(57)【要約】【課題】  熱交換装置、とくに自動車用の排ガス熱交換器を改良する。【解決手段】  熱交換装置が、第１の流体のための第１の流れルートと、第２の流体のための流れルートを有する。熱交換装置の複数の構成要素が複数の材料結合部（１０、１１）によって互いに結合されている。これらの複数の材料結合部（１０、１１）は、材料で密なものとなる。材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにほぼ直接さらされる結合部が、第１の結合材料からなり、材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにさらされず、あるいは直接はさらされない結合部が、第２の結合材料からなり、第１および第２の結合材料の組成が互いに異なっている、【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換装置、特に自動車のための熱交換装置であって、
ａ）少なくとも１つの第１の画成部材（１）によって少なくとも部分的に画成される、第１の流体のための少なくとも１つの第１の流れルートと；
ｂ）少なくとも１つの第２の画成部材（２）によって少なくとも部分的に画成される、第２の流体のための少なくとも１つの第２の流れルートと；
ｃ）少なくとも１つの第３の画成部材（４）によって少なくとも部分的に画成され、かつ前記第１の流れルートの前段に接続されている、少なくとも１つの第１の拡散室であって、その場合に第１の拡散室が少なくとも１つの第１の接続短管（６）と流れ接続されており、前記接続短管を通って第１の流体が第１の拡散室へ流入する、前記第１の拡散室と；
ｄ）少なくとも１つの第４の画成部材（５）によって少なくとも部分的に画成され、かつ前記第１の流れルートの後段に接続されている、少なくとも１つの第２の拡散室であって、その場合に第２の拡散室が少なくとも１つの第２の接続短管（７）と流れ接続されており、前記第２の接続短管を通って第１の流体が拡散室から流出する、前記第２の拡散室と；
ｅ）第２の流れルートと流れ接続されている、少なくとも１つの第３と第４の接続短管（８、９）であって、前記接続短管を通して第２の流体が第２の流れルートへ供給され、ないしはそこから搬出される、前記第３と第４の接続短管と；
ｆ）第１の流体の第２の流れルートへの流入ないし第２の流体の第１の流れルートへの流入をほぼ阻止する、少なくとも１つの分離部材（３）と；
を有し、
ｇ）分離部材（３）が第１および第２の画成部材（１、２）と密に結合されており（１０、１１）、かつ第３の画成部材（４）が第１または第２の画成部材（２）および／または分離部材（３）と密に結合されており；
ｈ）第１と第２の流体の間で、熱の交換が行われる、
熱交換装置において、
密な結合部（１０、１１）が、材料による結合部であって、
少なくとも、材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにほぼ直接さらされる結合部が、第１の結合材料からなり、かつ
材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにさらされず、あるいは直接はさらされない結合部が、第２の結合材料からなり、かつ
第１および第２の結合材料の組成が、互いに異なっている、
ことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
第４の画成部材（５）が、第１または第２の画成部材（２）および／または他の分離部材と密に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
第１および／または第２の画成部材が、第１ないし第２の流れルートを周囲に対してほぼ遮蔽することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項４】
第１の画成部材（１）のメインの広がり方向が、第２の画成部材（２）のメインの広がり方向に対してほぼ平行に延びていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項５】
第１の画成部材（１）が、少なくとも部分的に第２の画成部材（２）の内部に、特に第２の流れルート内に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項６】
分離部材（３）が、管底であり、第１と第２の画成部材（１、２）がそれぞれ管であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項７】
第１の画成部材（１）が、分離部材（３）によって少なくとも領域的に包囲されており、好ましくは端部側の部分において包囲されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項８】
分離部材（３）は、少なくとも第２の画成部材（２）の部分領域によって包囲されており、好ましくは第２の画成部材（２）の端部側の部分によって包囲されており、あるいはこの第２の画成部材の前側上に載置されており、あるいは
分離部材（３）が第２の画成部材（２）の少なくとも１つの部分領域を包囲し、好ましくは第２の画成部材（２）の端部側の部分を包囲していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項９】
第３の画成部材（４）および／または第４の画成部材（５）が、第１ないし第２の接続短管（６、７）と密に、特に材料によって結合されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１０】
第３および／または第４の接続短管（８、９）が、第２の画成部材（２）と、第２の材料を使用して密に結合されている（１５、１６）ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１１】
第１の流体が、第２の流体よりも高い温度を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１２】
第１の流体が、ガス、特に燃焼プロセスの排ガスであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１３】
第２の流体が、液体、特に冷凍剤であって、特に好ましくは冷却水であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１４】
第１の結合材料が、第２の結合材料よりも腐食および／または酸化に強いことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１５】
材料による結合が、半田付け、好ましくは真鍮蝋付け、そして特に好ましくは高温半田付けによって形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１６】
第１の結合材料が、ニッケル半田（Ｎｉ−Ｌｏｔ）、金半田（Ａｕ−Ｌｏｔ）、コバルト半田（Ｃｏ−Ｌｏｔ）など、特に、金属ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはコバルト（Ｃｏ）の合金を含み、その場合にこれらの金属がそれぞれの合金の主要な構成部分である、他の半田を含むグループから選択されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１７】
第２の結合材料が、コバルト半田（Ｃｏ−Ｌｏｔ）、銀半田（Ａｇ−Ｌｏｔ）、真鍮半田など、特に、金属銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）または銀（Ａｇ）の合金を含み、その場合にこれらの金属がそれぞれの合金の主要な構成部分である、他の半田を含む材料のグループから選択されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の熱交換装置を形成する方法において、
ａ）熱交換器の構成部品、特に分離部材（３）、画成部材（１、２、４、５）および接続短管（６、７、８、９）が、唯一の接合プロセスの枠内で材料結合により互いに結合され；
ｂ）分離部材（３）および／または画成部材（１、２、４、５）の少なくとも１つが、接合プロセスの前に、少なくとも領域的に第１および／または第２の結合材料を設けられ；かつ
ｃ）分離部材（３）と画成部材（１、２、４、５）および接続短管（６、７、８、９）が、接合プロセスの前に、形状結合および／または摩擦結合によって互いに結合されて、接合プロセスへ供給される、
ことを特徴とする熱交換装置を形成する方法。
【請求項１９】
分離部材と画成部材が、接合プロセスの間予め定められた期間にわたって９００℃と１、３００℃の間、好ましくは１０００℃と１、２００℃の間、そして特に好ましくは１、０５０℃と１、１５０℃の間の温度にさらされることを特徴とする請求項１８に記載の熱交換装置を方法。
【請求項２０】
熱交換装置が、接合プロセスのために移送機構を用いて少なくとも１つの加熱されたゾーンを通して移動されることを特徴とする請求項１８または１９に記載の熱交換装置を形成する方法。
【請求項２１】
接合プロセスが、保護ガス雰囲気下で行われ、その場合に保護ガスが、Ｈ２（水素ガス）、Ｎ２（窒素ガス）、Ａｒ（アルゴン）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）などとそれらの任意の組合わせを含む、ガスのグループから選択されていることを特徴とする請求項１８から２０に記載の熱交換装置を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関する。本発明は、特に、自動車用の排ガス熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換装置は、今日では、技術の多くの領域において、特に自動車技術、発電所および環境技術において、ますます増大する役割を果たしている。この種の熱交換装置の構成部材は、通常、溶接または半田付けによって互いに結合ないし接合される。
【０００３】
半田による接合は、いわゆるニッケル半田（Ｎｉ−Ｌｏｔ）を使用して行われることが多い。この種のニッケル半田は、たとえば銅半田（Ｃｕ−Ｌｏｔ）のような他の半田に比べて、高い酸化耐性ないし腐食耐性を特徴としているが、欠点は、半田継目内に強度を減少させ、かつ／または腐食を増大させる析出生成物が形成されるのを防止するために、半田間隙は通常少なくとも０．１ｍｍより狭くなくてはならず、すべてのニッケル半田は高価であって、半田プロセスは半田表面の酸化を防止するために通常真空半田炉内で行われ、それによってこの種のニッケル半田付けされた熱交換器の大量生産は、真空半田炉内で必要なプロセス時間に基づいて、比較的煩雑であり、従ってまた高価になることである。
【０００４】
しかし、銅半田づけされた熱交換装置の使用は、多くの領域において、問題をもたらす。というのは、銅半田は時には、特に熱交換装置を貫流する流体に対して、必要な腐食耐性ないし酸化耐性を持たないので、特に腐食または酸化による接合継目の損傷がもたらされるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の課題は、従来技術の欠点を克服する、熱交換装置およびこの種の装置を形成する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の熱交換装置（すなわち、特に自動車のための、熱交換装置であって、ａ）少なくとも１つの第１の画成部材によって少なくとも部分的に画成される、第１の流体のための少なくとも１つの第１の流れルート（通路）と；ｂ）少なくとも１つの第２の画成部材によって少なくとも部分的に画成される、第２の流体のための少なくとも１つの第２の流れルート（通路）と；ｃ）少なくとも１つの第３の画成部材によって少なくとも部分的に画成され、かつ前記第１の流れルートの前段に接続されている、少なくとも１つの第１の拡散室であって、第１の拡散室が少なくとも１つの第１の接続短管と流れ接続されており、前記接続短管を通って第１の流体が第１の拡散室へ流入する、前記第１の拡散室と；ｄ）少なくとも１つの第４の画成部材によって少なくとも部分的に画成され、かつ前記第１の流れルートの後段に接続されている、少なくとも１つの第２の拡散室であって、第２の拡散室が少なくとも１つの第２の接続短管と流れ接続されており、前記第２の接続短管を通って第１の流体が拡散室から流出する、前記第２の拡散室と；ｅ）第２の流れルートと流れ接続されている、少なくとも１つの第３と第４の接続短管であって、前記接続短管を通して第２の流体が第２の流れルートへ供給され、ないしはそこから搬出される、前記第３と第４の接続短管と；ｆ）第１の流体の第２の流れルートへの流入ないし第２の流体の第１の流れルートへの流入をほぼ阻止する、少なくとも１つの分離部材と；を有し、ｇ）分離部材が第１および第２の画成部材と密に結合されており、かつ第３の画成部材が第１または第２の画成部材および／または分離部材と密に結合されており；ｈ）第１と第２の流体の間で、熱の交換が行われる熱交換装置において、密な結合が、材料による結合であって、その場合に少なくとも、材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにほぼ直接さらされる、結合が、第１の結合材料からなり、かつ材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにさらされず、あるいは直接はさらされない、結合が、第２の結合材料からなり、かつ第１および第２の結合材料の組成が、互いに異なっている、ことを特徴とする熱交換装置）と請求項１８に記載のこの種の装置を形成する方法（すなわち、ａ）熱交換器の構成部品、特に分離部材、画成部材および接続短管が、唯一の接合プロセスの枠内で材料結合により互いに結合され；ｂ）その場合に分離部材および／または画成部材の少なくとも１つが、接合プロセスの前に、少なくとも領域的に第１および／または第２の結合材料を設けられ；かつｃ）その場合に分離部材と画成部材および接続短管が、接合プロセスの前に、形状結合および／または摩擦結合によって互いに結合されて、接合プロセスへ供給される、ことを特徴とする熱交換装置を形成する方法。）によって解決される。本発明に基づく装置の他の好ましい実施形態が、従属請求項２から１７の対象である。本発明に基づく方法の好ましい実施形態が、従属請求項１９から２１の対象である。
【発明の実施の形態】
【０００７】
本発明に基づく、熱交換装置（熱交換器）は、少なくとも部分的に少なくとも１つの第１の画成部材によって画成される、第１の流体のための少なくとも１つの第１の流れルートと、少なくとも１つの第２の画成部材によって少なくとも部分的に画成される、第２の流体のための第２の流れルートを有している。第１の流体と第２の流体の間で、熱の交換が行われる。
【０００８】
本発明に基づく熱交換器は、さらに、第１の拡散室を有しており、その拡散室は第１の流れルートの前段に接続され、少なくとも１つの第１の接続短管と流れ接続されており、その接続短管を通して第１の流体が第１の拡散室内へ流入する。第１の拡散室は、少なくとも１つの第３の画成部材によって少なくとも部分的に画成される。さらに、第２の拡散室が設けられており、その拡散室は第１の流れルートの後段に接続されて、第４の画成部材によって少なくとも部分的に画成され、その場合に第２の拡散室は少なくとも１つの第２の接続短管と流れ接続されており、その接続短管を通して第１の流体が拡散室から流出する。
【０００９】
第２の流れルートには、少なくとも１つの第３と第４の接続短管が流れ接続されており、それら接続短管を通して第２の流体が第２の流れルートへ供給され、ないしはそこから搬出される。
【００１０】
本発明に基づく熱交換器は、第１の流れルートの流入側と流出側に、さらに分離部材を有しており、その分離部材が第１の流体の第２の流れルートへの流入ないし第２の流体の第１の流れルートへの流入を阻止し、その場合にこの分離部材は第１および第２の画成部材と密に結合されている。第３の画成部材は、第１または第２の画成部材と、あるいは分離部材と、密に結合されている。
【００１１】
本発明によれば、密な結合は材料による結合であって、その場合に少なくとも、材料結合を形成する材料が、第１の流体の流れにほぼ直接さらされる結合は、第１の結合材料からなり、材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにさらされない、あるいは直接はさらされない結合は、第２の結合材料からなり、その場合に第１と第２の結合材料の組成は、互いに異なっている。
【００１２】
材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにほぼ直接さらされる結合というのは、結合材料に第１の流体が直接供給され、特に第１の流体が結合材料上に直接当接し、あるいは直接それに接して通過する結合のことである。
【００１３】
本発明に基づく熱交換器は、それぞれの材料による結合の結合材料が、強度、弾性、温度、酸化耐性および／または腐食耐性に関してそれぞれの結合の条件と特に必要性に適合されることを許す。従って熱交換器の、この種の要請が特に高くない部分領域は、しばしばずっとコストの安い結合材料で接合することができ、それに対して熱交換器の、腐食、酸化、温度、強度および／または弾性に関して増大された負荷にさらされる領域の結合は、これに関する要請を考慮する結合材料を使用して形成される。好ましくはさらに、Ｃｕ半田の使用は、結合すべき構成部材の間の広い半田間隙も許し、すなわち接合すべき構成部品をより大きい許容誤差で形成することができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態において、第４の画成部材が第１および／または第２の画成部材または他の分離部材と密に結合されており、その場合に好ましくはここでも、第１または第２の結合材料を使用して結合が行われる。
【００１５】
たとえば、第４の画成部材が第１または第２の画成部材または他の分離部材と、材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにさらされず、あるいは直接はさらされず、たとえば拡散、流れ旋回などによって間接的にだけされらされるように、材料結合で結合されている場合には、本発明によれば、第４の画成部材の第１または第２の画成部材あるいは他の分離部材との結合を第２の結合材料を使用して形成する可能性がある。というのは、この場合には結合材料は、増大された負荷にさらされることがないからである。
【００１６】
特に好ましくは、第１および／または第２の画成部材は、第１ないし第２の流れルートを周囲に対して、かつそれぞれ他の流れルートに対してほぼ遮蔽するので、画成部材の領域においても、第１の流体の第２の流れルートへのオーバーフローないし第２の流体の第１の流れルートへのオーバーフローが阻止され、特に第１ないし第２の流体の熱交換器からの流出が阻止される。
【００１７】
このようにして、本発明に基づく、熱交換装置を、第１および／または第２の流れルート内に周囲に比較して増大された圧力が支配する配置において、使用することも可能である。
【００１８】
好ましい実施形態においては、第１の画成部材はそのメインの広がり方向において、第２の画成部材のメインの広がり方向に対してほぼ平行に延びている。その場合に特に好ましくは、第１の画成部材が少なくとも部分的に第２の画成部材の内部に配置されている。
【００１９】
他の実施形態においては、第１の画成部材が少なくとも部分的に第２の画成部材の内部に配置されており、その場合に第１の画成部材のメインの広がり方向と特に第１の流体の流れ方向が、第２の画成部材のメインの広がり方向に対して、かつ特に第２の流体の流れ方向に対して平行ではない。
【００２０】
第１の画成部材の内部の第１の流体の流れ方向は、第２の画成部材の内部の第２の流体の流れ方向に対して、少なくとも部分的に平行に、あるいはまた逆平行に延びている。
【００２１】
本発明の特に好まし実施形態において、第１および／または第２の画成部材は管であり、その管は特に好ましくは少なくとも部分的にほぼ矩形、方形、円形または楕円形の断面を有しており、その場合に第２の画成部材の断面は、第１の画成部材の断面よりも大きく、好ましくは数倍大きい。
【００２２】
好ましくは分離部材は、管底であって、その管底に開口部が形成されており、その開口部内へ第１の画成部材が差し込まれている。好ましくは管底の開口部は、第１の画成部材の断面にほぼ相当する断面を有しているので、分離部材が第１の画成部材を好ましくは終端側の部分においてほぼ相補形状で包囲している。
【００２３】
分離部材は、好ましくは第２の画成部材の部分領域によって、特に好ましくは第２の画成部材の終端側の部分によって、ほぼ相補形状で包囲されている。他の実施形態において、分離部材は、第２の画成部材に前側において添接している。他の実施形態においては、分離部材が第２の画成部材を終端側でほぼ相補形状で包囲している。
【００２４】
本発明の実施形態において、第３および／または第４の画成部材は、それぞれ第１ないし第２の接続短管と密に、特に材料結合で、結合されている。好ましくは材料結合を形成する材料は、第３ないし第４の画成部材と第１ないし第２の接続短管との材料による結合においても、第１または第２の結合材料である。
【００２５】
本発明の特に好ましい実施形態において、第２の画成部材が第３または第４の接続短管と密に、特に第２の結合材料を使用して材料による結合によって結合されている。その場合に、第３および第４の接続短管と第２の画成部材との間の材料による結合の、材料結合を形成する材料には、第２の流体は直接は供給されず、その場合に第２の結合材料は、それが第２の流体の可能な酸化ないし腐食する作用にほとんど影響されずに対向するように、選択されているものとする。
【００２６】
好ましくは第１の流体は、第２の流体よりも高い温度を有しており、その場合に第１の流体は好ましくはガス、特に燃焼プロセスの排ガスであり、特に好ましくは自動車エンジンの排ガスである。好ましくは熱交換器へ流入する際の第１の流体の温度は、第２の流体が熱交換器へ流入する際の温度の上であり、好ましくは第２の流体の温度の１００℃から１０００℃上、好ましくは第２の流体の温度の３００℃から９００℃上、特に好ましくは第２の流体の温度の５００℃から８００℃上である。
【００２７】
第２の流体は、好ましくは液体、特に冷凍剤、特に好ましくは冷却水、特に自動車冷却循環の冷却水である。
【００２８】
特に好ましくは、第１の結合材料の腐食耐性、酸化耐性および／または温度耐性は、第２の結合材料の腐食耐性、酸化耐性および／または温度耐性よりも高い。特に、第１の結合材料の、水分、硫黄化合物、炭素化合物および特にその酸に対する腐食耐性は、第２の結合材料のそれよりも高い。
【００２９】
本発明に基づく熱交換装置の材料による結合は、好ましくは、半田付け、好ましくは真鍮蝋付け、特に好ましくは高温半田付けによって形成される結合である。その場合に好ましくは第１の結合材料は、ニッケル半田（Ｎｉ−Ｌｏｔ）、金半田（Ａｕ−Ｌｏｔ）、コバルト半田（Ｃｏ−Ｌｏｔ）などを含むグループから選択されている。特に、第１の結合材料が選択される、グループは、金属ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはコバルト（Ｃｏ）の合金を含む他の半田も有しており、その場合にこれらの金属は、それぞれの合金の主要な構成部分である。
【００３０】
特に好ましいニッケル半田は、主要な構成部分としてのニッケルの他に、さらに、副構成部分として０−２５重量％のクロム、０−１０重量％のケイ素、０−８５重量％のホウ素、０−１１重量％のリンを有している。他のニッケル半田は、さらに、０−４．５重量％の鉄と０−１６％のタングステンを有している。特に好ましいニッケル半田は、たとえばＮｉ１０２、Ｎｉ１０５あるいはＮｉ１０７である。
【００３１】
好ましい金半田は、特に、半田層が化学的に設けられている場合に、１００重量％の金からなる。他の金半田は、２０重量％までのニッケルを有している。
【００３２】
第２の結合材料は、好ましくは銅半田（Ｃｕ−Ｌｏｔ）、銀半田（Ａｇ−Ｌｏｔ）、真鍮半田などを含む材料のグループから選択されている。特に、第２の結合材料が選択される、グループは、金属銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）または銀（Ａｇ）の合金を含む、他の半田を有しており、その場合にこれらの金属は、それぞれの合金の主要な構成部分である。
【００３３】
特に好ましい銅半田は、１００重量％の銅からなり、その場合に好ましくは、３重量％までのニッケルが混合された、他の銅半田も使用される。他の銅半田は、１５重量％までのニッケルおよび／または４７重量％までの亜鉛および／または１７重量％までのスズおよび／または１３重量％までのリンを含んでいる。この種の半田は、真鍮半田とも称される。
【００３４】
本発明に基づく熱交換装置を形成するための、本発明に基づく方法は、画成部材と分離部材（構成部材）が、唯一の接合プロセスにおいて材料結合で互いに結合されることによって、課題を解決する。
【００３５】
従ってこの接合プロセスにおいて、第１の結合材料を使用して形成される材料による結合と、第２の結合材料を使用して形成される材料による結合が、唯一の接合プロセスで形成され、その場合に接合プロセスのパラメータは、構成部材の確実かつ安定した結合が行われるように、選択されている。
【００３６】
本発明によれば、部材、従って分離部材および／または画成部材の少なくとも１つに、接合プロセスの前に少なくとも領域的に、第１および／または第２の結合材料が設けられ、特に結合材料は構成部材の接触領域上に、従って分離部材と画成部材および場合によっては接続短管の間の接触領域上に塗布される。
【００３７】
結合材料の塗布は、好ましくは結合材料のコテ塗り、ローラ塗りまたは吹付けによって、特に接着剤を塗布して、次に半田粉末、ペースト、箔またはバンドを塗布することによって、あるいは結合材料の電気メッキ塗布あるいは熱的なスプレイプロセスによって行われる。
【００３８】
その場合に、接合が済んだ熱交換器内で材料結合を形成する材料が第１の流体の流れに直接さらされる、結合領域には、第１の結合材料が設けられ、それに対して接合が済んだ熱交換器内で材料結合を形成する材料が第１の流体の流れにさらされない、あるいは直接はさらされない、結合領域には、第２の結合材料が設けられる。
【００３９】
結合材料を設けられた構成部材は、接合プロセスの前に、その互いに対する配置が、出来上った熱交換器における構成部材の配置にほぼ相当するように、摩擦結合および／または相補形状結合で互いに結合される。摩擦結合および／または相補形状結合によって互いに結合された構成部材が、その後、接合プロセスへ供給される。
【００４０】
接合プロセスの間、結合材料を設けられた構成部材、特に分離部材と画成部材が、予め定められた期間にわたって９００℃と１、３００℃の間、好ましくは１、０００℃と１、２００℃の間、特に好ましくは１、０５０℃と１、１５０℃の間の温度にさらされる。それによって接合プロセスの間に、熱交換装置の部材上の塗布された結合材料の変化が、結合材料が溶融して、それによって構成部材が材料により互いに密に結合されるように、行われる。
【００４１】
本発明の特に好ましい実施形態においては、接合プロセスが保護ガス雰囲気の元で行われ、その場合に保護ガスは、水素ガス（Ｈ２）、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などとそれらの任意の組合わせを有する、ガスのグループから選択されている。
【００４２】
接合プロセスの間の保護ガス雰囲気によって、たとえば酸化による、結合材料および／または構成部材の表面ないし構造の望ましくない変化を回避することができ、それによって結合の品質、特に結合の強度と耐久性を保証することができる。
【００４３】
本発明に基づく熱交換装置の形成プロセスの枠内で、特に好ましくは、接合プロセスが連続的に実施され、すなわち摩擦結合および／または相補形状結合で互いに結合された構成部材が、たとえば連続炉、移動ビーム炉などで加熱される。このようにして、現在、真空炉内の高温半田プロセスのプロセス時間が長いことに基づく、本発明に基づく熱交換器を形成する際の遅延を、回避することができる。この種の連続的な接合プロセスは、特に、連続炉内の接合プロセスの間保護ガスを使用することによって、ポジティブに調節される。
【００４４】
本発明の他の特徴は、図面と組み合わせて以下で行う、特に好ましい実施形態の説明から明らかにされる。
【実施例】
【００４５】
図１から図３は、特に自動車内で排ガス熱交換器として使用するための、本発明に基づく熱交換器を示している。
【００４６】
熱交換器は、熱い排ガスによって貫流される、第１の画成部材１と、液状の冷却剤によって貫流される、第２の画成部材２を有している。画成部材１は、画成部材２（図示せず）のメイン延び方向に対してほぼ平行に延びており、かつ画成部材２の内部に配置されている。排ガスは、図１と２に示す熱交換器において右から第１の画成部材１内へ流入して、左ないし上方へ流出する。
【００４７】
分離部材３は、第２の画成部材２のメインの延び方向に対してほぼ直交して配置されている。分離部材３は、前方の終端領域において第２の画成部材２と密に結合されており、その場合に密な結合は、第１および第２の結合材料を使用しての材料による結合によって形成されている。
【００４８】
分離部材３は、開口部を有しており、その開口部は第１の画成部材１の横断面にほぼ相当し、かつその開口部内へ第１の画成部材が差し込まれているので、その画成部材の終端領域が、分離部材３によってほぼ相補形状で包囲される。第１の画成部材１は、その終端領域において分離部材３と密に結合されており、その場合に密な結合は、第１の結合材料を使用しての材料による結合１１によって形成される。というのは、材料による結合１１が排ガスの全体温度と排ガス凝縮液の腐食作用にさらされるからである。
【００４９】
図示の熱交換装置は、第２の画成部材２の、分離部材３と対向する後方の端部の領域に、他の分離部材（図示せず）を有しており、その場合に他の分離部材は第２の画成部材２の終端領域によって、好ましくは前方の領域におけるのと同様に、ほぼ相補形状で包囲されており、かつこの画成部材と材料による結合によって密に結合されている。熱交換器の前方の領域におけるのと同様に、第１の画成部材１と他の分離部材との間に、第１の画成部材１の後方の終端領域においてそれをほぼ相補形状で包囲する他の分離部材（図示せず）との密な結合が存在する。
【００５０】
図１と図２に示す熱交換器は、その後方の領域に、第４の画成部材５を有している。第４の画成部材５と第２の画成部材２との間には、密な結合が存在し、その結合は材料による結合１２として実施されている。
【００５１】
それぞれ、それぞれの分離部材、画成部材およびそれぞれの接続短管の間の材料による結合の結合材料に作用する、第１の画成部材１を貫流する排ガスの腐食および／または酸化作用がどのくらい強いか、そして場合によっては材料による結合の結合材料が排ガス凝縮液にさらされるか、そしてどの程度激しくさらされるか、に従って、この材料による結合を第１および／または第２の結合材料を使用しながら形成することができる。
【００５２】
材料結合を形成する結合材料は、第４の画成部材６と第２の画成部材２との間の材料による結合１２の領域においては、すでに冷却された排ガスにさらされるので、この密な結合は、第２の結合材料を使用して実施することができる。しかし、排ガス凝縮液の腐食作用がさらに存在している可能性があるので、これでも第１の結合材料の使用が効果的である。
【００５３】
図１は、第３の画成部材４を、第２の画成部材２から分離して示している。第３の画成部材４は、第２の画成部材２の終端領域に、ほぼ相補形状で接触しており、その場合に第３の画成部材は第２の画成部材２と接合プロセスによって材料により密に結合される。それぞれ、第３の画成部材４と第２の画成部材２の間の結合の領域において材料結合を形成する材料がどのくらい強く排ガスにさらされるか、に応じて、第３の画成部材４と第２の画成部材２の間の材料による結合１２が、第１または第２の結合材料を使用して形成される。
【００５４】
第３の画成部材４と第４の画成部材５は、第１および第２の接続フランジ６、７と密に結合されている。第１および第２の接続フランジ６、７と第３ないし第４の画成部材４、５の間の密な結合は、材料による結合１３ないし１４として形成されている。材料による結合１３と１４は、溶接または半田づけとすることができ、その場合に後者の場合にはコストの理由から、そして結合が第１の流体の流れに直接さらされないために、第２の結合材料の使用が効果的である。
【００５５】
第２の画成部材２は、その後方の上およびその前方の下の領域に、第３と第４の接続短管８ないし９を有しており、それらは第２の画成部材２と密に結合されている。接続短管８、９と第２の画成部材２の間の密な結合は、材料による結合１５、１６として形成されており、その場合に材料結合を形成する材料は、第２の結合材料である。というのは、その材料は排ガスの流れにさらされず、従って結合１５、１６の領域における結合材料に腐食耐性または酸化耐性に関する高い要請は課されていないからである。
【００５６】
熱交換器を貫流する排ガスは、第３の画成部材４と結合された接続短管６を通って流れ、第３の画成部材によって形成される第１の拡散室へ流入して、そこから、矩形パイプの形状で形成されている、第１の画成部材１を通って流出する。排ガスが第１の画成部材１を第１の流れルートに沿って貫流した後に、排ガスは熱交換器１の後方の領域において、第４の画成部材５によって画成される第２の拡散室へ流入して、そこから第２の接続フランジ７を通って流出する。
【００５７】
冷却剤は、図示の熱交換器を少なくとも部分的に、排ガスの流れ方向に対してほぼ平行な、あるいはまた逆平行な流れ方向に貫流する。
【００５８】
排ガスに関して冷却剤の流れ方向が平行である場合に、冷却剤は、第２の画成部材２と流れ接続されている、第４の接続短管９を通って、第２の画成部材によって画成される第２の流れルート内へ流入して、第３の接続短管８を通って再びこの流れルートから流出する。
【００５９】
排ガスに関して冷却剤の流れ方向が逆平行である場合に、冷却剤は第３の接続短管８を通って第２の流れルートへ流入する。熱交換器の前方の領域において、冷却剤は、第２の流れルートを流れる際に排ガスから熱を吸収した後に、第２の画成部材と流れ接続されている第４の接続短管９を通って、再び第２の流れルートから流出する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に基づく熱交換器を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に基づく熱交換器の他の実施形態を示す側面図である。
【図３】図２に示す熱交換器の断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  第１の画成部材
２  第２の画成部材
３  分離部材
４  第３の画成部材
５  第４の画成部材
６、７  第１および第２の接続フランジ
８、９  接続短管
１１、１２、１３、１４、１５、１６  結合
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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