JP3704593B2 - ロールボンドパネル、該ロールボンドパネルを用いた熱交換器、ならびに該熱交換器を備えた冷蔵庫および空調機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、冷蔵庫や空調機等における蒸発器等の熱交換器として用いられるロールボンドパネルに関する。
【0002】
なお、この明細書において、「アルミニウム」の語には、アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとし、同様に、「銅」の語には、銅の他に銅合金を含むものとする。
【0003】
【従来の技術】
ロールボンドパネルとしては、従来、パネルの表裏両側を構成する2枚のアルミニウム板によって合わせ板が形成されるとともに、この合わせ板に管状膨出部が形成されてなるものが知られている。このアルミニウム製ロールボンドパネルは、熱交換効率に優れ、流体流路の設計の自由度が高く、軽量で、安価につくることができ、さらには量産性にも優れていることから、冷蔵庫の蒸発器やヒートパイプパネルとして広く用いられてきた。特に、ヒートパイプパネルは、熱を平面的に伝えるという特性を有することから、局部的発熱の放熱や均熱の目的で利用される例が増加している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のロールボンドパネルは、これを熱交換器として用いる場合、管状膨出部に流される冷媒等の作動流体として、アルミニウムとの適合性を有するフロン類しか実質的に使用することができなかった。即ち、フロン類以外の作動流体については、安全性、安定性、熱性能等の点で問題があるため、ほとんど使用されていないのが実情であった。
【0005】
このフロン類は、表面張力や蒸発潜熱がそれ程大きくないため、特に、フロン類を作動流体とするヒートパイプパネルの場合、必ずしも十分な性能を発揮することができなかった。
【0006】
ところで、作動流体としては、一般に、フロン類よりも水の方が優れていることが知られている。水は、フロン類と比べて表面張力および蒸発潜熱が大きく、特にヒートパイプパネルの作動流体として用いた場合には、管状膨出部のエッジ部分において、表面張力の高い水がメニスカスを形成するため、ウィック作用が働き、性能が向上するからである。
【0007】
したがって、小型でかつ高性能であることが要求される熱交換器としては、水に対する耐蝕性に優れた銅よりなるヒートパイプが用いられていた。同様に、アルミニウム合わせ板の代わりに銅合わせ板を用いたロールボンドパネルをつくれば、水を作動流体として使用することのできる高性能のヒートパイプパネル等が得られるが、銅の密度はアルミニウムの3倍以上あるため、全体の重量が非常に重くなるという問題があり、実用的ではなかった。
【0008】
本発明の課題は、上記の問題点を解決することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のロールボンドパネルは、上記の課題を解決するために、パネルの表裏両側を構成する2枚のアルミニウム板およびこれらの間に挟まれかつパネルに形成されるべき管状膨出部のパターンよりも若干大きい2枚の銅板によって合わせ板が形成されるとともに、この合わせ板に両銅板部分を内壁とする管状膨出部が形成されてなるものである。
【0010】
したがって、作動流体と接するのは管状膨出部の内壁を構成する銅板部分のみであって、アルミニウム板と作動流体とが接すること全くないので、作動流体として水を用いることが実質的に可能となる。しかも、パネルの多くの部分は2枚のアルミニウム板で構成されているので、パネル全体を従来のアルミニウム製ロールボンドパネルとあまり重量が変わらない比較的軽量のものとすることができる。
【0011】
本発明によるロールボンドパネルにおいて、例えば、アルミニウム板は横長方形のものであり、銅板はアルミニウム板よりもやや小さい横長方形の1つの短辺の長さ中央部に方形の流体導入用凸部を有するものである。
【0012】
本発明によるロールボンドパネルにおいて、銅板の厚さがアルミニウム板の厚さとほぼ同じであるのが好ましい。
【0013】
より好ましくは、銅板の厚さはアルミニウム板の厚さよりも薄いものとなされる。
【0014】
即ち、上記ロールボンドパネルにおいては、2枚の銅板部分の厚さが、パネル全体の厚さの2分の1以下となされているのが好ましい。これにより、パネル全体の重量をより軽量化することができる。
【0015】
本発明によるロールボンドパネルにおいて、銅板の厚さが0.01mm以上であるのが好ましい。銅板の厚さが0.01mmを下回ると、ロールボンドパネルの製造工程のうち、合わせ板の非圧着部内に流体圧を導入して管状膨出部を形成するさい、銅板部分が破断するおそれがあるからである。
【0016】
本発明によるロールボンドパネルにおいて、管状膨出部が上下両側に膨らんだものとなされる場合がある。また、管状膨出部が上側にのみ膨らんだものとなされる場合もある。
【0017】
本発明によるロールボンドパネルにおいて、管状膨出部の膨出形状が凸円弧状となされる場合がある。管状膨出部の膨出形状は、台形状または逆U形状となされる場合もある。
【0018】
本発明には、本発明による上記ロールボンドパネルよりなる、熱交換器も含まれる。
【0019】
本発明による熱交換器において、ロールボンドパネルの管状膨出部を流れる作動流体が水であるのが好ましい。
【0020】
また、本発明には、本発明による上記熱交換器よりなる蒸発器を備えた、冷蔵庫が含まれる。
【0021】
さらに、本発明には、本発明による上記熱交換器よりなる蒸発器を備えた、空調機が含まれる。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【0023】
図5は、本発明によるロールボンドパネルの全体を示しており、同図においてロールボンドパネル(1) は、全体が略横長方形よりなりかつ回路状の管状膨出部(2) を有する合わせ板(1A)よりなる。
【0024】
合わせ板(1A)は、パネル(1) の表裏両側を構成する2枚のアルミニウム板(11)およびこれらの間に挟まれかつパネル(1) に形成されるべき管状膨出部(2) のパターンよりも若干大きい2枚の銅板(12)によって形成されている。
【0025】
アルミニウム板(11)は、横長方形のものである。銅板(12)は、アルミニウム板(11)よりもやや小さい横長方形の左辺の長さ中央部に方形の流体圧導入用凸部(12a) を有するものである。銅板(12)の厚さは、アルミニウム板(11)の厚さとほぼ同じであってもよいが、好適には、それよりも薄いものとなされる。即ち、合わせ板(1A)における2枚の銅板(12)部分の厚さは合わせ板(1A)全体の厚さの2分の1以下となされる。これにより、ロールボンドパネル(1) を比較的軽量のものとすることができる。ただし、銅板(12)をあまり薄くしすぎると、後述するロールボンドパネル(1) の製造工程のうち、合わせ板(1A)の非圧着部(4) 内に流体圧を導入して管状膨出部(2) を形成するさい、銅板(12)部分が破断するおそれがあるので、銅板(12)の厚さは0.01mm以上とするのが好ましいと考えられる。
【0026】
管状膨出部(2) は、互いに平行な4本の左右直線部分(2a)、これらの一端同士を連通させている2本の前後直線部分(2b)、および左側の前後直線部分(2b)から合わせ板(1A)の左辺に向かってのびる流体圧導入用直線部分(2c)よりなる回路状のものであって、その内壁は、すべて合わせ板(1A)の銅板(12)部分で構成されている。したがって、管状膨出部(2) 内に作動流体として水を流す場合においても、水と接するのはこれに対する耐蝕性に優れた銅板(12)部分のみであって、水と外側のアルミニウム板(11)部分とが接することが全くないので、安全性、安定性、熱性能等に優れている。
【0027】
管状膨出部(2) は、図6に示すように上下両側に膨らんだものとなされる他、図7に示すように上側にのみ膨らんだものであってもよい。また、管状膨出部(2) の膨出形状は、図6および図7に示すように凸円弧状となされる他、台形状や逆U形状であってもよい。
【0028】
次に、上記ロールボンドパネル(1) の製造方法の一例を、図1〜図7を参照して説明する。
【0029】
まず、2枚の銅板(12)のうちいずれか一方の片面に圧着防止剤を用いて所定のパターン(3) を印刷する(図1参照)。
【0030】
そして、一方の銅板(12)の印刷面に他方の銅板(12)を重ね合わせて、これらを圧延することにより、非圧着部分(4) を有する銅合せ板(12A) を得る(図2参照)。
【0031】
次に、銅合わせ板(12A) の両面にそれぞれアルミニウム板(11)を重ね合わせて(図3参照)、これらを圧延することにより、銅−アルミニウム合わせ板(1A)を得る(図4参照)。
【0032】
得られた合わせ板(1A)の非圧着部分(4) に、これの流体圧導入口(4a)からパイプを介して圧搾空気等の流体圧を導入して、同部分(4) を管状に膨出せしめることにより、管状膨出部(2) を形成する(図5参照)。
【0033】
こうして、両銅板(12)部分を内壁とする管状膨出部(2) を有する合わせ板(1A)よりなるロールボンドパネル(1) が得られる(図5〜図7参照)。
【0034】
【実施例】
以下の要領で、本発明によるロールボンドパネル(1) を製造した(図1〜図7参照)。
【0035】
まず、縦20mm、横250mm、厚さ0.5mmのC1220板(12)を2枚用意し、これらのうち一方の片面に、圧着防止剤を用いて、図1と同様の形状のパターン(3) を印刷した。ここで、パターン(3) は、これの左右直線部分の長さが200mm、同幅が10mmとなされている。そして、これらのC1220板(12)を、圧下率60%で冷間圧延し、パターン(3) に相当する非圧着部分(4) を有するC1220合わせ板(12A) を得た(図2参照)。
【0036】
次に、縦100mm、横300mm、厚さ1.3mmのアルミニウム板(11)を2枚用意し、これらの間にC1220合わせ板(12A) を介在させた状態で、両アルミニウム板(11)およびC1220合わせ板(12A) を、圧下率60%で熱間圧延し、C1220−アルミニウム合わせ板(1A)を得た(図3および図4参照)。
【0037】
その後、通常の公知の膨管方法(発明の実施の形態の欄参照)を用いて、C1220−アルミニウム合わせ板(1A)に管状膨出部(2) を形成し、ロールボンドパネル(1) を得た。
【0038】
こうして得られたロールボンドパネル(1) を、これの管状膨出部(2) を横断する面で切断して、管状膨出部(2) の形成状態を観察したところ、管状膨出部(2) の各内壁は2枚のC1220板(12)部分のみで構成されていた。
【0039】
また、上記ロールボンドパネル(1) の重量を測定し、これをアルミニウム合わせ板よりなる上記ロールボンドパネル(1) と同寸法のロールボンドパネルの重量と比較したところ、上記ロールボンドパネル(1) の方が45g重たかった。
【0040】
【発明の効果】
本発明のロールボンドパネルによれば、作動流体と接するのは管状膨出部の内壁を構成する銅板部分のみであって、アルミニウム板と作動流体とが接すること全くないので、作動流体として水を用いることが実質的に可能となる。しかも、パネルの多くの部分は2枚のアルミニウム板で構成されているので、パネル全体を従来のアルミニウム製ロールボンドパネルとあまり重量が変わらない比較的軽量のものとすることができ、実用的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるロールボンドパネルの製造工程の一部を示す斜視図である。
【図2】ロールボンドパネルの製造工程の一部を示す斜視図である。
【図3】ロールボンドパネルの製造工程の一部を示す斜視図である。
【図4】ロールボンドパネルの製造工程の一部を示す斜視図である。
【図5】本発明によるロールボンドパネルの一実施形態を示す斜視図である。
【図6】ロールボントパネルの管状膨出部を示す拡大横断面図である。
【図7】ロールボンドパネルの管状膨出部の変形例を示す拡大横断面図である。
【符号の説明】
(1) …ロールボンドパネル
(1A)…合わせ板
(2) …管状膨出部
(11)…アルミニウム板
(12)…銅板
Claims (14)
- パネルの表裏両側を構成する2枚のアルミニウム板およびこれらの間に挟まれかつパネルに形成されるべき管状膨出部のパターンよりも若干大きい2枚の銅板によって合わせ板が形成されるとともに、この合わせ板に両銅板部分を内壁とする管状膨出部が形成されてなり、アルミニウム板は横長方形のものであり、銅板はアルミニウム板よりもやや小さい横長方形の1つの短辺の長さ中央部に方形の流体導入用凸部を有するものであり、管状膨出部は、合わせ板における2枚の銅板どうしの間に所定パターンに形成された非圧着部分に流体圧を導入することによって形成されている、ロールボンドパネル。
- 銅板の厚さがアルミニウム板の厚さとほぼ同じである、請求項1記載のロールボンドパネル。
- 銅板の厚さがアルミニウム板の厚さよりも薄い、請求項1記載のロールボンドパネル。
- 合わせ板における2枚の銅板部分の厚さが合わせ板全体の厚さの2分の1以下である、請求項1〜3のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 銅板の厚さが0.01mm以上である、請求項1〜4のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 管状膨出部が上下両側に膨らんだものとなされる、請求項1〜5のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 管状膨出部が上側にのみ膨らんだものとなされる、請求項1〜5のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 管状膨出部の膨出形状が凸円弧状となされる、請求項1〜7のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 管状膨出部の膨出形状が台形状となされる、請求項1〜7のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 管状膨出部の膨出形状が逆U形状となされる、請求項1〜7のいずれか1つに記載のロールボンドパネル。
- 請求項1〜10のいずれか1つに記載のロールボンドパネルよりなる、熱交換器。
- ロールボンドパネルの管状膨出部を流れる作動流体が水である、請求項11記載の熱交換器。
- 請求項11または12記載の熱交換器よりなる蒸発器を備えた、冷蔵庫。
- 請求項11または12記載の熱交換器よりなる蒸発器を備えた、空調機。
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- 1996-04-15 JP JP09238496A patent/JP3704593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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