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JP2018124000A - Microchannel heat exchanger and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2018124000A
JP2018124000A JP2017015346A JP2017015346A JP2018124000A JP 2018124000 A JP2018124000 A JP 2018124000A JP 2017015346 A JP2017015346 A JP 2017015346A JP 2017015346 A JP2017015346 A JP 2017015346A JP 2018124000 A JP2018124000 A JP 2018124000A
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Abstract

【課題】シース管とこれを通す孔との隙間をシールしたり、シース管を取り付けるため溶接などの工程を不要化したりしてマイクロ流路熱交換器の製造コストを低減する。【解決手段】このマイクロ流路熱交換器では、温度センサー141を封入するフランジ付きシース管4Aにフランジ103を設け、このフランジ103を、上側保護板3Bを構成する金属板に拡散接合により接合する。この接合部位がシールとなって、熱交換器本体2内の流体が、フランジ付きシース管4Aのシース管101を通すために上側保護板3Bに開けた貫通孔121の内壁面とシース管101の外周面との隙間を通じて漏れ出すことを防止できる。【選択図】図9[PROBLEMS] To reduce the manufacturing cost of a micro-channel heat exchanger by sealing a gap between a sheath tube and a hole through which the sheath tube is attached or by eliminating a process such as welding for attaching the sheath tube. In this microchannel heat exchanger, a flanged sheath tube 4A enclosing a temperature sensor 141 is provided with a flange 103, and the flange 103 is joined to a metal plate constituting an upper protective plate 3B by diffusion bonding. . This joint portion serves as a seal, and the fluid in the heat exchanger body 2 allows the fluid in the sheath tube 4A of the flanged sheath tube 4A to pass through the inner wall surface of the through-hole 121 opened in the upper protection plate 3B and the sheath tube 101. It is possible to prevent leakage through a gap with the outer peripheral surface. [Selection] Figure 9

Description

本発明は、熱交換用流体の流路が形成された伝熱板を複数枚積層して構成されるマイクロ流路熱交換器およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a micro flow channel heat exchanger configured by stacking a plurality of heat transfer plates in which a flow channel for heat exchange fluid is formed, and a manufacturing method thereof.

ステンレスなどの金属板にマイクロ流路を形成した2種類の伝熱板を交互に重ね合わせて積層した構造のマイクロ流路熱交換器が知られている。この種の熱交換器では、内部を流れる流体の温度を測るために、熱交換器に孔を開けてシース管などの保護管によって覆われた温度センサーを熱交換器の内部に挿入していた(例えば、特許文献1参照)。   There is known a micro-channel heat exchanger having a structure in which two types of heat transfer plates in which micro-channels are formed on a metal plate such as stainless steel are alternately stacked. In this type of heat exchanger, in order to measure the temperature of the fluid flowing through the inside, a temperature sensor covered with a protective tube such as a sheath tube was inserted into the heat exchanger and a hole was formed in the heat exchanger. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2015−190705号公報JP2015-190705A

しかしながら、上記のようにして熱交換器に開けられた孔を通じて保護管を熱交換器の内部に挿入する場合、熱交換器に開けられた孔と保護管表面との隙間を通じて熱交換器内から流体が漏れ出ないように隙間をシールしたり、保護管を熱交換器本体に溶接したりするなどの工程が熱交換器を形成した後に別途必要となり、製造工程が複雑となる原因となっていた。   However, when the protective tube is inserted into the heat exchanger through the hole opened in the heat exchanger as described above, the gap between the hole opened in the heat exchanger and the surface of the protective tube passes through the heat exchanger. Processes such as sealing gaps to prevent fluid from leaking and welding a protective tube to the heat exchanger body are required separately after the heat exchanger is formed, causing the manufacturing process to be complicated. It was.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、製造工程の低減を図ることのできるマイクロ流路熱交換器およびその製造方法を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a micro-channel heat exchanger capable of reducing the manufacturing process and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るマイクロ流路熱交換器は、
高温流体の流路が設けられた複数の第1の伝熱板と低温流体の流路が設けられた複数の第2の伝熱板とが交互に積層された流路層積層体と、
前記流路層積層体の積層方向の少なくとも一方の面に接合された保護板と、
フランジを有し、温度センサーが封入されたシース管とを備え、
前記保護板は、前記保護板の積層方向に貫通した貫通孔と、前記貫通孔の周囲に前記保護板の積層方向に凹んだフランジ収容部とを有し、
前記シース管は前記貫通孔に貫通し、
前記フランジは前記フランジ収容部に収容され、
前記流路積層体と前記保護板と前記フランジとが一体に接合されたものである。
In order to achieve the above object, a microchannel heat exchanger according to an aspect of the present invention is provided.
A flow path layer laminate in which a plurality of first heat transfer plates provided with high-temperature fluid flow paths and a plurality of second heat transfer plates provided with low-temperature fluid flow paths are alternately stacked;
A protective plate joined to at least one surface in the stacking direction of the flow path layer stack;
A sheath tube having a flange and enclosing a temperature sensor;
The protective plate has a through-hole penetrating in the stacking direction of the protective plate, and a flange accommodating portion recessed in the stacking direction of the protective plate around the through-hole,
The sheath tube penetrates the through hole;
The flange is accommodated in the flange accommodating portion,
The flow path laminate, the protective plate, and the flange are integrally joined.

また、本発明の他の形態に係るマイクロ流路熱交換器の製造方法は、
高温流体の流路が設けられた複数の第1の伝熱板と低温流体の流路が設けられた複数の第2の伝熱板とを交互に重ねて積層され、積層方向のうち少なくとも一方の面に、積層方向に貫通する貫通孔を形成するための孔部を有する少なくとも1枚の第1の金属板を配置するステップと、
前記第1の金属板の上に、フランジ収容部を有する第2の金属板を配置するステップと、
前記第1の金属板の上に、一方の端が閉口した金属製のフランジ付きシース管のフランジより他方の側のシース管部分を前記貫通孔に挿通させた状態で前記フランジを前記フランジ収容部に配置するステップと、
拡散接合により、少なくとも前記1以上の第1の金属板、前記フランジ付きシース管のフランジおよび前記第2の金属板を、一体化するステップと
を有する。
In addition, the manufacturing method of the microchannel heat exchanger according to another embodiment of the present invention,
A plurality of first heat transfer plates provided with a flow path for high-temperature fluid and a plurality of second heat transfer plates provided with a flow path for low-temperature fluid are alternately stacked and stacked, and at least one of the stacking directions Disposing at least one first metal plate having a hole for forming a through-hole penetrating in the laminating direction on the surface;
Disposing a second metal plate having a flange accommodating portion on the first metal plate;
On the first metal plate, the flange housing portion is inserted into the through hole through the sheath tube portion on the other side of the flange of the metal flanged sheath tube having one end closed. Step to be placed on,
Integrating at least the one or more first metal plates, the flange of the flanged sheath tube, and the second metal plate by diffusion bonding.

さらに、上記のマイクロ流路熱交換器の製造方法においては、
前記第2の金属板の前記フランジ収容部に前記第2の金属板よりも薄い前記フランジを収容する場合、前記フランジを載置するステップの前に、前記第2の金属板の厚さと前記フランジの厚さの差分を厚さとする金属スペーサを前記第1の金属板の上に載置するステップと
を有してもよい。
Furthermore, in the manufacturing method of the microchannel heat exchanger described above,
When the flange that is thinner than the second metal plate is accommodated in the flange accommodating portion of the second metal plate, before the step of placing the flange, the thickness of the second metal plate and the flange And placing a metal spacer having a thickness difference on the first metal plate on the first metal plate.

本発明によれば、保護板のフランジ収容部とこのフランジ収容部に収容されたフランジとの積層方向の対向面同士が接合されてフランジ付きシース管が熱交換器本体に一体に取り付けられているので、シース管を取り付けるため溶接などの工程が不要になり、製造工程を簡単にすることができる。   According to the present invention, the facing surfaces in the stacking direction of the flange accommodating portion of the protective plate and the flange accommodated in the flange accommodating portion are joined to each other, and the flanged sheath tube is integrally attached to the heat exchanger body. Therefore, since the sheath tube is attached, a process such as welding becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

本発明の一実施形態に係るマイクロ流路熱交換器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the microchannel heat exchanger which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のマイクロ流路熱交換器を一部分解して示す斜視図である。FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the microchannel heat exchanger of FIG. 1. 図1のマイクロ流路熱交換器において高温伝熱板の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a high temperature heat exchanger plate in the microchannel heat exchanger of FIG. 図1のマイクロ流路熱交換器において低温伝熱板の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a low-temperature heat exchanger plate in the microchannel heat exchanger of FIG. 図1のマイクロ流路熱交換器において高温流路層の高温流路を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the high temperature channel of a high temperature channel layer in the microchannel heat exchanger of FIG. 図1のマイクロ流路熱交換器において低温流路層の低温流路を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the low temperature channel of a low temperature channel layer in the microchannel heat exchanger of FIG. フランジ付きシース管の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a sheath tube with a flange. 図7のフランジ付きシース管の取り付け構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment structure of the sheath tube with a flange of FIG. 上側保護板に取り付けられたフランジ付きシース管に温度センサーを封入した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which enclosed the temperature sensor in the sheath tube with a flange attached to the upper side protection board. フランジ付きシース管4Aの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of 4 A of sheath tubes with a flange. フランジ付きシース管4Aの取り付け構造の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the attachment structure of 4 A of sheath pipes with a flange. フランジ付きシース管4Aの取り付け構造の別の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another modification of the attachment structure of 4 A of sheath pipes with a flange. フランジ付きシース管4Aの取り付け構造のさらに別の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another modification of the attachment structure of 4 A of sheath pipes with a flange. フランジ付きシース管4Aの別の変形例を示す上面図および側面断面図である。It is the upper side figure and side sectional drawing which show another modification of 4 A of sheath pipes with a flange. 第2の金属板の拡散接合が失敗する例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example in which the diffusion joining of a 2nd metal plate fails. フランジ付きシース管4Aの取り付け構造のさらに別の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another modification of the attachment structure of 4 A of sheath pipes with a flange.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るマイクロ流路熱交換器を示す斜視図、図2は図1のマイクロ流路熱交換器を一部分解して示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a microchannel heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing the microchannel heat exchanger of FIG.

[全体の構成]
これらの図に示すように、このマイクロ流路熱交換器1は、流路層積層体である熱交換器本体2と、下側保護板3Aと、上側保護板3Bと、高温流体の入口用の接続部5Aと、高温流体の出口用の接続部5Bと、低温流体の入口用の接続部5Cと、低温流体の出口用の接続部5Dとを有する。
[Overall configuration]
As shown in these drawings, the micro-channel heat exchanger 1 includes a heat exchanger body 2, which is a channel layer laminate, a lower protection plate 3A, an upper protection plate 3B, and a high-temperature fluid inlet. 5A, a high temperature fluid outlet connection portion 5B, a low temperature fluid inlet connection portion 5C, and a low temperature fluid outlet connection portion 5D.

図中、熱交換器本体2、下側保護板3Aおよび上側保護板3Bなどの各部材の下側の面を「下側の面」または「下面」、各部材の上側の面を「上側の面」または「上面」とする。熱交換器本体2の下側の面には下側保護板3Aが接合され、熱交換器本体2の上側の面には上側保護板3Bが接合されている。接続部5A、5B、5C、5Dは、熱交換器本体2に後述する高温入口管8A、高温出口管8B、低温入口管8C、低温出口管8Dをそれぞれ取り付けるためのものである。   In the figure, the lower surface of each member such as the heat exchanger body 2, the lower protective plate 3A and the upper protective plate 3B is referred to as “lower surface” or “lower surface”, and the upper surface of each member is referred to as “upper surface”. "Surface" or "upper surface". A lower protective plate 3A is joined to the lower surface of the heat exchanger body 2, and an upper protective plate 3B is joined to the upper surface of the heat exchanger body 2. The connecting portions 5A, 5B, 5C, and 5D are for attaching the hot inlet pipe 8A, the hot outlet pipe 8B, the cold inlet pipe 8C, and the cold outlet pipe 8D, which will be described later, to the heat exchanger body 2, respectively.

熱交換器本体2は、2種類の伝熱板2A、2Bを交互に複数積層して構成される。熱交換器本体2を構成する2種類の伝熱板2A、2Bは、例えば、同じ種類の薄い金属板(フォイル)からなる。金属板(フォイル)としては、例えばステンレス鋼の薄板が用いられる。   The heat exchanger body 2 is configured by alternately stacking two types of heat transfer plates 2A and 2B. The two types of heat transfer plates 2A and 2B constituting the heat exchanger body 2 are made of, for example, the same type of thin metal plate (foil). As the metal plate (foil), for example, a stainless steel thin plate is used.

下側保護板3Aは、拡散接合により積層された複数の薄い金属板(フォイル)により構成される。金属板(フォイル)としては、例えばステンレス鋼の薄板が用いられる。   The lower protective plate 3A is composed of a plurality of thin metal plates (foils) stacked by diffusion bonding. As the metal plate (foil), for example, a stainless steel thin plate is used.

上側保護板3Bは、下側保護板3Aと同様に積層された複数の金属板により構成される。金属板としては、例えばステンレス鋼の薄板が用いられる。   The upper protection plate 3B is composed of a plurality of metal plates stacked in the same manner as the lower protection plate 3A. As the metal plate, for example, a stainless steel thin plate is used.

これらの金属板はそれぞれが積層された後、拡散接合によって互いに接合されることによって略直方体形状の積層体とされる。図においては、積層体の各層が描かれているが、実際には各層は拡散接合によって整構造となる。例えるなら各層が一体化し界面が消失する。
熱交換器を構成する材料については、同じ種類に限定するものではない。より具体的には、ステンレス鋼とチタンなどが用いられる。ステンレス鋼とセラミックスの例もある。
積層後の形状については、略直方体に限定するものではない。より具体的には、丸い板を積層すれば円筒状になる。
以降、説明上の必要に応じて、図中にあるX軸、Y軸、Z軸を基に、マイクロ流路熱交換器1のZ軸に直交する上下の両面を「主面」と呼び、主面以外のX軸やY軸に直交する四面を「側面」と呼ぶこととする。
After these metal plates are laminated, they are joined together by diffusion joining to form a laminate having a substantially rectangular parallelepiped shape. In the figure, each layer of the laminate is depicted, but in reality, each layer has an ordered structure by diffusion bonding. For example, the layers are integrated and the interface disappears.
The materials constituting the heat exchanger are not limited to the same type. More specifically, stainless steel and titanium are used. There are also examples of stainless steel and ceramics.
The shape after lamination is not limited to a substantially rectangular parallelepiped. More specifically, if round plates are stacked, a cylindrical shape is obtained.
Hereinafter, the upper and lower surfaces perpendicular to the Z-axis of the micro-channel heat exchanger 1 are referred to as “main surfaces” based on the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the drawing as necessary for explanation. The four surfaces perpendicular to the X axis and Y axis other than the main surface are referred to as “side surfaces”.

図2に示すように、マイクロ流路熱交換器1の各側面には、各々、熱交換器本体2内の高温流路に高温流体を流入させる高温流体入口21と、熱交換器本体2内の高温流路から高温流体を流出させる高温流体出口22と、熱交換器本体2内の低温流路に低温流体を流入させる低温流体入口23と、熱交換器本体2内の低温流路から低温流体を流出させる低温流体出口24が形成されている。   As shown in FIG. 2, on each side surface of the micro-channel heat exchanger 1, a high-temperature fluid inlet 21 for allowing a high-temperature fluid to flow into a high-temperature channel in the heat exchanger body 2, and the heat exchanger body 2, respectively. A high-temperature fluid outlet 22 through which the high-temperature fluid flows out from the high-temperature flow path, a low-temperature fluid inlet 23 through which the low-temperature fluid flows into the low-temperature flow path in the heat exchanger body 2, and A cryogenic fluid outlet 24 is formed through which fluid flows out.

図1に示したように、高温流体入口21、高温流体出口22、低温流体入口23および低温流体出口24にはそれぞれ、接続部5A、5B、5C、5Dが溶接などにより接合されている。高温流体入口21の接続部5Aには高温流体の流入のための図示しない管が着脱自在に接続される。高温流体出口22の接続部5Bには高温流体の流出のための図示しない管が着脱自在に接続される。低温流体入口23の接続部5Cには低温流体の流入のための図示しない管が着脱自在に接続される。低温流体出口24の接続部5Dには低温流体の流出のための図示しない管が着脱自在に接続される。   As shown in FIG. 1, connecting portions 5A, 5B, 5C, and 5D are joined to the hot fluid inlet 21, the hot fluid outlet 22, the cold fluid inlet 23, and the cold fluid outlet 24 by welding or the like, respectively. A pipe (not shown) for inflow of the high temperature fluid is detachably connected to the connecting portion 5A of the high temperature fluid inlet 21. A pipe (not shown) for discharging the high temperature fluid is detachably connected to the connecting portion 5B of the high temperature fluid outlet 22. A pipe (not shown) for inflow of the cryogenic fluid is detachably connected to the connecting portion 5C of the cryogenic fluid inlet 23. A pipe (not shown) for allowing the low temperature fluid to flow out is detachably connected to the connecting portion 5D of the low temperature fluid outlet 24.

[熱交換器本体2の構成]
次に、熱交換器本体2の構成を説明する。
前述したように、熱交換器本体2は、2種類の第1の伝熱板2Aと第2の伝熱板2Bを交互に複数積層して構成される。これらの伝熱板2A、2Bにはエッチング処理によって溝および切り欠き部が形成されている。第1の伝熱板2Aと第2の伝熱板2Bは、溝および切り欠き部のパターンが異なっている。
[Configuration of Heat Exchanger Body 2]
Next, the configuration of the heat exchanger body 2 will be described.
As described above, the heat exchanger body 2 is configured by alternately stacking two types of first heat transfer plates 2A and second heat transfer plates 2B. Grooves and notches are formed in these heat transfer plates 2A and 2B by etching. The first heat transfer plate 2A and the second heat transfer plate 2B have different patterns of grooves and notches.

図3および図4は2種類の伝熱板2A、2Bを示す斜視図である。ここで、図3に示す第1の伝熱板2Aは「高温伝熱板2A」、図4に示す第2の伝熱板2Bは「低温伝熱板2B」である。   3 and 4 are perspective views showing two types of heat transfer plates 2A and 2B. Here, the first heat transfer plate 2A shown in FIG. 3 is a “high temperature heat transfer plate 2A”, and the second heat transfer plate 2B shown in FIG. 4 is a “low temperature heat transfer plate 2B”.

(高温伝熱板2Aの構成)
図3に示すように、高温伝熱板2Aには、高温流体の流路を形成する溝25A、30A、31Aおよび切り欠き部26A、27A、28A、29Aがそれぞれ設けられている。溝25A、30A、31Aは高温伝熱板2Aの一方の面にのみ設けられる。溝25A、30A、31Aの深さはどこも均一であってよい。切り欠き部26A、27A、28A、29Aは、高温伝熱板2Aの基材の4辺に各々対応する縁端部における所定の部位を基材の厚み分除去することによって形成される。
(Configuration of high-temperature heat transfer plate 2A)
As shown in FIG. 3, the high-temperature heat transfer plate 2A is provided with grooves 25A, 30A, 31A and notches 26A, 27A, 28A, 29A that form flow paths for high-temperature fluid, respectively. The grooves 25A, 30A, 31A are provided only on one surface of the high temperature heat transfer plate 2A. The depths of the grooves 25A, 30A, 31A may be uniform everywhere. The notches 26A, 27A, 28A, 29A are formed by removing predetermined portions of the edge portions corresponding to the four sides of the base material of the high-temperature heat transfer plate 2A by the thickness of the base material.

以後、説明の必要に応じて、高温伝熱板2Aの各々の切り欠き部26A、27A、28A、29Aを、第1の切り欠き部26A、第2の切り欠き部27A、第3の切り欠き部28A、および第4の切り欠き部29Aと呼ぶ。   Thereafter, as required for the description, the notches 26A, 27A, 28A, 29A of the high-temperature heat transfer plate 2A are replaced with the first notch 26A, the second notch 27A, and the third notch. This is referred to as a portion 28A and a fourth cutout portion 29A.

高温伝熱板2Aにおいて、図中Y軸方向において対向して設けられる第1の切り欠き部26Aと第2の切り欠き部27Aとの間の領域には、これら第1の切り欠き部26Aと第2の切り欠き部27Aとの間を連通する複数の溝25A、30A、31Aが形成されている。なお、図3において、溝25Aの数は3本であるが、3本より少ない、または3本よりも多い数の溝を形成するようにしても良い。   In the high-temperature heat transfer plate 2A, an area between the first cutout portion 26A and the second cutout portion 27A that are provided to face each other in the Y-axis direction in the drawing includes the first cutout portion 26A and the second cutout portion 26A. A plurality of grooves 25A, 30A, 31A communicating with the second cutout portion 27A are formed. In FIG. 3, the number of the grooves 25 </ b> A is three, but a number of grooves smaller than three or larger than three may be formed.

高温伝熱板2Aにおける上記の各溝25A、30A、31Aは、X軸方向に沿って形成された複数の溝25Aと、Y軸方向に沿って形成された2本の溝30A、31Aである。Y軸方向に沿って形成された2本の溝30A、31Aのうち一方の溝30Aは一端が第1の切り欠き部26Aと連通し、他方の溝31Aは一端が第2の切り欠き部27Aと連通する。X軸方向に沿って形成された複数の溝25Aは各々2本の溝30A、31Aの間を連通する。これにより、高温伝熱板2Aの高温流体入口21および高温流体出口22は熱交換器本体2のX軸と直交する側面に、後述する低温伝熱板2Bの低温流体入口23および低温流体出口24は熱交換器本体2のY軸と直交する側面に位置する。   The grooves 25A, 30A, 31A in the high-temperature heat transfer plate 2A are a plurality of grooves 25A formed along the X-axis direction and two grooves 30A, 31A formed along the Y-axis direction. . One groove 30A of the two grooves 30A, 31A formed along the Y-axis direction communicates with one end of the first cutout portion 26A, and the other groove 31A has one end of the second cutout portion 27A. Communicate with. A plurality of grooves 25A formed along the X-axis direction communicate between the two grooves 30A and 31A. Thereby, the high temperature fluid inlet 21 and the high temperature fluid outlet 22 of the high temperature heat transfer plate 2A are disposed on the side surface orthogonal to the X axis of the heat exchanger body 2 at the low temperature fluid inlet 23 and the low temperature fluid outlet 24 of the low temperature heat transfer plate 2B described later. Is located on the side surface of the heat exchanger body 2 perpendicular to the Y axis.

(低温伝熱板2Bの構成)
図4に示すように、低温伝熱板2Bには、低温流体の流路を形成する溝25Bおよび切り欠き部26B、27B、28B、29Bがそれぞれ設けられている。溝25Bは低温伝熱板2Bの一方の面にのみ設けられる。溝25Bの深さはどこも均一であってよい。切り欠き部26B、27B、28B、29Bは、低温伝熱板2Bの基材の4辺に各々対応する縁端部における所定の部位を基材の厚み分除去することによって形成される。
(Configuration of low temperature heat transfer plate 2B)
As shown in FIG. 4, the low-temperature heat transfer plate 2B is provided with grooves 25B and notches 26B, 27B, 28B, and 29B that form low-temperature fluid flow paths. The groove 25B is provided only on one surface of the low-temperature heat transfer plate 2B. The depth of the groove 25B may be uniform everywhere. The notches 26B, 27B, 28B, and 29B are formed by removing predetermined portions of the edge portions corresponding to the four sides of the base material of the low-temperature heat transfer plate 2B by the thickness of the base material.

以後、説明の必要に応じて、低温伝熱板2Bの各々の切り欠き部26B、27B、28B、29Bを、第5の切り欠き部26B、第6の切り欠き部27B、第7の切り欠き部28B、および第8の切り欠き部29Bと呼ぶ。   Thereafter, as required for the description, the notches 26B, 27B, 28B, 29B of the low-temperature heat transfer plate 2B are replaced with the fifth notch 26B, the sixth notch 27B, and the seventh notch. These are referred to as a portion 28B and an eighth cutout portion 29B.

低温伝熱板2Bにおいて、図中X軸方向において対向して設けられる第7の切り欠き部28Bと第8の切り欠き部29Bとの間には、これら第7の切り欠き部28Bと第8の切り欠き部29Bとの間を連通する複数の溝25Bが形成されている。これら複数の溝25Bは、高温伝熱板2Aに形成された複数の溝25Aと、Y軸方向にて同じ位置に各々形成されている。なお、図4において、溝25Bの数は3本であるが、3本より少ない、または3本よりも多い数の溝を形成するようにしても良い。   In the low-temperature heat transfer plate 2B, between the seventh notch portion 28B and the eighth notch portion 29B provided to face each other in the X-axis direction in the figure, the seventh notch portion 28B and the eighth notch portion 8B are provided. A plurality of grooves 25B communicating with the notches 29B are formed. The plurality of grooves 25B are formed at the same position in the Y-axis direction as the plurality of grooves 25A formed in the high-temperature heat transfer plate 2A. In FIG. 4, the number of the grooves 25 </ b> B is three, but a number of grooves smaller than three or larger than three may be formed.

(高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bとの積層構造)
上記のような構成を有する高温伝熱板2Aおよび低温伝熱板2Bは、図5および図6に示すように、双方の溝25A、25B、30A、31Aが設けられた面の向きを一致させて、複数の高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bを交互に重ね合わせて積層される。このようにして熱交換器本体2が形成される。
(Laminated structure of high temperature heat transfer plate 2A and low temperature heat transfer plate 2B)
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the high temperature heat transfer plate 2A and the low temperature heat transfer plate 2B having the above-described configuration have the same orientation of the surfaces provided with the grooves 25A, 25B, 30A, 31A. Then, the plurality of high temperature heat transfer plates 2A and the low temperature heat transfer plates 2B are alternately stacked and stacked. In this way, the heat exchanger body 2 is formed.

この熱交換器本体2において、高温伝熱板2Aの第1の切り欠き部26Aと低温伝熱板2Bの第5の切り欠き部26Bは、高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bとが交互に複数積層されることで、高温流体入口21を形成する。   In the heat exchanger main body 2, the first cutout portion 26A of the high temperature heat transfer plate 2A and the fifth cutout portion 26B of the low temperature heat transfer plate 2B include the high temperature heat transfer plate 2A and the low temperature heat transfer plate 2B. A plurality of layers are alternately stacked to form the high temperature fluid inlet 21.

高温伝熱板2Aの第2の切り欠き部27Aと低温伝熱板2Bの第6の切り欠き部27Bは、高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bとが交互に複数積層されることで、高温流体出口22を形成する。   The second cutout portion 27A of the high temperature heat transfer plate 2A and the sixth cutout portion 27B of the low temperature heat transfer plate 2B are formed by alternately stacking a plurality of high temperature heat transfer plates 2A and low temperature heat transfer plates 2B. Forming a hot fluid outlet 22.

高温伝熱板2Aの第3の切り欠き部28Aと低温伝熱板2Bの第7の切り欠き部28Bは、高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bとが交互に複数積層されることで、低温流体入口23を形成する。   The third cutout portion 28A of the high temperature heat transfer plate 2A and the seventh cutout portion 28B of the low temperature heat transfer plate 2B are formed by alternately stacking a plurality of high temperature heat transfer plates 2A and low temperature heat transfer plates 2B. Forming a cold fluid inlet 23.

高温伝熱板2Aの第4の切り欠き部29Aと低温伝熱板2Bの第8の切り欠き部29Bは、高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bとが交互に複数積層されることで、低温流体出口24を形成する。   The fourth cutout portion 29A of the high temperature heat transfer plate 2A and the eighth cutout portion 29B of the low temperature heat transfer plate 2B are formed by alternately laminating a plurality of high temperature heat transfer plates 2A and low temperature heat transfer plates 2B. Forming a cryogenic fluid outlet 24;

(高温流路と低温流路について)
図5は熱交換器本体2における高温流路を示す斜視図である。
高温流路は、高温伝熱板2Aの各溝25A、30A、31Aと低温伝熱板2Bの下側の面との間に形成される。高温流体は、高温流体入口21から流入し、溝30Aを通って複数の溝25Aに分配される。複数の溝25Aを通過した高温流体は溝31Aで合流し、高温流体出口22より流出する。このような高温流体の流れが各々の高温伝熱板2Aに対応する高温流路層において生じる。
(About high temperature flow path and low temperature flow path)
FIG. 5 is a perspective view showing a high-temperature channel in the heat exchanger body 2.
The high temperature flow path is formed between the grooves 25A, 30A, 31A of the high temperature heat transfer plate 2A and the lower surface of the low temperature heat transfer plate 2B. The hot fluid flows from the hot fluid inlet 21 and is distributed to the plurality of grooves 25A through the grooves 30A. The high temperature fluid that has passed through the plurality of grooves 25 </ b> A merges in the groove 31 </ b> A and flows out from the high temperature fluid outlet 22. Such a flow of the high-temperature fluid is generated in the high-temperature channel layer corresponding to each high-temperature heat transfer plate 2A.

図6は熱交換器本体2における低温流路を示す斜視図である。
低温流路は、低温伝熱板2Bの溝25Bと高温伝熱板2Aの下側の面もしくは上側保護板4の下側の面との間に形成される。低温流体は、低温流体入口23から流入し、複数の溝25Bを通って低温流体出口24から流出する。このような低温流体の流れが各々の低温伝熱板2Bに対応する低温流路層において生じる。
FIG. 6 is a perspective view showing a low-temperature flow path in the heat exchanger body 2.
The low temperature flow path is formed between the groove 25B of the low temperature heat transfer plate 2B and the lower surface of the high temperature heat transfer plate 2A or the lower surface of the upper protection plate 4. The cryogenic fluid flows in from the cryogenic fluid inlet 23 and flows out of the cryogenic fluid outlet 24 through the plurality of grooves 25B. Such a low-temperature fluid flow is generated in the low-temperature flow path layer corresponding to each low-temperature heat transfer plate 2B.

熱交換器本体2において高温流路層と低温流路層は交互に積層されているので、高温流体と低温流体との間での熱交換が行われる。
また、高温伝熱板2Aの溝25Aを流れる高温流体と低温伝熱板2Bの溝25Bを流れる低温流体は対向流となっている。
高温伝熱板2Aの溝25Aを流れる高温流体と低温伝熱板2Bの溝25Bを流れる低温流体は、対向流に限定するものではなく、並行流や直交流などでもよい。
Since the high-temperature channel layer and the low-temperature channel layer are alternately stacked in the heat exchanger main body 2, heat exchange is performed between the high-temperature fluid and the low-temperature fluid.
The high temperature fluid flowing through the groove 25A of the high temperature heat transfer plate 2A and the low temperature fluid flowing through the groove 25B of the low temperature heat transfer plate 2B are opposed to each other.
The high-temperature fluid flowing through the groove 25A of the high-temperature heat transfer plate 2A and the low-temperature fluid flowing through the groove 25B of the low-temperature heat transfer plate 2B are not limited to the counter flow, and may be a parallel flow or a cross flow.

[流体温度を検出する温度センサーの取り付け構造]
この実施形態のマイクロ流路熱交換器1では、熱交換器本体2内の高温流体および低温流体の温度を、熱交換器本体2内に差し込まれた温度センサーにより測定する。
[Temperature sensor mounting structure for detecting fluid temperature]
In the microchannel heat exchanger 1 of this embodiment, the temperature of the high temperature fluid and the low temperature fluid in the heat exchanger body 2 is measured by a temperature sensor inserted in the heat exchanger body 2.

図1および図2に示したように、マイクロ流路熱交換器1には、高温流体入口21付近の高温流体の温度を測定する第1の温度センサーを収容するフランジ付きシース管4A、高温流体出口22付近の高温流体の温度を測定する第2の温度センサーを収容するフランジ付きシース管4B、低温流体入口23付近の低温流体の温度を測定する第3の温度センサーを収容するフランジ付きシース管4C、および低温流体出口24付近の低温流体の温度を測定する第4の温度センサーを収容するフランジ付きシース管4Dが配設される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the micro-channel heat exchanger 1 includes a flanged sheath tube 4 </ b> A that houses a first temperature sensor that measures the temperature of the hot fluid near the hot fluid inlet 21, and the hot fluid. A flanged sheath tube 4B that houses a second temperature sensor that measures the temperature of the hot fluid near the outlet 22, and a flanged sheath tube that houses a third temperature sensor that measures the temperature of the cold fluid near the cold fluid inlet 23 4C and a flanged sheath tube 4D that houses a fourth temperature sensor that measures the temperature of the cryogenic fluid near the cryogenic fluid outlet 24 are disposed.

図7はフランジ付きシース管4Aの構成を示す断面図であり、その他のフランジ付きシース管4B、4C、4Dの構成も同じである。
図8はフランジ付きシース管4Aの取り付け構造を示す断面図である。同図は図1のA−A断面図である。その他のフランジ付きシース管4B、4C、4Dの取り付け構造も同じである。
FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of the flanged sheath tube 4A, and the other flanged sheath tubes 4B, 4C, and 4D have the same configuration.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a mounting structure of the flanged sheath tube 4A. This figure is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The attachment structure of the other flanged sheath tubes 4B, 4C, and 4D is the same.

図7に示すように、フランジ付きシース管4Aは、一端が閉じられ他端が開口した金属製の保護管であるシース管101と、シース管101の他端側の外周面に溶接等により接合された金属製のフランジ103とを有する。シース管101とフランジ103の材料としては、例えばステンレス鋼などが用いられる。フランジ103は厚さが均一なプレート状の部材である。なお、本実施形態では、シース管101とフランジ103を別体で形成しているが、本発明はこれに限定したものではなく、シース管101とフランジ103を一体に形成してもよい。   As shown in FIG. 7, the flanged sheath tube 4A is joined to the sheath tube 101, which is a metal protective tube having one end closed and the other end open, and the outer peripheral surface on the other end side of the sheath tube 101 by welding or the like. And a metal flange 103 formed. As a material for the sheath tube 101 and the flange 103, for example, stainless steel is used. The flange 103 is a plate-like member having a uniform thickness. In the present embodiment, the sheath tube 101 and the flange 103 are formed separately, but the present invention is not limited to this, and the sheath tube 101 and the flange 103 may be formed integrally.

このフランジ付きシース管4Aは、複数の金属板127、133を積層して得られた上側保護板3Bに設けられる後述の貫通孔121にシース管101が一端側から挿入され、フランジ103の下面134を上側保護板3Bの後述のフランジ受け面123に配設される。高温伝熱板2Aと低温伝熱板2Bなどの全てのパーツが積層された後に拡散接合によってフランジ付きシース管4Aは上側保護板3Bに接合される。   In this flanged sheath tube 4A, the sheath tube 101 is inserted from one end side into a later-described through hole 121 provided in the upper protective plate 3B obtained by laminating a plurality of metal plates 127 and 133, and the lower surface 134 of the flange 103. Is disposed on a flange receiving surface 123 described later of the upper protection plate 3B. After all the parts such as the high temperature heat transfer plate 2A and the low temperature heat transfer plate 2B are laminated, the flanged sheath tube 4A is joined to the upper protection plate 3B by diffusion joining.

ここで、上側保護板3Bの貫通孔121およびフランジ受け面123について説明する。
上側保護板3Bは、貫通孔121を形成する第1の孔部125が設けられた複数の第1の金属板127と、フランジ付きシース管4Aのフランジ103を収容可能なフランジ収容部129を形成するための第2の孔部131が設けられた第2の金属板133とを積層して形成される。なお、図8では、5枚の第1の金属板127と1枚の第2の金属板133との積層体によって上側保護板3Bが構成される場合を示しているが、第1の金属板127および第2の金属板133ともに1枚以上であればよい。
Here, the through hole 121 and the flange receiving surface 123 of the upper protection plate 3B will be described.
The upper protection plate 3B forms a plurality of first metal plates 127 provided with a first hole portion 125 that forms the through-hole 121, and a flange accommodating portion 129 that can accommodate the flange 103 of the flanged sheath tube 4A. And a second metal plate 133 provided with a second hole 131 for stacking. FIG. 8 shows a case where the upper protective plate 3B is configured by a laminate of five first metal plates 127 and one second metal plate 133. However, the first metal plate One or more of 127 and the second metal plate 133 may be used.

上側保護板3Bにおいて、各々の第1の金属板127は熱交換器本体2(流路層積層体)の積層方向の面(上面)に熱交換器本体2(流路層積層体)の積層方向と同じ方向に連続して積層され、第2の金属板133は積層された第1の金属板127の上面つまり熱交換器本体2(流路層積層体)より最も離間した面に積層される。したがって、複数の第1の金属板127の第1の孔部125が熱交換器本体2(流路層積層体)の積層方向に連続することによって貫通孔121が形成される。また、第2の金属板133が複数の第1の金属板127の積層体の上に積層されることによって、第2の金属板133の第2の孔部131が貫通孔121の流路層積層体とは反対側の周囲に、上側保護板3Bの積層方向に凹んだフランジ収容部129として形成され、第2の金属板133の直下の第1の金属板127の上面がフランジ収容部129内にフランジ受け面123として形成される。   In the upper protection plate 3B, each first metal plate 127 is laminated on the surface (upper surface) in the stacking direction of the heat exchanger main body 2 (flow path layer stack) in the heat exchanger main body 2 (flow path layer stack). The second metal plate 133 is laminated on the upper surface of the laminated first metal plate 127, that is, the surface farthest from the heat exchanger main body 2 (flow channel layer laminate). The Therefore, the through-hole 121 is formed by the 1st hole part 125 of the some 1st metal plate 127 continuing in the lamination direction of the heat exchanger main body 2 (flow-path layer laminated body). In addition, the second metal plate 133 is stacked on the stacked body of the plurality of first metal plates 127, so that the second hole 131 of the second metal plate 133 is a flow path layer of the through hole 121. A flange housing portion 129 that is recessed in the stacking direction of the upper protection plate 3B is formed around the opposite side of the laminate, and the upper surface of the first metal plate 127 directly below the second metal plate 133 is the flange housing portion 129. It is formed as a flange receiving surface 123 inside.

フランジ付きシース管4Aは、シース管101上方に上側保護板3Bの貫通孔121内に挿入し、フランジ103をフランジ収容部129内に収容した状態で、熱交換器本体2および下側保護板3Aおよび上側保護板3Bなどを拡散接合することによってフランジ103の下面134をフランジ受け面123とが接合され、フランジ付きシース管4Aは上側保護板3Bと一体化する。   The flanged sheath tube 4A is inserted into the through hole 121 of the upper protection plate 3B above the sheath tube 101, and the flange 103 is accommodated in the flange accommodating portion 129, and the heat exchanger body 2 and the lower protection plate 3A. Further, the lower surface 134 of the flange 103 is bonded to the flange receiving surface 123 by diffusion bonding the upper protective plate 3B and the like, and the flanged sheath tube 4A is integrated with the upper protective plate 3B.

なお、熱交換器本体2および下側保護板3Aおよび上側保護板3Bなどを拡散接合する時にフランジ付きシース管4Aのフランジ103と第2の金属板133は第1の金属板127の上に同時に拡散接合によって接合される。フランジ103と第2の金属板133を加熱・加圧するときに接合面に加わる圧力が均一になるように、フランジ付きシース管4Aと第2の金属板133の厚さを等しくする。   The flange 103 and the second metal plate 133 of the flanged sheath tube 4A are simultaneously placed on the first metal plate 127 when the heat exchanger body 2, the lower protection plate 3A, the upper protection plate 3B, and the like are diffusion bonded. Joined by diffusion bonding. The flanged sheath tube 4A and the second metal plate 133 are made equal in thickness so that the pressure applied to the joint surface when the flange 103 and the second metal plate 133 are heated and pressurized is uniform.

貫通孔121の内壁面とフランジ付きシース管4Aのシース管101の外周面とは互いに離間していることが好ましい。貫通孔121の内壁面とフランジ付きシース管4Aのシース管101の外周面とが接触していると、上側保護板3Bの温度が測定温度に影響するためである。   The inner wall surface of the through-hole 121 and the outer peripheral surface of the sheath tube 101 of the flanged sheath tube 4A are preferably separated from each other. This is because if the inner wall surface of the through-hole 121 and the outer peripheral surface of the sheath tube 101 of the flanged sheath tube 4A are in contact, the temperature of the upper protection plate 3B affects the measurement temperature.

図9は上側保護板3Bに取り付けられたフランジ付きシース管4A内に温度センサーを封入した状態を示す断面図である。フランジ付きシース管4Aのシース管101の他端は開口しており、この開口からシース管101内にサーミスタなどの温度センサー141が挿入される。サーミスタを例に上げるとサーミスタチップはガラスに封入されている。ガラスの端末はセラミック管で補強されている。このようなサーミスタがシース管101の先端に配置され、隙間にエポキシ樹脂などの充填剤142を充填する。シース管101の開口部はシール材145によってシールされる。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a temperature sensor is sealed in a flanged sheath tube 4A attached to the upper protection plate 3B. The other end of the sheath tube 101 of the flanged sheath tube 4A is opened, and a temperature sensor 141 such as a thermistor is inserted into the sheath tube 101 from this opening. Taking the thermistor as an example, the thermistor chip is enclosed in glass. The glass ends are reinforced with ceramic tubes. Such a thermistor is disposed at the tip of the sheath tube 101, and a gap 142 is filled with a filler 142 such as an epoxy resin. The opening of the sheath tube 101 is sealed with a sealing material 145.

次に、本実施形態のマイクロ流路熱交換器の組立手順について説明する。初めに、2種類の伝熱板2A、2Bを交互に複数積層する。積層されたものに対し、積層方向の上側の面に複数の第1の金属板127を積層する。第1の金属板127の上にフランジ収容部129を有する第2の金属板133を積層することで、上側保護板3Bが積層される。この時、上側保護板3Bにある貫通孔121とフランジ収容部129は連続するように形成されている。また、2種類の伝熱板2A、2Bを交互に複数積層したものに対し、積層方向の下側の面に同様に複数の下側保護板3Aを積層する。次に、上側保護板3Bにある貫通孔121にフランジ付きシース管4Aをシース管101の一端側から挿入し、フランジ103の下面134にあるフランジ受け面123の上面に配置することでフランジ収容部129にフランジ103が配置される。以上の配置の工程により全てのパーツが積層された積層体が形成される。積層体の形成が完了した後、真空中あるいは不活性ガス中で加熱・加圧し、拡散接合によりマイクロ流路熱交換器1を形成する。   Next, the assembly procedure of the microchannel heat exchanger of this embodiment will be described. First, a plurality of two types of heat transfer plates 2A and 2B are alternately stacked. A plurality of first metal plates 127 are stacked on the upper surface in the stacking direction of the stacked layers. By laminating the second metal plate 133 having the flange accommodating portion 129 on the first metal plate 127, the upper protection plate 3B is laminated. At this time, the through hole 121 and the flange accommodating portion 129 in the upper protection plate 3B are formed to be continuous. In addition, a plurality of lower protective plates 3A are similarly laminated on the lower surface in the laminating direction with respect to a laminate in which a plurality of heat transfer plates 2A and 2B are alternately laminated. Next, the flanged sheath portion 4A is inserted into the through hole 121 in the upper protection plate 3B from one end side of the sheath tube 101 and disposed on the upper surface of the flange receiving surface 123 on the lower surface 134 of the flange 103. A flange 103 is disposed at 129. A laminated body in which all parts are laminated is formed by the above arrangement process. After the formation of the laminated body is completed, the microchannel heat exchanger 1 is formed by diffusion bonding by heating and pressurizing in vacuum or in an inert gas.

以上説明した実施形態のマイクロ流路熱交換器1によれば、温度センサー141を封入するフランジ付きシース管4Aのフランジ103を拡散接合によって取り付けることによって、溶接等によるシース管の上側保護板3Bへの取り付け作業が不要となり、製造工数を減らすことができる。
また、フランジ付きシース管4Aのフランジ103の下面134が上側保護板3Bの第1の金属板127のフランジ受け面123に拡散接合によって一体に接合されるので、その接合部位がシールとなって、熱交換器本体2内の流体が、フランジ付きシース管4Aのシース管101を通すために上側保護板3Bに開けた貫通孔121の内壁面とシース管101の外周面との隙間を通じて漏れ出すことを防止できる。したがって、隙間をシールするための工程が不要となり、製造工数を減らすことができる。
According to the microchannel heat exchanger 1 of the embodiment described above, the flange 103 of the flanged sheath tube 4A enclosing the temperature sensor 141 is attached by diffusion bonding to the sheath tube upper protection plate 3B by welding or the like. This eliminates the need for mounting work and reduces the number of manufacturing steps.
Further, since the lower surface 134 of the flange 103 of the sheath tube 4A with flange is integrally joined to the flange receiving surface 123 of the first metal plate 127 of the upper protection plate 3B by diffusion bonding, the joint portion becomes a seal, The fluid in the heat exchanger main body 2 leaks through a gap between the inner wall surface of the through-hole 121 opened in the upper protective plate 3B and the outer peripheral surface of the sheath tube 101 in order to pass the sheath tube 101 of the flanged sheath tube 4A. Can be prevented. Therefore, a process for sealing the gap is unnecessary, and the number of manufacturing steps can be reduced.

なお、上記のフランジ付きシース管4Aのフランジ103とフランジ受け面123の拡散接合は、熱交換器本体2の流路層積層体を構成する複数の伝熱板2A、2B、上側保護板3Bを構成する複数の金属板127、133、および複数の下側保護板3Aの拡散接合と同時に行っている。   The diffusion bonding of the flange 103 and the flange receiving surface 123 of the flanged sheath tube 4A is performed by connecting the plurality of heat transfer plates 2A and 2B and the upper protection plate 3B that constitute the flow path layer laminate of the heat exchanger body 2. Simultaneously with the diffusion bonding of the plurality of metal plates 127 and 133 and the plurality of lower protection plates 3A.

<変形例1>
以下、上記の実施形態のマイクロ流路熱交換器1およびその製造方法の変形例を説明する。
図10はフランジ付きシース管4Aの変形例を示す断面図である。
上記実施形態のフランジ付きシース管4Aでは、シース管101の開口側である他端側をフランジ103の他端面よりも突出させたが、図10に示すように、シース管101の開口側である他端側の高さをフランジ103の他端面の高さと揃えてもよい。これにより、拡散接合に用いる加圧面にシース管101の突出部を避ける空間を設ける必要が無くなる。
<Modification 1>
Hereinafter, modified examples of the micro-channel heat exchanger 1 and the manufacturing method thereof according to the above embodiment will be described.
FIG. 10 is a sectional view showing a modification of the flanged sheath tube 4A.
In the flanged sheath tube 4A of the above embodiment, the other end side, which is the opening side of the sheath tube 101, is protruded from the other end surface of the flange 103. However, as shown in FIG. The height of the other end side may be aligned with the height of the other end surface of the flange 103. This eliminates the need to provide a space for avoiding the protruding portion of the sheath tube 101 on the pressure surface used for diffusion bonding.

<変形例2>
上記の実施形態のフランジ付きシース管4Aでは、フランジ付きシース管4Aのフランジ103を収容可能なフランジ収容部129を形成するための第2の孔部131が設けられた第2の金属板133を、複数の第1の金属板127の上に積層したが、例えば、図11に示すように、上から2番目の金属層を第2の金属板133とするなど、複数の第1の金属板127のうちいずれかの第1の金属板127の上面と接する位置に第2の金属板133を積層してもよい。
<Modification 2>
In the flanged sheath tube 4A of the above embodiment, the second metal plate 133 provided with the second hole 131 for forming the flange housing portion 129 capable of housing the flange 103 of the flanged sheath tube 4A is provided. The plurality of first metal plates 127 are stacked on the plurality of first metal plates 127. For example, as shown in FIG. 11, the second metal plate 133 is the second metal layer from the top. The second metal plate 133 may be laminated at a position in contact with the upper surface of any one of the first metal plates 127.

<変形例3>
図12に示すように、フランジ付きシース管4Aのフランジ103の厚さが複数の第2の金属板133を重ねた時の厚さと等しくなるようにしてもよい。当然ながら、この場合には第2の孔部131が設けられた複数の第2の金属板133が連続して積層される。この場合も、フランジ収容部129を形成するための第2の孔部131が設けられた複数の第2の金属板133は、複数の第1の金属板127のうちいずれかの第1の金属板127の上面と接する位置に積層されてもよい。
<Modification 3>
As shown in FIG. 12, the thickness of the flange 103 of the flanged sheath tube 4 </ b> A may be equal to the thickness when a plurality of second metal plates 133 are stacked. Of course, in this case, a plurality of second metal plates 133 provided with the second hole 131 are continuously laminated. Also in this case, the plurality of second metal plates 133 provided with the second hole 131 for forming the flange accommodating portion 129 is the first metal of any one of the plurality of first metal plates 127. It may be laminated at a position in contact with the upper surface of the plate 127.

<変形例4>
図14に示すように、流体の流れの方向とシース管101の断面の楕円の長軸方向を一致させたい場合がある。
<Modification 4>
As shown in FIG. 14, there is a case where it is desired to make the fluid flow direction coincide with the major axis direction of the ellipse of the cross section of the sheath tube 101.

そこで、図13に示すように、第1の金属板127のフランジ受け面123には、第1の孔部125を挟んだ2ヶ所にピン孔147が設けられるとともに、フランジ103にも積層方向に貫通するピン孔148が2ヶ所設けられる。拡散接合する前に、対向するピン孔147、148同士にピン149を挿入することで、ピン149によって第1の金属板127とフランジ103が互いに正確な位置に連結される。これにより、フランジ付きシース管4Aの層面における位置および軸周り方向の取り付けの向きが決まるので、シース管101の軸周り方向の向きが所要の向きからずれることを防止できる。   Therefore, as shown in FIG. 13, the flange receiving surface 123 of the first metal plate 127 is provided with pin holes 147 at two positions sandwiching the first hole 125, and the flange 103 is also arranged in the stacking direction. Two penetrating pin holes 148 are provided. Before diffusion bonding, the pin 149 is inserted into the pin holes 147 and 148 facing each other, so that the first metal plate 127 and the flange 103 are connected to each other at an accurate position by the pin 149. As a result, the position of the flanged sheath tube 4A on the layer surface and the mounting direction in the direction around the axis are determined, so that the direction in the direction around the axis of the sheath tube 101 can be prevented from deviating from the required direction.

軸周り方向における取り付けの向きが決められたフランジ付きシース管4Aとは、例えば次のようなものである。
図14は軸周り方向における取り付けの向きが決められたフランジ付きシース管4Aの例を示す上面図および側面断面図である。
The flanged sheath tube 4A in which the mounting direction in the direction around the axis is determined is, for example, as follows.
FIG. 14 is a top view and a side sectional view showing an example of the flanged sheath tube 4A in which the mounting direction in the direction around the axis is determined.

ここで、フランジ付きシース管4Aのシース管101が配置された流路における流体の流れは図中左から右への方向とする。シース管101は、流路内の流体の流れの向きに沿って長い流線形の横断面形状を有するものとなっている。これにより、シース管101が流体の流れに対して抵抗となることを低減することができる。   Here, the flow of the fluid in the flow path in which the sheath tube 101 of the flanged sheath tube 4A is arranged is in the direction from the left to the right in the figure. The sheath tube 101 has a long streamlined cross-sectional shape along the direction of fluid flow in the flow path. Thereby, it can reduce that the sheath pipe | tube 101 becomes resistance with respect to the flow of a fluid.

なお、図14においては、シース管101は外形の横断面形状が流線形であればよい。したがって、シース管101内の空間の形状は円形であってもよい。   In FIG. 14, the sheath tube 101 only needs to have a streamlined outer cross-sectional shape. Therefore, the shape of the space in the sheath tube 101 may be circular.

<変形例5>
図15に示すように、フランジ付きシース管4Aのフランジ103の厚さが第2の金属板133の厚さよりも小さい場合、拡散接合した時にプレスPがフランジ103と接していないため、プレスPの圧がフランジ103に加わらずフランジ103を第1の金属板127と一体化することができない。逆に、フランジ103の厚さが第2の金属板133の厚さよりも大きい場合、拡散接合した時にプレスPが第2の金属板133と接していないため、プレスPの圧が第2の金属板133に加わらず第2の金属板133を一体化させることができない。
<Modification 5>
As shown in FIG. 15, when the thickness of the flange 103 of the flanged sheath tube 4A is smaller than the thickness of the second metal plate 133, the press P is not in contact with the flange 103 when diffusion bonding is performed. The pressure cannot be applied to the flange 103 and the flange 103 cannot be integrated with the first metal plate 127. On the contrary, when the thickness of the flange 103 is larger than the thickness of the second metal plate 133, the press P is not in contact with the second metal plate 133 when the diffusion bonding is performed. The second metal plate 133 cannot be integrated without being added to the plate 133.

そこで、図16に示すように、フランジ103の下面134と第1の金属板127のフランジ受け面123との間に例えばメタルガスケットなどの金属スペーサ151を介在させて拡散接合を行う方法が考えられる。金属スペーサ151は、プレスPの圧をフランジ103を介して受けると、第2の金属板133の厚さに対するフランジ103の厚さの不足分を補う厚さにまで圧縮されることによって、フランジ103と第2の金属板133の高さを揃えることができ、フランジ103に拡散接合に必要な圧を加わえることができる。これにより、第2の金属板133の厚さよりも薄いフランジ103でも確実に拡散接合によって熱交換器本体と一体化することができる。   Therefore, as shown in FIG. 16, a method of performing diffusion bonding by interposing a metal spacer 151 such as a metal gasket between the lower surface 134 of the flange 103 and the flange receiving surface 123 of the first metal plate 127 is conceivable. . When the metal spacer 151 receives the pressure of the press P through the flange 103, the metal spacer 151 is compressed to a thickness that compensates for the shortage of the thickness of the flange 103 with respect to the thickness of the second metal plate 133. And the height of the second metal plate 133 can be made uniform, and a pressure necessary for diffusion bonding can be applied to the flange 103. Thereby, even the flange 103 thinner than the thickness of the second metal plate 133 can be surely integrated with the heat exchanger body by diffusion bonding.

<変形例6>
上記の実施形態では、金属製のシース管101の外周面にフランジ103が溶接されたフランジ付きシース管4Aを用いたが、例えばフレア加工あるいはバジル加工などによって一体成形されたフランジ付きシース管を用いてもよい。
<Modification 6>
In the above embodiment, the flanged sheath tube 4A in which the flange 103 is welded to the outer peripheral surface of the metal sheath tube 101 is used. However, for example, a flanged sheath tube integrally formed by flare processing or basil processing is used. May be.

1…マイクロ流路熱交換器
2…熱交換器本体
3B…上側保護板
3A…下側保護板
4A、4B、4C、4D…フランジ付きシース管
21…高温流体入口
22…高温流体出口
23…低温流体入口
24…低温流体出口
101…シース管
103…フランジ
121…第1の孔部
127…第1の金属板
129…フランジ収容部
131…第2の孔部
133…第2の金属板
141…温度センサー
143…絶縁体
151…金属スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microchannel heat exchanger 2 ... Heat exchanger main body 3B ... Upper side protection plate 3A ... Lower side protection plate 4A, 4B, 4C, 4D ... Sheath tube with a flange 21 ... High temperature fluid inlet 22 ... High temperature fluid outlet 23 ... Low temperature Fluid inlet 24 ... Cryogenic fluid outlet 101 ... Sheath tube 103 ... Flange 121 ... First hole 127 ... First metal plate 129 ... Flange housing portion 131 ... Second hole 133 ... Second metal plate 141 ... Temperature Sensor 143 ... Insulator 151 ... Metal spacer

Claims (3)

高温流体の流路が設けられた複数の第1の伝熱板と低温流体の流路が設けられた複数の第2の伝熱板とが交互に積層された流路層積層体と、
前記流路層積層体の積層方向の少なくとも一方の面に接合された保護板と、
フランジを有し、温度センサーが封入されたシース管とを備え、
前記保護板は、前記保護板の積層方向に貫通した貫通孔と、前記貫通孔の周囲に前記保護板の積層方向に凹んだフランジ収容部とを有し、
前記シース管は前記貫通孔に貫通し、
前記フランジは前記フランジ収容部に収容され、
前記流路積層体と前記保護板と前記フランジとが一体に接合されたことを特徴とするマイクロ流路熱交換器。
A flow path layer laminate in which a plurality of first heat transfer plates provided with high-temperature fluid flow paths and a plurality of second heat transfer plates provided with low-temperature fluid flow paths are alternately stacked;
A protective plate joined to at least one surface in the stacking direction of the flow path layer stack;
A sheath tube having a flange and enclosing a temperature sensor;
The protective plate has a through-hole penetrating in the stacking direction of the protective plate, and a flange accommodating portion recessed in the stacking direction of the protective plate around the through-hole,
The sheath tube penetrates the through hole;
The flange is accommodated in the flange accommodating portion,
The microchannel heat exchanger, wherein the channel stack, the protection plate, and the flange are integrally joined.
高温流体の流路が設けられた複数の第1の伝熱板と低温流体の流路が設けられた複数の第2の伝熱板とを交互に重ねて積層され、積層方向のうち少なくとも一方の面に、積層方向に貫通する貫通孔を形成するための孔部を有する少なくとも1枚の第1の金属板を配置するステップと、
前記第1の金属板の上に、フランジ収容部を有する第2の金属板を配置するステップと、
前記第1の金属板の上に、一方の端が閉口した金属製のフランジ付きシース管のフランジより他方の側のシース管部分を前記貫通孔に挿通させた状態で前記フランジをフランジ収容部に配置するステップと、
拡散結合により、少なくとも前記1枚の第1の金属板、前記フランジ付きシース管のフランジおよび前記第2の金属板を、一体化するステップと
を有するマイクロ流路熱交換器の製造方法。
A plurality of first heat transfer plates provided with a flow path for high-temperature fluid and a plurality of second heat transfer plates provided with a flow path for low-temperature fluid are alternately stacked and stacked, and at least one of the stacking directions Disposing at least one first metal plate having a hole for forming a through-hole penetrating in the laminating direction on the surface;
Disposing a second metal plate having a flange accommodating portion on the first metal plate;
On the first metal plate, in a state where the sheath tube portion on the other side of the flange of the metal flanged sheath tube having one end closed is inserted into the through hole, the flange is used as a flange accommodating portion. Placing step;
And a step of integrating at least the first metal plate, the flange of the flanged sheath tube, and the second metal plate by diffusion bonding.
請求項2に記載のマイクロ流路熱交換器の製造方法であって、
前記第2の金属板の前記フランジ収容部に前記第2の金属板よりも薄い前記フランジを収容する場合、
前記フランジを載置するステップの前に、
前記第2の金属板の厚さと前記フランジの厚さの差分を厚さとする金属スペーサを前記第1の金属板の上に載置するステップ
を有する
マイクロ流路熱交換器の製造方法。
It is a manufacturing method of the micro channel heat exchanger according to claim 2,
When accommodating the flange thinner than the second metal plate in the flange accommodating portion of the second metal plate,
Before the step of placing the flange,
A method of manufacturing a micro-channel heat exchanger, comprising: placing a metal spacer having a difference between a thickness of the second metal plate and a thickness of the flange on the first metal plate.
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