一种层叠式弧状换热器的制作方法

本发明涉及换热器，具体涉及一种层叠式弧状换热器。

背景技术：

1、随着航空航天技术的快速发展，航空发动机以及燃气轮机能够达到更高温的工况，因此对与航空发动机以及燃气轮机配套使用的换热器的换热能力要求更高；现有应用于航空发动机以及燃气轮机的大多数换热器受使用空间和材料物性的限制，换热器的换热面积较小以及换热效率较低，导致无法满足高温工况的换热降温需求。目前主要通过增大换热器的尺寸来增强换热器的换热能力，现有的换热器多为正方或立方型，需要明显增大换热器的尺寸后才能提升换热器的换热能力，但明显增大尺寸后的换热器不适于装配在航空发动机以及燃气轮机的较为狭小的安装空间内，因此，亟需一种结构紧凑且换热能力强的换热器。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中缺少一种应用于航空发动机或燃气轮机的结构紧凑且换热能力强的换热器的缺陷，从而提供一种层叠式弧状换热器。

2、根据本发明提供的一种层叠式弧状换热器，包括呈弧状布置的换热器芯体，所述换热器芯体沿周向的一端内设置有进液槽，另一端设置有出液槽，所述换热器芯体上沿周向位于所述进液槽和所述出液槽之间设置有通液孔组，所述通液孔组包括多个沿周向间隔布置的通液孔，所述通液孔沿厚度方向贯穿所述换热器芯体，且适于供低压侧流体流经；所述换热器芯体包括沿厚度方向从上至下依次设置的第一侧板、换热单元以及第二侧板，所述换热单元内设置有通道，所述通道沿周向的两端分别连通所述进液槽和所述出液槽，且适于供高压侧流体流经与低压侧流体进行热交换；所述换热单元包括沿厚度方向从上至下依次设置的第一换热板和第二换热板，位于所述第一换热板的所述通液孔沿径向的尺寸小于位于所述第二换热板的所述通液孔沿径向的尺寸，位于所述第一侧板和所述第二换热板的所述通液孔沿厚度方向的投影均与位于所述第二侧板的所述通液孔相重叠。

3、根据本发明的一种层叠式弧状换热器，至少具有如下技术效果：

4、1.通过在第一侧板和第二侧板之间从上至下叠设有第一换热板和第二换热板，位于第一换热板的通液孔沿径向的尺寸小于位于第二换热板的通液孔沿径向的尺寸，位于第二换热板的通液孔的尺寸与位于第一侧板和第二侧板的通液孔的尺寸相同；在低压侧流体沿厚度方向流经换热器芯体与流经通道的高压侧流体进行换热的过程中，位于第一换热板的通液孔和位于第二换热板的通液孔的尺寸变化使得在不增大换热单元的厚度的基础上延长低压侧流体流经换热单元的路径和时间；同时沿通道的布置路径上依次设置有多个通液孔，增大流经通道的高压侧流体与流经换热器芯体的低压侧流体的换热面积，实现在基本不增大尺寸的基础上提高本层叠式弧状换热器的换热能力，以满足航空发动机或燃气轮机的需求。

5、2.通过将通液孔组的多个通液孔沿周向间隔布置在进液槽和出液槽之间，且通道沿周向排布；使得通过通液孔组流经换热器芯体的低压侧流体的低压侧流场以及通过通道流经换热器芯体的高压侧流体的高压侧流场均分布均匀，不存在偏流的现象，使得流经不同位置的通液孔的低压侧流体传热均匀，热量或冷量能够及时的散出，从而提高换热效率且降低能耗，进而实现在基本不增大尺寸的基础上提高换热效率和换热能力。

6、3.通过将换热器芯体设置为弧状结构，一方面相对于设置成直线状，本层叠式弧状换热器能够在相同的尺寸空间内延长高压侧流体流经通道的路径和时间，提高高压侧流体与低压侧流体之间的换热效率，从而提升本层叠式弧状换热器的换热能力，满足航空发动机或燃气轮机的需求，另一方面适于装配在航空发动机或燃气轮机的内部高压轴和燃烧室内机匣之间的较为狭小的弧状空间内。

7、优选地，所述换热单元还包括沿厚度方向从上至下依次设置的第三换热板和第四换热板，所述第三换热板设置于所述第二换热板沿厚度方向背离所述第一换热板的一侧；位于所述第三换热板的所述通液孔沿径向的尺寸小于位于所述第四换热板的所述通液孔沿径向的尺寸，位于所述第四换热板的所述通液孔沿厚度方向的投影与位于所述第二换热板的对应所述通液孔相重叠。

8、优选地，位于所述第二换热板的所述通液孔沿径向的尺寸是位于所述第一换热板的所述通液孔沿径向的尺寸的两倍；位于所述第四换热板的所述通液孔沿径向的尺寸是位于所述第三换热板的所述通液孔沿径向的尺寸的两倍；位于所述第一换热板的所述通液孔与位于所述第三换热板的所述通液孔沿径向错开布置，位于所述第一换热板的所述通液孔沿厚度方向的投影不落在位于所述第三换热板的对应所述通液孔的范围内。

9、优选地，所述通液孔组设置有多组，多组所述通液孔组沿所述换热器芯体的径向间隔布置；所述通道设置有多个，每个所述通道沿径向位于相邻两组所述通液孔组之间。

10、优选地，所述通道包括有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，所述第一通道设置于所述第一换热板，所述第二通道设置于所述第二换热板，所述第三通道设置于所述第三换热板，所述第四通道设置于所述第四换热板。

11、优选地，所述第一换热板沿厚度方向的上端面设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述第一侧板的下端面的夹设区域形成所述第一通道；

12、和/或，所述第二换热板沿厚度方向的上端面设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一换热板的下端面的夹设区域形成所述第二通道；

13、和/或，所述第三换热板沿厚度方向的上端面设有第三凹槽，所述第三凹槽与所述第二换热板的下端面的夹设区域形成所述第三通道；

14、和/或，所述第四换热板沿厚度方向的上端面设有第四凹槽，所述第四凹槽与所述第三换热板的下端面的夹设区域形成所述第四通道。

15、优选地，所述通液孔组的所述通液孔与相邻的所述通液孔组的对应所述通液孔沿周向至少部分错开设置。

16、优选地，所述第一侧板沿厚度方向的上端设置有进液接管，所述进液接管连通所述进液槽，且适于供高压侧流体流入。

17、优选地，所述第一侧板沿厚度方向的上端设置有出液接管，所述出液接管连通所述出液槽，且适于供高压侧流体流出。

18、优选地，所述换热单元设置有多个，多个所述换热单元沿厚度方向依次叠设于所述第一侧板和所述第二侧板之间。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种层叠式弧状换热器，其特征在于，包括呈弧状布置的换热器芯体，所述换热器芯体沿周向的一端内设置有进液槽，另一端设置有出液槽（1），所述换热器芯体上沿周向位于所述进液槽和所述出液槽（1）之间设置有通液孔组，所述通液孔组包括多个沿周向间隔布置的通液孔（2），所述通液孔（2）沿厚度方向贯穿所述换热器芯体，且适于供低压侧流体流经；所述换热器芯体包括沿厚度方向从上至下依次设置的第一侧板（3）、换热单元（4）以及第二侧板（5），所述换热单元（4）内设置有通道（41），所述通道（41）沿周向的两端分别连通所述进液槽和所述出液槽（1），且适于供高压侧流体流经与低压侧流体进行热交换；所述换热单元（4）包括沿厚度方向从上至下依次设置的第一换热板（42）和第二换热板（43），位于所述第一换热板（42）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸小于位于所述第二换热板（43）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸，位于所述第一侧板（3）和所述第二换热板（43）的所述通液孔（2）沿厚度方向的投影均与位于所述第二侧板（5）的所述通液孔（2）相重叠。

2.根据权利要求1所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述换热单元（4）还包括沿厚度方向从上至下依次设置的第三换热板（44）和第四换热板（45），所述第三换热板（44）设置于所述第二换热板（43）沿厚度方向背离所述第一换热板（42）的一侧；位于所述第三换热板（44）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸小于位于所述第四换热板（45）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸，位于所述第四换热板（45）的所述通液孔（2）沿厚度方向的投影与位于所述第二换热板（43）的对应所述通液孔（2）相重叠。

3.根据权利要求2所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，位于所述第二换热板（43）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸是位于所述第一换热板（42）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸的两倍；位于所述第四换热板（45）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸是位于所述第三换热板（44）的所述通液孔（2）沿径向的尺寸的两倍；位于所述第一换热板（42）的所述通液孔（2）与位于所述第三换热板（44）的所述通液孔（2）沿径向错开布置，位于所述第一换热板（42）的所述通液孔（2）沿厚度方向的投影不落在位于所述第三换热板（44）的对应所述通液孔（2）的范围内。

4.根据权利要求2或3所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述通液孔组设置有多组，多组所述通液孔组沿所述换热器芯体的径向间隔布置；所述通道（41）设置有多个，每个所述通道（41）沿径向位于相邻两组所述通液孔组之间。

5.根据权利要求4所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述通道（41）包括有第一通道（411）、第二通道（412）、第三通道（413）和第四通道（414），所述第一通道（411）设置于所述第一换热板（42），所述第二通道（412）设置于所述第二换热板（43），所述第三通道（413）设置于所述第三换热板（44），所述第四通道（414）设置于所述第四换热板（45）。

6.根据权利要求5所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述第一换热板（42）沿厚度方向的上端面设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述第一侧板（3）的下端面的夹设区域形成所述第一通道（411）；

7.根据权利要求4所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述通液孔组的所述通液孔（2）与相邻的所述通液孔组的对应所述通液孔（2）沿周向至少部分错开设置。

8.根据权利要求1所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述第一侧板（3）沿厚度方向的上端设置有进液接管（31），所述进液接管（31）连通所述进液槽，且适于供高压侧流体流入。

9.根据权利要求1或8所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述第一侧板（3）沿厚度方向的上端设置有出液接管（32），所述出液接管（32）连通所述出液槽（1），且适于供高压侧流体流出。

10.根据权利要求1至3任一项所述的一种层叠式弧状换热器，其特征在于，所述换热单元（4）设置有多个，多个所述换热单元（4）沿厚度方向依次叠设于所述第一侧板（3）和所述第二侧板（5）之间。

技术总结本发明公开了一种层叠式弧状换热器，涉及换热器技术领域，其包括呈弧状布置的换热器芯体，换热器芯体沿周向的两端内分别设有进液槽和出液槽，换热器芯体上位于进液槽和出液槽之间设有供低压侧流体流经的通液孔组，通液孔组包括多个沿周向间隔布置的通液孔，通液孔沿厚度方向贯穿换热器芯体；换热器芯体包括从上至下依次设置的第一侧板、换热单元和第二侧板，换热单元内设有连通进液槽和出液槽的通道，通道供高压侧流体流经与低压侧流体进行热交换；换热单元包括从上至下依次设置的第一换热板和第二换热板，位于第一换热板的通液孔沿径向的尺寸小于位于第二换热板的通液孔沿径向的尺寸。本发明实现在基本不增大尺寸的基础上提高换热器的换热能力。技术研发人员：石景祯,焦新廷,付敏翔,乐晨阳,赵博受保护的技术使用者：杭州微控节能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17