[发明专利]一种基于3D打印的无支撑蜂窝式换热单元及换热器

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的无支撑蜂窝式换热单元及换热器，其中一方面，换热单元包括外边框和设置在所述外边框内的用于流通所述第一流体的管道结构；所述管道结构设置有连通外部的第一流体进出口；所述管道结构包括若干个子管道，任一所述子管道的端部同时和与所述子管道端部相邻的另外两个所述子管道的端部连通，以形成在竖直平面上排列分布的蜂窝状结构；所述蜂窝状结构的孔格形成流通第二流体的第一通孔。换热器包括若干个上述的换热单元。本发明提供的基于3D打印的无支撑蜂窝式换热单元及换热器，提高了换热性能，并且增强了换热器的结构强度。

技术领域

本发明属于热交换器技术领域，特别涉及一种基于3D打印的无支撑蜂窝式换热单元及换热器。

背景技术

随着我国航空航天领域的发展，对航空发动机的动力性能和经济性能的要求越来越高，发动机中由于燃烧做功和零部件摩擦等原因产生大量的热，若能充分利用这些热，则有利于提高发动机的热效率，增加燃油经济性，降低能源消耗。在现代飞机中，燃油主要被存储在机翼中，这些燃油因在机翼中停留而冷却，由此能够为调节飞机燃烧室、机械和电气系统的温度提供了一种途径，通过燃油滑油热交换器（FCOC）在滑油和燃油之间传递热能，对发动机中产生的热量进行回收利用。

由于航空航天领域的特殊性，由此对换热器的要求极为的苛刻，其不仅要求较好的换热性能，还要求在保证换热性能的同时尽可能的轻量化，并且结构强度和稳定要求尽可能的高，所以换热器尤其是紧凑型换热器的研发对优化航空航天发动机的能源利用，保护环境安全具有非常积极的意义。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明提供了一种基于3D打印的无支撑蜂窝式换热单元及换热器，提高了换热性能，并且增强了换热器的结构强度。

为解决其技术问题，一方面，本发明提供的基于3D打印的无支撑蜂窝式换热单元，用于换热器以对温度不同的第一流体和第二流体进行热交换，其包括外边框和设置在所述外边框内的用于流通所述第一流体的管道结构；

所述管道结构设置有连通外部的第一流体进出口；

所述管道结构包括若干个子管道，任一所述子管道的端部同时和与所述子管道端部相邻的另外两个所述子管道的端部连通，以形成在竖直平面上排列分布的蜂窝状结构；

所述蜂窝状结构的孔格形成流通第二流体的第一通孔。

进一步地，上述管道结构中，位于上端和/或下端的竖直向的所述子管道的任一端部与所述外边框连接，并且其侧壁开口形成所述第一流体进出口。

进一步地，上述管道结构中，位于两侧的所述子管道为半管结构，所述半管结构的截面与所述外边框连接。

进一步地，上述管道结构的上部、中部和下部均设有支撑板，所述支撑板呈锯齿状结构，所述锯齿状结构与所述管道结构的子管道在水平方向上的延伸形状相同，所述锯齿状结构与相应的所述子管道连接，并且两端与所述外边框连接。

进一步地，上述支撑板的锯齿状结构的任一侧峰部设有加强筋，所述加强筋与相应的竖直向的所述子管道连接。

进一步地，上述加强筋为三角形结构，所述三角形结构的任意两条边分别与所述支撑板和所述子管道连接。

进一步地，上述设于所述管道结构的上部和/或下部的所述支撑板设有支撑件，所述支撑件和所述加强筋分别设于所述支撑板的锯齿状结构的两侧峰部，并且所述支撑件位于所述支撑板靠近所述外边框的一侧，以与所述外边框连接。

进一步地，上述支撑件包括基部和加强部，所述基部为矩形体结构，所述加强部为倒梯形体结构，所述基部与所述支撑板连接，所述加强部的上底面与所述外边框连接，所述加强部的下底面与所述基部连接，所述上底面的面积大于所述下底面的面积。