JP2017116208A - Mounting structure of heat transfer tube, heat exchanger, and mounting method of heat transfer tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器の構成要素としての伝熱管を所定の部材に固定させて取付けるための技術に関する。 The present invention relates to a technique for fixing and attaching a heat transfer tube as a component of a heat exchanger to a predetermined member.
熱交換器における伝熱管の取付け構造の一例として、特許文献1に記載の構造がある。
同文献に記載の構造においては、伝熱管の取付け対象部材に設けられた貫通孔に、伝熱管の端部が挿入されており、かつこの端部は拡管処理が施されていることにより、前記貫通孔の内周面に圧接している。前記貫通孔の一部は、テーパ孔部とされており、このことにより貫通孔の内周面と伝熱管の外周面との間には、ロウ材を進入させるための凹部が形成されている。前記ロウ材により、伝熱管と取付け対象部材とのロウ付けが図られている。
このような構成によれば、伝熱管の拡管およびロウ付けが併用されているため、伝熱管を取付け対象部材に対して比較的高い強度で固定することが可能である。
There exists a structure of
In the structure described in the same document, an end portion of the heat transfer tube is inserted into a through hole provided in a member to which the heat transfer tube is attached, and the end portion is subjected to a tube expansion process, thereby It is in pressure contact with the inner peripheral surface of the through hole. A part of the through hole is a tapered hole, whereby a recess for allowing the brazing material to enter is formed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the heat transfer tube. . The brazing material brazes the heat transfer tube and the attachment target member.
According to such a configuration, since the expansion and brazing of the heat transfer tube are used together, it is possible to fix the heat transfer tube to the attachment target member with a relatively high strength.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善の余地がある。 However, the prior art still has room for improvement as described below.
すなわち、熱交換器においては、伝熱管の取付け強度をできる限り高くし、信頼性の高いものとすることが望まれる。そのためには、伝熱管の外周面と貫通孔の内周面とが互いに対向接触または対向接近してロウ付けされる面積を、できる限り大きくすることが望まれる。ところが、前記従来技術においては、貫通孔の大半は非テーパ孔部(直径が同一のストレート孔部)とされているため、たとえば取付け対象部材の厚み寸法がさほど大きくはなく、貫通孔の深さを大きくとれないような場合には、貫通孔の内周面の面積が小さくなる。その結果、貫通孔の内周面と伝熱管の外周面とを広い面積で対向接触または対向接近させることができず、伝熱管の取付け強度が低くなる。
また、前記貫通孔の一部は、テーパ孔部とされ、この部分にロウ材が充填されているものの、前記テーパ孔部の内周面と伝熱管の外周面とは比較的大きい寸法で離間している。このため、テーパ孔部における伝熱管のロウ付け強度は、やや劣るものとなる。
That is, in the heat exchanger, it is desirable to make the mounting strength of the heat transfer tube as high as possible and to have high reliability. For this purpose, it is desirable to increase as much as possible the area in which the outer peripheral surface of the heat transfer tube and the inner peripheral surface of the through hole are brazed so as to face each other or face each other. However, in the prior art, since most of the through holes are non-tapered holes (straight holes having the same diameter), for example, the thickness of the attachment target member is not so large, and the depth of the through holes When it is not possible to take a large value, the area of the inner peripheral surface of the through hole becomes small. As a result, the inner peripheral surface of the through-hole and the outer peripheral surface of the heat transfer tube cannot be opposed to each other or opposed to each other over a wide area, and the mounting strength of the heat transfer tube is reduced.
In addition, a part of the through hole is a tapered hole part, and this part is filled with brazing material, but the inner peripheral surface of the tapered hole part and the outer peripheral surface of the heat transfer tube are separated with a relatively large size. doing. For this reason, the brazing strength of the heat transfer tube in the tapered hole is slightly inferior.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、簡易な構成により、従来技術よりも伝熱管の取付け強度を高くすることが可能な伝熱管の取付け構造、熱交換器、および伝熱管の取付け方法を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and has a heat transfer tube mounting structure and heat exchange that can increase the heat transfer tube mounting strength over the prior art with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a heater and a method for attaching a heat transfer tube.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面により提供される伝熱管の取付け構造は、熱交換器の伝熱管と、この伝熱管の端部が挿入される貫通孔を有する前記伝熱管の取付け対象部材と、を備えている、伝熱管の取付け構造であって、前記貫通孔は、その全体が前記伝熱管の先端側ほど内径が拡大するテーパ孔部とされ、またはこのテーパ孔部とその小径側に繋がった非テーパ孔部とを有し、かつこの非テーパ孔部よりも前記テーパ孔部の方が軸長方向の幅が大きい
構成とされており、前記伝熱管の端部には、外周面が前記テーパ孔部の内周面に沿う傾斜面となるように拡管されたテーパ拡管部が形成されており、このテーパ拡管部の外周面と前記テーパ孔部の内周面との相互間には、ロウ付け部が形成されていることを特徴としている。
The heat transfer tube mounting structure provided by the first aspect of the present invention includes a heat transfer tube of a heat exchanger, and a heat transfer tube mounting target member having a through hole into which an end of the heat transfer tube is inserted. The heat transfer tube mounting structure is provided, wherein the entire through hole is a tapered hole portion whose inner diameter increases toward the tip end side of the heat transfer tube, or is connected to the tapered hole portion and the smaller diameter side thereof. A non-tapered hole portion, and the tapered hole portion is configured to have a larger axial length than the non-tapered hole portion. A taper tube expansion portion is formed so as to be an inclined surface along the inner peripheral surface of the taper hole portion, and between the outer peripheral surface of the taper tube expansion portion and the inner peripheral surface of the taper hole portion, A brazing part is formed.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、伝熱管の端部が挿入される取付け対象部材の貫通孔は、その全体または大部分がテーパ孔部とされており、かつ伝熱管の端部は、外周面が前記テーパ孔部の内周面に沿う傾斜面となるように拡管されているため、これら伝熱管の外周面と貫通孔の内周面とが互いに対向接触または対向接近する面積を、従来技術よりも大きくすることが可能である。その上で、テーパ拡管部の外周面とテーパ孔部の内周面との相互間にはロウ付け部が形成されているため、伝熱管と取付け対象部材とのロウ付け面積も大きくすることが可能である。なお、伝熱管のテーパ拡管部をテーパ孔部の内周面に比較的強く圧接させた場合であっても、それらの相互間には微小隙間が存在するため、加熱溶融されたロウ材を毛細管現象によって前記相互間の微小隙間に進入させることが可能である。このようなことから、本発明によれば、従来技術よりも伝熱管の取付け強度を高め、その信頼性を高めることが可能である。本発明によれば、取付け対象部材の厚み寸法がさほど大きくはない場合であっても、伝熱管の取付け強度を十分に確保し得ることとなる。
さらに、本発明によれば、伝熱管のテーパ拡管部は、貫通孔のテーパ孔部の内周面に対し、伝熱管の軸長方向に係合した構造となる。このため、伝熱管に基端側への抜け力が発生した場合、この抜け力は、テーパ拡管部に係合するテーパ孔部の内周面によって受けられ、伝熱管の抜け方向への移動が阻止される。したがって、伝熱管の取付け強度を、より高めることが可能である。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, the whole or most of the through hole of the attachment target member into which the end of the heat transfer tube is inserted is a tapered hole, and the outer peripheral surface of the end of the heat transfer tube is the inside of the tapered hole. Since it is expanded so that it becomes an inclined surface along the peripheral surface, it is possible to make the area where the outer peripheral surface of these heat transfer tubes and the inner peripheral surface of the through hole face each other or face each other is larger than that of the prior art. It is. In addition, since a brazed portion is formed between the outer peripheral surface of the taper expanded portion and the inner peripheral surface of the tapered hole portion, the brazed area between the heat transfer tube and the mounting target member may be increased. Is possible. Even when the taper expansion portion of the heat transfer tube is relatively strongly pressed against the inner peripheral surface of the taper hole portion, there is a minute gap between them, so that the heat-melted brazing material can be used as a capillary tube. Depending on the phenomenon, it is possible to enter the minute gap between them. For this reason, according to the present invention, it is possible to increase the mounting strength of the heat transfer tube and improve its reliability as compared with the prior art. According to the present invention, even if the thickness dimension of the attachment target member is not so large, the attachment strength of the heat transfer tube can be sufficiently ensured.
Furthermore, according to the present invention, the taper expansion portion of the heat transfer tube has a structure engaged with the inner peripheral surface of the taper hole portion of the through hole in the axial direction of the heat transfer tube. For this reason, when a pulling force toward the proximal end is generated in the heat transfer tube, the pulling force is received by the inner peripheral surface of the tapered hole portion that engages with the taper expanded portion, and the heat transfer tube moves in the pulling direction. Be blocked. Therefore, it is possible to further increase the mounting strength of the heat transfer tube.
本発明において、好ましくは、前記貫通孔は、前記テーパ孔部および前記非テーパ孔部を有し、かつこの非テーパ孔部よりも前記テーパ孔部の方が軸長方向の幅が大きい構成とされており、前記伝熱管の端部には、外周面が前記非テーパ孔部の内周面に沿うように拡管された非テーパ拡管部がさらに形成されている。 In the present invention, preferably, the through hole has the tapered hole portion and the non-tapered hole portion, and the tapered hole portion has a larger width in the axial length direction than the non-tapered hole portion. In addition, a non-tapered tube expanding portion is further formed at the end of the heat transfer tube so that the outer peripheral surface is expanded along the inner peripheral surface of the non-tapered hole portion.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、貫通孔の非テーパ孔部の内周面は、幅が狭く、かつ非傾斜状であるため、拡管により非テーパ拡管部の外周面を前記内周面に圧接させる際には、その圧接力を部分的に強くし、カシメ強度を高くすることが可能である。このため、貫通孔の全体をテーパ孔部にする場合よりも、取付け対象部材に対する伝熱管の位置決め固定を一層的確に行なうことが可能となる。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, since the inner peripheral surface of the non-tapered hole portion of the through hole is narrow and non-inclined, when the outer peripheral surface of the non-tapered expanded portion is pressed against the inner peripheral surface by pipe expansion, the pressure contact It is possible to increase the force partially and increase the caulking strength. For this reason, the heat transfer tube can be positioned and fixed more accurately with respect to the attachment target member than when the entire through-hole is a tapered hole.
本発明において、好ましくは、前記非テーパ拡管部の外周面と前記非テーパ孔部の内周面との相互間には、ロウ付け部が形成されている。 In this invention, Preferably, the brazing part is formed between the outer peripheral surface of the said non-taper pipe expansion part, and the inner peripheral surface of the said non-taper hole part.
このような構成によれば、伝熱管と取付け対象部材とのロウ付け面積をさらに大きくし、伝熱管の取付け強度を一層高めることができる。 According to such a configuration, the brazing area between the heat transfer tube and the attachment target member can be further increased, and the attachment strength of the heat transfer tube can be further increased.
本発明の第2の側面により提供される熱交換器は、複数の伝熱管と、これら複数の伝熱管の端部が取付けられる取付け対象部材を有し、かつ前記複数の伝熱管のそれぞれの内部に連通するチャンバが内部に形成された湯水流入用または流出用のヘッダと、を備えている、熱交換器であって、前記複数の伝熱管の前記取付け対象部材への取付け構造として、本発明の第1の側面により提供される伝熱管の取付け構造が用いられていることを特徴としている。 The heat exchanger provided by the second aspect of the present invention includes a plurality of heat transfer tubes and a member to be attached to which ends of the plurality of heat transfer tubes are attached, and the inside of each of the plurality of heat transfer tubes. And a header for hot water inflow or outflow formed in a chamber communicating with the heat exchanger, wherein the heat exchanger has a structure for mounting the plurality of heat transfer tubes to the mounting target member. The heat transfer tube mounting structure provided by the first aspect of the present invention is used.
このような構成によれば、本発明の第1の側面により提供される伝熱管の取付け構造に
ついて述べたのと同様な効果が得られ、伝熱管とヘッダとの取付け強度を高めることができる。
According to such a structure, the effect similar to having described the attachment structure of the heat exchanger tube provided by the 1st side surface of this invention is acquired, and the attachment strength of a heat exchanger tube and a header can be raised.
本発明において、好ましくは、前記テーパ孔部および前記テーパ拡管部は、前記チャンバに接近するほど大径になるとともに、前記テーパ拡管部の大径側の端部は、前記伝熱管の先端部とされ、かつこの先端部は、前記テーパ孔部内から前記チャンバ内には突出しない構成とされている。 In the present invention, preferably, the tapered hole portion and the tapered pipe expanding portion have a larger diameter as they approach the chamber, and an end portion on the large diameter side of the tapered pipe expanding portion is connected to a distal end portion of the heat transfer tube. In addition, the tip portion is configured not to protrude from the inside of the tapered hole portion into the chamber.
このような構成によれば、ヘッダのチャンバと伝熱管内との間で湯水が流入出する際に、伝熱管の先端部が大きな抵抗とならないようにすることができる。すなわち、前記構成とは異なり、伝熱管の先端部がチャンバ内に突出している場合には、この突出部分が湯水流れの抵抗となるが、前記構成によれば、そのようなことは解消される。また、伝熱管は、チャンバに接近するほどその内径が徐々に大きくなる構成となるため、このことによって伝熱管内とチャンバとの相互間における湯水の流入出が円滑となる作用も得られる。このようなことから、熱交換器における湯水の流路抵抗を小さくすることができる。 According to such a configuration, when hot water flows in and out between the header chamber and the heat transfer tube, the tip of the heat transfer tube can be prevented from becoming a large resistance. That is, unlike the above-described configuration, when the tip of the heat transfer tube protrudes into the chamber, this protruding portion serves as resistance to hot water flow, but according to the configuration, such a problem is eliminated. . In addition, since the inner diameter of the heat transfer tube gradually increases as it approaches the chamber, this also provides a smooth flow of hot water between the heat transfer tube and the chamber. For this reason, it is possible to reduce the flow path resistance of hot water in the heat exchanger.
本発明において、好ましくは、前記複数の伝熱管を内部に収容し、かつ前記複数の伝熱管を加熱するための流体が内部に供給されるケースを、備えており、このケースの側壁部は、前記取付け対象部材であり、前記ヘッダは、入水口または出湯口としての開口部を有する内部空洞状かつ前面開口状のヘッダ形成部材を、前記ケースの側壁部に接合することにより構成されている。 In the present invention, preferably, it includes a case in which the plurality of heat transfer tubes are housed and a fluid for heating the plurality of heat transfer tubes is supplied to the inside. The attachment target member, and the header is configured by joining an internal hollow and front opening header forming member having an opening as a water inlet or a hot water outlet to the side wall of the case.
このような構成によれば、伝熱管の取付け強度が高くされたヘッダを、簡易な構成によって実現し、熱交換器の製造コストを低減することが可能となる。 According to such a configuration, it is possible to realize a header with high heat transfer tube mounting strength with a simple configuration, and to reduce the manufacturing cost of the heat exchanger.
本発明の第3の側面により提供される伝熱管の取付け方法は、熱交換器の伝熱管を、この伝熱管の端部が挿入される貫通孔を有する前記伝熱管の取付け対象部材に取付けるための伝熱管の取付け方法であって、前記貫通孔としては、全体をテーパ孔部とし、またはこのテーパ孔部とその小径側に繋がった非テーパ孔部とを有し、かつこの非テーパ孔部よりも前記テーパ孔部の方が軸長方向の幅が大きい構成としておき、前記伝熱管の端部を前記貫通孔に挿入して拡管することにより、外周面が前記テーパ孔部の内周面に沿う傾斜面となるように拡管されたテーパ拡管部を形成する拡管工程と、この拡管工程の後において、前記テーパ拡管部の外周面と前記テーパ孔部の内周面との間に、加熱により溶融したロウ材を進入させるロウ付け工程と、を有していることを特徴としている。
The heat transfer tube mounting method provided by the third aspect of the present invention is for mounting the heat transfer tube of the heat exchanger to the heat transfer tube mounting target member having a through hole into which an end of the heat transfer tube is inserted. The heat transfer tube mounting method according to
このような構成によれば、本発明の第1の側面により提供される伝熱管の取付け構造を、適切に得ることができる。 According to such a structure, the attachment structure of the heat exchanger tube provided by the 1st side surface of this invention can be obtained appropriately.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示す熱交換器HEは、給湯装置の構成要素として用いられる湯水加熱用の熱交換器であり、内部に湯水が流通する複数の伝熱管1と、これら複数の伝熱管1を内部に収容するケース2と、このケース2の側面部に設けられた入水用および出湯用の一対のヘッダ3(3A,3B)とを備えている。
この熱交換器HEにおいては、ガスバーナなどのバーナ(不図示)によって発生された燃焼ガスが、ケース2の給気口28からケース2内に流入して排気口29に向けて進行し、この過程において各伝熱管1に燃焼ガスが作用する。一方、入水用のヘッダ3Aに供給された湯水は、複数の伝熱管1内を流通し、前記燃焼ガスによって加熱される。この加熱された湯水は、出湯用のヘッダ3Bに到達し、このヘッダ3Bから所定箇所に向けて出湯する。
A heat exchanger HE shown in FIG. 1 is a hot water heating heat exchanger used as a component of a hot water supply device, and includes a plurality of
In this heat exchanger HE, combustion gas generated by a burner (not shown) such as a gas burner flows into the
ケース2は、左右幅方向の両端部が開口した矩形筒状のケース本体部20と、このケース本体部20の幅方向両端の開口部を塞ぐプレート状の一対の側壁部21,21Aとを備えている。各伝熱管1は、平面視略矩形状または略長円状に形成された螺旋状管体部10と、その下部および上部に繋がり、かつ略水平状に延びた直管状の延設管体部11a,11bとを有している。複数の螺旋状管体部10は、互いに異なったサイズとされ、かつ略同心状に配列されている。
The
各伝熱管1の端部(延設管体部11a,11bの端部)は、ケース2の側壁部21に取付けられており、この部分の構造が、本発明に係る伝熱管の取付け構造の一例に相当している。側壁部21は、本発明でいう伝熱管の取付け対象部材の一例に相当する。
なお、ヘッダ3は、側壁部21にヘッダ形成部材30を溶接するなどして形成されている。図2(a)によく表われているように、ヘッダ形成部材30は、前面側開口部31を有し、かつ後部側に入水口または出湯口としての開口部32が形成された内部空洞状である。このヘッダ形成部材30は、その前面側開口部31が側壁部21によって塞がれるように側壁部21に接合されており、このことによってヘッダ形成部材30の内側には、各伝熱管1の内部に連通したチャンバ33が形成されている。
The end portions of the heat transfer tubes 1 (end portions of the
The
図3によく表われているように、側壁部21には、伝熱管1の端部が挿入される貫通孔22が設けられており、この貫通孔22は、チャンバ33に接近するほど内径が拡大するテーパ孔部22aと、このテーパ孔部22aの小径側に繋がり、かつ内径が略一定とされた非テーパ孔部22bとを有している。貫通孔22の軸長方向において、テーパ孔部22aの幅Laは、非テーパ孔部22bの幅Lbよりも大きくされている(図4(a)も参照)。
As clearly shown in FIG. 3, the
伝熱管1の端部には、テーパ拡管部12および非テーパ拡管部13が繋がって形成されている。テーパ拡管部12は、外周面がテーパ孔部22aの内周面に沿う傾斜面となるように拡管された部分である。このテーパ拡管部12の外周面とテーパ孔部22aの内周面との相互間の微小隙間の領域は、ロウ材が進入してそれら外周面と内周面とを接合するロウ付け部4とされている。テーパ拡管部12の大径側の先端部12a(伝熱管1の先端部)は、貫通孔22内に位置し、チャンバ33側には突出しないように形成されている。好ましくは、先端部12aは側壁部21の外側面21a(チャンバ33に面する側面)と略面一状である。
A tapered
非テーパ拡管部13は、外周面が非テーパ孔部22bの内周面に沿うように拡管された
部分である。好ましくは、この非テーパ拡管部13の外周面と非テーパ孔部22bの内周面との相互間の微小隙間の領域は、それら外周面と内周面とを接合するロウ付け部4Aとされている。
このような伝熱管の取付け構造は、図2に示した入水用のヘッダ3Aのみならず、図1の出湯用ヘッダ3Bにおいても、同様に採用されている。
The non-taper
Such a heat transfer tube mounting structure is similarly employed not only in the
前記した伝熱管の取付け構造は、図4に示すような一連の工程を経て得ることが可能である。すなわち、同図(a)に示すように、側壁部21には、先に述べたテーパ孔部22aに非テーパ孔部22bが繋がった貫通孔22を予め形成しておき、この貫通孔22内に伝熱管1の端部を挿入させる。次いで、同図(b),(c)に示すように、テーパ孔部22aおよび非テーパ孔部22bに対応する押圧面を有するパンチ9を伝熱管1の端部内に挿入して拡管し、伝熱管1の端部の外周面を貫通孔22の内周面の各部に沿わせる。拡管後においては、同図(d)に示すように、側壁部21に伝熱管1をロウ付けする。このロウ付けは、たとえばペースト状のロウ材を、側壁部21の外側面21aと伝熱管1の先端部12aとが隣接する部分A1、および側壁部21の内側面21bと伝熱管1の外周面とが交差する部分A2に塗布した状態で、加熱炉を利用してロウ材を加熱溶融させることにより行なう。加熱溶融したロウ材は、貫通孔22の内周面と伝熱管1の外周面との間に形成されている微小隙間内に毛細管現象によって進入していく。このことにより、前記したロウ付け部4,4Aを形成することができる。
The above heat transfer tube mounting structure can be obtained through a series of steps as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5A, a through
次に、前記した熱交換器HEの作用について説明する。 Next, the operation of the heat exchanger HE described above will be described.
まず、側壁部21の貫通孔22は、その大部分がテーパ孔部22aとされているため、その実質的な幅寸法Lc(図3参照)を大きくとることが可能である。これに対し、このテーパ孔部22aの内周面には、伝熱管1のテーパ拡管部12の傾斜状の外周面が平行な状態で対向しているため、これら内周面および外周面との対向面積を大きくすることが可能である。加えて、前記内周面および外周面との相互間の微小隙間の領域は、ロウ付け部4とされているため、伝熱管1と側壁部21とのロウ付け面積も大きくとることが可能である。したがって、側壁部21の厚みtがさほど大きくない場合であっても、側壁部21に対する伝熱管1の取付け強度を高くすることが可能である。
First, since most of the through
加えて、貫通孔22には、小幅ながらも非テーパ孔部22bが設けられ、かつこの非テーパ孔部22bの内周面に対しては伝熱管1の非テーパ拡管部13の外周面が沿う構成であるため、この部分においては、側壁部21に対する伝熱管1のカシメ状態を強固なものとすることが可能である。また、このようなカシメ部分においても、既述したように、ロウ付け部4Aによるロウ付けが図られている。したがって、側壁部21に対する伝熱管1の取付け強度を一層高くすることができる。
伝熱管1のテーパ拡管部12は、軸長方向において、テーパ孔部22aの内周面に係合しており、伝熱管1が基端部側(図3の左側)に移動することを阻止する機能も発揮する。このことにより、伝熱管1の取付け強度は一層向上する。
In addition, the through
The
図2に示すように、入水用のヘッダ3Aにおいては、チャンバ33から各伝熱管1内に湯水が流れ込むが、各伝熱管1の先端部12aは、チャンバ33側に突出していないため、湯水流れに対する抵抗を小さくすることが可能である。本実施形態とは異なり、各伝熱管1の先端部12aがチャンバ33側に突出していると、この突出部分が湯水流通の妨げとなる。これに対し、本実施形態によれば、そのような不具合はない。さらに、本実施形態では、各伝熱管1は、テーパ拡管部12の存在により、いわゆる先広がり状となっているため、チャンバ33から伝熱管1内への湯水の流入がより円滑となる。出湯用のヘッダ3Bにおいても、入水用のヘッダ3Aについて述べたのと同様な作用が得られる。このようなことから、熱交換器HEの湯水流通経路における流路抵抗を小さくすることができる
利点が得られる。
As shown in FIG. 2, in the
図5および図6は、本発明の他の例を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付し、重複説明は省略する。 5 and 6 show another example of the present invention. In these drawings, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment, and redundant description is omitted.
図5に示す実施形態においては、伝熱管1のうち、非テーパ拡管部13よりも基端側の位置に追加の拡管部14が形成されている。この追加の拡管部14は、側壁部21の内側面21bに係止している。このような構成によれば、追加の拡管部14とテーパ拡管部12との両者間に側壁部21が挟み込まれた構成となり、側壁部21に対する伝熱管1の軸長方向の位置決め固定をより強固に図ることができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, an additional tube expansion portion 14 is formed at a position closer to the base end side than the non-taper
図6(a)に示す実施形態においては、側壁部21に凸状部21cが形成されており、この凸状部21cに、ヘッダ形成部材30が外嵌されることにより、ヘッダ3が形成されている。このような構成によれば、側壁部21に対するヘッダ形成部材30の位置合わせや、側壁部21とヘッダ形成部材30との溶接などを容易かつ的確に行なう上で好ましいものとなる。
In the embodiment shown in FIG. 6 (a), a
図6(b)に示す実施形態においては、側壁部21とは別体の補助部材26に伝熱管1の端部が取付けられている。側壁部21は、ケース2の外方に押し出された凸状部25を有しており、補助部材26は、凸状部25の内側の開口部を塞ぐように側壁部21に接合されている。このことにより、チャンバ33を有するヘッダ3Cが構成されている。
本実施形態から理解されるように、本発明においては、熱交換器のヘッダを形成する場合に、伝熱管をケースの側壁部とは異なる部材に取付けた構造とすることも可能である。
In the embodiment shown in FIG. 6B, the end of the
As understood from the present embodiment, in the present invention, when the header of the heat exchanger is formed, it is possible to adopt a structure in which the heat transfer tube is attached to a member different from the side wall portion of the case.
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る伝熱管の取付け構造、および熱交換器の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。本発明における伝熱管の取付け方法における各工程の具体的な構成も、種々に変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The mounting structure of the heat transfer tube according to the present invention and the specific configuration of each part of the heat exchanger can be variously modified within the intended scope of the present invention. The specific configuration of each step in the heat transfer tube mounting method of the present invention can be variously changed.
伝熱管の端部が挿入される貫通孔は、テーパ拡管部と非テーパ拡管部との双方が形成された構成に代えて、貫通孔の全体をテーパ拡管部とした構成とすることもできる。
本発明における伝熱管の取付け対象部材は、熱交換器のケースの側壁部や、図6(b)に示した補助部材26に限定されず、これ以外として、たとえばケースの側壁部とは別体の複数の部材で構成された入水用または出湯用のヘッダのいずれか一部の構成部材を、伝熱管の取付け対象部材とすることもできる。伝熱管は、螺旋状管体部を有するタイプのものに限らず、たとえば直管状、あるいは蛇行状などの形態をもつ他のタイプの伝熱管とすることもできる。
The through-hole into which the end portion of the heat transfer tube is inserted may be configured such that the entire through-hole is a tapered tube-expanded portion, instead of the configuration in which both the tapered tube-expanded portion and the non-taper tube-expanded portion are formed.
The member to which the heat transfer tube is attached in the present invention is not limited to the side wall portion of the case of the heat exchanger or the
HE 熱交換器
1 伝熱管
12 テーパ拡管部
12a 先端部
13 非テーパ拡管部
2 ケース
21 側壁部(伝熱管の取付け対象部材)
22 貫通孔
22a テーパ孔部
22b 非テーパ孔部
3 ヘッダ
30 ヘッダ形成部材
31 前面側開口部(ヘッダ形成部材の開口部)
33 チャンバ
4,4A ロウ付け部
HE
22 Through-
33
Claims (7)
この伝熱管の端部が挿入される貫通孔を有する前記伝熱管の取付け対象部材と、
を備えている、伝熱管の取付け構造であって、
前記貫通孔は、その全体が前記伝熱管の先端側ほど内径が拡大するテーパ孔部とされ、またはこのテーパ孔部とその小径側に繋がった非テーパ孔部とを有し、かつこの非テーパ孔部よりも前記テーパ孔部の方が軸長方向の幅が大きい構成とされており、
前記伝熱管の端部には、外周面が前記テーパ孔部の内周面に沿う傾斜面となるように拡管されたテーパ拡管部が形成されており、
このテーパ拡管部の外周面と前記テーパ孔部の内周面との相互間には、ロウ付け部が形成されていることを特徴とする、伝熱管の取付け構造。 A heat exchanger tube,
The heat transfer tube attachment target member having a through-hole into which the end of the heat transfer tube is inserted;
A heat transfer tube mounting structure comprising:
The through-hole has a tapered hole part whose entire inner diameter increases toward the distal end side of the heat transfer tube, or has a non-tapered hole part connected to the small-diameter side thereof. The tapered hole portion is configured to have a greater width in the axial length direction than the hole portion,
At the end of the heat transfer tube, a tapered tube expansion portion is formed that is expanded so that the outer peripheral surface becomes an inclined surface along the inner peripheral surface of the tapered hole portion,
A heat transfer tube mounting structure, wherein a brazed portion is formed between the outer peripheral surface of the taper tube expansion portion and the inner peripheral surface of the taper hole portion.
前記貫通孔は、前記テーパ孔部および前記非テーパ孔部を有し、かつこの非テーパ孔部よりも前記テーパ孔部の方が軸長方向の幅が大きい構成とされており、
前記伝熱管の端部には、外周面が前記非テーパ孔部の内周面に沿うように拡管された非テーパ拡管部がさらに形成されている、伝熱管の取付け構造。 The heat transfer tube mounting structure according to claim 1,
The through hole has the tapered hole portion and the non-tapered hole portion, and the tapered hole portion is configured to have a larger width in the axial length direction than the non-tapered hole portion,
A heat transfer tube mounting structure in which an end portion of the heat transfer tube is further formed with a non-taper tube expansion portion whose outer peripheral surface is expanded so as to be along the inner peripheral surface of the non-taper hole portion.
前記非テーパ拡管部の外周面と前記非テーパ孔部の内周面との相互間には、ロウ付け部が形成されている、伝熱管の取付け構造。 The heat transfer tube mounting structure according to claim 2,
A heat transfer tube mounting structure in which a brazed portion is formed between the outer peripheral surface of the non-tapered tube expanding portion and the inner peripheral surface of the non-tapered hole portion.
これら複数の伝熱管の端部が取付けられる取付け対象部材を有し、かつ前記複数の伝熱管のそれぞれの内部に連通するチャンバが内部に形成された湯水流入用または流出用のヘッダと、
を備えている、熱交換器であって、
前記複数の伝熱管の前記取付け対象部材への取付け構造として、請求項1ないし3のいずれかに記載の伝熱管の取付け構造が用いられていることを特徴とする、熱交換器。 A plurality of heat transfer tubes;
A header for inflow or outflow of hot water having a member to be attached to which ends of the plurality of heat transfer tubes are attached, and a chamber communicating with the inside of each of the plurality of heat transfer tubes;
A heat exchanger comprising:
A heat exchanger, wherein the heat transfer tube mounting structure according to any one of claims 1 to 3 is used as a mounting structure of the plurality of heat transfer tubes to the mounting target member.
前記テーパ孔部および前記テーパ拡管部は、前記チャンバに接近するほど大径になるとともに、前記テーパ拡管部の大径側の端部は、前記伝熱管の先端部とされ、かつこの先端部は、前記テーパ孔部内から前記チャンバ内には突出しない構成とされている、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 4,
The tapered hole portion and the tapered pipe expanding portion become larger in diameter as they approach the chamber, and an end portion on the large diameter side of the tapered expanding portion is a tip portion of the heat transfer tube, and the tip portion is The heat exchanger is configured not to protrude into the chamber from the tapered hole portion.
前記複数の伝熱管を内部に収容し、かつ前記複数の伝熱管を加熱するための流体が内部に供給されるケースを、備えており、
このケースの側壁部は、前記取付け対象部材であり、
前記ヘッダは、入水口または出湯口としての開口部を有する内部空洞状かつ前面開口状のヘッダ形成部材を、前記ケースの側壁部に接合することにより構成されている、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 4 or 5,
A case in which the plurality of heat transfer tubes are housed inside and a fluid for heating the plurality of heat transfer tubes is supplied to the inside;
The side wall portion of the case is the attachment target member,
The header is a heat exchanger configured by joining an inner hollow and front opening header forming member having an opening as a water inlet or a hot water outlet to a side wall of the case.
前記貫通孔としては、全体をテーパ孔部とし、またはこのテーパ孔部とその小径側に繋がった非テーパ孔部とを有し、かつこの非テーパ孔部よりも前記テーパ孔部の方が軸長方向の幅が大きい構成としておき、
前記伝熱管の端部を前記貫通孔に挿入して拡管することにより、外周面が前記テーパ孔部の内周面に沿う傾斜面となるように拡管されたテーパ拡管部を形成する拡管工程と、
この拡管工程の後において、前記テーパ拡管部の外周面と前記テーパ孔部の内周面との間に、加熱により溶融したロウ材を進入させるロウ付け工程と、
を有していることを特徴とする、伝熱管の取付け方法。 A heat transfer tube mounting method for mounting a heat transfer tube of a heat exchanger to a heat transfer tube mounting target member having a through hole into which an end of the heat transfer tube is inserted,
The through hole has a tapered hole part as a whole, or has a tapered hole part and a non-tapered hole part connected to the smaller diameter side, and the tapered hole part is more axial than the non-tapered hole part. A configuration with a large width in the long direction,
Expanding the tube by inserting the end of the heat transfer tube into the through-hole and expanding the tube so that the outer peripheral surface becomes an inclined surface along the inner peripheral surface of the tapered hole; and ,
After this pipe expanding step, a brazing step for allowing a brazing material melted by heating to enter between the outer peripheral surface of the tapered pipe expanding portion and the inner peripheral surface of the tapered hole portion;
A heat transfer tube mounting method, characterized by comprising:
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