発電機セット用アルミニウム合金ラジエーター ガイド: コア、合金、コスト

ほとんどの購入者は価格と重量を理由にアルミニウムを選びます。より強い理由は、適切に指定されたアルミニウム合金ラジエーターは、塩分を含んだ空気、摂氏 48 度の夏の周囲、または元の設計で想定されていたよりも空気の移動が少ないファンなど、元のユニットを破壊した故障を考慮して設計できるためです。

このガイドでは、発電機セットのアルミニウム合金ラジエーターの材質、チューブ アンド フィン コアとプレート アンド フィン コアの違い、公表されているエンジン データからサイズを決定する方法、アルミニウムが実際に故障する箇所、および発注書が発行される前の仕様書に記載される内容について説明します。

アルミニウム合金ラジエーターとは実際には何ですか

アルミニウム合金ラジエーターは、チューブ、フィン、ヘッダー、タンクがすべてアルミニウム合金で作られ、ろう付けによって接合されている熱交換器です。そのため、完成した冷媒経路には真鍮や銅が含まれていません。

オールアルミニウムラジエーターのメーカー これらのラジエーターは耐腐食性アルミニウム合金で完全に構成されており、軽量でありながら耐久性があります。船舶、移動式、高性能発電機に最適です。 製品を見る→

合金リストはほとんどの購入者が予想しているよりも短いです。ジェネレーター セット コアは、次の 3 つのファミリーから構築されています。

• フィンとチューブ用の 3003 アルミニウム。成形性と 190 ～ 205 W/mK の範囲の熱伝導率を考慮して選択されています。
• 4045 または 4343 クラッドをコア シート上に巻き付け、炉サイクル中にろう材を供給します。
• 熱伝達よりも構造強度が重要な溶接タンク、フレーム、ブラケット用の 6061 または 6063。

接合ステップでは、実際のアルミニウム製ラジエーターを組み立てられたものから分離します。雰囲気制御ろう付け (CAB) では、約 600 ℃ の窒素炉にコア全体を押し込むため、クラッディングが溶け、フィンとチューブのすべての接触が金属結合になります。代わりに機械的膨張やエポキシに依存するコアは、熱サイクルによって接触面積を失い、接触の喪失がシリンダー ヘッドの高温化への最速の経路となります。

チューブアンドフィンとプレートアンドフィンのコア形状

チューブアンドフィンは機械的に洗浄できるため、ディーゼル発電機のラジエーターのデフォルトの形状です。プレートアンドフィンは、固定エンベロープが清浄な空気から最大限の熱遮断を実現する必要がある場合に選択されます。

メンテナンスを考慮に入れると、両者の差は縮まります。粉塵が付着したプレートアンドフィンコアは、チューブアンドフィンコアが 3 シーズンで失われるよりも 1 シーズンで多くの容量が失われる可能性があります。これは、ろう付けされたプレートスタックを棒で引き抜くことができず、化学洗浄がブロックの下半分まで到達することがほとんどないためです。両方のジオメトリの背後にあるサイジング計算については、このチューブフィンおよびプレートフィンのコアサイジングガイドで説明されています。

チューブアンドフィン発電機ラジエーターメーカー このクラシックなデザインは、耐久性のあるチューブと密集したフィンを使用して、熱交換の表面積を最大化します。信頼性が高く、コスト効率が高く、メンテナンスが簡単なため、次のような用途に適しています。 製品を見る→

エンジンデータからアルミニウム合金ラジエーターのサイズを決定する

ラジエーターのサイズは、銘板の kW 数値ではなく、エンジンの公表されている冷却剤熱遮断率に基づいて決定してください。

エンジン製造業者は、あらゆる定格のジャケット水およびアフタークーラーの熱遮断率を公表しています。ディーゼル発電機セットでは、アフタークーラーがジャケット回路を共有するかどうかに応じて、冷却剤側負荷は通常、シャフト出力 1 kW ごとに 0.30 ～ 0.45 kW の熱をもたらします。したがって、500 kW のセットでは冷却材におよそ 150 ～ 225 kW が投入され、500 ではなくその数値が炉心選択の入力となります。

アンビエント補正は、置換プロジェクトが最も頻繁に失敗する箇所です。周囲温度 40 ℃ で定格されているコアは、冷却剤温度を 50 ℃ に維持できません。フェイス面積を 10 ～ 18% 増やすか、通常動作時の冷却剤温度とアラーム設定値の間のマージンを狭くしてください。ファンの曲線はコアと同じくらい重要です。フィンの密度が高くなると空気側の静圧が上昇し、同じファンが移動する空気が少なくなり、余分な表面積が相殺されます。

アルミニウム合金ラジエーターが故障する場所

アルミニウム合金ラジエーターは、空気側よりも冷却剤側で故障することがはるかに多く、そのメカニズムはほとんどの場合、塩化物汚染または pH の変動です。

アルミニウムは、薄い不動態酸化物層でそれ自体を保護します。この層は抑制されたグリコールによって pH 7.5 ～ 9.5 に保たれており、冷却液がその窓の外に移動したり、未処理の補給水からの塩化物がエンジン メーカーの仕様書に記載された制限値 (通常、アルミニウム製冷却システムの場合は約 40 ppm) を超えたりすると、層は破壊されます。

沿岸および沖合のセットでは、空気側の保護は冷却剤の化学的性質と同じくらい重要です。洗浄されたコア上に適切に塗布されたエポキシまたはポリウレタン コーティングは、フィンのエッジが完全に覆われ、コーティングがフィンの隙間を埋めるほど厚くない限り、コーティングされていないコアが塩霧の中で耐えても 5 ～ 7 年を超えて耐用年数を延ばします。

海岸環境発電機ラジエーターメーカー 耐塩腐食材料と保護コーティングで構築されたこれらのラジエーターは、湿気の多い塩分の多い環境でも長期にわたるパフォーマンスを提供します。港や海などに最適です。 製品を見る→

コスト、リードタイム、仕様書

200 ～ 800 kW の発電機セット用のカスタム アルミニウム合金ラジエーターの価格は通常、OEM ブランドの交換コアより 15 ～ 30% 安く、新しい工具が必要ない場合は 3 ～ 6 週間のリードタイムがかかります。

リードタイムは仕様がどの程度完成しているかによって決まります。寸法図とクーラント流量図を提供したバイヤーは、数日以内に確定した見積書を受け取ります。写真を送った購入者には、まず 1 週間の質問が与えられます。シート上の 7 つの項目により、ほぼすべての遅延が防止されます。

1. 寸法図上のコアのエンベロープ、タンクの位置、取り付け穴の中心。
2. 毎分リットル単位の冷媒流量および入口温度での、指定された周囲環境での必要な熱遮断。
3. ファンの動作静圧における空気の流れ (立方メートル/秒)。
4. 冷却液側のテスト圧力、通常は圧力キャップ定格の 1.5 倍。
5. 充填、排出、温度センサー、冷却液低下スイッチ、オーバーフロー、脱気用のポート。
6. 現場が沿岸、化学物質、または沖合の場合のコーティング仕様。
7. 相互参照データ: OEM 部品番号、エンジンのシリアル範囲、発電機セットのモデル。

大量生産エンジン ファミリ向けには、標準の取り付けパターンに一致するカミンズ互換の発電機ラジエーターなど、事前に設計されたコアがすでに存在しており、工具費用を完全に回避できます。このルートは、完全にカスタムのコアよりもコストが低く、出荷が早いため、新しいツールにお金を払う前に最初に尋ねる価値のある質問になります。

よくある質問

発電機セットにはアルミニウム合金ラジエーターが銅真鍮よりも優れていますか?

新しいユニットの場合は、ほぼすべてのケースでそうです。アルミニウムはコア重量の約 40% を節約し、カスタムのタンク形状に成形しやすく、同等の冷却能力でコストを削減します。銅真鍮には、取り付けエンベロープを変更することができず、適合する銅コアが市販されている従来の設置でも利用できるという、1 つの狭い利点が維持されています。

ディーゼル発電機セットのアルミニウム合金ラジエーターの寿命はどれくらいですか?

冷却回路が維持されている内陸のサイトでは、8 ～ 12 年が現実的です。高品質のコーティングが施されていない沿岸および沖合のセットは通常 4 ～ 7 年かかり、未処理の水道水を補充したユニットは、設置場所に関係なく、それよりも早く故障します。

アルミニウム合金ラジエーターの水漏れは修理できますか?

チューブアンドフィンコアは通常可能です。タンクを取り外した後、ウィーピングチューブに栓をするか再ろう付けし、同じパスでコアにロッドを取り付けることができます。プレートとフィンのコアは現場で事実上修理できません。ろう付けされたプレートのスタックを開くと破損するため、漏れのあるプレートとフィンのユニットは修理ではなく交換されます。

アルミニウム合金ラジエーターには別の冷却剤が必要ですか?

アルミニウム用の抑制冷却剤、通常は 40 ～ 60 パーセントのグリコールと塩化物を含まない化粧水を含む長寿命有機酸技術配合物が必要です。ケイ酸塩を多く含む従来の冷却剤は小さなアルミニウムチューブ内に堆積物を落とす可能性があるため、アルミニウム回路では真水を決して使用すべきではありません。