JPH09113174A - 熱交換器のヘッダのためのバッフル - Google Patents

熱交換器のヘッダのためのバッフル

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JPH09113174A
JPH09113174A JP8194060A JP19406096A JPH09113174A JP H09113174 A JPH09113174 A JP H09113174A JP 8194060 A JP8194060 A JP 8194060A JP 19406096 A JP19406096 A JP 19406096A JP H09113174 A JPH09113174 A JP H09113174A
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header
baffle
heat exchanger
dome
tubular
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JP8194060A
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English (en)
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Daniel J Bosch
ダニエル・ジェイ・ボッシュ
Hal W Cousins
ハル・ダブリュー・カズンズ
Ed L Hendricks
エド・エル・ヘンドリックス
Donald R Johnson
ドナルド・アール・ジョンソン
Thomas F Mitchell
トマス・エフ・ミッチェル
James L Wehrman
ジェイムズ・エル・ヴェアマン
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Modine Manufacturing Co
Original Assignee
Modine Manufacturing Co
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P11/005—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by expanding or crimping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
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    • F28F9/0212—Header 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内側バッフルを有するヘッダを提供するため
の新規且つ改良された方法を提供すること。 【解決手段】 ヘッダ１０内のヘッダドーム２２の中心
位置にバッフル４６を配設し、このバッフル４６を、ヘ
ッダ１０の長手方向を横断する方向に配向する。バッフ
ル４６は熱交換器組立中にろう接する。バッフル４６は
全体的に平坦であり、一方の側には小面積の浅い凹所４
８を有し、この凹所４８と反対側には、凹所４８よりも
面積の大きい浅い隆起部５０を有し、ヘッダドーム２２
に隣り合う部分が番号５２で示すように角度的に若干オ
フセットされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に関し、詳
しくは熱交換器に使用するバッフルに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、所謂“並流”型の熱交換器が爆発
的な普及を見せている。並流型の熱交換器の代表例は、
１９８７年８月２５日に発行された米国特許第４，６８
８，３１１号に例示されている。この形式の熱交換器
は、空調システムや冷却システムでの凝縮器や蒸発器、
また、特に自動車用の潤滑油或は作動液を冷却するため
に使用するオイルクーラーを含む色々な用途に使用され
ている。実際に、並流型の熱交換器をラジエターとして
使用し、自動車エンジンの冷却材を冷却することも提案
されたことがある。現代の並流型熱交換器は代表的には
アルミニュウムで作製され、離間した２つの管状ヘッダ
を使用する。平形管が各ヘッダの内部と流通する状態で
ヘッダ間を伸延し、各平形管間には蛇行フィンガ位置付
けられる。
【０００３】従来、アルミニュウムを材料として選択す
ることにより、熱交換器は小型軽量化され、特に、平形
管の内部の流路の水力直径が０．０７インチ（約１．７
８ｍｍ）或はそれ未満である場合の作動効率は極めて高
い。多くの用途に於ては、この熱交換器を配置する冷却
空気通路を横断して、熱交換器に収納した流体が熱交換
器を１回以上貫いてパスするのが望ましい。これを実現
するために、従来は１つ以上のバッフルを一方或は両方
のヘッダに位置付け、所望される回数のパスを得てい
る。バッフルは代表的にはプレート状のインサートであ
り、これを各ヘッダのスリットに配置している。アルミ
ニュウムを材料として使用した場合には、スリットのシ
ール及び、ヘッダの内側とバッフルとが接触する部分の
シールは、ろう接合金の流れがそれらの空隙をシールす
ることに依存している。ヘッダにスリットがあるとヘッ
ダ強度が低下し、或る場合にはろう接プロセス中に熱交
換器に加えた熱により発生したヘッダ内の流体圧力が、
漏れの有るヘッダの大量発生の原因となる。
【０００４】別のケースでは、キャップ状のバッフルが
ヘッダ内の所望の位置に縦方向に挿入され、然るべくろ
う接される。そうしたバッフルは通常は全く漏れを生じ
ないが、この組込み方法は内部断面積が変化するヘッダ
に対して使用することが出来ない。１９８６年１０月７
日に発行された米国特許第４，６１５，３８５号には、
この形式の熱交換器のためのユニークなヘッダが開示さ
れている。熱交換器の最終強度を改善するために、各ヘ
ッダは全体的に円筒管形状に形成され、一方の側には一
連の管長孔が形成される。各管長孔間には、複合曲線形
状のドームが形成される。隣り合う管長孔間にヘッダド
ームを形成したことから、このヘッダでの、ヘッダへの
管接合部位置に発生する応力は相当に小さくなり、強度
はずっと高くなった。しかしながら、ヘッダドームを使
用したことで、ヘッダの断面積は、このヘッダドームを
形成した部分では比較的大きく、長孔を形成した部分で
は比較的小さくなり、その結果、ヘッダに縦方向から挿
入するバッフルをこうしたヘッダに使用することは出来
なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】内側バッフルを有する
ヘッダを提供するための新規且つ改良された方法を提供
することであり、バッフルを管状のヘッダに組み込むた
めの新規且つ改良された方法を提供することであり、本
発明のプロセス或は方法に従う、バッフルを有するヘッ
ダを含む熱交換器を提供することであり、本発明の方法
を実施するに際して使用することの出来る新規なバッフ
ルプレフォームを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法の１具体例
によれば、熱交換器のための管状のヘッダ内にバッフル
を組み込むための方法が提供され、この方法には、
（ａ）ヘッダの内側周囲部よりも小さい凹状の側方周囲
部分を有するバッフルを提供すること、（ｂ）バッフル
をヘッダ内部の所望の位置に位置付けること、（ｃ）バ
ッフルに圧力を加え、バッフルを平坦化する方向で圧縮
すること、の各段階が含まれる。平坦化する方向で圧縮
されたバッフルは、ヘッダ内でその周囲部分が拡張され
てヘッダの内側部分と係合し、この係合位置に於て、こ
れに限定するものではないが、例えばろう接により固着
及びシールされる。本方法の１具体例に於てバッフル
は、周囲部分が全体に円形の半面凹半面凸形状を有し、
半径方向外側に配向された周囲のスカート部分が中央の
凸状のドーム形状部を取り巻いている。
【０００７】本発明の更に好ましい具体例に於て、ヘッ
ダとバッフルとは共にアルミニュウム製であり、バッフ
ルはその各側がろう接クラッド処理される。本発明の１
具体例に於て段階（ｂ）は、ヘッダをスピンドルの上方
に配置し、このスピンドルを停止体に当接させた後、ス
ピンドルに衝接させる状態でヘッダ内にバッフルを配置
することにより行う。本発明の１具体例に於て段階
（ｃ）は、段階（ｂ）の終了後にヘッダ内部に第２のス
ピンドルを配置し、この第２のスピンドルを移動してバ
ッフルに当接させ、更に第１のスピンドルの方向に移動
することにより行う。本発明の１具体例に於ては、段階
（ｂ）に先立って、バッフルの所望の位置におけるヘッ
ダ内部のサイジングが実施される。
【０００８】バッフルの所望の位置におけるヘッダの内
部のサイジングは、ヘッダ内部の所望の位置に拡張マン
ドレルを配置し、前記所望の位置でヘッダ内で拡張させ
ることにより行うのが好ましい。本発明の更に好ましい
具体例に於て、拡張マンドレルは分割部を有する形式の
スプリットマンドレルである。従って拡張マンドレル
は、その分割部に楔を突入させることにより拡張させ
る。本発明の１具体例に於て、バッフルを内部に有する
ヘッダを含み、前述の方法に従い作製された熱交換器が
提供される。
【０００９】本発明の別の様相に従えば、バッフルを設
けた管状ヘッダを有する熱交換器の製造に於て使用する
ためのバッフルプレフォームが提供される。バッフルプ
レフォームは、凸状側と、この凸状側と反対側の凹状側
とを有する金属塊状対を含む。バッフルプレフォームは
円形であり、また、バッフルプレフォームの一方の側の
直径よりも直径の小さい、全体的に半球形状の半球形ド
ームと、この半球形ドームの基部からバッフルプレフォ
ームの周囲部分へと半径方向外側方向に伸延するスカー
トとを有する。スカートは切頭円錐形状であるのが好ま
しい。更に好ましい具体例に於てはスカートはその小径
側の基部がドームの基部に合体され、ドームから軸線方
向に離間する方向に伸延される。バッフルプレフォーム
はアルミニュウムシートから形成し、その各側をろう接
クラッド処理するのが好ましい。
【００１０】熱交換器の、内側にバッフルを有するヘッ
ダを作製するための方法もまた提供され、本方法には、
（ａ）全体的に円筒形状の管状のヘッダにして、管受け
用の一連の長孔を一方側に有し、これら一連の長孔が、
複合曲線の如き形状のヘッダドームにより分離され、ヘ
ッダドーム位置での断面積が比較的大きく、長孔位置で
の断面積が比較的小さいヘッダを提供すること、（ｂ）
周囲部分が全体に円形の凹状のバッフルにして、直径
が、前記ヘッダに受容され、ヘッダの断面積の比較的大
きい位置で全体的にヘッダを横断する方向に位置付けら
れるよう十分に小さいく、また断面積の比較的小さい部
分よりも大きいバッフルを提供すること、（ｃ）所望の
１つのヘッダドームの位置でヘッダ内にバッフルを位置
付けること、（ｄ）バッフルをして全体的にヘッダを横
断せしめること、（ｅ）所望の１つのヘッダドームの位
置でバッフルを全体的に平らな形状に潰すこと、が含ま
れる。段階（ｅ）は、バッフルの各側で拡張マンドレル
を互いの方向に向けて相対的に移動することにより行う
のが好ましい。段階（ｂ）はシート状材料から形成さ
れ、ドーム形状部と、全体的に半径方向外側に配向され
前記ドーム形状部を取り巻くスカートとを有するバッフ
ルを提供することにより行うのが好ましい。この具体例
の場合、バッフルのドーム形状部は全体的に半球形であ
り、好ましくはスカートは全体的に切頭円錐形状であ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の例示具体例が、当業者に
は凝縮器として認識されるところの熱交換器との組み合
わせに於て例示されている。しかしながら、本発明は凝
縮器以外に対しても適用性を有し、これに限定するもの
ではないが、蒸発器やオイルクーラーを含む、管状ヘッ
ダを使用する任意形式の熱交換器で使用することが出来
る。図１を参照するに、本発明と共に使用することの出
来る平行流れ式の凝縮器が、全体的に平行状態で離間す
るなヘッダ１０及び１２を含んでいる。ヘッダ１０及び
１２は、全体的に円筒形状の管から作製するのが好まし
い。ヘッダの相対する側には、平坦化された凝縮器の平
形管２０の相当する縁部１６及び１８を受けるための全
体的に平行な一連の開口或は長孔１４が設けられる。ヘ
ッダ１０及び１２は好ましくは溶接され、かくして、ヘ
ッダ１２に関しては番号１９で示すような溶接継ぎ目を
有する。
【００１２】ヘッダ１０及び１２の相対する側には長孔
１４がパンチ加工される。長孔１４は勿論細長でありそ
の長手方向は、ヘッダ１０及び１２の長手方向を横断す
る方向である。各長孔１４間の番号２２で示す部分に於
て、ヘッダ１０及び１２を、幾分球形のドーム形状とし
それにより、先に言及した米国特許第４，６１５，３８
５号にもっと完全に説明されるような圧力に対する抵抗
性を改善するのが好ましい。
【００１３】ヘッダ１０の一端は、この一端にろう接或
は溶接されたキャップ２４により閉鎖する。本発明の好
ましい具体例に於ては、色々の構成部品の全てがアルミ
ニュウムから作製され、また全てが互いにろう接され
る。従って、通常の場合、ヘッダ１０にキャップ２４を
固定するための手段としてはろう接を使用する。同様
に、フィッティング２６のようなフィッティングを別の
構成部品にろう接し、管２８をフィッティング２６に結
合して凝縮器の出口を画定しても良い。ヘッダ１２の下
端を、キャップ３０を、好ましくはキャップ２４におけ
ると同様にヘッダに然るべくろう接することにより閉鎖
する。一方、ヘッダ１２の上端にはフィッティング３２
を然るべく溶接或はろう接する。フィッティング３２は
代表的には、或る場合には流れ方向が逆転されても入口
として作用する。
【００１４】ヘッダ１０及び１２間を複数の平形管２０
が、これらヘッダ１０及び１２と流通状態にて伸延す
る。各平形管２０は相互に幾何学的に平行であり且つ流
体的にも平行でもある。隣り合う平形管２０間には蛇行
フィン３４を配設するが、所望であればプレートフィン
を使用することも出来る。ヘッダ１０と１２との間を上
方チャンネル３６及び下方チャンネル３８が伸延し、こ
れらチャンネルがシステムに剛性を与える。上方チャン
ネル３６及び下方チャンネル３８の各端部には、外側に
曲げたフランジ３９を取り付ける。これらのフランジは
隣接するヘッダ１０或は１２に結合されるようになって
いる。図１に示すように、各平形管２０は平坦化され内
部には細長い波形のスぺーサ或はインサートを含んでい
る。インサートの断面形状は先の米国特許第４，６８
８，３１１号により完全な形で説明されている。しかし
ながら多重通路形の、押出管を使用することも出来る。
【００１５】当業者には、これまでの説明から単一パス
形式の平行流れ式熱交換器が説明されたことを理解され
よう。しかしながら、或る場合には多重通路が望まれ
る。その場合、ヘッダ１０及び１２の一方或は両方に１
つ以上のバッフルを配置する。図２を参照するに、ヘッ
ダ１０が例示されるが、ここに例示したヘッダ構造はヘ
ッダ１２にも等しく適用されることを理解されたい。
【００１６】詳しく言うと、長孔１４は平形管２０の端
部１６を受ける形で例示されている。各平形管２０間に
はヘッダドーム２２が例示され、このヘッダドーム２２
はヘッダ１０の長手方向に関して平行な断面が湾曲して
いる。ヘッダ１０が全体的に円筒形状であることから、
各ヘッダドーム２２は、その任意の１つをヘッダ１０を
横断する方向で切断した断面も湾曲した外観を呈してい
る。かくして、ヘッダドーム２２は図２に示すような複
合曲線から形成されそれにより、番号４２で示す各位置
での断面積が比較的大きく、番号４４で示す各長孔１４
位置での断面積は比較的小さい。
【００１７】各長孔１４とヘッダドーム２２とが各ヘッ
ダの一方の側のみに位置付けられることから、ヘッダの
少なくとも一部分が、１８０°を越える弧長に渡り内側
円筒形状部分を保持することになる。ヘッダ１０内部
の、所望の１つのヘッダドーム２２の中心位置にバッフ
ル４６を配設し、このバッフル４６を、ヘッダ１０の長
手方向を横断する方向に配向する。バッフル４６は熱交
換器組立中にろう接する。
【００１８】図２に例示するように、バッフル４６は全
体的に平坦ではあるが、その一方の側に、代表的には小
面積の浅い凹所４８を有し、この凹所４８と反対側に
は、凹所４８よりも面積の大きい浅い隆起部５０を有し
ている。多くの場合、バッフル４６はヘッダドーム２２
に隣り合う部分が番号５２で示すように角度的に若干オ
フセットされる。バッフル４６は図３及び４に例示する
ようなプレフォーム形態を有している。プレフォームは
基本的には円形のバッフルプレフォーム６０であって、
一方側が半球形ドーム６２となっており、この半球形ド
ーム６２の基部６４は切頭円錐形状のスカート６６の小
径側の基部と合体される。バッフルプレフォーム６０は
その左側を図３に例示するように凸形状とし、右側を凹
形状とした半面凹半面凸形状のように構成する。
【００１９】バッフルプレフォーム６０は、シート状の
アルミニュウムの円形片の両側をろう接クラッドし、こ
れを半球形ドーム６２の内面６８の直径と等しいボール
ベアリングに押し付けることにより形成することが出来
る。バッフルプレフォームの高さは図３に示すように
“Ｈ”で、そして直径は“Ｄ”で表される。一般的に、
“Ｄ”対“Ｈ”の比率は２：１或はそれ以上である。熱
交換器のヘッダとして使用する標準型のアルミニュウム
管で使用するためのバッフルを形成する上で使用するこ
との出来るパラメーターを以下の表に示す。バッフル形
成に使用することの出来る１つの材料は、両面を４３４
３でクラッドした０．０６２インチ（約１．６ｍｍ）厚
の３００３−０アルミニュウムシートの１２番ろう接シ
ートである。別記しない限り寸法はインチ（ｍｍ）とす
る。
【００２０】
【表１】
【００２１】図５には、熱交換器の製造方法の各段階が
示される。第１の段階は、長孔とヘッダドームとを有す
るヘッダの形成段階であって、番号７０のブロックで示
される。この段階は、前記米国特許第４，６１５，３８
５号に説明されるヘッダ１０及び１２の製造段階に相当
する。ヘッダを形成した後、随意的にヘッダをブロック
７１に示すように拡張する拡張マンドレル上に配置し、
ブロック７２で示すように、拡張マンドレルを拡張させ
ることによりヘッダをサイジングする。ブロック７０及
び７１は随意的な段階であり、ヘッダ形成上の許容誤差
を保持出来ることに依存している。これらブロック７０
及び７１で示す段階は、図６に例示するようにして達成
する。図示されるように、拡張マンドレル８０を停止面
８２上に位置付け、拡張マンドレル８０の上方にはヘッ
ダ１０の如く形成したヘッダを位置付ける。
【００２２】拡張マンドレル８０はその上端部に番号８
４で示すような裂け目を有し、比較的弾力的な材料で形
成される。拡張マンドレルの裂け目の一方側を構成する
脚８８には全体的に円形のビード８６が形成され、裂け
目の他方側を構成する脚９２には類似のビード９０が形
成される。各ビードはヘッダ１０の内径と同一の公称半
径を有する。しかし、各ビードは引き寄せられると相互
に十分に接近し、図２の、断面積の比較的小さい番号４
４で示す部分があっても、ヘッダ１０内に容易に通入し
得るようになる。
【００２３】停止面８２に関する拡張マンドレル８０の
長さは、選択されたヘッダドーム２２の、バッフルが位
置付けられるところの中心位置に、各ビード８６及び９
０が位置決めされるようなものとする。楔状要素９４
を、拡張マンドレル８０の脚８８及び９２間にヘッダ１
０の反対側の端部から突入させ、ビード８６及び９０を
ヘッダのヘッダドーム２２及びこのヘッダドーム２２と
反対側の壁部分に係入させる。この係入による選択され
たヘッダドーム２２のサイジングの程度は、拡張マンド
レル８０への楔状要素９４の突入の程度次第である。こ
の、楔状要素９４の突入の程度は結局は、各ビード係入
位置での所望の断面形状が得られるように選択される。
そうしたサイジングによる断面形状は、順次する各ヘッ
ダに於ても一様なものとする。
【００２４】ヘッダ１０の製造中に許容誤差が保持され
るのであれば、図５のブロック７０からブロック７２で
示す段階は実行する必要がない。その場合は本方法をブ
ロック１００で示す段階に進める。ブロック１００は、
ヘッダ１０を、停止面１０３に当接した状態で固定した
拡張マンドレル或はスピンドル１０２上に配置する段階
を表す。図７に示すように、拡張マンドレル１０２は上
面１０４を有し、この上面１０４は停止面１０３に関
し、選択したヘッダドーム２２の中間点の下方０．０３
１インチ（約０．８ｍｍ（バッフルプレフォーム６０を
形成するシート肉厚の半分））の距離に位置付けられ
る。この距離は、先に説明したようにバッフルプレフォ
ーム６０の形成に際し使用する、肉厚０．０６２インチ
（約１．６ｍｍ）のアルミニュウムシートのために選択
されたものである。
【００２５】バッフルプレフォーム６０を横にしてヘッ
ダに挿入し、次いでヘッダ１０の長手方向を横断する向
きに配向し、その半球形ドーム６２を上側とする状態で
上面１０４に載置することが出来る。この段階は図５の
ブロック１０２で示され、上面１０４に載置した配向状
態が図７に示される。次いでバッフルを平らに押し潰す
ようにして拡張させる。つまり、バッフルプレフォーム
６０を潰すのであるが、これは、可動のスピンドル或は
拡張マンドレル１１０をヘッダ１０内を下方に移動して
半球形ドーム６２と係合させ、バッフルプレフォーム６
０を押圧することにより達成する。この段階を終了する
と、バッフルプレフォーム６０は図２に示すバッフル４
６のような形になる。
【００２６】圧縮プロセスを容易化するために、スピン
ドル及び或は拡張マンドレル１０２、１１０は全体的に
円筒形状とされ、ヘッダ１０或は１２の内側周囲形状に
ぴったりと接する形状を有している。スピンドル及び或
は拡張マンドレル１０２、１１０の一つの表面上には図
８に示すような平坦部１１２も形成されこの平坦部１１
２が、長孔１４に隣り合う比較的断面積の小さい部分を
かわせるようにしている。バッフルを拡張させる段階を
図５のブロック１１４に示す。バッフル拡張後、ヘッダ
１０を、ブロック１１６に示すように拡張マンドレルか
ら取り外す。次いでヘッダ１０を検出ステーションに送
り、バッフルが実際に然るべく位置付けられたか否か確
認する。この段階はブロック１１８で示すが、ヘッダ１
０の一端側に光源を置き、反対の端部側に感光性装置を
配置するだけの簡単な構成を使用することが出来る。
【００２７】ブロック１１８の段階でバッフルの存在が
検出されたと仮定した場合、ヘッダ上にはブロック１２
０で示す段階に於て識別マークが付けられこれが、引き
続いての検査を容易化する。ヘッダに識別マークをつけ
た後、所謂Ｎｏｃｏｌｏｋ（商標名）ろう接プロセスで
使用するフルオロアルミン酸カリウムフラックス（ｐｏ
ｔａｓｓｉｕｍ ｆｌｕｏｒｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｆ
ｌｕｘ）のようなろう接フラックスをバッフル４６の、
本来はヘッダドーム側である側に導入する。これはブロ
ック１２２で示される。
【００２８】次いで各部品を、全体的に図１に例示する
ような構造に組み立て、周知の如き好適な締め具により
然るべく保持する。この段階はブロック１２４で示す。
次ぎに締め具をろう接炉内に配置し、ブロック１２６で
示すように、各部品を相互にろう接する。こうして組み
立てた構造体は、試験し、パッケージし、運送する。本
発明の方法は、ヘッダに切込を入れる等してヘッダを弱
化させることを含まず、従って形成上のそうしたコスト
は不要である。端部を通してバッフルを挿入することに
より、好ましい具体例でのヘッダが、管の各長孔間にヘ
ッダドームが位置付けられ、従って内側に凹凸を有する
形式のものであると言う事実にも拘らず、切込を通して
導入したバッフルに関連する漏れが回避され、また比較
的良好なシールが達成される。所望であれば本発明の方
法を、内面が完全に円筒形状の、即ち、ヘッダドーム２
２を有さないヘッダを使用して実施することも出来るの
は勿論である。
【００２９】
【発明の効果】内側バッフルを有するヘッダを提供する
ための新規且つ改良された方法が提供され、バッフルを
管状のヘッダに組み込むための新規且つ改良された方法
が提供され、本発明のプロセス或は方法に従う、バッフ
ルを有するヘッダを含む熱交換器が提供され、本発明の
方法を実施するに際して使用することの出来る新規なバ
ッフルプレフォームが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従い作製された熱交換器の、特に凝縮
器にして、本発明に従い作製した内側バッフルを使用す
るヘッダを具体化し得る凝縮器の部分拡大図である。
【図２】本発明に従い作製され且つバッフルを内部に組
み込んでなるヘッダの部分拡大断面図である。
【図３】本発明で使用するバッフルプレフォームの側面
図である。
【図４】バッフルプレフォームの平面図である。
【図５】本発明に従う内側バッフルを有するヘッダを含
む熱交換器の製造方法を表すブロックダイヤグラムであ
る。
【図６】本発明の方法に於て実施される随意的段階に於
ける部分断面図である。
【図７】本発明の実施に際しての別の段階を例示する、
図６と類似の部分断面図である。
【図８】図７に示す段階を実施する上で使用するスピン
ドルの断面積を例示する断面図である。
【符号の説明】
１０、１２ ヘッダ １４ 長孔 １９ 溶接継ぎ目 ２０ 平形管 ２２ ヘッダドーム ２４、３０ キャップ ２６、３２ フィッティング ２８ 管 ３６ 上方チャンネル ３８ 下方チャンネル ３９ フランジ ４６ バッフル ４８ 凹所 ５０ 隆起部 ６０ バッフルプレフォーム ６２ 半球形ドーム ６４ 基部 ６６ スカート ８０、１０２、１１０ 拡張マンドレル ８２ 停止面 ８４ 裂け目 ８６、９０ ビード ８８、９２ 脚 ９４ 楔状要素 １０３ 停止面 １０４ 上面
フロントページの続き (72)発明者 ハル・ダブリュー・カズンズ アメリカ合衆国ウィスコンシン州スターテ ィバント、オールド・ハイウェイ11 13101 (72)発明者 エド・エル・ヘンドリックス アメリカ合衆国ウィスコンシン州ラシー ン、スプリング・レイク・ドライブ3828 (72)発明者 ドナルド・アール・ジョンソン アメリカ合衆国ウィスコンシン州ラシー ン、インデペンデンス・ロード5510 (72)発明者 トマス・エフ・ミッチェル アメリカ合衆国ウィスコンシン州ウォータ ーフォード、シャープ・ロード1210 (72)発明者 ジェイムズ・エル・ヴェアマン アメリカ合衆国ウィスコンシン州キノーシ ャ、エイティナインス・ストリート5414

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱交換器のための管状のヘッダ内にバッ
    フルを組み込む方法であって、 ａ）凹状側面と、ヘッダの内側周囲部よりも小さい周囲
    部とを有するバッフルを用意すること、 ｂ）ヘッダ内の所望の位置にバッフルを位置付けるこ
    と、 ｃ）バッフルに圧力を加え、バッフルを平らに圧縮する
    こと、 の各段階を含んでなる、熱交換器のための管状のヘッダ
    内にバッフルを組み込む方法。
  2. 【請求項２】 バッフルは半面凹半面凸形状を有し、周
    囲部が全体的に円形であり、半径方向外側に配向された
    周囲スカートが一般に中央の凸状のドームを取り巻いて
    なる請求項１の熱交換器のための管状のヘッダ内にバッ
    フルを組み込む方法。
  3. 【請求項３】 ヘッダとバッフルとはアルミニュウム製
    であり、バッフルの両側がろう接クラッド処理される請
    求項１の熱交換器のための管状のヘッダ内にバッフルを
    組み込む方法。
  4. 【請求項４】 段階ｂ）が、ヘッダをスピンドルの上方
    に配置し、ヘッダを停止体に衝接させた後、バッフル
    を、前記スピンドルと衝接させる状態でヘッダ内部に配
    置することにより実施される請求項１の熱交換器のため
    の管状のヘッダ内にバッフルを組み込む方法。
  5. 【請求項５】 段階ｃ）が、段階ｂ）の実施後、ヘッダ
    内部に第２のスピンドルを配置し、該第２のスピンドル
    をバッフルに当接させる状態で最初のスピンドルに向け
    て移動させることにより実施される請求項１の熱交換器
    のための管状のヘッダ内にバッフルを組み込む方法。
  6. 【請求項６】 段階ｂ）に先行して、ヘッダ内部を所望
    の位置でサイジングする段階が実施される請求項１の熱
    交換器のための管状のヘッダ内にバッフルを組み込む方
    法。
  7. 【請求項７】 ヘッダ内部を所望の位置でサイジングす
    る段階が、ヘッダ内部の前記所望の位置に拡張マンドレ
    ルを位置付け、該拡張マンドレルを前記ヘッダ内部の所
    望の位置で拡張する段階により実施されてなる請求項１
    の熱交換器のための管状のヘッダ内にバッフルを組み込
    む方法。
  8. 【請求項８】 拡張マンドレルはスプリットマンドレル
    であり、拡張マンドレルをヘッダ内部の所望の位置で拡
    張させる段階が、スプリットマンドレルに楔を突入させ
    ることにより行われる請求項１の熱交換器のための管状
    のヘッダ内にバッフルを組み込む方法。
  9. 【請求項９】 バッフルを内部に有するヘッダを含み請
    求項１に記載の方法により製造される熱交換器。
  10. 【請求項１０】 バッフルを設けた管状のヘッダを有す
    る熱交換器の製造に使用するためのバッフルプレフォー
    ムであって、凸状側と、該凸状側と反対側の凹状側とを
    有する円形の金属塊状体にして、該金属塊状体の前記凸
    状側及び凹状側の一方の側よりも直径が小さく且つ全体
    的に半球形の半球形ドームと、該半球形ドームの基部か
    ら前記金属塊状体の周囲部に向けて半径方向外側に伸延
    するスカートとを含んでなる金属塊状体を含むバッフル
    プレフォーム。
  11. 【請求項１１】 スカートは全体的に切頭円錐形状であ
    る請求項１０のバッフルプレフォーム。
  12. 【請求項１２】 スカートの小径側の基部が金属塊状体
    の半球形ドームの基部と合体し、また前記スカートが前
    記半球形ドームから軸線方向に離れる方向に伸延してな
    る請求項１１のバッフルプレフォーム。
  13. 【請求項１３】 金属塊状体がアルミニュウムシートか
    ら形成され、またその両側はろう接クラッド処理される
    請求項１２のバッフルプレフォーム。
  14. 【請求項１４】 熱交換器の、内部にバッフルを有する
    ヘッダを製造する方法であって、 ａ）全体的に円筒形状の管状のヘッダにして、一方の側
    には管受け用の一連の長孔を有し、該一連の長孔が複合
    曲線形状の如き形状を有するヘッダドームにより分割さ
    れ、前記ヘッダの、該ヘッダドーム位置での断面積が前
    記長孔の位置での断面積よりも大きいヘッダを用意する
    こと、 ｂ）周囲部が全体に円形の半面凹半面凸形状のバッフル
    にして、前記ヘッダに受容されるために十分小さい直径
    を有し、前記ヘッダ内の前記長孔の位置での断面積より
    も大きい断面積の位置で該ヘッダを全体的に横断する方
    向に位置付けられ、前記長孔の位置での断面積よりも大
    きいバッフルを用意すること、 ｃ）ヘッダ内部の、前記所望の１つのヘッダドームの位
    置にバッフルを位置付けること、 ｄ）バッフル全体をヘッダを横断する方向に配向するこ
    と、 ｅ）前記所望の１つのヘッダドーム位置でバッフルを全
    体的に平らに潰すこと、 の各段階を含む、熱交換器の、内部にバッフルを有する
    ヘッダを製造する方法。
  15. 【請求項１５】 段階ｅ）が、各マンドレルをバッフル
    の各側で相互方向に相対的に移動させることにより実行
    される請求項１４の熱交換器の、内部にバッフルを有す
    るヘッダを製造する方法。
  16. 【請求項１６】 段階ｂ）が、シート状材料製の、全体
    的に半径方向外側に配向されたスカートがドーム形状部
    を取り巻いてなるバッフルを用意することにより実施さ
    れる請求項１４の熱交換器の、内部にバッフルを有する
    ヘッダを製造する方法。
  17. 【請求項１７】 バッフルのドーム形状部が全体的に半
    球形である請求項１６の熱交換器の、内部にバッフルを
    有するヘッダを製造する方法。
  18. 【請求項１８】 スカートが全体的に切頭円錐形状であ
    る請求項１６の熱交換器の、内部にバッフルを有するヘ
    ッダを製造する方法。
  19. 【請求項１９】 熱交換器のための管状のヘッダ内にバ
    ッフルを組み込む方法であって、 ａ）凹状の側面と、ヘッダの内側周囲部よりも周囲部の
    小さいバッフルを用意すること、 ｂ）ヘッダ内の所望の位置にバッフルを位置付けるこ
    と、 ｃ）バッフルに圧力を加え、バッフルを平らに圧縮する
    こと、 の各段階を含む、熱交換器のための管状のヘッダ内にバ
    ッフルを組み込む方法。
JP8194060A 1995-07-19 1996-07-05 熱交換器のヘッダのためのバッフル Withdrawn JPH09113174A (ja)

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