JP3160099B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents
熱交換器の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用ラジエ
ータやエアコンのコンデンサ、エバポレータとして用い
られる熱交換器に関するものである。
ータやエアコンのコンデンサ、エバポレータとして用い
られる熱交換器に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】従来、アルミニウム又はアルミニウム合
金（以下、アルミニウム合金）製熱交換器は、ろう材が
クラッドされたブレージングシートで管（チューブ）や
フィンを構成し、これらを所定の形状に組み立て、そし
てろう付けすることにより製造されている。
金（以下、アルミニウム合金）製熱交換器は、ろう材が
クラッドされたブレージングシートで管（チューブ）や
フィンを構成し、これらを所定の形状に組み立て、そし
てろう付けすることにより製造されている。
【０００３】ところで、ブレージングシートを用いて構
成されたアルミニウム合金製熱交換器は、表面全体がＡ
ｌ−Ｓｉ系合金等からなるろう材で覆われているので、
例えば溶融したろう材が母材を侵食し、フィンやチュー
ブの強度が著しく低下し、変形が生じることがある。そ
こで、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末とろう付け温度で炭化する
よりも揮発し易いバインダ樹脂とを混合してなるろう付
け用組成物の塗料をチューブの表面に塗布し、熱処理を
施すことによりろう付けしてなる熱交換器が提案されて
いる。
成されたアルミニウム合金製熱交換器は、表面全体がＡ
ｌ−Ｓｉ系合金等からなるろう材で覆われているので、
例えば溶融したろう材が母材を侵食し、フィンやチュー
ブの強度が著しく低下し、変形が生じることがある。そ
こで、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末とろう付け温度で炭化する
よりも揮発し易いバインダ樹脂とを混合してなるろう付
け用組成物の塗料をチューブの表面に塗布し、熱処理を
施すことによりろう付けしてなる熱交換器が提案されて
いる。
【０００４】
【発明の開示】ところで、前記提案の技術はこれまでの
熱交換器の技術に比較して極めて優れたものであり、称
賛を浴びているものであったが、時として熱交換効率に
問題の有ることが認められることも有った。この問題点
についての研究を鋭意押し進めて行った結果、ろう付け
用組成物塗料のチューブ表面への塗布は、これまで、長
尺状のチューブが必要な所定の長さに切断された後に行
われていた為、塗布された塗料自体がチューブ端の開口
孔を多少塞ぐようになっていることが有り、このように
なっていると冷媒の流通自体が低下することもあって、
熱交換効率に問題が起きるのではないかとの知見を得る
に至ったのである。
熱交換器の技術に比較して極めて優れたものであり、称
賛を浴びているものであったが、時として熱交換効率に
問題の有ることが認められることも有った。この問題点
についての研究を鋭意押し進めて行った結果、ろう付け
用組成物塗料のチューブ表面への塗布は、これまで、長
尺状のチューブが必要な所定の長さに切断された後に行
われていた為、塗布された塗料自体がチューブ端の開口
孔を多少塞ぐようになっていることが有り、このように
なっていると冷媒の流通自体が低下することもあって、
熱交換効率に問題が起きるのではないかとの知見を得る
に至ったのである。
【０００５】このような知見に基づいて本発明が達成さ
れたものであり、本発明の目的は、熱交換効率に優れ、
かつ、製造能率も高い技術を提供することである。上記
本発明の目的は、チューブを押し出し成形する押し出し
成形工程と、押し出し成形工程によって得られた長尺状
のチューブを０〜１００℃に冷却する冷却工程と、冷却
工程後に、長尺状のチューブ表面に犠牲陽極効果を呈す
る金属、Ａｌ−Ｓｉ系合金、及びバインダ樹脂を含むろ
う付け用組成物の塗料が塗布される塗布工程と、塗布工
程後に、長尺状のチューブを所定の長さに切断する切断
工程と、切断工程後に、所定の長さのチューブとフィン
とを組み合わせ、ろう付けするろう付け工程とを具備す
ることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成さ
れる。
れたものであり、本発明の目的は、熱交換効率に優れ、
かつ、製造能率も高い技術を提供することである。上記
本発明の目的は、チューブを押し出し成形する押し出し
成形工程と、押し出し成形工程によって得られた長尺状
のチューブを０〜１００℃に冷却する冷却工程と、冷却
工程後に、長尺状のチューブ表面に犠牲陽極効果を呈す
る金属、Ａｌ−Ｓｉ系合金、及びバインダ樹脂を含むろ
う付け用組成物の塗料が塗布される塗布工程と、塗布工
程後に、長尺状のチューブを所定の長さに切断する切断
工程と、切断工程後に、所定の長さのチューブとフィン
とを組み合わせ、ろう付けするろう付け工程とを具備す
ることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成さ
れる。
【０００６】尚、冷却工程後に長尺状のチューブ表面に
塗布される犠牲陽極効果を呈する金属、Ａｌ−Ｓｉ系合
金、及びバインダ樹脂を含むろう付け用組成物の塗料
は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末及びバインダ樹脂を含
むろう付け用組成物の塗料であることが好ましく、そし
てＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、バインダ樹脂及びフラ
ックスを含むものであることが一層好ましい。
塗布される犠牲陽極効果を呈する金属、Ａｌ−Ｓｉ系合
金、及びバインダ樹脂を含むろう付け用組成物の塗料
は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末及びバインダ樹脂を含
むろう付け用組成物の塗料であることが好ましく、そし
てＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、バインダ樹脂及びフラ
ックスを含むものであることが一層好ましい。
【０００７】すなわち、時として起きていた問題点は、
ろう付け用組成物塗料の塗布作業が所定の長さに切断さ
れた後のチューブに対して行われていたことに起因した
ことから、長尺状のチューブ、押し出し成形工程によっ
て得られた長尺状のチューブそのものに対して塗布すれ
ば良いであろうとの啓示が得られ、斯の如くにすれば前
述の問題点が解決され、熱交換効率に優れた熱交換器が
得られたのである。
ろう付け用組成物塗料の塗布作業が所定の長さに切断さ
れた後のチューブに対して行われていたことに起因した
ことから、長尺状のチューブ、押し出し成形工程によっ
て得られた長尺状のチューブそのものに対して塗布すれ
ば良いであろうとの啓示が得られ、斯の如くにすれば前
述の問題点が解決され、熱交換効率に優れた熱交換器が
得られたのである。
【０００８】又、ろう付け用組成物塗料の塗布作業を押
し出し成形直後の長尺状のチューブに対して行うと、ろ
う付け用組成物の塗膜が良好に形成されず、フィンとの
間でのろう付け具合が思わしくなく、これについての研
究が押し進められて行った結果、塗布時の温度が低い場
合には問題がなかったことから、ろう付け用組成物塗料
の塗布作業は押し出し成形工程によって得られた長尺状
のチューブが冷却された後にすることが大事であり、斯
の如くにすればろう付け性の問題点が解決されていたの
である。例えば、押し出し成形工程後のチューブは、通
常、３００〜６００℃程度あり、これを水冷、ミスト、
空冷などの適宜な手段により冷却すれば良く、そして冷
却温度は０〜１００℃程度であれば良く、好ましくは室
温〜６０℃程度である。
し出し成形直後の長尺状のチューブに対して行うと、ろ
う付け用組成物の塗膜が良好に形成されず、フィンとの
間でのろう付け具合が思わしくなく、これについての研
究が押し進められて行った結果、塗布時の温度が低い場
合には問題がなかったことから、ろう付け用組成物塗料
の塗布作業は押し出し成形工程によって得られた長尺状
のチューブが冷却された後にすることが大事であり、斯
の如くにすればろう付け性の問題点が解決されていたの
である。例えば、押し出し成形工程後のチューブは、通
常、３００〜６００℃程度あり、これを水冷、ミスト、
空冷などの適宜な手段により冷却すれば良く、そして冷
却温度は０〜１００℃程度であれば良く、好ましくは室
温〜６０℃程度である。
【０００９】又、ろう付け用組成物塗料の塗布作業が長
尺状のままで実施されると、塗布作業自体も効率良く行
え、それだけコスト面でも有利である。本発明で用いら
れるろう付け用組成物の金属粉末、例えばＡｌ−Ｓｉ−
Ｚｎ系合金粉末の平均粒径は１０〜２００μｍであるの
が好ましい。すなわち、ろう付け用組成物の平均粒径が
１０μｍ未満であると、表面積が著しく大きいため、ろ
う付け時の酸化膜除去に使用されるフラックスの使用量
も多くなり、バインダ樹脂を加えた時の流動性が小さく
なって塗布作業が困難になるからであり、逆に、ろう付
け用組成物の平均粒径が２００μｍを越えて大きくなり
過ぎると、塗布自体が困難となり、又、接合作業自体も
困難になってしまう。より一層好ましくは平均粒径が１
０〜１００μｍのものである。
尺状のままで実施されると、塗布作業自体も効率良く行
え、それだけコスト面でも有利である。本発明で用いら
れるろう付け用組成物の金属粉末、例えばＡｌ−Ｓｉ−
Ｚｎ系合金粉末の平均粒径は１０〜２００μｍであるの
が好ましい。すなわち、ろう付け用組成物の平均粒径が
１０μｍ未満であると、表面積が著しく大きいため、ろ
う付け時の酸化膜除去に使用されるフラックスの使用量
も多くなり、バインダ樹脂を加えた時の流動性が小さく
なって塗布作業が困難になるからであり、逆に、ろう付
け用組成物の平均粒径が２００μｍを越えて大きくなり
過ぎると、塗布自体が困難となり、又、接合作業自体も
困難になってしまう。より一層好ましくは平均粒径が１
０〜１００μｍのものである。
【００１０】そして、例えばＺｎを含有させたのは、Ｚ
ｎが電気化学的に卑な特性を有するため、犠牲陽極効果
が奏されてフィンやチューブの防食性が高くなるからで
ある。バインダ樹脂としては、ろう付け温度で分解炭化
するより揮発し易い、分子量が１０００〜１０００００
程度のアクリル系の樹脂であれば良く、例えばポリアク
リル酸ブチル等が挙げられる。
ｎが電気化学的に卑な特性を有するため、犠牲陽極効果
が奏されてフィンやチューブの防食性が高くなるからで
ある。バインダ樹脂としては、ろう付け温度で分解炭化
するより揮発し易い、分子量が１０００〜１０００００
程度のアクリル系の樹脂であれば良く、例えばポリアク
リル酸ブチル等が挙げられる。
【００１１】そして、ろう付け用金属粉末とバインダ樹
脂との配合割合は、ろう付け用金属粉末／バインダ樹脂
が重量比で１０００／１〜１／１、更に好ましくは２０
／１〜２／１である。フラックスとしては、例えばＫＦ
−ＡｌＦ3 、ＲｂＦ−ＡｌＦ3 のような弗化物系のも
の、ＫＣｌ−ＬｉＣｌ−ＮａＦ、ＣａＣｌ2 −ＫＣｌ−
ＺｎＣｌ2 、ＮａＣｌ−ＫＣｌ−ＬｉＣｌ−ＬｉＦ−Ｚ
ｎＣｌ2 、ＺｎＣｌ2 −ＮａＦ−ＮＨ4Ｃｌのような塩
化物系のものがあるが、その他にも各種のものが用いら
れる。尚、弗化物系のものが一層好ましい。
脂との配合割合は、ろう付け用金属粉末／バインダ樹脂
が重量比で１０００／１〜１／１、更に好ましくは２０
／１〜２／１である。フラックスとしては、例えばＫＦ
−ＡｌＦ3 、ＲｂＦ−ＡｌＦ3 のような弗化物系のも
の、ＫＣｌ−ＬｉＣｌ−ＮａＦ、ＣａＣｌ2 −ＫＣｌ−
ＺｎＣｌ2 、ＮａＣｌ−ＫＣｌ−ＬｉＣｌ−ＬｉＦ−Ｚ
ｎＣｌ2 、ＺｎＣｌ2 −ＮａＦ−ＮＨ4Ｃｌのような塩
化物系のものがあるが、その他にも各種のものが用いら
れる。尚、弗化物系のものが一層好ましい。
【００１２】そして、塗布時における組成物の粘度は１
０ｃＰ〜１００ｃＰの範囲にあることが良い。なぜな
ら、粘度が１０ｃＰ以下のような状態では、流動性が大
きく粉末が良好に付着せず、又、粘度が１００ｃＰ以上
では表面に均一にムラ無く塗布するのが難しいからであ
る。ろう付け用組成物の塗布手段としては、スプレー
法、フローコーター法などが挙げられるが、これに限ら
れることはない。すなわち、長尺状のものに塗布できる
塗布方法であれば如何なるものでも良い。
０ｃＰ〜１００ｃＰの範囲にあることが良い。なぜな
ら、粘度が１０ｃＰ以下のような状態では、流動性が大
きく粉末が良好に付着せず、又、粘度が１００ｃＰ以上
では表面に均一にムラ無く塗布するのが難しいからであ
る。ろう付け用組成物の塗布手段としては、スプレー
法、フローコーター法などが挙げられるが、これに限ら
れることはない。すなわち、長尺状のものに塗布できる
塗布方法であれば如何なるものでも良い。
【００１３】塗膜厚は乾燥後の厚さが約１０〜２００μ
ｍ程度であることが好ましい。そして、ろう付けする為
の熱処理方法としては、真空雰囲気下や不活性雰囲気下
におけるろう付け等の様々な手段を適宜採用できる。以
下、本発明を実施例により具体的に説明する。
ｍ程度であることが好ましい。そして、ろう付けする為
の熱処理方法としては、真空雰囲気下や不活性雰囲気下
におけるろう付け等の様々な手段を適宜採用できる。以
下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００１４】
〔実施例１〕熱間押出手段により幅２０ｍｍ、厚さ２ｍ
ｍのアルミニウム製チューブを作製した後、この長尺状
のアルミニウム製チューブに水を霧状にして吹き付け、
アルミニウム製チューブの表面温度を４０℃にした。
ｍのアルミニウム製チューブを作製した後、この長尺状
のアルミニウム製チューブに水を霧状にして吹き付け、
アルミニウム製チューブの表面温度を４０℃にした。
【００１５】この後、ＪＩＳ４３４３合金に４ｗｔ％の
Ｚｎを含有させた平均粒径３０±１５μｍの合金粉末と
アクリル系樹脂とを混合したアルコール溶液を長尺状の
アルミニウム製チューブ表面にスプレー法により所定厚
さ塗布し、乾燥させた。この後、長尺状のアルミニウム
製チューブを所定の長さに切断し、フィンと組み立て、
接合部に弗化物系フラックスを塗布した。
Ｚｎを含有させた平均粒径３０±１５μｍの合金粉末と
アクリル系樹脂とを混合したアルコール溶液を長尺状の
アルミニウム製チューブ表面にスプレー法により所定厚
さ塗布し、乾燥させた。この後、長尺状のアルミニウム
製チューブを所定の長さに切断し、フィンと組み立て、
接合部に弗化物系フラックスを塗布した。
【００１６】そして、窒素ガス雰囲気下において６００
℃で約３分間熱処理してろう付けを行い、アルミニウム
合金製熱交換器とした。 〔実施例２〕実施例１において、塗布前におけるアルミ
ニウム製チューブの表面温度を２０℃にした他は同様に
行い、アルミニウム合金製熱交換器を得た。
℃で約３分間熱処理してろう付けを行い、アルミニウム
合金製熱交換器とした。 〔実施例２〕実施例１において、塗布前におけるアルミ
ニウム製チューブの表面温度を２０℃にした他は同様に
行い、アルミニウム合金製熱交換器を得た。
【００１７】〔実施例３〕熱間押出手段により幅２０ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウム製チューブを押し出し、
鉄コアに巻き付けてコイル化し、自然放冷によりコイル
表面温度を４０℃にした。この後、実施例１と同様に行
ってアルミニウム合金製熱交換器を得た。
ｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウム製チューブを押し出し、
鉄コアに巻き付けてコイル化し、自然放冷によりコイル
表面温度を４０℃にした。この後、実施例１と同様に行
ってアルミニウム合金製熱交換器を得た。
【００１８】〔比較例１〕実施例１において、塗布作業
を熱間押し出し直後（表面温度が４５０℃）に行った他
は同様に行い、アルミニウム合金製熱交換器を得た。 〔比較例２〕実施例１において、長尺状のアルミニウム
製チューブを所定の長さに切断した後に塗布作業を行っ
た他は同様に行い、アルミニウム合金製熱交換器を得
た。
を熱間押し出し直後（表面温度が４５０℃）に行った他
は同様に行い、アルミニウム合金製熱交換器を得た。 〔比較例２〕実施例１において、長尺状のアルミニウム
製チューブを所定の長さに切断した後に塗布作業を行っ
た他は同様に行い、アルミニウム合金製熱交換器を得
た。
【００１９】
【特性】上記実施例１〜３及び比較例１，２で得た熱交
換器の特性を調べたので、その結果を表１に示す。 表 １ チューブの孔の閉塞 フィンとの接合具合 作業性 実施例１ ０／１０００ 良好 良好 実施例２ ０／１０００ 良好 良好 実施例３ ０／１０００ 良好 良好 比較例１ ０／１０００ 不良 良好 比較例２ １００／１０００ 良好 不良
換器の特性を調べたので、その結果を表１に示す。 表 １ チューブの孔の閉塞 フィンとの接合具合 作業性 実施例１ ０／１０００ 良好 良好 実施例２ ０／１０００ 良好 良好 実施例３ ０／１０００ 良好 良好 比較例１ ０／１０００ 不良 良好 比較例２ １００／１０００ 良好 不良
【００２０】
【効果】本発明によれば、熱交換効率が良く、フィンと
チューブとの接合具合も良好であって、かつ、作業性に
も優れ、低廉な熱交換器が効率良く得られる。
チューブとの接合具合も良好であって、かつ、作業性に
も優れ、低廉な熱交換器が効率良く得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/00 330 B23K 1/20
Claims (3)
- 【請求項１】 チューブを押し出し成形する押し出し成
形工程と、 押し出し成形工程によって得られた長尺状のチューブを
０〜１００℃に冷却する冷却工程と、 冷却工程後に、長尺状のチューブ表面に犠牲陽極効果を
呈する金属、Ａｌ−Ｓｉ系合金、及びバインダ樹脂を含
むろう付け用組成物の塗料が塗布される塗布工程と、 塗布工程後に、長尺状のチューブを所定の長さに切断す
る切断工程と、 切断工程後に、所定の長さのチューブとフィンとを組み
合わせ、ろう付けするろう付け工程とを具備することを
特徴とする熱交換器の製造方法。 - 【請求項２】 冷却工程後に長尺状のチューブ表面に塗
布される犠牲陽極効果を呈する金属、Ａｌ−Ｓｉ系合
金、及びバインダ樹脂を含むろう付け用組成物の塗料
が、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末及びバインダ樹脂を含
むろう付け用組成物の塗料であることを特徴とする請求
項１の熱交換器の製造方法。 - 【請求項３】 冷却工程後に長尺状のチューブ表面に塗
布される犠牲陽極効果を呈する金属、Ａｌ−Ｓｉ系合
金、及びバインダ樹脂を含むろう付け用組成物の塗料
が、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、バインダ樹脂及びフ
ラックスを含むろう付け用組成物の塗料であることを特
徴とする請求項１の熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33207592A JP3160099B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33207592A JP3160099B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06179072A JPH06179072A (ja) | 1994-06-28 |
| JP3160099B2 true JP3160099B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=18250867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33207592A Expired - Fee Related JP3160099B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3160099B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8640766B2 (en) | 2003-05-06 | 2014-02-04 | Mitsubishi Aluminum Co., Ltd. | Heat exchanger tube |
| US9283633B2 (en) | 2003-05-06 | 2016-03-15 | Mitsubishi Aluminum Co. Ltd. | Heat exchanger tube precursor and method of producing the same |
| US10150186B2 (en) | 2014-12-11 | 2018-12-11 | Uacj Corporation | Brazing method |
| US10640852B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-05-05 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy clad material and method of manufacturing the same |
| US10661395B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-26 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy brazing sheet |
| US11007609B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-05-18 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US11298779B2 (en) | 2017-11-08 | 2022-04-12 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US11320217B2 (en) | 2016-01-14 | 2022-05-03 | Uacj Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
| US11571769B2 (en) | 2018-09-11 | 2023-02-07 | Uacj Corporation | Method of manufacturing a brazing sheet |
-
1992
- 1992-12-11 JP JP33207592A patent/JP3160099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8640766B2 (en) | 2003-05-06 | 2014-02-04 | Mitsubishi Aluminum Co., Ltd. | Heat exchanger tube |
| US9283633B2 (en) | 2003-05-06 | 2016-03-15 | Mitsubishi Aluminum Co. Ltd. | Heat exchanger tube precursor and method of producing the same |
| US10661395B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-26 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy brazing sheet |
| US10150186B2 (en) | 2014-12-11 | 2018-12-11 | Uacj Corporation | Brazing method |
| US11320217B2 (en) | 2016-01-14 | 2022-05-03 | Uacj Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
| US11007609B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-05-18 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US10640852B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-05-05 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy clad material and method of manufacturing the same |
| US11298779B2 (en) | 2017-11-08 | 2022-04-12 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US11571769B2 (en) | 2018-09-11 | 2023-02-07 | Uacj Corporation | Method of manufacturing a brazing sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06179072A (ja) | 1994-06-28 |
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