[发明专利]用于冷却涡轮发动机中的流体的方法和系统

说明书

技术领域

本发明大致涉及涡轮发动机，更具体地说，涉及用于冷却涡轮发 动机中的流体的方法和系统。

背景技术

至少某些已知的涡轮发动机使用热交换器来冷却在发动机运行 期间所使用的油。具体地说，来自发动机或其发电机的油被引导穿过 热交换器中的元件，并且来自涡轮风扇的空气被引导经过热交换器元 件以冷却油。通常，已知的热交换器包括入口集气室(inletplenum)、 热交换器块和出口集气室(outletplenum)，入口集气室包括扩散器，热 交换器块包括热交换器元件，出口集气室可包括多个通道(其可包括阀 门控制器)。在运行期间，风扇空气被引导进入入口集气室，并在通过 出口集气室排出之前穿过热交换器块。流过热交换器元件的油由风扇 空气冷却。至少在某些已知的涡轮航空发动机中，热交换器的入口集 气室定位成接受从风扇排放的高压空气，而出口集气室定位成促进排 出外侧的高压空气。在其它已知的涡轮航空发动机中，入口集气室和 出口集气室都联接在发动机外壳上，使得从风扇排放的高压空气在被 排放到风扇空气中或发动机机舱上之前被引导穿过热交换器。

众所周知，热交换器的热传递能力在具有高传热系数的区域是最 大的，该区域通常与沿着热交换器的内壁而限定的局部高静压力区域 具有明显的重叠。然而，穿过热交换器的总的流动压力可能由于入口 集气室和出口集气室所产生的阻力，以及由于热交换器元件之间形成 的通道而下降。因此，在热交换器中，高热传递能力的区域可能得不 到利用(capitalized)，并因此可能减少热传递数量。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种装配涡轮发动机的方法。该方法包 括提供一种具有曲线形主体的热交换器。该方法还包括将热交换器联 接到涡轮发动机的风扇外壳和发动机外壳中的至少一个之上。曲线形 主体有助于减少被引导到热交换器中的气流的压力损失。

在另一实施例中，提供了一种用于涡轮发动机的热交换器。该热 交换器包括入口、出口和在入口和出口之间延伸的曲线形主体。该曲 线形主体构造成可减少引导到热交换器中的气流的压力损失。

在又一实施例中，提供了一种涡轮发动机。这种涡轮发动机包括 发动机外壳和风扇外壳，风扇外壳联接在发动机外壳上，并且径向地 定位在发动机外壳的外侧。该涡轮发动机还包括一种热交换器，其构 造成可联接在风扇外壳和发动机外壳中的至少一个之上。该热交换器 包括入口、出口和在入口和出口之间延伸的曲线形主体。该曲线形主 体构造成可减少引导到热交换器中的气流的压力损失。

附图说明

图1是一种示范性燃气涡轮发动机的示意图；

图2是图1中所示的燃气涡轮发动机的示意图，其包括联接在内 侧风扇外壳和外侧风扇外壳之间的示范性热交换器；

图3是图2中所示的热交换器实施例的放大的示意图；

图4是图2中所示的热交换器的备选实施例的放大的示意图；

图5是图1中所示的燃气涡轮发动机的示意图，其包括联接在核 心发动机外壳上的示范性热交换器；且

图6是图5中所示的热交换器一部分的放大的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于涡轮发动机的热交换器，其联接在涡轮发 动机的风扇外壳和发动机外壳中的至少一个之上。在示范性实施例 中，该热交换器包括曲线形主体。在一个实施例中，热交换器的入口 联接在内侧风扇外壳上，而热交换器的出口联接在外侧风扇外壳上， 该外侧风扇外壳径向地位于内侧风扇外壳的外侧。在另一实施例中， 热交换器入口和出口都联接在发动机外壳上。

应该注意虽然本发明是相对于用于高旁通(highby-pass)涡轮发动 机的热交换器进行描述的，但是本领域的普通技术人员应该懂得，本 发明并不局限于在高旁通涡轮发动机中使用。相反，本发明可用于需 要热交换的任何发动机和/或设备中。出于简单起见，本文关于冷却流 过热交换器的油来描述本发明。然而，本领域的普通技术人员应该明 白，本发明并不局限于冷却油；相反，本发明可用于冷却任何流体。