[发明专利]增材制造的换热器

说明书

提供了一种换热器和一种用于增材制造换热器的方法。换热器包括壳体，其限定具有堆叠在其中的多个换热组的流动通路。每个换热组包括多个换热管，其形成网格结构，该网格结构从中心歧管近侧的第一端向外沿径向方向朝环形外歧管近侧的第二端延伸。中心歧管和环形外歧管以备选方式流体地联接相邻换热组的换热管，以形成用于换热流体流的蛇形流动通路。

技术领域

本主题大体上涉及换热器，且更具体地，涉及具有改善的传热能力和结构刚度的增材制造的换热器。

背景技术

换热器可连同热管理系统使用来在一种或多种流体之间传热。例如，相对较高温度下的第一流体可穿过第一通路，而相对较低温度下的第二流体可穿过第二通路。第一通路和第二通路可热接触或紧邻，以允许热从第一流体传递至第二流体。因此，第一流体的温度可降低，且第二流体的温度可升高。

常规换热器包括大量流体通路，每个流体通路使用板、条、箔片、翅片、歧管、支承结构、安装凸缘等的一些组合来形成。这些部分中的每个必须独立地定位、定向和连接到支承结构，例如，通过钎焊、焊接或另一连结方法。与组装此换热器相关联的制造时间和成本很高，且流体通路之间的流体泄漏或大体上来自换热器的流体泄漏的可能性由于形成的接头数而增大。此外，制造约束限制了可包括在换热器中(例如，流体通路内)的换热器零件(features)和结构构件的数量、尺寸和构造。

因此，具有改进的换热器的热管理系统将是有用的。更确切地说，较容易制造且包括用于改善的热和结构性能的特征的用于热管理系统的换热器将是特别有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明学习到。

在本公开内容的一个示例性实施例中，提供了一种限定轴向方向、径向方向和周向方向的换热器。换热器包括限定流动通路的壳体，以及沿轴向方向堆叠在流动通路内的多个换热组(heat exchange bank)。多个换热组中的每个包括与第一相邻换热组流体连通的环形外歧管，以及与第二相邻换热组流体连通的中心歧管。多个换热管构造成网格结构，且在环形外歧管与中心歧管之间延伸。

在本公开内容的另一个示例性方面中，提供了一种制造换热器的方法。该方法包括将增材材料层沉积在增材制造机器的床(bed)上，以及将能量从能量源有选择地引导到增材材料层上来熔合增材材料的一部分且形成换热器。换热器限定轴向方向、径向方向和周向方向。换热器包括限定流动通路的壳体以及沿轴向方向堆叠在流动通路内的多个换热组。多个换热组中的每个包括与第一相邻换热组流体连通的环形外歧管，以及与第二相邻换热组流体连通的中心歧管。多个换热管构造成网格结构，且在环形外歧管与中心歧管之间延伸。

在本公开内容的再又一个示例性方面中，提供了一种限定轴向方向、径向方向和周向方向的换热器。换热器包括限定流动通路的壳体，以及沿轴向方向堆叠在流动通路内的多个换热组。多个换热组中的每个包括构造成网格结构且从第一端向外沿径向方向朝第二端延伸的多个换热管。一个或多个环形外歧管流体地联接相邻换热组的第二端，且一个或多个中心歧管流体地联接相邻换热组的第一端。

本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。

实施方案1. 一种限定轴向方向、径向方向和周向方向的换热器，所述换热器包括：

壳体，其限定流动通路；

多个换热组，其沿所述轴向方向堆叠在所述流动通路内，所述多个换热组中的每个包括：

环形外歧管，其与第一相邻换热组流体连通；

中心歧管，其与第二相邻换热组流体连通；以及

多个换热管，其构造成网格结构且在所述环形外歧管与所述中心歧管之间延伸。