特許 7182070 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】

(24)【登録日】2022-11-24

(45)【発行日】2022-12-02

(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 9/18 20060101AFI20221125BHJP

   B21D 39/20 20060101ALI20221125BHJP

   B21D 53/06 20060101ALI20221125BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

F28F9/18

B21D39/20 C

B21D53/06 D

B23K1/00 330J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018181272

(22)【出願日】2018-09-27

(65)【公開番号】P2020051683

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-08-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100120514

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 雅人

(72)【発明者】

【氏名】外田 義則

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 楽

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 秀行

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 由紀子

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３８８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７５９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９０３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１９９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４６６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ９／１８

Ｂ２１Ｄ ３９／００ － ４１／０４

Ｂ２１Ｄ ５３／０６

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｆ２８Ｄ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱用媒体が内部に供給されるケースと、
このケースの側壁部に設けられている第１の孔部に端部が挿通するようにして前記ケース内から外部に引き出されている伝熱管と、
前記側壁部のうち、前記第１の孔部の周縁部に前記伝熱管を接合する第１のロウ付け部と、
を備えている、熱交換器であって、
前記伝熱管の外周面が前記第１の孔部の内周面に圧接するように前記伝熱管に設けられた拡管部と、
この拡管部の一部として形成され、かつ前記伝熱管の軸長方向において前記側壁部を挟むように前記側壁部の内側および外側にそれぞれ位置して前記側壁部に係合する第１および第２の段部と、
前記拡管部の外面と前記第１の孔部の内周面との間に、前記第１のロウ付け部のロウ材が進入する第１の隙間を形成するように、前記拡管部の外面に設けられ、かつ前記第１および第２の段部の外面にも延設されている第１の凹部と、
をさらに備えており、
前記第１のロウ付け部のロウ材の一部は、前記側壁部の外側に位置し、かつ前記第１の凹部のうちの前記第２の段部の領域に進入して、前記側壁部の外面を前記第２の段部にロウ付けしており、
前記ロウ材の他の一部は、前記第１の隙間を介して前記側壁部の内側に到達した配置にあり、かつ前記第１の凹部のうちの前記第１の段部の領域に進入し、前記側壁部の内面を前記第１の段部にロウ付けしていることを特徴とする、熱交換器。

【請求項2】

請求項１に記載の熱交換器であって、
前記伝熱管の端部が挿通する第２の孔部が設けられ、かつ前記伝熱管の端部に第２のロウ付け部を介して接合されるヘッダ部を、備えており、
前記拡管部は、前記伝熱管の端部の外周面が前記第２の孔部の内周面にも圧接するように設けられており、
前記拡管部の外面と前記第２の孔部の内周面との間に、前記第２のロウ付け部のロウ材が進入する第２の隙間を形成するように、前記拡管部の外面に設けられた第２の凹部を、さらに備えている、熱交換器。

【請求項3】

加熱用媒体が内部に供給されるケースの側壁部に設けられている第１の孔部に、伝熱管の端部を挿通させた状態において、前記伝熱管の外周面を前記第１の孔部の内周面に圧接させるように、前記伝熱管に拡管部を設ける拡管工程と、
前記側壁部のうち、前記第１の孔部の周縁部に前記伝熱管を接合する第１のロウ付け部を設けるロウ付け工程と、
を有しており、
前記拡管工程においては、前記拡管部の一部として、前記伝熱管の軸長方向において前記側壁部を挟むように前記側壁部の内側および外側にそれぞれ位置して前記側壁部に係合する第１および第２の段部を形成する、熱交換器の製造方法であって、
前記拡管工程は、前記伝熱管内に進入された状態で前記伝熱管の半径方向に拡縮変形可能な拡縮変形可能部を有する割型パンチを用いて行ない、
前記拡縮変形可能部は、前記伝熱管をその内側から押圧するための複数のセグメントを有し、かつ前記伝熱管の拡管時には、前記複数のセグメントの外面部の相互間に離間部が形成される構成であり、この離間部を利用することによって、前記拡管部の外面には、この外面と前記第１の孔部の内周面との相互間に第１の隙間を生じさせる第１の凹部を設けるとともに、この第１の凹部を前記第１および第２の段部の外面にも延設し、
前記ロウ付け工程においては、前記第１のロウ付け部の溶融ロウ材の一部を、前記側壁部の外側に位置させて、前記第１の凹部のうちの前記第２の段部の領域に進入させることにより、前記側壁部の外面を前記第２の段部にロウ付けするとともに、前記溶融ロウ材の他の一部を、前記第１の隙間を介して前記側壁部の内側の位置に到達させて、前記第１の凹部のうちの前記第１の段部の領域に進入させることにより、前記側壁部の内面を前記第１の段部にロウ付けすることを特徴とする、熱交換器の製造方法。

【請求項4】

請求項３に記載の熱交換器の製造方法であって、
前記複数のセグメントのそれぞれの外面部の端縁には、前記離間部の幅を拡大する面取り部が設けられている、熱交換器の製造方法。

【請求項5】

請求項３または４に記載の熱交換器の製造方法であって、
前記伝熱管の端部にヘッダ部をロウ付けするヘッダ部取付け工程を、さらに有しており、
このヘッダ部取付け工程においては、
前記拡管工程の前に、前記伝熱管の端部を前記ヘッダ部に設けられている第２の孔部に挿通させておき、
前記拡管工程においては、前記伝熱管の端部の外周面が前記第２の孔部の内周面にも圧接するように前記拡管部を設けるとともに、この拡管部の外面には、この外面と前記第２の孔部の内周面との間に第２の隙間を生じさせる第２の凹部を設け、
前記ロウ付け工程においては、前記第２の孔部の周縁部に前記伝熱管の端部を接合する第２のロウ付け部を設けるとともに、この第２のロウ付け部の溶融ロウ材を前記第２の隙間に進入させる、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、たとえば給湯装置における湯水加熱用途などに用いられる熱交換器、およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換器の一例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載の構造においては、燃焼ガスが供給されるケースの側壁部に設けられている孔部に、伝熱管の端部が挿入されている。伝熱管の端部は、拡管処理が施されていることにより、前記孔部の内周面に圧接している。前記孔部の一部は、テーパ孔部とされており、このことにより孔部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、伝熱管の拡管とロウ付けとが併用されているため、伝熱管をケースの側壁部に対して比較的高い強度で固定することが可能である。

【0003】

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。

【0004】

すなわち、前記従来技術においては、ケースの側壁部に対する伝熱管のロウ付け強度を高めるための手段として、側壁部の孔部の一部をテーパ孔部としている。したがって、このテーパ孔部を設けるための加工が煩雑であり、製造コストが高価となる。また、孔部の一部をテーパ孔部にすると、その分だけ、孔部の内周面と伝熱管の外周面との接触面積が小さくなり、伝熱管を拡管させた場合における孔部の内周面に対する伝熱管の圧接力を大きくするといったことも難しくなり、伝熱管の取付け強度が低くなる。このような不具合は、側壁部の厚みが小さい場合に、一層顕著となる。
また、前記孔部の一部がテーパ孔部とされて、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も、やや劣るものとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－１３３４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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、簡易な構成によって伝熱管の取付け強度を高くすることができ、製造作業の容易化や製造コスト低減なども好適に図ることが可能な熱交換器、およびその製造方法を提供することを、その課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

本発明の第１の側面により提供される熱交換器は、加熱用媒体が内部に供給されるケースと、このケースの側壁部に設けられている第１の孔部に端部が挿通するようにして前記ケース内から外部に引き出されている伝熱管と、前記側壁部のうち、前記第１の孔部の周縁部に前記伝熱管を接合する第１のロウ付け部と、を備えている、熱交換器であって、前記伝熱管の外周面が前記第１の孔部の内周面に圧接するように前記伝熱管に設けられた拡管部と、この拡管部の一部として形成され、かつ前記伝熱管の軸長方向において前記側壁部を挟むように前記側壁部の内側および外側にそれぞれ位置して前記側壁部に係合する第１および第２の段部と、前記拡管部の外面と前記第１の孔部の内周面との間に、前記第１のロウ付け部のロウ材が進入する第１の隙間を形成するように、前記拡管部の外面に設けられ、かつ前記第１および第２の段部の外面にも延設されている第１の凹部と、をさらに備えており、前記第１のロウ付け部のロウ材の一部は、前記側壁部の外側に位置し、かつ前記第１の凹部のうちの前記第２の段部の領域に進入して、前記側壁部の外面を前記第２の段部にロウ付けしており、前記ロウ材の他の一部は、前記第１の隙間を介して前記側壁部の内側に到達した配置にあり、かつ前記第１の凹部のうちの前記第１の段部の領域に進入し、前記側壁部の内面を前記第１の段部にロウ付けしていることを特徴としている。

【0009】

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、ケースの側壁部に設けられた第１の孔部の内周面と、伝熱管の拡管部の外面との間には、第１の隙間が形成され、かつこの第１の隙間に第１のロウ付け部のロウ材が進入しているため、側壁部と伝熱管とのロウ付け面積を大きくすることができる。前記ロウ材を側壁部のうち、第１のロウ付け部とは反対側の部位に廻り込ませることも可能である。このため、ロウ付けによる接合強度を高めることができる。
また、ロウ付け面積を大きくするための手段として、伝熱管の拡管部の外面に第１の凹部が設けられているが、この第１の凹部は、部分的に設ければよく、伝熱管の外周面と孔部の内周面との接触面積を大きくとることが可能である。したがって、伝熱管の拡管による取付け強度、およびロウ付け強度を、ともに高めることが可能である。
さらに、側壁部の孔部は、単なるストレート状の孔部でよく、前記従来技術とは異なり、一部にテーパ孔部を有するものとする必要はない。一方、伝熱管の拡管部には、第１の凹部が設けられているが、この第１の凹部は、伝熱管を拡管する際に、その一部を非拡管状態とすることによって簡単に設けることが可能である。したがって、製造作業も容易であり、製造コストの低減も的確に図ることができる。

【0011】

さらに、前記構成によれば、伝熱管の拡管部の第１および第２の段部の存在により、側壁部に対する伝熱管の取付け強度をより高めることが可能である。その一方、第１の凹部は、第１および第２の段部にも延設されているため、第１のロウ付け部のロウ材を、第１の凹部を介して第１の隙間に円滑に進入させることができる。第１の隙間が、第１および第２の段部によって完全に塞がれてしまう不具合を適切に回避することが可能である。

【0012】

本発明において、好ましくは、前記伝熱管の端部が挿通する第２の孔部が設けられ、かつ前記伝熱管の端部に第２のロウ付け部を介して接合されるヘッダ部を、備えており、前記拡管部は、前記伝熱管の端部の外周面が前記第２の孔部の内周面にも圧接するように設けられており、前記拡管部の外面と前記第２の孔部の内周面との間に、前記第２のロウ付け部のロウ材が進入する第２の隙間を形成するように、前記拡管部の外面に設けられた第２の凹部を、さらに備えている。

【0013】

このような構成によれば、伝熱管へのヘッダ部の取付けも適切に図られる。すなわち、前記した伝熱管とヘッダ部との基本的な取付け構造は、先に述べたケースの側壁部に対する伝熱管の固定構造と共通している。このため、ヘッダ部に設けられた第２の孔部の内周面に対し、伝熱管の拡管部の外周面を広い面積で圧接させ得ることや、第２の孔部の内周面と伝熱管の外面との間に形成された第２の隙間にロウ材が進入することによって強固なロウ付けを図ることができるなど、ケースの側壁部に対する伝熱管の固定構造について述べたのと同様な効果が得られる。

【0014】

本発明の第２の側面により提供される熱交換器の製造方法は、加熱用媒体が内部に供給されるケースの側壁部に設けられている第１の孔部に、伝熱管の端部を挿通させた状態において、前記伝熱管の外周面を前記第１の孔部の内周面に圧接させるように、前記伝熱管に拡管部を設ける拡管工程と、前記側壁部のうち、前記第１の孔部の周縁部に前記伝熱管を接合する第１のロウ付け部を設けるロウ付け工程と、を有しており、前記拡管工程においては、前記拡管部の一部として、前記伝熱管の軸長方向において前記側壁部を挟むように前記側壁部の内側および外側にそれぞれ位置して前記側壁部に係合する第１および第２の段部を形成する、熱交換器の製造方法であって、前記拡管工程は、前記伝熱管内に進入された状態で前記伝熱管の半径方向に拡縮変形可能な拡縮変形可能部を有する割型パンチを用いて行ない、前記拡縮変形可能部は、前記伝熱管をその内側から押圧するための複数のセグメントを有し、かつ前記伝熱管の拡管時には、前記複数のセグメントの外面部の相互間に離間部が形成される構成であり、この離間部を利用することによって、前記拡管部の外面には、この外面と前記第１の孔部の内周面との相互間に第１の隙間を生じさせる第１の凹部を設けるとともに、この第１の凹部を前記第１および第２の段部の外面にも延設し、前記ロウ付け工程においては、前記第１のロウ付け部の溶融ロウ材の一部を、前記側壁部の外側に位置させて、前記第１の凹部のうちの前記第２の段部の領域に進入させることにより、前記側壁部の外面を前記第２の段部にロウ付けするとともに、前記溶融ロウ材の他の一部を、前記第１の隙間を介して前記側壁部の内側の位置に到達させて、前記第１の凹部のうちの前記第１の段部の領域に進入させることにより、前記側壁部の内面を前記第１の段部にロウ付けすることを特徴としている。

【0015】

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熱交換器を、簡易な作業工程によって適切に製造することが可能である。

【0016】

本発明において、好ましくは、前記複数のセグメントのそれぞれの外面部の端縁には、前記離間部の幅を拡大する面取り部が設けられている。

【0017】

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、割型パンチの複数のセグメントの離間部は、伝熱管の拡管部のうち、第１の凹部を設けるための部分であり、この離間部の幅を大きくすることにより、第１の凹部をも大きくすることが可能である。したがって、前記構成によれば、第１の凹部を設けることの容易化、確実化を図る上で好ましい。

【0018】

本発明において、好ましくは、前記伝熱管の端部にヘッダ部をロウ付けするヘッダ部取付け工程を、さらに有しており、このヘッダ部取付け工程においては、前記拡管工程の前に、前記伝熱管の端部を前記ヘッダ部に設けられている第２の孔部に挿通させておき、前記拡管工程においては、前記伝熱管の端部の外周面が前記第２の孔部の内周面にも圧接するように前記拡管部を設けるとともに、この拡管部の外面には、この外面と前記第２の孔部の内周面との間に第２の隙間を生じさせる第２の凹部を設け、前記ロウ付け工程においては、前記第２の孔部の周縁部に前記伝熱管の端部を接合する第２のロウ付け部を設けるとともに、この第２のロウ付け部の溶融ロウ材を前記第２の隙間に進入させる。

【0019】

このような構成によれば、ケースの側壁部に伝熱管を固定させる作業工程を有効に利用した上で、伝熱管にヘッダ部を適切に取付けることが可能である。

【0020】

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。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る熱交換器の一例を示す斜視図である。

【図2】図１のII－II断面図である。

【図3】（ａ）は、図１のIIIa－IIIa断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIｂ部の拡大図である。

【図4】（ａ）は、図１～図３に示す熱交換器の要部拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIVb－IVb断面図である。

【図5】（ａ）は、伝熱管の拡管に用いる割型パンチの一例を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVb－Vb断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す構造の作用を示す要部断面図である。

【図6】（ａ）は、図１～図３に示す熱交換器の製造方法の作業工程例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIb－VIb断面図である。

【図7】（ａ）は、図１～図３に示す熱交換器の製造方法の作業工程例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIIb－VIIb断面図である。

【図8】（ａ）は、図１～図３に示す熱交換器の製造方法の作業工程例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIIIb－VIIIb断面図である。

【図9】本発明の他の実施形態を示す要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。

【0023】

図１～図３に示す熱交換器ＨＥは、たとえば給湯装置に組み込まれ、給湯用の湯水を加熱するのに用いられるものである。この熱交換器ＨＥは、上下が開口した略矩形枠状のケース１、その内部に収容された複数の伝熱管２、これら複数の伝熱管２に取付けられた入水用および出湯用のヘッダ部６を備えている。
図示説明は省略するが、この熱交換器ＨＥは、逆燃焼式の給湯装置における潜熱回収用であり、ケース１の上部には、燃焼ガス（加熱用媒体の一例）を発生させるバーナ、および前記燃焼ガスから顕熱を回収するための別の熱交換器が載設され、この別の熱交換器を通過した燃焼ガスからさらに潜熱を回収するのに用いられる。複数の伝熱管２を通過する湯水は、前記燃焼ガスを利用して加熱され、湯水生成がなされる。

【0024】

各伝熱管２は、蛇行状伝熱管であり、図３によく表れているように、間隔を隔てて並んだ複数の直状管体部２ａが、半円弧状などの接続管体部２ｂを介して一連に繋がった構成である。各伝熱管２は、複数の直状管体部２ａが上下高さ方向に並ぶ起立姿勢とされた上で、図２に示すように、ケース１の横幅方向に並べて設けられている。ただし、複数の伝熱管２は千鳥配列とされ、互いに隣り合う伝熱管２の相互間には高低差が設けられている。これは、複数の伝熱管２による燃焼ガスからの熱回収量を多くする上で有利である。

【0025】

図３に示すように、各伝熱管２の端部は、ケース１の側壁部１０に設けられた第１の孔部１１を挿通し、ケース１内からその外部に引き出されている。ヘッダ部６は、ベース部６０と、入水口または出湯口として利用される開口部６１ａを有するカバー部６１とが接合され、かつ内部には伝熱管２内に連通するチャンバ６３が形成された構成である。
本実施形態においては、側壁部１０に対する伝熱管２の固定構造、および伝熱管２に対するヘッダ部６の取付け構造に特徴があり、この点を以下に説明する。

【0026】

図４において、伝熱管２には、拡管部２０が設けられている。また、伝熱管２をケース１の側壁部１０に接合するための手段として、第１のロウ付け部Ｂａが具備されている。
拡管部２０は、伝熱管２のうち、ケース１の側壁部１０よりも内側の位置から先端部にわたって設けられており、第１ないし第４の段部２１～２４、ならびに第１および第２の凹部２５ａ，２５ｂを含む凹部２５を有している。凹部２５は、非拡管部に相当し、伝熱管２の軸長方向に一連に延びて設けられている。この凹部２５は、図５を参照して説明する拡管作業用の割型パンチ５の離間部５５に対応する部位であり、図４（ｂ）に示すように、伝熱管２の周方向に適当な間隔で複数箇所設けられている（なお、図４（ａ）においては、理解の容易のため、伝熱管２の上部に凹部２５が設けられ、かつ下部には凹部２５が設けられていない状態に示している。この点は、後述する図８も同様である）。

【0027】

第１および第２の段部２１，２２は、伝熱管２の軸長方向においてケース１の側壁部１０を挟むように、側壁部１０の内側および外側にそれぞれ位置し、かつ伝熱管２の非拡管部の外径よりも大径とされた部分である。好ましくは、第１および第２の段部２１，２２は、側壁部１０の内外両側面に接触した配置とされる。
図４（ｂ）に示すように、拡管部２０の外周面（第１および第２の段部２１，２２の相互間領域の外周面）は、第１の孔部１１の内周面に圧接している。ただし、第１の凹部２５ａの位置においては、拡管部２０の外周面と第１の孔部１１の内周面とは非接触であり
、第１の隙間Ｃ１が形成されている。凹部２５のうち、第１の孔部１１の内周面に対向する部分が、第１の凹部２５ａである。ただし、この第１の凹部２５ａは、第１および第２の段部２１，２２の形成箇所にも延設されている。

【0028】

第１のロウ付け部Ｂａは、側壁部１０のうち、第１の孔部１１の周縁部と伝熱管２の外周面とを接合する部分であり、側壁部１０の外側に設けられている。ただし、この第１のロウ付け部Ｂａのロウ材は、第１の隙間Ｃ１に進入し、第１の孔部１１の内周面と伝熱管２の外周面とを接合している。好ましくは、前記ロウ材の一部は、第１の隙間Ｃ１を介して側壁部１０の内面側に到達し、側壁部１０の内面側を伝熱管２に接合するロウ付け部（不図示）を構成している。

【0029】

伝熱管２の先端寄り部分は、ヘッダ部６のベース部６０に設けられた第２の孔部６２に挿通し、これらの部分を接合するための手段として、第２のロウ付け部Ｂｂが設けられている。拡管部２０の第３および第４の段部２３，２４は、伝熱管２の軸長方向においてベース部６０の内側および外側にそれぞれ位置し、かつ伝熱管２の非拡管部の外径よりも大径とされた部分である。好ましくは、第３および第４の段部２３，２４は、ベース部６０の内外両側面に接触した配置とされる。

【0030】

拡管部２０の外周面は、第２の孔部６２の内周面に対しても圧接している（図４（ａ）の伝熱管２の先端寄り領域の下側部分を参照）。ただし、第２の凹部２５ｂの位置においては、拡管部２０の外周面と第２の孔部６２の内周面とは非接触であり、第２の隙間Ｃ２が形成されている。凹部２５のうち、第２の孔部６２の内周面に対向する部分が、第２の凹部２５ｂである。ただし、この第２の凹部２５ｂは、第３および第４の段部２３，２４の形成箇所にも延設されている。

【0031】

第２のロウ付け部Ｂｂは、ベース部６０のうち、第２の孔部６２の周縁部と伝熱管２の外周面とを接合する部分であり、ベース部６０の片面側に設けられている。ただし、この第２のロウ付け部Ｂｂのロウ材は、第２の隙間Ｃ２に進入し、第２の孔部６２の内周面と伝熱管２の外周面とを接合している。図示説明は省略するが、好ましくは、前記ロウ材の一部は、第２の隙間Ｃ２を介してベース部６０の前記とは反対の片面側に到達し、ベース部６０の前記片面側を伝熱管２に接合するロウ付け部（不図示）を構成している。

【0032】

次に、前記した熱交換器ＨＥの製造方法の一例について説明する。

【0033】

熱交換器ＨＥの製造に際しては、図５に示すような割型パンチ５を用いる。理解の容易のため、この割型パンチ５を先に説明する。

【0034】

割型パンチ５は、マンドレル４が内部に挿入される筒状であり、先端部から基端部側に向けて延びた複数のスリット５５（離間部）を有している。このことにより、割型パンチ５は、その中心軸周りにおいて複数（たとえば４つ）のセグメント５０ａに分割されており、この割型パンチ５のうち、軸長方向先端寄り部分は、半径方向に拡縮変形可能な拡縮変形可能部５０となっている。拡縮変形可能部５０の外周面には、先に述べた第１ないし第４の段部２１～２４を形成するための第１ないし第４の凸状部５１～５４が設けられている。

【0035】

マンドレル４の先端部は、たとえば円錐状または円錐台状などとされ、先端部から基端部側に進むほど直径または幅が増大する楔部４０であり、割型パンチ５の拡縮変形可能部５０の内側に位置している。マンドレル４を割型パンチ５に相対させて前進させると、拡縮変形可能部５０は、図５（ｂ）に示す非拡大状態から、同図（ｃ）に示す拡大状態に変化する。すなわち、楔部４０によって複数のセグメント５０ａを押し広げることが可能で
ある。図５（ｃ）に示した拡大状態では、スリット５５（離間部）の幅Ｌａが拡大しているが、このことにより、伝熱管２の拡管部２０に凹部２５を形成することができる。

【0036】

熱交換器ＨＥの製造に際しては、前記した割型パンチ５を使用し、図６～図８に示すような手順を経る。

【0037】

まず、図６に示すように、ケース１の側壁部１０およびヘッダ部６のベース部６０に設けられている第１および第２の孔部１１，６２に伝熱管２を挿通させた状態において、図７に示すように、割型パンチ５を伝熱管２内に挿入する。次いで、図８に示すように、割型パンチ５を拡大させ、伝熱管２の端部寄り領域を拡管する。このことにより、図４を参照して説明した拡管部２０を伝熱管２に設けることができ、側壁部１０への伝熱管２の仮固定、および伝熱管２へのベース部６０の仮固定を適切に図ることができる。

【0038】

図８（ｂ）によく表れているように、割型パンチ５の拡縮変形可能部５０を拡大させた際には、複数のセグメント５０ａの相互間のスリット５５（離間部）の幅が大きくなり、このスリット５５に対応する箇所は、拡管されない、または他の部分と比較して十分に拡管されない。このことにより、拡管部２０に凹部２５を設けることが可能である。

【0039】

前記した拡管工程を終えた後には、第１および第２のロウ付け部Ｂａ，Ｂｂを設けるためのロウ付け工程を実施する。このロウ付け工程においては、所定のロウ付け対象部位にロウ材を塗布して、加熱炉にてロウ材を加熱溶融させる。その際、第１および第２のロウ付け部Ｂａ，Ｂｂを形成するための溶融ロウ材の一部は、第１および第２の隙間Ｃ１，Ｃ２に進入することとなる。
前記した一連の工程を経ることにより、熱交換器ＨＥを適切に製造することができる。

【0040】

本実施形態の熱交換器ＨＥにおいては、ケース１の側壁部１０に設けられた第１の孔部１１の内周面と、伝熱管２の外周面との間には、第１の隙間Ｃ１が形成され、かつこの第１の隙間Ｃ１に第１のロウ付け部Ｂａのロウ材が進入しているため、側壁部１０と伝熱管２とのロウ付け面積を大きくすることができる。また、ロウ材を側壁部１０の内面側に廻り込ませることも可能である。したがって、側壁部１０に対する伝熱管２のロウ付け強度を高くすることができる。

【0041】

側壁部１０と伝熱管２とのロウ付け面積を大きくするための手段として、拡管部２０の外面に第１の凹部２５ａが設けられているが、この第１の凹部２５ａは、拡管部２０の周方向に部分的に設けられており、伝熱管２の外周面と第１の孔部１１の内周面との接触面積（圧接領域の面積）を大きくとることが可能である。したがって、拡管による側壁部１０に対する伝熱管２の取付け強度も高めることができる。

【0042】

側壁部１０の第１の孔部１１は、単なるストレート状の孔部でよく、たとえば一部にテーパ孔部を有するものとする必要はない。一方、伝熱管２の拡管部２０には、第１の凹部２５ａが設けられているが、この第１の凹部２５ａは、割型パンチ５のスリット５５（複数のセグメント５０ａの離間部）を利用して簡単に設けられる。

【0043】

一方、伝熱管２に対するヘッダ部６（ベース部６０）の取付け構造も、その基本的な構成は、側壁部１０に対する伝熱管２の取付け構造と同様であり、ヘッダ部６のロウ付け強度、拡管による固定強度をともに高めることが可能である。また、伝熱管２に対するヘッダ部６の取付け工程のうち、拡管工程は、同一の工程で行なうことが可能である。このようなことから、熱交換器ＨＥの製造作業は容易であり、製造コストの低減を的確に図ることもできる。

【0044】

図９は、本発明の製造方法で用いられる割型パンチ５の複数のセグメント５０ａの他の実施形態を示している。
同図に示す実施形態においては、複数のセグメント５０ａのそれぞれの外面部の端縁に、面取り部５０ｂが設けられている。

【0045】

このような構成によれば、複数のセグメント５０ａの離間部５５（スリット）の幅Ｌｃが、本来の幅Ｌｂよりも大きくなる。このため、図８に示すように、伝熱管２を拡管する場合に、凹部２５のサイズを大きくし、適正化することができる。また、凹部２５を形成することの確実化を図ることもできる。

【0046】

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。本発明に係る熱交換器の製造方法の各工程の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において変更自在である。

【0047】

伝熱管は、蛇行状のものに限らず、たとえばＵ字状、直管状、あるいは螺旋状などのものを用いることが可能であり、その具体的な形状は問わない。断面楕円形の伝熱管なども用いることが可能である。
本発明に係る熱交換器は、逆燃焼式に限らず、たとえば正燃焼式のものとすることが可能である。また、熱交換器は、給湯装置用のものに限らない。
本発明の熱交換器の製造方法で用いられる割型パンチの複数のセグメントは、スリットを介して分離されたものに限らない。複数のセグメントをそれぞれ別部材とした構成とすることもできる。

【符号の説明】

【0048】

ＨＥ 熱交換器
Ｂａ，Ｂｂ 第１および第２のロウ付け部
Ｃ１，Ｃ２ 第１および第２の隙間
１ ケース
１０ 側壁部
１１ 第１の孔部
２ 伝熱管
２０ 拡管部
２１，２２ 第１および第２の段部
２５ 凹部
２５ａ，２５ｂ 第１および第２の凹部
５ 割型パンチ
５０ 拡縮変形可能部
５０ａ セグメント
５０ｂ 面取り部
５５ スリット（離間部）
６ ヘッダ部
６２ 第２の孔部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】