トップ :: F 機械工学 照明 加熱 武器 爆破 :: F28 熱交換一般




【発明の名称】 熱交換器
【発明者】 【氏名】加藤 宗一

【氏名】秋山 勝司

【氏名】栗原 慎

【氏名】桜田 宗夫
【要約】 【課題】チューブの耐食性に優れるとともに、Ｓｉの使用量が少ない熱交換器を提供すること。

【解決手段】媒体を流通するチューブ２と、チューブに装着されたフィン３とを備え、チューブ２及びフィン３に伝わる熱によって媒体の熱交換を行う熱交換器であって、チューブ２及びフィン３は、チューブ２を構成する部材２１とフィン３を構成する部材３１とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、チューブ２を構成する部材２１は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるとともに、フィン３を構成する部材３１は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材である構成の熱交換器である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器であって、前記チューブ及び前記フィンは、前記チューブを構成する部材と前記フィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、前記チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設けたものであるとともに、前記フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】 媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器であって、前記チューブ及び前記フィンは、前記チューブを構成する部材と前記フィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、前記チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】 媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器であって、前記チューブ及び前記フィンは、前記チューブを構成する部材と前記フィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、前記チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるとともに、前記フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、チューブ及びフィンに伝わる熱によって媒体の熱交換を行う熱交換器であって、チューブ及びフィンは、チューブを構成する部材とフィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジンルームや車内に設けられるコンデンサ、エバポレータ、ラジエータ、ヒータコア等の熱交換器は、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、チューブ及びフィンに伝わる熱によって媒体の熱交換がなされるように構成されている。
【０００３】また、この種の熱交換器において、チューブ及びフィンは、チューブを構成する部材とフィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理して設けられている。
【０００４】また、チューブを構成する部材及びフィンを構成する部材は、一般に、アルミニウム合金製であるとともに、両面又は片面全体にＳｉを含むろう材がクラッドされたブレージングシートが使用されている。
【０００５】そして、このような熱交換器にあっては、例えば特願平９−２６６０８３号に記載された熱交換器のように、フィンの電位をチューブより卑にすることによって、チューブの防食がなされている。
【０００６】また、チューブの表面にクロメート処理を施して、チューブの防食をなす場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、冬場の舗装道路においては、スパイクタイヤ禁止に伴い融雪材が多く使用されるようになり、自動車のエンジンルーム等に設ける熱交換器としては、融雪材による影響を考慮し、チューブの耐食性能の更なる向上が求められている。
【０００８】そして、クロメートについても、熱交換器における使用を廃止する傾向にある。
【０００９】また一方で、このようなアルミニウム合金からなる熱交換器については、リサイクル化の必要性も取り沙汰されており、アルミニウム合金については、Ｓｉの使用量の低減が求められている。
【００１０】そこで本発明は、こうした現状に鑑み、チューブの耐食性に優れるとともに、Ｓｉの使用量が少ない熱交換器を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器であって、前記チューブ及び前記フィンは、前記チューブを構成する部材と前記フィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、前記チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設けたものであるとともに、前記フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材である構成の熱交換器である。
【００１２】このように、本請求項の熱交換器によると、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設けたものであるとともに、フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、チューブの耐食性が向上されるとともに、Ｓｉの使用量が低減される。
【００１３】すなわち本発明では、チューブの芯材をＡｌ−Ｍｎ系合金とするとともに、犠牲材をＡｌ−Ｚｎ系合金とすることにより、芯材の電位は、犠牲材に対して貴となり、その結果、犠牲陽極効果により、チューブの耐食性が確実に向上される。
【００１４】また、フィンを構成する部材について、従来では、両面又は片面全体にＳｉを含むろう材をクラッドしたブレージングシートが使用されていたが、本発明では、Ｓｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、Ｓｉの使用量が確実に低減される。
【００１５】本願第２請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器であって、前記チューブ及び前記フィンは、前記チューブを構成する部材と前記フィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、前記チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものである構成の熱交換器である。
【００１６】このように、本請求項の熱交換器によると、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるので、チューブの耐食性が向上されるとともに、Ｓｉの使用量が低減される。
【００１７】すなわち本発明では、チューブの芯材をＡｌ−Ｍｎ系合金とするとともに、犠牲材をＡｌ−Ｚｎ系合金とすることにより、芯材の電位は、犠牲材に対して貴となり、その結果、犠牲陽極効果により、チューブの耐食性が確実に向上される。
【００１８】また、チューブを構成する部材について、従来では、両面又は片面全体にＳｉを含むろう材をクラッドしたブレージングシートが使用されていたが、本発明では、Ｓｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、Ｓｉの使用量が確実に低減される。
【００１９】本願第３請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器であって、前記チューブ及び前記フィンは、前記チューブを構成する部材と前記フィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、前記チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるとともに、前記フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材である構成の熱交換器である。
【００２０】このように、本請求項の熱交換器によると、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるとともに、フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、チューブの耐食性が向上されるとともに、Ｓｉの使用量が低減される。
【００２１】すなわち本発明では、チューブの芯材をＡｌ−Ｍｎ系合金とするとともに、犠牲材をＡｌ−Ｚｎ系合金とすることにより、芯材の電位は、犠牲材に対して貴となり、その結果、犠牲陽極効果により、チューブの耐食性が確実に向上される。
【００２２】また、チューブ及びフィンを構成する部材について、従来では、両面又は片面全体にＳｉを含むろう材をクラッドしたブレージングシートが使用されていたが、本発明では、Ｓｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、Ｓｉの使用量が確実に低減される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】図１に示すように、本例の熱交換器１は、フィン３，３を介して複数のチューブ２，２を積層するとともに、チューブ２，２の両端部にそれぞれヘッダタンク４，４を配置して構成されている。
【００２５】すなわち媒体は、ヘッダタンク４，４に設けられた入口部５から内部に取り入れられて、チューブ２，２及びフィン３，３に伝わる熱によって熱交換をしつつチューブ２，２を流通した後、ヘッダタンク４，４に設けられた出口部６から排出される。
【００２６】更に、チューブ２，２及びフィン３，３からなる層の上下には、補強部材たるサイドプレート７，７を配置している。サイドプレート７，７の端部は、ヘッダパイプ４，４に支持している。
【００２７】また、本熱交換器１は、チューブ２，２、フィン３，３、ヘッダタンク４，４、入口部５、出口部６、サイドプレート７，７を構成する各部材を一体に組み付け、この組み付け体を炉中にて加熱処理することによって作成している。各部材の要所には、予め、ろう材及びフラックスを設けている。
【００２８】図２に示すように、チューブ２を構成する部材２１は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設けたプレートをロール成形してなり、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材Ｒを部分的に設けたものである。
【００２９】すなわち、当該チューブ部材２１は、ロール成形にてプレートの幅方向の側部にそれぞれ接合部２２，２２を設けるとともに、これらの側部２２，２２の間に突部２３，２３を設け、更に、これを幅方向の中央で折り曲げ、接合部２２，２２同士を突き合わせて形成している。
【００３０】ろう材Ｒは、接合部２２，２２の接面、並びに、突部２３，２３の頂部に塗布している。尚、ろう材Ｒの塗布は、ロール成形以前に、プレートの所定の部位に施している。
【００３１】また、図３に示すように、フィン３を構成する部材３１は、その表面にＳｉを含むろう材Ｒを部分的に設けたベア材である。
【００３２】すなわち、当該フィン部材３１は、ベア材を波状にロール成形してなり、ろう材Ｒは、波の頂部にのみ塗布している。
【００３３】尚、図示は省略したが、フィン部材３１には、ベア材を切り起こしてなる通風用のルーバーを適宜間隔で設けている。
【００３４】そして、チューブ部材２１及びフィン部材３１は、加熱処理によって、図４乃至図５に示すように、溶融してフィレット面を形成するろう材Ｒによって接合され、チューブ２及びフィン３１を構成する。
【００３５】すなわち、チューブ２は、接合部２２，２２同士、並びに、突部２３，２３の頂部とその対向部位とが接合されることによって、媒体を流通する複数の流路が形成される。また、フィン３は、波の頂部をチューブ２の表面に接合される。
【００３６】このような構成によれば、チューブ２の耐食性を満足に確保できるとともに、チューブ２及びフィン３を少量のろう材にてろう付けすることができ、Ｓｉの使用量を低減することができる。更に、Ｓｉの使用量を低減することによれば、熱交換器１を廃棄処分する際に、そのリサイクルは容易に行うことができる。
【００３７】また特に、本例のチューブ部材２１及びフィン部材３１は、ろう材Ｒを部分的に設けたものであるので、両面又は片面全体にろう材をクラッドしたブレージングシートを使用する場合と比較すると、そのコストを低減することができる。
【００３８】尚、本例の場合、ろう材Ｒとしては、Ａｌ−Ｓｉ系合金を使用しているが、或いは、Ｓｉ粉末を使用し、これを所定の部位に付着するように構成してもよい。
【００３９】また、本例のチューブ部材２１は、プレートをロール成形し、且つその内側にろう材Ｒを部分的に設けたものであるが、或いは、フィン部材３１と接合する外側にもろう材を部分的に設けるようにしてもよい。このような構成によれば、チューブ２とフィン３とを一層確実にろう付けすることができる。
【００４０】また、チューブ部材２１は、プレートをロール成形して作成する他にも、例えば、押し出し部材からなる芯材に犠牲材を設けたものであってもよい。
【００４１】更に、本例の熱交換器１は、複数のチューブ２，２を積層してなるパラレルフロータイプであるが、とりわけ、チューブ及びフィンをろう付けする構成については、蛇行状のチューブを備えた所謂サーペンタインタイプの熱交換器にも応用することができる。
【００４２】以上説明したように、本例の熱交換器によると、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、チューブ及びフィンに伝わる熱によって媒体の熱交換を行う熱交換器であって、チューブ及びフィンは、チューブを構成する部材とフィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるとともに、フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、チューブの耐食性を向上することができるとともに、Ｓｉの使用量を低減することができる。
【００４３】すなわち本発明では、チューブの芯材をＡｌ−Ｍｎ系合金とするとともに、犠牲材をＡｌ−Ｚｎ系合金とすることにより、芯材の電位は、犠牲材に対して貴となり、その結果、犠牲陽極効果により、チューブの耐食性を確実に向上することができる。
【００４４】また、チューブ及びフィンを構成する部材について、従来では、両面又は片面全体にＳｉを含むろう材をクラッドしたブレージングシートが使用されていたが、本発明では、Ｓｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、Ｓｉの使用量を確実に低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】本願第１請求項に記載した発明によると、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、チューブ及び前記フィンに伝わる熱によって媒体の熱交換を行う熱交換器であって、チューブ及びフィンは、チューブを構成する部材とフィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設けたものであるとともに、フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、チューブの耐食性を向上することができるとともに、Ｓｉの使用量を低減することができる。
【００４６】本願第２請求項に記載した発明によると、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、チューブ及びフィンに伝わる熱によって媒体の熱交換を行う熱交換器であって、チューブ及びフィンは、チューブを構成する部材とフィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるので、チューブの耐食性を向上することができるとともに、Ｓｉの使用量を低減することができる。
【００４７】本願第３請求項に記載した発明によると、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、チューブ及びフィンに伝わる熱によって媒体の熱交換を行う熱交換器であって、チューブ及びフィンは、チューブを構成する部材とフィンを構成する部材とを組み付けて、これらを加熱処理してなる熱交換器において、チューブを構成する部材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材にＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲材を設け、且つ、その表面にはＳｉを含むろう材を部分的に設けたものであるとともに、フィンを構成する部材は、その表面にＳｉを含むろう材を部分的に設けたベア材であるので、チューブの耐食性を向上することができるとともに、Ｓｉの使用量を低減することができる。
【出願人】 【識別番号】５００３０９１２６
【氏名又は名称】株式会社ゼクセルヴァレオクライメートコントロール
【出願日】 平成１１年９月８日（１９９９．９．８）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−８２８９３（Ｐ２００１−８２８９３Ａ）
【公開日】 平成１３年３月３０日（２００１．３．３０）
【出願番号】 特願平１１−２５３９９０