相關(guān)申請(qǐng)的相互參照

本申請(qǐng)基于2014年11月11日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-229155號(hào)，其公開內(nèi)容作為參照編入本申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及具備擴(kuò)大發(fā)熱或吸熱的傳熱部件的表面積的翅片的熱交換裝置以及其制造方法。

背景技術(shù)：

專利文獻(xiàn)1所記載的熱交換器具備多個(gè)管和波狀的翅片。多個(gè)管隔開規(guī)定的間隔而并列地配置，供冷卻風(fēng)通過的側(cè)部具有規(guī)定的厚度。翅片在相鄰的管之間留有規(guī)定的間隙而層疊形成，并進(jìn)行通過管內(nèi)的流體的散熱。對(duì)于該波狀的翅片，通過增厚翅片的板厚或減小翅片的高度尺寸來改善翅片效率，由此能夠提高翅片的散熱性能。

并且，為了散熱性能的提高、流體流通阻力的降低，考慮使用板厚薄的翅片。但是，從確保翅片效率和材料的加工界限的觀點(diǎn)來看，在鋁制翅片的情況下，50μm左右的板厚較為可行。這里所謂的翅片效率是指從理想的翅片放出的熱流量，換言之，是從實(shí)際的翅片放出的熱流量相對(duì)于在假定翅片表面均與翅片的根部溫度相等的情況下的傳熱量的比例。

并且，以往，為了提高翅片效率，對(duì)提高翅片材料的熱傳導(dǎo)率進(jìn)行了深入的研究。在專利文獻(xiàn)2中公開了一種具備以如下方式制作的散熱翅片的熱交換裝置：將高分子薄膜石墨化，并將石墨化后的石墨片材粘貼到金屬板的表面，并與該金屬板一同折彎加工成波狀。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-050678號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特許第3649150號(hào)公報(bào)

在具有如專利文獻(xiàn)1那樣的波狀的翅片的熱交換器中，在翅片的板厚薄的情況下，為了確保翅片效率，有必要將距離基準(zhǔn)傳熱面的翅片高度設(shè)定得低。翅片高度的降低有助于裝置的小型化。在另一方面，當(dāng)將翅片高度設(shè)定得低時(shí)，不能增大翅片的表面積量，因此有不能確保傳熱表面積的擔(dān)憂。并且，為了確保傳熱表面積，在確保一定的翅片高度并使翅片薄壁化的情況下，有由于翅片效率的降低而導(dǎo)致散熱性能的降低的擔(dān)憂。此外，在翅片的板厚薄的情況下，有如上所述的制造上的極限，并且為了維持翅片的形狀，必須要有一定以上的板厚。

并且，專利文獻(xiàn)2所公開的裝置能夠提供翅片效率比波狀的成形金屬板高的散熱翅片，但對(duì)于使裝置的小型化和熱交換性能這兩者同時(shí)成立的要求不能充分滿足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述問題而制成的，其目的在于提供一種使每單位體積的傳熱表面積的提高和小型化這兩者同時(shí)成立的熱交換裝置以及熱交換裝置的制造方法。

本發(fā)明所涉及的熱交換裝置具備：傳熱部件，該傳熱部件具有熱傳導(dǎo)性；翅片，該翅片與傳熱部件被設(shè)置為一體，并在翅片與傳熱部件之間進(jìn)行熱移動(dòng)。翅片是由集合在一起的多個(gè)碳納米管構(gòu)成的多個(gè)碳納米管集合體。多個(gè)碳納米管集合體在傳熱部件上空開間隔地設(shè)置，并從傳熱部件沿著多個(gè)碳納米管的軸向突出。

根據(jù)本發(fā)明，直徑為納米級(jí)以上的碳納米管的集合體空開間隔地形成于傳熱部件的表面。由此，多個(gè)碳納米管集合體空開間隔地從傳熱部件突出，因此流體能夠在該林立的集合體之間流通，各碳納米管集合體的表面積構(gòu)成傳熱用的表面積。各碳納米管集合體非常細(xì)，因此與波狀的翅片的情況相比，通過從傳熱部件向其軸向突出而林立的多個(gè)集合體，能夠形成為使每單位體積的傳熱表面積極大。并且，碳納米管具有例如鋁的7～10倍的熱傳導(dǎo)率，因此即使是微米級(jí)的非常細(xì)的翅片形狀也能夠不使翅片效率降低，確保高的翅片效率。因此，能夠?yàn)榱烁叩某崞识黾佑行У膫鳠岜砻娣e，因此裝置的體積也可以小。其結(jié)果，得到使每單位體積的傳熱表面積的提高和小型化這兩者同時(shí)成立的熱交換裝置。

并且，本發(fā)明所涉及的熱交換裝置的制造方法具備：催化劑配置工序，在該催化劑配置工序中，在具有熱傳導(dǎo)性的傳熱部件的表面空開間隔地配置催化劑而設(shè)定多個(gè)催化劑配置部位；以及加熱工序，在該加熱工序中，將設(shè)定了多個(gè)催化劑配置部位的傳熱部件設(shè)置于爐的內(nèi)部，并在爐的內(nèi)部在甲烷或乙炔氣體中加熱傳熱部件。

根據(jù)本發(fā)明，在加熱工序時(shí)，碳納米管的集合體從配置有催化劑的部位生長。該集合體在各催化劑配置部位以從傳熱部件的表面突出的方式延伸生長。即，通過在甲烷或乙炔氣體中加熱傳熱部件，能夠使多個(gè)集合體形成為突出到傳熱部件上。因此，根據(jù)本發(fā)明，得到多個(gè)碳納米管集合體空開間隔而從傳熱部件的表面突出的熱交換裝置。根據(jù)該熱交換裝置，能夠使每單位體積的傳熱表面積的提高和小型化這兩者同時(shí)成立。

或者，本發(fā)明所涉及的熱交換裝置也可以具備：催化劑配置工序，在該催化劑配置工序中，在具有熱傳導(dǎo)性且被焊材覆蓋的管的表面空開間隔地配置催化劑而設(shè)定多個(gè)催化劑配置部位；裝配工序，在該裝配工序中，將分別設(shè)定有多個(gè)催化劑配置部位的多個(gè)管空開間隔地組裝于集水箱而制成裝配件；以及加熱工序，在該加熱工序中，將裝配件設(shè)置于爐的內(nèi)部，并在爐的內(nèi)部在甲烷或乙炔氣體中加熱裝配件。

由此，在加熱工序時(shí)，碳納米管的集合體從各催化劑配置部位生長。該集合體在各催化劑配置部位以從管的表面突出的方式延伸生長。即，通過實(shí)施將管和集水箱等釬焊的爐中釬焊工序，在釬焊接合的同時(shí)，能夠形成分別從管的表面向相鄰的管延伸的多個(gè)碳納米管集合體。因此，根據(jù)本發(fā)明，得到在管之間具備多個(gè)碳納米管集合體的熱交換器。根據(jù)該熱交換裝置，能夠使每單位體積的傳熱表面積的提高和小型化這兩者同時(shí)成立。

附圖說明

對(duì)于本發(fā)明的上述目的及其他的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)，通過參照附圖和下述的詳細(xì)記述，變得更加明確。

圖1是表示第一實(shí)施方式的熱交換器的立體圖。

圖2是表示第一實(shí)施方式的熱交換器中的管以及翅片的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

圖3是表示第一實(shí)施方式中的管以及翅片的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖4是表示關(guān)于第一實(shí)施方式的熱交換器的制造工序的工序圖。

圖5是表示催化劑配制工序后的狀態(tài)的立體圖。

圖6是表示在爐中釬焊工序中碳納米管的集合體生長的過程的立體圖。

圖7是表示爐中釬焊工序后的狀態(tài)的主視圖。

圖8是表示第二實(shí)施方式中的管以及翅片的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖9是表示第三實(shí)施方式中的管以及翅片的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

在以下，一邊參照附圖一邊對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的多個(gè)方式進(jìn)行說明。對(duì)各方式中和在先說明的方式中的事項(xiàng)對(duì)應(yīng)的部分有標(biāo)注相同的參照符號(hào)并省略重復(fù)的說明的情況。在各方式中僅對(duì)結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行說明的情況下，結(jié)構(gòu)的其他部分能夠應(yīng)用在先說明的其他方式。不僅可以是在各實(shí)施方式中具體地明確表示能夠組合的部分之間的組合，只要組合不特別發(fā)生障礙，則即使沒有明確表示，也可以部分地組合各實(shí)施方式。

本發(fā)明所涉及的熱交換裝置具備擴(kuò)大發(fā)熱或吸熱的傳熱部件的表面積的翅片。在該熱交換裝置中，包含如下的裝置。例如，熱交換裝置具備傳熱部件和與傳熱部件被設(shè)置為一體的翅片，該傳熱部件是發(fā)熱體或是與發(fā)熱體熱連接的部件。因此，發(fā)熱體的熱從傳熱部件移動(dòng)到翅片并進(jìn)一步移動(dòng)到流經(jīng)翅片周圍的流體，由此發(fā)熱體被冷卻?；蛘撸瑹峤粨Q裝置具備管和與管被設(shè)置為一體的翅片，該管的內(nèi)部供熱介質(zhì)流動(dòng)。因此，熱介質(zhì)的熱從管移動(dòng)到翅片并進(jìn)一步移動(dòng)到流經(jīng)翅片周圍的流體，由此熱介質(zhì)被冷卻。

(第一實(shí)施方式)

一邊參照?qǐng)D1～圖7一邊對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式即第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。例如，熱交換器1是配置于車輛用空調(diào)裝置所使用的制冷循環(huán)中的部件。熱交換器1例如作為蒸發(fā)器被使用，該蒸發(fā)器使通過壓縮機(jī)被壓縮為高溫高壓的制冷劑在通過散熱器而散熱冷卻并通過減壓裝置被減壓為低溫低壓后蒸發(fā)。并且，熱交換器1例如作為散熱器或冷凝器被使用，該散熱器使通過壓縮機(jī)被壓縮為高溫高壓的制冷劑散熱并冷卻，該冷凝器使制冷劑冷凝。

在熱交換器1搭載于高壓側(cè)的制冷劑壓力為制冷劑的臨界壓力以上的超臨界的熱泵循環(huán)的情況下，制冷劑使用臨界溫度低的二氧化碳(co2)。并且，流通于熱交換器1的制冷劑不限定于二氧化碳，也可以是氟利昂等其他的制冷劑。

作為熱交換器1的一例，在以下對(duì)圖1所示的熱交換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。熱交換器1主要具有熱交換芯部2、上部集水箱3、下部集水箱4等。熱交換芯部2將多個(gè)管20與多個(gè)翅片21交替層疊，并在其層疊方向上的兩個(gè)最外方端部的翅片21的更外側(cè)配置側(cè)板22。翅片21是熱交換用的擴(kuò)大表面積的熱交換用翅片。在圖1以及圖2中，x方向是多個(gè)管20排列的方向，z方向是空氣流動(dòng)的方向，y方向是管20的長度方向且在豎直方向上指向上方。

熱交換芯部2構(gòu)成為使向上下方向延伸的管20在橫方向多個(gè)排列的列分別在與制冷劑進(jìn)行熱交換的外部流體即空氣流的上游側(cè)和下游側(cè)各配置一列，且在空氣流動(dòng)方向上至少排列有兩列。管20是通過對(duì)板厚較薄的鋁或鋁合金制的帶狀板材進(jìn)行折彎加工等而形成為與長度方向正交的橫截面呈扁平狀的管狀部件。長度方向是內(nèi)部流體的流動(dòng)方向。在管20內(nèi)接合有例如內(nèi)部翅片。

側(cè)板22是熱交換芯部2中的加強(qiáng)部件，且通過對(duì)鋁或鋁合金制的平板材料進(jìn)行沖壓加工而成形。側(cè)板22的長度方向端部側(cè)形成為平板狀，其他的大部分形成為向管20、翅片21的層疊方向外方開口的大致u字狀截面。并且，在側(cè)板22，也可以設(shè)置向相鄰的管20突出的翅片21。

下風(fēng)側(cè)集水箱11具有與下風(fēng)側(cè)的管20的上端連接的下風(fēng)側(cè)上部箱31以及與下風(fēng)側(cè)的管20的下端連接的下風(fēng)側(cè)下部箱41。下風(fēng)側(cè)集水箱11是收集從下風(fēng)側(cè)的管20的內(nèi)部流入的制冷劑的腔室，且是將制冷劑分配到下風(fēng)側(cè)的管20的內(nèi)部的腔室。

在下風(fēng)側(cè)上部箱31的橫方向的左側(cè)端部(逆x方向側(cè)的端部)，釬焊接合有塊狀的連接器5。連接器5具備流入口51，該流入口51作為制冷劑入口部而被設(shè)置為與下風(fēng)側(cè)集水箱11的內(nèi)部連通，以將制冷劑導(dǎo)入熱交換芯部2的內(nèi)部。

上風(fēng)側(cè)集水箱12具有與上風(fēng)側(cè)的管20的上端連接的上風(fēng)側(cè)上部箱32以及與上風(fēng)側(cè)的管20的下端連接的上風(fēng)側(cè)下部箱42。上風(fēng)側(cè)集水箱12是收集從上風(fēng)側(cè)的管20的內(nèi)部流入的制冷劑的腔室，且是將制冷劑分配到上風(fēng)側(cè)的管20的內(nèi)部的腔室。

連接器5具備流出口52，該流出口52作為制冷劑出口部而被設(shè)置為與上風(fēng)側(cè)集水箱12的內(nèi)部連通，以使來自熱交換芯部2的內(nèi)部的制冷劑流出到外部部件。這樣的流入口51以及流出口52設(shè)置于各集水箱11、12的橫方向的一方側(cè)端部的同一側(cè)。

上部集水箱3由在管20的長度方向上被分割成兩部分的箱頭和板頭構(gòu)成，箱頭設(shè)置在與管相反的一側(cè)，板頭設(shè)置在管側(cè)，并且上部集水箱3設(shè)置有蓋并包含下風(fēng)側(cè)上部箱31以及上風(fēng)側(cè)上部箱32。箱頭以及板頭分別具有兩個(gè)半圓形狀或兩個(gè)半矩形形狀相連接的截面形狀，且是對(duì)鋁制的平板材料進(jìn)行沖壓加工而成形的。兩頭相互嵌合并被釬焊，從而在被吹送的空氣的流動(dòng)方向上這兩者的內(nèi)部空間形成并排的筒狀體。在下風(fēng)側(cè)上部箱31以及上風(fēng)側(cè)上部箱32各自的長度方向端部的開口部，釬焊接合有通過對(duì)鋁制的平板材料進(jìn)行沖壓加工而成形的蓋，從而封閉該開口部。

下部集水箱4仿照上部集水箱3，在具有箱頭和板頭的筒狀體的長度方向兩端部的開口部設(shè)置有蓋并包含下風(fēng)側(cè)下部箱41以及上風(fēng)側(cè)下部箱42。

并且，在上下集水箱3、4的靠近熱交換芯部2的壁面，在長度方向上以相同的間距設(shè)置有管插入口、側(cè)板用插入口。進(jìn)一步，被分別插入各管20的長度方向端部側(cè)、側(cè)板22的長度方向端部側(cè)并被釬焊接合。由此管20與上下集水箱3、4的內(nèi)部空間連通，并且，側(cè)板22的長度方向端部側(cè)由上下集水箱3、4支承。

如圖2所示，在各管20具備一體設(shè)置的翅片21。如圖2以及圖3所示，翅片21由多個(gè)碳納米管集合體(以下，也稱為cnt集合體210)構(gòu)成，該多個(gè)碳納米管集合體分別通過集合在一起的多個(gè)碳納米管構(gòu)成。各cnt集合體210能夠通過范德華力而將直徑數(shù)納米～數(shù)十納米的碳納米管彼此集結(jié)并保持集合體的形狀。這樣的各cnt集合體210由大量集中成束狀的碳納米管構(gòu)成。多個(gè)cnt集合體210空開間隔地設(shè)置在各管20的平坦部20a上。

各cnt集合體210沿著各碳納米管的軸向(長度方向)從各管20的相對(duì)的平坦部20a向相鄰的管20突出。多個(gè)cnt集合體210從平坦部20a林立地突出，空氣等的流體在林立于相鄰的管20之間的cnt集合體210之間流動(dòng)并與各cnt集合體210進(jìn)行熱交換從而冷卻或加熱制冷劑。通過這樣的結(jié)構(gòu)，在相鄰的管20之間林立的多個(gè)cnt集合體210發(fā)揮作為擴(kuò)大發(fā)熱或吸熱的傳熱部件的表面積的翅片的功能。并且，如圖2以及圖3所示，cnt集合體210從傳熱部件(管20)向相對(duì)于流經(jīng)其周圍的流體(空氣)的流動(dòng)方向垂直的方向突出。

換言之，如圖2所示，傳熱部件(管20)包含彼此相對(duì)的第一傳熱部件以及第二傳熱部件。第一傳熱部件具有朝向第二傳熱部件并從第一傳熱部件突出的多個(gè)cnt集合體210。第二傳熱部件具有朝向第一傳熱部件并從第二傳熱部件突出的多個(gè)cnt集合體210。從第一傳熱部件突出的多個(gè)cnt集合體210的一部分與從第二傳熱部件突出的多個(gè)cnt集合體210的一部分在流經(jīng)多個(gè)cnt集合體210周圍的流體的流動(dòng)方向上重合。

另外，在多個(gè)碳納米管的軸向上從傳熱部件突出的多個(gè)cnt集合體210的突出量比多個(gè)cnt集合體210中相鄰的cnt集合體210之間的在傳熱部件上的間隔大。

各管20是發(fā)熱或吸熱的傳熱部件的一例。在高壓制冷劑流經(jīng)各管20的內(nèi)部的情況下，各管20相對(duì)于外部發(fā)熱。在該情況下，作為熱介質(zhì)的制冷劑通過使該制冷劑的熱從管20移動(dòng)到各cnt集合體210并進(jìn)一步移動(dòng)到流經(jīng)各cnt集合體210周圍的空氣等的流體而被冷卻。在減壓后的制冷劑流經(jīng)各管20的內(nèi)部的情況下，各管20從外部吸熱。在該情況下，流經(jīng)各cnt集合體210周圍的空氣等的流體的熱通過移動(dòng)到各cnt集合體210并進(jìn)一步從cnt集合體210移動(dòng)到管20而被流經(jīng)管20內(nèi)的制冷劑吸收。

接著，參照?qǐng)D4～圖7對(duì)熱交換裝置的制造方法進(jìn)行說明。熱交換裝置的制造方法具備催化劑配置工序(s10)、裝配工序(s20)、爐中釬焊工序(s30)。在催化劑配置工序中，在各管20的一個(gè)表面即在平坦部20a空開間隔地配置催化劑。因此，在平坦部20a上，設(shè)定有多個(gè)催化劑配置部位211。催化劑配置部位211相當(dāng)于構(gòu)成翅片21的多個(gè)cnt集合體210的根部。例如圖5所示，在將催化劑呈圓形地負(fù)載于平坦部20a上的情況下，能夠形成從催化劑配置部位211突出的圓柱狀的cnt集合體210。

在裝配工序中，將各管20插入上部集水箱3以及下部集水箱4的規(guī)定的管插入口，并進(jìn)一步組裝側(cè)板22、蓋等。通過該裝配工序，組裝成構(gòu)成產(chǎn)品形狀的熱交換器1。在爐中釬焊工序中，保持規(guī)定的部位以使裝配件的形狀、位置不變形。另外，在管20、側(cè)板22、蓋等預(yù)先覆蓋有用于在之后的爐中釬焊工序進(jìn)行釬焊接合的焊材。即，這些各部件使用包覆有焊材的包件。

爐中釬焊工序是將經(jīng)過裝配工序后形成的裝配件放置于爐的內(nèi)部并在甲烷或乙炔氣體中加熱的加熱工序。即，將催化劑金屬的納米粒子與甲烷、乙炔氣體等的碳化氫進(jìn)行熱分解而使碳納米管生長。加熱溫度設(shè)定為焊材熔融的溫度(例如580～600℃左右)，加熱時(shí)間例如是20～30分鐘左右。通過該工序，能夠利用在各部件的接合部分熔融的焊材來釬焊接合各部件并且形成cnt集合體210。在爐中釬焊工序中，如圖6所示，在從各催化劑配置部位211的從平坦部20a突出的方向上，碳納米管逐漸地延伸而生長。該生長在加熱工序中繼續(xù)并到達(dá)大致圖7所示的規(guī)定高度。此時(shí)al2o3與氣體中的碳反應(yīng)而在根部210a形成碳化鋁(al4c3)。各cnt集合體210通過由該碳化鋁覆蓋的根部210a來支承，因此該根部210a發(fā)揮加強(qiáng)部件的功能。

以上的工序也可以是使用cvd合成法等的制造方法。通過實(shí)施以上的工序，能夠制造具備多個(gè)cnt集合體210林立的管20的熱交換器1。并且，根據(jù)該制造方法，多個(gè)cnt集合體1210從管20沿著碳納米管上的碳的六元環(huán)網(wǎng)延伸的方向延伸。

接著，在以下對(duì)第一實(shí)施方式的熱交換裝置帶來的作用效果進(jìn)行敘述。熱交換裝置具備具有熱傳導(dǎo)性的傳熱部件和與傳熱部件一體設(shè)置的翅片21，在翅片21與傳熱部件之間進(jìn)行熱移動(dòng)。翅片21是通過集合在一起的多個(gè)碳納米管而分別構(gòu)成的多個(gè)cnt集合體210。多個(gè)cnt集合體210在傳熱部件上空開間隔地設(shè)置并從傳熱部件沿著碳納米管的軸向突出。

由此，直徑為納米尺寸量級(jí)的碳納米管的集合體空開間隔地形成于傳熱部件的表面。由此，多個(gè)碳納米管集合體210空開間隔而從傳熱部件突出，因此流體能夠在該林立的集合體之間流通，且各cnt集合體210的表面積成為用于傳熱的表面積。由于各cnt集合體210非常細(xì)，因此與以往的波狀翅片相比，根據(jù)從傳熱部件沿其軸向林立的多個(gè)集合體而能夠使每單位體積的傳熱表面積變得極大。因此，也能夠減小用于形成必要的傳熱表面積的體積。此外，碳納米管自身的熱傳導(dǎo)率高，因此cnt集合體210的根部與頂端部的溫度差小。因此，由多個(gè)cnt集合體210構(gòu)成的翅片21能夠具有較高的上述翅片效率、能夠發(fā)揮較高的熱交換性能。由上，根據(jù)第一實(shí)施方式的熱交換裝置，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)每單位體積的傳熱表面積的提高和小型化。

并且，多個(gè)cnt集合體210從傳熱部件沿著碳納米管中的由碳形成的六元環(huán)網(wǎng)延伸的方向突出。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，六元環(huán)網(wǎng)是沿著碳納米管的軸向延伸的結(jié)構(gòu)，因此能夠提高碳納米管在長度方向上的熱傳導(dǎo)性。因此，cnt集合體210的根部和頂端部的溫度梯度小，因此利用翅片21能夠有助于提高翅片效率。

并且，多個(gè)cnt集合體210沿著相對(duì)于流經(jīng)其周圍的流體的流動(dòng)方向垂直的方向從傳熱部件突出。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠有利于在cnt集合體210的周圍形成順暢的流體流動(dòng)。并且，能夠高效地配置作為翅片的多個(gè)cnt集合體210，能夠有利于傳熱表面積的擴(kuò)大。

并且，傳熱部件是在各自的內(nèi)部供制冷劑流動(dòng)，并空開間隔而層疊配置的多個(gè)管20。多個(gè)cnt集合體210在多個(gè)管20各自的表面(平坦部20a)空開間隔地設(shè)置并向相鄰的管20突出。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與以往的波狀翅片相比，能夠提供可以使每單位體積的傳熱表面積更大的翅片結(jié)構(gòu)。因此，也能夠減小用于形成必要的傳熱表面積的體積。其結(jié)果，能夠提供實(shí)現(xiàn)具有管20與翅片21交替設(shè)置并層疊的結(jié)構(gòu)的熱交換芯部2的小型化的熱交換器。

或者，傳熱部件是向外部發(fā)熱的發(fā)熱部件。多個(gè)cnt集合體210在發(fā)熱體即發(fā)熱部件的表面空開間隔地設(shè)置，并從發(fā)熱體沿著碳納米管的軸向突出。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供可以使每單位體積的傳熱表面積極大的散熱用翅片的結(jié)構(gòu)。因此，由于能夠利用小的占有體積來實(shí)施有效的散熱，能夠提供使散熱性能和小型化這兩者同時(shí)成立的散熱裝置(例如散熱器)。

作為熱交換裝置的制造方法的一例，具備催化劑配置工序、裝配工序以及加熱工序。催化劑配置工序是在具有熱傳導(dǎo)性且被焊材覆蓋的管20的表面(平坦部20a)空開間隔地配置催化劑而設(shè)定多個(gè)催化劑配置部位的工序。裝配工序是將分別設(shè)定有多個(gè)催化劑配置部位的多個(gè)管20空開間隔地組裝于集水箱3、4等并制成裝配件的工序。加熱工序是將裝配件設(shè)置于爐的內(nèi)部并在爐的內(nèi)部在甲烷或乙炔氣體中加熱的工序。

根據(jù)該制造方法，在加熱工序時(shí)，碳納米管的集合體從各催化劑配置部位生長。該cnt集合體210在各催化劑配置部位以從管20的表面突出的方式延伸生長。即，通過實(shí)施將管20和集水箱3、4等釬焊的爐中釬焊工序，在各部間的釬焊接合的同時(shí)，能夠形成分別從管20的表面向相鄰的管20延伸的多個(gè)cnt集合體210。因此，得到在相鄰的管20之間具備多個(gè)cnt集合體210的熱交換器1。

或者，熱交換裝置也可以通過如下方法制造。該制造方法具備催化劑配置工序和加熱工序。催化劑配置工序是在具有熱傳導(dǎo)性的傳熱部件的表面空開間隔地配置催化劑并設(shè)置多個(gè)催化劑配置部位的工序。加熱工序是將設(shè)定有多個(gè)催化劑配置部位的傳熱部件設(shè)置于爐的內(nèi)部并在爐的內(nèi)部在甲烷或乙炔氣體中加熱的工序。

根據(jù)該制造方法，在加熱工序時(shí)，碳納米管的集合體從傳熱部件的配置有催化劑的部位生長。該cnt集合體210在各催化劑配置部位以從傳熱部件的表面突出的方式延伸生長。即，通過在甲烷或乙炔氣體中加熱傳熱部件，能夠使空開間隔設(shè)置的多個(gè)cnt集合體210形成為突出到管20以外的傳熱部件上。

(第二實(shí)施方式)

在第二實(shí)施方式中，參照?qǐng)D8對(duì)第一實(shí)施方式的其他方式的翅片121進(jìn)行說明。

如圖8所示，翅片121由多個(gè)cnt集合體1210構(gòu)成，該多個(gè)cnt集合體1210分別通過集合在一起的多個(gè)碳納米管構(gòu)成。各cnt集合體1210能夠通過范德華力而將直徑數(shù)納米～數(shù)十納米的碳納米管彼此集結(jié)為薄板狀并保持集合體的形狀。這樣的各cnt集合體1210由大量集中成薄板狀的束的碳納米管構(gòu)成。多個(gè)cnt集合體1210空開間隔地設(shè)置在各管20的平坦部20a上。

多個(gè)cnt集合體1210從平坦部20a林立地突出，空氣等的流體以沿著形成薄板狀的面的方式在cnt集合體1210之間流動(dòng)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，流體在其流動(dòng)阻力小的狀態(tài)下流經(jīng)多個(gè)cnt集合體210的周圍。并且，多個(gè)cnt集合體1210從傳熱部件(管20)沿著碳納米管中碳的六元環(huán)網(wǎng)延伸的方向突出。

(第三實(shí)施方式)

在第三實(shí)施方式中，參照?qǐng)D9對(duì)第一實(shí)施方式的其他方式的翅片221進(jìn)行說明。

如圖9所示，翅片221由多個(gè)cnt集合體2210構(gòu)成，該多個(gè)cnt集合體2210分別通過集合在一起的多個(gè)碳納米管構(gòu)成。各cnt集合體2210能夠通過范德華力而將直徑數(shù)納米～數(shù)十納米的碳納米管彼此集結(jié)為薄板狀并保持集合體的形狀。在俯視下，構(gòu)成翅片221的多個(gè)cnt集合體2210配置為使流體在傳熱部件(管20)上蜿蜒。通過這樣的結(jié)構(gòu)，流體在傳熱部件上的流動(dòng)被擾亂，由此形成比層流狀態(tài)更接近紊流狀態(tài)的流動(dòng)。因此，能夠提供一種得到傳熱表面積的擴(kuò)大、翅片效率的提高再加上由紊流化而產(chǎn)生的熱交換性的提高的熱交換裝置。

(其他實(shí)施方式)

在上述的實(shí)施方式中，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)嵤┓N種變形。上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)只不過是例示，本發(fā)明的范圍不限定于上述記載的范圍。本發(fā)明的范圍包含與權(quán)利要求的范圍同等的意思以及在其范圍內(nèi)的所有變更。

在上述實(shí)施方式中，與多個(gè)cnt集合體一體構(gòu)成的傳熱部件不限定于鋁制。只要是能夠通過例如上述的制造方法使cnt集合體生長的材料，則傳熱部件能夠不限于使用金屬。