JP6384723B2 - Manufacturing method of fin-and-tube heat exchanger - Google Patents
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Description
この発明は、フィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法に関するもので、更に詳細には、アルミニウム製の板状フィンとアルミニウム製の冷媒管とを接着剤を介して接合してなるフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法に関するものである。ここで、アルミニウムとはアルミニウム合金を含む意味である。 This invention relates to a process for the preparation of a fin-and-tube heat exchanger, more particularly, fin comprising an aluminum-made plate-like fins and aluminum of the refrigerant pipe by joining with an adhesive to a method of manufacturing and-tube heat exchanger. Here, aluminum is meant to include an aluminum alloy.
従来、特にルームエアコン分野においては、伝熱管(冷媒管)に板状フィンを組み付けた構造のフィン・アンド・チューブ型熱交換器が一般的に用いられている。 Conventionally, in the room air conditioner field in particular, a fin-and-tube heat exchanger having a structure in which a plate-like fin is assembled to a heat transfer tube (refrigerant tube) is generally used.
従来のこの種のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として、アルミニウム製のフィンに設けられた円形又は扁平形状の組付け孔に、円形又は扁平形状の冷媒管を組み付けて接着性樹脂からなる接着剤にて固着するものが知られている。 As a conventional fin-and-tube heat exchanger of this type, an adhesive resin made by attaching a circular or flat refrigerant tube to a circular or flat assembly hole provided in an aluminum fin. What is fixed with an agent is known.
しかし、接着剤の伝熱性能は金属に比べると1/100〜1/1000程度とかなり低い。伝熱性能を補うために、従来では、フィンに設けられた円形の孔に、接着性樹脂を塗布した丸形冷媒管を挿通させ、拡管にて組み付け、接着剤で固着するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1において、更に伝熱性能を補うために、冷媒管の管内面に多数の溝を形成したものが使用される。
However, the heat transfer performance of the adhesive is considerably low, about 1/100 to 1/1000 compared to metal. In order to supplement the heat transfer performance, conventionally, it is known that a circular refrigerant pipe coated with an adhesive resin is inserted into a circular hole provided in the fin, assembled by expansion, and fixed with an adhesive. (For example, refer to Patent Document 1). In
また、アルミニウム製の扁平多穴管(扁平状冷媒管)の表面及び/又はアルミニウム製のフィンに設けられた組付け孔内面に、熱伝導性フィラー例えばシリカ,アルミナあるいはカーボン等の粉末を含有する接着性樹脂からなる塗布層を形成し、扁平状冷媒管とフィン内面との間の隙間を接着性樹脂で充填して接合するものが知られている(例えば、特許文献2)。 Further, the surface of the flat aluminum multi-hole tube (flat refrigerant tube) and / or the inner surface of the assembly hole provided in the fin made of aluminum contains a heat conductive filler such as silica, alumina or carbon powder. There is known a technique in which a coating layer made of an adhesive resin is formed, and a gap between the flat refrigerant pipe and the fin inner surface is filled with the adhesive resin and joined (for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載のものにおいては、フィンと冷媒管を拡管にて組み付けるため、拡管のための設備や装置が必要となる上、製造工程が増える懸念がある。また、伝熱性を補うために、管内面に多数の溝が形成されているアルミニウム製の冷媒管の場合は、拡管することで溝を形成する凸条部が潰れてしまい、伝熱性能が低下する懸念がある。
However, in the thing of
一方、特許文献2に記載のものにおいては、接着剤に添加する熱伝導性フィラーの含有量を増やすことにより、伝熱性能を高めることができる。しかし、熱伝導性フィラーの含有量を多くすると、溶融した接着性樹脂の流動性が損なわれてフィンと伝熱管との間に生じている隙間に充填させることが不十分となり、伝熱性能が低下すると共に、接着強度が低下する懸念がある。また、伝熱管の全周に渡って塗布される接着剤(接着性樹脂)中に熱伝導性フィラーを均一に混入させることが難しいため、伝熱管とフィンとの間で均一な熱伝導が行われず、結果的に伝熱性能が低下する懸念がある。
On the other hand, in the thing of
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、拡管を不要にして容易に作製できると共に、伝熱性能の向上が図れるフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fin-and-tube heat exchanger that can be easily manufactured without the need for pipe expansion and can improve heat transfer performance. And
上記課題を達成するために、この発明のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法は、アルミニウム製の複数の板状フィンと、各板状フィンに設けられた挿通孔に挿通されるアルミニウム製の冷媒管と、を具備し、上記冷媒管は、複数に区画された冷媒流路を有する扁平多孔状に形成されると共に、風上側に位置する幅方向の前縁部から風下側に位置する幅方向の後縁部に向かって狭小テーパ状に形成され、上記挿通孔は、上記冷媒管の前縁部との間に隙間を有する前縁側開口部と、上記冷媒管の後縁部に接触する後縁側開口部と、上記前縁側開口部と上記後縁側開口部を結ぶテーパ部とからなり、上記冷媒管と上記板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と上記板状フィンが上記接着剤を介在して接合する部分と、を具備し、上記冷媒管の外周面積の5%〜75%が上記板状フィンと直接接触する部分を有すると共に、上記接着剤と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有しているフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、上記冷媒管の表面の一方の上記テーパ部を含む一部に熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を塗布した後、上記接着剤を乾燥させる工程と、上記板状フィンに設けられた挿通孔の前縁側開口部に接するように上記冷媒管を挿通した後、又は挿通と同時に、冷媒管を上記後縁側開口部に接するように押圧して、上記冷媒管の他方の上記テーパ部と板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と板状フィンが上記接着剤を介在する接合部分と、を具備した状態で組み付ける工程と、上記板状フィンと冷媒管の組付け体を、上記接着剤が溶融する温度に加熱して、上記板状フィンの挿通孔内面と上記冷媒管表面の上記接合部に接着剤を充填させる工程と、上記組付け体を冷却して、上記接着剤を固化させることにより、上記板状フィンと上記冷媒管の上記接合部分を接合する工程と、を備える、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a fin-and-tube heat exchanger according to the present invention includes a plurality of aluminum plate-like fins and aluminum inserted through insertion holes provided in each plate-like fin. The refrigerant pipe is formed in a flat porous shape having a plurality of refrigerant flow paths, and is located on the leeward side from the front edge in the width direction located on the windward side. The insertion hole is formed at the front edge side opening having a gap with the front edge of the refrigerant pipe and the rear edge of the refrigerant pipe. A rear edge side opening that contacts, a tapered portion that connects the front edge side opening and the rear edge side opening, a portion where the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact, the refrigerant pipe and the plate fin Comprises a part to be joined via the adhesive, 5% to 75% of the outer peripheral area of the refrigerant tube has a portion in direct contact with the plate fin, and the amount of the heat conductive filler when the total value of the adhesive and the heat conductive filler is 100%. Is a manufacturing method of a fin-and-tube heat exchanger containing 5% to 60%, and a thermoplastic resin is a main component in a part including one of the tapered portions on the surface of the refrigerant pipe After applying the adhesive, drying the adhesive, and after inserting the refrigerant pipe so as to contact the front edge side opening of the insertion hole provided in the plate-like fin, or simultaneously with the insertion, the refrigerant pipe A portion where the other tapered portion of the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact with each other, and a joint portion where the refrigerant pipe and the plate fin interpose the adhesive And a process of assembling in a state equipped with And heating the assembly of the plate-like fin and the refrigerant tube to a temperature at which the adhesive melts, and filling the adhesive into the inner surface of the insertion hole of the plate-like fin and the joint portion of the surface of the refrigerant tube. If, by cooling the assembly body, by solidifying the adhesive, and a step of bonding the bonding portion of the plate-like fin and the refrigerant tube, and wherein the (claim 1 ).
このように構成することにより、板状フィンに設けられた挿通孔への冷媒管の挿通を容易にし、フィンと冷媒管の接触による熱抵抗を減少させて、板状フィンに対する冷媒管の位置決めを容易にすることができる。また、熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を用いてアルミニウム製の板状フィンとアルミニウム製の扁平多孔状冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができる。 With this configuration, the refrigerant pipe can be easily inserted into the insertion hole provided in the plate-like fin, the thermal resistance due to the contact between the fin and the refrigerant pipe is reduced, and the refrigerant pipe is positioned with respect to the plate-like fin. Can be easily. Moreover, it is possible to join the plate fin made of aluminum and the flat porous refrigerant tube made of aluminum without performing expansion using an adhesive mainly composed of a thermoplastic resin.
この発明の別のフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法は、アルミニウム製の複数の板状フィンと、各板状フィンに設けられた挿通孔に挿通されるアルミニウム製の冷媒管と、を具備し、上記冷媒管は、複数に区画された冷媒流路を有する扁平多孔状に形成されると共に、風上側に位置する幅方向の前縁部から風下側に位置する幅方向の後縁部に向かって狭小テーパ状に形成され、上記挿通孔は、上記冷媒管の前縁部との間に隙間を有する前縁側開口部と、上記冷媒管の後縁部に接触する後縁側開口部と、上記前縁側開口部と上記後縁側開口部を結ぶテーパ部とからなり、上記冷媒管と上記板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と上記板状フィンが上記接着剤を介在して接合する部分と、を具備し、上記冷媒管の外周面積の5%〜75%が上記板状フィンと直接接触する部分を有すると共に、上記接着剤と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有しているフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、上記冷媒管の表面の一方の上記テーパ部を含む一部に2液反応型の接着剤を塗布する工程と、上記2液反応型の接着剤が固化する前に、上記板状フィンに設けられた挿通孔の前縁側開口部に接するように上記冷媒管を挿通した後、又は挿通と同時に、冷媒管を上記後縁側開口部に接するように押圧して、上記冷媒管の他方の上記テーパ部と板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と板状フィンが上記接着剤を介在する接合部分と、を具備した状態で組み付ける工程と、上記2液反応型の接着剤の固化により、上記板状フィンと上記冷媒管の上記接合部分を接合する工程と、を備える、ことを特徴とする(請求項2)。 Another fin-and-tube heat exchanger manufacturing method of the present invention includes a plurality of aluminum plate-like fins, an aluminum refrigerant tube inserted into an insertion hole provided in each plate-like fin, And the refrigerant pipe is formed in a flat porous shape having a plurality of refrigerant flow paths, and a widthwise rear edge located on the leeward side from a widthwise front edge located on the windward side. The insertion hole has a front edge side opening having a gap with the front edge of the refrigerant pipe, and a rear edge side opening in contact with the rear edge of the refrigerant pipe. And a taper portion connecting the leading edge side opening and the trailing edge side opening, the portion where the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact, and the refrigerant pipe and the plate fin intervene the adhesive. A portion to be joined, and an outer peripheral area of the refrigerant pipe % To 75% have a portion that is in direct contact with the plate fin, and the amount of heat conductive filler is 5% to 60% when the total value of the adhesive and the amount of heat conductive filler is 100%. A method of manufacturing a fin-and-tube heat exchanger, comprising: applying a two-component reactive adhesive to a part of the surface of the refrigerant tube including one of the tapered portions; Before the reactive adhesive solidifies, after the refrigerant pipe is inserted so as to contact the front edge side opening of the insertion hole provided in the plate-like fin, or simultaneously with the insertion, the refrigerant pipe is opened on the rear edge side. A portion where the other tapered portion of the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact with each other, and a joint portion where the refrigerant pipe and the plate fin interpose the adhesive. Assembling in a state and the above two-component reactive bonding The solidification, and a step of bonding the bonding portion of the plate-like fin and the refrigerant tube, and wherein the (claim 2).
このように構成することにより、板状フィンに設けられた挿通孔への冷媒管の挿通を容易にし、板状フィンと冷媒管の接触による熱抵抗を減少させて、板状フィンに対する冷媒管の位置決めを容易にすることができる。また、2液反応型の接着剤を用いてアルミニウム製の板状フィンとアルミニウム製の扁平多孔状冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができる。 With this configuration, the refrigerant pipe can be easily inserted into the insertion hole provided in the plate-like fin, the thermal resistance due to the contact between the plate-like fin and the refrigerant pipe can be reduced, and the refrigerant pipe with respect to the plate-like fin can be reduced. Positioning can be facilitated. Moreover, it is possible to join the plate fin made of aluminum and the flat porous refrigerant tube made of aluminum without expanding the pipe using a two-component reaction type adhesive.
この発明において、冷媒管と板状フィンが直接接触する部分が冷媒管の外周面積の5%〜75%とした理由は、冷媒管と板状フィンが直接接触する部分が冷媒管の外周面積の5%未満であると、伝熱性能の向上に寄与できず、また、冷媒管の外周面積の75%を超えると、接着剤の占める面積が少なくなり、接着強度が不十分となるからである。 In the present invention, the reason why the portion where the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact is 5% to 75% of the outer peripheral area of the refrigerant tube is that the portion where the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact is the outer peripheral area of the refrigerant pipe. If it is less than 5%, it cannot contribute to the improvement of the heat transfer performance, and if it exceeds 75% of the outer peripheral area of the refrigerant pipe, the area occupied by the adhesive is reduced and the adhesive strength becomes insufficient. .
このように構成することにより、冷媒管と板状フィンの接着強度を維持しつつ、冷媒管と板状フィンの直接接触する部分による伝熱性能を高めることができる。 By comprising in this way, the heat-transfer performance by the part which a refrigerant | coolant tube and a plate-shaped fin contact directly can be improved, maintaining the adhesive strength of a refrigerant | coolant tube and a plate-shaped fin.
また、この発明において、接着剤と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有する理由は、熱伝導性フィラーが5%未満であると、伝熱性能の向上に寄与できず、また、伝導性フィラーが60%を超えると、接着強度が不十分となるからである。 In the present invention, the reason why the heat conductive filler content is 5% to 60% when the total value of the adhesive and the heat conductive filler amount is 100% is that the heat conductive filler is less than 5%. This is because it cannot contribute to the improvement of the heat transfer performance, and if the conductive filler exceeds 60%, the adhesive strength becomes insufficient.
このように構成することにより、冷媒管と板状フィンとを接着剤を介して接合する部分の伝熱性能を高めることができる。 By comprising in this way, the heat transfer performance of the part which joins a refrigerant | coolant pipe | tube and a plate-shaped fin via an adhesive agent can be improved.
また、この発明において、上記冷媒管の表面に、該冷媒管の長手方向に沿う複数の上記接着剤塗布用の溝を設けるようにしてもよい(請求項3)。 Further, in the present invention, the surface of the refrigerant tube may be provided with a plurality of the adhesive groove for applying along the longitudinal direction of the refrigerant tube (Claim 3).
このように構成することにより、溝内に充填された接着剤によって板状フィンと冷媒管とが接着し、冷媒管の溝以外の表面が板状フィンの挿入孔内面に直接接触する。 By comprising in this way, a plate-shaped fin and a refrigerant | coolant pipe | tube adhere | attach with the adhesive agent filled in the groove | channel, and surfaces other than the groove | channel of a refrigerant | coolant pipe | tube contact the inner surface of the insertion hole of a plate-shaped fin directly.
また、この発明において、上記冷媒管の上記冷媒流路の内面に、熱伝導用の凹凸条を設ける方が好ましい(請求項4)。 Moreover, in this invention, it is preferable to provide a heat conducting irregularity on the inner surface of the refrigerant flow path of the refrigerant pipe (claim 4 ).
このように構成することにより、扁平多孔状の冷媒管は、該冷媒管内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有するので、アルミニウム製の冷媒管の管内熱伝達率を高めることができる。 By configuring in this way, the flat porous refrigerant tube has a plurality of heat conducting portions in contact with the refrigerant in the refrigerant tube, so that the heat transfer coefficient in the tube of the aluminum refrigerant tube can be increased .
(1)請求項1に記載の発明によれば、板状フィンに設けられた挿通孔への扁平多孔状の冷媒管の挿通を容易にし、板状フィンと扁平多孔状の冷媒管の接触による熱抵抗を減少させて、板状フィンに対する扁平多孔状の冷媒管の位置決めを容易にすることができる。また、熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を用いてアルミニウム製の板状フィンとアルミニウム製の扁平多孔状の冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができるので、熱伝達効率の高い熱交換器を容易に作製できる。
(1) According to the invention described in
(2)請求項2に記載の発明によれば、板状フィンに設けられた挿通孔への扁平多孔状の冷媒管の挿通を容易にし、板状フィンと扁平多孔状の冷媒管の接触による熱抵抗を減少させて、板状フィンに対する扁平多孔状の冷媒管の位置決めを容易にすることができる。また、2液反応型の接着剤を用いてアルミニウム製の板状フィンとアルミニウム製の扁平多孔状の冷媒管とを拡管を行うことなく接合することができるので、熱伝達効率の高い熱交換器を容易に作製できる。
(2) According to the invention described in
以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing.
<第1実施形態>
この発明に係るフィン・アンド・チューブ型熱交換器1(以下に熱交換器1という)は、図1ないし図3に示すように、それぞれアルミニウム(アルミニウム合金を含む)製部材からなる、互いに平行に配列された複数の板状フィン2(以下にフィン2という)と、各フィン2に設けられた挿通孔21に挿通されるアルミニウム製の円形状の冷媒管3とを、冷媒管3の表面の一部に塗布された接着性樹脂からなる接着剤4を介して接合してなる。
<First Embodiment>
As shown in FIGS. 1 to 3, the fin-and-tube heat exchanger 1 (hereinafter referred to as the heat exchanger 1) according to the present invention is made of aluminum (including aluminum alloy) members and is parallel to each other. A plurality of plate-like fins 2 (hereinafter referred to as “
この場合、図4に示すように、冷媒管3の表面の略半周に接着剤4が塗布された状態で、フィン2に設けられた挿通孔21内に挿通されることにより、冷媒管3とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3とフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7を具備した状態でフィン2と冷媒管3が接合される(図5参照)。
In this case, as shown in FIG. 4, the
上記冷媒管3とフィン2が直接接触する部分6は、冷媒管3の外周面積の5%〜75%の範囲とするのが好ましい。その理由は、冷媒管3とフィン2が直接接触する部分6が冷媒管3の外周面積の5%未満であると、伝熱性能の向上に寄与できず、また、冷媒管3の外周面積の75%を超えると、接着剤4の占める面積が少なくなり、接着強度が不十分となるからである。
The
また、フィン2には、鉛直方向に沿う2列に適宜等間隔の位置に設けられる円形状の挿通孔21が互いに千鳥状に設けられている。なお、各挿通孔21には同一方向に円筒状のカラー部22が設けられている。この場合、挿通孔21及びカラー部22の内径は冷媒管3の外径より僅かに大きく形成されている。
The
このように形成されるフィン2は、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされたプレコートフィンが好ましい。なお、伝熱を促進させるためにフィン2の板状基部2aにスリットあるいはルーバー(図示せず)を設けてもよい。
The
一方、冷媒管3は、断面円形の流路30を有するアルミニウム製押出形材にて形成されている。
On the other hand, the
なお、複数のフィン2の挿通孔21を挿通した冷媒管3の突出側端部同士はエルボ状の接続管5によって接続されている。
In addition, the protrusion side end parts of the
<第1実施形態の変形例>
上記第1実施形態では、冷媒管3が円形チューブにて形成される場合について説明したが、冷媒管3の形状はこれに限定されるものではなく、別の形状にしてもよい。
<Modification of First Embodiment>
Although the said 1st Embodiment demonstrated the case where the
例えば、図6Aに示すように、円筒状の管基部32の内周面に、熱伝導用の凹凸条34を設けた冷媒管3Aとしてもよい(第1変形例)。このように構成することにより、冷媒管3Aは、該冷媒管3A内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有するので、管内熱伝達率を高めることができ、同径の丸管に比べて熱伝導が向上する。
For example, as shown in FIG. 6A, a
また、図6Bに示すように、円筒状の管基部32の内方に、該管基部32の長手方向と直交する断面を区画する熱伝導用の仕切り壁35を設けた複数の区画された冷媒流路30を有する冷媒管3Bとしてもよい(第2変形例)。このように構成することにより、冷媒管3Bは、該冷媒管3B内に冷媒と接触する複数の仕切り壁35(熱伝導部)を有するので、管内熱伝達率を高めることができ、同径の丸管に比べて熱伝導が向上する。
Further, as shown in FIG. 6B, a plurality of partitioned refrigerants provided with a
また、図6Cに示すように、円筒状の管基部32の外周の表面に、ジグザグ状に該冷媒管3Cの長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝31を設けた冷媒管3Cとしてもよい(第3変形例)。また、図6Dに示すように、内外周面がジグザグ状の管基部33の外周の表面に、該冷媒管3Dの長手方向に沿う複数の接着剤塗布用の溝31を設けると共に、内周全面に凹凸条34を設けた冷媒管3Dとしてもよい(第4変形例)。更には、図6Eに示すように、円筒状の管基部32の外周の表面に、管基部32の長手方向に沿うジグザグ状の複数の接着剤塗布用の溝31を設けると共に、管基部32の内方に、該管基部32の長手方向と直交する断面を区画する熱伝導用の仕切り壁35を設けた複数の区画された冷媒流路30を有する冷媒管3Eとしてもよい(第5変形例)。
第2〜第5変形例において、溝31の形状が三角形であるが、三角形以外の形状、例えば逆台形状にしてもよい。
As shown in FIG. 6C, a refrigerant pipe 3C having a plurality of
In the second to fifth modifications, the shape of the
上記のように構成される冷媒管3A〜3Eは、アルミニウム製押出形材にて形成される。なお、第1〜第5変形例において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
The
第3〜第5変形例においても、隣接する溝31間に位置するフィン2との接触部分は、冷媒管3C〜3Eの外周面積の5%〜75%の範囲とする方が好ましい。
Also in the 3rd-5th modification, it is more preferable to make the contact part with the
第3〜第5変形例によれば、冷媒管3C〜3Eの外周面に冷媒管3C〜3Eの長手方向に沿う複数の溝31が設けられているので、溝31内に充填された接着剤4によってフィン2と冷媒管3C〜3Eとが接着し、冷媒管3C〜3Eの溝31以外の表面がフィン2の挿通孔21及びカラー部21の内周面に直接接触する。
According to the 3rd-5th modification, since the several groove |
また、第4,第5変形例によれば、冷媒管3D,3Eの内周面に凹凸条34あるいは仕切り壁35が設けられているので、流路30内を流れる冷媒との接触面積を増やすことができ、伝熱性能の向上が図れる。
Further, according to the fourth and fifth modified examples, since the concave and
<第2実施形態>
この発明に係る第2実施形態の熱交換器1Aは、図7ないし図9に示すように、それぞれアルミニウム(アルミニウム合金を含む)製部材からなる、互いに平行に配列された複数のフィン2と、各フィン2に設けられた扁平楕円形状の挿通孔21Aに挿通されるアルミニウム製の扁平多孔状の冷媒管3Fとを、冷媒管3Fの表面の一部に塗布された接着性樹脂からなる接着剤4を介して接合してなる。
Second Embodiment
As shown in FIGS. 7 to 9, a heat exchanger 1A according to a second embodiment of the present invention includes a plurality of
この場合、冷媒管3Fは、幅方向の両端が半円弧状で表裏面が平坦状の略扁平楕円形状に形成され、区画壁36によって複数の流路30が形成されている。
In this case, the
また、フィン2には、鉛直方向に沿う互いに平行な複数の扁平楕円形状の挿通孔21Aが設けられている。なお、各挿通孔21Aには同一方向に扁平楕円形状のカラー部22Aが設けられている。この場合、挿通孔21A及びカラー部22Aの内径は冷媒管3Fの外径より僅かに大きく形成され、挿通孔21A及びカラー部22A内に冷媒管3Fが挿通された際に幅方向に隙間23が形成される。
Further, the
第2実施形態におけるフィン2も、第1実施形態と同様に、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされたプレコートフィンが好ましい。なお、伝熱を促進させるためにフィン2の板状基部2aにスリットあるいはルーバー(図示せず)を設けてもよい。
Similarly to the first embodiment, the
また、図8(a)に示すように、冷媒管3Fの表面の一方の平坦状部を含む略半周に接着剤4が塗布された状態で、フィン2に設けられた挿通孔21A及びカラー部22A内に挿通されることにより、冷媒管3Fの他方の平坦状部とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3Fとフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7と、隙間23を具備した状態でフィン2と冷媒管3Fが接合される(図8参照)。この場合、冷媒管3Fとフィン2が直接接触する部分6は、冷媒管3Fの外周面積の5%〜75%の範囲とするのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 8A, the
なお、複数のフィン2の挿通孔21A及びカラー部22Aを挿通した冷媒管3Fの突出側端部同士は断面扁平多孔状のエルボ状接続管5Aによって接続されている。
Note that the protruding end portions of the
<第2実施形態の変形例>
上記第2実施形態では、冷媒管3Fが扁平多孔状にて形成される場合について説明したが、冷媒管3Fの形状はこれに限定されるものではなく、別の形状にしてもよい。
<Modification of Second Embodiment>
In the second embodiment, the case where the
例えば、図10Aに示すように、流路30の内周面に、熱伝導用の凹凸条34Aを設けた扁平多孔状の冷媒管3Gとしてもよい(第1変形例)。このように構成することにより、冷媒管3Gは、該冷媒管3G内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有するので、管内熱伝達率を高めることができ、冷媒管3Fに比べて熱伝導が向上する。
For example, as shown in FIG. 10A, a flat porous
また、図10B又は図10Cに示すように、表裏の平坦状部の一方又は双方の外周の表面に、長手方向に沿う互いに平行な複数の接着剤塗布用の溝31Aを設けた冷媒管3H又は3Iとしてもよい(第2,3変形例)。また、図10D又は図10Eに示すように、表裏の平坦状部の一方又は双方の外周の表面に、長手方向に沿う互いに平行な複数の接着剤塗布用の溝31Aを設けると共に、流路30の内周面に、熱伝導用の凹凸条34Aを設けた扁平多孔状の冷媒管3J,3Kとしてもよい(第4,5変形例)。
Further, as shown in FIG. 10B or 10C, the
上記のように構成される冷媒管3F〜3Kは、アルミニウム製押出形材にて形成される。なお、第2実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
The
第2〜第5変形例においても、隣接する溝31A間に位置するフィン2との接触部分は、冷媒管3G〜3Kの外周面積の5%〜75%の範囲とする方が好ましい。
Also in the 2nd-5th modification, it is preferable to make the contact part with the
第2〜第5変形例によれば、冷媒管3G〜3Kの外周面に冷媒管3G〜3Kの長手方向に沿う複数の溝31Aが設けられているので、溝31A内に充填された接着剤4によってフィン2と冷媒管3G〜3Kとが接着し、冷媒管3G〜3Kの溝31A以外の表面がフィン2の挿通孔21A及びカラー部21Aの内周面に直接接触する。
According to the second to fifth modifications, since the plurality of
また、第1,4,5変形例によれば、冷媒管3F,3J,3Kの内周面に凹凸条34Aが設けられているので、流路30A内を流れる冷媒との接触面積を増やすことができ、伝熱性能の向上が図れる。
Moreover, according to the 1st, 4th, 5th modification, since the uneven |
<第3実施形態>
この発明に係る第3実施形態の熱交換器1Bは、図11ないし図15に示すように、それぞれアルミニウム(アルミニウム合金を含む)製部材からなる、互いに平行に配列された複数のフィン2と、各フィン2に設けられた挿通孔21Bに挿通されるアルミニウム製のテーパ付き扁平多孔状の冷媒管3Lとを、冷媒管3Lの表面の一部に塗布された接着性樹脂からなる接着剤4を介して接合してなる。
<Third Embodiment>
A heat exchanger 1B according to a third embodiment of the present invention includes a plurality of
この場合、冷媒管3Lは、アルミニウム製押出形材にて形成されており、風上側に位置する幅方向の前縁部37から風下側に位置する幅方向の後縁部38に向かって狭小テーパ状に形成されている。この場合、前縁部37は大径の半円弧状に形成され、後縁部38は小径の半円弧状に形成されており、前縁部37と後縁部38の間にテーパ部39が形成されている。
In this case, the
また、冷媒管3Lは、該冷媒管3Lの長手方向と直交する断面が区画壁36によって区画された矩形状の複数の同一断面積の流路30を有している。
In addition, the
一方、フィン2には、鉛直方向に適宜間隔をおいて挿通孔21Bが設けられている。この場合、挿通孔21Bは、冷媒管3Lの前縁部37との間に隙間23を有する前縁側開口部24と、冷媒管3Lの後縁部38に接触する後縁側開口部25と、前縁側開口部24と後縁側開口部25を結ぶテーパ部26とからなる。
On the other hand, the
なお、前縁側開口部24は、冷媒管3の半円弧状前縁部37の半径より大きい半径を有する半円弧状に形成され、後縁側開口部は、冷媒管3の半円弧状後縁部38の半径より僅かに大きい半径を有する半円弧状に形成されている。また、各挿通孔21Bには同一方向に挿通孔21Bと相似形状のカラー部22Bが設けられている。
The leading
このように構成することにより、挿通孔21Bに冷媒管3を挿通するときは、冷媒管3Lの前縁部37を挿通孔21Bの前縁側開口部24及びカラー部22Bの内面に摺接させるようにして挿通することができる。また、挿通孔21Bに冷媒管3Lを挿通した後、冷媒管3Lの後縁部38を挿通孔21Bの後縁側開口部25に向かって押圧して、後縁部38を後縁側開口部25に接触させることができる。なお、冷媒管3の後縁部38を後縁側開口部25側に押圧する動作は、挿通孔21Bに冷媒管3を挿通すると同時に行ってもよい。
With this configuration, when the
このように形成されるフィン2は、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされたプレコートフィンが用いられている。
As the
また、図12及び図14に示すように、冷媒管3Lの表面の一方のテーパ部26を含む略半周に接着剤4が塗布された状態で、フィン2に設けられた挿通孔21B及びカラー部22B内に挿通されることにより、冷媒管3Lの他方のテーパ部26とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3Lとフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7と、隙間23を具備した状態でフィン2と冷媒管3Lが接合される。この場合、冷媒管3Lとフィン2が直接接触する部分6は、冷媒管3Lの外周面積の5%〜75%の範囲とするのが好ましい。
As shown in FIGS. 12 and 14, the
なお、複数のフィン2の挿通孔21B及びカラー部22Bを挿通した冷媒管3Lの突出側端部同士は断面がテーパ付き扁平多孔状のエルボ状接続管5Bによって接続されている。
In addition, the protrusion side end parts of the
<第3実施形態の変形例>
上記第3実施形態では、冷媒管3Lがテーパ付き扁平多孔状にて形成される場合について説明したが、冷媒管3Lの形状はこれに限定されるものではなく、別の形状にしてもよい。
<Modification of Third Embodiment>
In the third embodiment, the case where the
例えば、図16Aに示すように、流路30の内周面に、熱伝導用の凹凸条34Aを設けたテーパ付き扁平多孔状の冷媒管3Mとしてもよい(第1変形例)。このように構成することにより、冷媒管3Mは、該冷媒管3M内に冷媒と接触する複数の熱伝導部を有するので、管内熱伝達率を高めることができ、冷媒管3Lに比べて熱伝導が向上する。
For example, as shown in FIG. 16A, a tapered flat porous
また、図16B又は図16Cに示すように、表裏のテーパ部26の一方又は双方の外周の表面に、長手方向に沿う互いに平行な複数の接着剤塗布用の溝31Aを設けたテーパ付き扁平多孔状の冷媒管3N又は3Pとしてもよい(第2,3変形例)。また、図16D又は図16Eに示すように、表裏のテーパ部26の一方又は双方の外周の表面に、長手方向に沿う互いに平行な複数の接着剤塗布用の溝31Aを設けると共に、流路30の内周面に、熱伝導用の凹凸条34Aを設けたテーパ付き扁平多孔状の冷媒管3Q,3Rとしてもよい(第4,5変形例)。
Also, as shown in FIG. 16B or FIG. 16C, a tapered flat porous member provided with a plurality of
上記のように構成される冷媒管3L〜3N,3P〜3Rは、アルミニウム製押出形材にて形成される。なお、第3実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
The
第2〜第5変形例においても、隣接する溝31A間に位置するフィン2との接触部分は、冷媒管3N,3P〜3Rの外周面積の5%〜75%の範囲とする方が好ましい。
Also in the 2nd-5th modification, it is preferable to make the contact part with the
第2〜第5変形例によれば、冷媒管3N,3P〜3Rの外周面に冷媒管3N,3P〜3Rの長手方向に沿う複数の溝31Aが設けられているので、溝31A内に充填された接着剤4によってフィン2と冷媒管3N,3P〜3Rとが接着し、冷媒管3N,3P〜3Rの溝31A以外の表面がフィン2の挿通孔21B及びカラー部21Bの内周面に直接接触する。
According to the 2nd-5th modification, since the some groove |
また、第1,4,5変形例によれば、冷媒管3M,3Q,3Rの内周面に凹凸条34Aが設けられているので、流路30A内を流れる冷媒との接触面積を増やすことができ、伝熱性能の向上が図れる。
Moreover, according to the 1st, 4th, 5th modification, since the uneven |
<第4実施形態>
第4実施形態は、冷媒管3,3A〜3N,3P〜3Rとフィン2の接合部分7に伝熱性能の向上を図れるようにした場合である。すなわち、接着剤4中に熱伝導性フィラーを混入して、冷媒管3とフィン2の接合部分7に伝熱性能をもたせるようにした場合である。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, the heat transfer performance can be improved at the
この場合、熱伝導性フィラーには、例えばシリカ,アルミナ,アルミニウム,窒化アルミ,窒化ホウ素,ダイアモンド等の粉末を使用することができる。 In this case, powder such as silica, alumina, aluminum, aluminum nitride, boron nitride, diamond or the like can be used as the thermally conductive filler.
接着剤4中の熱伝導性フィラーの含有量は、接着剤4と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有しているのが好ましい。その理由は、熱伝導性フィラーが5%未満であると、伝熱性能の向上に寄与できず、また、伝導性フィラーが60%を超えると、接着強度が不十分となるからである。 The content of the thermally conductive filler in the adhesive 4 is such that the amount of the thermally conductive filler is 5% to 60% when the total value of the adhesive 4 and the thermally conductive filler is 100%. preferable. The reason is that if the thermally conductive filler is less than 5%, it cannot contribute to the improvement of the heat transfer performance, and if the conductive filler exceeds 60%, the adhesive strength becomes insufficient.
このように構成することにより、冷媒管と板状フィンとを接着剤を介して接合する部分の伝熱性能を高めることができる。 By comprising in this way, the heat transfer performance of the part which joins a refrigerant | coolant pipe | tube and a plate-shaped fin via an adhesive agent can be improved.
次に、この発明に係る熱交換器1,1A,1Bの製造方法について説明する。ここでは、第1実施形態の冷媒管3,第2実施形態の冷媒管3F,第3実施形態の冷媒管3Lを代表して説明する。
Next, a method for manufacturing the
<製造方法1>
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔21とカラー部22を有する複数のフィン2を用意する。
<
First, a plurality of
一方、押出成形された冷媒管3の表面の略半周部分に熱可塑性樹脂を主成分とするエポキシ系の接着剤4を、公知のスプレー式あるいはローラー式等を用いて塗布する。接着剤4を塗布した後、冷媒管3を、例えば、50℃以上で5分以上加熱して乾燥する(塗布・乾燥工程)。このように接着剤4を塗布した後、乾燥した冷媒管3を準備する。
On the other hand, an epoxy-based adhesive 4 mainly composed of a thermoplastic resin is applied to a substantially semicircular portion of the surface of the extruded
次に、複数のフィン2を、各フィン2に設けられた挿通孔21及びカラー部22が合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。そして、各フィン2に設けられた挿通孔21及びカラー部22に冷媒管3を挿通して組み付ける(組付け工程)。この状態で、冷媒管3とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3とフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7を具備した状態でフィン2と冷媒管3が組み付けられる(図5参照)。
Next, the plurality of
次に、フィン2と冷媒管3の組付け体を、接着剤4が溶融する温度、例えば、100℃以上で5分以上加熱して、フィン2の挿通孔内面と冷媒管表面の接合部分7に接着剤4を充填させる(接着剤充填工程)。
Next, the assembly of the
次いで、組付け体を冷却して、接着剤4を固化させることにより、フィン2と冷媒管3を接合(接合工程)して、熱交換器1を作製する。
Next, the assembly is cooled and the adhesive 4 is solidified, so that the
この製造方法によれば、拡管が不要のため、拡管のための装置や設備が必要でない上、少ない工程で熱交換器1を容易に作製することができる。
According to this manufacturing method, since expansion of the tube is not necessary, an apparatus and equipment for expanding the tube are not necessary, and the
<製造方法2>
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔21とカラー部22を有する複数のフィン2を用意する。
<
First, a plurality of
複数のフィン2を、各フィン2に設けられた挿通孔21及びカラー部22が合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。
The plurality of
一方、押出成形された冷媒管3の表面の略半周部分にエポキシ系の2液反応型接着剤4を、公知のスプレー式を用いて塗布する(塗布工程)。
On the other hand, an epoxy-based two-component
そして、2液反応型の接着剤が固化する前に、各フィン2に設けられた挿通孔21及びカラー部22に冷媒管3を挿通して組み付ける(組付け工程)。この状態で、冷媒管3とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3とフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7を具備した状態でフィン2と冷媒管3が組み付けられる(図5参照)。
Then, before the two-liquid reaction type adhesive is solidified, the
その後、2液反応型の接着剤4の固化により、フィン2と冷媒管3を接合(接合工程)して、熱交換器1を作製する。
Thereafter, the
この製造方法2によれば、接着剤を溶融、冷却する必要がないので、製造方法1の効果に加えて、更に少ない工程で熱交換器1を容易に作製することができる。
According to this
<製造方法3>
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔21Aとカラー部22Aを有する複数のフィン2を用意する。
<
First, a plurality of
一方、押出成形された扁平多孔状の冷媒管3Fの表面の一方の平坦状部を含む略半周に熱可塑性樹脂を主成分とするエポキシ系の接着剤4を、公知のスプレー式あるいはローラー式等を用いて塗布する。接着剤4を塗布した後、冷媒管3Fを、例えば、50℃以上で5分以上加熱して乾燥する(塗布・乾燥工程)。このように接着剤4を塗布した後、乾燥した冷媒管3Fを準備する。
On the other hand, an epoxy-based adhesive 4 mainly composed of a thermoplastic resin is applied to a substantially half circumference including one flat portion of the surface of the extruded flat porous
次に、複数のフィン2を、各フィン2に設けられた挿通孔21A及びカラー部22Aが合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。そして、各フィン2に設けられた挿通孔21A及びカラー部22Aに冷媒管3Fを挿通して組み付ける(組付け工程)。この状態で、冷媒管3Fとフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3Fとフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7と、隙間23を具備した状態でフィン2と冷媒管3Fが組み付けられる(図8(a)参照)。
Next, the plurality of
次に、フィン2と冷媒管3Fの組付け体を、接着剤4が溶融する温度、例えば、100℃以上で5分以上加熱して、フィン2の挿通孔内面と冷媒管表面の接合部分7に接着剤4を充填させる(接着剤充填工程)。
Next, the assembly of the
次いで、組付け体を冷却して、接着剤4を固化させることにより、フィン2と冷媒管3Fを接合(接合工程)して、熱交換器1Aを作製する。
Next, the assembly is cooled to solidify the adhesive 4, thereby joining the
この製造方法によれば、拡管が不要のため、拡管のための装置や設備が必要でない上、少ない工程で熱交換器1Aを容易に作製することができる。 According to this manufacturing method, pipe expansion is not required, so that an apparatus and equipment for pipe expansion are not required, and the heat exchanger 1A can be easily manufactured with fewer steps.
<製造方法4>
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔21Aとカラー部22Aを有する複数のフィン2を用意する。
<
First, a plurality of
複数のフィン2を、各フィン2に設けられた挿通孔21A及びカラー部22Aが合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。
The plurality of
一方、押出成形された冷媒管3Fの表面の一方の平坦状部を含む略半周部分にエポキシ系の2液反応型接着剤4を、公知のスプレー式を用いて塗布する(塗布工程)。
On the other hand, an epoxy-based two-component
そして、2液反応型の接着剤が固化する前に、各フィン2に設けられた挿通孔21A及びカラー部22Aに冷媒管3Fを挿通して組み付ける(組付け工程)。この状態で、冷媒管3Fとフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3Fとフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7と、隙間23を具備した状態でフィン2と冷媒管3が組み付けられる(図8(a)参照)。
Then, before the two-component reaction type adhesive is solidified, the
その後、2液反応型の接着剤4の固化により、フィン2と冷媒管3Fを接合(接合工程)して、熱交換器1Aを作製する。
Thereafter, the
この製造方法4によれば、接着剤を溶融、冷却する必要がないので、製造方法3の効果に加えて、更に少ない工程で熱交換器1を容易に作製することができる。
According to this
<製造方法5>
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔21Bとカラー部22Bを有する複数のフィン2を用意する。
<
First, a plurality of
一方、押出成形されたテーパ付き扁平多孔状の冷媒管3Lの表面の一方のテーパ部26を含む略半周に熱可塑性樹脂を主成分とするエポキシ系の接着剤4を、公知のスプレー式あるいはローラー式等を用いて塗布する。接着剤4を塗布した後、冷媒管3Lを乾燥する(塗布・乾燥工程)。このように接着剤4を塗布した後、乾燥した冷媒管3Lを準備する。
On the other hand, an
次に、複数のフィン2を、各フィン2に設けられた挿通孔21B及びカラー部22Bが合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。そして、図17に示すように、各フィン2に設けられた挿通孔21B及びカラー部22Bの前縁側開口部24に接するように冷媒管3Lを挿通した後、又は挿通と同時に、図18に示すように、冷媒管3Lの後縁部38を挿通孔21Bの後縁側開口部25に接するように押圧して組み付ける(組付け工程)。この状態で、冷媒管3Lの他方のテーパ部26とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3Lとフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7と、隙間23を具備した状態でフィン2と冷媒管3Lが接合される(図12及び図14参照)。
Next, the plurality of
次に、フィン2と冷媒管3Lの組付け体を、接着剤4が溶融する温度に加熱して、フィン2の挿通孔21B及びカラー部22Bの内面と冷媒管表面の接合部分7に接着剤4を充填させる(接着剤充填工程)。
Next, the assembly of the
次いで、組付け体を冷却して、接着剤4を固化させることにより、フィン2と冷媒管3Lを接合(接合工程)して、熱交換器1Bを作製する。
Next, the assembly is cooled to solidify the adhesive 4, thereby joining the
この製造方法5によれば、フィン2に設けられた挿通孔21Bへの冷媒管3Lの挿通を容易にし、フィン2と冷媒管3Lの接触による熱抵抗を減少させて、フィン2に対する冷媒管3Lの位置決めを容易にすることができる。また、拡管が不要のため、拡管のための装置や設備が必要でない上、少ない工程で熱交換器1Bを容易に作製することができる。
According to this
<製造方法6>
まず、アルミニウム製素材の表面に親水性あるいは撥水性、及び耐食性を有する樹脂製皮膜がコーティングされた所定の寸法のアルミニウム製板材をプレス加工によって挿通孔21Bとカラー部22Bを有する複数のフィン2を用意する。
<
First, a plurality of
複数のフィン2を、各フィン2に設けられた挿通孔21B及びカラー部22Bが合致した状態で所定の間隔をおいて積層して、図示しない固定具によって固定する。
The plurality of
一方、押出成形された冷媒管3Lの表面の一方のテーパ部26を含む略半周にエポキシ系の2液反応型接着剤4を、公知のスプレー式を用いて塗布する(塗布工程)。
On the other hand, an epoxy-based two-component
そして、2液反応型の接着剤が固化する前に、図17に示すように、各フィン2に設けられた挿通孔21B及びカラー部22Bの前縁側開口部24に接するように冷媒管3Lを挿通した後、又は挿通と同時に、図18に示すように、冷媒管3Lの後縁部38を挿通孔21Bの後縁側開口部25に接するように押圧して組み付ける(組付け工程)。この状態で、冷媒管3Lの他方のテーパ部26とフィン2が直接接触する部分6と、冷媒管3Lとフィン2が接着剤4を介在する部分すなわち接合部分7と、隙間23を具備した状態でフィン2と冷媒管3Lが接合される(図12及び図14参照)。
Then, before the two-component reaction type adhesive is solidified, as shown in FIG. 17, the
その後、2液反応型の接着剤4の固化により、フィン2と冷媒管3Lを接合(接合工程)して、熱交換器1Bを作製する。
Thereafter, by solidifying the two-component
この製造方法6によれば、フィン2に設けられた挿通孔21Bへの冷媒管3Lの挿通を容易にし、フィン2と冷媒管3Lの接触による熱抵抗を減少させて、フィン2に対する冷媒管3Lの位置決めを容易にすることができる。また、接着剤4を溶融、冷却する必要がないので、製造方法5の効果に加えて、更に少ない工程で熱交換器1を容易に作製することができる。
According to this
次に、フィン・アンド・チューブ型熱交換器を用いて、フィンと冷媒管の直接接触率(金属接触率)と放熱性能比との関係の評価試験について説明する。 Next, an evaluation test of the relationship between the direct contact rate (metal contact rate) between the fins and the refrigerant pipe and the heat dissipation performance ratio will be described using a fin-and-tube heat exchanger.
<評価実験用フィン・アンド・チューブ型熱交換器>
サイズ:幅100mm×高さ123mm×奥行き22mm
冷媒管:直径9.5mm×肉厚0.6mm 5本
フィン:板厚0.2mm×60枚 フィンピッチ1.5mm
<Fin and tube heat exchanger for evaluation experiment>
Size: Width 100mm x Height 123mm x Depth 22mm
Refrigerant tube: diameter 9.5 mm x wall thickness 0.6
<試験条件>
循環液:温水(純水)
温水と空気の温度差:30℃
<Test conditions>
Circulating fluid: Warm water (pure water)
Temperature difference between hot water and air: 30 ° C
<放熱量算出式>
Qw=Cpw×yw×Fw×(θwi−θwo)
ここで、Qw:温水放熱量(W)、Cpw:温水の定圧比熱{kJ/(kg・℃)}
yw:温水の比重量(kg/m3)、Fw:流量(m3/h)
θwi:温水の入側温度(℃)、θwo:温水の出側温度(℃)である。
<Heat dissipation calculation formula>
Qw = Cpw × yw × Fw × (θwi−θwo)
Where, Qw: Warm water heat dissipation (W), Cpw: Constant pressure specific heat of hot water {kJ / (kg · ° C)}
yw: specific weight of warm water (kg / m 3 ), Fw: flow rate (m 3 / h)
θwi: hot water inlet side temperature (° C.), θwo: hot water outlet side temperature (° C.).
上記熱交換器を図19に示すように設置して、上記条件と放熱量算出式に基づいてフィン2と冷媒管3の直接接触率(金属接触率)を0%,5%〜80%に変えて、放熱性能比を調べたところ、全面を接着剤4で接合した接触率0%の比較例の放熱性能比が100%に対して、表1に示すような結果が得られた。
なお、表1において、放熱性能について、評価「〇」は、比較例1の超えるものを示し、評価「×」は、比較例1の超えないものを示す。また、接着性について、評価「〇」は、比較例1と同等の作業性及び接着強度のものを示し、評価「△」は、比較例1に比べ作業性又は接着強度が劣るものを示し、評価「×」は、比較例1に比べ作業性及び接着強度が劣るものを示す。 In Table 1, regarding the heat dissipation performance, the evaluation “◯” indicates that it exceeds that of Comparative Example 1, and the evaluation “×” indicates that it does not exceed that of Comparative Example 1. In addition, regarding the adhesiveness, the evaluation “◯” indicates the same workability and adhesive strength as Comparative Example 1, the evaluation “Δ” indicates that the workability or adhesive strength is inferior to Comparative Example 1, Evaluation “x” indicates that workability and adhesive strength are inferior to those of Comparative Example 1.
上記評価試験の結果、直接接触率0%の比較例1の放熱性能比が100%に比べて、実施例1の直接接触率70%,実施例2の直接接触率50%,実施例3の直接接触率25%,実施例4の直接接触率10%,実施例5の直接接触率5%のものはいずれも放熱性能比が100%を超えた値を示し放熱性能比が良好であった。 As a result of the evaluation test, the heat dissipation performance ratio of Comparative Example 1 having a direct contact rate of 0% is 70%, compared to 100%, the direct contact rate of Example 1 is 70%, the direct contact rate of Example 2 is 50%, and The direct contact rate of 25%, the direct contact rate of Example 4 of 10%, and the direct contact rate of 5% of Example 5 all showed a heat dissipation performance ratio exceeding 100% and the heat dissipation performance ratio was good. .
なお、直接接触率が5%未満であると、十分な放熱性能比がえられない。また、直接接触率が75%より多くなる比較例2(直接接触率80%)のような場合は放熱性能比も高くなるが、接触率が75%を超えると、接合面積が小さいため、接着強度が低下する。
If the direct contact rate is less than 5%, a sufficient heat dissipation performance ratio cannot be obtained. In addition, in the case of Comparative Example 2 (
上記より、直接接触率5%〜75%の範囲とすることにより、十分な放熱性能比が得られることが判った。 From the above, it was found that a sufficient heat dissipation performance ratio can be obtained by setting the direct contact rate within the range of 5% to 75%.
次に、接着剤4に熱伝導性フィラー(以下にフィラーという)を含有した場合の直接接触率と放熱性能比との関係を調べるための評価試験を行ったところ、図21及び表1に示すような結果が得られた。ここで、フィラーの含有率とは、接着剤4とフィラー量の合計値を100%としたときのフィラー量の値をいう。なお、フィラーには、例えばシリカ,アルミナ,アルミニウム,窒化アルミ,窒化ホウ素,ダイアモンド等の粉末を使用することができる。 Next, an evaluation test for examining the relationship between the direct contact ratio and the heat dissipation performance ratio when the adhesive 4 contains a heat conductive filler (hereinafter referred to as a filler) is shown in FIG. 21 and Table 1. The result was obtained. Here, the filler content refers to the value of the filler amount when the total value of the adhesive 4 and the filler amount is 100%. For the filler, for example, powders of silica, alumina, aluminum, aluminum nitride, boron nitride, diamond and the like can be used.
上記評価試験の結果、フィラー含有率5%の実施例6(直接接触率75%),実施例7(直接接触率50%),実施例8(直接接触率5%)と、フィラー含有率30%の実施例9(直接接触率75%),実施例10(直接接触率50%),実施例11(直接接触率5%)と、フィラー含有率60%の実施例12(直接接触率75%),実施例13(直接接触率50%),実施例14(直接接触率5%)のものは、いずれも放熱性能比及び接着性の評価が「〇」であった。これに対して、フィラー含有率70%の比較例3(直接接触率5%)のものは添加フィラーが多く、接着剤の樹脂分がすくないため、安定した塗布が困難であった。
As a result of the evaluation test, Example 6 (direct contact rate 75%), Example 7 (
上記より、直接接触率5%〜75%の範囲において、接着剤4と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有しているのが好ましい。 From the above, the amount of the heat conductive filler is 5% to 60% when the total value of the adhesive 4 and the amount of the heat conductive filler is 100% in the range of the direct contact rate of 5% to 75%. Is preferred.
1,1A,1B 熱交換器
2 フィン
3,3A〜3E 円形状冷媒管
3F〜3M 扁平多孔状冷媒管
3N,3P〜3R テーパ付き扁平多孔状冷媒管
4 接着剤
6 直接接触する部分
7 接合部分
21,21A,21B 挿通孔
22,22A,22B カラー部
23 隙間
24 前縁側開口部
25 後縁側開口部
26 テーパ部
30 流路
31,31A 溝
32,33 管基部
34 内周凹凸条
35 仕切り壁
36 区画壁
37 前縁部
38 後縁部
39 テーパ部
1, 1A,
Claims (4)
上記冷媒管は、複数に区画された冷媒流路を有する扁平多孔状に形成されると共に、風上側に位置する幅方向の前縁部から風下側に位置する幅方向の後縁部に向かって狭小テーパ状に形成され、
上記挿通孔は、上記冷媒管の前縁部との間に隙間を有する前縁側開口部と、上記冷媒管の後縁部に接触する後縁側開口部と、上記前縁側開口部と上記後縁側開口部を結ぶテーパ部とからなり、
上記冷媒管と上記板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と上記板状フィンが上記接着剤を介在して接合する部分と、を具備し、
上記冷媒管の外周面積の5%〜75%が上記板状フィンと直接接触する部分を有すると共に、上記接着剤と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有しているフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、
上記冷媒管の表面の一方の上記テーパ部を含む一部に熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を塗布した後、上記接着剤を乾燥させる工程と、
上記板状フィンに設けられた挿通孔の前縁側開口部に接するように上記冷媒管を挿通した後、又は挿通と同時に、冷媒管を上記後縁側開口部に接するように押圧して、上記冷媒管の他方の上記テーパ部と板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と板状フィンが上記接着剤を介在する接合部分と、を具備した状態で組み付ける工程と、
上記板状フィンと冷媒管の組付け体を、上記接着剤が溶融する温度に加熱して、上記板状フィンの挿通孔内面と上記冷媒管表面の上記接合部に接着剤を充填させる工程と、
上記組付け体を冷却して、上記接着剤を固化させることにより、上記板状フィンと上記冷媒管の上記接合部分を接合する工程と、を備える、
ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法。 A plurality of aluminum plate-like fins, and an aluminum refrigerant tube inserted through an insertion hole provided in each plate-like fin,
The refrigerant pipe is formed into a flat porous shape having a plurality of refrigerant flow paths, and from the widthwise front edge located on the windward side toward the widthwise rear edge located on the leeward side. It is formed in a narrow taper shape,
The insertion hole includes a front edge side opening having a gap with the front edge of the refrigerant pipe, a rear edge side opening in contact with the rear edge of the refrigerant pipe, the front edge side opening, and the rear edge side. It consists of a tapered part that connects the opening,
A portion where the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact; and a portion where the refrigerant pipe and the plate fin are joined via the adhesive;
5% to 75% of the outer peripheral area of the refrigerant pipe has a portion in direct contact with the plate-like fin, and the amount of the heat conductive filler when the total value of the adhesive and the amount of the heat conductive filler is 100%. Is a method for producing a fin-and-tube heat exchanger containing 5% to 60%,
Applying an adhesive mainly composed of a thermoplastic resin to a part including one of the tapered portions on the surface of the refrigerant pipe, and then drying the adhesive; and
After inserting the refrigerant pipe so as to contact the front edge side opening of the insertion hole provided in the plate-like fin, or simultaneously with the insertion, press the refrigerant pipe so as to contact the rear edge side opening, and A step of assembling in a state in which the other tapered portion of the tube and the plate-like fin are in direct contact with each other, and a joint portion where the refrigerant tube and the plate-like fin interpose the adhesive; and
Heating the assembly of the plate-like fin and the refrigerant tube to a temperature at which the adhesive melts, and filling the adhesive into the inner surface of the insertion hole of the plate-like fin and the joint of the surface of the refrigerant tube; ,
Cooling the assembly and solidifying the adhesive to join the plate-like fins and the joining portion of the refrigerant pipe.
A method for producing a fin-and-tube heat exchanger.
上記冷媒管は、複数に区画された冷媒流路を有する扁平多孔状に形成されると共に、風上側に位置する幅方向の前縁部から風下側に位置する幅方向の後縁部に向かって狭小テーパ状に形成され、
上記挿通孔は、上記冷媒管の前縁部との間に隙間を有する前縁側開口部と、上記冷媒管の後縁部に接触する後縁側開口部と、上記前縁側開口部と上記後縁側開口部を結ぶテーパ部とからなり、
上記冷媒管と上記板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と上記板状フィンが上記接着剤を介在して接合する部分と、を具備し、
上記冷媒管の外周面積の5%〜75%が上記板状フィンと直接接触する部分を有すると共に、上記接着剤と熱伝導性フィラー量の合計値を100%としたときの熱伝導性フィラー量が5%〜60%含有しているフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法であって、
上記冷媒管の表面の一方の上記テーパ部を含む一部に2液反応型の接着剤を塗布する工程と、
上記2液反応型の接着剤が固化する前に、上記板状フィンに設けられた挿通孔の前縁側開口部に接するように上記冷媒管を挿通した後、又は挿通と同時に、冷媒管を上記後縁側開口部に接するように押圧して、上記冷媒管の他方の上記テーパ部と板状フィンが直接接触する部分と、上記冷媒管と板状フィンが上記接着剤を介在する接合部分と、を具備した状態で組み付ける工程と、
上記2液反応型の接着剤の固化により、上記板状フィンと上記冷媒管の上記接合部分を接合する工程と、を備える、
ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法。 A plurality of aluminum plate-like fins, and an aluminum refrigerant tube inserted through an insertion hole provided in each plate-like fin,
The refrigerant pipe is formed into a flat porous shape having a plurality of refrigerant flow paths, and from the widthwise front edge located on the windward side toward the widthwise rear edge located on the leeward side. It is formed in a narrow taper shape,
The insertion hole includes a front edge side opening having a gap with the front edge of the refrigerant pipe, a rear edge side opening in contact with the rear edge of the refrigerant pipe, the front edge side opening, and the rear edge side. It consists of a tapered part that connects the opening,
A portion where the refrigerant pipe and the plate fin are in direct contact; and a portion where the refrigerant pipe and the plate fin are joined via the adhesive;
5% to 75% of the outer peripheral area of the refrigerant pipe has a portion in direct contact with the plate-like fin, and the amount of the heat conductive filler when the total value of the adhesive and the amount of the heat conductive filler is 100%. Is a method for producing a fin-and-tube heat exchanger containing 5% to 60%,
Applying a two-component reactive adhesive to a part of the surface of the refrigerant pipe including one of the tapered portions;
Before the two-liquid reaction type adhesive is solidified, the refrigerant pipe is inserted into the plate-like fin so as to be in contact with the opening on the front edge side of the insertion hole or simultaneously with the insertion. A portion where the other tapered portion of the refrigerant pipe is in direct contact with the plate-like fin, and a joint portion where the refrigerant pipe and the plate-like fin interpose the adhesive; Assembling in a state of having,
Joining the plate-like fin and the joint portion of the refrigerant pipe by solidifying the two-component reactive adhesive.
A method for producing a fin-and-tube heat exchanger.
上記冷媒管の表面に、該冷媒管の長手方向に沿う複数の上記接着剤塗布用の溝が設けられている、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法。A method of manufacturing a fin-and-tube heat exchanger, wherein a plurality of grooves for applying the adhesive along the longitudinal direction of the refrigerant pipe is provided on the surface of the refrigerant pipe.
上記冷媒管の上記冷媒流路の内面に、熱伝導用の凹凸条が設けられている、ことを特徴とするフィン・アンド・チューブ型熱交換器の製造方法。 In the manufacturing method of the fin and tube type heat exchanger according to claim 1 or 2,
A method for manufacturing a fin-and-tube heat exchanger, wherein an inner surface of the refrigerant flow path of the refrigerant pipe is provided with an uneven strip for heat conduction .
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