CN103702791A - 用于热交换器的钎焊方法和相应的管和热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钎焊热交换器的管（1）的方法，包括下面的步骤：-折叠金属带（11）以形成至少一个管，-在所述管（1）内提供扰动插件（7），其具有大致小于或等于150μm的厚度，其中所述金属带（11）和/或所述插件（7）包括位于至少一个要被钎焊的表面上的镀层，从而镀层的体积对要被钎焊的体积的比例大致高于或等于基于所述插件（7）和所述管（1）之间的平均间隙的预定阈值，和-钎焊所述管（1）和所述插件（7）。本发明还涉及根据该方法获得的管，和包括这种管（1）的阵列的热交换器。

Description

用于热交换器的钎焊方法和相应的管和热交换器
技术领域
本发明涉及用于热交换器的钎焊方法，该加热器特别用于机动车辆，以及由此获得管和热交换器。
本发明涉及热交换器的领域，特别是用于机动车辆。
背景技术
通常，热交换器传统地包括管的芯部和被形成管芯的管的端部横断且被流体分配壳体的盖体加盖的两个收集器板。插件还可被设置在所述芯部的管之间以改善热交换。
在通过钎焊组装的加热器的情况下，所有部件被组装且然后被在适当的炉子中钎焊以制造热交换器。
钎焊被以钎焊填料金属执行，最常用的是以电镀的形式制造。
作为一般规律，用在钎焊热交换器中的管由不容易氧化的金属材料制造，例如铝或铝合金。
钎焊的热交换器是已知的，其中形成芯部的该加热器的管被挤压以限定用于流体流动的多个循环通道。但是，该方案成本较高。
根据另一已知方案，扰动插件或翅片，例如皱褶状的，被布置在形成热交换器的芯部的管内，以增加热交换表面和由此改善热交换器的性能。
包括两个部分的这种管的密封由此难于实现。在钎焊过程中，必须确保钎焊在插件和管之间的所有接触点处都是正确的。
实际上，在插件的皱褶顶部和管的内表面之间不存在钎焊的情况下，管的机械强度受到损害且管在压力下可过早破裂。
发明内容
本发明的目的是要通过以更低成本确保加空气热器管的内部中的表面的正确钎焊来克服现有技术的这些缺点。
为此，本发明的目标是一种用于至少第一和第二流体之间的热交换的热交换器的钎焊方法，所述加热器包括用于所述第一流体流动的管的芯部，该方法包括下面的步骤：
-折叠金属带以形成至少一个管，
-在所述管内提供扰动插件，其具有大致小于或等于150μm的厚度，和
-所述金属带和/或所述插件包括位于至少一个要被钎焊的表面上的镀层，从而镀层的体积对要被钎焊的体积的比例大致高于或等于基于所述插件和所述管之间的平均间隙的预定阈值和
-钎焊所述管和所述插件。
所述方法还可包括一个或多个单独或组合的以下特征，
-所述阈值对于管和插件之间的0.05mm量级的平均间隙大致为1.5量级；
-所述阈值对于管和插件之间的0.05mm量级的平均间隙大致为1.75量级；
-所述插件包括镀层；
-所述管的内表面包括镀层；
-所述方法包括下面的步骤：
·制备多个管，该管包括位于所述管的外侧上的至少一个要被钎焊的表面上的镀层；
·通过插入用于扰动所述管之间的所述第二流体的流动的翼片而堆叠多个管，和
-镀层被布置在所述管的外表面上；
-镀层被布置在所述管的外表面上和内表面上。
本发明还涉及通过折叠金属带形成的热交换器，其特征在于，其被根据上述钎焊方法钎焊。
根据一个实施例，所述金属带包括铝。
本发明还涉及特别用于机动车辆的热交换器，其包括管的芯部，其特征在于，其根据如上所述的方法钎焊。
附图说明
通过阅读示例性地且非限制性地给出的下面的说明，其根据附图，本发明的其它特征和优点将变得清楚，其中：
图1部分地且示意性地示出了热交换器；
图2是图1中的加热器的管的横截面视图；且
图3示意性地示出了用于形成图2中的管的金属带。
在这些附图中，基本相同的元件具有相同的标记。
具体实施方式
本发明涉及适用于钎焊热交换器中的管1的钎焊方法。
用于机动车辆的空调冷凝器可被做为热交换器的例子提及。在该情况下，热交换发生于第一流体（例如制冷剂）和第二冷却剂（例如羟乙酸盐水）之间。
如图1中部分地示出，热交换器1传统地包括多个径向管1，其安装在两个分配壳体之间，第一流体在其内部循环，通过相对于管1横向地定位且具有孔（这里未示出）的收集器板5(部分地且示意性地示出）来接收这些管1的端部。
扰动插件或翅片7（图2），例如大致皱褶状形式，被布置在管1的内侧，由此通过增加交换表面来扰动第一流体的流动。这些插件例如被在它们的皱褶的顶部7a的水平处钎焊至管1，例如在插件7b的端部的水平处。
通过管1中的所述插件7的存在产生的扰动利于两种流体之间的热交换。
这些插件7被以小的厚度制造，也就是说大致小于150μm，以降低成本。根据优选实施例，插件7具有100μm量级的厚度。
这些插件7对于本领域技术人员是已知的且不在该文档中详述。
管1可通过翼片9（图1）彼此分开，例如皱褶状的翼片，第二流体通过该翼片以使得与第一流体发生热交换。在所示的实例中这些翼片9被相对于管1的纵向轴线横向地布置。
现在参考图2，其示出了这种加热器3的管1的横截面视图。
管1由折叠的钎焊金属带11制造。这杯称为“折叠管”。
所述金属带11（图3）优选地由铝或铝合金制造。
金属带11例如为大致矩形形状，且包括称为外面13的第一面和平行于外面13且与其相对的称为内面15的第二面。术语“内”和“外”被相对于折叠管1的内部和外部定义。形成管的金属带11被在要钎焊的至少一个表面上设置有镀层。换句话说，建议的是，金属带11包括至少布置在要钎焊的区域的水平处的一个镀层。
一个实施例提出，一旦管已被组装，要钎焊的表面应位于所述管内侧。
根据图2中示出的实例，形成的管1具有基本上为“B”形式的横截面。当然，可提出其它横截面。
所示的管1的“B”形横截面具有两个并置的平行通道17a和17b，用于流体的循环且被形成支架的分隔件19分开。。
为了形成这种管1，金属带11被自身反折，以形成两个并置平行通道17a和17b的封套。更具体地，金属带11被折叠，从而内面15限定两个通道17a、17b。
分隔件19例如通过将金属带11的两个相对边缘11a和11b（例如带11的纵向边缘）折叠大致90°形成。这些折叠边缘11a、11b然后被彼此背对背折叠以共同形成分隔件19。边缘11a的水平处的外面13由此面对相对边缘11b的水平处的外面13。
由此，一旦带11被折叠，带11的外面13形成由此形成的管1的外表面21，且带11的内面15形成由此形成的管1的内表面23。
此外，折叠管1的外表面21具有两个大的相对外面21a、21b，其通过两个小的侧面21c和21d连接在一起，例如大致向内弯曲。
由此获得的管1然后可被与插件7和皱褶状翼片9组装，以形成可被钎焊的芯部。
实际上，通过这种热交换器3被连接在一起的各种金属组件被首先组装，它们的连接然后通过它们通过钎焊炉而被确定。
由此可以在单个操作中形成包括大量管1的交换芯部、管1的扰动翅片7、和可能的话在每种情况下位于两个连续的管1之间翼片9的的钎焊。
更准确地，在组装过程中：
-管1被通过折叠金属带11而形成；
-插件7被布置在管1内侧；
-管1被与收集器板5的孔关联地接合，安装在该板上的是热交换器的端部处的分配壳体；
-翼片9可被安装在堆叠的管1之间；且
-整体通过钎焊被最终组装。
钎焊传统地通过使用钎焊填料金属而发生，且为了改善该钎焊方法，还可能使用钎焊剂，例如以受控状况下膏体的形式施加，所述膏体分解要被组装的部件的表面上自然形成的氧化层且浸润后续要被钎焊的部件，由此允许钎焊填料金属被分布在接触表面上。
钎焊填料金属最见的是通过镀层形成。为了电镀的目的，填料金属具有比形成管1的本体的金属（例如铝）的熔点低的熔解温度。这里，镀层被直接布置在用于形成管的金属带11上。
就管1的外侧上的表面的钎焊来说，也就是说在管1的外表面21和交错的翼片9之间，可能一个镀层布置在要被施加的金属带11上，从而所述层被布置在管1的外表面21上和/或翼片9上。
但是，在管1的外表面21上没有镀层的构造必然要求带镀层的翼片9，其涉及附加的成本。由此，镀层优选地布置在每个管21的外表面21上。
就管1内侧的表面的钎焊而言，也就是说插件7的峰顶7a的钎焊，例如管1的内表面23上的插件7的端部7b的钎焊，镀层可被唯一地布置插件7的要被钎焊的表面上，或作为一种变式，布置在插件7上且布置在管1的内表面23上。
在管1的外表面23上没有镀层的构造中，带镀层的插件7具有较大的厚度，其增加成本。由此，镀层优选地类似地布置在每个管1的内表面23上。
管1的内表面23以及外表面21由此在钎焊方法的过程中被有利地电镀。
而且，镀层的厚度被标准化。实际上，插件7上的镀层的厚度是插件的材料厚度的10至15%的量级。类似地，管1的内表面23上的镀层的厚度由一标准限定，且该极限是管1的金属厚度的12.5至15%的量级。
为了确保管1的内部的正确钎焊，必须相对于管1内要被钎焊的体积具有足够的镀层体积，该比率被称为BCR，来自于英语“Brazing ConfidentRation”（见公式（1））：
BCR=镀层的体积/要被钎焊的体积 （1）
如果该比率不足且由此低于预定阈值，相对于要被钎焊的区域的电镀质量将不足以确保管1的内表面23上的插件7的所有叠层的钎焊。
例如，为了确定要被钎焊的体积，要被钎焊的总长度被限定且其然后被乘以管1的内表面23和要被钎焊的插件7的表面之间的平均间隙。该平均间隙例如为0.05mm的量级。
申请人已经确定，对于0.05mm量级的这种间隙了，正确的钎焊是通过高于或等于1.5（且特别高于或等于1.75）的BCR比率获得。
实际上，对于管1和插件7之间的0.05mm量级的平均间隙的1.4量级的BCR比率，申请人已经确定插件7的所有叠层未正确地钎焊至管1的内表面23。但是，当叠层没有钎焊至管1的内表面23时，管1的机械强度被破坏。
对于具有相对较小厚度的插件7，例如小于150μm或100μm量级，如前所述，用于管1和插件7之间0.05的平均间隙的大于或等于阈值1.75的BCR比率使得可以确保管1的内表面上的插件7的叠层的正确钎焊。
由此，通过确保，镀层的体积对要被钎焊的体积的BCR比率高于根据管1和封顶7a之间的平均间隙的预定阈值，该钎焊方法规定镀层布置在封顶7a且可能端部7b的水平处的插件7上，和/或管1的内表面23上。
而且，应注意，在钎焊后，可以基于管1内的镀层残余量和基于插件7和管1的内表面23之间的接缝的水平处具有的镀层量，确定用于钎焊的镀层的体积。
由此通过该方法以低成本获得一种热交换器，其具有称为折叠管的管1且其扰动翅片7较细，同时确保了管1的内表面23上的扰动翅片7的所有叠层之间的接触。

Claims (11)

1.一种用于至少第一和第二流体之间的热交换的热交换器（3）的钎焊方法，所述加热器包括用于所述第一流体流动的管（1）的芯部，其特征在于，所述方法包括下面的步骤：
-折叠金属带以形成至少一个管，
-在所述管内提供扰动插件，该插件具有大致小于或等于150μm的厚度，和
-所述金属带和/或所述插件包括位于至少一个要被钎焊的表面上的镀层，从而镀层的体积对要被钎焊的体积的比例大致高于或等于基于所述插件和所述管之间的平均间隙的预定阈值，和
-钎焊所述管和所述插件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值对于管（1）和插件（7）之间的0.05mm量级的平均间隙大致为1.5的量级。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值对于管（1）和插件（7）之间的0.05mm量级的平均间隙大致为1.75的量级。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述镀层被布置在所述插件(7)上。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述镀层被布置在所述管（1）的内表面（23）上。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，其包括下面的步骤：
-制备多个管，该管包括位于所述管（1）的外侧上的至少一个要被钎焊的表面上的镀层；
-通过插入用于扰动所述管（1）之间的所述第二流体的流动的翼片（9）而堆叠多个管（1）。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，镀层被布置在所述管（1）的外表面（21）上。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，镀层被布置在所述管（1）的内表面（23）上和外表面（21）上。
9.一种通过折叠金属带形成的热交换器，其特征在于，其被根据对应于前述权利要求中任一项所述的钎焊方法钎焊。
10.如权利要求9所述的管，其特征在于，所述金属带包括铝。
11.一种热交换器，特别用于机动车辆，包括管（1）的芯部，其特征在于，其被根据前述权利要求中任一项所述的钎焊方法钎焊。
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