傳熱管制造技術

本發明專利技術涉及傳熱管(10)，傳熱管(10)包括管元件(12)和繞管元件(12)的外周布置并向外延伸的多個肋(14,15)，在所述管元件(12)上形成環形段(16,18)，所述環形段(16,18)包圍所述肋(14,15)，并且用彈簧式彈性夾緊裝置將所述環形段(16,18)彼此緊固，尤其是用在分別形成半殼體的兩個環形段(16,18)上的彈簧式彈性夾緊裝置將所述環形段(16,18)彼此緊固。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及傳熱管，該傳熱管 包括管元件和繞管元件的外周布置并向外延伸的多個肋。而且，本專利技術涉及包括至少一個這樣的傳熱管的蓄熱器。
技術介紹
目前已知各種蓄熱器，這些蓄熱器關于其構造和其操作模式是相互不同的。熱敏蓄熱器(sensitive heat accumulator)利用了材料的實際熱(tangible heat)或熱容。在加載和卸載時熱敏蓄熱器改變儲存材料的溫度水平。例如，潛熱蓄熱器利用儲存介質的可逆熱力學狀態的焓變化，尤其是從固體到液體的相變以及從液體到固體的相變。當對蓄熱器加載時，設置在蓄熱器中的相變材料熔化。在熔化過程期間，相變材料吸收大量呈熔解熱形式的熱能。由于該過程的可逆性，相變材料在凝固時再次釋放這些量的熱。所謂的熱化學蓄熱器遵循類似的原理，其利用可逆的化學反應焓，比如例如基于化學吸附的吸收和解吸過程。當對蓄熱器加載時，熱必須被傳遞到儲存介質。為此，可使用所謂的傳熱管，借助于該傳熱管，熱間接地從流過該傳熱管的介質傳遞到儲存介質。傳熱管包括用于引導介質通過的管元件。為了增加傳熱表面，通常在管元件的外周周圍布置向外延伸的肋。該肋可與管元件整體形成，該肋可與管元件形成金屬接觸，或者該肋通過焊合或焊接連接而金屬地連接到管元件。例如，借助于軋制過程而繞管元件的外周產生帶有整體式設計的肋。然而，該整體式設計是不利的，因為管元件和肋必須由相同材料制成，由于此，可能無法最佳地滿足對內側上的高溫度穩定性和外側上的高熱傳導性的要求。雙金屬管不具有該缺點，但是由于構件的不同的熱膨脹僅可在有限的溫度范圍內使用。因此在該情形中，管元件和肋材料不能被任意地選擇。而且，肋幾何形狀的構造可能性受制造過程限制。因而，尤其是，可由軋制過程制造的肋直徑太小。作為整體式構造的替代，肋可以以分離構件為形式緊固到管元件的外周上。例如，提供限定肋的呈金屬板形式的環形元件是已知的，該金屬板布置在管元件的外周，于是可從內側加寬管以便將環形元件固定到管元件上。然而，此處實現了較差的管元件和肋的熱工連接。使用的最大溫度也受到限制。而且，管元件的壁厚受限，因為該管元件必須被允許加寬到期望的程度。而且，上述類型的環形元件或者還有呈金屬板帶條等形式的肋可被焊合或焊接到管元件的外周。然而，此處必須保證焊合的相容性。根據生產方法，目前可利用的傳熱管因此關于使用的最大溫度、關于肋幾何形狀的可能構造、管元件的最大壁厚、管元件和肋之間的熱工連接質量、管元件和肋的材料相容性以及焊合和焊接材料的相容性來說不同
技術實現思路
從該現有技術出發，本專利技術的目的是提供一種在開始處指定類型的傳熱管，其中肋幾何形狀的構造，尤其是肋直徑的構造、使用的最大溫度、管元件的最大壁厚以及管和肋的材料可任意地選擇，需要產生管元件和肋之間良好的熱工連接。為了實現該目的，本專利技術提供一種在開始處指定類型的傳熱管，其中在所述管元件上形成環形段，所述環形段包圍所述肋，并且用彈簧式彈性夾緊裝置特別是以(特別是在分別形成半殼體的兩個環形段上的)至少一個彈簧式彈性夾元件為形式的彈簧式彈性夾緊裝置將所述環形段彼此緊固。提供包圍管元件并利用彈簧式彈性夾緊裝置彼此緊固的多個環形段，使得對管元件使用具有不同膨脹系數的材料以及在高的最大使用溫度下使用肋成為可能。由于其彈簧彈性，夾緊裝置總是能保證管元件和環形段之間良好的熱接觸，以及因此保證管元件和肋之間良好的熱工連接，因為其對熱材料膨脹作出靈活反應。由于在傳熱管的縱向方向上延伸的呈至少一個彈簧式彈性夾元件的形式的夾緊裝置的設計，管元件和環形段之間的熱接觸在環形段的長度上更加恒定。此外，肋的構造，尤其是肋直徑可實質上被任意地選擇。管元件的最大壁厚也決不受限制。根據本專利技術的一種構造，夾元件由彈簧鋼形成。因此，熱引起的膨脹或收縮可被靈活地吸收，使得總是能保證管元件和環形段之間非常良好的熱工連接。根據本專利技術的一種構造，每個夾元件均為柔性部件，所述柔性部件包括基部和從所述基部的兩個相反側彼此重疊地延伸的兩個夾部，優選彼此成八字形隔開的端部鄰接所述夾部并用作例如當推到形成在環形段上的夾緊桿上時的推入輔助件。相應地，每個夾元件具有大體上Q形狀的橫截面。環形段優選地為擠壓模制型材的形式，肋在管元件的縱向方向延伸。擠壓模制一方面構成便宜的生產方法。另一方面，肋的橫截面在傳熱管的縱向方向上是恒定的，且當在蓄熱器內使用時，這允許儲存材料在傳熱管的縱向方向上的自由體積膨脹。因此，由儲存材料的體積膨脹引起的熱機械應力可被消除或至少被減小。這對于潛熱蓄熱器來說是特別重要的，因為在潛熱蓄熱器中使用的相變材料在從固體到液體或者反之從液體到固體的相變中經歷大的體積膨脹。優選地，所述管元件的幾何形狀和所述環形段的幾何形狀相互匹配，使得所述環形段以它們的大致整個表面靠在所述管元件上。這樣，保證了從管元件到環形段良好的傳熱。為了增加肋表面積，肋有利地具有分支。根據本專利技術的一種構造，環形段具有被夾元件包圍的夾緊桿。夾緊桿在此與夾元件形狀匹配使得夾元件容易裝配并且保證環形段以良好的接觸抵靠管元件的可靠保持。環形段優選地由鋁合金制成或者由非合金鋁制成，尤其是由鋁合金組1XXX、3XXX和6xxx制成。這些材料已表明是特別有利的。管元件可為焊接管元件或拉制管元件。管元件優選地由鋼或不銹鋼制成。而且，本專利技術提供包括至少一根上述類型的傳熱管的蓄熱器，特別是潛熱蓄熱器或熱敏蓄熱器(sensitive accumulator)或熱化學蓄熱器。在潛熱蓄熱器的情形中，圍繞傳熱管的儲存材料是相變材料，尤其是鹽或鹽混合、物，特別是堿金屬硝酸鹽比如例如NaNO3或KNO3-NaNO3、亞硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氯化物、氫氧化物、溴化物、硫氰酸鹽和氟化物或它們的組合，特別是熔化溫度超過120°C的無水鹽或最大相變溫度高達200°C的水合鹽。優選地，所述至少一根傳熱管大致垂直地布置在蓄熱器內，以這種方式以便在從固體到液體或者反之從液體到固體的相變期間實現相變材料在垂直方向上在蓄熱器內的自由體積膨脹。附圖說明下面利用根據本專利技術的傳熱管的一個實施例參考附圖來說明本專利技術進一步的特征和優點。這些附圖示出如下圖I是示出根據本專利技術一個實施例的傳熱管的透視圖；圖2是圖I中所示的傳熱管的側視圖，其示出了傳熱管的側面；以及圖3是示出在多個熔化/凝固循環內的溫度進展的圖。具體實施例方式圖I和2示出了根據本專利技術一個實施例的傳熱管10。傳熱管10包括管元件12、兩個環形段16和18以及兩個夾元件20，所述兩個環形段16和18形成有肋14、15，并且所述兩個環形段16和18分別形成繞該管元件12的外周設置并圍繞管元件12的半殼體，利用所述兩個夾元件20將環形段16和18彼此緊固并保持在管元件12上。管元件12為鋼管，當在橫截面中觀察時具有圓形側表面。環形段16和18分別為由鋁合金制成的擠壓模制型材的形式使得其在縱向方向L上具有恒定橫截面。管元件12的幾何形狀和環形段16及18的幾何形狀相互匹配，使得環形段16和18分別放置成以它們的具有環形段部22和23的大致整個表面靠在管元件12的側表面上，該環形段部22和23具有圓形段形狀的橫截面。在環形段部22和23的自由端上分別形成徑向地向外突出的夾緊桿24、25，夾緊桿24、25被夾元件20包圍本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：托馬斯·鮑爾，貝恩特·哈赫曼，
申請(專利權)人：德國航空航天中心，
類型：發明
國別省市：