JPS61195290A - 自動車用熱交換器とその製造法 - Google Patents

自動車用熱交換器とその製造法

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JPS61195290A
JPS61195290A JP3409285A JP3409285A JPS61195290A JP S61195290 A JPS61195290 A JP S61195290A JP 3409285 A JP3409285 A JP 3409285A JP 3409285 A JP3409285 A JP 3409285A JP S61195290 A JPS61195290 A JP S61195290A
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JP
Japan
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heat exchanger
fins
resin
corrosion
derivative
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JP3409285A
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English (en)
Inventor
Shoji Shiga
志賀 章二
Hideo Suda
須田 英男
Nobuyuki Shibata
宣行 柴田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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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
    • F28F19/04Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of rubber; of plastics material; of varnish

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は銅製コアーを用いた自動車用熱交換器とその製
造法に関し、特にフィンの耐食性を改善して長期にわた
り熱交換機能を保持せしめたものである。
〔従来の技術〕
一般に自動車にはラジェーターや空・調用ヒーター等の
シェルアンドチューブ型熱交換器が用いられており、例
えばラジェーターはエンジン部を冷却するためのもので
、ラジェーターとエンジン部間に熱交換用媒体である水
又は水にグリコールやグリコールエーテルを加えた不凍
液を循環させ、エンジン部で昇温した媒体をラジェータ
ーで外気と熱交換させて冷却することによりエンジン部
を冷却している。このようなラジェーターは第1図に示
すように媒体を通す上下方向の多数の黄銅製チューブ(
1)間にコルゲート状フィン(2)を半田付けにより装
着して銅製コアー(3)を形成し、該コアー(3)のチ
ューブ(1)両端に黄銅製座板(4a)。
(4b)を設け、これに黄銅製又は樹脂性のタンク(5
a) 、  (5b)を取付けたものである。尚、図に
おいて(6)、(7)は媒体還流用の出入口、(8)、
(9)は媒体の注排出口を示す。
通常フィンには厚さ0.025〜0.060麿のCIJ
又はCIJ合金薄板を用い、伝熱性を低下させない範囲
内で3n、A!11.cd、P等を少量添加して強度及
び耐熱性を改善したものも用いられる。またラジェータ
ーは防眩の目的で黒色塗装を行なっているが、この処理
はラジェーターの正面側のみに限られている。また一部
には厚さ10μ以上、通常は数十μの厚い塗膜を全面に
形成したものもあるが、高価となるばかりか、フィンの
放熱性を損なう欠点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
近年道路に融雪の目的でNa c、eなどの塩化物が大
量に散布されるようになり、これ等塩化物による車体の
腐食が重大視され、自動車用熱交換器においても塩害対
策が問題になっている。
例えば空調用ヒーターでは直接外気と接触しないため腐
食は軽微であるが、ラジェーターでは直接外気と接触す
るフィンの損耗が著しく、放熱性の低下が問題になって
いる。これを改善するため、フィンにCu−Ni系の耐
食性合金を用いることが検討されたが、何れも熱伝導性
が低く、所定の性能を得るためには厚肉化が必要となり
、コスト高と重量増加を招くことになる。
一方省エネルギーの見地から熱交換器の軽量化が望まれ
ているが、上記塩害対策と軽量化の要請を同時に満すこ
とは技術的に困難であった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、銅製コアーを用い
た熱交換器のフィンの耐食性を向上すると共に、軽量化
及び経済性の要件を満足する自動車用熱交換器とその製
造法を開発したものである。
即ち、本発明熱交換器は、多数のチューブ間にフィンを
装着した銅製コアーのチューブ両端に、座板を設けてタ
ンクを取付けた熱交換器において、フィンにベンゾトリ
アゾール又はその誘導体を含む樹脂塗膜を形成したこと
を飛着塗布するものである。
また本発明製造法は、多数のチューブ間にフィンを装着
して銅製ファーを形成し、該コアーのチューブ両端に座
板を設け、これにタンクを取付けて熱交換器を組立て、
しかる後フィンにベンゾトリアゾール又はその誘導体を
含む樹脂塗料を飛@塗布することを飛着塗布するもので
ある。
このような熱交換器としては、例えば第1図に示すラジ
ェーターのように、熱交換用媒体を通す上下方向の多数
の黄銅製チューブ間にCu又はCLI合金薄板からなる
コルゲート状フィンを半田付けにより装着して銅製コア
ーを形成し、該コアーのチューブ両端に黄銅製座板を設
け、これに黄銅製又は樹脂製のタンクを取付けて熱交換
器を組立てる。次に熱交換器のフィンにベンゾトリアゾ
ール又はその誘導体を含む樹脂塗料を塗布したものであ
る。樹脂にはアクリル系。
不飽和ポリエステル、アルキッド、メラミン等を用い、
ベンゾトリアゾール又はその誘導体(以下BTAと略記
)にはベンゾトリアゾール。
メチルベンゾトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール
又はこれ等の無m塩、或いは有機アミンやカルボン酸と
の反応生成物を用いる。即ち、トリアゾール環は酸、塩
基両性的性質を有し、上記塩類や縮合反応生成物を形成
する。有機アミンとしてはメチルアミン、エチルアミン
、プロピルアミン、ヘキシレンアミン、プロピオン酸、
安息香酸等である。これ等BTAを上記樹脂に望ましく
は1〜20wt%の濃度に含有させる。
BTAを含む樹脂の塗膜は、フィン全面に形成する必要
はなく、少なくとも熱交換器の正面側フィン部又は正面
側と裏面側のフィン部に形成すれば十分である。即ち熱
交換器、特にラジェーターの腐食状態を詳細に分析した
結果、腐食の大部分はコアーの正面側(風の入口側)に
集中するためである。例えば海岸地帯を3X 103触
走行した自動車のラジェーター(厚さ0.046履、巾
30IIIIIIのC1−0,5wt%s n−o、o
iwt%P合金簿板をコルゲート状に加工したフィンを
用いた)におけるフィンの腐食分布は、第2図に示すよ
うにコアーの正面側より約108.裏面側より約3Mと
偏っている。これは塩分粒子が正面(J!lの入口側)
に多く衝突すること、巾30#程度のフィンが1〜5M
のピッチで高密度に充填され、かつ乱気流を発生するル
バー加工が施されているため、コアーの正面側フィン部
に塩分粒子やその飛沫が多く付着し、この部分を激しく
腐食するもので、この部分のフィン面更には次に腐食の
大きいコアーの裏面側フィン面に塗膜を形成すれば経済
的に、かつ有効にフィンの腐食を防止することができる
。しかしてIIIの厚さにもよるが、フィン全面に塗膜
を形成することは不経済なばかりか、若干の重量増加に
つながり、更には熱交換機能を低下するため、フィンの
塗膜形成はコアー正面から3〜iomII+の深さまで
とすることが望ましい。
このような塗膜を最も能率的で確実に形成するためのに
は上記樹脂を水性塗料とし、これにBTAを加えて熱交
換器の正面又は正面と裏面から加圧スプレー法、例えば
スプレー塗装や静電スプレー塗装によりフィンに飛着さ
せ、しがる後100℃以上、例えば120〜180℃に
加熱して水分等を蒸発させると共に硬化させて固着させ
ればよい。水性塗料としては、例えばアルキッド樹脂を
分散させた水溶液に、任意の水を配合希釈して用いる。
このような水性塗料は安価で安全であり、製造上、立地
上有利であるばかりでなく、水の配合希釈や温度により
塗膜厚さや量を任意にコントロールすることができる。
更にベンゾトリアゾールは水の外に極性溶剤、例えばエ
タノール、メタノール、トリクロロエタン等にも溶ける
が、水が最も適しており、20°Cで1wt%、100
℃で20wt%の溶解度を有し、更に pHをアルカリ
性とすることにより溶解度を大巾に向上することができ
る。
〔作 用〕
自動車用熱交換器の塩害腐食における反応機構の詳細は
未解明であるが、Cぶ−がOz。
H2O(湿度)や温度条件と相持ってCUを激しく湿食
的に腐食する。樹脂塗膜は上記腐食因子を遮断してCu
を保護することはよく知られている。しかし自動車の走
行条件において、長期にわたり上記の効果を保持するに
は、厚い塗膜を可及的広範囲に、かつ完全に形成するこ
とが不可欠の条件となる。即ち塗膜のピンホールはフィ
ン素地の局部的腐食から塗膜の剥離へと進行するため、
塗膜樹脂自身の耐水性も高度に選定しなければならず、
更には樹脂の耐1閃性も不可欠の要件となり、これらの
条件を満すためには高価な厚い塗膜を入念に形成するこ
とが必要で、経済性ばかりか、放熱性や軽量化の目的に
反する。これに対し、樹脂塗料にBTAを加えたものは
、上記従来塗膜の欠陥を解消し、軽量化された高性能、
長寿命の熱交換器を経済的に製造することを可能にする
ものである。これは塗膜中のBTAが長期にわたり水分
などに溶出し、塗膜下のC11表面を始め、ピンホール
や塗膜周辺の非塗装部のCu表面にも吸着され、腐食の
進行を大幅に抑制するためである。また塗膜中のBTA
は樹脂の耐候性の向上にも寄与する。しかしてこれ等の
作用は樹脂に対するBTAの量を1〜20wt%とする
ことが望ましく、BTAの量が1wt%未満では実用上
、上記効果が不十分であり、2owt%を越える量では
不経済なばかりか、塗膜の強度を低下するなど不都合を
生ずる。
〔実施例〕
CIJ−0,15wt%3n−0,01wt%P合金か
らなる厚さ0.040Hn、巾32 mmのコルゲート
状フィンを用い、フィン巾に対して2列になるように配
置したチュー1間にフィンを装着し、常法により第1図
に示すラジェーターを組立てた。これについて、水性ア
ルキッド樹脂の黒色塗料にBTAを加え、水希釈調整し
た第1表に示す組成の塗料を35℃の温度でスプレーガ
ンによりコアーの正面又は正面と裏面からフィンに飛着
塗布し、しかる後130℃で15分間乾燥してラジェー
ターを製造した。
このようにして製造したラジェーターについて、平均膜
厚と正面及び裏面から塗膜形成深さを測定し、次に塩水
噴霧(J I S 22371)処理を1時間と、60
℃、90%RHの高温加湿処理を23時間のサイクルで
60回繰返劣化処理した後、フィン部の強度を測定した
。また80℃の温水を上記劣化試験後のラジェーター内
に入れて還流させ、一定風速の風洞内に保持してラジェ
ーター内の温水が70℃まで冷却される時間を測定した
。これ等の結果を塗膜を形成しない従来ラジェーターの
劣化処理前の値を基準に強度と熱交換様能を比較した。
これ等の結果を第1表に併記した。
第1表から明らかなように従来品Na 7やBTAを含
まない樹脂を塗布した比較量No、 6は何れも腐食に
ともなう大きな強度低下と熱交換機能の低下を起すのに
対し、本発明品No、 1〜5は何れも腐食にともなう
強度低下と熱交換機能の低下が小さいことが判る。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば自動車の軽全化の目的に反す
ることなく1、かつ経済的にフィンの耐食性と熱交換機
能を改善し得るもので、工業上顕著な効果を奏するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は自動車用ラジェーターの一例を示す正面図、第
2図は海岸地帯で3xlO’/m走行後のラジェーター
の平均腐食母の分布図である。 1・・・ デユープ 2・・・ フィン 3・・・ コアー 4a、  4b・・・  座  板 5a、5b・・・ タンク 第1図 第2図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多数のチューブ間にフィンを装着した銅製コアー
    のチューブ両端に、座板を設けてタンクを取付けた熱交
    換器において、フィンにベンゾトリアゾール又はその誘
    導体を含む樹脂塗膜を形成したことを特徴とする自動車
    用熱交換器。
  2. (2)熱交換器の少なくとも正面側のフィン部に樹脂塗
    膜を形成する特許請求の範囲第1項記載の自動車用熱交
    換器。
  3. (3)樹脂塗膜のベンゾトリアゾール又はその誘導体の
    濃度を樹脂の1〜20wt%とする特許請求の範囲第1
    項又は第2項記載の自動車用熱交換器。
  4. (4)多数のチューブ間にフィンを装着して銅製コアー
    を形成し、該コアーのチューブ両端に座板を設け、これ
    にタンクを取付けて熱交換器を組立て、しかる後フィン
    にベンゾトリアゾール又はその誘導体を含む樹脂塗料を
    飛着塗布することを特徴とする自動車用熱交換器の製造
    法。
  5. (5)熱交換器の正面側よりフィンに樹脂塗料を飛着塗
    布する特許請求の範囲第4項記載の自動車用熱交換器の
    製造法。
  6. (6)樹脂塗料のベンゾトリアゾール又はその誘導体の
    濃度を樹脂の1〜20wt%とする特許請求の範囲第4
    項又は第5項記載の自動車用熱交換器の製造法。
  7. (7)樹脂塗料に水性塗料を用いる特許請求の範囲第4
    項、第5項又は第6項記載の自動車用熱交換器の製造法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01294315A (ja) * 1988-02-19 1989-11-28 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd 絶縁電線並びにその製造方法
US5012862A (en) * 1990-09-12 1991-05-07 Jw Aluminum Company Hydrophilic fins for a heat exchanger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01294315A (ja) * 1988-02-19 1989-11-28 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd 絶縁電線並びにその製造方法
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