用于熱交換器的釬焊方法和相應(yīng)的管和熱交換器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于釬焊熱交換器的管（1）的方法，包括下面的步驟：-折疊金屬帶（11）以形成至少一個(gè)管，-在所述管（1）內(nèi)提供擾動(dòng)插件（7），其具有大致小于或等于150μm的厚度，其中所述金屬帶（11）和/或所述插件（7）包括位于至少一個(gè)要被釬焊的表面上的鍍層，從而鍍層的體積對(duì)要被釬焊的體積的比例大致高于或等于基于所述插件（7）和所述管（1）之間的平均間隙的預(yù)定閾值，和-釬焊所述管（1）和所述插件（7）。本發(fā)明還涉及根據(jù)該方法獲得的管，和包括這種管（1）的陣列的熱交換器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于熱交換器的釬焊方法和相應(yīng)的管和熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于熱交換器的釬焊方法，該加熱器特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，以及由此獲得管和熱交換器。
[0002]本發(fā)明涉及熱交換器的領(lǐng)域，特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，熱交換器傳統(tǒng)地包括管的芯部和被形成管芯的管的端部橫斷且被流體分配殼體的蓋體加蓋的兩個(gè)收集器板。插件還可被設(shè)置在所述芯部的管之間以改善熱交換。
[0004]在通過(guò)釬焊組裝的加熱器的情況下，所有部件被組裝且然后被在適當(dāng)?shù)臓t子中釬焊以制造熱交換器。
[0005]釬焊被以釬焊填料金屬執(zhí)行，最常用的是以電鍍的形式制造。
[0006]作為一般規(guī)律，用在釬焊熱交換器中的管由不容易氧化的金屬材料制造，例如鋁或招合金。
[0007]釬焊的熱交換器是已知的，其中形成芯部的該加熱器的管被擠壓以限定用于流體流動(dòng)的多個(gè)循環(huán)通道。但是，該方案成本較高。
[0008]根據(jù)另一已知方案，擾動(dòng)插件或翅片，例如皺褶狀的，被布置在形成熱交換器的芯部的管內(nèi)，以增加熱交換表面和由此改善熱交換器的性能。
[0009]包括兩個(gè)部分的這種管的密封由此難于實(shí)現(xiàn)。在釬焊過(guò)程中，必須確保釬焊在插件和管之間的所有接觸點(diǎn)處都是正確的。
[0010]實(shí)際上，在插件的皺褶頂部和管的內(nèi)表面之間不存在釬焊的情況下，管的機(jī)械強(qiáng)度受到損害且管在壓力下可過(guò)早破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是要通過(guò)以更低成本確保加空氣熱器管的內(nèi)部中的表面的正確釬焊來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。
[0012]為此，本發(fā)明的目標(biāo)是一種用于至少第一和第二流體之間的熱交換的熱交換器的釬焊方法，所述加熱器包括用于所述第一流體流動(dòng)的管的芯部，該方法包括下面的步驟:
[0013]-折疊金屬帶以形成至少一個(gè)管，
[0014]-在所述管內(nèi)提供擾動(dòng)插件，其具有大致小于或等于150μπι的厚度，和
[0015]-所述金屬帶和/或所述插件包括位于至少一個(gè)要被釬焊的表面上的鍍層，從而鍍層的體積對(duì)要被釬焊的體積的比例大致高于或等于基于所述插件和所述管之間的平均間隙的預(yù)定閾值和
[0016]-釬焊所述管和所述插件。
[0017]所述方法還可包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)或組合的以下特征，
[0018]-所述閾值對(duì)于管和插件之間的0.05mm量級(jí)的平均間隙大致為1.5量級(jí)；
[0019]-所述閾值對(duì)于管和插件之間的0.05mm量級(jí)的平均間隙大致為1.75量級(jí)；[0020]-所述插件包括鍍層；
[0021]-所述管的內(nèi)表面包括鍍層；
[0022]-所述方法包括下面的步驟:
[0023].制備多個(gè)管，該管包括位于所述管的外側(cè)上的至少一個(gè)要被釬焊的表面上的鍍層；
[0024].通過(guò)插入用于擾動(dòng)所述管之間的所述第二流體的流動(dòng)的翼片而堆疊多個(gè)管，和
[0025]-鍍層被布置在所述管的外表面上；
[0026]-鍍層被布置在所述管的外表面上和內(nèi)表面上。
[0027]本發(fā)明還涉及通過(guò)折疊金屬帶形成的熱交換器，其特征在于，其被根據(jù)上述釬焊方法釬焊。
[0028]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述金屬帶包括鋁。
[0029]本發(fā)明還涉及特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的熱交換器，其包括管的芯部，其特征在于，其根據(jù)如上所述的方法釬焊。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]通過(guò)閱讀示例性地且非限制性地給出的下面的說(shuō)明，其根據(jù)附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中:
[0031]圖1部分地且示意性地示出了熱交換器；
[0032]圖2是圖1中的加熱器的管的橫截面視圖；且
[0033]圖3示意性地示出了用于形成圖2中的管的金屬帶。
[0034]在這些附圖中，基本相同的元件具有相同的標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明涉及適用于釬焊熱交換器中的管I的釬焊方法。
[0036]用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的空調(diào)冷凝器可被做為熱交換器的例子提及。在該情況下，熱交換發(fā)生于第一流體(例如制冷劑)和第二冷卻劑(例如羥乙酸鹽水)之間。
[0037]如圖1中部分地示出，熱交換器I傳統(tǒng)地包括多個(gè)徑向管1，其安裝在兩個(gè)分配殼體之間，第一流體在其內(nèi)部循環(huán)，通過(guò)相對(duì)于管I橫向地定位且具有孔(這里未示出)的收集器板5 (部分地且示意性地示出)來(lái)接收這些管I的端部。
[0038]擾動(dòng)插件或翅片7 (圖2)，例如大致皺褶狀形式，被布置在管I的內(nèi)側(cè)，由此通過(guò)增加交換表面來(lái)擾動(dòng)第一流體的流動(dòng)。這些插件例如被在它們的皺褶的頂部7a的水平處釬焊至管1，例如在插件7b的端部的水平處。
[0039]通過(guò)管I中的所述插件7的存在產(chǎn)生的擾動(dòng)利于兩種流體之間的熱交換。
[0040]這些插件7被以小的厚度制造，也就是說(shuō)大致小于150 μ m,以降低成本。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，插件7具有IOOym量級(jí)的厚度。
[0041]這些插件7對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的且不在該文檔中詳述。
[0042]管I可通過(guò)翼片9 (圖1)彼此分開(kāi)，例如皺褶狀的翼片，第二流體通過(guò)該翼片以使得與第一流體發(fā)生熱交換。在所示的實(shí)例中這些翼片9被相對(duì)于管I的縱向軸線橫向地布置。[0043]現(xiàn)在參考圖2，其示出了這種加熱器3的管I的橫截面視圖。
[0044]管I由折疊的釬焊金屬帶11制造。這杯稱為“折疊管”。
[0045]所述金屬帶11 (圖3)優(yōu)選地由鋁或鋁合金制造。
[0046]金屬帶11例如為大致矩形形狀，且包括稱為外面13的第一面和平行于外面13且與其相對(duì)的稱為內(nèi)面15的第二面。術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”和“外”被相對(duì)于折疊管I的內(nèi)部和外部定義。形成管的金屬帶11被在要釬焊的至少一個(gè)表面上設(shè)置有鍍層。換句話說(shuō)，建議的是，金屬帶11包括至少布置在要釬焊的區(qū)域的水平處的一個(gè)鍍層。
[0047]一個(gè)實(shí)施例提出，一旦管已被組裝，要釬焊的表面應(yīng)位于所述管內(nèi)側(cè)。
[0048]根據(jù)圖2中示出的實(shí)例，形成的管I具有基本上為“B”形式的橫截面。當(dāng)然，可提出其它橫截面。
[0049]所示的管I的“B”形橫截面具有兩個(gè)并置的平行通道17a和17b，用于流體的循環(huán)且被形成支架的分隔件19分開(kāi)。。
[0050]為了形成這種管1，金屬帶11被自身反折，以形成兩個(gè)并置平行通道17a和17b的封套。更具體地，金屬帶11被折疊，從而內(nèi)面15限定兩個(gè)通道17a、17b。
[0051]分隔件19例如通過(guò)將金屬帶11的兩個(gè)相對(duì)邊緣Ila和I Ib (例如帶11的縱向邊緣)折疊大致90°形成。這些折疊邊緣IlaUlb然后被彼此背對(duì)背折疊以共同形成分隔件
19。邊緣Ila的水平處的外面13由此面對(duì)相對(duì)邊緣Ilb的水平處的外面13。
[0052]由此，一旦帶11被折疊，帶11的外面13形成由此形成的管I的外表面21，且?guī)?1的內(nèi)面15形成由此形成的管I的內(nèi)表面23。
[0053]此外，折疊管I的外表面21具有兩個(gè)大的相對(duì)外面21a、21b，其通過(guò)兩個(gè)小的側(cè)面21c和21d連接在一起，例如大致向內(nèi)彎曲。
[0054]由此獲得的管I然后可被與插件7和皺褶狀翼片9組裝，以形成可被釬焊的芯部。
[0055]實(shí)際上，通過(guò)這種熱交換器3被連接在一起的各種金屬組件被首先組裝，它們的連接然后通過(guò)它們通過(guò)釬焊爐而被確定。
[0056]由此可以在單個(gè)操作中形成包括大量管I的交換芯部、管I的擾動(dòng)翅片7、和可能的話在每種情況下位于兩個(gè)連續(xù)的管I之間翼片9的的釬焊。
[0057]更準(zhǔn)確地，在組裝過(guò)程中:
[0058]-管I被通過(guò)折疊金屬帶11而形成；
[0059]-插件7被布置在管I內(nèi)側(cè)；
[0060]-管I被與收集器板5的孔關(guān)聯(lián)地接合，安裝在該板上的是熱交換器的端部處的分配殼體；
[0061]-翼片9可被安裝在堆疊的管I之間；且
[0062]-整體通過(guò)釬焊被最終組裝。
[0063]釬焊?jìng)鹘y(tǒng)地通過(guò)使用釬焊填料金屬而發(fā)生，且為了改善該釬焊方法，還可能使用釬焊劑，例如以受控狀況下膏體的形式施加，所述膏體分解要被組裝的部件的表面上自然形成的氧化層且浸潤(rùn)后續(xù)要被釬焊的部件，由此允許釬焊填料金屬被分布在接觸表面上。
[0064]釬焊填料金屬最見(jiàn)的是通過(guò)鍍層形成。為了電鍍的目的，填料金屬具有比形成管I的本體的金屬(例如鋁)的熔點(diǎn)低的熔解溫度。這里，鍍層被直接布置在用于形成管的金屬帶11上。[0065]就管I的外側(cè)上的表面的釬焊來(lái)說(shuō)，也就是說(shuō)在管I的外表面21和交錯(cuò)的翼片9之間，可能一個(gè)鍍層布置在要被施加的金屬帶11上，從而所述層被布置在管I的外表面21上和/或翼片9上。
[0066]但是，在管I的外表面21上沒(méi)有鍍層的構(gòu)造必然要求帶鍍層的翼片9，其涉及附加的成本。由此，鍍層優(yōu)選地布置在每個(gè)管21的外表面21上。
[0067]就管I內(nèi)側(cè)的表面的釬焊而言，也就是說(shuō)插件7的峰頂7a的釬焊，例如管I的內(nèi)表面23上的插件7的端部7b的釬焊，鍍層可被唯一地布置插件7的要被釬焊的表面上，或作為一種變式，布置在插件7上且布置在管I的內(nèi)表面23上。
[0068]在管I的外表面23上沒(méi)有鍍層的構(gòu)造中，帶鍍層的插件7具有較大的厚度，其增加成本。由此，鍍層優(yōu)選地類(lèi)似地布置在每個(gè)管I的內(nèi)表面23上。
[0069]管I的內(nèi)表面23以及外表面21由此在釬焊方法的過(guò)程中被有利地電鍍。
[0070]而且，鍍層的厚度被標(biāo)準(zhǔn)化。實(shí)際上，插件7上的鍍層的厚度是插件的材料厚度的10至15%的量級(jí)。類(lèi)似地，管I的內(nèi)表面23上的鍍層的厚度由一標(biāo)準(zhǔn)限定，且該極限是管I的金屬厚度的12.5至15%的量級(jí)。
[0071]為了確保管I的內(nèi)部的正確釬焊，必須相對(duì)于管I內(nèi)要被釬焊的體積具有足夠的鍍層體積，該比率被稱為BCR,來(lái)自于英語(yǔ)“Brazing Confident Ration”(見(jiàn)公式(I)):
[0072]BCR=鍍層的體積/要被釬焊的體積(I)
[0073]如果該比率不足且由此低于預(yù)定閾值，相對(duì)于要被釬焊的區(qū)域的電鍍質(zhì)量將不足以確保管I的內(nèi)表面23上的插件7的所有疊層的釬焊。
[0074]例如，為了確定要被釬焊的體積，要被釬焊的總長(zhǎng)度被限定且其然后被乘以管I的內(nèi)表面23和要被釬焊的插件7的表面之間的平均間隙。該平均間隙例如為0.05mm的量級(jí)。
[0075] 申請(qǐng)人:已經(jīng)確定，對(duì)于0.05mm量級(jí)的這種間隙了，正確的釬焊是通過(guò)高于或等于
1.5 (且特別高于或等于1.75)的BCR比率獲得。
[0076]實(shí)際上，對(duì)于管I和插件7之間的0.05mm量級(jí)的平均間隙的1.4量級(jí)的BCR比率， 申請(qǐng)人:已經(jīng)確定插件7的所有疊層未正確地釬焊至管I的內(nèi)表面23。但是，當(dāng)疊層沒(méi)有釬焊至管I的內(nèi)表面23時(shí)，管I的機(jī)械強(qiáng)度被破壞。
[0077]對(duì)于具有相對(duì)較小厚度的插件7，例如小于150 μ m或100 μ m量級(jí)，如前所述，用于管I和插件7之間0.05的平均間隙的大于或等于閾值1.75的BCR比率使得可以確保管I的內(nèi)表面上的插件7的疊層的正確釬焊。
[0078]由此，通過(guò)確保，鍍層的體積對(duì)要被釬焊的體積的BCR比率高于根據(jù)管I和封頂7a之間的平均間隙的預(yù)定閾值，該釬焊方法規(guī)定鍍層布置在封頂7a且可能端部7b的水平處的插件7上，和/或管I的內(nèi)表面23上。
[0079]而且，應(yīng)注意，在釬焊后，可以基于管I內(nèi)的鍍層殘余量和基于插件7和管I的內(nèi)表面23之間的接縫的水平處具有的鍍層量，確定用于釬焊的鍍層的體積。
[0080]由此通過(guò)該方法以低成本獲得一種熱交換器，其具有稱為折疊管的管I且其擾動(dòng)翅片7較細(xì)，同時(shí)確保了管I的內(nèi)表面23上的擾動(dòng)翅片7的所有疊層之間的接觸。
【權(quán)利要求】
1.一種用于至少第一和第二流體之間的熱交換的熱交換器(3)的釬焊方法，所述加熱器包括用于所述第一流體流動(dòng)的管(I)的芯部，其特征在于，所述方法包括下面的步驟: -折疊金屬帶以形成至少一個(gè)管， -在所述管內(nèi)提供擾動(dòng)插件，該插件具有大致小于或等于150μπι的厚度，和-所述金屬帶和/或所述插件包括位于至少一個(gè)要被釬焊的表面上的鍍層，從而鍍層的體積對(duì)要被釬焊的體積的比例大致高于或等于基于所述插件和所述管之間的平均間隙的預(yù)定閾值，和 -釬焊所述管和所述插件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值對(duì)于管(I)和插件(7)之間的0.05mm量級(jí)的平均間隙大致為1.5的量級(jí)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值對(duì)于管(I)和插件(7)之間的0.05mm量級(jí)的平均間隙大致為1.75的量級(jí)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鍍層被布置在所述插件(7)上。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鍍層被布置在所述管(I)的內(nèi)表面(23)上。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其包括下面的步驟: -制備多個(gè)管，該管包括位于所述管(I)的外側(cè)上的至少一個(gè)要被釬焊的表面上的鍍層； -通過(guò)插入用于擾動(dòng)所述管(I)之間的所述第二流體的流動(dòng)的翼片(9)而堆疊多個(gè)管(I)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，鍍層被布置在所述管(I)的外表面(21)上。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，鍍層被布置在所述管(I)的內(nèi)表面(23)上和外表面(21)上。
9.一種通過(guò)折疊金屬帶形成的熱交換器，其特征在于，其被根據(jù)對(duì)應(yīng)于前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的釬焊方法釬焊。
10.如權(quán)利要求9所述的管，其特征在于，所述金屬帶包括鋁。
11.一種熱交換器，特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，包括管(I)的芯部，其特征在于，其被根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的釬焊方法釬焊。
【文檔編號(hào)】F28F13/12GK103702791SQ201180067999
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月20日
【發(fā)明者】L.莫羅, A.鮑爾希姆, P.梅塔耶 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司