專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的熱交換器，尤其是用于冷卻回 路的蒸發(fā)器(vapo riser)，以及一種用于制造這種熱交換器的方法。
背景技術(shù)：
熱交換器通常具有大的表面，在該表面上會(huì)沉積相應(yīng)量的微生物。這尤其適用于 空調(diào)設(shè)備的蒸發(fā)器，該空調(diào)設(shè)備由待冷卻的空氣流過(guò)，其中空氣濕氣凝結(jié)在所述表面上并 且促進(jìn)有機(jī)物的生長(zhǎng)。DElO 2008 004 186A1記載了一種空調(diào)設(shè)備的蒸發(fā)器，其在扁管或波紋翅片 (fin)外面具有抗菌材料，該材料還包括納米級(jí)的銀顆粒。在運(yùn)行時(shí)，所述抗菌材料借助于 冷凝水，尤其是通過(guò)重力作用輸送到扁管和波紋翅片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種熱交換器，其中具有克制各種微生物的長(zhǎng)效抗菌 作用。該問(wèn)題通過(guò)一種具有權(quán)利要求1所述特征的、開(kāi)頭所述的熱交換器得以解決。通 過(guò)交換器管系的直接涂層均勻且以規(guī)定的劑量的納米級(jí)銀顆粒在對(duì)熱交換起作用的面上 實(shí)現(xiàn)廣泛的抗菌作用。此外，因?yàn)殂y以元素的形態(tài)存在，將實(shí)現(xiàn)非常緩慢并從而持久的釋放 銀粒子。此外，通過(guò)銀顆粒的納米性保證足夠的表面積以及顆粒在埋入的聚合物中有足夠 的可運(yùn)動(dòng)性。在本發(fā)明中，納米級(jí)應(yīng)理解為不大于IOOnm的平均粒徑。在此，不排除存在至 少部分更大的銀顆粒。在本發(fā)明中交換管系與熱交換器的具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，其主要理解為對(duì)熱交換起作用 的面。以管-翅片-結(jié)構(gòu)方式的空調(diào)設(shè)備_蒸發(fā)器為例，交換管系通常由扁管以及設(shè)置在 扁管之間的翅片構(gòu)成。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，涂層具有用于產(chǎn)生親水表面的添加劑 (augmentation)。在此，在優(yōu)選的詳細(xì)構(gòu)造中，所述添加劑包括顆粒狀的，尤其是納米級(jí)顆 粒狀的鹽，尤其是硫酸鋇。因此以簡(jiǎn)單的方式保證了冷凝的空氣在表面上均勻且潤(rùn)濕的凝 結(jié)。尤其因此避免形成液滴和/或諸如翼片網(wǎng)(Rippenkiemen)這樣由于冷凝水增加的小 結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)化銀離子的釋放。尤其難溶的鹽，例如硫酸鋇有利于并良好地適于產(chǎn)生聚合物 表面恰當(dāng)?shù)挠H水性。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，聚合物是聚氨酯，由此獲得了良好的吸附性和耐候性。此外，涂層優(yōu)選設(shè)計(jì)為干燥的漆(dried varnish)，尤其是設(shè)計(jì)為干燥的水性漆。 這實(shí)現(xiàn)了涂層在交換管系上簡(jiǎn)單并環(huán)境兼容的涂敷，例如通過(guò)浸浴-涂漆。在一種尤其優(yōu)選且有利的實(shí)施形式中，涂層具有以下成分(按重量比)-10% -25%，尤其優(yōu)選16% -19%的聚合粘結(jié)劑，尤其是聚氨酯；-50% -90%,尤其優(yōu)選77% -82%的親水填料，尤其是硫酸鋇；
-0. 05% _2%，尤其優(yōu)選0. 1% -0.3%的納米級(jí)的銀顆粒；-0% -10%，尤其優(yōu)選0% -6%的添加劑，尤其是溶解劑、潤(rùn)濕劑、增溶劑、分散劑和勻染劑組中的一種或多種。涂層通常有利地具有至少約0. Ιμπι的厚度，尤其是至少約0.5μπι的厚度。因此 保證足夠量的銀來(lái)用于在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生抗菌作用。此外，涂層有利地具有不大于約5 μ m，尤其是不大于約2 μ m的厚度，使得熱交換 器不會(huì)通過(guò)聚合物產(chǎn)生明顯的隔熱性，并且保持涂層量較小且廉價(jià)。在本發(fā)明通常優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，交換管系由金屬制成，尤其是鋁合金，其中，在優(yōu)選 的詳細(xì)設(shè)計(jì)中，在涂層和金屬之間設(shè)計(jì)一阻隔層(inversion layer)。該阻隔層尤其優(yōu)選 設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)化涂層(conversion coating)，尤其是帶有親水的表面。這種轉(zhuǎn)化涂層例如可以 是鉻酸鈍化層，尤其是綠鉻酸鈍化層(greenchromating)。作為替代方案，也可以是按照專 利文獻(xiàn)DE10314700A1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化涂層。轉(zhuǎn)化涂層通常理解為在基層，例如鋁參與下產(chǎn)生的 層。作為替代或補(bǔ)充，阻隔層也可以是完全涂敷的涂層，例如聚合物。阻隔層在本發(fā)明中優(yōu) 選具有這樣的作用，使得銀顆粒不與金屬接觸并因此不會(huì)形成促進(jìn)腐蝕的局部元素。尤其， 但不是必須的，本發(fā)明涉及由鋁或鋁合金制成的熱交換器。在一種特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)形式中，交換管系包括扁管和翅片，其中，整個(gè)交換管系由 涂層覆蓋。原則上例如為了節(jié)約材料，也可考慮僅部分交換管系有涂層。對(duì)于制造方法而言，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題按照本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求12的 特征解決。其中優(yōu)選液態(tài)的混合物例如是水性分散劑，但不是必須的。也可以考慮非液相 的涂層，而是例如按粉末涂層的方式施加。在優(yōu)選的詳細(xì)設(shè)計(jì)中，所述方法包括在執(zhí)行步驟b之前在交換管系上設(shè)置尤其是 構(gòu)造為轉(zhuǎn)化涂層的阻隔層的步驟。此外，該方法通常有利地包括干燥在步驟b中施加涂層的步驟。本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)和特征由以下說(shuō)明的實(shí)施形式以及從從屬權(quán)利要求中得出。


以下根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1示出了按本發(fā)明的熱交換器的示意圖，圖2示出了圖1所示的熱交換器的表面的示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1中所示的、按本發(fā)明的熱交換器是汽車的空調(diào)設(shè)備(冷卻回路)的蒸發(fā)器。蒸 發(fā)器包括兩個(gè)互相對(duì)置的匯集器1，其通過(guò)扁管束相互連接。此外，在扁管2之間設(shè)置有用 于增大表面的翅片3。扁管或交換管2與翅片3 —起共同形成交換管系和/或蒸發(fā)器的由 空氣環(huán)流的區(qū)域。在當(dāng)前的情況下，匯集器1和交換管系2、3由鋁或鋁合金制成，并且在制造過(guò)程中 在焊爐中相互焊接。之后，蒸發(fā)器的金屬表面4首先配設(shè)轉(zhuǎn)化涂層5，然后配設(shè)抗菌的涂層 6(見(jiàn)圖2)。在焊接之后，蒸發(fā)器的整個(gè)表面4在化學(xué)和/或物理方法中配設(shè)轉(zhuǎn)化涂層，例如按照鉻酸鈍化，尤其綠鉻酸鈍化方法，或者按照專利文獻(xiàn)DE10314700A1中所記載的方法。在 此，轉(zhuǎn)化涂層的表面親水地設(shè)定。接著在用作阻隔層的轉(zhuǎn)化涂層上敷設(shè)形式為水基聚氨酯分散漆的抗菌涂層6。通 過(guò)表面的親水設(shè)計(jì)保證通過(guò)水基漆完整且良好的潤(rùn)濕。此外，水性聚氨酯_分散劑包括納米級(jí)的銀顆粒以及納米級(jí)的鹽顆粒，當(dāng)前是硫 酸鋇。在此，抗菌作用主要通過(guò)銀顆粒產(chǎn)生，其中，硫酸鋇顆粒通過(guò)在運(yùn)行中產(chǎn)生的冷凝水 保證涂層6的表面的親水性或良好的可潤(rùn)濕性。當(dāng)前分散漆由浴池施加。在施加之后，涂層在干燥步驟中在直至150°C的溫度下被 干燥。干燥之后涂層6具有以下組成(重量百分比)-聚氨酯16.2%-18. 4%
-硫酸鋇77·6 % -82 %-銀0·1%-0·3%-添加劑添加劑是對(duì)于分散漆常見(jiàn)的添加劑，如增溶劑，分散劑或勻染劑。根據(jù)設(shè)計(jì)，干燥 劑可以在漆的干燥過(guò)程中逃離。在當(dāng)前的實(shí)施例中，所產(chǎn)生的涂層6具有0. 5 μ m至2 μ m范圍內(nèi)的厚度。在蒸發(fā)器運(yùn)行中，來(lái)自冷卻的空氣的冷凝水連續(xù)地沉積在親水的涂層6上。在此， 元素銀的納米顆粒具有足夠大的表面來(lái)釋放廣泛抗菌作用的大量銀離子。因此，在交換管 系2、3的區(qū)域內(nèi)直接通過(guò)其抗菌的表面防止微生物的停留和繁殖。同時(shí)，通過(guò)硫酸鋇的親 水添加劑保證通過(guò)冷凝水良好且均勻的潤(rùn)濕。阻隔層5防止銀顆粒與蒸發(fā)器的鋁4接觸。這防止由于局部元素造成的腐蝕。通過(guò)使用元素銀實(shí)現(xiàn)了非常緩慢的抗菌材料的釋放，并從而保證了抗菌涂層長(zhǎng)時(shí) 間的壽命。涂層6尤其可以在汽車的整個(gè)壽命中提供其抗菌作用。
權(quán)利要求
一種熱交換器，尤其是用于冷卻回路的蒸發(fā)器，包括可由空氣環(huán)流的交換管系(2，3)，其特征在于，所述熱交換器，尤其是所述交換管系(2，3)至少部分段具有由帶有埋入其中的、納米級(jí)銀顆粒的聚合物形成的涂層(6)，其中，在所述涂層(6)和金屬(4)之間構(gòu)造有阻隔層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述涂層(6)具有用于產(chǎn)生親水表面 的添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其特征在于，所述添加劑包括顆粒狀的、尤其是納 米級(jí)顆粒狀的鹽，尤其是硫酸鋇。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述聚合物是聚氨酯。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述涂層(6)設(shè)計(jì)為 干燥的漆，尤其是設(shè)計(jì)為干燥的水性漆。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述涂層(6)按重量 百分比具有以下成分-10% -25%、尤其優(yōu)選16% -19%的聚合粘結(jié)劑，尤其是聚氨酯；-50% -90%、尤其優(yōu)選77% -82%的親水填料，尤其是硫酸鋇；-0. 05% _2%、尤其優(yōu)選0. 1% -0.3%的納米級(jí)的銀顆粒；-0% -10%、尤其優(yōu)選0% -6%的添加劑，尤其是來(lái)自溶解劑、潤(rùn)濕劑、增溶劑、分散劑 和勻染劑的組中的一種或多種。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述涂層(6)具有至 少約0. 1 μ m的厚度，尤其是至少約0. 5 μ m的厚度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述涂層(6)具有不 大于約5 μ m，尤其不大于約2 μ m的厚度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述交換管系(2，3) 由金屬(4)，尤其是鋁合金制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換器，其特征在于，所述阻隔層(5)設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)化涂層，尤 其是帶有親水表面的轉(zhuǎn)化涂層。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，所述交換管系包括扁 管(2)和翅片(3)，其中，整個(gè)所述交換管系由所述涂層(6)覆蓋。
12.一種用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的熱交換器的方法，其特征在于 以下步驟a.借助于焊爐中的焊接組裝所述交換管系(2，3)；b.在所述交換管系(2，3)上施加尤其是液態(tài)的混合物，用于產(chǎn)生所述涂層(6)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于以下步驟在執(zhí)行步驟b之前在所述交換管系(2，3)上設(shè)置阻隔層(5)、尤其是設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)化涂層的 阻隔層(5)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于以下步驟干燥在步驟b中施加的所述涂層(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換器，尤其是用于冷卻回路的蒸發(fā)器，包括一可由空氣環(huán)流的交換管系(2，3)，其中，所述交換管系(2，3)至少部分部段具有由帶有埋入其中的、納米級(jí)銀顆粒的聚合物形成的涂層(6)。
文檔編號(hào)F28F19/02GK101839591SQ20101013226
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者J·沙佩爾 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司