JP2008138968A - 熱交換器の製造方法及び熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の伝熱部材を中空部材に容易かつ確実に取り付けることが可能な熱交換器の製造方法及び熱交換器を提供する。
【解決手段】中空部２ａを有する中空部材２と、中空部材２の外面に互いに隙間３ａを有して立設された複数の伝熱部材３と、を備え、中空部２ａを通流する第１流体Ｆと隙間３ａを通流する第２流体Ｓとの間で熱交換を行う熱交換器１の製造方法であって、互いに隙間を有して配置された複数の伝熱部材３同士の隙間３ａに間隔保持剤４２を充填する間隔保持剤充填工程Ｓ４と、間隔保持剤４２によって間隔を保持された複数の伝熱部材３を中空部材２の外面に固定する伝熱部材固定工程Ｓ６と、伝熱部材３，３同士の間から間隔保持剤４２を溶融して除去する間隔保持剤除去工程Ｓ７と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器の製造方法及びこの方法によって製造した熱交換器に関する。

従来、熱交換器の製造方法としては、例えば、多数の波状のフィンと平板状のプレートとを交互に積層する際に、フィンとプレートとの間にシート状またはペースト状のＮｉろう等を挿入し、炉中で加熱してろうを溶かして互いを接合する方法がある（例えば特許文献１参照）。かかる製造方法では、ろうの溶融や部材の熱変形によってフィンとプレートとの間隔が変化するので、隙間が開かないように、フィンとプレートとを加圧して拘束する必要があった。
また、特許文献２には、熱交換を補助する伝熱部材として炭素繊維を用いた熱交換器が記載されている。
特開２００４−１７０６１号公報 特開２００５−３３７５４７号公報

近年、炭素繊維強化樹脂材料を薄板状に形成して熱交換器の伝熱部材として利用する研究が進められている。
しかしながら、多数の伝熱部材を所定の間隔で対象物に立設するには、対象物の外面形状に合わせて伝熱部材を個別に加工し、また、個別に位置合わせをしなければならず、多くの手間と時間を要していた。
このとき、特別な治具を用いて伝熱部材をまとめて取り扱うこともあるが、結局伝熱部材の加工は個別に行わなければならず、治具に伝熱部材をセットするときに同じように多くの手間と時間を要していた。
また、伝熱部材を一つずつ取り付ける場合には、伝熱部材が変形し易いため、十分な拘束力を加えることができず、伝熱部材と対象物とが十分に固定されない場合があった。

本発明は、かかる問題を解決するために創案されたものであり、複数の伝熱部材を中空部材に容易かつ確実に取り付けることが可能な熱交換器の製造方法及び熱交換器を提供することを課題とする。

本発明に係る熱交換器の製造方法は、中空部を有する中空部材と、前記中空部材の少なくとも一部の外面に互いに隙間を有して立設された複数の伝熱部材と、を備え、前記中空部を通流する第１流体と前記隙間を通流する第２流体との間で熱交換を行う熱交換器の製造方法であって、互いに隙間を有して配置された複数の前記伝熱部材の当該隙間に間隔保持剤を充填する間隔保持剤充填工程と、前記間隔保持剤によって間隔を保持された複数の前記伝熱部材を前記中空部材の少なくとも一部の外面に固定する伝熱部材固定工程と、前記伝熱部材同士の間から前記間隔保持剤を溶融して除去する間隔保持剤除去工程と、を含むことを特徴とする。

かかる方法によれば、伝熱部材同士の隙間に間隔保持剤を充填することで、複数の伝熱部材と間隔保持剤とが一つの塊になる。そのため、複数の伝熱部材を一体的に取り扱うことができる。また、一塊になった複数の伝熱部材を間隔保持剤と共に中空部材の少なくとも一部の外面に固定した後に間隔保持剤を溶融することで、伝熱部材同士の隙間が容易に形成されると同時に、複数の伝熱部材が中空部材の外面に一度に立設されることとなる。これにより、伝熱部材の固定作業が容易になり、熱交換器の生産性が向上する。
なお、「中空部材の少なくとも一部」とは、中空部材のみならず、完成後に中空部材の一部を構成する部材も含むものである。

また、かかる方法によれば、伝熱部材同士の隙間が間隔保持剤で充填された状態で、中空部材の外面に伝熱部材が取り付けられるので、伝熱部材が破損しにくい。そのため、例えば、伝熱部材が変形し易い形状又は材質である場合でも、伝熱部材を加圧して中空部材の外面にしっかりと固定することができる。

また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、前記伝熱部材固定工程において、前記間隔保持剤の融点よりも耐熱温度の高い接合剤を用いて前記中空部材の少なくとも一部の外面に前記伝熱部材を固定し、前記間隔保持剤除去工程において、前記間隔保持剤を、前記間隔保持剤の融点以上であって前記接合剤の耐熱温度未満の温度にするのが好ましい。

かかる方法によれば、間隔保持剤を、間隔保持剤の融点以上であって接合剤の耐熱温度未満の温度にすることによって、中空部材と伝熱部材との固定状態を維持しながら、間隔保持剤を溶融して除去することができる。これにより、隣り合う伝熱部材同士の隙間を一度に容易に形成することができる。
なお、接合剤の耐熱温度とは、接合性能を維持している温度をいう。

また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、前記間隔保持剤充填工程の後であって前記伝熱部材固定工程の前に、前記間隔保持剤によって間隔を保持された複数の前記伝熱部材を前記間隔保持剤と共に切削する伝熱部材切削工程を含むのが好ましい。

かかる方法によれば、複数の伝熱部材を一つの塊になった状態で切削することができるので、切削加工が容易になる。例えば、中空部材の外面の形状が曲面等の複雑な形状である場合でも、複数の伝熱部材について一度に形状出しができ、加工時間が短縮できるとともに、加工精度及び取付精度が向上する。
なお、「切削」には、切断（切り出し）によって当接面の形状出しを行う場合の他に、「削り出し」によって当接面の形状出しを行う場合を含む。

また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、前記間隔保持剤充填工程の前に、前記伝熱部材とスペーサとを交互に積層する伝熱部材積層工程と、隣り合う前記伝熱部材同士を仮固定する伝熱部材仮固定工程と、前記スペーサを取り除いて隣り合う前記伝熱部材同士の間に隙間を形成する隙間形成工程と、を有するのが好ましい。

かかる方法によれば、伝熱部材とスペーサとを交互に積層するという簡易な方法で、伝熱部材の位置決め等の煩雑な作業を行うことなく、複数の伝熱部材を適切な間隔に配置することができる。これにより、作業時間の短縮、ひいては生産性の向上を図ることができる。

また、本発明の伝熱部材は、炭素繊維強化樹脂材料製の薄板状部材であるのが好ましい。

かかる方法によれば、伝熱部材同士の隙間が間隔保持剤で充填されているので、伝熱部材が炭素繊維強化樹脂材料製の薄板状部材である場合でも、これらを変形・破損させることなく、伝熱部材を加圧して中空部材の外面にしっかりと固定することができる。

また、伝熱部材を炭素繊維強化樹脂材料で構成した場合は、炭素繊維の端部が中空部材の外面に接触するように配向するのが好ましい。

かかる方法によれば、炭素繊維の端部が中空部材の外面に接触するように配向されているので、中空部材から炭素繊維の繊維方向に効率よく熱伝導させることができる。そのため、熱交換特性に優れた熱交換器を製造することができる。

また、本発明に係る熱交換器は、前記した熱交換器の製造方法によって製造されていることを特徴とする。

かかる熱交換器によれば、伝熱部材が中空部材に確実に取り付けられているとともに、伝熱部材が等間隔に正確に配置されるので、熱交換特性に優れる。

本発明によれば、複数の伝熱部材を容易かつ確実に取り付けることが可能な熱交換器の製造方法及び熱交換器を提供することができる。

本発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。

はじめに、第１実施形態に係る熱交換器の製造方法によって製造される熱交換器１の構造について説明する。
図１は、第１実施形態に係る熱交換器を示す斜視図であり、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示した斜視図である。なお、図１（ｂ）においては、上流側タンクＴ１を仮想線（２点鎖線）で示している。

図１（ａ）に示すように、第１実施形態の熱交換器１は、第１流体Ｆと第２流体Ｓとの間で熱交換を行う装置であり、複数の中空部材２，２…と、この中空部材２，２…の間に配置された伝熱部材３，３…と、中空部材２，２の両端部にそれぞれ設置された上流側タンクＴ１及び下流側タンクＴ２と、を備えている。熱交換器１は、例えば自動車のラジエータなどに用いられる。また、第１流体Ｆとしては例えば冷却水が、第２流体Ｓとしては例えば空気が用いられる。

図１（ｂ）に示すように、中空部材２は、第１流体Ｆを通流させるための部材（第１流体通流部材）であり、本実施形態では扁平な四角筒状を呈している。中空部材２は、第１流体Ｆが通流する中空部２ａを有している。中空部材２は、例えば炭素繊維強化樹脂材料（以下、「ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）」という場合がある）を用いて形成されている。

伝熱部材３は、側面視長方形状を呈する薄板状の部材であり、中空部材２の外面に互いに間隔（隙間３ａ）を有して多数立設されている。伝熱部材３は、例えば厚さ０．４ｍｍのＣＦＲＰを用いて形成されている。隣り合う伝熱部材３，３同士の隙間３ａには、第２流体Ｓが通流するようになっている。なお、隣り合う伝熱部材３，３同士の間隔ｄは、例えば１ｍｍ程度である。
第１実施形態では、中空部材２の外面に多数の伝熱部材３，３…が立設され、その伝熱部材３,３…の上に他の中空部材２がさらに取り付けられ、これを繰り返すことにより複数の中空部材２，２…と複数の伝熱部材３，３…とが交互に積層されている。

伝熱部材３を構成するＣＦＲＰの炭素繊維（図示省略）は、その端部が中空部材２の外面に接触するように配向されている。つまり、ＣＦＲＰは、繊維方向の熱伝導率が優れているので、炭素繊維の端部を中空部材に接触させることで、熱交換特性が向上する。
なお、ＣＦＲＰの炭素繊維は、中空部材２の外面に直交する方向に配向されているのが好ましい。このようにすると、中空部材２（第１流体Ｆ）の熱を第２流体Ｓに効率よく伝達することができる。

図１（ａ）に示すように、上流側タンクＴ１は、一端側に開口部Ｔ１ｂを有する箱状の部材であり、例えばＣＦＲＰで形成されている。上流側タンクＴ１の開口部Ｔ１ｂの高さ寸法及び幅寸法は、積層された中空部材２，２…及び伝熱部材３，３…の高さ寸法及び幅寸法と等しく形成されている。上流側タンクＴ１の開口部Ｔ１ｂは、積層された中空部材２，２…の一方の端部が嵌入されることにより閉塞されている。開口部Ｔ１ｂと反対側の側壁Ｔ１ｃには、第１流体Ｆを上流側タンクＴ１内に流入させるための流入口Ｔ１ａが設けられている。これにより、上流側タンクＴ１内に流入した第１流体Ｆは、上流側タンクＴ１内で拡散して各中空部材２の中空部２ａに流入することとなる。

下流側タンクＴ２は、他端側に開口部Ｔ２ｂを有する箱状の部材であり、例えばＣＦＲＰで形成されている。下流側タンクＴ２の開口部Ｔ２ｂの高さ寸法及び幅寸法は、積層された中空部材２，２…及び伝熱部材３，３…の高さ寸法及び幅寸法と等しく形成されている。下流側タンクＴ２の開口部Ｔ２ｂは、積層された中空部材２，２…の他方の端部が嵌入されることにより閉塞されている。開口部Ｔ２ｂと反対側の側壁Ｔ２ｃには、下流側タンクＴ２内から第１流体Ｆを排出するための排出口Ｔ２ａが設けられている。これにより、各中空部材２，２…を通って下流側タンクＴ２内に流入した第１流体Ｆは、下流側タンクＴ２内で合流して排出口Ｔ２ａから排出されることとなる。

このような熱交換器１によれば、上流側タンクＴ１に流入した第１流体Ｆが中空部材２，２…を通って下流側タンクＴ２から排出されるまでに、第１流体Ｆの熱が、中空部材２、伝熱部材３、第２流体Ｓの順番に伝達されて冷やされることとなる。
また、ＣＦＲＰは、軽量であるとともに熱伝導率が高いので、軽量かつ熱交換特性に優れた熱交換器とすることができる。

つづいて、第１実施形態に係る熱交換器の製造方法について図２乃至図１０を参照して説明する。
図２は、第１実施形態に係る熱交換器の製造方法の手順を示すフロー図である。図３は、伝熱部材積層工程を説明するための模式図である。図４は、伝熱部材仮固定工程を説明するための模式図である。図５は、隙間形成工程を説明するための模式図である。図６は、間隔保持剤充填工程を説明するための模式図である。図７は、伝熱部材切削工程を説明するための模式図である。図８は、伝熱部材固定工程を説明するための模式図である。図９は、間隔保持剤除去工程を説明するための模式図である。図１０は、タンク取付工程を説明するための模式図である。

図２に示すように、第１実施形態に係る熱交換器の製造方法は、伝熱部材積層工程Ｓ１と、伝熱部材仮固定工程Ｓ２と、隙間形成工程Ｓ３と、間隔保持剤充填工程Ｓ４と、伝熱部材切削工程Ｓ５と、伝熱部材固定工程Ｓ６、間隔保持剤除去工程Ｓ７と、タンク取付工程Ｓ８と、を含んでいる。以下、各工程について詳細に説明する。

［伝熱部材積層工程Ｓ１］
はじめに、図３（ａ）に示すように、伝熱部材３の原材料となるＣＦＲＰ製の長尺の板状部材３１と、スペーサ３２と、をそれぞれ複数枚用意する。このとき、板状部材３１は、その長さ寸法Ｌ１がスペーサ３２の長さ寸法Ｌ２よりも大きいものを用意する。また、スペーサ３２は、その厚さ寸法ｔが、製造すべき熱交換器１の隣り合う伝熱部材３，３同士の隙間３ａの間隔ｄ（図１（ｂ）参照）に等しいものを用意する。また、伝熱部材３は、ＣＦＲＰの炭素繊維が少なくとも長手方向に沿って配置されているものを用いる。そして、板状部材３１の両端部３１ａ，３１ｂをスペーサ３２の両端部３２ａ，３２ｂよりも突出させながら、板状部材３１とスペーサ３２とを交互に積層する。
これにより、図３（ｂ）に示すように、板状部材３１とスペーサ３２との積層体３０Ａが形成される。このとき、板状部材３１とスペーサ３２とは積層するだけで、接着はしない。なお、板状部材３１は、図１（ａ）に示す熱交換器１の１つの中空部材２の外面に立設する伝熱部材３，３…の枚数に等しい枚数（例えば２００枚）だけ積層する。

［伝熱部材仮固定工程Ｓ２］
つぎに、図４に示すように、積層体３０Ａの板状部材３１，３１…の隣り合う端部３１ａ，３１ａ同士を仮固定用接着剤３３で仮固定する。仮固定用接着剤３３としては、例えば、Ｈｅｎｋｅｌ社製のエポキシ接着剤（ＥＡ９３９４／Ｃ−２）を用いることができる。

［隙間形成工程Ｓ３］
つぎに、図５に示すように、両端部を仮固定用接着剤３３で固められた積層体３０Ａからスペーサ３２，３２…を取り除くことにより、隣り合う板状部材３１，３１同士の間に隙間３４，３４…を形成する。

すなわち、従来は、板状部材３１，３１…を所定の間隔で支える櫛状の特別な治具（図示省略）を用意し、その治具に板状部材３１，３１…を位置合わせしながら一枚ずつ取り付けるという煩雑な手法で、板状部材３１，３１…を所定の間隔に配置していたが、前記した方法によれば、板状部材３１，３１…とスペーサ３２，３２…とを交互に重ねるという簡易な方法で、板状部材３１，３１…を所定の間隔に配置することができる。これにより、位置合わせが不要となり、生産性が向上する。

［間隔保持剤充填工程Ｓ４］
つぎに、図６（ａ）に示すように、融解した間隔保持剤４２を貯留した貯留槽４１を用意する。間隔保持剤４２は、熱可塑性接着剤やホットメルト接着剤等からなり、例えば、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ社製のＣｒｙｓｔａｌｂｏｎｄ５９０などを用いることができる。なお、Ｃｒｙｓｔａｌｂｏｎｄ５９０の融点は１５０℃程度である。
そして、この貯留槽４１の中に、隙間３４，３４…を有して配置された板状部材３１，３１…を沈めると、この隙間３４，３４…の中に間隔保持剤４２が流入する。
この状態のまま貯留槽４１を冷却して間隔保持剤４２が硬化した後に、貯留槽４１から板状部材３１，３１…を取り出し、余分な間隔保持剤４２を除去すると、図６（ｂ）に示すように、隙間３４，３４…に間隔保持剤４２が充填された板状部材３１，３１…が得られる。なお、間隔保持剤４２を隙間３４に充填する方法は、これに限定されるものではない。

［伝熱部材切削工程Ｓ５］
つぎに、図７に示すように、間隔保持剤４２が充填された各板状部材３１，３１…を、図１（ｂ）に示す伝熱部材３と同じ高さ寸法Ｈに切断する。これにより、板状部材３１，３１…から伝熱部材３，３…が切り出されることとなる。切り出された各伝熱部材３，３…は、間隔保持剤４２によって結合されつつ所定の間隔に保持されているので、伝熱部材３，３…と間隔保持剤４２，４２…との積層体３０Ｂとして一体的に取り扱うことができる。
また、板状部材３１を構成するＣＦＲＰの炭素繊維は、板状部材３１の長手方向に沿って配向されているので、切断面３０Ｂａ、３０Ｂｂに、炭素繊維の端部が露出することとなる。

［伝熱部材固定工程Ｓ６］
つぎに、図８（ａ）に示すように、積層体３０Ｂの一方の切断面３０Ｂａに、接合剤５０を塗布する。接合剤５０は、例えばスクリーン印刷やロールコートなどによって塗布するのが好ましい。また、接合剤５０は、間隔保持剤４２の融点以上の温度でも接合力を有するものであればどのようなものでもよく、例えば、熱硬化性接着剤や熱可塑性接着剤などで構成されている。また、接合剤５０は、熱伝導率の高いものを用いるのが好ましい。接合剤５０として、例えば、間隔保持剤４２よりも耐熱温度の高いＣｏｔｒｏｎｉｃｓ社製のＤｕｒａｌｃｏ１３２等を用いるのが好ましい。なお、Ｄｕｒａｌｃｏ１３２の耐熱温度は２６０℃程度である。
そして、接合材５０が塗布された切断面３０Ｂａを中空部材２の外面に当接させて加圧することにより、両者を強固に接着する。このとき、伝熱部材３，３…は、間隔保持剤４２，４２…によって結合されているので、加圧力によって折れたり倒れたりすることがない。そのため、伝熱部材３，３…と中空部材２とを確実かつ容易に接着することができる。なお、加圧力は、０．５ＭＰａ程度とするのが好ましい。

つぎに、図８（ｂ）に示すように、積層体３０Ｂの他方の切断面３０Ｂｂに、接合材５０を塗布し、当該切断面３０Ｂｂに他の中空部材２を当接させて加圧することにより、両者を接着する。
この手順を所定回数だけ繰り返して、図８（ｃ）に示すように、中空部材２，２…と積層体３０Ｂ，３０Ｂ…とを交互に積層することにより、中空部材２，２…と積層体３０Ｂ，３０Ｂ…との積層体１０Ａを作製する。

なお、積層体３０Ｂの切断面３０Ｂａ，３０Ｂｂには、ＣＦＲＰの炭素繊維の端部が露出している。また、積層体３０Ｂの切断面３０Ｂａ，３０Ｂｂには、間隔保持剤４２が付着していない。そのため、積層体３０Ｂの切断面３０Ｂａ，３０Ｂｂを中空部材２の外面に当接させることにより、第１流体Ｆの熱を第２流体Ｓに効率よく伝達することができる。

［間隔保持剤除去工程Ｓ７］
つぎに、図９（ａ）に示すように、箱型の昇温炉６０の中に積層体１０Ａを配置する。そして、昇温炉６０を、間隔保持剤４２の融点以上の温度であって、接合材５０の耐熱温度よりも低い温度まで昇温させる。これにより、積層体１０Ａの間隔保持剤４２，４２…が融解し、伝熱部材３，３…の間から流出する。

図９（ｂ）に示すように、間隔保持剤４２，４２…が伝熱部材３，３…の間から流出すると、中空部材２，２…の間には、伝熱部材３，３…だけが立設した状態で残存する。そして、隣り合う伝熱部材３，３…の間には、間隔保持剤４２（ひいてはスペーサ３２）の厚さ寸法ｔに等しい隙間３ａが形成される。これにより、中空部材２と、この中空部材２の外面に所定の隙間を有して立設された伝熱部材３，３…とが交互に積層された熱交換器本体１０Ｂが形成されることとなる。
なお、融解により除去しきれなかった間隔保持剤４２は、例えばメタノールなどの溶剤を用いて溶解除去する。

［タンク取付工程Ｓ８］
つぎに、図１０（ａ）に示すように、熱交換器本体１０Ｂの上流側端部１０Ｂａを上流側タンクＴ１の開口部Ｔ１ｂに嵌入して接着するとともに、熱交換器本体１０Ｂの下流側端部１０Ｂｂを下流側タンクＴ２の開口部Ｔ２ｂに嵌入して接着する。上流側タンクＴ１及び下流側タンクＴ２と熱交換器本体１０Ｂとの間には、隙間が生じないようにシール部材（図示省略）を配置するのが好ましい。これにより、図１０（ｂ）に示すように、熱交換器１が完成する。

以上のような熱交換器１の製造方法によれば、以下のような作用効果を奏する。
すなわち、かかる方法によれば、伝熱部材３，３同士の隙間３ａに間隔保持剤４２を充填することで、複数の伝熱部材３，３…と間隔保持剤４２，４２…とが一つの塊になる。そのため、複数の伝熱部材３，３…を一体的に取り扱うことができる。

また、一塊になった複数の伝熱部材３，３…を間隔保持剤４２，４２…ごと中空部材２の外面に固定した後に間隔保持剤４２，４２…を溶融することで、伝熱部材３，３…同士の隙間３ａ，３ａ…が容易に形成されると同時に、複数の伝熱部材３，３…が中空部材２の外面に一度に立設されることとなる。これにより、伝熱部材３，３…の固定作業が容易になり、熱交換器１の生産性が向上する。

また、かかる方法によれば、伝熱部材３，３同士の隙間３ａが間隔保持剤４２で充填された状態で、中空部材２の外面に取り付けられるので、伝熱部材３，３…が破損しにくい。そのため、伝熱部材３が変形し易い薄板形状である場合でも、伝熱部材３を適度に加圧して中空部材２の外面にしっかりと固定することができる。

また、伝熱部材３と中空部材２とを接合する接合材５０は、間隔保持剤４２の融点よりも耐熱温度の高いものを用いているので、間隔保持剤４２の温度を、間隔保持剤４２の融点以上であって接合材５０の耐熱温度未満の温度にすることによって、中空部材２と伝熱部材３との固定状態を維持しながら、間隔保持剤４２を溶融して除去することができる。これにより、隣り合う伝熱部材３，３同士の隙間３ａを一度に容易に形成することができる。

また、複数の伝熱部材３，３…を一つの塊になった状態で切削することができるので、複数の伝熱部材３，３…について一度に形状出しができ、加工時間が短縮できるとともに、加工精度及び取付精度が向上する。

また、伝熱部材３の原材料となる板状部材３１とスペーサ３２とを交互に積層するという簡易な方法で、伝熱部材３の位置決め等の煩雑な作業を行うことなく、複数の伝熱部材３，３…を適切な間隔に配置することができる。これにより、作業時間の短縮、ひいては生産性の向上を図ることができる。

また、伝熱部材３をＣＦＲＰ製の薄板状部材で構成した場合でも、これらを変形・破損させることなく、中空部材２の外面にしっかりと固定することができる。

また、伝熱部材３を構成するＣＦＲＰの炭素繊維が中空部材２の外面に直交する方向に配向されるとともに、炭素繊維の端部が中空部材２の外面に接触するように配向されているので、第１流体Ｆの熱を炭素繊維の繊維方向に効率よく熱伝導させることができる。そのため、熱交換特性に優れた熱交換器１を製造することができる。

つづいて、本発明の第２実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。
図１１は、第２実施形態に係る熱交換器の製造方法を模式的に示した斜視図であり、（ａ）は伝熱部材切削工程を、（ｂ）は伝熱部材固定工程を、それぞれ示している。

第２実施形態に係る熱交換器の製造方法は、中空部材２０が断面視楕円形状である点、及び、伝熱部材３の切断面が曲面である点が第１実施形態と異なっている。

すなわち、第２実施形態の伝熱部材切削工程では、図１１（ａ）に示すように、伝熱部材３，３…と間隔保持剤４２，４２…との積層体３０Ｃの切断面３０Ｃａが、中空部材２０の外面の形状に対応した曲面となるように切削している。
そして、第２実施形態の伝熱部材固定工程では、図１１（ｂ）に示すように、曲面形状に形成した積層体３０Ｃの切断面３０Ｃａを、中空部材２０の外面に当接させて接合している。

第２実施形態に係る熱交換器の製造方法によれば、伝熱部材３の原材料となる板状部材３１，３１…が、間隔保持剤４２，４２…によって一体化されているので、中空部材２の外面が３次元的な複雑な形状であっても、その形状に合わせて板状部材３１，３１…を一度にまとめて容易に加工することができる。また、連続的に切削加工できるので、一枚ずつ加工する場合に比べて、施工精度が向上し、ひいては取付精度が向上する。

以上、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、第１実施形態及び第２実施形態においては、伝熱部材切削工程Ｓ５を設けたが、伝熱部材３の長さによっては、伝熱部材切削工程Ｓ５を省略してもよい。すなわち、予め所定の長さに形成された複数の伝熱部材３、３…を所定の間隔に配置して、伝熱部材３，３同士の隙間３ａに間隔保持剤４２を充填すれば、伝熱部材切削工程Ｓ５を省略することができる。

また、第１実施形態においては、所定の間隔で配置した板状部材３１，３１…を、融解した間隔保持剤４２の中に沈めることによって、板状部材３１，３１同士の隙間３４に間隔保持剤４２を充填することとしたが、間隔保持剤４２を充填する方法はこれに限られるものではない。例えば、隙間３４，３４の一方の開口部を型枠を用いて閉塞し、他方の開口部から融解した間隔保持剤４２を注入するようにしてもよい。

また、第１実施形態においては、中空部材２の外面に伝熱部材３と間隔保持剤４２との積層体３０Ｂを固定することとしたが、中空部材２の一部（例えば、中空部材２の上壁）を構成する部材に積層体３０Ｂを固定した後に、中空部材２の残りの部材（例えば中空部材２の側壁及び下壁）を組み付けるようにしてもよい。

また、伝熱部材３と間隔保持剤４２との積層体３０Ｂ，３０Ｃの切断面３０Ｂａ，３０Ｃａの形状は、平面や曲面に限定されるものではなく、中空部材２の外面の形状に応じて適宜切削すればよい。例えば、第２実施形態において、図１１（ｂ）における積層体３０Ｃの上下面を中空部材２０の外面に対応した形状に切削すれば、積層体３０Ｃを介して断面視楕円形状の中空部材２０を積層することができる。

また、第１実施形態及び第２実施形態においては、各部材をＣＦＲＰで構成したが、他の材料で構成してもよい。例えば、各部材を金属材料で構成した場合には、接合材５０として、ろう付け用のろうを用いてもよい。

第１実施形態に係る熱交換器を示す斜視図であり、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示した斜視図である。 第１実施形態に係る熱交換器の製造方法の手順を示すフロー図である。 伝熱部材積層工程を説明するための模式図である。 伝熱部材仮固定工程を説明するための模式図である。 隙間形成工程を説明するための模式図である。 間隔保持剤充填工程を説明するための模式図である。 伝熱部材切削工程を説明するための模式図である。 伝熱部材固定工程を説明するための模式図である。 間隔保持剤除去工程を説明するための模式図である。 タンク取付工程を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る熱交換器の製造方法を模式的に示した斜視図であり、（ａ）は伝熱部材切削工程を、（ｂ）は伝熱部材固定工程を、それぞれ示している。

符号の説明

１ 熱交換器
２ 中空部材
２ａ 中空部
３ 伝熱部材
３ａ 隙間
Ｓ１ 伝熱部材積層工程
Ｓ２ 伝熱部材仮固定工程
Ｓ３ 隙間形成工程
Ｓ４ 間隔保持剤充填工程
Ｓ５ 伝熱部材切削工程
Ｓ６ 伝熱部材固定工程
Ｓ７ 間隔保持剤除去工程
Ｓ８ タンク取付工程
Ｔ１ 上流側タンク
Ｔ２ 下流側タンク

Claims (7)

1. 中空部を有する中空部材と、前記中空部材の少なくとも一部の外面に互いに隙間を有して立設された複数の伝熱部材と、を備え、前記中空部を通流する第１流体と前記隙間を通流する第２流体との間で熱交換を行う熱交換器の製造方法であって、
   互いに隙間を有して配置された複数の前記伝熱部材の当該隙間に間隔保持剤を充填する間隔保持剤充填工程と、
   前記間隔保持剤によって間隔を保持された複数の前記伝熱部材を前記中空部材の少なくとも一部の外面に固定する伝熱部材固定工程と、
   前記伝熱部材同士の間から前記間隔保持剤を溶融して除去する間隔保持剤除去工程と、
   を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 前記伝熱部材固定工程において、前記間隔保持剤の融点よりも耐熱温度の高い接合剤を用いて前記中空部材の少なくとも一部の外面に前記伝熱部材を固定し、
   前記間隔保持剤除去工程において、前記間隔保持剤を、前記間隔保持剤の融点以上であって前記接合剤の耐熱温度未満の温度にすることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
3. 前記間隔保持剤充填工程の後であって前記伝熱部材固定工程の前に、
   前記間隔保持剤によって間隔を保持された複数の前記伝熱部材を前記間隔保持剤と共に切削する伝熱部材切削工程を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器の製造方法。
4. 前記間隔保持剤充填工程の前に、
   前記伝熱部材とスペーサとを交互に積層する伝熱部材積層工程と、
   隣り合う前記伝熱部材同士を仮固定する伝熱部材仮固定工程と、
   前記スペーサを取り除いて隣り合う前記伝熱部材同士の間に隙間を形成する隙間形成工程と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。
5. 前記伝熱部材は、炭素繊維強化樹脂材料製の薄板状部材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。
6. 前記伝熱部材は、炭素繊維の端部が中空部材の外面に接触するように配向されていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法によって製造された熱交換器。

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