JP2024515016A - 集気管、及びそれを有する熱交換器アセンブリ - Google Patents

Abstract

集気管（１００）及びそれを有する熱交換器アセンブリである。集気管（１００）は、メインヘッダ（１０）、湾曲パイプ（２０）及び第２分岐管（４０）を含み、湾曲パイプ（２０）がメインヘッダ（１０）の一端に設けられてメインヘッダ（１０）と連通し、湾曲パイプ（２０）には第２集気孔（２１）が穿設されており、第２分岐管（４０）は第２集気孔（２１）内に取り付けられて湾曲パイプ（２０）の内部と連通する。【選択図】 図１

Description

関連出願
本出願は、２０２１年４月３０日に出願された、出願番号が２０２１２０９３８７９３．７であり、発明の名称が「集気管、及びそれを有する熱交換器アセンブリ」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は引用により本出願に組み込まれる。

本出願は冷却の技術分野に関し、特に、集気管、及びそれを有する熱交換器アセンブリに関する。

集気管は、空調システムに適用して、熱交換を十分に行う目的を達成するために冷媒の流れをガイドし、流路構造を最適化するために用いられる。

通常、従来の集気管は、メインヘッダに複数の集気孔を設け集気孔ごとに一つの分岐管に溶接されるが、分岐管が熱交換管との連通を必要とするため、分岐管及びメインヘッダの長さが長すぎることが発生し製造コストが高くなってしまうとともに、配管の振動がメインヘッダにおける長さが長すぎる分岐管の強度に影響を与えて、空調システムにおける熱交換効率を低下させる。

これに鑑みて、上記の技術課題について、強度が高く、構造が簡単で且つ製造コストが低い集気管及びそれを有する熱交換器アセンブリを提供することを必要とする。

本出願で提供される集気管は、メインヘッダ、湾曲パイプ及び第２分岐管を含み、湾曲パイプがメインヘッダの一端に設けられてメインヘッダと連通し、湾曲パイプに第２集気孔が穿設されており、第２分岐管は第２集気孔内に取り付けられて湾曲パイプの内部と連通する。

本出願において、第２分岐管を設けて熱交換管と連通するために用いられ、湾曲パイプに第２集気孔を穿設し、第２分岐管を第２集気孔内に取り付けて湾曲パイプの内部と連通させることにより、第２分岐管の長さを短くすることができ、熱交換管の位置が一定であるため、第２分岐管をメインヘッダに設けると、この部位の熱交換管と連通するためには第２分岐管の長さを長くする必要があるが、第２分岐管の長さが長すぎると配管の振動が第２分岐管の強度に対して影響を与えるので、第２分岐管を湾曲パイプに設けて、第２分岐管の長さを短くして、振動の第２分岐管の強度に対する影響を低下させることができるとともに、メインヘッダの長さを短くすることができ、メインヘッダに集気孔を更に穿設して分岐管に接続する必要がないため、製造コストを低減させ、集気管の強度を向上させ、変形を防止する。

一実施例において、集気管は、第１分岐管を更に含み、メインヘッダに第１集気孔が穿設されており、第１分岐管が第１集気孔内に取り付けられてメインヘッダと連通する。

このように設計すると、第１分岐管を設けて集気管の熱交換効率を向上させるために用いられる。

一実施例において、湾曲パイプの第２集気孔に第２フランジが設けられており、第２フランジが第２集気孔の周方向を囲んで設けられ、第２分岐管が第２フランジに接続される。

このように設計すると、第２集気孔に第２フランジが設けられて、第２分岐管と湾曲パイプとの接続が容易になって、位置決め及び保護の役割を果たすことができる。第２分岐管が湾曲パイプの第２集気孔に直接接続されると、第２分岐管の接続位置を制御しにくく、接続中に湾曲パイプが損傷しやすい。

一実施例において、第２分岐管と第２フランジとの間が固定接続される。更に、第２分岐管と第２フランジとの間は、溶接により固定接続されてもよい。

このように設計すると、第２分岐管と第２フランジとの間が溶接により接続されると、接続の安定性が良好で、作業しやすく、メンテナンスが容易で且つ溶接用機器が簡単で、コストが低い。

一実施例において、第２フランジと湾曲パイプとは一体式とされる。

このように設計すると、第２分岐管と湾曲パイプとの接続が容易になり、時間を節約し、製造コストを低減させることができる。

一実施例において、第２集気孔の軸線とメインヘッダの軸線とが垂直になる。

このように設計すると、加工しやすく、且つ第２集気孔を設けることにより第２分岐管との接続が容易になる。

一実施例において、第２集気孔は湾曲パイプの外側に設けられ、且つ第２集気孔の軸線とメインヘッダの軸線とが平行となる。

このように設計すると、加工しやすく、且つ第２集気孔を設けることにより第２分岐管との接続が容易になる。

一実施例において、第２集気孔は、湾曲パイプの曲がり部の中心位置に位置する。

このように設計すると、湾曲パイプを折り曲げるとき、材料が引張りにより変形し、管壁が徐々に薄くなり、且つ湾曲パイプの最外側の縁部の引張変形量が最大となり、湾曲パイプの最外側の縁部に第２集気孔を設けると、割れやすいが、曲がり部の中心位置で受ける力は比較的均衡であるため、割れる問題が発生しにくく、第２分岐管との接続強度を向上させることができる。

一実施例において、湾曲パイプはメインヘッダの一端が伸びて形成される。更に、湾曲パイプは、メインヘッダの一段を引っ張って形成されてもよい。

このように設計すると、加工しやすく、製造コストを低減させ、且つ湾曲パイプに第２集気孔を穿設するとき、まずメインヘッダの一端を引っ張って湾曲パイプを形成し、その後に湾曲パイプに対して孔を切り出して第２集気孔を形成することを必要とし、メインヘッダに孔を切り出してから、更に引っ張って湾曲パイプを形成することにより変形が発生することを回避する。

一実施例において、メインヘッダの第１集気孔に第１フランジが設けられており、第１フランジが第１集気孔の周方向を囲んで設けられ、第１分岐管が第１フランジに接続される。

このように設計すると、第１集気孔に第１フランジが設けられて、第１分岐管とメインヘッダとの接続が容易になって、位置決め及び保護の役割を果たすことができる。第１分岐管がメインヘッダの第１集気孔に直接接続されると、第１分岐管の接続位置を制御しにくく接続中にメインヘッダが損傷しやすい。

一実施例において、メインヘッダの一端が伸びて湾曲パイプを形成し、第２集気孔の縁部が湾曲パイプの管壁に対して折り返して湾曲パイプと一体とされた第２フランジを形成する。

このように設計すると、孔を切り出してからフランジングを行って引っ張ることにより変形が発生する問題を回避できるとともに、一体とされた第２フランジと湾曲パイプとにより第２分岐管と湾曲パイプとの接続が容易になり、時間を節約し、製造コストを低減させることができる。

本出願は、熱交換器、及び熱交換器における熱交換管に接続された上記のいずれか一項に記載の集気管を含む熱交換器アセンブリを更に提供する。

従来の技術に比べて、本出願で提供される集気管は第２分岐管を設けて熱交換管と連通するために用いられ、湾曲パイプに第２集気孔を穿設し、第２分岐管を第２集気孔内に取り付けて湾曲パイプの内部と連通させることにより、第２分岐管の長さを短くすることができ、熱交換管の位置が一定であるため、第２分岐管をメインヘッダに設けると、この部位の熱交換管と連通するためには第２分岐管の長さを長くする必要があるが、第２分岐管の長さが長すぎると、配管の振動が第２分岐管の強度に対して影響を与えるので、第２分岐管を湾曲パイプに設けて、第２分岐管の長さを短くし、振動の第２分岐管の強度に対する影響を低下させることができるとともに、メインヘッダの長さ短くすることができ、メインヘッダに集気孔を更に穿設して分岐管に接続する必要がないため、製造コストを低減させ、集気管の強度を向上させ、変形を防止する。

本出願で提供される集気管の構造模式図である。 図１から第１分岐管、第２分岐管、エンドカバー及び銅継手を除いた模式図である。 図２におけるＡでの部分拡大図である。 図２の底面図である。

１００ 集気管、１０ メインヘッダ、１１ 第１集気孔、１２ 第１フランジ、２０ 湾曲パイプ、２１ 第２集気孔、２２ 第２フランジ、３０ 第１分岐管、４０ 第２分岐管、５０ 銅継手、６０ エンドカバー。

以下、本出願の実施形態における図面を参照して、本出願の実施形態における技術態様を明確且つ完全に説明するが、説明した実施形態は、本出願の実施形態の一部にすぎず、全ての実施形態ではないことは明らかである。当業者が、本出願における実施形態に基づいて、創造的な労力なしに得られた全ての他の実施形態はいずれも本出願の保護範囲に属する。

説明すべきこととして、アセンブリが他のアセンブリに「装着される」とされる場合、他のアセンブリに直接装着されてもよく、又は介在するアセンブリが存在してもよい。アセンブリが他のアセンブリに「設けられる」とみなされる場合、他のアセンブリに直接設けられてもよく、又は介在するアセンブリが同時に存在してもよい。アセンブリが他のアセンブリに「固定される」とみなされる場合、他のアセンブリに直接固定されてもよく、又は介在するアセンブリが同時に存在してもよい。

特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術用語や科学用語は、本出願の属する技術分野における当業者が通常理解している意味と同じである。ここで、本出願の明細書に使用される用語は、単に具体的な実施形態を説明することを目的とし、本出願を制限するものではない。本明細書に使用される「及び／又は」という用語は、関連する列挙された項目の１つ以上の任意の及び全ての組み合わせを含む。

図１を参照すると、本出願で提供される集気管１００は、空調の冷却システムに適用して、冷媒が十分な熱交換を行うように冷媒の流路構造を最適化するために用いられる。

通常、従来の集気管は、メインヘッダに複数の集気孔を設け、集気孔ごとに一つの分岐管に溶接されるが、分岐管が熱交換管との連通を必要とするため、分岐管及びメインヘッダの長さが長すぎることが発生し、製造コストが高くなるとともに、配管の振動がメインヘッダにおける長さが長すぎる分岐管の強度に影響を与えて、空調システムにおける熱交換効率を低下させる。

図１を参照すると、本出願で提供される集気管１００は、メインヘッダ１０、湾曲パイプ２０、第１分岐管３０及び第２分岐管４０を含み、メインヘッダ１０に第１集気孔１１が穿設されており、第１分岐管３０が第１集気孔１１内に取り付けられてメインヘッダ１０と連通し、湾曲パイプ２０がメインヘッダ１０の一端に設けられてメインヘッダ１０と連通し、且つ湾曲パイプ２０に第２集気孔２１が穿設されており、第２分岐管４０が第２集気孔２１内に取り付けられて湾曲パイプ２０の内部と連通し、第２分岐管４０のメインヘッダ１０から離れた一端が熱交換管（図示せず）と連通し、湾曲パイプ２０に第２集気孔２１を穿設し、第２分岐管４０を第２集気孔２１内に取り付けて湾曲パイプ２０の内部と連通することにより、第２分岐管４０の長さを短くすることができる。

熱交換管の位置が常に一定であるため、第２分岐管４０をメインヘッダ１０に設けると、この部位の熱交換管と連通するためには第２分岐管４０の長さを長くする必要があるが、第２分岐管４０の長さが長すぎると、配管の振動が第２分岐管４０の強度に対して影響を与えるので、第２分岐管４０を湾曲パイプ２０に設けて、この部位の熱交換管と直接連通して、第２分岐管４０の長さを短くすることができ、且つ振動の第２分岐管４０の強度に対する影響を低下させることができるとともに、メインヘッダ１０の長さを短くすることができ、メインヘッダ１０に集気孔を更に穿設する必要がなく、分岐管と集気孔とを接続することで、製造コストを低減させ、集気管１００の強度を向上させ、集気管１００が変形する問題を回避する。

更に、図２から図４を参照すると、湾曲パイプ２０の第２集気孔２１に第２フランジ２２が設けられており、第２フランジ２２が第２集気孔２１の周方向を囲んで設けられ、第２分岐管４０が第２フランジ２２に接続され、第２集気孔２１に第２フランジ２２が設けられて、第２分岐管４０と湾曲パイプ２０との接続が容易になって、位置決め及び保護の役割を果たすことができる。第２分岐管４０が湾曲パイプ２０の第２集気孔２１に直接接続されると、第２分岐管４０の接続位置を制御しにくく接続中に湾曲パイプ２０が損傷しやすい。

本出願において、湾曲パイプ２０はメインヘッダ１０の一端が伸びて形成され、一実施例において、湾曲パイプ２０はメインヘッダ１０の一端が引張りにより形成されてもよく、加工しやすく、製造コストを低減させる。メインヘッダ１０はステンレス材質を採用して、メインヘッダ１０を一体式で折り曲げ成形しやすく、集気管１００の硬度を向上させるとともに、銅材は比較的高価であるので、生産コストを低減させるために、本出願は、銅材に代えて、ステンレス材を採用してメインヘッダ１０を加工する。

一実施例において、第２フランジ２２と湾曲パイプ２０とは一体式とされて、第２分岐管４０と湾曲パイプ２０との接続が容易になり、時間を節約し、製造コストを低減させることができ、且つ第２フランジ２２を設けるとき、まずメインヘッダ１０の一端を引っ張って湾曲パイプ２０を形成し、その後に湾曲パイプ２０に対して孔を切り出して第２集気孔２１を形成し、更にフランジングを行うことで、第２フランジ２２を形成することを必要とし、メインヘッダ１０に孔を切り出してからフランジングを行い、更に引っ張って湾曲パイプ２０を形成することにより変形の問題が発生することを回避する。第１フランジ１２は、メインヘッダ１０に孔を直接切り出して第１集気孔１１を形成し、孔を切り出した後にフランジングを行うことにより形成され、メインヘッダ１０は引張りや折り曲げを必要しないため、加工変形の問題がない。

選択的に、第２分岐管４０と第２フランジ２２との間が固定接続され、更に、第２分岐管４０と第２フランジ２２との間は溶接により接続されてもよい。溶接の接続安定性が良好で、作業しやすく、メンテナンスが容易で且つ溶接用機器が簡単で、コストが低い。

一実施例において、第２集気孔２１の軸線とメインヘッダ１０の軸線とが垂直になって、加工しやすく、且つ第２集気孔２１を設けることにより第２分岐管４０との接続が容易になる。

他の実施例において、第２集気孔２１は湾曲パイプ２０の外側に設けられ、且つ第２集気孔２１の軸線とメインヘッダ１０の軸線とが平行となって、加工しやすく、且つ第２集気孔２１を設けることにより第２分岐管４０との接続が容易になる。

図１及び図２を参照すると、第２集気孔２１は湾曲パイプ２０の曲がり部の中心位置に位置し、湾曲パイプ２０を折り曲げるとき、材料が引張りにより変形し、管壁が徐々に薄くなり、且つ湾曲パイプ２０の最外側の縁部の引張変形量が最大となるため、湾曲パイプ２０の最外側の縁部に第２集気孔２１を設けると、割れやすいが、湾曲パイプ２０の曲がり部の中心位置で受ける力は比較的均衡であるため、割れる問題が発生しにくいので、第２集気孔２１を湾曲パイプ２０の曲がり部の中心位置に設けると、第２分岐管４０との接続強度を向上させることができる。

図２及び図３を参照すると、メインヘッダ１０の第１集気孔１１に第１フランジ１２が設けられており、第１フランジ１２が第１集気孔１１の周方向を囲んで設けられ、第１分岐管３０が第１フランジ１２に接続され、第１集気孔１１に第１フランジ１２が設けられて、第１分岐管３０とメインヘッダ１０との接続が容易になって、位置決め及び保護の役割を果たすことができる。第１分岐管３０がメインヘッダ１０の第１集気孔１１に直接接続されると、第１分岐管３０の接続位置を制御しにくく接続中にメインヘッダ１０が損傷しやすい。

図１を参照すると、集気管１００は、湾曲パイプ２０のメインヘッダ１０から離れた一端に接続された銅継手５０を更に含み、冷却の技術分野において、通常、空調の銅管セットを２つの部品を接続する接続管として使用し、銅管セットとの接続を容易にするために、部品も銅材で作製するが、銅材は比較的高価であるので、生産コストを低減させるために、本出願は、銅材に代えて、ステンレス材を採用して一部の部品を作製する。製造過程において、銅管セットとステンレス部品のステンレス管との溶接、即ち本出願において、銅管セットと本出願におけるステンレス材質の湾曲パイプ２０との溶接を必要とするが、銅材とステンレス材との溶接特性は大きく異なるため、銅管セットとステンレス材質の湾曲パイプ２０とを直接溶接するプロセスの難度が比較的高いので、ステンレス材質の湾曲パイプ２０の外側に銅継手５０を嵌合した後に、銅管セットを銅継手５０に直接溶接すると、プロセスの難度が低下し、加工しやすく且つコストが低減する。

図１を参照すると、集気管１００は、メインヘッダ１０の湾曲パイプ２０から離れた一端を覆うエンドカバー６０を更に含む。

本出願は、熱交換器、及び熱交換管に接続された上記のいずれか一項に記載の集気管１００を含む熱交換器アセンブリ（図示せず）を更に提供する。

本出願において、湾曲パイプ２０に第２集気孔２１を穿設し、第２分岐管４０を第２集気孔２１内に取り付けて湾曲パイプ２０の内部と連通することにより、第２分岐管４０の長さを短くすることができ、熱交換管の位置が常に一定であるため、第２分岐管４０をメインヘッダ１０に設けると、この部位の熱交換管と連通するためには第２分岐管４０の長さを長くする必要があるが、第２分岐管４０の長さが長すぎると、配管の振動が第２分岐管４０の強度に対して影響を与えるので、第２分岐管４０を湾曲パイプ２０に設けて、この部位の熱交換管と直接連通して、第２分岐管４０の長さを短くすることができ、且つ振動の第２分岐管４０の強度に対する影響を低下させることができるとともに、メインヘッダ１０の長さを短くすることができ、メインヘッダ１０に集気孔を更に穿設する必要がなく、分岐管と集気孔とを接続することで、製造コストを低減させ、集気管１００の強度を向上させ、集気管１００が変形する問題を回避する。

更に、説明すべきこととして、「第１」、「第２」等の用語を用いて部品を限定することは、対応する部品を容易に区別するためのものにすぎず、特に説明がない限り、上記の用語は特別な意味を持たないため、本出願の保護範囲を限定するものとして理解すべきではない。

以上の実施形態の各技術特徴は、任意に組み合わせてもよく、説明を簡潔にするために、上記の実施形態における各技術特徴の可能な組み合わせについて全て説明していないが、これらの技術特徴の組み合わせが矛盾しない限り、いずれも本明細書に記載されている範囲とみなすべきである。

当業者が理解すべきこととして、以上の実施形態は単に本出願を説明するために使用され、本出願を限定するためのものではなく、本出願の実質的な趣旨の範囲内で、以上の実施形態によりなされる適切な変更及び変化は、いずれも本出願の保護を請求する範囲に属する。

Claims (12)

1. メインヘッダ、湾曲パイプ及び第２分岐管を含み、前記湾曲パイプが前記メインヘッダの一端に設けられて前記メインヘッダと連通し、
   前記湾曲パイプに第２集気孔が穿設されており、前記第２分岐管は前記第２集気孔内に取り付けられて前記湾曲パイプの内部と連通する、集気管。
2. 第１分岐管を更に含み、前記メインヘッダに第１集気孔が穿設されており、前記第１分岐管が前記第１集気孔内に取り付けられて前記メインヘッダと連通する、請求項１に記載の集気管。
3. 前記湾曲パイプの前記第２集気孔に第２フランジが設けられており、前記第２フランジが前記第２集気孔の周方向を囲んで設けられ、前記第２分岐管が前記第２フランジに接続される、請求項１に記載の集気管。
4. 前記第２分岐管と前記第２フランジとの間が固定接続される、請求項３に記載の集気管。
5. 前記第２フランジと前記湾曲パイプとは一体式とされる、請求項３に記載の集気管。
6. 前記第２集気孔の軸線と前記メインヘッダの軸線とが垂直になる、請求項１に記載の集気管。
7. 前記第２集気孔は前記湾曲パイプの外側に設けられ、且つ前記第２集気孔の軸線と前記メインヘッダの軸線とが平行となる、請求項１に記載の集気管。
8. 前記第２集気孔は、前記湾曲パイプの曲がり部の中心位置に位置する、請求項１に記載の集気管。
9. 前記湾曲パイプは前記メインヘッダの一端が伸びて形成される、請求項１に記載の集気管。
10. 前記メインヘッダの前記第１集気孔に第１フランジが設けられており、前記第１フランジが前記第１集気孔の周方向を囲んで設けられ、前記第１分岐管が前記第１フランジに接続される、請求項２に記載の集気管。
11. 前記メインヘッダの一端が伸びて前記湾曲パイプを形成し、前記第２集気孔の縁部が前記湾曲パイプの管壁に対して折り返して前記第２フランジを形成する、請求項５に記載の集気管。
12. 熱交換器、及び前記熱交換器における熱交換管に接続された請求項１から１１のいずれか一項に記載の集気管を含む、熱交換器アセンブリ。
    

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