JP2001091181A - 高剛性ゴスパー・フィンを有する熱交換器の製造方法 - Google Patents

高剛性ゴスパー・フィンを有する熱交換器の製造方法

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JP2001091181A
JP2001091181A JP2000255672A JP2000255672A JP2001091181A JP 2001091181 A JP2001091181 A JP 2001091181A JP 2000255672 A JP2000255672 A JP 2000255672A JP 2000255672 A JP2000255672 A JP 2000255672A JP 2001091181 A JP2001091181 A JP 2001091181A
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stack
tubes
heat exchanger
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リー ヤング ダリル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ほぼ平坦で長楕円断面を有するチューブから
なる熱交換器コアに対し、フィンのスタックを通じたチ
ューブを束ねることを容易にし、そしてチューブのフィ
ンに対する冶金的な接合に先立ってチューブをフィンに
対して機械的に固定する。 【解決手段】 チューブ30が通過する襟付き穴を有する
フィン60のスタックを持つ熱交換器コア56の製造方法に
関する。上に位置するフィンは、下に位置するフィンの
穴の周囲の襟部90により、支持される。チューブの前端
部66はコルゲート加工され、チューブの前端部を介し
て、フィンの配列穴の各組を通して、各チューブで束ね
られる。その後チューブは、コルゲート加工された前端
部が通過するフィンの襟付き穴に対向して、コルゲート
加工された前端部の断面を拡張させることにより、スタ
ック中のフィンのうちの少なくとも一部に機械的に固定
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本特許出願に開示された内容の一部は、名
称が“METHOD OF MANUFACTURING A FLAT CORRUGATED TU
BE”である1999年8月25日出願の米国特許出願09/382,75
5号の内容と同一である。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は概略的には熱交換器
の構造に関し、具体的には1996年3月26日に発行された
米国特許5,501,270号に開示された形式の熱交換器の改
良に関する。
【０００３】
【従来の技術】米国特許5,501,270号には、平行チュー
ブにより束ねられた金属フィンのスタックを有する、熱
交換器の構造が開示されている。連続的なフィンがスタ
ック全体に亘り、ほぼ一様に離間して配置されている。
フィンは同一のパターンの襟付き穴を有し、それにより
チューブがスタックを束ねている。チューブは楕円横断
面を持つ。平面視した場合、フィン開口部はチューブの
楕円断面より僅かに大きい楕円形状を持つ。フィンとチ
ューブは、チューブが通る各穴の周りで互いにロウ付け
される。
【０００４】熱交換器が使用状態にあるときは、第１の
熱交換流体が平行チューブ内を流れ、第２熱交換流体が
スタックの前面からスタックの後面までスタックを通っ
て流れる。第２熱交換流体は、チューブに対してほぼ垂
直な方向から前面に流入する。
【０００５】スタックの内側では、各フィンの大部分の
領域は、第２流体が流入してくる方向とは垂直をなさな
いそれぞれの面内に位置する。全体として、スタック前
面に第２流体が流入する方向と垂直をなさない面内に、
その様なフィンの内側部分が配置されている。
【０００６】襟付き開口部に加え、フィンの内側部分
は、第２流体がスタックを通過するときにその第２流体
が通り抜けるようになされたルーバー状スロットの列を
有する。新規なコアの構成として上記引用特許に開示さ
れているものは、熱交換と流体圧低下の両方に関して効
率的であるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】全体的な観点において
本発明は、熱交換器コア製造における改良に関し、特
に、フィンのスタックを用いてチューブを束ねることを
容易にし、チューブのフィンに対する冶金的結合に先立
ちチューブをフィンに機械的に固定するために、全体的
に平坦な楕円断面を持つチューブを有する、コアに関す
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上位概念の請求項に記載
の発明は、チューブを束ねるのに配列される穴の組を持
つフィンのスタックを有する熱交換器コアを製造する方
法に関し、該方法が、上記チューブの長さ範囲の少なく
ともある部分においてコルゲート加工し、上記フィン中
に配列された対応する組の穴を用いて上記各チューブを
束ねる工程、及び、上記チューブの上記コルゲート加工
された部分の断面を拡張する工程、を有する。
【０００９】別の上位概念の請求項に記載の発明は、楕
円断面のチューブを束ねるのに配列される楕円の穴の組
を持つフィンのスタックを有する熱交換器コアに関し、
上記チューブの上記楕円断面が、公称厚さの方向に離し
て配列され、公称幅の方向において湾曲端部により接合
される、実質的に平坦で、実質的に平行な辺を持つ、公
称幅及び公称厚さを有し、上記方法が、上記チューブの
上記実質的に平坦で実質的に平行な辺を、上記チューブ
の長さ範囲の少なくともある部分においてコルゲート加
工し、上記フィン内の各組の配列された穴を用いて各チ
ューブを束ねる工程及び、上記コルゲート加工された辺
を含む上記チューブの断面を拡張する工程、を有する。
【００１０】更に別の上位概念の請求項に記載の発明
は、公称楕円チューブを束ねるのに配列される少なくと
も一組の穴を持つフィンのスタックを有する熱交換器コ
アの製造方法に関し、該方法が、上記配列された各組の
穴に対して、公称幅と公称厚みの楕円断面を持ち、そし
て、該楕円断面の公称幅と公称厚みよりも僅かに小さい
全幅と全厚とを有する横断面を持つコルゲート加工され
た長手方向前端部を持つ各チューブを備える工程、及
び、上記長手方向前端部を、上記スタックの最初のフィ
ンにある対応する上記組の第１の穴の中へ、そして上記
スタックの中の次のフィンにある対応する上記組の続く
穴を通して、挿入することにより、上記対応する組の穴
を用いて、各チューブを束ねる工程、を有する
【００１１】更に別の上位概念の請求項に記載の発明
は、公称楕円チューブを束ねるのに配列された少なくと
も一組の穴を持つフィンのスタックを有する熱交換器コ
アを製造する方法に関し、該方法が、公称厚さの方向に
離間して配置され、公称幅の方向の湾曲端により接合さ
れる、実質的に平坦で、実質的に平行な辺を持つ、公称
幅と公称厚さの楕円断面を有し、そして、上記楕円断面
の公称幅及び厚さよりも僅かに小さい全幅及び厚さの横
断面を有し、上記公称幅及び厚さの上記実質的に平坦
で、実質的に平行な辺から上記チューブの長さ方向に連
続するコルゲート加工された辺を有する長手方向前端部
を有するチューブを備える工程、及び、上記長手方向前
端部を、上記スタックの最初のフィンにある対応する上
記組の第１の穴の中へ、そして上記スタックの中の次の
フィンにある対応する上記組の続く穴を通して、挿入す
ることにより、上記対応する組の穴を用いて、各チュー
ブを束ねる工程、を有する。
【００１２】本発明はまた、これらの方法により製造さ
れる熱交換器コアにも関する。
【００１３】他の全体的及び具体的な観点は、以下の説
明と特許請求の範囲において、明確になるであろう。
【００１４】本発明の好ましい実施形態と、本発明の実
施のために現在意図されるものの最良の態様を例示する
ために、簡単に後述される図面が、ここに組込まれてい
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１乃至３は、上記引用特許に開
示されたもののような熱交換器のコア構造体の製造で用
いられてきた、チューブ30の端部を図示したものであ
る。そのようなコア構造は、フィンのスタックに配列さ
れた穴により束ねられ、そしてスタック中の個々のフィ
ンと接合された、多くのチューブを含む。チューブ材か
らある長さのチューブを切出す作業が、チューブ端部に
おいて公称断面を歪ませる状態を起こす場合がある。公
称断面は、幅Ｗと厚さＴを持つ長楕円形状を有する。ほ
ぼ平行な長辺32は、本質的に半円形に湾曲した、はるか
に短い短辺34により、両端で接続されている。歪みが誇
張された図である図３により示され、その図から、チュ
ーブ断面の長寸方向のチューブ端部に向けて短辺34が外
方に膨出してベルマウス形状をもたらしていることが理
解されよう。また切断後に小さなバリ36が見られる場合
もある。
【００１６】チューブ端部のこの歪みにより、フィンの
スタック内の穴によりチューブを束ねる際に、問題が生
じる場合がある。開口部が小さすぎる場合には、束ねる
際にチューブが自由にスタックを通過できない場合があ
る。それどころか、スタックを完全に通過する前に、フ
ィン穴の縁に、チューブが引っかかったり、ぶつかった
り、あるいは動かせなくなったりすることがあり得る。
他方で、スタックの穴をその様な問題を回避するのに充
分な程大きくすると、チューブの公称断面と、チューブ
を束ねるのに用いられるフィン穴とのクリアランスが大
きくなるため、フィンとの熱伝導可能な関係を持ってチ
ューブを配置することが困難になってしまう。
【００１７】図５乃至１０は、上述の問題の両方を回避
するための、図１乃至３に示されるようなチューブ端部
の一連の処理工程を示す。図４は、上述のものの様なチ
ューブ30の初期形状を示す。上述した変形は、図４では
図の縮尺により明確ではないが、存在する。束ね工程に
おけるベルマウス及びバリ36による影響を取除くため、
チューブ30の端部はプレス機などの適切な装置内の対向
する金属ダイ40と42の間で断面の厚さ方向に絞り加工さ
れる。しかしながら絞り加工されるのは断面の中間部分
のみであり、断面の短い方の湾曲端部はそのままとされ
る。チューブを絞り加工するダイ40, 42の対向面は、チ
ューブ端部の幅方向中間部に作用してコルゲート加工す
る波状部44, 46を有する。その波状部が、図示のよう
に、正弦波のような形状を持つことが考慮されても良
い。チューブは、対向する辺32が互いに押圧する程度ま
で絞り加工される。ダイが解放されるならば、図６に示
されるように、コルゲート加工された辺32が、それら自
体を分離させることになるであろう程度のスプリングバ
ックを示すことになろう。しかしながら、解放すること
なく、図７及び８に示すようにダイは辺32を互いに対し
て保持し続け、その一方でチューブ断面の幅方向端部34
を矯正する作業が更に実行される。
【００１８】その作業は、閉じたダイ40, 42の側部から
突出したチューブ断面の各幅方向端部に対し、各ダイ4
8, 50を押圧する工程を有する。各ダイ48, 50は、チュ
ーブの各幅方向突出部に係合するキャビティ52, 54をそ
れぞれ有し、それらは閉じたダイ40, 42からチューブ幅
Ｗの方向に各部分が突出する度合を減少させるための形
状を有し、そしてバリ36が生じた場合におけるコイニン
グのためのものである。ダイ40, 42は、波状部における
あらゆるバリをコイニング加工することが出来る。さら
に、キャビティの形状及びＷ方向に突出部が短縮される
度合は、ダイ48, 50が解放され引き続いてダイ40, 42が
解放されたときに、チューブ端部の断面が公称幅Ｗと公
称厚さＴを超えない様な全幅と全厚を有する様に、選択
される。最終的な形状が、図９及び１０に示されるよう
に、公称幅よりも小さい幅と、公称厚さより小さい厚さ
を持つことが、特に望まれる。言い換えれば、全てのダ
イが解放された後に、実質的なスプリングバック無し
に、チューブ端部が、所望寸法の仕上げ幅と仕上げ厚さ
に調整された、ということである。以上、チューブの終
端部のみの処理について述べたが、チューブは上述の態
様でその全長に及ぶまで処理されても良いことが、理解
されるはずである。
【００１９】図１１乃至１８は、図４乃至１０の態様で
処理されたチューブを利用して、熱交換器コアを製造す
る際の一連の工程を示す。最終的な処理がなされた熱交
換器コア56と、その一部の詳細が、図１９乃至２２に示
されている。図１１は、ヘッダー・プレート62, 64に挟
まれた個々の熱交換器フィン60のスタック58を示す。フ
ィン60は同一のものであり、それぞれが、チューブ30に
より束ねられる様に適合された個々の襟付き穴を有す
る、係合穴パターンを持つ。フィン60がスタック58を形
成する様に配列されると、上又は下に位置するフィンの
各穴は、下又は上に位置するフィンの対応する穴と適合
していると考えられる。スタック中の一連のフィンの間
の一様な間隔は、連続するフィンの各穴を取囲む襟とフ
ィンが接合することにより維持される。
【００２０】チューブ30の前端部66は、図４乃至１０に
よる処理が施され、スタック58に束ねられる際に通り抜
けるフィンの穴との間に隙間を持つ。隙間を持つ穴は、
ヘッダー・プレート62, 64にも存在する。図１１は、ス
タック58によりチューブ30を束ねる前の、部品の相対位
置を示す。束ね工程が開始されると、チューブ30はまず
前端部66から、ヘッダー・プレート62を通してスタック
58内に挿入される。図１２は、束ね工程が部分的に完了
した状態を示す。図１３は、束ね工程が完了した状態を
示し、チューブ30のヘッダー・プレート62, 64の穴の通
過を含めて、スタックを完全に貫通している。
【００２１】次に、チューブ30の、図４乃至１０により
処理が施された端部とは反対側の端部において、内部に
マンドレル68が差し込まれる。そしてマンドレルはチュ
ーブ内を前進する。図１４はマンドレル挿入前の部品の
相対位置を示し、図１５はマンドレル68が挿入され途中
まで前進した中間段階における相対位置を示し、そして
図１６はマンドレル68が前進を完了した後の相対位置を
示す。マンドレル68の末端部70は、チューブに挿入され
たその領域以外の部分より広げられた断面を持つ。その
拡張末端部は、チューブにおけるコルゲート加工されて
いない公称楕円断面の部分を自在に通過する様な、横断
面形状を有する。しかしながら、図４乃至１０の処理に
よりコルゲート加工された部分のいずれにおいても、マ
ンドレルの拡張末端部がチューブ30を通過する際に、そ
の拡張末端部がチューブ30の内壁面に対し波状部を拡張
する様に、係合する。チューブの波状部がフィンの襟付
き穴を通過する場所ではいずれも、マンドレル68の末端
部70によりチューブが拡張されて開口部の襟部に押し付
けられ、それによりチューブとフィンとの確実な機械的
接合が行われる。そのような接合は、引き続いて行われ
るロウ付け作業において互いにロウ付けされ得るまで、
フィンとチューブを組立関係に維持するのに充分なもの
である。拡張後のコルゲート加工断面において、各チュ
ーブはコルゲート加工されていない断面とほぼ同じ大き
さの流路面積を有する。図１７及び１８は、マンドレル
68のチューブ30からの引き抜きを示す。
【００２２】いずれかのチューブ30が図４乃至１０の過
程により生成された波状部を含み、それら波状部が襟付
き穴を通過する場合には必ず、チューブの波状部が図１
９及び２０により描かれた態様で襟付き穴に向けて拡張
する。チューブの下端部のみがコルゲート加工され、そ
してそれらがスタックの最低部のフィンのみの穴に対し
て拡張されたとしても、その結果としての接合は、チュ
ーブが貫通する襟付き穴においてチューブとフィンとが
ともにロウ付けされるまでのコア構造体の取扱い中に、
コア構造体がほぼ直立状態に維持される限り、全てのフ
ィンと束ねられるチューブを適切な組立関係に維持する
のに充分なものである。コア構造体が直立状態であれ
ば、スタックの上方にあるフィンはそれぞれ、下側にあ
るフィン上に、それら２つのフィンのうち１つの穴を取
囲む襟部を介して、その襟部の高さにより得られる離間
距離を保ちながら、支持され続ける。
【００２３】チューブが、スタック中の最上部のフィン
を通過する部分についてもコルゲート加工されている場
合は、それらの波状部も最上部のフィンにおける穴に対
して拡張されることになり、そして最上部フィンと最低
部フィンとの間にある中間フィンは、チューブが固定さ
れた最上部フィンと最低部フィンとの間のチューブに波
状部が存在するかしないかに拘らず、スタック中に保持
されることになる。勿論、その様な波状部が存在する場
合、チューブはその中間フィンに対しても固定されるこ
とになる。
【００２４】ヘッダー・プレート62, 64は、フィンが固
定されるのと同様にチューブに固定されるのが好ましい
一方、本発明の原理は、上述の態様でチューブがフィン
に固定された後で、両ヘッダー・プレートのうち一方が
何らかの適切な態様にてコア構造に組付けられ得ること
を意図していることが、理解されるはずである。
【００２５】チューブの全長までコルゲート加工がなさ
れても良いことを上述したものの、マンドレルが入るチ
ューブ端部はコルゲート加工されないのが好ましい。マ
ンドレルが挿入される各チューブの端部に波状部の無い
短い部分を残すことにより、固定過程の結果に望ましく
ない作用を与え得る干渉の恐れが回避され、マンドレル
のチューブ内への挿入が容易になると、考えられる。
【００２６】図２１は、ヘッダー・プレート62, 64を含
む、仕上げられた熱交換器コア56を示す。仕上げられた
熱交換器において、タンク（不図示）がコア構造体の頂
部と下部に組付けられ、チューブ30は一端にて一方のタ
ンク内部に開口し、他端にて他方のタンク内部に開口す
る。
【００２７】コア56を有する熱交換器の代表的な使用状
態においては、液体の流体が一方のタンクから他方のタ
ンクにチューブ30を通して流れ、一方気体が図１８，２
２及び２３において矢印80で示される態様でスタック58
中を流れる。図２２と２３は、上記引用特許のものと類
似したゴスパー（gosper）・フィンの代表的な実施形態
を示す。各フィンは、同一間隔のルーバー付きスロット
84の列82を有する。内側列82は隣接するチューブ30の間
にあり、一方で２つの外側列は２つの外側チューブ30の
外側にある。フィン58の、上流側と下流側の縁部86と88
は、熱交換器のコアに流入する気流と実質的に平行であ
る。各フィンの縁部86と88との間の広めの中間領域は、
入射流に対して傾けられており、各フィンのその領域に
は、ルーバー付スロット84が配置されている。図２２中
の矢印に示される様に、気体がルーバー付スロットを通
って流れることが出来、それでコアを通って進む際に、
多数のフィンの表面を横断して進む。図２２は、フィン
に襟付き穴を形成し、チューブがそこを通過するととも
に、スタックのフィンの間の離間距離を設定する襟部90
を示す。
【００２８】図２４及び２５は、図４乃至１０の過程に
より処理されたチューブ30を用いて熱交換器を製造する
際の利点を図示したものである。チューブの前端部が小
さめの断面を持つ一方、チューブの長さ方向で直近の部
分がより大きな断面を持つので、スタックによるチュー
ブを束ねる工程は、図２５に描かれたように、銃身穿孔
（gun drilling）に類似している。チューブ30は、スタ
ックの配列された穴を通過する際に、直線上に維持され
て、例えば図１乃至３における様なチューブが直線上に
維持されず引っ掛かりを生じ易い図２４で示される様な
雪かき（snow plow）効果を経験することがない。
【００２９】フィン及びチューブの両方についてアルミ
ニウムが使用されるのが一般的であり、本発明の実施に
おいても好ましい材料である。上述の説明では、例えば
図４に示すように、チューブと穴とが特定の楕円形状を
有するものとしたが、楕円形状とはほぼ長楕円形の平ら
にされた形状を意味するものであることが、理解される
べきである。本発明の実施において使用されるのに適し
たチューブの具体的な例は、約2.08 mmの幅Ｗと、約25.
97 mmの長さと、約0.33 mmの公称壁厚を持つ、図４にお
けるものの様な楕円断面を持つ3003又は3005アルミニウ
ムである。
【００３０】以上、好ましい実施形態について例示そし
て説明したが、請求項の範囲内の各種の形態で本発明が
実施され得ることが、理解されるべきである。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ほぼ平坦で長楕円断面
を有するチューブからなる熱交換器コアに対し、フィン
のスタックを通じたチューブを束ねるのを容易にし、そ
してチューブのフィンに対する冶金的な接合に先立って
チューブをフィンに対して機械的に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ある種の熱交換器に使用される既知のチューブ
の平面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の円3内の断面を拡大し誇張した図であ
る。
【図４】本発明による処理が行われる直前のチューブ端
部の断面図である。
【図５】本発明による処理が行われている間の、図４に
示すチューブ端部の断面図である。
【図６】更なる処理がされないならば、チューブ端部が
奏するであろう断面形状を示す図である。
【図７】処理中の別の工程中の、チューブの端面図であ
る。
【図８】処理中の更なる工程中の、チューブの端面図で
ある。
【図９】図８の工程後のチューブの、図１０の9−9線矢
視断面図である。
【図１０】図８の工程後の、チューブの正面図である。
【図１１】図１０の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１２】図１１の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１３】図１２の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１４】図１３の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１５】図１４の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１６】図１５の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１７】図１６の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１８】図１７の工程に引き続き行われる工程を示す
図である。
【図１９】図１８の19−19線矢視断面図である。
【図２０】図１９において20で示された領域内のチュー
ブの一部の拡大図である。
【図２１】本発明の工程を用いて製造された熱交換器構
造体の正面図である。
【図２２】本発明のコア構造体の一部拡大断面図であ
る。
【図２３】本発明のコア構造体の一部拡大斜視図であ
る。
【図２４】本発明のある利点の説明に利用される概略図
である。
【図２５】本発明のある利点の説明に利用される概略図
である。
【符号の説明】
30 チューブ 56 熱交換器コア 58 スタック 60 熱交換器フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｄ 53/08 Ｂ２１Ｄ 53/08 Ｊ Ｆ２８Ｄ 1/053 Ｆ２８Ｄ 1/053 Ａ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 公称楕円チューブが束ねられるのに配列
    される少なくとも一組の穴を持つフィンのスタックを有
    する熱交換器コアの製造方法において、 上記配列された各組の穴に対して、公称幅と公称厚さの
    楕円断面を持ち、そして、該楕円断面の公称幅と公称厚
    さよりも僅かに小さい全幅と全厚とを有する横断面を持
    つコルゲート加工された長手方向前端部を持つチューブ
    をそれぞれ備える工程、及び、 上記長手方向前端部を、上記スタックの最初のフィンに
    ある対応する上記組の第１の穴の中へ、そして上記スタ
    ックの中の次のフィンにある対応する上記組の続く穴を
    通して、挿入することにより、上記対応する組の穴を用
    いて、各チューブを束ねる工程、 を有する、方法。
  2. 【請求項２】 上記束ね工程の後に、各チューブのコル
    ゲート加工された長手方向前端部を拡張させる工程を含
    む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記拡張工程は、各チューブが上記スタ
    ックを用いて束ねられた後で、上記スタックの少なくと
    も１枚のフィンの穴に対して各チューブの上記コルゲー
    ト加工された前端部を拡張させ、それにより各チューブ
    を上記スタックの少なくとも１枚のフィンに対して固定
    する工程を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記穴のフィンを、上記チューブに対し
    て冶金的に接合する工程を含む、請求項３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項１の方法により製造された、熱交
    換器コア。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101077026B1 (ko) * 2011-04-27 2011-10-26 세진이노테크(주) 인터쿨러 시스템
KR101077868B1 (ko) 2011-04-15 2011-10-28 세진이노테크(주) 인터쿨러 장치 제조 방법
KR101118637B1 (ko) 2011-10-04 2012-03-06 세진이노테크(주) 인터쿨러의 방열핀과 튜브가 일체화된 블럭을 제조하는 장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6601291B2 (en) * 2001-06-14 2003-08-05 Georgia-Pacific Resins, Inc. Apparatus and method of producing a core board product
WO2006005594A1 (de) * 2004-07-12 2006-01-19 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager, insbesondere für kraftfahrzeuge
US20070240865A1 (en) * 2006-04-13 2007-10-18 Zhang Chao A High performance louvered fin for heat exchanger
WO2012141403A1 (ko) * 2011-04-15 2012-10-18 세진이노테크(주) 인터쿨러 및 그 제조방법
US9845729B2 (en) 2013-10-08 2017-12-19 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of manufacturing recuperator air cells
FR3049048B1 (fr) * 2016-03-21 2019-04-19 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur et son procede de fabrication.

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR436964A (ja)
GB127107A (en) 1918-05-25 1919-05-26 Frank Edward Alford Improvements in the Construction of Radiators for Use Chiefly in connection with Internal Combustion Engines.
US3972219A (en) 1973-11-02 1976-08-03 Robertshaw Controls Company Apparatus for making the inlet end of a tubular burner construction
SU964422A2 (ru) 1981-03-06 1982-10-07 Институт Проблем Машиностроения Ан Усср Теплообменна поверхность
DE3327335A1 (de) 1983-07-29 1985-02-14 Thermal-Werke, Wärme-, Kälte-, Klimatechnik GmbH, 6909 Walldorf Waermetauscher und verfahren zu seiner herstellung
FR2567247B1 (fr) 1984-07-05 1986-12-19 Valeo Procede de montage a etancheite de l'extremite d'un tube dans un trou d'une paroi, et echangeur de chaleur a faisceau de tubes realise par execution de ce procede
DE3432073A1 (de) 1984-08-31 1986-03-06 Dirk Dipl.-Wirtsch.-Ing. 3500 Kassel Pietzcker Waermetauscher, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, und vorrichtung und verfahren zum verbinden von dessen rohren und lamellen
US4730669A (en) 1986-02-03 1988-03-15 Long Manufacturing Ltd. Heat exchanger core construction utilizing a diamond-shaped tube-to-header joint configuration
US4930331A (en) 1989-02-24 1990-06-05 Manning Douglas E Apparatus and method for fabricating elliptical tubing
US5014422A (en) * 1990-07-02 1991-05-14 Wallis Bernard J Method and apparatus for forming core assemblies
US5165153A (en) * 1992-01-30 1992-11-24 Ford Motor Company Apparatus for producing a stress relieving zone in a heat exchanger
US5257454A (en) * 1992-01-30 1993-11-02 Ford Motor Company Method of making a heat exchanger with thermal stress relieving zone
US5186239A (en) * 1992-01-30 1993-02-16 Ford Motor Company Heat exchanger with thermal stress relieving zone
US5318111A (en) * 1993-06-22 1994-06-07 Ford Motor Company Integral baffle assembly for parallel flow heat exchanger
JP3125834B2 (ja) * 1993-09-01 2001-01-22 株式会社デンソー 熱交換器およびその製造方法
IT1261103B (it) 1993-10-29 1996-05-09 Borletti Climatizzazione Procedimento per conformare secondo una sezione trasversale circolare l'estremita' di un tubo a sezione trasversale oblunga.
US5752313A (en) * 1993-12-20 1998-05-19 Carrier Corporation Tube expander with force sensor
US5390733A (en) * 1993-12-27 1995-02-21 Ford Motor Company Heat exchanger manifold assembly
US5501270A (en) 1995-03-09 1996-03-26 Ford Motor Company Plate fin heat exchanger
US5604982A (en) * 1995-06-05 1997-02-25 General Motors Corporation Method for mechanically expanding elliptical tubes
US6138747A (en) * 1999-02-17 2000-10-31 Dehr Heat Transfer System, Inc. Heat exchanger tube to header swaging process

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101077868B1 (ko) 2011-04-15 2011-10-28 세진이노테크(주) 인터쿨러 장치 제조 방법
KR101077026B1 (ko) * 2011-04-27 2011-10-26 세진이노테크(주) 인터쿨러 시스템
KR101118637B1 (ko) 2011-10-04 2012-03-06 세진이노테크(주) 인터쿨러의 방열핀과 튜브가 일체화된 블럭을 제조하는 장치

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EP1079193A3 (en) 2001-08-22
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US6249968B1 (en) 2001-06-26

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