JP2008185237A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡潔な工程で製造でき、かつ伝熱性能が高く、溶接箇所が少なく冷媒漏れに対する信頼性も高い、発泡金属製伝熱フィンを備えた高性能の熱交換器を製造することができる熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 発泡金属製伝熱フィン３を成形する容器４内に、伝熱チューブ２を挿入してセットする工程と、伝熱チューブ２がセットされた容器４内で、金属粉末を含有する水系スラリー５を発泡させる工程と、発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、乾燥固定後に、それを焼結して、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを一体に成形する工程と、からなる熱交換器の製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に成形して構成される熱交換器の製造方法に関するものである。

空気調和機や冷凍機の空気熱交換器としては、プレートフィンアンドチューブ型の熱交換器が広範に使用されている。また、一部では、扁平伝熱チューブおよびコルゲートフィン（波形フィン）を備えた、いわゆる積層型の熱交換器が使用されている。これらの熱交換器では、空気との伝熱性能（熱伝達率）を向上させるために、フィン側および伝熱チューブ側において、様々な工夫、改善がなされている。しかし、それらの工夫、改善も製造性の面からすでに限界近くに達しているのが実情であり、伝熱性能の大幅アップは望めないところに来ている。また、これらの熱交換器は、伝熱チューブ同士の溶接接合や伝熱チューブとフィンとの溶接接合等、概して溶接箇所が多く、溶接箇所からの冷媒漏れの可能性やフィン側の溶接不良による伝熱性能低下の可能性を常に孕んでいる。このため、上記熱交換器を、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルに使用するに際しては、溶接箇所を減少させるための特別な工夫が必要となる。

一方、薄板によって構成されるプレートフィンやコルゲートフィンに代えて、伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に成形した構成の熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１ないし４参照）。かかる熱交換器では、上記のプレートフィンアンドチューブ型熱交換器や積層型熱交換器に比べ、伝熱面積の増大による大幅な伝熱性能の向上が望めるとともに、蛇行状に曲げ加工された伝熱チューブの使用が容易となる等の特長を有するとされている。

特開昭６０−２９４号公報 特公昭６０−２１０２１号公報 特開昭６２−４２６９９号公報 特開２００５−３２６１３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、発泡金属製の放熱部を分割し、その間に蛇行状伝熱チューブを挟み込んで構成されるため、発泡金属製の放熱部同士をスポット溶接等により接合するとともに、伝熱チューブと発泡金属製放熱部とを拡管または半田、接着剤等により接合する必要があり、工数がかかる等の問題を有する。
また、特許文献２，３に記載のものは、模型に鋳型材料を満たし、樹脂模型を消失させて鋳型を形成し、その中に蛇行状伝熱チューブを埋設し、鋳型に溶融金属を流し込み、その後、鋳型材料を除去することにより、伝熱チューブの周囲に発泡金属を一体成型する構成のため、１つずつ鋳型を製造する必要があり、しかも製造工程が複雑で工数がかかる等の問題を有する。
また、特許文献４に記載のものは、いわゆる積層型のマルチフロー熱交換器で、扁平伝熱チューブ間に発泡金属伝熱フィンをろう付けして構成されるため、発泡金属製伝熱フィンを別工程で発泡成型の上、それを扁平伝熱チューブ間にろう付けすることが不可欠であり、工数がかかる等の問題を有する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡潔な工程で製造でき、かつ伝熱性能が高く、溶接箇所が少なく冷媒漏れに対する信頼性も高い、発泡金属製伝熱フィンを備えた高性能の熱交換器を製造することができる熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の熱交換器の製造方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる熱交換器の製造方法は、伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に成形して構成される熱交換器の製造方法であって、前記発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内に、前記伝熱チューブを挿入してセットする工程と、前記伝熱チューブがセットされた前記容器内で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させる工程と、前記発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、前記乾燥固定後に、それを焼結して、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形する工程と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブがセットされている容器内で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させ、発泡終了後に、それを乾燥固定して、焼結することにより、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形した熱交換器を製造することができる。このため、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを溶接やろう付け等により接合する後工程が不要で、しかも鋳型を使用せずに、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形することができる。従って、製造工程を簡潔にすることができるとともに、発泡金属製伝熱フィンを備えた高性能の熱交換器を低コストで製造することができる。
また、金属粉末を含有する水系スラリーは、発泡時に、金属粉末が表面張力によりセルフェース（気泡膜面）からセルエッジに移動するため、三次元の網目状構造を有するオープンセル構造となる。また、他の製造方法により製造される発泡金属に比べて、微細な気孔を有し、かつ８０％以上の高い気孔率が得られる。このため、単位体積当りの伝熱面積が大きく、高い伝熱性能が得られることに加え、外部流体（空気）が通過する際の圧力損失を低くすることができる。従って、熱伝達率の高い高性能な熱交換器を製造することができる。

さらに、本発明にかかる熱交換器の製造方法は、伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に成形して構成される熱交換器の製造方法であって、前記発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させる工程と、前記発泡工程での気泡成長中に、前記容器内に前記伝熱チューブを挿入してセットする工程と、前記発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、前記乾燥固定後に、それを焼結して、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形する工程と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させ、その気泡成長中に、容器内に伝熱チューブを挿入してセットし、発泡終了後に、それを乾燥固定して、焼結することにより、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形した熱交換器を製造することができる。このため、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを溶接やろう付け等により接合する後工程が不要で、しかも鋳型を使用せずに、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形することができる。従って、製造工程を簡潔にすることができるとともに、発泡金属製伝熱フィンを備えた高性能の熱交換器を低コストで製造することができる。
また、金属粉末を含有する水系スラリーは、発泡時に、金属粉末が表面張力によりセルフェース（気泡膜面）からセルエッジに移動するため、三次元の網目状構造を有するオープンセル構造となる。また、他の製造方法により製造される発泡金属に比べて、微細な気孔を有し、かつ８０％以上の高い気孔率が得られる。このため、単位体積当りの伝熱面積が大きく、高い伝熱性能が得られることに加え、外部流体（空気）が通過する際の圧力損失を低くすることができる。従って、熱伝達率の高い高性能な熱交換器を製造することができる。

さらに、本発明にかかる熱交換器の製造方法は、伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に結合して構成される熱交換器の製造方法であって、前記発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内に、前記伝熱チューブを挿入してセットする工程と、前記容器の外部で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させ、それが気泡成長中に、前記伝熱チューブがセットされた前記容器内に注入する工程と、前記発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、前記乾燥固定後に、それを焼結して、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形する工程と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、発泡金属製伝熱フィンを成形する容器の外部で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させ、それが気泡成長中に、伝熱チューブがセットされている容器内に注入し、発泡終了後に、それを乾燥固定して、焼結することにより、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形した熱交換器を製造することができる。このため、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを溶接やろう付け等によって接合する後工程が不要で、しかも鋳型を使用せずに、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形することができる。従って、製造工程を簡潔にすることができるとともに、発泡金属製伝熱フィンを備えた高性能の熱交換器を低コストで製造することができる。
また、金属粉末を含有する水系スラリーは、発泡時に、金属粉末が表面張力によりセルフェース（気泡膜面）からセルエッジに移動するため、三次元の網目状構造を有するオープンセル構造となる。また、他の製造方法により製造される発泡金属に比べて、微細な気孔を有し、かつ８０％以上の高い気孔率が得られる。このため、単位体積当りの伝熱面積が大きく、高い伝熱性能が得られることに加え、外部流体（空気）が通過する際の圧力損失を低くすることができる。従って、熱伝達率の高い高性能な熱交換器を製造することができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上述のいずれかの熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブの少なくとも１つは、少なくとも２箇所以上の曲げ部を有する蛇行状に加工された伝熱チューブにより構成されることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブの少なくとも１つが、少なくとも２箇所以上の曲げ部を有する蛇行状に加工された伝熱チューブにより構成されるので、蛇行状に曲げ加工された長い伝熱チューブを使用することができ、伝熱チューブについて、溶接による接続箇所の少ない熱交換器を製造することができる。従って、冷媒漏れ等の可能性を可及的に小さくすることができるとともに、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルにも好適に使用することができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上述のいずれかの熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブには、前記金属粉末を含有する水系スラリーの接触角が小さくなる表面加工が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブに、金属粉末を含有する水系スラリーの接触角が小さくなる表面加工が設けられるため、金属粉末を含有する水系スラリーの発泡時に、伝熱チューブの表面にはスラリーが表面張力により残される。このため、スラリーに含まれる金属粉末が伝熱チューブの表面近くに多く集まった状態で発泡成形されることとなり、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとの接触面積を大きくすることができる。従って、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィン間の接触熱抵抗を小さくすることができ、熱交換性能を高めることができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上記の熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブの前記表面加工は、微細粗さとされることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブの表面加工が、例えば、微細溝や微細凹凸、あるいは微細孔等の微細粗さとされるため、金属粉末を含有する水系スラリーが発泡されても、伝熱チューブの表面には、スラリーが表面張力により残される。このため、スラリーに含まれる金属粉末が伝熱チューブの表面近くに多く集まった状態で発泡成形されることとなる。従って、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとの接触面積を大きくすることができ、両者間の接触熱抵抗が小さくされるため、熱交換性能を高くすることができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上述のいずれかの熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとは、ほぼ同じ熱膨張率を有する材料により構成されることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとが、ほぼ同じ熱膨張率を有する材料により構成されるため、焼結後に温度降下されたとき、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとは、ほぼ同様に熱変形され、両者間に隙間が生じることがない。従って、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィン間の接触熱抵抗を小さくし、熱交換性能を高くすることができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上記の熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとは、同一材料により構成されることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとが、例えば、銅と銅、アルミとアルミ等のように同一材料により構成されるため、焼結後に温度降下されたとき、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとは、同様に熱変形し、両者間に隙間が生じることがない。従って、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィン間の接触熱抵抗を小さくし、熱交換性能を高くすることができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上述のいずれかの熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブは、その外周面にろう材がクラッドされており、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを焼結後に、前記ろう材を溶かして前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを密着させることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブの外周面に、ろう材がクラッドされており、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを焼結成形後に、ろう材を、焼結温度よりも高く、伝熱チューブおよび発泡金属製伝熱フィンの融点よりも低い温度に加熱して溶かすことにより、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを密着させることができる。従って、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィン間の接触熱抵抗を更に小さくし、熱交換性能を一段と高くすることができる。

さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、上述のいずれかの熱交換器の製造方法において、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを焼結後に、前記伝熱チューブを拡管させることを特徴とする。

本発明によれば、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを焼結後に、伝熱チューブを水圧（液圧）等により拡管させるため、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとの密着性を高めることができる。従って、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィン間の接触熱抵抗を小さくし、熱交換性能を高くすることができる。

本発明によれば、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを溶接やろう付け等により接合する後工程が不要で、しかも鋳型を使用せずに、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形することができるため、製造工程を簡潔にすることができるとともに、発泡金属製伝熱フィンを備えた高性能の熱交換器を低コストで製造することができる。
また、スラリー発泡法により、三次元の網目状構造のオープンセル構造で、かつ高い気孔率の発泡金属製伝熱フィンが得られるため、単位体積当りの伝熱面積が大きく、高い伝熱性能が得られることに加え、外部流体（空気）が通過する際の圧力損失を低くすることができる高性能の熱交換器を製造することができる。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。
図２には、本発明の第１実施形態にかかる方法により製造される熱交換器１の外観斜視図が示されている。熱交換器１は、複数本の伝熱チューブ２と、その周囲に一体に成形される発泡金属製の伝熱フィン３とから構成される。

複数本の伝熱チューブ２は、図３に示されるように、各々少なくとも２箇所以上の曲げ部を有する蛇行状に加工されたチューブにより構成され、その両端部２Ａ，２Ｂは、発泡金属製の伝熱フィン３の一側面から突出され、他のチューブあるいは図示省略のヘッダと接続できるようにされている。この伝熱チューブ２としては、従来の熱交換器と同様、銅あるいはアルミ合金製のチューブを使用することができ、特に、内周面だけではなく、外周面にも伝熱フィン３側との接触角が小さくなる微細粗さ加工（濡れやすい、親水性）が施されているチューブが望ましく、外周面に微細溝、微細凹凸、微細孔等を備えた公知の伝熱チューブが好適である。

また、発泡金属製伝熱フィン３は、金属粉末を含有する水系スラリーを、発泡剤あるいは気体の注入や撹拌によって発泡させたポーラス構造を有する発泡金属３Ａにより構成される。詳しくは、図４の部分拡大図に示されるように、三次元網目構造を有するオープンセル構造３Ｂとされた発泡金属３Ａであり、材料としては、伝熱チューブ２と同様、銅あるいはアルミ合金が使用される。ここで、伝熱チューブ２と伝熱フィン３とは、同じ熱膨張率を有することが望ましく、伝熱チューブ２が銅の場合、伝熱フィン３も銅、伝熱チューブ２がアルミ合金の場合、伝熱フィン３もアルミ合金とするのが好適である。

上記発泡金属製伝熱フィン３は、図２および図３に示されるように、伝熱チューブ２の周囲に、伝熱チューブ２が埋設されるように一体に成形される。このような構成の熱交換器１は、以下の方法により製造することができる。
熱交換器１の製造には、図１に示すように、発泡金属製伝熱フィン３を成形する成形容器４が用いられる。本実施形態では、図２に示されるような、直方体形状の熱交換器１を製造しようとしているため、直方体形状の成形容器４が使用される。
上記成形容器４内に、まず、必要本数の伝熱チューブ２を予め設定されている配列で挿入し、セットする。

次いで、伝熱チューブ２がセットされた成形容器４内に、金属粉末を含有する水系スラリー５を注入し、それを発泡剤や気体を注入するか、あるいは撹拌することによって発泡させる。
水系スラリー５の発泡が終了した後、その状態を乾燥して固定する。そして、乾燥固定が完了後に、発泡された金属３Ａを焼結することにより、伝熱チューブ２と発泡成形された発泡金属製伝熱フィン３とを一体に結合（一体成形）する。これによって、図２に示されるような構成の熱交換器１を製造することができる。

従って、上記の方法によれば、金属粉末を含有する水系スラリー５を発泡成形後に、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを溶接やろう付け等によって接合する後工程が不要で、しかも複雑な構成の鋳型を用いず、伝熱フィン３の外形形状に合わせた成形容器４を使用するのみで、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを一体に成形することができる。このため、製造工程を簡潔にすることができるとともに、伝熱性能の高い発泡金属製伝熱フィン３を備えた高性能の熱交換器１を低コストで製造することができる。

また、スラリー発泡法によると、金属粉末を含有する水系スラリー５は、発泡時に、金属粉末が表面張力によりセルフェース（気泡膜面）からセルエッジに移動されるため、図４に示すように、三次元の網目状構造を有するオープンセル構造３Ｂとされる。また、他の製造方法により製造される発泡金属に比べて、微細な気孔を有し、かつ８０％以上の高い気孔率が得られる。このため、単位体積当りの伝熱面積が大きく、高い伝熱性能が得られることに加え、外部流体（空気）が通過する際の圧力損失を低くできる発泡金属製伝熱フィン３を成形することができる。従って、熱伝達率の高い高性能な熱交換器１を製造することができる。

また、伝熱チューブ２として、２箇所以上の曲げ部を有する蛇行状に加工された伝熱チューブ２を使用しているため、伝熱チューブ２について、溶接による接続箇所の少ない熱交換器１を製造することができる。従って、冷媒漏れ等の可能性を可及的に小さくすることができる。さらには、曲げ加工部を増やすことによって、伝熱チューブ２の本数を減らし、接続箇所のない伝熱チューブを用いることも可能なため、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルにも好適に使用することができる。

また、本実施形態では、外周面に金属粉末を含有する水系スラリー５の接触角が小さくなる表面加工、例えば、微細溝や微細凹凸、あるいは微細孔等の微細粗さ加工が施された伝熱チューブ２を使用しているため、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３との接触面積を大きくすることができる。つまり、上記の表面加工が施された伝熱チューブ２を用いることにより、水系スラリー５の発泡時に、伝熱チューブ２の表面に表面張力により水系スラリー５が残される。このため、水系スラリー５に含まれる金属粉末が伝熱チューブ２の表面近くに多く集まった状態で発泡成形されることとなる。これにより、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３との接触面積を大きくすることができる。従って、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３間の接触熱抵抗を小さくすることができ、熱交換性能を高くすることができる。

さらに、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを同じ熱膨張率または略同じ熱膨張率を有する材料、例えば、銅と銅、アルミ合金とアルミ合金等の組み合わせにより構成しているため、両者が焼結により一体成形された後、温度降下されたとき、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とは、ほぼ同様に熱変形される。従って、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３間に熱変形差により隙間が生じることがなく、両者間の接触熱抵抗を小さくし、熱交換性能を高くすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態に対して、成形容器４に対する伝熱チューブ２のセットと水系スラリー５の注入の順序が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
つまり、本実施形態は、まず、発泡金属製伝熱フィン３を成形する容器４内に、金属粉末を含有する水系スラリー５を注入し、それを発泡剤あるいは気体の注入や撹拌によって発泡させ、それが気泡成長中に、成形容器４内に伝熱チューブ２を挿入してセットし、そのまま発泡を終了させるものである。発泡終了後の工程については、第１実施形態と同様とする。

上記のように、先に成形容器４内で、金属粉末を含有する水系スラリー５を発泡させ、それが気泡成長中に、容器４内に伝熱チューブ２を挿入してセットし、発泡を終了させることによっても、第１実施形態と同様、簡潔な製造工程で、発泡金属製伝熱フィン３を備えた高性能の熱交換器１を低コストで製造することができるという効果を奏する。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態に対して、成形容器４に対する水系スラリー５の注入方法が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
つまり、本実施形態は、成形容器４内に伝熱チューブ２を挿入してセットした後、成形容器４の外部で、金属粉末を含有する水系スラリー５を発泡剤あるいは気体の注入や撹拌により発泡させ、それが気泡成長中に、伝熱チューブ２がセットされている成形容器４内に注入し、そのまま発泡を終了させるものである。発泡終了後の工程については、第１実施形態と同様とする。

上記のように、成形容器４の外部で、金属粉末を含有する水系スラリー５を発泡させ、それが気泡成長中に、伝熱チューブ２がセットされている成形容器４内に注入し、発泡を終了させるようにすることによっても、第１実施形態と同様、簡潔な製造工程で、発泡金属製伝熱フィン３を備えた高性能の熱交換器１を低コストで製造することができるという効果を奏する。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態は、上記第１ないし第３実施形態に対して、ろう材がクラッドされた伝熱チューブ２を用い、焼結後に、ろう材を溶かす工程を付加している点が異なっている。その他の点については、第１ないし第３実施形態と同様であるので、説明は省略する。
つまり、本実施形態では、外周面にろう材がクラッドされている伝熱チューブ２を使用し、上記第１ないし第３実施形態のいずれかの方法によって、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを焼結成形した後、焼結温度よりも高く、伝熱チューブ２および発泡金属製伝熱フィン３の融点よりも低い温度に加熱して、上記ろう材を溶かし、ろう材により伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを密着させるようにしている。

上記のように、伝熱チューブ２の外周面に、ろう材をクラッドさせておき、それを伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３との焼結成形後に、溶融することにより、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを完全に密着させることができる。これにより、上記第１ないし第３実施形態と同様の効果に加えて、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３間の接触熱抵抗を更に小さくし、熱交換性能を一段と高くすることができるという効果を奏する。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態は、上記第１ないし第３実施形態に対して、伝熱チューブ２を拡管する工程を付加している点が異なっている。その他の点については、第１ないし第３実施形態と同様であるので、説明は省略する。
つまり、本実施形態では、上記第１ないし第３実施形態のいずれかの方法によって、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを焼結成形した後、伝熱チューブ２を水圧（液圧）等で拡管することによって、伝熱チューブと発泡金属製伝熱フィンとの密着性を高めるようにしている。

上記のように、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３とを焼結成形後に、伝熱チューブ２を水圧（液圧）等により拡管することによって、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３との密着性を高めることができる。このため、上記第１ないし第３実施形態と同様の効果に加えて、伝熱チューブ２と発泡金属製伝熱フィン３との間の接触熱抵抗を更に小さくし、熱交換性能を一段と高くすることができるという効果を奏する。

なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、熱交換器１の形状は、直方形に限らず、円筒形、三角形、そのた如何なる形状であってもよく、これらの形状変更にも容易に対応することができる。また、伝熱チューブ２の配列は、種々変形が可能であり、それにもかかわらず伝熱チューブ２の周囲に、伝熱フィン３を容易に成形することができる。さらに、熱交換器１に対する外部側空気の流通方向も、一方向に制限されるものではない。従って、空気流路形成の自由度を増大させることができる。

本発明の第１実施形態に係る熱交換器の製造方法の説明図である。 図１に示す製造方法により製造される熱交換器の外観斜視図である。 図１に示す製造方法により製造される熱交換器の伝熱チューブに沿う縦断面図である。 図１に示す製造方法により製造される熱交換器の発泡金属製伝熱フィンのの部分拡大図である。

符号の説明

１ 熱交換器
２ 伝熱チューブ
３ 発泡金属製伝熱フィン
４ 成形容器（容器）
５ 金属粉末を含有する水系スラリー

Claims (10)

1. 伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に成形して構成される熱交換器の製造方法であって、
   前記発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内に、前記伝熱チューブを挿入してセットする工程と、
   前記伝熱チューブがセットされた前記容器内で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させる工程と、
   前記発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、
   前記乾燥固定後に、それを焼結して、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形する工程と、
   からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に成形して構成される熱交換器の製造方法であって、
   前記発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させる工程と、
   前記発泡工程での気泡成長中に、前記容器内に前記伝熱チューブを挿入してセットする工程と、
   前記発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、
   前記乾燥固定後に、それを焼結して、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形する工程と、
   からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
3. 伝熱チューブの周囲に、発泡金属製の伝熱フィンを一体に結合して構成される熱交換器の製造方法であって、
   前記発泡金属製伝熱フィンを成形する容器内に、前記伝熱チューブを挿入してセットする工程と、
   前記容器の外部で、金属粉末を含有する水系スラリーを発泡させ、それが気泡成長中に、前記伝熱チューブがセットされた前記容器内に注入する工程と、
   前記発泡終了後、その状態を乾燥して固定する工程と、
   前記乾燥固定後に、それを焼結して、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを一体に成形する工程と、
   からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
4. 前記伝熱チューブの少なくとも１つは、少なくとも２箇所以上の曲げ部を有する蛇行状に加工された伝熱チューブにより構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
5. 前記伝熱チューブには、前記金属粉末を含有する水系スラリーの接触角が小さくなる表面加工が設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
6. 前記伝熱チューブの前記表面加工は、微細粗さとされ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. 前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとは、ほぼ同じ熱膨張率を有する材料により構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
8. 前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとは、同一材料により構成されることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
9. 前記伝熱チューブは、その外周面にろう材がクラッドされており、前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを焼結後に、前記ろう材を溶かして前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを密着させることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
10. 前記伝熱チューブと前記発泡金属製伝熱フィンとを焼結後に、前記伝熱チューブを拡管させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
    
    

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