JP2798760B2

JP2798760B2 - 熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JP2798760B2
Application number: JP1342179A
Authority: JP
Inventors: 利明村松
Original assignee: 昭和アルミニウム株式会社
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH03204169A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、例えばアルミニウム製等の熱交換器の製
造方法に関する。

なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合
金を含む意味で用いる。

従来の技術アルミニウムどうしあるいはアルミニウムとステンレ
スとをろう付けして熱交換器を製作する場合、フラック
スを用いたろう付が従来より行われている。

このフラックスろう付により熱交換器を製作する場
合、従来では、フラックスの懸濁液を浸漬、吹付け、ハ
ケ塗り等で接合部材に直接塗布したのち、乾燥し、次い
で所定温度に加熱することによりろう材を溶融してろう
付接合を達成していた。

発明が解決しようとする課題ところが、フラックスの懸濁液を直接熱交換器の接合
部材に塗布する方法では懸濁液の塗布作業が面倒である
のみならず、接合部位以外にも必要以上のフラックスが
広く付着する虞れがあり、この場合には灰色ないし白色
のシミが生じて熱交換器の外観体裁を損なうとともに、
ろう付後にベーマイト処理等の表面処理を実施する場合
には表面処理性が悪化し均一処理が困難であるというよ
うな問題があった。もとより、ろう付後に熱交換器表面
のフラックス除去を行うことも考えられるが、その除去
作業が容易でないというような欠点もあった。

この発明はかかる欠点を解消するためになされたもの
であって、熱交換器接合部材の表面へのフラックス懸濁
液の直接塗布をなくすとともに、ろう付後における熱交
換器表面の余分なフラックス付着を抑制できる熱交換器
の製造方法の提供を課題とする。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために、この発明は、フラックス
を保持できるろう材を用いて熱交換器を製造しようとい
うものである。

即ち、図面の符号を参照して示すと、この発明は、チ
ューブ（10）と、該チューブの長さ方向に平行状に外装
された複数枚のプレートフィン（20）とを接合して熱交
換器を製作するに際し、前記チューブ（10）の上側の位
置においてプレートフィン（20）にろう材挿通孔（23）
を設け、このろう材挿通孔（23）に、線状に成形しかつ
周面長さ方向に設けたフラックス保持溝（２）にフラッ
クス（３）を充填保持したろう材（１）を、そのフラッ
クス保持溝（２）の開口が下向きとなる配置にてチュー
ブ（10）と平行状に挿通し、次いで所定温度に加熱して
チューブ（10）とプレートフィン（20）とをろう付する
ことを特徴とする。

あるいはまた、チューブ（60）の端部にヘッダー（8
0）を接合して熱交換器を製作するに際し、チューブ（6
0）をヘッダー（80）のチューブ挿入孔（81）に差込む
とともに、チューブ（60）とヘッダー（80）との被接合
部周縁に、線状に成形しかつ周面長さ方向に設けたフラ
ックス保持溝（２）にフラックスを充填保持した線状ろ
う材（１）を、そのフラックス保持溝（２）の開口を被
接合部に指向せしめた状態でチューブ外周に沿って環状
に配置し、次いで所定温度に加熱してチューブ（60）と
ヘッダー（80）をろう付することを特徴とするものであ
る。

作用請求項１に記載の熱交換器の製造方法では、温度上昇
によりまずフラックス（３）が溶融すると、溶融したフ
ラックス（３）はフラックス保持溝（２）の開口からプ
レートフィン（20）を伝って下方に流動落下し、隣接プ
レートフィン相互間の僅かな隙間からプレートフィン
（20）とチューブ（10）との被接合部に入り込み、表面
の酸化皮膜を破壊する。そして、さらなる温度上昇によ
りろう材（１）が溶融して流動落下し、被接合部に流れ
込んでプレートフィン（20）とチューブ（10）とのろう
付接合が達成される。

請求項２に記載の熱交換器の製造方法において、所定
温度に加熱すると、温度上昇により溶融したフラックス
（３）はフラックス保持溝（２）の開口から円滑に流動
して、ヘッダー（80）とチューブ（60）との接合部に入
り込み、表面の酸化皮膜を破壊する。そして、さらなる
温度上昇によりろう材（１）が溶融して流動し、被接合
部に流れ込んでヘッダー（80）とチューブ（60）とのろ
う付接合が達成される。

発明の実施の形態次に、この発明の実施態様を説明する。

第１図及び第２図はこの実施態様に係る熱交換器の製
造に用いるろう材（１）を示すものである。このろう材
（１）はアルミニウムどうしあるいはアルミニウムとス
テンレスとのろう付に用いられるもので、押出とあるい
はさらに引抜きとにより細径の中実線状に形成されてい
る。かつろう材（１）の周面長さ方向には断面凹状をな
す１のフラックス保持溝（２）が形成されている。保持
溝（２）の形状は特に限定されることはなく、フラック
スを保持しうる形であれば良い。このフラックス保持溝
（２）はろう付に際してフラックス（３）を充填状態に
収容保持するものであるが、溝幅が広いと充填したフラ
ックス（３）が落下する危険があることから、多量のフ
ラックス保持が要求される場合には、同様の溝を外周方
向にわたって複数形成するのが良い。第３図及び第４図
はろう材（１）の全周にわたって断面略Ｖ形のフラック
ス保持溝（２）を形成した場合を示している。第３図及
び第４図において、第１図及び第２図に示すろう材と同
一名称部分には同一符号を付している。ろう材（１）と
しては一般的にはAl−Si系合金を用いるが、フラックス
（３）としてフッ化物系フラックスを用いる場合には、
Mgがろう材の濡れ性を悪化させることからMgを含まない
ろう材を用いるのが良い。

第５図はろう材の他の変形例を示すもので、板状ろう
材をその幅方向に断面Ｃ状に曲げ加工することにより、
ろう材（１）の長さ方向に沿ってフラックス保持溝
（２）を形成したものである。この場合、第６図に示す
ように、ろう材（１）の一方の側縁を内側に巻込んだ形
としても良い。なお、第５図及び第６図において第１図
に示したろう材と同一名称部分には同一符号を付してい
る。

第１図〜第６図に示すろう材（１）は、熱交換器のろ
う付に際してフラックス（３）をそのフラックス保持溝
（２）に充填状態に収容保持させる。ここに、フラック
ス（３）の種類は特に限定されることはないが、非腐蝕
性のフッ化物系フラックスを用いるのが好ましい。ま
た、アルミニウムとステンレスとをろう付する場合に
は、フッ化物系フラックスにフッ化スズを添加したもの
を用いるのが良い。フラックス（３）はこれを粉末状に
してろう材のフラックス保持溝（２）に充填しても良い
が、フラックス（３）に付着保持力を与えるため、水等
の溶剤を加えてフラックスを懸濁液状ないしペースト状
にし、これを溝（２）に塗り込んだ後一日乾燥してろう
付に用いることも推奨される。

フラックス（３）を保持したろう材（１）は熱交換器
のろう付に際し、フラックス（３）及びろう材（１）の
被接合部への流動供給を容易にするため、好ましくはろ
う材（１）を被接合部の上側に配置し、かつフラックス
保持溝（２）の開口を下側つまり被接合部側に指向せし
めて配置するのが良い。もとより、ろう材（１）と被接
合部との位置関係により、ろう材（１）を上側に配置で
きないときは、溶融したフラックス（３）やろう材
（１）が被接合部に向かって可及的円滑に流動する配置
とすべきである。次いで、一般的には不活性ガス雰囲気
等の非酸化性雰囲気中で接合部材の融点より低くフラッ
クスより融点の高い約580〜620℃に加熱する。この加熱
により、まずフラックス保持溝（２）に保持されたフラ
ックス（３）が溶融し、該溝（２）から流動して熱交換
器の被接合部に供給され、そのフラックス作用により被
接合部の表面酸化膜が除去される。次にろう材（１）が
溶融して被接合部に供給され、良好なろう付接合が達成
される。

第７図〜第11図は第１図及び第２図に示したろう材
（１）を用いて製作したプレートフィンタイプの給湯器
用熱交換器を示している。同図において、（10）はチュ
ーブ、（20）はプレートフィンである。

チューブ（10）はステンレス鋼で形成されたものであ
り、上下方向に平行配置された３本の直管部（10a）（1
0b）（10c）を有するものに蛇行形成されるとともに、
チューブ（10）の一端が給水口（11）と他端が給湯口
（12）となされている。一方、前記プレートフィン（2
0）はアルミニウムで形成されている。このプレートフ
ィン（20）は第９図及び第11図で示すように、その幅方
向中央部にチューブ（10）とほぼ同じ直径の３個のチュ
ーブ挿通孔（21）が並設されるとともに、各挿通孔（2
1）の周縁には筒状のフィンカラー（22）が立設されて
いる。かつプレートフィン（20）の各チューブ挿通孔
（21）の真上近傍にはろう材挿通孔（23）が穿設されて
いる。なお、第７図において、（30）はＵ形接続管、
（40）はＬ形接続管、（50）はＵ形接続管（30）及びＬ
形接続管（40）と直管部（10a）（10b）（10c）との接
合部である。

上記の熱交換器の製作は次のようにして行ったもので
ある。即ち、まず複数枚のプレートフィン（20）のチュ
ーブ挿通孔（21）にチューブ（10）の直管部（10a）（1
0b）（10c）を挿通することにより、それらのフィンカ
ラー（22）で直管部外面を覆う態様で直管部の長さ方向
に平行状に外装し、熱交換器の組立体とする。次に、フ
ラックス保持溝（２）にフラックス（３）を塗り込んで
充填保持した第１図に示す線状ろう材（１）を、第10図
に示すように、プレートフィン（20）のろう材挿通孔
（23）に挿通せしめる。かつ挿通したろう材（１）は、
フラックス保持溝（２）の開口側がチューブ（10）側を
指向する配置としておく。またフラックス（３）として
はステンレスとアルミニウムとのろう付に好適なフラッ
クス、例えばフッ化スズを0.05〜0.15wt％含有するフッ
化物系フラックスを用いれば良い。ここにフッ化物系フ
ラックスとしては、KA1F4とKFを80〜99.8wt％:20〜0.2w
t％の割合で混合したものとか、フルオロアルミニウム
錯塩（K3AlF6及びKA1F4）を組成物とするものとか、A1F
3とKFの混合物等を挙げうる。

次いで、上記熱交換器組立物をろう材（１）が上側、
チューブが下側となる配置関係で所定温度に加熱してろ
う付を行う。温度上昇によりまずフラックス（３）が溶
融する。ろう材（１）はフラックス保持溝（２）が下向
き開口となされているから、溶融したフラックス（３）
は第11図に矢印で示すように、保持溝（２）から円滑に
流動落下して、隣接プレートフィン（20）（20）相互間
の僅かな隙間からプレートフィン（20）とチューブ（1
0）との被接合部に入り込み、表面の酸化皮膜を破壊す
る。次いで、さらなる温度上昇によりろう材（１）が溶
融して流動落下し、被接合部に流れ込んでプレートフィ
ン（20）とチューブ（10）とのろう付接合が達成され
る。

第12図〜第14図は第１図及び第２図に示したろう材
（１）を用いて製作した他の熱交換器を示すものであ
る。この熱交換器はカークーラー用のサーペンタイン型
凝縮器用である。同図において、（60）は冷媒流通用の
アルミニウム製蛇行偏平チューブ、（70）はアルミニウ
ム製コルゲートフィンであり、該コルゲートフィン（7
0）はチューブ（60）の平行状直管部（60a）間に介在状
態に配置されろう付接合されている。（80）はチューブ
（60）の両端に接合されたヘッダーである。該ヘッダー
（80）には断面長孔形状のチューブ挿入孔（81）が穿設
されるとともに、該挿入孔（81）の周囲にろう材配設用
の凹所（82）が形成されている。この凹所（82）はチュ
ーブ挿入孔（81）の開口の長さ方向に伸びた開口よりも
幅広の溝からなる。そして、チューブ（60）の両端部は
前記ヘッダー（80）のチューブ挿入孔（81）に差込まれ
た状態で、ろう付によりヘッダー（80）に接合連結され
ている。かかるヘッダー（80）とチューブ（60）とのろ
う付は次のようにして行ったものである。即ち、チュー
ブ（60）の両端部をヘッダー（80）のチューブ挿入孔
（81）に連通接続した状態で、第１図に示す線状ろう材
（１）をチューブ（60）の外周に沿ってヘッダーの凹所
（82）に配置する。ろう材（１）にはそのフラックス保
持溝（２）に予めフラックス（３）を充填状態に保持せ
しめておく。フラックス（３）としては通常のアルミニ
ウム材どうしの接合に用いられるフッ化物系フラックス
等を用いれば良い。ろう材（１）の配置に際しては、第
14図に示すように、フラックス保持溝（２）の開口がヘ
ッダー（80）とチューブ（60）との被接合部を指向する
配置とする。この状態で所定温度に加熱すると、温度上
昇によりまずフラックス（３）が溶融する。ろう材
（１）はフラックス保持溝（２）がヘッダー（80）とチ
ューブ（60）との被接合部を向くように配置されている
から、溶融したフラックスは溝の開口から円滑に流動し
て、ヘッダー（80）とチューブ（60）との被接合部に流
れ込み、表面の酸化皮膜を破壊する。そして、さらなる
温度上昇によりろう材（１）が溶融して流動し、被接合
部に流れ込んでヘッダー（80）とチューブ（60）とのろ
う付接合が達成される。

発明の効果この発明は、上述の次第で、フラックス保持溝にフラ
ックスを充填した線状ろう材を用いるから、フラックス
懸濁液を熱交換器組立体に直接塗布する必要がないのみ
ならず、直接塗布する場合に較べて、同等のろう付性を
発揮せしめつつも、熱交換器表面におけるフラックスの
付着を少なくでき、従って外観品質に優れた熱交換器の
製作提供を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施形態に係る熱交換器の製造方
法に用いるろう材の断面斜視図、第２図は第１図のII−
II線断面図、第３図はろう材の変形例を示す断面斜視
図、第４図は第３図のIII−III線断面図、第５図、第６
図はろう材のそれぞれ他の変形例を示す断面斜視図、第
７図は第１図のろう材を用いて製作した熱交換器の上面
図、第８図は同じく側面図、第９図は第７図の熱交換器
におけるプレートフィンの正面図、第10図は熱交換器の
製作においてろう材をセットする前の状態を示す要部斜
視図、第11図はろう材セット後の状態を第８図のXI−XI
線方向から見た断面図、第12図は第１図のろう材を用い
て製作した他の熱交換器の正面図、第13図は第12図の熱
交換器の製作においてチューブをヘッダーに組付ける前
の状態の斜視図、第14図は組付後の正面一部断面図であ
る。（１）……ろう材、（２）……フラックス保持溝、
（３）……フラックス、（10）……チューブ、（20）…
…プレートフィン、（23）……ろう材挿通孔、（60）…
…チューブ、（80）……ヘッダー。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 1/00 330 B23K 35/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】チューブ（10）と、該チューブの長さ方向
に平行状に外装された複数枚のプレートフィン（20）と
を接合して熱交換器を製作するに際し、前記チューブ
（10）の上側の位置においてプレートフィン（20）にろ
う材挿通孔（23）を設け、このろう材挿通孔（23）に、
線状に成形しかつ周面長さ方向に設けたフラックス保持
溝（２）にフラックス（３）を充填保持したろう材
（１）を、そのフラックス保持溝（２）の開口が下向き
となる配置にてチューブ（10）と平行状に挿通し、次い
で所定温度に加熱してチューブ（10）とプレートフィン
（20）とをろう付することを特徴とする熱交換器の製造
方法。
【請求項２】チューブ（60）の端部にヘッダー（80）を
接合して熱交換器を製作するに際し、チューブ（60）を
ヘッダー（80）のチューブ挿入孔（81）に差込むととも
に、チューブ（60）とヘッダー（80）との被接合部周縁
に、線状に成形しかつ周面長さ方向に設けたフラックス
保持溝（２）にフラックスを充填保持した線状ろう材
（１）を、そのフラックス保持溝（２）の開口を被接合
部に指向せしめた状態でチューブ外周に沿って環状に配
置し、次いで所定温度に加熱してチューブ（60）とヘッ
ダー（80）とをろう付することを特徴とする熱交換器の
製造方法。