JP2000088490A - Heat exchanger - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a perforated heat exchanger ensuring a sufficiently high exchanging rate, excellent in productivity and applicable over a wide range. SOLUTION: Metal particles 2 of aluminum, copper, or the like, having high thermal conductivity are bonded each other by powder metallurgy, or the like, to form a porous basic body 3. A shield film 4 is then formed on the entire surface of the basic body 3 including through holes 5 by plating, metal spray, or the like, and refrigerant supplied into the basic body 3 from an inlet 6 set at a mouthpiece buried in the basic body 3 by integral molding. The refrigerant is passed through the gaps between the metal particles 2 and discharged from an outlet 7 set for another mouthpiece. Cold heat of the refrigerant is exchanged with outer air or water through a shield film 4 during conduction of refrigerant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空調、廃熱回収等
に用いられる熱交換器に係り、特に金属粒子の相互間隙
を熱交換用媒体の流通路として用いる多孔型熱交換器に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger used for air conditioning, waste heat recovery, and the like, and more particularly to a porous heat exchanger in which a gap between metal particles is used as a flow path of a heat exchange medium.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、この種の多孔型熱交換器として
は、例えば、特開昭５７−１４８１９０号公報に記載さ
れたものがある。この熱交換器は、管内にセラミック材
料等の耐熱性を有する粒体を充填し、この粒体の相互間
隙を被加熱流体（熱交換用媒体）の流通路として用いる
ようにしたもので、例えば、これを加熱炉、熱処理炉等
の煙道に設置することで、排ガスの熱を前記粒体を介し
て効率よく熱交換用媒体に回収できるようになる。2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of porous heat exchanger, there is one disclosed in, for example, JP-A-57-148190. In this heat exchanger, a tube is filled with heat-resistant particles such as a ceramic material, and the gap between the particles is used as a flow path of a fluid to be heated (a heat exchange medium). By installing this in a flue such as a heating furnace or a heat treatment furnace, the heat of the exhaust gas can be efficiently recovered to the heat exchange medium via the granules.

【０００３】[0003]

【発明が課題しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の熱交換器によれば、単に管内に粒体を充填し
ているだけであるため、管と粒体との間並びに粒体相互
間での熱伝達が不十分で、十分高い熱交換効率を得るこ
とは困難であるという問題があった。また、管に粒体を
充填する面倒な作業が必要であるため、量産性に劣り、
しかも、管形状が複雑になる場合は粒体の充填そのもの
が困難となるため、形状的に大きな制約を受け、いま一
つ利用価値が小さいという問題があった。However, according to the heat exchanger described in the above-mentioned publication, since the granules are simply filled in the tube, the space between the tube and the granules and between the granules are reduced. The heat transfer in the air is insufficient, and it is difficult to obtain a sufficiently high heat exchange efficiency. In addition, since a cumbersome work of filling the tube with the granules is required, mass production is inferior,
In addition, when the shape of the tube becomes complicated, it becomes difficult to fill the granular material itself. Therefore, there is a problem that the shape is greatly restricted and the utility value is small.

【０００４】なお、例えば、特開昭６３−７００９７号
公報には、多孔質金属から形成したブロック内に熱交換
用媒体（熱媒）の流通する管を埋設してなる熱交換器
が、実開昭６３−１０４８５６号公報には、アルミニウ
ムを発泡成形した多孔質ブロックに熱交換用媒体（オイ
ル）の流通する管を埋設してなる熱交換器がそれぞれ提
案されており、かゝる多孔質ブロックを用いれば、複雑
形状の熱交換器を得ることも可能である。しかし、この
多孔質ブロックはフィンの代わりとしては有用ではある
が、上記した廃熱回収などに用いるには、これをケーシ
ングに収めなければならず、面倒な組立作業や気密性保
持のためシール作業が必要になって、根本的な解決には
至らない。[0004] For example, JP-A-63-70097 discloses a heat exchanger in which a tube through which a heat exchange medium (heat medium) flows is embedded in a block formed of porous metal. JP-A-63-104856 proposes a heat exchanger in which a pipe through which a heat exchange medium (oil) flows is embedded in a porous block formed by foaming aluminum. If a block is used, a heat exchanger having a complicated shape can be obtained. However, although this porous block is useful as a substitute for the fin, it must be housed in a casing in order to use it for waste heat recovery as described above. Is needed and does not lead to a fundamental solution.

【０００５】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、十分高い熱交換効
率が得られることはもちろん、製造性にも優れ、しかも
利用範囲の広い多孔型の熱交換器を提供することにあ
る。[0005] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide not only a sufficiently high heat exchange efficiency, but also excellent manufacturability and a wide range of use. It is an object of the present invention to provide a mold type heat exchanger.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、金属粒子を相互に接合させて成形した多
孔質基体の表面にシールド膜を積層形成し、前記基体内
の金属粒子の相互間隙を熱交換用媒体の流通路としたこ
とを特徴とする。このように構成した熱交換器において
は、基体の表面がシールド膜により被覆されているの
で、金属粒子の相互間隙を含む多孔質基体の全体が管路
として提供され、したがって金属粒子または基体を管、
ケーシング等に収める必要はなくなる。また、成形によ
って基体を得ると共に、シールド膜を基体表面に積層形
成するので、量産が可能になるばかりか、任意の形状と
することができる。しかも、金属粒子は相互に接合され
ているので、大きな伝熱面積を確保することができ、基
体表面のシールド膜が積層形成されて基体と一体になっ
ていることもあって、熱交換効率は著しく高いものとな
る。In order to achieve the above object, according to the present invention, a shield film is laminated on the surface of a porous substrate formed by bonding metal particles to each other, and the metal particles in the substrate are removed. It is characterized in that the mutual gap is formed as a flow passage of a heat exchange medium. In the heat exchanger configured as described above, since the surface of the base is covered with the shield film, the entire porous base including the inter-gap between the metal particles is provided as a conduit, and therefore, the metal particles or the base are connected to the pipe. ,
There is no need to store it in a casing or the like. In addition, since the base is obtained by molding and the shield film is laminated on the surface of the base, not only mass production is possible but also an arbitrary shape can be obtained. Moreover, since the metal particles are bonded to each other, a large heat transfer area can be secured, and since the shield film on the surface of the base is laminated and integrated with the base, the heat exchange efficiency is improved. It will be significantly higher.

【０００７】本発明において、上記金属粒子としては、
できるだけ熱伝達率の大きい金属、例えばアルミニウム
や銅、あるいはこれらの合金を選択するのが望ましい。
また、これら金属粒子を相互に接合させて成形する方法
は任意であり、成形と焼結とを行う汎用の粉末冶金法は
もとより、例えば、低融点金属をバインダーとして金属
粒子に混合し、加熱成形する方法、あるいは、予め金属
粒子表面をろう材で被覆して加熱成形する方法等を採用
することができる。さらに、基体表面にシールド膜を積
層形成する方法も任意であり、例えば、めっき法、溶射
法等を採用することができる。この場合、めっきまたは
溶射金属としては、アルミニウムや銅などの熱伝達率の
大きい金属あるいはそれらの合金を用いるのが望まし
い。In the present invention, the metal particles include:
It is desirable to select a metal having as high a heat transfer coefficient as possible, for example, aluminum or copper, or an alloy thereof.
In addition, the method of joining these metal particles to each other and molding is arbitrary. For example, a general-purpose powder metallurgy method in which molding and sintering are performed, for example, a low-melting-point metal is mixed with the metal particles as a binder, and heat molding is performed. Or a method in which the surface of metal particles is coated with a brazing material in advance and heat-molded. Further, a method of laminating and forming a shield film on the surface of the substrate is also arbitrary, and for example, a plating method, a thermal spraying method, or the like can be adopted. In this case, it is desirable to use a metal having a high heat transfer coefficient, such as aluminum or copper, or an alloy thereof as the plating or sprayed metal.

【０００８】本発明は、上記基体に、熱交換用媒体の流
入口と流出口とを形成する口金を一体成形により埋設す
るようにしてもよく、この口金を利用して、簡単に配管
を接続することができる。本発明はまた、前記基体に、
流入口から流出口に至る一連の管路を画成する仕切板を
一体成形により埋設する構造としてもよいものである。
この場合、管路が蛇行するように仕切板を埋設すること
で基体内の広域に熱交換用媒体を流通させることがで
き、熱交換効率がより向上する。本発明はまた、前記基
体に、該基体内を流れる熱交換用媒体と熱交換される他
の熱交換用媒体の流れる配管を一体成形により埋設する
構成としてもよいものである。このように構成すること
で、例えば配管内に熱交換媒体を、基体内に被熱交換媒
体を流して両者の間で効率よく熱交換を行うことができ
る。In the present invention, a base for forming an inlet and an outlet for the heat exchange medium may be embedded in the base by integral molding, and the pipe is easily connected using the base. can do. The present invention also provides the substrate,
It is also possible to adopt a structure in which a partition plate defining a series of conduits from the inflow port to the outflow port is buried by integral molding.
In this case, by embedding the partition plate so that the pipeline is meandering, the heat exchange medium can be circulated over a wide area in the base, and the heat exchange efficiency is further improved. The present invention may also be configured such that a pipe through which another heat exchange medium that exchanges heat with the heat exchange medium flowing in the substrate is embedded in the base by integral molding. With such a configuration, for example, the heat exchange medium can be flown in the pipe and the heat exchange medium can be flown in the base, and the heat can be efficiently exchanged between the two.

【０００９】本発明はさらに、熱交換面積を拡大するた
め、上記基体にその表面積を拡大する面積拡大部を一体
成形により設けるようにしてもよいものである。この場
合該面積拡大部は、基体に貫設した多数の貫通孔であっ
ても、基体表面に設けた凹凸形状部であっても、あるい
は基体にフィン状に突設した薄板であってもよい。本発
明における基体は、その心部側に比較的粒子径の大きい
金属粒子を、その表層部側に比較的粒子径の小さい金属
粒子をそれぞれ配した構造とすることができる。このよ
うに金属粒子を選択的に配することで、心部側に比較的
大きな流通路を確保して圧損の低下を防止する一方、表
層部側の強度を増大させて表面のシールド膜の安定維持
を図ることができる。Further, in the present invention, in order to increase the heat exchange area, the base may be provided with an area-enlarging portion for increasing the surface area by integral molding. In this case, the area-enlarging portion may be a large number of through holes penetrating through the base, an uneven portion provided on the surface of the base, or a thin plate protruding from the base in a fin shape. . The substrate according to the present invention may have a structure in which metal particles having a relatively large particle diameter are arranged on the core side and metal particles having a relatively small particle diameter are arranged on the surface layer side. By selectively arranging metal particles in this way, a relatively large flow path is secured on the core side to prevent a drop in pressure loss, while increasing the strength on the surface layer side to stabilize the shield film on the surface. Maintenance can be achieved.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００１１】図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形
態を示したものである。本第１の実施の形態としての熱
交換器１は、金属粒子２を相互に接合させて成形した多
孔質の基体３と、この基体３の表面に積層形成したシー
ルド膜４とから概略構成されている。熱交換器１すなわ
ち基体３は、全体として矩形板状をなし、その板面には
多数の貫通孔（面積拡大部）５が所定のピッチで穿設さ
れている。基体３にはまた、流入口６と流出口７とを確
定する口金８が一体成形により埋設されており、その流
入口６は基体３の長手方向の一側面の片隅に、その流出
口７は、前記一側面と対立する基体３の他側面の、前記
流入口６と相反する方向の片隅にそれぞれ設定されてい
る。シールド膜４は、前記貫通孔５の内面および前記口
金８の端面を含む基体３の全表面に積層形成され、した
がって、基体３はシールド膜４によって完全に被覆され
た状態となっている。FIG. 1 to FIG. 3 show a first embodiment of the present invention. The heat exchanger 1 according to the first embodiment is roughly composed of a porous substrate 3 formed by bonding metal particles 2 to each other and a shield film 4 formed on the surface of the substrate 3. ing. The heat exchanger 1, that is, the base 3 has a rectangular plate shape as a whole, and a large number of through holes (area enlarged portions) 5 are formed in the plate surface at a predetermined pitch. A base 8 for defining an inflow port 6 and an outflow port 7 is also embedded in the base 3 by integral molding. The inflow port 6 is located at one corner on one side in the longitudinal direction of the base 3, and the outflow port 7 is provided in the base 3. The other side of the base 3 opposite to the one side is set at one corner in a direction opposite to the inflow port 6. The shield film 4 is laminated and formed on the entire surface of the base 3 including the inner surface of the through hole 5 and the end face of the base 8, so that the base 3 is completely covered by the shield film 4.

【００１２】本第１の実施の形態においては、上記金属
粒子２としてアルミニウム、銅等の熱伝導率の高い金属
を選択し、基体３の製造に際しては、先ずこれら金属粒
子２を成形型（図示略）に入れて圧縮成形し、所定形状
の成形体を得る。この圧縮成形に際しては、上記貫通孔
４を形成するためのピンを成形型内にセットすると共
に、上記口金８を所定の２箇所にセットし、成形後、脱
型に応じて前記ピンを成形体から抜取り、一方、口金８
はそのまま成形体内に残す。この成形完了後、成形体を
焼結炉に装入し、不活性ガス雰囲気中で所定の温度で焼
結を行うと、金属粒子２同士が接合し、これにより多孔
質の基体３が完成する。その後、この基体３に、例えば
めっき処理または金属溶射処理を施し、その全表面にア
ルミニウム、銅等の熱伝導率の高い材料からなるシール
ド膜４を所定厚さに積層形成する。なお、このめっき処
理または金属溶射処理に際しては、流入口６または流出
口７を通して成形体内部に処理金属が侵入しないよう
に、かつ口金８のねじ部８ｂにシールド膜４が形成され
ないように、該口金８に栓９（図３）を螺着させてお
く。In the first embodiment, a metal having high thermal conductivity, such as aluminum or copper, is selected as the metal particles 2, and at the time of manufacturing the base 3, these metal particles 2 are first formed into a mold (not shown). ) And compression-molded to obtain a molded article of a predetermined shape. At the time of this compression molding, a pin for forming the through hole 4 is set in a molding die, and the base 8 is set at two predetermined positions. After molding, the pin is molded according to the mold release. , While the base 8
Is left in the molded body as it is. After the completion of the molding, the molded body is charged into a sintering furnace and sintered at a predetermined temperature in an inert gas atmosphere, whereby the metal particles 2 are joined to each other, whereby the porous substrate 3 is completed. . Thereafter, the substrate 3 is subjected to, for example, a plating process or a metal spraying process, and a shield film 4 made of a material having a high thermal conductivity such as aluminum or copper is laminated on the entire surface to a predetermined thickness. During the plating process or the metal spraying process, the metal to be processed is prevented from entering the inside of the molded body through the inlet 6 or the outlet 7 and the shield film 4 is not formed on the screw portion 8 b of the base 8. A stopper 9 (FIG. 3) is screwed onto the base 8.

【００１３】このように構成した熱交換器１は、基体３
の全表面がシールド膜４により被覆されているので、金
属粒子２の相互間隙を含む多孔質基体３の全体が管路と
して機能する。したがって、いま口金８に冷媒（熱交換
媒体）の通る配管を接続し、該口金８を介して流入口６
に冷媒を供給すると、この冷媒は、基体３内の金属粒子
２の相互間隙を流通して基体３の広域に拡散した後、流
出口７に集合してそこから基体３外へ排出される。そし
て、この流通の間、冷媒の持つ冷熱は、多数の金属粒子
２に伝わりながら基体３の表面側へ移動し、シールド膜
４と接触する、例えば空気や水（被熱交換媒体）と熱交
換される。しかして、金属粒子２は相互に接合され、ま
た表面のシールド膜４は基体３と一体になっているの
で、大きな伝熱面積が確保され、高い熱交換効率が得ら
れるようになる。本第１の実施の形態では特に、熱交換
器１の板面に多数の貫通孔５を設けているので、熱交換
面積は可及的に拡大し、熱交換効率はより一層向上する
ものとなっている。[0013] The heat exchanger 1 constructed as described above comprises a base 3
Is covered with the shield film 4, so that the entire porous substrate 3 including the gaps between the metal particles 2 functions as a conduit. Therefore, a pipe through which a refrigerant (heat exchange medium) passes is connected to the base 8 and the inlet 6 is connected through the base 8.
When the coolant is supplied to the base material 3, the coolant flows through the gaps between the metal particles 2 in the base body 3 and diffuses over a wide area of the base body 3, then gathers at the outlet 7 and is discharged therefrom. During this circulation, the cold heat of the refrigerant moves toward the surface side of the base 3 while being transmitted to the large number of metal particles 2, and exchanges heat with the shield film 4, for example, with air or water (heat exchange medium). Is done. Thus, since the metal particles 2 are bonded to each other and the shield film 4 on the surface is integrated with the base 3, a large heat transfer area is secured and a high heat exchange efficiency can be obtained. Particularly, in the first embodiment, since a large number of through holes 5 are provided in the plate surface of the heat exchanger 1, the heat exchange area is increased as much as possible, and the heat exchange efficiency is further improved. Has become.

【００１４】図４は、本発明の第２の実施の形態を示し
たものである。本第２の実施の形態としての熱交換器１
０は、上記第１の実施の形態における基体３に、その内
部を上下方向に部分的に仕切る複数の仕切板１１を一体
成形により埋設し、該基体３内に流入口６から流出口７
に至る蛇行状の一連の管路１２を画成したことを特徴と
している。本熱交換器１０においては、流入口６に供給
された冷媒は、前記仕切板１１により画成された管路１
２を通って蛇行しながら流出口７へ向い、これにより基
体３の隅々まで冷媒が行きわたり、その分、熱交換効率
は向上する。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. Heat exchanger 1 according to the second embodiment
Reference numeral 0 denotes a plurality of partitioning plates 11 for partially partitioning the inside of the base 3 in the first embodiment in the up-down direction by integral molding, and an inlet 6 to an outlet 7 in the base 3.
A series of meandering pipelines 12 are defined. In the present heat exchanger 10, the refrigerant supplied to the inflow port 6 is supplied to the pipe 1 defined by the partition plate 11.
The refrigerant flows to the outlet 7 while meandering through the base 2, whereby the refrigerant reaches every corner of the base 3, and the heat exchange efficiency is improved accordingly.

【００１５】図５および図６は、本発明の第３の実施の
形態を示したものである。本第３の実施の形態としての
熱交換器２０は、金属粒子２１を相互に接合して成形し
た多孔質基体２２を小断面の蛇行形状として、その全表
面にシールド膜２３を積層形成し、さらに、基体２２の
両端部に流入口２４と流出口２５とを設けたことを特徴
としている。この場合、流入口２４と流出口２５とは直
径方向に貫通する貫通孔内に設定し、これら流入・出口
２４、２５の内面に対してはシールド膜２３の形成を省
略する。また別途、継手２６（図６）を用意し、この継
手２６を介して前記流・入出口２４、２５を外部に接続
させるようにする。なお、本熱交換器２０の製造工程
は、基体２２の成形型が異なる点を除けば、上記第１の
実施の形態の場合と実質的に同じであるので、ここでは
その説明を省略する。FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention. In the heat exchanger 20 according to the third embodiment, a porous substrate 22 formed by bonding metal particles 21 to each other is formed into a meandering shape having a small cross section, and a shield film 23 is formed on the entire surface thereof by lamination. Further, an inflow port 24 and an outflow port 25 are provided at both ends of the base 22. In this case, the inflow port 24 and the outflow port 25 are set in through holes penetrating in the diameter direction, and the formation of the shield film 23 on the inner surfaces of the inflow / outflow ports 24 and 25 is omitted. Separately, a joint 26 (FIG. 6) is prepared, and the inflow / outlet ports 24 and 25 are connected to the outside via the joint 26. Note that the manufacturing process of the heat exchanger 20 is substantially the same as that of the first embodiment except that the molding die of the base 22 is different, and the description thereof is omitted here.

【００１６】継手２６は、前記流入口２４または流出口
２５に連通するねじ付き孔２７ａを一方の片に有するＵ
字金具２７と、Ｕ字金具２７の他方の片にねじ杆２８ａ
を介して螺合支持された押え板２８と、Ｕ字金具２７の
一方の片並びに前記押え板２８に装着されたＯリング２
９とからなっている。熱交換器２０としての使用には、
予めこの継手２６のＵ字金具２７を両端部に嵌合させ、
ねじ杆２８ａをねじ込んで押え板２８とＵ字金具２７の
一方の片とで基体２２を挟み込み、該継手２６の位置を
固定する。これにより、流入口２４および流出口２５の
一端開口がＯリング２９を介して押え板２８により閉じ
られると共に、それらの他端開口がＯリング２９を介し
てＵ字金具２７のねじ付き孔２７ａに液密に連通され
る。The joint 26 has a threaded hole 27a communicating with the inflow port 24 or the outflow port 25 on one side.
Screw 27 and the other end of the U-shaped fitting 27
And a O-ring 2 attached to the pressing plate 28 and one of the U-shaped fittings 27 and the pressing plate 28
It consists of nine. For use as heat exchanger 20,
The U-shaped fitting 27 of the joint 26 is fitted to both ends in advance,
The screw rod 28a is screwed in, the base 22 is sandwiched between the holding plate 28 and one piece of the U-shaped bracket 27, and the position of the joint 26 is fixed. As a result, one end openings of the inflow port 24 and the outflow port 25 are closed by the holding plate 28 via the O-ring 29, and the other end openings thereof are formed in the threaded holes 27 a of the U-shaped fitting 27 via the O-ring 29. It is communicated in a liquid-tight manner.

【００１７】そして、両端のＵ字金具２７のねじ付き孔
２７ａに配管を接続し、一端のねじ付き孔２７ａを介し
て流入口２４に冷媒を供給する。すると、この冷媒は、
基体２２内の金属粒子２１の相互間隙を流通して他端の
流出口７から基体２２外へ排出され、この間、冷媒の持
つ冷熱は、多数の金属粒子２１に伝わりながら基体２２
の表面のシールド膜２３に移動し、外部の空気や水と熱
交換される。本第３の実施の形態においては、熱交換器
２０の全体が小断面の蛇行形状となっているので、その
表面積（熱交換面積）が拡大し、高い熱交換効率が得ら
れるようになる。なお、この熱交換器２０は、前記蛇行
形状に代えて、コイル形状や他の任意の形状としてよい
ことはもちろんである。A pipe is connected to the threaded hole 27a of the U-shaped bracket 27 at both ends, and the refrigerant is supplied to the inflow port 24 through the threaded hole 27a at one end. Then, this refrigerant
The metal particles 21 in the base body 22 flow through the mutual gap and are discharged from the outlet port 7 at the other end to the outside of the base body 22.
Moves to the shield film 23 on the surface of the substrate and is exchanged with external air and water. In the third embodiment, since the entire heat exchanger 20 has a meandering shape with a small cross section, its surface area (heat exchange area) is increased, and high heat exchange efficiency can be obtained. The heat exchanger 20 may have a coil shape or any other shape in place of the meandering shape.

【００１８】図７および図８は、本発明の第４の実施の
形態を示したものである。本第４の実施の形態としての
熱交換器３０は、金属粒子３１を相互に接合して成形し
た矩形板状の多孔質基体３２の表面にシールド膜３３を
積層形成すると共に、基体３２の一面に流入口３４、流
出口３５をそれぞれ確定する口金３６（流出口３５側は
図示略）を一体成形により埋設し、さらに基体３２に、
配管３７の蛇行形状部３８を一体成形により埋設し、該
配管３７の両端部３７ａを基体３２の側面に突出させた
ことを特徴としている。本熱交換器３０においては、例
えば、配管３７に冷媒（熱交換媒体）を流通させる一方
で、口金３６を通じて基体３２内に空気や水（被熱交換
媒体）を流通させると、基体３２内の金属粒子３１の相
互間隙を流通する被熱交換媒体と配管３７内を流通する
冷媒との間で効率よく熱交換が行われる。なお、本熱交
換器３０の製造工程は、基体３２の成形時に配管３７と
一体成形する点を除けば、上記第１の実施の形態の場合
と実質的に同じであるので、ここではその説明を省略す
る。FIG. 7 and FIG. 8 show a fourth embodiment of the present invention. In the heat exchanger 30 according to the fourth embodiment, a shield film 33 is formed on the surface of a rectangular plate-shaped porous substrate 32 formed by joining metal particles 31 to each other and formed. A base 36 (an outlet 35 side is not shown) for defining an inflow port 34 and an outflow port 35 is embedded by integral molding.
The meandering portion 38 of the pipe 37 is buried by integral molding, and both ends 37 a of the pipe 37 project from the side surface of the base 32. In the present heat exchanger 30, for example, while flowing a refrigerant (heat exchange medium) through the pipe 37 and flowing air or water (heat exchange medium) into the base 32 through the base 36, the inside of the base 32 is Heat exchange is efficiently performed between the heat exchange medium flowing in the gap between the metal particles 31 and the refrigerant flowing in the pipe 37. The manufacturing process of the heat exchanger 30 is substantially the same as that of the first embodiment except that it is integrally formed with the pipe 37 when the base 32 is formed. Is omitted.

【００１９】図９は、本発明の第５の実施の形態を示し
たものである。本第５の実施の形態としての熱交換器４
０は、金属粒子４１を相互に接合して成形した矩形板状
の多孔質基体４２の表裏両面に凹凸形状部（面積拡大
部）４２ａを設けると共に、この凹凸形状部４２ａを含
む基体４２の全表面にシールド膜４３を積層形成したこ
とを特徴としている。このような凹凸形状部４２ａを基
体４２に設けることにより、熱交換面積が拡大し、熱交
換効率がより一層向上するものとなる。FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. Heat exchanger 4 as the fifth embodiment
Reference numeral 0 indicates that a rectangular plate-shaped porous substrate 42 formed by bonding metal particles 41 to each other is provided with concave and convex portions (area enlargement portions) 42a on both front and rear surfaces, and the entire substrate 42 including the concave and convex portion 42a. It is characterized in that a shield film 43 is laminated on the surface. By providing such an uneven portion 42a on the base 42, the heat exchange area is enlarged, and the heat exchange efficiency is further improved.

【００２０】図１０は、本発明の第６の実施の形態を示
したものである。本第６の実施の形態としての熱交換器
５０は、金属粒子５１を相互に接合して成形した矩形板
状の多孔質基体５２の表裏両面に一体成形により多数の
薄板（面積拡大部）５３を植立すると共に、この薄板５
３の板面を除く基体５２の全表面にシールド膜５４を積
層形成したことを特徴としている。本熱交換器５０によ
れば、薄板５３がフィンとして熱交換面積の拡大に大き
く寄与し、熱交換効率がより一層向上するものとなる。FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention. The heat exchanger 50 according to the sixth embodiment has a large number of thin plates (area enlarged portions) 53 integrally formed on both front and back surfaces of a rectangular plate-shaped porous substrate 52 formed by bonding metal particles 51 to each other. And the thin plate 5
The third embodiment is characterized in that a shield film 54 is formed on the entire surface of the substrate 52 except for the plate surface of No. 3. According to the present heat exchanger 50, the thin plate 53 greatly contributes to the expansion of the heat exchange area as a fin, and the heat exchange efficiency is further improved.

【００２１】図１１は、本発明の第７の実施の形態を示
したものである。本第７の実施の形態としての熱交換器
６０は、基体６１の心部側に比較的粒子径の大きい金属
粒子６２を、その表層部側に比較的粒子径の小さい金属
粒子６３をそれぞれ配した２層構造とし、比較的粒子径
の小さい金属粒子６３を配した表層部の表面にシールド
膜６４を積層形成したことを特徴としている。本熱交換
器６０によれば、心部側に比較的大きな流通路が確保さ
れるので圧損の低下が抑制される一方で、表層部側の強
度が増大して表面のシールド膜６４の安定維持が可能に
なり、性能的に優れかつ耐久性に富む熱交換器を実現で
きる。FIG. 11 shows a seventh embodiment of the present invention. In the heat exchanger 60 according to the seventh embodiment, a metal particle 62 having a relatively large particle diameter is disposed on a core side of a base 61, and a metal particle 63 having a relatively small particle diameter is disposed on a surface layer side thereof. It is characterized in that a shield film 64 is formed on the surface of a surface layer portion on which metal particles 63 having a relatively small particle diameter are arranged. According to the present heat exchanger 60, a relatively large flow passage is secured on the core side, so that a decrease in pressure loss is suppressed. This makes it possible to realize a heat exchanger having excellent performance and high durability.

【００２２】なお、本発明は、例えば、図１２に示すよ
うに高周波焼入れ用電極７０として共用することも可能
である。この場合は、熱伝導性並びに電気伝導性の良好
な金属粒子７１を相互に接合して成形した異形の多孔質
基体７２の表面に、誘導加熱されずしかも耐熱性に優れ
た金属またはセラミックからなるシールド膜７３を積層
形成し、さらに、基体７２には、予め水路を画成する仕
切板７４と前記水路に対する流入口と流出口とを確定す
る口金７５、７６とを一体成形により埋設する。このよ
うに構成した電極７０によれば、流入口側の口金７５に
冷却水を供給すると、該冷却水は金属粒子７１の相互間
隙を流通しながら基体７２の隅々まで行きわたり、電極
７０の全体が効率的に冷却される。因みに、このような
異形の電極を従来の手法に製作しようとすると、多方向
から孔を開けると共に、各孔の開口端に埋め栓をして一
連の水路を形成しなれけばならず、その製作は極めて面
倒でかつコストも高くなる。しかし、本電極７０によれ
ば、前記したように基体７２に仕切板７４を埋設して簡
単に水路を形成することができるので、その製作は簡単
となり、利用価値は高まる。The present invention can also be used as an induction hardening electrode 70 as shown in FIG. 12, for example. In this case, the surface of the irregularly shaped porous substrate 72 formed by bonding metal particles 71 having good thermal conductivity and electric conductivity to each other is formed of a metal or ceramic which is not induction-heated and has excellent heat resistance. A shield film 73 is formed by lamination, and a partition plate 74 defining a water channel and bases 75 and 76 for defining an inlet and an outlet for the water channel are embedded in the base 72 by integral molding. According to the electrode 70 configured as described above, when the cooling water is supplied to the base 75 on the inlet side, the cooling water reaches every corner of the base 72 while flowing through the gap between the metal particles 71, The whole is cooled efficiently. By the way, in order to manufacture such an irregularly shaped electrode by a conventional method, it is necessary to form a series of water channels by opening holes from multiple directions and plugging the open end of each hole. The production is very cumbersome and costly. However, according to the present electrode 70, since the water channel can be easily formed by embedding the partition plate 74 in the base 72 as described above, its manufacture is simplified and its utility value is increased.

【００２３】[0023]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明にかゝる
熱交換器によれば、金属粒子を相互に接合して成形した
多孔質基体の表面をシールド膜により被覆し、基体をそ
のまま管路として用いるようにしたので、金属粒子や基
体を管、ケーシング等に収める必要がなくなって、量産
が可能になり、その上、任意の形状とすることができて
設計の自由度が向上する。また、金属粒子は相互に接合
されているので、大きな伝熱面積を確保することがで
き、シールド膜が基体と一体になっていることもあっ
て、熱交換効率は著しく高いものとなる。さらに、形状
の自由度が高まることで、熱交換媒体、被熱交換媒体と
を問わず、任意の形態での利用が可能になり、その適用
範囲は拡大する。As described above, according to the heat exchanger according to the present invention, the surface of a porous substrate formed by bonding metal particles to each other is covered with a shield film, and the substrate is left as it is. Since it is used as a conduit, there is no need to store the metal particles and the base in a tube, a casing, etc., and mass production is possible, and further, it can be formed into an arbitrary shape, and the degree of freedom in design is improved. . Further, since the metal particles are bonded to each other, a large heat transfer area can be secured, and the heat exchange efficiency is extremely high because the shield film is integrated with the base. Further, by increasing the degree of freedom of the shape, it becomes possible to use the heat exchange medium and the heat exchange medium in any form regardless of the heat exchange medium, and the applicable range is expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態としての熱交換器の
構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本第１の実施の形態としての熱交換器の内部構
造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an internal structure of the heat exchanger according to the first embodiment.

【図３】本第１の実施の形態としての熱交換器の内部構
造を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an internal structure of the heat exchanger according to the first embodiment.

【図４】本発明の第２の実施の形態としての熱交換器の
構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３の実施の形態としての熱交換器の
構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.

【図６】本第３の実施の形態における端部構造とこれに
装着する継手の構造を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an end structure and a structure of a joint attached to the end structure according to the third embodiment.

【図７】本発明の第４の実施の形態としての熱交換器の
構造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】本第４の実施の形態としての熱交換器の内部構
造を示したもので、図７のＡ−Ａ矢視線に沿う断面図で
ある。FIG. 8 shows an internal structure of the heat exchanger according to the fourth embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図９】本発明の第５の実施の形態としての熱交換器の
構造を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heat exchanger according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第６の実施の形態としての熱交換器
の構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heat exchanger according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第７の実施の形態としての熱交換器
の構造を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a structure of a heat exchanger according to a seventh embodiment of the present invention.

【図１２】本発明を高周波焼入れ用電極として共用した
実施の形態示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing an embodiment in which the present invention is commonly used as an electrode for induction hardening.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１０，２０，３０，４０，５０，６０ 熱交換器 ２，２１，３１，４１，５１ 金属粒子 ３，２２，３２，４２，５２，６１ 基体 ４，２３，３３，４３，５４，６４ シールド膜 ５ 貫通孔（面積拡大部） ６，２４，３４ 流入口 ７、２５、３５ 流出口 ８，３６ 口金 １１ 仕切板 １２ 管路 ３７ 配管 ４２ａ 基体表面の凹凸部（面積拡大部） ５３ 薄板（面積拡大部） ６２ 比較的粒子径の大きい金属粒子 ６３ 比較的粒子径の小さい金属粒子 1,10,20,30,40,50,60 Heat exchanger 2,21,31,41,51 Metal particles 3,22,32,42,52,61 Base 4,23,33,43,54,64 Shield film 5 Through-hole (area-enlarged portion) 6,24,34 Inlet 7,25,35 Outlet 8,36 Cap 11 Partition plate 12 Pipe 37 Pipe 42a Uneven portion on substrate surface (area-enlarged portion) 53 Thin plate ( (Enlarged area) 62 Metal particles having a relatively large particle diameter 63 Metal particles having a relatively small particle diameter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 金属粒子を相互に接合させて成形した多
孔質基体の表面にシールド膜を積層形成し、前記基体内
の金属粒子の相互間隙を熱交換用媒体の流通路としたこ
とを特徴とする熱交換器。1. A shielding film is formed on a surface of a porous substrate formed by bonding metal particles to each other, and a gap between the metal particles in the substrate is used as a flow path of a heat exchange medium. And heat exchanger. 【請求項２】 基体に、熱交換用媒体の流入口と流出口
とを形成する口金を一体成形により埋設したことを特徴
とする請求項１に記載の熱交換器。2. The heat exchanger according to claim 1, wherein a base forming an inlet and an outlet for the heat exchange medium is embedded in the base by integral molding. 【請求項３】 基体に、流入口から流出口に至る一連の
管路を画成する仕切板を一体成形により埋設したことを
特徴とする請求項２に記載の熱交換器。3. The heat exchanger according to claim 2, wherein a partition plate defining a series of conduits from the inlet to the outlet is embedded in the base by integral molding. 【請求項４】 基体に、該基体内を流れる熱交換用媒体
と熱交換される他の熱交換用媒体の流れる配管を一体成
形により埋設したことを特徴とする請求項２に記載の熱
交換器。4. The heat exchange according to claim 2, wherein a pipe through which another heat exchange medium that exchanges heat with the heat exchange medium flowing in the base is buried in the base by integral molding. vessel. 【請求項５】 基体に、その表面積を拡大する面積拡大
部を一体成形により設けたことを特徴とする請求項１乃
至４の何れか１項に記載の熱交換器。5. The heat exchanger according to claim 1, wherein an area-enlarging portion for increasing the surface area is provided on the base by integral molding. 【請求項６】 基体の心部側に比較的粒子径の大きい金
属粒子を、その表層部側に比較的粒子径の小さい金属粒
子をそれぞれ配したことを特徴とする請求項１乃至５の
何れか１項に記載の熱交換器。6. A metal particle having a relatively large particle diameter is disposed on a core portion side of a substrate, and a metal particle having a relatively small particle diameter is disposed on a surface layer portion side thereof. The heat exchanger according to claim 1.