(57)【要約】  ロウ付けまたは充填する方法であって、  -  金属または金属合金、例えばステンレス鋼を含有する、少なくとも1つの部品(51)を用意するステップであって、部品(51)は、250マイクロメートル以下の最大距離だけ前記面(59)において離隔された、少なくとも2つの対向する縁部を備える複数の間隙(61)を画定する、少なくとも1つの面(59)を有する、ステップと、  -  上記の面と接触するコーティング(R)を実現するステップであって、コーティング(R)は、少なくとも部分的に間隙内に位置された第1の層(85)、および第1の層(85)に隣接した第2の層(87)を少なくとも備え、第1の層(85)は、金属または金属合金を含む第1の粉末(A)を備え、第2の層は、第2の粉末(B)と第3の粉末(C)との混合物を備え、第2の粉末および前記第3の粉末は、部品をロウ付けまたは充填するのに好適な、それぞれ異なる合金であり、前記第3の粉末の固相線温度TSCは、第2の粉末の固相線温度TSBよりも低い、ステップと、  -  第1の粉末の固相線温度TSAよりも厳密に低く、固相線温度TSBよりも低く、固相線温度TSCよりも厳密に高い加熱温度で部品およびコーティングを加熱し、少なくとも部分的にコーティングを溶融するステップと、  -  部品に付着された固化した残留物を得るために、部品およびコーティングを冷却するステップとを含む、方法。
2020521640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロウ付けまたは充填する方法であって、
-  少なくとも90質量％の金属または金属合金、例えばステンレス鋼を含有する、少なくとも1つの部品(51)を用意するステップであって、前記部品(51)は、複数の間隙(61)を画定する少なくとも1つの面(59)を有し、前記間隙(61)は、250マイクロメートル以下、好ましくは150マイクロメートル以下の最大距離(D)だけ前記面(59)において離隔された、少なくとも2つの対向する縁部(67、69)を備える、ステップと、
-  前記面(59)と接触するコーティング(R)を得るステップであって、前記コーティング(R)は、少なくとも部分的に前記間隙(61)内に位置された第1の層(85)、および前記第1の層(85)に隣接した第2の層(87)を少なくとも備え、前記第1の層(85)は、少なくとも90質量％の金属または金属合金を含み、かつ固相線温度TSAを有する第1の粉末(A)を備え、前記第2の層(87)は、第2の粉末(B)と第3の粉末(C)との混合物を備え、前記第2の粉末(B)および前記第3の粉末(C)は、前記部品(51)をロウ付けまたは充填するのに好適な、それぞれ異なる合金であり、例えばこれらの合金のうちの少なくとも一方はニッケル合金であり、前記第2の粉末(B)は固相線温度TSBを有し、前記第3の粉末(C)は、前記固相線温度TSBよりも厳密に低い固相線温度TSCを有する、ステップと、
-  前記固相線温度TSAよりも厳密に低い一方で、前記固相線温度TSBよりも低く、好ましくは厳密に低く、前記固相線温度TSCよりも厳密に高い加熱温度(TF)で前記部品(51)および前記コーティング(R)を加熱し、少なくとも部分的に前記コーティング(R)を溶融するステップと、
-  前記部品(51)および少なくとも部分的に溶融した前記コーティング(R)を冷却するステップであって、前記部品(51)に付着された固化した残留物(57)を得るステップと
を含む、ロウ付けまたは充填する方法。
【請求項２】
前記第1の粉末(A)は、少なくとも90質量％の、前記部品(51)と同じ金属または同じ金属合金を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第2の粉末(B)は、前記混合物中で、混合前の質量比率で、60〜95％、好ましくは70〜90％、さらに好ましくは75〜85％の質量比率に相当する、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記第3の粉末(C)は、少なくとも70質量％のニッケルを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記固化した残留物(57)は、前記間隙(61)の中に、0.1〜3mm、好ましくは0.2〜1mm、さらに好ましくは0.3〜0.7mmの深さにわたって延びる、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
-  前記第1の粉末(A)は、150マイクロメートル未満、好ましくは44マイクロメートル未満の粒子サイズを有し、
-  前記第2の粉末(B)および前記第3の粉末(C)は、212マイクロメートル未満、好ましくは105マイクロメートル未満の粒子サイズを有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記得るステップにおいて、
-  前記第1の層(85)および前記第2の層(87)はそれぞれ、有機バインダ、好ましくは水性相を伴う有機バインダを備え、前記有機バインダはそれぞれ、前記第1の層(85)の0.5〜4質量％、および前記第2の層(87)の0.2〜2質量％に相当し、
-  前記第1の層(85)は前記部品(51)に適用され、前記第2の層(87)は前記第1の層(85)に適用され、前記第2の層(87)は任意で、前記第1の層(85)によって覆われていない前記部品(51)を少なくとも部分的に覆い、
-  前記コーティング(R)は任意で、0.1〜6バールの圧力下で、好ましくは約1バールの圧力下で圧縮される、
請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記部品(51)は熱交換器(1)の少なくとも1つの部分を形成するよう構成され、前記部品(51)は好ましくは蛇腹に折畳まれた少なくとも1枚の金属シート(58)を含み、前記金属シート(58)は、前記金属シート(58)の両側で循環するのに好適な、少なくとも2つの流体(F1、F2)のための複数の循環チャネル(63、65)を画定し、各循環チャネル(63、65)は、前記面(59)の前記間隙(61)のうちの1つを画定する端部を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記固化した残留物(57)は、前記間隙(61)を完全に閉め切る、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第3の粉末(C)は液相線温度TLCを有し、前記加熱温度(TF)は前記液相線温度TLC以上である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
熱交換器(1)であって、
-  ステンレス鋼から作られた少なくとも1つの部品(51)であって、前記部品は、複数の間隙(61)を画定する少なくとも1つの面(59)を含み、前記間隙(61)は、250μm以下、好ましくは150μm以下の最大距離(D)だけ離隔された、少なくとも2つの対向する縁部(67、69)を含み、好ましくは前記部品(51)は、蛇腹に折畳まれた少なくとも1枚の金属シート(58)を含み、前記金属シート(58)は、前記金属シート(58)の両側で循環するよう意図された、少なくとも2つの流体(F1、F2)のための複数の循環チャネル(63、65)を画定し、各循環チャネル(63、65)は、前記面(59)の前記間隙(61)のうちの1つを画定する端部を含む、少なくとも1つの部品(51)と、
-  前記部品(51)に付着され、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる、少なくとも1つの固化した残留物(57)と
を備える、熱交換器(1)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隙を含む部品にコーティングを適用するステップ、少なくとも部分的にコーティングを溶融して加熱するステップ、および部品に固着された固化した残留物を得るために冷却するステップを含む、ロウ付けまたは充填する方法に関する。
【０００２】
本発明は、それによって得られる熱交換器にも関し、部品は、少なくとも2つの流体に好適な循環チャネルを画定する要素であり、2つの流体の間で熱交換を実行することが期待される。
【背景技術】
【０００３】
部品を組み立てるため、詳細には熱交換器または熱交換器の部品を組み立てるために、ロウ付けを用いることがよく知られている。
【０００４】
充填は、例えば材料をまとめるのに役立つか、または表面を封止するのを可能にする。
【０００５】
さらに、公知のタイプの熱交換器は、それ自体に蛇腹に折畳まれた金属シートで作られた部品を実装する。金属シートの両側に締結された2枚のシート金属片は、長手方向に局所的に平行で、金属シートの各々の側に位置された循環チャネルを画定する。チャネルの長手方向端部は、蛇腹に折畳まれたシートの横断面に現れ、そこにおいてチャネルは間隙を画定する。
【０００６】
金属シートの一方の側に位置されたチャネルでは、低温流体が移動し、金属シートの他方の側に位置されたチャネルでは、高温流体が移動する。したがって、2枚のシート金属片の間において、2つの流体が循環し、金属シートによって互いに離隔され、金属シートを介して互いに熱を交換する。
【０００７】
蛇腹に折畳まれたシート、および両面をロウ付けフィルムで覆われたシート金属片は、「マトリックス」と呼ばれるブロックを形成するよう互いに交互に積み重ねられる。この積み重ねは、次にロウ付け炉で第1のステップにおいて組み立てられる。このマトリックスは、一般にシート金属片よりも大きい厚さの第1および最後のプレートを備える。
【０００８】
マトリックスの周辺にわたって封止するために、「閉鎖バー」と呼ばれるバーがマトリックスに一般に締結される。次に流体供給ヘッドがマトリックスに加えられ、交換器を形成する。
【０００９】
交換器となる構成要素に過度の幾何学的応力を与えるのを防止する、部品間の膨張差によって、いくつかのロウ付けステップが一般に実施され、それらのステップ間で、加工作業が、部品間の遊びを保証するように成される。この実施は、後続のステップの間に前のステップで作られた接合部を損傷させないよう、充填合金のグレードにおいてかなりの習熟が必要となる。
【００１０】
第1の方法は、第1に、閉鎖または半開放されたフレームを作るステップを含む。このフレームの中に、蛇腹に折畳まれたシートが挿入され、1回目のロウ付けによって組み立てられる。第2に、これらのフレームのセットが、交換器のマトリックスを形成するために、ロウ付けによって組み立てられる。第3に、流体の接続管が、マトリックスにおいてロウ付けされる。
【００１１】
第2の方法は、第1に、シート金属片のセットに、蛇腹に折畳まれたシートのセットをロウ付けによって組み立てるステップを含む。蛇腹に折畳まれたシートのセットに、長手方向に向けられた閉鎖バーが任意で接合される。第2に、横断方向に向けられた閉鎖バーと共にロウ付けで組み立てるために、蛇腹に折畳まれたシートの面が完璧に整合するよう加工される。それによって交換器のマトリックスが得られる。最後、第3に、流体の接続管が、マトリックスにロウ付けされる。
【００１２】
さらに、自動車または航空分野などの異なる産業分野において、一方では熱回路によって作り出される容積および質量を低減させ、他方では交換に関わる流体量を低減させる必要がある。実際、これらの流体は、時として環境に影響を与え、それは可能な限り軽減させなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、交換器の寸法が小さいほど、第2のステップ、すなわち閉鎖バーを上述の間隙を有する蛇腹に折畳まれたシートの面にロウ付けするステップが、より困難となる。したがって、本発明の1つの目的は、特に小さい交換器を作製するための、微細間隙を有する前述の蛇腹に折畳まれた部品などの処理を可能にする、ロウ付けまたは充填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】
【００１４】
この目的のため、本発明は、ロウ付けまたは充填する方法であって、
-  少なくとも90質量％の金属または金属合金、例えばステンレス鋼を含有する、少なくとも1つの部品を用意するステップであって、この部品は、複数の間隙を画定する少なくとも1つの面を有し、それらの間隙は、250マイクロメートル以下、好ましくは150マイクロメートル以下の最大距離だけ面において離隔された、少なくとも2つの対向する縁部を備える、ステップと、
-  上記の面と接触するコーティングを得るステップであって、このコーティングは、少なくとも部分的に間隙内に位置された第1の層、および第1の層に隣接した第2の層を少なくとも備え、第1の層は、少なくとも90質量％の金属または金属合金を含み、かつ固相線温度TSAを有する第1の粉末を備え、第2の層は、第2の粉末と第3の粉末との混合物を備え、第2の粉末および第3の粉末は、部品をロウ付けまたは充填するのに好適な、それぞれ異なる合金であり、例えばこれらの合金のうちの少なくとも一方はニッケル合金であり、第2の粉末は固相線温度TSBを有し、第3の粉末は、固相線温度TSBよりも厳密に低い固相線温度TSCを有する、ステップと、
-  固相線温度TSAよりも厳密に低い一方で、固相線温度TSBよりも低く、好ましくは厳密に低く、固相線温度TSCよりも厳密に高い加熱温度で部品およびコーティングを加熱し、少なくとも部分的にコーティングを溶融するステップと、
-  部品および少なくとも部分的に溶融したコーティングを冷却するステップであって、部品に付着された固化した残留物を得るステップと
を含む、ロウ付けまたは充填する方法に関する。
【００１５】
特定の実施形態によると、処理は以下の特徴のうちの1つまたは複数を含み、単独または任意の技術的に可能な組合せが考慮される。
-  第1の粉末は、少なくとも90質量％の、部品と同じ金属または同じ金属合金を含む。
-  第2の粉末は、上記の混合物中で、混合前の質量比率で、60〜95％、好ましくは70〜90％、さらに好ましくは75〜85％の質量比率に相当する。
-  第3の粉末は、少なくとも70質量％のニッケルを含む。
-  固化した残留物は、上記の間隙の中に、0.1〜3mm、好ましくは0.2〜1mm、さらに好ましくは0.3〜0.7mmの深さにわたって延びる。
-  第1の粉末は、150マイクロメートル未満、好ましくは44マイクロメートル未満の粒子サイズを有する。
-  第2の粉末および第3の粉末は、212マイクロメートル未満、好ましくは105マイクロメートル未満の粒子サイズを有する。
-  コーティングを得るステップにおいて、第1の層および第2の層はそれぞれ、好ましくは水性相を伴う有機バインダを備え、これらのバインダはそれぞれ、第1の層の0.5〜4質量％、および第2の層の0.2〜2質量％に相当し、第1の層は部品に適用され、第2の層は第1の層に適用され、第2の層は任意で、第1の層によって覆われていない部品(51)を少なくとも部分的に覆い、コーティングは任意で、0.1〜6バールの圧力下で、好ましくは約1バールの圧力下で圧縮される。
-  部品は熱交換器の少なくとも1つの部分を形成するよう構成され、この部品は好ましくは蛇腹に折畳まれた少なくとも1枚の金属シートを含み、この金属シートは、その各々の側で循環するのに好適な、少なくとも2つの流体のための複数の循環チャネルを画定し、各循環チャネルは、上記の面の間隙のうちの1つを画定する端部を含む。
-  固化した残留物は、上記の間隙を完全に閉め切る。
-  第3の粉末は液相線温度TLCを有し、加熱温度は液相線温度TLC以上である。
【００１６】
本発明は、ステンレス鋼から作られた少なくとも1つの部品を備える熱交換器にも関し、この部品は、複数の間隙を画定する少なくとも1つの面を含み、これらの間隙は、250μm以下、好ましくは150μm以下の最大距離だけ離隔された、少なくとも2つの対向する縁部を含み、好ましくはこの部品は、蛇腹に折畳まれた少なくとも1枚の金属シートを含み、この金属シートは、その各々の側で循環するのに好適な、少なくとも2つの流体のための複数の循環チャネルを画定し、各循環チャネルは、上記の面の間隙のうちの1つを画定する端部、および部品に付着された少なくとも1つの固化した残留物を含み、この固化した残留物は、上述の方法によって得ることができる。
【００１７】
本発明は、例としてのみ提供された以下の説明を読み、かつ添付の図面を参照することで、より良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による熱交換器の斜視図である。
【図２】流体集積器が省かれた、図1に示された熱交換器の斜視図である。
【図３】図1および図2に示された交換器のマトリックスの、部分正面図である。
【図４】図3に示されたマトリックスのステージのうちの1つの、斜視図である。
【図５】図4に示されたステージの分解組立斜視図であり、コーティングがこのレベルの側方を閉鎖するよう意図されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明による熱交換器1を、図1〜図3を参照して説明する。
【００２０】
図1に示されるように、交換器1は、マトリックス5、および4つの部材7、9、11、13を備え、4つの部材はそれぞれ、低温流体F1を供給し、加熱された流体F1'を集積し、高温流体F2を導き、冷却された流体F2'を回収する。
【００２１】
低温流体は、例えば水、または水とグリコールとの混合物である。
【００２２】
熱ポンプの場合、高温流体は、例えばHFE(ハイドロフルオロエーテル)またはHFO(ハイドロフルオロオレフィン)タイプの冷却剤である。熱エンジンのオイルを冷却する場合、高温流体は冷却されることになるオイルである。
【００２３】
例えばマトリックス5は、例えば垂直である方向Vに重ね合わされた4つのステージ15、17、19、21、ならびに、それぞれがマトリックスの上面27および下面29を形成する2枚の端部プレート23、25を備える。
【００２４】
マトリックス5は、例えば平行六面体である。マトリックス5は、方向Vに対して実質的に平行である長手方向Lの、反対側にある2つの側面31、33(図2)、ならびに、方向Vおよび長手方向Lに対して実質的に垂直である横断方向Tの、反対側にある2つの側面35、37を有する。
【００２５】
側面31、33、35、37は、例えば矩形であり、それらのうちの方向Vの周りの連続した2面は、実質的に直角を有利に形成する。
【００２６】
例えば側面31は、低温流体F1から入る3つの流れF11、F12、およびF13のための3つの入口E1、E2、E3、ならびに冷却された流体F2'を形成するのに好適な2つの流れF21'およびF22'のための2つの出口S1'、S2'を形成する。
【００２７】
側面33は、高温流体F2から入る2つの流れF21、F22のための2つの入口(背後に位置するため図2では不可視)、および加熱された流体F1'を形成するのに好適な3つの流れF11'、F12'、およびF13'のための3つの出口(やはり図2では不可視)を含む。
【００２８】
図2および図3で視認できるように、ステージ15、17、19、21は互いに実質的に類似する。
【００２９】
前述の入口および出口は、例えば側面31、33で横断して延びるスロットの形態をとる。
【００３０】
入口E1、E2、およびE3は、例えば方向Vに整合され、かつ部材7に面して位置される。
【００３１】
側面33に位置される入口も、部材11に面して位置される以外は同じである。
【００３２】
出口S1'、およびS2'は、例えば方向Vに重ね合わされ、かつ部材13に面して位置される。側面33に位置された出口も、部材9に面して位置される以外は同じである。
【００３３】
ステージ15〜21は、方向Vに対して実質的に垂直であり、部品49、51、53、55と交互に並ぶシート金属片39、41、43、45、47によって形成される。ステージは、方向Vに沿ってシート金属片39、41、43、45、47の間に延びる、固化した残留物57によって、さらに側方に閉鎖される。
【００３４】
図示の例において、部品49、51、53、55は互いに類似する。したがって、以降はステージ17に属する部品51のみを、図3〜図5を参照して説明する。
【００３５】
部品51は、金属または金属合金、有利にはステンレス鋼、例えば316Lから作られる。部品51は、長手方向Lに沿って蛇腹のようにそれ自体が折畳まれた金属シート58によって形成される。部品51は、金属シートの上に位置され、かつ流れF21を受け入れるよう意図された複数の循環チャネル63と、金属シートの下に位置され、かつ流れF12を受け入れるよう意図された複数の循環チャネル65と、を画定する。
【００３６】
部品51は、2つの長手方向に反対側にある面59、60を含み、そこでチャネル63、65は間隙61を画定する。
【００３７】
間隙61は、250μm以下、好ましくは150μm以下の最大距離Dだけ離隔された、横断方向に対向する2つの縁部67、69(図3)を含む。
【００３８】
シート金属片39、41、43、45、47は、互いに構造的に類似する。シート金属片39、43、47は同じ空間的配向を有し、その一方でシート金属片41および45は、例えば長手方向Lの周りに前者から180°回転するものと推定される、別の空間的配向を有する。
【００３９】
例えば、シート金属片39、41、43、45、47の各々は、方向Vに沿って見ると概ね矩形形状である。シート金属片の各々は、2つの切り抜き部71、73(図5)を備え、例えばそれらは、シート金属片の中心に位置されたポイントSにおいて、互いに対して対称である。
【００４０】
切り抜き部71、73の各々は、マトリックス5の側面31または33のうちの一方から長手方向に延びた第1の部分75と、循環チャネル63の上または循環チャネル65の下で横断方向に延びた第2の部分77と、を備える。
【００４１】
図示されない変形によると、切り抜き部71、73の各々は、マトリックス5の側面35または37のうちの一方から横断方向に延びた第1の部分75と、循環チャネル63の上または循環チャネル65の下で、第1の部分75の延長上に横断方向に延びた第2の部分77と、を備える。
【００４２】
シート金属片39、41、43、45、47は、金属または金属合金から、例えばステンレス鋼、有利には316Lから作られる。シート金属片は、例えば従来のロウ付けによって、部品49、51、53、55にそれぞれ付着される。
【００４３】
部材7、9、11、13は、互いに構造的に有利に類似する。したがって、部材7のみの詳細を以下で説明する。
【００４４】
部材7は、金属または金属合金から、例えばステンレス鋼、有利には316Lから作られる。部材7は、管状の上部分79と、方向Vに沿った第1の部分の延長に位置され、かつ上面27に対応する面および側面31に対応する面において切断して得られた下部分81と、を備える。部材7は、底部83をさらに備える。
【００４５】
次に、交換器1の製造を説明する。本発明によるロウ付け方法を実施する。
【００４６】
まず、部品49、51、53、55、ならびに挿入された金属片39、41、43、45、47、端部プレート23、25、および部材7、9、11、13を準備する。
【００４７】
要素は、図3および図4に示されるように、方向Vにおいて、図5に示されるようなロウ付けシート85Aの各々の間に挿入することによって、積み重ねられる。
【００４８】
ロウ付けシート85Aは、例えばBni-2合金などのロウ付け合金から作られる。
【００４９】
部品49、51、53、55、シート金属片39、41、43、45、47、ならびに端部プレート23および25の組み立ては、積み重ねによって成され、好適な工具による作業(図示せず)によって機械的に維持される。
【００５０】
次にコーティングRが、方向Vで、それぞれのシート金属片39、41、43、45、47の間で、部品49、51、53、55の各側面に施される。特に、コーティングRは、間隙61を含む面59、60と接触する。
【００５１】
最後に、組立体およびコーティングRは、コーティングRを少なくとも部分的に溶融するために、加熱温度TFで加熱される。
【００５２】
冷却後、固化した残留物57が得られる。
【００５３】
次に部材7、9、11、13は、ロウ付け、溶接、接着剤、または交換器の将来的な使用条件に好適な任意の他の方法によって、マトリックス5に付着される。
【００５４】
別の、より経済的な実施形態によると、部材7、9、11、13は、形成された新しい組立体を加熱して冷却する前に、組立体およびコーティングRによって形成されたセット上に位置付けられる。これによって、単一のロウ付けサイクルの終わりに交換器を得ることが可能になる。
【００５５】
コーティングRを得るために、図示した例において、第1の層85(図5)が、部品49、51、53、55の各々に適用され、第2の層87が第1の層に適用される。
【００５６】
変形において、コーティングRは、側面31および33のみに存在する。実際、説明した例において、側面35および37は微細間隙を有さない。
【００５７】
1つの特定の実施形態(図示せず)によると、第2の層87は、第1の層85によって覆われていない部品49〜55の少なくとも一部を覆う。
【００５８】
例えば第2の層87は、第1の層85の厚さの1〜10倍の厚さを有する。
【００５９】
任意で、コーティングRは、例えばセットが可撓性の気密性膜(図示せず)に位置付けられた後に、形成されたセットの真空引きによって、0.1〜6バール、好ましくは約1バールの圧力下で圧縮される。
【００６０】
第1の層85は、間隙61に少なくとも部分的に位置され、好ましくは蛇腹に折畳まれた金属シートの中に入れられる。換言すると、第1の層85は、長手方向Lに沿って間隙61に貫入する。
【００６１】
第1の層85は、有利には少なくとも90質量％の、金属または金属合金で作られた粉末Aを備え、厳密に加熱温度TFよりも高い固相線温度TSA(第1の粉末Aが加熱されたときに、初めの液体の滴が現れる温度)を有する。換言すると、第1の粉末Aは、本発明による方法の加熱温度TFでは溶融しない。
【００６２】
第1の粉末Aが純粋な材料である場合、当然ながら固相線温度TSAは純粋な材料の溶融温度である。
【００６３】
有利には、第1の粉末Aは、少なくとも90質量％の、部品49〜55と同じ金属または同じ金属合金、すなわち例えばステンレス鋼316Lを備える。
【００６４】
第1の粉末Aは、例えば150μm未満、好ましくは44μm未満のサイズの粒子を有する。
【００６５】
有利には、第1の層85において第1の粉末Aは、第1の層85のうちの0.5〜10質量％、有利には0.5〜4質量％に相当する、好ましくは水性基を伴う有機バインダと混合される。
【００６６】
第2の層87は、有利には少なくとも90質量％の、第2の粉末Bと第3の粉末Cとの混合物を含む。有利には、第2の層87は、例えば第2の層87のうちの0.5〜10質量％、有利には0.2〜2質量％に相当する、好ましくは水性基を伴う有機バインダも含む。
【００６７】
第2の粉末Bおよび第3の粉末Cは、それぞれ異なる合金であり、各々は、部品49〜55が作られる材料をロウ付けまたは充填するのに好適であると、当業者に知られている。これらの合金のうちの少なくとも一方は、例えばニッケル基合金から作られる。
【００６８】
第2の粉末Bは、固相線温度TSBおよび液相線温度TLB(第2の粉末Bが完全に液体になる温度)を有する。
【００６９】
第3の粉末Cは、固相線温度TSCおよび液相線温度TLCを有する。
【００７０】
固相線温度TSBは、固相線温度TSCよりも厳密に高い。加熱温度TFは、固相線温度TSCよりも厳密に高く、固相線温度TSBよりも好ましくは厳密に低い。
【００７１】
したがって、第3の粉末Cは、加熱ステップの間に少なくとも部分的に溶融し、一方で第2の粉末Bは溶融しない。
【００７２】
好ましくは、固相線温度TLCは、固相線温度TSBよりも低く、好ましくは厳密に低い。さらに、加熱温度TFは、固相線温度TLCよりも高く、好ましくは厳密に高い。したがって、好ましくは第3の粉末Cは完全に溶融する。
【００７３】
混合物において、第2の粉末Bは60〜95％、好ましくは70〜90％、より好ましくは75〜85％の質量の比率に相当する。
【００７４】
例えば、第3の粉末Cは、少なくとも70質量％のニッケルを含む。例えば粉末Bは、約7.5％のクロムを含む、ニッケル基(例えば約85％)の充填粉末である。粉末Cは、例えば約15％のクロムを含む、ニッケル基(例えば約73％)の充填粉末である。
【００７５】
そのため、固相線温度TSBは、例えば1030℃である。液相線温度TLBは、例えば1060℃である。
【００７６】
固相線温度TSCは、例えば980℃である。液相線温度TLCは、例えば1020℃である。
【００７７】
固相線温度TSAは、例えば1370℃である。第1の粉末Aが完全に液化される温度は、例えば1400℃である。
【００７８】
第2の粉末Bおよび第3の粉末Cは、例えば212μm未満、好ましくは105μm未満の粒子サイズを有する。
【００７９】
図示されない変形によると、第1の層85および第2の層87のうちの少なくとも一方は、バインダがない。実際、バインダの存在は、適用したコーティングがロウ付け前に機械的結合力を必要としない特定の状況においては、有用ではない。例えばこれは、コーティングRが実質的な水平面に施される場合である。
【００８０】
他の変形によると、第2の層87は、第1の層85の前の支持面に施される。
【００８１】
固化した残留物57は、間隙61の中に、0.1〜3mm、好ましくは0.2〜1mm、さらに好ましくは0.3〜0.7mmの深さにわたって存在する。
【００８２】
好ましくは加熱温度TFは、第3の粉末Cの液相線温度TLC以上である。すなわち、説明した例において1020℃以上である。
【００８３】
実際、第3の粉末Cのうち少なくとも半分の質量が溶融し、好ましくは上記の説明のように全ての第3の粉末Cが溶融する。
【００８４】
交換器1の動作は、その構造から推定され、次に簡潔に説明する。
【００８５】
低温流体F1(図1)は部材7に入り込む。低温流体F1は、マトリックス5の側面31に沿って流れ、流れF11、F12、およびF13(図2)に分かれる。
【００８６】
流れF11、F12、およびF13は、入口E1、E2、E3を介してマトリックス5に入る。
【００８７】
流れF12はシート金属片43の切り抜き部73を通過する(図5)。流れF12はまず、長手方向に切り抜き部73の第1の部分75を実質的に流れ抜け、次に実施的に横断方向に第2の部分77の中に流れ、次に部品51の循環チャネル65および部品53の循環チャネル63に入り込む(図3)。循環チャネル63、65を長手方向に流れるとき、低温流体は、部品51、53の各々の他方の側にそれぞれ位置された高温流体F2と熱を交換し、冷える。流れF12は、シート金属片43の切り抜き部71における面33を介して、マトリックス5から出る。
【００８８】
同様に、流れF11およびF13は、マトリックス5を側面31から側面33へ流れ抜け、その一方で熱を、逆流する流れF21、F22と交換する。
【００８９】
一旦加熱されると、流れF11、F12、F13は加熱された流れF11'、F12'、およびF13'となり、それらは部材9に出てきて、一体となって加熱された流体F1'を形成する。
【００９０】
同様に、高温流体F2は部材11に入り込み、流れF21およびF22に分かれ、側面33を介してマトリックス5に入る。
【００９１】
例えば図4に示されるように、流れF21はシート金属片41の切り抜き部73を貫通して、部品51によって画定されたチャネル63、および部品49のチャネル65に入る。流れF21およびF22は、一方では部品49、51、および他方では部品53、55を介した熱交換によって冷え、冷却された流れF21'、F22'の形態で再び出る。流れF21'およびF22'は部材13内で一体となって、冷却された流体F2'を形成する。
【００９２】
したがって、上述した特徴により、ロウ付け方法は、固化した残留物57を作り出すのを可能にし、ロウ付けの間に、間隙の中にコーティングRの過剰な貫入を引き起こす毛細管現象力が生じずに、間隙61を有する面59、60に封止された側壁を形成する。
【００９３】
さらに、この方法は、ロウ付けステップの数を最小限に抑えながら、交換器1の製造を可能にする。これによって、軽減されたコストで、可能であれば単一のロウ付けステップで、小型の交換器を実現することが可能になる。
【符号の説明】
【００９４】
1  熱交換器
5  マトリックス
7  部材
9  部材
11  部材
13  部材
15  ステージ
17  ステージ
19  ステージ
21  ステージ
23  端部プレート
25  端部プレート
27  上面
29  下面
31  側面
33  側面
35  側面
37  側面
39  シート金属片
41  シート金属片
43  シート金属片
45  シート金属片
47  シート金属片
49  部品
51  部品
53  部品
55  部品
57  固化した残留物
58  金属シート
59  面
60  面
61  間隙
63  循環チャネル
65  循環チャネル
67  縁部
69  縁部
71  切り抜き部
73  切り抜き部
75  第1の部分
77  第2の部分
79  上部分
81  下部分
83  底部
85  第1の層
87  第2の層
85A  ロウ付けシート
A  第1の粉末
B  第2の粉末
C  第3の粉末
D  最大距離
E1  入口
E2  入口
E3  入口
F1  低温流体
F1'  加熱された流体
F2  高温流体
F2'  冷却された流体
F11  流れ
F11'  流れ
F12  流れ
F12'  流れ
F13  流れ
F13'  流れ
F21  流れ
F21'  流れ
F22  流れ
F22'  流れ
L  方向
R  コーティング
S  ポイント
S1'  出口
S2'  出口
T  方向
V  方向
【図１】
2020521640.tif 000003
【図２】
2020521640.tif 000004
【図３】
2020521640.tif 000005
【図４】
2020521640.tif 000006
【図５】
2020521640.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月30日(2020.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロウ付けまたは充填する方法であって、
-  少なくとも90質量％の金属または金属合金を含有する、少なくとも1つの部品(51)を用意するステップであって、前記部品(51)は、複数の間隙(61)を画定する少なくとも1つの面(59)を有し、前記間隙(61)は、250マイクロメートル以下の最大距離(D)だけ前記面(59)において離隔された、少なくとも2つの対向する縁部(67、69)を備える、ステップと、
-  前記面(59)と接触するコーティング(R)を得るステップであって、前記コーティング(R)は、少なくとも部分的に前記間隙(61)内に位置された第1の層(85)、および前記第1の層(85)に隣接した第2の層(87)を少なくとも備え、前記第1の層(85)は、少なくとも90質量％の金属または金属合金を含み、かつ固相線温度TSAを有する第1の粉末(A)を備え、前記第2の層(87)は、第2の粉末(B)と第3の粉末(C)との混合物を備え、前記第2の粉末(B)および前記第3の粉末(C)は、前記部品(51)をロウ付けまたは充填するのに好適な、それぞれ異なる合金であり、前記第2の粉末(B)は固相線温度TSBを有し、前記第3の粉末(C)は、前記固相線温度TSBよりも厳密に低い固相線温度TSCを有する、ステップと、
-  前記固相線温度TSAよりも厳密に低い一方で、前記固相線温度TSBよりも低く、前記固相線温度TSCよりも厳密に高い加熱温度(TF)で前記部品(51)および前記コーティング(R)を加熱し、少なくとも部分的に前記コーティング(R)を溶融するステップと、
-  前記部品(51)および少なくとも部分的に溶融した前記コーティング(R)を冷却するステップであって、前記部品(51)に付着された固化した残留物(57)を得るステップと
を含む、ロウ付けまたは充填する方法。
【請求項２】
前記第1の粉末(A)は、少なくとも90質量％の、前記部品(51)と同じ金属または同じ金属合金を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第2の粉末(B)は、前記混合物中で混合前の質量比率で、60〜95％の質量比率に相当する、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記第3の粉末(C)は、少なくとも70質量％のニッケルを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記固化した残留物(57)は、前記間隙(61)の中に、0.1〜3mmの深さにわたって延びる、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
-  前記第1の粉末(A)は、150マイクロメートル未満の粒子サイズを有し、
-  前記第2の粉末(B)および前記第3の粉末(C)は、212マイクロメートル未満の粒子サイズを有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記得るステップにおいて、
-  前記第1の層(85)および前記第2の層(87)はそれぞれ、有機バインダを備え、前記有機バインダはそれぞれ、前記第1の層(85)の0.5〜4質量％、および前記第2の層(87)の0.2〜2質量％に相当し、
-  前記第1の層(85)は前記部品(51)に適用され、前記第2の層(87)は前記第1の層(85)に適用される、
請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記部品(51)は熱交換器(1)の少なくとも1つの部分を形成するよう構成され、前記金属シート(58)は、前記金属シート(58)の両側で循環するのに好適な、少なくとも2つの流体(F1、F2)のための複数の循環チャネル(63、65)を画定し、各循環チャネル(63、65)は、前記面(59)の前記間隙(61)のうちの1つを画定する端部を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記固化した残留物(57)は、前記間隙(61)を完全に閉め切る、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第3の粉末(C)は液相線温度TLCを有し、前記加熱温度(TF)は前記液相線温度TLC以上である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記部品(51)は、少なくとも90質量%のステンレス鋼を含有する、請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
前記第2の粉末(B)および前記第3の粉末(C)の前記合金のうちの少なくとも一方はニッケル合金である、請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
前記得るステップにおいて、
-  前記第2の層(87)は、前記第1の層(85)によって覆われていない前記部品(51)を少なくとも部分的に覆い、
-  前記コーティング(R)は、0.1〜6バールの圧力下で圧縮される、
請求項8に記載の方法。
【請求項１４】
前記部品(51)は、蛇腹に折畳まれた少なくとも1枚の金属シート(58)を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１５】
熱交換器(1)であって、
-  ステンレス鋼から作られた少なくとも1つの部品(51)であって、前記部品は、複数の間隙(61)を画定する少なくとも1つの面(59)を含み、前記間隙(61)は、250μm以下の最大距離(D)だけ離隔された、少なくとも2つの対向する縁部(67、69)を含み、前記金属シート(58)は、前記金属シート(58)の両側で循環するよう意図された、少なくとも2つの流体(F1、F2)のための複数の循環チャネル(63、65)を画定し、各循環チャネル(63、65)は、前記面(59)の前記間隙(61)のうちの1つを画定する端部を含む、少なくとも1つの部品(51)と、
-  前記部品(51)に付着され、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる、少なくとも1つの固化した残留物(57)と
を備える、熱交換器(1)。
【請求項１６】
前記部品(51)は、蛇腹に折畳まれた少なくとも1枚の金属シート(58)を含む、請求項15に記載の熱交換器(1)。
【国際調査報告】
2020521640.tif 000008
2020521640.tif 000009
2020521640.tif 000010
2020521640.tif 000011