JPS5964124A - 管にフレアード管端を形成する方法及び工具 - Google Patents

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】 本発明は、部分的に組立られた熱交換器内に均等な管延
長を形成づるための製作方法、工具及びこのＩ−貝によ
り製作される製品に係る。一層詳細に（よ、本発明は、
円筒状部分と、フレアート部分ど、管延長が共通の管板
から等外Ｎ１に延びるのを許りようにロールバックされ
゛ｔ１フレアート部分から剛１れるにつれて切込・みを
つりられる分Ｍ１部分とへの管延艮の変形に係る。

板ひれ熱交換器の組立に当り（、ソれぞれ間隔をおいた
孔を有し管を受入れる／ｅめの多数のひれを配置層るこ
とは知られ【いる。重い方の管板は多数のひれから形成
されたひれ束の各端におかれる。前記管板ら管を受入れ
るため間隔をおいた孔を右する。次いで、ヘアピンまた
は（ノ字形箆が、ヘアピンの二つの脚がひれ束を通り、
管板を通り、１１開端イ１近Ｃ管板を越えて延びるよう
に差込まれる。十分なヘアピン管が、間隔をおいた孔を
）ｎ１Ｊ、うに差込まれる。製作過程の次の段階は、熱
伝達を助良づるための金属−金属結合がヘアピン管の外
面ど管がシイ：込；１れる孔を拡大Ｊるひれ材糧′３１
との間に形成されるＪンうにへ７ピン管を機械的に広げ
る段階である。この拡大を実行づるための一つの手段は
、ヘアピン管を外方に変位さけ′Ｃ”孔を郭定りるひれ
材ｌｌ′＋１と接触さけるように管を通し１管の内径よ
りも大きい外径を有Ｊる“ビュレツ！−″を機械的に押
し込むことである。

管が拡大された（（に行われる段階または管の拡大と同
時に行われる段階は、管板を越え（延びる管延長の端を
フレアーさせる段階である。管の開端は、切頭円錐面を
有するフレアリング工具を管の開端内に押し込むことに
より外方に成る角度ぐ傾りられる。単円形の管である戻
りベントが、次いぐ、その一端がヘアピン管の管延艮内
に位置せしめられるように管延長のフレアート部分内に
差込；Ｌれる。、戻りベンドは、流体回路がヘアピンと
戻りベントとの間で熱交換器を通じて形成されるにうに
配（４さ４１（いる。次いｅｌはんだイζ目ノまたはろ
＝うイ；Ｊ　４３のに）な成句（）過程が、流体に対し
１密り回路を形成し実質的に熱交換器を完成するよ）に
戻りベントをヘアピン管に取ト１けるために用いられる
。

熱交換器の製作に閘して克服されなｔｊればならない潜
在的問題点の一つは、膨張過程中の熱交換器の不均等１
．ｚ　’＝Ｊ法変化Ｃある。ｌ＼アビン管の特定材料、
管の特定供給者、ビ」レツ１〜が管を通るのを助長りる
ｌこめに用いられる潤滑剤の吊及び他の因子に関係しＣ
、ビコレツ（・が熱交換器のヘアピン管を通し−Ｃ機械
的に押込ま４］るにつれ−（、ビニルレットは熱交換器
全体を機械的に１１ｖ、縮させ？）作用をし、別々のへ
７１ピン管はそれぞれ別々の大きさだｃノ短縮される３
、従って、管膨張の後に、管板を越えて延びるヘアピン
管の部分は長さが変化し４ｔｆる。これらの鎖延長は長
さが変化するのぐ、イの後のフレアリング操作は、過剰
材料を右りる鎖延長の過剰変形を招き１する。

熱交換器は、管板から選定された距離にＮつ（円筒状部
ブ）を残り鎖延長の部分と、その後に戻りベントを受入
れるため外方にフレアーされる部分どを有づるものどし
て設バ１されＣいる。鎖延長が艮過ぎれば、フレアート
部分は長くなり、ま１．：ノｌノアード部分での外方へ
の管の変（１“ｌの大きさが大きくなる。もし鎖延長が
良過ぎれば、管が金属の弾１１限界を越えて外ｌｊに連
続的にフレアーされるにつれＣ，鎖延長全体が裂ＧＪる
。この裂（Ｊににって、何らかの修［ｉｌｌ同が行われ
るまで、流体に対づる熱交換器の密封性が損われる。再
修理１■１よ管全体の交換または裂（〕を補修りるはん
だｉ＝Ｊ　ＩＪ過過程して行われる。何れにせよ、管の
交換また番、Ｌ補修には費用がかかり、このような問題
を回避することが望まれる。

本発明は、このような問題点を解決するものである。鎖
延長の第一の円筒状部分は無変更に留まり、また所定の
良さまたは直径の第二のフレアー１部分が設りら・れ−
Ｃいる。予め配置された鎖延長の長さ番、Ｌ、鎖延長が
管板から最小距離だ＋Ｊ突出づる。１．うに、管材ｆｉ
＋を管仮に向【ノで口＝ルバツクすることにより適合せ
しめられる。この１−１−ルバツクの際に鎖延長が裂Ｕ
るのを防＋ｌ二Ｍるため、　）１！の突起が交互に設け
られており、またロールバックさ４１６部分は鎖延長の
破局的な故障を連番ノるため複数の間隔をおいたスリッ
トを有づる。加えて、ノ１ノｊ′リンクーＩ−具は管を
広げるためのビコレツ１〜どＪ（に１クスパンダビュレ
ツ１−棒上に取トｊけられる。全組立１本は、ビルッ１
−が完卆にヘアピン管を通過した時にフレアリング工具
が鎖延長をル１−さけるように配置されてａ３す、その
後に全１−具が熱交換器から取り外されるｎ鎖延長の余
剰部分を１」−ルバックさｔａｉｌ切込みをつ【）るた
めの部分を含む本発明による工具は、この機能を実行Ｊ
るためビ、ルット捧に自接取イＮＪ４ノられることがＣ
きる。

本発明の一つの目的は、共通の管板から等用１１１１に
延びる鎖延長をイラする熱交換器を製作覆る方法を提供
することである。

本発明の他の目的は、鎖延長の余剰長さをｌ−１−ルバ
ックさけ且切込みをつけるための１．具を提供づること
である。

本発明の別の目的は、既存の製作賛同ど共に用いるのに
適した熱交換器の新規な製作方法を提供することである
。

本発明の更に他の目的は、部分的に組立（られる熱交換
器であって共通の管板を越えで等間隔に突出づ−る鎖延
長を右りるものをＭ２供りることｅある。

本発明の更に別の目的は、熱交換型組Ｓ’ｌ体を製作す
るための安全で経済的で信頼性に富む製作方法及び工員
を提供りことである。

他の目的は以上の説明及び特許請求の範囲から明らかに
なろう。

一１記及び他の目的を達成づるため、本発明にＪ、る方
法では、ひれ束から延びるヘアピン管の端部が、戻りベ
ントを受入れるため管板から等距離に延びるフレアート
管端を形成りるＪ：うに変形される。この方法は、フレ
アート部分が管仮かＩう選択された距Ｎ１だり間隔をお
かれ、目管板から１１！１れる方向に管に沿って外方に
傾けられるように管の端部を外方にフレアーさμる過程
を含／ｖ　’Ｐいる。更に、この方法は、管が管板から
Ｐめ定められた最大件部だり延びるように鎖延長の端を
フレアート部分から管仮に向けて管板から離れるフレア
ート部分からロールバックさせる過程を含んでいる。

更に、この方法は、鎖延長が裂Ｔｊるのを防ぐように、
■−リングの過程により変形される管の部分に切込みを
つりろ過程を含ｌυでいる。

また、本発明によれば、部分的に形成された熱交換器は
、整列配置されるＷＩ数のひれから形成されたひれ束を
含んでおり、前し１１ひれは間隔をおいた孔を有し、ま
た管板が管束の端におかれ、前記管板はひれ束の孔ど整
合りるように間隔をＪ３いＩこ孔を右する。ひれ束及び
管板を通って延びる二つの管を０′！ｌる少くども一つ
のＵ字形ヘアピン管が設Ｌｌられている。ヘアピン管の
端は管板を越えＣ突出する管延長を形成し、前記菅延長
は、選択された長さの円筒状部分と、円筒状部分に接続
されＣ１１３り且円商状部分から離れて外方に傾４Ｊ　
ｌうれるフレアート部分とを含んでａ３す、また管延長
の少くとも幾つかは、管板に自重ノ【フレアート部分の
端から延びる［１−ルバック部分を含ｌυでおり、でれ
にＪ：っＣ１管延良が管板から等距離に延びるの゛をｎ
ずように１」−ルバツク部分の長さが調１１ｔｌされ、
またヘアピン管が熱交換器の組立中の長さの変化に適合
ｕし・められる。

管板を越えて延びる管の均等に延びるフレアート筑端を
形成りるための本発明にＪ：る工具番、１、工具が管の
中へ差込まれるにつれ旧管を外りにフレアーさせるべく
傾斜しＣ延びる切頭円錐を右するフレアリング部分と、
管板に向りてフレｊ７−さ埒′また管の部分を曲げるた
めフレアリング部分から半？￥方向に外側に配置された
Ｏ−リング部分とを含んＣおり、前記ローリング部分は
、フレツノリング部分の切頭円錐に向（〕゛Ｃ軸線方向
に延び“ＣおりＩフレ１１．Ｊング部分の切頭円錐に向
けてローリング部分の＠線ｌ）目）離れるよう＋ｒニ１
ｌｒｉけられている少くども一つの突起を含んでいる。

更に、この１−貝は、［１−リング部分の外周に間隔を
おいＣ配置された一連の突起を含んでＪ３す、各突起は
、管の一部分が管板に向けＵ　Ｌ］−ルバツクされるに
つれｌ管に切込みをつ（）るため半径方向【Ｊ内方に面
づる切込み縁を有づる。

Ｊスト１図面にＪ、り本発明の詳細な説明づる。

ここに説明する実流例で（、艮、に具は、ひれ束の管板
を越えＣ突出づる管延長と係合りるべくエクスパンダの
棒部分に取付けられるべく設８１されている。この■−
具が種々の［１一方で管が端の中へ差込ま１Ｌることは
叩解されよう。また、本発明による方法がここに開示り
る実施例とは異る賛同でも実施されることは■里解され
よう。

第１図を参照すると、多数のひれ２６を右する熱交換器
１０が示されている。熱交換器は底管板１４及び頂管板
１２を右づる。ヘアピン管２０は戻り部分２２及び脚部
分２４を有し、脚部分は全ひれ束を通じて管板１／１か
ら管板１２へ延び旧管板１２を越え′Ｃ延び（いる。管
板１２は延長部分２８を郭定している。これらのヘアピ
ン管はひれ及び管板の孔を通して図示の泣面へ物即的に
差込まれる。基準距離りが管板１２を越えて延びる延長
部分の距離として示されている。

コークスパンダ３０がｊＯ加して第１図中に示されＣい
る。−［クスバンダζ）０は、複数個のビｊ、　Ｉノッ
ト棒３Ｇに接続されたイコライリ゛バー３／Ｉを変位さ
せるための流体圧動力源３３２を含んでいる。管の１べ
てが同時に広げられるＪ、うに、一つのビュレッ１−捧
３６がヘアピン管の各脚部分２／Ｉに夕・１応しＣいる
３、ビユレット３８はビコレシト捧の端に取ｆす＃ｊ　
Ｉ３ね、ており、ま／、−／＼アピンを形成りる質の内
径よりも大きい外径を有してい・る。またビルレット捧
には、ビールレットがヘアピンの内部の全長を移動し終
った時にルノアリング工具が適当な端部処理を行うべく
管延長と係合するように適当な距離に取付（Ｊられ又い
る。

組立に当っては、ひれ、管板及びヘアピンを含むひれ束
が取付具の中に配置され、次いでエクスパンダのビユレ
ットが、ヘアピン管脚部分の外面どひ壜゛を及び管板に
より郭定される孔の外面との間の金属−金属結合を助良
づるべくヘアピン管の端に機械的に押し込まれる。この
金属結合により、管を通つ１流れる流体と、ひれど熱交
換し℃流れる空気どの間の熱伝達が助長される。フレア
リング後部は、もしヘアピン延長部分がリベ（正しい４
（ｔ　ｎにあ４ｔは、１べてのヘアピン延長部分の端と
同時に係合Ｊるように配冒さ壜シもいる。しかし、警を
通しＣヒュレットを押し込むのに必要とされる；幾械的
力によりヘアピンは収縮づるので、フレアリンク後部が
延長部分と係合する際、管板とヘアピン延長部分の端と
の間には不均等な距Ｎｔが存在している。

次に第２図乃至第５図を参照ｊＪるど、フレアリング後
部／Ｉ　ＯＬ；ｌ：差込み面４４及Ｏルア而４２をＩＪ
する。これらの図面には管板１２を示され（おり、それ
を越え゛Ｃヘアピン延延部部分８が延びηいる。第２図
に示されているよ・うに、予め定めｌ）れた良さの直線
円筒部分５２とフレアー１：部分５４どが存在する。こ
れは、熱交換器を通じて回路を形成りるべく戻りベンド
をヘアピン管に差込んＣ取付けるのに適した構造としＣ
示され（いる。

円筒状のフレアリング工具７１０は、図示され−Ｃいる
よ゛）に、恒延艮の内径と嵌合づる差込み面４４と、ル
ノ′−ド部分５４を形成りるべく管延長を外方に押１ル
ア面４２とを含んでいる。第３図及び第４図には一層詳
細に、二［貝が取（＝Ｊ　Ｕられるビユレット棒３Ｇに
適合させるべり］１具を通−）　Ｔ延びる棒孔４６が示
され（いる。第５図には、第２図のＪ：うにフレアリン
グ工具４０が差込まれた時に、管延長の直線部分５２に
裂り５６が生ずることが示されている。この裂けは流体
に対しで密でな【）ればならない回路の一部分に位置り
るので、このＪ：°うな裂ｔノは修復されな（プればな
らない。

次に第（３図乃至第１０図を参照するど、ヘアピン管の
均等な突出延長部分を実現するめの改良された工具が示
されている。第６図には管板１２が示されており、それ
を通ってヘアピン２８の延長部分は延び（いる、、Ｙ−
め定められた良さの直線部分５２と同じく予め定められ
た長さのフレアート部分５４とが設けられていることが
示されている。

１１−ルバック部分５８がフレアート部分５５４に接続
され且イごから延びＣいる。この［１−ルバック部分は
）１ノＩ−ド部分を越える延長部分の過剰長さＣある。

Ｌｌ−ルバック部分は、管仮から突出する延長部分の長
さが一定に保たれるように延長部分の過剰良さを管仮に
向＜Ｊ″ｃ’　ｔバ返りことにより形成されている。フ
レフッリンクｌ具６０は、フレアート部分５４を形成づ
るため管延長の内面と嵌合りる差込み面７６と１−ルバ
ック部分の１−＋−ルバツクを開始させるためのフレア
ー面７５とを有する内側フレアリング部分６２を含んで
いる。更にＬ具６０は外側切込み部分６４を含ｌυ（・
おり、これはけぼ「）形の形状Ｃあり、Ｊ、た宣仮に自
重ノＣの過剰Ｈ料の［Ｊ−ルバックの開始を助長するた
めフレアー面７　Ｅ５ど共動作用りる■−ル面６６ど、
管板に向りＣ管延長の過剰良さを１１−ルバックさせる
作用をりる切込み歯６５どを有する。切込み山番よ、第
７図及び第８図に示されているように、ｕＪ込み部５１
６　’Ｉの外側にｒＡつ−Ｃ延びる突起である。

これらの歯は横状であり、管板に向（〕（土［１から外
方に傾斜する。Ｊ、・）に半径方向外方に曲げられてい
る。これらの（装状突起６５　ＩＪ　１．７１込み部分
（３／ｌの外周に間隔を＋３いて配置されくおり、５１
：た点状の内側位置をイｉリ−る。（父状￥起の間に、
図示さ１１（いるＪ：）にＤ−ル面６Ｇが位置している
。」二具は、第９図に示されているように内側部分が棒
ｌＬ　／＋　６を有しまた差込み面７６及びフレアー面
７５を右すイ）Ｊ、うに設置１され−Ｃおり、また切込
み部分０４の内側に１医合づるべく設δｌされ又いる。

、１．７Ｊ込み部分０１は内孔（５７を有し、での中に
内側部分が延びでいる。

第１０図４参照りると、この１貝により形成され過剰長
さを有Ｊる管延長が示されている。図示され（いるＪ、
うに、広げられない直線円筒状部分５２と一ルアード部
分５４どが管４Ｆ１．／）臼ろ延びている。臼−ルバッ
ク５８がフレアート部分５／１にＨｒ続されて゛いる。

１−１−ルバック部分５ε〕のヒゲメン）−０間（、二
、？ｆｆ　ｌＰｉに向【）ηの１」−ルバツクの際に材
料に切込みをつ【ノる＃　６５に、Ｊ、リイＬじた切込
み５９が示されＣいる。この相合せにより、管延長は特
定の長さに保たれｒＡ３す、切込みは月利の弾１１１−
限胃を越える過剰変形（第５５図のように管延長の全体
に乃って裂けを生ずる（あろう変形）を吸収りるのに用
いられている。ｆｉｌｌ　＋５、この組合Ｗ　＜：二よ
り、管延長に於りるｔｉ害な裂（）の生起は回避されて
いる。

本発明をその一つの実施例について説明しＣきｌ、が、
本発明の範囲内（種々の変更が車前であるごどは当業者
により理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱交換器の笛を広（ｙるための■クスバングを
受これるよ−）に配置されｌ、：状態で、部分的に組立
てられた熱交換器を承り概要図（°ある。 第２図は管延長を広げる公知のフレアリングＴｌの部分
断面図である。 第３′Ｓ図は第２図のフレアリング工具貝の端面図−で
ある、。 第４図ＩＪ、　′；′Ｉ；　２図のル）７リンク゛■貝
の斜視図（ある。 第５図は過大なフレアリングのために裂りを生じた管延
長の斜視図である。 第６図は管延Ｉ（ど相合１＃：（改１辺された」１貝を
承り部分断面図Ｃある。 第７図は第６図の工具の端面図である。 第８図は第６図の工具の外側部分の斜視図である。 第９図は第６図の二り具の内側部分の斜視図ぐある。 第１０図は第７Ｎｂ７ｆ第９図の１−貝による変形後の
管延長を示１図である。 １０・・・熱交換器、１２．１／Ｉ・・・管板、２０・
・・ヘアピン管、２２．２４・・・脚部分、２Ｇ・・・
ひれ、２８・・・延長部分、３０・・く［クスパンダ、
３２・・・流体圧動力源、３４・・・イコライザバー、
３Ｇ・・・ピコレット捧、３８・・・ビールッｈ、４０
・・・フレアリンク１、具、４２・・・フレアー面、４
４・・・差込み面、４６・・・棒孔、５２・・・直線部
分、５４・・・フレアート部か。 ５６・・・裂（Ｊ、　、　ｊ５８・・川」−ルバック部
分、６０・・・フレアリング工具、６２・・・フレアリ
ング部分、６４・・・外側切込み部分、６５・・・切込
み歯、６６・・・ロール面、６７川内孔、７５・・・フ
レアー面、７６・・・差込み面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）？τ板１）１１’Ｊ種々の距離に延びるヘアピン
   管の端部ｈ％　ｊ）、管板から等距離に延びるヘアピン
   管のフレアート菅端を形成覆る方法に於Ｃ、フレアート
   部分が内方に、管の開端に向か）フレアート部分の広い
   方の端から管の管板喘に向かうフレアート部分の始りへ
   曲げられて１ルア−Ｆ部分の始りが管板から予め選択さ
   れた距１！１１１になるまＣ，管の端を外方にフレアー
   させる過程と、もしフレアート部分の広い方の端の直径
   が予め選択された距離を越えるならば、管の開端を管板
   に向りでロールバックさ「る過程と、 管が管板とフレノ７−ド部分の広い方の端との間で破壊
   りるのを防」ｌりるにうに、前記「Ｊ−ルバツクの過程
   ににり管板に向けてロールバックされた管の部分に切込
   みをつ（）る過程とを含／υでいることを特徴とする方
   法。
2. （２）管板から等距ｎｌに延びる戻りベントを受入れる
   ためのフレアート菅端を形成りるべく、ひれ東から延び
   るヘアピン管の端を変形りる方法に於【　、 フレアート部分が管板からｐめ選択されＩ、：距−１を
   おかれＨ管板から離れる方向に管に沿つ（外方に傾（〕
   られるように、管の端の一部分を外方にフレアーさせる
   過程と、 筑が管板から予め定められた最大距Ｎ］のみを延びるに
   うに、管板から離れてフレアート部分から延びるｉへの
   端を管仮に向ｔプてｌ」−ルバツクする過程とを含んで
   いることを特徴とするヘアピン管の端部の変形７３法。
3. （３）管板を越えて延びる筈の均等に延びる一ルアード
   管端を形成するためのｒＲ＆ニメハ−（、工具が管内に
   差込まれる時に管を外りにフレアーさせるべく傾斜して
   延びる切頭円錐を有するフレアリング部分と、 管板に自重）τルｊ７−バックされた管の部分を曲げる
   ためフレアリング部分から半径方向に外側に配置された
   ローリング部分とを含ｌυでおり、前記ローリング部分
   は、フレアリング部分のり頭円錐に向（Ｊて軸線方向に
   延びｆ１フレアリング部分の切頭円錐に向【）て［ｌ−
   リング部分の軸線から離れるように傾【Ｊられ（いる少
   くとも−・つの突起を含んでいることを特徴とりるフレ
   アート管喘形成用の工具。 （／ｌ）部分的に形成された熱交換器に於τ、間隔をお
   いて孔を有し整列配置された複数１１Ｎ＋のひれから形
   成されたひれ束と、 間隔をおいた孔を有し前記ひれ束の端に配置された管板
   ど、 ひれ束及び管板を通って延びる二つの管をｈし管板を越
   えＣ突出する管延長を形成する少くとも一つのＵ字形ｌ
   ＼アピン管とを含へＩでＪ３す、前記管延長は選択され
   た長さの円筒状部分を含／υており、フレアート部分は
   この円筒状部分に接続され口内筒状部分から離れる方向
   に外方に傾けられており、また管延長の少くとも幾つか
   はフレアート部分の端から管仮に向９°（戻る方向に延
   びる１１−ルバック部分を含んでおり、それＧ；二Ｊ：
   つて、管延長が管板から等外１ｌｌＩｔＩこ延びるのを
   直りＪ二うにロールバック部分の良さが調節され、熱交
   換器の組立中の長さの変化にヘアピン管が適合けしめら
   れることを特徴とする部分的に形成された熱交換器。