JPS5971994A - 多条膨管式熱交換素板およびその製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱渇水器、室内暖房用パネルラジェーター
等に使用されるパネル状熱交換器の熱交換素板およびそ
の製造法に関する。

従来、ロールボンド法によるアルミニウム製熱交換素板
は多くの熱交換器に使用されているが、例えば熱交換媒
体どして水を用いる熱交換器には、アルミニウムの腐食
の問題があり、使用できなかった。

腐食の問題を解決するには熱交換器の流体通路を銅系材
料でつくることが望ましいが、素板金体を銅系材料でつ
くると（ｌｌｌｉ格的にも又、千帛点にも問題があった
。

本発明はこのような従来の欠点をなくすため、流体通路
には銅系材料を、その仙の熱交換フィン部にはアルミニ
ウム系＋４　ＩＩを用い、これらを一体向に圧着するこ
とにＪ：つて熱交換素板を捉供するものである。

かかる目的を達成覆るために、従来、例えば特公昭５５
−１８５２号公報にみられるように下記の如き技術が知
られている。

すなわノ５、該技１１Ｉ・ｊには第１図に示す如く、ア
ルミニウム板１の上に所定の間隔を買いて圧潰扁平化し
た扁平銅管２を載置し、その上からアルミニウム板３を
挟着し、熱問および冷間圧延を施し、２枚のアルミニウ
ム板１，３をその相り４面においてＩ′Ｔ−着し、第２
図に示すような扁平銅管２を内包する圧着板４を得、つ
いで、偏平銅管２を流体圧をもって膨出し、流体通路を
形成するものである。この場合、扁平鋼管２は熱間圧延
時に高温酸化して管内面が圧着することなく、蝕型剤や
圧着防！Ｌ剤を用いなくてち膨管することができるもの
である。

かかる従来技術において、扁平銅管２とアルミニウム板
１，３とを重ねて圧下すると、アルミニウム板部分の圧
下率は ＴＡ−ｔＡ　　を八 −−１−□ ＴＡ　　　　　　ＴＡ　　　　　・・・・・・（１）但
し、ＴＡ＝Ｔ△＋＋ＴＡ２　（第１図参照）また、扁平
鋼管部分の圧下率は ＴＡ＋Ｔ’Ｃ−ｔ　Ａ　　　　　　ｔ　Ａ＝１−−□ ＴＡ＋ＴＣＴ△＋ＴＣ ・・・・・・（２） となり、［２＋　＞　［１１となる。すなわち、第１図
の状態から第２図の状態に圧着すると、扁平鋼管介在部
とそうでない部分とでは圧下率に差ができて、各断面部
分で伸び率の差を生じ、第３図に示すように、圧延ロー
ル５の手前側で（ま扁平鋼管介在部に月１’ｊｌのタマ
リ部６が生じ、最終的には圧延不能となるか、そうでな
くても歩留りが非常に悪くなる。このことは、アルミニ
ウム板と扁平鋼管とを強固に固定しておいても、上記の
如ぎ根本的な圧下率の違いは、前述の１タマリ」の問題
を発生する。

さらに熱問おＪ：び冷間圧延を施Ｊ−と、熱間圧延のと
き銅とアルミニウムとの圧着界面部はＣｕ−Ａλ金属間
化合物を生じ、極めて砕（プ易く、銅とアルミニウムの
膨張率の差が影響して、圧着面破壊という問題を内蔵し
ている。

また、圧着板の各部分に圧下率の差を有するということ
は、極端に内部応力を有することとなり、熱交換器とし
て高温側で使用する揚台に、この応力が解放されると、
圧着板が大ぎく波打つため商品となし得ない欠点もある
。

本発明は、以トの従来の欠点を解消したイ）ので、その
第１発明は、銅系材わ１よりなる流体通路管がアルミニ
ウム系１４利よりなるフィン部によって全面間−汗下率
の下に冷間にて挟着され、膨管されたものであり、かつ
、フィン部における流体通路管と平行する位置に、複数
の流体圧５− にｊ：る膨出部を形成してなることを特徴とする多条膨
管式熱交換素板を要旨とする。

第４図はその一例を示す斜視図で、銅系材料よりなる流
体通路管７がアルミニウム系材料よりなるフィン部８内
に挟着されており、該流体通路管７はフィン部８と同一
圧下率にＪ：つて冷間にて扁平状に圧下させたのち膨管
されｌこもので、その境界部のフィン部８には同一圧下
率で圧着せしめられたために段部９が形成されている。

すなわち、圧着づる２枚のアルミニウム板を同一厚さの
ものを用いた場合には、流体通路管７に接するアルミニ
ウム系材料部分の厚さｉまフィン部８の半分どなる。こ
れにより、流体通路管７内に流体圧（内圧）が大きく働
いた場合、膨管端部９一部分に引張ノ〕以外に曲げ応力
ｊが大きく作用するが、このような薄板の場合は段部９
がこれを軽減さＵる補強効果がある。またフィン部８か
らの熱伝導率もこの段部９で流体通路管７に対して熱の
均等分散伝導が可能となる。

そして、１０はフィン部８における膨出部で６一 ある。第４図の揚台は流体通路管７に平行にノ「右にそ
れぞれ一本ずつ設けであるが、その数はさらに増しても
よい。この膨出部１０はフィン部８の補強の役を果し、
フィン部８の板厚を極端に薄くすることも可能であり、
また、多少のヒートショックがあっても従来のようにフ
ィン部８端面が波打つＪ：うなことがない。

流体通路管７の銅系材Ｉｔは、例えばＪＩ８１−１３３
００のＣＩ２２０などの銅および銅合金Ｊ：す４Ｔす、
又、フィン部８のアルミニウムは例えばＪＩＳＨ／１ｏ
ｏｏｆ７）Ａ　１１００’、　Ａ３００３１．ｒト（１
）フルミニラムおよびアルミニウム合金よりなる。

かかる熱交換素板は、これを多数並置して熱交換器に使
用する場合に、その成形加工に何等無理がないため強固
に圧着されているから、圧着面が破壊するようなことが
ない。又、内部応力の不均一もなく、ピー１−ショック
にｊこりフィン端面に波打ちが生じるようなこともない
。したがって、熱交換器に組込んだ場合には長期に日っ
て正確に組合せることができる。

第２発明は、内面に剥離剤を塗布した銅系月料管を２枚
のアルミニウム系材料ス１ヘリツブにそれぞれの対向面
を粗面化して挾み、これらを溝イ」きロールを用いて、
そのロールの溝部分が扁平となった銅系ｖＪ別管部分に
位置するようにして、連続的に各部同一圧下率の下に冷
間圧延して圧着せしめ圧延プレートとなし、かつその際
、アルミニウム系材料ス１〜リップに銅系材料管と平行
１−る複数の非圧着部を形成し、ついで該圧延プレート
内に配置された扁平銅系材料管の剥離剤によって圧着さ
れていない内面並びに前記非圧着部に加圧流体を導入し
てそれぞれを膨出させることを特徴とする多条膨管式熱
交換素板の製造法を要旨とする。

これを図面によって説明すると、第５図は一実施例の説
明図で、１１は鋼管２′を巻付りである銅管コイル、１
２はアルミニウム板３を巻イ」けであるアルミニウムシ
ートコイルである。

これらの王者からそれぞれ素材を引き出し、冷間圧接ロ
ール１６，１６で圧着し、圧着板を巻取］イル１３に巻
取るものであるが、圧着に先立って、アルミニウム板１
の上面、鋼管２′の外表面、アルミニウム板３の下面を
それぞれブラシ１／ｌをもって粗面化し、同時に表面の
酸化膜その仙用着界物を除去する。この際、ブラシ１４
は幅方向の所定個所を切除してあり、第６図に示すＪ：
うにアルミニウム板１の膨出部１０の形成個所を粗面化
しないで非圧着部１０′とする。この非ＩＴ着部１０−
は粗面化しないことにより、冷間圧延してもその部分だ
け圧着しないので、後にその部分に加圧流体を挿入すれ
ば容易に膨出する。又、銅管２−は必要に応じ加圧ロー
ル１５をもって扁平銅管２どしてから圧着してもよい。

この銅管２−は内面に予め剥離剤を介在せしめておき、
内面同士が圧着されないようにする。

冷間圧接ロール１６には第７図に示すように銅管２−あ
るいは扁平銅管２の通過対応位置に溝１７を形成しであ
る。

第５図のΔ−Ａ断面では、各素材は第８図あ９− るいは第９図に示す如き配置となっており、又、Ｂ−Ｂ
断面では第１０図に示す如く、鋼管圧着部は厚く、その
他の圧着部は薄くなっている。

このようにして、各アルミニウム板１，３と扁平銅管２
とを冷間圧接ロール１６により１パスで例えば７０％の
圧下率をもって、しがも全体的に圧下率を均等にした状
態で圧着板１８を巻取る。

こうしてつくった圧着板１８は適当寸法に切断し、第１
１図に示すように、第１２図の如きＡ−Δ断面を有する
押え型１９に挟着し、ノズル２０の先端を扁平鋼管２〜
）ｆびに非圧着部１゜の端部の因１間部に挿入して、空
気、水等の流体圧を導入し、扁平銅管２並びに非圧着部
１０″を膨出して流体通路管７並びに膨出部１ｏを形成
する。

このような製法によれば、まず各素材の圧着部が粗面化
によって酸化物その他の異物が除去されているので、冷
間にお【プる１パス圧着が可能である。又、冷間圧接ロ
ールには溝が形成し１０− であるので、圧着板全体の圧下率が均等となり、かつ圧
着板の内部応力が解放されても歪みの発生のない製品が
１ｑられる。しかも、鋼管は溝に自然と誘導されるので
、その位置決めのための手段を全く必要としない。

冷間１パス圧着のため、銅系材料とアルミニウム系材料
どの圧着面での金属間化合物の成長はなく、圧着面破壊
の心配は全くない。

又、膨出部１０は流体通路管７の形成と同時に膨出にＪ
：ってつくるので、工程数はかからず、製作が容易であ
る。なお前記の例では非圧着部１０′はブラシ掛けをし
ないで形成したが、例えばカーボンなど′のス１〜ツブ
　ウエルタ゛−をコートしておいてもよい。

本発明にｊ；つで得られた多条膨管式熱交１１／！累板
Ｒは例えば第１３図に示すように、並列状に多数配置し
、流体通路管の両端をそれぞれ連結パイプＰを介してヘ
ッダー管］」にろう（”Ｉ’　ｌ−１１，、別途黒色表
面処理をし、適宜透明ｈバーを右する断熱箱体にセラ１
〜して、太陽熱温水器等に利用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換素板の製作説明図、第２図はその
製作後の断面図、第３図はその加１１時の斜視図、第４
図は本発明素板の一例の斜視図、第５図は本発明の製法
の一例の説明図、第６図は非圧着部形成の説明図、第７
図は冷間圧接ロールの正面図、第８図は第５図Ａ−Ａ断
面図、第９図は同変形例、第１０図は第５図Ｂ−Ｂ断面
図、第１１図は膨出装置の説明図、第１２図は同Ａ−Ａ
断面図、第１３図は応用例の平面図をそれぞれ示す。 １．３・・・アルミニウム板　　２・・・扁平銅管４・
・・圧着板　　　　　５・・・圧延ロール６・・・タマ
リ部　　　　７・・・流体１ｍ路管８・・・フィン部　
　　　９・・・段部１０・・・膨出部　　　　　１０−
・・・非圧着部１１・・・銅管コイル １２・・・アルミニウム１反］イル １３・・・巻取コイル １／Ｉ・・・ブラシ　　　　１５・・・加圧ロール１６
・・・冷間圧接コイル　　　１７・・・溝１８・・・圧
着板　　　　１９・・・押え型２０・・・ノズル Ｒ・・・熱交換素板　　　Ｐ・・・連絡パイプ１−１・
・・ヘッダー管 特許出願人 日本アルミニウム工業株式会社 代理人　弁理士　　小　松　秀　岳 １３− 〜　　　Ｎ（′Ｖ、ｌ φ　　　９ ）！！　　　　々 ト Φ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］１）　　銅系材料よりなる流体通路管がアルミニウム
   系材料よりなるフィン部によって全面面−汁下率の下に
   冷間にて挟着され、膨管されたものであり、かつ、フィ
   ン部における流体通路管部と平行する位置（こ、複数の
   流体圧による膨出部を形成してなることを特徴とする多
   条膨管式熱交換素板。 （２）　　内面に剥離剤を塗イｂした銅系材料管を２枚
   のアルミニウム系材料ストリップにそれぞれの対向面を
   粗面化して挾み、これらを溝付きロールを用いて、その
   ロールの溝部分が扁平となった銅系相別管部分に位置す
   るようにして、連続的に各部同一圧下率の下に冷間圧延
   して圧着せ１ノめ圧延プレートとなし、かつその際、ア
   ルミニウム系月利ストリップに銅系材料管と平行する複
   数の非圧着部を形成し、ついで該圧延プレート内に配置
   された扁平銅系相別管の剥離剤によって圧着されていな
   い内面並びに前記非圧着部に加圧流体を導入してそれぞ
   れを膨出させることを特徴とする多条膨管式熱交換素板
   の製造法。 （３）　　流体通路管端部に段部が形成されてなる特許
   請求の範囲第１項記載の多条膨管式熱交換素板。