JPS5971995A - 熱交換素板およびその製造法 - Google Patents

熱交換素板およびその製造法

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JPS5971995A
JPS5971995A JP57182103A JP18210382A JPS5971995A JP S5971995 A JPS5971995 A JP S5971995A JP 57182103 A JP57182103 A JP 57182103A JP 18210382 A JP18210382 A JP 18210382A JP S5971995 A JPS5971995 A JP S5971995A
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JP
Japan
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aluminum
copper
pipe
plate
based material
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Pending
Application number
JP57182103A
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English (en)
Inventor
Nobuyoshi Tsutsumi
堤 信義
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Nippon Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Nippon Aluminium Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Aluminium Co Ltd filed Critical Nippon Aluminium Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

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  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱温水器、室内暖房用パネルラジェーター
等に使用されるパネル状熱交換器の熱交換素板およびそ
の製造法に関する。
従来、ロールボンド法によるアルミニウム製熱交換素板
は多くの熱交換器に使用されているが、例えば熱交換媒
体として水を用いる熱交換器には、アルミニウムの腐食
の問題があり、使用できなかった。
腐食の問題を解決するには熱交換器の流体通路を銅系材
料でつくることが望ましいが、素板金体を銅系材料でつ
くると価格的にも又、重量的にも問題があった。
本発明はこのような従来の欠点をなくすため、流体通路
には銅系材料を、その他の熱交換フィン部にはアルミニ
ウム系+J P+を用い、これらを一体向に圧着するこ
とによって熱交換素板を提供するものである。
かかる目的を達成するために、従来、例えば特公昭55
−1852号公報にみられるように下記の如き技術が知
られている。
すなわち、該技術には第1図に示す如く、アルミニウム
板1の上に所定の間隔を置いて圧潰扁平化した扁平銅管
2を載置し、その上からアルミニウム板3を挟着し、熱
間おにび冷間圧延を施し、2枚のアルミニウl\板1,
3をその相対面において圧着し、第2図に示すような扁
平鋼管2を内部する圧着板4を191ついで偏平tFj
管2を流体圧をもって膨出し、流体通路を形成するもの
である。この場合、扁平銅管2は熱間圧延時に高温酸化
して管内面が圧着することなり、前型剤や圧着防止剤を
用いなくても膨出づることができるものである。
かかる従来技術において、扁平銅管2どアルミニウム板
1.3とを重ねて圧下すると、アルミニウム板部分の圧
下率は TA−tA    I△ 一=1−− TA      ’TA     ・・・・・・(1)
但し、TA=TA+ +TA2 (第1図参照)また、
扁平銅管部分の圧下率は TA+TC−tA      tA =1−− TAATCCTA+TC ・・・・・・(2) となり、[21> filとなる。すなわち、第1図の
状態から第2図の状態に圧着すると、扁平鋼管介在部と
そうでない部分とでは圧下宝に差ができて、各断面部分
で伸び率の差を生じ、第3図に示すように、圧延ロール
50手前側では扁平銅管介在部に材料のタマリ部6が牛
じ、最終的には圧延不能となるか、そうでなくても歩留
りが非常に悪くなる。このことは、アルミニウム板と扁
平銅管とを強固に固定しておいても、上記の如き根本的
な圧下率の違いは、flit述の[タマリ」の問題を発
生する。
さらに熱間および冷間圧延を施すと、熱間圧延のとき銅
とアルミニウムとの圧着界面部はCu−AJ2金属間化
合物を生じ、極めて砕は易く、銅とアルミニウムの1l
ii5服率の差がFD!して、圧着面破壊という問題を
内蔵している。
また、圧着板の各部分に圧下率の差を有するということ
は、極端に内部応力を有することとなり、熱交換器とし
て高温側で使用する場合に、この応力が解放されると、
圧着板が大きく歪むため商品となし得ない欠点もある。
また、このようにして得た熱交換素板をもって熱交換器
を組上げるには、複数の流体通路の両端とヘッダー管と
を連結管をもってそれぞれ結合する必要がある。一つの
基板について片側2か所、両側で4か所の結合を必要と
する。しかもアルミニウムと銅との材質の違いから、ヘ
ッダー管と連結管、連結管と流体通路との結合はそれぞ
れ結合条件を変える必要があり、非常に面倒な作業を要
する欠点がある。
5一 本発明は、以−ヒの従来の欠点を解消したもので、その
第1発明は、銅系材料よりなる流体通路管がアルミニウ
ム系材料j;りなるフィン部によって全面同一圧下率の
下に冷間にて挟着されてから膨出されたものであり、か
つ、流体通路管部の端部は未圧下の突出部としてフィン
部の端面より突出してなることを特徴とする熱交換素板
を要旨とする。
第4図はその一例を示す斜視図で、銅系月利よりなる流
体通路管7がアルミニウム系材わ1よりなるフィン部8
内に挟着されており、該流体通路管7はフィン部8と同
一圧下率によって冷間にて扁平状に圧下させたのち膨管
されたもので、その境界部のフィン部8には同一圧下率
で圧着けしめられたために段部9が形成されている。す
なわち、圧着する2枚のアルミニウム板を同一厚さのも
のを用い)こ揚台には、流体通路管7に接するアルミニ
ウム系材料部分の厚さはフィン部8の半分となる。これ
により、流体通路管7内に流体圧(内圧)が大ぎく働い
た場合、6− 膨管端部9′部分に引張力以外に曲げ応力が大きく作用
するが、このような薄板の場合は段部9がこれを軽減さ
せる補強効果がある。またフィン部8からの熱伝導率も
この段部9で流体通路管7に対して熱の均等分散伝力が
可能どなる。
そして、流体通路管7の端部は、第5図に断面を示した
ように、突出部10となっている。
すなわち、流体通路管7のうち、フィン部8に内在され
る部分は川下されて薄くなっており、突出部10は未圧
下の状態であるから、素材管そのj:マの厚みを有して
いる。
流体通路管7の銅系材料は、例えばJISl−1330
0の01220などの銅おJ:び銅合金J:りなり、又
、フィン部8のアルミニウムは例えばJISl−140
00のA 1100.△3003などのアルミニウムお
よびアルミニウム合金よりなる。
かかる熱交換素板は、これを多数並置して熱交換器に使
用する場合に、その成形加工に何等無理がないため強固
に圧着されているから、圧着面が破壊するようなことが
ない。又、内部応力の不均一もなく、ヒートショックに
よりフィン部端面に波打ちが生じるようなこともない。
したがって、熱交換器に組込む際には正確に絹合せるこ
とができる。しかも、突出部10はある程度の強度を備
えることとなり、そのままヘッダー管との連結管として
使用することができ、しかもこれは流体通路管と一体と
なっているので、従来のように、流体通路管との結合工
程が不要となる。一つの素板について2か所の結合作業
が不要となるので、全体としてのメリットは非常に大な
るものがある。
第2発明は、内面に剥離剤を塗布した銅系材料管を2枚
のアルミニウム系月利ス1−リップにそれぞれの対向面
を粗面化して挟み、これらを溝付きロールを用いて、そ
のロールの溝部分が扁平となった銅系相別管部分に位置
するようにして、一定間隔ごとに各部間−圧下率の下に
冷間圧延して圧着せしめ圧延プレートとなし、ついで該
圧延プレー1−を圧着していない部位にて切断し、扁平
銅系材ri管の剥離剤によって圧着されていない内面に
加圧流体を導入して該扁平銅系材料管を膨出させ、端部
に未圧下の突出部を有する流体通路を形成することを特
徴とする熱交換素板の′#造法を要旨とする。
これを図面によって説明すると、第6図は一実施例の説
明図で、11は銅管2−を巻イ1けである鋼管コイル、
12はアルミニウム板3を巻付けであるアルミニウムシ
ートコイルである。
これらの三者からそれぞれ素材を引き出し、冷間圧接ロ
ール16,16で一定間隔ごとに圧着し、圧着板を巻取
]イル13に巻取るものであるが、圧着に先立って、ア
ルミニウム板1の上面、鋼管2′の外表面、アルミニウ
ム板3の下面の圧着を必要とするところをそれぞれブラ
シ14をもって粗面化し、同時に表面の酸化膜その伯附
着異物を除去する。又、鋼管2″は必要に応じ加圧ロー
ル15をもって扁平銅管2としてから圧着しても」;い
。この銅管2−は内面に予め剥離剤を介在せしめておき
、内面同士が圧着されないようにする。
一〇− 第7図はその要部の平面図、第8図は第7図のA−A断
面図であるが、冷間圧接ロール16を時々上下させて、
圧着板18に一定間隔ごとに非圧着部10=を形成する
冷間圧接ロール16には第9図に示すJ:うに鋼管2′
あるいは扁平銅管2の通過対応位置に溝17を形成しで
ある。
第6図のΔ−A断面では、各素材は第10図あるいは第
11図に示す如き配置となっており、又、B−B断面で
【ま第12図に示す如く、鋼管圧着部は厚く、その他の
圧着部は薄くなっている。
このJ:うにして、各アルミニウム板1.3と扁平銅管
2とを冷間圧接ロール16により1パスで例えば70%
の圧下率をもって、しかも全体的に圧下率を均等にした
状態で圧着板1Bを巻取る。
こうして作った圧着板18は非圧着部10″の中央にお
いて切断し、第13図に示すように、第14図の如ぎA
−△断面を有する押え型1つ10− に挟着し、ノズル20の先端を扁平銅管2端部の離間部
に挿入して、空気、水等の流体圧を導入し、扁平銅管2
を膨出1ノで流体通路管を形成する。このとぎ、非圧着
部10′においては、アルミニウム板1.3と銅管2と
は圧着されていないので、第15図に示す如く、端部S
は容易に剥離除去できC1突出部10を形成することが
できる。
このような製法ににれば、まず各素IJの圧着面が粗面
化ににって酸化物その他の異物が除去されているので、
冷間における1パス圧着が可能である。又、冷間圧接ロ
ールには溝が形成しであるので、圧着板金14−の圧下
率が均等どなり、かつ圧着板の内部応力が解放されても
歪みの発生のない製品が得られる。しかも、鋼管は渦に
自然と誘導されるので、その位置決めのための手段を全
く必要としない。
冷間1パス圧着のため、銅系材11とアルミニウム系j
rA f+1どの圧着面での金属間化合物の成長はなく
、圧着面破壊の心配は全くない。
なお、上記例では同じ大きさのアルミニウム板を正対面
させているが、第16図に示す如くアルミニウム板1,
3をノf右にずらせて対向させ、その対向端面に、15
いて扁平鋼管2′と圧着してもよい。また、第17図の
如く十下ス1−リップ材の板巾を変えてもよい。このよ
うにづれば素材の有効利用が泪られる。
本発明によって得られた熱交換素板Rは例えば第18図
に示すにうに、並列状に多数配F/ L/、流体通路管
の突出部を介してヘッダー管1−1にろうイ」【プし、
別途黒色表面処理をし、適宜透明カバーを有づ−る断熱
箱体にセラ1〜して、太陽熱温水器として利用されろ。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の熱交換素板の製作説明図、第2図はその
製作後の断面図、第3図はその加圧11)の斜視図、第
4図は本発明素板の一例の斜視図、第5図は本発明の素
板の要部の断面図、第6図は本発明の製法の一例の説明
図、第7図1、Lその要部の平面図、第8図【、1第7
図の八−△断面図、第9図は冷間圧接[1−ルの正面図
、第10図は第6図A−A断面図、第11図は同変形例
、第12図は第6図B−B断面図、第13図は膨出装昭
の8;1明図、第1/I図は同A−A断面図、第15図
は本発明素板の端部の加工状況の説明図、第16図、第
17図は本発明素板の変形例の断面図、第18図は応用
例の平面図をイれぞれ示す。 1.3・・・アルミニウム板  2・・・扁平銅管4・
・・圧着板     5・・・圧延ロール6・・・タマ
リ部    7・・・流体通路管8・・・フィン部  
  9・・・段部10・・・突出部     10−・
・・非圧着部11・・・銅管コイル 12・・・アルミニウム板コイル 13・・・巻取コイル 14・・・ブラシ    15・・・加圧ロール16・
・・冷間圧接コイル   17・・・溝18・・・圧着
板    1つ・・・押え型20・・・ノズル =13− R・・・熱交換素板   P・・・連絡パイプ1−4・
・・ヘッダー管   S・・・端部性δ′[出願人 日本アルミニウム工業株式会ネ1 代理人 弁即十  小 松 禿 岳 14−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  銅系IJ vI J:りなる流体通路管がア
    ルミニウム系材料よりなるフィン部によって全面同一圧
    下率の下に冷間にて挟着されてから膨出されたものであ
    り、かつ、流体通路管部の端部は未圧下の突出部として
    フィン部の端面より突出してなることを特徴とする熱交
    換素板。
  2. (2)  内面に剥離剤を塗布した銅系材料管を2枚の
    アルミニウム系材料ス1〜リップにそれぞれの、対向面
    を粗面化して挾み、これらを溝付きロールを用いて、そ
    のロールの溝部分が扁平となった銅系材料管部分に位置
    するようにして、一定間隔ごとに各部同一圧下率の下に
    冷間圧延して圧着せしめ圧延プレートとなし、ついで該
    圧延プレートを圧4していない部位にて切断し、扁平銅
    系材料管の剥離剤によって圧着されていない内面に加圧
    流体を導入して該扁平銅系材料管を膨出させ、端部に未
    圧下の突出部を有する流体通路を形成することを特徴と
    する熱交換素板の製造法。
  3. (3)  流体通路管端部に段部が形成されてなる特許
    請求の範囲第1項記載の熱交換素板。
JP57182103A 1982-10-19 1982-10-19 熱交換素板およびその製造法 Pending JPS5971995A (ja)

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JPS5971995A true JPS5971995A (ja) 1984-04-23

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JP (1) JPS5971995A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469915A (en) * 1992-05-29 1995-11-28 Anthony J. Cesaroni Panel heat exchanger formed from tubes and sheets

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469915A (en) * 1992-05-29 1995-11-28 Anthony J. Cesaroni Panel heat exchanger formed from tubes and sheets

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