(57)【要約】  本発明は熱交換チューブがマイクロチャネル型になって熱交換効率を高めることができるだけでなく、マイクロチャネル型の熱交換チューブをコイルスプリング状に形成した熱交換器は、従来の熱交換器に比べて体積を減少させて熱交換器の設置面積を減らすことができるので、空間の活用度を高めることだけではなく、熱交換チューブをコイルスプリング状に形成した熱交換器はヘッダーを備えないという構造の簡素化によって生産性を高めることはもちろんのこと、製造原価の節減によって経済性を向上させることができるマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器及びその製造方法に関する。【選択図】  図１
2020507730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部が互いに向き合う形態を維持するようにコイルスプリング状に巻かれて形成される熱交換チューブと、
３０００系アルミニウム合金の薄板の両面に４０００系アルミニウム合金の薄板がそれぞれ接合されて形成される熱交換薄板と、
前記熱交換薄板が所定の長さに裁断され、裁断された熱交換薄板に複数の通気孔が形成された熱交換帯と、
前記熱交換帯の長手方向に延びるように折り曲げられて形成される熱交換フィンとを含み、
前記熱交換フィンが前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まった後、熱交換フィンを形成する４０００系アルミニウム合金の薄板が溶融されることによって熱交換チューブの平面部の表面に融着されることを特徴とする、マイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項２】
前記３０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が６５０〜６５５℃であり、前記４０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が５７０〜６３０℃であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換薄板の裁断される長さは前記熱交換チューブの平面部の幅Ｗに相当する幅又は前記平面部の幅より大きな幅を有するように裁断されることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項４】
前記通気孔は前記熱交換薄板の幅Ｗ１の方向への中央部を基準に一側又は両側に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換帯の折り曲げられる高さＴは前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まれる高さであることを特徴とする、請求項４に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項６】
平面部が互いに向き合う形態を維持するようにコイルスプリング状に巻いて熱交換チューブを形成する段階と、
３０００系アルミニウム合金の薄板両面に４０００系アルミニウム合金の薄板をそれぞれ接合させて熱交換薄板を形成する段階と、
前記熱交換薄板を所定の長さに裁断する段階と、
前記熱交換帯の長手方向に延びるように折り曲げて熱交換フィンを形成する段階と、
前記熱交換フィンを前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟んでから加熱して４０００系アルミニウム合金の薄板を溶融させることによって熱交換チューブの平面部の表面に融着固定させる段階と、
前記熱交換フィンが融着固定された熱交換チューブの両端に冷媒流入及び排出管をそれぞれ取り付ける段階とを含んでなることを特徴とする、マイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記３０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が６５０〜６５５℃であり、前記４０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が５７０〜６３０℃であることを特徴とする、請求項６に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記熱交換薄板の裁断される長さは前記熱交換チューブの平面部の幅Ｗに相当する幅又は前記平面部の幅より大きな幅を有するように裁断されることを特徴とする、請求項６に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記熱交換薄板を所定の長さに裁断する段階で、裁断された熱交換薄板に複数の通気孔を形成し、前記通気孔は前記熱交換薄板の幅Ｗ１の方向への中央部を基準に一側又は両側に形成されることを特徴とする、請求項６に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記熱交換帯の折り曲げられる高さＴは前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まれる高さであることを特徴とする、請求項９に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器に関し、より詳しくは、マイクロチャネル型の熱交換チューブをコイルスプリング状に形成することにより、ヘッダーを備えなくても熱交換効率を高めることができるだけでなく、ヘッダーを備えない構造の簡素化による生産性向上及び製造原価の節減によって経済性を向上させることができるマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷蔵庫は気相の冷媒を高温高圧の液相に圧縮して循環力を提供する圧縮機（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）と、外気と熱交換（熱放出）しながら圧縮された冷媒を毛細管に通過させて低温低圧の相に変化させる毛細管（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｔｕｂｅ）と、低温低圧の冷媒を通過させて熱交換（熱吸収）して気相に相変化させて圧縮機に送り出す蒸発器（Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）とが循環的に連結された冷凍サイクルを備える。
【０００３】
前記冷凍サイクルをなすそれぞれの構成要素のうち、凝縮器と蒸発器には、外部の空気を強制的に循環させながら、熱を吸収して外部に放出するための高い熱交換効率を要する熱交換器が設置される。前記熱交換器は設置目的によって多様な構造及び形状で設置され、その中でも円滑な熱交換のための構造としてマイクロチャネル型熱交換器とフィン−チューブ型熱交換器が主に使われている。
【０００４】
前記マイクロチャネル型熱交換器の先行技術としては、特許文献１に螺旋形マイクロチャネルチューブからなる熱交換器が開示されている。
【０００５】
前記特許登録は、冷媒が移動する通路が形成されたヘッダーと、内部が中空のマイクロチャネルを有し、螺旋形に巻き取られた状態でヘッダーに連結され、内部に流れる冷媒が放熱するようにするチューブと、前記チューブに固定され、放熱面積を増大させるための多数のフィンとからなる。
【０００６】
しかし、前記特許登録はチューブの端部を一対のヘッダーで固定させるため構造が複雑で作業能率が低下し、生産性が落ちる問題点があった。
【０００７】
また、前記ヘッダーは、原材料が造管工程を経てプレス固定で製造されるため多くの工程を経なければならず、製造原価が上昇して経済性が落ちる問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０５４０８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたもので、マイクロチャネル型の熱交換チューブをコイルスプリング状に形成することにより、ヘッダーを備えなくても熱交換効率を高めることにその目的がある。
【００１０】
また、ヘッダーを備えないという構造の簡素化によって生産性を高めるのはもちろんのこと、製造原価の節減によって経済性を向上させることにその目的ある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器は、平面部が互いに向き合う形態を維持するようにコイルスプリング状に巻かれて形成される熱交換チューブと、３０００系アルミニウム合金の薄板の両面に４０００系アルミニウム合金の薄板がそれぞれ接合されて形成される熱交換薄板と、前記熱交換薄板が所定の長さに裁断され、裁断された熱交換薄板に複数の通気孔が形成された熱交換帯と、前記熱交換帯の長手方向に延びるように折り曲げられて形成される熱交換フィンとを含み、前記熱交換フィンが前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まった後、熱交換フィンを形成する４０００系アルミニウム合金の薄板が溶融されることによって熱交換チューブの平面部の表面に融着されることを特徴とする。
【００１２】
前記３０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が６５０〜６５５℃であり、前記４０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が５７０〜６３０℃であることが好ましい。
【００１３】
前記熱交換薄板の裁断される長さは前記熱交換チューブの平面部の幅Ｗに相当する幅又は前記平面部の幅より大きな幅を有するように裁断されることができる。
【００１４】
前記通気孔は前記熱交換薄板の幅Ｗ１の方向への中央部を基準に一側又は両側に形成されることができる。
【００１５】
前記熱交換帯の折り曲げられる高さＴは前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まれる高さであってもよい。
【００１６】
また、本発明のマクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造方法は、平面部が互いに向き合う形態を維持するようにコイルスプリング状に巻いて熱交換チューブを形成する段階と、３０００系アルミニウム合金の薄板両面に４０００系アルミニウム合金の薄板をそれぞれ接合させて熱交換薄板を形成する段階と、前記熱交換薄板を所定の長さに裁断する段階と、前記熱交換帯の長手方向に延びるように折り曲げて熱交換フィンを形成する段階と、前記熱交換フィンを前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟んでから加熱して４０００系アルミニウム合金の薄板を溶融させることによって熱交換チューブの平面部の表面に融着固定させる段階と、前記熱交換フィンが融着固定された熱交換チューブの両端に冷媒流入及び排出管をそれぞれ取り付ける段階と、を含む。
【００１７】
前記３０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が６５０〜６５５℃であり、前記４０００系アルミニウム合金の薄板は溶融点が５７０〜６３０℃であることが好ましい。
【００１８】
前記熱交換薄板の裁断される長さは前記熱交換チューブの平面部の幅Ｗに相当する幅又は前記平面部の幅より大きな幅を有するように裁断されることができる。
【００１９】
前記熱交換薄板を所定の長さに裁断する段階で、裁断された熱交換薄板に複数の通気孔を形成し、前記通気孔は前記熱交換薄板の幅Ｗ１の方向への中央部を基準に一側又は両側に形成されることができる。
【００２０】
前記熱交換帯の折り曲げられる高さＴは前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まれる高さであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、熱交換チューブがマイクロチャネル型になって熱交換効率を高めることができるだけでなく、マイクロチャネル型の熱交換チューブをコイルスプリング状に形成した熱交換器は従来の熱交換器に比べて体積を減少させて熱交換器の設置面積を減らすことができるので、空間の活用度を高めることができる効果がある。
【００２２】
また、本発明によれば、熱交換チューブをコイルスプリング状に形成した熱交換器は、ヘッダーを備えていないという構造の簡素化によって生産性を高めることはもちろんのこと、製造原価の節減によって経済性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造工程図である。
【図２】本発明によるマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器を示した斜視図である。
【図３】図２の分解斜視図である。
【図４】本発明が適用された熱交換薄板の斜視図である。
【図５】本発明が適用された熱交換帯の斜視図である。
【図６】本発明の一実施例による冷媒管が熱交換チューブの両端部に取り付けられた状態を示した斜視図である
【図７】本発明による熱交換器の両側開口部に回転ファン及び密閉部材が取り付けられた状態を示す図である。
【図８】本発明による熱交換器に回転ファン及び密閉部材が取り付けられた状態で外部空気が熱交換フィンを通して熱交換器の中央部に移動しながら熱交換される状態を示した概略図である。
【図９】本発明による熱交換器に回転ファン及び密閉部材が取り付けられた状態で熱交換器の中央部に供給された空気が熱交換フィンを通して熱交換器の外部に移動しながら熱交換される状態を示した概略図である。
【図１０】本発明による熱交換チューブのＥＢＳＤ試験結果を示した写真である。
【図１１】本発明による熱交換器本体のＥＢＳＤ試験結果を示した写真である。
【図１２】本発明による実験群のＳＷＡＡＴ試験結果を示した写真である。
【図１３】本発明による対照群のＳＷＡＡＴ試験結果を示した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００２５】
図１は本発明によるマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器の製造工程図、図２は本発明によるマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器を示した斜視図、図３は図２の分解斜視図、図４は本発明が適用された熱交換薄板の斜視図、図５は本発明が適用された熱交換帯の斜視図である。
【００２６】
本発明のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器１００は、熱交換チューブ１１０、熱交換薄板１２０、熱交換帯１３０及び熱交換フィン１４０を含む。
【００２７】
前記熱交換チューブ１１０は、内部に熱交換媒体が移動することができるマイクロチャネル１１２が形成された形状の本体１１１をコイルスプリング状に巻くことによって平面部１１３が互い向き合う形状に形成する。
【００２８】
前記熱交換薄板１２０は３０００系アルミニウム合金の薄板１２１と４０００系アルミニウム合金の薄板１２２を物理的に接合させて形成される。
【００２９】
前記３０００系アルミニウム合金の薄板１２１の溶融点は６５０〜６５５℃であり、前記４０００系アルミニウム合金の薄板１２２の溶融点は５７０〜６３０℃が好ましい。
【００３０】
前記熱交換帯１３０は前記熱交換薄板１２０を所定の長さに裁断することによってなり、前記熱交換薄板１２０の裁断される長さは前記熱交換チューブ１１０の平面部１１３の幅Ｗに相当する幅又は前記平面部１１３の幅Ｗより大きな幅を有するように裁断される。
【００３１】
また、裁断された熱交換薄板１２０に複数の通気孔１３１を形成する。前記通気孔１３１は前記熱交換フィン１４０の幅Ｗ１の方向への中央部を中心に一側又は両側に複数形成される。
【００３２】
前記熱交換フィン１４０は、前記熱交換チューブ１１０の始点から終点に至るまで熱交換チューブ１１０の平面部１１３の間に延びるように固設され、波形又はジグザグ形に形成されることが好ましい。
【００３３】
また、前記熱交換チューブ１１０の両端部には、図６のように、熱交換器１００に対して熱交換媒体を供給及び排出する冷媒管１５０がそれぞれ固定的に取り付けられる。
【００３４】
前記冷媒管１５０は、前記熱交換チューブ１１０の一側端部に取り付けられ、熱交換媒体が熱交換チューブ１１０に供給されるようにする冷媒流入管１５１、及び前記熱交換チューブ１１０の他側端部に取り付けられ、熱交換媒体が熱交換チューブ１１０から排出されるようにする冷媒排出管１５２を含む。
【００３５】
前記冷媒流入管１５１は圧縮機から供給される高温高圧の熱交換媒体を熱交換チューブ１１０に案内して供給し、前記冷媒排出管１５２は熱交換チューブ１１０の内部を移動するうち低温低圧に変換された熱交換媒体を膨脹バルブ側に排出されるように案内する。
【００３６】
前記のように、冷媒管１５０によって、熱交換媒体が円滑に流入及び排出することができるのはもちろんのこと、圧縮機と膨脹バルブの間に容易で堅固に取り付けられることにより、熱交換媒体が漏洩することを防止することができる。
【００３７】
次に、前記のように構成された本発明熱交換器の製造過程を説明する。
【００３８】
まず、熱交換媒体が移動することができるように、内部にマイクロチャネル１１２が形成された扁平状の本体１１１を通常の巻取装置で一端部から他端部に至るまで平面部１１３が互いに向き合う形態を維持するようにコイルスプリング状に熱交換チューブ１１０を形成する（ＳＴ１）。
【００３９】
ここで、前記コイルスプリング状に形成される熱交換チューブ１１０は均一な曲率を成さなければならないのは言うまでもない。
【００４０】
また、３０００系アルミニウム合金の薄板１２１と４０００系アルミニウム合金の薄板１２２を物理的に接合させて熱交換薄板１２０を形成する（ＳＴ２）。
【００４１】
前記熱交換薄板１２０を、前記熱交換チューブ１１０の平面部１１３の幅Ｗに相当する幅又は前記平面部１１３の幅Ｗより大きな幅を有するように裁断する（ＳＴ３）。
【００４２】
前記所定の長さに裁断された熱交換薄板に複数の通気孔を形成する。ここで、前記通気孔は前記熱交換薄板の幅Ｗ１の方向への中央部を基準に一側又は両側に形成する。
【００４３】
そして、前記熱交換帯１３０の長手方向に延びるように波形又はジグザグ形に折り曲げて熱交換フィン１４０を形成する（ＳＴ４）。前記熱交換帯１３０が折り曲げられてなる高さＴは前記熱交換チューブ１１０の平面部１１３間の空間に挟まれる高さに形成し、熱交換チューブ１１０の始点から終点に至るまで熱交換チューブ１１０の平面部１１３の間に結合する。
【００４４】
前記熱交換フィン１４０が平面部１１３の間に結合された熱交換チューブ１１０を５７０〜６３０℃に加熱して熱交換薄板１２０の４０００系アルミニウム合金の薄板１２２を溶融させることによって熱交換チューブ１１０の平面部１１３の表面に融着固定させる（ＳＴ５）。
【００４５】
ここで、前記熱交換薄板１２０を成す３０００系アルミニウム合金の薄板の両面にもっと低い融点を有する４０００系アルミニウム合金の薄板１２２を物理的に接合する理由は、熱交換チューブ１１０の平面部１１３の間に熱交換フィン１４０を配置した状態で、３０００系アルミニウム合金の薄板１２１は溶融させずに４０００系アルミニウム合金の薄板１２２を溶融させることができる温度でろう付け（Ｂｒａｚｉｎｇ）したとき、４０００系アルミニウム合金の薄板１２２がクラッド（Ｃｌａｄ）の役割をすることによって熱交換チューブ１１０と熱交換フィン１４０が堅固で均一に接合することができるようにするためであり、このような３０００系アルミニウム合金の薄板１２１としてはＡ３００３を使い、４０００系アルミニウム合金の薄板１２２としてはＡ４３４３を使うことができる。
【００４６】
また、前記熱交換フィン１４０が融着された熱交換チューブ１１０の両端に冷媒管１５０の冷媒流入及び排出管１５１、１５２をそれぞれ取り付けると（ＳＴ６）、本発明の熱交換器１００の製造が完了する。
【００４７】
前記過程によって熱交換器１００の熱交換チューブ１１０と熱交換フィン１４０を迅速で均一に製造することはもちろんのこと、熱交換チューブ１１０と熱交換フィン１４０を堅固に接合することにより、製品の大量生産が可能であり、生産効率性の向上によって製造原価を節減することができる。
【００４８】
また、前記熱交換チューブ１１０はマイクロチャネル型のもので、コイルスプリング状に巻き取られた円筒形をなし、上下面に波形又はジグザグ形の熱交換フィン１４０を形成させることにより、従来の熱交換器に比べて体積を減少させて熱交換器１００の設置面積を減らすことによって空間の活用度を高めることができるだけではなく、熱交換チューブ１１０の内部を移動する熱交換媒体が迅速で均一に熱交換することができるので、熱交換効率を向上させるのはもちろんのこと、熱交換チューブ１１０の耐久性を向上させて熱交換器１００の変形及び熱交換媒体の漏洩を防止することができるものである。
【００４９】
前記過程によって製造された熱交換器１００を冷却装置に設置する場合、図７のように、熱交換器１００の両側開放部のうち一側開放部には回転ファン１６０を取り付け、他側開放部には密閉部材１７０を取り付けることにより、熱交換フィン１４０が取り付けられた空間を除いた残りの空間を通して空気が流入しないようにする。
【００５０】
ここで、前記密閉部材１７０は板状に形成されて熱交換器１００の体積増加を防止することができ、前記密閉部材１７０と熱交換器１００の間に形成される離隔空間は別途のシーリング部材１７１を装着することによって空間を遮断することができる。
【００５１】
前記シーリング部材１７１はウレタン、スポンジなどを使うことができる。その他に、８０℃以下の温度で変形しない素材のものであればいずれも使用可能である。
【００５２】
前記密閉部材１７０を熱交換器１００の他側開放部に取り付けるための手段としては、接着剤を用いた接着、熔接、リベッティング、ピースを用いた固定、ブラケット用いた固定のいずれか一つを適用することができる。このような取付方法は密閉部材１７０とシーリング部材１７１の素材によって適切に選択して使うことができる。
【００５３】
そして、前記過程によって製造された熱交換器１００を取付位置に位置させた状態で、冷媒管１５０の冷媒流入及び排出管１５１、１５２と圧縮機及び膨脹バルブを熱交換媒体の移動可能な連結チューブで連結すれば、圧縮機から高温高圧状態で供給された熱交換媒体が熱交換チューブ１１０の内部に円滑に供給されることができ、熱交換チューブ１１０の内部を移動しながら熱交換した熱交換媒体が膨脹バルブ側に円滑に排出されることができるので、迅速な熱交換が可能であるとともに、熱交換器１００を圧縮機と膨脹バルブにそれぞれ連結される連結チューブの間に容易で堅固に取り付けることができる。
【００５４】
前記冷媒流入及び排出管１５１、１５２を熱交換媒体が通過するにつれて熱交換器１００で発生する熱は、図８のように、回転ファン１６０の作動によって発生した吸入力により、コイルスプリング状に形成された熱交換チューブ１１０の中央部に吸入される。
【００５５】
この際、前記熱交換器１００の他側開放部には密閉部材１７０が取り付けられているので、熱交換チューブ１１０の四方から熱交換フィン１４０に形成された通気孔１３１を通して均一に吸入されることによって熱交換器１００が熱交換することになる。
【００５６】
前記熱交換器１００の他側開放部を密閉部材１７０で密閉させない場合、回転ファン１６０の作動によって回転ファン１６０が取り付けられた反対側の開放部に集中的に空気が吸入されるから、熱交換フィン１４０を通して移動する空気の量が著しく減少し、熱交換チューブ１１０の内部を移動する熱交換媒体が均一に熱交換しないため、熱交換器１００の熱交換効率が低下する問題が発生することがある。
【００５７】
前記回転ファン１６０は熱交換チューブ１１０の中央部に空気が流入するように取り付けることができるが、図９のよういに、回転ファン１６０によって吸入された空気が熱交換チューブ１１０の中央部に供給されるように取り付けることもできる。この場合にも、回転ファン１６０の反対側の他側開放部を密閉部材１７０が密閉しているから、熱交換チューブ１１０の中央部に供給された空気が熱交換フィン１４０を通して熱交換器１００の外側面から均一に排出されるので、熱交換効率を高めることができる。
【００５８】
ここで、前記熱交換フィン１４０に形成された通気孔１３１は熱交換帯１３０の両側に複数列に形成され、両分された通気孔１３１の方向は左右両側から中央部に向かうように形成される。これは両分されたそれぞれの通気孔１３１を通過する空気が互いに交差しながら乱流を形成して熱交換媒体の迅速な熱交換ができるようにするので、熱交換効率を高めることができる。
【００５９】
以下では、実験例に基づき、前記のように構成されたコイルスプリング状の熱交換器１００についてより詳細に説明する。
【実施例１】
【００６０】
実験例１．熱交換器１００の組職試験
熱交換チューブ１１０をコイルスプリング状の円筒状に形成したときに所定の曲率を有する熱交換器１００の組職変化を試験するために、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）試験法を用いてコイルスプリング状に巻かれている熱交換器１００の結晶方位と結晶構造を分析した。
【００６１】
このようなＥＳＢＤ試験の結果、図１０及び図１１のように、熱交換器１００を成す金属組職が稠密で均一に変形されたことを確認し、これから、熱交換器１００をコイルスプリング状に巻いたとき、全体強度及び耐久性が向上する効果があることを確認することができた。
【実施例２】
【００６２】
実験例２．熱交換チューブ１１０の耐食性試験
ＳＷＡＡＴ耐食性試験のために、実験群としてはコイルスプリング状を有する熱交換器１００を使い、対照群としては一対のヘッダーパイプを備えた平板状の熱交換器を使った。ここで、熱交換器に使われる熱交換チューブ１１０は３０００系アルミニウム合金の素材からマイクロチャネル型に形成されたものを準備した。
【００６３】
ＳＷＡＡＴ（ＡＳＴＭ  Ｇ８５  Ａｎｎｅｘ  Ａ３、Ａｃｉｄｉｆｉｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｓｅａ  Ｗａｔｅｒ（Ｆｏｇ）  Ｔｅｓｔ）試験のための条件としては、人工海水（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｓｅａ  ｓａｌｔ）に氷酢酸（ｇｌａｃｉａｌ  ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）を添加して塩水の濃度を２．８〜３．０ｐＨに設定し、チャンバーの温度は３５±１℃、供給器の供給圧力は０．７〜１．８ｋｇ／ｃｍ２、噴霧直接速度は１．０〜２．０ｍｌ／ｈｒ（８０ｃｍ２）、噴霧時間は３０分、９０分の湿潤を繰り返す条件で試験した。
【００６４】
このようなＳＷＡＡＴ試験の結果、図１２及び図１３のように、コイルスプリング状に巻かれた熱交換器１００はＳＷＡＡＴ２３５４時間後に漏れが発生する反面、一対のヘッダーパイプを備えた平板状の熱交換器はＳＷＡＡＴ１４１３時間後に漏れが発生した。これから、その他の条件の変化が無くても熱交換チューブ１１０をコイルスプリング状に巻かれた円筒状の熱交換本体に形成することのみで耐食性が向上することを確認することができた。
【実施例３】
【００６５】
実験例３．熱交換効率試験
実験群としてはコイルスプリング状の熱交換器１００を使い、対照群としては一対のヘッダーパイプを備えた平板状の熱交換器を使った。ここで、熱交換器に使われる熱交換チューブ１１０は３０００系アルミニウム合金の素材からマイクロチャネル型に形成されたものを準備した。
【００６６】
特に、実験群に使われる熱交換器１００の体積は対照群の５０％に相当する大きさに準備し、冷媒の装入量を変えながら、熱交換器１００に供給される冷媒の温度と熱交換器を通して排出される冷媒の温度を測定して熱交換効率を試験した。
【００６７】
【表１】
2020507730.tif 000003
【００６８】
前記条件で熱交換効率を試験した結果、実験群に使用された熱交換器１００は対照群に使用された熱交換器に比べて冷媒装入量を半分ほどに減らしたにもかかわらず対照群とほぼ類似した熱交換効率を示すことから、コイルスプリング状の熱交換器１００の熱交換効率が優れることを確認することができた。
【００６９】
また、実験群の大きさが対照群の５０％に相当することを勘案すれば、コイルスプリング状の熱交換器１００は一対のヘッダーパイプを備えたマイクロチャネル型の熱交換器に比べて熱交換効率が格段に向上することを確認することができた。
【００７０】
これにより、コイルスプリング状の熱交換器１００は全体体積を減少させながらも熱交換効率を向上させることができることを確認した。
【図１】
2020507730.tif 000004
【図２】
2020507730.tif 000005
【図３】
2020507730.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月7日(2019.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部が互いに向き合うようにコイルスプリング状に巻かれて形成された熱交換チューブと、
ジグザグ形に折り曲げられ、前記熱交換チューブの平面部に折曲部が接合された熱交換フィンとを含み、
前記熱交換フィンは、
前記熱交換チューブの平面部と接合されていない面に前記熱交換フィンの幅方向への中央部を中心に互いに反対方向に空気の流れをガイドするように対称状に形成された一対の第１ガイド部と、
前記熱交換チューブの平面部と接合されていない面に前記熱交換フィンの幅方向への中央部を中心に互いに反対方向に空気の流れを案内するように対称状に形成された一対の第２ガイド部と、を含み、
前記一対の第１ガイドと前記一対の第２ガイド部は熱交換フィンの長手方向に互いに交互に順次備えられ、
前記第１ガイド部は中心部縦軸を基準に一側と他側が対称状になった多数の第１ガイドユニットからそれぞれ構成され、前記それぞれの第１ガイドユニットは、前記熱交換フィンの内部に所定の間隔で離隔して同じ方向にそれぞれ傾くように折り曲げられた第１ガイド板と、前記第１ガイド板の間ごとに前記熱交換フィンにそれぞれ貫設された第１通気孔とを含み、
前記第２ガイド部は中心部縦軸を基準に一側と他側が対称状になった多数の第２ガイドユニットからそれぞれ構成され、前記それぞれの第２ガイドユニットは、前記熱交換フィンの内部に所定の間隔で離隔して同じ方向にそれぞれ傾くように折り曲げられた第２ガイド板と、前記第２ガイド板の間ごとに前記熱交換フィンにそれぞれ貫設された第２通気孔とを含み、
前記第１ガイド部の一側及び他側の第１ガイド板と前記第２ガイド部の一側及び他側の第２ガイド板は縦方向を基準に対称状に配置されるが横方向を基準に非対称状に配置され、前記熱交換フィンをジグザグ形に折り曲げれば、それぞれが同じ方向に斜めに配置されて空気が一方向にだけ流入するようにし、前記一側の第１及び第２ガイド板又は前記他側の第１及び第２ガイド板から一方向に流入した空気が前記他側の第１及び第２ガイド板又は前記一側の第１及び第２ガイド板を通過しながら流れ方向が全体的に変わって一方向に排出されることを特徴とする、マイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換フィンの折曲部が前記熱交換チューブの平面部に融着固定される、請求項１に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換フィンの折り曲げられる高さＴは前記熱交換チューブの平面部間の空間に挟まれる高さであることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロチャネル型アルミニウム熱交換器。
【国際調査報告】
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