JP7410713B2 - 熱交換器 - Google Patents
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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、
前記インナーフィンにおける凹部底面および凸部頂面の熱融着層と、前記一対の対向壁の熱融着層とが接合一体化され、
前記インナーフィンにおける凹部底面および凸部頂面と、前記一対の対向壁との間の接合部に、前記各熱融着層の樹脂を素材とする樹脂溜まりが形成され、
前記樹脂溜まりによって前記一対の対向壁の一部が外方に膨出して、樹脂溜まり膨出部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
前記凹部底面の中央部および前記凸部頂面の中央部に前記樹脂溜まりが形成されている前項1または2に記載の熱交換器。
前記一対の外包体基材間に前記インナーフィンを配置した状態で、前記一対の外包体基材における外周縁部の熱融着層同士を熱融着して接合一体化する一方、その外周縁部が熱融着された前記一対の外包体基材を外包体とし、前記一対の外包体基材の互いの中間領域を一対の対向壁として、前記インナーフィンにおける凹部底面および凸部頂面の熱融着層と、前記一対の対応壁の熱融着層とを熱融着して接合一体化する融着工程とを含み、
前記融着工程を行う前の前記部品準備工程での前記インナーフィンのフィン高さHfを、前記融着工程を行った後の前記外包体における前記一対の対向壁の間隔Scよりも大きく設定することを特徴とする熱交換器の製造方法。
前記外包体融着工程を行った後、前記フィン融着工程を行うようにした前項7~11のいずれか1項に記載の熱交換器の製造方法。
前記外包体融着工程と前記フィン融着工程とを同じ熱処理工程によって行うようにした前項7~11のいずれか1項に記載の熱交換器の製造方法。
図1~図3はこの発明の第1実施形態である熱交換器を示す図である。以下の説明においては発明の理解を容易にするため、図2(a)の左右方向を「前後方向」として説明し、さらに図2(b)の上下方向を「上下方向(厚さ方向)」として説明する。
図7はこの発明の第2実施形態である熱交換器を示す図、図8は図7(c)の一部を拡大して示す断面図、図9は第2実施形態の熱交換器に適用されたインナーフィン2を示す斜視図である。これらの図に示すようにこの熱交換器は、袋状の外包体1と、その外包体1の内部に配置されるインナーフィン2とを備え、外包体1の前端および後端に、出入口16,16が設けられている。
伝熱層61としてのJIS H4160のA8021のアルミニウム箔(厚さ120μm)にクロメート処理を行い、下地層を両面にコーティングした(クロム付着量は片面当たり10g/m2)。このアルミニウム箔の両面に、ウレタン系接着剤(厚さ2μm)を介して熱融着層62としてのLLDPEフィルム(厚さ40μm)を積層した。これによりインナーフィン用のラミネート材L2を準備した。
図1~図3に示す第1実施形態に準拠して、上記外包ラミネート材L1をカットして得られたシート材を、深絞り成形により、深さ4mm×幅65mm×長さ120mmの凹陥部11と、凹陥部11の開口縁部の全周に形成された幅10mmのフランジ部12とを有するトレイ部材11を作製した。
(1)表1に示すように、内芯ラミネート材L2に対し、コルゲート加工を行って図2~図4に示すようにフィン高さHf4.1mmの矩形波形状(角波形状)のフィン材(幅65mm×長さ60mm)を作製して、実施例1のインナーフィン2とした。
図2~図4に示すように、高さ4mm×長さ65mm×幅30mmの取付箱部31に、内径φ10mm、外径φ12mm、長さ3mmのパイプ部33が一体に形成されたヘッダー3を射出成型によって作製した。
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して収容した。さらに凹陥部11内におけるヘッダー3,3間に上記実施例1のインナーフィン2を収容した。
表1に示すように、インナーフィンとして、実施例2のインナーフィン2を用いた以外は上記実施例1と同様にして、実施例2の熱交換器を作製した。
表1に示すように、インナーフィンとして、比較例1のインナーフィン2を用いた以外は上記実施例1と同様にして、比較例1の熱交換器を作製した。
表1に示すように、実施例3のインナーフィン2を用いて、上記実施例1と同様に熱交換器仮組品を作製し、その仮組品に対し、1段階で融着処理(溶着処理)を行った。
表1に示すように、実施例1~3および比較例1の各熱交換器に熱交換媒体としての冷却水を流通して、内圧1MPaで5分間保持して、各熱交換器の外包体1とインナーフィン2との剥がれ、膨れ等の接着破壊箇所の有無を目視により観察した。また参考までに、5分経過しても接着破壊箇所が確認できなかった場合には、内圧を1.5MPaまで過剰に上昇させて、引き続き観察した。
上記耐圧試験の結果、内圧15MPaまで、剥がれ、膨れ等の接着破壊箇所が発生しなかったものは、優良「◎」と評価し、内圧1MPaまでは、剥がれ、膨れ等の接着破壊箇所が発生しなかったが、内圧が1MPaを超えると、1.5MPa未満までに剥がれ、膨れ等の接着破壊箇所が発生したものは、良好「○」と評価し、内圧1MPa未満までに剥がれ、膨れ等の接着破壊箇所が発生したものは、不良「×」と評価した。その評価結果を表1に併せて示す。
実施例1~3および比較例1の各熱交換器を切断して、各断面を観察し、以下の項目(1)((2)を評価した。
(2)樹脂溜まり4の発生位置付近の外包体1の外表面の形状
<外観評価基準>
外観評価試験の結果、接合部で樹脂溜まり4が形成されており、樹脂溜まり付近の外包体1が持ち上げられて、樹脂溜まり膨出部41が形成されていたものは、良好「○」と評価し、接合部で樹脂溜まり4が形成されておらず、接合部付近の外包体が平坦面であったものは、不良「×」として評価した。その評価結果を表1に併せて示す。
1a:一対の対向壁
10:トレイ部材
11:凹陥部
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
4:樹脂溜まり
41:樹脂溜まり膨出部
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
Hf:フィン高さ
Sc:上下壁(一対の対向壁)の間隔
Claims (4)
- 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、前記外包体内の前記一対の対向壁間に設けられ、かつ凹凸部を有するインナーフィンとを備え、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、
前記インナーフィンにおける凹部底面および凸部頂面の熱融着層と、前記一対の対向壁の熱融着層とが接合一体化され、
前記インナーフィンにおける凹部底面および凸部頂面と、前記一対の対向壁との間の接合部に、前記各熱融着層の樹脂を素材とする樹脂溜まりが形成され、
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、かつ凹部底面および凸部頂面が平坦な角波形状に形成され、
前記樹脂溜まりは、前記凹部底面の中央部および前記外包体間と、前記凸部頂面の中央部および前記外包体間とに形成され、
前記外包体の熱融着層と前記インナーフィンの熱融着層とが同種の樹脂によって形成され、
前記樹脂溜まりによって前記一対の対向壁の一部が外方に膨出して、樹脂溜まり膨出部が形成されるとともに、
前記樹脂溜まりによって前記インナーフィンにおける凹部底面および凸部頂面が内方に窪んでいることを特徴とする熱交換器。 - 前記インナーフィンは、そのフィン高さが低くなる方向に圧縮した状態に配置されている請求項1に記載の熱交換器。
- 前記外包体は、中間領域に前記インナーフィンを収容するための凹陥部が形成されたトレイ部材と、前記トレイ部材の凹陥部を閉塞するように配置されるカバー部材とによって構成されている請求項1または2に記載の熱交換器。
- 前記外包体は、前記インナーフィンを介して重ね合わせて配置される一対のシート状外包体基材によって構成されている請求項1または2に記載の熱交換器。
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