JPH0677818B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH0677818B2 JPH0677818B2 JP60293007A JP29300785A JPH0677818B2 JP H0677818 B2 JPH0677818 B2 JP H0677818B2 JP 60293007 A JP60293007 A JP 60293007A JP 29300785 A JP29300785 A JP 29300785A JP H0677818 B2 JPH0677818 B2 JP H0677818B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器に関するものである。
例えば、自動車又はその他各種の機器に用いられている
熱交換器として、その軽量性及び良好な熱伝導性の観点
より、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下単にア
ルミニウム）材料よりなる押出扁平多穴管に、アルミニ
ウム材料よりなるフィンをAl−Si又はAl−Si−Mg合金等
のろう材によって接合したものが提案されている。
熱交換器として、その軽量性及び良好な熱伝導性の観点
より、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下単にア
ルミニウム）材料よりなる押出扁平多穴管に、アルミニ
ウム材料よりなるフィンをAl−Si又はAl−Si−Mg合金等
のろう材によって接合したものが提案されている。
しかし、上記提案の熱交換器には、材料の変形とか、へ
たり等の問題点があると指摘されている。
たり等の問題点があると指摘されている。
又、熱交換器は、耐食性に富むことが必須の要件であ
り、この為アルミニウム材料よりなる押出扁平多穴管の
表面にAl−Zn合金の犠牲陽極材を貼り合わせたり、Znメ
ッキ膜を設けることが提案されている。
り、この為アルミニウム材料よりなる押出扁平多穴管の
表面にAl−Zn合金の犠牲陽極材を貼り合わせたり、Znメ
ッキ膜を設けることが提案されている。
ところが、押出扁平多穴管の表面にZn膜が設けられてい
ても、従来の熱交換器の耐食性は充分なものでないと指
摘されている。
ても、従来の熱交換器の耐食性は充分なものでないと指
摘されている。
本発明者は、前記の問題点に対する研究を押し進めた結
果、熱交換器を構成する材料の変形やへたりの問題の原
因は、押出扁平多穴管とフィンとのろう付時の温度が約
570〜620℃といったように高温になっているからである
ことを見い出し、又、押出扁平多穴管の表面に犠牲陽極
材としてのZn膜が設けられていても、押出扁平多穴管と
フィンとのろう付時の温度が上記のように高い為、ろう
付によってZnが押出扁平多穴管の肉厚方向において約10
0〜200μｍの深さまで拡散してしまい、この結果本来の
犠牲陽極効果を発揮できず、耐食性が不充分であること
に気付いた。
果、熱交換器を構成する材料の変形やへたりの問題の原
因は、押出扁平多穴管とフィンとのろう付時の温度が約
570〜620℃といったように高温になっているからである
ことを見い出し、又、押出扁平多穴管の表面に犠牲陽極
材としてのZn膜が設けられていても、押出扁平多穴管と
フィンとのろう付時の温度が上記のように高い為、ろう
付によってZnが押出扁平多穴管の肉厚方向において約10
0〜200μｍの深さまで拡散してしまい、この結果本来の
犠牲陽極効果を発揮できず、耐食性が不充分であること
に気付いた。
そこで、本発明者は、ろう付の作業温度が低く、かつZn
が析出する例えばZnCl2を用いる反応はんだ付手段によ
って押出扁平多穴管とフィンとを接合組立てた熱交換器
は、作業温度が低温であることから、材料の変形やへた
りの問題を解決できると共に、反応はんだ付によって析
出したZnが熱交換器の材料を構成するAlよりも電気化学
的に卑であることから、押出扁平多穴管の表面にZn膜が
設けられていなくても耐食性が充分に確保できるであろ
うとの確信を得、このような発想に基いて、早速、表面
にZn膜が設けられていない押出扁平多穴管とフィンとを
ZnCl2を用いる反応はんだ付によって接合した熱交換器
を試作してみた。
が析出する例えばZnCl2を用いる反応はんだ付手段によ
って押出扁平多穴管とフィンとを接合組立てた熱交換器
は、作業温度が低温であることから、材料の変形やへた
りの問題を解決できると共に、反応はんだ付によって析
出したZnが熱交換器の材料を構成するAlよりも電気化学
的に卑であることから、押出扁平多穴管の表面にZn膜が
設けられていなくても耐食性が充分に確保できるであろ
うとの確信を得、このような発想に基いて、早速、表面
にZn膜が設けられていない押出扁平多穴管とフィンとを
ZnCl2を用いる反応はんだ付によって接合した熱交換器
を試作してみた。
ところが、この試作になる熱交換器は、予想に反し、満
足できないものであった。
足できないものであった。
本発明者は、かかる原因についての研究を進めた結果、
ZnCl2を用いる反応はんだ付手段によって構成される熱
交換器は、その作業温度が低いことから、材料の変形や
へたりの問題はなくなるものの、押出扁平多穴管とフィ
ンとの接合部に析出したZn、犠牲陽極として働く為、実
用に供された場合に消耗が激しく、比較的短時間のうち
に溶解しつくされ、押出扁平多穴管とフィンとの接合が
確保できなくなり、熱交換性能が低下するのであること
を究明した。
ZnCl2を用いる反応はんだ付手段によって構成される熱
交換器は、その作業温度が低いことから、材料の変形や
へたりの問題はなくなるものの、押出扁平多穴管とフィ
ンとの接合部に析出したZn、犠牲陽極として働く為、実
用に供された場合に消耗が激しく、比較的短時間のうち
に溶解しつくされ、押出扁平多穴管とフィンとの接合が
確保できなくなり、熱交換性能が低下するのであること
を究明した。
又、ZnCl2を用いる反応はんだ付によって余剰のZnが押
出扁平多穴管の表面に不均一に付着し、この為押出扁平
多穴管に局部的に腐食が発生して貫通孔が形成されるよ
うになる等耐食性の面にも問題があることを究明したの
である。
出扁平多穴管の表面に不均一に付着し、この為押出扁平
多穴管に局部的に腐食が発生して貫通孔が形成されるよ
うになる等耐食性の面にも問題があることを究明したの
である。
本発明は上記の知見を基にして達成されたものであり、
Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウム合金製の管
と、アルミニウム又はアルミニウム合金製のフィンと
を、Zn化合物を用いた反応はんだ付によって析出したZn
により接合してなることを特徴とする熱交換器を提供す
るものである。
Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウム合金製の管
と、アルミニウム又はアルミニウム合金製のフィンと
を、Zn化合物を用いた反応はんだ付によって析出したZn
により接合してなることを特徴とする熱交換器を提供す
るものである。
すなわち、この本発明になる熱交換器は、熱交換媒体又
は作動流体の通路となる管がZnを約0.1〜３重量％含有
するアルミニウム合金で構成されていることより、この
ものはZnを含まないものよりも電気化学的に卑なものと
なり、従って管とフィンとの接合にZnCl2のようなZn化
合物を用いる反応はんだ付が用いられても、接合に用い
られたZnの犠牲陽極効果による消耗が効果的に防止さ
れ、管とフィンとの接合が破壊されて熱交換性能の低下
をもたらすといった欠点が効果的に防止されるようにな
り、又、同時に、管に局部的に腐食が発生して貫通孔が
形成されるといった耐食性の問題も改善されることを見
い出したのである。
は作動流体の通路となる管がZnを約0.1〜３重量％含有
するアルミニウム合金で構成されていることより、この
ものはZnを含まないものよりも電気化学的に卑なものと
なり、従って管とフィンとの接合にZnCl2のようなZn化
合物を用いる反応はんだ付が用いられても、接合に用い
られたZnの犠牲陽極効果による消耗が効果的に防止さ
れ、管とフィンとの接合が破壊されて熱交換性能の低下
をもたらすといった欠点が効果的に防止されるようにな
り、又、同時に、管に局部的に腐食が発生して貫通孔が
形成されるといった耐食性の問題も改善されることを見
い出したのである。
ここで、特にZn含有量を約0.1〜３重量％としているの
は、Zn含有量が0.1重量％より大巾に少ないと、局部的
な腐食抑制効果がなかったからであり、又、逆にZn含有
量が３重量％を越えて多くなりすぎると、管自体の溶解
が増大し、この面からの耐食性に問題があったからであ
る。
は、Zn含有量が0.1重量％より大巾に少ないと、局部的
な腐食抑制効果がなかったからであり、又、逆にZn含有
量が３重量％を越えて多くなりすぎると、管自体の溶解
が増大し、この面からの耐食性に問題があったからであ
る。
そして、Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウム合
金で押出扁平多穴管といった管を構成するのみではな
く、熱交換媒体又は作動流体の通路となるこの管の表面
に、例えばメッキ等の手段でZn膜を設けておくと、一層
好都合なことをも見い出した。
金で押出扁平多穴管といった管を構成するのみではな
く、熱交換媒体又は作動流体の通路となるこの管の表面
に、例えばメッキ等の手段でZn膜を設けておくと、一層
好都合なことをも見い出した。
すなわち、Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウム
合金製の管の表面に、例えば厚みが約0.2〜10μｍのZn
膜が設けられていると、接合部におけるZnの著しい消耗
をより一層効果的に防止できるようになり、加えて管表
面のZnの量が均一なものになり、孔食発生の抑制がより
一層効果的に行なわれるようになったからである。
合金製の管の表面に、例えば厚みが約0.2〜10μｍのZn
膜が設けられていると、接合部におけるZnの著しい消耗
をより一層効果的に防止できるようになり、加えて管表
面のZnの量が均一なものになり、孔食発生の抑制がより
一層効果的に行なわれるようになったからである。
又、押出扁平多穴管といった管に接合される熱交換器の
フィンを構成する材料が、Znを約0.3重量％以上含有す
るアルミニウム合金であると、より一層優れた熱交換器
となることも見い出した。
フィンを構成する材料が、Znを約0.3重量％以上含有す
るアルミニウム合金であると、より一層優れた熱交換器
となることも見い出した。
すなわち、前記のような構成要件のみでなく、熱交換器
のフィンの構成材料としてZnを約0.3重量％以上含有す
るアルミニウム合金を用いるという構成要件が追加され
た熱交換器は、フィン中にZn成分が含まれているので、
このものは電気化学的に卑なものになり、耐食性が一層
良くなったのである。
のフィンの構成材料としてZnを約0.3重量％以上含有す
るアルミニウム合金を用いるという構成要件が追加され
た熱交換器は、フィン中にZn成分が含まれているので、
このものは電気化学的に卑なものになり、耐食性が一層
良くなったのである。
尚、このような効果はZnが約0.3重量％以上含まれてい
ると良いのであるが、フィンへの加工性の点よりZnは約
４重量％以下のものであることが望ましい。
ると良いのであるが、フィンへの加工性の点よりZnは約
４重量％以下のものであることが望ましい。
〔実施例１〜13〕 第１図（ａ），（ｂ）は、本発明に係る熱交換器の実施
例の説明図である。
例の説明図である。
同図中、１は、例えばSi0.14重量％、Fe0.26重量％、Mg
0.01重量％、Mn0.01重量％、Zn0.01重量％、残部Alのア
ルミニウム合金Ａ、Si0.15重量％、Fe0.27重量％、Mg1.
10重量％、Mn0.01重量％、Zn1.8重量％、残部Alのアル
ミニウム合金Ｂ、Si0.15重量％、Fe0.28重量％、Mg0.01
重量％、Mn0.01重量％、Zn2.3重量％、残部Alのアルミ
ニウム合金Ｃ、又はSi0.14重量％、Fe0.25重量％、Mg0.
01重量％、Mn1.03重量％、Zn3.5重量％、残部Alのアル
ミニウム合金Ｄを、熱間及び冷間圧延により0.13mmの薄
板とし、これをコルゲート加工して構成したフィンであ
る。
0.01重量％、Mn0.01重量％、Zn0.01重量％、残部Alのア
ルミニウム合金Ａ、Si0.15重量％、Fe0.27重量％、Mg1.
10重量％、Mn0.01重量％、Zn1.8重量％、残部Alのアル
ミニウム合金Ｂ、Si0.15重量％、Fe0.28重量％、Mg0.01
重量％、Mn0.01重量％、Zn2.3重量％、残部Alのアルミ
ニウム合金Ｃ、又はSi0.14重量％、Fe0.25重量％、Mg0.
01重量％、Mn1.03重量％、Zn3.5重量％、残部Alのアル
ミニウム合金Ｄを、熱間及び冷間圧延により0.13mmの薄
板とし、これをコルゲート加工して構成したフィンであ
る。
２は、表に示すような組成のアルミニウム合金を熱間押
出しにより構成した押出扁平多穴管であり、この押出扁
平多穴管２の表面には、必要に応じてNaOHとZnOの混合
水溶液を浴として電解により５μｍ厚のZn膜が設けられ
ている。
出しにより構成した押出扁平多穴管であり、この押出扁
平多穴管２の表面には、必要に応じてNaOHとZnOの混合
水溶液を浴として電解により５μｍ厚のZn膜が設けられ
ている。
そして、上記のように構成されたフィン１と押出扁平多
穴管２とを、図に示す如く組み合わせ、そしてZnCl2、Z
n粉末、反応はんだ付を促進する添加物及び有機溶剤か
らなる複合フラックスをフィン１と押出扁平多穴管２と
の間に満たし、約420℃の温度で反応はんだ付を行な
い、熱交換器３を組み立てる。
穴管２とを、図に示す如く組み合わせ、そしてZnCl2、Z
n粉末、反応はんだ付を促進する添加物及び有機溶剤か
らなる複合フラックスをフィン１と押出扁平多穴管２と
の間に満たし、約420℃の温度で反応はんだ付を行な
い、熱交換器３を組み立てる。
〔比較例１〜３〕 前記の実施例１において、押出扁平多穴管２の構成材料
として表に示すような組成のアルミニウム合金を用いる
他は全く同様に行ない、熱交換器を組み立てる。
として表に示すような組成のアルミニウム合金を用いる
他は全く同様に行ない、熱交換器を組み立てる。
上記各例で得た熱交換器について、720時間のCASS試験
を行ない、その耐食性を調べると表に示す通りである。
を行ない、その耐食性を調べると表に示す通りである。
この表からわかるように、フィン１と押出扁平多穴管２
との接合をZnCl2を用いる反応はんだ付で行なった熱交
換器３に関して、押出扁平多穴管２がZnを約0.1〜３重
量％含有するアルミニウム合金で構成されていない比較
例１〜３のものは、フィン１と押出扁平多穴管２との接
合部におけるZnの消耗が激しく、フィン１と押出扁平多
穴管２との接合分離が起き、又、押出扁平多穴管２の孔
食も酷く、耐食性が悪いのに対し、押出扁平多穴管２が
Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウム合金で構成
された実施例１〜５のものは、接合部及び押出扁平多穴
管における腐食はほとんど認められないものであり、耐
食性に富んだものである。
との接合をZnCl2を用いる反応はんだ付で行なった熱交
換器３に関して、押出扁平多穴管２がZnを約0.1〜３重
量％含有するアルミニウム合金で構成されていない比較
例１〜３のものは、フィン１と押出扁平多穴管２との接
合部におけるZnの消耗が激しく、フィン１と押出扁平多
穴管２との接合分離が起き、又、押出扁平多穴管２の孔
食も酷く、耐食性が悪いのに対し、押出扁平多穴管２が
Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウム合金で構成
された実施例１〜５のものは、接合部及び押出扁平多穴
管における腐食はほとんど認められないものであり、耐
食性に富んだものである。
又、さらに、実施例６〜９のように、フィン１の構成材
料としてZnを約0.3〜４重量％含む要件が追加されたも
のは、接合部における耐食性の向上が一層得られてお
り、又、実施例10,11のように、押出扁平多穴管２の表
面にZn膜が設けられる要件が追加されたものは、押出扁
平多穴管における耐食性の向上が一層得られており、そ
してこれら二つの要件が追加された実施例12,13のもの
では、接合部及び押出扁平多穴管の両方においてより一
層耐食性の向上が得られている。
料としてZnを約0.3〜４重量％含む要件が追加されたも
のは、接合部における耐食性の向上が一層得られてお
り、又、実施例10,11のように、押出扁平多穴管２の表
面にZn膜が設けられる要件が追加されたものは、押出扁
平多穴管における耐食性の向上が一層得られており、そ
してこれら二つの要件が追加された実施例12,13のもの
では、接合部及び押出扁平多穴管の両方においてより一
層耐食性の向上が得られている。
本発明に係る熱交換器は、Znを約0.1〜３重量％含有す
るアルミニウム合金性の管と、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金製のフィンとを、Zn化合物を用いた反応はん
だ付によって析出したZnにより接合してなるので、軽量
でも材料の変形やへたりの問題が改善されており、すな
わち管とフィンとをZn化合物を用いた反応はんだ付によ
って析出したZnにより接合してなるので、例えば420℃
といった低温での接合が可能となり、材料の変形やへた
りの問題が解決され、そしてフィンと管との接合部が溶
解して分離といった問題も解決され、又、管における孔
食といった耐食性も大巾に改善され、耐食性に優れたも
のとなり、又、熱交換効率も優れている等の特長を有す
る。
るアルミニウム合金性の管と、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金製のフィンとを、Zn化合物を用いた反応はん
だ付によって析出したZnにより接合してなるので、軽量
でも材料の変形やへたりの問題が改善されており、すな
わち管とフィンとをZn化合物を用いた反応はんだ付によ
って析出したZnにより接合してなるので、例えば420℃
といった低温での接合が可能となり、材料の変形やへた
りの問題が解決され、そしてフィンと管との接合部が溶
解して分離といった問題も解決され、又、管における孔
食といった耐食性も大巾に改善され、耐食性に優れたも
のとなり、又、熱交換効率も優れている等の特長を有す
る。
第１図（ａ），（ｂ）は、本発明に係る熱交換器の１実
施例の説明図である。 １……フィン、２……押出扁平多穴管、３……熱交換
器。
施例の説明図である。 １……フィン、２……押出扁平多穴管、３……熱交換
器。
Claims (1)
- 【請求項１】Znを約0.1〜３重量％含有するアルミニウ
ム合金製の管と、アルミニウム又はアルミニウム合金製
のフィンとを、Zn化合物を用いた反応はんだ付けによっ
て析出したZnにより接合してなることを特徴とする熱交
換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293007A JPH0677818B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293007A JPH0677818B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62156071A JPS62156071A (ja) | 1987-07-11 |
| JPH0677818B2 true JPH0677818B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17789267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60293007A Expired - Lifetime JPH0677818B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677818B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03124337A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-27 | Zexel Corp | 熱交換器のチューブの製造方法 |
| JPH03181797A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-07 | Showa Alum Corp | アルミニウム製熱交換器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732872A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-22 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Production of heat exchanger made of al alloy |
| JPS58171580A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-08 | Nippon Radiator Co Ltd | アルミニウム製熱交換器の防蝕方法 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60293007A patent/JPH0677818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62156071A (ja) | 1987-07-11 |
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