JP4742919B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

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本発明は冷却システム、放熱システムや加熱システム等用の熱交換器の製造方法に関するもので、特にコンパクト性を要求されるシステムで使用される熱交換器の製造方法に関するものである。
従来、この種の熱交換器としては、管とフィンとから構成されたものが一般的であるが、近年はそのコンパクト化を図るために、管径及び管ピッチを小さくし、管を高密度化する傾向にある。その極端な形態としては、管外径が０．５ｍｍ程度の非常に細い管のみから熱交換部が構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
図７は、特許文献１に記載された従来の熱交換器の正面図であり、図８は図７のＡ−Ａ線断面図である。
図７、図８に示すように、従来の熱交換器は、所定間隔を置いて対向配置される入口タンク１と出口タンク２と、入口タンク１と出口タンク２の間に断面円環の複数の管３が配置され、管３の外部を外部流体が流通されるコア部４が構成されている。管３内を流通する内部流体としては主に水や不凍液が用いられ、外部流体としては空気が主流であり、それぞれが流通し、熱交換を行う。
そして、管３を碁盤目状に配置するとともに、管３の外径を０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とし、隣接する管３のピッチを管外径で除した値を０．５以上３．５以下とすることで、使用動力に対する熱交換量を大幅に向上できるとしている。
特開２００１−１１６４８１号公報
上記従来の熱交換器を構成する具体的な要素や製造方法については示されていないが、一般的には、多数の細い管３と、特定の面に多数の細かい円孔を予め空けた入口タンク１と出口タンク２を用意し、入口タンク１及び出口タンク２の円孔に管３の両端を挿入し、溶接等によって管３の挿入部を入口タンク１及び出口タンク２に接着する方法が考えられる。しかしながら、長くて細い管３を挿入するために、入口タンク１や出口タンク２に管３の挿入用の微細な円孔を所定の微細なピッチで設けることと、非常に多くの管３を入口タンク１や出口タンク２に挿入し接着する工程が非常に困難であり、熱交換性能が高くても、非常に高価でかつ洩れに対する信頼性が低いものになるという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、非常に優れた熱交換性能を保持しながら、非常に製造が容易で、かつ信頼性の高い熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器の製造方法は多数の貫通穴を備えた基板間に管内が前記貫通穴と連通し前記基板の表面から略垂直に設けられた複数の管から構成される管群ブロックを管軸方向に複数連結した熱交換器を、前記基板の背面の周縁に設けた凹部と隣接する前記管群ブロックの前記基板の背面の周縁に設けた凸部とを直接接触させるとともに、嵌合部外周縁に接着部材を塗布し、前記管群ブロックを連結し、前記基板の背面の周縁に凹部を設け、対向する前記基板の背面の周縁に凸部を設けた前記管群ブロックを連結したものである。
これにより、凹凸部を嵌合し、嵌合部外周に接着部材を塗布して接着しているため、管群ブロック相互間から熱交換器内部に接着部材が流入することはなく、接着部材により管の目詰まりを防ぐことができる。
また、これにより、１種類の管群ブロックを連結することにより熱交換器を製造することができる。
また、本発明の熱交換器の製造方法は前記嵌合部と前記基板とから構成した溝を前記嵌合部外周縁に形成し、前記溝に接着部材を注入し、前記管群ブロックを連結したものである。
これにより、接着部材を厚く塗布することができるとともに、管群ブロックと接着部材の接触面積を大きくすることができる。
本発明の熱交換器の製造方法は、容易かつ信頼性の高い熱交換器を提供することができる。
請求項１に記載の発明は、多数の貫通穴を備えた基板間に管内が前記貫通穴と連通し前記基板の表面から略垂直に設けられた複数の管から構成される管群ブロックを管軸方向に複数連結した熱交換器を、前記基板の背面の周縁に設けた凹部と隣接する前記管群ブロックの前記基板の背面の周縁に設けた凸部とを直接接触させるとともに、嵌合部外周縁に接着部材を塗布し、前記管群ブロックを連結し、前記基板の背面の周縁に凹部を設け、対向する前記基板の背面の周縁に凸部を設けた前記管群ブロックを連結することを特徴とする熱交換器の製造方法であり、凹凸部を嵌合し、嵌合部外周に接着部材を塗布して接着しているため、管群ブロック相互間から熱交換器内部に接着部材が流入することはなく、接着部材により管の目詰まりを防ぐことができ、容易に製作できるとともに信頼性が向上する。また、１種類の管群ブロックを連結することにより熱交換器を製造することができ、さらに容易に熱交換器を製作することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記嵌合部と前記基板とから構成した溝を前記嵌合部外周縁に形成し、前記溝に接着部材を注入し、前記管群ブロックを連結したものであり、接着部材を厚く塗布することができるとともに、管群ブロックと接着部材の接触面積を大きくすることができ、さらに信頼性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における熱交換器の正面図であり、図２は側面図である。また、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図４は同実施の形態における管群ブロックの正面図である。図５は図４のＣ方向からの斜視図であり、図６は図４のＤ方向からの斜視図である。
熱交換器は管群ブロック２０を連結して構成した熱交換部と、両端に入口タンク３０と出口タンク３５を連結し製作されている。
管群ブロック２０は基板４０と管５０から構成されており、基板４０ａの背面の周縁には凹部４１が設けられており、対向する基板４０ｂの背面の周縁には凸部４２が設けられている。
管群ブロック２０を連結する際、図３から判るように、管群ブロック２０ａの凹部４１ａと隣接する管群ブロック２０ｂの凸部４２ｂを嵌合し連結している。この際、嵌合部６０と基板４０ａの背面と基板４０ｂの背面から溝７０が形成されており、溝７０に接着部材８０を注入し、管群ブロック２０を接着している。このため、管群ブロック２０相互間から熱交換器内部に接着部材８０が流入することはなく、接着部材８０により管５０の目詰まりを防ぐことができる。
また、溝７０に接着部材８０を注入するため、接着部材８０を溝７０で保持することができ、接着部材８０を厚く塗布することができるとともに、管群ブロック２０と接着部材８０の接触面積を大きくすることができるため、さらに信頼性が向上する。
また、管群ブロック２０の基板４０ａに凹部４１を設け、基板４０ｂに凹部４１と嵌合する凸部４２を設けているため、１種類の管群ブロック２０を連結して熱交換器を構成することができ、安価に熱交換器を製造することができる。
なお、接着部材が樹脂材料であれば、射出成形により溝７０に接着部材を注入すれば簡単にかつ確実に接着部材を注入することができる。
以上のように、本実施の形態においては、基板４０ａの背面の周縁に凹部４１を設け、対向する基板４０ｂの背面の周縁に凸部４２を設け、凹部４１と隣接する管群ブロック２０の凸部４２を嵌合し、嵌合部６０と基板４０で構成される溝７０に接着部材８０を注入し、管群ブロック２０を連結したため、管群ブロック２０相互間から熱交換器内部に接着部材８０が流入することはなく、接着部材８０により管５０の目詰まりを防ぐことができるとともに、溝７０で接着部材８０を保持できるため、接着部材８０を厚く塗布することができるとともに、管群ブロック２０と接着部材８０の接触面積を大きくすることができ、さらに信頼性を向上することができる。また、管群ブロック２０の基板４０ａに凹部４１を設け、基板４０ｂに凹部４１と嵌合する凸部４２を設けているため、１種類の管群ブロック２０を連結して熱交換器を構成することができ、安価に熱交換器を提供することができる。
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、非常に優れた熱交換性能を維持しながら、安価に実現でき、冷凍冷蔵機器や空調機器用の熱交換器や、廃熱回収機器等の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態１における熱交換器の正面図 本発明の実施の形態１における熱交換器の側面図 図２のＢ−Ｂ線断面図 本発明の実施の形態１における管群ブロックの正面図 図４のＣ方向からの斜視図 図４のＤ方向からの斜視図 従来の熱交換器の正面図 図７のＡ−Ａ線断面図
符号の説明
２０，２０ａ，２０ｂ 管群ブロック
４０，４０ａ，４０ｂ 基板
４１，４１ａ 凹部
４２，４２ｂ 凸部
５０ 管
６０ 嵌合部
７０ 溝
８０ 接着部材

Claims (2)

  1. 多数の貫通穴を備えた基板間に管内が前記貫通穴と連通し前記基板の表面から略垂直に設けられた複数の管から構成される管群ブロックを管軸方向に複数連結した熱交換器を、前記基板の背面の周縁に設けた凹部と隣接する前記管群ブロックの前記基板の背面の周縁に設けた凸部とを直接接触させるとともに、嵌合部外周縁に接着部材を塗布し、前記管群ブロックを連結し、前記基板の背面の周縁に凹部を設け、対向する前記基板の背面の周縁に凸部を設けた前記管群ブロックを連結することを特徴とする熱交換器の製造方法。
  2. 前記嵌合部と前記基板とから構成した溝を前記嵌合部外周縁に形成し、前記溝に接着部材を注入し、前記管群ブロックを連結することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
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