CN203744792U - 热交换器的铝制管翅式组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种热交换器的铝制管翅式组件，包括大致为椭圆形、圆柱形、细长的铝管以及多个铝制翅片。每个翅片从该管主体的侧面向外延伸至一个顶端。该铝制组件具有处于0.3200左右至0.4125左右之间的翅片高度与翅片密度的比率。翅片高度为6.4mm左右至6.6mm左右，并且该翅片密度为约每英寸16至20个翅片。翅片可以是附接至该管的任一侧面的波形片的一部分。该铝制组件实现了与铜制组件类似的传热性能同时保持了类似的空间要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及管翅式类型的热交换器。更具体地说，本实用新型涉及一种用于铝制带扣眼的管式（AGT）散热器的管翅式类型的组件。
背景技术
例如，履带式拖拉机、装载机、越野卡车和挖掘机等的大型重型机械，需要大型散热器来冷却发动机。一种常用的散热器设计是管翅式结构，其中，多个管翅式组件被安装到冷却剂歧管并且按行和列进行布置。管翅式组件的一个实例被L&M Radiator公司公开于美国专利 6,357,513（“用于热交换器管的支撑件”）中。该6,357,513专利公开了装配到扁平管的翅片。铜制带扣眼的管式（CGT）散热器是很昂贵的，其中，铜制管翅式组件被固定到冷却剂歧管或其它散热器元件上，这导致了铝制带扣眼的管式（AGT）散热器的开发。
虽然铝比铜便宜，但是铜却具有更好的传热性能。而且，铝轻于铜，但不是那么坚固。为了补偿铝的相对脆弱性以及与铜相比所降低的传热能力，铝制带扣眼的管式散热器需要不同的几何结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种热交换器的铝制管翅式组件，其传递与铜制管翅式组件相同的传热性能，但保持了类似的空间要求，以及从而可装配到相同的空间内，并且因此，其在本领域中或者可以用作原始设备或者用于取代铜制管翅式组件。
技术方案是，一种用于热交换器的铝制管翅式组件，所述的组件包括:
铝管，其具有主体；以及多个铝制翅片，其设置在所述的主体上；翅片高度与翅片密度的比率是0.3200至0.4125。
所述的翅片高度为6.4mm至6.6mm；
所述的翅片厚度为0.2mm；以及
所述的翅片密度为16FPI至20FPI。
所述的铝管为圆柱形的细长结构，其具有主体，所述的主体带有通过端部连接的平坦侧面；以及每个铝制翅片从所述管的侧面向外延伸并且终止于顶端。
所述的翅片为平面的并且从所述的管向外延伸。
所述的翅片是平面的并从邻近所述管的翅片板向外延伸。
翅片高度与翅片密度的比率为0.3275。
所述的铝管为圆柱形的细长结构，其具有主体，所述的主体带有通过端部连接的平坦侧面；以及每个铝制翅片从所述管的侧面向外延伸并且终止于顶端。
所述的翅片是附接至所述管的任一侧面的波形片的不可分割的一体式部件。
在本实用新型的一个方面中，提供了一种具有几何结构的铝制管翅式组件，该组件传递与铜制管翅式组件相同的传热性能，但保持了类似的空间要求。铝制管翅式组件包括铝管，该铝管具有管主体以及设置在该主体上的多个铝制翅片。Mokire比率，即，翅片高度与翅片密度的比率，其大于0.3200左右，其中，以毫米表示翅片高度，以每英寸的管中的翅片来表示翅片密度。
采用上述技术方案可以节省成本，并使用于铝制带扣眼的管式（AGT）散热器的铝制管翅式组件具有允许其可以接近铜制管翅式组件的传热性能、同时保持基本上类似的空间要求的几何结构。
附图说明
图1是用于铝制带扣眼的管式散热器的管翅式组件的透视图；
图2是图1中的管翅式组件的局部侧视图；
图3是图2中的管翅式组件的局部放大视图；以及
图4是管翅式组件的可选的实施例的局部侧视图。
具体实施方式
虽然根据本实用新型的管翅式组件可以以多种形式实施例，但是在附图中将会显示并且将在这里详细描述管翅式组件的一个或多个实施例，同时应理解，本实用新型将被认为是管翅式组件的原理的一个举例，并且不是意在将管翅式组件限制于所示出的实施例中。
在以下的说明中，使用了如下的术语:
翅片高度H是指管侧面18的表面到翅片顶端32的距离。
翅片密度D是指在管12的每个侧面18上的管12的每单位长度上翅片14的数量。
翅片厚度T是翅片壁的厚度，例如，形成翅片14的波形片30的厚度。
Mokire比率（MR）是指翅片高度H与翅片密度D的比率，其中，以毫米表示翅片高度，以管12的每个侧面18上的每英寸的管12上的翅片数量来表示翅片密度。
参考附图，图1中示出了用于大型重型机械的散热器中使用的那种管翅式组件10的透视图。该组件10包括管12和多个翅片14。
管12包括大致为椭圆形、圆柱形并且细长的主体16，该主体16具有通过圆端20连接的扁平侧面18并且该主体16限定了轴线A。该管12可以进一步包括大致为圆柱形的顶部端部22以及大致为圆柱形的底部端部24以便连接到冷却剂管。每个翅片14从主体16的侧面18向外延伸。包围翅片14的塑料夹子28可以将相邻的管翅式组件10互相连接以便于提高稳定性。
翅片14可以是被附接至管12的每个侧面18上的波形片30的一种不可分割的一体式部件。因此，波形片30和翅片14可焊接、铜焊或以其它方式附接至管12的侧面18上。
如图2和3清晰所示，每个翅片14从管12的侧面18向外延伸并且终止于顶端32。在铜制带扣眼的管式CGT组件中，管12与翅片14都是由铜制成的。CGT组件通常具有每英寸（FPI）22个翅片的翅片密度D，以及约为0.1mm的典型的翅片厚度T。CGT组件中管的厚度也是非常小的。
本实用新型提供了一种用于铝制带扣眼的管式AGT散热器的铝制管翅式组件，该组件具有的几何结构使得允许其可以接近铜制管翅式组件的传热性能，同时保持基本上类似的空间要求。通过研究和开发一种算法，这已经被实现，尽管与铜相比，铝的传热效率是降低的，但该算法用于确定可以允许铝制管翅式组件能够具有与铜制管翅式组件近似相同的传热性能同时保持基本上类似的空间要求的翅片厚度T、翅片密度D和翅片高度H。
该翅片高度H和翅片密度D之间的关系被认为是铝制管翅式组件成功的关键，因此，翅片高度H与翅片密度D的比率（“Mokire比率”）根据完成以下双重目的的数据来获得，该双重目的是实现与铜制管翅式组件接近相同的传热性能，同时保持基本上类似的空间要求。
以下表格总结了铜制管翅式组件与本实用新型的铝制管翅式组件的几何结构之间的差异：
| 铜制管翅式组件 | 铝制管翅式组件 | |
| 翅片厚度 (T), mm | 0.1 | 0.2 |
| 翅片密度(D), 每英寸的翅片 | 22 | 16-20 |
| 翅片高度 (H), mm | 6.15 | 6.4 至6.6 |
| Mokire 比率(MR) (H/D) | 0.2795 | 0.3200 至 0.4125 |
对于典型的铜制管翅式组件来说，翅片厚度T为0.1mm左右，翅片密度D为22FPI左右以及翅片高度H为6.15mm左右。
在根据本实用新型公开的铝制管翅式组件中，翅片厚度（和管厚度）被增加，超过了用于典型的铜制管翅式组件中的翅片厚度，这是因为铝比铜更脆弱并且为了提高传热性能。此外，为了保持铝制翅片周围的适当的气流，要减少翅片密度。但是，由于减小翅片密度能够造成传热性能的下降，翅片高度的增加可以改善性能。
在研究和开发之后，用于铝制管翅式组件的合适的翅片厚度T被确定为0.2mm左右。，用于铝制管翅式组件的翅片密度D被确定为小于或等于20FPI左右并且低至16FPI左右。用于铝制管翅式组件的翅片高度H被确定为处于6.4mm左右至6.6mm左右之间。该Mokire比率（MR）被确定为处于0.3200（6.4mm/20FPI）左右与0.4125（6.6mm/16FPI）左右之间。该新配置的铝制管翅式组件被确定为接近匹配铜制管翅式组件的传热性能，同时保持了基本上类似的空间要求。
例如，在一个实施例中，合适的铝制管翅式组件被开发成具有0.2mm的翅片厚度T、20FPI的翅片密度D以及6.55mm的翅片高度H。Mokire比率（MR）是0.3275。
图4是管翅式组件40的一个可选的实施例的局部侧视剖面图，其中，基本上是平面的翅片42从邻近管46的翅片基板44向外延伸。可以使用类似于前面的实施例10中使用的管翅式的几何结构。
工业实用性
本文所述的铝制管翅式组件价格比传统的铜制管翅式组件低廉同时保持了类似的传热性能和空间要求。该铝制管翅式组件可用作在重型机械中使用的大型散热器的元件，尤其是在成本和性能是设计因素的情况下。该铝制管翅式组件10也可用于对现有铜制管翅式组件的售后的简易的替换。
应当理解，上述的实用新型的实施例仅仅是用于阐述本实用新型的原理的具体的实例。考虑了本实用新型的修改以及可选择的实施例，其不背离前述的教导和所附权利要求所限定的本实用新型的范围。应理解，权利要求覆盖落入它们的范围内的所有这些修改和可选择的实施例。
Claims (8)
1.一种热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于，所述的组件包括:
铝管，其具有主体；以及多个铝制翅片，其设置在所述的主体上；
其特征在于，翅片高度与翅片密度的比率是0.3200至0.4125。
2.根据权利要求1所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于:
所述的翅片高度为6.4mm至6.6mm；
所述的翅片厚度为0.2mm；以及所述的翅片密度为16FPI至20FPI。
3.根据权利要求1所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于:
所述的铝管为圆柱形的细长结构，其具有主体，所述的主体带有通过端部连接的平坦侧面；以及每个铝制翅片从所述管的侧面向外延伸并且终止于顶端。
4.根据权利要求1所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于，所述的翅片为平面的并且从所述的管向外延伸。
5.根据权利要求1所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于，所述的翅片是平面的并从邻近所述管的翅片板向外延伸。
6.根据权利要求1所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于，翅片高度与翅片密度的比率为0.3275。
7.根据权利要求1或6所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于:
所述的铝管为圆柱形的细长结构，其具有主体，所述的主体带有通过端部连接的平坦侧面；以及每个铝制翅片从所述管的侧面向外延伸并且终止于顶端。
8.根据权利要求1或7所述的热交换器的铝制管翅式组件，其特征在于，所述的翅片是附接至所述管的任一侧面的波形片的不可分割的一体式部件。
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