CN103782125A - 热交换用板的母板材及使用了该母板材的热交换用板 - Google Patents

热交换用板的母板材及使用了该母板材的热交换用板 Download PDF

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Abstract

本发明的热交换用板(4)的母板材由在表面形成有微细的凹凸的钛制的平板材(1)构成，在对平板材(1)实施冲压加工后成为热交换用板(4)。由凸部的高度(μm)×[凹部的宽度(μm)／相邻的凸部的间距(μm)]定义的形状参数G1为85μm以下。另外，关于本发明的热交换用板(4)的母板材，由凸部的高度(μm)×[凹部的宽度(μm)／相邻的凸部的间距(μm)／凸部的角度(deg)]定义的形状参数G2为0.94μm／deg以下。

Description

热交换用板的母板材及使用了该母板材的热交换用板
技术领域
本发明涉及热交换用板的母板材及使用了该母板材的热交换用板。
背景技术
装入到专利文献1等的板式热交换器等中的热交换用板要求有良好的传热特性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2009-192140号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种热交换用板的母板材，其传热性非常优良，且作为后处理的冲压成形中的加工性非常良好，并且能够容易向热交换用的板成形。
用于解决课题的手段
本发明中的热交换用板的母板材由在表面形成有微细的凹凸的金属制的平板材构成，在对该平板材实施冲压加工来作为后处理后成为热交换用板，关于所述凹凸，以由凸部的高度(μm)×[凹部的宽度(μm)／相邻的凸部的间距(μm)]定义的形状参数G1成为85μm以下的方式设定所述母板材的表面的凹凸。
另外，本发明中的热交换用板的母板材由在表面形成有微细的凹凸的金属制的平板材构成，在对该平板材实施冲压加工来作为后处理后成为热交换用板，关于所述凹凸，以由凸部的高度(μm)×[凹部的宽度(μm)／相邻的凸部的间距(μm)／凸部的角度(deg)]定义的形状参数G2成为0.94μm／deg以下的方式设定所述母板材的表面的凹凸。
发明效果
通过使用本发明的技术的母板材，能够在冲压加工时不产生破裂等的情况下制造热交换用板。制造出的热交换用板的传热性非常优良。
附图说明
图1是表示热交换用板的制造方法的图。
图2是在母板材的表面形成的凸部的配置图。
图3是在母板材的表面形成的凸部的另一配置图。
图4是表示L×Rz／P与应力集中率的关系的图。
图5是用于算出冲压成形性评分的参考图。
图6是表示在母板材的表面形成的凹凸形状的尺寸形状与传热效率的关系以及在母板材的表面形成的凹凸形状的尺寸形状与冲压成形性的优良的关系的图。
图7是表示在母板材的表面形成凹凸形状的装置的概况的图。
图8是说明凸部的形状的说明图。
图9是表示凸部的角度η与流体的流动的关系的图。
图10是表示形状参数G2与传热性提高率的关系的图。
图11是表示形状参数G2与传热性提高率及冲压成形性的关系的图。
图12是表示形状参数G2与传热性提高率及冲压成形性的关系的图。
具体实施方式
以下，基于作为平板材1使用了钛材的例子进行说明。
钛是具有各向异性的材料，材料的各向异性对应力集中部处的板厚的减少、应变梯度等的变形行为产生影响。因此，与没有各向异性的其他的材料相比，钛的冲压成形性等显著变差。另外，钛为容易烧伤的材料，若在冲压时发生润滑油的油膜中断，则容易产生材料的断裂，或因与冲压模具或工具的接触而容易产生损伤，难以操作。因此，利用钛材的以下的成功例能够适用于不锈钢、铝等其他的金属材料。
以下，基于附图，说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
图1是表示第一实施方式的热交换用板的制造方法的概念图。
首先，如图1(a)所示，将作为原材的平板材1形成为规定的大小。然后，如图1(b)所示，通过对平板材1进行冲压加工，来制作出在平板材1的表面1a形成有微细的凹凸形状的板件母板(母板材)。接着，如图1(c)所示，在表面2a形成有微细的凹凸形状的板件母板2(母板材)上，通过冲压成形来形成例如被称为“人字形(herringbone)”的高度几mm～几cm的多个山形的槽，由此来制造热交换用板4。
图1(a)所示的平板材1为钛材，其尺寸、板厚考虑作为最终产品的热交换用板4所期望的尺寸、板厚来决定。对于该平板材1的表面1a，使用后述的加工装置10来形成微细的凹凸形状(多个凸部5和由凸部5夹着的凹部6)，由此形成板件母板2。形成有凹凸形状的板件母板2的传热性非常好(热传递率非常高)。此外，本发明的板件母板2为钛制，因此耐腐蚀性、强度、轻量化等特性比其他金属优良。因而，板件母板2适合于板式热交换器的板件等需要耐腐蚀性、强度的产品。
在板件母板2上形成的人字形3是呈骨架形状的多个山形槽，槽的尺寸中，高度为几mm～几cm。该母板2向热交换器内装入。人字形3等所代表的斜格子形状即使在热交换器内部的工作流体的流动不均匀的情况下，凹凸相对于来自哪个方向的流动都能够成为与工作流体正交的壁，从而有助于紊流带来的传热性提高。
以下，对板件母板2的表面的凹凸形状的详细情况进行叙述。
如图2(a)所示，在板件母板2的表面2a形成的凸部5在俯视下为大致圆形，该凸部5的直径D为400μm以上。凸部5的俯视下的配置为交错状。在此，交错状的配置(交错配置)是指在纵向及横向中的任一方上相邻的凸部5、5的中心不在一直线上排列的意思。
具体而言，在板件母板2上，在纵向上相邻的凸部5、5可以在横向上错开半间距。还可以以如下方式配置凸部5：将在横向上相邻的凸部5的中心彼此连结的直线(单点划线)A与将在纵向上相邻的凸部5的中心彼此连结的直线(单点划线)B所成的角度θ为60°。
这样，通过将凸部5形成为交错格子排列，由此在热交换器内的工作流体的流动不均匀的情况下，凹凸相对于来自哪个方向的流动都能够成为与工作流体正交的壁，因此有助于紊流带来的传热性提高。另外，对于钛等具有各向异性的材料而言，能够应对各向异性引起的应力集中。
在纵向或横向上相邻的凸部5间的距离L(凹部6的宽度L)优选为200μm以上。需要说明的是，凹部6的宽度L是在横向或纵向上相邻的凸部5彼此的最短距离，能够通过“凹部6的宽度L=相邻的凸部5的间距P(凸部5的直径D／2)×2”来求得。另外，相邻的凸部5的间距P是在横向或纵向上相邻的最近的凸部5彼此的中心间的距离(处于最短距离的凸部5彼此的中心间距离)。
图2(a)所示的凹部6的宽度L在纵向及横向上都为相同的值。即，在纵向上相邻的凸部5彼此的距离和在横向上相邻的凸部5彼此的距离都为相同的值。优选相邻的凸部5的间距P(凸部5的中心间距离)为600μm以上。
如图2(b)所示，在板件母板2的表面形成的凸部5由剖视下向上方立起的侧壁7和将该侧壁7的上缘水平地连结的表壁8构成为大致梯形形状。换言之，在凸部5的顶部设有平坦部。用十点平均粗糙度Rz表示的凸部5(侧壁7)的高度(以下，有时表示为高度Rz)为5μm以上，且为板件母板2的板厚t的1／10(十分之一)以下。
使凸部5的高度Rz为该范围是由于当凹凸形状相对于板厚过大时，在通过后述的加工装置10进行的轧制转印时无法确保平坦度(形状)，无法得到轧制稳定性的缘故。并且，还由于在无法确保平坦度的板的情况下，在后续工序的冲压成形时产生应力分布，从而在应力高的部位产生破裂。即，在冲压加工时若凸部5的高度Rz过大，则成为破裂的原因(起点)，且成为损伤的原因。另一方面，若高度Rz过于小(为5μm以下)，则无法实现传热效率的提高。
另外，凸部5的俯视形状不是完全的圆形，也包括扁平率为0.2左右的椭圆形。需要说明的是，关于凸部5的俯视形状，除此之外还考虑有方形等各种形状，但从避免在后续工序中进行的冲压加工时的应力集中的观点出发，凸部5的俯视形状优选为大致圆形。
另外，凸部5的交错配置状态也未限定为图2的配置状态。
例如图3所示，还可以以如下方式配置凸部5：将在横向上相邻的凸部5的中心彼此连结的直线(单点划线)A’与将在纵向上相邻的凸部5的中心彼此连结的直线(单点划线)B’所成的角度θ为45°。角度θ也可以为其他的角度。
关于以上那样的板件母板2的凹凸形状，说明成为其根据的事项。
本发明诸发明者在制造板件母板2时，为了使在板件母板2的表面形成的凸部5的高度Rz、凸部5的个数(凹部6的宽度L)、相邻的凸部的间距P成为满足所期望的要求特性(传热特性等)的参数，而发现了包含上述参数的凹凸形状的形状参数G1“[凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P])”。
首先，在上述的形状参数G1中，当考虑使凸部5的高度Rz固定且使凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P(L／P)变化时，如图4所示，随着L／P增加而应力集中率存在增加的倾向。即，当凹部6的宽度L过大或凸部的间距P过窄时，应力发生集中，从而在实施冲压成形(用于成形人字形等的冲压加工)时等成为容易发生破裂的状况。
另一方面，在上述的形状参数G1中，当考虑提高凸部5的高度Rz的状况时，与凹部6的宽度L或相邻的凸部的间距P同样，在实施冲压成形时，产生不均匀的应力分布，从而在应力高的部位可能产生破裂。
因此，当考虑板件母板2的冲压成形性时，凸部5的高度Rz或凹部6的宽度L不过大且凸部的间距P不过窄的情况最适合。认为表示上述参数的形状参数G1存在上限值。
因此，本发明诸发明者通过对形成有各种形状的凹凸的钛制的板件母板2进行实验等，明确了形状参数G1“[凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P])”与冲压成形性的关系。
在对冲压加工中的成形性(冲压成形性)进行评价的评价试验中，首先，如图5所示，在板件母板2上成形人字形(槽)3来成形出热交换用板4。在制作时，首先，预先准备一个与热交换器使用条件对应的成形用的模具。然后，通过模具，在板件母板2上成形人字形3来制作多张热交换用板4。多张热交换用板4以成形高度按每0.1mm不同的条件制作。在制作出的评价用板(热交换用板4)中，以不产生缩颈的模具的成形界限高度(不产生缩颈的最大的成形高度)作为压入量来进行评价。
在上述的评价试验中，压入量大的情况可以称之为难以产生缩颈且冲压成形性良好，在评价试验中，压入量小的情况可以称之外容易产生缩颈且冲压成形性差。这样，在评价试验中，能够对开始收缩(缩颈)的成形深度、可耐受成形的应变量进行评价。
图6的冲压成形性的评分是将上述的压入量标准化而进行表示的评分，本发明诸发明者确认了若冲压成形性的评分为1以上，则能够防止缩颈的产生，且同时能够实现可靠的冲压成形。
如图6所示，虽然随着形状参数G1变大而冲压成形性的评分降低，但是若形状参数G1为85μm以下，则能够使冲压成形性的评分为1以上。由此，能够防止缩颈的产生。即，若形状参数G1为85μm以下，则能够防止缩颈的产生，因此能够避免冲压成形性降低这样的情况。
需要说明的是，若形状参数G1为65μm以下，则能够进一步防止伴随凹凸高度的增加的润滑状态的不均匀分布引起的局部面压的增加或烧伤现象的产生。由此，本发明诸发明者通过实验等确认了在不产生冲压加工时的故障的情况下能够可靠地制造热交换用板4。
如上所述，若形状参数G1为85μm以下，则能够避免冲压成形性降低这样的情况，但本发明的板件母板2为构成热交换器的板件的基础，为进行热交换的隔壁。因此，在本发明的板件母板2中，还要求热传递率大(传热效率大)。
因此，当将“未形成凹凸形状的平板”的传热效率作为1.00，来考虑形成有凹凸形状的板件(热交换用板)的传热效率时，热交换用板的传热效率需要比1.00大。并且，在实际的热交换器中为了起到显著的作用，期望传热效率为1.05以上。
在此，考虑传热效率与形状参数G1的关系。例如，通过减小凸部5的高度Rz，或减小凹部6的宽度L，或增大凸部的间距P，由此使形状参数G1从85μm逐渐减小。这样，当使形状参数G1逐渐减小时，如图6所示，传热效率也逐渐减小，从而传热效率接近未形成凹凸的平板。然而，若形状参数G1为4μm以上，则能够确保实际的热交换器所需要的传热效率(1.05以上)。
因此，从传热效率的方面来说，在制造板件母板2时，优选使形状参数G1为4μm以上。进一步优选形状参数G1比12μm大，更优选形状参数G1超过12μm且为85μm以下。
另外，越减小凹部6的宽度L，则形状参数G1越变小。若从流过流体时的温度边界层的观点考虑，当凹部6的宽度L过于小时，会导致传热性的降低，因此凹部6的宽度L也确保某程度为好。即，认为形状参数G1也需要大某程度。
这样，从温度边界层与凹部6的宽度L的关系性来看，形状参数G1即使为85μm以下，也需要确保某程度。具体而言，如上所述，认为形状参数G1需要为4μm以上。使形状参数G1为4μm～85μm内的任一个值，且如前所述，使凸部5的高度Rz即十点平均粗糙度Rz为5μm以上且(平板材的厚度×0.1)μm以下，从而必然性地决定(能够得出)凹部6的宽度L(或者凸部5的间距P)。
此外，若考虑后续工序中实施的冲压作业中的加工性或防止凸部5的变形，则优选板件母板2中的压接面积比S在图2(a)的凹凸形状中满足式(1)。
平板材(钛)的屈服应力σy＞冲压时在凸部上作用的面压(P／S)…(1)
在此，S1=P·P·tan(θ／180·π)／4
S2=π／4·D·D／2
S=压接面积比=S2／S1
P=冲压加工时的载荷
式(1)的S1是图2中的平面的面积(由图2所示的直线A及直线B包围的三角形的面积)。式(2)的S2是图2中的凸部的面积(在上述的三角形内存在的凸部的面积)。
这样，通过使用钛制且在表面形成有形状参数G1为4μm～85μm那样的凹凸的母板材2，从而能够在冲压加工时不产生破裂等的情况下制造构成热交换器的热交换用板4。这样制造的热交换用板4的热交换率为1.05以上，传热性非常优良，且装入了该热交换用板4的热交换器的热交换效率非常高。
另外，上述的板件母板2能够使用图7所示那样的加工装置10来形成。该加工装置10具备移送辊11、加工辊12、支承辊13。移送辊11用于移送平板材1，从加工辊12观察时配置在上游侧及下游侧。
加工辊12是在移送的平板材1的表面上形成微米级(几μm～几百μm)的凹凸的辊。具体而言，加工辊12以在加工后的板件母板2上使形状参数G1成为4μm～85μm的方式，在平板材1的表面1a形成凸部5及凹部6。即，以使形状参数G1成为4μm～85μm的方式在加工辊12上设定用于形成凸部5及凹部6的凸部5的高度Rz、凹部6的宽度L、相邻的凸部的间距P。
通过蚀刻或电火花毛化，在加工辊12的外周面的整周形成成为凸状(梯形的凸起)的加工部14。加工部14的高度以使加工后的板件母板2中的凸部5的高度Rz为5μm以上且为(平板材的厚度t×0.1)μm以下的方式进行设定。从耐载荷性或耐磨损性的观点出发，加工辊12的表面层可以进行镀Cr或碳化钨处理。
在该加工装置10中，使加工辊12旋转，并同时使在加工辊12上设置的加工部14向平板材1的表面压紧，由此能够在该平板材1的表面上形成与使加工部14颠倒的形状相同的凸部5及凹部6。即，通过加工装置10，能够形成具有凹凸的板件母板2，该凹凸的形状参数G1为4μm～85μm以下，并且高度Rz为5μm以上且板厚t的10％以下。需要说明的是，凸部5的形成并未限定为上述的加工装置等的机械加工，也可以为蚀刻处理等化学的处理。
热交换用板4通过对本发明的板件母板2进行冲压加工来制造，但板件母板2的冲压加工怎样都可以，也可以是不形成上述那样的人字形的冲压加工。
另外，关于在板件母板2上形成的凹凸，形状参数G1成为4μm～85μm以下的范围只要为该板件母板2的至少一部分即可，优选遍及板件母板2的整体。
[第二实施方式]
与上述第一实施方式通用的部分适当省略，以下，对第二实施方式进行说明。
以下，对板件母板2的表面的凹凸形状的详情进行叙述。
如图8所示，在板件母板2的表面2a上形成的凸部5由沿厚度方向(板件母板2的厚度方向)立起的侧壁7和将侧壁7的上端(上缘)连结的表壁8构成。换言之，在凸部5的顶部设有平坦部。在凸部5为圆柱形状或圆锥形状时，侧壁7为一个，但在凸部5为棱柱形状或棱锥形状时，侧壁7为多个。
如图2(a)所示，在板件母板2的表面2a形成的凸部5在俯视下为大致圆形，其直径D为400μm以上。凸部5的俯视下的配置与实施方式1相同，为交错状，另外，相邻的凸部5的间距P(凸部5的中心间距离，即，表壁8的中心间的距离)优选为600μm以上。
如图2(b)所示，与第一实施方式相同，在板件母板2的表面形成的凸部5构成为大致梯形形状。由十点平均粗糙度Rz表示的凸部5(侧壁7)的高度(高度Rz)为5μm以上，且为板件母板2的板厚t的1／10(十分之一)以下。板件母板2的凸部5的Rz例如为25μm左右(若用Ra表示，则为10μm左右)。
关于第二实施方式的板件母板2的凹凸形状，说明成为其根据的事项。
本发明诸发明者在制造板件母板2时，为了使在板件母板2的表面形成的凸部5的高度Rz、凸部5的个数(凹部6的宽度L)、相邻的凸部的间距P、凸部的角度η成为最适合的参数，而着眼于包含上述参数的凹凸形状的形状参数G2“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P])／凸部的角度η”。
首先，在上述的形状参数G2中，当考虑使凸部5的高度Rz固定且使凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P(L／P)变化时，如图4所示，随着L／P增加而应力集中率存在增加的倾向。即，当凹部6的宽度L过大，或凸部的间距P过窄时，应力发生集中，从而在实施冲压成形(用于成形人字形等的冲压加工)时等成为容易发生破裂的状况。
另一方面，在上述的形状参数G2中，当考虑使凸部5的高度Rz变化且提高凸部5的高度Rz的状况时，与凹部6的宽度L或相邻的凸部的间距P同样，在实施冲压成形时，产生不均匀的应力分布，从而在应力高的部位可能产生破裂。
因此，当考虑板件母板2的冲压成形性时，凸部5的高度Rz或凹部6的宽度L不过大且凸部的间距P不过窄的情况最适合，认为表示上述参数的参数存在上限值。
图6是将使除了上述的凸部的立起角度η之外的参数“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)”变化时的该参数与冲压成形性及传热效率的关系汇集起来的图。图6的冲压成形性的评分是将下述所示的压入量标准化而表示的评分。
在此，对冲压加工中的成形性(冲压成形性)进行评价的评价试验与第一实施方式相同，因此省略说明。
如图6所示，虽然随着参数变大而冲压成形性的评分降低，但是若参数为85μm以下，则能够使冲压成形性的评分为1以上，能够防止缩颈的产生且同时实现可靠的冲压成形。
如上所述，本发明的板件母板2为构成热交换器的板件的基础，为进行热交换的隔壁。因此，在本发明的板件母板2中，在实际的热交换器中为了起到显著的作用，期望传热效率为1.05以上。
在此，考虑传热效率与参数的关系。例如，通过减小凸部5的高度Rz，或减小凹部6的宽度L，或增大凸部的间距P，由此使参数从85μm逐渐减小。如图6所示，当使参数逐渐减小时，传热效率也逐渐减小，从而传热效率接近未形成凹凸的平板。然而，若参数为4μm以上，则能够确保实际的热交换器所需要的传热效率(1.05以上)。因此，从传热效率的方面来说，在制造板件母板2时，优选使由“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)”表示的参数为4μm以上且85μm以下。
如上所述，通过设定凸部5的高度Rz、凹部6的宽度L及相邻的凸部的间距P，从而能够制造冲压成形性良好且传热性优良的板件母板2。
另外，隔着热交换用板4而在背面(一侧)流过温度高的流体(高温流体)，且在表面(为另一侧，且形成有凹凸面的一侧)流过温度低的流体(低温流体)。在此，关于低温流体，既存在从气体变化成液体的(凝结)情况，也存在保持液体状态的情况。无论成为哪种情况，为了提高热交换用板4的传热效率，使低温流体(液体)侧产生紊流、强制对流都重要。因此，本发明诸发明者在制造热交换用板的母材即板件母板2时，不仅考虑凸部5的高度Rz、凹部6的宽度L、凸部5的间距P，还考虑凸部5的角度η(侧壁7的立起角度η)，来验证容易引起紊流、强制对流的凸部5的形状。
图9(a)是示意性表示凸部5的角度η大时的流体的流动的图，图9(b)是示意性表示凸部5的角度η比图9(a)小时的流体的流动的图。
如图9(a)所示，在凸部的角度η、换言之构成凹部6的底壁6a与侧壁7所成的角度η比较大时(侧壁7平缓地立起时)，流体成为容易越过凸部5而难以产生紊流的状态。另一方面，如图9(b)所示，在凸部的角度η比较小时(侧壁7急剧地立起时)，流体容易与凸部5碰撞而容易产生紊流。这样，凸部5的角度η成为对紊流产生影响而使传热性变换的主要原因。即，当凸部5的角度η变大时，存在传热性降低的倾向，相反在凸部5的角度η变小时，传热性提高。因此，本发明诸发明者不仅考虑了凸部5的高度Rz、凹部6的宽度L、凸部5的间距P，还加入了对传热性产生影响的凸部5的角度η，来研究更适当的形状参数G2。
即，将上述的参数“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)”除以凸部5的角度η而得到的“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)／凸部5的角度η(deg)”作为形状参数G2。
图10是将形状参数G2和传热性提高率的关系汇集起来的图。
如图10所示，观察使形状参数G2增减时的凝结的传热效率的倾向和强制对流的传热效率的倾向时，两者的倾向相同。因此，上述的形状参数G2可以称之为最适合表示凝结及强制对流的传热特性。
在此，对于能够更加良好地表示凝结及强制对流的传热特性的形状参数G2而言，如上所述，还考虑基本要求特性即冲压成形性。图11是将使包含凸部的立起角度η的形状参数G2“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)／凸部5的角度η(deg)”变化时的该形状参数G2与冲压成形性及传热效率的关系汇集起来的图。
如图11所示，虽然随着形状参数G2增大而冲压成形性的评分降低，但是若形状参数G2为0.94μm／deg以下，则能够使冲压成形性的评分为1以上，能够防止缩颈的产生且能够实现可靠的冲压成形。即，若还考虑了凝结及强制对流的形状参数为0.94μm／deg以下，则能够防止缩颈的产生，且能够避免冲压成形性降低这样的状况。
即，若以使由“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)”表示的参数加上了凸部的角度η后的形状参数G2成为0.94μm／deg以下的方式形成凹凸，则能够制造传热性非常优良且冲压成形也好的板件母板2。需要说明的是，如通过除了凸部的角度η以外的参数进行说明的那样，对形状参数G2也考虑了下限值的情况(确保传热效率为1.05以上)如图11所示，需要使形状参数G2为0.14μm／deg以上。优选形状参数G2为0.16μm／deg以上，进一步优选为0.2μm／deg以上。
因此，优选形状参数G2“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)／凸部5的角度η(deg)”为0.14μm／deg以上且0.94μm／deg以下。
另外，在形成凸部5时，若考虑防止变形，则优选板件母板2中的压接面积比S在图2(a)的凹凸形状中满足式(1)。
平板材(钛)的屈服应力σy＞冲压时在凸部上作用的面压(P／S)…(1)
在此，S1=P·P·tan(θ／180·π)／4
S2=π／4·D·D／2
S=压接面积比=S2／S1
P=冲压加工时的载荷
式(1)的S1是图2中的平面的面积(由图2所示的直线A及直线B包围的三角形的面积)。式(2)的S2是图2中的凸部的面积(在上述的三角形内存在的凸部的面积)。
这样，通过使用钛制且在表面形成有形状参数G2为0.14～0.94μm／deg那样的凹凸的母板材2，从而能够在冲压加工时不产生破裂等的情况下制造构成热交换器的热交换用板4。这样制造的热交换用板4的传热性非常优良，能够作为气液用的热交换用板使用，并且还能够作为液液用的热交换用板使用。
另外，上述的板件母板2与第一实施方式相同，能够使用图7所示那样的加工装置10来形成。以使形状参数G2成为0.14～0.94μm/deg的方式在加工辊12上设定用于形成凸部5及凹部6的凸部5的高度Rz、凹部6的宽度L、相邻的凸部的间距P、凸部的角度η。
[第三实施方式]
在上述的第二实施方式中，包含凸部的立起角度η的形状参数G2为0.14～0.94μm／deg，但在第三实施方式中，关于形状参数G2，还通过实验等进行验证。需要说明的是，关于与第二实施方式相同的结构，省略说明。
图12是将使包含凸部的立起角度η的形状参数G2“凸部5的高度Rz×(凹部6的宽度L／相邻的凸部的间距P)／凸部5的角度η(deg)”变化时的该形状参数G2与冲压成形性及传热效率的关系汇集起来的图。
如图12所示，虽然随着形状参数G2增大而冲压成形性的评分降低，但是若形状参数G2为0.94μm／deg以下，则能够使冲压成形性的评分为1以上，能够防止缩颈的产生且能够实现可靠的冲压成形。即，若还考虑了凝结及强制对流的形状参数G2为0.94μm／deg以下，则能够防止缩颈的产生，且能够避免冲压成形性降低这样的状况。即，进行验证的结果是，形状参数G2的上限值需要为0.94μm／deg以下，在第三实施方式中也成为与第二实施方式相同的结果。
另外，在各种用途中使用热交换用板4的情况下，如上所述，需要使传热效率为1.05以上。然而，例如，在将热交换板4作为气液用的热交换用板或液液用的热交换用板使用的情况下，只要将传热效率确保为1.03以上即可。如图12所示，若使形状参数G2为0.028μm／deg以上，则能够使传热效率为1.03以上，因此优选形状参数G2的下限值为0.028μm／deg。需要说明的是，图12所示的强制对流的“●”和凝结的“○”重复而为大致相同的值。
另外，在制造板件母板2时，以使形状参数G2成为0.028～0.94μm／deg的方式使用加工装置10(加工辊12)来形成凹凸即可。关于制造方法详情，由于与上述各实施方式相同，因此省略说明。
另外，关于在板件母板2上形成的凹凸，形状参数G2成为0.14～0.94μm／deg的范围只要是该板件母板2的至少一部分即可，优选遍及板件母板2的整体。
以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但本发明不局限于上述的实施方式，只要在权利要求书所记载的范围内，就能够进行各种变更来实施。本申请基于2011年9月16日申请的日本专利申请(特愿2011-203422)、2011年9月16日申请的日本专利申请(特愿2011-203423)、2011年11月10日申请的日本专利申请(特愿2011-246574)及2011年12月27日申请的日本专利申请(特愿2011-284605)，并将其内容作为参照而取入于此。
工业实用性
本发明的热交换用板的母板材及使用了该母板材的热交换用板适合作为构成热交换器的板件的母板及使用了该母板的热交换用板，其中，该热交换器在温度差发电等中使用。
符号说明：
1  平板材
1a  平板材的表面
2  板件母板(母板材)
2a  板件母板的表面
3  槽
4  热交换用板
5  凸部
6  凹部
7  侧壁
8  表壁
10  加工装置
11  移送辊
12  加工辊
13  支承辊

Claims (10)

1.一种热交换用板的母板材，其是在实施冲压加工后成为热交换用板的母板材，其特征在于，
在作为原材的金属制的平板材的表面形成有微细的凹凸，所述凹凸的由凸部的高度(μm)×[凹部的宽度(μm)／相邻的凸部的间距(μm)]定义的形状参数G1为85μm以下的范围。
2.根据权利要求1所述的热交换用板的母板材，其特征在于，
以使所述形状参数G1成为4μm以上的方式在所述母板材的表面形成所述凹凸。
3.根据权利要求1或2所述的热交换用板的母板材，其特征在于，
所述凸部在俯视下为圆形状，在平板材的表面上配置成交错状。
4.根据权利要求1或2所述的热交换用板的母板材，其特征在于，
所述凸部的高度的十点平均粗糙度Rz为5μm以上，且为0.1×平板材的厚度(μm)以下。
5.一种热交换用板，其为权利要求1或2所述的热交换用板，其特征在于，
所述热交换用板通过对所述热交换用板的母板材进行冲压加工而形成。
6.一种热交换用板的母板材，其是在实施冲压加工后成为热交换用板的母板材，其特征在于，
在作为原材的金属制的平板材的表面形成有微细的凹凸，所述凹凸的由凸部的高度(μm)×[凹部的宽度(μm)／相邻的凸部的间距(μm)／凸部的角度(deg)]定义的形状参数G2为0.94μm／deg以下的范围。
7.根据权利要求6所述的热交换用板的母板材，其特征在于，
以使所述形状参数G2成为0.14μm／deg以上的方式在所述母板材的表面形成所述凹凸。
8.根据权利要求6所述的热交换用板的母板材，其特征在于，
以使所述形状参数G2成为0.028μm／deg以上的方式在所述母板材的表面形成所述凹凸。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的热交换用板的母板材，其特征在于，
所述凸部的高度的十点平均粗糙度Rz为5μm以上，且为0.1×平板材的厚度(μm)以下。
10.一种热交换用板，其为权利要求6～8中任一项所述的热交换用板，其特征在于，
所述热交换用板通过对所述热交换用板的母板材进行冲压加工而形成。
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