[发明专利]热交换器

说明书

一种用于涵道风扇燃气涡轮发动机的热交换器具有低温侧和多个高温侧。所述热交换器被构造成使得热从流过所述高温侧的相应的发动机流体中被提取，并且被所述发动机的旁路气流的一部分接收，所述旁路气流的所述部分在通过风扇涵道时通过所述热交换器的所述低温侧转向，从而冷却所述发动机流体。

技术领域

本公开涉及一种用于涵道风扇（ducted fan）燃气涡轮发动机的热交换器。

背景技术

传统上，由航空燃气涡轮发动机提供动力的发电机使用发动机油来冷却。该发动机油继而被冷却，并且一种选择是使用燃料油热交换器，该燃料油热交换器将来自发动机油的热传递到用于发动机的燃料流中。

还已知将热交换器安装到涵道风扇燃气涡轮发动机的悬挂架（suspensionpylon）。特别地，这样的挂架通常延伸穿过发动机的风扇涵道，以便将发动机安装到机身，并且热交换器可以被用于使用通过发动机的风扇涵道的较冷的环境空气来冷却从发动机的压缩机部段排出的热压缩空气。然后，冷却的压缩空气可以被用在飞机中，例如用于除冰、机舱加压和装置的气动致动。

随着发动机的功率增加，发动机的冷却需求也增加，并且因此，对用于冷却发动机流体的热交换器提出了更高的要求。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于涵道风扇燃气涡轮发动机的热交换器，所述热交换器具有低温侧和多个高温侧，所述热交换器被构造成使得热从流过所述高温侧的相应的发动机流体中被提取，并且被所述发动机的旁路气流的一部分接收，所述旁路气流的所述部分在通过风扇涵道时通过所述热交换器的所述低温侧转向（diverted），从而冷却所述发动机流体。

有利地，通过在使用发动机的旁路气流来冷却流体的热交换器中冷却多种发动机流体，可以增强流体的冷却效果，特别是在较大的发动机中。此外，对多种流体使用这种类型的冷却允许热交换器容易适于适应不同的机身需求和冷却负担。例如，在不向飞机提供或向飞机提供减少量的压缩空气而是提供更多的电功率的“更电动”的发动机中，对发动机电气部件的冷却的需求增加，并且相应地减少了对压缩空气的冷却的需求；所述热交换器可以适应这种情况，例如，这是通过使更多的高温侧专用于冷却电气部件冷却剂，并且更少的专用于冷却压缩空气，和/或通过以专用于冷却压缩空气的高温侧的热交换效率为代价，来增强专用于冷却电气部件冷却剂的高温侧的热交换效率。因此，所述热交换器可以为各种发动机类型提供共同的热管理平台。

因此，在第二方面，提供了一种热交换系统，其包括根据第一方面的热交换器，并且还包括用于发动机流体的流动的相应回路，其中，每个回路都使相应的发动机流体在所述热交换器的所述相应的发动机流体的高温侧与发动机的相应部件之间的闭合回路中流动，所述相应的发动机流体作为用于所述部件的冷却剂。

例如，所述部件中的两个或更多个可以是电气部件。特别地，所述部件中的第一个部件可以是电机（例如，电动机或发电机），并且所述部件中的第二个部件可以是电功率转换器。

在第三方面，提供了一种涵道风扇燃气涡轮发动机，其具有根据第一方面的热交换器，或者具有根据第二方面的热交换系统。

现在将阐述本公开的可选特征。这些可选特征可单独应用或与本公开的任何方面以任何组合应用。

所述热交换器还可以被构造成使得所述低温侧使所述旁路气流的转向部分返回到所述风扇涵道。

方便地，所述热交换器可以用于安装到延伸穿过所述发动机的所述风扇涵道的悬挂架。

所述热交换器还可具有用于提取的热的热流路径，所述热流路径从与所述发动机流体接触的所述高温侧的表面延伸到与所述旁路气流的所述转向部分接触的所述低温侧的表面，所述路径是完全固态的。以这种方式，热交换器不需要采用例如在高温侧和低温侧之间的单独回路中传递热的中间流体。因此，热交换器可以是紧凑的，例如使得高温侧和低温侧二者都位于悬挂架处。