增材制造的热交换器制造技术

提供了一种热交换器和用于增材制造该热交换器的方法。热交换器包括限定热交换仓室的壳体，该热交换仓室具有沿着横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口。多个热交换组基本上沿着竖向方向在壳体的顶侧和底侧之间经过热交换仓室，热交换组中的各个包括多个热交换管。多个收集器歧管位于壳体的顶侧和底侧，各个收集器歧管限定一个或多个连接端口，所述连接端口在相邻的热交换组之间提供流体连通。

【技术实现步骤摘要】
增材制造的热交换器
本主题大体上涉及热交换器，且更具体地涉及具有改进的传热能力和结构刚性的增材制造的热交换器。
技术介绍
热交换器可与燃气涡轮发动机一起用于在一种或多种流体之间传热。例如，在相对高的温度下的第一流体可经过第一通路，而在相对低的温度下的第二流体可经过第二通路。第一和第二通路可处于热接触或非常接近，从而允许来自第一流体的热传送到第二流体。因而，可降低第一流体的温度并可升高第二流体的温度。常规的热交换器包括大量流体通路，使用板、杆、箔、翅片、歧管、支承结构、安装凸缘等中的一些组合形成各个流体通路。这些部件中的各个必须单独定位、取向并例如经由钎焊、焊接或其它接合方法连接到支承结构。由于形成的接合件的数量，与这种热交换器的组装相关联的制造时间和成本非常高且流体在流体通路之间或从热交换器泄漏的可能性大体上会增加。另外，制造的限制条件限制了可包括在热交换器中(例如，在流体通路内)的热交换器特征和结构构件的数量、尺寸和配置。因此，具有改进的热交换器的燃气涡轮发动机将是有用的。更具体地，用于燃气涡轮发动机的更容易制造且包括用于改进的热和结构性能的特征的热交换器将是特别有益的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下面的描述中被部分地阐述，或可根据描述而显而易见，或可通过实践本专利技术而习知。在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种热交换器。热交换器限定竖向方向、侧向方向和横向方向，竖向方向、侧向方向和横向方向彼此相互垂直。热交换器包括限定热交换仓室(plenut)的壳体，热交换仓室具有沿着横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口以及基本上沿着竖向方向在壳体的顶侧和底侧之间经过热交换仓室的多个热交换组，热交换组中的各个包括多个热交换管。多个收集器歧管位于壳体的顶侧和底侧处，各个收集器歧管限定一个或多个连接端口，连接端口在相邻的热交换组之间提供流体连通。在本公开的另一示例性方面中，提供了一种制造热交换器的方法。该方法包括在增材制造机器的机床上沉积添加材料层，并将能量从能量源选择性地引导至添加材料层上以熔合添加材料的一部分从而形成热交换器。热交换器限定竖向方向、侧向方向和横向方向，竖向方向、侧向方向和横向方向彼此相互垂直。热交换器包括限定热交换仓室的壳体，热交换仓室具有沿着横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口以及基本上沿着竖向方向在壳体的顶侧和底侧之间经过热交换仓室的多个热交换组，热交换组中的各个包括多个热交换管。至少一个收集器歧管在相邻的热交换组之间提供流体连通。在本公开的又一示例性方面中，提供了一种热交换器。热交换器包括限定基本上沿着第一方向延伸的热交换仓室的壳体和位于热交换器仓室内并基本上沿着第二方向在第一端和第二端之间延伸的多个热交换组，热交换组中的各个包括多个热交换管。多个收集器歧管位于热交换组的第一端和第二端处，各个收集器歧管限定一个或多个连接端口，连接端口在相邻的热交换组之间提供流体连通，连接端口至少部分地由基本上沿着第二方向延伸的多个加强肋限定。参照以下描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本专利技术的实施例，并与所述描述一起用于解释本专利技术的原理。技术方案1.一种热交换器，其限定竖向方向、侧向方向和横向方向，所述竖向方向、侧向方向和横向方向彼此相互垂直，所述热交换器包括：限定热交换仓室的壳体，所述热交换仓室具有沿着横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口；多个热交换组，所述多个热交换组基本上沿着所述竖向方向在所述壳体的顶侧和底侧之间经过所述热交换仓室，所述热交换组中的各个包括多个热交换管；和位于所述壳体的顶侧和底侧处的多个收集器歧管，各个收集器歧管限定一个或多个连接端口，所述连接端口在相邻的热交换组之间提供流体连通。技术方案2.根据技术方案1所述的热交换器，其特征在于，所述壳体限定沿着所述横向方向分开的前侧和后侧，所述热交换器进一步包括：入口歧管，其接近所述壳体的所述前侧而定位并限定与第一热交换组处于直接流体连通的入口仓室；和出口歧管，其接近所述壳体的所述后侧而定位并限定与最后的热交换组处于直接流体连通的出口仓室。技术方案3.根据技术方案2所述的热交换器，其特征在于，进一步包括：至少一个入口歧管或出口歧管，其沿着所述横向方向与位于所述第一热交换组和所述最后的热交换组之间的中间热组处于流体连通。技术方案4.根据技术方案2所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器包括：位于所述入口仓室内并在第二流体入口和所述第一热交换组之间延伸的一个或多个分流器；和位于所述出口仓室内并在所述最后的热交换组和第二流体出口之间延伸的一个或多个分流器。技术方案5.根据技术方案4所述的热交换器，其特征在于，所述分流器中的至少一个在垂直于所述横向方向的第一平面内延伸，且所述分流器中的至少一个沿着所述横向方向延伸。技术方案6.根据技术方案2所述的热交换器，其特征在于，所述第一流体入口限定在所述壳体的所述后侧处，且所述第一流体出口限定在所述壳体的所述前侧处。技术方案7.根据技术方案2所述的热交换器，其特征在于，所述壳体、所述热交换管、所述入口歧管、所述出口歧管和所述收集器歧管整体地形成为单个整体式构件。技术方案8.根据技术方案1所述的热交换器，其特征在于，进一步包括：多个加强板，其沿着基本上垂直于所述竖向方向的平面延伸且刚性地联接多个热交换管。技术方案9.根据技术方案1所述的热交换器，其特征在于，进一步包括：多个波状加强件，其位于所述收集器歧管内并基本上沿着所述竖向方向延伸。技术方案10.根据技术方案9所述的热交换器，其特征在于，所述多个波状加强件具有正弦形状并沿着所述侧向方向分隔所述收集器歧管内的流体流。技术方案11.根据技术方案1所述的热交换器，其特征在于，进一步包括：位于所述收集器歧管内的多个加强肋，所述加强肋基本上沿着所述竖向方向在相邻的热交换组之间延伸且至少部分地限定连接端口。技术方案12.根据技术方案11所述的热交换器，其特征在于，所述加强肋为基本上三角形的加强肋，其中所述三角形加强肋的基部沿着所述竖向方向位于所述收集器歧管的底部处。技术方案13.根据技术方案1所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器包括通过以下形成的多个层：在增材制造机器的机床上沉积添加材料的层；和将能量从能量源选择性地引导至所述添加材料的层上以熔合所述添加材料的一部分。技术方案14.一种制造热交换器的方法，所述方法包括：在增材制造机器的机床上沉积添加材料的层；和将能量从能量源选择性地引导至所述添加材料的层上以熔合所述添加材料的一部分并形成限定竖向方向、侧向方向和横向方向的热交换器，所述竖向方向、侧向方向和横向方向彼此相互垂直，所述热交换器包括：壳体，其限定热交换仓室，所述热交换仓室具有沿着所述横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口；多个热交换组，其基本上沿着所述竖向方向在所述壳体的顶侧和底侧之间经过所述热交换仓室，所述热交换组中的各个包括多个热交换管；和至少一个收集器歧管，其在相邻的热交换组之间提供流体连通。技术方案15.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述热交换器包括：位于所述壳体的顶侧和底侧处的多个收集器歧管，所述收集器歧管中的各个限定一个或多个连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器，其限定竖向方向、侧向方向和横向方向，所述竖向方向、侧向方向和横向方向彼此相互垂直，所述热交换器包括：限定热交换仓室的壳体，所述热交换仓室具有沿着横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口；多个热交换组，所述多个热交换组基本上沿着所述竖向方向在所述壳体的顶侧和底侧之间经过所述热交换仓室，所述热交换组中的各个包括多个热交换管；和位于所述壳体的顶侧和底侧处的多个收集器歧管，各个收集器歧管限定一个或多个连接端口，所述连接端口在相邻的热交换组之间提供流体连通。

【技术特征摘要】
2017.05.30 EP 17425058.91.一种热交换器，其限定竖向方向、侧向方向和横向方向，所述竖向方向、侧向方向和横向方向彼此相互垂直，所述热交换器包括：限定热交换仓室的壳体，所述热交换仓室具有沿着横向方向分开的第一流体入口和第一流体出口；多个热交换组，所述多个热交换组基本上沿着所述竖向方向在所述壳体的顶侧和底侧之间经过所述热交换仓室，所述热交换组中的各个包括多个热交换管；和位于所述壳体的顶侧和底侧处的多个收集器歧管，各个收集器歧管限定一个或多个连接端口，所述连接端口在相邻的热交换组之间提供流体连通。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述壳体限定沿着所述横向方向分开的前侧和后侧，所述热交换器进一步包括：入口歧管，其接近所述壳体的所述前侧而定位并限定与第一热交换组处于直接流体连通的入口仓室；和出口歧管，其接近所述壳体的所述后侧而定位并限定与最后的热交换组处于直接流体连通的出口仓室。3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，进一步包括：至少一个入口歧管或出口歧管，其沿着所述横向方向与位于所述第一热交换组和所述最后的热交换组之间的中间热组处于流体连通。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：A凯马诺，D罗萨皮奥，SA法萨内拉，
申请(专利权)人：通用电气阿维奥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT