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公開番号2025110503
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004362
出願日2024-01-16
発明の名称マイクロチャネル熱交換器
出願人有限会社スクロール技研
代理人個人
主分類F28F 3/08 20060101AFI20250722BHJP(熱交換一般)
要約【課題】本発明は、プレス加工で形成可能な部品からなる簡易な構造のマイクロチャネル熱交換器を提供する。
【解決手段】本発明は、円筒形状のハウジング部2と、このハウジング内周面に四つ角が一体に連結される直方体形状の熱交換部3とを具備するマイクロチャネル熱交換器1において、第1のプレートユニット30の枠体部31および第2のプレートユニット40の枠体部41によって前記ハウジング部2が形成され、第1のプレートユニット30の閉鎖プレート部32と第2のプレートユニット40の熱交換流路プレート部42とによって熱交換部3が形成されるものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
円筒形状のハウジング部と、該ハウジング内周面に四つ角が一体に連結される直方体形状の熱交換部と、前記ハウジング部の内周面と前記熱交換部との間に画成された４つの流体通路と、前記ハウジング部の一方の端部を閉塞するとともに、前記４つの流体通路のそれぞれと連通する４つの流体出入り口を有する蓋体プレートと、前記ハウジング部の他方の端部を遮蔽する底板プレートとによって構成され、
前記熱交換部が、対向して配された一方の２つの流体通路を連通する第１の熱交換通路と、対向して配された他方の２つの流体通路を連通する第２の熱交換通路とが、前記ハウジング部の軸方向に交互に直交するように配されるマイクロチャネル熱交換器において、
前記ハウジング部および前記熱交換部は、
前記ハウジング部を形成する環状の枠体部と、該枠体部と四つ角が一体に連結される正方形状の閉鎖プレート部とによって構成され、前記枠体部と前記閉鎖プレート部の間に４つの流体通路形成用空間を有する第１のプレートユニットと、
前記ハウジング部を形成する環状の枠体部と、該枠体部と四つ角が一体に連結され、短辺が前記閉鎖プレート部の一辺と略等しい長方形状の熱交換流路プレート部とよって構成され、前記枠体部と前記熱交換流路プレート部との間の４つの流体通路形成用空間を有する第２のプレートユニットであって、前記熱貫流路プレートには、長手方向に沿って延出する複数のマイクロチャネル開口部が形成された第２のプレートユニットとが、第１のプレートユニット、第２のプレートユニット、第１のプレートユニット、９０°回転させた第２のプレートユニット、第１のプレートユニットと順に積層されることによって形成されることを特徴とするマイクロチャネル熱交換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二種類の流体間に熱交換を行うマイクロチャネル熱交換器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００５－８３６７６号公報）は、マイクロチャネル熱交換器に用いられる熱交換器コアにおいて、流路断面積を大きくして、流路の抵抗を下げることを課題とするもので、表面に複数の流路が形成された第１プレートと、平板状の第２プレートとを重ね合わせてプレート部を構成し、このプレート部を流路の長手方向が交互に直交するように複数段積層すると共に、側縁部を除去することで熱交換器委コアを構成したことを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－８３６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱交換器において、一般的に熱交換器の管内熱伝達率は管の流路断面寸法の逆数に比例することが知られており、熱交換器をマイクロチャネル化した場合、高い熱伝達率が得られることとなる。また、狭隘なチャネル内の流体を高速流とした場合、境界層は薄くなるが管内の温度勾配がさらに大きくなるので、管壁を通じた熱交換率の上昇が見込める。特に冷熱機器の分野では、マイクロチャネル化による熱交換器の飛躍的な小型軽量化、伝熱性能の向上などの高性能化が期待されている。
【０００５】
マイクロチャネルとは、微細加工技術などを使って下降した狭隘な流路のことを指すものであり、一般的に表面張力の影響が現れる数ミリ径以下のものを呼ぶことが多い。
【０００６】
マイクロチャネルを利用した場合のメリットとしては、
（１）小型化・軽量化により、新たな用途の開拓やシステムとしての最適設計が容易であること、
（２）熱交換器の高効率化により、空冷用ファンなどの送風機動力を削減することが可能となること、
（３）熱交換器としての高耐圧化が可能となること、
（４）熱交換器を小型化することができることから、冷媒充填量を低減でき、環境負荷の低減が可能となること、
などが挙げられる。
【０００７】
デメリットとしては、
（１）マイクロチャネル化するために一般的にエッチング加工や拡散接合などを使用する場合が多いためにコスト高となること、
（２）また、エッチングや拡散接合の不具合により漏れなどの不良率が高くなりコストアップの要因となること、
などが想定される。
【０００８】
一般的な積層型小型熱交換器（マイクロチャネル熱交換器）の製造方法は、薄板プレート材料（ステンレス板、アルミ板、胴板等）を片側からエッチング加工で流路部を凹状に未貫通（ハーフエッチングという）加工するもので、貫通部は反対側からも同時にエッチングすることで貫通部と未貫通部を作成しているため、その２種類の版が必要となる。また、エッチング加工は長時間かかることや、パターンの作成、露光、レジスト、現像などの多くの前工程があり高価な設備を使用することや、版代がかかることで、どうしてもコストが高くなるという欠点がある。
【０００９】
特許文献１では、エッチング加工を使用しないでプレートの流路部をプレスで貫通加工した例が開示されているが、そのままでは、接合後の流路部の確保ができない構造のため、やむなく後工程で機械加工を施している。機械加工をすることで、流路の確保は可能となるが、その切削粉やごみを含んだ切削油などが狭隘な流路に入り込みリスクがあることや、切削加工工程が付加されることでのコストアップとなる欠点がある。
【００１０】
また、プレートにハウジングとの一体化がなされていないため、せっかくプレス化しても、コスト低減効果が不完全である。
（【００１１】以降は省略されています）

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