CN1711370A - 热交换器、热交换器管部件、热交换器散热片部件以及制造热交换器的方法 - Google Patents

热交换器、热交换器管部件、热交换器散热片部件以及制造热交换器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热交换器。假设热交换器的每个制冷剂管53在其周向的表面层部分53a具有电势A，在管53的除了该表面层部分53a之外的核心53b具有电势B，每个散热片54具有电势C，在管53和散热片54之间的钎焊部分处形成的焊脚59具有电势D。则这些电势之间的关系为A≤C≤D＜B。制冷剂管53的周向的表面层部分53a的电势A为－850到－800mV，管53的核心53b的电势B为－710到－670mV，散热片54的电势C为－850到－800mV，并且焊脚59的电势D为－850到－800mV。

Description

热交换器、热交换器管部件、热交换器散热片部件 以及制造热交换器的方法
相关申请的交叉参考
本申请是根据35U.S.C.§111(a)提交的申请，且根据35U.S.C.§119(e)(1)要求临时申请No.60/428923的申请日利益，该临时申请是根据35U.S.C.§111(b)于2002年11月26日提交的。
技术领域
本发明涉及热交换器，例如使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置的冷凝器或蒸发器，使用CO2制冷剂的汽车空调装置的气体冷却器或蒸发器，汽车机油冷却器和汽车散热器，热交换器管部件，热交换器散热片部件和用于制造该热交换器的方法。
本文及所附权利要求中所使用的术语“电势”是指使用饱和甘汞电极在pH值为3的5wt.％NaCl水溶液中测量的电势。当然，代表金属的原子符号不包括该金属的合金。
背景技术
已知的例如使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置包括一对平行设置并且彼此间隔开的集管，其相对端连接在该集管上的平行的扁平热交换管，以及设置在每对相邻热交换管之间的空气通道间隙内并(硬)钎焊到该对热交换管上的波状散热片。冷凝器可这样制成：准备铝或铝合金(下文中称为“铝”，其包括铝和铝合金)制成的集管部件、铝制管部件和由钎焊板材构成的散热片部件，该钎焊板材包含铝制核心(core)和覆盖该核心的各个相对表面的铝制硬钎料覆层，与此同时钎焊该集管部件、管部件和散热片部件。
对于上述冷凝器，需要防止热交换管点蚀以便防止制冷剂从管中泄漏。
为了防止热交换管点蚀，已有人提出这样的热交换器，其中使散热片和在热交换管和散热片之间的钎焊部分形成的焊脚具有基本电势，并且使焊脚、散热片和热交换管的电势以此为顺序逐渐更高(见出版物JP-A No.1998-81931)。
对于这种热交换器，焊脚的牺牲腐蚀作用可防止热交换管被点蚀，还可防止散热片被腐蚀。
但是，在上述出版物所公开的热交换器中，经受牺牲腐蚀的焊脚会使散热片与热交换管分离，从而会带来削弱热交换管和散热片之间的热交换从而降低热交换效率的问题。
本发明的一个目的是克服上述问题，并提供一种可防止散热片与热交换管分离的热交换器。
发明内容
本发明提供一种热交换器，其包括热交换管和散热片，每个散热片都钎焊到该热交换管上，其中假设每个热交换管在其外周向的一表面层部分具有电势A，在该热交换管的除了该表面层部分之外的部分具有电势B，每个散热片均具有电势C，且在该热交换管和散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚具有电势D，则这些电势关系为A≤C≤D＜B。
本发明的热交换器的电势的关系为A≤C≤D＜B。这表明电势C等于电势A或比电势A高，电势D等于电势C或比电势C高，电势B比电势D高。对于本发明的热交换器，术语“热交换管的外周向的表面层部分”是指例如从最外部表面到0.15mm的深度的该管的部分。
对于本发明的热交换器，当然可防止热交换管被点蚀，并抑制散热片与热交换管分离。这使得该热交换器可在较长时间内保持其热交换性能。
本发明的热交换器可具有以下电势。热交换管的外周向的表面层部分的电势A：-850mV到-800mV，热交换管的除了该表面层部分之外的部分的电势B：-710mV到-670mV，散热片的电势C：-850mV到-800mV，热交换管和散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚的电势D：-850mV到-800mV。
对于本发明的热交换器，热交换管的外周向的表面层部分可由以下铝铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.6％的铜、0.1到0.4％的锰、以及1.0到7.0％的锌，其余为铝和不可避免的杂质；热交换管的除了该表面层部分之外的部分可由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.6％的铜、0.1到0.4％的锰，其余为铝和不可避免的杂质；散热片可由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.9到2.8％的锌、1.0到1.5％的锰和最多0.15％的铜，其余为铝和不可避免的杂质；在热交换管和散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚可由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.1到0.4％的铜、0.05到0.3％的锰和最多5％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。该焊脚中所述锌的含量包括0％。由于热交换管通过包含硅的钎焊材料钎焊到散热片上，因此在热交换管和散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚当然包含硅。该硅对本发明的热交换器没有影响，因此文中没有提到硅的含量。顺便提及，焊脚中的硅含量按质量计算通常约3.0％到约13.0％。
优选地，热交换管的外周向的表面层部分由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.5％的铜、0.1到0.3％的锰、2.0到3.0％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。
优选地，热交换管的除了该表面层部分之外的部分由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.5％的铜、0.1到0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
优选地，散热片由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算2.0到2.5％的锌、1.1到1.3％的锰和最多0.1％的铜，其余为铝和不可避免的杂质。散热片中所述铜的含量包括0％。
优选地，在热交换管和散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.2到0.3％的铜、0.1到0.2％的锰和最多3％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。该焊脚中的所述锌含量包括0％。
本发明提供一种热交换器管部件，该热交换器管部件用于制造包括热交换管和均钎焊到该热交换管上的散热片的热交换器，该管部件包括管部件主体和在该管部件主体的整个外周向表面上形成的2到8g/m2的锌喷镀层，该管部件主体由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.6％的铜和0.1到0.4％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
对于本发明的热交换器管部件，该管部件主体优选地由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.5％的铜和0.1到0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。该锌喷镀层优选地形成为2到6g/m2。
本发明提供一种热交换器散热片部件，该部件用于制造包括热交换管和均钎焊到该热交换管上的散热片的热交换器，该散热片部件包括核心和覆盖该核心的至少一个表面的覆层，该核心由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.9到2.8％的锌和1.0到1.5％的锰，其余为铝和不可避免的杂质；该覆层由以下铝合金硬钎料制成：该铝合金硬钎料包含按质量计算0.1到0.4％的铜和0.1到0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
对于本发明的热交换器散热片部件，该核心优选地由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算2.3到2.7％的锌和1.1到1.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。该覆层优选地由以下铝合金硬钎料制成：该铝合金硬钎料包含按质量计算0.1到0.3％的铜和0.1到0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。该覆层优选地以8到12％，更优选地以9到11％的复合层厚度比设置在该核心的一个表面上。
通过将上述管部件钎焊到上述散热片部件上，可制成体现本发明的具有上述优点的热交换器。
本发明提供一种具有包括压缩机、冷凝器和蒸发器并适于使用含氯氟烃制冷剂的空调装置的车辆，该冷凝器包括上述热交换器。
本发明提供另一种具有包括压缩机、冷凝器和蒸发器并适于使用含氯氟烃制冷剂的空调装置的车辆，该蒸发器包括上述热交换器。
附图说明
图1是用于汽车空调装置的根据本发明的冷凝器的透视图。
图2是示出图1的冷凝器的制冷剂管和波状散热片的钎焊部分的放大剖视图。
图3是示出在制造冷凝器的过程中在被钎焊之前的管部件和散热片部件的放大剖视图。
图4是示出用于汽车空调装置的根据本发明的蒸发器的整体结构的部分剖开透视图。
图5是示出相同蒸发器的部分省略的垂直剖视图。
图6是蒸发器的制冷剂进口-出口室的分解透视图。
图7是蒸发器的制冷剂回流室的分解透视图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。
图1示出一用于汽车空调装置的根据本发明的冷凝器，图2以放大的比例示出在制冷剂管和波状散热片之间的钎焊部分。图3示出用于制造该冷凝器的方法。
参照图1，用于其中使用含氯氟烃制冷剂的车辆空调装置的冷凝器50包括一对平行地设置并且彼此间隔开的集管51、52，由铝制压出型材(extrudate)制成且每个均在其相对端连接到两个集管51、52上的平行的扁平制冷剂管53(热交换管)，每个均设置在该相邻制冷剂管53之间的空气通道间隙内并且钎焊到该相邻管53上的波状铝制散热片54，一连接在第一集管51的周向壁的上端的进口管55，一连接在第二集管52的周向壁的下端的出口管56，设置在第一集管51内并位于该集管中部之上的第一隔板57，以及设置在第二集管52内并位于该集管中部之下的第二隔板58。将要使用的制冷剂管可以是电阻焊接管。
位于进口管55和第一隔板57之间的制冷剂管53的数量、位于第一隔板57和第二隔板58之间的制冷剂管53的数量，以及位于第二隔板58和出口管56之间的制冷剂管53的数量从上到下减小，以提供通道组。以气态流入进口管55的制冷剂在以液态从出口管56流出之前，曲折地流过冷凝器中的通道组单元。
参照图2，假设每个制冷剂管53在表面层部分53a具有电势A，该表面层部分53a是从制冷剂管的外周向的最外部表面到(距离该表面)深度d(＝0.15mm)处，并且在管53的除了该表面层部分53a之外的部分53b(下文中被称为“核心”)具有电势B，每个波状散热片54均具有电势C，在该制冷剂管53和散热片54之间的钎焊部分处形成的焊脚59具有电势D。这些电势之间的关系为A≤C≤D＜B。更具体地，制冷剂管53的外周向的表面层部分53a的电势A是-850到-800mV，管53的核心53b的电势B是-710到-670mV，波状散热片54的电势C为-850到-800mV，焊脚59的电势D为-850到-800mV。当这些电势A到D的关系为A≤C≤D＜B并且处于以下范围内时，即电势A是从-850到-800mV，电势B是从-710到-670mV，电势C是从-850到-800mV，并且电势D是从-850到-800mV，可防止制冷剂管53被点蚀，并且可防止焊脚59被显著腐蚀，从而减少波状散热片54与管53的分离。
对于上述冷凝管，制冷剂管53的外周向的表面层部分53a由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.6％的铜、0.1到0.4％的锰、1.0到7.0％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。管53的核心53b由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.3到0.6％的铜、0.1到0.4％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
制冷剂管53的外周向的表面层部分53a中的锌的作用是使该表面层部分53a的电势较低，以使该部分与核心53b之间的电势差增加，从而表面层部分53a的牺牲腐蚀可使管53耐点蚀能力提高。如果锌含量按质量计算小于1.0％，则该金属不能产生上述作用，从而不能确保管53的抗点蚀性。当锌含量按质量计算超过7.0％时，表面层部分53a会受到过度腐蚀，从而产生白色粉末或使得波状散热片54分离。因此，表面层部分53a的锌含量按质量计算应为1.0到7.0％，优选地为2.0到3.0％。该部分53a的铜含量优选地按质量计算为0.3到0.5％，并且其锰含量优选地按质量计算为0.1到0.3％。
制冷剂管53的核心53b中的铜的作用是使该核心53b具有高电势，以增加该核心和表面层部分53a之间的电势差，从而表面层部分53a的牺牲腐蚀可使管53的耐点蚀能力提高。如果铜含量按质量计算小于0.3％，则该金属不能产生上述作用，从而不能确保管53抗点蚀。当铜含量按质量计算超过0.6％时，则作为比铝惰性高的金属的铜的存在使得铝可以进行牺牲腐蚀，从而导致(该核心)自身耐蚀性降低。因此，核心53b的铜含量按质量计算应为0.3到0.6％，优选地为0.3到0.5％。与铜类似，核心53b中的锰的作用是使该核心53b具有高电势，以增加该核心和表面层部分53a之间的电势差，从而表面层部分53a的牺牲腐蚀可使管53耐点蚀能力提高。如果锰含量按质量计算小于0.1％，则该金属不能产生上述效果，从而不能确保管53耐点蚀。当锰含量按质量计算超过0.4％时，则不能满意地压出制冷剂管53。因此，核心53b的锰含量按质量计算应为0.1到0.4％，优选地为0.1到0.3％。
波纹散热片54由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.9到2.8％的锌、1.0到1.5％的锰和最多0.15％的铜，其余为铝和不可避免的杂质。
波纹散热片54中的锌的作用是使散热片54具有接近管53的表面层部分53a或焊脚59的电势的基本电势。如果锌含量按质量计算小于0.9％，则该散热片54具有高电势，这样焊脚59会受到牺牲腐蚀并使散热片54分离。按质量计算超过2.8％的锌含量使散热片具有基本电势，这会使得散热片54较早地受到腐蚀，从而导致热交换性能降低。因此，波状散热片54的锌含量按质量计算应为0.9到2.8％，优选地为2.0到2.5％。散热片54中的锰的作用是确保散热片54的自身强度。当锰含量按质量计算小于1.0％时，散热片54的强度不够并且容易变形。按质量计算超过1.5％的锰含量会使散热片54的强度过高，这会使散热片材料不容易成形。因此，波状散热片54的锰含量按质量计算应该为1.0到1.5％，优选地为1.1到1.3％。散热片54中的铜会降低所述管53的自我腐蚀特性，并使散热片54的电势过分高，从而促进焊脚59的腐蚀，因此，铜含量按质量计算最高为0.15％，优选地最高为0.1％。
在制冷剂管53和波状散热片54之间的钎焊部分处形成的焊脚59由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.1到0.4％的铜、0.05到0.3％的锰和最多5％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。焊脚59中的铜的作用是使焊脚59具有接近管53的表面层部分53a和波状散热片54的电势的高电势，并防止散热片54分离。如果铜含量按质量计算小于0.1％，则不能使焊脚59的电势足够高，从而焊脚59的腐蚀会使散热片54分离。如果铜含量按质量计算高于0.4％，则上述的其自身耐蚀性会降低。因此，焊脚59的铜含量按质量计算应该为0.1到0.4％，优选地为0.2到0.3％。与铜类似，焊脚59中的锰的作用是使焊脚59具有接近该管53的表面层部分53a和波状散热片54的电势的高电势，并且防止散热片54分离。如果锰含量按质量计算小于0.05％，则不能完全得到焊脚59的上述效果。如果锰含量按质量计算高于0.3％，则焊脚59的上述自身耐蚀性降低。因此，焊脚59中的锰含量按质量计算应该为0.05到0.3％，优选地为0.1到0.2％。因为焊脚59中的锌使焊脚59具有基本电势以促进焊脚59的腐蚀并使散热片54分离，因此锌含量按质量计算最高应为5％，优选地最高为3％。如下文中将说明的，使用包含硅的硬钎焊材料将热交换管53钎焊到散热片54上，因此焊脚59当然包含硅。该硅对冷凝器50的耐蚀性没有影响，因此不会详细涉及硅含量。顺便提及，焊脚59的硅含量按质量计算通常为大约3.0％到大约13.0％。
因为制冷剂管53的表面层部分53a和核心53b、波状散热片54和焊脚59由具有上述成分的各种合金制成，所以表面层部分53a的电势A、核心53b的电势B、波状散热片54的电势C和焊脚59的电势D之间的关系为A≤C≤D＜B，并且电势A是在从-850到-800mV的范围内，电势B是在从-710到-670mV的范围内，电势C是在从-850到-800mV的范围内，电势D是在从-850到-800mV的范围内。
通过以下方式制造冷凝器50。
首先准备多个制冷剂管部件60(热交换器管部件)，多个波状散热片部件61和一对铝制集管部件(未示出)，每个集管部件均具有数量与管部件60的数量相等的管部件插入孔。
如图3所示，制冷剂管部件60包括由铝制压出型材制成的管状主体60a，以及在该管状主体60a的整个外周向表面上形成的2到8g/m2的锌喷镀层60b，该铝制压出型材是由以下铝合金制备的：该铝合金包含按质量计算0.3到0.6％的铜和0.1到0.4％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
管状主体60a中的铜的作用是使所制造的冷凝器50的制冷剂管53的核心53b具有高电势，以增加该核心和表面层部分53a之间的电势差，从而该表面层部分53a的牺牲腐蚀可使管53的耐点蚀能力提高。但是，如果铜含量按质量计算小于0.3％，则该金属不能产生上述作用，并且不能确保由制冷剂管部件60制成的管53的耐点蚀性。当铜含量按质量计算超过0.6％时，由管部件60制成的制冷剂管53的自身耐蚀性会降低。因此，管状主体60a的铜含量按质量计算应为0.3到0.6％，并且优选地为0.3到0.5％。管状主体60a中的锰的作用是使要制造的冷凝器50的制冷剂管53的核心53b具有高电势，以增加该核心和表面层部分53a之间的电势差，从而该表面层部分53a的牺牲腐蚀可使管53的耐点蚀能力提高。如果锰含量按质量计算小于0.1％，则该金属不能产生上述作用，并且不能确保管53的耐点蚀性。当锰含量按质量计算超过0.4％时，管状主体60a不能被满意地挤压出。因此，主体60a的锰含量按质量计算应为0.1到0.4％，并且优选地为0.1到0.3％。
锌喷镀层60b中的锌在下文中将说明的钎焊期间扩散到管状主体60a的外周向表面内，其作用是使由制冷剂管部件60制成的制冷剂管53的表面层部分53a具有一基本电势，从而该部分可进行牺牲腐蚀并防止管53被点蚀。但是，如果喷镀层形成为小于2g/m2的量，则不能实现该作用，而如果喷镀层的量超过8g/m2，则锌将扩散到焊脚59内，这样会使焊脚59具有基本电势并使波状散热片54易于与制冷剂管53相分离。因此，锌喷镀层应形成为具有2到8g/m2的量，优选地为2到6g/m2的量。
波状散热片部件61包含核心61a和覆层61b，该核心61a由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算0.9到2.8％的锌、1.0到1.5％的锰和最多0.03％的铜，其余为铝和不可避免的杂质；该覆层61b覆盖核心61a的各相对表面，并由以下铝合金硬钎料制成：该铝合金硬钎料包含按质量计算7.9到9.5％的硅、0.1到0.4％的铜和0.1到0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。覆层61b以8到12％的复合层厚度比设置在核心61a的一个表面上。如果复合层厚度比小于该下限值，则可能该合金硬钎料从覆层61b中熔化出的量不足以将波状散热片部件61钎焊到制冷剂管部件60上。当复合层厚度比超过该上限值时，过量的硬钎料会引起腐蚀。该复合层厚度比优选地为9到11％。
波状散热片部件61的核心61a中的锌的作用是控制要制造的冷凝器50的波状散热片54的电势，使其到达接近该制冷剂管53的表面层部分53a和焊脚59的电势的水平。如果锌含量按质量计算小于0.9％，则会使波状散热片54具有过高的电势，而锌含量按质量计算超过2.8％会降低散热片54的耐蚀性。因此，核心61a的锌含量按质量计算应为0.9到2.8％，并优选地为2.3到2.7％。核心61a中的锰的作用是提高将由散热片部件61制成的波状散热片54的强度，如果锰含量按质量计算小于1.0％，则散热片54的强度会不足。如果锰含量按质量计算超过1.5％，则会难以形成散热片部件61。因此，核心61a的锰含量按质量计算应为1.0到1.5％，并优选地为1.1到1.3％。核心61a中的铜使将由散热片部件61制成并包含在制造的冷凝器50中的波状散热片54具有高电势，并促进焊脚59的牺牲腐蚀和降低散热片54的自身耐蚀性。因此，铜含量按质量计算最多应为0.03％。
散热片部件61的覆层61b包含硅，硅是覆层61b用作钎焊材料所需的元素，并且硅含量按质量计算应为7.9到9.5％。覆层61b中的铜的作用是使焊脚59具有高电势，但是如果铜含量按质量计算小于0.1％则不能实现此作用。铜含量按质量计算超过0.4％会使得晶间腐蚀降低自身耐蚀性。因此，覆层61b的铜含量按质量计算应为0.1到0.4％，并优选地为0.1到0.3％。覆层61b中的锰的作用是使焊脚59具有高电势，但是如果锰含量按质量计算小于0.1％则不能实现此作用。当锰含量按质量计算超过0.3％时，会发生晶间腐蚀而降低自身耐蚀性。因此，覆层61b的锰含量按质量计算应为0.1到0.3％。
然后，将该对集管部件设置成间隔开，将制冷剂管部件60和波状散热片部件61交替地设置，并将管部件60的相对端插入集管部件的管部件插入孔中。此后，将氟化物熔剂(具有类似于氟化钾和氟化铝的共晶成分的成分)涂覆在这些部件上。将所得到的组件在氮气气氛下加热到预定温度，从而利用集管部件上的钎焊材料层将制冷剂管部件60钎焊到集管部件上，同时利用散热片部件61的覆层61b将每对相邻的制冷剂管部件60钎焊到位于其间的波状散热片部件61上。这样，可制造出用于车辆空调装置的冷凝器50。
该冷凝器连同压缩机和蒸发器可提供其中使用含氯氟烃制冷剂的制冷循环，并且安装在车辆例如汽车上。
下面将参照具体示例和比较示例来说明本发明。
示例1
通过将具有表1所示成分的合金挤压成管状主体60a，并在该主体60a的整个外周向表面上形成量为4g/m2的锌喷镀层60b，来生产每个制冷剂管部件60。还生产出波状散热片部件61，每个散热片部件包括一核心61a和一覆盖核心61a的各相对表面的覆层61b，该核心和覆层具有如表2所示的相应成分。在波状散热片部件61中，在核心61a的一个表面上的覆层61b的复合层厚度比为10％。还准备合适的集管部件。
表1
 示例                                    成分(质量％)
  铝   铜   锰   硅   铁   镁   铬   锌   钛
 示例1   其余成分   0.49   0.29   0.06   0.15   0.01   ＜0.01   0.01   0.01
 比较示例1   其余成分   0.15   0.02   0.10   0.21   0.01   ＜0.01   ＜0.01   0.01
 比较示例2   其余成分   0.40   0.19   0.05   0.17   0.01   0.01   0.01   0.01
                                                    表2
  成分(质量％)
  铝   硅   铁   铜   锰   镁   锌   钛
  示例1   核心   其余成分   0.35   0.17   ＜0.01   1.2   ＜0.01   1.1   ＜0.01
  覆层   其余成分   8.8   0.16   0.3   0.1   ＜0.01   0.02   ＜0.01
  比较示例1   核心   其余成分   0.35   0.20   ＜0.01   1.2   ＜0.01   1.2   ＜0.01
  覆层   其余成分   8.9   0.20   ＜0.01   ＜0.01   ＜0.01   1.2   ＜0.01
  比较示例2   核心   其余成分   0.36   0.18   ＜0.01   1.2   ＜0.01   1.1   ＜0.01
  覆层   其余成分   8.8   0.19   ＜0.01   0.01   ＜0.01   ＜0.01   0.01
随后，以和上述实施例相同的方式组装制冷剂管部件60、波状散热片61和集管部件，将氟化物熔剂(具有类似于氟化钾和氟化铝的共晶成分的成分)涂覆在这些部件上，并将所得到的组件在氮气气氛下加热到预定温度，从而利用集管部件上的钎焊材料层将制冷剂管部件60钎焊到集管部件上，同时利用散热片部件61的覆层61b将每对相邻的制冷剂管部件60钎焊到位于其间的波状散热片部件61上。这样，可制造出用于车辆空调装置的冷凝器50。
表3示出冷凝器50的制冷剂管53的外周向的表面层部分53a的成分和电势，该表面层部分是从该周向表面到0.15mm的深度处，并示出波状散热片54的成分和电势，以及通过钎焊形成的焊脚59的成分和电势。顺便提及，冷凝器50的制冷剂管53的核心53b的成分与表1中所示的钎焊之前的管状主体60a的成分相同，并且电势为-690mV。
                               表3
  成分(质量％)   电势(mV)
  铝   铜   锰   锌
  示例1   管表面层   其余成分   0.49   0.29   1.7   -840
  散热片   其余成分   0.07   1.1   1.1   -840
  焊脚   其余成分   0.30   0.1   2.7   -830
  管核心   其余成分   0.49   0.29   -   -690
  比较示例1   管表面层   其余成分   0.10   ＜0.01   3.0   950
  散热片   其余成分   0.10   1.2   1.1   -900
  焊脚   其余成分   ＜0.01   0.1   3.6   -960
  管核心   其余成分   0.10   0.01   -   -730
  比较示例2   管表面层   其余成分   0.39   0.22   2.2   -830
  散热片   其余成分   0.04   1.1   1.2   -840
  焊脚   其余成分   ＜0.01   0.1   3.9   -920
  管核心   其余成分   0.40   0.23   -   -695
比较示例1
通过将具有表1所示成分的JIS A1100挤压成与示例1中形状相同的管状主体，并在该主体的整个外周向表面上形成量为10g/m2的锌喷镀层，来生产每个制冷剂管部件。还生产出波状散热片部件，每个散热片部件包括一核心和一覆盖该核心的各相对表面的覆层，该核心和覆层具有如表2所示的相应成分。在该波状散热片中，在核心的一个表面上的覆层的复合层厚度比为10％。
随后，使用该管部件、波状散热片部件和合适的集管部件以和示例1中相同的方式制造出用于车辆空调装置的冷凝器。
表3示出所制造的冷凝器的制冷剂管的外周向的表面层部分的成分和电势，该表面层部分是从周向表面到0.15mm的深度处，并示出钎焊之后的波状散热片的成分和电势，以及通过钎焊形成的焊脚的成分和电势。在钎焊之后，该管的除了其表面层部分之外的部分的成分与JIS A1100相同，并且电势为-730mV。
比较示例2
通过将具有表1所示成分的合金挤压成与示例1中形状相同的管状主体，并在该主体的整个外周向表面上形成量为4g/m2的锌喷镀层，来生产每个制冷剂管部件。还生产出波状散热片部件，每个散热片部件包括一核心和一覆盖该核心的各相对表面的覆层，该核心和覆层具有表2所示的相应成分。在该波状散热片中，在核心的一个表面上的覆层的复合层厚度比为10％。
随后，使用该管部件、波状散热片部件和合适的集管部件以和示例1中相同的方式制造出用于车辆空调装置的冷凝器。
表3示出所制造的冷凝器的制冷剂管的外周向的表面层部分的成分和电势，该表面层部分是从周向表面到0.15mm的深度处，并示出在钎焊之后的波状散热片的成分和电势，以及通过钎焊形成的焊脚的成分和电势。在钎焊之后，该管的除了其表面层部分之外的部分的成分与表1中给出的成分相同，并且电势为-690mV。
评价试验
对示例1和比较示例1和2的用于汽车空调装置的冷凝器进行酸性环境腐蚀试验(40天)和盐渍-干燥-加湿-冷却-加热循环试验(168天)。此后，从每个冷凝器中切除一些制冷剂管，并在距离散热片与每个管之间的钎焊接头大约5mm的位置(即，在图2中向上距离管53的上表面5mm的位置)切断波状散热片，以测量相对于散热片和管的钎焊接头的整个长度的仍钎焊到该管上的散热片长度，并确定散热片接头的残留比。结果由表4示出。
                 表4
          散热片接头残留比(％)
  酸性环境试验   盐渍-干燥-加湿-冷却-加热循环试验
 示例1   60-75   85-95
 比较示例1   0-5   0-5
 比较示例2   25-45   50-70
图4到7示出一用于汽车空调装置的根据本发明的蒸发器。在以下的说明中，图4的上侧和下侧以及左侧和右侧将被分别称为“上”、“下”、“左”和“右”，并且在一组热交换管中的每对相邻热交换管之间的空气通道间隙的下游侧(即，由图4中的箭头X指示的方向，以及图5的右侧)将被称为“前”，其相对侧将被称为“后”。
参照图4，用于其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置的蒸发器1包括铝制的制冷剂进口-出口室2和制冷剂回流室3，这些槽垂直地间隔开，并且在两个室2、3之间设有一热交换核心4。
制冷剂进口-出口室2包括一位于前侧(相对于空气流的下游侧)的制冷剂进口集管5，和一位于后侧(相对于空气流的上游侧)的制冷器出口集管6。制冷剂回流室3包括一位于前侧的制冷剂流入集管7和一位于后侧的制冷剂流出集管8。
热交换核心4包括设置成前部组和后部组的多个热交换管组11，即在本实施例中的两个组11，每个热交换管组11包括以一定间隔沿横向，即向左或向右并排设置的多个热交换管9。波状散热片12设置在每个组11的每对相邻热交换管9之间的空气通道间隙内，并设置在左端和右端的每一端的热交换管9的外侧上，并钎焊在这些管上。铝制侧板13设置在左端和右端的每一端的散热片12的外侧上，并钎焊到散热片12上。前部组11的热交换管9的上端和下端分别接合到进口集管5和流入集管7上。后部组11的热交换管9的上端和下端分别接合到出口集管6和流出集管8上。
参照图5和6，制冷剂进口-出口室2包括由铝制钎焊板材制成的板状第一部件14，该第一部件14在其相对侧上具有钎焊材料层并且与热交换管9相连接，覆盖第一部件14的上侧并由形式为铝制压出型材的裸露部件制成的第二部件15，以及分别封闭左端和右端的开口的铝盖16、17。
第一部件14具有前部和后部弯曲部分18，该弯曲部分在其中心向下凸出从而在横截面上形成小曲率圆弧。每个弯曲部分18具有多个向前或向后延伸并且沿横向以一定间隔设置的管插入狭缝19。前部和后部弯曲部分18的对应狭缝19相对于横向方向处于相同位置。前部弯曲部分18的前部边缘和后部弯曲部分18的后部边缘均具有一直立的壁18a，该壁与部分18一体地形成并在部件14的整个长度上延伸。位于这两个弯曲部分18之间的第一部件14的扁平部分21具有多个沿横向以一定间隔设置的通孔22。
第二部件15的横截面通常为m形，其向下开口并包括：横向延伸的前部和后部两个壁23，设置在部件15中央该两个壁23之间的一隔壁24，该隔壁横向延伸并将室2的内部分成前部和后部两个空间，以及两个圆弧壁25，这两个圆弧壁向上凸出并将隔壁24的上端一体地连接到相应的前部和后部壁23的上端。第二部件15的相对的侧边缘，即前部和后部壁23的下部边缘均一体地具有一管保持凸缘26，该凸缘朝集管5或6的内部凸出并朝向第一部件14(向下)，并且在部件15的整个长度上延伸。后部管保持凸缘26的前上部和隔壁24的下端部在部件15的整个长度上通过一分流阻板(flow dividing resistance plate)27一体地互连。板27的除了其左右相对端部之外的后部具有制冷剂通道狭槽28A、28B，这些狭槽以一定间隔沿部件15的纵向设置。隔壁24的下端向下延伸到前部和后部壁23的下端以外，并在其下部边缘一体地设置有多个突出部24a，这些突出部以一定间隔沿部件15的纵向设置并用于安装到第一部件14的相应通孔22内。该突出部24a通过切削隔壁24的特定部分而形成。
盖16、17均可由经过压力加工、锻造或切削的裸露部件制成，并且在其横向内侧上具有凹部，以便安装在第一和第二部件14、15的左端和右端。右盖17具有与进口集管5的内部相连通的制冷剂进入开口17a，和与位于阻板27上方的出口集管6的内部的上部相连通的制冷剂排出开口17b。制冷剂进口-出口部件29钎焊到右盖17上，该部件29由铝制成并具有与进入开口17a相连通的制冷剂进口29a和与排出开口17b相连通的制冷剂出口29b。
第二部件15的突出部24a插入第一部件14的相应通孔22中，然后被卷边，从而使第一部件14的前后直立壁18a的上端紧靠第二部件15的前部和后部壁23的下端，这两个直立壁18a的前后内表面与管保持凸缘26的前后外表面相接触。在此状态下利用第一部件14的钎焊材料层将两个部件14、15互相钎焊在一起。再使用钎焊材料板将两个盖16、17钎焊到第一和第二部件14、15上。这样，制成制冷剂进口-出口室2。位于第二部件15的隔壁24前面的室2的部分用作制冷剂进口集管5，而位于隔壁24后面的该槽的部分用作制冷剂出口集管6。出口集管6被阻板27分成上部和下部空间6a、6b。这两个空间通过制冷剂通道狭槽28A、28B保持相互连通。右盖17的排出开口17b与出口集管6的上部空间6a相连通。
参照图5和7，制冷剂回流室3包括由铝制钎焊板材制成的板状第一部件31，该部件在其相对侧上具有钎焊材料层并且与热交换管9相接合，覆盖该第一部件31的下侧并由形式为铝制压出型材的裸露部件制成的第二部件32，以及分别封闭左端和右端开口的铝盖33。
制冷器回流室3具有一横截面为圆弧的顶面3a，从而在其中央相对于向前或向后方向具有最高部34，并从该最高部34朝前后相对侧逐渐向下延伸。室3的前后侧部分具有凹槽35，该凹槽35从该顶面3a的最高部34的前后相对侧延伸到前后相对侧表面3b，并以一定间隔沿室3的纵向设置。
第一部件31的横截面为圆弧形，其在中部相对于向前或向后方向向上凸出，并且第一部件31具有壁31a，该壁在部件31的整个长度上与部件31的前后相对侧的边缘一体形成并从这些边缘向下延伸。第一部件31的上表面是回流室3的顶面3a，并且向下的壁31a的外表面构成室3的前后侧的表面3b。在第一部件31的前侧和后侧中形成凹槽35，并且该凹槽从中央的最高部34相对于向前或向后的方向延伸到向下的壁31a的下端。在除了位于第一部件31的中央的最高部34之外的前部和后部的每一个中的每对相邻凹槽35之间形成向前或向后延伸的管插入狭缝36。在每对凹槽中的对应的前部和后部管插入狭缝36相对于横向方向的位置相同。相对于向前或向后方向在中央的第一部件31的最高部34具有多个通孔37，这些通孔以一定间隔沿横向形成于其中。通过对铝制钎焊板材进行压力加工，同时形成第一部件31的向下的壁31a、凹槽35、管插入狭缝36和通孔37。
第二部件32的横截面大致为W形，其向上开口，并包含向上向前或向后向外弯曲并横向延伸的前后两个壁38；一设置在部件32中央且在该两个壁38之间的垂直隔壁39，该隔壁39横向延伸并将制冷剂回流室3的内部分成前后两个空间；以及两个壁41，这两个壁将隔壁39的下端一体地连接到相应的前部和后部壁38的下端。第二部件32的前后侧的边缘，即前部和后部壁38的上边缘均一体地设有一管保持凸缘42，该凸缘42朝集管7或8的内部凸出并朝向第一部件31(向上)，并且在部件32的整个长度上延伸。隔壁39的上端向上延伸到凸缘42的上端之外，并在其上边缘一体地设置有多个突出部39a，这些突出部以一定间隔沿横向设置并用于安装到第一部件31的相应通孔37内。在每对相邻突出部39a之间的隔壁39内形成从该上边缘延伸的制冷剂通道切除部39b。突出部39a和切除部39b均通过切除隔壁39的特定部分而形成。
通过挤压一体地形成前后两个壁38、隔壁39、连接壁41和管保持凸缘42，随后通过切削隔壁39形成突出部39a和切除部39b，从而制成第二部件32。
盖33均可由经过压力加工、锻造或切削的裸露部件制成，并且在其横向内侧均具有凹部，以便安装在第一和第二部件31、32的左端和右端上。
第二部件32的突出部39a插入(第一部件31的)相应通孔37中，然后被卷边，从而使第一部件31的前部和后部的向下的壁31a的下端紧靠第二部件32的前部和后部壁38的上端，并且这两个向下的壁31a的前后的内表面与管保持凸缘42的前后的外表面相接触。在此状态下利用第一部件31的钎焊材料层将两个部件31、32互相钎焊在一起。再使用钎焊材料板将两个盖33钎焊到第一和第二部件31、32上。这样，可制造出制冷剂回流室3。位于第二部件32的隔壁39前面的室3的部分用作制冷剂流入集管7，而位于壁39后面的该室的部分用作制冷剂流出集管8。用第一部件31封闭第二部件32的隔壁39中的切除部39b的上端开口，从而形成制冷剂通道孔43。
前部和后部组11的热交换管9由铝制压出型材组成，其宽度较大并且沿向前或向后方向是扁平的，并且每个热交换管在其内部均具有多个在该管的纵向上延伸并平行设置的制冷剂通道。利用制冷剂进口-出口室2的第一部件14的钎焊材料层将每个热交换管9的上端部钎焊到该第一部件14上，并且该管的上端插入该第一部件14的狭缝19，该管的上端面与管保持凸缘26相接触。热交换管9的下端插入制冷剂回流室3的第一部件31的缝隙36，并且该管的下端面与管保持凸缘42支承接触，在此状态下，利用部件31的钎焊材料层将该管的下端部钎焊到该第一部件31上。
由铝制压出型材制成的热交换管9或者可以由铝制电阻焊接管组成，该电阻焊接管中插入有内部散热片以形成多个制冷剂通道。或者，该管可由这样的板制成：该板是通过对在其一侧上覆盖有钎焊材料层的铝制钎焊板材的覆层一侧进行轧制而制备的，并且该板包括两个由一连接部连接的扁平壁形成部，一与每个扁平壁形成部一体地形成并从其与该连接部相对的一个侧边向上凸出的侧壁形成部，以及多个隔壁形成部，该隔壁形成部从每个与其一体形成的扁平壁形成部向上凸出并以一定间隔在该扁平壁形成部的宽度方向上设置。通过在该连接部将该板弯曲成U形，以使侧壁形成部彼此紧靠，并将该板的相对部分相互钎焊在一起以利用该隔壁形成部形成隔壁，从而制造出该热交换管。
波状散热片12是通过使在其相对侧上具有钎焊材料层的铝制钎焊板材成波状而制成的。散热片具有多个放热孔，这些放热孔在连接散热片的脊部与沟槽的部分上形成，并沿向前或向后的方向平行设置。每对对齐的前部和后部热交换管具有共用的同一波状散热片12。散热片12沿向前或向后方向上的宽度大约等于前部组11中的热交换管9的前部边缘到后部组11中的热交换管9的后部边缘的距离。
对于蒸发器1，假设每个热交换管9在其表面层部分具有电势A，该表面层部分是从该管的外周向的最外部表面到深度d(＝0.15mm)处，在该管的除了该表面层部分之外的核心具有电势B，每个波状散热片12均具有电势C，在该热交换管9和散热片12之间的钎焊部分处形成的焊脚具有电势D。则如同上述冷凝器50的情况，这些电势之间的关系为A≤C≤D＜B。因此，这些电势A到D处于以下范围内：电势A是从-850到-800mV，电势B是从-710到-670mV，电势C是从-850到-800mV以及电势D是从-850到-800mV。热交换管9的表面层部分和核心的合金成分以及波状换热片12的合金成分与所述冷凝器50的制冷剂管53和波状散热片54的合金成分相同。在管9和散热片12之间的钎焊部分处形成的焊脚的合金成分也与在冷凝器50的制冷剂管53和散热片54之间的钎焊部分处形成的焊脚59的合金成分相同。
蒸发器1是通过定位搭焊所装配的部件并共同地钎焊所有这些部件而制成的。与用于制造所述冷凝器50的制冷剂管部件60的情况相同，该组件的热交换器管部件均包括一管状主体和一在该管状主体的整个外周向表面上形成的锌喷镀层。该管状主体的合金成分以及锌喷镀层的量与冷凝器50的制冷剂管部件60中的情况相同。与形成所述冷凝器50的波状散热片部件61类似，该组件的波状散热片部件包括一核心和在该核心的每个相对表面上形成的覆层。该核心和该覆层的合金成分以及该覆层的复合层厚度比与冷凝器50的波状散热片部件61中的情况相同。
蒸发器1连同压缩机和冷凝器共同提供其中使用含氯氟烃制冷剂的制冷循环，并且安装在车辆例如汽车中以用于空调装置。
尽管根据上述本发明的两个实施例的热交换器是用作用于车辆例如汽车的空调装置的冷凝器或蒸发器，该空调装置具有压缩机、冷凝器和蒸发器并且其中使用含氯氟烃制冷剂，但是该热交换器也可安装在汽车内用作机油冷却器或散热器。
本发明的热交换器可安装在车辆例如汽车内用作空调装置的气体冷却器或蒸发器，该空调装置具有压缩机、气体冷却器、中间热交换器、膨胀阀和蒸发器，并且其中使用CO2制冷剂。
工业实用性
本发明的热交换器适于例如用作其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置的冷凝器、蒸发器或类似物。本发明的热交换器管部件和热交换散热片部件适于例如用于制造其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置的冷凝器、蒸发器或类似物。

Claims (18)

1.一种热交换器，该热交换器包括热交换管和均钎焊到该热交换管上的散热片，其中假设每个该热交换管在其外周向的一表面层部分具有电势A，在除了该表面层部分之外的部分具有电势B，每个散热片均具有电势C，并且在该热交换管和该散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚具有电势D，则这些电势的关系为A≤C≤D＜B。
2.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该热交换管的外周向的表面层部分的电势A为-850mV到-800mV，该热交换管的除了该表面层部分之外的部分的电势B为-710mV到-670mV，该散热片的电势C为-850mV到-800mV，并且该热交换管和该散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚的电势D为-850mV到-800mV。
3.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该热交换管的外周向的表面层部分由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.3-0.6％的铜、按质量计算为0.1-0.4％的锰和按质量计算为1.0-7.0％的锌，其余为铝和不可避免的杂质；该热交换管的除了该表面层部分之外的部分由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.3-0.6％的铜、按质量计算为0.1-0.4％的锰，其余为铝和不可避免的杂质；该散热片由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.9-2.8％的锌、按质量计算为1.0-1.5％的锰和按质量计算最多为0.15％的铜，其余为铝和不可避免的杂质；并且在该热交换管和该散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.1-0.4％的铜、按质量计算为0.05-0.3％的锰和按质量计算最多为5％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3的热交换器，其特征在于，该热交换管的外周向的表面层部分由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.3-0.5％的铜、按质量计算为0.1-0.3％的锰和按质量计算为2.0-3.0％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。
5.根据权利要求3的热交换器，其特征在于，该热交换管的除了该表面层部分之外的部分由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.3-0.5％的铜和按质量计算为0.1-0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
6.根据权利要求3的热交换器，其特征在于，该散热片由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为2.0-2.5％的锌、按质量计算为1.1-1.3％的锰和按质量计算最多为0.1％的铜，其余为铝和不可避免的杂质。
7.根据权利要求3的热交换器，其特征在于，在该热交换管和该散热片之间的钎焊部分处形成的焊脚由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.2-0.3％的铜、按质量计算为0.1-0.2％的锰和按质量计算最多为3％的锌，其余为铝和不可避免的杂质。
8.一种热交换器管部件，该管部件用于制造包含热交换管和均钎焊到该热交换管上的散热片的热交换器，该管部件包括一管部件主体和在该管部件主体的整个外周向表面上形成的2-8g/m2的锌喷镀层，该管部件主体由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.3-0.6％的铜和按质量计算为0.1-0.4％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
9.根据权利要求8的热交换器管部件，其特征在于，该管部件主体由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.3-0.5％的铜和按质量计算为0.1-0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
10.根据权利要求8的热交换器管部件，其特征在于，该锌喷镀层形成为2-6g/m2的量。
11.一种热交换器散热片部件，该散热片部件用于制造包括热交换管和均钎焊到该热交换管上的散热片的热交换器，该散热片部件包括一核心和一覆盖该核心的至少一个表面的覆层，该核心由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为0.9-2.8％的锌和按质量计算为1.0-1.5％的锰，其余为铝和不可避免的杂质，该覆层由以下铝合金硬钎料制成：该铝合金硬钎料包含按质量计算为0.1-0.4％的铜和按质量计算为0.1-0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
12.根据权利要求11的热交换器散热片部件，其特征在于，该核心由以下铝合金制成：该铝合金包含按质量计算为2.3-2.7％的锌和按质量计算为1.1-1.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
13.根据权利要求11的热交换器散热片部件，其特征在于，该覆层由以下铝合金硬钎料制成：该铝合金硬钎料包含按质量计算为0.1-0.3％的铜和按质量计算为0.1-0.3％的锰，其余为铝和不可避免的杂质。
14.根据权利要求11的热交换器散热片部件，其特征在于，该覆层以8-12％的复合层厚度比设置在该核心的一个表面上。
15.根据权利要求11的热交换器散热片部件，其特征在于，该覆层以9-11％的复合层厚度比设置在该核心的一个表面上。
16.一种用于制造热交换器的方法，其特征在于，将根据权利要求8到10中的任何一项的管部件和根据权利要求11-15中的任何一项的散热片部件钎焊在一起。
17.一种具有空调装置的车辆，该空调装置包括压缩机、冷凝器和蒸发器并适于使用含氯氟烃制冷剂，该冷凝器包括根据权利要求1到7中的任何一项的热交换器。
18.一种具有空调装置的车辆，该空调装置包括压缩机、冷凝器和蒸发器并适于使用含氯氟烃制冷剂，该蒸发器包括根据权利要求1到7中的任何一项的热交换器。
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