JPH1110324A

JPH1110324A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH1110324A
Application number: JP17132697A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujiyoshi; 達也藤吉
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で、しかも優れた耐久性及び熱交換性能
を有する構造を、特にコストを高くする事なく実現す
る。【解決手段】ステンレス鋼板製の伝熱管１、１の表面
に、表面処理層４を介してろう材５を被覆する。このろ
う材５により、上記各伝熱管１、１と、アルミニウム製
のフィン２とをろう付けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る熱交換器は、
例えば自動車の空気調和装置に組み込まれて空気を加温
し車室内を暖房する為のヒータコアとして、或は水冷エ
ンジンの冷却水を放熱する為のラジエータとして、更に
はコンプレッサから吐出された冷媒を凝縮液化する為の
コンデンサとして、それぞれ利用できる。

【従来の技術】

【０００２】ヒータコア、ラジエータ、コンデンサ等と
して使用する熱交換器は、それぞれが扁平管状に造られ
た多数の伝熱管と、コルゲート型の多数のフィンとを交
互に重ね合わせたコア部を有する。上記多数の伝熱管の
両端部は、それぞれ１対のヘッダ若しくはタンク内に連
通させている。この様な熱交換器の使用時には、上記１
対のヘッダ若しくはタンクの間で、冷却水或は冷媒等の
流体を、上記多数の伝熱管を通じて流通させる。そし
て、この流体と、上記コア部を通過しつつ流れる空気と
の間で熱交換を行なわせる。

【０００３】上述の様な熱交換器の伝熱管及びフィンを
構成する為に従来は、アルミニウム合金を使用してい
た。例えば、ヒータコア或はラジエータとして使用する
熱交換器の場合には、伝熱管を、芯材の内周面側に犠牲
材を、同じく外周面にろう材を、それぞれ積層（クラッ
ド）した、所謂両面クラッド材により構成している。
又、上記芯材を構成するアルミニウム合金としては３０
０３材（ＪＩＳＨ４０００）を、上記犠牲材を構成
するアルミニウム合金としては７０７２材（ＪＩＳＨ
４０００）を、上記ろう材を構成するアルミニウム合金
としては４３４３材を、一般的に使用している。更に、
上記フィンを構成するアルミニウム合金としては、上記
３００３材のZn含有量を１．５重量％に増やして電位を
卑としたものを、一般的に使用している。この様な組み
合わせにより、上記芯材の腐蝕を抑制し、必要とする耐
久性（耐蝕性）を確保している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の様に、伝熱管及
びフィンを、総てアルミニウム合金により造ると、必要
とする強度並びに耐久性を確保する為には、上記伝熱管
の肉厚を極端に小さくする事はできない。この為、アル
ミニウム合金自体、比重が小さく伝熱率が良好な金属で
はあるが、軽量化並びに熱交換性能の向上に限界があ
る。上記伝熱管を、アルミニウム合金に比べて遥かに優
れた耐蝕性を有するステンレス鋼板により造れば、アル
ミニウム合金により造る場合に比べて、伝熱管の肉厚を
遥かに薄くできて、軽量化と熱交換性能の向上とを図れ
る。但し、この場合に於いても、フィンは、軽量で加工
が容易なアルミニウム合金製である事が好ましい。即
ち、湾曲部と平坦部とを交互に連続させたコルゲート型
で、各平坦部にルーバを形成したフィンを、ステンレス
鋼板の如く、比較的硬い金属により造ると、成形用刃物
の耐久性確保が難しく、フィン並びに当該フィンを組み
込んだ熱交換器の製造コストが嵩んでしまう。本発明は
この様な事情に鑑みて、伝熱管の耐蝕性を十分に確保し
つつ軽量化並びに熱交換性能の向上を図ると同時に、フ
ィンの製作コストの増大を抑えられる構造を実現すべく
考えたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は、従
来から広く知られている熱交換器と同様、図１に示す様
に、多数の伝熱管１、１とフィン２とから成るコア部３
を有する。そして、冷却水、冷媒等、上記多数の伝熱管
１、１の内部を流れる流体と、上記コア部３を通過しつ
つ流れる空気との間で熱交換を行なわせる。この為に、
図示は省略したが、上記多数の伝熱管１、１の両端部
は、ヘッダ或はタンクの内部に通じさせている。

【０００６】特に、本発明の熱交換器に於いては、上記
多数の伝熱管１、１を、ＳＵＳ３０４（ＪＩＳＧ４
３０４）等のステンレス鋼板製としている。一方、上記
多数のフィン２は、１０５０材（ＪＩＳＨ４００
０）等のアルミニウム若しくはアルミニウム合金製とし
ている。更に、上記ステンレス鋼板製の各伝熱管１、１
と、上記アルミニウム若しくはアルミニウム合金製のフ
ィン２とを、ろう付けにより一体的に接合する為、上記
多数の伝熱管１、１の表面には、表面処理層４を介し
て、アルミニウム合金製のろう材５を被覆している。そ
して、上記多数の伝熱管１、１とフィン２とは、上記ろ
う材５により、ろう付け固定している。

【０００７】尚、上記表面処理層４は、上記ろう材５を
構成するアルミニウム合金中のアルミニウムとステンレ
ス鋼とが合金若しくは脆弱な金属間化合物を形成するの
を防止して、上記ろう材５とステンレス鋼製の伝熱管１
との結合強度を十分に確保する為のもので、例えば、窒
化物処理層が好ましく利用できる。上記伝熱管１の表面
に窒化物処理層である表面処理層４を形成した後、この
表面処理層４の表面に、例えば４０４５材等、Siを１０
重量％程度含むアルミニウム合金であるろう材５をメッ
キすれば、このろう材５と上記伝熱管１を構成するステ
ンレス鋼板とを十分な強度で接合できる。

【０００８】そこで、それぞれがろう材５を被覆した多
数の伝熱管１、１と、上記多数のフィン２とを、ヘッダ
等他の部材と組み合わせた状態で、加熱炉中で加熱すれ
ば、上記多数の伝熱管１、１とフィン２とを、一体的に
ろう付け接合できる。このろう付け接合作業は、弗化物
系フラックス等、周知の非腐食性フラックスをろう付け
部に塗布した後、窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気中
で、６００℃で３分間程度加熱する事により行なう。
尚、上記表面処理層４は、アルミニウムとステンレス鋼
とが合金若しくは脆弱な金属間化合物を形成するのを防
止できるものであれば良く、上記窒化物処理層の他に
も、例えば特開昭６０−１３３９７１号公報に記載され
た様な、Snメッキ層、或は特開平２−６３８６１号公報
に記載された様な、TiのＰＶＤ（物理的気相蒸着）処理
層等が使用可能である。

【０００９】

【作用】以上に述べた通り構成する本発明の熱交換器
は、伝熱管１、１を、アルミニウム合金に比べて遥かに
優れた耐蝕性を有するステンレス鋼板により構成してい
る為、これら各伝熱管１、１の肉厚を、例えば８０μｍ
程度と小さくしても、十分な耐久性を確保できる。この
為、熱交換器の軽量化を図れるだけでなく、上記多数の
伝熱管１、１の内部を流れる流体と外部を流れる空気と
の熱交換効率を向上させて、熱交換性能を高める事がで
きる。

【００１０】又、フィン２には、上記伝熱管１、１の防
蝕を図る為の犠牲材としての機能を要求しないので、フ
ィン２を構成するアルミニウム合金の材質を自由に選択
できる。即ち、このフィン２を構成するアルミニウム合
金の材質は、ろう材５による伝熱管１、１とフィン２と
のろう付け性を確保できる限り、自由に選択できる。例
えば、１０５０材等、純Al若しくは純Alに近いアルミニ
ウム合金製で、厚さが６０〜７０μｍ程度の板材が、熱
交換性能の面から好ましく利用できる。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、軽量でしかも優れた熱交換性能を有する熱
交換器を、特にコストを高くする事なく実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器の部分拡大断面図。

【符号の説明】

１伝熱管２フィン３コア部４表面処理層５ろう材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の伝熱管とフィンとから成るコア部
を有し、上記多数の伝熱管の内部を流れる流体と上記コ
ア部を通過しつつ流れる空気との間で熱交換を行なわせ
る熱交換器に於いて、上記多数の伝熱管はステンレス鋼
板製であり、上記フィンはアルミニウム若しくはアルミ
ニウム合金製であり、上記伝熱管の表面には、アルミニ
ウムとステンレス鋼とが合金若しくは脆弱な金属間化合
物を形成するのを防止する為の表面処理層を介してアル
ミニウム合金製のろう材が被覆されており、上記伝熱管
とフィンとは、このろう材によりろう付け固定されてい
る事を特徴とする熱交換器。
【請求項２】表面処理層が窒化物処理層である、請求
項１に記載した熱交換器。