JPH08136183A - 積層型熱交換器 - Google Patents

積層型熱交換器

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JPH08136183A
JPH08136183A JP6270931A JP27093194A JPH08136183A JP H08136183 A JPH08136183 A JP H08136183A JP 6270931 A JP6270931 A JP 6270931A JP 27093194 A JP27093194 A JP 27093194A JP H08136183 A JPH08136183 A JP H08136183A
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JP
Japan
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aluminum alloy
heat exchanger
laminated
tube
flat tubes
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JP6270931A
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English (en)
Inventor
Soichi Kato
宗一 加藤
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 チューブ表面に設けることのない、従って従
来のようなZnの溶射工程を不要としながら耐孔食性を
確保することの可能な積層型熱交換器を提供すること。 【構成】 積層された複数の偏平チューブの間にフィン
が介設される積層型熱交換器において、前記偏平チュー
ブは、Si 0.04〜0.10wt%、Fe 0.1〜
0.4wt%、Cu 0.2〜0.5wt%、Mn 0.
55wt%以下、残部Alと不可避不純物からなるアル
ミニウム合金を用いて、押出し成形により形成し、フィ
ン材として、少なくとも芯材にZnを1wt%以上含有
し、両面にろう材をクラッドしたアルミニウム合金を用
いた積層型熱交換器と、この種の熱交換器において、前
記偏平チューブは、前記組成のアルミニウム合金を用い
て、両面にろう材を被覆した押出し成形により形成し、
フィン材としてZnを1wt%以上含有するアルミニウ
ム合金を用いて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、押出し成形により形成
された偏平チューブを備えた積層型熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、積層型熱交換器は、複数の偏平
チューブがフィンを介して積層され、積層された複数の
偏平チューブの両端部をヘッダタンクに設けられたそれ
ぞれの挿入孔に挿入して組付け、一体ろう付けにより、
前記フィンと偏平チューブが接合され、偏平チューブと
ヘッダタンクが連結される。そして、ヘッダタンクに設
けられた出入口継手の間で、熱交換媒体が複数介蛇行し
て通流される。
【0003】このような従来の積層型熱交換器では、ア
ルミ材及びアルミニウム合金材(以下、アルミニウム合
金と称する)からなる偏平チューブの内部には、内部流
通路を幅方向に区画する区画壁が設けられ、複数の区画
された流通路が設けられており、このような偏平チュー
ブは押出し成形により形成されている。
【0004】また、偏平チューブとしては、例えば、J
IS A1050のアルミニウム合金を用いて形成し、
フィンは別のアルミニウム合金により形成されている。
そして、偏平チューブは、押出し成形されたものに、耐
食性向上のために外表面にZnを溶射する等してZn層
をチューブ表面に設け、最近は弗化物系の非腐食性フラ
ックスを使用して、非酸化性雰囲気中でろう付け(NB
法)されることが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、車両に搭載され
るこの種の積層型熱交換器においては、費用の低廉化や
軽量化の要請が一段と増しており、前述のように、従
来、偏平チューブを押出し成形した後に、別工程により
偏平チューブにZnを溶射する等して、Zn層をチュー
ブ表面に設けているものは、この工程分だけ工程数が増
えるとともに費用がかかるので、その改善が望まれてい
る。因に、肉厚0.35mm、内壁間隔1.3mm、チ
ューブ厚2.0mmの一般的な偏平チューブにおいて
は、JIS A1050でZn溶射のないものは孔食に
より貫通してしまうものである。
【0006】そこで、本発明は、Zn層をチューブ表面
に設けることのない、従って従来のようなZnの溶射工
程を不要としながら耐孔食性を確保することの可能な積
層型熱交換器を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の積層型熱交換器は、積層された複数の偏平
チューブの間にフィンが介設され、前記積層された複数
の偏平チューブのそれぞれの端部にヘッダタンクが連結
された積層型熱交換器において、前記偏平チューブは、
Si 0.04〜0.10wt%、Fe 0.1〜0.4
wt%、Cu 0.2〜0.5wt%、Mn 0.55w
t%以下、残部Alと不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金を用いて、押出し成形により形成し、フィン材と
して、少なくとも芯材にZnを1wt%以上含有し、両
面にろう材をクラッドしたアルミニウム合金を用いた積
層型熱交換器である。また、本発明は、この種の熱交換
器において、前記偏平チューブは、Si 0.04〜
0.10wt%、Fe 0.1〜0.4wt%、Cu
0.2〜0.5wt%、Mn 0.55wt%以下、残
部Alと不可避不純物からなるアルミニウム合金を用い
て、両面にろう材を被覆した押出し成形により形成し、
フィン材としてZnを1wt%以上含有するアルミニウ
ム合金を用いて構成した。
【0008】
【作用】このような積層型熱交換器においては、フィン
と偏平チューブをろう付けするには、複数の偏平チュー
ブをフィンを介して積層し、積層された複数の偏平チュ
ーブの両端部をヘッダタンクに設けられたそれぞれの挿
入孔に挿入して組付けて一体ろう付けが行われる。そし
て、一体ろう付けによりフィンと偏平チューブが接合さ
れ、偏平チューブとヘッダタンクが接合される。
【0009】この場合、Siの添加は、微量のMgと金
属間化合物Mg2Siを時効析出して強度向上効果が得
られるが、Siが多いと固相線温度が低下し、ろう付け
加熱時に溶融する。微量のMgとの効果を出させるた
め、Siの下限を0.04wt%に設定し、多いとろう
付け不良となるため、上限を0.10wt%とした。
【0010】また、AlにCuとFeを添加しているの
で、強度と耐食性とりわけ耐孔食性が向上する。すなわ
ち、Cuの添加は、強度を向上するとともに、チューブ
の電位を貴にし、コルゲートフィンとの組合せにおいて
チューブ側をカソードすることにより耐孔食性を向上さ
せる。含有量が少ないと防食の効果がないので、押出加
工性と防食の面から、Cuは、0.2〜0.5wt%が
適当である。Feは、これが少ないと強度向上の効果が
なく、多いと、強度向上効果は飽和して、Al・Fe化
合物が析出し自己腐食が大きくなる。よって、Feは、
0.1〜0.4wt%が適当である。
【0011】更に、Cuによる強度向上を助ける役目で
Mnを添加することとなるが、Mnは電位を貴とするの
で防食効果も有する。しかし、Mnを多く含むと押し出
し成型性が劣るので、あまり多くならない方がよい。実
験によると、Mnが0.55wt%以下でよいことが判
明している。
【0012】そして、フィン材中のZnが1wt%未満
であると、チューブとの電位差が少なく、フィン犠牲効
果が薄れるため、Znを1wt%以上含有するアルミニ
ウム合金であることが必要である。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の第1実施例を図面に基いて
説明する。
【0014】本実施例の積層型熱交換器1は、図1に示
すように、複数の偏平チューブ2が波状フィン3を介し
て積層され、これらの複数の偏平チューブ2の各端部が
ヘッダタンク4に設けられたチューブ挿入孔5に挿入さ
れている。また、各ヘッダタンク4の上下の開口部は盲
キャップ6により閉塞され、各ヘッダタンク4の所定箇
所には仕切板7が設けられれいる。更に、ヘッダタンク
4には入口継手8又は出口継手9が設けられ、これらの
出入口継手8,9の間で熱交換媒体が複数回蛇行して通
流される。なお、図中、10は積層された偏平チューブ
2の上下に配設されたサイドプレートを示す。
【0015】前記各偏平チューブ2は、図2に示すよう
に、その内部には内部流通路を幅方向に区画する区画壁
11が設けられ、複数の区画された流通路12が設けら
れており、このような偏平チューブ2は押出し成形によ
り形成されている。
【0016】偏平チューブ2は、所定のアルミニウム合
金を用いて形成され、また、フィン3は、Znを1wt
%以上含有するアルミニウム合金により形成され、ろう
材を両面に設けたブレージングシートとなっている。
【0017】更に、他の実施例として、偏平チューブ2
は、所定のアルミニウム合金を用いて、両面にろう材を
被覆した押出し成形により形成し、フィン材としてZn
を1wt%以上含有するアルミニウム合金を用いた。つ
まり、この例の場合は、フィン3がろう材を被覆しない
ベア材で形成され、偏平チューブ2側にろう材が被覆さ
れている。
【0018】そして、熱交換器1の組付け時には、複数
の偏平チューブ2をフィン3を介して積層し、積層され
た複数の偏平チューブ2の両端部をヘッダタンク4に設
けられたそれぞれの挿入孔5に挿入して組付け、略60
0℃における一体ろう付けにより、前記フィン3と偏平
チューブ2が接合され、偏平チューブ2とヘッダタンク
4が接合される。
【0019】この場合、組付けした熱交換器に、弗化物
系のフラックスを塗布して、窒素雰囲気にて略600℃
でAl−Si系のろう材が融解してフィン3と偏平チュ
ーブ2表面とのろう付けが行われる。
【0020】具体的には、偏平チューブ2は肉厚0.3
5mm、内壁間隔1.3mm、チューブ厚2.0mmの
ものを用い、図3に示すように、アルミニウム合金(偏
平チューブ)及びフィン材によって積層型熱交換器をろ
う付けして形成した後、CASS試験を360時間行
い、偏平チューブ外表面の、フィン間におけるチューブ
最大孔食深さと、端部(R部)におけるチューブ最大孔
食深さを測定した。その結果を図3に示す。なお、図3
中、No.10は、JIS A1050でZn溶射のな
いものである。
【0021】図3において、Mnは、Cuによる強度向
上を助ける役目で添加されることとなるが、押し出し性
の観点からは、Mnは、0.55wt%以下がよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チューブを電位が貴、フィンを卑となる材料を使用し
て、NB法等でろう付けするため、犠牲効果を十分持た
せることができ、従って耐食性が十分に確保でき、とり
わけ耐孔食性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係り、積層型熱交換器の
正面図である。
【図2】偏平チューブの横断面を示し、図1中のA−A
矢視断面図である。
【図3】各種偏平チューブによる孔食深さを表わした図
である。
【符号の説明】
1 積層型熱交換器 2 偏平チューブ 3 フィン 4 ヘッダタンク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層された複数の偏平チューブの間にフ
    ィンが介設され、前記積層された複数の偏平チューブの
    それぞれの端部にヘッダタンクが連結された積層型熱交
    換器において、 前記偏平チューブは、Si 0.04〜0.10wt
    %、Fe 0.1〜0.4wt%、Cu 0.2〜0.5
    wt%、Mn 0.55wt%以下、残部Alと不可避
    不純物からなるアルミニウム合金を用いて、押出し成形
    により形成し、フィン材として、少なくとも芯材にZn
    を1wt%以上含有し、両面にろう材をクラッドしたア
    ルミニウム合金を用いたことを特徴とする積層型熱交換
    器。
  2. 【請求項2】 積層された複数の偏平チューブの間にフ
    ィンが介設され、前記積層された複数の偏平チューブの
    それぞれの端部にヘッダタンクが連結された積層型熱交
    換器において、 前記偏平チューブは、Si 0.04〜0.10wt
    %、Fe 0.1〜0.4wt%、Cu 0.2〜0.5
    wt%、Mn 0.55wt%以下、残部Alと不可避
    不純物からなるアルミニウム合金を用いて、両面にろう
    材を被覆した押出し成形により形成し、フィン材として
    Znを1wt%以上含有するアルミニウム合金を用いた
    ことを特徴とする積層型熱交換器。
JP6270931A 1994-11-04 1994-11-04 積層型熱交換器 Pending JPH08136183A (ja)

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