JP6178217B2 - Heat transfer tube mounting structure and mounting method - Google Patents
Heat transfer tube mounting structure and mounting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6178217B2 JP6178217B2 JP2013235187A JP2013235187A JP6178217B2 JP 6178217 B2 JP6178217 B2 JP 6178217B2 JP 2013235187 A JP2013235187 A JP 2013235187A JP 2013235187 A JP2013235187 A JP 2013235187A JP 6178217 B2 JP6178217 B2 JP 6178217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer tube
- groove
- cooled
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 7
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 7
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010288 cold spraying Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
本発明の実施の形態は、伝熱管の取り付け構造および取り付け方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a heat transfer tube mounting structure and a mounting method.
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図７に被加熱物又は被冷却物に対する伝熱管の取り付け方法の一例を示す。ここでは一例として、電子デバイスの製作に使用するスパッタリングターゲットの図を示す。スパッタリングターゲットは、ターゲット材１とバッキングプレート２から構成され、ターゲット材１とバッキングプレート２の間に、接合強度を確保するためのボンディング層３が介在されている。電子デバイスを製作する際にはターゲット材１が高温になるため、バッキングプレート２に冷却チャンネルを設け、全体を冷却する構造となっている。 FIGS. 6 (a), (b), (c) and FIG. 7 show an example of a method for attaching a heat transfer tube to an object to be heated or an object to be cooled. Here, as an example, a drawing of a sputtering target used for manufacturing an electronic device is shown. The sputtering target is composed of a target material 1 and a backing plate 2, and a bonding layer 3 is interposed between the target material 1 and the backing plate 2 to ensure bonding strength. When the electronic device is manufactured, since the target material 1 becomes high temperature, a cooling channel is provided in the backing plate 2 to cool the whole.
バッキングプレート冷却チャンネルの制作方法としては、例えば予めバッキングプレート２にチャンネルとなる溝５を形成し、その溝５に伝熱管６を挿入して、バッキングプレート溝壁面と点付け溶接７やロウ接合などの冶金的接合方法を用いる方法がある。 As a method for producing a backing plate cooling channel, for example, a groove 5 serving as a channel is formed in the backing plate 2 in advance, and a heat transfer tube 6 is inserted into the groove 5 so that the backing plate groove wall surface is spot welded 7 or brazed. There is a method using the metallurgical joining method.
あるいは図８（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図９に示すように、伝熱管６を挿入することなく、溝５の上面に冶金的接合方法で閉止蓋４を取り付ける方法もある。 Alternatively, as shown in FIGS. 8 (a), (b), (c) and FIG. 9, there is a method of attaching the closing lid 4 to the upper surface of the groove 5 by a metallurgical joining method without inserting the heat transfer tube 6.
伝熱管６や閉止蓋４を冶金的接合方法により冷却チャンネルに設ける場合、バッキングプレート２が一部又は全体的に一時的に高温にさらされることになり、バッキングプレート２自体が変形してしまうため、その後機械加工する工程が必要となってしまう。また、特に溶接による伝熱管６の取り付け方法では、施工時に伝熱管６自身が溶融貫通することに加え施工にも時間がかかり、製作コストが増加する。さらに、冷却効率を高めるためには、伝熱管６とバッキングプレート２の溝５との間の伝熱面積を大きくする必要があるが、冶金的接合方法では困難であった。 When the heat transfer tube 6 and the closing lid 4 are provided in the cooling channel by the metallurgical joining method, the backing plate 2 is partially or entirely exposed to high temperatures temporarily, and the backing plate 2 itself is deformed. Then, a process of machining is required. In particular, in the method of attaching the heat transfer tube 6 by welding, in addition to the heat transfer tube 6 itself melting and penetrating at the time of construction, the construction takes time and the manufacturing cost increases. Furthermore, in order to increase the cooling efficiency, it is necessary to increase the heat transfer area between the heat transfer tube 6 and the groove 5 of the backing plate 2, but this is difficult with the metallurgical joining method.
また、バッキングプレート２の溝５を、冶金的接合方法で閉止蓋４により密閉する方法では、その接合線長が大きくなるため接合の信頼性確立に劣り、スパッタリングターゲット運転中（使用）に冷媒が漏洩する等の現象が発生し易い。 Further, in the method in which the groove 5 of the backing plate 2 is sealed with the closing lid 4 by the metallurgical joining method , the joining line length becomes long, so that the joining reliability is inferior, and the coolant is not used during the operation (use) of the sputtering target. Leakage is likely to occur.
他方、バッキングプレート２の溝５に伝熱管６を挿入して溶射施工で皮膜を形成させ、伝熱管６を固定するとともに、伝熱面積を大きくする方法も考えられるが、溶射施工では液滴にした金属をスプレーする方法のため、施工時にバッキングプレートも高温となり、施工後に変形が生じてしまう。このためその後機械加工する工程が必要となってしまい、製作期間及び製作コストが増加する。 On the other hand, a method of inserting a heat transfer tube 6 into the groove 5 of the backing plate 2 to form a film by spraying and fixing the heat transfer tube 6 and enlarging the heat transfer area can be considered. Due to the method of spraying the metal, the backing plate also becomes hot at the time of construction, and deformation occurs after construction. This necessitates a subsequent machining step, which increases the production period and production cost.
また、溝５と伝熱管６との隙間には、その形状特性から液滴がスプレイ時に使用するガスの流れにより、一部しか皮膜形成をすることができなかった。 Further, only a part of the film could be formed in the gap between the groove 5 and the heat transfer tube 6 due to the flow of the gas used when the droplets were sprayed due to its shape characteristics.
従来のスパッタリングターゲットのバックプレートの冷却チャンネル形状では、バッキングプレート２の溝５に伝熱管６を挿入する構造が多い。しかしながら、この場合、点接触のために伝熱効率を大きくすることができず、スパッタリングターゲット運転中にターゲットが高温となり割れや剥離が発生しやすい。そのため、電子デバイス製作上、品質や歩止まりの低下に加え、信頼性が低くなる可能性も否めなかった。 In the cooling channel shape of the back plate of the conventional sputtering target, there are many structures in which the heat transfer tube 6 is inserted into the groove 5 of the backing plate 2. However, in this case, the heat transfer efficiency cannot be increased due to the point contact, and the target becomes high temperature during the operation of the sputtering target, and cracking and peeling are likely to occur. Therefore, in the manufacture of electronic devices, in addition to the decline in quality and yield, the possibility of a decrease in reliability could not be denied.
前記の伝熱管６の取り付け方法では、伝熱効率大きくすることが出来ず、そのため運転中にターゲットが高温となり、電子デバイス製作の信頼性低下を引き起こす可能性があった。また、バッキングプレート２の製作工程が煩雑となり、製作コスト増大の一つの要因でもあった。 In the method of attaching the heat transfer tube 6 described above, the heat transfer efficiency cannot be increased, so that the target becomes high temperature during operation, and there is a possibility that the reliability of electronic device manufacturing is reduced. In addition, the manufacturing process of the backing plate 2 becomes complicated, which is one factor in increasing the manufacturing cost.
また、スプレイ法による伝熱管６の取り付け方法では、伝熱管６を埋め込む溝形状の特性から、例えば溶射皮膜を形成させるための液滴が、溝５と伝熱管６との隙間を埋めるように皮膜を形成させることが困難である。このため、伝熱効率を大きくすることができず、運転中にターゲットが高温となり、電子デバイス製作の信頼性低下を引き起こす可能性があった。 In addition, in the method of attaching the heat transfer tube 6 by the spray method, from the characteristics of the groove shape in which the heat transfer tube 6 is embedded, for example, a droplet for forming a sprayed coating fills the gap between the groove 5 and the heat transfer tube 6. Is difficult to form. For this reason, the heat transfer efficiency cannot be increased, and the target becomes hot during operation, which may cause a reduction in the reliability of electronic device manufacturing.
そのため、被加熱物又は被冷却物であるバッキングプレート２と、バッキングプレート２の溝５に設けられる伝熱管６とを、伝熱効率を向上させ又は低下させることなく、また安価で大量生産できる取り付け方法が要望される。 Therefore, the mounting method which can mass-produce the backing plate 2 which is a to-be-heated object or a to-be-cooled object, and the heat-transfer pipe | tube 6 provided in the groove | channel 5 of the backing plate 2, without improving or reducing heat-transfer efficiency. Is required.
本発明が解決しようとする課題は、伝熱効率を向上させ又は低下させることなく安価で大量生産することができる伝熱管の取り付け構造および取り付け方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a heat transfer tube mounting structure and a mounting method that can be mass-produced at low cost without increasing or decreasing the heat transfer efficiency.
本実施の形態は、伝熱管の取り付け構造において、被加熱物又は被冷却物と、前記被加熱物又は被冷却物に取り付けられた伝熱管とを備え、前記被加熱物又は被冷却物は、伝熱管設置用の溝を有し、前記伝熱管は前記溝内に設置され、前記溝内に金属粒子を堆積させて前記溝内を埋める皮膜が形成されていることを特徴とする伝熱管の取り付け構造である。 In the heat transfer tube mounting structure, the present embodiment includes an object to be heated or an object to be cooled, and a heat transfer tube attached to the object to be heated or the object to be cooled. A heat transfer tube having a groove for installing a heat transfer tube, wherein the heat transfer tube is installed in the groove, and a coating for depositing metal particles in the groove to fill the groove is formed. It is a mounting structure.
本実施の形態は、伝熱管の取り付け方法において、伝熱管設置用の溝を有する被加熱物又は被冷却物を準備する工程と、前記被加熱物又は被冷却物の溝内に伝熱管を設置する工程と、前記溝内に金属粒子を堆積させて溝内を埋める皮膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の取り付け方法である。 This embodiment is a method of installing a heat transfer tube, a step of preparing a heated object or a cooled object having a groove for installing a heat transfer tube, and a heat transfer tube installed in the groove of the heated object or the cooled object And a step of forming a film filling the groove by depositing metal particles in the groove, and a heat transfer tube mounting method.
実施の形態
以下、図面を参照して本実施の形態について説明する。
Embodiment The following describes the present embodiment with reference to the drawings.
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）および図２は本実施の形態を示す図である。 1 (a), (b), (c) and FIG. 2 are diagrams showing this embodiment.
まず本実施の形態による伝熱管の取り付け構造が組込まれたスパッタリングターゲットについて説明する。 First, a sputtering target in which the heat transfer tube mounting structure according to the present embodiment is incorporated will be described.
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）および図２に示すように、スパッタリングターゲットは、ターゲット材１と、バッキングプレート２とを備え、ターゲット材１とバッキングプレート２との間に、接合強度を確保するためのボンディング層３が介在されている。電子デバイスを製作する際にはターゲット材１が高温になるため、バッキングプレート２に冷却チャンネルを設け、全体を冷却する構造となっている。 As shown in FIGS. 1 (a), (b), (c) and FIG. 2, the sputtering target includes a target material 1 and a backing plate 2, and the bonding strength between the target material 1 and the backing plate 2 is increased. A bonding layer 3 for securing is interposed. When the electronic device is manufactured, since the target material 1 becomes high temperature, a cooling channel is provided in the backing plate 2 to cool the whole.
本実施の形態による伝熱管の取り付け構造は、被冷却物となるバッキングプレート２と、バッキングプレート２に形成された伝熱管設置用の溝５内に設置された伝熱管６とを備えている。そしてバッキングプレート２に形成された溝５内に、溝５内を埋める皮膜８がコールドスプレイ法を用いて形成されている。 The heat transfer tube mounting structure according to the present embodiment includes a backing plate 2 serving as an object to be cooled, and a heat transfer tube 6 installed in a groove 5 for heat transfer tube installation formed on the backing plate 2. A film 8 filling the groove 5 is formed in the groove 5 formed in the backing plate 2 by using a cold spray method.
次に伝熱管の取り付け方法について図２により説明する。ここで図２はバッキングプレート２を有するバッキングターゲットを示す断面図であって、図１（ｂ）のＡ部拡大図である。 Next, a method for attaching the heat transfer tube will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a sectional view showing the backing target having the backing plate 2, and is an enlarged view of a portion A in FIG.
図２に示すように、まず伝熱管設置用の溝５を有するバッキングプレート（被冷却物）２を準備する。 As shown in FIG. 2, a backing plate (object to be cooled) 2 having a groove 5 for installing a heat transfer tube is first prepared.
次にバッキングプレート２の溝５内に伝熱管６（ここでは冷却管）を設置する。次にバッキングプレート２の外側から、コールドスプレイ法を用いて溝５内にスプレイ皮膜８を形成する。皮膜材料は、例えばアルミ合金や銅合金のように、比較的、熱伝導率の高い金属が考えられる。これらの金属の微小粉（金属粒子）を高速で噴射し、バッキングプレート２及び伝熱管６へ衝突させることで、金属粒子を堆積させて皮膜８が形成され、このように形成された皮膜８は溝５内を埋める。この場合、バッキングプレート２の溝５は、伝熱管６の外径Ｄより大きな幅Ｗを有している。 Next, a heat transfer tube 6 (here, a cooling tube) is installed in the groove 5 of the backing plate 2. Next, a spray film 8 is formed in the groove 5 from the outside of the backing plate 2 using a cold spray method. The film material may be a metal having a relatively high thermal conductivity, such as an aluminum alloy or a copper alloy. By spraying these metal fine powders (metal particles) at a high speed and colliding with the backing plate 2 and the heat transfer tube 6, the metal particles are deposited to form a film 8, and the film 8 thus formed is The inside of the groove 5 is filled. In this case, the groove 5 of the backing plate 2 has a width W larger than the outer diameter D of the heat transfer tube 6.
スプレイ法のガス噴流による特徴から、隅角部や小さな隙間には皮膜形成が困難であるが、バッキングプレート２の溝５は、伝熱管６の外径Ｄより大きいため、溝５内にスプレイ皮膜８を確実に形成させることができる。 Although it is difficult to form a film at corners and small gaps due to the characteristics of the spray method of gas jet, the groove 5 of the backing plate 2 is larger than the outer diameter D of the heat transfer tube 6, so that the spray film is formed in the groove 5. 8 can be formed reliably.
さらに、溝５内に一度に広範囲に渡って皮膜８を形成させることが可能となるため、製作コストを低減する事が可能となる。またバッキングプレート２に対してコールドスプレイを施工する前には、予め被スプレイ面の粗面化を実施する。この時、伝熱管６のみならず、溝５の壁面にも粗面化作業を実施して粗面化することにより、溝５の壁面と皮膜８との密着力がさらに向上するため、皮膜８に割れや剥離が発生する事を抑制することができる。 Furthermore, since the film 8 can be formed in a wide range in the groove 5 at a time, the manufacturing cost can be reduced. Before the cold spray is applied to the backing plate 2, the surface to be sprayed is roughened in advance. At this time, since the roughening operation is performed not only on the heat transfer tube 6 but also on the wall surface of the groove 5, the adhesion between the wall surface of the groove 5 and the film 8 is further improved. It is possible to suppress the occurrence of cracks and peeling.
本実施の形態において、被冷却物としてのバッキングプレート２を伝熱管６により容易かつ確実に冷却することができる。 In the present embodiment, the backing plate 2 as the object to be cooled can be easily and reliably cooled by the heat transfer tube 6.
なお、上記実施の形態において、被冷却物としてのバッキングプレート２を伝熱管６により冷却する例を示したが、これに限らず被冷却物の代わりに被加熱物を設け、この被加熱物を伝熱管６（加熱管）により加熱してもよい。 In the above embodiment, the example in which the backing plate 2 as the object to be cooled is cooled by the heat transfer tube 6 is not limited to this, but the object to be heated is provided instead of the object to be cooled, You may heat with the heat exchanger tube 6 (heating tube).
以上のように本実施の形態によれば、被加熱物又は被冷却物に伝熱管６を設置する溝５を設け、その溝５の内部に伝熱管６を置き、被加熱物又は被冷却物と伝熱管６との隙間にコールドスプレイによる皮膜８を形成する。このため、被加熱物又は被冷却物と伝熱管６との間の伝熱面積を大きくすることができる。また、一度に広範囲に渡って皮膜８を形成させることができる。さらに冶金的接合や溶射による皮膜形成と異なり、被加熱物又は被冷却物全体が高温となることもないため変形することが少なく、機械加工による仕上げ加工を必要としないため、安価で大量生産することが可能となる。また被加熱物又は被冷却物の溝５の幅Ｗを伝熱管６の外径Ｄより大きくし、コールドスプレイにより皮膜８を形成する。このため、スプレイ法では施工しづらい、即ち皮膜形成が困難であった隅角部や隙間部においても、皮膜８を確実に形成することができるため、被加熱物又は被冷却物と伝熱管６との間の伝熱面積を大きくすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the groove 5 for installing the heat transfer tube 6 is provided in the object to be heated or the object to be cooled, the heat transfer tube 6 is placed inside the groove 5, and the object to be heated or the object to be cooled is provided. A film 8 by cold spray is formed in the gap between the heat transfer tube 6 and the heat transfer tube 6. For this reason, the heat transfer area between the object to be heated or the object to be cooled and the heat transfer tube 6 can be increased. Moreover, the film 8 can be formed over a wide range at a time. Furthermore, unlike film formation by metallurgical bonding or thermal spraying, the object to be heated or the entire object to be cooled does not become hot, so it is less likely to be deformed and does not require finishing by machining. It becomes possible. Further, the width W of the groove 5 of the object to be heated or the object to be cooled is made larger than the outer diameter D of the heat transfer tube 6, and the film 8 is formed by cold spray. For this reason, since the film 8 can be reliably formed even in the corners and gaps that are difficult to construct by the spray method, that is, it is difficult to form the film, the object to be heated or the object to be cooled and the heat transfer tube 6 are formed. The heat transfer area between the two can be increased.
他の実施の形態
次に他の実施の形態について、図３により説明する。
Other Embodiments Next, another embodiment will be described with reference to FIG.
図３に示す実施の形態は溝の形状が異なるのみであり、他の構成は図１および図２に示す実施の形態と略同一である。 The embodiment shown in FIG. 3 is different only in the shape of the groove, and the other configuration is substantially the same as the embodiment shown in FIGS.
図３に示す他の実施の形態において、図１および図２に示す実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the other embodiment shown in FIG. 3, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図３に示すように、バッキングプレート２の溝５は、垂直壁ではなくテーパー形状の断面形状をもつ。図３において、矢印で示すスプレイ噴流の入射方向によってコールドスプレイ施工を実施する。バッキングプレート２の溝５の断面形状は、テーパー形状を有しているため垂直壁と比較して、より確実に皮膜８を形成することができ、冷却管６とバッキングプレート２との伝熱面積を大きくすることができる。また、冷却管６とバッキングプレート２との密着力を高めることができ、伝熱機能の品質の向上や信頼性を向上させることができる。さらに、一度に広範囲にわたるコールドスプレイ施工が可能となるため、安価で大量に生産することができ、製作コストを低減する事が可能となる。 As shown in FIG. 3, the groove 5 of the backing plate 2 has a taper-shaped cross-sectional shape instead of a vertical wall. In FIG. 3, cold spray construction is performed according to the incident direction of the spray jet indicated by an arrow. Since the cross-sectional shape of the groove 5 of the backing plate 2 has a tapered shape, the coating 8 can be more reliably formed as compared with the vertical wall, and the heat transfer area between the cooling pipe 6 and the backing plate 2 is increased. Can be increased. Further, the adhesion between the cooling pipe 6 and the backing plate 2 can be increased, and the quality and reliability of the heat transfer function can be improved. Furthermore, since a wide range of cold spray constructions can be performed at a time, it is possible to produce a large amount at a low cost and to reduce the production cost.
本実施の形態において、溝５の断面形状はテーパー形状となっているため、垂直壁の場合にスプレイ皮膜が成膜し難い場合であっても、テーパー形状の場合では、スプレイトーチから飛行してくる皮膜形成のための材料が付着し易くなり、溝５の壁面と皮膜８との密着力が高くなる。また、被加熱物又は被冷却物と伝熱管６との間の皮膜８の形成領域が大きく、即ち伝熱面積が大きくなることにより、伝熱性能の向上や信頼性を向上させることができる。さらに、一度に広範囲に渡って皮膜形成させることが可能となり、安価で大量生産することが可能となるため、製作コストの低減にも繋がる。 In the present embodiment, since the cross-sectional shape of the groove 5 is a taper shape, even if it is difficult to form a spray film in the case of a vertical wall, in the case of the taper shape, it flies from the spray torch. The material for forming the coming film is easily attached, and the adhesion between the wall surface of the groove 5 and the film 8 is increased. Moreover, the formation area of the film 8 between the object to be heated or the object to be cooled and the heat transfer tube 6 is large, that is, the heat transfer area is increased, so that the heat transfer performance can be improved and the reliability can be improved. Furthermore, it is possible to form a film over a wide range at a time, which enables mass production at a low cost, leading to a reduction in manufacturing cost.
次に更に他の実施の形態について、図４により説明する。 Next, still another embodiment will be described with reference to FIG.
図４に示す実施の形態は、伝熱管の構成が異なるのみであり、他の構成は図３に示す実施の形態と略同一である。 The embodiment shown in FIG. 4 is different only in the configuration of the heat transfer tube, and the other configuration is substantially the same as the embodiment shown in FIG.
図４に示す他の実施の形態において、図３に示す実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the other embodiment shown in FIG. 4, the same parts as those in the embodiment shown in FIG.
図４に示すように、予め、側面フィン９を設けた伝熱管６を準備しておき、伝熱管６をバッキングプレート２の溝５内へ挿入する。その上方から、コールドスプレイすることにより、皮膜８を形成する。この場合、伝熱管６の側面フィン９は溝５の壁面に当接する。また皮膜８は溝５内のうち側面フィン９よりバッキングプレート２の表面側の領域に形成される。このように側面フィン９により皮膜９を形成することが困難な小さな隙間を除外することができ、確実に皮膜８を形成させることができる。また、溝５の断面形状をテーパ形状とすることにより、より確実に皮膜９を形成させることができ、伝熱面積を大きくすることが可能となるため、伝熱機能の品質の向上や信頼性を向上させることができる。さらに、一度に広範囲に渡るコールドスプレイ施工が可能となるため、安価で大量に生産することができ、製作コストを低減する事が可能となる。 As shown in FIG. 4, a heat transfer tube 6 provided with side fins 9 is prepared in advance, and the heat transfer tube 6 is inserted into the groove 5 of the backing plate 2. The film 8 is formed by cold spraying from above. In this case, the side fins 9 of the heat transfer tube 6 abut against the wall surface of the groove 5. The coating 8 is formed in the groove 5 in a region on the surface side of the backing plate 2 from the side fins 9. Thus, the small gap in which it is difficult to form the film 9 by the side fins 9 can be excluded, and the film 8 can be formed reliably. In addition, since the groove 9 has a tapered cross-sectional shape, the coating 9 can be more reliably formed and the heat transfer area can be increased, so that the quality and reliability of the heat transfer function can be improved. Can be improved. Furthermore, since it is possible to perform cold spray construction over a wide range at a time, it is possible to produce a large amount at a low cost and to reduce the production cost.
本実施の形態において、被加熱物又は被冷却物の溝５に設置する伝熱管６は側面フィン９を有するため、被加熱物又は被冷却物に設けた溝５の壁面と伝熱管６及びそれに設けた側面フィン９との間にコールドスプレイによる皮膜８を形成することができる。このため皮膜８の不完全領域が形成されることがなく、皮膜８に剥離や割れが発生する起点が生じることもない。このため、皮膜８の品質や信頼性を向上させることができる。さらに。一度に広範囲に渡って、品質の高い皮膜８を形成させることが可能となり、安価で大量生産することが可能となるため、製作コストの低減にも繋がる。 In this embodiment, since the heat transfer tube 6 installed in the groove 5 of the object to be heated or the object to be cooled has the side fins 9, the wall surface of the groove 5 provided in the object to be heated or the object to be cooled, the heat transfer tube 6, and A film 8 by cold spraying can be formed between the provided side fins 9. For this reason, the incomplete area | region of the membrane | film | coat 8 is not formed, and the starting point from which peeling and a crack generate | occur | produce in the membrane | film | coat 8 does not arise. For this reason, the quality and reliability of the film 8 can be improved. further. Since it becomes possible to form the high-quality coating 8 over a wide range at a time, and it is possible to mass-produce at a low cost, it leads to a reduction in manufacturing cost.
次に更に他の実施の形態について、図５により説明する。 Next, still another embodiment will be described with reference to FIG.
図５に示す実施の形態は、伝熱管の構成が異なるのみであり、他の構成は図３に示す実施の形態と略同一である。 The embodiment shown in FIG. 5 is different only in the configuration of the heat transfer tube, and the other configuration is substantially the same as the embodiment shown in FIG.
図５に示す他の実施の形態において、図３に示す実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the other embodiment shown in FIG. 5, the same parts as those in the embodiment shown in FIG.
図５に示すように、複数の材料層から構成させた伝熱管６を、バッキングプレート２の溝５内へ挿入し、コールドスプレイ法を用いて皮膜８を形成する。図５中では、例えば伝熱管６は材料層構成として、外層１０に銅合金を用い、内層１１にステンレス鋼を用いた二重クラッドパイプからなる。伝熱管６内に流れる冷媒が高圧の場合、銅合金やアルミ合金では、構造強度として使用できない場合がある。一方、ステンレス鋼は高強度であるが、熱伝導率は銅合金やアルミ合金と比較しても小さい。図５に示すように、外層１０に銅合金を用い、内層１１にステンレス鋼を用いることにより、内部の高圧に耐えることができ、かつ高熱伝導性を確保することができるため、伝熱機能を損なうことなく構造部材としての機能も両立させることができる。さらに、コールドスプレイは一度に広範囲に渡るコールドスプレイ施工が可能となるため、安価で大量に生産することができ、製作コストを低減することができる。 As shown in FIG. 5, the heat transfer tube 6 composed of a plurality of material layers is inserted into the groove 5 of the backing plate 2, and the coating 8 is formed using a cold spray method. In FIG. 5, for example, the heat transfer tube 6 is composed of a double clad pipe having a material layer structure in which a copper alloy is used for the outer layer 10 and stainless steel is used for the inner layer 11. When the refrigerant flowing in the heat transfer tube 6 is at a high pressure, the copper alloy or aluminum alloy may not be used as the structural strength. On the other hand, stainless steel has high strength, but its thermal conductivity is small compared to copper alloys and aluminum alloys. As shown in FIG. 5, by using a copper alloy for the outer layer 10 and using stainless steel for the inner layer 11, it is possible to withstand high internal pressure and ensure high thermal conductivity. The function as a structural member can be made compatible without loss. Furthermore, since the cold spray can be applied to a wide range of cold sprays at a time, the cold spray can be produced in large quantities at a low cost, and the production cost can be reduced.
本実施の形態において、伝熱管６の内層１１と外層１０を異なる材質で構成し、特に外層１０を高熱伝導率の材質で構成し、被加熱物又は被冷却物に設けた溝５の壁面と伝熱管６との隙間にコールドスプレイによる皮膜を形成する。このことにより、例えば伝熱管６内に高圧の媒質を流す場合、伝熱管６は高熱伝導率を有する材質の外層１０と、耐高圧の構造部材からなる内層１１とを有するため、耐高圧機能と高熱伝導機能を両立させることができるため、品質や信頼性を向上させることができる。 In the present embodiment, the inner layer 11 and the outer layer 10 of the heat transfer tube 6 are made of different materials, in particular, the outer layer 10 is made of a material having a high thermal conductivity, and the wall surface of the groove 5 provided in the object to be heated or cooled A cold spray film is formed in the gap with the heat transfer tube 6. Thus, for example, when a high pressure medium is allowed to flow in the heat transfer tube 6, the heat transfer tube 6 has the outer layer 10 made of a material having high thermal conductivity and the inner layer 11 made of a high pressure resistant structural member. Since a high thermal conductivity function can be achieved, quality and reliability can be improved.
なお、実施の形態は例示であり、発明の範囲はそれに限定されない。 In addition, embodiment is an illustration and the range of invention is not limited to it.
１ ターゲット材、２ バッキングプレート、３ ボンディング層、５ 溝、６ 伝熱管、８ 皮膜、９ 側面フィン、１０ 外層、１１ 内層 1 target material, 2 backing plate, 3 bonding layer, 5 groove, 6 heat transfer tube, 8 coating, 9 side fin, 10 outer layer, 11 inner layer
Claims (8)
被加熱物又は被冷却物と、
前記被加熱物又は被冷却物に取り付けられた伝熱管とを備え、
前記被加熱物又は被冷却物は、前記伝熱管の外径より大きい幅を有する伝熱管設置用の溝を有し、前記伝熱管は前記溝内に設置され、前記溝内に噴射され衝突させた金属粉からなる金属粒子を堆積させて前記溝内を埋める皮膜が形成されていることを特徴とする伝熱管の取り付け構造。 In the heat transfer tube mounting structure,
An object to be heated or an object to be cooled;
A heat transfer tube attached to the object to be heated or the object to be cooled,
The object to be heated or the object to be cooled has a groove for installing a heat transfer tube having a width larger than the outer diameter of the heat transfer tube, and the heat transfer tube is installed in the groove and injected into the groove to be collided. A heat transfer tube mounting structure, wherein a film is formed to deposit metal particles made of metal powder to fill the groove.
外層の材料は、内層の材料に比べて高熱伝導率をもち、内層の材料は、外層の材料に比べて高強度をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の伝熱管の取り付け構造。 The heat transfer tube comprises a multilayer structure having an inner layer and an outer layer,
4. The heat transfer tube according to claim 1, wherein the outer layer material has a higher thermal conductivity than the inner layer material, and the inner layer material has a higher strength than the outer layer material. Mounting structure.
前記伝熱管の外径より大きい幅を有する伝熱管設置用の溝を有する被加熱物又は被冷却物を準備する工程と、
前記被加熱物又は被冷却物の溝内に伝熱管を設置する工程と、
前記溝内にコールドスプレイにより金属粒子を堆積させて溝内を埋める皮膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする伝熱管の取り付け方法。 In the installation method of the heat transfer tube,
Preparing an object to be heated or an object to be cooled having a groove for heat transfer tube installation having a width larger than the outer diameter of the heat transfer tube;
Installing a heat transfer tube in the groove of the object to be heated or the object to be cooled;
Forming a film filling the groove by depositing metal particles by cold spray in the groove;
A heat transfer tube mounting method characterized by comprising:
外層の材料は、内層の材料に比べて高熱伝導率をもち、内層の材料は、外層の材料に比べて高強度をもつことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか記載の伝熱管の取り付け方法。 The heat transfer tube comprises a multilayer structure having an inner layer and an outer layer,
8. The heat transfer tube according to claim 5, wherein the outer layer material has a higher thermal conductivity than the inner layer material, and the inner layer material has a higher strength than the outer layer material. installation method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013235187A JP6178217B2 (en) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | Heat transfer tube mounting structure and mounting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013235187A JP6178217B2 (en) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | Heat transfer tube mounting structure and mounting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015094016A JP2015094016A (en) | 2015-05-18 |
| JP6178217B2 true JP6178217B2 (en) | 2017-08-09 |
Family
ID=53196635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013235187A Active JP6178217B2 (en) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | Heat transfer tube mounting structure and mounting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6178217B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10702939B2 (en) | 2018-04-05 | 2020-07-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cold-spray braze material deposition |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517545B2 (en) * | 1985-09-09 | 1996-07-24 | キヤノン株式会社 | Heater for vacuum equipment |
| JP2003121090A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-23 | Kakinuma Kinzoku Seiki Kk | Heat exchanger and refrigerator using the same |
| JP5057904B2 (en) * | 2007-09-07 | 2012-10-24 | 株式会社日本セラテック | Temperature control plate and manufacturing method thereof |
| JP5162621B2 (en) * | 2010-05-07 | 2013-03-13 | 日本発條株式会社 | Temperature control device, cooling device, and method of manufacturing temperature control device |
| JP5666395B2 (en) * | 2011-07-04 | 2015-02-12 | 日本発條株式会社 | Temperature control device and method of manufacturing temperature control device |
| JP5409740B2 (en) * | 2011-09-28 | 2014-02-05 | 日本発條株式会社 | Heat dissipation structure, power module, method for manufacturing heat dissipation structure, and method for manufacturing power module |
| JP5386615B1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-15 | 日本発條株式会社 | Pipe embedded structure and manufacturing method thereof |
| JP5440676B2 (en) * | 2012-10-26 | 2014-03-12 | 日本軽金属株式会社 | Heat transfer plate manufacturing method and heat transfer plate |
-
2013
- 2013-11-13 JP JP2013235187A patent/JP6178217B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015094016A (en) | 2015-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6762719B2 (en) | How to make a heat exchanger | |
| JP5310714B2 (en) | Metal tube joining structure and heat exchanger | |
| JP4491385B2 (en) | Casting parts, cylinder block and cylinder liner manufacturing method | |
| JP6089983B2 (en) | Cylindrical sputtering target and manufacturing method thereof | |
| TW201330761A (en) | Heat dissipating structure, power module, method for manufacturing heat dissipating structure and method for manufacturing power module | |
| US20130043013A1 (en) | Heat Exchanger and Method for Producing Heat Exchanger | |
| CN106938362A (en) | A kind of connection method of magnetic pulse formation assistant brazing metal tube | |
| US20140151011A1 (en) | Heat exchanger and method of manufacturing the same | |
| JP6266093B2 (en) | Heat exchanger and air conditioner | |
| TWI398536B (en) | Tubular sputter target with exterior surface of the carrier tube structured in a trench-type manner | |
| CN101358817A (en) | Process for manufacture of heat exchanger | |
| CN106455430A (en) | Heat dissipation apparatus and manufacturing method therefor | |
| JP2013534569A (en) | Assembly for connecting rotary target backing tube | |
| US20130175007A1 (en) | Heat-conducting module and method for manufacturing the same | |
| JP6178217B2 (en) | Heat transfer tube mounting structure and mounting method | |
| TW201313350A (en) | Rotary sputter target assembly | |
| WO2013021870A1 (en) | Cooling device and method for producing same | |
| JP2016188426A (en) | Component and method for manufacturing the component part | |
| JP2008231486A (en) | Alloy application method, brazing material application method, and manufacturing method of heat exchanger | |
| US20160325369A1 (en) | Braze cladding | |
| JPH1133709A (en) | Tube made of aluminium alloy and heat exchanger | |
| CN112008179A (en) | Production process of anti-deformation thick film heater with heat storage function | |
| KR20220013545A (en) | Multi-material devices and manufacturing methods for heat transfer | |
| JP5386615B1 (en) | Pipe embedded structure and manufacturing method thereof | |
| JP5386616B1 (en) | Pipe embedded structure and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160212 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161017 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161021 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170314 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170428 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170613 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170713 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6178217 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |