熱交換器及びその製造方法
【課題】適用範囲を大きく制限することなく更なる熱交換効率の向上を図ること。
【解決手段】 上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換器１０は、液体を流通させるチューブ１２と、チューブ１２の外周面に放熱用のフィンプレート１１とを備えた熱交換器１０において、フィンプレート１１とチューブ１２とを拡散接合によって一体化している。
【解決手段】 上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換器１０は、液体を流通させるチューブ１２と、チューブ１２の外周面に放熱用のフィンプレート１１とを備えた熱交換器１０において、フィンプレート１１とチューブ１２とを拡散接合によって一体化している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及びその製造方法に関するもので、特に、熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の熱交換器では、熱交換効率を向上させるため種々の工夫が成されている。例えば特許文献１では、フィンに切り起こしを形成し、空気の流れ方向に変化を与えることによって熱交換を促進させるようにしている。すなわち、特許文献１は、フィンと空気との間の熱伝達率を向上させることによって熱交換効率を向上させるようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７５３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようにフィンと空気との熱伝達率を向上させたとしても、チューブとフィンとの接触面積が小さい場合には、熱交換器トータルとしての熱交換効率を大きく向上させることは困難となる。つまり、熱交換器本来の性能を考慮した場合には、チューブを流通する熱交換媒体と、フィンに接触する空気との間で、如何に効率良く熱を伝達させるかが最も重要な課題となる。
【０００５】
このため、この種の熱交換器では、フィンとチューブとの間をロウ付けや接着剤を適用したり溶着によって接合し、両者の接触面積を確保しているのが一般的である。
【０００６】
しかしながら、ロウ付けや接着剤を適用した場合には、フィンとチューブとを面で接触させることができるものの、ロウ付け金属や接着剤が介在物としてフィンとチューブとの間に層状に存在することになるため、チューブと介在物との界面、並びに介在物とフィンとの界面でそれぞれ熱伝達率が低下するのは否めない。
【０００７】
一方、電子ビーム等を適用してフィンとチューブとの間を溶着した場合には、フィンとチューブとの間に介在物が存在することがない。しかしながら、フィンとチューブとの間は線状に接触するだけであり、面として接触させることは困難である。また、溶着代を確保しなければならないため微細な構造物への適用が困難であるばかりでなく、高熱による変形や応力の影響を考慮しなければならず、適用範囲が大幅に制限されることになる。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みて、適用範囲を大きく制限することなく更なる熱交換効率の向上を図ることのできる熱交換器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器において、前記フィンと前記チューブとを拡散接合によって一体化したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る熱交換器は、上述した熱交換器において、前記フィンは、板状を成す伝熱部と、前記伝熱部に対して面外方向に突出した板状を成す放熱部とを有し、前記伝熱部を介して前記チューブに接合したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る熱交換器は、上述した熱交換器において、前記フィンは、前記伝熱部に対して複数の放熱部を設けたものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る熱交換器は、上述した熱交換器において、前記チューブは、外周面に扁平面を有し、該扁平面を介して前記フィンの伝熱部に接合することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器を製造する方法において、チューブの外周面に該チューブの外径よりも幅の大きな平板状を成すフィンプレートを拡散接合する工程と、前記フィンプレートにおいて前記チューブの外周面に接合した伝熱部に対して前記チューブとの接合域外となる放熱部を面外方向に曲折させことによりフィンを構成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、予め所望の流路形状に成形したチューブに対してフィンプレートを拡散接合することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、チューブに対してフィンプレートを拡散接合した後に、該チューブを所望の流路形状に成形することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、円形の横断面形状を有したチューブを適用し、フィンプレートとの拡散接合の際に加える圧力により前記チューブを扁平状に成形することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、前記フィンプレートに予め放熱部を切り起こすためのスリットを形成し、該フィンプレートをチューブに接合させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、前記フィンプレートにおいて前記チューブを配設する部位に横断面が弧状の溝を形成し、この溝に前記チューブの外周面を当接させた状態で両者を拡散接合することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、拡散接合する際の加圧治具において前記チューブに対応する部位に横断面が弧状の溝を形成し、拡散接合の際の加圧時に前記フィンプレートを前記チューブの外周面に沿って変形させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、拡散接合を適用することによりフィンとチューブとの間に介在物を存在させることなく両者を面接触した状態で一体化することができるため、熱交換効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、溶着代を確保する必要もないため、微細な構造物への適用も容易であり、高熱による変形や応力の影響を考慮する必要もなく適用範囲が大きく制限される恐れもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る熱交換器及びその製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１である熱交換器を示したものである。ここで例示する熱交換器１０は、腐食性を有した液体（熱交換媒体）を空気によって冷却する際に適用するもので、一対のフィンプレート１１と液体を流通させるためのチューブ１２とを有している。
【００２３】
フィンプレート１１は、熱伝導性に富んだ材質、例えば銅によって均一の板厚を有した矩形の薄板状に成形したものである。フィンプレート１１の一辺は、チューブ１２の外径の７〜８倍程度の長さを有している。これに対してチューブ１２は、ステンレスやハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）等々、上述の液体に対して耐食性を有する材質によって管状に成形したもので、両端部１２ａを外部に露出させた状態で一対のフィンプレート１１の間に挟装保持させてある。このチューブ１２は、外周面に一対の扁平面１２ｂを有しており、各扁平面１２ｂを介してそれぞれのフィンプレート１１の内表面に接合してある。
【００２４】
チューブ１２によって形成される流路は、フィンプレート１１との接触面積ができるだけ大きくなるように一対のフィンプレート１１の間において蛇行状に構成してある。すなわち、図１からも明らかなように、本実施の形態１では、４本の直線部分１２ｃと、直線部分１２ｃの相互間を接続する３箇所の湾曲部分１２ｄとによって「Ｍ」字状を成すチューブ１２を適用している。また、チューブ１２は、その両端部１２ａを除いて外形形状がほぼ同一であり、両端部１２ａを除いた全長に亘ってフィンプレート１１の内表面に接合された状態にある。
【００２５】
一方、一対のフィンプレート１１には、それぞれ複数の放熱部１１ａが設けてある。放熱部１１ａは、フィンプレート１１においてチューブ１２の直線部分１２ｃに接合した部分（以下、「伝熱部１１ｃ」という）の相互間、つまりチューブ１２との接合域外となる部位を外表面側に切り起こすことによって構成した舌片状部分であり、放熱部１１ｃとによって熱交換器１０のフィンＦを構成している。本実施の形態１では、互いに同一の幅及び同一の高さを有した矩形状を成す複数の放熱部１１ａをチューブ１２の一方の直線部分１２ｃと他方の直線部分１２ｃとの間に交互に設けることにより、それぞれのフィンプレート１１に通風孔１１ｂを確保するようにしている。
【００２６】
図３〜図６は、上述した熱交換器１０の製造過程を順に示したものである。以下、これらの図を適宜参照しながら、熱交換器１０の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、図３に示すように、一対のフィンプレート１１とチューブ１２とを用意する。フィンプレート１１には、予め放熱部１１ａを切り起こすためのスリット１１ｄを形成しておく。チューブ１２としては、横断面が円形状を成す一般的なものを用意し、適宜曲げ加工を施すことにより、予め所望となる流路形状、つまり本実施の形態１では４本の直線部分１２ｃと、直線部分１２ｃの相互間を接続する３箇所の湾曲部分１２ｄとによって「Ｍ」字状を成すように成形しておく。もちろん、チューブ１２の流路形状は、必ずしも「Ｍ」字状である必要はなく、要求される放熱量に応じた必要回数だけ湾曲させれば良い。
【００２８】
次いで、図４に示すように、一対のフィンプレート１１の間にチューブ１２を位置決め配置する。具体的にはフィンプレート１１の伝熱部１１ｃとチューブ１２の直線部分１２ｃとが互いに対向するように両者を位置決め配置する。さらに、これらを重ね合わせた状態で不活性ガス雰囲気中もしくは真空中に配置し、所望の温度及び加圧力で加熱・加圧することにより、フィンプレート１１とチューブ１２とを拡散接合させる。この場合、加圧力を適宜調整し、フィンプレート１１の間においてチューブ１２を扁平状に変形させることによって、図５に示すように、扁平面１２ｂを介してフィンプレート１１とチューブ１２とを互いに接合させる。
【００２９】
ここで、上述した拡散接合は、一対のフィンプレート１１とチューブ１２とのセットを数百セット用意し、これらを加圧治具の間に配置して加熱・加圧すれば、一時に数百セットの製造が可能となり、生産性の向上を図ることが可能である。尚、各セットの相互間、つまりフィンプレート１１が直接対向する部分には、拡散接合を阻害するための治具やシート等の介在物を配置する必要があるのはいうまでもない。
【００３０】
最後に、図６に示すように、それぞれのフィンプレート１１に形成した放熱部１１ａをスリット１１ｄに沿って面外方向に切り起こし、該放熱部１１ａを曲折した状態に保持すれば本実施の形態１の熱交換器１０が完成する。放熱部１１ａを切り起こす場合には、例えば複数の枝部３１を有した軸部材３０をチューブ１２の直線部分１２ｃと直線部分１２ｃとの間に挿入し、各枝部３１が放熱部１１ａに対応する位置に配置された状態で軸部材３０を回転させれば、複数の放熱部１１ａを同時に切り起こすことができ、生産性を向上させることが可能である。
【００３１】
上記のように構成した熱交換器１０では、図２に示すように、例えば一方のフィンプレート１１の外表面側にファンユニット４０を配設し、送風ファン４１を駆動した状態でチューブ１２に液体を流通させれば、液体の熱がチューブ１２、フィンプレート１１の伝熱部１１ｃ及びフィンプレート１１の放熱部１１ａを介して放出されることになり、チューブ１２を通過する間に液体を冷却することができる。
【００３２】
この場合、上記熱交換器１０によれば、拡散接合を適用し、さらにチューブ１２の扁平面１２ｂを介してフィンプレート１１に接合したことにより、両者の間に界面を存在させずにチューブ１２とフィンプレート１１との間を面接触した状態で一体化することができる。このため、従来のごとくチューブ１２とフィンプレート１１との間をロウ付けや接着剤を適用して接合したものや電子ビーム等を適用してチューブ１２とフィンプレート１１との間を溶着したものに比べて熱交換効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、フィンプレート１１とチューブ１２との間を単に加熱・加圧すればよいため、微細な構造物への適用が容易であるばかりでなく、高熱による変形や応力の影響を考慮する必要もなく適用範囲が大きく制限される恐れもない。
【００３３】
尚、上述した実施の形態１では、製造された熱交換器１０をそのままの形状で使用するようにしているが、例えば、図７の変形例に示すように、チューブ１２とフィンプレート１１とを拡散接合した後にフィンプレート１１を適宜変形して熱交換器１０′を構成しても良い。この熱交換器１０′によれば、十分な放熱量を確保した状態でより幅の狭い場所に設置することが可能となる。
【００３４】
また、上述した実施の形態１では、チューブ１２とフィンプレート１１とを拡散接合した後にフィンプレート１１に形成した放熱部１１ａをスリット１１ｄに沿って面外方向に切り起こすようにしているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、図８の変形例に示すように、予め放熱部１１ａ′を面外方向に切り起こした状態のフィンプレート１１′を適用してチューブ１２に拡散接合させ、熱交換器１０″を構成するようにしても良い。
【００３５】
さらに、図９の変形例に示すように、予め山形に形成したフィンプレート１１１を適用するとともに、山形に突出した部分１１１ａの頂部に開口１１１ｂを形成し、これをチューブ１２に拡散接合して熱交換器１１０を構成するようにしても良い。この熱交換器１１０の場合には、山形に突出した部分１１１ａが放熱部となるが、図８の変形例に比べてその長さを十分に大きく形成し、熱交換効率を一層向上させることが可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
図１０及び図１１は、本発明の実施の形態２である熱交換器を示したものである。ここで例示する熱交換器５０は、実施の形態１と同様に、腐食性を有した液体（熱交換媒体）を空気によって冷却する際に適用するもので、一対のフィンプレート５１と液体を流通させるためのチューブ５２とを有している。チューブ５２は、ステンレスやハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）等々、上述の液体に対して耐食性を有する材質によって管状に成形したもので、蛇行状に構成してある。すなわち、本実施の形態２では、４本の直線部分５２ａと、直線部分５２ａの相互間を接続する３箇所の湾曲部分５２ｂとによって「Ｍ」字状を成すチューブ５２を適用している。このチューブ５２には、湾曲外周となる面及び湾曲内周となる面にそれぞれ扁平面５２ｃが設けてある。
【００３７】
これに対してフィンプレート５１は、熱伝導性に富んだ材質、例えば銅によって均一の板厚を有した薄板状に成形したもので、チューブ５２の扁平面５２ｃを介して湾曲外周となる部位及び湾曲内周となる部位にそれぞれ接合してある。フィンプレート５１は、チューブ５２の外径の３〜４倍程度の幅を有し、かつチューブ５２の全長よりも僅かに短い長さを有している。チューブ５２は、それぞれフィンプレート５１の内表面において幅方向略中央部に接合してある。
【００３８】
一方、一対のフィンプレート５１には、それぞれ複数の放熱部５１ａが設けてある。放熱部５１ａは、フィンプレート５１においてチューブ５２に接合した部分（以下、「伝熱部５１ｂ」という）の両側、つまりチューブ５２との接合域外となる部位を外表面側に切り起こすことによって構成した舌片状部分であり、伝熱部５１ｂとによって熱交換器５０のフィンＦを構成している。本実施の形態２では、互いに同一の幅及び同一の高さを有した矩形状を成す複数の放熱部５１ａをチューブ５２の両側となる部位に設けるようにしている。
【００３９】
図１２及び図１３は、上述した熱交換器５０の製造過程を順に示したものである。以下、これらの図を適宜参照しながら、熱交換器５０の製造方法について説明する。
【００４０】
まず、図１２に示すように、一対のフィンプレート５１とチューブ５２とを用意する。フィンプレート５１には、その両側に予め放熱部５１ａを切り起こすためのスリット５１ｃを形成しておく。チューブ５２としては、横断面が円形状で直線状を成す一般的なものを用意する。
【００４１】
次いで、一対のフィンプレート５１の間にチューブ５２を位置決め配置する。具体的にはフィンプレート５１の幅方向中央部にチューブ５２を位置決め配置する。さらにこれらを不活性ガス雰囲気中もしくは真空中に配置し、所望の温度及び加圧力で加熱・加圧することにより、フィンプレート５１とチューブ５２とを拡散接合させる。この場合、加圧力を適宜調整し、フィンプレート５１の間においてチューブ５２を扁平状に変形させることにより、扁平面５２ｃを介してフィンプレート５１とチューブ５２とを互いに接合させる。
【００４２】
ここで、上述した拡散接合においても、一対のフィンプレート５１とチューブ５２とのセットを数百セット用意し、これらを加圧部材の間に配置して加熱・加圧すれば、一時に数百セットの製造が可能となり、生産性の向上を図ることが可能である。尚、各セットの相互間、つまりフィンプレート５１が直接対向する部分には、拡散接合を阻害するための治具やシート等の介在物を配置する必要があるのはいうまでもない。
【００４３】
次いで、図１３に示すように、それぞれのフィンプレート５１に形成した放熱部５１ａをスリット５１ｃに沿って面外方向に切り起こし、該放熱部５１ａを曲折した状態に保持する。放熱部５１ａを切り起こす場合には、実施の形態１と同様に、軸部材（図示せず））に設けた複数の枝部をそれぞれフィンプレート５１の放熱部５１ａに対応する位置に配置し、この状態から軸部材を回転させれば良い。
【００４４】
最後に、一対のフィンプレート５１が湾曲外周及び湾曲内周となるようにチューブ５２に適宜曲げ加工を施し、チューブ５２を所望となる流路形状、つまり本実施の形態２では４本の直線部分５２ａと、直線部分５２ａの相互間を接続する３箇所の湾曲部分５２ｂとによって「Ｍ」字状を成すように成形すれば、本実施の形態２の熱交換器５０が完成する。この場合、チューブ５２と各フィンプレート５１との間は、拡散接合によって一体化されているため、チューブ５２に曲げ加工を施しても両者が剥離するような事態が招来される恐れはない。尚、チューブ５２の流路形状は、必ずしも「Ｍ」字状である必要はなく、要求される放熱量に応じた必要回数だけ湾曲させれば良い。
【００４５】
上記のように構成した熱交換器５０においても、送風ファン（図示せず）を駆動した状態でチューブ５２に液体を流通させれば、液体の熱がチューブ５２、フィンプレート５１の伝熱部５１ｂ及びフィンプレート５１の放熱部５１ａを介して放出されることになり、チューブ５２を通過する間に液体を冷却することができる。
【００４６】
この場合、上記熱交換器５０によれば、拡散接合を適用し、さらにチューブ５２の扁平面５２ｃを介してフィンプレート５１に接合したことにより、両者の間に界面を存在させずにチューブ５２とフィンプレート５１との間を面接触した状態で一体化することができる。このため、ロウ付けや接着剤を適用して接合したものや電子ビーム等を適用して溶着したものに比べて熱交換効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、フィンプレート５１とチューブ５２との間を単に加熱・加圧すればよいため、微細な構造物への適用が容易であるばかりでなく、高熱による変形や応力の影響を考慮する必要もなく適用範囲が大きく制限される恐れもない。
【００４７】
尚、上述した実施の形態１、変形例及び実施の形態２では、いずれも腐食性を有した液体を空気によって冷却する際に適用する熱交換器を例示しているが、その他の用途に適用してももちろん構わない。また、チューブとフィンプレートとを異なる材質によって成形するようにしているが、同一の材質によって成形することも可能である。例えば、全体の耐食性を重視する場合には、チューブ及びフィンプレートをそれぞれステンレスによって成形したり、耐蝕性を考慮する必要がない場合には、チューブ及びフィンプレートをそれぞれ銅によって成形しても良い。
【００４８】
また、１枚のフィンプレートに複数の放熱部を有したものを適用しているが、放熱部と伝熱部をそれぞれ一つずつ設けたフィンをチューブの外周面に複数接合するようにしても構わない。さらに、一対のフィンプレートの相互間にチューブを挟持させるようにしているが、フィンプレートは必ずしも２つ設ける必要はない。
【００４９】
またさらに、チューブの扁平面を介してフィンに接合させるようにしているため、両者の接触面積を増大してより熱交換効率の向上を図ることができるが、必ずしもチューブに扁平面を設ける必要はない。尚、チューブに扁平面を設ける場合に上述した実施の形態１及び２ではいずれも拡散接合の際の加圧力を利用しているが、予め扁平面を有したチューブを適用しても構わない。
【００５０】
チューブとフィンとの接触面積を増大させる方法としては、例えば、図１４に示すように、フィンプレート６１においてチューブ６２を配置する部位に予め横断面が円弧状の溝６１ａを形成し、この溝６１ａをチューブ６２の外周面に当接させた状態で拡散接合させることにより熱交換器６０を製造しても良い。この例によれば、チューブの横断面が円形のままでフィンプレートとの接触面積を増大させることが可能となる。
【００５１】
さらに、図１５に示すように、拡散接合する際の加圧治具Ｊにおいてチューブ７２に対応する部位に横断面が円弧状の加圧溝Ｊｓを形成し、拡散接合の際の加圧時にフィンプレート７１をチューブ７２の外周面に沿って変形させることによって熱交換器７０を製造しても良い。この例においても、チューブ７２の横断面が円形のままでフィンプレート７１との接触面積を増大させることが可能となる。
【００５２】
尚、上述した実施の形態１では、フィンプレートの一辺がチューブの外径の７〜８倍程度の長さを有したものを適用し、また実施の形態２では、フィンプレートがチューブの外径の３〜４倍程度の幅を有したものを適用するようにしているが、これらの具体的な数値は例示のためであり、その他の寸法のものを適用しても良いのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１である熱交換器を示す平面図である。
【図２】図１に示した熱交換器の側面図である。
【図３】図１に示した熱交換器の製造途中の状態を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示した熱交換器の製造途中の状態を示す分解側面図である。
【図５】図１に示した熱交換器の製造途中の状態を示す側面図である。
【図６】図１に示した熱交換器の斜視図である。
【図７】図１に示した熱交換器の変形例を製造する方法を示す概念図である。
【図８】図１に示した熱交換器の変形例を製造する方法を示す概念図である。
【図９】図１に示した熱交換器の変形例を示す概念図である。
【図１０】本発明の実施の形態２である熱交換器を示す平面図である。
【図１１】図１０に示した熱交換器の横断面図である。
【図１２】図１０に示した熱交換器の製造途中の状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】図１０に示した熱交換器の製造途中の状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】チューブとフィンとの接触面積を増大させる方法を適用した熱交換器の製造方法の例を示した概念図である。
【図１５】チューブとフィンとの接触面積を増大させる方法を適用した熱交換器の製造の他の例を示した概念図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 熱交換器
１１ フィンプレート
１１ａ 放熱部
１１ｂ 通風孔
１１ｃ 伝熱部
１１ｄ スリット
１２ チューブ
１２ｂ 扁平面
５０ 熱交換器
５１ フィンプレート
５１ａ 放熱部
５１ｂ 伝熱部
５１ｃ スリット
５２ チューブ
５２ｃ 扁平面
６０，７０ 熱交換器
６１，７１ チューブ
６１ａ 溝
６２，７２ フィンプレート
Ｆ フィン
Ｊ 加圧治具
Ｊｓ 加圧溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及びその製造方法に関するもので、特に、熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の熱交換器では、熱交換効率を向上させるため種々の工夫が成されている。例えば特許文献１では、フィンに切り起こしを形成し、空気の流れ方向に変化を与えることによって熱交換を促進させるようにしている。すなわち、特許文献１は、フィンと空気との間の熱伝達率を向上させることによって熱交換効率を向上させるようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７５３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようにフィンと空気との熱伝達率を向上させたとしても、チューブとフィンとの接触面積が小さい場合には、熱交換器トータルとしての熱交換効率を大きく向上させることは困難となる。つまり、熱交換器本来の性能を考慮した場合には、チューブを流通する熱交換媒体と、フィンに接触する空気との間で、如何に効率良く熱を伝達させるかが最も重要な課題となる。
【０００５】
このため、この種の熱交換器では、フィンとチューブとの間をロウ付けや接着剤を適用したり溶着によって接合し、両者の接触面積を確保しているのが一般的である。
【０００６】
しかしながら、ロウ付けや接着剤を適用した場合には、フィンとチューブとを面で接触させることができるものの、ロウ付け金属や接着剤が介在物としてフィンとチューブとの間に層状に存在することになるため、チューブと介在物との界面、並びに介在物とフィンとの界面でそれぞれ熱伝達率が低下するのは否めない。
【０００７】
一方、電子ビーム等を適用してフィンとチューブとの間を溶着した場合には、フィンとチューブとの間に介在物が存在することがない。しかしながら、フィンとチューブとの間は線状に接触するだけであり、面として接触させることは困難である。また、溶着代を確保しなければならないため微細な構造物への適用が困難であるばかりでなく、高熱による変形や応力の影響を考慮しなければならず、適用範囲が大幅に制限されることになる。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みて、適用範囲を大きく制限することなく更なる熱交換効率の向上を図ることのできる熱交換器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器において、前記フィンと前記チューブとを拡散接合によって一体化したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る熱交換器は、上述した熱交換器において、前記フィンは、板状を成す伝熱部と、前記伝熱部に対して面外方向に突出した板状を成す放熱部とを有し、前記伝熱部を介して前記チューブに接合したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る熱交換器は、上述した熱交換器において、前記フィンは、前記伝熱部に対して複数の放熱部を設けたものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る熱交換器は、上述した熱交換器において、前記チューブは、外周面に扁平面を有し、該扁平面を介して前記フィンの伝熱部に接合することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器を製造する方法において、チューブの外周面に該チューブの外径よりも幅の大きな平板状を成すフィンプレートを拡散接合する工程と、前記フィンプレートにおいて前記チューブの外周面に接合した伝熱部に対して前記チューブとの接合域外となる放熱部を面外方向に曲折させことによりフィンを構成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、予め所望の流路形状に成形したチューブに対してフィンプレートを拡散接合することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、チューブに対してフィンプレートを拡散接合した後に、該チューブを所望の流路形状に成形することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、円形の横断面形状を有したチューブを適用し、フィンプレートとの拡散接合の際に加える圧力により前記チューブを扁平状に成形することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、前記フィンプレートに予め放熱部を切り起こすためのスリットを形成し、該フィンプレートをチューブに接合させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、前記フィンプレートにおいて前記チューブを配設する部位に横断面が弧状の溝を形成し、この溝に前記チューブの外周面を当接させた状態で両者を拡散接合することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、上述した熱交換器の製造方法において、拡散接合する際の加圧治具において前記チューブに対応する部位に横断面が弧状の溝を形成し、拡散接合の際の加圧時に前記フィンプレートを前記チューブの外周面に沿って変形させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、拡散接合を適用することによりフィンとチューブとの間に介在物を存在させることなく両者を面接触した状態で一体化することができるため、熱交換効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、溶着代を確保する必要もないため、微細な構造物への適用も容易であり、高熱による変形や応力の影響を考慮する必要もなく適用範囲が大きく制限される恐れもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る熱交換器及びその製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１である熱交換器を示したものである。ここで例示する熱交換器１０は、腐食性を有した液体（熱交換媒体）を空気によって冷却する際に適用するもので、一対のフィンプレート１１と液体を流通させるためのチューブ１２とを有している。
【００２３】
フィンプレート１１は、熱伝導性に富んだ材質、例えば銅によって均一の板厚を有した矩形の薄板状に成形したものである。フィンプレート１１の一辺は、チューブ１２の外径の７〜８倍程度の長さを有している。これに対してチューブ１２は、ステンレスやハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）等々、上述の液体に対して耐食性を有する材質によって管状に成形したもので、両端部１２ａを外部に露出させた状態で一対のフィンプレート１１の間に挟装保持させてある。このチューブ１２は、外周面に一対の扁平面１２ｂを有しており、各扁平面１２ｂを介してそれぞれのフィンプレート１１の内表面に接合してある。
【００２４】
チューブ１２によって形成される流路は、フィンプレート１１との接触面積ができるだけ大きくなるように一対のフィンプレート１１の間において蛇行状に構成してある。すなわち、図１からも明らかなように、本実施の形態１では、４本の直線部分１２ｃと、直線部分１２ｃの相互間を接続する３箇所の湾曲部分１２ｄとによって「Ｍ」字状を成すチューブ１２を適用している。また、チューブ１２は、その両端部１２ａを除いて外形形状がほぼ同一であり、両端部１２ａを除いた全長に亘ってフィンプレート１１の内表面に接合された状態にある。
【００２５】
一方、一対のフィンプレート１１には、それぞれ複数の放熱部１１ａが設けてある。放熱部１１ａは、フィンプレート１１においてチューブ１２の直線部分１２ｃに接合した部分（以下、「伝熱部１１ｃ」という）の相互間、つまりチューブ１２との接合域外となる部位を外表面側に切り起こすことによって構成した舌片状部分であり、放熱部１１ｃとによって熱交換器１０のフィンＦを構成している。本実施の形態１では、互いに同一の幅及び同一の高さを有した矩形状を成す複数の放熱部１１ａをチューブ１２の一方の直線部分１２ｃと他方の直線部分１２ｃとの間に交互に設けることにより、それぞれのフィンプレート１１に通風孔１１ｂを確保するようにしている。
【００２６】
図３〜図６は、上述した熱交換器１０の製造過程を順に示したものである。以下、これらの図を適宜参照しながら、熱交換器１０の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、図３に示すように、一対のフィンプレート１１とチューブ１２とを用意する。フィンプレート１１には、予め放熱部１１ａを切り起こすためのスリット１１ｄを形成しておく。チューブ１２としては、横断面が円形状を成す一般的なものを用意し、適宜曲げ加工を施すことにより、予め所望となる流路形状、つまり本実施の形態１では４本の直線部分１２ｃと、直線部分１２ｃの相互間を接続する３箇所の湾曲部分１２ｄとによって「Ｍ」字状を成すように成形しておく。もちろん、チューブ１２の流路形状は、必ずしも「Ｍ」字状である必要はなく、要求される放熱量に応じた必要回数だけ湾曲させれば良い。
【００２８】
次いで、図４に示すように、一対のフィンプレート１１の間にチューブ１２を位置決め配置する。具体的にはフィンプレート１１の伝熱部１１ｃとチューブ１２の直線部分１２ｃとが互いに対向するように両者を位置決め配置する。さらに、これらを重ね合わせた状態で不活性ガス雰囲気中もしくは真空中に配置し、所望の温度及び加圧力で加熱・加圧することにより、フィンプレート１１とチューブ１２とを拡散接合させる。この場合、加圧力を適宜調整し、フィンプレート１１の間においてチューブ１２を扁平状に変形させることによって、図５に示すように、扁平面１２ｂを介してフィンプレート１１とチューブ１２とを互いに接合させる。
【００２９】
ここで、上述した拡散接合は、一対のフィンプレート１１とチューブ１２とのセットを数百セット用意し、これらを加圧治具の間に配置して加熱・加圧すれば、一時に数百セットの製造が可能となり、生産性の向上を図ることが可能である。尚、各セットの相互間、つまりフィンプレート１１が直接対向する部分には、拡散接合を阻害するための治具やシート等の介在物を配置する必要があるのはいうまでもない。
【００３０】
最後に、図６に示すように、それぞれのフィンプレート１１に形成した放熱部１１ａをスリット１１ｄに沿って面外方向に切り起こし、該放熱部１１ａを曲折した状態に保持すれば本実施の形態１の熱交換器１０が完成する。放熱部１１ａを切り起こす場合には、例えば複数の枝部３１を有した軸部材３０をチューブ１２の直線部分１２ｃと直線部分１２ｃとの間に挿入し、各枝部３１が放熱部１１ａに対応する位置に配置された状態で軸部材３０を回転させれば、複数の放熱部１１ａを同時に切り起こすことができ、生産性を向上させることが可能である。
【００３１】
上記のように構成した熱交換器１０では、図２に示すように、例えば一方のフィンプレート１１の外表面側にファンユニット４０を配設し、送風ファン４１を駆動した状態でチューブ１２に液体を流通させれば、液体の熱がチューブ１２、フィンプレート１１の伝熱部１１ｃ及びフィンプレート１１の放熱部１１ａを介して放出されることになり、チューブ１２を通過する間に液体を冷却することができる。
【００３２】
この場合、上記熱交換器１０によれば、拡散接合を適用し、さらにチューブ１２の扁平面１２ｂを介してフィンプレート１１に接合したことにより、両者の間に界面を存在させずにチューブ１２とフィンプレート１１との間を面接触した状態で一体化することができる。このため、従来のごとくチューブ１２とフィンプレート１１との間をロウ付けや接着剤を適用して接合したものや電子ビーム等を適用してチューブ１２とフィンプレート１１との間を溶着したものに比べて熱交換効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、フィンプレート１１とチューブ１２との間を単に加熱・加圧すればよいため、微細な構造物への適用が容易であるばかりでなく、高熱による変形や応力の影響を考慮する必要もなく適用範囲が大きく制限される恐れもない。
【００３３】
尚、上述した実施の形態１では、製造された熱交換器１０をそのままの形状で使用するようにしているが、例えば、図７の変形例に示すように、チューブ１２とフィンプレート１１とを拡散接合した後にフィンプレート１１を適宜変形して熱交換器１０′を構成しても良い。この熱交換器１０′によれば、十分な放熱量を確保した状態でより幅の狭い場所に設置することが可能となる。
【００３４】
また、上述した実施の形態１では、チューブ１２とフィンプレート１１とを拡散接合した後にフィンプレート１１に形成した放熱部１１ａをスリット１１ｄに沿って面外方向に切り起こすようにしているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、図８の変形例に示すように、予め放熱部１１ａ′を面外方向に切り起こした状態のフィンプレート１１′を適用してチューブ１２に拡散接合させ、熱交換器１０″を構成するようにしても良い。
【００３５】
さらに、図９の変形例に示すように、予め山形に形成したフィンプレート１１１を適用するとともに、山形に突出した部分１１１ａの頂部に開口１１１ｂを形成し、これをチューブ１２に拡散接合して熱交換器１１０を構成するようにしても良い。この熱交換器１１０の場合には、山形に突出した部分１１１ａが放熱部となるが、図８の変形例に比べてその長さを十分に大きく形成し、熱交換効率を一層向上させることが可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
図１０及び図１１は、本発明の実施の形態２である熱交換器を示したものである。ここで例示する熱交換器５０は、実施の形態１と同様に、腐食性を有した液体（熱交換媒体）を空気によって冷却する際に適用するもので、一対のフィンプレート５１と液体を流通させるためのチューブ５２とを有している。チューブ５２は、ステンレスやハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）等々、上述の液体に対して耐食性を有する材質によって管状に成形したもので、蛇行状に構成してある。すなわち、本実施の形態２では、４本の直線部分５２ａと、直線部分５２ａの相互間を接続する３箇所の湾曲部分５２ｂとによって「Ｍ」字状を成すチューブ５２を適用している。このチューブ５２には、湾曲外周となる面及び湾曲内周となる面にそれぞれ扁平面５２ｃが設けてある。
【００３７】
これに対してフィンプレート５１は、熱伝導性に富んだ材質、例えば銅によって均一の板厚を有した薄板状に成形したもので、チューブ５２の扁平面５２ｃを介して湾曲外周となる部位及び湾曲内周となる部位にそれぞれ接合してある。フィンプレート５１は、チューブ５２の外径の３〜４倍程度の幅を有し、かつチューブ５２の全長よりも僅かに短い長さを有している。チューブ５２は、それぞれフィンプレート５１の内表面において幅方向略中央部に接合してある。
【００３８】
一方、一対のフィンプレート５１には、それぞれ複数の放熱部５１ａが設けてある。放熱部５１ａは、フィンプレート５１においてチューブ５２に接合した部分（以下、「伝熱部５１ｂ」という）の両側、つまりチューブ５２との接合域外となる部位を外表面側に切り起こすことによって構成した舌片状部分であり、伝熱部５１ｂとによって熱交換器５０のフィンＦを構成している。本実施の形態２では、互いに同一の幅及び同一の高さを有した矩形状を成す複数の放熱部５１ａをチューブ５２の両側となる部位に設けるようにしている。
【００３９】
図１２及び図１３は、上述した熱交換器５０の製造過程を順に示したものである。以下、これらの図を適宜参照しながら、熱交換器５０の製造方法について説明する。
【００４０】
まず、図１２に示すように、一対のフィンプレート５１とチューブ５２とを用意する。フィンプレート５１には、その両側に予め放熱部５１ａを切り起こすためのスリット５１ｃを形成しておく。チューブ５２としては、横断面が円形状で直線状を成す一般的なものを用意する。
【００４１】
次いで、一対のフィンプレート５１の間にチューブ５２を位置決め配置する。具体的にはフィンプレート５１の幅方向中央部にチューブ５２を位置決め配置する。さらにこれらを不活性ガス雰囲気中もしくは真空中に配置し、所望の温度及び加圧力で加熱・加圧することにより、フィンプレート５１とチューブ５２とを拡散接合させる。この場合、加圧力を適宜調整し、フィンプレート５１の間においてチューブ５２を扁平状に変形させることにより、扁平面５２ｃを介してフィンプレート５１とチューブ５２とを互いに接合させる。
【００４２】
ここで、上述した拡散接合においても、一対のフィンプレート５１とチューブ５２とのセットを数百セット用意し、これらを加圧部材の間に配置して加熱・加圧すれば、一時に数百セットの製造が可能となり、生産性の向上を図ることが可能である。尚、各セットの相互間、つまりフィンプレート５１が直接対向する部分には、拡散接合を阻害するための治具やシート等の介在物を配置する必要があるのはいうまでもない。
【００４３】
次いで、図１３に示すように、それぞれのフィンプレート５１に形成した放熱部５１ａをスリット５１ｃに沿って面外方向に切り起こし、該放熱部５１ａを曲折した状態に保持する。放熱部５１ａを切り起こす場合には、実施の形態１と同様に、軸部材（図示せず））に設けた複数の枝部をそれぞれフィンプレート５１の放熱部５１ａに対応する位置に配置し、この状態から軸部材を回転させれば良い。
【００４４】
最後に、一対のフィンプレート５１が湾曲外周及び湾曲内周となるようにチューブ５２に適宜曲げ加工を施し、チューブ５２を所望となる流路形状、つまり本実施の形態２では４本の直線部分５２ａと、直線部分５２ａの相互間を接続する３箇所の湾曲部分５２ｂとによって「Ｍ」字状を成すように成形すれば、本実施の形態２の熱交換器５０が完成する。この場合、チューブ５２と各フィンプレート５１との間は、拡散接合によって一体化されているため、チューブ５２に曲げ加工を施しても両者が剥離するような事態が招来される恐れはない。尚、チューブ５２の流路形状は、必ずしも「Ｍ」字状である必要はなく、要求される放熱量に応じた必要回数だけ湾曲させれば良い。
【００４５】
上記のように構成した熱交換器５０においても、送風ファン（図示せず）を駆動した状態でチューブ５２に液体を流通させれば、液体の熱がチューブ５２、フィンプレート５１の伝熱部５１ｂ及びフィンプレート５１の放熱部５１ａを介して放出されることになり、チューブ５２を通過する間に液体を冷却することができる。
【００４６】
この場合、上記熱交換器５０によれば、拡散接合を適用し、さらにチューブ５２の扁平面５２ｃを介してフィンプレート５１に接合したことにより、両者の間に界面を存在させずにチューブ５２とフィンプレート５１との間を面接触した状態で一体化することができる。このため、ロウ付けや接着剤を適用して接合したものや電子ビーム等を適用して溶着したものに比べて熱交換効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、フィンプレート５１とチューブ５２との間を単に加熱・加圧すればよいため、微細な構造物への適用が容易であるばかりでなく、高熱による変形や応力の影響を考慮する必要もなく適用範囲が大きく制限される恐れもない。
【００４７】
尚、上述した実施の形態１、変形例及び実施の形態２では、いずれも腐食性を有した液体を空気によって冷却する際に適用する熱交換器を例示しているが、その他の用途に適用してももちろん構わない。また、チューブとフィンプレートとを異なる材質によって成形するようにしているが、同一の材質によって成形することも可能である。例えば、全体の耐食性を重視する場合には、チューブ及びフィンプレートをそれぞれステンレスによって成形したり、耐蝕性を考慮する必要がない場合には、チューブ及びフィンプレートをそれぞれ銅によって成形しても良い。
【００４８】
また、１枚のフィンプレートに複数の放熱部を有したものを適用しているが、放熱部と伝熱部をそれぞれ一つずつ設けたフィンをチューブの外周面に複数接合するようにしても構わない。さらに、一対のフィンプレートの相互間にチューブを挟持させるようにしているが、フィンプレートは必ずしも２つ設ける必要はない。
【００４９】
またさらに、チューブの扁平面を介してフィンに接合させるようにしているため、両者の接触面積を増大してより熱交換効率の向上を図ることができるが、必ずしもチューブに扁平面を設ける必要はない。尚、チューブに扁平面を設ける場合に上述した実施の形態１及び２ではいずれも拡散接合の際の加圧力を利用しているが、予め扁平面を有したチューブを適用しても構わない。
【００５０】
チューブとフィンとの接触面積を増大させる方法としては、例えば、図１４に示すように、フィンプレート６１においてチューブ６２を配置する部位に予め横断面が円弧状の溝６１ａを形成し、この溝６１ａをチューブ６２の外周面に当接させた状態で拡散接合させることにより熱交換器６０を製造しても良い。この例によれば、チューブの横断面が円形のままでフィンプレートとの接触面積を増大させることが可能となる。
【００５１】
さらに、図１５に示すように、拡散接合する際の加圧治具Ｊにおいてチューブ７２に対応する部位に横断面が円弧状の加圧溝Ｊｓを形成し、拡散接合の際の加圧時にフィンプレート７１をチューブ７２の外周面に沿って変形させることによって熱交換器７０を製造しても良い。この例においても、チューブ７２の横断面が円形のままでフィンプレート７１との接触面積を増大させることが可能となる。
【００５２】
尚、上述した実施の形態１では、フィンプレートの一辺がチューブの外径の７〜８倍程度の長さを有したものを適用し、また実施の形態２では、フィンプレートがチューブの外径の３〜４倍程度の幅を有したものを適用するようにしているが、これらの具体的な数値は例示のためであり、その他の寸法のものを適用しても良いのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１である熱交換器を示す平面図である。
【図２】図１に示した熱交換器の側面図である。
【図３】図１に示した熱交換器の製造途中の状態を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示した熱交換器の製造途中の状態を示す分解側面図である。
【図５】図１に示した熱交換器の製造途中の状態を示す側面図である。
【図６】図１に示した熱交換器の斜視図である。
【図７】図１に示した熱交換器の変形例を製造する方法を示す概念図である。
【図８】図１に示した熱交換器の変形例を製造する方法を示す概念図である。
【図９】図１に示した熱交換器の変形例を示す概念図である。
【図１０】本発明の実施の形態２である熱交換器を示す平面図である。
【図１１】図１０に示した熱交換器の横断面図である。
【図１２】図１０に示した熱交換器の製造途中の状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】図１０に示した熱交換器の製造途中の状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】チューブとフィンとの接触面積を増大させる方法を適用した熱交換器の製造方法の例を示した概念図である。
【図１５】チューブとフィンとの接触面積を増大させる方法を適用した熱交換器の製造の他の例を示した概念図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 熱交換器
１１ フィンプレート
１１ａ 放熱部
１１ｂ 通風孔
１１ｃ 伝熱部
１１ｄ スリット
１２ チューブ
１２ｂ 扁平面
５０ 熱交換器
５１ フィンプレート
５１ａ 放熱部
５１ｂ 伝熱部
５１ｃ スリット
５２ チューブ
５２ｃ 扁平面
６０，７０ 熱交換器
６１，７１ チューブ
６１ａ 溝
６２，７２ フィンプレート
Ｆ フィン
Ｊ 加圧治具
Ｊｓ 加圧溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器において、前記フィンと前記チューブとを拡散接合によって一体化したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記フィンは、板状を成す伝熱部と、前記伝熱部に対して面外方向に突出した板状を成す放熱部とを有し、前記伝熱部を介して前記チューブに接合したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記フィンは、前記伝熱部に対して複数の放熱部を設けたものであることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記チューブは、外周面に扁平面を有し、該扁平面を介して前記フィンの伝熱部に接合することを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器を製造する方法において、
チューブの外周面に該チューブの外径よりも幅の大きな平板状を成すフィンプレートを拡散接合する工程と、
前記フィンプレートにおいて前記チューブの外周面に接合した伝熱部に対して前記チューブとの接合域外となる放熱部を面外方向に曲折させことによりフィンを構成する工程と
を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項６】
予め所望の流路形状に成形したチューブに対してフィンプレートを拡散接合することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項７】
チューブに対してフィンプレートを拡散接合した後に、該チューブを所望の流路形状に成形することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
円形の横断面形状を有したチューブを適用し、フィンプレートとの拡散接合の際に加える圧力により前記チューブを扁平状に成形することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記フィンプレートに予め放熱部を切り起こすためのスリットを形成し、該フィンプレートをチューブに接合させることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記フィンプレートにおいて前記チューブを配設する部位に横断面が弧状の溝を形成し、この溝に前記チューブの外周面を当接させた状態で両者を拡散接合することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
拡散接合する際の加圧治具において前記チューブに対応する部位に横断面が弧状の加圧溝を形成し、拡散接合の際の加圧時に前記フィンプレートを前記チューブの外周面に沿って変形させることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１】
熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器において、前記フィンと前記チューブとを拡散接合によって一体化したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記フィンは、板状を成す伝熱部と、前記伝熱部に対して面外方向に突出した板状を成す放熱部とを有し、前記伝熱部を介して前記チューブに接合したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記フィンは、前記伝熱部に対して複数の放熱部を設けたものであることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記チューブは、外周面に扁平面を有し、該扁平面を介して前記フィンの伝熱部に接合することを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
熱交換媒体を流通させるチューブと、前記チューブの外周面に放熱用のフィンとを備えた熱交換器を製造する方法において、
チューブの外周面に該チューブの外径よりも幅の大きな平板状を成すフィンプレートを拡散接合する工程と、
前記フィンプレートにおいて前記チューブの外周面に接合した伝熱部に対して前記チューブとの接合域外となる放熱部を面外方向に曲折させことによりフィンを構成する工程と
を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項６】
予め所望の流路形状に成形したチューブに対してフィンプレートを拡散接合することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項７】
チューブに対してフィンプレートを拡散接合した後に、該チューブを所望の流路形状に成形することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
円形の横断面形状を有したチューブを適用し、フィンプレートとの拡散接合の際に加える圧力により前記チューブを扁平状に成形することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記フィンプレートに予め放熱部を切り起こすためのスリットを形成し、該フィンプレートをチューブに接合させることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記フィンプレートにおいて前記チューブを配設する部位に横断面が弧状の溝を形成し、この溝に前記チューブの外周面を当接させた状態で両者を拡散接合することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
拡散接合する際の加圧治具において前記チューブに対応する部位に横断面が弧状の加圧溝を形成し、拡散接合の際の加圧時に前記フィンプレートを前記チューブの外周面に沿って変形させることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１６７４５４（Ｐ２０１０−１６７４５４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２３２４（Ｐ２００９−１２３２４）
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（３０７００９０３４）株式会社ＷＥＬＣＯＮ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（３０７００９０３４）株式会社ＷＥＬＣＯＮ (7)
【Ｆターム（参考）】
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