KR102448720B1 - tube joining - Google Patents
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Abstract
채널 또는 마이크로 채널을 갖는 두꺼운 튜브를 압출함으로써 얇은 열 교환기 튜브를 매니폴드 헤더 탱크에 결합시키는 것이 개선된다. 튜브 재료는 중심 부분의 이격된 영역으로부터 제거되어, 핀화된 얇은 열 교환기 중앙 부분 및 더 두꺼운 헤더 부분을 남긴다. 튜브는 만곡되고 비틀리고 기울어진다. 튜브는 수평, 수직 또는 각도로 정렬되고, 헤더 부분은 함께 용접된다. 튜브 재료는 헤더 부분의 단부로부터 제거되어 단부 면으로부터 연장되고 채널 또는 마이크로 채널을 둘러싸는 돌출부를 갖는 단부 면을 형성한다. 돌출부를 수용하기 위한 개구부를 갖는 단부 플레이트는 용접 또는 브레이징에 의해 돌출부 및 단부 면에 부착되고 밀봉된다. 페이스 플레이트는 용접 또는 브레이징에 의해 헤더 탱크의 개구부에 부착 및 밀봉된다. 튜브 단부가 평탄화된다. 링들이 추가된다. 단부들 및 링들이 마찰 용접되어 채널 개구부 주변을 피하고 연마된다.The coupling of thin heat exchanger tubes to manifold header tanks is improved by extruding thick tubes with channels or microchannels. The tubing material is removed from the spaced-apart region of the central portion, leaving a finned thin heat exchanger central portion and a thicker header portion. The tube is curved, twisted and tilted. The tubes are aligned horizontally, vertically or at an angle, and the header parts are welded together. Tube material is removed from the end of the header portion to form an end face extending from the end face and having a projection surrounding the channel or microchannel. An end plate having an opening for receiving the protrusion is attached and sealed to the protrusion and the end face by welding or brazing. The face plate is attached and sealed to the opening of the header tank by welding or brazing. The tube end is flattened. rings are added. The ends and rings are friction welded to avoid the perimeter of the channel opening and polished.
Description
본 출원은 2017 년 9 월 26 일자로 출원된 미국 가출원 제62/563,382호의 이점을 주장하며, 이는 본 명세서에 완전히 개시된 것과 같이 전체적으로 참조로 포함된다.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 62/563,382, filed on September 26, 2017, which is hereby incorporated by reference in its entirety as if fully disclosed herein.
열 교환기와 에어컨 시스템에는 주요 문제가 있다. 핀이 추가된 열전달 튜브에는 많은 연결이 있다. 핀을 튜브에 연결하는 것은 하나의 문제이다. 튜브 단부를 헤더 탱크에 연결하는 것이 더 심각한 문제이다. 연결이 끊어지면 누출이 발생하여 내부 유체가 배출되고 에어컨, 열, 전력 및 냉장 시스템에 사용되는 열 교환기가 죽는다. 진동 및 바이메탈 셀 부식으로 인해 연결이 끊어진다.There are major problems with heat exchangers and air conditioning systems. A finned heat transfer tube has many connections. Connecting the pins to the tube is a problem. Connecting the tube end to the header tank is a more serious problem. When the connection is broken, a leak occurs that drains the internal fluid and dies the heat exchangers used in air conditioning, heat, power and refrigeration systems. Vibration and bimetal cell corrosion break the connection.
열 교환기 튜브의 단부는 튜브의 단부에서 헤더 탱크의 개구부에 연결된다. 마찰 용접으로 튜브를 헤더 탱크에 연결하는 것은 상대적으로 얇은 튜브 단부가 변형되기 때문에 해결책이 아니다. 튜브 단부와 퓨즈를 용접하고 용접하는 데 필요한 마찰 온도는 튜브 단부와 포트/채널을 왜곡하고 파괴한다.The end of the heat exchanger tube is connected to the opening of the header tank at the end of the tube. Connecting the tube to the header tank by friction welding is not a solution because the relatively thin tube end is deformed. The friction temperatures required to weld and weld the tube end and the fuse distort and destroy the tube end and the port/channel.
열 교환기 누설 문제 및 열 교환기의 튜브-투-헤더 결합 문제에 대한 해결책이 필요하다.There is a need for a solution to the problem of heat exchanger leakage and tube-to-header coupling in heat exchangers.
본문 내에 포함되어 있음.contained within the text.
본 발명은 예를 들어 열, 전력, 공조 및 냉장 시스템에서 사용되는 열 교환기에서의 누설 파괴 문제를 해결한다.The present invention solves the problem of leakage breakdown in heat exchangers used, for example, in heat, power, air conditioning and refrigeration systems.
본 발명은 열교환을 촉진하기 위해 상대적으로 얇은 중앙 섹션 및 헤더에 결합하기 위한 크고 두꺼운 단부 섹션을 갖는 튜브를 제공한다. 튜브의 큰 단부는 평평하게 가공된다. 재료는 편평한 단부에서 제거되어 튜브상의 채널을 둘러싸는 재료를 갖는 돌출부를 남긴다.The present invention provides a tube having a relatively thin central section to facilitate heat exchange and a large, thick end section for coupling to a header. The large end of the tube is machined flat. The material is removed at the flat end, leaving a protrusion with the material surrounding the channel on the tube.
튜브 내 채널을 둘러싸는 재료의 형상을 수용하기 위해 헤더에서 개구부가 이루어진다. 일 실시 예에서, 큰 튜브 단부는 헤더 페이스 플레이트에 함께 끼워 맞춤된다. 튜브 단부 자체는 서로 결합되며 마찰 용접 또는 브레이징(brazing, 납땜)에 의해 헤더 페이스 플레이트와 결합된다. 튜브 단부의 돌출부는 헤더 플레이트의 개구부에서 마찰 용접되거나 브레이징된다. 튜브 단부가 브레이징에 의해 함께 결합될 때, 튜브 단부의 돌출부는 헤더 페이스 플레이트의 측면으로부터 헤더 챔버 내로 연장된다. 브레이징은 튜브 단부의 측면으로부터, 튜브 단부의 평평한 표면과 헤더 페이스 플레이트 사이에서 그리고 헤더 페이스 플레이트의 개구부를 통해 연장되는 돌출부를 따라 연장된다.An opening is made in the header to accommodate the shape of the material surrounding the channel in the tube. In one embodiment, the large tube ends fit together to the header faceplate. The tube ends themselves are joined together and joined to the header face plate by friction welding or brazing. The protrusion of the tube end is friction welded or brazed at the opening of the header plate. When the tube ends are joined together by brazing, the projections of the tube ends extend from the sides of the header face plate into the header chamber. The brazing extends from the side of the tube end, between the flat surface of the tube end and the header face plate, and along a projection extending through the opening in the header face plate.
튜브 단부 및 돌출부가 헤더 페이스 플레이트에 용접 될 때, 튜브 단부는 페이스 플레이트의 헤더 측의 헤더 플레이트 개구부와 동일 평면에 있고 용접된다. 큰 평평한 튜브 단부의 튜브 단부와 에지는 헤더 면 플레이트에 마찰 용접된다. 헤더 면 플레이트와 헤더 본체의 교차 모서리는 서로 마찰 용접된다.When the tube end and protrusion are welded to the header faceplate, the tube end is flush with and welded to the header plate opening on the header side of the faceplate. The tube end and edge of the large flat tube end are friction welded to the header face plate. The cross edges of the header face plate and the header body are friction welded to each other.
새로운 발명의 중요한 특징은 다음과 같다.The important features of the new invention are as follows.
열 교환 튜브의 큰 단부 large end of heat exchange tube
튜브 재료 두께 전이 지점에서 튜브의 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로 또는 그 반대로 갈 때 각도 또는 원형 패턴, An angular or circular pattern when going from the thick to the thin part of the tube at the tube material thickness transition point and vice versa;
큰 단부를 열 교환기 페이스 플레이트에 결합, 및/또는 coupling the large end to the heat exchanger face plate, and/or
열 교환기 튜브의 큰 단부를 서로 연결, connecting the large ends of the heat exchanger tubes to each other,
열 교환기 튜브의 확대된 단부의 단부 표면 평탄화, flattening the end surface of the enlarged end of the heat exchanger tube;
열 교환기 튜브의 평평한 단부에서 재료를 제거하여 튜브 내의 내부 채널을 둘러싸는 돌출부를 형성, removing material from the flat end of the heat exchanger tube to form a protrusion surrounding the inner channel within the tube;
돌출부를 열 교환기 헤더 커넥터 페이스 플레이트의 개구부에 삽입, Insert the protrusion into the opening of the heat exchanger header connector faceplate;
열 교환기 튜브의 돌출부와 평평한 표면을 열 교환기 헤더 페이스 플레이트에 결합, joining the protrusions and flat surfaces of the heat exchanger tube to the heat exchanger header faceplate;
열 교환기 헤더 페이스 플레이트의 대응하는 에지에 대한 돌출부의 에지 및 큰 단부의 에지를 마찰 용접, friction welding the edge of the protrusion to the corresponding edge of the heat exchanger header faceplate and the edge of the large end;
브레이징 할 때, 페이스 플레이트를 통해 그리고 돌출부를 넘어 돌출부를 연장하고 돌출부의 표면 및 튜브의 편평한 큰 단부의 표면을 열 교환기 면 플레이트에 브레이징, When brazing, extending the protrusion through and beyond the face plate and brazing the surface of the protrusion and the surface of the flat large end of the tube to the heat exchanger face plate;
모든 확대된 단부를 고정된 패턴으로 결합, joining all enlarged ends in a fixed pattern;
고정 패턴은 원형. The fixed pattern is circular.
본 발명은 하나 이상의 채널을 갖고 길고 얇은 중앙 열교환 부분 및 더 짧은 단자 헤더 부분을 갖는 튜브를 제공한다. 단자 헤더 부분은 얇은 중앙 열교환 부분보다 두껍다. 튜브 재료 두께 전이 점에 각도 또는 원형 패턴이 있다. 단자 부분의 단부 면은 하나 이상의 채널 주위로 연장되고 하나 이상의 채널을 보호하는 외향 돌출부를 제공하도록 기계 가공되거나 경사져 있다. 바깥 쪽 돌출부는 두꺼운 단자 헤더 부분의 부드럽고 평평한 단부면에서 연장된다.The present invention provides a tube having one or more channels and having a long, thin central heat exchange portion and a shorter terminal header portion. The terminal header portion is thicker than the thin central heat exchange portion. There is an angular or circular pattern at the tube material thickness transition points. The end face of the terminal portion is machined or beveled to provide an outward projection extending around the one or more channels and protecting the one or more channels. The outer protrusion extends from the smooth, flat end face of the thick terminal header portion.
단부 플레이트에는 외향 돌출부를 수용하기 위한 내부 개구부가 있다. 단부 플레이트는 단자 헤더 부분의 단부 면에 대향하여 부착되고 밀봉된 내부면을 갖는다. 단부 플레이트의 내부 개구부는 단자부의 단부 표면의 외향 돌출부에 부착되고 밀봉된다. The end plate has an interior opening for receiving the outwardly protrusion. The end plate has an inner surface that is attached and sealed against an end face of the terminal header portion. The inner opening of the end plate is attached and sealed to the outward projection of the end surface of the terminal portion.
일 실시 예에서, 단부 플레이트 및 외향 돌출부는 튜브의 단부 면으로부터 동일 선상으로 연장(co-extensive)된다. 단부 플레이트는 단자 헤더 부의 단부 면 및 단부 면의 외측 돌출부에 용접된다.In one embodiment, the end plate and the outward projection co-extensive from the end face of the tube. The end plate is welded to the end face of the terminal header portion and to the outer protrusion of the end face.
다른 실시 예에서, 외향 돌출부는 페이스 플레이트 너머로 연장되고 페이스 플레이트는 외향 돌출부에 브레이징된다. 페이스 플레이트 너머로 돌출부를 연장하면 브레이징 재료가 튜브 채널로 이동하는 것을 방지할 수 있다.In another embodiment, the outward projection extends beyond the face plate and the face plate is brazed to the outward projection. Extending the protrusion beyond the face plate prevents the brazing material from migrating into the tube channel.
튜브는 압출되고, 튜브의 중간 부분의 대향 표면은 튜브 재료의 섹션을 제거하고 얇은 핀의 중간 부분 상에 이격된 핀이 일체로 형성되도록 기계 가공 또는 절제된다. 핀은 튜브의 중간 부분의 길이 방향에 대해 경사지고, 하나 이상의 채널은 하나 이상의 마이크로 채널이다.The tube is extruded and opposing surfaces of the middle portion of the tube are machined or ablated to remove sections of tube material and integrally form spaced fins on the middle portion of the thin fins. The fins are inclined with respect to the longitudinal direction of the middle portion of the tube, and the one or more channels are one or more microchannels.
복수의 유사한 압출 튜브는 튜브 내에 채널을 갖는다. 튜브의 중간 부분에서 재료가 제거되고 이격된 핀이 얇은 중간 부분에 남는다. 두꺼운 단자 헤더 부분은 튜브 재료 두께 전이 점에서 각도 또는 원형 패턴을 갖는 복수의 튜브의 단부에 남겨진다. 복수의 튜브는 수평 또는 수직으로 정렬되거나 비틀린 및 기울어진 튜브와 평행한 나선형 관계로 구부러지고 비틀리고 경사진다. 복수의 튜브의 단자 헤더 부분은 복수의 단부 면 및 복수의 단부 면에 복수의 외향 돌출부를 생성하기 위해 복수의 결합된 단자 헤더 부분의 단부를 가공 또는 절제하기 전에 용접에 의해 정렬 및 결합된다. 복수의 외향 돌출부는 채널 주위로 연장되어 채널을 보호한다. 복수의 외향 돌출부는 편평한 단부 플레이트 또는 내외부 링에 결합된다. 단부 플레이트는 결합된 단자 헤더 부분의 복수의 단부 면 상에 복수의 외향 돌출부를 수용하는 복수의 내부 개구부를 갖는다. 단부 플레이트의 복수의 내부 개구부는 복수의 외향 돌출부에 용접되거나 그렇지 않으면 결합된다. 단부 플레이트는 복수의 단부 면에 용접되거나 그렇지 않으면 결합된다.A plurality of similar extruded tubes have channels within the tubes. The material is removed from the middle portion of the tube and spaced fins are left in the thin middle portion. A thick terminal header portion is left at the ends of the plurality of tubes having an angular or circular pattern at the tube material thickness transition point. The plurality of tubes are horizontally or vertically aligned or bent, twisted and inclined in a helical relationship parallel to the twisted and inclined tubes. Terminal header portions of the plurality of tubes are aligned and joined by welding prior to machining or cutting ends of the plurality of joined terminal header portions to create a plurality of end faces and a plurality of outwardly protrusions on the plurality of end faces. A plurality of outwardly directed projections extend around and protect the channel. A plurality of outwardly directed projections are coupled to a flat end plate or inner and outer ring. The end plate has a plurality of inner openings for receiving a plurality of outwardly protrusions on a plurality of end faces of the joined terminal header portions. The plurality of interior openings of the end plate are welded or otherwise coupled to the plurality of outwardly directed projections. The end plate is welded or otherwise coupled to the plurality of end faces.
새로운 방법은 튜브에 채널이 있는 넓고 두꺼운 튜브를 압출하는 단계, 및 이어서 튜브의 중앙 부분을 가공 또는 절단하는 단계, 이격된 부분의 재료를 중심 부분으로부터 제거하는 단계, 중앙 부분이 얇아지는 단계, 튜브를 가로 질러 핀을 형성하고 튜브의 단부에서 더 두꺼운 단자 헤더 부분을 남기는 단계, 튜브 재료 두께 전이 점에서 각도 또는 원형 패턴을 갖는 단계, 서로 평행하게 튜브를 배열하는 단계, 및 인접한 튜브의 단자 부분을 용접 또는 다른 방식으로 결합하는 단계를 포함한다. The new method comprises extruding a wide, thick tube with channels in the tube, followed by machining or cutting a central portion of the tube, removing the spaced-apart material from the central portion, thinning the central portion, the tube forming a fin across and leaving a thicker terminal header portion at the end of the tube, having an angular or circular pattern at the tube material thickness transition points, arranging the tubes parallel to each other, and the terminal portions of adjacent tubes welding or otherwise joining.
결합된 단자 헤더 부분의 가공 또는 접는 단부는 채널 주위를 연장하고 채널을 보호하는 외향 돌출부를 갖는 단부 면을 형성한다.The machined or folded end of the joined terminal header portion defines an end face having an outwardly protruding portion extending around the channel and protecting the channel.
외향 돌출부를 수용하기 위한 개구부를 구비 한 단부 플레이트를 제공하고, 단부 플레이트를 단부 면에 그리고 돌출부에 용접 또는 다른 방식으로 결합시키는 것은 튜브의 단부에서 헤더 탱크에 결합될 단부 플레이트를 준비하고, 또는 내부 및 외부 주변 링을 제공하고, 내부 및 외부 주변 링을 용접하거나 다른 방식으로 결합하는 것은 튜브의 단부에서 헤더 탱크에 결합될 링을 준비한다.providing an end plate having an opening for receiving an outwardly directed protrusion, welding or otherwise coupling the end plate to the end face and to the protrusion prepares the end plate to be joined to the header tank at the end of the tube; or and providing an outer perimeter ring, and welding or otherwise coupling the inner and outer perimeter rings, prepares the ring to be joined to the header tank at the end of the tube.
단부 플레이트의 두께를 통해 외향 돌출부를 연장하는 경우에도 마찰 교반 용접 또는 하이브리드 마찰 확산 용접에 의한 단부면 및 돌출부에 용접하기 위한 단부 플레이트를 준비한다.Prepare the end plate for welding to the end face and the protrusion by friction stir welding or hybrid friction diffusion welding even when extending the protrusion outward through the thickness of the end plate.
단부 플레이트를 통해 그리고 단부 플레이트를 통해 외향 돌출부를 연장하면 단부 플레이트와 브레이징 돌출부가 준비된다. 단부 플레이트는 단부 면에 브레이징되거나 용접될 수 있다.Extending the outward projection through and through the end plate prepares the end plate and the brazing projection. The end plate may be brazed or welded to the end face.
채널 또는 마이크로 채널을 갖는 두꺼운 튜브를 압출함으로써 얇은 열 교환기 튜브를 매니 폴드 헤더 탱크에 결합시키는 것이 먼저 개선된다. 튜브 재료는 중앙 부분의 이격된 영역에서 제거되어 얇은 열 교환기 중앙 부분과 두꺼운 단자 헤더 부분에 핀이 남는다. 튜브의 핀 중앙 부분은 구부러지고 경사지고 기울어지고 비틀어진다. 튜브는 수평, 수직 또는 각도로 정렬되고, 단자 헤더 부분은 함께 용접된다. 튜브 재료는 헤더 부분의 단부로부터 제거되어 단부 면으로부터 연장되고 채널 또는 마이크로 채널을 둘러싸는 돌출부를 갖는 단부 면을 형성할 수 있다. 돌출부를 수용하기 위한 개구부를 갖는 단부 플레이트는 용접 또는 브레이징에 의해 돌출부 및 단부 면에 부착되고 밀봉된다. 페이스 플레이트는 용접 또는 브레이징에 의해 헤더 탱크의 개구부에 부착 및 밀봉되어, 매니 폴드 헤더 탱크에 결합된 얇은 열 교환기 튜브의 문제점을 해결한다.The first improvement is to couple the thin heat exchanger tubes to the manifold header tanks by extruding thick tubes with channels or microchannels. The tubing material is removed in spaced-apart areas of the central portion, leaving fins in the thin heat exchanger central portion and the thick terminal header portion. The fin central part of the tube is bent, inclined, tilted and twisted. The tubes are aligned horizontally, vertically or at an angle, and the terminal header parts are welded together. Tube material may be removed from the end of the header portion to form an end face having a projection extending from the end face and surrounding the channel or microchannel. An end plate having an opening for receiving the protrusion is attached and sealed to the protrusion and the end face by welding or brazing. The face plate is attached and sealed to the opening of the header tank by welding or brazing, solving the problem of thin heat exchanger tubes coupled to the manifold header tank.
튜브는 튜브를 통해 연장되는 하나 이상의 채널을 가지며 연장된 중앙 부분 및 더 짧은 헤더 부분을 갖는다. 헤더 부분은 중앙 부분보다 두껍다. 일 실시 예에서, 헤더 부분의 단부 면은 하나 이상의 채널 주위로 연장되는 외향 돌출부를 갖는다. 외향 돌출부는 두꺼운 단자 헤더 부분의 단부 면으로부터 외향으로 연장된다. 하나 이상의 채널은 하나 이상의 마이크로 채널이다.The tube has one or more channels extending through the tube and has an extended central portion and a shorter header portion. The header part is thicker than the central part. In one embodiment, the end face of the header portion has an outwardly protrusion extending around the one or more channels. The outward projection extends outwardly from the end face of the thick terminal header portion. The one or more channels are one or more microchannels.
단부 플레이트에는 외향 돌출부를 수용하는 내부 개구부가 있다. 단부 플레이트는 헤더 부의 단부 면에 대향하여 부착된 내부 면을 갖는다. 단부 플레이트의 내부 개구부는 단자부의 단부 표면의 외향 돌출부에 부착된다.The end plate has an interior opening for receiving the outwardly protrusion. The end plate has an inner face attached opposite the end face of the header portion. The inner opening of the end plate is attached to the outward projection of the end surface of the terminal portion.
일부 실시 예에서, 단부 플레이트 및 외측 돌출부는 튜브의 단부 면으로부터 동일 선상으로 연장되고, 단부 플레이트는 단부 면 및 헤더 부분의 단부 면상의 외측 돌출부에 용접된다. 단부 플레이트와 외향 돌출부는 튜브의 단부면으로부터 공 팽창성이고, 단부 플레이트는 단부 면과 헤더 부의 단부 면의 외향 돌출부에 용접된다.In some embodiments, the end plate and the outer protrusion extend collinearly from an end face of the tube, and the end plate is welded to the end face and the outer protrusion on the end face of the header portion. The end plate and the outward projection are ball inflatable from the end face of the tube, and the end plate is welded to the end face and the outward projection of the end face of the header portion.
튜브가 압출되고, 튜브의 중간 부분의 대향 평행 표면이 가공되어, 튜브의 재료를 제거하고 중간 부분 상에 이격된 핀이 일체로 형성되게 한다. 일부 실시 형태에서, 핀은 튜브의 중간 부분의 길이 방향에 대해 경사져 있다.The tube is extruded and opposing parallel surfaces of the middle portion of the tube are machined to remove the material of the tube and to integrally form spaced fins on the middle portion. In some embodiments, the fins are inclined with respect to the longitudinal direction of the middle portion of the tube.
복수의 유사한 압출 튜브는 튜브 내에 채널을 가지며, 복수의 유사한 튜브의 중간 부분에 남겨진 이격된 핀 및 복수의 튜브의 단부에 남은 두꺼운 헤더 부분으로부터 중간 부분 및 이격된 핀으로부터 재료가 제거된다. 튜브의 헤더 부분은 튜브의 복수의 결합된 헤더 부분의 단부를 가공하고 복수의 단부 면 및 복수의 단부 면에 복수의 외향 돌출부를 생성하기 전에 함께 정렬되고 용접되거나 그렇지 않으면 함께 결합된다. 복수의 외향 돌출부는 튜브의 채널 주위로 연장된다. 단부 플레이트는 결합된 헤더 부분의 단부 면 상에 복수의 외향 돌출부를 수용하는 복수의 내부 개구부를 갖는다. 단부 플레이트의 복수의 내부 개구부는 복수의 외향 돌출부에 용접, 브레이징 또는 달리 접합되고, 단부 플레이트는 복수의 단부 면에 용접되거나 달리 접합된다.A plurality of similar extruded tubes have channels within the tube, and material is removed from the intermediate portion and the spaced fins from the spaced fins remaining in the middle portions of the plurality of similar tubes and the thick header portions remaining at the ends of the plurality of tubes. The header portion of the tube is aligned and welded or otherwise joined together prior to machining the ends of the plurality of joined header portions of the tube and creating a plurality of end faces and a plurality of outward projections on the plurality of end faces. A plurality of outwardly directed projections extend around the channel of the tube. The end plate has a plurality of interior openings for receiving a plurality of outwardly protrusions on the end faces of the joined header portions. The plurality of inner openings of the end plate are welded, brazed, or otherwise joined to the plurality of outwardly directed projections, and the end plate is welded or otherwise joined to the plurality of end faces.
복수의 튜브는 수평, 수직으로 정렬되거나 곡선, 경사, 비틀림 및 경사 평행 나선 관계로 정렬된다.The plurality of tubes are arranged horizontally, vertically or in curved, inclined, torsional and inclined parallel helical relationships.
튜브는 만곡되고, 적어도 부분적으로 비틀리고 기울어지고, 적어도 부분적으로 감겨지고 비틀리고, 원통형 형상을 갖는 전체적으로 원통형 구조에서 나선형 구조의 적어도 일부를 형성하도록 구성된다. 핀은 만곡되고, 적어도 부분적으로 비틀리고 기울어지고, 적어도 부분적으로 감겨지고 비틀리고, 원통형 형상을 갖는 전체적으로 원통형 구조에서 나선형 구조의 적어도 일부를 형성하도록 구성된다.The tube is curved, at least partially twisted and angled, at least partially wound and twisted, and configured to form at least a portion of a helical structure in a generally cylindrical structure having a cylindrical shape. The fin is curved, at least partially twisted and angled, at least partially wound and twisted, and configured to form at least a portion of the helical structure in a generally cylindrical structure having a cylindrical shape.
일부 실시 예에서, 튜브는 만곡 된 중간 섹션 및 단부 섹션을 가지며, 튜브의 적어도 한 측면상의 핀은 핀의 외부 부분으로부터 안쪽으로 오프셋된 핀의 중심 부분과 약간 오목하게 형성된다. 튜브의 다른 한쪽면의 핀은 핀의 중앙 섹션이 핀의 외부 섹션으로부터 바깥쪽으로 오프셋되어 약간 볼록하다.In some embodiments, the tube has a curved middle section and an end section, wherein the fin on at least one side of the tube is formed slightly concave with a central portion of the fin offset inwardly from the outer portion of the fin. The fins on the other side of the tube are slightly convex with the central section of the fin offset outwardly from the outer section of the fin.
본 발명은 튜브에 채널을 갖는 넓고 두꺼운 튜브를 압출하고, 튜브의 중앙 부분을 가공함으로써, 중앙 부분으로부터 이격된 섹션의 재료를 제거하여 튜브를 가로 질러 핀을 형성하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 핀의 더 얇은 중앙 부분을 제공하고, 튜브의 단부에 헤더 부분을 남기고, 튜브 재료 두께 전이 점에서 각도 또는 원형 패턴을 갖는다. 튜브는 서로 평행하게 배열되고 인접한 튜브의 더 두꺼운 부분에서 연결된다. 결합된 단자 헤더 부분의 가공 단부는 단부 면을 형성한다. 일부 단면에는 채널 주위로 연장되는 바깥 쪽 돌출부가 있다. 일부 단부 플레이트에는 외향 돌출부를 수용하기 위한 개구부가 있다. 그 후, 단부 플레이트는 단부 면에 결합되고 일부 실시 예는 돌출부에 결합된다.The present invention provides a method of forming a fin across the tube by extruding a wide, thick tube having channels in the tube and machining the central portion of the tube, thereby removing material in sections spaced from the central portion. The method provides a thinner central portion of the fin, leaving a header portion at the end of the tube, with an angular or circular pattern at the tube material thickness transition points. The tubes are arranged parallel to each other and connected at the thicker portions of adjacent tubes. The machined end of the joined terminal header portion forms an end face. Some cross-sections have an outer protrusion that extends around the channel. Some end plates have openings for receiving outwardly directed projections. The end plate is then coupled to the end face and in some embodiments coupled to the protrusion.
단부 플레이트의 두께를 통해 그리고 심지어 단부 플레이트의 두께로 외향 돌출부를 연장하는 경우, 단부 면과 단부 플레이트의 접합은 있는 경우 마찰 교반 용접 또는 하이브리드 마찰 확산 용접에 의한 것이다.When extending the outward projection through and even into the thickness of the end plate, the joining of the end face to the end plate is by friction stir welding or hybrid friction diffusion welding, if any.
외향 돌출부는 단부 플레이트를 돌출부에 결합시키는 것이 브레이징에 의해 단부 플레이트를 통해 그리고 단부 플레이트를 넘어 연장된다. 단부 플레이트와 단부면의 접합은 용접에 의한 것이다.The outwardly protrusion extends through and beyond the end plate by brazing coupling the end plate to the protrusion. The joining of the end plate and the end face is by welding.
일 형태에서, 본 발명의 방법은 핀으로 더 얇은 중심 부분을 형성한 후 튜브를 종 방향으로 굽히고, 더 얇은 굽은 관형 중심 부분을 구부리고 더 두꺼운 굽은 관형 단부 부분을 구부린다. 단부 면으로부터의 돌출부는 만곡되고, 단부 플레이트의 만곡된 개구부는 만곡된 돌출부를 수용한다. 단부 플레이트는 단부 면에 용접되고 용접 또는 브레이징은 단부 플레이트를 돌출부에 결합시킨다.In one form, the method of the present invention forms a thinner central portion with a fin and then longitudinally bends the tube, bends the thinner bent tubular center portion and bends the thicker bent tubular end portion. The protrusion from the end face is curved and the curved opening of the end plate receives the curved protrusion. The end plate is welded to the end face and welding or brazing joins the end plate to the protrusion.
다른 형태에서, 본 발명의 방법은 핀으로 더 얇은 중심 부분을 형성한 후 튜브를 종 방향으로 굽히고, 더 얇은 굽은 관형 중심 부분을 구부리고 더 두꺼운 굽은 관형 단부 부분을 구부린다. 단부 면으로부터의 돌출부는 만곡되고 만곡된 내외부 링은 만곡된 돌출부를 수용한다. 내부 및 외부 주변 링은 단부 면에 용접되고 용접 또는 브레이징은 내부 및 외부 주변 링을 돌출부에 결합시킨다.In another form, the method of the present invention forms a thinner central portion with a fin and then bends the tube longitudinally, bends the thinner bent tubular center portion and bends the thicker bent tubular end portion. The protrusion from the end face is curved and the curved inner and outer rings receive the curved protrusion. The inner and outer perimeter rings are welded to the end faces and welding or brazing joins the inner and outer perimeter rings to the protrusions.
본 발명의 이들 및 추가의 및 다른 목적 및 특징은 청구 범위 및 도면과 함께 상기 및 진행중인 서면 명세서를 포함하는 개시 내용에서 명백하다.These and further and other objects and features of the present invention are apparent from the disclosure, including the above and pending written specification in conjunction with the claims and drawings.
본문 내에 포함되어 있음.contained within the text.
도 1은 마이크로 채널을 이용한 튜브 압출을 도시한다.
도 2는 재료를 절단하여 수직 핀을 만드는 것을 도시한다.
도 3a는 료를 절단함으로써 각도 핀을 제조함으로써 튜브 재료 두께 전이 점에서 정사각형 패턴을 갖는 모노 블록 핀 튜브를 형성하는 것을 도시한다.
도 3b는 재료를 절단함으로써 각도 핀을 제조함으로써 튜브 재료 두께 전이 점에서 각진 패턴을 갖는 모노 블록 핀 튜브를 형성하는 것을 도시한다.
도 3c는 재료를 절단함으로써 각도진 핀을 제조함으로써 튜브 재료 두께 전이 점에서 원형 패턴을 갖는 모노 블록 핀 튜브를 형성하는 것을 도시한다.
도 4는 단일 포트를 갖는 튜브의 압출을 도시한다.
도 5는 재료를 절단하고 수직 핀을 형성한 후 도 4에 도시된 튜브의 압출을 도시한다.
도 6은 각도진 핀을 형성하기 위해 재료를 잘라낸 후의 압출을 도시한다.
도 7은 평평한 수직 헤더 커넥터 플레이트 사이에 튜브를 수평으로 배열하는 것을 도시한다.
도 8은 평평한 수평 헤더 커넥터 플레이트 사이에 튜브를 수직으로 배열하는 것을 도시한다.
도 9는 평평한 편평한 고리형 헤더 플레이트 사이에 튜브를 원통형으로 배열하는 것을 도시한다.
도 10은 원통형으로 배열된 곡선형 튜브를 도시한다.
도 11은 단부가 경사진 곡선형, 비틀린, 기울어진, 나선형 배열 튜브를 도시한다.
도 12는 마찰 교반 용접 또는 하이브리드 마찰 확산 접합에 의해 인접한 튜브 단부들을 결합하는 것을 도시한다.
도 13은 튜브 단부들의 가공 돌출부를 도시한다.
도 14는 튜브 단부 돌출부를 수용하기 위한 개구부를 갖는 편평한 헤더 커넥터 플레이트를 도시한다.
도 15는 돌출부가 있는 결합된 튜브 단부를 도시한다.
도 16은 플레이트에 마찰 용접된 튜브 단부를 도시한다.
도 17a 및 17b는 튜브 경사에 대해 각도진 평탄화된 단부를 도시한다.
도 18은 평탄화된 각도진 단부를 결합하는 것을 도시한다.
도 19a 및 19b는 돌출부를 형성하기 위해 결합된 평평한 단부를 기계 가공하는 것을 도시한다.
도 20a 및 20b는 돌출부를 수용하기 위한 개구부를 갖는 평평한 링 플레이트를 도시한다.
도 21a 및 21b는 마찰 용접에 의해 평평한 링 플레이트 내에서 단부 돌출부를 결합하는 것을 도시한다.
도 22는 단부가 큰 튜브를 도시한다.
도 23은 브레이징 용 튜브 단부에 돌출부를 가공하는 것을 도시한다.
도 24는 돌출부로 가공된 단부를 수용하기 위한 평평한 헤더 커넥터 플레이트를 도시한다.
도 25는 큰 단부 및 돌출부가 헤더 커넥터 플레이트에 장착될 수 있는 튜브를 도시한다.
도 26은 플레이트를 통해 돌출부를 삽입한 후 플레이트의 브레이징 및 단부를 도시한다.
도 27은 용융 용접과 비교할 수 있는 브레이징 어셈블리를 도시한다.
도 28은 도 26 및 27의 브레이징과 비교한 용융 용접을 도시한다.
도 29a는 도 17a, 17b 및 18의 평탄화 단계를 도시한다.
도 29b는 가공 없이 많은 튜브의 나선형 원통형 배열로 만곡된, 경사진, 기울어진 및 비틀린 튜브 형태의 실시 예를 도시한다.
도 30은 이미 용접된 튜브 단부의 내부 및 외부 가공된 둘레 섹션을 도시한다.
도 31은 해당 링을 연결하기 위해 가공된 상단 및 하단이 있는 나선형 코일 어셈블리를 도시한다.
도 32는 헤더 부분과 용접 영역에 부착된 단부 링을 도시한다.
도 33a 및 33b는 헤더 탱크 또는 용기에 추가로 부착하기 위한 상부 및 하부 고체 코일 연마된 평평한 표면을 도시한다.1 shows tube extrusion using microchannels.
Figure 2 shows cutting the material to make a vertical pin.
3A shows the formation of a monoblock fin tube having a square pattern at the tube material thickness transition points by manufacturing an angle fin by cutting the material.
Figure 3b shows the formation of a monoblock fin tube with an angled pattern at the tube material thickness transition points by making the angle fins by cutting the material.
Figure 3c shows the formation of a monoblock fin tube having a circular pattern at the tube material thickness transition points by making an angled fin by cutting the material.
4 shows the extrusion of a tube with a single port.
Fig. 5 shows the extrusion of the tube shown in Fig. 4 after cutting the material and forming the vertical fins.
6 shows the extrusion after cutting the material to form an angled fin.
7 shows the horizontal arrangement of tubes between flat vertical header connector plates.
8 shows the vertical arrangement of tubes between flat horizontal header connector plates.
9 shows a cylindrical arrangement of tubes between flat, flat annular header plates.
10 shows a curved tube arranged in a cylindrical shape.
11 shows a curved, twisted, inclined, helical arrangement tube with beveled ends.
12 shows joining adjacent tube ends by friction stir welding or hybrid friction diffusion bonding.
13 shows a machined projection of the tube ends.
14 shows a flat header connector plate having an opening for receiving a tube end protrusion.
15 shows the joined tube end with a protrusion.
16 shows the tube end friction welded to the plate.
17A and 17B show the flattened end angled with respect to the tube bevel.
18 shows joining the flattened angled ends.
19A and 19B show machining of joined flat ends to form protrusions.
20A and 20B show a flat ring plate having an opening for receiving a protrusion.
21a and 21b show joining the end protrusions in a flat ring plate by friction welding.
22 shows a tube with a large end.
23 shows machining the protrusion on the end of the tube for brazing.
24 shows a flat header connector plate for receiving an end machined with a protrusion.
25 shows a tube with large ends and protrusions that can be mounted to a header connector plate.
26 shows the brazing and end of the plate after inserting the protrusion through the plate.
27 shows a brazing assembly comparable to fusion welding.
Fig. 28 shows the fusion welding compared to the brazing of Figs. 26 and 27;
29A shows the planarization steps of FIGS. 17A, 17B and 18 .
29B shows an embodiment in the form of curved, beveled, inclined and twisted tubes in a helical cylindrical arrangement of many tubes without machining.
30 shows the inner and outer machined peripheral sections of the tube end already welded.
31 shows a helical coil assembly with top and bottom machined to connect the corresponding rings.
32 shows the header portion and the end ring attached to the weld area.
33A and 33B show upper and lower solid coil polished flat surfaces for further attachment to a header tank or vessel.
도 1은 마이크로 채널을 이용한 튜브 압출을 도시한다. 고체 압출물(10)은 다수의 관통 포트 또는 채널(11) 및 측면 연결 벽(15)을 갖는 경사진 측면(13)을 갖는다.1 shows tube extrusion using microchannels. The
도 2는 재료를 절단하여 수직 필름을 만드는 것을 도시한다. 수직 부분 핀(19)을 남기기 위해 재료 부분(17)이 제거되었다. 최종 튜브(20)는 비교적 작은 중간 부분(21) 및 더 큰 단부(23)를 갖는다.Figure 2 shows cutting the material to make a vertical film. The
도 3a는 재료를 절단함으로써 각도진 핀을 제조함으로써 튜브 재료 두께 전이 점에서 사각형 패턴을 갖는 모노 블록 핀 튜브를 형성하는 것을 도시한다.Figure 3a shows the formation of a monoblock fin tube having a rectangular pattern at the tube material thickness transition points by manufacturing an angled fin by cutting the material.
도 3b는 재료를 절단함으로써 각도진 핀을 제조함으로써 튜브 재료 두께 전이 점에서 각도진 패턴을 갖는 모노 블록 핀 튜브를 형성하는 것을 도시한다.Figure 3b shows the formation of monoblock fin tubes with an angled pattern at tube material thickness transition points by making angled fins by cutting the material.
도 3C는 재료를 절단함으로써 각도 핀을 제조함으로써 튜브 재료 두께 전이 점에서 원형 패턴을 갖는 모노 블록 핀 튜브를 형성하는 것을 도시한다.3C shows the formation of a monoblock fin tube with a circular pattern at the tube material thickness transition points by manufacturing an angle fin by cutting the material.
도 4는 단일 포트를 갖는 튜브의 압출을 도시한다. 연속 압출로부터 절단된 고체 압출 블록(40)은 단일 중앙 포트 또는 채널(41), 경사진 측벽(43) 및 측면 연장 측벽(45)을 갖는다.4 shows the extrusion of a tube with a single port. A
도 5는 재료를 절단하고 수직 핀을 형성한 후 도 4에 도시된 튜브의 압출을 도시한다. 압출을 가로 질러 연장되는 부분(47)이 제거되어 결과적인 튜브(50)를 가로 질러 연장되는 수직 핀(49)이 남게 된다. 튜브(50)는 더 작은 중간 부(51) 주위에 큰 단부(33)를 갖는다.Fig. 5 shows the extrusion of the tube shown in Fig. 4 after cutting the material and forming the vertical fins. The
도 6은 각도진 핀을 형성하기 위해 재료를 잘라낸 후의 압출을 도시한다. 핀(69)을 생성된 튜브(70)의 치수와 비스듬히 남기도록 고체 압출물(40)의 부분(67)으로부터 재료가 제거되었다.6 shows the extrusion after cutting the material to form an angled fin. Material was removed from
도 7은 평평한 수직 헤더 플레이트로 튜브를 수평으로 배열하는 것을 도시한다. 튜브(50)는 수직 장착 플레이트(80)에 연결된 큰 단부(53)를 가지며, 이는 헤더 챔버(도시되지 않음)를 생성하기 위해 헤더 탱크, 용기, 쉘 및 뚜껑에 연결된다.Figure 7 shows the horizontal arrangement of tubes with a flat vertical header plate. The
도 8은 평평한 수평 헤더 플레이트로 튜브를 수직으로 배열하는 것을 도시한다. 수직으로 배열된 튜브(50)는 헤더 챔버에 연결된 수평 장착 플레이트(82)에 연결된 큰 단부(53)를 갖는다.Figure 8 shows the vertical arrangement of tubes with a flat horizontal header plate. The vertically arranged
도 9는 평평한 원형 헤더 플레이트가 있는 원 안에 튜브를 배열하는 것을 도시한다. 수직으로 배열된 튜브(50)는 헤더 챔버에 연결된 상부 및 하부 환형 장착 플레이트(84)에 연결된 큰 단부(53)를 갖는다.9 shows the arrangement of tubes in a circle with a flat circular header plate. The vertically arranged
도 10은 원형으로 배열된 곡선 형 튜브를 도시한다. 수직으로 배열된 만곡된 튜브(90)는 더 얇은 만곡된 관형 중앙 섹션(91)과 더 두꺼운 만곡된 단부 섹션(93)을 갖는다. 만곡된 개구부(97)는 상부 및 하부 환형 장착 플레이트(95)에 나타난다.10 shows curved tubes arranged in a circle. The vertically arranged curved tube 90 has a thinner curved tubular
도 11은 단부가 경사진 곡선형, 비틀린, 경사진, 나선형의 배열 튜브를 도시한다. 비틀린, 기울어진 나선형 튜브(100)는 유사한 형상의 더 큰 단부(103)를 갖는다. 외부 헤더 링(105)은 헤더 용기에 연결하기 위해 평평하다.11 shows a curved, twisted, beveled, helical array tube with beveled ends. The twisted, inclined
도 12는 마찰 교반 용접 또는 하이브리드 마찰 확산 접합에 의해 인접한 튜브 단부를 결합하는 것을 도시한다. 튜브(50)의 큰 단부(53)는 마찰 교반 용접(FWS) 또는 하이브리드 마찰 확산 본딩(HFDB)(112)에 의해 함께 결합된다(110).12 shows joining adjacent tube ends by friction stir welding or hybrid friction diffusion bonding. The large ends 53 of the
도 13은 튜브 단부의 가공 돌출부를 도시한다. 재료(121)는 돌출부(127)를 남기기 위해 결합된 튜브(50)의 큰 단부(53)의 단부(125)로부터 제거된다.13 shows the machined protrusion of the tube end. Material 121 is removed from end 125 of
도 14는 튜브 단부 돌출부를 위한 개구부가 있는 평평한 플레이트를 도시한다.14 shows a flat plate with openings for tube end protrusions.
도 15는 돌출부가 있는 결합된 튜브 단부를 도시한다.15 shows the joined tube end with a protrusion.
평평한 플레이트(130)는 단부(125)로부터 돌출부(127)를 수용 및 유지하기 위한 개구부(137)를 갖는다.The
도 16은 플레이트에 마찰 용접된 돌출부를 가진 튜브 단부를 도시한다. 돌출부의 단부(129)는 평평한 플레이트에서 개구부(137)의 에지에 마찰 용접(139)된다. 용접은 평평한 플레이트의 챔버-측면(131)에서 수행된다.16 shows a tube end with a projection welded to the plate by friction. The
도 17a는 단일 곡선, 비틀린, 기울어진 및 나선형 모양의 튜브를 도시한다. 튜브(100)가 정렬되고 단부(103)의 일부가 제거되어 단부(107)가 튜브에 대해 각도를 이루고 반대 단부 플레이트에서 평행하게 정렬된다.17A shows a single curved, twisted, inclined and helical shaped tube. The
도 17b에서, 각각의 곡선형, 비틀린, 기울어지고 나선형으로 형성된 튜브(100)는 확대된 단부(103) 및 핀(101)을 갖는다. 확대된 단부는 수평으로 평평하게 하기 위해 절단되거나 가공되어야 한다.In FIG. 17B , each curved, twisted, inclined and spirally formed
도 18은 평탄화된 각도진 단부를 결합하는 것을 도시한다. 튜브(101)의 넓은 단부(103)의 정렬된 각도진 단부 면(109)은 마찰 용접(140)되어 용접 튜브 단부(103)의 완전한 실린더들이 함께 결합된다.18 shows joining the flattened angled ends. The aligned
도 19a 및 19b는 결합된 평평한 단부를 가공하는 것을 도시한다. 용접된 양 단부로부터 재료(141)의 부분은 두 도면에 도시된 바와 같이 돌출부(145)를 제공하기 위해 제거된다. 튜브 내의 채널의 개구부를 둘러싸는 돌출부 및 단부의 일부의 각도 제거는 냉매 압력 강하를 감소시키는 큰 연통 개구부(146)를 제공한다.19A and 19B show machining the joined flat end. A portion of the material 141 from both ends welded is removed to provide a
도 20a 및 20b는 돌출부를 수용하기 위한 개구부를 갖는 링을 도시한다. 평평한 링(150)은 돌출부(145)를 수용하기 위한 개구부(155)를 갖는다.20A and 20B show a ring having an opening for receiving a protrusion. The
도 21a 및 21b는 마찰 용접에 의해 링 내에서 단부 돌출부를 결합하는 것을 도시한다. 개구부(155)의 내부 에지(157) 및 돌출부(145)의 단부 에지(147)는 평평한 링(150)을 연결하는 용기 측(151)에서 마찰 용접(159)된다.21A and 21B show joining the end protrusions in the ring by friction welding. The
도 22 내지 27은 도 28의 용융 용접과 비교하여 브레이징에 의한 튜브 및 헤더 커넥터 플레이트의 결합을 도시한다.22-27 show the joining of the tube and header connector plate by brazing compared to the melt welding of FIG. 28;
도 22는 확대된 단부를 가진 튜브를 도시한다. 튜브(200)는 큰 단부(203) 및 비교적 얇은(201) 중앙 섹션으로 형성된다. 압출된 튜브로부터 재료를 제거함으로써 핀이 중앙 섹션에 형성될 수 있다.22 shows a tube with an enlarged end. The
도 23은 브레이징 용 튜브 단부에 돌출부를 가공하는 것을 도시한다. 섹션(204)은 표면(207)으로부터 연장되는 돌출부(205)를 남기기 위해 단부로부터 제거된다.23 shows machining the protrusion on the end of the tube for brazing.
도 24는 가공된 단부를 수용하기 위한 평평한 플레이트를 도시한다. 24 shows a flat plate for receiving the machined end.
도 25는 플레이트 위와 안에 있는 브레이징 튜브를 도시한다.25 shows the brazed tube on and in the plate.
헤더 커넥터 플레이트(210)는 튜브(200)의 큰 단부(203)에서 돌출부(205)를 수용하기 위한 개구부(215)를 갖는다.The
도 26은 링에 돌출부를 삽입한 후 링의 브레이징과 단부를 도시한다. 돌출부(205)는 헤더 커넥터 플레이트의 헤더 용기 측(211)을 넘어 연장된다. 브레이징은 표면(207), 돌출부(205), 상보적인 외부 표면(217) 및 개구부(215)의 표면 사이에서 연속적이다.Figure 26 shows the brazing and end of the ring after inserting the projection into the ring. The
도 27은 용융 용접과 비교하기 위한 브레이징 어셈블리를 도시한다. 27 shows a brazing assembly for comparison with fusion welding.
도 28은 브레이징과 비교하기 위한 융용 용접을 도시한다.28 shows fusion welding for comparison with brazing.
도 26 및 27에 도시된 바와 같이 돌출부(205)의 돌출부(209)는 충전재가 이동하여 튜브의 마이크로 포트로 진입하는 것을 방지하기 위해 필요하다.As shown in Figures 26 and 27, the protrusions 209 of the
마찰 교반 용접(FSW) 또는 하이브리드 마찰 확산 본딩(HFDB)은 헤더 연결 플레이트(230)의 용기 측(231)을 넘어 돌출부(225)의 연장을 요구하지 않는다.Friction stir welding (FSW) or hybrid friction diffusion bonding (HFDB) does not require extension of the projection 225 beyond the vessel side 231 of the header connection plate 230 .
본 발명의 일 실시 예에서, 튜브는 단부 면에 돌출부없이 제조된다. 단부 면으로부터 재료를 제거함으로써 돌출부를 생성하도록 단부 면을 기계 가공하는 단계는 회피된다. In one embodiment of the invention, the tube is made without protrusions on the end face. Machining the end face to create the protrusion by removing material from the end face is avoided.
도 29a는 도 17a, 17b 및 18의 평탄화 단계를 도시한다. 튜브(100)가 정렬되고 단부(103)의 일부가 제거되어 단부(107)가 튜브에 대해 각도를 이루고 반대 단부 플레이트에서 평행하게 정렬된다. 각각의 비틀린, 경사진 및 나선형 곡선 튜브(100)는 확대된 단부(103) 및 핀(101)을 갖는다. 튜브(101)의 넓은 단부(103)의 정렬된 각도진 단부 면(109)은 마찰 용접(140)되어 용접 튜브 단부(103)의 완전한 실린더들이 함께 결합된다.29A shows the planarization steps of FIGS. 17A, 17B and 18 . The
도 29b는 도 11, 17a, 17b 및 21b에 도시된 바와 같이 나선형 튜브 원통형 배열(350)에서 곡선 형, 경사 형, 기울임 형 및 비틀린 튜브(300) 형태의 이러한 실시 예를 도시한다. 헤더 부분(333)은 기계 가공 및 평탄화없이 도시되어 있다.29B shows this embodiment in the form of curved, inclined, inclined and
도 30은 가공된 내부 둘레(442) 및 가공된 외부 둘레(444)를 도시한다. 용접된 영역(440)은 평탄화된 헤더(446)의 가공된 둘레 영역(442 및 444) 사이에 도시되어 있다.30 shows a machined
도 31은 가공된 내부 둘레(450 및 451), 가공된 외부 둘레(452 및 454) 및 대응하는 상부 연결 단부 링(462 및 462) 및 하부 연결 단부 링(474 및 476)과 함께 곡선형, 비틀린, 기울어진, 경사진 튜브(400)의 나선형 코일 배열(600)을 도시한다. Figure 31 shows a curved, twisted shape with machined
도 32는 헤더 부분(480 및 481)에 인접하게 부착된 단부 링(462, 464, 474 및 476), 인접한 상부 튜브 헤더(480) 사이의 상부 용접 영역(482) 및 상부 단부 링(462 및 464) 및 상부 튜브 헤더(480) 사이의 상부 둘레 용접 영역(480, 486)을 도시한다. 외부 영역(478)은 하부 결합 헤더(481)로부터 바깥쪽으로 연장된 것으로 도시되어 있다.32 shows end rings 462, 464, 474, and 476 attached
도 33a 및 33b는 코일 헤더 탱크 또는 용기에 추가적으로 연결되도록 재가공되고/되거나 연마된 상부 및 하부 표면(500 및 502)을 갖는 용접된 고체 상태 나선형 코일 어셈블리(700)를 도시한다. 33A and 33B show a welded solid state
이어서 페이지 18-22에 있는 스토리 텔리 차트 페이지 1, 2, 3, 4는 헤더를 클램핑 및 평탄화하는 단계, 채널로부터 이격된 영역에서 인접한 헤더를 용접화하는 단계, 헤더 면을 가공하는 단계, 헤더 단부 플레이트 및 상기 고체 상태 견고한 구조물의 연마된 단부의 사용을 예시 및 라벨로 개시한다. The
본 발명은 특정 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 수정 및 변형은 다음의 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구성될 수 있다.Although the invention has been described with reference to specific embodiments, modifications and variations of the invention may be made without departing from the scope of the invention as defined in the following claims.
스토리 텔링 페이지 1
스토리 텔링 페이지 2
스토리 텔링 페이지 3storytelling page 3
스토리 텔링 페이지 4storytelling page 4
스토리 텔링 페이지 5storytelling page 5
Claims (21)
상기 열 교환기 튜브는,
중앙 부분,
상기 중앙 부분의 단부들 상에 있고 상기 중앙 부분보다 두꺼운 헤더 부분들,
상기 중앙 부분으로부터 바깥쪽으로 연장하는 핀들,
상기 중앙 부분으로부터 떨어진 상기 헤더 부분들의 단부들 상의 단부 면들, 및
상기 튜브를 통해 연장하는 적어도 하나의 채널을 갖고,
상기 열 교환기 튜브는 상기 헤더 부분들의 두께로 그리고 상기 튜브를 통해 연장하는 적어도 하나의 채널로 형성되도록 압출되고,
상기 중앙 부분의 이격된 섹션들에서 상기 튜브의 사이드들로부터 재료가 제거되고 상기 핀들이 남는 장치.a heat exchanger tube,
The heat exchanger tube,
central part,
header portions on the ends of the central portion and thicker than the central portion;
pins extending outwardly from the central portion;
end faces on the ends of the header portions away from the central portion, and
at least one channel extending through the tube;
the heat exchanger tube is extruded to the thickness of the header portions and formed into at least one channel extending through the tube;
In spaced sections of the central portion material is removed from the sides of the tube and the fins remain.
상기 중앙 부분 및 상기 헤더 부분들 사이의 점진적인 전이 부분들을 더 포함하는 장치.The method of claim 1,
and progressive transition portions between the central portion and the header portions.
상기 튜브는 길이 방향으로 구부러진 장치.The method of claim 1,
The tube is bent in the longitudinal direction.
상기 튜브의 단부들은 경사지고, 상기 튜브는 비틀리고 나선형으로 기울어진 장치.The method of claim 1,
wherein the ends of the tube are inclined, and the tube is twisted and spirally inclined.
상기 핀들은 상기 튜브의 길이 방향에 대해 각이 진 장치.6. The method of claim 5,
wherein the fins are angled with respect to the longitudinal direction of the tube.
복수 개의 튜브들을 더 포함하고, 상기 복수 개의 튜브들은 상기 튜브들의 헤더 부분들 사이에 밀착되고 압입되어 서로 인접하게 배열되고, 상기 헤더 부분들의 단부들은 상기 헤더 부분들의 단부들을 절단 또는 기계 가공함으로써 평탄화되고, 평탄화된 단부들은 결합되는 장치.The method of claim 1,
It further comprises a plurality of tubes, wherein the plurality of tubes are arranged adjacent to each other by being pressed and pressed between the header portions of the tubes, the ends of the header portions being flattened by cutting or machining the ends of the header portions, and , the device in which the flattened ends are joined.
헤더 링들은 상기 평탄화된 단부들의 내부 둘레 표면 및 외부 둘레 표면에 밀착되게 배치되고 마찰 교반 용접에 의해 상기 평탄화된 단부들과 결합된 장치.8. The method of claim 7,
Header rings are disposed in close contact with the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the flattened ends and joined with the flattened ends by friction stir welding.
상기 헤더 부분들의 단부들은 상기 헤더 부분들의 단부들에서 상기 적어도 하나의 채널의 개구들을 둘러싸는 영역들로부터 멀어지게 마찰 용접에 의해 결합된 장치.9. The method of claim 8,
The ends of the header portions are joined by friction welding away from areas surrounding the openings of the at least one channel at the ends of the header portions.
상기 튜브들의 상기 헤더 부분들의 결합된 상기 평탄화된 단부들 및 상기 헤더 링들은 열 교환기로서 사용되기 위해 연마되고 준비된 장치.9. The method of claim 8,
The joined flattened ends of the header portions of the tubes and the header rings are polished and prepared for use as a heat exchanger.
복수 개의 튜브들을 더 포함하고, 상기 튜브들은 상기 튜브들의 상기 헤더 부분들 사이에 밀착되고 압입되어 서로 인접하게 배열되고, 상기 튜브들의 단부들은 가공 또는 절단에 의해 그리고 상기 단부들의 평탄화된 단부 돌출부들의 추가적인 기계 가공에 의해 평탄화되고, 연속적인 평평한 단부 면 표면들은 상기 튜브들의 단부들 상의 상기 돌출부들 주위에 형성된 장치.7. The method of claim 6,
further comprising a plurality of tubes, wherein the tubes are arranged adjacent to each other by being pressed and press-fitted between the header portions of the tubes, the ends of the tubes by machining or cutting and by further processing of the flattened end projections of the ends. An apparatus planarized by machining, wherein continuous flat end face surfaces are formed around the projections on the ends of the tubes.
용접에 의해 상기 평평한 단부 면들에 결합된 상기 돌출부들을 수용하는 개구들을 갖는 면 플레이트들을 더 포함하는 장치.12. The method of claim 11,
and face plates having openings to receive the protrusions joined to the flat end faces by welding.
상기 돌출부들은 상기 면 플레이트들의 상기 개구들을 통해 그리고 상기 개구들을 넘어 연장되고, 상기 면 플레이트들에서의 상기 개구들 및 상기 돌출부들은 브레이징에 의해 밀봉되는 장치.13. The method of claim 12,
wherein said projections extend through and beyond said openings in said face plates, said openings and said projections in said face plates being sealed by brazing.
중앙 부분들에서 이격된 섹션들을 기계 가공 또는 삭마하는 단계, 및
중앙 부분들 및 상기 중앙 부분들보다 두꺼운 헤더 부분들을 남기는 단계로서, 상기 튜브들을 가로질러 연장하는 이격된 핀들을 갖는 상기 중앙 부분들 및 상기 헤더 부분들의 단부들에서 상기 채널들의 개구들을 갖는 상기 튜브들의 단부들에서 상기 헤더 부분들을 남기는 단계
를 포함하고,
상기 열 교환기 튜브들은 상기 헤더 부분들의 두께로 그리고 상기 튜브를 통해 연장하는 적어도 하나의 채널로 형성되도록 압출되고, 상기 중앙 부분의 이격된 섹션들에서 상기 튜브의 사이드들로부터 재료가 제거되고 상기 핀들이 남는 방법.forming heat exchanger tubes by extruding the flat tubes extending through the tubes and having at least one channel thicker than the flat tubes;
machining or ablating the spaced apart sections in the central portions, and
leaving central portions and header portions thicker than the central portions of the tubes having openings in the channels at the ends of the central portions and the header portions with spaced fins extending across the tubes. leaving the header portions at the ends
including,
The heat exchanger tubes are extruded to the thickness of the header portions and formed into at least one channel extending through the tube, material is removed from the sides of the tube in spaced sections of the central portion and the fins are how to stay.
복수 개의 튜브들을 서로 가깝게 배열하고 상기 헤더 부분들 사이에 밀착되고 압입되게 상기 헤더 부분들을 가압하는 단계, 및
상기 헤더 부분들을 함께 유지하는 단계
를 더 포함하는 방법.15. The method of claim 14,
arranging a plurality of tubes close to each other and pressing the header portions to be tightly pressed and pressed between the header portions, and
holding the header parts together
How to include more.
상기 복수 개의 튜브들을 서로 가깝게 배열하고 상기 헤더 부분들을 가압하는 단계 이전에 상기 튜브들을 구부러지게 하는 단계를 더 포함하는 방법.16. The method of claim 15,
and arranging the plurality of tubes close to each other and bending the tubes prior to pressing the header portions.
상기 복수 개의 튜브들에 일 각도로 상기 핀들을 초기에 형성하는 단계,
상기 헤더 부분들을 함께 가압하기 전에 상기 튜브들을 길이 방향으로 구부러지게 하고 상기 튜브들의 단부들을 경사지게 하고 상기 튜브들을 나선형으로 기울이게 하고 비틀게 하는 단계,
상기 튜브들의 단부들을 절단 또는 기계 가공함으로써 상기 튜브들의 단부들을 평탄화하는 단계,
상기 튜브들의 평탄화된 단부들 주위에 링들을 밀착되게 배치하는 단계,
마찰 용접에 의해 상기 링들 및 상기 평탄화된 단부들을 결합시키고 마찰 용접에 의해 튜브들의 인접한 단부들을 결합시키는 단계,
용접 없이 상기 채널들 주위의 영역들을 남기는 단계, 및
상기 튜브들의 결합된 단부들 및 상기 링들의 결합된 단부 표면들을 연마하는 단계
를 더 포함하는 방법.15. The method of claim 14,
initially forming the fins at an angle to the plurality of tubes;
longitudinally bending the tubes and beveling the ends of the tubes and helically tilting and twisting the tubes before pressing the header portions together;
flattening the ends of the tubes by cutting or machining the ends of the tubes;
closely disposing rings around the flattened ends of the tubes;
joining the rings and the flattened ends by friction welding and joining adjacent ends of the tubes by friction welding;
leaving areas around the channels without welding, and
polishing the mated ends of the tubes and the mated end surfaces of the rings;
How to include more.
상기 복수 개의 튜브들에 일 각도로 상기 핀들을 초기에 형성하는 단계,
상기 헤더 부분들을 함께 가압하기 전에 상기 튜브들을 길이 방향으로 구부러지게 하고 상기 튜브들의 단부들을 경사지게 하고 상기 튜브들을 나선형으로 기울이게 하고 비틀게 하는 단계,
단일의 평평한 표면에 대해 상기 튜브들의 단부들을 절단 또는 기계 가공함으로써 상기 튜브들의 단부들을 평탄화하는 단계,
상기 튜브 단부들에서 상기 채널들의 개구들 주위에 튜브 재료의 돌출부들을 형성하고 남기기 위해 상기 튜브들의 단부들을 추가적으로 기계 가공하고 상기 돌출부들 주위에 상기 헤더 부분들의 단부 면들을 남기는 단계,
상기 돌출부들을 수용하기 위한 개구들을 갖는 단부 플레이트들을 제공하는 단계, 및
상기 단부 면들 상에 상기 단부 플레이트들을 배치하고 상기 단부 플레이트들을 상기 단부 면들에 마찰 용접하는 단계
를 더 포함하는 방법.15. The method of claim 14,
initially forming the fins at an angle to the plurality of tubes;
longitudinally bending the tubes and beveling the ends of the tubes and helically tilting and twisting the tubes before pressing the header portions together;
flattening the ends of the tubes by cutting or machining the ends of the tubes against a single flat surface;
further machining the ends of the tubes to form and leave projections of tube material around the openings of the channels at the tube ends, leaving end faces of the header portions around the projections;
providing end plates having openings for receiving the protrusions; and
disposing the end plates on the end faces and friction welding the end plates to the end faces;
How to include more.
상기 단부 플레이트들에서의 상기 개구들을 상기 돌출부들의 사이드들에 마찰 용접하는 단계를 더 포함하는 방법.19. The method of claim 18,
friction welding the openings in the end plates to the sides of the protrusions.
상기 단부 플레이트들에서의 상기 개구들을 통해 상기 돌출부들을 연장시키고 상기 단부 플레이트들에서의 상기 개구들에 상기 돌출부들을 브레이징하는 단계를 더 포함하는 방법.19. The method of claim 18,
extending the protrusions through the openings in the end plates and brazing the protrusions to the openings in the end plates.
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