JPS59173693A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS59173693A JPS59173693A JP4668183A JP4668183A JPS59173693A JP S59173693 A JPS59173693 A JP S59173693A JP 4668183 A JP4668183 A JP 4668183A JP 4668183 A JP4668183 A JP 4668183A JP S59173693 A JPS59173693 A JP S59173693A
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- JP
- Japan
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- brazing
- fin
- tube
- heat exchanger
- fins
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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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-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
- F28D1/02—Heat-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
- F28D1/04—Heat-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
- F28D1/047—Heat-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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0477—Heat-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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0478—Heat-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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag the conduits having a non-circular cross-section
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウム製蛇行チューブを用いた熱交換
器に関し、例えば自動車用空調装置において、冷媒と空
気との熱交換を行なう二２ンデンザ及びエバポレークと
して用いて有効である。
器に関し、例えば自動車用空調装置において、冷媒と空
気との熱交換を行なう二２ンデンザ及びエバポレークと
して用いて有効である。
近年自動車においては、軽量化が要求されており、その
ため自動車用の熱交換器でもチューブ及びフィンの軽量
化が必要となってきている。ここで、デユープの薄肉化
はその内部を流れる流体例えば冷媒の圧力より必然的に
最少厚さが定まってしまう。
ため自動車用の熱交換器でもチューブ及びフィンの軽量
化が必要となってきている。ここで、デユープの薄肉化
はその内部を流れる流体例えば冷媒の圧力より必然的に
最少厚さが定まってしまう。
そこで本発明者等はまず、フィンの薄肉軽量化について
実験、研究を進め′た。いままでに知られている熱交換
器のフィンにつき検討したところ、従来のものはすべて
０．１３ｗｎ以上となっていた。
実験、研究を進め′た。いままでに知られている熱交換
器のフィンにつき検討したところ、従来のものはすべて
０．１３ｗｎ以上となっていた。
本発明者等はまず、このフィンの肉厚を薄くしたものを
製作してその耐久性を測定した。その結果、従来の熱交
換器において単にフィンの板厚のみ薄くしてもフィンに
要求される耐座屈力が発揮できないことが確かめられた
。すなわち、第１図中実線入で示すように実用上最低必
要なろう付荷型Ｘを満足するためには、少なくとも０．
１１１１ＩＩ以上必要であった。
製作してその耐久性を測定した。その結果、従来の熱交
換器において単にフィンの板厚のみ薄くしてもフィンに
要求される耐座屈力が発揮できないことが確かめられた
。すなわち、第１図中実線入で示すように実用上最低必
要なろう付荷型Ｘを満足するためには、少なくとも０．
１１１１ＩＩ以上必要であった。
ここで、実用上最低必要なろう付荷型Ｘとは熱交換器を
組付ける上でフィンが座屈を起さない最少限度の荷重で
ある。すなわち、一般にこの種の熱交換器はコルゲート
フィンの両表面にろう材を塗布しておき、このコルゲー
トフィンを蛇行チューブの間に介在させてその状態をろ
う付は治具夕こ第１表 て 以下余白 より保持して炉内に搬入している。そのため、フィンに
はろう付は治具にて挾持された状態であってもその形状
を維持しうるだけの剛性が必要とされこの剛性を必要ろ
う付荷型Ｘとする。
組付ける上でフィンが座屈を起さない最少限度の荷重で
ある。すなわち、一般にこの種の熱交換器はコルゲート
フィンの両表面にろう材を塗布しておき、このコルゲー
トフィンを蛇行チューブの間に介在させてその状態をろ
う付は治具夕こ第１表 て 以下余白 より保持して炉内に搬入している。そのため、フィンに
はろう付は治具にて挾持された状態であってもその形状
を維持しうるだけの剛性が必要とされこの剛性を必要ろ
う付荷型Ｘとする。
本発明者等はこの必要ろう付荷型Ｘとフィン板厚との関
係につき次に研究を行なった。その結果、従来のフィン
ではその表面にろう材を塗布していたため、フィンの剛
性が低下してしまうということを見い出した。すなわち
、ろう材には融点を下げるためシリコン（Ｓｉ）が多量
に含まれており、このシリコンが炉内の加熱によりフィ
ンの芯材中に拡散し、芯材の融点を下げてしまうためで
あることを見い出した。
係につき次に研究を行なった。その結果、従来のフィン
ではその表面にろう材を塗布していたため、フィンの剛
性が低下してしまうということを見い出した。すなわち
、ろう材には融点を下げるためシリコン（Ｓｉ）が多量
に含まれており、このシリコンが炉内の加熱によりフィ
ンの芯材中に拡散し、芯材の融点を下げてしまうためで
あることを見い出した。
第１表はこのろう材とフィン材との融点を示した図であ
るが、一般に使用されている熱交換器のようにフィン材
としてアルミニウム合金Ａ１０５０、Ａｌ１００．Ａ３
００３を用い、ろう材としてシリコン添加のアルミニウ
ム合金ＳＬ−／Ｍ！７を用いた場合にはその融点の差が
４０°程度もあり、このろう材が芯材中に拡散すれば芯
材の融点も下げてしまうのである。
るが、一般に使用されている熱交換器のようにフィン材
としてアルミニウム合金Ａ１０５０、Ａｌ１００．Ａ３
００３を用い、ろう材としてシリコン添加のアルミニウ
ム合金ＳＬ−／Ｍ！７を用いた場合にはその融点の差が
４０°程度もあり、このろう材が芯材中に拡散すれば芯
材の融点も下げてしまうのである。
第３図（ａ）、（ｂ）にこの実験結果を示す。第３図（
ａ）はろう何部のフィンの状態で板圧１６０．＋１ｍの
芯材１の表面に１６μｍのろう材２を塗布している。
ａ）はろう何部のフィンの状態で板圧１６０．＋１ｍの
芯材１の表面に１６μｍのろう材２を塗布している。
第３図（ｂｌはこのフィン材をろう付した後の状態を示
し、図より明らかなように芯材ｌの両表面は３０μｍ程
度にわたり、ろ゛う材中のシリご１ンが拡散して拡散層
１ａが形成されている ここで、シリコンの拡散した部分は軟らかくなり十分な
剛性が得られない。即ち、従来のフィンは芯材１が仮令
１６０μｍあったとしてｔ〕必要ろう付荷型Ｘを得るた
めに実際に働（肉厚＋；ｌ： １００μｍにすぎないこ
とが確かめられた。
し、図より明らかなように芯材ｌの両表面は３０μｍ程
度にわたり、ろ゛う材中のシリご１ンが拡散して拡散層
１ａが形成されている ここで、シリコンの拡散した部分は軟らかくなり十分な
剛性が得られない。即ち、従来のフィンは芯材１が仮令
１６０μｍあったとしてｔ〕必要ろう付荷型Ｘを得るた
めに実際に働（肉厚＋；ｌ： １００μｍにすぎないこ
とが確かめられた。
本発明は、上記本発明者等の実験結果に基づいて案出さ
れたもので、フィン材の板厚を１１０μｍ以下にして熱
交換器の薄肉軽量化を図ることを目的とする。そのため
、本発明ではろう材をフィンには塗布せず、デユープ側
に塗布もしくは貼付するという構成を採用する。
れたもので、フィン材の板厚を１１０μｍ以下にして熱
交換器の薄肉軽量化を図ることを目的とする。そのため
、本発明ではろう材をフィンには塗布せず、デユープ側
に塗布もしくは貼付するという構成を採用する。
次に、本発明の一実施例を説明する。！８４図は本発明
熱交換器を冷媒凝縮用のコンデンサに用いた例を示す。
熱交換器を冷媒凝縮用のコンデンサに用いた例を示す。
図中３はアルミニウム合金製の押出しチューブで直線部
３ａ、Ｕベント部３ｂとよりなる蛇行形状をしている。
３ａ、Ｕベント部３ｂとよりなる蛇行形状をしている。
このチューブ３は第５図に示すように扁平状に形成され
ており、かつチューブ３内には補強柱３Ｃが複数一体成
形されている。４はこのチューブの入口端にろう付され
た入口バイブで、図示しない冷媒圧縮機から吐出された
高圧冷媒を導入する。５はチューブ３の出口端にろう付
された出口バイブで、冷媒を図示しない膨張弁に導くも
のである。６はチューブ３の間に介在したアルミニウム
合金製のコルゲートフィンで、デユープ３内を流れる冷
媒と空気との熱交換を促進するものである。そして、こ
のフィンは板厚が１１０μｍ以下となっており、かつフ
ィン幅Ｌ（第６図図示）は１６ｍとなっている。
ており、かつチューブ３内には補強柱３Ｃが複数一体成
形されている。４はこのチューブの入口端にろう付され
た入口バイブで、図示しない冷媒圧縮機から吐出された
高圧冷媒を導入する。５はチューブ３の出口端にろう付
された出口バイブで、冷媒を図示しない膨張弁に導くも
のである。６はチューブ３の間に介在したアルミニウム
合金製のコルゲートフィンで、デユープ３内を流れる冷
媒と空気との熱交換を促進するものである。そして、こ
のフィンは板厚が１１０μｍ以下となっており、かつフ
ィン幅Ｌ（第６図図示）は１６ｍとなっている。
次に、上記熱交換器の組付は方法を説明する。
まず、断面が第５図図示形状をしたチューブ３を押し出
し成形し、その表面に２０〜４０μｍの厚さでアルミニ
ウムろう材７を塗布する（第７図図示）。その後、チュ
ーブ３を蛇行状に屈曲させ、ついで、チューブ３間にフ
ィン６を介在さ−υ、その状態を溶接治具で保持する。
し成形し、その表面に２０〜４０μｍの厚さでアルミニ
ウムろう材７を塗布する（第７図図示）。その後、チュ
ーブ３を蛇行状に屈曲させ、ついで、チューブ３間にフ
ィン６を介在さ−υ、その状態を溶接治具で保持する。
溶接治具により保持されたままフィン６及びチューブ３
を炉内に搬入し、６１０℃程度で１０分間真空加熱して
、チューブ３表面のろう材を溶融させ、チューブ３とフ
ィン６とのろう付を完了する。
を炉内に搬入し、６１０℃程度で１０分間真空加熱して
、チューブ３表面のろう材を溶融させ、チューブ３とフ
ィン６とのろう付を完了する。
前述したように必要ろう付荷重Ｘはこの際におけるろう
付治具挾持力に対抗するするものであるが、この必要ろ
う付荷重Ｘはフィン幅りの大小によっても当然変動する
。すなわち、フィン幅りが大きなものではそれに応じて
必要ろう付荷重Ｘも大きくなる。従って、本発明におい
ては必要ろう付荷重Ｘはフィン幅りが１５ｍ以上のフィ
ン６についての値とする。
付治具挾持力に対抗するするものであるが、この必要ろ
う付荷重Ｘはフィン幅りの大小によっても当然変動する
。すなわち、フィン幅りが大きなものではそれに応じて
必要ろう付荷重Ｘも大きくなる。従って、本発明におい
ては必要ろう付荷重Ｘはフィン幅りが１５ｍ以上のフィ
ン６についての値とする。
ここで、本例によればフィン６は芯材１のみでろう材２
を含んでいないため、ろう付後でも芯材１内にろう材中
のシリコンが拡散してくることはない。フィン６のうち
チューブ３との接合部に位置する部位では少量のシリコ
ンが拡散してくることもあるが、その部位はチューブ３
に強固に接合されているため、十分な剛性が確保できる
。
を含んでいないため、ろう付後でも芯材１内にろう材中
のシリコンが拡散してくることはない。フィン６のうち
チューブ３との接合部に位置する部位では少量のシリコ
ンが拡散してくることもあるが、その部位はチューブ３
に強固に接合されているため、十分な剛性が確保できる
。
第８図に本実施例のようにフィン６の表面にろう材２を
塗布しないものと従来のもののように塗布したものとの
高温強度の差を示す。図中実線Ｂは本実施例に係わるフ
ィン６である。この図より明らかなように本例に係わる
フィン６では、炉内で加熱され、フィン６温度が６００
℃を越えても高温強度が低下しない。これは実線入との
対比より明らかなように本例のフィン６にはろう材中の
シリコンが拡散しないためであると判断される。
塗布しないものと従来のもののように塗布したものとの
高温強度の差を示す。図中実線Ｂは本実施例に係わるフ
ィン６である。この図より明らかなように本例に係わる
フィン６では、炉内で加熱され、フィン６温度が６００
℃を越えても高温強度が低下しない。これは実線入との
対比より明らかなように本例のフィン６にはろう材中の
シリコンが拡散しないためであると判断される。
前述の第１図において、実線Ｂで示すのは本例に係わる
フィン６であるが、図より明らかなように本例のように
表面にろう材を塗布しないものでは５５μｍあれば必要
ろう付荷重Ｘを上まわる強度があることが確かめられた
。
フィン６であるが、図より明らかなように本例のように
表面にろう材を塗布しないものでは５５μｍあれば必要
ろう付荷重Ｘを上まわる強度があることが確かめられた
。
しかも、本例のものではろう材７がチューブ３に塗布さ
れフィン６には塗布されていないので、ろう材７の使用
量が大幅に低減している。すなわち、フィン６であれば
コルゲート状であり、その表面積が極めて大きくなるが
、チューブ３はフィン６に比べ著しく小さな表面積で済
む。本発明者等の実験によれば、本例の場合ろう材７の
使用量は従来の使用量に比べ重量的に１／１０以下とな
ることが確かめられた。
れフィン６には塗布されていないので、ろう材７の使用
量が大幅に低減している。すなわち、フィン６であれば
コルゲート状であり、その表面積が極めて大きくなるが
、チューブ３はフィン６に比べ著しく小さな表面積で済
む。本発明者等の実験によれば、本例の場合ろう材７の
使用量は従来の使用量に比べ重量的に１／１０以下とな
ることが確かめられた。
さらに、フィン６材に亜鉛を添加して犠牲腐食効果を持
たせる場合においても、本例によればフィン６材の表面
をろう材が覆うことがないため、犠牲腐食効果を良好に
発揮させることができる。
たせる場合においても、本例によればフィン６材の表面
をろう材が覆うことがないため、犠牲腐食効果を良好に
発揮させることができる。
なお、上述した実施例では本発明の望ましい例を示した
ものであるが、本発明は一１二記例以外にも種々の態様
がある。
ものであるが、本発明は一１二記例以外にも種々の態様
がある。
すなわち、第９図に示すようにろう材７をデユープ３の
側面３ｄのみに塗布するようにしてもよい。また、ろう
材７はチューブ３に塗布するのではなく、箔状のものを
デユープ３側面３（１に貼（＝Ｊしてもよい。
側面３ｄのみに塗布するようにしてもよい。また、ろう
材７はチューブ３に塗布するのではなく、箔状のものを
デユープ３側面３（１に貼（＝Ｊしてもよい。
マタ、フィン６形状も第２図に示すように二段フィンと
してもよい。この場合において、フィン幅りは二つのフ
ィン６の合計幅とする。
してもよい。この場合において、フィン幅りは二つのフ
ィン６の合計幅とする。
更に、上述の例では本発明に係わる熱交換器を自動車用
空調装置のコンデンサとして用いたが、本発明熱交換器
は上記倒置外にも種々に使用可能である。すなわち、自
動車用空調装置のエバポレータとしてもよく、さらには
自動車用以外の用途に用いてもよい。
空調装置のコンデンサとして用いたが、本発明熱交換器
は上記倒置外にも種々に使用可能である。すなわち、自
動車用空調装置のエバポレータとしてもよく、さらには
自動車用以外の用途に用いてもよい。
以上説明したように本発明熱交換器ではろう材をフィン
ではなくチューブ側に塗布もしくは貼付するようにした
ため、フィンの肉厚を１１０μｍ以下としＣも十分な必
要ろう付荷重かに耐えうる。
ではなくチューブ側に塗布もしくは貼付するようにした
ため、フィンの肉厚を１１０μｍ以下としＣも十分な必
要ろう付荷重かに耐えうる。
そのため、本発明熱交換器では十分な薄肉軽量化が図れ
るという優れた効果がある。
るという優れた効果がある。
第１図は従来のフィンと本発明に係わるフィンとの座屈
荷重の相違を示す説明図、第２図は本発明に係わるフィ
ンの要部を示す正面図、第３図（ａｌ、ｔｂ＋はそれぞ
れろう何曲、ろう付後のフィン断面を示す断面図、第４
図は本発明熱交換器の一実施例を示す斜視図、第５図は
第４図図示チューブの断面図、第６図は第４図図示フィ
ンの幅を示す説明図、第７図はろう材を塗布したチュー
ブを示す断面図、第８図は従来のフィンと本発明に係わ
るフィンとの高温強度の相先を示す説明図、第９図むよ
本発明に係わるチューブの他の例を示す断面図。 ３・・・チューブ、６・・・フィン。 代理人弁理士 岡 部 隆 第１図 第６図 ］ 第７図 第９図
荷重の相違を示す説明図、第２図は本発明に係わるフィ
ンの要部を示す正面図、第３図（ａｌ、ｔｂ＋はそれぞ
れろう何曲、ろう付後のフィン断面を示す断面図、第４
図は本発明熱交換器の一実施例を示す斜視図、第５図は
第４図図示チューブの断面図、第６図は第４図図示フィ
ンの幅を示す説明図、第７図はろう材を塗布したチュー
ブを示す断面図、第８図は従来のフィンと本発明に係わ
るフィンとの高温強度の相先を示す説明図、第９図むよ
本発明に係わるチューブの他の例を示す断面図。 ３・・・チューブ、６・・・フィン。 代理人弁理士 岡 部 隆 第１図 第６図 ］ 第７図 第９図
Claims (1)
- 表面にろう材を塗布もしくは貼りイ・１りた蛇１う状の
アルミニウム合金製の、押し出しチｊ−ゾと、このチュ
ーブ間に配設され表面にろう材を塗布しないアルミニウ
ム合金製のコルゲートフィンとをろう付けにて一体結合
した熱交換器であって、前記フィンの板厚を１１０μｍ
以下とし、かつ前記フィン幅を１５部以上とした熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4668183A JPS59173693A (ja) | 1983-03-21 | 1983-03-21 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4668183A JPS59173693A (ja) | 1983-03-21 | 1983-03-21 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173693A true JPS59173693A (ja) | 1984-10-01 |
Family
ID=12754118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4668183A Pending JPS59173693A (ja) | 1983-03-21 | 1983-03-21 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173693A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112065A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Showa Alum Corp | 空気調和機用アルミニウム製凝縮器 |
| US5190100A (en) * | 1986-07-29 | 1993-03-02 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
| US5246064A (en) * | 1986-07-29 | 1993-09-21 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
| US5458190A (en) * | 1986-07-29 | 1995-10-17 | Showa Aluminum Corporation | Condenser |
| US5482112A (en) * | 1986-07-29 | 1996-01-09 | Showa Aluminum Kabushiki Kaisha | Condenser |
| USRE35655E (en) * | 1986-07-29 | 1997-11-11 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
| USRE35742E (en) * | 1986-07-29 | 1998-03-17 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
-
1983
- 1983-03-21 JP JP4668183A patent/JPS59173693A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5190100A (en) * | 1986-07-29 | 1993-03-02 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
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| USRE35711E (en) * | 1986-07-29 | 1998-01-06 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
| USRE35742E (en) * | 1986-07-29 | 1998-03-17 | Showa Aluminum Corporation | Condenser for use in a car cooling system |
| JPS63112065A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Showa Alum Corp | 空気調和機用アルミニウム製凝縮器 |
| JPH0245945B2 (ja) * | 1986-10-30 | 1990-10-12 | Showa Aluminium Co Ltd |
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