JPS60187655A - アルミニウム合金製熱交換器 - Google Patents

アルミニウム合金製熱交換器

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JPS60187655A
JPS60187655A JP4297384A JP4297384A JPS60187655A JP S60187655 A JPS60187655 A JP S60187655A JP 4297384 A JP4297384 A JP 4297384A JP 4297384 A JP4297384 A JP 4297384A JP S60187655 A JPS60187655 A JP S60187655A
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alloy
heat exchanger
fin
brazing
fins
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越須賀 幹雄
Toshio Aoki
寿男 青木
Toru Yamaguchi
徹 山口
Hiroshi Kawase
川瀬 寛
Kazunori Ishikawa
石川 和徳
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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、ろう付は接合により組立てた、熱交換特性、
すなわち熱交換率の優れたアルミニウム合金製熱交換器
に関するもので、特にフィンの熱伝導性を高め、熱交換
性能を向ヒさせた熱交換器に関する。
ろうイ・(け接合を採用したアルミニウム製熱交換器は
、例えばフレオン等の冷媒を通す通路と熱を放散するフ
ィンとからなり、自動車用、航空機用などに幅広く用い
られている。
従来、このようなろう付けによるアルミニウム熱交換器
のフィンには、A IL−M n系合金、例えば300
3合金(/l−0,15wt%Cu−1,1wt%Mn
(以下wt%を単に%と略記〕)又は3203合金(A
i−1,1%M n )を芯材として、その両面にAn
−Si合金ろう材、例えば4343合金(A文−7,5
%St)又は4045合金(A文−1O%Si)等、又
は人文−3j−Mg合金ろう材、例えば4004合金(
Au−10%5i−1,5%Mg)等を、両面にクラ・
ントした厚さ0.1〜0.2mmの薄板、いわゆるプレ
ージングシートが使用されている。
しかしながら、フィンにおける芯材の/lj−Mn系合
金は、熱伝導性が必ずしも最良とはいえず、熱交換器の
性能を高めるためにフィンの熱伝導性向上が要求されて
いる。特に近年自動車用熱交換器では、省資源及び省エ
ネルギーを目指し、重量軽減や小型化の方向にあり、フ
ィンの薄肉化、熱交換器の性能向−ヒ、すなわち熱交換
率の向l二がめられている。
こうした熱交換器のフィンに要求される品質特性として
は、第1にろう付は接合の際に、フィンが座屈しないこ
と、第2に、必要に応じてチューブを保護するため、犠
牲陽極効果を有すること、第3にフィンの熱伝導性が良
いこと等である。
本発明はこのような事情に鑑み種々検討の結果なされた
もノーc’、FeO,2wt%以下、Si0.1wt%
以下で、Z r O,01〜0.3 w t%、ZnO
305〜1.0wt%を含み、残部がA文及び不可避不
純物よりなるA交合金を芯材とし、へ文−3i系合金を
皮材とするプレージングシートのフィンと、このフィン
より電位の責なA9.合金よりなるチューブとを接合し
てなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器を
提供するものである。
本発明の熱交換器は、従来のA文−Mn系合金を芯材と
したフィンに代えて、耐座屈性を損なうことなく、熱伝
導性を大幅に向にしたフィンを用いることにより、熱交
換特性を大幅に向上させたものである。
以下に本発明の熱交換器に用いるプレージングシートの
フィン中の芯材A1合金について各成分の作用、意義を
説明する。
Fe、Siは熱伝導性と、結晶粒度に影響する。FeO
,2%以下、SiO,1%以下に限定した理由は、Fe
、Si共上記範囲を超えると熱伝導性を低下させるばか
りでなくろう付は直nf1の再結晶粒が小さくなり、ろ
うが拡散しやすくなるため、フィンが座屈する現象が起
るからである。
Zrの添加は、再結晶温度を高くし、ろう伺は直前の結
晶粒を大きくしてろうの拡散を最小限にし、それによっ
てフィンの座屈を防ぐ効果を有する。その添加量を0.
01〜0.3%としたのは、0.01%未満では、フィ
ンの耐座屈性向JZが期待でSず、 0.3%を超える
と粗大な金属間化合物を生成し塑性加工性を低下させる
ばかりでなく、熱伝導性をも低下させるからである。
Znはフィンの電位を下げ、チューブに対して犠牲陽極
となり、チューブに孔食が発生するのを抑制する効果を
奏する。Znが、0.05%未満では、所期の犠牲陽極
効果が十分発揮11来ず、1.0%を超えて添加すると
、フィンの熱伝導性が低下してしまう。
なお、その他Cu、Mn、Mg、Cr、T i等の不可
避不純物は熱伝導性を低下させない程度すなわち各々 
0.03%以下にすることが望ましい。
次に、プレージングシートの皮材としては非酸化性雰囲
気中でのろう付け、あるいは一般のろう付けの場合には
、に記芯材の両面にA文−3t合金、例えばAfL−7
,5%Si (BA4343)やAffi−10%St
 (BA4045)をクラッドし、真空中でのろう伺け
の場合には、上記芯材の両面にA9.−31−Mg合金
、例えばA文−10%5i−1,5%Mg (BA40
04)やA文−10%S i −1,5%Mg−0,1
%Bi(AA4104)をクラッドする。
プレージングシートは通常、厚さ0.13〜0.2mm
の薄板として、コルゲート状に加工して用いる。このプ
レージングシートの製造は通常の方法により行うことが
できる。
本発明においてチューブとしては、」−記フインより電
位の責なA文合金を用いる。このようなA文合金として
はJISのA1050、Alt。
01A3003が一般的であるが、本発明では、熱交換
器全体の熱交換特性を向上させる目的で、望ましくは熱
伝導性のすぐれたA1050あるいはAl100の純A
n系が効果的である。
次に本発明のアルミニウム合金製熱交換器の実施例を図
面を参照しながら、より詳細に説明する。
第1図は熱交換器のチューブの斜視図であり、押出など
により成形した偏平多穴チューブlは冷媒の通る複数の
穴2を有する。
第2図はフィン材の拡大縦断面図であり芯材3の両面に
A!;L−3t系ろう材の皮材4をクララI゛したプレ
ージングシートからなるフィン材5を示す・ 第3図は本発明のアルミニウム合金製熱交換器の例であ
り(イ)、(ロ)はそれぞれ自動車用エアコンのコンデ
ンサー、エバポレーターを示す。
同図から明らかなように蛇行状に屈曲された第1図の偏
平多穴チューブlの屈曲部分間にコルゲート状に加工し
た第2図のブレージングシー1・のフィン5がろう伺け
されている。このろう付けはコルゲートフイン5の表面
に予め被覆された皮材4により行われる。図中、6.7
はチューブの両端に設けられた入口及び出「1用のパイ
プである。
矢印は一冷奴等の流れ方向を示す。
なお、フィン幅は、具体的な熱交換器の種類により異な
り、特に制限はないことはもちろんであるが、通常、エ
バポレーターは約100m+oでコンデンサーは約18
〜50m5程度である。
チューブとコルゲーI・フィンからなるコアの組立ては
、真空中でのろう付け、フラックスろう付けその他の一
般のろう利は法を採用して行うことができるが、非酸化
性雰囲気中、実用的にはN2カス雰囲気中で、少量のフ
ルオロアルミン酎カリ錯塩を媒体にして、約600〜6
10°Cでろうイ・Jけするのが、ろう付は性、コスト
のWから最も好ましい。
このようにして組立てた熱交換器において、熱交換特性
の評価は1例えばフィンの導電率を測定することにより
、その熱伝導特性を予測して1ううことができる。ある
いはまたフィンをコルゲート状に加下し、第3図のよう
なコアに組ケて、実際に熱交換率(冷房能力)を測定す
ることにより行うことができる。
実施例 通阜の溶解法により、第1表に示す組成のA9゜合金を
溶製、鋳造した。次いで、この鋳塊から常法により圧延
用芯材を作成した。なお同表に表示しないがこれらのA
1合金はいずれも不可避の不純物としてCu0.02%
以下(従来例22のみ0.15%) 、 Ti 0.0
3%以下、Mn0.03%以下(従来例21.22のみ
1.1%)を含んでいる。
次にこの芯材の両面にJIS BA4045合金板(A
文−1O%Si)を、片面当り約lO%の比率でクラッ
ドし、常法により、熱間圧延、続いて冷間圧延、中間焼
鈍さらに冷間圧延により、厚さ 0.1ft amのプ
レージングシート(半硬質)を試作した。これらのフィ
ン用ブレージングシー1− (Q、113 am厚、幅
100m+*)について、ろう伺は温度に加熱(600
°C13分)後の導電率(IAC3%)を測定した。こ
の結果を同表に併記し、熱伝導性を評価した。
また、これらフィン材(Q、1fl am厚、幅100
ffi11)をコルゲート加工しこれを、熱間押出で作
ったJIS A1050の多穴偏平チューブ(肉厚0.
8mm、幅100mm)を蛇行状に曲げ加工したものと
、第3図(ロ)のように組み合せて冶具で固定し、N2
ガス雰囲気中、 810℃で、フラックスとしてフルオ
ロアルミン酸カリウム錯塩(KA文F4−K AlF2
)を少量用いて、ろう付けを行つた。こうしてエバポレ
ーターを試作した。
耐座屈性試験t±・ろう付4す時のフイ′の耐座J出。
性を調べ、その結果を同表に記した。評、13.目よ、
使用に酎えない程変形したものを不良とした。
熱交換特性(冷房能力)は、風量350m’ / Hr
とし、JIS D 1618(自動車用冷房機試験方法
)に準じて行った。
また耐食性については、CASS試験を720時間行い
、チューブに発生した孔食深さを測定した。最大孔食深
さを同表に併記した。0.1am以下が耐食性良好であ
る。なお、本発明熱交換器の限定範囲外の比較例と従来
例についても同様に試験し、その結果を同表に示した。
]二記表の結果から判るように本発明による熱交換器N
o、1〜13は、フィンの導電率がいずれも50%以J
二で、従来品No、21.22に比べて、導電率が25
%以−1−向上する。また熱交換器コアーでの冷房能力
もすべて3900 Kcal /Hr以上で従来品より
も約8%以」二向」ニする。またフィンの座屈もなく、
さらにチューブに対して良好な犠牲陽極効果を有し、孔
食深さはいずれも0.1mm以下で、従来品に比べて数
倍以上の耐久性を有する。
なお比較例中、No、14〜No、l 6 、 No、
1 B 。
No、20はフィンの導電率が50%以下で、冷房能力
も従来品とほとんど変らない、No、17はフィンが座
屈を起し、No、19はチューブに深い孔食を発生する
など、いずれかの品質項目が目標値を丁回った。
このように本発明のアルミニウム合金製熱交換器は熱交
換特性が優れるばかりでなく、フィンの耐座屈性の保持
ドで耐孔性が向上しており、省資源、省エネルギー型熱
交換器として極めて優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は押出多穴チューブの斜視図、第2図はフィン用
プレージングシートの例を示す拡大縦断面図、第3図の
(イ)(ロ)はそれぞれ自動重用熱交換器としてのコン
デンサー及びエバポレーターを示す斜視図である。 l・・・押出多穴チューブ 3・申・芯材 4・・・皮材 5−〇やフィン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Fe 0.2wt%以下、SiO,1wt%以下
    で、Z r O,01〜0.3 wt%、Z n O,
    05−1,0wt%を含み、残部がAM及び不可避不純
    物よりなるA文合金を芯材とし、kl−3i系合金を皮
    材とするプレージングシートのフィンと、このフィンよ
    り電位の責なA1合金よりなるチューブとを接合してな
    ることを#徴とするアルミニウム合金製熱交換器。
JP4297384A 1984-03-06 1984-03-08 アルミニウム合金製熱交換器 Granted JPS60187655A (ja)

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JP4297384A JPS60187655A (ja) 1984-03-08 1984-03-08 アルミニウム合金製熱交換器
AU39033/85A AU582139B2 (en) 1984-03-06 1985-02-21 Aluminum and aluminum alloy for fin and heat exchanger using same
US06/706,140 US4749627A (en) 1984-03-06 1985-02-27 Brazing sheet and heat exchanger using same
DE19853507956 DE3507956A1 (de) 1984-03-06 1985-03-06 Aluminium und aluminiumlegierung fuer kuehlrippen und waermeaustauscher unter ihrer verwendung

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JPS6231062B2 JPS6231062B2 (ja) 1987-07-06

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01217150A (ja) * 1988-02-24 1989-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換装置およびその製造方法
JPH02240233A (ja) * 1989-03-10 1990-09-25 Furukawa Alum Co Ltd アルミニウム合金フィン材

Cited By (2)

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JPH01217150A (ja) * 1988-02-24 1989-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換装置およびその製造方法
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JPS6231062B2 (ja) 1987-07-06

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