JP3267764B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP3267764B2 JP22756093A JP22756093A JP3267764B2 JP 3267764 B2 JP3267764 B2 JP 3267764B2 JP 22756093 A JP22756093 A JP 22756093A JP 22756093 A JP22756093 A JP 22756093A JP 3267764 B2 JP3267764 B2 JP 3267764B2
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用のアル
ミニウム又はアルミニウム合金(以下、単に、アルミニ
ウム合金)製の熱交換器に関するものである。
【0002】
【発明の背景】例えば、ラジエーター、ヒータコア、イ
ンタークーラー、オイルクーラー等の熱交換器は、図1
に示される如くの構成を有している。図1中、1はサイ
ドサポート、2はチューブ(偏平な電縫管)、3はコル
ゲートフィン、4はタンクである。そして、サイドサポ
ート1は片面にAl−Si系のろう材がクラッドされて
なるブレージングシートを用いて構成され、チューブ2
も片面にAl−Si系のろう材がクラッドされてなるブ
レージングシートを用いて図2に示されるような形状に
構成されたものが用いられ、そして図1のように組み付
けた後、フラックスを用いたろう付けによってサイドサ
ポート1とコルゲートフィン3とをサイドサポート1の
片面に設けられているろう材によりろう付けし、かつ、
チューブ2とコルゲートフィン3とをチューブ2の外面
に設けられているろう材によりろう付けし、サイドサポ
ート1とコルゲートフィン3、及びチューブ2とコルゲ
ートフィン3とを各々の接合部分において結合(ろう付
け)している。
【0003】しかしながら、上記のようにして構成され
てなる熱交換器において、コルゲートフィン3に損傷が
認められることも有った。
【0004】
【発明の開示】前記の問題点に対する研究を鋭意押し進
めて行くうちに、コルゲートフィン3の損傷はろう材に
よるものであることが判って来た。すなわち、サイドサ
ポート1やチューブ2にクラッドされているろう材がろ
う付け温度に加熱されて溶ける結果、この溶けたろう材
が重力の作用で下方に垂れて溜まり、この垂れて溜まっ
た量が多くなって来ると、多量の溶けたろう材によって
アルミニウム合金製のフィンが溶かされるに至ることが
判って来たのである。特に、例えばサイドサポート1に
クラッドされているろう材の厚さが80〜200μm、
チューブ2にクラッドされているろう材の厚さが20〜
40μmといった如く、サイドサポート1にクラッドさ
れているろう材はチューブ2にクラッドされているろう
材よりも多いことから、サイドサポート1の側において
垂れ下がって溜まるろう材の量は多く、サイドサポート
1にろう付けされているコルゲートフィン3の損傷が大
きいことも判って来た。
【0005】このような知見を基にして本発明が達成さ
れたものであり、本発明の目的は、作動流体通路用のチ
ューブとフィンとのろう付け特性、及びチューブの外側
に配設されたサイドサポートとフィンとのろう付け特性
に優れ、高性能な熱交換器を製造歩留まりよく提供する
ことである。この本発明の目的は、ろう材がクラッドに
より設けられている作動流体通路用のチューブと、前記
チューブのろう材よりも多くろう材がクラッドにより設
けられていて、前記チューブの外側に配設されたサイド
サポートと、前記チューブとチューブとの間、及び前記
チューブとサイドサポートとの間に配設されたフィンと
を具備し、前記チューブ及びサイドサポートとフィンと
がフラックスろう付けされてなる熱交換器であって、
記サイドサポートにクラッドされていて、サイドサポー
トとフィンとのろう付けに用いられるろう材の流動性
、前記チューブにクラッドされていて、チューブとフ
ィンとのろう付けに用いられるろう材の流動性よりも低
いものであるろう材が用いられてなることを特徴とする
熱交換器によって達成される。
【0006】尚、チューブ及びサイドサポートはAl−
Si系のろう材がクラッドされてなるブレージングシー
トで構成され、かつ、チューブにおけるろう材のSi含
有量がサイドサポートにおけるろう材のSi含有量より
も多いものであることが好ましいものである。例えば、
チューブにおけるろう材はSi含有量が8.5〜11.
0wt%、残りがAlと不可避不純物のアルミニウム合
金であり、サイドサポートにおけるろう材はSi含有量
が6.5〜8.5wt%、残りがAlと不可避不純物の
アルミニウム合金であるものを用いることが好ましい。
【0007】特に、チューブにおけるろう材はSi含有
量が8.5〜11.0wt%、残りがAlと不可避不純
物のアルミニウム合金であり、サイドサポートにおける
ろう材はSi含有量が6.5〜8.5wt%、残りがA
lと不可避不純物のアルミニウム合金であり、下記の式 0.1×t0 /t1 ≦C1 −C0 ≦1.2×t0 /t1 〔但し、チューブにおけるろう材の厚さをt1 、Si含
有量をC1 %、サイドサポートにおけるろう材の厚さを
0 、Si含有量をC0 %〕を満足するよう構成されて
なるものが好ましい。尚、ここで、t0 は約80〜20
0μm、サイドサポートの厚さは約1.0〜2.0m
m、そしてt1 は約20〜40μm程度、チューブの厚
さは約0.2〜0.5mm程度が一般的である。
【0008】又、上記で用いられるろう材には0.2w
t%以下のBi、0.005wt%以下のBe、0.7
wt%以下のFeを一種あるいは二種以上含有していて
も良いものである。更には、ろう材の機能を損なわない
程度においてその他の成分が含まれていても良い。又、
本発明においてはフラックスろう付けが採用されている
ものであり、フラックスとしては、例えばNaCl,K
Cl,LiCl,ZnCl2 等の塩化物、KF,AlF
3 ,LiF,KAlF4 ,K3 AlF6 ,ZnF2 等の
フッ化物、あるいはこれらの混合物といったような通常
のフラックスろう付けに用いられるフラックスであれば
如何なるものでも良い。そして、フラックスの供給は上
記のような化合物を、水、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノール等のアルコール類、アルデヒド
類、ニトリル類、エステル類、ラクトン類、エーテル類
などの溶剤に溶かし、これをスプレー塗布などの適宜な
手段で行えば良い。
【0009】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明する。
【0010】
【実施例】3003合金の片面に下記の表−1に示す合
金成分からなるAl−Si系のろう材がクラッドされて
なるブレージングシートを用いて構成された1.5mm
厚さ(ろう材の厚さは80〜200μm)のサイドサポ
ート、及び3003合金の片面に下記の表−2に示す合
金成分からなるAl−Si系のろう材がクラッドされて
なるブレージングシートを用いて構成された0.4mm
厚さ(ろう材の厚さは20〜40μm)のチューブを用
意した。
【0011】 表−1 No サイドサポートのろう材成分(wt%) ろう材厚さ(μm) Si Bi Be Fe Al 1 6.5 − − 0.25 残り 140 2 6.5 0.11 0.002 0.20 残り 130 3 7.0 − − 0.15 残り 150 4 7.0 0.01 0.0001 0.20 残り 160 5 7.5 − − 0.20 残り 60 6 7.5 0.12 0.0001 0.65 残り 180 7 8.0 − − 0.30 残り 130 8 8.0 0.01 0.0001 0.35 残り 120 9 8.5 − − 0.25 残り 80 10 8.5 0.01 0.0001 0.20 残り 190 11 5.5 − − 0.25 残り 130 12 9.5 0.01 0.0001 0.20 残り 140 表−2 No チューブのろう材成分(wt%) ろう材厚さ(μm) Si Bi Be Fe Al 1 8.5 − − 0.30 残り 30 2 8.5 0.14 0.0001 0.25 残り 30 3 9.0 − − 0.35 残り 30 4 9.0 0.01 0.004 0.30 残り 30 5 9.5 − − 0.20 残り 20 6 9.5 0.01 0.0001 0.20 残り 40 7 10.0 − − 0.15 残り 30 8 10.0 0.01 0.0001 0.65 残り 30 9 10.5 − − 0.25 残り 30 10 10.5 0.01 0.0001 0.20 残り 30 11 11.0 0.01 0.0001 0.20 残り 20 12 11.0 0.01 0.0001 0.20 残り 40 13 5.0 − − 0.25 残り 30 14 8.0 − − 0.20 残り 30 そして、上記No1〜No12のサイドサポート、No
1〜No14のチューブ、及びコルゲートフィンを図1
の如くに組み付けた後、そしてフラックスを供給してフ
ラックスろう付け(チューブとフィンとの接合が良好と
なる600〜610℃、時間5分)によってサイドサポ
ートとコルゲートフィン、及びチューブとコルゲートフ
ィンとを各々の接合部分において結合(ろう付け)し
た。
【0012】このようにして得られた熱交換器につい
て、各々の接合部分におけるろう付け性、及びコルゲー
トフィンの損傷具合を調べたので、その結果を表−3に
示す。 表−3 サイドサ チューブ C1−C0 t0/t1 ろう付 サポート部 損傷具合 ポートNo No 温度℃ ろう付け性 実施例1 6 5 2.0 9.0 600 良好 なし 実施例2 5 6 2.0 2.1 600 良好 なし 実施例3 3 3 2.0 5.0 600 良好 なし 実施例4 7 11 3.0 6.5 600 良好 なし 実施例5 1 3 2.5 4.6 600 良好 なし 実施例6 2 2 2.0 4.3 600 良好 なし 実施例7 2 4 2.5 4.3 600 良好 なし 実施例8 4 10 3.5 5.3 600 良好 なし 実施例9 8 10 2.5 4.0 600 良好 なし 実施例10 1 11 4.5 7.0 600 良好 なし 実施例11 9 3 0.5 2.6 600 良好 なし 実施例12 8 3 1.0 4.0 600 良好 なし 実施例13 1 1 2.0 4.7 600 良好 なし 実施例14 7 7 2.0 4.3 600 良好 なし 実施例15 10 9 2.0 6.3 600 良好 なし 実施例16 10 12 3.5 4.8 600 良好 なし 比較例1 12 1 −1.0 4.7 600 不十分 非常に悪い 比較例2 12 3 −0.5 4.7 600 不充分 非常に悪い 比較例3 12 5 0 7.0 600 良好 非常に悪い 比較例4 11 13 −0.5 4.3 610 不充分 なし 比較例5 3 13 −2.0 5.0 610 良好 悪い 比較例6 8 14 0 4.0 610 良好 非常に悪い これによれば、本発明になる熱交換器は、サイドサポー
トとコルゲートフィン、及びチューブとコルゲートフィ
ンとの接合部分におけるろう付け性に優れたものであ
り、しかもコルゲートフィンが溶けるといった不良品の
発生のないことが判る。
【0013】
【効果】作動流体通路用のチューブとフィンとのろう付
け特性、及びサイドサポートとフィンとのろう付け特性
に優れ、高性能な熱交換器を製造歩留りよく得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱交換器の概略図である。
【図2】チューブの断面図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 9/00 - 9/26 C23C 2/12 C23C 2/34

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろう材がクラッドにより設けられている
    作動流体通路用のチューブと、前記チューブのろう材よりも多くろう材がクラッドによ
    り設けられていて、前記 チューブの外側に配設されたサ
    イドサポートと、前記チューブとチューブとの間、及び前記 チューブとサ
    イドサポートとの間に配設されたフィンとを具備し、前
    記チューブ及びサイドサポートとフィンとがフラックス
    ろう付けされてなる熱交換器であって、前記サイドサポートにクラッドされていて、 サイドサポ
    ートとフィンとのろう付けに用いられるろう材の流動性
    、前記チューブにクラッドされていて、チューブとフ
    ィンとのろう付けに用いられるろう材の流動性よりも低
    いものであるろう材が用いられてなることを特徴とする
    熱交換器。
  2. 【請求項2】 チューブ及びサイドサポートはAl−S
    i系のろう材がクラッドされてなるブレージングシート
    で構成され、かつ、チューブにおけるろう材のSi含有
    量がサイドサポートにおけるろう材のSi含有量よりも
    多いものであることを特徴とする請求項1の熱交換器。
  3. 【請求項3】 チューブにおけるろう材はSi含有量が
    8.5〜11.0wt%のアルミニウム合金であり、サ
    イドサポートにおけるろう材はSi含有量が6.5〜
    8.5wt%のアルミニウム合金であることを特徴とす
    る請求項1または請求項2の熱交換器。
  4. 【請求項4】 ろう材が0.2wt%以下のBi、0.
    005wt%以下のBe、0.7wt%以下のFeを一
    種あるいは二種以上含有してなることを特徴とする請求
    項2または請求項3の熱交換器。
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