JPH10504886A

JPH10504886A - 熱交換器およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10504886A
Application number: JP8508664A
Authority: JP
Inventors: ペルソン，ラルス
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1998-05-12
Also published as: DE69513691D1; AU3402595A; EP0801599A1; EP0801599B1; WO1996006705A1; DE69513691T2; SE9402904L; SE9402904D0

Abstract

(57)【要約】本発明は、熱交換器およびその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、カバープレート（１，２）とダクトプレート（３）との間のろう付け接合部（５）を攻撃性媒体に対する耐性のある皮膜によって保護することにより攻撃性媒体に対する耐性を備えた全ろう付け型熱交換器に関する。保護皮膜は錫または銀のような金属から成ることができ、カバープレートおよびダクトプレートは耐酸性ステンレス鋼で作られており、ろう付け材料は銅半田である。本発明の方法によれば、皮膜形成材料をろう付け済熱交換器内に循環させた後に排出することで、ろう付け接合部（５）に皮膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】熱交換器およびその製造方法技術分野本発明は、熱交換器およびその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、ろう付け接合部を皮膜で保護することにより耐久性を向上させた全ろう付け型の熱交換器に関する。冷蔵技術の分野においては、フレオンの使用が禁止されてきたのに伴い、アンモニアに対する耐性のある熱交換器が必要になってきた。本発明は、耐リーク性および耐久性があり、アンモニアを使用できる熱交換器を簡単かつ廉価な態様で提供する。背景技術今日、全ろう付け型の熱交換器は鋼板を銅半田でろう付けして製造されている。銅は現存の半田材料のうちで最も耐久性が高くかつ最も低廉なものである。しかし、フレオンからアンモニアへ切り替わったのに伴い、銅はアンモニアに溶解してしまうため使用できなくなった。この問題に対して種々の対策が行われている。その一つは、ろう付け材料として銅の代わりにニッケルを用いることである。しかし、ニッケルは銅に比べて耐久性が劣るし高価である。もう一つの方法は、ろう付け材料を用いずに鋼板同士を溶接することである。しかし、溶接はろう付けに比べて高価であるし複雑である。本発明は、ろう付け接合部の表面に保護皮膜を施すことにより、簡単かつ廉価な方法で上記の問題を解決する。発明の概要すなわち本発明は、攻撃性媒体が循環する熱交換器であって、この媒体に対する耐性がある材料で作製したカバープレートおよびダクトプレートを備えた熱交換器を提供する。プレート同士をそれよりも耐性の低い材料でろう付けしてある。本発明によれば、既存のろう付け接合部を、攻撃性媒体に対する耐性のある皮膜によって保護する。皮膜の材料としては、ろう付け材料中へ拡散できる材料、望ましくは金属、例えば錫または銀を用いることができる。本発明は上記の熱交換器を製造する方法をも提供する。本発明によれば、ろう付け済の熱交換器内に皮膜形成材料を十分な時間循環させて、保護対象であるろう付け接合部を皮膜形成材料で濡らす。そして、余分な皮膜形成材料を取り除くと、ろう付け接合部に皮膜が残る。本発明は請求の範囲において更に詳細に記載してある。図面の簡単な説明以下に添付図面を参照して説明する。図１は、本発明による熱交換器の側面図であり、図２は、上記熱交換器の上面図であり、図３は、図２の線IIIに沿った断面図であり、図４は、皮膜を施されたろう付け接合部の細部を示す断面図である。望ましい実施態様の詳細な説明添付図面に本発明の一実施態様を示す。図示の熱交換器は頂部カバープレート１と底部カバープレート２を備えている。頂部カバープレートは媒体の流入・流出用の連結ポート４を４つ備えている。両方のカバープレート間に、多数のダクトプレートが相互に積層されて複数のダクトを構成しており、このダクトの内部を媒体が循環できる。従来、熱交換器の製造においては、個々のダクトプレート３同士の間および各カバープレートとそれに隣接するダクトプレートとの間に銅箔（図示せず）を配設する。積層体全体を加圧して一体とし保持し、真空炉内でろう付けを行う。しかし、既に説明したように、銅はアンモニアに晒すと溶解してしまうので、アンモニアに晒すことはできない。しかしながら、銅は廉価で耐性が高い材料なので、銅を引き続き使用したい。本発明によれば、ろう付け接合部が前記のように皮膜で保護される。望ましい皮膜材料は銀および錫である。以下に、本発明による熱交換器の製造方法を詳細に説明する。カバープレート１，２とダクトプレート３の集合体を銅半田でろう付けした後に、皮膜形成材料を４つの連結ポート４から注入して、集合体全体に充填する。皮膜形成材料内に空気が残留していてはならない。皮膜形成材料を循環させて内部表面を全て濡らす。その後、皮膜形成材料を取り除いて集合体を空にする。このとき、図４に細部を示したように、皮膜材料の小滴７が銅半田６に密接した状態で残されている。皮膜材料は毛管作用によりそこに保持されている。集合体の他の箇所の内部表面には、非常に薄い皮膜が形成されている。すなわち、皮膜材料が効率的に使用されている。この薄い皮膜は特にどのような機能もしないし、プレート自体にアンモニアに対する耐性が十分にあるので、例え薄い皮膜内に亀裂があっても問題はない。一例として、ろう付け接合部を錫で被覆する。錫は銅の内部へ拡散するため銅と非常に強固に接合するし、錫はアンモニアに対する耐性も高い。先ず、熱交換器を従来の方法により酸洗する。その後、錫の浸透を促進するために熱交換器を加熱および低真空排気する。液状の錫を注入し、循環させる。十分な時間循環させた後、錫を排出する。高温の窒素を錫に吹き付けて余分の皮膜材料を押し出すことが望ましい。次に、ろう付け接合部に残っている錫の小滴を凝固させて錫皮膜にする。錫の一部が、ろう付け材料である銅の中に拡散して非常に強力な接合が行われる。もう一つの例として、皮膜形成材料として硝酸銀水溶液を用いてろう付け接合部を銀メッキする。この皮膜形成材料を前記と同様に循環させた後に排出すると、ろう付け接合部に溶液の小滴が残る。銀イオンの一部がろう付け材料の銅イオンと交換して銅の中に拡散する。その後、望ましくは集合体の加熱により、水分を蒸発させると、ろう付け接合部に銀が析出する。銀とろう付け材料との接合をより強化するには、熱交換器を更に８００℃程度に加熱する。これにより、ろう付け材料中への銀の拡散が増大して非常に強力な接合が得られる。これにより本発明は従来技術に比べて幾つかの利点を提供する。相変わらず銅を用いているおかげで、製造コストを抑えながら非常に高い耐性を持つ製品が得られる。最も必要とするろう付け接合部に皮膜材料が集まるので、皮膜材料の使用量が少なくて済む。既存の集合体表面に皮膜材料が残留していも何ら影響を及ぼさないので、残留による欠点は生じない。カバープレートおよびダクトプレートを耐酸性ステンレス鋼で作製しかつ銅半田を用いることが望ましいが、本発明はこれら以外の材料を用いた場合にも適用できる。本発明は請求の範囲によってのみ限定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．攻撃性媒体が循環する熱交換器であって、該媒体に対する耐性のある材料で作製されたカバープレート（１，２）およびダクトプレート（３）を備え、該プレート同士がそれよりも耐性の低いろう付け材料（６）でろう付けされて成る熱交換器において、少なくとも部分的に該ろう付け材料中に拡散しかつ該攻撃性媒体に対する耐性がある保護皮膜（７）によって、該プレート間に存在するろう付け接合部（５）が保護されていることを特徴とする熱交換器。２．該保護皮膜が銀から成ることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。３．該保護皮膜が錫から成ることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。４．該カバープレート（１，２）およびダクトプレート（３）が耐酸性ステンレス鋼で作製されており、該ろう付け材料（６）が銅半田であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の熱交換器。５．攻撃性媒体が循環する熱交換器を製造する方法であって、該媒体に対する耐性のある材料で作製されたカバープレート（１，２）およびダクトプレート（３）をそれよりも耐性の低い材料の半田（６）でろう付け接合する工程を含む方法において、該ろう付け接合された熱交換器の内部に、保護すべきろう付け接合部（５）を濡らすのに十分な時間、液状の皮膜形成材料を循環させ、該皮膜形成材料の少なくとも一部を該ろう付け材料中に拡散させ、次に、該皮膜形成材料の余分な部分を取り除いて、該ろう付け接合部（５）に皮膜（７）を残すことを特徴とする熱交換器の製造方法。６．該皮膜形成材料として硝酸銀の水溶液を用い、これを該熱交換器内に該時間循環させた後に排出し、該ろう付け接合部（６）に残留している該溶液の水分を蒸発させて銀を析出させることを特徴とする請求項５記載の方法。７．該熱交換器を加熱することにより該水分を蒸発させることを特徴とする請求項６記載の方法。８．該熱交換器に、８００℃に加熱する後処理を施すことを特徴とする請求項７記載の方法。９．該皮膜形成材料として錫を用い、該熱交換器を加熱し、液状の錫を該熱交換器に該時間循環させた後に排出し、該ろう付け接合部（６）に残留している錫を凝固させて錫皮膜を形成することを特徴とする請求項５記載の方法。１０．該熱交換器を低真空に排気した後に該錫を導入して循環させ、その後該錫を高温窒素ガスの吹き付けにより該熱交換器から排出することを特徴とする請求項９記載の方法。