风洞导流叶片热交换器制造技术

公开了一种用于风洞(100)的冷却系统。本发明专利技术公开的热交换器(200)形成为再循环风洞的空气流导管中的导流叶片组件。各叶片(201)由挤压铝制成，具有沿叶片长度连续向下行进的冷却流体通道(206、207、208)。可使用一个或多个通道，这取决于叶片的应用和所需的冷却能力。叶片的外部形成为机翼形状，从而以本领域公知的方式有效地使期望量的空气流转向。导流叶片通过单件连接器(202)连接至流体供应部(204)，该单件连接器(202)能移除地附接在导流叶片上。在描绘的实施例中，连接器附接有螺钉。在描绘的实施例中，连接器在两件式注塑模具中形成单个的零件。

Wind tunnel guide vane heat exchanger

A cooling system for a wind tunnel (100) is disclosed. A heat exchanger (200) disclosed in the present invention is a guide vane assembly formed in an air flow duct of a recirculation wind tunnel. Each of the blades (201) is made of extruded aluminum and has a cooling fluid passage (e.g., 206, 207, 208) along the length of the blade. One or more channels may be used, depending on the application of the blade and the required cooling capacity. The exterior of the blade is formed into an airfoil shape, thereby effectively diverting the desired amount of air flow in a known manner in the field. The guide vanes are connected to the fluid supply section (204) through a single connector (202), which can be removably attached to the guide vanes. In the embodiment of the invention, the connector is provided with a screw. In an embodiment of the invention, the connector forms a single part in a two piece injection mold.

【技术实现步骤摘要】
本申请为2011年1月15日递交的申请号201180006247.9且名称为“风洞导流叶片热交换器”的专利的分案申请。交叉引用的申请本申请为要求2010年1月15日提交的实际上通过引用并入本文的临时申请no.61/295229的权益的非临时申请。
技术介绍
风洞具有多种用途，包括研究和作为培训设备和/或允许人们模拟自由落体跳伞的娱乐设施。风洞具有两种广泛类型，开流(openflow)式和再循环式。此外，风洞可为垂直或水平朝向，也就是在试验段或者飞行段的气流大致与地面平行或大致竖直向上。一般来说，只有用于模拟跳伞运动的风洞被竖直地建造，这是因为建造竖直的风洞大大增加了费用。在任何的再循环风洞中，空气流的方向必须多次改变，从而在穿过系统一次之后，空气在开始的地方结束。出于这种目的，导流叶片通常被用来改变空气流的方向，同时维持空气流的层流性质，由此降低使空气转向所需要的能量。在风洞内表面之上流动的空气产生摩擦力，并因此产生热量。如果风洞是开流式的，那么热量自动从系统排放到大气中。在闭合回路的再循环风洞中，实质上所有进入系统的能量都变成热量。由这样的风洞使用的每千瓦的电每小时产生大约3414英国热量单位(BritishThermalunits)的热量。某些这样的再循环风洞使用2500或更多千瓦的电，且因此每小时可产生多于8百万英热单位的热量。在闭合回路风洞中，这些热量迅速到达使用者不能承受的水平。如果人在空气流动路径中，通常需要移除这些热量(冷却空气)以确保人保持安全和舒适。当空气的温度是测试条件的一部分时，在风洞的研究中有时需要冷却空气。此外，如果可以有效利用并传输该热量至远离风洞的可能需要这些热量的位置，则用于运行风洞的全部或大部分能量可循环或再次获得，然后用于加热另一结构或区域。因此，妥当地安置在需要热量的设施(比如购物广场或水上公园)旁边，大部分为风洞供应能量的花费可通过节省热量循环而补偿。一种已经用于冷却再循环风洞中的空气的方法是，将冷却盘管插入空气流中并将冷却盘管连接至外部制冷机上。热量通过盘管的壁传递至盘管内的流体或其他介质。然后，介质被泵送到可从介质中去除热量的另一位置。不幸的是，这种现有技术中的冷却盘管给风洞增加了大量的阻力(多达系统阻力的两倍)，这是由于空气通过盘管表面之上所引起的额外的摩擦力。还需要更多的能量来克服由空气流中的盘管引起的额外的阻力。克服该冷却系统阻力所需要的每一额外的千瓦然后变成更多的需要被去除的热量。因此，在空气流中插入传统冷却盘管的这种现有技术方法对于冷却再循环风洞来说是非常无效的方式。另一种冷却风洞的方法是将冷却盘管嵌入到出于一些原因已经存在于空气流中的部件内。一个实例是将冷却盘管插入用于在每个拐角处改变空气流的方向的导流叶片中，这将叶片转换成大的热交换器。由于叶片已经存在于系统中，因此没有增加新的阻力，并且由此避免了为了取出热量而产生的热量增加的问题。但是，现有技术里，导流叶片热交换器的建造和/或维护是非常昂贵的，大大增加了风洞建造和/或维护的成本。冷却盘管的各种管和管道之间需要大量复杂的各种机械连接和焊接。在这种设计下，在盘管中的介质与导流叶片之间的得到足够的传热也是非常难的。还不清楚有任何能够移除风洞产生的所有热量的导流叶片热交换器被非常成功地建造。相关领域的上述实例以及相关的限定被用于实例性的而非排他性的。在阅读说明书并研究附图的基础上，相关领域的其他限定对于本领域技术人员来说将显而易见。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是热交换器，其中，传热介质流经风洞中的中空导流叶片。本专利技术的一个方面是热交换器，该热交换器具有由铝挤压出的叶片，所述叶片带有形成在每个叶片的内部的拧紧凸起(screwbosses)，并且沿其长度连续向下行进以允许叶片简单且价廉的附接到端部零件。本专利技术的一个方面是热交换器导流叶片，其连接至标准管道配件(plumbingfittings)。本专利技术的一个方面是热交换器，其中，其中从水管至叶片的连接部是单个的转接件，其本身可以水密封的方式可附接在叶片上，而不需要焊接或化学粘结，而仅仅是简单的机械连接。本专利技术的一个方面是转接件，其用仅仅来自转接件的一个侧面(非叶片侧)的螺钉或其他紧固件附接在叶片的一个端部。本专利技术的一个方面是转接段，其可仅仅用价廉的普通管道部件附接到热交换流体入口和热交换流体出口。本专利技术的一个方面是热交换器，其中，转接件由单个的成型材料零件制成。结合系统、工具、方法来描述和说明下面的实施例以及各方面，其意味着示例和说明，而不是限制范围。在不同实施例中，一个或多个上述问题被减轻或消除，而其他实施例则针对于其他改进。本专利技术的热交换器被形成为空气流导管或高速空气通道中的导流叶片，比如再循环风洞中的导流叶片。各叶片由挤压铝形成，具有沿叶片长度连续向下行进的冷却流体通道。可使用一个或多个通道，这取决于叶片的应用和所需的冷却能力。叶片的外部形成为机翼形状，从而以本领域公知的方式有效地使期望量的空气流转向。导流叶片通过单件连接器连接至流体供应部，该单件连接器能移除地附接在导流叶片上。在描绘的实施例中，连接器附接有螺钉。在描绘的实施例中，连接器在两件式注塑模具中形成为单个的零件。一个实施例为叶片阵列，包括：多个中空叶片，每个中空叶片具有基本恒定的横截面，所述叶片彼此基本平行地设置；每个叶片具有第一端部和第二端部；所述阵列具有由所述多个叶片的第一端部限定的第一边缘；所述阵列具有由所述多个叶片的第二端部限定的第二边缘；每个叶片的横截面限定形成在所述横截面中的至少两个拧紧凸起；每个叶片具有在其第一端部处的第一相应的连接件，第一相应的连接件借助螺钉固定到所述叶片上，每个螺钉与相应的拧紧凸起螺纹接合；每个叶片具有在其第二端部处的第二相应的连接件，第一相应的连接件借助螺钉固定到所述叶片上，每个螺钉与相应的拧紧凸起螺纹地接合；沿着所述第一边缘设置的第一歧管；沿着所述第一边缘和所述第二边缘之一设置的第二歧管；以及管道，所述管道连接所述第一歧管、所述连接件和所述第二歧管，从而限定多个流体流动路径，每个流体流动路径从所述第一歧管穿过并通过至少一个所述叶片到达所述第二歧管。连接到每个连接件的所述管道限定通到所述管道中的开口；形成到每个叶片的横截面中的所述拧紧凸起包括至少一个被定位为使得与所述拧紧凸起螺纹接合的螺钉具有穿过所述开口的轴线的拧紧凸起。除上述示例性的方面和实施例之外，通过参照形成本说明书一部分的附图，其他方面和实施例将更加明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用多个中空导流叶片的方法，所述方法包括步骤：使第一温度的工作流体流过管道系统到达第一热交换单元；所述热交换单元由至少一个导流叶片形成，所述导流叶片具有在所述中空导流叶片的每个端部处的单个的连接件，所述连接件流体密封地且能移除地附接到所述导流叶片，其中，所述连接是流体密封的；所述连接件通过机械连接器能移除地连接至所述中空导流叶片；所述热交换单元连接至所述管道系统，从而使得流体能从所述管道系统流入所述热交换单元；将所述工作流体从所述第一热交换单元传送到第二热交换单元中；以及所述方法进一步包括与所述传送步骤同时进行的步骤：在空气穿过所述中空导流叶片时为空气导流，并且在空气穿过所述中空导流叶片时通过将热量传递至工作流体来冷却所述空气，并由此将所述工作流体的温度从所述第一温度升高至第二温度。

【技术特征摘要】
2010.01.15 US 61/295,2291.一种使用多个中空导流叶片的方法，所述方法包括步骤：
使第一温度的工作流体流过管道系统到达第一热交换单元；
所述热交换单元由至少一个导流叶片形成，所述导流叶片具有在所述中空导流叶片的
每个端部处的单个的连接件，所述连接件流体密封地且能移除地附接到所述导流叶片，其
中，所述连接是流体密封的；
所述连接件通过机械连接器能移除地连接至所述中空导流叶片；
所述热交换单元连接至所述管道系统，从而使得流体能从所述管道系统流入所述热交
换单元；
将所述工作流体从所述第一热交换单元传送到第二热交换单元中；以及
所述方法进一步包括与所述传送步骤同时进行的步骤：在空气穿过所述中空导流叶片
时为空气导流，并且在空气穿过所述中空导流叶片时通过将热量传递至工作流体来冷却所
述空气，并由此将所述工作流体的温度从...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·艾伦·迈特尼，马克·阿里特，
申请(专利权)人：斯凯旺蒂尔国际英国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB