JP4843150B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＧＲガス冷却装置等に用いられる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＥＧＲガス冷却装置に用いられる熱交換器は、多管式、積層式等の型式に関係なく、最終組立品が形成される最終組立段階ではろう接により全体が組み付けられていた。この熱交換器のろう接では、ＥＧＲガスによる腐食環境を考慮して酸に影響されないニッケルろうが用いられている。
【０００３】
〔問題点〕
このような製造が行われている従来の熱交換器の製造方法では、熱交換器のろう接部のうち、熱交換器本体の内部またはＥＧＲガスに接触して腐食の影響が大きい高温ガス側（以下、単に高温ガス側という）ではニッケルろうの使用が耐食性を高める点で効果的であるが、熱交換器本体の外部または一般に腐食の影響が少ない冷却水側（以下、単に冷却水側という）でも、高価なニッケルろうが使用されているという不経済な方法になっていた。
【０００４】
また、ニッケルろうを用いたろう接では、ろう接部のクリアランスが広くなると、ろう接された部分の中央部に脆化相が形成されるため、亀裂が入りやすく、水漏れ等の不具合の原因になるので、ろう接部に機械加工を施す等により最大クリアランスを極力狭くして脆化相の形成を抑制する必要がある。このため、ろう接部のクリアランス管理が重要になり、この点もコストアップ要因の１つになっていた。
【０００５】
熱交換器本体における冷却水側では、コストダウンの目的で、銅ろうを使用することが可能である。しかし、銅ろうを使用するには、ニッケルろう接と同じ温度でろう接することはできないから、ニッケルろう接の後で必要な箇所の銅ろう接を行わなければならない。このため、銅ろう接に係る工数が増加して、効果的に工数を減少させることができず、目的とするコストダウンを達成することができなかった。
【０００６】
もし、一度に、熱交換器本体における全てのろう接を行うことができれば、効果的にコストダウンさせることができるようなるが、ニッケルろうと銅ろうとの融点が異なるため、高温側にろう接温度を合わせれば低温側のろう材が蒸発して接合できず、低温側にろう接温度を合わせれば高温側のろう材は溶けないため接合できずにおわるため、ニッケルろうと銅ろうとを同時にセットしてろう接する一体ろう接はできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これを解決するため具体的に設定した技術的な課題は、ニッケルろう接温度で接合することができる銅・ニッケル合金ろうを用いてろう接することにより、材料費と工数とを同時に削減することができるようにした熱交換器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を効果的に解決できる具体的に構成された手段としての本発明における請求項１に係る熱交換器は、ＥＧＲガスと冷却水との間の熱交換を行う熱交換器において、熱交換器本体の内部またはＥＧＲガスに接触して腐食の影響が大きい高温ガス側のろう接部をニッケルろうでろう接し、熱交換器本体の外部または腐食の影響が少ない冷却水側のろう接部を銅・ニッケル合金ろうでろう接したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に係る熱交換器は、前記銅・ニッケル合金ろうが銅−ニッケルの重量比で９：１〜８：２の割合であることを特徴とする。
また、請求項３に係る熱交換器は、前記銅・ニッケル合金ろうがペースト状ろう材、線ろう材、クラッドろう材、箔ろう材等のいずれかであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
ただし、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１１】
〔構成〕
この実施の形態における熱交換器の製造方法は、熱交換器本体における高温ガス側のろう接部にニッケルろうをセットし、熱交換器本体における冷却水側のろう接部に銅・ニッケル合金ろうをセットして熱交換器全体を同時にろう接することにする。
そして、使用される銅・ニッケル合金ろうの成分比は、銅−ニッケルの重量比で９：１〜８：２の割合とする。
また、前記銅・ニッケル合金ろうの使用形態は、線材、クラッド材、箔材等のいずれかの形態であっても適用可能である。
【００１２】
例えば、図１に示すように、熱交換器本体の外筒１には両端に設けられたヘッダー２，２のいずれかに近接した位置に、外筒１に冷却水を導入または排出するための連結管３が接続され、また、外筒１の所定箇所からエンジン側または車体側に取り付けるためのブラケット４を突出させるものがある。このようなものでは、連結管３の取付位置には、図２に示すように、線材に形成された銅・ニッケル合金ろう５をセットし、また、ブラケット４の取付位置には箔材に形成された銅・ニッケル合金ろう６を外筒１の外周面とブラケット４の取付面との間に介装する。
【００１３】
このように、熱交換器本体における冷却水側のろう接部に、そのろう接面の形状に合わせて選択した銅・ニッケル合金ろうを配設し、高温ガス側のろう接部にはニッケルろうを配設して、ニッケルろう接温度により炉内ろう付けする。
この熱交換器本体の一体ろう接に用いるろう材料の具体例は、ニッケルろうとしてはＢＮｉ−５系を用いることが好ましく、また、銅・ニッケル合金ろうとしては、例えば JIS H 3100 に規定されている C 7060, C 7100, C 7150 等と同等の成分からなるろう材を用いることが好ましい。
【００１４】
〔作用効果〕
このような熱交換器の製造方法では、冷却水側のろう接箇所に銅・ニッケル合金ろうを用いたことにより、ニッケルろう接温度で熱交換器の一体ろう接を行っても、ろう材料が蒸発せずに部材間の接合に寄与し、従来のろう接方法により生じていた銅ろうの蒸発に起因するろう付け不良が解消できる。
【００１５】
銅・ニッケル合金ろうの主成分は８０〜９０％が銅であるため、銅ろう材料と同様に線材化、箔材化、部品材料とのクラッド化等が可能となり、それぞれの部材のろう接箇所に適したろう材料形態を選択することができる。
【００１６】
銅・ニッケル合金ろうはろう材料自体に靭性があるため、ろう接クリアランスがニッケルろうに比較して２〜３倍のクリアランスの緩和が可能となり、部品精度も下げられるため、部品加工費が安価となり、さらに材料費および製作費ともに安価となって、従来方法に比較して大幅にコストダウンができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明では、請求項１に係る熱交換器では、熱交換器本体の内部またはＥＧＲガスに接触して腐食の影響が大きい高温ガス側のろう接部にニッケルろうをセットし、熱交換器本体の外部または腐食の影響が少ない冷却水側のろう接部に銅・ニッケル合金ろうをセットしてろう接することにより、ニッケルろう接温度で熱交換器の一体ろう接を行うことができ、従来のろう接方法により生じていた銅ろうの蒸発に起因するろう付け不良が解消でき、また、銅・ニッケル合金ろうの使用箇所ではろう接クリアランスがニッケルろう使用箇所に比較して２〜３倍のクリアランスの緩和が可能となり、部品精度も下げられるため、部品加工費が安価となり、さらに材料費および製作費ともに安価となって、従来方法に比較して大幅にコストダウンができる。
【００１８】
また、請求項２に係る熱交換器では、前記銅・ニッケル合金ろうが銅−ニッケルの重量比で９：１〜８：２の割合としたことにより、ニッケルろうを用いたニッケルろう接を併用するニッケルろう接温度で熱交換器の一体ろう接を行っても、ニッケル・銅ろうが蒸発せずに部材間を接合し、従来の銅ろうを使用したろう接方法で生じた銅ろうの蒸発に起因するろう付け不良が解消できて、接合部を良好にろう接できる。
また、請求項３に係る熱交換器では、前記銅・ニッケル合金ろうがペースト状ろう材、線ろう材、クラッドろう材、箔ろう材等のいずれかであることにより、それぞれの部材のろう接箇所に適したろう材料形態を選択することができて、良好な接合状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施の形態で銅・ニッケル合金ろうがセットされる熱交換器本体における冷却水側の接合部を示す斜視説明図である。
【図２】本発明における実施の形態で銅・ニッケル合金ろうがセットされる熱交換器本体における連結管の接合部を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１ 外筒
２ ヘッダー
３ 連結管
４ ブラケット
５ 線材に形成された銅・ニッケル合金ろう
６ 箔材に形成された銅・ニッケル合金ろう

Claims (3)

1. ＥＧＲガスと冷却水との間の熱交換を行う熱交換器において、
   熱交換器本体の内部またはＥＧＲガスに接触して腐食の影響が大きい高温ガス側のろう接部をニッケルろうでろう接し、熱交換器本体の外部または腐食の影響が少ない冷却水側のろう接部を銅・ニッケル合金ろうでろう接したことを特徴とする熱交換器。
2. 前記銅・ニッケル合金ろうが銅−ニッケルの重量比で９：１〜８：２の割合であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 前記銅・ニッケル合金ろうがペースト状ろう材、線ろう材、クラッドろう材、箔ろう材等のいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。

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