[发明专利]翅片管及其制造方法

说明书

本发明涉及翅片管，更具体地说，本发明涉及由镀锌翅片管组成的、用于两种不直接接触的流体间的热交换器，管子中的流体可以是液体或冷凝气体（主要是饱和水蒸气），管子外面的流体是气体（主要是空气）。

本发明还涉及制造这些翅片管的方法。

这里所说的翅片管是由镀锌钢板生产的，它带有一个长形横截面和两个具有线性表面的相对长侧壁。这些管子通常是直的（也就是说不是弯曲的），因此，它们具有两个平面的相对表面，这些管子称为平管。在这些平表面的外侧上带有波纹状的薄金属板形成的波纹翅片。管的每个平面上都带有一个波纹金属板。翅片管可以由两个带有波纹翅片的、形成轮廓的金属薄板焊接而成，也可以将波纹状金属薄板直接焊到一种平管上。在制成翅片管或者由翅片管组成管组之后，将组件浸入到热镀锌槽中镀锌。

将波纹状的翅片结合到平管上的热交换器的概念在授予通用汽车公司的美国专利No.2，063，757（1934年12月29日）中早已提过。这就是一般构成机动车散热器的热交换器。

自此以后，出现了很多涉及这种类型的热交换器的专利。每一个翅片可以跨越几个平管（如授予Modine的欧洲专利EP-B325，844中图4所示），或者单个管子（如同一专利中的图6所示）。

在该专利中，翅片附在两个管子之间，翅片的波纹凹谷连接到一个管子上，而其波峰则连接到另一个管子上。但是，也可以是另一种交换器，即每一个管子各具有自己的翅片，管子的每一个面上都带有一个翅片。这种情况就是授予modine的美国专利US4，256，177中所公开的热交换器。

该专利中的图2示出了一种与本专利有关的普通的现有技术的翅片管。

镀锌钢是一种十分普通的工业材料，它既便宜、又具有相当好的抗大气腐蚀性能。

带波纹翅片的平管的镀锌存在着一个问题，即在将管子从镀锌槽中拉出来时，由于毛细菅作用，在翅片的下边缘保留的锌量太多。

管子是以水平状态从镀锌槽中拉出的，即翅片壁处于垂直的位置（翅片中的气道是垂直的）。当翅片离开锌槽的表面时，由于毛线管作用和表面张力，锌珠（瘤）仍附着在它的底部边缘，甚至形成一种锌膜而堵住翅片和管子之间的长孔。

这些锌珠会妨碍空气进入翅片的气道并且明显地增加了通风量的损失。

至于用修平翅片底部边缘的办法来去掉它们的锌瘤，则是一种极其费工的办法。至于电镀锌，只能形成一种厚度极小（约1微米）的锌层，而所需的锌层的厚度至少要60微米。电镀锌还用于对预镀锌的金属板例如进行过Zenzimir处理的金板（Zenzimir处理只可能使锌的厚度达到数十微米，比60微米少）进行镀锌。

此外，这些镀锌工艺不能使翅片的根部、也就是波纹金属板与管子面接触的部位获得全槽热镀锌所达到的正确数量的锌、且不能在波纹金属板与管子面之间形成的小锐角处留住锌而保证良好的热交换（热桥）。

有两种已知的减少、甚至实际上消除翅片端部处的锌珠的方法。

一种方法是将锌槽的温度提高数百度，在550℃左右而不是在450℃下镀锌。此时，锌的液化更明显、粘度更低，更易湿润金属板，其粘度和表面张力也较低。镀锌层的厚度更加均匀，特别是零件离开锌槽时底部边缘几乎没有过厚。但是，这种装置的投资太高。因此，锌槽不再用钢制造而必须用陶瓷制造。由于在550℃下热量的损失比在450℃下大得多，故能量的消耗也大得多。

这种装置在整个世界都很少见，在不发达的国家中甚至就没有。这种装置在这些国家制造翅片管可能是很有利的，所用的机器也很容易运到这些国家中，而且镀锌的工作也可在接近生产翅片管的地方进行。最后，提高温度虽可增加锌的流动性，但所得的锌层比在较低温度下的镀锌层小，只有40-50微米，而现在所用的450℃镀锌的锌层厚度为60-70微米。

另一种能减少锌瘤的方法是在锌中再加入另外的添加剂、主要是铝或铅，以降低粘度。与高温镀锌的情况相似，这种方法所得到的镀锌零件上的锌层厚度较小。这种方法成本也较高（添加剂的成本），而且镀锌操作的控制（镀槽的控制）也较难。

本发明的目的是允许在标准的（常规的）热镀锌槽、也就是说在445-460℃的、不加特殊添加剂的槽（例如当今世界上现有的锌槽中对带波纹翅片的平管进行热镀锌而不会在（处于在从锌槽中取出的位置）翅片的底部边缘出现锌珠或锌瘤。