JP3210091B2 - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器及びその製造方法Info
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Description
ンのエバポレータ等に用いられる熱交換器及びその製造
方法に関するものである。
下、単にアルミニウム合金)製の板材を用いて多数の空
隙が構成されたドロンカップタイプの熱交換器は、板材
としてろう材(Al−Si系合金)がグラッドされたブ
レージングシートを用い、これを所定の形状に加工し、
積層し、そして真空ろう付けや、フラックスを用いた不
活性雰囲気下でのろう付けによって製造されている。
尚、このブレージングシートを用いた方法は比較的有用
な方法ではある。
う付けに不要な部分にまでろう材がクラッドされている
ので、熱交換器の製造に際してろう材の無駄が多く、そ
れだけ製造コストが高く付き、しかもろう付け加工時に
ろうが母材を侵食したり、変形させたりすることがあ
る。特に、クラッドされているろう材(Al−Si系合
金)は耐食性が劣ることから、腐食の心配が大きいとい
った問題が有る。
て得られ、部材同士の接合具合も良好で耐食性に富む熱
交換器を提供することである。この本発明の目的は、A
l−Mn系合金からなる芯材に該芯材より電気化学的に
卑なAl又はAl合金をクラッドしてなる所定形状の板
材を積層・接合してなる積層・接合型の熱交換器であっ
て、前記板材の接合は、ろう付け用金属粉末及びろう付
け温度において分解炭化するより揮発し易いバインダ樹
脂を含むろう付け用組成物を前記積層・接合部分に塗布
し、前記ろう付け用組成物におけるろう付け用金属粉末
のろう付け温度に加熱することによって、前記揮発し易
いバインダ樹脂を揮発させると共に、前記ろう付け用金
属粉末を溶融してろう付けしたものであることを特徴と
する熱交換器によって達成される。
材より電気化学的に卑なAl又はAl合金をクラッドし
てなる所定形状の板材を積層・接合してなる積層・接合
型の熱交換器の製造方法であって、Al−Mn系合金か
らなる芯材に該芯材より電気化学的に卑なAl又はAl
合金をクラッドしてなる板材を所定の形状に加工する加
工工程と、この加工工程で得られた部材の所定の位置に
ろう付け用金属粉末、ろう付け温度において分解炭化す
るより揮発し易いバインダ樹脂、及び溶剤を含有する粘
度が10〜100cPの混合物を乾燥後の厚さが10〜
200μmとなるよう塗布し、乾燥させる塗膜形成工程
と、表面に厚さが10〜200μmの塗膜が形成された
前記部材を所定形状に組み立てる組立工程と、この組立
工程後に加熱することによって、前記揮発し易いバイン
ダ樹脂を揮発させると共に、前記ろう付け用金属粉末を
溶融してろう付けを行うろう付け工程とを具備すること
を特徴とする熱交換器の製造方法によって達成される。
は、Al−Mn系合金からなる芯材に該芯材より電気化
学的に卑なAl又はAl合金をクラッドしてなる板材に
対して打ち抜き・プレス加工を施し、このようにして得
られた中空カップ材にろう付け用金属粉末と揮発性アク
リル系バインダ樹脂と溶剤とを含有する混合物を塗布し
て塗膜を形成させ、その後に塗膜が形成された中空カッ
プ材を幾つか組み合わせて積層し、これに熱処理を施し
て熱交換器とするものであるから、打ち抜き加工によっ
て使用されない廃棄処分となるアルミニウム合金にはA
l−Si合金といったろう材が付いておらず、したがっ
てアルミニウム合金断片の再利用が簡単となり、更には
不要な部分にまでろう材が設けられたブレージングシー
トの如きのろう材の無駄が無く、すなわち熱交換器の構
成部材を所定形状に構成した後にろう付け用混合物を塗
布するものであるから、ろう材の無駄が無く、そして作
業が効率良く行え、製造コストも低廉なものとなる。
膜が万遍なく、しかも均一に介在させられ、ろう付け時
の接合具合が極めて良好なものとなる。かつ、Al−M
n系合金からなる芯材に該芯材より電気化学的に卑なA
l又はAl合金をクラッドしてなる板材を用いたから、
内外からの腐食に対して犠牲陽極効果が効果的に発揮さ
れ、耐久性に著しく富む。
されても良いが、必要な部分、例えば接合部分やその近
傍にのみ塗布するようにしても良い。そして、かかる場
合には、ろう材の無駄が一層少ない。本発明において用
いられる芯材となるAl−Mn系合金はJIS3003
で代表される合金が好ましく、JIS3003で代表さ
れる合金の組成に約0.5%程度のCuを含む合金は特
に好ましいものである。
ッドされる電気化学的に卑なAl合金は工業用の純Al
が好ましいものであり、JIS7072(Al−1%Z
n合金)や0.03%程度のInを含む工業用の純Al
は特に好ましいものである。ろう付け用金属粉末として
は、Al−Si合金、Al−Si−Mg合金、Al−Z
n合金、Al−Zn−Si合金が挙げられる。中でも、
約10〜200μmの大きさのAl−Si合金粉末、A
l−Si−Mg合金粉末、Al−Zn合金粉末、Al−
Zn−Si合金粉末が用いられてなることが好ましい。
で分解炭化するより揮発し易い、分子量が1000〜1
00000のアクリル系の樹脂であれば良く、例えばポ
リアクリル酸ブチル等が挙げられる。そして、ろう付け
用金属粉末とバインダ樹脂との配合割合は、ろう付け用
金属粉末/バインダ樹脂が重量比で100/0.1〜1
00/100、さらに好ましくは100/5〜100/
50である。
3 、RbF−AlF3 のような弗化物系のもの、KCl
−LiCl−NaF、CaCl2 −KCl−ZnC
l2 、NaCl−KCl−LiCl−LiF−ZnCl
2 、ZnCl2 −NaF−NH4Clのような塩化物系
のものがあるが、ろう付け後における洗浄の必要がない
弗化物系のものが好ましい。尚、このフラックスは、ろ
う付け用金属粉末、ろう付け温度において分解炭化する
より揮発し易いバインダ樹脂、及び溶剤を含有する混合
物を塗布して塗膜を構成した後に塗布されても良いが、
前記の混合物中に予め添加しておき、塗膜構成時に同時
に介在させられるようにしても良い。
100cPの範囲にあることが良い。なぜなら、粘度が
10cP以下のような状態では、アルコールの含有量が
多過ぎて粉末が良好に付着せず、又、粘度が100cP
以上では部材の表面に均一にムラ無く塗布するのが難し
いからである。ろう付け用組成物からなる混合物を加工
後の部材へ塗布する手段としては、例えば浸漬、スプレ
ー法、フローコーター法、ロールコーター法、及びハケ
塗りといった各種手段が採用でき、塗膜厚は乾燥後の厚
さが約10〜200μm程度であることが好ましく、更
に、塗膜厚の調整は塗布時に混合物の流量を変化させる
方法、塗布のスピードをコントロールする方法、重ね塗
りをする方法等で行うことができる。
しては、真空雰囲気下や不活性雰囲気下でのろう付けな
どの様々な手段を適宜採用できる。以下、本発明を実施
例により具体的に説明する。
wt%),Cu(0.15wt%),Mn(1.05w
t%),Zn(0.01wt%),In(0.01wt
%以下),Al(残り)からなる厚さ10mmのAl−
Mn系合金板の両面に、Fe(0.25wt%),Si
(0.10wt%),Cu(0.01wt%),Mn
(0.01wt%),Zn(0.01wt%),In
(0.01wt%以下),Al(残り)からなるAl材
を厚さ10%クラッドしてなる板材を作成し、これを圧
延して0.8mm厚の軟質板を得た。
工を施し、図1に示す如く、中空カップ材を成形した。
この中空カップ材の周縁部表面に、次のa〜dの成分を
充分に混練して粘度を15〜25cPに調整したろう付
け用組成物をスプレー法により平均厚さ100μmで連
続的に塗布し、乾燥させ、中空カップ材の周縁部表面
(接合部面)に塗膜を形成した。
%),Si(7.51wt%),Cu(0.01wt
%),Mn(0.01wt%),Zn(0.01wt
%),In(0.01wt%以下),Al(残り) この後、窒素雰囲気下において600℃で5分間の熱処
理を行い、図1に示す如くのドロンカップタイプの熱交
換器を得た。
け用組成物〕のAl−Si合金粉末がFe(0.40w
t%),Si(10.01wt%),Cu(0.01w
t%),Mn(0.01wt%),Zn(0.01wt
%),In(0.01wt%以下),Al(残り)のも
のを用いた他は同様に行い、図1に示す如くのドロンカ
ップタイプの熱交換器を得た。
Al−Mn系合金板の両面にクラッドするAl材料をF
e(0.32wt%),Si(0.13wt%),Cu
(0.01wt%),Mn(0.01wt%),Zn
(1.15wt%),In(0.01wt%以下),A
l(残り)からなるAl材を用いた他は同様に行い、図
1に示す如くのドロンカップタイプの熱交換器を得た。
Al−Mn系合金板の両面にクラッドするAl材料をF
e(0.30wt%),Si(0.13wt%),Cu
(0.01wt%),Mn(0.01wt%),Zn
(0.02wt%),In(0.03wt%),Al
(残り)からなるAl材を用いた他は同様に行い、図1
に示す如くのドロンカップタイプの熱交換器を得た。
実施例1〜6において、軟質板の芯材であるAl−Mn
系合金に、Fe(0.35wt%),Si(0.15w
t%),Cu(0.51wt%),Mn(1.10wt
%),Zn(0.01wt%),In(0.01wt%
以下),Al(残り)を用いた他は同様に行い、図1に
示す如くのドロンカップタイプの熱交換器を得た。
i(0.13wt%),Cu(0.15wt%),Mn
(1.05wt%),Zn(0.01wt%),In
(0.01wt%以下),Al(残り)からなる厚さ1
0mmのAl−Mn系合金板の両面に、Fe(0.41
wt%),Si(7.51wt%),Cu(0.01w
t%),Mn(0.01wt%),Zn(0.01wt
%),In(0.01wt%以下),Al(残り)から
なるAl材を厚さ10%クラッドしてなる板材を作成
し、これを圧延して0.8mm厚の軟質板を得た。
工を施し、図1に示す如く、中空カップ材を成形し、そ
して組み合わせ、窒素雰囲気下において600℃で5分
間の熱処理を行い、図1に示す如くのドロンカップタイ
プの熱交換器を得た。 〔比較例2〕Fe(0.37wt%),Si(0.13
wt%),Cu(0.15wt%),Mn(1.05w
t%),Zn(0.01wt%),In(0.01wt
%以下),Al(残り)からなる厚さ10mmのAl−
Mn系合金板の両面に、Fe(0.40wt%),Si
(10.01wt%),Cu(0.01wt%),Mn
(0.01wt%),Zn(0.01wt%),In
(0.01wt%以下),Al(残り)からなるAl材
を厚さ10%クラッドしてなる板材を作成し、これを圧
延して0.8mm厚の軟質板を得た。
工を施し、図1に示す如く、中空カップ材を成形し、そ
して組み合わせ、窒素雰囲気下において600℃で5分
間の熱処理を行い、図1に示す如くのドロンカップタイ
プの熱交換器を得た。 〔特性〕上記の各実施例で得られた熱交換器における中
空カップ材の接合箇所のろう付性(耐圧強度)及び熱交
換器の耐食性(塩水噴霧試験、720時間)を調べたの
で、その結果を表1に示す。
が良好なものであり、かつ、耐食性にも優れている。
又、コイル材から中空カップ材を成形するに際して生じ
た断片を再生に供することが出来、無駄をなくすことが
出来る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 Al−Mn系合金からなる芯材に該芯材
より電気化学的に卑なAl又はAl合金をクラッドして
なる所定形状の板材を積層・接合してなる積層・接合型
の熱交換器であって、 前記板材の接合は、ろう付け用金属粉末及びろう付け温度において分解炭化
するより揮発し易いバインダ樹脂を含むろう付け用組成
物を前記積層・接合部分に塗布し、前記ろう付け用組成
物におけるろう付け用金属粉末のろう付け温度に加熱す
ることによって、前記揮発し易いバインダ樹脂を揮発さ
せると共に、前記ろう付け用金属粉末を溶融してろう付
けしたものである ことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項2】 Al−Mn系合金からなる芯材に該芯材
より電気化学的に卑なAl又はAl合金をクラッドして
なる所定形状の板材を積層・接合してなる積層・接合型
の熱交換器の製造方法であって、 Al−Mn系合金からなる芯材に該芯材より電気化学的
に卑なAl又はAl合金をクラッドしてなる板材を所定
の形状に加工する加工工程と、 この加工工程で得られた部材の所定の位置にろう付け用
金属粉末、ろう付け温度において分解炭化するより揮発
し易いバインダ樹脂、及び溶剤を含有する粘度が10〜
100cPの混合物を乾燥後の厚さが10〜200μm
となるよう塗布し、乾燥させる塗膜形成工程と、 表面に厚さが10〜200μmの塗膜が形成された前記
部材を所定形状に組み立てる組立工程と、 この組立工程後に加熱することによって、前記揮発し易
いバインダ樹脂を揮発させると共に、前記ろう付け用金
属粉末を溶融してろう付けを行うろう付け工程とを具備
することを特徴とする熱交換器の製造方法。
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