JP7203097B2 - tube joint - Google Patents

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Description

本出願は、2017年9月26日出願の米国仮特許出願第62/563,382号の利益を主張するものであり、上記仮特許出願は、その全体が本明細書に完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込む。 This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 62/563,382, filed September 26, 2017, which is fully incorporated herein in its entirety. incorporated herein by reference as if

熱交換器および空気調和システムには大きな問題がある。追加されたフィンを有する伝熱チューブは、多くの接続部を有する。チューブへのフィンの接続は、1つの問題である。ヘッダ・タンクへのチューブの端部の接続は、より重大な問題である。接続部に破損が発生すると、内部流体を排出する漏れが生じ、例えば、空気調和、熱、電力、および冷凍システムで使用される熱交換器を機能停止させる。振動およびバイメタル電池の腐食により、接続部の破損が引き起こされる。 Heat exchangers and air conditioning systems present major problems. Heat transfer tubes with added fins have many connections. Connecting the fins to the tube is one problem. Connection of tube ends to header tanks is a more serious problem. When a connection breaks, it creates a leak that drains the internal fluid, causing the failure of heat exchangers used in, for example, air conditioning, heat, power, and refrigeration systems. Vibration and corrosion of bimetallic batteries cause connection failure.

熱交換器チューブの端部は、チューブの端部にあるヘッダ・タンクの開口部に接続される。摩擦溶接によるヘッダ・タンクへのチューブの接続は、比較的薄いチューブ端部が変形するので、解決策とはならない。チューブ端部およびヘッダを溶融して溶接するために必要とされる摩擦温度は、チューブ端部およびポート/チャネルを歪めて破壊する。 The ends of the heat exchanger tubes are connected to openings in header tanks at the ends of the tubes. Connecting the tube to the header tank by friction welding is not a solution because the relatively thin tube ends are deformed. The frictional temperatures required to melt and weld the tube ends and headers distort and destroy the tube ends and ports/channels.

熱交換器の漏れの問題、および熱交換器のチューブとヘッダとの接合の問題に対する解決策が必要である。 A solution is needed to the problems of heat exchanger leakage and heat exchanger tube-to-header joint problems.

本発明は、例えば、熱、電力、空気調和、および冷凍システムで使用される熱交換器の漏れ破壊の問題を解決する。 The present invention solves the leak-rupture problem of heat exchangers used, for example, in heat, power, air conditioning, and refrigeration systems.

本発明は、熱交換を促進するための比較的薄い中央区域と、ヘッダに接合するための大きくて厚い端部区域を有するチューブを提供する。チューブの大きい端部は、平坦に機械加工される。平坦な端部から材料が除去されて、チューブのチャネルを取り囲む材料を有する突出部を残す。 The present invention provides a tube having a relatively thin center section to facilitate heat exchange and large, thick end sections for joining to headers. The large end of the tube is machined flat. Material is removed from the flat end to leave a protrusion with material surrounding the channel of the tube.

チューブ内のチャネルを取り囲む材料の形状を受け入れるように、ヘッダに開口部が形成される。一実施形態では、大きいチューブ端部は、ヘッダ・フェース・プレートに嵌合する。チューブ端部自体が互いに接合され、摩擦溶接またはろう接によってヘッダ・フェース・プレートと接合される。チューブ端部の突出部は、ヘッダ・プレートの開口部に摩擦溶接またはろう接される。チューブ端部がろう接によって互い接合されるとき、チューブ端部の突出部は、ヘッダ・フェース・プレートの側面からヘッダチャンバ内に延びる。ろう接は、チューブ端部の側部から、チューブ端部の平坦な表面とヘッダ・フェース・プレートとの間、およびヘッダ・フェース・プレートの開口部を通って延びる突出部に沿って延びる。 An opening is formed in the header to accommodate the shape of the material surrounding the channel in the tube. In one embodiment, the large tube ends fit into the header face plate. The tube ends themselves are joined together and joined to the header face plate by friction welding or brazing. The tube end projections are friction welded or brazed to the openings in the header plate. When the tube ends are joined together by brazing, the tube end protrusions extend from the side of the header face plate into the header chamber. The braze extends from the side of the tube end between the flat surface of the tube end and the header face plate and along the protrusion that extends through the opening in the header face plate.

チューブ端部と突出部がヘッダ・フェース・プレートに溶接されるとき、チューブ端部は、フェース・プレートのヘッダ側のヘッダ・プレート開口部と面一となって溶接される。チューブ端部、および大きい平坦なチューブ端部の縁部は、ヘッダ・フェース・プレートに摩擦溶接される。ヘッダ・フェース・プレートとヘッダ本体が交差する縁部が、互いに摩擦溶接される。 When the tube ends and projections are welded to the header face plate, the tube ends are welded flush with the header plate opening on the header side of the face plate. The tube ends and the edges of the large flat tube ends are friction welded to the header face plate. The edges where the header face plate and header body intersect are friction welded together.

新規発明の重要な特徴は、熱交換チューブの大きい端部と、チューブの厚い部分から薄い部分へ進む場合、およびその逆における、チューブ材料の厚さの移行点における角度付きまたは円形パターンと、大きい端部を熱交換器フェース・プレートに接合すること及び/又は熱交換器チューブの大きい端部を互いに接合することと、熱交換器チューブの拡大された端部の端面を平坦化することと、熱交換器チューブの平坦化された端部から材料を除去して、チューブの内部チャネルを取り囲む突出部を形成することと、熱交換器ヘッダコネクタフェース・プレートの開口部に突出部を挿入することと、突出部、および熱交換器チューブの平坦な表面を、熱交換器ヘッダ・フェース・プレートに接合することと、突出部の縁部、および大きい端部の縁部を、熱交換器ヘッダ・フェース・プレートの対応する縁部に摩擦溶接することと、ろう接するときにフェース・プレートを通り抜けるように突出部を延ばし、突出部の表面、およびチューブの平坦な大きい端部の表面を、熱交換器フェース・プレートにろう接することと、拡大された端部の全てを固定パターンで接合することを含む。ここで、固定パターンは円形である。 An important feature of the new invention is the large end of the heat exchange tube and the angled or circular pattern at the tube material thickness transition point when going from the thicker portion of the tube to the thinner portion and vice versa. bonding the ends to the heat exchanger face plate and/or bonding the large ends of the heat exchanger tubes together; flattening the end faces of the enlarged ends of the heat exchanger tubes; Removing material from the flattened ends of the heat exchanger tubes to form protrusions surrounding the inner channels of the tubes and inserting the protrusions into openings in the heat exchanger header connector face plate. bonding the projections and the flat surface of the heat exchanger tubes to the heat exchanger header face plate; and bonding the edges of the projections and the large end edges to the heat exchanger header Friction welding to the corresponding edges of the face plate and extending the protrusions through the face plate when brazed so that the surface of the protrusions and the surface of the flat large end of the tube are heat exchanged. and joining all of the enlarged ends in a fixed pattern. Here, the fixed pattern is circular.

本発明は、1以上のチャネルを有し、長くて薄い中央熱交換部分と、より短い末端ヘッダ部分を有するチューブを提供する。末端ヘッダ部分は、薄い中央熱交換部分よりも厚い。チューブ材料の厚さの移行点に、角度付きまたは円形パターンを有する。末端部分の端面は、1以上のチャネルの周りに延在してチャネルを保護する外向き突出部を提供するように機械加工または偏平化されている。外向き突出部は、厚い末端ヘッダ部分の滑らかで平坦な端面から延びている。 The present invention provides a tube having one or more channels and having a long, thin central heat exchange section and shorter end header sections. The end header portions are thicker than the thin central heat exchange portion. It has an angled or circular pattern at the transition point of the tubing material thickness. The end face of the distal portion is machined or flattened to provide an outward projection that extends around and protects the one or more channels. The outwardly projecting portion extends from the smooth, flat end surface of the thick distal header portion.

端部プレートは、外向き突出部を受け入れるための内側開口部を有する。端部プレートは、末端ヘッダ部分の端面に当接し、取り付けられ、封止される内面を有する。端部プレートの内側開口は、末端部分の端面の外向き突出部に取り付けられて封止される。 The end plate has an inner opening for receiving the outward projection. The end plate has an inner surface that abuts, attaches and seals to the end face of the terminal header portion. The inner opening of the end plate is attached and sealed to the outwardly projecting portion of the end face of the distal portion.

一実施形態では、端部プレートと外向き突出部は、チューブの端面から同一の広がりを有する。端部プレートは、端面と、末端ヘッダ部分の端面にある外向き突出部に溶接される。 In one embodiment, the end plate and the outward projection are coextensive from the end face of the tube. The end plate is welded to the end face and to the outwardly projecting portion on the end face of the terminal header portion.

別の実施形態では、外向き突出部は、フェース・プレートを越えて延びており、フェース・プレートは、外向き突出部にろう接される。フェース・プレートを越える突出部の延長は、チューブ・チャネル内へのろう接材料の移動を防止する。 In another embodiment, the outward projection extends beyond the face plate and the face plate is brazed to the outward projection. Extending the protrusion beyond the face plate prevents migration of brazing material into the tube channel.

チューブは押出成形され、チューブの中央部分の両面が機械加工または除去されて、チューブ材料のいくつかの区域を除去し、薄い中央部分に一体に形成された離間されたフィンが残る。フィンは、チューブの中央部分の長手方向に対して傾けられており、1以上のチャネルは、1以上のマイクロチャネルである。 The tube is extruded and both sides of the central portion of the tube are machined or removed to remove areas of the tube material, leaving integrally formed spaced fins in the thin central portion. The fins are angled with respect to the longitudinal direction of the central portion of the tube and the one or more channels are one or more microchannels.

複数の同様の押出成形チューブが、チューブ内にチャネルを有する。チューブの中央部分から材料が除去され、薄い中央部分に離間されたフィンが残される。厚い末端ヘッダ部分が、複数のチューブの端部に残される。複数のチューブは、チューブ材料の厚さの移行点に角度付きまたは円形パターンを有する。複数のチューブは、水平もしくは鉛直に位置合わせされ、または湾曲され、ねじられ、傾けられる。ねじられて傾けられた複数のチューブは、平行な螺旋状の関係にある。複数のチューブの末端ヘッダ部分が溶接によって互いに位置合わせおよび接合され、複数の接合された末端ヘッダ部分の端部を機械加工または除去し、複数の端面と、複数の端面にある複数の外向き突出部を作製する。複数の外向き突出部が、チャネルの周りに延びてチャネルを保護する。複数の外向き突出部は、平坦な端部プレートまたは内周および外周リングのいずれかに接合される。端部プレートは、接合された末端ヘッダ部分の複数の端面にある複数の外向き突出部を受け入れる複数の内側開口部を有する。端部プレートの複数の内側開口部は、複数の外向き突出部に溶接または他の方法で接合される。端部プレートは、複数の端面に溶接または他の方法で接合される。 A plurality of similar extruded tubes have channels within the tubes. Material is removed from the central portion of the tube, leaving spaced fins in the thin central portion. A thick terminal header portion is left at the ends of the plurality of tubes. The plurality of tubes has an angled or circular pattern at transition points in the thickness of the tube material. The multiple tubes are aligned horizontally or vertically, or curved, twisted, or tilted. The twisted and angled tubes are in a parallel helical relationship. The plurality of tube end header portions are aligned and joined together by welding, machining or removing ends of the plurality of joined end header portions, and forming a plurality of end faces and a plurality of outward projections at the plurality of end faces. Make a part. A plurality of outward projections extend around and protect the channel. A plurality of outward projections are joined to either the flat end plate or the inner and outer rings. The end plate has a plurality of inner openings that receive a plurality of outward projections on the end faces of the joined end header portions. A plurality of inner openings in the end plate are welded or otherwise joined to a plurality of outward projections. An end plate is welded or otherwise joined to the plurality of end faces.

新規方法は、チューブ内にチャネルを有する幅広であり厚いチューブを押出成形し、次いでチューブの中央部分を機械加工または偏平化し、中央部分から離間された区域で材料を除去し、中央部分を薄くし、チューブにわたるフィンを形成して、より厚い末端ヘッダ部分をチューブの端部に残し、チューブ材料の厚さの移行点に角度付きまたは円形パターンを有し、チューブを互いに平行に配置し、隣接するチューブの末端部分を溶接または他の方法で接合することを含む。 The new method is to extrude a wide, thick tube with channels in the tube, then machine or flatten the central portion of the tube, remove material in areas spaced from the central portion, and thin the central portion. , forming fins across the tubes to leave thicker terminal header portions at the ends of the tubes and having an angled or circular pattern at the transition points of the thickness of the tube material to position the tubes parallel to each other and adjacent Including welding or otherwise joining the end portions of the tube.

接合された末端ヘッダ部分の端部を機械加工または偏平化することで、チャネルの周りに延びてチャネルを保護する外向き突出部を有する端面を形成する。 The ends of the joined end header portions are machined or flattened to form end faces with outward projections that extend around and protect the channels.

外向き突出部を受け入れるための開口部を有する端部プレートを提供し、端部プレートを端面および突出部に溶接または他の方法で接合することにより、端部プレートが、チューブの端部にあるヘッダ・タンクに接合される準備が整う。または、内周および外周リングを提供し、内周および外周リングを溶接または他の方法で接合することにより、リングが、チューブの端部にあるヘッダ・タンクに接合される準備が整う。 The end plate is located at the end of the tube by providing an end plate with an opening for receiving the outward projection and welding or otherwise joining the end plate to the end face and the projection. Ready to be joined to the header tank. Alternatively, by providing inner and outer rings and welding or otherwise joining the inner and outer rings, the rings are ready to be joined to the header tanks at the ends of the tubes.

外向き突出部を、端部プレートの厚さを通り抜けるような厚さで延ばすことにより、端部プレートを、摩擦撹拌溶接またはハイブリッド摩擦拡散溶接によって端面および突出部に溶接する準備が整う。 By extending the outward projections through the thickness of the end plate, the end plate is ready to be welded to the end faces and projections by friction stir welding or hybrid friction diffusion welding.

端部プレートを通り抜けるように外向き突出部を延ばすことにより、端部プレートおよび突出部をろう接する準備が整う。端部プレートは、端面にろう接または溶接することができる。 By extending the outward projections through the end plate, the end plate and projections are ready for brazing. The end plates can be brazed or welded to the end faces.

マニホールド・ヘッダ・タンクへの薄い熱交換器チューブの接合は、まず、チャネルまたはマイクロチャネルを有する厚いチューブを押出成形することによって改良される。中央部分の離間された領域からチューブ材料が除去され、より薄い熱交換器中央部分にあるフィンと、より厚い末端ヘッダ部分を残す。チューブのフィン付きの中央部分が、湾曲され、傾斜され、傾けられ、ねじられる。チューブは、水平、鉛直または角度を付けて位置合わせされ、末端ヘッダ部分が互いに溶接される。ヘッダ部分の端部からチューブ材料を除去して端面を形成することができ、突出部が、端面から延び、チャネルまたはマイクロチャネルを取り囲む。突出部を受け入れるための開口部を有する端部プレートが、溶接またはろう接によって突出部および端面に取り付けられて封止される。フェース・プレートは、溶接またはろう接によってヘッダ・タンクの開口部に取り付けられて封止され、薄い熱交換器チューブをマニホールド・ヘッダ・タンクに接合するという問題を解決する。 The joining of thin heat exchanger tubes to manifold header tanks is improved by first extruding thick tubes with channels or microchannels. Tubing material is removed from spaced regions of the center section, leaving fins in the thinner heat exchanger center section and thicker end header sections. The finned central portion of the tube is curved, slanted, tilted and twisted. The tubes are aligned horizontally, vertically or at an angle and the end header portions are welded together. Tubing material can be removed from the end of the header portion to form an end face, with projections extending from the end face and surrounding the channel or microchannel. An end plate having an opening for receiving the projection is attached and sealed to the projection and end face by welding or brazing. The face plate is attached and sealed to the opening of the header tank by welding or brazing to solve the problem of joining the thin heat exchanger tubes to the manifold header tank.

チューブは、チューブを通って延びる1以上のチャネルを有し、長い中央部分と、中央部分より短いヘッダ部分を有する。ヘッダ部分は、中央部分よりも厚い。一実施形態では、ヘッダ部分の端面は、1以上のチャネルの周りに延びる外向き突出部を有する。外向き突出部は、厚い末端ヘッダ部分の端面から外向きに延びる。1以上のチャネルは、1以上のマイクロチャネルである。 The tube has one or more channels extending therethrough and has a long central portion and a shorter header portion than the central portion. The header portion is thicker than the central portion. In one embodiment, the end face of the header portion has outward projections extending around the one or more channels. An outward projection extends outwardly from the end face of the thick distal header portion. One or more channels are one or more microchannels.

端部プレートは、外向き突出部を受け入れる内側開口部を有する。端部プレートは、ヘッダ部分の端面に当接して取り付けられる内面を有する。端部プレートの内側開口部は、末端部分の端面の外向き突出部に取り付けられる。 The end plate has an inner opening that receives the outward projection. The end plate has an inner surface that is mounted against the end surface of the header portion. The inner opening of the end plate is attached to the outwardly projecting portion of the end face of the distal portion.

いくつかの実施形態では、端部プレートと外向き突出部は、チューブの端面から同一の広がりを有し、端部プレートは、端面と、ヘッダ部分の端面の外向き突出部に溶接される。他の実施形態では、外向き突出部は、フェース・プレートを越えて延び、フェース・プレートは、外向き突出部にろう接される。 In some embodiments, the end plate and the outward projection are coextensive from the end face of the tube, and the end plate is welded to the end face and the outward projection of the end face of the header portion. In other embodiments, the outward projection extends beyond the face plate and the face plate is brazed to the outward projection.

チューブが押出成形され、チューブの中央部分の平行な両面が機械加工され、チューブの材料を除去し、中央部分に一体形成されている離間したフィンが残る。いくつかの実施形態では、フィンは、チューブの中央部分の長手方向に対して傾けられる。 The tube is extruded and parallel sides of the central portion of the tube are machined to remove material from the tube, leaving spaced fins integrally formed in the central portion. In some embodiments, the fins are angled with respect to the longitudinal direction of the central portion of the tube.

複数の同様の押出成形されたチューブは、チューブ内にチャネルを有し、中央部分から材料が除去され、複数の同様のチューブの中央部分に離間されたフィンが残され、複数のチューブの端部に、厚いヘッダ部分が残される。チューブのヘッダ部分が互いに位置合わせされ、溶接または他の方法で接合され、チューブの複数の接合されたヘッダ部分の端部を機械加工し、複数の端面と、複数の端面にある複数の外向き突出部を作製する。複数の外向き突出部が、チューブのチャネルの周りに延びる。端部プレートは、接合されたヘッダ部分の端面にある複数の外向き突出部を受け入れる複数の内側開口部を有する。端部プレートの複数の内側開口部は、複数の外向き突出部に溶接、ろう接、または他の方法で接合され、端部プレートは、複数の端面に溶接または他の方法で接合される。 A plurality of similar extruded tubes having channels within the tubes, material removed from the central portion, leaving spaced fins in the central portion of the plurality of similar tubes, and the ends of the plurality of tubes , a thick header portion is left. Header portions of the tube are aligned and welded or otherwise joined together, machining the ends of the plurality of joined header portions of the tube, and forming a plurality of end faces and a plurality of outward facing portions at the plurality of end faces. Produce a protrusion. A plurality of outward projections extend around the channel of the tube. The end plate has a plurality of inner openings that receive a plurality of outward projections on the end faces of the joined header portions. The plurality of inner openings of the end plate are welded, brazed, or otherwise bonded to the plurality of outward projections, and the end plate is welded or otherwise bonded to the plurality of end faces.

複数のチューブは、水平もしくは鉛直に位置合わせされ、または湾曲、傾斜、ねじり及び傾けられた平行な螺旋状の関係で位置合わせされる。 The multiple tubes are aligned horizontally or vertically, or in curved, angled, twisted and angled parallel helical relationship.

チューブは、湾曲され、少なくとも部分的にねじられて傾斜され、および少なくとも部分的に巻かれてねじられ、円筒形状を有する全体の円筒構造において螺旋構造の少なくとも一部を形成するように適合される。フィンは、湾曲され、少なくとも部分的にねじられて傾斜され、および少なくとも部分的に巻かれてねじられ、円筒形状を有する全体の円筒構造において螺旋構造の少なくとも一部を形成するように適合される。 The tube is adapted to be curved, at least partially twisted and slanted, and at least partially wound and twisted to form at least a portion of a helical structure in an overall cylindrical structure having a cylindrical shape. . The fins are adapted to be curved, at least partially twisted and slanted, and at least partially rolled and twisted to form at least a portion of a helical structure in an overall cylindrical structure having a cylindrical shape. .

いくつかの実施形態では、チューブは、湾曲された中央区域および端部区域を有し、チューブの少なくとも一方の側にあるフィンは、フィンの中央部分がフィンの外側部分から内側にずらされた状態でわずかに凹形に形成される。チューブの他方の側にあるフィンはわずかに凸状であり、フィンの中央区域がフィンの外側区域から外方向にずらされる。 In some embodiments, the tube has curved central and end sections, and the fins on at least one side of the tube are offset inwardly from the outer portions of the fins. It is formed in a slightly concave shape. The fins on the other side of the tube are slightly convex, with the central section of the fins offset outwardly from the outer section of the fins.

本発明は、チューブ内にチャネルを有する幅広であり厚いチューブを押出成形し、チューブの中央部分を機械加工し、それにより中央部分から離間された区域で材料を除去し、チューブにわたるフィンを形成する方法を提供する。この方法は、中央部分に薄いフィンを提供し、チューブの端部にヘッダ部分を残し、チューブ材料の厚さの移行点に角度付きまたは円形のパターンを有する。チューブは互いに平行に配置され、隣接するチューブの厚い部分で接合される。接合された末端ヘッダ部分の端部を機械加工することで、端面を形成する。いくつかの端面は、チャネルの周りに延びる外向き突出部を有する。いくつかの端部プレートは、外向き突出部を受け入れるための開口部を有する。次いで、端部プレートが、端面に接合され、いくつかの実施形態では突出部に接合される。 The present invention extrudes a wide, thick tube with channels in the tube, machine the central portion of the tube, thereby removing material in areas spaced from the central portion, and forming fins across the tube. provide a way. This method provides thin fins in the central portion and leaves header portions at the ends of the tube with an angled or circular pattern at the transition points of the thickness of the tube material. The tubes are arranged parallel to each other and joined at the thick sections of adjacent tubes. An end face is formed by machining the ends of the joined end header portions. Some end faces have outward projections that extend around the channel. Some end plates have openings to receive the outward projections. An end plate is then bonded to the end face and, in some embodiments, to the protrusion.

外向き突出部を、端部プレートの厚さを通り抜けるような厚さで延ばして、端部プレートと、端面および存在するのであれば突出部との接合が、摩擦撹拌溶接またはハイブリッド摩擦拡散溶接によって行われる。 The outward projections are extended through the thickness of the end plate so that the end plate is joined to the end face and projections, if present, by friction stir welding or hybrid friction diffusion welding. done.

外向き突出部は、突出部への端部プレートの接合がろう接によるものである場合、端部プレートを通り抜けて延びる。端面への端部プレートの接合は、溶接によるものである。 The outward projection extends through the end plate when the end plate is joined to the projection by brazing. The joining of the endplates to the endfaces is by welding.

一形態では、本発明の方法は、フィンを有する薄い中央部分を形成した後、チューブを長手方向で湾曲させ、薄い湾曲チューブ中央部分を湾曲させ、厚い湾曲チューブ端部分を湾曲させる。端面からの突出部は湾曲され、端部プレートの湾曲された開口部が、湾曲された突出部を受け入れる。端部プレートは端面に溶接され、溶接またはろう接により端部プレートを突出部に接合する。 In one form, the method of the present invention forms a thin central section with fins, then bends the tube longitudinally, bends the thin curved tube central section, and bends the thick curved tube end sections. The protrusion from the end face is curved and the curved opening in the end plate receives the curved protrusion. The end plate is welded to the end face and welded or brazed to join the end plate to the projection.

別の形態では、本発明の方法は、フィンを有する薄い中央部分を形成した後、チューブを長手方向で湾曲させ、より薄い湾曲チューブ中央部分を湾曲させ、厚い湾曲チューブ端部分を湾曲させる。端面からの突出部は湾曲され、湾曲された内周および外周リングが、湾曲された突出部を受け入れる。内周および外周リングが端面に溶接され、溶接またはろう接により内周および外周リングを突出部に接合する。 In another form, the method of the present invention forms a thin central section with fins, then bends the tube longitudinally, bends the thinner curved tube central section, and bends the thick curved tube end sections. The protrusions from the end faces are curved and curved inner and outer rings receive the curved protrusions. Inner and outer rings are welded to the end faces and welded or brazed to join the inner and outer rings to the protrusion.

本発明のこれらの、さらなる、および他の目的および特徴は、特許請求の範囲および図面とともに、上述および後述の明細書を含む本開示において明らかである。 These, further, and other objects and features of the present invention are apparent in this disclosure, including the foregoing and following specification, together with the claims and drawings.

マイクロチャネルを有するチューブ押出成形体を示す。Figure 2 shows a tube extrusion with microchannels. 材料を切り取ることにより作製される垂直フィンを示す。Fig. 3 shows vertical fins made by cutting out material; 材料を切り取り、それによってチューブ材料の厚さの移行点に正方形パターンを有するモノブロック・フィン付きチューブを形成することにより作製される角度付きフィンを示す。Figure 10 shows angled fins made by cutting material, thereby forming a monoblock finned tube with a square pattern at the transition points of the thickness of the tube material. 材料を切り取り、それによってチューブ材料の厚さの移行点に角度付きパターンを有するモノブロック・フィン付きチューブを形成することにより作製される角度付きフィン示す。FIG. 10 illustrates angled fins made by cutting material, thereby forming a monoblock finned tube with an angled pattern at the transition points in the thickness of the tube material. 材料を切り取り、それによってチューブ材料の厚さの移行点に円形パターンを有するモノブロック・フィン付きチューブを形成することにより作製される角度付きフィンを示す。Figure 10 shows an angled fin made by cutting material thereby forming a monoblock finned tube with a circular pattern at the transition point of the thickness of the tube material. 単一のポートを有するチューブの押出成形体を示す。Fig. 3 shows an extrusion of a tube with a single port; 図4に示すチューブの押出成形体について、材料を切り取り、垂直フィンを形成した状態を示す。5 shows the tube extrusion of FIG. 4 after material has been cut to form vertical fins. 材料を切り取り、角度付きフィンを形成した後の押出成形体を示す。4 shows the extrudate after cutting the material to form the angled fins. 平坦な鉛直ヘッダコネクタ・プレート間のチューブの水平配置を示す。Fig. 3 shows horizontal placement of tubes between flat vertical header connector plates; 平坦な水平ヘッダコネクタ・プレート間のチューブの鉛直配置を示す。Fig. 3 shows the vertical arrangement of tubes between flat horizontal header connector plates; 平坦な環状ヘッダ・プレート間のチューブの円筒配置を示す。Fig. 3 shows a cylindrical arrangement of tubes between flat annular header plates; 円筒配置された湾曲チューブを示す。Fig. 3 shows curved tubes arranged in a cylinder; 傾斜端部を有する湾曲され、ねじられ、傾けられ、螺旋状に配置されたチューブを示す。FIG. 3 shows a curved, twisted, angled, helically arranged tube with slanted ends; FIG. 摩擦撹拌溶接またはハイブリッド摩擦拡散接合による、隣接するチューブ端部の接合を示す。Figure 2 shows the joining of adjacent tube ends by friction stir welding or hybrid friction diffusion welding. チューブ端部での突出部の機械加工を示す。Figure 3 shows the machining of the protrusions on the tube ends. チューブ端部突出部を受け入れるための開口部を有する平坦なヘッダコネクタ・プレートを示す。Fig. 3 shows a flat header connector plate with openings for receiving tube end projections; 突出部と接合されたチューブ端部を示す図である。FIG. 10 shows a tube end joined with a protrusion; プレートに摩擦溶接された突出部を有するチューブ端部を示す。Fig. 3 shows a tube end with a protrusion friction welded to a plate; チューブの傾きに対し角度をつけて端部を平坦化した図を示す。FIG. 10 shows a flattened end view at an angle to the tilt of the tube. チューブの傾きに対し角度をつけて端部を平坦化した図を示す。FIG. 10 shows a flattened end view at an angle to the tilt of the tube. 平坦化された角度付き端部の接合を示す。Fig. 10 shows a flattened angled end bond; 突出部を形成するための、接合された平坦な端部の機械加工を示す。Figure 10 shows the machining of joined flat ends to form protrusions. 突出部を形成するための、接合された平坦な端部の機械加工を示す。Figure 10 shows the machining of joined flat ends to form protrusions; 突出部を受け入れるための開口部を有する平坦なリング・プレートを示す。Fig. 3 shows a flat ring plate with openings for receiving protrusions; 突出部を受け入れるための開口部を有する平坦なリング・プレートを示す。Fig. 3 shows a flat ring plate with openings for receiving protrusions; 摩擦溶接による平坦リング・プレートでの端部突出部の接合を示す。Fig. 3 shows the joining of end protrusions in a flat ring plate by friction welding; 摩擦溶接による平坦リング・プレートでの端部突出部の接合を示す。Fig. 3 shows the joining of end protrusions in a flat ring plate by friction welding; 大きな端部を有するチューブを示す。A tube with large ends is shown. チューブ端部におけるろう接のための突出部の機械加工を示す。Fig. 3 shows the machining of protrusions for brazing on tube ends; 突出部を有する機械加工された端部を受け入れるための平坦なヘッダコネクタ・プレートを示す。Fig. 3 shows a flat header connector plate for receiving a machined end with protrusions; ヘッダコネクタ・プレート上および内に取り付けられるように準備された、大きい端部および突出部を有するチューブを示す。Fig. 3 shows a tube with large ends and protrusions prepared to be mounted on and in a header connector plate; プレートを通した突出部の挿入後の、プレートでの端部のろう接を示す。FIG. 10 shows the brazing of the ends at the plate after insertion of the protrusion through the plate; FIG. 融合溶接と比較するため、ろう接された組立体を示す。A brazed assembly is shown for comparison with fusion welding. 図26および27のろう接と比較した融合溶接を示す。FIG. 28 shows a fusion weld compared to the brazing of FIGS. 26 and 27; FIG. 図17A、17B、および18の平坦化ステップを示す。Figures 17A, 17B and 18 show the planarization step. 機械加工していない状態での、多くのチューブの螺旋円筒配置における、湾曲、傾斜、傾きおよびねじれられた形状の実施形態を示す。Embodiments of curved, slanted, tilted and twisted shapes in a helical cylindrical arrangement of many tubes in the unmachined state. 既に溶接されているチューブ端部の機械加工された内周縁および外周縁区域を示す。Figure 2 shows the machined inner and outer perimeter areas of the already welded tube ends. 対応するリングを接続するための機械加工された上周縁および底周縁を有する螺旋コイル・アセンブリを示す。Fig. 3 shows a helical coil assembly with machined top and bottom perimeters for connecting corresponding rings; ヘッダ部分に取り付けられた端部リング、および溶接された領域を示す。The end rings attached to the header portion and the welded areas are shown. ヘッダ・タンクまたは容器へのさらなる取付けのための、上部および底部固体状態コイルの研磨された平坦面を示す。Figure 3 shows the polished flat surfaces of the top and bottom solid state coils for further attachment to a header tank or vessel. 説明チャートページ1を示す。1 shows explanatory chart page 1; 説明チャートページ2を示す。2 shows explanatory chart page 2; 説明チャートページ3を示す。3 shows explanatory chart page 3; 説明チャートページ4を示す。4 shows explanatory chart page 4; 説明チャートページ5を示す。5 shows explanatory chart page 5;

図1は、マイクロチャネルを有するチューブ押出成形体を示す。中実押出成形体10は、複数の貫通ポートまたはチャネル11と、接続側壁15を有する傾斜側面13を有する。 FIG. 1 shows a tube extrusion with microchannels. Solid extrusion 10 has a plurality of through ports or channels 11 and sloped sides 13 with connecting sidewalls 15 .

図2は、材料を切り取ることによる垂直フィンの作製を示す。材料部分17が除去され、垂直フィン19が残る。得られたチューブ20は、比較的小さい中央部分21と比較的大きい端部23を有する。 FIG. 2 shows the creation of vertical fins by cutting material. A portion of material 17 is removed, leaving vertical fins 19 . The resulting tube 20 has a relatively small central portion 21 and relatively large ends 23 .

図3Aは、材料を切り取り、それにより、チューブ材料の厚さの移行点に正方形パターンを有するモノブロック・フィン付きチューブを形成することによる、角度付きフィンの作製を示す。 FIG. 3A shows the creation of angled fins by cutting material, thereby forming a monoblock finned tube with a square pattern at the transition points of the thickness of the tube material.

図3Bは、材料を切り取り、それにより、チューブ材料の厚さの移行点に角度付きパターンを有するモノブロック・フィン付きチューブを形成することによる、角度付きフィンの作製を示す。 FIG. 3B illustrates the creation of angled fins by cutting material, thereby forming a monoblock finned tube with an angled pattern at the transition points in the thickness of the tube material.

図3Cは、材料を切り取り、それにより、チューブ材料の厚さの移行点に円形パターンを有するモノブロック・フィン付きチューブを形成することによる、角度付きフィンの作製を示す。 FIG. 3C shows the creation of angled fins by cutting material, thereby forming a monoblock finned tube with a circular pattern at the transition points of the thickness of the tube material.

図4は、単一のポートを有するチューブの押出成形体を示す。連続押出成形体から切り出された中実押出成形体ブロック40が、単一の中央ポートまたはチャネル41、傾斜側壁43、および側方で延びる接続側壁45を有する。 FIG. 4 shows a tube extrusion with a single port. A solid extrudate block 40 cut from a continuous extrudate has a single central port or channel 41 , sloped sidewalls 43 and laterally extending connecting sidewalls 45 .

図5は、材料を切り取り、垂直フィンを形成した後の、図4に示されるチューブの押出成形体を示す。押出成形体を横切って延びる部分47が除去され、得られるチューブ50を横切って延びる垂直フィン49が残る。チューブ50は、小さい中央51の周りに大きい端部33を有する。 FIG. 5 shows the extrusion of the tube shown in FIG. 4 after cutting the material to form the vertical fins. A portion 47 extending across the extrusion is removed, leaving vertical fins 49 extending across the resulting tube 50 . Tube 50 has large ends 33 around a small center 51 .

図6は、材料を切り取って角度付きフィンを形成した後の押出成形体を示す。中実押出成形体40の部分67から材料が除去されて、得られたチューブ70の寸法に対してある角度でフィン69が残る。 FIG. 6 shows the extrusion after cutting the material to form the angled fins. Material is removed from portion 67 of solid extrusion 40 leaving fins 69 at an angle to the dimensions of resulting tube 70 .

図7は、平坦な鉛直ヘッダ・プレートを用いたチューブの水平配置を示す。チューブ50は、大きい端部53が鉛直取付プレート80に接続され、鉛直取付プレート80は、ヘッダ・タンク、容器、シェルおよび蓋に接続されて、ヘッダチャンバ(図示せず)を形成する。 FIG. 7 shows a horizontal arrangement of tubes using flat vertical header plates. The tube 50 is connected at its large end 53 to a vertical mounting plate 80 which is connected to the header tank, vessel, shell and lid to form a header chamber (not shown).

図8は、平坦な水平ヘッダ・プレートを用いたチューブの鉛直配置を示す。鉛直に配置されたチューブ50は、大きい端部53が水平取付プレート82に接続され、水平取付プレート82は、ヘッダチャンバに接続される。 FIG. 8 shows a vertical arrangement of tubes using flat horizontal header plates. The vertically oriented tube 50 is connected at its large end 53 to a horizontal mounting plate 82 which is connected to the header chamber.

図9は、平坦な円形ヘッダ・プレートを用いたチューブの円形配置を示す。鉛直に配置されたチューブ50は、大きい端部53が上側および下側の環状取付プレート84に接続され、環状取付プレート84は、ヘッダチャンバに接続される。 FIG. 9 shows a circular arrangement of tubes using a flat circular header plate. A vertically oriented tube 50 is connected at its large ends 53 to upper and lower annular mounting plates 84 which are connected to the header chambers.

図10は、円形に配置されたチューブの湾曲チューブを示す。鉛直に配置された湾曲チューブ90は、薄い湾曲チューブ中央区域91と、厚い湾曲端部区域93を有する。湾曲開口部97が、上側および下側の環状取付プレート95に現れている。 FIG. 10 shows a curved tube of tubes arranged in a circle. A vertically oriented curved tube 90 has a thin curved tube central section 91 and a thick curved end section 93 . Curved openings 97 appear in the upper and lower annular mounting plates 95 .

図11は、傾斜端部を有する湾曲され、ねじられ、傾けられ、螺旋状に配置されたチューブを示す。ねじられ、傾けられた螺旋チューブ100は、同様の形状を有する大きい端部103を有する。チューブ100の小さい中央部分101は、チューブ100の残りの部分の連続した湾曲され、ねじられ、傾けられ、および螺旋の形状を有する。外側ヘッダリング105は、ヘッダ容器への接続のために平坦である。 FIG. 11 shows a curved, twisted, angled, helically arranged tube with slanted ends. The twisted and canted helical tube 100 has a large end 103 with a similar shape. A small central portion 101 of tube 100 has the continuous curved, twisted, tilted, and helical shape of the rest of tube 100 . Outer header ring 105 is flat for connection to the header receptacle.

図12は、摩擦撹拌溶接またはハイブリッド摩擦拡散接合による、隣接するチューブ端部の接合を示す。チューブ50の大きい端部53が、摩擦撹拌溶接(FWS)またはハイブリッド摩擦拡散接合(HFDB)112によって互いに接合110される。 FIG. 12 shows the joining of adjacent tube ends by friction stir welding or hybrid friction diffusion welding. Large ends 53 of tubes 50 are joined 110 together by friction stir welding (FWS) or hybrid friction diffusion bonding (HFDB) 112 .

図13は、チューブ端部での突出部の機械加工を示す。接合110されているチューブ50の大きい端部53の端部125から材料121が除去され、突出部127が残る。 FIG. 13 shows the machining of the protrusions on the tube ends. Material 121 is removed from end 125 of large end 53 of tube 50 being joined 110 , leaving protrusion 127 .

図14は、チューブ端部突出部のための開口部を有する平坦プレートを示す。 Figure 14 shows a flat plate with openings for tube end projections.

図15は、接合された、突出部を有するチューブ端部を示す。 FIG. 15 shows tube ends with protrusions joined together.

平坦プレート130は、端部125からの突出部127を受け入れて保持するための開口部137を有する。 Flat plate 130 has openings 137 for receiving and retaining projections 127 from ends 125 .

図16は、プレートに摩擦溶接された突出部を有するチューブ端部を示す。突出部の端部129は、平坦プレートの開口部137の縁部に摩擦溶接139される。溶接は、平坦プレートのチャンバに面する側131で行われる。 FIG. 16 shows a tube end with protrusions friction welded to the plate. The ends 129 of the protrusions are friction welded 139 to the edges of the openings 137 in the flat plate. Welding is performed on the side 131 of the flat plate facing the chamber.

図17Aは、湾曲され、ねじられ、傾けられた、螺旋形状の単一のチューブを示す。チューブ100は位置合わせされ、端部103の一部が除去され、端部107は、チューブに対して角度を付けられ、両側の端部プレートにおいて平行に位置合わせされる。 FIG. 17A shows a single helical tube that is curved, twisted, and tilted. Tube 100 is aligned, a portion of end 103 is removed, and end 107 is angled with respect to the tube and aligned parallel in both end plates.

図17Bでは、湾曲され、ねじられ、傾けられた、螺旋形状の各チューブ100が、拡大された端部103およびフィン101を有する。拡大された端部は、それらの端部を水平に平坦化するために切断または機械加工されることになる。 In FIG. 17B, each curved, twisted, and tilted helical shaped tube 100 has an enlarged end 103 and fins 101 . The enlarged ends will be cut or machined to flatten them horizontally.

図18は、平坦化された角度付き端部の接合を示す。チューブ101の広い端部103の位置合わせされた角度付き端面109は、摩擦溶接140され、溶接されたチューブ端部103の全円筒体が互いに接合される。 FIG. 18 shows a flattened angled end bond. The aligned angled end faces 109 of the wide ends 103 of the tubes 101 are friction welded 140 so that the entire cylinder of welded tube ends 103 are joined together.

図19A、19Bは、接合された平坦な端部の機械加工を示す。互いに溶接された端部から材料141の一部が除去され、これら2つの図に示されるように突出部145を提供する。端部の一部の角度を付けた除去と、チューブのチャネルの開口部を取り囲む突出部が、冷媒の圧力降下を低減する大きな連通開口部146を提供する。 Figures 19A, 19B show the machining of the joined flat ends. A portion of material 141 is removed from the ends welded together to provide protrusions 145 as shown in these two figures. The angled removal of a portion of the end and the protrusion surrounding the tube channel opening provides a large communication opening 146 that reduces the refrigerant pressure drop.

図20Aおよび20Bは、突出部を受け入れるための開口部を有するリングを示す。平坦リング150は、突出部145を受け入れるための開口部155を有する。 Figures 20A and 20B show a ring with openings for receiving protrusions. Flat ring 150 has openings 155 for receiving protrusions 145 .

図21Aおよび21Bは、摩擦溶接によるリングでの端部突出部の接合を示す。開口部155の内縁部157と突出部145の端縁部147が、接続平坦リング150の容器側151で摩擦溶接159される。 Figures 21A and 21B show the joining of the end projections with the ring by friction welding. The inner edge 157 of the opening 155 and the end edge 147 of the projection 145 are friction welded 159 on the container side 151 of the connecting flat ring 150 .

図22~27は、図28での融合溶接と比較して、ろう接によるチューブとヘッダコネクタ・プレートの接合を示す。 22-27 show joining the tube and header connector plate by brazing as compared to fusion welding in FIG.

図22は、拡大された端部を有するチューブを示す。チューブ200は、大きい端部203と、比較的薄い中央区域201を有して形成される。押出成形されたチューブから材料を除去することによって、中央区域にフィンを形成することができる。 FIG. 22 shows a tube with enlarged ends. Tube 200 is formed with large ends 203 and a relatively thin central section 201 . Fins can be formed in the central region by removing material from the extruded tube.

図23は、ろう接のためのチューブ端部での突出部の機械加工を示す。端部から区域204が除去されて、表面207から延びる突出部205が残る。 FIG. 23 shows the machining of protrusions on the tube ends for brazing. Sections 204 are removed from the ends leaving protrusions 205 extending from surface 207 .

図24は、機械加工された端部を受け入れるための平坦プレートを示す。 FIG. 24 shows a flat plate for receiving the machined ends.

図25は、プレートおよびプレート内へのチューブのろう接を示す。 FIG. 25 shows the brazing of the plate and the tube into the plate.

ヘッダコネクタ・プレート210は、チューブ200の大きい端部203にある突出部205を受け入れるための開口部215を有する。 Header connector plate 210 has openings 215 for receiving protrusions 205 on large ends 203 of tubes 200 .

図26は、リングに突出部を挿入した後の、リングの端部のろう接を示す。突出部205は、ヘッダコネクタ・プレートのヘッダ容器側211を越えて延びる。ろう接は、表面207と、突出部205と、相補的外面217と、開口部215の表面の間で連続している。 FIG. 26 shows brazing the ends of the ring after inserting the protrusion into the ring. Projection 205 extends beyond header receptacle side 211 of the header connector plate. The braze is continuous between surface 207 , protrusion 205 , complementary outer surface 217 and the surface of opening 215 .

図27は、融合溶接と比較するために、ろう接された組立体を示す。 FIG. 27 shows a brazed assembly for comparison with fusion welding.

図28は、ろう接と比較するために、融合溶接を示す。 FIG. 28 shows fusion welding for comparison with brazing.

図26および27に示される突出部205の突起部209は、フィラー材料が移動してチューブのマイクロポートに入ることを防ぐために必要である。 Protrusions 209 of protrusions 205 shown in Figures 26 and 27 are necessary to prevent filler material from migrating into the microports of the tube.

摩擦撹拌溶接(FSW)またはハイブリッド摩擦拡散接合(HFDB)では、ヘッダ接続プレート230の容器側231を超える突出部225の延長は必要ない。 Friction stir welding (FSW) or hybrid friction diffusion bonding (HFDB) does not require extension of protrusion 225 beyond vessel side 231 of header connection plate 230 .

本発明の一実施形態では、チューブは、端面での突起部なしで形成される。端面から材料を除去することによって、突起部を生成するための端面の機械加工のステップがなくされる。 In one embodiment of the invention, the tube is formed without protrusions on the end faces. By removing material from the end face, the step of machining the end face to create the protrusion is eliminated.

図29Aは、図17A、17B、および18の平坦化ステップを示す。チューブ100は位置合わせされ、端部103の一部が除去され、端部107は、チューブに対して角度を付けられ、両側の端部プレートにおいて平行に位置合わせされる。ねじられ、傾けられ、および螺旋状の湾曲された各チューブ100が、拡大された端部103およびフィン101を有する。チューブ101の広い端部103の位置合わせされた角度付き端面109が摩擦溶接140され、溶接されたチューブ端部103の全円筒体が互いに接合される。 FIG. 29A shows the planarization step of FIGS. 17A, 17B and 18. FIG. Tube 100 is aligned, a portion of end 103 is removed, and end 107 is angled with respect to the tube and aligned parallel in both end plates. Each twisted, tilted and helically curved tube 100 has an enlarged end 103 and fins 101 . The aligned angled end faces 109 of the wide ends 103 of the tubes 101 are friction welded 140 to join the full cylinders of the welded tube ends 103 together.

図29Bは、そのような実施形態を、図11、17A、17Bおよび21Bに示されているように、螺旋チューブ円筒配置350において湾曲され、傾斜され、傾けられ、およびねじれられたチューブ300の形で示す。ヘッダ部分333は、機械加工および平坦化なしで示されている。 FIG. 29B illustrates such an embodiment with the shape of tube 300 curved, tilted, tilted and twisted in spiral tube cylindrical arrangement 350 as shown in FIGS. 11, 17A, 17B and 21B. indicated by . Header portion 333 is shown without machining and flattening.

図30は、機械加工された内周縁442および機械加工された外周縁444を示す。平坦化されたヘッダ446の機械加工された周縁領域442と444との間に溶接領域440が示されている。 FIG. 30 shows a machined inner peripheral edge 442 and a machined outer peripheral edge 444 . A weld area 440 is shown between machined peripheral areas 442 and 444 of a flattened header 446 .

図31は、機械加工された内周縁450および451と、機械加工された外周縁452および454と、それらの対応する上部接続端部リング462および464、底部接続端部リング474および476を備えた、湾曲され、ねじられ、傾けられ、および傾斜されたチューブ400の螺旋コイル配置600を示す。 31 with machined inner perimeter edges 450 and 451 and machined outer perimeter edges 452 and 454 and their corresponding top connecting end rings 462 and 464 and bottom connecting end rings 474 and 476. , shows the helical coil arrangement 600 of the tube 400 being curved, twisted, tilted, and tilted.

図32は、ヘッダ部分480および481にそれぞれ取り付けられた端部リング462、464、474および476と、隣接する上側チューブ・ヘッダ480間の上側溶接領域482と、上側端部リング462および464と上側チューブ・ヘッダ480との間の上側周縁溶接領域484および486を示す。外側領域478が、下側の接合されたヘッダ481から外方向に延びて示されている。 FIG. 32 shows end rings 462, 464, 474 and 476 attached to header portions 480 and 481 respectively, upper weld area 482 between adjacent upper tube headers 480, upper end rings 462 and 464 and upper Upper perimeter weld areas 484 and 486 between tube header 480 are shown. An outer region 478 is shown extending outwardly from the lower bonded header 481 .

図33Aおよび33Bは、それぞれコイルヘッダ・タンクまたは容器にさらに接続されるように再加工および/または研磨された上面500および底面502を有する溶接された固体状態螺旋コイル・アセンブリ700を示す。 Figures 33A and 33B show a welded solid state helical coil assembly 700 having top and/or bottom surfaces 500 and 502 that have been reworked and/or polished for further connection to a coil header tank or vessel, respectively.

図34~38に示す説明チャートページ1、2、3、4、5は、ヘッダをクランプして平坦化するステップによるチューブ端部の形成および接合と、チャネルから離間された領域での隣接するヘッダの溶接と、ヘッダ面の機械加工と、ヘッダ端部プレートの使用と、上記固体状態ロバスト構造の端部の研磨を、図示および符号で述べる。 The illustrative chart pages 1, 2, 3, 4, and 5 shown in FIGS. 34-38 illustrate the formation and joining of tube ends by clamping and flattening the headers and adjoining headers in regions spaced from the channels. The welding of, the machining of the header faces, the use of header end plates, and the polishing of the ends of the solid state robust structure are illustrated and labeled.

特定の実施形態を参照して本発明を述べてきたが、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく本発明の修正形態および変形形態を構成することができる。本明細書で開示する技術は、以下の項目に示される。
(項目1)
比較的薄い中央部分と、
前記比較的薄い中央部分の端部にある比較的厚いヘッダ部分と、
前記中央部分から外方向に延びるフィンと、
前記中央部分から離れた前記ヘッダ部分の端部の端面と、
前記チューブを通って延びる少なくとも1つのチャネルと、
を有する熱交換器チューブを備える装置。
(項目2)
前記比較的薄い中央部分と前記比較的厚いヘッダ部分との間の漸進的な移行部分をさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記熱交換器チューブが、前記ヘッダ部分の厚さと、前記チューブを通って延びる前記少なくとも1つのチャネルとを有して押出成形されたものであり、
前記中央部分の離間された区域で前記チューブの側面から材料が除去されてフィンが残っている、項目1に記載の装置。
(項目4)
前記チューブが長手方向で湾曲している、項目1に記載の装置。
(項目5)
前記チューブが、傾斜され、ねじられ、および傾けられている、項目1に記載の装置。
(項目6)
前記フィンが、前記チューブの長手方向に対して角度付きである、項目5に記載の装置。
(項目7)
前記チューブの前記ヘッダ部分間の密着押圧フィットによって互いに隣接して配置された複数のチューブをさらに備え、
前記ヘッダ部分の端部を切り取ることによって、または機械加工して除去することによって前記ヘッダ部分の端部が平坦化され、平坦化された端部が接合されている、項目1に記載の装置。
(項目8)
ヘッダリングが、前記平坦化された端部の内周面および外周面に密着して配置され、摩擦撹拌溶接によって前記平坦化された端部と接合されている、項目7に記載の装置。
(項目9)
前記ヘッダ部分の前記端部が、前記ヘッダ部分の端部において前記少なくとも1つのチャネルの前記開口部を取り囲む領域から離れて摩擦溶接によって接合されている、項目8に記載の装置。
(項目10)
前記チューブの前記ヘッダ部分の前記平坦化された接合された端部と前記ヘッダリングが、研磨され、熱交換器として使用される準備が整っている、項目1に記載の装置。
(項目11)
チューブの前記ヘッダ部分間の密着押圧フィットによって互いに隣接して配置された複数のチューブをさらに備え、
前記チューブの前記端部が、機械加工または切断によって平坦化され、前記端部の前記平坦化された端部突出部がさらに機械加工され、前記チューブの前記端部の前記突出部の周りに、連続する平坦な端面表面が形成されている、項目6に記載の装置。
(項目12)
溶接によって前記平坦な端面に接合される前記突出部を受け入れる開口部を有するフェース・プレートをさらに備える、項目11に記載の装置。
(項目13)
前記突出部が、前記フェース・プレートの前記開口部を通り抜けるように延ばされており、
前記フェース・プレートの開口部と前記突出部が、ろう接によって封止されている、項目12に記載の装置。
(項目14)
チューブを通って延びる少なくとも1つの比較的薄いチャネルを有する比較的厚い平坦チューブを押出成形し、
中央部分において、離間された区域を機械加工またはアブレーションし、
前記チューブにわたって延びる離間されたフィンを有する比較的薄い中央部分と、前記チューブの端部にある比較的厚いヘッダ部分とを残し、前記ヘッダ部分の前記端部に前記チャネルの開口部を有することによって、熱交換チューブを形成することを含む方法。
(項目15)
複数のチューブを互いに近接して配置し、
前記ヘッダ部分間の密着押圧フィットで前記ヘッダ部分を互いに押圧し、
前記ヘッダ部分を互いに保持することをさらに含む、項目14に記載の方法。
(項目16)
最初に前記チューブを湾曲させることをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目17)
最初に前記フィンを前記チューブに対してある角度で形成し、
前記チューブを湾曲し、傾斜させ、傾け、およびねじってから前記ヘッダ部分を互いに押圧し、
前記チューブの端部を切断または機械加工することによって前記チューブの端部を平坦化し、
前記チューブの前記平坦化された端部の周りにリングを密着して配置し、
摩擦溶接によって前記リングと前記平坦化された端部とを接合し、
摩擦溶接によってチューブの隣接する端部を接合し、
前記溶接のない前記チャネルの周りの領域を残し、前記チューブの前記接合された端部と、前記リングの前記接合された端面とを研磨することをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目18)
最初に前記チューブに対してある角度で前記フィンを形成し、
前記チューブを湾曲し、傾斜させ、傾け、およびねじってから前記ヘッダ部分を互いに押圧し、
前記チューブの前記端部を切断または機械加工することによって前記チューブの端部を平坦化して単一の平坦面にし、
前記チューブの端部をさらに機械加工して、前記チューブ端部にある前記チャネルの前記開口部の周りに前記チューブ材料の突出部を形成して残し、前記突出部の周りに前記ヘッダ部分の端面を残し、
前記突出部を受け入れるための開口部を有する端部プレートを用意し、
前記端部プレートを前記端面に配置し、
前記端部プレートを前記端面に摩擦溶接することをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目19)
前記端部プレートの前記開口部を前記突出部の側面に摩擦溶接することをさらに含む、項目18に記載の方法。
(項目20)
前記突出部を、前記端部プレートの前記開口部を通して延ばし、
前記突出部を、前記端部プレートの前記開口部にろう接することをさらに含む、項目18に記載の方法。
(項目21)
チャネルを有する押出成形された平坦チューブから形成された複数の同一のモノブロック・コイルを有する熱交換器を備える装置であって、
中央区域から対向する離間側面区域が除去され、比較的薄い中央区域および前記チューブの端部にある比較的厚いヘッダ区域に角度付きのフィンが残っており、
前記チューブが、傾斜され、傾けられ、およびねじられ、位置合わせされた中央区域と、ヘッダ区域とを有し、
前記ヘッダ区域が、機械加工された平坦な端面と密着フィットで互いに押圧されており、
隣接する端面間の溶接によって接合され、溶接された領域が、チューブを取り囲む領域から離間されているとともに、端面が研磨されている、装置。
Although the invention has been described with reference to particular embodiments, modifications and variations of the invention can be constructed without departing from the scope of the invention as defined in the following claims. The technology disclosed in this specification is shown in the following items.
(Item 1)
a relatively thin central portion;
a relatively thick header portion at the end of the relatively thin central portion;
fins extending outwardly from the central portion;
an end face of an end of the header portion remote from the central portion;
at least one channel extending through the tube;
A device comprising heat exchanger tubes having
(Item 2)
The device of item 1, further comprising a gradual transition between said relatively thin central portion and said relatively thick header portion.
(Item 3)
said heat exchanger tubes being extruded with a thickness of said header portion and said at least one channel extending through said tubes;
2. The apparatus of item 1, wherein material is removed from the sides of the tube at spaced apart areas of the central portion, leaving fins.
(Item 4)
2. The device of item 1, wherein the tube is longitudinally curved.
(Item 5)
The device of item 1, wherein the tube is tilted, twisted and tilted.
(Item 6)
6. Apparatus according to item 5, wherein the fins are angled with respect to the longitudinal direction of the tube.
(Item 7)
further comprising a plurality of tubes positioned adjacent to each other with a tight press fit between the header portions of the tubes;
2. The apparatus of item 1, wherein the ends of the header portions are flattened by cutting or machining away the ends of the header portions and the flattened ends are joined.
(Item 8)
8. Apparatus according to item 7, wherein a header ring is disposed in intimate contact with the inner and outer peripheries of the flattened end and is joined to the flattened end by friction stir welding.
(Item 9)
9. The apparatus of item 8, wherein the ends of the header portion are joined by friction welding away from the area surrounding the opening of the at least one channel at the end of the header portion.
(Item 10)
The apparatus of item 1, wherein the flattened bonded ends of the header portion of the tube and the header ring are polished and ready for use as a heat exchanger.
(Item 11)
further comprising a plurality of tubes positioned adjacent to each other with a tight press fit between the header portions of the tubes;
said end of said tube being flattened by machining or cutting, said flattened end projection of said end being further machined around said projection of said end of said tube; 7. Apparatus according to item 6, wherein a continuous flat end surface is formed.
(Item 12)
12. Apparatus according to item 11, further comprising a face plate having an opening for receiving said protrusion joined to said flat end surface by welding.
(Item 13)
the protrusion extends through the opening in the face plate;
13. The apparatus of item 12, wherein the face plate opening and the protrusion are sealed by brazing.
(Item 14)
extruding a relatively thick flat tube having at least one relatively thin channel extending through the tube;
machining or ablating spaced apart areas in the central portion;
By leaving a relatively thin central portion with spaced-apart fins extending across the tube and a relatively thick header portion at the end of the tube and having the opening of the channel at the end of the header portion. , a method comprising forming a heat exchange tube.
(Item 15)
Placing multiple tubes close to each other,
pressing the header portions together with a tight press fit between the header portions;
15. The method of item 14, further comprising holding said header portions together.
(Item 16)
16. The method of item 15, further comprising curving the tube first.
(Item 17)
first forming the fins at an angle to the tube;
bending, tilting, tilting, and twisting the tube before pressing the header portions together;
flattening the ends of the tube by cutting or machining the ends of the tube;
placing a ring tightly around the flattened end of the tube;
joining the ring and the flattened end by friction welding;
joining adjacent ends of the tube by friction welding;
16. The method of item 15, further comprising grinding the joined end of the tube and the joined end face of the ring, leaving an area around the channel free of the weld.
(Item 18)
first forming the fins at an angle to the tube;
bending, tilting, tilting, and twisting the tube before pressing the header portions together;
flattening the ends of the tube into a single flat surface by cutting or machining the ends of the tube;
further machining the end of the tube to leave a projection of the tubing material formed around the opening of the channel in the tube end and an end face of the header portion around the projection; leaving
providing an end plate having an opening for receiving the protrusion;
placing the end plate on the end face;
16. The method of item 15, further comprising friction welding the end plate to the end face.
(Item 19)
19. The method of item 18, further comprising friction welding the opening in the end plate to the side of the protrusion.
(Item 20)
extending the protrusion through the opening in the end plate;
19. The method of item 18, further comprising brazing the protrusion to the opening in the end plate.
(Item 21)
1. An apparatus comprising a heat exchanger having a plurality of identical monoblock coils formed from extruded flat tubes with channels,
removing opposing spaced apart side sections from the central section, leaving angled fins in a relatively thin central section and relatively thick header sections at the ends of said tubes;
said tube having a tilted, tilted and twisted center section and an aligned header section;
said header sections being pressed together with a machined flat end face and a close fit;
A device joined by a weld between adjacent end faces, wherein the welded area is spaced from the area surrounding the tube and the end faces are polished.

Claims (16)

中央部分と、
前記中央部分の端部に存在し、前記中央部分よりも厚いヘッダ部分と、
前記中央部分から外方向に延びるフィンと、
前記中央部分から離れた前記ヘッダ部分の端部の端面と、
前記ヘッダ部分間に互いに隣接して配置された複数のチューブと、
前記チューブを通って延びる少なくとも1つのチャネルと、
を有する熱交換器チューブと、を備え、
前記熱交換器チューブが、前記ヘッダ部分の厚さと、前記チューブを通って延びる前記少なくとも1つのチャネルとを有して押出成形されたものであり、
前記中央部分の材料が間隔をあけて前記チューブの側面から除去され、前記中央部分にフィンが間隔をあけて残っており、
前記ヘッダ部分の端部を切り取ることによって、または機械加工して除去することによって前記ヘッダ部分の端部が平坦化され、平坦化された端部が接合されている装置。
a central part;
a header portion at the end of the central portion and thicker than the central portion;
fins extending outwardly from the central portion;
an end face of an end of the header portion remote from the central portion;
a plurality of tubes positioned adjacent to each other between the header portions;
at least one channel extending through the tube;
a heat exchanger tube having
said heat exchanger tubes being extruded with a thickness of said header portion and said at least one channel extending through said tubes;
material of the central portion is removed from the sides of the tube at intervals, leaving fins at intervals on the central portion ;
A device wherein the ends of the header portions are flattened by cutting or machining away the ends of the header portions and the flattened ends are joined .
中央部分と、
前記中央部分の端部に存在し、前記中央部分よりも厚いヘッダ部分と、
前記中央部分から外方向に延びるフィンと、
前記中央部分から離れた前記ヘッダ部分の端部の端面と、
チューブを通って延びる少なくとも1つのチャネルと、
を有する熱交換器チューブと、を備え、
前記熱交換器チューブが、前記ヘッダ部分の厚さと、前記チューブを通って延びる前記少なくとも1つのチャネルとを有して押出成形されたものであり、
前記中央部分の材料が間隔をあけて前記チューブの側面から除去され、前記中央部分にフィンが間隔をあけて残っており、
前記チューブの前記ヘッダ部分の平坦化されて接合された端部とリング状のヘッダプレートとが、研磨され、熱交換器として使用される準備が整っている装置。
a central part;
a header portion at the end of the central portion and thicker than the central portion;
fins extending outwardly from the central portion;
an end face of an end of the header portion remote from the central portion;
at least one channel extending through the tube;
a heat exchanger tube having
said heat exchanger tubes being extruded with a thickness of said header portion and said at least one channel extending through said tubes;
material of the central portion is removed from the sides of the tube at intervals, leaving fins at intervals on the central portion ;
A device wherein the flattened and joined ends of the header portion of the tube and the ring-shaped header plate are polished and ready for use as a heat exchanger .
前記中央部分と前記ヘッダ部分との間の漸進的な移行部分をさらに備える、請求項1又は2に記載の装置。 3. The device of claim 1 or 2 , further comprising a gradual transition portion between said central portion and said header portion. 前記チューブが長手方向で湾曲している、請求項1又は2に記載の装置。 3. The device of claim 1 or 2 , wherein the tube is longitudinally curved. 前記チューブが、長手方向に傾斜され、幅方向にねじられ、装置の端面に対して傾けられている、請求項1又は2に記載の装置。 3. A device according to claim 1 or 2 , wherein the tube is longitudinally slanted, transversely twisted and slanted with respect to the end face of the device. 前記フィンが、前記チューブの長手方向に対して角度付きである、請求項に記載の装置。 6. The device of claim 5 , wherein the fins are angled with respect to the longitudinal direction of the tube. リング状のヘッダプレートが、前記平坦化された端部の外周面に密着して配置され、摩擦溶接によって前記平坦化された端部と接合されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。 7. A ring-shaped header plate is arranged in intimate contact with the outer peripheral surface of the flattened end and is joined with the flattened end by friction welding . The apparatus described in . 前記ヘッダ部分の前記端部が、前記ヘッダ部分の端部において前記少なくとも1つのチャネルの開口部を取り囲む領域から離れて摩擦溶接によって接合されている、請求項7に記載の装置。 8. The apparatus of claim 7, wherein the ends of the header portion are joined by friction welding away from the area surrounding the opening of the at least one channel at the end of the header portion. チューブの前記ヘッダ部分間に互いに隣接して配置された複数のチューブをさらに備え、
前記チューブの前記端部が、機械加工または切断によって平坦化され、前記チューブの前記端部に、連続する平坦な端面表面が形成されている、請求項に記載の装置。
further comprising a plurality of tubes positioned adjacent each other between the header portions of the tubes;
3. The apparatus of claim 2 , wherein the ends of the tube are flattened by machining or cutting to form a continuous flat end surface on the ends of the tube.
溶接によって前記平坦な端面に接合される突出部を受け入れる開口部を有するヘッダプレートをさらに備える、請求項に記載の装置。 10. The apparatus of claim 9 , further comprising a header plate having openings for receiving protrusions joined to said flat end face by welding. 前記突出部が、前記ヘッダプレートの前記開口部を通り抜けるように延ばされており、
前記ヘッダプレートの開口部と前記突出部が、ろう接によって封止されている、請求項10に記載の装置。
the protrusion extends through the opening in the header plate;
11. The apparatus of claim 10 , wherein the header plate opening and the protrusion are sealed by brazing.
チューブを通って延びる少なくとも1つのチャネルを有する平坦チューブを押出成形し、
前記チューブの中央部分の材料を間隔をあけて機械加工またはアブレーションし、
複数のフィンが互いに間隔をあけて前記チューブにわたって延びている中央部分と、前記チューブの端部に存在しており前記中央部分よりも厚いヘッダ部分とを残し、前記ヘッダ部分の前記端部に前記チャネルの開口部を有することによって、熱交換チューブを形成し、
最初に前記フィンを前記チューブに対してある角度で形成し、
前記チューブを湾曲し、ねじってから前記ヘッダ部分を互いに押圧し、
前記チューブの端部を切断または機械加工することによって前記チューブの端部を平坦化し、
前記チューブの前記平坦化された端部の周りにリング状のヘッダプレートを密着して配置し、
摩擦溶接によって前記ヘッダプレートと前記平坦化された端部とを接合し、
摩擦溶接によってチューブの隣接する端部を接合し、
前記溶接のない前記チャネルの周りの領域を残し、前記チューブの前記接合された端部と、前記ヘッダプレートの前記接合された端面とを研磨する方法。
extruding a flat tube having at least one channel extending through the tube;
machining or ablating the material of the central portion of said tube at intervals ;
leaving a central portion in which a plurality of fins are spaced from each other and extending across the tube, and a header portion existing at the ends of the tube and thicker than the central portion; forming heat exchange tubes by having channel openings;
first forming the fins at an angle to the tube;
bending and twisting the tube and pressing the header portions together;
flattening the ends of the tube by cutting or machining the ends of the tube;
placing a ring-shaped header plate tightly around the flattened end of the tube;
joining the header plate and the flattened end by friction welding;
joining adjacent ends of the tube by friction welding;
Grinding the joined end of the tube and the joined end face of the header plate, leaving an area around the channel free of the weld .
記チューブの端部をさらに機械加工して、前記チューブ端部にある前記チャネルの開口部の周りに前記チューブ材料の突出部を形成して残し、前記突出部の周りに前記ヘッダ部分の端面を残し、
前記突出部を受け入れるためのヘッダプレートを用意し、
前記ヘッダプレートを前記端面に配置し、
前記ヘッダプレートを前記端面に摩擦溶接することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
The ends of the tube are further machined to leave a projection of the material of the tube around the opening of the channel at the end of the tube and the header portion around the projection. leaving the end face of
providing a header plate for receiving said protrusion;
placing the header plate on the end face;
13. The method of claim 12 , further comprising friction welding the header plate to the end face.
前記ヘッダプレートの開口部を前記突出部の側面に摩擦溶接することをさらに含む、請求項13に記載の方法。 14. The method of claim 13 , further comprising friction welding openings in the header plate to sides of the protrusions. 前記突出部を、前記ヘッダプレートの開口部を通して延ばし、
前記突出部を、前記ヘッダプレートの前記開口部にろう接することをさらに含む、請求項13に記載の方法。
extending the protrusion through an opening in the header plate;
14. The method of claim 13 , further comprising brazing the protrusion to the opening in the header plate.
チャネルを有する押出成形された平坦チューブから形成された複数の同一の熱交換チューブを有する熱交換器を備える装置であって、
中央区域から平坦チューブの材料が除去され、中央区域および前記チューブの端部に存在する中央区域よりも厚いヘッダ区域に角度付きのフィンが残っており、
前記チューブが、長手方向に傾斜され、装置の端面に対して傾けられ、幅方向にねじられ、位置合わせされた中央区域と、ヘッダ区域とを有し、
前記ヘッダ区域が、前記ヘッダ区域の機械加工された平坦な端面と互いに押圧されており、
隣接する前記ヘッダ区域の端面間の溶接によって接合され、溶接された領域が、前記ヘッダ区域の中央区域を取り囲む領域から離間されているとともに、端面が研磨されている、装置。
1. An apparatus comprising a heat exchanger having a plurality of identical heat exchange tubes formed from extruded flat tubes with channels,
material of the flat tube is removed from the central section, leaving angled fins in the central section and a header section thicker than the central section at the ends of said tube;
said tube is longitudinally slanted, slanted with respect to the end face of the device, and twisted transversely, having an aligned central section and a header section;
said header section being pressed together with a machined flat end surface of said header section ;
An apparatus joined by a weld between the end faces of adjacent said header sections, wherein the welded area is spaced from the area surrounding the central section of said header section and the end faces are polished.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003294382A (en) 2002-04-04 2003-10-15 Toyo Radiator Co Ltd Heat exchanger
US20110061846A1 (en) 2009-09-17 2011-03-17 Wayne Stuart Morris Method of producing a very light weight finned tube heat exchanger
JP2015034645A (en) 2013-08-07 2015-02-19 臼井国際産業株式会社 Multitube heat exchanger of tube-sheetless structure
JP2015535591A (en) 2012-11-30 2015-12-14 カルロス、ケサダ、エス.Carlos Quesada S. Tube element of heat exchange means

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2181927A (en) * 1936-04-03 1939-12-05 Albert J Townsend Heat exchanger and method of making same
US4794985A (en) * 1987-04-29 1989-01-03 Peerless Of America Incorporated Finned heat exchanger tubing with varying wall thickness
JPH055343Y2 (en) * 1987-09-16 1993-02-12
FR2700608B1 (en) * 1993-01-15 1995-04-07 Joseph Le Mer Heat exchanger element, method and device for manufacturing it.
EP2738503A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Carlos Quesada Saborio Heat exchanger means
EP2738505A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Carlos Quesada Saborio Tubing element for a heat exchanger means
US9874408B2 (en) * 2012-11-30 2018-01-23 Carlos Quesada Saborio Heat exchangers
WO2015022959A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 セントラル硝子株式会社 Heat transmission method and high-temperature heat pump device
CN104019544A (en) * 2014-05-30 2014-09-03 丹佛斯微通道换热器(嘉兴)有限公司 Water heater and method for forming water heater
CN105180677B (en) * 2014-06-18 2018-11-20 株式会社丰技研 Heat exchanger and its manufacturing method
CN203940769U (en) * 2014-07-11 2014-11-12 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 Heat exchanger tube
US10060682B2 (en) * 2014-07-25 2018-08-28 Prippell Technologies, Llc Fluid-cooled wound strip structure
CN105716466A (en) * 2014-12-05 2016-06-29 张国富 Thin wall heat exchange pipe internally provided with cone
JP2016161161A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 カルソニックカンセイ株式会社 Heat exchanger
CN204830965U (en) * 2015-08-26 2015-12-02 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 Compound high -efficient heat exchange tube of titanium copper

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003294382A (en) 2002-04-04 2003-10-15 Toyo Radiator Co Ltd Heat exchanger
US20110061846A1 (en) 2009-09-17 2011-03-17 Wayne Stuart Morris Method of producing a very light weight finned tube heat exchanger
JP2015535591A (en) 2012-11-30 2015-12-14 カルロス、ケサダ、エス.Carlos Quesada S. Tube element of heat exchange means
JP2015034645A (en) 2013-08-07 2015-02-19 臼井国際産業株式会社 Multitube heat exchanger of tube-sheetless structure

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