JP2008303457A - 熱交換器用パイプの防錆方法及び熱交換器用パイプ並びに熱交換器の防錆方法及び熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面にめっき皮膜が形成されたＵ字状のパイプの開口端部にリターンベンドを何等のおそれなく溶接できる熱交換器用パイプの防錆方法を提供することを目的とする。
【解決手段】熱交換器に用いる金属製のＵ字状のパイプ１０をめっき液１６に浸漬して、パイプ１０の外周面に防錆用のめっき皮膜を形成する際に、パイプ１０の開口端部１０ａであって、前記熱交換器内で隣接するＵ字状のパイプと接続する金属製のリターンベンドの端部が溶接される溶接部分の外周面及びパイプ１０の内周面をめっき液と接触しないように、めっき液１６の液面からパイプ１０の開口端部１０ａを突出させて、パイプ１０をめっき液１６に浸漬することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は熱交換器用パイプの防錆方法及び熱交換器用パイプ並びに熱交換器の防錆方法及び熱交換器に関する。

熱交換器用パイプに外周面に防錆用のめっき皮膜を形成することは、例えば下記特許文献１及び特許文献２に提案されている。
特許文献１には、直線状の銅パイプの外面にすずめっきを施した後、ヘアピン曲げを行い、Ｕ字状のパイプとして熱交換器用に用いることによって、熱交換器用パイプの耐食性を向上できることが提案されている。
また、特許文献２には、熱交換器の通水管と吸熱フィンとをニッケルめっきを施した銅板を用いて形成した熱交換器、或いは熱交換器を組み立てた後にニッケルめっきを施すことによって、熱交換器の耐食性を向上できることが提案されている。
特開平１１−２５６３５８号公報 特開２０００−２７４８３１号公報

前掲した特許文献1に記載されているすずめっきが施されたＵ字状の銅パイプ及び特許文献２に記載されているニッケルめっきが施された熱交換器では、その耐食性を向上できる。
ところで、熱交換器では、図５（ａ）に示す様に、多数本のパイプ１００，１００・・が多数枚のフィン１０２，１０２・・に固定されている。このパイプ１００は、図５（ｂ）に示す様に、Ｕ字状に形成されている。かかるＵ字状のパイプ１００の開口部は、図５（ｃ）に示す様に、隣接するＵ字状のパイプ１００の開口部とリターンベンド１０４によって接続されている。このパイプ１００，１００とリターンベンド１０４との接続は、溶接によってなされている。
かかるパイプ１００，１００とリターンベンド１０４との溶接部分では、めっき皮膜が存在すると溶接強度等に影響を与えるおそれがある。
一方、直線状の銅パイプにめっきを施した後、ヘアピン曲げでＵ字状のパイプを形成する特許文献１のＵ字状のパイプでは、通常、リターンベンド１０４との溶接部分にも、めっき皮膜が形成されている。

これに対し、熱交換器を組み立てた後にめっきを施す場合には、リターンベンド１０４とＵ字状のパイプ１００との溶接部分にめっき皮膜が形成されていることを解消できる。
しかしながら、Ｕ字状のパイプ１００，１００・・がリターンベンド１０４，１０４・・によって接続されて形成された一本の曲折チューブ１０６の両開口端部は、曲折チューブ１０６への流体の給排管の端部と溶接される溶接部分となる。
このため、曲折チューブ１０６の両開口端部にめっき皮膜が形成されないようにする保護手段が何等記載されていない特許文献２に記載された熱交換器では、曲折チューブ１０６の両開口端部にもめっき皮膜が形成されているおそれがある。
また、Ｕ字状のパイプ１００や一本の曲折チューブ１０６の内周面にめっき皮膜を形成しても無駄である。
そこで、本発明は、外周面にめっき皮膜が形成されたＵ字状のパイプの開口端部にリターンベンドを何等のおそれなく溶接でき、或いは複数本のＵ字状のパイプがリターンベンドによって接続されて形成され且つ外周面にめっき皮膜が形成された一本の曲折チューブの両開口端部に流体の給配管を何等のおそれなく溶接できる熱交換器用パイプの防錆方法及び熱交換器用パイプ並びに熱交換器の防錆方法及び熱交換器を提供することを目的とする。

本発明者等は前記目的を達成すべく検討を重ねた結果、Ｕ字状のパイプ或いは複数本のＵ字状のパイプがリターンベンドによって接続されて形成された一本の曲折チューブを、その両開口端部にキャップを装着してめっき液に浸漬することによって、Ｕ字状のパイプ或いは曲折チューブの両開口端部にめっき皮膜を形成することなく外周面に容易にめっき皮膜を形成できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、熱交換器に用いる金属製のＵ字状のパイプをめっき液に浸漬して、前記パイプの外周面に防錆用のめっき皮膜を形成する際に、前記パイプの開口端部であって、前記熱交換器内で隣接するＵ字状のパイプと接続する金属製のリターンベンドの端部が溶接される溶接部分の外周面及び前記パイプの内周面をめっき液と接触しないようにして、前記パイプをめっき液に浸漬することを特徴とする熱交換器用パイプの防錆処理方法である。
かかる本発明において、リターンベンドを溶接する溶接部分となるパイプの開口端部に、前記パイプの開口部を塞ぐ栓と前記溶接部分の外周面を覆うマスクとを被着すること、或いはリターンベンドを溶接する溶接部分となるパイプの開口端部に、前記パイプの開口部を塞ぎ且つ前記溶接部分の外周面を覆うキャップを被着することによって、Ｕ字状のパイプの両開口端部にめっき皮膜を形成することなく外周面のみに容易にめっき皮膜を形成できる。
更に、本発明は、熱交換器に用いられる金属製のＵ字状のパイプであって、前記熱交換器内で隣接するＵ字状のパイプ同士を接続する金属製のリターンベンドの端部が溶接される溶接部分となる前記パイプの開口端部の外周面及び前記パイプの内周面を除く前記パイプの外周面に、防錆用のめっき皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器用パイプでもある。
これらの本発明において、Ｕ字状のパイプを銅製とし、めっき皮膜としてニッケルめっき皮膜を形成することが好ましい。

また、本発明は、熱交換器を構成する複数枚のフィンに挿通されて固着された複数本の金属製のＵ字状のパイプと、前記Ｕ字状のパイプの各開口端部に接続され、隣接するＵ字状のパイプ同士を接続する金属製のリターンベンドとをめっき液に浸漬する際に、前記複数本のＵ字状のパイプがリターンベンドで接続されて形成された一本の曲折チューブの開口端部であって、前記曲折チューブへの流体の給排管の端部と溶接される溶接部分の外周面及び前記曲折チューブの内周面をめっき液に浸漬させないようにして、前記Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドをめっき液に浸漬し、前記Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドの各外周面に防錆用のめっき皮膜を形成することを特徴とする熱交換器の防錆方法にある。
かかる本発明において、給排管の端部と溶接する溶接部分となる曲折チューブの開口端部に、前記曲折チューブの開口部を塞ぐ栓と前記溶接部分の外周面を覆うマスクとを被着すること、或いは給排管の端部と溶接する溶接部分となる曲折チューブの開口端部に、前記曲折チューブの開口部を塞ぎ且つ前記溶接部分の外周面を覆うキャップを被着することによって、曲折チューブの両開口端部にめっき皮膜を形成することなく外周面のみに容易にめっき皮膜を形成できる。
更に、本発明は、複数枚のフィンに挿通されて固着された複数本の金属製のＵ字状のパイプが、金属製のリターンベンドによって接続されて形成された一本の曲折チューブの開口端部であって、前記曲折チューブへの流体の給排管の端部と溶接される溶接部分の外周面及び前記曲折チューブの内周面を除く前記曲折チューブの外周面に、防錆用のめっき皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器でもある。
これらの本発明において、Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドを銅製とすると共に、フィンをアルミニウム製とし、めっき皮膜としてニッケルめっき皮膜を形成することによって、フィンにニッケルめっき皮膜を形成することなく曲折チューブの外周面のみにニッケルめっき皮膜を形成できる。

本発明では、Ｕ字状のパイプの開口端部であって、リターンベンドの端部が溶接される溶接部分の外周面及びＵ字状のパイプの内周面をめっき液と接触しないようにして、Ｕ字状のパイプをめっき液に浸漬しているため、溶接部分となるＵ字状のパイプの開口端部の外周面及びＵ字状のパイプの内周面を除いて、Ｕ字状のパイプの外周面のみに防錆用のめっき皮膜を形成できる。
また、本発明では、複数本のＵ字状のパイプをリターンベンドで接続して形成した一本の曲折チューブの開口端部であって、曲折チューブへの流体の給排管の端部と溶接される溶接部分の外周面及び曲折チューブの内周面をめっき液に浸漬させないようにして、Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドをめっき液に浸漬しているため、溶接部分となる曲折チューブの開口端部の外周面及び曲折チューブの内周面を除いて、曲折チューブの外周面のみに防錆用のめっき皮膜を形成できる。
その結果、外周面に防錆用のめっき皮膜を形成したＵ字状のパイプの開口端部とリターンベンドの端部とを、或いは曲折チューブの開口端部と給配管の端部とを溶接によって確実に接続できる。

本発明に係る熱交換器用パイプの一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示す熱交換器用パイプは、銅製のＵ字状のパイプ１０であって、後述する様に、リターンベンドの端部と溶接される溶接部分となる開口端部１０ａ，１０ａを除くパイプ１０の外周面に防錆用のめっき皮膜が形成されている。
かかるＵ字状のパイプ１０の開口端部１０ａ近傍の拡大部分断面図を図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）に示す様に、めっき皮膜１２は、パイプ１０の開口端部１０ａの外周面及びパイプ１０の内壁面を除いたパイプ１０の外周面のみに形成されている。パイプ１０の開口端部１０ａの外周面に、めっき皮膜１２が形成されると、リターンベンドの端部とパイプ１０の開口端部１０ａとを溶接する際に、パイプ１０の開口端部１０ａの外周面にめっき皮膜１２が形成されていると、溶接強度等に影響を与えるおそれがある。
また、パイプ１０の内周面にめっき皮膜１２を形成しても、パイプ１０の耐食性向上には何等寄与せず無駄である。
かかるめっき皮膜１２は、ニッケル、亜鉛、すず、金、銀等から成る金属めっき皮膜であって、ニッケルめっき皮膜が好適である。このめっき皮膜１２の膜厚は、６〜７μｍで且つ膜厚バラツキが３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、めっき皮膜１２の膜厚が６μｍ未満の場合は、防錆性能が不足する傾向にあり、めっき皮膜１２の膜厚が７μｍを超える場合は、防錆性能が飽和に達する傾向にある。

図１に示すＵ字状のパイプ１０の外周面にめっき皮膜１２を形成するには、パイプ１０のめっき皮膜１２を形成する箇所をめっき液に浸漬してめっきを施すことが簡単である。このめっきは、無電解めっきであっても電解めっきであってもよいが、無電解めっきがめっき設備を簡単化でき好ましい。
図１に示すＵ字状のパイプ１０の所定の外周面にめっき皮膜１２を形成する際には、図２に示す様に、めっき槽１４に貯留されためっき液１６中にパイプ１０の所定部分を浸漬してめっきを施す。
この際に、めっき液１６の液面からパイプ１０の開口端部１０ａを突出し、めっき液１６のパイプ１０内への侵入を防止すると共に、開口端部１０ａの外周面とめっき液１６との接触も防止できる。
この様に、めっき液１６のパイプ１０内への侵入を防止すると共に、開口端部１０ａの外周面とめっき液１６との接触も防止して、パイプ１０にめっきを施すことによって、めっき皮膜１２を、パイプ１０の開口端部１０ａの外周面及びパイプ１０の内壁面を除いたパイプ１０の外周面のみに形成できる。

但し、図２に示す様に、パイプ１０の開口端部１０ａがめっき液１６の液面から常に突出するように、パイプ１０の先端をめっき液１６の液面から高さｈに調整することは困難である。つまり、パイプ１０の先端のめっき液１６の液面からの高さが、高さｈよりも多少でも低くなった場合には、パイプ１０の開口端部１０ａに部分的にめっき皮膜１２が形成される。他方、パイプ１０の先端のめっき液１６の液面からの高さが、高さｈよりも多少でも高くなった場合には、めっき皮膜１２を形成すべき箇所に部分的にめっき皮膜１２を形成できない箇所ができる。特に、めっき液１６を攪拌する場合には、めっき液１６の液面が変動して、パイプ１０の先端をめっき液１６の液面から高さｈだけ常に突出させることは至難のことである。
この点、図３（ａ）に示す様に、パイプ１０の開口端部１０ａに、パイプ１０の開口部を塞ぐ栓１８と開口端部１０ａの外周面を覆うリング状のマスク２０とを被着することによって、パイプ１０の所定箇所に確実にめっき皮膜１２を形成できるように、めっき液１６にパイプ１０の開口端部１０ａの一部に相当する箇所まで浸漬しても、パイプ１０の開口端部１０ａの外周面及びパイプ１０の内壁面を除いたパイプ１０の外周面のみにめっき皮膜１２を形成できる。
また、図３（ｂ）（ｃ）に示す様に、パイプ１０の開口端部１０ａに、パイプ１０の開口部を塞ぎ且つ開口端部１０ａの外周面を覆うキャップ２２，２４を被着してもよい。
図３（ｂ）に示すキャップ２２は、開口端部１０ａの外周面を覆うリング状部２２ａと、リング状部２２ａとの境界部にパイプ１０の端面に当接して位置決めするリング状突起部２２ｂとを具備している。キャップ２２をパイプ１０の開口端部１０ａに装着する際に、キャップ２２を、リング状突起部２２ｂがパイプ１０の端面に当接するまで押し込むことによって、開口端部１０ａをリング状部２２ａによって確実に覆うことができる。
図３（ｃ）に示すキャップ２４は、開口端部１０ａの外周面を覆うリング状部２４ａと球状部２４ｂとを具備しており、パイプ１０の開口端部１０ａへの着脱を容易に行うことができる。

この様にして得られた図１に示すＵ字状のパイプ１０を用いて図４に示す熱交換器３０が組み立てられる。組み立てられた熱交換器３０には、図４に示す様に、複数本のＵ字状のパイプ１０，１０・・が複数枚のフィン２８，２８・・に挿入されて固着され、パイプ１０，１０・・の各開口端部１０ａにリターンベンド２６の端部が溶接されて一本の曲折チューブ３２が形成される。
この様に組み立てられた熱交換器３０では、リターンベンド２６及びパイプ１０の溶接部（開口端部１０ａ）には、防錆用のめっき皮膜１２が形成されていない。このため、リターンベンド２６及びパイプ１０の溶接部（開口端部１０ａ）に錆が発生するおそれがある。
この点、外周面に何等のめっき皮膜が形成されていないＵ字状のパイプ１０を用いて熱交換器３０を組み立てた後、図４に示す様に、熱交換器３０の全体をめっき液１６に浸漬してパイプ１０及びリターンベンド２６の外周面にめっき皮膜１２を形成することによって、リターンベンド２６及びパイプ１０の溶接部（開口端部１０ａ）に錆が発生するおそれを解消できる。
また、フィン２８，２８・・の外周面にもめっき皮膜を形成できる場合には、フィン２８，２８・・の錆発生を防止できる。

但し、図４に示す様に、熱交換器３０の全体をめっき液１６に浸漬する場合にも、図４に示す様に、曲折チューブ３２の開口端部３２ａ，３２ａをめっき液１６の液面よりも突出して、曲折チューブ３２への流体の給排管の端部と溶接される溶接部分の外周面及び曲折チューブ３２の内周面をめっき液に浸漬させないようにする。曲折チューブ３２の開口端部３２ａ，３２ａの外周面及び曲折チューブ３２の内周面へのめっき皮膜１２の形成を防止するためである。
図４に示す熱交換器３０の全体をめっき液１６に浸漬する場合でも、曲折チューブ３２の開口端部３２ａ，３２ａに、図３（ａ）に示す栓１８とリング状のマスク２０とを被着してもよく、図３（ｂ）（ｃ）に示す様に、曲折チューブ３２の開口端部３２ａに、曲折チューブ３２の開口部を塞ぎ且つ開口端部３２ａの外周面を覆うキャップ２２，２４を被着してもよい。
尚、栓１８とリング状のマスク２０、キャップ２２，２４については、図３において説明しており、ここでの詳細は省略する。

かかる図４に示す熱交換器３０では、銅製のチューブ１０及びリターンベンド２６を用いると共に、アルミニウム製のフィン２８を用いることによって、熱交換器３０を軽量化できる。
但し、めっき皮膜１２は、銅製のチューブ１０及びリターンベンド２６の外周面には形成できるが、アルミニウム製のフィン２８の表面には形成できない。この場合でも、アルミニウム製のフィン２８は、銅製のチューブ１０及びリターンベンド２６よりも防錆製に優れているので、防錆の観点からは問題ない。
この様に、熱交換器３０の全体をめっき液１６に浸漬してめっき皮膜１２を形成する場合でも、めっき皮膜１２としては、ニッケル、亜鉛、すず、金、銀等から成る金属めっき皮膜であって、ニッケルめっき皮膜が好適である。このめっき皮膜１２の膜厚は、６〜７μｍで且つ膜厚バラツキが３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る熱交換器用パイプの一例を説明する正面図及びその部分拡大図である。 図１に示す熱交換器用パイプの防錆方法を説明する説明図である。 めっき液に浸漬するＵ字状のパイプの開口先端部に被着する被着部を説明する部分断面図である。 本発明に係る熱交換器の防錆処理方法の一例を説明する説明図である。 従来の熱交換器、熱交換器用パイプ及び熱交換器用パイプに装着したリターンベンドを説明する説明図である。 従来の熱交換器の他の例を説明する正面図である。

符号の説明

１０ Ｕ字状のパイプ
１０ａ 開口端部
１２ めっき皮膜
１４ めっき槽
１６ めっき液
１８ 栓
２０ マスク
２２，２４ キャップ
２６ リターンベンド
２８ フィン
３０ 熱交換器
３２ 曲折チューブ
３２ａ 開口端部

Claims (12)

1. 熱交換器に用いる金属製のＵ字状のパイプをめっき液に浸漬して、前記パイプの外周面に防錆用のめっき皮膜を形成する際に、
   前記パイプの開口端部であって、前記熱交換器内で隣接するＵ字状のパイプと接続する金属製のリターンベンドの端部が溶接される溶接部分の外周面及び前記パイプの内周面をめっき液と接触しないようにして、前記パイプをめっき液に浸漬することを特徴とする熱交換器用パイプの防錆処理方法。
2. リターンベンドを溶接する溶接部分となるパイプの開口端部に、前記パイプの開口部を塞ぐ栓と前記溶接部分の外周面を覆うマスクとを被着する請求項１記載の熱交換器用パイプの防錆処理方法。
3. リターンベンドを溶接する溶接部分となるパイプの開口端部に、前記パイプの開口部を塞ぎ且つ前記溶接部分の外周面を覆うキャップを被着する請求項１記載の熱交換器用パイプの防錆処理方法。
4. Ｕ字状のパイプを銅製とし、めっき皮膜としてニッケルめっき皮膜を形成する請求項１〜３のいずれか一項記載の熱交換器用パイプの防錆処理方法。
5. 熱交換器に用いられる金属製のＵ字状のパイプであって、前記熱交換器内で隣接するＵ字状のパイプ同士を接続する金属製のリターンベンドの端部が溶接される溶接部分となる前記パイプの開口端部の外周面及び前記パイプの内周面を除く前記パイプの外周面に、防錆用のめっき皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器用パイプ。
6. Ｕ字状のパイプが銅製であって、めっき皮膜がニッケルめっき皮膜である請求項１〜５項記載の熱交換器用パイプ。
7. 熱交換器を構成する複数枚のフィンに挿通されて固着された複数本の金属製のＵ字状のパイプと、前記Ｕ字状のパイプの各開口端部に接続され、隣接するＵ字状のパイプ同士を接続する金属製のリターンベンドとをめっき液に浸漬する際に、
   前記複数本のＵ字状のパイプがリターンベンドで接続されて形成された一本の曲折チューブの開口端部であって、前記曲折チューブへの流体の給排管の端部と溶接される溶接部分の外周面及び前記曲折チューブの内周面をめっき液に浸漬させないようにして、前記Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドをめっき液に浸漬し、前記Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドの各外周面に防錆用のめっき皮膜を形成することを特徴とする熱交換器の防錆方法。
8. 給排管の端部と溶接する溶接部分となる曲折チューブの開口端部に、前記曲折チューブの開口部を塞ぐ栓と前記溶接部分の外周面を覆うマスクとを被着する請求項７記載の熱交換器の防錆処理方法。
9. 給排管の端部と溶接する溶接部分となる曲折チューブの開口端部に、前記曲折チューブの開口部を塞ぎ且つ前記溶接部分の外周面を覆うキャップを被着する請求項７記載の熱交換器の防錆処理方法。
10. Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドを銅製とすると共に、フィンをアルミニウム製とし、めっき皮膜としてニッケルめっき皮膜を形成する請求項７〜９のいずれか一項記載の熱交換器の防錆処理方法。
11. 複数枚のフィンに挿通されて固着された複数本の金属製のＵ字状のパイプが、金属製のリターンベンドによって接続されて形成された一本の曲折チューブの開口端部であって、前記曲折チューブへの流体の給排管の端部と溶接される溶接部分の外周面及び前記曲折チューブの内周面を除く前記曲折チューブの外周面に、防錆用のめっき皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器。
12. Ｕ字状のパイプ及びリターンベンドが銅製であると共に、フィンがアルミニウム製であって、めっき皮膜がニッケルめっき皮膜である請求項１１記載の熱交換器。

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