JP2005083674A

JP2005083674A - 熱交換器コア及び熱交換器コアの製造方法

Info

Publication number: JP2005083674A
Application number: JP2003317177A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kawai; 嘉宏河合
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】マイクロチャネル熱交換器に用いられる熱交換器コアにおいて、流路断面積を大きくして、流路の抵抗を下げることを課題とする。
【解決手段】断面略凹形に形成されたプレート１０１の上に、同一長に形成された微細管１０２を複数本一列に並べてプレート部１１０を構成し、このプレート部１１０を、微細管１０２の長手方向が交互に直交するように複数段積層することで熱交換器コア１００を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロチャネル熱交換器に用いられる熱交換器コア、及び熱交換器コアの製造方法に関する。

従来のマイクロチャネル熱交換器に用いられる熱交換器コアは、図９（ａ）に示すように、薄板状のプレート１１にエッジング加工を施して熱交換媒体が流れる複数の流路１３を形成するとともに、このプレート１１を図９（ｂ）のように、流路１３の長手方向が互いに直交するように複数段積層して、ロー付け又は拡散接合したものであった。

この種のマイクロチャネルに関連する従来技術として、上記流路に相当するマイクロチャネルを形成するマスクのパターン形状をスリット状に複数形成し、エッチング液を前記スリットの長辺方向に沿って斜めに噴射させてエッチングを行うことにより、進行方向に垂直な断面形状がスリット形状のマイクロチャネルを複数有するマイクロチャネルプレートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−６０８００号公報

しかしながら、図９のようにエッジング加工された流路１３は、柱１２の付け根部分にＲ部が形成されるため、矩形断面（横幅Ｗ１×溝深さｄ）と比較すると、Ｒ部の面積分だけ断面積が小さくなってしまう。また、溝深さｄを深くすると、エッジング加工により柱１２の付け根部分が削れやすくなり、強度が損なわれることから、柱幅Ｗ２を細くすることができず、このため、流路断面積を大きくすることは困難であった。このように、プレートにエッジング加工を施すことで流路を形成する従来構造の熱交換器コアでは、加工精度の問題から流路断面積を大きくすることが難しく、流路抵抗を下げられないという課題があった。

本発明の目的は、流路断面積を大きくして、流路の抵抗を下げることができる熱交換器コア及び熱交換器コアの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、断面略凹形に形成されたプレート上に同一長に形成された微細管を複数本一列に並べて構成した単位プレートを、前記微細管の長手方向が交互に直交するように複数段積層してなることを特徴とする熱交換器コアである。

請求項２の発明は、請求項１において、前記微細管の断面形状を円形としたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記微細管の断面形状をだ円形としたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１において、前記微細管の断面形状を四角形としたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記微細管の複数本を接合部材を介して一体に形成したことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、請求項６の発明は、断面略凹形に形成されたプレート上に、同一長に形成された微細管を複数本一列に並べて単位プレートを構成し、当該単位プレートを前記微細管の長手方向が交互に直交するように複数段積層した状態として、前記各部を接合することを特徴とする熱交換器コアの製造方法である。

請求項７の発明は、請求項６において、前記複数段積層した単位プレートをロー付け又は拡散接合により接合することを特徴とする。

本発明によれば、加工精度に影響されることなく流路断面積を大きくすることができるため、流路の抵抗を下げることができる。

以下、本発明に係わる熱交換器コアを実施するための最良の形態を示す実施例を図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施例においては、熱交換器コア主要部のみを図示及び説明するものとし、それ以外の部分については図示及び説明を省略する。

図１は、本実施例に係わる熱交換器コア１００の概略構成図であり、（ａ）はプレート部の概略構成図、（ｂ）はプレート部を複数段積層したときの状態を示す概略構成図である。また、図２は熱交換器コアの概略斜視図である。

熱交換器コアの基本単位となるプレート部１１０は、図１（ａ）に示すように、断面が略凹形となるように形成されたプレート１０１と、同一長に形成された複数の微細管１０２とから構成されている。プレート１０１は、アルミ又はステンレスの薄板を加工したものであり、両端に形成された側壁１０１ａの間には断面形状が円形（略真円）の微細管１０２が隙間なく一列に並べられている。このような構造のプレート部１１０を複数個形成して、図１（ｂ）に示すように、微細管１０２の長手方向が交互に直交するように複数段積層することによって、図２に示すような立方体を構成する。更に、この状態でロー付け又は拡散接合を行い、上記各部を接合することによって、熱交換器コア１００を得ることができる。

図３は、図２の部分断面図である。本実施例による熱交換器コア１００では、接合された微細管１０２の内部空間１０３と、隣接する管の側面同士及び側面とプレートとの隙間１０４とを流路断面とすることができる。したがって、図９の従来例と比較した場合、同じ溝深さｄであれば、強度を損なうことなく流路断面積を大きくすることができるため、流路の抵抗を下げることができる。

本実施例に使用される微細管１０２の断面形状は、図１に示すような円形に限らず、だ円形、四角形であってもよい。図４に、微細管１０２の断面形状をだ円形とした場合の部分断面図を示す。また図５に、微細管１０２の断面形状を四角形とした場合の部分断面図を示す（いずれの図も符号を省略）。

また、微細管１０２は複数本が一体に形成されたものであってもよい。図６は、断面形状を円形とした微細管１０２を接合部材としてのリブ材１０５により連結することで一体化した場合の構造を示している。この場合も、微細管１０２の断面形状は円形に限らず、だ円形、四角形であってもよい。図７に、微細管１０２の断面形状をだ円形とし、これらをリブ材１０５で連結して一体化した場合の部分断面図を示す。また図８に、微細管１０２の断面形状を四角形とし、これらをリブ材１０５で連結して一体化した場合の部分断面図を示す。

図４〜図８に示す実施例の構造においても、強度を損なうことなく流路断面積を大きくすることができるため、流路の抵抗を下げることができる。

また、図９に示す従来例では、柱１２の付け根部分にＲ部が形成されるため、同一断面積で比較すると材料の歩留まりが悪くなる（流路占有率が低い）という難点があったが、上記各実施例においては材料の歩留まりをほぼ１００％とすることができる。

また、図９に示すようなプレートにエッジング加工を施す従来例では、加工範囲に制限があるために、流路の設計自由度が低いものとなっている。しかし、上記各実施例では、材料加工の制約を受けることがなく、微細管１０２の形状、サイズを適宜に変えることができるため、流路の設計自由度を増すことができる。

更に、本実施例のプレート部１１０は、微細管１０２と薄板を加工したプレート１０１で構成することができるため、製造工程を簡略化することが可能となり、生産性に優れた熱交換器コアを提供することができる。

なお、上記実施例では、微細管１０２の断面形状として、円形、だ円形、四角形について示したが、その他、三角形、台形でもよく、さらには、これら形状を組み合わせたものであってもよい。

実施例に係わる熱交換器コアの概略構成図。（ａ）はプレート部の概略構成図。（ｂ）はプレート部を複数段積層したときの状態を示す概略構成図。熱交換器コアの概略斜視図。図２の部分断面図。微細管の断面形状をだ円形とした場合の部分断面図。微細管の断面形状を四角形とした場合の部分断面図。断面形状を円形とした微細管をリブ材で連結することで一体化した場合の構造を示す部分断面図。断面形状をだ円形とした微細管をリブ材で連結することで一体化した場合の構造を示す部分断面図。断面形状を四角形とした微細管をリブ材で連結することで一体化した場合の構造を示す部分断面図。従来の一般的なマイクロチャネル熱交換器の概略構成図。（ａ）はプレートの断面形状を示す概略断面図。（ｂ）はプレートを複数段積層した場合の部分断面図。

符号の説明

１１…プレート
１２…柱
１３…流路
１００…熱交換器コア
１０１…プレート
１０１ａ…側壁
１０２…微細管
１０３…内部空間
１０４…隙間
１０５…リブ材
１１０…プレート部

Claims

断面略凹形に形成されたプレート（１０１）上に同一長に形成された微細管（１０２）を複数本一列に配置した単位プレート（１１０）を、前記微細管の長手方向が交互に直交するように複数段積層してなることを特徴とする熱交換器コア（１００）。
前記微細管（１０２）の断面形状が円形であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器コア。
前記微細管（１０２）の断面形状がだ円形であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器コア。
前記微細管（１０２）の断面形状が四角形であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器コア。
前記微細管（１０２）は、複数本が接合部材（１０５）を介して一体に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱交換器コア。
断面略凹形に形成されたプレート（１０１）上に、同一長に形成された微細管（１０２）を複数本一列に並べて単位プレート（１１０）を構成し、当該単位プレートを前記微細管の長手方向が交互に直交するように複数段積層した状態で前記各部を接合することを特徴とする熱交換器コア（１００）の製造方法。
前記複数段積層した単位プレートをロー付け又は拡散接合により接合することを特徴とする請求項６に記載の熱交換器コアの製造方法。