[發(fā)明專利]管狀陣列熱交換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780089137.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN110446840B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.R.切爾尼;N.A.威爾遜;N.T.摩爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F02C7/14
• 分類號(hào): F02C7/14;F02C7/224;F28D1/047;F28F9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張珺;譚祐祥

提供了一種管狀陣列熱交換器及其制造方法。熱交換器包括在管入口和管出口之間延伸的多個(gè)管。入口歧管包括限定入口倉室的內(nèi)壁和外壁，以及在內(nèi)壁和外壁之間延伸以將入口倉室分成多個(gè)流體通路的一個(gè)或多個(gè)擋板，多個(gè)流體通路中的每一個(gè)在入口倉室和管入口中的相應(yīng)一個(gè)之間延伸。管、入口歧管和與入口歧管相同的出口歧管作為單個(gè)整體構(gòu)件制造。

聯(lián)邦政府研究聲明

本發(fā)明是在美國國防部授予的合同第FA8650-15-D-2501號(hào)下利用政府支持進(jìn)行的。政府對(duì)本發(fā)明有一定權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本主題大體上涉及熱交換器，且更具體地涉及具有改進(jìn)的熱傳遞能力和結(jié)構(gòu)剛性的增材制造的熱交換器。

背景技術(shù)

熱交換器可與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合使用，以用于在一種或多種流體之間傳遞熱。例如，相對(duì)高溫度下的第一流體可傳遞穿過第一通路，而相對(duì)低溫度下的第二流體可傳遞穿過第二通路。第一通路和第二通路可熱接觸或緊鄰，從而允許熱從第一流體傳遞至第二流體。因此，第一流體的溫度可降低，且第二流體的溫度可升高。

常規(guī)熱交換器包括大量流體通路，每個(gè)流體通路使用板、條、箔片、翅片、歧管等的一些組合來形成。這些部分中的每一個(gè)必須獨(dú)立地定位、定向和連接到支撐結(jié)構(gòu)上，例如，經(jīng)由釬焊、焊接或另一連結(jié)方法。與組裝此熱交換器相關(guān)聯(lián)的制造時(shí)間和成本很高，且流體通路之間的流體泄漏或大體上來自熱交換器的流體泄漏的可能性由于形成的連結(jié)數(shù)而增大。此外，制造約束限制了熱交換流體通路的數(shù)量、尺寸和構(gòu)造以及其中包括的特征。

因此，具有改進(jìn)的熱交換器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)將是有用的。更確切地說，更容易制造并且包括用于改進(jìn)熱和結(jié)構(gòu)性能的特征的用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱交換器將是特別有益的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中闡明，或可從描述中清楚，或可通過實(shí)踐本發(fā)明學(xué)習(xí)到。

在本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種熱交換器。熱交換器限定中心線和垂直于中心線的徑向方向。熱交換器包括入口歧管，入口歧管包括內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁和外壁限定入口倉室。一個(gè)或多個(gè)擋板基本上沿徑向方向在內(nèi)壁和外壁之間延伸以將入口倉室分成沿周向方向間隔開的多個(gè)流體通路。

在本公開的另一示例性方面，提供了一種用于熱交換器的入口歧管。入口歧管包括限定入口倉室的內(nèi)壁和外壁。一個(gè)或多個(gè)擋板基本上沿徑向方向在內(nèi)壁和外壁之間延伸以將入口倉室分成多個(gè)流體通路。

在本公開的又一示例性方面，提供了一種制造熱交換器的方法。該方法包括在增材制造機(jī)器的床上沉積添加材料層，并將來自能量源的能量引導(dǎo)到添加材料層上以熔合添加材料的一部分并形成入口歧管。入口歧管包括限定入口倉室的內(nèi)壁和外壁以及一個(gè)或多個(gè)擋板，該一個(gè)或多個(gè)擋板基本上沿徑向方向在內(nèi)壁和外壁之間延伸以將入口倉室分成多個(gè)流體通路。

本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將參照以下描述和所附權(quán)利要求書變得更好理解。并入且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，且連同描述用于闡釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

包括針對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且充分的公開在參照附圖的說明書中闡明。

圖1為根據(jù)本主題的各種實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性截面視圖。

圖2提供了根據(jù)本主題的示例性實(shí)施例的可在圖1的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的增材制造的熱交換器的透視圖。

圖3提供了圖2的示例性熱交換器的側(cè)視圖。

圖4提供了沿圖3的線4-4截取的圖2的示例性熱交換器的截面視圖。

圖5提供了根據(jù)本主題的另一個(gè)示例性實(shí)施例的可在圖1的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的增材制造的熱交換器的透視圖。