蒸發(fā)器熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蒸發(fā)器熱交換器。所述蒸發(fā)器熱交換器包括底板、頂板，和介于所述底板與所述頂板之間的至少一個(gè)主板。所述至少一個(gè)主板包括：第一表面，其具有用于使第一流體沿著所述第一表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；和第二表面，其與所述第一表面相對(duì)、具有使第二流體沿著所述第二表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；其中熱量通過(guò)所述主板在所述第一流體與所述第二流體之間交換。彼此相鄰的主板界定用于流體流動(dòng)的封閉通道。
【專利說(shuō)明】蒸發(fā)器熱交換器
[0001]發(fā)明背景
本公開(kāi)涉及熱交換器，且更具體來(lái)說(shuō)，涉及用于航天應(yīng)用的蒸發(fā)器熱交換器。
[0002]使用熱交換器來(lái)冷卻流體，諸如用在發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體。一種類型的熱交換器是包括彼此分開(kāi)的多個(gè)板的板式熱交換器。板式熱交換器一般用于加熱、通風(fēng)和空調(diào)應(yīng)用。板包括用于熱量轉(zhuǎn)移的流體流動(dòng)通路。航空環(huán)境對(duì)板式熱交換器的設(shè)計(jì)提供了許多挑戰(zhàn)。
發(fā)明概要
[0003]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案,蒸發(fā)器熱交換器包括:底板、頂板和介于底板與頂板之間的主板，其中主板包括:第一表面，其具有用于使第一流體沿著第一表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；和第二表面，其與第一表面相對(duì)具有用于使第二流體沿著第二表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道，其中熱量通過(guò)主板在第一流體與第二流體之間交換。
[0004]根據(jù)另一實(shí)施方案,蒸發(fā)器熱交換器的主板包括:第一表面，其具有用于使第一流體沿著第一表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；和第二表面，其與第一表面相對(duì)具有用于使用第二流體沿著第二表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道，其中熱量通過(guò)主板在第一流體與第二流體之間交換。
[0005]根據(jù)另一實(shí)施方案，蒸發(fā)器熱交換器包括:第一主板，其包括第一表面，所述第一表面具有用于界定用于使流體沿著第一表面流動(dòng)的第一容積的脊部和凹槽；和第二主板，其包括第二表面，所述第二表面具有界定用于使用流體沿著第二表面流動(dòng)的第二容積的脊部和凹槽；其中第一主板和第二主板被放置為彼此相鄰以界定用于來(lái)自第一容積和第二容積的流體流動(dòng)的封閉通道。
[0006]通過(guò)本公開(kāi)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)額外特征和優(yōu)點(diǎn)。本公開(kāi)的其它實(shí)施方案和方面在本文中進(jìn)行詳細(xì)描述且被視為所要求的公開(kāi)的一部分。為了更好地了解具有優(yōu)點(diǎn)和特征的本公開(kāi)，請(qǐng)參考描述和圖示。
[0007]附圖簡(jiǎn)述
在本說(shuō)明書的總結(jié)處的權(quán)利要求書中特別指出并明確要求被視為本公開(kāi)的主旨。本公開(kāi)的前述特征和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)從下文結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中顯而易見(jiàn)，其中:
圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的板式熱交換器100的分解圖；
圖2示出示例性實(shí)施方案中熱交換器的主板的脊?fàn)顓^(qū)域的橫截面；
圖3示出替代實(shí)施方案中蒸發(fā)器熱交換器的主板的脊?fàn)顓^(qū)域的橫截面；和圖4和圖5不出相鄰表面放置在一起的主板。

【具體實(shí)施方式】
[0008]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的板式熱交換器100的分解圖。板式熱交換器100包括主板110，主板110在其一個(gè)或多個(gè)表面上具有脊?fàn)顓^(qū)域111和對(duì)應(yīng)于流體的入口和出口的開(kāi)口 112。脊?fàn)顓^(qū)域111可以包括在主板110的表面中形成用于流體流動(dòng)的通道的脊部和凹槽。通道可以被定向來(lái)形成人字形或V形圖案來(lái)增大主板110上流體所接觸的表面積并且在流體中產(chǎn)生渦流。主板的一個(gè)表面上的人字形圖案的方向可以類似于主板的相對(duì)表面上的人字形圖案的方向。替代地，主板的一個(gè)表面上的人字形圖案的方向可以與主板的相對(duì)表面上的人字形圖案的方向倒置。
[0009]主板的開(kāi)口 112可以交替具有圍繞開(kāi)口 112的突出部或凹部以交替進(jìn)入主板之間的孔穴的流體。例如，第一流體可以進(jìn)入主板之間的第一、第三和第五孔穴，且第二流體可以進(jìn)入第二、第四和第六孔穴。流體被維持為彼此分開(kāi)且當(dāng)其流過(guò)孔穴時(shí)通過(guò)主板110經(jīng)由熱傳導(dǎo)交換熱量。
[0010]板式熱交換器100包括第一端板120，本文中也稱為頂部端板120。板式熱交換器100還包括第二端板130，其在本文中還被稱為底部端板130。頂部端板120和底部端板130被定位在多個(gè)主板110的相對(duì)側(cè)上。所示頂部端板120包括開(kāi)口 122以接收流體配件151、152、153和154。第一流體可以經(jīng)由流體配件151輸入到板式熱交換器100且經(jīng)由流體配件152從熱交換器輸出。第二流體可以經(jīng)由流體配件153輸入到板式熱交換器100且經(jīng)由流體配件154從板式熱交換器100輸出。焊接螺柱155、156、157和158也可以設(shè)置在流體配件151、152、153和154的寬部分與頂部端板120之間。
[0011]圖1還示出底部端板130，其包括面朝內(nèi)的表面131。面朝內(nèi)的表面131包括脊和凹槽形成人字形圖案的脊?fàn)顓^(qū)域，其與相鄰主板110的脊?fàn)顓^(qū)域111類似。頂部端板120還包括其面朝內(nèi)的表面上的脊?fàn)顓^(qū)域(未示出)。頂部端板120的脊?fàn)顓^(qū)域還包括脊部和凹槽形成人字形圖案的脊?fàn)顓^(qū)域，其類似于相鄰主板110的脊?fàn)顓^(qū)域。主板110可以彼此抵靠放置(脊部與主板110的所述凹槽對(duì)齊)形成封閉通道，流體流過(guò)所述封閉通道。此外，底部端板130可抵靠主板110放置使得底部端板130的脊部與主板的脊部對(duì)齊來(lái)形成封閉通道，且頂部端板120可以抵靠主板110放置使得頂部端板120的脊部與主板110的脊部對(duì)齊以形成封閉通道。
[0012]圖2示出熱交換器100的主板110的示例性脊?fàn)顓^(qū)域的示例性橫截面200。示例性橫截面200示出具有一系列脊部201a-n和凹槽202a_n的主板110的第一表面202。橫截面200還示出與第一表面202相對(duì)的主板110的第二表面204。第二表面204還包括一系列脊部211a-n和凹槽212a_n。在示例性實(shí)施方案中，脊部201a_n和凹槽202a_n形成正弦曲線且脊部21 la-n和凹槽212a-n形成正弦曲線。在示例性實(shí)施方案中，第一表面202的脊部201a-n與第二表面204的脊部211a_n相對(duì)，且第一表面202的凹槽202a_n與第二表面204的凹槽212a-n相對(duì)。在替代實(shí)施方案中，第一表面202的脊部可以偏移使得第一表面202的脊部201a-n與第二表面204的凹槽212a_n相對(duì)，且第一表面202的凹槽202a_n與第二表面204的脊部21 la-n相對(duì)。主板110在主板最厚部分處具有等于約0.05英寸的厚度tl (即，外厚度)，諸如所述最厚部分介于相對(duì)脊部(諸如脊部201η與211η)之間。主板110在主板的最薄部分處(即，最內(nèi)厚度)具有等于約0.008的厚度t2，諸如所述最薄部分處介于相對(duì)凹槽(諸如凹槽201η與21 In)之間。因此，脊部高出凹槽的高度i/是約0.042英寸。凹槽的寬度#可以是約0.1英寸。
[0013]在替代實(shí)施方案中，脊部和凹槽可以形成非正弦曲線或圖案，諸如示于圖3中。圖3示出主板110，其包括沿著第一表面302的一系列脊部301a-n和凹槽302a_n以及沿著第二表面304的一系列脊部31 la-n和凹槽312a_n。脊部301a_n和311a_n與圖2的脊部20la-n與211a_n相比寬度減小。而且，凹槽302a_n和312a_n與圖2的凹槽202a_n和212a-n的底部區(qū)域相比，具有長(zhǎng)度延伸的底部區(qū)域。圖3的主板在相對(duì)脊部(諸如脊部301η與31 In)之間具有等于約0.05英寸的厚度tl且在相對(duì)凹槽(諸如凹槽301η與31 In)之間具有等于0.008英寸的厚度t2。因此，脊部高出凹槽的高度i/是約0.042英寸。凹槽的寬度#可以是約0.1英寸。
[0014]圖4和圖5示出相鄰表面放置在一起的主板。圖4示出圖2所示的類型彼此相鄰放置的兩個(gè)主板401和402。圖5示出彼此相鄰放置的圖3所示類型的兩個(gè)主板501和502。相鄰表面的脊部彼此對(duì)齊以形成封閉通道405和505。因此，封閉通道高是約0.084英寸且寬是約0.1英寸。盡管圖4和圖5示出相鄰主板，但是應(yīng)了解所述主板之一可以由頂部端板120和底部端板130之一替代以形成封閉通道405和505。
[0015]本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施方案的目的且不意在限制本公開(kāi)。如本文所使用，單數(shù)形式“一個(gè)(a、an)”、“所述”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。還應(yīng)了解術(shù)語(yǔ)“包括(comprises和/或comprising)”用在本說(shuō)明書中時(shí)指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個(gè)以上其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元素組件和/或其組的存在或添加。
[0016]下文權(quán)利要求書中的所有方式或步驟附加功能元件的相應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作以及等效物意在包括用于結(jié)合如具體要求的其它所要求元件執(zhí)行功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動(dòng)作。本公開(kāi)的描述已經(jīng)出于闡釋和描述的目的而提出，但是不意在詳盡或限于呈所公開(kāi)形式的公開(kāi)。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)明白可以作出許多修改和變更而不脫離本公開(kāi)的范疇和精神。選擇并描述了實(shí)施方案以最佳地說(shuō)明本公開(kāi)的原理以及實(shí)際應(yīng)用，且使本領(lǐng)域其它技術(shù)人員能夠了解具有如適于所設(shè)想的特定用途的各自修改的各個(gè)實(shí)施方案的公開(kāi)。
[0017]盡管已經(jīng)描述了本公開(kāi)的示例性實(shí)施方案，但是應(yīng)了解本領(lǐng)域技術(shù)人員，無(wú)論現(xiàn)在還是將來(lái)，都可以作出落在上文權(quán)利要求書的范疇內(nèi)的各種改進(jìn)和增強(qiáng)。這些權(quán)利要求應(yīng)被解釋為維持對(duì)首先描述的公開(kāi)的適當(dāng)保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種蒸發(fā)器熱交換器，其包括: 底板； 頂板；和 介于所述底板與所述頂板之間的主板，其中所述主板包括:第一表面，其具有用于使第一流體沿著所述第一表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；和第二表面，其與所述第一表面相對(duì)、具有用于使第二流體沿著所述第二表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；其中熱量通過(guò)所述主板在所述第一流體與所述第二流體之間交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中所述第一表面上的所述一個(gè)或多個(gè)通道中和所述第二表面上的所述一個(gè)或多個(gè)通道中的至少一個(gè)形成人字形圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中所述底板包括具有一個(gè)或多個(gè)通道的表面，其中所述主板抵靠所述底板的所述表面放置形成用于所述第二流體的流動(dòng)的至少一個(gè)封閉通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中所述頂板包括一個(gè)或多個(gè)通道，其中所述主板的所述第一表面抵靠所述底板的所述表面放置形成用于所述第一流體的流動(dòng)的至少一個(gè)封閉通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中在所述主板的相對(duì)表面上的脊部之間測(cè)量的所述主板的厚度是約0.05英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中在所述主板的相對(duì)表面上的凹槽之間測(cè)量的所述主板的厚度是約0.008英寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中所述主板的相同表面上的相鄰脊部之間的距離是約0.1英寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中以下中的至少一個(gè):所述第一表面的所述凹槽與所述第二表面的脊部重合；和(ii)所述第一表面的所述凹槽與所述第二表面的凹槽重合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)器熱交換器，其中所述第一表面和所述第二表面之一的所述人字形圖案與所述第一表面和所述第二表面的另一表面上的所述人字形圖案倒置。
10.一種蒸發(fā)器熱交換器的主板，其包括: 第一表面，其具有用于使第一流體沿著所述第一表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道；和 第二表面，其與所述第一表面相對(duì)、具有用于使第二流體沿著所述第二表面流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)通道； 其中熱量通過(guò)所述主板在所述第一流體與所述第二流體之間交換。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主板，其中所述主板的相對(duì)表面上的脊部之間的所述主板的厚度是約0.05英寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主板，其中在所述主板的相對(duì)表面上的凹槽之間的所述主板的厚度是約0.008英寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主板，其中所述主板的相同表面上的相鄰脊部之間的距離是約0.1英寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主板，其中所述第一表面和所述第二表面中的至少一個(gè)的所述一個(gè)或多個(gè)通道形成人字形圖案。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主板，其中所述主板被構(gòu)造為相鄰于另一板放置以使所述主板的所述脊部與形成在所述另一板的表面上的脊部接觸以形成封閉通道，其中所述另一板包括另一主板、所述熱交換器的底板和所述熱交換器的頂板中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】F28D9/00GK104236347SQ201410246082
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】R. 巴羅恩 M., 魯西奇 R. 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司