JP2002361405A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器の製造方法

Info

Publication number
JP2002361405A
JP2002361405A JP2001265807A JP2001265807A JP2002361405A JP 2002361405 A JP2002361405 A JP 2002361405A JP 2001265807 A JP2001265807 A JP 2001265807A JP 2001265807 A JP2001265807 A JP 2001265807A JP 2002361405 A JP2002361405 A JP 2002361405A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
heat exchanger
brazing foil
flat tube
foil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001265807A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Ashida
浩司 芦田
Yasuhiro Osame
康弘 納
Hiroyuki Kawabata
博之 川畑
Satoshi Hozumi
敏 穂積
Masashi Sakaguchi
雅司 坂口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2001265807A priority Critical patent/JP2002361405A/ja
Priority to EP01970199A priority patent/EP1333952A4/en
Priority to PCT/JP2001/008294 priority patent/WO2002024390A1/en
Priority to US10/381,043 priority patent/US20040040153A1/en
Priority to AU2001290262A priority patent/AU2001290262A1/en
Publication of JP2002361405A publication Critical patent/JP2002361405A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008Soldering within a furnace
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0012Brazing heat exchangers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233Sheets, foils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • B23K35/288Al as the principal constituent with Sn or Zn
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/14Heat exchangers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換コア部のフィンの軽量化及び薄肉化と
材料コストの低減を可能とし、炉中ろう付け時のフィン
のろう材侵食による変形を防止し、組立製作におけるハ
ンドリング性を向上させ、熱交換器の軽量化とコスト低
減を図る。 【解決手段】 押出直後のアルミニウム製偏平チューブ
3の平坦面3a上にZnに代表される低融点金属を溶射
し、すぐさまこの溶射皮膜15上にろう箔11を被着し
て一体化する。得られたろう箔付き偏平チューブ3をコ
ルゲートフィン4と組合わせて仮組みセットし、所定温
度に加熱してチューブ3とフィン4とをろう付け接合す
ることにより熱交換器コア部を製作する。前記低融点金
属の溶射は、ろう箔11の表面に行うものとしても良い
し、或いは偏平チューブの平坦面3a及びろう箔11の
表面の両方に行っても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用、家庭
用、業務用のエアコンにおける凝縮器や蒸発器等に使用
されるアルミニウム(合金を含む…以下同様)製熱交換
器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱交換器として、熱交換チューブ間にフ
ィンを介在させた熱交換コア部を備えるものがある。例
えば、図1に示すパラレルフロータイプの熱交換器で
は、平行配置する一対のヘッダー(1)(2)間に、熱
交換管路としての多数本の偏平チューブ(3)…が各々
両端を両ヘッダー(1)(2)に連通接続して平行配置
すると共に、これら偏平チューブ(3)…の相互間にコ
ルゲートフィン(4)を介在して熱交換コア部(10)を
構成しており、ヘッダー(1)に設けた導入口(5)よ
り流入する熱交換媒体が両ヘッダー(1)(2)内の仕
切り(6)…によって熱交換コア部(10)を蛇行状に流
れる過程で外気との熱交換を行って導出口(7)より流
出するようになっている。(8)及び(9)はコア部
(10)の両側に配置した帯板状のサイドプレートであ
る。なお、この他、偏平チューブ(3)…に直交状態で
配列するプレートフィンを用いた熱交換器や、熱交換管
路として蛇行状のサーペンタインチューブを用いた熱交
換器等もある。
【0003】これら熱交換器の組立製作においては、構
成部材を製品形態に仮組みし、炉中ろう付けによって連
結一体化する方法が一般的に採用されている。そして、
従来では、この炉中ろう付けを行うために、熱交換コア
部の熱交換管路として外面に亜鉛を溶射したアルミニウ
ム製の偏平チューブを用いると共に、アルミニウム母材
の全面にろう材をクラッドしたブレージング材からなる
フィンを用い、この偏平チューブとフィンとをろう付け
接合するのが普通である。なお、フィンとしてろう材を
クラッドしていないアルミニウムベア材を用い、偏平チ
ューブとフィンとの接合部にパウダー状のろう材を塗布
してろう付け接合する方法も一部に採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ブレージング材からなるフィンでは、コルゲートフィン
のように複雑な形状で偏平チューブに対する接合箇所の
多いものでも一括して効率よくろう付けできる利点があ
るが、接合部の面積は僅かであるにも拘らず、全面にろ
う材が貼り合わされていることから、ろう材を無駄に消
費して材料コストが高く付く上に重量も大きくなり、ま
た炉中ろう付け時にろう材によって母材が侵食されて変
形を引き起こすこともあり、この変形防止のために母材
自体も薄肉化が困難であり、もってフィン重量がより大
きくなって熱交換器の軽量化に支障をきたすという問題
があった。一方、偏平チューブとフィンとの接合部にパ
ウダー状のろう材を塗布してろう付け接合する方法で
は、ろう材の塗布に手間がかかる上、パウダー粒径や塗
布厚のコントロールが難しく、塗布量が不均一になって
接合不良や部分腐食等を生じ易いという問題がある。
【0005】この発明は、上述の事情に鑑みて、熱交換
コア部のフィンの軽量化及び薄肉化と材料コストの低減
を可能とし、しかも炉中ろう付け時のフィンのろう材侵
食による変形を防止し、また組立製作におけるハンドリ
ング性を向上させ、もって熱交換器全体としての軽量化
とコスト低減を図り得る手段を提供することを目的とし
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項1に係る熱交換器の製造方法は、
熱交換管路を構成するアルミニウム製偏平チューブを押
出成形すると共に、その押出直後において該偏平チュー
ブの平坦面上に、ろう箔よりも相対的に低融点の金属か
らなる溶射皮膜を介してろう箔を被着して一体化し、得
られたろう箔付きの偏平チューブとフィンとを組合せて
所定温度に加熱することにより、前記ろう箔を介して前
記偏平チューブとフィンとを接合することを特徴とす
る。
【0007】また、請求項2に係る熱交換器の製造方法
は、熱交換管路を構成するアルミニウム製偏平チューブ
を押出成形しつつ、その押出直後においてろう箔を前記
偏平チューブの平坦面に供給するに際し、前記偏平チュ
ーブの平坦面又は/及び前記ろう箔の表面に、ろう箔よ
りも相対的に低融点の金属を溶射した後、前記ろう箔を
前記偏平チューブの平坦面に重ね合わせて加圧すること
によって、前記ろう箔を前記低融点金属の溶射皮膜を介
して前記偏平チューブに貼合一体化し、得られたろう箔
付きの偏平チューブとフィンとを組合せて所定温度に加
熱することにより、前記ろう箔を介して前記偏平チュー
ブとフィンとを接合することを特徴とするものである。
【0008】上記請求項1、2の製法によれば、熱交換
コア部のアルミニウム製偏平チューブとフィンとの接合
を担うろう箔は、フィンよりも格段に表面積の小さい前
記偏平チューブ側に被着し、しかも当該偏平チューブに
おいても全面に被着させる必要がなく、フィンとの接合
部において所要の接合強度を確保できるだけの幅で被着
させればよい。従って、フィンにブレージング材を使用
した場合に比較し、熱交換コア部全体としてろう材使用
量は非常に少なくなり、それだけ材料コストが大幅に低
減される。また、前記偏平チューブとフィンとのろう付
け接合の際、フィンにはろう材侵食による変形や座屈の
懸念がないから、該フィンとして薄肉のものを使用で
き、前記のろう材使用量の低減と相まって熱交換器全体
としての軽量化に大きく寄与できると共に、フィンの変
形に基づく熱交換器の寸法不良や外観不良の発生を回避
できる。
【0009】また、この方法では、熱交換管路のアルミ
ニウム製偏平チューブに対するろう箔の被着に、押出直
後の当該チューブの持つ熱を利用できると共に、溶射さ
れた低融点金属を介して被着させるので、溶射金属の溶
融凝固を利用してろう箔を確実に被着できる。
【0010】なお、ろう箔を管体の表面に被着せずに当
該偏平チューブとフィンとの間に単に挟み込むものとす
る場合には、ハンドリング上からろう箔の幅と厚みを大
きくする必要があるため、ろう材使用量が増大すると共
に、炉中ろう付け前の熱交換コア部の仮組み作業に多く
の手間と労力を要し、非能率になるという問題がある。
【0011】また、請求項2の発明では、ろう箔を重ね
合わせて加圧することにより偏平チューブに貼合一体化
しているので、一体化の強度を十分に確保できるし、溶
射皮膜厚さの均一性も向上する。
【0012】請求項3の発明では、溶射する低融点金属
としてZnを用いるので、偏平チューブの表面に必ずZ
nが存在することとなり、犠牲防食のためのZnの拡散
が円滑に行われる。また、フィンとZnが直接接触する
ことがないので、Znによるフィンの侵食を効果的に回
避できる。
【0013】請求項4の発明では、Znその他の低融点
金属の溶射量を3g/m2〜50g/m2とすることによ
り、該低融点金属の溶融凝固を利用してろう箔の確実な
被着一体化をはかることができると共に、過剰の低融点
金属の存在によるフィンの侵食等の悪影響を更に確実に
回避できる。更に、請求項5の発明では、低融点金属の
溶射量を5g/m2〜15g/m2としているから、上記
効果をより確実に得ることができる。
【0014】請求項6の発明では、ろう箔の幅が偏平チ
ューブの幅の1/4以上に設定されているから、ろう材
の使用量を抑えて充分な接合強度を確保することが可能
となる。更に、請求項7の発明では、ろう箔の幅が偏平
チューブの幅の1/2以上に設定されているから、接合
強度をより向上させることができる。
【0015】請求項8の発明では、ろう箔の厚さが2〜
100μmの範囲に設定されているから、ろう材の使用
量を抑えて充分な接合強度を確保することが可能とな
る。更に、請求項9の発明では、ろう箔の厚さが2〜4
0μmの範囲に設定されているから、炉中ろう付け時に
おける熱交換チューブの母材の浸食を確実に防止できる
と共に、熱交換器全体の軽量化に大きく貢献できる。
【0016】請求項10の発明は、前記ろう箔の組成
が、5〜20重量%のSi、0〜5重量%のZn、0〜
0.5重量%のIn、及び不可避不純物と残余のAlよ
りなるアルミニウム系合金であるものとしている。ま
た、請求項11の発明は、前記ろう箔の結晶粒が平均2
0μm以下であるものとしている。これらの構成によれ
ば、熱交換コア部における熱交換管路の偏平チューブと
フィンに使用されるアルミニウム及びその合金に対する
良好なろう付け性及び接合強度が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】この発明の対象とする熱交換器
は、熱交換媒体が流通する熱交換チューブ間にフィンを
介在させた熱交換コア部を備えるものであり、パラレル
フロータイプの熱交換器を始めとして、熱交換管路とし
て蛇行状のサーペンタインチューブを用いた熱交換器
や、熱交換コア部のフィンが熱交換チューブに対して直
交状態で配列したプレートフィンからなる熱交換器等、
熱交換チューブ及びフィンの構造及び形状と接合形態が
種々異なるものを包含する。
【0018】以下、この発明を図1に示すマルチフロー
タイプの熱交換器に適用したものを代表例として説明す
る。図中、(1)(2)はヘッダー、(3)は熱交換管
路を構成するアルミニウム製の偏平チューブ、(4)は
コルゲートフィン、(5)は熱交換媒体の導入口、
(6)はヘッダー(1)(2)内の仕切り壁、(6)は
熱交換媒体の導出口、(8)(9)はサイドプレート、
(10)は熱交換媒コア部である。なお、これら各構成部
材の配置構成と熱交換作用については、既述のとおりで
あるから、その説明を省略する。
【0019】しかして、この発明の熱交換器では、図2
に示すように、熱交換媒コア部(10)の交互に積層され
た偏平チューブ(3)…とコルゲートフィン(4)…と
が、各偏平チューブ(3)の両側の平坦面(3a)(3
a)に被着したろう箔(11)(11)を介してろう付け接
合されている。なお、各偏平チューブ(3)は、アルミ
ニウムの中空押出型材からなり、長手方向に連続する仕
切り壁(31)…によって内部が複数本の流路(32)…に
区画されている。また、コルゲートフィン(4)は、ろ
う材をクラッドしていないアルミニウムのベア材からな
る。そして、偏平チューブ(3)とコルゲートフィン
(4)とは略同幅に設定されている。
【0020】このような構成においては、偏平チューブ
(3)…とコルゲートフィン(4)…との接合を担うろ
う箔(11)は、コルゲートフィン(4)よりも格段に表
面積の小さい偏平チューブ(3)側に被着し、しかも偏
平チューブ(3)の幅方向両側部には被着していない上
に表裏の平坦面(3a)(3a)上においても所要の接
合強度を確保できるだけの幅で被着しているだけであ
る。従って、コルゲートフィン(4)にブレージング材
を使用した場合に比較し、熱交換コア部(10)全体とし
てろう材使用量は非常に少なくなり、それだけ材料コス
トが大幅に低減される。また、偏平チューブ(3)…と
コルゲートフィン(4)…とのろう付けの際、コルゲー
トフィン(4)…にはろう材侵食による変形の懸念がな
いから、該コルゲートフィン(4)…として薄肉のもの
を支障なく使用でき、前記のろう材使用量の低減と相ま
って熱交換器全体としての軽量化に大きく寄与できる。
【0021】上記熱交換器の製造においては、先ず図3
に示すようにアルミニウム製の偏平チューブ(3)を押
出機(12)により連続的に押出成形すると共に、該偏
平チューブ(3)の表裏両面の平坦面(3a)(3a)
上に、押出直後の位置において溶射ノズル(14)(14)
からZn等のろう箔よりも低融点の金属材料を溶射し、
次いで押出速度に同期して連続供給されるろう箔(11)
(11)を加圧ロール(13)(13)によって圧着させる。
なお、前記低融点金属の溶射は、図4に示すように、ろ
う箔(11)(11)の表面(チューブとの被着面)に行う
ものとしても良いし、或いは図5に示すように偏平チュ
ーブ(3)の平坦面(3a)(3a)及びろう箔(11)
(11)の表面の両方に行うものとしても良い。これらの
方法では、押出機(12)からの押出直後の偏平チューブ
(3)がまだ高温を保持しているから、溶射された金属
の溶射皮膜(15)(15)が溶融状態にある間にろう箔
(11)(11)が被着され溶射金属の溶融凝固を利用して
チューブ面に接合一体化されることになる。
【0022】上記の溶射金属としては、ろう箔(11)よ
りも相対的に低融点の金属であれば良く、例えばSn、
Zn−Sn合金、Zn−Al合金、Al−Si合金等の
使用も可能であるがチューブ表面に拡散して良好な犠牲
防食層を形成しうる点で、Znを用いるのが好適であ
る。
【0023】また、溶射する低融点金属の溶射量は、少
なすぎるとろう箔(11)の接合強度が不十分なものとな
るおそれがある一方、過剰であると材料費の無駄を生じ
る不利益のみならず、特にZnを用いるような場合には
フィンに有害な侵食作用を及ぼすおそれが生じる。この
ため、溶射量としては、被溶射面の面積に対して3g/
2〜50g/m2の範囲に設定すべきであり、好ましく
は5g/m2〜15g/m2程度に設定するのがよい。な
お、溶射を、チューブの平坦面(3a)とろう箔(1
1)表面の両方に行う場合における前記「溶射量」と
は、両方(3a)(11)に溶射された低融点金属が重
ね合わされた状態での合算された溶射量をさすものであ
る。
【0024】この発明で用いるろう箔(11)は、ロウ材
を箔状に成形したものであり、例えばろう材の溶湯を直
接に圧延機に供給し、この圧延機から目的とする厚みの
箔状として製出させるか、あるいは該圧延機から目的と
する厚みよりも厚地のものとして製出させたのち、これ
を熱間又は冷間圧延にて目的とする厚みの箔状に成形す
る方法によって容易に製造できる。
【0025】このろう箔(11)の厚みは、2〜100μ
m、特に好ましくは2〜40μmとするのがよい。2μ
mより薄くなるとろう材不足によって充分な接合強度が
得られず、100μmより厚くなると炉中ろう付け時に
熱交換チューブの母材が侵食される懸念がある。特に2
〜40μmの範囲に設定すれば熱交換器全体の軽量化に
大きく貢献できる。
【0026】しかして、ろう箔(11) の組成としては、
Al−Si合金、Al−Si−Zn合金、Al−Si−
In合金等のアルミニウム系合金が好適であり、特に良
好なろう付け性と接合強度を得る上で、5〜20重量%
のSi、0〜5重量%のZn、0〜0.5重量%のI
n、及び不可避不純物と残余のAlよりなるアルミニウ
ム系合金の使用が推奨される。また、ろう箔(11) にお
けるろう材の結晶粒は平均20μm以下であることが好
ましい。この結晶粒が大き過ぎては加熱ろう付け時にろ
う箔が均一に溶けず、ろう付性の劣化の要因となる。ま
た薄い箔の製造が困難になるという問題が派生する。
【0027】また、偏平チューブ(3)のチューブ幅
(W)に対するろう箔(11)の被着幅、即ちろう箔(1
1)の幅(f)は、チューブ幅(W)の1/4以上、好
ましくは1/3以上、更に好適には1/2以上とするの
がよい。この被着幅(f)がチューブ幅(W)の1/4
より小さくなると充分なろう付けを行えない。なお、同
被着幅(f)を1/2に設定すれば、生産のばらつきに
左右されずに常に充分なろう付け性を確保できる。
【0028】かくして外面にろう箔(11)(11)を被着
した偏平チューブ(3)は、熱交換管路としての所定の
長さにしたものの所要本数を、ロウ材をクラッドしてい
ないアルミニウムのベア材からなるフィン(4)…と組
合せて熱交換コア部(10)を仮組みし、この仮組状態で
炉中において所定の温度に加熱すれば、ろう箔(11)の
溶融によって当該偏平チューブ(3)…とフィン(4)
…とがろう付けされて接合一体化する。
【0029】なお、上記の炉中ろう付けに際しては、要
すれば他の熱交換器構成部材、例えば図1のようなパラ
レルフロータイプの熱交換器ではヘッダー(1)
(2)、導入口(5)、仕切り(6)…、導出口
(7)、サイドプレート(8)(9)等も一緒に仮組み
し、熱交換器全体を同時にロウ付けして製作することが
推奨される。しかして、これらの他の構成部材について
は、ブレージング材にて製作したものを用いてもよい
し、部材相互の接合部のみにろう材を介在させる構成と
してもよい。ただし、サイドプレート(8)(9)につ
いては、フィン(4)と接合する上で、ブレージング材
を用いるか、偏平チューブ(3)と同様にろう箔(11)
を被着させたものを用いるのがよい。
【0030】
【実施例】実施例1〜8 図3に示すように、押出機(12)より連続的に押し出さ
れるアルミニウム製の偏平チューブ(3)の表裏の平坦
両面に、その押出直後の位置において溶射ノズル(14)
(14)からZnを溶射し、この溶射皮膜(15)(15)上
にすぐさま、上記押出速度に同期して連続供給されるA
l−Si合金(Si8重量%、残余Al)からなるろう
箔(11)(11)を加圧ロール(13)(13)によって圧着
させ、ろう箔を被着した偏平チューブ(3)を得た。
【0031】ここに、上記押出し偏平チューブ(3)
は、AA1100アルミニウム合金を用い、押出速度5
0m/min、温度450℃の条件で、チューブ幅
(W):16mm、チューブ厚み(高さ):1.6m
m、肉厚:0.3mm、中空部個数:4個の偏平チュー
ブに押出成形した。
【0032】また、Znの溶射は、溶射ノズル角度30
度、距離150mmの条件で、溶射量を後記表1に示す
ように5〜50g/m2の範囲で各種変化させて行っ
た。
【0033】また、ろう箔(11)は、表1に示すよう
に、厚さを10〜50μmの範囲で、またチューブ幅
(W)に対する幅の比率を30〜80%の範囲で各種変
化させたものとした。
【0034】そして、上記によりろう箔(11)を被着し
た各種の所定長さの偏平チューブ(3)と、同幅の30
03アルミニウム合金ベア材からなる厚さ0.1mmの
コルゲートフィン(4)とを交互に積層して熱交換器の
熱交換コア部(10)を仮組みすると共に、図1に示すヘ
ッダー(1)(2)、導入口(5)、仕切り(6)…、
導出口(7)、サイドプレート(8)(9)等も一緒に
仮組みし、これを、炉中で加熱してろう付けを行い、パ
ラレルフロータイプの熱交換器を製作した。
【0035】実施例9、10 押出直後の偏平チューブ(3)表裏平坦面上に溶射する
金属として、前記実施例1〜8で用いたZnに代えて、
Zn−Sn合金を用いたほかは、前記実施例2と同様に
してパラレルフロータイプの熱交換器を製作した。
【0036】実施例11 ろう箔として、Al−Si−Zn合金(Si8重量%、
Zn3重量%、残余Al)からなるろう箔を用いた以外
は、実施例6と同様にしてパラレルフロータイプの熱交
換器を製作した。
【0037】実施例12 ろう箔として、Al−Si−Zn合金(Si8重量%、
Zn5重量%、残余Al)からなるろう箔を用いた以外
は、実施例6と同様にしてパラレルフロータイプの熱交
換器を製作した。
【0038】実施例13 ろう箔として、Al−Si合金(Si13重量%、残余
Al)からなるろう箔を用いた以外は、実施例6と同様
にしてパラレルフロータイプの熱交換器を製作した。
【0039】実施例14 ろう箔として、Al−Si合金(Si20重量%、残余
Al)からなるろう箔を用いた以外は、実施例6と同様
にしてパラレルフロータイプの熱交換器を製作した。
【0040】比較例1〜3 押出直後のアルミニウム製偏平チューブ(3)の表裏両
面に、Znを過剰な溶射量(100g/m2、200g
/m2)で溶射したのち、すぐさまろう箔(11)を圧着
してろう箔付き偏平チューブとしたもの(比較例1、
2)と、Znを溶射しないで直接ろう箔(11)を圧着し
てろう箔付き偏平チューブとしたもの(比較例3)とを
作り、これらの偏平チューブを用いたほかは実施例2と
同様にして熱交換器を製作し、またはその製作を試み
た。
【0041】比較例4〜6 ろう箔として、表1に示す合金組成からなるろう箔を用
いた以外は、実施例6と同様にしてパラレルフロータイ
プの熱交換器を製作し、またはその製作を試みた。
【0042】以上の実施例及び比較例にて得られた熱交
換器について、ろう箔のセット歩留り、加熱時歩留り
(ろう箔脱落)、ろう付け性、およびエロージョンの有
無をそれぞれ調べた。その結果を後記表2に示す。な
お、各項目の評価方法は次のとおりである。
【0043】〔セット歩留り〕…偏平チューブとコルゲ
ートフィンとの仮組みにおいてろう箔が所定の位置にセ
ットされているか否かを調べ、正規位置にセットされて
いるものの比率を示した。
【0044】〔加熱時のろう箔脱落〕…各熱交換器にお
ける熱交換コア部のミニチュアサンプルを540℃の加
熱炉中に15分間挿入してろう箔の脱落の有無を調べ、
脱落していないものの比率を示した。
【0045】〔ろう付け性〕…コルゲートフィンのろう
付け接合率を調べた。
【0046】〔エロージョンの有無〕…フィン側及びチ
ューブ側のそれぞれについて、加熱ろう付け後のエロー
ジョンの発生の有無を調べ、30μm以上のエロージョ
ンが認められたものを「有り」、30μm未満のものを
「無し」と判定した。
【0047】
【表1】
【0048】
【表2】
【0049】
【発明の効果】請求項1及び請求項2の発明によれば、
アルミニウム製の偏平チューブ側にろう箔を被着し、こ
のろう箔を介して偏平チューブとフィンとをろう付け接
合するものであるから、熱交換コア部におけるろう材の
使用量を極めて少ないものとなし得るのはもとより、フ
ィンが薄肉でもろう材侵食による変形を生じず、もって
材料コストを大きく低減できると共に、熱交換コア部を
軽量化でき、また組立製作上のハンドリング性にも優れ
たものとすることができる。
【0050】また、押出成形直後の偏平チューブの平坦
面上に、ろう箔よりも低融点の金属からなる溶射皮膜を
介してろう箔を被着するものであり、この溶射金属の溶
融凝固を利用してろう箔を被着するものとしているの
で、押出直後チューブのもつ熱を有効利用しつつ、ろう
箔を確実かつ十分な接合強度でチューブ外面に被着一体
化させることができる。従って、熱交換器コア部の組立
セット時はもとより、ろう付け加熱時においてもろう箔
の位置ずれや脱落を生じるおそれのないものとすること
ができ、ひいては寸法不良や外観不良のない熱交換器の
製造歩留りの向上をはかることができる。
【0051】また、ろう箔付き偏平チューブの表面は、
フィンとの接合部分が平滑なろう箔で覆われており、金
属の溶射表面に較べて平滑であるので、該チューブに対
するフィン等のセッティングも容易になる。
【0052】請求項3の発明においては、上記の溶射金
属としてZnを用いるので、チューブ表面にZnの拡散
による犠牲防食層を形成することができると共に、フィ
ンとZnが直接接触することがないので、Znによるフ
ィンの侵食を防止でき、ひいてはフィンの変形や座屈に
よる熱交換器の寸法不良、外観不良の発生を防止するこ
とができる。
【0053】請求項4の発明によれば、ろう箔の確実な
被着一体化を図ることができると共に、過剰の低融点金
属の存在によるフィンの浸食を確実に回避できる。更
に、請求項5の発明によれば、前記諸効果をより確実に
享受することができる。
【0054】請求項6の発明によれば、ろう材の使用量
を抑えつつ十分な接合強度を確保できる。更に、請求項
7の発明によれば、より大きな接合強度を確保できる。
【0055】請求項8の発明によれば、ろう材の使用量
を抑えつつ十分な接合強度を確保できる。更に、請求項
9の発明によれば、十分な接合強度を確保しつつ、熱交
換チューブの母材の浸食を確実に防止できると共に、一
層の軽量化を図ることができる。
【0056】請求項10及び請求項11の発明によれ
ば、ろう箔の偏平チューブとフィンに対する良好なろう
付け性及び優れた接合強度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明を適用する熱交換器の代表例として
のパラレルフロータイプの熱交換器の正面図である。
【図2】 この発明を適用した同パラレルフロー型熱交
換器の熱交換コア部の要部を示す斜視図である。
【図3】 この発明に係る熱交換器の製造方法における
アルミニウム製偏平チューブに対するろう箔の被着方法
の一例を示す概略側面図である。
【図4】 同じくチューブに対するろう箔の被着方法の
他の例を示す概略側面図である。
【図5】 同じくチューブに対するろう箔の被着方法の
更に他の例を示す概略側面図である。
【図6】 ろう箔を被着した偏平チューブのろう箔被着
部分の構成を示す模式的な拡大断面図である。
【符号の説明】
3・・・・・・・偏平チューブ 4・・・・・・・コルゲートフィン 10・・・・・・熱交換コア部 11・・・・・・ろう箔 12・・・・・・押出機 13・・・・・・加圧ロール 14・・・・・・溶射ノズル 15・・・・・・溶射皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/04 C22F 1/04 A F28F 1/02 F28F 1/02 B 1/30 1/30 B // C22C 18/00 C22C 18/00 C22F 1/00 612 C22F 1/00 612 627 627 651 651A 683 683 691 691B 694 694Z B23K 101:14 B23K 101:14 (72)発明者 川畑 博之 栃木県小山市犬塚1丁目480番地 昭和電 工株式会社小山事業所内 (72)発明者 穂積 敏 大阪府堺市海山町6丁224番地 昭和電工 株式会社堺事業所内 (72)発明者 坂口 雅司 大阪府堺市海山町6丁224番地 昭和電工 株式会社堺事業所内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換管路を構成するアルミニウム製偏
    平チューブを押出成形すると共に、その押出直後におい
    て該偏平チューブの平坦面上に、ろう箔よりも相対的に
    低融点の金属からなる溶射皮膜を介してろう箔を被着し
    て一体化し、得られたろう箔付きの偏平チューブとフィ
    ンとを組合せて所定温度に加熱することにより、前記ろ
    う箔を介して前記偏平チューブとフィンとを接合するこ
    とを特徴とする熱交換器の製造方法。
  2. 【請求項2】 熱交換管路を構成するアルミニウム製偏
    平チューブを押出成形しつつ、その押出直後においてろ
    う箔を前記偏平チューブの平坦面に供給するに際し、前
    記偏平チューブの平坦面又は/及び前記ろう箔の表面
    に、ろう箔よりも相対的に低融点の金属を溶射した後、 前記ろう箔を前記偏平チューブの平坦面に重ね合わせて
    加圧することによって、前記ろう箔を前記低融点金属の
    溶射皮膜を介して前記偏平チューブに貼合一体化し、 得られたろう箔付きの偏平チューブとフィンとを組合せ
    て所定温度に加熱することにより、前記ろう箔を介して
    前記偏平チューブとフィンとを接合することを特徴とす
    る熱交換器の製造方法。
  3. 【請求項3】 溶射する低融点金属としてZnを用いる
    請求項1または2に記載の熱交換器の製造方法。
  4. 【請求項4】 低融点金属の溶射量を3g/m2〜50
    g/m2とする請求項1〜3のいずれか1に記載の熱交
    換器の製造方法。
  5. 【請求項5】 低融点金属の溶射量を5g/m2〜15
    g/m2とする請求項1〜3のいずれか1に記載の熱交
    換器の製造方法。
  6. 【請求項6】 ろう箔の幅が偏平チューブの幅の1/4
    以上に設定されてなる請求項1〜5のいずれか1に記載
    の熱交換器の製造方法。
  7. 【請求項7】 ろう箔の幅が偏平チューブの幅の1/2
    以上に設定されてなる請求項1〜5のいずれか1に記載
    の熱交換器の製造方法。
  8. 【請求項8】 ろう箔の厚さが2〜100μmの範囲に
    設定されてなる請求項1〜7のいずれか1に記載の熱交
    換器の製造方法。
  9. 【請求項9】 ろう箔の厚さが2〜40μmの範囲に設
    定されてなる請求項1〜7のいずれか1に記載の熱交換
    器の製造方法。
  10. 【請求項10】 ろう箔の組成が、 Si:5〜20重量% Zn:0〜5重量% In:0〜0.5重量% Al及び不純物:残り からなるアルミニウム系合金である請求項1〜9のいず
    れか1に記載の熱交換器の製造方法。
  11. 【請求項11】 ろう箔の結晶粒が平均20μm以下で
    ある請求項1〜10のいずれか1に記載の熱交換器の製
    造方法。
JP2001265807A 2000-09-25 2001-09-03 熱交換器の製造方法 Pending JP2002361405A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001265807A JP2002361405A (ja) 2000-09-25 2001-09-03 熱交換器の製造方法
EP01970199A EP1333952A4 (en) 2000-09-25 2001-09-25 METHOD FOR PRODUCING A HEAT EXCHANGER
PCT/JP2001/008294 WO2002024390A1 (en) 2000-09-25 2001-09-25 Method for manufacturing heat exchanger
US10/381,043 US20040040153A1 (en) 2000-09-25 2001-09-25 Method for manufacturong heat exchanger
AU2001290262A AU2001290262A1 (en) 2000-09-25 2001-09-25 Method for manufacturing heat exchanger

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-289821 2000-09-25
JP2000289821 2000-09-25
JP2001092122 2001-03-28
JP2001-92122 2001-03-28
JP2001265807A JP2002361405A (ja) 2000-09-25 2001-09-03 熱交換器の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002361405A true JP2002361405A (ja) 2002-12-18

Family

ID=27344727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001265807A Pending JP2002361405A (ja) 2000-09-25 2001-09-03 熱交換器の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20040040153A1 (ja)
JP (1) JP2002361405A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2407054A (en) * 2003-10-16 2005-04-20 Denso Corp Brazing method
JP2005256168A (ja) * 2004-02-12 2005-09-22 Showa Denko Kk 熱交換器用チューブ、その製造方法及び熱交換器
JP2006213934A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Showa Denko Kk 熱交換器用チューブおよびその製造方法
JP2007146291A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Sulzer Metco Ag 溶射材料、溶射被覆、溶射法および溶射被処理品被覆処理された物品
JP2007528297A (ja) * 2004-01-09 2007-10-11 昭和電工株式会社 熱交換器及びその製造方法並びに熱交換器用チューブ
JP2013198938A (ja) * 2013-06-18 2013-10-03 Furukawa-Sky Aluminum Corp 管材の接合方法
CN105987534A (zh) * 2015-01-28 2016-10-05 广州市华德工业有限公司 一种带板管复合换热型蒸发式冷凝器的冷热水机组

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR021155A1 (es) * 1999-07-08 2002-06-12 Lundbeck & Co As H Tratamiento de desordenes neuroticos
WO2005078151A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Showa Denko K.K. Tube for use in heat exchanger, method for manufacturing said tube, and heat exchanger
US20060104033A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Chih-Chiang Yeh Connection structure of thermal tube and heat dissipation fins
DE102005036309A1 (de) * 2005-08-02 2007-02-08 Linde Ag Einbringen von Nanopartikeln
US20100051247A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-04 Calsonic Kansei Corporation Heat exchanger made of aluminum alloy and method of producing same
CN201364043Y (zh) * 2009-03-10 2009-12-16 南宁八菱科技股份有限公司 管带式耐高压热交换单元
CN104722872B (zh) 2010-03-02 2016-08-03 三菱铝株式会社 铝合金制热交换器
US8881797B2 (en) 2010-05-05 2014-11-11 Ametek, Inc. Compact plate-fin heat exchanger utilizing an integral heat transfer layer
US9151540B2 (en) * 2010-06-29 2015-10-06 Johnson Controls Technology Company Multichannel heat exchanger tubes with flow path inlet sections
JP6543638B2 (ja) * 2014-09-19 2019-07-10 株式会社ティラド 熱交換器用コルゲートフィン
WO2018053585A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 Air-Radiators Pty Ltd Heat exchanger and components and methods therefor
US11448132B2 (en) 2020-01-03 2022-09-20 Raytheon Technologies Corporation Aircraft bypass duct heat exchanger
US11674758B2 (en) 2020-01-19 2023-06-13 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchangers and plates
US11525637B2 (en) * 2020-01-19 2022-12-13 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchanger finned plate manufacture

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6171172A (ja) * 1984-09-14 1986-04-12 Nippon Denso Co Ltd アルミニウム熱交換器の製造方法
JPS6174771A (ja) * 1984-09-21 1986-04-17 Furukawa Alum Co Ltd アルミ製熱交換器の製造法
JPS61269998A (ja) * 1985-05-24 1986-11-29 Mitsubishi Metal Corp Sn合金はんだ箔材の製造法
JPH0246969A (ja) * 1988-08-09 1990-02-16 Furukawa Alum Co Ltd 熱交換器用ろう付アルミ偏平チューブの製造方法
JPH02299775A (ja) * 1989-05-12 1990-12-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アルミニウム熱交換器用冷媒管の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732311A (en) * 1984-05-31 1988-03-22 Nippondenso Co., Ltd. Process of producing lightweight and corrosion-resistant heat exchanger
JPH01157794A (ja) * 1987-09-09 1989-06-21 Nippon Denso Co Ltd ろう付用アルミニウム素材,その製法及びアルミニウム合金製熱交換器の製法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6171172A (ja) * 1984-09-14 1986-04-12 Nippon Denso Co Ltd アルミニウム熱交換器の製造方法
JPS6174771A (ja) * 1984-09-21 1986-04-17 Furukawa Alum Co Ltd アルミ製熱交換器の製造法
JPS61269998A (ja) * 1985-05-24 1986-11-29 Mitsubishi Metal Corp Sn合金はんだ箔材の製造法
JPH0246969A (ja) * 1988-08-09 1990-02-16 Furukawa Alum Co Ltd 熱交換器用ろう付アルミ偏平チューブの製造方法
JPH02299775A (ja) * 1989-05-12 1990-12-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アルミニウム熱交換器用冷媒管の製造方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2407054A (en) * 2003-10-16 2005-04-20 Denso Corp Brazing method
GB2407054B (en) * 2003-10-16 2007-05-30 Denso Corp Brazing method
JP2007528297A (ja) * 2004-01-09 2007-10-11 昭和電工株式会社 熱交換器及びその製造方法並びに熱交換器用チューブ
JP2005256168A (ja) * 2004-02-12 2005-09-22 Showa Denko Kk 熱交換器用チューブ、その製造方法及び熱交換器
JP4554389B2 (ja) * 2004-02-12 2010-09-29 昭和電工株式会社 熱交換器用チューブ、その製造方法及び熱交換器
JP2006213934A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Showa Denko Kk 熱交換器用チューブおよびその製造方法
JP4700359B2 (ja) * 2005-02-01 2011-06-15 昭和電工株式会社 熱交換器用チューブの製造方法
JP2007146291A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Sulzer Metco Ag 溶射材料、溶射被覆、溶射法および溶射被処理品被覆処理された物品
US8628860B2 (en) 2005-11-24 2014-01-14 Sulzer Metco Ag Thermal spraying material, a thermally sprayed coating, a thermal spraying method and also a thermally coated workpiece
US9562281B2 (en) 2005-11-24 2017-02-07 Oerlikon Metco Ag, Wohlen Thermal spraying material, a thermally sprayed coating, a thermal spraying method and also a thermally coated workpiece
JP2013198938A (ja) * 2013-06-18 2013-10-03 Furukawa-Sky Aluminum Corp 管材の接合方法
CN105987534A (zh) * 2015-01-28 2016-10-05 广州市华德工业有限公司 一种带板管复合换热型蒸发式冷凝器的冷热水机组

Also Published As

Publication number Publication date
US20040040153A1 (en) 2004-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002361405A (ja) 熱交換器の製造方法
US5464146A (en) Thin film brazing of aluminum shapes
US4901908A (en) Aluminum material for brazing, method of manufacturing same, and method of manufacturing heat exchanger made of aluminum alloy
CN101676667B (zh) 铝合金制热交换器及其制造方法
JP5710946B2 (ja) 熱交換器用偏平管および熱交換器
JP4560902B2 (ja) 熱交換器およびその製造方法
US20050076506A1 (en) Method for manufacturing aluminum heat exchanger
US4587701A (en) Method for producing an aluminum heat exchanger
JP2002267382A (ja) アルミニウム製熱交換器用ろう付け構造体の製造方法
JP5101812B2 (ja) 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器とその製造方法
JPS60145268A (ja) 熱交換素子の製造方法
KR20050084231A (ko) 알루미늄 합금 브레이징 재료, 브레이징용 부재, 상기재료를 사용한 브레이징 물품 및 그 제조 방법, 브레이징용열교환 튜브, 및 상기 브레이징용 열교환 튜브를 사용한열교환기 및 그 제조 방법
EP1333952A1 (en) Method for manufacturing heat exchanger
JP5598946B2 (ja) ろう材層付きアルミニウム部材の製造方法及び熱交換器の製造方法
JPH0246969A (ja) 熱交換器用ろう付アルミ偏平チューブの製造方法
JPH07310162A (ja) ろう付用防食アルミニウム材料の製造方法
JPWO2020196763A1 (ja) ろう付け用チューブおよびその製造方法と熱交換器
JP2003225760A (ja) アルミニウム熱交換器の製造方法
KR102155804B1 (ko) 열교환기의 제조방법
JP2005207728A (ja) 熱交換器及びその製造方法
KR102155778B1 (ko) 열교환기
JP2004202579A (ja) アルミニウム合金ろう材、ろう付用材料、それを用いたろう付品およびその製造方法、ならびにろう付用熱交換チューブ、それを用いた熱交換器およびその製造方法
JP2008168332A (ja) 扁平管の製造方法
JPS61176435A (ja) 熱交換器用チユ−ブの製造方法
JPH09300095A (ja) アルミニウムろう付け用部材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080602

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100629

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110510