[发明专利]波形壁热交换器

说明书

本发明提供了一种热交换器和热交换器芯部。热交换器芯部包括在所述热交换器芯部的入口增压室和所述热交换器芯部的出口增压室之间延伸的多个柱状通道，柱状通道在单个制造过程中整体地形成。

技术领域

本公开的领域涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地说，涉及整体形成的具有波形壁的热交换器。

背景技术

至少一些熟知的热交换装置使用单独的平行板和多个例如孔板的片件以允许从已组装结构进行供应和提取。单独的板需要通过熔接、钎焊或通过并有栓接和密封的法兰来密封。此类分开组装的结构具有泄漏的风险，从而使工作流体和冷却流体混合或工作流体和冷却流体中的一个或两个损耗。热交换器的单独部件的错误组装可能会导致泄漏问题。需要进行额外的维护来定期检验热交换器流体通道的完整性。此外，热交换器的部件可能需要额外的备件存货，因为它们会随着时间推移而磨损，所述部件例如但不限于密封件。通常，热交换器包装难以针对不同应用进行调整，因为热交换器部件的配置因可制造性问题而是有限的。另外，难以将工作流体和冷却流体引导到它们相应的在逆流热交换器的芯部中的热交换器流体通道，因为分割入口增压室(inlet plenum)中的流和汇合出口增压室(outlet plenum)中的流涉及到复杂的几何结构。

发明内容

在一个实施例中，热交换器芯部包括多个柱状通道，所述柱状通道在热交换器芯部的入口增压室和热交换器芯部的出口增压室之间延伸，且在单个制造过程中整体地形成。

可选地，多个柱状通道各自包括由流空隙间隔开的一对邻近侧壁。同样可选地，一对邻近侧壁中的至少一个侧壁包括延伸到流空隙中的多个表面特征。多个柱状通道可包括成并行流动连通联接的第一组第一通道和成并行流动连通联接的第二组第二通道，其中第二组第二通道不与第一组第一通道流动连通。第三组第三通道可成并行流动连通联接，且第三组第三通道可不与第一组第一通道和第二组第二通道流动连通。视需要，第一组第一通道和第二组第二通道中的至少一个包括大小与第一组第一通道和第二组第二通道中的所述至少一个的其余芯部流动通道不同的个别芯部流动通道。第一组第一通道和第二组第二通道可在热交换器芯部的入口增压室和热交换器芯部的出口增压室之间沿着第一组第一通道和第二组第二通道的长度与彼此成导热连通联接。可选地，多个柱状通道包括多个非平面侧壁。同样可选地，多个柱状通道包括以下中的至少一个：多个导流件、多个凹痕、多个凸块和多个尖峰。热交换器芯部还可包括第一热交换器歧管和第二热交换器歧管，其中过渡构件在第一热交换器歧管和第二热交换器歧管中的至少一个的每一端上形成，且过渡构件可包括多个导叶，所述多个导叶配置成将流体从第一热交换器歧管和第二热交换器歧管中的所述至少一个引导到多个柱状通道中的相应通道。

在另一实施例中，热交换器包括热交换器主体，所述热交换器主体包括第一热交换器歧管、第二热交换器歧管、沿着第一热交换器歧管和第二热交换器歧管之间的蛇形路径延伸的多个工作流体通道，以及沿着与多个工作流体通道导热接触的蛇形路径延伸的多个冷却剂流体通道。第一热交换器歧管、第二热交换器歧管、多个工作流体通道和多个冷却剂流体通道由烧结材料整体地形成。