JP2004293989A - 熱交換器の製造方法および熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器構成部品の金属表面に濡れ性あるいは親水性の高い表面処理層３ａを形成すること。
【解決手段】夫々成形された各部品の接触部間にろう材１を配置すると共に、その各部品の接触部以外の表面にろう材１と、付着用バインダ２と、そのろう材１の融点では溶融しない金属材の微粉体３とを配置し、熱交換器を組立てた状態で全体を高温の炉内に挿入し一体にろう付けすることにより、金属材表面に微粉体３のろう付け体からなる表面処理層３ａを形成する。
【選択図】 図３
【解決手段】夫々成形された各部品の接触部間にろう材１を配置すると共に、その各部品の接触部以外の表面にろう材１と、付着用バインダ２と、そのろう材１の融点では溶融しない金属材の微粉体３とを配置し、熱交換器を組立てた状態で全体を高温の炉内に挿入し一体にろう付けすることにより、金属材表面に微粉体３のろう付け体からなる表面処理層３ａを形成する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器の金属表面に濡れ性あるいは親水性改善の表面処理を行う熱交換器の製造方法およびその熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一例として、吸収式熱交換器における蒸発器のコアの外表面や吸収器のコア外表面には冷媒や吸収液が散布され、コアの内部を流通する流体との間に熱交換が行われる。このとき、コアの外表面の濡れ性あるいは親水性が良いと熱交換が促進されることが知られている。
【０００３】
熱交換器コアは多数のプレート等からなり、内部に熱交換媒体が流通する。一対のプレートからなるいわゆるドロンカップ型のエレメントを積層した熱交換器においては、その外表面に凹凸を形成したりフィンを設けたりするものが知られている。これらのプレート外面またはフィン表面に濡れ性あるいは親水性物質をコーティングし、微細な凹凸を形成したものが提案されてる（例えば、特許文献１参照。）。
この提案はその凹凸構造の高さが３００μｍ以下となるように形成されたものである。これは金属表面を予め物理的または化学的処理により凹凸化したものである。その方法としては、金属表面を研磨または切削等の金属加工を行う方法、酸またはアルカリの溶液に金属表面を浸漬する方法、金属を腐蝕させる方法、金属を電極として用い電気分解を利用する方法等の手段により行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２６４９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の金属表面に微細な凹凸構造を形成する方法は、金属板の表面に直接物理的または化学的加工を行うものであるため、その表面処理層が崩壊し易いと共に、凹凸構造が単純なものとならざるを得ず、濡れ性あるいは親水性の改善に限界があった。
そこで、本発明は係る問題点を解決することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、それぞれ成形された各部品の接触部間にろう材（１） を配置して熱交換器を組み立てると共に、
その各部品の接触部以外の金属表面に、ろう材（１） と、付着用バインダ（２） と、そのろう材（１） の融点では溶融しない金属材の微粉体（３） とを配置する工程と、
炉内に、その熱交換器の組み立て体を挿入して各部品間を一体にろう付けすると共に、その表面に金属の微粉体（３） をろう付けして、そこに表面処理層（３ａ）を形成する工程と、を具備する熱交換器の製造方法である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記各部品および前記微粉体（３） が、ステンレス鋼よりなり、前記ろう材（１） がＮｉ系合金またはＣｕ系合金からなる熱交換器の製造方法である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記微粉体（３） の粒径が１５０μｍ〜８００μｍよりなる熱交換器の製造方法である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの方法により製造された熱交換器である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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。
図１は本発明の熱交換器コアの一例を示す斜視図およびその要部断面図であり、図２は同熱交換器に用いられるプレート４表面の表面処理層形成の準備段階を示し、図３はその完成状態を示す拡大説明図である。
この例は、複数のエレメント５を夫々の連通孔７で接続したものであり、そのエレメント５は一対の細長い皿状のプレート４を互いに逆向きに重ね合わせ、その周縁をろう付け固定したものである。
【０００９】
なお、夫々のプレート４は平面Ｖ字状等の波形曲折部が形成され、互いに対向する一対のプレート４はそのＶ字状等の向きが逆向きに形成されたものが重ね合わされる。そして積層方向の一方の端部に配置された連通孔７の周縁には、ボス部６がろう付け固定されてコアを構成する。
この例では、プレート４がステンレス鋼板のプレス成形体からなり、その外表面に粉末状のろう材１と付着用バインダ２およびステンレス鋼よりなる微粉体３が混合されて付着される。
なお、ろう材１と付着用バインダ２との混合体の上面に微粉体３を付着してもよい。
【００１０】
ろう材１としては、ニッケル系合金或いは銅合金を用いることができる。それらの融点では、微粉体３は溶融しないものである。
また、各プレート４どうしの接触面やボス部６の接触面との間には、付着用バインダ２とろう材１とが塗布される。そして図１（Ａ）に示す如く、全体を組み立てた状態で高温の炉内にその組立体を挿入し、ろう材１を溶融し次いでそれを冷却固化することにより、各プレート４間を液密にろう付け固定する。それと共に、その外表面に金属の微粉体３をろう付け固定し、図３に示す表面処理層３ａをプレート４の表面に形成する。即ち、プレート４の表面にはろう材１を介して無数の微粉体３が互いに接合される。
【００１１】
微粉体３の粒経は、粉末状のろう材１の粒経よりも充分大きなものとする。一例として、ろう材１の粒経を１００μｍ程度とするとき、微粉体３の粒経は１５０μｍ〜８００μｍ程度である。
このようにしてなる熱交換器は一例として、図４および図５に示す蒸発器８および吸収器９として利用することができる。即ち、蒸発器８内に設けた仕切１０の一方側に蒸発器８を配置し、他方側に吸収器９を配置する。そして蒸発器８の各プレート４内部に加熱用流体１４を流通させると共に、蒸発器８の上方に配置された冷媒液散布ノズル１１から冷媒液を散布し、夫々のプレート４の外周に付着させ加熱用流体１４によってそれを蒸発させる。その冷媒蒸気１３は、仕切１０の上方を越えて吸収器９側に矢印の如く移動する。
【００１２】
吸収器９の上方には吸収液散布ノズル１２から吸収液が散布され、冷媒蒸気１３がプレート４の外面で吸収される。エレメント５ａの内部には、吸収熱を除去するために冷却用流体１５が流通する。冷媒を吸収して希釈された冷媒は、吸収器９の下方の出口１６から流出する。
これらの熱交換器において、夫々のエレメント５の表面には図３に示す表面処理層３ａが形成されているため、散布された冷媒液や吸収液を確実に捕捉し、それらとプレート４の内面側の流体との間に熱交換が効率的に行われる。
【００１３】
次に、図６〜図７は本発明の他の熱交換器の製造方法の説明図であり、この例はフィン１７の表面にろう材１，付着用バインダ２，微粉体３を付着させ、それをチューブ１８内に挿入し炉内で一体的にろう付け固定したものである。
なお、フィン１７をチューブ１８に内装する代わりに図示しない偏平チューブの外面にそれを配置し、熱交換器のろう付けの際にフィン表面に表面処理層３ａを形成することもできる。
【００１４】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器の製造方法およびその熱交換器は、ろう材１の融点では溶融しない金属材の微粉体３を付着用バインダ２およびろう材を介して熱交換器部品の金属表面に付着させ、各部品間を一体にろう付けすると共に、その表面に微粉体３をろう付けしてそこに表面処理層３ａを形成するものであるから、熱交換器表面の濡れ性または親水性を良好にし熱交換を促進させる効果がある。
しかも、表面処理層３ａは金属の微粉末で形成されているから劣化することがなく、その熱交換性能を永続的に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の一例を示す斜視図およびその要部断面図。
【図２】本発明の熱交換器の製造方法の準備段階を示す説明図。
【図３】同製造方法によって付着用バインダ２の表面に形成された表面処理層３ａの説明図。
【図４】同製造方法による熱交換器の使用方法の一例を示す縦断面説明図。
【図５】同斜視説明図。
【図６】本発明の他の熱交換器の製造方法の準備段階を示す説明図。
【図７】同熱交換器の要部を示す説明図。
【符号の説明】
１ ろう材
２ 付着用バインダ
３ 微粉体
３ａ 表面処理層
４ プレート
５ エレメント
５ａ エレメント
６ ボス部
７ 連通孔
８ 蒸発器
９ 吸収器
１０ 仕切
１１ 冷媒液散布ノズル
１２ 吸収液散布ノズル
１３ 冷媒蒸気
１４ 加熱用流体
１５ 冷却用流体
１６ 出口
１７ フィン
１８ チューブ
１９ ケーシング
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器の金属表面に濡れ性あるいは親水性改善の表面処理を行う熱交換器の製造方法およびその熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一例として、吸収式熱交換器における蒸発器のコアの外表面や吸収器のコア外表面には冷媒や吸収液が散布され、コアの内部を流通する流体との間に熱交換が行われる。このとき、コアの外表面の濡れ性あるいは親水性が良いと熱交換が促進されることが知られている。
【０００３】
熱交換器コアは多数のプレート等からなり、内部に熱交換媒体が流通する。一対のプレートからなるいわゆるドロンカップ型のエレメントを積層した熱交換器においては、その外表面に凹凸を形成したりフィンを設けたりするものが知られている。これらのプレート外面またはフィン表面に濡れ性あるいは親水性物質をコーティングし、微細な凹凸を形成したものが提案されてる（例えば、特許文献１参照。）。
この提案はその凹凸構造の高さが３００μｍ以下となるように形成されたものである。これは金属表面を予め物理的または化学的処理により凹凸化したものである。その方法としては、金属表面を研磨または切削等の金属加工を行う方法、酸またはアルカリの溶液に金属表面を浸漬する方法、金属を腐蝕させる方法、金属を電極として用い電気分解を利用する方法等の手段により行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２６４９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の金属表面に微細な凹凸構造を形成する方法は、金属板の表面に直接物理的または化学的加工を行うものであるため、その表面処理層が崩壊し易いと共に、凹凸構造が単純なものとならざるを得ず、濡れ性あるいは親水性の改善に限界があった。
そこで、本発明は係る問題点を解決することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、それぞれ成形された各部品の接触部間にろう材（１） を配置して熱交換器を組み立てると共に、
その各部品の接触部以外の金属表面に、ろう材（１） と、付着用バインダ（２） と、そのろう材（１） の融点では溶融しない金属材の微粉体（３） とを配置する工程と、
炉内に、その熱交換器の組み立て体を挿入して各部品間を一体にろう付けすると共に、その表面に金属の微粉体（３） をろう付けして、そこに表面処理層（３ａ）を形成する工程と、を具備する熱交換器の製造方法である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記各部品および前記微粉体（３） が、ステンレス鋼よりなり、前記ろう材（１） がＮｉ系合金またはＣｕ系合金からなる熱交換器の製造方法である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記微粉体（３） の粒径が１５０μｍ〜８００μｍよりなる熱交換器の製造方法である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの方法により製造された熱交換器である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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。
図１は本発明の熱交換器コアの一例を示す斜視図およびその要部断面図であり、図２は同熱交換器に用いられるプレート４表面の表面処理層形成の準備段階を示し、図３はその完成状態を示す拡大説明図である。
この例は、複数のエレメント５を夫々の連通孔７で接続したものであり、そのエレメント５は一対の細長い皿状のプレート４を互いに逆向きに重ね合わせ、その周縁をろう付け固定したものである。
【０００９】
なお、夫々のプレート４は平面Ｖ字状等の波形曲折部が形成され、互いに対向する一対のプレート４はそのＶ字状等の向きが逆向きに形成されたものが重ね合わされる。そして積層方向の一方の端部に配置された連通孔７の周縁には、ボス部６がろう付け固定されてコアを構成する。
この例では、プレート４がステンレス鋼板のプレス成形体からなり、その外表面に粉末状のろう材１と付着用バインダ２およびステンレス鋼よりなる微粉体３が混合されて付着される。
なお、ろう材１と付着用バインダ２との混合体の上面に微粉体３を付着してもよい。
【００１０】
ろう材１としては、ニッケル系合金或いは銅合金を用いることができる。それらの融点では、微粉体３は溶融しないものである。
また、各プレート４どうしの接触面やボス部６の接触面との間には、付着用バインダ２とろう材１とが塗布される。そして図１（Ａ）に示す如く、全体を組み立てた状態で高温の炉内にその組立体を挿入し、ろう材１を溶融し次いでそれを冷却固化することにより、各プレート４間を液密にろう付け固定する。それと共に、その外表面に金属の微粉体３をろう付け固定し、図３に示す表面処理層３ａをプレート４の表面に形成する。即ち、プレート４の表面にはろう材１を介して無数の微粉体３が互いに接合される。
【００１１】
微粉体３の粒経は、粉末状のろう材１の粒経よりも充分大きなものとする。一例として、ろう材１の粒経を１００μｍ程度とするとき、微粉体３の粒経は１５０μｍ〜８００μｍ程度である。
このようにしてなる熱交換器は一例として、図４および図５に示す蒸発器８および吸収器９として利用することができる。即ち、蒸発器８内に設けた仕切１０の一方側に蒸発器８を配置し、他方側に吸収器９を配置する。そして蒸発器８の各プレート４内部に加熱用流体１４を流通させると共に、蒸発器８の上方に配置された冷媒液散布ノズル１１から冷媒液を散布し、夫々のプレート４の外周に付着させ加熱用流体１４によってそれを蒸発させる。その冷媒蒸気１３は、仕切１０の上方を越えて吸収器９側に矢印の如く移動する。
【００１２】
吸収器９の上方には吸収液散布ノズル１２から吸収液が散布され、冷媒蒸気１３がプレート４の外面で吸収される。エレメント５ａの内部には、吸収熱を除去するために冷却用流体１５が流通する。冷媒を吸収して希釈された冷媒は、吸収器９の下方の出口１６から流出する。
これらの熱交換器において、夫々のエレメント５の表面には図３に示す表面処理層３ａが形成されているため、散布された冷媒液や吸収液を確実に捕捉し、それらとプレート４の内面側の流体との間に熱交換が効率的に行われる。
【００１３】
次に、図６〜図７は本発明の他の熱交換器の製造方法の説明図であり、この例はフィン１７の表面にろう材１，付着用バインダ２，微粉体３を付着させ、それをチューブ１８内に挿入し炉内で一体的にろう付け固定したものである。
なお、フィン１７をチューブ１８に内装する代わりに図示しない偏平チューブの外面にそれを配置し、熱交換器のろう付けの際にフィン表面に表面処理層３ａを形成することもできる。
【００１４】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器の製造方法およびその熱交換器は、ろう材１の融点では溶融しない金属材の微粉体３を付着用バインダ２およびろう材を介して熱交換器部品の金属表面に付着させ、各部品間を一体にろう付けすると共に、その表面に微粉体３をろう付けしてそこに表面処理層３ａを形成するものであるから、熱交換器表面の濡れ性または親水性を良好にし熱交換を促進させる効果がある。
しかも、表面処理層３ａは金属の微粉末で形成されているから劣化することがなく、その熱交換性能を永続的に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の一例を示す斜視図およびその要部断面図。
【図２】本発明の熱交換器の製造方法の準備段階を示す説明図。
【図３】同製造方法によって付着用バインダ２の表面に形成された表面処理層３ａの説明図。
【図４】同製造方法による熱交換器の使用方法の一例を示す縦断面説明図。
【図５】同斜視説明図。
【図６】本発明の他の熱交換器の製造方法の準備段階を示す説明図。
【図７】同熱交換器の要部を示す説明図。
【符号の説明】
１ ろう材
２ 付着用バインダ
３ 微粉体
３ａ 表面処理層
４ プレート
５ エレメント
５ａ エレメント
６ ボス部
７ 連通孔
８ 蒸発器
９ 吸収器
１０ 仕切
１１ 冷媒液散布ノズル
１２ 吸収液散布ノズル
１３ 冷媒蒸気
１４ 加熱用流体
１５ 冷却用流体
１６ 出口
１７ フィン
１８ チューブ
１９ ケーシング
Claims (4)
- それぞれ成形された各部品の接触部間にろう材（１） を配置して熱交換器を組み立てると共に、
その各部品の接触部以外の金属表面に、ろう材（１） と、付着用バインダ（２） と、そのろう材（１） の融点では溶融しない金属材の微粉体（３） とを配置する工程と、
炉内に、その熱交換器の組み立て体を挿入して各部品間を一体にろう付けすると共に、その表面に金属の微粉体（３） をろう付けして、そこに表面処理層（３ａ）を形成する工程と、を具備する熱交換器の製造方法。 - 請求項１において、
前記各部品および前記微粉体（３） が、ステンレス鋼よりなり、前記ろう材（１） がＮｉ系合金またはＣｕ系合金からなる熱交換器の製造方法。 - 請求項１または請求項２において、
前記微粉体（３） の粒径が１５０μｍ〜８００μｍよりなる熱交換器の製造方法。 - 請求項１〜請求項３のいずれかの方法により製造された熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003089210A JP2004293989A (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 熱交換器の製造方法および熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003089210A JP2004293989A (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 熱交換器の製造方法および熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004293989A true JP2004293989A (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=33403146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003089210A Pending JP2004293989A (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 熱交換器の製造方法および熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004293989A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102003251B1 (ko) * | 2019-02-28 | 2019-07-24 | 김건일 | 스크린 프린팅을 이용한 미끄럼 방지패드의 제조방법 및 이에 사용되는 스크린 프린팅 틀 |
-
2003
- 2003-03-27 JP JP2003089210A patent/JP2004293989A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102003251B1 (ko) * | 2019-02-28 | 2019-07-24 | 김건일 | 스크린 프린팅을 이용한 미끄럼 방지패드의 제조방법 및 이에 사용되는 스크린 프린팅 틀 |
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