JPH11142078A - Aluminum heat exchanger and its manufacture - Google Patents

Aluminum heat exchanger and its manufacture

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JPH11142078A
JPH11142078A JP30453897A JP30453897A JPH11142078A JP H11142078 A JPH11142078 A JP H11142078A JP 30453897 A JP30453897 A JP 30453897A JP 30453897 A JP30453897 A JP 30453897A JP H11142078 A JPH11142078 A JP H11142078A
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JP
Japan
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tube
sacrificial corrosion
heat exchanger
fluid passage
aluminum
Prior art date
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Application number
JP30453897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Yamauchi
山内  芳幸
Taketoshi Toyama
猛敏 外山
Yasuaki Isobe
保明 磯部
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow an assurance of a corrosion resistance of a porous flat tube and a lightening of the tube to be compatible in a heat exchanger using the tube. SOLUTION: Recesses are formed at sites of an outer periphery of a porous flat tube 14 having many fluid passage holes 141 between the holes 141, and sacrificial corrosion materials are filled in the recesses to partly form a sacrificial corrosion layer 144 on an outer periphery of a tube body 140. Thus, a minimum thickness t3 of a non-sacrificial corrosion layer 143 formed between the outer periphery of the body 140 and an edge of the hole 141 can be ensured at a maximum limit in a range of an original outer peripheral thickness H of the body 140.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多穴偏平チューブ
を備えるアルミニウム熱交換器およびその製造方法に関
するもので、特に、多穴偏平チューブの耐食性確保と軽
量化の両立を図るものであり、例えば、車両用空調装置
の凝縮器等に用いて好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum heat exchanger having a multi-hole flat tube and a method for manufacturing the same, and more particularly, to achieving both corrosion resistance and weight reduction of the multi-hole flat tube. It is suitable for use in a condenser of a vehicle air conditioner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、車両用空調装置の凝縮器等におけ
るアルミニウム熱交換器では、冷媒等の熱交換流体が流
れるチューブとして、多数の流体通路穴を断面偏平方向
に並列に形成する多穴偏平チューブを用いている。この
多穴偏平チューブによると、押し出し成形された多穴構
造による多数の内柱(通路仕切り部)がチューブに一体
成形されることより、耐圧強度を向上できる利点があ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an aluminum heat exchanger in a condenser or the like of a vehicle air conditioner, a multi-hole flat plate having a large number of fluid passage holes formed in parallel in a flat cross section direction as a tube through which a heat exchange fluid such as a refrigerant flows. A tube is used. According to this multi-hole flat tube, there is an advantage that the pressure resistance can be improved because a large number of inner pillars (passage partitioning portions) having an extruded multi-hole structure are integrally formed with the tube.

【0003】そして、この種の多穴偏平チューブにおい
ては、耐食性向上のために、一般に、多穴偏平チューブ
の外周面に犠牲腐食層を形成している。この犠牲腐食層
は、通常、チューブ本体部を構成するアルミニウム材に
対して電極電位が卑となるZnの拡散層で構成されてい
る。この犠牲腐食層が、アルミニウムの腐食環境下にお
いて、チューブ本体部よりも優先的に腐食(犠牲腐食)
することにより、チューブ本体部の孔食防止を図ること
ができる。
In this type of multi-hole flat tube, a sacrificial corrosion layer is generally formed on the outer peripheral surface of the multi-hole flat tube in order to improve corrosion resistance. This sacrificial corrosion layer is usually formed of a Zn diffusion layer whose electrode potential becomes lower than that of the aluminum material forming the tube main body. This sacrificial corrosion layer corrodes preferentially over the tube body in a corrosive environment of aluminum (sacrificial corrosion)
By doing so, pitting corrosion of the tube main body can be prevented.

【0004】図2(b)は従来の熱交換器における多穴
偏平チューブ14を示しており、図中、140は断面偏
平なアルミニウム製のチューブ本体部で、その外周面に
犠牲腐食層144が均一な厚さt1 で形成されている。
チューブ本体部140の内部には多数の流体通路穴14
1がチューブ本体部140の断面偏平方向(断面長手方
向)に設けられ、この流体通路穴141相互の間は内柱
142により仕切られている。
FIG. 2 (b) shows a multi-hole flat tube 14 in a conventional heat exchanger. In the drawing, reference numeral 140 denotes a tube body made of aluminum having a flat cross section, and a sacrificial corrosion layer 144 is provided on the outer peripheral surface thereof. It is formed with a uniform thickness t 1 .
A large number of fluid passage holes 14 are provided inside the tube body 140.
The fluid passage holes 141 are separated from each other by an inner pillar 142.

【0005】ところで、耐圧性向上のために、近年、内
柱142の根元部の円弧形状の半径Rを大きくする傾向
にある。この根元部円弧形状の半径Rの増大に伴って、
流体通路穴141の形状が図2(b)に示すごとく円形
状になる。ちなみに、内柱142の根元部円弧形状の半
径Rが零に近い場合は流体通路穴141の形状は破線図
示するように略矩形状となる。
In recent years, there has been a tendency to increase the radius R of the circular arc shape at the root of the inner pillar 142 in order to improve the pressure resistance. With the increase of the radius R of the base arc shape,
The shape of the fluid passage hole 141 is circular as shown in FIG. Incidentally, when the radius R of the circular arc shape at the root of the inner column 142 is close to zero, the shape of the fluid passage hole 141 is substantially rectangular as shown by a broken line.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、流体通路
穴141の形状が円形状になると、チューブ本体部14
0の流体通路穴141の縁部と犠牲腐食層144との間
に形成される非犠牲腐食層143の厚さが流体通路穴1
41の円形状に沿って変化することになる。そして、チ
ューブ本体部140の孔食による洩れ寿命時間は、非犠
牲腐食層143の最小厚さt2 により決定されるが、こ
の最小厚さt2 を必要寿命確保のための寸法に設定する
と、最小厚さt2 部以外の部分では、必然的に厚さが必
要寿命以上の大きな寸法に増加してしまう。
As described above, when the shape of the fluid passage hole 141 is circular, the tube main body portion 14 is formed.
The thickness of the non-sacrificial corrosion layer 143 formed between the edge of the fluid passage hole 141 and the sacrificial corrosion layer 144 is the same as that of the fluid passage hole 1.
41 will change along the circular shape. The lifetime leakage by pitting of the tube body portion 140, when it is determined by the minimum thickness t 2 of the non-sacrificial corrosion layer 143 is set to a dimension for the required service life ensure the minimum thickness t 2, minimum thickness t portion other than 2 parts, inevitably thickness is increased to a large size more than necessary life.

【0007】このため、多穴偏平チューブ14の重量増
加を招き、熱交換器重量を増加させる。また、チューブ
材料の増加により熱交換器がコストアップとなる。逆
に、熱交換器重量の軽量化を優先して、最小厚さt2
小さくすれば、この最小厚さt 2 に支配されて、洩れ寿
命時間の短縮を招く。本発明は上記点に鑑み、多穴偏平
チューブを用いる熱交換器において、多穴偏平チューブ
の耐食性の確保と、多穴偏平チューブの軽量化とを両立
させることを目的とする。
For this reason, the weight of the multi-hole flat tube 14 is increased.
And increase the weight of the heat exchanger. Also tube
The increase in material increases the cost of the heat exchanger. Reverse
In order to reduce the weight of the heat exchanger, the minimum thickness tTwoTo
If it is small, this minimum thickness t TwoIs governed by
It leads to shortened life time. In view of the above, the present invention has a multi-hole flat
In a heat exchanger using tubes, multi-hole flat tubes
Of corrosion resistance and weight reduction of multi-hole flat tube
The purpose is to let them.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】犠牲腐食層はチューブ外
周面の全域に均一に形成しなくても、数mm程度の微小
範囲であれば、犠牲腐食層のない部分があっても犠牲腐
食効果が有効に作用するという点に着目して、本発明で
は、犠牲腐食層の形成の仕方に工夫することにより、上
記目的を達成しようとするものである。
The sacrificial corrosion layer is not uniformly formed on the entire outer peripheral surface of the tube, but is effective in a small area of about several mm even if there is no sacrificial corrosion layer. In view of the fact that acts effectively, the present invention aims to achieve the above object by devising a method of forming a sacrificial corrosion layer.

【0009】すなわち、請求項1〜4記載の発明では、
多数の流体通路穴(141)を有する多穴偏平チューブ
(14)の外周面のうち、多数の流体通路穴(141)
相互間の部位に凹部(140a)を形成し、この凹部
(140a)に犠牲腐食材料(144a、144b)を
充填して、チューブ本体部(140)の外周面に犠牲腐
食層(144)を形成することを特徴としている。
That is, in the inventions according to claims 1 to 4,
Of the outer peripheral surface of the multi-hole flat tube (14) having a large number of fluid passage holes (141), a large number of fluid passage holes (141)
A concave portion (140a) is formed in a portion between them, and the concave portion (140a) is filled with a sacrificial corrosion material (144a, 144b) to form a sacrificial corrosion layer (144) on the outer peripheral surface of the tube body (140). It is characterized by doing.

【0010】これによると、多数の流体通路穴(14
1)相互の中間部位に位置する凹部(140a)近傍に
犠牲腐食層(144)が部分的に形成される。従って、
チューブ本体部(140)の外周面のうち、流体通路穴
(141)の中心を通る直線が直交する部位(X)の周
囲では犠牲腐食層(144)が形成されないことにな
る。
According to this, a large number of fluid passage holes (14)
1) A sacrificial corrosion layer (144) is partially formed in the vicinity of the concave portion (140a) located at an intermediate portion between each other. Therefore,
No sacrificial corrosion layer (144) is formed around the portion (X) of the outer peripheral surface of the tube body (140) where a straight line passing through the center of the fluid passage hole (141) is orthogonal.

【0011】そのため、チューブ本体部(140)の外
周面と流体通路穴(141)の縁部との間に形成される
非犠牲腐食層(143)の最小厚さ(t3 )を、犠牲腐
食層(144)により縮小させることなく、チューブ本
体部(140)本来の外周厚さ(H)の範囲内で最大限
確保でき、多穴偏平チューブ(14)の洩れ寿命時間を
延ばすことができる。
Therefore, the minimum thickness (t 3 ) of the non-sacrificial corrosion layer (143) formed between the outer peripheral surface of the tube body (140) and the edge of the fluid passage hole (141) is reduced by sacrificial corrosion. Without being reduced by the layer (144), it is possible to secure the maximum within the range of the original outer peripheral thickness (H) of the tube main body (140), and to prolong the leak life time of the multi-hole flat tube (14).

【0012】また、多数の流体通路穴(141)相互の
中間部位に位置する凹部(140a)近傍に犠牲腐食層
(144)を部分的に形成するという手法を採っている
ため、従来構造のような多穴偏平チューブ(14)の重
量増加を引き起こすこともない。また、請求項5、6記
載の発明は、アルミニウム熱交換器の製造方法に係るも
のであって、請求項1〜4記載のアルミニウム熱交換器
を良好に製造できるものである。
Further, since a method is employed in which a sacrificial corrosion layer (144) is partially formed in the vicinity of the concave portion (140a) located at an intermediate portion between the plurality of fluid passage holes (141), a conventional structure is employed. There is no increase in the weight of the multi-hole flat tube (14). The invention according to claims 5 and 6 relates to a method for manufacturing an aluminum heat exchanger, and can satisfactorily manufacture the aluminum heat exchanger according to claims 1 to 4.

【0013】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
The reference numerals in parentheses of the above means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。 (第1実施形態)まず、本発明を適用するアルミニウム
熱交換器として、車両用空調装置の凝縮器を図1により
説明すると、凝縮器10は車両用空調装置の冷凍サイク
ルにおいて圧縮機(図示せず)から吐出された高温高圧
の過熱ガス冷媒を冷却して凝縮させるものである。ま
た、凝縮器10は周知のように、車両エンジンルーム内
において最前部(エンジン冷却用ラジエータの前方位
置)に配置されて、エンジン冷却用ラジエータと共通の
クーリングファンにより送風される冷却空気(外気)に
より冷却される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment First, a condenser of a vehicle air conditioner will be described with reference to FIG. 1 as an aluminum heat exchanger to which the present invention is applied. A condenser 10 is provided in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner (not shown). ) To cool and condense the high-temperature and high-pressure superheated gaseous refrigerant discharged from the above. Also, as is well known, the condenser 10 is disposed at the forefront (in front of the engine cooling radiator) in the vehicle engine room, and cooling air (outside air) blown by a cooling fan common to the engine cooling radiator. Cooling.

【0015】凝縮器10は、所定間隔を開けて配置され
た一対のヘッダタンク、すなわち、第1、第2ヘッダタ
ンク11、12を有し、この第1、第2ヘッダタンク1
1、12は上下方向に略円筒状に延びる形状になってい
る。この第1、第2ヘッダタンク11、12の間に熱交
換用のコア部13を配置している。本例の凝縮器10
は、一般にマルチフロータイプと称されているものであ
って、コア部13は第1、第2ヘッダタンク11、12
の間で、水平方向に冷媒を流す偏平チューブ14を上下
方向に多数本並列配置し、この多数の偏平チューブ14
の間にコルゲートフィン15を介在して接合している。
偏平チューブ14の一端部は第1ヘッダタンク11内に
連通し、他端部は第2ヘッダタンク12内に連通してい
る。
The condenser 10 has a pair of header tanks, that is, first and second header tanks 11 and 12 arranged at a predetermined interval.
Reference numerals 1 and 12 each have a shape extending in a substantially cylindrical shape in the vertical direction. A core 13 for heat exchange is arranged between the first and second header tanks 11 and 12. Condenser 10 of this example
Is generally referred to as a multi-flow type, and the core portion 13 includes first and second header tanks 11 and 12.
A plurality of flat tubes 14 through which the refrigerant flows in the horizontal direction are arranged in parallel in the vertical direction.
And a corrugated fin 15 is interposed therebetween.
One end of the flat tube 14 communicates with the first header tank 11, and the other end communicates with the second header tank 12.

【0016】偏平チューブ14は、多数の冷媒通路穴を
断面偏平方向(断面長手方向)に並列形成した多穴偏平
チューブであり、アルミニウム材(例えば、A105
0)の押し出し加工により成形されている。コルゲート
フィン15はろう材からなる皮材(例えば、A434
3)を芯材(例えば、A3923)に両面クラッドした
アルミニウムクラッド板材を波形に成形したものであ
る。
The flat tube 14 is a multi-hole flat tube in which a number of refrigerant passage holes are formed in parallel in a cross section flat direction (longitudinal direction in cross section), and is made of an aluminum material (for example, A105).
It is formed by the extrusion process of 0). The corrugated fin 15 is made of a brazing material (for example, A434).
3) A corrugated aluminum clad sheet material obtained by cladding both sides of a core material (for example, A3923).

【0017】そして、第2ヘッダタンク12の上方側に
冷媒の入口側配管ジョイント(冷媒入口部)16を配置
し接合している。また、第2ヘッダタンク12の下方側
に冷媒の出口側配管ジョイント(冷媒出口部)17を配
置し接合している。さらに、本例においては、第2ヘッ
ダタンク12内において、入口側配管ジョイント16と
出口側配管ジョイント17との間の中間部位に1枚のセ
パレータ18を配置することにより、第2ヘッダタンク
12の内部を上下方向に2つの空間12a、12bに仕
切っている。また、第1、第2ヘッダタンク11、12
の軸方向(長手方向)の両端開口部はそれぞれキャップ
部材19〜22により密封されるようになっている。
A refrigerant inlet piping joint (refrigerant inlet) 16 is arranged and joined above the second header tank 12. A refrigerant outlet-side piping joint (refrigerant outlet) 17 is arranged and joined below the second header tank 12. Further, in the present example, one separator 18 is arranged in an intermediate portion between the inlet-side piping joint 16 and the outlet-side piping joint 17 in the second header tank 12, so that the second header tank 12 The inside is vertically divided into two spaces 12a and 12b. Also, the first and second header tanks 11, 12
The openings at both ends in the axial direction (longitudinal direction) are sealed by cap members 19 to 22, respectively.

【0018】なお、第1、第2ヘッダタンク11、12
はいずれもフィン15と同様にろう材を両面にクラッド
した両面クラッド材からなる。また、キャップ部材19
〜22は、第1、第2ヘッダタンク11、12と接合さ
れる片側面のみにろう材をクラッドした片面クラッド材
からなる。また、入口側配管ジョイント16および出口
側配管ジョイント17はろう材をクラッドしてないアル
ミニウムベア材からなる。
The first and second header tanks 11, 12
Are made of a double-sided clad material in which a brazing material is clad on both sides in the same manner as the fin 15. Also, the cap member 19
22 are made of a single-sided clad material in which only one side surface to be joined to the first and second header tanks 11 and 12 is clad with a brazing material. The inlet-side pipe joint 16 and the outlet-side pipe joint 17 are made of an aluminum bare material in which a brazing material is not clad.

【0019】以上の構成により、入口側配管ジョイント
16からの冷媒を第2ヘッダタンク12の上側空間12
aを通してコア部13の上側半分の偏平チューブ14に
流入させた後、冷媒を第1ヘッダタンク11内でUター
ンさせてコア部13の下側半分の偏平チューブ14に流
入させ、しかるのち、第2ヘッダタンク12の下側空間
12bを通して冷媒は出口側配管ジョイント17へ流れ
るようになっている。この間に、冷媒はコア部13を通
過する冷却空気(外気)と偏平チューブ14およびコル
ゲートフィン15を介して熱交換して冷却され、凝縮す
る。
With the above configuration, the refrigerant from the inlet side pipe joint 16 is supplied to the upper space 12 of the second header tank 12.
a, the refrigerant flows into the upper half flat tube 14 of the core portion 13, and then the refrigerant is U-turned in the first header tank 11 to flow into the lower half flat tube 14 of the core portion 13. The refrigerant flows to the outlet-side piping joint 17 through the lower space 12b of the two header tanks 12. During this time, the refrigerant exchanges heat with cooling air (outside air) passing through the core portion 13 through the flat tubes 14 and the corrugated fins 15 to be cooled and condensed.

【0020】次に、本発明の要部をなす多穴偏平チュー
ブ14について具体的に説明すると、図2(a)はこの
多穴偏平チューブ14の端面形状を示しており、そのチ
ューブ本体部140には、断面偏平方向(断面長手方向
で、図2(a)の左右方向)に多数の冷媒(流体)通路
穴141を並列に押し出し成形している。この多数の冷
媒通路穴141相互の間には通路仕切り部を構成する内
柱142が形成されている。なお、図2(b)には前述
した従来の偏平チューブ14の端面形状を比較して示し
ている。
Next, the multi-hole flat tube 14 which is an essential part of the present invention will be described in detail. FIG. 2 (a) shows an end face shape of the multi-hole flat tube 14, and a tube main body portion 140 thereof. In FIG. 2, a large number of refrigerant (fluid) passage holes 141 are extruded in parallel in a cross-section flat direction (in the cross-section longitudinal direction, the left-right direction in FIG. 2A). An inner pillar 142 forming a passage partition is formed between the plurality of refrigerant passage holes 141. FIG. 2B shows a comparison of the end face shape of the conventional flat tube 14 described above.

【0021】ここで、冷媒通路穴141の形状は耐圧性
向上のために、根元部に角部のない、円形状にしてあ
る。そして、チューブ本体部140の外周面のうち、多
数の冷媒通路穴141相互間の部位(換言すると、内柱
142の形成部位)およびチューブ本体部140の断面
偏平方向の両端肩部に、図3に示すように凹部140a
を形成している。この凹部140aはチューブ長手方向
(図1の左右方向)の全長にわたって形成する。
Here, the shape of the refrigerant passage hole 141 is a circular shape without a corner at the root in order to improve the pressure resistance. In the outer peripheral surface of the tube main body 140, a portion between the plurality of refrigerant passage holes 141 (in other words, a portion where the inner pillar 142 is formed) and shoulder portions at both ends of the tube main body 140 in the cross-sectional flat direction are shown in FIG. As shown in FIG.
Is formed. The recess 140a is formed over the entire length of the tube in the longitudinal direction (the left-right direction in FIG. 1).

【0022】この凹部140aの形状は例えば、断面3
角状または略台形状のものであり、この凹部140a内
に犠牲腐食材料を充填して、チューブ本体部140の外
周面の凹部140a近傍に犠牲腐食層144を部分的に
形成する。従って、チューブ本体部140の外周面のう
ち、冷媒通路穴141の中心を通る直線が直交する部位
Xの周囲では犠牲腐食層144が形成されないことにな
る。
The shape of the recess 140a is, for example,
The concave portion 140a is filled with a sacrificial corrosion material, and a sacrificial corrosion layer 144 is partially formed near the concave portion 140a on the outer peripheral surface of the tube main body 140. Therefore, the sacrificial corrosion layer 144 is not formed around the portion X where the straight line passing through the center of the refrigerant passage hole 141 is orthogonal to the outer peripheral surface of the tube main body 140.

【0023】そのため、チューブ本体部140の外周面
と円形状の冷媒通路穴141の縁部との間に形成される
非犠牲腐食層143の最小厚さt3 は、犠牲腐食層14
4により縮小されることなく、チューブ本体部140本
来の外周厚さHの範囲内で最大限確保できる。そして、
チューブ本体部140の外周面に形成される犠牲腐食層
144の厚さは、均一ではなく、凹部140aの形状に
沿った不均一なものとなっている。
Therefore, the minimum thickness t 3 of the non-sacrificial corrosion layer 143 formed between the outer peripheral surface of the tube main body 140 and the edge of the circular refrigerant passage hole 141 is smaller than that of the sacrificial corrosion layer 14.
4, it is possible to ensure the maximum within the range of the original outer peripheral thickness H of the tube main body 140. And
The thickness of the sacrificial corrosion layer 144 formed on the outer peripheral surface of the tube main body 140 is not uniform, but non-uniform along the shape of the concave portion 140a.

【0024】次に、上記した押し出し多穴偏平チューブ
14を有するアルミニウム熱交換器の製造方法について
説明すると、まず最初に、多穴偏平チューブ14のチュ
ーブ本体部140の押し出し加工を行う。図3はこの押
し出し加工後の状態を示しており、偏平チューブ14の
チューブ本体部140は例えば、A1050のようなア
ルミニウム材を押し出し加工して図3の形状に成形され
る。
Next, a method of manufacturing the aluminum heat exchanger having the extruded multi-hole flat tube 14 will be described. First, the tube body 140 of the multi-hole flat tube 14 is extruded. FIG. 3 shows a state after the extrusion process. The tube main body 140 of the flat tube 14 is formed by extruding an aluminum material such as A1050 into the shape shown in FIG.

【0025】この押し出し加工では、断面偏平なチュー
ブ本体部140内部に円形状の流体通路穴141を成形
すると同時に、外周面には凹部140aを成形する。こ
の凹部140aはチューブ長手方向の全長にわたって形
成されるもので、図3の例では、多数の冷媒通路穴14
1相互間の部位(内柱142の形成部位)だけでなく、
チューブ本体部140の断面偏平形状の長手方向の両端
肩部にも形成している。
In this extrusion process, a circular fluid passage hole 141 is formed inside the tube main body 140 having a flat cross section, and at the same time, a concave portion 140a is formed on the outer peripheral surface. The recess 140a is formed over the entire length of the tube in the longitudinal direction. In the example of FIG.
1 Not only the part between each other (the formation part of the inner pillar 142),
It is also formed at the shoulders at both ends in the longitudinal direction of the tube body 140 having a flat cross section.

【0026】次に、チューブ本体部140の外周面の凹
部140a内に、犠牲腐食層144を形成するための材
料を充填する。この犠牲腐食材料充填の具体的方法とし
ては、例えば、チューブ本体部140のアルミニウム材
料(例えば、A1050)に対して電極電位が卑となる
材質(例えば、Al−Zn系材料)にて線材144aを
作り、この線材144aを図4に示すように上記凹部1
40a内に嵌め込む。
Next, a material for forming the sacrificial corrosion layer 144 is filled in the concave portion 140a on the outer peripheral surface of the tube main body 140. As a specific method of filling the sacrificial corrosion material, for example, the wire 144a is made of a material (for example, an Al—Zn-based material) whose electrode potential becomes lower than the aluminum material (for example, A1050) of the tube main body 140. The wire 144a is formed as shown in FIG.
Fit into 40a.

【0027】また、他の方法としては、同材質からなる
犠牲腐食材料の粉末を樹脂バインダーに混ぜた溶液状の
ものを上記凹部140a内に塗布したり、あるいは同材
質からなる犠牲腐食材料を上記凹部140a内に溶射し
てもよい。図5はこのように凹部140a内に塗布ある
いは溶射した犠牲腐食材料144bを示す。その後、偏
平チューブ14は、ヘッダタンク11、12、コーゲー
トフィン15等の他の部品とともに、図1に示す熱交換
器構造に組付けらる。そして、この組付体の組付状態を
適宜の治具により保持して、組付体をろう付け用加熱炉
内に搬入し、ろう付け温度(アルミニウムのろう付け温
度は600°C付近)まで加熱する。これにより、組付
体の各部品のろう材が溶融して、熱交換器全体が一体ろ
う付けされ、熱交換器の組付が完了する。
As another method, a solution in which a powder of a sacrificial corrosion material made of the same material is mixed with a resin binder is applied to the concave portion 140a, or the sacrificial corrosion material made of the same material is coated Thermal spraying may be performed in the recess 140a. FIG. 5 shows the sacrificial corrosion material 144b applied or sprayed in the recess 140a. Thereafter, the flat tube 14 is assembled with other components such as the header tanks 11 and 12 and the corrugated fins 15 in the heat exchanger structure shown in FIG. Then, the assembled state of the assembled body is held by an appropriate jig, and the assembled body is carried into a heating furnace for brazing to a brazing temperature (the brazing temperature of aluminum is around 600 ° C.). Heat. Thereby, the brazing material of each component of the assembled body is melted, and the entire heat exchanger is integrally brazed, thereby completing the assembly of the heat exchanger.

【0028】上記ろう付け加熱工程において、Znはチ
ューブ本体部140のアルミニウム材料中に約100μ
mの深さまで拡散するので、図6に示すように、上記凹
部140a部において、表面側から、Al−Zn層(Z
n高濃度層)、Al−Zn層(Zn低濃度層)、A
l層の3つの層が順次深さ方向へ分布した状態とな
る。
In the above brazing heating step, Zn is added to the aluminum material of the tube body 140 by about 100 μm.
m, the Al—Zn layer (Z
n high concentration layer), Al-Zn layer (Zn low concentration layer), A
The three layers of the l layer are sequentially distributed in the depth direction.

【0029】そして、電極電位はAl−Zn高濃度層
→Al−Zn低濃度層→Al層の順に次第に高くな
る。従って、熱交換器の使用状態において、偏平チュー
ブ14の表面における腐食はこの→→の順に進行
する。すなわち、層、層が犠牲腐食層144を構成
し、この層、層の方が優先的に犠牲腐食し、この犠
牲腐食が終了した後に、最後に、チューブ本体部140
を構成するAl層の腐食が開始される。
The electrode potential gradually increases in the order of the Al-Zn high-concentration layer → the Al-Zn low-concentration layer → the Al layer. Therefore, in the use state of the heat exchanger, corrosion on the surface of the flat tube 14 proceeds in the order of →→. That is, the layers constitute the sacrificial corrosion layer 144, which layer is preferentially sacrificed, and after the sacrificial corrosion is completed, finally, the tube body 140
Is started.

【0030】ここで、図2(a)、(b)に比較して示
すように、偏平チューブ14の外周肉厚Hを同一とした
場合、本実施形態による図2(a)の場合には、チュー
ブ本体部140の非犠牲腐食層143の最小厚さt
3 を、従来構造による図2(b)の非犠牲腐食層143
の最小厚さt2 より大きくすることができるので、チュ
ーブ本体部140の洩れ寿命(孔食による洩れが発生す
るまでの時間)を延ばすことができる。
Here, as shown in comparison with FIGS. 2A and 2B, when the outer peripheral wall thickness H of the flat tube 14 is the same, in the case of FIG. , The minimum thickness t of the non-sacrificial corrosion layer 143 of the tube body 140
3 is replaced with the non-sacrifice corrosion layer 143 of FIG.
Can be longer than the minimum thickness t 2 of the tube main body 140, so that the leakage life of the tube body 140 (the time until leakage due to pitting corrosion) can be extended.

【0031】図7は本実施形態によるチューブ本体部1
40の洩れ寿命の延長効果をグラフ化して示す概念図で
あって、縦軸に偏平チューブ14の腐食深さをとり、横
軸に熱交換器使用時間をとったものである。図7におい
て、使用時間がT1 に到達するまでの間は、犠牲腐食層
144のみが優先的に腐食していくので、腐食深さは犠
牲腐食層144の厚さにより決定される所定量D1 にと
どまる。
FIG. 7 shows a tube body 1 according to this embodiment.
It is a conceptual diagram which graphs the effect of extending the leak life of 40, and shows the corrosion depth of the flat tube 14 on the vertical axis and the heat exchanger usage time on the horizontal axis. In FIG. 7, only the sacrificial corrosion layer 144 is preferentially corroded until the use time reaches T 1 , so that the corrosion depth is a predetermined amount D determined by the thickness of the sacrificial corrosion layer 144. stay in 1.

【0032】そして、犠牲腐食層144の腐食が終了す
ると、次に、チューブ本体部140の腐食が開始される
のであるが、図2(b)の従来構造であると、チューブ
本体部140の非犠牲腐食層143の最小厚さt2 が小
さいので、使用時間T2 で非犠牲腐食層143の全厚さ
を腐食が貫通し、孔食による洩れが発生するので、洩れ
寿命は時間T2 となる。
Then, when the corrosion of the sacrificial corrosion layer 144 is completed, the corrosion of the tube body 140 is started. However, according to the conventional structure of FIG. the minimum thickness t 2 of the sacrificial corrosion layer 143 is small, the use time T 2 the total thickness of the non-sacrificial corrosion layer 143 corrosion penetrates, since leakage by pitting occurs, leakage life and time T 2 Become.

【0033】これに対し、本実施形態によると、チュー
ブ本体部140の非犠牲腐食層143の最小厚さt3
従来構造の最小厚さt2 より増加するので、洩れ寿命は
時間T2 より長い時間T3 となり、洩れ寿命を延長でき
る。また、図2(b)の従来構造において、もし、チュ
ーブ本体部140の非犠牲腐食層143の最小厚さt2
を本実施形態による最小厚さt3 と同一レベルまで増大
すると、従来の技術の欄で述べたごとくチューブ本体部
140の重量が増加してしまい、熱交換器の重量増加、
コストアップを招く。
On the other hand, according to the present embodiment, the minimum thickness t 3 of the non-sacrificial corrosion layer 143 of the tube main body 140 is larger than the minimum thickness t 2 of the conventional structure, so that the leakage life is longer than the time T 2 . long time T 3, and the possible extension of the leakage life. In the conventional structure of FIG. 2B, if the non-sacrificial corrosion layer 143 of the tube body 140 has the minimum thickness t 2.
Is increased to the same level as the minimum thickness t 3 according to the present embodiment, the weight of the tube body 140 increases as described in the section of the related art, and the weight of the heat exchanger increases.
This leads to higher costs.

【0034】なお、本実施形態によると、チューブ本体
部140の外周面のうち、冷媒通路穴141の中心を通
る直線が直交する部位Xの周囲では犠牲腐食層144が
形成されないが、数mm程度の微小範囲であれば、犠牲
腐食層144が形成されていなくても、隣接の犠牲腐食
層144による犠牲腐食作用が及ぶことが確認されてい
る。凝縮器10では、流体通路穴141の径は通常1.
0mm程度で、最大でも2.0mm以下であるから、上
記部位Xに対しても十分、犠牲腐食作用が及び、洩れ寿
命を延ばすことができる。
According to the present embodiment, the sacrificial corrosion layer 144 is not formed around the portion X where the straight line passing through the center of the refrigerant passage hole 141 is orthogonal on the outer peripheral surface of the tube main body 140, but is about several mm. It is confirmed that the sacrificial corrosion effect of the adjacent sacrificial corrosion layer 144 is exerted even if the sacrificial corrosion layer 144 is not formed in the minute range. In the condenser 10, the diameter of the fluid passage hole 141 is usually 1.
Since it is about 0 mm and not more than 2.0 mm at the maximum, the sacrificial corrosion action can be sufficiently exerted on the portion X, and the leakage life can be extended.

【0035】(第2実施形態)図8は第2実施形態であ
り、チューブ本体部140の非犠牲腐食層143の外周
面が流体通路穴141の円形に沿った円周形状の組み合
わせとなるように、凹部140aを形成し、これによ
り、チューブ本体部140の非犠牲腐食層143の厚さ
tをほぼ全域で略同一としている。その他の点は第1実
施形態と同じである。
(Second Embodiment) FIG. 8 shows a second embodiment, in which the outer peripheral surface of the non-sacrificial corrosion layer 143 of the tube main body 140 has a combination of circumferential shapes along the circle of the fluid passage hole 141. In addition, a concave portion 140a is formed in the lower portion, whereby the thickness t of the non-sacrifice corrosion layer 143 of the tube main body portion 140 is made substantially the same in almost the entire region. Other points are the same as the first embodiment.

【0036】(他の実施形態)なお、第1実施形態では
図1に示すマルチフロータイプの凝縮器10に本発明を
適用する場合について説明したが、図9に示すようなサ
ーペンタイプの凝縮器10′にも本発明はもちろん適用
できる。このサーペンタイプの凝縮器10′において
は、多穴偏平チューブ14を蛇行状に折り曲げ加工し
て、この蛇行状のチューブ14相互の間に波状に折り曲
げ加工されたコルゲートフィン15を配置し、接合して
いる。図9の例では、冷媒入口ジョイント16からの冷
媒流れを3本の多穴偏平チューブ14に分岐して、この
3本の多穴偏平チューブ14に冷媒を並列に流した後
に、この冷媒を合流して冷媒出口ジョイント17から外
部へ流出させるようになっている。
(Other Embodiments) In the first embodiment, the case where the present invention is applied to the multi-flow type condenser 10 shown in FIG. 1 has been described. However, a serpent type condenser as shown in FIG. The present invention can of course be applied to 10 '. In this serpent type condenser 10 ', the multi-hole flat tube 14 is bent in a meandering shape, and corrugated fins 15 bent in a wave shape are arranged between the meandering tubes 14 and joined. ing. In the example of FIG. 9, the refrigerant flow from the refrigerant inlet joint 16 is branched into three multi-hole flat tubes 14, and after the refrigerant flows in parallel into the three multi-hole flat tubes 14, the refrigerant is merged. Then, the refrigerant flows out from the refrigerant outlet joint 17 to the outside.

【0037】また、第1実施形態では多穴偏平チューブ
14を押し出し成形すると同時に、凹部140aを成形
する場合について説明したが、多穴偏平チューブ14を
押し出し成形した後に、凹部140aの成形を独立に行
うようにしてもよい。また、凹部140aに犠牲腐食材
料を充填する方法として、Zn等を凹部140aに溶射
するようにしてもよい。
In the first embodiment, the case where the concave portion 140a is formed simultaneously with the extrusion of the multi-hole flat tube 14 has been described. However, after the multi-hole flat tube 14 is extruded and formed, the formation of the concave portion 140a is performed independently. It may be performed. As a method of filling the concave portion 140a with the sacrificial corrosion material, Zn or the like may be sprayed on the concave portion 140a.

【0038】また、本発明は、多穴偏平チューブ14を
用いたアルミニウム熱交換器であれば、凝縮器以外の他
の用途の熱交換器にも適用できることはもちろんであ
る。
The present invention can of course be applied to a heat exchanger other than the condenser as long as it is an aluminum heat exchanger using the multi-hole flat tube 14.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用する熱交換器の一例を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a heat exchanger to which the present invention is applied.

【図2】(a)は本発明の第1実施形態を示す多穴偏平
チューブの断面図、(b)は従来構造の多穴偏平チュー
ブの断面図である。
2A is a cross-sectional view of a multi-hole flat tube according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a conventional multi-hole flat tube.

【図3】本発明の第1実施形態における多穴偏平チュー
ブの押し出し成形後の状態を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state after extrusion molding of the multi-hole flat tube according to the first embodiment of the present invention.

【図4】第1実施形態において多穴偏平チューブの凹部
に犠牲腐食材料を充填した後の状態を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a state after a sacrificial corrosion material has been filled into a concave portion of the multi-hole flat tube in the first embodiment.

【図5】第1実施形態において多穴偏平チューブの凹部
に犠牲腐食材料を別の方法で充填した後の状態を示す斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a state after a sacrificial corrosion material is filled in a concave portion of the multi-hole flat tube by another method in the first embodiment.

【図6】第1実施形態において多穴偏平チューブの外周
面における犠牲腐食層の分布状態を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a distribution state of a sacrificial corrosion layer on the outer peripheral surface of the multi-hole flat tube in the first embodiment.

【図7】多穴偏平チューブの腐食深さと熱交換器使用時
間との関係を示す概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the relationship between the corrosion depth of a multi-hole flat tube and the use time of a heat exchanger.

【図8】本発明の第2実施形態を示す多穴偏平チューブ
の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a multi-hole flat tube according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明を適用する熱交換器の他の例を示す斜視
図である。
FIG. 9 is a perspective view showing another example of the heat exchanger to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12…ヘッダータンク、14…多穴偏平チュー
ブ、140…チューブ本体部、140a…凹部、141
…冷媒(流体)通路穴、142…内柱、143…非犠牲
腐食層、144…犠牲腐食層。
11, 12: header tank, 14: multi-hole flat tube, 140: tube body, 140a: recess, 141
... refrigerant (fluid) passage hole, 142 ... inner column, 143 ... non-sacrificial corrosion layer, 144 ... sacrificial corrosion layer.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断面偏平なアルミニウム製のチューブ本
体部(140)と、このチューブ本体部(140)の断
面偏平方向に設けられた多数の流体通路穴(141)と
を有する多穴偏平チューブ(14)を備えるアルミニウ
ム熱交換器において、 前記チューブ本体部(140)の外周面のうち、前記多
数の流体通路穴(141)相互間の部位に凹部(140
a)を形成し、 この凹部(140a)に犠牲腐食材料(144a、14
4b)を充填して、前記チューブ本体部(140)の外
周面に犠牲腐食層(144)を形成したことを特徴とす
るアルミニウム熱交換器。
1. A multi-hole flat tube (140) having an aluminum tube main body (140) having a flat cross section and a plurality of fluid passage holes (141) provided in the cross section direction of the tube main body (140). 14) In the aluminum heat exchanger provided with (14), a concave portion (140) is formed in the outer peripheral surface of the tube main body portion (140) between the plurality of fluid passage holes (141).
a) is formed, and the sacrificial corrosion material (144a, 14a) is formed in the concave portion (140a).
4b), wherein a sacrificial corrosion layer (144) is formed on the outer peripheral surface of the tube body (140).
【請求項2】 前記流体通路穴(141)は円形状であ
ることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム熱交
換器。
2. The aluminum heat exchanger according to claim 1, wherein the fluid passage hole has a circular shape.
【請求項3】 前記チューブ本体部(140)の外周面
が前記流体通路穴(141)の円形状に沿った円周形状
の組み合わせとなるように、前記凹部(140a)を形
成したことを特徴とする請求項2に記載のアルミニウム
熱交換器。
3. The concave portion (140a) is formed so that an outer peripheral surface of the tube body (140) has a combination of a circumferential shape along a circular shape of the fluid passage hole (141). The aluminum heat exchanger according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記犠牲腐食材料(144a、144
b)は、少なくともZnを含有していることを特徴とす
る請求項1または2に記載のアルミニウム熱交換器。
4. The sacrificial corrosion material (144a, 144)
The aluminum heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein b) contains at least Zn.
【請求項5】 断面偏平なアルミニウム製のチューブ本
体部(140)と、このチューブ本体部(140)の断
面偏平方向に設けられた多数の流体通路穴(141)と
を有する多穴偏平チューブ(14)を備えるアルミニウ
ム熱交換器の製造方法において、 前記チューブ本体部(140)の外周面のうち、前記多
数の流体通路穴(141)相互間の部位に凹部(140
a)を形成する工程と、 前記凹部(140a)に犠牲腐食材料(144a、14
4b)を充填する工程()と、 前記多穴偏平チューブ(14)を他の熱交換器部品とと
もに所定構造の組付体に組付る工程と、 この組付体をろう付け温度まで加熱して、この組付体を
一体ろう付けするとともに、前記犠牲腐食材料(144
a、144b)を前記チューブ本体部(140)のアル
ミニウム材料に拡散して犠牲腐食層(144)を形成す
る工程とを備えることを特徴とするアルミニウム熱交換
器の製造方法。
5. A multi-hole flat tube (140) having a tube main body (140) made of aluminum having a flat cross section and a plurality of fluid passage holes (141) provided in a direction of cross section of the tube main body (140). 14) The method for manufacturing an aluminum heat exchanger according to (14), wherein a concave portion (140) is formed in an outer peripheral surface of the tube body (140) between the plurality of fluid passage holes (141).
a) forming a sacrificial corrosion material (144a, 14) in the recess (140a);
4b) filling step, assembling the multi-hole flat tube (14) together with other heat exchanger parts into an assembly having a predetermined structure, and heating the assembly to a brazing temperature. Then, the assembled body is integrally brazed and the sacrificial corrosion material (144)
a, 144b) in the aluminum material of the tube body (140) to form a sacrificial corrosion layer (144).
【請求項6】 前記チューブ本体部(140)をアルミ
ニウム材料から押し出し成形すると同時に前記凹部(1
40a)を形成することを特徴とする請求項5に記載の
アルミニウム熱交換器の製造方法。
6. The tube body (140) is extruded from an aluminum material and simultaneously with the recess (1).
40. The method according to claim 5, wherein (a) is formed.
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KR101095264B1 (en) 2011-08-08 2011-12-20 주식회사백상 The Heating Element Basket

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