JPH02183796A - 管状ヘッダの為のそらせ板 - Google Patents

管状ヘッダの為のそらせ板

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JPH02183796A
JPH02183796A JP1200432A JP20043289A JPH02183796A JP H02183796 A JPH02183796 A JP H02183796A JP 1200432 A JP1200432 A JP 1200432A JP 20043289 A JP20043289 A JP 20043289A JP H02183796 A JPH02183796 A JP H02183796A
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JP
Japan
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slot
header
tubular header
heat exchanger
generally
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JP1200432A
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English (en)
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Scot T Alley
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Modine Manufacturing Co
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Modine Manufacturing Co
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0209Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only transversal partitions
    • F28F9/0212Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only transversal partitions the partitions being separate elements attached to header boxes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/454Heat exchange having side-by-side conduits structure or conduit section
    • Y10S165/471Plural parallel conduits joined by manifold
    • Y10S165/481Partitions in manifold define serial flow pattern for conduits/conduit groups
    • Y10S165/482Partitions are separate members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は少な(とも1つの管状のヘッダを有する形式の
熱交換器に関し、詳しくほそうした熱交換器で使用する
為の新規な且つ改良されたそらせ板構造に関する。
【従来技術の説明] 現在使用される多くの形式の熱交換器は、離間された2
つのヘッダ及びタンク構造を使用する。
一般に平行な端部開放チューブがヘッダ及びタンク構造
を相互連結し且つその各々の内部と連通される。多くの
場合、ヘッダ及びタンク構造間のチューブを横断して蛇
行管が配設される。そうした熱交換器の代表例は自動車
のラジェータ、コンデンサー、エバポレータその他であ
るが、こうした熱交換器は他の多(の用途例に於ても見
出し得る。
多くの用途例、特にコンデンサの如き用途例に於ては実
質的な圧力は熱交換器内部に発生する。
そうした圧力に耐えるよう、管状のヘッダ及びタンク構
造、即ちヘッダ及びタンクの両方の機能を果たす為のチ
ューブの使用が増大されて来た。通常そうした管状のヘ
ッダは円筒形であり、一般に円形断面区分を有している
。その−例は米国特許第4,615,385号に見出さ
れる。
該米国特許に示されるように2つのヘッダ間を伸延する
チューブは流体平行、つまり熱交換器内部の流体は熱交
換器をただ一度しか通過しない。
多くの例では熱交換器内部の流体が2回以上熱交換器を
通過することが所望され得る。これは、管状のヘッダ内
に1枚以上のそらせ板を配置することによって達成され
得、そうしたそらせ板の数及び位置は所望される通過回
数並びに熱交換器を装着する特定用途に依存する。
様々なそらせ板構造が提案された。その一つに於ては単
純円形のスラグ或は円盤が管状のヘッダ内に配置されそ
して然るべき位置にろう接或は半田付けされる。
別の構造では僅かにオフセットされた2つのスロットが
ヘッダの各側に形成され、多数の半円形円盤が該スロッ
トに導入されそれらの側辺がヘッダ内部で衝接される。
これらもまた次いで然るべき位置に半田付は或はろう接
される。
更に別の形式のそらせ板が日本国特許である特願昭63
−49193号に例示される。この構造では管状のヘッ
ダは直径方向に沿って孔開けされ、使用されるそらせ板
は大半径部分及び小半径部分を有している。大半径部分
は管状のヘッダの外径と等しく、一方、小半径部分は内
径と等しく、そして両半径部分はそらせ板の周囲180
°に渡り伸延される。小半径部分はスロットを介してヘ
ッダに導入され、次いでそらせ板が然るべき位置にろう
接或は半田付けされる。
こうした構造は一般に所望されるようなそらせ板機能を
果たすものの、完全にフールプルーフなものではない、
あるものではヘッダ及びそらせ板間の接触面積は所望さ
れるべきそれよりも大きくな(、その結果ろう接強度は
所望され得るよりも太き(ない、ろう接強度が弱いこと
は漏れが生じ易いことを意味する。
更には、もしそらせ板を横断する漏れ出し通路が存在し
、それがヘッダのスロットを横断していない場合にはそ
の発見は困難である。
加つるに、先に述べた多くの場合に於て、そらせ板は管
状のヘッダが熱交換器のコアの一部を構成する以前に挿
入されねばならず、従って製造上の融通性が制約を受け
る。
〔発明の目的] 本発明の主たる目的は、そらせ板をその内部に具備する
少くとも一つの管状のヘッダを使用する形式の新規且つ
改良された熱交換器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の具体例には、離間した細長の一対のヘッダを具
備しこれらヘッダ間をチューブが伸延し且つ該チューブ
がヘッダの内側と流通する熱交換器が示される。少くと
も1つのヘッダは管状であり、該管状のヘッダの長手方
向に対し一般に横断方向の一方側にはスロットが設けら
れる。該スロットにはそらせ板部材が配設される。該そ
らせ板部材が配設された位置では管状のヘッダを通して
の全熱交換流体流れが阻止される。
本発明於ては管状のヘッダは、先に述べたスロットと整
列するがしかし一般に対向する追加的なスロットを含む
、そらせ板は管状のヘッダの断面と一般に同一の輪郭を
有し、該輪郭の各側には切欠きが設けられる。
より好ましい具体例に於ては、各切欠きは一般にその他
の切欠きと平行な平行縁部を具備する。
本発明に於ては各切欠きが前記平行縁部を一般に横断す
る肩縁部を更に具備する。更に好ましい具体例に於ては
肩縁部は整列される。
一般に、管状のヘッダは一般に円形の断面を有し且つそ
らせ板片は管状のヘッダの断面と同一寸法の円形輸郭を
有する。好ましくは切欠きはL字形である。
その他の目的及び利益は付随する図面を参照しての以下
の説明によって明らかである。
〔実施例の説明〕
本発明に従って作成された熱交換器の具体例が第1図に
例示され、アッパーへラダ10と、離間された一般に平
行な、参照番号12で示されるロワーヘッダとを具備し
ている0例示されるようにアッパーヘッダlO及びロワ
ーヘッダ12は円形断面の細長いチューブから形成され
る。しかしながら、本発明は一方のヘッダだけがチュー
ブから形成される用途例を見出し得ることを理解された
い。
細長の、端部が開放された楕円或は平坦なチューブ14
が一般に平行に離間された状態でアッパーヘッダ10及
びロワーヘッダ12間を伸延し且つそれらの内部と連通
される。所望に応じプレート状或は蛇行状のフィン(図
示せず)をアッパーヘッダ10及びロワーヘッダ12間
に配設し、チューブ14と従来様式に於て熱交換関係状
態とし得る。
適宜の孔(図示せず)がアッパーヘッダ10及びロワー
ヘッダ12の各々の内部と連通される。
アッパーへラダ10及びロワーヘッダ12と対向する面
が参照番号18で示されこれらがヘッダ面を構成する。
第2図及び3図に示されるようにヘッダ面は一般に平行
に離間された、平坦なチューブ14の端部22を受ける
一列の細長スロット20を具備する。チューブ14は任
意の適宜の手段によって細長スロット20内部でアッパ
ーヘッダ10及びロワーヘッダ12の夫々に結合され且
つシールされる。代表的には各部品は金属から形成され
、結合及びシールはろう接或は半田付けによって形成さ
れる。
好ましくは細長スロット20間のヘッダ面は、前述の米
国特許筒4,615,311t5号に詳述されるような
圧力変形に対する改良抵抗性を提供する為に膨出ドーム
24として形成される。
第1図に例示されるように、アッパーヘッダlOには全
体を参照番号26で示されるそらせ板が設けられる。該
そらせ板26は一端28を他端30から分割させる作用
を為す、結局、ツーバスの熱交換器が画定される。つま
り、一端28に入った流体は先ず左側の3本のチューブ
14を貫いて降下してロワーヘッダ12に至りそして該
ロワーヘッダ12に沿って流れ、次いで右側の2本のチ
ューブ14内を流動して他端30へと上昇する。
もしスリーパスが所望される場合は、類似のそらせ板を
ロワーヘッダ12の適宜の位置に配設すれば良い。
第2図に示されるように、そうしたそらせ板はアッパー
スロット34及びロワースロット32の夫々によってロ
ワーへラダ12に配設され得る。
アッパースロット34及びロワースロット32は細長ス
ロット20間で相互に整列され且つ位置決めされる0本
発明の第4図に示される具体例に於ては、アッパースロ
ット34及びロワースロット32は痛手段によって形成
される。そらせ板26はアッパースロット34に挿入さ
れそしてロワーヘッダ12の内部に伸延され、そしてロ
ワースロット32に入る。詳しくは、そらせ板26は第
5図に示されるようにアッパーヘッダ10及びロワーヘ
ッダ12の断面と同一寸法形状の輪郭を有する1例示さ
れるように、そらせ板26の断面は点36を中心とする
円形であり、ロワーヘッダ12の外径と等しい直径を有
する。
そらせ板26は、アッパースロット34及びロワースロ
ット32の内部にその側部を実質的に接触させた状態で
配設可能とする為にその肉厚がアッパースロット34及
びロワースロット32の幅よりも僅かに小さい。
そらせ板26の各側には一般にL字形の切欠き38及び
40が設けられる。各切欠き38及び40は相互に平行
な平行縁部42を各々有する。更に、各切欠き38及び
40は、各平行縁部42と前記平行縁部42からそらせ
板26の輪郭部へと概略直角に伸延する肩縁部44を夫
々具備する。
使用に際しては、そらせ板26はアッパースロット34
或はロワースロット32の適宜の一方を介してヘッダに
導入される。例示された形状に於てはそらせ板26をロ
ワースロット32を介してヘッダ内に導入し、肩縁部4
4をロワースロット32の下方縁部46との衝接状態に
持ち来たし得る。そらせ板26の輪郭の、切欠き38及
び40間の下方輪郭部分48はロワースロット32を貫
いて伸延し、ロワーへラダ12の外径部分と実質的に整
列される。そらせ板26の下方輪郭部分とは反対側の上
方輪郭部分50は、ロワースロット32の縁部に隣合う
状態でロワーヘッダ12の外径と整列される。
幾つかの場合、鋸手段によって形成されたアッパースロ
ット34は所望に応じて省略し得或は第6図に示される
様な貫通孔52を設は得る。この具体例では貫通孔52
の端部53は各切欠き38及び40の平行縁部42を衝
接状態で受ける為に平行とされている。
第7図は、第4図及び6図に例示されるスロット形状を
有するヘッダと共に使用され得るそらせ板26と類似の
そらせ板26°を例示する。そらせ板26°は、上方輪
郭部分50及び下方輪郭部分48の夫々に於て、直径方
向に於て相互に反対方向に伸延するアッパータブ54及
びロワータブ55を具備する点に於てそらせ板26と異
なる。
ヘッダのスロットに組み付けされると、アッパータブ5
4及びロワータブ55はその輪郭部分を越えて突出され
る。該突出部分はそらせ板26を然るべき位置に固定す
る為に折り曲げ或はねじり得る。この結合部分に於ては
多くの場合、肩縁部44が存在することによりロワータ
ブ55だけが必要とされる。これは所望に応じてアッパ
ータブ54を省略し得ることを意味する。しかしながら
、幾つかの例に於てはアッパータブ54は取付はブラケ
ットの位置決め用として、或は第7図に示されるよりも
大型に形成した場合には取付はブラケットそれ自身の一
部としても作用し得る。
もっと大きい強度が所望される更に別の例に於てはロワ
ースロットは、区分56及び58の間に中間ウェブ60
が残るように突き通す等して、第8図に例示されるよう
に2つの区分56及び58を具備するように形成され得
る0区分56及び58の縁部62及び64はやはり平行
とされる。
この場合は第8図に示されるそらせ板26”を使用し得
る。そらせ板26”は、区分56及び58を分割する中
間ウェブ60の基本的形状と合致する追加的切欠き70
が下方輪郭部分48に設けられていることを除き、そら
せ板26と同一である。
第10図には本発明に従うロワーヘッダ12の更に別の
具体例が例示される。ここではアッパースロット34は
先の具体例のものと同一である。
しかじロワースロット32或は第6図の貫通孔52は省
略され、それに代えて上部から底部にかけて収斂する側
部82を具備するスロット80が設けられる。この具体
例を使用する場合は、そらせ板における肩縁部44の如
き膚は省略し得る。むしろ、第11図に示される様な円
形のそらせ板26”を使用し得る。そらせ板26“°は
、スロット80の側部82と同一角度でその上部から底
部にかけて収斂する2本の真直な収斂縁部84によって
画定される対向切欠きが設けられることを除き厳密に円
形である。収斂縁部84はまたそらせ板26“′の輪郭
がロワーヘッダ12の輪郭と一致した場合に側部82と
衝接するように配設される。
ある例に於ては、そらせ板26”の如き台形のそらせ板
が使用され得る。そらせ板26”はそらせ扱26”の収
斂縁部84と同一角度でその上部から底部にかけて収斂
する縁部86を具備する。
該縁部86は側部82に関して前記具体例と同一様式に
て配向される。そらせ板26”°とそらせ板26”とは
、後者がロワーへラダ12の輪郭包囲体内部に嵌合させ
ることを意図したものではないのに対し、前者はそれを
意図したものである点だけである。
本発明に従うそらせ板は従来既知のものを上回る多くの
利益を有する。その一つは、アッパーヘッダlO或はロ
ワーヘッダ12の一部と接触する或は隣接するそらせ板
の表面積が前述の日本国特許に記載される如き構造にお
けるよりも増大されたことによってろう接強度が増長さ
れることである。ろう接の為にこうしたより大きな面積
を入手し得ることは、ろう接による十分な結合及びシー
ルの達成を助成する。
前記日本国特許では各ヘッダのスロットは1つであるの
に対し、本発明ではアッパーヘッダ10及びロワーヘッ
ダ12の夫々が2つのスロットを具備することで、そら
せ板を横断しての漏れは、それがスロットを通しての外
部漏れ出しとして出現することから一層容易に検出され
る。
そらせ板アセンブリだけでなくスロットの構造体への組
み込みをコア組み立ての前或は後に為し得、それによっ
て製造プロセスにおける追加的な融通性が提供されるこ
とを容易に認識されよう。
更に、スロットの数が増大されたことにより、ろう接プ
ロセス中のコアからの蒸気或はガスの換気に関する一層
の利益が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に従う熱交換器の斜視図である。 第2図は熱交換器形成に使用されるヘッダの拡大部分平
面図である。 第3図はヘッダの側面図である。 第4図は第3図を線4−4で切断した断面図である。 第5図はそらせ板の側面図である。 第6図は本発明の別態様の第4図と類似の断面図である
。 第7図は第4図或は6図に例示された断面を有するヘッ
ダと共に使用し得る本発明の別態様の、第5図と類似の
側面図である。 第8図は本発明の別態様の、第4図及び6図と類似の断
面図である。 第9図は第8図に例示される具体例と共に使用すること
を意図したそらせ板を例示する、第5図及び7図と類似
の側面図である。 第10図は本発明の別!3様の、第4図、6図及び8図
と類似の断面図である。 第11図は第10図に例示される別態様と共に使用する
ことを意図したそらせ板の別態様の例示図である。 第12図は第10図に例示される別態様と共に使用する
ことを意図したそらせ板の別態様の例示図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 10ニアツバ−ヘッダ 】2:ロワーヘッダ 14:チェーブ 18:ヘッダ表面 20:細長スロット 26:そらせ板 32:ロワースロット 34ニアツバ−スロット 38.40:切欠き 42:平行縁部 44 ニア4縁部 52;貫通孔 54ニアツバ−タブ 55:ロワータブ 60:中間ウェブ 70:追加的切欠き 82:側部 84:収斂縁部

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.離間された一対の細長のヘッダと、これらヘッダ間
    を伸延し且つその内側と連通するチューブとを含み、少
    くとも一方のヘッダが管状のヘッダであり、該管状のヘ
    ッダが、一方の側部に前記管状のヘッダを一般に横断す
    るスロットと、そらせ板部材にして、該そらせ板部材の
    位置で管状のヘッダを通しての熱交換流体全部が流れな
    いようにする為に前記スロット内に配設された前記そら
    せ板部材とを有する熱交換器であって、  前記管状のヘッダにおける追加的スロットにして、前
    記スロットと一般に対向状態で整列する追加的スロット
    を有し、  前記そらせ板部材は前記管状のヘッダの断面と一般に
    同一の輪郭を有し、該輸郭の各側には切欠きが設けられ
    、これら切欠きは一般に相互平行の平行縁部を具備して
    いることを特徴とする前記熱交換器。
  2. 2.各切欠きは相互平行の平行縁部を一般に横断する肩
    縁部を具備している特許請求の範囲第1項記載の熱交換
    器。
  3. 3.肩縁部は整列される特許請求の範囲第2項記載の熱
    交換器。
  4. 4.各切欠きは対応する平行縁部から輪郭部分へと伸延
    する肩縁部を具備している特許請求の範囲第1項記載の
    熱交換器。
  5. 5.輪郭部分は各切欠き間に於て、外側に伸延する少く
    とも1つのタブを有する特許請求の範囲第1項記載の熱
    交換器。
  6. 6.各切欠きは対応する平行縁部から輪郭部へと伸延す
    る肩縁部を具備し、タブは前記肩縁部に於て対向状態に
    位置決めされる特許請求の範囲第5項記載の熱交換器。
  7. 7.離間された一対の細長のヘッダと、これらヘッダ間
    を伸延し且つその内側と連通するチューブとを含み、少
    くとも一方のヘッダが断面が一般に円形の管状のヘッダ
    であり、該管状のヘッダが、一方の側部に前記管状のヘ
    ッダを一般に横断するスロットと、そらせ板部材にして
    、該そらせ板部材の位置で管状のヘッダを通しての熱交
    換流体全部が流れないようにする為に前記スロット内に
    配設された前記そらせ板部材とを有する熱交換器であっ
    て、  前記管状のヘッダにおける追加的スロットにして、前
    記スロットと一般に対向状態で整列する追加的スロット
    を有し、  前記そらせ板部材は前記管状のヘッダの断面と同一寸
    法の円形輸郭を有し、該輪郭の各側には一般にL字形の
    切欠きが設けられ、これら切欠きは一般に相互平行の平
    行縁部を具備していることを特徴とする前記熱交換器。
  8. 8.追加的なスロットは2つの区分を有し、更に、円形
    輪郭の平行縁部の間部分の位置に追加的切欠きを具備し
    ている特許請求の範囲第7項記載の熱交換器。
  9. 9.離間された一対の細長のヘッダと、これらヘッダ間
    を伸延し且つその内側と連通するチューブとを含み、少
    くとも一方のヘッダが断面が円形の管状のヘッダであり
    、該管状のヘッダが、一方の側部に前記管状のヘッダを
    一般に横断するスロットと、そらせ板部材にして、該そ
    らせ板部材の位置で管状のヘッダを通しての熱交換流体
    全部が流れないようにする為に前記スロット内に配設さ
    れた前記そらせ板部材とを有する熱交換器であって、  前記管状のヘッダにおける追加的スロットにして、前
    記スロットと一般に対向状態で整列する追加的スロット
    を有し、  前記そらせ板部材は前記管状のヘッダの断面と同一寸
    法の円形輪郭を有し、該輸郭の各側には切欠きが設けら
    れていることを特徴とする前記熱交換器。
  10. 10.離間された一対の細長のヘッダと、これらヘッダ
    間を伸延し且つその内側と連通するチューブとを含み、
    少くとも一方のヘッダが断面が一般に円形の管状のヘッ
    ダであり、該管状のヘッダが、一方の側部に前記管状の
    ヘッダを一般に横断するスロットと、そらせ板部材にし
    て、該そらせ板部材の位置で管状のヘッダを通しての熱
    交換流体全部が流れないようにする為に前記スロット内
    に配設された前記そらせ板部材とを有する熱交換器であ
    って、  前記管状のヘッダにおける追加的スロットにして、前
    記スロットと一般に対向状態で整列し且つ離間した縁部
    を具備する追加的スロットを有し、 前記そらせ板部材
    は前記スロット及び追加的スロットの双方を貫いて伸延
    し且つ前記追加的スロットの対向縁部と実質的に衝接す
    る対向縁部を具備することを特徴とする前記熱交換器。
  11. 11.対向縁部は平行である特許請求の範囲第10項記
    載の熱交換器。
  12. 12.対向縁部は収斂される特許請求の範囲第10項記
    載の熱交換器。
  13. 13.そらせ板部材は一般に円形の輪郭を有している特
    許請求の範囲第12項記載の熱交換器。
  14. 14.そらせ板部材は台形の輪郭を有している特許請求
    の範囲第12項記載の熱交換器。
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