[发明专利]使用热管的用于涡轮发动机的传热系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及涡轮发动机，及更具体地，涉及在燃气涡轮发动机内使用热管(heat pipes)传热的系统及方法。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，尤其是较多旁通的涡轮发动机，如分流器前部及助推器(booster)入口导向叶片(IGV)前缘(leading edge)这样的暴露构件可在操作期间堆积冰。发动机内及在暴露的发动机结构上的冰的堆积是有重大影响的。附着的冰可以部分地堵塞风扇流路，并使得风扇不稳定。堆积的冰还可能突然地脱落(例如，经由发动机的连续运行)，从发动机的低能量运行至高能量运行时引起节流阀爆裂，或由于冰堆积的扰流或者不对称引起振动。

发动机运行期间，已存在的用于限制冰堆积的各种现有技术的方法，例如，用增加的运行温度运转发动机，将高温度排气从发动机压缩机引导至暴露的表面，在运行之前用除冰的溶液喷射发动机，及用电阻加热器加热表面。然而，所有这些方法具有各种缺点。增加的操作温度及排气系统可能降低发动机性能。这种系统还需要昂贵的及重的阀门，以在起飞及其它高能量运行期间关闭高温度空气的流动，以保护发动机。已估算出与排气构造相关联的燃料消耗率(SFC)的损失可以高到1％。除冰的流体仅在有限的时间内提供保护。电加热要求大量的电量，以执行除冰操作，且可能需要额外的电机、飞机的计算机电路及复杂的交互逻辑，具有附带的增加的成本、重量和性能损失。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的前述缺点，本发明为涡轮发动机提供传热系统，包括至少一个热管，热管的其中至少一段安置为与整流罩(cowling)结构的内表面相接触。热管热联接至热源，以使来自热源的热量可以通过热管传输至整流罩结构。

根据一个方面，本发明为涡轮发动机提供传热系统，包括具有弓形截面的前部部分的环形整流罩结构。传热系统包括至少一个热管，热管的其中至少一段安置为与整流罩结构的内表面相接触。通过包括缓冲元件的装配结构固定热管，缓冲元件适于防止热管振动；其中，热管热联接至热源，以使来自热源的热量可以通过热管传输至整流罩结构。

根据本发明的另一方面，燃气涡轮发动机包括：具有弓形截面的前部部分的环形整流罩结构；多个热管，各个热管的至少一段安置成抵靠整流罩结构的内表面，通过包括缓冲元件的装配结构固定热管，缓冲元件适于防止热管振动；且热源热联接至热管，以使来自热源的热量可以通过热管传输至整流罩结构。

附图说明

与附图相结合，通过参考下面的描述，可更好地理解本发明，图中：

图1为燃气涡轮发动机的一部分风扇模组的截面示意图，包括根据本发明的一方面构造的传热系统；

图2为示于图1的分流器的透视图；

图3为图2的分流器的截面视图，示出了安置于其内的热管；

图4为分流器的截面图，示出了热管的可选的装配；及

图5为分流器的截面图，示出了其内热管的另一可选的装配。

具体实施方式

参照附图，其中在各种视图中所有相同的参考标号表示相同的元件，图1示出燃气涡轮发动机的一部分风扇段，包括具有朝前的分流器12的内壳体10、通过径向延伸的一排风扇支柱16连接至内壳体10的环形风扇外壳14、及核心内流路18。分流器12为环形结构，其分隔风扇旁通气流路径(大体表示在“F”处)，及核心发动机气流路径(大体表示在“C”处)。多个入口导向叶片(IGVs)20延伸于分流器12与核心内流路18之间。本发明同样适用于其它具有弓形“前部”部分的整流罩结构的发动机构造，例如，缺少传统风扇整流罩或分流器的纯涡轮喷气发动机。如此处所使用的，用语“整流罩结构”大体指任何具有弓形截面的前部(nose)部分的静态环形发动机结构。