JPS5915742B2

JPS5915742B2 - 熱交換器用積層体の製造方法

Info

Publication number: JPS5915742B2
Application number: JP8280975A
Authority: JP
Inventors: 正文金子
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1975-07-07
Publication date: 1984-04-11
Also published as: JPS527056A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、アルミニウム等の金属薄板で作られた孔明
板を多数積層した熱交換器用部品のろう付による新しい
製造方法に関するものである。

上記孔明板とは、例えば第１図および第２図に示すよう
な形状のものである。即ち、第１図は平面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面図であり、全体を１で示す孔明板は
、例えばアルミニウム又はその合金のように、熱伝導性
の高い金属の薄板で５作られている。この孔明板１に
は、流体通路となる多数の細孔２が明けられており、ま
た、プレス成形された環状および放射状の凹陥３が設け
られている。このような孔明板を、第３図に示すように
多数１０積重ね、各孔明板を凹陥部で接合して、積層体
６’が作られる。

これを熱交換器に組込み、中央の開口部５に挿入される
パイプの中を流れる流体と、孔明板の細孔を通して流れ
る流体との間で熱交換を行わせる。１５従来、かかる積
層体の製造は、孔明板の凹陥部を、エポキシ樹脂のよう
な接着剤４’で接合することによつて行われていた（例
えば、特公昭４９−８３５５号公報参照）。

しかし、上記接着剤では接合部の耐熱性が十分ではなく
、また、後述す２０るフラツトネスの問題もあつて、熱
交換性能が必ずしもよくない。上記接着剤にかえて、ろ
う付によつて、孔明板の接合を行う方法も考えられてい
るが、フラックスを用いる通常のろう付方法では、フラ
ックスにク５よる孔の目づまりをおこし、熱交換性能
を劣化させる。

更に、孔明板自体、極めて薄いものであり、各種の加工
を受けたものであるため、必ずしも完全な平面体ではな
い。

そのため、これを多数重ね合３０せた場合、接合部に密
着しない部分が生じ、凹陥部で区分されて流れるべき流
体に乱れが出て、熱交換に支障を来す。この発明は、真
空ろう付法を利用して、従来の製造方法の欠点を排除す
ると共に、特に、孔明板３５の平坦化と接合部の密着性
（以下ｓフラツトネスと総称する）の改善を行うことを
目的とするものである。

この発明の積層体製造方法は、孔明板を多数重ね合せた
積層体を積層体の全熱膨脹量よりも小さい熱膨脹量をも
つ固定具で締めつけ、真空ろう付を行うに先だつて、こ
れを適当に加熱し、上記熱膨脹の相異によつて生ずる応
力により積層体に圧縮力を加えることを特徴としている
。

上記の加熱は、孔明金属板の再結晶温度以上で、かつろ
う材の液相生成温度以下の温度とする。

第４図は、上記の本発明方法を実施する場合の固定具に
よる積層体の締付け状態を示す１例である。即ち、全体
を７で示す固定具は、この場合、上下の押え板８と、通
しボルト９、およびナツト１０とから成る。押え板の通
し穴は、ボルト９がゆるく通るようにボルト外径よりも
大きい径の、いわゆるバカ穴になつている。この固定具
７の押え板の間に、第１図に示されるような孔明板１の
凹陥部３に、前記凹陥部とほぼ同形状のろう材被覆薄板
４を嵌め込んだものからなるものの積層体６をはさみ、
ナツトを締めて固定する。

この状態で全体を加熱すれば、積層体６、固定具７はい
ずれも熱膨脹するが、固定具の膨脹量は、積層体のそれ
より小さくなるように、その材料、構造が選定されてい
る。従つて、前記の温度範囲にこれを加熱すると、膨脹
量の違いによつて、積層体６には、上下方向に圧縮力が
働く。積層体の各孔明板は、その再結晶温度以上に加熱
されて、軟化しているから、この圧縮力によつて、各孔
明板は平坦化され、ろう付部（ろう材被覆薄板４をはさ
んだ凹陥部）の密着が完全となる。即ち前記フラツトネ
スが改善される。この場合、加熱温度が再結晶温度より
低いと、孔明板の軟化および膨脹量が少なく、フラツト
ネスの改善は十分でない。

また逆に、ろう材の液相が生成する程の高温になると、
ろう材被覆薄板をはさんだ凹陥部が収縮することになり
、その部分の密着性がわるくなる。第５図は、アルミ棒
（１０ｗｍφ×８０ｍｔ）と、ステンレス鋼（ＳＵＳ２
７）棒（１０ｗｒＬφ×８０ｗｍｔ）および普通鋼（１
０Ｔｍφ×８０ｗｍｔ）との熱膨脹の差を示すグラフで
ある。

同図から分るとおり、告通鋼の方が熱膨脹差が大きいか
ら、前記固定具のボルト９は、普通鋼製とするのがよい
。以上のように、フラツトネスの改善された積層体を、
固定具で締めつけたまま真空炉において前記ろう材被覆
薄板４のろう材によつて真空ろう付を行う。接合部は完
全に密着しているから、ろう付後の接合も完全で、孔明
板の各区分は完全に隔離される。また、真空ろう付は、
フラツクスの使用を必要としないから、その残留による
孔の目づまりの心配もない。真空ろう付の際には、勿論
ろう材被覆薄板４のろう材は溶融するから、前記加熱時
に発生した積層体への圧縮応力は解放される。

前記のように固定具７の押え板８のボルト穴をバカ穴と
しておけば、ろう付時にも、押え板８自体の荷重が働く
ことになる。しかし、ろう付時にも、相当の圧縮力を加
えて、接合部の密着性をより高めるために．、積層体に
荷重をかけることが望ましい。その手段としては、例え
ば第４図に示すように、押え板８の上に重錘１１を置く
か、或いはスプリング等を利用した種々の態様が考えら
れる。第１表は、固定具ボルトの材質と荷重を変えて、
積層体をろう付した実験の結果を示すものである。

なお、積層体は、７０Ｔｔｍ（！）ＸＯ．ｌ６〜０．２
５ｗｎ厚のアルミ製孔明板１２０枚から成り、ろう材被
覆薄板の厚さは２．７５ＷｔＨＬである。真空ろう付は
温度６００℃、真空度１０−４ｒｗＬＨｇの条件で行つ
た。

上記実験結果からも明らかなように、固定具ボルトをア
ルミとの熱膨脹差の大きい普通鋼製とした場合、付加荷
重は小さくてもよい結果が得られるが、ＳＵＳ２７製の
場合は、大きな荷重を必要とする。

この発明の積層体製造方法によつて作られた積層体は、
接合部がろう付によるものであり、耐熱性が高く、しか
も、フラツトネスが改善されて接合が完全であるから、
熱交換の効率が高く、あらゆる用途の熱交換器に組込ま
れてすぐれた性能を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は孔明金属板の１例を示す平面図、第２図はその
Ａ−Ａ断面図、第３図は孔明金属板の積層体を示す断面
図、第４図は積層体を固定具に締付けた状態を示す１部
断面図、第５図はアルミ棒と鋼棒との熱膨脹量の差を示
すグラフである。１・・・孔明金属板、２・・・細孔、３・・・凹陥、４
１・・・接着剤、４・・・ろう材被覆薄板、５・・・開
口、６，６／・・・積層体、７・・・固定具、８・・・
押え板、９・・・通しボルト、１０・・・ナツト、１１
・・・重錘。

Claims

【特許請求の範囲】

１環状および放射状の凹陥部によつて区分された多数
の孔明金属板を、前記凹陥部内に嵌め込まれたろう材被
覆薄板によつて真空ろう付して熱交換器用積層体を製造
するに際して、前記真空ろう付を行うに先だつて、ろう
付前の積層体を、該積層体の熱膨脹量よりも小さい熱膨
脹量を有する固定具によつて締付け、次いでこれを前記
孔明金属板の再結晶温度以上にして、ろう材の液相生成
温度以下の温度に加熱し、この加熱によつて生ずる前記
孔明金属板と前記固定具の熱膨脹量差を利用して、前記
孔明金属板の平坦化、並びに前記孔明金属板の凹陥部と
前記ろう材被覆薄板との密着性向上をはかることを特徴
とする熱交換器用積層体の製造方法。