[发明专利]增材制造的热交换器

说明书

本发明涉及增材制造的热交换器。具体而言，一种用于使构件冷却的热交换器与至少部分地包绕构件的整流罩联接。整流罩限定整流罩仓室和外围间隙，以用于接收热交换器。热交换器包括壳体和多个热交换管，该壳体限定热交换仓室以用于接收冷流体流，该多个热交换管穿过热交换仓室以用于接收热流体流。排放歧管限定排放仓室，其通过流体出口提供热交换仓室与整流罩仓室之间的流体连通。此外，冲击挡板至少部分地限定排放歧管并且限定多个冷却孔，以用于将冷却空气冲击在热交换器近侧的构件上。

技术领域

本主题大体上涉及热交换器，并且更具体而言，涉及具有改进的热传递能力、结构刚度以及安装特征的增材制造的热交换器。

背景技术

热交换器可与燃气涡轮发动机结合采用，以用于在一种或多种流体之间传递热。例如，处于相对较高温度的第一流体可穿过第一通路，而处于相对较低温度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极为贴近，从而允许来自第一流体的热传送至第二流体。因此，第一流体的温度可降低并且第二流体的温度可升高。

常规热交换器包括大量流体通路，各个流体通路使用板、棒、箔、翅片、歧管、支撑结构、安装凸缘等的一些组合来形成。这些部分中的各个必须单独地定位、定向，并且例如经由钎焊、焊接或另一连结方法连接于支撑结构。与此类热交换器的组装相关联的制造时间和成本非常高，并且在流体通路之间或来自热交换器的流体泄漏的可能性大体上由于形成的接头的数量而增加。此外，制造约束限制了包括在热交换器中(例如在流体通路内)的热交换器特征和结构构件的数量、大小以及构造。

因此，具有改进的热交换器的燃气涡轮发动机将为有用的。更具体而言，更容易制造并且包括用于改进热性能和结构性能的特征的、用于燃气涡轮发动机的热交换器将为特别有益的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习到。

在本公开的一个示例性实施例中，提供一种用于使构件冷却的热交换器。构件包括至少部分地包绕构件的整流罩，整流罩限定外围间隙和整流罩仓室。热交换器包括限定热交换仓室的壳体和穿过热交换仓室的多个热交换管。入口歧管限定与热交换仓室流体连通的入口仓室，并且排放歧管限定与热交换仓室流体连通的排放仓室，排放歧管定位在构件整流罩的外围间隙内并且桥接该外围间隙。流体出口由排放歧管限定，流体出口提供排放仓室与整流罩仓室之间的流体连通。冲击挡板至少部分地限定排放歧管并且限定冲击挡板与构件之间的冲击间隙，冲击挡板限定多个冷却孔。

在本公开的另一示例性方面，提供一种用于制造热交换器的方法。方法包括将增材材料层沉积在增材制造机器的床上，以及将来自能量源的能量选择性地引导到增材材料层上，以熔融增材材料的一部分并且形成用于使构件冷却的热交换器。构件包括至少部分地包绕构件的整流罩，整流罩限定外围间隙和整流罩仓室。热交换器包括限定热交换仓室的壳体和穿过热交换仓室的多个热交换管。排放歧管限定与热交换仓室流体连通的排放仓室，排放歧管定位在构件整流罩的外围间隙内并且桥接该外围间隙。

在本公开的再一示例性方面，提供一种包括环形壳和整流罩组件的组件，该整流罩组件与壳间隔开，以限定整流罩间隙，整流罩组件限定整流罩仓室、提供整流罩仓室与整流罩间隙之间的流体连通的多个整流罩冷却孔，以及外围间隙。热交换器定位在整流罩组件的外围间隙内。热交换器包括限定热交换仓室的壳体和穿过热交换仓室的多个热交换管。入口歧管限定与热交换仓室流体连通的入口仓室，并且排放歧管限定与热交换仓室流体连通的排放仓室，排放歧管定位在构件整流罩的外围间隙内并且桥接该外围间隙。流体出口由排放歧管限定，流体出口提供排放仓室与整流罩仓室之间的流体连通。冲击挡板至少部分地限定排放歧管并且限定冲击挡板与构件之间的冲击间隙，冲击挡板限定多个冷却孔。

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