(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124830
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】ロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け方法
(51)【国際特許分類】
B23K 1/00 20060101AFI20240906BHJP
F28D 9/02 20060101ALI20240906BHJP
B23P 15/26 20060101ALI20240906BHJP
B23K 101/14 20060101ALN20240906BHJP
【ＦＩ】
B23K1/00 330K
F28D9/02
B23P15/26
B23K101:14
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023032767
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】516299338
【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】小島 匠
(72)【発明者】
【氏名】笹谷 有悟
【テーマコード（参考）】
3L103
【Ｆターム（参考）】
3L103AA13
3L103BB33
3L103CC02
3L103CC18
(57)【要約】
【課題】配管の内部を流通する流体がボス部と配管との間から漏洩し難くすることを目的とする。
【解決手段】ロウ付け構造１０は、筒状のボス部２０と、所定方向に延在するとともに、ボス部２０に所定方向から挿入され、外周面から凹む凹部３１が形成されている冷媒配管３０と、を備えている。ボス部２０と冷媒配管３０とは、冷媒配管３０の外周面の凹部３１を含む領域と、ボス部２０の内周面とがロウ材４０によってロウ付けされている。
【選択図】図２
【解決手段】ロウ付け構造１０は、筒状のボス部２０と、所定方向に延在するとともに、ボス部２０に所定方向から挿入され、外周面から凹む凹部３１が形成されている冷媒配管３０と、を備えている。ボス部２０と冷媒配管３０とは、冷媒配管３０の外周面の凹部３１を含む領域と、ボス部２０の内周面とがロウ材４０によってロウ付けされている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筒状のボス部と、
所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、
前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされているロウ付け構造。
所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、
前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされているロウ付け構造。
【請求項2】
前記凹部は、前記配管の周方向の全域に亘って形成されている請求項１に記載のロウ付け構造。
【請求項3】
前記ボス部は、基端が被取付部材に取り付けられていて、
前記ボス部と前記配管とは、前記凹部と前記ボス部の先端とが所定方向において同じ位置となるように配置されている請求項１に記載のロウ付け構造。
前記ボス部と前記配管とは、前記凹部と前記ボス部の先端とが所定方向において同じ位置となるように配置されている請求項１に記載のロウ付け構造。
【請求項4】
前記配管は、内部に冷媒が流通する冷媒配管を有し、
前記ボス部は、前記冷媒が熱交換を行う熱交換部に取り付けられていて、
前記冷媒配管と前記ボス部との接続部分に請求項１から請求項３のいずれかに記載のロウ付け構造を適用している熱交換器。
前記ボス部は、前記冷媒が熱交換を行う熱交換部に取り付けられていて、
前記冷媒配管と前記ボス部との接続部分に請求項１から請求項３のいずれかに記載のロウ付け構造を適用している熱交換器。
【請求項5】
筒状のボス部と、前記ボス部に挿入される配管とのロウ付け方法であって、
前記配管に対して、外面から凹む凹部を形成する凹部形成工程と、
前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備えるロウ付け方法。
前記配管に対して、外面から凹む凹部を形成する凹部形成工程と、
前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備えるロウ付け方法。
【請求項6】
前記凹部形成工程は、前記配管に対して絞り加工を施すことで前記凹部を形成する請求項５に記載のロウ付け方法。
【請求項7】
前記凹部形成工程は、前記配管の外面に対して削り加工を施すことで前記凹部を形成する請求項５に記載のロウ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
蒸発器、凝縮器等の流体の相変化を伴う熱交換器として、プレート熱交換器が知られている（例えば、特許文献１）。プレート熱交換器は、並んで配置される一対のプレートにおいて、一方のプレート間を流通する流体と、他方のプレート間を流通する流体とを熱交換することで、流体を加熱又は冷却させる。
特許文献１には、第１流体の流路と第２流体の別流路とが交互に配置されて、両流体の間で熱交換が行われるプレート熱交換器が開示されている。
特許文献１には、第１流体の流路と第２流体の別流路とが交互に配置されて、両流体の間で熱交換が行われるプレート熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１８４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなプレート熱交換器には、該熱交換器に流体を供給する配管との接続部分にボス部が設けられている。このボス部に配管を挿入し、ボス部と配管とを接続することで熱交換器に配管が取り付けられる。
ボス部と配管とを接続する方法として、ボス部と配管との間に形成された隙間にロウ材を供給することで、ボス部と配管とをロウ付けすることが考えられる。しかしながら、ボス部と配管との材料が異なる場合には、ボス部と配管との熱容量の差により、熱容量が大きい方の部材が十分に加熱されない可能性があった。このため、隙間を流通するロウ材の流動性が悪く、ロウ材が隙間に十分に浸透しない可能性があった。隙間に十分にロウ材が浸透しない場合、ボス部と配管とのロウ付けが適切に行われずに、ボス部と配管との間から流体が漏洩してしまう可能性があった。
ボス部と配管とを接続する方法として、ボス部と配管との間に形成された隙間にロウ材を供給することで、ボス部と配管とをロウ付けすることが考えられる。しかしながら、ボス部と配管との材料が異なる場合には、ボス部と配管との熱容量の差により、熱容量が大きい方の部材が十分に加熱されない可能性があった。このため、隙間を流通するロウ材の流動性が悪く、ロウ材が隙間に十分に浸透しない可能性があった。隙間に十分にロウ材が浸透しない場合、ボス部と配管とのロウ付けが適切に行われずに、ボス部と配管との間から流体が漏洩してしまう可能性があった。
【0005】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、配管の内部を流通する流体がボス部と配管との間から漏洩し難くすることができるロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け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】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示のロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係るロウ付け構造は、筒状のボス部と、所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされている。
本開示の一態様に係るロウ付け構造は、筒状のボス部と、所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされている。
【0007】
本開示の一態様に係るロウ付け方法は、筒状のボス部と、前記ボス部に挿入される配管とのロウ付け方法であって、前記配管に対して、外面から凹む凹部を形成する凹部形成工程と、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、配管の内部を流通する流体がボス部と配管との間から漏洩し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の実施形態に係る熱交換器を示す斜視分解図である。
【図2】本開示の実施形態に係るボス部及び冷媒配管を示す断面図である。
【図3】本開示の実施形態に係る冷媒配管を示す斜視図である。
【図4】本開示の実施形態に係る冷媒配管の要部を示す断面図である。
【図5】本開示の実施形態に係るボス部及び冷媒配管を示す断面図である。
【図6】本開示の実施形態の変形例に係るボス部及び冷媒配管を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本開示に係るロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る熱交換器は、いわゆるプレートフィン熱交換器とされている。熱交換器１は、ターボ冷凍機等の冷凍機の凝縮器や蒸発器に用いられる。図１に示すように、熱交換器１は、複数の第１プレート２ａと第２プレート２ｂとが所定方向に所定の間隔で交互に並べて配置されている。隣接する第１プレート２ａと第２プレート２ｂとは、接合されている。熱交換器１は、第１プレート２ａと第２プレート２ｂとの間に流体が流通する流路（第１流路８及び第２流路９）が複数形成されている。第１流路８と第２流路９とは、所定方向に交互に並んでいる。すなわち、第１流路８と第２流路９とは、所定方向に隣接しているとともに、第１プレート２ａ又は第２プレート２ｂによって隔てられている。
本実施形態に係る熱交換器は、いわゆるプレートフィン熱交換器とされている。熱交換器１は、ターボ冷凍機等の冷凍機の凝縮器や蒸発器に用いられる。図１に示すように、熱交換器１は、複数の第１プレート２ａと第２プレート２ｂとが所定方向に所定の間隔で交互に並べて配置されている。隣接する第１プレート２ａと第２プレート２ｂとは、接合されている。熱交換器１は、第１プレート２ａと第２プレート２ｂとの間に流体が流通する流路（第１流路８及び第２流路９）が複数形成されている。第１流路８と第２流路９とは、所定方向に交互に並んでいる。すなわち、第１流路８と第２流路９とは、所定方向に隣接しているとともに、第１プレート２ａ又は第２プレート２ｂによって隔てられている。
【0011】
また、所定方向の一端に配置される第１プレート２ａの上端部には、第１入口側ボス部３ａ及び第２出口側ボス部３ｃが設けられている。第１プレート２ａの下端部には、第２入口側ボス部３ｂ及び第１出口側ボス部（図示省略）が設けられている。所定方向の他端に配置される第１プレート２ａには、カバープレート４が取り付けられている。
【0012】
第１プレート２ａ及び第２プレート２ｂにおけるカバープレート４側の面には、それぞれインナーフィン５ａ，５ｂが設けられている。インナーフィン５ａは、第１流路８に配置されている。インナーフィン５ｂは、第２流路９に配置されている。
【0013】
各第１流路８には、第１入口側ボス部３ａを介して第１流体６（例えば、温度の高い流体）が流入する。第２流路９には、第２入口側ボス部３ｂを介して第２流体７（例えば、第１流体６よりも温度が低い流体）が流入する。熱交換器１は、第１流路８を流通する第１流体６と、第２流路９を流通する第２流体７との間で熱交換が行われる。
【0014】
各第１流路８を流通する第１流体６は、第２流体７との熱交換により冷却されながら下方に向かって流通する。第１流路８を流通した第１流体６は、第１出口側ボス部を介して熱交換器１から排出される。
各第２流路９を流通する第２流体７は、第１流体６との熱交換により加熱されながら上方に向かって流通する。第２流路９を流通した第２流体７は、第２出口側ボス部３ｃを介して熱交換器１から排出される。
各第２流路９を流通する第２流体７は、第１流体６との熱交換により加熱されながら上方に向かって流通する。第２流路９を流通した第２流体７は、第２出口側ボス部３ｃを介して熱交換器１から排出される。
【0015】
本実施形態に係る第１入口側ボス部３ａ、第１出口側ボス部、第２入口側ボス部３ｂ及び第２出口側ボス部３ｃには、冷媒配管３０（図２参照）が挿入されている。なお、図１では図示の関係上冷媒配管３０を省略している。
以下では、各ボス部と冷媒配管３０とのロウ付け構造１０について詳細に説明する。また、以下の説明では、第１入口側ボス部３ａ、第１出口側ボス部、第２入口側ボス部３ｂ及び第２出口側ボス部３ｃについて、区別して説明する必要のない場合には、まとめて「ボス部２０」として説明する。
また、以下の説明において、所定方向において、熱交換器１に近い側（図２等における下側）を一側と称し、熱交換器１から遠い側（図２等における上側）を他側と称する。また、一側の端を一端と称する。また、他側の端を他端と称する。また、ボス部２０については、一側の端部を基端と称し、他側の端部を先端と称する場合もある。
以下では、各ボス部と冷媒配管３０とのロウ付け構造１０について詳細に説明する。また、以下の説明では、第１入口側ボス部３ａ、第１出口側ボス部、第２入口側ボス部３ｂ及び第２出口側ボス部３ｃについて、区別して説明する必要のない場合には、まとめて「ボス部２０」として説明する。
また、以下の説明において、所定方向において、熱交換器１に近い側（図２等における下側）を一側と称し、熱交換器１から遠い側（図２等における上側）を他側と称する。また、一側の端を一端と称する。また、他側の端を他端と称する。また、ボス部２０については、一側の端部を基端と称し、他側の端部を先端と称する場合もある。
【0016】
図２に示すように、ロウ付け構造１０は、ボス部２０と冷媒配管３０とロウ材４０と、を有している。ロウ材４０は、銀が含まれる材料で形成された銀ロウとされている。
【0017】
ボス部２０は、熱交換器１の第１プレート（被取付部材）２ａに取り付けられている。ボス部２０（第１入口側ボス部３ａ等）は、円筒状の部材である。ボス部２０は、所定方向に延在する中心軸線Ｃを中心として、所定方向に延在している。ボス部２０には、冷媒配管３０が挿入されている。また、ボス部２０と冷媒配管３０とはロウ材４０によってロウ付けされている。
【0018】
ボス部２０は、冷媒配管３０が挿入される挿入部２１と、熱交換器１の第１プレート２ａに固定される固定部２２と、を一体的に有している。ボス部２０は、冷媒配管３０よりも熱容量の大きい材料で形成されている。ボス部２０は、例えば、ステンレス鋼によって形成されている。なお、ボス部２０の材料はステンレス鋼に限定されない。例えば、ボス部２０は、他の金属（例えば、真鍮等）によって形成されていてもよい。
【0019】
挿入部２１は、中心軸線Ｃを中心として延在する円筒状の部材である。挿入部２１の内径は、冷媒配管３０の外径よりも大きい。挿入部２１の外径は、固定部２２の外径よりも小さい。
【0020】
固定部２２は、挿入部２１の一端に接続されている。
固定部２２は、中心軸線Ｃを中心として延在する筒状の部材である。固定部２２の内周面には、一側の内径が小さくなるように段部２３が形成されている。
固定部２２は、段部２３よりも他側において、内径が挿入部２１の内径と略同一とされている。固定部２２は、段部２３よりも他側の内周面が挿入部２１の内周面と面一となるように設けられている。
段部２３の内径は、冷媒配管３０の外径よりも小さい。段部２３の他側の面は、冷媒配管３０の一端と当接している。
固定部２２は、中心軸線Ｃを中心として延在する筒状の部材である。固定部２２の内周面には、一側の内径が小さくなるように段部２３が形成されている。
固定部２２は、段部２３よりも他側において、内径が挿入部２１の内径と略同一とされている。固定部２２は、段部２３よりも他側の内周面が挿入部２１の内周面と面一となるように設けられている。
段部２３の内径は、冷媒配管３０の外径よりも小さい。段部２３の他側の面は、冷媒配管３０の一端と当接している。
【0021】
冷媒配管３０は、ボス部２０に挿入されている。冷媒配管３０は、所定方向の延在している。冷媒配管３０は、冷媒回路に設けられる圧縮機や膨張弁から吐出された冷媒が内部を流通している。冷媒配管３０は、ボス部２０を介して熱交換器１に設けられた流路（第１流路８及び第２流路９）に冷媒を供給するとともに、流路から冷媒が排出される。
【0022】
冷媒配管３０は、ボス部２０より熱容量が異なる材料で形成されている。詳細には、冷媒配管３０は、ボス部２０より熱容量が小さい材料で形成されている。冷媒配管３０は、例えば、銅によって形成されている。なお、冷媒配管３０の材料は銅に限定されない。例えば、冷媒配管３０は、他の金属によって形成されていてもよい。
【0023】
冷媒配管３０には、凹部３１が形成されている。
図３に示すように、凹部３１は、冷媒配管３０の周方向の全域に亘って形成されている。図２に示すように、凹部３１は、冷媒配管３０の一端（図２における下端）が段部２３と当接している状態において、ボス部２０の他端（図２における上端）と所定方向（図２における上下方向）において同じ位置とされている。詳細には、凹部３１は、所定方向の中央部がボス部２０の他端と所定方向において同じ位置とされている。（一点鎖線Ａ参照）。すなわち、冷媒配管３０の一端（段部２３と当接する部分）から凹部３１の中央部までの長さは、段部２３の他端からボス部２０の他端までの長さと略同一とされている。なお、凹部３１とボス部２０との相対位置は上記説明の位置に限定されない。凹部３１とボス部２０との相対位置は、凹部３１の最も深い部分（本実施形態では、後述の平坦部３１ｃ（図３参照））とボス部２０の他端とが所定方向において同じ位置とされていればよい。
図３に示すように、凹部３１は、冷媒配管３０の周方向の全域に亘って形成されている。図２に示すように、凹部３１は、冷媒配管３０の一端（図２における下端）が段部２３と当接している状態において、ボス部２０の他端（図２における上端）と所定方向（図２における上下方向）において同じ位置とされている。詳細には、凹部３１は、所定方向の中央部がボス部２０の他端と所定方向において同じ位置とされている。（一点鎖線Ａ参照）。すなわち、冷媒配管３０の一端（段部２３と当接する部分）から凹部３１の中央部までの長さは、段部２３の他端からボス部２０の他端までの長さと略同一とされている。なお、凹部３１とボス部２０との相対位置は上記説明の位置に限定されない。凹部３１とボス部２０との相対位置は、凹部３１の最も深い部分（本実施形態では、後述の平坦部３１ｃ（図３参照））とボス部２０の他端とが所定方向において同じ位置とされていればよい。
【0024】
凹部３１は、図３に示すように、所定方向の一端部において、一端に向かうにしたがって深さが浅くなるように傾斜する第１傾斜部３１ａを有する。また、凹部３１は、所定方向の他端部において、他端に向かうにしたがって深さが浅くなるように傾斜する第２傾斜部３１ｂを有する。また、凹部３１は、第１傾斜部３１ａの他端と第２傾斜部３１ｂの一端とを接続する平坦部３１ｃを有する。平坦部３１ｃは、凹部３１の最も深い部分に設けられており、冷媒配管３０の外周面と略平行な円筒面とされている。
【0025】
冷媒配管３０は、凹部３１において、他の領域よりも外径及び内径が小さい。冷媒配管３０は、凹部３１においても、配管の肉厚ｔ（図４参照）が他の領域と略同様とされている。
【0026】
本実施形態では、凹部３１が形成された冷媒配管３０は、内径及び外径が一様とされている配管に対して、凹部３１を形成することで製造される。凹部３１は、例えば、内径及び外径が一様とされている配管の一部に対して、絞り加工を施すことにより形成される。
【0027】
図４に示すように、凹部３１の最も深い部分の深さｄは、以下の式（１）が成立する深さとされている。
【0028】
ｄ＝Ｃ√(ｔ)・・・（１）
ただし、Ｃ：凹部深さ係数
ｔ：冷媒配管３０の肉厚
√(ｔ)：ｔの平方根
ただし、Ｃ：凹部深さ係数
ｔ：冷媒配管３０の肉厚
√(ｔ)：ｔの平方根
【0029】
ここで、０．０１≦Ｃ≦０．２５とし、ボス部２０の内周面と凹部３１の最も深い部分である平坦部３１ｃ（図３参照）の外周面との間に形成される隙間の長さが、所定の基準（例えば、冷凍保安規則関係例示基準）を満たすようにする。すなわち、凹部３１の深さｄは、冷媒配管３０の肉厚ｔに対してルートを取った値（ｔの平方根の値）の０．０１倍以上であって、かつ、冷媒配管３０の肉厚ｔのルート（ｔの平方根の値）の０．２５倍以下とされている。
このような範囲とすることで、一般的な冷媒配管の肉厚であれば、凹部３１の最も深い部分の面と冷媒配管３０の外周面との間に形成される隙間の長さを上記の所定の基準を満たす長さとすることができる。
このような範囲とすることで、一般的な冷媒配管の肉厚であれば、凹部３１の最も深い部分の面と冷媒配管３０の外周面との間に形成される隙間の長さを上記の所定の基準を満たす長さとすることができる。
【0030】
図４に示すように、凹部３１のロウ入り深さｌは、以下の式（２）が成立するロウ入り深さとされている。
【0031】
ｌ≧ｔ・・・（２）
ただし、ｔ：冷媒配管３０の肉厚
ただし、ｔ：冷媒配管３０の肉厚
【0032】
一般的にロウ材４０は、冷媒配管３０の肉厚ｔの２倍浸透していれば強度上問題ないとされている。式（２）のように、ロウ入り深さｌを冷媒配管３０の肉厚ｔ以上とすると、ロウ入り深さｌの２倍の長さとされている凹部３１の所定方向の長さＬを、冷媒配管３０の肉厚ｔの２倍の長さ以上とすることができる。したがって、ボス部２０の内周面と冷媒配管３０の外周面との間に形成される隙間に十分にロウ材４０を浸透させることができるので、ボス部２０と冷媒配管３０との接合強度を十分に確保することができる。
【0033】
次に、ボス部２０と冷媒配管３０との接続方法について説明する。
本実施形態では、ボス部２０と冷媒配管３０とをロウ付けすることで接続する。
まず、ボス部２０に冷媒配管３０を所定方向に沿って挿入する。このとき、段部２３と冷媒配管３０の一端とが接触するまで冷媒配管３０を挿入する。段部２３と冷媒配管３０とが接触することで、凹部３１の平坦部３１ｃがボス部２０の他端と所定方向において同じ位置となるように配置される。
段部２３と冷媒配管３０とが当接した状態で、ボス部２０の内周面と冷媒配管３０の外周面との間の隙間に溶融したロウ材４０を供給するとともに、ボス部２０の他端面と冷媒配管３０との間にもロウ材４０を供給する。これにより、ボス部２０と冷媒配管３０とは、凹部３１を含む領域においてロウ付けされる。
ロウ材４０が冷却して硬化すると、ボス部２０と冷媒配管３０とが接続される。
本実施形態では、ボス部２０と冷媒配管３０とをロウ付けすることで接続する。
まず、ボス部２０に冷媒配管３０を所定方向に沿って挿入する。このとき、段部２３と冷媒配管３０の一端とが接触するまで冷媒配管３０を挿入する。段部２３と冷媒配管３０とが接触することで、凹部３１の平坦部３１ｃがボス部２０の他端と所定方向において同じ位置となるように配置される。
段部２３と冷媒配管３０とが当接した状態で、ボス部２０の内周面と冷媒配管３０の外周面との間の隙間に溶融したロウ材４０を供給するとともに、ボス部２０の他端面と冷媒配管３０との間にもロウ材４０を供給する。これにより、ボス部２０と冷媒配管３０とは、凹部３１を含む領域においてロウ付けされる。
ロウ材４０が冷却して硬化すると、ボス部２０と冷媒配管３０とが接続される。
【0034】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、外周面から凹む凹部３１が形成されている。これにより、冷媒配管３０の外周面とボス部２０の内周面との間に形成される隙間において、凹部３１が形成されていない場合と比較して、ロウ材４０の流路が広くなる。したがって、当該隙間においてロウ材４０が流通し易くなるので、ロウ材４０が隙間に浸透し易くなる。よって、ボス部２０と冷媒配管３０とのロウ付けを適切に行うことができる。よって、ボス部２０と冷媒配管３０との接合強度を向上させることができる。冷媒配管３０の内部を流通する流体がボス部２０と冷媒配管３０との間から漏洩し難くすることができる。
本実施形態では、外周面から凹む凹部３１が形成されている。これにより、冷媒配管３０の外周面とボス部２０の内周面との間に形成される隙間において、凹部３１が形成されていない場合と比較して、ロウ材４０の流路が広くなる。したがって、当該隙間においてロウ材４０が流通し易くなるので、ロウ材４０が隙間に浸透し易くなる。よって、ボス部２０と冷媒配管３０とのロウ付けを適切に行うことができる。よって、ボス部２０と冷媒配管３０との接合強度を向上させることができる。冷媒配管３０の内部を流通する流体がボス部２０と冷媒配管３０との間から漏洩し難くすることができる。
【0035】
特に、冷媒配管３０として、外径が小さい細口管を使用する場合には、基準（冷凍保安規則関係例示基準）により大口管の場合よりも、ボス部２０と冷媒配管３０との間の隙間が小さくなるので、隙間にロウ材４０が浸透し難くなる傾向にある。したがって、冷媒配管３０の外径が小さい細口管（例えば、冷媒配管３０の外径が２０ｍｍ以下）を使用する場合に、本開示のロウ付け構造１０を適用すると、より効果的である。
【0036】
また、本実施形態では、凹部３１が冷媒配管３０の周方向の全域に亘って形成されている。これにより、冷媒配管３０の全周においてロウ材４０を浸透し易くすることができる。したがって、ボス部２０と冷媒配管３０とのロウ付けをより適切に行うことができる。よって、ボス部２０と冷媒配管３０との接合強度を向上させることができる。
【0037】
また、本実施形態では、凹部３１は、ボス部２０の先端と所定方向において同じ位置となるように配置されている。これにより、ボス部２０と冷媒配管３０との間の隙間は、ボス部２０の先端部分においてボス部２０の基端部分よりも大きくなる。当該隙間にロウ材４０を流入する際には、ボス部２０の先端から流入する。このため、先端部分の隙間を大きくすることで、当該隙間にロウ材４０を流入させ易くすることができる。
【0038】
また、本実施形態では、凹部３１にロウ材４０を流入させ易くすることができる。凹部３１に流入したロウ材４０は、凹部３１に一端溜まる。これにより、凹部３１においてロウ材４０が周方向に行きわたり易くなる。凹部３１に一端溜まったロウ材４０は、その後に凹部３１よりも基端側に流通（浸透）する。このように、当該隙間に浸透するロウ材４０を周方向において均一化することができるので、ボス部２０と冷媒配管３０とのロウ付けを適切に行うことができる。よって、ボス部２０と冷媒配管３０との接合強度を向上させることができる。
【0039】
本実施形態では、凹部３１において冷媒配管３０の肉厚が変わらないので、冷媒配管３０の耐圧の低下を抑制することができる。
【0040】
また、本実施形態では、冷媒配管３０の全周に凹部３１が形成されている。これにより、図５に示すように、ボス部２０の中心軸線に対して冷媒配管３０の中心軸線が傾斜するように、冷媒配管３０をボス部２０に挿入する場合であっても、冷媒配管３０とボス部２０の他端とが接触し難い。したがって、ボス部２０の他端よりも一端側（図５の破線円参照）にもロウ材４０を浸透し易くすることができる。したがって、周方向の全域に亘ってロウ材４０を浸透させることができる。また、例えば、冷媒配管３０が歪んでいる場合であっても、同様に冷媒配管３０とボス部２０の他端とが接触し難くすることができるので、ロウ材４０を浸透させることができ、周方向の全域に亘ってロウ材４０を浸透させることができる。
【0041】
〔変形例〕
次に、本実施形態の変形例について、図６を用いて説明する。上記実施形態では、冷媒配管３０に対して絞り加工を施すことによって凹部３１を形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、本変形例で示すように、冷媒配管３０の外周面に対して削り加工を施すことによって凹部を形成してもよい。
次に、本実施形態の変形例について、図６を用いて説明する。上記実施形態では、冷媒配管３０に対して絞り加工を施すことによって凹部３１を形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、本変形例で示すように、冷媒配管３０の外周面に対して削り加工を施すことによって凹部を形成してもよい。
【0042】
本変形例に係る凹部５１は、周方向の全域に亘って形成されている。凹部５１は、図６に示すように、冷媒配管３０の一端が段部２３と当接している状態において、所定方向の中央部がボス部２０の他端と所定方向において同じ位置とされている（一点鎖線Ａ参照）。凹部５１は、所定方向において深さが一様とされている。なお、凹部５１とボス部２０との相対位置は一例であって、上記説明の相対位置に限定されない。凹部５１とボス部２０との相対位置は、凹部５１の所定方向におけるいずれかの位置とボス部２０の他端とが所定方向において同じ位置とされていればよい。
【0043】
また、冷媒配管３０は、凹部５１において、他の領域よりも外径が小さい。冷媒配管３０は、凹部５１において、他の領域よりと内径が同一とされている。すなわち、冷媒配管３０は、凹部５１においても、配管の肉厚ｔが他の領域よりも薄い。よって、本変形例の凹部５１を形成する場合には、凹部５１における肉厚ｔを所定の厚さ確保するために、上記実施形態の凹部３１を形成する場合と比較して、配管全体の肉厚ｔを厚くしてもよい。
【0044】
本変形例によれば、冷媒配管３０の外周面に対して削り加工を施すだけで凹部５１を形成することができる。凹部５１においても内径が変化しないので、冷媒配管３０の内部を流通する冷媒の圧力損失を低減することができる。
【0045】
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、ロウ付け構造１０をプレートフィン式の熱交換器に適用する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、熱容量の異なる部材同士をロウ付けする構造であれば本開示のロウ付け構造１０は適用可能であり、例えば、他の形式の熱交換器（フィンアンドチューブ形式の熱交換器等）にロウ付け構造１０を適用してもよい。
例えば、上記実施形態では、ロウ付け構造１０をプレートフィン式の熱交換器に適用する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、熱容量の異なる部材同士をロウ付けする構造であれば本開示のロウ付け構造１０は適用可能であり、例えば、他の形式の熱交換器（フィンアンドチューブ形式の熱交換器等）にロウ付け構造１０を適用してもよい。
【0046】
以上説明した実施形態に記載のロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係るロウ付け構造は、筒状のボス部（２０）と、所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部（３１）が形成されている配管（３０）と、を備え、前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされている。
本開示の第１態様に係るロウ付け構造は、筒状のボス部（２０）と、所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部（３１）が形成されている配管（３０）と、を備え、前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされている。
【0047】
上記構成では、外面から凹む凹部が形成されている。これにより、配管の外面とボス部の内面との間に形成される隙間において、凹部が形成されていない場合と比較して、ロウ材の流路が広くなる。したがって、当該隙間においてロウ材が流通し易くなるので、ロウ材が隙間に浸透し易くなる。よって、ボス部と配管とのロウ付けを適切に行うことができる。よって、ボス部と配管との接合強度を向上させることができる。配管の内部を流通する流体がボス部と配管との間から漏洩し難くすることができる。
【0048】
また、本開示の第２態様に係るロウ付け構造は、第１態様において、前記凹部は、前記配管の周方向の全域に亘って形成されている。
【0049】
上記構成では、凹部が配管の周方向の全域に亘って形成されている。これにより、配管の全周においてロウ材を浸透し易くすることができる。したがって、ボス部と配管とのロウ付けをより適切に行うことができる。よって、ボス部と配管との接合強度を向上させることができる。
【0050】
また、本開示の第３態様に係るロウ付け構造は、第１態様または第２態様において、前記ボス部は、基端が被取付部材（２ａ）に取り付けられていて、前記ボス部と前記配管とは、前記凹部と前記ボス部の先端とが所定方向において同じ位置となるように配置されている。
【0051】
上記構成では、凹部は、ボス部の先端と所定方向において同じ位置となるように配置されている。これにより、ボス部と配管との間の隙間は、ボス部の先端部分においてボス部の基端部分よりも大きくなる。当該隙間にロウ材を流入する際には、ボス部の先端から流入する。このため、先端部分の隙間を大きくすることで、当該隙間にロウ材を流入させ易くすることができる。
【0052】
また、凹部にロウ材を流入させ易くすることができる。凹部に流入したロウ材は、凹部に一端溜まる。これにより、凹部においてロウ材が周方向に行きわたり易くなる。凹部に一端溜まったロウ材は、その後に凹部よりも基端側に流通（浸透）する。このように、当該隙間に浸透するロウ材を周方向において均一化することができるので、ボス部と配管とのロウ付けを適切に行うことができる。よって、ボス部と配管との接合強度を向上させることができる。
【0053】
なお、凹部の所定方向の中央部と前記ボス部の他端とが所定方向において同じ位置となるように配置されていてもよい。このように構成することで、より好適にロウ材を浸透させることができる。
【0054】
本開示の第１態様に係る熱交換器は、前記配管は、内部に冷媒が流通する冷媒配管（３０）を有し、前記ボス部は、前記冷媒が熱交換を行う熱交換部（２ａ）に取り付けられていて、前記冷媒配管と前記ボス部との接続部分に上記第１態様から第３態様のいずれかに記載のロウ付け構造を適用している。
【0055】
また、本開示の第１態様に係るロウ付け方法は、筒状のボス部（２０）と、前記ボス部に挿入される配管（３０）とのロウ付け方法であって、前記配管に対して、外面から凹む凹部（３１）を形成する凹部形成工程と、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備える。
【0056】
また、本開示の第２態様に係るロウ付け方法は、第１態様において、前記凹部形成工程は、前記配管に対して絞り加工を施すことで前記凹部を形成する。
【0057】
上記構成では、凹部において配管の肉厚が変わらないので、配管の耐圧の低下を抑制することができる。
【0058】
また、本開示の第３態様に係るロウ付け方法は、第１態様において、前記凹部形成工程は、前記配管の外面に対して削り加工を施すことで前記凹部を形成する。
【0059】
上記構成では、配管の外面に対して削り加工を施すことで凹部を形成している。配管の内径が凹部においても変化しないので、配管の内部を流通する流体の圧力損失を低減することができる。
【符号の説明】
【0060】
１ ：熱交換器
２ａ ：第１プレート
２ｂ ：第２プレート
３ａ ：第１入口側ボス部
３ｂ ：第２入口側ボス部
３ｃ ：第２出口側ボス部
４ ：カバープレート
５ａ ：インナーフィン
５ｂ ：インナーフィン
６ ：第１流体
７ ：第２流体
８ ：第１流路
９ ：第２流路
１０ ：ロウ付け構造
２０ ：ボス部
２１ ：挿入部
２２ ：固定部
２３ ：段部
３０ ：冷媒配管
３１ ：凹部
４０ ：ロウ材
５１ ：凹部
２ａ ：第１プレート
２ｂ ：第２プレート
３ａ ：第１入口側ボス部
３ｂ ：第２入口側ボス部
３ｃ ：第２出口側ボス部
４ ：カバープレート
５ａ ：インナーフィン
５ｂ ：インナーフィン
６ ：第１流体
７ ：第２流体
８ ：第１流路
９ ：第２流路
１０ ：ロウ付け構造
２０ ：ボス部
２１ ：挿入部
２２ ：固定部
２３ ：段部
３０ ：冷媒配管
３１ ：凹部
４０ ：ロウ材
５１ ：凹部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-28
【手続補正1】
【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】
筒状のボス部と、
所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、
前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされており、
前記凹部は、前記配管の周方向の全域に亘って形成されているロウ付け構造。
所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、
前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされており、
前記凹部は、前記配管の周方向の全域に亘って形成されているロウ付け構造。
【請求項2】
前記ボス部は、基端が被取付部材に取り付けられていて、
前記ボス部と前記配管とは、前記凹部と前記ボス部の先端とが所定方向において同じ位置となるように配置されている請求項１に記載のロウ付け構造。
前記ボス部と前記配管とは、前記凹部と前記ボス部の先端とが所定方向において同じ位置となるように配置されている請求項１に記載のロウ付け構造。
【請求項3】
前記配管は、内部に冷媒が流通する冷媒配管を有し、
前記ボス部は、前記冷媒が熱交換を行う熱交換部に取り付けられていて、
前記冷媒配管と前記ボス部との接続部分に請求項１又は請求項２に記載のロウ付け構造を適用している熱交換器。
前記ボス部は、前記冷媒が熱交換を行う熱交換部に取り付けられていて、
前記冷媒配管と前記ボス部との接続部分に請求項１又は請求項２に記載のロウ付け構造を適用している熱交換器。
【請求項4】
筒状のボス部と、前記ボス部に挿入される配管とのロウ付け方法であって、
前記配管に対して、外面から凹む凹部を形成する凹部形成工程と、
前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備え、
前記凹部形成工程において、前記凹部を前記配管の周方向の全域に亘って形成するロウ付け方法。
前記配管に対して、外面から凹む凹部を形成する凹部形成工程と、
前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備え、
前記凹部形成工程において、前記凹部を前記配管の周方向の全域に亘って形成するロウ付け方法。
【請求項5】
前記凹部形成工程は、前記配管に対して絞り加工を施すことで前記凹部を形成する請求項４に記載のロウ付け方法。
【請求項6】
前記凹部形成工程は、前記配管の前記外面に対して削り加工を施すことで前記凹部を形成する請求項４に記載のロウ付け方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示のロウ付け構造及び熱交換器並びにロウ付け方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係るロウ付け構造は、筒状のボス部と、所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされており、前記凹部は、前記配管の周方向の全域に亘って形成されている。
本開示の一態様に係るロウ付け構造は、筒状のボス部と、所定方向に延在し、前記ボス部に挿入され、外面から凹む凹部が形成されている配管と、を備え、前記ボス部と前記配管とは、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とがロウ付けされており、前記凹部は、前記配管の周方向の全域に亘って形成されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本開示の一態様に係るロウ付け方法は、筒状のボス部と、前記ボス部に挿入される配管とのロウ付け方法であって、前記配管に対して、外面から凹む凹部を形成する凹部形成工程と、前記配管の前記外面の前記凹部を含む領域と前記ボス部の内面とをロウ付けするロウ付け工程と、を備え、前記凹部形成工程において、前記凹部を前記配管の周方向の全域に亘って形成する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0021】
冷媒配管３０は、ボス部２０に挿入されている。冷媒配管３０は、所定方向に延在している。冷媒配管３０は、冷媒回路に設けられる圧縮機や膨張弁から吐出された冷媒が内部を流通している。冷媒配管３０は、ボス部２０を介して熱交換器１に設けられた流路（第１流路８及び第２流路９）に冷媒を供給するとともに、流路から冷媒が排出される。