JP7196285B2 - Brazing tube, manufacturing method thereof, and heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、ろう付け用チューブおよびその製造方法と熱交換器に関する。
本願は、2019年3月26日に、日本に出願された特願2019-058262号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brazing tube, its manufacturing method, and a heat exchanger.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-058262 filed in Japan on March 26, 2019, the contents of which are incorporated herein.
扁平多穴管、フィン及びヘッダーパイプを主構成要素とし、これらをろう付けすることにより構成されるアルミニウム合金製熱交換器が知られている。
そして、この種の熱交換器を製造するため、ろう付け用のSi粉末と、フッ化物系フラックスに加え、樹脂と溶剤からなるバインダとの混合物とした粉末ろう組成物が提供されている。また、前記粉末ろう組成物を表裏面に塗布した扁平多穴管とフィン及びヘッダーパイプとをろう付けすることによって、安価に熱交換器を製造する方法が提案されている。(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。BACKGROUND ART An aluminum alloy heat exchanger is known which has flat multi-hole tubes, fins and header pipes as main components and is constructed by brazing these components.
In order to manufacture this type of heat exchanger, a powder brazing composition is provided which is a mixture of Si powder for brazing, a fluoride-based flux, and a binder consisting of a resin and a solvent. Further, a method of manufacturing a heat exchanger at low cost has been proposed by brazing flat multi-hole tubes coated with the above-mentioned powder brazing composition on the front and back surfaces, fins and header pipes. (For example, see
特許文献1および特許文献2に記載の粉末ろう組成物、熱交換器を用いることにより、扁平多穴管からなるチューブとフィンとのろう付け接合部に選択腐食を発生することがなく、信頼性の高い、工業上実用性の高い熱交換器が得られている。
上述の粉末ろう組成物を扁平多穴管に塗布する場合、扁平多穴管においてフィンに接する部分が表面もしくは裏面のため、表面もしくは裏面に粉末ろう組成物を塗布している。
扁平多穴管の表裏面に粉末ろう組成物を塗布することにより、粉末ろう組成物に含まれる成分の一部がろう付け時に扁平多穴管の表面側もしくは裏面側に拡散し、犠牲陽極層を形成する。この犠牲陽極層の存在により、犠牲防食効果を得ることができ、ろう付け部分の選択腐食を抑制できる。By using the brazing powder composition and the heat exchanger described in
When the above-described brazing powder composition is applied to a flat multi-hole pipe, the powder brazing composition is applied to the front surface or the back surface because the portion of the flat multi-hole pipe that contacts the fins is the front surface or the back surface.
By applying the powdered brazing composition to the front and back surfaces of the flat multi-hole pipe, part of the components contained in the powder brazing composition diffuse to the front surface side or back surface side of the flat multi-hole pipe during brazing, forming a sacrificial anode layer. to form Due to the presence of this sacrificial anode layer, a sacrificial anti-corrosion effect can be obtained, and selective corrosion of the brazed portion can be suppressed.
従来、粉末ろう組成物を扁平多穴管に塗布する場合、その表裏面にバーコーターやロールコーターなどの塗布装置を用いて塗布することが一般的である。これは、フィンに接触する部分が扁平管の表裏面であること、これら塗布装置によりろう付け組成物を目的のスピードで均一塗布できること、大量生産に好適であることなどによる。 Conventionally, when a brazing powder composition is applied to a multi-hole flat pipe, it is common practice to apply the composition to the front and back surfaces of the pipe using an applicator such as a bar coater or a roll coater. This is because the parts that come into contact with the fins are the front and back surfaces of the flat tube, the brazing composition can be applied uniformly at a desired speed by these coating devices, and the coating is suitable for mass production.
ところで、熱交換器には、更なる小型化、軽量化が進められており、ろう付け部分の信頼性のより一層の向上対策などが求められている。この見地から粉末ろう組成物を用いたろう付け部分の更なる信頼性向上について検討すると、扁平多穴管の側面側にろう付け組成物を塗布していないため、扁平多穴管の側面側において腐食が進行するおそれがある。
扁平多穴管の側面側は平坦な広い表裏面側とは異なり、曲面状の部分があり、幅狭の側面であるため、扁平多穴管の側面側にろう付け用組成物を均一に塗布することが困難な問題がある。
例えば、曲面を有し、幅狭の側面にバーコーターやロールコーターでろう付け組成物を均一には塗布できない問題がある。特に、扁平多穴管の表裏面と側面の境界部分であり、曲面でもあるコーナー部分にろう付け組成物を均一塗布することが難しい問題がある。By the way, heat exchangers are being further reduced in size and weight, and measures to further improve the reliability of brazed portions are required. From this point of view, further improvement in the reliability of the brazed part using the powder brazing composition was investigated. may progress.
Unlike the flat and wide front and back sides, the side surfaces of the flat multi-hole pipe have curved portions and narrow side surfaces, so the brazing composition can be evenly applied to the side surfaces of the flat multi-hole pipe. I have a problem that is difficult to do.
For example, there is a problem that the brazing composition cannot be uniformly applied to curved and narrow side surfaces using a bar coater or a roll coater. In particular, it is difficult to evenly apply the brazing composition to the corners, which are the boundaries between the front and back surfaces and the side surfaces of the flat multi-hole pipe, and which are also curved surfaces.
また、熱交換器に適用される扁平多穴管とフィンとを接合する構造において、フィンに形成したスリット状の孔部に扁平多穴管を差し込んで両者を位置決めし、ろう付けする構造が知られている。この構造においては、スリット状の孔部に扁平多穴管を差し込む必要があるため、孔部内縁に沿って扁平多穴管を摺り合わせしながら差し込む必要がある。この場合、扁平多穴管の側面側に不均一な厚さのろう付け組成物が塗布されていると、孔部内面との摺り合わせ時にろう付け組成物が剥離する問題がある。 In addition, in the structure for joining flat multi-hole tubes and fins applied to heat exchangers, a structure is known in which the flat multi-hole tubes are inserted into slit-shaped holes formed in the fins to position them and brazed. It is In this structure, since it is necessary to insert the flat multi-hole pipe into the slit-shaped hole, it is necessary to insert the flat multi-hole pipe while sliding it along the inner edge of the hole. In this case, if the brazing composition is applied to the side surface of the multi-hole flat pipe with an uneven thickness, there is a problem that the brazing composition peels off when it is rubbed against the inner surface of the hole.
本願発明は、これらの事情に鑑みなされたもので、扁平型のチューブ本体の短側面側におけるろう付け組成物の剥離を防止し、チューブ本体短側面側での確実なろう付け性を確保できるようにしたろう付け用チューブの提供およびその製造方法の提供を目的とする。
本発明は、フィンの孔部に挿通してフィンと組み合わせ構造とする場合であっても、ろう付け組成物の剥離を生じ難いろう付け用チューブの提供およびその製造方法の提供を目的とする。
本発明は、前述のろう付け用チューブを備えた熱交換器の提供を目的とする。The present invention has been devised in view of these circumstances. It is an object of the present invention to provide a brazed tube and a method for manufacturing the same.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a brazing tube in which the brazing composition is less likely to peel off even when it is inserted into the holes of the fins to form a combined structure with the fins, and to provide a method for producing the same.
An object of the present invention is to provide a heat exchanger comprising a brazing tube as described above.
本願発明は以下の態様を備える。 The present invention has the following aspects.
(1)表面と裏面と短側面を有する扁平型のチューブ本体からなり、前記表面側と前記裏面側と前記短側面側にろう付け組成物層が形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金製のろう付け用チューブであって、前記短側面に厚さ5~30μmの第1のろう付け組成物層が形成され、前記表面から前記短側面に至る表面側コーナー部分と前記裏面から前記短側面に至る部分の裏面側コーナー部分に、厚さ0.5~15μmの第2のろう付け組成物層が形成され、前記表面と前記裏面に主ろう付組成物層が形成されるとともに、前記第1のろう付け組成物層と前記第2のろう付け組成物層と前記主ろう付け組成物層が、Si粉末とZn含有フラックスと非Zn含有フラックスをいずれか1種以上を含み、更に、バインダを含むろう付け組成物層であることを特徴とするろう付け用チューブ。 (1) An aluminum or aluminum alloy brazing material comprising a flat tube body having a front surface, a back surface, and short side surfaces, and having a brazing composition layer formed on the front surface side, the back surface side, and the short side surface. A tube, wherein a first brazing composition layer having a thickness of 5 to 30 μm is formed on the short side surface, and includes corner portions extending from the front surface to the short side surface and portions extending from the back surface to the short side surface. A second brazing composition layer having a thickness of 0.5 to 15 μm is formed on the back side corner portion, a main brazing composition layer is formed on the front surface and the back surface, and the first brazing Brazing wherein the composition layer, the second brazing composition layer, and the main brazing composition layer contain at least one of Si powder, Zn-containing flux, and Zn-free flux, and further contain a binder A brazing tube characterized by being a composition layer .
(2)前記主ろう付け組成物層はSi粉末:1~5g/m2を含むことを特徴とする前記(1)に記載のろう付け用チューブ。 ( 2 ) The brazing tube according to (1), wherein the main brazing composition layer contains Si powder: 1-5 g/m 2 .
(3)前記主ろう付け組成物層はZn含有フラックス:3~20g/m2を含むことを特徴とする前記(1)または(2)に記載のろう付け用チューブ。 ( 3 ) The brazing tube according to (1) or (2) above, wherein the main brazing composition layer contains Zn-containing flux: 3-20 g/m 2 .
(4)前記主ろう付け組成物層は非Zn含有フラックス:1~10g/m2を含むことを特徴とする前記(1)~(3)のいずれか一つに記載のろう付け用チューブ。 ( 4 ) The brazing tube according to any one of (1) to ( 3 ) above, wherein the main brazing composition layer contains 1 to 10 g/m 2 of Zn-free flux.
(5)前記主ろう付け組成物層はバインダ:0.2~8.5g/m2を含むことを特徴とする前記(1)~(4)のいずれか一つに記載のろう付け用チューブ。 ( 5 ) The brazing tube according to any one of (1) to ( 4 ) above, wherein the main brazing composition layer contains a binder: 0.2 to 8.5 g/m 2 . .
(6)前記チューブ本体がその内部に複数の流路を設けた押出多穴管からなることを特徴とする前記(1)~(5)のいずれか一つに記載のろう付け用チューブ。 ( 6 ) The brazing tube according to any one of (1) to ( 5 ) above, wherein the tube main body comprises an extruded multi-hole tube having a plurality of flow paths therein.
(7)表面と裏面と短側面を有する扁平型のチューブ本体に対し、前記短側面に対向させて設置したエアースプレー装置から、Si粉末とZn含有フラックスと非Zn含有フラックスをいずれか1種以上を含み、更に、バインダと溶剤を含むろう付け液状組成物を噴射し、前記短側面に厚さ5~30μmの第1のろう付け組成物層を形成し、前記表面から前記短側面に至る表面側コーナー部分と前記裏面から前記短側面に至る部分の裏面側コーナー部分に、厚さ0.5~15μmの第2のろう付け組成物層を形成することを特徴とするろう付け用チューブの製造方法。 ( 7 ) One or more of Si powder, Zn-containing flux, and Zn-free flux are sprayed from an air spray device facing the short side of a flat tube body having a front surface, a back surface, and a short side surface. and further spraying a brazing liquid composition containing a binder and a solvent to form a first brazing composition layer having a thickness of 5 to 30 μm on the short side, and a surface from the surface to the short side Manufacture of a brazing tube characterized by forming a second brazing composition layer having a thickness of 0.5 to 15 μm on the side corner portions and the back side corner portions of the portion extending from the back surface to the short side surface. Method.
(8)Si粉末:1~5g/m2を含む主ろう付け組成物層を前記チューブ本体の前記表面と前記裏面に形成することを特徴とする前記(7)に記載のろう付け用チューブの製造方法。 ( 8 ) The brazing tube according to (7) , characterized in that a main brazing composition layer containing Si powder: 1 to 5 g/m 2 is formed on the front surface and the back surface of the tube body. Production method.
(9)Zn含有フラックス:3~20g/m2を含む主ろう付け組成物層を前記チューブ本体の前記表面と前記裏面に形成することを特徴とする前記(7)または(8)に記載のろう付け用チューブの製造方法。 ( 9 ) The above-mentioned (7) or (8) , characterized in that a main brazing composition layer containing Zn-containing flux: 3 to 20 g/m 2 is formed on the front surface and the back surface of the tube body. A method of manufacturing a brazed tube.
(10)非Zn含有フラックス:1~10g/m2を含む主ろう付け組成物層を前記チューブ本体の前記表面と前記裏面に形成することを特徴とする前記(7)~(9)のいずれか一つに記載のろう付け用チューブの製造方法。 ( 10 ) Any one of the above ( 7 ) to ( 9 ), wherein a main brazing composition layer containing 1 to 10 g/m 2 of Zn-free flux is formed on the front surface and the back surface of the tube body. A method for manufacturing a brazing tube according to any one of the above.
(11)バインダ:0.2~8.5g/m2を含む主ろう付け組成物層を前記チューブ本体体の前記表面と前記裏面に形成することを特徴とする前記(7)~(10)のいずれか一つに記載のろう付け用チューブの製造方法。
( 11 ) The above ( 7 ) to ( 10 ), wherein a main brazing composition layer containing a binder: 0.2 to 8.5 g/
(12)前記(1)~(6)のいずれか一つに記載のろう付け用チューブと該ろう付用チューブを挿通する長孔を有するフィンとを有し、前記長孔に前記ろう付用チューブが挿通され、前記ろう付用チューブと前記フィンとがろう付けされた熱交換器であって、前記ろう付け組成物層の溶融凝固物であるフィレットにより前記ろう付用チューブと前記フィンとがろう付けされたことを特徴とする熱交換器。
( 12 ) The brazing tube according to any one of (1) to ( 6 ) above and a fin having an elongated hole through which the brazing tube is inserted ; A heat exchanger in which a tube is inserted and the brazing tube and the fins are brazed together, wherein the brazing tube and the fins are joined together by a fillet that is a melted and solidified product of the brazing composition layer. A heat exchanger characterized by being brazed.
本形態に係るろう付け用チューブであるならば、扁平型のチューブ本体の短側面側におけるろう付け組成物の剥離を防止し、チューブ本体短側面側での確実なろう付け性を確保できる。本形態は、フィンの孔部に挿通してフィンと組み合わせ構造とする場合であっても、ろう付け組成物の剥離を生じ難くして確実なろう付けができるようにしたろう付け用チューブを提供できる。 With the brazing tube according to the present embodiment, it is possible to prevent the brazing composition from peeling off on the short side surfaces of the flat tube main body, and to ensure reliable brazing properties on the short side surfaces of the tube main body. This embodiment provides a brazing tube in which the brazing composition is less likely to peel off even when it is inserted into the holes of the fins to form a combined structure with the fins, so that the brazing tube can be reliably brazed. can.
本形態に係るろう付け用チューブは、表裏面と短側面との境界部分であるコーナー部分や短側面にそれぞれ好適な厚さのろう付け組成物層を設けた構成を採用した。これにより、フィンと扁平管との組み立て時におけるろう付け組成物の剥離を防止し、コーナー部分や短側面側において確実なろう付けを実現できる。また、チューブ本体を折り曲げて使用する場合においてもフィン倒れを生じない、ろう付け部分の品質の優れたろう付け構造を提供できる。
上述のような好適な厚さのろう付け組成物層を備えたろう付け用チューブを備え、ろう付けされた熱交換器であれば、ろう付け部分の品質が高く、フィンの挿通孔にチューブ本体を嵌合した構造としてもフィンに変形を生じ難く、チューブを折り曲げて使用したとしてもフィン倒れを生じ難い熱交換器を提供できる。The brazing tube according to this embodiment employs a configuration in which a brazing composition layer having a suitable thickness is provided on each of corner portions and short side surfaces, which are boundary portions between the front and back surfaces and the short side surfaces. As a result, peeling of the brazing composition can be prevented when assembling the fins and the flat tube, and reliable brazing can be achieved at corner portions and short side surfaces. Further, it is possible to provide a brazing structure in which the fins do not collapse even when the tube body is bent and used, and the quality of the brazed portion is excellent.
A brazed heat exchanger comprising a brazing tube with a brazing composition layer of suitable thickness as described above would have a high quality brazed part and the tube body would be inserted into the through holes of the fins. It is possible to provide a heat exchanger in which the fins are unlikely to be deformed even when the tubes are fitted together, and the fins are unlikely to collapse even when the tubes are used with the tubes bent.
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際のチューブや熱交換器と同じであるとは限らない。 An example of an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawings used in the following explanation, in order to make the features easier to understand, the characteristic parts may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios of each component may differ from the actual tubes and heat exchangers. not necessarily the same.
「第1実施形態」
図1は、図2、図3に示す熱交換器11に適用されている扁平型のチューブ22の断面構造を示すもので、このチューブ22はアルミニウムあるいはアルミニウム合金を押出することにより形成された押出材であるチューブ本体12からなる。
第1実施形態の熱交換器11は、ルームエアコンディショナーの室内・室外機用の熱交換器、あるいは、HVAC(Heating Ventilating Air Conditioning)用の室外機、自動車用の熱交換器などの用途に使用されるオールアルミニウム熱交換器である。"First Embodiment"
FIG. 1 shows the cross-sectional structure of a
The
図1に示すチューブ22はろう付けする前の状態を示しており、水平に設置されたチューブ本体12の外周面にろう付け組成物層が被覆された状態を示している。
チューブ本体12は、幅広の表面壁12Aと裏面壁12Bとそれらの左右両端側を個々に接続した背の低い側面壁12C、12Cとチューブ本体12の内部を複数の流路12Dに仕切る複数の隔壁12Eとから構成されている。この例において複数の流路12Dはいずれも矩形状の類似断面形状に形成され、図1に示す例においてはチューブ本体内に26個の流路12Dが形成されている。
なお、図1に示すチューブ本体12は1つの例であって、各部の幅、厚さ、扁平度(幅と厚さの比率)、流路12Dの形状や個数はいずれも任意に設定することができる。The
The
Note that the tube
換言すると、チューブ本体12は、幅の広い平坦な表面(上面)12a及び裏面(下面)12bと、それらの両端側を個々に接続する平坦な短側面12c、12cとを有する扁平型に形成されている。また、チューブ本体12において表面12aの幅方向端部から短側面12cに至る部分には所定の曲率で円弧状に形成されたコーナー部12fが形成され、裏面12bの幅方向端部から短側面12cに至る部分にも所定の曲率で円弧状に形成されたコーナー部12gが形成されている。短側面12cにおいて上下のコーナー部12f、12gを除く部分は表面12aと裏面12bに対しほぼ直角に対向する平面状に形成されている。
なお、短側面12cの形状は特に制限されるものではなく、湾曲面や傾斜面であっても良い。In other words, the
The shape of the
図1に示すチューブ本体12においてその表面12aと裏面12bには後述する組成のろう付け組成物の塗膜からなる主ろう付け組成物層15が形成されている。また、チューブ本体12において短側面12cの外方に後述する組成を有する第1のろう付け組成物層16が形成され、コーナー部12f、12gの外方に後述する組成を有する第2のろう付け組成物層17が形成されている。
本実施形態において主ろう付け組成物層15と第1のろう付け組成物層16と第2のろう付け組成物層17は後述する同一組成のろう付け組成物からなり、それらの塗布量と厚さが異なっている。A main
In this embodiment, the main
図2は、図1に示す複数のチューブ22をヘッダ管14にろう付けにより接合し、複数のチューブ22を複数のフィン13にろう付けにより接合して構成された熱交換器11の全体構造を示す。
この熱交換器11は、図2に示すように左右に離間し平行に立設配置された一対のヘッダ管14と、一対のヘッダ管14の間に上下に相互に間隔を保って水平に、かつ、ヘッダ管14に対してほぼ直角に接合された複数本のチューブ22(チューブ本体12)と、チューブ本体12の表面12aまたは裏面12bにろう付けされ、外気に熱を放散するための複数枚のフィン13とを備えている。FIG. 2 shows the overall structure of the
As shown in FIG. 2, the
左右一対のヘッダ管14のうち一方の上端部には、ヘッダ管14を介しチューブ22に冷媒を供給する供給管18Aが接続されている。また、他方のヘッダ管14の下端部には、チューブ22を経由した冷媒を回収する回収管18Bが接続されている。チューブ22、フィン13、ヘッダ管14、供給管18A、回収管18Bは、いずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されている。
A supply pipe 18</b>A for supplying refrigerant to the
図3は、チューブ22の長さ方向に直交する面に沿って横断面をとった熱交換器11の部分断面図である。図3に示すように、チューブ22を構成するチューブ本体12の内部には幅方向に沿って並ぶ複数(本実施形態では26個)の冷媒流路12Dが形成されている。また、図3に示すようにフィン13には、チューブ22の断面形状に対応する形状のスリット状の孔部19が、上下に所定の間隔をあけて複数個々に水平に形成されている。これらの孔部19は図3に示すようにフィン13の左側端部から右側端部近くまで形成され、孔部19の最奥部はフィン13の右側端部より若干手前側に位置されている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of
これらの孔部19には、それぞれチューブ22が嵌合され、個々のチューブ22がろう付けにより複数のフィン13に固定されている。フィン13に形成された孔部19の長さ(図3に示す水平長さ)はフィン13の幅よりも若干短く、この孔部19に挿入されているチューブ22の幅方向一側の短側面12cは孔部19の最奥部まで挿入され、ろう付けされている。
図4、図5は、図2、図3に示す熱交換器11において、チューブ22の長さ方向に沿って縦断面をとった部分断面図であり、図4はろう付け前の状態を示し、図5はろう付け後の状態を示す。フィン13は、チューブ22の長さ方向に沿って(図4、図5の左右方向に沿って)複数枚、並列配置され、個々の孔部19にチューブ22が挿通されている。
複数のフィン13は、一定の間隔をおいて相互に平行に並列配置されている。フィン13は、孔部19の周縁部に沿ってフィン13の厚さ方向一側に屈曲した屈曲部20を有している。屈曲部20は、例えば、バーリング加工などの加工法により形成される。4 and 5 are partial cross-sectional views taken along the longitudinal direction of the
The plurality of
図5に示すようにチューブ22とフィン13は、一定間隔に並べた複数のフィン13をチューブ22が串刺し貫通するように配置され、フィン13とチューブ22が個々にろう付けにより固定されている。
図4に示すろう付け前の状態において、フィン13の孔部19に形成された屈曲部20とチューブ22の表面または裏面との隙間は10μm以下程度に形成されている。この隙間が大きすぎる場合は、後述するろう付け工程において溶融したろうの回り込み量が不足し、ろう付け不良を引き起こすおそれがある。As shown in FIG. 5, the
In the state before brazing shown in FIG. 4, the gap between the
本実施形態のフィン13は、図3に示すように孔部19に対しチューブ22を貫通させているが、孔部19に代えてフィン13の幅方向両端側に到達しない水平長さのスリット状の貫通孔を設け、これらの貫通孔にチューブ22を通した構成としても良い。この構成の場合、図3に示す状態に対比すると、貫通孔の内側にのみチューブ22が存在し、チューブ22の幅方向一端側がフィン13の外側には突出しない構成となる。
以上説明の如くフィン13に対するチューブ22の貫通位置に特に制限はなく、フィン13とチューブ22のろう付けにより良好な熱伝導性を確保できる接合位置や接合形状であれば良い。In the
As described above, there is no particular limitation on the position where the
以下、熱交換器11の主な構成要素についてより詳細に説明する。
<<フィンとその構成材料>>
図4、図5に拡大して示すようにフィン13は、板状の基材3と、基材3の第1の面3a及び第2の面3bに被覆された親水性皮膜1を有していることが好ましい。
フィン13の基材3は、JIS1050系などの純アルミニウム系あるいはJIS3003系のアルミニウム合金を主体とした合金からなる。また、基材3は、JIS3003系のアルミニウム合金に質量%で2%程度のZnを添加したアルミニウム合金からなるものであっても良い。
フィン13の基材3は、前記アルミニウム合金を常法により溶製し、熱間圧延工程、冷間圧延工程、プレス工程などを経て加工される。なお、基材3の製造方法は、本発明において特に限定されるものではなく、既知の製法を適宜採用することができる。The main components of the
<<Fins and their constituent materials>>
As shown in enlarged view in FIGS. 4 and 5, the
The
The
<<ヘッダー管の構成材料>>
ヘッダー管14を構成するアルミニウム合金は、Al-Mn系をベースとしたアルミニウム合金が好ましい。例えば、Mn:0.05~1.50%を含有することが好ましく、他の元素として、Cu:0.05~0.8%、Zr:0.05~0.15%を含有することができる。<<Constituent material of header pipe>>
The aluminum alloy forming the
<<チューブの構成>>
図1に示すように、ろう付け前のチューブ22は、チューブ本体12と、その外周面に形成されたろう付け組成物層15、16、17を有している。
チューブ本体12は、例えば、JIS1050系などの純アルミニウム系あるいはJIS3003系のアルミニウム合金を主体とした合金からなる。一例として、Si:0.10~0.60%、Fe:0.1~0.6質量%、Mn:0.1~0.6質量%、Ti:0.005~0.2質量%、Cu:0.1質量%未満、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、これらのアルミニウム合金を押出することにより作製されたものである。<<Tube configuration>>
As shown in FIG. 1, the
The tube
<<主ろう付け組成物層15の構成材料>>
図1、図4に示すろう付け前のチューブ本体12に形成されている主ろう付け組成物層15は、少なくともフィン3がろう付け接合される部分に対応して塗布された塗膜である。
主ろう付け組成物層15は、一例として、Si粉末:1~5g/m2と、Zn含有フラックス(KZnF3):3~20g/m2と、非Zn含有フラックス:1~10g/m2のいずれか一種類又は2種類以上を含み、更に、バインダ(例えば、アクリル系樹脂):0.2~8.5g/m2を含むろう付用塗膜であることが好ましい。なお、これらの成分に対し適切な量の溶剤を配合することでろう付け液状組成物が構成される。<<Constituent Material of Main
The main
The main
以下、主ろう付け組成物層15を構成するろう付け組成物の構成材料について説明する。
<Si粉末>
Si粉末は、チューブ本体12を構成するAlとろう付け時に反応し、フィン3とチューブ本体12を接合するろうを形成するが、ろう付け時にZn含有フラックスとSi粉末が溶融してろう液となる。
このろう液にフラックス中のZnが均一に拡散し、チューブ本体12の表面と裏面に均一に広がる。液相であるろう液内でのZnの拡散速度は固相内の拡散速度より著しく大きいので、これによりチューブ表面と裏面に均一なZn拡散がなされ、チューブ表面と裏面の面方向のZn濃度がほぼ均一となる。また、チューブ本体12の表面から深さ方向への拡散について見ると、SiはAlと共晶となって融点を下げるので、チューブ本体12の表面では共晶組成となった状態にZnが拡散しチューブ本体12の表面側と裏面側に所定厚さのZn溶融拡散層が生成する。このZn溶融拡散層が犠牲陽極層となるので、チューブ本体12の表面側と裏面側のろう付け部分の耐食性を向上できる。
なお、本実施形態ではチューブ本体12の短側面側にもろう付け組成物層16、17が形成されているので、これらろう付け組成物層16、17に含まれているZnとSiの拡散がなされ、チューブ本体12の短側面側にも犠牲陽極層が形成される。The constituent materials of the brazing composition forming the main
<Si powder>
The Si powder reacts with Al constituting the tube
Zn in the flux is uniformly diffused into this brazing liquid, and spreads uniformly over the front and back surfaces of the
In this embodiment, since the brazing composition layers 16 and 17 are also formed on the short side surfaces of the
<Si粉末塗布量:1~5g/m2>
Si粉末の塗布量が1g/m2未満であると、ろう形成が不十分となるおそれがあり、塗布量が5g/m2を超えると、チューブ本体12の溶融量が増加してチューブ本体12の肉厚が減少して、好ましくない。このため、主ろう付け組成物層15におけるSi粉末の含有量は1~5g/m2とすることが好ましい。
<Si粉末粒度:最大粒径:D(99):30μm以下>
Si粉末の粒度がD(99)において30μm以下であれば、均一なZn溶融拡散層を形成することが可能である反面、30μmを超えると、局部的に深いエロージョンが生成し、均一なZn溶融拡散層を形成できなくなるおそれがある。このため、Si粉末の粒度は、最大粒径D(99)において30μm以下が好ましい。なお、D(99)とは、体積割合で小さい粒から累積し、全体の99%となる粒の粒径のことである。これらの値は、いずれもレーザ光散乱法で測定することができる。<Si powder coating amount: 1 to 5 g/m 2 >
If the amount of Si powder applied is less than 1 g/m 2 , brazing formation may be insufficient. It is not preferable because the thickness of the Therefore, the content of Si powder in the main
<Si powder particle size: maximum particle size: D (99): 30 μm or less>
If the particle size of the Si powder is 30 μm or less in D(99), it is possible to form a uniform Zn fusion diffusion layer. There is a possibility that the diffusion layer cannot be formed. Therefore, the particle size of the Si powder is preferably 30 μm or less at the maximum particle size D(99). Note that D(99) is the particle diameter of particles that accumulate from particles having a small volume ratio and form 99% of the total. All of these values can be measured by a laser light scattering method.
<Zn含有フラックス、非Zn含有フラックス>
Zn含有フラックスは、ろう付けに際し、チューブ本体12の表面側と裏面側にZn溶融拡散層を形成し、耐孔食性を向上させる効果がある。また、ろう付け時にチューブ3の外面の酸化膜を破壊し、ろうの広がり、ぬれを促進してろう付け性を向上させる作用を奏する。このZn含有フラックスは、Znを含まないフラックスに比べ活性度が高いので、比較的微細なSi粉末を用いても良好なろう付け性が得られる。Zn含有フラックスは、KZnF3、ZnF2、ZnCl2のうち、1種または2種以上を用いることができる。Zn含有フラックスに対し、非Zn含有フラックスを添加しても良い。<Zn-containing flux, Zn-free flux>
The Zn-containing flux has the effect of forming Zn melt diffusion layers on the front and back sides of the
非Zn含有フラックスとしてフッ化物系フラックスあるいはフルオロアルミン酸カリウム系のフラックスはKAlF4を主成分とするフラックスであり、添加物を加えた種々の組成が知られている。K3AlF6+KAlF4(K1-3AlF6-4)なる組成のもの、Cs(x)K(y)F(z)などを例示できる。他に、LiF、KF、CaF2、AlF3、K2SiF6等のフッ化物を添加したフッ化物系フラックス(例えば、フルオロアルミン酸カリウム系のフラックス)を用いることもできる。Znフラックスに加えてフッ化物系フラックス(例えばフルオロアルミン酸カリウム系のフラックス)を添加することでろう付け性向上に寄与する。Fluoride-based fluxes and potassium fluoroaluminate-based fluxes as Zn-free fluxes are fluxes containing KAlF 4 as the main component, and various compositions with additives are known. Examples include a composition of K 3 AlF 6 +KAlF 4 (K 1-3 AlF 6-4 ), Cs (x) K (y) F (z) , and the like. In addition, a fluoride-based flux (for example, a potassium fluoroaluminate-based flux) to which a fluoride such as LiF, KF, CaF 2 , AlF 3 , or K 2 SiF 6 is added can also be used. Addition of fluoride-based flux (for example, potassium fluoroaluminate-based flux) in addition to Zn flux contributes to improvement in brazeability.
<フラックス塗布量:3~20g/m2>
Zn含有フラックスの塗布量が3g/m2未満であると、熱交換器11とした場合の電位差が低くなり、犠牲効果が発揮されないおそれがある。また、チューブ本体12の表面酸化皮膜の破壊除去が不十分なためにろう付け不良を招くおそれがある。一方、塗布量が20g/m2を超えると、電位差が過大となり、腐食速度が増加し、Zn溶融拡散層の存在による防食効果が短時間になるおそれがある。このため、Zn含有フラックスの塗布量を3~20g/m2とすることが好ましい。Zn含有フラックスは、一例としてKZnF3を用いることができる。前述の非Zn含有フラックスは、Zn含有フラックスに加えて添加することができる。<Amount of flux applied: 3 to 20 g/m 2 >
If the coating amount of the Zn-containing flux is less than 3 g/m 2 , the potential difference in the
<バインダ塗布量:0.2~8.5g/m2>
ろう付け組成物層15には、Si粉末、Zn含有フラックスに加えてバインダを含むことができる。バインダの一例として、アクリル系樹脂を挙げることができる。
バインダはZn溶融拡散層の形成に必要なSi粉末とZn含有フラックスをチューブ22の表面と裏面に固着する作用があるが、バインダの塗布量が0.2g/m2未満であると、ろう付け時にSi粉末やZnフラックスがチューブ本体12から脱落し、均一なZn溶融拡散層が形成されないおそれがある。一方、バインダの塗布量が8.5g/m2を超えると、バインダ残渣によりろう付け性が低下し、均一なZn溶融拡散層が形成されないおそれがある。このため、バインダの塗布量は、0.2~8.5g/m2とすることが好ましい。なお、バインダは、通常、ろう付けの際の加熱により蒸散する。<Binder application amount: 0.2 to 8.5 g/m 2 >
The
The binder has the effect of fixing the Si powder and Zn-containing flux necessary for forming the Zn melt - diffusion layer to the front and back surfaces of the
Si粉末、フラックス及びバインダからなるろう付け組成物層15の形成方法は、本実施形態において特に限定されるものではなく、スプレー法、シャワー法、フローコータ法、バーコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法、静電塗布法などの適宜の方法によって行うことができる。
The method of forming the
<<第1、第2のろう付け組成物層の構成材料>>
図1に示すチューブ本体12の側面側に形成されている第1のろう付け組成物層16、第2のろう付け組成物層17は、基本的に先の主ろう付け組成物層15を構成する材料と同等の材料からなる。即ち、Si粉末とZn含有フラックスと、非Zn含有フラックスのいずれか1種類又は2種類以上を含み、更に、バインダとを含む。あるいは、Si粉末とZn含有フラックスと、非Zn含有フラックスのいずれか1種類又は2種類以上を含み、更に、バインダと溶剤とを含む。
ただし、第1のろう付け組成物層16、第2のろう付け組成物層17は個々に以下に説明する望ましい厚さに形成されている。第1のろう付け組成物層16は、5~30μmの範囲の厚さに形成されていることが望ましい。第2のろう付け組成物層17は、0.5~15μmの範囲の厚さに形成されていることが望ましい。<<Materials Constituting the First and Second Brazing Composition Layers>>
The first
However, the first
第1のろう付け組成物層16はチューブ本体12の短側面上に形成されたろう付け用塗膜である。ろう付け時にこの塗膜が溶融し、凝固してチューブ本体12の短側面側をフィン13の孔部19の最奥側にろう付け固定する。
第2のろう付け組成物層17はチューブ本体12の短側面側のコーナー部分に形成されたろう付け用塗膜である。ろう付け時にこの塗膜が溶融し、凝固してチューブ本体12の短側面コーナー部分をフィン13の孔部19の最奥側にろう付け固定する。
これら第1、第2のろう付け組成物層16、17が無い場合、チューブ本体12の短側面側をフィン13にろう付け固定する固定力が不足する。A first
The second
Without these first and second brazing composition layers 16 and 17, the fixing force for brazing the short sides of the
例えば、室外機の小型化、コンパクト化の要求に応じ、熱交換器の一部を平面視L字型に折り曲げて室外機に収容する構成が知られている。このように熱交換器の一部を平面視L字型に折り曲げる際、チューブ本体12の短側面側をフィン13の孔部19の最奥側にろう付け固定する力が不足していると、折り曲げ部分において複数のフィン13の一部が倒れるおそれがある。チューブ本体12の短側面側に設けた第1、第2のろう付け組成物層16、17を十分な厚さとしておくならば、フィン13のろう付け固定力を十分に確保することができる。このため、チューブ本体12を平面視L字型に折り曲げた場合であってもフィン倒れを起こすことなく折り曲げ加工ができる。
なお、チューブ本体12をL字型に折り曲げる構造の場合、例えば、チューブ本体12の座屈等を防止するためにチューブ本体12の冷媒流路数を少なくして扁平率の低い構成が採用される。For example, there is known a configuration in which a part of the heat exchanger is bent into an L shape in plan view and accommodated in the outdoor unit in response to the demand for downsizing and compactness of the outdoor unit. When a portion of the heat exchanger is bent into an L shape in plan view, if the short side of the
In the case of a structure in which the tube
また、前記第2のろう付け組成物層17が無い場合か、薄過ぎる場合、フィン13の孔部19にチューブ本体12を差し込み、孔部19の開口部分にチューブ本体12のコーナー部分が擦れると、挿入抵抗が大きくなり、孔部19にチューブ本体12の短側面側を挿入する場合に支障を生じるおそれがある。
When the second
図2、図3に示す熱交換器11を組み立てる場合、複数のフィン13を隣接配置した状態で全ての孔部19に図2に示す如く上下に並ぶ8本のチューブ体12を挿入する必要がある。ここで複数のフィン13を整列させて精密に配置していたとしても各フィン13の孔部19は製造誤差等も起因して多少上下にあるいは左右に位置ずれしているおそれがある。
また、図2に示す8本のチューブ本体12が精密に製造され、それらの厚さが全て均一に形成され、ヘッダ管14に形成したチューブ挿通用の孔部が全て均一に正確な位置に形成されていたとしても、それら各部の製造誤差等から、上下に隣接配置されたチューブ本体12が多少位置ずれしていることも考えられる。When assembling the
In addition, the eight
上述のようにフィン13の孔部19とチューブ本体12の端部が多少でも位置ずれしていると図6に示すように孔部19に対しチューブ本体12の端部を挿入する場合、チューブ本体12のコーナー部分は孔部19の開口部内周縁を擦りながらの挿入動作となる。
ここで、フィン13がアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、チューブ12もアルミニウム又はアルミニウム合金製であると、アルミニウムどうしの擦り合いとなる。
アルミニウムどうしの擦り合いは金属どうし擦り合いの中でも、摩擦抵抗が大きい擦り合いであるので、孔部19に対するチューブ本体12の挿入時の摩擦抵抗の変動が大きくなり、状況によっては嵌合時に薄いフィン13を変形させるおそれがある。
この点において、図7に示すようにチューブ本体12のコーナー部に適度な厚さのろう付け組成物層17、17が設けられていると、塗膜とアルミニウムとの摩擦となるので、アルミニウムどうしの摩擦抵抗よりは抵抗が少なくなり、よりスムーズな挿入作業が可能となる。As described above, if the
Here, if the
Rubbing between aluminum is a rubbing with a large frictional resistance among rubbings between metals, so the frictional resistance fluctuates greatly when the
In this regard, if brazing composition layers 17, 17 of appropriate thickness are provided at the corners of the
このため、第2のろう付け組成物層17は0.5~15μmの範囲の厚さに形成されていることが望ましい。ろう付け組成物層17の厚さが0.5μm未満では挿入時の摩擦抵抗を減少させる効果が不足する。ろう付け組成物層17の厚さが15μmを超えるとコーナー部分に厚すぎるろう付け組成物層17が存在することとなり、チューブ本体12を孔部19に挿入する際、ろう付け組成物層17が剥離する不具合を生じるおそれがある。
Therefore, it is desirable that the second
図4は、チューブ本体12をフィン13の孔部19に挿入した状態の縦断面を示すが、チューブ本体12の主ろう付け組成物層15は、フィン13の屈曲部20のチューブ本体12と対向する部分(対向面20a)とチューブ本体12の間に位置する。主ろう付け組成物層15は、600℃前後の加熱(ろう付け加熱)後に冷却されることで、対向面20aとチューブ本体12との間に満たされた状態で固化し、図5に示すようにフィレット15Aを形成してフィン13とチューブ本体12を接合する。また、チューブ本体12の短側面側とそのコーナー部分に形成されているろう付け組成物層16、17はろう付け後にフィレット15Aとなって、孔部19の最奥側にチューブ本体12の短側面側とコーナー部分側を接合する。
FIG. 4 shows a vertical cross-section of the
主ろう付け組成物層15は、フィン13と当接する領域に、即ち、チューブ本体12の表面12aと裏面12bに形成されている。また、ろう付け前の主ろう付け組成物層15に含まれていたSiとZnがろう付け温度でチューブ本体12側に拡散し、チューブ本体12の表裏面の表層部にSiとZnを含む犠牲陽極層を形成する。
また、ろう付け組成物層16、17に含まれていたSiとZnもろう付け時にチューブ本体12の短側面側とコーナー部分側に拡散し、これらの部分にSiとZnを含む犠牲陽極層を形成する。このため、ろう付け後、チューブ本体12の全周に犠牲陽極層を形成できる。The main
In addition, Si and Zn contained in the brazing composition layers 16 and 17 are also diffused to the short side and corner portion sides of the
<<ろう付け組成物層の形成方法>>
チューブ本体12に対し、主ろう付け組成物層15を形成し、更に、第1、第2のろう付け組成物層16、17を形成する方法について以下に説明する。
Si粉末、フラックス、バインダからなる主ろう付け組成物層15の形成方法は、本実施形態において特に限定されるものではない。Si粉末、フラックス、バインダに溶剤を添加してろう付け液状組成物とした塗料を以下の方法により塗布し、乾燥すればよい。
塗布は、スプレー法、シャワー法、フローコータ法、バーコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法、静電塗布法などの適宜の方法によって塗布することができる。これらの方法により必要な塗布量でチューブ本体12の表面12aと裏面12bの必要な範囲に主ろう付け組成物層15を形成することができる。
例えば、チューブ本体12の表面12aと裏面12bにおいてそれらのほぼ全面に主ろう付け組成物層15を形成することができる。<<Method of Forming Brazing Composition Layer>>
The method of forming the primary
The method of forming the main
Coating can be performed by an appropriate method such as a spray method, a shower method, a flow coater method, a bar coater method, a roll coater method, a brush coating method, an immersion method, or an electrostatic coating method. By these methods, the main
For example, the main
次に、チューブ本体12の短側面12cから所定距離離れた位置に図8に示すようにエアースプレー方式の塗布装置30を設置し、短側面12cとコーナー部12f、12gにろう付け液状組成物をスプレー塗布する。
ここで用いるろう付け液状組成物とは、前述のSi粉末と、Zn含有フラックス(KZnF3)と、バインダ(例えば、アクリル系樹脂)に必要量の溶剤を添加して液状としたろう付液状組成物を意味する。
あるいは、前述のSi粉末と、Zn含有フラックス(例えば、KZnF3)と、非Zn含有フラックスと、バインダ(例えば、アクリル系樹脂)に必要量の溶剤を添加してエアースプレー方式に望ましい粘度の液状としたろう付液状組成物を意味する。
あるいは、前述のSi粉末と、非Zn含有フラックスと、バインダ(例えば、アクリル系樹脂)に必要量の溶剤を添加してエアースプレー方式に望ましい粘度の液状としたろう付液状組成物を意味する。Next, as shown in FIG. 8, an air spray coating device 30 is installed at a position a predetermined distance from the
The brazing liquid composition used here is a brazing liquid composition obtained by adding a necessary amount of solvent to the aforementioned Si powder, Zn-containing flux (KZnF 3 ), and binder (for example, acrylic resin). means things.
Alternatively, the aforementioned Si powder, Zn-containing flux (e.g., KZnF3 ), non-Zn-containing flux, and binder (e.g., acrylic resin) are mixed with a required amount of solvent to form a liquid having a desired viscosity for the air spray method. means a liquid brazing composition of
Alternatively, it means a liquid brazing composition obtained by adding a necessary amount of a solvent to the aforementioned Si powder, a non-Zn-containing flux, and a binder (for example, an acrylic resin) to obtain a liquid with a desirable viscosity for an air spray method.
図8に示す塗布装置30は、先端にノズル31を有するスプレーガン32を備え、スプレーガン32の流路の途中に液体供給用の導入管33を備え、スプレーガン32の後端部に図示略のエアー供給装置が接続されたエアースプレー方式の塗布装置である。
この塗布装置30を用いて図8に示すようにチューブ本体12の短側面側にろう付け液状組成物をスプレー塗布することで第1のろう付け組成物層16と第2のろう付け組成物層17を形成できる。塗布装置30の具体例として、株式会社サンエイテック製エアスプレーバルブ塗布装置などを用いることができる。
チューブ本体12の短側面12cに対しノズル31の上下位置調節および前後位置調節と噴射圧力の調節を行い、短側面12c上に対する塗膜量とコーナー部12f、12g上に対する塗膜量を目的の範囲に調整できる。A coating device 30 shown in FIG. 8 includes a
Using this applicator 30, as shown in FIG. 8, the liquid brazing composition is spray-coated on the short side of the
Adjust the vertical position of the
この後、複数枚並列設置したフィン13の孔部19にチューブ本体12を差し込んで嵌合し、図2に近い状態に組み付け、ろう付けを行う。
ろう付けは、ろう付け組成物層15、16、17の融点以上の温度、例えば580~620℃に加熱炉において数分間程度加熱するろう付け工程を行う。加熱によって、ろう付け組成物層15、16、17が溶融し、ろう液となる。このろう液は、チューブ本体12とフィン13の屈曲部20との間の隙間に流れ、これらの隙間を満たす。また、上述のろう液は、孔部19の最奥位置に嵌合されているチューブ本体12の短側面側の隙間にも流れてこの隙間を満たす。After that, the
Brazing is carried out in a heating furnace for several minutes at a temperature above the melting point of the brazing composition layers 15, 16, 17, eg, 580 to 620°C. The heating melts the brazing composition layers 15, 16, 17 into a brazing liquid. This brazing liquid flows into the gaps between the
続いて、冷却することで、図5に示すように、ろう液が固化し、フィレット15Aが形成される。これらのフィレット15Aにより、チューブ本体12とフィン13とが接合される。
ろう付け組成物層15、16、17が溶融した部分ではろう付けによってフラックス中のSiとZnが拡散し、チューブ本体12の表裏面に加え、短側面側にもZn溶融拡散層(犠牲陽極層)が形成される。Subsequently, by cooling, as shown in FIG. 5, the brazing liquid solidifies to form a
In the portions where the brazing composition layers 15, 16, 17 are melted, Si and Zn in the flux are diffused by brazing, and in addition to the front and back surfaces of the
なお、この形態では主ろう付け組成物層15を形成した後に第1、第2のろう付け組成物層16、17を形成したが、これらを形成する順番はいずれが先であっても良く、これらを同時に形成しても良い。
例えば、押出材からなる長いチューブ本体12を搬送途中で塗布装置30により短側面側にろう付け組成物層16、17を形成後、バーコーターやロールコーターを用いて表裏面に主ろう付け組成物層15を形成しても良い。また、バーコーターやロールコーターを用いて表裏面に主ろう付け組成物層15を形成するとともに、バーコーターやロールコーターに隣接させて設けた塗布装置30により連続的に短側面側にろう付け組成物層16、17を形成しても良い。押出材からなる長いチューブ本体12にこれらの組成物層を形成した後、チューブ本体12を必要な長さに切断することで、熱交換器用のろう付け用チューブ22を得ることができる。In this embodiment, after the main
For example, after the brazing composition layers 16 and 17 are formed on the short side surfaces of the
<<効果>>
本実施形態の構造によれば、ろう付け組成物層15、16、17を備えたチューブ22と複数枚のフィン13を組み合わせてろう付けすることにより熱交換器11を構成できる。この場合、チューブ本体12の表裏面側に設けたろう付け組成物層15により、チューブ本体12の表裏面側にフィン13を確実にろう付けできる。その上、チューブ本体12の短側面側に設けたろう付け組成物層16、17により、チューブ本体12の短側面側をフィン13に確実にろう付けできる。このため、チューブ本体12の全体をフィン13に対し十分な接合強度で確実にろう付け接合できる。即ち、熱交換器11において高品質なろう付け接合ができる。
また、フィン13の孔部19にチューブ本体12を挿入して組み立てる際、チューブ本体12のコーナー部に設けたろう付け組成物層17がフィン13の孔部内周縁を擦る際の摩擦を緩和し、孔部19に対するチューブ本体12のスムーズな挿入を可能とする。
このため、チューブ22とフィン13を組み立てる際、フィン13に変形を生じさせることなく組立が可能となる。また、フィン13の孔部19に対しチューブ本体12の嵌合作業を行う場合、ろう付け組成物層17の剥離を抑制しながら嵌合作業ができる。<< effect >>
According to the structure of this embodiment, the
In addition, when the
Therefore, when assembling the
前述のろう付け組成物層15、16、17を用いてろう付けするならば、チューブ12の表面側と裏面側は勿論、短側面12c側とコーナー部12f側、コーナー部12g側に対しZnを拡散させることができ、チューブ12の全周に犠牲陽極層を形成することができる。犠牲陽極層の生成部分は孔食ではなく面食として腐食進行するので、チューブ12に腐食による貫通孔が生じ難い構造を提供できる。
また、チューブ本体12の全周に犠牲陽極層を形成することで、犠牲陽極層に隣接するろう付け部分の腐食を抑制できる防食構造の熱交換器11を提供できる。If brazing is performed using the brazing composition layers 15, 16, and 17 described above, Zn is added to the
In addition, by forming the sacrificial anode layer around the entire circumference of the tube
なお、主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17は、Si粉末及びZn含有フラックスを含んでもよい。
また、主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17は、Si粉末、Zn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含んでもよい。It should be noted that the main
The primary
主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17は、非Zn含有フラックスを含んでもよい。
主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17は、Zn含有フラックスを含んでもよい。Primary
The primary
また、主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17は、Zn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含んでもよい。
The primary
主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17は、それぞれ成分が異なっていてもよい。
主ろう付け組成物層15、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17のいずれかがSi粉末を含まない層として形成された場合、ブレージングシート、ブレージングロッド等の使用により、ろう材を接合部に供給することができる。The main
When any one of the main
主ろう付け組成物層15は、Si粉末及びZn含有フラックスを含み、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17はZn含有フラックスを含んでもよい。
また、主ろう付け組成物層15は、Si粉末、Zn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含み、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17はZn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含んでもよい。The main
Also, the main
主ろう付け組成物層15は、非Zn含有フラックスを含み、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17はSi粉末及びZn含有フラックスを含んでもよい。
また、主ろう付け組成物層15は、非Zn含有フラックスを含み、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17はSi粉末、Zn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含んでもよい。The primary
Also, the main
主ろう付け組成物層15は、Zn含有フラックスを含み、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17はSi粉末及びZn含有フラックスを含んでもよい。
また、主ろう付け組成物層15は、Zn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含み、第1のろう付け組成物層16及び第2のろう付け組成物層17はSi粉末、Zn含有フラックス及び非Zn含有フラックスを含んでもよい。The main
Also, the main
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<<サンプルの作製>>
Si:0.4~0.6質量%、Mn:1.0~2.0質量%、Zn:1.0~3.5質量%を含み、残部不可避不純物とAlからなるアルミニウム合金の板材からなるフィン縦100mm×横20mm×厚さ0.1mm)を10枚用意した。これらフィンにスリット状の孔部(幅1.6mm、長さ18mm)を25列、一定間隔で形成し、これらの孔部に以下に説明する扁平多穴管(チューブ)を嵌合し、熱交換器ミニコア体を作製した。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
<<Preparation of sample>>
From an aluminum alloy plate material containing Si: 0.4 to 0.6% by mass, Mn: 1.0 to 2.0% by mass, Zn: 1.0 to 3.5% by mass, and the balance being inevitable impurities and Al Ten fins each having a length of 100 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 0.1 mm were prepared. 25 rows of slit-shaped holes (width 1.6 mm, length 18 mm) were formed in these fins at regular intervals, and flat multi-hole pipes (tubes) described below were fitted into these holes, and heat was applied. An exchanger mini-core body was fabricated.
Si:0.3~0.5質量%、Mn:0.2~0.4質量%を含み、残部不可避不純物とAlからなるアルミニウム合金の扁平多穴管を用意した。この扁平多穴管は、幅17mm、厚さ1.5mm、表裏面と短側面との境界のコーナー部分に曲率半径0.3mmのコーナー部を有する。 A flat multi-hole tube made of an aluminum alloy containing 0.3 to 0.5% by mass of Si, 0.2 to 0.4% by mass of Mn, and the balance being inevitable impurities and Al was prepared. This flat multi-hole tube has a width of 17 mm, a thickness of 1.5 mm, and a corner portion having a radius of curvature of 0.3 mm at the boundary between the front and back surfaces and the short side surface.
実施例1~10、51~60及び比較例1~4、22~24では、扁平多穴管の表面と裏面にバーコーターを用いてSi粉末:3g/m2、Zn含有フラックス(KZnF3):6g/m2、バインダとしてのアクリル系樹脂:1g/m2を溶剤に分散させたろう付け液状組成物を塗布し、150℃にて5分間乾燥させて主ろう付け組成物層を形成した。In Examples 1 to 10, 51 to 60 and Comparative Examples 1 to 4, 22 to 24, Si powder: 3 g/m 2 and Zn-containing flux (KZnF 3 ) were applied to the front and back surfaces of the multi-hole flat tube using a bar coater. : 6 g/m 2 and acrylic resin as a binder: 1 g/m 2 dispersed in a solvent to form a brazing liquid composition and dried at 150°C for 5 minutes to form a main brazing composition layer.
実施例11~20、61~70及び比較例5~8、25~28では、扁平多穴管の表面と裏面にバーコーターを用いてSi粉末:3g/m2、Zn含有フラックス(KZnF3):5g/m2、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4):1g/m2、バインダとしてのアクリル系樹脂:1g/m2を溶剤に分散させたろう付け液状組成物を塗布し、150℃にて5分間乾燥させて主ろう付け組成物層を形成した。In Examples 11 to 20, 61 to 70 and Comparative Examples 5 to 8, 25 to 28, Si powder: 3 g/m 2 and Zn-containing flux (KZnF 3 ) were applied to the front and back surfaces of the flat multi-hole tube using a bar coater. : 5 g/m 2 , Zn-free flux (K 1-3 AlF 6-4 ): 1 g/m 2 , acrylic resin as binder: 1 g/m 2 , dispersed in a solvent. , 150° C. for 5 minutes to form the main brazing composition layer.
実施例21~30、71~90及び比較例9~12、22~27では、扁平多穴管の表面と裏面にバーコーターを用いて非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4):9g/m2、バインダとしてのアクリル系樹脂:1g/m2を溶剤に分散させたろう付け液状組成物を塗布し、150℃にて5分間乾燥させて主ろう付け組成物層を形成した。In Examples 21 to 30, 71 to 90 and Comparative Examples 9 to 12, 22 to 27, a non-Zn-containing flux (K 1-3 AlF 6-4 ) was applied to the front and back surfaces of the multi-hole flat tube using a bar coater: A brazing liquid composition in which 9 g/m 2 of acrylic resin as a binder and 1 g/m 2 of acrylic resin as a binder were dispersed in a solvent was applied and dried at 150° C. for 5 minutes to form a main brazing composition layer.
実施例31~40、91~100及び比較例13~16、37~40では、扁平多穴管の表面と裏面にバーコーターを用いてZn含有フラックス(KZnF3):9g/m2、バインダとしてのアクリル系樹脂:1g/m2を溶剤に分散させたろう付け液状組成物を塗布し、150℃にて5分間乾燥させて主ろう付け組成物層を形成した。In Examples 31-40, 91-100 and Comparative Examples 13-16, 37-40, a Zn-containing flux (KZnF 3 ): 9 g/m 2 was applied as a binder using a bar coater to the front and back surfaces of the flat multi-hole tube. 1 g/m 2 of acrylic resin in a solvent was applied and dried at 150° C. for 5 minutes to form a main brazing composition layer.
実施例41~50、101~110及び比較例17~20、41~44では、扁平多穴管の表面と裏面にバーコーターを用いてZn含有フラックス(KZnF3):5g/m2、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4):4g/m2、バインダとしてのアクリル系樹脂:1g/m2を溶剤に分散させたろう付け液状組成物を塗布し、150℃にて5分間乾燥させて主ろう付け組成物層を形成した。In Examples 41-50, 101-110 and Comparative Examples 17-20, 41-44, a Zn-containing flux (KZnF 3 ): 5 g/m 2 , non-Zn Containing flux (K 1-3 AlF 6-4 ): 4 g/m 2 , Acrylic resin as binder: 1 g/m 2 , dispersed in a solvent A brazing liquid composition is applied and dried at 150° C. for 5 minutes. to form a primary brazing composition layer.
次に、扁平多穴管の短側面側に対し、株式会社サンエイテック製エアスプレーバルブ装置を用いて図8に示すようにろう付け組成物を吹き付け塗布した。塗布に際しては、扁平多穴管を固定し、エアスプレーバルブ装置を移動させながら塗布しても良いし、エアスプレーバルブ装置を固定し、扁平多穴管を移動させながら塗布しても良い。尚、この時は扁平多穴管を固定し、エアスプレーバルブ装置を移動させながら塗布した。また、エアスプレーバルブ装置の吐出開口径は0.2mmのものを使用した。 Next, a brazing composition was applied by spraying to the short side of the multi-hole flat tube using an air spray valve device manufactured by Sanei Tech Co., Ltd., as shown in FIG. When applying, the multi-hole flat tube may be fixed and the air spray valve device may be moved while applying, or the air spray valve device may be fixed and the multi-hole flat pipe may be moved while applying. At this time, the flat multi-hole tube was fixed and the air spray valve device was moved while applying. In addition, an air spray valve device having a discharge opening diameter of 0.2 mm was used.
実施例1~10、71~80、91~100及び比較例1~4、29~32、37~40では、上述の方法で扁平多穴管の短側面にSi粉末、Zn含有フラックス(KZnF3)、バインダとしてのアクリル系樹脂を溶剤(3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物)に分散させたろう付け液状組成物を塗布後、乾燥(150℃×5分間)することにより、第1、第2のろう付け組成物層により外周面を被覆したろう付け用チューブを得た。
塗布したろう付用液状組成物は、Si粉末(D(99)粒度10μm)30部と、Zn含有フラックス(KZnF3粉末:D(50)粒度2.0μm)60部、アクリル系樹脂バインダ10部、溶剤としての3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物100部からなるろう付け液状組成物である。In Examples 1 to 10, 71 to 80, 91 to 100 and Comparative Examples 1 to 4, 29 to 32, 37 to 40, Si powder and Zn-containing flux (KZnF 3 ), and after applying a brazing liquid composition in which an acrylic resin as a binder is dispersed in a solvent (a mixture of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol), drying (150° C. for 5 minutes). Thus, a brazing tube having its outer peripheral surface coated with the first and second brazing composition layers was obtained.
The applied liquid brazing composition consisted of 30 parts Si powder (D(99)
実施例11~20、81~90、101~110及び比較例5~8、33~36、41~44では、上述の方法で扁平多穴管の短側面にSi粉末、Zn含有フラックス(KZnF3)、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4)、バインダとしてのアクリル系樹脂を溶剤(3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物)に分散させたろう付け液状組成物を塗布後、乾燥(150℃×5分間)することにより、第1、第2のろう付け組成物層により外周面を被覆したろう付け用チューブを得た。
塗布したろう付用液状組成物は、Si粉末(D(99)粒度10μm)30部と、Zn含有フラックス(KZnF3粉末:D(50)粒度2.0μm)50部、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4粉末:D(50)粒度2.0μm)10部、アクリル系樹脂バインダ10部、溶剤としての3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物100部からなるろう付け液状組成物である。In Examples 11-20, 81-90, 101-110 and Comparative Examples 5-8, 33-36, 41-44, Si powder and Zn-containing flux (KZnF 3 ), a Zn-free flux (K 1-3 AlF 6-4 ), and an acrylic resin as a binder dispersed in a solvent (a mixture of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol). After applying the product, the product was dried (150° C.×5 minutes) to obtain a brazing tube whose outer peripheral surface was coated with the first and second brazing composition layers.
The applied liquid brazing composition consisted of 30 parts Si powder (D(99)
実施例21~30及び比較例9~12では、上述の方法で扁平多穴管の短側面に非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4)、バインダとしてのアクリル系樹脂を溶剤(3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物)に分散させたろう付け液状組成物を塗布後、乾燥(150℃×5分間)することにより、第1、第2のろう付け組成物層により外周面を被覆したろう付け用チューブを得た。
塗布したろう付用液状組成物は、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4粉末:D(50)粒度2.0μm)90部、アクリル系樹脂バインダ10部、溶剤としての3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物100部からなるろう付け液状組成物である。In Examples 21 to 30 and Comparative Examples 9 to 12, a non-Zn-containing flux (K 1-3 AlF 6-4 ) and an acrylic resin as a binder were applied to the short side of the multi-hole flat tube by the above-described method. A mixture of methoxy-3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol) was applied and then dried (150°C for 5 minutes) to obtain the first and second brazing compositions. A brazing tube with a layer covering the outer circumference was obtained.
The applied liquid brazing composition consisted of 90 parts of Zn-free flux (K 1-3 AlF 6-4 powder: D(50) particle size 2.0 μm), 10 parts of acrylic resin binder, 3-methoxy -A liquid brazing composition consisting of 100 parts of a mixture of 3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol.
実施例31~40、51~60及び比較例13~16、21~24では、上述の方法で扁平多穴管の短側面にZn含有フラックス(KZnF3)、バインダとしてのアクリル系樹脂を溶剤(3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物)に分散させたろう付け液状組成物を塗布後、乾燥(150℃×5分間)することにより、第1、第2のろう付け組成物層により外周面を被覆したろう付け用チューブを得た。
塗布したろう付用液状組成物は、Zn含有フラックス(KZnF3粉末:D(50)粒度2.0μm)90部、アクリル系樹脂バインダ10部、溶剤としての3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物100部からなるろう付け液状組成物である。In Examples 31 to 40, 51 to 60 and Comparative Examples 13 to 16, 21 to 24, Zn-containing flux (KZnF 3 ) and acrylic resin as a binder were applied to the short sides of the flat multi-hole pipe by the above-described method. A mixture of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol) was applied and dried (150° C. for 5 minutes) to form the first and second brazing compositions. A brazing tube having an outer peripheral surface coated with a material layer was obtained.
The applied liquid brazing composition consisted of 90 parts of Zn-containing flux ( KZnF3 powder: D(50) particle size 2.0 μm), 10 parts of acrylic resin binder, 3-methoxy-3-methyl-1- A brazing liquid composition comprising 100 parts of a mixture of butanol and isopropyl alcohol.
実施例41~50、61~70及び比較例17~20、25~28では、上述の方法で扁平多穴管の短側面にZn含有フラックス(KZnF3)、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4)、バインダとしてのアクリル系樹脂を溶剤(3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物)に分散させたろう付け液状組成物を塗布後、乾燥(150℃×5分間)することにより、第1、第2のろう付け組成物層により外周面を被覆したろう付け用チューブを得た。
塗布したろう付用液状組成物は、Zn含有フラックス(KZnF3粉末:D(50)粒度2.0μm)50部、非Zn含有フラックス(K1-3AlF6-4粉末:D(50)粒度2.0μm)40部、アクリル系樹脂バインダ10部、溶剤としての3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールとイソプロピルアルコールの混合物100部からなるろう付け液状組成物である。In Examples 41-50, 61-70 and Comparative Examples 17-20, 25-28, Zn-containing flux (KZnF 3 ), Zn-free flux (K 1-3 AlF 6-4 ) and acrylic resin as a binder are dispersed in a solvent (a mixture of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol). minutes) to obtain a brazing tube having its outer peripheral surface coated with the first and second brazing composition layers.
The applied liquid brazing composition consisted of 50 parts of Zn-containing flux (KZnF 3 powder: D(50) particle size 2.0 μm) and 50 parts of Zn-free flux (K 1-3 AlF 6-4 powder: D(50) particle size 2.0 μm), 10 parts of an acrylic resin binder, and 100 parts of a mixture of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and isopropyl alcohol as a solvent.
表1~3に実施例1~50及び比較例1~15における、短側面へ塗布された塗布膜の厚さ及びコーナー部へ塗布された塗膜の厚さを示す。 Tables 1 to 3 show the thickness of the coating film applied to the short sides and the thickness of the coating film applied to the corner portions in Examples 1 to 50 and Comparative Examples 1 to 15.
ろう付け液状組成物の塗布後、150℃に5分間加熱して乾燥し、溶剤を揮発させて先の主ろう付け組成物層と第1、第2のろう付け組成物層により外周面を被覆したろう付け用チューブを得た。 After applying the liquid brazing composition, it is dried by heating at 150° C. for 5 minutes to volatilize the solvent, and the outer peripheral surface is covered with the previous main brazing composition layer and the first and second brazing composition layers. A brazed tube was obtained.
ろう付け用チューブを製造する場合、前記エアスプレーバルブ装置により扁平多穴管の短側面上に形成した第1のろう付け組成物層の厚さ(μm)と、扁平多穴管の短側面側のコーナー部分に形成した第2のろう付け組成物層の厚さ(μm)について個々の厚さを変更して複数のろう付け用チューブを作製した。各ろう付け組成物層の厚さは、エアスプレーバルブ装置の噴射圧力と扁平多穴管の短側面側からのノズル間隔の大小と噴射位置により調整した。
前記のように25枚、並列配置したフィンに形成されている孔部に対しろう付け塗膜を被覆したろう付け用チューブを嵌合し、熱交換器ミニコア体を組み立てた。
この熱交換器ミニコア体を観察し、フィンの変形の有無を調査し、フィンとチューブの嵌合時に生じた塗膜剥離について調査した。When manufacturing a brazing tube, the thickness (μm) of the first brazing composition layer formed on the short side of the flat multi-hole tube by the air spray valve device and the short side of the flat multi-hole tube A plurality of brazing tubes were manufactured by changing the thickness (μm) of the second brazing composition layer formed on the corner portions of the tubes. The thickness of each brazing composition layer was adjusted by the injection pressure of the air spray valve device, the distance between the nozzles from the short side of the multi-hole flat tube, and the injection position.
A heat exchanger mini-core body was assembled by fitting brazing tubes coated with a brazing film into the holes formed in the 25 fins arranged in parallel as described above.
This heat exchanger mini-core body was observed to investigate the presence or absence of deformation of the fins, and to investigate peeling of the paint film that occurred when the fins and tubes were fitted.
フィン変形の有無は、熱交換器ミニコア体を組み立て後、フィンに全く変形を生じていないサンプルを合格Aと判断し、フィンの一部に(曲がりや折れ等の変形を生じている)サンプルを不合格Bと判定した。
フィンとチューブ嵌合時の塗膜剥離については、塗膜に全く剥離を生じていないサンプルを合格Aと判断し、面積として1mm角以上の程度塗膜剥離を確認できたサンプルを不合格Bと判断した。For the presence or absence of fin deformation, after assembling the heat exchanger mini-core body, a sample in which the fins did not deform at all was judged as Pass A, and a sample in which a part of the fins (bent, broken, or other deformation occurred) was judged to pass. It was judged as disqualified B.
Regarding the peeling of the paint film when fitting the fin and the tube, the sample with no peeling of the paint film was judged as pass A, and the sample with the peeling of the paint film over an area of 1 mm square or more was judged as fail B. It was judged.
組み立てた熱交換器ミニコア体を窒素ガス雰囲気としたろう付け炉において600℃に3分間加熱し、ろう付けした。
ろう付けにより得られた熱交換器について、チューブの長さ方向中央部を平面視L字型になるように90°折り曲げ加工し、折り曲げ加工した部分においてフィンのろう付け部分がチューブから分離することによるフィン倒れ発生の有無を確認した。フィン倒れが発生していないサンプルは合格Aと判断し、1ヶ所でもフィン倒れを生じたサンプルは不合格Bと判断した。
以上の結果を以下の表1~6にまとめて示す。The assembled heat exchanger mini-core bodies were brazed by heating to 600° C. for 3 minutes in a brazing furnace in a nitrogen gas atmosphere.
Regarding the heat exchanger obtained by brazing, the center part of the tube in the length direction is bent 90 degrees so that it becomes an L shape in plan view, and the brazed part of the fin is separated from the tube at the bent part. It was confirmed whether or not the fin collapsed due to Samples in which the fins did not collapse were judged as pass A, and samples in which the fins collapsed at even one place were judged as fail B.
The above results are summarized in Tables 1 to 6 below.
表1~6に示す結果が示す実施例1~110のサンプルのように、扁平多穴管の短側面に形成したろう付け組成物からなる塗膜の厚さについて、厚さ5~30μmの範囲であれば、曲げ加工時にフィン倒れを生じないことがわかった。比較例3、7、11、15、19、23、27、31、35、39、43のサンプルはろう付け組成物の塗膜厚さ3μmの試料であるが、ろう付け組成物層が薄すぎるため、ろう付け強度が不足し、曲げ加工時にフィン倒れを発生した。比較例4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44のサンプルはろう付け組成物の塗膜厚さ32μmの試料であるが、ろう付け組成物層が厚すぎるため、曲げ加工時にフィンに応力が掛かることにより、フィン倒れを発生した。
扁平多穴管の短側面側コーナー部分の塗膜については、0.5~15μmの範囲であれば、フィンと扁平多穴管の嵌合時にフィンの変形を生じないことがわかった。しかし、比較例2、6、10、14、18、22、26、30、34、38、42のサンプルのように17μmの塗膜厚では塗膜剥がれを生じ、比較例1、5、9、13、17、21、25、29、33、37、41のサンプルのように0.3μmの塗膜厚ではフィンと扁平多穴管の嵌合時にフィンの変形を生じた。
このことから、扁平多穴管の短側面側コーナー部分の塗膜については、塗膜剥がれを防止し、フィン変形を防止するために、0.5~15μmの範囲の厚さが好ましいと推定できる。As in the samples of Examples 1 to 110, the results of which are shown in Tables 1 to 6, the thickness of the coating film made of the brazing composition formed on the short side of the flat multi-hole tube was in the range of 5 to 30 μm. If so, it was found that the fins do not collapse during bending. The samples of Comparative Examples 3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35, 39, 43 are samples with a coating thickness of 3 μm of the brazing composition, but the brazing composition layer is too thin. Therefore, the brazing strength was insufficient, and the fins collapsed during bending. The samples of Comparative Examples 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44 are samples with a brazing composition coating thickness of 32 μm, but the brazing composition layer is too thick. Therefore, stress was applied to the fins during bending, causing the fins to collapse.
It was found that if the thickness of the coating film on the short side corners of the flat multi-hole pipe is in the range of 0.5 to 15 μm, the fins are not deformed when the fins and the flat multi-hole pipe are fitted. However, as in the samples of Comparative Examples 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, and 42, the coating film peeled off at a coating thickness of 17 μm, and Comparative Examples 1, 5, 9, As with
From this, it can be estimated that the thickness of the coating film on the short side corners of the flat multi-hole pipe is preferably in the range of 0.5 to 15 μm in order to prevent peeling of the coating film and deformation of the fins. .
これらの試験結果から、扁平多穴管の短側面に形成した第1のろう付け組成物層の厚さについて、厚さ5~30μmの範囲が望ましく、短側面側のコーナー部分に形成した第2のろう付け組成物層の厚さについて、厚さ0.5~15μmの範囲が望ましいことがわかった。 From these test results, the thickness of the first brazing composition layer formed on the short side of the flat multi-hole pipe is preferably in the range of 5 to 30 μm, and the thickness of the second brazing composition layer formed on the corner portion of the short side is desirable. It has been found that a thickness range of 0.5 to 15 μm is desirable for the thickness of the brazing composition layer.
図9は、摩擦測定装置(ブルカー株式会社製、型番:UMT Tribo)を用い、図7に示すようにコーナー部分にろう付け組成物層を塗布した状態のチューブを用いてチューブのコーナー部分のろう付け組成物層とフィンを構成するアルミニウム合金板とが擦れ合った場合の摩擦係数の変動状況について測定した結果を示すグラフである。
図10は摩擦測定装置(ブルカー株式会社製、型番:UMT Tribo)を用い、図6に示すようにコーナー部分にろう付け組成物層を塗布していない状態のチューブを用いてチューブのコーナー部分のアルミニウム合金とフィンを構成するアルミニウム合金とが擦れ合った場合の摩擦係数の変動状況について測定した結果を示すグラフである。FIG. 9 shows the results of brazing the corners of a tube with a brazing composition layer applied to the corners as shown in FIG. 4 is a graph showing the results of measurement of changes in the coefficient of friction when the coating composition layer and the aluminum alloy plate forming the fins are rubbed against each other.
FIG. 10 shows the results of measuring the corners of a tube with no brazing composition layer applied to the corners as shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the results of measurement of changes in coefficient of friction when an aluminum alloy and an aluminum alloy forming a fin rub against each other. FIG.
図9に示す結果において、3本の測定結果を示す折れ線の内、一点鎖線が摩擦係数を示し、実線が垂直荷重を示し、点線が摩擦力を示す。
図10に示す結果において、3本の測定結果を示す折れ線の内、比較的安定した値を示す実線が垂直荷重を示し、大きく上下変動している一点鎖線と点線が、各々摩擦係数と摩擦力を示す。In the results shown in FIG. 9, among the three lines showing the measurement results, the dashed-dotted line indicates the coefficient of friction, the solid line indicates the vertical load, and the dotted line indicates the frictional force.
In the results shown in FIG. 10, among the three broken lines showing the measurement results, the solid line showing a relatively stable value shows the vertical load, and the one-dot chain line and the dotted line, which fluctuate greatly up and down, show the coefficient of friction and the friction force, respectively. indicates
図9に示す結果と図10に示す結果を対比すると明らかなように、図7に示すようにコーナー部分にろう付け組成物層を設けたチューブをフィンの孔部に嵌合する方が、摩擦力と摩擦係数の両方で変動の少ない嵌合作業ができるとわかる。即ち、フィンを変形させることなくチューブの嵌合作業ができると想定できる。
これに対し、図10に示す結果から、コーナー部分にろう付け組成物層を有していないチューブをフィンの孔部に嵌合すると、大きな摩擦変動を生じるので、この摩擦変動に応じて無理な力を付加してチューブを孔部に嵌め込む動作が生じると思われ、この場合にフィンを変形させるおそれが高いことがわかる。
これらの対比から、フィン13の孔部19にチューブ本体12を嵌合する場合、チューブ本体12のコーナー部分に第2のろう付け用組成物層17を形成した方がスムーズに嵌合作業ができるとわかった。このため、チューブ本体12の嵌合時にフィン13に変形を生じさせることなくチューブ本体12の取り付けを実施できる効果がある。As is clear from a comparison of the results shown in FIG. 9 and the results shown in FIG. 10, fitting a tube provided with a brazing composition layer at the corners as shown in FIG. It can be seen that fitting work can be performed with little variation in both force and coefficient of friction. That is, it can be assumed that the fitting operation of the tube can be performed without deforming the fins.
On the other hand, from the results shown in FIG. 10, when a tube without a brazing composition layer at the corner portion is fitted into the hole of the fin, a large frictional fluctuation occurs. It can be seen that there is a high possibility that the fins will be deformed in this case, assuming that force is applied to fit the tube into the hole.
From these comparisons, when fitting the
図11は、エアスプレー装置によって扁平多穴管の短側面側に塗布したろう付け組成物の塗布状態の一例を示す写真である。
図11に示すようにエアスプレー装置によって扁平多穴管の短側面側とコーナー部分側を完全に覆うことができるろう付け組成物層を形成できることがわかる。FIG. 11 is a photograph showing an example of the application state of the brazing composition applied to the short side of the multi-hole flat tube by an air spray device.
As shown in FIG. 11, it can be seen that a brazing composition layer capable of completely covering the short sides and corner portions of the multi-hole flat tube can be formed by the air spray device.
本発明の一態様のろう付け用チューブによれば、扁平型のチューブ本体の短側面側におけるろう付け組成物の剥離を防止し、チューブ本体短側面側での確実なろう付け性を確保できる。また、フィンの孔部に挿通してフィンと組み合わせ構造とする場合でも、ろう付け組成物の剥離を生じ難くして確実なろう付けができるようにしたろう付け用チューブを提供できる。 According to the brazing tube of one aspect of the present invention, it is possible to prevent the peeling of the brazing composition on the short side surfaces of the flat tube main body, and ensure reliable brazing properties on the short side surfaces of the tube main body. Further, even when the tube is inserted into the holes of the fins and combined with the fins, it is possible to provide a brazing tube that makes it difficult for the brazing composition to peel off and enables reliable brazing.
11 熱交換器
12 チューブ本体
12A 表面壁
12a 表面(上面)
12B 裏面壁
12b 裏面(下面)
12C 側面壁
12c 短側面
12d コーナー部
12D 流路
12E 隔壁
13 フィン
14 ヘッダ管
15 主ろう付け組成物層
16 第1のろう付け組成物層
17 第2のろう付け組成物層
19 孔部
20 折曲部
22 ろう付け用チューブ
30 塗布装置
31 ノズル
32 スプレーガン
33 導入管REFERENCE SIGNS
Claims (12)
前記短側面に厚さ5~30μmの第1のろう付け組成物層が形成され、
前記表面から前記短側面に至る表面側コーナー部分と前記裏面から前記短側面に至る部分の裏面側コーナー部分に、厚さ0.5~15μmの第2のろう付け組成物層が形成され、
前記表面と前記裏面に主ろう付組成物層が形成されるとともに、
前記第1のろう付け組成物層と前記第2のろう付け組成物層と前記主ろう付け組成物層が、Si粉末とZn含有フラックスと非Zn含有フラックスをいずれか1種以上を含み、更に、バインダを含むろう付け組成物層であることを特徴とするろう付け用チューブ。 A brazing tube made of aluminum or an aluminum alloy, comprising a flat tube body having a front surface, a back surface and short side surfaces, wherein a brazing composition layer is formed on the front surface side, the back surface side and the short side surfaces. hand,
forming a first brazing composition layer having a thickness of 5 to 30 μm on the short side;
A second brazing composition layer having a thickness of 0.5 to 15 μm is formed on the front side corner portion extending from the front surface to the short side surface and the back side corner portion of the portion extending from the back surface to the short side surface,
A main brazing composition layer is formed on the front surface and the back surface, and
said first brazing composition layer, said second brazing composition layer and said main brazing composition layer comprising at least one of Si powder, Zn-containing flux and non-Zn-containing flux; , a brazing composition layer containing a binder .
Si粉末とZn含有フラックスと非Zn含有フラックスをいずれか1種以上を含み、更に、バインダと溶剤を含むろう付け液状組成物を噴射し、前記短側面に厚さ5~30μmの第1のろう付け組成物層を形成し、前記表面から前記短側面に至る表面側コーナー部分と前記裏面から前記短側面に至る部分の裏面側コーナー部分に、厚さ0.5~15μmの第2のろう付け組成物層を形成することを特徴とするろう付け用チューブの製造方法。 From an air spray device installed facing the short side of a flat tube body having a front surface, a back surface and a short side,
A brazing liquid composition containing at least one of Si powder, Zn-containing flux, and Zn-free flux, and further containing a binder and a solvent is sprayed to form a first brazing material having a thickness of 5 to 30 μm on the short side surface. A second brazing layer having a thickness of 0.5 to 15 μm is applied to a front side corner portion extending from the front surface to the short side surface and a back side corner portion extending from the back surface to the short side surface. A method for producing a brazing tube, characterized by forming a composition layer.
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