JPH01181963A - 耐食性に優れた熱交換器の製造方法 - Google Patents
耐食性に優れた熱交換器の製造方法Info
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- JPH01181963A JPH01181963A JP654988A JP654988A JPH01181963A JP H01181963 A JPH01181963 A JP H01181963A JP 654988 A JP654988 A JP 654988A JP 654988 A JP654988 A JP 654988A JP H01181963 A JPH01181963 A JP H01181963A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、カークーラー用凝縮器やオイルクーラー等
に用いられる熱交換器の製造方法、特に耐食性に優れた
熱交換器の製造方法に関する。
に用いられる熱交換器の製造方法、特に耐食性に優れた
熱交換器の製造方法に関する。
なおこの明細書において、アルミニウムの語はその合金
を含む意味で用いる。
を含む意味で用いる。
従来の技術
例えば上記のような用途に用いられる凝縮器用熱交換器
としては、従来より、ハーモニカチューブと称されるよ
うなアルミニウム類の多孔押出偏平チューブを蛇行状に
曲げ、その平行部間にアルミニウム類のフィンを配置し
てコアを構成したいわゆるアルミニウム製サーペンタイ
ン型熱交換器が用いられていた。ところが、かかるサー
ペンタイン型熱交換器では、熱交換用冷媒通路が1本の
偏平押出チューブにより形成されているため通路面積を
大きく確保できないこと、押出チューブを蛇行状に曲成
してなるものであるから、曲げ部の曲率半径を一定以上
小さくできないためチューブピッチを小さくできず、こ
のためチューブの平行部間に介在されるフィン数が少な
いものとなってフィン効率が悪いこと、等の理由から熱
交換効率の向上に限界があった。
としては、従来より、ハーモニカチューブと称されるよ
うなアルミニウム類の多孔押出偏平チューブを蛇行状に
曲げ、その平行部間にアルミニウム類のフィンを配置し
てコアを構成したいわゆるアルミニウム製サーペンタイ
ン型熱交換器が用いられていた。ところが、かかるサー
ペンタイン型熱交換器では、熱交換用冷媒通路が1本の
偏平押出チューブにより形成されているため通路面積を
大きく確保できないこと、押出チューブを蛇行状に曲成
してなるものであるから、曲げ部の曲率半径を一定以上
小さくできないためチューブピッチを小さくできず、こ
のためチューブの平行部間に介在されるフィン数が少な
いものとなってフィン効率が悪いこと、等の理由から熱
交換効率の向上に限界があった。
そこでサーペンタイン型に代わる熱交換器として、並列
状に配置したアルミニウム製偏平チューブ間にアルミニ
ウム製フィンを配置し、かつチューブの両端をアルミニ
ウム製中空ヘッダーに連結したいわゆるマルチ・フロー
タイブの熱交換器が提案されている。この熱交換器によ
れば、チューブピッチを自由に選択できるので、冷媒通
路断面積を大きく確保でき、また各チューブ間に介装さ
れるフィンの本数も増加でき小型で熱交換効率に優れた
ものとなすことができる。
状に配置したアルミニウム製偏平チューブ間にアルミニ
ウム製フィンを配置し、かつチューブの両端をアルミニ
ウム製中空ヘッダーに連結したいわゆるマルチ・フロー
タイブの熱交換器が提案されている。この熱交換器によ
れば、チューブピッチを自由に選択できるので、冷媒通
路断面積を大きく確保でき、また各チューブ間に介装さ
れるフィンの本数も増加でき小型で熱交換効率に優れた
ものとなすことができる。
ところで、後者の熱交換器においても、サーペンタイン
型その他の熱交換器と同様に耐食性を向上して耐久性に
優れたものとなす必要がある。このための対策としては
、熱交換器をフラックス使用によるろう付性によって製
作する場合には、チューブやさらに要すればヘッダーの
外表面に亜鉛メッキ層を形成して該メッキ層の陰極防食
効果により耐食性の向上を図ることが有効である。これ
を実現するためには、各チューブやヘッダーを単体でま
ず亜鉛メッキ処理してその外表面に亜鉛メッキ層を形成
したのち、これらを熱交換器組立物に組み立ててろう接
−体化することが考えられる。しかしながらこの方法で
は、次のような問題があった。
型その他の熱交換器と同様に耐食性を向上して耐久性に
優れたものとなす必要がある。このための対策としては
、熱交換器をフラックス使用によるろう付性によって製
作する場合には、チューブやさらに要すればヘッダーの
外表面に亜鉛メッキ層を形成して該メッキ層の陰極防食
効果により耐食性の向上を図ることが有効である。これ
を実現するためには、各チューブやヘッダーを単体でま
ず亜鉛メッキ処理してその外表面に亜鉛メッキ層を形成
したのち、これらを熱交換器組立物に組み立ててろう接
−体化することが考えられる。しかしながらこの方法で
は、次のような問題があった。
発明が解決しようとする問題点
即ち、上記のマルチ・フロータイブの熱交換器の製作は
、各ヘッダーに予め設けたチューブ挿入孔に複数のチュ
ーブの両端を所定長さ差込むことによりチューブとヘッ
ダーとが連通接続されたものとなされるが、チューブや
ヘッダー単体で亜鉛メッキ処理した場合には、チューブ
両端部のへラダーへの差込み部分の外表面にも当然に亜
鉛メッキ層が形成されることから、この部分の亜鉛メッ
キ層の存在によりヘッダーとチューブとの接合性が低下
して洩れの原因となり、結果的に耐久性の向上を図り得
ないという= 4 − 問題があった。また、チューブ、ヘッダー単体でメッキ
処理を実施するのでは効率が良くないという欠点もあっ
た。
、各ヘッダーに予め設けたチューブ挿入孔に複数のチュ
ーブの両端を所定長さ差込むことによりチューブとヘッ
ダーとが連通接続されたものとなされるが、チューブや
ヘッダー単体で亜鉛メッキ処理した場合には、チューブ
両端部のへラダーへの差込み部分の外表面にも当然に亜
鉛メッキ層が形成されることから、この部分の亜鉛メッ
キ層の存在によりヘッダーとチューブとの接合性が低下
して洩れの原因となり、結果的に耐久性の向上を図り得
ないという= 4 − 問題があった。また、チューブ、ヘッダー単体でメッキ
処理を実施するのでは効率が良くないという欠点もあっ
た。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
ヘッダーとチューブとの確実かつ充分な接合が得られ、
ひいては耐久性に優れた長寿命のマルチ・フロータイブ
の熱交換器を効率良く提供することを目的とするもので
ある。
ヘッダーとチューブとの確実かつ充分な接合が得られ、
ひいては耐久性に優れた長寿命のマルチ・フロータイブ
の熱交換器を効率良く提供することを目的とするもので
ある。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、この発明は、チューブ等を
単体で亜鉛メッキ処理するのではなく、ヘッダーにチュ
ーブを差込んでまずヘッダーとチューブとの枠状組立体
を形成したのち、この枠状組立体を用いて亜鉛メッキ処
理を実施することを特徴とするものである。
単体で亜鉛メッキ処理するのではなく、ヘッダーにチュ
ーブを差込んでまずヘッダーとチューブとの枠状組立体
を形成したのち、この枠状組立体を用いて亜鉛メッキ処
理を実施することを特徴とするものである。
即ちこの発明は、複数のアルミニウム製チューブが並列
状に配置されるとともに、隣接チューブ間にアルミニウ
ム製フィンが配置され、かつ各チューブの両端が1対の
アルミニウム製中空ヘッダーに連通接続されてなる熱交
換器であって、少なくともチューブの外表面に亜鉛メッ
キ層が被覆形成されてなるものをフラックスろう付によ
り製作するに際し、各チューブの両端を中空ヘッダーの
チューブ挿入孔に差込んでチューブとヘッダーとの枠状
組立体を作製したのちに、前記亜鉛メッキ層を形成する
ための亜鉛メッキ処理を実施し、その後ろう付を行うこ
とを特徴とする耐食性に優れた熱交換器の製造方 法
を要旨とする。
状に配置されるとともに、隣接チューブ間にアルミニウ
ム製フィンが配置され、かつ各チューブの両端が1対の
アルミニウム製中空ヘッダーに連通接続されてなる熱交
換器であって、少なくともチューブの外表面に亜鉛メッ
キ層が被覆形成されてなるものをフラックスろう付によ
り製作するに際し、各チューブの両端を中空ヘッダーの
チューブ挿入孔に差込んでチューブとヘッダーとの枠状
組立体を作製したのちに、前記亜鉛メッキ層を形成する
ための亜鉛メッキ処理を実施し、その後ろう付を行うこ
とを特徴とする耐食性に優れた熱交換器の製造方 法
を要旨とする。
実施例
次にこの発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図及び第2図はこの発明に係る製造方法によって製
作したカークーラーの凝縮器用アルミニウム製熱交換器
を示すものである。
作したカークーラーの凝縮器用アルミニウム製熱交換器
を示すものである。
これらの図において、(1)は水平状態で上下方向に並
列状に配置された複数のチューブ、(2)は隣接するチ
ューブ(1)(1)間に介在状態に配置されたコルゲー
トフィン、(3)(4)はチューブ(1)の両端に配置
された左右1対の中空ヘッダーであり、かかるチューブ
(1)、コルゲートフィン゛(2)、ヘッダー(3)(
4)により熱交換器本体(5)が形成されている。この
熱交換器本体(5)はフラックスろう付性によってろう
接一体化されたものである。またチューブ(1)及びヘ
ッダー(3)(4)の外表面には防食用の亜鉛メッキ層
が被覆形成されている。さらに左ヘッダー(3)の上端
には、冷媒出口管(7)が連結される一方、右ヘッダー
(4)の下端には同出口管(8)が連結されている。ま
た左ヘッダー(3)の下端及び右ヘッダー(4)の上端
はそれぞれ閉塞されており、さらにまた、左ヘッダー(
3)のほぼ中央部にはヘッダーを上下2室に分割する仕
切板(11)が設けられるとともに、右ヘッダー(4)
の中央部より下側の位置にも仕切板(12)が設けられ
ている。そして前記熱交換器本体(5)には、その左右
両端の上下4カ所において、該本体を車体側へ固定する
ための本体取付用金具(15)が一体に取着されている
。なお、(13) (14)は最外側のコルゲートフ
ィンの外側に配置された上下のサイドプレートである。
列状に配置された複数のチューブ、(2)は隣接するチ
ューブ(1)(1)間に介在状態に配置されたコルゲー
トフィン、(3)(4)はチューブ(1)の両端に配置
された左右1対の中空ヘッダーであり、かかるチューブ
(1)、コルゲートフィン゛(2)、ヘッダー(3)(
4)により熱交換器本体(5)が形成されている。この
熱交換器本体(5)はフラックスろう付性によってろう
接一体化されたものである。またチューブ(1)及びヘ
ッダー(3)(4)の外表面には防食用の亜鉛メッキ層
が被覆形成されている。さらに左ヘッダー(3)の上端
には、冷媒出口管(7)が連結される一方、右ヘッダー
(4)の下端には同出口管(8)が連結されている。ま
た左ヘッダー(3)の下端及び右ヘッダー(4)の上端
はそれぞれ閉塞されており、さらにまた、左ヘッダー(
3)のほぼ中央部にはヘッダーを上下2室に分割する仕
切板(11)が設けられるとともに、右ヘッダー(4)
の中央部より下側の位置にも仕切板(12)が設けられ
ている。そして前記熱交換器本体(5)には、その左右
両端の上下4カ所において、該本体を車体側へ固定する
ための本体取付用金具(15)が一体に取着されている
。なお、(13) (14)は最外側のコルゲートフ
ィンの外側に配置された上下のサイドプレートである。
次に、図示した熱交換器の製造方法を説明する。
まず、熱交換器本体を構成するチューブ(1)、コルゲ
ートフィン(2)、ヘッダー(3)(4)を用意する。
ートフィン(2)、ヘッダー(3)(4)を用意する。
チューブ(1)はアルミニウム材による偏平状の押出形
材をもって構成されたものである。
材をもって構成されたものである。
このチューブ(1)はいわゆるハモニカチューブと称さ
れるような多孔形のものを用いても良い。また押出形材
によらず電縫管を用いても良い。また、チューブの長さ
方向の両端部には、第4図に示すように、その幅方向の
外径が径小となされることにより、ヘッダーへの挿入量
規制用ストッパー(la) (la)が形成されてい
る。
れるような多孔形のものを用いても良い。また押出形材
によらず電縫管を用いても良い。また、チューブの長さ
方向の両端部には、第4図に示すように、その幅方向の
外径が径小となされることにより、ヘッダーへの挿入量
規制用ストッパー(la) (la)が形成されてい
る。
チューブを構成するアルミニウムの材質はA1100合
金等の1000系純アルミニウムを用いるのが良い。こ
の理由は、チューブ材の亜鉛メッキ層による陰極防食効
果を可及的良好に機能させるためには、チューブ材の自
然電極電位を相対的に卑に保って電位差を大きくとるこ
とが好ましく、このためにはチューブ材を構成するアル
ミニウム中において電位を貴にする元素の含有量が可及
的少ないことが望ましいからである。
金等の1000系純アルミニウムを用いるのが良い。こ
の理由は、チューブ材の亜鉛メッキ層による陰極防食効
果を可及的良好に機能させるためには、チューブ材の自
然電極電位を相対的に卑に保って電位差を大きくとるこ
とが好ましく、このためにはチューブ材を構成するアル
ミニウム中において電位を貴にする元素の含有量が可及
的少ないことが望ましいからである。
コルゲートフィン(2)はろう何周のアルミニウムプレ
ージングシートからなり、チューブ(1)の幅よりも小
幅に形成するとともに、壁面にルーバーを切起こしたも
のを用いている。
ージングシートからなり、チューブ(1)の幅よりも小
幅に形成するとともに、壁面にルーバーを切起こしたも
のを用いている。
コルゲートフィン(2)を構成するアルミニウムプレー
ジングシートとしては、AΩ−0,8〜1.5vt%Z
n−1,0〜1.5vt%Mnあるいはこれにさらに0
.01〜0.15vt%Crを添加含有せしめた組成の
心材に、AΩ−0゜7〜11.Ovt%Siの皮材を被
覆したものを挙げうる。
ジングシートとしては、AΩ−0,8〜1.5vt%Z
n−1,0〜1.5vt%Mnあるいはこれにさらに0
.01〜0.15vt%Crを添加含有せしめた組成の
心材に、AΩ−0゜7〜11.Ovt%Siの皮材を被
覆したものを挙げうる。
ヘッダー(3)(4)は内外両面にろう材層が被覆形成
されたプレージングシートの電縫管をもって、断面円形
に形成したものである。ブレージングシートの一例とし
ては、A3003合金心材にBA4005合金皮材を被
覆したものを挙げうる。各ヘッダーには、チューブの端
部断面形状に合致したチューブ挿入孔(6)を長さ方向
に沿って間隔的に穿設しておくとともに、左ヘッダー(
3)の下端及び右ヘッダー(4)の上端部には、第3図
に示すように、スピニング加工等による絞り加工により
端面壁(3a) (3b)を形成し、さらに各端面壁
に、蓋片(9) (10)の嵌入用の孔(3b)
(4b)を設けておく。さらにまた、ヘッダー(3)(
4)はその内側の外周面の上下2カ所に、本体取り付は
金具(15)の締付は用ボルト(22)の挿通を妨げな
いように、直径方向に凹み(3c) (4c)を形成
しておくものとする。
されたプレージングシートの電縫管をもって、断面円形
に形成したものである。ブレージングシートの一例とし
ては、A3003合金心材にBA4005合金皮材を被
覆したものを挙げうる。各ヘッダーには、チューブの端
部断面形状に合致したチューブ挿入孔(6)を長さ方向
に沿って間隔的に穿設しておくとともに、左ヘッダー(
3)の下端及び右ヘッダー(4)の上端部には、第3図
に示すように、スピニング加工等による絞り加工により
端面壁(3a) (3b)を形成し、さらに各端面壁
に、蓋片(9) (10)の嵌入用の孔(3b)
(4b)を設けておく。さらにまた、ヘッダー(3)(
4)はその内側の外周面の上下2カ所に、本体取り付は
金具(15)の締付は用ボルト(22)の挿通を妨げな
いように、直径方向に凹み(3c) (4c)を形成
しておくものとする。
次に、上記により用意した各チューブ(1)の両端を、
第4図に示すようにヘッダー(3)(4)のチューブ挿
入孔(6)にチューブ両端のストッパ(la) (l
a)が挿入孔端縁に当接するまで差込んで、第5図に示
すような、1対のヘッダー(3)(4)に並列状チュー
ブ(1)(1)・・・の両端が接続された枠状の組立体
(A)を形成する。この枠状組立体(A)はその後の処
理工程においてチューブとへラダーとの位置関係の乱れ
を防止するため、複数本のワイヤ(40)を両ヘッダー
間に掛は渡してしばり、固定しておくものとする。
第4図に示すようにヘッダー(3)(4)のチューブ挿
入孔(6)にチューブ両端のストッパ(la) (l
a)が挿入孔端縁に当接するまで差込んで、第5図に示
すような、1対のヘッダー(3)(4)に並列状チュー
ブ(1)(1)・・・の両端が接続された枠状の組立体
(A)を形成する。この枠状組立体(A)はその後の処
理工程においてチューブとへラダーとの位置関係の乱れ
を防止するため、複数本のワイヤ(40)を両ヘッダー
間に掛は渡してしばり、固定しておくものとする。
上記のチューブ(1)とヘッダー(3)(4)との枠状
組立体(A)は、次いでこれを亜鉛メッキ処理して第6
図に示すようにチューブ等の外表面に亜鉛メッキ層(3
0)を形成する。なおメッキ処理に先立ち、ヘッダー(
3)(4)の両端開口部はマスキングを施してメッキ液
がヘッダー内部へ侵入しないようにしておく。またヘッ
ダー(3)(4)にはチューブ(1)を挟んで圧縮方向
にワイヤ(40)により圧力が加わっているから、ヘッ
ダーとチューブとの接続部隙間からヘッダー内部へのメ
ッキ液の侵入は確実に防止される。このように枠状組立
体の段階で亜鉛メッキ処理を実施することにより、チュ
一ブ(1)の両端挿入部表面におけるメ・ツキ層の被覆
形成を防止できる。この亜鉛メッキ処理方法は特に限定
されるものではなく、最も一般的な方法としてジンケー
ト液中に枠状組立体(A)を浸漬するジンケート処理法
を上げうる。
組立体(A)は、次いでこれを亜鉛メッキ処理して第6
図に示すようにチューブ等の外表面に亜鉛メッキ層(3
0)を形成する。なおメッキ処理に先立ち、ヘッダー(
3)(4)の両端開口部はマスキングを施してメッキ液
がヘッダー内部へ侵入しないようにしておく。またヘッ
ダー(3)(4)にはチューブ(1)を挟んで圧縮方向
にワイヤ(40)により圧力が加わっているから、ヘッ
ダーとチューブとの接続部隙間からヘッダー内部へのメ
ッキ液の侵入は確実に防止される。このように枠状組立
体の段階で亜鉛メッキ処理を実施することにより、チュ
一ブ(1)の両端挿入部表面におけるメ・ツキ層の被覆
形成を防止できる。この亜鉛メッキ処理方法は特に限定
されるものではなく、最も一般的な方法としてジンケー
ト液中に枠状組立体(A)を浸漬するジンケート処理法
を上げうる。
このジンケート液の組成としては、ZnO:50〜15
0g/42、NaOH: 200〜400g/Ωの組成
に調製したものを挙げうる。また他の推奨しうる亜鉛メ
ッキ処理法としては、特に厚さ0.3μm以上好ましく
は1.0〜3゜0μm程度の亜鉛メッキ層を形成しうる
方法として、亜鉛メッキ処理浴を用いた電気メ・ツキ法
による方法を挙げうる。この電気亜鉛メッキ処理前に好
ましくはプレ・ジンケート処理を実施するのが良い。以
下プレφジンケート処理、電気亜鉛メッキ処理について
説明する。
0g/42、NaOH: 200〜400g/Ωの組成
に調製したものを挙げうる。また他の推奨しうる亜鉛メ
ッキ処理法としては、特に厚さ0.3μm以上好ましく
は1.0〜3゜0μm程度の亜鉛メッキ層を形成しうる
方法として、亜鉛メッキ処理浴を用いた電気メ・ツキ法
による方法を挙げうる。この電気亜鉛メッキ処理前に好
ましくはプレ・ジンケート処理を実施するのが良い。以
下プレφジンケート処理、電気亜鉛メッキ処理について
説明する。
[プレ・ジンケート処理コ
このジンケート処理は、表面を常法によって清浄化され
た枠状組立体(A)を、亜鉛メッキ処理浴中に無通電状
態で所定時間浸漬するものである。処理浴は、次工程で
行う電気メッキ処理浴と同じ組成のものが用いられるも
ので、従来ジンケート処理に通常用いられているジンケ
ート浴に較べると、酸化亜鉛及び水酸化ナトリウムのい
ずれも、濃度が相当に低いものである。
た枠状組立体(A)を、亜鉛メッキ処理浴中に無通電状
態で所定時間浸漬するものである。処理浴は、次工程で
行う電気メッキ処理浴と同じ組成のものが用いられるも
ので、従来ジンケート処理に通常用いられているジンケ
ート浴に較べると、酸化亜鉛及び水酸化ナトリウムのい
ずれも、濃度が相当に低いものである。
即ち、ここに用いられる亜鉛メッキ処理浴は、ZnO:
5〜15 g/fl NaOH: 50〜150 g/Ω 光沢剤:3〜10d/Ω の組成からなるものである。
5〜15 g/fl NaOH: 50〜150 g/Ω 光沢剤:3〜10d/Ω の組成からなるものである。
上記光沢剤の添加は、浴の安定、亜鉛層の均一形成に役
立つもので、例えばアミノアルデヒド、へりオトロピン
が好適に用いられる。
立つもので、例えばアミノアルデヒド、へりオトロピン
が好適に用いられる。
プレ・ジンケート処理のための枠状組立体(A)の浸漬
時間は、少なくとも5秒以上であることが必要である。
時間は、少なくとも5秒以上であることが必要である。
それ以下では充分な下地皮膜が形成されず、チューブ及
びヘッダーの表面に強固な酸化皮膜が残存して、その後
にメッキ処理を施しても充分に強固な亜鉛被覆層を形成
せしめることが困難である。しかしあまり長時間の浸漬
を行っても所定値以上の膜厚の増加は望めず、時間的な
ロスを招くだけで無益である。最適な処理時間は15〜
90秒間程度である。
びヘッダーの表面に強固な酸化皮膜が残存して、その後
にメッキ処理を施しても充分に強固な亜鉛被覆層を形成
せしめることが困難である。しかしあまり長時間の浸漬
を行っても所定値以上の膜厚の増加は望めず、時間的な
ロスを招くだけで無益である。最適な処理時間は15〜
90秒間程度である。
また、処理浴の温度は、20〜35℃の範囲に設定する
のが望ましい。20℃未満では処理時間が長くかかる。
のが望ましい。20℃未満では処理時間が長くかかる。
逆に35℃を超えて高すぎると、浴中の光沢剤の変質分
解をきたし、浴の安定性が損われるし、亜鉛層の均一な
形成を阻害する傾向を生じる。最も好適な処理浴温度は
25〜30℃程度である。
解をきたし、浴の安定性が損われるし、亜鉛層の均一な
形成を阻害する傾向を生じる。最も好適な処理浴温度は
25〜30℃程度である。
上記のプレφジンケート処理により、アルミニウム材の
表面の酸化皮膜が除去され、これに置換して亜鉛が析出
することにより、該表面に、極く薄い亜鉛皮膜が良好な
密着性をもって均一に形成される。
表面の酸化皮膜が除去され、これに置換して亜鉛が析出
することにより、該表面に、極く薄い亜鉛皮膜が良好な
密着性をもって均一に形成される。
[電気メッキ処理]
上述の下地処理を施した枠状組立体(A)に対し、プレ
・ジンケート処理浴と同組成、同液温のメッキ処理浴を
用い、今度は通電することによって電気亜鉛メッキ処理
を施す。この電気メッキ法の採用により、チューブ及び
ヘッダーの外表面に、充分な厚さを持ちながら、ジンケ
ート処理に較べて一段と均一な亜鉛メッキ層を形成せし
めることが可能となる。形成する亜鉛メッキ層の厚さ(
プレ・ジンケート処理によって形成される下地皮膜の厚
さを含む)は、少なくとも0.3μm以上のものとする
ことが必要である。これが0. 3μm未満では、ろう
付後の製品におけるチューブ、ヘッダーの表面に形成さ
れる亜鉛拡散層の濃度が低すぎるものとなり、所期する
陰極防食効果を上げることができない。しかしながら、
最大8μmを超えて厚くすることは過剰であり防食効果
の面で無益であるのみならず、むしろ亜鉛拡散層の厚さ
が厚すぎるものとなって他の欠陥を派生する。例えば腐
食により亜鉛層の層状剥離を起こしたり、亜鉛メッキ層
が脱落してフィンとの接合が困難になるというような欠
陥を派生する。
・ジンケート処理浴と同組成、同液温のメッキ処理浴を
用い、今度は通電することによって電気亜鉛メッキ処理
を施す。この電気メッキ法の採用により、チューブ及び
ヘッダーの外表面に、充分な厚さを持ちながら、ジンケ
ート処理に較べて一段と均一な亜鉛メッキ層を形成せし
めることが可能となる。形成する亜鉛メッキ層の厚さ(
プレ・ジンケート処理によって形成される下地皮膜の厚
さを含む)は、少なくとも0.3μm以上のものとする
ことが必要である。これが0. 3μm未満では、ろう
付後の製品におけるチューブ、ヘッダーの表面に形成さ
れる亜鉛拡散層の濃度が低すぎるものとなり、所期する
陰極防食効果を上げることができない。しかしながら、
最大8μmを超えて厚くすることは過剰であり防食効果
の面で無益であるのみならず、むしろ亜鉛拡散層の厚さ
が厚すぎるものとなって他の欠陥を派生する。例えば腐
食により亜鉛層の層状剥離を起こしたり、亜鉛メッキ層
が脱落してフィンとの接合が困難になるというような欠
陥を派生する。
上記により亜鉛メッキ処理を実施した後、枠状組立体(
A)の隣接チューブ(1)(1)間にコルゲートフィン
(2)をその高さ方向の弾性力によって強制的に嵌合さ
せる。このように亜鉛メッキ処理後フィンを挿入するこ
とにより、フィンを先に組付けた後亜鉛メッキ処理する
場合に較べて、メッキ液がルーバーの根元に垂れ落ちて
ルーバーの性能低下をきたすというような虞れはなくな
る。ただしフィンは必ずしも枠状組立体(A)のメッキ
処理後に組付けなければならないものではなく、フィン
を予め組付けた状態でメッキ処理を実施しても良い。次
いで、最外側のチューブ(1)(1)の外側にもコルゲ
ートフィン(2)(2)を配置するとともに、さらにそ
の外側に上下のサイドプレート(13)(14)を配置
して治具等(図示せず)を適宜用いて仮組固定する。さ
らにまた、左ヘッダー(3)の上端、右ヘッダー(4)
の下端に冷媒入口管(7)同出口管(8)を仮組固定す
るとともに、左ヘッダーの下端及び右ヘッダーの上端に
おいては、その各端面壁(3a) (4a)の嵌入孔
(3b) (4b)に蓋片(9) (10)を差し
込んで仮組し、かつ仕切板(11) (12)を所定
位置に仮止めする。
A)の隣接チューブ(1)(1)間にコルゲートフィン
(2)をその高さ方向の弾性力によって強制的に嵌合さ
せる。このように亜鉛メッキ処理後フィンを挿入するこ
とにより、フィンを先に組付けた後亜鉛メッキ処理する
場合に較べて、メッキ液がルーバーの根元に垂れ落ちて
ルーバーの性能低下をきたすというような虞れはなくな
る。ただしフィンは必ずしも枠状組立体(A)のメッキ
処理後に組付けなければならないものではなく、フィン
を予め組付けた状態でメッキ処理を実施しても良い。次
いで、最外側のチューブ(1)(1)の外側にもコルゲ
ートフィン(2)(2)を配置するとともに、さらにそ
の外側に上下のサイドプレート(13)(14)を配置
して治具等(図示せず)を適宜用いて仮組固定する。さ
らにまた、左ヘッダー(3)の上端、右ヘッダー(4)
の下端に冷媒入口管(7)同出口管(8)を仮組固定す
るとともに、左ヘッダーの下端及び右ヘッダーの上端に
おいては、その各端面壁(3a) (4a)の嵌入孔
(3b) (4b)に蓋片(9) (10)を差し
込んで仮組し、かつ仕切板(11) (12)を所定
位置に仮止めする。
次に、上記により仮組した熱交換器本体の組立物をフラ
ックスろう付性によってろう接一体化する。フラックス
ろう付は、熱交換器本体の組立物にフラックスを塗布し
たのち、N2ガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気の炉中で
加熱し、フィン(2)及びヘッダー(3)(4)のろう
材を溶融し、このろう付時の加熱により、チューブ(1
)及びヘッダー(3)(4)の表面に被覆されている亜
鉛は、チューブ等のアルミニウム組織中に拡散され、そ
の表面に亜鉛拡散層を形成する。通常のろう付条件に従
ったろう付時の加熱によって、チューブの表面部には、
表面亜鉛濃度1〜5wt%、亜鉛拡散距離30〜300
μmの範囲の亜鉛拡散層が形成されうる。
ックスろう付性によってろう接一体化する。フラックス
ろう付は、熱交換器本体の組立物にフラックスを塗布し
たのち、N2ガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気の炉中で
加熱し、フィン(2)及びヘッダー(3)(4)のろう
材を溶融し、このろう付時の加熱により、チューブ(1
)及びヘッダー(3)(4)の表面に被覆されている亜
鉛は、チューブ等のアルミニウム組織中に拡散され、そ
の表面に亜鉛拡散層を形成する。通常のろう付条件に従
ったろう付時の加熱によって、チューブの表面部には、
表面亜鉛濃度1〜5wt%、亜鉛拡散距離30〜300
μmの範囲の亜鉛拡散層が形成されうる。
ここ+t、表面亜鉛濃度がlvt%程度未満あるいは亜
鉛拡散距離が30μm程度未満では、所期する孔食防止
効果が得られず、逆に表面亜鉛濃度が5wt%程度ある
いは亜鉛拡散距離が300μm程度を超えると、亜鉛の
腐食が早期に進行し、やがてアルミニウム自体に孔食を
発生することになる。特に好適な亜鉛拡散距離は130
〜200μm程度である。このような亜鉛の拡散状態は
、拡散処理温度と時間、ひいてはろう付処理温度と時間
の調整によって自由に制御しうる。ろう付のために行わ
れる加熱処理条件は、一般的に約600℃で5〜15分
程度であり、この加熱によって亜鉛の必要かつ充分な拡
散を得ることが可能である。もっとも、ろう術前に予め
450℃以上の加熱によって亜鉛拡散処理を別途遂行す
るものとしても良い。なお、上記ろう付に用いるフラッ
クスは、非腐食性のフッ化物系フラックスが好ましい。
鉛拡散距離が30μm程度未満では、所期する孔食防止
効果が得られず、逆に表面亜鉛濃度が5wt%程度ある
いは亜鉛拡散距離が300μm程度を超えると、亜鉛の
腐食が早期に進行し、やがてアルミニウム自体に孔食を
発生することになる。特に好適な亜鉛拡散距離は130
〜200μm程度である。このような亜鉛の拡散状態は
、拡散処理温度と時間、ひいてはろう付処理温度と時間
の調整によって自由に制御しうる。ろう付のために行わ
れる加熱処理条件は、一般的に約600℃で5〜15分
程度であり、この加熱によって亜鉛の必要かつ充分な拡
散を得ることが可能である。もっとも、ろう術前に予め
450℃以上の加熱によって亜鉛拡散処理を別途遂行す
るものとしても良い。なお、上記ろう付に用いるフラッ
クスは、非腐食性のフッ化物系フラックスが好ましい。
かかるフラックスの一例としては、フッ化カリウム(K
F)とフッ化アルミニウム(AlF2)とを共晶組成な
いしはそれに近い組成範囲に含んで実質的に錯体化され
た錯体混合物や、KAΩF4とKFを重量比で80〜9
9.8:20〜0.2の割7□ 合で混合した混合物や、あるいは製造簡易性等の点で特
に好適なものとしてKF水溶液にγ−AΩF3粉末及び
/またはβ−AIlF3粉末を溶解せしめて発熱反応を
生じさせて水分を蒸発除去したのちの残留物からなるも
の等を挙げうる。
F)とフッ化アルミニウム(AlF2)とを共晶組成な
いしはそれに近い組成範囲に含んで実質的に錯体化され
た錯体混合物や、KAΩF4とKFを重量比で80〜9
9.8:20〜0.2の割7□ 合で混合した混合物や、あるいは製造簡易性等の点で特
に好適なものとしてKF水溶液にγ−AΩF3粉末及び
/またはβ−AIlF3粉末を溶解せしめて発熱反応を
生じさせて水分を蒸発除去したのちの残留物からなるも
の等を挙げうる。
なお、冷媒出入口管(8)(7)は、−括ろう付による
ことなくチューブ(1)、ヘッダー(3)(4)、コル
ゲートフィン(2)をフラックスろう付したのち、別途
アルゴン溶接等により個別に接合するものとしても良い
。また蓋片(9) (10)を用いることなく、ろう
付後嵌入孔(3b) (4b)をアルゴン溶接等によ
り溶加材を溶接して閉塞するものとしても良い。
ことなくチューブ(1)、ヘッダー(3)(4)、コル
ゲートフィン(2)をフラックスろう付したのち、別途
アルゴン溶接等により個別に接合するものとしても良い
。また蓋片(9) (10)を用いることなく、ろう
付後嵌入孔(3b) (4b)をアルゴン溶接等によ
り溶加材を溶接して閉塞するものとしても良い。
上記により製作した熱交換器本体(A)に、次いで、本
体取付用金具(15)を取り付ける。
体取付用金具(15)を取り付ける。
本体取付用金具(15)は鉄製であり、第7図〜第9図
に示すように、ヘッダー(3)(4)の外周面に適合し
てその円周方向の一部が切欠された抱持片(16)と、
この抱持片(1B)の円周方向切欠部の両端から外方向
へ平行状に一体的に突設された1対の挾持片(17)
(17)とを備えている。この挟持片(17)の幅は
少なくとも隣接チューブ(1)(1)の距離よりも大に
設定されている。また抱持片(16)の外面には車体等
への取付用ブラケット(18)がスポット溶接等により
固着され、かつ挾持片(17) (17)には、互い
の方向に突出して2本のチューブ(1)(1)間に嵌合
係止する位置決め用の凸部(17a ) (17a
)がプレス加工により形成されると\もに、一方の凸部
(17a )を貫通するボルト孔(19)と、該ボルト
孔(19)に対向して他方の凸部(17a)を貫通する
バーリング孔(20)とがそれぞれ穿設されている。こ
のボルト孔(19)及びバーリング孔(20)は差し通
したボルト(22)がヘッダーの外周に設けた凹み(l
c) (4c)を通るように、凸部(17a )の基
端部寄りに設けである。更に本体取付用金具(15)の
内面には樹脂コーティング層(21)が形成されている
。
に示すように、ヘッダー(3)(4)の外周面に適合し
てその円周方向の一部が切欠された抱持片(16)と、
この抱持片(1B)の円周方向切欠部の両端から外方向
へ平行状に一体的に突設された1対の挾持片(17)
(17)とを備えている。この挟持片(17)の幅は
少なくとも隣接チューブ(1)(1)の距離よりも大に
設定されている。また抱持片(16)の外面には車体等
への取付用ブラケット(18)がスポット溶接等により
固着され、かつ挾持片(17) (17)には、互い
の方向に突出して2本のチューブ(1)(1)間に嵌合
係止する位置決め用の凸部(17a ) (17a
)がプレス加工により形成されると\もに、一方の凸部
(17a )を貫通するボルト孔(19)と、該ボルト
孔(19)に対向して他方の凸部(17a)を貫通する
バーリング孔(20)とがそれぞれ穿設されている。こ
のボルト孔(19)及びバーリング孔(20)は差し通
したボルト(22)がヘッダーの外周に設けた凹み(l
c) (4c)を通るように、凸部(17a )の基
端部寄りに設けである。更に本体取付用金具(15)の
内面には樹脂コーティング層(21)が形成されている
。
このような構成の本体取付用金具(15)において、挾
持片(17) (17)の凸部(17a ) (1
7a)の内面間隔はヘッダー(3)(4)の外径よりも
小寸となっており、従って抱持片(16)はヘッダー(
3)(4)の外周面に対し、その上端または下端側から
第7図のように嵌合・抱着される。また、その際、凸部
(17a ) (17a )がフィン(2)等に引っ
掛からない程度に挾持片(17) (17)間が広げ
られることにより、第8図及び第9図のように、この挾
持片(17)(17)が所定の2本のチューブ(1)(
1)にまたがって該チューブ(1)(1)の両外側部に
配置されると\もに、その位置で挾持片(17)(17
)間を広げていた力が解放されることにより、凸部(1
7a ) (17a )がチューブ(1)(1)間に
嵌合係止し、その位置決めが行われる。この際、コルゲ
ートフィン(2)はチューブ(1)よりも小幅に形成さ
れているから、コルゲートフィンが凸部(17a )
(17a )によって圧潰されることはない。そして
、次にボルト(22)をボルト孔(19)に通してIく
−リング孔(20)にねじ込み、両挾持片(17)
(17)を締め合わすことにより、1対の挾持片(17
) (17)が2本のチューブ(1)(1)を両外側
方から挾持する状態に締結固定される。なおボルト(2
2)の挿通位置は上記に限らず、熱交換器本体(A)の
中央寄りであっても良いが、上記のようにヘッダー外周
に凹み(3c) (4c)を設けてこの部分にボルト
(22)を通す構成とすることで、コルゲートフィン(
2)の端部を短縮化したり、フィンの一部フイン間隔を
強制的に押し拡げたり、あるいはボルトかへ・ソダーに
接触して傷が付くというような不都合を回避できる。
持片(17) (17)の凸部(17a ) (1
7a)の内面間隔はヘッダー(3)(4)の外径よりも
小寸となっており、従って抱持片(16)はヘッダー(
3)(4)の外周面に対し、その上端または下端側から
第7図のように嵌合・抱着される。また、その際、凸部
(17a ) (17a )がフィン(2)等に引っ
掛からない程度に挾持片(17) (17)間が広げ
られることにより、第8図及び第9図のように、この挾
持片(17)(17)が所定の2本のチューブ(1)(
1)にまたがって該チューブ(1)(1)の両外側部に
配置されると\もに、その位置で挾持片(17)(17
)間を広げていた力が解放されることにより、凸部(1
7a ) (17a )がチューブ(1)(1)間に
嵌合係止し、その位置決めが行われる。この際、コルゲ
ートフィン(2)はチューブ(1)よりも小幅に形成さ
れているから、コルゲートフィンが凸部(17a )
(17a )によって圧潰されることはない。そして
、次にボルト(22)をボルト孔(19)に通してIく
−リング孔(20)にねじ込み、両挾持片(17)
(17)を締め合わすことにより、1対の挾持片(17
) (17)が2本のチューブ(1)(1)を両外側
方から挾持する状態に締結固定される。なおボルト(2
2)の挿通位置は上記に限らず、熱交換器本体(A)の
中央寄りであっても良いが、上記のようにヘッダー外周
に凹み(3c) (4c)を設けてこの部分にボルト
(22)を通す構成とすることで、コルゲートフィン(
2)の端部を短縮化したり、フィンの一部フイン間隔を
強制的に押し拡げたり、あるいはボルトかへ・ソダーに
接触して傷が付くというような不都合を回避できる。
また、フィン(2)の幅方向の両側縁の形状及び挟持片
(17)の凸部(17a )の形状は上記に限定される
ものではなく、第10図に示すように、フィン(2)を
三角形状に切込むとともに、これに対応させて凸部(1
7a )を断面三角形状に突出させても良い。またフィ
ン(2)の幅をチューブ(1)と同幅に形成し、第11
図に示すように、チューブ(1)との接触部分両端を切
り欠いたものとして、挟持片の締付は時に凸部(L7a
)と接触する部分を幅方向側に倒れ易くするように形成
しても良い。
(17)の凸部(17a )の形状は上記に限定される
ものではなく、第10図に示すように、フィン(2)を
三角形状に切込むとともに、これに対応させて凸部(1
7a )を断面三角形状に突出させても良い。またフィ
ン(2)の幅をチューブ(1)と同幅に形成し、第11
図に示すように、チューブ(1)との接触部分両端を切
り欠いたものとして、挟持片の締付は時に凸部(L7a
)と接触する部分を幅方向側に倒れ易くするように形成
しても良い。
なお、熱交換器本体(5)は取付用金具(15)のそれ
ぞれのブラケット(18)を介して車体等にねじ止めさ
れるものとなされる。
ぞれのブラケット(18)を介して車体等にねじ止めさ
れるものとなされる。
発明の詳細
な説明したように、この発明は、チューブの両端を中空
ヘッダーのチューブ挿入孔に差込んでチューブとヘッダ
ーとの枠状組立体を作製したのちに、亜鉛メッキ処理を
実施するがら、チューブ両端部のへラダーへの挿入部分
における亜鉛メッキ層の形成を防止しえて、両ヘッダー
間において露出しているチューブの中間部分の外表面や
ヘッダー等の外表面のみにメッキ層を被覆形成すること
ができる。従ってチューブとヘッダーとの接合性を何ら
妨げることなく、確実かつ充分にチューブとヘッダーと
を接合させることができ、接合性の低下による洩れ等の
不都合をなくしえて耐久性に優れた熱交換器を製作しう
る。かつまた、チューブに形成された亜鉛メッキ層の防
食効果によりチューブの孔食を防止しえて益々耐食性に
優れた熱交換器を提供しうる。しかも亜鉛メッキ層はそ
の後に実施するろう何時の加熱によりアルミニウム表面
に拡散され、より優れた防食効果を発揮しうるちのとな
る。さらにまた、チューブとヘッダーとの枠状組立体を
製作した後にメッキ処理することで、チューブや要すれ
ばヘッダーを単独で個々にメッキ処理する場合に較べて
処理効率が良くなるとともに、その取扱いも容易となる
から、ひいては熱交換器の生産性を向上しうろことにも
なる。
ヘッダーのチューブ挿入孔に差込んでチューブとヘッダ
ーとの枠状組立体を作製したのちに、亜鉛メッキ処理を
実施するがら、チューブ両端部のへラダーへの挿入部分
における亜鉛メッキ層の形成を防止しえて、両ヘッダー
間において露出しているチューブの中間部分の外表面や
ヘッダー等の外表面のみにメッキ層を被覆形成すること
ができる。従ってチューブとヘッダーとの接合性を何ら
妨げることなく、確実かつ充分にチューブとヘッダーと
を接合させることができ、接合性の低下による洩れ等の
不都合をなくしえて耐久性に優れた熱交換器を製作しう
る。かつまた、チューブに形成された亜鉛メッキ層の防
食効果によりチューブの孔食を防止しえて益々耐食性に
優れた熱交換器を提供しうる。しかも亜鉛メッキ層はそ
の後に実施するろう何時の加熱によりアルミニウム表面
に拡散され、より優れた防食効果を発揮しうるちのとな
る。さらにまた、チューブとヘッダーとの枠状組立体を
製作した後にメッキ処理することで、チューブや要すれ
ばヘッダーを単独で個々にメッキ処理する場合に較べて
処理効率が良くなるとともに、その取扱いも容易となる
から、ひいては熱交換器の生産性を向上しうろことにも
なる。
第1図はこの発明によって製造した凝縮器用熱交換器の
全体正面図、第2図は第1図の平面図、第3図はヘッダ
ー〇端部を示す一部切欠き断面図、第4図はヘッダーに
チューブを差込む前の状態の斜視図、第5図はヘッダー
とチュー−24= ブとの枠状組立体を示す斜視図、第6図は亜鉛メッキ処
理後のチューブの拡大部分断面図、第7図は熱交換器本
体に本体取付用金具を取り付ける前の状態を示す斜視図
、第8図は本体取付用金具を取り付けた後の要部断面図
、第9図は第1図のIX−IX線断面図、第10図及び
第11図はそれぞれコルゲートフィンの変形例を示す断
面図である。 (1)・・・チューブ、(2)・・・コルゲートフィン
、C3’)(4)・・・ヘッダー、(6)・・・チュー
ブ挿入孔、(30)・・・亜鉛メッキ層、(A)・・・
枠状組立体。
全体正面図、第2図は第1図の平面図、第3図はヘッダ
ー〇端部を示す一部切欠き断面図、第4図はヘッダーに
チューブを差込む前の状態の斜視図、第5図はヘッダー
とチュー−24= ブとの枠状組立体を示す斜視図、第6図は亜鉛メッキ処
理後のチューブの拡大部分断面図、第7図は熱交換器本
体に本体取付用金具を取り付ける前の状態を示す斜視図
、第8図は本体取付用金具を取り付けた後の要部断面図
、第9図は第1図のIX−IX線断面図、第10図及び
第11図はそれぞれコルゲートフィンの変形例を示す断
面図である。 (1)・・・チューブ、(2)・・・コルゲートフィン
、C3’)(4)・・・ヘッダー、(6)・・・チュー
ブ挿入孔、(30)・・・亜鉛メッキ層、(A)・・・
枠状組立体。
Claims (1)
- 複数のアルミニウム製チューブが並列状に配置されると
ともに、隣接チューブ間にアルミニウム製フィンが配置
され、かつ各チューブの両端が1対のアルミニウム製中
空ヘッダーに連通接続されてなる熱交換器であって、少
なくともチューブの外表面に亜鉛メッキ層が被覆形成さ
れてなるものをフラックスろう付により製作するに際し
、各チューブの両端を中空ヘッダーのチューブ挿入孔に
差込んでチューブとヘッダーとの枠状組立体を作製した
のちに、前記亜鉛メッキ層を形成するための亜鉛メッキ
処理を実施し、その後ろう付を行うことを特徴とする耐
食性に優れた熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP654988A JPH01181963A (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | 耐食性に優れた熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP654988A JPH01181963A (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | 耐食性に優れた熱交換器の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01181963A true JPH01181963A (ja) | 1989-07-19 |
Family
ID=11641412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP654988A Pending JPH01181963A (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | 耐食性に優れた熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01181963A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5960864A (en) * | 1996-04-17 | 1999-10-05 | Sanden Corporation | Multi-tube heat exchanger |
JP2006188756A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-07-20 | Showa Denko Kk | 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器とその製造方法 |
US7124805B2 (en) * | 2004-05-24 | 2006-10-24 | Modine Manufacturing Company | Tube feature for limiting insertion depth into header slot |
JP2007001328A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Valeo Thermal Systems Japan Corp | 熱交換器の固定装置 |
JP2010196931A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Showa Denko Kk | 熱交換器の製造方法 |
KR101006906B1 (ko) * | 2008-07-01 | 2011-01-13 | 주식회사 두원공조 | 열교환기용 일체형 튜브 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6254532A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-10 | Showa Alum Corp | 熱交換器の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-14 JP JP654988A patent/JPH01181963A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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