JPS5823560B2

JPS5823560B2 - アルミニウム合金製熱交換器のコア

Info

Publication number: JPS5823560B2
Application number: JP218179A
Authority: JP
Inventors: 三浦達夫; 杉浦武利; 田部善一; 福井利安; 木村聡
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-01-16
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1983-05-16
Also published as: JPS5595094A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器
のコアであって、その目的とするところはカークーラー
コンデンサ、自動車用ラジェータ等の熱交換器として用
いた場合に、フィン材の犠牲陽極作用によって、作動流
体通路となる板あるいは管材を腐食から保護せんとする
ものである。

一般にブレージングで組立てられるアルミニウム合金製
の空冷式熱交換器のコアは、作動流体（冷媒、冷却水な
ど）の通路と、空気側の冷却用フィン材とによって構成
されている。

この場合、作動流体通路を構成する板あるいは管および
冷却用フィンを構成する板のいずれか一方あるいは両方
にプレージングシート（アルミニウムあるいは耐食アル
ミニウム合金を心材とし、Ａｌ−８ｉあるいはＡＩ
−５ｉ−１１ｉ／Ｉｇ基合金を皮材とした合せ板）を
用いて、ろう付げにより金属接合されているのが普通で
ある。

しかし、これらの熱交換器が厳しい腐食環境にさらされ
たとき、作動流体通路を構成する材料において空気側よ
り著しい孔食を生じ、内部流体の洩れが生ずるようにな
るため、当該熱交換器の使用範囲に多くの制限が加えら
れていた。

すなわち、従来の熱交換器では第１図に示すように、フ
ィン１と作動流体通路３とのろう付はフィレット部２の
電位が貴となり、作動流体通路３がアノードとなって腐
食電流は矢印の如く作動流体通路３からろう付はフィレ
ット部２へと流れ、作動流体通路３に孔食４を生ずるこ
ととがる。

本発明はこの点を考慮してなされたもので作動流体通路
を構成する材料と、フィンを構成する材料の組成並びに
組合せを規定することによって、空気側のフィンが適当
な慢性陽極となって、作動流体通路の外表面を保護せん
とするものである。

すなわち第２図に示すように、本発明によればフィン１
がアノードとなり、作動流体通路３がカソードとなって
腐食電流はフィン１から作動流体通路３およびろう付は
フィレット部２に矢印の如く流れるので、フィン１に孔
食５を生じ作動流体通路３は防食されるのである。

このためには、作動流体通路３の全外表面に、防食に必
要な陰極電流が供給されろことが必要であり、かつフィ
ンの腐食速度もある程度小さいことが必要である。

そのため、本発明ばＳｎ０．０２〜０．０９％を含み、
またはさらにＭｇ０．１〜２％、Ｍｎ０．１〜２％、Ｚ
ｎＯ３１〜５％、Ｃｕ０．０１〜２％、Ｃｒ０．０１〜
０．５％、ＺｒＯ，０１〜０．５％、ＦｅＯ，
０１〜２％、Ｓｉ０．０１〜１％のうち１種または２種
以上を含むアルミニウム合金を心材とし、Ａｌ−３ｉア
ルいはＡＩ −Ｓｉ −Ｍｇ系ろう材を皮材としてなる
プレージングシートをもってフィン材を構成し、Ｍｎ
０．２〜２％を含み、またはさらにＭｇＯ６１〜２係、
Ｃｒ０．０１〜５％、Ｔｉ０．０１〜０．５％、Ｚｒ
Ｏ，０１〜０．５％、Ｃｕ０．０１〜１％、Ｆｅ０．０
１〜１係、Ｓｉ０．０１〜２％のうち１種または２種以
上を含む耐食アルミニウム合金をもって作動流体通路を
構成し、これらを組合せてなることを特徴とするアルミ
ニウム合金製熱交換器のコアである。

フィン材を構成するプレージングシートは、心材のアル
ミニウム合金［Ｓｎを０．０２〜０．０９％含有するこ
とが特徴であるが、このＳｎはフィン材。

の電位を卑にして犠牲陽極効果を与え、その結果作動流
体通路を構成する材料を防食するのに役立つものである
。

その含有量が上限を超えると圧延加工性が低下し、また
自己腐食が犬きく彦る。

下限未満では所期の防食効果が現われない。

その他の添加元素中Ｍｇ５Ｍｎ、ＣｕｔＣｒ
ｔＺｒＦｅ、Ｓｉはフィン材の強度、耐垂下性、フ
ィン成形加工性などを改善するのに役立つ。

これらは含有量が上限を超えると塑性加工性が低下し、
下限未満では強度、耐垂下性、フィン成形加工性の改善
に役立たない。

Ｚｎはフィン材に犠牲陽極効果を与え前記Ｓｎの効果を
助長する。

その含有量が上限を超えるとろう付は性が低下し、下限
未満では防食効果が少ない。

作動流体通路構成材は胤を０．２〜２係含むことが特徴
であるが、この胤は電位を貴にしフィン材との電位差を
太きくし、結果的にフィン材の犠牲陽極効果を著しくす
る。

したがって作動流体通路はいっそう防食されることとな
る。

その含有量が上限を超えると素材の加工性（特に押出性
）が低下し、下限未満ではこの効果が少なくなる。

その他の添加元素のＭｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ
、ＣｕｔＦｅ、Ｓｉは作動流体通路構成材の電
位を大きく変化させることなく、その強度を向上させ結
晶粒を微細化して肌荒れを防止させるのに役立つ。

これらは含有量が上限を超えると加工性が低下し、下限
未満では強度向上および結晶粒微細化の効果がない。

なお、フィン材における皮材としては、Ａｌ−６〜１４
係Ｓｉ系、Ａｌ−６〜１４％５ｉ−０，３〜２．０％Ｍ
ｇ系などがいずれも問題なく使用できる。

また極微量のＢｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｂｅ等を
含むＡｌ−６〜１４係Ｓｉも使用できる。

また、本発明のコアをつくるろう付は法としては、フラ
ックス法、真空法、低圧雰囲気法、不活性ガス雰囲気法
などいずれのものでもよい。

上記フィン材並びに作動流体通路構成材のアルミニウム
合金の組成を限定することにより、本発明では優れた犠
牲陽極効果が得られるが、そのためには前述の如く作動
流体通路の全外表面に、防食に必要な陰極電流が供給さ
れることが必要である。

かかる目的を達成するためには、第３図に示したコルゲ
ート型のフィンの場合フィンの表面積が作動流体通路の
外表面積の２．５倍以上で、かつフィンピッチｔが１０
闘以下であることが必要である。

上記面積比が２．５未満でフィンピッチが１０咽を超え
ると陰極電流が不足し、部分的に防食し□きれなくなる
。

つぎに本発明の実施例および試験結果を比較例とともに
記載する。

第１表には作動流体通路構成材料の化学成分を示す。

表中Ａ９．ＡＩＯは比較例である。なお、主成分は勿論
Ａｌである。

第２表にはフィン用プレージングシートにおける心材の
化学成分を示す。

なお、皮材としてばＮ１０％５ｉ−１，５％鬼を用いた
。

表中、Ｂ９．ＢＩＯは比較例である。

主成分は勿論ＡＩである。第３表には、上記第１表、第
２表における材料の電位測定結果をまとめて示す。

第４表には熱交換器の実施例の構成およびその腐食試験
結果を示す。

ＡＩ６〜２０は比較例である。

上記の各実施例および比較例において、流体通路を構成
する材料の厚さは１，０１ｒｒｒｒＬであり、フィン用
プレージングシートの厚さは０．１６ｍｍ（片面クラツ
ド率１２係づつで両面クラツドレもの）である。

ろう付は条件は、温度が５９０℃〜６１０℃で時間は３
〜５分である。

またそのときの雰囲気圧は１０ ’ ｔｏｒｒであ
る。

以上のとおり、本発明によれば、犠牲陽極作用を有する
フィン材と、その電位の差が大きくて責な流体通路を構
成する材料とを組合せることによって、耐食性の向上し
た熱交換器が得られ、熱交換器の使用範囲が拡大される
ものであって、その有用性は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換器の腐食状態の説明図、第２図は
本発明による犠牲陽極作用の説明図、第３図はコルゲー
ト型フィンのフィンピッチの説明図である。１・・・フィン、２・・・ろう付はフィレット部、３・
・・作動流体通路、４，５・・・孔食、ｔ・・・フィン
ピッチ。

Claims

【特許請求の範囲】ＩＳｎ０．０２〜０．０９％を含み、またはさらに
−０，１〜２％、Ｍｎ０．１〜２％、Ｚｎ０．１〜５％
、ＣｕＯ，０１〜２％、Ｃｒ０．０１〜０．５％、Ｚ
ｒＯ，０１〜０．５％、ＦｅＯ，０１〜２％、Ｓｉ
Ｏ，０１〜１％のうち１種または２種以上を含むア
ルミニウム合金を心材とし、Ａｌ−８ｉあるいはＡＩ
−Ｓｉ −Ｍｇ系ろう材を皮材としてなるプレージ
ングシートをモッテフィン材を構成し、Ｍｎ０．２〜
２係を含み、またはさらにｌＶ［ｇ０．１〜２％
、ＣｒＯ，０１〜５％、ＴｉＯ，０１〜０．５％、
ＺｒＯ，０１〜０．５％、ＣｕＯ，０１〜１％、Ｆ
ｅＯ，０１〜１％、ＳｉＯ，０１〜２％のうち
１種または２種以上を含む耐食アルミニウム合金をもっ
て作動流体通路を構成し、これらを組合せてなることを
特徴とするアルミニウム合金製熱交換器のコア。２フィンの表面積が作動流体通路の外表面積の２．５
倍以上で、かつフィンピッチが１０門以下である特許請
求の範囲第１項記載のアルミニウム合金製熱交換器のコ
ア。