JPH0650689A - 熱交換器およびその製造方法ならびに金属製管路と金属製線材との接続方法 - Google Patents

熱交換器およびその製造方法ならびに金属製管路と金属製線材との接続方法

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JPH0650689A
JPH0650689A JP20367992A JP20367992A JPH0650689A JP H0650689 A JPH0650689 A JP H0650689A JP 20367992 A JP20367992 A JP 20367992A JP 20367992 A JP20367992 A JP 20367992A JP H0650689 A JPH0650689 A JP H0650689A
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JP
Japan
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conduit
metal
heat exchanger
wire
pipe
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20367992A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Teramae
克彦 寺前
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH0650689A publication Critical patent/JPH0650689A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/122Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストを低減させかつ熱伝導特性の優れ
た熱交換器およびその製造方法ならびに金属製管路と金
属製線材との接続方法を提供する。 【構成】 この発明に基づく熱交換器は、冷媒が流れる
金属製の管路7と、この管路7に直接接触して接続され
た複数の金属製の線材6とを備えている。そして、この
管路7と線材6との接触面において、管路7と線材6と
が溶融して一体となっている。熱交換器の製造方法に適
用される金属製管路と金属製線材との接続方法として
は、まず金属製の管路に金属製の線材の一部を接触させ
る。そして、この管路内の圧力を所定値にまで高め、そ
の状態で超音波溶接法を用いて管路と線材とを接着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、空調機器などに設置
される熱交換器およびその製造方法ならびに金属製管路
と金属製線材との接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、住環境の快適性向上、電子計
算器の信頼性確保、半導体製品などの品質改善などを目
的とした空調機器は多数製造されている。このような空
調機器には、たとえば冷媒と周囲の空気などとの熱交換
などを行なう熱交換器が設けられている。熱交換器は、
一般的に、冷媒が循環する管路と、この管路に設けられ
た熱交換効率を促進するための拡大された伝熱面(以
下、本明細書においては、このような熱交換効率を促進
し得るように拡大された伝熱面を「拡大伝熱面」と称
す)を備えている。この拡大伝熱面の形状としては、従
来から種々のものが考案されてきている。
【0003】上記のような拡大伝熱面を有する熱交換器
の一例について、図7を用いて説明する。図7は、特開
昭56−155394号公報に開示された、熱交換器に
適用可能な拡大伝熱面を有する伝熱基板面を示す断面図
である。
【0004】図7を参照して、伝熱基板面22上には、
第1の金属皮膜28aが形成されており、この第1の金
属皮膜28a上には、第1の金属メッシュ27aが配置
されている。この第1の金属メッシュ27a上には、さ
らにこの第1の金属メッシュ27aを覆うように第2の
金属皮膜28bが形成されている。この第1および第2
の金属皮膜28a,28bによって、第1の金属メッシ
ュ27aは伝熱基板面22に固着されることになる。
【0005】このとき、第1の金属メッシュ27aと伝
熱基板面22との間には、空洞25が形成されることに
なる。この空洞25の存在によって伝熱効率が向上す
る。上記の第2の金属皮膜28b上には、さらに間隔を
隔てて第3の金属皮膜28cが形成されている。図7に
おいては示されていないが、この第2の金属皮膜28b
および第3の金属皮膜28cの間に、冷媒が通る管路な
どが設けられることになる。上記の第3の金属皮膜28
c上にも、第2の金属メッシュ27bが配置され、この
第3の金属皮膜28cによって第2の金属メッシュ27
bが固着されることになる。それにより、伝熱基板面2
2上に多孔質層23が形成される。この多孔質層23が
拡大伝熱面となる。
【0006】以上のような構造を有する従来の伝熱面を
有する熱交換器においては、図7に示される場合には、
上述したように、たとえば第2の金属皮膜28bと第3
の金属皮膜28cとの間を冷媒が循環することとなる。
このとき、上記の第1および第2の金属メッシュ27
a,27bならびに第1、第2および第3の金属皮膜2
8a,28b,28cによって、空洞25が形成されて
いるため、熱伝導特性を向上させることが可能となっ
た。すなわち、多孔質層23を設けることによって、熱
伝導特性の向上を図っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の熱交換器においても、次に説明するような
問題点があった。上述したように、実効的な伝熱面の面
積を増加させかつ空洞25を設けるために、金属メッシ
ュ27a,27bを、金属皮膜28a,28b,28c
によって固着している。それにより、熱伝導特性の良好
な多孔質層23が形成されている。このように、金属メ
ッシュ27a,27bを、金属皮膜、28a,28b,
28c(たとえばめっき法などを用いて形成された金属
皮膜)によって固着していたため、製造コストが高くな
るといった問題点が生じていた。
【0008】また、金属メッシュ27a,27bが金属
皮膜28a,28b,28cによって固着されている
が、実際には、金属皮膜28a,28b,28cと、金
属メッシュ27a,27bとの間に隙間などが生じるこ
とが少なくはないと言える。すなわち、金属皮膜28
a,28b,28cと金属メッシュ27a,27bと
が、その接触面において確実に接着されず、隙間などが
生じる場合がある。したがって、その部分における熱伝
導特性が劣化するといった問題も考えられる。
【0009】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、製造コストを低減させか
つ熱伝導特性の優れた熱交換器およびその製造方法なら
びに、その際に適用され得る金属製管路と金属製線材と
の接続方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に基づく熱交換
器は、冷媒が流れる金属製の管路と、この管路に直接接
触して設けられた複数の金属製の線材とを備えている。
そして、上記の管路と線材との接触面において、管路と
線材とが溶融して一体となっている。
【0011】この発明に基づく熱交換器の製造方法によ
れば、まず、冷媒が流れる金属製の管路に熱伝導部の一
部として機能する金属製の線材の一部を接触させる。そ
して、この管路内の圧力を高めた状態で、超音波溶接法
を用いて、金属製の線材の一部を上記の管路に接着す
る。
【0012】この発明に基づく金属製管路と金属製線材
との接続方法によれば、まず金属製の管路に金属製の線
材の一部を接触させる。そして、管路内の圧力を高めた
状態で、超音波溶接法を用いて、上記の管路に金属製の
線材の一部を接着する。
【0013】
【作用】この発明に基づく熱交換器においては、金属製
の管路と金属製の線材とが、その接触面において溶融し
て一体となっている。すなわち、その接触面において
は、確実に管路と線材とが接続されることになる。それ
により、所望の熱伝導特性を確実に得ることが可能とな
る。
【0014】この発明に基づく熱交換器の製造方法によ
れば、管路内の圧力を高めた状態で超音波溶接法を用い
て、管路と線材とを接着している。このとき、管路内の
圧力が高められているため、管路と線材とを接着する際
に、管路が変形するといった現象を回避することが可能
となる。また、超音波溶接法を用いて、上記の管路と線
材とを直接接着することができるため、仲介材を用いて
接合する場合に比べてより確実に管路と線材との接触面
を接着することが可能となる。
【0015】この発明に基づく金属製管路と金属製線材
との接続方法によれば、管路内の圧力を高めた状態で、
超音波溶接法を用いて、管路と線材との接着を行なって
いる。それにより、管路が変形することなく確実に管路
と線材との接触面を接着することが可能となる。
【0016】
【実施例】以下、この発明に基づく一実施例について、
図1〜図6を用いて説明する。
【0017】図1は、この発明に基づく一実施例におけ
る熱交換器を有するセパレートタイプの空調機器の概略
構成図である。図1を参照して、上記のセパレートタイ
プの空調機器は、壁1を挟んで、室内側には室内機2が
設置されており、室外側には、室外機3が設置されてい
る。この室内機2と室外機3とは配管部材4によって接
続されている。
【0018】上記の室内機2内には、空気の加熱冷却用
の熱交換器5が設けられており、さらに送風機12が設
けられている。室外機3内には、熱交換器5、送風機1
3およびコンプレッサ14がそれぞれ設けられている。
【0019】次に、図2を参照して、上記の構造を有す
る空調機器内に備えつけられた、この発明に基づく一実
施例における熱交換器について説明する。図2は、この
発明に基づく一実施例における熱交換器5を示す部分側
面図である。図3は、上記の熱交換器5の部分平面図で
ある。図4は、上記の熱交換器の拡大伝熱面の製造方法
を説明するための部分拡大斜視図である。図5は、図3
におけるA−A線に沿う断面図に相当し、管路7と線材
6aとが一体となって接着されている様子を示す断面模
式図である。図6は、本実施例における熱交換器の製造
方法を要約した説明図である。
【0020】まず、図2を参照して、この発明に基づく
熱交換器5は、冷媒が通過する管路7と、線材6とを備
えている。線材6は、それぞれ管路7との接触面におい
て、管路7と一体となってろう材などの仲介材を介する
ことなく接続されている。線材6としては、この場合で
あれば、6a〜6dの4本の線材が示されている。そし
て、この4本の線材6a〜6dのうち、この場合であれ
ば、6aおよび6dは、上記の管路7を挟むように管路
7の上下面にそれぞれ配置されている。
【0021】線材6bおよび6cは、それぞれが隣接す
る管路7の上面および下面に交互に接着されるように、
編むように配置されている。この線材6bおよび6c
は、隣接する管路7の間において、図2に示されるよう
に互いにクロスするように配置されている。それによ
り、この隣接する管路7間を通過する空気などの流体に
乱流を発生させることが可能となる。それにより、この
管路7間を流れる流体と管路7との熱伝導特性を向上さ
せることが可能となる。
【0022】次に、図3を参照して、上記の線材6a〜
6dは、平面的にみれば、図3に示されるように、6a
および6dは、それぞれ上下から管路7を挟むように配
置されており、6bおよび6cは、所定間隔を隔てて隣
接する管路7の上面および下面と交互に接着されるよう
に配置されている。
【0023】次に、図5を参照して、上記の管路7と線
材6との接続部についてより詳しく説明する。図5に示
されるように、管路7と線材6aとの接続部において
は、本実施例に基づく熱交換器の場合は、ろう材などの
仲介材を用いることなく管路7と線材6aとが溶融して
一体となって接着されている。これは、管路7および線
材6aに超音波による振動を与えることによって、その
接触部において摩擦熱を利用して管路7と線材6aとを
溶接しているからである。そのため、管路7と線材6a
とが接触する部分においては、確実に管路7と線材6a
とが接着されることになる。それにより、所期の熱伝導
特性をより確実に得ることが可能となる。すなわち、熱
伝導特性の優れた熱交換器が得られることになる。
【0024】次に、図4および図6を用いて、上記の構
造を有する熱交換器の製造方法について説明する。まず
図4を参照して、管路7と線材6a〜6dとを、上記の
ような配置関係となるように配置する。次に、上記の管
路7内の圧力を所定値にまで上昇させる。この場合、管
路7内の圧力を上昇させる方法としては、圧力発生器1
1を用いることによって、管路7内の圧力を所定値にま
で高めている。より具体的には、管路7内に温水あるい
は空気などを導入することによって、その液体による液
体圧あるいは導入された空気の空気圧によって内部から
管路7に圧力を加える方法が考えられる。このように管
路7内の圧力を所定値にまで高めることによって、管路
7の変形等の現象を回避することが可能となる。
【0025】その後、超音波発生器10を用いて、管路
7および線材6a〜6dに振動を与え、その際に管路7
と線材6a〜6dとの接触面に生じる摩擦熱を用いて、
管路7と線材6a〜6dとを接続する。このように、超
音波溶接を用いることによって、管路7と線材6a〜6
dとの接触部において、管路7と線材6a〜6dとが確
実に接着されることとなる。したがって、従来のように
仲介材を介して接続する場合に比べて、より確実に管路
7と線材6a〜6dとを接続することが可能となる。そ
れにより、熱伝導特性を高めることが可能となる。さら
に、従来のように、めっきなどに代表される金属皮膜を
形成する処理を行なわなくてもよいため、製造コストの
低減にもなる。
【0026】次に、図6を参照して、上記の本実施例に
基づく熱交換器の製造方法を要約する。図6は、この発
明に基づく熱交換器の製造方法を要約した説明図であ
る。図6を参照して、まず、所望の位置関係となるよう
に、管路7と線材6とを配置する(ステップS1)。そ
して、圧力発生器11などを用いて、管路7内の圧力を
所定値にまで高める(ステップS2)。その後、管路7
内の圧力を上記の所定値に保持した状態で超音波溶接を
行なうことによって、管路7と線材6とを接続する(ス
テップS3)。
【0027】なお、上記の実施例においては、管路7と
線材6との配置関係の一例を説明した。したがって、管
路7と線材6との配置関係に関しては、上記の実施例に
示された配置関係以外のものでもよい。すなわち、線材
6が、拡大伝熱面として十分機能するために必要な面積
を有し、管路7間を通り抜ける空気などの流体に効果的
に乱流を発生させ、それにより効果的に熱伝導を行な
い、かつその際に生じる騒音を小さく抑え得るように配
置されればよい。
【0028】また、上記の管路7の材質としては、銅あ
るいはアルミニウム(Al)であることが好ましい。線
材6の材質としては、銅あるいはアルミニウム(Al)
であることが好ましい。
【0029】さらに、上記の実施例においては、いわゆ
るセパレートタイプの空調機器の熱交換器について説明
したが、室内機と室外機とが一体的に構成されている、
たとえばウィンドタイプの空調機器の熱交換器にも適用
できる。さらに、その他の熱交換器にも適用できると考
えられる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、管路に直接線材を接着することができるため、めっ
きなどの金属皮膜を用いて拡大伝熱面を形成する必要が
なくなる。金属皮膜形成には、比較的多くの費用がかか
るため、この金属皮膜形成工程を省略することによっ
て、製造コストを低減することが可能となる。さらに、
超音波溶接法を用いることによって、管路と線材との接
触部分を確実に接続することができるため、所期の熱伝
導特性をより確実に得ることができる。すなわち、本発
明によって、製造コストを低減させかつ性能の優れた熱
交換器を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に基づく熱交換器を含むセパレートタ
イプの空調機器の概略構成図である。
【図2】この発明に基づく熱交換器の部分側面図であ
る。
【図3】この発明に基づく熱交換器の部分平面図であ
る。
【図4】この発明に基づく熱交換器の部分拡大斜視図で
ある。
【図5】図3におけるA−A線に沿って見た断面を示す
図である。
【図6】この発明に基づく熱交換器の製造方法を要約し
た説明図である。
【図7】従来の熱交換器などに用いられる伝熱面を示す
断面図である。
【符号の説明】
5 熱交換器 7 管路 6,6a,6b,6c,6d 線材 11 圧力発生器 10 超音波発生器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒が流れる金属製の管路と、 前記管路に直接接触して設けられた複数の金属製の線材
    と、を備え、 前記管路と前記線材との接触面において、前記管路と前
    記線材とが溶融して一体となっている熱交換器。
  2. 【請求項2】 冷媒が流れる金属製の管路に熱伝導部の
    一部として機能する金属製の線材の一部を接触させる工
    程と、 前記管路内の圧力を高める工程と、 内部の圧力が高められた前記管路に、超音波溶接法を用
    いて前記金属製の線材の一部を接着する工程と、を備え
    た熱交換器の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属製の管路に金属製の線材の一部を接
    触させる工程と、 前記管路内の圧力を高める工程と、 内部の圧力の高められた前記管路に、超音波溶接法を用
    いて前記金属製の線材の一部を接着する工程と、を備え
    た、金属製管路と金属製線材との接続方法。
JP20367992A 1992-07-30 1992-07-30 熱交換器およびその製造方法ならびに金属製管路と金属製線材との接続方法 Withdrawn JPH0650689A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964284A (en) * 1994-07-22 1999-10-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heat exchanger for air conditioner and method of fabricating the heat exchanger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964284A (en) * 1994-07-22 1999-10-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heat exchanger for air conditioner and method of fabricating the heat exchanger

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Effective date: 19991005