JPS63299847A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多数の空隙が連続してなる通気性の高い多孔
質体を放熱部、すなわちフィンとして用いた熱交換器の
製造方法に関するもので、本発明で製造された熱交換器
は、ファンコイルユニットに用いる対空気用熱交換器、
冷凍機、空調機に用いる対空気用蒸発器、凝縮器など、
温度差のある２流体の間で熱交換させる分野に利用する
ものである。

〔従来の技術〕

クロスフィン形の熱交換器では、フィンの間隙を流体が
流れるため、むやみにフィン間隔を狭くして、フィンの
数を増して伝熱面積を大きくすることは流体の通路抵抗
の増加および加工上の制約もあって困難である。これに
対し、単位体積当たりの伝熱面積も太き（でき、伝熱性
能も高くできるので小形イヒが可能であるものとして、
特開昭５４−１４８１２７号公報に示される多数の空隙
が連続してなる通気性の高い多孔質金属をフィンとして
用いた熱交換器およびその製造方法がある。

これは、その特許請求の範囲の記載に述べられているご
とく、３次元連続空孔を有する樹脂を模型とし、この模
型の空孔に流動状の鋳型材料を満たした後この中に蛇行
状などに成型した伝熱管をその管端部が露呈するように
して埋設し、その後加熱などの操作により樹脂模型を消
失させて３次元連続空孔を有する鋳型を形成し、次に加
圧した溶融金属にこの鋳型を接触させることにより溶融
金属を鋳型の空孔内に充填した後溶融金属を凝固させ、
その後鋳型材料を除去することにより、蛇行状の伝熱管
の周囲部に連続の３次元空孔を有する多孔質金属を一体
成型により結着したもの、又は前記のごとき鋳型を形成
した後で伝熱管を挿入してその後に溶融金属を充填する
ようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記特開昭５４−１４８１２７号公報の熱交換
器では伝熱管と多孔質金属によるフィンとの接合は伝熱
管がフィンを貫通するようにしただけなので、例えばフ
ィン内の空孔がこの貫通部に位置することもあり完全な
ものとはいえない。特に伝熱管の表面が処理されていな
いものでは、密着性が悪く熱交換を低下させる原因にも
なっていた。

また、前記のごとく３次元連続空孔を有する鋳型内に溶
融金属を充填してフィンを製造する場合に、フィンの肉
厚が１ｍｍ以下と薄い場合には充填した溶湯が瞬時に凝
固してしまうので、製造できる範囲が非常にせまく、安
定して製造できないことが多くあった。

本本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、伝熱管
と放熱部の密着性が良好で熱伝導効率が高く、また湯廻
りがよく肉薄の放熱部を形成できる熱交換器の製造方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、３次元連続空孔を有
する樹脂を模型とし、この模型の巾に、表面を樹脂等の
被覆材で被覆した伝熱管を埋設し、模型空孔に鋳型材料
を満たした後に加熱などの操作により前記樹脂模型及び
伝熱管の被覆材を消失させて伝熱管の表面に連続する空
隙部とその外側に３次元連続空孔を有する鋳型を形成し
、次に該鋳型を真空吸引ケース内にセットして負圧状態
に置くとともに溶融金属を加圧注入で鋳型の空隙部及び
空孔内に充填し、溶融金属が凝固した後、鋳型材料を除
去して伝熱管の表面を囲繞しかつその外側は連続の３次
元連続空孔を有する多孔質である放熱部を一体成型によ
り製造することを要旨とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、鋳型は負圧状態に置かれ内部のガスを
逃がしながら同時に溶湯を加圧充填されるので、肉厚か
うすい放熱部への溶湯充填を確実にすることができる。

また、該放熱部は伝熱管外周を囲繞するようにして伝熱
管に接合するので、伝熱管と放熱部との密着性は高く、
良好な熱伝導が得られる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の熱交換器の製造方法の１実施例を示す
縦断正面図で、図中１は鋳型、２は該鋳型１を貫通し、
その管端部が露呈する蛇行状の伝熱管を示す。

先に、この鋳型１の製造について述べると、蛇行状に形
成した伝熱管１は、その表面を後述の樹脂模型４と同種
類の樹脂又はワックス等の鋳型焼成中に焼失する材料の
被覆材３で被覆しておく。

一方、発泡ウレタンなどの第３図に示すような３次元連
続空孔を有する通気性の良好な樹脂を模型４として第２
図に示すようにブロック状に形成し、この模型４内に前
記伝熱管２をその管端が露呈するように埋設する。

そして、前記模型４の空孔に流動状の鋳型材料を満たす
が、該鋳型材料としては鋳型川石こう粉末と水からなる
スラリー、２７０メツシユ以下のＳｉＯ２粉末にエチル
シリケートと工業用エチルアルコールと水よりなる粘結
剤を混合したスラリー、２７０メソシユ以下の５ｉ０２
粉末にコロイドシリカと水を混合したスラリーなどが使
用し得る。

鋳型が硬化した後、約５００〜６００°Ｃで焼成すれば
、伝熱管２の被覆材３及び模型４は気化消失し、伝熱管
２の外周に薄く連続して空隙部が形成されまたその外側
では３次元連続空孔を有する鋳型１が成形される。

このようにして成形された鋳型ｌを第１図に示す鋳造装
置９にセットする。

該鋳造装置９は、下部を加圧用配管１０を取付け、内部
にるつぼ５を有する圧力室６に、上部は吸引用配管７を
設けた真空吸引ケース８に形成したもので、前記圧力室
６はるつぼ５の周囲にヒーター１１を設け、るつぼ５か
らは真空吸引ケニス８に開口するスト−り１２を立上げ
た。

るつぼ５内には、ヒーター１１により加熱された溶湯１
３が調たされている。この金属溶湯材料としては、ＡＩ
、Ｃｕなどの熱伝導性の良好な材料の他に、Ｆｅ及び一
般の鉄系合金やｐ　ｂ　＊　　Ｓｎ　、Ｚ　ｎ　ｒＭｇ
などの非鉄系合金についても用いることが可能である。

前記鋳型１は真空吸引ケース８内に収められ、ここで負
圧をかけられてキャビティ内の空気が逃がされる。

同時に、加圧用配管１０からの圧縮空気などにより圧力
室６を散気圧に加圧し、加圧による力で、るつぼ５内の
’Ｆｉ　湯１３を、ストーク１２を介して鋳型ｌの空隙
部及び空孔内に充填する。

その後復圧して溶湯１３が凝固した後、鋳型１を′鋳造
装置９から取出し鋳型材料を除去する。これにより、蛇
行状の伝熱管２の周囲にはその表面を囲繞し、かつその
外側で細線状のフィンがスケルトン状を呈した連続空孔
を有する放熱部が一体成形される熱交換器が得られる。

なお、本発明方法での効果を試すため、従来方法と比べ
た試験結果を下記の表１に示す。

この表１に示すようにフィン肉厚が１ＩＩＩ１１以下で
は吸引加圧鋳造しないと多孔質金属のｍ廻りが悪い。ま
た、伝熱管を被膜しないものは密着が悪いことがわかる
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の熱交換器の製造方法は、放熱
部が３次元連続空孔を有するフィンで形成されるので、
単位体積当たりと伝熱面積も大きく、伝熱性能も高く、
全体を小型かつ軽量化した熱交換器が得られるものであ
る。

さらに、放熱部は伝熱管表面を囲繞するものであるから
、伝熱管との接合が良好ですぐれた熱伝導効率が確保で
きる。

また、鋳型内のガスを逃がしながら鋳型に溶湯の充填を
行うので、溶湯の湯廻りがよく、肉薄のフィンからなる
放熱部を形成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱交換器の製造方法の１実施例を示す
縦断正面図、第２図は鋳型の製造過程を示す斜視図、第
３図は樹脂模型の部分拡大図である。 ■・・・鋳型　　　　　　２・・・伝熱管３・・・被覆
材　　　　　４・・・模型５・・・るつぼ　　　　　６
・・・圧力室７・・・吸引用配管　　　８・・・真空吸
引ケース９・・・鋳造装置　　　　１０・・・加圧用配
管１１・・・ヒーター　　　　１２・・・ストーク１３
・・・溶湯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３次元連続空孔を有する樹脂を模型とし、この模型の巾
   に、表面を樹脂等の被覆材で被覆した伝熱管を埋設し、
   模型空孔に鋳型材料を満たした後に加熱などの操作によ
   り前記樹脂模型及び伝熱管の被覆材を消失させて、伝熱
   管の表面に連続する空隙部とその外側に３次元連続空孔
   を有する鋳型を形成し、次に該鋳型を真空吸引ケース内
   にセットして負圧状態に置くとともに溶融金属を加圧注
   入で鋳型の空隙部及び空孔内に充填し、溶融金属が凝固
   した後、鋳型材料を除去して伝熱管の表面を囲繞しかつ
   その外側は連続の３次元連続空孔を有する多孔質である
   放熱部を一体成型により製造することを特徴とする熱交
   換器の製造方法。