WO2014162700A1 - 熱交換器の製造方法および熱交換器 - Google Patents

熱交換器の製造方法および熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
WO2014162700A1
WO2014162700A1 PCT/JP2014/001778 JP2014001778W WO2014162700A1 WO 2014162700 A1 WO2014162700 A1 WO 2014162700A1 JP 2014001778 W JP2014001778 W JP 2014001778W WO 2014162700 A1 WO2014162700 A1 WO 2014162700A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
coating
corrosion
manufacturing
tube
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/001778
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
加福　一彰
功 畔柳
保利 山中
寺　亮之介
幸浩 佐野
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to US14/780,994 priority Critical patent/US9956654B2/en
Priority to CN201480017152.0A priority patent/CN105051481B/zh
Priority to DE112014001829.5T priority patent/DE112014001829T5/de
Publication of WO2014162700A1 publication Critical patent/WO2014162700A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45555—Atomic layer deposition [ALD] applied in non-semiconductor technology
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • 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
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the present disclosure relates to a heat exchanger manufacturing method and a heat exchanger.
  • an exhaust heat exchanger that cools exhaust gas by exchanging heat between exhaust gas generated by combustion and a cooling medium is known (for example, see Patent Document 1).
  • This type of exhaust heat exchanger has an inner fin joined to the inside of the tube through which the exhaust flows. By exchanging heat between the exhaust flowing inside the tube and the cooling water flowing outside the tube, the exhaust heat exchanger It is configured to cool.
  • the plating film may be damaged when the component parts are conveyed or when the component parts are assembled together.
  • the plating film dissolves during brazing.
  • This disclosure is intended to provide a heat exchanger manufacturing method and a heat exchanger that can reliably suppress the occurrence of through holes due to corrosion (pitting corrosion).
  • the film forming process is performed after the assembling process, it is possible to prevent the film from being damaged when the components are transported or when the components are assembled. Furthermore, by forming a film on the surface of the heat exchanger component by a chemical vapor deposition method, which is a kind of dry coating method, it is possible to prevent clogging in fine portions inside the heat exchanger during the film formation process. . Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of through holes due to corrosion in the heat exchanger component.
  • the heat exchanger manufacturing method further includes a brazing step of brazing a plurality of heat exchanger components together after the assembly step, and the film forming step is a brazing step. Done after.
  • the film forming process is performed after the brazing process, it is possible to prevent the film from melting during brazing. For this reason, it becomes possible to form a film more reliably on the surface of the heat exchanger component.
  • “performed after the brazing process” means that after the brazing of the plurality of heat exchanger components, the brazed heat exchanger components are cooled and at the same time the film forming process is performed. It is meant to include.
  • the EGR cooler 1 is an exhaust heat exchanger that cools exhaust gas generated by combustion in an internal combustion engine (engine) (not shown) to the engine by cooling water (cooling medium) of the engine. As shown in FIGS. 1 to 3, the EGR cooler 1 mainly includes a plurality of tubes 21, inner fins 22, a water side tank 23, and an exhaust side tank 24. These members 21 to 24 are made of an aluminum alloy and are joined by brazing.
  • the cross-sectional shape when viewed from the exhaust flow direction of the tube 21 is a flat shape having a long side 21c and a short side 21d.
  • a plurality of tubes 21 are stacked in a direction (vertical direction in the drawing) perpendicular to the flat surface on the long side 21c side.
  • a cooling water flow path 21 b through which cooling water flows between the adjacent tubes 21 is basically configured by the outer wall of the adjacent tubes 21.
  • the water side tank 23 distributes and supplies the cooling water that has flowed into the EGR cooler 1 in one water side tank 23 to each cooling water channel 21b, and collects the cooling water from each cooling water channel 21b in the other water side tank 23. It is to be collected.
  • the water-side tank 23 is provided around the stacked tubes 21 in the vicinity of both ends of the tubes 21 in the exhaust flow direction.
  • the water side tank 23 includes a cooling water inlet (not shown) or a cooling water outlet 23a.
  • the exhaust side tanks 24 are respectively disposed at both ends of the tube 21 in the exhaust flow direction.
  • One exhaust side tank 24 distributes and supplies exhaust to each tube 21, and the other exhaust side tank 24 collects and collects the exhaust after heat exchange from each tube 21.
  • the inner fins 22 are arranged in the tubes 21 and promote heat exchange between the exhaust and the cooling water.
  • the inner fin 22 is brazed to the inner surface of the tube 21.
  • a detailed configuration of the inner fin 22 will be described.
  • the inner fin 22 has a cross-sectional shape substantially perpendicular to the flow direction of the exhaust gas, that is, a cross-sectional shape when viewed from the flow direction of the exhaust gas.
  • a wave shape that is bent and positioned, and includes a cut-and-raised portion 42 that is partially cut and raised in the flow direction of the exhaust, and is formed by the cut and raised portion 42 when viewed from the flow direction of the exhaust.
  • the shape portion is an offset fin that is offset with respect to the corrugated portion adjacent in the exhaust flow direction.
  • the convex portion 41 is in contact with the inner surface of the tube 21 on the long side 21 c side.
  • the inner fin 22 divides and divides the exhaust passage 21a into a plurality of passages in a direction parallel to the long side 21c of the tube 21, as shown in FIG. Furthermore, the flow path divided into a plurality of portions within the tube 21 by the inner fins 22 is partially offset in the exhaust flow direction. That is, as shown in FIG. 4, the wall part 43 which divides
  • the convex portions 41 on the same side are adjacent to each other in the exhaust flow direction.
  • the cross-sectional shape of the inner fin 22 in the exhaust flow direction has a shape including a linear portion at the apex of the convex portion 41.
  • the inner fin 22 is manufactured by bending a flat plate made of an aluminum alloy into a wave shape by pressing, and further raising a portion that becomes the cut and raised portion 42 by pressing.
  • the tube 21 and the inner fin 22 have a core material 20 made of an aluminum alloy.
  • a coating film 30 formed by atomic layer deposition (ALD) is provided on the surface of the core material 20 (the surface in contact with the exhaust). This coating 30 has a higher potential than the core material 20.
  • the coating 30 is made of TiO 2 .
  • the coating 30 is uniformly formed on the surface of the core material 20. Specifically, the ratio of the difference between the thickness of the thickest part and the thinnest part of the coating 30 to the average film thickness is, for example, 15% or less, preferably 10% or less. Further, the average film thickness of the coating 30 is on the order of nanometers (1 nm to 100 nm).
  • an assembly process for assembling the components of the EGR cooler 1 is performed. Specifically, after inner tubes 22 are loaded into a plurality of stacked tubes 21 and the tube stack is temporarily assembled, the water-side tank 23 and the exhaust-side tank 24 are assembled to the tube stack. Thereby, the temporary fixing (temporary assembly) of the tube 21, the inner fin 22, the water side tank 23, and the exhaust side tank 24 is completed.
  • a brazing process for brazing and joining the components of the EGR cooler 1 temporarily assembled in the assembling process is performed. Specifically, the above temporarily assembled body is carried into a heating furnace, and the tube laminated body (that is, the tube 21 and the inner fin 22), the water side tank 23 and the exhaust side tank 24 are integrally joined by brazing.
  • a film forming process for forming the film 30 on the inner surfaces of the components of the EGR cooler 1 that are brazed and joined in the brazing process is performed.
  • the coating material 30 is formed on the inner wall surface of the tube 21 and the surface of the inner fin 22 by atomic layer deposition by circulating the coating material inside the EGR cooler 1, that is, inside the tube 21.
  • the film forming process is performed after the brazing process, it is possible to prevent the film 30 from melting during brazing. Further, by forming a coating 30 on the surfaces of the tube 21 and the inner fin 22 by chemical vapor deposition, which is a kind of dry coating method, in a fine portion (inner fin 22 portion) inside the heat exchanger during the coating formation process. It is possible to prevent clogging. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of through holes due to corrosion in the tube 21 and the inner fin 22.
  • the coating material in the film forming process, is circulated inside the EGR cooler 1 (inside the tube 21), so that the atomic layer deposition causes the inner wall surface of the tube 21 and the surface of the inner fin 22 to be formed.
  • a coating 30 is formed. According to this, since the coating 30 can be formed on the inner wall surface of the tube 21 and the surface of the inner fin 22 inside the product using the EGR cooler 1 itself that is a product as a chamber, the coating formation process can be performed by a simple method. It can be realized.
  • the corrosion resistance of the core material 20 is relatively high with respect to the coating 30.
  • the coating 30 exhibits the sacrificial corrosion action with respect to the core material 20, it can suppress that the core material 20 corrodes.
  • the coating is applied in a direction parallel to the plate surface of the core material 20 (arrow direction in FIG. 6).
  • the corrosion of 30 progresses, and the progress of the corrosion to the plate thickness method of the core material 20 can be suppressed.
  • the first corrosion-resistant coating 31 and the second corrosion-resistant coating 32 that have a higher potential than the core 20 are formed on the surfaces of the core 20 of the tube 21 and the inner fin 22.
  • a plurality of layers are alternately stacked.
  • the first corrosion-resistant coating 31 and the second corrosion-resistant coating 32 are each formed by atomic layer deposition.
  • the first corrosion resistant film 31 and the second corrosion resistant film 32 are formed in a crystalline state.
  • the first corrosion-resistant coating 31 is made of TiO 2 and the second corrosion-resistant coating 32 is made of Cr 2 O 3 .
  • a corrosion-resistant coating 33 that is in a crystalline state and has a higher potential than the core material 20 on the surface of the core material 20 of the tube 21 and the inner fin 22.
  • a plurality of sacrificial coatings 34 that are in an amorphous state and have a lower potential than the core material 20 are alternately stacked.
  • the corrosion-resistant coating 33 and the sacrificial coating 34 are each formed by atomic layer deposition.
  • the corrosion resistant film 33 and the sacrificial film 34 are oxide films (desirably a passive film). Specifically, the corrosion-resistant coating 33 and the sacrificial coating 34 are each composed of at least one selected from Al 2 O 3 , TiO 2 , and Cr 2 O 3 . In this example, the corrosion-resistant coating 33 is made of TiO 2 and the sacrificial coating 34 is made of Al 2 O 3 .
  • the condensed water may permeate into the gaps between the crystals constituting the coating film, and the condensed water may reach the core material 20 to corrode the core material 20. is there.
  • the corrosion-resistant coating 33 is formed in a crystalline state, and the sacrificial coating 34 is formed in an amorphous state. For this reason, even if the condensed water soaks into the gaps between the crystals constituting the corrosion-resistant coating 33, the condensed sacrificial coating 34 is disposed between the core material 20 and the condensed water reaches the core material 20. It can suppress reaching.
  • the fifth embodiment does not include a brazing process in the manufacturing process of the heat exchanger, that is, the tube is mechanically fixed without being brazed to a fin or the like.
  • a brazing process in the manufacturing process of the heat exchanger that is, the tube is mechanically fixed without being brazed to a fin or the like.
  • the heat exchanger of the present disclosure is applied to a radiator 100 that cools engine cooling water by exchanging heat between cooling water and air of an engine (internal combustion engine) will be described.
  • the tank 4 communicates with a plurality of tubes 21 at the longitudinal ends of the tubes 2, and the tank 4 on the upper side of the page distributes and supplies engine cooling water to each tube 21. 4 collects and collects the engine coolant after heat exchange with air.
  • the tank body 4b is provided with a cooling water inlet 4c and a cooling water outlet 4d.
  • the coolant inlet 4c is connected to the coolant outlet side of the engine.
  • the cooling water outlet 4d is connected to the cooling water inlet side of the engine.
  • the fin 22 spreads in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube 21 (vertical direction in FIG. 9), and extends in a strip shape in the minor axis direction of the tube 21 to promote heat exchange of cooling water (in this example, an aluminum alloy). ) Made of ribbon. As shown in FIG. 10, the fin 22 has an insertion hole 3a through which the tube 21 is inserted.
  • the fin 22 is formed with a louver 3e that cuts and raises a part of the fin 22 in an armor window shape and turns the air flowing around the fin 22 to suppress the growth of the temperature boundary layer.
  • the insertion hole 3a and the louver 3e are formed by, for example, pressing the fins 22.
  • the hole size of the insertion hole 3a is smaller than the outer dimension of the tube 21. Then, the insertion hole 3a is subjected to burring so as to expand the dimension of the insertion hole 3a so that it is substantially the same as the outer dimension of the tube 21, so that the substantially cylindrical burring part 3b that contacts the outer wall of the tube 21 is inserted into the insertion hole. It is provided at the edge of 3a.
  • the burring portion 3 b is in contact with the tube 21 in the substantially entire outer periphery of the tube 21 along the outer peripheral surface of the tube 21.
  • the tube 21 is expanded by a tube expansion jig or the like, so that the outer peripheral surface of the tube 21 and the burring portion 3b are brought into pressure contact with a surface pressure equal to or higher than a predetermined surface pressure. And the tube 21 are mechanically joined.
  • a plurality (two in this embodiment) of protruding portions 3c are provided on the edge of the insertion hole 3a so as to protrude from the edge and come into contact with the adjacent fins 22.
  • the protruding portion 3c is formed simultaneously with the insertion hole 3a when a portion corresponding to the insertion hole 3a is punched from the fin 22.
  • the protruding portion 3c is bent about 90 ° at the tip side before burring processing, and then bent at about 90 ° so that the base side is substantially parallel to the longitudinal direction of the tube 2 at the same time as burring processing.
  • the bent portion 3d provided on the distal end side of the projecting portion 3c comes into contact with the adjacent fins 22 so that the pitch dimension p between the adjacent fins 22 is maintained.
  • the tube 21 and the fin 22 have the core material 20 (refer FIG. 5 of 1st Embodiment) made from an aluminum alloy similarly to the said 1st Embodiment.
  • a coating 30 (see FIG. 5 of the first embodiment) formed by atomic layer deposition (ALD) is provided on the surface of the core member 20 (the surface that comes into contact with air). This coating 30 has a higher potential than the core material 20.
  • the coating 30 is made of TiO 2 .
  • an assembly process for assembling the components of the radiator 100 is performed. Specifically, the tube 21 is inserted into the insertion hole 3a of the fin 22 arranged in a stacked manner and the insertion hole formed in the core plate 4a. Thereafter, the tube 21 is expanded by a tube expanding jig, thereby mechanically joining the tube 21 to the fin 22 and the core plate 4a. Thereafter, the tank body 4b is assembled to the core plate 4a. Thereby, fixation (assembly) of tube 21, fin 22, and tank 4 is completed.
  • a film forming process for forming the film 30 on the surfaces of the components of the radiator 100 assembled in the assembling process is performed. Specifically, the film 30 is formed on the surfaces of the tube 21 and the inner fin 22 by atomic layer deposition.
  • the coating 30 causes a through hole due to corrosion to be generated in the tube 21 and the inner fin 22. Can be suppressed.
  • the film forming process is performed after the assembling process, it is possible to prevent the film 30 from being damaged during the transportation of the component parts or the assembly of the component parts. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of through holes due to corrosion in the tube 21 and the inner fin 22.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first corrosion-resistant coating 31 may be formed in a crystalline state
  • the second corrosion-resistant coating 32 may be formed in an amorphous state.
  • the coatings 30 to 35 are formed on the surfaces of the core material 20 of the tube 21 and the inner fin 22 , but the portions where the coatings 30 to 35 are formed are not limited thereto.
  • the coatings 30 to 35 may be formed on the surface of a portion formed by joining different kinds of metals among the heat exchanger components. Since the part where different kinds of metals are joined easily corrodes, the corrosion resistance of the part easily corroded can be improved by forming the coatings 30 to 35 on the surface of the part.
  • the film forming method is limited to this. Not.
  • CVD chemical vapor deposition methods
  • plasma CVD photo CVD
  • thermal CVD thermal CVD
  • the present invention is not limited to this.
  • the outermost layer coating 310 located on the outermost side of the two types of corrosion resistant coatings 31, 32 is positioned on the inner side of the outermost layer coating 310 and is in contact with the outermost layer coating 310.
  • the potential may be more noble.
  • the coating 31 having the noble potential among the two types of corrosion-resistant coatings 31 and 32 may be disposed on the outermost side.
  • the outermost layer coating 310 (corrosion resistant coating 31 having a higher potential) is composed of molybdenum oxide, tantalum oxide, niobium oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, titanium oxide. One kind selected is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • the outermost layer coating 330 positioned on the outermost side of the corrosion-resistant coating 33 and the sacrificial coating 34 is positioned more than the coating 34 positioned on the inner side of the outermost layer coating 330 and in contact with the outermost coating 330.
  • You may comprise so that an electric potential may become noble.
  • the coating 33 whose potential is noble among the corrosion-resistant coating 33 and the sacrificial coating 34 may be arranged on the outermost side.
  • the outermost layer coating 330 (corrosion-resistant coating 33 having a higher potential) includes molybdenum oxide, tantalum oxide, niobium oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, and titanium oxide. One kind selected is used.
  • the coating 30 of the second embodiment (a coating having a lower potential than the core material 20) may be formed on the surfaces of the tubes 21 and the fins 22 of the radiator 100 of the fifth embodiment.
  • a plurality of first corrosion-resistant coatings 31 and a plurality of second corrosion-resistant coatings 32 may be alternately laminated on the surfaces of the tubes 21 and the fins 22 of the radiator 100 of the fifth embodiment as in the third embodiment.
  • a plurality of corrosion-resistant coatings 33 and sacrificial coatings 34 may be alternately stacked on the surfaces of the tubes 21 and the fins 22 of the radiator 100 of the fifth embodiment as in the fourth embodiment.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

　熱交換器の製造方法は、熱交換器を構成する複数の部品（２１、２２）を組み付ける組付工程と、組付工程の後に行われるとともに、熱交換器を構成する複数の部品（２１、２２）の表面に化学気相成長法によって被膜（３０、３１、３２、３３、３４、３５）を形成する被膜形成工程とを含んでいる。被膜により、腐食による貫通孔が生じることを抑制できる。被膜形成工程を組付工程の後に行うので、搬送時や組付時に被膜に傷が付くことを防止できる。化学気相成長法によって被膜を形成することで、被膜形成工程時に熱交換器内部の微細部において目詰まりを起こすことを防止できる。

Description

熱交換器の製造方法および熱交換器 関連出願の相互参照
　本開示は、２０１３年４月３日に出願された日本出願番号２０１３－７７６２５号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、熱交換器の製造方法および熱交換器に関する。
　従来、燃焼により発生する排気と冷却媒体との間で熱交換を行うことで排気を冷却する排気熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の排気熱交換器は、排気が流通するチューブの内部に接合されたインナーフィンを備えており、チューブ内を流れる排気と、チューブの外側を流れる冷却水とを熱交換させることで、排気を冷却するように構成されている。
特開２００８－３９３８０号公報
　上述の排気熱交換器においては、凝縮水に対する耐食性を確保する必要がある。したがって、排気熱交換器の構成部品の材質として、耐食性の高い材料（例えば、ステンレスの場合、クロムの含有量が最大のもの）が用いられており、材料コストが高くなる。
　これに対し、チューブの内壁面（排気と接触する面）およびインナーフィンにメッキ処理を施すことにより、チューブの耐食性を確保する手法が考えられる。しかしながら、メッキ処理では、メッキ被膜の膜厚が厚くなり、また液体状態の金属を用いてメッキ被膜を成膜するため、チューブおよびインナーフィン等の構成部品を組み付けた熱交換器構造体にメッキ処理を施すと、当該熱交換器構造体内部の微細部（例えば、インナーフィン）において目詰まりを起こすおそれがある。このため、この手法を採用することは困難である。
　また、組み付け前の構成部品（チューブおよびインナーフィン）にメッキ処理を施した後に、当該構成部品を組み付けるという手法も考えられる。しかしながら、構成部品の搬送時や構成部品同士の組み付け時にメッキ被膜に傷が付く可能性があるため、この手法を採用することも困難である。特に、構成部品を組み付けた後に当該構成部品をろう付け接合する場合は、ろう付け時にメッキ被膜が溶解してしまう。
　本開示は、腐食による貫通孔が生じること（孔食）を確実に抑制できる熱交換器の製造方法および熱交換器を提供することを目的とする。
　本開示では、熱交換器の製造方法は、複数の熱交換器構成部品を組み付ける組付工程と、組付工程の後に行われるとともに、熱交換器構成部品の表面に化学気相成長法によって被膜を形成する被膜形成工程とを含んでいる。
　これによれば、熱交換器構成部品の表面に被膜を形成することで、当該被膜により、熱交換器構成部品に腐食による貫通孔が生じることを抑制できる。このとき、被膜形成工程を組付工程の後に行うので、構成部品の搬送時や構成部品同士の組み付け時に被膜に傷が付くことを防止できる。さらに、ドライコーティング法の一種である化学気相成長法によって熱交換器構成部品の表面に被膜を形成することで、被膜形成工程時に熱交換器内部の微細部において目詰まりを起こすことを防止できる。したがって、熱交換器構成部品に腐食による貫通孔が生じることを確実に抑制することが可能となる。
　また、熱交換器の製造方法は、さらに、組付工程の後に行われるとともに、複数の熱交換器構成部品同士をろう付けするろう付工程とを含んでおり、被膜形成工程は、ろう付工程の後に行われる。
　これによれば、被膜形成工程をろう付け工程の後に行うので、ろう付け時に被膜が溶融することを防止できる。このため、熱交換器構成部品の表面に被膜をより確実に形成することが可能となる。
　本開示において「ろう付け工程の後に行われる」とは、複数の熱交換器構成部品同士のろう付け後、ろう付けされた熱交換器構成部品の冷却を行うと同時に、被膜形成工程を行うことをも含む意味である。
第１実施形態に係るＥＧＲクーラを示す側面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態におけるインナーフィンを示す斜視図である。 第１実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。 第２実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。 第３実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。 第４実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。 第５実施形態に係るラジエータを示す正面図である。 第５実施形態に係るラジエータを示す拡大断面図である。 他の実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。 他の実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。 他の実施形態におけるチューブを示す拡大断面図である。
　以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
　（第１実施形態）
　第１実施形態について図１～図５に基づいて説明する。本実施形態では、本開示の熱交換器を排気熱交換器（ＥＧＲクーラ）に適用した例を説明する。
　ＥＧＲクーラ１は、図示しない内燃機関（エンジン）での燃焼により発生した排気をエンジンに再循環させる際に、その排気をエンジンの冷却水（冷却媒体）によって冷却する排気熱交換器である。ＥＧＲクーラ１は、図１～図３に示すように、主に、複数のチューブ２１と、インナーフィン２２と、水側タンク２３と、排気側タンク２４とを備えている。これらの部材２１～２４は、アルミニウム合金製であり、ろう付けにより接合されている。
　チューブ２１は、図２および図３に示すように、排気が流通する排気流路２１ａを構成する管であり、内部を排気が流れるようになっている。また、チューブ２１の外部を冷却水が流れるようになっており、このチューブ２１を介して、排気と冷却水とを熱交換させる。
　具体的には、図２に示すように、チューブ２１の排気流れ方向から見たときの断面形状は、長辺２１ｃと短辺２１ｄを有する扁平形状である。長辺２１ｃ側となる扁平面に垂直な方向（図中上下方向）に、複数のチューブ２１が積層されている。また、図２および図３に示すように、本実施形態では、基本的に、隣り合うチューブ２１の外壁によって、隣り合うチューブ２１間に冷却水が流れる冷却水流路２１ｂが構成されている。
　水側タンク２３は、一方の水側タンク２３でＥＧＲクーラ１に流入した冷却水を各冷却水流路２１ｂに分配供給し、他方の水側タンク２３で各冷却水流路２１ｂからの冷却水を集合回収するものである。水側タンク２３は、チューブ２１の排気流れ方向両端部近傍において、積層されたチューブ２１の周囲に設けられている。水側タンク２３は、冷却水入口（図示せず）もしくは冷却水出口２３ａを備えている。
　排気側タンク２４は、チューブ２１の排気流れ方向両端部に、それぞれ配置されている。一方の排気側タンク２４で、各チューブ２１に排気を分配供給し、他方の排気側タンク２４で、熱交換を終えた排気を各チューブ２１から集合回収する。
　インナーフィン２２は、各チューブ２１内に配置されており、排気と冷却水との間での熱交換を促進させるものである。インナーフィン２２は、チューブ２１の内表面にろう付け接合されている。以下、インナーフィン２２の詳細な構成について説明する。
　インナーフィン２２は、図４に示すように、排気の流れ方向に略垂直な断面形状、すなわち、排気の流れ方向から見たときの断面形状が、凸部４１を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状であって、排気の流れ方向で、部分的に切り起こされた切り起こし部４２を備え、排気の流れ方向から見たときに、切り起こし部４２によって形成される波形状部分が、排気の流れ方向で隣接する波形状部分に対して、オフセットしているオフセットフィンである。このインナーフィン２２は、凸部４１がチューブ２１の長辺２１ｃ側の内表面と接している。
　このインナーフィン２２によって、排気流路２１ａが、図２に示すように、チューブ２１の長辺２１ｃに平行な方向で、複数の流路に分割、区画されている。さらに、インナーフィン２２によってチューブ２１内で複数に分割された流路は、排気流れ方向で部分的にオフセットしている。すなわち、図４に示すように、排気流路２１ａを複数の流路に分割する壁部４３が、排気の流れ方向に沿って、千鳥状に配置されている。
　また、排気流れ方向からインナーフィン２２を見たとき、一方側同士、他方側同士のように、同一側の凸部４１であって、排気流れ方向で隣接する凸部４１同士は、ずれて配置されている。本実施形態では、インナーフィン２２の排気の流れ方向での断面形状については、凸部４１の頂点に直線状部分を含む形状となっている。このインナーフィン２２は、プレス加工により、アルミニウム合金製の平板を波形状に折り曲げ、さらに、プレス加工により、切り起こし部４２となる部分を起こすことで製造される。
　続いて、本実施形態におけるチューブ２１およびインナーフィン２２の詳細な構成について、図５に基づいて説明する。なお、チューブ２１およびインナーフィン２２が、本開示の熱交換器構成部品に相当している。
　チューブ２１およびインナーフィン２２は、アルミニウム合金製の芯材２０を有している。芯材２０の表面（排気と接触する面）には、アトミックレイヤーデポジション（ＡＬＤ）によって形成された被膜３０が設けられている。この被膜３０は、芯材２０よりも電位が貴になっている。本例では、被膜３０はＴｉＯ2により構成されている。
　被膜３０は、芯材２０の表面に均一に成膜されている。具体的には、被膜３０のうち最も厚い部分の厚さと最も薄い部分の厚さとの差分の平均膜厚に対する割合が、例えば、１５％以下、望ましくは１０％以下となっている。また、被膜３０の平均膜厚は、ナノメートルオーダー（１ｎｍ～１００ｎｍ）になっている。
　続いて、本実施形態のＥＧＲクーラ１の製造方法について説明する。
　まず、ＥＧＲクーラ１の構成部品を組み付ける組付工程を行う。具体的には、積層配置された複数本のチューブ２１内にインナーフィン２２を装填してチューブ積層体を仮組みした後、当該チューブ積層体に水側タンク２３および排気側タンク２４を組み付けする。これにより、チューブ２１、インナーフィン２２、水側タンク２３および排気側タンク２４の仮固定（仮組み付け）が完了する。
　次に、組付工程にて仮組み付けされたＥＧＲクーラ１の構成部品をろう付け接合するろう付け工程を行う。具体的には、上述の仮組み付け体を加熱炉内に搬入し、チューブ積層体（すなわちチューブ２１およびインナーフィン２２）、水側タンク２３および排気側タンク２４をろう付けにて一体接合する。
　次に、ろう付工程にてろう付け接合されたＥＧＲクーラ１の構成部品の内表面に被膜３０を形成する被膜形成工程を行う。具体的には、ＥＧＲクーラ１の内部、すなわちチューブ２１の内部にコーティング材料を流通させることにより、アトミックレイヤーデポジションによって、チューブ２１の内壁面およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成する。
　以上説明したように、熱交換器構成部品であるチューブ２１およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成することで、当該被膜３０により、チューブ２１およびインナーフィン２２に腐食による貫通孔が生じることを抑制できる。具体的には、被膜３０として、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０よりも電位が貴になるものを用いることで、芯材２０が腐食することを抑制できる。
　このとき、被膜形成工程をろう付け工程の後に行うので、ろう付け時に被膜３０が溶融することを防止できる。さらに、ドライコーティング法の一種である化学気相成長法によってチューブ２１およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成することで、被膜形成工程時に熱交換器内部の微細部（インナーフィン２２部分）において目詰まりを起こすことを防止できる。したがって、チューブ２１およびインナーフィン２２に腐食による貫通孔が生じることを確実に抑制することが可能となる。
　また、本実施形態では、成膜工程において、ＥＧＲクーラ１の内部（チューブ２１の内部）にコーティング材料を流通させることにより、アトミックレイヤーデポジションによって、チューブ２１の内壁面およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成している。これによれば、製品であるＥＧＲクーラ１自体をチャンバとして、製品内部であるチューブ２１の内壁面およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成することができるので、簡易な方法で被膜形成工程を実現することが可能となる。
　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態について図６に基づいて説明する。本第２実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に形成された被膜３０が、芯材２０よりも電位が卑になっている。本例では、被膜３０はＡｌ2Ｏ3により構成されている。
　これにより、芯材２０の耐食性が、被膜３０に対して相対的に高くなる。このため、被膜３０が芯材２０に対する犠牲腐食作用を発揮するので、芯材２０が腐食することを抑制できる。
　また、図６に示すように、凝縮水の付着により被膜３０に腐食による貫通孔が生じた場合であっても、芯材２０の板面に平行な方向（図６中の矢印方向）へ被膜３０の腐食が進行し、芯材２０の板厚方法への腐食の進行を抑制できる。
　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態について図７に基づいて説明する。本第３実施形態では、図７に示すように、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に、芯材２０よりも電位が貴となる第１耐食被膜３１および第２耐食被膜３２が、複数交互に積層形成されている。
　第１耐食被膜３１および第２耐食被膜３２は、それぞれ、アトミックレイヤーデポジションにより形成されている。また、第１耐食被膜３１および第２耐食被膜３２は、結晶状態で形成されている。本例では、第１耐食被膜３１はＴｉＯ2で構成されており、第２耐食被膜３２はＣｒ2Ｏ3で構成されている。
　以上説明したように、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に二種類の耐食被膜３１、３２を複数交互に積層形成することで、芯材２０に腐食による貫通孔が生じることをより確実に抑制できる。
　（第４実施形態）
　次に、本開示の第４実施形態について図７に基づいて説明する。本第４実施形態では、図８に示すように、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に、結晶状態であって、かつ、芯材２０よりも電位が貴となる耐食被膜３３と、アモルファス状態であって、かつ、芯材２０よりも電位が卑となる犠牲被膜３４とが、複数交互に積層形成されている。耐食被膜３３および犠牲被膜３４は、それぞれ、アトミックレイヤーデポジションにより形成されている。
　耐食被膜３３および犠牲被膜３４は、酸化物被膜（望ましくは不動態被膜）である。具体的には、耐食被膜３３および犠牲被膜３４は、それぞれ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3から選ばれる少なくとも一種により構成されている。本例では、耐食被膜３３はＴｉＯ2で構成されており、犠牲被膜３４はＡｌ2Ｏ3で構成されている。
　以上説明したように、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に耐食被膜３３および犠牲被膜３４を複数交互に積層形成することで、耐食被膜３３に腐食によるピンホール４００が生じた場合であっても、犠牲被膜３４において腐食が芯材２０の板面に平行な方向に進行する。そして、当該犠牲被膜３４が腐食により剥がれ落ちるまで、次の耐食被膜３３へは腐食が進行しない。つまり、腐食は、図８の矢印で示すように進行するので、耐食被膜３３のみの場合や、犠牲被膜３４のみの場合と比較して、腐食が芯材２０へ到達することを遅らせることができる。したがって、芯材２０に腐食による貫通孔が生じることをより確実に抑制できる。
　ところで、芯材２０の表面に結晶状態の被膜のみを形成した場合、被膜を構成する結晶同士の隙間に凝縮水が染み込み、凝縮水が芯材２０にまで達して芯材２０が腐食するおそれがある。
　これに対し、本実施形態では、耐食被膜３３を結晶状態で形成するとともに、犠牲被膜３４をアモルファス状態で形成している。このため、耐食被膜３３を構成する結晶同士の隙間に凝縮水が染み込んだとしても、アモルファス状態の犠牲被膜３４が芯材２０との間に配置されているので、凝縮水が芯材２０にまで達することを抑制できる。
　（第５実施形態）
　次に、本開示の第５実施形態について図９および図１０に基づいて説明する。本第５実施形態は、上記第１実施形態と比較して、熱交換器の製造工程にろう付け工程が含まれない、すなわちチューブをフィン等にろう付け接合することなく機械的に固定する点が異なるものである。本実施形態では、本開示の熱交換器を、エンジン（内燃機関）の冷却水と空気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却するラジエータ１００に適用した例を説明する。
　図９中、チューブ２１は冷却水が流通する金属（本例では、アルミニウム合金）製の管である。本実施形態では、チューブ２１として、板材を曲げて扁平（楕円）管状にした後、溶接にて接合した扁平断面形状を有する溶接管（電縫管）を採用している。チューブ２１には、プレート状のフィン２２が複数接続されている。なお、フィン２２の詳細については後述する。
　タンク４は、チューブ２の長手方向端部にて複数本のチューブ２１と連通するもので、紙面上側のタンク４は、各チューブ２１にエンジン冷却水に分配供給するもので、紙面下側のタンク４は、空気との熱交換を終えたエンジン冷却水を集合回収するものである。
　本実施形態に係るタンク４は、チューブ２１が固定される金属製のコアプレート４ａ、及びコアプレート４ａと共にタンク内空間を構成する樹脂性のタンク本体４ｂ等から構成されている。コアプレート４ａには、チューブ２１が挿入される挿入孔（図示せず）が複数形成されている。コアプレート４ａとタンク本体４ｂとは、ゴム製のパッキン等のシール材を介して液密にカシメ固定されている。
　また、タンク本体４ｂには、冷却水流入口４ｃおよび冷却水出口４ｄが設けられている。冷却水流入口４ｃは、エンジンの冷却水出口側に接続されている。冷却水出口４ｄは、エンジンの冷却水入口側に接続されている。
　フィン２２は、チューブ２１の長手方向（図９における上下方向）と直交する方向に拡がり、チューブ２１の短径方向に帯状に延びて冷却水の熱交換を促進する金属（本例では、アルミニウム合金）製の薄帯板である。このフィン２２には、図１０に示すように、チューブ２１が貫通挿入される挿入穴３ａが形成されている。また、フィン２２には、当該フィン２２の一部を鎧窓状に切り起こしてフィン２２周りを流通する空気を転向させて温度境界層の成長を抑制を有するルーバ３ｅが形成されている。挿入穴３ａおよびルーバ３ｅは、例えばフィン２２にプレス加工を施すことにより形成されている。
　本実施形態では、プレス加工等により挿入穴３ａが形成された時、つまりチューブ２１を挿入する前の状態においては、挿入穴３ａの穴寸法は、チューブ２１の外形寸法よりを小さくなっている。そして、挿入穴３ａにバーリング加工を施して挿入穴３ａの寸法をチューブ２１の外形寸法と略同一となるように拡げることにより、チューブ２１の外壁に接触する略筒状のバーリング部３ｂを挿入穴３ａの縁部に設けている。
　バーリング部３ｂは、チューブ２１の外周面に沿うようにしてチューブ２１の外周略全域でチューブ２１と接触している。チューブ２１を挿入穴３ａに挿入した状態で、拡管治具等によりチューブ２１を拡大させることにより、チューブ２１の外周面とバーリング部３ｂとを所定面圧以上の面圧にて圧接させてフィン２２とチューブ２１とを機械的に接合している。
　また、挿入穴３ａの縁部には、この縁部から突出して隣り合うフィン２２に接触させるための複数本（本実施形態では、２本）の突出部３ｃが設けられている。なお、突出部３ｃは、フィン２２から挿入穴３ａに相当する部位を打ち抜く際に挿入穴３ａと同時に成形されたものである。
　また、突出部３ｃは、バーリング加工前にその先端側が約９０°曲げ起こされた後、バーリング加工と同時にその根元側がチューブ２の長手方向と略平行となるように約９０°曲げられる。そして、突出部３ｃの先端側に設けられた曲げられた部分３ｄが、隣り合うフィン２２に接触することで、隣り合うフィン２２間のピッチ寸法ｐが保持されている。
　ここで、チューブ２１およびフィン２２は、上記第１実施形態と同様に、アルミニウム合金製の芯材２０（第１実施形態の図５参照）を有している。芯材２０の表面（空気と接触する面）には、アトミックレイヤーデポジション（ＡＬＤ）によって形成された被膜３０（第１実施形態の図５参照）が設けられている。この被膜３０は、芯材２０よりも電位が貴になっている。本例では、被膜３０はＴｉＯ2により構成されている。
　続いて、本実施形態のラジエータ１００の製造方法について説明する。
　まず、ラジエータ１００の構成部品を組み付ける組付工程を行う。具体的には、積層配置されたフィン２２の挿入穴３ａ、および、コアプレート４ａに形成された挿入孔に、チューブ２１を挿入する。その後、拡管治具によりチューブ２１を拡大させることにより、チューブ２１をフィン２２およびコアプレート４ａに機械的に接合する。その後、コアプレート４ａに、タンク本体４ｂを組み付ける。これにより、チューブ２１、フィン２２およびタンク４の固定（組み付け）が完了する。
　次に、組付工程にて組み付けされたラジエータ１００の構成部品の表面に被膜３０を形成する被膜形成工程を行う。具体的には、アトミックレイヤーデポジションによって、チューブ２１およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成する。
　以上説明したように、熱交換器構成部品であるチューブ２１およびインナーフィン２２の表面に被膜３０を形成することで、当該被膜３０により、チューブ２１およびインナーフィン２２に腐食による貫通孔が生じることを抑制できる。
　このとき、被膜形成工程を組付工程の後に行うので、構成部品の搬送時や構成部品同士の組み付け時に被膜３０に傷が付くことを防止できる。したがって、チューブ２１およびインナーフィン２２に腐食による貫通孔が生じることを確実に抑制することが可能となる。
　（他の実施形態）
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
　上記第３実施形態では、第１耐食被膜３１および第２耐食被膜３２を、ともに結晶状態で形成した例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１耐食被膜３１を結晶状態で形成するとともに、第２耐食被膜３２をアモルファス状態で形成してもよい。また、第１耐食被膜３１および第２耐食被膜３２を、ともにアモルファス状態で形成してもよい。
　上記第３、第４実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に二種類の被膜３１～３４を複数交互に積層形成した例について説明したが、これに限らず、芯材２０の表面に三種類以上の被膜を複数順番に積層形成してもよい。例えば、図１１に示すように、芯材２０の表面に、第１耐食被膜３１、第２耐食被膜３２、第３耐食被膜３５を、この順に複数積層形成してもよい。
　上記実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に被膜３０～３５を形成した例について説明したが、被膜３０～３５を形成する部位はこれらに限定されない。例えば、熱交換器構成部品のうち、異種金属を接合することにより構成されている部位の表面に被膜３０～３５を形成してもよい。異種金属同士が接合される部位は腐食しやすいので、当該部位の表面に被膜３０～３５を形成することで、腐食しやすい部位の耐食性を向上させることが可能となる。
　上記実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に被膜３０～３５を形成する被膜形成方法として、アトミックレイヤーデポジションを採用した例について説明したが、被膜形成方法はこれに限定されない。例えば、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ、熱ＣＶＤ等の他の化学気相成長法（ＣＶＤ）を採用してもよい。
　上記実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０として、アルミニウム合金を採用した例について説明したが、これに限らず、例えばステンレスを採用してもよい。
　上記第３実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に二種類の耐食被膜３１、３２を複数交互に積層形成した例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１２に示すように、二種類の耐食被膜３１、３２のうち最も外側に位置する最外層被膜３１０を、当該最外層被膜３１０より内側に位置するとともに最外側被膜３１０と接する耐食被膜３２よりも電位が貴となるように構成してもよい。換言すると、二種類の耐食被膜３１、３２のうち電位が貴となる方の被膜３１が、最も外側に配置されていてもよい。
　なお、最外層被膜３１０（より電位が貴となる耐食被膜３１）としては、モリブデンの酸化物、タンタルの酸化物、ニオブの酸化物、タングステンの酸化物、ジルコニウムの酸化物、チタンの酸化物から選ばれる一種が用いられる。
　上記第４実施形態では、チューブ２１およびインナーフィン２２の芯材２０の表面に耐食被膜３３および犠牲被膜３４を複数交互に積層形成した例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、耐食被膜３３および犠牲被膜３４のうち最も外側に位置する最外層被膜３３０を、当該最外層被膜３３０より内側に位置するとともに最外側被膜３３０と接する被膜３４よりも電位が貴となるように構成してもよい。換言すると、耐食被膜３３および犠牲被膜３４のうち電位が貴となる方の被膜３３が、最も外側に配置されていてもよい。
　なお、最外層被膜３３０（より電位が貴となる耐食被膜３３）としては、モリブデンの酸化物、タンタルの酸化物、ニオブの酸化物、タングステンの酸化物、ジルコニウムの酸化物、チタンの酸化物から選ばれる一種が用いられる。
　上記した各実施形態同士は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第５実施形態のラジエータ１００のチューブ２１およびフィン２２の表面に、第２実施形態の被膜３０（芯材２０よりも電位が卑となる被膜）を形成してもよい。
　また、第５実施形態のラジエータ１００のチューブ２１およびフィン２２の表面に、第３実施形態のように第１耐食被膜３１と第２耐食被膜３２とを複数交互に積層形成してもよい。また、第５実施形態のラジエータ１００のチューブ２１およびフィン２２の表面に、第４実施形態のように耐食被膜３３と犠牲被膜３４とを複数交互に積層形成してもよい。

Claims (18)

  1. 　複数の熱交換器構成部品（２１、２２）を組み付ける組付工程と、
    　前記組付工程の後に行われるとともに、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の表面に化学気相成長法によって被膜（３０～３５）を形成する被膜形成工程とを含んでいる熱交換器の製造方法。
  2. 　さらに、前記組付工程の後に行われるとともに、前記複数の熱交換器構成部品（２１、２２）同士をろう付けするろう付工程とを含んでおり、
    　前記被膜形成工程は、前記ろう付工程の後に行われる請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
  3. 　前記被膜（３０）は、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が貴となる材料で構成されている請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  4. 　前記被膜（３０）は、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が卑となる材料で構成されている請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  5. 　前記被膜形成工程では、化学気相成長法によって、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の表面に、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が貴となる第１耐食被膜（３１）および第２耐食被膜（３２）を、複数交互に積層形成する請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  6. 　複数交互に積層形成された前記第１耐食被膜（３１）および前記第２耐食被膜（３２）のうち最も外側に位置する最外層被膜（３１０）は、前記第１耐食被膜（３１）および前記第２耐食被膜（３２）のうち前記最外層被膜（３１０）より内側に位置するとともに前記最外層被膜（３１０）と接する被膜（３２）よりも電位が貴である請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
  7. 　前記被膜形成工程では、化学気相成長法によって、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の表面に、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が貴となる耐食被膜（３３）と、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が卑となる犠牲被膜（３４）とを、複数交互に積層形成する請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  8. 　複数交互に積層形成された前記耐食被膜（３３）および前記犠牲被膜（３４）のうち最も外側に位置する最外層被膜（３３０）は、前記耐食被膜（３３）および前記犠牲被膜（３４）のうち前記最外層被膜（３３０）より内側に位置するとともに前記最外層被膜（３３０）と接する被膜（３４）よりも電位が貴である請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
  9. 　前記被膜形成工程では、化学気相成長法によって、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の表面に、結晶状態の被膜（３３）とアモルファス状態の被膜（３４）とを、複数交互に積層形成する請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  10. 　前記結晶状態の被膜（３３）は、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が貴であり、
    　前記アモルファス状態の被膜（３４）は、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が卑である請求項９に記載の熱交換器の製造方法。
  11. 　前記結晶状態の被膜（３３）および前記アモルファス状態の被膜（３４）は、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の構成材料よりも電位が貴である請求項９に記載の熱交換器の製造方法。
  12. 　前記第１耐食被膜（３１）および前記第２耐食被膜（３２）は、結晶状態で形成される請求項５または６に記載の熱交換器の製造方法。
  13. 　前記第１耐食被膜（３１）および前記第２耐食被膜（３２）は、アモルファス状態で形成される請求項５または６に記載の熱交換器の製造方法。
  14. 　前記被膜形成工程では、化学気相成長法によって、前記熱交換器構成部品（２１、２２）の表面に、複数層の被膜（３１、３２、３５）を積層形成する請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  15. 　前記被膜（３０～３５）のうち最も厚い部分の厚さと最も薄い部分の厚さとの差分の平均膜厚に対する割合が１５％以下である請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  16. 　前記被膜（３０～３５）のうち最も厚い部分の厚さと最も薄い部分の厚さとの差分の平均膜厚に対する割合が１０％以下である請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
  17. 　前記化学気相成長法は、アトミックレイヤーデポジションである請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の熱交換器の製造方法。
  18. 　請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の製造方法によって製造された熱交換器。
PCT/JP2014/001778 2013-04-03 2014-03-27 熱交換器の製造方法および熱交換器 WO2014162700A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/780,994 US9956654B2 (en) 2013-04-03 2014-03-27 Method for manufacturing heat exchanger, and heat exchanger
CN201480017152.0A CN105051481B (zh) 2013-04-03 2014-03-27 热交换器的制造方法及热交换器
DE112014001829.5T DE112014001829T5 (de) 2013-04-03 2014-03-27 Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers und Wärmetauscher

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013077625A JP6003778B2 (ja) 2013-04-03 2013-04-03 熱交換器の製造方法
JP2013-077625 2013-04-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014162700A1 true WO2014162700A1 (ja) 2014-10-09

Family

ID=51658014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/001778 WO2014162700A1 (ja) 2013-04-03 2014-03-27 熱交換器の製造方法および熱交換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9956654B2 (ja)
JP (1) JP6003778B2 (ja)
CN (1) CN105051481B (ja)
DE (1) DE112014001829T5 (ja)
WO (1) WO2014162700A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017179472A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社デンソー 部材の製造方法、および、部材の製造装置
JP2019151888A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 株式会社デンソー 板状部材、及び板状部材を用いて形成された熱交換器
JP7159757B2 (ja) * 2018-09-27 2022-10-25 株式会社デンソー 熱交換器
US20210025662A1 (en) * 2019-07-26 2021-01-28 Hamilton Sundstrand Corporation Corrosion barriers for heat exchangers

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297767A (ja) * 1985-10-24 1987-05-07 Showa Alum Corp アルミニウム製熱交換器の製造方法
JPS62151555A (ja) * 1985-12-26 1987-07-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐食性皮膜
JPH01178152A (ja) * 1988-01-08 1989-07-14 Ricoh Co Ltd 光磁気記録媒体
JPH04168706A (ja) * 1990-11-01 1992-06-16 Fujitsu Ltd 組成変調磁性膜
JPH04356695A (ja) * 1991-02-27 1992-12-10 Komatsu Electron Kk 半導体処理液用熱交換器
JPH0897034A (ja) * 1994-09-22 1996-04-12 Alps Electric Co Ltd 軟磁性多層膜
JP2001280879A (ja) * 2000-01-28 2001-10-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光触媒熱交換器およびその製造方法
JP2003535221A (ja) * 2000-05-27 2003-11-25 アルストム（スイッツァーランド）リミテッド 金属製構成要素のための保護コーティング
JP2005520050A (ja) * 2002-03-29 2005-07-07 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 表面処理システム及び表面処理方法並びに表面処理された製品
JP2006037158A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Kyoto Univ イオンビームを用いた炭素系多層薄膜の製造方法
JP2007123530A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Denso Corp 熱電変換装置およびその装置の製造方法
JP2007194168A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Denso Corp 有機ｅｌ素子およびその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1206459A (zh) * 1995-11-02 1999-01-27 萨里大学 金属表面的改性
JPH10274401A (ja) 1997-03-31 1998-10-13 Kubota Corp 廃棄物焼却ボイラ・スーパーヒータの耐高温腐食性熱交換用チューブ
JP2000309880A (ja) * 1999-04-23 2000-11-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 高耐食性表面処理鋼板
CN100408721C (zh) * 2002-08-19 2008-08-06 乐金电子(天津)电器有限公司 热交换器表面处理装置
CN103215569A (zh) 2003-05-16 2013-07-24 纳幕尔杜邦公司 通过原子层沉积形成的塑料基材阻挡层膜
JP2005043011A (ja) 2003-07-24 2005-02-17 Denso Corp 熱交換器
DE102004013306A1 (de) 2004-03-17 2005-10-06 Behr Gmbh & Co. Kg Beschichtungsverfahren
JP4240136B2 (ja) 2006-07-11 2009-03-18 株式会社デンソー 排気熱交換器
DE102007031912A1 (de) 2006-07-11 2008-02-07 Denso Corp., Kariya Abgaswärmetauscher
JP2008249273A (ja) 2007-03-30 2008-10-16 Osaka Gas Co Ltd 加熱炉
JP5533715B2 (ja) 2010-04-09 2014-06-25 株式会社デンソー 排気熱交換装置
KR101319900B1 (ko) * 2010-12-10 2013-10-18 엘지전자 주식회사 기능성 막을 가지는 제품 및 그 제조방법

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297767A (ja) * 1985-10-24 1987-05-07 Showa Alum Corp アルミニウム製熱交換器の製造方法
JPS62151555A (ja) * 1985-12-26 1987-07-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐食性皮膜
JPH01178152A (ja) * 1988-01-08 1989-07-14 Ricoh Co Ltd 光磁気記録媒体
JPH04168706A (ja) * 1990-11-01 1992-06-16 Fujitsu Ltd 組成変調磁性膜
JPH04356695A (ja) * 1991-02-27 1992-12-10 Komatsu Electron Kk 半導体処理液用熱交換器
JPH0897034A (ja) * 1994-09-22 1996-04-12 Alps Electric Co Ltd 軟磁性多層膜
JP2001280879A (ja) * 2000-01-28 2001-10-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光触媒熱交換器およびその製造方法
JP2003535221A (ja) * 2000-05-27 2003-11-25 アルストム（スイッツァーランド）リミテッド 金属製構成要素のための保護コーティング
JP2005520050A (ja) * 2002-03-29 2005-07-07 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 表面処理システム及び表面処理方法並びに表面処理された製品
JP2006037158A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Kyoto Univ イオンビームを用いた炭素系多層薄膜の製造方法
JP2007123530A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Denso Corp 熱電変換装置およびその装置の製造方法
JP2007194168A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Denso Corp 有機ｅｌ素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014202390A (ja) 2014-10-27
CN105051481B (zh) 2017-03-29
JP6003778B2 (ja) 2016-10-05
CN105051481A (zh) 2015-11-11
US20160039056A1 (en) 2016-02-11
DE112014001829T5 (de) 2015-12-17
US9956654B2 (en) 2018-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5517728B2 (ja) 熱交換器及び熱交換器の製造方法
US6736197B2 (en) Heat exchanger
US20090014164A1 (en) Flat tube, flat tube heat exchanger, and method of manufacturing same
WO2014162700A1 (ja) 熱交換器の製造方法および熱交換器
JP2017075741A (ja) 熱交換器
EP1906131A2 (en) Corrosion resistant, alloy-coated charge air cooler
US20100051252A1 (en) Heat exchanger
JP5944626B2 (ja) 熱交換器の製造方法
JP5597513B2 (ja) 熱交換器用アルミニウムクラッド材
JP2007144496A (ja) 接合構造体及びその製造方法
JP2007170805A (ja) ろう接構造体およびその製造方法
JP5359288B2 (ja) 熱交換器
EP1331462A2 (en) Automotive heat exchanger
JP2005331176A (ja) 熱交換器
JP2009168350A (ja) アルミニウム製熱交換器におけるチューブとヘッダ管との接合構造
JP2010185636A (ja) 熱交換器
JP4492452B2 (ja) ろう接用ワイヤおよびこれを用いた熱交換器のろう接方法
JP2006317027A (ja) 熱交換器用偏平チューブ
WO2021106347A1 (ja) 熱交換器のチューブ
JP2006320935A (ja) 熱交換器の製造方法
JP6182876B2 (ja) 熱交換器用チューブおよび熱交換器の製造方法
US20020020522A1 (en) Folded tube for heat exchanger, and heat exchanger including such tubes
JP2018071924A (ja) 熱交換器、熱交換器の製造方法
JP2006038335A (ja) 熱交換器のコア部
US20090107658A1 (en) Metallic material for brazing, brazing method, and heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480017152.0

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14780091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14780994

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014001829

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120140018295

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14780091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1