專利名稱：熱交換板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換板及其制造方法，所述熱交換板在其內(nèi)部 具有冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)通過(guò)的流路。
背景技術(shù)：
作為在內(nèi)部具有冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)通過(guò)的流路的熱交換板， 例如具有用于在液晶制造裝置的濺射工序中保持靶材的襯板。(例如日本專利第3818084號(hào)公報(bào))然而，在上述日本專利第3818084號(hào)公報(bào)公開(kāi)的發(fā)明中，需要精 確地制造嵌入第二槽內(nèi)并堵塞(覆蓋)作為流路(冷卻介質(zhì)的通路) 的第一槽上方的蓋。因此，作為流路的俯視形狀，存在如下的問(wèn)題 只能采用比較簡(jiǎn)單的形狀(U字形、I字形、S字形等)，設(shè)計(jì)流路時(shí) 的限制比較嚴(yán)，大大地限制了流路設(shè)計(jì)的自由度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題提出的，其目的在于提供一種可以提高流 路設(shè)計(jì)自由度的熱交換板及其制造方法。本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，采用如下的手段。本發(fā)明的熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀 的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有至少一條剖視 呈矩形的第一槽和剖視呈矩形的第二槽，所述第二槽沿著所述第一槽 的兩側(cè)面形成在該第一槽的底面中央部，其寬度小于所述第一槽；所 述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與所述第一槽的底面相接，其兩 側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述第二槽形成 流路。根據(jù)本發(fā)明的熱交換板的制造方法，以與在主體表面加工第一槽 時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或 者以與在蓋的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面加工第一 槽)，因此，可以與凸部(或者第一槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸 部(或者第一槽)的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者 第一槽)，可以消除設(shè)計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的 自由度。本發(fā)明的熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀 的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的 至少一條槽；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有 凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與所述槽的兩 側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述槽的底面及兩側(cè)面形成流路。根據(jù)本發(fā)明的熱交換板的制造方法，以與在主體的表面加工槽時(shí) 相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或者 以與在蓋的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面加工槽)，因 此，可以與凸部(或者槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部(或者槽) 的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者槽)，可以消除設(shè) 計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。另外，由于在主體的表面上加工出的槽的剖視形狀，具有最簡(jiǎn)單 的形狀(矩形)，因而可以縮短加工槽所需要的操作時(shí)間，可以降低 制造成本。進(jìn)而，由于可以使形成流路的槽的寬度加寬，因而可以加大流路的截面積。在上述熱交換板的制造方法中，還設(shè)有如下的工序在上述凸部 嵌入上述槽內(nèi)時(shí)與上述槽的側(cè)面相對(duì)的上述凸部的各側(cè)面上，形成向 內(nèi)側(cè)凹陷并且沿著上述凸部的各側(cè)面呈至少一條線狀或者多個(gè)點(diǎn)狀的 缺口部。根據(jù)這種熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合主體和 蓋時(shí)，由于槽的側(cè)面陷入缺口部?jī)?nèi)，可通過(guò)槽的兩側(cè)面可靠地(牢固 地)保持凸部的兩側(cè)面，因而在接合主體和蓋時(shí)向蓋施加的負(fù)荷可以 通過(guò)缺口部和槽的兩側(cè)面?zhèn)鬟f至主體，從而可以防止接合部的根部焊 道進(jìn)入流路，并且可以防止因接合導(dǎo)致蓋變形。本發(fā)明的熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀 的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈等腰梯 形的至少一條第一槽和剖視呈矩形的第二槽，所述第二槽是在該第一 槽的側(cè)面和側(cè)面之間沿著上述第一槽的兩側(cè)面進(jìn)一步挖深而成的；所述蓋，覆蓋上述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部 在與上述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與上述第一槽的兩側(cè)面相接， 并且通過(guò)其頂面和上述第二槽的底面及兩側(cè)面形成流路。根據(jù)本發(fā)明的熱交換板的制造方法，以與在主體的表面加工第一 槽時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或 者以與在蓋的背面上加工凸部對(duì)相同的要領(lǐng)在主體的表面加工第一 槽)，因此，可以與凸部(或者第一槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸 部(或者第一槽)的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者 第一槽)，可以消除設(shè)計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的 自由度。而且，由于主體和蓋接合時(shí)施加在蓋上的負(fù)荷直接傳遞至主體，因而可以防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路，并可以防止因接合導(dǎo)致蓋 變形。
本發(fā)明的熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀 的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的 至少一條第一槽；所述蓋，覆蓋上述主體的整個(gè)表面，并在其背面形 成有凸部，所述凸部在與上述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與上述第一 槽的底面相接，其兩側(cè)面與上述第一槽的兩側(cè)面相接，并且在其頂面 的中央部設(shè)置有沿著上述兩側(cè)面形成的第二槽。
根據(jù)本發(fā)明的熱交換板的制造方法，以與在主體的表面上加工第 一槽時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部 (或者以與在蓋的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面上加工 第一槽)，因此，可以與凸部(或者第一槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú) 論凸部(或者第一槽)的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或 者第一槽)，可以消除設(shè)計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì) 的自由度。
另外，由于在主體的表面上加工出的第一槽的剖視形狀，具有最 簡(jiǎn)單的形狀(矩形)，因而可以縮短加工第一槽所需要的操作時(shí)間，
可以降低制造成本。
進(jìn)而，由于形成流路的第二槽形成在凸部的頂面中央部，因而在 主體和蓋接合時(shí)施加在蓋上的負(fù)荷，可以通過(guò)高度與第一槽的深度大 致相等的凸部的周緣部傳遞至第一槽的底面、也就是主體，因而可以 防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路，并可以防止因接合導(dǎo)致蓋變形。
進(jìn)而，由于凸部的周緣部形成為高度與第一槽的深度大致相等， 因而可以提高蓋整體的剛性，可以使第二槽的寬度變大，擴(kuò)大流路的 寬度，從而擴(kuò)大流路的截面積。在上述熱交換板的制造方法中，優(yōu)選的是，還設(shè)置如下的工序 在接合上述主體和上述蓋后，均勻地對(duì)上述蓋的表面進(jìn)行磨削或者研 磨，直至上述蓋的上表面與上述主體的上表面齊平。
根據(jù)這種熱交換板的制造方法，由于均勻地磨削以及研磨蓋的表 面，直至主體的整個(gè)表面露出，因而可以減少整體的板厚。
本發(fā)明的熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所 述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條第一槽和剖視呈矩形的 第二槽，所述第二槽沿著上述第一槽的兩側(cè)面形成在該第一槽的底面 中央部，其寬度小于上述第一槽；所述蓋，覆蓋上述主體的整個(gè)表面， 并在其背面形成有凸部，所述凸部在與上述主體的表面疊合時(shí)，其頂 面與上述第一槽的底面相接，其兩側(cè)面與上述第一槽的兩側(cè)面相接， 并且通過(guò)其頂面和上述第二槽形成流路；所述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái) 接合于上述主體上。
根據(jù)本發(fā)明的熱交換板，以與在主體的表面上加工第一槽時(shí)相同 的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或者以與 在蓋的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面上加工第一槽)， 因此，可以與凸部(或者第一槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部(或 者第一槽)的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者第一槽)， 可以消除設(shè)計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
本發(fā)明的熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所 述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條槽；所述蓋，覆蓋上述 主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與上述主體的 表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與上述槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和上 述槽的底面及兩側(cè)面形成流路，上述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于上 述主體上。根據(jù)本發(fā)明的熱交換板，以與在主體的表面上加工槽時(shí)相同的要 領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或者以與在蓋 的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面上加工槽)，因此，可 以與凸部(或者槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部(或者槽)的俯視 形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者槽)，可以消除設(shè)計(jì)流路 時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
另外，由于在主體的表面上加工出的槽的剖視形狀，具有最簡(jiǎn)單 的形狀(矩形)，因而可以縮短加工槽所需要的操作時(shí)間，可以降低 制造成本。
進(jìn)而，由于可以使形成流路的槽的寬度加寬，因而可以加大流路 的截面積。
在上述熱交換板中，進(jìn)一步優(yōu)選在上述凸部嵌入上述槽內(nèi)時(shí)與上 述槽的側(cè)面相對(duì)的上述凸部的各側(cè)面上，將向內(nèi)側(cè)凹陷的缺口部設(shè)置 成沿著上述槽的各側(cè)面呈至少一條線狀或者多個(gè)點(diǎn)狀。
根據(jù)這種熱交換板，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合主體和蓋時(shí)，由于 槽的側(cè)面陷入缺口部?jī)?nèi)，可通過(guò)槽的兩側(cè)面可靠地(牢固地)保持凸 部的兩側(cè)面，因而在接合主體和蓋時(shí)向蓋施加的負(fù)荷可以通過(guò)缺口部 和槽的兩側(cè)面?zhèn)鬟f至主體，可以防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路，并 且可以防止因接合導(dǎo)致蓋變形。
本發(fā)明的熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所 述主體在其表面形成有剖視呈等腰梯形的至少一條第一槽和剖視呈矩 形的第二槽，所述第二槽是在該第一槽的側(cè)面和側(cè)面之間沿著上述第 一槽的兩側(cè)面進(jìn)一步挖深而成的；所述蓋，覆蓋上述主體的整個(gè)表面， 并在其背面形成有凸部，所述凸部在與上述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與上述第一槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面、上述第二槽的底 面及兩側(cè)面形成流路；上述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于上述主體上。
根據(jù)本發(fā)明的熱交換板，以與在主體的表面上加工第一槽時(shí)相同 的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或者以與 在蓋的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面上加工第一槽)， 因此，可以與凸部(或者第一槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部(或 者第一槽)的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者第一槽)， 可以消除設(shè)計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
而且，由于主體和蓋接合時(shí)施加在蓋上的負(fù)荷直接傳遞至主體， 因而可以防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路，并可以防止因接合導(dǎo)致蓋 變形。
本發(fā)明的熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所 述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條第一槽，所述蓋，覆蓋 上述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與上述主 體的表面疊合時(shí)，其頂面與上述第一槽的底面相接，其兩側(cè)面與上述 第一槽的兩側(cè)面相接；在所述頂面的中央部設(shè)有沿著上述兩側(cè)面形成 的第二槽，并且，上述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于上述主體上。
根據(jù)本發(fā)明的熱交換板，以與在主體的表面上加工第一槽時(shí)相同 的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋的背面上加工凸部(或者以與 在蓋的背面上加工凸部時(shí)相同的要領(lǐng)在主體的表面上加工第一槽)， 因此，可以與凸部(或者第一槽)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部(或 者第一槽)的俯視形狀為何種形狀)，精確地加工凸部(或者第一槽)，
可以消除設(shè)計(jì)流路時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
另外，由于在主體的表面上加工出的第一槽的剖視形狀，具有最 簡(jiǎn)單的形狀(矩形)，因而可以縮短加工第一槽所需要的操作時(shí)間，可以降低制造成本。
進(jìn)而，由于形成流路的第二槽形成在凸部的頂面中央部，因而在 主體和蓋接合時(shí)施加在蓋上的負(fù)荷，可以通過(guò)高度與第一槽的深度大 致相等的凸部的周緣部傳遞至第一槽的底面、也就是主體，因而可以 防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路，并可以防止因接合導(dǎo)致蓋變形。
進(jìn)而，由于凸部的周緣部形成為高度與第一槽的深度大致相等， 因而可以提高蓋整體的剛性，可以使第二槽的寬度變大，擴(kuò)大流路的 寬度，從而擴(kuò)大流路的截面積。
根據(jù)本發(fā)明，可以得到提高流路設(shè)計(jì)的自由度的效果。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的熱交換板的概略俯視圖。 圖2是圖1的局部剖視圖。
圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的熱交換板的局部剖視圖，是與圖 2相同的圖。
圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的熱交換板的局部剖視圖，是與圖
2及圖3相同的圖。
圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的熱交換板的局部剖視圖，是與圖 2~圖4相同的圖。
圖6是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的熱交換板的局部剖視圖，是與圖 2 圖5相同的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)
以下，參照?qǐng)D1和圖2對(duì)本發(fā)明的熱交換板的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本實(shí)施方式的熱交換板的概略俯視圖，圖2是圖1的局 部剖視圖。為了簡(jiǎn)化附圖，在圖1中省略第二槽5的輪廓。
如圖1所示，本實(shí)施方式的熱交換板(以下稱為襯板)具有主體
2和蓋3。
主體2例如是由無(wú)氧銅、或者包含5%以下的Zr或Cr的銅合金制 成的、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm、厚15mm左右的俯視呈矩形的板狀部 件。而且，在該主體2的上表面(表面)2a上，設(shè)有具有底面4a和側(cè) 面4b、例如俯視呈U字形、剖視呈矩形的(第一)槽4、或者俯視呈 波形狀、剖視呈矩形的槽4。在槽4的底面4a的中央部設(shè)有沿著槽4 的兩側(cè)面4b形成的、寬度小于槽4、剖視呈矩形的(第二)槽5。
蓋3是覆蓋主體2的整個(gè)上表面2a、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm的 俯視呈矩形的板狀部件。而且，在該蓋3的下表面(背面)3a上形成 有凸部6，該凸部6形成為，在蓋3與主體2的上表面2a疊合時(shí)，其 頂面6a與槽4的底面4a相接，其兩側(cè)面6b與槽4的兩側(cè)面4b相接。 凸部6嵌入槽4內(nèi)時(shí)所形成的空間(更詳細(xì)地說(shuō)，由槽5和凸部6的 頂面6a圍成的空間)成為冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)通過(guò)的流路7。
主體2和蓋3通過(guò)摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding: FSW)而 接合。如圖2所示，摩擦攪拌接合是如下所述的方法使具有肩部8 和銷部9的旋轉(zhuǎn)工具10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)插入沿著板厚方向延伸的主體2和 蓋的接縫(界線接合線)，并使旋轉(zhuǎn)工具IO沿著該接縫移動(dòng)而接合。
主體2和蓋3通過(guò)摩擦攪拌接合而接合時(shí)，在襯板1上形成各自 獨(dú)立的多條(在本實(shí)施方式中是2條)流路7 (在俯視呈U字形的槽5 和俯視呈U字形的凸部6的頂面6a之間形成的流路7、以及在俯視呈 波形的槽5和俯視呈波形的凸部6的頂面6a之間形成的流路7)。而 且，在接合后，在各流路7的一端部設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的入口 ，在各流路7的另一端部分別設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的出口 。
根據(jù)本實(shí)施方式的襯板1，以與在主體2的上表面2a上加工槽4 時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋3的下表面3a上加工凸 部6 (或者以與在蓋3的下表面3a上加工凸部6時(shí)相同的要領(lǐng)在主體 2的上表面2a上加工槽4)，因此，可以與凸部6 (或者槽4)的俯視 形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部6 (或者槽4)的俯視形狀為何種形狀)，精確 地加工凸部6(或者槽4)，可以消除設(shè)計(jì)流路7時(shí)的限制，從而大大 地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
在本實(shí)施方式中，在接合主體2和蓋3后，對(duì)蓋3的上表面(表 面)均勻地進(jìn)行磨削或者研磨，直至主體2的整個(gè)表面2a露出，即直 至蓋3的上表面(表面)與主體2的上表面2a齊平(形成同一平面) 從而減小板厚而使用。
(第二實(shí)施方式)
根據(jù)圖3對(duì)本發(fā)明的襯板的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖3是本實(shí) 施方式的襯板的局部剖視圖，是與圖2相同的圖。
本實(shí)施方式的襯板，設(shè)置了主體12來(lái)代替主體2，在這一點(diǎn)與上 述第一實(shí)施方式不同。
與上述第一實(shí)施方式相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)。
主體12例如是由無(wú)氧銅、或者包含5%以下的Zr或Cr的銅合金 制成的、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm、厚15mm左右的俯視呈矩形的板狀 部件。而且，在該主體12的上表面(表面)12a上，設(shè)有具有底面14a 和側(cè)面14b、例如俯視呈U字形、剖視呈矩形的槽14、或者俯視呈波 形狀、剖視呈矩形的槽14。挖深(挖入)槽14，使其深度(具體而言 是側(cè)面14b的高度)大于凸部6的高度(更詳細(xì)地說(shuō)是側(cè)面6b的高度)。蓋3是覆蓋主體12的整個(gè)上表面12a、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm 的俯視呈矩形的板狀部件。而且，在該蓋3的下表面(背面)3a上， 形成有凸部6。該凸部6形成為，在蓋3與主體12的上表面12a疊合 時(shí)，其頂面6a與槽14的底面14a之間形成剖視呈矩形的空間，其兩側(cè) 面6b與槽14的兩側(cè)面14b相接。凸部6嵌入槽14內(nèi)時(shí)所形成的空間 (更詳細(xì)地說(shuō)，由槽14的底面14a、兩側(cè)面14b與凸部6的頂面6a圍 成的空間)成為冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)通過(guò)的流路17。
主體12和蓋3通過(guò)摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding: FSW) 而接合。如圖3所示，摩擦攪拌接合是如下所述的方法使具有肩部8 和銷部9的旋轉(zhuǎn)工具10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)插入沿著板厚方向延伸的主體12 和蓋3的接縫(界線接合線)，并使旋轉(zhuǎn)工具IO沿著該接縫移動(dòng)而 接合。
主體12和蓋3通過(guò)摩擦攪拌接合而接合時(shí)，在襯板上形成各自獨(dú) 立的多條(在本實(shí)施方式中是2條)流路17 (在俯視呈U字形的槽14 的底面14a、兩側(cè)面14b和俯視呈U字形的凸部6的頂面6a之間形成 的流路17、以及在俯視呈波形的槽14的底面14a、兩側(cè)面14b和俯視 呈波形的凸部6的頂面6a之間形成的流路17)。而且，在接合后，在 各流路17的一端部設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的入口，在各流路17 的另一端部分別設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的出口。
根據(jù)本實(shí)施方式的襯板，以與在主體12的上表面12a上加工槽14 時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋3的下表面3a上加工凸 部6 (或者以與在蓋3的下表面3a上加工凸部6時(shí)相同的要領(lǐng)在主體 12的上表面12a上加工槽14)，因此，可以與凸部6 (或者槽14)的 俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部6 (或者槽14)的俯視形狀為何種形狀)， 精確地加工凸部6 (或者槽14)，可以消除設(shè)計(jì)流路17時(shí)的限制，從 而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。另外，由于在主體12的上表面12a上加工出的槽14的剖視形狀， 具有最簡(jiǎn)單的形狀(矩形)，因而可以縮短加工槽14所需要的操作時(shí) 間，可以降低制造成本。
進(jìn)而，由于可以使形成流路17的槽14的寬度加寬，因而可以加 大流路17的截面積。
在本實(shí)施方式中，在接合主體12和蓋3后，對(duì)蓋3的上表面(表 面)均勻地進(jìn)行磨削或者研磨，直至主體12的整個(gè)表面12a露出，即 直至蓋3的上表面(表面)與主體12的上表面12a齊平(形成同一平 面)從而減小板厚而使用。
(第三實(shí)施方式)
根據(jù)圖4說(shuō)明本發(fā)明的襯板的第三實(shí)施方式。圖4是本實(shí)施方式 的襯板的局部剖視圖，是與圖2及圖3相同的圖。
本實(shí)施方式的襯板，在凸部6嵌入槽14內(nèi)時(shí)與槽14的側(cè)面14b 相對(duì)的凸部6的各側(cè)面6b上，以沿著凸部6的各側(cè)面6b呈一條線狀 (筋狀)或者多個(gè)點(diǎn)狀的方式配置向內(nèi)側(cè)凹陷的微小缺口部(槽)20， 在這一點(diǎn)上與上述第二實(shí)施方式不同。其他構(gòu)成要素與上述第二實(shí)施 方式相同，因而在此省略對(duì)這些構(gòu)成要素的說(shuō)明。
對(duì)與上述第二實(shí)施方式相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)。
根據(jù)本實(shí)施方式的襯板，在通過(guò)摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding: FSW)而接合主體12和蓋3時(shí)，槽14的側(cè)面14b陷入(進(jìn) 入)缺口部20內(nèi)，凸部6的兩側(cè)面6b被槽14的兩側(cè)面14b可靠地(牢 固地)保持，因而在主體12和蓋3接合時(shí)施加在蓋3上的負(fù)荷可以通 過(guò)缺口部20和槽14的兩側(cè)面14b傳遞至主體12，可以防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路17，并且可以防止因接合導(dǎo)致蓋3變形。
其他作用效果與上述第二實(shí)施方式相同，因而在此省略說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，在接合主體12和蓋3后，也可以對(duì)蓋3的上表 面(表面)均勻地進(jìn)行磨削或者研磨，直至主體12的整個(gè)表面12a露 出，即直至蓋3的上表面與主體12的上表面12a齊平(形成同一平面)， 從而減小板厚而使用。
(第四實(shí)施方式)
根據(jù)圖5對(duì)本發(fā)明的襯板的第四實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖5是本實(shí) 施方式的襯板的局部剖視圖，是與圖2 圖4相同的圖。
本實(shí)施方式的襯板，設(shè)置主體22、蓋23以代替主體2、 12以及 蓋3，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。
對(duì)與上述實(shí)施方式相同的部件標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
主體22例如是由無(wú)氧銅、或者包含5%以下的Zr或Cr的銅合金 制成、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm、厚15mm左右的俯視呈矩形的板狀部 件。而且，在該主體22的上表面(表面)22a上，設(shè)有具有側(cè)面(斜 面)24a、例如俯視呈U字形、剖視呈等腰梯形的(第一)槽24、或者 俯視呈波形、剖視呈等腰梯形的槽24。在槽24的側(cè)面24a和側(cè)面24a 之間設(shè)置沿著槽24的的兩側(cè)面24a深挖(挖入)的剖視呈矩形的(第 二)槽25。
蓋23是覆蓋主體22的整個(gè)上表面22a、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm 的俯視呈矩形的板狀部件。而且，在該蓋23的下表面(背面)23a上， 形成有凸部26。該凸部26形成為，在蓋23與主體22的上表面22a疊 合時(shí)，在其頂面26a與槽25的底面25a之間形成剖視呈矩形的空間，其兩側(cè)面26b與槽24的兩側(cè)面24b相接。凸部26嵌入槽24內(nèi)時(shí)形成 的空間(更詳細(xì)地說(shuō)，由槽25的底面25a、兩側(cè)面25b和凸部26的頂 面26a圍成的空間)成為冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)通過(guò)的流路27。
主體22和蓋23通過(guò)摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding: FSW) 而接合。如圖5所示，摩擦攪拌接合是如下所述的方法使具有肩部8 和銷部9的旋轉(zhuǎn)工具10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)插入沿著板厚方向延伸的主體22 和蓋23的接縫(界線接合線)，并使旋轉(zhuǎn)工具10沿著該接縫移動(dòng) 而接合。
主體22和蓋23通過(guò)摩擦攪拌接合而接合時(shí)，在襯板上形成各自 獨(dú)立的多條(在本實(shí)施方式中是2條)流路27 (在俯視呈U字形的槽 25的底面25a、兩側(cè)面25b和俯視呈U字形的凸部26的頂面26a之間 形成的流路27、以及在俯視呈波形的槽25的底面25a、兩側(cè)面25b和 俯視呈波形的凸部26的頂面26a之間形成的流路27)。而且，在接合 后，在各流路27的一端部設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的入口，在各流 路27的另一端部分別設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的出口 。
根據(jù)本實(shí)施方式的襯板，以與在主體22的上表面22a上加工槽24 時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋23的下表面23a上加工 凸部26 (或者以與在蓋23的下表面3a上加工凸部26時(shí)相同的要領(lǐng)在 主體22的上表面22a上加工槽24)，因此，可以與凸部26 (或者槽 24)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部26 (或者槽24)的俯視形狀為何種 形狀)，精確地加工凸部26 (或者槽24)，可以消除設(shè)計(jì)流路27時(shí) 的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
而且，因?yàn)樵谥黧w22和蓋23接合時(shí)施加在蓋23上的負(fù)荷可以直 接傳遞至主體22，可以防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路27，并且可以 防止因接合導(dǎo)致蓋23變形。在本實(shí)施方式中，在接合主體22和蓋23后，也可以對(duì)蓋23的上 表面(表面)均勻地進(jìn)行磨削或者研磨，直至主體22的整個(gè)表面22a 露出，即直至蓋23的上表面與主體22的上表面22a齊平(形成同一平 面)，從而減小板厚而使用。
(第五實(shí)施方式)
根據(jù)圖6對(duì)本發(fā)明的襯板的第五實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖6是本實(shí) 施方式的襯板的局部剖視圖，是與圖2~圖5相同的圖。
本實(shí)施方式的襯板，設(shè)置主體32和蓋33以代替主體2、 12、 22 和蓋3、 23，。這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。
對(duì)與上述實(shí)施方式相同的部件標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
主體32例如是由無(wú)氧銅、或者包含5%以下的Zr或Cr的銅合金 制成的、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm、厚15mm左右的俯視呈矩形的板狀 部件。而且，在該主體32的上表面(表面)32a上，設(shè)有例如俯視呈 U字形、剖視呈矩形的(第一)槽34、或者俯視呈波形、剖視呈等腰 梯形的槽34。
蓋33是覆蓋主體32的整個(gè)上表面32a、長(zhǎng)2350mm、寬2010mm 的俯視呈矩形的板狀部件。而且，在該蓋33的下表面(背面)33a上， 形成有凸部35。該凸部35形成為，在蓋33與主體32的上表面32a疊 合時(shí)，其頂面35a與槽34的底面34a相接，其兩側(cè)面35b與槽34的兩 側(cè)面34b相接。進(jìn)而，在凸部35的頂面35a的中央部設(shè)置沿著兩側(cè)面 35b形成的剖視呈矩形的(第二)槽36。凸部35嵌入槽34內(nèi)時(shí)形成 的空間(更詳細(xì)地說(shuō)，由槽34的底面34a與槽35圍成的空間)成為冷 卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)通過(guò)的流路37。
主體32和蓋33通過(guò)摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding: FSW)而接合。如圖6所示，摩擦攪拌接合是如下所述的方法使具有肩部8 和銷部9的旋轉(zhuǎn)工具10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)插入沿著板厚方向延伸的主體32 和蓋33的接縫(界線接合線)，并使旋轉(zhuǎn)工具10沿著該接縫移動(dòng)
而接合。
主體32和蓋33通過(guò)摩擦攪拌接合而接合時(shí)，在襯板上形成各自 獨(dú)立的多條(在本實(shí)施方式中是2條)流路37 (在俯視呈U字形的槽 34的底面34a和在俯視呈U字形的凸部35的頂面35a上形成的槽36 之間所形成的流路37、以及在俯視呈波形的槽34的底面34a和在俯視 呈波形的凸部35的頂面35a上形成的槽36之間所形成的流路37)。 而且，在接合后，在各流路37的一端部設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的 入口 ，在各流路37的另一端部分別設(shè)置冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)的出口 。
根據(jù)本實(shí)施方式的襯板，以與在主體32的上表面32a上加工槽34 時(shí)相同的要領(lǐng)(例如使用相同的程序)，在蓋33的下表面33a上加工 凸部35 (或者以與在蓋33的下表面33a上加工凸部35時(shí)相同的要領(lǐng) 在主體32的上表面32a上加工槽34)，因此，可以與凸部35 (或者 槽34)的俯視形狀無(wú)關(guān)地(無(wú)論凸部35 (或者槽34)的俯視形狀為何 種形狀)，精確地加工凸部35 (或者槽34)，可以消除設(shè)計(jì)流路37 時(shí)的限制，從而大大地提高流路設(shè)計(jì)的自由度。
另外，由于在主體32的上表面32a上加工的槽34的剖視形狀， 具有最簡(jiǎn)單的形狀(矩形)，因而可以縮短加工槽34所需要的操作時(shí) 間，可以降低制造成本。
而且，由于形成流路37的槽36形成在凸部35的頂面35a的中央 部上，因而在主體32和蓋33接合時(shí)施加在蓋33上的負(fù)荷可以通過(guò)高 度與槽34的深度大致相等的凸部35的周緣部傳遞至槽34的底面34a， 即直接傳遞至主體32，可以防止接合部的根部焊道進(jìn)入流路37，并且 可以防止因接合導(dǎo)致蓋33變形。進(jìn)而，由于凸部35的周緣部形成為高度與槽34的深度大致相等， 因而可以提高蓋整體的剛性，可以使槽36的寬度加寬，擴(kuò)大流路37 的寬度，從而加大流路37的截面積。
在本實(shí)施方式中，在接合主體32和蓋33后，也可以對(duì)蓋33的上 表面(表面)均勻地進(jìn)行磨削或者研磨，直至主體32的整個(gè)表面32a 露出，即直至蓋33的上表面與主體32的上表面32a齊平(形成同一平 面)，從而減小板厚而使用。
而且，本發(fā)明的熱交換板，不僅可以適用于上述實(shí)施方式所說(shuō)明 的襯板，而且在陣列形成工序中也能適用于具有同樣構(gòu)成和功能的結(jié) 構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有至少一條剖視呈矩形的第一槽和剖視呈矩形的第二槽，所述第二槽沿著所述第一槽的兩側(cè)面形成在該第一槽的底面中央部，其寬度小于所述第一槽；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與所述第一槽的底面相接，其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述第二槽形成流路。
2. —種熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀的 主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條槽；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與所述槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述槽的底面及兩側(cè)面形成流路。
3. 如權(quán)利要求2所述的熱交換板的制造方法，還設(shè)有如下的工序 在所述凸部嵌入所述槽內(nèi)時(shí)與所述槽的側(cè)面相對(duì)的所述凸部的各側(cè)面 上，形成向內(nèi)側(cè)凹陷并且沿著所述凸部的各側(cè)面呈至少一條線狀或者 多個(gè)點(diǎn)狀的缺口部。
4. 一種熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀的 主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈等腰梯形的至少一條第一槽和剖 視呈矩形的第二槽，所述第二槽是在該第一槽的側(cè)面和側(cè)面之間沿著 所述第一槽的兩側(cè)面進(jìn)一步挖深而成的；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面 相接，并且通過(guò)其頂面和所述第二槽的底面及兩側(cè)面形成流路。
5. —種熱交換板的制造方法，通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀的 主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條第一槽； 所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所 述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與所述第一槽的底面相接， 其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面相接，并且在其頂面的中央部設(shè)置有 沿著所述兩側(cè)面形成的第二槽。
6. 如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的熱交換板的制造方法，優(yōu)選的是，還設(shè)置如下的工序在接合所述主體和所述蓋后，均勻地對(duì)所述 蓋的表面進(jìn)行磨削或者研磨，直至所述蓋的上表面與所述主體的上表 面齊平。
7. —種熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條第一槽和剖視呈 矩形的第二槽，所述第二槽沿著所述第一槽的兩側(cè)面形成在該第一槽的底面中央部，其寬度小于所述第一槽；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所 述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與所述第一槽的底面相接， 其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述第二槽形成流路；所述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于所述主體上。
8. —種熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中， 所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條槽；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所 述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與所述槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述槽的底面及兩側(cè)面形成流路， 所述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于所述主體上。
9. 如權(quán)利要求8所述的熱交換板，在所述凸部嵌入所述槽內(nèi)時(shí)與 所述槽的側(cè)面相對(duì)的所述凸部的各側(cè)面上，將向內(nèi)側(cè)凹陷的缺口部設(shè) 置成沿著所述槽的各側(cè)面呈至少一條線狀或者多個(gè)點(diǎn)狀。
10. —種熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈等腰梯形的至少一條第一槽和剖 視呈矩形的第二槽，所述第二槽是在該第一槽的側(cè)面和側(cè)面之間沿著所述第一槽的兩側(cè)面進(jìn)一步挖深而成的；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所 述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面 相接，并且通過(guò)其頂面和所述第二槽的底面及兩側(cè)面形成流路；所述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于所述主體上。
11. 一種熱交換板，具有平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條第一槽，所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與所述第一槽的底面相接， 其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面相接；在所述頂面的中央部設(shè)有沿著所述兩側(cè)面形成的第二槽，并且， 所述蓋通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合于所述主體上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱交換板及其制造方法，其目的在于提高流路設(shè)計(jì)的自由度。通過(guò)摩擦攪拌接合來(lái)接合平板狀的主體和平板狀的蓋，其中，所述主體在其表面形成有剖視呈矩形的至少一條第一槽和剖視呈矩形的第二槽，所述第二槽沿著所述第一槽的兩側(cè)面形成在該第一槽的底面中央部，其寬度小于所述第一槽；所述蓋，覆蓋所述主體的整個(gè)表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部在與所述主體的表面疊合時(shí)，其頂面與所述第一槽的底面相接，其兩側(cè)面與所述第一槽的兩側(cè)面相接，并且通過(guò)其頂面和所述第二槽形成流路。
文檔編號(hào)F28F3/12GK101281007SQ200710153700
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者日高晴太郎, 松島誠(chéng)治, 石川聰一郎 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社