本發(fā)明涉及一種使用多孔鋁進行基于熱介質的熱交換的多孔鋁熱交換部件。

本申請主張基于2014年7月2日于日本申請的專利申請2014-137156號的優(yōu)先權，并將其內容援用于此。

背景技術：

熱交換器用于在熱能不同的兩個流體例如制冷劑氣體與空氣等之間交換熱能。即，熱交換器以如下目的被廣泛使用：通過使熱量從溫度高的物體向溫度低的物體有效移動，從而進行這些流體的加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝等。例如，在鍋爐的蒸氣發(fā)生器、凝汽器、空調裝置的室內機、放射器、汽車組件的散熱器等中安裝有熱交換器。

作為這種熱交換器的一例的熱管在導管的內部封入一種流體例如將制冷劑氣體液化的流體以作為熱介質，并產(chǎn)生制冷劑氣體的蒸發(fā)(潛熱的吸收)及冷凝(潛熱的釋放)的熱循環(huán)，從而能夠對導管周圍的另一種流體例如空氣進行加熱或冷卻。在這種熱循環(huán)過程中，一種流體進行熱傳輸。

此時，通過在導管的內側形成例如細槽，即使在導管的一端側(蒸發(fā)側)與另一端側(冷凝側)不存在高低差，也能夠通過基于該細槽的毛細管力使熱介質移動(例如參考專利文獻1)。

并且，還知道一種通過在導管的內部鋪設稱為油繩(wick)的編織纖維，從而通過纖維之間的毛細管力保持熱介質并使其移動的結構(例如參考專利文獻2)。

此外，還知道一種通過在導管的內部鋪設經(jīng)燒結的鋁纖維，從而一邊保持一定量的熱介質一邊通過纖維之間的毛細管力使熱介質移動的結構(例如參考專利文獻3)。

專利文獻1：日本特開2007-147194號公報(A)

專利文獻2：日本特開2006-300395號公報(A)

專利文獻3：日本特開2011-007365號公報(A)

然而，專利文獻1中公開的熱管存在如下課題：對可在導管的內部形成的槽的長度的限制較大，且對能夠保持的熱介質的量也有局限性。

并且，專利文獻2中公開的熱管存在如下課題：導管的內壁與纖維只有線狀的接觸部分，而無法在導管與被纖維保持的熱介質之間有效地進行導熱。

此外，專利文獻3中公開的熱管為了保持熱介質而使用鋁纖維，但為了提高鋁纖維的毛細管力而需要提高鋁纖維的壓縮率。但是存在如下課題：若提高壓縮率則導致鋁纖維的氣孔率反而下降，從而熱介質的液體保持性降低。

并且，還存在如下課題：在熱介質含水的情況下鋁纖維表面的潤濕性較差，因此需要對鋁纖維的表面進行賦予親水性的加工，制造成本增大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種熱介質的保持力高且導熱性優(yōu)異，并且能夠以低成本制造的多孔鋁熱交換部件。

為了解決上述課題，本發(fā)明的一方式的多孔鋁熱交換部件(以下稱為“本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件”)具有：多孔鋁體，經(jīng)多個鋁基材燒結而成；及塊體，包括金屬或金屬合金，該多孔鋁熱交換部件的特征在于，在所述鋁基材的外表面形成有朝向外側突出的多個柱狀突起，所述多孔鋁體的氣孔形成熱介質的流路。

根據(jù)本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件，作為構成多孔鋁熱交換部件的多孔鋁體，使用在表面形成有若干個柱狀突起的鋁基材的燒結體，由此即使不加大壓縮率也形成微細的空間，因此能夠提高毛細管力。由此，多孔鋁體能夠有效地進行熱交換。

并且，即使不加大多孔鋁體的壓縮率，毛細管力也得到提高，因此多孔鋁體的熱介質的保持力得到提高且能夠進行大容量的熱交換。

此外，在多孔鋁體的表面形成有若干個柱狀突起，且通過由這種柱狀突起形成的微細的間隙而獲得較高的毛細管力，因此即使不特意進行對多孔鋁體的表面賦予親水性的親水處理，也能夠有效地吸取熱介質并將其保持，且無需耗費親水處理成本而能夠以低成本制造多孔鋁熱交換部件。

本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件中，所述塊體可以是包括鋁或鋁合金的鋁塊體。

由此，能夠制造出通過燒結將多孔鋁體與鋁塊體形成為一體的多孔鋁熱交換部件。

本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件可以如下：在所述鋁基材彼此結合的基材結合部存在Ti-Al系化合物，且在所述柱狀突起形成有所述基材結合部。

由此，在多孔鋁體確保若干個微細的空間而提高毛細管力。因此，多孔鋁體的熱介質的保持力得到提高，能夠有效地進行熱交換。并且，在基材結合部存在Ti-Al系化合物，因此能夠大幅提高多孔鋁體彼此的接合強度。并且，通過Ti-Al系化合物，鋁的熔融流動得到抑制，因此能夠抑制熔融鋁進入到多孔部，且能夠確保多孔鋁體的氣孔率。

本發(fā)明的鋁熱交換部件可以如下：所述多孔鋁體的比表面積為0.020m²/g以上，并且氣孔率在30％以上且90％以下的范圍內。

根據(jù)該結構的多孔鋁體，比表面積為0.020m²/g以上，因此每單位質量的表面積較大，能夠提高熱介質的保持力而有效地進行熱交換。并且，氣孔率控制在30％以上且90％以下的范圍內，因此能夠根據(jù)用途提供最佳氣孔率的多孔鋁熱交換部件。

本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件可以如下：所述鋁塊體為鋁導管。

通過使用鋁導管作為鋁塊體，能夠使保持用于蒸發(fā)或冷凝熱介質的熱能的流體更有效地流動，并且通過鋁的高導熱性能夠在該流體與熱介質之間更有效地進行熱交換。

本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件可以如下：所述鋁基材為鋁纖維及鋁粉末中的任意一種或兩種。

通過使用鋁纖維及鋁粉末中的任意一種或兩種以作為鋁基材，多孔鋁體中若干個微細的空間得到確保而毛細管力得到提高。因此，多孔鋁體的熱介質的保持力得到提高，能夠有效地進行熱交換。并且，由鋁基材形成多孔鋁體時，能夠輕松地獲得任意形狀的多孔鋁體。

本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件可以如下：所述多孔鋁體與所述鋁塊體形成彼此燒結而成的一體部件。

由此，能夠將多孔鋁熱交換部件用作整體成為一體的一個部件，從而能夠提高將這種多孔鋁熱交換部件組裝到設備時的操作性，并且所述多孔鋁體與所述鋁塊體以金屬形態(tài)接合，因此接合界面上的熱電阻較低，能夠有效地進行導熱。

本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件可以如下：在所述鋁基材與所述鋁塊體結合的結合部存在Ti-Al系化合物，且在所述柱狀突起形成有所述結合部。

由此，能夠將鋁基材與鋁塊體用作以高接合強度成為一體的一個部件。并且，在結合鋁基材與鋁塊體的結合部存在Ti-Al系化合物，因此能夠大幅提高鋁基材與鋁塊體之間的接合強度。

根據(jù)本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件，可提供一種熱介質的保持力高且導熱性優(yōu)異，并且能夠以低成本制造的多孔鋁熱交換部件。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的一例的熱管的剖視圖。

圖2為圖1所示的多孔鋁熱交換部件中的多孔鋁體的局部放大示意圖。

圖3為圖1所示的多孔鋁熱交換部件中的多孔鋁體與鋁導管之間的接合部的觀察照片。

圖4為圖1所示的多孔鋁熱交換部件中的多孔鋁體與鋁導管之間的接合部的示意圖。

圖5為表示多孔鋁體的制造方法的一例的流程圖。

圖6A為在鋁基材的外表面固著了鈦粉及共晶元素粉的燒結用鋁原料的說明圖。

圖6B為在鋁基材的外表面固著了鈦粉及共晶元素粉的燒結用鋁原料的說明圖。

圖7A為表示在燒結工序中在鋁基材的外表面形成柱狀突起的狀態(tài)的說明圖。

圖7B為表示在燒結工序中在鋁基材的外表面形成柱狀突起的狀態(tài)的說明圖。

圖8為表示圖1所示的多孔鋁熱交換部件的蒸發(fā)器的制造方法的示意圖。

圖9為表示本發(fā)明的第二實施方式的多孔鋁熱交換部件的制造方法的示意圖。

圖10為表示本發(fā)明的第三實施方式的多孔鋁熱交換部件的外觀立體圖。

圖11為表示本發(fā)明的第四實施方式的多孔鋁熱交換部件的外觀立體圖。

圖12為表示本發(fā)明的第五實施方式的多孔鋁熱交換部件的外觀立體圖。

圖13A為表示本發(fā)明的第六實施方式的多孔鋁熱交換部件的外觀立體圖。

圖13B為本發(fā)明的第六實施方式的多孔鋁熱交換部件的沿鋁管的剖視圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的幾個具體例進行說明。另外，以下所示各實施方式是為更好地理解發(fā)明的宗旨而進行具體說明的方式，只要沒有特別指定，則并不限定本發(fā)明。

并且，關于在以下說明中用到的附圖，有時為了幫助理解本發(fā)明的特征，為方便起見對成為主要部分的部分進行放大表示，各構成要件的尺寸比例等并不一定與實際相同。

并且，以下說明中的所謂“熱介質”的術語表示以保持熱量的狀態(tài)流動的流動體(流體)，只要沒有特別規(guī)定，包括液體、該液體經(jīng)汽化得到的氣體(gas)、液體與氣體混在一起的霧等。

(第一實施方式：環(huán)路熱管)

作為本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的一例對環(huán)路熱管進行說明。

圖1為表示本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的一例的環(huán)路熱管的剖視圖。

環(huán)路熱管(多孔鋁熱交換部件)10具備蒸發(fā)器11、冷凝器12、使熱介質M在該蒸發(fā)器11及冷凝器12之間移動的蒸氣管13及液管14。

蒸發(fā)器11使被液化的熱介質M汽化(蒸發(fā))。該過程中，通過熱介質M的汽化熱來吸收蒸發(fā)器11周邊的熱量。冷凝器12使被汽化的熱介質M液化(冷凝)。該過程中，蒸氣管13將通過蒸發(fā)器11被汽化的熱介質M送入冷凝器12。并且，液管14將通過冷凝器12被液化的熱介質M送入蒸發(fā)器11。熱介質M可以根據(jù)使用目的選擇水、氟利昂、氟利昂替代品、二氧化碳、氨等各種熱介質。

這種環(huán)路熱管10能夠在蒸發(fā)器11與冷凝器12之間進行熱交換。即，使熱介質M在蒸發(fā)器11與冷凝器12之間循環(huán)以反復進行熱介質M的汽化與液化，從而形成通過蒸發(fā)器11吸收熱量并通過冷凝器12釋放熱量的循環(huán)周期。

另外，可以在蒸發(fā)器11的前級側設有被稱為儲存器的氣液平衡調整器。

這種環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11例如能夠用作吸收熱源的排熱并通過汽化熱冷卻周邊的環(huán)境等的熱交換部件。

蒸發(fā)器11包括作為塊體的中空的鋁導管(鋁塊體)21和沿該鋁導管(鋁塊體)21的內周面21a配設的多孔鋁體22。

鋁導管(鋁塊體)21包括鋁或鋁合金，本實施方式中由A1070、A3003等Al-Mn系合金、A5052等Al-Mg合金等構成。該鋁導管21例如通過擠壓加工而成型，例如使用外徑為5mm～150mm，壁厚為0.8mm～10mm左右的導管。

多孔鋁體22經(jīng)多個鋁基材31進行燒結而成為一體，該多孔鋁體22的比表面積為0.020m²/g以上，并且氣孔率被設定在30％以上且90％以下的范圍內。

圖2為表示多孔鋁體22的概念圖。多孔鋁體22使用鋁纖維31a和鋁粉末31b作為鋁基材31。

該鋁基材31(鋁纖維31a及鋁粉末31b)的結構如下：在其外表面形成有朝向外側突出的多個柱狀突起32，多個鋁基材31(鋁纖維31a及鋁粉末31b)彼此經(jīng)由該柱狀突起32結合。另外，如圖2所示，鋁基材31、31彼此的基材結合部35具有柱狀突起32彼此結合的部分、柱狀突起32與鋁基材31的側面接合的部分以及鋁基材31、31的側面彼此接合的部分。

而且，構成本實施方式的環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11中，如圖3所示，在鋁管(鋁塊體)21及多孔鋁體22中的一方或雙方的外表面形成有朝向外側突出的多個柱狀突起32，經(jīng)由這些柱狀突起32，鋁導管21的內壁面與多孔鋁體22接合。即，通過柱狀突起32而形成有鋁導管21的內壁面與多孔鋁體22之間的結合部39。

在此，如圖4所示，在經(jīng)由柱狀突起32結合的鋁導管21的內壁面與多孔鋁體22之間的結合部39存在Ti-Al系化合物36及包含與Al進行共晶反應的共晶元素的共晶元素化合物37。本實施方式中，如圖4所示，Ti-Al系化合物36設為Ti與Al的化合物，更具體而言設為Al₃Ti金屬間化合物。即，本實施方式中，在Ti-Al系化合物36所存在的部分結合有鋁導管21與多孔鋁體22。

另外，作為與Al進行共晶反應的共晶元素，例如可舉出Ag、Au、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、Gd、Ge、In、La、Li、Mg、Mn、Nd、Ni、Pd、Pt、Ru、Sb、Si、Sm、Sn、Sr、Te、Y、Zn等。本實施方式中，如圖4所示示出共晶元素化合物37含有Ni、Mg和Si以作為共晶元素的例子。

并且，即使在多孔鋁體22中，在經(jīng)由柱狀突起32結合的鋁基材31、31彼此的基材結合部35也存在Ti-Al系化合物及包含與Al進行共晶反應的共晶元素的共晶元素化合物。本實施方式中，Ti-Al系化合物設為Ti與Al的化合物，更具體而言設為Al₃Ti金屬間化合物。并且，示出共晶元素化合物含有Ni、Mg和Si以作為共晶元素的例子。即，本實施方式中，在Ti-Al系化合物所存在的部分結合有鋁基材31、31彼此。

在此，參考圖5至圖8對構成環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11的制造方法的一例進行說明。

首先，對成為多孔鋁體22的原料的燒結用鋁原料40進行說明。如圖6A及圖6B所示，該燒結用鋁原料40具備：鋁基材31；及固著于該鋁基材31的外表面的多個鈦粉末粒子42及共晶元素粉末粒子(例如鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43。

另外，作為鈦粉末粒子42，可使用金屬鈦粉末粒子及氫化鈦粉末粒子中的任意一種或兩種。并且，作為共晶元素粉末粒子(例如鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43，例如可使用金屬鎳粉末粒子、金屬鎂粉末粒子、金屬硅粉末粒子等。

在此，燒結用鋁原料40中，鈦粉末粒子42的含量設在0.1質量％以上且20質量％以下的范圍內，本實施方式中被設為0.5～10質量％。

鈦粉末粒子42的粒徑設在1μm以上且50μm以下的范圍內，優(yōu)選設在2μm以上且30μm以下的范圍內。另外，可將氫化鈦粉末粒子的粒徑設為比金屬鈦粉末粒子小，因此將固著于鋁基材31外表面的鈦粉末粒子42的粒徑設為較小時，優(yōu)選使用氫化鈦粉末粒子。

此外，固著于鋁基材31外表面的多個鈦粉末粒子42、42彼此的間隔優(yōu)選設在5μm以上且100μm以下的范圍內。

并且，燒結用鋁原料40中，共晶元素粉末粒子(例如鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43的含量設在0.1質量％以上且5質量％以下的范圍內，本實施方式中設為1.0～2.0質量％。

共晶元素粉末粒子(例如鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43的粒徑設在0.5μm以上且20μm以下的范圍內，優(yōu)選設在1μm以上且10μm以下的范圍內。

如上所述，作為鋁基材31使用鋁纖維31a和鋁粉末31b。另外，作為鋁粉末31b可使用霧化粉末。

在此，鋁纖維31a的纖維直徑設在40μm以上且300μm以下的范圍內，優(yōu)選設在50μm以上且200μm以下的范圍內。并且，鋁纖維31a的纖維長度設在0.2mm以上且20mm以下的范圍內，優(yōu)選設在1mm以上且10mm以下的范圍內。

并且，鋁粉末31b的粒徑設在10μm以上且300μm以下的范圍內，優(yōu)選設在20μm以上且100μm以下的范圍內。

并且，能夠通過調整鋁纖維31a與鋁粉末31b的混合比率來調整氣孔率。即，能夠通過增大鋁纖維31a的比率來提高多孔鋁體22的氣孔率。

另外，在此在多孔鋁體22的重量：X(g)、多孔鋁體22的體積：Y(cm³)、多孔鋁體22的密度：X/Y＝C(g/cm³)、鋁基材31的密度：D(g/cm³)時，用下式1定義多孔鋁體22的氣孔率P。

P＝(D-C)/D×100(％) (式1)

本實施方式中，多孔鋁體22的氣孔率設在30％以上且90％以下的范圍內。

并且，本實施方式中，多孔鋁體22的比表面積設在0.020m²/g以上。在多孔鋁體22的體積：V(cm³)、多孔鋁體22的密度：ρ(g/cm³)、多孔鋁體22的表面積：A(m²)時，用下式2定義比表面積S。

S＝A/(ρ×V)(m²/g) (式2)

這種比表面積越大相應地熱介質M的保持量越得到提高。

為了調整這種氣孔率及比表面積，作為鋁基材31優(yōu)選使用鋁纖維31a，在混合鋁粉末31b的情況下優(yōu)選將鋁粉末31b的比率例如設為10～15質量％以下。

制造構成環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11時，如圖5所示制造上述燒結用鋁原料40。

在常溫下混合鋁基材31、鈦粉末及共晶元素粉末(例如鎳粉末、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)(混合工序S01)。此時，將粘合劑溶液進行噴霧。另外，作為粘合劑，優(yōu)選在大氣中加熱至500℃時被燃燒、分解的粘合劑，具體而言，優(yōu)選使用丙烯酸系樹脂、纖維素系高分子體。并且，作為粘合劑的溶劑，可使用水系、醇系、有機溶劑系的各種溶劑。

該混合工序S01中，例如使用自動研缽、鍋式的轉動造粒機、振動混合機、罐式球磨機、高速混合機、V型混合機等各種混合機，而使鋁基材31、鈦粉末及共晶元素粉末(例如鎳粉末、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)邊流動邊混合。

接著，將混合工序S01中得到的混合體進行干燥(干燥工序S02)。

如圖6A及圖6B所示，通過該混合工序S01及干燥工序S02，鈦粉末粒子42及共晶元素粉末粒子(例如鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43分散固著于鋁基材31的外表面，以制造出本實施方式的燒結用鋁原料40。

接著，如圖8的(a)所示，準備鋁導管(鋁塊體)21，以從該鋁導管21的其中一個開放面朝另一開放面貫穿的方式配置圓筒形的夾具G(鋁塊體配置工序S03)。作為這種圓筒形的夾具G選擇能夠在后述燒結工序之后拔出的材料即不與多孔鋁體22進行固著的材料。作為夾具G例如能夠使用碳或鎢合金(Anviloy)。

接著，將鋁導管21的另一開放面適當封閉之后，如圖8的(b)所示在鋁導管21的內壁面與夾具G之間散布燒結用鋁原料40并進行體積填充(原料散布工序S04)。

將此裝入脫脂爐內，在大氣氣氛下進行加熱而去除粘合劑(脫粘合劑工序S05)。

之后，裝入燒成爐內并在惰性氣體氣氛下以600～660℃的溫度范圍保持0.5～60分鐘(燒結工序S06)。另外，保持時間優(yōu)選設為1～20分鐘。

在此，通過將燒結工序S06中的燒結氣氛設為Ar氣體等惰性氣體氣氛，能夠充分降低露點。由于在氫氣氣氛或氫氣和氮氣的混合氣氛下露點不易下降，因此不優(yōu)選。并且，由于氮與Ti進行反應形成TiN而失去Ti的燒結促進效果，因此不優(yōu)選。

該燒結工序S06中，燒結用鋁原料40中的鋁基材31熔融，但在鋁基材31的表面形成有氧化膜，因此熔融的鋁通過氧化膜而被保持，鋁基材31的形狀得以維持。

而且，鋁基材31的外表面上固著有鈦粉末粒子42的部分中，氧化膜通過與鈦的反應而被破壞，內部的熔融鋁向外側噴出。所噴出的熔融鋁通過與鈦的反應而生成熔點較高的化合物并固化。

由此，如圖7A及圖7B所示，在鋁基材31的外表面形成有朝向外側突出的多個柱狀突起32。在此，柱狀突起32的前端存在Ti-Al系化合物36，通過該Ti-Al系化合物36，柱狀突起32的生長得到抑制。

另外，作為鈦粉末粒子42使用氫化鈦的情況下，氫化鈦在300～400℃附近進行分解，所生成的鈦與鋁基材31表面的氧化膜進行反應。

并且，本實施方式中，通過固著于鋁基材31外表面的共晶元素粉末粒子(例如，鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43，在鋁基材31形成有局部熔點變低的部位。因此，即使在640～650℃的相對低溫條件下，也能夠可靠地形成柱狀突起32。

此時，相鄰的鋁基材31、31彼此經(jīng)由彼此的柱狀突起32以熔融狀態(tài)成為一體或通過固相燒結而結合，如圖2所示，制造出經(jīng)由柱狀突起32使多個鋁基材31、31彼此結合而成的多孔鋁體22。

另外，在經(jīng)由柱狀突起32使鋁基材31、31彼此結合而成的基材結合部35存在Ti-Al化合物(本實施方式中為Al₃Ti金屬間化合物)及共晶元素化合物。

而且，如圖3及圖4所示，通過構成多孔鋁體22的鋁基材31的柱狀突起32與鋁導管(鋁塊體)21的內壁面結合，使得鋁導管21與多孔鋁體22經(jīng)由柱狀突起32接合。

另外，在配置成鈦粉末粒子42及共晶元素粉末粒子(例如，鎳粉末粒子、鎂粉末粒子、硅粉末粒子等)43與鋁導管21的表面接觸的情況下，從鋁導管21的表面也形成柱狀突起32，鋁導管21與多孔鋁體22接合。

在此，鋁導管21與多孔鋁體22經(jīng)由柱狀突起32而被結合的結合部39存在Ti-Al系化合物36(本實施方式中為Al₃Ti金屬間化合物)及共晶元素化合物37。

之后，如圖8的(c)所示，從接合在鋁導管21的多孔鋁體22拔出夾具G。由此，在多孔鋁體22的中心部分形成圓筒形的空腔。這種空腔在用作環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11時，成為供被液化的熱介質M從液管14流入的空間。

通過上述各工序能夠得到環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11。

并且，只要是能夠在燒成之后拔出的形狀，則夾具G的外形形狀具有簡單的凹凸或螺旋形凹凸也無妨。

根據(jù)具備如上蒸發(fā)器11的環(huán)路熱管10，作為蒸發(fā)器11的多孔鋁體22表面形成有若干個柱狀突起32，并且使用經(jīng)由該柱狀突起32彼此而結合的鋁基材31、31，由此即使不加大壓縮率也能形成微細的空間，因此能夠提高毛細管力。由此，多孔鋁體22的熱介質M的吸液力得到提高，且能夠有效地進行熱交換。

另外，在此所謂毛細管力為液體的吸取力，在多孔鋁體22的每單位體積的表面積：Y、液體的表面張力：Z、液體相對于鋁的濕潤角度θ、液體的密度E、多孔鋁體22的氣孔率：P、重力加速度：J時，用下式3定義液體的吸取高度H以作為指標。

H＝Y×Z×cosθ/E×P×J (式3)

并且，即使通過加大多孔鋁體22的壓縮率而不減小氣孔率也能提高毛細管力，因此能夠將多孔鋁體22的比表面積維持在0.020m²/g以上，并且將氣孔率維持在30％以上且90％以下的范圍。由此，多孔鋁體22的熱介質M的保持力(保持液量)得到提高，且能夠進行大容量的熱交換。另外，若氣孔率為30％以下，則熱介質M的保持力過低，有可能無法進行充分的熱輸送(傳送)。并且，若氣孔率為90％以上，則機械強度較低，有可能因沖擊等使多孔鋁體22損傷。

并且，根據(jù)本實施方式的環(huán)路熱管10，作為蒸發(fā)器11的多孔鋁體22在表面形成有若干個柱狀突起32，并且使用經(jīng)由該柱狀突起32彼此而結合的鋁基材31、31，由此通過高毛細管力而使吸液性得到提高，因此多孔鋁體22內的液體的移動性較高。

由此，即使不進行用于對多孔鋁體22的表面賦予親水性的親水處理，也能夠有效地吸取熱介質M并將其保持，且能夠有效地進行熱交換。并且，即使對多孔鋁體22不進行親水處理也能夠有效地吸取熱介質M并將其保持，因此無需耗費親水處理成本而能夠以低成本制造環(huán)路熱管10。

并且，根據(jù)本實施方式的環(huán)路熱管10，鋁導管21的內周面21a與多孔鋁體22經(jīng)由結合部39而結合。由此，能夠在鋁導管21與多孔鋁體22之間有效地進行導熱。因此，能夠提高蒸發(fā)器11中的吸熱性，且能夠實現(xiàn)可有效地進行熱交換的環(huán)路熱管10。

(第二實施方式：環(huán)路熱管)

在上述第一實施方式中，構成環(huán)路熱管10的蒸發(fā)器11的鋁導管21與多孔鋁體22經(jīng)由結合部39而彼此結合，但也可以是不需特意將鋁導管21與多孔鋁體22結合，而在鋁導管21的內部配置多孔鋁體22的結構。

圖9為表示構成第二實施方式的環(huán)路熱管的蒸發(fā)器的制造方法的說明圖。另外，除蒸發(fā)器以外的結構與第一實施方式的環(huán)路熱管相同。

制造第二實施方式的環(huán)路熱管的蒸發(fā)器51時，首先如圖9的(a)所示準備具備中空圓筒形的成型空間的模具Q1，并在該成型空間填充燒結用鋁原料40。而且，對填充后的燒結用鋁原料40按壓與成型空間相仿的沖壓部Q2，從而進行沖壓成型。

接著，如圖9的(b)所示從模具Q1(參考圖9的(a))取出經(jīng)沖壓成型的燒結用鋁原料40的成型品，將其裝入脫脂爐內，并在大氣氣氛下進行加熱以去除粘合劑。

之后，裝入燒成爐內，在惰性氣氛下以640～660℃的溫度范圍保持0.5～60分鐘。另外，保持時間優(yōu)選為1～20分鐘。

通過這樣的燒成，如圖7A及圖7B所示在鋁基材31的外表面形成朝向外側突出的多個柱狀突起32。在此，柱狀突起32的前端存在Ti-Al系化合物36，且通過該Ti-Al系化合物36抑制柱狀突起32的生長。

另外，在作為鈦粉末粒子42使用氫化鈦的情況下，氫化鈦在300～400℃左右的溫度下分解，且所生成的鈦與鋁基材31的表面的氧化膜進行反應。

此時，相鄰的鋁基材31、31彼此經(jīng)由彼此的柱狀突起32以熔融狀態(tài)成為一體或通過固相燒結而結合，從而制造出多個鋁基材31、31彼此經(jīng)由柱狀突起32而結合的多孔鋁體52。

之后，也可以將經(jīng)燒結的多孔鋁體52裝入到模具并進行矯正加工。

接著，如圖9的(c)所示將通過燒成獲得的多孔鋁體52插入到作為塊體的鋁導管21的內側并進行固定。由此，能夠獲得構成第二實施方式的環(huán)路熱管的蒸發(fā)器51。

(第三實施方式：蒸發(fā)器、冷凝器)

接著，對本發(fā)明的第三實施方式的使用多孔管的多孔鋁熱交換部件進行說明。

圖10為表示本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的主要部分放大立體圖。該多孔鋁熱交換部件60為包括鋁或鋁合金的多孔鋁體22與作為塊體的包括鋁或鋁合金的鋁多孔管(鋁塊體)62接合而成的結構。

若進行詳細敘述，則如圖10所示，本實施方式的多孔鋁熱交換部件60例如被用作蒸發(fā)器或冷凝器，其具備：鋁多孔管(鋁塊體)62，具備成為第一熱介質的流體Ma所流通的流路；及多孔鋁體22，其與該鋁多孔管62的外周面的至少一部分接合。

鋁多孔管62包括鋁或鋁合金，本實施方式中，由A1070、A3003等Al-Mn系合金、A5052等Al-Mg合金等構成。該鋁多孔管62例如通過擠壓加工而成型，如圖10所示，該鋁多孔管62呈扁平形狀，且在內部具備成為流體Ma所流通的流路的多個貫穿孔63、63……。

多孔鋁體22如圖2所示由多個鋁基材31進行燒結而成為一體，其比表面積為0.020m²/g以上，并且氣孔率被設定在30％以上90％以下的范圍內。這種多孔鋁體22使用與第一實施方式所示的多孔鋁體22相同的多孔鋁體。

將這種結構的多孔鋁熱交換部件60用作蒸發(fā)器的情況下，多孔鋁體22中含有可蒸發(fā)的液體，且在多孔鋁體22的周圍有干燥流體Mb1流動，并且，將鋁多孔管62的貫穿孔63、63設為高溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁多孔管62的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，流體Ma的熱量通過多孔鋁體22加熱/蒸發(fā)多孔鋁體22中所含的液體，從而使干燥的流體Mb1成為含有經(jīng)汽化的液體的Mb2。作為一例，若將多孔鋁體22中所含的液體設為氟利昂、將流體Ma設為溫水、將流體Mb1設為干燥的氬氣氣氛，則可用作能夠使氟利昂蒸發(fā)(汽化)而在流體Mb1中含有氟利昂的蒸氣的蒸發(fā)器。

此時，如圖7A及圖7B所示的柱狀突起32成為用于蒸發(fā)的沸騰核，因此能夠更有效地供給蒸氣。

另一方面，將這種結構的多孔鋁熱交換部件60用作冷凝器的情況下，將多孔鋁體22設為含有蒸氣的高溫流體Mb1的流路，并且，將鋁多孔管62的貫穿孔63、63設為低溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁多孔管62的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，多孔鋁體22通過流體Ma被冷卻，且流體Mb中所含的蒸氣在多孔鋁體22表面上冷凝。作為一例，若將流體Ma設為冷卻水、將流體Mb中所含的蒸氣設為氟利昂的蒸氣，則能夠用作通過冷卻水使氟利昂液化的冷凝器。

此時，如圖7A及圖7B所示的柱狀突起32成為用于冷凝的冷凝核，因此能夠更有效地使蒸氣液化。

(第四實施方式：蒸發(fā)器、冷凝器)

接著，對本發(fā)明的第四實施方式的使用多條鋁管的多孔鋁熱交換部件進行說明。

圖11為表示本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的主要部分放大立體圖。該多孔鋁熱交換部件70為包括鋁或鋁合金的多孔鋁體22與包括鋁或鋁合金的多個鋁管(鋁塊體)72、72……接合而成的結構。

若進行詳細敘述，則如圖11所示，本實施方式的多孔鋁熱交換部件70例如用作蒸發(fā)器或冷凝器，其具備：作為塊體的鋁管(鋁塊體)72(圖11中以每層六條配置成二層)，成為流體Ma所流通的流路；及多孔鋁體22，其與該鋁管72的外周面的至少一部分接合。即，圖11中12條鋁管(鋁塊體)72以貫穿長方體狀的多孔鋁體22的方式形成。

鋁管72、72……包括鋁或鋁合金，本實施方式中由A1070、A3003等Al-Mn系合金、A5052等Al-Mg合金等構成。

多孔鋁體22如圖2所示由多個鋁基材31進行燒結而成為一體，其比表面積為0.020m²/g以上，并且氣孔率設定在30％以上且90％以下的范圍內。這種多孔鋁體22使用與第一實施方式中所示的多孔鋁體22相同的多孔鋁體。

將這種結構的多孔鋁熱交換部件70用作蒸發(fā)器的情況下，多孔鋁體22中含有可蒸發(fā)的液體，在多孔鋁體22的周圍有干燥的流體Mb1流動，并且，將鋁管72設為高溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁管72的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，流體Ma的熱量通過多孔鋁體22加熱/蒸發(fā)多孔鋁體22中所含的液體，從而使干燥的流體Mb1成為含有經(jīng)汽化的液體的Mb2。作為一例，若將多孔鋁體22中所含的液體設為氟利昂、將流體Ma設為溫水、將流體Mb1設為干燥的氬氣氣氛，則可用作能夠使氟利昂蒸發(fā)(汽化)而在流體Mb1中含有氟利昂的蒸氣的蒸發(fā)器。

此時，如圖7A及圖7B的柱狀突起32成為用于蒸發(fā)的沸騰核，因此能夠更有效地供給蒸氣。

另一方面，將這種結構的多孔鋁熱交換部件70用作冷凝器的情況下，將多孔鋁體22設為含有蒸氣的高溫流體Mb1的流路，并且，將鋁管72設為低溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁管72的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，多孔鋁體22通過流體Ma被冷卻，且流體Mb中所含的蒸氣在多孔鋁體22表面上冷凝。作為一例，若將流體Ma設為冷卻水、將流體Mb中所含的蒸氣設為氟利昂的蒸氣，則能夠用作通過冷卻水使氟利昂液化的冷凝器。

此時，如圖7A及圖7B所示的柱狀突起32成為用于冷凝的冷凝核，因此能夠更有效地使蒸氣液化。

(第五實施方式：蒸發(fā)器、冷凝器)

接著，對本發(fā)明的第五實施方式的使用經(jīng)彎曲的鋁管的多孔鋁熱交換部件進行說明。

圖12為表示本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的主要部分放大立體圖。該多孔鋁熱交換部件80為包括鋁或鋁合金的多孔鋁體22與包括鋁或鋁合金的鋁管(鋁塊體)82接合而成的結構。

若進行詳細敘述，則如圖12所示，本實施方式的多孔鋁熱交換部件80例如用作蒸發(fā)器或冷凝器，其通過將成為流體Ma所流通的流路的、作為塊體的鋁管(鋁塊體)82彎曲成U字形，且在包含彎曲部分的鋁管82的外周面的至少一部分接合多孔鋁體22而成。

通過在鋁管82的彎曲部分形成多孔鋁體22，能夠加大鋁管82與多孔鋁體22之間的接觸區(qū)域，并且能夠將外形形狀小型化。鋁管82包括鋁或鋁合金，本實施方式中由A1070、A3003等Al-Mn系合金、A5052等Al-Mg合金等構成。

多孔鋁體22如圖2所示由多個鋁基材31進行燒結而成為一體，其比表面積為0.020m²/g以上，并且氣孔率被設定在30％以上且90％以下的范圍內。這種多孔鋁體22使用與第一實施方式中所示的多孔鋁體22相同的多孔鋁體。

將這種結構的多孔鋁熱交換部件80用作蒸發(fā)器的情況下，多孔鋁體22中含有可蒸發(fā)的液體，在多孔鋁體22的周圍有干燥的流體Mb1流動，并且，將鋁管82設為高溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁管82的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，流體Ma的熱量通過多孔鋁體22加熱/蒸發(fā)多孔鋁體22中所含的液體，從而使干燥的流體Mb1成為含有經(jīng)汽化的液體的Mb2。作為一例，若將多孔鋁體22中所含的液體設為氟利昂、將流體Ma設為溫水、將流體Mb1設為干燥的氬氣氣氛，則可用作能夠使氟利昂蒸發(fā)(汽化)而在流體Mb1中含有氟利昂的蒸氣的蒸發(fā)器。

此時，如圖7A及圖7B的柱狀突起32成為用于蒸發(fā)的沸騰核，因此能夠更有效地供給蒸氣。

另一方面，將這種結構的多孔鋁熱交換部件80用作冷凝器的情況下，將多孔鋁體22設為含有蒸氣的高溫流體Mb1的流路，并且，將鋁管82設為低溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁管82的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，多孔鋁體22通過流體Ma被冷卻，且流體Mb中所含的蒸氣在多孔鋁體22表面上冷凝。作為一例，若將流體Ma設為冷卻水、將流體Mb中所含的蒸氣設為氟利昂的蒸氣，則能夠用作通過冷卻水使氟利昂液化的冷凝器。

此時，如圖7A及圖7B所示的柱狀突起32成為用于冷凝的冷凝核，因此能夠更有效地使蒸氣液化。

(第六實施方式：蒸發(fā)器、冷凝器)

接著，對本發(fā)明的第六實施方式的多孔鋁熱交換部件進行說明。

圖13A及圖13B分別為表示本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的立體圖(圖13A)及剖視圖(圖13B)。該多孔鋁熱交換部件90由隔著規(guī)定間隔并列配置的多個翹片91、91……及以貫穿該翹片91、91……的方式形成的作為塊體的鋁管(鋁塊體)92構成。翹片91、91……由基板(鋁塊體)93及接合在該基板93的表面的多孔鋁體22構成。

若進行詳細敘述，則如圖13A及圖13B所示，本實施方式的多孔鋁熱交換部件90例如用作蒸發(fā)器或冷凝器，成為流體Ma所流通的流路的鋁管(鋁塊體)92以貫穿等間隔排列的包括鋁或鋁合金的基板(鋁塊體)93、93……的中心的方式配置，且這些基板93、93……與鋁管(鋁塊體)92彼此接合。

并且，多孔鋁體22以覆蓋每個基板93的表面的方式接合。而且，該多孔鋁體22和相鄰的多孔鋁體22彼此之間成為流體Mb所流通的流路。

多孔鋁體22如圖2所示由多個鋁基材31進行燒結而成為一體，其比表面積為0.020m²/g以上，并且氣孔率被設定在30％以上且90％以下的范圍內。這種多孔鋁體22使用與第一實施方式中所示的多孔鋁體22相同的多孔鋁體。

將這種結構的多孔鋁熱交換部件90用作蒸發(fā)器的情況下，多孔鋁體22中含有可蒸發(fā)的液體，在多孔鋁體22的周圍有干燥的流體Mb1流動，并且，將鋁管92設為高溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁管92的形成有多孔鋁體22的區(qū)域的期間，流體Ma的熱量通過多孔鋁體22加熱/蒸發(fā)多孔鋁體22中所含的液體，從而使干燥的流體Mb1成為含有經(jīng)汽化的液體的Mb2。作為一例，若將多孔鋁體22中所含的液體設為氟利昂、將流體Ma設為溫水、將流體Mb1設為干燥的氬氣氣氛，則可用作能夠使氟利昂蒸發(fā)(汽化)而在流體Mb1中含有氟利昂的蒸氣的蒸發(fā)器。

此時，如圖7A及圖7B所示的柱狀突起32成為用于蒸發(fā)的沸騰核，因此能夠更有效地供給蒸氣。

另一方面，將這種結構的多孔鋁熱交換部件90用作冷凝器的情況下，將多孔鋁體22設為含有蒸氣的高溫流體Mb1的流路，并且，將鋁管92設為低溫流體Ma的流路。

由此，在流體Ma流過鋁管92的形成有多孔鋁熱交換部件90的翹片91的區(qū)域的期間，多孔鋁體22通過翹片91被流體Ma冷卻，且流體Mb中所含的蒸氣在多孔鋁體22表面上冷凝。作為一例，若將流體Ma設為冷卻水、將流體Mb中所含的蒸氣設為氟利昂的蒸氣，則能夠用作通過冷卻水使氟利昂液化的冷凝器。

此時，如圖7A及圖7B所示的柱狀突起32成為用于冷凝的冷凝核，因此能夠更有效地使蒸氣液化。

以上，對本發(fā)明的多孔鋁熱交換部件的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，可以在不脫離本發(fā)明的技術思想的范圍內適當進行變更。

并且，在多孔鋁體與鋁塊體的接合中，實施方式中作為接合部的共晶元素化合物示出包含Ni、Mg和Si的例子，但也可以是不特別包含這種Ni、Mg和Si等的共晶元素化合物的結構。

并且，在多孔鋁體與鋁塊體的接合中，實施方式中舉出經(jīng)由柱狀突起接合的例子，但除此以外例如能夠應用使用釬料的釬焊、擴散接合、使用焊錫的焊接等各種接合方法來將多孔鋁體與鋁塊體接合。

并且，實施方式中以多孔鋁體與鋁塊體的接合為例舉出，但只要是能夠進行釬焊等各種接合的材料，則塊體并不限定于鋁。并且，僅在導管中插入多孔鋁體的情況下，無論能否接合都能夠選擇包括任意的金屬或金屬合金的塊體。

并且，實施方式中沒有特別對多孔鋁體進行親水處理，但通過對多孔鋁體進一步進行親水處理，能夠進一步提高多孔鋁體的熱介質的保持力。

實施例

以下，對驗證本發(fā)明的效果的驗證結果進行說明。

作為本發(fā)明例、參考例，準備包括A1070、A3003、A5052且外形12mm、壁厚1mm的鋁導管以作為鋁塊體。而且，在該鋁導管的內部經(jīng)燒結形成具有如圖2的柱狀突起的多孔鋁體。多孔鋁體的組成設為表1所示的組成。關于這些本發(fā)明例1～8、參考例，測定氣孔率、比表面積、水的提升高度、每單位體積的保水量。本發(fā)明例1～3為改變導管材質的例，本發(fā)明例4為將鋁燒結體中的共晶元素設為Mg的例，本發(fā)明例5為縮小比表面積的例，本發(fā)明例6為進行親水處理的例，本發(fā)明例7為加大比表面積的例，本發(fā)明例8為減小氣孔率的例。并且，參考例1為將比表面積設為小于0.020m²/g的例。

比表面積的測定中，根據(jù)基于惰性氣體的低溫低濕物理吸附的BET(Brunauer-Emmett-Teller，比表面積)法，將固定量試樣放入玻璃管中，在200℃下進行60分鐘的真空脫氣，之后逐漸導入氮氣，根據(jù)此時的壓力變化與BET式(三點法)計算出每個樣品的比表面積。

水提升高度的測定中，制作尺寸為30mm×200mm×5mm的多孔鋁體，將200mm的方向設為高度方向，將多孔鋁體從水面起沿深度方向浸漬5mm后，測定10分鐘后的水的到達高度。水槽的尺寸與多孔鋁體的尺寸相比足夠大，且由水的提升給多孔鋁體的水面位置帶來的變化小到可以忽略不計。

保水量的測定中，將多孔鋁體充分地浸漬到水中，且將浸漬前與浸漬后的重量差除以燒結體體積的值作為保水量。

作為以往的比較例，準備包括A1070且外形12mm、壁厚1mm的鋁導管以作為鋁塊體。而且，在該鋁導管的內部填充沒有柱狀突起的公知的鋁纖維。比較例1為對鋁纖維進行擴散燒結的例，比較例2為對進行擴散燒結的鋁纖維實施親水處理的例，比較例3為對鋁纖維進行壓縮及擴散燒結的例，比較例4為對鋁纖維僅加以壓縮的例。關于這些比較例1～4，測定氣孔率、比表面積、水的提升高度、每單位體積的保水量。并且每個測定項目的測定條件與本發(fā)明例相同。

在表1示出這些本發(fā)明例與比較例的驗證結果。

根據(jù)表1所示的驗證結果，本發(fā)明例的多孔鋁熱交換部件與比較例的鋁熱交換部件相比比表面積均優(yōu)異。并且，沒有實施親水處理的例子中，在水提升高度方面，本發(fā)明例中除了本發(fā)明例5之外都比比較例優(yōu)異，但本發(fā)明例5具有高于比較例的每單位體積的保水量。并且，在每單位體積的保水量的方面，本發(fā)明例中除了本發(fā)明例8之外都比比較例優(yōu)異，但本發(fā)明例8的水提升高度比比較例優(yōu)異。對實施親水處理的本發(fā)明例6與比較例2進行比較的情況下，本發(fā)明在比表面積、水提升高度、每單位體積的保水量這些方面均優(yōu)異。從這種結果確認到，本發(fā)明例的多孔鋁熱交換部件與以往的鋁熱交換部件相比，可提高與熱介質的熱交換效率。

并且，本實施方式中，對使用包括純鋁的鋁基材的多孔鋁熱交換部件進行了說明，但并不限定于此，也可以使用包括一般鋁合金的鋁基材。

例如，也能夠適當?shù)厥褂冒↗IS中規(guī)定的A3003合金(Al-0.6質量％Si-0.7質量％Fe-0.1質量％Cu-1.5質量％Mn-0.1質量％Zn合金)、A5052合金(Al-0.25質量％Si-0.40質量％Fe-0.10質量％Cu-0.10質量％Mn-2.5質量％Mg合金-0.2質量％Cr―0.1質量％Zn合金)等的鋁基材。

并且，鋁基材也不限定于一種組成，例如可以設為包括純鋁的纖維與包括JIS A3003合金的粉末的混合物等，且能夠根據(jù)目的適當調整。

本實施方式中，包括鋁或鋁合金的鋁塊體以A1070、A3003等Al-Mn系合金、A5052等Al-Mg合金來進行了說明，但并不限定于此，也可以使用其他一般的鋁合金。

例如，也能夠使用包括JIS中規(guī)定的合金A2017(Al-0.8質量％Si-0.7質量％Fe-4.5質量％Cu-1.0質量％Mn-0.8質量％Mg-0.1質量％Cr-0.25質量％Zn-0.15質量％Ti合金)和A7075合金(Al-0.4質量％Si-0.5質量％Fe-2.0質量％Cu-0.3質量％Mn-2.9質量％Mg-0.28質量％Cr-6.1質量％Zn-0.2質量％Ti合金)等的鋁合金。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

能夠以更低的成本提供性能更高的熱交換部件。

符號說明

10 環(huán)路熱管(多孔鋁熱交換部件)

11 蒸發(fā)器

12 冷凝器

21 鋁導管(塊體、鋁塊體)

22 多孔鋁體