(57)【要約】【課題】  内部に加圧流体が流通するインタークーラ等の熱交換器のヘッダにおいて、耐圧性が高く且つ、製作しやすいものの提供。【解決手段】  ヘッダープレート２は、その底部2aと、底部2aの周縁から立ち上げられた縁部2bとを有し、その底部2aと縁部2bまでの間が滑らかに湾曲した湾曲面５で接続されて、全体が椀状の耐圧曲面を構成し、ヘッダープレート２の外周面がヘッダ本体３の外周にほぼ整合するとともに、その内周面がヘッダ本体３の薄肉部４の外周に整合する。そして、ヘッダープレート２の開口端面８がヘッダ本体３の段差に突き当てられて位置決めされた状態で、ヘッダープレート２とヘッダ本体３との継目がそれらの外側から溶接固定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のチューブ(1)の端部が貫通して、その貫通部が液密に接合されるヘッダープレート(2)と、一端側が開口された鋳物製で箱状のヘッダ本体(3)と、を有し、そのヘッダ本体(3)の開口にヘッダープレート(2)の周縁が溶接固定されてなる熱交換器のヘッダ溶接構造において、
それらの厚みが、チューブ(1)、ヘッダープレート(2)、ヘッダ本体(3)の順に厚くなり、
ヘッダ本体(3)の開口部は、その内周側が外周側より先端側へ突出する階段状に形成されて、その先端縁外周が内側へ凹陥した薄肉の薄肉部(4)を有し、
ヘッダープレート(2)は、その底部(2a)と、底部(2a)の周縁から立ち上げられた縁部(2b)とを有し、その底部(2a)と縁部(2b)までの間が滑らかに湾曲した湾曲面(5)で接続されて、全体が椀状の耐圧曲面を構成し、その開口部の外周面(6)が前記ヘッダ本体(3)の外周に略整合すると共に、内周面(7)がヘッダ本体(3)の薄肉部(4)の外周に整合し、
ヘッダープレート(2)の開口端面(8)が、前記ヘッダ本体(3)の段差に付き当てられて位置決めされた状態で、そのヘッダープレート(2)とヘッダ本体(3)の継目が、それらの外側から溶接固定されてなることを特徴とする熱交換器のヘッダ溶接構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージエアクーラのごとく、タンクに内圧が加わる熱交換器において、その耐圧性を向上させるとともに、ヘッダとヘッダプレートとの接合を正確に行なうことができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッダの接合は、図４に示すごとく、行なわれていた。
すなわち、一例としてインタークーラのヘッダは、ヘッダープレート２とヘッダ本体３とからなり、ヘッダープレート２には多数の偏平なチューブ挿通孔が穿設され、そこにチューブ１の端部が挿通されて、その挿通部が一体にろう付け固定される。そのヘッダープレート２は、皿状に形成され、その全周縁が直角に立ち上げられている。そして、この例では鋳物製のヘッダ本体３がヘッダープレート２の底部に着座される。即ち、ヘッダープレート２の立上げ部の根元部にヘッダ本体３の開口端面が着座し、その状態でヘッダープレート２とヘッダ本体３との間が溶接され、そこに溶接部９を形成するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
内部に加圧流体が流通するヘッダは、厚みや材質を変えることなく、可能な限り耐圧性の高いものが望まれる。図４の構造は、ヘッダープレート２の板厚をヘッダ本体３のそれよりも薄くして、その加工を容易にしている。即ち、プレス成形により外周を直角に立ち上げるとともに、その底部に多数の偏平孔をプレス成形している。
ところが、底部が平で周縁がほぼ直角に立ち上げられたヘッダープレート２は、ヘッダの内部容量が比較的小さいとともに、耐圧性に問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は同一の板厚および材質であっても、より耐圧性の高いヘッダで且つ、それを正確に接合することができる溶接構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の本発明は、多数のチューブ(1)の端部が貫通して、その貫通部が液密に接合されるヘッダープレート(2)と、一端側が開口された鋳物製で箱状のヘッダ本体(3)と、を有し、そのヘッダ本体(3)の開口にヘッダープレート(2)の周縁が溶接固定されてなる熱交換器のヘッダ溶接構造において、
それらの厚みが、チューブ(1)、ヘッダープレート(2)、ヘッダ本体(3)の順に厚くなり、
ヘッダ本体(3)の開口部は、その内周側が外周側より先端側へ突出する階段状に形成されて、その先端縁外周が内側へ凹陥した薄肉の薄肉部(4)を有し、
ヘッダープレート(2)は、その底部(2a)と、底部(2a)の周縁から立ち上げられた縁部(2b)とを有し、その底部(2a)と縁部(2b)までの間が滑らかに湾曲した湾曲面(5)で接続されて、全体が椀状の耐圧曲面を構成し、その開口部の外周面(6)が前記ヘッダ本体(3)の外周に略整合すると共に、内周面(7)がヘッダ本体(3)の薄肉部(4)の外周に整合し、
ヘッダープレート(2)の開口端面(8)が、前記ヘッダ本体(3)の段差に付き当てられて位置決めされた状態で、そのヘッダープレート(2)とヘッダ本体(3)の継目が、それらの外側から溶接固定されてなることを特徴とする熱交換器のヘッダ溶接構造である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のヘッダ溶接構造は、ヘッダープレート２の外周面６がヘッダ本体３の外周に略整合すると共に、内周面７がヘッダ本体３の薄肉部４の外周に整合し、ヘッダープレート２の開口端面８が、前記ヘッダ本体３の段差に付き当てられて位置決めされた状態で、そのヘッダープレート２とヘッダ本体３の継目が、それらの外側から溶接固定されたものである。
そのためヘッダープレート２とヘッダ本体３との位置決めが正確かつ容易に行われる。
そして、ヘッダ本体３の薄肉部４とヘッダープレート２との重ね合わせ部で、その外側から溶接が行われるから、溶接の際に発生するスパッタが、その内側のヘッダ本体３の薄肉部４で、ブロックされる。従って、スパッタがヘッダ内に進入することがない。そのため、最も厚さの薄いチューブがスパッタで損傷することがなく、熱交換器の耐圧性を維持する。
また、ヘッダ本体３に比べて厚みの薄いヘッダープレート２は、その底部2aと縁部2bとの間が滑らかに湾曲した湾曲面５で接続されて、全体が椀状の耐圧曲面を構成したので、全体として耐圧性の高い熱交換器のヘッダとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図２のＩ−Ｉ矢視における断面図であって、その位置決め状態と溶接状態とを示す説明図。
【図２】本発明のヘッダの要部斜視図。
【図３】本発明の比較例を示す要部縦断面図。
【図４】従来型ヘッダの縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき、説明する。
本発明の熱交換器のヘッダは、図１、図２に示すごとく、ヘッダープレート２とヘッダ本体３とからなる。ヘッダープレート２は、底部2aと縁部2bとからなり、その底部2aと縁部2bとの間が滑らかな湾曲面５で連結されている。このように、ヘッダープレート２の縁部2bと底部2aとの間に湾曲面５を形成し、全体が椀状の耐圧曲面を構成したので、従来型のヘッダープレートに比べて耐圧性の高いものとなる。また、その底部2aおよび湾曲面５の一部には偏平孔が多数並列している。そして、各偏平孔にチューブ１の端部が挿通され、その挿通部がろう付け等の手段により気密に接合されている。また、隣接する各チューブ１の間にはフィンが配置され、フィンとチューブ１との間が一体にろう付けされている。
【０００９】
次にヘッダ本体３は鋳物製であり、その開口端外周縁部が段つきに形成されている。そして、内面側に凹陥して、その先端縁部に薄肉部４が形成されている。ヘッダ本体３の薄肉部４の外周面は、ヘッダープレート２の縁部2bの内周面７に整合し、その縁部2bの外周面６がヘッダ本体３の外周に整合する。このようなヘッダープレート２の端面にヘッダ本体３が被嵌され、その段差部が縁部2bの開口端面８に当接される（図１右側に図示）。その状態で、溶接によりその継目部分が一体に溶接固定されて（図１左側および図２）ヘッダを完成する。
【００１０】
このように、ヘッダープレート２をヘッダ本体３の外側に配置し、その継目部分を溶接することにより、溶接時に発生するスパッタがヘッダ内部に進入することを防止できる。
仮にヘッダの内部にスパッタが進入すると、比較的肉厚の薄いチューブ１の内面を損傷し、気密性を損なうおそれがある。或いは、耐圧性を損なうおそれがある。
しかしながら、この発明ではヘッダープレート２をヘッダ本体３の外側に配置しているため、その継目を溶接しても、そのスパッタはヘッダ本体３の薄肉部４でブロックされ、それが内部に進入することはない。
【００１１】
次に比較例として、図３に示すごとく、ヘッダ本体３の開口縁の段部をその内側に形成し、その段部にヘッダープレート２を突き当て、ヘッダープレート２とヘッダ本体３との継目を溶接した場合、溶接中にヘッダープレート２に欠損部10が形成されるおそれがある。すると、図１の場合と異なり、その欠損部10の内側には何もないため、耐圧性が低下する。
なお、この実施例は上部側のヘッダのみを記載したが、それと同様の手順で下部側のヘッダも製作される。
【符号の説明】
【００１２】
１  チューブ
２  ヘッダープレート
2a  底部
2b  縁部
３  ヘッダ本体
４  薄肉部
５  湾曲面
６  外周面
７  内周面
８  開口端面
９  溶接部
10  欠損部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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