JPH0729201B2 - アルミニウム製熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えばサーペンタイン型のカークーラー用
コンデンサ、ヘッダー型のエバポレータ等に用いられる
アルミニウム製熱交換器、とくに中空押出型材とか電縫
管からなるアルミニウムチューブとコルゲートフィンが
交番配置に組合わされてコアが形成されるろう付け仕様
のアルミニウム製熱交換器の製造方法に関する。

従来の技術 従来、この種の熱交換器に使用されるアルミニウムフィ
ンは、A1100合金、A3003合金等からなり、該合金の鋳塊
を均質化処理したのち、熱間および冷間圧延を施して厚
さ0.16mm程度に薄くし、調質H₁₈または複雑な加工を要
する場合にはH₂₄等の半硬質状態に調質したものが用い
られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来のフィンは、再結晶温
度が比較的低いために、高温強度に充分な満足度が得ら
れず、熱交換器の組立製作、とくにろう付けの段階で問
題を生じることが多かった。

即ち、製造後の段階では半硬質に調質された上記のフィ
ンであっても、これをチューブと組合わせて仮組状態の
熱交換器コア組立体に製作したのち、炉中でろう付けを
施すと、そのときの加熱によって完全に軟化してしま
い、フィンの製作加工時の強度を保持できない。このた
め、ろう付け中にフィンが座屈変形してしまうことがあ
り、結果的に製品が変形してその価値が損われることが
あった。また、この変形を防ぐためにはフィンを厚くす
る必要を生じ、結果的にコストの増大、製品重量の増大
を招といった問題点があった。

この発明はこのような問題点に鑑み、フィンを高温強度
の増大化をはかることにって、フィンの座屈変形のない
熱交換器であって、しかもフィンの薄肉化による軽量
化、コストダウンを実現しうる熱交換器の製造方法を提
供しようとするものである。

問題点を解決する為の手段 この発明は、フィン材を連続鋳造圧延法で製作した場
合、前述の従来用いられているフィンに較べはるかに強
度が大きく、かつ再結晶温度が高く、高温強度に優れた
ものが得られることの知見から到達し得たものである。

而して、この発明は、アルミニウム製フィン材を連続鋳
造圧延法によって製作し、該フィン材をコルゲート状等
に成形加工してなるフィンをアルミニウム製チューブと
組合わせて所定の熱交換器コア組立体をつくったのち、
上記フィン材の再結晶温度より融点の低いろう材を用い
てろう付けすることを特徴とするアルミニウム製熱交換
器の製造方法を要旨とする。

フィン材に用いるアルミニウムは、A1000系の純アルミ
ニウムのほか、A3003、3203等のAl−Mn系合金を用いる
のが普通であるが、この発明においては特にこれらに限
定されるものではない。

この発明に用いるフィン材は、通常のスラブからの熱間
圧延工程を経ないで、溶湯から直接連続鋳造、連続圧延
を行う3C法、ハンター法などの連続鋳造圧延法によって
製造されるもので、通常の熱間圧延工程を経て製造する
フィン材に較べ、同材質のアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金を用いた場合にあっても、硬度が大となりかつ
再結晶温度も高くなる。

かかる事項は、次の実験結果によって確認し得た。

即ち、A1100合金を用い、連続鋳造圧延法により厚さ0.1
6mmのフィン材をつくり（3C法により、鋳造で厚さ5.3mm
にしたものを連続冷間圧延で厚さ0.16mmに圧下し
た。）、H₁₈の半硬質に調質したものを、従来の厚さ0.1
6mm、H₁₈調質したものとの比較において機械的性質を調
べたところ、下記第１表のとおりであった。

そして、上記の本発明に従って製造したフィン材と従来
のフィン材とを、通常のろう付け条件である450℃×10
分の加熱雰囲気に曝したのち、それらの強度の変化を調
べたところ、下記第２表のとおりであった。

上記第１表及び第２表に示されるとおり、連続鋳造圧延
法によって製造されたフィン材は、従来のように通常の
均質化処理工程、熱間圧延工程を経て製造されるフィン
材に較べて、製造後の機械的強度に優れているのはもと
より、再結晶温度が高いことにより、ろう付け後におい
ても耐力において1Kgf/mm²強く、伸びも８％少ない。従
って、高温強度が相対的に大であり、ろう付け時の加熱
下にあっても強度低下が少ないことを確認し得た。

連続鋳造圧延法によって製作したフィン材は、H₁₈、H₂₄
等の半硬質に調質したのち、所要の加工、例えはコルゲ
ート状の曲げ加工、ルーバーの切起こし加工等を行って
所要形状のフィンに仕上げられるものである。

一方、チューブは熱交換器の種類との関係で種々のもの
が選ばれるが、サーペンタイン型コンデンサーの場合、
一般的にはA1100合金、A3003合金等からなる扁平状の多
孔中空押出型材を蛇行状に屈曲成形したものが用いられ
る。その他熱交換器の用途によっては電縫管を用いても
良い。

熱交換器の組立に際しては、従来同様に上記チューブと
フィンを予め所要配置に組合わせて仮組状態の熱交換器
コア組立体をつくり、炉中においてろう付けを施すが、
ここに用いるろう材は、上記フィンの再結晶温度より融
点の低いものを選択使用することが必要であり、ろう付
け加熱温度は該ろう材の融点よりも高くフィンの再結晶
温度より低い温度範囲に設定されるものである。而し
て、上記ろう材はZnCl系のものを用いるのが一般的であ
り、ろう付け温度は400〜450℃程度の範囲内に設定され
るのが普通である。

考案の効果 この発明は上述の次第で、フィン材として連続鋳造圧延
法でつくったものを用いることにより、従来の熱間圧延
工程を経て製造されるフィン材を用いる場合に較べてフ
ィンの高温強度が大であり、その結果チューブとの組立
後に行われるろう付け中に軟化して座屈変形してしまう
おそれが少なく、変形のない均整な熱交換器の製造が可
能となる。加えて、上記の如くフィンの高温強度が優れ
ていることにより、該フィンの薄肉化をはかることが可
能となり、熱交換器の軽量化、材料節約によるコストダ
ウンをはかることができる等の顕著な利点がある。

実施例 A1100合金により、3C法による連続鋳造圧延法で厚さ0.1
mmのフィン材をつくり、これをH₁₈に調質したのちコル
ゲート状に曲げ加工して所要のフィンを得た。そして、
該フィンを、A1100合金の多孔押出型材からなるチュー
ブ材を蛇行状に屈曲形成したサーペンタイン型チューブ
の直管部間に強制嵌合して仮組状態の熱交換器コア組立
体をつくり、次いでZnClを主体とするスラリーを塗布し
乾燥のち、450℃×10分間の炉中ろう付けを行った。

しかるところ、フィンに座屈変形のない熱交換器を得る
ことができた。

ちなみに従来法のように熱間圧延工程を経て製造される
フィン材を用いる場合には、上記実施例のような厚さ0.
1mmの極薄フィン材ではろう付け中に該フィンの座屈が
生じるために不適とされており、このため一般的には少
なくとも厚さ0.16mm程度のフィンが用いられていること
から比較すると、本発明による場合熱交換器の軽量化、
コストダウンに大いに貢献しうるものであることが明ら
かである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム製フィン材を連続鋳造圧延法
   によって製作し、該フィン材をコルゲート状等に成形加
   工してなるフィンをアルミニウム製チューブと組合わせ
   て所定の熱交換器コア組立体をつくったのち、上記フィ
   ン材の再結晶温度より融点の低いろう材を用いてろう付
   けすることを特徴とするアルミニウム製熱交換器の製造
   方法。