[发明专利]高温、高压管壳式燃滑油散热器

说明书

本发明公开了一种用于航空发动机燃滑油系统的新型高温、高压管壳式燃滑油散热器，主要由散热芯子组件、滑油进出口组件、燃油进出口封头、燃油进出口组件、带压差信号器的燃油旁路活门、减压活门、滤芯组件和安装支座等组成。本发明解决了工作温度200℃、温差150℃，工作压力达到26MPa，冷热流体在26AMPa高的工作压力、150℃的温差下散热器变形、泄漏、爆裂的风险问题，提高了产品使用的安全性、可靠性和耐久性，使得此类结构的散热器在航空发动机的燃滑油系统中占有重要地位，满足高温流体、高压流体、大温差、热膨胀变形、结构紧凑轻巧的各种功能和性能需求。

技术领域

本发明属于航空发动机冷却附件系统技术领域，特别是一种用于航空发动机燃滑油系统的新型高温、高压管壳式燃滑油散热器。

背景技术

管壳式燃滑油散热器(以下简称散热器）是为航空发动机的燃滑油系统配套的冷却附件，冷却系统的高温热流体与高压冷流体在散热器中进行热交换，使高温热流体和高压冷流体达到要求的工作温度范围值，高温热流体和高压冷流体采用压力活门进行流体的压力控制，确保航空发动机燃滑油系统在要求的压力和温度下安全可靠地正常工作。

通常此类散热器在常规装备上使用时，工作压力在10MPa以下，工作温度在150℃以下，冷热温差值在100℃以下，工作应力、温度产生的应力和变形对散热器的影响相对较小。

随着超大功率、超远程飞机的研发与市场发展的需要，此类航空发动机燃滑油系统配套的高温、高压燃滑油散热器工作压力达到26MPa,工作温度达到200℃，冷热温差值达到150℃，较高的工作压力、工作温度工况下，大应力、塑性变形可能会导致散热器泄漏、爆裂等故障，散热器的安全性和可靠性受到很大的影响，从而影响航空发动机燃滑油系统的功能性能、安全性、可靠性及耐久性，严重时出现飞机在空中停车的质量故障。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种新型高温、高压管壳式燃滑油散热器，解决为超大功率、超远程飞机的发动机燃滑油系统配套的高温、高压燃滑油散热器在工作压力达到26MPa,工作温度达到200℃，冷热温差值达到150℃的严酷工况下工作时的可靠性、稳定性问题，降低产品因高压、高温产生的较大应力和塑性变形导致的泄漏、爆裂的风险，提高产品使用的安全性、可靠性和寿命。

本发明是通过如下技术方案实现的：

根据航空发动机燃滑油系统的工作和使用环境，要求为其配套的散热器不仅具有重量轻巧、结构紧凑、传热效率高、可靠性好的特点，还要求其能承受冷热流体高压、高温、大温差产生的塑性变形及应力的影响，采用的散热芯子结构为强度较高管壳式结构，或类似管壳式结构，材质选择不锈钢、高温合金等传热性能较好、加工工艺性好、抗高压和高温强度衰变慢的材料，结构为满足高压、高温及大温差工况使用要求的不锈钢管壳式散热器或高温合金管壳式散热器。

一种用于航空发动机燃滑油系统的新型高温、高压管壳式燃滑油散热器，包括散热芯子组件、滑油进出口组件、燃油进出口封头、燃油进出口组件、带压差信号器的燃油旁路活门、减压活门、滤芯组件和安装支座。

散热芯子组件为管壳式结构，或类似管壳式结构，散热芯子组件为散热器主体，是产品的关键功能件，也是受高压、高温应力及变形影响最大的主体，散热芯子组件中芯子端盖采用的承高压端盖为带中轴支承杆的球拱形或椭圆形结构，散热管子采用的承高压散热管为局部凹坑或螺旋形的结构，折流板采用弓形板和圆盘形板两种混用，例如采用弓形板和圆盘形板间隔交替排列；为降低流程间的温差，减少热膨胀影响，在高温差侧流程分程采用平行流分程，在应力或变形最大处采用强度拉杆或强度支承板。在高温滑油热流体流经的滑油进出口组件处设计高速、高温缓冲板使流体更均匀的流入管间，降低高速、高温热流体冲刷列管产生热胀冷缩的影响，有助于提高产品的散热效果，高速、高温缓冲板为表面开有通孔的板状结构，通孔在高速、高温缓冲板表面呈阵列分布，通孔为圆孔、椭圆孔或圆角矩形孔，通孔在高速、高温缓冲板表面按照矩形阵列或六边形阵列方式分布。