WO2015129539A1 - 熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法 - Google Patents

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WO2015129539A1
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width
plate material
heat exchange
convex
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PCT/JP2015/054563
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圭太郎 田村
藤井　康之
義男 逸見
大山　英人
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株式会社神戸製鋼所
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    • F28F2255/08—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes pressed; stamped; deep-drawn

Definitions

  • the present invention relates to a base plate material to be a heat exchange plate and a method for manufacturing the base plate material.
  • the heat exchange plate incorporated in a heat exchanger or the like has high heat transfer properties.
  • a method for transferring fine irregularities on the order of microns to the surface of a plate for example, techniques shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been developed.
  • the transfer method to the metal plate surface disclosed in Patent Document 1 is a method of pressing the uneven transfer portion transferred to the outer peripheral surface of the transfer roll against the metal sheet transferred by the rotation of the transfer roll. .
  • a transferred portion having substantially the same uneven shape as the transfer portion of the transfer roll is formed on the surface of the metal sheet.
  • the base plate material of the heat exchange plate disclosed in Patent Document 2 is composed of a flat plate made of titanium having fine irregularities formed on the surface, and press processing is performed on the flat plate material as post-processing. It is a base plate material that becomes a heat exchange plate after a long time.
  • the shape parameter defined by the height of the convex portion ( ⁇ m) ⁇ [the width of the concave portion ( ⁇ m) / the pitch of the adjacent convex portion ( ⁇ m) / the angle of the convex portion (deg)] is 0.94. Unevenness on the surface of the base plate material is set so as to be as follows.
  • Patent Document 1 The technique disclosed in Patent Document 1 is to improve heat transfer by forming fine irregularities of micron order on the surface of a flat plate material and increasing the surface area in a heat exchange plate.
  • the original plate material (flat plate material) having fine irregularities formed on the surface rarely becomes a heat exchange plate as it is (that is, in a situation where the irregularities remain).
  • Patent Document 2 discloses a technique for solving the above-described problem of press formability of the base plate material.
  • the press formability of the base plate material is enhanced by defining the shape parameters of the irregularities formed on the surface of the heat exchange plate. Moreover, the convex part formed in the base plate material promotes turbulent flow and forced convection when incorporated in the heat exchanger, and improves condensation heat transfer.
  • the condensation heat transfer realized by the heat exchange plate is greatly affected by the discharge of the generated liquid.
  • the generated liquid is wet and spread by surface tension, and thus the effect of discharging the generated liquid is lower than expected (generated liquid) May be reduced). That is, the plate for heat exchange using the base plate material formed by using the technique of Patent Document 2 is difficult to improve the heat transfer property in the condensation heat transfer process.
  • corrugated shape formed by the technique of patent document 2 is low in height, and the turbulent flow promotion effect in the plate for heat exchange by the shape (because the convex part is not a continuous shape) is divided. May be lower than expected.
  • corrugated shape of patent document 2 has the contact area of the medium at the time of gas condensing into a liquid reduced with the liquid film produced
  • the liquid film generated when the heat exchanger is operated reduces the heat transfer performance of the heat exchange plate incorporated in the heat exchanger, so that the base plate material that becomes the heat exchange plate is manufactured. At that time, it is necessary to design the liquid film to be efficiently discharged and to make the liquid film thin.
  • An object of the present invention is to efficiently discharge a liquid film generated when a heat exchanger is operated and to form an unevenness so that the thickness of the liquid film becomes thin, without the unevenness being crushed.
  • the present invention provides a base plate material to be a heat exchange plate with improved heat transfer performance, and a method for manufacturing the base plate material.
  • the base plate material used as the heat exchange plate in the present invention is composed of a metal flat plate material having fine irregularities formed on the surface, and is used for heat exchange after the flat plate material is subjected to press working as post-processing.
  • a first strip disposed at an angle of + ⁇ and a second strip disposed at an angle of ⁇ with respect to the width direction of the base plate material, and the convex portion is the first strip.
  • the second strip portion are formed in a V shape.
  • the manufacturing method of the base plate material used as the heat exchange plate in the present invention is composed of a metal flat plate with fine irregularities formed on the surface, and after the flat plate is subjected to press working as post-processing.
  • the first protrusions are disposed on the plurality of convex portions with an angle of + ⁇ with respect to the width direction of the base plate material, and are disposed with an angle of ⁇ with respect to the width direction of the base plate material.
  • the plurality of convex portions are formed so that a V-shape is formed by the first strip portion and the second strip portion.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2. It is a figure for demonstrating the dimension of the uneven
  • the base plate 1 serving as a heat exchange plate is composed of a metal flat plate (for example, titanium material) having fine irregularities formed on the surface.
  • This base plate material 1 becomes a heat exchange plate (PHE plate) after the flat plate material is subjected to press processing as post-processing.
  • This heat exchange plate has high heat transfer performance in the condensation heat transfer process, and is incorporated in a heat exchanger or the like. That is, by pressing the base plate material 1, for example, a plurality of jagged convex portions generally called herringbones are formed on the surface of the heat exchanging plate in addition to the irregularities.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the concavo-convex shape formed on the base plate 1 before becoming a heat exchange plate according to an embodiment of the present invention.
  • the vertical direction of the paper surface is the longitudinal direction or the vertical direction of the base plate material 1
  • the horizontal direction of the paper surface is the width direction of the base plate material 1.
  • FIG. 2 is a plan view (enlarged view of portion A in FIG. 1) showing the shape of the convex portion 2 formed on the base plate 1.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the convex portion 2 includes a first strip portion 2a and a second strip portion 2b.
  • the first strip portion 2 a is disposed with an angle of + ⁇ with respect to the width direction of the base plate 1. That is, the first strip 2 a has a shape extending linearly in the direction of + ⁇ with respect to the width direction of the base plate 1.
  • the second strip 2b is disposed at an angle of ⁇ with respect to the width direction of the base plate 1.
  • the second strip portion 2 b has a shape that extends linearly in the direction of ⁇ with respect to the width direction of the base plate 1.
  • the convex part 2 is formed in V shape by the 1st strip part 2a and the 2nd strip part 2b.
  • first strips 2 a and the second strips 2 b are alternately arranged in the width direction of the base plate 1.
  • An extension line from one end of the first strip portion 2a and an extension line from one end of the second strip portion 2b are formed so as to intersect each other.
  • the extension line from the other end of the 1st strip part 2a and the extension line from the other end of the 2nd strip part 2b are formed so that it may cross
  • the convex part 2 is formed by forming a first strip 2a and a second strip 2b adjacent to the first strip 2a in a V shape in plan view.
  • the top 4 is formed at a location where the end and the end of the second strip 2b intersect.
  • the groove part 5 is formed in the top part 4 so that it may mention later, the 1st strip part 2a and the 2nd strip part 2b are mutually spaced apart.
  • the groove portion 5 may be omitted.
  • the 1st strip part 2a and the 2nd strip part 2b are mutually connected, and convex part 2 will be formed in the shape where a plurality of V characters repeat.
  • first strips 2a are arranged at equal intervals, and a plurality of second strips 2b are arranged at equal intervals.
  • the V-shape in the present embodiment refers to a shape like a saw blade edge and a shape in which strips facing different directions are alternately arranged in plan view.
  • the first strip portion 2a that extends straight is inclined at an angle of + ⁇ with respect to the width direction
  • the second strip portion 2b that extends straight corresponds to the width direction. Inclined by an angle of ⁇ . That is, in the width direction of the base plate material 1, the left-down first strips 2 a and the right-down second strips 2 b adjacent to the first strips 2 a are alternately arranged.
  • the first strip 2a is connected to another first strip 2a via the second strip 2b
  • the second strip 2b is connected to another second strip 2b via the first strip 2a. Has been.
  • the V-shaped convex portions 2 are formed so as to be lined up at a predetermined interval in the longitudinal direction of the base plate 1 in a plan view.
  • the V-shaped convex part 2 is composed of a plurality of side walls standing in the thickness direction of the base plate 1 and an upper wall connecting the upper ends (upper edges) of the side walls.
  • the convex part 2 of this embodiment is demonstrated as cross-sectional view as substantially rectangular shape
  • the convex part 2 formed in the surface 1a of the base plate material 1 is substantially trapezoid shape besides a substantially rectangular shape. Or a substantially mountain shape. That is, any cross-sectional shape may be used as long as it satisfies the dimensions of the convex portion 2 described later.
  • a groove 5 is formed in the base plate 1 used for the heat exchange plate according to the embodiment of the present invention.
  • This groove portion 5 is formed along the longitudinal direction of the base plate 1 at the top portion 4 where the first strip portion 2a and the second strip portion 2b constituting the convex portion 2 intersect.
  • the groove portions 5 (vertical groove portions) formed in the base plate material are formed so as to penetrate the top portions 4 arranged in the vertical direction of the base plate material 1 in a straight line. That is, in the convex part 2, the top part 4 which the 1st strip part 2a and the 2nd strip part 2b make is cut off, and the groove part 5 is formed. For this reason, the two concave portions 3 positioned so as to sandwich the convex portion 2 communicate with each other through the groove portion 5.
  • the vertical groove portion 5 has a width wider than the width of the concave portion 3 (lateral groove portion) formed between the V-shaped convex portion 2 and the adjacent convex portion 2. In FIG. 1 and FIG. 2, the width of the longitudinal groove portion 5 is drawn narrower than the width of the concave portion 3 for convenience.
  • the surface shape of the base plate 1 serving as the heat exchange plate according to the embodiment of the present invention has a shape like a drainage groove (tread pattern) carved on the ground contact surface of a tire used in an automobile or the like.
  • the lateral groove portion (concave portion) 3 is formed so as to open in the width direction with respect to the longitudinal groove portion 5 formed in the longitudinal direction of the base plate 1.
  • the base plate 1 When the base plate 1 has such a concavo-convex shape on the surface 1a, when it is used as a heat exchange plate, the flow of the condensed liquid generated in the heat exchanger is adjusted, and the longitudinal groove portion 5 is used. Thus, it can be quickly discharged in the longitudinal direction of the base plate material 1 (heat exchange plate), and turbulent flow and forced convection can be promoted to improve condensation heat transfer.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the dimensions of the concavo-convex shape formed on the base plate material 1.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the size of the shape of the convex portion 2 formed on the base plate 1 (an enlarged view of a portion B in FIG. 4 and a partially broken view showing a cross section).
  • FIG. 6 is a diagram showing experimental data performed to derive shape parameters.
  • FIG. 7 is a diagram showing the results of a condensation heat transfer performance test.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the shape parameter of the convex portion 2 formed on the base plate 1 and the condensation heat transfer rate.
  • the height h of the convex part 2 is 0.02 mm or more and 0.1 mm or less
  • the width Wa of the convex part 2 is 0.08 mm or more and 1 mm or less.
  • the angle ⁇ formed by the convex portion 2 with respect to the width direction of the base plate 1 is set to 10 ° or more and 80 ° or less.
  • the width Wb of the recess 3 is 0.1 mm or more and 1 mm or less.
  • the width Wc of the vertical groove portion 5 is 0.5 mm or more and 500 mm or less.
  • Width pitch P 2 is a pitch between the longitudinal groove 5 adjacent to each other are and set to 1000mm or less 5mm or more.
  • the inventors of the present application when manufacturing the base plate 1 serving as a heat exchange plate, the height h of the convex portion 2, the width Wa of the convex portion 2, the angle ⁇ of the convex portion 2, the width Wb of the concave portion 3,
  • the inventors of the present application created a plurality of original plate materials 1 having different uneven shape dimensions, and examined the condensation heat transfer performance improvement rate of each original plate material 1.
  • the parameter A (h ⁇ Wb) is derived as 0.024 mm 2 and the parameter B (Wc / P 2 ) is 0.2.
  • the shape parameter “(A ⁇ B): h ⁇ Wb ⁇ [Wc / P 2 ] ” is derived as 0.0048 mm 2 .
  • the original plate material 1 (number 0) having the above-described uneven shape has a heat passage coefficient U of 1044 (W / m 2 K) in the heat exchanger.
  • the base plate 1 (No. 0) was found to have a 16% improvement in condensation heat transfer performance over the heat transfer coefficient U (900 (W / m 2 K)) of the conventional base plate (smooth surface). (Example).
  • the height h of the convex portion 2 is 0.05 mm
  • the width Wa of the convex portion 2 is 0.1 mm
  • the width Wb of the concave portion 3 is 0.4 mm
  • adjacent convex portions are adjacent convex portions.
  • the convex pitch P 1 of 2 is 0.5 mm
  • the angle ⁇ of the convex portion 2 is 45 °
  • the width Wc of the vertical groove portion 5 is 4 mm
  • the width pitch P 2 of the adjacent vertical groove portions 5 is 13.5 mm. Is formed.
  • the parameter A (h ⁇ Wb) is derived as 0.02 mm 2 and the parameter B (Wc / P 2 ) as 0.2963.
  • the shape parameter “h ⁇ Wb ⁇ [Wc / P 2 ] ” is derived as 0.0059 mm 2 .
  • the base plate material 1 (number 1) having the above-described uneven shape has a 20.6% improvement in condensation heat transfer performance over the conventional base plate material (Example).
  • the base plate material 1 shown by number 2 in FIG. 6 has a height h of the convex portion 2 of 0.04 mm, a width Wa of the convex portion 2 of 0.1 mm, a width Wb of the concave portion 3 of 0.4 mm, and adjacent convex portions.
  • the convex pitch P 1 of 2 is 0.5 mm
  • the angle ⁇ of the convex portion 2 is 45 °
  • the width Wc of the vertical groove portion 5 is 4 mm
  • the width pitch P 2 of the adjacent vertical groove portions 5 is 13.5 mm. Is formed.
  • the parameter A (h ⁇ Wb) is derived as 0.016 mm 2 and the parameter B (Wc / P 2 ) as 0.2963, and the shape parameter “h ⁇ Wb ⁇ [Wc / P 2 ] ”is derived as 0.0047 mm 2 .
  • the base plate material 1 (number 2) having the uneven shape described above has a 10% improvement in condensation heat transfer performance over the conventional base plate material (Example).
  • the base plate material 1 indicated by numbers 3 to 13 in FIG. 6 also has a condensing heat transfer performance improved by 5% or more as compared with the conventional base plate material 1 indicated by numbers 0 to 2. (Example).
  • the base plate indicated by reference numeral 14 in FIG. 6 has a height h of the convex part 2 of 0.03 mm, a width Wa of the convex part 2 of 0.1 mm, a width Wb of the concave part 3 of 0.3 mm, and adjacent convex parts.
  • Convex and concave shapes are formed with a convex pitch P 1 of the portion 2 of 0.4 mm, an angle ⁇ of the convex portion 2 of 45 °, a width Wc of the vertical groove portion 5 of 2 mm, and a width pitch P 2 of the adjacent vertical groove portions 5 of 9 mm.
  • the parameter A (h ⁇ Wb) is derived as 0.009 mm 2 and the parameter B (Wc / P 2 ) as 0.2222.
  • the shape parameter “h ⁇ Wb ⁇ [Wc / P 2 ] ” is derived as 0.002 mm 2 .
  • the inventors of the present invention are concerned with the unevenness formed on the surface 1a of the base plate material.
  • the shape parameter defined by height h (mm) ⁇ width Wb (mm) of recess 3 ⁇ [width Wc (mm) of groove 5 / width pitch P 2 (mm)] ” is 0.0025 mm 2 or more. It was found that is necessary.
  • the condensed liquid is accumulated by the fine concavo-convex shape formed by combining the V shape and the vertical groove formed on the surface. Emission can be promoted.
  • the film thickness of the condensed liquid can be reduced, and the contact area of the medium when the gas is condensed into the liquid can be increased. It can be formed so that the fine uneven shape of the material is not crushed.
  • the base plate material 1 according to the embodiment of the present invention is capable of manufacturing a heat exchange plate having a condensation heat transfer performance much superior to that of a conventional base plate material.
  • the material, plate thickness, external dimensions, surface 1 a of the base plate 1 The shape and size of the fine irregularities formed on the substrate are determined.
  • the shape of the unevenness is determined to be V-shaped, the size of the convex portion 22 in the V-shape, the size of the concave portion 3,
  • the pitch P 1 of the part 22, the dimension of the vertical groove part 5, and the pitch P 2 of the vertical groove part 5 are determined.
  • the height h is in the range of 0.02 mm to 0.1 mm
  • the width Wa is in the range of 0.08 mm to 1 mm
  • the angle ⁇ is 10 ° or more. And it shall be the range of 80 degrees or less.
  • the width Wb is set to a range of 0.1 mm or more and 1 mm or less.
  • a metal flat plate material for example, titanium material
  • the base plate material 1 is formed in a predetermined size.
  • the lubricating layer formed on the surface 1a of the base plate material is removed using a laser processing method, and the removed portion is pickled to form fine irregularities, thereby creating the base plate material 1 serving as a heat exchange plate.
  • the base plate 1 (having a very high heat transfer coefficient) can be manufactured.
  • the manufacturing method of this embodiment is suitable for manufacture of the base plate 1 which becomes a heat exchange plate using a flat plate made of titanium, it becomes a plate for heat exchange using a plate material made of aluminum alloy or a high ten plate.
  • the present invention can also be applied to the production of the original plate 1. That is, as long as the manufacturing method of the base plate material 1 used as the heat exchange plate of the present embodiment is made of metal, any plate material may be used.
  • the base plate material used as the heat exchange plate in the embodiment is composed of a metal flat plate having fine irregularities formed on the surface, and heat exchange is performed after the flat plate is subjected to press working as post-processing.
  • a plurality of protrusions formed at predetermined intervals, and each of the plurality of protrusions in a width direction of the original plate material.
  • a second strip disposed at an angle of ⁇ with respect to the width direction of the base plate material, and the convex portion is the first strip.
  • the strip and the second strip are formed in a V-shape.
  • a groove is formed on the top of the V-shape so as to be along the longitudinal direction of the original plate material.
  • the height of the convex portion is 0.02 mm or more and 0.1 mm or less
  • the width of the convex portion is 0.08 mm or more and 1 mm or less
  • the value of ⁇ is 10 ° or more and 80 ° or less
  • the width of the recesses between the projections is 0.1 mm or more and 1 mm or less
  • the pitch P 1 between adjacent projections is 0.2 mm or more and 2 mm or less.
  • the width of the groove is 0.5 mm or more and 500 mm or less.
  • the are grooves forming a plurality of the width pitch P 2 between grooves adjacent it may have been and is a 1000mm or less 5mm or more.
  • the shape parameter defined by the height of the convex portion (mm) ⁇ the width of the concave portion between the convex portions (mm) ⁇ [width of groove portion (mm) / width pitch P 2 (mm)] is 0.0025 mm.
  • the unevenness on the surface of the base plate material is preferably set so as to be 2 or more.
  • the manufacturing method of the base plate material used as the heat exchange plate in the present invention is composed of a metal flat plate with fine irregularities formed on the surface, and after the flat plate is subjected to press working as post-processing.
  • the first protrusions are disposed on the plurality of convex portions with an angle of + ⁇ with respect to the width direction of the base plate material, and are disposed with an angle of ⁇ with respect to the width direction of the base plate material.
  • the plurality of convex portions are formed such that the second strip portion is included and a V shape is formed by the first strip portion and the second strip portion.
  • a groove is formed on the top of the V shape so as to be along the longitudinal direction of the base plate.
  • the height of the convex portion is 0.02 mm or more and 0.1 mm or less
  • the width of the convex portion is 0.08 mm or more and 1 mm or less
  • the ⁇ is 10 ° or more and 80 ° or less.
  • the width of the concave portion between the convex portions is preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less
  • the pitch P 1 between adjacent convex portions is preferably 0.2 mm or more and 2 mm or less.
  • the width of the groove is 0.5 mm or more and 500 mm or less.
  • the width pitch P 2 between the grooves adjacent may and to 1000mm or less 5mm or more.
  • the shape parameter defined by the height of the convex portion (mm) ⁇ the width of the concave portion between the convex portions (mm) ⁇ [width of groove portion (mm) / width pitch P 2 (mm)] is 0.0025 mm.
  • the unevenness on the surface of the base plate material may be designed so as to be 2 or more.
  • the liquid film generated when the heat exchanger is operated is efficiently discharged, and the thickness of the liquid film Can be formed so that the heat transfer performance can be improved without crushing the unevenness.

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Abstract

　熱交換器を動作させた際に生成される液膜を効率よく排出させると共に、その液膜の厚さが薄くなるようにする凹凸を形成し、その凹凸が潰れることなく、伝熱性能を向上させた熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法を提供することを目的とする。　熱交換用プレートとなる元板材（１）は、表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材（１）であって、凹凸には、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部（２）が含まれており、複数の凸部（２）には、元板材（１）の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部（２ａ）と、元板材（１）の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部（２ｂ）とが含まれ、凸部（２）が第１条部（２ａ）と第２条部（２ｂ）とによってＶ字形状に形成されている。

Description

熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法
　本発明は、熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法に関する。
　熱交換器等に組み込まれる熱交換用プレートは高い伝熱性を有していることが望まれている。伝熱性を向上させるためには、プレートの表面にミクロンオーダの微細な凹凸を形成し表面積を拡大することがよい。ミクロンオーダの微細な凹凸をプレートの表面に転写する方法として、例えば、特許文献１や特許文献２に示すような技術が開発されている。
　特許文献１に開示された金属板表面への転写方法は、移送ロールの回転によって移送される金属シートに対して、転写ロールの外周面に転写された凹凸状の転写部を押圧する方法である。この方法では、金属シートの表面に、転写ロールの転写部と略同じ凹凸の形状の被転写部が形成される。
　また、特許文献２に開示された熱交換用プレートの元板材は、表面に微細な凹凸が形成されたチタン製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材である。この元板材では、凸部の高さ（μｍ）×［凹部の幅（μｍ）／隣り合う凸部のピッチ（μｍ）／凸部の角度（ｄｅｇ）］で定義される形状パラメータが０．９４以下となるように、前記元板材の表面の凹凸が設定されている。
　特許文献１に開示された技術は、熱交換用プレートにおいて、平板材の表面にミクロンオーダの微細な凹凸を形成し、表面積を拡大することで伝熱性を向上させているものである。しかしながら、多くの場合、表面に微細な凹凸が形成された元板材（平板材）は、そのままの形で（すなわち、凹凸が残存する状況で）熱交換用プレートとなることは少ない。
　通常、熱交換用プレートの表面には、プレス加工にて高さ数ｍｍ～数ｃｍの凸部（例えば「ヘリンボーン」と言われる山形形状の凸部）が複数形成される。このため、特許文献１に開示された技術では、プレス加工において、元板材の表面に形成された微細な凹凸が潰れてしまうことがある。それ故、元板材のプレス成形性の向上が望まれている。
　そこで、上記した元板材のプレス成形性の課題を解消する技術が、特許文献２に開示されている。
　特許文献２に開示された技術では、熱交換用プレートの表面に形成される凹凸の形状パラメータを規定することにより、元板材のプレス成形性が高められている。また、元板材に形成された凸部は、熱交換器内へ組み込まれた際の乱流、強制対流を促進させて凝縮伝熱を向上させるようになっている。
　熱交換プレートにて実現される凝縮伝熱は、生成液体の排出によって大きく影響する。ところが、特許文献２の技術を用いて形成された元板材の凹凸形状（凸部形状）では、表面張力により生成液体が濡れ広がるので、生成液体を排出する効果が想定よりも低くなる（生成液体の排出量が少なくなる）場合がある。つまり、特許文献２の技術を用いて形成された元板材による熱交換用プレートは、凝縮伝熱プロセスでの伝熱性を向上させにくいものとなっている。
　また、特許文献２の技術で形成される凹凸形状は、高さが低く、且つ分断された形状（凸部が連続した形状とはなっていないこと）により、熱交換用プレートにおける乱流促進効果が想定よりも低くなる場合がある。また、特許文献２の凹凸形状は、凝縮過程において生成される液膜により、気体が液体に凝縮される際の媒体の接触面積が少なくなっており、凝縮伝熱を促進させる効果が想定よりも低くなる場合がある。
　つまり、熱交換器を動作させた際に生成される液膜が、その熱交換器に組み込まれた熱交換用プレートの伝熱性能を低下させるので、熱交換用プレートとなる元板材を製造するに際しては、生成される液膜を効率よく排出させると共に、その液膜が薄くなるように考慮して設計することが必要である。
特開２００６－２３９７４４号公報 特開２０１３－７６５５１号公報
　本発明の目的は、熱交換器を動作させた際に生成される液膜を効率よく排出させると共に、その液膜の厚さが薄くなるようにする凹凸を形成し、その凹凸が潰れることなく、伝熱性能を向上させた熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法を提供するである。
　本発明における熱交換用プレートとなる元板材は、表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材であって、前記凹凸には、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部が含まれており、前記複数の凸部には、前記元板材の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部と、前記元板材の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部とが含まれ、前記凸部が前記第１条部と前記第２条部とによってＶ字形状に形成されていることを特徴とする。
　本発明における熱交換用プレートとなる元板材の製造方法は、表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材の製造方法であって、前記凹凸に、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部が含まれるように、前記表面に前記凹凸を形成し、前記凹凸の形成に際し、前記複数の凸部に、前記元板材の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部と、前記元板材の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部とが含まれ且つ前記第１条部と前記第２条部とによってＶ字形状が形成されるように、前記複数の凸部を形成することを特徴とする。
本発明の実施形態に係る熱交換用プレートとなる元板材に形成される凹凸形状を模式的に示した図である。 本発明の実施形態に係る元板材に形成された凸部の形状を示した平面図（図１のＡの拡大図）である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。 本発明の実施形態に係る元板材に形成された凹凸形状の寸法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る元板材に形成された凸部の形状の寸法を説明するための断面図であり、図４のＢ部における拡大断面図である。 形状パラメータを導き出すために行った実験データを示した図である。 凝縮伝熱性能試験の結果を示した図である。 元板材に形成される凸部の形状パラメータと、凝縮伝熱性向上率との関係を示した図である。
　以下、本発明の実施形態に係る熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法を、図面に基づき詳しく説明する。
　本発明の実施形態に係る熱交換用プレートとなる元板材１は、表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材（例えば、チタン材）で構成される。この元板材１は、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレート（ＰＨＥプレート）となるものである。この熱交換用プレートは、凝縮伝熱プロセスにおける高い伝熱性能を備えていて、熱交換器等に組み込まれる。すなわち、元板材１をプレス加工することにより、熱交換用プレートの表面には、前記凹凸に加えて、例えば、一般にヘリンボーンと称されるギザギザ形状の凸部が複数形成されることになる。
　図１は、本発明の実施形態に係る熱交換用プレートになる前の元板材１に形成される凹凸形状を模式的に示した図である。なお、図１において、紙面の上下方向を元板材１の長手方向乃至は縦方向とし、紙面の左右方向を元板材１の幅方向とする。
　図２は、元板材１に形成された凸部２の形状を示した平面図（図１のＡ部の拡大図）である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。
　図１に示すように、本発明の実施形態に係る熱交換用プレートになる前の元板材の表面１ａには、凹凸が形成されている。この凹凸は、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部２を有する。当該複数の凸部２間は凹部３となっている。凸部２には第１条部２ａと第２条部２ｂとが含まれている。第１条部２ａは、元板材１の幅方向に対して＋θの角度をもって配設されている。つまり、第１条部２ａは元板材１の幅方向に対して＋θの方向に直線状に延びる形状となっている。第２条部２ｂは、前記元板材１の幅方向に対して－θの角度をもって配設されている。つまり、第２条部２ｂは元板材１の幅方向に対して－θの方向に直線状に延びる形状となっている。凸部２は、第１条部２ａと第２条部２ｂとによってＶ字形状に形成されている。
　詳しくは、第１条部２ａと、第２条部２ｂとが、元板材１の幅方向に交互に配設されている。第１条部２ａの一方端からの延長線と第２条部２ｂの一方端からの延長線とが交差するように形成されている。また、第１条部２ａの他方端からの延長線と第２条部２ｂの他方端からの延長線とが交差するように形成されている。
　すなわち、凸部２は、第１条部２ａとその第１条部２ａに隣り合う第２条部２ｂが、平面視で、Ｖ字形状に形成されるものであり、第１条部２ａの端部と第２条部２ｂの端部とが交差する箇所に、頂部４が形成される。ただし、本実施形態では、後述するように、頂部４において、溝部５が形成されているため、第１条部２ａと第２条部２ｂとは互いに離間している。なお、溝部５が省略されていてもよい。この場合、第１条部２ａと第２条部２ｂとが互いに連続して、凸部２が、複数のＶ字が繰り返す形状に形成されることとなる。
　元板材１の長手方向には、複数の第１条部２ａが等間隔に配設されるとともに、複数の第２条部２ｂが等間隔に配設されている。
　ここで、本実施形態でのＶ字形状とは、平面視で、のこぎりの刃先のような形状、異なる方向を向く条部が交互に連続的に配設されている形状のことをいう。具体的には、元板材１において、真っ直ぐに延びる第１条部２ａは幅方向に対して＋θの角度だけ傾斜して配置されていて、真っ直ぐに延びる第２条部２ｂは幅方向に対して－θの角度だけ傾斜して配置されている。つまり、元板材１の幅方向において、左下がりの第１条部２ａと、第１条部２ａに隣り合う右下がりの第２条部２ｂとが交互に配置されている。そして、第１条部２ａが第２条部２ｂを介して別の第１条部２ａに接続され、第２条部２ｂが第１条部２ａを介して別の第２条部２ｂに接続されている。
　このＶ字形状の凸部２は、平面視で、元板材１の長手方向に、所定の間隔を空けて複数、並ぶように形成されている。
　図３に示すように、Ｖ字形状の凸部２は、元板材１の厚み方向に起立した複数の側壁と、側壁のそれぞれの上端（上縁）を結ぶ上壁とから構成されている。なお、本実施形態の凸部２は、断面視で、略矩形状として説明しているが、元板材１の表面１ａに形成される凸部２は、略矩形状のほか、略台形状であったり、略山形状であってもよい。すなわち、後述する凸部２の寸法を満たすものであれば、いかなる断面形状であってもよい。
　加えて、本発明の実施形態に係る熱交換用プレートに用いられる元板材１には、溝部５が形成されている。この溝部５は、凸部２を構成する第１条部２ａと第２条部２ｂとが交差する頂部４に、元板材１の長手方向に沿うように形成されている。
　図２に示すように、元板材に形成される溝部５（縦溝部）は、元板材１の縦方向に複数配置された頂部４を一直線状に貫くように形成されている。すなわち、凸部２では、第１条部２ａと第２条部２ｂとのなす頂部４が切除されて溝部５が形成されている。このため、凸部２を挟むように位置する２つの凹部３同士が、溝部５を通して互いに連通している。この縦溝部５は、Ｖ字形状の凸部２と隣接する凸部２との間に形成される凹部３（横溝部）の幅よりも広い幅とされている。なお、図１及び図２では、便宜上、縦溝部５の幅が凹部３の幅よりも狭く描かれている。
　まとめると、本発明の実施形態に係る熱交換用プレートとなる元板材１の表面形状は、自動車などに使用されるタイヤの接地面に刻まれる排水溝（トレッドパターン）のような形状をしていて、元板材１の長手方向に形成される縦溝部５に対して、横溝部（凹部）３が幅方向に開くように形成されている。
　元板材１がこのような凹凸形状を表面１ａに有することにより、熱交換用プレートとして用いられた場合に、熱交換器内で生成された凝縮液体の流れを整え、且つ、縦溝部５を使って迅速に元板材１（熱交換用プレート）の縦方向に排出することができ、乱流及び強制対流を促進させて凝縮伝熱性を向上させることができる。
　次に、以上述べた本発明の実施形態に係る元板材１の表面の凹凸形状の寸法に関して、実験結果に基づいて詳細に説明する。
　図４は、元板材１に形成された凹凸形状の寸法を説明するための図である。図５は、元板材１に形成された凸部２の形状の寸法を説明するための図（図４のＢ部を拡大した図であって部分的に破断して断面を示す図）である。また、図６は、形状パラメータを導き出すために行った実験データを示した図である。図７は、凝縮伝熱性能試験の結果を示した図である。図８は、元板材１に形成される凸部２の形状パラメータと、凝縮伝熱性向上率との関係を示した図である。
　図４、図５に示すように、元板材１の表面の凹凸形状には、規定の寸法が設定されている。
　具体的には、凸部２に関し、凸部２の高さｈは０．０２ｍｍ以上で且つ０．１ｍｍ以下とされ、凸部２の幅Ｗａは０．０８ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とされている。また、元板材１の幅方向に対して凸部２のなす角度θは、１０°以上で且つ８０°以下とされている。また、凹部３に関し、凹部３の幅Ｗｂは０．１ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とされている。
　互いに隣接する凸部２間のピッチである凸ピッチＰ１は、０．２ｍｍ以上で且つ２ｍｍ以下とされている。すなわち、凸ピッチＰ１は、凸部２の幅Ｗａと凹部３の幅Ｗｂとを足し合わせたものともいえる（凸ピッチＰ１＝凸部２の幅Ｗａ＋凹部３の幅Ｗｂ）。
　また、縦溝部５に関し、縦溝部５の幅Ｗｃは０．５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下とされている。互いに隣接する縦溝部５間のピッチである幅ピッチＰ２は、５ｍｍ以上で且つ１０００ｍｍ以下とされている。
　そして、元板材１の凹凸に関し、『凸部２の高さｈ（ｍｍ）×凹部３の幅Ｗｂ（ｍｍ）×［縦溝部５の幅Ｗｃ（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］』で定義される形状パラメータが０．００２５ｍｍ２以上となるように、元板材の表面１ａの凹凸が形成される。
　次に、以上のような元板材１の凹凸形状の寸法に関して、その根拠となる事項を説明する。
　本願発明者らは、熱交換用プレートとなる元板材１を製造するにあたっては、凸部２の高さｈ、凸部２の幅Ｗａ、凸部２の角度θ、凹部３の幅Ｗｂ、隣り合う凸部２の凸ピッチＰ１、縦溝部５の幅Ｗｃ、及び、隣り合う縦溝部５の幅ピッチＰ２を最適なものとするため、凹凸形状の形状パラメータ『凸部２の高さｈ（ｍｍ）×凹部３の幅Ｗｂ（ｍｍ）×［縦溝部５の幅Ｗｃ（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］』について着目した。
　そして、本願発明者らは、これら凹凸形状を最適なものとするため、凹凸形状の寸法が異なった元板材１を複数作成し、それぞれの元板材１の凝縮伝熱性能向上率を調べた。
　図６に示すように、凹凸形状の寸法が異なった元板材１を１７枚作成した。図６中の番号０に示す元板材１は、凸部２の高さｈが０．０４ｍｍ、凸部２の幅Ｗａが０．１２５ｍｍ、凹部３の幅Ｗｂが０．６ｍｍ、隣り合う凸部２の凸ピッチＰ１が０．７２５ｍｍ、凸部２の角度θが４５°、縦溝部５の幅Ｗｃが４ｍｍ、隣り合う縦溝部５の幅ピッチＰ２が２０ｍｍの寸法で凹凸形状が形成されている。
　そして、これら凹凸形状の寸法から、パラメータＡ（ｈ×Ｗｂ）が０．０２４ｍｍ２、パラメータＢ（Ｗｃ／Ｐ２）が０．２と導出され、そのパラメータＡ、Ｂより、形状パラメータ『（Ａ×Ｂ）：ｈ×Ｗｂ×［Ｗｃ／Ｐ２］』が０．００４８ｍｍ２と導出される。
　図７に示すように、上記した凹凸形状を有する元板材１（番号０）は、熱交換器における熱通過係数Ｕが１０４４（Ｗ／ｍ２Ｋ）となった。元板材１（番号０）は、凝縮伝熱性能が従来の（表面が平滑な）元板材の熱通過係数Ｕ（９００（Ｗ／ｍ２Ｋ））よりも、１６％向上することがわかった（実施例）。
　図６中の番号１に示す元板材１は、凸部２の高さｈが０．０５ｍｍ、凸部２の幅Ｗａが０．１ｍｍ、凹部３の幅Ｗｂが０．４ｍｍ、隣り合う凸部２の凸ピッチＰ１が０．５ｍｍ、凸部２の角度θが４５°、縦溝部５の幅Ｗｃが４ｍｍ、隣り合う縦溝部５の幅ピッチＰ２が１３．５ｍｍの寸法で凹凸形状が形成されている。
　そして、これら凹凸形状の寸法から、パラメータＡ（ｈ×Ｗｂ）が０．０２ｍｍ２、パラメータＢ（Ｗｃ／Ｐ２）が０．２９６３と導出され、そのパラメータＡ、Ｂより、形状パラメータ『ｈ×Ｗｂ×［Ｗｃ／Ｐ２］』が０．００５９ｍｍ２と導出される。
　上記した凹凸形状を有する元板材１（番号１）は、従来の元板材よりも、凝縮伝熱性能が２０．６％向上することがわかった（実施例）。
　図６中の番号２に示す元板材１は、凸部２の高さｈが０．０４ｍｍ、凸部２の幅Ｗａが０．１ｍｍ、凹部３の幅Ｗｂが０．４ｍｍ、隣り合う凸部２の凸ピッチＰ１が０．５ｍｍ、凸部２の角度θが４５°、縦溝部５の幅Ｗｃが４ｍｍ、隣り合う縦溝部５の幅ピッチＰ２が１３．５ｍｍの寸法で凹凸形状が形成されている。
　そして、これら凹凸形状の寸法から、パラメータＡ（ｈ×Ｗｂ）が０．０１６ｍｍ２、パラメータＢ（Ｗｃ／Ｐ２）が０．２９６３と導出され、そのパラメータＡ、Ｂより、形状パラメータ『ｈ×Ｗｂ×［Ｗｃ／Ｐ２］』が０．００４７ｍｍ２と導出される。
　上記した凹凸形状を有する元板材１（番号２）は、従来の元板材よりも、凝縮伝熱性能が１０％向上することがわかった（実施例）。
　図６中の番号３～番号１３に示す元板材１も、番号０～番号２に示す元板材１と同様に、従来の元板材よりも凝縮伝熱性能が５％以上、向上することがわかった（実施例）。
　一方、図６中の番号１４に示す元板材は、凸部２の高さｈが０．０３ｍｍ、凸部２の幅Ｗａが０．１ｍｍ、凹部３の幅Ｗｂが０．３ｍｍ、隣り合う凸部２の凸ピッチＰ１が０．４ｍｍ、凸部２の角度θが４５°、縦溝部５の幅Ｗｃが２ｍｍ、隣り合う縦溝部５の幅ピッチＰ２が９ｍｍの寸法で凹凸形状が形成されている。
　そして、これら凹凸形状の寸法から、パラメータＡ（ｈ×Ｗｂ）が０．００９ｍｍ２、パラメータＢ（Ｗｃ／Ｐ２）が０．２２２２と導出され、そのパラメータＡ、Ｂより、形状パラメータ『ｈ×Ｗｂ×［Ｗｃ／Ｐ２］』が０．００２ｍｍ２と導出される。
　上記した凹凸形状を有する元板材（番号１４）は、従来の元板材より、凝縮伝熱性能が３．４％しか向上しないことがわかった（比較例）。
　図６中の番号１５、番号１６に示す元板材は、番号１４に示す元板材と同様に、従来の元板材より凝縮伝熱性能がほとんど向上しないことがわかった（比較例）。
　図８に示すように、本願発明者らは、元板材１の凝縮伝熱性能を、従来より５％向上させるためには、元板材の表面１ａに形成される凹凸に関し、『凸部２の高さｈ（ｍｍ）×凹部３の幅Ｗｂ（ｍｍ）×［溝部５の幅Ｗｃ（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］』で定義される形状パラメータが０．００２５ｍｍ２以上となることが必要であることを知見した。
　以上述べたように、本発明の実施形態に係る熱交換用プレートとなる元板材１よれば、表面に形成されたＶ字と縦溝が組み合わされた微細な凹凸形状により、凝縮液体を集積し排出を促進させることができる。
　また、凸部２の寸法を規定することにより、凝縮液体の膜厚を薄くして、気体が液体に凝縮される際の媒体の接触面積を多くすることができると共に、プレス加工する際に表面の微細な凹凸形状が潰れないように形成することができる。
　すなわち、本発明の実施形態に係る元板材１は、従来の元板材よりも非常に優れた凝縮伝熱性能を有する熱交換用プレートを製造することができるものである。
　次に、上記した熱交換用プレートとなる元板材１の製造方法について述べる。
　元板材１を製造するに際しては、まず最終製品である熱交換用プレートにて所望される寸法、板厚などを考慮して、元板材１の材質、板厚、外寸法、元板材の表面１ａに形成される微細な凹凸の形状及びその寸法を決定する。
　元板材の表面１ａに形成する微細な凹凸の形状及びその寸法を決定するにあたっては、凹凸の形状をＶ字形状に決定し、そのＶ字形状における凸部２２の寸法、凹部３の寸法、凸部２２のピッチＰ１、縦溝部５の寸法、縦溝部５のピッチＰ２を決定する。
　詳しくは、凸部２の寸法に関し、高さｈを０．０２ｍｍ以上で且つ０．１ｍｍ以下の範囲とし、幅Ｗａを０．０８ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下の範囲とし、角度θを１０°以上で且つ８０°以下の範囲とする。凹部３の寸法に関し、幅Ｗｂを０．１ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下の範囲とする。凸部２と当該凸部２に隣接する別の凸部２とのピッチＰ１を、０．２ｍｍ以上で且つ２ｍｍ以下の範囲とする。
　また、溝部５の寸法に関し、幅Ｗｃを０．５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下の範囲とし、溝部５と当該溝部５に隣接する別の溝部５との幅ピッチＰ２を、５ｍｍ以上で且つ１０００ｍｍ以下とする。
　そして、『凸部２の高さｈ（ｍｍ）×凹部３の幅Ｗｂ（ｍｍ）×［溝部５の幅Ｗｃ（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］』で定義される形状パラメータより導出される値が０．００２５ｍｍ２以上となるように、凹凸の寸法を決定する。
　その決定した項目を基に、元板材１となる金属製の平板材（例えば、チタン材）を用意し、その元板材１を所定の大きさに形成する。そして、元板材の表面１ａに形成された潤滑層をレーザ加工方法を用いて取り除き、取り除いた部分を酸洗いすることによって微細な凹凸を形成し、熱交換用プレートとなる元板材１を作成する。
　凹凸を形成するに際して本実施形態の製造方法を用いることにより、表面にＶ字と縦溝が組み合わされた微細な凹凸形状（ミクロ的な凹凸）を形成することができ、伝熱性が非常によい（熱伝達率が非常に高い）元板材１を製造することができる。
　なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
　本実施形態の製造方法は、チタン製の平板材を用いた熱交換用プレートとなる元板材１の製造に好適であるが、アルミ合金製の板材やハイテン板材を用いた熱交換用プレートとなる元板材１の製造にも適用可能である。つまり、本実施形態の熱交換用プレートとなる元板材１の製造方法は、金属製であるならば、いかなる材料の板材を用いてもよい。
　特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
　ここで、前記実施形態について概説する。
　前記実施形態における熱交換用プレートとなる元板材は、表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材であって、前記凹凸には、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部が含まれており、前記複数の凸部にはそれぞれ、前記元板材の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部と、前記元板材の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部とが含まれ、前記凸部が前記第１条部と前記第２条部とによってＶ字形状に形成されていることを特徴とする。
　好ましくは、前記Ｖ字形状の頂部には、前記元板材の長手方向に沿うように溝部が形成されているとよい。
　好ましくは、前記凸部の高さは０．０２ｍｍ以上で且つ０．１ｍｍ以下とされ、前記凸部の幅は０．０８ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とされ、前記θの値は１０°以上で且つ８０°以下とされ、前記凸部間の凹部の幅は０．１ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とされ、隣接する凸部間のピッチＰ１は、０．２ｍｍ以上で且つ２ｍｍ以下とされているとよい。
　好ましくは、前記溝部の幅は、０．５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下とされているとよい。
　好ましくは、前記溝部が複数形成されており、隣接する溝部間の幅ピッチＰ２は、５ｍｍ以上で且つ１０００ｍｍ以下とされているとよい。
　好ましくは、前記凸部の高さ（ｍｍ）×凸部間の凹部の幅（ｍｍ）×［溝部の幅（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］で定義される形状パラメータが０．００２５ｍｍ２以上となるように、前記元板材の表面の前記凹凸が設定されているとよい。
　本発明における熱交換用プレートとなる元板材の製造方法は、表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材の製造方法であって、前記凹凸に、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部が含まれるように、前記表面に前記凹凸を形成し、前記凹凸の形成に際し、前記複数の凸部に、前記元板材の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部と、前記元板材の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部が含まれ且つ前記第１条部と前記第２条部とによってＶ字形状が形成されるように、前記複数の凸部を形成することを特徴とする。
　好ましくは、前記Ｖ字形状の頂部に、前記元板材の長手方向に沿うように溝部を形成するとよい。
　好ましくは、前記凸部の高さを０．０２ｍｍ以上で且つ０．１ｍｍ以下とし、前記凸部の幅を０．０８ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とし、前記θを１０°以上で且つ８０°以下とし、前記凸部間の凹部の幅を０．１ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とし、隣接する凸部間のピッチＰ１を、０．２ｍｍ以上で且つ２ｍｍ以下とするとよい。
　好ましくは、前記溝部の幅を０．５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下とするとよい。
　好ましくは、前記溝部を複数形成するに際しては、隣接する溝部間の幅ピッチＰ２を、５ｍｍ以上で且つ１０００ｍｍ以下とするとよい。
　好ましくは、前記凸部の高さ（ｍｍ）×凸部間の凹部の幅（ｍｍ）×［溝部の幅（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］で定義される形状パラメータが０．００２５ｍｍ２以上となるように、前記元板材の表面の前記凹凸を設計するとよい。
　前記実施形態の熱交換用プレートとなる元板材、及びその元板材の製造方法よれば、熱交換器を動作させた際に生成される液膜を効率よく排出させると共に、その液膜の厚さが薄くなるようにする凹凸を形成することができ、その凹凸が潰れることなく、伝熱性能を向上させることができる。

Claims (12)

  1. 　表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材であって、
    　前記凹凸には、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部が含まれており、
    　前記複数の凸部には、前記元板材の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部と、前記元板材の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部とが含まれ、前記凸部が前記第１条部と前記第２条部とによってＶ字形状に形成されている
    ことを特徴とする熱交換用プレートとなる元板材。
  2. 　前記Ｖ字形状の頂部には、前記元板材の長手方向に沿うように溝部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換用プレートとなる元板材。
  3. 　前記凸部の高さは０．０２ｍｍ以上で且つ０．１ｍｍ以下とされ、
    　前記凸部の幅は０．０８ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とされ、
    　前記θの値は１０°以上で且つ８０°以下とされ、
    　前記凸部間の凹部の幅は０．１ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とされ、
    　隣接する凸部間のピッチＰ１は、０．２ｍｍ以上で且つ２ｍｍ以下とされている
    ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換用プレートとなる元板材。
  4. 　前記溝部の幅は、０．５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換用プレートとなる元板材。
  5. 　前記溝部が複数形成されており、
    　隣接する溝部間の幅ピッチＰ２は、５ｍｍ以上で且つ１０００ｍｍ以下とされている
    ことを特徴とする請求項２又は４に記載の熱交換用プレートとなる元板材。
  6. 　前記凸部の高さ（ｍｍ）×凸部間の凹部の幅（ｍｍ）×［溝部の幅（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］で定義される形状パラメータが０．００２５ｍｍ２以上となるように、前記元板材の表面の前記凹凸が設定されている
    ことを特徴とする請求項５に記載の熱交換用プレートとなる元板材。
  7. 　表面に微細な凹凸が形成された金属製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材の製造方法であって、
    　前記凹凸に、所定の間隔を空けて形成される複数の凸部が含まれるように、前記表面に前記凹凸を形成し、
    　前記凹凸の形成に際し、前記複数の凸部に、前記元板材の幅方向に対して＋θの角度をもって配設される第１条部と、前記元板材の幅方向に対して－θの角度をもって配設される第２条部とが含まれ且つ前記第１条部と前記第２条部とによってＶ字形状が形成されるように、前記複数の凸部を形成する
    ことを特徴とする熱交換用プレートとなる元板材の製造方法。
  8. 　前記Ｖ字形状の頂部に、前記元板材の長手方向に沿うように溝部を形成する
    ことを特徴とする請求項７に記載の熱交換用プレートとなる元板材の製造方法。
  9. 　前記凸部の高さを０．０２ｍｍ以上で且つ０．１ｍｍ以下とし、
    　前記凸部の幅を０．０８ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とし、
    　前記θを１０°以上で且つ８０°以下とし、
    　前記凸部間の凹部の幅を０．１ｍｍ以上で且つ１ｍｍ以下とし、
    　隣接する凸部間のピッチＰ１を、０．２ｍｍ以上で且つ２ｍｍ以下とする
    ことを特徴とする請求項７に記載の熱交換用プレートとなる元板材の製造方法。
  10. 　前記溝部の幅を０．５ｍｍ以上で且つ５００ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項８に記載の熱交換用プレートとなる元板材の製造方法。
  11. 　前記溝部を複数形成するに際しては、隣接する溝部間の幅ピッチＰ２を、５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下とする
    ことを特徴とする請求項８又は１０に記載の熱交換用プレートとなる元板材の製造方法。
  12. 　前記凸部の高さ（ｍｍ）×凸部間の凹部の幅（ｍｍ）×［溝部の幅（ｍｍ）／幅ピッチＰ２（ｍｍ）］で定義される形状パラメータが０．００２５ｍｍ２以上となるように、前記元板材の表面の前記凹凸を設計する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の熱交換用プレートとなる元板材の製造方法。
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