JPS6284868A - アルミニウム製熱交換器の製法 - Google Patents
アルミニウム製熱交換器の製法Info
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- JPS6284868A JPS6284868A JP22738985A JP22738985A JPS6284868A JP S6284868 A JPS6284868 A JP S6284868A JP 22738985 A JP22738985 A JP 22738985A JP 22738985 A JP22738985 A JP 22738985A JP S6284868 A JPS6284868 A JP S6284868A
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- 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
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- 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
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- 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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- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルミニウム熱交換器の製法に関するもので
、例えば車両搭載用空気調和装置のコンデンサ、エバポ
レータなどに用いて好適なものである。
、例えば車両搭載用空気調和装置のコンデンサ、エバポ
レータなどに用いて好適なものである。
車重軽減による燃費性能の向上が重要な技術課題をなし
ている自動車業界においては、車載空調装置用熱交換器
に対しても軽量化対策が求められつつある。コンデンサ
あるいはエバポレータといったこの種の熱交換器の一般
的な製法としては、まずアルミニウム合金で押出し成形
された冷媒流通用の多穴チューブを蛇行状に折り曲げ形
成し、しかる後蛇行状チューブの平行部間の間隙に、そ
の表面にあらかじめろう付は用のろう材をクラッドさせ
た、肉厚が０．１６ｍ内外のごく薄いアルミニウム合金
製のコルゲートフィンを挿入し、治具を用いてこの組合
せ構造を保持させたうえで、全体を加熱炉内に納めてろ
う材の溶融温度まで加熱することによって、ろう付けに
よるチューブとフィンとの組立を完成させる方法がとら
れてきた。
ている自動車業界においては、車載空調装置用熱交換器
に対しても軽量化対策が求められつつある。コンデンサ
あるいはエバポレータといったこの種の熱交換器の一般
的な製法としては、まずアルミニウム合金で押出し成形
された冷媒流通用の多穴チューブを蛇行状に折り曲げ形
成し、しかる後蛇行状チューブの平行部間の間隙に、そ
の表面にあらかじめろう付は用のろう材をクラッドさせ
た、肉厚が０．１６ｍ内外のごく薄いアルミニウム合金
製のコルゲートフィンを挿入し、治具を用いてこの組合
せ構造を保持させたうえで、全体を加熱炉内に納めてろ
う材の溶融温度まで加熱することによって、ろう付けに
よるチューブとフィンとの組立を完成させる方法がとら
れてきた。
ところで、フィンの表面にあらかじめクラッドされるろ
う材には融点降下のためにＳｉ成分が多量に配合されて
おり、ろう付は時の高温下でこのＳｉ成分がフィンの心
材中に拡散して、フィン自体の材料強度を低下させてし
まう現象が現われる。
う材には融点降下のためにＳｉ成分が多量に配合されて
おり、ろう付は時の高温下でこのＳｉ成分がフィンの心
材中に拡散して、フィン自体の材料強度を低下させてし
まう現象が現われる。
更に、これに加え、上記Ａｌ−３ｉ系ろう材の融点は５
８０℃付近であるので、ろう付時の加熱温度は、必然的
に上記融点より高い６００℃程度の温度に設定せざるを
得す、このろう付温度（６００℃）はフィン心材の融点
（６５０℃程度）に近いので、フィン強度が高温加熱に
よって一層低下することになり、その結果フィンの座屈
現象が生じやすいという問題点があった。このろう付時
のフィン座屈現象を回避するにはフィンの板厚を厚くし
なければならず、従って従来技術ではフィンの薄肉化に
よる熱交換器全体としての軽量化が困難であった。
８０℃付近であるので、ろう付時の加熱温度は、必然的
に上記融点より高い６００℃程度の温度に設定せざるを
得す、このろう付温度（６００℃）はフィン心材の融点
（６５０℃程度）に近いので、フィン強度が高温加熱に
よって一層低下することになり、その結果フィンの座屈
現象が生じやすいという問題点があった。このろう付時
のフィン座屈現象を回避するにはフィンの板厚を厚くし
なければならず、従って従来技術ではフィンの薄肉化に
よる熱交換器全体としての軽量化が困難であった。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、ろう付時にお
けるフィン座屈現象を回避しつつ、フィンの薄肉化を良
好に達成することができるアルミニウム製熱交換器の製
法を提供することを目的とする。
けるフィン座屈現象を回避しつつ、フィンの薄肉化を良
好に達成することができるアルミニウム製熱交換器の製
法を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、（ａｌアルミニ
ウム製チューブの表面に、ＺｎもしくはＺｎ−／１合金
からなる低融点ろう材を被覆する工程と、 （ｂ）前記低融点ろう材が被覆されたアルミニウム製チ
ューブとアルミニウム製フィンとを組付ける工程と、 ｔｃ＋このチューブとフィンの組付体に弗化物系の非腐
食性フラックスを付着させる工程と、（ｄ）前記チュー
ブとフィンの組付体を、加熱炉内にて前記低融点ろう材
および非腐食性フラックスの融点以上の温度に加熱して
前記低融点ろう材を介してチューブとフィンを一体に接
合する工程とを具備するという技術的手段を採用する。
ウム製チューブの表面に、ＺｎもしくはＺｎ−／１合金
からなる低融点ろう材を被覆する工程と、 （ｂ）前記低融点ろう材が被覆されたアルミニウム製チ
ューブとアルミニウム製フィンとを組付ける工程と、 ｔｃ＋このチューブとフィンの組付体に弗化物系の非腐
食性フラックスを付着させる工程と、（ｄ）前記チュー
ブとフィンの組付体を、加熱炉内にて前記低融点ろう材
および非腐食性フラックスの融点以上の温度に加熱して
前記低融点ろう材を介してチューブとフィンを一体に接
合する工程とを具備するという技術的手段を採用する。
本明細書におけるアルミニウムという用語は、純アルミ
ニウムだけでなく、アルミニウム合金をも包含する総称
として用いているから、アルミニウム製のチューブおよ
びフィンは純アルミニウムもしくはアルミニウム合金の
いずれかで成形することができる。
ニウムだけでなく、アルミニウム合金をも包含する総称
として用いているから、アルミニウム製のチューブおよ
びフィンは純アルミニウムもしくはアルミニウム合金の
いずれかで成形することができる。
また、チューブとしては、後述の実施例において図示す
る押出し成形された偏平多穴チューブに限らず、種々の
公知のものを使用できる。例えば、所定形状に予めプレ
ス成形された２枚の板状のチューブ素材を接合して流体
通路を形成するチューブとか、１枚の板状のチューブ素
材を曲げ加工してチューブ素材に成形し、その端部を接
合して流体通路を形成するチューブ等の種々なチューブ
を使用できるつ また、フィンとしても、後述の実施例において図示する
波形状に曲げ成形されたコルゲートフィンに限らず、プ
レートフィンのごとき他の形式のフィンを使用すること
も可能である。
る押出し成形された偏平多穴チューブに限らず、種々の
公知のものを使用できる。例えば、所定形状に予めプレ
ス成形された２枚の板状のチューブ素材を接合して流体
通路を形成するチューブとか、１枚の板状のチューブ素
材を曲げ加工してチューブ素材に成形し、その端部を接
合して流体通路を形成するチューブ等の種々なチューブ
を使用できるつ また、フィンとしても、後述の実施例において図示する
波形状に曲げ成形されたコルゲートフィンに限らず、プ
レートフィンのごとき他の形式のフィンを使用すること
も可能である。
上記チューブに被覆するＺｎもしくはＺｎ−Ａ４合金か
らなる低融点ろう材に微少な不可避的不純物が包含され
ていることはもちろんであり、また必要に応じてＺｎ、
ＡＡ基以外元素を多少添加することも可能である。この
低融点ろう材におけるＺｎｆｉｌは、ろう材の融点を低
くするために、５０−ｔ％以上とすることが好ましい。
らなる低融点ろう材に微少な不可避的不純物が包含され
ていることはもちろんであり、また必要に応じてＺｎ、
ＡＡ基以外元素を多少添加することも可能である。この
低融点ろう材におけるＺｎｆｉｌは、ろう材の融点を低
くするために、５０−ｔ％以上とすることが好ましい。
また、上記低融点ろう材をチューブ表面に被覆する方法
としては、種々な方法を用いることができ、例えば後述
のろう付時のフラックスと同一のフラックスをチューブ
表面に被覆して、チューブ表面の酸化皮膜を除去しなが
ら後、上記ＺｎもしくはＺｎ−Ａｌ合金からなる低融点
ろう材を溶融メッキによりチューブ表面に被覆する方法
を用いることができる。また、チューブ表面の酸化皮膜
を超音波振動により除去して、フラ・ノクスなしで溶融
メッキにより上記低融点ろう材をチューブ表面に被覆す
るようにしてもよい。
としては、種々な方法を用いることができ、例えば後述
のろう付時のフラックスと同一のフラックスをチューブ
表面に被覆して、チューブ表面の酸化皮膜を除去しなが
ら後、上記ＺｎもしくはＺｎ−Ａｌ合金からなる低融点
ろう材を溶融メッキによりチューブ表面に被覆する方法
を用いることができる。また、チューブ表面の酸化皮膜
を超音波振動により除去して、フラ・ノクスなしで溶融
メッキにより上記低融点ろう材をチューブ表面に被覆す
るようにしてもよい。
また、溶融メッキ以外の方法により低融点ろう材をチュ
ーブ表面に被覆することもできる。例えば、押出し成形
のチューブの場合には、チューブを押出し成形する際、
これと同時に低融点ろう材を押出し被覆してもよい。ま
た、ＺｎもしくはＺｎ−Ａ４２合金からなる低融点ろう
材を予め箔状に成形しておき、この箔状の低融点ろう材
をチューブ表面に接着、溶接等により巻き付けるとか貼
り付けるようにしてもよい。
ーブ表面に被覆することもできる。例えば、押出し成形
のチューブの場合には、チューブを押出し成形する際、
これと同時に低融点ろう材を押出し被覆してもよい。ま
た、ＺｎもしくはＺｎ−Ａ４２合金からなる低融点ろう
材を予め箔状に成形しておき、この箔状の低融点ろう材
をチューブ表面に接着、溶接等により巻き付けるとか貼
り付けるようにしてもよい。
更に、板状のチューブ素材を用いてチューブを形成する
場合には、チューブ素材に対して、低融点ろう材をクラ
ッド（熱間圧延による機械的圧着）することにより、低
融点ろう材のチューブ表面への被覆を行うようにしても
よい。
場合には、チューブ素材に対して、低融点ろう材をクラ
ッド（熱間圧延による機械的圧着）することにより、低
融点ろう材のチューブ表面への被覆を行うようにしても
よい。
上記低融点ろう材の被覆厚さとしては、通常５〜１００
μｍ程度が好ましい。
μｍ程度が好ましい。
上記低融点ろう材が被覆されたチューブとフィンは１つ
の構造体として組付けるのであるが、その際組付構造を
ろう付終了まで保持するため、通常、適宜の冶具をチュ
ーブとフィンの組付体に装着するようにしているが、熱
交換器自身の構成部材を用いて上記治具の機能を得る、
いわゆる自己冶具方式を採用することもできる。
の構造体として組付けるのであるが、その際組付構造を
ろう付終了まで保持するため、通常、適宜の冶具をチュ
ーブとフィンの組付体に装着するようにしているが、熱
交換器自身の構成部材を用いて上記治具の機能を得る、
いわゆる自己冶具方式を採用することもできる。
上記チューブとフィンの組付体に付着する弗化系の非腐
食性フラックスとしては、非腐食性のフルオロアルミニ
ウム酸アルカリ錯塩の単体もしくは混合物を使用するこ
とができ、より具体的に言えばＫＡ Ｉ Ｆａ、ＫｚＡ
ｌ Ｆｓ 、 ＫｘＡ ＩＩ Ｆａ 。
食性フラックスとしては、非腐食性のフルオロアルミニ
ウム酸アルカリ錯塩の単体もしくは混合物を使用するこ
とができ、より具体的に言えばＫＡ Ｉ Ｆａ、ＫｚＡ
ｌ Ｆｓ 、 ＫｘＡ ＩＩ Ｆａ 。
ＣＳ Ａ Ｉ Ｆａ、 Ｃ３！Ａ Ｉ ＦＳ、 Ｃ３３
，Ａ ｊ！ Ｆａ、の単体もしくは混合物とさらにはそ
れらにＡ Ｉ Ｆ ｘを加えた混合物を使用することが
できる。
，Ａ ｊ！ Ｆａ、の単体もしくは混合物とさらにはそ
れらにＡ Ｉ Ｆ ｘを加えた混合物を使用することが
できる。
上記弗化物系の非腐食性フラックスの方法としては、上
記フラックス組成物を水又は有機溶剤にて希釈した希釈
溶液を噴霧する方法、あるいは前記希釈溶液中に組付体
を浸漬する方法等を用いることができる。更に、弗素を
含有し、かつカリウムもしくはセシウムの少なくとも一
方を含有する処理液中にチューブとフィンの組付体を浸
漬して、この組付体表面にフラックス皮膜を化成処理層
として形成してもよい。
記フラックス組成物を水又は有機溶剤にて希釈した希釈
溶液を噴霧する方法、あるいは前記希釈溶液中に組付体
を浸漬する方法等を用いることができる。更に、弗素を
含有し、かつカリウムもしくはセシウムの少なくとも一
方を含有する処理液中にチューブとフィンの組付体を浸
漬して、この組付体表面にフラックス皮膜を化成処理層
として形成してもよい。
上記フラックスを付着したチューブとフィンの組付体は
、公知の電気加熱式等の加熱炉内に搬入して、低融点ろ
う材およびフラックスの融点以上の温度に加熱して、低
融点ろう材を介して一体に。
、公知の電気加熱式等の加熱炉内に搬入して、低融点ろ
う材およびフラックスの融点以上の温度に加熱して、低
融点ろう材を介して一体に。
接合するのであるが、低融点ろう材の融点は、Ｚｎ量に
よって３８２℃〜５５０℃程度の範囲に設定でき、また
非腐食製フラックスの融点はその組成によって４２０℃
〜５６０℃程度の範囲に設定できる。従って、ろう付温
度は、４５０℃〜５７０℃程度の範囲に設定できる。
よって３８２℃〜５５０℃程度の範囲に設定でき、また
非腐食製フラックスの融点はその組成によって４２０℃
〜５６０℃程度の範囲に設定できる。従って、ろう付温
度は、４５０℃〜５７０℃程度の範囲に設定できる。
また、ろう行用加熱炉内の雰囲気としては、窒素ガス等
の不活性ガスの封入、あるいは脱水した低湿度空気の送
入等により低露点保護雰囲気を形成して、チューブやフ
ィン表面におけるアルミニウム酸化皮膜の生成を抑制す
ることが好ましい。
の不活性ガスの封入、あるいは脱水した低湿度空気の送
入等により低露点保護雰囲気を形成して、チューブやフ
ィン表面におけるアルミニウム酸化皮膜の生成を抑制す
ることが好ましい。
上記した技術的手段によれば、フィン側にＡｆ−３ｉ系
のろう材をクラッドすることなくアルミニウム製のチュ
ーブとフィンとをろう付けできるから、フィン材へのＳ
ｔ拡散に起因するフィン材の強度低下といった現象が生
じない。
のろう材をクラッドすることなくアルミニウム製のチュ
ーブとフィンとをろう付けできるから、フィン材へのＳ
ｔ拡散に起因するフィン材の強度低下といった現象が生
じない。
しかも、ＺｎもしくはＺｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろ
う材の融点および弗化物系の非腐食製フラックスの融点
がいずれも従来技術におけるＡ６−３ｉ系ろう材の融点
より十分低いため、ろう付温度を従来より十分低下させ
ることができ、これによって高温加熱に起因するフィン
材の強度低下も抑制できる。
う材の融点および弗化物系の非腐食製フラックスの融点
がいずれも従来技術におけるＡ６−３ｉ系ろう材の融点
より十分低いため、ろう付温度を従来より十分低下させ
ることができ、これによって高温加熱に起因するフィン
材の強度低下も抑制できる。
フィン強度の低下に関係する上記２つの要因を回避もし
くは抑制できることから、本発明ではフィンの座屈を回
避しつつ、フィンの薄肉化を良好に実現できる。
くは抑制できることから、本発明ではフィンの座屈を回
避しつつ、フィンの薄肉化を良好に実現できる。
これにより、熱交換器全体としての軽量化、コスト低減
を達成できるという実用上の効果が大である。
を達成できるという実用上の効果が大である。
しかも、ＺｎもしくはＺｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろ
う材はチューブ材に比して電極電位が十分卑であり、犠
牲腐食効果を有しており、またチューブに対して全面的
に施されているので、チューブの耐食性を大幅に向上で
きる。
う材はチューブ材に比して電極電位が十分卑であり、犠
牲腐食効果を有しており、またチューブに対して全面的
に施されているので、チューブの耐食性を大幅に向上で
きる。
以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の製法によって作られた車載空調装置用
コンデンサとしての熱交換器の斜視図であって、第２図
の斜視図にみられるように、偏平チューブ１には流体（
冷媒）の流れ方向に沿って内部に複数条の仕切壁１ａを
設けて多数の六１ｂが形成してあり、この偏平チューブ
ｌを所定間隙を保って蛇行状に折り曲げることによって
、熱交換器の主体成分が構成されており、偏平チューブ
１の平行部間には、アルミニウムまたはアルミニウム合
金製のごく薄肉の伝熱面積増大用コルゲートフィン２が
挿入され、このチューブ１とフィン２とは、チューブ１
の表面にあらかじめ被覆しであるＺｎ−Ａｌ合金Ｎ３の
溶融時接合力によって一体的に低温ろう付接合されてい
る。チューブ１の両開口端には、冷凍サイクルの冷媒配
管に接続するためのパイプ接手４および５がろう付され
ている。
コンデンサとしての熱交換器の斜視図であって、第２図
の斜視図にみられるように、偏平チューブ１には流体（
冷媒）の流れ方向に沿って内部に複数条の仕切壁１ａを
設けて多数の六１ｂが形成してあり、この偏平チューブ
ｌを所定間隙を保って蛇行状に折り曲げることによって
、熱交換器の主体成分が構成されており、偏平チューブ
１の平行部間には、アルミニウムまたはアルミニウム合
金製のごく薄肉の伝熱面積増大用コルゲートフィン２が
挿入され、このチューブ１とフィン２とは、チューブ１
の表面にあらかじめ被覆しであるＺｎ−Ａｌ合金Ｎ３の
溶融時接合力によって一体的に低温ろう付接合されてい
る。チューブ１の両開口端には、冷凍サイクルの冷媒配
管に接続するためのパイプ接手４および５がろう付され
ている。
次に、本発明の製法を工程順に説明する。まず、押出し
成形機にて前述した断面形状（第２図参照）を有するア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金製の多穴偏平チュ
ーブ１を成形する。この偏平チューブｌは、第３図にお
いて左方から右方に連続的に供給され、最初にフラック
ス塗布装置Ａに送り込まれて、その表面に噴流ポンプＤ
によってフラックス６の水溶液が噴霧されることによっ
て、チューブ表面にフラックス６が塗布される。ここで
、フラックス６としては、後述のろう付時のフラックス
と同一のもの、すなわち弗化物系の非腐食性フラックス
であって、フラックス成分を水に希釈した水溶液として
使用する。
成形機にて前述した断面形状（第２図参照）を有するア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金製の多穴偏平チュ
ーブ１を成形する。この偏平チューブｌは、第３図にお
いて左方から右方に連続的に供給され、最初にフラック
ス塗布装置Ａに送り込まれて、その表面に噴流ポンプＤ
によってフラックス６の水溶液が噴霧されることによっ
て、チューブ表面にフラックス６が塗布される。ここで
、フラックス６としては、後述のろう付時のフラックス
と同一のもの、すなわち弗化物系の非腐食性フラックス
であって、フラックス成分を水に希釈した水溶液として
使用する。
上記弗化物系の非腐食性フラックスの具体的組成として
は、フルオロアルミニウム酸セシウム（例えばＣｓＡ
Ｉ Ｆ ａ、 Ｃ５ｚＡ Ｉ Ｆ ５． Ｃ３３ΔｆＦ
、。
は、フルオロアルミニウム酸セシウム（例えばＣｓＡ
Ｉ Ｆ ａ、 Ｃ５ｚＡ Ｉ Ｆ ５． Ｃ３３ΔｆＦ
、。
の単体あるいは混合物）、又はフルオロアルミニウム酸
カリウム（例えばＫＡ ＲＦ４． Ｋ２Ａ （ｌ Ｆ
ｓ 。
カリウム（例えばＫＡ ＲＦ４． Ｋ２Ａ （ｌ Ｆ
ｓ 。
Ｋ ３ＡβＦ６．の単体あるいは混合物）、更には上記
フルオロアルミニウム酸セシウムとフルオロアルミニウ
ム酸カリウムの混合物を使用できる。
フルオロアルミニウム酸セシウムとフルオロアルミニウ
ム酸カリウムの混合物を使用できる。
上記フラックス６が塗布されたチューブ１は、次に予熱
装置Ｂに送入される。この予熱装置Ｂは、ガスバーナＥ
あるいは電気ヒータ等によってチューブ１を１００〜２
００℃程度の温度に予熱する。
装置Ｂに送入される。この予熱装置Ｂは、ガスバーナＥ
あるいは電気ヒータ等によってチューブ１を１００〜２
００℃程度の温度に予熱する。
次いで、チューブｌは溶融メッキ装置Ｃに送入される。
この溶融メブキ装置Ｃでは、溶融メッキを行なうＺｎ−
Ａｌ合金３′をその融点以上に加熱して、Ｚｎ−Ａｌ合
金３′を溶融状態に維持している。ここで、Ｚｎ−Ａ４
２合金３′の共晶成分（Ｚｎ９５ｗｔ％−ＡＪ５ｗｔ％
）の場合、その融点は３８２℃である。溶融メッキ方式
として、本例では噴流ポンプＦによって供給されるＺｎ
−Ａｌ合金３゛′の噴流中にチューブｌを通すことによ
って、チューブｌの表面にＺｎ−Ａｌ合金３′を溶融メ
ッキする。従来用いられていたＡｌ−３ｉ系合金の共晶
成分の融点（５７７℃）に比してＺｎ−Ａｌ合金３′の
融点は大幅に低下できるので、実際の製造工程上、作業
がし易くなり、作業性が向上する。なお、Ｚｎ−Ａｌ合
金３′はＺｎ量が減少すると融点が高くなり、溶融メッ
キの作業性が低下するので、Ｚｎ量は５０−ｔ％（Ｚｎ
５０ｗｔ％場合、Ｚｎ−Ａ７！合金の融点は約５５０℃
）以上とすることが好ましい。
Ａｌ合金３′をその融点以上に加熱して、Ｚｎ−Ａｌ合
金３′を溶融状態に維持している。ここで、Ｚｎ−Ａ４
２合金３′の共晶成分（Ｚｎ９５ｗｔ％−ＡＪ５ｗｔ％
）の場合、その融点は３８２℃である。溶融メッキ方式
として、本例では噴流ポンプＦによって供給されるＺｎ
−Ａｌ合金３゛′の噴流中にチューブｌを通すことによ
って、チューブｌの表面にＺｎ−Ａｌ合金３′を溶融メ
ッキする。従来用いられていたＡｌ−３ｉ系合金の共晶
成分の融点（５７７℃）に比してＺｎ−Ａｌ合金３′の
融点は大幅に低下できるので、実際の製造工程上、作業
がし易くなり、作業性が向上する。なお、Ｚｎ−Ａｌ合
金３′はＺｎ量が減少すると融点が高くなり、溶融メッ
キの作業性が低下するので、Ｚｎ量は５０−ｔ％（Ｚｎ
５０ｗｔ％場合、Ｚｎ−Ａ７！合金の融点は約５５０℃
）以上とすることが好ましい。
第４図は上記Ｚｎ−Ａｌ合金３′を被覆したチューブ１
の横断面を示す。Ｚｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろう材
３で表面を覆われたチューブ１は、その後、所定の間隙
を保って蛇行状に折り曲げて熱交換器本体部分を形成し
、次にチューブ１の平行部間に、波形状に成形されたコ
ルゲートフィン２を挿入し、治具で固定保持した後、前
述の溶融メッキ時に用いたフラックスと同じフラックス
の水溶液をスプレーにて噴霧してチューブ１とフィン２
の組付体表面に塗布する。
の横断面を示す。Ｚｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろう材
３で表面を覆われたチューブ１は、その後、所定の間隙
を保って蛇行状に折り曲げて熱交換器本体部分を形成し
、次にチューブ１の平行部間に、波形状に成形されたコ
ルゲートフィン２を挿入し、治具で固定保持した後、前
述の溶融メッキ時に用いたフラックスと同じフラックス
の水溶液をスプレーにて噴霧してチューブ１とフィン２
の組付体表面に塗布する。
次に、この組付体を上記低融点ろう材３およびフラック
ス６の融点以上の温度に保たれた加熱炉内で約１０分間
加熱し、Ｚｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろう材３を溶融
させることによってチューブｌとフィン２との接合（ろ
う付）を完了する。
ス６の融点以上の温度に保たれた加熱炉内で約１０分間
加熱し、Ｚｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろう材３を溶融
させることによってチューブｌとフィン２との接合（ろ
う付）を完了する。
第５図はこのチューブ１とフィン２の接合状態を示して
いる。
いる。
本例では、上記加熱炉は、窒素ガスを封入した低露点保
護雰囲気を有するように構成されておりそしてろう付温
度は、フラックス６および低融点ろう材３の融点との関
係から次の第１表に示すごとく設定する。
護雰囲気を有するように構成されておりそしてろう付温
度は、フラックス６および低融点ろう材３の融点との関
係から次の第１表に示すごとく設定する。
第１表
上記第１表における実施例１〜６では、非腐食性フラッ
クス６として、フルオロアルミニウム酸カリウムとフル
オロアルミニウム酸セシウムを上記比率で混合したもの
を用いている。第１表における％はすべで−ｔ％を示し
ている。また、第１表におけるフルオロアルミニウム酸
カリウムは、５０ｍｏ１％のＫＦと５０ｍｏ１％のＡｆ
Ｆ３を混合して得られるものであり、またフルオロアル
ミニウム酸セシウムは６０ｍｏ１％のＣｓＦと４９ｍｏ
１％のＡｌＦ３を混合して得られるものである。
クス６として、フルオロアルミニウム酸カリウムとフル
オロアルミニウム酸セシウムを上記比率で混合したもの
を用いている。第１表における％はすべで−ｔ％を示し
ている。また、第１表におけるフルオロアルミニウム酸
カリウムは、５０ｍｏ１％のＫＦと５０ｍｏ１％のＡｆ
Ｆ３を混合して得られるものであり、またフルオロアル
ミニウム酸セシウムは６０ｍｏ１％のＣｓＦと４９ｍｏ
１％のＡｌＦ３を混合して得られるものである。
上記第１表から理解されるように、実施例１〜６の間で
フラックス６の融点は４２０℃〜５６０℃に変化し、ま
た低融点ろう材３の融点は３８２℃〜５５０℃に変化す
る。従ってこれら融点の変化に応じてろう付温度は４５
０℃〜５７０℃の範囲に設定でき、従来技術による６０
０℃以上のろう付温度に比して十分低いろう付温度を設
定できる。
フラックス６の融点は４２０℃〜５６０℃に変化し、ま
た低融点ろう材３の融点は３８２℃〜５５０℃に変化す
る。従ってこれら融点の変化に応じてろう付温度は４５
０℃〜５７０℃の範囲に設定でき、従来技術による６０
０℃以上のろう付温度に比して十分低いろう付温度を設
定できる。
上述のフラックスは弗化物を主成分とするものであって
、アルミニウム製熱交換器の通常の使用温度範囲では腐
食性を有していないので、前述のろう付工程終了後に化
学的な洗浄等のフラックス残渣除去工程を行う必要がな
い。
、アルミニウム製熱交換器の通常の使用温度範囲では腐
食性を有していないので、前述のろう付工程終了後に化
学的な洗浄等のフラックス残渣除去工程を行う必要がな
い。
コルゲートフィン２の肉厚は、従来のフィン表面にろう
付のクラッド層を設ける方法によれば、ろう材中のＳｔ
酸成分拡散等に由来する座屈強度低下現象のために最低
限０．１３ ｍｍを保つ必要があったが、本発明製法に
よれば、この種の座屈現象を良好に回避できるので、肉
厚のより薄いフィン２を用いても、フィン２とチューブ
１を良好に接合し得る。
付のクラッド層を設ける方法によれば、ろう材中のＳｔ
酸成分拡散等に由来する座屈強度低下現象のために最低
限０．１３ ｍｍを保つ必要があったが、本発明製法に
よれば、この種の座屈現象を良好に回避できるので、肉
厚のより薄いフィン２を用いても、フィン２とチューブ
１を良好に接合し得る。
そこで、フィン２の肉厚を０．１６ｍ〜０．０６ ｖｍ
の範囲で種々変えた場合に、フィン接合時の座屈現象が
どのくらいの厚さ以下になった時、起こり始、めるか従
来の熱交換器の製法と、本発明の製法とを比較しつつ実
験を行なった。第２表はその実験結果を示すものである
。
の範囲で種々変えた場合に、フィン接合時の座屈現象が
どのくらいの厚さ以下になった時、起こり始、めるか従
来の熱交換器の製法と、本発明の製法とを比較しつつ実
験を行なった。第２表はその実験結果を示すものである
。
（以下余白）
第２表 〈フィンの接合実験結果〉
この第２表から明らかなように、フィンの表面にあらか
じめろう材をクラフトしてお〈従来法では、フィン肉厚
が０．１２鰭以下に下がると確実に座屈が起こったのに
対して、本発明の製法によった場合には、フィン肉厚が
０．０６ ｕ以下に下がった時、初めて座屈を生じるこ
とがわかり、本発明の製法が製品の軽量化に大きく役立
つことが実証された。
じめろう材をクラフトしてお〈従来法では、フィン肉厚
が０．１２鰭以下に下がると確実に座屈が起こったのに
対して、本発明の製法によった場合には、フィン肉厚が
０．０６ ｕ以下に下がった時、初めて座屈を生じるこ
とがわかり、本発明の製法が製品の軽量化に大きく役立
つことが実証された。
次に、熱交換器の製法と製品の耐食性との関連について
、特に腐食の最も生じやすいチューブｌの屈曲部分に着
目して評価テストを行った結果を下記第３表Ａ−Ｂにま
とめた。
、特に腐食の最も生じやすいチューブｌの屈曲部分に着
目して評価テストを行った結果を下記第３表Ａ−Ｂにま
とめた。
第３表Ａ チューブの腐食試験結果（本発明）（以下余
白） 第３表Ｂ チューブの腐食試験結果（従来品）上表にお
ける材料組成の数字はｗｔ％を示す。
白） 第３表Ｂ チューブの腐食試験結果（従来品）上表にお
ける材料組成の数字はｗｔ％を示す。
テストは３種類のチューブ材料を用い、それぞれ従来製
法と本発明製法によって熱交換器を作り、Ｊ Ｉ Ｓ
ＤＯ２０１に規定する腐食試験（ｃＡＳＳ試験法）を試
みた。上記第３表Ａ、Ｂに明らかなように、従来製法に
よった製品はチューブの材質の如何にかかわらず、テス
ト開始後３００〜５００時間後に、チューブ１の屈曲部
から廂れが生じ始めたのに対して、本発明の製法による
ものは、テストした３種類の材質のいずれについても、
７００時間経過後においても冷媒洩れが認められず、耐
食性の優秀さを確認することができた。
法と本発明製法によって熱交換器を作り、Ｊ Ｉ Ｓ
ＤＯ２０１に規定する腐食試験（ｃＡＳＳ試験法）を試
みた。上記第３表Ａ、Ｂに明らかなように、従来製法に
よった製品はチューブの材質の如何にかかわらず、テス
ト開始後３００〜５００時間後に、チューブ１の屈曲部
から廂れが生じ始めたのに対して、本発明の製法による
ものは、テストした３種類の材質のいずれについても、
７００時間経過後においても冷媒洩れが認められず、耐
食性の優秀さを確認することができた。
上記の実施例は、自動車搭載用空調機の熱交換器に関す
るものであるが、これと同種の構造をもったさまざまな
熱交換器についても本発明を同様に適用できることはも
ちろんである。また上記実施例では、チューブｌを蛇行
状に曲げ加工する前にＺｎ−Ａｌ合金３′を溶融メッキ
しているが、チューブｌを蛇行状に曲げ加工した後に、
チューブ１の表面にＺｎ−Ａｌ合金３′を溶融メッキし
てもよい。
るものであるが、これと同種の構造をもったさまざまな
熱交換器についても本発明を同様に適用できることはも
ちろんである。また上記実施例では、チューブｌを蛇行
状に曲げ加工する前にＺｎ−Ａｌ合金３′を溶融メッキ
しているが、チューブｌを蛇行状に曲げ加工した後に、
チューブ１の表面にＺｎ−Ａｌ合金３′を溶融メッキし
てもよい。
次に、フラックス付着方法の他の実施例について説明す
ると、弗化カリウム（ＫＦ）を０．１ ｍｏｌ／ １の
割合で、弗化セシウム（ｃｓＦ）をＯ，ｌ ｍｏｌ／
１の割合で、弗化水素（ＨＦ）を０．２ ｍｏｌ／ ｌ
の割合でそれぞれ水に溶解した化成皮膜処理液を４０℃
〜６０℃の温度に維持し、この処理液中にチューブ１ま
たはチューブ１とフィン２の組付体を２分〜５分の時間
、浸漬して、チューブ１の表面又は組付体の表面に、フ
ルオロアルミニウム酸カリウムとフルオロアルミニウム
酸セシウムの混合物からなるフラックス皮膜を化成処理
層として形成する。このフラックス皮膜の量は５８〜Ｌ
ｏｇ／ｎ（である。
ると、弗化カリウム（ＫＦ）を０．１ ｍｏｌ／ １の
割合で、弗化セシウム（ｃｓＦ）をＯ，ｌ ｍｏｌ／
１の割合で、弗化水素（ＨＦ）を０．２ ｍｏｌ／ ｌ
の割合でそれぞれ水に溶解した化成皮膜処理液を４０℃
〜６０℃の温度に維持し、この処理液中にチューブ１ま
たはチューブ１とフィン２の組付体を２分〜５分の時間
、浸漬して、チューブ１の表面又は組付体の表面に、フ
ルオロアルミニウム酸カリウムとフルオロアルミニウム
酸セシウムの混合物からなるフラックス皮膜を化成処理
層として形成する。このフラックス皮膜の量は５８〜Ｌ
ｏｇ／ｎ（である。
本例のごとく化成処理層としてフラックスを付着したも
のについて、フィンの座屈発生有無の実験およびチュー
ブの腐食試験を行ったとこう、前記第２表および第３表
Ａに示すものと同様に良好な結果が得られた。
のについて、フィンの座屈発生有無の実験およびチュー
ブの腐食試験を行ったとこう、前記第２表および第３表
Ａに示すものと同様に良好な結果が得られた。
図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１
図は本発明の製法によって作られた熱交換器の斜視図、
第２図は第１図に示す熱交換器においてチューブの折り
曲げ形状を示す一部断面斜視図、第３図は本発明製法の
一実施例を示す工程概要図、第４図は本発明製法により
低融点ろう材を被覆したチューブの横断面図、第５図は
チューブとフィンの接合部を示す部分拡大断面図である
。 ｌ・・・チューブ、２・・・フィン、３・・・低融点ろ
う材。 ３′・・・Ｚｎ−Ａｌ合金、６・・・非腐食性フラック
ス。 Ａ・・・フラックス塗布装置、Ｂ・・・予熱装置、Ｃ・
・・溶融メッキ装置。
図は本発明の製法によって作られた熱交換器の斜視図、
第２図は第１図に示す熱交換器においてチューブの折り
曲げ形状を示す一部断面斜視図、第３図は本発明製法の
一実施例を示す工程概要図、第４図は本発明製法により
低融点ろう材を被覆したチューブの横断面図、第５図は
チューブとフィンの接合部を示す部分拡大断面図である
。 ｌ・・・チューブ、２・・・フィン、３・・・低融点ろ
う材。 ３′・・・Ｚｎ−Ａｌ合金、６・・・非腐食性フラック
ス。 Ａ・・・フラックス塗布装置、Ｂ・・・予熱装置、Ｃ・
・・溶融メッキ装置。
Claims (7)
- （１）（ａ）アルミニウム製チューブの表面に、Ｚｎも
しくはＺｎ−Ａｌ合金からなる低融点ろう材を被覆する
工程と、 （ｂ）前記低融点ろう材が被覆されたアルミニウム製チ
ューブとアルミニウム製フィンとを組付ける工程と、 （ｃ）このチューブとフィンの組付体に弗化物系の非腐
食性フラックスを付着させる工程と、 （ｄ）前記チューブとフィンの組付体を、加熱炉内にて
前記低融点ろう材および非腐食性フラックスの融点以上
の温度に加熱して前記低融点ろう材を介してチューブと
フィンを一体に接合する工程とを具備することを特徴と
するアルミニウム製熱交換器の製法。 - （２）前記非腐食性フラックスは、フルオロアルミニウ
ム酸カリウム，フルオロアルミニウム酸セシウム，およ
びこれらの混合物のいずれか１つであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のアルミニウム製熱交換
器の製法。 - （３）前記非腐食性フラックスを付着する方法として、
フラックス組成物を水又は有機溶剤にて希釈した希釈溶
液を噴霧して前記チューブとフィンの組付体に非腐食性
フラックスを付着させることを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項に記載のアルミニウム製熱交換器の
製法。 - （４）前記非腐食性フラックスを付着する方法として、
フラックス組成物を水又は有機溶剤希釈した希釈溶液中
に、前記チューブとフィンの組付体を浸漬して、この組
付体に非腐食性フラックスを付着させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のアルミニウ
ム製熱交換器の製法。 - （５）前記非腐食性フラックスを付着する方法として、
弗素を含有し、かつカリウムもしくはセシウムの少なく
とも一方を含有する処理液中に、前記チューブとフィン
の組付体を浸漬して、この組付体の表面にフラックス皮
膜を化成処理層として形成することを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載のアルミニウム製熱交
換器の製法。 - （６）前記チューブの表面に弗化物系の非腐食性フラッ
クスを被覆した後に、前記ＺｎもしくはＺｎ−Ａｌ合金
からなる低融点ろう材を被覆することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載のアルミニウム製熱交換器の製
法。 - （７）前記低融点ろう材を溶融メッキにより前記チュー
ブの表面に被覆することを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第６項に記載のアルミニウム製熱交換器の製法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22738985A JPS6284868A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | アルミニウム製熱交換器の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22738985A JPS6284868A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | アルミニウム製熱交換器の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284868A true JPS6284868A (ja) | 1987-04-18 |
Family
ID=16860049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22738985A Pending JPS6284868A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | アルミニウム製熱交換器の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6284868A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453941A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Nec Corp | Housing device for sheet |
| KR100528467B1 (ko) * | 2002-08-20 | 2005-11-16 | 주식회사 유니온금속 | 브레이징을 이용한 휜앤튜브형 열교환기 및 그 제조방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5798798A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Manufacture of high corrosion-proof aluminum heat exchanger |
| JPS57160595A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-02 | Nippon Radiator Co Ltd | Manufacture of heat exchanger made of aluminum material |
| JPS6015064A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Hitachi Ltd | 熱交換器 |
| JPS6037292A (ja) * | 1983-08-11 | 1985-02-26 | Showa Alum Corp | アルミニウム及びその合金のろう付方法 |
| JPS6037293A (ja) * | 1983-08-11 | 1985-02-26 | Showa Alum Corp | アルミニウム及びその合金のろう付方法 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22738985A patent/JPS6284868A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5798798A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Manufacture of high corrosion-proof aluminum heat exchanger |
| JPS57160595A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-02 | Nippon Radiator Co Ltd | Manufacture of heat exchanger made of aluminum material |
| JPS6015064A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Hitachi Ltd | 熱交換器 |
| JPS6037292A (ja) * | 1983-08-11 | 1985-02-26 | Showa Alum Corp | アルミニウム及びその合金のろう付方法 |
| JPS6037293A (ja) * | 1983-08-11 | 1985-02-26 | Showa Alum Corp | アルミニウム及びその合金のろう付方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453941A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Nec Corp | Housing device for sheet |
| KR100528467B1 (ko) * | 2002-08-20 | 2005-11-16 | 주식회사 유니온금속 | 브레이징을 이용한 휜앤튜브형 열교환기 및 그 제조방법 |
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