包括各自包括至少两个不同的部分的多个流体循环板的热交换器、冷却系统和制造方法与流程

本发明涉及热交换器，热交换器可以在空气冷却系统中使用，例如在航空、铁路或地面交通工具中使用。特别地，本发明涉及热交换器，该热交换器包括用于第一流体的多个循环板。

背景技术：

1、热交换器用于允许至少两种流体之间的热传递，特别是用于使用一种流体冷却或加热另一种流体。热交换器在许多背景中使用，特别是在用于航空、铁路或地面交通工具的空气冷却系统中使用。空气冷却系统可以用于冷却呈液态或气态的流体流（被称为热流体）。

2、在冷却的情况下，冷回路的冷流可以例如由从飞行器的发动机的旁通流中抽取的空气流供应，该旁通流以风扇空气命名，该旁通流的温度接近飞机的外部环境。冷回路也可以由从飞行器的进气口抽取的空气流供应，该进气口供应空气管道，更为人所知的是ram空气。

3、在航空交通工具中，通常旨在限制所有部件的质量和体积。因此，在某些情况下，将热交换器安装于在空间上受大致弯曲的形状约束的空间内是有用的，这在飞行器机舱尤其如此。

4、例如，ep3364142公开了一种弯曲的热交换器，该弯曲的热交换器由若干段形成，该若干段借助于若干段的封闭杆被组装在一起，若干段的封闭杆的端部沿着不平行的平面延伸。

5、文献us2012/0227944还公开了一种热交换器，该热交换器用于计算机断层成像系统，该热交换器由多个管形成，多个管在不同的位置弯折以形成若干直的部段并具有开口端。用于第一热交换流体的流动通路在管内部延伸。管被附接到一对板，该对板将管保持在被间隔开一定距离的阵列中，从而允许第二热交换流体在管的平的外表面之间循环。

6、文献us2003/0234098还公开了一种空气调节模块，空气调节模块包括热交换器，该热交换器包括：第一部件，第二部件，相对于第一部件倾斜；集管；以及多个翅片和管，在集管之间延伸。入口孔和出口孔被布置在集管中的一个或多个上，以使液体在集管之间传送通过管。

7、然而，此类热交换器展现了非最优的热交换性能和相对高的压力损失，并且在制造期间也带来约束。

技术实现思路

1、发明目的

2、本发明旨在提供一种热交换器，该热交换器使得可以克服这些缺点。

3、本发明还旨在提供一种热交换器，该热交换器在具有有限的质量的同时展现了优异的效率。

4、本发明还旨在在至少一个实施例中提供一种热交换器，该热交换器被配置为被安装在航空、铁路或地面交通工具的空间上受限的空间中。

5、本发明还旨在在至少一个实施例中提供一种用于制造这种热交换器的方法，该方法的实施方式是容易的，并且仅需要很少的不同的元件。

6、发明的公开

7、为此，本发明涉及一种热交换器，包括：

8、-流动壳体，包括第一入口和第一出口，第一入口用于第一流体流入流动壳体，第一出口用于第一流体流出流动壳体，

9、-第二入口和第二出口，第二入口用于第二流体流入流动壳体，第二出口用于第二流体流出流动壳体，

10、热交换器的特征在于，所述交换器包括用于第一流体的多个循环板，用于第一流体的每个循环板包括：

11、-多个导管，被配置为允许第一流体在第一入口与第一出口之间循环，

12、-至少一个第一部分和至少一个第二部分，第一部分主要沿着相对于主平面具有非零倾斜度的平面延伸，第二部分沿着主平面延伸，以及

13、用于第一流体的循环板被配置为使得第一循环板的第一部分基本上平行于第二循环板的第一部分布置，并且被配置为使得第一循环板的第二部分基本上平行于第二循环板的第二部分布置，在两个循环板之间的每个空间限定用于第二流体的循环层。

14、所述交换器还包括封闭杆，封闭杆用于第二流体的每个循环层，至少一个封闭杆被布置在第一流体的两个循环板之间，至少一个封闭杆被布置在第一循环板的第一部分与第二循环板的第一部分之间，

15、与交换器的循环板的至少一个第一部分接触的封闭杆沿着平行于主平面的方向彼此偏移，第一流体的循环板的第一部分沿着主平面延伸，使得在第一流体的每个循环板内通路的长度是基本上一致的，其中在每个循环板内第一流体在通路内循环。

16、因此，根据本发明的包括这种循环板的交换器可以具有大致弯曲的或拱形的总体形状，以能够遵循在例如飞行器的机舱或具有非平面的（或基本上非平行六面体的）形状的任何其它受限空间内被分配给该交换器的空间的曲率，该循环板集成至少两个部分，至少两个部分相对于彼此倾斜，如同每个板已经被部分地弯折一样。因此，根据本发明的包括这种循环板的热交换器也使得可以提供这种一件式热交换器，即，一件式热交换器由单个件形成，而非由以不同的倾斜度组装在一起的若干部段形成。根据本发明的交换器的结构还允许在相同的热交换器的第一流体的每个循环板内通路的长度是基本上一致的，其中在每个循环板内第一流体在该通路内循环，一致的板能够用于相同的热交换器的所有不同的层，并且不需要与所述第一流体的循环板的不同的部分相对于彼此的倾斜相关的任何特定调整。因此，集成用于第一流体的循环导管的循环板的构造还使得可以提供用于第二流体的循环层，用于第二流体的循环层彼此基本上一致。这也使得可以改善热交换器的冷却性能并限制压力损失。

17、换言之，与所述交换器的循环板的至少一个第一部分接触的封闭杆沿着平行于主平面的方向彼此偏移，第一流体的循环板的第一部分沿着主平面延伸，使得第一循环板的第一部分的长度与第二循环板的第一部分的长度基本上一致（每个部分的长度是在每个循环板的该部分内平行于第一流体的主循环方向延伸的尺寸）。因此，第一流体和第二流体在每一层中可以分别具有基本上一致的循环路径，这提供了许多优点。

18、因此，用于所述第一流体的循环板彼此不接触地布置，彼此相邻的两个板提供允许所述第二流体流动的自由空间。因此，用于第一流体的循环板被布置为允许用于第一流体的循环层和用于第二流体的循环层的交替。这也被称为所谓的“热”层和所谓的“冷”层的交替。

19、用于第一流体的循环板的每个导管至少部分地在该循环板内界定用于第一流体的循环通道。用于第一流体的循环板的每个导管在用于第一流体的循环板的每个部分内延伸。因此，有利地并且根据本发明，用于第一流体的循环板的每个导管至少在用于第一流体的循环板的第一部分内延伸，并且至少在用于第一流体的循环板的第二部分内延伸。有利地并且根据本发明，用于第一流体的每个循环板包括多个导管，多个导管被配置为允许第一流体在第一入口与第一出口之间循环，所述导管在用于第一流体的循环板的第一部分和第二部分内彼此基本上平行地延伸。因此，有利地并且根据本发明，在用于第一流体的循环板的每个部分内，所述导管彼此基本上平行地延伸。此外，用于第一流体的循环板的每个导管可以具有各种几何结构形状的截面，特别是方形截面、圆形截面或矩形截面。

20、有利地并且根据本发明，用于第一流体的每个循环板由单个件形成，即以集成导管的一个件形成。

21、每个循环板可以包括多个部分，多个部分相对于彼此倾斜。有利地并且根据本发明，用于第一流体的每个循环板还包括第三部分。有利地并且根据本发明，每个循环板还包括第三部分，所述第三部分主要沿着相对于主平面具有非零倾斜度的平面延伸，所述第二部分沿着主平面延伸，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分。因此，每个循环板可以包括多于三个部分，例如四个或甚至五个部分……

22、有利地并且根据本发明，所述倾斜度至少等于10°。有利地并且根据本发明，所述倾斜度在15°和50°之间。

23、因此，有利地并且根据本发明，所述热交换器还包括封闭杆，封闭杆用于第二流体的每个循环层，至少一个封闭杆被布置在第一流体的两个循环板之间。

24、有利地并且根据本发明，至少一个封闭杆被布置在第一循环板的第一部分和第二循环板的第一部分之间。

25、有利地并且根据本发明，与所述交换器的循环板的至少一个第一部分接触的封闭杆沿着平行于主平面的方向彼此偏移，第一流体的循环板的第一部分沿着主平面延伸。

26、有利地并且根据本发明，根据本发明的热交换器的用于第一流体的每个循环板适于允许呈液态或气态的流体流动。

27、有利地并且根据本发明，根据本发明的热交换器的用于第二流体的每个循环层适于允许呈气态的流体的流动。

28、例如，第一流体可以表示待冷却的流体（“热”空气），并且第二流体可以表示温度低于第一流体的温度的流体（所谓的“冷”或“冷却”空气）（在冷却器的情况下，第一流体的温度高于第二流体的温度）。当然，反过来也是可以的，例如在作为蒸发器操作的情况下，在蒸发器中，第一流体将表示待通过与温度高于第一流体的温度的第二流体进行热交换而蒸发的液体。

29、在另一方面，导流件（或翅片）可以被布置在用于第二流体的每个循环层中。有利地并且根据本发明，用于第二流体的每个循环层包括至少一个导流件，至少一个导流件具有波纹形状。这种导流件可以采取各种形式，并且例如，以波纹片、波纹条或z字形翅片的形式呈现。有利地并且根据本发明，用于第二流体的循环层的每个导流件被布置为与用于第一流体的至少一个循环板接触。

30、第一流体和第二流体中的每一者的循环可以呈不同的形式，包括被称为错流或逆流（单程或多程）的形式。根据本发明的热交换器可以被配置为允许用于第一流体的单程或u形回路。根据本发明的热交换器的第二流体可以根据单程、u形、z形回路或任何更复杂的回路配置。

31、有利地并且根据本发明，用于第一流体的每个循环板的导管被配置为允许第一流体在第一入口与第一出口之间沿着与第二流体在用于第二流体的每个循环层中的主循环方向基本上正交的方向循环。根据本发明的这个方面，因此形成的热交换器是错流交换器。

32、也没有什么能防止提供导管被配置为允许第一流体沿着基本上平行于第二流体在用于第二流体的每个循环层中的主循环方向的方向循环。根据本发明的这个方面，因此形成的热交换器是并流或逆流交换器。

33、本发明还涉及一种冷却系统，该冷却系统包括根据本发明的热交换器。

34、也没有什么能防止设计包括根据本发明的热交换器的空气调节系统。

35、本发明还涉及一种用于制造这种热交换器的方法。特别地，根据本发明的制造方法，在该制造方法中，热交换器包括：

36、-流动壳体，包括第一入口和第一出口，第一入口用于第一流体流入流动壳体，第一出口用于第一流体流出流动壳体，

37、-第二入口和第二出口，第二入口用于第二流体流入流动壳体，第二出口用于第二流体流出流动壳体，

38、该制造方法的特征在于，所述热交换器包括用于第一流体的多个循环板，用于第一流体的每个循环板包括：

39、-多个导管，被配置为允许第一流体在第一入口与第一出口之间循环，

40、-至少一个第一部分和至少一个第二部分，第一部分主要沿着相对于主平面具有非零倾斜度的平面延伸，第二部分沿着主平面延伸，

41、用于第一流体的循环板被布置为使得第一循环板的第一部分基本上平行于第二循环板的第一部分布置，并且被布置为使得第一循环板的第二部分基本上平行于第二循环板的第二部分布置，在两个循环板之间的每个空间限定用于第二流体的循环层。

42、本发明还涉及热交换器、用于制造这种热交换器的方法、冷却系统和飞行器，它们的特征在于，上面或下面提及的所有或一些特征的组合。