JP2004523360A

JP2004523360A - ろう付け用薄片予備成形体及び熱交換器の製造へのそれらの使用

Info

Publication number: JP2004523360A
Application number: JP2002542568A
Authority: JP
Inventors: ラビンキン，アナトール
Original assignee: Metglas Inc
Current assignee: Metglas Inc
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2004-08-05
Also published as: ES2240565T3; ATE293028T1; CN100491052C; DE60110117D1; KR100894049B1; JP5628863B2; JP2014217894A; AU2002219954A1; JP2012187637A; US6551421B1; JP5368682B2; WO2002040212A3; JP2007331029A; CN1486231A; WO2002040212A2; DE60110117T2; EP1347858B1; EP1347858A2; KR20030048160A

Abstract

ろう付け接合部を有する組み立て品、特に熱交換器の製造に使用されることに特に適合させた非晶質金属薄片の予備成形品である。ろう付け接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品の製造方法であって、前記熱交換器又は他の組み立て品の１つ又はそれを超える構成材と接触する非晶質合金のろう付け薄片組成物で形成された予備成形品を提供する加工工程を含む方法である。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ろう付け用薄片で形成された予備成形品、並びに前記予備成形品を含む組み立て品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろう付けは、しばしば非類似組成の部品を互いに接合するプロセスである。典型的には、一緒に接合される部品よりも低い融点を有するフィラー金属がそれら部品の間に挿入されて組み立て品が形成される。次いで、組み立てられた部品とフィラー金属の接合部は、フィラー金属を溶融するのに十分であるが、それら部品の融点よりも概して低い温度まで加熱される。冷却すると、理論的には強くて空隙のない接合部が形成される。
【０００３】
様々な組み立て品の製造に広く使用されるろう付けは、それら自体が使用されたり販売され得る最終製品である得るし、その組み付け品はそのような製品の構成体であり得る。ろう付けプロセスにより製造された製品の一クラスは熱交換器である。そのようなものは、多種多様な外形をとるが、シェル−チューブタイプ（shell-and-tube type）と呼ばれるもの、及びプレートタイプ熱交換器が通常最もよく見られる。前者の外形では、典型的にはシェルと呼ばれる大きな直径のハウジングがあり、１つ又はそれを超える小さな直径の“チューブ”又はパイプを包囲している。この外形によると、第１の流体（液体、気体）がそのシェルを通じてチューブの外部まわりを通り、それと同時に、第２の流体（液体、気体）がそれらチューブの内部を通る。第１と第２の流体との間に物理的接触は許されず、熱伝導がそれらチューブを横切って生じる。プレート熱交換器では、１つ又はそれを超えるプレートが第１の流体を第２の流体から隔離させており、熱伝導はそのプレートを横切って生じる。これらのタイプの熱交換器（並びに他の組み立て品において）において、金属は、それらの高い強度及び優れた熱伝導特性のために最も一般に使用されている。典型的には、これらのタイプの熱交換器を作り上げるのに使用される個々の部品は、ろう付けにより接合される。かくして、ろう付けは、高い強度を示し且つ流体の一方又は双方との接触から生じるかも知れない起こりうる有害な作用に耐えることが必要である。
【０００４】
これらの要求を満たすために、熱交換器の組み立ての材料は注意深く選択されるであろう。ステンレススチールは、それらが優れた機械的強度及び優れた腐食耐性を含む有利な特性を発揮するので、熱交換器において非常に良く見られる。その他、他の金属も同じく熱交換器中における使用が見出される。
【０００５】
熱交換器の製造、特にシェル−チューブタイプ種類のものは、頻繁に非常に手間がかかり、しばしばかなりの数の手作業組み立て工程を要求する。例えば、シェル及びチューブの熱交換器内には、複数のチューブがそれらチューブを受け入れるために適切な大きさの孔を有するプレートを通して挿入される。チューブとプレートとの間の圧力耐シールを形成するために、これら構成材の間の接合部はろう付けされる必要がある。典型的には、ろう付け用“ペースト”組成物が使用される。そのような通例的なろう付け用ペースト組成物は、ろう付けフィラー金属を、キャリヤーとしての有機バインダーと結合させた粉体をベースとした形態で含む。使用に際して、このろう付け用ペースト組成物は、各チューブとプレートとの間の接合部の領域に置かれる。続いて、前記ろう付け用ペースト組成物の適用が完了したら、次いで、その組み立て品は、有機バインダーが無くなるのと同時にそのシェル−チューブ熱交換器内において使用されている個々のチューブとプレートとの間のろう付け接合部が形成されるために適切な条件下でろう付けされる。しかし、この作業は、各々別個の接合領域内に等しい量のろう付け用ペースト組成物を置くことが難しいので、確実とはいかない。それは、それら粉体粒子の不十分な溶融に起因して実質的な接合部有孔質をも生じさせる。加えて、この手動制御の適用プロセスはときとして時間がかかり、かなりの熟練を要求し、その完璧なプロセスに際しては非常に制御の効いた操作を要求する。多くのリスクがそのような組み立てプロセスに関与しており、それらの各々は、ろう付け組み立て品内の接合の失敗をもたらすこととなる。
【０００６】
一つの可能性あるリスクは、使用されるろう付け用フィラー金属組成物の性質そのものにある。これは接合部で広がりそこに維持されなければならないので、増粘剤、典型的には１つ又はそれを超える有機材料が存在する必要があることは避けられない。これらは、理想的には実際にろう付けが起きるときにその加熱工程で消失するが、そのろう付け接合部内に気泡、割れ、又は他の不連続性を非常に頻繁に生じることが当該技術分野において良く知られている。当然、そのようなものは、完成したろう付け組み立て品内の欠陥である。そのような欠陥を補修するためには、再度のろう付け工程が特定の欠陥を直すためにやむなく実施される。現行の製造法に付随する他の技術的リスクは、ろう付け材料の非常に均一な分布が各チューブ及びプレートの接合部に配置されるべきであるということにある。このことは理想的に必要とされ、ろう付けの厚みは、熱交換器の有用な使用寿命の間に加圧作動条件下において弱い接合部が出来ないように本質的に均一であるべきである。当然ながら、当該技術分野において現在知られているような手作業適用プロセスでの信頼性のある実施は難しいであろう。偶発的な過剰ペースト堆積がチューブの薄い壁部の過度の腐食又は溶解をもたらし、そしてそれらチューブ壁における孔の形成さえも導き得る。存在する更なる技術的リスクは、ろう付け用フィラー金属の適用の後又はその際のシェル−チューブ組み立て品の取り扱い、並びにろう付け用フィラーの組成に関する。典型的には、そのような手作業に使用されるろう付け用フィラー金属は、最小量の有機結合剤及び／又は他の有機材料を含む。そのような有機材料の存在と関係する既知の問題に起因して、それらの存在量の最小化は望ましいことである。不都合なことに、そのような望ましくない有機材料の最小化は、そのようなろう付け用フィラー金属構成組成の塗布性並びに接着特性に悪影響を与える。かくして、組み立てプロセスの間にろう付け接合の形成までに至るいかなる時点でもプレート上の１つ又はそれを超えるチューブのずれも移動も生じてよいとは考えられない。このことは、多数のチューブが組み付けられ、特にチューブの反対側端部に２つのプレートが同時に組み付けられる必要があるところで特に起こりがちである。やはり、ろう付け接合の実際の形成までのろう付け用フィラー金属組成物の配置及び保持のいかなる失敗も、それ自体がそのような熱交換器内のろう付け接合部の失敗に顕在化する。存在するまた更なる技術的リスクは、小型熱交換器の形成における困難性であり、そこでは１つ又はそれを超える比較的小さな直径の薄壁チューブを１つ又はそれを超える端部プレートにろう付けする必要がある。小さな直径で薄壁なチューブの組み立て品の作製は、それらが各チューブと各プレートとの間の接合部でのろう付け用フィラー金属組成物の非常に厳密な適用を要求するので厄介である。同時に、そのような小型熱交換器では、極めて最小限ではあるが、各接合を形成するには十分な量のろう付け用フィラー金属のみを使用ことも非常に望ましいことである。不都合なことに、厳密な量のにろう付け用フィラー金属を厳密な位置に配置することは、シリンジ又は他のタイプの移送装置の使用でもってでさえ難しいことが知られている。上記のことから、ろう付け組み立て品、特にシェル−チューブ熱交換器の製造に関連する当該技術分野において現実且つ未解決のニーズが存在ことは明らかである。
【０００７】
したがって、本発明は、１つ又はそれを超えるこれら技術的ニーズに向けられている。
【発明の開示】
【発明の要旨】
【０００８】
第１の側面において、本発明は、ろう付け接合部を有する組み立て品、特に熱交換器の製造に使用されることに特に適合した非晶質合金の予備成形体を提供する。
【０００９】
第２の側面において、本発明は、ろう付け接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品の製造方法であって、前記熱交換器又は他の組み立て品の１つ又はそれを越える構成材と接触する非晶質合金の予備成形体を提供する加工工程を含む方法に関する。
【００１０】
本発明の第３の側面において、本明細書に記載されるような非晶質合金の予備成形体を使用して作られるろう付け接合部を有する熱交換器及び他の組み立て品が提供される。
本発明の第４の側面において、ろう付け接合部を有する熱交換器及び他の組み立て品であって、その接合部は、前記熱交換器及び他の組み立て品の１つ又はそれを超える構成材と接触する非晶質合金の予備成形体を提供する加工工程を含む方法により作られる熱交換器及び他の組み立て品が提供される。
【００１１】
本明細書中及び特許請求の範囲中、“予備成形品”という用語は“予備成形体”いう用語と交換可能に使用され、“予備成形品”とは、本発明により記述されるろう付け用薄片予備成形体を示す。
【００１２】
本発明の更なる特徴は、以下の記載からより明らかになるであろう。
【詳細な記載及び好ましい態様】
【００１３】
示される通り、本発明は、ろう付けされた金属構成材を含む組み立て品の製造方法、及びろう付け用フィラー金属の予備成形体を提供する。
【００１４】
当該技術分野において理解されている通り、如何なるろう付け加工においても、ろう付けフィラー金属は、互いにろう付けされた金属部品の用役上の要求を満たす強度を提供できるよう十分に高い融点を有しなければならない。しかし、その融点は、ろう付け作業が困難になるほど高いものであってはならない。さらに、そのフィラー材料は、ろう付けされる材料と化学的にも冶金学的にも適合性でなければならない。
【００１５】
本発明による方法及び組み立て品に特に有用なろう付け用フィラー金属は、様々な形態、つまり粉末、薄片、リボン、又は周知の技法による他の形態で製造されることができる合金である。合金を粉末形態に作製するのに一般に使用される方法には、ガス又は水の噴霧化並びに機械的微粉砕が含まれる。本発明の合金は、最も好ましくは、急速固化法によって延性薄片、リボン又はワイヤーに形成される。そのような急速固化法は、溶融化材料の溶融物を少なくとも１×１０³℃／秒の速度（より高い速度が知られ且つより一般的に使用されてはいるが）で急激に冷やして急冷することにより固化することによる方法である。今日使用可能な様々な急速固化法の中で、最も好ましい方法は、その上へ溶融金属が置かれる急速回転冷却ホイールを使用する。そのような方法はそれ自体、当該技術分野において知られている。
【００１６】
理想的には、本発明により使用されるろう付け用フィラー金属は、たやすく取り扱うことができ且つ３次元形状の予備成形体に屈曲させることができる延性薄片の形態の非晶質合金である。そのような屈曲可能な予備成形体は、平面な延性ろう付け用薄片の部分を、製造される組み立て品の組み付けに使用される金属部品の外形と合致するように適合した非平面３次元形状に折り曲げることにより形成される。そのような非平面で複雑な形状への形成は、延性薄片の脱形状が不可逆となるように延性薄片を曲げるか又は型押しすることにより起こす。さらに理想的には、そのろう付け用薄片は、それの組成において本質的に均質であるべきであり、すなわち、それは、ろう付けの間の空隙形成又は混入残留物の析出についての可能性を与えるであろう有機結合剤のようなバインダーを含有しない。
【００１７】
それら合金の均質溶融物から生成される急速固化生成物は、通常、固体状態の均質物である。それら生成物は、合金組成及び加工パラメーターに依存して、グラス質又は結晶質であり得る。加えて、少なくとも約９０％ガラス質の生成物は、通常、それら合金の薄片又はリボン形態がそれらの厚みの１０倍も小さな半径にまで破断せずに屈曲可能であるために十分な延性を示す。好ましくは、本発明のろう付けフィラー金属は、合金であって、少なくとも約１×１０⁵℃／秒の急冷速度で該合金の溶融物を急速固化することにより形成されるものである。そのような急冷速度生成合金は、少なくとも約９０％ガラス質な合金であり、その結果、それらを複雑な形状へ型押し可能にするのに十分に延性なものとなる。より好ましくは、本発明の合金は、少なくとも約９２％ガラス質であり、最も好ましくは、実質的にガラス質な合金が最も高い延性度を示すので実質的にガラス質（すなわち、少なくとも約９５％ガラス質）である。
【００１８】
既に示したように、本発明による予備成形体は、平面で延性なろう付け用薄片の一部を、製造される組み立て品の組み付けに使用される金属部品の外形と合致するように適合した非平面３次元形状に折り曲げることにより形成される。そのような非平面で複雑な形状への形成は、延性薄片の脱形状が不可逆であるような延性薄片を屈曲させるか又は型押しすることによるようなことによって、予備成形体を平面で延性なろう付け用薄片から機械的に形成するためのあらゆる適切な手段により生じさせることができ、すなわち、離型後に予備成形体が２次元平面状態に戻らず、さらに、それらろう付け用薄片が離型工程の間に破断したり壊れることがないということである。本発明に有用な合金は、ろう付け用フィラー金属として、本明細書に記載された方法に特に適しものである。最も好ましくは、それら合金は、薄片形態で製造され、且つその薄片がガラス質であるか微細結晶質であるにかかわらず有用である。本発明の薄片は、典型的には、約０．０００７インチ〜約０．００４インチ（約１８〜１００マイクロメーター）厚である。多くの場合、薄片厚は、ろう付けされる部品の間に所望される間隙に対応する。
【００１９】
本発明のろう付けフィラー金属は、金属部品、特にステンレススチール部品の接合部に特に有用である。そのようなステンレススチールの例示的グレードには、ＵＮＳ分類によるスチールＳ３１６０３、並びに典型邸には約０．０３ｗｔ％炭素、２．００ｗｔ％マンガン、１．０ｗｔ％シリコン、１６〜１８ｗｔ％クロム、１０〜１４ｗｔ％ニッケル、２〜３ｗｔ％モリブデン、０．１ｗｔ％窒素、及び１００ｗｔ％までの残部としての鉄を含有するものとして記述されているタイプ３１６Ｌステンレススチールが含まれる。勿論、他の材料も本明細書に記載された本発明からの利益を受けることができ、本明細書に説明されているそれら有益性を享受し得ると考えられる。非制限的な実施例によると、これらは、他のグレードのステンレススチール、並びにニッケル又はクロムを含むような他の腐食耐性合金を含む。
【００２０】
本発明のろう付け用フィラー金属の１つのクラスには、ニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属及びニッケル／コバルト／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属が含まれる。そのようなろう付け用フィラー金属には、ステンレススチール部品のろう付けに一般に使用されるもので、American Welding Society specification ANSI/A5.8によりＢＮｉ−及びＢＣｏ−シリーズろう付け用フィラー金属として指定された最も知られているＮｉをベースとする合金及びＮｉ／Ｃｒをベースとする合金が包含されると考えられる。本発明による方法及び製造品に有用なニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属として特に有用なものには、式：
Ｎｉ_aＣｏ_bＣｒ_cＢ_dＳｉ_eＦｅ_fＭｏ_gＷ_hＸ
（ここにおいて、下付文字“ａ”、“ｂ”、“ｃ”、“ｄ”、“ｅ”、“ｆ”、“ｇ”、及び“ｈ”は、すべて重量パーセントにして、“ｂ”は約０〜７５、“ｃ”は０〜約２５、“ｄ”は０〜約４、“ｅ”は０〜約１１、“ｆ”は０〜約１０、“ｇ”は０〜約５、且つ“ｈ”は０〜約５、“Ｘ”は他の元素を表し、約１重量パーセントまで存在し得る不純物を含み、そして“ａ”は１００までの全量への残部である。）
により表され得る合金組成物が含まれる。好ましくは、これらニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属は、上記したそれら元素から本質的になる。“ニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属”という用語はクロムが存在していない合金を包含するが、典型的にはクロムが存在するので、この用語の使用が採用されている、と理解されるべきである。
【００２１】
好ましくは、ニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属は、少なくとも約９０％ガラス質構造を有する、より好ましくは少なくとも約９２％ガラス質構造を有する、最も好ましくは少なくとも約９５％ガラス質構造を有する準安定構造状態（metastable structural state）にある合金をベースとする。そのような合金は、当該技術分野において“非晶質（アモルファス）合金”とも良く呼ばれている。本明細書に記載されるろう付け用フィラー金属として使用し得る合金をベースとし且つ現在商業的に入手可能であるニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属の更なる例は、ＡＮＳＩ分類Ａ５．８（The American Welding Societyによる）に従ってフィラー金属ＢＮｉ−１、ＢＮｉ−１ａ、ＢＮｉ−２、ＢＮｉ−５、ＢＮｉ−７、ＢＮｉ−９、ＢＮｉ−１０、ＢＮｉ−１１、及びＢＣｏ−１と呼ばれるもの並びに各々のサブカテゴリーが含まれる。上記化学組成を有し且つ現在商業的に入手可能なニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属として有用な好ましいＮｉをベースとする及びＮｉ／Ｃｒをベースとする合金の例には、上記のＡＮＳＩ／Ａ５．８分類によるＢＮｉ−２、ＢＮｉ−５ａ、及びＢＮｉ−５ｂ組成物が含まれる。理想的には、本発明により使用されるニッケル／クロムをベースとするろう付け用フィラー金属は、取り扱い容易であり、必要であれば外形に適合するように形作ることもできるし、所要の複雑な形状へ形作ることもできる延性薄片形態である。さらに理想的には、そのニッケル／クロムをベースとする非晶質ろう付け用フィラー金属は、組成において本質的に均一であり、且つろう付けに際し空隙形成又は混入残留物の析出についての可能性を与えるであろう有機結合剤のような有機結合剤を含まない。
【００２２】
本発明の好ましい側面において、ろう付け接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品の製造方法が提供され、その方法は、非晶質合金を含んでなるろう付け用薄片予備成形体を、前記熱交換器又は他の組み立て品の１つ又はそれを超える構成材と接触させて提供し、並置した部品とろう付け用材料をそのろう付け用材料の溶融を引き起こすために適切な条件下で加熱すること；及び、その後、溶融したろう付け用フィラー合金を冷却してろう付け接合部を作る加工工程を含む。
【００２３】
上記の工程において好ましくは、並置した部品を加熱してそれら部品のろう付けを生じさせることは、アルゴン又は窒素のような保護性ガスの存在下の密閉オーブン内で起こす。別のやり方では、加熱をさらに減圧条件下の密閉オーブン内で起こしてもよく、これは一定の事例において好ましい。これらろう付け条件は、典型的には、ホウ素、ケイ素、及びリンのような酸素活性元素を含有するフィラー金属を使用する場合に高い接合強度と結着性を達成する産業に使用される。
【００２４】
図１は、本発明の第１の好ましい予備成形態様によるろう付け用薄片予備成形体１０を示す。そのろう付け用薄片予備成形体は、同図の点線１２により示される概して円形状を有し、そこから１つ又はそれを超えるタブ１４が伸びている。この好ましい態様によると、点線により規定された円の直径は、その上にろう付け用薄片予備成形体が設置されることとなるプレートの直径に対応しており、複数のタブ１４は、ろう付け用薄片予備成形体の一部である。これらは折るか曲げられて、その折曲又は屈曲線がプレートのエッジにも対応する点線１２とほぼ一致するように意図されている。これらタブ１４のサイズと直径は、プレートと適切に適応するように相応に決定されるべきである。そのろう付け用薄片予備成形体は、ろう付け用薄片予備成形体を貫通スリットにより好都合に形成された少なくとも１つで好ましくは複数の予備穿孔１６も含む。図１上には、これら予備穿孔の各々が同一であり、個々の予備穿孔は、３つのスリット１６ａ、１６ｂ及び１６ｃで各々ほぼ同一長さの各スリットがそれらの中間点で交差して各々等しく放射状に分かれるスリットにより形成されている。しかし、これは、それら予備穿孔１６が薄片を貫通する不連続性でさえあればよい場合には必要とされないことが明確に理解されており、それらの幾何学形態は必ずしも円ではない。しかし、好ましい態様によると、予備穿孔は、１つ又はそれを超えるスリットの形態であり、それらが屈曲又は折り曲げられるのに適した１つ又はそれを超えるフラップを形成するものであって、１つ又はそれを超えるシェルがプレートと組み立てられその後にろう付け用薄片予備成形体がそのプレートの表面（及びチューブの端部）に施される場合に、当該１つ又はそれを超えるフラップを、１つ又はそれを超えるチューブの内部の内側に曲げ入れることができる。図１に描かれた態様によると、複数のこれらフラップは、それが曲げられるときに非晶質金属薄片の割れ又は破れの可能性が低いことも保証されている。当業者に知られているように、非晶質金属の薄片は、典型的には脆性であり、典型的には被削することも切断することもかなり難しい。このことは、これら金属薄片の尋常でなく高い硬度に起因して現実に存在することである。しかし、本願では、小さな半径でゆっくりと曲げる場合、折り目を典型的には破れない非晶質金属薄片に形成可能である、ことが見出された。かくして、それら非晶質薄片のあらゆる折り曲げ又は屈曲の間、ろう付け用薄片予備成形体を、実質的に平面な２次元形状から３次元形状へ割れないように曲げる場合、比較的小さな半径が維持されることが特に望ましい。理想的には、曲げるところの半径は、約１ミリメートル以下に維持されるとよい。上記のように小さな半径が維持される場合に、効果的な折り目及び折り曲げを非晶質金属に導入することができ、それと同時にその非晶質金属薄片の部分は、それらの以前の未屈曲形態にスプリングバックしたり又は逆戻りしたりする特に強い傾向を持たなかった。
【００２５】
図２を参照すると、図１によるろう付け用薄片予備成形体の一部、並びに穿孔１６をろう付け用薄片予備成形体へ導入するのに好都合に使用される穿孔具２０の一部が側面図で示されている。図２は、図１のろう付け用薄片予備成形体の一部を切断線“Ａ−Ａ”に沿って表している。図２によると、その穿孔具はプランジャー２２を含みその上に複数の切断刃２４を有する。プランジャー２２の外形並びにいずれの切断刃２４の配置も、ろう付け用薄片予備成形体１０に導入される１つ又はそれを超えるスリット（１６ａ、１６ｂ及び１６ｃ、及び得られる穿孔１６）の所望の数とサイズに対応する。
【００２６】
穿孔具２０の第２部分は、それの一端で凹部２８を有する受け止めカップ２６であり、これが切断刃２４及びプランジャー２２の半面像との嵌め合い対応を有する。常に凹部２８の内側のいかなる半面像であっても、理想的には切断刃２４の半面像と対応すべきである。非晶質金属の難しい取り扱い特性に起因して、本発明者は、２つの部分で構成される穿孔具を好都合に使用することを見出した。操作において、プランジャー２２と受け止めカップ２６は引っ込んで、それらの間にろう付け用薄片予備成形体の少なくとも一部の導入を可能にするスペースを形成する。切断操作において、次いでプランジャー２２と受け止めカップ２６はろう付け用金属予備成形体の変形及び切断が生じるように相対して対抗的に動かされる。続いて、プランジャー２２と受け止めカップ２６は、互いから後退し、その時ろう付け用薄片予備成形体が穿孔具２０から取り外し可能になる。
【００２７】
図１上に示される特定の穿孔及び特定の外形を参照して説明したが、勿論、穿孔具２０の外形は、最終的には各種の配置及び／又は外形を有する穿孔１６を提供することに適合させることができると理解されるものである。更に、穿孔具２０は、１つではなく、複数のプランジャー２２及び対応する複数の受け止めカップ２６を含むことも企図されている。そのような配置では、自動化又は少なくとも半自動化製造作業の間、ろう付け用薄片予備成形体は幾つかの好ましくは必要とされるすべての穿孔１６を１回の型押し（stamping）操作で与えられ得ることが明らかに企図されている。一定の特に好ましい態様では、その穿孔具構成材は、ダイ組み付け体の一部を形成するもので、それは非晶質合金のシートを貫通する穿孔１６を同時に型押しするだけでなく、その周縁外形全体を同時に、即ち１回の型押し工程で複数のタブ１４を型押しすることにも適合させている。そのような操作では、ろう付け用薄片予備成形体の正確な製造が保証される。
【００２８】
図２を参照すると、そこでは穿孔操作に続き、ろう付け用薄片予備成形体のシェル及びチューブ組み立てへの導入の前にタブ１４が、好ましくは、ろう付け薄片予備成形体１０の主要平面１８に実質的に垂直なるように曲げられることも示される。非晶質金属薄片加工品の形成された個々のフラップ、つまりスリット（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）について、これらは必ずしも主要平面１８と角度を形成するように曲げられる必要はないが、望ましくは、その結果生じる角度は、ろう付け用薄片予備成形体１０の主要平面１８に関して約０°〜９０°である。
【００２９】
上記の観点において、本願により提供されるろう付け用薄片予備成形体は、ろう付けされた組み立て品、特にシェル−チューブ種類の熱交換器の製造に関連する技術分野における実質的な技術進歩を提供することが分かる。本明細書に記載されるようなろう付け薄片予備成形体の使用は、チューブ及びプレートの特定のサイズと配置に寸法取りされたろう付け用薄片予備成形体の、再現可能性及び信頼性のある製造を可能にする。かくして、複数の、特に多数のシェルとチューブの特定形状の熱交換器が作製されるあらゆる製造作業のために、本明細書に記載されたろう付け用薄片予備成形体の使用は、特に好都合な方法を提供し、それによって製造を行うことができる。同時に、本明細書に記載されるろう付け薄片予備成形体の組成と、粉末形態のろう付け用フィラー金属組成物に関する現在の技術状態との間に、特に非晶質金属ペースト組成物及びシェル−チューブタイプの熱交換器の組み立て品との関連において実質的な相違を見逃さないことも重要である。好ましい態様によると、失敗の原因であると知られている有機結合剤又は他の有機材料は、本発明によるろう付け用薄片予備成形体中に存在しないことは特に意義がある。このことは、接合の失敗の可能性を実質的に減少させるので、多数のろう付け接合部が同時に生じる場合に特に意義がある。このことは、特に多数のチューブが１つ又はそれを超えるプレートに確実にろう付けされるべきシェルーチューブ熱交換器において特に重要な利点である。この技術的利点は、小さなサイズのシェル−チューブ熱交換器に関する公知の製造技術の点から見てもより有益である。実質的に均一な厚みのろう付け薄片予備成形体であって、チューブのプレートへの配置に対応するスリット（又は他の穿孔部）の正確な配置と結合するろう付け薄片予備成形体は、公知の製造技術において頻繁に経験される起こりうるあらゆる製造エラーを実質的に最小化する。すべてではないにしても多くの公知の技術的リスクが、本明細書に記載されているろう付け用薄片予備成形体及び製造プロセスの使用で実質的に又は完全に除去される。
【００３０】
ここで図３を参照すると、図１に記載したものに多くの点において類似する別の態様のろう付け用薄片予備成形体が示されている。それら図面において、類似の構成材が同様に符号が付けられ、上述したのと同じ機能を果たす。図３のろう付け薄片予備成形体４０と図１中に示されたろう付け用薄片予備成形体１０との間の主な相違は、図３の態様において周縁タブ（１４）が存在しないということにある。このろう付け用膜予備成形体は、図１上に示されるろう付け薄片予備成形体１０と共に使用されることが意図されたものとは異なる外形を有するプレートが設けられるシェル−チューブタイプ熱交換器の組み立てに使用されることに適合している。むしろ、図３中に示されるろう付け用薄片予備成形体は、典型的には、図５上に示されるろう付け用薄片予備成形体板状片６０と共に使用されることが意図されている。ろう付け用薄片予備成形体板状片６０の長さは、プレートの円周に対応し、その上にろう付け用薄片予備成形体板状片６０が取り付けられると意図される。加えて、好ましい態様によるそれら図面から分かるように、そのろう付け用薄片予備成形体板状片は、それの一方の側から伸びる複数のタブ６２を含んでもおり、それらは図１上に示されるタブ１４と同じ機能を果たすことが意図されている。見て分かる通り、これらタブ６２は“ノコギリ”側面形状を有し、すなわち各々が本質的に、図１の点線１２と対応する折り目又は折り線であることが意図されている点線６４と一致する基部を有する三角形状である。好都合ならば、他の側面形状が使用されてもよい。
【００３１】
ここで図４を参照すると、ろう付け用薄片予備成形体４０、穿孔具２０の一部が示され、ろう付け用薄片予備成形体４０を貫通する穿孔１６の形成を例示する。やはり、ろう付け用薄片予備成形体への穿孔具２０の操作は、図２に関して上述したのと対応している。
【００３２】
ここで図６を参照すると、部分分解状態の慣例的シェル−チューブ熱交換器８０の一部が示される。そこにはシェル８２の一部、各々がプレート９０を貫通する適切な直径の通路を通じて伸びる端部８６を有する複数のチューブ８４が示されている。図６を見て分かるように、プレート９０の直径は、シェル８２の内周直径内に適合可能に寸法取りされており、且つこれを容易にするためにそれのエッジ９２がテーパー化されている。またプレート９０の外周直径は、シェル８２の内周直径に対して小さなクリアランスを持つべきであると考えられる。シェル８２とプレート９０との間のこのクリアランスは、通常、図６上にも示されているろう付け用薄片予備成形体１０の厚みよりも少なくとも僅かに大きい。このクリアランスの理由は、予備成形体１０の主要平面１８から伸びるタブ１４が、ろう付け用薄片予備成形体１０のろう付け前にプレート９０のエッジ９２と接触するように入り、ろう付け接合部を形成すると考えられることにある。同様に、図６を見ても分かるように、平面１８を貫通して存在する穿孔２６は、それらがチューブ８６の端部の配置及び寸法と一致するように寸法取され及び配置されてもいる。ろう付け薄片予備成形体１０の製造への参照と共に上述したように、これは、信頼性があり且つ再現可能なやり方で容易に行うことができる。
【００３３】
必要とされる組み立て工程について要求されることは、ろう付け用薄片予備成形体１０がプレートの主要平面９４に対して適切に位置づけられること、タブ１４がテーパー状エッジ９２の側面と接触するか又は少なくともそれに沿って拡がるように保持されていること、及び穿孔１６が適切に位置づけられたチューブ端部８６及びプレート９０に対応することだけである。その後、この集合体をシェル８２内に挿入することができる。次の作業、つまりろう付け工程は、その組み立て品の構成材料に必要とされる特定の要求に従い、且つそのろう付け用薄片予備成形体を形成するのに使用される非晶質合金の組成との関連で進めることができる。
【００３４】
ここで図７を参照すると、図６への参照で記載されている構成材の或る特徴部分の断面図が示される。図７は、シェル８２、プレート９０、ろう付け用薄片予備成形体１０、並びに２つのチューブ８４の最終的な相互配置に対応する。簡明性のため、更に追加できるチューブ並びにプレート９０を貫通する更に追加できる孔は省略されている。図７の関連部分の注意深い観察から分かるように、タブ１４は、プレート９０のテーパー状エッジ９２とシェル８２の内壁９４との間に挟まれている。閉塞許容嵌合（close tolerance fit）がそれら図面中に示されているが、これは必須ではない。要求されることは、プレート及びシェルがそれらの間にタブ１４の配置を許容できるような寸法であること、及びろう付けに後に信頼性のあるろう付け接合を形成できるようにろう付け用薄片予備成形体１０の十分な材料が存在することだけである。同様に、各穿孔１６を形成するスリットの中間の領域に形成されたフラップは、個々のチューブ８４内部へ内方に拡がる。図面から分かるように、これらは必ずしも各チューブ９６の内壁と接触しなくてもよく、ろう付け用薄片予備成形体１０が、各チューブの端部及びプレート９０の双方と同時に物理的に接触できることだけが必要とされる。
また、図６及び図７中に示される構成材の相互配置において多様なものも本発明の範囲内であると考えられることが理解されるであろう。例えば、１つの変形体において、プレート９０をシェル８２の端部と本質的に一致させずにそれらの外方へ伸ばしてもよいし、内方へ伸ばしてもよい。
【００３５】
それら構成材の“反転”配置を行うことも考えられる。そのような逆さ配置では、ろう付け薄片予備成形体１０の主要平面１８が図７上に示されるのと反対側のプレート１９上に置かれ、各チューブ８４の端部８６が穿孔１６を貫通する。そのようなやり方では、各穿孔の従属フラップが各チューブの外壁９８とプレート９０を貫通する孔１００の内部との間に散在する。同様に、タブ１４は、それらタブ１４の各々の端部が、組み立てられたシェル−チューブ熱交換器の内部から外方へ向くが、プレート９０のエッジ９２とシェル８２の内壁９４と間に介在して位置づけられる。この逆さ配置において、ろう付け用薄片予備成形体１０はシェル−チューブ組み立て品の内部であるプレート９０の面上にある。そのような逆さ配置は、チューブの反対端でプレートを持つ複数のチューブを有するシェル−チューブ組み立て品の場合に特に有利であり、１つのプレートが図６上に示される態様に従って第１プレートの面上に適用されたろう付け用薄片予備成形体１０を含み、一方で、それらチューブの反対端の他のプレートが上記したような逆さ配置に適用されたろう付け用薄片予備成形体を有し得る。ろう付け用薄片予備成形体のそのような配置は、シェル−チューブ組み立て品のシェル８２内への挿入を非常に容易にする。
【００３６】
図８は、本発明のまた更に好ましい態様を示す。そこでは、型押しされたプレート１１０があり、そこを貫通する複数の通路１１２が含まれ、それらの各々がシェル−チューブ組み立て品の一部を形成する複数のチューブの一つの端部８６を受け入れるように適合している。図６の配置と同様に、型押しプレート１１０は、シェル−チューブ熱交換器が組み立てられるときにシェル８２の内壁９４内に嵌合可能であるように適合したエッジ１１４を含む。更に図８上に、図３上に示されたものと対応するろう付け用薄片予備成形体４０、並びに図５上に示されたろう付け薄片予備成形体板状片６０が示されている。ここでも、図６への参照で概ね記載してきたように、ろう付け薄片予備成形体４０は、チューブ端部８６の配置及び型押し端面プレート１１０に対応する適切に寸法取りされ且つ適切に位置づけられた複数の穿孔１６を含む。区別可能な点は、ろう付け用薄片予備成形体４０が周縁タブ（図１のタブ１４のようなもの）を含まず、ろう付け薄片予備成形体４０の直径が型押しプレート１１０の境界内に適合することが意図されることである。その直径は重要ではない。要求されることは、ろう付け薄片予備成形体４０の一部がチューブ端部８６及び型押しプレート１１０を貫通する孔１１２と同時に接触することだけである。この配置は、図９への参照でより明確に説明及び記述される。図８を見て分かるように、ろう付け薄片予備成形体板状片６０は、型押しプレート１１０の直径と等しいか又はそれより大きい長さを有することも企図されている。図８に示されるように、ろう付け用薄片予備成形体６０は、概して輪を形成するように配置されるもので、前記ろう付け用薄片予備成形体板状片６０の少なくとも一部が、シェル８２の少なくとも一部と型押しプレート１１０との間に挟まれ得るように置かれることに適合している。そのようなやり方では、加熱及びろう付け工程の間、ろう付け接合部がシェル８２と型押しプレート１１０との間に確保されることができる。
【００３７】
ここで図９を参照すると、図８に示される組み立て品の部分的描写が示される。そこで分かるように、ろう付け薄片予備成形体４０は、型押しプレート１１０の少なくとも一部及びチューブ８４の端部８６と同時に接触する。ここでも図９で分かるように、穿孔１６により形成されたフラップの部分は、チューブ８４の内部へ内方へ向くように反らせて曲げられる。図９からも分かるように、ろう付け薄片予備成形体板状片６０は、型押しプレート１１０の部分とシェル８２との間に並置されることも分かる。
【００３８】
図９上に示される配置に従ったこれら構成材の位置づけに続いて、通例的なろう付け工程が、ろう付け薄片予備成形体４０及びろう付け薄片予備成形体６０を少なくとも部分的に溶融させ冷却時にそれぞれの構成材の間にろう付け接合が形成されるように実施される。
【００３９】
本発明は、ろう付けされた接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品の製造方法であって、下記工程：
前記熱交換器又は他の組み立て品の少なくとも１つの又はそれを超える構成材とそれらの作製の間に接触している非晶質合金のろう付け用薄片組成物の予備成形体を提供すること；及び
次いで、その熱交換器又は他の組み立て品を、ろう付け薄片組成物で形成された予備成形体の少なくとも部分的な溶融を実施するために適切な条件にさらして、ろう付け接合部を形成すること；
を含む方法も提供する。
【００４０】
本発明によるろう付け用薄片予備成形体を使用するシェル−チューブタイプ熱交換器の作製のための１つの技法は図１０への参照で説明され、それは図１に従ったろう付け用薄片予備成形体の配置を含んで部分的に組み立てられたシェル−チューブ熱交換器を示す。図１０に部分的に描かれているこの技法によると、プレート９０Ａには、図１への参照で説明したようなろう付け用薄片予備成形体が提供される。このプレート９０Ａは、タブ１４がプレート９０Ａのエッジとシェル８２の内径との間に配置されることが確実となるようにシェル８２の一端部内に挿入される。ろう付け用薄片予備成形体１０は、シェル８２の内部から外側へ向くプレート９０Ａの面上に配置される。次の製造工程において、チューブ８４Ａ，８４Ｂは、チューブ８４Ａの各々の少なくとも１つの端部がプレート９０Ａ内に挿入されることが確実となるようにシェル８２の開放端を通じて矢印“ａ”の方向に挿入される（既に挿入されているものが８４Ａとして示されており、挿入される過程にあるものが８４Ｂとして示されている）。また、第２のプレート９０Ｂが提供され、ろう付け用薄片予備成形体１０がそれの一面に適用される。その面はシェル８２の内部から外側へ向くものであると意図されている。チューブ８４Ａ，８４Ｂの端部のプレート９０Ｂ内への配置を容易にし且つチューブ８４Ａ，８４Ｂの端部とプレート９０Ｂとシェル８２との間の良き整列を確かなものにするためにガイド手段１２０を使用することが好都合であり得る。例示的なガイド手段１２０には、チューブ８４Ａ，８４Ｂの各々の内部に都合良く挿入されてからプレート９０Ｂ内の適切な孔を貫通するロッドが含まれる。このやり方では、それぞれのチューブ端部及びプレート９０Ｂ内の孔の適正な整列は、次にプレート９０Ｂがシェル８２の端部内に挿入された時に確保されることができる。そのような整列は、図６及び８上においてより明確に表されている。便利なことにこれらのガイド手段１２０は、ろう付け工程の前に引き出される。勿論、ガイド手段の使用は、本明細書に記載された技法に任意なものであることが理解されている。
【００４１】
本法の次の工程として、そのようにして組み立てられた組み立て品は、次いでチューブ８４Ａ，８４Ｂとプレート９０Ａ，９０Ｂとシェル８２の少なくとも一部との間のろう付け接合部の形成が確実となるように適切なろう付け条件にさらされる。
【００４２】
シェル−チューブ熱交換器において有用な組み立て品の第２の作製技法によると、類似するが若干変更した順序の組み立て工程が実施される。この技法によると、最初にチューブ８４の端部８６がプレート９０Ａ，９０Ｂ内の適切な孔へ挿入される。その後、組み立てられたシェル−チューブ熱交換器から最終的に外部の方へ向けられることになる９０Ａの面上に、図１に示されるようなろう付け用薄片予備成形体が配置される。他のプレート９０Ｂ上にも、シェル８２から最終的に外部の方へ向けられる前記プレートの表面上へ図３に示されるようなろう付け用薄片予備成形体が配置される。その後、第１のプレート９０Ａ、組み付けられたチューブ８４及び第２のプレート９０Ｂが適切なサイズのシェル８２の一端部で挿入され、次いで、シェルを通してそれらの最終的な位置（図示せず）まで矢印“ａ”の方向に移動させる。そのような方法では、それらプレート９０Ａ，９０Ｂ、チューブ８４及びろう付け用薄片予備成形体１０の組み立ては、シェル８２を通って移動するときにプランジャー又はピストンのように動く。第２のプレート９０Ｂのシェル８２へのろう付けを確実にするために、プレート９０Ｂのエッジを図５に示されるようなろう付け用薄片予備成形体板状片又は他のやり方では図１２に示されるようなろう付け用薄片予備成形体リングのいずれかで取り囲むことが好都合である。このやり方では、組み立て品が完成したとき、ろう付け用薄片予備成形体１２４は、プレート９０Ａ，９０Ｂの各々のエッジ９２並びにプレート９０Ａ，９０Ｂの外側面上及びチューブ８４の各々の端部の間で接触する。
【００４３】
その後、図１０に関連して説明したように、その組み立て品は、次いでろう付け発生を確実にするために適切な条件にさらされる。
簡潔に言及したように、図１２のものは、図５に示されるろう付け用薄片予備成形体板状片の代わりに使用することができる別のろう付け用薄片予備成形体１２４である。そのろう付け用薄片予備成形体リング１２４は、内側円形領域から伸びる一連の周縁タブ１４を含む。図１２から分かるように、その点線１２８は、タブ１４を円形面１２６の平面から曲げて図３に示されるようなろう付け用薄片予備成形体と共に特に有用である３次元予備成形体を形成することができるおおよその箇所での折り線を示す。
【００４４】
シェル内チューブ（shell-in-tube）熱交換器の製造に有用な組み立て品の作製のための第３の技法に従い、図１３への参照で説明する。そこには、部分的に組み立てられたシェル内チューブ熱交換器の断面図が示され、それは２つの端部プレート９０Ａ，９０Ｂの各々の上のろう付け用薄片予備成形体１０、並びにシェル８２の各端部で、各端部と前記プレート９０Ａ，９０Ｂの１つとの間にあるろう付け用薄片予備成形体１２４の配置を含む。ろう付け用薄片予備成形体１２４の外形は、図５に示されるようなろう付け用薄片予備成形体板状片又は図１２への参照で説明されるようなろう付け用薄片予備成形体リングのいずれかによることができる。
【００４５】
この技法によると、好都合に使用されるガイド手段１２０もあり、これらは各チューブの端部８６と各プレート９０Ａ，９０Ｂとの間の良い整列を確実にすることに有益である。この技法によると、各チューブ８４はそれらと関わる１つ又はそれを超えるガイド手段１２０を有する。それらガイド手段は、プレート９０Ａ，９０Ｂの各々内の適切な寸法をした孔を貫通する。シェル内チューブ熱交換器の内部から最終的に外方へ向けられることとなるプレート９０Ａ，９０Ｂの各々の面上には、図３への参照で説明されるものによるろう付け用薄片予備成形体が位置づけられる。続いて、プレート９０Ａを、それがシェル８２内へほぼ挿入されさらに各チューブ８４の端部がプレート９０Ａ内の適切な寸法の孔内へ挿入されるよう矢印“ａ”と反対の方向に移動する。更に、ろう付け用薄片予備成形体１２４がプレート９０Ａのテーパー状エッジとシェル９２の内壁との間に位置づけ有られることも確実となるように注意を払う。同様の様式で、第２のプレート９０Ｂもシェル８２の内部へ同様にして挿入され、チューブ８４の反対端部が前記第２のプレート９０Ｂ内の適切なサイズの孔内へ挿入され、またろう付け用薄片予備成形体１２４がテーパー状エッジ９２とシェル８２の内壁との間に位置づけられる。便利なことに、ガイド手段１２０がそのようにして組み立てられたシェル内チューブ熱交換器から取り外され、その後、前記シェル内チューブ熱交換器は、ろう付け用薄片予備成形体を溶融させてろう付け接合部を形成するために適切な条件にさらされる。
【００４６】
勿論のこと、本発明の有用性は、熱交換器の製造に限定されず、２つ又はそれを超える金属部品をろう付けにより接合することが望まれるあらゆる用途における使用が見出されると理解されるであろう。
【実施例】
【００４７】
実施例１
図１に示されるようなろう付け用薄片予備成形体を製造する。図１に描かれているろう付け用薄片予備成形体１０を型押しするのに適切な外形を有する金属切断ダイが製造される。次いで、このダイが、図１に示されるようなろう付け用薄片予備成形体を型押すること及び一回の型押し操作に使用される。この実施例によると、それら穿孔１６はこの一回の型押し操作において同時的にも型押しされる。
【００４８】
実施例２
図１に示されるようなろう付け用薄片予備成形体を２段階型押し操作で製造する。最初に、図１によるが穿孔１６が存在しないろう付け薄片予備成形体を型押しするための外形を有する金属切断ダイを使用して、シート、リボン又は板片の非晶質合金から予備成形体を型押しする。次に、図２に示されるような穿孔具を使用して、図１に示されるような穿孔１６を形成する。
【００４９】
実施例３
図３に示されるようなろう付け薄片予備成形体を、実施例１への参照で概説されるプロセスに従って製造する。但し、本実施例によると、その金属切断ダイの外形は図３に示されるようにろう付け薄片予備成形体４０の形状に対応する。
【００５０】
実施例４
図３に示されるようなろう付け用薄片予備成形体を、概して実施例２に記載した加工工程に従って製造する。但し、本実施例によると、そのろう付け用薄片予備成形体４０の形状は図３の外形に従う。
【００５１】
シェル内チューブのチューブ熱交換器組み立て品は、２つの端部を有する複数のチューブ、チューブの一端部を受け入れる寸法でそれを貫通する少なくとも１つの孔を有する第１のプレート、及びそのチューブの他端部を受け入れる寸法の孔を有する第２のプレート、それら端部と適合する寸法のシェル、及び複数のチューブ、及び図１に示されるようなろう付け用薄片予備成形体から製造される。それら適切なチューブ端部は、プレートの各々の適切な孔内へ挿入され、ろう付け薄片予備成形体がシェルの内部から外方へ向くそれら面上に配置される。次いで、ろう付け用薄片予備成形体、プレート及び複数のチューブの組み立て品はシェルの内部に入れられ、続いて、この組み立て品は、そのろう付け用薄片予備成形体が少なくとも部分的に溶融してシェル内チューブ熱交換器の構成材の間にろう付け接合部を予備成形するために適切なろう付け条件にさらされる。続いてその組み立て品は冷却される。
【００５２】
実施例５
図３に示されるようなろう付け薄片予備成形体を、概して実施例２に記載された加工工程に従って製造する。但し、本実施例によると、そのろう付け薄片予備成形体４０の形状は図３の配置に従う。
【００５３】
シェル内チューブのチューブ熱交換器組み立て品は、２つの端部を有する複数のチューブ、チューブの一端部を受け入れる寸法でそれを貫通する少なくとも１つの孔を有する第１のプレート、及びそのチューブの他端部を受け入れる寸法の孔を有する第２のプレート、それら端部と適合する寸法のシェル、及び複数のチューブ、及び図１に示されるようなろう付け用薄片予備成形体から製造される。それら適切なチューブ端部は、プレートの各々の適切な孔内へ挿入され、ろう付け薄片予備成形体がシェルの内部から外方へ向くそれら面上に配置される。次いで、ろう付け用薄片予備成形体、プレート及び複数のチューブの組み立て品はシェルの内部に入れられ、続いて、この組み立て品は、そのろう付け用薄片予備成形体が少なくとも部分的に溶融してシェル内チューブ熱交換器の構成材の間にろう付け接合部を予備成形するために適切なろう付け条件にさらされる。続いてその組み立て品は冷却される。
【００５４】
加えて、ろう付け用薄片予備成形体板状片６０もそれらプレートの各々のエッジとシェルの内壁との間に導入される。
現在の好ましい態様について記載されているが、本開示は例証のためのものとして解釈され、限定のためのものとして解釈されるべきではないこと、及び当業者に明らかな様々な修飾と変更が本発明の範囲と精神から逸脱せずになされ得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の第１の好ましい態様によるろう付け用薄片予備成形体を示す。
【図２】図２は、図１によるろう付け用薄片予備成形体の一部、並びに穿孔具を側面で示す。
【図３】図３は、ろう付け用薄片予備成形体の別の態様を示す。
【図４】図４は、図３によるろう付け用薄片予備成形体の部分並びに穿孔具を側面で示す。
【図５】図５は、図３上に示されるろう付け用薄片予備成形体と共に使用されるろう付け用予備成形体板状片を示す。
【図６】図６は、通例的なシェル−チューブ熱交換器の一部を部分分解状態で示す。
【図７】図７は、図６中に示される組み立て品の部分描写を示す。
【図８】図８は、慣例的なシェル−チューブ熱交換器の別の部分を部分分解状態で示す。
【図９】図９は、図８中に示される組み立て品の部分的描写を示す。
【図１０】図１０は、図１によるろう付け用薄片予備成形体の配置を含め、部分的に組み立てられたシェル−チューブ熱交換器を示す。
【図１１】図１１は、図１，３及び１２によるろう付け用薄片予備成形体の配置を含め、部分的に組み立てられたシェル−チューブ熱交換器を示す。
【図１２】図１２は、図３に示されるろう付け用薄片予備成形体と共に使用されるろう付け用薄片予備成形体リングを示す。
【図１３】図１３は、図３及び６又は１２によるろう付け用薄片予備成形体の配置を含め、部分的に組み立てられたシェル−チューブ熱交換器を示す。

Claims

ろう付けされた接合部を有する組み立て品の製造に使用されることに特に適合した非晶質金属ろう付け用薄片で形成された予備成形品であって、前記予備成形品が非平面状３次元形態を有することを特徴とする予備成形品。
前記非晶質合金がＮｉをベースとする又はＮｉ／Ｃｒをベースとする合金である、請求項１による予備成形品。
前記非晶質合金が、下式：
Ｎｉ_aＣｏ_bＣｒ_cＢ_dＳｉ_eＦｅ_fＭｏ_gＷ_hＸ
（式中、下付文字“ａ”、“ｂ”、“ｃ”、“ｄ”、“ｅ”、“ｆ”、“ｇ”、及び“ｈ”は、すべて重量パーセントにして、“ｂ”が約０〜７５、“ｃ”が０〜約２５、“ｄ”が０〜約４、“ｅ”が０〜約１１、“ｆ”が０〜約１０、“ｇ”が０〜約５、“ｈ”が０〜約５、且つ“Ｘ”が他の元素を表し、約１重量パーセントまで存在し得る不純物を含み、そして“ａ”は１００までの全量の残部である）
により表しうる組成を有する、請求項１による予備成形品。
複数のチューブの少なくとも１つのプレートへのろう付けに使用されることに適合した外形を含み、前記プレートを、前記複数のチューブと少なくとも１つのプレートとを入れるシェルへろう付けするための、請求項１による予備成形品。
前記予備成形品の外形が、主要平面、前記主要平面を貫通する少なくとも１つの穿孔を含む、請求項４による予備成形品。
前記予備成形品の外形が、主要平面、前記主要平面を貫通する少なくとも１つの穿孔、及び前記主要平面から伸びる少なくとも１つの屈曲可能なタブを含む、請求項４による予備成形品。
複数のチューブの少なくとも１つのプレートへのろう付けに使用されることに適合した外形を有するろう付け用薄片予備成形体；及び
前記プレートを、前記複数のチューブ及び少なくとも１つのプレートを入れる円筒状シェルへろう付けするために使用されることに適合した外形を有するろう付け用薄片予備成形体板状片；
を含んでなる、請求項１による予備成形体。
ろう付けされた接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品の製造方法であって、下記工程：
非晶質合金のろう付け用薄片組成物で形成された予備成形品であって、前記熱交換器又は他の組み立て品の少なくとも１つの又はそれを超える構成材とその作製に際して接触する非平面状３次元形態を有する予備成形品を提供すること；及び
次いで、該熱交換器又は他の組み立て品を、ろう付け薄片組成物で形成された該予備成形品の少なくとも部分的な溶融を実施するために適切な条件にさらすこと；
を含む方法。
前記予備成形品が、Ｎｉをベースとする又はＮｉ／Ｃｒをベースとする合金である非晶質合金で形成されている、請求項８による方法。
前記非晶質合金が、下式：
Ｎｉ_aＣｏ_bＣｒ_cＢ_dＳｉ_eＦｅ_fＭｏ_gＷ_hＸ
（式中、下付文字“ａ”、“ｂ”、“ｃ”、“ｄ”、“ｅ”、“ｆ”、“ｇ”、及び“ｈ”は、すべて重量パーセントにして、“ｂ”が約０〜７５、“ｃ”が０〜約２５、“ｄ”が０〜約４、“ｅ”が０〜約１１、“ｆ”が０〜約１０、“ｇ”が０〜約５、“ｈ”が０〜約５、且つ“Ｘ”が他の元素を表し、約１重量パーセントまで存在し得る不純物を含み、そして“ａ”は１００までの全量の残部である）
により表しうる組成を有する、請求項９による方法。
前記予備成形品が、複数のチューブの少なくとも１つのプレートへのろう付けに使用されることに適合した外形を含み、前記プレートを前記複数のチューブと少なくとも１つのプレートを入れるシェルへろう付けするためのものである、請求項８による方法。
前記予備成形品の外形が、主要平面、前記主要平面を貫通する少なくとも１つの穿孔を含む、請求項８による方法。
前記予備成形品の外形が、主要平面、前記主要平面を貫通する少なくとも１つの穿孔、及び前記主要平面から伸びる少なくとも１つの屈曲可能なタブを含む、請求項８による方法。
ろう付けされた接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品であって、請求項１による非晶質合金のろう付け用薄片で形成された少なくとも１つの予備成形品を含む熱交換器又は他の組み立て品。
請求項１４による非晶質合金のろう付け用薄片で形成された少なくとも１つの予備成形品を含む、ろう付けされた接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品であって、該非晶質合金が、下式：
Ｎｉ_aＣｏ_bＣｒ_cＢ_dＳｉ_eＦｅ_fＭｏ_gＷ_hＸ
（式中、下付文字“ａ”、“ｂ”、“ｃ”、“ｄ”、“ｅ”、“ｆ”、“ｇ”、及び“ｈ”は、すべて重量パーセントにして、“ｂ”が約０〜７５、“ｃ”が０〜約２５、“ｄ”が０〜約４、“ｅ”が０〜約１１、“ｆ”が０〜約１０、“ｇ”が０〜約５、“ｈ”が０〜約５、且つ“Ｘ”が他の元素を表し、約１重量パーセントまで存在し得る不純物を含み、そして“ａ”は１００までの全量の残部である）
により表しうる組成を有する熱交換器又は他の組み立て品。
ろう付けされた接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品であって、前記熱交換器又は他の組み立て品の少なくとも１つ又はそれを超える構成材と接触している非晶質合金のろう付け用薄片組成物で形成された予備成形品を提供する工程を含む方法により製造された熱交換器又は他の組み立て品。
請求項１６による方法により製造された、ろう付けされた接合部を有する熱交換器又は他の組み立て品であって、非晶質合金のろう付け用薄片で形成された前記予備成形品が、下式：
Ｎｉ_aＣｏ_bＣｒ_cＢ_dＳｉ_eＦｅ_fＭｏ_gＷ_hＸ
（式中、下付文字“ａ”、“ｂ”、“ｃ”、“ｄ”、“ｅ”、“ｆ”、“ｇ”、及び“ｈ”は、すべて重量パーセントにして、“ｂ”が約０〜７５、“ｃ”が０〜約２５、“ｄ”が０〜約４、“ｅ”が０〜約１１、“ｆ”が０〜約１０、“ｇ”が０〜約５、“ｈ”が０〜約５、且つ“Ｘ”が他の元素を表し、約１重量パーセントまで存在し得る不純物を含み、そして“ａ”は１００までの全量の残部である）
により表しうる組成を有する熱交換器又は他の組み立て品。