[发明专利]气体涡轮引擎

说明书

本发明公开了一种气体涡轮引擎，其包括：内部核心短舱；外部风扇短舱；位于内部核心短舱和外部风扇短舱之间的旁路管道；在内部核心短舱和外部风扇短舱之间延伸的至少一个分叉；以及冷却系统，其中该冷却系统包括用于输送待冷却流体的至少一个管，该至少一个管形成引擎的流体系统的一部分，其中该至少一个管穿过该至少一个分叉，并且其中该管中的一个或多个管的至少一部分被布置成使待冷却流体与在旁路管道中流动的流体例如空气形成热交换关系。

技术领域

本公开涉及气体涡轮引擎，具体地涉及飞行器气体涡轮引擎。

背景技术

当前的气体涡轮引擎通常包括用于一种或多种流体的冷却系统，其中待冷却的一种或多种流体用于各种引擎系统中。气体涡轮引擎的多个部件产生热量，并且通常使用流体将该热量从部件转移。

换热器通常在气体涡轮引擎内用作冷却流体的装置。换热器通常需要较大的表面积，以便使从待冷却流体到周围环境的热传递最大化。气体涡轮引擎内通常少量的可用空间意味着换热器的包装可能会存在问题，并且在此类换热器上方的有限气流可导致较差的冷却速率。

美国专利申请US 2016/369697 A1公开了用于涡轮风扇引擎的冷却的冷却空气系统。

提供用于冷却气体涡轮引擎内的一种或多种流体的改进装置将是有益的。

发明内容

根据第一方面，提供了一种气体涡轮引擎，其包括：内部核心短舱；外部风扇短舱；旁路管道，其至少部分地由内部核心短舱和外部风扇短舱限定；至少一个分叉，其在内部核心短舱和外部风扇短舱之间延伸；以及冷却系统，其中冷却系统包括用于输送待冷却流体的至少一个管，该至少一个管形成引擎的流体系统的一部分，其中该至少一个管穿过该至少一个分叉，并且其中该管中的一个或多个管的至少一部分被布置成使待冷却流体与在旁路管道中流动的流体例如空气形成热交换关系。

“热交换关系”可以是指待冷却流体和在旁路管道中流动的流体仅由导热壁分隔。因此，可在待冷却流体与在旁路管道中流动的流体之间穿过导热壁交换热量。在旁路管道中流动的流体通常可比待冷却流体显著更冷。

“管”是指横截面可变化或不变化并且横截面可为圆形或可不为圆形的导管。在一些实施方案中，一个或多个管的横截面可被成形为使与导热壁的接触最大化。

导热壁可包括或基本上由一个或多个管的一部分组成。导热壁可包括或基本上由一个或多个分叉的外表面的一部分组成。导热壁可包括或基本上由导热材料组成。导热壁可包括或基本上由金属或合金组成。金属或合金可包括铜、铝、镍或黄铜。

导热材料可具有至少10W/mK、至少50W/mK或至少100W/mK的热导率。

包含待冷却流体的至少一个管可包括任何合适的材料或任何合适材料的任何组合。一个或多个管可包括或基本上由例如金属、合金、聚合物或橡胶组成。被布置成将待冷却流体与在旁路管道中流动的流体形成热交换关系的一个或多个管的一个或多个部分可包括或基本上由导热材料组成。导热材料的热导率可为至少10W/mK、至少50W/mK或至少100W/mK。

被布置成将待冷却流体与在旁路管道中流动的流体形成热交换关系的一个或多个管的一个或多个部分可至少部分地设置在旁路管道内。包含待冷却流体的一个或多个管可从分叉突出，和/或可从分叉延伸到旁路管道中，然后返回分叉。

被布置成将待冷却流体与在旁路管道中流动的流体形成热交换关系的例如可从分叉突出和/或延伸到旁路管道中的一个或多个管的一个或多个部分可至少部分地基本上平行于、基本上垂直于旁路管道中的流体（例如空气）流的主要方向或与旁路管道中的流体（例如空气）流的主要方向成一角度。