JPS6036896A - 熱交換器 - 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】 本発明は熱交換器に関し、特にラジェータなどの熱交換
器の重要な構成部分であるフィンの耐蝕性を向上さ・已
たちのである。

従来、ｆ％交換器たとえばラジェータのフィン材料とし
ては、ラジェータの放熱特性及びフィン装造時の熱に対
する耐熱性の観点から銅（Ｃｕ）にずず（Ｓ　ｎ　）又
はカドニウム（Ｃｄ）が重量０．０５〜１．０％添加さ
れた合金が採用されていた。

この従来の銅合金から成るフィンを有する熱交換器では
融雪塩が撒布される塩害地や気温の高い海岸地域で、フ
ィンの腐食が著しい。、また、近年大気の汚れが激しい
ため、その他の地域に４６いてもフィンの腐食が加速さ
れる傾向にある。）呂食したフィンはボロボロになり、
はとんどがＣＬｌ　２０に変化している。このため、フ
ィンの腐食がすすむと熱交換器の放熱特性が劣化すると
ともに、フィンの強度が低下する。

この問題を解決するために、銅（Ｃｕ　）に０．３〜３
．０重量％の亜鉛（Ｚ　ｎ）と０．　Ｏｉ　−０，４５
ｆＴｆ量％アルミニウム（八β）を添加した銅合金より
フィンを製作し、上記問題点をｌ！ｌ！１′決しようと
したものが本発明省等によって考えられ、既に特開昭５
７−１５８３４８号公報により公開され−Ｃいる。

しかし、この亜鉛とアルミニウムを１６加したｊ）４合
金は軟化温度が低く　（約３００°Ｃ）、はんだ何時（
約３３０°Ｃ）においてこの銅合金よりなるフィンが軟
化し、フィン形状が変形するなどの不旦合が生した。

本発明は上記点に鑑み案出されたもので、優れた耐蝕性
を有すると同時に、軟化温度の高いフィンを得ることを
目的とする。

この目的を達するために本発明では、ｏ、３、〜３゜０
重量％の亜鉛、０．０１〜０．４５重量％のアルミニウ
ム、０．０１〜０．１！ｉｆ量％の錫、避けることので
きない不純物、および残部銅からなる銅合金よりフィン
を形成した。

次に本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図ｉＪ本発明の熱交換器の概略図であり、１はコル
ゲート型フィン、２はフィン１に接合されているヂ４、
−ブ、３，７はタンク、４は注水口、５は入口管、６は
出口管を示す。

熱交換器のフィンの特性を調べるため、次のような工程
によりフィン製造用合金および熱交換器を作った。１ｊ
ｌｌら、不純物として避けられない元素を含む銅を思鉛
ルツボ中で溶解し、溶融鋼の表面を木炭粉末で被覆した
状態で亜鉛、アルミニウムおよび錫を添加する。そして
、これらの溶融合金を金型に鋳造し、厚さ２５鶴、幅２
５０ｍｍ長さ２５０１１１１の」−法の鋳塊とする。こ
の鋳塊のそれぞれの表面を２．５龍だけ面側した後に従
来方法に従ってこの鋳塊を熱間圧延し、その後中間焼鈍
と冷間圧延とを繰り返して厚さ０．０５０　ｍｍの条に
仕上げた。

本発明者はフィンの腐食を再現する試験方法を検討した
結果、腐食生成物として主にＣｕ２Ｏが得られる腐食試
験即ち５０’Ｃの温度で１時間５％食塩水を噴霧し、た
のち、５０’Ｃで相対湿度８０％の条件下で２３時間保
持するサイクル試験を採用した。

これらの条のそれぞれについて材料の軟化特性を測定し
た後、この条から前記のフィンｌを作り、Ｃｕ６５％−
Ｚｎ３５％合金製チューブ２を使用して第１図に示ず熱
交換器を従来技術により製造する。そして、熱交換器の
放熱特性を測定した後、前述した腐食試験を３０日間行
なった。この腐食試験の結果及び各種試験結果を第１表
に示す。

なお、第１表におけるＺｎ、Ａ／！リク（ζＪ木発明に
おける不純物であり、不純物の値は例えばＪＩＳ　Ｉ（
３１００のＣｕ−Ｚｎ合金に示されている値以下である
。こ、のＪＩＳＨ３１００以夕１の合金の不純物も含ま
れていてよい。

第１表において導電率はＩ　Ａ　ＣＳ　（ＩｎＬｅｒｎ
ａｔ’＋ｏｎａｌ　ａｎｎｅａｌ　Ｃｏｐｐｅｒ　５ｔ
ａｎｄａｒｄ　）即ち純銅の導電率を１００として比較
した場合のイαである。導電率と熱電動率とは周知のよ
うに正の相関関係があるので導電率を測定することによ
って、導電率をフィンの熱電動率の大小の判断のための
値とした。

放熱特性はＪＩＳ　Ｄ１６１４ｒ自動車用放熱器放熱性
能試験方法」により測定し、腐食試験を行なう前の従来
材料による熱交換器の放熱特性を１００％として比較し
た場合の値で示した。フィンの引張強度は第３図に示す
ようにチューブイ］フィンを腐食試験前後の熱交換器か
ら３ピッチ切出し第３図に示ず治具８を使用して矢印の
方向の引張試験により測定した。第２図に加熱時間５／
Ａの時の軟化特性を測定した結果を示し、第４−図に引
張試験の結果を示し、第５図に放熱特性を測定した結果
を示す。第２図中ｆａｌは０．１５重量％の錫と０゜０
１％重量％のリンを含む銅合金よりなるもの、（ｂｌは
本実施例のフィンを示すもので、１．０重量％の亜鉛、
０．０５　Ｉ！ｔｆｆｉ％のアルミニウム、０．０２５
重量％の錫を含む銅合金よりなるもの、（Ｃ１は１．０
重量％の亜鉛と０．０５重量％のアルミニウムを含む銅
合金よりなるものの特性を示す。また、第４゜５図にお
いて、（・１）及び（Ｌｌ）は第２図中の（ａ）　、　
［ｂｌと同しものの結果を示す。

第１表に示す結果から、銅合金中の亜鉛含有量が０．３
％月つアルミニウム０．０１％未満なるとフィンの引張
強度がかなり小さな値となることからフィンの腐食が進
行したこと即ちフィンの耐蝕性が低下するので亜鉛０．
３％、アルミニウム０．０１％以上か望ましい。更に、
銅合金中の亜鉛含有量が３．０％又はアルミニウム含有
量が０．４５％より多くなると３１・う合金の導電率が
かなり低くなるため亜鉛含有量は３．０％以下アルミニ
ウムは０．４５％以下が望ましい。また、銅合金中の錫
含有量が０゜０１％未満となる銅合金の軟化温度は、は
んだ（；Ｊ温度（約３３０°Ｃ）より低い値となること
から、錫含有量はｏ、ｏｉ％以上が望ましい。尚、第４
図。

第５図は本発明材料の耐久試験の結果を示している。

尚、母材としそりん脱酸銅を用いても、りん（Ｐ）の含
有量が０．０２％以下ならば特に問題がないことが本発
明者らの実験により明らかにされている。

一般的に銅に旺鉛９　アルミニウム２錫を添加すると、
銅合金の導電率が低下しく即ち熱伝導率の低下）、亜鉛
、アルミニウム、錫を比較的多く含む銅合金でラシェー
クのような熱交換器を作ると、この熱交換器の放熱特性
は著しく劣化する。このメタ、フィン材用の銅合金の亜
鉛、アルミ二つノ・。

錫含有量はこの銅合金が熱交換器のフィンとして使用さ
れた時に耐蝕性に有９）Ｊてあり、且つ放Ｒ％　ｌｌ　
ｊ性の低下および軟化温度の低下が許容される範囲であ
る」１記の範囲が適当である。

本発明による熱交換器はフィンの＋Ａオ」として重量で
０．３〜３．０％の亜鉛、０．０１〜０．４５％のアル
ミニウム、０．０１〜０．１５％の錫、残部が避けられ
ない不純物および銅からなる銅合金を使用することによ
り、熱交換器の放熱特性が従来の熱交換器の放熱特性と
ほぼ同一の水準を維持しつつ、熱交換器のフィンの強度
劣化が従来の熱交換器のフィン強度の劣化に比較して著
しく少なくなる。

更に、軟化温度をはんだ付時の温度よりも上昇さゼはん
だ付時の軟化をなくすことができるという効果がある。

また、このため本発明の熱交換器ではフィンを従来の製
品の場合よりも肉厚の薄い材料で作ることが可能となり
、熱交換器の軽量化が達成できるという２次的な効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の熱交換器を示す概略図、第２図
は従来のｅ￥金合金本発明実施例の鋼合金の軟化特性を
示すグラフ、第３図はフィン強度を試験する時のフィン
引張の状態を示す概略図、第４図は従来の熱交換器と本
発明実施例の熱交換器を腐食試験した時のフィンの引張
強度を示すグラフ、第５図は従来の熱交換器と本発明実
施例の熱交換器を腐食試験した時の放熱特性を示すグラ
フであ１・・・フィン、２・・・チューブ、３．７・・
・クンク、４・・・注水口、５・・・入Ｉコ管、６・・
・出口性。 代理人弁理士　岡　部　隆 第　１　図 第２Ｌ／Ｊ 第３図 第４図 第５図 官六゛駿日π

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フィンを有する熱交換器において、フィンが重量で０．
   ３〜３．０％の亜鉛、０．０ｊ〜０．４５％のアルミニ
   ウム、０，０１〜０４１５％の錫、避けることきできな
   い不純物、および残部銅からなる鋼合金からフィンが作
   られていることを特徴とする熱交換器。