CN108351183A - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低成本且能够长期间抑制传热管的腐蚀的热交换器(1)。热交换器(1)具有:铝管(2)、铝翅片(3)、导通部(11)、粘接剂层(4)。铝翅片(3)具有铝管(2)插入的组装孔(31)。铝管(2)在导通部(11)抵接于铝翅片(3)。粘接剂层(4)形成于铝管(2)与铝翅片(3)之间。在从铝翅片(3)的板厚方向看时的俯视观察下,将粘接剂层(4)的长度与导通部(11)的长度的和设为100%时的导通部(11)的长度为5%~40%。铝管(2)的表面的自然电位比铝翅片(3)的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。
Description
技术领域
本发明涉及翅片管型热交换器。
背景技术
翅片管型热交换器具有供制冷剂流通的传热管和接合于传热管的多个翅片板。这种热交换器大多装入例如家用空调或商用空调等。
翅片管型热交换器的翅片板通过基于钎焊的金属接合或基于扩管加工的固定等方法固定于传热管。由此,翅片板和传热管进行电连接。另外,翅片板以自然电位比传热管的自然电位低的方式构成。这样构成的现有的热交换器中,翅片板成为牺牲阳极,由此,能够长期间抑制传热管的腐蚀。
但是,在将翅片板和传热管进行钎焊的情况下,需要将翅片板和传热管在氮气氛下以较高的温度进行加热,因此,难以降低制造成本。另外,扩管加工难以适用于在例如扁平多孔管等的内部具有柱状结构的传热管。
因此,为了解决这些问题,提出了使用粘接剂将传热管接合于翅片板的技术(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-152955号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,粘接剂不具有导电性,因此,当使用粘接剂要将传热管接合于翅片板时,难以将传热管和翅片板进行电连接。因此,利用粘接剂接合传热管和翅片板的热交换器难以使翅片板作为牺牲阳极发挥作用。另外,在例如粘接剂中存在针孔等缺陷的情况下,容易以缺陷为起点引起传热管的腐蚀。
为了使翅片板作为牺牲阳极发挥作用,例如,考虑向粘接剂中添加银或碳等的导电性填料,而对粘接剂赋予导电性的方法。但是,添加了导电性填料的粘接剂的价格比较高,因此,存在导致热交换器的制造成本增大的问题。
本发明是鉴于这种背景而做出的,提供一种低成本且能够长期间抑制传热管的腐蚀的热交换器。
用于解决课题的方案
本发明的一个方式提供一种热交换器,其具有:
铝管;
铝翅片,其具有插入该铝管的组装孔;
导通部,其供所述铝管和所述铝翅片抵接;以及
粘接剂层,其形成于所述铝管与所述铝翅片之间,
在从所述铝翅片的板厚方向看时的俯视观察下,将所述粘接剂层的长度与所述导通部的长度的和设为100%时的所述导通部的长度为5%~40%,
所述铝管的表面的自然电位比所述铝翅片的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。
发明效果
所述热交换器具有所述铝管和所述铝翅片。所述铝管经由所述导通部与所述铝翅片电连接。另外,所述铝管的表面的自然电位比所述铝翅片的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。因此,所述铝翅片成为牺牲阳极,能够长期间抑制所述铝管的腐蚀。
另外,在所述铝管与所述铝翅片之间形成有所述粘接剂层。因此,在将所述铝管粘接于所述铝翅片的作业中,与钎焊相比能够降低加热温度,并且能够在大气气氛下进行加热。另外,所述铝管和所述铝翅片在所述导通部进行电连接,因此,不需要向所述粘接剂层中添加导电性填料而赋予导电性。其结果,所述热交换器能够比现有的热交换器廉价地制造。
如上,所述热交换器为低成本,且能够长期间抑制铝管的腐蚀。
附图说明
图1是实施例1的热交换器的主要部分的立体图。
图2是图1的导通部附近的局部放大剖视图。
图3是沿图1的III-III线截取的局部剖视图。
图4是实验例1的粘接性的评价所使用的试样的立体图。
具体实施方式
上述热交换器中,导通部形成于在铝管与铝翅片之间不存在粘接剂层的部分。即,铝管在其外表面具有抵接于铝翅片的区域和由粘接剂层覆盖的区域。
在从铝翅片的板厚方向看时的俯视观察下,将粘接剂层的长度与导通部的长度的和设为100%时的导通部的长度设为5%~40%。通过将导通部的长度设为5%以上,能够充分扩大铝翅片与铝管进行金属接触的面积。由此,能够将铝翅片和铝管可靠地电连接,并长期间抑制铝管的腐蚀。
另外,通过将导通部的长度设为40%以下,能够充分扩大铝翅片与铝管的粘接面积。其结果,能够进一步提高铝翅片与铝管的粘接力。
因此,通过将导通部的长度设为5%~40%,能够得到抑制铝管的腐蚀的效果且提高铝翅片与铝管的粘接力。从同样的观点来看,优选将导通部的长度设为10~30%。
铝管的表面的自然电位比铝翅片的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。通过将两者的电位差设为上述特定的范围,能够使铝翅片作为牺牲阳极发挥作用。其结果,能够长期间抑制铝管的腐蚀。
在铝管的自然电位比铝翅片的自然电位低的情况下,铝管比铝翅片先腐蚀,因此,铝管的腐蚀反而提前。
在两者的电位差低于30mV的情况下,抑制铝管的腐蚀的效果可能不充分。从避免该问题的观点来看,铝管表面的自然电位与铝翅片表面的自然电位的电位差设为30mV以上。从同样的观点来看,优选将两者的电位差设为60mV以上。
另一方面,在两者的电位差比200mV大的情况下,铝翅片的腐蚀速度过大,因此,可能提前损害铝翅片的牺牲阳极的作用。其结果,抑制铝管的腐蚀的效果可能不充分。从避免该问题的观点来看,铝管表面的自然电位与铝翅片表面的自然电位的电位差设为200mV以下。从同样的观点来看,优选将两者的电位差设为150mV以下。
作为铝管,能够采用圆管、椭圆管及扁平管等具有各种形状的管材。铝管也可以是通过挤出加工而形成的挤出形材,也可以是将成形为管状的铝板通过钎焊等进行接合而成的成形板材。此外,上述的扁平管中包含在管内部具有多条流路的所谓的扁平多孔管。
在铝管为扁平管的情况下,优选该扁平管的宽度方向的端部与上述铝翅片抵接。即,优选在扁平管的宽度方向的端部形成有导通部。在铝管为扁平管的情况下,将插入于组装孔的扁平管沿宽度方向按压,由此,能够以较小的按压力使扁平管与铝翅片抵接。因此,在该情况下,在将扁平管粘接于铝翅片的作业中,能够更有效地抑制伴随按压的扁平管及铝翅片的变形。
另外,优选上述粘接剂层形成于扁平管的扁平表面与铝翅片之间。在扁平管的扁平表面上,能够使用例如辊涂法等容易地涂布粘接剂。而且,通过将预先在扁平表面涂布了粘接剂的扁平管插入组装孔,能够在铝翅片与扁平表面之间更容易地形成粘接剂层。因此,在该情况下,能够进一步提高将扁平管粘接于铝翅片的作业的操作性。
也可以在铝管的表面形成锌的喷镀膜。在该情况下,能够更长期间抑制铝管的腐蚀。在形成锌的喷镀膜的情况下,锌向铝管表面的附着量优选设为3~12g/m2。
铝管也可以由铝构成,也可以由铝合金构成。作为铝合金,能够采用具有例如包含Mn(锰)、Si(硅)、Fe(铁)及Cu(铜)且余量由Al(铝)及不可避免的杂质构成的化学成分的合金。
Mn的含量优选为0.10~1.50质量%。通过将Mn的含量设为0.10质量%以上,能够增多Al-Mn系金属间化合物的量。其结果,能够进一步提高铝管的强度。另外,在共存有Mn和Fe的情况下,通过Fe掺入于Al-Mn系金属间化合物中,能够避免基于Fe的耐腐蚀性的降低。
另外,Mn能够将铝管的自然电位设为高。因此,通过将Mn的含量设为0.10质量%以上,能够容易增大铝管与铝翅片的电位差。其结果,能够进一步提高铝管的耐腐蚀性。
另一方面,当Al-Mn系金属间化合物的量过多时,反而可能导致挤出性的降低。因此,从避免挤出性降低的观点来看,优选将Mn的含量设为1.50质量%以下。
Si的含量优选为0.10~0.60质量%。通过Si和Mn共存,生成Al-Mn-Si系金属间化合物。由此,能够降低Al-Mn系金属间化合物的生成量。因此,通过将Si的含量设为0.10质量%以上,能够容易避免Al-Mn系金属间化合物的过度的生成,进而能够容易避免铝管的挤出性的降低。
另一方面,当Si的含量过多时,反而可能导致挤出模具的寿命的降低或挤出性的降低。因此,从避免这些问题的观点来看,优选将Si的含量设为0.60质量%以下。
Fe的含量优选为0.10~0.80质量%。通过Fe和Mn或Si共存,生成Al-Mn-Fe系金属间化合物或Al-Mn-Fe-Si系金属间化合物。由此,能够降低Al-Mn系金属间化合物的生成量。因此,通过将Fe的含量设为0.10质量%以上,能够容易避免Al-Mn系金属间化合物的过度的生成,进而能够容易避免铝管的挤出性的降低。
另一方面,Fe的含量过多时,含有Fe的金属间化合物结晶于铝管的表面,因此,可能导致耐腐蚀性的降低。另外,在该情况下,可能降低铝管的挤出性。因此,从避免这些问题的观点来看,优选将Fe的含量设为0.80质量%以下。
Cu的含量优选为0.050~0.70质量%。Cu能够提高铝管的自然电位。因此,通过将Cu的含量设为0.050质量%以上,能够容易增大铝管与铝翅片的电位差。其结果,能够进一步提高铝管的耐腐蚀性。
另一方面,在Cu的含量过多的情况下,有时含有Cu的金属间化合物析出。该金属间化合物促进阴极反应,因此,有时导致腐蚀速度的增大。因此,从避免腐蚀速度的增大的观点来看,优选将Cu的含量设为0.70质量%以下。
组装于上述铝管的铝翅片通常具有0.07~0.15mm的板厚。另外,铝翅片具有插入铝管的组装孔。组装孔形成为例如圆形、椭圆形或长圆形等的、与铝管的外形对应的形状。
上述组装孔也可以是设置于上述铝翅片的切口。在该情况下,能够通过从上述切口的开放部将铝管压入的所谓的机械插入法(日语:カチコミ法)制作热交换器。另外,在该情况下,在向切口压入铝管后,能够使铝翅片与铝管容易抵接。其结果,能够容易形成导通部。
切口优选形成为例如半圆形、半椭圆形或U字形状等的、与铝管的外形对应的形状。在该情况下,能够更容易进行铝翅片与铝管的电连接,并且进一步提高两者的粘接力。
上述铝翅片也可以具有从上述组装孔的周缘突出的卡圈部。在该情况下,能够使插入于组装孔的铝管容易抵接于卡圈部。其结果,能够容易地形成导通部。
在铝管为扁平管的情况下,卡圈部的高度为200μm以上,且上述扁平管的厚度的1/2以下,上述卡圈部的高度方向上的上述卡圈部与上述粘接剂层的接触长度优选为200μm以上且上述卡圈部的高度以下。
通过将卡圈部的高度设为200μm以上,能够进一步扩大扁平管与卡圈部的抵接部分的面积。其结果,能够容易形成导通部。另一方面,在卡圈部的高度过高的情况下,需要扩大铝翅片的间距,因此,安装于扁平管的铝翅片的片数变少。其结果,可能导致热交换器的冷却性能的恶化。从避免该问题的观点来看,优选将卡圈部的高度设为扁平管的厚度的1/2以下。
另外,通过将卡圈部与粘接剂层的接触长度设为200μm以上,能够进一步提高扁平管与铝翅片的粘接力。此外,卡圈部与粘接剂层的接触长度在结构上成为卡圈部的高度以下。
铝翅片也可以由铝构成,也可以由铝合金构成。作为铝合金,能够采用例如包含Zn(锌)、Fe、Mn、Si、Cu、Mg(镁)、Cr(铬)、Ti(钛)、V(钒)及Sn(锡)等的添加元素中的1种以上且余量由Al及不可避免的杂质构成的合金。
Zn的含量优选为6.0质量%以下。Zn能够使铝翅片表面的自然电位弱化。通过将Zn的含量设为上述特定的范围,能够容易进行铝翅片表面的自然电位与铝管表面的自然电位的电位差的调整。其结果,能够容易实现上述特定的范围的电位差。
另一方面,在Zn的含量过多的情况下,反而有时导致铝翅片的自我耐腐蚀性的降低。从避免该问题的观点来看,优选将Zn的含量设为6.0质量%以下。
Fe的含量优选为0.10~0.80质量%。Fe固溶于Al基体中,通过固溶强化能够提高铝翅片的强度。另外,Fe作为Fe系结晶物分散于母材中,通过分散强化也能够提高铝翅片的强度。通过将Fe的含量设为0.10质量%以上,能够通过固溶强化及分散强化进一步提高铝翅片的强度。
Fe的含量过多时,含有Fe的金属间化合物在铝翅片的表面进行结晶,因此,可能导致耐腐蚀性的降低。因此,从避免耐腐蚀性的降低的观点来看,优选将Fe的含量设为0.80质量%以下。
Mn的含量优选为0.10~2.0质量%。通过将Mn的含量设为0.10质量%以上,能够增多Al-Mn系金属间化合物的量。其结果,能够进一步提高铝管的强度。另外,在Mn和Fe共存的的情况下,通过Fe掺入于Al-Mn系金属间化合物中,能够避免基于Fe的耐腐蚀性的降低。
另一方面,当Mn的含量过多时,形成粗大的金属间化合物,反而可能导致制造性的恶化。因此,从避免制造性的恶化的观点来看,优选将Mn的含量设为2.0质量%以下。
Si的含量优选为0.10~1.50质量%。Si固溶于铝基体中,具有根据添加量提高铝翅片的强度的作用。另外,Si与Mn共存,由此,具有使微细的Al-Mn-Si系金属间化合物析出,而提高强度及加工性的作用。通过将Si的含量设为0.10质量%以上,能够得到这些效果。
另一方面,Si的含量过多时,可能降低铝翅片的耐腐蚀性。因此,从避免耐腐蚀性的降低的观点来看,优选将Si的含量设为1.50质量%以下。
Cu的含量优选为0.10质量%以下。Cu的含量过多时,可能导致铝翅片的腐蚀速度的增大及表面的自然电位的增强。通过将Cu的含量限制在0.10质量%以下,能够容易避免这些问题。
另外,为了进一步提高铝翅片的强度及耐腐蚀性,也可以适宜添加Mg、Cr、Ti、V及Sn等。
在铝管与铝翅片之间形成有粘接剂层。作为粘接剂层,例如能够使用热塑性树脂及热熔粘接剂等的热熔融型粘接剂、热固化性树脂及加热固化型粘接剂等的反应型粘接剂等的粘接剂。作为加热固化型粘接剂,具体而言,能够使用环氧系粘接剂、聚氨酯系粘接剂及酚醛系粘接剂等公知的粘接剂。这些粘接剂也可以单独使用,也可以并用多种。
粘接剂层优选包覆除导通部以外的铝管的外表面整体。在该情况下,通过粘接剂层的存在,能够进一步提高铝管的耐腐蚀性。
另外,铝管及铝翅片优选在表面上具有化学转化皮膜。通过在铝管及铝翅片的表面形成化学转化皮膜,能够进一步提高粘接剂层的粘接性。其结果,能够进一步提高铝管与铝翅片的粘接力。
作为化学转化皮膜,例如能够采用通过磷酸铬酸盐处理、铬酸铬酸盐处理、磷酸锆处理、磷酸钛处理等的反应型化成处理;涂布型铬酸盐处理、涂布型锆处理等的涂布型化成处理;勃姆石处理等的氧化被膜系化成处理等的各种处理形成的被膜。
实施例
(实施例1)
使用附图说明上述热交换器的实施例。如图1所示,热交换器1具有:铝管2、铝翅片3、导通部11、粘接剂层4。如图1及图3所示,铝翅片3具有供铝管2插入的组装孔31。如图1及图2所示,铝管2在导通部11抵接于铝翅片3。如图1~图3所示,粘接剂层4形成于铝管2与铝翅片3之间。
另外,铝管2经由导通部11与铝翅片3电连接。而且,铝管2的表面的自然电位比铝翅片3的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。
如图1所示,本例的热交换器1具有在板厚方向上相互隔开间隔地排列的多个铝翅片3和在铝翅片3的板厚方向延伸的多个铝管2。铝翅片3在从板厚方向看时的俯视观察时呈现大致长方形状。
如图1所示,本例的铝翅片3的组装孔31是设置于铝翅片3的外周缘部的切口311。切口311从铝翅片3的外周缘部沿板宽方向延伸,俯视时呈现U字状。另外,切口311以能够从设置于铝翅片3的外周缘部的开放部312将铝管2压入的方式构成。
另外,如图1及图3所示,本例的铝翅片3具有从组装孔31的周缘突出的卡圈部32。卡圈部32的高度没有特别限定,例如,能够设为200μm以上。
如图1所示,本例的铝管2是长度方向的截面呈现长圆形、且在内部形成有多个流路211的扁平多孔管21。扁平多孔管21以其宽度方向与翅片板的板宽方向平行的方式配置。另外,如图1及图2所示,扁平多孔管21在其宽度方向上的一端部212即表面呈现曲面状的部分抵接于卡圈部32。而且,扁平多孔管21的一端部212和卡圈部32的U字形状的前端部321构成导通部11。
如图1所示,扁平多孔管21的扁平表面213及另一端部214由粘接剂层4覆盖。另外,如图2及图3所示,粘接剂层4形成于扁平多孔管21的扁平表面213与卡圈部32之间。
本例的热交换器1例如能够以如下方式进行制作。首先,将通过常规方法准备的铝翅片3在板厚方向上相互隔开间隔地排列。接着,向通过常规方法准备的扁平多孔管21的扁平表面213及另一端部214,使用辊涂法等涂布粘接剂。此外,此时,也可以将扁平多孔管21的一端部212利用遮蔽材料进行包覆。在该情况下,能够可靠地防止粘接剂向一端部212的附着。
涂布粘接剂之后,向铝翅片3的组装孔31压入扁平多孔管21,使扁平多孔管21的一端部212与卡圈部32的前端部321抵接。由此,形成导通部11。然后,通过将粘接剂加热使其固化,形成粘接剂层4,并且将铝翅片3和扁平多孔管21进行粘接。根据以上方法,能够制作热交换器1。
接着,说明本例的热交换器1的作用效果。热交换器1具有作为铝管2的扁平多孔管21和铝翅片3。扁平多孔管21经由导通部11与铝翅片3电连接。另外,扁平多孔管21的表面的自然电位比铝翅片3的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。因此,铝翅片3成为牺牲阳极,能够长期间抑制扁平多孔管21的腐蚀。
另外,如图2及图3所示,在扁平多孔管21与铝翅片3之间形成有粘接剂层4。因此,在将扁平多孔管21粘接于铝翅片3的作业中,与钎焊相比能够降低加热温度,并且能够在大气气氛下进行加热。另外,扁平多孔管21和铝翅片3在导通部11电连接,因此,不需要向粘接剂层4中添加导电性填料,而赋予导电性。其结果,与现有的热交换器1相比,热交换器1能够廉价地制造。
如以上,热交换器1为低成本,且能够长期间抑制扁平多孔管21的腐蚀。
另外,如图1及图2所示,本例中,扁平多孔管21的宽度方向上的一端部212的形状与铝翅片3的卡圈部32的形状对应。因此,能够更容易形成导通部11。
另外,铝翅片3形成有卡圈部32,因此,具有与不具有卡圈部32的铝翅片相比更高的刚性。由此,在向组装孔31压入扁平多孔管21的作业等中,能够更有效地抑制伴随按压的铝翅片3的变形。
另外,如图2及图3所示,粘接剂层4形成于扁平多孔管21的扁平表面213与铝翅片3之间。因此,通过将预先在扁平表面213涂布了粘接剂的扁平多孔管21插入于组装孔31,能够在铝翅片3与扁平表面213之间更容易形成粘接剂层4。因此,在该情况下,能够进一步提高将扁平多孔管21粘接于铝翅片3的作业的操作性。
另外,如图1所示,本例的组装孔31是设置于铝翅片3的U字状的切口311。因此,通过从切口311的开放部312压入扁平多孔管21,能够容易制作热交换器1。另外,在向切口311压入扁平多孔管21后,能够使铝翅片3与扁平多孔管21容易地抵接。其结果,能够容易形成导通部11。
另外,铝翅片3具有从组装孔31的周缘突出的卡圈部32。在该情况下,因此,能够使插入于组装孔31的扁平多孔管21容易抵接于卡圈部32。其结果,能够容易形成导通部11。
(实验例1)
本例是评价热交换器1的性能的例子。用于评价的试验体以如下方式制作。此外,以下使用的符号中,与实施例中使用的符号相同的符号只要没有特别说明,就表示与实施例1同样的构成要素等。
<铝翅片3的准备>
对具有表1所示的化学成分的铝合金(合金A1~A7)的铸锭依次进行热轧、冷轧、退火及冷轧,而制作出板厚0.1mm的铝板。对得到的铝板实施冲压加工,制作出具有与实施例1同样的形状的铝翅片3。此外,本例的铝翅片3的长度为40mm,板宽为20mm,卡圈部32的高度为150μm。另外,在铝翅片3上等间隔地形成3个部位的切口311。另外,表1中的记号“Bal.”是表示余量的记号。
<扁平多孔管21的准备>
对具有含有Si:0.15质量%,Mn:0.12质量%,Cu:0.43质量%及Fe:0.20质量%,且余量由Al及杂质构成的化学成分的铝合金的铸锭进行挤出加工,制作出截面形状为长圆形的扁平多孔管21。此外,本例的扁平多孔管21的长度为60mm,宽度为14mm,厚度为1.5mm,壁厚为0.35mm。另外,扁平多孔管21具备16条呈现0.5mm四方的正方形状的流路211。
<试验体的装配>
以导通部11的长度成为表2所示的值的方式,利用遮蔽材料包覆扁平多孔管21的宽度方向上的一端部212及其附近。接着,向扁平多孔管21的扁平表面213及另一端部214涂布环氧系粘接剂,以100℃加热10分钟,由此,使粘接剂干燥。然后,从扁平多孔管21剥离遮蔽材料,使铝合金露出。
接着,将20张铝翅片3以1.5mm的间距排列。从一端部212向这些铝翅片3的组装孔31压入扁平多孔管21,使该端部212与卡圈部32的前端部321抵接。然后,维持扁平多孔管21和卡圈部32抵接的状态,且将它们以175℃进行15分钟加热。由此,使粘接剂固化,形成厚度15~25μm的粘接剂层4。通过以上方法,制作出表2所示的试验体。
使用通过以上方法得到的试验体,对以下的项目进行评价。
<扁平多孔管21与铝翅片3的电接触>
使电导率计(日本Foerster株式会社制造“Sigmatest2.069”)的端子与铝翅片3及扁平多孔管21分别接触,测定电阻。其结果,对于电阻值呈现0Ω的试验体,在表2中的“金属接触”的栏中记载为“A”,对于呈现比0Ω大的值的试验体,在同一栏中记载为“B”。
<自然电位>
准备使用乙酸调整成pH3的5%NaCl水溶液。使用该水溶液,在室温下对铝翅片3表面的自然电位及扁平多孔管21表面的自然电位进行测定。将其结果记载于表2中。另外,将扁平多孔管21的表面的自然电位减去铝翅片3的表面的自然电位的电位差记载于表2中的“电位差”的栏中。
<导通部11的长度>
将各试验体在卡圈部32的高度方向的中央进行切断,使截面露出。而且,取得该截面的光学显微镜图像。基于得到的光学显微镜图像,算出卡圈部32与粘接剂层4相接的部分的长度LA[mm]及卡圈部32与扁平多孔管21相接的部分的长度LB[mm]。而且,将LA设为粘接剂层4的长度,将LB设为导通部11的长度,计算LB/(LA+LB)×100的值。将其结果记载于表2中。
<粘接性>
与耐腐蚀性评价等所使用的试验体不同,如图4所示,准备一条扁平多孔管21粘接于铝翅片3的试样。该试样除了在铝翅片3设有用于利用连结销5连结铝翅片3彼此的贯通孔33的点、及扁平多孔管21的数量为一条的点以外,具有与耐腐蚀性评价等所使用的试验体同样的结构。此外,图4中,通过减少流路211的条数,而将扁平多孔管21简化表示。
如图4所示,向贯通孔33中插入连结销5将铝翅片3彼此连结。而且,在固定扁平多孔管21的状态下拉伸连结销5,并测定直到扁平多孔管21从铝翅片3完全拔出的最大载荷。而且,将得到的最大载荷除以铝翅片3的张数的值设为扁平多孔管21与铝翅片3的粘接力。在该粘接力为400N以上的情况下,在表2中的“粘接性”的栏中记载为“A+”,在300N以上且低于400N的情况下,在同一栏中记载为“A”,在低于300N的情况下,在同一栏中记载为“B”。
<耐腐蚀性>
通过按照ASTM G85的方法,将SWAAT试验实施3000小时。试验结束后,进行扁平多孔管21的截面观察,并测定最大腐蚀深度。截面观察的结果,在表2中的“耐腐蚀性”的栏中,在最大腐蚀深度为100μm以内的情况下,记载为“A+”,在最大腐蚀深度超过100μm且低于350μm的情况下,记载为“A”,在扁平多孔管21由于腐蚀发生贯通的情况下,记载为“B”的记号。
[表1]
[表2]
如表1及表2所示,试验体1~21具有导通部11,扁平多孔管21的表面的自然电位与铝翅片3的表面的自然电位的电位差为上述特定的范围。因此,粘接性及耐腐蚀性两方面优异。
另外,两者的电位差处于60~150mV的范围内的试验体2~3、6~7、10~12、15~16及19~20呈现特别优异的耐腐蚀性。
另一方面,试验体22、24及26的上述电位差较小,因此,铝翅片3的防腐蚀效果不充分。另外,试验体23、25及27的上述电位差较大,因此,铝翅片3的腐蚀速度过大。其结果,提前损害了铝翅片3的牺牲阳极的作用。
试验体28~31的导通部11的长度比上述特定的范围小,因此,未形成扁平多孔管21与铝翅片3的电连接。其结果,铝翅片3未成为牺牲阳极。
试验体32~35的导通部11的长度比上述特定的范围大,因此,扁平多孔管21与铝翅片3的粘接性较低。
(实验例2)
本例是将卡圈部32的高度进行各种变更时的、评价铝翅片3与铝管2的粘接性的例子。本例中,除了表3所示那样变更了卡圈部32的高度以外,通过与实验例1同样的方法制作出试验体。而且,通过与实施例2同样的方法进行了所得到的试验体的粘接性的评价。
另外,本例中,通过以下的方法,对得到的试验体的卡圈部32与粘接剂层4的接触长度进行了测定。
<卡圈部32与粘接剂层4的接触长度>
将各试验体在铝翅片3的板宽方向的中央进行切断,使图3所示的截面露出。而且,取得该截面的光学显微镜图像。基于得到的光学显微镜图像,测定卡圈部32与粘接剂层4相接的部分的长度。将其结果记载于表3中的“卡圈部32与粘接剂层4的接触长度”的栏中。
[表3]
如表3所示,试验体36及37的卡圈部32的高度为200μm以上,且为扁平多孔管21的厚度的1/2以下。另外,卡圈部32与粘接剂层4的接触长度为200μm以上,且为卡圈部32的高度以下。因此,与卡圈部32的高度及卡圈部32与粘接剂层4的接触长度为上述特定的范围外的试验体38相比,粘接性良好。
(实验例3)
本例是关于形成化学转化皮膜时的铝翅片3与铝管2的粘接性,使用试样进行评价的例子。本例中,如以下方式制作试样,并进行JIS K6850所规定的拉伸剪断试验。
<基材及被粘接材>
准备多张由JIS A1050铝构成的厚度3.0mm、宽度25mm、长度100mm的板材,并进行脱脂处理。然后,对一部分板材进行磷酸铬酸盐处理,在表面上形成化学转化皮膜。磷酸铬酸盐处理中的Cr的附着量设为20mg/m2。
<试样的制作>
将通过上述方式得到的板材作为基材及被粘接材,通过以下的步骤制作试样。首先,向基材的表面涂布环氧系粘接剂,以100℃进行10分钟加热,使粘接剂干燥。粘接剂的厚度设为15~25μm。接着,通过表4所示的组合将基材和被粘接材重叠,并以170℃进行15分钟的加热。基材与被粘接材的重叠长度设为12.5mm±0.25mm。通过以上方式粘接基材和被粘接材,制作出试样。
使用得到的试样进行拉伸剪断粘接试验,并观察粘接剂的破断形态。将其结果在表4中表示。
[表4]
如表4所示,在基材及被粘接材双方形成了化学转化皮膜的试样B1的破断形态为粘接剂的凝聚破坏。另一方面,试验体B2~B4的破断形态均是不具有化学转化皮膜的基材与粘接剂的界面或不具有化学转化皮膜的被粘接材与粘接剂的界面中的界面剥离。根据这些结果能够理解,粘接剂层4与化学转化皮膜的粘接性比粘接剂层4与铝的粘接性高。因此,能够理解,通过在铝管2及铝翅片3双方形成化学转化皮膜,能够进一步提高铝管2与铝翅片3的粘接性。
此外,本发明的热交换器1不限定于上述的实施例及实验例的方式,能够在不损害其宗旨的范围内适当变更结构。例如,实施例1中,说明了铝管2的外表面的导通部11以外的整个面被粘接剂层4覆盖的例子,但也可以为铝管2的另一端部214不被粘接剂层4覆盖,而露出铝。
另外,实施例及实验例中,表示了使用扁平多孔管21作为铝管2的例子,但也能够使用圆管或椭圆管等来代替扁平多孔管21。另外,实施例及实验例中,表示了组装孔31为切口311的例子,但组装孔31也可以设为圆形或椭圆形、长圆形等的不具有开放部312的形状。在该情况下,通过将预先在表面上涂布有粘接剂的铝管2从铝翅片3的板厚方向插入于组装孔31,能够装配热交换器1。
另外,形成于铝管2的内部的流路211能够根据要求的冷却性能进行适当变更。例如,实施例及实验例中,表示了具有正方形状的流路211的扁平多孔管21的例子,但也能够将流路211的形状设为三角形状。另外,也能够在流路211的内部设置用于打乱制冷剂的流动的突起等。
Claims (5)
1.一种热交换器,其具有:
铝管;
铝翅片,其具有插入该铝管的组装孔;
导通部,其供所述铝管和所述铝翅片抵接;以及
粘接剂层,其形成于所述铝管与所述铝翅片之间,
在从所述铝翅片的板厚方向看时的俯视观察下,将所述粘接剂层的长度与所述导通部的长度的和设为100%时的所述导通部的长度为5%~40%,
所述铝管的表面的自然电位比所述铝翅片的表面的自然电位高,且两者的电位差为30~200mV。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,
所述铝管为扁平管,该扁平管的宽度方向的端部与所述铝翅片抵接。
3.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,
所述粘接剂层形成于所述扁平管的扁平表面与所述铝翅片之间。
4.根据权利要求2或3所述的热交换器,其特征在于,
所述铝翅片具有从所述组装孔的周缘突出的卡圈部,该卡圈部的高度为200μm以上,且为所述扁平管的厚度的1/2以下,所述卡圈部的高度方向上的所述卡圈部与所述粘接剂层的接触长度为200μm以上,且为所述卡圈部的高度以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的热交换器,其特征在于,
所述铝管及所述铝翅片在表面上具有化学转化皮膜。
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