JPS5971998A - アルミニウム熱交換器 - Google Patents
アルミニウム熱交換器Info
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- JPS5971998A JPS5971998A JP57183527A JP18352782A JPS5971998A JP S5971998 A JPS5971998 A JP S5971998A JP 57183527 A JP57183527 A JP 57183527A JP 18352782 A JP18352782 A JP 18352782A JP S5971998 A JPS5971998 A JP S5971998A
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- tube
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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
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
-
- 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
- F28D1/053—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 straight
- F28D1/0535—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 straight the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
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熱交換器に関し、例えば自動車の
エンジン冷却水と大気との熱交換を行なう自動車用ラジ
ェータとして用いて有効である。
エンジン冷却水と大気との熱交換を行なう自動車用ラジ
ェータとして用いて有効である。
従来のラジェータでは、ウォータチューブなど（１）
冷却水に接触する部分の材料として、Ａ １２−Ｍｎ。
合金若しくはＡＡ−Ｍｎ−Ｃｕ合金を芯材として用い、
更に耐食性を向上させるため、その芯材の裏面にＡ１２
−Ｚｎ合金、Ａｊ！−Ｚｎ−Ｍｇ合金、若しくは純アル
ミニウムが犠牲陽極材としてクラッドされていた。
更に耐食性を向上させるため、その芯材の裏面にＡ１２
−Ｚｎ合金、Ａｊ！−Ｚｎ−Ｍｇ合金、若しくは純アル
ミニウムが犠牲陽極材としてクラッドされていた。
しかし、犠牲陽極材としてＺｎ、、Ｍｇを添加したアル
ミニウム合金は真空ろう何字にＺｎ、Ｍｇが蒸発して炉
内に飛散するため、耐食性が不安定になるとともに炉の
汚染が生じ量産化には難点が多いという問題があった。
ミニウム合金は真空ろう何字にＺｎ、Ｍｇが蒸発して炉
内に飛散するため、耐食性が不安定になるとともに炉の
汚染が生じ量産化には難点が多いという問題があった。
又純アルミニウムをクラッドするものについては一般に
硬さレベルの相違する金属のクラッドの実施は困難であ
ることから、芯材として高強度のアルミニウム合金の採
用が困難であるという問題があった。
硬さレベルの相違する金属のクラッドの実施は困難であ
ることから、芯材として高強度のアルミニウム合金の採
用が困難であるという問題があった。
又、熱交換器の軽量化を図るべく芯材を薄肉化すること
も考えられるが、この様に芯材を薄肉化した場合には犠
牲陽極材の強度の製品強度に与える影響が相対的に増す
ことになる。そのため、熱交換器の軽量化を図る上から
も、犠牲陽極材に高（２） 強度化が要求されている。
も考えられるが、この様に芯材を薄肉化した場合には犠
牲陽極材の強度の製品強度に与える影響が相対的に増す
ことになる。そのため、熱交換器の軽量化を図る上から
も、犠牲陽極材に高（２） 強度化が要求されている。
本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、熱交換器軽
量化、即ち薄肉化を達成するためにチューブ材として、
強度の強いＡ １２−Ｍ ｎ −Ｍ ｇ −Ｃｕ合金を
芯材に用い、冷却水側のクラツド材として、真空ろう何
時に物質の飛散がなくしかも純アルミニウムよりも硬さ
の硬いＡ ｊ！ −Ｍ ｎ合金を採用したものである。
量化、即ち薄肉化を達成するためにチューブ材として、
強度の強いＡ １２−Ｍ ｎ −Ｍ ｇ −Ｃｕ合金を
芯材に用い、冷却水側のクラツド材として、真空ろう何
時に物質の飛散がなくしかも純アルミニウムよりも硬さ
の硬いＡ ｊ！ −Ｍ ｎ合金を採用したものである。
即ち本発明は、真空ろん付法で製造されるアルミニウム
熱交換器において材料の強度と耐食性を向上させるこた
めに、チューブ材の芯材にＭｎ０゜２〜１．５％（重量
パーセント） 、ＣｕＯ，２〜１．５％Ｍｇ０．２〜１
．０％、ＳｉＳ２．６％、Ｆｅ５０．７％および避ける
ことの出来ない不純物を含むアルミニウム合金を用い、
この芯材の内側にＭｎｏ、２〜１．５％および避けるこ
との出来ない不純物を含むアルミニウム合金をクラッド
し、芯材の外側にろう材をクラッドし、真空ろう付接合
により製造されることを特徴とするものである。
熱交換器において材料の強度と耐食性を向上させるこた
めに、チューブ材の芯材にＭｎ０゜２〜１．５％（重量
パーセント） 、ＣｕＯ，２〜１．５％Ｍｇ０．２〜１
．０％、ＳｉＳ２．６％、Ｆｅ５０．７％および避ける
ことの出来ない不純物を含むアルミニウム合金を用い、
この芯材の内側にＭｎｏ、２〜１．５％および避けるこ
との出来ない不純物を含むアルミニウム合金をクラッド
し、芯材の外側にろう材をクラッドし、真空ろう付接合
により製造されることを特徴とするものである。
次に、本発明熱交換器の一実施例を図面を参照（３）
して説明する。第１図は本発明の熱交換器の概略図であ
り、■はウォータチューブ、２は図示しない自動車走行
用エンジン冷却水を導入する上部タンク、９はウォータ
チューブを通過したエンジン冷却水を集合して再びエン
ジン側へ導出する下部タンク、３はタンク２．９とチュ
ーブ１とを連結するコアプレート、４はチューブ１に熱
的結合して熱交換を促進させるコルゲートフィンである
。
り、■はウォータチューブ、２は図示しない自動車走行
用エンジン冷却水を導入する上部タンク、９はウォータ
チューブを通過したエンジン冷却水を集合して再びエン
ジン側へ導出する下部タンク、３はタンク２．９とチュ
ーブ１とを連結するコアプレート、４はチューブ１に熱
的結合して熱交換を促進させるコルゲートフィンである
。
また５は入口バイブ、６は注水口で共に上部タンク２に
一体成形されている。７はフィン４を保護するサイドプ
レートである。１０は出口バイブ、８はドレインピック
で、共に下部タンク９に一体成形されている。
一体成形されている。７はフィン４を保護するサイドプ
レートである。１０は出口バイブ、８はドレインピック
で、共に下部タンク９に一体成形されている。
第２図は上記ウォータチューブ１の拡大図で、１ａはエ
ンジン冷却水に接触する犠牲陽極材のクラッド部、１
ｂは芯材、１ｃは大気側に設けられたろう材のクラッド
部である。また、第３図はタンク２コアプレート３との
接合部を示ず断面図であり、２ａ及び３ａは夫々タンク
２及びコアプレート３の冷却水側面に設けられた犠牲陽
極材のクラ（４） ラド部、２ｂ、３ｂは芯材、２Ｃ，３Ｃは芯材２ｂ、３
ｂの大気側面に設けられたろう材のクラッド部である。
ンジン冷却水に接触する犠牲陽極材のクラッド部、１
ｂは芯材、１ｃは大気側に設けられたろう材のクラッド
部である。また、第３図はタンク２コアプレート３との
接合部を示ず断面図であり、２ａ及び３ａは夫々タンク
２及びコアプレート３の冷却水側面に設けられた犠牲陽
極材のクラ（４） ラド部、２ｂ、３ｂは芯材、２Ｃ，３Ｃは芯材２ｂ、３
ｂの大気側面に設けられたろう材のクラッド部である。
そして、本発明者等は材料の強度および耐食性を評価す
るためチューブ材として次の各種類のものを作成した。
るためチューブ材として次の各種類のものを作成した。
即ち、芯材１ｂとして表１に示す組成のアルミニウム合
金を用い、この芯材１ｂの一面に表２に示す組成の犠牲
陽極材ＩＣをクラッドし、Ａｎ！−１０Ｓ ｉ−１，５
Ｍｇ合金のろう材ＩＣを芯材１ｂの他面にクラッドした
板厚０．４ｍｍの板材をチューブ１材として作成した。
金を用い、この芯材１ｂの一面に表２に示す組成の犠牲
陽極材ＩＣをクラッドし、Ａｎ！−１０Ｓ ｉ−１，５
Ｍｇ合金のろう材ＩＣを芯材１ｂの他面にクラッドした
板厚０．４ｍｍの板材をチューブ１材として作成した。
尚、表１、表２中の材料の引張り強度や電極電位は単体
の材料を真空加熱したものについて測定した値である。
の材料を真空加熱したものについて測定した値である。
そして以上の材質のものを夫々ロールフォーミングして
第２図に示すような偏平管形状に成形し、その端部を溶
接にて接合してウォータチューブ１を製作している。
第２図に示すような偏平管形状に成形し、その端部を溶
接にて接合してウォータチューブ１を製作している。
一方、タンク２やコアプレート３も上述したチューブと
同じ材質の芯材２ｂ、３ｂ、犠牲陽極材２ａ、３ａ、及
びろう材２Ｃ，３Ｃを用い、プレ（５） スにてクラツド率が１０％、板厚が１．２ｍｍとなるよ
うに成形する。
同じ材質の芯材２ｂ、３ｂ、犠牲陽極材２ａ、３ａ、及
びろう材２Ｃ，３Ｃを用い、プレ（５） スにてクラツド率が１０％、板厚が１．２ｍｍとなるよ
うに成形する。
そして、上記チューブ１にコルゲートフィン４およびサ
イドプレート７を組み付けてコア部を成形し、次いでチ
ューブ１の両端にコアプレート３を挿入し、更にその後
コアプレート３に上下のタンク２．９を組み付ける。こ
の様にして熱交換器を成形し、その状態をろう付は治具
で保持しながら真空炉へ搬入する。真空炉内は１０−４
〜１Ｏ−５ｔｏｒｒ程度の真空としておき、かつ６００
℃程度の高温に保持されている。そして、この真空炉内
で３〜５分程度加熱してろう材ＩＣ，２Ｃ，３Ｃを溶融
し、チューブ１、フィン４、サイドプレート７、コアプ
レート３、タンク２．９間のろう付けを行なう。
イドプレート７を組み付けてコア部を成形し、次いでチ
ューブ１の両端にコアプレート３を挿入し、更にその後
コアプレート３に上下のタンク２．９を組み付ける。こ
の様にして熱交換器を成形し、その状態をろう付は治具
で保持しながら真空炉へ搬入する。真空炉内は１０−４
〜１Ｏ−５ｔｏｒｒ程度の真空としておき、かつ６００
℃程度の高温に保持されている。そして、この真空炉内
で３〜５分程度加熱してろう材ＩＣ，２Ｃ，３Ｃを溶融
し、チューブ１、フィン４、サイドプレート７、コアプ
レート３、タンク２．９間のろう付けを行なう。
本発明者等は上記工程により熱交換器を製作した後チユ
ーブ１部分のみ切り出して、このチューブ１について腐
食試験を行なった。
ーブ１部分のみ切り出して、このチューブ１について腐
食試験を行なった。
腐食試験は次の手順で行なった。まずろう材ＩＣ側をポ
リエステルテープでシール１で犠牲陽極（６） 材１ａ側面のみ露出させておいて、その状態で蒸留水に
Ｃ７＋３００ｐｐｍ、３０４２１１００ｐｐ、、ＣＩＪ
２→ｌＱｐｐｍを添加した腐食液中に腐食液の温度を８
０℃としておいて８時間浸漬保持し、その後、室温に１
６時間保持することを１ケ月間繰返し、犠牲陽極材クラ
ッド部ｌａ面での最大腐食深さを測定した。
リエステルテープでシール１で犠牲陽極（６） 材１ａ側面のみ露出させておいて、その状態で蒸留水に
Ｃ７＋３００ｐｐｍ、３０４２１１００ｐｐ、、ＣＩＪ
２→ｌＱｐｐｍを添加した腐食液中に腐食液の温度を８
０℃としておいて８時間浸漬保持し、その後、室温に１
６時間保持することを１ケ月間繰返し、犠牲陽極材クラ
ッド部ｌａ面での最大腐食深さを測定した。
」二連の例に於て、芯材１ｂに含まれるＭｎを０゜２％
（重量バーセン！−） 、Ｍｇ＠０．２％以上としたの
は、これ以上でないと十分な材料強度が得られないこと
による。また、芯材１ｂに含まれるＭｎの上限を１．５
％としたのは、これ以上になると材料の加工性が劣るこ
とによる。又芯材１ｂに含れるＭｇの上限を１．０％と
したのはこれ以上になるとろう付性が劣るためである。
（重量バーセン！−） 、Ｍｇ＠０．２％以上としたの
は、これ以上でないと十分な材料強度が得られないこと
による。また、芯材１ｂに含まれるＭｎの上限を１．５
％としたのは、これ以上になると材料の加工性が劣るこ
とによる。又芯材１ｂに含れるＭｇの上限を１．０％と
したのはこれ以上になるとろう付性が劣るためである。
更に芯材１ｂのＣＩＪについて０．２％以上としたのは
芯材１ｂの陰極防食に十分な責の電位が得られるように
するためであり、１．５％以下としたのはこれ以上添加
すると材料自身の耐食性が劣り犠牲陽極材１ａが消失し
た時に急速に腐食が進むためである。
芯材１ｂの陰極防食に十分な責の電位が得られるように
するためであり、１．５％以下としたのはこれ以上添加
すると材料自身の耐食性が劣り犠牲陽極材１ａが消失し
た時に急速に腐食が進むためである。
（７）
また上述の例に於て冷却水側にクラッドする犠牲陽極材
１ａに含まれるＭｎを０．２％以上としたのはこれ以下
では材料の硬さがほとんど上昇しないためであり１．５
％以下としたのはこれ以上では材料の加工性が劣るため
である。
１ａに含まれるＭｎを０．２％以上としたのはこれ以下
では材料の硬さがほとんど上昇しないためであり１．５
％以下としたのはこれ以上では材料の加工性が劣るため
である。
（８）
ｃ表１〕芯材の化学成分機械的性質および電極電位（９
） 〔表２〕冷却水側犠牲陽極材の化学成分、機械的性質お
よび電極電位（１０） ｃ表３〕腐食試験結果 最大孔食深さく浸漬試験１ケ月
） ｍｍ（１１） そして、上記腐食試験の結果は表３に示すとおり本発明
に係る合金よりなる芯材１ｂに犠牲陽極材１ａをクラッ
ドした材料の腐食深さはすべて犠牲陽極材の深さにとど
まっており、良好な耐食性を示している。従って、これ
らの材料を使用したアルミニウム熱交換器は強度及び耐
食性の向上が可能になり熱交換器の軽量化が可能になる
ことが確かめられた。
） 〔表２〕冷却水側犠牲陽極材の化学成分、機械的性質お
よび電極電位（１０） ｃ表３〕腐食試験結果 最大孔食深さく浸漬試験１ケ月
） ｍｍ（１１） そして、上記腐食試験の結果は表３に示すとおり本発明
に係る合金よりなる芯材１ｂに犠牲陽極材１ａをクラッ
ドした材料の腐食深さはすべて犠牲陽極材の深さにとど
まっており、良好な耐食性を示している。従って、これ
らの材料を使用したアルミニウム熱交換器は強度及び耐
食性の向上が可能になり熱交換器の軽量化が可能になる
ことが確かめられた。
尚、上述の例では、コアプレート３及びタンク２．９に
ついてもチューブ１と同じ材質のアルミニウム合金を用
いたが、コアプレート３及びタンク２．９の材質、特に
芯材２ｂ、３ｂの材質としてはチューブ１より剛性の高
いものを使用してもよい。
ついてもチューブ１と同じ材質のアルミニウム合金を用
いたが、コアプレート３及びタンク２．９の材質、特に
芯材２ｂ、３ｂの材質としてはチューブ１より剛性の高
いものを使用してもよい。
また、上述の例では本発明を自動車用ラジェータに適用
した態様を説明したが、本発明熱交換器は他に自動車用
暖房装置の温水放熱器や、冷房装置の冷媒凝縮器、蒸発
器等としても利用可能である。
した態様を説明したが、本発明熱交換器は他に自動車用
暖房装置の温水放熱器や、冷房装置の冷媒凝縮器、蒸発
器等としても利用可能である。
以上説明した様に、本発明熱交換器では真空ろ（］２）
う付けにて成形された後であっても、充分な耐腐食性が
得られるという優れた効果を有する。このことは又、ア
ルミニウムに合金される他の金属が真空ろう付は中に飛
散しないことを表し、よって真空炉の汚染防止も併せて
達成することができる。
得られるという優れた効果を有する。このことは又、ア
ルミニウムに合金される他の金属が真空ろう付は中に飛
散しないことを表し、よって真空炉の汚染防止も併せて
達成することができる。
第１図は本発明熱交換器の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図図示チューブの破断面を示す斜視図、第３図
は第１図の■−■矢視断面図である。 １・・・チューブ、ｌａ・・・犠牲陽極材、１ｂ・・・
芯材。 １ｃ・・・ろう材、２．９・・−タンク。 代理人弁理士 岡 部 隆 （１３） 第 １ 図 第 ３ 図 □Ｔ〜
図は第１図図示チューブの破断面を示す斜視図、第３図
は第１図の■−■矢視断面図である。 １・・・チューブ、ｌａ・・・犠牲陽極材、１ｂ・・・
芯材。 １ｃ・・・ろう材、２．９・・−タンク。 代理人弁理士 岡 部 隆 （１３） 第 １ 図 第 ３ 図 □Ｔ〜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくともチューブとフィンとを真空ろう付けで組み付
けるアルミニウム熱交換器に於て、前記チューブが、０
．２〜１．５％のＭｎ、 ０．２〜１．０％のＣｕ 、
０．２〜１．０％のＭｇ、０．６％以下ノＳ ｉ 。 ０．７％以下のＦ ｅ ’−及び不可避不純物を含むア
ルミニウム合金を芯材とし、この芯材の内面に０．２〜
１．５％Ｍｎ、０．６％以下のＳｉ、０．７％以下のＦ
ｅ、及び不可避不純物を含むアルミニウム合金よりなる
犠牲陽極材をクラッドし、前記芯材の外面にろう材をク
ラッドした材料より構成されるアルミニウム熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183527A JPS5971998A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | アルミニウム熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183527A JPS5971998A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | アルミニウム熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5971998A true JPS5971998A (ja) | 1984-04-23 |
Family
ID=16137392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57183527A Pending JPS5971998A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | アルミニウム熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5971998A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560625A (en) * | 1983-02-14 | 1985-12-24 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum alloy composite materials for brazed heat exchangers |
| WO2001029497A1 (fr) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Denso Corporation | Procede de formation d'une couche de corrosion sacrificielle |
| JP2007070699A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Calsonic Kansei Corp | 熱交換器用アルミニウム合金押出チューブおよび熱交換器ならびにチューブの製造方法 |
| CN111684233A (zh) * | 2018-01-31 | 2020-09-18 | 大金工业株式会社 | 热交换器和空调装置 |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP57183527A patent/JPS5971998A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560625A (en) * | 1983-02-14 | 1985-12-24 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum alloy composite materials for brazed heat exchangers |
| WO2001029497A1 (fr) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Denso Corporation | Procede de formation d'une couche de corrosion sacrificielle |
| US6601644B2 (en) | 1999-10-21 | 2003-08-05 | Denso Corporation | Corrosion preventing layer forming method |
| JP2007070699A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Calsonic Kansei Corp | 熱交換器用アルミニウム合金押出チューブおよび熱交換器ならびにチューブの製造方法 |
| CN111684233A (zh) * | 2018-01-31 | 2020-09-18 | 大金工业株式会社 | 热交换器和空调装置 |
| CN111684233B (zh) * | 2018-01-31 | 2021-07-30 | 大金工业株式会社 | 热交换器和空调装置 |
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