包括在飞机热交换器中的冷却管的制作方法
【专利摘要】一种通道管包括本体，其具有在第一和第二相对端之间延伸以限定管宽度的第一和第二表面。所述第一和第二表面彼此分离限定管高度的距离。多个端口延伸穿过所述本体并在所述第一和第二表面之间延伸以限定沿所述管宽度的方向延伸的流体路径。每个端口限定多个壁以及多个肋片，多个壁和多个肋片具有导热表面以通过其进行热传递。第一壁沿所述管宽度的方向延伸。所述第二壁沿所述管宽度的方向延伸并相对所述第一壁布置。至少一个肋片一体形成于所述第一和第二壁之间并与之垂直延伸。
【专利说明】包括在飞机热交换器中的冷却管
【技术领域】
[0001] 本发明构思大体涉及热交换器，且尤其是涉及包括在喷气飞机的热交换器中的冷 却管。
【背景技术】
[0002] 商用喷气飞机通常包括一个或多个厨房区域，其具有存储有食品和饮料的一个或 多个冷却隔间。冷却隔间包括用于控制隔间内的温度的冷却单元。相应地，可冷却被存储 在冷却隔间中的食品和饮料。
[0003] 厨房冷却单元包括用于去除来自隔间内的热量的热交换器。例如，热电路空气流 经含有冷却的液体冷却剂的管的外表面。常规的热交换器(如液体-空气热交换器)包括一 个或多个冷却管以使液体流过一个或多个冷却管。可将来自隔间内的热量传递至流过冷却 管的液体。最终，使用额外的流体调节系统从飞机去除和排出液体的热量。冷却管的形状 可控制从液体去除的热量大小（即传热速率）以及在整个热交换器中的流体压降。
【发明内容】
[0004] 根据本发明构思的一个实施方案，一种通道管包括本体，其具有在第一和第二相 对端之间延伸以限定管宽度的第一和第二表面。第一和第二表面彼此相分离限定管高度的 距离。多个端口延伸穿过本体并在第一和第二表面之间延伸以限定沿管宽度的方向延伸的 流体路径。每个端口限定多个壁以及多个肋片，多个壁和多个肋片具有导热表面以通过其 进行热传递。第一壁沿管宽度的方向延伸。第二壁沿管宽度的方向延伸并相对第一壁布置。 至少一个肋片一体形成于第一和第二壁之间并与之垂直延伸。
【专利附图】
【附图说明】
[0005] 在说明书结尾的权利要求中特别指出并清楚地要求保护作为本发明构思的主题。 从结合附图的下面的详细描述可明显地看出本发明构思的上述和其他特征，在附图中： 图1为根据实施方案的热交换器的平面图； 图2为图1所示的热交换器的分解图；以及 图3和图4为根据至少一个实施方案的通道管的横断面视图。
【具体实施方式】
[0006] 参照图1和图2,其示出了根据实施方案的热交换器总成100。热交换器总成100 包括接收液体冷却剂的入口 102和输出加热的液体的出口 104。芯106包括限定液体回路的 管总成108。管总成108包括多个层110。根据图2所示的至少一个实施方案，管总成108 具有28层110。每一层110包括多个通道管112。在至少一个实施方案中，每一层110包 括三个通道管112。通道管112中的一个或多个可包括多个端口 114,其形成沿通道管112 的宽度延伸的流体路径，如下面更详细的讨论的。可将空气翅片116插入每一层110之间 以促进至流过通道管112的液体的热传递。
[0007] 通道管112将液体冷却剂从入口 102传送至出口 104。液体冷却剂可包括大约60% 的丙二醇和40%的水的混合物。空气通过空气翅片116与热交换器总成100进行交互以将 热量从空气传递至液体冷却剂，从而冷却空气。加热的液体在通过出口 104离开前的过程 中以交叉逆流的配置经历三个通路流过通道管112。可通过下游设备从液体冷却环路去除 热量。
[0008] 现在参照图3和图4,其示出了根据实施方案的通道管112的横断面视图。通道管 112包括本体，其具有第一表面(例如顶面118)和第二表面(例如底面120)。顶面118和底 面120在第一和第二相对端122U24之间延伸以限定管宽度。在至少一个实施方案中，通 道管具有从约〇. 995英寸(约2. 527厘米）变化至约1. 003英寸(约2. 548厘米）的管宽度、 从约0. 125英寸(约0. 318厘米）变化至约0. 130英寸(约0. 330厘米）的管高度（HTraE)以 及从约14. 0英寸（约35. 56厘米）变化至约15. 0英寸（约38. 1厘米）的管长度（LTUBE)。通 道管112的本体由单一导热材料(包括但不限于31104铝)而一体制成且可例如使用挤压工 艺而制成。第一和第二端122U24可包括最终形成弯曲的鼻部126的曲率半径。弯曲部分 126从通道管112的本体沿径向延伸以支撑和保护通道管的端部122、124免受外部接触，且 同时也吸收流动的液体所施加在端部上的流体压力。弯曲的鼻部可具有约0. 020英寸(约 0.051厘米）的宽度（WEND)。
[0009] 多个端口 114被形成穿过通道管112的本体并被形成在顶面118和底面120之间。 每个端口 114沿通道管112的宽度延伸以在热交换器100的入口 102和出口 104之间输送 液体。在一个实施方案中，端口 114大约为方形形状。在至少一个实施方案中，端口 114的 角部可以弯曲以形成具有圆角的正方形。可替代地，端口 114为矩形形状以限定端口高度 与端口宽度的比率。端口高度与端口宽度的比率可表示为端口高度/端口宽度=比率。在 至少一个实施方案中，端口高度与端口宽度的比率表示为〇. 1〇〇英寸/〇. 0594英寸=1. 6835 英寸。
[0010] 在至少一个实施方案中，弯曲端122、124可限定具有半圆形的相邻端口 114。半 圆形端部端口的宽度（WSE")大约为0. 0594英寸（0. 150876厘米)。端部端口具有曲率半 径。
[0011] 每个端口 114限定第一壁(例如顶壁128)、第二壁(例如底壁130)和至少一个肋 片(例如中心肋片132)。中心肋片132形成于每个相邻端口 114之间并在顶壁128和底 壁130之间延伸。顶壁128和底壁130具有约0.014英寸（约0.036厘米）的高度（HT tqp、 HTb_m)。在至少一个实施方案中，中心肋片132具有约0. 010英寸（约0. 0254厘米）的宽 度（WeENTEK)。中心肋片132不限于上述宽度且可具有从约0. 0085英寸（约0. 0216厘米）变 化至约0. 0115英寸（约0. 0292厘米）的宽度。顶壁128、底壁130和中心肋片132彼此为 一体形成的。相应地，壁和肋片的尺寸限定每个端口 114的总厚度。壁和肋片的数量、端口 的宽度、端口的高度、肋片厚度、壁厚度和管材料控制从热交换器的空气回路传递至液体的 热量的速率。即，可通过独立于对热交换器的空气回路上的参数修改改变所述管尺寸(肋片 厚度、壁厚度、管宽度、端口数量、端口宽度、端口高度）中的每一个而控制将热量添加至以 设定的流速流过的液体的速率。相应地，通道管112可被设定尺寸以满足系统性能和压降 需要。在至少一个实施方案中，端口 114具有约0.0594英寸（约0.150876厘米+/-公差） 的宽度（WraT)和约0. 100英寸(约0. 254厘米+/-公差）的高度（HTpqkt)。
[0012] 多个壁和肋片提供了传热表面，其与流过端口 114的液体相接触。相应地，将热量 从液体传递穿过壁和肋片并将热量传出通道管112。可基于端口 114的数量控制从通道管 112的传热速率和热交换器100所实现的压力。减少端口 114的数量(例如：提供10个端 口）会减少每个管112的二次传热面积并降低流体压降，而增加端口 114的数量(例如：提 供18个端口）会增加二次传热面积并增加流体压降。因此，可基于端口 114的数量和相应 肋片和壁厚度、端口数量、端口高度和端口宽度的设计而控制传热的一次和二次表面面积 以及通道管112所提供的流体压降。
[0013] 虽然已描述了本发明构思的各种实施方案，但将理解的是，无论是现在还是将来， 本领域的技术人员都可对落在下面权利要求的范围内的实施方案进行各种修改。这些权利 要求应被解释为对本发明首次描述的内容提供适当的保护。
【权利要求】
1. 一种包括在热交换器中的通道管，其包括： 本体，其包括在第一和第二相对端之间延伸以限定管宽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离限定管高度的距离；以及 多个端口，其延伸穿过所述本体并在所述第一和第二表面之间延伸以限定沿所述管宽 度的方向延伸的流体路径，每个端口限定多个壁以及多个肋片，所述多个壁和所述多个肋 片具有导热表面以通过其进行热传递，所述多个肋片包括： 沿所述管宽度的方向延伸的第一壁； 沿所述管宽度的方向延伸的第二壁，所述第二壁相对所述第一壁布置；以及 一体形成于所述第一和第二壁之间并与之垂直延伸的至少一个肋片。
2. 根据权利要求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个肋片 彼此为一体形成的并限定端口厚度，所述端口厚度确定流经所述端口的液体的传热速率。
3. 根据权利要求2所述的通道管，其中所述第一和第二端包括从所述管的所述本体沿 径向延伸的弯曲部分。
4. 根据权利要求3所述的通道管，其中所述本体由14个端口组成。
5. 根据权利要求4所述的通道管，其中所述端口为矩形形状以限定端口高度与端口宽 度的比率。
6. 根据权利要求5所述通道管，其中所述至少一个肋片具有0. 010英寸的宽度。
7. 根据权利要求6所述的通道管，其中所述第一和第二壁具有0. 014英寸的宽度。
8. 根据权利要求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 的宽度。
9. 根据权利要求8所述的通道管，其中所述管高度为0. 128英寸。
10. 根据权利要求9所述的通道管，其中所述本体、所述第一和第二壁和所述至少一个 肋片是用导热材料一体制成的。
11. 根据权利要求10所述的通道管，其中所述导热材料为铝。
12. 根据权利要求3所述的通道管，其中所述弯曲部分的宽度为0. 020英寸。
【文档编号】F28F1/12GK104101231SQ201410134109
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2013年4月4日
【发明者】M.小德, B.R.希, K.L.斯蒂芬斯, M.扎格尔, M.W.米勒, I.C.小奥斯特兰德 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司