热交换器及其制造方法

技术领域

本发明涉和热交换器，特别是涉及将具有制冷剂在其中流动的流路的板状的板翅片层叠而构成的层叠型板翅片热交换器及其制造方法。

背景技术

用于在具有不同热能的流体间交换热能的热交换器在许多产品中使用，特别是层叠型板翅片热交换器例如用于家用和车辆用的空气调节机、计算机和各种电设备中。

层叠型板翅片热交换器采用在形成于板状的板翅片的流路中流动的流体(制冷剂)和在层叠的板翅片间流动的流体(空气)之间进行热交换的方式。

在上述的层叠型板翅片热交换器的领域中，实现小型化和轻量化，以提供可靠性高的产品为目的提出了各种结构(例如，参照专利文献1-4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-112562号公报

专利文献2：日本特开平09-001385号公报

专利文献3：日本特许第3283471号公报

专利文献4：日本特许第5714387号公报

发明内容

发明要解决的课题

在层叠型板翅片热交换器的领域中进行了以下研究，以实现轻量化、小型化和热交换的效率化为目的，采用热传导率高的材料将板翅片厚度做薄，并且在形成于板翅片上的流路中流过压力比现有的热交换器高的流体(制冷剂)。

在热交换器中，为了使高压的制冷剂流向流路，需要具有制冷剂的流量和流速不会产生偏差的所期望的流路截面的结构，以使制冷剂稳定地流动。特别是，在将多个板翅片层叠而构成的层叠型板翅片热交换器中，采用通过钎焊将多个板翅片接合而形成层叠型板翅片的结构，形成于板翅片上的制冷剂流经的流路具有所期望的截面形状，并且稳定切实地形成是一个重要的课题。

本发明的目的在于提供一种热交换器，其实现轻量化、小型化和效率化，同时确保热交换器中的制冷剂流路具有所期望的截面形状和所期望的耐压性能，并且可靠性高。

本发明用于解决上述的课题，其目的在于提供一种包括制冷剂流路且可靠性高的设备及其制造方法，在通过钎焊将多个板翅片接合而构成的层叠型板翅片热交换器中，实现小型化和效率化，制冷剂流路具有所期望的截面形状和所期望的耐压性能。

用于解决课题的方法

为了实现上述目，本发明的一个方式的热交换器的制造方法，

是包括具有制冷剂流路的板翅片有间隙地层叠而成的板翅片层叠体的热交换器的制造方法，其中

所述板翅片在表面包含钎焊材料层，将具有流路形成区域的钎焊片重叠并进行钎焊，由相对的流路形成区域形成制冷剂流路，

在重叠的所述钎焊片中，表示钎焊后的接合状态的流路截面积相对于由钎焊前的未接合状态的流路形成区域形成的未接合流路截面积的比例的流路截面比率在规定的范围内，从而来制造热交换器。

另外，本发明的一个方式的热交换器是包括具有制冷剂流路的板翅片有间隙地层叠而成的板翅片层叠体的热交换器，其中，

所述板翅片在表面含有钎焊材料层，并且包括将具有流路形成区域的钎焊片重叠并进行钎焊而形成的制冷剂流路，

在重叠的所述钎焊片中，表示钎焊后的接合状态的流路截面积相对于由钎焊前的未接合状态的流路形成区域形成的未接合流路截面积的比例的流路截面比率具有规定的范围。

发明效果

如上所述，根据本发明的热交换器及其制造方法，能够实现轻量化、小型化和效率化，同时确保热交换器中的制冷剂流路具有所期望的截面形状和所期望的耐压性能，从而能够提供可靠性高的热交换器。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的层叠型板翅片热交换器的外观的立体图。

图2是表示在实施方式1的热交换器中构成板翅片的钎焊片的一例的平面图。

图3是将实施方式1中的板翅片层叠体在与其长度方向正交的面切断的截面图。

图4是示意性地表示实施方式1中的钎焊片被接合(钎焊)之前的状态的放大截面图。

图5是示意性地表示在实施方式1的热交换器中使用的钎焊片的层叠结构的截面图。

图6是表示将钎焊片进行钎焊而形成制冷剂流路的状态的截面照片。

图7是Al-Si(铝硅)二元相图。

图8是表示钎焊时熔融的钎焊材料浸入芯材的内部的状态的截面照片。

图9是表示将相对的钎焊片进行钎焊而形成的制冷剂流路的流路截面形状的具体例子的截面照片。

图10是表示对于在实验中形成的制冷剂流路计算出的结果的曲线图。

图11是表示对于在实验中形成的制冷剂流路计算出的结果的曲线图。

图12是示意性地表示对实施方式1的钎焊片进行钎焊后的状态的放大截面图。

图13是表示在实验结果中“钎焊材料层厚度”与“修正流动指数”的关系的曲线图。

图14是表示在实验结果中“钎焊材料层中的硅浓度”与“修正流动指数”的关系的曲线图。

图15是表示在实验结果中用于形成热交换器中的优选制冷剂流路的材料因子即“钎焊材料层厚度”和“钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)”的区域的曲线图。

具体实施方式

以下，作为本发明的热交换器的具体实施方式，参照附图对层叠型板翅片热交换器进行说明。另外，本发明的热交换器并不限定于以下的实施方式所记载的具体的层叠型板翅片热交换器的结构，还包括基于与具有在以下的实施方式中说明的技术特征的技术思想同等的技术的热交换器。

另外，以下的实施方式所示的形状、结构、方法(工序、工序的顺序)等表示一例，并不将发明限定于本公开的内容。对于以下的实施方式中的要素中的表示最上位概念的独立权项中未记载的要素，作为任意的要素进行说明。另外，在附图中，为了便于理解，以各个要素为主体示意性地进行了描绘。

首先，举例表示本发明的热交换器及其制造方法中的各种方式。

本发明的第1方式的热交换器的制造方法是包括具有制冷剂流路的板翅片有间隙地层叠而成的板翅片层叠体的热交换器的制造方法，其中，

所述板翅片在表面包含钎焊材料层，将具有流路形成区域的钎焊片重叠并进行钎焊，由相对的流路形成区域形成制冷剂流路，

使得在重叠的所述钎焊片中，表示钎焊后的接合状态的流路截面积相对于由钎焊前的未接合状态的流路形成区域形成的未接合流路截面积的比例的流路截面比率在规定的范围内，从而来制造热交换器。

本发明的第2方式的热交换器的制造方法在于，所述第1方式中的所述流路截面比率也可以在31.0％≤R≤81.8％的范围内。

本发明的第3方式的热交换器的制造方法在于，所述第1方式中的所述流路截面比率(R)也可以在45.3％≤R≤81.8％的范围内。

本发明的第4方式的热交换器的制造方法在于，在所述第1方式至第3方式中的任一个方式中，也可以是所述钎焊片中的钎焊材料层的厚度与钎焊材料层的硅浓度的关系具有规定的选择区域的范围内的关系，从而来制造热交换器。

本发明的第5方式的热交换器的制造方法在于，在所述第1方式至第3方式中的任一个方式中，也可以使用在表示所述钎焊片中的钎焊材料层的厚度与钎焊材料层的硅浓度的相关关系的材料的散布图中，表示从由大致平行四边形所示的选择区域(M)内的范围选择的钎焊材料层的厚度和钎焊材料层的硅浓度的材料来制造。

本发明的第6方式的热交换器是包括具有制冷剂流路的板翅片有间隙地层叠而成的板翅片层叠体的热交换器，

所述板翅片在表面含有钎焊材料层，并且包括将具有流路形成区域的钎焊片重叠并进行钎焊而形成的制冷剂流路，

在重叠的所述钎焊片中，表示钎焊后的接合状态的流路截面积相对于由钎焊前的未接合状态的流路形成区域形成的未接合流路截面积的比例的流路截面比率具有规定的范围。

本发明的第7方式的热交换器在于，在所述第6方式中，所述流路截面比率也可以在31.0％≤R≤81.8％的范围内。

本发明的第8方式的热交换器在于，在所述第6方式中，所述流路截面比率也可以在45.3％≤R≤81.8％的范围内。

本发明的第9方式的热交换器的制造方法在于，在所述第6方式至第8方式中的任一个方式中，也可以是所述钎焊片在芯材的至少一个面上具有钎焊材料层，

构成所述芯材和所述钎焊材料层的材料是铝合金，所述钎焊材料层由至少含有硅的铝合金构成。

本发明的第10方式的热交换器在于，在所述第9方式中，也可以是所述钎焊片在所述芯材的两侧具有所述钎焊材料层。

(实施方式1)

以下，参照附图对本发明的实施方式1的热交换器及其制造方法进行说明。图1是表示实施方式1的层叠型板翅片热交换器(以下简称为热交换器)1的外观的立体图。如图1所示，实施方式1的热交换器1包括：供给作为第1流体A的制冷剂的进给管4；将长方形的板状的多个板翅片2a有间隙地层叠而构成的板翅片层叠体2；和将在形成于板翅片2a上的制冷剂流路中流动的制冷剂排出的排出管5。

另外，在实施方式1的热交换器1中，进给管4和排出管5具有实质上相同的结构，并且将与此时的动作对应的功能作为名称而使用。另外，在本发明中，将进给管4和排出管5合称为套筒(4、5)。

在板翅片层叠体2的层叠方向(图1所示的热交换器1中的上下方向)的两端配设有端板3，端板3是俯视时(在图1所示的热交换器1中从上方观察的形状)与长方形的板翅片2a大体相同的形状。在一个端板3的长度方向的两端侧接合有进给管4或排出管5。另外，在实施方式1的结构中，对在一个端板3的两端侧分别接合进给管4或排出管5的结构进行说明，但也可以是根据使用热交换器1的装置的规格，在一个端板3上接合进给管4，在另一个端板3上接合排出管5的结构。

另外，在以下的实施方式1中，将图1所示的热交换器1中的板翅片层叠体2的层叠方向作为上下方向，将设置于板翅片层叠体2上的一个端板3的位置作为上侧，将另一个端板3的位置作为下侧进行说明。但是，在该热交换器1设置于装置(例如空气调节设备)中的状态下，该层叠方向并非特指上下方向(铅垂方向)。

配设于板翅片层叠体2的层叠方向的两端的端板3利用定位机构(例如定位螺栓等)以规定间隔相互固定，并且夹着板翅片层叠体2。将两端的端板3保持规定间隔而固定的定位机构具有对层叠的各板翅片2a进行定位的功能。端板3例如可以采用由铝、铝合金、不锈钢等金属材料形成板材构成，也可以由对后述的钎焊片进行层叠而形成的层叠体构成。

在实施方式1的热交换器1中，采用作为第1流体A的制冷剂在由形成于板翅片层叠体2的各板翅片2a上的流路形成区域13构成的制冷剂流路60(参照图3)中流动的结构。另一方面，采用作为第2流体B的空气穿过形成于板翅片层叠体2中的板翅片2a的层叠间的间隙的结构。在如此构成的热交换器1中，在板翅片层叠体2中在第1流体A和第2流体B之间进行热交换。

构成实施方式1的热交换器1中的板翅片层叠体2的多个板翅片2a分别是以相对的方式将两片钎焊片(第1翅片部件10、第2翅片部件20)贴紧并接合(钎焊)而形成制冷剂流路60的结构。如此构成的板翅片2a在多个层叠的状态下被加压和加热后进行接合(钎焊)，构成板翅片层叠体2。另外，也可以在对板翅片层叠体2进行加热并接合时，同时对端板3和套筒4、5进行加热并接合(钎焊)，从而制作热交换器。

图2是构成板翅片2a的钎焊片50(参照图4)的第1翅片部件10和第2翅片部件20的一例的平面图。在图2中，(a)是第1翅片部件10的平面图，(b)是第2翅片部件20的平面图。第1翅片部件10和第2翅片部件20是铝合金制的薄板，将在后面对详细的结构进行说明。使用钎焊片50的薄板将第1翅片部件10和第2翅片部件20加工成规定形状。被加工成规定形状的第1翅片部件10和第2翅片部件20在规定位置相对地配置并以相互紧贴的方式进行加压和加热，由此，相对的平坦的规定区域被相互可靠地接合(钎焊)。

在图2的(a)所示的第1翅片部件10上，用于供给来自进给管4的制冷剂或者向排出管5排出制冷剂的环状的集管流路11的凹部形成于长度方向的两端侧。从集管流路11的外周部分的一处形成仅导出规定距离的集管连通流路12，在集管连通流路12的导出方向的延长线上，配设有形成于板翅片2a的热交换区域的流路形成区域13的端部。

第1翅片部件10中的流路形成区域13与集管连通流路12同样由凹部形成。流路形成区域13以在板翅片2a的整个热交换区域中蜿蜒前行的方式而形成。另外，实施方式1中的集管流路11、集管连通流路12和流路形成区域13的结构是示例，本发明并不特别限定于该示例的结构。

在实施方式1的结构中，在与第1翅片部件10接合(钎焊)的第2翅片部件20上，如图2的(b)所示形成有流路形成区域21、22。在实施方式1中，通过第1翅片部件10与第2翅片部件20的接合(钎焊)，形成流路形成区域13从集管流路11经由连通流路12而连通的制冷剂流路60。其结果，在实施方式1的热交换器1中，从进给管4供给的制冷剂流经集管流路11、集管连通流路12、流路形成区域21、流路形成区域13(流路形成区域22)、流路形成区域21、集管连通流路12和集管流路11，从排出管5排出。

如图2的(b)所示，在第2翅片部件20中，在与第1翅片部件10中的直线状的流路形成区域13相对的区域形成有流路形成区域22。该流路形成区域22是与流路形成区域13同样地向相同方向突出的凸状的区域，其突出高度比流路形成区域13低。将该流路形成区域22与第1翅片部件10的直线状的流路形成区域13相对地配置，由此确保流路形成区域13的直线部分的制冷剂流路60，抑制与制冷剂的流动方向正交的截面形状的变形。

另外，在第1翅片部件10和第2翅片部件20上形成有传热阻断狭缝6，抑制了接近的流路形成区域13间的传热作用，提高了热交换效率。

图3是将实施方式1中的板翅片层叠体2在与其长度方向正交的面切断的截面图。在图3中示意性地表示将第1翅片部件10和第2翅片部件20接合(钎焊)，由第1翅片部件10的流路形成区域13和第2翅片部件20的流路形成区域22形成制冷剂流路60的状态。图4是示意性地表示第1翅片部件10和第2翅片部件20接合(钎焊)之前的状态的放大截面图。如图4所示，作为实施方式1中的第1翅片部件10和第2翅片部件20，使用在芯材51的两面形成有钎焊材料层(52、53)的三层结构的钎焊片50。另外，在板翅片层叠体2中，如后所述，也可以使用在芯材51的一个面上形成有牺牲材料层的四层结构的钎焊片50。

〈钎焊片〉

图5是示意性地表示在实施方式1的热交换器1中，作为第1翅片部件10和第2翅片部件20而使用的钎焊片50的层叠结构的截面图。图5中的(a)表示三层结构的钎焊片50a，(b)表示四层结构的钎焊片50b。

图5的(a)所示的三层结构的钎焊片50a具有层叠有铝合金层的结构，采用在芯材51的两面层叠有第1钎焊材料层52、第2钎焊材料层53的三层结构。作为三层结构的钎焊片50a的具体例子，例如芯材51是含有锰(Mn)的铝合金，第1钎焊材料层52和第2钎焊材料层53是含有硅(Si)的铝合金。

另外，作为芯材51的材料，例如，有代表性地可以举出3000系(铝锰(Al-Mn)系合金)、5000系(铝镁(Al-Mg)系合金)、或6000系(铝镁硅(Al-Mg-Si)系合金)等，但不限于此。作为本发明的钎焊片50(50a、50b)中的芯材51，只要是能够实现根据热交换器的种类或结构等各种条件而求出的物性的铝合金即可。

另外，作为第1钎焊材料层52和第2钎焊材料层53，是含有作为钎焊材料而使用的硅(Si)的铝合金，即只要是铝硅(Al-Si)系合金即可。另外，在作为钎焊材料的Al-Si系合金中，在不影响作为钎焊材料的功能的范围内，也可以含有Si以外的元素。另外，在作为钎焊材料的Al-Si系合金中，作为不可避免的杂质也可以含有各种元素。

另外，图5的(b)所示的四层结构的钎焊片50b是与三层结构的钎焊片50a同样地层叠有铝合金层的结构，但在芯材51的一个面上，在与第1钎焊材料层52之间形成有牺牲材料层54。牺牲材料层54覆盖芯材51的一个面，第2钎焊材料层53覆盖芯材51的另一个面，即覆盖与牺牲材料层54所覆盖的面相反一侧的面。牺牲材料层54的材料与芯材51、第1钎焊材料层52和第2钎焊材料层53同样为铝合金，为含有锌(Zn)的铝合金。

为了发挥牺牲防腐蚀作用，作为牺牲材料层54的材料而使用的铝合金含有锌(Zn)。另外，作为牺牲材料层54的材料，在不影响作为牺牲防腐蚀作用的功能的范围内，也可以含有Zn以外的元素。另外，在作为牺牲材料层54的材料的Al-Zn系合金中，作为不可避免的杂质也可以含有各种元素。

在实施方式1的热交换器的制造中，将采用由上述材料构成的钎焊片50形成的第1翅片部件10和第2翅片部件20重叠，在高温(580℃以上)的炉中进行钎焊，使其相互接合而形成制冷剂流路。如此制造的板翅片层叠体2用于实施方式1的热交换器1中。

图6是表示将第1翅片部件10和第2翅片部件20进行钎焊而形成制冷剂流路60的状态的截面照片。即，图6的截面照片是表示将上述图4所示的重叠的第1翅片部件10和第2翅片部件20在高温下进行钎焊的状态的具体例子。图6所示的截面照片的制冷剂流路60具有所期望的流路截面，变成相对地配置的第1翅片部件10的第2钎焊材料层53和第2翅片部件20的第1钎焊材料层52熔融而相互接合的状态，并且形成所期望的制冷剂流路60。

如图6的截面照片所示，在第1翅片部件10的芯材51和第2翅片部件20的芯材51之间的区域，钎焊材料层(53、52)熔融而形成圆角(接合部)61。该圆角(接合部)61在于，在钎焊前的第1翅片部件10的第2钎焊材料层53和第2翅片部件20的第1钎焊材料层52因规定高温的加热而熔融，在第1翅片部件10和第2翅片部件20的接合区域61a和制冷剂流路60的两侧的流路形成区域61b中凝聚，第1翅片部件10和第2翅片部件20被钎焊并接合。对于此时的钎焊时的钎焊材料层(53、52)的熔融量，根据浸入各芯材51的浸入量(减薄量)减少的熔融量(实际熔融量)来决定圆角(接合部)61的量(形状和大小)，即接合区域61a和流路形成区域61b的接合量(形状和大小)。

被钎焊的第1翅片部件10和第2翅片部件20的接合强度(耐压性能)受圆角(接合部)61的量(形状和大小)的影响，如果不能确保一定以上的量，就会导致在板翅片层叠体2中的使用过程中的破坏、制冷剂泄漏等。另外，在形成制冷剂流路60的流路形成区域61b中，在未变成期望的流路截面形状的情况下，存在无法保证规定的热交换能力的问题。

如上所述，根据第1翅片部件10和第2翅片部件20的钎焊，第1翅片部件10和第2翅片部件20变成预期的接合强度(耐压性能)，作为制冷剂流路形成为所期望的流路截面形状的影响因素，至少存在以下几个因素。

(1)作为材料因素的钎焊材料层厚度；

(2)作为材料因素的钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)；

(3)作为条件因素的钎焊温度；和

(4)作为条件因素的钎焊时间。

在上述的影响因素中，(1)～(3)决定钎焊材料层的熔融量，(4)决定向芯材51的浸入量(减薄量)。

〈钎焊时的Si扩散〉

图7是Al-Si(铝硅)二元相图，纵轴表示温度T[℃]，横轴表示Si浓度[％]。在图7所示的二元相图中，表示共晶等温线的共晶温度为577℃，二相共存区域表示Si浓度为1.6～12.1％。另外，Si浓度为0％时的AL液相温度为660℃。

如图7的相图所示，基本上某个特定温度T下的液相比σ根据铝合金的Si浓度[Si]来决定。因此，钎焊时的钎焊材料层(53、52)的熔融量可以根据“钎焊材料层的厚度”、“钎焊材料层中的Si浓度”和“钎焊温度”来决定。但是，在钎焊时，由于钎焊材料层中的Si原子的一部分向芯材51中扩散，因此，钎焊材料层的全部钎焊材料量不会形成在圆角(接合部)61中。

如上所述，由于钎焊时钎焊材料层中的Si原子向芯材51中扩散，因此，在钎焊材料层中用于形成圆角(接合部)61的Si量比根据在合金材料的制造工艺规程中记载的Si浓度计算出来的计算值减少。即，决定钎焊时的钎焊材料层中的熔融量的液相比率σ比根据制造工艺规程中记载的Si浓度计算出来的液相比率计算值小。

因此，如果能够进行钎焊时的Si扩散量的定量化，则能够进行正确的实际的液相比率σ的计算，但Si扩散量在实际中的偏差较大，难以根据实验值等进行定量化。

因此，在本发明中，根据扩散的理论式对Si扩散量进行简化建模，由此能够使用考虑了钎焊时的Si扩散影响的实际的液相比率(修正液相比率)σ

〈Si扩散量的简化建模〉

下面，将对钎焊时因Si扩散引起的液相比率σ的变化进行简化建模的想法进行说明。

根据图7所示的二元相图，基于Si浓度[Si]的液相比率σ的变化由下述式[1]所示的Si浓度[Si]的一元一次方程表示。

如上述式[1]所示，由于液相比率σ的变化用Si浓度[Si]的一次式表示，因此，考虑到基于钎焊时的Si扩散的液相比率σ的变化也可以用Si浓度[Si]的一次式来表示。

由发明人的实验等确认了钎焊时的Si扩散量与“钎焊时间的平方根(√t

在上述的式[2]中，“K

发明人根据上述的研究结果发现，钎焊时形成的实际的熔融量(实际熔融量)可以通过“钎焊材料层的厚度”与“修正液相比率σ

“实际熔融量”＝“钎焊材料层的厚度”ד修正液相比率σ

———[3]

〈钎焊时的减薄量〉

如上所述，在钎焊时，钎焊材料层熔融而形成圆角(接合部)61。用于形成该圆角(接合部)61的钎焊材料量是从钎焊材料层的熔融量中减去浸入芯材51的浸入量(减薄量)后的量。根据该钎焊材料量来决定圆角(接合部)61的形成量(形状和大小)，即接合区域61a和流路形成区域61b的形成量(形状和大小)。

图8是表示钎焊时熔融的钎焊材料浸入芯材51的内部的状态的截面照片。在上述的图6所示的截面照片中，表示由熔融的钎焊材料在芯材51之间形成圆角(接合部)，并且相互的钎焊片50可靠地接合的状态。另一方面，在图8所示的截面照片中能够了解，熔融的钎焊材料浸入各个芯材51的内部，钎焊片50之间的接合强度降低。

图8的截面照片所示的状态表示钎焊时间超过规定的时间而变长的情况下的状态，在该状态下，熔融的钎焊材料逐渐侵入芯材51的内部。如此，如果钎焊材料侵入芯材51，则根据其侵入的部分(减薄量)、即减少的部分，接合强度相应地降低。

可知在钎焊时钎焊材料侵入芯材51的减薄量与“钎焊时间”有密切的关系，“减薄量”与“钎焊时间”的平方根成正比。因此“减薄量”与“钎焊时间”的关系可以用以下式[4]表示。

“减薄量”∝“钎焊时间的平方根”———[4]

〈修正流动指数F

接着，对考虑在钎焊时从钎焊材料层实际上熔融的“实际熔融量”与上述的“减薄量”而定义的“修正流动指数F

“修正流动指数F

＝“钎焊材料层的厚度”ד修正液相比率σ

ד钎焊时间的平方根”———[5]

如上所述，“修正流动指数F

因此，通过求出在应接合的相对的钎焊片50之间切实地确保规定的接合强度(耐压性能)，形成具有所期望的流路截面的制冷剂流路60时的“修正流动指数F

图9是在将相对的钎焊片50进行钎焊而形成的制冷剂流路60中，表示该制冷剂流路60的流路截面的具体形状的截面照片。另外，流路截面是指在与制冷剂流路60中的制冷剂流动的方向正交的方向上切断时的截面。

图9的(a)表示制冷剂流路60的流路截面具有期望形状的情况，是表示与作为设计上的理想形状的大致山形形状相似形状的截面照片。图9的(b)表示，流路截面为大致椭圆形状，实际熔融量多且圆角(接合部)所占的面积增大，接合强度(耐压性能)增大，但制冷剂流路60的流路截面变小。图9(c)表示，实际熔融量进一步增多，圆角(接合部)所占的面积进一步增大，制冷剂流路60的流路截面变成小的圆形形状。图9(d)表示，被钎焊的钎焊片50之间的制冷剂流路60被堵塞，处于流路闭塞状态。

发明人在热交换器1的板翅片层叠体2的制造中，改变条件进行各种钎焊实验，得到以下的实验结果。

〈制冷剂流路的流路截面形状与流路截面积的关系〉

在各种钎焊实验中，作为所形成的制冷剂流路60的具体实验结果，测量了流路截面积S。如上述的图4所示，相对而配置的钎焊片50在未接合状态时的设计上的未接合截面积Sa为203000μm

在图9的(a)所示的作为设计上的理想形状的大致山形形状的情况下，流路截面积S为92000μm

在图9的(b)所示的大致椭圆形状的情况下，流路截面积S为63000μm

在图9(c)所示的小圆形形状的情况下，流路截面积S为S＜63000μm

根据上述的实验结果，为了在通过钎焊而形成的制冷剂流路60中保证规定的制冷剂流量和制冷剂流速，优选的流路截面形状为图9的(a)所示的形状。另外，作为流路截面形状允许的流路截面积S的范围为63000μm

在本发明中，为了制冷剂流路形成的标准化，使用流路截面积S与由钎焊前的未接合状态的流路形成区域(13、21、22)形成的未接合截面积Sa(参照图4)的比率即流路截面积比率R。即，对于制冷剂流路60，进行钎焊成使表示钎焊后的接合状态的流路截面积(S)相对于未接合流路截面积(Sa)的比例的流路截面比率(R)在规定的范围内。作为优选的流路截面形状的流路截面比率R，可以在45.3％≤R≤81.8％的范围表示。另外，作为允许的流路截面形状的流路截面比率R，可以在31.0％≤R≤81.8％的范围表示。

图10和图11是表示在上述的“修正流动指数F

在图10的曲线图中，在具有所允许的范围内的流路截面积S且所形成的制冷剂流路60显示出优选的接合强度(耐压性能)时，用“○”表示。另外，在图10中，在所形成的制冷剂流路60的流路截面积S超过允许范围的情况下用细的×符号表示，在所形成的制冷剂流路60的接合强度(耐压性能)表示规定值以下的情况下用粗的×符号表示。图10中的虚线曲线是逼近曲线。

在热交换器的制冷剂流路60中，为了保证所需的热交换能力，如上所述，作为所允许的流路截面形状的流路截面比率R必须在31.0％≤R≤81.8％的范围内。因此，如果根据发明人的实验结果计算，则作为优选的修正流动指数F

另外，在图11的曲线图中，在表示所形成的制冷剂流路60为优选的接合强度(耐压性能)，且具有所允许的范围内的流路截面积S时，用“○”表示。另外，在图11中，在表示所形成制冷剂流路60的接合强度(耐压性能)为规定值以下的情况下，用粗×标记表示，在所形成的制冷剂流路60的流路截面积S超过所允许范围的情况下，用细×符号表示。图11中虚线曲线是逼近曲线。

如图11的曲线图所示，如果根据发明人的实验结果计算，则作为优选的修正流动指数F

因此，关于制冷剂流路60的流路截面积S和接合面积J，如果以修正流动指数F

130≤F

发明人发现，通过导出上述的不等式[6]，能够指定满足不等式[6]的材料因素“钎焊材料层厚度”和“钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)”的范围。

图13的纵轴表示“钎焊材料层厚度[mm]”，横轴表示“修正流动指数F

图15是表示在热交换器1的制造中用于形成优选的制冷剂流路60的材料因素即“钎焊材料层厚度”和“钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)”的区域的曲线图。在图15中，纵轴表示“钎焊材料层厚度[mm]”，横轴表示“钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)”。在图15曲线图中，由大致平行四边形所包围的区域表示用于形成优选的制冷剂流路60的材料因素(“钎焊材料层厚度”和“钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)”)的选择区域M。如果在该选择区域M内，如图15的(a)所示的截面照片那样，制冷剂流路60变成所期望的流路截面形状。另一方面，在图15的曲线图所示的大致平行四边形所包围的选择区域M以外的情况下，如图15的(b)所示的截面照片那样，制冷剂流路60处于被封闭，未满足规定的流路截面积的形状，或者如图15(c)所示的截面照片那样，接合面小，接合强度(耐压性能)未满足规定的强度的状态。

接着，在图15的曲线图中，对选择区域M为向右下方向下降的大致平行四边形的形状的理由进行说明。

首先，表示选择区域M的大致平行四边形的下侧两边(第1边界线L1和第2边界线L2)向右下方向下降的理由是基于以下的理由。

选择区域M中的第1边界线L1和第2边界线L2是关于接合强度(耐压性能)的下限线。为了保证规定的接合强度，需要确保一定量以上的钎焊材料的熔融量。如上所述，如果钎焊材料的厚度厚和钎焊材料层中的Si浓度高，则钎焊材料的熔融量增加。即，为了保证一定量以上的钎焊材料的熔融量，在钎焊材料层厚度薄的情况下需要提高钎焊材料层中的Si浓度，相反在钎焊材料层厚度厚的情况下，需要降低钎焊材料层中的Si浓度。其结果，在图15所示的曲线图中，作为选择区域M中的下侧两边的第1边界线L1和第2边界线L2为向右下方向下降的线。

接着，表示选择区域M的大致平行四边形的上侧两边(第3边界线L3和第4边界线L4)向右下方向下降的理由是基于以下的理由。

选择区域M中的第3边界线L3和第4边界线L4是关于制冷剂流路60的流路截面的下限线。为了保证规定的流路截面，需要一定量以下的钎焊材料的熔融量。如上所述，如果钎焊材料层厚度厚、和钎焊材料层中的Si浓度高，则钎焊材料的熔融量增加。即，为了保证一定量以上的钎焊材料的熔融量，在钎焊材料层厚度薄的情况下需要提高钎焊材料层中的Si浓度，相反在钎焊材料层厚度厚的情况下，需要降低钎焊材料层中的Si浓度。其结果，在图15所示的曲线图中，作为选择区域M中的上侧两边的第3边界线L3和第4边界线L4为向右下方向下降的线。

如上所述，可以作如下理解，在实施方式1的热交换器的制造中，为了将特定的钎焊片50重叠并进行钎焊而形成所期望的制冷剂流路60，以在图15的曲线图中的选择区域M的区域内的方式，选择作为材料因素的“钎焊材料层厚度”和/或“钎焊材料层中的硅浓度(Si浓度)”，从而能够进行制造。

对于在实施方式1中说明的结构，由确定上述的选择区域M的第1边界线L1、第2边界线L2、第3边界线L3和第4边界线L4包围的范围可由下述的不等式[7]、[8]、[9]和[10]表示。另外，在不等式[7]、[8]、[9]和[10]中，假设钎焊材料层厚度为“y”，钎焊材料层Si浓度为“x”。

在实施方式1中，确定选择区域M的平行四边形的内部为满足上述的全部不等式[7]、[8]、[9]和[10]的范围。如果是该选择区域M的范围内，则形成于板翅片2a上的制冷剂流路60具有所期望的截面形状，能够构成板翅片2a以所期望的接合强度(耐压性能)被钎焊的可靠性高的热交换器。

另外，在实施方式1中，对钎焊片50在芯材51的两面包括钎焊材料层52、53的结构进行了说明，但作为钎焊材料层也可以具有作为牺牲防腐蚀层的功能，也可以在芯材51的其中一个面上形成含有硅(Si)和锌(Zn)的铝合金层。另外，在牺牲防腐蚀层中，在不影响作为牺牲防腐蚀作用的功能的范围内，也可以含有Zn以外的元素。另外，作为不可避免的杂质也可以含有各种元素。

如上所述，如在实施方式1中详细说明的那样，在本发明的热交换器中，使用了将钎焊片层叠而形成的板翅片层叠体。在如此构成的热交换器中，能够提供一种热交换器，形成于板翅片层叠体上的制冷剂流路具有所期望的截面形状，并且各个板翅片以所期望的接合强度(耐压性能)被钎焊，从而防止在接合部分发生制冷剂的泄漏。其结果，在本发明的热交换器及其制造方法中，在实现轻量化、小型化和效率化的同时，确保热交换器中的制冷剂流路具有所期望的截面形状和所期望的耐压性能，能够提供可靠性高的热交换器。

在实施方式中以一定的详细程度说明了本发明，但这些结构是示例，实施方式的公开内容应该在结构的细节上发生改变。在本发明中，在不脱离本发明的权利要求范围和思想的情况下，能够实现实施方式中的要素的置换、组合和顺序的变更。

工业上的可利用性

本发明的热交换器能够实现小型且轻量化，并且确实具有期望的截面形状和期望的耐压性能，因此，能够用于各种产品中，并且能够提供市场价值高的产品。

附图标记说明

1 热交换器

2 板翅片层叠体

2a 板翅片

3 端板

4 进给管

5 排出管

6 传热阻断狭缝

12 集管连通流路

13 流路形成区域

21、22 流路形成区域

50 钎焊片

51 芯材

52第1钎焊材料层

53第2钎焊材料层

54 牺牲材料层

60 制冷剂流路

61圆角(接合部)

61a 接合区域

61b 流路形成区域。