特許 6357178 熱交換器およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6357178

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】熱交換器およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/26 20060101AFI20180702BHJP

   F28F 21/08 20060101ALI20180702BHJP

   F28D 1/047 20060101ALI20180702BHJP

   F25B 39/00 20060101ALI20180702BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20180702BHJP

   B23K 1/14 20060101ALI20180702BHJP

   B23K 101/14 20060101ALN20180702BHJP

   B23K 103/10 20060101ALN20180702BHJP

【ＦＩ】

   F28F9/26

   F28F21/08 A

   F28D1/047 B

   F25B39/00 D

   B23K1/00 310C

   B23K1/14 A

   B23K1/00 330L

   B23K101:14

   B23K103:10

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-24232(P2016-24232)

(22)【出願日】2016年2月11日

(65)【公開番号】特開2017-32261(P2017-32261A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2017年7月11日

(31)【優先権主張番号】特願2015-150574(P2015-150574)

(32)【優先日】2015年7月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591150797

【氏名又は名称】株式会社デンソーエアクール

(74)【代理人】

【識別番号】110001472

【氏名又は名称】特許業務法人かいせい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】細野 剛史

(72)【発明者】

【氏名】柳田 昭

(72)【発明者】

【氏名】井口 健

(72)【発明者】

【氏名】新郷 晴紀

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直樹

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０６８８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７４６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５３００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６４１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ ９／２６

Ｆ２８Ｆ ２１／０８

Ｆ２８Ｄ １／０４７

Ｆ２５Ｂ ３９／００

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ １／１４

Ｂ２３Ｋ １０１／１４

Ｂ２３Ｋ １０３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体が流れ、互いに並んで配置されたアルミニウム製の複数の伝熱管（１１）と、
前記熱媒体が流れ、前記複数の伝熱管（１１）の端部にろう付け接合されたアルミニウム製の複数の接続管（１２、１３）と、
前記複数の接続管（１２、１３）のうち少なくとも２つの前記接続管（１２、１３）の少なくとも一部に熱伝導可能に接触するように配置され、熱伝導体で形成された均熱化手段（２１、２２）とを備え、
前記均熱化手段（２１、２２）および前記複数の接続管（１２、１３）は互いにろう付け接合されており、
前記複数の伝熱管（１１）と前記複数の接続管（１２、１３）とを接合しているろう材は、前記均熱化手段（２１、２２）と前記複数の接続管（１２、１３）とを接合しているろう材よりも低融点であることを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

前記複数の伝熱管（１１）と前記複数の接続管（１２、１３）とを接合しているろう材は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚｎ系であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記均熱化手段（２１、２２）および前記複数の接続管（１２、１３）は、互いに機械的に接触していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。

【請求項4】

前記複数の伝熱管（１１）は、３列以上配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。

【請求項5】

熱媒体が流れ、互いに並んで配置されたアルミニウム製の複数の伝熱管（１１）と、
前記熱媒体が流れ、前記複数の伝熱管（１１）の端部に接合されたアルミニウム製の複数の接続管（１２、１３）とを備える熱交換器の製造方法であって、
前記複数の接続管（１２、１３）のうち少なくとも２つの前記接続管（１２、１３）の少なくとも一部に、熱伝導体で形成された均熱化手段（２１、２２）を熱伝導可能に接触するように配置し、且つ前記均熱化手段（２１、２２）および前記複数の接続管（１２、１３）を互いにろう付け接合した状態で、前記複数の伝熱管（１１）と前記複数の接続管（１２、１３）とをろう付け接合することを含み、
前記複数の伝熱管（１１）と前記複数の接続管（１２、１３）とを接合するろう材として、前記均熱化手段（２１、２２）と前記複数の接続管（１２、１３）とを接合するろう材よりも低融点であるものを用いる熱交換器の製造方法。

【請求項6】

伝熱面積を増大させて熱交換を促進するフィン（１４）と前記複数の伝熱管（１１）とを組み付けてコア部（１８）を製造し、
前記均熱化手段（２１、２２）と前記複数の接続管（１２、１３）とを組み付けて接続管組付体（１９）を製造し、
前記コア部（１８）と前記接続管組付体（１９）とを組み付けて前記複数の伝熱管（１１）と前記複数の接続管（１２、１３）とをろう付け接合することを特徴とする請求項５に記載の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、伝熱管と接続管とがろう付け接合された熱交換器、およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、クロスフィンチューブ熱交換器は銅製の伝熱管で構成され、伝熱管はラインバーナ設備等を用いリン銅ろうで部分的にろう付されていた。近年は材料費低減のために、伝熱管にアルミ管を用い始めており、Ａｌ−Ｓｉろうを用いてろう付されているが、アルミ管の場合は母材とろう材の融点が近いために、母材を溶融させずにろう付することが難しい。

【0003】

また、クロスフィンチューブ熱交換器では様々な形状の接続管が用いられるので、例えばラインバーナで均一に加熱したとしても、各接続管の熱容量が互いに異なっていたり、各接続管に対するバーナの火炎の当たり方が互いに異なるのでろう付部温度がバラツキを持つ。

【0004】

アルミ製の熱交換器をラインバーナ等でろう付する際には、この温度バラツキのために容易にろう付ができないことが大きな問題になる。

【0005】

特に、伝熱管が熱交換器の奥行き方向に３列以上配置されている場合、中央列の伝熱管では火炎の当たり方が両端の列の伝熱管に比べて弱くなるため、ろう付部温度のバラツキが顕著になる。

【0006】

そのため、特許文献１では、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌの様な低融点ろうを用いる方法が提案されている。

【0007】

特許文献１の従来技術では、ろう材の電位が母材よりも大幅に低く優先腐食するので、ろう付部を被覆する必要がある。具体的には、被覆材として、熱収縮チューブや塗料が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１５−７８７８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記特許文献１の従来技術において、被覆材としてろう付部に塗料を塗る方法は、ろう付後のフラックス残渣を事前に除去する工程が必要なため、大幅に工数が増える問題がある。

【0010】

また、被覆材として熱収縮チューブを用いる方法は、Ｕベンド形状の接続管に対してはろう付け後の接続管の被覆には用いることができず、適用は限定的である。

【0011】

本発明は上記点に鑑みて、伝熱管と接続管とのろう付け接合品質が高い熱交換器、およびそ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】

【0012】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
熱媒体が流れ、互いに並んで配置された複数のアルミニウム製の伝熱管（１１）と、
熱媒体が流れ、伝熱管（１１）の端部にろう付け接合された複数のアルミニウム製の接続管（１２、１３）と、
複数の接続管（１２、１３）のうち少なくとも２つの接続管（１２、１３）の少なくとも一部に熱伝導可能に接触するように配置され、熱伝導体で形成された均熱化手段（２１、２２）とを備え、
均熱化手段（２１、２２）および複数の接続管（１２、１３）は互いにろう付け接合されており、
複数の伝熱管（１１）と複数の接続管（１２、１３）とを接合しているろう材は、均熱化手段（２１、２２）と複数の接続管（１２、１３）とを接合しているろう材よりも低融点であることを特徴とする。

【0013】

これによると、熱交換器の製造工程において伝熱管（１１）と接続管（１２、１３）とを加熱によってろう付けする際に、接続管（１２、１３）同士が均熱化手段（２１、２２）を介して熱伝導するので、接続管（１２、１３）相互間で昇温にバラツキが生じることを抑制できる。

【0014】

そのため、各接続管（１２、１３）から接合部（１６）への熱伝導バラツキを抑制できるので、伝熱管（１１）と接続管（１２、１３）とのろう付けを均熱化できる。したがって、伝熱管（１１）と接続管（１２、１３）とのろう付け接合品質が高い熱交換器を提供できる。

【0015】

上記目的を達成するため、請求項５に記載の発明では、
熱媒体が流れ、互いに並んで配置されたアルミニウム製の複数の伝熱管（１１）と、
熱媒体が流れ、複数の伝熱管（１１）の端部に接合されたアルミニウム製の複数の接続管（１２、１３）とを備える熱交換器の製造方法であって、
複数の接続管（１２、１３）のうち少なくとも２つの接続管（１２、１３）の少なくとも一部に、熱伝導体で形成された均熱化手段（２１、２２）を熱伝導可能に接触するように配置し、且つ均熱化手段（２１、２２）および複数の接続管（１２、１３）を互いにろう付け接合した状態で、複数の伝熱管（１１）と複数の接続管（１２、１３）とをろう付け接合することを含み、
複数の伝熱管（１１）と複数の接続管（１２、１３）とを接合するろう材として、均熱化手段（２１、２２）と複数の接続管（１２、１３）とを接合するろう材よりも低融点であるものを用いることを特徴とする。

【0016】

これによると、上記した請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態における熱交換器の正面図である。

【図2】第１実施形態における熱交換器の斜視図である。

【図3】第１実施形態における伝熱管および接続管の拡大部分断面図である。

【図4】第１実施形態における熱交換器の模式的な平面図である。

【図5】第１実施形態におけるコア部の要部拡大正面図である。

【図6】第１実施形態における接続管組付体の要部拡大正面図である。

【図7】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図8】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図9】図４のＩＸ−ＩＸ断面図である。

【図10】第１実施形態の変形例における熱交換器の要部拡大断面図である。

【図11】第２実施形態の高周波誘導加熱工程における熱交換器の要部拡大正面図である。

【図12】第２実施形態の高周波誘導加熱工程における熱交換器の要部拡大側面図である。

【図13】第２実施形態の高周波誘導加熱工程におけるコイルの配置例を示す図である。

【図14】第２実施形態の高周波誘導加熱工程におけるろう付け部温度を示すグラフである。

【図15】第３実施形態における熱交換器の要部斜視図である。

【図16】第３実施形態の高周波誘導加熱工程における熱交換器の要部拡大側面図である。

【図17】第４実施形態における熱交換器の要部拡大正面図である。

【図18】第５実施形態における熱交換器の要部拡大正面図である。

【図19】第６実施形態における熱交換器の要部拡大正面図である。

【図20】第７実施形態における熱交換器の要部拡大正面図である。

【図21】第８実施形態における熱交換器の要部拡大正面図である。

【図22】第９実施形態における熱交換器の要部拡大正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

【0019】

（第１実施形態）
まず、ろう付け接合によって製造された熱交換器１０を図１〜図４に基づいて説明する。熱交換器１０は、冷凍サイクルの冷媒と、空気とを熱交換させる冷凍サイクル用熱交換器である。

【0020】

図中、矢印Ｗは、熱交換器１０の幅方向を示している。図中、矢印Ｄは、熱交換器１０の奥行き方向を示している。図中、矢印Ｈは、熱交換器１０の高さ方向を示している。

【0021】

熱交換器１０は、多数本の伝熱管１１と、多数本の接続管１２、１３と、多数枚のフィン１４と、サイドプレート１７とを備えている。熱交換器１０は、多数本の管状の伝熱管１１が多数枚の板状のフィン１４に差し込まれたクロスフィンチューブ型熱交換器である。

【0022】

伝熱管１１は、その内部を流れる冷媒と、伝熱管１１の外部を流れる空気とを熱交換させる熱交換部材である。伝熱管１１は、熱交換器１０の高さ方向Ｈに直線状に延びている。多数本の伝熱管１１は、熱交換器１０の幅方向Ｗに並んで配置されている。すなわち、伝熱管１１の並び方向は、熱交換器１０の幅方向Ｗと一致している。

【0023】

伝熱管１１は、熱交換器１０の奥行き方向Ｄにも複数列、配置されている。伝熱管１１の外部を流れる空気は、熱交換器１０の奥行き方向Ｄに流れる。

【0024】

多数本の接続管１２、１３はチューブ用接続管１２とタンク用接続管１３とに大別される。チューブ用接続管１２は、ヘアピン状に屈曲した形状を有しており、２本の伝熱管１１の一端部同士を接続させている。

【0025】

タンク用接続管１３は、略直線状に延びた形状を有しており、図２に示すように、伝熱管１１の一端部を冷媒タンク１５に接続させている。冷媒タンク１５は、複数本の伝熱管１１に冷媒を分配する分配タンク、または複数本の伝熱管１１からの冷媒が集合する集合タンクである。

【0026】

多数枚のフィン１４は、伝熱管１１と空気との伝熱面積を増大させて空気と冷媒との熱交換を促進する伝熱促進部材である。フィン１４は、板状に形成されたプレートフィンである。伝熱管１１およびフィン１４は、冷媒と空気とを熱交換させるコア部１８を構成している。

【0027】

多数枚のフィン１４は、熱交換器１０の高さ方向Ｈ（換言すれば伝熱管１１の長手方向）に互いに積層されている。多数枚のフィン１４には、多数本の伝熱管１１が串刺し状に貫通している。伝熱管１１は機械拡管されていてフィン１４と密着している。

【0028】

伝熱管１１およびフィン１４は、熱交換器１０のコア部１８を構成している。サイドプレート１７は、コア部１８を補強する補強部材である。

【0029】

伝熱管１１、接続管１２、１３、フィン１４およびサイドプレート１７の材質は、アルミニウム合金である。伝熱管１１が拡管されることによって、伝熱管１１、フィン１４およびサイドプレート１７が密着接合される。ろう材が加熱されて溶かされることによって、伝熱管１１および接続管１２、１３がろう付け接合される。

【0030】

図３に示すように伝熱管１１の端部には口拡部１１ａおよびフレア部１１ｂが形成されている。口拡部１１ａは、伝熱管１１の端部開口部が拡径されることによって形成されている。フレア部１１ｂは、口拡部１１ａがさらにフレア加工されることによって形成されている。伝熱管１１の口拡部１１ａには、接続管１２、１３の先端が挿入されている。伝熱管１１と接続管１２、１３の嵌合隙間がろう付け接合されることによって、冷媒流路が形成されている。

【0031】

伝熱管１１と接続管１２、１３との接合部１６は、熱交換器１０の幅方向Ｗに多数個並んでいる。接合部１６は、熱交換器１０の奥行き方向Ｄにも複数列、配置されている。これらの接合部１６は、熱交換器１０の高さ方向Ｈにおける位置が互いに同じになっている。

【0032】

図４に示すように、チューブ用接続管１２は、熱交換器１０の幅方向Ｗに対して平行に配置された短尺の接続管１２Ａと、熱交換器１０の幅方向Ｗに対して斜めに配置された短尺の接続管１２Ｂと、長尺の接続管１２Ｃとが混在している。タンク用接続管１３は、冷媒の出入口配管である。

【0033】

次に、熱交換器１０の製造方法を説明する。まず、各フィン１４およびサイドプレート１７に伝熱管１１が挿通される図示しない貫通孔を形成する。そして、各フィン１４を互いに等間隔に配置した後、貫通孔に伝熱管１１を挿通する。

【0034】

この後、伝熱管１０を拡管する拡管工程を行う。具体的には、伝熱管１１の内径よりも径が大きい図示しない拡管子を伝熱管１１内に挿通し、拡管子により伝熱管１１を機械的に拡管する。伝熱管１１を拡管することで、各フィン１４およびサイドプレート１７と伝熱管１１とを密着させて接合する。この後、伝熱管１１の端部に口拡部１１ａおよびフレア部１１ｂを形成する。これにより、図５に示すように、熱交換器１０のコア部１８が製造される。

【0035】

また、接続管１２、１３に均熱部材２１を組み付ける組付工程を行う。例えば、接続管１２、１３と均熱部材２１とをＡｌ−Ｓｉ系のろう材でろう付け接合する。接続管１２、１３と均熱部材２１とを溶接、カシメ等によって固定してもよい。これにより、図６に示すように、接続管１２、１３と均熱部材２１とを有する接続管組付体１９が製造される。

【0036】

接続管１２、１３のうち図３中で波線を付した部位、すなわち接続管１２、１３との接合予定部１６の近傍部位には、弗化セシウム系を含む非腐食性フラックスとＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元素系共晶組成近傍のろう材、またはその成分にＺｎを添加したＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚｎ系のろう材を適宜塗布する。

【0037】

Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系のろう材は、固相線温度５１０℃、液相線温度５４０℃程度に成分調整されており、Ａｌ−Ｓｉ系の固相線温度５７７℃に対して大幅に低温化されている。この温度域でろう付するためにフラックスは４２０℃の低温から活性を有する。

【0038】

均熱部材２１は、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化する均熱化手段である。均熱部材２１は、例えばアルミニウムで形成されている。

【0039】

拡管工程および組付工程の後、加熱接合工程を行う。加熱接合工程では、コア部１８の伝熱管１１に接続管組付体１９の接続管１２、１３を加熱によって接合する。具体的には、図７、図８、図９に示すように、伝熱管１１に接続管１２、１３を仮組み付けした後、伝熱管１１と接続管１２、１３との接合予定部１６をラインバーナ３０によって局部加熱する。ラインバーナ３０は、接合予定部１６を、熱交換器１０の奥行き方向Ｄの外側から加熱する。

【0040】

これにより、伝熱管１１と接続管１２、１３との接合予定部１６が５５０℃程度に局部加熱されるので、接続管１２、１３のうち図３中で波線を付した部位、すなわち接合予定部１６の近傍部位に塗布されたろう材が溶融されて伝熱管１１のフレア部１１ｂを介して伝熱管１１と接続管１２、１３の嵌合隙間に流れ込むので、伝熱管１１と接続管１２、１３とがろう付け接合される。

【0041】

本実施形態では、接続管１２、１３の形状が互いに異なっているので、接続管１２、１３の熱容量も互いに異なっている。そのため、均熱部材２１が設けられていない場合、各ろう付け部（換言すれば、伝熱管１１と接続管１２、１３の嵌合部）の温度が不均一となり、ろう廻り不足や母材溶融が発生する。

【0042】

この点、本実施形態では、均熱部材２１が設けられているので、接続管１２、１３の形状および熱容量が互いに異なっていても、均熱部材２１の熱伝導の効果でろう付け部の温度バラツキを大幅に低減できるので、母材の溶融やろうの溶融不足を生じさせることなく、多数のろう付け部をラインバーナ３０でろう付することができる。

【0043】

すなわち、接続管１２、１３同士が均熱部材２１を介して熱伝導するので、接続管１２、１３相互間の昇温バラツキが抑制される。そのため、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けが均熱化されるので、ろう付け品質が高くなる。

【0044】

また、接続管１２、１３と伝熱管１１とのろう付けにＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元素系共晶組成近傍の低融点ろう材、または、その成分にＺｎを添加したＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚｎ系の低融点ろう材を用いているので、アルミ母材とろう材との融点差が拡大して、ろう付が容易になる。

【0045】

ろう材の組成を適切に選定することによってアルミ母材との自然電位差を小さくできるので、ろう材が優先腐食することを防止できる。

【0046】

さらに、均熱部材２１と接続管１２、１３とを高融点のＡｌ−Ｓｉ系のろう材で接合しているので、接続管１２、１３と伝熱管１１とを低融点ろう材でろう付する際に二次溶解することを抑制できる。

【0047】

図１０に示す変形例では、伝熱管１１が熱交換器１０の奥行き方向Ｄにも３列以上配置されている。この変形例では、熱交換器１０の奥行き方向Ｄにおける中央列の伝熱管１１では火炎の当たり方が両端の列の伝熱管１１に比べて弱くなるが、均熱部材２１による伝熱の効果、およびＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉの三元素系ろう材の採用によるろう付温度範囲の拡大の効果で、３列以上の全ての列を同時にラインバーナろう付することが容易になる。

【0048】

本実施形態では、接続管１２、１３と伝熱管１１とのろう付けにＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉの三元素系を用いているが、接続管１２、１３の形状差が小さい場合には、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてもよい。

【0049】

本実施形態では、均熱部材２１は、熱伝導体で形成されており、複数の接続管１２、１３のうち少なくとも２つの接続管１２、１３の少なくとも一部に熱伝導可能に接触するように配置されている。

【0050】

これによると、熱交換器の製造工程において伝熱管１１と接続管１２、１３とを加熱によってろう付けする際に、接続管１２、１３同士が均熱部材２１を介して熱伝導するので、接続管１２、１３相互間で昇温にバラツキが生じることを抑制できる。

【0051】

そのため、各接続管１２、１３から接合部１６への熱伝導バラツキを抑制できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化できる。したがって、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付け接合品質が高い熱交換器を提供できる。

【0052】

図１０のように複数の伝熱管１１が３列以上配置されている熱交換器においても伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化して、高いろう付け接合品質を得ることができる。

【0053】

本実施形態では、均熱部材２１および複数の接続管１２、１３は互いにろう付け接合されている。複数の伝熱管１１と複数の接続管１２、１３とを接合しているろう材は、均熱部材２１と複数の接続管１２、１３とを接合しているろう材よりも低融点である。

【0054】

これにより、接続管１２、１３と伝熱管１１とをろう付接合する際に、均熱部材２１と複数の接続管１２、１３とを接合しているろう材が二次溶解することを抑制できる。

【0055】

本実施形態では、複数の伝熱管１１と複数の接続管１２、１３とを接合しているろう材は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚｎ系である。これによると、複数の伝熱管１１と複数の接続管１２、１３とを接合しているろう材の融点が低いので、アルミニウム製の伝熱管１１および接続管１２、１３とろう材との融点差が拡大する。そのため、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付が容易である。

【0056】

本実施形態では、均熱部材２１および複数の接続管１２、１３は、互いに機械的に接触している。これにより、接続管１２、１３と伝熱管１１とを低融点ろう材でろう付する際に均熱部材２１と複数の接続管１２、１３とを確実に接触させて確実に熱伝導させることができる。

【0057】

本実施形態では、複数の接続管１２、１３のうち少なくとも２つの接続管１２、１３の少なくとも一部に、熱伝導体で形成された均熱部材２１を熱伝導可能に接触するように配置した状態で、複数の伝熱管１１と複数の接続管１２、１３とをろう付け接合する。

【0058】

これによると、熱交換器の製造工程において伝熱管１１と接続管１２、１３とを加熱によってろう付けする際に、接続管１２、１３同士が均熱部材２１を介して熱伝導するので、接続管１２、１３相互間で昇温にバラツキが生じることを抑制できる。

【0059】

そのため、各接続管１２、１３から接合部１６への熱伝導バラツキを抑制できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化できる。したがって、伝熱管と接続管とのろう付け接合品質が高い熱交換器の製造方法を提供できる。

【0060】

本実施形態では、フィン１４と複数の伝熱管１１とを組み付けてコア部１８を製造し、均熱部材２１と複数の接続管１２、１３とを組み付けて接続管組付体１９を製造し、コア部１８と接続管組付体１９とを組み付けて複数の伝熱管１１と複数の接続管１２、１３とをろう付け接合する。

【0061】

これにより、複数の伝熱管１１と複数の接続管１２、１３とをろう付け接合する際に、複数の接続管１２、１３に均熱部材２１を熱伝導可能に確実に接触させることができる。

【0062】

（第２実施形態）
上記実施形態では、伝熱管１１に接続管１２、１３をバーナ加熱によって接合するが、本実施形態では、伝熱管１１に接続管１２、１３を高周波誘導加熱によって接合する。

【0063】

具体的には、上記実施形態と同様に拡管工程を行って熱交換器１０のコア部１８を形成するとともに組付工程を行って接続管組付体１９を形成した後、高周波誘導加熱工程を行う。

【0064】

高周波誘導加熱工程では、伝熱管１１と接続管１２、１３との接合予定部１６を高周波誘導加熱によって局部加熱する。これにより、伝熱管１１と接続管１２、１３とがろう付け接合される。

【0065】

高周波誘導加熱工程の詳細を説明する。まず、図１１、図１２に示すように、接合予定部１６の側方に高周波誘導加熱用のコイル２０を配置するとともに、コイル２０の上方に均熱部材２１を配置する。

【0066】

コイル２０の配置の仕方の例を図１３に示す。図１３（ａ）の例では、コイル２０を、伝熱管１１の両側方および伝熱管１１同士の間に、熱交換器１０の幅方向Ｗ（図１３（ａ））の紙面垂直方向）に差し込む。

【0067】

図１３（ｂ）〜（ｄ）の例のように、図１３（ａ）の例に対してコイル２０を挿入しない箇所があってもよい。

【0068】

均熱部材２１は、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化する均熱化手段である。均熱部材２１は、磁束の通過を抑制する磁性体である。均熱部材２１は、熱伝導体で形成された熱伝導部材である。均熱部材２１は、例えばアルミニウムで形成されている。

【0069】

均熱部材２１を、接続管１２、１３のうち接合予定部１６から最も離れた部位とコイル２０との間に、ろう付け、溶接または治具を用いて仮固定する。均熱部材２１を、高周波誘導加熱工程の前に予め仮固定しておいてもよい。

【0070】

均熱部材２１は、熱交換器１０の幅方向Ｗに延びる板状の部材である。均熱部材２１には、接続管１２、１３が貫通する孔２１ａが形成されている。均熱部材２１のうち孔２１ａの周縁部は、接続管１２、１３の外周面に接触している。

【0071】

コイル２０および均熱部材２１を上記位置に配置した状態でコイル２０に電流を流す。これにより発生する磁束によって、接合予定部１６が高周波誘導加熱されてろう材が溶ける。

【0072】

このとき、均熱部材２１によって、磁束による昇温バラツキを抑制することができる。その理由を以下に説明する。

【0073】

高周波誘導加熱では、磁束密度が高い部位が多く加熱される。そのため、均熱部材２１を用いない場合、磁束密度および熱容量によって全体の温度が決まる。磁束密度は、コイル２０の位置と、磁束が触れる配管との距離によって決まる。

【0074】

各接続管１２、１３がＵベント高さ違いやＬ字曲げの部位違い等のように互いに異なる形状になっていたり、各接続管１２、１３の設置向きが互いに異なっていたりすると、各接続管１２、１３とコイル２０との距離が互いに異なることとなるため、各接続管１２、１３の熱容量が互いに同じでも接続管１２、１３相互間で昇温バラツキが発生し、ろう付部相互間の温度バラツキが大きくなってしまう。

【0075】

この点、本実施形態では、磁性体である均熱部材２１のシールド効果により、磁束の通過が抑制される。そのため、接続管１２、１３のうちコイル２０に対して均熱部材２１よりも離れた部位の形状が互いに異なっていても、接続管１２、１３のうちコイル２０に対して均熱部材２１よりも近い部位の形状とコイル２０からの位置とが均一であれば、磁束による昇温バラツキを抑制することができる。

【0076】

さらに、接続管１２、１３同士が均熱部材２１を介して熱伝導するので、接続管１２、１３相互間の昇温バラツキが一層抑制される。そのため、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けが一層均熱化されるので、ろう付け品質が一層高くなる。

【0077】

図１４の二点鎖線に示すように、均熱部材２１を用いない比較例では各接合予定部１６の温度バラツキが約１４０℃である。これに対し、図１４の実線に示すように、均熱部材２１を用いる本実施形態では、各接合予定部１６の温度バラツキが約４５℃になり、比較例に対して温度バラツキが約１００℃も低減される。

【0078】

本実施形態では、均熱部材２１は、高周波誘導加熱によって接続管１２、１３にろう付けされる。すなわち、本実施形態では、均熱部材２１は、熱交換器１０の構成部品である。

【0079】

均熱部材２１を、高周波誘導加熱後、接続管１２、１３から取り外すようにしてもよい。すなわち、均熱部材２１は、熱交換器１０の製造工程で用いられる治具であってもよい。

【0080】

本実施形態では、コイル２０を接合予定部１６の側方に配置するとともに、均熱部材２１、２２を接続管１２、１３のうち接合予定部１６から最も離れた部位とコイル２０との間に配置した状態で、コイル２０に電流を流すことによって、伝熱管１１と接続管１２、１３とを接合予定部１６で高周波誘導加熱によってろう付けする。

【0081】

これによると、高周波誘導加熱時に均熱部材２１、２２が磁束の通過を抑制することによって、接続管１２、１３のうちコイル２０に対して均熱部材２１よりも離れた部位の磁束密度を低下させて当該部位の昇温を抑制できる。そのため、接続管１２、１３毎に形状が違っても接続管１２、１３相互間で昇温にバラツキが生じることを抑制できる。

【0082】

したがって、各接続管１２、１３から各接合予定部１６への熱伝導バラツキを抑制できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化でき、ひいては熱交換器１０における伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付け接合品質を高くできる。

【0083】

本実施形態では、均熱部材２１、２２を、接続管１２、１３の少なくとも一部に熱伝導可能に接触させる。

【0084】

これにより、接続管１２、１３同士が均熱部材２１を介して熱伝導するので、接続管１２、１３相互間の昇温バラツキを一層抑制できる。そのため、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを一層均熱化できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付け品質を一層高くできる。

【0085】

本実施形態では、均熱部材２１、２２として、伝熱管１１の並び方向Ｗに延びる部材を用いる。これにより、一度の高周波誘導加熱によって、多数の接合予定部１６をろう付け接合できる。

【0086】

（第３実施形態）
上記実施形態では、均熱部材２１は、伝熱管１１の並び方向Ｗに延びる板状の部材であるが、本実施形態では、図１５、図１６に示すように、均熱部材２２は、伝熱管１１同士の間に嵌まり込むブロック状の部材である。

【0087】

均熱部材２２は、磁束を集中させて磁束の通過を抑制する磁性体である。磁束通過抑制部材２２は、例えばアルミニウムで形成されている。

【0088】

均熱部材２２を、接続管１２、１３のうち接合予定部１６から最も離れた部位とコイル２０との間に、ろう付け、溶接または治具を用いて仮固定する。均熱部材２１を、高周波誘導加熱工程の前に予め仮固定しておいてもよい。均熱部材２２の縁部は、接続管１２、１３の外周面に接触している。

【0089】

本実施形態のように、均熱部材２２として、伝熱管１１同士の間に嵌まり込む部材を用いても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0090】

（第４実施形態）
本実施形態では、図１７に示すように、板状の均熱部材２１の端部が延長され且つコイル２０と逆方向に曲げられている。これにより、均熱部材２１の端部への磁束集中を低減できるとともに均熱部材２１の端部の熱容量を増加できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを一層均熱化できる。

【0091】

（第５実施形態）
本実施形態では、図１８に示すように、板状の均熱部材２１が、両端列の伝熱管１１の近傍には設けられず、中央列の伝熱管１１の近傍のみに設けられる。

【0092】

これによると、中央列の伝熱管１１の近傍に設けられた均熱部材２１が誘導加熱されて発熱するので、発熱量の少ない中央列の伝熱管１１を、発熱量の多い両端列の伝熱管１１と同程度の温度にすることができる。その結果、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを一層均熱化できる。

【0093】

（第６実施形態）
本実施形態では、図１９に示すように、板状の均熱部材２１が屈曲した形状を有しており、均熱部材２１の中央側の部位が両端側の部位と比較してコイル２０の近くに位置している。

【0094】

均熱部材２１のうち中央側の部位では両端側の部位と比較して磁束密度が高くなって発熱量が多くなるので、発熱量の少ない中央列の伝熱管１１への伝熱量が多くなる。これにより、発熱量の少ない中央列の伝熱管１１を、発熱量の多い両端列の伝熱管１１と同程度の温度にすることができるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを一層均熱化できる。

【0095】

（第７実施形態）
本実施形態では、図２０に示すように、サイドプレート１７の両端が接続管１２、１３側に曲げられている。製造上の誤差等の理由により、サイドプレート１７の組み付け位置にバラツキが生じるので、最短列の伝熱管１１とサイドプレート１７の曲げ部との間の距離にもバラツキが生じる。最短列の伝熱管１１とサイドプレート１７の曲げ部との間の距離が長いと最端列の伝熱管１１では磁束密度が高くなるので高温になる。

【0096】

そこで、本実施形態では、均熱部材２１の端部が、サイドプレート１７の曲げ位置とコイル２０との間に曲げられた形状になっている。これにより、均熱部材２１の曲げ部が誘導加熱されるので、サイドプレート１７の影響を排除でき、安定した均熱性が得られる。

【0097】

（第８実施形態）
本実施形態では、伝熱管１１の肉厚が互いに異なっている。図２１の例では、右方側の２本の伝熱管１１の肉厚が、左方側の２本の伝熱管１１の肉厚よりも薄くなっている。

【0098】

板状の均熱部材２１は屈曲した形状を有しており、均熱部材２１のうち薄肉の伝熱管１１側の部位は、厚肉の伝熱管１１側の部位と比較してコイル２０から離されている。

【0099】

均熱部材２１のうち薄肉の伝熱管１１側の部位は、厚肉の伝熱管１１側の部位と比較して磁束密度が小さくなって発熱量が少なくなる。そのため、熱容量の小さい薄肉の伝熱管１１と、熱容量の大きい厚肉の伝熱管１１とで温度を均一化できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを一層均熱化できる。

【0100】

（第９実施形態）
本実施形態では、伝熱管１１の肉厚が互いに異なっている。図２２の例では、右方側の２本の伝熱管１１の肉厚が、左方側の２本の伝熱管１１の肉厚よりも薄くなっている。

【0101】

板状の均熱部材２１のうち薄肉の伝熱管１１側の部位は、折り返されて２重になっている。板状の均熱部材２１のうち厚肉の伝熱管１１側の部位は、折り返されておらず１重になっている。

【0102】

均熱部材２１のうち、薄肉の伝熱管１１側の部位は、厚肉の伝熱管１１側の部位と比較して熱容量が大きくなって温度上昇量が少なくなる。そのため、熱容量の小さい薄肉の伝熱管１１と、熱容量の大きい厚肉の伝熱管１１とで温度を均一化できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを一層均熱化できる。

【0103】

薄肉の伝熱管１１側では板状の均熱部材２１が２枚重ねになっていて、厚肉の伝熱管１１側では板状の均熱部材２１が１枚のみになっていても、図２２の例と同様の作用効果を得ることができる。

【0104】

板状の均熱部材２１の板厚が部位毎に異なっていて、均熱部材２１のうち薄肉の伝熱管１１側の部位の板厚が、厚肉の伝熱管１１側の部位の板厚よりも大きくなっていても、図２２の例と同様の作用効果を得ることができる。

【0105】

（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

【0106】

（１）上記第２実施形態では、均熱部材２１のうち孔２１ａの周縁部は、接続管１２、１３の外周面に接触しているが、孔２１ａの周縁部は、接続管１２、１３の外周面に接触していなくてもよい。

【0107】

この場合、各接合予定部１６の温度バラツキが約７０℃になり、均熱部材２１を用いない比較例に対して温度バラツキが約７０℃低減される。

【0108】

（２）上記実施形態では、熱交換器１０は、冷凍サイクルの冷媒と、空気とを熱交換させる冷凍サイクル用熱交換器であるが、熱交換器１０は、種々の熱媒体同士を熱交換させる種々の熱交換器であってもよい。

【0109】

（３）上記第１実施形態では、伝熱管１１と接続管１２、１３とをラインバーナ３０によってろう付け接合し、上記第２実施形態では、伝熱管１１と接続管１２、１３とを高周波誘導加熱によってろう付け接合するが、マルチバーナ、赤外加熱、マイクロ波加熱等の加熱方法を用いて伝熱管１１と接続管１２、１３とをろう付け接合してもよい。

【0110】

この場合、上記実施形態の均熱部材２１、２２と同様の熱伝導部材を接続管１２、１３の少なくとも一部に熱伝導可能に接触させれば、接続管１２、１３同士が均熱部材２１を介して熱伝導するので、接続管１２、１３相互間の昇温バラツキを抑制できる。そのため、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付けを均熱化できるので、伝熱管１１と接続管１２、１３とのろう付け品質を高くできる。

【0111】

伝熱管１１と接続管１２、１３とをトーチろう付けによって接合してもよい。この場合、上記実施形態の均熱部材２１、２２と同様の熱伝導部材を接続管１２、１３の少なくとも一部に熱伝導可能に接触させれば、プレヒーティング効果が得られるので、隣接する接合部を連続的にろう付け接合する際に効率的にろう付け接合できる。

【符号の説明】

【0112】

１１ 伝熱管
１２ チューブ用接続管（接続管）
１３ タンク用接続管（接続管）
１６ 接合部
２１ 均熱部材（均熱化手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】