JP2008500513A - ヘッダー長孔への挿入深さを制限するための管特徴部分 - Google Patents

Abstract

細長の平形管（１０）が、管（１０）の一端部（３２）から離間した一対のディンプル部分（３０）を含み、該ディンプル部分が、熱交換器のヘッダー（１２）の管長孔（１４）への前記一端部（３２）挿入深さを制限する。

Description

本発明は熱交換器に関し、詳しくは、ヘッダーに形成した一致する管長孔にその端部が受けられる平形の管（以下、平管あるいは単に管とも称する）を有する熱交換器に関する。

ヘッダーにおける合致する管長孔に受けられる端部を有する平管を備えた熱交換器は良く知られている。そうした熱交換器の組み立てに際しては、管長孔及び関連するヘッダーに関する管端部の位置が一つの関心事項となる。管長孔への端部挿入長さが長過ぎると、差し込まれた端部がヘッダーを通る流体流れと干渉したり、またはその逆に挿入長さが短過ぎると、当該構造部分をろう接またはハンダ付けして管とヘッダーとをシール連結するような場合に、適宜の結合連結部が形成されない恐れがある。

管端部を、材料除去及び又は実質的に変形又はリサイズさせて改変させることが知られている。そうした方策の例は、米国特許第５，１０１，８８７号、同第５，０５２，４７９号、同第５，０４８，６０２号、同第４，８２５，９４１号に示される。こうした方策は受け入れ可能なものではあるが、比較的精密な設備や工具、押出形成管を使用する必要があるため、薄肉の、溶接又は圧延形成した管には適用できないと思われる。従って、当該分野における改良が引き続き望まれている。

米国特許第５，１０１，８８７号 米国特許第５，０５２，４７９号 米国特許第５，０４８，６０２号 米国特許第４，８２５，９４１号

解決しようとする課題は、ヘッダー長孔への平管の挿入深さを制限するための新規な且つ改良された管特徴部分を提供することである。
解決しようとする他の課題は、管端部の材料除去及び又は実質的な変形あるいはリサイズを必要としない、ヘッダー長孔への平管の挿入深さを制限するための新規な且つ改良された管特徴部分を提供することである。

本発明の一様相によれば、管を受ける管長孔を備えるヘッダーを有する熱交換器で使用するための細長い平形の管が提供される。管は、相対する一対の凸状の縁壁と連接した幅広の、相対する一対の側壁を含み、連接した縁壁と側壁とが、管の長さ全体に渡り、受けられるべき管長孔と合致する一様な横断方向の断面を画定する。前記縁壁及び側壁は、流体流れを管を通して送るための少なくとも一つの内側流路を囲繞する。

本発明の一様相によれば、管は、その一端から離間した所望の位置に、当該位置での断面の一様性を破綻させる凹状のディンプル部分を含む。凹状のディンプル部分は一方の縁壁に形成され、管長孔の内側部分と干渉して、内管長孔への管端部の挿入深さを制限する一対の隆起部を創出する。

本発明の一様相によれば、管は、その一端から離間した所望の位置に位置付けられ、当該位置での断面の一様性を破綻させる一対の凹状のディンプル部分を含む。一対の凹状のディンプル部分の一方は一方の縁壁に形成され、他方の凹状のディンプル部分は他方の縁壁に形成される。各凹状のディンプル部分は、管長孔の内側部分と干渉して、管長孔への管端部の挿入深さを制限する一対の隆起部を創出する。

本発明の一様相によれば、各ディンプル部分は湾曲した底部を有する。
本発明の一様相によれば、各ディンプル部分は平坦な底部を有する。
本発明の他の様相によれば、ヘッダーの管長孔内に細長の平管の端部を位置付けるための方法が提供される。本方法には、相対する一対の凸状の縁壁と連接した幅広の相対する一対の側壁を含み、連接した縁壁と側壁とが、管の長さ全体に渡り、管を受けるヘッダーの管長孔と合致する一様な断面を画定し、流体流れを管を通して送るための少なくとも一つの内側流路が、前記連接した縁壁と側壁とにより囲繞される細長の平形の管を提供する段階が含まれる。本方法には、一方の縁壁を、管の一端から離間した所望の位置で部分的に変形して、当該位置での断面の一様性を破綻させると共に一対の隆起部を創出させる段階と、前記管の一端を、前記隆起部によってそれ以上の挿入が妨害されるまで管長孔に差し込む段階とが更に含まれる。

本発明の一様相によれば、前記一方の縁壁を、管の一端から離間した所望の位置で部分的に変形して当該位置での断面の一様性を破綻させると共に、一対の隆起部を創出させる段階には、他方の縁壁を所望の位置で部分的に変形して当該位置での断面の一様性を破綻させると共に、別の一組の隆起部を創出させる段階が更に含まれる。
本発明のその他の目的、特徴及び利益は、付随する請求項及び図面を含む明細書全体から明らかである。

ヘッダー長孔への平管の挿入深さを制限するための新規な且つ改良された管特徴部分を提供することである。
解決しようとする他の課題は、管端部の材料除去及び又は実質的な変形あるいはリサイズを必要としない、ヘッダー長孔への平管の挿入深さを制限するための新規な且つ改良された管特徴部分を提供することである。

図１及び図２を参照するに、熱交換器で使用するための細長の平管１０が示され、平管１０を受ける管長孔１４を備えたヘッダー１２を有している。図示されないが熱交換器は代表的には、複数の平管１０と、各平管及びフィンの外面上を通過する流体流れに熱を移行させるための、各平管間を伸延する蛇行フィンあるいはプレートフィンとを、周知様式において含んでいる。ここで、“ヘッダー”とは、平管１０のような管の端部を受ける管長孔を有する熱交換器の任意の構造部分のことであり、そうした構造部分には、例示したような円筒状構造、ワンピース型のヘッダーあるいはマニホルド設計形状、又は、所謂ヘッダープレートやタンク形構造部分のようなその他の任意の好適な構造部分が含まれるものとする。

平管１０は、相対する湾曲あるいは凸状の一対の縁壁１８と連接される相対する幅広の一対の側壁１６を含み、連接された縁壁及び側壁は、平管１０の長手方向軸線２０を横断する、図４に最も良く示す全体に長円形の断面を画定する。この断面は平管の長さ方向に渡り一様であり且つ、管を受ける管長孔１４と合致する。管長孔１４に受けられた平管はハンダ付けあるいはろう接によるなどして管長孔との間に好適な結合連結部を形成する。図４を再度参照するに、平管１０は、ウェブ２４により分離され且つ縁壁１８と側壁１６とにより囲繞された、平管１０を通して流体流れを送るための多数の内側ポート又は流路２２をも含む。図には多数のポート構造が示されるが、ある用途では、ウェブを含まない、単一のポートあるいは流路構造を用いる方が望ましい場合があり得る。

平管１０には、その一端部３２から離間した所望の位置Ｌに、この位置Ｌでの平管断面の一様性を破綻させる一対の凸状のディンプル部分あるいはデント部分も含まれる。一方のディンプル部分３０は一方の縁壁１８に形成され、他方のディンプル部分３０は他方の縁壁１８に形成される。各ディンプル部分３０は、図４に最も良く示されるように、管長孔１４とは合致せず、それ故、平管１０の一端部３２の管長孔１４への挿入深さを制限するための、図２に最も良く示される断面部分を創出する。詳しくは、各ディンプル部分３０は、管の一端部３２の長円形の断面を受ける長円形の管長孔１４とは合致しない、図４に最も良く示される矩形に近い断面部分を創出する。この点に関し、各ディンプル部分３０は、管長孔１４と干渉してこの管長孔１４への平管１０の挿入深さを制限する一対の隆起部３４を創出する。

各ディンプル部分３０は、ディンプルのための所望の形状を有する工具を縁壁１８に衝突させ、あるいは押し付けて縁壁の材料を塑性変形又は恒久変形させることにより創出され、その際、平管１０の管の一端部３２から材料を除去する及び又は実質的に変形あるいはリシェイプさせる必要がない。
従って、ここで“ディンプルあるいはデント”とは、材料除去を伴わない塑性変形又は恒久変形による構造的特徴部分に対して参照されるものとする。この作業は、平管１０を形成した後に実施され、平管１０をある長さに切断した後かあるいは、管切断プロセス中に実施され得る。ディンプル部分３０の深さは、一様な断面が所望通りに変化して非一様な断面と、関連する隆起部３４とが創出されるように調節され得る。深さ約０．０１０インチ（約０．２５ｍｍ）のディンプル部分３０を設けた実験では約０．００４インチ（約１ｍｍ）の隆起部３４が創出されたが、この隆起部は平管１０の挿入深さを制限するためのある用途においては十分なものであった。

図１〜図４に示す実施例では各ディンプル部分は図２に最も良く示されるような湾曲した底部３６を有している。あるいは、図５に示されるように、各ディンプル部分３０は全体に平坦な底部３６を有する。
管１０は、１対のディンプル部分３０を有するものとして例示したが、ある用途では単一のディンプル部分３０を一方の縁壁１８に形成したものが望ましい場合が有り得る。
上述した如く、各ディンプル部分３０は、押出管、薄肉管、溶接形成又は圧延形成した管を含む任意の管１０に対して適用し得るものである。本発明は材料除去が不要であり、従って、押出形成したコアチューブと共に使用することに限定されない点において、従来方法よりも有益なものである。

ヘッダーに挿入した本発明の管の実施例を示す部分斜視図である。 図１を線２−２に沿って切断した断面図である。 ヘッダーから除去した状態で示す図１の管の部分斜視図である。 図３を線４−４で切断した断面図である。 本発明の管の実施例の斜視図である。

符号の説明

１０ 平管
１２ ヘッダー
１４ 管長孔
１６ 側壁
１８ 縁壁
２０ 長手方向軸線
２２ 流路
２４ ウェブ
３０ ディンプル部分
３２ 一端部
３４ 隆起部
３６ 底部

Claims (8)

1. 管を受けるための管長孔を備えるヘッダーを有する熱交換器で使用する細長の平形の管であって、
   管が、
   相対する一対の幅広の側壁にして、相対する一対の凸状の縁壁と連接され、連接された側壁と縁壁とが、管の長さ方向に渡り一様な横断面を画定し、該横断面が、管長孔に受けられるために該管長孔と合致し、管を通して流体流れを送るための少なくとも一つの内側流路が、前記連接された側壁と縁壁とにより囲繞される側壁と、
   管の一端部から離間した所望の位置に位置付けられ、当該位置において前記横断面の一様性を破綻させる一対の凹状のディンプル部分にして、一方のディンプル部分が一方の縁壁に形成され、他方のディンプル部分が他方の縁壁に形成され、各ディンプル部分が、管長孔と干渉して管長孔への管の端部の挿入深さを制限する一対の隆起部分を創出するディンプル部分と、
   を含む管。
2. 各ディンプル部分が湾曲した底部を有する請求項１の管。
3. 各ディンプル部分が平坦な底部を有する請求項１の管。
4. 管を受けるための管長孔を備えるヘッダーを有する熱交換器で使用する細長の平形の管であって、
   管が、
   相対する一対の幅広の側壁にして、相対する一対の凸状の縁壁と連接され、連接された側壁と縁壁とが、管の長さ方向に渡り一様な横断方向の断面を画定し、該断面が、管長孔に受けられるために該管長孔と合致し、管を通して流体流れを送るための少なくとも一つの内側流路が、前記連接された側壁と縁壁とにより囲繞される側壁と、
   管の一端部から離間する所望の位置に位置付けられ、当該位置において前記断面の一様性を破綻させる凹状のディンプル部分にして、一方の縁壁に形成され、管長孔と干渉して管長孔への管の端部の挿入深さを制限する一対の隆起部分を創出するディンプル部分と、
   を含む管。
5. ディンプル部分が、湾曲した底部を有する凸状の断面を有する請求項４の管。
6. ディンプル部分が、溝状の断面を有する請求項４の管。
7. ヘッダーの管長孔内に細長の平形の管の端部を位置付けるための方法であって、
   相対する一対の凸状の縁壁と連接した幅広の相対する一対の側壁を含み、連接した縁壁と側壁とが、管の長さ全体に渡り、管を受けるヘッダーの管長孔と合致する一様な断面を画定し、流体流れを管を通して送るための少なくとも一つの内側流路が、前記連接した縁壁と側壁とにより囲繞される細長の平形の管を提供する段階と、
   一方の縁壁を、管の一端から離間した所望の位置で部分的に変形して、当該位置での断面の一様性を破綻させると共に、一対の隆起部分を創出させる段階と、
   前記管の一端を、前記隆起部分によってそれ以上の挿入が妨害されるまで管長孔に差し込む段階と、
   を含む方法。
8. 一方の縁壁を、管の一端から離間した所望の位置で部分的に変形し、当該位置での断面の一様性を破綻させると共に、一対の隆起部分を創出させる段階が、他方の縁壁を所望の位置で部分的に変形して当該位置での断面の一様性を破綻させると共に、別の一組の隆起部分を創出させる段階を更に含む請求項７の方法。

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