JP2001033179A - チューブ型熱交換器およびその製造方法 - Google Patents
チューブ型熱交換器およびその製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
- F28F1/22—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means having portions engaging further tubular elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換効率の優れたチューブ型熱交換器およ
びその製造方法を目的とする。 【解決手段】 チューブ型熱交換器は、金属条40の片面
に条方向に沿って少なくとも１本の溝31を形成した後、
該溝31の形成面を内側にして横断面略円形に成形すると
ともに継ぎ目を接合して円形チューブ45とし、次いで前
記円形チューブ45にロールフォーミングを施して、周方
向の一部に平坦部22を形成して横断面半月形のヒートチ
ューブ21を作製し、さらにこのヒートチューブ21を基板
11上に前記平坦部22が接するように取り付けることによ
り製造される。
びその製造方法を目的とする。 【解決手段】 チューブ型熱交換器は、金属条40の片面
に条方向に沿って少なくとも１本の溝31を形成した後、
該溝31の形成面を内側にして横断面略円形に成形すると
ともに継ぎ目を接合して円形チューブ45とし、次いで前
記円形チューブ45にロールフォーミングを施して、周方
向の一部に平坦部22を形成して横断面半月形のヒートチ
ューブ21を作製し、さらにこのヒートチューブ21を基板
11上に前記平坦部22が接するように取り付けることによ
り製造される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】各種電子機器を冷却する熱交
換器、特にコンピュータのマイクロプロセッサユニット
（ＭＰＵ）等の小型発熱デバイスの放熱器として好適に
用いられるチューブ型熱交換器およびその製造方法に関
する。
換器、特にコンピュータのマイクロプロセッサユニット
（ＭＰＵ）等の小型発熱デバイスの放熱器として好適に
用いられるチューブ型熱交換器およびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】パソコンには、ＣＰＵ、ＣＤ−ＲＯＭド
ライブ、ハードディスクドライブ等の数多くの発熱デバ
イスが組込まれており、長時間にわたって正常な動作を
維持するために、発生した熱を排出してこれらのデバイ
スを冷却する必要がある。そのため、各種放熱器が用い
られているが、特にノートブック型パソコンや携帯用パ
ソコンでは、小型ケースの中に前述の発熱デバイスを装
填し、かつキーボードも同じケース内に装填する必要
上、狭いスペースに多くの発熱デバイスが組み込まれる
こととなり、高い熱交換効率が求められる。
ライブ、ハードディスクドライブ等の数多くの発熱デバ
イスが組込まれており、長時間にわたって正常な動作を
維持するために、発生した熱を排出してこれらのデバイ
スを冷却する必要がある。そのため、各種放熱器が用い
られているが、特にノートブック型パソコンや携帯用パ
ソコンでは、小型ケースの中に前述の発熱デバイスを装
填し、かつキーボードも同じケース内に装填する必要
上、狭いスペースに多くの発熱デバイスが組み込まれる
こととなり、高い熱交換効率が求められる。
【０００３】このようなパソコン用放熱器として、放熱
性が優れていることはもとより薄くてスペースをとらず
かつ軽量であることから、作動流体を充填したヒートチ
ューブによるチューブ型熱交換器が使用されることが多
い。チューブ型熱交換器（51）は、例えば図１に示すよ
うに、アルミニウム等の基板（52）の表面に作動流体の
通路となるヒートチューブ（53）（54）を取付たパネル
状のものが一般的である。また、日々高機能化と小型軽
量化とが求められるパソコンにおいては、熱交換器も熱
交換効率の向上が常に求められている。
性が優れていることはもとより薄くてスペースをとらず
かつ軽量であることから、作動流体を充填したヒートチ
ューブによるチューブ型熱交換器が使用されることが多
い。チューブ型熱交換器（51）は、例えば図１に示すよ
うに、アルミニウム等の基板（52）の表面に作動流体の
通路となるヒートチューブ（53）（54）を取付たパネル
状のものが一般的である。また、日々高機能化と小型軽
量化とが求められるパソコンにおいては、熱交換器も熱
交換効率の向上が常に求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のチューブ型熱交
換器（51）では、ヒートチューブは引抜加工で製造され
ることが多く、横断面形状が円形（53）または楕円形
（54）のもの（図４（Ａ）（Ｂ））、あるいは、グルー
ブ管と呼ばれる内部に多数の溝を形成した管が一般的で
ある。しかし、これらのチューブ形状では、基板（52）
との接触面積が小さいために熱抵抗が大きく、熱交換効
率に改善の余地があった。また、チューブ（53）を引抜
によって製作するため、加工用潤滑油等がチューブ内面
に付着する加工用油等の除去が困難であり、残留した加
工油が熱抵抗を大きくしているという問題点もあった。
特に、グルーブ管は内面形状が複雑であるために洗浄が
困難であった。
換器（51）では、ヒートチューブは引抜加工で製造され
ることが多く、横断面形状が円形（53）または楕円形
（54）のもの（図４（Ａ）（Ｂ））、あるいは、グルー
ブ管と呼ばれる内部に多数の溝を形成した管が一般的で
ある。しかし、これらのチューブ形状では、基板（52）
との接触面積が小さいために熱抵抗が大きく、熱交換効
率に改善の余地があった。また、チューブ（53）を引抜
によって製作するため、加工用潤滑油等がチューブ内面
に付着する加工用油等の除去が困難であり、残留した加
工油が熱抵抗を大きくしているという問題点もあった。
特に、グルーブ管は内面形状が複雑であるために洗浄が
困難であった。
【０００５】この発明は、このような技術背景に鑑み、
熱交換効率の優れたチューブ型熱交換器およびその製造
方法の提供を目的とする。
熱交換効率の優れたチューブ型熱交換器およびその製造
方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明のチューブ型熱交換器は、作動流体を充填
するヒートチューブ（21）を有するチューブ型熱交換器
において、前記ヒートチューブ（21）は、横断面におい
て周方向の一部に平坦部（22）を有する半月形であると
ともに、内面にチューブの長さ方向に沿って少なくとも
１本の溝（31）が形成されていることを基本要旨とす
る。
に、この発明のチューブ型熱交換器は、作動流体を充填
するヒートチューブ（21）を有するチューブ型熱交換器
において、前記ヒートチューブ（21）は、横断面におい
て周方向の一部に平坦部（22）を有する半月形であると
ともに、内面にチューブの長さ方向に沿って少なくとも
１本の溝（31）が形成されていることを基本要旨とす
る。
【０００７】また、前記チューブ型熱交換器において、
前記ヒートチューブ（21）は、基板（11）上に前記平坦
部（22）で該基板（11）に接するように取り付けられて
いることが好ましい。また、前記ヒートチューブ（21）
は、少なくとも内面側が銅または銅合金により形成され
ていることが好ましい。また、前記ヒートチューブ（2
1）の肉厚（Ｔ）は０．３〜０．８mmであること、横断
面内部寸法は、幅（Ｗ）２〜１５mm、高さ（Ｈ）０．５
〜１０mm、平坦部（22）両端のメニスカス角度（Ｍ）１
０〜４５°であることが好ましい。また、前記溝（31）
は、ヒートチューブ（21）の平坦部（22）両端のメニス
カス部（23）を除く部分に形成されていることが好まし
い。さらに、前記ヒートチューブ（21）の溝（31）は、
溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝深さ（Ｇｄ）０．
０１０〜０．３mm、溝角度（θ）９０〜１３０°、溝
（31）の開口角部（32）および底角部（33）がそれぞれ
曲率半径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．２５mm以下の円弧状に形
成されていることが好ましい。
前記ヒートチューブ（21）は、基板（11）上に前記平坦
部（22）で該基板（11）に接するように取り付けられて
いることが好ましい。また、前記ヒートチューブ（21）
は、少なくとも内面側が銅または銅合金により形成され
ていることが好ましい。また、前記ヒートチューブ（2
1）の肉厚（Ｔ）は０．３〜０．８mmであること、横断
面内部寸法は、幅（Ｗ）２〜１５mm、高さ（Ｈ）０．５
〜１０mm、平坦部（22）両端のメニスカス角度（Ｍ）１
０〜４５°であることが好ましい。また、前記溝（31）
は、ヒートチューブ（21）の平坦部（22）両端のメニス
カス部（23）を除く部分に形成されていることが好まし
い。さらに、前記ヒートチューブ（21）の溝（31）は、
溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝深さ（Ｇｄ）０．
０１０〜０．３mm、溝角度（θ）９０〜１３０°、溝
（31）の開口角部（32）および底角部（33）がそれぞれ
曲率半径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．２５mm以下の円弧状に形
成されていることが好ましい。
【０００８】また、この発明のチューブ型熱交換器の製
造方法は、金属条（40）の片面に条方向に沿って少なく
とも１本の溝（31）を形成した後、該溝（31）の形成面
を内側にして横断面略円形に成形するとともに継ぎ目を
接合して円形チューブ（45）とし、次いで前記円形チュ
ーブ（45）にロールフォーミングを施して、周方向の一
部に平坦部（22）を形成して横断面半月形のヒートチュ
ーブ（21）を作製し、さらにこのヒートチューブ（21）
を基板（11）上に前記平坦部（22）が接するように取り
付けることを基本要旨とする。
造方法は、金属条（40）の片面に条方向に沿って少なく
とも１本の溝（31）を形成した後、該溝（31）の形成面
を内側にして横断面略円形に成形するとともに継ぎ目を
接合して円形チューブ（45）とし、次いで前記円形チュ
ーブ（45）にロールフォーミングを施して、周方向の一
部に平坦部（22）を形成して横断面半月形のヒートチュ
ーブ（21）を作製し、さらにこのヒートチューブ（21）
を基板（11）上に前記平坦部（22）が接するように取り
付けることを基本要旨とする。
【０００９】また、前記チューブ型熱交換器の製造方法
において、ヒートチューブ（21）は、ろう付、かしめ、
超音波接合、グリス、粘着性テープのいずれかにより基
板（11）に取り付けられることが好ましい。
において、ヒートチューブ（21）は、ろう付、かしめ、
超音波接合、グリス、粘着性テープのいずれかにより基
板（11）に取り付けられることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１および図２に、チューブ型熱
交換器（１）の一例を示す。
交換器（１）の一例を示す。
【００１１】前記チューブ型熱交換器（１）において、
内部に作動流体を充填するヒートチューブ（21）は、横
断面形状が半月形で内面に溝（31）が形成され、さらに
蛇行状に曲げ加工されて基板（11）上に取り付けること
により形成されている。この発明のチューブ型熱交換器
は、この例のようにヒートチューブ（21）を基板（11）
上に取り付けた構成の他、基板に取り付けることなくヒ
ートチューブ（21）のみで構成される場合をも含む。前
記ヒートチューブ（21）を基板（11）に取り付けること
により、熱交換効率やハンドリング性を向上させること
ができる。
内部に作動流体を充填するヒートチューブ（21）は、横
断面形状が半月形で内面に溝（31）が形成され、さらに
蛇行状に曲げ加工されて基板（11）上に取り付けること
により形成されている。この発明のチューブ型熱交換器
は、この例のようにヒートチューブ（21）を基板（11）
上に取り付けた構成の他、基板に取り付けることなくヒ
ートチューブ（21）のみで構成される場合をも含む。前
記ヒートチューブ（21）を基板（11）に取り付けること
により、熱交換効率やハンドリング性を向上させること
ができる。
【００１２】前記基板（11）の材質や厚さは限定されな
いが、熱伝導性に優れている点でアルミニウムまたは銅
あるいはこれらの合金を推奨できる。また、厚さは、基
板としての剛性を確保しつつ軽量化を図るために０．１
〜０．８mmが好ましい。
いが、熱伝導性に優れている点でアルミニウムまたは銅
あるいはこれらの合金を推奨できる。また、厚さは、基
板としての剛性を確保しつつ軽量化を図るために０．１
〜０．８mmが好ましい。
【００１３】前記ヒートチューブ（21）は、横断面にお
いて周方向の一部に平坦部（22）を有する半月形であ
り、平坦部（22）が基板（11）に接するように取り付け
ることにより、基板（11）に広い面積で接触させて熱抵
抗を低減させ、熱交換効率を高めている。また、基板を
有さずヒートチューブ（21）のみで構成される場合も、
熱源や取付け部材に対して、平坦部（22）で接するよう
に配置することによりを熱交換効率を高めることができ
る。また、ここでいう半月形とは、厳密に一つの１／２
円弧と一つの直線によって形成されているものに限定す
るのではなく、周方向の一部に基板（11）に広い面積で
接触する平坦部（22）を有する形状を広く指し、台形あ
るいは台形に近い偏平な円弧状のものをも含む。このよ
うな半月形のヒートチューブ（21）は、従来の円形チュ
ーブ（53）や楕円形チューブ（54）よりも基板（11）と
の接触面積が大きいだけでなく、平坦部（22）の両端に
形成されるメニスカス部（23）が凝縮液のもどりに効果
があり、この点でも熱交換効率が優れている。
いて周方向の一部に平坦部（22）を有する半月形であ
り、平坦部（22）が基板（11）に接するように取り付け
ることにより、基板（11）に広い面積で接触させて熱抵
抗を低減させ、熱交換効率を高めている。また、基板を
有さずヒートチューブ（21）のみで構成される場合も、
熱源や取付け部材に対して、平坦部（22）で接するよう
に配置することによりを熱交換効率を高めることができ
る。また、ここでいう半月形とは、厳密に一つの１／２
円弧と一つの直線によって形成されているものに限定す
るのではなく、周方向の一部に基板（11）に広い面積で
接触する平坦部（22）を有する形状を広く指し、台形あ
るいは台形に近い偏平な円弧状のものをも含む。このよ
うな半月形のヒートチューブ（21）は、従来の円形チュ
ーブ（53）や楕円形チューブ（54）よりも基板（11）と
の接触面積が大きいだけでなく、平坦部（22）の両端に
形成されるメニスカス部（23）が凝縮液のもどりに効果
があり、この点でも熱交換効率が優れている。
【００１４】前記ヒートチューブ（21）の材質は、基板
（11）と同様に熱伝導性が優れていることからアルミニ
ウムまたは銅あるいはこれらの合金を推奨できる。特
に、銅またはその合金は、作動流体として汎用される水
に対する耐食性に優れているという長所があり、少なく
とも作動流体に触れるヒートチューブ（21）の内面を銅
または合金で形成することが好ましい。内面のみを銅ま
たは銅合金で形成する方法として、メッキ、電着、蒸
着、クラッド等例示できる。また、好適な銅材料として
特に水との反応性が低いＯＦＨＣ（無酸素銅）やＣｕ−
Ｚｒ系化合物を推奨できる。
（11）と同様に熱伝導性が優れていることからアルミニ
ウムまたは銅あるいはこれらの合金を推奨できる。特
に、銅またはその合金は、作動流体として汎用される水
に対する耐食性に優れているという長所があり、少なく
とも作動流体に触れるヒートチューブ（21）の内面を銅
または合金で形成することが好ましい。内面のみを銅ま
たは銅合金で形成する方法として、メッキ、電着、蒸
着、クラッド等例示できる。また、好適な銅材料として
特に水との反応性が低いＯＦＨＣ（無酸素銅）やＣｕ−
Ｚｒ系化合物を推奨できる。
【００１５】前記ヒートチューブ（21）の肉厚（Ｔ）
は、後に詳述するの溝（31）を含めた厚さで０．３〜
０．８mmが好ましい。０．３mm未満では強度が低く、
０．８mmを超えると軽量化を図ることができない。肉厚
（Ｔ）の好ましい下限値は０．３５mm、好ましい上限値
は０．６mmである。前記ヒートチューブ（21）の横断面
内部寸法は、幅（Ｗ）、換言すれば平坦部（22）の幅は
２〜１５mmが好ましい。２mm未満では基板（11）への接
触面積が小さく十分な熱交換効率を得られない。一方、
１５mmを超えると軽量化を図ることができない。幅
（Ｗ）の特に好ましい下限値は３mmであり、特に好まし
い上限値は１３mmである。また、高さ（Ｈ）は０．５〜
１０mmが好ましい。０．５mm未満ではチューブ断面積が
小さくなって充填される作動流体量が少なく十分な熱交
換効率が得られない。一方、１０mmを超えると大きくな
りすぎてパソコン等の狭いスペースに組み込むには適さ
ない。高さ（Ｈ）の特に好ましい下限値は０．６mmであ
り、特に好ましい上限値は５mmである。また、メニスカ
ス角度（Ｍ）は１０〜４５°が好ましい。１０°未満で
はチューブが偏平になりすぎて作動流体量が少なく十分
な熱交換効率が得られない。一方、４５°を超えると凝
縮液のもどりが悪くなって十分な熱交換効率が得られな
い。メニスカス角度（Ｍ）の特に好ましい下限値は１２
°であり、特に好ましい上限値は４０°である。
は、後に詳述するの溝（31）を含めた厚さで０．３〜
０．８mmが好ましい。０．３mm未満では強度が低く、
０．８mmを超えると軽量化を図ることができない。肉厚
（Ｔ）の好ましい下限値は０．３５mm、好ましい上限値
は０．６mmである。前記ヒートチューブ（21）の横断面
内部寸法は、幅（Ｗ）、換言すれば平坦部（22）の幅は
２〜１５mmが好ましい。２mm未満では基板（11）への接
触面積が小さく十分な熱交換効率を得られない。一方、
１５mmを超えると軽量化を図ることができない。幅
（Ｗ）の特に好ましい下限値は３mmであり、特に好まし
い上限値は１３mmである。また、高さ（Ｈ）は０．５〜
１０mmが好ましい。０．５mm未満ではチューブ断面積が
小さくなって充填される作動流体量が少なく十分な熱交
換効率が得られない。一方、１０mmを超えると大きくな
りすぎてパソコン等の狭いスペースに組み込むには適さ
ない。高さ（Ｈ）の特に好ましい下限値は０．６mmであ
り、特に好ましい上限値は５mmである。また、メニスカ
ス角度（Ｍ）は１０〜４５°が好ましい。１０°未満で
はチューブが偏平になりすぎて作動流体量が少なく十分
な熱交換効率が得られない。一方、４５°を超えると凝
縮液のもどりが悪くなって十分な熱交換効率が得られな
い。メニスカス角度（Ｍ）の特に好ましい下限値は１２
°であり、特に好ましい上限値は４０°である。
【００１６】さらに、前記ヒートチューブ（21）は、内
面の表面積を拡大して熱交換効率を向上させるために、
内面にチューブの長さ方向に沿って少なくとも１本の溝
（31）が形成されている。前記効果を得るために、これ
らの溝（31）は、溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝
深さ（Ｇｄ）０．０１０〜０．３mmが好ましい。溝幅
（Ｇｗ）と溝深さ（Ｇｄ）がそれぞれ下限値未満では前
記効果に乏しい。一方、溝幅（Ｇｗ）が０．５mmを超え
て広くなると形成できる溝数が減少して前記効果が低下
する。また溝深さ（Ｇｄ）が０．３mmを超えて深くなる
とヒートチューブ（21）の肉厚が部分的に薄くなって強
度が低下する。溝幅（Ｇｗ）の特に好ましい下限値は
０．１mm、特に好ましい上限値は０．３mmである。ま
た、溝の溝深さ（Ｇｄ）の特に好ましい下限値は、０．
１mmであり、特に好ましい上限値は０．２８mmである。
また、溝角度（θ）は９０〜１３０°が好ましい。溝角
度（θ）が９０°未満では、後述する圧延による溝付け
加工ができず、１３０°を超えるとヒートチューブ（2
1）の横断面内部面積が相対的に小さくなり十分な熱交
換効率が得られない。溝角度（θ）の特に好ましい下限
値は９０°、特に好ましい上限値は１１０°である。な
お、これらの溝（31）はチューブ内面の全周に等間隔で
形成されている必要はなく、凝縮液のもどりを阻害しな
いように平坦部（22）の両端のメニスカス部（23）には
形成されていないことが好ましい。また、後述の製造方
法において、条（40）から円形チューブ（45）へ加工す
る際の接合部分にも形成されていないことが好ましい。
連続して溝（31）を形成する部分については、隣接する
溝（31）（31）の間隔（Ｇｐ）が０．０５〜０．３mmと
なるように形成することが好ましい。また、前記溝（3
1）の開口角部（32）および底角部（33）は、作動流体
の流動性を良くするためにそれぞれ曲率半径（Ｒ1 ）
（Ｒ2）０．２５mm以下の円弧状に形成されていること
が好ましく、特に０．１mm以下が好ましい。
面の表面積を拡大して熱交換効率を向上させるために、
内面にチューブの長さ方向に沿って少なくとも１本の溝
（31）が形成されている。前記効果を得るために、これ
らの溝（31）は、溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝
深さ（Ｇｄ）０．０１０〜０．３mmが好ましい。溝幅
（Ｇｗ）と溝深さ（Ｇｄ）がそれぞれ下限値未満では前
記効果に乏しい。一方、溝幅（Ｇｗ）が０．５mmを超え
て広くなると形成できる溝数が減少して前記効果が低下
する。また溝深さ（Ｇｄ）が０．３mmを超えて深くなる
とヒートチューブ（21）の肉厚が部分的に薄くなって強
度が低下する。溝幅（Ｇｗ）の特に好ましい下限値は
０．１mm、特に好ましい上限値は０．３mmである。ま
た、溝の溝深さ（Ｇｄ）の特に好ましい下限値は、０．
１mmであり、特に好ましい上限値は０．２８mmである。
また、溝角度（θ）は９０〜１３０°が好ましい。溝角
度（θ）が９０°未満では、後述する圧延による溝付け
加工ができず、１３０°を超えるとヒートチューブ（2
1）の横断面内部面積が相対的に小さくなり十分な熱交
換効率が得られない。溝角度（θ）の特に好ましい下限
値は９０°、特に好ましい上限値は１１０°である。な
お、これらの溝（31）はチューブ内面の全周に等間隔で
形成されている必要はなく、凝縮液のもどりを阻害しな
いように平坦部（22）の両端のメニスカス部（23）には
形成されていないことが好ましい。また、後述の製造方
法において、条（40）から円形チューブ（45）へ加工す
る際の接合部分にも形成されていないことが好ましい。
連続して溝（31）を形成する部分については、隣接する
溝（31）（31）の間隔（Ｇｐ）が０．０５〜０．３mmと
なるように形成することが好ましい。また、前記溝（3
1）の開口角部（32）および底角部（33）は、作動流体
の流動性を良くするためにそれぞれ曲率半径（Ｒ1 ）
（Ｒ2）０．２５mm以下の円弧状に形成されていること
が好ましく、特に０．１mm以下が好ましい。
【００１７】如上のチューブ型熱交換器（１）は、図３
に示すこの発明の方法によって好適に製造される。
に示すこの発明の方法によって好適に製造される。
【００１８】ヒートチューブ（21）の作製に際し、まず
長尺の金属条（41）の片面に条方向の溝（31）を形成す
る（図３（Ｉ）（II））。また、チューブの内面側のみ
を銅または銅合金で形成する場合は、メッキ、電着、蒸
着、クラッド等により溝加工前に適宜処理しておく。溝
加工後にメッキ等の処理を施すと、銅または銅合金の被
覆材料が溝（31）を埋めてしまうためである。溝（31）
の形成方法はロール圧延を推奨でき、溝（31）を形成す
るとともに、肉厚（Ｔ）も所定厚さに形成することがで
きる。また、横断面半円形のチューブに成形することを
勘案して、両端の接合位置（42）とメニスカス相当位置
（43）には溝（31）を形成しない。このように、溝付加
工を平面状態で行うことにより、容易に溝の形状設定を
行うことができる。さらに、ロール圧延時に使用した圧
延油や汚れはこの段階で適宜洗浄除去しておく。この段
階では、材料（41）は板状であるから洗浄作業は容易で
あり、かつ完全な洗浄除去を期することができる。
長尺の金属条（41）の片面に条方向の溝（31）を形成す
る（図３（Ｉ）（II））。また、チューブの内面側のみ
を銅または銅合金で形成する場合は、メッキ、電着、蒸
着、クラッド等により溝加工前に適宜処理しておく。溝
加工後にメッキ等の処理を施すと、銅または銅合金の被
覆材料が溝（31）を埋めてしまうためである。溝（31）
の形成方法はロール圧延を推奨でき、溝（31）を形成す
るとともに、肉厚（Ｔ）も所定厚さに形成することがで
きる。また、横断面半円形のチューブに成形することを
勘案して、両端の接合位置（42）とメニスカス相当位置
（43）には溝（31）を形成しない。このように、溝付加
工を平面状態で行うことにより、容易に溝の形状設定を
行うことができる。さらに、ロール圧延時に使用した圧
延油や汚れはこの段階で適宜洗浄除去しておく。この段
階では、材料（41）は板状であるから洗浄作業は容易で
あり、かつ完全な洗浄除去を期することができる。
【００１９】次いで、溝（31）を形成した材料（41）を
溝形成面を内側にして横断面略円形に成形して両端の継
ぎ目（44）を接合して円形チューブ（45）とする（図３
（III ））。接合方法は、ＴＩＧ溶接や高周波加熱接合
などのように連続的に突き合わせ溶接ができる接合方法
であれば適用できる。
溝形成面を内側にして横断面略円形に成形して両端の継
ぎ目（44）を接合して円形チューブ（45）とする（図３
（III ））。接合方法は、ＴＩＧ溶接や高周波加熱接合
などのように連続的に突き合わせ溶接ができる接合方法
であれば適用できる。
【００２０】次いで、前記円形チューブ（45）をロール
フォーミングにより、周方向の一部に平坦部（22）を形
成しつつ横断面半月形のヒートチューブ（21）に成形す
る（図３（IV））。ロールフォーミングを採用するの
は、長尺で細いチューブの成形に有利であることによ
る。ロールフォーミングは変形の度合いに応じて、適宜
数段階で行う。さらに、要すれば前記ヒートチューブ
（21）を蛇行状に曲げ加工する。
フォーミングにより、周方向の一部に平坦部（22）を形
成しつつ横断面半月形のヒートチューブ（21）に成形す
る（図３（IV））。ロールフォーミングを採用するの
は、長尺で細いチューブの成形に有利であることによ
る。ロールフォーミングは変形の度合いに応じて、適宜
数段階で行う。さらに、要すれば前記ヒートチューブ
（21）を蛇行状に曲げ加工する。
【００２１】次いで、前記ヒートチューブ（21）を基板
（11）上に取り付ける（図３（Ｖ））。このとき、ヒー
トチューブ（21）の平坦部（22）が基板（11）に接する
ように取り付ける。取り付けの方法は、ヒートチューブ
（21）と基板（11）との密着性が良い点で、ろう付、か
しめ、超音波接合、グリス、粘着性テープのいずれかが
良い。
（11）上に取り付ける（図３（Ｖ））。このとき、ヒー
トチューブ（21）の平坦部（22）が基板（11）に接する
ように取り付ける。取り付けの方法は、ヒートチューブ
（21）と基板（11）との密着性が良い点で、ろう付、か
しめ、超音波接合、グリス、粘着性テープのいずれかが
良い。
【００２２】
【実施例】図１に示すチューブ型熱交換器（１）を製作
した。
した。
【００２３】ヒートチューブ（21）の材料として、幅１
３．２mm×長さ２２０mm×板厚０．８mmのＯＦＨＣ（無
酸素銅）Ｈ１／２条（40）を用い、基板（11）材料とし
て、幅１００mm×長さ２００mm×板厚０．２mmの平板を
用いた。
３．２mm×長さ２２０mm×板厚０．８mmのＯＦＨＣ（無
酸素銅）Ｈ１／２条（40）を用い、基板（11）材料とし
て、幅１００mm×長さ２００mm×板厚０．２mmの平板を
用いた。
【００２４】まず、図３（Ｉ）（II）に示すように、前
記条（40）に対し、ロール圧延により条方向に沿って溝
付け加工を施した。溝（31）は、図２（Ｂ）に示すよう
に溝幅（Ｇｗ）：０．１５mm、溝深さ（Ｇｄ）：０．２
mm、溝角度（θ）：９２°とし、開口角部（32）および
底角部（33）をそれぞれ曲率半径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．
０２mmの円弧状に形成した。図３（II）に示すように、
前記溝（31）は、後で溶接する幅方向の両端部（42）
（42）および中央から左右両方向に寄ったメニスカスを
形成位置（43）（43）を除いて幅方向に全域に形成し、
隣接する溝（31）（31）の間隔（Ｇｐ）を：０．１５mm
の等間隔とした。また、このロール圧延により、溝（3
1）を含む材料の肉厚（Ｔ）は０．３mmとなった。
記条（40）に対し、ロール圧延により条方向に沿って溝
付け加工を施した。溝（31）は、図２（Ｂ）に示すよう
に溝幅（Ｇｗ）：０．１５mm、溝深さ（Ｇｄ）：０．２
mm、溝角度（θ）：９２°とし、開口角部（32）および
底角部（33）をそれぞれ曲率半径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．
０２mmの円弧状に形成した。図３（II）に示すように、
前記溝（31）は、後で溶接する幅方向の両端部（42）
（42）および中央から左右両方向に寄ったメニスカスを
形成位置（43）（43）を除いて幅方向に全域に形成し、
隣接する溝（31）（31）の間隔（Ｇｐ）を：０．１５mm
の等間隔とした。また、このロール圧延により、溝（3
1）を含む材料の肉厚（Ｔ）は０．３mmとなった。
【００２５】次に、溝付け加工した材料（41）をアセト
ンで圧延油や汚れを洗浄除去した。材料（41）は平面状
であるから、洗浄により圧延油等は容易に除去すること
ができた。
ンで圧延油や汚れを洗浄除去した。材料（41）は平面状
であるから、洗浄により圧延油等は容易に除去すること
ができた。
【００２６】次に、図３（III ）に示すように、材料
（41）を横断面略円形になるように曲げ、継ぎ目（44）
をＴＩＧ溶接して長尺の円形チューブ（45）とした。
（41）を横断面略円形になるように曲げ、継ぎ目（44）
をＴＩＧ溶接して長尺の円形チューブ（45）とした。
【００２７】次に、図３（IV）に示すように、前記円形
チューブ（45）を４段階のロールフォーミングにより、
横断面半月形のヒートチューブ（21）に成形した。最終
的に得たヒートチューブ（21）の横断面内部寸法は、幅
（Ｗ）が５．８mm、高さ（Ｈ）が０．８mm、平坦部（2
2）両端のメニスカス角度（Ｍ）が４０°である。
チューブ（45）を４段階のロールフォーミングにより、
横断面半月形のヒートチューブ（21）に成形した。最終
的に得たヒートチューブ（21）の横断面内部寸法は、幅
（Ｗ）が５．８mm、高さ（Ｈ）が０．８mm、平坦部（2
2）両端のメニスカス角度（Ｍ）が４０°である。
【００２８】さらに、前記ヒートチューブ（21）を蛇行
状に曲げ加工し、基板（11）上にチューブの平坦部（2
2）が接触するように配置してろう付した（図３
（Ｖ））。
状に曲げ加工し、基板（11）上にチューブの平坦部（2
2）が接触するように配置してろう付した（図３
（Ｖ））。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のチュー
ブ型熱交換器は、作動流体を充填するヒートチューブを
有するチューブ型熱交換器において、前記ヒートチュー
ブは、横断面において周方向の一部に平坦部を有する半
月形であるとともに、内面にチューブの長さ方向に沿っ
て少なくとも１本の溝が形成されているから、内面の表
面積が拡大されて優れた熱交換効率が得られる上に、ヒ
ートチューブを該ヒートチューブの平坦部が基板や熱源
等に接するように取り付けることによって、ヒートチュ
ーブが広い面積でこれらに接することとなり、優れた熱
交換効率が得られる。
ブ型熱交換器は、作動流体を充填するヒートチューブを
有するチューブ型熱交換器において、前記ヒートチュー
ブは、横断面において周方向の一部に平坦部を有する半
月形であるとともに、内面にチューブの長さ方向に沿っ
て少なくとも１本の溝が形成されているから、内面の表
面積が拡大されて優れた熱交換効率が得られる上に、ヒ
ートチューブを該ヒートチューブの平坦部が基板や熱源
等に接するように取り付けることによって、ヒートチュ
ーブが広い面積でこれらに接することとなり、優れた熱
交換効率が得られる。
【００３０】また、前記ヒートチューブの少なくとも内
面側を銅または銅合金により形成することにより、充填
する作動流体に対する耐食性を向上させることができ
る。
面側を銅または銅合金により形成することにより、充填
する作動流体に対する耐食性を向上させることができ
る。
【００３１】また、前記ヒートチューブの肉厚（Ｔ）を
０．３〜０．８mmとし、あるいは横断面内部寸法を幅
（Ｗ）２〜１５mm、高さ（Ｈ）０．５〜１０mm、平坦部
両端のメニスカス角度（Ｍ）１０〜４５°とすることに
より、最も優れた熱交換効率を得ることができる。
０．３〜０．８mmとし、あるいは横断面内部寸法を幅
（Ｗ）２〜１５mm、高さ（Ｈ）０．５〜１０mm、平坦部
両端のメニスカス角度（Ｍ）１０〜４５°とすることに
より、最も優れた熱交換効率を得ることができる。
【００３２】さらに、前記溝がヒートチューブの平坦部
の両端のメニスカス部を除く部分に形成されている場合
は凝縮液のもどりを阻害せず熱交換効率を向上させ得る
とともに、横断面半月形への成形も容易に行える。ま
た、前記溝を、溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝深
さ（Ｇｄ）０．０１０〜０．３mm、溝角度（θ）９０〜
１３０°、溝の開口角部および底角部がそれぞれ曲率半
径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．２５mm以下の円弧状に形成する
ことにより、最も優れた熱交換効率を得ることができ
る。
の両端のメニスカス部を除く部分に形成されている場合
は凝縮液のもどりを阻害せず熱交換効率を向上させ得る
とともに、横断面半月形への成形も容易に行える。ま
た、前記溝を、溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝深
さ（Ｇｄ）０．０１０〜０．３mm、溝角度（θ）９０〜
１３０°、溝の開口角部および底角部がそれぞれ曲率半
径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．２５mm以下の円弧状に形成する
ことにより、最も優れた熱交換効率を得ることができ
る。
【００３３】また、この発明のチューブ型熱交換器の製
造方法は、金属条の片面に条方向にそって少なくとも１
本の溝を形成した後、該溝の形成面を内側にして横断面
略円形に成形するとともに継ぎ目を接合して円形チュー
ブとし、次いで前記円形チューブにロールフォーミング
を施して、周方向の一部に平坦部を形成して横断面半月
形のヒートチューブを作製し、さらにこのヒートチュー
ブを基板上に前記平坦部が接するように取り付けるもの
であるから、溝付け加工および溝付け加工後の洗浄を平
面の状態で行え、これらの作業が容易である。また、洗
浄に完全を期すことができ、残留した加工油等による熱
交換効率の低下を抑制することができる。
造方法は、金属条の片面に条方向にそって少なくとも１
本の溝を形成した後、該溝の形成面を内側にして横断面
略円形に成形するとともに継ぎ目を接合して円形チュー
ブとし、次いで前記円形チューブにロールフォーミング
を施して、周方向の一部に平坦部を形成して横断面半月
形のヒートチューブを作製し、さらにこのヒートチュー
ブを基板上に前記平坦部が接するように取り付けるもの
であるから、溝付け加工および溝付け加工後の洗浄を平
面の状態で行え、これらの作業が容易である。また、洗
浄に完全を期すことができ、残留した加工油等による熱
交換効率の低下を抑制することができる。
【００３４】また、前記チューブ型熱交換器の製造方法
において、ヒートチューブは、ろう付、かしめ、超音波
接合、グリス、粘着性テープのいずれかにより基板に取
り付けることにより、ヒートチューブと基板とを密着さ
せることができ、熱交換効率を高めることができる。
において、ヒートチューブは、ろう付、かしめ、超音波
接合、グリス、粘着性テープのいずれかにより基板に取
り付けることにより、ヒートチューブと基板とを密着さ
せることができ、熱交換効率を高めることができる。
【図１】この発明のチューブ型熱交換器の一例を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】（Ａ）は図１のII-II断面図であり、（Ｂ）は
（Ａ）の要部拡大図である。
（Ａ）の要部拡大図である。
【図３】この発明のチューブ型熱交換器の製造方法を説
明する工程図である。
明する工程図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は従来のチューブ型熱交換器の部
分断面図である。
分断面図である。
１…チューブ型熱交換器 11…基板 21…ヒートチューブ 23…メニスカス部 31…溝 32…開口角部 33…底角部 45…円形チューブ Ｔ…肉厚 Ｗ…幅 Ｈ…高さ Ｍ…メニスカス角度 Ｇｗ…溝幅 Ｇｄ…溝深さ Ｒ1 …開口角部の曲率半径 Ｒ2 …底角部の曲率半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/427 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｎ Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｐ Ｈ０１Ｌ 23/46 Ｂ
Claims (9)
- 【請求項１】 作動流体を充填するヒートチューブ（2
1）を有するチューブ型熱交換器において、 前記ヒートチューブ（21）は、横断面において周方向の
一部に平坦部（22）を有する半月形であるとともに、内
面にチューブの長さ方向に沿って少なくとも１本の溝
（31）が形成されていることを特徴とするチューブ型熱
交換器。 - 【請求項２】 前記ヒートチューブ（21）は、基板（1
1）上に前記平坦部（22）で該基板（11）に接するよう
に取り付けられている請求項１に記載のチューブ型熱交
換器。 - 【請求項３】 前記ヒートチューブ（21）は、少なくと
も内面側が銅または銅合金により形成されている請求項
１または２に記載のチューブ型熱交換器。 - 【請求項４】 前記ヒートチューブ（21）の肉厚（Ｔ）
は０．３〜０．８mmである請求項１〜３のいずれかに記
載のチューブ型熱交換器。 - 【請求項５】 前記ヒートチューブ（21）の横断面内部
寸法は、幅（Ｗ）２〜１５mm、高さ（Ｈ）０．５〜１０
mm、平坦部（22）両端のメニスカス角度（Ｍ）１０〜４
５°である請求項１〜４のいずれかに記載のチューブ型
熱交換器。 - 【請求項６】 前記溝（31）は、ヒートチューブ（21）
の平坦部（22）両端のメニスカス部（23）を除く部分に
形成されている請求項１〜５のいずれかに記載のチュー
ブ型熱交換器。 - 【請求項７】 前記ヒートチューブ（21）の溝（31）
は、溝幅（Ｇｗ）０．０５〜０．５mm、溝深さ（Ｇｄ）
０．０１０〜０．３mm、溝角度（θ）９０〜１３０°、
溝（31）の開口角部（32）および底角部（33）がそれぞ
れ曲率半径（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）０．２５mm以下の円弧状に
形成されている請求項１〜６のいずれかに記載のチュー
ブ型熱交換器。 - 【請求項８】 金属条（40）の片面に条方向に沿って少
なくとも１本の溝（31）を形成した後、該溝（31）の形
成面を内側にして横断面略円形に成形するとともに継ぎ
目を接合して円形チューブ（45）とし、次いで前記円形
チューブ（45）にロールフォーミングを施して、周方向
の一部に平坦部（22）を形成して横断面半月形のヒート
チューブ（21）を作製し、さらにこのヒートチューブ
（21）を基板（11）上に前記平坦部（22）が接するよう
に取り付けることを特徴とするチューブ型熱交換器の製
造方法。 - 【請求項９】 前記ヒートチューブ（21）は、ろう付、
かしめ、超音波接合、グリス、粘着性テープのいずれか
により基板（11）に取り付けられる請求項８に記載のチ
ューブ型熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207115A JP2001033179A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | チューブ型熱交換器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207115A JP2001033179A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | チューブ型熱交換器およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033179A true JP2001033179A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16534453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11207115A Pending JP2001033179A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | チューブ型熱交換器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001033179A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310581A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 板型ヒートパイプおよびその実装方法 |
| JP2007510125A (ja) * | 2003-10-28 | 2007-04-19 | スウエールズ・アンド・アソシエイツ・インコーポレーテツド | 熱伝達システムの製造 |
| DE102006033226B4 (de) * | 2005-10-25 | 2009-08-13 | Verigy (Singapore) Pte. Ltd. | Kühlanordnung zum Kühlen eines elektrischen und elektronischen Schaltungsaufbaus |
| WO2010053764A2 (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-14 | Applied Materials, Inc. | Hydroformed fluid channels |
| JP2011066141A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 均熱処理装置 |
| JP2013517140A (ja) * | 2010-01-15 | 2013-05-16 | リジダイズド メタルズ コーポレイション | 処理を行うための装置で使用する表面改善壁部を形成する方法、表面改善壁部、及び、表面改善壁部を組み入れた装置 |
| CN104708292A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-06-17 | 金龙精密铜管集团股份有限公司 | 传热管的加工方法 |
| JP2020511921A (ja) * | 2017-03-21 | 2020-04-16 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | コンバータ |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP11207115A patent/JP2001033179A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP7269176B2 (ja) | 2017-03-21 | 2023-05-08 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | コンバータ |
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