户外热交换单元及使用该单元的空调器制造技术

为提供一种即使对于例如凝结水滴的细小水滴也显示足够疏水性能和防止由于凝结水冻结而引起通风阻力增大的户外热交换单元和由其使用的热交换器的表面处理方法，在热交换器的铝散热片表面上形成微米数量级的腐蚀孔１０８的同时形成厚度为０．２至１微米的一层水化氧化物膜１０６并在其上形成疏水基１０７。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种户外热交换单元及使用该单元的空调器。当空调器用于加热操作时，户外热交换单元的表面温度变为低于外面大气中的露点，外面大气中所包含的蒸气凝结在户外热交换器的表面上及取决于温度条件该凝结水冻结，因而增加热交换器的通风阻力。为解决此问题，已经公开了一种阻止凝结水滴沾附的技术，其方法是相对于户外热交换单元散热片表面组成一个疏水结构，例如，这在日本未审查专利公开JP-A-3-100182(此后称为常规技术1)和日本未审查专利公开JP-A-6-123575(此后称为常规技术2)中已公开过。根据常规技术1的公开材料，由勃姆石膜，阳极化铝膜和硅酸盐膜中的任何一种膜形成不规则性以在铝表面上暴露羟基，随后用含氟硅烷化合物处理该膜，从而实现亲水处理。此外，已经公开了疏水性能中最好的亲水处理，它是由勃姆石膜和159°接触角度所实现的。根据常规技术2的公开材料，在热交换器热传导面空气侧的面上预先形成了微米数量级的不规则性，并形成由含氯代甲硅烷基物质构成的硅氧烷基单分子膜，以及随后在一端包括氯代硅烷基和在另一端包括线性氟化碳基的氯代硅烷基表面活性剂被化学上吸附和该单元分子膜聚积起来，从而在热传导面空气侧的面上限制霜冻现象。同时通常知道，即使表面上的疏水基相同，水滴的接触角度也由于存在或不存在表面不规则性而不同。按照“Langmuir”(1996年第12卷第9期第2125-2127页)所公开的解释，其理论基础是高度疏水面与不规则碎片结构间的关系，所公开的方法将氟化合物以外的具有疏水基的物质涂覆在一个平面上从而形成高度疏水面。根据此处所公开的理论，当疏水表面的不规则碎片尺度D增大时，接触角度大于具有相同疏水基的平滑表面的接触角度，从而显示高度疏水性质。虽然在上述常规技术中水滴接触角度或防霜特性用作疏水结构表面的估价参考，但在测量接触角度时滴落的水滴直径至少约为1毫米，因此对于诸如凝结水滴这样的细小水滴讲疏水性能是不充分的。本专利技术的问题是提供一种户外热交换单元，它对诸如凝结水滴的细小水滴显示出足够的疏水性能并防止由凝结水的冻结到起通风阻力的增大。本专利技术的另一问题是提供一种用于户外热交换单元中的热交换器的表面处理方法，以使该热交换器显示出对诸如凝结水滴的细小水滴的足够疏水性能。为解决上述问题，本专利技术者试验地准备了经受不同表面处理的各种铝试片并将试片置于与户外热处理单元相同的条件下以对试片表面上的凝结水滴进行实验。其结果是他们发现一种现象对于其表面不规则性具有自纳米数量级至微米数量级的广阔范围同时在其上露有疏水基的每一片试片，大部分直径为500微米或更小的凝结水滴与相邻水滴凝聚在一起并脱离基本上垂直的表面。当热交换器表面上的凝结水滴自发地脱离该表面时，不必要再进行任何操作以去除水滴，因而可以防止通风阻力的增大。本专利技术的问题通过在具有一个热交换器和一个用于向热交换器送风的风扇的户外热交换单元中采用下列法则而得到解决。(1)热交换器表面的不规则碎片尺度D的范围为2＜D≤3，在其区域中按照分盒计数法的单元尺寸为1微米或更小，同时在热交换器表面上形成疏水基。(2)对于(1)而言，疏水基是含氟有机化合物。(3)对于(1)或(2)而言，使用原子力显微镜测量的热交换器表面上不规则碎片尺度D的范围为2.2≤D≤3.0，在其区域中按照分盒计数法的单元尺寸为1微米或更小。(4)当在结露条件下操作户外热交换单元时，热交换器表面上出现的90％凝结水滴的直径为500微米或更小。(5)当在结露条件下操作户外热交换单元时，在热交换器表面上形成的凝结水滴脱离热交换器表面。(6)当在结露条件下操作户外热交换单元时，在热交换器表面上形成的凝结水滴互相间凝聚并同时脱离热交换器表面。(7)在其中众多导热管插入众多叠层散热片的热交换器中，在与这些散热片接触的导热管表面上形成一层绝缘。此外，本专利技术的另一问题通过下列法则解决。(8)热交换器表面处理方法包括下列步骤将热交换器浸入加有基本物质的处理液中以便在热交换器上形成一层水化氧化物膜以及将热交换器浸入具有疏水基的化合物溶液中以形成疏水基。(9)该方法包括下列步骤在343°K或更高温度下将热交换器浸入处理液中以形成一层水化氧化物膜以及将热交换器浸入具有疏水基的化合物溶液中以形成一层疏水基。(10)该方法包括下列步骤用浸入法形成一层水化氧化物膜以及通过淀积具有疏水基的化合物蒸汽以形成一层疏水基。(11)对于(8)、(9)或(10)而言，在形成水化氧化物膜时使处理液对流。本专利技术的户外热交换单元按照这些法则如下地操作。(a)热交换器表面的不规则碎片尺度D的范围为2＜D≤3，在其区域中按照分盒计数法的单元尺寸为1微米或更小并在热交换器表面上形成疏水基，因此热交换器表面上的凝结水脱离热交换器表面，从而使留在热交换器表面上的90％凝结水的直径成为500微米或更小，因而避免由于凝结水冻结而增大通风阻力。一项实验揭示出，根据此现象，当其区域中单元尺寸为1微米或更小由原子力显微镜所测量的不规则碎片尺度D的范围为2.2≤D≤3.0时，凝结水脱离表面的频率加快因而防止由于凝结水冻结而增大通风阻力；当不规则碎片尺度范围为2.3≤D≤3.0时，由于几乎所有凝结水都脱离表面，所以几乎可以完全防止由于凝结水冻结而增大通风阻力，而当热交换器表面上凝结水部分互相接触并互相凝聚时，即发生凝结水脱离现象。分盒计数法是一种用于在曲面上计算不规则碎片尺度D的方法，其详细介绍将于下面给出。从实验可知，如果热交换器表面的不规则碎片尺度D的范围为2＜D≤3同时在其区域中按照分盒计数法的单元尺寸为1微米或更小以及在热交换器表面上形成疏水基，则热交换器表面上凝结水部分互相凝聚并脱离热交换器表面。此外，对疏水基进行不同实验后已经肯定如果疏水基包括含氟有机化合物，则能加快凝结水脱离现象的频率。有时在实验中将硅烷化合物和聚合物用作含氟有机化合物，两者中任何一种都产生类似效应。(b)通过在与散热片接触的导热管表面上形成绝缘膜，可防止不同金属的直接接触，因而防止电腐蚀并提高防腐蚀能力。通过将塑料物质用作绝缘膜，可减少通常在导热管和散热片的接触面上出现的空气层，因而减少接触热阻。根据本专利技术的户外热交换单元的热交换器表面处理方法如下进行。(c)该方法包括以下步骤将热交换器浸入加有基本物质的处理液中以形成一层水化氧化物膜以及将热交换器浸入具有疏水基的化合物溶液中以形成一层疏水基，由此使热交换器表面的不规则碎片尺度D的范围为2＜D≤3，在其区域内按照分盒计数法的单元尺寸的范围为1微米或更小及进一步在热交换器表面上形成一层疏水基，因此留在热交换器表面上的90％凝结水的直径成为500微米或更小，从而防止由于凝结水的冻结而增大通风阻力。例如，氨，碳酸盐、草酸盐、乙醇胺、肼和类似材料是加入处理液的基本物质。不向处理液加入基本物质而在343°K或更高温度下加热处理液，也可得到类似效应。(d)在形成水化氧化物膜时使处理液对流流动，可防止形成水化氧化物膜时所产生的气体滞留在热交换器散热片的间隙处，从而加速水化氧化物膜的形成。对流手段可考虑为处理液的强迫对流，热交换器的振动，将加热器放于液体下部以在处理液内产生自然对流等。附图说明图1是显示本专利技术实施例的空调器的原理剖面图。图2(a)本文档来自技高网...

【技术保护点】
户外热交换单元，包括：热交换器；用于向热交换器送风的风扇；以及其中热交换器表面上的不规则碎片尺度Ｄ的范围为２〈Ｄ≤３，在其区域中按照分盒计数法的单元尺寸为１微米或更小以及在热交换器表面上形成一层疏水基。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡部义人，室井克美，楠本宽，吉村保広，小暮博志，小国研作，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]