JP2002318087A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円形管板フィン熱交換器で見られた熱交換の
非効率を取り除く熱交換器を提供する。 【解決手段】 本発明に係るアルミニウム熱交換器は第
１及び第２ヘッダー（２０）、（２２）と、該ヘッダー
間に延長する少なくとも一の扁平管（２４）、（７０）
とを備える。複数の一般に平行な管走路が規定され、各
々は対向縁を有する。複数の板フィン（２６）、（５
０）は積み重ねに整列され、各々は複数の開放型のスロ
ット(３４)を有し、一が各管走路（２４）、（７０）に
対する。各管走路（２４）、（７０）は対応するスロッ
ト（３４）及びフィン（２６）、（５０）に収められ、
管走路の縁（４０）の一方は対応するフィン（２６）の
外側に伸長する。該組立体は共に鑞付けされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は熱交換器に関し、
特に鑞付けアルミニウム板フィン熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】高い縦横比（高さに対する幅の比率）を
有する熱交換器において、コストを最小にするため、一
般に水平面に管走路を配置することがしばしば必要であ
る。そのような熱交換器の典型は、オフハイウェー車の
空調システム、レクリエーション用車両用空調システム
及びトラック冷凍システムに見られ得るような蒸発器及
び凝縮器である。特に蒸発器として使用される場合、水
平配管に連結された慣用のルーバー付き蛇行フィンは、
フィン間の水の滞留のために排水の問題を与える。即
ち、空気流を妨げかつ効率を著しく妨げる凍結を防ぐた
め、熱交換器部品上に凝縮する湿気を排出する準備がな
されることが蒸発器用途に必要である。
【０００３】これら及び他の考察の結果、高縦横比蒸発
器及び他の熱交換器は、歴史的に円形管板フィン技術を
用いて製造されてきた。水がフィンの下方、該管の周
囲、及び熱交換器の底部を通って外に排出することを可
能にするため、該管は水平に配向され、該板フィンは垂
直に配向される。しかし、鑞付け平行流型熱交換器と比
較した場合、円形管板フィン熱交換器の性能は、三つの
主要領域で欠点がある。
【０００４】一つは、円形管が、空気が通過する熱交換
器の正面領域を実質上閉塞することである。その結果、
乏しい空気側熱伝達が生じる。
【０００５】第２の問題は、そのような熱交換器に慣例
的に用いられる管とフィン間の機械的結合が、管とフィ
ン間の密接で良好な熱交換接触を確実に与えることがで
きず、結果として、不良フィン−管結合がしばしが熱伝
達を低減させることである。
【０００６】第３の問題は、円形管の使用が比較的長い
フィン高さ（フィン高さは二つの隣り合う管の中央線間
のフィンの高さである。）を要求することである。これ
ら長い有効フィン高さは乏しいフィン効率をもたらす。
【０００７】熱交換器にかつて生じた更に別の問題は、
一般に、望ましくない低空気側領域である。十分な領域
の不足は、フーリエの法則の素早い復習が容易に示すよ
うに、空気側における熱伝達を妨げる。従って、乏しい
フィン効率が生じる点までフィン高さを伸ばすことな
く、空気側表面積を拡大することが望まれる。
【０００８】本発明は一又は複数の上記問題を克服する
ことに向けられる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】鑞付け工程中の固定具の
要求を取り除く熱交換器を製作する新規かつ改良された
方法を提供することが本発明の一の主要目的である。
【００１０】水平管走路を有する熱交換器、特に、管と
板フィン間の境界面での乏しい熱伝達を避けるため、管
と該フィン間に優れた結合が設けられるような熱交換器
に垂直に整列された板フィンを用いる新規かつ改良され
た熱交換器を提供することが本発明の別の主要目的であ
る。
【００１１】熱交換器の空気側における熱伝達の効率を
改善するように、フィン高さを望ましくなく伸ばすこと
なく空気側領域を最大化する板フィンを用いる新規かつ
改良された熱交換器を提供することが本発明の更なる第
３の主要目的である。
【００１２】上述した第１主要目的を達成する本発明の
模範的な実施形態は、 ａ）メジャー寸法及びマイナー寸法を有する扁平熱交換
管からなる複数の一般に平行な管走路を設ける工程と、 ｂ）管走路の数とほぼ等しい複数の管スロットを各々が
有する複数の板フィンを設ける工程であって、各スロッ
トが関連するフィンの縁に開口すると共に、i）スロッ
トに受容される管走路の断面形状に対応する形状と、i
i）スロットに受容される管走路のメジャー寸法未満の
深さと、iii）スロットに受容される管走路のマイナー
寸法とほぼ等しいか又はわずかに小さい幅と、を有する
当該工程とを有する熱交換器を組み立てる方法を含む。
該方法は更に、 ｃ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロットの端部
をある間隔超えて伸長するように各フィンの対応するス
ロットに管走路をぴったりと嵌める工程と、 ｄ）工程ｃ）からもたらされる組立体を支持面に置く工
程であって、管走路縁が該支持面に接触し、かつ板フィ
ンが管走路上に延長する当該工程と、 ｅ）組立体が支持面上にあり、かつフィンを管走路上に
組立関係に保持する鑞付け固定具の不存在下にある間、
フィンを管走路に鑞付けするのに十分高められた温度に
組立体をさらす工程とを含む。
【００１３】一実施形態において管走路は蛇行管の直線
区域によって規定される一方、別の実施形態では管走路
は管類の直線部分によって各々規定される。
【００１４】一実施形態において管走路の断面は涙滴形
状である一方、別の実施形態では管走路の断面は長円形
状である。
【００１５】上記第２主要目的によれば、第１及び第２
ヘッダーと、該ヘッダー間に延長しかつ該ヘッダーと流
体連通すると共に、互いに離隔関係の複数の一般に平行
な管走路を規定する少なくとも一の扁平管とを含むアル
ミニウム熱交換器が提供される。各管走路は、管メジャ
ー寸法を規定し、かつ管マイナー寸法を規定する側壁と
相互連結する対向縁と、複数の内口とを有する。複数の
板フィンは、積み重ねに整列され、かつ管走路を受容す
る複数の開放式のスロットを各々が有し、一が各管走路
に対する。各スロットは、そこに受容される管走路の一
般に断面である形状と、対応する管走路のマイナー寸法
と等しいか又はほんのわずか小さい幅と、対応する管走
路のメジャー寸法よりやや小さい深さとを有する。各管
走路はフィンの対応するスロット内に収められ、各管走
路の一の縁は対応するフィンの外側に置かれる。ヘッダ
ー、管走路及びフィンは鑞付け組立体を構成する。
【００１６】一実施形態において板フィンは伸長され、
スロットはその伸長された一の縁に開口する。板フィン
の他の伸長された縁はスロットによって途切れない。
【００１７】一実施形態において他の伸長された縁とス
ロット間に補強ビードが設置される。
【００１８】更に別の実施形態において板フィンは伸長
され、スロットは該フィンの伸長された両方の縁に開口
する。
【００１９】そのような一実施形態において一方の縁に
開口するスロットは、他方の縁に開口するスロットと整
列される。
【００２０】一実施形態において、管走路はＵ字形管の
脚部によって規定され、各Ｕ字形管の脚部の一方は板フ
ィンの一の伸長された縁に開口するスロットに配置さ
れ、他方の脚部は板フィンの他の伸長された縁に開口す
るスロットに配置される。
【００２１】そのような実施形態において、各Ｕ字形管
の各脚部は、対応するＵ字形管の湾曲部にすぐに近接す
る９０度ねじりを含むことが好ましい。
【００２２】上記第３の目的によれば、扁平多孔管から
形成される複数の一般に平行な管走路と、積み重ね関係
で、かつ管走路を受容するのに十分な離隔開口を有する
複数の板フィンとを含む熱交換器コアが提供される。管
走路は開口に配置され、かつ開口周りの板フィンに鑞付
けされるメジャー寸法を有し、開口管の板フィンの部分
はメジャー寸法を一般に横切る方向に弓形であり、その
ため、隣り合う開口間の間隔を増す必要なしに開口間の
フィンの表面積を拡大する。
【００２３】一実施形態において板フィンの開口はフィ
ンの一の縁からフィンへと伸長するスロットである。
【００２４】他の目的及び利点は、添付図面に関連する
以下の明細から明らかになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の模範形態は、図面に関連
して、しばしば水平配管及び垂直伸長板フィンを有する
熱交換器の文脈において記述される。しかし、そのよう
な向きに対する限定は請求項に表現される範囲を除いて
無いことが意図されることが理解される。同様に、熱交
換器の構成要素はアルミニウム又はアルミニウム合金製
であることが好ましい一方、弓形板フィンの使用、及び
／又は溝を付けられてフィンの一面に開口する板フィン
の使用のような、本発明の機能を高める種々の性能が非
アルミニウム熱交換器の効能と共に用いられ得る。また
重ねて、アルミニウム熱交換器に対する限定は添付請求
項に表現される範囲を除いて無いことが意図される。
【００２６】本発明に従って作製された熱交換器の第１
実施形態は、平行で互いに間隔がおかれた一対の垂直伸
長ヘッダー２０、２２を含むように図１〜３に示され
る。ヘッダー２０、２２は、好ましくは、シートアルミ
ニウムから形成及び溶接されるか又は単に押し出された
中空円筒であるが、所望により、溶接又は鑞付けによっ
て形成された多部品ヘッダーであり得る。
【００２７】管類の個々の部品の直線区域として形成さ
れた扁平多孔管２４は、ヘッダー２０、２２間に延長
し、かつヘッダー２０、２２と流体連通する。管２４は
押出し成形によっ形成されるか、又はインサートが設け
られた溶接管であり得る。
【００２８】一連のアルミニウム板フィン２６がヘッダ
ー２０、２２間で管２４に取り付けられる。典型的な実
施形態において、より大きい又は小さいフィン密度が所
望により用いられ得るが、フィン２６の密度は約２０／
インチである。
【００２９】好ましくは、各管走路２４間で、フィン２
６は、図３に最も良く示されるようなルーバー２８の慣
用パターンを含む。
【００３０】図３は、多数の内口３０を有するような管
２４をも示す。一般的に、各口の動水直径は、せいぜい
約０．０７０インチであり、最も好ましくても０．０５
０インチ又はそれ以下である。しかし、効率が主要な問
題でないなら、より大きい動水直径が使用可能である。
図３に示された特定の扁平管は、平らな外側側壁３２を
有する扁平な長円形状であり、その間の間隔は管マイナ
ー寸法と慣例的に称される。これは図３に“ｄ”として
示される。各管２４の湾曲端部又は縁間の間隔は、管メ
ジャー寸法と慣例的に称され、図３に“Ｄ”として示さ
れる。
【００３１】フィン２６は図１及び２に示されるように
積み重ねに整列され、該積み重ね内の各フィンは、フィ
ン２６の一の縁３６に開口する一連のスロット３４を有
する。図１〜３に示された実施形態におけるフィン２６
の反対側の縁３８は途切れていない。
【００３２】スロット３４は、管メジャー寸法未満、一
般的に管２４の丸縁４０の曲率半径とほぼ等しい量だ
け、の深さを有する。スロット３４は他の点では各管２
４の断面に対応する形状を有するが、スロット３４の縁
が管２４の側壁３２を緊密に包囲することを保証するよ
うに、通常、ごくわずかに小さい。即ち、スロット３４
の幅は、好ましくは、管マイナー寸法“ｄ”よりごくわ
ずかに小さい。
【００３３】管２４がアルミニウムから形成される場
合、ヘッダー２０、２２及びフィン２６もアルミニウム
から形成される。好ましくは、ヘッダー２０、２２及び
フィンは鑞付け合金の外部被覆を有し、管２４は押出ア
ルミニウムである。あるいは、管２４は、ヘッダー２
０、２２との緊密な鑞付け結合及びフィン２６との良好
な結合を形成するように溶接され得、また、外側アルミ
ニウム鑞付け合金被覆をその上に有し得る。
【００３４】図１に示された熱交換器の組立てにおい
て、管２４は、ヘッダー２０、２２及びそれに適用され
た板フィン２６の積み重ねにおける位置合わせされたス
ロット（図示せず）内に挿入される。あるいは、フィン
２６はヘッダー２０、２２の適用前に管に適用され得
る。いずれにしても、既述したような管２４及びスロッ
ト３４の相対的な寸法入れのため、管縁４０はフィン２
６の縁３６を過ぎて伸長する。この結果、このように形
成されたコアは、支持のために当該平面と接触する管２
４の縁４０で平面に置かれ得る。該コアは鑞付け炉内に
置かれ得（連続かそうでないかにせよ）、温度は鑞付け
温度まで上げられ得る。典型的な構造において、フィン
２６がベースメタルの融解温度に近付き、軟化し始める
につれて、フィン２６は管２４の壁よりも薄くなるの
で、これらは、重量の作用を介し、かつこの結果をもた
らすいかなる特別な固定具をも必要とすることなく、図
３に示される位置に定着する。鑞付けが行われ、冷却次
第、該組立体は、互いに整列された積み重ねの全てのフ
ィン２６と共に図３に示されるように現れる。該工程
は、完成品におけるフィンの見苦しい従って望ましくな
い調整不良を回避するのみならず、鑞付け工程中、管に
対しフィンを所定位置に保持するための固定具の必要を
なくし、それにより、製造工程を相当容易にする。
【００３５】図１〜３に示された実施形態は単一管列熱
効果器を例示する。図４及び５は、熱交換器に二管列を
与える実施形態を示す。簡潔のため、同一の構成要素は
再度記述されず、同じ参照番号が与えられる。図４及び
５に示された実施形態において、二つの各ヘッダー２
０、２２が用いられ、一が各管列に対する。管２４の二
つの列が同様に用いられ、板フィン５０の積み重ねが利
用される。図４及び５に示された実施形態において、ス
ロット３４は二列に形成され、一方はフィンの一の縁５
２に開口し、他方の列はフィン５０の反対側の縁に開口
する。スロット３４は、既述したと同様な方法にて管２
４に対し必要な大きさにされ、また、管２４の隣り合う
一つ一つ間にルーバー２８が設けられる。組み立ては既
述したようにかつ適当な錐重により行われ、該列は水力
学的に平行で連続に整列され得るか、又は所望により二
つの異なる流体に冷却を与えるように利用されさえされ
得る。
【００３６】いくつかの例において、ヘッダー２０のよ
うな二つの隣り合うヘッダーは、両列の管２４を受容す
る単一のより大きなヘッダーと交換され得る。そのよう
な場合、ヘッダー２２の一方には入口が設けられるのに
対し、他方のヘッダー２２には出口が設けられるであろ
う。
【００３７】本発明の更に別の実施形態が図６〜８に示
される。この実施形態において、二つの管列が形成さ
れ、これらは水力学的に連続に連結される。また、同様
の構成要素は簡潔のため再度記述されず、上記に用いた
ものと同じ参照番号が与えられる。図６〜８の実施形態
において、図１〜３に示されたものとほとんど同じ熱交
換器が、一の縁３６のみに開口するスロット３４が設け
られるフィン２６を用いて形成される。この実施形態に
おいて、管５６はヘッダー２０、２２間に延長する。し
かし、管５６は、同じ正面領域を有する熱交換器のため
の図１〜３の実施形態に示されたものより相当長く、二
つのフィン２６の積み重ねが使用される。各積み重ね
は、ヘッダー２０、２２の対応する一方に対し隣接さ
れ、熱交換器の中央に一般に５８で示される間隙を残
し、これはフィンが無いことによって特徴付けられる。
【００３８】既述の方法を用いて熱交換器を組み立てか
つ鑞付けする前に、各間隙５８の中央部６０は、各管５
６のその部分に対し９０度まで（９０度を含む）回転さ
れ、フィン２６の二つの積み重ね各々からフィン２６の
各積み重ねに近接する曲がり区域６２を形成するように
併合する。各間隙５８の中央区域６０は、図７に示され
るようにねじりから独立する。構成要素は組み立てられ
かつ鑞付けされ、次に、二つのヘッダー２０、２２は、
二つのねじり６２間に１８０度弓形区域６４を形成する
ため、図７に示されるように互いに接触状態にされ得
る。このように、管５６はＵ字形であり、その脚部６６
は直線で、ヘッダー２０、２２の対応する一方における
ねじり間に延長し、また、該Ｕ字の湾曲部は、間隙５８
の中央区域６０によって規定され、弓形区域６４を規定
する。
【００３９】図６〜８に示された実施形態が二列の管の
みを使用するのに対し、単に間隙数を増やし、かつ各間
隙５８にねじり６２及び湾曲部６４を設けることによる
同じ方法で、任意の所望数の管列が設けられ得ることが
理解される。例えば、図６〜８に示された実施形態に従
って製作された三列構造は、二つの間隙５８で分離され
たフィン２６の三つの積み重ねを有するであろう。
【００４０】図９は本発明の更に別の実施形態を示す。
この場合において、単一管７０は複数の直線走路を有す
るように蛇行式で形成され、図９には八つのそのような
走路が示される。ヘッダー２０、２２は単一管７０の端
部に設置され、直線走路７２はフィン２６のようなフィ
ンに適合される。もちろん、図９に従う二列熱交換器が
企図されるなら、図４及び５の実施形態に使用されたフ
ィン５０が管７０の追加の一つと共に使用可能である。
【００４１】図１０は、本発明に利用されるフィン２
６、５０の非常に好ましい形態を示す。この実施形態の
フィン２６、５０は、図１０に示されるように弓形で、
間隔脚部８２と共に慣用のルーバー８０を含む。図１０
のフィンスロット３４（図示せず）はフランジが無く、
管２４、５６の側壁３２に隣接する。この点で、鑞付け
工程中、縁８４は、前述の工程又は慣用の鑞付け工程が
使用される場合、管２４、５６の扁平側部３２との良好
な結合を形成する。フィン２６、５０が弓形であるとい
う事実がある弾力性又は弾性を与え、縁８４を側壁３２
に対し駆り立てさせるということは多少興味深い。更に
は、縁８４にフランジが無いことは、空気側自由流領域
を増やし、改善された空気側伝熱係数に寄与する。
【００４２】図１１は、本発明に使用され得るフィン２
６、５０のやや低い好ましさの実施形態を示す。この特
定の実施形態において、極小フランジ８８がフィンのス
ロット３４を縁取り、かつ管２４、５６の扁平側部３２
に隣接する。
【００４３】また、図１１の実施形態について、フィン
２６、５０は弓形である。この機能の重要性は、フィン
の高さを増すことなく弓形フィンが空気側表面を拡大す
ること、即ち、湾曲フィンの使用を介して空気側表面積
が拡大されるにもかかわらず、同数の管２４、５６が所
定正面領域に取り付けられ得ることである。従って、領
域の増加が空気側における熱伝達を改善し、一方、同数
の管２４、５６が用いられ得るので、第２流体側では何
も失われない。更には、ルーバーの長さも伸長され、そ
れによって乱流及び熱伝達を高める。図１０の実施形態
の空気側の性能は、図１１の実施形態の性能よりわずか
に高く、かつ、慣用の大きさのフランジが熱交換器を通
る利用可能な空気側自由流領域を減らすという理由のた
め、そのようなフランジを有する管の性能より相当良好
であることに留意しなければならない。
【００４４】図１２は本発明に使用可能な別の種類の扁
平管を示す。特に、該管は複数の口９２を有する涙滴形
状管９０である。また、フィン２６、５０のスロット９
４は、管９０をぴったりと受容するようなものであり、
即ち、そのようなスロット９４は、管９０のメジャー寸
法よりやや小さい深さ及び管９０の断面のような形状の
領域を有する。この実施形態において、スロット９４の
幅は、管９０のマイナー寸法と同じか又はそれよりほん
のわずかに小さく製作され得る。
【００４５】所望により、図１２に示されたこの実施形
態又は他の実施形態において、各フィン２６、５０の長
さを伸ばす一又は複数の伸長補強リブ１００が用いられ
得る。補強リブは図１２及び１３の両方に示される。図
４及び５の実施形態の場合、補強リブは、フィンの中央
のスロットの二つの列間に設置されるであろう。補強作
用に加えて、リブ１００は、該熱交換器が蒸発器として
使用される場合、凝縮液排液を高める。
【００４６】図面には示されないが、図４〜８に示され
るような多管列実施形態において、一の列における管
は、一又は複数の他の列における管に対して互い違いに
配置され得る。更には、いくつかの場合、管メジャー寸
法を、フィンの縦軸に対し９０度以外のある角度で傾斜
させることが望ましいであろう。
【００４７】図１４を参照して、これは、図１０及び１
１に示されたフィン構造を含む種々のフィン構造に対す
る試験結果を示す。標準空気面速度は、ａ）英国熱単位
量の平方フィート／華氏度当たりの流入温度差に対する
熱流速と、ｂ）少量の水における向かい空気側圧力低下
とに対しプロットされる。本発明の湾曲フィンは、板フ
ィン熱交換器において受ける結合問題が本発明によって
解決されることを例示する慣用の蛇行フィンと比べて遜
色がないことが理解される。慣用の平板フィンの場合、
本発明工程に従って製作されたフィンに対する熱交換性
能が著しい利点を有することが特に注目される。図１０
のフィンは、熱伝達の点及びより少ない空気側圧力低下
を与える点の両方において、図１１のフィンを超える利
点を示すことも確認される。
【００４８】本発明は、高い抵抗を与える円形管を除去
する熱交換器、即ち、空気側圧力低下を高め、そのよう
な熱交換器に一般的に見られる機械的結合を除去する熱
交換器を提供する。更にまた、本発明は、比較的小さい
フィン高さの使用を可能にし、大きなフィン高さに生じ
る効率のロスを避ける。本発明の熱交換器が多くの異な
る用途に適する一方、補強リブ及び管間の間隙を有する
垂直板フィンの使用が、冷凍又は空調システムに使用さ
れる蒸発器に慣例的に生じる凝縮の優れた排水に対処す
るという点で、それは特に蒸発器として有利に使用され
る。
【００４９】幅広フィンの両側において型打ち操作を単
に繰り返すことにより、一方で２６、他方で５０のフィ
ンは同じ金型で製作され得るという点で製造は簡素化さ
れる。更にまた、管の丸縁４０がフィンの縁３６、５
２、５４をわずかに過ぎて伸長することを許容すること
によって与えられたユニークな利点は、フィンを共通平
面に置くように設計された鑞付け固定具の使用なしに部
品の鑞付けを可能にすることである。
【００５０】湾曲フィンの使用は、フィン高さを伸ばす
必要なしに空気側表面積を拡大し、また、鑞付け中の良
好な結合を更に確実にするため、フィンのスロットの縁
を管の側壁３２を緊密に包囲させる固有の弾性の付加的
な利点を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って製作された熱交換器の一実施形
態の側面図である。
【図２】図１の２−２線にほぼ沿う図１の実施形態の断
面図である。
【図３】図１の３−３線にほぼ沿う図１の実施形態の断
面図である。
【図４】本発明の変形実施形態の図２と同様の図であ
る。
【図５】図４に示された実施形態の図３と同様の図であ
る。
【図６】本発明の更に別の変形実施形態の側面図であ
る。
【図７】図６の７−７線にほぼ沿う断面図である。
【図８】図６の８−８線にほぼ沿う断面図である。
【図９】本発明の更に別のやや概略的な図である。
【図１０】本発明のどの実施形態でも使用される非常に
好ましい板フィン構造の破断断面図である。
【図１１】板フィンのやや低い好ましさの実施形態の図
１０と同様の図である。
【図１２】涙滴形状管を用いる本発明の実施形態の断面
の破断断面図である。
【図１３】図１２の１３−１３線にほぼ沿う断面図であ
る。
【図１４】フィンの四つの異なる型、即ち、全て扁平多
孔管を利用する、慣用の蛇行フィン構造、図１０の板フ
ィン、図１１の板フィン及び慣用の平板フィン構造の相
対的性能を示すグラフである。
【符号の説明】
２０、２２ ヘッダー ２４、５６、７０ 管 ２６、５０ フィン ２８、８０ ルーバー ３４、９４ スロット ３８、８４ 縁 ６２ ねじり ６４ 湾曲部 ８８ 極小フランジ １００ 補強リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー・ヒューズ アメリカ合衆国ウィスコンシン州ミルウォ ーキー、サウス・セブンティーフィフス・ ストリート4002 (72)発明者 ウィンストン・ジャーン アメリカ合衆国ウィスコンシン州ケノーシ ャ、サーティーンス・ストリート1812 (72)発明者 シー・ジェイムズ・ロジャーズ アメリカ合衆国ウィスコンシン州ラシー ン、サウス・レイクショー・ドライブ5133 (72)発明者 クレイグ・グローマン アメリカ合衆国ウィスコンシン州マスケゴ ー、フォックスバラ・プレイス15520・エ ス79ダブリュー (72)発明者 エドワード・ロビンソン アメリカ合衆国ウィスコンシン州カレドニ ア、フォーティーサード・ストリート2156 (72)発明者 リチャード・ミールケ アメリカ合衆国ウィスコンシン州フランク スビル、ダンケロウ・ロード7414 (72)発明者 ジョナサン・ピー・ワッテレット アメリカ合衆国イリノイ州ガーニー、キャ ンデン・ドライブ1545 (72)発明者 ロレンス・ギャビー アメリカ合衆国ウィスコンシン州ラシー ン、マシュー・ドライブ4114 (72)発明者 リチャード・ジェイ・トラップ アメリカ合衆国ウィスコンシン州ラシー ン、ノース・メドウ・ドライブ5514

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱交換器を組み立てる方法であって、 ａ）メジャー寸法及びマイナー寸法を有する扁平熱交換
    管からなる複数の一般に平行な管走路を設ける工程と、 ｂ）管走路の数とほぼ等しい複数の管スロットを各々が
    有する複数の板フィンを設ける工程であって、各スロッ
    トが関連するフィンの縁に開口すると共に、 i）スロットに受容される管走路の断面形状に対応する
    形状と、 ii）スロットに受容される管走路のメジャー寸法未満の
    深さと、 iii）スロットに受容される管走路のマイナー寸法とほ
    ぼ等しいか又はわずかに小さい幅と、を有する当該工程
    と、 ｃ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロット外にあ
    る間隔伸長するように各フィンの対応するスロットに管
    走路をぴったりと嵌める工程と、 ｄ）工程ｃ）からもたらされる組立体を支持面に置く工
    程であって、管走路縁が該支持面に接触し、かつ板フィ
    ンが管走路上に延長する当該工程と、 ｅ）組立体が支持面上にあり、かつフィン及び管走路を
    組立関係に保持する鑞付け固定具の不存在下にある間、
    フィンを管走路に鑞付けするのに十分高められた温度に
    組立体をさらす工程とを含む方法。
  2. 【請求項２】 前記管走路は蛇行管の直線区域によって
    規定される請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記管走路は管類の直線部分によって各
    々規定される請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記管走路の断面は涙滴形状である請求
    項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記管走路の断面は長円形状である請求
    項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記フィンはスロット間の位置で湾曲さ
    れる請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記フィン及び管走路はアルミニウム及
    び／又はアルミニウム合金から形成される請求項１記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 アルミニウム及び／又はアルミニウム合
    金熱交換器を組み立てる方法であって ａ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロット外に短
    い間隔伸長するように、スロットと同じ断面形状を有す
    る複数の管走路に対し、開放式のスロットを有する複数
    の板フィンを組み立てる工程と、 ｂ）工程ａ）からもたらされる組立体を支持面に置く工
    程であって、管走路縁が支持面に接触し、かつフィンが
    支持面の上方でそれに接触しない当該工程と、 ｃ）管走路とフィンの境界面にアルミニウム鑞付け合金
    を置く工程と、 ｄ）管走路及びフィンを組立関係に保持する鑞付け固定
    具の不存在下で、フィンが引力下で管走路上に定着する
    ことを可能にするのに十分な時間、先行する工程からも
    たらされる組立体をアルミニウム鑞付け温度にさらす工
    程とを含む方法。
  9. 【請求項９】 前記工程ｃ）は、工程ａ）の実行前に、
    フィン及び管走路の一方又は両方をアルミニウム鑞付け
    合金で被覆することによって行われる請求項８記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記管走路は、メジャー寸法及びマイ
    ナー寸法を有する扁平管類からなり、スロットはメジャ
    ー寸法よりやや小さい深さを有する請求項８記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記スロット間に湾曲区域を有するフ
    ィンを設ける工程を含む請求項８記載の方法。
  12. 【請求項１２】 熱交換器を組み立てる方法であって、 ａ）各管走路の縁が管走路が受容されるスロット外に短
    い間隔伸長するように、スロットと同じ断面形状を有す
    る複数の管走路に対し、開放式のスロットを有する複数
    の板フィンを組み立てる工程と、 ｂ）工程ａ）からもたらされる組立体を支持面に置く工
    程であって、管走路縁が支持面に接触し、かつフィンが
    支持面の上方でそれに接触しない当該工程と、 ｃ）管走路及びフィンを組立関係に保持する鑞付け固定
    具の不存在下で、フィンが引力下で管走路上に定着する
    ことを可能にするのに十分な時間、先行する工程からも
    たらされる組立体を鑞付け温度にさらす工程とを含む方
    法。
  13. 【請求項１３】 アルミニウム熱交換器であって、 第１及び第２ヘッダーと、 該ヘッダー間に延長しかつ該ヘッダーと流体連通すると
    共に、互いに離隔関係の複数の一般に平行な管走路を規
    定する少なくとも一の扁平管であって、各管走路が、管
    メジャー寸法を規定し、かつ管マイナー寸法を規定する
    側壁と相互連結する対向縁と、複数の内口とを有する当
    該扁平管と、 積み重ねに整列され、かつ管走路を受容する複数の開放
    式のスロットを各々が有し、一が各管走路に対する複数
    の板フィンであって、各スロットが、そこに受容される
    管走路の一般に断面である形状と、対応する管走路のマ
    イナー寸法と等しいか又はほんのわずか小さい幅と、対
    応する管走路のメジャー寸法よりやや小さい深さとを有
    する当該板フィンとを備え、 各管走路はフィンの対応するスロット内に収められ、各
    管走路の一の縁は対応するフィンの外側に置かれ、 ヘッダー、管走路及びフィンは鑞付け組立体を構成する
    熱交換器。
  14. 【請求項１４】 前記管走路は個々の管から規定される
    請求項１３記載の熱交換器。
  15. 【請求項１５】 前記管走路は少なくとも一の蛇行管か
    ら規定される請求項１３記載の熱交換器。
  16. 【請求項１６】 前記スロットは管走路に鑞付けされる
    フランジによって少なくとも部分的に結合される請求項
    １３記載の熱交換器。
  17. 【請求項１７】 前記スロットは管走路に鑞付けされる
    縁の無いフランジを有する請求項１３記載の熱交換器。
  18. 【請求項１８】 前記フィンはスロット間の位置で湾曲
    される請求項１３記載の熱交換器。
  19. 【請求項１９】 前記板フィンは伸長され、スロットは
    その伸長された一の縁に開口し、他の伸長された縁はス
    ロットによって途切れない請求項１３記載の熱交換器。
  20. 【請求項２０】 前記他の伸長された縁とスロット間に
    補強ビードを含む請求項１９記載の熱交換器。
  21. 【請求項２１】 前記板フィンは伸長され、スロットは
    その伸長された両方の縁に開口する請求項１８記載の熱
    交換器。
  22. 【請求項２２】 前記伸長された一の縁に開口するスロ
    ットは、他の伸長された縁に開口するスロットと整列さ
    れる請求項２１記載の熱交換器。
  23. 【請求項２３】 前記一の伸長された縁に開口するスロ
    ットと他の伸長された縁、に開口するスロットとの間に
    置かれた、板フィンの伸長方向に延長する伸長された途
    切れない帯域を含む請求項２１記載の熱交換器。
  24. 【請求項２４】 前記管走路はＵ字形管の脚部によって
    規定され、各Ｕ字形管の脚部の一方は板フィンの一の伸
    長された縁に開口するスロットに配置され、他方の脚部
    は他の伸長された縁に開口するスロットに配置される請
    求項２１記載の熱交換器。
  25. 【請求項２５】 前記伸長された縁の反対側の一つ一つ
    に開口するスロットは整列され、各Ｕ字形管の脚部はス
    ロットの整列された一つ一つに置かれる請求項２４記載
    の熱交換器。
  26. 【請求項２６】 前記各Ｕ字形管の各脚部は、対応する
    Ｕ字形管の湾曲部にすぐに近接する、９０度までで９０
    度を含む角度付けされたねじりを含む請求項２５記載の
    熱交換器。
  27. 【請求項２７】 前記平行管走路は複数のＵ字形管によ
    って規定され、各Ｕ字形管は湾曲部によって連結された
    二つの平行脚部を有し、板フィンの二つの組があり、一
    方の組は対応する脚部の第一のものに配置され、他方の
    組は対応する他の脚部に配置される請求項１３記載の熱
    交換器。
  28. 【請求項２８】 前記各Ｕ字形管の各脚部は、対応する
    Ｕ字形管の湾曲部にすぐに近接する９０度ねじりを含む
    請求項２７記載の熱交換器。
  29. 【請求項２９】 熱交換器コアであって、 扁平多孔管から形成される複数の一般に平行な管走路
    と、 積み重ね関係で、かつ管走路を受容するのに十分な離隔
    開口を有する複数の板フィンとを備え、 管走路は該開口に配置され、かつ該開口周りの板フィン
    に鑞付けされるメジャー寸法を有し、 該開口管の板フィンの部分はメジャー寸法を一般に横切
    る方向に弓形であり、そのため、隣り合う開口間の間隔
    を増す必要なしに開口間のフィンの表面積を拡大する熱
    交換器。
  30. 【請求項３０】 前記開口はフィンの一の縁からフィン
    へと伸長するスロットである請求項２９記載の熱交換
    器。
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