JP2004138314A

JP2004138314A - 熱交換器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004138314A
Application number: JP2002303016A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Miyaji; 宮地　治彦; Yoshiharu Hasegawa; 長谷川　義治
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】チューブの両平坦面にＺｎ溶射ガンを向けてＺｎを吹き付ける技術では、チューブの幅方向の先端部に付着するＺｎの付着量が少なくなりやすく、長期使用中に先端部が腐食する可能性があった。そこで、Ｚｎ溶射ガンを増設すると設備コストが増してしまう。
【解決手段】Ｚｎ溶射工程は、チューブ２の両平坦面２ａにＺｎ溶射ガン１０を向けてＺｎを吹き付けるものであり、平坦面２ａに１０〜１８ｇ／ｍ^２のＺｎを溶射して、平坦面２ａに付着面積率７０％以上、先端部２ｂに付着面積率６０％以上のＺｎを付着させるものである。このように、平坦面２ａに向けて溶射されるＺｎ溶射量を増量させることによって、先端部２ｂの腐食も防ぐことができる。また、Ｚｎ溶射ガン１０を増設しなくとも、Ｚｎ溶射量の増量によって先端部２ｂの腐食を防げるため、設備コストの増加を招かない。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押し出し成形されたアルミニウム製のチューブを備えた熱交換器およびその製造方法に関するもので、特にチューブの耐食処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
押し出し成形されたアルミニウム製の偏平なチューブの耐食処理技術として、チューブのそれぞれの両平坦面（平行部）にＺｎ溶射ガンを向け、２つのＺｎ溶射ガンから両平坦面に溶かしたＺｎ（亜鉛）を吹き付けて耐食処理を行う技術が知られている（特許文献なし）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、チューブの両平坦面のそれぞれにＺｎ溶射ガンを向けてＺｎを吹き付ける技術では、Ｚｎ溶射ガンがチューブの平坦面を狙ってＺｎを吹き付けるため、その平坦面にはアルミニウムの腐食を防ぐのに十分なＺｎ付着量が得られるものの、チューブの幅方向の端面（Ｚｎ溶射ガンと対向しない面：以下、先端部と称す）ではＺｎ付着量が少なくなりやすい。
従来の技術では、Ｚｎ溶射ガンから平坦面に吹き付けられるＺｎの溶射量の管理をしていたのみであり、チューブの平坦部や先端部に付着するＺｎ付着面積率は管理していなかった。
このため、チューブの先端部には、アルミニウムの腐食を防ぐのに十分なＺｎ付着量が得られない場合があり、図３に示されるように、熱交換器の長期使用中にチューブＪ１　の先端部Ｊ２　に腐食Ｊ３　が発生する可能性があった。
【０００４】
上記の不具合を解決する技術として、チューブの両平坦面に向けるＺｎ溶射ガンの他に、チューブの先端部に向けるＺｎ溶射ガンを増設することが考えられる。しかし、Ｚｎ溶射ガンの増設によって設備コストが増してしまうという問題が生じてしまう。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｚｎ溶射ガンの増設による設備コストの増加を招くことなく、チューブの両平坦面に吹き付けたＺｎによって、チューブの両平坦面の他に、チューブの先端部の腐食をも確実に防ぐことのできる熱交換器およびその製造方法の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する熱交換器は、押し出し成形されたアルミニウム製の偏平なチューブの両平坦面のそれぞれに、溶かしたＺｎが吹き付けられて耐食処理が行われたものであり、チューブの両平坦面に付着するＺｎ付着面積率が７０％以上で、チューブの先端部（幅方向端面）に付着するＺｎ付着面積率が６０％以上に設けられたものである。
このように、偏平なチューブの両平坦面に吹き付けられたＺｎによってチューブの先端部にもＺｎが付着するものであるから、Ｚｎ溶射ガンの増設による設備コストの増加を招かない。
また、チューブの先端部に付着するＺｎ付着面積率が６０％以上であるため、チューブの平坦面はもちろん、先端部の腐食もＺｎの付着によって防ぐことができる。
【０００７】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する熱交換器の製造方法は、押し出し成形されたアルミニウム製の偏平なチューブの両平坦面のそれぞれに向けたＺｎ溶射ガンから溶かしたＺｎを吹き付けて耐食処理を行うＺｎ溶射工程では、Ｚｎ溶射ガンから両平坦面に向けて溶射されたＺｎが、チューブの両平坦面に付着面積率が７０％以上、チューブの先端部（幅方向端面）に付着面積率６０％以上の割合で付着するようにしたものである。
このように、偏平なチューブの両平坦面に吹き付けられたＺｎによってチューブの先端部にもＺｎが付着するものであるから、Ｚｎ溶射ガンの増設による設備コストの増加を招かない。
また、チューブの先端部に付着するＺｎ付着面積率が６０％以上であるため、チューブの平坦面はもちろん、先端部の腐食もＺｎの付着によって防ぐことができる。
【０００８】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する熱交換器または熱交換器の製造方法は、熱交換器が、車両用冷凍サイクルのコンデンサあるいはエバポレータとして用いられることを特徴としている。
これにより、コンデンサあるいはエバポレータに搭載されるチューブの信頼性が高まり、コンデンサあるいはエバポレータの信頼性を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例と変形例を用いて説明する。
［実施例の構成］
実施例を図１、図２を参照して説明する。まず、熱交換器の構成を図２を参照して説明する。
【００１０】
本実施例の熱交換器１は、例えば車両用冷凍サイクルのエバポレータ（冷媒蒸発器）として使用されるオールアルミニウム製熱交換器であり、偏平なチューブ２とコルゲートフィン３とを交互に多数積層し、各チューブ２の両端にヘッダ４を接続した状態で一体ろう付けしたものである。
【００１１】
チューブ２は、偏平なチューブ形状に押し出し成形されたアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）の押し出し成形品であり、この実施例のチューブ２の内部には冷媒が通過する流体通路５（符号図１参照）が複数形成されている。
チューブ２の両平坦面２ａのそれぞれには、溶かしたＺｎの吹き付けによる耐食処理が施されている。チューブ２の先端部２ｂ（幅方向端面）には、平坦面２ａに向けて吹き付けられたＺｎが付着しており、チューブ２の両平坦面２ａに付着するＺｎ付着面積率が７０％以上で、先端部２ｂに付着するＺｎ付着面積率は６０％以上になっている。なお、このチューブ２の耐食処理（チューブ２の製造時におけるＺｎ溶射工程）については後述する。
【００１２】
コルゲートフィン３は、薄いアルミニウム板を波状に加工したローラ成形品であり、空気の流れ方向に対して垂直方向に熱交換効率を高めるルーバ（図示しない）が多数形成されている。
【００１３】
ヘッダ４は、筒状のヘッダ６と、このヘッダ６の両端を塞ぐキャップ７と、ヘッダ６内を区画するセパレータ（図示しない）とを備えるとともに、ヘッダ４内に冷媒を供給するための入口配管８と、熱交換後の冷媒を流出させるための出口配管９とを備えている。そして、ヘッダ６の側面には、各チューブ２の端部を挿入する多数の長穴（図示しない）が形成されている。
【００１４】
次に、熱交換器１の製造方法のうち、本発明にかかるチューブ２の製造方法を説明する。
チューブ２は、上述したように、アルミニウムの押し出し成形品であり、チューブ２の製造方法では、押し出し成形された直後、即ち成形直後で高温状態のチューブ２の両平坦面２ａのそれぞれに、溶かしたＺｎを吹き付けて耐食処理を行うＺｎ溶射工程を備える。
【００１５】
このＺｎ溶射工程は、図１に示すように、押し出し成形された直後のチューブ２の両平坦面２ａのそれぞれに、溶けたＺｎを吹き付けるＺｎ溶射ガン１０を向け、図１中の上下２つのＺｎ溶射ガン１０から両平坦面２ａ（図１の上下面）に溶けたＺｎを吹き付けるものであり、Ｚｎ溶射ガン１０から溶射されたＺｎによって、平坦面２ａはもちろん、先端部２ｂにもＺｎを付着させるものである。そして、両平坦面２ａに付着するＺｎ付着面積率が７０％以上、且つ先端部２ｂに付着するＺｎ付着面積率が６０％以上となるように、平坦面２ａに対するＺｎ溶射量が１０〜１８ｇ／ｍ^２の範囲で調整されている。
【００１６】
なお、Ｚｎ溶射がチューブ２の押し出し成形直後に行われる理由は、押し出し成形直後はチューブ２が高温であり、Ｚｎ溶射ガン１０から溶射されたＺｎがチューブ２に付着しやすいためである。また、Ｚｎ溶射ガン１０は、線状（針金状）のＺｎを溶かしながら空気とともに噴射するものである。
ここで、Ｚｎ付着面積率およびＺｎ溶射量は、コア数カ所のチューブ２の分析を行い、その平均値を採用したものである。
【００１７】
次に、先端部２ｂの耐食試験について説明する。
この耐食試験は、先端部２ｂのＺｎ付着面積率を変えて、腐食しやすい条件下での腐食の有無を確認したものである。
この耐食試験は、先端部２ｂのＺｎ付着面積率を変えた試験用のテストチューブ２を用意し、各テストチューブ２のそれぞれに、先ずＣｕイオンを含んだ腐食液（１％ＮａＣｌ＋０．０３％Ｎａ_２ＳＯ_４）の噴霧・乾燥を繰り返し、次に、Ｃｕイオンを含まない同様の腐食液の噴霧・乾燥を繰り返して行うサイクル試験である。
【００１８】
上記の試験結果を次の表１に示す。
【表１】

上記表１に示すように、平坦面２ａにおけるＺｎ溶射量を１０ｇ／ｍ^２以上として、先端部２ｂにおけるＺｎ付着面積率を６０％以上とすることにより、腐食による洩れが発生しないことが確認できた。
【００１９】以上で示したように、Ｚｎ溶射ガン１０から平坦面２ａに向けて溶射されるＺｎ溶射量を増量させることによって、チューブ２の平坦面２ａに十分なＺｎを付着できるとともに、先端部２ｂにも６０％以上のＺｎを付着でき、チューブ２の全外周面の腐食を防ぐことができる。
また、Ｚｎ溶射ガン１０を増設をしなくとも、Ｚｎ溶射量の増量によってチューブ２の先端部２ｂに耐食に必要なＺｎを付着させることができるため、設備コストの増加を招かない。
さらに、エバポレータに搭載されているチューブ２の信頼性が高まるため、エバポレータの信頼性を高めることができる。
【００２０】
［変形例］
上記の実施例では、本発明を車両用冷凍サイクルのエバポレータに適用した例を示したが、車両用冷凍サイクルのコンデンサはもちろん、家庭用などに使用される冷凍サイクルのエバポレータ、コンデンサに適用したり、ラジエータ、オイルクーラ、ヒータコアなど、偏平なアルミニウム製のチューブ２を用いた種々の熱交換器に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、チューブ２を積層した熱交換器１に本発明を適用した例を示したが、チューブ２を蛇行したサーペタイン式熱交換器に適用するなど、他の形式の熱交換器に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｚｎ溶射工程の説明図である。
【図２】熱交換器の平面図である。
【図３】チューブ先端部の腐食を示すチューブの要部断面図である。
【符号の説明】
１　　熱交換器（エバポレータ）
２　　チューブ
２ａ　平坦面
２ｂ　先端部（幅方向端面）
１０　　Ｚｎ溶射ガン

Claims

押し出し成形されたアルミニウム製の偏平なチューブの両平坦面のそれぞれに、溶かしたＺｎが吹き付けられて耐食処理が行われた熱交換器において、
前記チューブの両平坦面に付着するＺｎ付着面積率が７０％以上で、前記チューブの幅方向端面に付着するＺｎ付着面積率が６０％以上であることを特徴とする熱交換器。
押し出し成形されたアルミニウム製の偏平なチューブの両平坦面のそれぞれに向けたＺｎ溶射ガンから溶かしたＺｎを吹き付けて耐食処理を行うＺｎ溶射工程を備える熱交換器の製造方法において、
前記Ｚｎ溶射工程は、前記Ｚｎ溶射ガンから前記両平坦面に向けて溶射されたＺｎが、前記チューブの両平坦面に付着面積率が７０％以上、前記チューブの幅方向端面に付着面積率６０％以上の割合で付着するように設けられたことを特徴とする熱交換器の製造方法。
前記熱交換器は、車両用冷凍サイクルのコンデンサあるいはエバポレータとして用いられることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器、または請求項２に記載の熱交換器の製造方法。