專利名稱：熱交換器用罐體及其制造方法
技術領域：
本發明是關于一種具有胴體部、和由胴體部的邊緣彎折成為與殼體結合的接合法蘭的熱交換器用罐體以及其制造方法。
背景技術：
這種罐體在一般情況下，通過結合一對銅制的半片筒狀的罐體半部而進行制造。并且，罐體半部是通過將具有成為胴體部的平板部的毛坯的側邊彎折成接合法蘭，利用由凸模和凹模組成的彎曲模具，用凸模將毛坯按壓入凹模，從而被加工制造成半片筒形體。而且，該熱交換器用罐體在被組裝到熱水器上時，利用接合法蘭而與殼體進行鉚接結合。
當接合法蘭是由連接于胴體部的簡單彎曲法蘭構成時，因罐體是銅制品，因此提出了如下的方案接合法蘭在進行釬焊的爐內被燒鈍，在以后的與殼體鉚接結合的工序中，往往變形，罐體與殼體之間的密封性很難保證。因此，通過在接合法蘭上焊接不銹鋼等的加強材料，而達到防止接合法蘭變形(參照日本特開平6-11192號公報，特開2000-18727號公報)。
另外，如
圖10所示，還提出如下方案作成具有將接合法蘭a連接到胴體部b的彎曲法蘭部a1和重疊在與彎曲法蘭部的胴體b相反側的面上的重疊法蘭部a2的雙層折疊彎曲構造，從而提高接合法蘭的強度。
但是，如果采用對接合法蘭的焊接加強材料的方案，則由于零件個數及工序數增加，成本也將隨之提高。并且，如圖10所示，如果采用將接合法蘭a作成雙層折疊彎曲構造的方案，接合法蘭a對于從圖中下方所施加來的外力而言，因為其強度不夠，導致罐體和殼體之間得不到充分的密封性。
并且，毛坯在彎曲加工時，由于接合法蘭的阻力，有可能產生毛坯的彎曲不良或接合法蘭的歪曲之虞。
所以，本發明的第1課題是，提供一種不使用加強材料即可極大限度地提高接合法蘭盤強度的熱交換器用罐體。
另外，本發明的第2課題是，提供一種在制造罐體半部時、既能抑制毛坯的彎曲不良及接合法蘭的歪斜、又能進行該彎曲加工的方法。
發明內容
本發明是關于一種具有胴體部、和胴體部的邊緣彎折成為與殼體接合的接合法蘭的熱交換器用罐體。
為解決上述的第1課題，本發明的熱交換器用罐體的特征在于，接合法蘭被作成具有與胴體部連接的彎曲法蘭部和重疊于彎曲法蘭部上的重疊法蘭部的多層折疊彎曲構造，在重疊法蘭部上形成有相對于胴體部的接觸部。
根據本發明，由于施加到接合法蘭上的外力的一部分通過接觸部而由胴體部所承受，從而可以提高接合法蘭的強度。
并且，本發明的特征在于，上述接觸部是使重疊法蘭部的端末沿著胴體部彎曲而形成。
根據本發明，與重疊法蘭部的端緣接觸胴體部的場合相比，由于增大了相對于胴體部的接觸面積，因此，可以進一步能提高接合法蘭的強度。
而且，本發明的特征在于，重疊法蘭部被重疊到彎曲法蘭部的胴體部側的面上，上述接觸部接觸于胴體部的外壁面。
根據本發明，由于重疊法蘭部的接觸部是與胴體部的“外壁面”接觸而不是“內壁面”，因此，可附著在胴體部內壁面上的燃燒排氣中的水分等積存在接觸部與胴體部之間而使該部分產生的腐蝕等現象就會被避免，從而可以提高罐體的耐久性。
此外，本發明的特征在于，上述接觸部與胴體部相結合。
根據本發明，通過接觸部與胴體部的結合，可以更加提高接合法蘭的強度。
另外，本發明涉及熱交換器用罐體的制造方法，其為將具有成為胴體部的平板部的毛坯的側緣彎折成接合法蘭，利用由凸模和凹模組成的彎曲模具，通過凸模將毛坯按壓在凹模內，彎曲加工成半片筒狀而制造罐體半部。通過將一對的半片筒狀的罐體半部進行結合，即可制造具有胴體部和胴體部的端緣彎折的、與殼體結合的接合法蘭的熱交換器用罐體。
為解決上述的第2課題，本發明的熱交換器用罐體的制造方法的特征在于，在上述彎曲加工時，使用具有能夠從板的厚度方向兩側夾持并收納接合法蘭的槽部的凹模，通過凹模的槽部限制接合法蘭的歪曲。
根據本發明，在毛坯的彎曲加工時，由于接合法蘭在其向厚度方向的歪曲通過凹模的槽部被限制的同時又被彎曲，從而可以提高該彎曲加工的精度。而且，本發明又如上述的熱交換器用罐體那樣，由于在毛坯上被彎曲成的接合法蘭作成多層折疊彎曲構造，所以，在毛坯的彎曲加工時的接合法蘭的阻力在比較大的場合下特別有效。
另外，本發明的特征在于，凹模的凹入深度L被設定在罐體半部的拐角部的曲率半徑R的2.5倍以上。
根據本發明，當毛坯被凸模推入凹模內時，可以避免毛坯的不充分彎曲，使之充分良好地彎曲。
附圖的簡單說明圖1是設置有本發明罐體的熱交換器的立體圖。
圖2是本發明罐體的一實施形態的接合法蘭部分的剖視圖。
圖3是本發明的罐體制造方法的流程圖。
圖4是接合法蘭被彎曲后的毛坯的立體圖。
圖5是接合法蘭的彎曲工序說明圖。
圖6(a)-(e)是通過彎曲模具對毛坯彎曲加工的開始到結束的狀態的說明圖。
圖7是本發明的制造方法中所使用的彎曲模具的凹模的立體圖。
圖8與圖9是本發明罐體的另外實施形態的接合法蘭部分的剖視圖。
圖10是傳統接合法蘭部分的剖視圖。
圖1上所示的熱交換器被裝于熱水器上。該熱交換器的構成是，在具有棱角筒狀的胴體部102的銅制罐體100內，收納裝有許多熱交換散熱片200的熱水管(圖示略)。在胴體部102的下半部外周卷裝有供水連接管300，并在吸熱水管的上游端連接有供水連接管300，而在吸熱水管的下流端連接有供熱水管400。
胴體部102的下端緣彎曲有相對于燃燒桶(殼體/圖示略)的下法蘭(接合法蘭)110，罐體100在下法蘭110處與燃燒桶鉚接結合。此外，法蘭板130被點焊于由胴體部102的上端邊緣所彎曲成的上法蘭120上，通過法蘭板130排氣桶(圖示略)被鉚接結合在罐體100上。
如圖2所示，下法蘭110成為具有連接于胴體部102的彎曲法蘭部112和重疊于該彎曲法蘭部112上的重疊法蘭部114的雙層折疊彎曲構造。并且，重疊法蘭部114上形成有相對于胴體部102的接觸部116。重疊法蘭部114被折疊于彎曲法蘭部112的胴體部102側的面上，重疊法蘭部114的端末沿著胴體部102的外壁面彎曲而形成接觸部116。
下面關于上述構成的罐體100的制造方法結合圖3-圖7進行說明。
首先，如圖4所示，將具有成為胴體部102的平板部的銅制毛坯10之兩側緣彎曲形成下法蘭110和上法蘭120(圖3中s1)。在彎曲形成下法蘭時，如圖5中左側所示，對毛坯10的側緣進行折疊加工形成重疊法蘭部114，之后，如圖5中右圖所示，再對折疊部分彎曲加工，從而形成重疊法蘭部114被彎折后的彎曲法蘭部112。
然后，如圖6及圖7所示，使用由凸模510和凹模組成的彎曲型具，通過將毛坯10彎曲加工成半片筒狀體，而制成罐體半部50(圖3中s2)。更具體地說，如圖6中(a)-(e)所示，通過利用凸模510將毛坯10壓入凹模520內而實施的彎曲加工。
如圖6所示，凹模520的端面略呈L字形狀，通過使一對的凹模520相對地設置而形成對應于凸模510外周的略呈U字形的空間。又如圖6所示，在凹模520的略呈L字形狀的端面的內側形成一寬度大致與下法蘭110的相同、高度大致與下法蘭厚度相同的并低于該端面的外側。進而如圖7所示，通過略呈L字平板狀的法蘭按壓板522被設置于凹模520的端面上，從而使得在該端面內側的更低部分與法蘭按壓板522之間形成槽部524。在毛坯10的彎曲加工中，如圖6中(a)-(e)所示，槽部524以從下法蘭110的厚度方向兩側夾持的形式將其收納。此外，凹模520的凹入深度L被設定在罐體半部50的彎曲處的曲率半徑R的2.5倍以上。
而且，一對半片筒狀的罐體半部50通過爐內釬焊而被結合制造出罐體100(參照圖3中s3/圖1)。另外，通過該釬焊工序，接觸部116被釬焊結合于胴體部102(參照圖2)。
根據上述制造方法，在毛坯10的彎曲加工中，如圖6中(a)-(e)所示，下法蘭110以從板厚度方向兩側夾持形式被收納在凹模520端面與法蘭按壓板522之間所形成的槽部524內。所以，在下法蘭110被槽部524限制于不使其在板的厚度方向上歪曲的狀態下，可以進行毛坯10的彎曲加工。由此，在下法蘭110上不會產生皺紋之類的歪曲。在此彎曲加工中，雖然在靠近胴體部102的下法蘭110處的外壁面受到較強的力，但由于這部分被接觸部116所覆蓋，故可防止其損傷。
本方法由于毛坯10所彎曲成的接合法蘭110作成多重折疊構造(參照圖2)，故對于在毛坯10的彎曲加工中，接合法蘭110的阻力在比較大的場合下特別有效。
并且，凹模520的深度L如被設定在罐體半部50的彎曲處的曲率半徑R的2倍左右，圖6(d)的狀態即為其彎曲加工的結束，毛坯10中沒有被推進凹模520內的部分也呈現略八字形的開放狀。然而，在本實施形態中，由于凹模520的深度L被設定在罐體半部50的彎曲處的曲率半徑R的2.5倍以上，毛坯10能被凸模510推進凹模520內圖6(e)的狀態的位置，也即可以有效防止毛坯10的彎曲不良現象。而且，如果從確實有效地防止毛坯10的彎曲不良現象發生的思想出發，凹模520的深度L即使被設定在罐體半部50的彎曲處的曲率半徑R的3倍以上也可以。
而且，可以將尺寸及加工時的誤差作為接觸部116的幅度變化而吸收，所以，可以容易地進行折疊加工(參照圖2)。
此外，根據上述方法制造出的罐體100，因為下法蘭110被制成雙層折疊彎曲構造，其剛度被提高，同時加到下法蘭110上的外力的一部分通過接觸部116又被胴體部102所承受，下法蘭110的強度也被提高。所以，可以防止在與燃燒桶鉚緊結合中下法蘭110的變形，又能保證罐體100與燃燒桶之間的密封性。
此外，由于重疊法蘭部114的端末被彎折而形成帶狀的接觸部116(參照圖2)，相對于胴體部102的接觸面積隨之增大，下法蘭110的強度也能進一步提高。
此外，因接觸部116處于胴體部102的外壁面側(參照圖2)，在胴體部102與接觸部116之間即使有間隙產生也不會有積水現象發生，從而提高了罐體100的耐久性。此外，通過使接觸部16結合于胴體部102，下法蘭110的強度也能得到質的提高。
另外，在本實施形態中，為對應罐體半部50的兩處拐角采用2分割的凹模520(參照圖6)，但是，作為其他的實施形態，即使采用U字形的單一的凹模(圖示略)也可以。
另外，在本實施形態中，如圖2所示，重疊法蘭部114雖然是被折疊于彎曲法蘭部112的胴體部102一側的面上，重疊法蘭部114的端末沿著胴體部102的外壁面彎曲而形成接觸部116，但是，作為其他的實施形態，如圖8所示，也可采用重疊法蘭部114被折疊于與彎曲法蘭部112的胴體部102相反側的面上，重疊法蘭部114的端末沿著胴體部102的內壁面彎曲而形成接觸部116。此外，作為其他的實施形態，如圖9所示，也可采用重疊法蘭部114與之接觸地被折疊于彎曲法蘭部112的胴體部102一側的面上，且，重疊法蘭部114的端末與之接觸地被彎折于胴體部102的外壁面上，重疊法蘭部114的端末形成接觸部116。
在圖8、圖9所示的任一的實施形態中，通過采用下法蘭110為雙層折疊彎曲構造提高其剛度的同時，施加到下法蘭110上的外力的一部分通過接觸部116又被胴體部102所承受，下法蘭110的強度被提高。所以，可以防止在與燃燒桶鉚緊結合中下法蘭110的變形，又能保證罐體100與燃燒桶之間的密封性。
另外，在本實施形態中，雖然只有下法蘭110采用雙層折疊彎曲構造，但是，作為其他的實施形態，上法蘭120也可以與下法蘭110同樣地采用雙層折疊彎曲構造，省去法蘭板130。此外，作為其他的實施形態，也可采用在重疊法蘭部112上重疊法蘭部114有2枚以上被折疊、三層以上的折疊彎曲構造(圖示略)。
權利要求
1.一種熱交換器用罐體，具有胴體部、和胴體部的端緣彎曲成的、與殼體接合的接合法蘭，其特征在于，接合法蘭作成具有與胴體部連接的彎曲法蘭部和重疊于彎曲法蘭部上的重疊法蘭部的多層折疊彎曲的構造，在重疊法蘭部上形成一相對于胴體部的接觸部。
2.根據權利要求1所述的熱交換器用罐體，其特征在于，所述接觸部是由重疊法蘭部的端末沿著胴體部彎曲而形成。
3.根據權利要求1或2所述的熱交換器用罐體，其特征在于，重疊法蘭部被折疊到彎曲法蘭部的胴體部側的面上，所述接觸部接觸于胴體部的外壁面。
4.根據權利要求1或2所述的熱交換器用罐體，其特征在于，所述接觸部與胴體部相結合。
5.一種熱交換器用罐體的制造方法，其方法為將具有成為胴體部的平板部的毛坯的側緣彎折成接合法蘭，利用由凸模和凹模組成的彎曲模具，通過凸模將毛坯壓入凹模，彎曲加工成半片筒狀而制成罐體半部，通過將一對的半片筒狀的罐體半部進行結合，從而具有胴體部、和胴體部的端緣彎曲成的、與殼體結合的接合法蘭，其特征在于，在所述彎曲加工時，使用具有能夠從板厚度方向兩側夾持地收納接合法蘭的槽部的凹模，通過凹模的槽部限制接合法蘭的歪曲。
6.根據權利要求5所述的熱交換器用罐體的制造方法，其特征在于，凹模的深度L被設定在罐體半部的拐角部的曲率半徑R的2.5倍以上。
全文摘要
一種熱交換器用罐體，罐體(100)具有胴體部(102)、和胴體部(102)的端緣彎曲成的、與殼體接合的下法蘭(接合法蘭)(110)。下法蘭(110)又具有由連接于胴體部(102)的彎曲法蘭部(112)和折疊于彎曲法蘭部(112)上的重疊法蘭部(114)所構成的多層折疊彎曲的構造。并且，在重疊法蘭部(114)上形成一相對于胴體部102的接觸部116。采用本發明，不使用加強材料即可極大限度地提高接合法蘭盤強度。
文檔編號B21D53/04GK1409071SQ0214401
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月27日 優先權日2001年9月27日
發明者成瀨英克 申請人:林內株式會社