[发明专利]包括限定内部流体通路的流湍流器的增材制造的热交换器

说明书

提供一种增材制造的热交换器及制造其的方法。热交换器包括：多个壁，其间隔开以限定多个流体通路；和多个流湍流器，其通过流体通路在两个相邻的壁之间延伸。壁和流湍流器限定与多个流体通路热连通的一个或多个内部流体通路，该内部流体通路接收辅助热交换流体流，以用于提高热交换器的热传递效率。

技术领域

本主题大体上涉及热交换器，并且更特别地涉及具有改进的热传递能力和结构刚度的增材制造的热交换器。

背景技术

热交换器可连同燃气涡轮发动机一起被采用，以用于在一种或多种流体之间传递热。例如，处于相对高的温度的第一流体可穿过第一通路，而处于相对低的温度的第二流体可穿过第二通路。第一通路和第二通路可处于热接触或紧密接近，从而允许热从第一流体传至第二流体。因此，可降低第一流体的温度，并且可升高第二流体的温度。

常规热交换器包括大量的流体通路，各个流体通路使用板、条、箔、翅片、歧管等的一些组合形成。这些部件中的各个必须单独地被定位、定向、并且例如经由硬钎焊、焊接或另外的连结方法连接至支承结构。与这种热交换器的组装相关联的制造时间和成本非常高，并且由于形成的接头的数量，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增加。此外，制造约束限制可包括在热交换器中(例如，在流体通路内)的热交换特征的数量、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，更易于制造并且包括用于改进性能的热交换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被阐述，或者可根据描述为显而易见的，或者可通过本发明的实践而习知。

在本公开的一个示例性实施例中，提供一种增材制造的热交换器。热交换器包括：多个壁，其间隔开以限定多个流体通路；和多个流湍流器，多个流湍流器中的各个通过多个流体通路中的一个在多个壁中的两个相邻的壁之间延伸。内部流体通路被限定成穿过多个壁和多个流湍流器。

在本公开的另一示例性方面中，提供一种限定垂直方向和水平方向的增材制造的热交换器。热交换器包括外壳，其沿着垂直方向在顶壁与底壁之间延伸，并且沿着水平方向在第一端壁与第二端壁之间延伸。多个壁定位在外壳内并且沿着垂直方向在顶壁与底壁之间延伸，多个壁沿着水平方向间隔开以限定多个流体通路。多个流湍流器定位在多个流体通路内，多个流湍流器中的各个沿着水平方向延伸。内部流体通路被限定成穿过第一端壁、多个流湍流器、多个壁以及第二端壁。

在本公开的再一示例性方面中，提供一种制造热交换器的方法。方法包括通过连续沉积和熔融添加材料来形成多个壁，多个壁间隔开以限定多个流体通路。方法还包括通过连续沉积和熔融添加材料来形成多个流湍流器，多个流湍流器中的各个通过多个流体通路中的一个在多个壁中的两个相邻的壁之间延伸，其中内部流体通路被限定成穿过多个壁和多个流湍流器。

参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合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，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参照附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员而言完整且充分的公开。

图1为根据本主题的各个实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。

图2提供根据本主题的示例性实施例的可在图1的示例性燃气涡轮发动机中使用的增材制造的热交换器的透视横截面视图。

图3提供根据本主题的示例性实施例的可在图1的示例性燃气涡轮发动机中使用的增材制造的热交换器的横截面视图。

图4提供根据本主题的示例性实施例的可在图1的示例性燃气涡轮发动机中使用的增材制造的热交换器的横截面视图。