DE102015110527A1 - Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines solchen - Google Patents

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Takahisa Saito
Kengo CHIBA
Yoshinori Nakata
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Keihin Thermal Technology Corp
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Abstract

Jedes Wärmetauscherrohr eines Kondensators wird aus einem ersten Lötblech gebildet, das ein Kernmaterial und ein erstes Lötmaterial, welches das Kernmaterial bedeckt, umfasst. Der Behälterkörper jedes Sammelbehälters wird aus einem zweiten Lötblech gebildet, das ein Kernmaterial und ein drittes Lötmaterial, welches das Kernmaterial bedeckt und eine geringere Fließfähigkeit als das Lötmaterial des ersten Lötblechs besitzt, umfasst. In einem Bereich einer Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich von dem vorstehenden Ende gemessen eine vorbestimmte Breite besitzt, werden die Kernmaterialien der beiden Lötbleche mittels des ersten Lötmaterials miteinander verlötet. In einem Bereich, der von dem verlöteten Bereich verschieden ist, werden die Kernmaterialien der beiden Lötbleche mittels eines Lötkeils, der aus einer Mischung des ersten und dritten Lötmaterials gebildet ist, miteinander verlötet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung einen Wärmetauscher, der als ein Kondensator für eine Autoklimaanlage, die in einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Auto verbaut ist, verwendet wird und ein Verfahren zur Herstellung des Wärmetauschers.
  • In dieser Beschreibung und den Ansprüchen bezeichnet der Begriff „Aluminium” neben reinem Aluminium auch Aluminiumlegierungen. Ferner sind Stoffe, die durch chemische Symbole bezeichnet werden, reine Stoffe, und der Begriff „Al-Legierung” bedeutet eine Aluminiumlegierung.
  • Ein Wärmetauscher, der den folgenden Aufbau hat und als Kondensator für eine Autoklimaanlage verwendet wird, ist bekannt (siehe Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. H09-113177 ). Der Wärmetauscher umfasst eine Mehrzahl flacher Wärmetauscherrohre, die aus einem Aluminium-Strangprofil gebildet sind, Sammelbehälter, gewellte Rippen aus Aluminium und Seitenplatten aus Aluminium. Die flachen Wärmetauscherrohre sind in der Dickerichtung in vorbestimmten Abständen derart angeordnet, dass ihre Längsrichtungen miteinander zusammenfallen und ihre Breitenrichtungen mit einer Luftströmungsrichtung zusammenfallen. Die Sammelbehälter sind auf in der Längsrichtung gegenüberliegenden Enden der Wärmetauscherrohre derart angeordnet, dass ihre Längsrichtungen mit der Richtung zusammenfallen, in welcher die Wärmetauscherrohre nebeneinander angeordnet sind. Gegenüberliegende Enden der Wärmetauscherrohre sind mit den jeweiligen Sammelbehältern verbunden. Jede der Rippen ist zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren oder an der Außenseite der Wärmetauscherrohre an jedem der gegenüberliegenden Enden angeordnet und mit den jeweiligen Wärmetauscherrohren bzw. dem entsprechenden Wärmetauscherrohr verlötet. Die Seitenplatten sind an gegenüberliegenden Enden außerhalb der Rippen angeordnet und mit den jeweiligen Rippen verlötet. Jeder der Sammelbehälter ist aus einem rohrförmigen Behälterkörper, der aus Aluminium gebildet ist, und Verschlusselementen, die aus Aluminium gebildet sind, zusammengesetzt. Der Behälterkörper wird gebildet, indem ein Aluminiumlötblech, das auf seinen beiden gegenüberliegenden Seiten eine Lötmaterialschicht aufweist, in eine rohrförmige Gestalt gebogen wird und gegenüberliegende Seitenkanten des Bleches, die miteinander in Anlage kommen, verlötet werden. Der Behälterkörper weist Öffnungen an seinen gegenüberliegenden Enden auf. Die Verschlusselemente werden mit den gegenüberliegenden Enden des Behälterkörpers derart verlötet, dass sie die Öffnungen an den gegenüberliegenden Enden verschließen. Der Behälterkörper umfasst eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern (Durchgangslöcher), die sich länglich in der Luftströmungsrichtung erstrecken und in der Längsrichtung des Behälterkörpers voneinander beabstandet sind. Vorstehende Abschnitte, die in Richtung des Innenraums des Behälterkörpers vorstehen, und an in der Breiterichtung gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und einander zugewandt sind sind einteilig entlang der Kanten jedes Rohreinsetzloches ausgebildet. Ein Endabschnitt jedes Wärmetauscherrohres ist in das zugeordnete Rohreinsetzloch eingesetzt und mit einem das Rohreinsetzloch umgebenden Abschnitt und den entsprechenden vorstehenden Abschnitten verlötet.
  • Der in dem Dokument offenbarte Wärmetauscher wird in einem Verfahren hergestellt, das gleichzeitiges Verlöten der Wärmetauscherrohre, der Behälterkörperelemente, der Verschlusselemente, der Rippen und der Seitenplatten umfasst. Jedes Behälterkörperelement wird gebildet, indem ein Aluminiumlötblech, das auf gegenüberliegenden Seitenkanten eine Lötmaterialschicht aufweist, in eine rohrförmige Gestalt gebogen wird und gegenüberliegende Kanten des Elements, die miteinander in Anlage kommen, nicht zusammengelötet werden.
  • In den letzten Jahren wurde gefordert, dass Wärmetauscher eine verbesserte Effizienz, ein verringertes Gewicht und eine verringerte Größe besitzen. Eine denkbare Weise, um eine derartige Forderung zu erfüllen, besteht darin, die Dicke der Wand jedes Wärmetauscherrohrs zu verringern und die Rohrhöhe, die das Maß jedes Wärmetauscherrohres in der Dickerichtung ist, zu verringern. Sofern die Wärmetauscherrohre aus einem Aluminium-Strangprofil hergestellt sind, erwächst jedoch eine Schwierigkeit daraus, dass die Herstellungskosten ansteigen, wenn eine verringerte Wanddicke jedes Wärmetauscherrohres und eine verringerte Rohrhöhe, die das Maß jedes Wärmetauscherrohres in der Dickerichtung ist, verwirklicht werden.
  • Angesichts dessen wurde ein flaches Wärmetauscherrohr vorgeschlagen, das eine Verringerung der die Rohrwanddicke und der Rohrhöhe erlaubt, während ein Anstieg der Produktionskosten vermieden wird (siehe Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-168360 ).
  • Das Wärmetauscherrohr, das in dem Dokument offenbart ist, wird gebildet, indem ein Aluminiumlötblech mit einer Lötmaterialschicht auf jeder der gegenüberliegenden Seiten gebogen wird und Abschnitte des Bleches, die miteinander verbunden werden sollen, verlötet werden. Das Wärmetauscherrohr hat ein Paar flacher Wände, die einander zugewandt sind, zwei Seitenwände, die zwischen gegenüberliegenden Seitenkanten der beiden flachen Wände vorgesehen sind, und ein wellenförmiges Trennelement, das den Innenraum in eine Mehrzahl von Kühlmittelkanälen unterteilt, die sich in der Längsrichtung des Rohres erstrecken. Jede der flachen Wände ist als ein einzelnes Element einteilig ausgebildet. Die beiden Seitenwände sind flach und erstrecken sich in der Höherichtung des Rohres. Eine Seitenwand ist einteilig zwischen einer Seitenkante einer flachen Wand und einer Seitenkante der anderen flachen Wand vorgesehen, und die andere Seitenwand ist einteilig an der anderen Seitenkante der einen flachen Wand vorgesehen. Ein flaches Verstärkungselement, das sich in der Höherichtung des Rohres erstreckt, ist einteilig an der Seitenkante der anderen flachen Wand an der Seite vorgesehen, wo sich die andere Seitenwand befindet. Das Trennelement ist einteilig derart ausgebildet, dass sich das Trennelement von dem distalen Ende des Verstärkungselements in Richtung der einen Seitenwand erstreckt. Ein weiteres flaches Verstärkungselement, das sich in der Höherichtung des Rohres erstreckt, ist einteilig an der Seitenkante des Trennelements an der Seite vorgesehen, wo sich die eine Seitenwand befindet. Die beiden Seitenwände und die beiden Verstärkungselemente werden derart überlappend angeordnet und miteinander verlötet, dass eine Seitenwand und das zugeordnete Verstärkungselement miteinander in Anlage kommen und einen schichtartigen Aufbau bilden. Das Trennelement hat eine wellenförmige Gestalt und eine Mehrzahl von Trennwänden und Verbindungsbereichen. Die Trennwände erstrecken sich in der Längsrichtung des Rohres, sind in der Breiterichtung des Rohres nebeneinander angeordnet und trennen jeweils benachbarte Kühlmittelkanäle voneinander. Die Verbindungsbereiche des Trennelementes verbinden benachbarte Trennwände miteinander und sind mit den Innenflächen der beiden flachen Wände verbunden. Die Verbindungsbereiche des Trennelementes, die auf einer Seite in der Höherichtung des Rohres angeordnet sind, werden mit der einen flachen Wand verlötet, und die Verbindungsbereiche des Trennelements, die an der in der Höherichtung des Rohres anderen Seite angeordnet sind, werden mit der anderen flachen Wand verlötet.
  • Wenn man das Wärmetauscherrohr, das in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-168360 offenbart ist, auf das Wärmetauscherrohr, das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H09-113177 offenbart ist, anwendet, wird der Wärmetauscher in dem folgenden Verfahren hergestellt.
  • Insbesondere werden Wärmetauscherrohrelemente und Behälterkörperelemente durch Verwendung eines Aluminium-Lötblechs hergestellt, das auf jeder seiner gegenüberliegenden Seiten eine Lötmaterialschicht aufweist. Jedes der Wärmetauscherrohrelemente ist ein gebogenes Element, das ein flaches Wärmetauscherrohr werden soll und bei dem die beiden Seitenwände und die beiden Verstärkungselemente nicht verlötet sind und die beiden flachen Wände und die Verbindungsbereiche des Trennelementes nicht verlötet sind. Jedes der Behälterkörperelemente weist gegenüberliegende Seitenkanten, die miteinander in Anlage kommen, aber nicht miteinander verlötet werden, sowie Rohreinsetzöffnungen und vorstehende Abschnitte auf. Die Wärmetauscherrohrelemente, die Rippen und die Seitenplatten werden zusammengesetzt, und die Behälterkörperelemente und die Verschlusselemente werden zusammengesetzt. Nachdem gegenüberliegende Endbereiche der Wärmetauscherrohrelemente in die Rohreinsetzlöcher der Behälterkörperelemente eingesetzt sind, werden anschließend die beiden Seitenwände und die beiden Verstärkungselemente jedes Wärmetauscherrohrelements miteinander verlötet, und die beiden flachen Wände und die Verbindungsbereiche des Trennelementes werden miteinander verlötet, wodurch die Wärmetauscherrohre hergestellt werden.
  • Ferner werden die anliegenden Abschnitte jedes Behälterkörperelements miteinander verlötet, um einen Behälterkörper zu bilden. Weiterhin werden der Bearbeitungskörper und die Verschlusselemente miteinander verlötet, um jeden der Sammelbehälter herzustellen. Gleichzeitig werden die Wärmetauscherrohre und die Rippen, die Rippen und die Seitenplatten sowie die Wärmetauscherrohre mit die Rohreinsetzlöcher umgebenden Bereichen und mit den vorstehenden Abschnitten miteinander verlötet, wodurch der Wärmetauscher hergestellt wird.
  • Obwohl es aus den beiden obengenannten Dokumenten nicht klar hervorgeht, besitzen das Lötmaterial, das die Außenfläche des Behälterkörperelements jedes Sammelbehälters bedeckt, und das Lötmaterial, das die Außenfläche jedes Wärmetauscherrohrelements bedeckt, ähnliche Grade der Fließfähigkeit, wenn sie geschmolzen sind.
  • Wenn allerdings in diesem Fall das Löten ausgeführt wird, schmilzt das Lötmaterial, das die Außenfläche des Behälterkörperelements jedes Sammelbehälters bedeckt, und das geschmolzene Lötmaterial fließt in Richtung der Wärmetauscherrohrelemente, die die Wärmetauscherrohre bilden, wodurch die Menge des Lötmaterials übermäßig zunimmt. Dies verursacht ein Problem dadurch, dass in einem Bereich der äußeren Umfangsfläche jedes Wärmetauscherrohres, das aus dem Wärmetauscherrohrelement gebildet ist, der Eintritt von Erosion wahrscheinlicher wird, wobei der Bereich nahe an dem entsprechenden Sammelbehälter angeordnet ist.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben genannte Problem zu lösen und einen Wärmetauscher, der eine Erosion der Wärmetauscherrohre verhindern kann, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmetauschers zu schaffen.
  • Ein Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl flacher Wärmetauscherrohre, die in vorbestimmten Abständen in einer Dickerichtung der Rohre derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen miteinander zusammenfallen und ihre Breiterichtungen mit einer Luftströmungsrichtung zusammenfallen, und zwei Sammelbehälter, die an in der Längsrichtung gegenüberliegenden Enden der Wärmetauscherrohre derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen mit einer Richtung zusammenfallen, in der die Wärmetauscherrohre nebeneinander angeordnet sind, wobei gegenüberliegende Endabschnitte der Wärmetauscherrohre mit den jeweiligen Sammelbehältern verbunden sind, wobei jeder der Sammelbehälter aus einem röhrenförmigen Behälterkörper, der an seinen gegenüberliegenden Enden Öffnungen aufweist, und Verschlusselementen, die an gegenüberliegenden Enden des Behälterkörpers derart verlötet sind, dass sie die Öffnungen verschließen, zusammengesetzt ist, wobei der Behälterkörper eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern, die in vorbestimmten Abständen in einer Längsrichtung des Behälterkörpers ausgebildet sind und die jeweils ein Langloch sind, dessen Längsrichtung mit der Luftströmungsrichtung zusammenfällt, sowie vorstehende Abschnitte aufweist, die in den Innenraum des Behälterkörpers vorstehen, und entlang der Kanten jedes Rohreinsetzloches, das an in der Breiterichtung gegenüberliegenden Seiten des Wärmeeinsetzloches angeordnet sind und einander zugewandt sind, und wobei ein Endabschnitt jedes Wärmetauscherrohrs in das korrespondierende Rohreinsetzloch eingesetzt und mit einem Abschnitt des Behälterkörpers um das Rohreinsetzloch und den vorstehenden Abschnitten verlötet ist.
  • Jedes Wärmetauscherrohr ist aus einem ersten Lötblech gebildet, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial, das eine Außenfläche des Kernmaterials bedeckt, umfasst, und der Behälterkörper jedes Sammelbehälter ist aus einem zweiten Lötblech gebildet, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial, das eine Außenfläche des Kernmaterials bedeckt und eine geringere Fließfähigkeit besitzt als das Lötmaterial des ersten Lötblechs, das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs verwendet wird, umfasst. Jeder der vorstehenden Abschnitte hat eine Vorsprunghöhe gleich oder größer als eine Dicke einer Umfangswand des Behälterkörpers und eine Dicke, die in Richtung ihres vorstehenden Endes allmählich abnimmt. In einem Bereich einer Oberfläche eines vorspringenden Abschnitts, der dem korrespondierenden Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite besitzt, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird, wird das Kernmaterial des zweiten Lötblechs mit dem Kernmaterial des ersten Lötblechs mittels des Lötmaterials, das die Außenfläche des ersten Lötblechs bedeckt, verlötet. In einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnittes, der dem korrespondierenden Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich nach Ausschluss des verlöteten Abschnitts verbleibt, nimmt ein Abstand zwischen dem Kernmaterial des zweiten Lötblechs und dem Kernmaterial des ersten Lötblechs allmählich von einer Seite, die näher an dem verlöteten Abschnitt liegt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörpers zu, und ein Lötmaterialsammelraum wird zwischen den Kernmaterialien der beiden Lötbleche ausgebildet. Abschnitte der Kernmaterialien der beiden Lötbleche, die den Lötmaterialsammelraum bilden, werden miteinander mittels eines Lötkeils verlötet, der in dem Lötmaterialsammelraum ausgebildet ist, wobei der Lötkeil aus einer Mischung des Lötmaterials, das die Außenfläche des ersten Lötblechs bedeckt und dem Lötmaterial, das die Außenfläche des zweiten Lötblechs bedeckt, gebildet wird.
  • Bevorzugt ist eine Beziehung 0,40 ≤ Y/X ≤ 1,40 erfüllt, wobei X eine Länge (mm) des verlöteten Abschnitts der Fläche jedes vorstehenden Abschnitts ist, der dem korrespondierenden Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei die Länge in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohrs gemessen wird, und Y eine Länge (mm) des Lötkeils ist, der in dem Lötmaterialsammelraum ausgebildet ist, die in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohrs gemessen wird.
  • Der oben beschriebene Wärmetauscher wird durch ein Verfahren hergestellt, das die Schritte umfasst:
    Ausbilden jedes der flachen hohlen Wärmetauscherrohrelemente unter Verwendung eines ersten Lötblechs, das ein Kernmaterial und ein eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckendes Lötmaterial umfasst, wobei jedes der Wärmetauscherrohrelemente eine Außenfläche, die mit Lötmaterial bedeckt ist, und Abschnitte aufweist, die zusammengefügt werden sollen;
    Bilden jedes der röhrenförmigen Behälterkörperelemente unter Verwendung eines zweiten Lötblechs, das ein Kernmaterial und ein eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckendes Lötmaterial umfasst, das eine geringere Fließfähigkeit als das Lötmaterial des ersten Lötblechs, das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs verwendet wird, aufweist, wobei jedes der Behälterkörperelemente eine Außenfläche, die mit dem Lötmaterial bedeckt ist, Abschnitte, die miteinander verbunden werden sollen und eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern und vorspringenden Abschnitten aufweist;
    Herstellen der Vorsprunghöhe jedes vorstehenden Abschnitts jedes Behälterkörperelements gleich oder größer als die Dicke der Umgebungswand des Behälterkörpers, wobei die Dicke jedes vorstehenden Abschnitts in Richtung seines vorstehenden Endes allmählich abnimmt, und Freilegen des Kernmaterials des zweiten Lötblechs in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem korrespondierenden Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite aufweist, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird;
    Zusammensetzen der Behälterkörperelemente und der Verschlusselemente, und Einsetzen gegenüberliegender Endabschnitte der Wärmetauscherrohrelemente in die Rohreinsetzlöcher der korrespondierenden Behälterkörperelemente;
    In Kontakt bringen eines freigelegten Abschnittes jedes vorstehenden Abschnitts jedes Behälterkörperelements, wo das Kernmaterial freigelegt ist, mit der Außenfläche des korrespondierenden Wärmetauscherrohrelements und allmähliches Verringern des Abstandes zwischen der Fläche des vorstehenden Abschnitts, der dem Wärmetauscherrohrelement zugewandt ist, und der Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements von der Seite, die dem freigelegten Abschnitt näher ist, zu der Außenseite des Behälterkörperelements hin, in einem Bereich des vorstehenden Abschnitts, der nach Ausschluss des freigelegten Abschnitts verbleibt, um dadurch einen Lötmaterialsammelraum auszubilden;
    Erhitzen einer Anordnung der Behälterkörperelemente, der Verschlusselemente und der Wärmetauscherrohrelemente auf eine vorbestimmte Temperatur, um die zu verbindenden Abschnitte jedes Wärmetauscherrohrelements zu verlöten, um dadurch jedes der Wärmetauscherrohre bilden, die zu verbindenden Abschnitte jedes Behälterkörperelements zu verlöten, um dadurch jeden Behälterkörper zu bilden, jeden Behälterkörper und die korrespondierenden Verschlusselemente zu verlöten, um dadurch jeden der Sammelbehälter zu bilden; und
    Verlöten des freigelegten Abschnitts jedes vorstehenden Abschnitts mit einer nach außen gewandten Fläche des Kernmaterials des ersten Lötblechs gleichzeitig mit dem Ausbilden der Wärmetauscherrohre und dem Ausbilden der Sammelbehälter, wobei das entsprechende Wärmetauscherrohrelement mittels des Lötmaterials des ersten Lötblechs, das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements bedeckt, gebildet wird, und Ausbilden eines Lötkeils in dem Lötmaterialsammelraum, der aus einer Mischung des Lötmaterials des ersten Lötblechs, das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements bedeckt, und dem Lötmaterial des zweiten Lötblechs, das die Außenfläche des Behälterkörperelements bedeckt, um dadurch Abschnitte des Kernmaterials der beiden Lötbleche, die den Lötmaterialsammelraum bilden, durch den Lötkeil miteinander zu verlöten.
  • In der Zeichnung ist
  • 1 eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Kondensators für eine Autoklimaanlage zeigt, für die ein Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der in 1 gezeigten Linie A-A;
  • 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der in 1 dargestellten Linie B-B;
  • 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der in 3 dargestellten Linie C-C;
  • 5 eine Ansicht, die 4 entspricht und einen Zustand während der Herstellung des in 1 dargestellten Kondensators zeigt, bevor ein Wärmetauscherrohrelement in ein Rohreinsetzloch eines Behälterkörperelements eingesetzt wird; und
  • 6 eine Ansicht, die 4 entspricht und einen Zustand während der Herstellung des in 1 dargestellten Kondensators zeigt, nachdem das Wärmetauscherrohrelement in das Rohreinsetzloch des Behälterkörpers worden eingesetzt ist.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der Ausführungsform wird ein Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung als Kondensator für eine Autoklimaanlage verwendet.
  • Die 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Kondensators für eine Autoklimaanlage, für die ein Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die 2 bis 4 zeigen den Aufbau eines Hauptabschnitts des Kondensators. Die 5 und 6 zeigen einige Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des Kondensators aus 1.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der folgenden Beschreibung die obere, untere, linke und rechte Seite der 1 jeweils mit „oben”, „unten”, „links” und „rechts” bezeichnet werden.
  • Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst ein Kondensator 1 für eine Autoklimaanlage eine Mehrzahl flacher Wärmetauscherrohre 2, die aus Aluminium gebildet sind, ein Paar von Sammelbehältern 3 und 4, die aus Aluminium gebildet sind, gewellte Rippen 5, die aus Aluminium gebildet sind, und Seitenplatten 6, die aus Aluminium gebildet sind. Die Wärmetauscherrohre 2 sind in vorbestimmten Abständen in der vertikalen Richtung (der Dickerichtung) derart angeordnet, dass ihre Längsrichtungen mit der Links-Rechts-Richtung zusammenfallen und ihre Breiterichtungen mit einer Luftströmungsrichtung zusammenfallen. Die Sammelbehälter 3 und 4 sind in einem vorbestimmten Abstand in der Links-Rechts-Richtung derart angeordnet, dass ihre Längsrichtungen mit der vertikalen Richtung (der Richtung, in der die Wärmetauscherrohre 2 nebeneinander angeordnet sind) zusammenfallen. Linke und rechte Endabschnitte der Wärmetauscherrohre 2 sind mit den Sammelbehältern 3 und 4 verbunden. Die gewellten Rippen 5 sind zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren 2 und auf den Außenseiten der obersten und untersten Wärmetauscherrohre 2 angeordnet und mit den entsprechenden Wärmetauscherrohren 2 verlötet. Die Seitenplatten 6 sind auf den Außenseiten der obersten und untersten Rippen 5 angeordnet und mit den jeweiligen Rippen 5 verlötet. Luft strömt in eine Richtung, die in den 1 und 2 durch einen Pfeil W angedeutet ist.
  • Der linke Sammelbehälter 3 ist an einer Position, die höher liegt als die Mitte des linken Sammelbehälters 3, in der Höherichtung durch ein Trennelement 7 in obere und untere Sammelbehälterabschnitte 3a und 3b geteilt,. Der rechte Sammelbehälter 4 ist an einer Position, die niedriger als die Mitte des rechten Sammelbehälters 4 in der Höhenrichtung liegt durch ein weiteres Trennelement 7 in obere und untere Sammelbehälterabschnitte 4a und 4b geteilt. Ein Fluideinlass (nicht dargestellt) ist an dem oberen Sammelbehälterabschnitt 3a des linken Sammelbehälters 3 ausgebildet, und ein Aluminiumeinlasselement 8, das einen Fluideinströmkanal 8a, der mit dem Fluideinlass kommuniziert, aufweist, ist mit dem oberen Sammelbehälterabschnitt 3a verlötet. Ein Fluidauslass (nicht dargestellt) ist an dem unteren Sammelbehälterabschnitt 4b des rechten Sammelbehälters 4 ausgebildet, und ein Aluminiumauslasselement 9, das einen Fluidausströmkanal 9a, der mit dem Fluidauslass kommuniziert, aufweist, ist mit dem unteren Sammelbehälterabschnitt 4b verlötet. Kühlmittel, das durch das Einlasselement 8 in den oberen Sammelbehälterabschnitt 3a des linken Sammelbehälters 3 geströmt ist, strömt innerhalb der Wärmetauscherrohre 2, die oberhalb der Trennplatte 7 des linken Sammelbehälters 3 angeordnet sind, nach rechts und fließt in einen oberen Abschnitt des oberen Sammelbehälterabschnitts 4a des rechten Sammelbehälters 4. Dann fließt das Kühlmittel innerhalb des oberen Sammelbehälterabschnitts 4a abwärts, fließt innerhalb der Wärmetauscherrohre 2, deren vertikale Positionen zwischen der Trennplatte 7 des linken Sammelbehälters 3 und der Trennplatte 7 des rechten Sammelbehälters 4 angeordnet sind, und fließt in einen oberen Abschnitt des linken Sammelbehälterabschnitts 3b des linken Sammelbehälters 3. Dann fließt das Kühlmittel innerhalb des linken Sammelbehälterabschnitts 3b abwärts, fließt innerhalb der Wärmetauscherrohre 2, die unterhalb der Trennplatte 7 des rechten Sammelbehälters 4 angeordnet sind, nach rechts und fließt in den unteren Sammelbehälterabschnitt 4b des rechten Sammelbehälters 4. Dann strömt das Kühlmittel durch das Auslasselement 9 aus dem Kondensator.
  • Wie in der 2 dargestellt ist, weist jedes flache Wärmetauscherrohr 2 ein Paar flacher Wände 11 und 12, zwei Seitenwände 13, zwei Verstärkungselemente 14 und zwei wellenförmige Trennelemente 16 auf. Die flachen Wände 11 und 12 sind in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet und einander zugewandt. Die Seitenwände 13 sind zwischen Randabschnitten der beiden flachen Wände 11 und 12 vorgesehen, die auf in der Breiterichtung gegenüberliegenden Seiten des Rohres angeordnet sind. Die Verstärkungselemente 14 sind ausgehend von den beiden Seitenwänden 13 einwärts vorgesehen. Die Trennelemente 16 sind in den flachen Wärmetauscherrohren 2 vorgesehen und teilen den Innenraum in eine Mehrzahl von Kühlmittelkanälen 15, die sich in der Längsrichtung des Rohres erstrecken. Das gesamte Wärmetauscherrohr 2 ist aus einem ersten Aluminiumlötblech 17 (einem ersten Lötblech), das aus einem Kernmaterial 18, einem ersten Lötmaterial 19, das die Außenfläche des Kernmaterials 18 bedeckt, und einem zweiten Lötmaterial 21, das die Innenfläche des Kernmaterials 18 bedeckt, zusammengesetzt (siehe 4).
  • Die untere flache Wand 12 des flachen Wärmetauscherrohrs 2 ist in ihrer Gesamtheit einteilig ausgebildet, und dessen obere flache Wand ist aus zwei Trennwänden 22 zusammengesetzt, die in der Breiterichtung des Rohres nebeneinander angeordnet sind. Die Seitenwände 13, die sich in der Höherichtung des Rohrs (der vertikalen Richtung) erstrecken und eine gebogene Querschnittsfläche aufweisen, die sich in der Rohrbreiterichtung auswärts erstreckt, sind zwischen Randbereichen der unteren flachen Wand 12, die an in der Rohrbreiterichtung gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, und Seitenrandbereichen der beiden Trennwände 22, die an der in der Rohrbreiterichtung äußeren Seite angeordnet sind, vorgesehen. Vorstehende Wände 23 sind an Randbereichen der beiden Trennwände 22 der oberen flachen Wand 11 des Wärmetauscherrohrs 2 einteilig ausgebildet, wobei die Randbereiche an der in der Rohrbreiterichtung inneren Seite angeordnet sind. Die vorstehenden Wände 23 stehen in Richtung der unteren flachen Wand 11 vor und ihre distalen Enden sind mit der unteren flachen Wand 11 in Anlage. In diesem Zustand werden die vorstehenden Wände 23 mit der unteren flachen Wand 11 verlötet. Die vorstehenden Wände 23 werden miteinander verlötet. Die Trennelemente 16 sind an den distalen Enden der vorstehenden Wände 23 derart einteilig ausgebildet, dass sich die Trennelemente 16 in der Rohrbreiterichtung auswärts erstrecken.
  • Jedes der Trennelemente 16 umfasst eine Mehrzahl von Trennwänden 24, die sich in der Rohrlängsrichtung (in der Links-Rechts-Richtung) erstrecken, in der Rohrbreiterichtung nebeneinander angeordnet sind und jeweils benachbarte Kühlmittelkanäle 15 voneinander trennen, und Verbindungsbereiche 25, die abwechselnd die oberen und unteren Enden der Trennwände 24 verbinden, die in der Rohrbreiterichtung zueinander benachbart sind, mit den Innenflächen der beiden flachen Wände 11 und 12 verlötet sind und eine gebogene Querschnittsfläche besitzen. Die oberen und unteren Enden der Trennwände 24 sind auf in der Rohrhöherichtung (der vertikalen Richtung) gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Das Verstärkungselement 14 ist derart einteilig ausgebildet, dass es an dem in der Rohrbreiterichtung äußeren Ende jedes Trennelements 16 mit einem (auf die Rohrhöherichtung bezogenen) Ende der Trennwand 24 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist das obere Ende (ein Ende in der Rohrhöherichtung) des Verstärkungselements 14 an dem in der Rohrhöherichtung äußeren Ende mit dem oberen Ende (ein Ende in der Rohrhöherichtung) der Trennwand 24 verbunden.
  • Jeder der linken und rechten Sammelbehälter 3 und 4 umfasst einen Behälterkörper 26 und Verschlusselemente 27 aus Aluminium, die mit gegenüberliegenden Enden der Behälterelemente 26 derart verlötet sind, dass sie Öffnungen an den gegenüberliegenden Enden des Behälterkörpers 26 verschließen. Der Behälterkörper 26 wird ausgebildet, indem ein Aluminiumlötblech, das eine Lötmaterialschicht auf jeder seiner gegenüberliegenden Seiten aufweist, in eine röhrenförmige Gestalt gebogen wird und gegenüberliegende Seitenwände des Bleches, die miteinander in Anlage kommen, verlötet werden.
  • Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, wird jeder der beiden Behälterkörper 26 der beiden Sammelbehälter 3 und 4 aus einem zweiten Aluminiumlötblech 28 (einem zweiten Lötblech) gebildet, das ein Kernmaterial 29, ein drittes Lötmaterial 31, das die Außenfläche des Kernmaterials 29 bedeckt und das eine geringere Fließfähigkeit als das erste Lötmaterial 19 des ersten Aluminiumlötblechs 17, das zum Bilden der Wärmetauscherrohre 2 verwendet wird, aufweist, und ein viertes Lötmaterial 30, das die Innenfläche des Kernmaterials 29 bedeckt und das eine geringere Fließfähigkeit aufweist als das erste Lötmaterial 19 des ersten Aluminiumlötblechs 17, das zum Bilden der Wärmetauscherrohre 2 verwendet wird, aufweist. Das zweite Aluminiumlötblech 28 ist derart in eine röhrenförmige Gestalt gebogen, dass das dritte Lötmaterial 31 an der Seite der Außenfläche angeordnet ist und gegenüberliegende Seitenrandbereiche des Bleches 28, die teilweise miteinander überlappen, sind miteinander verlötet. Im Ergebnis wird der Behälterkörper 26 ausgebildet. Die äußeren Umfangsflächen der Behälterkörper 26 der beiden Sammelbehälter 3 und 4 sind mit dem dritten Lötmaterial 31 bedeckt, und deren innere Umfangsflächen sind mit dem vierten Lötmaterial 30 bedeckt. Jeder Behälterkörper 26 weist eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern 33 auf, die an der einem verlöteten Bereich 32 des zweiten Aluminiumlötblechs 28, das zu einer rohrförmigen Gestalt geformt ist, gegenüberliegenden Seite ausgebildet sind. Der verlötete Bereich 32 ist als ein Ergebnis davon ausgebildet, dass die gegenüberliegenden Seitenränder des Bleches, die aneinander anliegen, verlötet werden. Die Rohreinsetzlöcher 33 sind in vorbestimmten Abständen in der vertikalen Richtung derart ausgebildet, dass die Rohreinsetzlöcher 33 in der Luftströmungsrichtung eine längliche Gestalt besitzen.
  • Vorstehende Abschnitte 34, die in den Innenraum des Behälterkörpers 26 vorstehen, sind einteilig entlang von Kanten jedes Rohreinsetzloches 33 des Behälterkörpers 26 ausgebildet, wobei die Kanten an in der Breiterichtung (in der vertikalen Richtung) gegenüberliegenden Seiten angeordnet und einander zugewandt sind. Ein Endabschnitt jedes Wärmetauscherrohres 2 wird in das korrespondierende Rohreinsetzloch 33 eingesetzt und mit einem Bereich des Behälterkörpers 26 um das Rohreinsetzloch 33 und mit den korrespondierenden vorstehenden Abschnitten 34 verlötet. Jeder der vorstehenden Abschnitte 34 weist eine Vorsprunghöhe auf, die größer oder gleich der Dicke der Umfangswand des Behälterelements 26 ist und besitzt eine Dicke, die sallmählich in Richtung seines vorspringenden Endes abnimmt. In einem Bereich einer Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts 34, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr 2 zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite aufweist, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird, wird das Kernmaterial 29 des zweiten Aluminiumlötblechs 28 mit dem Kernmaterial des ersten Lötblechs 17 mittels des ersten Lötmaterials 19, das die Außenfläche des ersten Lötblechs 17 bedeckt, verlötet. Die Breite eines verlöteten Bereichs 35 der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts 34, die dem zugeordneten Wärmetauscherrohr 2 zugewandt ist, wobei der verlötete Bereich als Ergebnis davon ausgebildet ist, dass das Wärmetauscherrohr 2 mittels des ersten Lötmaterials 19 verlötet ist, ist größer oder gleich der Dicke der Umfangswand des Behälterelements 26.
  • In einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts 34, der dem Wärmetauscherrohr 2 zugewandt ist, wobei der Bereich nach Ausschluss des verlöteten Bereichs 35 verbleibt, nimmt der Abstand zwischen dem Kernmaterial 29 des zweiten Lötblechs 28 und dem Kernmaterial 18 des ersten Lötblechs 17 allmählich von der Seite, die dem verlöteten Bereich 39 näher liegt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörpers 26 zu. Im Ergebnis wird ein Lötmaterialsammelraum 36 zwischen den Kernmaterialien 18 und 29 der beiden Lötbleche 17 und 28 ausgebildet. Ein Lötkeil 37, der aus einer Mischung des ersten Lötmaterials 19 des ersten Lötblechs 17 und dem dritten Lötmaterial 31 des zweiten Lötblechs 28 gebildet ist, wird in dem Lötmaterialsammelraum 36 ausgebildet.
  • Bereiche der Kernmaterialien 18 und 29 der beiden Lötbleche 17 und 28, die den Lötmaterialsammelraum 36 bilden, werden durch den Lötkeil 37 miteinander verlötet.
  • Es ist bevorzugt, dass eine Beziehung 0,40 ≤ Y/X ≤ 1,40 erfüllt ist, wobei X die Länge (mm) des verlöteten Bereichs 35 der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts 34 ist, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr 2 zugewandt ist, wobei die Länge in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohrs 2 gemessen wird, und Y die Länge (mm) des Lötkeils ist, der in dem Lötmaterialsammelraum 36 gebildet ist, die in der Längsrichtung der Wärmetauscherrohre 2 gemessen wird. Für den Fall, dass Y/X < 0,40 ist, besteht die Möglichkeit, dass der Lötkeil 37 ein unzureichendes Maß erhält und ein Lötfehler auftritt. Für den Fall, wo Y/X > 1,40 ist, wird ein Fließunterdrückungseffekt unzureichend, der durch die verbindungsartige Gestalt erzielt wird, und es entsteht eine Möglichkeit, dass das dritte Lötmaterial 31 des Behälterkörpers 26 in Richtung der Wärmetauscherrohre 2 fließt und auf den Wärmetauscherrohren 2 eine Erosion stattfindet.
  • Der Kondensator 1 wird in einem Verfahren hergestellt, das nachfolgend beschrieben wird.
  • Das erste Aluminiumlötblech 17, das das Kernmaterial 18, welches aus Aluminium gebildet ist, das erste Lötmaterial 19, welches aus Aluminium gebildet ist und eine Oberfläche des Kernmaterials 18 bedeckt, und das zweite Lötmaterial 21, welches aus Aluminium gebildet ist und die andere Oberfläche des Kernmaterials 18 bedeckt, umfasst, wird derart gebogen, dass das erste Lötmaterial 19 an der Seite der Außenfläche angeordnet ist. Im Ergebnis wird ein Wärmetauscherrohrelement 41 geformt, das dieselbe Gestalt besitzt wie das Wärmetauscherrohr 2 und bei dem Bereiche, die verbunden werden sollen, noch nicht verlötet sind (siehe 5).
  • Ebenso werden die Rohreinsetzlöcher 33 in einem (in der Breiterichtung) mittleren Abschnitt des zweiten Aluminiumlötblechs 28 ausgebildet, das das Kernmaterial 29, welches aus Aluminium gebildet ist, das dritte Lötmaterial 31, welches eine Oberfläche des Kernmaterials 29 bedeckt, und das vierte Lötmaterial 30, welches die andere Oberfläche des Kernmaterials 29 bedeckt, umfasst, und die vorstehenden Abschnitte 34 werden ausgebildet. Die Vorsprunghöhe H jedes vorstehenden Abschnitts 34 wird gleich oder größer gewählt als die Dicke T der Umgebungswand des Behälterkörpers 26, und die Dicke jedes vorstehenden Abschnitts 34 verringert sich in Richtung seines vorstehenden Endes ab. Weiterhin wird das Kernmaterial 29 des zweiten Lötblechs 28 in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts 34, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr 2 zugewandt ist, freigelegt, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite besitzt, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird, wodurch ein freigelegter Abschnitt 29A vorgesehen wird. Dann wird das zweite Lötblech 28 in eine rohrförmige Gestalt derart gebogen, dass das dritte Lötmaterial 31 an der Seite der Außenfläche angeordnet ist. Im Ergebnis wird ein Behälterkörperelement 42 geformt, das die selbe Gestalt besitzt wie der Behälterkörper 26 und bei dem gegenüberliegende Seitenkanten, die aneinander anliegen, noch nicht verlötet sind (siehe 5).
  • Anschließend werden die Behälterkörperelemente 42 und die Verschlusselemente 27 zusammengefügt, und gegenüberliegende Endabschnitte der Wärmetauscherrohrelemente 41 werden in die Rohreinsetzlöcher 33 der jeweiligen Behälterkörperelemente 42 eingesetzt. Währenddessen wird der freigelegte Abschnitt 29A jedes vorstehenden Abschnittes 34 des Behälterkörperelements 42, dessen Kernmaterial 29 freigelegt ist, mit der Außenfläche des korrespondierenden Wärmetauscherrohrelements 41 in Anlage gebracht, und in dem Bereich, der nach Ausschluss des freigelegten Abschnitts 29A verbleibt, wird der Abstand zwischen der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts 34, der dem Wärmetauscherrohrelement 41 zugewandt ist, und der Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements 41 von der Seite, die näher an dem freigelegten Abschnitt 29A liegt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörperelements 42 allmählich vergrößert, wodurch der Lötmaterialsammelraum 36 gebildet wird (siehe 6).
  • Danach wird die Anordnung der Behälterkörperelemente 42, der Trennelemente 7, der Verschlusselemente 27 und der Wärmetauscherrohrelemente 41 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, wobei die miteinander zu verbindenden Abschnitte jedes Wärmetauscherrohrelements 41 miteinander verlötet werden, um ein Wärmetauscherrohr 2 zu bilden, und die miteinander zu verbindenden Abschnitte jedes Behälterkörperelements 42 miteinander verlötet werden, um einen Behälterkörper 26 zu bilden. Der Behälterkörper 26, das entsprechende Trennelement 7 und die korrespondierenden Verschlusselemente 27 werden miteinander verlötet, um jeweils einen der Sammelbehälter 3 und 4 zu bilden. Gleichzeitig mit dem Ausbilden der Wärmetauscherrohre 2 und dem Ausbilden der Sammelbehälter 3 und 4 wird der freigelegte Abschnitt 29A jedes vorstehenden Abschnitts 34 mit der der Außenseite zugewandten Oberfläche des Kernmaterials 18 des ersten Lötblechs 17 mittels des ersten Lötmaterials 19 des ersten Lötblechs 17, das das Wärmetauscherrohr 2 bildet, verlötet. Ferner wird in dem Lötmaterialsammelraum 36 der Lötkeil 37 gebildet, der aus einer Mischung des ersten Lötmaterials 19 des ersten Lötblechs 17 und dem dritten Lötmaterial 31 des zweiten Lötblechs 28 gebildet wird. Abschnitte der Kernmaterialien 18 und 29 der beiden Lötbleche 17 und 28, die den Lötmaterialsammelraum 36 bilden, werden durch den Lötkeil 37 miteinander verlötet. Weiterhin werden die Wärmetauscherrohre 2 und die gewellten Rippen 5 gleichzeitig mit dem Ausbilden der Wärmetauscherrohre 2 und dem Ausbilden der Sammelbehälter 3 und 4, die gewellten Rippen 5 und die Seitenplatten 6, der Sammelbehälter 3 und das Einlasselement 8 sowie der Sammelbehälter 4 und das Auslasselement 9 miteinander verlötet. Auf diese Weise wird der Kondensator 1 hergestellt..
  • Das erste Lötblech 17, das jedes Wärmetauscherrohr 2 bildet, ist bevorzugt aus dem Kernmaterial 18, das aus einer Al-Legierung der 3000er-Serie gebildet ist; dem ersten Lötmaterial 19, das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil von 6,8 bis 8,2% und Zn in einem Massenanteil von 1,5 bis 2,5% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials 18 bedeckt; und dem zweiten Lötmaterial 21, das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil von 9,0 bis 11,0% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das die andere Oberfläche des Kernmaterials 18 bedeckt, zusammengesetzt, wobei das Schichtdickenverhältnis des ersten Lötmaterials 19 zwischen 14% und 18%, und das Schichtdickenverhältnis des zweiten Lötmaterials 21 zwischen 8% und 12% liegt.
  • Die Gründe, weshalb der Si-Gehalt des ersten Lötmaterials 19 des ersten Lötblechs 17 zwischen 6,8 M.-% bis 8,2 M.-% gewählt wird, sind wie folgt. Wenn der Si-Gehalt geringer als 6,8 M.-% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass die Fließfähigkeit zum Zeitpunkt des Schmelzens unzureichend wird, und zum Zeitpunkt des Lötens der Wärmetauscherrohre 2 und der gewellten Rippen 5 kein ausreichender Lötkeil gebildet wird. Wenn der Si-Gehalt 8,2 M.-% überschreitet, entsteht eine Möglichkeit, dass die Fließfähigkeit zum Zeitpunkt des Schmelzens außergewöhnlich hoch wird und das erste Lötmaterial 19 eine Erosion des Wärmetauscherrohrs 2 verursacht. Die Gründe, weshalb der Zn-Gehalt des ersten Lötmaterials 19 zwischen 1,5 M.-% und 2,5 M.-% gewählt wird, sind wie folgt. Wenn der Zn-Gehalt geringer als 1,5 M.-% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass die Wirkung der Zinkdiffusionsschicht als galvanische Anode (Opferanode) nicht ausreichend ist, da keine ausreichende Zinkdiffusionsschicht an der Außenseite jedes Wärmetauscherrohrs 2 gebildet werden kann, wodurch keine ausreichende Korrosionsschutzwirkung erreicht werden kann. Wenn der Zn-Gehalt 2,5 M.-% überschreitet, wird die Dicke der Zinkdiffusionsschicht übermäßig groß und die Stärke des Wärmetauscherrohrs nach der Opferkorrosion wird unzureichend. Die Gründe, weshalb der Si-Gehalt des zweiten Lötmaterials 21 des ersten Lötblechs 19 zwischen 9,0 M.-% und 11,0 M.-% gewählt wird, sind wie folgt. Wenn der Si-Gehalt geringer als 9,0 M.-% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass die Fließfähigkeit zum Zeitpunkt des Schmelzens unzureichend wird, und zum Zeitpunkt des Lötens des Inneren jedes Wärmetauscherrohrs 2 kein ausreichender Lötkeil gebildet wird. Wenn der Si-Gehalt 11,0 M.-% überschreitet, entsteht eine Möglichkeit, dass die Fließfähigkeit zum Zeitpunkt des Schmelzens übermäßig hoch wird, wodurch das zweite Lötmaterial 21 eine Erosion des Wärmetauscherrohrs 2 verursacht. Weiterhin sind die Gründe, weshalb das Schichtdickenverhältnis des ersten Lötmaterials 19 des ersten Lötblechs 17 zwischen 14% und 18% gewählt wird, wie folgt. Wenn das Schichtdickenverhältnis geringer als 14% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass das Lötmaterial, das zum Löten notwendig ist, nicht ausreichend gesichert werden kann. Wenn das Schichtdickenverhältnis 18% überschreitet, entsteht eine Möglichkeit, dass überschüssiges Lötmaterial eine Erosion der Wärmetauscherrohre 2 verursacht. Die Gründe, weswegen das Schichtdickenverhältnis des zweiten Lötmaterials 21 des ersten Lötblechs 17 zwischen 8% und 12% gewählt wird, sind wie folgt. Wenn das Schichtdickenverhältnis geringer als 8% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass das Lötmaterial, das zum Löten notwendig ist, nicht ausreichend gesichert wird. Wenn das Schichtdickenverhältnis 12% überschreitet, entsteht eine Möglichkeit, dass das überschüssige Lötmaterial eine Erosion des Wärmetauscherrohrs 2 verursacht.
  • Das zweite Lötblech 28, das jeden Behälterkörper 26 bildet, umfasst bevorzugt das Kernmaterial 29, das aus einer Al-Legierung der 3000er-Serie gebildet wird, das dritte Lötmaterial 31, das aus einer Al-Legierung, die Si in einem Massenanteil von 4,5% bis 5,5% als ein Element enthält, das die Fließfähigkeit des geschmolzenen Lötmaterials beeinflusst, und das eine Oberfläche des Kernmaterials 29 bedeckt; und das vierte Lötmaterial 30, das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil von 4,5% bis 5,5% als ein Element, das die Fließfähigkeit des geschmolzenen Lötmaterials beeinflusst, und das die Außenfläche des Kernmaterials 29 bedeckt, enthält, wobei das Schichtdickenverhältnis des dritten Lötmaterials 31 und des vierten Lötmaterials 30 4,5% bis 8,5% beträgt. Die Gründe, weshalb der Si-Gehalt des dritten Lötmaterials 31 und des vierten Lötmaterials 30 des zweiten Lötblechs 28 zwischen 4,5 M.-% und 5,5 M.-% gewählt wird, sind wie folgt. Wenn der Si-Gehalt geringer als 4,5 M.-% ist, ist die Fließfähigkeit des geschmolzenen dritten Lötmaterials 31 unzureichend. Wenn der Si-Gehalt 5,5 M.-% überschreitet, wird die Fließfähigkeit des geschmolzenen dritten Lötmaterials 31 annähernd dieselbe wie die Fließfähigkeit des geschmolzenen ersten Lötmaterials 19 des ersten Lötblechs 17. Ferner sind die Gründe, weshalb das Schichtdickenverhältnis des dritten Lötmaterials 31 des zweiten Lötblechs 28 zwischen 4,5% bis 8,5% gewählt wird, wie folgt. Wenn das Schichtdickenverhältnis geringer als 4,5% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass das Lötmaterial, das zum Verlöten des Behälterkörpers 26 mit einer externen Komponente, nicht ausreichend gesichert werden kann. Wenn das Schichtdickenverhältnis 8,5% überschreitet, entsteht eine Möglichkeit, dass das überschüssige Lötmaterial eine Erosion des Wärmetauscherrohrs 2 verursacht. Die Gründe, weshalb das Schichtdickenverhältnis des vierten Lötmaterials 30 des zweiten Lötmaterials 28 zwischen 4,5% und 8,5% gewählt wird, sind wie folgt. Wenn das Schichtdickenverhältnis geringer als 4,5% ist, entsteht eine Möglichkeit, dass das Lötmaterial, das zum Verlöten der anliegenden Abschnitte des Behälterkörpers 26 erforderlich ist, nicht ausreichend gesichert werden kann. Wenn das Schichtdickenverhältnis 8,5% überschreitet, entsteht eine Möglichkeit, dass das überschüssige Lötmaterial eine Erosion des Wärmetauscherrohrs 2 verursacht. Es wird angemerkt, dass das dritte Lötmaterial 31 und das vierte Lötmaterial 30 des zweiten Lötblechs 28 verschiedene Arten von Flussmitteln enthalten oder dasselbe Element in verschiedenen Anteilen im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit, Stärke, etc. enthalten können, solange der Si-Anteil, der die Fließfähigkeit beeinflusst, in den Bereich zwischen 4,5 M.-% und 5,5 M.-% fällt.
  • Die Al-Legierung der 3000er Serie, die für das erste und zweite Lötblech 17 und 18 verwendet wird, bedeutet eine Al-Legierung, deren Stärke durch Hinzufügen von Mn erhöht ist, ohne die Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit gegenüber reinem Aluminium zu verringern.
  • Ebenso wird das Erhitzen der Anordnung der Behälterkörperelemente 42, der Trennelemente 7, der Verschlusselemente 27 und der Wärmetauscherrohrelemente 41 bevorzugt in einer Stickstoff-Gas-Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen bei 585 und 600°C durchgeführt.
  • Nachfolgend wird eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer vergleichbaren Ausführungsform beschrieben.
  • Das erste Aluminiumlötblech 17, das eine Dicke von 0,2 mm besitzt und das Kernmaterial 18, das Si in einem Massenanteil von 0,09%, Fe in einem Massenanteil von 0,09%, Cu in einem Massenanteil von 0,38%, Mn in einem Massenanteil von 0,78% und Ti in einem Massenanteil von 0,09% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen; das erste Lötmaterial 19, das Si in einem Massenanteil von 7,45%, Fe in einem Massenanteil von 0,25%, Mg in einem Massenanteil von 0,01%, Zn in einem Massenanteil von 2,04% und Ti in einem Massenanteil von 0,01% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials 18 bedeckt; und das zweite Lötmaterial 21, das Si in einem Massenanteil von 9,60%, Fe in einem Massenanteil von 0,28%, Cu in einem Massenanteil von 0,04% und Ti in einem Massenanteil von 0,02% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das die andere Oberfläche des Kernmaterials 18 bedeckt, wird vorbereitet. Das erste Aluminiumlötblech 17 wird derart gebogen, dass das erste Lötmaterial 19 an der Seite der Außenfläche angeordnet ist. Im Ergebnis wird das Wärmetauscherrohrelement 41 gebildet, das dieselbe Gestalt besitzt wie das Wärmetauscherrohr 2 und bei dem zu verbindende Bereiche noch nicht miteinander verlötet sind. Das Schichtdickenverhältnis des ersten Lötmaterials 19 des ersten Aluminiumlötblechs 17 beträgt 16%, und das Schichtdickenverhältnis des zweiten Lötmaterials 21 des ersten Aluminiumlötblechs 17 beträgt 10%. Es wird angemerkt, dass jedes der Kernmaterialien 18, des ersten Lötmaterials 19 und des zweiten Lötmaterials 21 unvermeidbare Verunreinigungselemente in einem Massenanteil von 0,05% oder weniger enthält, und dass der Gesamtmassenanteil der enthaltenen unvermeidbaren Verunreinigungselemente 0,15% beträgt.
  • Ferner wird das zweite Aluminiumlötblech 28, das eine Dicke von 1,2 mm besitzt und das Kernmaterial 29, das Si in einem Massenanteil von 0,11%, Fe in einem Massenanteil von 0,10%, Cu in einem Massenanteil von 0,11%, Mn in einem Massenanteil von 1,12%, Mg in einem Massenanteil von 0,01%, Zn in einem Massenanteil von 0,51% und Ti in einem Massenanteil von 0,10% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen; das dritte Lötmaterial 31, das Si in einem Massenanteil von 5,0 und Fe in einem Massenanteil von 0,20% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials 29 bedeckt; und das vierte Lötmaterial 30, das Si in einem Massenanteil von 5,0%, Fe in einem Massenanteil von 0,39% und Cu in einem Massenanteil von 0,59% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das die andere Oberfläche des Kernmaterials 29 bedeckt, umfasst, vorbereitet. Das zweite Aluminiumlötblech 28 wird in eine rohrförmige Gestalt derart gebogen, dass das dritte Lötmaterial 31 an der Seite der Außenfläche angeordnet wird. Im Ergebnis wird das Behälterkörperelement 42 gebildet, das dieselbe Gestalt wie der Behälterkörper 26 besitzt und bei dem zu verbindende Abschnitte noch nicht verlötet sind. Das Schichtdickenverhältnis des dritten Lötmaterials 31 des zweiten Aluminiumlötblechs 28 beträgt 5,9%, und das Schichtdickenverhältnis des vierten Lötmaterials 30 des zweiten Aluminiumlötblechs 28 beträgt 6,8%. Es wird angemerkt, dass jedes des Kernmaterials 29, des dritten Lötmaterials 31 und des vierten Lötmaterials 30 unvermeidbare Verunreinigungselemente in einem Massenanteil von 0,05% oder weniger enthält und dass der Gesamtmassenanteil der enthaltenen unvermeidbaren Verunreinigungselemente 0,15% beträgt.
  • Danach wird der Kondensator in derselben Weise wie das oben beschriebene Verfahren hergestellt.
  • Eine Korrosion verursachende Erosion des Kernmaterials tritt auf den Wärmetauscherrohren des hergestellten Kondensators nicht auf. Weiterhin findet kein Lötfehler zwischen jedem Wärmetauscherrohr und einem Bereich des Behälterkörpers um das entsprechende Rohreinsetzloch oder die entsprechenden vorstehenden Abschnitte auf.
  • Vergleichbare Ausführungsform:
  • Das erste Aluminiumlötblech, das eine Dicke von 0,2 mm besitzt und aus einem Kernmaterial, das Si in einem Massenanteil von 0,10%, Fe in einem Massenanteil von 0,12%, Cu in einem Massenanteil von 0,35%, Mn in einem Massenanteil von 0,73%, Zn in einem Massenanteil von 0,01% und Ti in einem Massenanteil von 0,09% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen; das erste Lötmaterial, das Si in einem Massenanteil von 7,65%, Fe in einem Massenanteil von 0,16%, Cu in einem Massenanteil von 0,01%, und Zn in einem Massenanteil von 1,93% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt; und das zweite Lötmaterial, das Si in einem Massenanteil von 9,74% und Fe in einem Massenanteil von 0,33% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das die andere Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, umfasst, wird vorbereitet. Das erste Aluminiumlötblech wird derart gebogen, dass das erste Lötmaterial an der Seite der Außenfläche angeordnet ist. Im Ergebnis wird ein Wärmetauscherrohrelement gebildet, das dieselbe Gestalt wie das Wärmetauscherrohr 2 besitzt und bei dem zu verbindende Abschnitte noch nicht verlötet sind. Das Schichtdickenverhältnis des ersten Lötmaterials des ersten Aluminiumlötblechs beträgt 5%, und das Schichtdickenverhältnis des zweiten Lötmaterials des ersten Aluminiumlötblechs beträgt 6%. Es wird angemerkt, dass jedes des Kernmaterials, des ersten Lötmaterials und des zweiten Lötmaterials unvermeidbare Verunreinigungselemente in einem Massenanteil von 0,05% oder weniger enthält, und dass der Gesamtmassenanteil der enthaltenen unvermeidbaren Verunreinigungselemente 0,15% beträgt.
  • Ferner wird ein zweites Aluminiumlötblech, das eine Dicke von 1,2 mm besitzt und ein Kernmaterial, das Si in einem Massenanteil von 0,2%, Fe in einem Massenanteil von 0,62%, Cu in einem Massenanteil von 0,15%, Mn in einem Massenanteil von 1,08%, und Zn in einem Massenanteil von 0,01% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen; ein drittes Lötmaterial, das Si in einem Massenanteil von 8,66%, Fe in einem Massenanteil von 0,45%, und Zn in einem Massenanteil von 1,10% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt; und ein viertes Lötmaterial, das Si in einem Massenanteil von 8,60% und Fe in einem Massenanteil von 0,43% und Cu in einem Massenanteil von 0,02% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das die andere Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, umfasst, vorbereitet. Das zweite Aluminiumlötblech wird in eine rohrförmige Gestalt derart gebogen, dass das dritte Lötmaterial an der Seite der Außenfläche angeordnet ist. Im Ergebnis wird ein Behälterkörperelement gebildet, das dieselbe Gestalt wie der Behälterkörper besitzt und bei dem zu verbindende Abschnitte noch nicht verlötet wurden. Das Schichtdickenverhältnis des dritten Lötmaterials des zweiten Aluminiumlötblechs beträgt 5%, und das Schichtdickenverhältnis des vierten Lötmaterials des zweiten Aluminiumlötblechs beträgt 6%. Es wird angemerkt, dass jedes des Kernmaterials, des dritten Lötmaterials und des vierten Lötmaterials unvermeidbare Verunreinigungselemente in einem Massenanteil von 0,05% oder weniger enthält, und dass der Gesamtmassenanteil der enthaltenen unvermeidbaren Verunreinigungselemente 0,15% beträgt.
  • Danach wird ein Kondensator in derselben Weise wie in dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt.
  • Eine Korrosion verursachende Erosion des Kernmaterials tritt an den Wärmetauscherrohren des hergestellten Kondensators nicht auf. Ebenso wenig entsteht ein Lötfehler zwischen jedem Wärmetauscherrohr und einem Bereich jedes Behälterkörpers um das entsprechende Rohreinsetzloch oder die entsprechenden vorstehenden Abschnitte auf.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst die folgenden Ausführungsformen.
    • 1) Wärmetauscher, umfassend: eine Mehrzahl flacher Wärmetauscherrohre, die in vorbestimmten Abständen in einer Dickerichtung der Wärmetauscherrohre derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen miteinander zusammenfallen und ihre Breitenrichtungen mit einer Luftströmungsrichtung zusammenfallen; und zwei Sammelbehälter, die an in der Längsrichtung gegenüberliegenden Enden der Wärmetauscherrohre derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen mit einer Richtung zusammenfallen, in der die Wärmetauscherrohre nebeneinander angeordnet sind, wobei gegenüberliegende Endabschnitte der Wärmetauscherrohre mit den jeweiligen Sammelbehältern verbunden sind, wobei jeder der Sammelbehälter einen rohrförmigen Behälterkörper, der an seinen gegenüberliegenden Enden Öffnungen aufweist, und Verschlusselemente umfasst, die mit den gegenüberliegenden Enden des Behälterkörpers verlötet sind, um die Öffnungen zu verschließen, umfasst, wobei der Behälterkörper eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern aufweist, die in vorbestimmten Abständen in einer Längsrichtung des Behälterkörpers angeordnet sind und von denen jedes ein Langloch ist, dessen Längsrichtung mit der Luftströmungsrichtung zusammenfällt, wobei vorstehende Abschnitte, die in Richtung eines Innenraums des Behälterkörpers vorstehen, entlang von Kanten jedes Rohreinsetzloches gebildet sind, die an in einer Breiterichtung gegenüberliegenden Seiten des Rohreinsetzloches angeordnet und einander zugewandt sind, und wobei ein Endabschnitt jedes Wärmetauscherrohrs in das entsprechende Rohreinsetzloch eingesetzt und mit einem Bereich des Behälterkörpers um das Rohreinsetzloch und den vorstehenden Abschnitten verlötet ist, wobei jedes Wärmetauscherrohr aus einem ersten Lötblech gebildet ist, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial das eine Außenfläche des Kernmaterials bedeckt, umfasst; der Behälterkörper jedes Sammelbehälters aus einem zweiten Lötblech gebildet ist, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial das eine Außenfläche des Kernmaterials bedeckt und eine geringere Fließfähigkeit aufweist als das Lötmaterial des ersten Lötblechs, das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs verwendet wird, umfasst; jeder der vorstehenden Abschnitte eine Vorsprunghöhe besitzt, die gleich oder größer als eine Dicke einer Umfangswand des Behälterkörpers ist, und eine Dicke besitzt, die allmählich in Richtung seines vorstehenden Endes abnimmt; das Kernmaterial des zweiten Lötblechs in einem Bereich einer Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite besitzt, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird, mit dem Kernmaterial des ersten Lötblechs mittels des Lötmaterials, das die Außenfläche des ersten Lötblechs bedeckt, verlötet ist; ein Abstand zwischen dem Kernmaterial des zweiten Lötblechs und dem Kernmaterial des ersten Lötblechs in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich nach Ausschluss des verlöteten Abschnitts verbleibt, allmählich von einer Seite, die dem verlöteten Abschnitt näher liegt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörpers zunimmt und ein Lötmaterialsammelraum zwischen den Kernmaterialien der beiden Lötbleche ausgebildet ist; und Abschnitte der Kernmaterialien und der beiden Lötbleche, die den Lötmaterialsammelraum bilden, miteinander mittels eines Lötkeils verlötet sind, der in dem Lötmaterialsammelraum gebildet ist, wobei der Lötkeil aus einer Mischung des Lötmaterials, das die Außenfläche des ersten Lötblechs bedeckt, und des Lötmaterials, das die Außenfläche des zweiten Lötblechs bedeckt, gebildet ist.
    • 2. Wärmetauscher nach Abschnitt 1), wobei eine Beziehung 0,40 ≤ Y/X ≤ 1,40 erfüllt ist, wobei X eine Länge (mm) des verlöteten Abschnitts der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts ist, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei die Länge in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohres gemessen wird, und Y eine Länge (mm) des Lötkeils ist, der in dem Lötmaterialsammelraum gebildet ist, die in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohrs gemessen wird.
    • 3) Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach Abschnitt 1), umfassend die Schritte: Ausbilden jedes der flachen, hohlen Wärmetauscherrohrelemente unter Verwendung eines ersten Lötblechs, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial aufweist, das eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, wobei jedes der Wärmetauscherrohrelemente eine Außenfläche, die mit dem Lötmaterial bedeckt ist, und miteinander zu verbindende Abschnitte aufweist; Ausbilden jedes der röhrenförmigen Behälterkörperelemente unter Verwendung eines zweiten Lötblechs, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial aufweist, das eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt und eine niedrigere Fließfähigkeit besitzt als das Lötmaterial des ersten Lötblechs, das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs verwendet wird, wobei jedes der Behälterkörperelemente eine Außenfläche, die mit Lötmaterial bedeckt ist, miteinander zu verbindende Abschnitte, und eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern und vorstehenden Abschnitten aufweist; Wählen der Vorsprunghöhe jedes vorstehenden Abschnitts jedes Behälterkörperelements gleich oder größer als die Dicke der Umgebungswand des Behälterkörpers, wobei die Dicke jedes vorstehenden Abschnitts in Richtung seines vorstehenden Endes allmählich abnimmt, und Freilegen des Kernmaterial des zweiten Lötblechs in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite aufweist, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird; Zusammenfügen der Behälterkörperelemente und der Verschlusselemente und Einsetzen gegenüberliegender Endabschnitte der Wärmetauscherrohrelemente in die Rohreinsetzlöcher der jeweiligen Behälterkörperelemente; In Kontakt bringen eines freigelegten Abschnittes jedes vorstehenden Abschnitts jedes Behälterkörperelements, wo das Kernmaterial freigelegt ist, in Kontakt mit der Außenfläche des zugeordneten Wärmetauscherrohres, und allmähliches Vergrößern des Abstandes zwischen der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts, der dem Wärmetauscherrohrelement zugewandt ist, und der Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements von der Seite, die dem freigelegten Abschnitt näher liegt, in einem Bereich des vorstehenden Abschnitts, der nach Ausschluss des freigelegten Abschnittss verbleibt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörperelements, um dadurch einen Lötmaterialsammelraum zu bilden; Erhitzen einer Anordnung der Behälterkörperelemente, der Verschlusselemente und der Wärmetauscherrohrelemente auf eine vorbestimmte Temperatur derart, dass die miteinander zu verbindenden Abschnitte jedes Wärmetauscherrohrelements verlötet werden, um dadurch jedes der Wärmetauscherrohre zu bilden, dass die verbindenden Abschnitte jedes Behälterkörperelements verlötet werden, um dadurch jeden der Behälterkörper zu bilden, und dass jeder Behälterkörper und die entsprechenden Verschlusselemente verlötet werden, um dadurch jeden der Sammelbehälter zu bilden; und Verlöten der freigelegten Abschnitte jedes vorstehenden Abschnitts mit einer auswärts gewandten Oberfläche des Kernmaterials des ersten Lötblechs, welches das entsprechende Wärmetauscherrohrelement bildet, mittels des Lötmaterials des ersten Lötblechs, das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements bedeckt, gleichzeitig mit dem Bilden der Wärmetauscherrohre und dem Bilden der Sammelbehälter und Bilden eines Lötkeils, der in dem Lötmaterialsammelraum aus einer Mischung des Lötmaterials des ersten Lötblechs, das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements bedeckt, und des Lötmaterials des zweiten Lötblechs, das die Außenfläche des Behälterkörperelements bedeckt, gebildet wird, um dadurch Abschnitte der Kernmaterialien der beiden Lötbleche, die den Lötmaterialsammelraum bilden, durch den Lötkeil miteinander zu verlöten.
    • 4) Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach Abschnitt 3), wobei das erste Lötblech, das zum Bilden jedes Wärmetauscherrohrelements verwendet wird, ein Kernmaterial, das aus einer Al-Legierung der 3000er-Serie gebildet ist, und ein Lötmaterial umfasst, das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil zwischen 6,8% und 8,2% und Zn in einem Massenanteil zwischen 1,5% und 2,5% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, wobei das Lötmaterial des ersten Lötblechs ein Schichtdickenverhältnis zwischen 14% und 18% aufweist; das zweite Lötblech, das zum Bilden jedes Behälterkörperelements verwendet wird, ein Kernmaterial, das aus einer Al-Legierung der 3000er-Serie gebildet ist, und ein Lötmaterial umfasst, das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil zwischen 4,5% und 5,5% als ein Element enthält, das die Fließfähigkeit des geschmolzenen Lötmaterials beeinflusst, und das eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, wobei das Lötmaterial des zweiten Lötblechs ein Schichtdickenverhältnis zwischen 4,5% und 8,5% aufweist; und das Erhitzen der Anordnung der Behälterkörperelemente, der Verschlusselemente und der Wärmetauscherrohrelemente in einer Stickstoff-Gasatmosphäre bei einer Temperatur zwischen 485°C und 600°C durchgeführt wird.
  • In dem Herstellungsverfahren des Abschnitts 4) bedeutet die Al-Legierung der 3000er-Serie eine Al-Legierung, deren Stärke durch Zufügen von Mn erhöht ist, ohne die Korrosionsbeständigkeit und Handhabbarkeit gegenüber reinem Aluminium zu verringern.
  • Gemäß dem Wärmetauscher der Abschnitte 1) oder 2) werden jedes Wärmetauscherrohr aus einem ersten Lötblech, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial, das eine Außenfläche des Kernmaterials bedeckt, aufweist, und der Behälterkörper jedes Sammelbehälters aus einem zweiten Lötblech gebildet, das ein Kernmaterial und ein Lötmaterial aufweist, das die Außenfläche des Kernmaterials bedeckt und eine geringere Fließfähigkeit besitzt als das Lötmaterial des ersten Lötblechs, das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs gebildet wird. Da die Wärmekapazität jedes Wärmetauscherrohrelements, das jedes Wärmetauscherrohr bildet, geringer ist als diejenige jedes Behälterkörperelements, das den Behälterkörper jedes Sammelbehälters bildet, fließt das Lötmaterial auf dem Wärmetauscherrohrelement infolge der Erhitzung zum Zeitpunkt der Herstellung des Wärmetauschers. Auch in einem derartigen Fall wird das geschmolzene Lötmaterial auf dem Behälterkörper jedes Sammelbehälters daran gehindert, in Richtung jedes Wärmetauscherrohrs zu fließen, wobei das Fließen durch das geschmolzene Lötmaterial auf dem Wärmetauscherrohr bewirkt wird. Im Ergebnis wird eine Erosion, die eine Korrosion des Kernmaterials verursacht, daran gehindert, auf den Wärmetauscherrohren stattzufinden.
  • Zusätzlich besitzt jeder der vorstehenden Abschnitte eine Vorsprunghöhe, die gleich oder größer als die Dicke der Umgebungswand des Behälterkörpers ist und eine Dicke besitzt, die allmählich in Richtung seines vorstehenden Endes abnimmt; wird das Kernmaterial des zweiten Lötblechs mit dem Kernmaterial des ersten Lötblechs in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich von dem vorstehenden Ende gemessen eine vorbestimmte Breite besitzt, mittels des Lötmaterials, das die Außenfläche des ersten Lötblechs bedeckt, verlötet; nimmt der Abstand zwischen dem Kernmaterial des zweiten Lötblechs und dem Kernmaterial des ersten Lötblechs in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr zugewandt ist, wobei der Bereich nach Ausschluss des verlöteten Abschnitts verbleibt, von der Seite des verlöteten Abschnitts in Richtung der Außenseite des Behälterkörpers allmählich zu, und wird ein Lötmaterialsammelraum zwischen den Kernmaterialien der beiden Lötbleche gebildet; und
    werden Abschnitte der Kernmaterialien der beiden Lötbleche, die den Lötmaterialsammelraum bilden, mittels eines Lötkeils, der in dem Lötmaterialsammelraum gebildet wird, miteinander verlötet, wobei der Lötkeil aus einer Mischung des Lötmaterials, das die Außenseite des ersten Lötblechs bedeckt, und des Lötmateriasl, das die Außenseite des zweiten Lötblechs bedeckt, gebildet ist.
  • Daher ist es auch für den Fall, wo das Lötmaterial auf dem Behälterkörper jedes Sammelbehälters in seiner Fließfähigkeit geringer ist als das Lötmaterial auf den Wärmetauscherrohren, möglich, das Auftreten eines Lötfehlers zwischen jedem Wärmetauscherrohr und einem Bereich des entsprechenden Behälterkörpers um das zugeordnete Rohreinsetzloch oder zwischen jedem Wärmetauscherrohr und den zugeordneten vorstehenden Abschnitten zu vermeiden.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren nach Abschnitt 3) wird die Anordnung der Behälterkörperelemente, der Verschlusselemente und der Wärmetauscherrohrelemente auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, wobei die zu verbindenden Abschnitte jedes Wärmetauscherrohrelements miteinander verlötet werden, um jedes der Wärmetauscherrohre zu bilden, die zu verbindenden Abschnitte jedes Behälterkörperelements miteinander verlötet werden, um jeden der Behälterkörper zu bilden, und jeder Behälterkörper und die zugeordneten Verschlusselemente miteinander verlötet werden, um jeden der Sammelbehälter zu bilden. Da die Wärmekapazität jedes Wärmetauscherrohrelements geringer ist als diejenige der Behälterkörperelemente jedes Sammelbehälters, fließt in diesem Augenblick das Lötmaterial, das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements bedeckt, infolge des Erhitzens zum Zeitpunkt des Verlötens. Auch für einen derartigen Fall wird das geschmolzene Lötmaterial, das die Außenfläche des Behälterkörperelements bedeckt, daran gehindert, in Richtung des entsprechenden Wärmetauscherrohrelements zu fließen, wobei das Fließen durch das geschmolzene Lötmaterial, das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements bedeckt, bewirkt wird. Dadurch wird Erosion, die Korrosion des Kernmaterials verursacht, an ihrem Auftreten auf den Wärmetauscherrohrelementen gehindert.
  • Zusätzlich ist es möglich, das Auftreten eines Lötfehlers zwischen jedem Wärmetauscherrohr des hergestellten Wärmetauschers und einem Bereich des entsprechenden Behälterkörpers um das zugeordnete Rohreinsetzloch oder zwischen jedem Wärmetauscherrohr und den zugeordneten vorstehenden Abschnitten zu unterdrücken.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 09-113177 [0003, 0008]
    • JP 2009-168360 [0006, 0008]

Claims (4)

  1. Wärmetauscher (1), umfassend: eine Mehrzahl flacher Wärmetauscherrohre (2), die in vorbestimmten Abständen in einer Dickerichtung der Wärmetauscherrohre (2) derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen zusammenfallen und ihre Breitenrichtungen mit einer Luftströmungsrichtung (W) zusammenfallen; und zwei Sammelbehälter (3, 4), die an in der Längsrichtung gegenüberliegenden Enden der Wärmetauscherrohre (2) derart angeordnet sind, dass ihre Längsrichtungen mit einer Richtung zusammenfallen, in der die Wärmetauscherrohre (2) nebeneinander angeordnet sind, wobei gegenüberliegende Endabschnitte der Wärmetauscherrohre (2) mit den jeweiligen Sammelbehältern (3, 4) verbunden sind, wobei jeder der Sammelbehälter (3, 4) einen rohrförmigen Behälterkörper (26), der an seinen gegenüberliegenden Enden Öffnungen aufweist, und Verschlusselemente (27), die mit den gegenüberliegenden Enden des Behälterkörpers (26) verlötet sind, um die Öffnungen zu verschließen umfasst, wobei der Behälterkörper (26) eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern (33) aufweist, die in vorbestimmten Abständen in einer Längsrichtung des Behälterkörpers (26) angeordnet sind und von denen jedes ein Langloch ist, dessen Längsrichtung mit der Luftströmungsrichtung (W) zusammenfällt, wobei vorstehende Abschnitte (34), die in Richtung eines Innenraums des Behälterkörpers (26) vorstehen, entlang von Kanten jedes Rohreinsetzloches (33) gebildet sind, die an in einer Breiterichtung gegenüberliegenden Seiten des Rohreinsetzloches (33) angeordnet und einander zugewandt sind, und wobei ein Endabschnitt jedes Wärmetauscherrohrs (2) in das entsprechende Rohreinsetzloch (33) eingesetzt und mit einem Bereich des Behälterkörpers (26) um das Rohreinsetzloch (33) und den vorstehenden Abschnitten (34) verlötet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wärmetauscherrohr (2) aus einem ersten Lötblech (17) gebildet ist, das ein Kernmaterial (18) und ein Lötmaterial (19), das eine Außenfläche des Kernmaterials (18) bedeckt, umfasst; der Behälterkörper (26) jedes Sammelbehälters (3, 4) aus einem zweiten Lötblech (28) gebildet ist, das ein Kernmaterial (29) und ein Lötmaterial (31) umfasst, das eine Außenfläche des Kernmaterials (29) bedeckt und eine geringere Fließfähigkeit aufweist als das Lötmaterial (19) des ersten Lötblechs (17), das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs (2) verwendet wird, umfasst; jeder der vorstehenden Abschnitte (34) eine Vorsprunghöhe (H) besitzt, die gleich oder größer als eine Dicke (T) einer Umfangswand des Behälterkörpers (26) ist, und eine Dicke besitzt, die allmählich in Richtung seines vorstehenden Endes abnimmt; das Kernmaterial (29) des zweiten Lötblechs (28) in einem Bereich einer Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts (34), der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr (2) zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite besitzt, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird, mit dem Kernmaterial (18) des ersten Lötblechs (17) mittels des Lötmaterials (19), das die Außenfläche des ersten Lötblechs (17) bedeckt, verlötet ist; ein Abstand zwischen dem Kernmaterial (29) des zweiten Lötblechs (28) und dem Kernmaterial (18) des ersten Lötblechs (17) in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts (34), der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr (2) zugewandt ist, wobei der Bereich nach Ausschluss des verlöteten Abschnitts verbleibt, allmählich von einer Seite, die dem verlöteten Abschnitt näher liegt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörpers (26) zunimmt und ein Lötmaterialsammelraum (36) zwischen den Kernmaterialien (18, 29) der beiden Lötbleche (17, 28) ausgebildet ist; und Abschnitte der Kernmaterialien (18, 29) und der beiden Lötbleche (17, 28), die den Lötmaterialsammelraum (36) bilden, miteinander mittels eines Lötkeils (37) verlötet sind, der in dem Lötmaterialsammelraum (36) gebildet ist, wobei der Lötkeil (37) aus einer Mischung des Lötmaterials (19), das die Außenfläche des ersten Lötblechs (17) bedeckt, und des Lötmaterials (31), das die Außenfläche des zweiten Lötblechs (28) bedeckt, gebildet ist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beziehung 0,40 ≤ Y/X ≤ 1,40 erfüllt ist, wobei X eine Länge (mm) des verlöteten Abschnitts der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts (34) ist, der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr (2) zugewandt ist, wobei die Länge in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohres (2) gemessen wird, und Y eine Länge (mm) des Lötkeils (37) ist, der in dem Lötmaterialsammelraum (36) gebildet ist, die in der Längsrichtung des Wärmetauscherrohrs (2) gemessen wird.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers (1) nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: Ausbilden jedes der flachen, hohlen Wärmetauscherrohrelemente (41) unter Verwendung eines ersten Lötblechs (17), das ein Kernmaterial (18) und ein Lötmaterial (19) aufweist, das eine Oberfläche des Kernmaterials (18) bedeckt, wobei jedes der Wärmetauscherrohrelemente (41) eine Außenfläche, die mit dem Lötmaterial (19) bedeckt ist, und miteinander zu verbindende Abschnitte aufweist; Ausbilden jedes der röhrenförmigen Behälterkörperelemente (42) unter Verwendung eines zweiten Lötblechs (28), das ein Kernmaterial (29) und ein Lötmaterial (31) aufweist, das eine Oberfläche des Kernmaterials (29) bedeckt und eine niedrigere Fließfähigkeit besitzt als das Lötmaterial (19) des ersten Lötblechs (17), das zum Bilden des Wärmetauscherrohrs (2) verwendet wird, wobei jedes der Behälterkörperelemente (42) eine Außenfläche, die mit Lötmaterial (31) bedeckt ist, miteinander zu verbindende Abschnitte, und eine Mehrzahl von Rohreinsetzlöchern (33) und vorstehenden Abschnitten (34) aufweist; Wählen der Vorsprunghöhe (H) jedes vorstehenden Abschnitts (34) jedes Behälterkörperelements (42) gleich oder größer als die Dicke (T) der Umgebungswand des Behälterkörpers (26), wobei die Dicke jedes vorstehenden Abschnitts (34) in Richtung seines vorstehenden Endes allmählich abnimmt, und Freilegen des Kernmaterial (29) des zweiten Lötblechs (28) in einem Bereich der Oberfläche jedes vorstehenden Abschnitts (34), der dem zugeordneten Wärmetauscherrohr (2) zugewandt ist, wobei der Bereich eine vorbestimmte Breite aufweist, die von dem vorstehenden Ende gemessen wird; Zusammenfügen der Behälterkörperelemente (42) und der Verschlusselemente (27) und Einsetzen gegenüberliegender Endabschnitte der Wärmetauscherrohrelemente (41) in die Rohreinsetzlöcher (33) der jeweiligen Behälterkörperelemente (42); In Kontakt bringen eines freigelegten Abschnittes (29A) jedes vorstehenden Abschnitts (34) jedes Behälterkörperelements (42), wo das Kernmaterial (29) freigelegt ist, mit der Außenfläche des zugeordneten Wärmetauscherrohres (2), und allmähliches Vergrößern des Abstandes zwischen der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts (34), der dem Wärmetauscherrohrelement (41) zugewandt ist, und der Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements (41) von der Seite, die dem freigelegten Abschnitt (29A) näher liegt, in einem Bereich des vorstehenden Abschnitts (34), der nach Ausschluss des freigelegten Abschnitts (29A) verbleibt, in Richtung der Außenseite des Behälterkörperelements (42), um dadurch einen Lötmaterialsammelraum (36) zu bilden; Erhitzen einer Anordnung der Behälterkörperelemente (42), der Verschlusselemente (27) und der Wärmetauscherrohrelemente (41) auf eine vorbestimmte Temperatur derart, dass die miteinander zu verbindenden Abschnitte jedes Wärmetauscherrohrelements (41) verlötet werden, um dadurch jedes der Wärmetauscherrohre (2) zu bilden, dass die verbindenden Abschnitte jedes Behälterkörperelements (42) verlötet werden, um dadurch jeden der Behälterkörper zu bilden, und dass jeder Behälterkörper (26) und die entsprechenden Verschlusselemente (27) verlötet werden, um dadurch jeden der Sammelbehälter (3, 4) zu bilden; und Verlöten der freigelegten Abschnitte (29A) jedes vorstehenden Abschnitts (34) mit einer auswärts gewandten Oberfläche des Kernmaterials (18) des ersten Lötblechs (17), welches das entsprechende Wärmetauscherrohrelement (41) bildet, mittels des Lötmaterials (19) des ersten Lötblechs (17), das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements (41) bedeckt, gleichzeitig mit dem Bilden der Wärmetauscherrohre (2) und dem Bilden der Sammelbehälter (3, 4) und Bilden eines Lötkeils (37), der in dem Lötmaterialsammelraum (36) aus einer Mischung des Lötmaterials (19) des ersten Lötblechs (17), das die Außenfläche des Wärmetauscherrohrelements (41) bedeckt, und des Lötmaterials (31) des zweiten Lötblechs (28), das die Außenfläche des Behälterkörperelements (42) bedeckt, gebildet wird, um dadurch Abschnitte der Kernmaterialien (18, 29) der beiden Lötbleche (17, 28), die den Lötmaterialsammelraum (36) bilden, durch den Lötkeil (37) miteinander zu verlöten.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lötblech (17), das zum Bilden jedes Wärmetauscherrohrelements (41) verwendet wird, ein Kernmaterial (18), das aus einer Al-Legierung der 3000er-Serie gebildet ist, und ein Lötmaterial (19), das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil zwischen 6,8% und 8,2% und Zn in einem Massenanteil zwischen 1,5% und 2,5% enthält, wobei Al und unvermeidbare Verunreinigungen den verbleibenden Anteil darstellen, und das eine Oberfläche des Kernmaterials (18) bedeckt, umfasst, wobei das Lötmaterial (19) des ersten Lötblechs (17) ein Schichtdickenverhältnis zwischen 14% und 18% aufweist; das zweite Lötblech (28), das zum Bilden jedes Behälterkörperelements (42) verwendet wird, ein Kernmaterial (29), das aus einer Al-Legierung der 3000er-Serie gebildet ist, und ein Lötmaterial (31) umfasst, das aus einer Al-Legierung gebildet ist, die Si in einem Massenanteil zwischen 4,5% und 5,5% als ein Element enthält, das die Fließfähigkeit des geschmolzenen Lötmaterials (31) beeinflusst, und das eine Oberfläche des Kernmaterials (29) bedeckt, umfasst, wobei das Lötmaterial (31) des zweiten Lötblechs (28) ein Schichtdickenverhältnis zwischen 4,5% und 8,5% aufweist; und das Erhitzen der Anordnung der Behälterkörperelemente (42), der Verschlusselemente (27) und der Wärmetauscherrohrelemente (41) in einer Stickstoff-Gasatmosphäre bei einer Temperatur zwischen 485°C und 600°C durchgeführt wird.
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