JPH1096599A - Outdoor heat exchanger unit and air conditioner using it - Google Patents

Outdoor heat exchanger unit and air conditioner using it

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JPH1096599A
JPH1096599A JP12047797A JP12047797A JPH1096599A JP H1096599 A JPH1096599 A JP H1096599A JP 12047797 A JP12047797 A JP 12047797A JP 12047797 A JP12047797 A JP 12047797A JP H1096599 A JPH1096599 A JP H1096599A
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JP
Japan
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heat exchanger
outdoor heat
exchanger unit
hydrophobic group
outdoor
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP12047797A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Watabe
義人 渡部
Katsumi Muroi
克美 室井
Hiroshi Kusumoto
寛 楠本
Yasuhiro Yoshimura
保宏 吉村
Hiroshi Kogure
博志 小暮
Kensaku Kokuni
研作 小国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1096599A publication Critical patent/JPH1096599A/en
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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
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an increase in a ventilating resistance due to freezing of condensate by setting a fractal dimension on a surface of an exchanger to a specific range in a region of a cell size in box counting method to a 1 micrometer or less, and forming a hydrophobic group on a surface of a heat exchanger. SOLUTION: The outdoor heat exchanger unit 101 comprises a heat exchanger in which a plurality of heat transfer tubes 102 are inserted in a plurality of fins 103, and fins 104. The fins 103 allow a hydrated oxide layer 106 to be formed on a surface of an aluminum plate 105, set a fractal dimension D on a surface of the exchanger to a range of 2<D<=3 in a region of 1μm or less of a cell size in a box counting method, and forms a hydrophobic group 107 on the surface of the exchanger. After a dirt on the surface of the exchanger is removed, the exchanger is washed. Then, a hydrated oxide film is formed on the surfaces of the fins 103. Thereafter, the exchanger is washed, dried, dipped in perfluoroalkane solution, and then dried.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,室外用熱交換器ユ
ニットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an outdoor heat exchanger unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気調和器を暖房運転したとき,室外熱
交換器ユニットの熱交換器表面温度は外気の露点を下回
り,外気に含まれる水蒸気が室外熱交換器ユニットの熱
交換器表面に凝縮し,温度条件によってはこの凝縮水が
凍結して熱交換器の通風抵抗を増加させるという問題が
ある。
2. Description of the Related Art When an air conditioner is operated for heating, the surface temperature of the heat exchanger of the outdoor heat exchanger unit falls below the dew point of the outside air, and water vapor contained in the outside air condenses on the surface of the heat exchanger of the outdoor heat exchanger unit. However, depending on the temperature conditions, there is a problem that the condensed water freezes and the ventilation resistance of the heat exchanger increases.

【0003】この問題を解決するために,室外熱交換器
ユニットのフィン表面を撥水構造として凝縮水滴の付着
を防止する技術が例えば特開平3−100182号公報
(以下,従来技術1という)や特開平6−123575
号公報(以下,従来技術2という)に開示されている。
[0003] In order to solve this problem, a technique for preventing the adhesion of condensed water droplets by making the fin surface of the outdoor heat exchanger unit a water-repellent structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-100182 (hereinafter referred to as Conventional Technique 1). JP-A-6-123575
(Hereinafter referred to as “prior art 2”).

【0004】このうち,従来技術1には,アルミニウム
表面に水酸基を露出させた凹凸を形成させるために,ベ
ーマイト被膜,アルマイト被膜,シリケート被膜のいず
れかにより親水処理を施した後,含フッ素シラン化合物
で処理することが開示されている。そしてさらに,撥水
性の最も良い親水処理方法はベーマイト被膜で,その接
触角は159度であることが開示されている。
[0004] Among them, in prior art 1, in order to form unevenness exposing hydroxyl groups on the aluminum surface, a hydrophilic treatment is performed with any of a boehmite coating, an alumite coating, and a silicate coating, and then a fluorine-containing silane compound is formed. Is disclosed. Further, it is disclosed that the hydrophilic treatment method having the best water repellency is a boehmite film, and its contact angle is 159 degrees.

【0005】また,従来技術2には,熱交換器の空気側
伝熱面に予めミクロンオーダーの凹凸を形成し,クロロ
シリル基を含む物質よりなるシロキサン系単分子膜を形
成した後,一端にクロルシラン基を,他端に直鎖状フッ
化炭素基を含むクロロシラン系界面活性剤を化学吸着さ
せ単分子膜を累積させることにより空気側伝熱面での着
霜現象を抑制することが開示されている。
[0005] Further, in prior art 2, micron-order irregularities are previously formed on the air-side heat transfer surface of the heat exchanger, and a siloxane-based monomolecular film made of a substance containing a chlorosilyl group is formed. It is disclosed that a chlorosilane-based surfactant containing a linear fluorocarbon group at the other end is chemically adsorbed to accumulate a monomolecular film, thereby suppressing frost formation on the air-side heat transfer surface. I have.

【0006】一方,表面の疎水基が同一であっても,表
面の凹凸の有無によって液滴の接触角が異なることは従
来から知られており,「応用物理」(第64巻 第8
号,pp.788−792,1995)には,その理論
的根拠として超撥水面とフラクタル構造との関係につい
て説明がなされ,フッ素化合物以外の疎水基を持つ物質
を平面に塗布することにより,超撥水面を形成する方法
が開示されている。ここで開示されている理論による
と,疎水性表面のフラクタル次元Dが大きくなると,同
一の疎水基を持つ平滑面と比べて接触角が大きくなり,
超撥水性を示すとされている。
On the other hand, it has been conventionally known that even when the hydrophobic groups on the surface are the same, the contact angle of the liquid droplets differs depending on the presence or absence of surface irregularities.
No. pp. 788-792, 1995) describes the relationship between the super-water-repellent surface and the fractal structure as a theoretical basis, and forms a super-water-repellent surface by applying a substance having a hydrophobic group other than a fluorine compound to a flat surface. A method for doing so is disclosed. According to the theory disclosed herein, as the fractal dimension D of the hydrophobic surface increases, the contact angle increases compared to a smooth surface having the same hydrophobic group,
It is said to exhibit super water repellency.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては,撥水性構造体表面の評価基準として,水滴の接触
角あるいは耐着霜性を用いているが,接触角の測定で滴
下される水滴の直径は小さくとも1ミリメ−トル程度で
あり,凝縮水滴のような微細な水滴に対する撥水性は十
分なものではなかった。
In the above prior art, the contact angle or frost resistance of a water droplet is used as a criterion for evaluating the surface of the water-repellent structure. Has a diameter of at least about 1 millimeter, and has insufficient water repellency against fine water droplets such as condensed water droplets.

【0008】本発明の課題は,凝縮水滴のような微細水
滴に対しても十分な撥水性を示し,凝縮水の凍結による
通風抵抗増加を防止した室外用熱交換器ユニットを提供
することである。
An object of the present invention is to provide an outdoor heat exchanger unit which exhibits sufficient water repellency even for fine water droplets such as condensed water droplets and prevents an increase in ventilation resistance due to freezing of condensed water. .

【0009】本発明の他の課題は,凝縮水滴のような微
細水滴に対しても十分な撥水性を示す,室外用熱交換器
ユニットに用いる熱交換器の表面処理方法を提供するこ
とである。
Another object of the present invention is to provide a surface treatment method for a heat exchanger used in an outdoor heat exchanger unit, which exhibits sufficient water repellency even for fine water droplets such as condensed water droplets. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に発明者は,アルミニウムに各種の表面処理を施した試
験片を試作し,この試験片を室外用熱交換器ユニットと
同じ条件下に設置して試験片表面に水滴を凝縮させる実
験を行った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors prototyped a test piece obtained by subjecting aluminum to various surface treatments, and placed this test piece under the same conditions as the outdoor heat exchanger unit. An experiment was conducted in which water droplets were condensed on the surface of the test piece by installing the apparatus.

【0011】その結果,表面にナノオーダーからミクロ
ンオーダーに至る広い範囲で凹凸を持たせ,その上に疎
水基を露出させた試験片において,大部分の凝縮水滴が
直径500マイクロメートル以下で隣り合う水滴と合体
して表面から略垂直に離脱する現象を見出した。
As a result, most of the condensed water droplets have a diameter of 500 μm or less in a test piece having a surface having irregularities in a wide range from nano-order to micron-order and exposing a hydrophobic group thereon. A phenomenon was found in which the droplets were separated from the surface almost vertically by combining with water droplets.

【0012】熱交換器の表面の凝縮水滴が自発的に離脱
するようになれば,水滴を除去する操作を付加する必要
もなくなり,通風抵抗の増加を防止することができる。
本発明の課題は,熱交換器と,この熱交換器に空気を送
るファンを備えた室外用熱交換器ユニットにおいて,下
記の構成をとることにより解決される。
If the condensed water droplets on the surface of the heat exchanger come off spontaneously, there is no need to add an operation for removing the water droplets, and it is possible to prevent an increase in ventilation resistance.
The object of the present invention is solved by the following configuration in an outdoor heat exchanger unit including a heat exchanger and a fan for sending air to the heat exchanger.

【0013】(1) 前記熱交換器の表面のフラクタル
次元Dがボックスカウンティング法おけるセルサイズが
1マイクロメートル以下の領域で2<D≦3の範囲内で
あり,前記熱交換器の表面に疎水基が形成されているこ
と。 (2) (1)において,前記疎水基が含フッ素有機化
合物であること。
(1) The fractal dimension D of the surface of the heat exchanger is the cell size in the box counting method.
2 <D ≦ 3 within a region of 1 μm or less, and a hydrophobic group is formed on the surface of the heat exchanger. (2) In (1), the hydrophobic group is a fluorine-containing organic compound.

【0014】(3) (1)または(2)において,前
記熱交換器の表面の原子間力顕微鏡により測定したフラ
クタル次元Dが,ボックスカウンティング法おけるセル
サイズが1マイクロメートル以下の領域で2.2≦D≦
3.0の範囲内であること。
(3) In (1) or (2), the fractal dimension D of the surface of the heat exchanger measured by an atomic force microscope is in a region where the cell size in the box counting method is 1 μm or less. 2 ≦ D ≦
3.0.

【0015】(4) この室外用熱交換器ユニットの結
露条件下での運転における前記熱交換器の表面に存在す
る凝縮水滴の90%が,直径500マイクロメートル以
下であること。
(4) 90% of the condensed water droplets present on the surface of the outdoor heat exchanger unit during operation under dew condensation conditions have a diameter of 500 micrometers or less.

【0016】(5) 前記室外用熱交換器ユニットの結
露条件下での運転時に,前記熱交換器の表面に生じる凝
縮水滴が前記熱交換器の表面から離脱すること。 (6)前記室外用熱交換器ユニットの結露条件下での運
転時に,前記熱交換器の表面に生じる凝縮水滴同士が合
体すると同時に前記熱交換器の表面から離脱すること。
(5) When the outdoor heat exchanger unit is operated under dew condensation conditions, condensed water droplets generated on the surface of the heat exchanger are separated from the surface of the heat exchanger. (6) When the outdoor heat exchanger unit is operated under the dew condensation condition, condensed water droplets generated on the surface of the heat exchanger unite with each other and simultaneously separate from the surface of the heat exchanger.

【0017】(7) 積層された複数のフィンに複数の
伝熱管が挿入された熱交換器において前記フィンと接触
する前記伝熱管の表面に電気絶縁材が形成されているこ
と。また,本発明の他の課題は,下記の構成により解決
される。 (8) 塩基性物質を添加した処理液に前記熱交換器を
浸漬する水和酸化物被膜形成工程と,疎水基を有する化
合物の溶液に前記熱交換器を浸漬する疎水基形成工程を
有すること。
(7) In a heat exchanger in which a plurality of heat transfer tubes are inserted into a plurality of stacked fins, an electric insulating material is formed on a surface of the heat transfer tube that comes into contact with the fins. Another object of the present invention is solved by the following configuration. (8) A hydrated oxide film forming step of immersing the heat exchanger in a treatment liquid to which a basic substance is added, and a hydrophobic group forming step of immersing the heat exchanger in a solution of a compound having a hydrophobic group. .

【0018】(9) 温度343K以上の処理液に前記
熱交換器を浸漬する水和酸化物被膜形成工程と,疎水基
を有する化合物の溶液に前記熱交換器を浸漬する疎水基
形成工程を有すること。
(9) A hydrated oxide film forming step of immersing the heat exchanger in a treatment liquid at a temperature of 343 K or higher, and a hydrophobic group forming step of immersing the heat exchanger in a solution of a compound having a hydrophobic group. thing.

【0019】(10) 処理液に前記熱交換器を浸漬す
る水和酸化物被膜形成工程と,疎水基を有する化合物を
蒸着させる疎水基形成工程を有すること。 (11) (8),(9)または(10)において,前
記水和酸化物被膜形成時に前記処理液を対流させるこ
と。
(10) A hydrated oxide film forming step of immersing the heat exchanger in the treatment liquid and a hydrophobic group forming step of depositing a compound having a hydrophobic group are provided. (11) In (8), (9) or (10), the treatment liquid is convected at the time of forming the hydrated oxide film.

【0020】そしてこれらの構成により,本願発明の室
外用熱交換器ユニットは次のように作用する。
With these configurations, the outdoor heat exchanger unit of the present invention operates as follows.

【0021】(a) 前記熱交換器の表面のフラクタル
次元Dがボックスカウンティング法おけるセルサイズが
1マイクロメートル以下の領域で2<D≦3の範囲内で
あり,前記熱交換器の表面に疎水基が形成されているこ
とにより,前記熱交換器の表面の凝縮水は前記熱交換器
表面から離脱するので,熱交換器の表面に残存する凝縮
水は,その90%が直径500マイクロメートル以下と
なり,凝縮水凍結による通風抵抗増加を防止することが
できる。
(A) The fractal dimension D of the surface of the heat exchanger is the cell size in the box counting method.
In a region of 1 micrometer or less, the range of 2 <D ≦ 3 is satisfied, and condensed water on the surface of the heat exchanger is condensed on the surface of the heat exchanger due to the formation of hydrophobic groups on the surface of the heat exchanger. 90% of the condensed water remaining on the surface of the heat exchanger has a diameter of 500 micrometers or less, thereby preventing an increase in ventilation resistance due to freezing of the condensed water.

【0022】この現象は,セルサイズが1マイクロメー
トル以下の領域における原子間力顕微鏡により測定した
フラクタル次元Dが2.2≦D≦3.0の範囲内であれ
ば凝縮水離脱頻度が高くなり凝縮水凍結による通風抵抗
増加を防止することが可能であり,また,フラクタル次
元Dが2.3≦D≦3.0の範囲内であればほとんどの
凝縮水が離脱するので凝縮水凍結による通風抵抗増加を
ほぼ完全に防止することが可能であること,そしてこの
凝縮水離脱現象が,熱交換器表面上の凝縮水同士が接触
して合体する時点で起きることを実験により見出した。
This phenomenon occurs because if the fractal dimension D measured by an atomic force microscope in the region where the cell size is 1 μm or less is in the range of 2.2 ≦ D ≦ 3.0, the frequency of condensed water separation increases. It is possible to prevent an increase in ventilation resistance due to freezing of the condensed water, and if the fractal dimension D is within the range of 2.3 ≦ D ≦ 3.0, most of the condensed water is released, so that the ventilation due to the freezing of the condensed water is prevented. It has been found through experiments that it is possible to almost completely prevent an increase in resistance and that this phenomenon of condensed water separation occurs when condensed water on the heat exchanger surface comes into contact and coalesce.

【0023】後で詳述するが,ボックスカウンティング
法とは曲面のフラクタル次元Dの算出方法の一である。
As will be described later in detail, the box counting method is a method of calculating a fractal dimension D of a curved surface.

【0024】このように,前記熱交換器の表面のフラク
タル次元Dがボックスカウンティング法おけるセルサイ
ズが1マイクロメートル以下の領域で2<D≦3の範囲
内であり,前記熱交換器の表面に疎水基が形成されてい
ると,熱交換器表面の凝縮水は互いに合体して熱交換器
表面から離脱することを実験により見出した。
As described above, the fractal dimension D of the surface of the heat exchanger is within the range of 2 <D ≦ 3 in a region where the cell size in the box counting method is 1 μm or less, and the surface of the heat exchanger has It has been found through experiments that condensed water on the surface of the heat exchanger coalesces and separates from the surface of the heat exchanger when the hydrophobic group is formed.

【0025】また,疎水基についても各種実験を行った
ところ,疎水基を含フッ素有機化合物とすれば,凝縮水
離脱現象の頻度が高くなることが確認できた。なお,含
フッ素有機化合物としてシラン化合物およびポリマにつ
いて実験を行ったがいずれも同等の効果が得られた。
In addition, various experiments were conducted on the hydrophobic group, and it was confirmed that when the hydrophobic group was a fluorine-containing organic compound, the frequency of the condensed water separation phenomenon was increased. Experiments were performed on silane compounds and polymers as the fluorine-containing organic compounds, but the same effect was obtained in each case.

【0026】(b)フィンと接触する伝熱管の表面に絶
縁被膜を設けることにより,異種金属の直接接触を防止
して電蝕を防止し耐食性を高めている。また,絶縁被膜
として可塑性物質を用いることにより,従来,伝熱管と
フィンとの接触面に存在していた空気層を少なくして接
触熱抵抗を小さくすることができる。
(B) By providing an insulating coating on the surface of the heat transfer tube in contact with the fins, direct contact of dissimilar metals is prevented, thereby preventing electrolytic corrosion and improving corrosion resistance. In addition, by using a plastic material as the insulating coating, it is possible to reduce the air layer existing on the contact surface between the heat transfer tube and the fin, thereby reducing the contact thermal resistance.

【0027】さらにこれらの構成により,本願発明の室
外用熱交換器ユニット用熱交換器の表面処理方法は次の
ように作用する。
Further, with these configurations, the surface treatment method of the heat exchanger for the outdoor heat exchanger unit of the present invention operates as follows.

【0028】(c) 塩基性物質を添加した処理液に前
記熱交換器を浸漬する水和酸化物被膜形成工程と,疎水
基を有する化合物の溶液に前記熱交換器を浸漬する疎水
基形成工程により,熱交換器表面のフラクタル次元Dが
ボックスカウンティング法おけるセルサイズが1マイク
ロメートル以下の領域で2<D≦3の範囲内であり,前
記熱交換器の表面に疎水基が形成されるので,前記熱交
換器の表面の凝縮水は前記熱交換器表面から離脱し,熱
交換器の表面に残存する凝縮水は,その90%が直径5
00マイクロメートル以下となり,凝縮水凍結による通
風抵抗増加を防止することができる。
(C) a hydrated oxide film forming step of immersing the heat exchanger in a treatment liquid to which a basic substance is added, and a hydrophobic group forming step of immersing the heat exchanger in a solution of a compound having a hydrophobic group As a result, the fractal dimension D of the heat exchanger surface is within the range of 2 <D ≦ 3 in a region where the cell size in the box counting method is 1 μm or less, and a hydrophobic group is formed on the surface of the heat exchanger. The condensed water on the surface of the heat exchanger separates from the surface of the heat exchanger, and 90% of the condensed water remaining on the surface of the heat exchanger has a diameter of 5%.
It is not more than 00 μm, so that an increase in ventilation resistance due to freezing of condensed water can be prevented.

【0029】処理液に添加する塩基性物質としては,例
えば,アンモニア,炭酸塩,シュウ酸塩,エタノールア
ミン,ヒドラジン等がある。また,処理液に塩基性物質
を添加する代わりに,処理液を温度343K以上として
も同等の効果を得ることができる。
Examples of the basic substance to be added to the treatment liquid include ammonia, carbonate, oxalate, ethanolamine, hydrazine and the like. Further, the same effect can be obtained even when the temperature of the processing liquid is set to 343 K or higher instead of adding the basic substance to the processing liquid.

【0030】(d) 前記水和酸化物被膜形成時に前記
処理液を対流させることにより,水和酸化物被膜形成時
に発生する気体が熱交換器のフィンの隙間に滞留するの
を防止し,水和酸化物被膜の形成を促進することができ
る。対流手段としては,熱処理液の強制対流,熱交換器
の振動,液中下部にヒータを設置して処理液に自然対流
を発生させること等が考えられる。
(D) Convection of the treatment liquid during the formation of the hydrated oxide film prevents gas generated during the formation of the hydrated oxide film from remaining in the gaps between the fins of the heat exchanger. The formation of a hydrated oxide film can be promoted. Examples of the convection means include forced convection of the heat treatment liquid, vibration of the heat exchanger, and installation of a heater below the liquid to generate natural convection in the processing liquid.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明による一実施例を示す空気調和機の
概略断面図である。空気調和機は室内ユニット1,室外
ユニット7およびそれらを連結する冷媒配管4,4’よ
り構成されている。室内ユニット1は熱交換器2および
貫流ファン3から成り,室外ユニット7は撥水性熱交換
器8および軸流ファン9から成っている。通常,圧縮機
5および膨張弁6は室外ユニット7内部に設置してある
が,この図では,冷媒回路をわかりやすくするため,外
部に記載してある。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic sectional view of an air conditioner showing an embodiment according to the present invention. The air conditioner includes an indoor unit 1, an outdoor unit 7, and refrigerant pipes 4 and 4 'connecting them. The indoor unit 1 comprises a heat exchanger 2 and a once-through fan 3, and the outdoor unit 7 comprises a water-repellent heat exchanger 8 and an axial fan 9. Usually, the compressor 5 and the expansion valve 6 are installed inside the outdoor unit 7, but in this figure, the refrigerant circuit is shown outside for easy understanding.

【0032】図2(a)は本発明における一実施例であ
る室外用熱交換器ユニットの一部分断面斜視図である。
室外用熱交換器ユニット101は,積層された複数のフ
ィン103に複数の伝熱管102が垂直に挿入された熱
交換器と、ファン104から構成されている。
FIG. 2A is a partially sectional perspective view of an outdoor heat exchanger unit according to an embodiment of the present invention.
The outdoor heat exchanger unit 101 includes a heat exchanger in which a plurality of heat transfer tubes 102 are vertically inserted into a plurality of stacked fins 103, and a fan 104.

【0033】図2(b)はフィン103の部分断面拡大
模式図である。本実施例では,基板のアルミニウム板1
05の表面に厚さ0.2〜1マイクロメートルの水和酸
化物層106を形成させ,さらに,その上に疎水基10
7を設けている。アルミニウム板105には腐食孔10
8が多数生じているが,腐食孔108の内部にも水和酸
化物層106および疎水基107が存在する。
FIG. 2B is a partially enlarged schematic view of the fin 103. In this embodiment, the aluminum plate 1
A hydrated oxide layer 106 having a thickness of 0.2 to 1 μm is formed on the surface of
7 are provided. Corrosion holes 10 in aluminum plate 105
8 are formed, but the hydrated oxide layer 106 and the hydrophobic group 107 also exist inside the corrosion hole 108.

【0034】次に,上記熱交換器の表面処理方法につい
て説明する。まず,伝熱管102とフィン103を備え
た熱交換器を,333Kの塩基性の脱脂液に10分間浸
漬して熱交換器表面の汚れを除去する。次に,熱交換器
を水洗し,煮沸させた0.4wt%アンモニア水溶液に
10分間浸漬してフィン103の表面に水和酸化物被膜
を形成させる。このとき,反応に伴って発生する気体が
熱交換器のフィンの隙間に滞留するのを防止するため,
熱交換器を振動させたり,処理液を流動させたりするこ
とが望ましい。処理液を流動させるために液中下部にヒ
ータを設置して自然対流を発生させることも有効であ
る。その後,熱交換器を水洗して乾燥させる。この乾燥
工程では,水和酸化物被膜の結晶構造が破壊されない程
度の熱風を接触させることにより,乾燥時間を短くする
こともできる。そして,フルオロアルキルシラン(構造
式CF3(CF27(CH22Si(OCH33)の3
wt%ペルフルオロアルカン(構造式C818)溶液に
30分間浸漬して30分常温乾燥後,413Kで30分
間乾燥させる。
Next, the surface treatment method of the heat exchanger will be described. First, the heat exchanger provided with the heat transfer tubes 102 and the fins 103 is immersed in a 333 K basic degreasing solution for 10 minutes to remove dirt on the heat exchanger surface. Next, the heat exchanger is washed with water and immersed in a boiled 0.4 wt% ammonia aqueous solution for 10 minutes to form a hydrated oxide film on the surface of the fin 103. At this time, in order to prevent the gas generated by the reaction from staying in the gap between the fins of the heat exchanger,
It is desirable to vibrate the heat exchanger or make the processing liquid flow. It is also effective to install a heater in the lower part of the liquid so that the processing liquid flows to generate natural convection. After that, the heat exchanger is washed with water and dried. In this drying step, the drying time can be shortened by contacting hot air to such an extent that the crystal structure of the hydrated oxide film is not destroyed. And 3 of fluoroalkylsilane (structural formula CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 )
It is immersed in a wt% perfluoroalkane (C 8 F 18 ) solution for 30 minutes, dried at room temperature for 30 minutes, and then dried at 413K for 30 minutes.

【0035】この表面処理方法により,フィン表面は通
常の接触角測定法で接触角が160゜以上を示す。
According to this surface treatment method, the fin surface has a contact angle of 160 ° or more in a normal contact angle measuring method.

【0036】また,原子間力顕微鏡(Nanoscop
e IIIa,Digital Instruments社
製)により,10ナノメートルから1マイクロメートル
までの範囲でフラクタル次元Dを求めたところ,少なく
ともD≧2.2,多くの場合はD≧2.3を示した。そ
の詳細は後述するが,フラクタル次元Dとは,表面の凹
凸の度合いを表す値で,曲面の場合2から3の間の値を
とる。
In addition, an atomic force microscope (Nanoscope)
e IIIa, manufactured by Digital Instruments), the fractal dimension D was determined in the range from 10 nanometers to 1 micrometer. As a result, at least D ≧ 2.2 and in many cases D ≧ 2.3. Although the details will be described later, the fractal dimension D is a value representing the degree of surface unevenness, and takes a value between 2 and 3 for a curved surface.

【0037】このようにして作製した熱交換器を実際の
室外用熱交換器ユニットに組み込んで暖房運転させる
と,フィン表面に生じる水滴は,極めて小さいうちにフ
ァンによって引き起こされる空気の流れに伴って下流に
飛散する。この水滴は直径が非常に小さいため,氷点下
でも過冷却が起こりやすく,伝熱面上で霜になりにくい
という利点もある。このため,水滴あるいは霜による熱
交換器の通風抵抗の増加を抑制することができる。
When the heat exchanger thus manufactured is installed in an actual outdoor heat exchanger unit and is operated for heating, the water droplets generated on the fin surface are extremely small while being accompanied by the flow of air caused by the fan. Splashes downstream. Since these water droplets have a very small diameter, they have the advantage of being easily supercooled even below the freezing point and less likely to become frost on the heat transfer surface. For this reason, it is possible to suppress an increase in ventilation resistance of the heat exchanger due to water droplets or frost.

【0038】上記の処理において使用する処理液への添
加物はアンモニアの代わりに,炭酸塩,シュウ酸塩,ト
リエタノールアミン,ヒドラジン,あるいは海水の溶質
の他,マグネシウムイオンおよび炭酸水素イオンの組み
合わせ,マグネシウムイオン,炭酸水素イオンおよび硫
酸イオンの組み合わせ,水酸化物イオンおよびリチウム
イオンの組み合わせ,水酸化物イオン,リチウムイオン
およびケイ酸イオンの組み合わせ,水酸化物イオンおよ
びカルシウムイオンの組み合わせ,水酸化物イオン,リ
チウムイオンおよび硝酸イオンの組み合わせ等を使用す
ることができる。
Additives to the treatment solution used in the above treatment are, in place of ammonia, carbonates, oxalates, triethanolamine, hydrazine, solutes in seawater, combinations of magnesium ions and hydrogen carbonate ions, Combination of magnesium ion, hydrogen carbonate ion and sulfate ion, combination of hydroxide ion and lithium ion, combination of hydroxide ion, lithium ion and silicate ion, combination of hydroxide ion and calcium ion, hydroxide ion , Lithium ions and nitrate ions can be used.

【0039】また,上記の処理において,処理液の温度
を343K以上とするか,処理液の代わりに343K以
上の熱水を用いても同様の効果を得ることができる。
In the above processing, the same effect can be obtained by setting the temperature of the processing solution to 343 K or higher, or using hot water of 343 K or higher in place of the processing solution.

【0040】フルオロアルキルシランは423K以上の
雰囲気中で熱交換器に蒸着させると更に効果的である。
また,この蒸着法においては,溶媒のペルフルオロアル
カンが不要となるため,コストの面でも有利になる。
It is more effective to deposit fluoroalkylsilane on a heat exchanger in an atmosphere of 423K or more.
In addition, in this vapor deposition method, perfluoroalkane as a solvent is not required, which is advantageous in terms of cost.

【0041】図3は本発明における一実施例である熱交
換器の撥水性を示すフィン表面の電子顕微鏡写真であ
る。倍率は30000倍である。水和酸化物被膜形成の
際の処理液には0.4wt%アンモニア水溶液を用いて
いる。この写真で,白い部分がフィン表面に露出してい
る水和酸化物層106の稜線であり,そのサイズは数十
〜百ナノメートル程度であることがわかる。なおこの写
真からフィン表面の疎水基107を観察することはでき
ない。
FIG. 3 is an electron micrograph of the fin surface showing the water repellency of the heat exchanger according to one embodiment of the present invention. The magnification is 30,000 times. A 0.4 wt% aqueous ammonia solution is used as a treatment liquid for forming the hydrated oxide film. In this photograph, the white part is the ridgeline of the hydrated oxide layer 106 exposed on the fin surface, and it can be seen that the size is about several tens to hundreds of nanometers. Note that the hydrophobic group 107 on the fin surface cannot be observed from this photograph.

【0042】図4は図3で観察したフィン表面を倍率1
000倍で観察した時の電子顕微鏡写真である。この写
真で黒くなっているところが孔食によると思われるミク
ロンオーダーのくぼみである。これが図2(b)で説明
した腐食孔108に相当するものである。
FIG. 4 shows the fin surface observed in FIG.
It is an electron micrograph at the time of observing at 000 times. In this photo, the darkened area is a micron-order depression probably caused by pitting. This corresponds to the corrosion hole 108 described with reference to FIG.

【0043】このように,フィン表面には水和酸化物層
106によるナノオーダーから孔食によるミクロンオー
ダーに至る範囲で凹凸が形成されている。これが,いわ
ゆるフラクタル構造であり,さらにその表面に疎水基が
露出しているため,熱交換器のフィン表面は非常に良好
な撥水性を示す。
As described above, irregularities are formed on the fin surface in a range from the nano-order by the hydrated oxide layer 106 to the micron-order by pitting corrosion. This is the so-called fractal structure, and the hydrophobic groups are exposed on the surface, so that the fin surface of the heat exchanger exhibits very good water repellency.

【0044】図5は本発明による撥水性を示すフィン表
面における凝縮水滴を拡大して撮影した写真の一例であ
る。
FIG. 5 is an example of a photograph taken by enlarging a condensed water droplet on the fin surface exhibiting water repellency according to the present invention.

【0045】これは上記熱交換器と同様の方法で処理し
たアルミニウム板(A1100,25×50×3ミリメ
−トル)を垂直に設置した電子冷却素子の吸熱面に貼付
し,周囲温度298K,湿度60%の自然対流条件下
で,アルミニウム板を273Kまで冷却させて定常状態
に達したところを撮影したものである。これを撮影する
過程で,アルミニウム板表面に非常に小さな凝縮水滴が
生じ,それらが合体して表面から略垂直に離脱する現象
が定常的に繰り返されることを見出した。
An aluminum plate (A1100, 25.times.50.times.3 millimeters) treated in the same manner as in the above heat exchanger was attached to a heat absorbing surface of a vertically installed electronic cooling element, and was set to an ambient temperature of 298 K and humidity. The photograph was taken under the condition of natural convection of 60%, where the aluminum plate was cooled to 273K and reached a steady state. In the process of photographing this, it was found that very small condensed water droplets were generated on the aluminum plate surface, and the phenomenon that they coalesced and separated almost perpendicularly from the surface was constantly repeated.

【0046】本実施例では,合体・離脱する直前の凝縮
水滴の多くは直径10〜50マイクロメートルであり,
表面に残存している凝縮水滴の直径は数マイクロメート
ルから500マイクロメートルの範囲内であった。この
現象は水滴の接触角が120°以上の撥水性構造体表面
において必ず生じるとは限らず,表面がナノオーダーか
らミクロンオーダーに至る範囲で高いフラクタル次元D
を有し,かつ,表面に高密度の疎水基を有する場合に生
じる。
In the present embodiment, most of the condensed water droplets immediately before merging / separation have a diameter of 10 to 50 micrometers.
The diameter of condensed water droplets remaining on the surface ranged from a few micrometers to 500 micrometers. This phenomenon does not always occur on the surface of the water-repellent structure where the contact angle of the water droplet is 120 ° or more, and the fractal dimension D is high when the surface ranges from nano-order to micron-order.
This occurs when the surface has high-density hydrophobic groups on the surface.

【0047】この凝縮水滴の合体・離脱現象は,次の原
理によるものと考えられる。図6は垂直に設置された撥
水性を示すフィン表面を冷却したときにフィン表面上に
生じる微細な凝縮水滴が合体してフィン表面から離脱す
る様子を模式的に示したものである。フィン表面203
の隣り合った2個の凝縮水滴201および202(図5
(a))は接触した瞬間に合体し,水滴211の状態を
経て(図5(b))水滴221のようにフィン表面から
離脱する(図5(c))。このときの水滴201,20
2および221の半径をそれぞれ,r1,r2およびRと
し,水滴の表面張力をσ,合体前の水滴のフィン表面へ
の付着エネルギーの和をEa,合体の結果生じた水滴の
運動エネルギーをEkとすると,エネルギー保存則によ
り, Ek=4πσ(r1 2+r2 2−R2)−Ea この式から,付着エネルギーEaが小さいとき,合体に
よって運動エネルギーEkが生じることがわかる。
The coalescence / separation phenomenon of the condensed water droplets is considered to be based on the following principle. FIG. 6 schematically illustrates a state in which fine condensed water droplets generated on the fin surface when the vertically installed water-repellent fin surface is cooled are united and separated from the fin surface. Fin surface 203
The two condensed water droplets 201 and 202 (FIG. 5)
(A)) is united at the moment of contact and separates from the fin surface like a water drop 221 through the state of a water drop 211 (FIG. 5 (b)) (FIG. 5 (c)). Water drops 201, 20 at this time
The radii of 2 and 221 are r 1 , r 2 and R, respectively, the surface tension of the water droplet is σ, the sum of the adhesion energy of the water droplet to the fin surface before coalescence is Ea, and the kinetic energy of the water droplet resulting from the coalescence is when Ek, the energy conservation law, the Ek = 4πσ (r 1 2 + r 2 2 -R 2) -Ea this formula, when the adhesion energy Ea is small, it can be seen that the kinetic energy Ek caused by coalescence.

【0048】さらに,合体後の水滴の質量および離脱速
度をそれぞれ,M,Vとすると, Ek=MV2/2 となる。Mはr3に比例し,Eaはr2に比例するから,
結局,V2はr~1に比例する。すなわち,水滴が微細な
ほど離脱しやすく,離脱速度が速いことがわかる。
[0048] Further, each of the mass and the desorption rate of water droplet after coalescence, M, when is V, the Ek = MV 2/2. Since M is proportional to r 3 and Ea is proportional to r 2 ,
After all, V 2 is proportional to r ~ 1 . In other words, it can be seen that the finer the water droplet, the easier it is to detach, and the faster the detachment speed.

【0049】図7は水和酸化物被膜の形成の際に使用す
る処理液に添加物を混合しない場合,すなわち純水を用
いて水和酸化物被膜を形成させた場合のフィン表面の電
子顕微鏡写真である。倍率は1000倍である。処理液
に添加物を混合した場合の図3と図6を比較すると,図
6の方が腐食孔が小さく,ミクロンオーダーの凹凸が形
成されていないことがわかる。
FIG. 7 shows an electron microscope of the surface of the fin when no additive is mixed with the processing solution used for forming the hydrated oxide film, that is, when the hydrated oxide film is formed using pure water. It is a photograph. The magnification is 1000 times. When FIG. 3 and FIG. 6 in which the additive is mixed with the treatment liquid are compared, FIG. 6 shows that the corrosion hole is smaller in FIG. 6 and no micron-order irregularities are formed.

【0050】同様に,倍率30000倍の電子顕微鏡写
真を比較しても違いは見出せなかった。このことから,
処理液には添加物を混合した方がミクロンオーダーの凹
凸が多くなり,水和酸化物のナノオーダーの凹凸と相ま
って広いスケール範囲で凹凸が形成されることがわかっ
た。
Similarly, no difference was found when comparing electron micrographs at a magnification of 30,000. From this,
It was found that when the additive was mixed in the treatment liquid, the irregularities on the order of microns increased, and the irregularities were formed in a wide scale range in combination with the irregularities on the nano-order of the hydrated oxide.

【0051】図8,図9および図10はそれぞれ,アン
モニア,シュウ酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを,
水和酸化物被膜の形成の際に使用する処理液の添加物と
した場合に,良好な撥水性を示すフィンを得ることがで
きる条件を示したものであり,横軸は添加物濃度,縦軸
は浸漬時間を示している。
FIGS. 8, 9 and 10 show ammonia, sodium oxalate and sodium carbonate, respectively.
The conditions for obtaining fins exhibiting good water repellency when the additive is used in the treatment liquid used for forming the hydrated oxide film are shown. The horizontal axis is the additive concentration, and the vertical axis is the vertical axis. The axis indicates the immersion time.

【0052】例えば,図9に示すように添加物がシュウ
酸ナトリウムの場合は,シュウ酸ナトリウム濃度0.5
wt%の処理液に10分以上浸漬すれば良好な撥水性を
得ることができる。なお,この時の処理液のPHは7.
96であった。
For example, when the additive is sodium oxalate as shown in FIG.
Good water repellency can be obtained by immersing in a wt% treatment liquid for 10 minutes or more. At this time, the pH of the processing solution was 7.
96.

【0053】良好な撥水性とは,フィン表面に存在する
凝縮水のほとんどが離脱して,たとえフィン表面に残存
した凝縮水が凍結しても通風抵抗に影響しない状態をい
い,具体的には,フィン表面に存在する凝縮水滴の90
%が直径500マイクロメートル以下であることとし
た。これは,撥水性を示すフィン表面を略垂直に設置し
て空気の露点以下まで冷却すれば,定常状態で,フィン
表面の500マイクロメートル以下の凝縮水滴が合体・
離脱を繰り返すからである。
Good water repellency refers to a state in which most of the condensed water present on the fin surface is released, and even if the condensed water remaining on the fin surface freezes, it does not affect the ventilation resistance. 90 of condensed water droplets existing on the fin surface
% Is 500 micrometers or less in diameter. This is because if the fin surface exhibiting water repellency is placed almost vertically and cooled to below the dew point of air, condensed water droplets of 500 micrometers or less on the fin surface will coalesce in a steady state.
This is because the withdrawal is repeated.

【0054】ここで,フラクタル次元Dの算出方法の一
つであるボックスカウンティング法について説明する。
Here, the box counting method, which is one of the methods for calculating the fractal dimension D, will be described.

【0055】ボックスカウンティング法の手順は次の通
りである。 (1) フラクタル次元Dを求める曲線を正方形のセル
(ボックス)で囲み,この曲線と交わるセルの数をカウ
ントする。 (2) セルのサイズを変えて(1)と同様に,この曲
線と交わるセルの数をカウントする。
The procedure of the box counting method is as follows. (1) A curve for obtaining the fractal dimension D is surrounded by square cells (boxes), and the number of cells intersecting the curve is counted. (2) Change the cell size and count the number of cells that intersect this curve as in (1).

【0056】(3) セルサイズを横軸,交わったマス
目の数を縦軸として両対数グラフにプロットする。 (4) (3)で作成したグラフの傾きの絶対値がフラ
クタル次元Dとなる。
(3) The cell size is plotted on a log-log graph with the horizontal axis representing the cell size and the vertical axis representing the number of intersecting cells. (4) The absolute value of the slope of the graph created in (3) is the fractal dimension D.

【0057】対象となる線が直線の場合,マス目の寸法
を半分にすると交わるマス目の数は2倍となり,フラク
タル次元Dは1となる。
In the case where the target line is a straight line, if the dimensions of the squares are halved, the number of intersecting squares is doubled, and the fractal dimension D is 1.

【0058】対象となる線が曲線の場合,フラクタル次
元Dは1以上となる。図11(a)はフラクタル次元D
を求める曲線を1辺の長さがXの正方形セルで囲み,曲
線と重なるセルをハッチングしたもの,図11(b)は
フラクタル次元Dを求める曲線を1辺の長さがX/2の
正方形セルで囲み,曲線と重なるセルをハッチングした
もを示す。
When the target line is a curve, the fractal dimension D is 1 or more. FIG. 11A shows a fractal dimension D.
11A is obtained by enclosing a curve for determining the fractal dimension D with a square cell having a side of X and enclosing a cell overlapping the curve with a square cell having a side of X / 2. The cells that are surrounded by cells and the cells that overlap the curve are hatched.

【0059】図11に示す曲線の場合,図のようにセル
の寸法を半分にすると,交わるセルの数は12個から2
6個に増加,すなわち2倍以上となり,この場合のフラ
クタル次元Dは1以上となる。
In the case of the curve shown in FIG. 11, if the size of the cell is halved as shown in the figure, the number of intersecting cells becomes 12 to 2
The number increases to six, that is, becomes two times or more, and the fractal dimension D in this case becomes one or more.

【0060】この考え方を曲面に拡張するとセルは立方
体となる。曲面が平面の場合,立方体の1辺の寸法を半
分にすると交わる立方体の数は4倍となり,フラクタル
次元Dは2となる。そして,任意の曲面の場合,曲線の
場合と同様にして,2以上のフラクタル次元Dを算出す
ることができる。
When this concept is extended to a curved surface, the cell becomes a cube. When the curved surface is a plane, reducing the dimension of one side of the cube to half reduces the number of intersecting cubes to four times and the fractal dimension D to two. Then, in the case of an arbitrary curved surface, two or more fractal dimensions D can be calculated in the same manner as in the case of a curve.

【0061】以上の考え方からわかるように,曲面のフ
ラクタル次元Dは2から3の間の値をとるが,曲面の形
状が複雑になるほど3に近くなる。
As can be understood from the above idea, the fractal dimension D of the curved surface takes a value between 2 and 3, but becomes closer to 3 as the shape of the curved surface becomes more complicated.

【0062】図12は水和酸化物被膜形成の際使用する
処理液を0.5wt%シュウ酸ナトリウム水溶液とし、
処理時間を10分として、いくつかの測定範囲で撥水性
構造体の表面のフラクタル次元Dを原子間力顕微鏡で測
定し、横軸に測定範囲の一辺の長さを、縦軸にその測定
範囲のフラクタル次元Dを採ってプロットしたものであ
る。
FIG. 12 shows that the treatment liquid used for forming the hydrated oxide film is a 0.5 wt% aqueous solution of sodium oxalate.
The fractal dimension D of the surface of the water-repellent structure was measured with an atomic force microscope in several measurement ranges with a treatment time of 10 minutes, and the horizontal axis represents the length of one side of the measurement range, and the vertical axis represents the measurement range. Is plotted by taking the fractal dimension D.

【0063】この図から、測定範囲を縮小して分解能を
高めていくと、フラクタル次元Dが高くなり、フラクタ
ル次元Dは測定範囲6マイクロメートル以下でD≧2.
2、測定範囲1マイクロメートル以下でD≧2.3とな
ることがわかる。つまり、本発明の撥水性を示すフィン
の表面はナノオーダーの凹凸も複雑な形状をしており、
1ミリメートル程度の水滴に対して撥水性を示すだけで
なく、さらに微細な凝縮水滴の合体・離脱現象に寄与し
ていると推測することができる。
From this figure, as the measurement range is reduced to increase the resolution, the fractal dimension D increases, and the fractal dimension D is D ≧ 2.
2. It is understood that D ≧ 2.3 in a measurement range of 1 μm or less. In other words, the surface of the water-repellent fin of the present invention also has a complex shape with nano-order irregularities,
It can be inferred that it not only shows water repellency to water droplets of about 1 mm, but also contributes to the coalescence / separation phenomenon of finer condensed water droplets.

【0064】さて、本実施例の熱交換器は伝熱管に銅
材、フィンにアルミニウム材を使用しているが両者の接
触面に絶縁被膜を設けることにより、銅とアルミニウム
の直接接触を無くすことにより電蝕を防止して耐食性を
高めている。また、絶縁被膜として可塑性物質を用いる
ことにより、従来、伝熱管とフィンとの接触面に存在し
ていた空気層を少なくして接触熱抵抗を小さくすること
ができる。
The heat exchanger of this embodiment uses a copper material for the heat transfer tube and an aluminum material for the fins, but by providing an insulating coating on the contact surfaces of both, the direct contact between copper and aluminum is eliminated. Prevents electric corrosion and enhances corrosion resistance. In addition, by using a plastic material as the insulating coating, it is possible to reduce the air layer existing on the contact surface between the heat transfer tube and the fin, thereby reducing the contact thermal resistance.

【0065】なお、上述の異種金属の直接接触による電
蝕の問題は、熱交換器全体をアルミニウムのみで作製す
ることにより解決することができる。この場合、フィン
を伝熱管に溶接することが容易であり、接触熱抵抗を非
常に小さくすることができる。また、撥水性被膜をフィ
ンだけでなく伝熱管表面にも形成させることができる。
The problem of electrolytic corrosion caused by the direct contact of the dissimilar metals can be solved by fabricating the entire heat exchanger only with aluminum. In this case, it is easy to weld the fin to the heat transfer tube, and the contact heat resistance can be extremely reduced. Further, the water-repellent coating can be formed not only on the fins but also on the surface of the heat transfer tube.

【0066】以上に記載した撥水性を示すフィンは、製
造工程において表面に多数の水酸基を有するフラクタル
構造を形成する必要があるが、この構造は上記のアルミ
ニウム水和酸化物に限定されるものではなく、例えば、
シリカを主成分とするガラス、水酸基を有する有機物に
も適用できる。
The fins exhibiting water repellency described above need to form a fractal structure having a large number of hydroxyl groups on the surface in the manufacturing process, but this structure is not limited to the above aluminum hydrated oxide. But, for example,
It is also applicable to glass containing silica as a main component and organic substances having a hydroxyl group.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明によれば、凝縮水滴のような微細
水滴に対しても十分な撥水性を示し、凝縮水の凍結によ
る通風抵抗増加を防止した屋外用熱交換器ユニットを提
供することができる。また、本発明によれば、凝縮水滴
のような微細水滴に対しても十分な撥水性を示すことの
できる、屋外用熱交換器ユニットに用いる熱交換器の表
面処理方法を提供することができる。
According to the present invention, there is provided an outdoor heat exchanger unit exhibiting sufficient water repellency even for fine water droplets such as condensed water droplets and preventing an increase in ventilation resistance due to freezing of condensed water. Can be. Further, according to the present invention, it is possible to provide a surface treatment method for a heat exchanger used for an outdoor heat exchanger unit, which can exhibit sufficient water repellency even for fine water droplets such as condensed water droplets. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による一実施例を示す空気調和機の概略
図である。
FIG. 1 is a schematic view of an air conditioner showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明における一実施例である室外用熱交換器
ユニットの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of an outdoor heat exchanger unit according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明における一実施例である撥水性を示すフ
ィン表面の電子顕微鏡写真である。
FIG. 3 is an electron micrograph of a fin surface showing water repellency, which is one example of the present invention.

【図4】本発明における一実施例である撥水性を示すフ
ィン表面の電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph of a fin surface showing water repellency, which is one example of the present invention.

【図5】本発明における一実施例である撥水性を示すフ
ィン表面の凝縮水滴の拡大写真である。
FIG. 5 is an enlarged photograph of condensed water droplets on the fin surface showing water repellency, which is one example of the present invention.

【図6】本発明における一実施例である撥水性を示すフ
ィン表面上の凝縮水滴の合体・離脱機構を示す模式図で
ある。
FIG. 6 is a schematic view showing a mechanism of coalescing / separation of condensed water droplets on a fin surface exhibiting water repellency according to an embodiment of the present invention.

【図7】処理液に添加物を混合しない場合のフィン表面
の電子顕微鏡写真である。
FIG. 7 is an electron micrograph of a fin surface when an additive is not mixed into a treatment liquid.

【図8】本発明における一実施例である処理液にアンモ
ニアを添加した場合の水和酸化被膜形成条件を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing conditions for forming a hydrated oxide film when ammonia is added to a treatment liquid according to one embodiment of the present invention.

【図9】本発明における一実施例である処理液にシュウ
酸ナトリウムを添加した場合の水和酸化被膜形成条件を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing conditions for forming a hydrated oxide film when sodium oxalate is added to a treatment liquid according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明における一実施例である処理液に炭酸
ナトリウムを添加した場合の水和酸化被膜形成条件を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing conditions for forming a hydrated oxide film when sodium carbonate is added to a treatment liquid according to an embodiment of the present invention.

【図11】ボックスカウンテイング法を説明する図であ
る。
FIG. 11 is a diagram illustrating a box counting method.

【図12】本発明における一実施例であるフィン表面の
フラクタル次元Dの測定範囲依存性を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the measurement range dependency of the fractal dimension D of the fin surface according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】 ……室内ユニット,2……熱交換器,3……貫流ファ
ン,4,4’……冷媒配管,5……圧縮機,6……膨張
弁,……室外ユニット,8……撥水性熱交換器,9…
…軸流ファン,10……ファンダクト,11……気流,
101……室外熱交換器ユニット、102……伝熱管、
103……フィン、104……ファン、105……アル
ミニウム板、106……水和酸化物層、107……疎水
基、108……腐食孔、201、202……凝縮水滴、
203……フィン表面、211、221……水滴。
[Description of Signs] 1 ... indoor unit, 2 ... heat exchanger, 3 ... cross-flow fan, 4, 4 '... refrigerant pipe, 5 ... compressor, 6 ... expansion valve, 7 ... outdoor unit , 8 ... water repellent heat exchanger, 9 ...
... axial fan, 10 ... fan duct, 11 ... airflow,
101: outdoor heat exchanger unit, 102: heat transfer tube,
103 fin, 104 fan, 105 aluminum plate, 106 hydrated oxide layer, 107 hydrophobic group, 108 corrosion pit, 201, 202 condensation water droplet,
203: Fin surface, 211, 221 ... Water droplets.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 保宏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 小暮 博志 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 小国 研作 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuhiro Yoshimura 502, Kandachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Mechanical Research Laboratories, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kensaku Oguni 390 Muramatsu, Shimizu-shi, Shizuoka Prefecture In-house Air Conditioning Systems Division, Hitachi, Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】熱交換器と,この熱交換器に空気を送るフ
ァンを備えた室外用熱交換器ユニットにおいて,前記熱
交換器の表面のフラクタル次元Dが,ボックスカウンテ
ィング法おけるセルサイズが1マイクロメートル以下の
領域で2<D≦3の範囲内であり,前記熱交換器の表面
に疎水基が形成されていることを特徴とする室外用熱交
換器ユニット。
1. An outdoor heat exchanger unit comprising a heat exchanger and a fan for sending air to the heat exchanger, wherein the fractal dimension D of the surface of the heat exchanger has a cell size of 1 in a box counting method. An outdoor heat exchanger unit, wherein the range of 2 <D ≦ 3 is satisfied in a region of micrometer or less, and a hydrophobic group is formed on a surface of the heat exchanger.
【請求項2】請求項1において,前記疎水基が含フッ素
有機化合物であることを特徴とする室外用熱交換器ユニ
ット。
2. The outdoor heat exchanger unit according to claim 1, wherein said hydrophobic group is a fluorine-containing organic compound.
【請求項3】請求項1または2において,前記熱交換器
の表面の原子間力顕微鏡により測定したフラクタル次元
Dが,ボックスカウンティング法におけるセルサイズが
1マイクロメートル以下の領域で2.2≦D≦3.0の
範囲内であることを特徴とする室外用熱交換器ユニッ
ト。
3. The method according to claim 1, wherein a fractal dimension D of the surface of the heat exchanger measured by an atomic force microscope is a cell size in a box counting method.
An outdoor heat exchanger unit, wherein 2.2 ≦ D ≦ 3.0 within a range of 1 μm or less.
【請求項4】熱交換器と,この熱交換器に空気を送るフ
ァンを備えた室外用熱交換器ユニットにおいて,この室
外用熱交換器ユニットの結露条件下での運転における前
記熱交換器の表面に存在する凝縮水滴の90%が,直径
500マイクロメートル以下であることを特徴とする室
外用熱交換器ユニット。
4. An outdoor heat exchanger unit comprising a heat exchanger and a fan for sending air to the heat exchanger, wherein the outdoor heat exchanger unit operates under a dew condensation condition. An outdoor heat exchanger unit, wherein 90% of condensed water droplets present on the surface have a diameter of 500 micrometers or less.
【請求項5】熱交換器と,この熱交換器に空気を送るフ
ァンを備えた室外用熱交換器ユニットにおいて,この室
外用熱交換器ユニットの結露条件下での運転時に,前記
熱交換器の表面に生じる凝縮水滴が前記熱交換器の表面
から離脱することを特徴とする室外用熱交換器ユニッ
ト。
5. An outdoor heat exchanger unit provided with a heat exchanger and a fan for sending air to the heat exchanger, wherein the outdoor heat exchanger unit operates under a dew condensation condition. An outdoor heat exchanger unit, wherein condensed water droplets generated on the surface of the heat exchanger are separated from the surface of the heat exchanger.
【請求項6】熱交換器と,この熱交換器に空気を送るフ
ァンを備えた室外用熱交換器ユニットにおいて,この室
外用熱交換器ユニットの結露条件下での運転時に,前記
熱交換器の表面に生じる凝縮水滴同士が合体すると同時
に前記熱交換器の表面から離脱することを特徴とする室
外用熱交換器ユニット。
6. An outdoor heat exchanger unit comprising a heat exchanger and a fan for sending air to the heat exchanger, wherein the outdoor heat exchanger unit operates under a dew condensation condition. The outdoor heat exchanger unit, wherein the condensed water droplets generated on the surface of the heat exchanger unite and separate from the surface of the heat exchanger at the same time.
【請求項7】積層された複数のフィンに複数の伝熱管が
挿入された熱交換器と,この熱交換器に空気を送るファ
ンを備えた室外用熱交換器ユニットにおいて,前記フィ
ンと接触する前記伝熱管の表面に電気絶縁材が形成され
ていることを特徴とする室外用熱交換器ユニット。
7. An outdoor heat exchanger unit comprising a heat exchanger in which a plurality of heat transfer tubes are inserted into a plurality of stacked fins and a fan for sending air to the heat exchanger. An outdoor heat exchanger unit, wherein an electric insulating material is formed on a surface of the heat transfer tube.
【請求項8】請求項1から7のいずれかに記載の室外用
熱交換器ユニットを備えたことを特徴とする空気調和
機。
8. An air conditioner comprising the outdoor heat exchanger unit according to claim 1.
【請求項9】塩基性物質を添加した処理液に前記熱交換
器を浸漬する水和酸化物被膜形成工程と,疎水基を有す
る化合物の溶液に前記熱交換器を浸漬する疎水基形成工
程を有したことを特徴とする室外用熱交換器ユニット用
熱交換器の表面処理方法。
9. A hydrated oxide film forming step of immersing the heat exchanger in a treatment liquid to which a basic substance has been added, and a hydrophobic group forming step of immersing the heat exchanger in a solution of a compound having a hydrophobic group. A surface treatment method for a heat exchanger for an outdoor heat exchanger unit, the method comprising:
【請求項10】温度343K以上の処理液に前記熱交換
器を浸漬する水和酸化物被膜形成工程と,疎水基を有す
る化合物の溶液に前記熱交換器を浸漬する疎水基形成工
程を有したことを特徴とする室外用熱交換器ユニット用
熱交換器の表面処理方法。
10. A hydrated oxide film forming step of immersing the heat exchanger in a treatment liquid at a temperature of 343 K or more, and a hydrophobic group forming step of immersing the heat exchanger in a solution of a compound having a hydrophobic group. A method for treating a surface of a heat exchanger for an outdoor heat exchanger unit, the method comprising:
【請求項11】請求項9または10において,前記水和
酸化物被膜形成時に前記処理液を対流させることを特徴
とする室外用熱交換器ユニット用熱交換器の表面処理方
法。
11. The method according to claim 9, wherein the treatment liquid is convected during the formation of the hydrated oxide film.
【請求項12】請求項9,10または11において,疎
水基を有する化合物を前記熱交換器に蒸着させる疎水基
形成工程を有したことを特徴とする室外用熱交換器ユニ
ット用熱交換器の表面処理方法。
12. A heat exchanger for an outdoor heat exchanger unit according to claim 9, further comprising a hydrophobic group forming step of depositing a compound having a hydrophobic group on said heat exchanger. Surface treatment method.
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