JP2021188794A - 熱交換器およびそのインナーフィン - Google Patents
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Abstract
Description
前記外包体が、金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、
前記インナーフィンが、金属製の伝熱層の両面側に熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成され、
前記内芯ラミネート材の伝熱層は、ビッカース硬さが40HV〜200HV、伸びが5%〜40%であることを特徴とする熱交換器。
凹部および凸部を有し、その凹部底面および凸部頂面を前記一対の対向壁に接合可能に構成され、
金属製の伝熱層の両面側に樹脂製の熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成され、
前記内芯ラミネート材の伝熱層は、ビッカース硬さが40HV〜200HV、伸びが5%〜40%であることを特徴とする熱交換器のインナーフィン。
(1)構成部材の準備
実施例1の熱交換器として、図1〜図4に示す実施形態と同様な熱交換器を作製した。すなわち表1に示すようにトレイ(トレイ部材10)およびカバー(カバー部材15)用の外包ラミネート材L1における伝熱層51用の金属箔として、JIS H4160の合金番号A8021のアルミニウム合金からなり、質別「O」のO材(軟質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。
トレイ部材10の凹陥部11における両端部にヘッダー3,3を、各パイプ部33が上方に向くように収容した。さらに凹陥部11内におけるヘッダー3,3間に上記のインナーフィン2を収容した。
熱交換器に組み込まれたインナーフィン2とは別に、上記と同様の内芯ラミネート材L2を用いて、図9に示すように幅Wfが20mm、長さLfが120mmで、それ以外の構成(図8等参照)は同様のインナーフィン2を実施例1の圧縮試験用フィン片(試験片)として準備した。なおこの圧縮試験用フィン片は、幅WfがフィンピッチPfの5倍である5ピッチ分の寸法であり、5つの山部(凸部)26と、4つの谷部(凹部)25とを有している。
表1に示すように内芯ラミネート材L2における伝熱層61用の金属箔として、JIS H4000の合金番号A3004のアルミニウム合金からなり、質別「H38」のH材(硬質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、伸びが6%、ビッカース硬さが75HVである。
表1に示すように内芯ラミネート材L2における伝熱層61用の金属箔として、JIS H4160の合金番号A1100のアルミニウム合金からなり、質別「H18」のH材(硬質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、伸びが15%、ビッカース硬さが44HVである。
表1に示すように内芯ラミネート材L2における伝熱層61用の金属箔として、JIS H4000の合金番号A5052のアルミニウム合金からなり、質別「H38」のH材(硬質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、伸びが7%、ビッカース硬さが108HVである。
表1に示すように内芯ラミネート材L2における伝熱層61用の金属箔として、JIS H4000の合金番号A5052のアルミニウム合金からなり、質別「O」のO材(軟質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、伸びが25%、ビッカース硬さが53HVである。
表1に示すように内芯ラミネート材L2における伝熱層61用の金属箔として、JIS H4160の合金番号A8021のアルミニウム合金からなり、質別「O」のO材(軟質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、伸びが25%、ビッカース硬さが27HVである。
表1に示すように内芯ラミネート材L2における伝熱層61用の金属箔として、JIS H4160の合金番号A1100のアルミニウム合金からなり、質別「O」のO材(軟質箔)である厚さ120μmのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、伸びが40%、ビッカース硬さが27HVである。
実施例1〜5および比較例1,2の各熱交換器において、一方のパイプ部33から冷却水を導入し、外包体1内に流通させて他方のパイプ部33から流出させるように、冷却水を内圧1MPaで5分間を循環させた。そして各熱交換器において、外包体とインナーフィンとの剥がれ(接着破壊箇所)の有無を目視により観察した。さらに参考として、内圧が1.5MPaまで過剰に上昇させた場合の試験も行った。
「ヒートシール軟包装袋及び半剛性容器の試験方法」であるJIS Z 0238(1998)に準拠して、上記実施例1〜5および比較例1,2の上記各圧縮試験用フィン片(試験片)に対し圧縮試験を行った。すなわちJIS Z 0238の中の圧縮試験方法を、上記の各圧縮試験用フィン片に適用することにより、座屈試験の代用とした。
そしてフィン高さ減量率が10%未満で座屈がないものを「○(良)」と評価し、フィン高さ減少率10%以上で変形があったものを「△(並)」と評価し、座屈があったものを「×(不良)」と評価した。
表1から明らかなように、耐圧性に関しては、実施例および比較例の熱交換器は全て良好であり、遜色はなかった。
1a:一対の対向壁
10:トレイ部材
111:底壁(対向壁)
15:カバー部材
151:上壁(対向壁)
16:出入口
2:インナーフィン
25:凹部
26:凸部
51:伝熱層
52:熱融着層
61:伝熱層
62:熱融着層
L1:外包ラミネート材
L2:内芯ラミネート材
Claims (6)
- 入口および出口が設けられ、かつ一対の対向壁を有する外包体と、凹部および凸部が設けられるインナーフィンとを備え、前記インナーフィンがその凹部底面および凸部頂面を前記一対の対向壁に接合させつつ前記外包体に収容される一方、前記入口から流入した熱交換媒体が前記外包体内のインナーフィン設置部を通って前記出口から流出するようにした熱交換器であって、
前記外包体が、金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、
前記インナーフィンが、金属製の伝熱層の両面側に熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成され、
前記内芯ラミネート材の伝熱層は、ビッカース硬さが40HV〜200HV、伸びが5%〜40%であることを特徴とする熱交換器。 - 前記内芯ラミネート材の伝熱層がアルミニウム箔によって構成されている請求項1に記載の熱交換器。
- 前記内芯ラミネート材の伝熱層は、加工硬化させたH材によって構成されている請求項2に記載の熱交換器。
- 前記内芯ラミネート材の伝熱層は、厚さが30μm〜200μmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記インナーフィンは、凹部および凸部が交互に連続して設けられる波状であって、その凹部底壁および凸部頂壁が前記一対の対向壁に対し平行に配置された角波形状に形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 入口および出口が設けられ、かつ一対の対向壁を有し、前記入口から流入した熱交換媒体が前記一対の対向壁間を通って前記出口から流出するようにした外包体に収容される熱交換器のインナーフィンであって、
凹部および凸部を有し、その凹部底面および凸部頂面を前記一対の対向壁に接合可能に構成され、
金属製の伝熱層の両面側に樹脂製の熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成され、
前記内芯ラミネート材の伝熱層は、ビッカース硬さが40HV〜200HV、伸びが5%〜40%であることを特徴とする熱交換器のインナーフィン。
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