EP1483543B1 - Procede de traitement de surface d'un evaporateur brase - Google Patents

Procede de traitement de surface d'un evaporateur brase Download PDF

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EP1483543B1
EP1483543B1 EP03725289A EP03725289A EP1483543B1 EP 1483543 B1 EP1483543 B1 EP 1483543B1 EP 03725289 A EP03725289 A EP 03725289A EP 03725289 A EP03725289 A EP 03725289A EP 1483543 B1 EP1483543 B1 EP 1483543B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/04—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by preventing the formation of continuous films of condensate on heat-exchange surfaces, e.g. by promoting droplet formation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic

Definitions

  • the invention relates to a surface treatment method of a brazed evaporator made of aluminum or aluminum alloy, in particular for a refrigerant circuit in an air-conditioning installation of the passenger compartment of a vehicle.
  • an evaporator In vehicle air conditioning installations, an evaporator is swept by a flow of air to be cooled. Due to the low temperature of the surfaces of the evaporator exposed to the air flow, the moisture contained therein tends to be deposited on these surfaces, which entails various disadvantages. The water thus deposited reduces the air passage section and prevents direct contact between it and the metal surfaces of the evaporator, adversely affecting the heat exchange capacity. Drops of water are projected into the airflow. Dirt adheres to wet surfaces, promoting microbial growth and the production of unpleasant odors.
  • the step of covering the surfaces of treatment liquid is preceded by a preliminary surface conversion step intended to allow good adhesion of the film-forming layer, hydrophilic and antimicrobial. Conversion can be achieved by means of hexavalent chromium salts or zirconium or titanium compounds, or may be phosphating.
  • the invention aims in particular at a process of the kind defined in the introduction, and provides that said substances comprise one or more substances capable of conferring on said layer substrate adhesion properties and film-forming, anticorrosive and hydrophilic properties and one or more specific substances. imparting to said layer antimicrobial properties, the weight ratio between the substances capable of imparting adhesion properties and film-forming, anticorrosive and hydrophilic properties and the substances capable of conferring antimicrobial properties being less than or equal to 2/100, and said surfaces of the treatment liquid are covered without a prior surface conversion step.
  • the subject of the invention is also a brazed evaporator made of aluminum or aluminum alloy, in particular for a refrigerant circuit in an air-conditioning installation of the passenger compartment of a vehicle, for example obtained by the process as defined above.
  • the surfaces intended to come into contact with a medium to be cooled are coated with an adherent layer containing one or more substances giving the said layer substrate adhesion properties and film-forming, anticorrosive and hydrophilic properties and one or more a plurality of substances imparting to said layer antimicrobial properties, the weight ratio between the substances imparting adhesion properties and the film-forming, anti-corrosion and hydrophilic properties and the substances conferring antimicrobial properties being less than or equal to 2/100, and said surfaces being free of any surface conversion undercoat.
  • the treatment liquid contains polymers of the polyurethane, epoxy, silicone, acrylic, polyimine, polyamine and polyurea types, these can give the resulting layer substrate adhesion properties and / or film-forming and / or hydrophilic properties. according to their degree of crosslinking. More specifically, uncrosslinked polymers provide only adhesion properties, partially crosslinked polymers provide all three types of properties, and fully crosslinked polymers provide adhesion properties and film forming properties.
  • the process according to the invention is equally applicable to brazers in a controlled atmosphere and to evaporators brazed under vacuum.
  • the constituents of the treatment liquid can be used in the usual manner, that is to say in particular in the form of an aqueous solution, the immersion being followed by dewatering and drying in an oven.
  • the adhesion of the layer obtained by the process according to the invention not only dispenses with the preliminary step of surface conversion, but also from any prior step of degreasing or stripping if the state of the surfaces so permits.

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Description

  • L'invention concerne un procédé de traitement de surface d'un évaporateur brasé en aluminium ou alliage d'aluminium, notamment pour un circuit de fluide réfrigérant dans une installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule.
  • Dans les installations de climatisation de véhicules, un évaporateur est balayé par un flux d'air à refroidir. En raison de la température basse des surfaces de l'évaporateur exposées au flux d'air, l'humidité contenue dans ce dernier tend à se déposer sur ces surfaces, ce qui entraîne divers inconvénients. L'eau ainsi déposée réduit la section de passage de l'air et empêche un contact direct entre celui-ci et les surfaces métalliques de l'évaporateur, nuisant à la capacité d'échange de chaleur. Des gouttes d'eau sont projetées dans le flux d'air. Des souillures adhèrent sur les surfaces mouillées, favorisant une prolifération microbienne et la production d'odeurs désagréables.
  • Pour remédier à ces inconvénients, on connaît, notamment par US 5 538 078 A, un procédé dans lequel on recouvre les surfaces de l'évaporateur destinées à venir en contact avec un milieu à refroidir d'un liquide de traitement et on fait sécher ledit liquide, celui-ci contenant des substances propres à former après séchage sur lesdites surfaces une couche adhérente possédant des propriétés filmogènes, hydrophiles et antimicrobiennes.
  • Dans ce procédé connu, l'étape consistant à recouvrir les surfaces de liquide de traitement est précédée par une étape préalable de conversion de surface destinée à permettre un bon accrochage de la couche filmogène, hydrophile et anti-microbienne. La conversion peut être réalisée au moyen de sels de chrome hexavalent ou de composés de zirconium ou de titane, ou peut être une phosphatation.
  • Alors que cette étape de conversion avait toujours été considérée comme indispensable, on a constaté, de manière surprenante, qu'un dosage approprié des constituants du liquide de traitement permet d'obtenir une bonne adhérence de la couche finale sans avoir recours à cette étape.
  • L'invention vise notamment un procédé du genre défini en introduction, et prévoit que lesdites substances comprennent une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés d'adhérence au substrat et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés antimicrobiennes, le rapport pondéral entre les substances propres à conférer des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et les substances propres à conférer des propriétés antimicrobiennes étant inférieur ou égal à 2/100, et qu'on recouvre lesdites surfaces du liquide de traitement sans étape préalable de conversion de surface.
  • Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:
    • On recouvre lesdites surfaces du liquide de traitement sans étape préalable de dégraissage ou de décapage desdites surfaces.
    • Le rapport pondéral entre les substances propres à conférer des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et les substances propres à conférer des propriétés antimicrobiennes est compris entre 0,1/100 et 2/100.
    • Lesdites substances ne présentent pas d'odeur propre.
    • Lesdites substances comprennent, en tant que substances propres à conférer à ladite couche des propriétés d'adhérence au substrat, un ou plusieurs polymères choisis parmi les types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée.
    • Lesdites substances comprennent une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche à la fois des propriétés filmogènes, anticorrosion et des propriétés hydrophiles.
    • Lesdites substances propres à conférer à la fois des propriétés filmogènes et anticorrosion et des propriétés hydrophiles sont des polymères choisis parmi les types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée, partiellement réticulés de manière à laisser subsister des groupes hydrophiles tels que des groupes carboxylique, hydroxyle, aminé, imine, cétone et aldéhyde.
    • Lesdites substances comprennent une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés filmogènes et anticorrosion et une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés hydrophiles, le rapport pondéral entre les substances propres à conférer des propriétés filmogènes et anticorrosion et les substances propres à conférer des propriétés hydrophiles étant compris entre 20/100 et 50/100.
    • Lesdites substances propres à conférer des propriétés filmogènes et anticorrosion sont des polymères choisis parmi les types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée, réticulés de manière à ne laisser subsister pratiquement aucun groupe hydrophile, et lesdites substances propres à conférer des propriétés hydrophiles sont choisies parmi la silice, la silice modifiée par la liaison de radicaux organiques à des atomes de silicium, l'oxyde de titane et les variétés hydrophiles de zéolites.
    • Lesdites substances propres à conférer des propriétés antimicrobiennes sont des composés organiques ou organométalliques choisis parmi les sels de cuivre, les sels de zinc, la 2-n-octylisothiazoline-3-one, le zinc-pyridinethione, le thiabendazole et le méthyl-2-benzimidazolecarbamate.
  • L'invention a également pour objet un évaporateur brasé en aluminium ou alliage d'aluminium, notamment pour un circuit de fluide réfrigérant dans une installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, par exemple obtenu par le procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel les surfaces destinées à venir en contact avec un milieu à refroidir sont revêtues d'une couche adhérente contenant une ou plusieurs substances conférant à ladite couche des propriétés d'adhérence au substrat et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et une ou plusieurs substances conférant à ladite couche des propriétés antimicrobiennes, le rapport pondéral entre les substances conférant des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et les substances conférant des propriétés antimicrobiennes étant inférieur ou égal à 2/100, et lesdites surfaces étant exemptes de toute sous-couche de conversion de surface.
  • L'évaporateur selon l'invention peut comporter au moins certaines des particularités suivantes:
    • Lesdites substances sont telles que définies plus haut.
    • L'épaisseur de ladite couche est comprise entre 0,1 et 5 µm.
    • Ladite couche est propre à limiter les phénomènes d'adsorption et de désorption de manière à éviter la formation d'odeurs.
    • Ladite couche est insoluble dans l'eau.
  • Lorsque le liquide de traitement contient des polymères des types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée, ceux-ci peuvent conférer à la couche résultante des propriétés d'adhérence au substrat et/ou des propriétés filmogènes et/ou hydrophiles, selon leur degré de réticulation. Plus précisément des polymères non réticulés apportent seulement des propriétés d'adhérence, des polymères partiellement réticulés apportent les trois types de propriétés et des polymères totalement réticulés apportent des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes.
  • Le procédé selon l'invention est applicable indifféremment aux évaporateurs brasés en atmosphère contrôlée et aux évaporateurs brasés sous vide.
  • Les constituants du liquide de traitement peuvent être mis en oeuvre de la manière habituelle, c'est-à-dire notamment sous forme de solution aqueuse, l'immersion étant suivie d'un égouttage et d'un séchage en étuve.
  • L'adhérence de la couche obtenue par le procédé selon l'invention dispense non seulement de l'étape préalable de conversion de surface, mais également de toute étape préalable de dégraissage ou de décapage si l'état des surfaces le permet.

Claims (15)

  1. Procédé de traitement de surface d'un évaporateur brasé en aluminium ou alliage d'aluminium, notamment pour un circuit de fluide réfrigérant dans une installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, dans lequel on recouvre les surfaces de l'évaporateur destinées à venir en contact avec un milieu à refroidir d'un liquide de traitement et on fait sécher ledit liquide, celui-ci contenant des substances propres à former après séchage sur lesdites surfaces une couche adhérente possédant des propriétés filmogènes, hydrophiles et antimicrobiennes, caractérisé en ce que lesdites substances comprennent une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés d'adhérence au substrat et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés antimicrobiennes, le rapport pondéral entre les substances propres à conférer des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et les substances propres à conférer des propriétés antimicrobiennes étant inférieur ou égal à 2/100, et qu'on recouvre lesdites surfaces du liquide de traitement sans étape préalable de conversion de surface.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on recouvre lesdites surfaces du liquide de traitement sans étape préalable de dégraissage ou de décapage desdites surfaces.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le rapport pondéral entre les substances propres à conférer des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et les substances propres à conférer des propriétés antimicrobiennes est compris entre 0,1/100 et 2/100.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites substances ne présentent pas d'odeur propre.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites substances comprennent, en tant que substances propres à conférer à ladite couche des propriétés d'adhérence au substrat, un ou plusieurs polymères choisis parmi les types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites substances comprennent une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche à la fois des propriétés filmogènes, anticorrosion et des propriétés hydrophiles.
  7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel lesdites substances propres à conférer à la fois des propriétés filmogènes et anticorrosion et des propriétés hydrophiles sont des polymères choisis parmi les types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée, partiellement réticulés de manière à laisser subsister des groupes hydrophiles tels que des groupes carboxylique, hydroxyle, amine, imine, cétone et aldéhyde.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel lesdites substances comprennent une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés filmogènes et anticorrosion et une ou plusieurs substances propres à conférer à ladite couche des propriétés hydrophiles, le rapport pondéral entre les substances propres à conférer des propriétés filmogènes et anticorrosion et les substances propres à conférer des propriétés hydrophiles étant compris entre 20/100 et 50/100.
  9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel lesdites substances propres à conférer des propriétés filmogènes et anticorrosion sont des polymères choisis parmi les types polyuréthanne, époxy, silicone, acrylique, polyimine, polyamine et polyurée, réticulés de manière à ne laisser subsister pratiquement aucun groupe hydrophile, et lesdites substances propres à conférer des propriétés hydrophiles sont choisies parmi la silice, la silice modifiée par la liaison de radicaux organiques à des atomes de silicium, l'oxyde de titane et les variétés hydrophiles de zéolites.
  10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites substances propres à conférer des propriétés antimicrobiennes sont des composés organiques ou organométalliques choisis parmi les sels de cuivre, les sels de zinc, la 2-n-octylisothiazoline-3-one, le zinc-pyridinethione, le thiabendazole et le méthyl-2-benzimidazolecarbamate.
  11. Évaporateur brasé en aluminium ou alliage d'aluminium, notamment pour un circuit de fluide réfrigérant dans une installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, dans lequel les surfaces destinées à venir en contact avec un milieu à refroidir sont revêtues d'une couche adhérente contenant une ou plusieurs substances conférant à ladite couche des propriétés d'adhérence au substrat et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et une ou plusieurs substances conférant à ladite couche des propriétés antimicrobiennes, le rapport pondéral entre les substances conférant des propriétés d'adhérence et des propriétés filmogènes, anticorrosion et hydrophiles et les substances conférant des propriétés antimicrobiennes étant inférieur ou égal à 2/100, et lesdites surfaces étant exemptes de toute sous-couche de conversion de surface.
  12. Évaporateur selon la revendication 11, dans lequel lesdites substances sont telles que définies dans l'une des revendications 3 à 10.
  13. Évaporateur selon l'une des revendications 11 et 12, dans lequel l'épaisseur de ladite couche est comprise entre 0,1 et 5 µm.
  14. Évaporateur selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel ladite couche est propre à limiter les phénomènes d'adsorption et de désorption de manière à éviter la formation d'odeurs.
  15. Évaporateur selon l'une des revendications 11 à 14, dans lequel ladite couche est insoluble dans l'eau.
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