JPS59219698A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Publication number
JPS59219698A
JPS59219698A JP9315283A JP9315283A JPS59219698A JP S59219698 A JPS59219698 A JP S59219698A JP 9315283 A JP9315283 A JP 9315283A JP 9315283 A JP9315283 A JP 9315283A JP S59219698 A JPS59219698 A JP S59219698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
adhesive
heat transfer
heat exchanger
epoxy resin
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.)
Pending
Application number
JP9315283A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Ooshima
大嶋 進
Mitsuru Matsui
満 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Daikin Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd, Daikin Kogyo Co Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP9315283A priority Critical patent/JPS59219698A/ja
Publication of JPS59219698A publication Critical patent/JPS59219698A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/02Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷凍装置などに用いられる熱交換器に係り、
詳しくは伝熱管とこれに立設するフィンとを新規な!’
、’;: ’A:剤番こで密着して成る熱交換器に関す
るものである。
従来、この種熱交換器において、伝熱管にフィンを密着
するには、フィンに形成した伝熱管嵌11h穴に伝熱1
′iを嵌挿したクロスフィンコイルにおいては、伝熱h
′を拡管して両者を密着させているが、接触熱抵抗(,
1、フィンカラー形状(例えばにイ面■。
ツ;1リフ・rンの伝熱管に接触する部分)や拡管早番
こ起因して及イts t、、両者の接触部に非接触部が
生じ易く、この部分の熱伝導率が悪くなり、接触熱抵抗
大(約I X l O−4〜2 X 10−’7n2h
 ’C/Kcal )となって熱交換器における空気側
熱伝達率の低下を招くこととなり、また、断面U字状あ
るいはI、字状の帯状フィンを螺旋状に巻きつけたワイ
ンドフィンコイル(特公昭5B−89260号参照)に
おいては、伝熱管とフィンとの密着には一般に接着剤を
使用しており、接触熱抵抗は、この接着剤の厚さと接着
剤自身の熱伝導率に起因し、現在は一般に接着剤として
フェノール系樹脂が使用されているが、この接着剤は揮
発性成分が多く(溶剤など80%)、熱硬化時に揮発性
成分が気泡となって接着層中に混入し、これが接触熱抵
抗となり、接着剤自身の熱伝導率がもともと低いことと
相俟って、接触熱抵抗が大きく(約1×1σ5n2h’
c/1(cal)、熱交換器における空気側熱伝達率を
低下させ、熱交換器の性能も低下させていた。
また、伝熱管とフィンとの間に充填剤を介在させたもの
(実開昭57−1041’l)も知られており、充填剤
として接着剤中にアルミナを混入させたものが水物され
ているが、アルミナの粒子の大きさは1()〜20ミク
ロンと大きく、粒子が大であるとぎにはアルミナの混入
効果がないことが本発明者らの実賎により判明し、混入
率が大となるとこれもン己入効果の少いことが判明(7
た。
一般に、熱交換器の性能向上のためには、熱貫流率Kを
大としなければならないが、熱貫流率にの合成式は次式
で表わされる。
γ。 −−− α ■<:内外面積比 η:フィン効率 γC:接触熱抵抗 t:接着剤層の膜厚 λ:接着剤の熱伝導率 上記式から分かるように接触熱抵抗γ。の改善(小にす
ること)が熱交換器全体の性能向上に有効な手段である
ことが分かり、この点第1図(接触熱抵抗にと空気側熱
伝達率との相関)からも同様に接触熱抵抗γ、が小なる
程空気側熱伝達率α゛8が大となり(紀1図詳細は後述
)、接触熱抵抗%の寄与率は無視できず、接触熱抵抗7
−cの改善が熱交換器の性能向上に有効な手段であるこ
とが知られている。
本発明は、以上の従来の欠陥および前述一般的知見に鑑
み発明したもので、熱交換器性能向上のための空気側熱
伝達率を改善するために接触熱抵抗を極力小にすること
をh的としたもので、本発明は、伝熱管と該伝熱管に立
設するフィンとを、熱伝導性良好な10ミクロン以下の
粒径の微細金属粉体を体積比で1〜16%混入したエポ
キシ系樹脂の接着剤にて密着して成る熱交換器を提供せ
んとするものであって、接着剤に前日新規な接着剤を使
用することにより、エポキシ系樹脂は揮発性成分が少な
く熱硬化時接M層中に気泡が殆ど発生せず、また熱伝導
良好な微細金属粉末を混入することにより樹脂製接着剤
自身の熱伝導率の悪さを改善し、さらに前記金属粉末の
大きさを10ミクロン以下、混入率を1〜16%とする
などして接触熱抵抗を下げて空気側熱伝達率を上げ、熱
交換器の性能を向上したことを特徴とする。
ここで本発明を実鹸例などに基づきさらに詳細に説明す
るが、本実盛例に用いた接着剤の本発明例および従来例
の仕様を示すとつぎの如くである。
[混合する金属粉末1 (本発明例) アルミ粉末の形状  リーフ状 アルミ粉末の大きさ 4ミクロン以下  64.8イ、25 4〜8ミクロン  28.7・% 8ミクロン以上   12形 (平均粒径5〜6ミクロン) アルミ粉体の厚み  O,l−0,5ミクロン粉体の混
合比 熱硬化前  11 vol、%=28wt、%熱硬化後
  14.voe、%=84wt、%(従来例) 金部粉末混合せず 先ず、本発明接着剤としてエポキシ系樹脂を用いたが、
エポキシ系樹脂はフェノール系樹脂に比べて次のように
揮発性成分が遥かに少ない。即ちフェノール系樹脂では
溶剤(脂肪族系、芳香族系)などが約80%であるのに
対してエポキシ系樹脂では、硬化剤(芳香族アミン)、
稀釈剤など25〜28%と少ない。
以上のようにエポキシ系樹脂では揮発性成分が少ないた
め、熱硬化時(150℃X80分)フェノール系樹脂で
は接M層中に気泡が多数発生するが、エポキシ系樹脂で
は殆ど気泡の発生はな(、また、熱伝導率K m / 
7n b ’Cもエポキシ系樹脂の略0.44に対しフ
ェノ・−ル系樹脂は#10.20であって良好であり、
接着力、耐氷性においてもエポキシ系樹脂の方が優れて
いる。なお、エポキシ系樹脂以外でも同等品やエポキシ
系樹脂とフェノール系樹脂の複合接着剤など同等の性質
を有するものも本発明の接着剤として有効であり、本発
明の範囲に含まれるものである。
第3図は、現在使用されているフェノ・−ル糸樹脂の接
着剤を実用したワインドフィンコ・fルとエポキシ系樹
脂の接着剤にアルミ粉11%(体積比)混入した前記仕
様の接着剤を使ったワインドフィンコイルでそれぞれモ
デルコイルを製作しuhした結果で、空気側熱伝達率、
1・□ で約6%改善されたことを示す。これは第1図
からも分かるように接触熱抵抗にではI X 10−’
から5 X I 0−5(何れも7n11℃/Kca1
)へと半減したこと4(よる。
つぎに、エポキシ系樹脂の接着剤に混入する金属粉体に
ついて述べると、該金属粉体は、熱伝導性に優れた(例
えば熱伝導率100 Kcal/’zzth’c以上)
金属粉体が良く、実用上比較的安価であることが認まし
く、また、熱交換器に鋼管、アルミ製フィンなどを使う
ことが多いので電蝕の関係で銅粉体(熱伝導率a a 
o 1(cal・m11℃)あるいはアルミ粉体(同1
70 Kd/nxb℃)が望ましい。
粉体の形状としては、石塊状またはリーフ状のもので粒
径10ミクロン以下のものが良く、外寸0.05〜0.
5ミクロンの石塊状または外寸4ミクロン以下の角状あ
るいは円状で厚゛さ0.05〜0.5ミクロンのものが
最適である。これは、粒径10ミクロン以上番こなると
、後述第2図に示すように接触熱抵抗%が看しく大とな
り、空気側熱伝達率α8 が小となるからで、この理由
は粒径大なものを混入すると粘度が大となり過ぎ硬くな
るので、伝熱“Uとフィンとの間の接MMの厚みtが厚
くなるからである。
また、接着剤中に金属粉体を混入する割合は、実験の結
果からM2図に示すように1〜16%(体積比)が望ま
しい。第2図に金属粉体混入体積パーセントに対し接触
熱抵抗?−C(第2図(a))あるいは空気側熱伝達率
α、(゛第2図(b))の前記仕様の実験例を示し、混
入率1%程度で接触熱抵抗γ、は騒しく下がり(半減)
、はぼ16%までは殆ど変化なく、16%を超え20%
になると急速に接触熱抵抗η、が上がることを示してお
り、これは粒径が前1己仕様のもの(平均粒径5〜6ミ
クロンであるが、粒径が大(10〜20ミクロン11)
となると、混入率が1〜16%内であっても接触熱抵抗
ηは着しく大となることを示している。この理由は前記
同様粒径大の場合は粘度が大となり、接着層の厚みtが
大となるためと推定される。なお、空気側熱伝達率α8
 は第2図(b)から明らかなように前記と逆の現象(
金属粉体混入率1〜16%で最大)になることはいうま
でもない。
また、接着剤の粘度は、1.1) OO〜4,000c
psが望ましく、粘度が余り小さいと接着剤層がっき祿
く厚みが薄くなり、フィンと伝熱管に非接触部   。
ができるおそれがあるので望ましくない、また粘度が余
り大きいとが1述の如く接着剤jmlの厚みが1iくな
り過ぎて接触熱抵抗が大となるので望ましくない1゜ なお、ム′へ1図は接触熱抵抗にと空シ(側熱伝迫率″
の相関を示すが b! 41+ilに≠珀ツ#空気側熱
伝達率α−、縦軸にt彬算空気側熱伝稔率6・8゛をと
り、ルー;!141 +にに抵抗7cを従来例(細ね)
と本)6明例(太線ンにおいて)′ユ々シ゛♂化させた
ときのグラフである。先ず平板フィンを改良してワツフ
ルフィン(フィン板汽婢形としたもの)としたもの、ワ
ツフルスリットフィン(ワツフルフィンにスリット状孔
を設けたもの)、前記ワインドフィンとしたもの、ワツ
フルルーバーフィン(ワツフルフィンにスリット状孔を
設け、スリットの一辺を立上らせたもの)とフィン自身
の性ムレを数曲するにつれて空気側熱伝達率α−1vが
大となり、【7かも従来例と本発明例と比較すると、[
i中d己載の如く、接触欽目氏抗ηを改曽するにつれ空
気側熱伝達率α3のアップ軍は4彬、6 %、7ビ・ン
と向上し、接触熱抵抗ηの改善効果が逐次大となること
を示している。
叙ヒ騨述した如く、本発明は、伝熱面とフィンとを密着
するの1こ、接着剤として揮発性成分が少なく、かつ接
着力、耐水性などが優れたエポキシ系樹脂を用いて熱硬
化時揮発性成分が接着層中に混入するのを゛防止し、こ
れに熱伝等の良好なI C)ミクロン以下の微釧な金属
粉体を体積比にして1−16%混入することにより、接
着剤のM〜伝導率を向上させ、これらにより伝熱管とフ
ィンとの接触熱抵抗を著しく減小させ、空気側熱伝達率
で従来(フェノール系I剖脂製の接着剤)に比して、:
、り6%も向上させて熱交換器の性能を向上し、このた
めのコストアップも最小限に止め得るなど実用1曲々の
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、接触熱抵抗η、と空気(t!l熱伝達亭α3
、空気側熱伝達率α二 の相関関係を示すグラフであり
、第21゛4は、接着剤に混入する金属粉体混入体積パ
ーセントに対し接触熱抵抗tと空気側熱伝達率α゛どの
l!l孫を示すグラフ、綿8図は、接着剤の楓類の相異
(本発明例エポキシ樹脂+AI!粉体体憤比11%と従
来例のフェノール樹脂)による単体性能比較の実測デー
タグラフをそれぞれ示す。 以上 特許出願人  ダイキン工業株式会社 同上代理人  弁理士 香 川 隆 三手続補正書 昭和58年9月12日 昭和58年 特許  願第 98152号3、 補正を
する者 事件との関係  特許出願人 4、代理人 5、 補正命令の日付 昭和58年8月lθ日(発送日
昭和68年8月80日)6、 補正により増加する発明
の数   09、添付書類の目録 [1)訂正第1図   1通 (2)訂正第8図   1通 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. +l)  伝熱管と該伝熱管に立設するフィンとを、熱
    伝導性良好な10ミクロン以下の粒径の微細金属粉体を
    体積比で1〜16%混入したエポキシ系樹脂の接着剤に
    て密着して成る熱交換器。
JP9315283A 1983-05-26 1983-05-26 熱交換器 Pending JPS59219698A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9315283A JPS59219698A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 熱交換器

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JP9315283A JPS59219698A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 熱交換器

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JPS59219698A true JPS59219698A (ja) 1984-12-11

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ID=14074562

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JP9315283A Pending JPS59219698A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 熱交換器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021206733A1 (en) * 2020-04-10 2021-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal modules with solder-free thermal bonds

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5461350A (en) * 1977-10-25 1979-05-17 Teijin Ltd Full heat exchange type ventilator

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