JP2019151915A

JP2019151915A - Plate-like member, and heat exchanger formed by using plate-like member

Info

Publication number: JP2019151915A
Application number: JP2018235092A
Authority: JP
Inventors: 加福　一彰; Kazuaki Kafuku; 一彰加福; 中村　賢治; Kenji Nakamura; 賢治中村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-09-12
Also published as: JP2019152422A

Abstract

To provide a plate-like member capable of preventing decline of function of a coating; and to provide a heat exchanger formed by using the plate-like member.SOLUTION: A plate-like member 20 includes a substrate 210, and a background coating 220 formed so as to cover the surface of the substrate 210. A barrier film 230 for preventing the component of the background coating 220 from moving to the outside of the background coating 220 is formed on the surface of the background coating 220.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、板状部材、及び板状部材を用いて形成された熱交換器に関する。 The present disclosure relates to a plate-shaped member and a heat exchanger formed using the plate-shaped member.

例えば蒸発器のような熱交換器では、空気中の水分が結露してその表面に付着することにより、熱交換器を構成する金属製の板状部材が腐食してしまう可能性がある。このため、板状部材の表面には、防錆のための被膜が形成されることが多い。例えば下記特許文献１には、金属基体の表面に、鍍金による金属皮膜を介して防錆被膜を形成することが記載されている。 For example, in a heat exchanger such as an evaporator, moisture in the air condenses and adheres to the surface of the heat exchanger, which may corrode the metal plate-like member constituting the heat exchanger. For this reason, a coating for rust prevention is often formed on the surface of the plate-like member. For example, Patent Document 1 below describes forming a rust-preventing film on the surface of a metal substrate via a metal film formed by plating.

特開２０１２−１２６６８号公報JP 2012-12668 A

防錆等の目的によって形成される被膜からは、時間の経過に伴って、一部の成分が被膜の外へと移動してしまう傾向がある。例えば、被膜の表面が外気に曝される場合には、防錆機能を発揮するために必要な成分が、被膜の表面に付着した結露水へと溶出してしまうことがある。その結果、被膜の機能が時間の経過とともに低下してしまう。 From the film formed for the purpose of rust prevention or the like, some components tend to move out of the film over time. For example, when the surface of the film is exposed to the outside air, components necessary for exhibiting the rust prevention function may be eluted into the condensed water adhering to the surface of the film. As a result, the function of the coating deteriorates with time.

また、被膜の表面が、更に別の被膜によって覆われている場合においても、上記と同様の問題が生じ得る。このような場合の例としては、例えば、板状部材の表面を覆うように防錆のための被膜を形成し、当該被膜の表面を更に覆うように、親水性を有する被膜を形成する場合等が挙げられる。この場合、機材の表面を覆う被膜の成分が、拡散によって表面側の被膜へと移動してしまう。その結果、やはり被膜の機能が低下してしまう。 Moreover, even when the surface of the coating is covered with another coating, the same problem as described above may occur. As an example of such a case, for example, a film for rust prevention is formed so as to cover the surface of the plate-like member, and a hydrophilic film is formed so as to further cover the surface of the film, etc. Is mentioned. In this case, the component of the coating covering the surface of the equipment moves to the coating on the surface side by diffusion. As a result, the function of the coating is also deteriorated.

本開示は、被膜の機能が低下することを防止することのできる板状部材、及び当該板状部材を用いて形成された熱交換器、を提供することを目的とする。 An object of this indication is to provide the plate-shaped member which can prevent that the function of a film falls, and the heat exchanger formed using the said plate-shaped member.

本開示に係る板状部材（２０）は、基材（２１０）と、基材の表面を覆うように形成された被膜（２２０）と、を備える。被膜の表面には、被膜の成分が被膜の外へと移動してしまうことを防止するためのバリア膜（２３０）が形成されている。 The plate-like member (20) according to the present disclosure includes a base material (210) and a coating (220) formed so as to cover the surface of the base material. A barrier film (230) is formed on the surface of the coating to prevent the components of the coating from moving out of the coating.

このような構成の板状部材では、被膜の表面にバリア膜が形成されている。被膜の成分が被膜の外へと移動してしまうことは、バリア膜によって遮断される。このため、成分の移動に伴って被膜の機能が低下してしまうことが防止される。 In the plate-like member having such a configuration, a barrier film is formed on the surface of the coating. The movement of the components of the coating to the outside of the coating is blocked by the barrier film. For this reason, it is prevented that the function of a film falls with the movement of a component.

尚、バリア膜によって外側から覆われる上記の被膜は、単一の層からなる被膜であってもよく、複数の層からなる被膜であってもよい。 In addition, the coating film covered from the outside by the barrier film may be a coating film composed of a single layer or a coating film composed of a plurality of layers.

また、バリア膜は最も外側の膜、すなわち、その表面が外気に触れるような膜であってもよいのであるが、バリア膜の更に外側が、他の被膜によって覆われているような構成であってもよい。つまり、上記の「被膜」である第１被膜と、第１被膜の表面を覆うように形成された第２被膜を更に備えた板状部材において、バリア膜が、第１被膜と第２被膜との間に形成されているような態様であってもよい。このような構成においては、第１被膜から第２被膜への成分の移動、及び第２被膜から第１被膜への成分の移動、のそれぞれを、バリア膜によって遮断することができる。 Further, the barrier film may be the outermost film, that is, a film whose surface is exposed to the outside air, but the structure is such that the outer side of the barrier film is covered with another film. May be. That is, in the plate-like member further provided with the first film that is the “film” and the second film formed so as to cover the surface of the first film, the barrier film includes the first film and the second film. It may be an aspect formed between. In such a configuration, the movement of the component from the first film to the second film and the movement of the component from the second film to the first film can be blocked by the barrier film.

本開示によれば、被膜の機能が低下することを防止することのできる板状部材、及び当該板状部材を用いて形成された熱交換器、が提供される。 According to this indication, a plate-like member which can prevent that a function of a coat falls and a heat exchanger formed using the plate-like member are provided.

図１は、第１実施形態に係る熱交換器の全体構成を示す図である。Drawing 1 is a figure showing the whole heat exchanger composition concerning a 1st embodiment. 図２は、図１の熱交換器の一部を構成する板状部材の、表面の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a surface configuration of a plate-like member constituting a part of the heat exchanger of FIG. 図３は、比較例に係る板状部材の、表面の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a surface configuration of a plate-like member according to a comparative example. 図４は、第２実施形態に係る板状部材の、表面の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the surface of the plate-like member according to the second embodiment. 図５は、第３実施形に係る板状部材の、表面の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the surface of the plate-like member according to the third embodiment.

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

第１実施形態に係る熱交換器１０の構成について、図１を参照しながら説明する。熱交換器１０は、車両の空調システムとして構成された不図示の冷凍サイクルの一部を成す蒸発器として構成されている。熱交換器１０には、冷凍サイクルの一部に配置された不図示のコンプレッサにより、熱媒体である冷媒が送り込まれる。熱交換器１０は、送り込まれた冷媒を内部で蒸発させながら、冷媒と空気との間で熱交換を行うことにより空気を冷却するものである。熱交換器１０は、上部タンク１１と、下部タンク１３と、チューブ１１０と、フィン１２０と、を備えている。 The configuration of the heat exchanger 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The heat exchanger 10 is configured as an evaporator that forms part of a refrigeration cycle (not shown) configured as an air conditioning system for a vehicle. A refrigerant that is a heat medium is fed into the heat exchanger 10 by a compressor (not shown) arranged in a part of the refrigeration cycle. The heat exchanger 10 cools the air by performing heat exchange between the refrigerant and air while evaporating the sent refrigerant inside. The heat exchanger 10 includes an upper tank 11, a lower tank 13, a tube 110, and fins 120.

上部タンク１１は、熱交換器１０に対して供給された冷媒を一時的に貯留し、当該冷媒をそれぞれのチューブ１１０に供給するための容器である。上部タンク１１は、細長い棒状の容器として形成されている。上部タンク１１は、その長手方向を水平方向に沿わせた状態で、熱交換器１０のうち上方側部分に配置されている。 The upper tank 11 is a container for temporarily storing the refrigerant supplied to the heat exchanger 10 and supplying the refrigerant to each tube 110. The upper tank 11 is formed as an elongated rod-like container. The upper tank 11 is disposed in an upper portion of the heat exchanger 10 with its longitudinal direction being in the horizontal direction.

上部タンク１１の長手方向における一端側には、供給部１２が形成されている。供給部１２は、外部から供給される冷媒を上部タンク１１内に受け入れる部分である。供給部１２には、熱交換器１０に冷媒を供給するための不図示の配管が接続される。当該配管は、冷凍サイクルにおける上流側の膨張弁と、熱交換器１０との間を繋ぐ配管である。 A supply section 12 is formed on one end side in the longitudinal direction of the upper tank 11. The supply unit 12 is a part that receives the refrigerant supplied from the outside into the upper tank 11. A pipe (not shown) for supplying the refrigerant to the heat exchanger 10 is connected to the supply unit 12. The pipe is a pipe connecting the upstream expansion valve and the heat exchanger 10 in the refrigeration cycle.

下部タンク１３は、上部タンク１１と略同一形状の容器である。下部タンク１３は、上部タンク１１からチューブ１１０を通って来た冷媒を受け入れるものである。下部タンク１３は、上部タンク１１と同様にその長手方向を水平方向に沿わせた状態で、熱交換器１０のうち下方側部分に配置されている。 The lower tank 13 is a container having substantially the same shape as the upper tank 11. The lower tank 13 receives the refrigerant that has passed through the tube 110 from the upper tank 11. The lower tank 13 is arranged in the lower part of the heat exchanger 10 with the longitudinal direction thereof being aligned in the horizontal direction in the same manner as the upper tank 11.

下部タンク１３の長手方向における一端側には、排出部１４が形成されている。排出部１４は、熱交換器１０において熱交換に供された後の冷媒を、下部タンク１３から外部へと排出する部分である。排出部１４には、熱交換器１０から冷媒を排出するための不図示の配管が接続される。当該配管は、冷凍サイクルにおける下流側の圧縮機と、熱交換器１０との間を繋ぐ配管である。 A discharge portion 14 is formed on one end side in the longitudinal direction of the lower tank 13. The discharge part 14 is a part for discharging the refrigerant after being subjected to heat exchange in the heat exchanger 10 from the lower tank 13 to the outside. A pipe (not shown) for discharging the refrigerant from the heat exchanger 10 is connected to the discharge unit 14. The pipe is a pipe connecting the compressor on the downstream side in the refrigeration cycle and the heat exchanger 10.

チューブ１１０は、扁平形状の断面を有する細長い管状の部材であって、熱交換器１０に複数備えられている。チューブ１１０の内部には、冷媒の流れる流路がその長手方向に沿って形成されている。それぞれのチューブ１１０は、その長手方向を鉛直方向に沿わせており、互いの主面を対向させた状態で積層配置されている。積層された複数のチューブ１１０が並ぶ方向は、上部タンク１１の長手方向と同じである。 The tube 110 is an elongated tubular member having a flat cross section, and a plurality of the tubes 110 are provided in the heat exchanger 10. Inside the tube 110, a flow path through which the refrigerant flows is formed along the longitudinal direction thereof. Each tube 110 has its longitudinal direction along the vertical direction, and is laminated in a state where the main surfaces of the tubes 110 face each other. The direction in which the stacked tubes 110 are aligned is the same as the longitudinal direction of the upper tank 11.

それぞれのチューブ１１０は、その一端が上部タンク１１に接続されており、その他端が下部タンク１３に接続されている。このような構成により、上部タンク１１の内部空間と、下部タンク１３の内部空間とは、それぞれのチューブ１１０内の流路によって連通されている。 Each tube 110 has one end connected to the upper tank 11 and the other end connected to the lower tank 13. With such a configuration, the internal space of the upper tank 11 and the internal space of the lower tank 13 are communicated with each other through the flow paths in the tubes 110.

冷媒は、チューブ１１０内の流路を通って上部タンク１１から下部タンク１３へと移動する。その際、チューブ１１０の外側を通過する空気との間で熱交換が行われ、これにより冷媒は液相から気相へと変化する。また、空気は冷媒との熱交換により熱を奪われて、その温度を低下させる。 The refrigerant moves from the upper tank 11 to the lower tank 13 through the flow path in the tube 110. At that time, heat exchange is performed with the air passing outside the tube 110, whereby the refrigerant changes from the liquid phase to the gas phase. In addition, air is deprived of heat by heat exchange with the refrigerant, and its temperature is lowered.

尚、上部タンク１１の内部空間、及び下部タンク１３の内部空間が仕切り板によって複数に区分された構成とした上で、上部タンク１１と下部タンク１３との間を冷媒が往復しながら流れるような態様としてもよい。 The internal space of the upper tank 11 and the internal space of the lower tank 13 are divided into a plurality of parts by a partition plate, and the refrigerant flows between the upper tank 11 and the lower tank 13 while reciprocating. It is good also as an aspect.

フィン１２０は、金属板を波状に折り曲げることにより形成された部材であって、互いに隣り合うチューブ１１０の間に配置されている。波状であるフィン１２０のそれぞれの頂部は、チューブ１１０の表面に対して当接しており、且つろう接されている。このため、熱交換器１０を通過する空気の熱は、チューブ１１０を介して冷媒に伝達されるだけでなく、フィン１２０及びチューブ１１０を介しても冷媒に伝達される。つまり、フィン１２０によって空気との接触面積が大きくなっており、冷媒と空気との熱交換が効率よく行われる。 The fin 120 is a member formed by bending a metal plate into a wave shape, and is disposed between the tubes 110 adjacent to each other. The top of each of the undulating fins 120 abuts against the surface of the tube 110 and is brazed. For this reason, the heat of the air passing through the heat exchanger 10 is transmitted not only to the refrigerant via the tube 110 but also to the refrigerant via the fins 120 and the tubes 110. That is, the contact area with the air is increased by the fins 120, and heat exchange between the refrigerant and the air is performed efficiently.

フィン１２０は、互いに隣り合う２本のチューブ１１０の間に形成された空間の全体、すなわち、上部タンク１１から下部タンク１３に至るまでの全範囲に亘って配置されている。ただし、図１においてはその一部のみが図示されており、他の部分については図示が省略されている。 The fins 120 are arranged over the entire space formed between the two adjacent tubes 110, that is, over the entire range from the upper tank 11 to the lower tank 13. However, in FIG. 1, only a part thereof is shown, and the other parts are not shown.

本実施形態では、熱交換器１０を構成する複数の部材のうち、チューブ１１０とフィン１２０とが、次に説明する板状部材２０を用いて形成されている。尚、チューブ１１０を形成する板状部材２０と、フィン１２０を形成する板状部材２０とは、その厚さについては互いに異なるのであるが、その外表面に形成された膜の構成については互いに同じである。チューブ１１０及びフィン１２０の両方が板状部材２０を用いて形成されているのではなく、いずれか一方のみが板状部材２０を用いて形成されている構成としてもよい。また、チューブ１１０やフィン１２０以外の部材の一部も、板状部材２０を用いて形成されている構成としてもよい。 In this embodiment, the tube 110 and the fin 120 are formed using the plate-shaped member 20 demonstrated below among several members which comprise the heat exchanger 10. FIG. The plate-like member 20 forming the tube 110 and the plate-like member 20 forming the fin 120 are different from each other in thickness, but the configuration of the film formed on the outer surface is the same as each other. It is. Both the tube 110 and the fins 120 are not formed using the plate-like member 20, but only one of them may be formed using the plate-like member 20. Further, a part of the members other than the tube 110 and the fins 120 may be formed using the plate-like member 20.

また、以下に説明する板状部材２０の構成上の工夫を実現するにあたっては、熱交換器１０の種類は蒸発器に限定されない。例えば、熱交換器１０が、車両において冷却水の温度を低下させるためのラジエータであってもよい。 Moreover, in realizing the configuration of the plate-like member 20 described below, the type of the heat exchanger 10 is not limited to the evaporator. For example, the heat exchanger 10 may be a radiator for reducing the temperature of cooling water in the vehicle.

図２を参照しながら、板状部材２０の構成について説明する。板状部材２０は、基材２１０と、下地被膜２２０と、バリア膜２３０と、上地被膜２４０と、を備えている。 The configuration of the plate-like member 20 will be described with reference to FIG. The plate-like member 20 includes a base material 210, a base film 220, a barrier film 230, and an upper film 240.

基材２１０は、アルミニウムによって形成された板状の部材であって、板状部材２０の大部分を占めている。基材２１０は、例えばＳＵＳ等の他の金属によって形成されていてもよい。 The substrate 210 is a plate-like member made of aluminum and occupies most of the plate-like member 20. The base material 210 may be formed of other metals such as SUS.

基材２１０の表面には、次に述べる下地被膜２２０等の複数層の被膜が形成されている。本実施形態では、これらの被膜は全て、チューブ１１０やフィン１２０のろう接が完了した後に形成される。図１において符号２１０Ａが付されているのは、基材２１０の表面に形成されたアルミニウムの酸化被膜である。以下では、この酸化被膜のことを「酸化被膜２１０Ａ」とも表記する。また、図２において符号２１０Ｂが付されているのは、ろう接の過程で表面に残留したフラックス残渣や、基材２１０の内側から表面に析出したＳｉ、Ｚｎ、Ｍｎ等の成分である。以下では、これらのことを総じて「残留析出成分２１０Ｂ」とも表記する。 On the surface of the substrate 210, a plurality of layers of films such as an undercoat film 220 described below are formed. In this embodiment, all of these films are formed after the brazing of the tube 110 and the fin 120 is completed. In FIG. 1, reference numeral 210 </ b> A is an aluminum oxide film formed on the surface of the substrate 210. Hereinafter, this oxide film is also referred to as “oxide film 210A”. In FIG. 2, reference numeral 210 </ b> B is a flux residue remaining on the surface in the process of brazing or components such as Si, Zn, and Mn deposited on the surface from the inside of the substrate 210. Hereinafter, these are also collectively referred to as “residual precipitated components 210B”.

下地被膜２２０は、基材２１０の表面、具体的には酸化被膜２１０Ａの表面を覆うように形成された被膜である。下地被膜２２０は、基材２１０に錆が生じてしまうことを防止するためのものである。下地被膜２２０は、例えば、６価クロムを含む処理液を用いて形成された化成被膜である。下地被膜２２０は、本実施形態における「第１被膜」に該当する。 Undercoat film 220 is a film formed so as to cover the surface of substrate 210, specifically, the surface of oxide film 210A. The base coat 220 is for preventing the base material 210 from being rusted. For example, the base coating 220 is a chemical conversion coating formed using a treatment liquid containing hexavalent chromium. The undercoat 220 corresponds to the “first coat” in the present embodiment.

下地被膜２２０は、上記のような化成被膜であってもよいが、他の膜であってもよい。例えば、樹脂プライマからなる膜として下地被膜２２０が形成されていてもよい。いずれの場合であっても、下地被膜２２０は、基材２１０の表面が錆により腐食することを防止するための膜、として形成される。 The base film 220 may be a chemical conversion film as described above, but may be another film. For example, the base film 220 may be formed as a film made of a resin primer. In any case, the base coat 220 is formed as a film for preventing the surface of the substrate 210 from corroding due to rust.

バリア膜２３０は、下地被膜２２０の表面を外側から覆うように形成された被膜である。バリア膜２３０は、下地被膜２２０と、後述の上地被膜２４０との間に形成されている。バリア膜２３０は、無機材料であるアルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ₂Ｏ₃）をドライコーティングすることによって形成されている。無機材料としては、アルミナの他、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₅）等が用いられてもよい。また、上記から選択された複数の無機材料によってバリア膜２３０が形成されていてもよい。 The barrier film 230 is a film formed so as to cover the surface of the base film 220 from the outside. The barrier film 230 is formed between the base film 220 and an upper film 240 described later. The barrier film 230 is formed by dry coating alumina (aluminum oxide: Al ₂ O ₃ ), which is an inorganic material. In addition to alumina, titanium oxide (TiO ₂ ), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), vanadium oxide (V ₂ O ₅ ), or the like may be used as the inorganic material. The barrier film 230 may be formed of a plurality of inorganic materials selected from the above.

バリア膜２３０を形成するためのドライコーティングとしては、例えばＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の成膜法を用いることができる。 As the dry coating for forming the barrier film 230, for example, a film forming method such as ALD (Atomic Layer Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition) can be used.

バリア膜２３０は、無機材料をドライコーティングすることによって形成された緻密な被膜となっている。このため、表面側から上地被膜２４０を水分が透過しても、当該水分はバリア膜２３０によって遮断されるので、その内側の下地被膜２２０や基材２１０に到達することは無い。 The barrier film 230 is a dense film formed by dry coating an inorganic material. For this reason, even if moisture permeates through the upper coating 240 from the surface side, the moisture is blocked by the barrier film 230 and therefore does not reach the underlying coating 220 or the substrate 210 inside.

また、下地被膜２２０から上地被膜２４０へと成分が拡散し移動すること、及び、上地被膜２４０から下地被膜２２０へと成分が拡散して移動すること、のいずれについても、バリア膜２３０によって遮断される。このため、成分の移動に伴って被膜の機能が低下してしまうことが防止される。上記における「被膜の機能」とは、本実施形態の場合には親水性や耐食性のことである。 In addition, the barrier film 230 causes both the component to diffuse and move from the base coat 220 to the top coat 240 and the component to diffuse and move from the top coat 240 to the base coat 220. Blocked. For this reason, it is prevented that the function of a film falls with the movement of a component. The “function of the coating” in the above means hydrophilicity and corrosion resistance in the present embodiment.

上記のアルミナ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化バナジウムは、いずれも、基材２１０に白錆が生じることを防止する「防錆成分」としても機能し得る材料である。このような防錆成分を含む無機材料によってバリア膜２３０を形成することで、基材２１０の耐食性をより向上させることができる。更に、上記材料のうち酸化チタン及び酸化タンタルは、バリア膜２３０の成分が、隣接する他の被膜へと溶出してしまうことを防止する機能をも有している。 All of the above-mentioned alumina, titanium oxide, tantalum oxide, and vanadium oxide are materials that can also function as a “rust preventive component” that prevents white rust from occurring on the substrate 210. By forming the barrier film 230 with such an inorganic material containing a rust preventive component, the corrosion resistance of the substrate 210 can be further improved. Further, among the above materials, titanium oxide and tantalum oxide also have a function of preventing the components of the barrier film 230 from eluting into other adjacent films.

上地被膜２４０は、バリア膜２３０の表面を更に外側から覆うように形成された被膜である。上地被膜２４０は、基材２１０の表面を覆う複数の被膜のうち最も外側に形成されている。本実施形態における上地被膜２４０はＰＶＡ（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＡｌｃｏｈｏｌ）によって形成されているのであるが、ＰＶＰ（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＰｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）等の他の樹脂によって形成されていてもよい。上地被膜２４０は、バリア膜２３０が形成された後の板状部材２０を、樹脂材料からなる液中に浸漬してから取り出し、当該液を加熱によって硬化させることにより形成される。上地被膜２４０は、本実施形態における「第２被膜」に該当する。 The upper film 240 is a film formed so as to further cover the surface of the barrier film 230 from the outside. The upper coating 240 is formed on the outermost side among the plurality of coatings covering the surface of the substrate 210. Although the upper coating 240 in this embodiment is formed of PVA (Polyvinyl Alcohol), it may be formed of other resins such as PVP (Polyvinyl Pyrrolidene). The upper coating 240 is formed by immersing the plate-like member 20 after the barrier film 230 is formed in a liquid made of a resin material, and then taking out and curing the liquid by heating. The upper coating 240 corresponds to the “second coating” in the present embodiment.

上地被膜２４０の表面Ｓは親水性を有している。表面Ｓに親水性を持たせるためには、上地被膜２４０そのものを親水性の材料によって形成してもよく、上地被膜２４０を形成した後、表面Ｓに親水性を付与するための表面処理を施してもよい。「親水性の材料」としては、例えば上記のＰＶＡ等のように、その内部や表面にＯＨ基を有する材料が挙げられる。 The surface S of the upper coating 240 has hydrophilicity. In order to make the surface S hydrophilic, the upper coating 240 itself may be formed of a hydrophilic material, and after the upper coating 240 is formed, a surface treatment for imparting hydrophilicity to the surface S. May be applied. Examples of the “hydrophilic material” include a material having an OH group inside or on the surface, such as the above PVA.

このように、本実施形態に係る熱交換器１０では、チューブ１１０やフィン１２０を構成する板状部材２０の表面に、防錆性と親水性の両方が成膜によって付与されている。具体的には、板状部材２０の表面を覆うように防錆のための下地被膜２２０を形成し、当該下地被膜２２０の表面を更に覆うように、親水性を有する上地被膜２４０を形成した構成となっている。このような構成の板状部材２０では、親水性を有する上地被膜２４０の表面に付着した水が排水されやすくなる。このため、熱交換器１０のチューブ１１０やフィン１２０に沿って通過する空気の流れが、滞留した水によって妨げられてしまうことが防止される。 As described above, in the heat exchanger 10 according to the present embodiment, both the rust prevention property and the hydrophilicity are imparted to the surface of the plate member 20 constituting the tube 110 and the fin 120 by film formation. Specifically, a base coating 220 for rust prevention is formed so as to cover the surface of the plate-like member 20, and a hydrophilic top coating 240 is formed so as to further cover the surface of the base coating 220. It has a configuration. In the plate-shaped member 20 having such a configuration, water attached to the surface of the upper coating 240 having hydrophilicity is easily drained. For this reason, it is prevented that the flow of the air which passes along the tube 110 and the fin 120 of the heat exchanger 10 is obstructed by the accumulated water.

下地被膜２２０と上地被膜２４０との間にバリア膜２３０を形成することの効果について、図３に示される比較例を参照しながら説明する。図３の比較例では、下地被膜２２０の表面を直接覆うように上地被膜２４０が形成されており、下地被膜２２０と上地被膜２４０との間にバリア膜２３０は形成されていない。 The effect of forming the barrier film 230 between the base coating 220 and the top coating 240 will be described with reference to a comparative example shown in FIG. In the comparative example of FIG. 3, the top coat 240 is formed so as to directly cover the surface of the base coat 220, and the barrier film 230 is not formed between the base coat 220 and the top coat 240.

このような構成においては、結露によって表面Ｓに付着した水が、樹脂である上地被膜２４０を透過して、下地被膜２２０や基材２１０にまで到達してしまう。図３では、このように水が透過する経路が矢印ＡＲ１で示されている。 In such a configuration, water adhering to the surface S due to condensation passes through the top coating 240 that is a resin and reaches the base coating 220 and the base material 210. In FIG. 3, the path through which water permeates in this way is indicated by an arrow AR1.

下地被膜２２０と基材２１０との境界部まで水が到達すると、下地被膜２２０の密着性が水分の影響によって低下してしまう。また、上記境界部に存在する残留析出成分２１０Ｂが、水分によって拡散し、下地被膜２２０や上地被膜２４０の内部にまで到達してしまうこともある。図３では、このように残留析出成分２１０Ｂが拡散する経路が矢印ＡＲ２、ＡＲ３で示されている。 When water reaches the boundary between the base coating 220 and the substrate 210, the adhesion of the base coating 220 is reduced by the influence of moisture. In addition, the residual precipitation component 210B present at the boundary portion may diffuse due to moisture and reach the inside of the base coating 220 and the top coating 240. In FIG. 3, the paths through which the residual precipitated component 210B diffuses are indicated by arrows AR2 and AR3.

上記のような残留析出成分２１０Ｂの拡散が生じると、下地被膜２２０や上地被膜２４０の機能が低下してしまうことに加えて、各被膜同士の密着性が低下してしまうという問題も生じる。 When the residual precipitation component 210B is diffused as described above, the functions of the base coating 220 and the top coating 240 are lowered, and the problem is that the adhesion between the coatings is reduced.

また、図３の比較例においては、下地被膜２２０と上地被膜２４０とが直接接している。このため、下地被膜２２０の一部の成分が上地被膜２４０の内部へと拡散して移動したり、上地被膜２４０の一部の成分が下地被膜２２０の内部へと拡散して移動したりすることにより、それぞれの被膜の機能が低下してしまう可能性もある。図３では、このように各被膜の成分が拡散して移動する経路が矢印ＡＲ４、ＡＲ５で示されている。拡散による成分の移動は、矢印ＡＲ１に沿って水分が内部に透過した場合には特に生じやすくなる。 Further, in the comparative example of FIG. 3, the base coating 220 and the top coating 240 are in direct contact. For this reason, some components of the base coat 220 diffuse and move into the upper coat 240, or some components of the base coat 240 diffuse and move into the base coat 220. By doing so, the function of each film may be lowered. In FIG. 3, the paths through which the components of the respective films diffuse and move are indicated by arrows AR4 and AR5. The movement of the component due to diffusion is particularly likely to occur when moisture permeates along the arrow AR1.

これに対し、本実施形態に係る板状部材２０では、下地被膜２２０と上地被膜２４０との間にバリア膜２３０が形成されている。このため、図３の矢印ＡＲ１のような経路で透過する水は、バリア膜２３０によって遮断されるので、下地被膜２２０の内部や基材２１０の表面に到達することが無い。これに伴い、図３の矢印ＡＲ２、ＡＲ３のような経路で残留析出成分２１０Ｂが拡散することも無い。 On the other hand, in the plate-like member 20 according to the present embodiment, the barrier film 230 is formed between the base coating 220 and the top coating 240. For this reason, since the water which permeate | transmits by the path | route like arrow AR1 of FIG. 3 is interrupted | blocked by the barrier film 230, it does not reach the inside of the base film 220 or the surface of the base material 210. Along with this, the residual precipitation component 210B does not diffuse along the path indicated by the arrows AR2 and AR3 in FIG.

また、下地被膜２２０と上地被膜２４０との間にバリア膜２３０が介在していることにより、図３の矢印ＡＲ４、ＡＲ５のような経路で各被膜の成分が拡散、移動することもない。これにより、それぞれの被膜の機能を十分に発揮させることができ、且つ、それぞれの被膜の密着性を十分に確保することもできる。また、下地被膜２２０と上地被膜２４０とが互いに影響し合うことが防止されるので、それぞれの被膜の材料を自由に選定することができる。 In addition, since the barrier film 230 is interposed between the base film 220 and the upper film 240, the components of each film are not diffused and moved along the paths indicated by arrows AR4 and AR5 in FIG. Thereby, the function of each coating film can be sufficiently exhibited, and the adhesion of each coating film can be sufficiently ensured. Further, since the base coat 220 and the top coat 240 are prevented from affecting each other, the material of each coat can be freely selected.

尚、以上においては、下地被膜２２０が化成被膜として形成されている場合の例について説明した。このような態様に替えて、下地被膜２２０が、陽極酸化や樹脂コーティングなどのウェットコーティングによって形成されているような態様であってもよい。また、下地被膜２２０がＡＬＤやＣＶＤのようなドライコーティングによって形成されているような態様であってもよい。 In the above description, an example in which the base coating 220 is formed as a chemical conversion coating has been described. Instead of such an aspect, the base film 220 may be formed by wet coating such as anodic oxidation or resin coating. Further, the base film 220 may be formed by dry coating such as ALD or CVD.

以上のように、本実施形態に係る板状部材２０は、基材２１０と、基材２１０の表面を覆うように形成された被膜、である下地被膜２２０と、を備える。下地被膜２２０の表面には、下地被膜２２０の成分が下地被膜２２０の外へと移動してしまうことを防止するためのバリア膜２３０が形成されている。これにより、下地被膜２２０の成分が、下地被膜２２０の外、すなわち上地被膜２４０へと移動してしまうことが防止される。 As described above, the plate-like member 20 according to the present embodiment includes the base material 210 and the base film 220 that is a film formed so as to cover the surface of the base material 210. A barrier film 230 is formed on the surface of the base coating 220 to prevent components of the base coating 220 from moving out of the base coating 220. This prevents the component of the base coat 220 from moving to the outside of the base coat 220, that is, to the top coat 240.

第２実施形態について、図４を参照しながら説明する。本実施形態では、熱交換器１０を構成する板状部材２０の構成においてのみ第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。 A second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the plate-like member 20 constituting the heat exchanger 10. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described, and description of points that are common to the first embodiment will be omitted as appropriate.

本実施形態では、下地被膜２２０と上地被膜２４０との間にバリア膜２３０は形成されていない。つまり、上地被膜２４０は、下地被膜２２０の表面を直接覆うように形成されている。 In this embodiment, the barrier film 230 is not formed between the base film 220 and the upper film 240. That is, the upper coating 240 is formed so as to directly cover the surface of the base coating 220.

本実施形態では、上地被膜２４０の更に表面を覆うようにバリア膜２３０が形成されている。バリア膜２３０は、板状部材２０を覆う膜のうち最も外側の膜として形成されている。つまり、バリア膜２３０は、その表面が外気に触れる膜として形成されている。 In this embodiment, the barrier film 230 is formed so as to cover the surface of the upper coating 240 further. The barrier film 230 is formed as the outermost film among the films covering the plate-like member 20. That is, the barrier film 230 is formed as a film whose surface is in contact with outside air.

本実施形態では、バリア膜２３０の位置のみならず、バリア膜２３０を構成する材料においても第１実施形態と異なっている。本実施形態のバリア膜２３０、親水性を有する無機材料によって形成された膜となっている。「親水性を有する無機材料」としては、例えばＳｉ化合物、具体的にはＳｉＯやＳｉＣからなる材料を用いることができる。 In the present embodiment, not only the position of the barrier film 230 but also the material constituting the barrier film 230 is different from the first embodiment. The barrier film 230 of the present embodiment is a film formed of a hydrophilic inorganic material. As the “hydrophilic inorganic material”, for example, a Si compound, specifically, a material made of SiO or SiC can be used.

上記のようなバリア膜２３０を形成するには、先ず、粉末状のＳｉ化合物をアルコールと混ぜたもの、を上地被膜２４０の表面に塗布する。その後、加熱によってアルコールを除去することで、Ｓｉ化合物からなるバリア膜２３０を形成することができる。 In order to form the barrier film 230 as described above, first, a powdered Si compound mixed with alcohol is applied to the surface of the upper coating 240. Thereafter, the alcohol is removed by heating, whereby the barrier film 230 made of the Si compound can be formed.

本実施形態におけるバリア膜２３０は、その表面Ｓにおいて親水性を有している。このため、本実施形態においても、熱交換器１０の表面に付着した水が排水されやすくなっている。その結果、熱交換器１０のチューブ１１０やフィン１２０に沿って通過する空気の流れが、滞留した水によって妨げられてしまうことが防止される。 The barrier film 230 in the present embodiment has hydrophilicity on the surface S thereof. For this reason, also in this embodiment, the water adhering to the surface of the heat exchanger 10 is easily drained. As a result, the flow of air passing along the tubes 110 and the fins 120 of the heat exchanger 10 is prevented from being hindered by the accumulated water.

本実施形態におけるバリア膜２３０は、更に、無機材料によって形成されている。このため、第１実施形態のように、樹脂からなる上地被膜２４０が表面に露出している場合に比べて、板状部材２０の表面の耐久性を向上させることができる。また、表面Ｓの親水性が長期間にわたって維持されるという利点も得られる。 The barrier film 230 in the present embodiment is further formed of an inorganic material. For this reason, the durability of the surface of the plate-like member 20 can be improved as compared with the case where the upper coating 240 made of resin is exposed on the surface as in the first embodiment. Moreover, the advantage that the hydrophilic property of the surface S is maintained over a long period of time is also obtained.

ところで、樹脂からなる上地被膜２４０は、水分の吸収及び放出を行うことにより、その表面に付着した臭気成分を内部に取り込んで徐々に放出するという機能をも有している。これにより、熱交換器１０から不快な臭気が発せられることが防止される。 By the way, the upper coating 240 made of resin also has a function of taking in and gradually releasing odor components adhering to the surface by absorbing and releasing moisture. This prevents an unpleasant odor from being emitted from the heat exchanger 10.

本実施形態におけるバリア膜２３０は、僅かではあるが水分を透過させる性質を有している。このため、上地被膜２４０が有する上記の機能を、バリア膜２３０が妨げてしまうことは無い。 The barrier film 230 in this embodiment has a property of allowing moisture to permeate, albeit slightly. For this reason, the barrier film 230 does not interfere with the above function of the upper coating 240.

以上のように、本実施形態に係る板状部材２０は、基材２１０と、基材２１０の表面を覆うように形成された被膜、である下地被膜２２０及び上地被膜２４０と、を備える。上地被膜２４０の表面には、上地被膜２４０の成分が上地被膜２４０の外へと移動してしまうことを防止するためのバリア膜２３０が形成されている。これにより、上地被膜２４０の成分が、上地被膜２４０の外、例えば結露水等へと移動してしまうことが防止される。その結果、上地被膜２４０の機能を長期間にわたって維持することが可能となる。 As described above, the plate-like member 20 according to the present embodiment includes the base 210 and the base coating 220 and the top coating 240 that are coatings formed so as to cover the surface of the base 210. A barrier film 230 is formed on the surface of the upper film 240 to prevent components of the upper film 240 from moving out of the upper film 240. Thereby, it is prevented that the component of the upper coating 240 moves to the outside of the upper coating 240, for example, dew condensation water. As a result, the function of the upper coating 240 can be maintained over a long period of time.

本発明者らが実験によって確認したところによれば、本実施形態に係る板状部材２０の表面、すなわちバリア膜２３０の表面に付着した水滴の接触角が、上地被膜２４０の表面に付着した場合における水滴の接触角、と同程度に小さく抑えられることが確認された。また、流水に長時間曝すなどの耐久試験を行っても、バリア膜２３０の表面に付着した水滴の接触角が、初期の接触角と同程度に小さく抑えられることも確認された。 According to what the present inventors have confirmed through experiments, the contact angle of water droplets attached to the surface of the plate-like member 20 according to this embodiment, that is, the surface of the barrier film 230 is attached to the surface of the upper coating 240. It was confirmed that the contact angle of the water droplet in the case can be kept as small as possible. It was also confirmed that the contact angle of water droplets adhering to the surface of the barrier film 230 can be kept as small as the initial contact angle even when an endurance test such as exposure to running water for a long time.

バリア膜２３０は、全ての板状部材２０において、上地被膜２４０の表面全体を覆うように形成されてもよいのであるが、上地被膜２４０の一部のみを覆うように形成されていてもよい。例えば、上地被膜２４０によって覆われている部分と、上地被膜２４０によって覆われていない部分とを、交互に並べて配置する等により、板状部材２０の表面における排水性を更に向上させることとが可能となる。 The barrier film 230 may be formed so as to cover the entire surface of the upper film 240 in all the plate-like members 20, but may be formed so as to cover only a part of the upper film 240. Good. For example, the drainage on the surface of the plate-like member 20 is further improved by alternately arranging the portions covered with the upper coating 240 and the portions not covered with the upper coating 240. Is possible.

尚、本実施形態に係るバリア膜２３０、すなわち、親水性を有する無機材料によって形成された膜を、第１実施形態におけるバリア膜２３０として用いることとしてもよい。逆に、第１実施形態に係るバリア膜２３０、すなわち、無機材料をドライコーティングすることによって形成された膜を、本実施形態におけるバリア膜２３０として用いることとしてもよい。 The barrier film 230 according to the present embodiment, that is, a film formed of a hydrophilic inorganic material may be used as the barrier film 230 in the first embodiment. Conversely, the barrier film 230 according to the first embodiment, that is, a film formed by dry coating an inorganic material may be used as the barrier film 230 in the present embodiment.

また、本実施形態における下地被膜２３０と上地被膜２４０との間に、第１実施形態と同様のバリア膜２３０を更に形成することとしてもよい。つまり、下地被膜２３０の表面を覆うように、無機材料をドライコーティングしてなるバリア膜２３０を形成するとともに、上地被膜２４０の表面を覆うように、親水性を有する無機材料からなるバリア膜２３０を更に形成することとしてもよい。 Further, a barrier film 230 similar to that of the first embodiment may be further formed between the base coating 230 and the top coating 240 in the present embodiment. That is, the barrier film 230 formed by dry coating an inorganic material so as to cover the surface of the base coat 230 is formed, and the barrier film 230 made of an inorganic material having hydrophilicity so as to cover the surface of the upper coat 240. It is good also as forming further.

第３実施形態について、図５を参照しながら説明する。本実施形態では、熱交換器１０を構成する板状部材２０の構成においてのみ第２実施形態と異なっている。以下では、第２実施形態と異なる点について主に説明し、第２実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。 A third embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the second embodiment only in the configuration of the plate-like member 20 constituting the heat exchanger 10. Hereinafter, differences from the second embodiment will be mainly described, and description of points that are the same as those of the second embodiment will be omitted as appropriate.

本実施形態では、下地被膜２２０及びバリア膜２３０のみが形成されており、上地被膜２４０は形成されていない。バリア膜２３０は、下地被膜２２０の表面を覆うように形成されている。本実施形態でも、バリア膜２３０は、板状部材２０を覆う膜のうち最も外側の膜として形成されている。つまり、バリア膜２３０は、その表面が外気に触れる膜として形成されている。バリア膜２３０を構成する材料は、第２実施形態における材料と同じである。つまり、バリア膜２３０は、「親水性を有する無機材料」によって形成されている。 In the present embodiment, only the base film 220 and the barrier film 230 are formed, and the upper film 240 is not formed. The barrier film 230 is formed so as to cover the surface of the base coating 220. Also in this embodiment, the barrier film 230 is formed as the outermost film among the films covering the plate-like member 20. That is, the barrier film 230 is formed as a film whose surface is in contact with outside air. The material constituting the barrier film 230 is the same as the material in the second embodiment. That is, the barrier film 230 is formed of “an inorganic material having hydrophilicity”.

このように、本実施形態に係る板状部材２０は、基材２１０と、基材２１０の表面を覆うように形成された被膜、である下地被膜２２０と、を備える。下地被膜２２０の表面には、下地被膜２２０の成分が下地被膜２２０の外へと移動してしまうことを防止するためのバリア膜２３０が形成されている。これにより、下地被膜２２０の成分が、下地被膜２２０の外、例えば結露水等へと移動してしまうことが防止される。その結果、下地被膜２２０の機能を長期間にわたって維持することが可能となる。 As described above, the plate-like member 20 according to the present embodiment includes the base material 210 and the base film 220 that is a film formed so as to cover the surface of the base material 210. A barrier film 230 is formed on the surface of the base coating 220 to prevent components of the base coating 220 from moving out of the base coating 220. This prevents the components of the base coat 220 from moving to the outside of the base coat 220, for example, dew condensation water. As a result, the function of the base coating 220 can be maintained for a long period of time.

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Those in which those skilled in the art appropriately modify the design of these specific examples are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. Each element included in each of the specific examples described above can be appropriately combined as long as no technical contradiction occurs.

１０：熱交換器
１１０：チューブ
１２０：フィン
２０：板状部材
２１０：基材
２２０：下地被膜
２３０：バリア膜 10: heat exchanger 110: tube 120: fin 20: plate member 210: base material 220: undercoat 230: barrier film

Claims

A substrate (210);
A coating (220) formed to cover the surface of the substrate,
A plate-like member in which a barrier film (230) is formed on the surface of the coating to prevent components of the coating from moving outside the coating.

The plate-like member according to claim 1, wherein the barrier film is formed as a film whose surface is in contact with outside air.

The coating is a first coating (220);
A second coating (240) formed to cover the surface of the first coating;
The plate-like member according to claim 1, wherein the barrier film is formed between the first film and the second film.

The plate-like member according to any one of claims 1 to 3, wherein the barrier film is a film formed of an inorganic material.

The plate-like member according to claim 4, wherein the barrier film is a film formed by dry coating the inorganic material.

The plate member according to claim 5, wherein the barrier film contains any one of aluminum oxide, titanium oxide oxide, tantalum oxide, and vanadium oxide.

The plate member according to any one of claims 1 to 3, wherein the barrier film is a film formed of an inorganic material having hydrophilicity.

A heat exchanger (10) for exchanging heat between a heat medium and air,
A plurality of tubes (110) through which the heat medium flows;
Fins (120) disposed between the tubes adjacent to each other,
A heat exchanger in which at least one of the tube and the fin is formed using the plate-like member according to any one of claims 1 to 7.