專利名稱：翅片管熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序中的特征所述的翅片管熱交換器。
按DE—PS3419734所述的翅片管熱交換器能夠冷凝大量蒸汽。它具有優(yōu)點是熱交換器管的每個位置都處于在管橫截面的所有區(qū)域之間的壓力平衡中。因此，在朝向冷卻空氣流動方向前面管段中廢氣的冷凝結(jié)束位置和在冷卻空氣流動方向后管段中的一致。因此，不會出現(xiàn)死區(qū)。此外，制成相對大的管截面，使得流動的壓力損失由于較大的液壓橫截面而顯著地減小。垂直地遠離熱交換器管的表面而立的翅片制成平的和無凸起的形式。
與這種翅片管熱交換器不同，DE—OS1958909的翅片管熱交換器有整體的凸出邊緣位于熱交換器管之間的翅片中。凸出邊緣是通過從翅片的平面表面壓出形成。由此冷卻空氣遇到阻礙。盡管通過這種措施熱交換得到改善，但是其缺點是，由于凸出邊緣，壓力損失上升了多倍。
從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，進一步完善這種翅片管熱交換器，使得在冷卻空氣和熱交換器管的表面之間的外熱交換在壓力損失基本沒有提高的情況下顯著地提高。
按照本發(fā)明，實現(xiàn)這個目的的措施在于在權(quán)利要求1的特征部分所述的特征。
然后，翅片在其至少一個側(cè)表面上具有之字造型的空氣導(dǎo)槽。盡管有之字造型，但空氣導(dǎo)槽一般有一個在冷卻空氣的流動方向上的縱向伸展?？諝鈱?dǎo)槽在翅片尾端敞開使得冷卻空氣由此流入空氣導(dǎo)槽，之字造型能明顯地改善冷卻空氣和熱交換器管的表面之間的外熱交換，但不會顯著增加壓力損失。
空氣導(dǎo)槽能夠設(shè)置在整個翅片的側(cè)面。較好的方式是在兩邊通過相應(yīng)的對翅片的模壓形成空氣導(dǎo)槽。在這種情況下，相鄰的翅片的空氣導(dǎo)槽正面相互面對。
根據(jù)本發(fā)明造型的翅片可以單個裝在每個熱交換器管上。但如果兩個相互并排的熱交換器管通過具有之字形伸展的空氣導(dǎo)槽的翅片以板狀形式連接，將是特別有利的。在此涉及單個翅片或者模壓成波形以及U形或梯形的翅片帶。
盡管可以想象彎曲成波形的空氣導(dǎo)槽，但根據(jù)權(quán)利要求2，較佳實施形式在于，相互對著折角的空氣導(dǎo)槽的槽部分平直伸展。槽部分最好制成同樣長度。
為了改善空氣流通，可根據(jù)權(quán)利要求3進行，相鄰的并相互以一定角度布置的空氣導(dǎo)槽的兩個槽部分，通過一個弧形的過渡部分連續(xù)地相互連接。過渡部分的半徑制成相同的。
一個特別有利的實施形式見權(quán)利要求4的特征。在此，或者涉及單個翅片(它通過固定壓板固定在熱交換器管上)，或者涉及形成翅片的波形、U形或梯形翅片帶構(gòu)件(它通過固定壓板與熱交換器管連接)。
在這個實施形式中，在帶板上形成的、相互平行的空氣導(dǎo)槽的槽部分不只是在每個翅片的縱平面上之字形地，而且也相對翅片的縱向伸長方向成一定角度地伸展。制造具有空氣導(dǎo)槽的槽部分和過渡區(qū)域的帶板最好能在適合的模壓機上進行，固定在固定壓板上的該過渡區(qū)域通過帶板的特殊的空間位置構(gòu)成為合適的窄的角形。
盡管可以把帶板的縱邊緣設(shè)置成相對于平行平面的和相對于橫切過翅片的縱邊緣的平面成不同角度，但是權(quán)利要求5的特征設(shè)計成這些角為相同大小。
為了保證在空氣導(dǎo)槽中的冷卻空氣盡可能無旋流地轉(zhuǎn)向，權(quán)利要求6要求在過渡部分有一個1.5mm至3mm的半徑。
在內(nèi)部試驗時進一步發(fā)現(xiàn)，按照權(quán)利要求7，當兩個垂直于空氣導(dǎo)槽的對稱線伸展的橫平面(該平面在空氣導(dǎo)槽的縱向橫切過相鄰的曲率中心點)的間距為大約7.5mm至25mm，最好為大約10mm時，尤其具有最佳熱傳導(dǎo)條件。
此外，按照權(quán)利要求8，當兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽的槽部分的中間線的交點距空氣導(dǎo)槽的對稱線大約2.5mm至5mm，最好3.5mm時，可以獲得進一步最優(yōu)化的熱傳導(dǎo)條件。
由于橫切過兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽的曲率中心點的橫平面的間距和由于兩個相鄰的槽部分的中間線的交點距對稱線間距，在各自一個橫切過曲率中心點的橫平面和槽部分的中心線與對稱線的交點之間的間距為大約3mm至10mm，最好為7.5mm。
按照權(quán)利要求9，當空氣導(dǎo)槽有具有半圓形橫截面，深度和半徑為大約1mm至2mm，最好為大約1.5mm時，本發(fā)明具有了進一步的優(yōu)點。
根據(jù)權(quán)利要求10，兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽的中間線的間距是大約4.5mm至6mm，最好是5.0mm左右時，空氣導(dǎo)槽的均勻伸展(最好在翅片的兩個側(cè)表面上)達到最佳。由此產(chǎn)生一種兩個在空氣導(dǎo)槽的縱向上相鄰的橫切過曲率中心點的橫平面的間距與兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽的中間線的間距的關(guān)系，為大約3.5—4.5∶1，最好為4∶1。
最后，按照權(quán)利要求11，兩個相鄰的翅片的間距是大約2mm至4mm，最好是大約3mm，熱交換條件能進一步的改善。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳述。附圖是

圖1為以示意圖表示的翅片管熱交換器一段的垂直橫截面；圖2為根據(jù)圖1中的箭頭II的翅片管熱交換器的局部視圖；圖3為圖1中區(qū)域III的放大視圖；圖4為放大的空氣導(dǎo)槽走向的示意圖；圖5為沿著圖3所示的線段V—V的放大橫截面；圖6為U形翅片帶的一部分的透視圖；圖7為圖6的翅片帶的側(cè)視圖；和圖8為圖6的翅片帶的俯視圖。
在圖1至3中，用1表示借助冷卻空氣冷凝大渦輪裝置的廢氣的翅片管熱交換器的部分區(qū)域。
翅片管熱交換器1有許多平行的、相距距離為A的、并排布置的、具有一長形橫截面的熱交換器管2。熱交換器管2通過翅片3相互連接，翅片3平行于冷卻空氣的流動方向SR并且通過合適的固定壓板垂直固定在熱交換器管2的側(cè)表面4上。
圖1表示出熱交換器管2的橫截面的長度L比寬度B大好幾倍。
以3mm的間距A1相互布置的翅片3(圖2和5)具有在兩側(cè)表面5上以之字造形伸展的、相互平行并且順著冷卻空氣的流動方向SR的、在翅片尾端上開著的空氣導(dǎo)槽7，該空氣導(dǎo)槽由相應(yīng)的對翅片3的模壓而形成(圖1至5)，使用鋁或銅時，翅片厚大約0.1mm，使用鋼時，翅片厚大約至0.5mm。
每個空氣導(dǎo)槽7由平直的槽部分8和每兩個相鄰的槽部分8之間平滑連接的弧形過渡部分9組成(圖1、3和4)。圖4借助兩個相鄰的槽部分8的加重突出的中間線10，放大表示了空氣導(dǎo)槽7的幾何比例。
由此可以了解到，弧形的過渡部分9為半圓形彎曲。過渡部分9的曲率中心點11距空氣導(dǎo)槽7的對稱線SL有一定距離。過渡部分9具有1.5mm至3mm的半徑。兩個相鄰的橫切過曲率中心點的橫截面(E)的間距A2為10mm。兩個相鄰的槽部分8的中間線10的交點12距對稱線SL的間距A3為3.5mm。
由圖5還可以看出，空氣導(dǎo)槽7有半圓形橫截面，半徑為R，深度T為1.5mm。
兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽的中間線10的間距A4為5.0mm。
圖6至8的U形的翅片帶13由眾多的翅片3a和將其連接起來的固定壓板14、14a組成，固定壓板14、14a同時也把翅片帶13固定在熱交換器管2上。位于平面E1—E1中的固定壓板14平行于位于平面E2—E2的固定壓板14a。
翅片3a在縱向上劃分成具有各自平行的槽部分8a的多個相鄰的之字形的帶板15。槽部分8a在這里也如同在圖1至5的實施例中一樣，構(gòu)成了在翅片3a的長度穿過的空氣導(dǎo)槽7a的構(gòu)件。
帶板15的縱邊緣16、17不僅相對于在平行平面E1—E1、E2—E2內(nèi)伸展的固定壓板14、14a成角α、α1，而且相對于橫切過每個翅片3a的縱邊緣18、19的平面E3—E3成角β、β1。
通過繞著兩個穿過帶板15的平面重心FSP的軸線進行的對在空間斜置的帶板15的模壓，在翅片3a的縱向上形成了在帶板15的縱邊緣16、17和翅片3a的縱邊緣18、19之間的窄三角形區(qū)域。
另外，翅片3a的和在翅片3a上模壓出的空氣導(dǎo)槽7a的形狀與翅片圖1至5的實施形式中的翅片3以及空氣導(dǎo)槽7的形狀相一致，因而不必再敘述一次。
權(quán)利要求
1.一種翅片管熱交換器，特別是借助冷卻空氣冷凝大渦輪裝置的廢氣的翅片管熱交換器，它有帶有平行的翅片(3、3a)的熱交換器管(2)，該熱交換器管在冷卻空氣流動方向(SR)上具有長形橫截面，該橫截面的長比它的寬大好幾倍，其中翅片(3、3a)平行于冷卻空氣的流動方向(SR)并具有流動導(dǎo)向裝置(7、7a)，其特征在于，作為流動導(dǎo)向裝置具有多個空氣導(dǎo)槽(7、7a)，空氣導(dǎo)槽(7、7a)模壓在至少一個翅片(3、3a)的側(cè)面(5)上，以之字造型相互并排平行布置，沿著冷卻空氣的流動方向的(SR)貫穿伸展并且在翅片尾端敞開。
2.按照權(quán)利要求1所述的翅片管熱交換器，其特征在于，相互成一定角度的、空氣導(dǎo)槽(7、7a)的槽部分(8、8a)平直地伸展。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的翅片管熱交換器，其特征在于，兩個相鄰的、空氣導(dǎo)槽(7、7a)的槽部分(8、8a)通過一個弧形的過渡部分(9)連續(xù)地相互連接。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，裝在兩個縱向邊緣(18，19)上具有在平行的平面(E1—E1、E2—E2)伸展的、方向相對著的固定壓板(14、14a)的翅片(3a)，在縱向上劃分成具有各自平行的槽部分(8a)的多個相鄰的之字形的帶板(15)，其中帶板(15)的縱邊緣(16、17)不僅相對于在平行平面(E1—E1、E2—E2)成角(α、α1)，而且相對于橫切過翅片3a的兩個縱邊緣(18、19)的平面(E3—E3)成角(β、β1)沿伸。
5.按照權(quán)利要求4所述的翅片管熱交換器，其特征在于，角(α、α1；β、β1)大小相同。
6.按照權(quán)利要求3至5之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，過渡部分(9、9a)有1.5mm至3mm的半徑(R1)。
7.按照權(quán)利要求3至6之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，兩個在空氣導(dǎo)槽(7、7a)的縱向上相鄰的橫切過過渡部分(9)的曲率中心點(11)的橫平面(E)的間距(A2)大約為7.5mm至25mm最好為大約10mm。
8.按照權(quán)利要求3至7之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽(7、7a)的槽部分(8、8a)的中間線(10)的交點(12)位于距空氣導(dǎo)槽(7、7a)的對稱線(SL)大約2.5mm至5mm，最好3.5mm的間距(A3)上。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，空氣導(dǎo)槽(7、7a)有具有半徑(R)和深度(T)的半圓形橫截面，深度(T)為大約1mm至2mm，最好為大約1.5mm。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，兩個相鄰的空氣導(dǎo)槽(7、7a)的中心線(10)的間距(A4)大約為4.5mm至6mm，最好是大約5.0mm。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的翅片管熱交換器，其特征在于，兩個相鄰的翅片(3、3a)的間距(A1)是大約2mm至4mm，最好是大約3mm。
全文摘要
翅片管熱交換器(1)有許多平行的、并排布置的、長形熱交換器管(2)，它的橫截面的長度(L)比寬度(B)大好幾倍。熱交換器管(2)是通過平行于冷空氣的流動方向(SR)伸展的翅片(3)相互連接。以之字造型相互平行伸展的并且順著冷卻空氣的流動方向(SR)的、在翅片尾端(6)上開著的空氣導(dǎo)槽(7)模壓在至少一個翅片(3)的側(cè)表面(5)上?？諝鈱?dǎo)槽(7)有半圓形橫截面并且由平直槽部分(8)和連續(xù)連接的弧形過渡部分(9)組成。槽切口也能形成以之字伸展的翅片帶板的構(gòu)件。由此，槽切口還傾斜于翅片的縱向伸長。
文檔編號F28F1/30GK1124057SQ95190131
公開日1996年6月5日 申請日期1995年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月3日
發(fā)明者德特列夫·G·克羅格 申請人:Gea空冷設(shè)備公司