The apparatus and method for fabricating microtubular heat exchangers for material addition are disclosed. Heat exchanger heads are fabricated together with high density microtubule arrays to achieve up to 90% heat transfer efficiency Eff and up to 20,000 M.
【技术实现步骤摘要】
用于增材制造微管热交换器的装置和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年7月6日提交的名称为“APPARATUSANDMETHODSFORADDITIVELYMANUFACTURINGMICROTUBEHEATEXCHANGERS(用于增材制造微管热交换器的装置和方法)”的美国专利申请No.15/643,405的权益，该申请明确地通过引用整体并入本文。
本公开总体上涉及紧凑型热交换器，并且更具体地涉及利用增材制造技术制造的微管热交换器。
技术介绍
热交换器在流体之间传递热量。例如，汽车散热器运行以将热量从循环散热器流体传递给强制空气，即气态流体。汽车散热器是紧凑型热交换器的一个示例，其设计成实现每单位体积的大传递表面面积。近来，三维(3D)打印(也称为增材制造)已经提出了新的机会来有效地构建材料结构，包括但不限于汽车、飞机、船、摩托车等。增材制造获得了以前在传统制造工艺中不可获得的复杂几何结构；此外，用于连接零件的常规技术(比如焊接)可能不是用于这些新材料中的一部分的可行替代方案。因此，需要发现和开发利用增材制造的零件和技术来组装部件(包括热交换器)的新方式。...
【技术保护点】
1.一种制造热交换器的方法，包括：接收所述热交换器的数据模型，模型化的热交换器包括微管阵列和在基板处联接至所述微管阵列并与所述微管阵列集成的至少一个封头，所述至少一个封头用于引导流体通过所述微管阵列的多个管，以在所述流体与所述多个管外部的介质之间传递热量；以及基于所述数据模型增材制造所述热交换器。
【技术特征摘要】
2017.07.06 US 15/643,4051.一种制造热交换器的方法，包括：接收所述热交换器的数据模型，模型化的热交换器包括微管阵列和在基板处联接至所述微管阵列并与所述微管阵列集成的至少一个封头，所述至少一个封头用于引导流体通过所述微管阵列的多个管，以在所述流体与所述多个管外部的介质之间传递热量；以及基于所述数据模型增材制造所述热交换器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括形成包括所述微管阵列和所述至少一个封头的连续牢固本体。3.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器还包括在单个三维(3D)渲染步骤中增材制造所述微管阵列和与所述微管阵列集成的所述至少一个封头。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个管中的每个管的直径等于或小于2毫米(mm)。5.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括增材制造所述至少一个封头的第一表面，所述第一表面包括大致平行于所述基板设置的微管阵列界面。6.根据权利要求5所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括增材制造所述至少一个封头的第二表面，所述第二表面联接至所述第一表面联接至所述第一表面并且相对于所述第一表面倾斜。7.根据权利要求6所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括增材制造所述至少一个封头的第三表面，所述第三表面连接所述第一表面和第二表面，以便形成截面，其中，所述流体构造为在大致垂直于所述截面的方向上流过所述至少一个封头。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述截面大致是三角形的。9.根据权利要求7所述的方法，其中，增材制造所述热交换器还包括在所述基板上沉积包括支撑材料的多个层，所述支撑材料形成倾斜支撑结构，所述倾斜支撑结构被构造为向所述至少一个封头的第二表面提供支撑，所述至少一个封头的第二表面在所述倾斜支撑结构的顶部上增材制造。10.根据权利要求7所述的方法，其中，增材制造所述热交换器还包括在所述基板上沉积包括支撑材料的多个层，所述支撑材料形成相对于所述基板具有多个角度的支撑结构，并且被构造为向所述至少一个封头的第二表面和第三表面提供支撑，所述至少一个封头的第二表面和第三表面在所述支撑结构的不同倾斜部分的顶部上增材制造。11.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器还包括在所述至少一个封头的至少两个表面之间添加格栅结构，所述格栅结构被构造成向所述至少一个封头提供结构支撑。12.根据权利要求6所述的方法，其中，增材制造所述热交换器还包括在所述至少一个封头的第二表面和第一表面之间添加格栅结构，所述格栅结构被构造成向所述至少一个封头提供结构支撑。13.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括形成相对于进入空气流的方向以弯曲或褶皱模式布置的微管阵列。14.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括形成包括微管的褶皱布置的微管阵列。15.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述热交换器包括在一列或多列微管中的微管之间形成翅片，每个翅片将在一列或多列中的每列中的微管连接至相邻微管。16.根据权利要求1所述的方法，还包括：相对于所述基板以一定角度增材制造所述热交换器；以及向每个微管添加将所述微管连接至另一微管的至少一个翅片，其中，所述翅片从所述基板延伸到与其连接的微管的顶部。17.一种增材制造的热交换器，包括：微管阵列，其包括形成大致平行阵列并从基板延伸的多个微管，所述多个微管包括第一多个微管和第二多个微管；以及封头，其包括多个封头部分，所述多个封头部分包括：第一封头部分，其在所述基板处与所述第一多个微管一起集成，并且被构造为引导第一流体通过所述第一多个微管，以便与外部流体交换热量；以及第二封头部分，其在所述基板处与所述第二多个微管一起集成，并且被构造为引导第二流体通过所述第二多个微管，以便与所述外部流体交换热量。18.根据权利要求17所述的热交换器，其中，所述微管阵列相对正交于所述基板的平面具有非平坦构型。19.根据权利要求17所述的热交换器，其中，所述外部流体包括气体。20.根据权利要求17所述的热交换器，其中，所述微管阵列、所述基板和所述封头共同地形成牢固且连...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·拉塞尔·巴克内尔，
申请(专利权)人：戴弗根特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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