[发明专利]用于热交换器材料的涂层

说明书

技术领域

本发明涉及热交换器领域且特别涉及一种被流体穿过的热交换器。

背景技术

用于热交换器的管道当前是已知的，其端部通常分别固定到两个总箱(header tank)。这些管道形成热交换器的交换管束(exchange bundle)。实际上，传热/生热(calorific)流体(通常是冷却剂类型的液体)在管道内流动且与在管道外流动的另一流体(通常是空气)进行热交换。

流体，特别是当其主要以液体形式用于车辆时，通常对于构成管道的金属造成腐蚀。通常，管道的壁的芯部，也就是说其心部，涂覆有涂层，用于与流体接触且作为牺牲性保护层，特别是对抗氯化物。因此，该涂层被腐蚀，而管道的壁的芯部没有被侵袭。该涂层包括重量百分比接近1％的锌。

该牺牲层的功能构成热交换器管道的涂层的第一功能。

然而，已发现金属壁的腐蚀不是均匀的现象，也就是说腐蚀经由点蚀发生，造成涂层的局部退化。

管道的点蚀现象是腐蚀现象和冲蚀(erosion)现象的组合。实际上，靠近点蚀区域的层是不稳定(不变)的，但是腐蚀产物通过流动被夹带进一步进入回路，以产生新的化学平衡。这由此是一种动态热化学现象。

但是，当管道内循环的流体的流速较高时，经由点蚀的腐蚀被加重，因为涂层的机械强度非常弱，且大大低于芯部的机械强度。在流体流速较高的情况下，例如60升/分钟到20升/分钟(liter/minute)量级时，这造成热交换器管道的特别快速的腐蚀，导致管的快速损耗和泄露。

当前设想的唯一方案包括增加涂层的厚度，以使得后者在流体的流速较高时可更长久地经受这些加速的腐蚀现象。

该方案不令人满意，因为其仅暂时改善了管道的使用寿命。而且，通过增加涂层的厚度，管道的厚度和由此热交换器的尺寸被增加，同时由于较大的材料厚度(抵抗热传导)减少了热交换。因此，在相同的热交换能力下，必须提供更大尺寸和更大质量的热交换器。最后，材料的增加明显具有成本，甚至更高，因为涂层的结构具有因其专门的化学功能而特定的结构。

这些发现在这里用于包括管道的热交换器复合材料件(composite)，但是应注意，本发明的对象是具有类似特点(即需要用于化学地保护该复合材料件的壁的芯部的涂层)且在当前热交换器中能展现如上所述类似于现有技术管道的缺点/缺陷的所有类型的热交换器复合材料件。

发明内容

本发明的目的特别是要通过提供一种用于热交换器复合材料件的涂层以克服前述缺点/困难，该涂层能经受腐蚀和/或冲蚀现象，特别是不管传热/生热流体的流动状况，同时具有特别高的机械强度，这使得可以降低该涂层的厚度。

为此，本发明提出一种用于热交换器的复合材料件，包括至少一个能与生热流体接触的壁，所述壁包括芯部，该芯部覆盖有直接接触所述流体的涂层，所述涂层被铜焊，其特征在于，涂层包括按重量计从1.2至1.8％的锌，还有按重量计从0.9至1.8％的锰和/或按重量计从0.05至0.25％的锆。

应注意，根据本发明的复合材料件包括两或三层，即芯部和其涂层，还有可选的周边层。

术语“芯部”应被理解为表示壁的位于其中心或心部处的部件/部分。

百分比在这里按重量百分比给出，也就是说层或部件中的所讨论材料(composite)的比例通过把所述所讨论材料的重量相对于层或部件的总重量考虑而确定。

内部热交换器的其它特征如下：

-根据一个实施例，该复合材料件包括管道；涂层位于所述管道的内部面上；

-复合材料件/管道包括周边层，该周边层位于与前述涂层相对的侧部上，能通过铜焊固定至少一个附连部件(在附图中不可见)，例如隔层/扰流器(disturber)/鳍状物；

-根据本发明的一个优选实施例，涂层包括按重量计从0.3至1％的硅和/或按重量计从0.3至0.9％的铁和/或按重量计从0.1至0.4％的铜和/或按重量计比例小于0.05％的镁和/或按重量计在0.05至0.25％的钛；

-根据本发明的一个优选实施例，芯部包括按重量计从0.1至0.65％的硅和/或按重量计从0.2至0.7％的铁和/或按重量计从0.2至1.1％的铜和/或按重量计从0.6至2％的锰和/或按重量计比例小于0.05％的镁和/或按重量计比例小于或等于0.1％的锌和/或按重量计比例小于或等于0.2％的锆；

-芯部基本上由铝构成；

-根据本发明的一个特征，涂层的厚度为复合材料件的总厚度的10至30％，优选地为复合材料件的总厚度的10至15％；所述复合材料件仅包括涂层、芯部和周边层；