JP2999031B2 - オールアルミニウム製熱交換器 - Google Patents
オールアルミニウム製熱交換器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
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- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カーエアコンのコンデ
ンサ等に用いられるオールアルミニウム製熱交換器に関
するものである。
ンサ等に用いられるオールアルミニウム製熱交換器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーペンタインタイプのオールアルミニ
ウム製熱交換器の防食は、チューブ表面にＺｎ（亜鉛）
を付着させておき、ろう付け加熱中にチューブ表面にＺ
ｎ（亜鉛）拡散層を形成させることにより行なってい
る。図４はＺｎの拡散層４の形態の説明図である。図に
おいて、１は押出偏平管、２は同偏平管のアルミニウム
母材、３はＺｎ付着層、４はＺｎ拡散層である。同図
（ａ）のＡ部を拡大したものが同図（ｂ）および（ｄ）
である。同図（ｂ）はＺｎが単に付着している状態で、
同図（ｃ）のように母材表面に５μｍ程度のＺｎ付着層
３が形成されている。この状態でろう付けを行うと、加
熱されて同図（ｄ）のようなＺｎ拡散層４が形成され、
これは同図（ｅ）のように母材の深さ方向に１００μｍ
程度のＺｎ拡散状態が形成される。
ウム製熱交換器の防食は、チューブ表面にＺｎ（亜鉛）
を付着させておき、ろう付け加熱中にチューブ表面にＺ
ｎ（亜鉛）拡散層を形成させることにより行なってい
る。図４はＺｎの拡散層４の形態の説明図である。図に
おいて、１は押出偏平管、２は同偏平管のアルミニウム
母材、３はＺｎ付着層、４はＺｎ拡散層である。同図
（ａ）のＡ部を拡大したものが同図（ｂ）および（ｄ）
である。同図（ｂ）はＺｎが単に付着している状態で、
同図（ｃ）のように母材表面に５μｍ程度のＺｎ付着層
３が形成されている。この状態でろう付けを行うと、加
熱されて同図（ｄ）のようなＺｎ拡散層４が形成され、
これは同図（ｅ）のように母材の深さ方向に１００μｍ
程度のＺｎ拡散状態が形成される。
【０００３】Ｚｎ付着層３の形成方法には２通りある。
第１の方法はＺｎメッキによる方法であり、第２の方法
はＺｎ溶射による方法である。図５はＺｎメッキ法によ
る工程説明図である。図において、１は押出偏平管、５
はキャップ、６はヘッダ、７はワイヤ状ろう材である。
同図（ａ）の１は押出偏平管であるが、これはサーペン
曲げを施したものが示されている。同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ部拡大斜視図である。押出偏平管１の端部に
キャップ５が取付けられている。この状態でＺｎメッキ
を行ってＺｎを付着させる。前記キャップ５はメッキ中
に偏平管内に液が入らないようにするためである。メッ
キ終了後、キャップ５を除去し、偏平管にフィンを組込
み、同図（ｃ）に示すように、偏平管端部にヘッダ６を
装着し、ワイヤ状のろう材７を置き、ヘッダを偏平管に
ろう付けする。ろう材はＡｌ−７〜１２％Ｓｉの組成の
ものが用いられている。
第１の方法はＺｎメッキによる方法であり、第２の方法
はＺｎ溶射による方法である。図５はＺｎメッキ法によ
る工程説明図である。図において、１は押出偏平管、５
はキャップ、６はヘッダ、７はワイヤ状ろう材である。
同図（ａ）の１は押出偏平管であるが、これはサーペン
曲げを施したものが示されている。同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ部拡大斜視図である。押出偏平管１の端部に
キャップ５が取付けられている。この状態でＺｎメッキ
を行ってＺｎを付着させる。前記キャップ５はメッキ中
に偏平管内に液が入らないようにするためである。メッ
キ終了後、キャップ５を除去し、偏平管にフィンを組込
み、同図（ｃ）に示すように、偏平管端部にヘッダ６を
装着し、ワイヤ状のろう材７を置き、ヘッダを偏平管に
ろう付けする。ろう材はＡｌ−７〜１２％Ｓｉの組成の
ものが用いられている。
【０００４】図６は上記Ｚｎメッキ法が用いられている
偏平管と、ヘッダとの接合部の断面図である。同図
（ａ）において、８は押出偏平管１とヘッダ６との間に
形成されるろう材によるフィレットである。同図（ｂ）
は同図（ａ）のＣ部拡大断面図であり、４はろう付中に
押出偏平管の母材表面近くに形成されるＺｎ拡散層であ
る。前記のように押出偏平管の端部には、Ｚｎメッキ中
にキャップが被せられている。したがって、ちょうどろ
う付け部付近ＤにはＺｎ付着層が形成されないので、Ｚ
ｎ拡散層も形成されないことになる。したがって従来こ
のＺｎ拡散層の形成されていない部分において腐食が生
じていた。
偏平管と、ヘッダとの接合部の断面図である。同図
（ａ）において、８は押出偏平管１とヘッダ６との間に
形成されるろう材によるフィレットである。同図（ｂ）
は同図（ａ）のＣ部拡大断面図であり、４はろう付中に
押出偏平管の母材表面近くに形成されるＺｎ拡散層であ
る。前記のように押出偏平管の端部には、Ｚｎメッキ中
にキャップが被せられている。したがって、ちょうどろ
う付け部付近ＤにはＺｎ付着層が形成されないので、Ｚ
ｎ拡散層も形成されないことになる。したがって従来こ
のＺｎ拡散層の形成されていない部分において腐食が生
じていた。
【０００５】図７はＺｎ溶射法によってＺｎ付着層を形
成させた押出偏平管を用いた場合の、偏平管とヘッダと
のろう付部の拡大断面図である。Ｚｎ溶射法によるもの
では、Ｚｎメッキ法におけるようなキャップが不要であ
るため、押出偏平管１の端部では全面にわたってＺｎが
付着するので、ろう付け時に全面にわたってＺｎ拡散層
４が形成され、非常に好都合であるかのように見える。
しかしながら、これは次の理由によって従来は用いられ
ていない。
成させた押出偏平管を用いた場合の、偏平管とヘッダと
のろう付部の拡大断面図である。Ｚｎ溶射法によるもの
では、Ｚｎメッキ法におけるようなキャップが不要であ
るため、押出偏平管１の端部では全面にわたってＺｎが
付着するので、ろう付け時に全面にわたってＺｎ拡散層
４が形成され、非常に好都合であるかのように見える。
しかしながら、これは次の理由によって従来は用いられ
ていない。
【０００６】図８はＺｎ溶射材を用いた時の腐食発生状
況の説明図である。腐食は図の（ａ），（ｂ），（ｃ）
の順に発生する。図において、９は腐食部である。腐食
はＺｎ拡散層内のＺｎ濃度のピーク部を進行して、遂に
トンネル状に貫通して、冷媒の漏れを生じる。この原因
は、ろう材フィレット８内のＺｎ濃度は低いが、これに
隣接するＺｎ拡散層には、Ｚｎ濃度の高い部分があるた
め、この両部分の間に電位差が生じるからである。以上
のようにろう付け部で腐食が生じるために、Ｚｎ溶射材
は従来用いられていなかった。
況の説明図である。腐食は図の（ａ），（ｂ），（ｃ）
の順に発生する。図において、９は腐食部である。腐食
はＺｎ拡散層内のＺｎ濃度のピーク部を進行して、遂に
トンネル状に貫通して、冷媒の漏れを生じる。この原因
は、ろう材フィレット８内のＺｎ濃度は低いが、これに
隣接するＺｎ拡散層には、Ｚｎ濃度の高い部分があるた
め、この両部分の間に電位差が生じるからである。以上
のようにろう付け部で腐食が生じるために、Ｚｎ溶射材
は従来用いられていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のＺｎメッキ法に
よる押出偏平管では、前述のように、ろう付け部付近に
Ｚｎ拡散層を作ることができないので、その部分に腐食
発生の可能性があった。またＺｎ溶射法では、Ｚｎ拡散
層内のＺｎ濃度ピーク部を腐食が進行するため、従来は
Ｚｎ溶射材は用いられていなかった。
よる押出偏平管では、前述のように、ろう付け部付近に
Ｚｎ拡散層を作ることができないので、その部分に腐食
発生の可能性があった。またＺｎ溶射法では、Ｚｎ拡散
層内のＺｎ濃度ピーク部を腐食が進行するため、従来は
Ｚｎ溶射材は用いられていなかった。
【０００８】Ｚｎ溶射材は、本来品質が安定しており、
また生産性も高いものであるため、本発明はこのＺｎ溶
射材を用いることを前提として、そのろう付け部の耐食
性を改善したオールアルミニウム製熱交換器を提供しよ
うとするものである。
また生産性も高いものであるため、本発明はこのＺｎ溶
射材を用いることを前提として、そのろう付け部の耐食
性を改善したオールアルミニウム製熱交換器を提供しよ
うとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
したものであって、押出偏平管を用い、大気中あるいは
不活性ガス雰囲気内でろう付けによって製造されるオー
ルアルミニウム製熱交換器において、Ａ１−７〜１２％
Ｓｉ−０．５〜２．０％Ｚｎろう材を用いてＺｎを溶射
した前記押出偏平管とヘッダとを接合することを特徴と
するオ−ルアルミニウム製熱交換器に関するものであ
る。
したものであって、押出偏平管を用い、大気中あるいは
不活性ガス雰囲気内でろう付けによって製造されるオー
ルアルミニウム製熱交換器において、Ａ１−７〜１２％
Ｓｉ−０．５〜２．０％Ｚｎろう材を用いてＺｎを溶射
した前記押出偏平管とヘッダとを接合することを特徴と
するオ−ルアルミニウム製熱交換器に関するものであ
る。
【００１０】
【作用】ろう材に０．５〜２．０％のＺｎを添加するこ
とによって、ろう付けによって形成されるフィレット中
に０．５〜２．０％のＺｎを含有させる。これによって
押出偏平管のＺｎ拡散部とフィレット部とのＺｎ濃度が
ほぼ等しくなるので、電位差が小さくなり、腐食が抑制
される。
とによって、ろう付けによって形成されるフィレット中
に０．５〜２．０％のＺｎを含有させる。これによって
押出偏平管のＺｎ拡散部とフィレット部とのＺｎ濃度が
ほぼ等しくなるので、電位差が小さくなり、腐食が抑制
される。
【００１１】
【実施例】本発明は、Ｚｎ溶射押出偏平管とヘッダの接
合に用いるろう材に、０．５〜２．０％のＺｎを添加す
ることにより、押出偏平管とヘッダーとの接合部に形成
されるフィレット中に０．５〜２．０％のＺｎを含有さ
せ、これにより、押出偏平管の接合部側の層に形成され
ているＺｎ拡散層とフィレット部との間の電位差を小さ
くし、従来生じていた、Ｚｎ拡散層内のＺｎ高濃度部の
腐食を抑制するものである。
合に用いるろう材に、０．５〜２．０％のＺｎを添加す
ることにより、押出偏平管とヘッダーとの接合部に形成
されるフィレット中に０．５〜２．０％のＺｎを含有さ
せ、これにより、押出偏平管の接合部側の層に形成され
ているＺｎ拡散層とフィレット部との間の電位差を小さ
くし、従来生じていた、Ｚｎ拡散層内のＺｎ高濃度部の
腐食を抑制するものである。
【００１２】ここで、ろう材中へのＺｎ添加量として
は、０．５以下ではフィレット部の電位を十分に下げら
れず、Ｚｎ拡散層の腐食を防止することができない。ま
た、２．０％以上添加すると逆にフィレット部の腐食が
早期発生し、耐食性が低下する。したがって、Ｚｎ添加
量としては、０．５〜２．０％が適正である。またＳｉ
量としては、適正なろう付けをするために７〜１２％が
良い。７％以下では、ろう材の融点が高かったり、ろう
付けができなくなる。また、１２％以上では、ろう材に
よる押出偏平管の浸食が激しくなり好ましくない。
は、０．５以下ではフィレット部の電位を十分に下げら
れず、Ｚｎ拡散層の腐食を防止することができない。ま
た、２．０％以上添加すると逆にフィレット部の腐食が
早期発生し、耐食性が低下する。したがって、Ｚｎ添加
量としては、０．５〜２．０％が適正である。またＳｉ
量としては、適正なろう付けをするために７〜１２％が
良い。７％以下では、ろう材の融点が高かったり、ろう
付けができなくなる。また、１２％以上では、ろう材に
よる押出偏平管の浸食が激しくなり好ましくない。
【００１３】図１は、Ｚｎ溶射押出偏平管（幅２６ｍ
ｍ，高さ５ｍｍ，肉厚０．５ｍｍ）を用い、ヘッダー接
合部に従来のろう材Ａｌ−１０％Ｓｉを用いた熱交換器
と、Ｚｎを１．５％添加したＡｌ−１０％Ｓｉ−１．５
％Ｚｎのろう材を用いた熱交換器とにおける、押出偏平
管とヘッダの接合部のＺｎ分布を示す図である。同図
（ａ）はＺｎ分布の測定が行われた断面を示す図であ
り、測定はＥ−Ｅ線上において行われた。ＸはＺｎ拡散
層４とフィレット８の境界、Ｙはフィレット８の表面で
ある。同図（ｂ）はＺｎを添加していない従来のろう材
を使用したもの、同図（ｃ）はＺｎを添加したろう材を
使用したものの、測定結果のＺｎ分布図である。Ｚｎを
添加したろう材では、Ｚｎ拡散層のＺｎピークが消され
ていることがわかる。なお、ろう材は直径１．５ｍｍの
ワイヤー状のろうを接合部にＵ字状にして置いた。Ｚｎ
溶射量は１５ｇ／ｍ2 であり、ろう付けは、Ｎ2 ガス雰
囲気中でフッ化系フラックスを用いて実施した。ろう付
け温度は６０５℃で、室温から６０５℃までの加熱時間
は２０分とした。
ｍ，高さ５ｍｍ，肉厚０．５ｍｍ）を用い、ヘッダー接
合部に従来のろう材Ａｌ−１０％Ｓｉを用いた熱交換器
と、Ｚｎを１．５％添加したＡｌ−１０％Ｓｉ−１．５
％Ｚｎのろう材を用いた熱交換器とにおける、押出偏平
管とヘッダの接合部のＺｎ分布を示す図である。同図
（ａ）はＺｎ分布の測定が行われた断面を示す図であ
り、測定はＥ−Ｅ線上において行われた。ＸはＺｎ拡散
層４とフィレット８の境界、Ｙはフィレット８の表面で
ある。同図（ｂ）はＺｎを添加していない従来のろう材
を使用したもの、同図（ｃ）はＺｎを添加したろう材を
使用したものの、測定結果のＺｎ分布図である。Ｚｎを
添加したろう材では、Ｚｎ拡散層のＺｎピークが消され
ていることがわかる。なお、ろう材は直径１．５ｍｍの
ワイヤー状のろうを接合部にＵ字状にして置いた。Ｚｎ
溶射量は１５ｇ／ｍ2 であり、ろう付けは、Ｎ2 ガス雰
囲気中でフッ化系フラックスを用いて実施した。ろう付
け温度は６０５℃で、室温から６０５℃までの加熱時間
は２０分とした。
【００１４】また、この両者の熱交換器をＣＡＳＳ試験
７２０時間の腐食試験を実施した結果を図２および図３
に示す。図２は断面の金属組織を示し、図３は図２の各
部分の説明図である。また、いずれの図においても、
（ａ）は従来のＡｌ−１０％Ｓｉろう材を使用したも
の、（ｂ）はＡｌ−１０％Ｓｉ−１．５Ｚｎろう材を使
用したものである。これらの図でわかるように、Ｚｎを
添加していない従来のろう材を使用したものでは、Ｚｎ
拡散層の高Ｚｎ部がトンネル状に腐食し、貫通している
が、Ｚｎをろう材に添加したものでは、トンネル状腐食
は全くおこっていない。
７２０時間の腐食試験を実施した結果を図２および図３
に示す。図２は断面の金属組織を示し、図３は図２の各
部分の説明図である。また、いずれの図においても、
（ａ）は従来のＡｌ−１０％Ｓｉろう材を使用したも
の、（ｂ）はＡｌ−１０％Ｓｉ−１．５Ｚｎろう材を使
用したものである。これらの図でわかるように、Ｚｎを
添加していない従来のろう材を使用したものでは、Ｚｎ
拡散層の高Ｚｎ部がトンネル状に腐食し、貫通している
が、Ｚｎをろう材に添加したものでは、トンネル状腐食
は全くおこっていない。
【００１５】以上の様に、Ｚｎ溶射押出偏平管を用いた
サーペンタイン型熱交換器においては、ヘッダー接合
に、Ｚｎを添加したろう材を用いることにより、耐食性
を大幅に向上することができる。
サーペンタイン型熱交換器においては、ヘッダー接合
に、Ｚｎを添加したろう材を用いることにより、耐食性
を大幅に向上することができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明のオールアルミニウム製熱交換器
においては、Ａｌ−７〜１２％Ｓｉ−０．５〜２．０％
Ｚｎろう材を用いてＺｎを溶射した押出偏平管とヘッダ
とを接合するので、該押出偏平管のＺｎ拡散部とろう材
によるフィレット部との電位差が小さくなり、該押出偏
平管のＺｎ拡散層内の腐食を防止することができる。
においては、Ａｌ−７〜１２％Ｓｉ−０．５〜２．０％
Ｚｎろう材を用いてＺｎを溶射した押出偏平管とヘッダ
とを接合するので、該押出偏平管のＺｎ拡散部とろう材
によるフィレット部との電位差が小さくなり、該押出偏
平管のＺｎ拡散層内の腐食を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例のＺｎ拡散形態説明図。
【図２】上記実施例の金属組織図。
【図３】図２の各部分の説明図。
【図４】一般的なＺｎ拡散層の形態の説明図。
【図５】従来から行われているＺｎメッキ法とヘッダ取
付けの工程説明図。
付けの工程説明図。
【図６】Ｚｎメッキ法が用いられている押出偏平管のヘ
ッダ取付部の断面図。
ッダ取付部の断面図。
【図７】Ｚｎ溶射法が用いられている押出偏平管のヘッ
ダ取付部の断面図。
ダ取付部の断面図。
【図８】Ｚｎ溶射法が用いられている押出偏平管の腐食
進行状態説明図。
進行状態説明図。
１ 押出偏平管 ２ 押出偏平管のアルミニウム母材 ３ Ｚｎ付着層 ４ Ｚｎ拡散層 ５ キャップ ６ ヘッダ ７ ワイヤ状ろう材 ８ ろう材によるフィレット ９ 腐食部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/19 B23K 35/22 F28F 9/18 F28F 19/06 F28F 21/08
Claims (1)
- 【請求項１】押出偏平管を用い、大気中あるいは不活性
ガス雰囲気内でろう付けによって製造されるオ−ルアル
ミニウム製熱交換器において、Ａ１−７〜１２％Ｓｉ−
０．５〜２．０％Ｚｎろう材を用いて、Ｚｎを溶射した
前記押出偏平管とヘッダとを接合することを特徴とする
オールアルミニウム製熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257151A JP2999031B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | オールアルミニウム製熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257151A JP2999031B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | オールアルミニウム製熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571893A JPH0571893A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2999031B2 true JP2999031B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=17302423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257151A Expired - Lifetime JP2999031B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | オールアルミニウム製熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999031B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005078372A1 (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Showa Denko K.K. | Heat exchanger and method for manufacturing the same |
| JP4777119B2 (ja) * | 2006-04-07 | 2011-09-21 | 株式会社デンソー | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
| JP5191817B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2013-05-08 | シャープ株式会社 | 熱交換器ユニット及びそれを備えた空気調和機 |
| WO2012050085A1 (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Matsumoto Terumasa | 冷凍サイクルの熱交換器及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3257151A patent/JP2999031B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571893A (ja) | 1993-03-23 |
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