M-HEXA マイクロ気液熱交換器 東京大学工学系研究科 鹿園研究室 株式会社イワモト 有限会社カンドリ工業 有限会社和氣製作所
産業と生活に活躍する熱交換器 プラント用熱交換器 冷蔵庫用エバポレータ 家庭用エアコン 自動車用熱交換器
「超小型」熱交換器を変える“Ｍ－ＨＥＸＡ” プラント用熱交換器 M-HEXA 冷蔵庫用エバポレータ 家庭用エアコン マイクロ気液熱交換器 自動車用用熱交換器
従来の熱交換器 フィンチューブ式 冷媒 冷風 温風 冷媒 熱交換器は、チューブ内を流れる冷媒の熱を空気に伝えます。 空気は熱伝導率が低いため、伝熱面積を稼ぐためにフィンを設けます。 →ただし、フィン効率が低下するという問題点があります。
熱交換器の小型化 フィンレス化と管の細径化 チューブ体積を減らし、チューブピッチを小さくするために細径化し，本数を増やします。 径×本数に比例してチューブ表面積が増え、熱交換機本体を小型化できます。
Heat Transfer Area / Volume (m2/m3) 管の細径化に伴う熱交換器の変遷 Fin-less Heat Exchangers Micro Tube Corrugated Fin Air Flat Tube Water Fin Tube 1000 2000 3000 Heat Transfer Area / Volume (m2/m3) Automobile Compact Heat Exchangers Air Conditioner Fin and Tube Heat Exchangers 0.5 0.7 2 3 5 7 Tube Diameter (mm) フィン効率を上げるための工夫 ■フィンピッチをつめる ■チューブを細く、多くする ■フィンが不要となる ■表面積が増える ■結果としてチューブの材料を問わなくなる
管の細径化の問題点 管を細くする ①多数のチューブのハンドリング・加工が困難 ②冷媒の分配が均一にできない ③バラつきが出るので気流が乱れる × 管を細くする × × ①多数のチューブのハンドリング・加工が困難 ②冷媒の分配が均一にできない ③バラつきが出るので気流が乱れる 問題発生
気流方向に細径管を連結・固定化 偏平管に変える 性能を維持したまま ①管本数が減るため加工が容易になる 問題解決 ②気流の乱れがなくなる × 偏平管に変える × × 性能を維持したまま ①管本数が減るため加工が容易になる ②気流の乱れがなくなる ③シールが容易で信頼性が向上する。 問題解決
“Ｍ－ＨＥＸＡ”マイクロ気液熱交換器の特徴 極細・小型の管を採用 ↓ 小型化を実現 銅、ステンレス、樹脂の順序で 材質の変化を表現 材質を選ばない ↓ 銅、ステンレス、樹脂など 扁平管を採用 ↓ 加工が容易、信頼性向上
“Ｍ－ＨＥＸＡ”マイクロ気液熱交換器を実現する精密加工技術 精密プレスと曲げ加工 高信頼性のロウ付け 精密プレス（穴あけ） 穴あけはあまり加工性がよくないので和気さんと相談します．
“Ｍ－ＨＥＸＡ”マイクロ気液熱交換器を実現する精密加工技術 精密プレスと曲げ加工 高信頼性のロウ付け 精密プレス（穴あけ）
“Ｍ－ＨＥＸＡ”マイクロ気液熱交換器を実現する精密・高信頼性ロウ付け 炉で加熱されて「赤く」なり、 温度が冷めて金属色 精密・高信頼性のロウ付け
“Ｍ－ＨＥＸＡ”マイクロ気液熱交換器の応用製品のひろがり 水冷式プロジェクタ M-HEXA 潜熱回収型給湯器 水冷式パソコン マイクロ気液熱交換器 燃料電池車用熱交換器 自動車用熱交換器