JP2002181481A - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器及びその製造方法Info
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱的に誘引されるストレスによって熱交換器
に発生する、ヘッダー結合部への管の破損や漏れを起こ
さない改善した熱交換器を提供する。 【解決手段】 熱交換器を蝋付け処理する前に、熱交換
器で通常、利用される側板に脆弱化のための線を配置
し、製造処理中に側板をその点で切断することによっ
て、熱的に誘引されるストレスによる管の破損や漏れを
防ぐ。
に発生する、ヘッダー結合部への管の破損や漏れを起こ
さない改善した熱交換器を提供する。 【解決手段】 熱交換器を蝋付け処理する前に、熱交換
器で通常、利用される側板に脆弱化のための線を配置
し、製造処理中に側板をその点で切断することによっ
て、熱的に誘引されるストレスによる管の破損や漏れを
防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器、詳細に述
べると、熱交換器のための改善した側面部（sidepiec
e）及び、その製造方法に関する。
べると、熱交換器のための改善した側面部（sidepiec
e）及び、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、自動車のラジエーター、オイル
クーラー、チャージエアクーラー（charge air coole
r）等の、今日使用されている多くの熱交換器は互いに
間隔の開いた平行で平らな管によって相互に連結され
た、互いに間隔の開いた、通常、平行なヘッダーを含む
構成に基づいている。管の間には薄い、曲がりくねった
フィンが配置されている。通常、最も側面に近い管は熱
交換器の側板の直ぐ内側に配置され、曲がりくねったフ
ィンはそれら最も側面の管と、その管に隣接する側板と
の間に配置される。
クーラー、チャージエアクーラー（charge air coole
r）等の、今日使用されている多くの熱交換器は互いに
間隔の開いた平行で平らな管によって相互に連結され
た、互いに間隔の開いた、通常、平行なヘッダーを含む
構成に基づいている。管の間には薄い、曲がりくねった
フィンが配置されている。通常、最も側面に近い管は熱
交換器の側板の直ぐ内側に配置され、曲がりくねったフ
ィンはそれら最も側面の管と、その管に隣接する側板と
の間に配置される。
【０００３】側板は構造上の保全性（または、構造上の
強さ）を与えるために、必ずではないが、通常ヘッダー
に結合される。それらは、特に熱交換器がアルミニウム
から作製され、材料または部品がろう付け（鑞付け）さ
れるときや、熱交換器が他の材料から作製され、組立工
程において何らかの高温処理が行われるときは、製造工
程において特に重要な役割を果たす。
強さ）を与えるために、必ずではないが、通常ヘッダー
に結合される。それらは、特に熱交換器がアルミニウム
から作製され、材料または部品がろう付け（鑞付け）さ
れるときや、熱交換器が他の材料から作製され、組立工
程において何らかの高温処理が行われるときは、製造工
程において特に重要な役割を果たす。
【０００４】詳細に述べると、慣例的な組立技術は互い
違いにされた管と曲がりくねったフィンのサンドイッチ
構造を維持する固定具の使用を必要とする。サンドイッ
チ構造の外側、すなわち、結果的に熱交換器の中核部の
側面部となる外側の層は通常、その端部分が機械的にヘ
ッダーに結合される側片によって与えられる。フィンを
管に固く接合させ、それらの接点での熱伝導を最大にす
ることを確実にするため、ろう付け等の接合処理中、曲
がりくねったフィンと管との間の良好な接続を確実にす
るために、側片に対して圧力が加えられる。これがなさ
れないと、いくつかのフィンのクレスト（または、頂点
部）と、それに隣接する管との間にエアギャップが生成
する可能性があり、それは熱伝導の速度を悪化させ、金
属疲労によって誘発される圧力や、加圧された状態に抵
抗する能力等の、耐久性に悪影響を与える。
違いにされた管と曲がりくねったフィンのサンドイッチ
構造を維持する固定具の使用を必要とする。サンドイッ
チ構造の外側、すなわち、結果的に熱交換器の中核部の
側面部となる外側の層は通常、その端部分が機械的にヘ
ッダーに結合される側片によって与えられる。フィンを
管に固く接合させ、それらの接点での熱伝導を最大にす
ることを確実にするため、ろう付け等の接合処理中、曲
がりくねったフィンと管との間の良好な接続を確実にす
るために、側片に対して圧力が加えられる。これがなさ
れないと、いくつかのフィンのクレスト（または、頂点
部）と、それに隣接する管との間にエアギャップが生成
する可能性があり、それは熱伝導の速度を悪化させ、金
属疲労によって誘発される圧力や、加圧された状態に抵
抗する能力等の、耐久性に悪影響を与える。
【０００５】また、熱交換器の使用中、たとえ側板と管
が同じ材質であっても、側板には管を通って流れる熱交
換用流体が流れないため、少なくとも熱交換器の動作開
始時には、管は側板より高温状態になる。
が同じ材質であっても、側板には管を通って流れる熱交
換用流体が流れないため、少なくとも熱交換器の動作開
始時には、管は側板より高温状態になる。
【０００６】この現象は管とヘッダーに大きな熱応力
（thermal stress）を生じさせる。相対的に低温の側板
が中核部の側面部でヘッダーを一緒に保持しようとする
傾向になるのに対し、相対的に高温であるために生ずる
管の相対的な膨張はヘッダーを押して、引き離そうとす
る。多くの場合、この過酷な熱応力はヘッダー接合部へ
の管の付近に破損や漏洩を起こす穴の形成を生じさせ、
それらは熱交換器の修理や取り替えを必要とする。
（thermal stress）を生じさせる。相対的に低温の側板
が中核部の側面部でヘッダーを一緒に保持しようとする
傾向になるのに対し、相対的に高温であるために生ずる
管の相対的な膨張はヘッダーを押して、引き離そうとす
る。多くの場合、この過酷な熱応力はヘッダー接合部へ
の管の付近に破損や漏洩を起こす穴の形成を生じさせ、
それらは熱交換器の修理や取り替えを必要とする。
【０００７】熱交換器の組み立て終了後、側板の両端の
間のいくつか場所に切り込みを入れることにより、この
問題を避ける方法が提案されている。これにより、管の
熱膨張は複数の部分に分割され、切り込みで互いに動く
ことが可能な側版によって吸収される。しかしながら、
この解決方法は製造工程に付加的な処理を加えるので、
経済的に望ましくない。
間のいくつか場所に切り込みを入れることにより、この
問題を避ける方法が提案されている。これにより、管の
熱膨張は複数の部分に分割され、切り込みで互いに動く
ことが可能な側版によって吸収される。しかしながら、
この解決方法は製造工程に付加的な処理を加えるので、
経済的に望ましくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】熱交換器の管の熱膨張
と側板の熱膨張との間の膨張の違いから生ずる、熱によ
り誘引される応力による熱交換器の故障に対する問題を
解決する、新規の改善した熱交換器及び、それの製造方
法を提供することが本発明の基本的な目的である。この
ような熱交換器を作製する方法を与えることも本発明の
目的である。
と側板の熱膨張との間の膨張の違いから生ずる、熱によ
り誘引される応力による熱交換器の故障に対する問題を
解決する、新規の改善した熱交換器及び、それの製造方
法を提供することが本発明の基本的な目的である。この
ような熱交換器を作製する方法を与えることも本発明の
目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの側面に従
うと、互いに間隔の開いた、概略平行な一組のヘッダ
ー、ヘッダーの内側の間に拡張し、ヘッダーの内部と流
体の伝達が可能な、互いに間隔の開いた、概略平行な複
数の管、熱交換器の各側部に１つずつ配置され、ヘッダ
ーの間に拡張し、ヘッダーに結合し、熱交換器の対応す
る側部において隣接する管から間隔の開けられた、延長
した（または、細長い）一組の側板を含む熱交換器が提
供される。曲がりくねったフィンは隣接する管の間及
び、側板と、それに隣接する管との間に配置される。熱
交換器に改善を与える本発明において、各側板はその縁
の間に、少なくともその一部が少なくとも１つの縁に隣
接する周辺を備えた、少なくとも１つの開口と共に、そ
の周辺から縁に拡張する各側板上の刻み線（score lin
e）を含む。その結果、熱により誘引される応力は側片
を開口及び刻み線の場所で切断し、それ以後に、ヘッダ
ーの接合部またはその他の場所への管に加わる応力は半
永久的に開放または軽減される。
うと、互いに間隔の開いた、概略平行な一組のヘッダ
ー、ヘッダーの内側の間に拡張し、ヘッダーの内部と流
体の伝達が可能な、互いに間隔の開いた、概略平行な複
数の管、熱交換器の各側部に１つずつ配置され、ヘッダ
ーの間に拡張し、ヘッダーに結合し、熱交換器の対応す
る側部において隣接する管から間隔の開けられた、延長
した（または、細長い）一組の側板を含む熱交換器が提
供される。曲がりくねったフィンは隣接する管の間及
び、側板と、それに隣接する管との間に配置される。熱
交換器に改善を与える本発明において、各側板はその縁
の間に、少なくともその一部が少なくとも１つの縁に隣
接する周辺を備えた、少なくとも１つの開口と共に、そ
の周辺から縁に拡張する各側板上の刻み線（score lin
e）を含む。その結果、熱により誘引される応力は側片
を開口及び刻み線の場所で切断し、それ以後に、ヘッダ
ーの接合部またはその他の場所への管に加わる応力は半
永久的に開放または軽減される。
【００１０】本発明の１つの実施例に従うと、開口は延
長しており（または、細長であり）、対応する側板の延
長方向に対して鋭角を成すように配置される。
長しており（または、細長であり）、対応する側板の延
長方向に対して鋭角を成すように配置される。
【００１１】好まれる実施例において、側板はベース部
分（以下、単にベースと呼ぶ）及び、そこから拡張し一
方の縁で終端する、少なくとも１つの脚部を持ったチャ
ネル（または、溝形）として形成される。開口はベース
及び、脚部の１つに形成され、刻み線は脚部の１つに配
置される。
分（以下、単にベースと呼ぶ）及び、そこから拡張し一
方の縁で終端する、少なくとも１つの脚部を持ったチャ
ネル（または、溝形）として形成される。開口はベース
及び、脚部の１つに形成され、刻み線は脚部の１つに配
置される。
【００１２】非常に好まれる実施例において、熱交換器
に改善を与える本発明と共に概略的に前述された熱交換
器が与えられ、そこにおいて、各側板はベース及び、ベ
ースから拡張し対向する（すなわち、両側）の縁で終端
する、間隔の開いた２つの突出した脚部を持ったチャネ
ル形状（または、溝形状）に形成される。第１及び第２
の延長した（または、細長の）開口は側板の各々に並列
関係で配置され、鋭角で交差するそれぞれの中心線を持
つ（ここでの用語「鋭角」は９０°程度の角度も含
む）。各開口は対応する縁の１つに近接する第１部分及
び、他の開口に隣接する第２部分を含む周辺を持つ。第
１部分及び第２部分は側片の延長する方向に互いに間隔
を開けて配置され（または、側片の延長方向に対して互
いにずらされて配置され）、脆弱化のための第１線は各
第１部分に配置され、対応する開口の１つから隣接する
縁の１つに拡張する。脆弱化のための第２線は第２部分
において、開口の間に拡張する。
に改善を与える本発明と共に概略的に前述された熱交換
器が与えられ、そこにおいて、各側板はベース及び、ベ
ースから拡張し対向する（すなわち、両側）の縁で終端
する、間隔の開いた２つの突出した脚部を持ったチャネ
ル形状（または、溝形状）に形成される。第１及び第２
の延長した（または、細長の）開口は側板の各々に並列
関係で配置され、鋭角で交差するそれぞれの中心線を持
つ（ここでの用語「鋭角」は９０°程度の角度も含
む）。各開口は対応する縁の１つに近接する第１部分及
び、他の開口に隣接する第２部分を含む周辺を持つ。第
１部分及び第２部分は側片の延長する方向に互いに間隔
を開けて配置され（または、側片の延長方向に対して互
いにずらされて配置され）、脆弱化のための第１線は各
第１部分に配置され、対応する開口の１つから隣接する
縁の１つに拡張する。脆弱化のための第２線は第２部分
において、開口の間に拡張する。
【００１３】この構造の結果として、側板は前述したよ
うに、応力を開放するために脆弱化の線で切断されるだ
ろう。さらに、側板のチャネル形（または、溝形）の形
成及び、脆弱化のための第１線及び第２線の効果的な交
互配置（または、互い違いにされた配置）は曲げ強さま
たは、側板の曲げに対する抵抗力を実質的に（または、
それ程）減少させないので、側板の中核部への組み立て
の前に構造上の保全性（または、構造上の強さ）が維持
される。これは以下の２つの目的を達成する。中核部へ
の組み立ての前に、側片を扱わなければならない作業者
が細心の注意を払うことを必要とせずに、側片を扱うこ
とを可能にする。切断の場所に集中する可能性がある膨
張の応力を分散する。
うに、応力を開放するために脆弱化の線で切断されるだ
ろう。さらに、側板のチャネル形（または、溝形）の形
成及び、脆弱化のための第１線及び第２線の効果的な交
互配置（または、互い違いにされた配置）は曲げ強さま
たは、側板の曲げに対する抵抗力を実質的に（または、
それ程）減少させないので、側板の中核部への組み立て
の前に構造上の保全性（または、構造上の強さ）が維持
される。これは以下の２つの目的を達成する。中核部へ
の組み立ての前に、側片を扱わなければならない作業者
が細心の注意を払うことを必要とせずに、側片を扱うこ
とを可能にする。切断の場所に集中する可能性がある膨
張の応力を分散する。
【００１４】好まれる実施例において、鋭角は９０°程
度である。好まれるものとして、脆弱化の第１線及び第
２線はそれぞれ、チャネルの脚部上及びベース上のＶ型
のノッチ（または、刻み目）である。非常に好まれる実
施例において、脆弱化の線は約４．６ｍｍ以下の長さを
持つ。
度である。好まれるものとして、脆弱化の第１線及び第
２線はそれぞれ、チャネルの脚部上及びベース上のＶ型
のノッチ（または、刻み目）である。非常に好まれる実
施例において、脆弱化の線は約４．６ｍｍ以下の長さを
持つ。
【００１５】本発明はさらに、アルミニウム製の熱交換
器の製造方法を与え、それは以下のステップを含む。
（ａ）互いに間隔の開いたヘッダー、ヘッダーの間に拡
張する、互いに間隔の開いた管、中核部の側部でヘッダ
ーの間に拡張する側板並びに、隣接する管の間及び、中
核部の両側部で側板と、それに隣接する管との間に配置
された曲がりくねったフィンを持つために、固定具に熱
交換器の中核部の部品を組み立てること。（ｂ）側板の
各端を隣接するヘッダーに機械的に固定すること。
（ｃ）ステップ（ａ）及び（ｂ）の前に、曲げに対して
抵抗する能力に大きな影響を与えずに、張力に対して抵
抗する能力を減少させるために、側板の端の中間の点を
脆弱化させること（ここで、用語「中間の点」は側板の
端の間の全ての点を意味し、真ん中の点を意味するもの
ではない）。及び、（ｄ）（ｉ）部品を一緒にろう付け
し、（ｉｉ）熱的に誘引される応力の結果として、各側
片の前記点での切断を可能にするために、ステップ
（ｂ）により出来上がった組立品をろう付け用の温度に
置くこと。切断が実際に起こるかどうかは、一般に、ろ
う付けの後の、ろう付けされた部品の冷却の速度に依存
する。
器の製造方法を与え、それは以下のステップを含む。
（ａ）互いに間隔の開いたヘッダー、ヘッダーの間に拡
張する、互いに間隔の開いた管、中核部の側部でヘッダ
ーの間に拡張する側板並びに、隣接する管の間及び、中
核部の両側部で側板と、それに隣接する管との間に配置
された曲がりくねったフィンを持つために、固定具に熱
交換器の中核部の部品を組み立てること。（ｂ）側板の
各端を隣接するヘッダーに機械的に固定すること。
（ｃ）ステップ（ａ）及び（ｂ）の前に、曲げに対して
抵抗する能力に大きな影響を与えずに、張力に対して抵
抗する能力を減少させるために、側板の端の中間の点を
脆弱化させること（ここで、用語「中間の点」は側板の
端の間の全ての点を意味し、真ん中の点を意味するもの
ではない）。及び、（ｄ）（ｉ）部品を一緒にろう付け
し、（ｉｉ）熱的に誘引される応力の結果として、各側
片の前記点での切断を可能にするために、ステップ
（ｂ）により出来上がった組立品をろう付け用の温度に
置くこと。切断が実際に起こるかどうかは、一般に、ろ
う付けの後の、ろう付けされた部品の冷却の速度に依存
する。
【００１６】他の目的及び長所は以下の詳細な説明を付
随する図面との関連と共に読むことにより明らかになる
だろう。
随する図面との関連と共に読むことにより明らかになる
だろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明はここで、例として、大型
トラックのラジエーターのための、自動車用ラジエータ
ーとして説明される。しかしながら、本発明が例えば、
他の多様な自動車のラジエーターや、内燃機関駆動式の
発電機等の静的な用途等の、他の状況で使用されるラジ
エーターに対して適用可能であることは理解されなけれ
ばならない。本発明はまた、例えばオイルクーラーやチ
ャージエアクーラー（charge air cooler）等の、互い
に間隔の開いたヘッダーの間に拡張する平行な管に対し
て曲がりくねったフィンを保持するために側板を利用す
る、他の多様なタイプの熱交換器に対しても便利であ
る。したがって、請求の範囲で表現される範囲を除い
て、特定の使用に対するいかなる制限も意図されない。
トラックのラジエーターのための、自動車用ラジエータ
ーとして説明される。しかしながら、本発明が例えば、
他の多様な自動車のラジエーターや、内燃機関駆動式の
発電機等の静的な用途等の、他の状況で使用されるラジ
エーターに対して適用可能であることは理解されなけれ
ばならない。本発明はまた、例えばオイルクーラーやチ
ャージエアクーラー（charge air cooler）等の、互い
に間隔の開いたヘッダーの間に拡張する平行な管に対し
て曲がりくねったフィンを保持するために側板を利用す
る、他の多様なタイプの熱交換器に対しても便利であ
る。したがって、請求の範囲で表現される範囲を除い
て、特定の使用に対するいかなる制限も意図されない。
【００１８】図１を参照すると、本発明に関係するタイ
プの典型的な熱交換器は互いに間隔の開いた、平行なヘ
ッダー板１０、１２を含み、それらの間には多数の平ら
な管１４が拡張している。管１４は互いに間隔が開けら
れ、それらの端はろう付け、溶接、または、はんだ付け
され、ヘッダー１０及び１２のスロット（図示せず）を
通して拡張し、ヘッダー１０、１２の各々に取り付けら
れたタンク１６の内部と流体の伝達が可能にされてい
る。ここで用語「ヘッダー」はヘッダー板１０、１２、
固定されたタンク１６を備えるヘッダー１０、１２、ま
たは、例えば管や多様な積層処理によって作製される、
この分野で周知のヘッダーとタンクの一体型の構造を一
括して示すことに注意しなければならない。側片１８、
２０は熱交換器構造のそれぞれの側部の側面に位置し、
ヘッダー１０、１２の間に拡張し、通常、ヘッダーに機
械的に結合されるか、冶金的に結合される。
プの典型的な熱交換器は互いに間隔の開いた、平行なヘ
ッダー板１０、１２を含み、それらの間には多数の平ら
な管１４が拡張している。管１４は互いに間隔が開けら
れ、それらの端はろう付け、溶接、または、はんだ付け
され、ヘッダー１０及び１２のスロット（図示せず）を
通して拡張し、ヘッダー１０、１２の各々に取り付けら
れたタンク１６の内部と流体の伝達が可能にされてい
る。ここで用語「ヘッダー」はヘッダー板１０、１２、
固定されたタンク１６を備えるヘッダー１０、１２、ま
たは、例えば管や多様な積層処理によって作製される、
この分野で周知のヘッダーとタンクの一体型の構造を一
括して示すことに注意しなければならない。側片１８、
２０は熱交換器構造のそれぞれの側部の側面に位置し、
ヘッダー１０、１２の間に拡張し、通常、ヘッダーに機
械的に結合されるか、冶金的に結合される。
【００１９】互いに間隔の開いた管１４の間及び、最も
外側の管１４と、それに隣接する側板１８、２０の１つ
との間には通常の曲がりくねったフィン２２が配置され
ている。周知のように、フィン２２は多様な材料から形
成することができる。典型的な例はアルミニウム、銅及
び真鍮である。しかしながら、特定の用途の要求に応じ
た、所望の強度や熱交換効率に依存して、他の材料を使
用することもできる。
外側の管１４と、それに隣接する側板１８、２０の１つ
との間には通常の曲がりくねったフィン２２が配置され
ている。周知のように、フィン２２は多様な材料から形
成することができる。典型的な例はアルミニウム、銅及
び真鍮である。しかしながら、特定の用途の要求に応じ
た、所望の強度や熱交換効率に依存して、他の材料を使
用することもできる。
【００２０】本発明の非常に好まれる実施例において、
プラスチックから形成されてもよいタンク１６を除いて
（タンクを含んでもよいが）、上述された部品の全ては
アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成され、適
当な場所がろう付け被膜または真鍮被膜されるので、図
１に示されているような組立品全体をろう付け用の炉に
置き、部品を全部一緒にろう付けしてもよい。通常、ろ
う付けの前に、曲がりくねったフィン２２と互い違いさ
れ、側板１８及び２０によって両端が覆われた管１４の
サンドイッチ構造を築き上げるために適当な固定具が利
用される。ヘッダー１０、１２は管の端に取り付けら
れ、側板１８及び２０は通常、ヘッダー１０、１２の対
応する端で、側板１８、２０の曲げタブ（bending ta
b）によって、ヘッダー１０、１２に機械的に結合され
る。
プラスチックから形成されてもよいタンク１６を除いて
（タンクを含んでもよいが）、上述された部品の全ては
アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成され、適
当な場所がろう付け被膜または真鍮被膜されるので、図
１に示されているような組立品全体をろう付け用の炉に
置き、部品を全部一緒にろう付けしてもよい。通常、ろ
う付けの前に、曲がりくねったフィン２２と互い違いさ
れ、側板１８及び２０によって両端が覆われた管１４の
サンドイッチ構造を築き上げるために適当な固定具が利
用される。ヘッダー１０、１２は管の端に取り付けら
れ、側板１８及び２０は通常、ヘッダー１０、１２の対
応する端で、側板１８、２０の曲げタブ（bending ta
b）によって、ヘッダー１０、１２に機械的に結合され
る。
【００２１】図２は側板１８、２０を作り上げるため
の、部分的に組み立てられた予備形成品を図示してい
る。図示されているように、予備形成品は細長で、ヘッ
ダー結合用の端２４、２６を持つ。側板に形成される曲
げの位置を図示するために、（この段階では）存在しな
い曲げの線が２８及び３０で図示されている。図２に示
されている片は、ベース３２の両側に位置し、それぞれ
の縁３８、４０で終端する、互いに間隔が開けられた、
直立した脚部３４、３６を持ったチャネル（溝形）を形
成するために、最終的に、線２８、３０に沿って折り曲
げられる。チャネル状の断面が好まれるが、場合によっ
ては、側板１８、２０は概略的に平面または平らな状態
のままにされてもよい。
の、部分的に組み立てられた予備形成品を図示してい
る。図示されているように、予備形成品は細長で、ヘッ
ダー結合用の端２４、２６を持つ。側板に形成される曲
げの位置を図示するために、（この段階では）存在しな
い曲げの線が２８及び３０で図示されている。図２に示
されている片は、ベース３２の両側に位置し、それぞれ
の縁３８、４０で終端する、互いに間隔が開けられた、
直立した脚部３４、３６を持ったチャネル（溝形）を形
成するために、最終的に、線２８、３０に沿って折り曲
げられる。チャネル状の断面が好まれるが、場合によっ
ては、側板１８、２０は概略的に平面または平らな状態
のままにされてもよい。
【００２２】片は端２４、２６の間の１つまたは複数の
場所に、少なくとも１つの開口４２を備えることによっ
て、片の端の間で脆弱化される。好まれる実施例におい
て、開口４２は開口４４と組にされる（または、対称的
に形成される）。開口４２、４４は概略楕円であり、各
々の楕円は対応する開口４２、４４の長軸と一致する中
心線４６を持つ。開口４２、４４の中心線は互いに鋭角
で交差し、Ｖ型を形成する（ここでの用語「鋭角」は９
０°程度の角度も含む）。非常に好まれる実施例におい
て、交差の角度は９０°であり、各中心線は側板の縦軸
に対し４５°の角度を持つ。
場所に、少なくとも１つの開口４２を備えることによっ
て、片の端の間で脆弱化される。好まれる実施例におい
て、開口４２は開口４４と組にされる（または、対称的
に形成される）。開口４２、４４は概略楕円であり、各
々の楕円は対応する開口４２、４４の長軸と一致する中
心線４６を持つ。開口４２、４４の中心線は互いに鋭角
で交差し、Ｖ型を形成する（ここでの用語「鋭角」は９
０°程度の角度も含む）。非常に好まれる実施例におい
て、交差の角度は９０°であり、各中心線は側板の縦軸
に対し４５°の角度を持つ。
【００２３】開口４２は縁３８に隣接する部分５０を含
む周辺４８を持つ。図５に示されているように、周辺４
８の部分５０と縁３８との間の間隔は、非常に好まれる
実施例において、１．６ｍｍである。しかしながら、当
業者には明らかであると思うが、他の値が利用されても
よい。
む周辺４８を持つ。図５に示されているように、周辺４
８の部分５０と縁３８との間の間隔は、非常に好まれる
実施例において、１．６ｍｍである。しかしながら、当
業者には明らかであると思うが、他の値が利用されても
よい。
【００２４】開口４４も同様に、縁４０に隣接した部分
５４を備える周辺５２を持つ。同様に、部分５４の（縁
４０との）間隔は、非常に好まれる実施例において、
１．６ｍｍである。
５４を備える周辺５２を持つ。同様に、部分５４の（縁
４０との）間隔は、非常に好まれる実施例において、
１．６ｍｍである。
【００２５】開口４２及び４４の周辺４８及び５２はさ
らに、他の開口４４及び４２の対応する部分に隣接する
部分５６を持つ。図６に示されているように、開口４２
及び４４の部分５６は互いに３．２ｍｍ離れているが、
他の値が利用されてもよい。一般に、寸法は４．６ｍｍ
以下であるだろう。
らに、他の開口４４及び４２の対応する部分に隣接する
部分５６を持つ。図６に示されているように、開口４２
及び４４の部分５６は互いに３．２ｍｍ離れているが、
他の値が利用されてもよい。一般に、寸法は４．６ｍｍ
以下であるだろう。
【００２６】図示されている実施例には、側片の端２
４、２６の間の異なった場所に２組の開口４２、４４が
存在している。
４、２６の間の異なった場所に２組の開口４２、４４が
存在している。
【００２７】側片にはその端２４、２６にノッチ（また
は、刻み目）６０、６２が備えられてもよく、それらは
タブ６４を画定する。タブはろう付けの前の組み立ての
ため、側板１８、２０を機械的に固定するために、ヘッ
ダー１０、１２の端の周りで折り曲げられてもよいし、
またはヘッダーのスロットに受容されてもよい。
は、刻み目）６０、６２が備えられてもよく、それらは
タブ６４を画定する。タブはろう付けの前の組み立ての
ため、側板１８、２０を機械的に固定するために、ヘッ
ダー１０、１２の端の周りで折り曲げられてもよいし、
またはヘッダーのスロットに受容されてもよい。
【００２８】本発明の１つの重要な特徴は各側板に脆弱
化の線を備えることである。すなわち、開口４２の周辺
４８の部分５０で、脆弱化の線７０が側板の隣接する縁
３８まで拡張する。同様な脆弱化の線７２が開口４４の
周辺５２の部分５４に配置され、側板の縁４０まで拡張
する。
化の線を備えることである。すなわち、開口４２の周辺
４８の部分５０で、脆弱化の線７０が側板の隣接する縁
３８まで拡張する。同様な脆弱化の線７２が開口４４の
周辺５２の部分５４に配置され、側板の縁４０まで拡張
する。
【００２９】さらに、脆弱化の線７４は開口４２、４４
の周辺４８、５２の互いに隣接する部分５６で、開口４
２、４４の間に拡張する。図から判るように、脆弱化の
線７０、７２、７４は互いに側板１８、２０の縦方向に
沿って互いに間隔が開けられている（または、側板の縦
方向に沿って互いにずれている）。
の周辺４８、５２の互いに隣接する部分５６で、開口４
２、４４の間に拡張する。図から判るように、脆弱化の
線７０、７２、７４は互いに側板１８、２０の縦方向に
沿って互いに間隔が開けられている（または、側板の縦
方向に沿って互いにずれている）。
【００３０】好まれる実施例において、脆弱化の線は、
図５の脆弱化の線７４によって示されているように、Ｖ
型のノッチとして形成される。脆弱化の線を形成するＶ
形のノッチの側面は約９０°で開いており、各ノッチの
深さは側板の厚さの約半分である。図示されている実施
例において、脆弱化の線７０、７２、７４を形成する各
ノッチの深さは０．８ｍｍである。
図５の脆弱化の線７４によって示されているように、Ｖ
型のノッチとして形成される。脆弱化の線を形成するＶ
形のノッチの側面は約９０°で開いており、各ノッチの
深さは側板の厚さの約半分である。図示されている実施
例において、脆弱化の線７０、７２、７４を形成する各
ノッチの深さは０．８ｍｍである。
【００３１】もちろん、各ノッチの深さは材料の厚さ
や、部分５６の間の距離、または、それぞれの縁３８、
４０の部分５０、５４の距離に依存して変化してもよ
い。脆弱化の線はコイニング（または、圧印加工）によ
ってできる平らな（または、切れ目のない）線である。
しかしながら、場合によっては、ミシン目（または、目
打ち状）の線を使用することもできる。さらに、所望さ
れれば、線に沿って金属を脆弱するために、いかなる方
法が利用されてもよい。
や、部分５６の間の距離、または、それぞれの縁３８、
４０の部分５０、５４の距離に依存して変化してもよ
い。脆弱化の線はコイニング（または、圧印加工）によ
ってできる平らな（または、切れ目のない）線である。
しかしながら、場合によっては、ミシン目（または、目
打ち状）の線を使用することもできる。さらに、所望さ
れれば、線に沿って金属を脆弱するために、いかなる方
法が利用されてもよい。
【００３２】本発明に従って作製される熱交換器は第１
ステップとして以下のステップを含む斬新な方法によっ
て製造される。ヘッダーの間でヘッダーのスロットの中
に拡張する互いに間隔が開けられた管及び、中核部の側
部でヘッダーの間に拡張する側板と共に、隣接する管の
間及び、中核部の各側部で側板とそれに隣接する管との
間に配置される曲がりくねったフィンを備えた、互いに
間隔の開いたヘッダーを構成するために、熱交換器の構
成要素（または、部品）、すなわち、ヘッダー１０、１
２、管１４、側板１８、２０及び、曲がりくねったフィ
ン２２を固定具に組み立てるステップ。
ステップとして以下のステップを含む斬新な方法によっ
て製造される。ヘッダーの間でヘッダーのスロットの中
に拡張する互いに間隔が開けられた管及び、中核部の側
部でヘッダーの間に拡張する側板と共に、隣接する管の
間及び、中核部の各側部で側板とそれに隣接する管との
間に配置される曲がりくねったフィンを備えた、互いに
間隔の開いたヘッダーを構成するために、熱交換器の構
成要素（または、部品）、すなわち、ヘッダー１０、１
２、管１４、側板１８、２０及び、曲がりくねったフィ
ン２２を固定具に組み立てるステップ。
【００３３】側板は必ずではないが、通常、その端で隣
接するヘッダーに機械的に固定される。前述のステップ
を実施する前に、側板が端２４、２６の中間の点で脆弱
化の線を持つように作製されることは理解されなければ
ならない。好まれるものとしては、説明された実施例が
利用されるが、他の実施例も同様に使用することができ
ることは当業者にとって明らかであろう。側板の脆弱化
の点は張力に対して抵抗する能力を減少させるためのも
のであるが、曲げに対して抵抗する能力にはそれ程（ま
たは、実質的に）影響を与えない。すなわち、刻み線
（score line）７０、７２、７４は図示されているよう
に互いにオフセットを持っている（すなわち、側板の縦
軸方向にそって互いにずれている）。
接するヘッダーに機械的に固定される。前述のステップ
を実施する前に、側板が端２４、２６の中間の点で脆弱
化の線を持つように作製されることは理解されなければ
ならない。好まれるものとしては、説明された実施例が
利用されるが、他の実施例も同様に使用することができ
ることは当業者にとって明らかであろう。側板の脆弱化
の点は張力に対して抵抗する能力を減少させるためのも
のであるが、曲げに対して抵抗する能力にはそれ程（ま
たは、実質的に）影響を与えない。すなわち、刻み線
（score line）７０、７２、７４は図示されているよう
に互いにオフセットを持っている（すなわち、側板の縦
軸方向にそって互いにずれている）。
【００３４】結果として出来上がった組立品は次に、部
品を一緒にろう付けし、熱的に誘引される応力の結果と
して各側片を脆弱化の点で切断するため、ろう付け処理
で熱応力が発生することを可能にするために、ろう付け
用の温度に置かれる。切断が実際に起こるかどうかはろ
う付けの後の冷却の速度に依存するだろう。
品を一緒にろう付けし、熱的に誘引される応力の結果と
して各側片を脆弱化の点で切断するため、ろう付け処理
で熱応力が発生することを可能にするために、ろう付け
用の温度に置かれる。切断が実際に起こるかどうかはろ
う付けの後の冷却の速度に依存するだろう。
【００３５】場合によっては、完全なろう付け処理が終
わっても切断が発生しないこともあるだろう。しかし、
側板は脆弱化の線で十分に脆弱化されているので、熱交
換器が使用状況に置かれ、使用中、何回かの動作サイク
ルが繰り返された後、側板は熱交換器のヘッダー結合部
や他の場所への管に損傷が発生する前に切断されるだろ
う。
わっても切断が発生しないこともあるだろう。しかし、
側板は脆弱化の線で十分に脆弱化されているので、熱交
換器が使用状況に置かれ、使用中、何回かの動作サイク
ルが繰り返された後、側板は熱交換器のヘッダー結合部
や他の場所への管に損傷が発生する前に切断されるだろ
う。
【００３６】
【発明の効果】本発明の構造により、側板は応力を開放
するために脆弱化の線で切断され、それ以後に、ヘッダ
ーの接合部またはその他の場所への管に加わる応力は半
永久的に開放または軽減される。
するために脆弱化の線で切断され、それ以後に、ヘッダ
ーの接合部またはその他の場所への管に加わる応力は半
永久的に開放または軽減される。
【００３７】また、側板はチャネル形（または、溝形）
をしており、脆弱化のための第１線及び第２線は効果的
に交互配置されているので、側板の曲げに対する抵抗力
は実質的に減少せず、側板の中核部への組立の前に構造
上の保全性が維持される。
をしており、脆弱化のための第１線及び第２線は効果的
に交互配置されているので、側板の曲げに対する抵抗力
は実質的に減少せず、側板の中核部への組立の前に構造
上の保全性が維持される。
【００３８】さらに、脆弱化の点での切断にはろう付け
用の熱処理を利用することができるので、付加的な熱処
理を必要とせず、コスト面でも優れている。
用の熱処理を利用することができるので、付加的な熱処
理を必要とせず、コスト面でも優れている。
【図１】本発明に従って作製された熱交換器の側面の概
略図である。
略図である。
【図２】本発明に従って作製された、部分的に組み立て
られた側板の分解平面図である。
られた側板の分解平面図である。
【図３】完全に組み立てられた側板の平面図である。
【図４】完全に組み立てられた側板の遠近図である。
【図５】図３の線５−５に沿ってで切り取られた、拡大
された断面図である。
された断面図である。
【図６】側板の拡大された断片図である。
１０，１２ ヘッダー １４ 管 １６ タンク １８，２０ 側板 ２２ 曲がりくねったフィン ２４，２６ 側板の端 ２８，３０ 曲げの線 ３２ ベース ３４，３６ 脚部 ３８，４０ 側板の縁 ４２，４４ 開口 ４６ 開口の中心線 ４８ 開口の周辺 ５０ 縁に隣接する部分 ５２ 開口の周辺 ５４ 縁に隣接する部分 ５６ 開口に隣接する部分 ６０，６２ ノッチ ６４ タブ ７０，７２，７４ 脆弱化の線
Claims (14)
- 【請求項１】 間隔の開いた、概略平行な一組のヘッダ
ー、前記ヘッダーの内部の間に拡張し、前記ヘッダーと
流体の伝達が可能な、間隔の開いた、概略平行な複数の
管、熱交換器の各側部に１つずつ配置され、前記ヘッダ
ーの間に拡張し、前記ヘッダーに結合し、前記熱交換器
の対応する側部で、隣接する管から間隔が開けられた一
組の細長の側板、並びに、隣接する管及び前記側板の間
の曲がりくねったフィンを含む熱交換器であって、各側
板がそれの縁の間の、少なくとも１つの前記縁に隣接す
る部分を備えた周辺を持った少なくとも１つの開口、並
びに、前記各側板の、前記部分から前記縁まで拡張する
刻み線を含む熱交換器。 - 【請求項２】 前記開口が細長であり、対応する側板の
縦軸方向に対して鋭角を持つ、請求項１に記載の熱交換
器。 - 【請求項３】 前記側板がベース及び、そこから拡張
し、前記縁の１つで終端する少なくとも１つの脚部を持
ったチャネルとして形成され、前記開口が前記ベース及
び前記脚部の１つに形成され、前記刻み線が前記脚部の
１つにある、請求項２に記載の熱交換器。 - 【請求項４】 前記縁の他方に拡張する第２の刻み線を
さらに含む、請求項３に記載の熱交換器。 - 【請求項５】 前記チャネルが前記第１の脚部と間隔の
開いた関係で前記ベースから拡張する第２の脚部を含
み、前記第２の刻み線が前記縦軸方向に対して鋭角を持
ち、第１の前記開口と並列関係にある第２の細長の開口
まで拡張し、前記開口がＶ型に交差する中心線を持つ、
請求項４に記載の熱交換器。 - 【請求項６】 前記第１及び第２の開口の組が間隔を開
けて２組存在し、前記各組が各々の前記刻み線を１つず
つ含む、請求項５に記載の熱交換器。 - 【請求項７】 間隔の開いた、概略平行な一組のヘッダ
ー、前記ヘッダーの内部の間に拡張し、前記ヘッダーと
流体の伝達が可能な、間隔の開いた、概略平行な複数の
管、熱交換器の各側部に１つずつ配置され、前記ヘッダ
ーの間に拡張し、前記ヘッダーに結合し、前記熱交換器
の対応する側部で、隣接する管から間隔が開けられた一
組の細長の側板、並びに、隣接する管及び前記側板の間
の曲がりくねったフィンを含む熱交換器であって、前記
各側板がベース及び、前記ベースから拡張し、対向する
縁で終端する、間隔が開けられた、２つの直立した脚部
を持ち、前記各側板に並列関係で配置され、鋭角で交差
するそれぞれの中心線を持つ第１及び第２の細長の開口
を有し、前記開口の各々が前記縁の対応する１つに隣接
する第１部分及び、他の開口に隣接する第２部分を含む
周辺を持ち、前記第１及び第２部分が前記側片の縦軸方
向に互いに間隔が開けられており、前記第１部分で前記
開口の対応する１つとそれに隣接する前記縁との間に第
１の脆弱化線が拡張し、前記第２部分で前記開口の間に
第２の脆弱化線が拡張する熱交換器。 - 【請求項８】 前記鋭角が９０°程度である、請求項７
に記載の熱交換器。 - 【請求項９】 前記脆弱化線が約４．６ｍｍ以下の長さ
を持つ、請求項７に記載の熱交換器。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２の脆弱化線が前記脚
部及び前記ベースで、それぞれＶ型のノッチによって画
定されている、請求項７に記載の熱交換器。 - 【請求項１１】 前記熱交換器が実質的に、一緒にろう
付けされたアルミニウムまたはアルミニウムの合金部品
から成り、前記側板が前記脆弱化線で切断される、請求
項１０に記載の熱交換器。 - 【請求項１２】 前記開口が概略楕円形である、請求項
７に記載の熱交換器。 - 【請求項１３】 アルミニウム製の熱交換器を製造する
ための方法であって： ａ）間隔の開いたヘッダー、ヘッダーの間に拡張する間
隔の開いた管、中核部の側部で、ヘッダーの間に拡張す
る側板、並びに、隣接する管の間及び、中核部の各側部
で側板とそれに隣接する管との間に配置された曲がりく
ねったフィンを持つために、固定具に熱交換器の中核部
の構成要素を組み立てること； ｂ）ステップａ）の前に、前記側板の曲げに対して抵抗
する能力に実質的に影響を与えずに、それの張力に対し
て抵抗する能力を減少させるように、前記側板の端の中
間の点でそれを脆弱化させること；及び、 ｃ）ｉ）構成要素を一緒にろう付けし、ｉｉ）熱的に誘
引される応力の結果として前記中間の点での各側板の切
断を可能にするために、ステップｂ）の結果として出来
上がった組立品をろう付け用の温度に置くこと、のステ
ップから成る、熱交換器の製造方法。 - 【請求項１４】 各側板の各端を隣接するヘッダーに、
機械的に固定するステップを含む、請求項１３に記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/679,123 US6412547B1 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Heat exchanger and method of making the same |
| US09/679123 | 2000-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002181481A true JP2002181481A (ja) | 2002-06-26 |
| JP3998938B2 JP3998938B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=24725651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001307297A Expired - Fee Related JP3998938B2 (ja) | 2000-10-04 | 2001-10-03 | 熱交換器及びその製造方法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6412547B1 (ja) |
| EP (1) | EP1195573B2 (ja) |
| JP (1) | JP3998938B2 (ja) |
| KR (1) | KR100842337B1 (ja) |
| CN (1) | CN1346962A (ja) |
| AR (1) | AR030733A1 (ja) |
| AT (1) | ATE298077T1 (ja) |
| AU (1) | AU777862B2 (ja) |
| BR (1) | BR0104159B1 (ja) |
| CA (1) | CA2356096A1 (ja) |
| DE (1) | DE60111469T3 (ja) |
| MX (1) | MXPA01009353A (ja) |
| RU (1) | RU2001126260A (ja) |
| TW (1) | TW552396B (ja) |
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