JP2018179493A - 熱交換器用マニホールド、熱交換器、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器用マニホールド、および熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器のマニホールドは、第１の管状マニホールド部３０、および、第２の管状マニホールド部３２を有する。第１の管状マニホールド部３０および第２の管状マニホールド部３２の、複数の端部は、バッフル３４を通して連結されている。バッフル３４は、２つの管状マニホールド部３０、３２の管状開口部である空洞２２を閉鎖するように、配置されている。バッフル３４は、第１の管状マニホールド部３０および第２の管状マニホールド部３２の、複数の端部２４を実質的に分離している。【選択図】図２

Description

この明細書における開示は、熱交換器用マニホールド、熱交換器、およびその製造方法に関連する。

２つ、またはそれ以上の接続された熱交換コアを有する熱交換器組立体が知られている。コアは、マルチフロー型コンデンサとして利用されるマルチパス型コアである。熱交換器組立体において、バッフルは熱交換器間に提供されるが、しかし、そこには、バッフルを横切って漏出がある場合がある。オイルクーラから燃料回路の中へのオイルの漏出は、特に環境への排出という観点から、典型的な問題である。

開示におけるひとつの面により、熱交換器用マニホールドが提供される。熱交換器用マニホールドは、第１の管状マニホールド部、第２の管状マニホールド部、および、第１の管状マニホールド部の端部および第２の管状マニホールド部の端部とを接続しており、第１の管状マニホールド部および第２の管状マニホールド部が提供する管状開口部を閉鎖するように配置されており、さらに、第１の管状マニホールド部の端部および第２の管状マニホールド部の端部を実質的に分離しているバッフルを備える。

これにより、ひとつの管状マニホールド部とバッフルとの間の漏出は、もうひとつの管状マニホールド部の中へではなく、大気への漏出となる。

好ましくは、第１の管状マニホールド部の端部および第２の管状マニホールド部の端部において、バッフルの断面積は、管状開口部の断面積より大きい。代替的に、好ましくは、バッフルの断面積は、バッフルが連結される第１の管状マニホールド部の端部の断面積と同じであり、バッフルが連結される第２の管状マニホールド部の端部の断面積と同じである。

バッフルは、第１の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第１の肩部と、第２の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第２の肩部とを有する場合がある。第１の肩部および第２の肩部は、バッフルの外周の少なくとも１／３を囲むように延びている場合がある。

好ましくは、第１の肩部および第２の肩部は、バッフルの外周２／３を越えない範囲にわたって延びている場合があり、より好ましくは１／２または１／２未満の範囲にわたって延びている場合がある。具体的な実施形態において、第１の肩部および第２の肩部は、バッフルの外周の１／２の範囲にわたって延びている。

ひとつの実施形態において、バッフルの外周は、第１の管状マニホールド部の管状外面および第２の管状マニホールド部の管状外面と、同一面上に広がっている。

他の実施形態において、バッフルは、第１の管状マニホールド部の端部および第２の管状マニホールド部の端部において、断面積に関して大きく、軸方向へ延びる縁を有する場合がある。

肩部と縁とが提供されている場合、肩部と縁とは、それらの間に溝を形成しており、溝は、管状マニホールド部の端部を受け入れている場合がある。

バッフルは、好ましくは、第１の管状マニホールド部と第２の管状マニホールド部との各々に装着されている。バッフルは、仮留め溶接のような溶接によって装着されていてもよく、またはロウ付け接合によって装着されていてもよい。管状マニホールド部のそれぞれとバッフルとの間の接触が、ロウ付け接合のためにクラッド層表面を含んでいない場合、ロウ付け接合は、複数の接触面の一方に適用されたロウ付けペーストを介して提供されてもよい。

熱交換器用マニホールドは、好ましくは、チューブアンドフィン型の熱交換器コアのためのマニホールドである。熱交換器用マニホールドは、複数のチューブを受け入れるために一連の複数のスロットを有する場合がある。

好ましくは、複数のスロットは熱交換器用マニホールドの長さに沿って等間隔に配置されている。これは、複数のチューブと複数のフィンとが一定かつ規則的に配置されたセットを組立機械の治具に装着することができ、次に熱交換器用マニホールドを複数のスロットの中に複数のチューブの端を受け入れるように提供することができるので、組立機械の上の熱交換器用マニホールドを含む熱交換器の組み立てをより簡単にする。バッフルの位置を考慮して、複数のチューブの組立ての変更、あるいは複数のチューブの配置の変更は、必要とされない。ひとつの実施形態では、これはバッフルの中にバッフルスロットを区画形成することにより達成することができる。バッフルスロット内のチューブは、流体の流れを持たなくてもよく、熱交換器としての機能を発揮しなくてもよい。バッフルスロット内のチューブは、隣り合う２つのコアの間における熱的な傾きを抑制する熱的障壁として機能する。代替的な実施形態において、バッフルスロットは、チューブがバッフルに接触したり、ロウ付けされたりしないように、十分に大きく広い。これにより、バッフルスロットの中のチューブは、比較的自由に膨脹、収縮が可能であり、さらに、隣接する２つのチューブへの熱的な応力を抑制し、それによって熱的なサイクルの繰り返しに対する耐久性を高める。

管状マニホールド部のそれぞれは、ロウ付け用のクラッド層をその外表面に有する場合がある。

バッフルは、中実固形物からの機械的加工（切削、鍛造、プレスなど）、または鋳造のような多様な手法によって提供することができる。ただし、好ましくは、バッフルは、中実固形物を鍛造加工することによって製造された鍛造体によって提供されている。

熱交換器用マニホールドは、第１の管状マニホールド部と、第２の管状マニホールド部とに加えて、さらに第３の管状マニホールド部を備えることができる。この場合、上記バッフルを第１のバッフルとして、第２のバッフルを備えることができる。第２のバッフルは、第２の管状マニホールド部の端部と第３の管状マニホールド部の端部とを接続し、それらの管状開口部を閉鎖するように配置されており、さらに、第２の管状マニホールド部の端部および第３の管状マニホールド部の端部を実質的に分離している。

第２の管状マニホールド部の端部および第３の管状マニホールド部の端部において、第２のバッフルの断面積は、管状開口部の断面積より大きい。

第２のバッフルは、上述された第１のバッフルの特徴のうちのどれかひとつを含むか、またはどれも含まないバッフルとすることができる。

開示における他のひとつの面により、熱交換器が提供される。熱交換器は、少なくとも２つの熱交換コアを含む。熱交換器は、上述された熱交換器用マニホールドを含む。

開示におけるさらに他のひとつの面により、ロウ付けに適した熱交換器の製造方法が提供される。熱交換器の製造方法は、熱交換器の組立方法とも呼ばれることがある。熱交換器の製造方法は、以下の段階を含む。組立機械の治具に、複数のチューブと、複数のフィンとを含むチューブアンドフィンを配置し、バッフルがそれぞれの管状マニホールド部のひとつの端部における管状開口を閉鎖し、バッフルが、第１の管状マニホールド部と第２の管状マニホールド部との複数の端部を実質的に分離するように、第１の管状マニホールド部とバッフルとを連結するとともに、第２の管状マニホールド部とバッフルとを連結し、複数のチューブが熱交換器用マニホールドのスロットの中に受け入れられるように、熱交換器用マニホールドを、チューブアンドフィンに提供し、複数の部品をロウ付けするために、組立体を加熱する。

開示におけるさらに他のひとつの面により、ロウ付けに適した熱交換器の製造方法が提供される。熱交換器の製造方法は、組立機械の治具に、複数のチューブと、複数のフィンとを含むチューブアンドフィンを配置し、バッフルに第１の管状マニホールド部を装着するとともに、バッフルに第２の管状マニホールド部を装着することにより、熱交換器用マニホールドを組立て、複数のチューブが熱交換器用マニホールドの複数のスロットの中に受け入れられるように、熱交換器用マニホールドを、複数のコアに提供し、複数の部品をロウ付けするために、組立体を加熱する。

第１の管状マニホールド部および第２の管状マニホールド部と、バッフルとは、ロウ付けの前において、多様な手法によって接続することができる。ひとつの実施形態では、バッフルは、第１の管状マニホールド部および第２の管状マニホールド部のそれぞれに、締まり嵌めされる場合がある。他の実施形態では、バッフルは、第１の管状マニホールド部および第２の管状マニホールド部のそれぞれに、仮留め溶接される場合がある。

バッフルは、第１の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第１の肩部と、第２の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第２の肩部とを有する場合がある。第１の肩部と第１の管状マニホールド部との間、および第２の肩部と第２の管状マニホールド部との間にロウ付けペーストが挟まれ、加熱の後に第１の肩部と第１の管状マニホールド部との間、および第２の肩部と第２の管状マニホールド部との間にロウ付け接合を作成するように、第１の管状マニホールド部、第２の管状マニホールド部、およびバッフルを装着する前に、第１の肩部および第２の肩部のそれぞれにロウ付けペーストを適用するステップを含む場合がある。代替的な実施形態では、バッフルと第１の管状マニホールド部との間、およびバッフルと第２の管状マニホールド部との間にロウ材リングを挿入する場合がある。第１の管状マニホールド部と第２の管状マニホールド部とは、ロウ付け用のクラッド層を内面と外面との両方に有するダブルクラッド材である場合がある。

熱交換器用マニホールドをチューブアンドフィンに提供するステップにおいて、第１の肩部および第２の肩部と、チューブの端部との間に隙間が残されるように、チューブを限られた距離だけスロットに挿入する場合がある。

開示におけるさらに他のひとつの面により、２つ以上のコアを有する熱交換器のための熱交換器用マニホールドが提供される。熱交換器用マニホールドは、第１の管状マニホールド部、第２の管状マニホールド部、およびバッフルを備える。第１の管状マニホールド部の端部および第２の管状マニホールド部の端部は、バッフルを通して接続されている。バッフルは、第１の管状マニホールド部および第２の管状マニホールド部が提供する管状開口部を閉鎖するように配置されている。バッフルの断面積は、第１の管状マニホールド部の端部および第２の管状マニホールド部の端部における管状開口部の断面積よりも大きい。

開示される実施形態は、例として、そして添付の図面を参照しながら、説明される。

図１は、熱交換器の正面図である。 図２は、第１実施形態のマニホールドの断面図である。 図３は、２つのマニホールドを含む熱交換器の正面図である。 図４は、図２のマニホ−ルドのバッフルを示す斜視図である。 図５は、図３のＡ部を示す部分拡大断面図である。 図６は、図３のＡ部を示す部分拡大斜視断面図である。 図７は、第２実施形態のマニホールドの断面図である。 図８は、図７のマニホールドのバッフルを示す斜視図である。 図９は、図８のバッフルを含む熱交換器の部分拡大断面図である。 図１０は、第３実施形態の熱交換器の部分拡大断面図である。 図１１は、図１０のマニホールドのバッフルを示す斜視図である。 図１２は、第４実施形態の熱交換器の部分拡大断面図である。 図１３は、平行面スロットを有するバッフルを示しており、図５に相当する部分拡大断面図である。 図１４は、平行面スロットを有するバッフルを示しており、図６に相当する部分拡大斜視断面図である。

図１は、２つの円筒管状のマニホールド１２と、チューブアンドフィン型のコア１４とを備える熱交換器１０を示す。

コア１４のチューブ１６は、等間隔に配置されており、複数のマニホールド１２に等間隔に配置された複数のスロット１８に受け入れられている。コア１４の終端のそれぞれには、終端のチューブ１６と平行な板形状のサイドメンバ８がある。マニホールド１２のそれぞれは、アルミニウム製の基本形態の外側をアルミニウム合金の層でクラッドした形態である。図示されないキャップは、マニホールド１２のそれぞれの端部を閉塞しており、コネクタ２０が他の端部に提供されている。ひとつのコネクタ２０は、入口として機能し、他のコネクタ２０は、熱交換器１０からの出口として機能する。

熱交換器１０を製造するために、コア１４を形成するチューブアンドフィンが、図示されない組立機械の治具において組立てられる。

そして、マニホールド１２の複数のスロット１８に複数のチューブ１６の端部が受け入れられるように、マニホールド１２がコア１４に提供される。両方のマニホールド１２が位置付けられた後、組立てられた熱交換器は、複数のマニホールド１２と複数のチューブ１６との間にロウ付け接合部を生成するように、加熱される。

開示における第１の実施形態が図２から図６に示されており、以下の説明では、図１の熱交換器との相違点のみが説明される。同じ、または対応する特徴は、同じ参照数字によって示される。

第１実施形態の熱交換器１０のマニホールド１２のそれぞれは、バッフル３４によって接続された２つの管状マニホールド部３０、３２によって形成されている。管状マニホールド部３０、３２のそれぞれは、前述のとおり、外側のアルミニウム合金製のクラッド層と、一連の等間隔の複数のスロット１８とを有するアルミニウム製の基本形態である。

バッフル３４は、アルミニウム製の一体部品である。バッフル３４は、多様な製法によって形作ることができる。バッフル３４は、ドロップ鍛造によって形作ることができ、機械加工（切削加工）によって仕上げることができる。

図４に端的に図示されるように、バッフル３４は円板形状の板本体３８を有する。スロット４０は、板本体３８における円形の外周面２６に開口している。スロット４０は、板本体３８の平面に平行に延びており、板本体３８の弦に沿って延びる奥端壁面４２において終端している。奥端壁面４２は、平面ではなく、上記積層方向に関して湾曲する円弧として提供されている。図５に示されているように、スロット４０は板本体３８の中心まで実質的に到達している。

スロット４０は一定の幅である。しかし、それがバッフル３４に深く入るとともに、高さは先細りになる。スロット４０が鍛造される場合、スロット４０のテーパー面（傾斜面）は、スロット４０から鍛造器具を取り除くことを可能とする。スロット４０が機械加工される場合、図１３および図１４に示されるように、内壁面３６は平行となる。スロット４０は、バッフルスロットとも呼ばれる。スロット４０は、板本体３８の中に区画された空洞である。外周面２６における開口は、周方向に延びる円弧状である。板本体３８の周方向におけるスロット４０の周方向長さは、複数のスロット１８の周方向長さと同じとすることができる。この場合、スロット４０は、開口から板本体３８の中へ延びている。この場合、スロット４０は、スロット４０の両側において、側壁面でも区画されている。チューブアンドフィン型のコア１４における積層方向は、スロット４０の高さ方向である。スロット４０の高さは、複数のスロット１８の高さと同じである。スロット４０の上側を規定する内壁面３６は、板本体３８の平面に対してやや傾斜している。スロット４０の下側を規定する内壁面３６は、板本体３８の平面に対してやや傾斜している。中実の板本体３８の中に弦だけの奥端壁面４２によって規定されるスロット４０によってチューブ１６を受け入れるために、弦によって規定されるスロット４０の周方向長さは、複数のスロット１８の周方向長さより長い場合がある。この場合、スロット４０は、スロット４０内に受け入れられるチューブ１６の両側に向けても開口する。

板本体３８の側面のそれぞれに、肩部５０が提供される。バッフル３４は、一方の面から軸方向へ延び出す第１の肩部５０と、他方の面から軸方向へ延び出す第２の肩部５０とを有する。肩部５０は、板本体３８の外周に続く一定の高さの壁であり、外周のすぐ内側に離れている。肩部５０は、スロット４０の奥端壁面４２から等距離にある板本体３８の直径上の複数の壁面５２の位置で終端している。

肩部５０内における板本体３８の主面５４はほぼ平面であり、半径によって肩部５０に接続されている。主面５４は、径方向外側のおよそ１／２を肩部５０の壁で囲まれている。バッフル３４の板本体３８の直径は、管状マニホールド部３０および管状マニホールド部３２の直径と同じである。

熱交換器を組み立てるために、複数のチューブと複数のフィンとは以前と同じ方法で組立機械の治具に配置される。

バッフル３４の１つの肩部５０は、第１の管状マニホールド部３０の端部２４に挿入される。肩部５０は、第１の管状マニホールド部３０の空洞２２の中における締まり嵌め部である。その後、バッフル３４の他の肩部５０は、他の管状マニホールド部３２の空洞２２の端部２４に挿入される。肩部５０は、第２の管状マニホールド部３２の空洞２２の中における締まり嵌め部である。

複数の肩部５０は、管状マニホールド部３０および管状マニホールド部３２に対する支持部である。管状マニホールド部３０、３２の複数のスロット１８と、バッフル３４のスロット４０とが、複数のスロット１８、４０のすべてを含む等間隔かつ一連のスロット群を形成するように、管状マニホールド部３０、３２およびバッフル３４が組み立てられる。

その後、組み立てられたマニホールド１２は、複数のチューブ１６の端が管状マニホールド部３０、３２の複数のスロット１８に受け入れられるように、コア１４に提供される。複数のチューブ１６のうちの１つの端は、バッフル３４のスロット４０に受け入れられる。上述のように、組み立てられたマニホールド１２において、スロットの列、第１の管状マニホールド部３０における一連のスロット１８と、バッフル３４のスロット４０と、第２の管状マニホールド部３２における一連のスロット１８とは、すべてが等間隔の一連のスロット群を形成する。

このように、組立機械の治具におけるチューブアンドフィン型のコア１４を組み立てる段階において、特別な措置は不要である。コア１４は、図１の熱交換器に関しては、完全に同じ方法で組み立てることができる。なお、チューブアンドフィン型のコア１４における複数のチューブと、複数のフィンとの数は、用途ごとに異なる。複数のチューブ１６の両端のそれぞれに、２つの組み立てられたマニホールド１２が配置される。２つの組み立てられたマニホールド１２は、全体の長さ、バッフル３４の位置、複数のスロット１８、４０の数、形状、間隔に関して同じである。２つの組み立てられたマニホールド１２は、流体的なコネクタ、および機械的なブラケットなどにおいて異なる場合がある。

一旦熱交換器１０が組み立てられれば、熱交換器１０の組立体は、クラッド材を柔らかくするか溶かすために加熱される。クラッド材は、再び冷却され、硬化した場合に、複数のチューブ１６と管状マニホールド部３０、３２との間、およびバッフル３４とスロット４０に受け入れられたチューブ１６との間に、ロウ付け接合部を生成する。ロウ付け段階は、さらにバッフル３４と管状マニホールド部３０、３２とをロウ付けする。

図３において、熱交換器１０は、２つのコアを有する２つの熱交換器として機能することが理解される。第１の管状マニホールド部３０と、コア１４の上半部とは、第１の熱交換器を形成し、第２の管状マニホールド部３２と、コア１４の下半部とは、第２の熱交換器を形成する。これら２つの熱交換器を通る流れは、互いに完全に分けられている。

バッフル３４は、管状マニホールド部３０、３２の複数の空洞２２の端部２４を閉鎖する。バッフル３４の板本体３８は、第１の管状マニホールド部３０の端部２４と、第２の管状マニホールド部３２の端部２４とを分離する。板本体３８の円形の外周面２６は、管状マニホールド部３０、３２のそれぞれの外側表面と連続する同一面上に広がっている。もし、管状マニホールド部３０、３２のうちの１つとバッフル３４との間に漏れがあっても、漏れは別の熱交換器への漏れではなく、大気への漏れとなる。そのような漏れは、検知可能であり、修理可能である。

図５および図６に示されるように、組み立て後のマニホールド１２がチューブアンドフィン型のコア１４に提供される時、隙間「ｇ」がチューブ１６の端６０と肩部５０の端部の壁面５２との間に残されるように、チューブは、限られた距離だけスロット１８、４０に挿入されてもよく、あるいは、隙間は残されなくてもよい。

熱交換器１０の複数のバッフル３４のスロット４０に受け入れられるひとつの特定のチューブ１６は、熱交換用の熱媒体を受け入れないが、２つのコアにわたる温度勾配を緩和して、熱サイクルに対する耐疲労性を提供する。

この実施形態の変形例において、ロウ付けペーストは、肩部５０の外面５６に適用されてもよい。この場合、肩部５０は管状マニホールド部３０、３２の空洞２２の内面へロウ付けされる。ロウ付けペーストの使用の代わりとして、ロウ材リングが使用されてもよい。管状マニホールド部３０、３２は、片面クラッド材によって提供可能であるが、代替的に、内面と外面との両方にロウ材のクラッド層を有するダブルクラッド材（両面クラッド材）によっても提供可能である。片面クラッド材は、管状マニホールド部３０、３２の外面に形成されたロウ材のクラッド層を有する。外面クラッド層は、スロットとチューブとをロウ付けする。両面クラッド材は、管状マニホールド部３０、３２の外面に形成されたロウ材のクラッド層と、内面に形成されたロウ材のクラッド層とを有する。内面クラッド層は、管状マニホールド部３０、３２とバッフル３４との間、とりわけ管状マニホールド部３０、３２と肩部５０との間をロウ付けする。

他の変形例では、肩部５０は、管状マニホールド部３０、３２の空洞２２に対して締まり嵌めではない。その場合、管状マニホールド部３０、３２とバッフル３４との間に仮留め溶接（タック溶接）を形成することによって、複数の管状マニホールド部分は一連の部材として連結される。

他の変形例では、スロット４０の奥端壁面４２は、直径に沿って広がっていない。奥端壁面４２は、板本体の異なる弦の上にあってもよく、あるいは異なる位置にあってもよい。さらに、肩部５０の終端する壁面５２は、スロット４０の奥端壁面４２に沿って整列配置されている必要はない。

図７、図８および図９は、第２の実施形態を示している。第２の実施形態は、第１の実施形態に類似の構成を有しており、以下の説明ではそれらの相違点が説明される。同じ、または対応する特徴は、同じ参照数字によって示される。

第２の実施形態のバッフル３４は、スロット４０を有していない。スロット４０が提供されないので、バッフル３４に隣接するチューブ１６（チューブアンドフィン型のコア１４における積層方向において、バッフル３４と同じ位置に位置付けられるチューブ）は、他のチューブより短くなければならない。この場合、組立機械にチューブアンドフィン型のコア１４を配置する段階において、特別の製造方法上の注意が必要である。具体的には、短い対向チューブが規定の位置に位置付けられること、短い対向チューブが、組立てられたマニホールドの長さ方向におけるバッフルの位置に対応する正しい位置に位置付けられることを確実に実現することが必要である。

短い対向チューブに代えて、バッフル３４と対向する対向板状部材５８が使用されてもよい。なお、対向板状部材５８は、スロット４０の中に受け入れられるチューブに代えて使用されてもよい。

図１０および図１１は、第３の実施形態を示す。第３の実施形態は、第１の実施形態に類似の構成を有しており、以下の説明ではそれらの相違点が説明される。同じ、または対応する特徴は、同じ参照数字によって示される。

第３の実施形態のバッフル３４は、大きな直径と縁６４とを有すること以外は、第１の実施形態のバッフルと同じである。この場合、バッフル３４の板本体３８は、管状マニホールド部３０、３２より大きな直径を有する。管状マニホールド部３０、３２およびバッフル３４が円形ではない場合、バッフル３４の形状は、管状マニホールド部３０、３２より大きい。さらに、バッフル３４の板本体３８は、軸方向の両方に向けて、外周の全周から延び出す２つの縁６４を含んでいる。縁６４と肩部５０とはそれらの間に溝６６を区画形成する。溝６６は、管状マニホールド部３０、３２の端部を受け入れる。

溝６６と管状マニホールド部３０、３２の端部とが提供する嵌め合い構造は、ロウ付けに先立ってバッフル３４と管状マニホールド部３０、３２の間の連結の強さを高める。２つの縁６４は、板本体３８の外周において、板本体３８から軸方向の両方に向けて延び出す２つの円筒部分である。２つの縁６４は、第１の縁６４、および第２の縁６４と呼ばれる。第１の肩部５０と第１の縁６４とは、第１の溝６６を形成する。第２の肩部５０と第２の縁６４とは、第２の溝６６を形成する。軸方向における溝６６の底から縁６４の頂点まで高さは、全周にわたって等しい。縁６４の高さは、肩部５０の高さより低い。縁６４の高さは、板本体３８の中央部分より高い。言い換えると、２つの縁６４は、連続する円筒部分でもある。この場合、円筒部分における板本体３８は、竹の節のように位置付けられている。溝６６は、環状である。溝６６は、肩部５０の径方向外側において深い溝を提供している。溝６６は、縁６４の径方向内側に位置している。溝６６は、肩部５５およびその延長上に位置する環状中央部の径方向外側に位置している。溝６６の幅は、管状マニホールド部３０、３２の壁の厚さより大きい。溝６６の径方向内側を規定する外周面、または径方向外側を規定する内周面は、管状マニホールド部３０、３２に対して締まり嵌めを提供してもよい。溝６６の径方向内側を規定する外周面、または径方向外側を規定する内周面は、管状マニホールド部３０、３２に対して緩い嵌め合い、または堅い嵌め合いを提供することができる。この実施形態では、バッフル３４は、２つの縁６４と、２つの溝６６とを提供している。バッフル３４は、片面にのみ、ひとつの縁６４と、ひとつの溝６６とを備える場合がある。さらに、それは、縁６４の内壁面６８が管状マニホールド部３０、３２のクラッド外面と直接に接触することを意味する。その結果、バッフル３４と管状マニホールド部３０、３２の間に、より良いロウ付け接合が形成される。ロウ付けペーストは、より良いロウ付け、より強健なロウ付け、そして、漏れを生じにくいロウ付けを提供するために、肩部５０の上にも使用されてもよい。

図１２は、第４の実施形態を示している。第４の実施形態は、第１の実施形態に類似の構成を有しており、以下の説明ではそれらの相違点が説明される。同じ、または対応する特徴は、同じ参照数字によって示される。

第４の実施形態において、バッフル３４に形成されたスロット４０は、スロット４０に受け入れられたチューブ１６が、スロット４０の壁面に接触せず、よって、それらにロウ付けされないように、上述の実施形態よりも広い。スロット４０の高さは、マニホールドの長さ方向に関してチューブ１６の高さよりも高い。スロット４０の深さは、チューブ１６の挿入長さよりも長い。スロット４０の幅は、チューブ１６の扁平方向幅よりも大きい。言い換えると、スロット４０は、挿入されているチューブ１６よりも大きい。この場合、スロット４０の中のチューブ１６は支持されない。それにより、スロット４０の中のチューブ１６が、比較的自由に拡大し収縮することが可能となる。この結果、コア１４における隣接した２本のチューブ上の熱応力が減少する。これは熱サイクルにおける耐久性を増加させる。

さらに、他の変形例では、バッフル３４は、コアにおける隣接した２本のチューブ１６の端を受け入れるように、２つのスロット４０を含んでいてもよい。これは熱サイクルにおける耐久性を改善する。

さらに、他の変形例では、３つまたはさらに多数のコアを提供するために、ひとつまたはさらに多くの追加的なバッフル３４を介して接続されるひとつまたはさらに多くの追加的な管状マニホールド部が提供される。例えば、ひとつの熱交換器用マニホールドは、追加的な第３の管状マニホールド部と、追加的な他のバッフル（第２のバッフル）を備えることができる。

この開示によって、後の段階において連結される別体の２つのコアを作るよりは、コア組立装置におけるひとつのコアとして、複数のコア付きのひとつの熱交換器を組み立てることができる。バッフル３４は、１つのマニホールド部３０から隣への流体的なバイパスを防ぐ。

バッフル３４を含む熱交換器の部品は、アルミニウム、または他の熱交換器材料、例えば、銅またはステンレス鋼によって作られてもよい。上記実施形態では、チューブアンドフィン型のコアを備える。これに代えて、複数のフィンを備えないコアを備えていてもよい。また、管状マニホールド部は、単一の管材料に限られない。管状マニホールド部の語は、複数の板を組み合わせて形成される管を包含しうる語として解釈される。さらに、管の語は、多様な断面形状を有する筒状の管を包含しうる語として解釈される。

この明細書における開示は、以下の３４項目にわたる。（項目１）２つ以上のコアを有する熱交換器のためのマニホールドにおいて、第１の管状マニホールド部、第２の管状マニホールド部、および前記第１および前記第２の管状マニホールド部の端部を接続しており、管状開口部を閉鎖するように配置されており、さらに、前記第１および前記第２の管状マニホールド部の端部を実質的に分離しているバッフルを備えるマニホールド。（項目２）前記第１および前記第２の管状マニホールド部の端部において、前記バッフルの断面積は、前記管状開口部の断面積より大きい項目１に記載のマニホールド。（項目３）前記バッフルの断面積は、それが連結される前記第１の管状マニホールド部の端部の断面積と同じであり、それが連結される前記第２の管状マニホールド部の端部の断面積と同じである項目１に記載のマニホールド。（項目４）前記バッフルの断面積は、それが連結される前記第１の管状マニホールド部の端部の断面積より大きく、それが連結される前記第２の管状マニホールド部の端部の断面積より大きい項目１に記載のマニホールド。（項目５）前記バッフルは、軸方向のそれぞれ延び出しており、前記管状マニホールド部の端部にわたって軸方向に延びる縁を含んでいる項目４に記載のマニホールド。（項目６）前記バッフルは、前記第１の管状マニホールド部の空洞の内面に横たわる第１の肩部と、前記第２の管状マニホールド部の空洞の内面に横たわる第２の肩部とを有する項目１から項目５のいずれかに記載のマニホールド。（項目７）前記肩部は、前記バッフルの外周の少なくとも１／４を囲むように延びている項目６に記載のマニホールド。（項目８）前記肩部は、前記バッフルの外周の少なくとも１／３を囲むように延びている項目６に記載のマニホールド。（項目９）前記肩部は、前記バッフルの外周の２／３を越えない範囲にわたって延びている項目６から項目８のいずれかに記載のマニホールド。（項目１０）前記肩部は、前記外周の１／２または未満の範囲にわたって延びている項目６から項目８のいずれかに記載のマニホールド。（項目１１）前記肩部は、前記バッフルの外周の１／２の範囲にわたって延びている項目６に記載のマニホールド。（項目１２）前記肩部と前記縁とは、それらの間に溝を形成しており、前記溝に前記管状マニホールド部の前記端部が受け入れられている項目５に従属する項目６から項目１１のいずれかに記載のマニホールド。（項目１３）前記バッフルは、前記管状マニホールド部のそれぞれに対して装着されている項目１から項目１２のいずれかに記載のマニホールド。（項目１４）前記バッフルは、前記管状マニホールド部のそれぞれに対して、複数の接触面の一方に適用されたロウ付けペーストを介して装着されている項目１３に記載のマニホールド。（項目１５）前記マニホールドは、チューブアンドフィン型のコアのためのマニホールドであり、前記管状マニホールド部は、複数の前記チューブを受け入れるために一連の複数のスロットを有する項目１から項目１４のいずれかに記載のマニホールド。（項目１６）複数の前記スロットは、前記マニホールドの長さ方向に沿って等間隔に配置されている項目１５に記載のマニホールド。（項目１７）前記バッフルは、チューブ受入スロットを区画形成している項目１５または項目１６に記載のマニホールド。（項目１８）前記第１および前記第２の管状マニホールド部の端部の間にある前記バッフルの本体は中実固形物である項目１から項目１６のいずれかに記載のマニホールド。（項目１９）前記バッフルは鍛造体である項目１から項目１８のいずれかに記載のマニホールド。（項目２０）さらに、第３の管状マニホールド部と、前記第２の管状マニホールド部の端部と前記第３の管状マニホールド部の端部とを接続しており、前記管状開口部を閉鎖するように配置されており、さらに、前記第１および前記第２の管状マニホールド部の端部を実質的に分離しているバッフルとを備える項目１から項目１９のいずれかに記載のマニホールド。

（項目２１）２つの熱交換器コアと、項目１から項目２０のいずれかに記載のマニホールドとを備える熱交換器。（項目２２）前記熱交換器コアは、チューブアンドフィンである項目２１に記載の熱交換器。（項目２３）前記バッフルがチューブ受入スロットを区画形成している場合、前記バッフルのスロットの複数の壁面は、前記チューブの端部にロウ付けされている項目２２に記載の熱交換器。（項目２４）前記バッフルがチューブ受入スロットを区画形成している場合、前記バッフルのスロットは、前記チューブが前記バッフルのスロットの壁面に接触したり、ロウ付けされることがないように、十分に大きく広い項目２２に記載の熱交換器。（項目２５）前記第１および前記第２の管状マニホールド部の端部との間の前記バッフルの本体が中実固形物である場合、前記バッフルに対向するように、板状部材、または他の前記チューブより短いチューブが配置されている項目２２に記載の熱交換器。（項目２６）前記管状マニホールド部のそれぞれは、ロウ付け用のクラッド層を内面と外面との両方に有するダブルクラッド材である項目２１から項目２５のいずれかに記載の熱交換器。

（項目２７）組立機械の治具に、複数のチューブと、複数のフィンとを配置し、バッフルが管状マニホールド部の端部のそれぞれにおける管状開口を閉鎖し、前記バッフルが第１および第２の管状マニホールド部の端部を実質的に分離するように、前記バッフルに前記第１の管状マニホールド部を装着するとともに、前記バッフルに前記第２の管状マニホールド部を装着し、複数の前記チューブが複数の前記管状マニホールド部のスロットの中に受け入れられるように、２つの前記管状マニホールド部および前記バッフルを備えたマニホールドを、前記チューブアンドフィンに提供し、複数の部品をロウ付けするために、組立体を加熱する熱交換器の製造方法。（項目２８）組立機械の治具に、複数のチューブと、複数のフィンとを配置し、バッフルに前記第１の管状マニホールド部を装着するとともに、前記バッフルに前記第２の管状マニホールド部を装着することにより、項目１から項目２０のいずれかに記載のマニホールドを組立て、複数の前記チューブが前記管状マニホールド部の複数のスロットの中に受け入れられるように、前記マニホールドを、前記チューブアンドフィンに提供し、複数の部品をロウ付けするために、組立体を加熱する熱交換器の製造方法。（項目２９）前記バッフルは、前記管状マニホールド部に締まり嵌めによって装着される項目２７または項目２８に記載の熱交換器の製造方法。（項目３０）前記バッフルは、前記管状マニホールド部に仮留め溶接によって装着される項目２７または項目２８に記載の熱交換器の製造方法。（項目３１）前記バッフルと前記管状マニホールド部のそれぞれとの間にロウ材リングを挿入する項目２７から項目３０のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。（項目３２）前記バッフルは、前記第１の管状マニホールド部の空洞の内面に横たわる第１の肩部と、前記第２の管状マニホールド部の空洞の内面に横たわる第２の肩部とを有する項目２７から項目３１のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。（項目３３）前記肩部と前記管状マニホールド部との間にロウ付けペーストが挟まれ、加熱の後に前記肩部と前記管状マニホールド部との間にロウ付け接合を作成するように、複数の前記管状マニホールド部を前記バッフルに装着する前に、前記肩部のそれぞれにロウ付けペーストを適用するステップを含んでいる項目３２に記載の熱交換器の製造方法。（項目３４）前記マニホールドを複数の前記チューブに提供するステップにおいて、複数の前記チューブの複数の端部と前記バッフルの複数の前記肩部との間に隙間が残されるように、前記チューブを限られた距離だけ前記スロットに挿入する項目３２または項目３３に記載の熱交換器の製造方法。

Claims (34)

1. 複数のコアを有する熱交換器のための熱交換器用マニホールドにおいて、
   第１の管状マニホールド部、
   第２の管状マニホールド部、および
   前記第１の管状マニホールド部の端部および前記第２の管状マニホールド部の端部とを接続しており、前記第１の管状マニホールド部および前記第２の管状マニホールド部が提供する管状開口部を閉鎖するように配置されており、さらに、前記第１の管状マニホールド部の端部および前記第２の管状マニホールド部の端部を実質的に分離しているバッフルを備える熱交換器用マニホールド。
2. 前記第１の管状マニホールド部の端部および前記第２の管状マニホールド部の端部において、前記バッフルの断面積は、前記管状開口部の断面積より大きい請求項１に記載の熱交換器用マニホールド。
3. 前記バッフルの断面積は、前記バッフルが連結される前記第１の管状マニホールド部の端部の断面積と同じであり、前記バッフルが連結される前記第２の管状マニホールド部の端部の断面積と同じである請求項１に記載の熱交換器用マニホールド。
4. 前記バッフルの断面積は、前記バッフルが連結される前記第１の管状マニホールド部の端部の断面積より大きく、前記バッフルが連結される前記第２の管状マニホールド部の端部の断面積より大きい請求項１に記載の熱交換器用マニホールド。
5. 前記バッフルは、軸方向の両方に沿って延び出しており、前記第１の管状マニホールド部の端部および前記第２の管状マニホールド部の端部の全周に沿って延びる縁を含んでいる請求項４に記載の熱交換器用マニホールド。
6. 前記バッフルは、前記第１の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第１の肩部と、前記第２の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第２の肩部とを有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
7. 前記第１の肩部および前記第２の肩部は、前記バッフルの外周の少なくとも１／４を囲むように延びている請求項６に記載の熱交換器用マニホールド。
8. 前記第１の肩部および前記第２の肩部は、前記バッフルの外周の少なくとも１／３を囲むように延びている請求項６に記載の熱交換器用マニホールド。
9. 前記第１の肩部および前記第２の肩部は、前記バッフルの外周の２／３を越えない範囲にわたって延びている請求項６から請求項８のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
10. 前記第１の肩部および前記第２の肩部は、前記バッフルの外周の１／２または１／２未満の範囲にわたって延びている請求項６から請求項８のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
11. 前記第１の肩部および前記第２の肩部は、前記バッフルの外周の１／２の範囲にわたって延びている請求項６に記載の熱交換器用マニホールド。
12. 前記第１の管状マニホールド部の前記端部は、第１の肩部と縁との間に形成された溝に受け入れられており、前記第２の管状マニホールド部の前記端部は、第２の肩部と縁との間に形成された溝に受け入れられている請求項５に従属する請求項６から請求項１１のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
13. 前記バッフルは、前記第１の管状マニホールド部および前記第２の管状マニホールド部のそれぞれに対して装着されている請求項１から請求項１２のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
14. 前記バッフルは、前記第１の管状マニホールド部および前記第２の管状マニホールド部のそれぞれに対して、複数の接触面の一方に適用されたロウ付けペーストを介して装着されている請求項１３に記載の熱交換器用マニホールド。
15. 前記熱交換器用マニホールドは、チューブアンドフィン型の熱交換器コアのための熱交換器用マニホールドであり、第１の管状マニホールド部および第２の管状マニホールド部は、複数のチューブを受け入れるために一連の複数のスロットを有する請求項１から請求項１４のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
16. 複数の前記スロットは、前記熱交換器用マニホールドの長さ方向に沿って等間隔に配置されている請求項１５に記載の熱交換器用マニホールド。
17. 前記バッフルは、前記チューブを受け入れるためのバッフルスロットを区画形成している請求項１５または請求項１６に記載の熱交換器用マニホールド。
18. 前記第１の管状マニホールド部の端部および前記第２の管状マニホールド部の端部の間にある前記バッフルの本体は中実固形物である請求項１から請求項１７のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
19. 前記バッフルは鍛造体である請求項１から請求項１８のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
20. さらに、第３の管状マニホールド部と、
    前記第２の管状マニホールド部の端部と前記第３の管状マニホールド部の端部とを接続しており、前記第２の管状マニホールド部および前記第３の管状マニホールド部が提供する管状開口部を閉鎖するように配置されており、さらに、前記第２の管状マニホールド部の端部および前記第３の管状マニホールド部の端部を実質的に分離している他のバッフルとを備える請求項１から請求項１９のいずれかに記載の熱交換器用マニホールド。
21. ２つの熱交換器コアと、
    請求項１から請求項２０のいずれかに記載の熱交換器用マニホールドとを備える熱交換器。
22. 前記熱交換器コアは、チューブアンドフィンである請求項２１に記載の熱交換器。
23. 前記バッフルがチューブを受け入れるバッフルスロットを区画形成している場合、前記バッフルスロットの複数の壁面は、前記チューブの端部にロウ付けされている請求項２２に記載の熱交換器。
24. 前記バッフルがチューブを受け入れるバッフルスロットを区画形成している場合、前記バッフルスロットは、前記チューブが前記バッフルスロットの壁面に接触したり、ロウ付けされることがないように、十分に大きく広い請求項２２に記載の熱交換器。
25. 前記第１の管状マニホールド部の端部と前記第２の管状マニホールド部の端部との間の前記バッフルの本体が中実固形物である場合、前記バッフルに対向するように、対向板状部材、または他のチューブより短い対向チューブが配置されている請求項２２に記載の熱交換器。
26. 前記第１の管状マニホールド部と前記第２の管状マニホールド部とは、ロウ付け用のクラッド層を内面と外面との両方に有するダブルクラッド材である請求項２１から請求項２５のいずれかに記載の熱交換器。
27. 組立機械の治具に、複数のチューブと、複数のフィンとを含むチューブアンドフィンを配置し、
    バッフルが第１の管状マニホールド部の端部における管状開口および第２の管状マニホールド部の端部における管状開口を閉鎖し、前記バッフルが、前記第１の管状マニホールド部の端部と前記第２の管状マニホールド部の端部とを実質的に分離するように、前記バッフルに前記第１の管状マニホールド部を装着するとともに、前記バッフルに前記第２の管状マニホールド部を装着し、
    複数の前記チューブが前記第１の管状マニホールド部、および前記第２の管状マニホールド部のスロットの中に受け入れられるように、前記第１の管状マニホールド部、前記第２の管状マニホールド部、および前記バッフルを備えたマニホールドを、前記チューブアンドフィンに提供し、
    複数の部品をロウ付けするために、組立体を加熱する熱交換器の製造方法。
28. 組立機械の治具に、複数のチューブと、複数のフィンとを含むチューブアンドフィンを配置し、
    バッフルに第１の管状マニホールド部を装着するとともに、前記バッフルに第２の管状マニホールド部を装着することにより、請求項１から請求項２０のいずれかに記載の熱交換器用マニホールドを組立て、
    複数の前記チューブが前記熱交換器用マニホールドの複数のスロットの中に受け入れられるように、前記熱交換器用マニホールドを、前記チューブアンドフィンに提供し、
    複数の部品をロウ付けするために、組立体を加熱する熱交換器の製造方法。
29. 前記バッフルと、前記第１の管状マニホールド部および前記第２の管状マニホールド部とを締まり嵌めによって装着する請求項２７または請求項２８に記載の熱交換器の製造方法。
30. 前記バッフルと、前記第１の管状マニホールド部および前記第２の管状マニホールド部とを仮留め溶接によって装着する請求項２７または請求項２８に記載の熱交換器の製造方法。
31. 前記バッフルと前記第１の管状マニホールド部との間、および前記バッフルと前記第２の管状マニホールド部との間にロウ材リングを挿入する請求項２７から請求項３０のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
32. 前記第１の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第１の肩部と、前記第２の管状マニホールド部の空洞の内面に位置する第２の肩部とを前記バッフルに形成する請求項２７から請求項３１のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
33. 前記第１の肩部と前記第１の管状マニホールド部との間、および前記第２の肩部と前記第２の管状マニホールド部との間にロウ付けペーストが挟まれ、加熱の後に前記第１の肩部と前記第１の管状マニホールド部との間、および前記第２の肩部と前記第２の管状マニホールド部との間にロウ付け接合を作成するように、前記第１の管状マニホールド部および前記第２の管状マニホールド部を前記バッフルに装着する前に、前記第１の肩部および前記第２の肩部のそれぞれにロウ付けペーストを適用するステップを含んでいる請求項３２に記載の熱交換器の製造方法。
34. 熱交換器用マニホールドを前記チューブアンドフィンに提供するステップにおいて、前記チューブの端部と前記第１の肩部および前記第２の肩部との間に隙間が残されるように、前記チューブを限られた距離だけ前記スロットに挿入する請求項３２または請求項３３に記載の熱交換器の製造方法。

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