鋁合金管翅式熱交換器制造技術(shù)

一種熱交換器包括：管子，其包含第一鋁合金；以及多個(gè)翅片，其與所述管子的外部成導(dǎo)熱接觸，所述翅片包含例如AA1100、AA8006和AA8011等第二鋁合金以及一定量的鋅或鎂，所述鋅或鎂的量足以向所述第二鋁合金提供比所述第一鋁合金的電化學(xué)溶液電勢(shì)負(fù)至少10mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】【專利摘要】一種熱交換器包括：管子，其包含第一鋁合金；以及多個(gè)翅片，其與所述管子的外部成導(dǎo)熱接觸，所述翅片包含例如AA1100、AA8006和AA8011等第二鋁合金以及一定量的鋅或鎂，所述鋅或鎂的量足以向所述第二鋁合金提供比所述第一鋁合金的電化學(xué)溶液電勢(shì)負(fù)至少10mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)。【專利說明】鋁合金管翅式熱交換器
本文中所公開的標(biāo)的物大體上涉及熱交換器，并且更明確地說，涉及具有合金管子和鋁軸環(huán)式翅片管子的熱交換器。 專利技術(shù)背景熱交換器廣泛用于各種應(yīng)用，包括但不限于包括液體循環(huán)加熱風(fēng)機(jī)盤管的加熱和冷卻系統(tǒng)、各種工業(yè)和化學(xué)工藝中的加熱和冷卻、熱量回收系統(tǒng)等(僅舉幾例)。許多用于將熱量從一種流體轉(zhuǎn)移到另一種流體的熱交換器利用一個(gè)或多個(gè)管子，一種流體流動(dòng)通過所述管子，而第二流體圍繞所述管子流動(dòng)。通過管壁傳導(dǎo)將來自其中一種流體的熱量轉(zhuǎn)移到另一種流體。許多配置還利用與管子外部成導(dǎo)熱接觸的翅片來提供可在流體之間轉(zhuǎn)移熱量所在的增大的表面面積，且/或影響第二流體通過熱交換器的流動(dòng)。一種此類熱交換器稱為圓管板翅(RTPF)熱交換器。 熱交換器管子可由多種材料制成，包括例如鋁或銅及其合金等金屬。鋁合金質(zhì)輕，具有高比強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性。由于這些極好的機(jī)械性能，鋁合金在商業(yè)、工業(yè)、住宅、運(yùn)輸、制冷和航海應(yīng)用中用作加熱或冷卻系統(tǒng)的熱交換器。然而，鋁合金熱交換器具有相對(duì)較高的腐蝕易感性。腐蝕最終導(dǎo)致從管子損失制冷劑并且加熱或冷卻系統(tǒng)失效。突然的管子失效導(dǎo)致迅速失去冷卻并且失去加熱或冷卻系統(tǒng)的功能性。因此，鋁合金熱交換器的腐蝕性能的改進(jìn)將在本領(lǐng)域中被很好地接受。 專利技術(shù)概要 根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，一種熱交換器包括:管子，其包含第一鋁合金；以及多個(gè)翅片，其與所述管子的外部成導(dǎo)熱接觸，所述翅片包含例如AAl 100、AA8006和AA8011等第二鋁合金以及一定量的鋅或鎂，所述鋅或鎂的量足以向所述第二鋁合金提供比所述第一鋁合金的電化學(xué)溶液電勢(shì)負(fù)至少10 mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)，如根據(jù)ASTM G69-97所確定。 附圖簡述在說明書之前，在權(quán)利要求書中明確地指出并且清楚地主張被認(rèn)為是本專利技術(shù)的標(biāo)的物。從結(jié)合附圖所作的以下詳細(xì)描述中容易明白本專利技術(shù)的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:圖1描繪并入有根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案來處理的熱交換器翅片的熱交換器的透視圖；圖2描繪根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的并入有所述經(jīng)過處理的熱交換器翅片的管子和翅片的截面圖；以及圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的示范性管子和翅片合金的電化腐蝕電流密度的曲線圖。 【具體實(shí)施方式】 現(xiàn)在參看附圖，圖1描繪根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的示范性RTPF熱交換器10，其具有為電化腐蝕保護(hù)來處理的熱交換器翅片60。明確地說，熱交換器10包括一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)回路以用于攜載制冷劑通過熱交換器10。出于解釋的目的，熱交換器10被展示為具有單個(gè)流動(dòng)回路制冷劑管20，其由引入線路30和引出線路40組成。引入線路30在熱交換器10的一端處通過90度管彎頭50連接到引出線路40。然而，應(yīng)當(dāng)明顯的是，可依據(jù)系統(tǒng)的需求來向所述單元添加更多回路。制冷劑管20大體上由基于鋁合金的核心材料制成。熱交換器10進(jìn)一步包括一系列翅片60，其包括沿著流動(dòng)回路的長度間隔開的徑向安置的板狀元件。翅片60被設(shè)置在一對(duì)端板70與80之間，并且由線路30、40支撐，以便界定氣體流動(dòng)通道，通過所述氣體流動(dòng)通道，經(jīng)過調(diào)節(jié)的空氣在制冷劑管20上方并且在間隔開的翅片60之間經(jīng)過。而且，在一些實(shí)施方案中，翅片60大體上由鋁合金襯底材料制成，所述鋁合金襯底材料例如為選自1000系列、7000系列或8000系列鋁合金的材料。 圖2描繪根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的熱交換器10的截面圖，所述熱交換器包括制冷劑管20和翅片60。在典型布置中，如圖2所示，具有回路流動(dòng)線路30、40的鋁合金制冷劑管20是由用于熱交換器翅片60的大體共面鋁合金板制成的。翅片60與線路30、40的附接點(diǎn)被硬焊來形成永久連接。 如本文所描述的第一鋁合金用來形成管翅式熱交換器的管子。第一鋁合金可選自許多已知且市售的鋁合金中的任一者，其具有根據(jù)ASTM G69-97確定的-695 mV到-770 mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)，更特定地說，-710 mV到-750 mV。可用作第一鋁合金的代表性合金包括但不限于3000系列的合金以及例如1000系列、5000系列等其它合金系列。示范性合金包括3003和3102。 本文中所描述的第二鋁合金用來制備用于制造翅片的翅片坯料。第二鋁合金包含選自由AAl 100、AA8006和AA8011及其混合物組成的群組的基礎(chǔ)合金。這些合金的成分及其制備技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的。舉例來說，此類成分的示范性實(shí)施方案在Aluminumand Aluminum Alloys (ASM Specialty Handbook, J.R.Davis,ASM Internat1nal)中描述，所述文獻(xiàn)的公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。翅片合金包含一定量的鋅或鎂，所述量足以向第二鋁合金提供比管子合金的電化學(xué)溶液電勢(shì)負(fù)至少10 mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)，如根據(jù)ASTM G69所確定。在更特定的示范性實(shí)施方案中，鋅或鎂所存在的量足以向第二鋁合金提供比管子合金的電化學(xué)溶液電勢(shì)負(fù)至少40 mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)。在示范性實(shí)施方案中，鋅或鎂所包含的水平可為0.1到10重量％鋅或鎂，更特定地說，0.25到8重量％鋅或鎂，并且更加特定地說，0.7到8重量％鋅或鎂。在其它示范性實(shí)施方案中，第二鋁合金包含0.15到4重量％鋅，更特定地說，0.25到3重量％鋅，并且更加特定地說，0.7到1.5重量％鋅。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，包含Zn或鎂的第二鋁合金可通過以下方式來形成:在熔融溫度足夠高來熔融并與Zn或Mg混合(例如，對(duì)于Zn為1300華氏度)時(shí)，在坩堝中使基礎(chǔ)合金熔融并且作為小件高純度Zn或Mg來添加Zn或Mg。使用快速凝固來固化熔融物，并且通過滾軋來形成翅片60的薄片。在一個(gè)示范性實(shí)施方案中，固化翅片60主要包含鋁，并且優(yōu)選地，包含高達(dá)按重量計(jì)約1% Zn的量的Zn材料。在其它實(shí)施方案中，Zn材料具有約I微米到約10微米的涂層厚度。 本文中所描述的實(shí)施方案針對(duì)具有鋁合金管子的管翅式熱交換器(即，所謂的“全鋁”熱交換器)的翅片使用鋁合金。對(duì)于此類熱交換器，制成翅片的合金應(yīng)當(dāng)比制成管子的合金更具陽極性。這確保，任何電化腐蝕將在翅片中發(fā)生而非在管子中發(fā)生，因?yàn)楣茏痈g會(huì)造成涉及制冷劑損耗的潛在突變失效。例如合金7072等常規(guī)陽極鋁合金遭受可模鍛性限制，這對(duì)于具有低fpi (每英寸翅片數(shù))計(jì)數(shù)且具有相應(yīng)較高的軸環(huán)尺寸的熱交換器尤其成問題。對(duì)于一些具有較低fpi計(jì)數(shù)的熱交換器設(shè)計(jì)，7072翅片在較低fpi計(jì)數(shù)下由于7072的有限可模鍛性而遭受破裂和其它缺陷。對(duì)于此類設(shè)計(jì)，7072在能夠?qū)崿F(xiàn)的最小fpi計(jì)數(shù)上受到限制。 通過以下非限制性實(shí)施例進(jìn)一步描述本專利技術(shù)。 實(shí)施例1通過經(jīng)由添加1.0重量％鋅對(duì)合金1100進(jìn)行改良來準(zhǔn)備用作翅片材料的鋁合金。根據(jù)ASTM G71-81來評(píng)估所得合金與管子合金3003的電化兼容性。在電化腐蝕測(cè)試溶液中執(zhí)行所述評(píng)估，所述溶液本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種熱交換器，其包括：管子，其包含第一鋁合金；以及多個(gè)翅片，其與所述管子的外部成導(dǎo)熱接觸，所述翅片包含第二鋁合金，所述第二鋁合金包含選自由AA1100、AA8006和AA8011組成的群組的基礎(chǔ)合金以及一定量的鋅或鎂，所述鋅或鎂的量足以向所述第二鋁合金提供比所述第一鋁合金的電化學(xué)溶液電勢(shì)負(fù)至少10?mV的電化學(xué)溶液電勢(shì)，如根據(jù)ASTM?G69所確定。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R黃，MT隆巴多，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：開利公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US