包括具有至少部分自由终端边缘的部分高度翅片的热交换器制造技术

在实施例中，一种包括整体本体的热交换器，整体本体包括第一基底、第二基底、第三基底和多个部分高度翅片。第二基底布置成平行于第一基底并且与第一基底间隔开，从而限定第一流体流动路径。第三基底布置成平行于第二基底并且与第二基底间隔开，与第一基底相对，从而限定第二流体流动路径。多个部分高度翅片从第二基底和第三基底中的一个朝向第二基底或第三基底中的另一个延伸，其中每个部分高度翅片的终端边缘至少部分地与第二基底或第三基底中的另一个间隔开。的另一个间隔开。的另一个间隔开。

【技术实现步骤摘要】
包括具有至少部分自由终端边缘的部分高度翅片的热交换器


[0001]本说明书大体涉及热交换器。

技术介绍

[0002]热交换器可以常规地通过堆叠板生产，堆叠板包括提供流体流动通路的蚀刻、铣削或冲压凹槽。代替堆叠板，可能期望具有更整体的设计。然而，当壁和凹槽形成为单个互连件时，整体设计可能面临增加的热应变。
[0003]因此，需要在热应力下具有改进的性能的替代整体热交换器。

技术实现思路

[0004]在一个实施例中，热交换器包括整体本体，该整体本体包括第一基底、第二基底、第三基底和多个部分高度翅片。第二基底布置成平行于第一基底并且与第一基底间隔开，从而限定第一流体流动路径。第三基底布置成与第一基底相对地平行于第二基底并且与第二基底间隔开，从而限定第二流体流动路径。多个部分高度翅片从第二基底和第三基底中的一个朝向第二基底或第三基底中的另一个延伸，其中每个部分高度翅片的终端边缘至少部分地与第二基底或第三基底中的另一个间隔开。
[0005]在另一个实施例中，热交换器包括整体本体，该整体本体包括一层一层地层叠的多个基本平行的基底，以及多个部分高度翅片，多个部分高度翅片从多个基底中的一个朝向多个基底中的相邻一个延伸。每个翅片的终端边缘仅部分地与多个基底中的相邻一个间隔开以限定连接脚，连接脚连接到多个基底中的相邻一个。
[0006]在又一个实施例中，热交换器包括整体本体，该整体本体包括第一基底；第二基底、第三基底以及多个部分高度翅片。第二基底布置成平行于第一基底并且与第一基底间隔开，从而限定第一流体流动路径。第三基底布置成与第一基底相对地平行于第二基底并且与第二基底间隔开，从而限定第二流体流动路径。多个部分高度翅片在第二基底和第三基底之间延伸，其中每个翅片的终端边缘至少部分地与第二基底或第三基底中的一个间隔开。多个部分高度翅片包括从第二基底延伸到第二流体流动路径中的第一类型的部分高度翅片、从第三基底延伸到第二流体流动路径中的第二类型的部分高度翅片、以及多个连接器翅片。多个部分高度翅片包括并排布置的多排部分高度翅片，其中每排包括第一类型和第二类型的翅片。多个连接器翅片各自将第一排中的第一翅片连接到第二排中的第二翅片，其中每个连接器翅片与通过第二流体流动路径的流动方向成倾斜角度布置。
[0007]鉴于以下详细描述并结合附图，将更充分地理解由本文描述的实施例提供的这些和附加特征。
附图说明
[0008]附图中阐述的实施例在本质上是说明性和示例性的，并且不旨在限制由权利要求限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，其中相似的
结构用相似的附图标记表示，并且其中：
[0009]图1A示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的具有多个部分高度翅片的热交换器的侧视图；
[0010]图1B示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图1A的沿线1B
‑
1B截取的热交换器的横截面视图；
[0011]图1C描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图1A的沿线1C
‑
1C截取的热交换器的横截面视图；
[0012]图2A示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的具有多个部分高度翅片的热交换器的另一实施例；
[0013]图2B描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图2A的热交换器的侧视图；
[0014]图3A示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的热交换器的另一实施例的横截面视图；
[0015]图3B描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图3A的热交换器的前视图；
[0016]图3C描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图3A的热交换器的横截面的顶视图；
[0017]图4A描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用作具有非整体结构的热交换器的层的支撑和非支撑基底层；
[0018]图4B描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的由图4A的支撑和非支撑基底层组装的热交换器的立体图；以及
[0019]图4C描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图4B的热交换器的侧视图。
具体实施方式
[0020]本公开的实施例针对包括具有至少部分自由终端边缘的部分高度翅片的热交换器。热交换器可以包括整体本体，该整体本体包括第一基底、第二基底、第三基底和多个部分高度翅片。翅片被称为“部分高度”是因为它们至少部分地在终端边缘处自由终止(terminate)，在终端边缘和最近的相邻基底之间留下间隙。第二基底布置成平行于第一基底并且与第一基底间隔开，从而限定第一流体流动路径。第三基底布置成平行于第二基底并且与第二基底间隔开，与第一基底相对，从而限定第二流体流动路径。多个部分高度翅片在第二基底和第三基底之间延伸，其中每个翅片的终端边缘与第二基底或第三基底中的一个至少部分地间隔开。如本文将更详细描述的，使用部分高度翅片可以提供改进的热性能、减小的热应变和更长的热交换器寿命。
[0021]热交换器是用于在两种或更多种流体之间传递热量的装置。热交换器可用于发动机冷却(例如，在航空或运载器工业中)、电子设备冷却等。特别地，根据本公开的热交换器可用于高压环境(例如，高达和/或包括10,000psi或更高的压力)。一般参考附图，描绘了各种整体热交换器实施例。如本文所用，术语“整体”是指例如通过使用增材制造处理形成为单件的结构，尽管其他制造处理是可以考虑的和可能的。
[0022]例如，根据本公开的热交换器可以通过形成具有在其间延伸的多个部分高度翅片的层或基底来增材制造。即，换热器可以一体形成，使得每层通过如增材制造或打印、金属铸造、机械加工等的处理一体连接到前一层。增材打印技术包括例如选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(DMLS)和其他三维打印(3DP)模式。除了其它金属材料之外，材料可以包括不锈钢、铝、钛、铬镍铁合金(Inconel)625、铬镍铁合金718、钴铬合金。此外，陶瓷可用于非常高温的应用。在这些基于粉末的制作方法中的每一种中，粉末材料被熔化或烧结以形成每个零件层。例如，SLS处理使用通过激光逐层选择性烧结的粉末塑料材料。其他类型的增材制造技术包括3D打印，包括立体光刻(SLA)、喷射光聚合物或喷墨打印。其他类型的增材打印包括基于固体的处理，该处理使用非粉末材料，这些材料一层一层地层叠并且随后切割。这些方法包括层压物体制造(LOM)或熔融沉积建模(FDM)。任何上述技术都可以用于形成本公开的一体热交换器。然而，相对于随后可以彼此联接的传统板层，这样的整体设计可能导致增加的热应变。因此，并且如本文将更详细描述的，本公开的实施例包括部分高度翅片，其可以引入提高热交换器的热性能以降低热应力的热顺应性水平，从而增加热交换器的寿命。
[0023]如本文所用，术语“部分翅片高度”或“部分高度翅片”是指具有至少部分地与基底间隔开的终端边缘的翅片，该基底与翅片从其延伸的基底相对。即，部分高度翅片的至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热交换器，其特征在于，包括：整体本体，所述整体本体包括：第一基底；第二基底，所述第二基底布置成平行于所述第一基底并且与所述第一基底间隔开，从而限定第一流体流动路径；第三基底，所述第三基底布置成平行于所述第二基底并且与所述第二基底间隔开，与所述第一基底相对，从而限定第二流体流动路径；以及多个部分高度翅片，所述多个部分高度翅片从所述第二基底和所述第三基底中的一个朝向所述第二基底或所述第三基底中的另一个延伸，其中每个部分高度翅片的终端边缘至少部分地与所述第二基底或所述第三基底中的所述另一个间隔开。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，其中，所述多个部分高度翅片的尺寸和形状被设计成最小化每个翅片与翅片从其延伸的相对基底之间的热应力。3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，进一步包括在所述第一基底和所述第二基底之间延伸的多个加强元件。4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，进一步包括第四基底，所述第四基底布置成平行于所述第三基底并且与所述第三基底间隔开，与所述第二基底相对，从而限定第三流体流动路径。5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，其中，所述多个部分高度翅片包括：第一类型的部分高度翅片，所述第一类型的部分高度翅片从所述第二基底延伸到所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：