JPH1081931A - 耐食性に優れた熱交換器 - Google Patents
耐食性に優れた熱交換器Info
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- JPH1081931A JPH1081931A JP23566296A JP23566296A JPH1081931A JP H1081931 A JPH1081931 A JP H1081931A JP 23566296 A JP23566296 A JP 23566296A JP 23566296 A JP23566296 A JP 23566296A JP H1081931 A JPH1081931 A JP H1081931A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、チューブが腐食し難いとともに、
チューブとフィン部材にわたって液が付着していない場
合であってもチューブの耐食性が高く、フィン部材の耐
食性も高い熱交換器を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、複数のヘッダーパイプ１、２
とチューブ３とフィン部材４が具備されてなる熱交換器
において、フィン部材４が、Ｍｎ：０.０５〜２.５％、
Ｚｎ：２.５〜８％、Ｓｉ：０.０２〜１.５％、Ｆｅ：
０.０５〜２.０％、Ｚｒ：０.０５〜０.２５％を含有す
るアルミニウム合金芯材の少なくとも一面にＡｌ合金ろ
う材層をクラッドしたブレージングシートからなり、チ
ューブ３とフィン部材４のろう付け部のフィレット部６
ａにフィン部材４を構成する合金成分のうち、Ｚｎが拡
散されてなり、ろう付け部６のフィレット部６ａと、フ
ィン部材４のアルミニウム合金芯材と、チューブ３の順
で電気化学的に次第に貴となるように構成されてなるも
のである。
チューブとフィン部材にわたって液が付着していない場
合であってもチューブの耐食性が高く、フィン部材の耐
食性も高い熱交換器を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、複数のヘッダーパイプ１、２
とチューブ３とフィン部材４が具備されてなる熱交換器
において、フィン部材４が、Ｍｎ：０.０５〜２.５％、
Ｚｎ：２.５〜８％、Ｓｉ：０.０２〜１.５％、Ｆｅ：
０.０５〜２.０％、Ｚｒ：０.０５〜０.２５％を含有す
るアルミニウム合金芯材の少なくとも一面にＡｌ合金ろ
う材層をクラッドしたブレージングシートからなり、チ
ューブ３とフィン部材４のろう付け部のフィレット部６
ａにフィン部材４を構成する合金成分のうち、Ｚｎが拡
散されてなり、ろう付け部６のフィレット部６ａと、フ
ィン部材４のアルミニウム合金芯材と、チューブ３の順
で電気化学的に次第に貴となるように構成されてなるも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チューブとフィン
部材の耐食性を向上させる技術に関する。
部材の耐食性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の熱交換器において、ヘッ
ダーパイプと称される左右一対の管体の間に多数のチュ
ーブを互いに平行に間隔をあけてヘッダーパイプと直角
に架設し、各チューブの端部をヘッダーパイプの側面に
接続して各チューブの内部空間とヘッダーパイプの内部
空間を連通させ、複数のチューブの間にフィン部材を配
して熱交換性を高めた構成の熱交換器が知られている。
この形式の熱交換器にあっては、ヘッダーパイプの内部
と各チューブの内部に渡って媒体が循環され、各チュー
ブ間に配されたフィンを介して効率よく熱交換できるよ
うになっている。
ダーパイプと称される左右一対の管体の間に多数のチュ
ーブを互いに平行に間隔をあけてヘッダーパイプと直角
に架設し、各チューブの端部をヘッダーパイプの側面に
接続して各チューブの内部空間とヘッダーパイプの内部
空間を連通させ、複数のチューブの間にフィン部材を配
して熱交換性を高めた構成の熱交換器が知られている。
この形式の熱交換器にあっては、ヘッダーパイプの内部
と各チューブの内部に渡って媒体が循環され、各チュー
ブ間に配されたフィンを介して効率よく熱交換できるよ
うになっている。
【０００３】そして、この形式の熱交換器においてＡｌ
あるいはＡｌ合金からなる熱交換器にあっては、通常、
チューブとフィン部材がろう付けにより接合されるの
で、この際のろう付け性を考慮して、Ａｌ-Ｓｉ系合金
などのろう材層を予めＡｌ合金芯材にクラッド圧着した
構成のブレージングシートからなるフィン部材が用いら
れており、このフィン部材がろう付けによりチューブに
取り付けられていた。
あるいはＡｌ合金からなる熱交換器にあっては、通常、
チューブとフィン部材がろう付けにより接合されるの
で、この際のろう付け性を考慮して、Ａｌ-Ｓｉ系合金
などのろう材層を予めＡｌ合金芯材にクラッド圧着した
構成のブレージングシートからなるフィン部材が用いら
れており、このフィン部材がろう付けによりチューブに
取り付けられていた。
【０００４】また、前記構成の熱交換器において、ろう
付け部のフィレット部（ろう材が溶融凝固した部分）と
その周囲部分の耐食性を高めるために、フィン部材のＡ
ｌ合金芯材にＺｎ，Ｉｎ，Ｓｎ等の電位卑化元素を添加
してフィンの電位を他の部分よりも卑とすることによ
り、いわゆる犠牲陽極フィンを構成し、これによって仮
に腐食が生じた場合であっても、フィン部材を積極的に
腐食させてチューブは腐食しないように構成し、チュー
ブの耐食性を確保してチューブ内を流れる媒体の漏洩が
生じないようにすることがなされている。ところが、フ
ィン部材とチューブが濡れていない場合、あるいは、濡
れていても濡れた部分の液の導電率が低い場合、更には
電気化学的に最も卑であるフィン部材が濡れた部分から
離れている場合は、その陰極防食効果はほとんど期待で
きないことになるために、フィン部材のみによる防食機
構では不十分となり易い傾向がある。そこで従来では、
熱交換器のチューブ全体にＺｎ層を溶射またはメッキで
形成し、このＺｎ層による犠牲防食機構によってチュー
ブを防食する手法がとられてきた。
付け部のフィレット部（ろう材が溶融凝固した部分）と
その周囲部分の耐食性を高めるために、フィン部材のＡ
ｌ合金芯材にＺｎ，Ｉｎ，Ｓｎ等の電位卑化元素を添加
してフィンの電位を他の部分よりも卑とすることによ
り、いわゆる犠牲陽極フィンを構成し、これによって仮
に腐食が生じた場合であっても、フィン部材を積極的に
腐食させてチューブは腐食しないように構成し、チュー
ブの耐食性を確保してチューブ内を流れる媒体の漏洩が
生じないようにすることがなされている。ところが、フ
ィン部材とチューブが濡れていない場合、あるいは、濡
れていても濡れた部分の液の導電率が低い場合、更には
電気化学的に最も卑であるフィン部材が濡れた部分から
離れている場合は、その陰極防食効果はほとんど期待で
きないことになるために、フィン部材のみによる防食機
構では不十分となり易い傾向がある。そこで従来では、
熱交換器のチューブ全体にＺｎ層を溶射またはメッキで
形成し、このＺｎ層による犠牲防食機構によってチュー
ブを防食する手法がとられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の如く従来の犠牲
陽極機構を有する熱交換器にあっては、チューブやろう
付け部よりもフィン部材が優先的に腐食することによっ
てチューブの耐食性が高められているが、フィン部材の
腐食速度が速く、比較的早期にフィン部材の一部が失わ
れることがあると、熱交換効率の低下や疲労強度の低下
を引き起こし易い問題があった。また、従来構造の熱交
換器のチューブにおいては、フィン部材による犠牲陽極
防食機構のみでは耐食性の面で不満があり、特に、防食
効果の及ばないフィン部材どうしの間で濡れた場合には
腐食が早期に進行しやすく、腐食により貫通孔が形成さ
れてしまうおそれもあった。次に、チューブ全体にＺｎ
層を溶射またはメッキにより形成することにより耐食性
は改善されるが、Ｚｎ層をチューブ全体に形成するため
に生産コストが上昇し、製造時間も長くなって製造効率
が低下してしまう問題があった。
陽極機構を有する熱交換器にあっては、チューブやろう
付け部よりもフィン部材が優先的に腐食することによっ
てチューブの耐食性が高められているが、フィン部材の
腐食速度が速く、比較的早期にフィン部材の一部が失わ
れることがあると、熱交換効率の低下や疲労強度の低下
を引き起こし易い問題があった。また、従来構造の熱交
換器のチューブにおいては、フィン部材による犠牲陽極
防食機構のみでは耐食性の面で不満があり、特に、防食
効果の及ばないフィン部材どうしの間で濡れた場合には
腐食が早期に進行しやすく、腐食により貫通孔が形成さ
れてしまうおそれもあった。次に、チューブ全体にＺｎ
層を溶射またはメッキにより形成することにより耐食性
は改善されるが、Ｚｎ層をチューブ全体に形成するため
に生産コストが上昇し、製造時間も長くなって製造効率
が低下してしまう問題があった。
【０００６】本発明は前記課題に鑑みてなされたおので
あって、チューブ全面にＺｎ層を形成しなくともチュー
ブが腐食し難いとともに、チューブとフィン部材にわた
って液が付着していない場合であってもチューブの耐食
性が高く、フィン部材の耐食性も高いとともに、疲労強
度の低下も少ない耐食性に優れた熱交換器を提供するこ
とを目的とする。
あって、チューブ全面にＺｎ層を形成しなくともチュー
ブが腐食し難いとともに、チューブとフィン部材にわた
って液が付着していない場合であってもチューブの耐食
性が高く、フィン部材の耐食性も高いとともに、疲労強
度の低下も少ない耐食性に優れた熱交換器を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、複数のヘッダーパイプと、これらのヘッダ
ーパイプ間に架設された複数のチューブと、各チューブ
にろう付けされたフィン部材とが具備されてなる熱交換
器において、前記フィン部材が、Ｍｎ：０.０５〜２.５
％、Ｚｎ：２.５〜８％、Ｓｉ：０.０２〜１.５％、Ｆ
ｅ：０.０５〜２.０％、Ｚｒ：０.０５〜０.２５％を含
有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合
金芯材の少なくとも一面に、Ａｌ合金ろう材層をクラッ
ドしたブレージングシートからなり、かつ、チューブと
フィン部材とのろう付け部のフィレット部にフィン部材
を構成する合金成分のうち、Ｚｎが拡散されてなり、ろ
う付け部のフィレット部と、フィン部材のアルミニウム
合金芯材と、チューブの順で電気化学的に次第に貴とな
るように構成されてなるものである。また、ろう材層
は、Ｚｎを含まないＡｌ-Ｓｉ系のＡｌ合金からなるこ
とが好ましい。
するために、複数のヘッダーパイプと、これらのヘッダ
ーパイプ間に架設された複数のチューブと、各チューブ
にろう付けされたフィン部材とが具備されてなる熱交換
器において、前記フィン部材が、Ｍｎ：０.０５〜２.５
％、Ｚｎ：２.５〜８％、Ｓｉ：０.０２〜１.５％、Ｆ
ｅ：０.０５〜２.０％、Ｚｒ：０.０５〜０.２５％を含
有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合
金芯材の少なくとも一面に、Ａｌ合金ろう材層をクラッ
ドしたブレージングシートからなり、かつ、チューブと
フィン部材とのろう付け部のフィレット部にフィン部材
を構成する合金成分のうち、Ｚｎが拡散されてなり、ろ
う付け部のフィレット部と、フィン部材のアルミニウム
合金芯材と、チューブの順で電気化学的に次第に貴とな
るように構成されてなるものである。また、ろう材層
は、Ｚｎを含まないＡｌ-Ｓｉ系のＡｌ合金からなるこ
とが好ましい。
【０００８】Ｚｎを含まないＡｌ合金ろう材層を芯材に
被覆してフィン部材を構成し、フィン部材の芯材にＺｎ
を２.５〜８％含有させたので、フィン部材をチューブ
にろう付けすることで芯材のＺｎはろう付け部分お溶融
凝固部分であるフィレット部に拡散される。これによ
り、ろう付け部のフィレット部と、フィン部材のアルミ
ニウム合金の芯材と、チューブの順で電気化学的に次第
に貴となるように各部材が配置されるので、ろう付け部
のフィレット部に比べてフィン部材が腐食し難くなり、
フィン部材よりもチューブが腐食し難くなる。これによ
り、フィン部材の全面にＺｎ層を設けなくともチューブ
およびフィン部材の防食効果を得ることができる。
被覆してフィン部材を構成し、フィン部材の芯材にＺｎ
を２.５〜８％含有させたので、フィン部材をチューブ
にろう付けすることで芯材のＺｎはろう付け部分お溶融
凝固部分であるフィレット部に拡散される。これによ
り、ろう付け部のフィレット部と、フィン部材のアルミ
ニウム合金の芯材と、チューブの順で電気化学的に次第
に貴となるように各部材が配置されるので、ろう付け部
のフィレット部に比べてフィン部材が腐食し難くなり、
フィン部材よりもチューブが腐食し難くなる。これによ
り、フィン部材の全面にＺｎ層を設けなくともチューブ
およびフィン部材の防食効果を得ることができる。
【０００９】前記の構成において前記アルミニウム合金
芯材に、更に、Ｔｉ：０.０５〜２.５％、Ｃｒ：０.０
２〜１.５％、Ｖ：０.０５〜０.７％、Ｃｕ：０.０５〜
０.７％、Ｍｇ：０.０５〜０.７％の内、１種または２
種以上が含有されてなる構成とすることもできる。これ
らの元素が添加されることで、アルミニウム合金芯材の
組織が微細化し、疲労強度が向上する。
芯材に、更に、Ｔｉ：０.０５〜２.５％、Ｃｒ：０.０
２〜１.５％、Ｖ：０.０５〜０.７％、Ｃｕ：０.０５〜
０.７％、Ｍｇ：０.０５〜０.７％の内、１種または２
種以上が含有されてなる構成とすることもできる。これ
らの元素が添加されることで、アルミニウム合金芯材の
組織が微細化し、疲労強度が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係る熱交換
器の一例を示すもので、この例の熱交換器Ａは、左右に
配置されて上下方向に伸びるヘッダーパイプ１、２と、
これらのヘッダーパイプ１、２の間に相互の間に間隙を
あけて互いに平行に、かつ、ヘッダーパイプ１、２に対
して直角に接合された複数のチューブ３と、チューブ３
にそれぞれろう付けされた波形のフィン４を主体として
構成されている。前記ヘッダーパイプ１、２とチューブ
３とフィン部材４は、それぞれ熱伝導性に優れたＡｌま
たはＡｌ合金から構成されているが、これらの中でチュ
ーブ３は後述の組成のＡｌ合金の押出材から構成され、
フィン部材４は、後述の組成のＡｌ合金の芯材４ａと、
この芯材４ａの表面と裏面を覆って設けられた後述の組
成のＡｌ合金からなるろう材層４ｂとからなるブレージ
ングシートをフィン状に加工することで構成されてい
る。
施の形態について説明する。図１は本発明に係る熱交換
器の一例を示すもので、この例の熱交換器Ａは、左右に
配置されて上下方向に伸びるヘッダーパイプ１、２と、
これらのヘッダーパイプ１、２の間に相互の間に間隙を
あけて互いに平行に、かつ、ヘッダーパイプ１、２に対
して直角に接合された複数のチューブ３と、チューブ３
にそれぞれろう付けされた波形のフィン４を主体として
構成されている。前記ヘッダーパイプ１、２とチューブ
３とフィン部材４は、それぞれ熱伝導性に優れたＡｌま
たはＡｌ合金から構成されているが、これらの中でチュ
ーブ３は後述の組成のＡｌ合金の押出材から構成され、
フィン部材４は、後述の組成のＡｌ合金の芯材４ａと、
この芯材４ａの表面と裏面を覆って設けられた後述の組
成のＡｌ合金からなるろう材層４ｂとからなるブレージ
ングシートをフィン状に加工することで構成されてい
る。
【００１１】次に、前記チューブ３は、ＭｎとＣｕとＳ
ｉとＭｇを添加したＡｌ合金の押出材から形成され、各
添加元素の含有量は、０.１％≦Ｍｎ≦１.５％、０.０
５％≦Ｃｕ≦１.０％、０.１％≦Ｓｉ≦１.０％、０.０
５％≦Ｍｇ≦１.０％、０.０５％≦Ｚｒ≦０.２５％、
０.０２％≦Ｔｉ≦０.２５％の関係を満足することが好
ましい。
ｉとＭｇを添加したＡｌ合金の押出材から形成され、各
添加元素の含有量は、０.１％≦Ｍｎ≦１.５％、０.０
５％≦Ｃｕ≦１.０％、０.１％≦Ｓｉ≦１.０％、０.０
５％≦Ｍｇ≦１.０％、０.０５％≦Ｚｒ≦０.２５％、
０.０２％≦Ｔｉ≦０.２５％の関係を満足することが好
ましい。
【００１２】前記アルミニウム合金芯材４ａは、Ａｌに
対し、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｒを添加したＡｌ合
金から構成され、各添加元素の含有量は、０.０５％≦
Ｍｎ≦２.５％、２.５％≦Ｚｎ≦８％、０.０２％≦Ｓ
ｉ≦１.５％、０.０５％≦Ｆｅ≦２.０％、０.０５％≦
Ｚｒ≦０.２５％の関係を満足することが好ましい。ま
た、他の組成例として、前記の組成に加えて、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｍｇの内、１種または２種以上を０.０
２％≦Ｔｉ≦０.２５％、０.０５％≦Ｃｒ≦０.２５
％、０.０５％≦Ｖ≦０.２５％、０.０５％≦Ｃｕ≦０.
７％、０.０５％≦Ｍｇ≦０.７％の関係を満足するよう
に添加することができる。更に、ろう材層４ｂは、Ｚｎ
を含まないＡｌ-Ｓｉ系のＡｌ合金から構成され、Ｓｉ
含有量は、７％≦Ｓｉ≦１０％の範囲が好ましい。
対し、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｒを添加したＡｌ合
金から構成され、各添加元素の含有量は、０.０５％≦
Ｍｎ≦２.５％、２.５％≦Ｚｎ≦８％、０.０２％≦Ｓ
ｉ≦１.５％、０.０５％≦Ｆｅ≦２.０％、０.０５％≦
Ｚｒ≦０.２５％の関係を満足することが好ましい。ま
た、他の組成例として、前記の組成に加えて、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｍｇの内、１種または２種以上を０.０
２％≦Ｔｉ≦０.２５％、０.０５％≦Ｃｒ≦０.２５
％、０.０５％≦Ｖ≦０.２５％、０.０５％≦Ｃｕ≦０.
７％、０.０５％≦Ｍｇ≦０.７％の関係を満足するよう
に添加することができる。更に、ろう材層４ｂは、Ｚｎ
を含まないＡｌ-Ｓｉ系のＡｌ合金から構成され、Ｓｉ
含有量は、７％≦Ｓｉ≦１０％の範囲が好ましい。
【００１３】次に、フィン部材４の折曲部４Ａとチュー
ブ３のろう付け部を図２に拡大して示すが、フィン部材
４の折曲部４Ａがチューブ３の外周部に当接され、この
当接部まわりのろう材層４ｂが、ろう付け時の熱により
溶融凝固されて折曲部分４Ａの先端部周りを覆ってろう
付け部６が形成され、このろう付け部６においてろう材
層４ｂが溶融して拡がった部分がフィレット部６ａとさ
れ、このフィレット部６ａにはＺｎの拡散濃縮部が形成
されている。以上のことから、前記ろう付け部６のフィ
レット部６ａとその周囲部分の構造において、フィレッ
ト部６ａと芯材４ａとチューブ３の順に次第に電気化学
的に貴になるように各部材が設けられている。
ブ３のろう付け部を図２に拡大して示すが、フィン部材
４の折曲部４Ａがチューブ３の外周部に当接され、この
当接部まわりのろう材層４ｂが、ろう付け時の熱により
溶融凝固されて折曲部分４Ａの先端部周りを覆ってろう
付け部６が形成され、このろう付け部６においてろう材
層４ｂが溶融して拡がった部分がフィレット部６ａとさ
れ、このフィレット部６ａにはＺｎの拡散濃縮部が形成
されている。以上のことから、前記ろう付け部６のフィ
レット部６ａとその周囲部分の構造において、フィレッ
ト部６ａと芯材４ａとチューブ３の順に次第に電気化学
的に貴になるように各部材が設けられている。
【００１４】フィン部材４の芯材４ａに含有させるＺｎ
は、ろう付け時にろう材層４ｂとろう付け部６へ拡散
し、ろう付け時に液相へ濃縮することによりフィレット
部６ａの電気化学的性質を最も卑にする作用を奏する。
Ｚｎの含有量を前記の範囲を超える量とすると、芯材４
ａとろう材層４ｂとろう付け部６の融点を低くするため
に、ろう付け時に強度低下あるいはろう付け部分が完全
に溶融してしまう問題を引き起こす。また、Ｍｎ、Ｓ
ｉ、Ｆｅ、Ｚｒは、ろう付け後に微細な金属間化合物と
して分散し、ろう付け部の疲労強度を向上させるととも
に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖは、組織を微細化して疲労強度を向
上させるが、これらの元素が前記の範囲を超えるようで
あるとフィン部材４としての加工性が低下し、前記の範
囲を下回るようであると前記効果が不十分になる。
は、ろう付け時にろう材層４ｂとろう付け部６へ拡散
し、ろう付け時に液相へ濃縮することによりフィレット
部６ａの電気化学的性質を最も卑にする作用を奏する。
Ｚｎの含有量を前記の範囲を超える量とすると、芯材４
ａとろう材層４ｂとろう付け部６の融点を低くするため
に、ろう付け時に強度低下あるいはろう付け部分が完全
に溶融してしまう問題を引き起こす。また、Ｍｎ、Ｓ
ｉ、Ｆｅ、Ｚｒは、ろう付け後に微細な金属間化合物と
して分散し、ろう付け部の疲労強度を向上させるととも
に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖは、組織を微細化して疲労強度を向
上させるが、これらの元素が前記の範囲を超えるようで
あるとフィン部材４としての加工性が低下し、前記の範
囲を下回るようであると前記効果が不十分になる。
【００１５】次に、Ｃｕ、Ｍｇは、固溶または析出物と
して分散してろう付け後の疲労強度を向上させるが、特
にＣｕは、フィン部材４の表面から内部へ向けて電気化
学的な勾配を形成させ、芯材４ａの耐食性を向上させ
る。Ｃｕ、Ｍｇの含有量が前記の範囲を超えると、耐食
性が低下するが、特にＣｕは液相に濃縮してフィレット
部６ａの電位を貴にしてしまう。また、Ｃｕ、Ｍｇの添
加量が前記範囲よりも少ない場合はろう付け後の疲労強
度向上効果が不十分になり易く、電気化学的な電位勾配
を形成する効果も不足になり易い。
して分散してろう付け後の疲労強度を向上させるが、特
にＣｕは、フィン部材４の表面から内部へ向けて電気化
学的な勾配を形成させ、芯材４ａの耐食性を向上させ
る。Ｃｕ、Ｍｇの含有量が前記の範囲を超えると、耐食
性が低下するが、特にＣｕは液相に濃縮してフィレット
部６ａの電位を貴にしてしまう。また、Ｃｕ、Ｍｇの添
加量が前記範囲よりも少ない場合はろう付け後の疲労強
度向上効果が不十分になり易く、電気化学的な電位勾配
を形成する効果も不足になり易い。
【００１６】チューブ３に含有させる元素として、Ｍ
ｎ、Ｃｕは、耐孔食性を向上させるためであり、Ｓｉ、
Ｍｇはろう付け後に微細な金属間化合物として分散し疲
労強度を向上させるためであり、ＺｒとＴｉは組織を微
細化して疲労強度を向上させるためである。これらの元
素の含有量が前記の範囲を超えるようであると、押出性
が低下し、前記範囲を下回ると前述の各効果が不十分と
なり易い。なお、本発明においては、ろう材層４ｂの組
成と、それの周囲に配置される芯材４ａとフィレット部
６ａとチューブ３の電気化学的性質が前述の関係を満た
していれば良いので、後述するろう付け条件、および、
フィン部材４の芯材４ａとその他の部材の化学的な組成
等は前記の範囲に限定されないのは勿論である。
ｎ、Ｃｕは、耐孔食性を向上させるためであり、Ｓｉ、
Ｍｇはろう付け後に微細な金属間化合物として分散し疲
労強度を向上させるためであり、ＺｒとＴｉは組織を微
細化して疲労強度を向上させるためである。これらの元
素の含有量が前記の範囲を超えるようであると、押出性
が低下し、前記範囲を下回ると前述の各効果が不十分と
なり易い。なお、本発明においては、ろう材層４ｂの組
成と、それの周囲に配置される芯材４ａとフィレット部
６ａとチューブ３の電気化学的性質が前述の関係を満た
していれば良いので、後述するろう付け条件、および、
フィン部材４の芯材４ａとその他の部材の化学的な組成
等は前記の範囲に限定されないのは勿論である。
【００１７】前記構造の熱交換器Ａを製造する場合にフ
ィン部材４をチューブ３にろう付けするには、ブレージ
ングシートからなるフィン部材４をチューブ３に当接し
た状態で当接部分まわりを５９０℃以上の温度に、例え
ば、３分以上加熱してフィン部材４の表面のろう材層４
ｂを溶融させ、その後に溶融部分を冷却して凝固させ、
フィレット部６ａを形成することでろう付けができる。
ここで、通常の熱交換器においてフィン部材をチューブ
にろう付けするには、比較的低温度で行っているが、本
願発明の構造を実現するには、５９０℃以上の高温に３
分程度以上加熱することが好ましい。
ィン部材４をチューブ３にろう付けするには、ブレージ
ングシートからなるフィン部材４をチューブ３に当接し
た状態で当接部分まわりを５９０℃以上の温度に、例え
ば、３分以上加熱してフィン部材４の表面のろう材層４
ｂを溶融させ、その後に溶融部分を冷却して凝固させ、
フィレット部６ａを形成することでろう付けができる。
ここで、通常の熱交換器においてフィン部材をチューブ
にろう付けするには、比較的低温度で行っているが、本
願発明の構造を実現するには、５９０℃以上の高温に３
分程度以上加熱することが好ましい。
【００１８】このような高温に加熱してろう付けするこ
とにより、ろう材層４ｂが溶融し、液相と固相に分かれ
るが、この際にＺｎは液相中に濃縮し、芯材４ａあるい
はろう材層４ｂの固相部分よりも濃度が高くなる。この
際にフィレット部６ａを形成するのは溶融部分であるか
ら、フィレット部６ａの電気化学的性質は最も卑にな
る。従って、ろう付け部６のフィレット部６ａと、フィ
ン部材４の芯材４ａと、チューブ３の順で電気化学的に
次第に貴となるように構成される。このような間系か
ら、ろう付けの際の加熱温度は、ろう付け部分に液相が
十分に生成され、Ｚｎがフィレット部６ａに十分に拡散
濃縮されるための温度範囲、即ち、５８０℃〜６００℃
の範囲でより高い温度が好ましい。
とにより、ろう材層４ｂが溶融し、液相と固相に分かれ
るが、この際にＺｎは液相中に濃縮し、芯材４ａあるい
はろう材層４ｂの固相部分よりも濃度が高くなる。この
際にフィレット部６ａを形成するのは溶融部分であるか
ら、フィレット部６ａの電気化学的性質は最も卑にな
る。従って、ろう付け部６のフィレット部６ａと、フィ
ン部材４の芯材４ａと、チューブ３の順で電気化学的に
次第に貴となるように構成される。このような間系か
ら、ろう付けの際の加熱温度は、ろう付け部分に液相が
十分に生成され、Ｚｎがフィレット部６ａに十分に拡散
濃縮されるための温度範囲、即ち、５８０℃〜６００℃
の範囲でより高い温度が好ましい。
【００１９】前記のように電気化学的な電位関係となる
ならば、これらの部材およびその周囲が湿ってフィン部
材４とフィレット部６とチューブ３にまたがって腐食液
が付着し腐食環境にされた場合に、フィレット部６ａが
最初に犠牲陽極になって腐食するので、チューブ３とフ
ィン部材４を防食することができる。また、仮にフィレ
ット部６ａとチューブ３との間で濡れて、フィン部材４
が濡れていない場合であっても、フィレット部６ａが犠
牲的に腐食することによりチューブ３を防食できるとと
もに、フィレット部６ａとフィン部材４が濡れてチュー
ブ３が濡れていない場合であっても、フィレット部６ａ
が犠牲的に腐食することによりフィン部材４を防食でき
る。
ならば、これらの部材およびその周囲が湿ってフィン部
材４とフィレット部６とチューブ３にまたがって腐食液
が付着し腐食環境にされた場合に、フィレット部６ａが
最初に犠牲陽極になって腐食するので、チューブ３とフ
ィン部材４を防食することができる。また、仮にフィレ
ット部６ａとチューブ３との間で濡れて、フィン部材４
が濡れていない場合であっても、フィレット部６ａが犠
牲的に腐食することによりチューブ３を防食できるとと
もに、フィレット部６ａとフィン部材４が濡れてチュー
ブ３が濡れていない場合であっても、フィレット部６ａ
が犠牲的に腐食することによりフィン部材４を防食でき
る。
【００２０】従って前記の構造によれば、フィン部材４
とフィレット部６ａとチューブ３とに渡って腐食液が接
触してこれらが濡れている場合は勿論、フィン部材４と
フィレット部とが濡れている場合、あるいは、フィレッ
ト部４とチューブ３とが濡れている場合であっても、防
食機構が完全に作用し、チューブ３あるいはフィン部材
４の防食効果を得ることができる。また、前記の構造に
よれば、フィン部材４の全面にＺｎ溶射などの防食処理
を施す必要はなく、その分製造コストを削減でき、製造
工程の簡略化もできる。
とフィレット部６ａとチューブ３とに渡って腐食液が接
触してこれらが濡れている場合は勿論、フィン部材４と
フィレット部とが濡れている場合、あるいは、フィレッ
ト部４とチューブ３とが濡れている場合であっても、防
食機構が完全に作用し、チューブ３あるいはフィン部材
４の防食効果を得ることができる。また、前記の構造に
よれば、フィン部材４の全面にＺｎ溶射などの防食処理
を施す必要はなく、その分製造コストを削減でき、製造
工程の簡略化もできる。
【００２１】
【実施例】熱交換器（コンデンサ）に図１と図２に示す
本願発明の構造を採用した。この構造において、チュー
ブとしてＪＩＳ規定のＡ１０５０合金を用い、フィン部
材の芯材を表１の組成のＡｌ合金、ろう材層をＡｌ-７.
５％Ｓｉの組成のＡｌ合金ろう材から構成した。ろう付
けは、６００℃で３分間、フラックス塗布Ｎ2ガス雰囲
気中ノコロックろう付け法で行うものとし、フィン部材
の折曲部とチューブとの当接部分のろう材層を溶融凝固
させて熱交換器を組み立てた。
本願発明の構造を採用した。この構造において、チュー
ブとしてＪＩＳ規定のＡ１０５０合金を用い、フィン部
材の芯材を表１の組成のＡｌ合金、ろう材層をＡｌ-７.
５％Ｓｉの組成のＡｌ合金ろう材から構成した。ろう付
けは、６００℃で３分間、フラックス塗布Ｎ2ガス雰囲
気中ノコロックろう付け法で行うものとし、フィン部材
の折曲部とチューブとの当接部分のろう材層を溶融凝固
させて熱交換器を組み立てた。
【００２２】この熱交換器に対し、塩水噴霧４時間→乾
燥２時間→湿潤２時間の乾湿サイクルを付加するサイク
ル試験を行い、腐食孔が形成されて腐食貫通が生じるま
での時間を測定して耐食性を評価した。また、前記の腐
食サイクル試験条件に５００時間暴露して腐食させた
後、疲労強度を評価する目的で無荷重負荷と荷重１０ｋ
ｇを周波数３０Ｈｚで繰り返し負荷する疲労試験を行
い、疲労破壊による漏れを生じるまでの繰り返し数を測
定した。
燥２時間→湿潤２時間の乾湿サイクルを付加するサイク
ル試験を行い、腐食孔が形成されて腐食貫通が生じるま
での時間を測定して耐食性を評価した。また、前記の腐
食サイクル試験条件に５００時間暴露して腐食させた
後、疲労強度を評価する目的で無荷重負荷と荷重１０ｋ
ｇを周波数３０Ｈｚで繰り返し負荷する疲労試験を行
い、疲労破壊による漏れを生じるまでの繰り返し数を測
定した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】表２に示すＮｏ.１〜５の試験結果が本願
発明例に相当し、いずれも、ろう付け部のフィレット部
と、フィン部材のアルミニウム合金芯材と、チューブの
順で電気化学的に次第に貴となるように部材が配置され
た例、即ち、孔食電位（ｍＶ VSＳＣＥ）の値がこれらの
順に大きくなる関係とされた例である。表２に示す結果
から明らかなように、これらの順で孔食電位が調整さ
れ、更にフィレット部のＺｎ濃度が高くされたＮｏ.１
〜５の試料は、いずれも、優れた耐食性を備えているこ
とが明らかである。また、孔食電位を前記の順番に揃え
た構成であっても、フィレット部のＺｎ濃度が低いＮ
ｏ.１２、１３の試料と、フィレット部にＺｎを含んで
いないＮｏ.１４の試料はいずれも耐食性に劣ることが
明らかである。
発明例に相当し、いずれも、ろう付け部のフィレット部
と、フィン部材のアルミニウム合金芯材と、チューブの
順で電気化学的に次第に貴となるように部材が配置され
た例、即ち、孔食電位（ｍＶ VSＳＣＥ）の値がこれらの
順に大きくなる関係とされた例である。表２に示す結果
から明らかなように、これらの順で孔食電位が調整さ
れ、更にフィレット部のＺｎ濃度が高くされたＮｏ.１
〜５の試料は、いずれも、優れた耐食性を備えているこ
とが明らかである。また、孔食電位を前記の順番に揃え
た構成であっても、フィレット部のＺｎ濃度が低いＮ
ｏ.１２、１３の試料と、フィレット部にＺｎを含んで
いないＮｏ.１４の試料はいずれも耐食性に劣ることが
明らかである。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ろう付け
部のフィレット部と、フィン部材のアルミニウム合金芯
材と、チューブの順で電気化学的に次第に貴となるよう
に部材が配置されるので、ろう付け部のフィレット部よ
りもフィン部材が腐食し難くなり、フィン部材よりもチ
ューブが腐食し難くなる。これにより、特にフィン部材
の全面にＺｎ層を設けなくともチューブおよびフィン部
材の防食効果を得ることができる。従って従来必要であ
った全面Ｚｎ層を省略できるので、製造工程の簡略化、
製造コストの削減を実現できる。
部のフィレット部と、フィン部材のアルミニウム合金芯
材と、チューブの順で電気化学的に次第に貴となるよう
に部材が配置されるので、ろう付け部のフィレット部よ
りもフィン部材が腐食し難くなり、フィン部材よりもチ
ューブが腐食し難くなる。これにより、特にフィン部材
の全面にＺｎ層を設けなくともチューブおよびフィン部
材の防食効果を得ることができる。従って従来必要であ
った全面Ｚｎ層を省略できるので、製造工程の簡略化、
製造コストの削減を実現できる。
【００２７】また、相対的に厚さが大きく、応力が集中
し難いろう付け部のフィレット部をチューブよりも優先
的に腐食させることにより、チューブの腐食を防止し、
チューブの腐食による疲労強度低下を防止することがで
きる。更に、フィン部材よりもろう付け部のフィレット
部の電位を卑とすることにより、ろう付け部のフィレッ
ト部を犠牲陽極として働かせることができる。このよう
にすることによって、フィン部材とチューブにまたがっ
て液が付着していなくて、これらが濡れていなくとも、
距離的に近いろう付け部のフィレット部とチューブにま
たがって液が付着してこれらが濡れていればチューブの
防食が可能になる。また、距離的に近いフィン部材とフ
ィレット部にまたがって液が付着してこれらが濡れてい
れば、フィレット部が犠牲陽極になるので、フィン部材
の防食効果を得ることができる。
し難いろう付け部のフィレット部をチューブよりも優先
的に腐食させることにより、チューブの腐食を防止し、
チューブの腐食による疲労強度低下を防止することがで
きる。更に、フィン部材よりもろう付け部のフィレット
部の電位を卑とすることにより、ろう付け部のフィレッ
ト部を犠牲陽極として働かせることができる。このよう
にすることによって、フィン部材とチューブにまたがっ
て液が付着していなくて、これらが濡れていなくとも、
距離的に近いろう付け部のフィレット部とチューブにま
たがって液が付着してこれらが濡れていればチューブの
防食が可能になる。また、距離的に近いフィン部材とフ
ィレット部にまたがって液が付着してこれらが濡れてい
れば、フィレット部が犠牲陽極になるので、フィン部材
の防食効果を得ることができる。
【００２８】更に、仮に、フィン部材とチューブにまた
がって液が付着してこれらが濡れていても、濡れた部分
に存在する液の導電率が低いと、チューブから距離的に
離れているフィン部材の防食効果は期待できないが、犠
牲陽極がろう付け部のフィレット部であるならば、ろう
付け部のフィレット部がチューブに接触している関係か
ら、フィレット部とチューブが同時に濡れる場合に液の
導電率が低くてもチューブの防食効果を確実に得ること
ができる。また、同様に、フィレット部がフィン部材に
接触している関係から、フィレット部が犠牲陽極になる
ならば、フィレット部とフィン部材が同時に濡れる場合
に液の導電率が低くてもフィン部材の防食効果を確実に
得ることができる。
がって液が付着してこれらが濡れていても、濡れた部分
に存在する液の導電率が低いと、チューブから距離的に
離れているフィン部材の防食効果は期待できないが、犠
牲陽極がろう付け部のフィレット部であるならば、ろう
付け部のフィレット部がチューブに接触している関係か
ら、フィレット部とチューブが同時に濡れる場合に液の
導電率が低くてもチューブの防食効果を確実に得ること
ができる。また、同様に、フィレット部がフィン部材に
接触している関係から、フィレット部が犠牲陽極になる
ならば、フィレット部とフィン部材が同時に濡れる場合
に液の導電率が低くてもフィン部材の防食効果を確実に
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る熱交換器の全体を示す側面図。
【図２】 図１に示す熱交換器の要部拡大図。
Ａ 熱交換器 １、２ ヘッダーパイプ ３ チューブ ４ フィン部材 ４ａ 芯材 ４ｂ ろう材層 ６ ろう付け部 ６ａ フィレット部
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のヘッダーパイプと、これらのヘッ
ダーパイプ間に架設された複数のチューブと、各チュー
ブにろう付けされたフィン部材とが具備されてなる熱交
換器において、 前記フィン部材が、 Ｍｎ：０.０５〜２.５％、 Ｚｎ：２.５〜８％、 Ｓｉ：０.０２〜１.５％、 Ｆｅ：０.０５〜２.０％、 Ｚｒ：０.０５〜０.２５％ を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金芯材の少なくとも一面に、Ａｌ合金ろう材層をク
ラッドしたブレージングシートからなり、かつ、チュー
ブとフィン部材とのろう付け部のフィレット部にフィン
部材を構成する合金成分のうち、Ｚｎが拡散されてな
り、ろう付け部のフィレット部と、フィン部材のアルミ
ニウム合金芯材と、チューブの順で電気化学的に次第に
貴となるように構成され、チューブが押出管からなるこ
とを特徴とする耐食性に優れた熱交換器。 - 【請求項２】 前記アルミニウム合金芯材に、更に、 Ｔｉ：０.０２〜０.２５％、 Ｃｒ：０.０５〜０.２５％、 Ｖ：０.０５〜０.２５％、 Ｃｕ：０.０５〜０.７％、 Ｍｇ：０.０５〜０.７％ の内、１種または２種以上が含有されてなることを特徴
とする請求項１記載の耐食性に優れた熱交換器。 - 【請求項３】 前記ろう材層が、Ｚｎを含まないＡｌ-
Ｓｉ系合金からなることを特徴とする請求項１または２
記載の耐食性に優れた熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23566296A JPH1081931A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 耐食性に優れた熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23566296A JPH1081931A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 耐食性に優れた熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081931A true JPH1081931A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=16989345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23566296A Pending JPH1081931A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 耐食性に優れた熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1081931A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040038A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Showa Denko K.K. | Heat exchanger, heat exchanger tube member, heat exchanger fin member and process for fabricating the heat exchanger |
| JP2016099100A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
| JP2016099101A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
| JP2019138623A (ja) * | 2019-05-16 | 2019-08-22 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP23566296A patent/JPH1081931A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040038A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Showa Denko K.K. | Heat exchanger, heat exchanger tube member, heat exchanger fin member and process for fabricating the heat exchanger |
| CN100425939C (zh) * | 2002-10-30 | 2008-10-15 | 昭和电工株式会社 | 热交换器 |
| JP2016099100A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
| JP2016099101A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
| JP2019138623A (ja) * | 2019-05-16 | 2019-08-22 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060613 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |