KR20210020037A

KR20210020037A - 브레이즈드 열 교환기

Info

Publication number: KR20210020037A
Application number: KR1020207036883A
Authority: KR
Inventors: 슈테픈 커크함
Original assignee: 알레리스 로울드 프로덕츠 저머니 게엠베하
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2021-02-23
Also published as: EP3797034B1; CA3094898A1; MX2020012465A; EP3797034A1; PT3797034T; PL3797034T3; CA3094898C; WO2019224063A1; KR102526367B1; US20210237183A1

Abstract

알루미늄 합금 바닥판을 포함하는 브레이즈드 열 교환기로서, 상기 바닥판은 wt.%로, 다음 조성: Mn 0.8-1.8, Cu 0.15-1.20, Si 0.25-1.30, Mg 0.10-0.60, Fe ≤ 0.8, Zn ≤ 0.3, Ti ≤ 0.20, Cr ≤ 0.25, Zr ≤ 0.25, 나머지 알루미늄 및 불순물들을 갖는 알루미늄 합금으로 만들어진다.

Description

브레이즈드 열 교환기

본 발명은 다양한 구성요소를 포함하고 브레이징 사이클을 거쳐 다양한 구성요소를 일체의 브레이즈드 조립체로 상호 연결하는 열 교환기로서, 알루미늄 합금 바닥판을 구조적 요소로 포함하는 열 교환기에 관한 것이다.

자동차 냉각기들, 공조 시스템들, 산업용 냉각 시스템들 등에 사용하기 위한 열 교환기들 및 기타 유사한 장비, 이를테면 응축기들, 증발기들 등은 일반적으로 두 개의 헤더 사이에 병렬로 배열되는 다수의 열 교환 판들 또는 튜브들(각 튜브는 어느 하나의 단부에서 헤더들 중 하나에 이어진다)을 포함한다(예를 들어, 압출 성형되거나 시트재가 튜브 형태로 접혀진다). 인접한 열 교환 튜브들 사이의 기류 공간에는 코루게이티드 핀들(corrugated fins)이 배치되고 각각의 튜브들에 브레이징된다. 대안적인 배열들이 해당 기술분야에 알려져 있다. 다양한 구성요소는 일반적으로 브레이징에 의해 서로 이어진다. 브레이징 공정에서, 브레이징 용가재 또는 브레이징 합금, 또는 가열시 브레이징 합금을 생성하는 조성물이 브레이징될 기판의 적어도 일부에 쓰인다. 기판 부품들 또는 구성요소들이 조립된 후, 그것들은 브레이징 금속 또는 브레이징 합금이 용융될 때까지 가열되어 냉각 후 일체의 브레이즈드 조립체를 형성한다. 브레이징 재료의 융점은 알루미늄 기판 또는 알루미늄 코어 시트의 융점보다 낮다. 브레이징 재료 또는 브레이징 합금은 통상적으로 주 합금 성분으로서 4% 내지 20% 범위, , 바람직하게는 약 6% 내지 14% 범위 내의 양으로 실리콘을 포함하는 4XXX-시리즈 합금으로 만들어진다. 브레이징 재료는 해당 기술분야에 알려져 있는 다양한 방식으로, 예를 들어 압연 접합, 피복용 스프레이 성형(cladding spray-forming), 반연속 또는 연속 주조 공정들 또는 기계적 조립 공정들에 의해 알루미늄 코어 합금에 결합 또는 접합될 수 있다. 이러한 브레이징 재료는 통상적으로 약 540℃ 내지 615℃ 범위 내 액체화 온도를 갖는다.

특허 문헌 WO 2017/148788 A1은 wt.%로, Si 0.2-1.3%, Mg 0.3-1.3%, Cu 0.80% 이하, Fe 0.05-1.0%, Mn 0.05-0.70%, 선택적으로 0.05-0.35% Zr 및 0.04-0.35% Cr, 0.25% 이하 Zn, 0.25% 이하 Ti 군으로부터 선택되는 하나 이상의 요소, 나머지 불가피한 불순물들 및 알루미늄 조성을 갖되, Fe/Mn 비가 <1.90인 압연 6XXX-시리즈 알루미늄 합금으로 만들어지는 적어도 하나의 구성요소를 포함하는 열 교환기를 개시한다. 압연 6XXX-시리즈 알루미늄 합금은 열 교환기에 특히 바닥판, 헤더 또는 측면 지지대로 사용될 수 있다.

특허 문헌 US 2004/0185293 A1은 용접된 튜브들 및 헤더들의 제조를 위한 코어 및 코어의 일측 또는 양측상의 피복의 최적화된 조합을 갖는 브레이징 시트 제품을 개시한다. 코어 알루미늄 합금은 wt.%로, 0.7-1.5% Mn, 0.6% 이하 Si, 0.6% 이하 Fe, 0.6% 이하 Zn, 1.0% 이하 Cu, 0.4% 이하 Mg, 0.5% 이하 Ti, 기타 각각 0.05% 이하 및 총 0.15% 이하, 나머지 알루미늄을 갖는다. 다른 실시 예에서, 코어 알루미늄 합금은 wt.%로, 0.7-1.5% Mn, 1.2% 이하 Si, 0.6% 이하 Fe, 0.1-2% Zn, 1.0% 이하 Cu, 0.4% 이하 Mg, 0.5% 이하 Ti, 기타 각각 0.05% 이하 및 총 0.15% 이하, 나머지 알루미늄을 갖는다.

특허 문헌 FR 2936597은 580℃ 내지 620℃의 온도에서 조절된 분위기 가스에서 플럭스-프리 브레이징에 의한 열 교환기 및 그 제조 방법을 개시한다. 열 교환기는 튜브들 사이에 위치되는 두 개의 헤더 및 핀에 의해 함께 유지되는 일련의 튜브로 구축된다. 튜브들의 코어 합금은 wt.%로, 0.5-0.7% Si, <1.0% Fe, 0.3-1.0% Cu, 0.3-2.0% Mn, <6% Zn, <0.1% Ti, <0.3% Zr, <0.3% Cr, <2.0% Ni, <2.0% Co, <0.5% Bi, <0.5% Y, 0.3-3.0% Mg, 기타 각각 <0.05% 및 총 <0.15%, 나머지 알루미늄을 갖는 알루미늄 합금으로 만들어진다.

다양한 브레이즈드 열 교환기 조립체들은 다양한 냉각 구성요소가 브레이징에 의해 이어지는 비교적 두꺼운 바닥판 또는 장착판을 포함한다. 바닥판은 액체 냉각제 및 냉각될 매질, 예를 들어 기름 통로들 또는 연결부들을 가질 수 있다. 바닥판은 전체 브레이즈드 열 교환기 조립체를 서브 구조 또는 서브 모듈에 장착하는 데에도 사용된다. 그 효과를 위해, 바닥판에는 하나 이상의 보어 또는 홀이 제공될 수 있으며, 이를 통해 예를 들어, 브레이즈드 열 교환기를 하부 구조에 고정하기 위해 볼트들이 삽입될 수 있다.

바닥판의 중요한 특징들은 바닥판들이 보통 씰링 표면으로 사용되기 때문에 브레이징 전후의 강도, 경도, 내 긁기성, 우수한 평탄도 및 표면 품질이다.

브레이즈드 열 교환기 조립체들에 사용되는 바닥판들 제조에 빈번하게 상용되는 알루미늄 합금들은 피복 및 피복되지 않은 5XXX, 6XXX 또는 7XXX-시리즈 알루미늄 합금들, 예를 들어 AA5052, AA6061 및 AA6063이며, 이의 화학 조성은 아래 표 1에 제공된다.

합금	요소
합금	Mg	Si	Fe	Cu	Mn	Cr
AA5052	2.2-2.8	<0.25	<0.40	<0.10	<0.10	0.15-0.35
AA6061	0.8-1.2	0.40-0.8	<0.7	0.15-0.40	<0.15	0.04-0.35
AA6063	0.45-0.9	0.20-0.6	<0.35	<0.10	<0.10	<0.10
각 합금에 대해, 나머지는 Zn에 의해 불순물(통상적으로 <0.25% 이하) 및 Ti(통상적으로 <0.15% 이하), 불가피한 불순물들로 이루어지고 나머지는 알루미늄이다.

브레이즈드 열 교환기들에서 바닥판 재료로 가장 많이 사용되고 Aluminium Association에 등록된 종래 기술 합금의 알루미늄 합금 조성.

그러나, 이러한 알루미늄 합금들은 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려져 있는 바와 같이, 과도한 Si 확산 또는 브레이즈 공극들의 형성과 같은 금속학적 브레이즈 관련 결함들로 인해 브레이징에 이상적이지 않다. 이러한 합금들은 브레이징 동안 특히 이음 품질을 저하시키는 LFM(Liquid Film Migration, 액체 필름 이동)에 민감할 수 있다.

여기서 이해될 때, 달리 표시되지 않는 한, 알루미늄 합금 지정자들 및 템퍼 지정자들은 2018년에 Aluminium Association이 발표하고 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 주지되어 있는 바와 같이, Aluminium Standards and Data and the Registration Records의 Aluminium Association 지정자들을 지칭한다. 템퍼 지정은 유럽 표준 EN515에 규정되어 있다.

합금 조성들 또는 바람직한 합금 조성들에 대한 임의의 설명에 대해, 모든 퍼센테이지의 언급은 다르게 표시되지 않는 한 중량 퍼센트에 의한다.

여기서 사용될 때, 용어 "약"은 합금 첨가물의 조성 범위 또는 양을 기술하는 데 사용될 때 실제 합금 첨가물 양이 해당 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해되는 표준 공정 변동과 같은 요인들로 인해 의도된 공칭 양과 달라질 수 있음을 의미한다.

용어 "~ 이하" 및 "약 ~ 이하"는 여기서 채용될 때, 그것이 나타내는 특정 합금 구성요소의 중량 퍼센트가 제로일 가능성을 명시적으로 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 0.25% 이하 Zn은 Zn을 갖지 않는 합금을 포함할 수 있다.

본 발명의 목적은 알루미늄 합금 바닥판을 구성 부재 또는 요소로 포함하는 브레이즈드 열 교환기로서, 상기 바닥판이 알루미늄 합금으로 만들어져 우수한 브레이징력 및 구성재 이음 강도와 함께 브레이징 후 증가된 강도를 제공하는, 상기 브레이즈드 열 교환기를 제공하는 것이다.

브레이즈드 열 교환기 조립체를 제공하고 알루미늄 합금 바닥판을 구조적 요소로 포함하되, 상기 바닥판(또는 장착판)은 wt.%로, 다음 조성:

Mn 0.8% - 1.8%,

Cu 0.15% - 1.20%,

Si 0.25% - 1.30%,

Mg 0.10% - 0.60%,

Fe 0.8 이하, 바람직하게는 0.4% 이하,

Zn 0.3 이하, 바람직하게는 0.25% 이하,

Ti 0.20% 이하,

Cr 0.25% 이하,

Zr 0.25% 이하,

나머지 알루미늄 및 불순물들 각각 0.05% 이하, 총 0.20% 이하를 갖는 시효 경화 가능한 3XXX-시리즈 알루미늄 합금으로 만들어지는 본 발명은 이러한 그리고 다른 목적들 및 추가 이점들을 충족 또는 초월한다.

본 발명에 따르면, 알루미늄 합금은 주위 온도에서 자연 시효 및 50℃ 초과 온도에서 사용할 때 또는 또는 전체 브레이즈드 열 교환기에서 전용 브레이징 후 인공 시효 열 처리가 수행될 때 인공 시효 양자에 의한 알루미늄 합금의 시효 효과로 인해 브레이징 후 강도가 증가하는 것으로 밝혀졌다. 이는 보다 얇은 게이지 바닥판 구성요소의 구성을 가능하게 함으로써 일체의 브레이즈드 열 교환기 조립체의 전체 중량의 바람직한 중량 절감을 가능하게 하며, 이는 저배출 목표를 달성해야 하는 최신 자동차들에 중요하다.

본 발명에 따른 알루미늄 합금 바닥판은 냉각 조립체가 구조적 요소로서 바닥판에 브레이징되어 함께 일체의 브레이즈드 조립체를 형성하는 브레이징 작업 동안 과도한 Si 확산을 방지한다(그렇지 않으면 Si가 액체 피복재로부터 Al-Mn 바닥판 재료로 확산되어 알파-AlMnSi 침전물들을 형성하기 때문에, 용가재 크기 및 구성요소 구조적 무결성을 제한할 수 있고 국부적인 피복재 침식을 일으킨다)..

그리고 표준 5xxx-및 6xxx-시리즈 알루미늄 베이스 재료들, 특히 AA5052, AA6061 및 AA6063에 비해, 본 발명에 따른 바닥판 재료를 사용할 때 바닥판과 냉각 조립체 사이의 이음 강도가 증가하였다.

알루미늄 합금 바닥판의 주요 합금 요소는 Mn이고 알루미늄 합금은 3xxx-시리즈 알루미늄 합금으로 만들어진다. 일 실시 예에서, 최대 Mn 함량은 약 1.6%, 더 바람직하게는 약 1.45%이다. 일 실시 예에서, Mn 함량의 하한은 약 1.0%이다.

알루미늄 합금 바닥판의 일 실시 예에서, Cu 함량의 상한은 약 1.0%, 바람직하게는 약 0.90%이다. Cu 함량에 대한 바람직한 하한은 약 0.45%, 더욱 바람직하게는 약 0.50%이다.

알루미늄 합금 바닥판의 일 실시 예에서, Si 함량의 하한은 약 0.30%이다. Si 함량에 대한 바람직한 상한은 약 1.0%, 바람직하게는 약 0.90%, 더 바람직하게는 약 0.80%, 가장 바람직하게는 약 0.70%이다.

알루미늄 합금 바닥판의 일 실시 예에서, Mg 함량은 약 0.5%를 초과하지 않고, 더 바람직하게는 약 0.40%를 초과하지 않는다. Mg 함량에 대한 바람직한 하한은 약 0.20%이다.

Cu, Si 및 Mg의 조합된 첨가물은 특히, 자연 시효 및 인공 시효에 의해 시효 효과로 인해 브레이징 후 강도를 증가시킨다.

일 실시 예에서, 브레이징 후 시효 반응 향상을 위해 Cu+Mg>1.0%이다.

Fe 함량은 약 0.8% 이하의 범위 내이다. 너무 낮은 수준에서는, 알루미늄 합금이 영리적으로 덜 매력적이고, 일부 Fe가 성형성 목적, 향상된 브레이즈 습윤 및 처짐 방지를 위해 선호된다. Fe 함량에 대한 바람직한 하한은 약 0.05%, 더 바람직하게는 약 0.07%, 가장 바람직하게는 약 0.1%이다. 이는 통상적인 Al(Mn, Fe)Si 금속간 화합물들, 및 공식(pitting corrosion)을 촉진할 수 있는 AlFeSi 및 Al₃Fe의 상대 밀도 및 부식 활성을 감소시키기 위한 것이다. Fe 함량에 대한 바람직한 상한은 약 0.4%, 더 바람직하게는 약 0.3%이다.

일 실시 예에서, Si+Fe의 조합된 첨가물은 공식에 대한 저항성을 개선하기 위해 최대 0.8%이다.

Zn은 목적에 맞게 본 발명에 따른 알루미늄 합금에 첨가되지 않지만 관련 속성들에 악영향을 주지 않고 약 0.3% 이하 수준까지 용인될 수 있다. 더 바람직한 실시 예에서, Zn 함량에 대한 상한은 약 0.25%, 더 바람직하게는 약 0.15%, 가장 바람직하게는 약 0.05%이다.

Ti는 본 발명의 알루미늄 합금 바닥판을 제조하기 위한 잉곳을 주조하는 동안 입자 미세화 첨가제로서 작용하도록 약 0.20% 이하로 존재할 수 있다. 추가 Ti는 예를 들어, 스크랩 재료에 존재함으로 인해, 용해성 강화에 의해 알루미늄 합금 바닥판의 강도를 증가시키기 위해, 첨가될 수 있다. 합금에 존재하는 Ti의 총량은 바람직하게는 약 0.15%를 초과하지 않아야 하고, 바람직하게는 약 0.10% 미만, 더 바람직하게는 약 0.05% 미만이다. Ti 첨가에 대한 바람직한 하한은 약 0.005%이다. Ti는 입자 크기 조절을 위해 단독 요소로서 또는 해당 기술분야에 주조 보조제로 알려져 있는 붕소 또는 탄소 중 어느 하나와 함께 첨가될 수 있다.

선택적으로, Zr 및 Cr 각각이 알루미늄 합금 바닥판에 각각 약 0.25% 이하의 수준으로 존재할 수 있다.

일 실시 예에서, Zr 또는 Cr는 목적에 맞게 각각 0.05%를 초과하는 수준으로 첨가되지 않는다. 바람직한 실시 예에서, Zr 및 Cr 각각은 약 0.02% 이하, 더 바람직하게는 0.01% 이하의 수준으로 존재한다.

본 발명에 따른 알루미늄 합금 제품에서, 나머지는 알루미늄으로 이루어지고, 불가피한 불순물들은 각각 <0.05%, 총 불순물은 <0.2%로 존재할 수 있다.

일 실시 예에서, 바닥판은 wt.%로, Mn 0.8% - 1.8%, Cu 0.15% - 1.20%, Si 0.25% - 1.30%, Mg 0.10% - 0.60%, Fe 0.8% 이하, Zn 0.3% 이하, Ti 0.20% 이하, Cr 0.25% 이하, Zr 0.25% 이하, 나머지 알루미늄 및 불순물들 각각 0.05% 이하, 총 0.20% 이하로 이루어지며, 바람직한 더 좁은 조성 범위들은 여기서 설명되고 청구되는 바와 같은 조성을 갖는 알루미늄 합금으로 만들어진다.

본 발명의 일 실시 예에서, 알루미늄 합금 바닥판은 사용시 알루미늄 합금의 외면이 부식 환경에 노출될 수 있도록 브레이즈드 열 교환기에 덮이지 않은 또는 피복되지 않은 압연 제품으로 채용된다. 이러한 실시 예에서, 바닥판의 두께는 약 1 mm 내지 12 mm의 범위 내이다. 일 실시 예에서, 두께는 약 2 mm 이상, 더 바람직하게는 약 3 mm 이상이다. 본 발명에 따른 알루미늄 합금 바닥판은 LFM에 대해 높은 저항을 갖고 이러한 문제에 대처하기 위해 보호 피복재를 구비할 필요가 없다는 것이 밝혀졌다.

다른 실시 예에서, 알루미늄 합금 바닥판은 제1 측 및 제2 측, 및 제1 측 또는 제2 측상에 적용되는 적어도 하나의 피복층을 갖는다. 피복층은 제1 및 제2 양측상에 제공될 수 있다. 적어도 하나의 피복층은 알루미늄 합금 바닥판에 희생적 보호를 제공하기 위해 1xxx-시리즈, 예를 들어 AA1050, 4XXX-시리즈 브레이징 재료, 또는 7XXX-시리즈 합금일 수 있다. 적합한 7xxx-시리즈 합금은 약 3% 이하의 Zn 함량을 갖고, AA7072-시리즈 합금을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 피복층은 또한 브레이징 재료로 만들어질 수 있고 바람직하게는 통상적으로 Si를 4% 내지 14% 범위 내에서 주요 합금 성분으로 갖는 4xxx-시리즈 알루미늄 합금으로 만들어질 수 있다. 이러한 시리즈 내의 통상적인 합금들은 AA4343, AA4045, AA4047, AA4004, AA4104, AA4147, 또는 몇몇 그에 가까운 조성 변종들이다. 4XXX-시리즈 합금은 브레이징 이음부 내 그에 인접하여 원하는 전기 화학적 전위에 영향을 미치도록 조정되는 농도로 Zn, In 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

이 실시 예에서, 피복층(들)의 두께를 제외한 바닥판의 두께는 약 1 mm 내지 12 mm 범위 내이다. 일 실시 예에서, 두께는 약 2 mm 이상, 더 바람직하게는 약 3 mm 이상이다.

알루미늄 합금 바닥판은 바람직하게는 브레이징 전 상태에서 완전히 어닐링된 "O" 템퍼 또는 "F" 템퍼 또는 "H" 템퍼, 즉 H1 또는 H2 또는 H3 템퍼로 제공된다. H1 템퍼는 합금 제품이 가공 경화됨을 의미한다. H2 템퍼는 합금 제품이 가공 경화되고 부분적으로 어닐링됨을 의미한다. H3 템퍼는 합금 제품이 가공 경화되고 안정화됨을 의미한다. 일부 실시 예에서, 알루미늄 합금 바닥판은 통상적인 H1X 또는 H2X 또는 H3x(여기서 X는 0 내지 8의 정수) 템퍼 관례들, 예를 들어 H12, H14, H24 및 H32 템퍼에 따라 가공 경화될 수 있다. 특히, H14 템퍼는 LFM과 연관된 문제들을 방지하거나 적어도 감소시킨다.

본 발명에 따른 열 교환기에 사용되는 알루미늄 합금 바닥판은 예를 들어 DC-주조 또는 연속 스트립 주조에 의해 압연 공급 원료로 주조되고, 그 후 바람직하게는 최종 게이지로 압연에 의해, 예를 들어 열간 압연 및 선택적으로 냉간 압연에 의해 다운 게이징되기 전에 균질화된다.

본 발명은 또한 브레이즈드 열 교환기에 구조재 또는 구조적 요소로 사용하기 위해, 그것의 덮이지 않은 제품으로 또는 어느 하나의 측상에 적어도 하나의 피복층을 갖는, 여기에 설명된 바와 같은 알루미늄 합금 바닥판의 사용 또는 그 사용 방법에 관한 것이다.

특히, 브레이즈드 열 교환기는 방열기, 기름 냉각기, 가열기 코어, 증발기, 냉장기, (수냉식) 과급 공기 냉각기 또는 응축기 또는 이와 유사한 적용 예들 및 브레이징을 통해 다양한 구성요소, 예를 들어, 판들, 튜브들, 헤더들, 핀들, 측면 지지대들 등을 이어서 만들어지고 브레이징 사이클을 거쳐 주로 열 교환을 목적으로 다양한 부품 또는 구성요소를 함께 일체의 브레이즈드 조립체로 상호 연결하는 조립체들이다.

일 실시 예에서, 브레이즈드 열 교환기는 기름 냉각기이다.

일 실시 예에서, 브레이즈드 열 교환기는 수냉식 과급 공기 냉각기이다.

일 실시 예에서, 브레이즈드 열 교환기는 냉장기이다.

본 발명이 또한 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 부분적으로 분해된 예시로 적층형 판 기름 냉각기의 구성 도면을 도시한다; 그러나, 본 발명은 이러한 기름 냉각기의 특정 구성으로 제한되지 않는다.
도 2는 바닥판을 포함하는 적층형 판 기름 냉각기 구성을 포함하는 다른 열 교환기 조립체의 도면을 도시한다.

도 1은 다수의 적층 판(2) 및 상기 적층 판들(2) 사이에 배열된 금속 터뷸런스 판들(3)(터뷸런스 삽입물들)로 구성되는 적층 판 기름 냉각기(1)의 구성의 일례를 개략적으로 도시한다. 적층형 판 기름 냉각기(1)는 바닥판(4) 및 커버판(5)에 의해 폐쇄된다. 중간 금속 플레이트(6)가 최상측 금속 터뷸런스 판(3)과 커버판(5) 사이에 삽입된다. 기름 및 액체 냉각제를 위한 연결부들은 비교적 두꺼운 바닥판(4)에 배열되나 이 도 1에서는 볼 수 없거나 도시되지 않았다. 그에 반해, 커버판(5)은 폐쇄된다; 그것은 이 실시 예에서 스탬핑된 압입 자국들(10, 12)을 갖는다. 이러한 예에서, 바닥판(4)은 특히 브레이징력, 브레이징 후 바닥판 두께의 다운 게이징을 가능하게 하는 증가된 기계적 강도, 및 바닥판과 냉각 조립체 간 증가된 이음 강도의 양호한 균형을 제공하는 본 발명에 따른 알루미늄 합금으로 만들어질 수 있다.

도 2는 두 개의 종판(22, 23)과 사이에 배열된 다수의 적층된 판(21), 및 바닥판(25)의 통로(도시되지 않음)를 통해 종판(23)으로 브레이징된 냉각 부품들(24A) 및 종판(22)으로 브레이징된 냉각 부품(24B)의 쌍으로 구성되는 적층형 기름 냉각기 구성(20)으로 구성된 일체의 브레이즈드 열 교환기 조립체의 다른 예를 개략적으로 도시한다. 바닥판(25)은 기름 냉각기 구성(20)으로의 브레이징 이음을 통해 열 교환기 조립체에 포함된다. 바닥판에는 브레이즈드 열 교환기 조립체가 장착면(도시되지 않음)에 고정될 수 있도록 예를 들어 볼트들(도시되지 않음) 또는 다른 패스너 수단들의 샤프트들이 통과할 수 있는 복수의 보어 또는 홀(26)이 제공된다. 예를 들어, 장착면은 주조 또는 몰딩된 구조체일 수 있고 금속성 구조체 또는 플라스틱 구조체일 수 있다. 나아가, 이러한 예에서, 바닥판(25)은 특히 브레이징력, 브레이징 후 바닥판 두께의 다운 게이징을 가능하게 하는 증가된 기계적 강도, 및 바닥판과 냉각 조립체 간 증가된 이음 강도의 양호한 균형을 제공하는 본 발명에 따른 알루미늄 합금으로 만들어질 수 있다.

이제 본 발명이 완전히 설명되었으므로, 여기서 설명된 바와 같은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 많은 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다.

Claims

알루미늄 합금 바닥판을 구조적 요소로 포함하는 브레이즈드 열 교환기로서, 상기 바닥판은 wt.%로, 다음 조성:
Mn 0.8 - 1.8,
Cu 0.15 - 1.20,
Si 0.25 - 1.30,
Mg 0.10 - 0.60,
Fe 0.8 이하
Zn 0.3 이하
Ti 0.20 이하
Cr 0.25 이하
Zr 0.25 이하
나머지 알루미늄 및 불순물들 각각 0.05% 이하, 총 0.20% 이하를 갖는 알루미늄 합금으로 만들어지는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 1.6% 이하, 바람직하게는 1.45% 이하의 Mn 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 1.0% 이하, 바람직하게는 0.90% 이하의 Cu 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 0.45% 이상, 바람직하게는 0.50% 이상의 Cu 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 0.5% 이하의 Mg 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 0.20% 이상의 Mg 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, Cu+Mg>1.0%인, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 1.0% 이하, 바람직하게는 0.90% 이하의 Si 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 0.15% 이하, 바람직하게는 0.10% 이하, 더 바람직하게는 0.05% 이하의 Ti 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 0.15% 이하, 바람직하게는 0.05% 이하의 Zn 함량을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 제1 측 및 제2 측, 및 상기 제1 측 또는 상기 제2 측상의 적어도 하나의 피복층(clad layer)을 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 피복층은 1XXX, 4XXX, 및 7XXX-시리즈 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알루미늄 합금으로 만들어지는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 11 또는 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 피복층은 4XXX-시리즈 알루미늄 합금으로 만들어지는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 피복되지 않은, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 바닥판은 1 mm 내지 12 mm 범위, 바람직하게는 2 mm 내지 12 mm 범위, 더 바람직하게는 3 mm 내지 12 mm 범위 내 두께를 갖는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 브레이징 전 상태의 상기 알루미늄 합금 바닥판은 가공 경화된 템퍼, 바람직하게는 H1X-템퍼 또는 H2X-템퍼 또는 H3X-템퍼로 제공되는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이징 전 상태의 상기 알루미늄 합금 바닥판은 H14 템퍼로 제공되는, 브레이즈드 열 교환기.
청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 교환기는 방열기, 응축기, 증발기, 기름 냉각기, 과급 공기 냉각기 또는 가열기 코어인, 브레이즈드 열 교환기.
열 교환기, 바람직하게는 청구항 18에 정의된 바와 같은 열 교환기용 구성 재료 또는 요소로서 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 따른 알루미늄 합금 바닥판.