(57)【要約】【課題】  タンク合わせ部の組み付け不良およびろう付け不良を低減することのできる積層型熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】  熱交換媒体を流出入させる第１のタンク孔および第２のタンク孔１３を有した第１のチューブシート６、第２のチューブシート７およびインナーフィン９からなるチューブ８を、アウターフィン１０を介して複数積層させた後、これらチューブ８とアウターフィン１０との積層体からなる熱交換器コア２を真空炉に入れてろう付けする積層型熱交換器の製造方法において、第２のチューブシート７の上に第１のチューブシート６を積層する際に、重ね合わされたこれら第１のチューブシート６および第２のチューブシート７の第２のタンク孔１３の開口周縁部を、ろう材からなるチューブ仮保持部材１４で挟持させ、これら積層される第１のチューブシート６および第２のチューブシート７同士を仮保持させる。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換媒体を流出入させるタンク孔を有したチューブシートを、フィンを介して複数積層させた後、これらチューブシートとフィンとの積層体からなる熱交換器コアを真空炉に入れてろう付けする積層型熱交換器の製造方法において、
前記チューブシートを積層する際に、重ね合わされた該チューブシートのタンク孔開口周縁部を、ろう材からなるチューブ仮保持部材で挟持させ、これら積層されるチューブシート同士を仮保持させる
ことを特徴とする積層型熱交換器の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型熱交換器の製造方法であって、
前記ろう付けに際して、前記チューブ仮保持部材を溶融させ補助ろう材として使用する
ことを特徴とする積層型熱交換器の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の積層型熱交換器の製造方法であって、
前記チューブ仮保持部材に、前記積層されるチューブシート同士を挟持させる補強部材を埋設した
ことを特徴とする積層型熱交換器の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の積層型熱交換器の製造方法であって、
前記タンク孔の開口周縁部を平坦部とした
ことを特徴とする積層型熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば積層型熱交換器の製造方法に関し、詳細には、チューブシートとフィンを交互に積層して形成した熱交換器コアをろう付けすることにより形成する積層型熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ステンレスなどからなるチューブシート（プレート）とフィンを交互に積層してなる積層型熱交換器を形成する方法の一つとして、チューブシートおよびフィンの接合部表面に水溶性バインダーを塗布した後、この水溶性バインダー上にニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金からなる粉末状ろう材を塗布し、その後、７０℃以上に加熱処理してから接合する相手と重ね合わせ、その後真空炉に入れ加熱してろう付けする方法が開示されている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
図９は、積層型熱交換器における熱交換器コアの一例を示す斜視図であり、図１０は、図９のＡ−Ａ線における拡大断面図である。この熱交換器コア１０１は、図９に示すように、液体原料である熱交換媒体をコア内部に導入させる流入タンク部１０２と、コア内部に流入させた熱交換媒体をコア外部へと排出させる流出タンク部１０３とを備えている。
【０００４】
そして、この熱交換器コア１０１は、図１０に示すように、第１のチューブシート１０４の上にインナーフィン１０５を介して第２のチューブシート１０６を載せ、さらに、この第２のチューブシート１０６の上にアウターフィン１０７を介して第１のチューブシート１０４を載せる工程を順次繰り返すことにより、チューブシートおよびフィンからなる積層体を構成し、この積層体を真空炉にてろう付けすることにより形成されている。
【０００５】
この熱交換器コア１０１においては、図１１に示すように、第２のチューブシート１０６の両面、第１のチューブシート１０４の片面およびインナーフィン１０５の片面に、それぞれ粉末ろう材１０８を塗布している。そして、これら粉末ろう材１０８を加熱溶融させることにより、これら第１のチューブシート１０４、インナーフィン１０５、第２のチューブシート１０６およびアウターフィン１０７とを接合させている。
【特許文献１】特開２００１−１５０１２６号公報（第２頁及び第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記チューブシートおよびフィンは、何れも板厚の薄いプレス部品からなり、また、粉末ろう材には、約６３μ〜１５０μ程度の大きな粉末サイズのろう材を使用している。
【０００７】
このため、前記した熱交換器コア１０１では、図１２の点線で囲んだ部分で示すように、流出タンク部１０３を形成する第１のチューブシート１０４および第２のチューブシート１０６に形成された円筒状のタンク形成突部１０９、１１０の位置合わせが難しく、一方のタンク形成突部１０９が他方のタンク形成突部１１０の上に乗り上がって組み付け不良を引き起こし易い。したがって、前記熱交換器コア１０１では、この状態でろう付けを行ってしまうと、ろう付け不良を起こすことになる。
【０００８】
また、この熱交換器コア１０１は、薄板プレス部品からチューブシートおよびフィンが形成されることから、反りの影響を受け、図１３の点線で囲んだ部分に示すように、タンク形成部１０９、１１０が離れてしまい、ろう付け部のクリアランス拡大によるろう付け不良を引き起こす可能性が高い。
【０００９】
そこで、本発明は、タンク合わせ部の組み付け不良およびろう付け不良を低減することのできる積層型熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、熱交換媒体を流出入させるタンク孔を有したチューブシートを、フィンを介して複数積層させた後、これらチューブシートとフィンとの積層体からなる熱交換器コアを真空炉に入れてろう付けする積層型熱交換器の製造方法において、前記チューブシートを積層する際に、重ね合わされた該チューブシートのタンク孔開口周縁部を、ろう材からなるチューブ仮保持部材で挟持させ、これら積層されるチューブシート同士を仮保持させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の積層型熱交換器の製造方法であって、前記ろう付けに際して、前記チューブ仮保持部材を溶融させ補助ろう材として使用することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の積層型熱交換器の製造方法であって、前記チューブ仮保持部材に、前記積層されるチューブシート同士を挟持させる補強部材を埋設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の積層型熱交換器の製造方法であって、前記タンク孔の開口周縁部を平坦部としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、チューブシートを積層する際に、重ね合わされたチューブシートのタンク孔開口周縁部を、ろう材からなるチューブ仮保持部材で挟持させ、これら積層されるチューブシート同士を仮保持させたので、タンク部の位置合わせ不良が発生せず、組み付け不良を防止することができる。これにより、本発明によれば、ろう付け不良を大幅に低減させることができ、積層型熱交換器の製造歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、ろう付け時にチューブ仮保持部材を溶融させ補助ろう材として機能させているので、ろう付け時の加熱によりチューブ仮保持部材が溶け出し、この溶融したチューブ仮保持部材が補助ろう材として前記タンク合わせ部のろう付け強度を高める。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、チューブシート同士を挟持させる補強部材をチューブ仮保持部材に埋設したので、この補強部材によってこれらチューブシートの保持強度をより一層高めることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、タンク孔の開口周縁部を平坦部としたので、チューブ仮保持部材を装着し易く、且つ、タンク部の通路抵抗を大幅に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
［積層型熱交換器の構成］
先ず、本発明の方法を説明する前に、本発明方法によって製造される積層型熱交換器の構成について簡単に説明する。図１は、積層型熱交換器の概略構成を示す斜視図、図２は、積層型熱交換器における熱交換器コアの斜視図、図３は、フィンおよびチューブシートアッシーの斜視図、図４は、図２のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。
【００２０】
積層型熱交換器１は、図１に示すように、例えば冷却水などの第１の熱交換媒体Ａを内部に循環させる熱交換器コア２と、この熱交換器コア２を収容すると共に高温空気などの第２の熱交換媒体Ｂを流通させるケース３と、第２の熱交換媒体Ｂをケース３内に流入させる入口ダクト４と、ケース３内に導入された第２の熱交換媒体Ｂの流出を行う出口ダクト５とを備えている。
【００２１】
熱交換器コア２は、図２〜図４に示すように、第１のチューブシート６と、この第１のチューブシート６に固定され、対向部分に前記第１の熱交換媒体Ａを流通させる流路を形成する第２のチューブシート７とからなるチューブ８と、第１のチューブシート６と第２のチューブシート７間に設けられるインナーフィン９と、積層されるチューブ８間の空間部に設けられるアウターフィン１０と、第１の熱交換媒体Ａをコア部に流入させる流入タンク部１１と、コア部に流入された第１の熱交換媒体Ａを排出させる排出タンク部１２とから構成されている。
【００２２】
チューブ８は、図３および図４に示すように、平板形状の第１のチューブシート６と、この第１のチューブシート６の上に重ねて設けられ、該第１のチューブシート６との対向部分に第１の熱交換媒体Ａを流通させる流路（空隙部）を形成する第２のチューブシート７とから形成されている。
【００２３】
第１のチューブシート６は、ステンレスからなる薄板プレートとして形成され、第１の熱交換媒体Ａを熱交換器コア２内部に導入させる流入タンク部１１と連通する第１のタンク孔（図示は省略する）と、第１の熱交換媒体Ａを熱交換器コア２から外部へ排出させる排出タンク部１２と連通する円形状をなす第２のタンク孔１３とを有している。
【００２４】
第２のチューブシート７は、第１のチューブシート６と同様、ステンレスからなる薄板プレートとして形成され、第１の熱交換媒体Ａを熱交換器コア２内部に導入させる流入タンク部１１と連通する第１のタンク孔（図示は省略する）と、第１の熱交換媒体Ａを熱交換器コア２から外部へ排出させる排出タンク部１２と連通する円形状の第２のタンク孔１３とを有している。
【００２５】
また、この第２のチューブシート７は、外周縁部を除くその他の部分が上方に膨出されることにより第１のチューブシート６との対向部に第１の熱交換媒体Ａを流入させる流路（空間部）を形成している。また、この第２のチューブシート７は、特に第１のタンク孔および第２のタンク孔１３の周縁部がさらに上方に突出するように膨出している。
【００２６】
前記第１のチューブシート６と前記第２のチューブシート７は、当該第１のチューブシート６の外周縁部６ａを外側上方に折り返して第２のチューブシート７の外周縁部７ａにかしめることにより固定され、内部に第１の熱交換媒体Ａを流通させる流路を有したチューブ８を構成する。
【００２７】
インナーフィン９は、薄板のステンレス板を略矩形波をなす形状に折曲形成されている。このインナーフィン９は、チューブ８を構成する第１のチューブシート６と第２のチューブシート７の空隙部として形成される流路に配置される。
【００２８】
アウターフィン１０は、インナーフィン９と同様、薄板のステンレス板を略波形形状として折曲形成されている。このアウターフィン１０は、上下に積層される各チューブ８間に出来る空間部である第２の熱交換媒体Ｂが流通する流路に配置される。
【００２９】
このような第１のチューブシート６、第２のチューブシート７、インナーフィン９およびアウターフィン１０から構成される熱交換器コア２は、少なくとも互いの接合部に粉末ろう材を塗布した後、真空炉に入れてろう付けすることにより各コア構成部品が接合一体化されて形成される。
【００３０】
前記構成からなる熱交換器コア２は、ケース３内に収納されることにより積層型熱交換器１を構成し、該熱交換器コア２の内部を流れる第１の熱交換媒体Ａによってチューブ８、インナーフィン９およびアウターフィン１０が加熱又は冷却され、この加熱又は冷却されたチューブ８、インナーフィン９およびアウターフィン１０の近傍を第２の熱交換媒体Ｂが流れる際に、これらチューブ８、インナーフィン９およびアウターフィン１０を逆に冷却又は加熱して第１の熱交換媒体Ａを冷却又は加熱する熱交換の繰り返しにより、第１の熱交換媒体Ａと第２の熱交換媒体Ｂとの間で熱交換を行うようになっている。
【００３１】
［熱交換器コアの製造方法］
次に、前記構成の熱交換器コア２の製造方法について説明する。先ず、第１のチューブシート６の上にインナーフィン９を配置する。次に、このインナーフィン９を挟むようにして第１のチューブシート６の上に第２のチューブシート７を載せる。
【００３２】
そして、第１のチューブシート６の外周縁部６ａを内側下方に折り曲げることにより、第２のチューブシート７の外周縁部７ａに当該第１のチューブシート６の外周縁部６ａをかしめる。これにより、第１のチューブシート６、第２のチューブシート７およびインナーフィン９からなるチューブ８が形成される。
【００３３】
次に、前記のようにして形成したチューブ８を、アウターフィン１０を介して積層する。このとき、上下に積層される各チューブ８のうち、下側のチューブ８の第２のチューブシート７と上側のチューブ８の第１のチューブシート６にそれぞれ形成された第２のタンク孔１３の開口周縁部を、図５に示すようなチューブ仮保持部材１４で、図６および図７に示すように数ヶ所挟持させる。
【００３４】
チューブ仮保持部材１４は、例えばニッケル（Ｎｉ）系のろう材を所定形状に鋳造することにより形成したものである。本実施の形態では、このチューブ仮保持部材１４は、卵を約半分に切った形状とされている。そして、このチューブ仮保持部材１４には、重ね合わされた第１のチューブシート６と第２のチューブシート７を挟持させて仮保持させるためのスリット１５が形成されている。
【００３５】
このチューブ仮保持部材１４を第２のタンク孔１３の開口周縁部に取り付けることによって、積層されたチューブ８同士が仮保持される。そして、このチューブ仮保持部材１４の仮保持作用により、タンク合わせ部のろう付け不良を低減させることができる。
【００３６】
以上の工程を順次繰り返すことにより、チューブ８をアウターフィン１０を介して複数積層してなる熱交換器コア２が形成される。なお、熱交換器コア組み立て前の各部品には、図１１と同様に、第２のチューブシート７の両面、第１のチューブシート６の片面およびインナーフィン９の片面に、それぞれ粉末ろう材１０８が塗布されている。
【００３７】
そして、この熱交換器コア２を真空炉に入れてろう付けを行う。すると、チューブ仮保持部材１４は、加熱により溶け出し補助ろう材として機能する。すなわち、チューブ仮保持部材１４が溶け出すことにより、ろう材が第１のチューブシート６および第２のチューブシート７のろう付け部や表面に広がる。溶融後のチューブ仮保持部材１４は、図４に示すように、その厚みが薄くなり、第１のチューブシート６および第２のチューブシート７の第２のタンク孔１３の開口周縁部を確実にろう付け固定させる。
【００３８】
また、この第２のタンク孔１３の開口周縁部が平坦部であり、しかもチューブ仮保持部材１４が溶けてその厚みが薄くなるので、流入タンク部１１と連通する第２のタンク孔１３における通路抵抗が大幅に減少し、特にインナーフィン９側流体の通路抵抗を低減させることができる。
【００３９】
［本実施の形態の効果］
上述したように、本実施の形態の製造方法によれば、各チューブ８の積層された第１のチューブシート６および第２のチューブシート７同士を、ろう材からなるチューブ仮保持部材１４によって仮保持させたので、流入タンク部１１の位置合わせ不良が発生せず、組み付け不良を無くすことができる。
【００４０】
また、本実施の形態の製造方法によれば、チューブ仮保持部材１４がろう付け時に溶け出して補助ろう材として作用するので、ろう付け強度を高めることができる。
【００４１】
また、本実施の形態の製造方法によれば、前記チューブ仮保持部材１４をろう材にて形成したことに加えて、第２のタンク孔１３の開口周縁部を平坦部としたので、チューブ仮保持部材１４を装着し易く、且つ、第２のタンク孔１３の通路抵抗を大幅に低減させることができる。したがって、熱交換器コア２の熱交換効率を高めることが可能となる。
【００４２】
［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００４３】
例えば、図８に示すように、積層されるチューブ８の第１のチューブシート６と第２のチューブシート７同士を挟持させる補強部材である略Ｕ字状のステンレスワイヤ１６を、チューブ仮保持部材１４に埋設させてもよい。このステンレスワイヤ１６をチューブ仮保持部材１４に埋設することで、第１のチューブシート６および第２のチューブシート７をより強い把持力を持って仮保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態の積層型熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の積層型熱交換器における熱交換器コアの斜視図である。
【図３】本実施の形態の積層型熱交換器における熱交換器コアを構成するフィンおよびチューブアッシーの斜視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。
【図５】チューブ仮保持部材の斜視図である。
【図６】第２のタンク孔の開口周縁部にチューブ仮保持部材を取り付けた状態を示す要部拡大斜視図である。
【図７】積層したチューブの第２のタンク孔の開口周縁部にチューブ仮保持部材を取り付けた状態を示す拡大断面図である。
【図８】（ａ）は補強部材であるステンレスワイヤの斜視図、（ｂ）はステンレスワイヤをチューブ仮保持部材に埋設させた例を示す斜視図である。
【図９】従来の熱交換器コアの斜視図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線における拡大断面図である。
【図１１】従来の熱交換器コアの製造工程を示すもので、粉末ろう材を熱交換器コアに塗布した状態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】従来の熱交換器コアの製造工程を示すもので、一方のタンク形成突部が他方のタンク形成突部に乗り上がって組み付け不良を引き起こした状態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】従来の熱交換器コアの製造工程を示すもので、タンク形成部におけるろう付け部のクリアランス拡大によるろう付け不良が引き起こった状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…積層型熱交換器
２…熱交換器コア
６…第１のチューブシート
７…第２のチューブシート
８…チューブ
９…インナーフィン
１０…アウターフィン
１３…第２のタンク孔
１４…チューブ仮保持部材
１６…ステンレスワイヤ（補強部材）
【図１】
2005114251.tif 000003
【図２】
2005114251.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005114251.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005114251.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005114251.tif 000012
【図１１】
2005114251.tif 000013
【図１２】
2005114251.tif 000014
【図１３】
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