(57)【要約】  扁平管と円管とこれらを接続する扁平形状継手とを備える熱交換器であり、扁平形状継手は、扁平管の軸中心で且つ扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも２つの継手部材を有し、２つの継手部材の間に扁平管と円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、一端側に扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、他端側に円管に対応した第二の差込口が形成されている。２つの継手部材における少なくとも一方の第一の差込口側における扁平管のろう付箇所には、ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されている。これにより、扁平形状継手のろう付箇所に設けたろう材貯留部にろう材を集めることで、ろう付時にろう材が必要となる接合面にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。
2021014603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が扁平形状の伝熱管である扁平管と、横断面が円形状の円管と、前記円管と前記扁平管とを接続する扁平形状継手と、を備える熱交換器であって、
前記扁平形状継手は、
前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも２つの継手部材を有し、
前記２つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、
一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、
他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、
前記２つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されている、熱交換器。
【請求項２】
前記ろう材貯留部は、
前記扁平管に向かって開口された凹部で形成される、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記凹部は、
前記第一の差込口の開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記凹部は、
前記第一の差込口の開口に対して平行、且つ、線状に断続して配置された溝部として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記溝部は、
前記第一の差込口の開口に対して複数並列に配置される、請求項３または４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記凹部は、
前記第一の差込口の開口に向かって放射状に配置された複数の溝部として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記ろう材貯留部は、
２つの前記継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所に、当該継手部材の表裏を貫通して形成される一つまたは複数の貫通孔として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記複数の貫通孔は、
２つの前記継手部材における双方の前記扁平管のろう付箇所において、
それぞれ前記第一の差込口および前記継手部材の中央から同一方向、且つ、同一位置に配置される、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記複数の貫通孔は、
２つの前記継手部材を互いに重ね合わせた際に、互い違いの位置に配置される、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
熱交換器を備えた空気調和装置であって、
前記熱交換器として、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱交換器を用いる、空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器およびそれを用いた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置では、室外機の小型化および高性能化を図るため、搭載される熱交換器の伝熱管として、円筒形状よりも伝熱性能に優れた扁平形状で多穴管構造の扁平管を用いる傾向となっている。このような扁平管を用いた熱交換器としては、帯板状に成形されたフィンと、扁平管と、を組み合わせて構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
かかる特許文献１に開示された熱交換器は、複数の隔壁で冷媒の流路が分割形成された扁平管と、横断面が円形状の円管と、扁平管に接合されている複数のフィンと、を備えて構成されている。この熱交換器では、円管をＵ字形状に曲折したＵベンド管または分配器と、扁平管と、の接続部分において、これら扁平管と円管とを接続するために、円管を扁平管にまたは扁平管を円管に変換するための扁平管継手が用いられている。【０００４】
扁平管継手は、円管と扁平管とを接続する継手であり、一端側に扁平管に対応した差込み口を有し、他端側に円管に対応した差込み口を有している。なお、扁平形状で多穴管構造の扁平管におけるアスペクト比によっては、一体型の継手形成が困難な場合がある。そのため、扁平形状継手は、縦断面で分割された同じ形状の２つの継手部材で構成され、扁平管の差込み口の奥部に逃げ部が形成されている。そして、このような構成の扁平形状継手は、２つに分割された継手部材の間に、円管と扁平管とを、それぞれに対応した差込み口に介在した状態でろう付されることによって接合され、円管と扁平管とを接続するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−３８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の熱交換器では、扁平形状継手における扁平管のろう付箇所が面接触でのろう付となる。とりわけ、扁平形状継手は、継手部材同士を組み合わせた際のクリアランスなどの影響により、溶融したろう材が扁平形状継手の内壁をどのように伝って流れるか予測が困難であった。【０００７】
また、ろう付時にろう材が必要となるろう付箇所としての接合面に十分なろう材が供給されていない場合、当該接合面の随所でボイドが発生する虞があった。このボイドとは、空気、フラックス若しくはろう材から発生したガス、残留したフラックス、または酸化物等の異物を包み込んだ空洞のことである。よって、特許文献１の熱交換器では、扁平形状継手における接合面に十分なろう材を行き亘らせることができず、ろう材が不足することにより、ボイドが発生する虞があった。【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、ろう付時にろう材が必要となる接合面にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる熱交換器およびそれを用いた空気調和装置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】
【０００９】
本発明に係る熱交換器は、横断面が扁平形状の伝熱管である扁平管と、横断面が円形状の円管と、前記円管と前記扁平管とを接続する扁平形状継手と、を備える熱交換器であって、前記扁平形状継手は、前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも２つの継手部材を有し、前記２つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、前記２つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されているものである。【００１０】
また、本発明に係る空気調和装置は、熱交換器を備えた空気調和装置であって、前記熱交換器として、上記熱交換器を用いるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る熱交換器およびそれを用いた空気調和装置によれば、扁平形状継手のろう付箇所に設けたろう材貯留部にろう材を集めることで、ろう付時にろう材が必要となる接合面にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の不足を回避してボイドの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
【図２】図１の空気調和装置における室外機の外観を示す斜視図である。
【図３】図２の室外機の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図２の室外機に用いられる熱交換器の構成を示す斜視図である。
【図５】図４の熱交換器における要部を拡大して示す斜視図である。
【図６】図５の熱交換器における扁平形状継手の構成を示す斜視図である。
【図７】図６の扁平形状継手における継手部材の構成を示す斜視図である。
【図８】図７の継手部材における変形例の構成を示す斜視図である。
【図９】図７の継手部材における変形例の構成を示す斜視図である。
【図１０】図７の継手部材における変形例の構成を示す斜視図である。
【図１１】図７の継手部材における変形例の構成を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態２に係る熱交換器の扁平形状継手における継手部材の構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２の継手部材における変形例の構成を示す斜視図である。
【図１４】図１２の継手部材における変形例の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明に係る熱交換器およびそれを空気調和装置に適用した場合の実施の形態について説明する。なお、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。すなわち、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能である。また、そのような変更を伴う熱交換器およびそれを用いた空気調和装置も本発明の技術思想に含まれる。さらに、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
【００１４】
実施の形態１．
＜空気調和装置１の構成＞
図１を参照しながら、実施の形態１に係る空気調和装置１について説明する。図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１の冷媒回路５を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態１に係る空気調和装置１は、冷媒を介して外気と室内の空気との間で熱を移動させることにより、冷房または暖房運転を行って室内の空気調和を行うものであり、室内機２と室外機３とを有している。
【００１６】
空気調和装置１においては、室内機２と室外機３とが冷媒配管４、４ａ、４ｂを介して配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路５を構成している。冷媒回路５には、圧縮機１０、流路切替装置１１、熱交換器１２、膨張弁１３および室内熱交換器１４が設けられ、これらが冷媒配管４、４ａ、４ｂを介して接続されている。
【００１７】
室外機３は、圧縮機１０、流路切替装置１１、熱交換器１２および膨張弁１３を有している。圧縮機１０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。ここで、圧縮機１０は、不図示のインバータ装置を備えていてもよい。インバータ装置を備えた場合、制御部６によって運転周波数を変化させて、圧縮機１０の容量を変更することができる。なお、圧縮機１０の容量とは、単位時間当たりに送り出す冷媒の量である。
【００１８】
流路切替装置１１は、例えば四方弁であり、冷媒流路の方向の切り換えが行われる装置である。空気調和装置１は、制御部６からの指示に基づいて、流路切替装置１１を用いて冷媒の流れを切り換えることで、暖房運転または冷房運転を実現することができる。熱交換器１２は、冷媒と室外空気との熱交換を行う。また、熱交換器１２には、冷媒と室外空気との間の熱交換の効率を高めるために、室外送風機１５が設けられている。室外送風機１５には、不図示のインバータ装置が取り付けられていてもよい。この場合、インバータ装置は、室外送風機１５の駆動源であるファンモーター１６の運転周波数を変化させてファンの回転速度を変更する。なお、室外送風機１５は、同様の効果が得られるものであればこれに限らず、例えばファンの種類はシロッコファンでもよいし、プラグファンでもよい。また、室外送風機１５は押し込み方式でもよいし、引っぱり方式でもよい。
【００１９】
ここで、熱交換器１２は、暖房運転時において蒸発器として機能し、冷媒配管４ｂ側から流入した低圧の冷媒と、室外空気と、の間で熱交換を行って冷媒を蒸発させて気化させ、冷媒配管４ａ側に流出させる。また、熱交換器１２は、冷房運転時において凝縮器として機能し、冷媒配管４ａ側から流路切替装置１１を介して流入した圧縮機１０にて圧縮済の冷媒と、室外空気と、の間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させ、冷媒配管４ｂ側に流出させる。なお、ここでは室外空気を外部流体として用いる場合を例に説明したが、外部流体は室外空気を含む気体に限らず、水を含む液体であってもよい。
【００２０】
膨張弁１３は、冷媒の流量を制御する絞り装置であり、膨張弁１３の開度を変化させることで冷媒配管４を流れる冷媒の流量を調節することにより、冷媒の圧力を調整する。膨張弁１３は、冷房運転時において、高圧の液状態の冷媒を低圧の気液二相状態の冷媒へと膨張させ減圧させる。なお、膨張弁１３としてはこれに限らず、同様の効果が得られるものであれば、電子膨張弁またはキャピラリーチューブ等でもよい。例えば、膨張弁１３が、電子式膨張弁で構成された場合は、制御部６の指示に基づいて開度調整が行われる。
【００２１】
室内機２は、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器１４と、室内熱交換器１４が熱交換を行う空気の流れを調整する室内送風機１７と、を有する。
【００２２】
室内熱交換器１４は、暖房運転時において凝縮器の働きをし、冷媒配管４ａ側から流入した冷媒と、室内空気と、の間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させ、冷媒配管４ｂ側に流出させる。また、室内熱交換器１４は、冷房運転時において蒸発器として機能し、冷媒配管４ｂ側から流入した膨張弁１３によって低圧状態にされた冷媒と、室内空気と、の間で熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、冷媒配管４ａ側に流出させる。なお、ここでは室内空気を外部流体として用いる場合を例に説明したが、外部流体は室内空気を含む気体に限らず、水を含む液体であってもよい。
【００２３】
室内送風機１７の運転速度は、ユーザーの設定により決定される。室内送風機１７には、インバータ装置を取り付け、ファンモーター１８の運転周波数を変化させてファンの回転速度を変更することが好ましい。なお、室内送風機１７は、同様の効果が得られるものであればこれに限らず、例えば、ファンの種類はシロッコファンでもよいし、プラグファンでもよい。また、室内送風機１７は押し込み方式でもよいし、引っぱり方式でもよい。
【００２４】
＜空気調和装置１の冷房および暖房運転の動作例＞
次に、空気調和装置１の動作例として冷房運転の動作を説明する。圧縮機１０によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１１を経由して、熱交換器１２に流入する。熱交換器１２に流入したガス冷媒は、室外送風機１５により送風される外気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、熱交換器１２から流出する。熱交換器１２から流出した冷媒は、膨張弁１３によって膨張および減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室内機２の室内熱交換器１４に流入し、室内送風機１７により送風される室内空気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器１４から流出する。このとき、冷媒に吸熱されて冷却された室内空気は、空調空気（吹出風）となって、室内機２から空調対象空間である室内に吹き出される。室内熱交換器１４から流出したガス冷媒は、流路切替装置１１を経由して圧縮機１０に吸入され、再び圧縮される。空気調和装置１の冷房運転は、以上の動作が繰り返される（図１中、実線の矢印で示す）。
【００２５】
次に、空気調和装置１の動作例として暖房運転の動作を説明する。圧縮機１０によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１１を経由して、室内機２の室内熱交換器１４に流入する。室内熱交換器１４に流入したガス冷媒は、室内送風機１７により送風される室内空気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室内熱交換器１４から流出する。このとき、ガス冷媒から熱を受け取り暖められた室内空気は、空調空気（吹出風）となって、室内機２から室内に吹き出される。室内熱交換器１４から流出した冷媒は、膨張弁１３によって膨張および減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室外機３の熱交換器１２に流入し、室外送風機１５により送風される外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって熱交換器１２から流出する。熱交換器１２から流出したガス冷媒は、流路切替装置１１を経由して圧縮機１０に吸入され、再び圧縮される。空気調和装置１の暖房運転は、以上の動作が繰り返される（図１中、破線の矢印で示す）。
【００２６】
＜室外機３＞
ここで、図２および図３を参照しながら、本実施の形態１に係る空気調和装置１の室外機３について説明する。図２は、図１の空気調和装置１における室外機３の外観を示す斜視図である。図３は、図２の室外機３の構成を示す分解斜視図である。
【００２７】
図２および図３に示すように、室外機３は、外郭を覆う筐体パネル３０が直方体形状で形成されている。筐体パネル３０の内部は、仕切板３１によって風路室３２と機械室３３とに区画されている。風路室３２における筐体パネル３０の前面側には、室外送風機１５が設置されている。また、風路室３２における室外送風機１５の背面側には、筐体パネル３０の風路室３２における背面側から側面側にかけてＬ字状に搭載される熱交換器１２が設置されている。
【００２８】
筐体パネル３０は、前面上部外郭パネル３０ａ、前面下部外郭パネル３０ｂ、背面上部外郭パネル３０ｃ、背面下部外郭パネル３０ｄ、天面外郭パネル３０ｅ、側面外郭パネル３０ｆおよび前面パネル３０ｇによって構成されている。また、筐体パネル３０は、仕切板３１と共に風路室３２の側面四面および機械室３３の側面四面を囲っている。なお、前述した機械室３３の筐体パネル３０の構成は一例であり、筐体パネル３０の部品点数または継ぎ目の位置等は限定しない。例えば、前面上部外郭パネル３０ａと前面下部外郭パネル３０ｂとを一体化した前面外郭パネルを用いた室外機３であってもよい。
【００２９】
室外送風機１５は、回転中心となるボス１５ａの外周に複数の翼１５ｂが設けられ、ファンモーター１６（図１参照）により回転駆動される。また、筐体パネル３０における室外送風機１５の前面側に位置する前面パネル３０ｇには、筐体パネル３０の内部の空気を当該筐体パネル３０の外部へと排出するためのスリット状の吹出口３０ｈが設けられている。
【００３０】
機械室３３には、熱交換器１２と冷媒配管４（図１参照）を介して接続され、当該熱交換器１２へと冷媒を供給する圧縮機１０が設置されている。圧縮機１０には、当該圧縮機１０の表面温度を検知する過熱保護装置として機能するサーマルプロテクタが取り付けられていてもよい。また、機械室３３には、室外機３の運転有無を検知する電流センサーをはじめ、パワーモジュールおよびインバータ基板等の電気部品が設置されている。
【００３１】
＜熱交換器１２＞
次に、図４〜図１１を参照しながら、本実施の形態１における熱交換器１２について説明する。図４は、図２の室外機３に用いられる熱交換器１２の構成を示す斜視図である。図５は、図４の熱交換器１２における要部を拡大して示す斜視図である。図６は、図５の熱交換器１２における扁平形状継手２０の構成を示す斜視図である。図７は、図６の扁平形状継手２０における継手部材２１の構成を示す斜視図である。図８は、図７の継手部材２１における変形例の構成を示す斜視図である。図９は、図７の継手部材２１における変形例の構成を示す斜視図である。図１０は、図７の継手部材２１における変形例の構成を示す斜視図である。図１１は、図７の継手部材２１における変形例の構成を示す斜視図である。
【００３２】
なお、以下の説明において、図７〜図１１では扁平形状継手２０を構成する継手部材２１および２２のうちの一方の継手部材２１のみを図示して説明するが、これは他方の継手部材２２も同様に構成されているため、便宜上、割愛するものである。すなわち、詳細は後述するが、扁平形状継手２０を構成する継手部材２１および２２は、同一形状からなる。そして、これら継手部材２１および２２は、互いに対向して重ね合わせの状態で接合されることで、扁平形状継手２０を形成するものである。
【００３３】
図４および図５に示すように、熱交換器１２は、冷媒を流通させる扁平形状の伝熱管である扁平管１２１と、扁平管１２１を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン１２２と、を有する熱交換体１２０を並列に備えた構造を有している。すなわち、熱交換器１２は、２つの熱交換体１２０を有する、所謂、２列構造のフィンアンドチューブ型熱交換器として構成されている。本実施の形態１の場合、熱交換器１２は、搭載される室外機３（図２および図３参照）の形状に合わせて全体としてＬ字状に形成されている。
【００３４】
フィン１２２は帯板状に成形され、鉛直方向の上下に伸長した状態で配置され、当該鉛直方向に直交する水平方向に間隔をあけて複数並んで設けられている。扁平管１２１は、横断面が扁平形状をなす多穴管構造をなし、水平方向に伸長した状態で配置され、鉛直方向の上下に間隔をあけて複数積層して設けられている。これら扁平管１２１は、それぞれフィン１２２に挿入し貫通した状態で接続されている。そして、扁平管１２１とフィン１２２とは、組み付け後にろう付により接合される。フィン材料は、ろう材層を有するクラッド材料である。フィン１２２は、心材となるアルミニウム合金よりも融点が低いアルミニウム合金をろう材層として、心材と共にクラッドされている。扁平管１２１とフィン１２２とは、組み付けた後、接合するため加熱される。また、フィン材料がベア材で、扁平管１２１側にろう材を塗装したものを用い、同様に加熱して接合してもよい。あるいは、フィン材料がベア材で、扁平管１２１側にもろう材を持たせず、フィン１２２と扁平管１２１とを組み付け後、棒状のろう材を置きろうする、またはペーストろうを塗布することによって、ろう材を供給し、同様に加熱して接合する方法もある。
【００３５】
ここで、扁平管１２１は、伸長方向に垂直な横断面が長円形の扁平形状を有しており、短辺側が円弧状に形成され、長辺側が平面状に形成された外形により構成されている。扁平管１２１は、多穴管構造で構成されることにより、円管形状の伝熱管に比べて伝熱管内面と冷媒との接触面積が増えるため熱交換効率に優れている。扁平管１２１の材料は、主としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金であり、押し出し成形または引き抜き成形等の加工方法により成形される。扁平形状の断面を有する扁平管１２１は、腐食が進展すると孔食が発生する。そのため、扁平管１２１の外側面には、孔食の発生に伴う管内冷媒の漏れを防止するべく、亜鉛溶射を施すなどの手法を用いて犠牲陽極層が形成されていることが望ましい。
【００３６】
本実施の形態１の場合、室外送風機１５（図３参照）から供給される風の上流側に配置される熱交換体１２０と、下流側に配置される熱交換体１２０とで、当該風の流れに対して扁平管１２１が交差しないように、各扁平管１２１は互い違いに配置されている。つまり、上流側の熱交換体１２０の扁平管１２１と、下流側の熱交換体１２０の扁平管１２１とが、上下方向において交互に配置されている。これにより、どの扁平管１２１にも均一に風が供給されることで、熱交換効率の低下を防止している。
【００３７】
図５に拡大して示す熱交換器１２における要部としての扁平管１２１の端部は、扁平形状継手２０を介して円管１２３と接続されることで、円管形状へと変換されている。円管１２３から先には、分配器１２５およびヘッダ１２６等の分配回路が接続されている。分配器１２５は各扁平管１２１へ冷媒を分配し、ヘッダ１２６は冷媒を集める機能を有する。また、上下に交互に配置された上流側の熱交換体１２０の扁平管１２１と、下流側の熱交換体１２０の扁平管１２１とは、Ｕベンド管１２４を介して接続されている。このＵベンド管１２４は、横断面が円形状の配管がＵ字状に屈曲されてなるものである。
【００３８】
ここで、扁平形状継手２０は、図６に示すように、扁平管１２１の軸中心で且つ扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも２つの継手部材２１および２２を有して構成される。また、扁平形状継手２０は、一端側に扁平管１２１に対応した第一の差込口２０ａが形成されていると共に、他端側に円管１２３に対応した第二の差込口２０ｂが形成されている。そして、扁平形状継手２０は、同一形状からなる２つの継手部材２１および２２の間に扁平管１２１と円管１２３とを介在した状態で、これら継手部材２１および２２をモナカ状に対向させて重ね合わせ、ろう付によって接合することで形成される。
【００３９】
なお、継手部材２１には、継手部材２２との対向する部位に、継手部材２１および２２の接合の際の位置合わせのための係合突出部２３および２４と、係合穴部２５および２６とが形成されている。ここでは図示省略するが、継手部材２２も継手部材２１と同様に構成されている。したがって、継手部材２１と継手部材２２とを対向して重ね合わせた場合、継手部材２１の係合突出部２３および継手部材２２の係合穴部２５と、継手部材２１の係合突出部２４および継手部材２２の係合穴部２６とが係合する。同様に、継手部材２１の係合穴部２５および継手部材２２の係合突出部２３と、継手部材２１の係合穴部２６および継手部材２２の係合突出部２４とが係合する。これにより、継手部材２１と継手部材２２とを対向させて重ね合わせる際、容易且つ正確に位置合わせができるようになっている。
【００４０】
図７に示すように、継手部材２１において、その第一の差込口２０ａ側における扁平管１２１の接合面であるろう付箇所には、ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部２１ａが形成されている。なお、継手部材２１と図６に示す継手部材２２とは、同一形状からなるが、ろう材貯留部２１ａは、継手部材２１および２２のいずれか一方のろう付箇所に設けてもよいし、継手部材２１および２２の双方のろう付箇所に設けてもよい。また、ろう材貯留部２１ａは、扁平管１２１に向かって開口された凹部として形成され、この凹部が第一の差込口２０ａの開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成されることで構成される。このとき、ろう材貯留部２１ａは、継手部材２１の第一の差込口２０ａ側における開口端部からの距離が、当該第一の差込口２０ａに挿入された扁平管１２１の端部からの距離よりも短い位置に配置される。
【００４１】
このような構成のろう材貯留部２１ａでは、毛細管現象によりろう付の際に溶融したろう材がろう材貯留部２１ａ内へ流れ込み留まることができ、ボイドの発生を防止したい箇所にろう材を行き亘らせることが可能となる。したがって、ろう付箇所において、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。なお、ろう材貯留部２１ａろ配置する位置を規定することで、扁平管１２１内へのろう材の流入を抑制し、ろう詰まりを未然に防止することも可能となる。
【００４２】
ろう材貯留部２１ａを形成する手法としては、プレス時に凹部を同時成形するか、プレス成形後に切り欠きを入れることで形成できる。加工の方法により、ろう付箇所表面の凹部の断面形状は半円形状、三角形状または矩形形状等の様々な形態となり、どの構成においても一定の効果が得られる。
【００４３】
また、扁平形状継手２０を構成する継手部材２１は、第一の差込口２０ａと第二の差込口２０ｂとの間に、ろう材が扁平管１２１または円管１２３内への流入することによって、ろう詰まりを生じることを未然に防止するための逃げ部２０ｃが形成されている。扁平形状継手２０の逃げ部２０ｃは、第一の差込口２０ａおよび第二の差込口２０ｂよりも外方に向けた膨らみが大きい。なお、逃げ部２０ｃは、継手部材２１と同一形状の継手部材２２（図６参照）にも設けられている。
【００４４】
なお、ここでは、上述のように、扁平形状継手２０を構成する継手部材２１および２２の一方または双方のろう付箇所に、ろう材貯留部２１ａが第一の差込口２０ａの開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成される場合について述べた。しかし、ろう材貯留部２１ａの形状および配置としてはこれに限ることはない。すなわち、ろう材貯留部２１ａは、部分的な凹部状態で形成されてもよいし、線状的な溝部状態で形成されてもよい。
【００４５】
具体的に、ろう材貯留部２１ａは、例えば、図７との対応部分に同一符号を付した図８に示すように、第一の差込口２０ａの開口に対して平行、且つ、線状に連続した溝部状態で、第一の差込口２０ａの開口に対して複数並列に配置するようにしてもよい。これにより、ろう材貯留部２１ａにおける外気に接触する側と、冷媒と接触する側と、の両側面において、フィレットを形成することが可能となり、ボイドの発生位置をろう付箇所中央にコントロールもしくは排除することができる。よって、外側にフィレットを形成することで、耐圧はもとより、腐食または疲労耐力等の向上を促進することができる。
【００４６】
また、同じく図７との対応部分に同一符号を付した図９に示すように、ろう材貯留部２１ａは、第一の差込口２０ａの開口に対して平行、且つ、線状に断続して、すなわち破線状に配置された溝部として形成するようにしてもよい。この場合においても、前述した実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
また、図７との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、ろう材貯留部２１ａは、第一の差込口２０ａの開口に対して平行、且つ、同一線上に間隔をあけて配置された線状の溝部として形成するようにしてもよい。これにより、特にろう材が回りにくい箇所に、ろう材を集約することが可能となる。図１０では、ろう付箇所の中央を除く両端にろう材貯留部２１ａを設けるように構成しているが、中央部分だけろう材貯留部２１ａを形成するなど、その他の構成でも一定の効果が得られる。
【００４８】
さらに、ろう材貯留部２１ａは、図７との対応部分に同一符号を付した図１１に示すように、第一の差込口２０ａの開口に向かって放射状に配置された複数の溝部として形成されてもよい。これにより、冷媒流れ方向に対して、凝固したろう材を配置することが可能となる。よって、ろう材貯留部２１ａにおける外気に接触する側と、冷媒と接触する側と、の両側面において、フィレットを形成することが可能となり、ボイドの発生位置を中央にコントロールもしくは排除することが可能となる。図１１では、放射状のろう材貯留部２１ａを３本配置する場合について図示しているが、ろう付時のろう材の供給量またはろう付箇所の形状により、複数本設ければ一定の効果は得られる。
【００４９】
＜実施の形態１における効果＞
以上、説明したように、本実施の形態１の熱交換器１２およびそれを用いた空気調和装置１によれば、扁平管１２１と円管１２３とを接続する扁平形状継手２０において、当該扁平形状継手２０を構成する継手部材２１および２２の一方または双方のろう付箇所にろう材貯留部２１ａを設けるようにした。これにより、ろう材貯留部２１ａに、ろう付の際に溶融したろう材を集め、留めることで、ろう付時にろう材が必要となるろう付箇所にろう材を十分に行き亘らせることができ、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。
【００５０】
実施の形態２．
次に、図１２〜図１４を参照しながら、実施の形態２に係る熱交換器１２の扁平形状継手２０について説明する。図１２は、実施の形態２に係る熱交換器１２の扁平形状継手２０における継手部材２１の構成を示す斜視図である。図１３は、図１２の継手部材２１における変形例の構成を示す斜視図である。図１４は、図１２の継手部材２１における変形例の構成を示す斜視図である。なお、本実施の形態２においても、前述した実施の形態１と同様、扁平形状継手２０における継手部材２１についてのみ図示して説明するが、これは、継手部材２２も継手部材２１と同一形状をなすため、便宜上、割愛するものである。
【００５１】
図７との対応部分に同一符号を付した図１２に示すように、実施の形態２のろう材貯留部２１ａは、継手部材２１の第一の差込口２０ａ側における扁平管１２１のろう付箇所に、当該継手部材２１の表裏を貫通した貫通孔として形成される。これにより、ろう付の際に溶融したろう材と、ろう材の働きを活性化させるためのフラックス材の抜け穴が形成されることとなる。よって、ろう材が凝固する前の、活性化が終了し不要となったフラックス材をろう付箇所に形成したろう材貯留部２１ａから抜くことが可能となり、ろう材も貫通孔周辺に集まることから、ボイド発生を抑制することが可能となる。なお、貫通孔状態のろう材貯留部２１ａを形成する加工の方法としては、実施の形態１と同様に、プレス時に穴をあけるか、プレス後に孔加工を施すか等で形成である。
【００５２】
なお、貫通孔状態のろう材貯留部２１ａは、一つに限らず、ろう付箇所に複数形成されていてもよい。例えば、図１２との対応部分に同一符号を付した図１３に示すように、継手部材２１のろう付箇所において、ろう材貯留部２１ａを複数（この場合、２つ）形成するようにしてもよい。これにより、ろう付の際に溶融したろう材とフラックス材とが抜けるろう材貯留部２１ａを、凝固したろう材が必要な箇所に配置可能となり、ボイド発生を抑制することが可能となる。
【００５３】
また、図１２との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、複数の貫通孔からなるろう材貯留部２１ａを、２つの継手部材２１および２２における双方のろう付箇所において、それぞれ第一の差込口２０ａおよび継手部材２１および２２の中央から同一方向、且つ、同一位置に配置するようにしてもよい。この場合、複数のろう材貯留部２１ａは、２つの継手部材２１および２２を互いに対向させて重ね合わせた際に、互い違いの位置となるように配置される。これにより、ろう付の際に溶融したろう材と、フラックス材との抜け穴としてのろう材貯留部２１ａを、凝固したろう材が必要な箇所に無駄なく配置可能となり、ボイド発生をより抑制することが可能となる。
【００５４】
＜実施の形態２における効果＞
以上、説明したように、本実施の形態２の熱交換器１２およびそれを用いた空気調和装置１によれば、扁平管１２１と円管１２３とを接続する扁平形状継手２０において、当該扁平形状継手２０を構成する継手部材２１および２２の一方または双方のろう付箇所にろう材貯留部２１ａを貫通孔として設けるようにした。これにより、ろう材貯留部２１ａに、ろう付の際に溶融したろう材と、フラックス材とをろう付箇所から抜くことができ、凝固したろう材が必要な箇所に無駄なく配置可能となる。よって、ろう材の供給不足によるボイドの発生を抑制できる。
【符号の説明】
【００５５】
１  空気調和装置、２  室内機、３  室外機、４  冷媒配管、４ａ  冷媒配管、４ｂ  冷媒配管、５  冷媒回路、６  制御部、１０  圧縮機、１１  流路切替装置、１２  熱交換器、１３  膨張弁、１４  室内熱交換器、１５  室外送風機、１５ａ  ボス、１５ｂ  翼、１６  ファンモーター、１７  室内送風機、１８  ファンモーター、２０  扁平形状継手、２０ａ  第一の差込口、２０ｂ  第二の差込口、２０ｃ  逃げ部、２１  継手部材、２１ａ  ろう材貯留部、２２  継手部材、２３  係合突出部、２４  係合突出部、２５  係合穴部、２６  係合穴部、３０  筐体パネル、３０ａ  前面上部外郭パネル、３０ｂ  前面下部外郭パネル、３０ｃ  背面上部外郭パネル、３０ｄ  背面下部外郭パネル、３０ｅ  天面外郭パネル、３０ｆ  側面外郭パネル、３０ｇ  前面パネル、３０ｈ  吹出口、３１  仕切板、３２  風路室、３３  機械室、１２０  熱交換体、１２１  扁平管、１２２  フィン、１２３  円管、１２４  Ｕベンド管、１２５  分配器、１２６  ヘッダ。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年8月11日(2021.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る熱交換器は、横断面が扁平形状の伝熱管である扁平管と、横断面が円形状の円管と、前記円管と前記扁平管とを接続する扁平形状継手と、を備える熱交換器であって、前記扁平形状継手は、前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも２つの継手部材を有し、前記２つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、前記２つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されており、前記ろう材貯留部は、前記第一の差込口側における開口端部から前記ろう材貯留部までの距離が、前記第一の差込口に挿入された扁平管の端部から前記ろう材貯留部までの距離よりも短い位置になるように配置されているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が扁平形状の伝熱管である扁平管と、横断面が円形状の円管と、前記円管と前記扁平管とを接続する扁平形状継手と、を備える熱交換器であって、
前記扁平形状継手は、
前記扁平管の軸中心で且つ前記扁平形状の長辺に沿った縦断面で分割された少なくとも２つの継手部材を有し、
前記２つの継手部材の間に前記扁平管と前記円管とを介在した状態で、ろう付によって接合されてなり、
一端側に前記扁平管に対応した第一の差込口が形成されていると共に、
他端側に前記円管に対応した第二の差込口が形成されており、
前記２つの継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所には、前記ろう付の際に溶融したろう材を集めるろう材貯留部が形成されており、
前記ろう材貯留部は、前記第一の差込口側における開口端部から前記ろう材貯留部までの距離が、前記第一の差込口に挿入された扁平管の端部から前記ろう材貯留部までの距離よりも短い位置になるように配置されている、熱交換器。
【請求項２】
前記ろう材貯留部は、
前記扁平管に向かって開口された凹部で形成される、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記凹部は、
前記第一の差込口の開口に対して平行、且つ、線状に連続して配置された溝部として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記凹部は、
前記第一の差込口の開口に対して平行、且つ、線状に断続して配置された溝部として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記溝部は、
前記第一の差込口の開口に対して複数並列に配置される、請求項３または４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記凹部は、
前記第一の差込口の開口に向かって放射状に配置された複数の溝部として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記ろう材貯留部は、
２つの前記継手部材における少なくとも一方の前記第一の差込口側における前記扁平管のろう付箇所に、当該継手部材の表裏を貫通して形成される一つまたは複数の貫通孔として形成される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記複数の貫通孔は、
２つの前記継手部材における双方の前記扁平管のろう付箇所において、
それぞれ前記第一の差込口および前記継手部材の中央から同一方向、且つ、同一位置に配置される、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記複数の貫通孔は、
２つの前記継手部材を互いに重ね合わせた際に、互い違いの位置に配置される、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
熱交換器を備えた空気調和装置であって、
前記熱交換器として、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱交換器を用いる、空気調和装置。
【国際調査報告】
2021014603.tif 000017
2021014603.tif 000018
2021014603.tif 000019
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