JPH03114655A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH03114655A JPH03114655A JP24066889A JP24066889A JPH03114655A JP H03114655 A JPH03114655 A JP H03114655A JP 24066889 A JP24066889 A JP 24066889A JP 24066889 A JP24066889 A JP 24066889A JP H03114655 A JPH03114655 A JP H03114655A
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- Japan
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- fins
- fin
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- Pending
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (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
本発明は、例えば自動車用ラジェータやエアコンのコン
デンサ、エバポレータ等に用いられる＾Ｉ製の熱交換器
に関するものである。
デンサ、エバポレータ等に用いられる＾Ｉ製の熱交換器
に関するものである。
例えば押出管とフィン、管とヘッダーといった接合箇所
が多く、しかも接合部が複雑な形状となっている熱交換
器は、従来にあっては、＾１合金の芯材にＡｌ−５ｉ合
金ろう材をクラッドしたプレージングシートで熱交換器
材料を構成し、これをろう付けによって接合して製造し
ていた。 この方法は、−度の加熱によって複雑なコア部が完全に
接合されることから、生産性に優れており、実用上有用
なものであった。 しかしながら、例えばフィン・のような薄肉の材料にプ
レージングシートを用いると、ろう付は加熱時に材料表
面のろうが母材に侵入し、材料の高温での変形抵抗を著
しく低下させ、自重で容易に変形が起きる為に所望の形
状を保てなくなり、このことから場合によっては接合強
度をも悪くする。 又、ろう付は部に対して必要最小量のろうしか供給しな
いという観点から望ましいものではなく、すなわちろう
付は部以外のろうが不要な部分にもろうが無視出来ない
程あり、この為この部分の耐食性が劣る。
が多く、しかも接合部が複雑な形状となっている熱交換
器は、従来にあっては、＾１合金の芯材にＡｌ−５ｉ合
金ろう材をクラッドしたプレージングシートで熱交換器
材料を構成し、これをろう付けによって接合して製造し
ていた。 この方法は、−度の加熱によって複雑なコア部が完全に
接合されることから、生産性に優れており、実用上有用
なものであった。 しかしながら、例えばフィン・のような薄肉の材料にプ
レージングシートを用いると、ろう付は加熱時に材料表
面のろうが母材に侵入し、材料の高温での変形抵抗を著
しく低下させ、自重で容易に変形が起きる為に所望の形
状を保てなくなり、このことから場合によっては接合強
度をも悪くする。 又、ろう付は部に対して必要最小量のろうしか供給しな
いという観点から望ましいものではなく、すなわちろう
付は部以外のろうが不要な部分にもろうが無視出来ない
程あり、この為この部分の耐食性が劣る。
上記の問題点に対して、本発明者は、管の表面にろう粉
末をバインダと共に塗布することによって、換言すれば
例えばフィ〉・の全面にろう材が付かないよう、プレー
ジングシートからなるフィンを用いない技術を提案し、
このものは強度の面でかなり、良好なものであった。 しかしながら、熱交換特性にそれ程優れたちのではない
ことが次第に判ってきた。 このような現象の解明について、本発明者はさらなる研
究を押し進めていった。 すなわち、本発明者は、フィンのような特に薄肉材料に
おけるろう付けのような高温加熱による強度（耐垂下性
）の問題を、プレージングシートと非プレージングシー
トについて調査、検討した結果、以下の点が明らかにな
った。 （１）ブレージングシー１・は表面全体にろう材がクラ
ッドされている為、高温では芯材への溶融ろうの侵入が
生じ、強度は一般に著しく低くなる。 （２）ろうの侵入は芯材の結晶粒界から生じ、ろう付は
時の芯材の結晶粒が粗大で偏平なものほど侵入は抑制さ
れ、高温強度が改善される。 （３）このことは芯材中のＭｎ含有量を増加させること
によって確かめられた。 （４）シかしながら、フィンにおけるＭｎ含有量が多い
と、高温強度の低下を防ぐことができるものの、この場
合には熱伝導特性が低くなり、熱交換効率が悪くなって
いった。 （５）ところで、フィンがプレージングシートでない場
合には、ろうの侵入は塗布したろうとの接触部のみに限
られるので、材料中のＭｎ含有量が低くても（全く含有
しないものでも）高温強度の低下は少なく、実用上問題
とならないことが判明した。 本発明は上記の発見を基にして達成されたものであり、
管と、ヘッダーと、Ｍｎ含有量が０．４重量％未満の八
１又は＾１合金製のフィンとを備えた熱交換器であって
、前記各部品の接合は、径が１０〜２００μ「０の＾１
−Ｓｉ系ろう粉末をバインダを用いて該部品の所定部分
に塗布し、加熱ろう付けによって行われたものであるこ
とを特徴とする熱交換器を提案するものである。 すなわち、フィン材中のＭｎ含有量を少なくする一 ことでフィンの熱伝導性を改善し、もって熱交換特性を
改良し、Ｍｎ含有量を少なくした為に起きるろう付加熱
による強度の低下は、プレージングシートでフィンを構
成しないことで、つまりろうが一部分にしか塗布されな
いことでろうの侵入防止を図り、目的の達成を図ったの
である。 ここで、フィン材中のＭｎ含有量を０．４重量％未満と
したのは、０．４重量％以上ではろう付は加熱によって
材料中のＭｎ固溶量が多くなり、熱伝導性を下げること
が大きかったからである。 尚、フィン材としては、Ｍｎ含有量を少なくするのみで
なく、例えばＳｉやＺｒ等の元素が添加されているとよ
り好ましい。例えば、Ｓｉは０．１〜０．８重量％、Ｚ
ｒは０．０５〜０．３重量％程度添加されていることが
より一層好ましい。
末をバインダと共に塗布することによって、換言すれば
例えばフィ〉・の全面にろう材が付かないよう、プレー
ジングシートからなるフィンを用いない技術を提案し、
このものは強度の面でかなり、良好なものであった。 しかしながら、熱交換特性にそれ程優れたちのではない
ことが次第に判ってきた。 このような現象の解明について、本発明者はさらなる研
究を押し進めていった。 すなわち、本発明者は、フィンのような特に薄肉材料に
おけるろう付けのような高温加熱による強度（耐垂下性
）の問題を、プレージングシートと非プレージングシー
トについて調査、検討した結果、以下の点が明らかにな
った。 （１）ブレージングシー１・は表面全体にろう材がクラ
ッドされている為、高温では芯材への溶融ろうの侵入が
生じ、強度は一般に著しく低くなる。 （２）ろうの侵入は芯材の結晶粒界から生じ、ろう付は
時の芯材の結晶粒が粗大で偏平なものほど侵入は抑制さ
れ、高温強度が改善される。 （３）このことは芯材中のＭｎ含有量を増加させること
によって確かめられた。 （４）シかしながら、フィンにおけるＭｎ含有量が多い
と、高温強度の低下を防ぐことができるものの、この場
合には熱伝導特性が低くなり、熱交換効率が悪くなって
いった。 （５）ところで、フィンがプレージングシートでない場
合には、ろうの侵入は塗布したろうとの接触部のみに限
られるので、材料中のＭｎ含有量が低くても（全く含有
しないものでも）高温強度の低下は少なく、実用上問題
とならないことが判明した。 本発明は上記の発見を基にして達成されたものであり、
管と、ヘッダーと、Ｍｎ含有量が０．４重量％未満の八
１又は＾１合金製のフィンとを備えた熱交換器であって
、前記各部品の接合は、径が１０〜２００μ「０の＾１
−Ｓｉ系ろう粉末をバインダを用いて該部品の所定部分
に塗布し、加熱ろう付けによって行われたものであるこ
とを特徴とする熱交換器を提案するものである。 すなわち、フィン材中のＭｎ含有量を少なくする一 ことでフィンの熱伝導性を改善し、もって熱交換特性を
改良し、Ｍｎ含有量を少なくした為に起きるろう付加熱
による強度の低下は、プレージングシートでフィンを構
成しないことで、つまりろうが一部分にしか塗布されな
いことでろうの侵入防止を図り、目的の達成を図ったの
である。 ここで、フィン材中のＭｎ含有量を０．４重量％未満と
したのは、０．４重量％以上ではろう付は加熱によって
材料中のＭｎ固溶量が多くなり、熱伝導性を下げること
が大きかったからである。 尚、フィン材としては、Ｍｎ含有量を少なくするのみで
なく、例えばＳｉやＺｒ等の元素が添加されているとよ
り好ましい。例えば、Ｓｉは０．１〜０．８重量％、Ｚ
ｒは０．０５〜０．３重量％程度添加されていることが
より一層好ましい。
ＪＩＳ １０５０の＾Ｉ製の押出多穴管（０，５ｍｍｔ
）１とヘッダー用板（１，０Ｉｌ１ｍｔ＞２とを、第１
図の如く組立て、前記押出多穴管１の間に各種合金組成
のフィン（０，０７ｍ’ｍｔ＞ ３を挿入し、ろう付け
を行った。 一 尚、このろう付けは、フィンがプレージングシートから
構成されていない場合には、押出多穴管１の表面にあら
かじめ平均粒径３５μｍｎのＡｌ−９，１ｕ＋ｔ％５ｉ
−１，５ｕ＋ｔ％Ｚｎ合金のろう粉末がバインダ（アク
リル系の樹脂）を用いて塗布されており、これによって
行なわれたものである。これに対して、フィンがプレー
ジングシートである場合、このプレージングシートのろ
う材は＾ｌ−９，ｂｕｔ％Ｓｉ合金である。 そして、フィンにプレージングシートを用いた場合には
押出多穴管１表面へのろう材の塗布は行っていない。 又、組立体における押出多穴管１とヘッダー用板２との
間には上記ろう材（平均粒径３５μｍの層９．１ｕ＋ｔ
％５ｉ−１，５ｗｔ％Ｚｎ合金のろう粉末とバインダ（
アクリル系の樹脂）との混合物の溶液）をスプレーで塗
布した。 次に、上記組立体にフッ化物系のフラックスをスプレー
で塗布し、窒素ガス雰囲気中で６００℃、５分間保持の
ろう付けを行った。 そして、このろう付は加熱による変形程度を調べた、又
、ろう付は加熱処理後のフィンの熱伝導性を電気伝導性
（％ＩＡＣ３）で評価した。これらの結果を表１に示す
。 表１より明らかなように本発明の熱交換器は、フィンの
高温強度が従来のプレージングシートフィンに比べて高
いので、フィンの厚みを極めて薄肉としても、ろう付は
時の変形が少なく、耐久性に優れた熱交換器が得られる
ばかりでなく、フィンの熱伝導性が良い為に熱交換器の
熱交換特性が優れたものである。 これに対して、１４１１含有量が多い比較例１．２のも
のでは、フィンの変形が防止できているものの、熱伝導
性が劣り、熱交換器の熱交換特性が悪い。 又、フィンがプレージングシートでできた比較例３のも
のは、フィンに変形が認められ、かつ、熱伝導性が劣り
、熱交換器の熱交換特性が悪い。 比較例４のものは、Ｈｎ含有量を大幅に増し、これによ
ってフィンがプレージングシートからできているにもか
かわらず変形防止が図れているものの、熱伝導性が格段
に劣り、熱交換器の熱交換特性が著しく悪い。
）１とヘッダー用板（１，０Ｉｌ１ｍｔ＞２とを、第１
図の如く組立て、前記押出多穴管１の間に各種合金組成
のフィン（０，０７ｍ’ｍｔ＞ ３を挿入し、ろう付け
を行った。 一 尚、このろう付けは、フィンがプレージングシートから
構成されていない場合には、押出多穴管１の表面にあら
かじめ平均粒径３５μｍｎのＡｌ−９，１ｕ＋ｔ％５ｉ
−１，５ｕ＋ｔ％Ｚｎ合金のろう粉末がバインダ（アク
リル系の樹脂）を用いて塗布されており、これによって
行なわれたものである。これに対して、フィンがプレー
ジングシートである場合、このプレージングシートのろ
う材は＾ｌ−９，ｂｕｔ％Ｓｉ合金である。 そして、フィンにプレージングシートを用いた場合には
押出多穴管１表面へのろう材の塗布は行っていない。 又、組立体における押出多穴管１とヘッダー用板２との
間には上記ろう材（平均粒径３５μｍの層９．１ｕ＋ｔ
％５ｉ−１，５ｗｔ％Ｚｎ合金のろう粉末とバインダ（
アクリル系の樹脂）との混合物の溶液）をスプレーで塗
布した。 次に、上記組立体にフッ化物系のフラックスをスプレー
で塗布し、窒素ガス雰囲気中で６００℃、５分間保持の
ろう付けを行った。 そして、このろう付は加熱による変形程度を調べた、又
、ろう付は加熱処理後のフィンの熱伝導性を電気伝導性
（％ＩＡＣ３）で評価した。これらの結果を表１に示す
。 表１より明らかなように本発明の熱交換器は、フィンの
高温強度が従来のプレージングシートフィンに比べて高
いので、フィンの厚みを極めて薄肉としても、ろう付は
時の変形が少なく、耐久性に優れた熱交換器が得られる
ばかりでなく、フィンの熱伝導性が良い為に熱交換器の
熱交換特性が優れたものである。 これに対して、１４１１含有量が多い比較例１．２のも
のでは、フィンの変形が防止できているものの、熱伝導
性が劣り、熱交換器の熱交換特性が悪い。 又、フィンがプレージングシートでできた比較例３のも
のは、フィンに変形が認められ、かつ、熱伝導性が劣り
、熱交換器の熱交換特性が悪い。 比較例４のものは、Ｈｎ含有量を大幅に増し、これによ
ってフィンがプレージングシートからできているにもか
かわらず変形防止が図れているものの、熱伝導性が格段
に劣り、熱交換器の熱交換特性が著しく悪い。
第１図は、押出多穴管とヘッダー用板とフィンとの組立
図である。 １・・・押出多穴管、 ・ヘッダー用板、 ３・・・フィン。
図である。 １・・・押出多穴管、 ・ヘッダー用板、 ３・・・フィン。
Claims (1)
- 管と、ヘッダーと、Ｍｎ含有量が０．４重量％未満のＡ
ｌ又はＡｌ合金製のフィンとを備えた熱交換器であつて
、前記各部品の接合は、径が１０〜２００μｍのＡｌ−
Ｓｉ系ろう粉末をバインダを用いて該部品の所定部分に
塗布し、加熱ろう付けによって行われたものであること
を特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24066889A JPH03114655A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24066889A JPH03114655A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114655A true JPH03114655A (ja) | 1991-05-15 |
Family
ID=17062927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24066889A Pending JPH03114655A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03114655A (ja) |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24066889A patent/JPH03114655A/ja active Pending
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