JPS5855698A - アルミニウム材熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム材製熱交換器に関するものであ
る。詳しく述べると、耐食性の良好なアルミニウム材製
熱交換器に関するものである。

最近、自動車用ラジェータ、カークーラ用フンデンサ等
の熱交換器は、その軽量化のためにアル、ミニラム材が
使用されるようになってきている。

例えば、カークーラー用コンデンサーを例にとると、伝
熱フィンを−ろう材をクラッドしたアルミニウム材でデ
ユープをアルミニウム材で作り、これらの部材を治具等
により組付けたのち、炉中でろう付けを行なうことによ
り製造されている。

しかしながら、アルミニウム材は水、特に重金属イオン
、塩素イオン等の腐蝕性物質を含む水に起因して腐食、
特に孔食を起しやすい。例えば、中近東地区における塩
害や寒冷地において散布される路面凍結防止剤による塩
害のために、短期間で孔食が発生する。このような孔食
が進行すると、チューブを貫通し、その結果、熱交換器
は使用不能となる。そこで、従来からアルミニウム材の
防食法として重クロム酸塩等のごとき六価のクロム化合
物を使用する化成処理法、リン酸、硫酸、シュウ酸等を
使用する陽極酸化法、水溶性樹脂塗料を使用しての電着
塗装法等が提案されている。しかしながら、化成処理法
は有害な六価クロム化合物を大量に使用するので、−公
害上その廃液処理等に問題があり、もはや工業的な使用
は極めて困難な情勢にある。また、陽極酸化法は、多量
の電力を消費するだけでなく、その酸化皮膜も不充分で
多数の小孔を生じるので、満足すべき防食性は得られな
い。さらに電着塗装法は、は熱交換器のごとき複雑な形
状の物品に対しては電着塗料のつきまわりが悪（、この
ため膜圧が均一性に欠けるという欠点があり、膜圧の薄
い部分が生じる。このような個所は、その他の”個所と
比べて通電性も高く、腐食傾向の大きい個所となってく
るとともに、アルミニウム材の腐食に特徴的な孔食腐食
の形態を生じ易く、浅い孔食が生じた場合でも単なる電
着塗装だけでは、そのまま深い孔食へと成長し、ついに
・は貫通孔となってしまうので、その熱交換器は使用不
能′となる。

このような欠点を解消するために、フィンを構成するア
ルミニウム材に亜鉛等を添加した合金を用いて、フィン
の犠牲腐食によるチューブの防食化が提案されている。

しかしながら、このような方法は、塩水噴霧試験等に対
しては確かに有効であるが、実際に自動車に装着して使
用した場合にはフィンの犠牲防食効果が不充分で、むし
ろ、ろう付けを行な゛った部位の近傍に腐食を生じてチ
ューブに孔食が発生する。

本発明者は、このような塩水噴霧試験等の結果と実車に
よる実績との差巽について鋭意検討を行なった結果、そ
の原因はつぎの点にあることを見出した。すなわち、塩
水噴霧試験等においては、食塩水等の電解質溶液は前記
熱交換器が常に噴霧されているので、その表面は常に濡
れていて、チューブ、ろう付は部位およびフィンを含め
て連続的に電解質溶液の皮膜が形成され、その結果、電
位差の低いアルミニウム材で作られたフィンと電位差の
高いアルミニウム材で作られたチューブとの間に電流が
流れて前記フィンが犠牲腐食されてことになる。これに
対し、実車おいては電解質溶液はチューブ、ろう付は部
位およびフィンを常に一様に濡らして皮膜を形成してい
るわけではなく、乾燥地帯では水分が不足してチューブ
とろう付は部位のみを濡らしたり、あるいは泥、塵埃等
のため濡れ部位が遮断されるため、濡れはチューブとろ
う付は部位のように局部的に生じることが多い。

したがって、ろう材とチューブとの電位差腐食によりチ
ューブに孔食を発生し、折角形成させたフィンの犠牲腐
食はその効果が不充分である。

本発明は、前記のごとき従来品の諸欠点を解消するため
になされたもので、コア部をアルミニウム材製のチュー
ブとアルミニウム材製の伝熱フィンとより形成しかつ両
者をろう材により接合しなる熱交換器において、該ろう
付番）用ろう材の電位と該チューブの電位との差を０．
０５ボルト未満の関係にしたことを特徴とするアルミニ
ウム材製熱交換器である。

次に、カークーラー用コンデンサを例にとって本発明の
詳細な説明する。すなわち、ジグザグ状に湾曲させて折
曲げてなる１本の扁平チューブの間にフルゲートフィン
等の伝熱フィンを挟持させ、該チューブと該伝熱フィン
との間をろう材によりろう付けすることによりコア部を
形成させてなるものである。このようなコア部の構造は
、カークーラー用ヒータや自動車用ラジェータの場合も
同様であって、上下の座板間にある一定間隔で複数本の
チューブを挿通し、これらのチューブ間にコルゲートフ
ィン等の伝熱フィンを挟持し、該チューブと上下両座板
との問および該チューブと該フィンとの間をろう材によ
りろう付けすることによりコア部を形成してなるもので
ある。

しかして、本発明によれば、アルミニウム材で作られた
チューブの電位とろう付は用ろう材の電位との差を０．
０５ボルト未満に範囲、特にその差がほとんどゼロにな
るように材料を選択することが必要である。すなわち、
チューブの電位をろう材（ライレット部）の電位と比較
して同等もしくはそれ以上の電位にすることによりろう
付は部位とチューブとだけに局部的な謂れが生じてフィ
ンの犠牲腐食効果が発揮されなくても、チューブとろう
材との電気化学的腐食によりチーユーブが腐食されるこ
とはない。一方、チューブの電位がろう材の電位より高
くても、その差が前記範囲にある場合には、ろう材が腐
食してチューブの孔食は抑制される。しかしながら、チ
ューブとろう材との闇に０．０５ボルト以上の電位差が
生じると、腐食が顕著に表われるので、チューブの電位
をろう材により高めてろう材とほぼ同等になるかあるい
は前記範囲内にすることが望ましい。

これらの各部材を構成するアルミニウム材の電位として
は、例えばフィンが−０，７５Ｖ１ろう材が−０，６８
Ｖの場合、チューブは−０，６４〜０．６８Ｖである。

このようなアルミニウム材として、例えばろう材は、３
〜１５重量％のケイ素０．４〜１０重量％のマグネシウ
ム、および残余量のアルミニウムを含有するアルミニウ
ム合金、４００４アルミニウム合金、４１０４アルミニ
ウム合金等がある。また、チューブ用材としては３００
３アルミニウム合金（ただし、Ｃｕ０，３％）、１０５
０アルミニウム合金（ただし、Ｃｕｂ。

５％）がある。さらに、フィン用材料しては、展伸用材
であればいずれも使用できるが、チューブやろう材用ア
ルミニウム材、特にチューブ用アルミニウム材よりも低
い電位を有するアルミニウム材が好ましい。このような
材料としては、例えば３００３アルミニウム合金、１０
５０アルミニウム合金、６９５１アルミニウム合金、７
０７２アルミニウム合金等がある。

このような構成の熱交換器は、次のようにして製造され
る。例えば、前記フィン用材料の両面に前記ろう材をク
ラッドしているクラツド材でコルゲートフィン等の伝熱
フィンを形成し、該フィンを前記材料で作られたチュー
ブで、必要により治具を用いて挟持したのち、ｌＸ１０
−４〜７Ｘ１０−！ＩＴｏｒｒ１好ましくは４Ｘ１０’
　〜７Ｘ１０′５Ｔｏｒｒの真空下にチューブ材および
フィンの融点以下でろう材の融点以上の温度、例えば５
９５〜６０５℃に加熱してろう付けを行なうことにより
もア部が形成される。

以上述べたように、本発明のよるアルミニウム材製熱交
換器は、コア部をアルミニウム材製のチューブをアルミ
ニウム材製の伝熱フィンとより形成しかつ両者をろう材
により接合してなる熱交換器において、該ろう付は用ろ
う材の電位と該チューブの電位との差を０．０５ボルト
未満の関係にしてなるものであるから、電解質溶液がろ
う材より電位の低いフィンに接していればフィンの犠牲
腐食効果があり、一方、電解質溶液がろう材より電位の
低いフィンに接していな６ｉ場合に（よフィンの犠牲腐
食効果はないので熱交換器の機能低下が少なく、寿命が
長くなり、またフィン中に亜鉛等の効果な金属を添加す
る必要がないのでフィンのコストダウンを計ることがで
きる。

特許出願人　　　日本ラヂヱーター株式会社手続補正書
（ハ） 昭和５７年５月１８゛日 特許庁長官　　島　１）春−樹　殿 １、事件の表示 昭和５６年　特許願　第１５５．６６８号２．１±１名
称 アルミニウム材製熱交換器 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　東京都中野区南百５丁目２４番１５号名　
称　　　（４７６）日本ラヂヱーター株式会社代表者　
太１）前古 ４、代理人 ７、補正の内容 （１）明細書第１頁第４行 「実用新案登録請求の範囲」を、 「特許請求の範囲」と訂正。

（２）別紙添付委任状のとおり。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／ １、ｌコア部をアルミニウム材製のチューブとアルミニ
   ウム材製の伝熱フィンとより形成しかつ両者を為う材に
   より、接合してなる熱交換器において、該ろう付は用ろ
   う材の電位と該チューブの電位との差を０．０５ボルト
   未満−の関係にしたことを特徴とするアルミニウム材製
   熱交換器。