本実施の形態において、伝熱管３とフィンカラー７の隙間にロウ材８が隈なく行き渡るため、伝熱管３とフィンカラー７の間の接触熱伝達率αｃは非常に大きくなり、熱交換性能は向上する。なお接触熱伝達率αｃの定義は以下のようである。
積層された板状フィン６のピッチＦｐ内を通る熱流束をｑ（Ｗ／ｍ２）、フィンカラー根元部７ａの温度をＴｃ、伝熱管外周の温度をＴｒとすると、
αｃ＝ｑ／｜Ｔｃ−Ｔｒ｜      （Ｗ／ｍ２Ｋ）
となる。
【００２７】
図１０は鞘状金属板を用いた場合の熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下にその手順を示す。伝熱管３にロウ材８を塗布（Ｓ１）、鞘状金属板１に伝熱管３を挿入（Ｓ２）、鞘状金属板の端部１ａに引抜冶具２を取り付け（Ｓ３）、冶具で固定された板状フィン６に鞘状金属板１および伝熱管３を挿入（Ｓ４）、固定冶具９を伝熱管下端部に取り付け（Ｓ５）、鞘状金属板１の引き抜き（Ｓ６）、ヘッダ１０を取り付け、炉に投入（Ｓ７）、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入（Ｓ８）、完成となる。
【００２８】
図１１は、表面がブレージングシート製の板状フィン６、端部に伝熱管周方向に対し内側にテーパ３ａを設けた伝熱管を用いた場合（図７）の熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下に熱交換器の製造工程を示す。押し出し冶具２１を伝熱管下部に取りつけ（Ｓ１）、冶具で固定された板状フィン６に伝熱管３を挿入（Ｓ２）、ヘッダ１０を取り付け、炉に投入（Ｓ３）、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入（Ｓ４）、完成となる。
【００２９】
図１２は、鞘状金属板１をブレージングシート板材とした場合、伝熱管と鞘状のブレ−ジングシート板材をフィンカラーの穴に挿入し終えた状態を示している。ここで、鞘状金属板１の先端部１ａは破線部において、切断される。このように、鞘状金属板１をブレージンブシート板材とすることで、鞘状金属板１を引き抜く必要がなくなり、鞘状金属板１の先端部１ａが切断された後、ヘッダ１０を熱交換器に取りつけ、直ちに炉中ロウ付け工程に移ることが出来る。また、鞘状金属板１を引き抜く必要がないため、伝熱管３にロウ材を塗布した場合の鞘状金属板１の引き抜き工程のロウ材の剥がれ落ちを防ぐことが出来る。
【００３０】
図１３は鞘状金属板１にブレージングシート板材を用いた場合の熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下にその手順を示す。鞘状金属板１に伝熱管３を挿入（Ｓ１）、鞘状金属板の端部１ａに引抜冶具２取りつけ（Ｓ２）、冶具で固定された板状フィン６に鞘状金属板１および伝熱管３を挿入（Ｓ３）、鞘状金属板１の上部端部を切り取る（Ｓ４）、ヘッダ１０を取り付け、炉に投入（Ｓ５）、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入（Ｓ６）、完成となる。
【００３１】
図１４は板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の形状と伝熱管３の位置関係を示している。フィンカラー７は根元部７ａ、中間部７ｂおよび先端部７ｃで構成され、根元部７ａおよび先端部７ｃは伝熱管３に向かって凸の円弧、中間部７ｂはストレート形状となっている。ここで、中間部７ｂは伝熱管軸方向（挿入方向）に対して、平行に設けられている。
【００３２】
また、フィンカラー７の短軸内径最小値ｄｍｉｎおよび伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＞Ｄａの関係が成立するようにしており、伝熱管挿入工程後、フィンカラー７を伝熱管周方向より押し込み冶具１９でかしめることにより（図１５）、フィンカラー７とロウ材８を塗布した伝熱管３を密着させることが可能となる。なお、本実施の形態では、ｄｍｉｎ＝２．２ｍｍ、Ｄａ＝２．０ｍｍとした。
【００３３】
図１６は、図１４に示した熱交換器を製造する工程を示すフローチャートである。
以下にその手順を示す。冶具で固定された板状フィン６に伝熱管３を挿入（Ｓ１）、フィンカラー７をかしめる（Ｓ２）、ヘッダを取り付け、炉に投入（Ｓ３）、組み立てた熱交換器を乾燥炉に投入（Ｓ４）、完成となる。
【００３４】
図１７は伝熱管に円管を用いた場合の板状フィン６とフィンカラーの断面図である。この場合も、図１０、１１および１３の工程を用いて、同様に熱交換器を製造できることは言うまでもない。
【００３５】
実施の形態２．
図１８および図１９は実施の形態２による伝熱管の形状を示す外観図と断面図である。図に示すように、伝熱管３は、扁平形状をしており、作動流体が流れるマイクロチャネル４を８個設けている。また、伝熱管３の外側には、図１８は伝熱管周方向、図１９は軸方向に、溝が設けられ、その溝にロウ材８が塗布される。ロウ材８にはアルミ−シリコン系の合金を用いている。
【００３６】
図２０は板状フィン６と板状フィン６上に設けられるスリット１２およびフィンカラー７を示す部分外観図および断面図である。図に示すように、スリット１２は伝熱管軸（挿入）方向に対し上下に切り起されている。また、フィンカラー７は先端部に曲面部が無く、図４のフィンカラー７よりも伝熱管軸方向に短い。このため、図４のフィンカラー７を成形するときのように、しごき加工を用いて、フィンカラー７の軸方向高さを稼ぐ必要が無く、成形が容易となる利点がある。この場合、フィンカラー７の長さＬは板状フィン６のピッチＦｐよりも小さくなる。また、フィンカラー７は穴全体に渡って設けられていない。これは、しごき加工無しで穴のＲの小さい部分にフィンカラー７を設ける場合割れを生じやすいためである。
【００３７】
図２１は板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の形状と伝熱管３の位置関係を示している。フィンカラー７は根元部７ａおよび中間部７ｂで構成され、根元部７ａは伝熱管３に向かって凸の円弧、中間部７ｂはストレート形状となっている。ここで、中間部７ｂは伝熱管軸方向（挿入方向）に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。また、フィンカラー７の短軸内径最小値ｄｍｉｎ、最大径ｄｍａｘおよび伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＜Ｄａ＜ｄｍａｘの関係が成立するようにしている。なお、本実施の形態では、ｄｍａｘ＝２．５ｍｍ、ｄｍｉｎ＝１．７ｍｍ、Ｄａ＝２．０ｍｍとする。
【００３８】
図２２はロウ材８を溝に塗布した伝熱管３と伝熱管３を包んだ鞘状金属板１（図１）が板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部に挿入されている工程を示す部分断面図である。図に示すように、ロウ材８を溝に塗布した伝熱管３および鞘状金属板１はフィンカラー７を弾性変形させながら、伝熱管３の軸方向（鞘状金属板１と伝熱管３挿入方向）に引抜冶具２を引っ張ることによって、挿入される。
【００３９】
その際、スリット１２は管軸方向の積層された板状フィン６のピッチＦｐを規制するように、その片面を異なる板状フィン６から切起こされたスリット１２の片面と接触させている。また、伝熱管３に塗布されたロウ材８は、鞘状金属板１によって、フィンカラー７との摩擦により、剥がれ落ちることを免れる。また、鞘状金属板１の端部を閉じているため、フィンカラー７の穴よりも鞘状金属板１の外径が小さくなり、フィンカラー７に滑らかに挿入することが可能となる。
【００４０】
図２３は伝熱管３を包んだ鞘状金属板１が板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部から引き抜かれている工程を示す部分断面図である。図に示すように、鞘状金属板１の引きぬきの際、伝熱管３の下端部に固定冶具９を付加することによって、鞘状金属板１と共に伝熱管３も引きぬかれることを防止できる。
【００４１】
また、伝熱管挿入工程が終了した際、フィンカラー７が伝熱管３に設けられたロウ材８を塗布した溝と一致するようにする。この際、ロウ材８は鞘状金属板１との摩擦によって伝熱管３から剥がれ落ちる可能性があるが、図１８および図１９のよう伝熱管３の外周に設けてある溝にロウ材８が入り込んでいるためにロウ材８の剥がれを概ね防ぐことが出来る。
【００４２】
また、外周の溝を伝熱管軸方向に対し、斜めに設けても同様な効果を奏する。
【００４３】
また、フィンカラー７は図２１のように、伝熱管軸方向（挿入方向）に対して、伝熱管側にある角度θをなしている。例えば、θ＝０°の場合、伝熱管３および鞘状金属板１は挿入の際フィンカラー根元部７ａに引っ掛かるため、挿入性が非常に悪い。本実施の形態のように、フィンカラー７が伝熱管側にある角度θをなしていることにより、鞘状金属板１は挿入の際フィンカラー７の中間部７ｂと接触し、挿入性が良くなる。
【００４４】
また、フィンカラー７の短軸内径最小値ｄｍｉｎ、最大径ｄｍａｘおよび伝熱管短軸最大径Ｄａの間に、ｄｍｉｎ＜Ｄａ＜ｄｍａｘの関係が成立するようにしているため、弾性変形領域で起きるスプリングバックと呼ばれる現象によって、鞘状金属板１を引きぬいた後、フィンカラー７とロウ材を塗布した伝熱管３が密着する。
【００４５】
また、本実施の形態のフィンカラー７（図２１）のように、フィンカラー７の伝熱管軸方向長さが短い場合、フィンカラー７にしごき加工を加える必要がほとんど無いため、フィンカラー７の加工硬化を防ぐことが出来、スプリングバックが起きやすい。よって、鞘状金属板１を引き抜いた後にスプリングバックによる伝熱管３とフィンカラー７の密着をより円滑に行うことが出来る。さらに、ヘッダ１０を付加した後、炉に投入し、炉中ロウ付けを行う。
【００４６】
図２４は炉中ロウ付け工程を終えた後の伝熱管３と板状フィン６上に設けられたフィンカラー７、ロウ材８を示す部分断面図である。炉中ロウ付けによってロウ材８は溶けだすが、溝の中に留まり、フィンカラー７はスプリングバックによって溝の中に折り込まれる。よってフィンカラー７は全体に渡って伝熱管３と密着する。
【００４７】
このようにして、本実施の形態において伝熱管３とフィンカラー７の隙間にロウ材８が隈なく行き渡るため、伝熱管３とフィンカラー７の間の接触熱伝達率αｃは非常に大きくなり、熱交換性能が向上する。
【００４８】
また、本実施の形態の製造方法においては、余分なロウ材８を伝熱管３に取りつける必要が無く、ロウ材８の節約にもなる。製造工程は図１０のフロ−チャートと同様に行われることはいうまでも無い。
【００４９】
図２５（ａ）はフィンカラーに設けられた穴を長方形とした場合の部分外観図、図２５（ｂ）は伝熱管形状を長方形とした場合の断面図である。図のように、フィンカラー形状および伝熱管形状を長方形とした場合、図２０のフィンカラー７ようにＲの小さい部分が無く、フィンカラー７を全周に設けることが可能となる。よって、ロウ付け工程後伝熱管３とフィンカラー７の間の接触熱伝達率αｃは非常に大きくなり、熱交換性能は向上する。
【００５０】
図２６は伝熱管に円管を用いた場合の板状フィンとフィンカラーの断面図である。この場合も、図１８および図１９のように伝熱管３に周方向もしくは軸方向にロウ材８を塗布する溝を設け、図１０の工程を用いて、熱交換器を製造できることは言うまでもない。
【００５１】
尚、本実施の形態では、図２２に示すように、ロウ材８を溝に塗布した伝熱管３および鞘状金属板１はフィンカラー７を弾性変形させながら、伝熱管３の軸方向（鞘状金属板１と伝熱管３挿入方向）に引抜冶具２を引っ張ることによって、挿入されるものを示したが、鞘状金属板１を用いずに、図７に示した板状フィン６表面をブレージングシート２０製とし、先端部にテーパ３ａを設けた伝熱管３が、板状フィン６上に設けられたフィンカラー７の穴部に挿入されるようにしてもよい。
【００５２】
実施の形態３．
図２７は実施の形態３を示す図で、空気調和機の冷媒回路図である。図に示す冷媒回路は、圧縮機１３、凝縮熱交換器１４、絞り装置１５、蒸発熱交換器１６、送風機１７により構成されている。上述の実施の形態１、２による熱交換器を凝縮熱交換器１４または蒸発熱交換器１６、もしくは両方に用いることにより、エネルギ効率の高い空気調和機を実現することが出来る。
ここで、エネルギ効率は、次式で定義されるものである。
暖房エネルギ効率＝室内熱交換器（凝縮器）能力／全入力
冷房エネルギ効率＝室内熱交換器（蒸発器）能力／全入力
また、空気調和機に限らず、冷凍装置においても、有効であることは言うまでもない。
【００５３】
なお、上述の実施の形態１〜３で述べた熱交換器およびそれを用いた空調冷凍装置については、ＨＣＦＣ（Ｒ２２）やＨＦＣ（Ｒ１１６、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４、Ｒ１４３ａ、Ｒ１５２ａ、Ｒ２２７ｅａ、Ｒ２３、Ｒ２３６ｅａ、Ｒ２３６ｆａ、Ｒ２４５ｃａ、Ｒ２４５ｆａ、Ｒ３２、Ｒ４１，ＲＣ３１８などや、これら冷媒の数種の混合冷媒Ｒ４０７Ａ、Ｒ４０７Ｂ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０７Ｄ、Ｒ４０７Ｅ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４１０Ｂ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ５０７Ａ、Ｒ５０８Ａ、Ｒ５０８Ｂなど）、ＨＣ（ブタン、イソブタン、エタン、プロパン、プロピレンなどや、これら冷媒の数種混合冷媒）、自然冷媒（空気、炭酸ガス、アンモニアなどや、これら冷媒の数種の混合冷媒）、またこれら冷媒の数種の混合冷媒など、どんな種類の冷媒を用いても、その効果を達成することが出来る。
【００５４】
また、作動流体として、空気と冷媒や、他の気体、液体、気液混合流体を用いても、同様の効果を奏する。
【００５５】
また、伝熱管とフィンは異なった材料を用いていることが多いが、伝熱管とフィンに銅、アルミ等の同じ材料を用いることで、フィンと伝熱管のロウ付けが可能となり、フィンと伝熱管の接触熱伝達率が飛躍的に向上し、熱交換能力が大幅に向上する。また、リサイクル性も向上させることができる。
【００５６】
また、伝熱管とフィンを密着させる方法として、炉中ロウ付けを行う場合、フィンへの親水材の塗布を後処理で行うことで、前処理の場合のロウ付け中の親水材の焼け落ちを防ぐことができる。
【００５７】
なお、上述の実施の形態１〜３で述べた熱交換器およびそれを用いた空調冷凍装置については、鉱油系、アルキルベンゼン油系、エステル油系、エーテル油系、フッ素油系など、冷媒と油が溶ける溶けないにかかわらず、どんな冷凍機油についても、その効果を達成することができる。
【００５８】
【発明の効果】
この発明に係るフィンチューブ型熱交換器の製造方法は、鞘状金属板に包まれた伝熱管を引抜治具を引っ張ることにより板状フィンのフィンカラーに挿入し、鞘状金属板を引抜治具により、伝熱管を固定治具により板状フィン内に残して、引き抜くようにしたので、熱交換効率が良いフィンチューブ型熱交換器が得られると共に、製造工程が容易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す図で、鞘状金属板を示す外観図および断面図である。
【図２】実施の形態１を示す図で、伝熱管を示す部分外観図である。
【図３】実施の形態１を示す図で、鞘状金属板を示す断面図である。
【図４】実施の形態１を示す図で、板状フィンおよびフィンカラーを示す外観図および断面図である。
【図５】実施の形態１を示す図で、鞘状金属板および伝熱管挿入工程を示す断面図である。
【図６】実施の形態１を示す図で、鞘状金属板の引き抜き工程を示す断面図である。
【図７】実施の形態１を示す図で、伝熱管挿入工程を示す断面図である。
【図８】実施の形態１を示す図で、熱交換器組み立て状態を示す外観図である。
【図９】実施の形態１を示す図で、ロウ付け後の状態を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図１１】実施の形態１を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図１２】実施の形態１を示す図で、鞘状のブレージングシート板材および伝熱管を板状フィンに挿入した状態を示す断面図である。
【図１３】実施の形態１を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図１４】実施の形態１を示す図で、板状フィンおよびフィンカラーを示す外観図および断面図である。
【図１５】実施の形態１を示す図で、フィンカラーを冶具により伝熱管にかしめる工程を示す外観図および断面図である。
【図１６】実施の形態１を示す図で、製造工程を示すフローチャート図である。
【図１７】実施の形態１を示す図で、円管を用いた場合のフィンカラー形状を示す外観図および断面図である。
【図１８】実施の形態２を示す図で、伝熱管の形状を表す外観図および断面図である。
【図１９】実施の形態２を示す図で、伝熱管の形状を表す外観図および断面図である。
【図２０】実施の形態２を示す図で、板状フィン形状およびフィンカラー形状を示す外観図および断面図である。
【図２１】実施の形態２を示す図で、フィンカラー形状および伝熱管の関係を示す断面図である。
【図２２】実施の形態２を示す図で、鞘状金属板および伝熱管挿入工程を示す断面図である。
【図２３】実施の形態２を示す図で、鞘状金属板の引き抜き工程を示す断面図である。
【図２４】実施の形態２を示す図で、ロウ付け後の状態を示す断面図である。
【図２５】実施の形態２を示す図で、板状フィン形状および伝熱管形状を示す外観図および断面図である。
【図２６】実施の形態２を示す図で、円管を用いた場合のフィンカラー形状を示す外観図および断面図である。
【図２７】実施の形態３を示す図で、空気調和機構成を表す平面断面図である。
【符号の説明】
１  鞘状金属板、２  引抜冶具、３  伝熱管、４  マイクロチャネル、５  凹凸、６  板状フィン、７  フィンカラー、８  ロウ材、９  固定冶具、１０  ヘッダ、１１  作動流体出入り口、１２  スリット、１３  圧縮機、１４  凝縮熱交換器、１５  絞り装置、１６  蒸発熱交換器、１７  送風機、１８  モータ、１９  押し込み冶具、２０  ブレージングシート、２１  押し出し冶具。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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