(57)【要約】  本発明は、次のステップ、少なくとも１つのチューブ（１）を形成するなどのために金属細片（１１）を折り曲げるステップと、チューブ（１）の内部に実質的に１５０μｍ以下の厚さを有するかく乱挿入物（７）を提供するステップであって、前記金属細片（１１）および／または前記挿入物（７）が、めっき層の体積とろう付けすべき体積との間の比が前記挿入物（７）と前記チューブ（１）との間の平均ギャップに基づいて実質的に所定しきい以上であるような、ろう付けすべき少なくとも１つの表面へのめっき層を含む、ステップと、前記チューブ（１）および前記挿入物（７）をろう付けするステップとを含む、熱交換器のチューブ（１）をろう付けするための方法に関する。本発明はまた、そのような方法によって得られるチューブ（１）、およびそのようなチューブ（１）の配列を含む熱交換器にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の流体と第２の流体との間で熱を交換するための空気加熱器（３）のためのろう付け方法であって、
前記加熱器は、前記第１の流体の流れのためのチューブ（１）のコアを含み、
前記方法が、次のステップ、
−  少なくとも１つのチューブを形成するために金属帯を折り曲げるステップと、
−  前記チューブの内部に実質的に１５０μｍ以下の厚さを有するかく乱挿入物を提供するステップであって、
−  前記金属帯および／または前記挿入物はろう付けすべき少なくとも１つの表面へのめっき層から成り、ろう付けすべき体積に対する前記めっき層の体積の比が、前記挿入物と前記チューブとの間の平均ギャップに基づく実質的に所定しきい以上となっている、ステップと、
−  前記チューブおよび前記挿入物をろう付けするステップと、
を備えたことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記しきいが、チューブ（１）と挿入物（７）との間の約０．０５ｍｍの平均ギャップについて実質的に約１．５であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記しきいが、チューブ（１）と挿入物（７）との間の約０．０５ｍｍの平均ギャップについて実質的に約１．７５であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
めっき層が、前記挿入物（７）に配置されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
めっき層が、前記チューブ（１）の内部表面（２３）に配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記方法が、次のステップ、
−  前記チューブ（１）の外部にろう付けすべき少なくとも１つの表面へのめっき層から成る複数のチューブを準備するステップと、
−  前記チューブ（１）の間に前記第２の流体の流れをかく乱するためのスポイラー（９）を挿入することによって複数のチューブ（１）を積み重ねるステップと、
を備えたことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
めっき層が、前記チューブ（１）の外部表面（２１）に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
めっき層が、前記チューブ（１）の前記内部表面（２３）および前記外部表面（２１）に配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
金属帯を折り曲げることによって形成される空気加熱器チューブであって、前記空気加熱器チューブが、請求項１から８のいずれかに対応するろう付け方法に従ってろう付けされることを特徴とする、空気加熱器チューブ。
【請求項１０】
前記金属帯が、アルミニウムから成ることを特徴とする、請求項９に記載のチューブ。
【請求項１１】
チューブ（１）のコアを含む、特に自動車を対象とした空気加熱器であって、
前記空気加熱器が、請求項１から１０のいずれかに対応するろう付け方法に従ってろう付けされることを特徴とする、空気加熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車を対象とする空気加熱器のためのろう付け方法、ならびにそれによって得られるチューブおよび空気加熱器に関する。
本発明は、特に自動車を対象とする空気加熱器の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気加熱器は伝統的に、チューブのコアおよびチューブのコアを構成するチューブの先端が横切り、流体分配筐体のカバーによって覆われた２つのコレクター板から成る。挿入物がまた、熱交換を改善するために前記コアのチューブの間に提供されることもある。
【０００３】
ろう付けによる組立てを対象とする加熱器の場合には、すべての構成部品が、組み立てられ、次いで空気加熱器を作製するのに適したオーブンでろう付けされる。
【０００４】
ろう付けは、ほとんどの場合めっきの形で作製されるろう付け用金属フィラーを使って行われる。
【０００５】
一般に、ろう付けされる空気加熱器で利用されるチューブは、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの、容易に酸化されない金属材料から作製される。
【０００６】
そのコアを構成するチューブが、流体の流れのための複数の循環チャンネルを画定するように押出し成形される、ろう付けされる空気加熱器は、すでに周知である。しかしながら、この解決策は、比較的高価なこともある。
【０００７】
別の周知の解決策によると、例えば波形のかく乱挿入物またはフィンが、熱交換表面を増加させ、それ故に空気加熱器の性能を改善するために、空気加熱器のコアを構成するチューブの内部に配置される。
【０００８】
２つの部分から成るそのようなチューブの密封はその結果、達成するのがより困難である。ろう付けの間、ろう付けが、挿入物とチューブとの間のすべての接触点で正しいことを確認する必要がある。
【０００９】
実際に、挿入物の波形頂点とチューブの内部表面との間にろう付けが存在しない場合には、チューブの機械的強度は、損なわれ、チューブは、圧力下で早期に破裂することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術のこれらの不都合を空気加熱器チューブの内部での表面の正しいろう付けを保証することによってより低いコストで克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このために、本発明の目的は、少なくとも第１の流体と第２の流体との間で熱を交換するための空気加熱器のためのろう付け方法であり、前記加熱器は、前記第１の流体の流れのためのチューブのコアを含み、その方法が、次のステップ、
−  少なくとも１つのチューブを形成するなどのために金属帯を折り曲げるステップと、
−  前記チューブの内部に実質的に１５０μｍ以下の厚さを有するかく乱挿入物を提供するステップであって、
−  前記金属帯および／または前記挿入物はろう付けすべき少なくとも１つの表面へのめっき層から成り、ろう付けすべき体積に対する前記めっき層の体積の比が、前記挿入物と前記チューブとの間の平均ギャップに基づく実質的に所定しきい以上となっている、ステップと、
−  前記チューブおよび前記挿入物をろう付けするステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
前記方法はまた、別々にまたは組合せで採用される次の特徴の１つまたは複数から成ってもよく、その特徴は、
−  前記しきいが、チューブと挿入物との間の約０．０５ｍｍの平均ギャップについて実質的に約１．５であり、
−  前記しきいが、チューブと挿入物との間の約０．０５ｍｍの平均ギャップについて実質的に約１．７５であり、
−  前記挿入物が、めっき層から成り、
−  前記チューブの内部表面が、めっき層から成り、
−  前記方法が、次のステップ、
・前記チューブの外部にろう付けすべき少なくとも１つの表面へのめっき層から成る複数のチューブを準備するステップと、
・前記チューブの間に前記第２の流体の流れをかく乱するためのスポイラーを挿入することによって複数のチューブを積み重ねるステップとを含み、
−  めっき層が、前記チューブの外部表面に配置され、
−  めっき層が、前記チューブの内部表面および外部表面に配置されることである。
【００１３】
本発明はまた、金属帯を折り曲げることによって形成される空気加熱器チューブにも関連し、空気加熱器チューブが、上で規定されたようなろう付け方法に従ってろう付けされることを特徴とする。
【００１４】
一実施形態によると、前記金属帯は、アルミニウムから成る。
【００１５】
本発明はさらに、チューブのコアを含む特に自動車を対象とする空気加熱器に関連し、空気加熱器が、上で規定されたようなろう付け方法に従ってろう付けされることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の特徴および利点は、説明に役立つ例として制限なく与えられる次の説明を読むことからおよび添付の図面からより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】空気加熱器を部分的にかつ概略的に示す図である。
【図２】図１での加熱器のチューブの横断面図である。
【図３】図２でのチューブの形成に使用される金属帯を概略的に例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
これらの図において、実質的に同一の要素は、同じ参照番号を持つ。
【００１９】
本発明は、ろう付けされる空気加熱器での使用に適したチューブ１のためのろう付け方法に関連する。
【００２０】
自動車のための空調用凝縮器は、空気加熱器の例として言及されることもある。この場合には、熱交換は、冷媒などの第１の流体と、グリコール水溶液などの第２の冷却液との間で行われる。
【００２１】
図１で部分的に例示されるように、空気加熱器３は伝統的に、チューブ１に関して横方向に位置決めされ、これらのチューブ１の先端を受け入れるための開口部（ここでは図示されず）を提示するコレクター板５（部分的にかつ概略的に示される）を用いて、第１の流体がその内部を循環する２つの分配筐体の間に取り付けられた複数の縦方向チューブ１を含む。
【００２２】
例えば実質的に波形の形のかく乱挿入物またはフィン７（図２）は、交換表面を増加させることによってチューブ１での第１の流体の流れをかく乱するようにチューブ１の内部に配置される。これらの挿入物７は、例えばそれらの波形の頂点７ａの位置および例えば挿入物７の先端７ｂの位置でチューブ１にろう付けされる。
【００２３】
チューブ１での前記挿入物７の存在によって生成されるかく乱は、２つの流体の間の熱交換を促進する。
【００２４】
これらの挿入物７は、コストを低減するために、小さい厚さで、すなわち実質的に１５０μｍ未満の厚さで作製される。好ましい実施形態によると、挿入物７は、約１００μｍの厚さを持つ。
【００２５】
これらの挿入物７は、当業者に周知であり、この文書ではより詳細に述べられない。
【００２６】
チューブ１は、スポイラー９（図１）、例えば波形スポイラー９を用いて互いに分離されてもよく、第１の流体との熱交換が行われるために、第２の流体が、そのスポイラーを通り抜ける。示される例でのこれらのスポイラー９は、チューブ１の縦軸に関して横方向に配置される。
【００２７】
図２が今から参照され、それは、そのような加熱器３のチューブ１の横断面図を例示する。
【００２８】
チューブ１は、折り曲げられてろう付けされた金属帯１１から作製される。これは、「折り曲げチューブ」と呼ばれる。
【００２９】
前記金属帯１１（図３）は、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金でできている。
【００３０】
金属帯１１は、例えば一般に長方形の形状であり、外面１３として周知の第１の面および外面１３に平行でそれと反対側の内面１５として周知の第２の面を含む。用語「内部の」および「外部の」は、折り曲げられたチューブ１の内部および外部に関して規定される。チューブを形成する金属帯１１は、ろう付けのための少なくとも１つの表面にめっき層を備える。言い換えれば、少なくともろう付けのための領域の位置に配置される１つのめっき層から成る金属帯１１が、提案される。
【００３１】
一実施形態は、いったんチューブが組み立てられると、ろう付けすべき表面が、前記チューブの内部に位置するよう意図されていると提案する。
【００３２】
図２で示される例によると、形成されたチューブ１は、実質的に「Ｂ」の形の横断面を提示する。他の横断面が、もちろん提案されてもよい。
【００３３】
例示されるチューブ１の「Ｂ」の形をした横断面は、流体の循環のためのおよびブレースを形成する分離部１９によって分離される２つの並置された平行チャンネル１７ａおよび１７ｂを提示する。
【００３４】
そのようなチューブ１を形成するために、金属帯１１は、２つの並置された平行チャンネル１７ａおよび１７ｂの外被を形成するように折り重ねられる。より具体的には、金属帯１１は、それの内面１５が２つのチャンネル１７ａ、１７ｂを画定するように折り曲げられる。
【００３５】
分離部１９は、金属帯１１の２つの反対側のエッジ１１ａおよび１１ｂ、例えば帯１１の縦方向エッジを例えば実質的に９０°を越えて折り曲げることによって作製される。これらの折り曲げられたエッジ１１ａ、１１ｂは次いで、一緒に分離部１９を形成するために互いに背中合わせに折り曲げられる。エッジ１１ａの位置での外面１３はそれ故に、反対側のエッジ１１ｂの位置での外面１３に面している。
【００３６】
それ故に、いったん帯１１が、折り曲げられると、帯１１の外面１３は、このようにして形成されるチューブ１の外部表面２１を形成し、帯１１の内面１５は、このようにして形成されるチューブ１の内部表面２３を形成する。
【００３７】
加えて、折り曲げられたチューブ１の外部表面２１は、２つの大きい対向する外面２１ａ、２１ｂを提示し、それらは、例えば実質的に内向きに湾曲している２つの小さい側面２１ｃおよび２１ｄによって一緒に接続される。
【００３８】
それによって得られるチューブ１は次いで、ロー付けできるコアを形成するために、挿入物７および波形スポイラー９とともに組み立てられてもよい。
【００３９】
実際には、そのような空気加熱器３によって一緒に結合されるべき様々な金属構成部分が、最初に組み立てられ、それらの結合は次いで、ろう付けオーブンにそれらを入れることによって確実にされる。
【００４０】
それ故に、多数のチューブ１、チューブ１の内部のかく乱フィン７、およびおそらくはいずれの場合にも２つの連続するチューブ１の間に位置決めされるスポイラー９から成る交換コアのろう付けを単一作業で行うことが可能である。
【００４１】
より正確には、組立ての間に、
−  チューブ１は、金属帯１１を折り曲げることによって形成され、
−  挿入物７は、チューブ１の内部に配置され、
−  チューブ１は、コレクター板５の関連する開口部に係合され、そのコレクター板に分配筐体が、空気加熱器の先端で取り付けられ、
−  スポイラー９は、積み重ねられたチューブ１の間に取り付けられてもよく、
−  全体は最終的に、ろう付けによって組み立てられる。
【００４２】
ろう付けは伝統的に、ろう付け用金属フィラーを利用することによって行われ、ろう付け方法を改善するために、例えば制御された条件下でペーストの形で塗布されるろう付け用フラックスを利用することもまた可能であり、前記ペーストは、組み立てるべき部品の表面に自然に形成される酸化物の層を溶解し、ろう付けすべき部品をぬらし、このようにしてろう付け用金属フィラーが接触表面に広がることを可能にする。
【００４３】
ろう付け用金属フィラーは、ほとんどの場合めっきの層によって形成される。めっきのために、金属フィラーは、チューブ１の本体を形成する金属、例えばアルミニウムのそれよりも低い溶融温度を提示する。ここで、めっきの層は、チューブを作るために使用される金属帯１１に直接置かれる。
【００４４】
チューブ１の外部の表面のろう付け、すなわちチューブ１の外部表面２１と挟み込まれたスポイラー９との間のろう付けに関する限り、金属帯１１に配置される１つのめっき層が、前記層がチューブ１の外部表面２１および／またはスポイラー９に配置されるように施されることが可能である。
【００４５】
しかしながら、チューブ１の外部表面２１にめっき層が存在しない構成はその結果、めっきされたスポイラー９を必要とし、それは、追加のコストを伴う。結果として、めっき層は優先的に、各チューブ１の外部表面２１に配置される。
【００４６】
チューブ１の内部の表面のろう付け、すなわちチューブ１の内部表面２３への挿入物７の頂点７ａおよび例えば挿入物７の先端７ｂのろう付けに関する限り、めっき層は、挿入物７のろう付けすべき表面に一意的にまたは変形として挿入物７および各チューブ１の内部表面２３の両方に配置されてもよい。
【００４７】
チューブ１の内部表面２３にめっき層が存在しない構成では、めっきされた挿入物７は、より大きな厚さを持ち、それは、コストを増加させる。結果として、めっき層は優先的に、各チューブ１の内部表面２３に同様に配置される。
【００４８】
チューブ１の内部表面２３ならびに外部表面２１はそれ故に、有利にはろう付け方法の過程でめっきされる。
【００４９】
その上、めっき層の厚さは、標準化される。実際には、挿入物７のめっき層の厚さの限界は、挿入物の材料厚さの約１０から１５％である。同様に、チューブ１の内部表面２３のめっき層の厚さは、標準によって規定され、その限界は、チューブ１の材料厚さの約１２．５から１５％である。
【００５０】
チューブ１の内部での正しいろう付けを保証するために、チューブ１の内部のろう付けすべき体積に関してめっきの十分な体積を有することが必要であり、この比は、英語「Ｂｒａｚｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｄｅｎｔ  Ｒａｔｉｏｎ（ろう付け確信割当量）」からＢＣＲと呼ばれる（式１を参照）。
【数１】
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【００５１】
もしその比が、不十分であり、従って所定しきいよりも低いならば、めっきすべき領域に関するめっきの量は、チューブ１の内部表面２３への挿入物７のすべての折った部分のろう付けを保証するのに不十分であることになる。
【００５２】
例として、ろう付けすべき体積を決定するために、ろう付けすべき全長が、規定され、これは次いで、チューブ１の内部表面２３とろう付けすべき挿入物７の表面との間の平均ギャップを乗じられる。この平均ギャップは、例えば約０．０５ｍｍである。
【００５３】
本出願人は、約０．０５ｍｍのそのようなギャップについて、正しいろう付けが、１．５以上、特に１．７５以上のＢＣＲ比で得られることを立証した。
【００５４】
実際に、チューブ１と挿入物７との間の平均ギャップが約０．０５ｍｍで、ＢＣＲ比が約１．４の場合には、本出願人は、挿入物７のすべての折った部分が、チューブ１の内部表面２３に正しくろう付けされないことを立証した。しかしながら、チューブ１の機械的強度は、折った部分がチューブ１の内部表面２３にろう付けされないとき、損なわれる。
【００５５】
チューブ１と挿入物７との間の０．０５の平均ギャップについて１．７５のしきい以上のＢＣＲ比は、先に述べたように、例えば１５０μｍ未満または約１００μｍの比較的小さい厚さを有する挿入物７について、チューブ１の内部表面２３への挿入物７の折った部分の正しいろう付けを保証することを可能にする。
【００５６】
それ故に、本ろう付け方法は、ろう付けすべき体積に対するめっき層の体積のＢＣＲ比が、チューブ１と頂点７ａとの間の平均ギャップに基づいて所定しきいよりも高いことを確かめることによって、頂点７ａおよびおそらくは先端７ｂの位置での挿入物７か、ならびに／またはチューブ１の内部表面２３へのめっき層の配置を提供する。
【００５７】
その上、ろう付けの後、チューブ１の内部のめっきの残量に基づいておよび挿入物７とチューブ１の内部表面２３との間の結合部の位置に存在するめっきの量に基づいてろう付けに利用されためっきの体積を決定することが可能であることに留意すべきである。
【００５８】
折り曲げられたチューブと呼ばれるチューブ１を提示し、そのかく乱フィン７が、かく乱フィン７のすべての折った部分とチューブ１の内部表面２３との間の接触を保証しながら、比較的微細である、空気加熱器３はそれ故に、そのような方法を使って低コストで得られる。
【符号の説明】
【００５９】
１  チューブ
３  空気加熱器
５  コレクター板
７  挿入物、フィン
７ａ  挿入物の頂点
７ｂ  挿入物の先端
９  スポイラー
１１  金属帯
１１ａ  金属帯のエッジ
１１ｂ  金属帯のエッジ
１３  金属帯の外面
１５  金属帯の内面
１７ａ  平行チャンネル
１７ｂ  平行チャンネル
１９  分離部
２１  チューブの外部表面
２１ａ  大きい対向する外面
２１ｂ  大きい対向する外面
２１ｃ  小さい側面
２１ｄ  小さい側面
２３  チューブの内部表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2014501621.tif 000007
2014501621.tif 000008
2014501621.tif 000009
2014501621.tif 000010
2014501621.tif 000011
2014501621.tif 000012