JP2000121286A - 積層型熱交換器の製造方法 - Google Patents
積層型熱交換器の製造方法Info
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温流体や腐食性流体にも適用可能な積層型
熱交換器として、排気ガスが流入する厳しい腐食環境の
ＥＧＲクーラとして使用できるようにする。 【解決手段】 プレート２１上に液体状バインダー３２
及び粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３を塗布し、このプレ
ート２１にフィン２２（２３）を取付けて加熱すること
によりプレート２１にフィン２２（２３）をろう付け接
合して高温特性や耐食性に優れた積層型熱交換器とし、
従来Cuろうを使用した熱交換器では適用できなかった高
温流体や腐食性流体にも適用可能な積層型熱交換器とし
て、排気ガスが流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラ
として使用する。
熱交換器として、排気ガスが流入する厳しい腐食環境の
ＥＧＲクーラとして使用できるようにする。 【解決手段】 プレート２１上に液体状バインダー３２
及び粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３を塗布し、このプレ
ート２１にフィン２２（２３）を取付けて加熱すること
によりプレート２１にフィン２２（２３）をろう付け接
合して高温特性や耐食性に優れた積層型熱交換器とし、
従来Cuろうを使用した熱交換器では適用できなかった高
温流体や腐食性流体にも適用可能な積層型熱交換器とし
て、排気ガスが流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラ
として使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のプレートと
フィンを積層し互いにろう付けすることで製造される積
層型熱交換器の製造方法に関し、内燃機関から排出され
る排気ガスの一部を吸気通路に還流させる排気ガス還流
装置のクーラ（ＥＧＲクーラ）に適用して好適である。
フィンを積層し互いにろう付けすることで製造される積
層型熱交換器の製造方法に関し、内燃機関から排出され
る排気ガスの一部を吸気通路に還流させる排気ガス還流
装置のクーラ（ＥＧＲクーラ）に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】多段の平板型の積層型熱交換器は、例え
ばステンレス鋼製の薄板状のプレートとフィンとを多数
積層し、複数の構成部品を互いにろう付けすることで一
体構造物として製造される。ろう付けに使用されるろう
材としては、各分野で使用実績が豊富な銅ろう（Cuろ
う）が使用されている。積層型熱交換器は様々な機器の
熱交換器として使用されているが、近年、車両に備えら
れている排気ガス還流装置のクーラ（ＥＧＲクーラ）に
積層型熱交換器を適用することが検討されてきている。
ばステンレス鋼製の薄板状のプレートとフィンとを多数
積層し、複数の構成部品を互いにろう付けすることで一
体構造物として製造される。ろう付けに使用されるろう
材としては、各分野で使用実績が豊富な銅ろう（Cuろ
う）が使用されている。積層型熱交換器は様々な機器の
熱交換器として使用されているが、近年、車両に備えら
れている排気ガス還流装置のクーラ（ＥＧＲクーラ）に
積層型熱交換器を適用することが検討されてきている。
【０００３】排気ガス還流装置は、車両の排気ガス中の
窒素酸化物を低減するために、内燃機関から排出される
排気ガスの一部を吸気通路に還流させる装置である。Ｅ
ＧＲクーラは、吸気通路に還流させる排気ガスを内燃機
関の冷却水と熱交換して冷却するようになっている。
窒素酸化物を低減するために、内燃機関から排出される
排気ガスの一部を吸気通路に還流させる装置である。Ｅ
ＧＲクーラは、吸気通路に還流させる排気ガスを内燃機
関の冷却水と熱交換して冷却するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の平板型の積層型
熱交換器は、Cuろうを使用して複数の構成部品を互いに
ろう付けしているので、高温流体には適していない。即
ち、Cuろうの使用最高温度は連続条件で約200 ℃である
ため、高温の排気ガスが流入するＥＧＲクーラへの適用
は問題があった。また、Cuろうは耐食性も高くないの
で、窒素酸化物(No x ) や硫酸成分が含まれる排気ガス
が流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラへの適用には
問題があった。
熱交換器は、Cuろうを使用して複数の構成部品を互いに
ろう付けしているので、高温流体には適していない。即
ち、Cuろうの使用最高温度は連続条件で約200 ℃である
ため、高温の排気ガスが流入するＥＧＲクーラへの適用
は問題があった。また、Cuろうは耐食性も高くないの
で、窒素酸化物(No x ) や硫酸成分が含まれる排気ガス
が流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラへの適用には
問題があった。
【０００５】Cuろうに代えて、一般に高温特性や耐食性
に優れると言われるニッケルろう（Niろう）を使用して
平板型の積層型熱交換器を製造することが考えられる。
Cuろうは一般に0.1mm 程度の厚さの箔として使用される
が、Niろうは材質的に硬くもろいために加工が困難であ
り、粉末状で使用される。このため、Niろうをろう付け
部に均一に供給しろう切れを起こさないようにするため
には、Cuろうとは全く異なる施工技術が必要となる。従
来、積層型熱交換器のプレートへの粉末状ろう材のろう
付け方法として、ろう材と液状バインダーを予めペース
ト状に混合したものをスクリーン印刷によりプレート上
に付着させたり、ろう材と液状バインダーを混合したシ
ートを形成して接合部に挟持したり、ペースト状ろう材
を接合部にはけ塗り等により塗布する方法が知られてい
る。
に優れると言われるニッケルろう（Niろう）を使用して
平板型の積層型熱交換器を製造することが考えられる。
Cuろうは一般に0.1mm 程度の厚さの箔として使用される
が、Niろうは材質的に硬くもろいために加工が困難であ
り、粉末状で使用される。このため、Niろうをろう付け
部に均一に供給しろう切れを起こさないようにするため
には、Cuろうとは全く異なる施工技術が必要となる。従
来、積層型熱交換器のプレートへの粉末状ろう材のろう
付け方法として、ろう材と液状バインダーを予めペース
ト状に混合したものをスクリーン印刷によりプレート上
に付着させたり、ろう材と液状バインダーを混合したシ
ートを形成して接合部に挟持したり、ペースト状ろう材
を接合部にはけ塗り等により塗布する方法が知られてい
る。
【０００６】しかし、スクリーン印刷法はプレート表面
が複雑で大きな凹凸を有する場合には適していない。ま
た、シート成形法は処理工数が多く、材料のロスが多い
という問題があり、はけ塗り法は均一なろう材の塗布や
多量処理には適していない。
が複雑で大きな凹凸を有する場合には適していない。ま
た、シート成形法は処理工数が多く、材料のロスが多い
という問題があり、はけ塗り法は均一なろう材の塗布や
多量処理には適していない。
【０００７】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、排気ガスが流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラ
であっても適用することができる積層型熱交換器の製造
方法を提供することを目的とする。
で、排気ガスが流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラ
であっても適用することができる積層型熱交換器の製造
方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の積層型熱交換器の製造方法は、プレート上に
液体状バインダー及びNi-Cr-P 合金ろう材を塗布し、こ
のプレートにフィンを取付けて加熱することによりプレ
ートにフィンをろう付け接合したものである。液体状バ
インダー及びNi-Cr-P 合金ろう材の塗布は、プレートに
液体状バインダーを塗布した後にNi-Cr-P 合金ろう材を
液体状バインダー上に塗布したり、液体状バインダー及
びNi-Cr-P 合金ろう材を同時にプレートに塗布する。
の本発明の積層型熱交換器の製造方法は、プレート上に
液体状バインダー及びNi-Cr-P 合金ろう材を塗布し、こ
のプレートにフィンを取付けて加熱することによりプレ
ートにフィンをろう付け接合したものである。液体状バ
インダー及びNi-Cr-P 合金ろう材の塗布は、プレートに
液体状バインダーを塗布した後にNi-Cr-P 合金ろう材を
液体状バインダー上に塗布したり、液体状バインダー及
びNi-Cr-P 合金ろう材を同時にプレートに塗布する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、排気ガス還流装置にお
けるＥＧＲクーラといった特殊な腐食環境となる熱交換
器として、薄板状のプレートとフィンとを多数積層して
なる積層型熱交換器を適用するためになされたもので、
多数種類のろう材の中から特殊な腐食環境での耐久性及
び耐食性に優れかつ施工性にも優れたたろう材を見いだ
し、更にこのろう材の優れた流動性を利用してろう付け
部に均一に供給されるようにした積層型熱交換器の製造
方法である。
けるＥＧＲクーラといった特殊な腐食環境となる熱交換
器として、薄板状のプレートとフィンとを多数積層して
なる積層型熱交換器を適用するためになされたもので、
多数種類のろう材の中から特殊な腐食環境での耐久性及
び耐食性に優れかつ施工性にも優れたたろう材を見いだ
し、更にこのろう材の優れた流動性を利用してろう付け
部に均一に供給されるようにした積層型熱交換器の製造
方法である。
【００１０】まず、図１に基づいて排気ガス還流装置を
説明する。図１には排気ガス還流装置の概略構成を示し
てある。
説明する。図１には排気ガス還流装置の概略構成を示し
てある。
【００１１】図に示すように、上流側にエアクリーナ１
が装着された吸気管２はターボ装置３のコンプレッサ側
に接続され、更に、インタークーラ４を介してエンジン
５の吸気マニホールド６に接続されている。エンジン５
の排気マニホールド７には排気管８の上流端部が接続さ
れ、排気管８はターボ装置３のタービン側に接続される
と共に、下流側には触媒９及び図示しないマフラが接続
されている。
が装着された吸気管２はターボ装置３のコンプレッサ側
に接続され、更に、インタークーラ４を介してエンジン
５の吸気マニホールド６に接続されている。エンジン５
の排気マニホールド７には排気管８の上流端部が接続さ
れ、排気管８はターボ装置３のタービン側に接続される
と共に、下流側には触媒９及び図示しないマフラが接続
されている。
【００１２】排気管８のターボ装置３との接続部の上流
部から分岐して排気ガス還流管１０が設けられ、排気ガ
ス還流管１０の下流端部は吸気管２に接続されている。
排気ガス還流管１０には積層型熱交換器としてのＥＧＲ
クーラ１１が装着され、ＥＧＲバルブ１２の開閉により
排気の一部が排気ガス還流管１０からＥＧＲクーラ１１
を通って吸気管２に導入される。ＥＧＲクーラ１１には
冷却配管１３を介してエンジン５の冷却水が循環し、導
入された排気が冷却される。排気ガスの一部がＥＧＲク
ーラ１１で冷却されて吸気と共にエンジン５に供給され
ることで、燃焼温度が低下して窒素酸化物を低減でき
る。
部から分岐して排気ガス還流管１０が設けられ、排気ガ
ス還流管１０の下流端部は吸気管２に接続されている。
排気ガス還流管１０には積層型熱交換器としてのＥＧＲ
クーラ１１が装着され、ＥＧＲバルブ１２の開閉により
排気の一部が排気ガス還流管１０からＥＧＲクーラ１１
を通って吸気管２に導入される。ＥＧＲクーラ１１には
冷却配管１３を介してエンジン５の冷却水が循環し、導
入された排気が冷却される。排気ガスの一部がＥＧＲク
ーラ１１で冷却されて吸気と共にエンジン５に供給され
ることで、燃焼温度が低下して窒素酸化物を低減でき
る。
【００１３】図２乃至図４に基づいてＥＧＲクーラ１１
を説明する。図２にはＥＧＲクーラ１１の側断面、図３
には図２中のIII-III 線矢視、図４には図３中のIV-IV
線矢視方向の要部状況を示してある。
を説明する。図２にはＥＧＲクーラ１１の側断面、図３
には図２中のIII-III 線矢視、図４には図３中のIV-IV
線矢視方向の要部状況を示してある。
【００１４】図２、図３に示すように、ＥＧＲクーラ１
１は、多数のステンレス製のプレート２１と水側のフィ
ン２２及びガス側のフィン２３とが交互に積層され、水
通路２４とガス通路２５とが積層方向に隣接して多数設
けられている。水通路２４同士は入り側の冷却配管13a
及び出側の冷却配管13b でつながり、ガス通路２５同士
は入り側の排気ガス還流管10ａ及び出側の排気ガス還流
管10b でつながっている。水側のフィン２２は水通路２
４を直線状に形成し、ガス側のフィン２３はガス通路２
５を波状に形成している（図３参照）。尚、水通路のフ
ィンの代わりにプレートにエンボスを形成した構造とす
ることも可能である。
１は、多数のステンレス製のプレート２１と水側のフィ
ン２２及びガス側のフィン２３とが交互に積層され、水
通路２４とガス通路２５とが積層方向に隣接して多数設
けられている。水通路２４同士は入り側の冷却配管13a
及び出側の冷却配管13b でつながり、ガス通路２５同士
は入り側の排気ガス還流管10ａ及び出側の排気ガス還流
管10b でつながっている。水側のフィン２２は水通路２
４を直線状に形成し、ガス側のフィン２３はガス通路２
５を波状に形成している（図３参照）。尚、水通路のフ
ィンの代わりにプレートにエンボスを形成した構造とす
ることも可能である。
【００１５】ＥＧＲクーラ１１としては、水と排気ガス
が混合しない構成が必要であり、プレート２１と水側の
フィン２２及びガス側のフィン２３とはろう付けするこ
とにより互いに接合される。ろう材の特性としては、ろ
う付け性に優れ、かつ排気ガスや水に対する耐蝕性に優
れたものが要求され、このような要求を満たすNiろう材
としてNi-Cr-P 合金及びNi-Cr-B-Si合金が挙げられる。
しかし、Ni-Cr-B-Si合金においては、合金中に含まれる
Ｂ元素は原子半径が小さいために高温になるとプレート
側が拡散しやすくなる。ＥＧＲクーラ１１のプレート２
１は0.3mm 程度の薄い板であるため、このようなＢ原子
の拡散によってプレート２１に貫通穴が生じる可能性が
ある。また、ろう材とプレート２１の相互拡散によって
接合部付近の耐蝕性が低下する可能性もある。一方、Ni
-Cr-P 合金はプレート２１との相互拡散が少なく、Ni-C
r-B-Si合金に比べて流動性にも優れているため、ろう付
け時のろう切れが生じにくい。このように、Ni-Cr-P 合
金はＥＧＲクーラ１１の製造に用いるろう材として適し
ており、特にCrが10％〜30％、P が8 ％〜13％、残部が
実質的にNiの成分範囲のろう材は排気ガスへの耐蝕性に
も優れ、ＥＧＲクーラ用のろう材として最適であるとい
える。ここで、本発明に係るNi-Cr-P 合金組成の限定理
由について説明する。
が混合しない構成が必要であり、プレート２１と水側の
フィン２２及びガス側のフィン２３とはろう付けするこ
とにより互いに接合される。ろう材の特性としては、ろ
う付け性に優れ、かつ排気ガスや水に対する耐蝕性に優
れたものが要求され、このような要求を満たすNiろう材
としてNi-Cr-P 合金及びNi-Cr-B-Si合金が挙げられる。
しかし、Ni-Cr-B-Si合金においては、合金中に含まれる
Ｂ元素は原子半径が小さいために高温になるとプレート
側が拡散しやすくなる。ＥＧＲクーラ１１のプレート２
１は0.3mm 程度の薄い板であるため、このようなＢ原子
の拡散によってプレート２１に貫通穴が生じる可能性が
ある。また、ろう材とプレート２１の相互拡散によって
接合部付近の耐蝕性が低下する可能性もある。一方、Ni
-Cr-P 合金はプレート２１との相互拡散が少なく、Ni-C
r-B-Si合金に比べて流動性にも優れているため、ろう付
け時のろう切れが生じにくい。このように、Ni-Cr-P 合
金はＥＧＲクーラ１１の製造に用いるろう材として適し
ており、特にCrが10％〜30％、P が8 ％〜13％、残部が
実質的にNiの成分範囲のろう材は排気ガスへの耐蝕性に
も優れ、ＥＧＲクーラ用のろう材として最適であるとい
える。ここで、本発明に係るNi-Cr-P 合金組成の限定理
由について説明する。
【００１６】Crは、Ni中に固溶してNi-Cr 固溶体とな
り、合金の耐酸化性、耐熱性及び耐食性を向上させる。
ただし、Crが10.0％未満では、耐酸化性、耐熱性及び耐
食性を向上させる効果が少なく、Crが30.0％を越える
と、ステンレス鋼とのぬれ性が低下する。
り、合金の耐酸化性、耐熱性及び耐食性を向上させる。
ただし、Crが10.0％未満では、耐酸化性、耐熱性及び耐
食性を向上させる効果が少なく、Crが30.0％を越える
と、ステンレス鋼とのぬれ性が低下する。
【００１７】P は、Ni-Cr 固溶体との共晶反応により合
金の融点を下げ、ろう付け性を向上させる。ただし、P
が8.0 ％未満では、亜共晶傾向が強くなり、液相線温度
が上昇して固相線との幅が広がるため、ろう付け性が低
下する。P が13.0％を越えると、過共晶傾向が強くな
り、液相線温度が上昇すると同時に合金が脆くなる。
金の融点を下げ、ろう付け性を向上させる。ただし、P
が8.0 ％未満では、亜共晶傾向が強くなり、液相線温度
が上昇して固相線との幅が広がるため、ろう付け性が低
下する。P が13.0％を越えると、過共晶傾向が強くな
り、液相線温度が上昇すると同時に合金が脆くなる。
【００１８】本発明においては、Ni-Cr-P 合金ろう材３
１を用いてプレート２１と水側のフィン２２及びガス側
のフィン２３とがろう付けされてＥＧＲクーラ１１が構
成されているので、ろう付け性が良く耐酸化性、耐熱性
及び耐食性に優れ、かつ優れた流動性によってろう切れ
のない接合部が得られる。このため、窒素酸化物(No x )
や硫酸成分が含まれる排気ガスが流入する厳しい腐食
環境のＥＧＲクーラ１１に適用できる（図４参照）。
１を用いてプレート２１と水側のフィン２２及びガス側
のフィン２３とがろう付けされてＥＧＲクーラ１１が構
成されているので、ろう付け性が良く耐酸化性、耐熱性
及び耐食性に優れ、かつ優れた流動性によってろう切れ
のない接合部が得られる。このため、窒素酸化物(No x )
や硫酸成分が含まれる排気ガスが流入する厳しい腐食
環境のＥＧＲクーラ１１に適用できる（図４参照）。
【００１９】図４に示すように、Ni-Cr-P 合金ろう材３
１はプレート２１とフィン２２，２３との接合部及びプ
レート２１の全面に配されて表面が覆われた状態になっ
ている。耐蝕性に優れたNi-Cr-P 合金ろう材３１でプレ
ート２１の表面が覆われることにより、プレート２１と
しては、安価で比較的耐食性に劣る炭素鋼製のものを用
いてもＥＧＲクーラ１１として十分に適用可能となる。
１はプレート２１とフィン２２，２３との接合部及びプ
レート２１の全面に配されて表面が覆われた状態になっ
ている。耐蝕性に優れたNi-Cr-P 合金ろう材３１でプレ
ート２１の表面が覆われることにより、プレート２１と
しては、安価で比較的耐食性に劣る炭素鋼製のものを用
いてもＥＧＲクーラ１１として十分に適用可能となる。
【００２０】次に、Ni-Cr-P 合金ろう材を用いたＥＧＲ
クーラ１１の製造方法を図５に基づいて具体的に説明す
る。図５(a) 乃至図５(d) にはＥＧＲクーラ１１の製造
方法の工程説明を示してある。
クーラ１１の製造方法を図５に基づいて具体的に説明す
る。図５(a) 乃至図５(d) にはＥＧＲクーラ１１の製造
方法の工程説明を示してある。
【００２１】図５(a) に示すように、プレート２１の表
面の全面に液体状バインダー３２を塗布し、図５(b) に
示すように、液体状バインダー３２の上に粉末のNi-Cr-
P 合金ろう材３３をスプレー等によって塗布する。液体
状バインダーとしては、エチレングリコール水溶液、フ
ルフラール水溶液、グリセリン水溶液等が挙げられる。
Ni-Cr-P 合金ろう材３３の量を確保するため、粉末のNi
-Cr-P 合金ろう材３３の上に、更に液体状バインダー３
２及び粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３を重ねて塗布する
ようにしてもよい。また、液体状バインダー３２と粉末
のNi-Cr-P 合金ろう材３３を同時にプレート２１の表面
の全面にスプレー等によって塗布するようにしてもよ
い。
面の全面に液体状バインダー３２を塗布し、図５(b) に
示すように、液体状バインダー３２の上に粉末のNi-Cr-
P 合金ろう材３３をスプレー等によって塗布する。液体
状バインダーとしては、エチレングリコール水溶液、フ
ルフラール水溶液、グリセリン水溶液等が挙げられる。
Ni-Cr-P 合金ろう材３３の量を確保するため、粉末のNi
-Cr-P 合金ろう材３３の上に、更に液体状バインダー３
２及び粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３を重ねて塗布する
ようにしてもよい。また、液体状バインダー３２と粉末
のNi-Cr-P 合金ろう材３３を同時にプレート２１の表面
の全面にスプレー等によって塗布するようにしてもよ
い。
【００２２】尚、液体状バインダー３２及び粉末のNi-C
r-P 合金ろう材３３を塗布する部位は、プレート２１の
表面の全面でなく、フィン２２，２３がろう付けされる
部位にのみであってもよい。また、フィン２２，２３の
表面に液体状バインダー３２及び粉末のNi-Cr-P 合金ろ
う材３３を供給するようにしてもよい。
r-P 合金ろう材３３を塗布する部位は、プレート２１の
表面の全面でなく、フィン２２，２３がろう付けされる
部位にのみであってもよい。また、フィン２２，２３の
表面に液体状バインダー３２及び粉末のNi-Cr-P 合金ろ
う材３３を供給するようにしてもよい。
【００２３】液体状バインダー３２及び粉末のNi-Cr-P
合金ろう材３３をプレート２１の表面に塗布した後、図
５(c) に示すように、フィン２２（２３）を所定の位置
に配置する。液体状バインダー３２及び粉末のNi-Cr-P
合金ろう材３３を塗布した別のプレート２１をフィン２
２（２３）の上に配置し、液体状バインダー３２及び粉
末のNi-Cr-P 合金ろう材３３を塗布したプレート２１と
フィン２２（２３）とを積層する。
合金ろう材３３をプレート２１の表面に塗布した後、図
５(c) に示すように、フィン２２（２３）を所定の位置
に配置する。液体状バインダー３２及び粉末のNi-Cr-P
合金ろう材３３を塗布した別のプレート２１をフィン２
２（２３）の上に配置し、液体状バインダー３２及び粉
末のNi-Cr-P 合金ろう材３３を塗布したプレート２１と
フィン２２（２３）とを積層する。
【００２４】プレート２１とフィン２２（２３）とを積
層して所定の形状とした後、1050℃から1150℃程度の温
度に加熱してプレート２１とフィン２２（２３）とをろ
う付け接合してＥＧＲクーラ１１とする。加熱時の雰囲
気は、真空あるいは１torr程度の負活性ガスを含む真空
とする。
層して所定の形状とした後、1050℃から1150℃程度の温
度に加熱してプレート２１とフィン２２（２３）とをろ
う付け接合してＥＧＲクーラ１１とする。加熱時の雰囲
気は、真空あるいは１torr程度の負活性ガスを含む真空
とする。
【００２５】加熱時は、約400 ℃程度で液体状バインダ
ー３２が分解して粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３が残
り、約900 ℃以上で粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３が溶
けて液体となって流れる。溶けたろう材（Ni-Cr-P 合金
ろう材３１）は接合部及びプレート２１の表面全体に流
れ、プレート２１とフィン２２（２３）とがNi-Cr-P 合
金ろう材３１で接合されると共に、プレート２１の表面
が厚さ約10μm 〜約50μm のNi-Cr-P 合金ろう材３１で
覆われる（図４参照）。
ー３２が分解して粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３が残
り、約900 ℃以上で粉末のNi-Cr-P 合金ろう材３３が溶
けて液体となって流れる。溶けたろう材（Ni-Cr-P 合金
ろう材３１）は接合部及びプレート２１の表面全体に流
れ、プレート２１とフィン２２（２３）とがNi-Cr-P 合
金ろう材３１で接合されると共に、プレート２１の表面
が厚さ約10μm 〜約50μm のNi-Cr-P 合金ろう材３１で
覆われる（図４参照）。
【００２６】上述した方法で製造したＥＧＲクーラ１１
では、流動性に優れるNi-Cr-P 合金ろう材３３（３１）
を使用しているため、接合部やプレート２１の表面全体
にNi-Cr-P 合金ろう材３１が均一に流れ、ろう切れを起
こすことがなくプレート２１の表面全体がNi-Cr-P 合金
ろう材３１で覆われる。このため、耐食性に優れた接合
部が得られると共に安価な材質（普通鋼板）のプレート
２１であってもＥＧＲクーラ１１として適用することが
できる。また、高温（1000℃以上）でろう付けすること
により高い接合強度を得ることが可能となる。
では、流動性に優れるNi-Cr-P 合金ろう材３３（３１）
を使用しているため、接合部やプレート２１の表面全体
にNi-Cr-P 合金ろう材３１が均一に流れ、ろう切れを起
こすことがなくプレート２１の表面全体がNi-Cr-P 合金
ろう材３１で覆われる。このため、耐食性に優れた接合
部が得られると共に安価な材質（普通鋼板）のプレート
２１であってもＥＧＲクーラ１１として適用することが
できる。また、高温（1000℃以上）でろう付けすること
により高い接合強度を得ることが可能となる。
【００２７】高温特性や耐食性に優れかつ流動性に優れ
るNi-Cr-P 合金ろう材を用いてプレート２１とフィン２
２（２３）をろう付けすることで、高温特性や耐食性に
優れたＥＧＲクーラ１１とすることができる。また、Ni
-Cr-P 合金ろう材によってろう付けを行うことで、優れ
た流動性によって接合部がろう付けされると同時に、排
気ガスと接するプレート２１の表面がNi-Cr-P 合金ろう
材３１で覆われるので、耐食性に劣る普通鋼板等を適用
することができ、コストを低減することが可能となる。
従って、従来Cuろうを使用した熱交換器では適用できな
かった高温流体や腐食性流体にも適用可能な積層型熱交
換器とすることができる。
るNi-Cr-P 合金ろう材を用いてプレート２１とフィン２
２（２３）をろう付けすることで、高温特性や耐食性に
優れたＥＧＲクーラ１１とすることができる。また、Ni
-Cr-P 合金ろう材によってろう付けを行うことで、優れ
た流動性によって接合部がろう付けされると同時に、排
気ガスと接するプレート２１の表面がNi-Cr-P 合金ろう
材３１で覆われるので、耐食性に劣る普通鋼板等を適用
することができ、コストを低減することが可能となる。
従って、従来Cuろうを使用した熱交換器では適用できな
かった高温流体や腐食性流体にも適用可能な積層型熱交
換器とすることができる。
【００２８】ＥＧＲクーラ１１では、運転中は高温の排
気ガスが流通し、運転中あるいは運転を停止した後に温
度変化によって水滴が付着する。排気ガスには窒素酸化
物やNox 成分、あるいはＳ（イオウ）成分が含まれ、水
滴にはこれらの成分が含まれている。窒素酸化物、Nox
あるいはＳ成分を含む水滴が付着すると腐食が進行しや
すくなる。
気ガスが流通し、運転中あるいは運転を停止した後に温
度変化によって水滴が付着する。排気ガスには窒素酸化
物やNox 成分、あるいはＳ（イオウ）成分が含まれ、水
滴にはこれらの成分が含まれている。窒素酸化物、Nox
あるいはＳ成分を含む水滴が付着すると腐食が進行しや
すくなる。
【００２９】ＥＧＲクーラ１１による運転状況に近い状
況を作るため、窒素酸化物やNox 成分あるいはＳ成分を
含む雰囲気の温度環境を変化させて水滴を作り、これを
繰り返して1000時間の耐久試験を行った。この結果、Cu
ろうはNi-Cr-P 合金ろう材（Cr13.0％,P10.0％, 残りN
i）に比べおよそ５倍の腐食減量となった。
況を作るため、窒素酸化物やNox 成分あるいはＳ成分を
含む雰囲気の温度環境を変化させて水滴を作り、これを
繰り返して1000時間の耐久試験を行った。この結果、Cu
ろうはNi-Cr-P 合金ろう材（Cr13.0％,P10.0％, 残りN
i）に比べおよそ５倍の腐食減量となった。
【００３０】従って、Ni-Cr-P 合金ろう材を使用する
と、従来のCuろうを使用した場合に比べて飛躍的に耐食
性に優れることが判る。このため、Ni-Cr-P 合金ろう材
を用いてプレート２１とフィン２２（２３）をろう付け
して積層型熱交換器とすることで、この積層型熱交換器
を排気ガスが流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラ１
１として適用することが可能となる。
と、従来のCuろうを使用した場合に比べて飛躍的に耐食
性に優れることが判る。このため、Ni-Cr-P 合金ろう材
を用いてプレート２１とフィン２２（２３）をろう付け
して積層型熱交換器とすることで、この積層型熱交換器
を排気ガスが流入する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラ１
１として適用することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の積層型熱交換器の製造方法は、
プレート上に液体状バインダー及びNi-Cr-P 合金ろう材
を塗布し、このプレートにフィンを取付けて加熱するこ
とによりプレートにフィンをろう付け接合したので、高
温特性や耐食性に優れた積層型熱交換器とすることがで
きる。また、Ni-Cr-P 合金ろう材によってろう付けを行
うことで、優れた流動性によって接合部がろう付けされ
ると同時に、プレートの表面がNi-Cr-P 合金ろう材で覆
われるので、プレートとして耐食性に劣る普通鋼板等を
適用することができ、コストを低減することが可能とな
る。
プレート上に液体状バインダー及びNi-Cr-P 合金ろう材
を塗布し、このプレートにフィンを取付けて加熱するこ
とによりプレートにフィンをろう付け接合したので、高
温特性や耐食性に優れた積層型熱交換器とすることがで
きる。また、Ni-Cr-P 合金ろう材によってろう付けを行
うことで、優れた流動性によって接合部がろう付けされ
ると同時に、プレートの表面がNi-Cr-P 合金ろう材で覆
われるので、プレートとして耐食性に劣る普通鋼板等を
適用することができ、コストを低減することが可能とな
る。
【００３２】この結果、従来Cuろうを使用した熱交換器
では適用できなかった高温流体や腐食性流体にも適用可
能な積層型熱交換器とすることができ、排気ガスが流入
する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラとして使用すること
が可能となる。
では適用できなかった高温流体や腐食性流体にも適用可
能な積層型熱交換器とすることができ、排気ガスが流入
する厳しい腐食環境のＥＧＲクーラとして使用すること
が可能となる。
【図１】排気ガス還流装置の概略構成図。
【図２】ＥＧＲクーラの側断面図。
【図３】図２中のIII-III 線矢視図。
【図４】図３中のIV-IV 線矢視方向の要部断面図。
【図５】ＥＧＲクーラの製造方法の工程説明図。
５ エンジン １０ 排気ガス還流管 １１ ＥＧＲクーラ １３ 冷却配管 ２１ プレート ２２，２３ フィン ２４ 水通路 ２５ ガス通路 ３１ Ni-Cr-P 合金ろう材（粉末） ３２ 液体状バインダー ３３ Ni-Cr-P 合金ろう材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 薫 東京都立川市羽衣町３丁目２番４号 株式 会社ハードフェースウエルドカンパニー内 Ｆターム(参考） 3G062 AA10 ED08 GA10 3L103 AA12 AA50 BB17 CC02 CC27 DD15 DD53 DD95 DD97
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のプレートとフィンを積層し互いに
ろう付けすることで製造される積層型熱交換器の製造方
法において、前記プレート上に液体状バインダー及びNi
-Cr-P 合金ろう材を塗布し、液体状バインダー及びNi-C
r-P 合金ろう材を塗布した前記プレートに前記フィンを
取付け、加熱することにより前記プレートに前記フィン
をろう付け接合したことを特徴とする積層型熱交換器の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289019A JP2000121286A (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 積層型熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289019A JP2000121286A (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 積層型熱交換器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121286A true JP2000121286A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17737785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10289019A Pending JP2000121286A (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 積層型熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000121286A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028586A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Denso Corp | 排気熱交換器 |
| US7108054B2 (en) | 2003-09-11 | 2006-09-19 | Honeywell International, Inc. | Heat exchanger |
| JP2007163131A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Linde Ag | プレート式熱交換器の強度決定方法とプレート式熱交換器の製作方法並びに工業プロセスエンジニアリングプラントの製作方法 |
| US7357126B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-04-15 | Caterpillar Inc. | Corrosive resistant heat exchanger |
| JP2009148833A (ja) * | 2001-05-03 | 2009-07-09 | Alfa Laval Corporate Ab | 薄い伝熱板どうしの蝋付け方法およびこの方法で製造された蝋付け型のプレート熱交換器 |
| EP2169338A1 (de) * | 2008-03-17 | 2010-03-31 | Behr GmbH & Co. KG | Gaskühler |
| US8016025B2 (en) | 2005-11-11 | 2011-09-13 | Modine Manufacturing Company | Heat exchanger and method of mounting |
| JP2012002481A (ja) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Denso Corp | 排気熱交換装置 |
| US8261816B2 (en) | 2003-12-19 | 2012-09-11 | Modine Manufacturing Company | Heat exchanger with flat tubes |
| US8424592B2 (en) | 2007-01-23 | 2013-04-23 | Modine Manufacturing Company | Heat exchanger having convoluted fin end and method of assembling the same |
| US8516699B2 (en) | 2008-04-02 | 2013-08-27 | Modine Manufacturing Company | Method of manufacturing a heat exchanger having a contoured insert |
| JP2014185799A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toyota Motor Corp | 熱交換器 |
| DE102017106393A1 (de) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Michael Rehberg | Plattenwärmetauscher-Herstellungsverfahren |
-
1998
- 1998-10-12 JP JP10289019A patent/JP2000121286A/ja active Pending
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| DE102017106393B4 (de) | 2017-03-24 | 2022-01-20 | Michael Rehberg | Plattenwärmetauscher-Herstellungsverfahren |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050816 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |