CN101165450B - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种既有脱臭抗菌功能又有抑制霉菌繁殖的防霉功能的热交换器。热交换器具有使制冷剂在内部流动的管和并排多片并被管贯通且在翅片坯料上形成了亲水层(12)的翅片，在亲水层(12)中添加了纳米粒子脱臭抗菌材料(14)、微米粒子的防霉剂(15)和纳米粒子的碳黑(16)。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器，尤其适合于空调器、冷藏库、除湿机、汽车等机器使用的具有板状翅片的热交换器。

背景技术

作为以前的空调器使用的热交换器，有日本特开2006-138567号公报(专利文献1)所示的热交换器。该热交换器具有使制冷剂在内部流动的铜管、和并排多片并被上述铜管贯通且在铝翅片坯料上形成亲水层的铝翅片，以表面侧比铝翅片坯料侧分布更密的方式在亲水层中添加了以氧化钛为锌的载体的平均粒径为10nm的脱臭抗菌材料。

在空调器使用的热交换器中，浮游尘埃、浮游微生物由于室内空气的循环而容易聚集在热交换器的翅片的表面，由于制冷运转时对热交换器产生结露水致使机内湿度增大，成为霉菌容易繁殖的条件，所以希望抑制霉菌的繁殖。可是，上述专利文献1的热交换器的发明目的在于，对处理烟草、食品时发生的污染物质引起的令人不快的臭味进行脱臭，而并非积极地抑制霉菌的繁殖。

另外，在使用热交换器的机器中，更进一步强烈要求性能的提高和舒适性，希望更提高热交换器的热交换性能和脱臭性能。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种既有脱臭抗菌功能又有抑制霉菌繁殖的防霉功能的热交换器。

本发明的第二目的在于提供一种提高亲水性且热交换性能和脱臭性能优良的热交换器。

为实现上述第一目的的本发明的第一实施方式在于，在具有使制冷剂在内部流动的管、和并排多片并被上述管贯通且在翅片坯料上形成了亲水层的翅片的热交换器中，在上述亲水层中与纳粒子的脱臭抗菌材料一起添加了微米粒子的防霉剂和纳米粒子的碳黑。

有关本发明的第一实施方式的更好的具体结构例子如下。

(1)作为上述管使用铜管，作为上述翅片使用铝翅片，作为上述脱臭抗菌材料使用以氧化钛为锌的载体的纳粒子脱臭抗菌材料，作为上述防霉剂使用微米粒子的有机系列防霉剂。

(2)在上述亲水层中添加了上述脱臭抗菌材料及上述防霉剂和纳粒子碳黑。

(3)作为上述防霉剂使用了微米粒子的2巯基吡啶氧化锌。

(4)作为上述碳黑使用了具有比上述脱臭抗菌材料的平均粒径大的平均粒径的碳黑。

(5)上述脱臭抗菌材料的平均粒径是5nm，上述碳黑的平均粒径是20～40nm范围内，

另外，为实现上述第二目的的本发明的第二实施方式在于，在具有使制冷剂在内部流动的管、和并排多片并被上述管贯通且在翅片坯料上形成亲水层的铝翅片的热交换器中，在上述亲水层中添加了以氧化钛为锌的载体的纳粒子脱臭抗菌材料和纳粒子的碳黑。

若使用本发明的第一实施方式，能提供一种既具有脱臭抗菌功能又有抑制霉菌繁殖的防霉功能的热交换器。

另外，若使用本发明的第二实施方式，能提供一种提高亲水性且热交换性能和脱臭性能优良的热交换器。

附图说明

图1是使用了本发明第一实施方式的热交换器的房间空调器的室内机的纵剖视图。

图2是第一实施方式的热交换器的铝翅片表面部分的剖面放大示意图。

图3是本发明的第二实施方式的热交换器的铝翅片表面部分的剖面放大示意图。

图4是表示热交换器的防霉剂的添加量和接触角的关系图。

图5是表示热交换器的碳黑的添加量和接触角的关系图。

图6是表示热交换器的防霉剂及碳黑的有无添加和接触角的关系图。

图7是表示热交换器的碳黑的有无添加和臭气指数的关系图。

图8是本发明的第三实施方式的热交换器的铝翅片表面部分的剖面放大示意图。

具体实施方式

以下，用附图说明本发明的多个实施方式。各实施方式的图的相同标号表示相同物换相当物。

第一实施方式

用图1及图2说明本发明的第一实施方式。

首先，参照图1说明使用了本实施方式的热交换器5的房间空调器。图1是使用了本实施方式的热交换器5的房间空调器的室内机50的纵剖视图。

房间空调器的室内机50，作为结构要素具有交叉翅片型的热交换器5、通风扇6和收放这些的框体1。

框体1由装饰框2和底架3构成，上下具有吸入口1a、吹出口1b。通风扇6用穿流风扇构成，并配置在框体1内的中央部位。该通风扇6如空白箭头所示，按照从吸入口1a吸入室内空气，从吹出口1b空气的方式动作。

热交换器5的构成具有：使制冷剂在内部流动的铜管5a，以及并排多片并被铜管5a贯通且在铝翅片坯料上形成带有脱臭抗菌功能及防霉功能的亲水层12(参照图2)的铝翅片5b。该热交换器5使冷却或加热室内空气用的制冷剂在铜管5a的内部流动。该热交换器5形成大致倒V字状，并按照与通过框体1的室内空气进行热交换的方式配置在通风扇6的吸入侧。热交换器5前后的两下端部设置有接露盘4a、4b。

空气过滤器7及粗滤器8用于进行室内空气的除尘和空气净化，并配置在热交换器5的吸入侧。经空气调节的室内空气从吹出口1b向室内吹出。

风向叶片9用于变更向室内吹出经热交换器5热交换后的空气时的风向，由设置在吹出口1b的上下风向叶片9a和左右风向叶片9b构成。上下风向叶片9a在制冷运转时和制热运转时变更上下的风向方向，并且控制各运转的上下的风向使其设定成预定角度或进行摆动。左右风向叶片9b控制各运转的左右的风向使其为预定角度或进行摆动。

房间空调器的制冷运转时，室内空气从吸入口1a吸入到框体1内，用粗滤器8及空气过滤器7除尘和净化空气，再用热交换器5冷却后，从通风扇6通过吹出口1b向室内吹出。室内空气中的水分在用热交换器5冷却时结露，该结露水通过接露盘4a、4b向外部排出。通过框体1内的室内空气由于与表面积大的带有脱臭抗菌功能的热交换器5接触，能有效地除去空气中的臭气成分。而且，热交换器5由于制冷运转时的热交换器的结露水而使机内的湿度增大，构成霉菌容易繁殖的条件，但由于有防霉功能，能抑制霉菌的繁殖。

接着，参照图2详细说明热交换器5的铝翅片5b。图2是本实施方式的热交换器5的铝翅片5b表面部分的剖面放大示意图。

热交换器5的铝翅片5b的结构为，在铝翅片坯料10的表面上依次形成基底处理层11、亲水层12、保护层13。在亲水层12和保护层13中添加有脱臭抗菌材料14和防霉剂15。

亲水层12用于使铝翅片5b的表面具有亲水性，并通过基底处理层11将其形成在铝翅片坯料10上。基底处理层11用于处理亲水层12，使其能形成在铝翅片坯料10上。保护层13把保护到热交换器完成作为目的，主要由聚乙二醇构成，并在房间空调器运转时由在热交换器表面生成的结露水清洗冲走。因而，在房间空调器开始运转后，亲水层12露出并与室内空气接触。

脱臭抗菌材料14使用与上述专利文献1基本相同的结构。因而，本实施方式也如专利文献1所表明的那样，能具有下面叙述的功能。

即，脱臭抗菌材料14是以氧化钛为锌的载体的纳米粒子脱臭抗菌材料，并以表面侧比铝翅片坯料侧分布得更密的方式添加在亲水层12中。通过使脱臭抗菌材料14更密地分布在表面侧，即使用很少的光也能使表面附着的臭气成分充分氧化分解而被除去，能得到高的脱臭性能。

另外，由于在亲水层12中添加纳米粒子脱臭抗菌材料，因而能抑制亲水层12的沾着性及亲水性的降低，并且能在薄的亲水层12的表面侧添加脱臭抗菌材料14使其分布更密。此外，在本实施方式中，添加平均粒径是5nm的纳米粒子脱臭抗菌材料14。

再有，由于使离子化倾向比铜大的锌由氧化钛作为载体，因而能防止结露时在锌和铜管之间发生局部电流腐蚀，并且因载持有锌而能得到高的脱臭性能。

并且，脱臭抗菌材料14，在亲水层12添加得比保护层13多。具体地说，在亲水层12和保护层13中添加的脱臭抗菌材料14的80％以上分布在亲水层12中。因此，在使用了保护层13的场合，既能抑制脱臭抗菌材料14的使用量而降低成本，并能确保高的光催化剂脱臭抗菌性能。

另一方面，在亲水层12、保护层13中添加的防霉剂15使用微米粒径的防霉剂。因此，可以在亲水层12中添加不妨碍脱臭抗菌材料14添加的防霉剂15，能得到不妨碍脱臭抗菌功能的防霉功能，能抑制热交换器5的霉菌繁殖。

另外，防霉剂15使用微米粒子的有机系列的防霉剂，具体地使用对水的溶解性低的能期待光晕效果的2巯基吡啶氧化锌。因此，能更长期地抑制热交换器5中霉菌的繁殖。

添加了脱臭抗菌材料14及防霉剂15的亲水层12和保护层13的成形方法，除了混合亲水层溶液和保护层溶液以及包含脱臭抗菌材料14及防霉剂15的水溶液，并在铝坯料10的表面烧成该混合液以外，与专利文献1中实施方式记载的亲水层11及保护层13的成形方法基本相同。

第二实施方式

接着，用图3～图6说明本发明的第二实施方式的热交换器5。图3是第二实施方式的热交换器5的铝翅片5b表面部分的剖面放大示意图。该第二实施方式在下面叙述的方面与第一实施方式不同，由于其它方面基本与第一实施方式相同，因而省略重复的说明。

该第二实施方式在亲水层12及保护层13中还与纳米粒子的脱臭抗菌材料14及微米粒子的防霉剂15一起添加了纳米粒子的碳黑16。因此，能在不妨碍脱臭抗菌材料14及防霉剂15添加的条件下在亲水层12中添加碳黑16，能不妨碍脱臭抗菌功能和防霉功能而提高亲水性。碳黑16的平均粒径比脱臭抗菌材料14的平均粒径大，是10～100nm，优选20～40nm的范围。以下具体说明。

在上述的第一实施方式的热交换器5中，通过在亲水层12中添加防霉剂15，虽提高霉菌抑制效果，但担心降低亲水层12的本来的性能即亲水性。因此，作为防霉剂15使用2巯基吡啶氧化锌，制作改变了其添加量的试制铝翅片样品，用测定在铝翅片样品表面滴上水滴时的水滴的接触角的方法来评价亲水性。

图4是表示热交换器的防霉剂15的添加量和接触角的关系的曲线图，是

图4是表示热交换器的防霉剂15的添加量和接触角的关系的曲线图，是作为所制作的铝翅片样品的前处理，浸渍在冲压翅片时使用的加工油中，干燥后，进行120小时的流水浸渍的耐久性试验，测定了亲水性的结果。其结果如图4的接触角17所示可知，越增加防霉剂15的添加量，亲水性越下降。

若亲水性下降，则房间空调器的制冷运转时，凝结水在热交换器5的翅片5b和翅片5b之间成桥状，担心使制冷能力降低。因此，制作改变了碳黑16的添加量的试制铝翅片，用测定在铝翅片表面滴上水滴时的水滴的接触角的方法来评价亲水性。

图5是表示碳黑16添加量和接触角的关系的曲线图，是与防霉剂的评价同样，作为所制作的铝翅片样品的前处理，浸渍在冲压翅片时使用的加工油中，干燥后，进行120小时的流水浸渍的耐久性试验，再测定亲水性的结果。其结果如图5的接触角18所示可知，通过添加碳黑16能提高亲水性。由于亲水性的提高，能防止凝结水在热交换器5的翅片5b和翅片5b之间成桥状，提高热交换性能，并且用凝结水洗去附着在热交换器5上的臭的物质，还能减轻臭味。

图6是表示有无添加防霉剂及碳黑与接触角的关系的曲线图，是综合评价。接触角19表示为防霉剂及碳黑都不添加(现有例)时的接触角，接触角20表示为仅添加防霉剂(第一实施方式)时的接触角，接触角21表示为防霉剂及碳黑都添加时(第二实施方式)的接触角，接触角22表示为仅添加碳黑(后述的第三实施方式)时的接触角。其结果可知，第一实施方式的亲水性虽比现有例下降，但第二实施方式与现有例和第一实施方式比较，能提高其亲水性。

进而，说明通过添加碳黑16使亲水性提高，由室内机50送出的臭气的变化。图7是表示制作添加了碳黑16的热交换器和未添加碳黑16的热交换器5，分别装配在室内机50中，使房间空调器运转，那时送出的空气的臭味强度的曲线图。

具体地说，在密闭的室内设置室内机50，在该房间烧烤肉等，给室内机50带来所谓生活的臭味。接着，使该房间空调器在制冷运转后进行制热运转，对那时送出的空气取样在臭味袋中。用臭味测定器对该取样了的空气进行测定，测定臭味的强度。

臭气指数23表示未添加碳黑16时的臭气指数，臭气指数24表示添加了碳黑16时的臭气指数。该结果表明，通过添加碳黑16使亲水性提高，用制冷运转的结露水使附着在热交换器5上的臭味物质洗去，由室内机50送出，也能减轻臭味。

第三实施方式

接着，用图8说明本发明的第三实施方式的热交换器5。图8是本发明第三实施方式的热交换器5的铝翅片5b的表面部分的剖面放大示意图。该第三实施方式在下面叙述的方面与第一实施方式不同，关于其他方面由于与第一实施方式基本相同，所以省略重复的说明。

该第三实施方式在亲水层12及保护层13中与纳米粒子的脱臭抗菌材料14一起还添加了纳米粒子的碳黑16。因此，能在不妨碍添加脱臭抗菌材料14的条件下，在亲水层12中添加碳黑16，不妨碍脱臭抗菌功能，能提高亲水性。此外，由于亲水性提高的效果如在第二实施方式的说明，所以省略重复的说明。

Claims (6)

1.一种热交换器，其具有使制冷剂在内部流动的管和并排多片并被上述管贯通且在翅片坯料上形成了亲水层的翅片，其特征是，在上述亲水层中与纳米粒子的脱臭抗菌材料一起添加了微米粒子的防霉剂和纳米粒子的碳黑。

2.如权利要求1记载的热交换器，其特征是，作为上述管使用了铜管，作为上述翅片使用了铝翅片，作为上述脱臭抗菌材料使用了以氧化钛为锌的载体的纳米粒子脱臭抗菌材料，作为上述防霉剂使用了微米粒子的有机系列防霉剂。

3.如权利要求1记载的热交换器，其特征是，作为上述防霉剂使用了微米粒子的2巯基吡啶氧化锌。

4.如权利要求1记载的热交换器，其特征是，作为上述碳黑使用了具有比上述脱臭抗菌材料的平均粒径大的平均粒径的碳黑。

5.如权利要求4记载的热交换器，其特征是，上述脱臭抗菌材料的平均粒径是5nm，上述碳黑的平均粒径在20～40nm范围内。

6.一种热交换器，其具有使制冷剂在内部流动的管和并排多片并被上述管贯通且在翅片坯料上形成了亲水层的铝翅片，其特征是，在上述亲水层中添加了以氧化钛为锌的载体的纳米粒子脱臭抗菌材料和纳米粒子的碳黑。

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