包括在飛機熱交換器中的冷卻管的制作方法
【專利摘要】一種通道管包括本體，其具有在第一和第二相對端之間延伸以限定管寬度的第一和第二表面。所述第一和第二表面彼此分離限定管高度的距離。多個端口延伸穿過所述本體并在所述第一和第二表面之間延伸以限定沿所述管寬度的方向延伸的流體路徑。每個端口限定多個壁以及多個肋片，多個壁和多個肋片具有導熱表面以通過其進行熱傳遞。第一壁沿所述管寬度的方向延伸。所述第二壁沿所述管寬度的方向延伸并相對所述第一壁布置。至少一個肋片一體形成于所述第一和第二壁之間并與之垂直延伸。
【專利說明】包括在飛機熱交換器中的冷卻管
【技術領域】
[0001] 本發明構思大體涉及熱交換器，且尤其是涉及包括在噴氣飛機的熱交換器中的冷 卻管。
【背景技術】
[0002] 商用噴氣飛機通常包括一個或多個廚房區域，其具有存儲有食品和飲料的一個或 多個冷卻隔間。冷卻隔間包括用于控制隔間內的溫度的冷卻單元。相應地，可冷卻被存儲 在冷卻隔間中的食品和飲料。
[0003] 廚房冷卻單元包括用于去除來自隔間內的熱量的熱交換器。例如，熱電路空氣流 經含有冷卻的液體冷卻劑的管的外表面。常規的熱交換器(如液體-空氣熱交換器)包括一 個或多個冷卻管以使液體流過一個或多個冷卻管。可將來自隔間內的熱量傳遞至流過冷卻 管的液體。最終，使用額外的流體調節系統從飛機去除和排出液體的熱量。冷卻管的形狀 可控制從液體去除的熱量大小（即傳熱速率）以及在整個熱交換器中的流體壓降。
【發明內容】
[0004] 根據本發明構思的一個實施方案，一種通道管包括本體，其具有在第一和第二相 對端之間延伸以限定管寬度的第一和第二表面。第一和第二表面彼此相分離限定管高度的 距離。多個端口延伸穿過本體并在第一和第二表面之間延伸以限定沿管寬度的方向延伸的 流體路徑。每個端口限定多個壁以及多個肋片，多個壁和多個肋片具有導熱表面以通過其 進行熱傳遞。第一壁沿管寬度的方向延伸。第二壁沿管寬度的方向延伸并相對第一壁布置。 至少一個肋片一體形成于第一和第二壁之間并與之垂直延伸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005] 在說明書結尾的權利要求中特別指出并清楚地要求保護作為本發明構思的主題。 從結合附圖的下面的詳細描述可明顯地看出本發明構思的上述和其他特征，在附圖中： 圖1為根據實施方案的熱交換器的平面圖； 圖2為圖1所示的熱交換器的分解圖；以及 圖3和圖4為根據至少一個實施方案的通道管的橫斷面視圖。
【具體實施方式】
[0006] 參照圖1和圖2,其示出了根據實施方案的熱交換器總成100。熱交換器總成100 包括接收液體冷卻劑的入口 102和輸出加熱的液體的出口 104。芯106包括限定液體回路的 管總成108。管總成108包括多個層110。根據圖2所示的至少一個實施方案，管總成108 具有28層110。每一層110包括多個通道管112。在至少一個實施方案中，每一層110包 括三個通道管112。通道管112中的一個或多個可包括多個端口 114,其形成沿通道管112 的寬度延伸的流體路徑，如下面更詳細的討論的。可將空氣翅片116插入每一層110之間 以促進至流過通道管112的液體的熱傳遞。
[0007] 通道管112將液體冷卻劑從入口 102傳送至出口 104。液體冷卻劑可包括大約60% 的丙二醇和40%的水的混合物。空氣通過空氣翅片116與熱交換器總成100進行交互以將 熱量從空氣傳遞至液體冷卻劑，從而冷卻空氣。加熱的液體在通過出口 104離開前的過程 中以交叉逆流的配置經歷三個通路流過通道管112。可通過下游設備從液體冷卻環路去除 熱量。
[0008] 現在參照圖3和圖4,其示出了根據實施方案的通道管112的橫斷面視圖。通道管 112包括本體，其具有第一表面(例如頂面118)和第二表面(例如底面120)。頂面118和底 面120在第一和第二相對端122U24之間延伸以限定管寬度。在至少一個實施方案中，通 道管具有從約〇. 995英寸(約2. 527厘米）變化至約1. 003英寸(約2. 548厘米）的管寬度、 從約0. 125英寸(約0. 318厘米）變化至約0. 130英寸(約0. 330厘米）的管高度（HTraE)以 及從約14. 0英寸（約35. 56厘米）變化至約15. 0英寸（約38. 1厘米）的管長度（LTUBE)。通 道管112的本體由單一導熱材料(包括但不限于31104鋁)而一體制成且可例如使用擠壓工 藝而制成。第一和第二端122U24可包括最終形成彎曲的鼻部126的曲率半徑。彎曲部分 126從通道管112的本體沿徑向延伸以支撐和保護通道管的端部122、124免受外部接觸，且 同時也吸收流動的液體所施加在端部上的流體壓力。彎曲的鼻部可具有約0. 020英寸(約 0.051厘米）的寬度（WEND)。
[0009] 多個端口 114被形成穿過通道管112的本體并被形成在頂面118和底面120之間。 每個端口 114沿通道管112的寬度延伸以在熱交換器100的入口 102和出口 104之間輸送 液體。在一個實施方案中，端口 114大約為方形形狀。在至少一個實施方案中，端口 114的 角部可以彎曲以形成具有圓角的正方形。可替代地，端口 114為矩形形狀以限定端口高度 與端口寬度的比率。端口高度與端口寬度的比率可表示為端口高度/端口寬度=比率。在 至少一個實施方案中，端口高度與端口寬度的比率表示為〇. 1〇〇英寸/〇. 0594英寸=1. 6835 英寸。
[0010] 在至少一個實施方案中，彎曲端122、124可限定具有半圓形的相鄰端口 114。半 圓形端部端口的寬度（WSE")大約為0. 0594英寸（0. 150876厘米)。端部端口具有曲率半 徑。
[0011] 每個端口 114限定第一壁(例如頂壁128)、第二壁(例如底壁130)和至少一個肋 片(例如中心肋片132)。中心肋片132形成于每個相鄰端口 114之間并在頂壁128和底 壁130之間延伸。頂壁128和底壁130具有約0.014英寸（約0.036厘米）的高度（HT tqp、 HTb_m)。在至少一個實施方案中，中心肋片132具有約0. 010英寸（約0. 0254厘米）的寬 度（WeENTEK)。中心肋片132不限于上述寬度且可具有從約0. 0085英寸（約0. 0216厘米）變 化至約0. 0115英寸（約0. 0292厘米）的寬度。頂壁128、底壁130和中心肋片132彼此為 一體形成的。相應地，壁和肋片的尺寸限定每個端口 114的總厚度。壁和肋片的數量、端口 的寬度、端口的高度、肋片厚度、壁厚度和管材料控制從熱交換器的空氣回路傳遞至液體的 熱量的速率。即，可通過獨立于對熱交換器的空氣回路上的參數修改改變所述管尺寸(肋片 厚度、壁厚度、管寬度、端口數量、端口寬度、端口高度）中的每一個而控制將熱量添加至以 設定的流速流過的液體的速率。相應地，通道管112可被設定尺寸以滿足系統性能和壓降 需要。在至少一個實施方案中，端口 114具有約0.0594英寸（約0.150876厘米+/-公差） 的寬度（WraT)和約0. 100英寸(約0. 254厘米+/-公差）的高度（HTpqkt)。
[0012] 多個壁和肋片提供了傳熱表面，其與流過端口 114的液體相接觸。相應地，將熱量 從液體傳遞穿過壁和肋片并將熱量傳出通道管112。可基于端口 114的數量控制從通道管 112的傳熱速率和熱交換器100所實現的壓力。減少端口 114的數量(例如：提供10個端 口）會減少每個管112的二次傳熱面積并降低流體壓降，而增加端口 114的數量(例如：提 供18個端口）會增加二次傳熱面積并增加流體壓降。因此，可基于端口 114的數量和相應 肋片和壁厚度、端口數量、端口高度和端口寬度的設計而控制傳熱的一次和二次表面面積 以及通道管112所提供的流體壓降。
[0013] 雖然已描述了本發明構思的各種實施方案，但將理解的是，無論是現在還是將來， 本領域的技術人員都可對落在下面權利要求的范圍內的實施方案進行各種修改。這些權利 要求應被解釋為對本發明首次描述的內容提供適當的保護。
【權利要求】
1. 一種包括在熱交換器中的通道管，其包括： 本體，其包括在第一和第二相對端之間延伸以限定管寬度的第一和第二表面，所述第 一和第二表面的外表面彼此分離限定管高度的距離；以及 多個端口，其延伸穿過所述本體并在所述第一和第二表面之間延伸以限定沿所述管寬 度的方向延伸的流體路徑，每個端口限定多個壁以及多個肋片，所述多個壁和所述多個肋 片具有導熱表面以通過其進行熱傳遞，所述多個肋片包括： 沿所述管寬度的方向延伸的第一壁； 沿所述管寬度的方向延伸的第二壁，所述第二壁相對所述第一壁布置；以及 一體形成于所述第一和第二壁之間并與之垂直延伸的至少一個肋片。
2. 根據權利要求1所述的通道管，其中所述第一壁、所述第二壁和所述至少一個肋片 彼此為一體形成的并限定端口厚度，所述端口厚度確定流經所述端口的液體的傳熱速率。
3. 根據權利要求2所述的通道管，其中所述第一和第二端包括從所述管的所述本體沿 徑向延伸的彎曲部分。
4. 根據權利要求3所述的通道管，其中所述本體由14個端口組成。
5. 根據權利要求4所述的通道管，其中所述端口為矩形形狀以限定端口高度與端口寬 度的比率。
6. 根據權利要求5所述通道管，其中所述至少一個肋片具有0. 010英寸的寬度。
7. 根據權利要求6所述的通道管，其中所述第一和第二壁具有0. 014英寸的寬度。
8. 根據權利要求7所述的通道管，其中所述端口具有0. 100英寸的高度和0.0594英寸 的寬度。
9. 根據權利要求8所述的通道管，其中所述管高度為0. 128英寸。
10. 根據權利要求9所述的通道管，其中所述本體、所述第一和第二壁和所述至少一個 肋片是用導熱材料一體制成的。
11. 根據權利要求10所述的通道管，其中所述導熱材料為鋁。
12. 根據權利要求3所述的通道管，其中所述彎曲部分的寬度為0. 020英寸。
【文檔編號】F28F1/12GK104101231SQ201410134109
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2013年4月4日
【發明者】M.小德, B.R.希, K.L.斯蒂芬斯, M.扎格爾, M.W.米勒, I.C.小奧斯特蘭德 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司