JPS61501467A - ヘアピン形管および製造方法 - 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】 ヘアピン形管および製造方法 技術分野 この発明は管状部材、特に熱交換器の熱交換流体の循環のための連続通路を形成 する管およびこの様な管の製造方法に関するものである。

特に、この発明は、真鋳ろう付、収縮、伸長または接着によって管に通常固着さ れた二次熱交換部材またはフィンが設けられた金属ヘアピン管に係わるものであ る。

背景技術 熱交換器コアの管、ヘラグーの様な流体タンクの終端板乃至はＵ字形彎曲部の間 の多数の接続部はこの様な熱交換器における主な製造および作用の問題を示して いる。これら接続部は、機械的振動の結果として漏洩を生じるよう損傷したり或 は接続部が受ける圧力や温度の変化にもとづいて損傷し易い。

管が端板と直接に緊密に係合するよう伸長される弾性継手部により実現される管 端板接続部は従来から知られている。この伸長作用は大量生産における簡単な仕 事ではなく、従ってこの型の接続部を有した熱交換器に普通に用いられる管は円 形断面を有していて、ドイツ国特許第２，９５２，７３６号に記載されるように 例えばＵ字形彎曲部を有した管端の組立てを容易にする。

動的空気抵抗乃至は熱交換器の寸法の増大なしに表面積を増大することによって 熱交換効率を改良するために長方形または平らな楕円形断面の管の使用がまた知 られている。楕円形管が設けられた熱交換器の欠点は、端板の円形断面の接続Ｕ 字形彎曲部または開口に楕円形管の端部を合致させることの必要性である。管端 部の合致は熱交換器の組立における附加的操作で、管と有孔端板の孔口との間の 十分水密な接続を達成するための幅狭い寸法公差を必要としている。英国特許第 ２，０５５，０６４号、同第２，０５６，５５０号明細書は長方形金属管の端部 を円形断面に合致する周知の方法の１つを示している。

また、楕円形断面の一体片的ヘアピン形管を設ける試みが行われている。平らな 楕円、特に薄壁の金属管の曲げ、所謂彎曲部の断面積の減少および内管壁のしわ の形成等に係わる問題の解決には未だ誰も成功していない。どの現象も循環する 流体の流れ状態における逆効果、熱交換器装置の圧力低下の増大、彎曲管部分の 腐食を有している。

ＪＬＩ四１罷 従って、この発明の目的は、彎曲操作に関連した上述の欠点を避けるべく長方形 断面をもったほぼ平行な脚部の本体を有した一体片形のヘアピン形管、およびこ の様な管の製造方法を提供することにある。

この発明の別の目的は、良好な熱除去にもとづく数の減少された管継手の熱交換 器装置の管を設けて、熱交換器の異った断面形状の管の間の接続を容易にするこ とにある。

この発明の更に他の目的は長方形ヘアピン形管を製造する簡単で安価な方法を提 供することにある。

この発明のこれらおよびその他の目的は添付図面および請求範囲と共に以下の詳 細な説明により明らかにこの発明に依れば、脚部の断面より大きいか等しい断面 積をもったＵ字形彎曲部により接続された長方形断面の２つのはり平行な脚部を 有した一体片形のヘアピン形管が設けられる。

また、この発明に従えば、はゾ円形断面の真直ぐな管状部材を設け、管状部材を 曲げ、脚部の全長または一部の長方形断面にもとづく放射方向の変形作用に課せ られる２つの平行な脚部をもったＵ字形ヘアピン管を形成する工程から成る、ヘ アピン形状のＵ字形彎曲部を有する熱伝導管を製造する方法が提供される。

この発明に依れば、ヘアピン形管を製造する別の方法は、長方形断面の管状部材 を設け、管状部材の予定の部分をはり円形断面に部分的に合致させ、合致した部 分を続いて彎曲して長方形断面の２つの平行な脚部を有したＵ字形管を設ける工 程から成っている。

発明を実施するための最良の形態 第１乃至３図を参照するに、長方形断面の本体を維持するヘアピン形管１が得ら れ、従来技法にて知られる上述した困難や欠点に出会うことなく彎曲操作を達成 するようできることが確認されている。この発明に従って設けられた新規な一体 的なヘアピン形管１は、第２図に示されるはゾ円形断面のＵ字形屈曲部６によっ て互に連接された長方形断面の２つの平行な脚部２゜２１を有している。

新規で特異な形状のヘアピン形管１は１曲った薄壁の長方形管に関連した問題を 解決するよう新規な手引きにもとづいて提供される。

壁の厚さ１脚部の中央間隔、長方形管の最大直径の間の成る関係が彎曲操作の際 に管壁の表面の欠陥を避　−けるために表わさなければならないことが経験的に 確り、２ 認されている。経験的に得られる係数は、　ｆ＝−−ｄ で、但しＤｒｒＬは管の最大直径、Ｃは脚部間の中央間隔、ｄは壁厚さである。

この係数は、滑らかな特性の管を確実Ｉこするよう１０以下にすべきで％　１１ 〜１４力１らの　−範囲内のｆにて１問題が起り、１４以上のｆでは、しわ形成 の問題が避けられない。

自動車用ラジェータやヒーターコアに用いられる一般的なアルミニウム管は壁厚 さが０．４譚で、中央管間隔が２２．Ｏｓｎで、長方形断面の最大直径が１３． ０ｍ（短直径が６．０龍）である。

この場合の経験的な係数は、ｆ　＝　−＝　１９．２で、従２２　Ｘ　Ｑ、４ ってヘアピン管の脚部間の上述の中央間隔を達成するためのこの様な管の彎曲操 作はＵ字形彎曲の表面特性に逆効果を及ぼすことなく導入できない。

この発明に従えば、管は、管の変形された部分に亘ってはゾ円形断面を維持する 間に彎曲操作を受ける。

この発明の推奨実施例では、直径１０真冨の直径の円形管が設けられ、流体作動 される管屈曲機の様な市販の有効な装置により長方形ヘアピン管の製造の第１工 程として１８０°の屈曲部がつくられる。

第４，５図は、管の平行な脚部に沿った長方形／長円形断面に円形断面に丁度設 けられたヘアピン管の放射方向の変形の次の工程を概略的に示している。円形断 面のヘアピン形管１は圧力ダイス５の開いたジョー５１．５２の間に挿入され、 従ってヘアピン形管１の予定の部分または脚部２，２°全体は、変形工程の実施 の後に第４図から圧力ダイスの断面を示す＋　５．Ｏｔｍ　、　５．７　ｔｍの 直径を夫々有した長方形断面に第５図に示されるよう適合される。

上述の実施例にて設けられるヘアピン形管はＵ字形彎曲部６に表面の不規則さが なく、長方形部分と円形Ｕ字形彎曲部間の管の中間部の曲率変化が滑らかで鋭い 縁がない。更に、Ｕ字形彎曲部の円形断面は脚部の断面よりも大きく、従って熱 交換機の最小圧力低下にて改善された熱交換効率を確実にするはゾ長方形断面本 体のヘアピン形管に結果的になる。

第６図は、圧力ダイス５の外側のはゾ円形断面のＵ字形彎曲部３と、元の円形断 面を維持する自由端部２１．２１′を有した長方形断面の脚部２，２＋とを有す る圧力ダイス５内のヘアピン形管の平面図を示す。この形状のヘアピン形管は、 円形の孔が設けられたヘッダーの端板への直接連結を許す特別な利点を与えてい る。

上述の実施例に関連して説明図示した圧力ダイス以外の他の型の形成装置は形成 操作、例えば引抜ダイスに使うことができる。説明した圧力形成操作の装置利点 は、ヘアピン形管の脚部２，２１とＵ字形彎曲部３間の所要角度の制御された固 定を簡単な手段によって確実にすることである。第３．９．１０図は熱交換器コ アの組立、所謂平行、食い違った平行な或は直列接続に関する最も一般的形状の ヘアピン形管形状を示している。

上述の実施例に関して説明した実施例の別の製造方法が第７，８図に示されてい る。所要の長方形断面と寸法の管１１は押出しによって、引抜き操作または溶接 に従った押出しにより設けられる。この様に設けられた管１１は管の予定の部分 ３＋に亘って部分的な放射方向の変形を受ける。第７図のＩ−１線に沿った垂直 断面の圧力ダイス５を示す第８図に示される圧力ダイス５の円形形状に適合する この部分３°の断面は適合した市販の屈曲機によって導かれる次の彎曲操作を容 易にする。この場合の彎曲操作は長方形のヘアピン形管の製造の最終工程である 。

Ｕ字形彎曲部３の断面はこの発明の範囲から逸脱することなく図面に示される円 形断面から逸れた他の形を示すことができる。特別な装置やマンドレルの様な附 属具の適用の必要なく市販の有効な屈曲機の直接的使用の様な利点を円形断面が 与えても、彎曲領域内に他の断面形状がある管を使用できる。しかし、この様な 断面形状はＵ字形管の断面が脚部の断面よりも大きいか等しい要件に従うことが 重要であり、更に壁厚さと彎曲半径と上述の経験的式に従った管の大きな直径と の間の関係が壁厚さの表面欠陥の除去を確実にすることである。

図面の簡単な説明 この発明の実施例が添付図面に制限されない実施例により図示されている。

第１図はヘアピン形管の平面図、 第２図は第１図の！−夏線に沿ったヘアピン形管の断面図、 第５図は第１図の１−■線に沿った別の断面図、第４図はこの発明に従った半径 方向の変形工程を達成する工具の断面図、 第５図は変形工程の実施の後の第４図からの工具の断面図。

第６図は変形工程完了後のダイス内のヘアピン形管の平面図、 第７図はヘアピン形管を製造する方法の変形例での円形断面への長方形管の予定 部分の適合する工程を示す図。

第８図は第７図の線１−１における適合操作を達成する工具の断面図。

第９，１０図はＵ字形彎曲部に関するヘアピン形管の脚部の形成方法の変形例を 示す図である。

国際調査報告 １゛″ｌ１ｎｂ″”′Ａ”””””’　ＰＣＴ／ＮＯ８５１０００１５

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．脚部の断面より大きいか或は等しい断面をもつた口字形彎曲部により互に連 結されて非鉄金属の管と一体的に形成された長方形断面の２つの平行な脚部（２ ，２′）を有する熱交換器の熱伝導管の様なヘアピン形金属管。
2. ２．彎曲部（３）がほぼ円形の断面を有している請求の範囲第１項記載のヘアピ ン形金属管。
3. ３．平行な脚部（２，２′）の自由端部（２１，２１′）がほぼ円形の断面を有 している請求の範囲第２項記載のヘアピン形金属管。
4. ４．ほぼ円形断面の管状部材を形成し、管状部材を２つの平行な脚部を有したＵ 字形のヘアピン形管に彎曲し、脚部の全長または一部の長方形断面にもとづき放 射方向の変形を脚部に作用することから成る金属管を製造する方法。
5. ５．脚部の放射方向の変形がダイス型の圧力成形作用として行われる請求の範囲 第４項記載の方法。
6. ６．長方形断面の管状部材を設け、ほぼ円形断面に管状部材の予定部分を部分的 に合致させ、合致した部分に亘つて管状部材を彎曲して長方形断面の２つの平行 脚部をもつたＵ字形ヘアピン管を設けることから成る金属管を製造する方法。