JP2007040680A - Heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷却システム、放熱システムや加熱システム等用の熱交換器に関するもので、特にコンパクト性を要求されるシステムで使用される熱交換器及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger for a cooling system, a heat dissipation system, a heating system, and the like, and more particularly to a heat exchanger used in a system that requires compactness and a manufacturing method thereof.
従来、この種の熱交換器としては、管とフィンとから構成されたものが一般的であるが、近年はそのコンパクト化を図るために、管径及び管ピッチを小さくし、管を高密度化する傾向にある。その極端な形態としては、管外径が0.5mm程度の非常に細い管のみから熱交換部が構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of heat exchanger is generally composed of tubes and fins. However, in recent years, in order to achieve compactness, the tube diameter and tube pitch are reduced, and the tubes are made dense. It tends to become. As an extreme form thereof, there is one in which the heat exchanging portion is composed only of a very thin tube having a tube outer diameter of about 0.5 mm (for example, see Patent Document 1).
図8は、特許文献1に記載された従来の熱交換器の正面図である。図9は、図8のA−A線断面図である。
FIG. 8 is a front view of a conventional heat exchanger described in
従来の熱交換器は、所定間隔を置いて対向配置される入口ヘッダー1と出口ヘッダー2と、入口ヘッダー1と出口ヘッダー2の間に断面円環の複数の管3が配置され、管3の外部を外部流体が流通される熱交換コア4が構成されている。管3内を流通する内部流体としては主に水や不凍液が用いられ、外部流体としては空気が主流であり、それぞれが流通し、熱交換を行う。
In the conventional heat exchanger, an
そして、管3を碁盤目状に配置するとともに、管3の外径を0.2mm以上0.8mm以下とし、隣接する管3のピッチを管外径で除した値を0.5以上3.5以下とすることで、使用動力に対する熱交換量を大幅に向上できるとしている。
上記従来の熱交換器を構成する具体的な要素や製造方法については示されていないが、一般的には、多数の細い管3と、特定の面に多数の細かい円孔を予め空けた入口ヘッダー1と出口ヘッダー2を用意し、入口ヘッダー1及び出口ヘッダー2の円孔に管3の両端を挿入し、溶接等によって管3の挿入部を入口ヘッダー1及び出口ヘッダー2に接着する方法が考えられる。
Although the specific elements and manufacturing method constituting the conventional heat exchanger are not shown, in general, a large number of
しかしながら、長くて細い管3は非常に高価であるばかりでなく、入口ヘッダー1や出口ヘッダー2に管3の挿入用の微細な円孔を所定の微細なピッチで設けることと、非常に多くの管3を入口ヘッダー1や出口ヘッダー2に挿入し接着する工程が非常に困難であり、熱交換性能が高くても、非常に高価でかつ洩れに対する信頼性が低いものになるという課題を有していた。
However, not only the long and
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、非常に優れた熱交換性能を保持しながら、非常に容易に製造ができる熱交換器の製造方法を提供することにより、安価で、かつ信頼性の高い熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a method for manufacturing a heat exchanger that can be manufactured very easily while maintaining extremely excellent heat exchange performance. It aims at providing a heat exchanger with high property.
上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器の製造方法は、平面上の基板に所定の間隔をおいて凹みを形成する凹み加工工程と、前記基板の前記凹み加工工程に続いて前記凹み相互間の平面上に前記凹みと略平行となるスリットを形成するスリット加工工程と、前記基板を前記スリットが重合するように複数枚積層して前記凹みが管内流路を構成し、前記スリットが管外流路を構成する熱交換器コアを成形する工程と、前記熱交換器コアの両外側にヘッダーを取り付ける工程と、からなるものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention includes a recess processing step of forming recesses on a flat substrate at a predetermined interval, and the recess processing step of the substrate. A slit processing step of forming a slit that is substantially parallel to the recess on the plane between the recesses, and a plurality of the substrates are laminated so that the slits overlap, and the recess constitutes an in-tube flow path, The slit comprises a step of forming a heat exchanger core that constitutes a flow path outside the tube, and a step of attaching headers to both outer sides of the heat exchanger core.
これにより、管のみによって構成された熱交換器コアを凹みとスリットを設けた基板から構成することができ、容易に製作することができる。また、スリット加工を先に行うと細管の外形を形成してから凹み加工を行うこととなり、細管の曲がりや歪みによって凹み加工の精度が低下するが、先に凹み加工を行うことにより、平板状の基板への加工であるため、凹み加工の精度が向上する。よって、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。 Thereby, the heat exchanger core comprised only with the pipe | tube can be comprised from the board | substrate which provided the dent and the slit, and can be manufactured easily. In addition, if slit processing is performed first, dent processing will be performed after forming the outer shape of the thin tube, and the accuracy of the dent processing will decrease due to bending or distortion of the thin tube, but by performing the dent processing first, a flat plate shape Therefore, the accuracy of the dent processing is improved. Therefore, it is possible to manufacture a heat exchanger that is inexpensive and highly reliable.
また、本発明の熱交換器の製造方法は、平面上の基板に所定の間隔をおいて凹みを形成する凹み加工工程と、前記基板の前記凹み加工工程とほぼ同時に前記凹み相互間の平面上に前記凹みと略平行となるスリットを形成するスリット加工工程と、前記基板を前記スリットが重合するように複数枚積層して前記凹みが管内流路を構成し、前記スリットが管外流路を構成する熱交換器コアを成形する工程と、前記熱交換器コアの両外側にヘッダーを取り付ける工程と、からなるものである。 In addition, the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention includes a recess processing step for forming recesses on a planar substrate at a predetermined interval, and a plane between the recesses substantially simultaneously with the recess processing step for the substrate. Forming a slit substantially parallel to the recess, laminating a plurality of the substrates so that the slit overlaps, the recess forming an in-tube flow path, and the slit forming an out-tube flow path Forming a heat exchanger core, and attaching a header to both outer sides of the heat exchanger core.
これにより、管のみによって構成された熱交換器コアを凹みとスリットを設けた基板から構成することができ、容易に製作することができる。また、凹み加工とほぼ同時にスリット加工を行うことにより、細管の曲がりや歪みによる凹み加工の加工精度の低下を防ぐことができ、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。 Thereby, the heat exchanger core comprised only with the pipe | tube can be comprised from the board | substrate which provided the dent and the slit, and can be manufactured easily. Further, by performing slit processing almost simultaneously with the dent processing, it is possible to prevent a reduction in processing accuracy of the dent processing due to bending or distortion of the thin tube, and it is possible to manufacture a heat exchanger that is inexpensive and highly reliable.
本発明の熱交換器は、製造が容易なため、安価に熱交換器を提供することができる。 Since the heat exchanger of the present invention is easy to manufacture, the heat exchanger can be provided at low cost.
また、本発明の熱交換器の製造方法は、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を提供することができる。 Moreover, the manufacturing method of the heat exchanger of this invention can provide a heat exchanger cheaply and highly reliable.
請求項1に記載の発明は、平面上の基板に所定の間隔をおいて凹みを形成する凹み加工工程と、前記基板の前記凹み加工工程に続いて前記凹み相互間の平面上に前記凹みと略平行となるスリットを形成するスリット加工工程と、前記基板を前記スリットが重合するように複数枚積層して前記凹みが管内流路を構成し、前記スリットが管外流路を構成する熱交換器コアを成形する工程と、前記熱交換器コアの両外側にヘッダーを取り付ける工程と、からなるものであり、管のみによって構成された熱交換器コアを凹みとスリットを設けた基板から構成することができ、容易に製作することができる。また、スリット加工を先に行うと細管の外形を形成してから凹み加工を行うこととなり、細管の曲がりや歪みによって凹み加工の精度が低下するが、先に凹み加工を行うことにより、平板状の基板への加工であるため、凹み加工の精度が向上する。よって、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、平面上の基板に所定の間隔をおいて凹みを形成する凹み加工工程と、前記基板の前記凹み加工工程とほぼ同時に前記凹み相互間の平面上に前記凹みと略平行となるスリットを形成するスリット加工工程と、前記基板を前記スリットが重合するように複数枚積層して前記凹みが管内流路を構成し、前記スリットが管外流路を構成する熱交換器コアを成形する工程と、前記熱交換器コアの両外側にヘッダーを取り付ける工程と、からなるものであり、管のみによって構成された熱交換コアを凹みとスリットを設けた基板から構成することができ、容易に製作することができる。また、凹み加工とほぼ同時にスリット加工を行うことにより、細管の曲がりや歪みによる凹み加工の加工精度の低下を防ぐことができ、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a recess processing step of forming recesses at a predetermined interval in a substrate on a plane, and the recesses on a plane between the recesses substantially simultaneously with the recess processing step of the substrate. A slit processing step for forming slits that are substantially parallel, and a heat exchanger in which a plurality of the substrates are stacked so that the slits overlap, and the recesses form a flow path in the pipe, and the slits form a flow path in the pipe A step of forming a core and a step of attaching headers to both outer sides of the heat exchanger core, wherein the heat exchange core constituted only by a tube is constituted by a substrate provided with a recess and a slit. Can be manufactured easily. Further, by performing slit processing almost simultaneously with the dent processing, it is possible to prevent a reduction in processing accuracy of the dent processing due to bending or distortion of the thin tube, and it is possible to manufacture a heat exchanger that is inexpensive and highly reliable.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明の前記凹みは、型形状を転写して加工されるものであり、凹みの形状を精度よく加工することができ、信頼性の高い熱交換器を製造することができる。 According to a third aspect of the present invention, the dent of the first or second aspect of the invention is processed by transferring the shape of the mold, and the shape of the dent can be processed with high accuracy and reliability. High heat exchanger can be manufactured.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明の前記基板もしくは前記型の少なくともいずれか一方を加熱したものであり、型形状が転写しやすくなり、加工精度が向上するとともに加工工数を低減でき安価に熱交換器を製造することができる。
The invention described in
請求項5に記載の発明は、請求項1または4に記載の発明の前記スリットが、プレスにより加工されるものであり、スリット形状を精度よく加工することができ、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the slit according to the first or fourth aspect of the present invention is processed by pressing, and the slit shape can be processed with high accuracy, and is inexpensive and highly reliable. A heat exchanger can be manufactured.
請求項6に記載の発明は、請求項1または4に記載の発明の前記スリットは、ローラーカッターにより加工されるものであり、スリット形状を連続的に加工することができ、加工工数が低減でき、安価に熱交換器を製造することができる。
In the invention according to
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の発明の前記基板の材料は、樹脂材料であり、凹み加工やスリット加工が行いやすく、加工工数が低減できるとともに、材料費も安く、安価に熱交換器を提供することができる。
In the invention according to
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same configurations as those of the conventional example or the embodiments described above, and detailed descriptions thereof will be omitted. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における熱交換器の基板の製造工程の斜視図である。図2は、同実施の形態における熱交換器の熱交換器コアの斜視図である。図3は、同実施の形態における熱交換器の斜視図である。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view of a manufacturing process of a substrate of a heat exchanger according to
基板10には、所定の間隔をおいて凹み20と、凹み20相互間の平面上に凹み20と略平行となるようにスリット30と、が加工されている。
The
本実施の形態では、基板10はABS、PC、PP等の樹脂材料でシート状に成型されている。
In the present embodiment, the
まず初めに、凹み20形状を転写する型40を基板10に押しつけ、凹み20形状を転写する(工程(1)、工程(2)、工程(3))。
First, the
この際、基板10を軟化点近傍まで加熱することにより、形状転写がしやすくなる。
At this time, shape transfer is facilitated by heating the
次に、ローラーカッター50により、スリット30を加工する(工程(4)、工程(5)、工程(6))。ローラーカッター50では連続的に加工ができるため、加工工数が低減できる。
Next, the
尚、スリット30は、基板10の上面と下面が貫通している。
The
また、ローラーカッター50は、スリット30と同形状の歯32がローラー35周上に加工されており、基板10上をローラー35が回転することによりスリット30を形成する。尚、ローラー35周上には歯32を加工していない個所37を設けることにより、管を分断せずに基板10を製作できる。
In the
尚、本実施の形態ではローラー35周上に歯32を1つも受けたが、ローラー35の直径を大きくし、歯32を加工していない個所37をはさんで歯32を複数設けてもよい。
In the present embodiment, one
尚、基板10を軟化点近傍まで加熱したが、型40を軟化点近傍まで加熱してもよい。
In addition, although the board |
尚、本実施の形態では、スリット30は、ローラーカッター50により加工したが、プレスにより加工した場合、スリット形状を精度よく加工することができ、安価にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。
In addition, in this Embodiment, although the
このように加工された基板10を積層し、相互間を接合して熱交換器コア11が製作される。
The
接合方法としては、接着剤、熱圧着、熱溶着、超音波接合及び拡散接合等が考えられるが、凹み20を目詰まりさせなければよい。この際、積層方向端には凹み20を設けていない基板60を積層し、端部の管内流路70をシールしている。
As a bonding method, an adhesive, thermocompression bonding, heat welding, ultrasonic bonding, diffusion bonding, and the like are conceivable, but it is sufficient that the
本実施の形態ではこのように端部の管内流路70をシールしたが、これに限定されるものではない。
In this embodiment, the
次に、図3に示すように、管内流路70の両端部にヘッダー80を取り付けて熱交換器が完成することとなる。
Next, as shown in FIG. 3,
尚、基板の材料は、樹脂材料であり、凹み加工やスリット加工が行いやすく、加工工数が低減できるとともに、材料費も安く、安価に熱交換器を提供することができる。 In addition, the material of the substrate is a resin material, and it is easy to perform dent processing and slit processing, and the number of processing steps can be reduced, and the material cost is low, and a heat exchanger can be provided at low cost.
以上のように製造された熱交換器は、凹み20が管内流路70となり、水や不凍液等の冷媒が流動し、スリット30が管外流路90となって空気等が流動し、冷媒と熱交換する。
In the heat exchanger manufactured as described above, the
この際、管内流路70となる凹み20を型40の形状を転写して加工するため、管を微細な形状に加工でき熱交換器の高性能化が図れる。
At this time, since the
以上、述べてきたように、スリット加工を先に行うと細管の外形を形成してから凹み加工を行うこととなり、細管の曲がりや歪みによって凹み加工の精度が低下するが、本実施の形態では、先に凹み20の加工を行うことにより、平板状の基板10に加工するため、凹み20加工の精度が向上する。
As described above, if slitting is performed first, the outer shape of the thin tube is formed and then the dent processing is performed, and the accuracy of the dent processing decreases due to bending or distortion of the thin tube. By processing the
また、加熱して型40の形状を転写することによって凹み20の加工を行うため、微細な形状でも高精度に加工できる。よって、容易にかつ信頼性の高い熱交換器を製造することができる。
Further, since the
また、ローラーカッター50によりスリット30を加工することにより、スリット30形状の加工工数を低減することができる。
Further, by processing the
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における熱交換器の基板の製造工程の斜視図である。図5は、同実施の形態における熱交換器の基板の製造工程の正面図である。図6は、同実施の形態の熱交換器における熱交換器コアの斜視図であり、図7は、同実施の形態における熱交換器の斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a perspective view of the manufacturing process of the substrate of the heat exchanger according to
基板110には実施の形態1と同様に、凹み120とスリット130が加工されている。
As in the first embodiment, the
本実施の形態では、基板110はABS、PC、PP等の樹脂材料でシート状に成型されている。
In the present embodiment, the
型140は、凹み120を成形する突起形状141と、スリット130を成形する突起形状142と、が設けられており、型140を基板110に押しつけ凹み120形状を転写するとともに、スリット130を加工することができる(工程(7)、工程(8)、工程(9))。
The
尚、スリット130は、基板110の上面と下面が貫通している。
The
次に、基板110を積層し相互間を接合して、熱交換器コア111が製作される。
Next, the
接合方法としては、接着剤、熱圧着、熱溶着、超音波接合及び拡散接合等が考えられるが、凹み120を目詰まりさせなければよい。
As a bonding method, an adhesive, thermocompression bonding, thermal welding, ultrasonic bonding, diffusion bonding, and the like are conceivable, but the
この際、積層方向端の基板110aは、一つ手前の基板110bの凹み120と突き合わせる方向に積層接合することによって、管内流路170をシールしている。
At this time, the
本実施の形態では、このように端部の管内流路170をシールしたが、これに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
次に、図6に示すように、管内流路170の両端部にヘッダー180を取り付けて熱交換器が完成することとなる。
Next, as shown in FIG. 6,
以上のように製造された熱交換器は、凹み120が管内流路170となり、水や不凍液等の冷媒が流動し、スリット130が管外流路190となって空気等が流動し、冷媒と熱交換する。この際、管内流路170となる凹み120を型140の形状を転写して加工し、同時にスリット130を加工するため、管を微細な形状に加工でき熱交換器の高性能化が図れる。また、凹み120とスリット130の加工工数が低減できるため、安価に熱交換器を製作することができる。
In the heat exchanger manufactured as described above, the
以上、述べてきたように、本実施の形態では、凹み120を加工すると同時にスリット130の加工を行うことにより、凹み120とスリット130ともに加工の精度が向上するとともに、加工工数を低減することができ、さらに安価に熱交換器を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, by processing the
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、非常に優れた熱交換性能を維持しながら、安価に実現でき、冷凍冷蔵機器や空調機器用の熱交換器や、廃熱回収機器等の用途にも適用できる。 As described above, the heat exchanger according to the present invention can be realized at low cost while maintaining very excellent heat exchange performance, such as heat exchangers for refrigeration equipment and air conditioning equipment, waste heat recovery equipment, etc. It can also be applied to applications.
10、60、110、110a、110b 基板
11、111 熱交換器コア
20、120 凹み
30、130 スリット
40、140 型
50 ローラーカッター
70、170 管内流路
80、180 ヘッダー
90、190 管外流路
10, 60, 110, 110a,
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JP2005228229A JP2007040680A (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Heat exchanger and its manufacturing method |
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JP2005228229A Pending JP2007040680A (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Heat exchanger and its manufacturing method |
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JP (1) | JP2007040680A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100942420B1 (en) | 2008-04-10 | 2010-02-17 | (주)에이치박엔지니어링 | Manufacturing method of heat exchanger |
WO2011039934A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | ダイキン工業株式会社 | Stacking type heat exchanger and method for producing a stacking type heat exchanger |
-
2005
- 2005-08-05 JP JP2005228229A patent/JP2007040680A/en active Pending
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WO2011039934A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | ダイキン工業株式会社 | Stacking type heat exchanger and method for producing a stacking type heat exchanger |
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