JP7004207B2 - Heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば給湯装置などの温水装置において、潜熱回収用途に用いるのに好適な熱交換器、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a heat exchanger suitable for use in a latent heat recovery application in a hot water device such as a hot water supply device, and a method for manufacturing the same.
熱交換器の具体例として、特許文献１，２に記載のものがある。
これらの文献に記載された熱交換器は、伝熱管と、この伝熱管を内部に収容し、かつ伝熱管がロウ付けされる側板部を有するケースとを備えている。伝熱管の材質は、フェライト系ステンレスである。ケースの材質は、オーステナイト系ステンレスである。
このような構成によれば、熱交換器によって燃焼ガスから潜熱回収を行なった際に発生する強酸性の凝縮水に対し、伝熱管およびケースの双方に好ましい耐食性をもたせることが可能である。また、伝熱管をオーステナイト系ステンレスよりも廉価なフェライト系ステンレス製としているため、熱交換器全体のコストが高価になることを抑制することも可能である。
Specific examples of the heat exchanger are those described in
The heat exchangers described in these documents include a heat transfer tube and a case that houses the heat transfer tube and has a side plate portion to which the heat transfer tube is brazed. The material of the heat transfer tube is ferritic stainless steel. The material of the case is austenitic stainless steel.
According to such a configuration, it is possible to give favorable corrosion resistance to both the heat transfer tube and the case against the strongly acidic condensed water generated when the latent heat is recovered from the combustion gas by the heat exchanger. Further, since the heat transfer tube is made of ferritic stainless steel, which is cheaper than austenitic stainless steel, it is possible to suppress the cost of the entire heat exchanger from becoming expensive.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, in the above-mentioned prior art, there is still room for improvement as described below.
すなわち、熱交換器の製造コストを低減する上では、伝熱管のみならず、ケースについてもフェライト系ステンレス製とすることが望まれる。ところが、伝熱管およびケースの双方をフェライト系ステンレスとした場合には、ロウ付け用の熱処理時において、アルミやチタンの酸化膜が表層部に形成されるため、オーステナイト系ステンレスの場合よりもロウ濡れ性が劣るものとなる。このため、ロウ材を伝熱管の周囲の全周にわたって十分かつ適切に廻り込ませることができない事態を生じ、強度の高い適切なロウ付けが困難となる虞がある。
これを解消する手段としては、ケースの側板部を、たとえば特許文献３に記載されているようなロウ濡れ性を向上させたフェライト系ステンレス製にすることが考えられる。ただし、このステンレス鋼材は、高価である。また、ロウ濡れ性が過剰となって、ロウ材が必要な箇所に留まらないことによるロウ付け不良を生じる可能性がある。
That is, in order to reduce the manufacturing cost of the heat exchanger, it is desired that not only the heat transfer tube but also the case is made of ferritic stainless steel. However, when both the heat transfer tube and the case are made of ferritic stainless steel, an oxide film of aluminum or titanium is formed on the surface layer during the heat treatment for brazing, so that the brazing is wetter than in the case of austenitic stainless steel. The sex will be inferior. For this reason, it may not be possible to sufficiently and appropriately wrap the brazing material around the entire circumference of the heat transfer tube, and it may be difficult to perform appropriate brazing with high strength.
As a means for solving this problem, it is conceivable that the side plate portion of the case is made of ferritic stainless steel having improved wax wettability as described in
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、耐食性、ロウ付け性が良好であり、かつ製造コストの低減を図ることが可能な熱交換器、およびその製造方法を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the above-mentioned circumstances, and is a heat exchanger having good corrosion resistance and brazing property and capable of reducing the manufacturing cost, and a method for manufacturing the heat exchanger. The challenge is to provide.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the following technical means are taken in the present invention.
本発明の第１の側面により提供される熱交換器は、伝熱管およびこの伝熱管を収容するケースを備え、このケースの側板部に、前記伝熱管がロウ付けされており、かつ前記伝熱管および前記側板部は、ともにアルミを含むフェライト系ステンレス製とされている、熱交換器であって、前記側板部の表層部は、ロウ付け指数Ｂが、６０～８２の範囲であり、前記ロウ付け指数Ｂは、アルミおよびチタンの含有量〔質量％〕をパラメータとする次の式、
Ｂ＝３．８×Ａｌ〔質量％〕＋１．７×Ｔｉ〔質量％〕
で求められる値であり、前記伝熱管は、その表層部にチタンを含有しており、前記側板部は、その表層部にチタンを含有せず、またはチタンの含有率が前記伝熱管の表層部のチタンの含有率よりも低くされていることを特徴としている。
The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention includes a heat transfer tube and a case for accommodating the heat transfer tube, and the heat transfer tube is brazed to a side plate portion of the case, and the heat transfer tube is provided. The side plate portion is a heat exchanger made of ferrite-based stainless steel containing aluminum, and the surface layer portion of the side plate portion has a brazing index B in the range of 60 to 82, and the brazing index B is in the range of 60 to 82. Brazing index B is the following equation with the contents [mass%] of aluminum and titanium as parameters.
B = 3.8 x Al [mass%] + 1.7 x Ti [mass%]
The heat transfer tube contains titanium in its surface layer portion, and the side plate portion does not contain titanium in its surface layer portion, or the titanium content is the surface layer portion of the heat transfer tube. It is characterized by being lower than the titanium content of .
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ロウ付け指数Ｂは、後述する実施形態の内容から理解されるように、ロウ濡れ性を阻害するアルミおよびチタンの酸化膜（Ａｌ2Ｏ3およびＴｉＯ2）の存在比を示すものであり、このロウ付け指数Ｂが、過小であると、ロウ濡れ性が過剰となり、また反対に大きいと、ロウ濡れ性が悪くなる。図５を参照して後述する試験のデータから理解されるように、側板部の表層部のロウ付け指数Ｂが、６０～８２の範囲である場合には、伝熱管との関係において適度なロウ濡れ性が得られることとなる。
このため、本発明によれば、伝熱管とケースの側板部とのロウ付け性をよくし、それらを適切かつ強固に接合することが可能である。また、伝熱管およびケースの側板部は、ともにフェライト系ステンレス製であるため、側板部をオーステナイト系ステンレス製としていた従来技術よりも製造コストを廉価にすることが可能である。好ましい耐食性をもたせることも可能である。
With such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, the brazing index B indicates the abundance ratio of aluminum and titanium oxide films (Al 2 O 3 and TiO 2 ) that inhibit brazing wettability, as can be understood from the contents of the embodiments described later. If the brazing index B is too small, the brazing property becomes excessive, and if it is large, the brazing property becomes poor. As can be understood from the test data described later with reference to FIG. 5, when the brazing index B of the surface layer portion of the side plate portion is in the range of 60 to 82, an appropriate brazing in relation to the heat transfer tube is performed. Wetness will be obtained.
Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the brazing property between the heat transfer tube and the side plate portion of the case, and to appropriately and firmly join them. Further, since the heat transfer tube and the side plate portion of the case are both made of ferritic stainless steel, the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional technique in which the side plate portion is made of austenitic stainless steel. It is also possible to have favorable corrosion resistance.
さらに、前記構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、チタンは、フェライト系ステンレスの耐食性をよくする一方、ロウ付け性を悪化させる。このため、チタンを表層部に含有する伝熱管については、ロウ付け性は多少悪化する可能性はあるものの、耐食性を良好なものとすることができる。伝熱管は、その内部に流体が流通する中空状であるため、側板部よりも優れた耐食性が求められるのが通常であるが、前記構成によれば、そのような条件に合致したものとなる。
一方、側板部の表層部は、チタンを含有せず、または伝熱管の表層部よりもチタンの含有率が低いため、側板部のロウ付け性をよくすることができる。このため、伝熱管がチタンを多く含有していることに起因してそのロウ付け性が悪化しているにも拘わらず、伝熱管と側板部とのロウ付け性が悪化しないようにすることが可能である。側板部は、伝熱管ほど優れた耐食性は求められないため、チタンの含有率が低く、側板部の耐食性が伝熱管よりも低いものとされていたとしても、とくに不具合はないものとすることが可能である。
なお、耐食性を高めるための元素としては、たとえばモリブデンがあるが、このモリブデンはかなり高価であるのに対し、チタンはそれよりも廉価である。したがって、経済性にも優れる。
Further, according to the above configuration, the following effects can be obtained.
That is, titanium improves the corrosion resistance of ferritic stainless steel, but deteriorates the brazing property. Therefore, for the heat transfer tube containing titanium in the surface layer portion, the brazing property may be slightly deteriorated, but the corrosion resistance can be improved. Since the heat transfer tube has a hollow shape through which a fluid flows, it is usually required to have better corrosion resistance than the side plate portion, but according to the above configuration, it meets such a condition. ..
On the other hand, since the surface layer portion of the side plate portion does not contain titanium or has a lower titanium content than the surface layer portion of the heat transfer tube, the brazing property of the side plate portion can be improved. For this reason, it is possible to prevent the brazing property between the heat transfer tube and the side plate portion from being deteriorated even though the brazing property is deteriorated due to the heat transfer tube containing a large amount of titanium. It is possible. Since the side plate portion is not required to have as good corrosion resistance as the heat transfer tube, even if the titanium content is low and the corrosion resistance of the side plate portion is lower than that of the heat transfer tube, there should be no particular problem. It is possible.
As an element for enhancing corrosion resistance, for example, molybdenum is available. While molybdenum is considerably expensive, titanium is cheaper than that. Therefore, it is also excellent in economy.
本発明の第２の側面により提供される熱交換器の製造方法は、伝熱管およびこの伝熱管を収容するケースを備え、このケースの側板部に、前記伝熱管がロウ付けされており、かつ前記伝熱管および前記側板部は、ともにアルミを含むフェライト系ステンレス製とされている熱交換器を製造するための方法であって、前記側板部については、前記ロウ付けのための熱処理により、表層部のロウ付け指数Ｂを、６０～８２の範囲とし、前記ロウ付け指数Ｂは、アルミおよびチタンの含有量〔質量％〕をパラメータとする次の式、
Ｂ＝３．８×Ａｌ〔質量％〕＋１．７×Ｔｉ〔質量％〕
で求められる値であり、前記伝熱管は、その表層部にチタンを含有するものとする一方、前記側板部は、その表層部にチタンを含有せず、またはチタンの含有率が前記伝熱管の表層部のチタンの含有率よりも低いものとすることを特徴としている。
The method for manufacturing a heat exchanger provided by the second aspect of the present invention includes a heat transfer tube and a case for accommodating the heat transfer tube, and the heat transfer tube is brazed to a side plate portion of the case, and the heat transfer tube is brazed. The heat transfer tube and the side plate portion are both a method for manufacturing a heat exchanger made of ferrite-based stainless steel containing aluminum, and the side plate portion is surface layer by heat treatment for brazing. The brazing index B of the part is in the range of 60 to 82, and the brazing index B is the following equation with the contents [mass%] of aluminum and titanium as parameters.
B = 3.8 x Al [mass%] + 1.7 x Ti [mass%]
The heat transfer tube is assumed to contain titanium in its surface layer portion, while the side plate portion does not contain titanium in its surface layer portion, or the titanium content is the heat transfer tube. It is characterized in that the content of titanium in the surface layer portion of the above is lower than that of titanium .
このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果が得られる。 With such a configuration, the same effects as described for the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention can be obtained.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図１に示す熱交換器Ａは、給湯装置などに組み込まれて湯水加熱に用いられるものであって、潜熱回収用であり、その基本的な構造は、従来既知である。簡単に説明すると、この熱交換器Ａは、ケース１内に、蛇行状の複数の伝熱管２が収容され、かつこれらの伝熱管２の端部が、ケース１の側板部１１に設けられた貫通孔１２からその外側方に引き出されている。側板部１１には、入水用および出湯用のヘッダ部を構成する一対のヘッダ部材１４が取り付けられており、一方のヘッダ部材１４の入水口１４ａに供給された湯水は、複数の伝熱管２内に送り込まれ、かつ複数の伝熱管２を通過して加熱された湯水は、他方のヘッダ部材１４の出湯口１４ｂから外部に出湯する。
The heat exchanger A shown in FIG. 1 is incorporated in a hot water supply device or the like and used for hot water heating, and is for latent heat recovery, and its basic structure is conventionally known. Briefly, in this heat exchanger A, a plurality of meandering
ケース１は、両端開口状のケース本体１０、およびその両端開口部を塞ぐ側板部１１，１１ａを備えており、ケース本体１０には、燃焼ガスの流入出を行なわせるための給気口１０ａおよび排気口１０ｂが設けられている。前記燃焼ガスとしては、たとえばガスバーナよって発生された燃焼ガスが用いられるが、この燃焼ガスは熱交換器Ａに供給される以前に他の熱交換器を用いて顕熱回収がなされたものとされる。このため、各伝熱管２は、前記燃焼ガスから潜熱回収を行なうこととなり、ＰＨ３程度の強酸性の凝縮水が発生する。
The
この熱交換器Ａにおいては、各伝熱管２の外周面と側板部１１の各貫通孔１２の周縁部とをロウ付けするロウ付け部ｂ１が設けられている。ロウ付け部ｂ１のロウ材として、ニッケル製のロウ材が用いられている。前記以外のロウ付け部として、たとえばケース本体１０と側板部１１，１１ａとのロウ付け部ｂ２，ｂ３などがある。各ヘッダ部材１４については、側板部１１にロウ付けすることも可能であるが、各所のロウ付けを終えた後に、側板部１１に溶接する構成とすることもできる。伝熱管２には、たとえばこの伝熱管２に接続された配管部において発生したウォータハンマの衝撃が作用する場合があるなどの理由から、伝熱管２と側板部１１とのロウ付け部ｂ１の強度を高くする必要性はとくに高いと言える。
In this heat exchanger A, a brazing portion b1 for brazing the outer peripheral surface of each
ケース１の全体、および伝熱管２は、ともにフェライト系ステンレスである。
伝熱管２の材質は、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＳ４４５ＪＩである。伝熱管２の表層部には、後述するロウ付け用の熱処理により、チタン濃度が２５％〔カチオン原子％〕以上のチタン酸化膜が形成されている。このチタン酸化膜は、ＰＨ３程度の強酸性に対しても優れた耐食性をもつ。
一方、ケース１は、脱酸素材としてのアルミを含む材質であるが、その詳細については、後述する。
The
The material of the
On the other hand,
ロウ付け部ｂ１などの熱交換器Ａの各部のロウ付けは、たとえば図２に示すような条件の熱処理により行なわれる。
図２に示す熱処理は、加熱炉として真空炉を使用しており、加熱炉内に図１に示した熱交換器Ａが搬入されて行なわれる。加熱条件としては、加熱炉内の温度を徐々に上昇させて１０００℃に達すると、その後１０００℃～１２００℃の範囲の加熱状態を約１２０分にわたって維持し、その後は加熱を停止して加熱炉内において徐冷する。一方、加熱温度が９００℃以上の温度域にある際には、加熱炉内を、１０-2～１０-3Ｐａの真空雰囲気に維持する。加熱停止時に伴って真空雰囲気状態を解除する際には、加熱炉内に不活性ガスを充填する。
なお、加熱炉としては、真空炉に代えて、水素炉を用いることも可能である。水素炉を用いる場合、加熱温度が９００℃以上の温度域にある際に、露点温度が－８０～２０℃の水素雰囲気に維持することにより、前記熱処理と同様な結果が得られる。
Brazing of each part of the heat exchanger A such as the brazing part b1 is performed by heat treatment under the conditions as shown in FIG. 2, for example.
The heat treatment shown in FIG. 2 uses a vacuum furnace as a heating furnace, and the heat exchanger A shown in FIG. 1 is carried into the heating furnace. As for the heating conditions, when the temperature in the heating furnace is gradually increased to reach 1000 ° C., the heating state in the range of 1000 ° C. to 1200 ° C. is maintained for about 120 minutes, and then the heating is stopped and the heating furnace is stopped. Slowly cool inside. On the other hand, when the heating temperature is in the temperature range of 900 ° C. or higher, the inside of the heating furnace is maintained in a vacuum atmosphere of 10-2 to 10-3 Pa. When the vacuum atmosphere is released when the heating is stopped, the heating furnace is filled with an inert gas.
As the heating furnace, a hydrogen furnace can be used instead of the vacuum furnace. When a hydrogen furnace is used, when the heating temperature is in the temperature range of 900 ° C. or higher, the same result as the heat treatment can be obtained by maintaining the hydrogen atmosphere with a dew point temperature of −80 to 20 ° C.
ケース１のうち、少なくとも側板部１１は、前記したロウ付け用の熱処理により、その表層部のロウ付け指数Ｂが、６０～８２の範囲内のものとされている。
ロウ付け指数Ｂは、アルミおよびチタンの含有量〔質量％〕をパラメータとする次の式１で求められる値である。
Ｂ＝３．８×Ａｌ〔質量％〕＋１．７×Ｔｉ〔質量％〕 …式１
In the
The brazing index B is a value obtained by the
B = 3.8 x Al [mass%] + 1.7 x Ti [mass%] ...
ロウ付け指数Ｂは、次のような意義をもつ。
すなわち、前記したロウ付け用の熱処理時においては、側板部１１の表層部のアルミおよびチタンは、全て酸化物としてのＡｌ2Ｏ3およびＴｉＯ2として存在するが、これらは、ロウ濡れ性を低くする要因である。
ここで、Ａｌ2Ｏ3について考察すると、アルミ（原子量２７）の１原子から１／２のＡｌ2Ｏ3（分子量５１）が生成する。このため、これら原子量および分子量の比率は、１：３．８となる。したがって、アルミの表層元素分析値を×３．８とすることで、Ａｌ2Ｏ3の存在比率が求められる。
同様に、ＴｉＯ2の場合、チタン（原子量４８）の１原子からＴｉＯ2（分子量８０）が生成するので、これら原子量および分子量の比率は、１：１．７となる。したがって、チタンの表層元素分析値を×１．７とすることで、ＴｉＯ2の存在比率を求めることができる。
式１により求められるロウ付け指数Ｂは、ロウ濡れ性を低くするＡｌ2Ｏ3およびＴｉＯ2の存在比を示すものである。
The brazing index B has the following meanings.
That is, during the above-mentioned heat treatment for brazing, aluminum and titanium on the surface layer of the
Here, considering Al 2 O 3 , 1/2 Al 2 O 3 (molecular weight 51) is produced from one atom of aluminum (atomic weight 27). Therefore, the ratio of these atomic weights and molecular weights is 1: 3.8. Therefore, by setting the surface elemental analysis value of aluminum to × 3.8, the abundance ratio of Al 2 O 3 can be obtained.
Similarly, in the case of TiO 2 , since TIO 2 (molecular weight 80) is generated from one atom of titanium (atomic weight 48), the ratio of these atomic weights and molecular weights is 1: 1.7. Therefore, the abundance ratio of TIO 2 can be obtained by setting the surface elemental analysis value of titanium to × 1.7.
The brazing index B obtained by
本件発明者らは、フェライト系ステンレス製の側板部１１の試料として、複数の試料を使用し、ロウ流れ試験、伝熱管２へのロウ付け、および耐食性（耐酸性）の確認を種々行なった。その一部のデータを、図５に示す。
The inventors of the present invention used a plurality of samples as samples of the
図５において、試料Ｓ１～Ｓ６は、いずれも図２を参照して説明した熱処理を終えた後のものであり、これらの表層部におけるアルミ、チタンの含有量〔質量％〕は、図５に示すとおりである。これら以外の他の元素は、ロウ付け性に余り影響を与えないため、その記載は省略する。
図５における試料Ｓ１～Ｓ６のロウ付け指数Ｂは、前記した式１を用いて算出したものである。
In FIG. 5, all of the samples S1 to S6 are after the heat treatment described with reference to FIG. 2, and the contents [mass%] of aluminum and titanium in the surface layer portions thereof are shown in FIG. It is shown. Since other elements other than these do not affect the brazing property so much, the description thereof is omitted.
The brazing index B of the samples S1 to S6 in FIG. 5 is calculated by using the
図５におけるロウ流れ距離は、図３に示すような手法で行なわれた。すなわち、図３において、伝熱管２と同材質のフェライト系のステンレス鋼板２Ａ上に、板状の試料Ｓ１～
Ｓ６を１つずつ載せ、かつステンレス鋼板２Ａの上面と試料Ｓ１～Ｓ６のそれぞれの側面とが交差する箇所に、ニッケル製のロウ材３を載置する。この状態で、ロウ材３を加熱し、この加熱溶融ロウ材が流れる距離を測定する。
The row flow distance in FIG. 5 was performed by the method shown in FIG. That is, in FIG. 3, the plate-shaped samples S1 to 2A are placed on the ferritic
S6 is placed one by one, and the
図５におけるロウ付けの可否は、試料Ｓ１～Ｓ６のそれぞれに伝熱管２を実際に貫通させた上で、これらのロウ付けを実際に行ない、その結果の可否を判断したものである。伝熱管２は、たとえば外径が８ｍｍの丸パイプ状であり、試料Ｓ１～Ｓ６は、板厚が０．５ｍｍの板状である。ロウ付けは、図４において、伝熱管２の上側にロウ材３を載せた状態において、加熱炉により伝熱管２および試料Ｓ１～Ｓ６を加熱した。溶融したロウ材３が伝熱管２の外周面の全周にわたって適切に廻り込むか否かなどを観察した。
Whether or not brazing is possible in FIG. 5 is determined by actually passing the
図５における耐食性は、試料Ｓ１～Ｓ６がＰＨ３程度の強酸性に対する十分な耐食性を有するか否かを一定の基準で判断したものである。 The corrosion resistance in FIG. 5 is determined based on a certain standard whether or not the samples S1 to S6 have sufficient corrosion resistance against strong acid of about PH3.
図５の試験結果を考察すると、試料Ｓ１～Ｓ６のうち、試料Ｓ２～Ｓ５が、伝熱管２との関係において良好なロウ付け性を示しており、これらのロウ付け指数Ｂは、６０～８２の範囲内である。
試料Ｓ１は、ロウ濡れ性を阻害するＡｌ2Ｏ3およびＴｉＯ2の存在比が他と比較して小さく、ロウ付け指数Ｂは１である。この試料Ｓ１においては、ロウ流れ距離が長いことからも理解されるように、ロウ濡れ性が過剰となり、ロウ付け試験では、溶融したロウ材が過剰に下方に流れてロウ付け不良を生じた。
試料Ｓ６は、Ａｌ2Ｏ3およびＴｉＯ2の存在比が大きく、ロウ付け指数Ｂは１４７である。この試料Ｓ６においては、ロウ流れ距離が極端に短いことからも理解されるように、ロウ濡れ性が悪く、ロウ付け試験ではロウ付け不良を生じた。
Considering the test results of FIG. 5, among the samples S1 to S6, the samples S2 to S5 show good brazing property in relation to the
Sample S1 has a smaller abundance ratio of Al 2 O 3 and TiO 2 that inhibits brazing wettability than the others, and has a brazing index B of 1. In this sample S1, as can be understood from the long brazing distance, the brazing property became excessive, and in the brazing test, the melted brazing material flowed excessively downward, causing brazing failure.
Sample S6 has a large abundance ratio of Al 2 O 3 and TiO 2 and has a brazing index B of 147. In this sample S6, as can be understood from the extremely short brazing distance, the brazing property was poor and the brazing failure occurred in the brazing test.
以上のことから、側板部１１のロウ付け指数Ｂを、６０～８２の範囲にすれば、側板部１１と伝熱管２とのロウ付け性を良好なものにし得ることが理解できる。なお、試料Ｓ４は、チタンを含有していないため、チタンを含有する他の試料と比較すると、耐食性が相対的に劣るものとなるが、側板部１１は、伝熱管２とは異なり、内部に流体を流通させる中空状ではないため、この側板部１１に要求される耐食性はやや低い。したがって、試料Ｓ４を、側板部１１の材質として選択することは許容される。
From the above, it can be understood that if the brazing index B of the
好ましくは、伝熱管２は、その表層部にチタンを含有するフェライト系ステンレス製とされ、耐食性が高いものとされる。チタンは、ロウ濡れ性を悪化させるが、耐食性を向上させる。これに対し、側板部１１は、その表層部にチタンを含有せず、またはチタンの含有率が伝熱管２よりも低いフェライト系ステンレス製とされる。伝熱管２が多くのチタンを含有し、そのロウ濡れ性が悪化したとしても、側板部１１のチタン含有率を低くし、この側板部１１のロウ濡れ性を良好なものとすることにより、伝熱管２と側板部１１とのロウ付け性を良好なものにすることが可能である。
Preferably, the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。本発明に係る熱交換器の製造方法の各工程の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the heat exchanger according to the present invention can be variously redesigned within the scope of the present invention. The specific configuration of each step of the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention can be variously changed within the scope of the present invention.
熱交換器のケースの側板部は、その表層部のロウ付け指数Ｂが、本発明の意図する所定の範囲内にあるフェライト系ステンレス製であればよく、前記した試料Ｓ２～Ｓ５とは異なる成分とすることもできる。一方、伝熱管は、フェライト系ステンレスであればよく、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４５ＪＩ以外の材質とすることができる。熱交換器は、給湯装置用のものに限定されない。 The side plate portion of the heat exchanger case may be made of ferritic stainless steel in which the brazing index B of the surface layer portion is within the predetermined range intended by the present invention, and has a component different from the above-mentioned samples S2 to S5. It can also be. On the other hand, the heat transfer tube may be made of ferritic stainless steel and may be made of a material other than JIS standard SUS445JI. The heat exchanger is not limited to that for a water heater.
Ａ 熱交換器
１ ケース
１１ 側板部
２ 伝熱管
A
Claims (2)
前記側板部の表層部は、ロウ付け指数Ｂが、６０～８２の範囲であり、
前記ロウ付け指数Ｂは、アルミおよびチタンの含有量〔質量％〕をパラメータとする次の式、
Ｂ＝３．８×Ａｌ〔質量％〕＋１．７×Ｔｉ〔質量％〕
で求められる値であり、
前記伝熱管は、その表層部にチタンを含有しており、
前記側板部は、その表層部にチタンを含有せず、またはチタンの含有率が前記伝熱管の表層部のチタンの含有率よりも低くされていることを特徴とする、熱交換器。 A heat transfer tube and a case for accommodating the heat transfer tube are provided, the heat transfer tube is brazed to the side plate portion of the case, and the heat transfer tube and the side plate portion are both made of ferritic stainless steel containing aluminum. It ’s a heat exchanger,
The surface layer portion of the side plate portion has a brazing index B in the range of 60 to 82.
The brazing index B is the following equation with the contents [mass%] of aluminum and titanium as parameters.
B = 3.8 x Al [mass%] + 1.7 x Ti [mass%]
It is a value obtained in
The heat transfer tube contains titanium in its surface layer portion, and the heat transfer tube contains titanium.
The heat exchanger is characterized in that the side plate portion does not contain titanium in the surface layer portion, or the titanium content is lower than the titanium content in the surface layer portion of the heat transfer tube .
前記側板部については、前記ロウ付けのための熱処理により、表層部のロウ付け指数Ｂを、６０～８２の範囲とし、
前記ロウ付け指数Ｂは、アルミおよびチタンの含有量〔質量％〕をパラメータとする次の式、
Ｂ＝３．８×Ａｌ〔質量％〕＋１．７×Ｔｉ〔質量％〕
で求められる値であり、
前記伝熱管は、その表層部にチタンを含有するものとする一方、
前記側板部は、その表層部にチタンを含有せず、またはチタンの含有率が前記伝熱管の表層部のチタンの含有率よりも低いものとすることを特徴とする、熱交換器の製造方法。 A heat transfer tube and a case for accommodating the heat transfer tube are provided, the heat transfer tube is brazed to the side plate portion of the case, and the heat transfer tube and the side plate portion are both made of ferritic stainless steel containing aluminum. Is a method for manufacturing heat exchangers
For the side plate portion, the brazing index B of the surface layer portion was set to the range of 60 to 82 by the heat treatment for brazing.
The brazing index B is the following equation with the contents [mass%] of aluminum and titanium as parameters.
B = 3.8 x Al [mass%] + 1.7 x Ti [mass%]
It is a value obtained in
The heat transfer tube shall contain titanium in its surface layer, while the heat transfer tube shall contain titanium.
Manufacture of a heat exchanger, wherein the side plate portion does not contain titanium in the surface layer portion, or the titanium content is lower than the titanium content in the surface layer portion of the heat transfer tube. Method.
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