JPH03204169A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は例えばアルミニウム製熱交換器等のように、
アルミニウムどうしあるいはアルミニウムとステンレス
とのろう付に用いられるろう材及び該ろう材を用いた熱
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。

従来の技術 アルミニウムどうしあるいはアルミニウムとステンレス
とをろう付する場合、フラックスを用いたろう付性が従
来より行われている。

このフラックスろう付を行う場合、従来では、フラック
スの懸濁液を浸漬、吹付け、ハケ塗り等で接合部材に直
接塗布したのち、乾燥し、次いで所定温度に加熱するこ
とによりろう材を溶融してろう付接合を達成していた。

発明が解決しようとする課題 ところが、フラックスの懸濁液を直接接合部材に塗布す
る方法では懸濁液の塗布作業が面倒であるのみならず、
被接合部位以外にも必要以上のフラックスが広く付着す
る虞れがあり、この場合には灰色ないし白色のシミが生
じて外観体裁を損なうとともに、ろう付後にベーマイト
処理等の表面処理を実施する場合には表面処理性が悪化
し均一処理が困難であるというような問題があった。も
とより、ろう付後に接合部材表面のフラックス除去が行
われているが、その除去作業が容易でないというような
欠点もあった。

この発明はかかる欠点を解消するためになされたもので
あって、接合部材表面へのフラックス懸濁液の直接塗布
をなくすとともに、ろう付後のろう材表面の余分なフラ
ックス付着の可及的減少を図ることを目的としてなされ
たものである。

課題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、ろう材自体に
フラックスを保持させることにより、フラックス懸濁液
の直接塗布をなくそうというものであり、また、このろ
う材を具体的に用いて熱交換器を製造しようというもの
である。

即ち、図面の符号を参照して示すと、この発明の１つは
ろう材自体に係り、表面にフラックス保持溝（２）が形
成されていることを特徴とする。また、他の発明は、こ
のろう材を用いた熱交換器の製造方法に係り、チューブ
（１０）と、該チューブの長さ方向に平行状に外装され
た複数枚のプレートフィン（２０）とを接合して熱交換
器を製作するに際し、前記チューブ（１０）の上側の位
置においてプレートフィン（２０）にろう材挿通孔（２
３）を設け、このろう材挿通孔（２３）に、線状に成形
しかつ周面長さ方向に設けたフラックス保持溝（２）に
フラックス（３）を充填保持した請求項１のろう材（１
）を、そのフラックス保持溝（２）の開口が下向きとな
る配置にてチューブ（１０）と平行状に挿通し、次いで
所定温度に加熱してチューブ（１０）とプレートフィン
（２０）とをろう付することを特徴とし、あるいはまた
、蛇行チューブ（６０）の両端にヘッダー（８０）を接
合して熱交換器を製作するに際し、チューブ（６０）を
ヘッダー（８０）のチューブ挿入孔（８１）に差込むと
ともに、チューブ（６０）とヘッダー（８０）との被接
合部周縁に、線状に成形しかつ周面長さ方向に設けたフ
ラックス保持溝（２）にフラックスを充填保持した請求
項１の線状ろう材（１）を、そのフラックス保持溝（２
）の開口を被接合部に指向せしめた状態でチューブ外周
に沿って環状に配置し、次いで所定温度に加熱してチュ
ーブ（６０）とヘッダー（８０）をろう付することを特
徴とするものである。

作用 ろう付に際してろう材（１）のフラックス保持溝（２）
には、フッ化物系その他のフラックス（３）を充填状態
に収容する。フラックス（３）は充填に先立って懸濁状
ないしペースト状にしておき、充填後乾燥するのが良い
。ろう材（１）の形態は特に限定されることはなく、線
状に成形したものでも良いし、帯状その他の形状に成形
したものでも良い。ろう材（１）を被接合部に配置して
加熱すると、温度上昇によりまずフラックス（３）が溶
融して被接合部へと流動供給され、フラックスの作用に
より非接合部の表面酸化膜が破壊される。次いで、さら
なる温度上昇によりろう材（１）が溶融して被接合部に
供給され、ろう接が達成される。被接合部に対するろう
材（１）の配置は、フラックス（３）及びろう材（１）
が被接合部に向って流動し易い配置とすべきである。

請求項２に記載の熱交換器の製造方法において、温度上
昇によりまずフラックス（３）が溶融すると、溶融した
フラックス（３）はフラックス保持溝（２）の開口から
プレートフィン（２０）を伝って下方に流動落下し、隣
接プレートフィン相互間の僅かな隙間からプレートフィ
ン（２０）とチューブ（１０）との被接合部に入り込み
、表面の酸化皮膜を破壊する。そして、さらなる温度上
昇によりろう材（１）が溶融して流動落下し、被接合部
に流れ込んでプレートフィン（２０）とチューブ（１０
）とのろう付接合が達成される。

請求項３に記載の熱交換器において、所定温度に加熱す
ると、温度上昇により溶融したフラックス（３）はフラ
ックス保持溝（２）の開口から円滑に流動して、ヘッダ
ー（８０）とチューブ（６０）との接合部に入り込み、
表面の酸化皮膜を破壊する。そして、さらなる温度上昇
によりろう材（１）が溶融して流動し、被接合部に流れ
込んでヘッダー（８０）とチューブ（６０）とのろう付
接合が達成される。

実施例 次に、この発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図はこの発明に係るろう材（１）を示す
ものである。このろう材（１）はアルミニウムどうしあ
るいはアルミニウムとステンレスとのろう付に用いられ
るもので、押出とあるいはさらに引抜きとにより細径の
中実線状に形成されている。かつろう材（１）の周面長
さ方向には断面凹状をなす１のフラックス保持溝（２）
が形成されている。保持溝（２）の形状は特に限定され
ることはなく、フラックスを保持しうる形であれば良い
。このフラックス保持溝（２）はろう付に際してフラッ
クス（３）を充填状態に収容保持するものであるが、溝
幅が広いと充填したフラックス（３）が落下する危険が
あることから、多量のフラックス保持が要求される場合
には、同様の溝を外周方向にわたって複数形成するのが
良い。第３図及び第４図はろう材（１）の全周にわたっ
て断面路Ｖ形のフラックス保持溝（２）を形成した場合
を示している。第３図及び第４図において、第１図及び
第２図に示するう材と同一名称部分には同一符号を付し
ている。ろう材（１）としては−船釣にはＡΩ−Ｓｉ系
合金を用いるが、フラックス（３）としてフッ化物系フ
ラックスを用いる場合には、Ｍｇがろう材の濡れ性を悪
化させることからＭｇを含まないろう材を用いるのが良
い。

第５図はろう材の他の変形例を示すもので、板状ろう材
をその幅方向に断面Ｃ状に曲げ加工することにより、ろ
う材（１）の長さ方向に沿ってフラックス保持溝（２）
を形成したものである。この場合、第６図に示すように
、ろう材（１）の一方の側縁を内側に巻込んだ形とじて
も良い。なお、第５図及び第６図において第１図に示し
たろう材と同一名称部分には同一符号を付している。

第１図〜第６図に示するう材（１）は、ろう付に際して
フラックス（３）をそのフラックス保持溝（２）に充填
状態に収容保持させる。ここに、フラックス（３）の種
類は特に限定されることはないが、非腐蝕性のフッ化物
系フラックスを用いるのが好ましい。また、アルミニウ
ムとステンレスとをろう付する場合には、フッ化物系フ
ラックスにフッ化スズを添加したものを用いるのが良い
。フラックス（３）はこれを粉末状にしてろう材のフラ
ックス保持溝（２）に充填しても良いが、フラックス（
３）に付着保持力を与えるため、水等の溶剤を加えてフ
ラックスを懸濁液状ないしペースト状にし、これを溝（
２）に塗り込んだ後−旦乾燥してろう付に用いることも
推奨される。

フラックス（３）を保持したろう材（１）はろう付に際
し、フラックス（３）及びろう材（１）の被接合部への
流動供給を容易にするため、好ましくはろう材（１）を
被接合部の上側に配置し、かつフラックス保持溝（２）
の開口を下側つまり被接合部側に指向せしめて配置する
のが良い。もとより、ろう材（１）と被接合部との位置
関係により、ろう材（１）を上側に配置できないときは
、溶融したフラックス（３）やろう材（１）が被接合部
に向かって可及的円滑に流動する配置とすべきである。

次いで、船釣には不活性ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気
中で接合部材の融点より低くフラックスより融点の高い
約５８０〜６２０℃に加熱する。この加熱により、まず
フラックス保持溝（２）に保持されたフラックス（３）
が溶融し、該溝（２）から流動して被接合部に供給され
、そのフラックス作用により被接合部の表面酸化膜が除
去される。次にろう材（１）が溶融して被接合部に供給
され、良好なろう付接合が達成される。

第７図〜第１１図は第１図及び第２図に示したろう材（
１）を用いて製作したプレートフィンタイプの給湯器用
熱交換器を示している。同図において、（１０）はチュ
ーブ、（２０）はプレートフィンである。

チューブ（１０）はステンレス鋼で形成されたものであ
り、上下方向に平行配置された３本の直管部（１０ａ　
）　　（１０ｂ　）　　（ｌｅｅ　）を有するものに蛇
行形成されるとともに、チューブ（１０）の一端が給水
口（１１）と他端が給湯口（１２）となされている。一
方、前記プレートフィン（２０）はアルミニウムで形成
されている。このプレートフィン（２０）は第９図及び
第１１図で示すように、その幅方向中央部にチューブ（
１０）とほぼ同じ直径の３個のチューブ挿通孔（２１）
が並設されるとともに、各挿通孔（２１）の周縁には筒
状のフィンカラー（２２）が立設されている。かつプレ
ートフィン（２０）の各チューブ挿通孔（２１）の真上
近傍にはろう材挿通孔（２３）が穿設されている。なお
、第７図において、（３０）はＵ形接続管、（４０）は
Ｌ形接続管、（５０）はＵ形接続管（３０）及びＬ形接
続管（４０）と直管部（１０ａ）　　（１０ｂ）　　（
１０ｃ）との接合部である。

上記の熱交換器の製作は次のようにして行ったものであ
る。即ち、まず複数枚のプレートフィン（２０）のチュ
ーブ挿通孔（２１）にチューブ（１０）の直管部（１０
ａ　）　　（１０ｂ　）　　（ｆｏｅ　）を挿通するこ
とにより、それらのフィンカラー（２２）で直管部外面
を覆う態様で直管部の長さ方向に平行状に外装し、熱交
換器の組立体とする。次に、フラックス保持溝（２）に
フラックス（３）を塗り込んで充填保持した第１図に示
す線状ろう材（１）を、第１θ図に示すように、プレー
トフィン（２０）のろう材挿通孔（２３）に挿通せしめ
る。かつ挿通したろう材（１）は、フラックス保持溝（
２）の開口側がチューブ（１０）側を指向する配置とし
ておく。またフラックス（３）としてはステンレスとア
ルミニウムとのろう付に好適なフラックス、例えばフッ
化スズを０゜０５〜０．１５ｖｔ％含有するフッ化物系
フラックスを用いれば良い。ここにフッ化物系フラック
スとしては、ＫＡΩＦ４とＫＦを８０〜９９゜８シｔ％
：２０〜０．　２ｖｔ％の割合で混合したものとか、フ
ルオロアルミニウム錯塩（Ｋ３　ＡｇＦ２及びＫＡρＦ
４）を組成物とするものとか、ＡｇＦ２とＩＦの混合物
等を挙げうる。

次いで、上記熱交換器組立物をろう材（１）が上側、チ
ューブが下側となる配置関係で所定温度に加熱してろう
付を行う。温度上昇によりまずフラックス（３）が溶融
する。ろう材（１）はフラックス保持溝（２）が下向き
開口となされているから、溶融したフラックス（３）は
第１１図に矢印で示すように、保持溝（２）から円滑に
流動落下して、隣接プレートフィン（２ｏ）（２０）相
互間の僅かな隙間からプレートフィン（２０）とチュー
ブ（１０）との被接合部に入り込み、表面の酸化皮膜を
破壊する。次いで、さらなる温度上昇によりろう材（１
）が溶融して流動落下し、被接合部に流れ込んでプレー
トフィン（２０）とチューブ（１０）とのろう付接合が
達成される。

第１２図〜第１４図は第１図及び第２図に示したろう材
（１）を用いて製作した他の熱交換器を示すものである
。この熱交換器はカークーラー用のサーペンタイン型凝
縮器用である。同図において、（６０）は冷媒流通用の
アルミニウム製蛇行偏平チューブ、（７０）はアルミニ
ウム製コルゲートフィンであり、該コルゲートフィン（
７０）はチューブ（６０）の平行状直管部（８０ａ　）
間に介在状態に配置されろう付接合されている。

（８０）はチューブ（６０）の両端に接続されたヘッダ
ーである。該ヘッダー（８０）には断面長孔形状のチュ
ーブ挿入孔（８１）が穿設されるとともに、該挿入孔（
８１）の周囲にろう材配設用の凹所（８２）が形成され
ている。この凹所（８２）はチューブ挿入孔（８１）の
開口の長さ方向に伸びた開口よりも幅広の溝からなる。

そして、チューブ（６０）の両端部は前記ヘッダー（８
０）のチューブ挿入孔（８１）に差込まれた状態で、ろ
う付によりヘッダー（８０）に接合連結されている。か
かるヘッダー（８０）とチューブ（６０）とのろう付は
次のようにして行ったものである。

即ち、チューブ（６０）の両端部をヘッダー（８０）の
チューブ挿入孔（８１）に連通接続した状態で、第１図
に示す線状ろう材（１）をチューブ（６０）の外周に沿
ってヘッダーの凹所（８２）に配置する。ろう材（１）
にはそのフラックス保持溝（２）に予めフラックス（３
）を充填状態に保持せしめておく。フラックス（３）と
しては通常のアルミニウム材どうしの接合に用いられる
フッ化物系フラックス等を用いれば良い。ろう材（１）
の配置に際しては、第１４図に示すように、フラックス
保持溝（２）の開口がヘッダー（８０）とチューブ（６
０）との被接合部を指向する配置とする。この状態で所
定温度に加熱すると、温度上昇によりまずフラックス（
３）が溶融する。ろう材（１）はフラックス保持溝（２
）がヘッダー（８０）とチューブ（６０）との被接合部
を向くように配置されているから、溶融したフラックス
は溝の開口から円滑に流動して、ヘッダー（８０）とチ
ューブ（６０）との被接合部に流れ込み、表面の酸化皮
膜を破壊する。そして、さらなる温度上昇によりろう材
（１）が溶融して流動し、被接合部に流れ込んでヘッダ
ー（８０）とチューブ（６０）とのろう付接合が達成さ
れる。

発明の効果 請求項（１）に係るろう材は、表面にフラックス保持溝
が形成されているから、該保持溝にフラックスを保持せ
しめた状態で該ろう材をアルミニウム等の接合部材の被
接合部に配置し加熱すれば、フラックスとこれに続くろ
う材とが順次的に溶融して良好なろう付接合が達成され
る。このように、本発明に係るろう材によれば、従来と
何ら遜色ないろう付状態を得ることができるものであり
ながら、ろう材自体にフラックスを保持させることがで
きるため、従来のようにフラックス懸濁液を直接接合部
材に塗布する必要はなくなり、従って塗布作業を不要と
なしうる。しかも、フラックス量はフラックス保持溝へ
のフラックス充填量の調整によって容易に調整可能であ
り、またろう材とフラックスとの割合も容易に調整可能
であるから、必要以上のフラックス塗布やろう材の使用
をなくし得て経済的であるのに加えて、被接合部位以外
へのフラックス付着を回避できるから、ろう付後のフラ
ックス除去作業が省略可能となるととも１こ、ろう付後
にベーマイト処理等の表面処理を実施する場合にも均一
処理が可能となる。

請求項（２）及び請求項（３）に記載の熱交換器の製造
方法によれば、フラックス保持溝にフラックスを充填し
た線状ろう材を用いるから、フラックス懸濁液を熱交換
器組立体に直接塗布する場合に較べて、同等のろう付性
を発揮せしめつつも、熱交換器表面におけるフラ・ソク
スの付着を少なでき、従って外観品質に優れた熱交換器
の製作提供を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としてのろう材の断面斜視
図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図はろう材
の変形例を示す断面斜視図、第４図は第３図の■−■線
断面図、第５図、第６図はろう材のそれぞれ他の変形例
を示す断面斜視図、第７図は第１図のろう材を用いて製
作した熱交換器の上面図、第８図は同じく側面図、第９
図は第７図の熱交換器におけるプレートフィンの正面図
、第１Ｏ図は熱交換器の製作においてろう材をセットす
る前の状態を示す要部斜視図、第１１図はろう材セット
後の状態を第８図のＸ−Ｘ線方向から見た断面図、第１
２図は第１図のろう材を用いて製作した他の熱交換器の
正面図、第１３図は第１２図の熱交換器の製作において
チューブをヘッダーに組付ける前の状態の斜視図、第１
４図は組付後の正面一部所面図である。 （１）・・・ろう材、（２）・・・フラックス保持溝、
（３）・・・フラックス、（１０）・・・チューブ、（
２０）・・・プレートフィン、（２３）・・・ろう材種
通孔、（６０）・・・チューブ、（８０）・・・ヘッダ
ー以上 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にフラックス保持溝（２）が形成されている
   ことを特徴とするろう材。
2. （２）チューブ（１０）と、該チューブの長さ方向に平
   行状に外装された複数枚のプレートフィン（２０）とを
   接合して熱交換器を製作するに際し、前記チューブ（１
   ０）の上側の位置においてプレートフィン（２０）にろ
   う材挿通孔（２３）を設け、このろう材挿通孔（２３）
   に、線状に成形しかつ周面長さ方向に設けたフラックス
   保持溝（２）にフラックス（３）を充填保持した請求項
   １のろう材（１）を、そのフラックス保持溝（２）の開
   口が下向きとなる配置にてチューブ（１０）と平行状に
   挿通し、次いで所定温度に加熱してチューブ（１０）と
   プレートフィン（２０）とをろう付することを特徴とす
   る熱交換器の製造方法。
3. （３）蛇行チューブ（６０）の両端にヘッダー（８０）
   を接合して熱交換器を製作するに際し、チューブ（６０
   ）をヘッダー（８０）のチューブ挿入孔（８１）に差込
   むとともに、チューブ（６０）とヘッダー（８０）との
   被接合部周縁に、線状に成形しかつ周面長さ方向に設け
   たフラックス保持溝（２）にフラックスを充填保持した
   請求項１の線状ろう材（１）を、そのフラックス保持溝
   （２）の開口を被接合部に指向せしめた状態でチューブ
   外周に沿って環状に配置し、次いで所定温度に加熱して
   チューブ（６０）とヘッダー（８０）とをろう付するこ
   とを特徴とする熱交換器の製造方法。