(57)【要約】  【課題】高圧冷凍システムにおける凝縮器、ガス冷却器及び／又は蒸発器として使用されるような高圧熱交換器で使用するためのより低コストなヘッダーを製造する方法等を提供する。  【解決手段】耐高圧ヘッダー（１０）、（１２）の大量生産方法が提供される。本方法は、比較的薄い壁部分（３２）と比較的厚い壁部分（３０）とを有するヘッダー構造体（１０）、（１２）からヘッダー（１０）、（１２）が形成されることを可能にする。ストリップ（４０）は、薄い壁部分（３２）に望ましい厚さを与えるために利用され、他方、薄い壁部分（３２）とストリップ（４０）の両方に管スロット（３４）、（４２）がワンステップ打抜き操作によって形成されることを可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器用の耐高圧ヘッダーを作製する方法であって、
（ａ）長手方向に延びる一組の並列の通路を含む細長いヘッダー構造体を準備する工程であって、該通路が、変形が阻止されることとなる作動圧で流体が通路内に入れられた場合に変形に耐える十分な厚さの壁で囲まれる当該工程と、
（ｂ）壁の一部に第１合わせ外側面を設けることにより、壁をその長さに沿って薄くする工程であって、管スロットが壁の第１合わせ外側面で打ち抜かれて壁を貫通して通路へと至り得るように壁が第１合わせ外側面において十分薄い当該工程と、
（ｃ）壁の第１合わせ外側面に所定の離隔間隔で管スロットを打ち抜く工程であって、管スロットのあるものは通路の一方へと貫通し、管スロットの他のものは他方の通路へと貫通する当該工程と、
（ｄ）第１合わせ外側面に対し相補形の第２合わせ面を有する細長いストリップを準備する工程であって、ストリップが、ストリップと第１合わせ外側面での壁とを結合した厚さが壁の前記十分な厚さにほぼ等しいか又は該厚さより大きい厚さである当該工程と、
（ｅ）ストリップに所定の離隔間隔で管スロットを打ち抜く工程と、
（ｆ）ストリップの第２合わせ面をヘッダー構造体の第１合わせ外側面に、両者の管スロットを互いに整列させて隣接させる工程と、
（ｇ）管スロットを有する単体のヘッダーを提供するため、ストリップをヘッダー構造体にそれぞれの長手に沿って接合する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記第１及び第２合わせ面の両方は平面である請求項１の方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）及び（ｂ）は、ヘッダー構造体の押出し成形によって同時に行われる請求項２の方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）及び（ｂ）は、ヘッダー構造体の押出し成形によって同時に行われる請求項１の方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、ヘッダー構造体の外側面の前記一部にストリップ受け溝を設けることによって行われる請求項１の方法。
【請求項６】
前記ストリップ受け溝は、第１合わせ外側面を規定する平らな底面を有し、第２合わせ面は平らである請求項５の方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）は、第１合わせ外側面の管スロットと実質上同じ寸法及び形状の管スロットをストリップに打ち抜くことによって行われる請求項１の方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）は、壁にストリップ受け溝を形成することによって行われる請求項１の方法。
【請求項９】
前記工程（ｆ）の前に、ストリップ受け溝の両側部にタブを設ける工程が先行し、工程（ｆ）の後に、該タブをストリップ上に変形させる工程が続く請求項８の方法。
【請求項１０】
前記工程（ｆ）の前に、第１合わせ外側面の両側部にタブを設ける工程が先行し、工程（ｆ）の後で工程（ｇ）の前に、該タブをストリップの両縁上に変形させる工程が行われる請求項１の方法。
【請求項１１】
前記工程（ａ）の通路には円柱形状が与えられる請求項１の方法。
【請求項１２】
前記工程（ａ）の通路には非円柱形状が与えられる請求項１の方法。
【請求項１３】
高圧熱交換器用のヘッダーであって、
長手方向に延びる一組の並列の通路と管受け側部とを有する細長い管状構成要素であって、通路を部分的に囲む比較的厚い壁と、管受け側部における比較的薄い壁とを有する単体の構造体である当該構成要素と、
前記構成要素の比較的薄い壁における起伏によって形成される第１合わせ外側面と、
通路と流体連通し、かつ所定の離隔間隔で配置される、第１合わせ外側面に打ち抜かれた複数の第１管受けスロットと、
第１合わせ外側面に対し相補形で隣接させられる第２合わせ面を有する細長いストリップであって、ストリップと前記薄い壁との厚さが前記厚い壁の厚さと実質上等しいか又は該厚さより大きい当該ストリップと、
ストリップに打ち抜かれて所定の離隔間隔で配置され、第１管受けスロットに整列させられる複数の第２管受けスロットと、
前記構成要素とストリップとを共に接合する接合部とを備えたヘッダー。
【請求項１４】
前記第１及び第２合わせ面の両方は平面である請求項１３のヘッダー。
【請求項１５】
前記接合部は鑞付けされた接合部である請求項１３のヘッダー。
【請求項１６】
前記第１及び第２合わせ面の両方は平面であり、前記接合部は鑞付けされた接合部である請求項１３のヘッダー。
【請求項１７】
前記第１合わせ外側面は、外面に形成された溝の底部によって規定され、ストリップは該溝に位置付けられる請求項１６のヘッダー。
【請求項１８】
前記通路は円柱状通路である請求項１３のヘッダー。
【請求項１９】
前記通路は非円柱状通路である請求項１３のヘッダー。
【請求項２０】
前記管スロットは、前記構成要素の伸長方向に細長い請求項１３のヘッダー。
【請求項２１】
前記起伏の両側部にタブを含み、該タブは、細長いストリップの両側部上に変形させられる請求項１３のヘッダー。
【請求項２２】
高圧熱交換器であって、
長手方向に延びる一組の並列の通路と管受け側部とを有する細長い管状構成要素によって規定される少なくとも一つのヘッダーであって、該構成要素が、通路を部分的に囲む比較的厚い壁と、管受け側部における比較的薄い壁とを有する単体の構造体である当該ヘッダーと、
前記構成要素の比較的薄い壁における起伏によって形成される第１合わせ外側面と、
通路と流体連通し、かつ所定の離隔間隔で配置される、第１合わせ外側面に打ち抜かれた複数の第１管受けスロットと、
第１合わせ外側面に対し相補形で隣接させられる第２合わせ面を有する細長いストリップであって、ストリップと前記薄い壁との厚さが前記厚い壁の厚さと実質上等しいか又は該厚さより大きい当該ストリップと、
ストリップに打ち抜かれて所定の離隔間隔で配置され、第１管受けスロットに整列させられる複数の第２管受けスロットと、
前記構成要素とストリップとを共に接合する接合部と、
端部が前記管受けスロット内に配置される扁平断面の複数の管と、
隣り合う管間に延在して接合されるフィンとを備えた熱交換器。
【請求項２３】
前記フィンはサーペンタインフィンである請求項２２の熱交換器。
【請求項２４】
前記第１及び第２合わせ面の両方は平面である請求項２２の熱交換器。
【請求項２５】
前記第１合わせ外側面は前記構成要素の外面にある請求項２２の熱交換器。
【請求項２６】
前記接合部は鑞付けされた接合部である請求項２２の熱交換器。
【請求項２７】
前記第１及び第２合わせ面の両方は平面であり、前記接合部は鑞付けされた接合部である請求項２２の熱交換器。
【請求項２８】
前記第１合わせ外側面は、外面に形成された溝の底部によって規定され、ストリップは該溝に位置付けられる請求項２７の熱交換器。
【請求項２９】
前記通路は円柱状通路である請求項２２の熱交換器。
【請求項３０】
前記通路は非円柱状通路である請求項２２の熱交換器。
【請求項３１】
前記起伏の両側部にタブを含み、該タブは、細長いストリップの両側部上に変形させられる請求項２２の熱交換器。
【請求項３２】
前記複数の管は、端部が第１及び第２管受けスロット内に配置されて通路の一方と流体連通する第１管群と、端部が第１及び第２管受けスロット内に配置されて通路の他方と流体連通する第２管群とを備える請求項２２の熱交換器。
【請求項３３】
前記複数の管各々の各端部が切り欠かれ、該切欠きの一方側における第１部分が第１及び第２管スロット内に配置されて通路の一方と流体連通し、該切欠きの他方側における第２部分が第１及び第２管スロット内に配置されて通路の他方と流体連通する請求項２２の熱交換器。
【請求項３４】
前記複数の管各々は、一組の平行な脚部と、前記少なくとも一つのヘッダーから離れた位置で該脚部を接続する湾曲部とを含み、脚部の一方は、第１及び第２管受けスロット内に配置されて通路の一方と流体連通する端部を有し、脚部の他方は、第１及び第２管受けスロット内に配置されて通路の他方と流体連通する別の端部を有する請求項２２の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用のヘッダーに関し、更に詳しくは、極度の高圧用途のために設計されたヘッダーと、このようなヘッダーを組み込んだ熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調システムを含む冷凍（冷却）システムからのフッ素含有冷却剤の漏出の結果としての地球温暖化及びオゾン層の劣化に関する問題は、より環境に優しい冷却剤を利用する新式の冷凍システムへの見直しを促している。研究中にあるそのようなシステムの一つは、冷却剤として二酸化炭素（ＣＯ2）が用いられるＣＯ2ベースのシステムである。ＣＯ2システムは、フッ素ベースの冷却剤を用いる慣用システムよりも著しく高い内部圧力で作動する。その結果、慣用システムの例えばガス冷却器及び蒸発器等の用途で使用される熱交換器の耐圧性（圧力抵抗）を改良する必要がある。
【０００３】
同時に、これらのシステムは、燃費に対する影響のために重量が重要な問題となる車両空調システムにおける広範な使用の可能性を有する。この問題点は、他の主要な変更を伴わずに、そのようなシステムに使用される従来の熱交換器の壁厚を単に拡大することで、望ましい耐圧を実現することを不可能にする。これは、より厚い壁とした構成要素の増加した重量のためである。更に、この解決策は、経済的に実行可能なものではない。その理由は、耐圧を実現するために、壁厚を厚くする以外に寸法を変えない既存の構成要素を採用することは、より多くの材料が熱交換器に、特にヘッダーに加えられなければならないことを意味し、そのため、結果として生じる熱交換器のコストを高めるからである。
【０００４】
この問題に対する種々の解決策が提案されてきた。例えば、多くの熱交換器は、一般に円筒形状の管状ヘッダーを使用する。慣用の扁平管は、それらの端部がヘッダーの管スロットにはめ込まれ、管スロットは、ヘッダーの伸長方向に対し横（横断／交差）方向となる。ヘッダーの直径を縮小して、管スロットの向きを、これらがヘッダーの伸長方向に細長くなるように変えることが提案された。その際、熱交換器を通る管間の空気流に対する管の望ましい向きを与えるため、該管には、その端部がヘッダーに入る付近でねじれ（ひねり）が付けられる。
【０００５】
このアプローチにおける一つの主要な困難点は、小径ヘッダーでは、ヘッダーに管スロットを形成するプロセスがますます難しくなっていることである。小径ヘッダーに望ましい壁厚を持たせるため、例えばフライス削り等の機械加工手順で管スロットを形成する必要があった。残念ながら、これらの機械加工作業は、時間と費用がかかり、特に、慣用冷却剤を利用する従来の熱交換器の円筒ヘッダーに横方向管スロットを形成するために用いられている種々の打抜き（パンチング）技術に比べてコストがかさむ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、高圧冷凍システムにおける凝縮器、ガス冷却器及び／又は蒸発器として使用されるような高圧熱交換器で使用するためのより低コストなヘッダーが現に求められている。本発明はこの要求を満たすことに向けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主目的は、ａ）高圧熱交換器用のヘッダーを作製するための新規で改良された方法と、ｂ）高圧熱交換器で使用するための耐高圧性（高い圧力抵抗）を有する新規で改良されたヘッダーと、ｃ）ＣＯ2冷凍システム等の高圧システムで熱交換器が機能することを可能にする改良された耐圧性を有する新規で改良された熱交換器とを提供することである。
【０００８】
本発明の一側面によれば、熱交換器用の高圧力抵抗ヘッダーを作製する方法が提供される。該方法は、
ａ）長手（軸）方向に延びる一組の並列（並んで隣り合う）の通路を含む細長いヘッダー構造体を準備する工程であって、該通路が、変形が阻止される（生じない）であろう作動圧で流体が通路に入れられた場合に変形に耐えるのに十分に厚い壁で囲まれる当該工程と、
ｂ）壁の一部に第１合わせ外側面を設けることにより、壁をその長さに沿って薄くする工程であって、管スロットがより費用のかかる機械加工手順とは対象的に打抜き（パンチング）によって第１合わせ外側面に形成され得るように、該壁が第１合わせ外側面で十分に薄い当該工程と、
ｃ）壁の第１合わせ外側面に所定の離隔間隔で管スロットを打ち抜く工程と、
ｄ）第１合わせ外側面に対し相補形の第２合わせ面を有する細長いストリップを準備する工程であって、ストリップと第１合わせ外側面での壁とを組み合わせた厚さが壁の望ましい厚さとほぼ等しいか又は該厚さよりも大きい当該工程と、
ｅ）所定の離隔間隔でストリップに管スロットを打ち抜く工程と、
ｆ）ストリップの第２合わせ面をヘッダー構造体の第１合わせ外側面に隣接させる工程であって、ストリップの管スロットとヘッダー構造体の管スロットとが互いに整列する当該工程と、
ｇ）その後、ストリップをヘッダー構造体にこれらそれぞれの長手方向に沿って接合して、管スロットを有する単一のヘッダーを設ける工程と、を含む。
【０００９】
好ましい実施形態において、両合わせ面は平面である。
【００１０】
好ましい実施形態はまた、ヘッダー構造体の押出し成形によって工程ａ）及びｂ）が同時に行われることを企図する。
【００１１】
一実施形態において、工程ｂ）は、ヘッダー構造体外側面の上記部分にストリップ受け溝を設けることによって行われ、該溝は、第１合わせ外側面を規定する底面を有する。
【００１２】
本発明の別の側面によれば、高圧熱交換器用のヘッダーが設けられる。該ヘッダーは、長手方向に延びる一組の並列の通路を有する細長い管状構成要素と、管受け側部とを含む。該構成要素は、単体構造であり、通路を部分的に囲む比較的厚い壁と、管受け側部における比較的薄い壁とを有する。起伏によって規定される第１外側合わせ面は、該構成要素の比較的薄い壁に設置される。複数の打ち抜かれた第１管受けスロットは、第１合わせ面に配置され、通路と流体連通し、かつ、所定の離隔間隔で設置される。第１合わせ面に対し相補形で該面に対し隣接する第２合わせ面を有する細長いストリップは、ストリップと薄い壁との厚さが厚い壁の厚さに実質上等しいか又は該厚さより大きいように設けられる。複数の第２管受けスロットがストリップに設置され、該スロットはストリップに打ち抜かれて、第１合わせ面の管スロットと同じ所定間隔で配置される。第２管受けスロットは、第１管受けスロットと位置合わせされる。接合部（接続箇所）は、上記構成要素とストリップとを共に結合（接合）するように設けられる。
【００１３】
好ましくは、上記接合部は鑞付けされた接合部である。
【００１４】
本発明の更に別の側面によれば、上述したヘッダーを含む高圧熱交換器が設けられる。それぞれ扁平断面の複数の管が設けられ、該管の端部は対応する管スロットの一つ一つ内に配置される。
【００１５】
一形態において、管の端部は対応する管の残りの部分に対し約９０°ねじられ、フィンが隣り合う該管の残りの部分間に延在して接合される。
【００１６】
好ましくは、フィンはサーペンタインフィンである。
【００１７】
他の目的及び利点は、添付図面と以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に従って作製された熱交換器が図１に例示され、該熱交換器は、冷凍（冷却）システムとの関連で説明される。しかしながら、本発明は、その各側面において、高圧熱交換器に一般的に適用でき、特許請求の範囲に記載したものを除き、冷凍システムに限定することを企図しない。熱交換器は、互いに反対側の離隔したヘッダー１０及び１２を含んで示される。ヘッダー１０及び１２は、後の記述で理解されるように管状であり、真っ直ぐな扁平管１６の端部１４を受ける。端部１４は、ヘッダー１０及び１２の内部と流体連通し、互いに離隔する。あるいは、Ｕ字形の扁平管（図示せず）がヘッダー１０、１２の内部と流体連通するように配置されて、ヘッダー１０及び１２は互いに接近して隣り合うことができる。
【００１９】
フィン１８は、好ましくは、端部１４間の中間において隣り合う管１６間に延びかつ該隣り合う管１６に接合されるサーペンタイン（蛇行）フィンである。
【００２０】
管１６は扁平管であり、また、端部１４間において、該熱交換器の表面から背面へと至るそれら管の寸法（長さ）の大部分（大寸法部分）を有する。すなわち、フィン１８は、それら管１６の大寸法部分に沿って管１６の側部に接合される。寸法の小部分は、管自体１６自体が与える、空気流に対する妨害を最小にするため前方を向く。
【００２１】
端部１４に隣接して、管１６は、端部１４が、ヘッダー１０及び１２の伸長方向に細長く延びる管スロット（図１には示さず）に挿入されることを可能にするねじれ２０を含む。通常は、ねじれ２０は、９０°となるが、他の角度も所望により用いられ得る。
【００２２】
ヘッダー１０、１２の一つには、矢印２２によって概略的に示す入口が設けられ得、他方、反対側のヘッダーには、矢印２４によって概略的に示す出口が設けられ得る。もちろん、ある例において、熱交換器は、いわゆるマルチパス（多流もしくは複数通路）熱交換器であり得、この場合、流れをヘッダー１０及び１２間の前後に少なくとも１回は誘導するバッフルが設けられ得る。パス（通路）の数が偶数である場合、入口２２及び出口２４の両方は、同じヘッダー１０、１２にあるであろうし、その一方、単一パス熱交換器又は奇数のパスを有するマルチパス熱交換器は、入口２２と出口２４は、ヘッダー１０及び１２の異なる一方に存在することになる。更には、所望により、複数列（マルチプルロー）熱交換器は、図１に示す構造体を複数用いて、かつ、望ましい流れ回路を提供するため、上記同様にバッフルが付けられ得る、マニホルドによって連結されたヘッダー１０及び／又は１２と積重ね関係で作製され得る。
【００２３】
今度は図２〜４を参照して、ヘッダー１０及び１２が記載される。両ヘッダーは互いに同一なので、ヘッダー１０のみが詳述され、同じ記述がヘッダー１２にも適用されることが理解される。
【００２４】
図２に見られるように、ヘッダー１０は、該熱交換器で用いる熱交換流体の一つのための通路として機能する中心円筒内腔２８を有する円筒管２６である。ヘッダー１０は、比較的厚い壁部分３０と、比較的薄い壁部分３２とを有する。厚い壁部分には、冷凍システム内の熱交換器の稼働中に通路２８内に生じる一般的な作動圧に変形することなく十分耐える厚さと、更に適正な安全係数（安全率）とが与えられる。薄い部分３２は、その最も薄い箇所において、厚い壁部分３０の約半分の厚さを有し、この厚さは、簡単な打抜き（穿孔）作業によって該薄い壁部分に一連の細長い管スロット３４が設けられ得るように設定される。図２に例示の実施形態において、薄い壁部分３２は、ヘッダー１０の長手方向に沿って形成された溝３８の形態の起伏の平底部３６によって規定される。底部３６は、第１合わせ面として機能し、一般に平坦であるが、所望により他の形状を帯び得る。
【００２５】
本発明によれば、細長いストリップ４０が、鑞付けもしくは半田付け等によって溝３８に接合（結合）される。この目的のため、ストリップ４０は、一般的に、鑞付け被覆される。そのような接合は、一般に金属結合と呼ばれる。ストリップ４０は、複数の細長い管受けスロット４２を有し、これらスロット４２は、好ましくは、ヘッダー１０のスロット３４と同じ寸法及び形状である。これらはまた、スロット３４と同じ所定の間隔で配置される。そのため、細長いトリップ４０は、溝３８内に挿入され、上記金属結合をなす前に管スロット３４及び４２は互いに位置合わせされ得る。スロット４２はヘッダー１０のスロット３４と同じ寸法及び形状であることが好ましいが、ある用途において、スロット３４又は４２の一方のセットが、管の端部１４を受け入れて該端部との適切な接合部を形成する寸法及び形状であることが望ましく、かつ、異なる寸法及び／又は形状のスロット３４又は４２の他方のセットが管１６の端部１４との接合部の形成にとって必ずしも適切である必要はないであろう。
【００２６】
ストリップ４０は平面４４を有し、平面４４は、溝３８の底部３６とはめ合わせる第２合わせ面である。溝の底部３６として平面以外が用いられる場合、面４４は、溝３８の底部３６の該形状に対し相補形に構成される。
【００２７】
ストリップ４０の厚さは、ヘッダー１０の厚い壁部分３０の半分の厚さとほぼ等しいか、もしくは該半分の厚さよりも厚く、又は、ヘッダー１０の厚い壁部分３０の半分の厚さは、ストリップ４０の厚さに等しいか、もしくは該厚さよりも厚い。そのため、単純な打抜き作業によりストリップに管スロット４２が形成され得る。図２に示すように組み立てられた後、薄い壁部分３２及びストリップ４０においてのヘッダー１０の最小総厚は、ヘッダーの残りの部分である厚い壁部分３０の厚さと等しいか又はそれを上回る。
【００２８】
通常は、ヘッダー１０が使用される熱交換器の質量を最小にするため、ヘッダー１０及びストリップ４０の両方を形成するための材料として、アルミニウムがその軽量さから利用され得る。しかしながら、所望により他の材料も利用され得る。
【００２９】
重要な点は、管スロット３４、４２が、フライス削り等の機械加工作業による形成を必要とするのではなく、それぞれの構成要素１０、４０に打抜きされ得るように、薄い壁部分３２及びストリップ４０の両方の厚さが選択されることである。その結果、スロット３４と４２の組合せである管スロットは、安価に形成され得、結果として生じるヘッダーのコストを低減する。
【００３０】
好ましい実施形態において、ヘッダー１０は、押出し成形で形成されるが、例えば、適切な材料製のストリップからのロール成形等の他の手段によって該ヘッダーを形成することも可能である。
【００３１】
一般に、ヘッダー１０は、ストリップ４０の該ヘッダーに対する適用及び位置合わせを容易にするため、その外側面に薄い壁部分３２を有する。しかしながら、該ヘッダーの内側面に、すなわち、通路２８を規定する内側壁の一部として、比較的薄い領域３２を設けることも可能である。
【００３２】
図５は、地点５０で側部が終端する半楕円形（半卵形）断面に形成されたヘッダー１０の別の実施形態を示す。図５の実施形態において、薄い壁部分は、側部５０間に配置され、該薄い壁部分もまた、ストリップ４０を受け入れるための溝３８によって与えられた起伏の形態である。相対的寸法は上述したものと同様であり、そのため、ヘッダー１０及びストリップ４０の両方に管スロット３４、４２の打抜きを可能にする。ヘッダー１０及びストリップ４０は、もちろん、上述したように互いに金属結合される。
【００３３】
図６は、これも断面が半楕円形であるヘッダー１０の更に別の実施５２形態を例示する。この場合、溝３８は、簡易さを優先するため形成されず、平面５２が、半楕円形の端部５０間に延在する起伏（浮き出し）として機能する。この場合、ヘッダーの半楕円形状の一側部５０から他側部５０へと広げるため、いくぶん幅広のストリップ４０が用いられ得る。
【００３４】
また、上記構成では、薄い壁部分３２がストリップ４０で覆われるように設けられる。
【００３５】
一般に、図２及び５に示す実施形態は、ストリップ４０の位置付けを容易にするために溝３８が設けられる点で好ましい。これら二つのうち、図２に示す実施形態は、次の理由で好ましい。すなわち、図２、５及び６に示す各実施形態の断面の比較が示すように、図２に示す実施形態の形成に必要な材料は、他のいずれの実施形態に比べても少なく、そのため、最小コストを保証するからである。
【００３６】
管スロット３４及び４２が細長くされ、これにより、管１６のような扁平管の使用に対応することも好ましい。また、管スロット３４及び４２の伸長方向は、ヘッダー１０及び１２の伸長方向にあることが好ましい。その理由は、それが、通路２８及びヘッダー１０、１２の両方の直径の縮小を許容するためである。この直径の縮小は、システムに対する耐圧要求に適合したまま、比較的厚い部分３０においてでさえ、より薄い壁のヘッダー１０の使用を可能にする。これはまた、かなり気前よく管１６の大寸法部分の使用を許容しつつ、使用材料量を最小にする。
【００３７】
例として、図２に示す実施形態は、外径がほぼ０．５００インチで通路２８の直径が０．２５インチのヘッダーからなり得る。これは、比較的厚い部分３０に対し０．１２５インチの壁厚を与える。溝３８は、深さが０．０６２インチであり得るのに対し、ストリップ４０は、厚さが０．０６３インチであり得る。ストリップ４０の幅もまた、ほぼ０．２５０インチであり得る。
【００３８】
一般に、薄い壁部分３２は、その最も薄い部分で、ヘッダーの壁厚のほぼ１／２と等しく、また、ストリップ４０もほぼ同じ厚さを有することが望ましい。これがなされた場合、薄い壁部分３２及びストリップ４０の両方が最小厚となり、打抜きを容易するため、管スロット３４及び４２を満足に打抜く機能が最大化される。
【００３９】
図７及び８は、本発明の更なる変形を示す。簡略にするため、図２の実施形態と共通する構成要素は、同じ参照番号で与えられ、説明はしないが、該構成要素の上述した特徴は図７及び８の実施形態に同様に適用されることが理解されるであろう。これらの実施形態において、図２のような単一の円筒内腔２８ではなく、一組の並列の内腔すなわち通路５４が設けられる。図７は、円筒（円柱）状の内腔５４を例示するのに対し、図８は非円筒状の内腔５４を示す。図７及び８のヘッダー１０は、上述したような単一列の管ではなく、二列の管１６（図７に示す）を有する複数列熱交換器で使用することが望ましい。
【００４０】
各内腔５４は、内腔５４に関連する一セット（組）の管スロット３４と一セットの管スロット４２とを有する。従って、ストリップ４０は、二セットのスロット４２、すなわち、一方の内腔５４と整列する一方のセットと、他方の内腔５４と整列する他方のセットとを有することとなる。例示目的のため、各管１６は、その大寸法部分が関連する内腔５４の縦軸線に対し横方向に延びるようにして示される。しかしながら、ある用途において、大寸法部分は、関連する内腔５４の縦軸線に平行に延びることが望ましいかもしれない。
【００４１】
図７及び８のいずれの一組のヘッダー１０も、二列の管１６がヘッダー間に延びる、図１のヘッダーに対して示すような離隔平行関係で設けられ得る。又は、図９に示すように、二列の管が同じ管の平行な脚部５６から形成され、かつ該管１６の両端部がヘッダー１０のただ一つに受け入れられるように、各管１６には、図７又は８のヘッダー１０のただ一つから遠く離れた湾曲部分５５が設けられ得る。更に別の選択肢として、図７及び８のいずれかのヘッダー１０と共に、比較的長い大寸法部分を有する単一列の扁平管１６が使用され得、これは、ノッチ（切欠き）５７が管の端部に設けられ、ノッチ５７の両側に配置された部分５８及び５９が、管スロット３４、４２のそれぞれの一つに受け入れられて内腔５４のそれぞれの一つと流体連通することによる。
【００４２】
図１０及び１１は、本発明の更に別の変形を示す。該変形は、図２に例示の実施形態との関連で示されるが、容易に認識されるように、図５の実施形態に対し同様に適用できる。簡略にするため、図２の実施形態と共通する構成要素は、同じ参照番号が与えられ、説明はしない。この実施形態において、溝３８の両側にはその全長にわたってタブ６０がある。図１０に見られるように、タブの端部６２は、ストリップ４０が溝３８内のタブ６０の端部６２の内側にぴったりはまり込むように、ストリップ４０の半径方向外側面６４を越えて延びる。図１１に見られるように、タブ６０の端部６２は、半径方向外側面６４の両端部上に押し付け（かしめ）られ、もしくは他の方法で変形され得る。この押付けは、タブ６０の全長にわたり得、又は、その長さに沿う所望箇所で断続的に行われ得る。いずれにせよ、タブ６０、特にそれらの端部６２は、鑞付け中、ヘッダー管組立ての自己固定を提供する。
【００４３】
特に留意すべき点は、以上の説明は、図２に例示の実施形態を参照してなされたが、これは図５に例示の実施形態にも同様に適用できること、また、図６、７及び８の実施形態にさえ、ストリップ４０の幅が面５２の両側に配置されたタブにおいてわずかに低減されるならば、実際に使用され得ることである。この構成は、鑞付け中、ストリップ４０がノッチ３６内にしっかりと保持されることを確実なものとし、管１０とストリップ４０との間の漏れの無い境界を保証する。
【００４４】
以上より、本発明が、約６，５００ｐｓｉ以上の最小破裂圧力を有するＣＯ2冷凍システムのようなシステムにおける大量生産に対し、低コストで低質量のヘッダーを提供可能であることが認識されるであろう。本発明は、各ヘッダー及びストリップに対するワンステップ打抜き操作の使用を可能にし、そのため、関心の厚さの管スロット及びヘッダーを形成するために現在要求されるフライス削り工程を省く。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に従ってなる熱交換器の正面図である。
【図２】本発明に従ってなるヘッダーの一実施形態の断面である。
【図３】本発明に従ってなるヘッダーの平面図である。
【図４】本発明に従ってなるヘッダーを形成するため、図３に示すヘッダー構成要素に適用されるストリップの平面図である。
【図５】ヘッダーの変形実施形態の断面である。
【図６】更に別の変更実施形態の断面である。
【図７】本発明に従ってなる別の実施形態の断面である。
【図８】本発明に従ってなるヘッダーの更に別の実施形態の断面である。
【図９】ヘッダーで使用するための別の管構造を示す、図７と同様の図である。
【図１０】鑞付け前の最終組立て直前の状態の本発明の更に別の実施形態の断面である。
【図１１】鑞付け前の組立てにおける図１０の次工程における実施形態の断面である。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１２  ヘッダー
１６  扁平管
３０  比較的厚い部分
３２  比較的薄い部分
３４  管スロット
３８  溝
４０  ストリップ
４２  管スロット
４４  平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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