JPH069737B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH069737B2 JPH069737B2 JP60293006A JP29300685A JPH069737B2 JP H069737 B2 JPH069737 B2 JP H069737B2 JP 60293006 A JP60293006 A JP 60293006A JP 29300685 A JP29300685 A JP 29300685A JP H069737 B2 JPH069737 B2 JP H069737B2
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- Japan
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- weight
- heat exchanger
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- extruded flat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器に関するものである。
例えば、自動車又はその他各種の機器に用いられている
熱交換器として、その軽量性及び良好な熱伝導性の観点
より、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下単にア
ルミニウム）材料よりなる押出扁平多穴管に、アルミニ
ウム材料よりなるフインをAl-Si又はAl-Si-Mg合金等の
ろう材によって接合したものが提案（特開昭５７−２２
８６８号公報）されている。
熱交換器として、その軽量性及び良好な熱伝導性の観点
より、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下単にア
ルミニウム）材料よりなる押出扁平多穴管に、アルミニ
ウム材料よりなるフインをAl-Si又はAl-Si-Mg合金等の
ろう材によって接合したものが提案（特開昭５７−２２
８６８号公報）されている。
しかし、上記提案の熱交換器には、材料の変形とか、へ
たり等の問題点があると指摘されている。
たり等の問題点があると指摘されている。
又、熱交換器は、耐食性に富むことが必須の要件であ
り、この為アルミニウム材料よりなる押出扁平多穴管の
表面にAl-Zn合金の犠牲陽極材を貼り合わせたり、Znメ
ッキ膜を設けることが提案されている。
り、この為アルミニウム材料よりなる押出扁平多穴管の
表面にAl-Zn合金の犠牲陽極材を貼り合わせたり、Znメ
ッキ膜を設けることが提案されている。
ところが、押出扁平多穴管の表面にZn膜が設けられてい
ても、従来の熱交換器の耐食性は充分なものではないと
指摘されている。
ても、従来の熱交換器の耐食性は充分なものではないと
指摘されている。
本発明者は、前記の問題点に対する研究を押し進めた結
果、熱交換器を構成する材料の変形やへたりの問題の原
因は、押出扁平多穴管とフィンとのろう付時の温度が約
570〜620℃といったように高温になっているからである
ことを見い出し、又、押出扁平多穴管の表面に犠牲陽極
材としてのZn膜が設けられていても、押出扁平多穴管と
フィンとのろう付時の温度が上記のように高い為、ろう
付によってZnが押出扁平多穴管の肉厚方向において約10
0〜200μｍの深さまで拡散してしまい、この結果本来の
犠牲陽極効果を発揮できず、耐食性が不充分であること
に気付いた。
果、熱交換器を構成する材料の変形やへたりの問題の原
因は、押出扁平多穴管とフィンとのろう付時の温度が約
570〜620℃といったように高温になっているからである
ことを見い出し、又、押出扁平多穴管の表面に犠牲陽極
材としてのZn膜が設けられていても、押出扁平多穴管と
フィンとのろう付時の温度が上記のように高い為、ろう
付によってZnが押出扁平多穴管の肉厚方向において約10
0〜200μｍの深さまで拡散してしまい、この結果本来の
犠牲陽極効果を発揮できず、耐食性が不充分であること
に気付いた。
そこで、本発明者は、ろう付の作業温度が低く、かつZn
が析出する例えばZnCl2を用いる反応はんだ付手段によ
って押出扁平多穴管とフィンとを接合組立てた熱交換器
は、作業温度が低温であることから、材料の変形やへた
りの問題を解決できると共に、反応はんだ付によって析
出したZnが熱交換器の材料を構成するAlよりも電気化学
的に卑であることから、押出扁平多穴管の表面にZn膜が
設けられていなくても耐食性が充分に確保できるであろ
うとの確信を得、このような発想に基いて、早速、表面
にZn膜が設けられてない押出扁平多穴管とフィンとをZn
Cl2を用いる反応はんだ付によって接合した熱交換器を
試作してみた。
が析出する例えばZnCl2を用いる反応はんだ付手段によ
って押出扁平多穴管とフィンとを接合組立てた熱交換器
は、作業温度が低温であることから、材料の変形やへた
りの問題を解決できると共に、反応はんだ付によって析
出したZnが熱交換器の材料を構成するAlよりも電気化学
的に卑であることから、押出扁平多穴管の表面にZn膜が
設けられていなくても耐食性が充分に確保できるであろ
うとの確信を得、このような発想に基いて、早速、表面
にZn膜が設けられてない押出扁平多穴管とフィンとをZn
Cl2を用いる反応はんだ付によって接合した熱交換器を
試作してみた。
ところが、この試作になる熱交換器は、予想に反し、満
足できないものであった。
足できないものであった。
本発明者は、かかる原因についての研究を進めた結果、
ZnCl2を用いる反応はんだ付手段によって構成される熱
交換器は、その作業温度が低いことから、材料の変形や
へたりの問題はなくなるものの、押出扁平多穴管とフィ
ンとの接合部に析出したZnは、犠牲陽極として働く為、
実用に供された場合に消耗が激しく、比較的短期間のう
ちに溶解しつくされ、押出扁平多穴管とフィンとの接合
が確保できなくなり、熱交換性能が低下するのであるこ
とを究明した。
ZnCl2を用いる反応はんだ付手段によって構成される熱
交換器は、その作業温度が低いことから、材料の変形や
へたりの問題はなくなるものの、押出扁平多穴管とフィ
ンとの接合部に析出したZnは、犠牲陽極として働く為、
実用に供された場合に消耗が激しく、比較的短期間のう
ちに溶解しつくされ、押出扁平多穴管とフィンとの接合
が確保できなくなり、熱交換性能が低下するのであるこ
とを究明した。
又、ZnCl2を用いる反応はんだ付によって余剰のZnが押
出扁平多穴管の表面に不均一に付着し、この為押出扁平
多穴管に局部的に腐食が発生して貫通孔が形成されるよ
うになる等耐食性の面にも問題があることを究明したも
のである。
出扁平多穴管の表面に不均一に付着し、この為押出扁平
多穴管に局部的に腐食が発生して貫通孔が形成されるよ
うになる等耐食性の面にも問題があることを究明したも
のである。
そして、本発明者は、熱交換器における押出扁平多穴管
とフィンとの接合分離の抑制の研究を進めているうち
に、この接合分離の抑制は、押出扁平多穴管に接合され
るフィンの構成材料を勘案することによって達成できる
ことを見い出し、又、驚くべきことに、これによって同
時に押出扁平多穴管の孔食発生といった問題も解決でき
るようになることを見い出したのである。
とフィンとの接合分離の抑制の研究を進めているうち
に、この接合分離の抑制は、押出扁平多穴管に接合され
るフィンの構成材料を勘案することによって達成できる
ことを見い出し、又、驚くべきことに、これによって同
時に押出扁平多穴管の孔食発生といった問題も解決でき
るようになることを見い出したのである。
すなわち、このような研究結果より判明したことではあ
るが、フィンの構成材料としてZnが約0.3重量％以上含
有されたアルミニウム合金が用いられていると、このも
のはZnを含まないアルミニウムのものよりも電気化学的
に卑なものになるので犠牲陽極的に作用するようにな
り、このフィンの犠牲陽極効果分だけフィンと押出扁平
多穴管との接合部におけるZnの溶解が抑制され、特に、
フィンは通常薄肉で表面積が著しく大きい為に極めて有
効な犠牲陽極として働らくことが判り、この結果接合部
におけるZnの溶解を効果的に抑制でき、押出扁平多穴管
とフィンとの接合分離の問題を解決でき、さらには押出
扁平多穴管の孔食の問題も解決できるようになることを
見い出したのである。
るが、フィンの構成材料としてZnが約0.3重量％以上含
有されたアルミニウム合金が用いられていると、このも
のはZnを含まないアルミニウムのものよりも電気化学的
に卑なものになるので犠牲陽極的に作用するようにな
り、このフィンの犠牲陽極効果分だけフィンと押出扁平
多穴管との接合部におけるZnの溶解が抑制され、特に、
フィンは通常薄肉で表面積が著しく大きい為に極めて有
効な犠牲陽極として働らくことが判り、この結果接合部
におけるZnの溶解を効果的に抑制でき、押出扁平多穴管
とフィンとの接合分離の問題を解決でき、さらには押出
扁平多穴管の孔食の問題も解決できるようになることを
見い出したのである。
尚、フィンの構成材料としてZnが４重量％を越えて含ま
れているアルミニウム合金が用いられても上記の効果が
喪失されることはないのであるが、Znをこれより大巾に
含んでいても効果増強程度はそれほどでもなく、又、あ
まりに多量のZnを含むようになるとフィンへの加工性に
問題が起きることより、Znの含有量は約４重量％以下で
あることが望ましい。
れているアルミニウム合金が用いられても上記の効果が
喪失されることはないのであるが、Znをこれより大巾に
含んでいても効果増強程度はそれほどでもなく、又、あ
まりに多量のZnを含むようになるとフィンへの加工性に
問題が起きることより、Znの含有量は約４重量％以下で
あることが望ましい。
本発明は上記の知見を基にして達成されたものであり、
アルミニウム又はアルミニウム合金製の管と、Ｚｎを約
０．３〜４重量％含有するアルミニウム合金製のフィン
とを、Ａｌ−Ｓｉ系及びＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のろう材を
用いることなく、亜鉛及び亜鉛化合物を用いた反応はん
だ付けによって析出した亜鉛により接合してなることを
特徴とする熱交換器を提供するものである。
アルミニウム又はアルミニウム合金製の管と、Ｚｎを約
０．３〜４重量％含有するアルミニウム合金製のフィン
とを、Ａｌ−Ｓｉ系及びＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のろう材を
用いることなく、亜鉛及び亜鉛化合物を用いた反応はん
だ付けによって析出した亜鉛により接合してなることを
特徴とする熱交換器を提供するものである。
尚、熱交換器における押出扁平多穴管といった管を、Zn
を約0.1３重量％含有するアルミニウム合金で構成した
り、又は熱交換媒体、作動流体の通路となるこの管の表
面に約0.2〜10μｍ厚のZn膜を設けたり、さらにはこれ
らの要件を同時に満たしたものとすることによって、熱
交換器の耐食性を一層良好ならしめることができる。
を約0.1３重量％含有するアルミニウム合金で構成した
り、又は熱交換媒体、作動流体の通路となるこの管の表
面に約0.2〜10μｍ厚のZn膜を設けたり、さらにはこれ
らの要件を同時に満たしたものとすることによって、熱
交換器の耐食性を一層良好ならしめることができる。
〔実施例１〕 第１図(a)，(b)は、本発明に係る熱交換器の１実施例の
説明図である。
説明図である。
同図中、１は、例えばSi0.14重量部、Fe0.30重量％、Mg
0.01重量％、Mn1.13重量％、Zn2.05重量％、残部Alのア
ルミニウム合金の鋳塊を、均質化熱処理、面削の後、熱
間圧延で4mm厚の板となし、さらに適宜中間焼鈍を施し
ながら冷間圧延を行なって0.13mm厚の薄板とし、そして
スリット加工及びコルゲート加工を行なって構成したフ
ィンである。
0.01重量％、Mn1.13重量％、Zn2.05重量％、残部Alのア
ルミニウム合金の鋳塊を、均質化熱処理、面削の後、熱
間圧延で4mm厚の板となし、さらに適宜中間焼鈍を施し
ながら冷間圧延を行なって0.13mm厚の薄板とし、そして
スリット加工及びコルゲート加工を行なって構成したフ
ィンである。
２は、フィン１の場合と同様に通常の溶解鋳造法によっ
てアルミニウムビレットを製造し、これを熱間押出によ
って製造した押出扁平多穴管である。
てアルミニウムビレットを製造し、これを熱間押出によ
って製造した押出扁平多穴管である。
そして、上記のように構成されたフィンと押出扁平多穴
管２とを、図に示す如く組み合わせ、そしてZnCl2、Zn
粉末、反応はんだ付を促進する添加物及び有機溶剤から
なる混合フラックスをフィン１と押出扁平多穴管２との
間に満たし、約420℃の温度で反応はんだ付を行ない、
熱交換器３を組み立てる。
管２とを、図に示す如く組み合わせ、そしてZnCl2、Zn
粉末、反応はんだ付を促進する添加物及び有機溶剤から
なる混合フラックスをフィン１と押出扁平多穴管２との
間に満たし、約420℃の温度で反応はんだ付を行ない、
熱交換器３を組み立てる。
このように構成された熱交換器に対して720時間のCASS
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部、及び押出扁平多穴管における耐食
性はいずれも良好なものであった。
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部、及び押出扁平多穴管における耐食
性はいずれも良好なものであった。
〔実施例２〕 実施例１において、フィン１の構成材料としてSi0.14重
量部、Fe0.30重量％、Mg0.01重量％、Mn0.01重量％、Zn
2.51重量％、残部Alのアルミニウム合金を用いて同様に
行ない、熱交換器３を組み立てる。
量部、Fe0.30重量％、Mg0.01重量％、Mn0.01重量％、Zn
2.51重量％、残部Alのアルミニウム合金を用いて同様に
行ない、熱交換器３を組み立てる。
このように構成された熱交換器に対して720時間のCASS
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部、及び押出扁平多穴管における耐食
性はいずれも良好なものであった。
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部、及び押出扁平多穴管における耐食
性はいずれも良好なものであった。
〔実施例３〕 実施例１において、フィン１の構成材料として、Si0.14
重量部、Fe0.29重量％、Mg1.10重量％、Mn0.01重量％、
Zn3.15重量％、残部Alのアルミニウム合金を用いて同様
に行ない、熱交換器３を組み立てる。
重量部、Fe0.29重量％、Mg1.10重量％、Mn0.01重量％、
Zn3.15重量％、残部Alのアルミニウム合金を用いて同様
に行ない、熱交換器３を組み立てる。
このように構成された熱交換器に対して720時間のCASS
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部、及び押出扁平多穴管における耐食
性はいずれも良好なものであった。
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部、及び押出扁平多穴管における耐食
性はいずれも良好なものであった。
〔比較例１〜３〕 実施例１において、フィン１の構成材料として、Si0.15
重量部、Fe0.28重量％、Mg0.01重量％、Mn0.01重量％、
Zn0.01重量％、残部Alのアルミニウム合金、Si0.15重量
部、Fe0.29重量％、Mg0.01重量％、Mn1.15重量％、Zn0.
01重量％、残部Alのアルミニウム合金、又はSi0.14重量
部、Fe0.28重量％、Mg1.12重量％、Mn0.01重量％、Zn0.
01重量％、残部Alのアルミニウム合金を用いて同様に行
ない、熱交換器を組み立てる。
重量部、Fe0.28重量％、Mg0.01重量％、Mn0.01重量％、
Zn0.01重量％、残部Alのアルミニウム合金、Si0.15重量
部、Fe0.29重量％、Mg0.01重量％、Mn1.15重量％、Zn0.
01重量％、残部Alのアルミニウム合金、又はSi0.14重量
部、Fe0.28重量％、Mg1.12重量％、Mn0.01重量％、Zn0.
01重量％、残部Alのアルミニウム合金を用いて同様に行
ない、熱交換器を組み立てる。
このように構成された熱交換器に対して720時間のCASS
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部は溶解し、両者の分離が認められ、
又、押出扁平多穴管においては孔食が酷く、いずれも耐
食性の悪いものであった。
試験を行ない、その耐食性を調べると、押出扁平多穴管
とフィンとの接合部は溶解し、両者の分離が認められ、
又、押出扁平多穴管においては孔食が酷く、いずれも耐
食性の悪いものであった。
〔比較例４〕 実施例１におけるフィン１と押出扁平多穴管２とを、特
開昭５７−２２８６８号公報で提案されている如く、
１．０ｗｔ％のＺｎ、７．５ｗｔ％のＳｉを含み、残り
がＡｌのＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材を用い、さら
にＺｎＣｌ２を８％含有するＮａＣｌ−ＫＣｌ−ＬｉＣ
ｌ−ＬｉＦ系のＡＬＣＯＡフラックス＃３３を用い、６
１０℃でろう付けし、熱交換器を組み立てた。
開昭５７−２２８６８号公報で提案されている如く、
１．０ｗｔ％のＺｎ、７．５ｗｔ％のＳｉを含み、残り
がＡｌのＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材を用い、さら
にＺｎＣｌ２を８％含有するＮａＣｌ−ＫＣｌ−ＬｉＣ
ｌ−ＬｉＦ系のＡＬＣＯＡフラックス＃３３を用い、６
１０℃でろう付けし、熱交換器を組み立てた。
このようにして得られた熱交換器は、〔従来技術とその
問題点〕の項で述べた通りの欠陥、すなわち材料（フィ
ン）の変形やへたりが起きていた。
問題点〕の項で述べた通りの欠陥、すなわち材料（フィ
ン）の変形やへたりが起きていた。
本発明に係る熱交換器は、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金製の管と、Znを約0.3〜４重量％含有するアルミ
ニウム合金製のフィンとを、Zn化合物を用いる反応はん
だ付によって接合したので、軽量でも材料の変形やへた
りの問題を改善されており、そしてフィンと管との接合
部が溶解して分離といった問題を解決され、又、管にお
ける孔食といった耐食性も大巾に改善され、耐食性に優
れたものとなり、又、熱交換効率も優れている等の特長
を有する。
ム合金製の管と、Znを約0.3〜４重量％含有するアルミ
ニウム合金製のフィンとを、Zn化合物を用いる反応はん
だ付によって接合したので、軽量でも材料の変形やへた
りの問題を改善されており、そしてフィンと管との接合
部が溶解して分離といった問題を解決され、又、管にお
ける孔食といった耐食性も大巾に改善され、耐食性に優
れたものとなり、又、熱交換効率も優れている等の特長
を有する。
第１図(a)，(b)は、本発明に係る熱交換器の１実施例の
説明図である。 １…フィン、２…押出扁平多穴管、３…熱交換器。
説明図である。 １…フィン、２…押出扁平多穴管、３…熱交換器。
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウム又はアルミニウム合金製の管
と、Ｚｎを約０．３〜４重量％含有するアルミニウム合
金製のフィンとを、Ａｌ−Ｓｉ系及びＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系のろう材を用いることなく、亜鉛及び亜鉛化合物を用
いた反応はんだ付けによって析出した亜鉛により接合し
てなることを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293006A JPH069737B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293006A JPH069737B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62156070A JPS62156070A (ja) | 1987-07-11 |
| JPH069737B2 true JPH069737B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17789254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60293006A Expired - Lifetime JPH069737B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069737B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO174455C (no) * | 1991-06-14 | 1994-05-11 | Norsk Hydro As | Fremgangsmåte for sammenföyning av aluminiumkomponenter |
| FR2731400B1 (fr) * | 1995-03-06 | 1997-04-25 | Valeo Systemes Dessuyage | Essuie-glace pour vehicule automobile du type comportant un bras d'essuie-glace muni d'un talon de soulevement venu de matiere avec le bras |
| JP3149728B2 (ja) * | 1995-05-11 | 2001-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | ワイパ装置 |
| CN106595339A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-04-26 | 平湖迈柯罗新材料有限公司 | 一种换热器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5722868A (en) * | 1980-07-15 | 1982-02-05 | Furukawa Alum Co Ltd | Flux brazing method for aluminum made heat exchanger |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60293006A patent/JPH069737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62156070A (ja) | 1987-07-11 |
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