扭管式換熱器以及扭管式換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能防止基于釬焊產(chǎn)生的水管接合部的腐蝕的扭管式換熱器。該扭管式換熱器(1)具備:由磷脫氧銅形成的水(3)管,其中,所述水管是在外周設(shè)有多條山谷底部且在每條山谷底部連續(xù)地呈螺旋狀設(shè)置的;制冷劑配管(5),其被沿水管(3)外周的山谷底部的形狀呈螺旋狀卷繞固定;以及由磷脫氧銅形成的連接管(4),其與上述水管的端部連接,水管(3)和連接管(4)的接合部使用含有4.0~8.0重量%的錫,含有6.8~8.0重量%的磷,且不含銀的磷銅釬料的釬料釬焊而成。
【專利說明】扭管式換熱器以及扭管式換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在熱泵式熱水器中使用的扭管式換熱器以及扭管式換熱器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在熱泵式熱水器中使用的水制冷劑換熱器已知例如扭管式換熱器。扭管式換熱器是使用在外周具有螺旋狀槽的扭轉(zhuǎn)管作為水管,沿水管的外周的螺旋狀槽卷繞有制冷劑配管,且將水管和制冷劑配管嵌縫接合的水制冷劑換熱器,在水管內(nèi)流動的水和在制冷劑配管內(nèi)流動的制冷劑之間進(jìn)行熱交換。設(shè)置于水管的螺旋狀槽具有使水側(cè)產(chǎn)生渦流從而使熱交換性能提高的作用。
[0003]水制冷劑換熱器的水管通過連接管與外部機(jī)器連接。水管和連接管之間通過釬焊進(jìn)行接合。水管以及連接管通常使用銅部件,作為這種情況下的釬料使用例如磷銅釬料。例如,專利文獻(xiàn)I中公開了在銅部件的釬焊過程中,使用由3.0?6.5重量%的磷、12?23重量%的錫、殘留的銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的低熔點釬料從而使釬焊溫度降低且防止接合部的強(qiáng)度降低的接合方法。另外,專利文獻(xiàn)2中公開了在銅部件的釬焊過程中,為了防止例如在存在如硫化氫氣體等的硫黃性腐蝕物質(zhì)的環(huán)境下釬焊部劇烈地腐蝕而使用添加了Zn或者Sn (錫)的釬料的方法。
[0004]專利文獻(xiàn)1:特開昭58 — 100995號公報
[0005]專利文獻(xiàn)2:特開昭60 — 231593號公報
[0006]在使用磷銅釬料作為銅部件的接合釬料的情況下,例如在通常的大氣中使用該部件的情況下不用擔(dān)心該部件被腐蝕的問題。但是,對于利用制冷劑對自來水或井水進(jìn)行加熱的水制冷劑換熱器的水管,利用磷銅釬料進(jìn)行接合的情況下,在水中環(huán)境下受作為銅部件的水管與磷銅釬料之間的電位差的影響,存在產(chǎn)生不同種類金屬間腐蝕的顧慮。更詳細(xì)而言,由于作為水管使用的磷脫氧銅管相對于磷銅釬料性質(zhì)活潑,因此可以推測水管被選擇性的腐蝕。另外,若將上述專利文獻(xiàn)I的低熔點釬料用于水管的接合,則由于作為水管使用的磷脫氧銅管相對于磷銅釬料不活潑,因此釬料被選擇性的腐蝕。對于這一點,在上述專利文獻(xiàn)2中公開了為防止釬焊部的腐蝕而使用添加了 Zn或者Sn的釬料的方法,但是沒有對Zn的含量以及Sn的含量作出規(guī)定,因此無法期望完美的防腐蝕效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的,其目的在于提供能夠防止基于釬焊產(chǎn)生的水管接合部的腐蝕的扭管式換熱器以及該扭管式換熱器的制造方法。
[0008]本發(fā)明所涉及的扭管式換熱器具備:由磷脫氧銅形成的水管,其中,所述水管是在外周設(shè)有多條山谷底部且在每條山谷底部連續(xù)地呈螺旋狀設(shè)置的;制冷劑配管,被沿所述水管外周的山谷底部的形狀呈螺旋狀卷繞固定;以及由磷脫氧銅形成的連接管,其與上述水管的端部連接,水管和連接管的接合部使用含有4.0?8.0重量%的錫,含有6.8?8.0重量%的磷,且不含銀的磷銅釬料的釬料釬焊而成。
[0009]此外,本發(fā)明所涉及的扭管式換熱器的制造方法制作由磷脫氧銅形成的水管,其中,所述水管是在外周設(shè)有多條山谷底部且在每條山谷底部連續(xù)地呈螺旋狀設(shè)置的,將制冷劑配管沿上述水管外周的山谷底部的形狀呈螺旋狀嵌入后,將上述水管的山部嵌縫接合,使用含有4.0?8.0重量%的錫,含有6.8?8.0重量%的磷,且不含銀的磷銅釬料的釬料,對上述水管的端部與由磷脫氧銅形成的連接管的接合部進(jìn)行釬焊。
[0010]根據(jù)本發(fā)明能夠提供能防止基于釬焊產(chǎn)生的水管接合部的腐蝕的扭管式換熱器以及該扭管式換熱器的制造方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是示意地示出本發(fā)明的實施方式I的扭管式換熱器沿水管長度方向的剖面的圖。
[0012]圖2是示意地示出本發(fā)明的實施方式I的扭管式換熱器與連接管的接合部沿水管長度方向的剖面的放大圖。
[0013]圖3是示出磷脫氧銅管和各種磷銅釬料的電位測定結(jié)果的圖。
[0014]附圖標(biāo)記
[0015]I扭管式換熱器、2釬料、3水管、4連接管、5制冷劑配管
【具體實施方式】
[0016]以下,參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。此外,對各圖中相同的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說明。
[0017]實施方式I
[0018]圖1是示意地示出本發(fā)明的實施方式I的扭管式換熱器沿水管長度方向的剖面的圖。如圖1所示,對于扭管式換熱器I而言,以在外周設(shè)有多條(例如3條)山谷且使每條山谷連續(xù)地呈螺旋狀設(shè)置的扭轉(zhuǎn)管作為水管3。對水管3而言,將磷脫氧銅平滑管的兩端固定,在內(nèi)徑側(cè)插入芯軸且連續(xù)地對磷脫氧銅平滑管進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加工,由此形成多條山谷底部。此時通過高精度地控制水管3的螺旋間距P,能夠穩(wěn)固地進(jìn)行后述的制冷劑配管5的嵌入。
[0019]在水管3的外周,制冷劑配管5被沿每條山谷底部的形狀呈螺旋狀卷繞。將制冷劑配管5與未圖示的制冷劑回路連接從而使制冷劑在制冷劑配管5的內(nèi)部循環(huán)。在圖1中,制冷劑配管5分流成制冷劑配管5 a ,5 b ,5 c并被卷繞在水管3的外周。水管3與制冷劑配管5 a ,5 b ,5 c通過將制冷劑配管5 a ,5 b ,5 c與嵌入到水管3的谷部后將山部嵌縫接合而成為一體。這樣,通過在水管3上設(shè)置多條山谷,能夠使制冷劑配管5分流且使路徑設(shè)計最佳化,并且能夠防止由于相鄰的制冷劑配管彼此接觸而引起的熱泄露。以下,在沒有特別地對制冷劑配管5 a,5 b,5 c進(jìn)行區(qū)分時,均稱為“制冷劑配管5”。
[0020]水管3通過連接管4與處于收納扭管式換熱器I的裝置的外部的未圖示的裝置連接,從而使水在扭管式換熱器I和外部的裝置之間循環(huán)。通過釬焊將水管3的端部與連接管4的接合部接合。此外,與上述水管3相同,連接管4也使用磷脫氧銅管。
[0021]圖2是示意地示出本發(fā)明的實施方式I的扭管式換熱器與連接管的接合部沿水管長度方向的剖面的放大圖。如圖2所示,利用釬料2對水管3的端部與連接管4之間的接合部進(jìn)行釬焊。作為釬料使用含有Sn的磷銅釬料。本實施方式的扭管式換熱器I在該釬料的材質(zhì)方面有特點。
[0022]在一般的銅管的釬焊中使用按JIS規(guī)格指定的磷銅釬料(BCuPl?6)。磷銅釬料的優(yōu)點是與銀釬料相比廉價、能夠以無助焊劑的方式接合、以及在通常環(huán)境下不需要擔(dān)心不同種類金屬間腐蝕。然而,水制冷劑換熱器的水管的內(nèi)表面?zhèn)瓤偸翘幱谒协h(huán)境。因此,對于本實施方式的扭管式換熱器I而言,存在圖2所示的水管3與連接管4的接合部處產(chǎn)生不同種類金屬間腐蝕的顧慮。
[0023]不同種類金屬間腐蝕的產(chǎn)生受彼此接觸的金屬間的電位差和水在水管內(nèi)沉淀情況的影響。因此,為了防止水管3與連接管4的接合部的腐蝕,需要以對水管3與釬料2的電位差沒有影響的電平進(jìn)行組合。
[0024]圖3是示出磷脫氧銅管和各種磷銅釬料的電位測定結(jié)果的圖。如圖3所示,磷脫氧銅管與按Jis規(guī)格指定的磷銅釬料(BCuPl?6)的電位差為40?70mv,與此相對,磷脫氧銅管與含有4.0?8.0重量%的Sn (錫)、含有6.8?8.0重量%的P (磷)且不含銀的含Sn磷銅釬料的電位差為O?5mv左右。換句話說,在磷脫氧銅管的釬焊中,若使用上述材質(zhì)的含Sn(錫)磷銅釬料,則即使在水環(huán)境下也能夠?qū)山饘俚碾娢徊钤O(shè)定在5mv以下,能夠防止不同種類金屬間腐蝕。
[0025]此外,通常以耐壓或者防止釬料向水管內(nèi)部侵入為目的將進(jìn)行釬焊的接合部的重疊部分L設(shè)定為1mm以上。然而,將接合部的重疊部分設(shè)定為1mm以上的情況下,由于在釬焊操作的偏差等,釬料不一定完全的浸透,結(jié)果有時會產(chǎn)生縫隙。因此,在本實施方式的水管3和連接管4的釬焊操作中,優(yōu)選將該接合部的重疊部分L設(shè)定為5?7 mm。由此,能夠使釬料可靠地浸透且不產(chǎn)生縫隙。因此,由于滿足耐壓的同時能夠消除水在接合部的沉淀,因此能夠有效地防止不同種類金屬間腐蝕。
【權(quán)利要求】
1.一種扭管式換熱器,其特征在于, 具備: 由磷脫氧銅形成的水管,其中,所述水管是在外周設(shè)有多條山谷底部且在每條山谷底部連續(xù)地呈螺旋狀設(shè)置的; 制冷劑配管,其被沿所述水管外周的山谷底部的形狀呈螺旋狀卷繞固定;以及 由磷脫氧銅形成的連接管,其與上述水管的端部連接, 上述水管和上述連接管的接合部使用含有4.0?8.0重量%的錫,含有6.8?8.0重量%的磷,且不含銀的磷銅釬料的釬料釬焊而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭管式換熱器,其特征在于, 上述水管以及上述連接管與上述釬料的電位差為5mv以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭管式換熱器,其特征在于, 對上述接合部而言,上述水管與上述連接管的接合部的重疊部分為5?7mm。
4.一種扭管式換熱器的制造方法,其特征在于, 制作由磷脫氧銅形成的水管,其中,所述水管是在外周設(shè)有多條山谷底部且在每條山谷底部連續(xù)地呈螺旋狀設(shè)置的, 將制冷劑配管沿上述水管外周的山谷底部的形狀呈螺旋狀嵌入后,將上述水管的山部嵌縫接合, 使用含有4.0?8.0重量%的錫,含有6.8?8.0重量%的磷,且不含銀的磷銅釬料的釬料,對上述水管的端部與由磷脫氧銅形成的連接管的接合部進(jìn)行釬焊。
【文檔編號】B23K35/00GK104236339SQ201410261904
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】早川滿貞, 瀨在正史 申請人:三菱電機(jī)株式會社