JP2019158334A - Heat exchanger - Google Patents

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JP2019158334A
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Hisashi Hori
久司 堀
伸城 瀬尾
Nobushiro Seo
伸城 瀬尾
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Abstract

To provide a heat exchanger with high heat conductivity.SOLUTION: A heat exchanger 1 with a hollow extrusion-shaped material 2 comprises a frame-like main body part 10 formed of a pair of opposite first outer wall part 21 and second outer wall part 22, and a plurality of first partition walls 11 connecting the first outer wall part 21 and the second outer wall part 22 to each other, wherein a heat medium pipe 4 is embedded in at least one of the pair of first outer wall part 21 and second outer wall part 22. It is preferable that the heat medium pipe 4 is embedded at a position corresponding to the first partition wall 11. According to this configuration, heat conductivity can be enhanced.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger.

特許文献1には、複数の中空部を備えた熱交換器の製造方法が開示されている。当該熱交換器の製造方法は、複数のピン(フィン)が形成された下壁及び上壁をロウ付けし、冷媒が流れる中空部を形成している。   Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a heat exchanger having a plurality of hollow portions. In the heat exchanger manufacturing method, a lower wall and an upper wall on which a plurality of pins (fins) are formed are brazed to form a hollow portion through which a refrigerant flows.

特開平8−178567号公報JP-A-8-178567

従来技術であると、ロウ付け作業が煩雑になるという問題がある。また、ロウ材を介して接合されるため、熱伝導率が低下するという問題がある。   The conventional technique has a problem that the brazing work becomes complicated. Moreover, since it joins via a brazing material, there exists a problem that heat conductivity falls.

このような観点から、本発明は、熱伝導率の高い熱交換器を提供することを課題とする。   From such a viewpoint, this invention makes it a subject to provide a heat exchanger with high heat conductivity.

このような課題を解決するために本発明は、対向する一対の外壁部を含んで形成された枠状本体部と、前記外壁部同士を連結し複数体並設された隔壁と、を備える中空押出形材を含む熱交換器であって、前記一対の外壁部の少なくとも一方に熱媒体用管が埋設されていることを特徴とする。   In order to solve such a problem, the present invention is a hollow provided with a frame-shaped main body formed including a pair of opposed outer wall portions, and a plurality of partition walls connecting the outer wall portions to each other. A heat exchanger including an extruded profile, characterized in that a heat medium pipe is embedded in at least one of the pair of outer wall portions.

かかる構成によれば、熱伝導率を高めることができる。   According to this configuration, the thermal conductivity can be increased.

また、前記隔壁に対応する位置に前記熱媒体用管が埋設されていることが好ましい。かかる構成によれば、熱伝導率をより高めることができる。   Further, it is preferable that the heat medium pipe is embedded at a position corresponding to the partition wall. According to this configuration, the thermal conductivity can be further increased.

本発明に係る熱交換器によれば、熱伝導率を高めることができる。   According to the heat exchanger according to the present invention, the thermal conductivity can be increased.

本発明の第一実施形態に係る熱交換器の斜視図である。It is a perspective view of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment of this invention. 第一実施形態に係る熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の押出成形工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the extrusion molding process of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の挿入工程及び蓋溝閉塞工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the insertion process and lid groove block | close process of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the friction stirring process of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の摩擦攪拌工程後を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the friction stirring process after the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 1st embodiment. 本発明の第二実施形態に係る熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the heat exchanger which concerns on 2nd embodiment of this invention. 第二実施形態に係る熱交換器の製造方法の押出成形工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the extrusion molding process of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る熱交換器の製造方法の挿入工程及び凹溝閉塞工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the insertion process and the ditch | groove obstruction | occlusion process of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る熱交換器の製造方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the friction stirring process of the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 2nd embodiment.

[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る熱交換器及び熱交換器の製造方法について図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る熱交換器1は、中空押出形材2と、複数の蓋板3と、複数の熱媒体用管4とで主に構成されている。中空押出形材2の内部には複数の中空部Kが形成されている。熱媒体用管4の端部は、中空押出形材2の側方から露出している。熱交換器1は、熱媒体用管4内を流れる流体(液体又は気体)と、中空部Kを流れる流体とで熱交換を行う機器である。
[First embodiment]
A heat exchanger and a heat exchanger manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the heat exchanger 1 according to the present embodiment is mainly configured by a hollow extruded shape member 2, a plurality of cover plates 3, and a plurality of heat medium tubes 4. A plurality of hollow portions K are formed inside the hollow extruded shape member 2. The end of the heat medium pipe 4 is exposed from the side of the hollow extruded profile 2. The heat exchanger 1 is a device that performs heat exchange between a fluid (liquid or gas) flowing through the heat medium pipe 4 and a fluid flowing through the hollow portion K.

図2に示すように、熱媒体用管4は、蓋板3によって中空押出形材2の内部に埋設されている。中空押出形材2と蓋板3との突合せ部は摩擦攪拌によって接合されている。つまり、中空押出形材2と蓋板3との各突合せ部には塑性化領域W1,W2が形成されている。   As shown in FIG. 2, the heat medium pipe 4 is embedded in the hollow extruded shape member 2 by the cover plate 3. The butted portion between the hollow extruded shape member 2 and the cover plate 3 is joined by friction stirring. In other words, plasticized regions W1 and W2 are formed at the butted portions of the hollow extruded shape member 2 and the cover plate 3, respectively.

次に、本実施形態に係る熱交換器の製造方法について説明する。本実施形態に係る熱交換器の製造方法は、押出成形工程と、挿入工程と、蓋溝閉塞工程と、摩擦攪拌工程とを行う。なお、下記の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面を意味する。   Next, the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on this embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the heat exchanger according to the present embodiment performs an extrusion process, an insertion process, a lid groove closing process, and a friction stirring process. In the following description, “front surface” means a surface opposite to the “back surface”.

押出成形工程は、図3に示すように、押出成形によって中空押出形材2を成形する工程である。中空押出形材2は、熱伝導性の高い金属で形成されることが好ましく、本実施形態ではアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。中空押出形材2は、枠状本体部10と、複数の第一隔壁11と、複数の第二隔壁12とで主に構成されている。   As shown in FIG. 3, the extrusion molding step is a step of molding the hollow extruded shape member 2 by extrusion molding. The hollow extruded shape member 2 is preferably formed of a metal having high thermal conductivity. In the present embodiment, the hollow extruded shape member 2 is formed of aluminum or an aluminum alloy. The hollow extruded shape member 2 is mainly composed of a frame-shaped main body 10, a plurality of first partition walls 11, and a plurality of second partition walls 12.

枠状本体部10は、第一外壁部21、第二外壁部22、第三外壁部23及び第四外壁部24を有し、正面視略矩形枠状を呈する。第一外壁部21と第二外壁部22は対向しており、第三外壁部23と第四外壁部24は対向している。第一外壁部21の表面21aには、所定の間隔をあけて蓋溝13が形成されている。蓋溝13は、断面視矩形を呈し、蓋板3がほぼ隙間なく配置される部位である。蓋溝13の数は特に制限されないが、本実施形態では5つ形成されている。各蓋溝13の底面13aには、凹溝14が形成されている。   The frame-shaped main body portion 10 includes a first outer wall portion 21, a second outer wall portion 22, a third outer wall portion 23, and a fourth outer wall portion 24, and has a substantially rectangular frame shape when viewed from the front. The first outer wall portion 21 and the second outer wall portion 22 face each other, and the third outer wall portion 23 and the fourth outer wall portion 24 face each other. A lid groove 13 is formed on the surface 21a of the first outer wall portion 21 with a predetermined interval. The lid groove 13 has a rectangular shape in cross section, and is a part where the lid plate 3 is arranged with almost no gap. The number of lid grooves 13 is not particularly limited, but is five in this embodiment. A concave groove 14 is formed on the bottom surface 13 a of each lid groove 13.

凹溝14は、円弧状の底面14aと、底面14aに連続する側壁14b,14bとで構成されている。凹溝14の深さは、熱媒体用管4の直径と略同等になっている。底面14aの曲率半径は、熱媒体用管4の曲率半径と同等になっている。各蓋溝13及び各凹溝14は、第一隔壁11の延長線上にそれぞれ形成されている。第二外壁部22の表面22aにも、第一外壁部21と同様に、第一隔壁11と対応する位置に蓋溝13及び凹溝14がそれぞれ形成されている。   The concave groove 14 includes an arc-shaped bottom surface 14a and side walls 14b and 14b continuous to the bottom surface 14a. The depth of the concave groove 14 is substantially equal to the diameter of the heat medium pipe 4. The curvature radius of the bottom surface 14 a is equal to the curvature radius of the heat medium pipe 4. Each lid groove 13 and each concave groove 14 are formed on an extension line of the first partition wall 11. On the surface 22 a of the second outer wall portion 22, similarly to the first outer wall portion 21, a lid groove 13 and a concave groove 14 are formed at positions corresponding to the first partition wall 11.

第三外壁部23及び第四外壁部24は、第一外壁部21及び第二外壁部22の両端をそれぞれ連結する部材である。第一隔壁11は、第一外壁部21と第二外壁部22とを連結しており、所定の間隔をあけて複数体並設されている。第一隔壁11の数は特に制限されないが、本実施形態では5体形成されている。第一隔壁11は、第一外壁部21及び第二外壁部22に対して直角になっている。第一隔壁11の板厚は、特に制限されないが、後記する摩擦攪拌工程の際に、回転ツールGによって作用する押圧力によって中空部Kが変形しない程度の板厚寸法であることが好ましい。   The third outer wall portion 23 and the fourth outer wall portion 24 are members that connect both ends of the first outer wall portion 21 and the second outer wall portion 22, respectively. The first partition wall 11 connects the first outer wall portion 21 and the second outer wall portion 22, and a plurality of the first partition walls 11 are arranged in parallel at a predetermined interval. The number of the first partition walls 11 is not particularly limited, but five bodies are formed in the present embodiment. The first partition wall 11 is perpendicular to the first outer wall portion 21 and the second outer wall portion 22. The plate thickness of the first partition wall 11 is not particularly limited, but is preferably a plate thickness dimension such that the hollow portion K is not deformed by the pressing force applied by the rotary tool G in the friction stirring step described later.

第二隔壁12は、第一外壁部21と第二外壁部22とを連結するとともに中空部Kを斜めに隔てる壁であって、複数体並設されている。第二隔壁12は、第一隔壁11の一端側と、隣り合う第一隔壁11の他端側とを連結している。第二隔壁12の数は特に制限されないが、本実施形態では4体並設されている。枠状本体部10、第一隔壁11及び第二隔壁12でそれぞれ構成された空間が中空部Kとなる。   The second partition wall 12 is a wall that connects the first outer wall portion 21 and the second outer wall portion 22 and obliquely separates the hollow portion K, and a plurality of the second partition walls 12 are arranged in parallel. The second partition wall 12 connects one end side of the first partition wall 11 to the other end side of the adjacent first partition wall 11. Although the number in particular of the 2nd partition 12 is not restrict | limited, 4 bodies are arranged in parallel by this embodiment. A space formed by the frame main body 10, the first partition 11, and the second partition 12 is a hollow portion K.

挿入工程は、図4に示すように、各凹溝14に熱媒体用管4を挿入する工程である。熱媒体用管4は、流体が流通する流路となる部位であって本実施形態では円筒状を呈する。熱媒体用管4は、熱伝導性の高い金属で形成されることが好ましく、本実施形態では銅製になっている。なお、熱媒体用管4としてヒーターが内蔵されたヒーター管を用いてもよい。   The insertion step is a step of inserting the heat medium pipe 4 into each concave groove 14 as shown in FIG. The heat medium pipe 4 is a portion serving as a flow path through which a fluid flows, and has a cylindrical shape in the present embodiment. The heat medium pipe 4 is preferably formed of a metal having high thermal conductivity, and is made of copper in this embodiment. Note that a heater tube with a built-in heater may be used as the heat medium tube 4.

蓋溝閉塞工程は、蓋溝13に蓋板3を配置する工程である。蓋板3は、断面矩形の板状部材であって、蓋溝13にほぼ隙間なく配置される。蓋板3は、熱伝導性の高い金属で形成されることが好ましく、本実施形態ではアルミニウム合金又はアルミニウムで形成されている。蓋板3の裏面3cは、熱媒体用管4の上端と接触するか又はわずかな隙間をあけて配置される。蓋板3の側面3b,3bと蓋溝13の側壁13b,13bとが突き合わされて突合せ部J1,J2が形成される。熱媒体用管4の周囲には、空隙部Q1,Q2が形成される。空隙部Q1,Q2は、熱媒体用管4の外周面と、凹溝14の側壁14bと、蓋板3の裏面3cとで構成される空間である。   The lid groove closing step is a step of placing the lid plate 3 in the lid groove 13. The lid plate 3 is a plate-like member having a rectangular cross section, and is disposed in the lid groove 13 with almost no gap. The lid plate 3 is preferably made of a metal having high thermal conductivity, and in this embodiment, the lid plate 3 is made of an aluminum alloy or aluminum. The back surface 3c of the cover plate 3 is disposed in contact with the upper end of the heat medium pipe 4 or with a slight gap. The side surfaces 3b, 3b of the lid plate 3 and the side walls 13b, 13b of the lid groove 13 are abutted to form abutting portions J1, J2. Gaps Q1 and Q2 are formed around the heat medium pipe 4. The gap portions Q <b> 1 and Q <b> 2 are spaces formed by the outer peripheral surface of the heat medium pipe 4, the side wall 14 b of the concave groove 14, and the back surface 3 c of the lid plate 3.

摩擦攪拌工程は、図5に示すように、突合せ部J1,J2に対して回転ツールGを用いてそれぞれ摩擦攪拌接合をする工程である。回転ツールGは、ショルダ部G1と、攪拌ピンG2とで構成されている。ショルダ部G1は、円柱状を呈する。攪拌ピンG2は、ショルダ部G1の下端面から垂下しており、先細りになっている。攪拌ピンG2の外周面には螺旋溝(図示省略)が刻設されている。   As shown in FIG. 5, the friction stir process is a process in which friction stir welding is performed on each of the butted portions J <b> 1 and J <b> 2 using a rotary tool G. The rotary tool G includes a shoulder portion G1 and a stirring pin G2. The shoulder portion G1 has a cylindrical shape. The stirring pin G2 hangs down from the lower end surface of the shoulder portion G1, and is tapered. A spiral groove (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin G2.

摩擦攪拌工程では、突合せ部J1に回転した回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入しつつ、ショルダ部G1の下端面を蓋板3の表面3a及び第一外壁部21の表面21aに押し込む。そして、突合せ部J1に沿って回転ツールGを相対移動させる。回転ツールGの移動軌跡には、塑性化領域W1が形成される。攪拌ピンG2の挿入深さは、少なくとも空隙部Q1に摩擦熱によって塑性流動化された塑性流動材が流入するように設定する。本実施形態では、攪拌ピンG2が空隙部Q1に達するように攪拌ピンG2の挿入深さを設定している。   In the friction stirring step, the lower end surface of the shoulder portion G1 is pushed into the surface 3a of the cover plate 3 and the surface 21a of the first outer wall portion 21 while inserting the stirring pin G2 of the rotating tool G rotated into the butting portion J1. Then, the rotary tool G is relatively moved along the abutting portion J1. A plasticized region W1 is formed in the movement locus of the rotary tool G. The insertion depth of the stirring pin G2 is set so that the plastic fluidized material fluidized by frictional heat flows into at least the gap portion Q1. In the present embodiment, the insertion depth of the stirring pin G2 is set so that the stirring pin G2 reaches the gap portion Q1.

摩擦攪拌項工程では、突合せ部J2に対しても突合せ部J1と同じ要領で摩擦攪拌接合を行う。突合せ部J2には、回転ツールGの移動軌跡によって塑性化領域W2が形成される。また、空隙部Q2にも摩擦熱によって塑性流動化された塑性流動材を流入させる。図6に示すように、摩擦攪拌工程によって、突合せ部J1,J2が接合されるとともに、空隙部Q1,Q2が塑性流動材で充填される。摩擦攪拌工程では、同じ要領で中空押出形材2と各蓋板3とを摩擦攪拌接合する。これにより、熱交換器1が形成される。なお、摩擦攪拌工程が終了した後に、摩擦攪拌工程で発生したバリを除去するバリ除去工程を行ってもよい。   In the friction agitation term process, friction agitation welding is performed on the butt portion J2 in the same manner as the butt portion J1. A plasticizing region W2 is formed in the butt portion J2 by the movement locus of the rotary tool G. In addition, the plastic fluidized material plasticized by frictional heat is also introduced into the gap Q2. As shown in FIG. 6, the abutting portions J1 and J2 are joined by the friction stirring step, and the gap portions Q1 and Q2 are filled with the plastic fluid material. In the friction stir process, the hollow extruded shape member 2 and each cover plate 3 are friction stir welded in the same manner. Thereby, the heat exchanger 1 is formed. In addition, you may perform the burr | flash removal process which removes the burr | flash which generate | occur | produced in the friction stirring process after a friction stirring process is complete | finished.

以上説明した本実施形態に係る熱交換器の製造方法によれば、押出成形によって、枠状本体部10と第一隔壁11と第二隔壁12とで構成される複数の中空部Kを備えた中空押出形材2が形成される。これにより、熱交換器1を容易に形成することができる。また、ロウ材や接着剤等を介さずに形成できるため、熱伝導率の高い熱交換器1を製造することができる。   According to the method for manufacturing a heat exchanger according to the present embodiment described above, a plurality of hollow portions K including the frame-shaped main body portion 10, the first partition wall 11, and the second partition wall 12 are provided by extrusion molding. A hollow extruded profile 2 is formed. Thereby, the heat exchanger 1 can be formed easily. Further, since it can be formed without using a brazing material or an adhesive, the heat exchanger 1 having high thermal conductivity can be manufactured.

また、第一隔壁11に対応する位置に凹溝14が形成されているため、摩擦攪拌工程時に回転ツールGによって作用する押圧力を第一隔壁11で支持することができる。これにより、中空部Kが変形するのを防ぐことができる。また、本実施形態では、第二隔壁12によっても回転ツールGによって作用する押圧力を支持することができるため、中空部Kの変形をより防ぐことができる。   Moreover, since the concave groove 14 is formed at a position corresponding to the first partition wall 11, the pressing force acting by the rotary tool G during the friction stirring process can be supported by the first partition wall 11. Thereby, it can prevent that the hollow part K deform | transforms. Moreover, in this embodiment, since the pressing force which acts with the rotation tool G can be supported also by the 2nd partition 12, the deformation | transformation of the hollow part K can be prevented more.

また、摩擦攪拌工程では、回転ツールGのショルダ部G1の押圧力を蓋板3を介して熱媒体用管4に伝達させ、凹溝14の底面14aに熱媒体用管4を押し付けながら摩擦攪拌を行う。これにより、凹溝14の底面14aと熱媒体用管4とが密接するため、熱伝導率をより高めることができる。   Further, in the friction stirring step, the pressing force of the shoulder G1 of the rotary tool G is transmitted to the heat medium pipe 4 through the cover plate 3, and the friction stir is performed while pressing the heat medium pipe 4 against the bottom surface 14a of the groove 14. I do. Thereby, since the bottom face 14a of the ditch | groove 14 and the heat medium pipe | tube 4 are closely_contact | adhered, thermal conductivity can be raised more.

また、摩擦攪拌工程では、熱媒体用管4の周囲に形成された空隙部Q1,Q2に、摩擦熱によって流動化させた塑性流動材を流入させるため、空隙部Q1,Q2が塑性流動材で充填される。これにより、熱交換器1の熱伝導性をより高めることができる。   In the friction stirring step, since the plastic fluidized material fluidized by frictional heat flows into the gaps Q1 and Q2 formed around the heat medium pipe 4, the gaps Q1 and Q2 are made of plastic fluid. Filled. Thereby, the heat conductivity of the heat exchanger 1 can be improved more.

[変形例]
次に、図7に示すように、第一実施形態の変形例について説明する。変形例では、第二隔壁12を省略した点で第一実施形態と相違する。変形例にかかる熱交換器1Aは、中空押出形材2と、複数の蓋板3と、複数の熱媒体用管4とで主に構成されている。中空押出形材2では、第一実施形態で用いた第二隔壁12を省略し、枠状本体部10と第一隔壁11とで複数の中空部Kを構成している。凹溝14は、第一隔壁11に対応する位置にそれぞれ形成されている。変形例に係る熱交換器1Aは、第二隔壁12が省略されている点を除いてその構造及び製造方法は第一実施形態と同等であるため、詳細な説明は省略する。第二実施形態に係る熱交換器1Aの製造方法によっても、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。
[Modification]
Next, a modification of the first embodiment will be described as shown in FIG. The modification differs from the first embodiment in that the second partition 12 is omitted. A heat exchanger 1 </ b> A according to the modified example is mainly configured by a hollow extruded shape member 2, a plurality of cover plates 3, and a plurality of heat medium tubes 4. In the hollow extruded shape member 2, the second partition wall 12 used in the first embodiment is omitted, and the frame-shaped main body portion 10 and the first partition wall 11 constitute a plurality of hollow portions K. The concave groove 14 is formed at a position corresponding to the first partition wall 11. Since the structure and manufacturing method of the heat exchanger 1A according to the modification are the same as those of the first embodiment except that the second partition wall 12 is omitted, detailed description thereof is omitted. Also by the manufacturing method of the heat exchanger 1A according to the second embodiment, substantially the same effect as the first embodiment can be obtained.

[第二実施形態]
次に、第二実施形態に係る熱交換器の製造方法について説明する。図8に示すように、本実施形態に係る熱交換器1Bは、中空押出形材42と、複数の蓋板43と、複数の熱媒体用管4とで主に構成されている。中空押出形材42の内部には、複数の中空部Kが形成されている。熱交換器1Bは、熱媒体用管4内を流れる流体と、中空部Kを流れる流体とで熱交換を行う機器である。熱交換器1Bは、蓋板43に対して一の塑性化領域W1が形成されている点で第一実施形態と相違する。
[Second Embodiment]
Next, the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 2nd embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 8, the heat exchanger 1 </ b> B according to the present embodiment is mainly configured by a hollow extruded shape member 42, a plurality of lid plates 43, and a plurality of heat medium tubes 4. A plurality of hollow portions K are formed inside the hollow extruded shape member 42. The heat exchanger 1B is a device that performs heat exchange between the fluid flowing in the heat medium pipe 4 and the fluid flowing in the hollow portion K. The heat exchanger 1B is different from the first embodiment in that one plasticized region W1 is formed with respect to the cover plate 43.

図8に示すように、熱媒体用管4は、蓋板3によって中空押出形材42の内部に埋設されている。中空押出形材42と蓋板43との突合せ部は、摩擦攪拌によって接合されている。より詳しくは、中空押出形材42と蓋板43との一対の突合せ部は、一条の塑性化領域W1で接合されている。   As shown in FIG. 8, the heat medium pipe 4 is embedded in the hollow extruded shape member 42 by the cover plate 3. The abutting portion between the hollow extruded shape member 42 and the lid plate 43 is joined by friction stirring. More specifically, the pair of butted portions of the hollow extruded shape member 42 and the lid plate 43 are joined at a single plasticized region W1.

次に、本実施形態に係る熱交換器の製造方法について説明する。本実施形態に係る熱交換器の製造方法は、押出成形工程と、挿入工程と、凹溝閉塞工程と、摩擦攪拌工程とを行う。   Next, the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on this embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the heat exchanger which concerns on this embodiment performs an extrusion molding process, an insertion process, a ditch | groove obstruction | occlusion process, and a friction stirring process.

押出成形工程は、図9に示すように、押出成形によって中空押出形材42を成形する工程である。中空押出形材42は、熱伝導性の高い金属で形成されることが好ましく、本実施形態ではアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。中空押出形材42は、枠状本体部50と、複数の第一隔壁51と、複数の第二隔壁52とで主に構成されている。   As shown in FIG. 9, the extrusion molding process is a process of molding the hollow extruded shape member 42 by extrusion molding. The hollow extruded shape member 42 is preferably formed of a metal having high thermal conductivity, and is formed of aluminum or an aluminum alloy in the present embodiment. The hollow extruded shape member 42 is mainly composed of a frame-shaped main body 50, a plurality of first partition walls 51, and a plurality of second partition walls 52.

枠状本体部50は、第一外壁部61、第二外壁部62、第三外壁部63及び第四外壁部64を有し、正面視略矩形枠状を呈する。第一外壁部61と第二外壁部62は対向しており、第三外壁部63と第四外壁部64は対向している。第一外壁部61の表面61aには、所定の間隔をあけて凹溝54が形成されている。凹溝54の数は特に制限されないが、本実施形態では4つ形成されている。   The frame-shaped main body 50 includes a first outer wall 61, a second outer wall 62, a third outer wall 63, and a fourth outer wall 64, and has a substantially rectangular frame shape when viewed from the front. The first outer wall portion 61 and the second outer wall portion 62 are opposed to each other, and the third outer wall portion 63 and the fourth outer wall portion 64 are opposed to each other. Concave grooves 54 are formed in the surface 61a of the first outer wall portion 61 at a predetermined interval. Although the number of the concave grooves 54 is not particularly limited, four grooves are formed in the present embodiment.

凹溝54は、円弧状の底面54aと、底面54aに連続する側壁54b,54bとで構成されている。凹溝54の深さ寸法は、熱媒体用管4の直径と蓋板43の高さ寸法との和よりも若干小さくなるようになっている。凹溝54の幅は、熱媒体用管4の直径と同等になっている。底面54aの曲率半径は、熱媒体用管4の曲率半径と同等になっている。各凹溝54は、第一隔壁51の延長線上にそれぞれ形成されている。第二外壁部62の表面62aにも、第一外壁部61と同様に、第一隔壁51と対応する位置に凹溝54がそれぞれ形成されている。   The concave groove 54 includes an arc-shaped bottom surface 54a and side walls 54b and 54b continuous to the bottom surface 54a. The depth dimension of the concave groove 54 is slightly smaller than the sum of the diameter of the heat medium pipe 4 and the height dimension of the lid plate 43. The width of the concave groove 54 is equal to the diameter of the heat medium pipe 4. The curvature radius of the bottom surface 54 a is equal to the curvature radius of the heat medium pipe 4. Each concave groove 54 is formed on an extension line of the first partition wall 51. On the surface 62 a of the second outer wall portion 62, similarly to the first outer wall portion 61, concave grooves 54 are respectively formed at positions corresponding to the first partition walls 51.

第三外壁部63及び第四外壁部64は、第一外壁部61及び第二外壁部62の両端を連結する部材である。第一隔壁51は、第一外壁部61と第二外壁部62とを連結しており、所定の間隔をあけて複数体並設されている。第一隔壁51は、第一外壁部61及び第二外壁部62に対して直角になっている。第一隔壁51の板厚は、特に制限されないが、後記する摩擦攪拌工程の際に、回転ツールGによって作用する押圧力によって中空部Kが変形しない程度の板厚寸法であることが好ましい。   The third outer wall portion 63 and the fourth outer wall portion 64 are members that connect both ends of the first outer wall portion 61 and the second outer wall portion 62. The first partition wall 51 connects the first outer wall portion 61 and the second outer wall portion 62, and a plurality of the first partition walls 51 are arranged in parallel at a predetermined interval. The first partition wall 51 is perpendicular to the first outer wall portion 61 and the second outer wall portion 62. The plate thickness of the first partition wall 51 is not particularly limited, but is preferably a plate thickness dimension such that the hollow portion K is not deformed by the pressing force applied by the rotary tool G in the friction stirring step described later.

第二隔壁52,52は、第一外壁部61と第二外壁部62とを連結するとともに中空部Kを斜めに隔てる壁であって、複数体形成されている。第二隔壁52,52は互いに交差して正面視X字状に配置されている。枠状本体部50、第一隔壁51及び第二隔壁52で構成された空間が中空部Kとなる。なお、第二実施形態に係る熱交換器1Bでは、第二隔壁52は省略してもよい。   The second partition walls 52, 52 are walls that connect the first outer wall portion 61 and the second outer wall portion 62 and obliquely separate the hollow portion K, and are formed in a plurality. The second partition walls 52, 52 are arranged in an X shape in front view so as to cross each other. A space formed by the frame-shaped main body 50, the first partition wall 51, and the second partition wall 52 becomes the hollow portion K. In the heat exchanger 1B according to the second embodiment, the second partition 52 may be omitted.

挿入工程は、図10に示すように、各凹溝54に熱媒体用管4を挿入する工程である。凹溝閉塞工程は、熱媒体用管4の上に蓋板43を配置する工程である。蓋板43は、断面矩形の板状部材であって、凹溝54にほぼ隙間なく配置される。蓋板43を熱媒体用管4の上に配置すると、蓋板43の表面43aは、第一外壁部61の表面61aよりも上方にわずかに突出する。   The inserting step is a step of inserting the heat medium pipe 4 into each concave groove 54 as shown in FIG. The concave groove closing step is a step of disposing the cover plate 43 on the heat medium pipe 4. The lid plate 43 is a plate-like member having a rectangular cross section, and is disposed in the concave groove 54 with almost no gap. When the cover plate 43 is disposed on the heat medium pipe 4, the surface 43 a of the cover plate 43 slightly protrudes above the surface 61 a of the first outer wall portion 61.

蓋板43の側面43b,43bと凹溝54の側壁54b,54bとが突き合わされて突合せ部J1,J2が形成される。熱媒体用管4の周囲には、空隙部Q1,Q2が形成される。空隙部Q1,Q2は、熱媒体用管4の外周面と、凹溝54の側壁54bと、蓋板43の裏面43cとで構成される空間である。   The side surfaces 43b, 43b of the cover plate 43 and the side walls 54b, 54b of the groove 54 are abutted to form abutting portions J1, J2. Gaps Q1 and Q2 are formed around the heat medium pipe 4. The gaps Q <b> 1 and Q <b> 2 are spaces configured by the outer peripheral surface of the heat medium pipe 4, the side wall 54 b of the concave groove 54, and the back surface 43 c of the lid plate 43.

摩擦攪拌工程は、図11に示すように、突合せ部J1,J2に対して回転ツールGを用いて摩擦攪拌接合をする工程である。回転ツールGは、ショルダ部G1と、攪拌ピンG2とで構成されている。ショルダ部G1は、円柱状を呈する。本実施形態では、ショルダ部G1の直径を凹溝54の幅よりも大きくなるように設定している。攪拌ピンG2は、ショルダ部G1の下端面から垂下しており、先細りになっている。攪拌ピンG2の外周面には螺旋溝が刻設されている。   As shown in FIG. 11, the friction stir process is a process of performing friction stir welding to the butted portions J <b> 1 and J <b> 2 using a rotary tool G. The rotary tool G includes a shoulder portion G1 and a stirring pin G2. The shoulder portion G1 has a cylindrical shape. In the present embodiment, the diameter of the shoulder portion G1 is set to be larger than the width of the concave groove 54. The stirring pin G2 hangs down from the lower end surface of the shoulder portion G1, and is tapered. A spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin G2.

摩擦攪拌工程では、蓋板43の表面43aの中央に回転した回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入しつつ、ショルダ部G1の下端面を第一外壁部61の表面61aに押し込む。そして、突合せ部J1,J2に沿って回転ツールGを相対移動せる。回転ツールGの移動軌跡には、塑性化領域W1が形成される。つまり、摩擦攪拌工程では、回転ツールGを用いて1パスで突合せ部J1,J2を同時に摩擦攪拌接合する。   In the friction stirring step, the lower end surface of the shoulder portion G1 is pushed into the surface 61a of the first outer wall portion 61 while inserting the stirring pin G2 of the rotating tool G rotated at the center of the surface 43a of the lid plate 43. Then, the rotary tool G is relatively moved along the abutting portions J1 and J2. A plasticized region W1 is formed in the movement locus of the rotary tool G. That is, in the friction stirring process, the abutting portions J1 and J2 are simultaneously friction stir welded in one pass using the rotary tool G.

摩擦攪拌項工程では、同じ要領で中空押出形材42と各蓋板43とを摩擦攪拌接合する。これにより、熱交換器1Bが形成される。なお、摩擦攪拌工程が終了した後に、摩擦攪拌工程で発生したバリを除去するバリ除去工程を行ってもよい。   In the friction stirring term step, the hollow extruded shape member 42 and each cover plate 43 are friction stir welded in the same manner. Thereby, the heat exchanger 1B is formed. In addition, you may perform the burr | flash removal process which removes the burr | flash which generate | occur | produced in the friction stirring process after a friction stirring process is complete | finished.

以上説明した本実施形態に係る熱交換器の製造方法によれば、押出成形によって、枠状本体部50と第一隔壁51と第二隔壁52とで構成される複数の中空部Kを備えた中空押出形材42が形成される。これにより、熱交換器1Bを容易に形成することができる。また、ロウ材や接着剤等を介さずに形成できるため、熱伝導率の高い熱交換器1Bを製造することができる。   According to the method for manufacturing a heat exchanger according to the present embodiment described above, a plurality of hollow portions K including the frame-shaped main body portion 50, the first partition wall 51, and the second partition wall 52 are provided by extrusion molding. A hollow extruded profile 42 is formed. Thereby, the heat exchanger 1B can be formed easily. Moreover, since it can form without interposing a brazing material or an adhesive agent, the heat exchanger 1B with high heat conductivity can be manufactured.

また、第一隔壁51に対応する位置に凹溝54が形成されているため、摩擦攪拌工程時に回転ツールGによって作用する押圧力を第一隔壁51で支持することができる。これにより、中空部Kが変形するのを防ぐことができる。また、本実施形態では、第二隔壁52,52によっても回転ツールGによって作用する押圧力を支持することができるため、中空部Kの変形をより防ぐことができる。   Further, since the concave groove 54 is formed at a position corresponding to the first partition 51, the pressing force acting by the rotary tool G during the friction stirring process can be supported by the first partition 51. Thereby, it can prevent that the hollow part K deform | transforms. Moreover, in this embodiment, since the pressing force which acts with the rotary tool G can be supported also by the 2nd partition walls 52 and 52, a deformation | transformation of the hollow part K can be prevented more.

また、摩擦攪拌工程では、回転ツールGのショルダ部G1の押圧力を蓋板43を介して熱媒体用管4に伝達させ、凹溝54の底面54aに熱媒体用管4を押し付けながら摩擦攪拌を行う。これにより、凹溝54の底面54aと熱媒体用管4とが密接するため、熱伝導率をより高めることができる。   Further, in the friction stirring step, the pressing force of the shoulder G1 of the rotary tool G is transmitted to the heat medium tube 4 through the cover plate 43, and the friction medium is pressed while pressing the heat medium tube 4 against the bottom surface 54a of the groove 54. I do. Thereby, since the bottom face 54a of the concave groove 54 and the heat medium pipe 4 are in close contact with each other, the thermal conductivity can be further increased.

また、摩擦攪拌工程では、蓋板43の表面43aを、第一外壁部61の表面61aよりも突出させた状態で蓋板43に回転ツールGを挿入するため、摩擦攪拌接合による金属不足を補うことができる。   Further, in the friction stirring step, the rotating tool G is inserted into the lid plate 43 with the surface 43a of the lid plate 43 projecting from the surface 61a of the first outer wall portion 61. be able to.

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、凹溝と隔壁とを対応する位置に設けたが、対応しない位置に凹溝を設けてもよい。また、本実施形態では、第一外壁部と第二外壁部の両方の表面に熱媒体用管4を埋設する構成としたが、第一外壁部及び第二外壁部の少なくとも一方に熱媒体用管4を埋設する構成としてもよい。また、第二実施形態において、第一外壁部61の表面61aと蓋板43の表面43aとを面一にした状態で、摩擦攪拌工程を行ってもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the present embodiment, the groove and the partition are provided at corresponding positions, but the groove may be provided at a position that does not correspond. In the present embodiment, the heat medium pipe 4 is embedded in both surfaces of the first outer wall part and the second outer wall part. However, at least one of the first outer wall part and the second outer wall part is used for the heat medium. It is good also as a structure which embeds the pipe | tube 4. FIG. In the second embodiment, the friction stirring step may be performed in a state where the surface 61a of the first outer wall portion 61 and the surface 43a of the lid plate 43 are flush with each other.

1 熱交換器
2 中空押出形材
3 蓋板
4 熱媒体用管
11 第一隔壁(隔壁)
12 第二隔壁(隔壁)
13 蓋溝
14 凹溝
21 第一外壁部(外壁部)
22 第二外壁部(外壁部)
23 第三外壁部
24 第四外壁部
G 回転ツール
G1 ショルダ部
G2 攪拌ピン
J1 突合せ部
J2 突合せ部
Q1 空隙部
Q2 空隙部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Hollow extrusion profile 3 Cover plate 4 Heat medium pipe 11 1st partition (partition)
12 Second partition (partition)
13 Lid groove 14 Concave groove 21 First outer wall (outer wall)
22 Second outer wall (outer wall)
23 3rd outer wall part 24 4th outer wall part G Rotating tool G1 Shoulder part G2 Stirring pin J1 Butting part J2 Butting part Q1 Gap part Q2 Gap part

Claims (2)

対向する一対の外壁部を含んで形成された枠状本体部と、前記外壁部同士を連結し複数体並設された隔壁と、を備える中空押出形材を含む熱交換器であって、前記一対の外壁部の少なくとも一方に熱媒体用管が埋設されていることを特徴とする熱交換器。   A heat exchanger comprising a hollow extruded section comprising a frame-shaped main body formed including a pair of opposed outer wall portions, and a plurality of partition walls connecting the outer wall portions and arranged in parallel. A heat exchanger having a heat medium pipe embedded in at least one of the pair of outer wall portions. 前記隔壁に対応する位置に前記熱媒体用管が埋設されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat medium pipe is embedded at a position corresponding to the partition wall.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048483A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Corona Corp Heat exchanger
WO2012153361A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 三菱電機株式会社 Heat exchanger and refrigeration cycle device provided with same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048483A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Corona Corp Heat exchanger
WO2012153361A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 三菱電機株式会社 Heat exchanger and refrigeration cycle device provided with same

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