BR102016030609A2 - Sistema trocador de calor e motor de turbina a gás - Google Patents

Abstract

trata-se do sistema trocador de calor (1100) que inclui um primeiro conjunto de trocador de calor (200) que inclui uma pluralidade de membros de aerofólio (202) circunferencialmente espaçados em uma corrente de fluxo (156) de um duto anular (150). cada membro de aerofólio (202) inclui uma extremidade radialmente interna (204) e uma extremidade radialmente externa (206) e uma primeira trajetória de fluxo interna (208) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo. o conjunto de trocador de calor inclui um segundo conjunto de trocador de calor (300) que inclui uma pluralidade de membros de estabilizador vertical que se estendem próximos à corrente de fluxo (156) e uma segunda trajetória de fluxo interna (306) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo. o conjunto de trocador de calor inclui um sistema distribuidor de ar (1108) que inclui uma trajetória de conduto configurada para acoplar o primeiro conjunto de trocador de calor (200) e o segundo conjunto de trocador de calor (300) em comunicação de fluxo. o sistema distribuidor de ar (1108) inclui uma conexão de entrada configurada para receber um fluxo de fluido aquecido de cargas térmicas (1102) e uma conexão de saída configurada para direcionar o fluido resfriado para as cargas térmicas (1102).

Description

(54) Título: SISTEMA TROCADOR DE CALOR E MOTOR DE TURBINA A GÁS (51) Int. CL: F28B 1/00 (30) Prioridade Unionista: 28/12/2015 US 14/981,113 (73) Titular(es): GENERAL ELECTRIC COMPANY (72) Inventor(es): MOHAMMED EL HACIN SENNOUN (74) Procurador(es): ANA PAULA SANTOS CELIDONIO (57) Resumo: Trata-se do sistema trocador de calor (1100) que inclui um primeiro conjunto de trocador de calor (200) que inclui uma pluralidade de membros de aerofólio (202) circunferencialmente espaçados em uma corrente de fluxo (156) de um duto anular (150). Cada membro de aerofólio (202) inclui uma extremidade radialmente interna (204) e uma extremidade radialmente externa (206) e uma primeira trajetória de fluxo interna (208) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo. O conjunto de trocador de calor inclui um segundo conjunto de trocador de calor (300) que inclui uma pluralidade de membros de estabilizador vertical que se estendem próximos à corrente de fluxo (156) e uma segunda trajetória de fluxo interna (306) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo. O conjunto de trocador de calor inclui um sistema distribuidor de ar (1108) que inclui uma trajetória de conduto configurada para acoplar o primeiro conjunto de trocador de calor (200) e o segundo conjunto de trocador de calor (300) em comunicação de fluxo. O sistema distribuidor de ar (1108) inclui uma conexão de entrada configur (...)

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SISTEMA TROCADOR DE CALOR E MOTOR DE TURBINA A GÁS Antecedentes da Invenção [001] O campo da revelação refere-se, em geral, a sistemas de resfriamento em motores de turbina a gás e, mais particularmente, a um método e sistema para resfriar fluido em um motor de turbina a gás com o uso de uma combinação de diferentes trocadores de calor.

[002] Pelo menos alguns motores de turbina a gás conhecidos incluem um sistema de resfriamento de fluido que é usado para resfriar e lubrificar componentes do motor de turbina a gás. O sistema de resfriamento de fluido resfria um fluido para remover calor transferido do motor ao fluido. À medida que os motores de turbina a gás tornam-se maiores e mais potentes, mais calor precisa ser expulso do motor de turbina a gás e a capacidade de resfriamento necessária do motor de turbina a gás aumenta. Pelo menos alguns métodos conhecidos de aumento da capacidade de resfriamento do motor de turbina a gás incluem adicionar resfriadores e trocadores de calor ao motor de turbina a gás. Pelo menos alguns dos resfriadores e trocadores de calor conhecidos incluem trocadores de calor compactos conhecidos como resfriadores de tijolo, resfriadores de superfície, e trocadores de calor de aletaguia de saída que são todos trocadores de calor de óleo e ar anexados à superfície radial externa da nacela.

[003] Cada tipo de resfriador ou trocador de calor tem uma desvantagem. Os resfriadores de tijolo e resfriadores de superfície se projetam no corredor de fluxo de ar de desvio e criam arrasto no ar que flui no corredor de fluxo de ar de desvio. No entanto, os resfriadores de superfície se projetam no corredor de fluxo de ar de desvio a uma extensão muito menor do que resfriadores de tijolo e criam substancialmente menos arrasto. Trocadores de calor de aleta-guia de saída são trocadores de calor incorporados às aletasguia de saída já existentes que sustentam a nacela. Os trocadores de calor de

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2/32 aleta-guia de saída não criam nenhum arrasto adicional. No entanto, a área de transferência de calor e capacidade de transferência de calor de trocadores de calor de aleta-guia de saída são limitados e podem não ser suficientes para atender às necessidades de resfriamento de óleo de um motor de turbina a gás. Aumentar a capacidade de resfriamento do motor de turbina a gás exige adicionar resfriadores adicionais enquanto gerencia as desvantagens de cada tipo de resfriador ou trocador de calor.

Descrição Resumida [004] Em um aspecto, um sistema trocador de calor inclui um primeiro conjunto de trocador de calor que inclui uma pluralidade de membros de aerofólio circunferencialmente espaçados em uma corrente de fluxo de um duto anular. Cada membro de aerofólio inclui uma extremidade radialmente interna e uma extremidade radialmente externa. Cada membro de aerofólio inclui adicionalmente uma primeira trajetória de fluxo interna configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através da mesma. O conjunto de trocador de calor também inclui um segundo conjunto de trocador de calor que se estende à corrente de fluxo. O segundo conjunto de trocador de calor inclui uma segunda trajetória de fluxo interna configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo. O conjunto de trocador de calor inclui adicionalmente um sistema distribuidor de ar que inclui uma trajetória de conduto configurada para acoplar o primeiro conjunto de trocador de calor e o segundo conjunto de trocador de calor em comunicação de fluxo. O sistema distribuidor de ar inclui adicionalmente uma conexão de entrada configurada para receber um fluxo de fluido relativamente aquecido de uma ou mais cargas térmicas e uma conexão de saída configuradas para direcionar o fluido resfriado para as uma ou mais cargas térmicas.

[005] Em outro aspecto, um método de troca de calor inclui receber um fluxo de fluido relativamente aquecido em uma entrada a um

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3/32 primeiro trocador de calor. O primeiro trocador de calor inclui uma pluralidade de aletas-guia que se estendem radialmente para uma corrente de ar de uma parede radialmente externa a uma parede radialmente interna. O método também inclui canalizar o fluido relativamente aquecido através de uma ou mais trajetórias de fluxo de fluido dentro do primeiro trocador de calor. O fluido relativamente aquecido libera uma porção de calor continuada no fluido relativamente aquecido à corrente de ar. O método inclui adicionalmente receber um fluxo de fluido parcialmente resfriado em uma entrada a um segundo trocador de calor. O segundo trocador de calor inclui uma pluralidade de estabilizadores verticais que se estendem à corrente de ar a partir de uma parede radialmente externa. O método também inclui canalizar o fluxo de fluido parcialmente resfriado através de uma ou mais trajetórias de fluxo de fluido dentro do segundo trocador de calor. O fluxo de fluido parcialmente resfriado libera uma porção de calor continuada no fluxo de fluido parcialmente resfriado à corrente de ar através da pluralidade de estabilizadores verticais.

[006] Em ainda outro aspecto, um motor de turbina a gás inclui um núcleo do motor e um invólucro anular estacionário que circunda pelo menos parcialmente o núcleo do motor formando um duto anular. O motor de turbina a gás também inclui um conjunto de trocador de calor. O conjunto de trocador de calor inclui um primeiro conjunto de trocador de calor que inclui uma pluralidade de membros de aerofólio circunferencialmente espaçados em uma corrente de fluxo de um duto anular. Cada membro de aerofólio inclui uma extremidade radialmente interna e uma extremidade radialmente externa. Cada membro de aerofólio inclui adicionalmente uma primeira trajetória de fluxo interna configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através da mesma. O conjunto de trocador de calor também inclui um segundo conjunto de trocador de calor que se estende à corrente de fluxo. O segundo conjunto de trocador de calor inclui uma segunda trajetória de fluxo interna configurada

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4/32 para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo. O conjunto de trocador de calor inclui adicionalmente um sistema distribuidor de ar que inclui uma trajetória de conduto configurada para acoplar o primeiro conjunto de trocador de calor e o segundo conjunto de trocador de calor em comunicação de fluxo. O sistema distribuidor de ar inclui adicionalmente uma conexão de entrada configurada para receber um fluxo de fluido relativamente aquecido de uma ou mais cargas térmicas e uma conexão de saída configuradas para direcionar o fluido resfriado para as uma ou mais cargas térmicas.

Breve Descrição das Figuras [007] Essas e outras funções, aspectos e vantagens do presente relatório descritivo serão mais bem entendidas quando as seguintes descrições detalhadas forem lidas com referência aos desenhos anexos, nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes ao longo dos desenhos apresentados no presente documento:

As Figuras 1 a 12 mostram realizações exemplificativas do método e aparelho descritos no presente documento;

A Figura 1 é uma vista esquemática de um motor de turbina a gás;

A Figura 2 é um diagrama esquemático de um trocador de calor de aleta-guia de saída;

A Figura 3A é um diagrama esquemático de um resfriador de superfície;

A Figura 3B é um diagrama esquemático de uma entrada e saída de resfriador de superfície;

A Figura 4 é um diagrama esquemático de um resfriador de tijolo;

A Figura 5 é um diagrama de sistema trocador de calor configurado em uma configuração de fluxo em série;

A Figura 6 é um diagrama de sistema trocador de calor

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5/32 configurado em uma configuração de fluxo paralelo;

A Figura 7 é um diagrama de sistema trocador de calor configurado em uma configuração de fluxo paralelo-em série híbrida;

A Figura 8 é um diagrama de sistema trocador de calor em um motor de aeronave configurado em uma configuração de fluxo em série;

A Figura 9 é um diagrama de sistema trocador de calor em um motor de aeronave configurado em uma configuração de fluxo paralelo;

A Figura 10 é um diagrama de sistema trocador de calor em um motor de aeronave configurado em uma configuração de fluxo paralelo-em série híbrida;

A Figura 11 é um diagrama de um resfriador de superfície de OGVHE ou sistema trocador de calor resfriador de tijolo em um motor de aeronave configurado em uma configuração de fluxo em série; e

A Figura 12 é um diagrama de um resfriador de superfície de OGVHE ou sistema trocador de calor resfriador de tijolo em um motor de aeronave configurado em uma configuração de fluxo paralelo.

[008] Embora funções específicas de várias realizações possam ser mostradas em algumas figuras e não em outras, isso se dá somente por conveniência. Qualquer função de qualquer figura pode ser referenciada e/ou reivindicada em combinação com qualquer função de qualquer outra figura.

[009] A menos que indicado de outra forma, as figuras fornecidas no presente documento são destinadas a ilustrar as funções das realizações da revelação. Acredita-se que essas funções são aplicáveis em uma ampla variedade de sistemas que compreende uma ou mais realizações da revelação. Assim, as figuras não são destinadas a incluir todas as funções convencionais, conhecidas pelas pessoas de habilidade comum na técnica, a serem exigidas para a prática das realizações reveladas no presente documento.

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Descrição Detalhada [010] No relatório descritivo e nas reivindicações a seguir, será feita referência a inúmeros termos, que serão definidos com os significados a seguir.

[011] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto determine claramente o contrário.

[012] “Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou circunstância descrito subsequentemente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui exemplos em que o evento ocorre e exemplos em que o evento não ocorre.

[013] A linguagem aproximada, conforme usado no presente documento ao longo da especificação e das reivindicações, pode ser usada para modificar qualquer representação quantitativa que pode variar de forma permissível sem resultar em uma mudança na função básica à qual é relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de”, aproximadamente e substancialmente, não se limitam ao valor preciso especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem de aproximação pode corresponder à precisão de um instrumento para medição do valor. No presente contexto e ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, as limitações de faixa podem ser combinadas e/ou alternadas; tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas nas mesmas, a menos que o contexto ou a linguagem indiquem o contrário.

[014] A descrição detalhada a seguir ilustra realizações da revelação a título de exemplo e não por meio de limitação. É contemplado que a revelação tem aplicação geral a um método e sistema para resfriar óleo em um motor de aeronave.

[015] Realizações do sistema trocador de calor descritas no presente documento resfriam óleo em um motor de turbina a gás. O sistema

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7/32 trocador de calor inclui uma pluralidade de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHE) que circunscrevem pelo menos uma porção de um núcleo do motor e uma pluralidade de resfriadores de superfície localizados em uma superfície radial externa de uma nacela. Os resfriadores de superfície ou resfriador de tijolo e os OGVHEs resfriam o óleo trocando-se calor com ar de escape de ventilador no corredor de fluxo de ar de desvio. Em uma realização exemplificativa, os resfriadores de superfície ou resfriador de tijolo e os OGVHEs são configurados em uma configuração de fluxo paralelo. Os resfriadores de superfície ou resfriador de tijolo e os OGVHEs recebem óleo relativamente aquecido do motor, resfriam o óleo e retornam o óleo de volta ao motor. Em outra realização, os resfriadores de superfície ou resfriador de tijolo e os OGVHEs são configurados em uma configuração de fluxo em série. Os OGVHEs recebem óleo relativamente aquecido do motor, resfriam o óleo e canalizam o óleo parcialmente resfriado aos resfriadores de superfície. Os resfriadores de superfície ou resfriador de tijolo resfriam o óleo e retornam o óleo ao motor. Em outra realização, os OGVHEs são configurados em uma configuração de fluxo paralelo-em série híbrida em série ou em paralelo com um resfriador de superfície ou resfriador de tijolo. Os OGVHEs são divididos em múltiplos grupos. Um grupo de OGVHEs e um grupo de resfriadores de superfícies ou resfriador de tijolo são acoplados em comunicação de fluxo. Cada grupo de OGVHEs recebe óleo relativamente aquecido do motor, resfria o óleo, e canaliza o óleo ao respectivo grupo de resfriadores de superfície. O respectivo grupo de resfriadores de superfície resfria o óleo e retorna o óleo ao motor.

[016] Os sistemas trocadores de calor descritos no presente documento oferecem vantagens através de métodos conhecidos de resfriamento de óleo em um motor de turbina a gás. Mais especificamente, alguns sistemas trocadores de calor conhecidos são mais pesados e geram

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8/32 mais arrasto do que o sistema descrito no presente documento. Os trocadores de calor embutidos nas aletas-guia de saída já existentes reduzem peso e arrasto. Ademais, alguns sistemas trocadores de calor conhecidos têm menos área de troca de calor e capacidade de troca de calor do que o sistema descrito no presente documento. Os resfriadores de superfície combinados com OGVHEs fornecem área de troca de calor e capacidade de troca de calor aumentadas.

[017] A Figura 1 é uma vista em corte transversal esquemática de um motor de turbina a gás 110 de acordo com uma realização exemplificativa da presente revelação. Na realização exemplificativa, motor de turbina a gás 110 é um motor a jato turbofan de alto desvio 110, denominado no presente documento como “motor turbofan 110”. Conforme mostrado na Figura 1, o motor turbofan 110 define uma direção axial A (que se estende paralelo a uma linha central longitudinal 112 fornecida para referência) e uma direção radial R. Em geral, o turbofan 110 inclui uma seção de ventilador 114 e um núcleo de motor de turbina 116 disposto a jusante da seção de ventilador 114.

[018] O núcleo de motor de turbina exemplificador 116 retratado, em geral, inclui um invólucro externo substancialmente tubular 118 que define uma entrada anular 120. O alojamento externo 118 inclui uma superfície radial externa 119. O invólucro externo 118 envolve, em relação de fluxo serial, uma seção de compressor que inclui um intensificador ou compressor de baixa pressão (LP) 122 e um compressor de alta pressão (HP) 124; uma seção de combustão 126; uma seção de turbina que inclui uma turbina de alta pressão (HP) 128 e uma turbina de baixa pressão (LP) 130; e uma seção de bocal de escape de jato 132. Um eixo ou bobina de alta pressão (HP) 134 conecta de forma acionável a turbina de HP 128 ao compressor de HP 124.Um eixo ou bobina de baixa pressão (LP) 136 conecta de forma acionável a turbina de LP

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130 ao compressor de LP 122. A seção de compressor, seção de combustão 126, seção de turbina e seção de bocal 132 definem, em conjunto, uma trajetória de fluxo de ar de núcleo 137.

[019] Para a realização representada, a seção de ventilador 114 inclui um ventilador de passo variável 138 que tem uma pluralidade de pás de ventilador 140 acopladas a um disco 142 de um modo distanciado. Conforme retratado, as pás de ventilador 140 se estendem para fora do disco 142 geralmente ao longo da direção radial R. Cada pá de ventilador 140 é giratória em relação ao disco 142 em volta de um eixo geométrico de passo P em virtude de as pás de ventilador 140 serem operacionalmente acopladas a um membro de atuação adequado 144 configurado para variar coletivamente o passo das pás de ventilador 140 em sincronia. As pás de ventilador 140, o disco 142 e o mecanismo de mudança de passo 144 são, em conjunto, giratórios em torno do eixo geométrico longitudinal 112 pelo eixo de LP 136 através de uma caixa de engrenagens de potência 146. A caixa de engrenagens de potência 146 inclui uma pluralidade de engrenagens para ajustar a velocidade rotacional do ventilador 138 em relação ao eixo de LP 136 a uma velocidade de ventilador rotacional mais eficiente.

[020] Referindo-se ainda à realização exemplificativa da Figura 1, o disco 142 é coberto pelo cubo frontal giratório 148 aerodinamicamente contornada para promover um fluxo de ar através da pluralidade de pás de ventilador 140. Adicionalmente, a seção de ventilador exemplificadora 114 inclui um invólucro de ventilador anular ou nacela externa 150 que circunda circunferencialmente o ventilador 138 e/ou pelo menos uma porção do núcleo de motor de turbina 116. A nacela 150 inclui uma superfície radial externa 151. Deve-se entender que a nacela 150 pode ser configurada para ser sustentada em relação ao núcleo de motor de turbina 116 por uma pluralidade de aletasguia de saída 152 distanciadas circunferencialmente. Na realização

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10/32 exemplificativa, aletas-guia de saída 152 incluem trocadores de calor de óleo de motor. Ademais, uma seção a jusante 154 da nacela 150 pode se estender sobre uma porção externa do núcleo de motor de turbina 116 de modo a definir uma passagem de fluxo de ar de desvio 156 entre as mesmas. Uma pluralidade de resfriadores de superfície 157 é disposta na superfície radial externa 151 da nacela 150 na passagem de fluxo de ar de desvio 156.

[021] Durante a operação do motor de turbofan 110, um volume de ar 158 entra no turbofan 110 através de uma entrada associada 160 da nacela 150 e/ou da seção de ventilador 114. À medida que o volume de ar 158 atravessa as pás de ventilador 140, uma primeira porção de ar 158, conforme indicado pelas setas 162, é direcionada ou encaminhada para a passagem de fluxo de ar de desvio 156, e uma segunda porção de ar 158, conforme indicado pela seta 164, é direcionada ou encaminhada para o trajeto de fluxo de ar de núcleo 42 ou mais especificamente para o compressor de LP 122. Uma razão entre uma primeira porção de ar 162 e a segunda porção de ar 164 é comumente conhecida como razão de desvio. A pressão da segunda porção de ar 164 é, então, aumentada conforme a mesma é encaminhada através do compressor de HP 124 e para dentro da seção de combustão 126, onde é misturada com combustível e queimada para fornecer gases de combustão 166.

[022] Os gases de combustão 166 são encaminhados através da turbina de HP 128 em que uma porção de energia térmica e/ou cinética de gases de combustão 166 é extraída por meio de estágios sequenciais de aletas de estator de turbina 168 e pás de rotor de turbina de HP 170. As aletas de estator de turbina 168 são acopladas ao alojamento externo 118. As pás de rotor de turbina de HP 170 são acopladas ao eixo ou bobina de HP 134. A rotação das pás de rotor de turbina de HP 170 faz com que o eixo ou bobina de HP 134 gire, suportando assim a operação de compressor do HP 124. Os

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11/32 gases de combustão 166 são então encaminhados através da turbina de LP 130 em que uma segunda porção de energia térmica ou cinética é extraída de gases de combustão 166 por meio de estágios sequenciais de aletas de estator de turbina de LP 172 e pás de rotor de turbina de LP 174. As aletas de estator de turbina de LP 172 são acopladas ao alojamento externo 118. As pás de rotor de turbina de LP 174 são acopladas ao eixo ou bobina de LP 136. A rotação das pás de rotor de turbina de LP 174 faz com que o eixo ou bobina de LP 136 girem, suportando assim a operação do compressor de LP 122 e/ou rotação do ventilador 138.

[023] Os gases de combustão 166 são subsequentemente encaminhados através da seção de bocal de escape de jato 132 do núcleo de motor de turbina 116 para fornecer impulso propulsor. Simultaneamente, a pressão da primeira porção de ar 162 é substancialmente aumentada conforme a primeira porção de ar 162 é encaminhada através da passagem de fluxo de ar de desvio 156 antes de ser exaurida de uma seção de bocal de escape de ventilador 176 do turbofan 110, o que também fornece impulso propulsor. A turbina de HP 128, a turbina de LP 130 e a seção de bocal de escape de jato 132 definem, pelo menos parcialmente, uma trajetória de gás quente 178 para encaminhar os gases de combustão 166 através do mecanismo núcleo de motor de turbina 116.

[024] Deve-se entender, entretanto, que o motor de turbofan 110 exemplificador representado na Figura 1 é a título de exemplo somente, e que, em outras realizações exemplificativas, o motor de turbofan 110 pode ter qualquer outra configuração adequada. Deve-se observar também que, em ainda outras realizações exemplificativas, os aspectos da presente revelação podem ser incorporados em qualquer motor de turbina a gás adequado. Por exemplo, em outras realizações exemplificativas, aspectos da presente revelação podem ser incorporados em, por exemplo, um motor de turboélice.

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12/32 [025] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um membro de aerofólio, especificamente um trocador de calor de aleta-guia de saída (OGVHE) 200. OGVHE 200 inclui um corpo de aerofólio 202. OGVHE 200 também inclui uma extremidade radialmente interna 204 e uma extremidade radialmente externa 206. A extremidade radialmente interna 204 é acoplada ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1). A extremidade radialmente externa 206 é acoplada à nacela 150 e suporta a mesma (mostrada na Figura 1) em relação ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1). Uma pluralidade de trajetórias de fluxo interno 208 é disposta dentro do corpo de aerofólio 202. OGVHE 200 inclui um trocador de calor de aleta-guia de saída entrada 210 (entrada de OGVHE 210) configurado para receber óleo e acoplado em comunicação de fluxo às trajetórias de fluxo interno 208. O OGVHE 200 também inclui uma saída de trocador de calor de aleta-guia de saída 212 (saída de OGVHE 212) acoplada em comunicação de fluxo às trajetórias de fluxo interno 208.

[026] Durante a operação, a primeira porção de ar 162 (mostrada na Figura 1) na passagem de fluxo de ar de desvio 156 (mostrada na Figura 1) é configurada para fluir próximo ao corpo de aerofólio 202 e configurada para trocar calor com o corpo de aerofólio 202. A entrada de OGVHE 210 é configurada para receber um fluxo de fluido, tal como, porém, sem limitação, óleo. A entrada de OGVHE 210 é configurada para canalizar óleo às trajetórias de fluxo interno 208. O óleo em trajetórias de fluxo interno 208 é configurado para trocar calor com a primeira porção de ar 162 (mostrada na Figura 1) na passagem de fluxo de ar de desvio 156 (mostrada na Figura 1). As trajetórias de fluxo interno 208 são configuradas para canalizar óleo à saída de OGVHE 212, que é acoplada em comunicação de fluxo aos componentes de núcleo de motor de turbina 116 (mostrada na Figura 1).

[027] A Figura 3A é um diagrama esquemático de um resfriador

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13/32 de superfície 300. O resfriador de superfície 300 inclui uma superfície 302 disposta na superfície radial externa 151 (mostrada na Figura 1) da nacela 150 (mostrada na Figura 1). Em uma realização alternativa, o resfriador de superfície 300 inclui uma superfície 302 disposta na superfície radial externa 119 (mostrada na Figura 1) do alojamento externo 118 (mostrado na Figura 1). O resfriador de superfície 300 também inclui uma pluralidade de membros de estabilizador vertical 304 dispostos na superfície 302 e se estende na passagem de fluxo de ar de desvio 156 (mostrada na Figura 1). A Figura 3A é um diagrama esquemático de uma entrada e saída de resfriador de superfície 300. O resfriador de superfície 300 inclui uma entrada de resfriador de superfície 308, uma saída de resfriador de superfície 310, e uma ou mais trajetórias de fluxo interno 306 que se estende entre as mesmas.

[028] Durante a operação, a primeira porção de ar 162 (mostrada na Figura 1) na passagem de fluxo de ar de desvio 156 (mostrada na Figura 1) é configurada para fluir próximo à superfície 302 para trocar calor com os membros de estabilizador vertical 304. A entrada de resfriador de superfície 308 é configurada para receber um fluxo de óleo a ser resfriado e canalizar óleo às trajetórias de fluxo interno 306. O óleo em trajetórias de fluxo interno 306 é configurado para trocar calor com a primeira porção de ar 162 (mostrada na Figura 1) através dos membros de estabilizador vertical 304. As trajetórias de fluxo interno 306 são configuradas para canalizar óleo à saída de resfriador de superfície 310 que é configurado para retornar óleo ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1).

[029] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um resfriador de tijolo 400. O resfriador de tijolo 400 inclui um corpo 402 disposto na superfície radial externa 151 (mostrada na Figura 1) da nacela 150 (mostrada na Figura 1). Em uma realização alternativa, resfriador de tijolo 400 inclui um corpo 402 disposto na superfície radial externa 119 (mostrada na Figura 1) do alojamento

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14/32 externo 118 (mostrado na Figura 1). O corpo 402 se estende na passagem de fluxo de ar de desvio 156 (mostrada na Figura 1). O resfriador de tijolo 400 inclui uma entrada de resfriador de tijolo 404, uma saída de resfriador de tijolo 406, e uma ou mais trajetórias de fluxo interno 408 que se estende entre as mesmas.

[030] Durante a operação, a primeira porção de ar 162 (mostrada na Figura 1) na passagem de fluxo de ar de desvio 156 (mostrada na Figura 1) é configurada para fluir próximo ao corpo 402 para trocar calor com o corpo 402. A entrada de resfriador de tijolo 404 é configurada para receber um fluxo de óleo a ser resfriado e canalizar óleo às trajetórias de fluxo interno 408. O óleo em trajetórias de fluxo interno 408 é configurado para trocar calor com a primeira porção de ar 162 (mostrada na Figura 1) através do corpo 402. As trajetórias de fluxo interno 408 são configuradas para canalizar óleo à saída de resfriador de tijolo 406 que é configurada para retornar óleo ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1).

[031] A Figura 5 é um diagrama de sistema trocador de calor 500 configurado em uma configuração de fluxo em série. O sistema trocador de calor 500 inclui uma pluralidade de conjuntos de trocador de calor 502, 504, 506, e 508. Na realização exemplificativa, os conjuntos de trocador de calor 502, 504, 506, e 508 incluem OGVHEs 200 (mostrados na Figura 2), os resfriadores de superfície 300 (mostrados na Figura 3), e os resfriadores de tijolo 400 (mostrados na Figura 4). Os conjuntos de trocador de calor 502, 504, 506, e 508 incluem, cada um, uma entrada de trocador de calor 510 e uma saída de trocador de calor 512. Na realização exemplificativa, a entrada de trocador de calor 510 inclui a entrada de OGVHE 210 (mostrada na Figura 2), a entrada de resfriador de superfície 308 (mostrada na Figura 3), ou a entrada de resfriador de tijolo 404 (mostrada na Figura 4) e a saída de trocador de calor 512 inclui a saída de OGVHE 212 (mostrada na Figura 2), saída de resfriador

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15/32 de superfície 310 (mostrada na Figura 3), ou saída de resfriador de tijolo 406 (mostrada na Figura 4). O sistema trocador de calor 500 inclui um sistema distribuidor de ar 514 que compreende uma pluralidade de condutos 516, 518, 520, 522, e 524.

[032] O conduto 516 é acoplado em comunicação de fluxo à entrada de trocador de calor 510 disposto no conjunto de trocador de calor 502. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 502 é acoplada em comunicação de fluxo ao conduto 518 que é acoplada em comunicação de fluxo à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 504. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 504 é acoplada em comunicação de fluxo ao conduto 520 que é acoplada em comunicação de fluxo à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 506. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 506 é acoplada em comunicação de fluxo ao conduto 522 que é acoplada em comunicação de fluxo à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 508. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 508 é acoplada em comunicação de fluxo ao conduto 524 que é acoplada em comunicação de fluxo ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1).

[033] Durante a operação, o conduto 516 é configurado para receber um fluxo de fluido resfriado e é configurado para canalizar um fluxo de fluido resfriado à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 502. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 502 é configurada para canalizar óleo ao conduto 518 que é configurada para canalizar óleo à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 504. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 504 é configurada para canalizar óleo ao conduto 520 que é

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16/32 configurada para canalizar óleo à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 506. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 506 é configurada para canalizar óleo ao conduto 522 que é configurada para canalizar óleo à entrada de trocador de calor 510 disposta no conjunto de trocador de calor 508. A saída de trocador de calor 512 disposta no conjunto de trocador de calor 508 é configurada para canalizar óleo ao conduto 524 que é configurado para canalizar óleo ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1).

[034] A Figura 6 é um diagrama de sistema trocador de calor 600 configurado em uma configuração de fluxo paralelo. O sistema trocador de calor 600 inclui uma pluralidade de conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608. Na realização exemplificativa, os conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608 incluem OGVHEs 200 (mostrados na Figura 2), os resfriadores de superfície 300 (mostrados na Figura 3), e os resfriadores de tijolo 400 (mostrados na Figura 4). Os conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608 incluem, cada um, uma entrada de trocador de calor 610 e uma saída de trocador de calor 612. Na realização exemplificativa, a entrada de trocador de calor 610 inclui a entrada de OGVHE 210 (mostrada na Figura 2), a entrada de resfriador de superfície 308 (mostrada na Figura 3), ou a entrada de resfriador de tijolo 404 (mostrada na Figura 4) e a saída de trocador de calor 612 inclui a saída de OGVHE 212 (mostrada na Figura 2), saída de resfriador de superfície 310 (mostrada na Figura 3), ou saída de resfriador de tijolo 406 (mostrada na Figura 4). O sistema trocador de calor 600 inclui um sistema distribuidor de ar 614 que compreende um distribuidor de ar de entrada 616, um distribuidor de ar de saída 618, uma pluralidade de condutos de entrada 620, 622, 624, e 626 e uma pluralidade de condutos de saída 628, 630, 632, e 634. O distribuidor de ar de entrada 616 inclui uma entrada de fluido resfriado

636 e distribuidor de ar de saída 618 inclui uma saída de fluido resfriado 638.

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17/32 [035] O distribuidor de ar de entrada 616 é acoplado em comunicação de fluxo aos condutos de entrada 620, 622, 624, e 626. Os condutos de entrada 620, 622, 624, e 626 são acoplados em comunicação de fluxo às entradas de trocador de calor 610 dispostas em conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608 respectivamente. As saídas de trocador de calor 612 dispostas em conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608 são acopladas em comunicação de fluxo aos condutos de saída 628, 630, 632, e 634 respectivamente. Os condutos de saída 628, 630, 632, e 634 são acoplados em comunicação de fluxo ao distribuidor de ar de saída 618.

[036] Durante a operação, a entrada de fluido resfriado 636 é configurada para receber um fluxo de fluido resfriado e é configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado ao distribuidor de ar de entrada 616. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. O distribuidor de ar de entrada 616 é configurado para canalizar óleo aos condutos de entrada 620, 622, 624, e 626 que são configurados para canalizar óleo às entradas de trocador de calor 610 dispostas em conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608 respectivamente. As saídas de trocador de calor 612 dispostas em conjuntos de trocador de calor 602, 604, 606, e 608 são configuradas para canalizar óleo aos condutos de saída 628, 630, 632, e 634 respectivamente. Os condutos de saída 628, 630, 632, e 634 são configurados para canalizar óleo ao distribuidor de ar de saída 618 que é configurada para canalizar óleo à saída de fluido resfriado 638. A saída de fluido resfriado 638 é configurada para canalizar óleo ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1).

[037] A Figura 7 é um diagrama de sistema trocador de calor 700 configurado em uma configuração de fluxo paralelo-em série híbrida. O sistema trocador de calor 700 inclui uma pluralidade de conjuntos de trocador de calor 702, 704, 706, e 708. Na realização exemplificativa, os conjuntos de trocador de calor 702, 704, 706, e 708 incluem OGVHEs 200 (mostrados na Figura 2),

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18/32 os resfriadores de superfície 300 (mostrados na Figura 3), e os resfriadores de tijolo 400 (mostrados na Figura 4). Os conjuntos de trocador de calor 702, 704, 706, e 708 incluem, cada um, uma entrada de trocador de calor 710 e uma saída de trocador de calor 712. Na realização exemplificativa, a entrada de trocador de calor 710 inclui a entrada de OGVHE 210 (mostrada na Figura 2), a entrada de resfriador de superfície 308 (mostrada na Figura 3), ou a entrada de resfriador de tijolo 404 (mostrada na Figura 4) e a saída de trocador de calor 712 inclui a saída de OGVHE 212 (mostrada na Figura 2), saída de resfriador de superfície 310 (mostrada na Figura 3), ou saída de resfriador de tijolo 406 (mostrada na Figura 4). O sistema trocador de calor 700 inclui um sistema distribuidor de ar 714 que compreende um distribuidor de ar de entrada 716, um distribuidor de ar de saída 718, uma pluralidade de condutos de entrada 720 e 722, uma pluralidade de condutos de saída 724 e 726 e uma pluralidade de condutos de transferência 728 e 730. O distribuidor de ar de entrada 716 inclui uma entrada de fluido resfriado 732 e distribuidor de ar de saída 718 inclui uma saída de fluido resfriado 734.

[038] O distribuidor de ar de entrada 716 é acoplado em comunicação de fluxo aos condutos de entrada 720 e 722. Os condutos de entrada 720 e 722 são acoplados em comunicação de fluxo às entradas de trocador de calor 710 dispostas em conjuntos de trocador de calor 702 e 706 respectivamente. As saídas de trocador de calor 712 dispostas em conjuntos de trocador de calor 702 e 706 são acopladas em comunicação de fluxo aos condutos de transferência 728 e 730 respectivamente. Os condutos de transferência 728 e 730 são acoplados em comunicação de fluxo às entradas de trocador de calor 710 dispostas em conjuntos de trocador de calor 704 e 708 respectivamente. As saídas de trocador de calor 712 dispostas em conjuntos de trocador de calor 704 e 708 são acopladas em comunicação de fluxo aos condutos de saída 724 e 726 respectivamente. Os condutos de saída

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724 e 726 são acoplados em comunicação de fluxo ao distribuidor de ar de saída 718 que é acoplado em comunicação de fluxo à saída de fluido resfriado 734.

[039] Durante a operação, a entrada de fluido resfriado 732 é configurada para receber um fluxo de fluido resfriado e é configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado ao distribuidor de ar de entrada 716. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. O distribuidor de ar de entrada 716 é configurado para canalizar óleo aos condutos de entrada 720 e 722 que são configurados para canalizar óleo às entradas de trocador de calor 710 dispostas em conjuntos de trocador de calor 702 e 706 respectivamente. As saídas de trocador de calor 712 dispostas em conjuntos de trocador de calor 702 e 706 são configuradas para canalizar óleo aos condutos de transferência 728 e 730 respectivamente. Os condutos de transferência 728 e 730 são configurados para canalizar óleo às entradas de trocador de calor 710 dispostas em conjuntos de trocador de calor 704 e 708 respectivamente. As saídas de trocador de calor 712 dispostas em conjuntos de trocador de calor 704 e 708 são configuradas para canalizar óleo aos condutos de saída 724 e 726 respectivamente. Os condutos de saída 724 e 726 são configurados para canalizar óleo ao distribuidor de ar de saída 718 que é configurado para canalizar óleo para resfriar saída de fluido 734. A saída de fluido resfriado 734 é configurada para canalizar óleo ao núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1).

[040] A Figura 8 é um diagrama de sistema trocador de calor 800 no núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1) configurado em uma configuração de fluxo em série. O sistema trocador de calor 800 inclui uma carga térmica 802, uma pluralidade de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHEs) 804, uma pluralidade de resfriadores de superfície 806, e um sistema distribuidor de ar 808. Na realização exemplificativa, a carga térmica

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802 inclui o núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1). Os OGVHEs 804 podem ser configurados na configuração de fluxo em série mostrada na Figura 5, a configuração de fluxo paralelo mostrada na Figura 6, ou a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7. Os resfriadores de superfície 806 podem ser configurados na configuração de fluxo em série mostrada na Figura 5, a configuração de fluxo paralelo mostrada na Figura 6, ou a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7.

[041] O sistema distribuidor de ar 808 inclui uma pluralidade de distribuidores de ar de entrada 810, uma pluralidade de distribuidores de ar de transferência 812, e uma pluralidade de distribuidores de ar de saída 814. Os distribuidores de ar de entrada 810 são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 802 e aos OGVHEs 804. Os OGVHEs 804 são acoplados em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de transferência 812 que são acoplados em comunicação de fluxo aos resfriadores de superfície 806. Os resfriadores de superfície 806 são acoplados em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de saída 812 que são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 802.

[042] Durante a operação, os distribuidores de ar de entrada 810 são configurados para receber um fluxo de fluido resfriado e são configurados para canalizar um fluxo de fluido resfriado aos OGVHEs 804. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. Os OGVHEs 804 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de transferência 812 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos resfriadores de superfície 806. Os resfriadores de superfície 806 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de saída 812 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo à carga térmica 802.

[043] A Figura 9 é um diagrama de sistema trocador de calor 900

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21/32 no núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1) configurado em uma configuração de fluxo paralelo. O sistema trocador de calor 900 inclui uma carga térmica 902, uma pluralidade de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHEs) 904, uma pluralidade de resfriadores de superfície 906, e um sistema distribuidor de ar 908. Na realização exemplificativa, a carga térmica 902 inclui componentes de núcleo de motor de turbina 116 (mostrados na Figura 1). Os OGVHEs 904 podem ser configurados na configuração de fluxo em série mostrada na Figura 5, a configuração de fluxo paralelo mostrada na Figura 6, ou a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7. Os resfriadores de superfície 906 podem ser configurados na configuração de fluxo em série mostrada na Figura 5, a configuração de fluxo paralelo mostrada na Figura 6, ou a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7.

[044] O sistema distribuidor de ar 908 inclui uma pluralidade de distribuidores de ar de entrada 910 e uma pluralidade de distribuidores de ar de saída 912. A carga térmica 902 é acoplada em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de entrada 910 que são acoplados em comunicação de fluxo aos OGVHEs 904 e aos resfriadores de superfície 906. Os OGVHEs 904 e os resfriadores de superfície 906 são acoplados em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de saída 912 que são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 902.

[045] Durante a operação, os distribuidores de ar de entrada 910 são configurados para receber um fluxo de fluido resfriado e são configurados para canalizar um fluxo de fluido resfriado aos OGVHEs 904 e resfriadores de superfície 906. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. Os OGVHEs 904 e resfriadores de superfície 906 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de saída 912 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo à carga térmica 902.

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22/32 [046] A Figura 10 é um diagrama de sistema trocador de calor 1000 no núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1) configurado em uma configuração de fluxo paralelo-em série híbrida. O sistema trocador de calor 1000 inclui uma carga térmica 1002, uma pluralidade de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHEs) 1004 e 1008, uma pluralidade de resfriadores de superfície 1006 e 1010, e um sistema distribuidor de ar 1012. Na realização exemplificativa, a carga térmica 1002 inclui o núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1). Os OGVHEs 1004 e 1008 podem ser configurados na configuração de fluxo em série mostrada na Figura 5, a configuração de fluxo paralelo mostrada na Figura 6, ou a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7. Os resfriadores de superfície 1006 e 1010 podem ser configurados na configuração de fluxo em série mostrada na Figura 5, a configuração de fluxo paralelo mostrada na Figura 6, ou a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7.

[047] O sistema distribuidor de ar 1012 inclui uma pluralidade de distribuidores de ar de entrada 1014, uma pluralidade de distribuidores de ar de transferência 1016 e 1018, e uma pluralidade de distribuidores de ar de saída 1020. A carga térmica 1002 é acoplada em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de entrada 1014 que são acoplados em comunicação de fluxo aos OGVHEs 1004 e 1008. Os OGVHEs 1004 e 1008 são acoplados em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de transferência 1016 e 1018 respectivamente. Os distribuidores de ar de transferência 1016 e 1018 são acoplados em comunicação de fluxo aos resfriadores de superfície 1006 e 1010 respectivamente. Os resfriadores de superfície 1006 e 1010 são acoplados em comunicação de fluxo a distribuidores de ar de saída 1020 que são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 1002.

[048] Durante a operação, a carga térmica 1002 é configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado aos distribuidores de ar de entrada

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1014 que são configurados para canalizar um fluxo de fluido resfriado aos OGVHEs 1004 e 1008. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. Os OGVHEs 1004 e 1008 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de transferência 1016 e 1018 respectivamente. Os distribuidores de ar de transferência 1016 e 1018 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos resfriadores de superfície 1006 e 1010 respectivamente. Os resfriadores de superfície 1006 e 1010 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de saída 1020 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo à carga térmica 1002.

[049] A Figura 11 é um diagrama de um sistema trocador de calor de resfriador de superfície de OGVHE 1100 no núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1) configurado em uma configuração de fluxo em série. O sistema trocador de calor 1100 inclui uma carga térmica 1102, uma rede de trocador de calor de aleta-guia de saída (OGVHE) 1104, um resfriador de superfície 1106, e um sistema distribuidor de ar 1108. Na realização exemplificativa, a carga térmica 1102 inclui o núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1). A rede de OGVHE 1104 inclui uma pluralidade de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHEs) 1110. Os OGVHEs 1110 dentro da rede de OGVHE 1104 são configurados na configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7.

[050] O sistema distribuidor de ar 1108 inclui uma pluralidade de distribuidores de ar de entrada 1112, uma pluralidade de distribuidores de ar de transferência 1114, e uma pluralidade de distribuidores de ar de saída 1116. Os distribuidores de ar de entrada 1112 são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 1102 e à rede de OGVHE 1104. A rede de OGVHE 1104 é acoplada em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de transferência 1114 que são acoplados em comunicação de fluxo ao resfriador de superfície 1106. O resfriador de superfície 1106 é acoplado em comunicação de fluxo aos

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24/32 distribuidores de ar de saída 1116 que são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 1102.

[051] Durante a operação, os distribuidores de ar de entrada 1112 são configurados para receber um fluxo de fluido resfriado e são configurados para canalizar um fluxo de fluido resfriado à rede de OGVHE 1104. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. A rede de OGVHE 1104 é configurada para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de transferência 1114 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo ao resfriador de superfície 1106. O resfriador de superfície 1106 é configurado para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de saída 1116 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo à carga térmica 1102.

[052] A Figura 12 é um diagrama de um sistema trocador de calor de resfriador de superfície de OGVHE 1200 no núcleo de motor de turbina 116 (mostrado na Figura 1) configurado em uma configuração de fluxo paralelo. O sistema trocador de calor 1200 inclui uma carga térmica 1202, uma rede de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHE) 1204, um resfriador de superfície 1206, e um sistema distribuidor de ar 1208. Na realização exemplificativa, a carga térmica 1202 inclui componentes de núcleo de motor de turbina 116 (mostrados na Figura 1). A rede de OGVHE 1204 inclui uma pluralidade de trocadores de calor de aleta-guia de saída (OGVHEs) 1210. Os OGVHEs 1210 dentro da rede de OGVHE 1204 são configurados na configuração de fluxo paralelo-em série híbrida mostrada na Figura 7.

[053] O sistema distribuidor de ar 1208 inclui uma pluralidade de distribuidores de ar de entrada 1212 e uma pluralidade de distribuidores de ar de saída 1214. A carga térmica 1202 é acoplada em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de entrada 1212 que são acoplados em comunicação de fluxo à rede de OGVHE 1204 e ao resfriador de superfície 1206. A rede de

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OGVHE 1204 e o resfriador de superfície 1206 são acoplados em comunicação de fluxo aos distribuidores de ar de saída 1214 que são acoplados em comunicação de fluxo à carga térmica 1202.

[054] Durante a operação, os distribuidores de ar de entrada 1212 são configurados para receber um fluxo de fluido resfriado e são configurados para canalizar um fluxo de fluido resfriado à rede de OGVHE 1204 e ao resfriador de superfície 1206. Na realização exemplificativa, o fluido resfriado inclui óleo. A rede de OGVHE 1204 e o resfriador de superfície 1206 são configurados para canalizar um fluxo de óleo aos distribuidores de ar de saída 1214 que são configurados para canalizar um fluxo de óleo à carga térmica 1202.

[055] Os sistemas de troca de calor descritos acima fornecem um método eficiente para resfriar óleo em um motor de turbina a gás. Especificamente, o sistema de troca de calor descrito acima fornece área de troca de calor e capacidade de troca de calor aumentadas. Quando os resfriadores de superfície e OGVHEs são configurados em série, paralelos, e a configuração de fluxo paralelo-em série híbrida, a área de troca de calor e a capacidade de troca de calor aumentadas é fornecida. Sendo assim, resfriar o óleo com resfriadores de superfície e OGVHEs aumenta área de troca de calor e a capacidade de troca de calor. Adicionalmente, os OGVHEs geram menos arrasto e reduzem o peso do motor.

[056] As realizações exemplificativas de sistemas de troca de calor são descritas acima em detalhes. Os sistemas de troca de calor e métodos para operar tais sistemas e dispositivos não são limitados às realizações específicas descritas no presente documento, mas, em vez disso, os componentes de sistemas e/ou etapas dos métodos podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes e/ou etapas descritos no presente documento. Por exemplo, os métodos também podem ser usados

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26/32 em combinação com outros sistemas que exigem lubrificação de óleo, e não são limitados à prática com somente os sistemas e métodos conforme descrito no presente documento. Em vez disso, a realização exemplificativa pode ser implantada e utilizada em conjunto com muitas outras aplicações de maquinaria que são atualmente configuradas para receber e aceitar sistemas de troca de calor.

[057] Os métodos e aparelhos exemplificadores para resfriar óleo em um motor de turbina a gás são descritos acima em detalhes. O aparelho ilustrado não se limita às realizações específicas descritas no presente documento, mas, em vez disso, componentes de cada uma podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes descritos no presente documento. Cada componente de sistema também pode ser usado em combinação com outros componentes de sistema.

[058] Esta descrição escrita usa os exemplos para descrever a revelação que incluem o melhor modo e também habilita a qualquer pessoa versada na técnica a praticar a revelação que inclui produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da revelação é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Esses outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações se possuírem elementos estruturais que não os diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem literal das reivindicações.

Lista de Componentes

Motor turbofan .........................................................................110

Eixo geométrico longitudinal .................................................112

Seção de ventilador................................................................114

Núcleo de motor de turbina ...................................................116

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 34/54

27/32

Invólucro externo.....................................................................118

Superfície radial externa........................................................119

Entrada anular.........................................................................120

Compressor de baixa pressão..............................................122

Compressor de alta pressão .................................................124

Seção de combustão..............................................................126

Turbina de alta pressão .........................................................128

Turbina de baixa pressão ......................................................130

Seção de bocal de escape de jato .......................................132

Eixo ou bobina de alta pressão ............................................134

Eixo ou bobina de baixa pressão .........................................136

Trajetória de fluxo de ar de núcleo.......................................137

Ventilador de passo variável .................................................138

Pás de ventilador ....................................................................140

Disco .........................................................................................142

Mecanismo de mudança de passo ......................................144

Caixa de engrenagens de potência .....................................146

Cubo frontal..............................................................................148

Nacela.......................................................................................150

Superfície radial interna .........................................................151

Aletas-guia de saída...............................................................152

Seção a jusante.......................................................................154

Passagem de fluxo de ar de desvio.....................................156

Resfriadores de superfície.....................................................157

Volume de ar............................................................................158

Entrada associada ..................................................................160

Primeira porção de ar.............................................................162

Segunda porção de ar............................................................164

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 35/54

28/32

Gases de combustão..............................................................166

Aletas de estator de turbina de alta pressão......................168

Pás de rotor de turbina de alta pressão ..............................170

Aletas de estator de turbina de baixa pressão...................172

Pás de rotor de turbina de baixa pressão ...........................174

Seção de escape de bocal de ventilador ............................176

Trajetória de gás aquecido....................................................178

Trocador de calor de aleta-guia de saída (OGVHE)..........200

Corpo de aerofólio ..................................................................202

Extremidade radialmente interna..........................................204

Extremidade radialmente externa ........................................206

Trajetórias de fluxo interno....................................................208

Entrada de OGVHE ................................................................210

Saída de OGVHE....................................................................212

Resfriador de superfície.........................................................300

Superfície .................................................................................302

Membros de estabilizador vertical........................................304

Trajetórias de fluxo interno....................................................306

Entrada de resfriador de superfície......................................308

Saída de resfriador de superfície .........................................310

Resfriador de tijolo..................................................................400

Corpo.........................................................................................402

Entrada de resfriador de tijolo...............................................404

Saída de resfriador de tijolo...................................................406

Trajetórias de fluxo interno....................................................408

Sistema de trocador de calor ................................................500

Conjunto de trocador de calor...............................................502

Conjunto de trocador de calor...............................................504

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 36/54

29/32

Conjunto de trocador de calor...............................................506

Conjunto de trocador de calor...............................................508

Entrada de trocador de calor.................................................510

Saída de trocador de calor ....................................................512

Sistema distribuidor de ar......................................................514

Conduto ....................................................................................516

Conduto ....................................................................................518

Conduto ....................................................................................520

Conduto ....................................................................................522

Conduto ....................................................................................524

Sistema de trocador de calor ................................................600

Conjunto de trocador de calor...............................................602

Conjunto de trocador de calor...............................................604

Conjunto de trocador de calor...............................................606

Conjunto de trocador de calor...............................................608

Entrada de trocador de calor.................................................610

Saída de trocador de calor ....................................................612

Sistema distribuidor de ar......................................................614

Distribuidor de ar de entrada.................................................616

Distribuidor de ar de saída.....................................................618

Condutos de Entrada..............................................................620

Condutos de Entrada..............................................................622

Condutos de Entrada..............................................................624

Condutos de Entrada..............................................................626

Condutos de saída..................................................................628

Condutos de saída..................................................................630

Condutos de saída..................................................................632

Condutos de saída..................................................................634

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 37/54

30/32

Entrada de fluido resfriado ....................................................636

Saída de fluido resfriado........................................................638

Sistema de trocador de calor ................................................700

Conjunto de trocador de calor...............................................702

Conjunto de trocador de calor...............................................704

Conjunto de trocador de calor...............................................706

Conjunto de trocador de calor...............................................708

Entrada de trocador de calor.................................................710

Saída de trocador de calor ....................................................712

Sistema distribuidor de ar......................................................714

Distribuidor de ar de entrada.................................................716

Distribuidor de ar de saída.....................................................718

Condutos de Entrada..............................................................720

Condutos de Entrada..............................................................722

Condutos de saída..................................................................724

Condutos de saída..................................................................726

Condutos de transferência ....................................................728

Condutos de transferência ....................................................730

Entrada de fluido resfriado ....................................................732

Saída de fluido resfriado........................................................734

Sistema de trocador de calor ................................................800

Carga térmica ..........................................................................802

OGVHE .....................................................................................804

Resfriadores de superfície.....................................................806

Sistema distribuidor de ar......................................................808

Distribuidor de ares de entrada ............................................810

Distribuidor de ares de transferência...................................812

Distribuidor de ares de saída ................................................814

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 38/54

31/32

Sistema de trocador de calor ................................................900

Carga térmica ..........................................................................902

OGVHE .....................................................................................904

Resfriadores de superfície.....................................................906

Sistema distribuidor de ar......................................................908

Distribuidor de ares de entrada ............................................910

Distribuidor de ares de saída ................................................912

Sistema de trocador de calor ..............................................1000

Carga térmica ........................................................................1002

OGVHE ...................................................................................1004

Resfriadores de superfície...................................................1006

OGVHE....................................................................................1008

Resfriadores de superfície...................................................1010

Sistema distribuidor de ar....................................................1012

Distribuidor de ares de entrada ..........................................1014

Distribuidor de ares de transferência.................................1016

Distribuidor de ares de transferência.................................1018

Distribuidor de ares de saída ..............................................1020

Sistema de trocador de calor ..............................................1100

Carga térmica ........................................................................1102

Rede de OGVHE...................................................................1104

Resfriador de superfície.......................................................1106

Sistema distribuidor de ar....................................................1108

OGVHE ...................................................................................1110

Distribuidor de ares de entrada ..........................................1112

Distribuidor de ares de transferência.................................1114

Distribuidor de ares de saída ..............................................1116

Sistema de trocador de calor ..............................................1200

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 39/54

32/32

Carga térmica ........................................................................1202

Rede de OGVHE...................................................................1204

Resfriador de superfície.......................................................1206

Sistema distribuidor de ar....................................................1208

OGVHE ...................................................................................1210

Distribuidor de ares de entrada ..........................................1212

Distribuidor de ares de saída ..............................................1214

Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 40/54

1/3

Claims (10)

1. Reivindicações

   1. SISTEMA TROCADOR DE CALOR (1100) caracterizado pelo fato de que compreende:

   um primeiro conjunto de trocador de calor (200) que compreende uma pluralidade de membros de aerofólio (202) circunferencialmente espaçados em uma corrente de fluxo (156) de um duto anular (150), sendo que cada membro de aerofólio (202) compreende uma extremidade radialmente interna (204) e uma extremidade radialmente externa (206), sendo que cada membro de aerofólio (202) compreende adicionalmente uma primeira trajetória de fluxo interna (208) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo;

   um segundo conjunto de trocador de calor (300) que se estende próximo à dita corrente de fluxo (156), sendo que o dito segundo conjunto de trocador de calor (300) compreende uma segunda trajetória de fluxo interna (306) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo; e um sistema distribuidor de ar (1108) que compreende um conduto configurado para acoplar o dito primeiro conjunto de trocador de calor (200) e o dito segundo conjunto de trocador de calor (300) em comunicação de fluxo, sendo que o dito sistema distribuidor de ar (1108) compreende adicionalmente uma conexão de entrada configurada para receber um fluxo de fluido relativamente aquecido de uma ou mais cargas térmicas (1102) e uma conexão de saída configurada para direcionar o fluido resfriado para as uma ou mais cargas térmicas (1102).
2. 2. SISTEMA TROCADOR DE CALOR (1100), de acordo com a reivindicação 0, caracterizado pelo fato de que a dita conexão de entrada é configurada para canalizar o dito fluxo de fluido relativamente aquecido ao dito primeiro conjunto de trocador de calor (200).

   Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 41/54

   2/3
3. 3. SISTEMA TROCADOR DE CALOR (1100), de acordo com a reivindicação 0, caracterizado pelo fato de que a dita conexão de entrada é configurada para canalizar o dito fluxo de fluido relativamente aquecido ao dito primeiro conjunto de trocador de calor (200) e ao dito segundo conjunto de trocador de calor (300) de modo substancialmente simultâneo.
4. 4. SISTEMA TROCADOR DE CALOR (1100), de acordo com a reivindicação 0, caracterizado pelo fato de que a dita conexão de saída é configurada para receber o dito fluxo de fluido resfriado do dito segundo conjunto de trocador de calor (300).
5. 5. SISTEMA TROCADOR DE CALOR (1100), de acordo com a reivindicação 0, caracterizado pelo fato de que a dita conexão de saída é configurada para receber o dito fluxo de fluido resfriado do dito primeiro conjunto de trocador de calor (200) e do dito segundo conjunto de trocador de calor (300) de modo substancialmente simultâneo.
6. 6. MOTOR DE TURBINA A GÁS caracterizado pelo fato de que compreende:

   um núcleo do motor (116);

   um invólucro anular estacionário (150) que circunda pelo menos parcialmente o dito núcleo do motor (116) formando um duto anular (150);

   um sistema trocador de calor (1100) que compreende: um primeiro conjunto de trocador de calor (200) que compreende uma pluralidade de membros de aerofólio (202) circunferencialmente espaçados em uma corrente de fluxo (156) do dito duto anular (150), sendo que cada membro de aerofólio (202) compreende uma extremidade radialmente interna (204) e uma extremidade radialmente externa (206), sendo que cada membro de aerofólio (202) compreende adicionalmente uma primeira trajetória de fluxo interna (208) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo;

   Petição 870160079249, de 27/12/2016, pág. 42/54

   3/3 um segundo conjunto de trocador de calor (300) que se estende próximo à dita corrente de fluxo (156), sendo que o dito segundo conjunto de trocador de calor (300) compreende uma segunda trajetória de fluxo interna (306) configurada para canalizar um fluxo de fluido resfriado através do mesmo; e um sistema distribuidor de ar (1108) que compreende um conduto configurado para acoplar o dito primeiro conjunto de trocador de calor (200) e o dito segundo conjunto de trocador de calor (300) em comunicação de fluxo, sendo que o dito sistema distribuidor de ar (1108) compreende adicionalmente uma conexão de entrada configurada para receber um fluxo de fluido relativamente aquecido de uma ou mais cargas térmicas (1102) e uma conexão de saída configurada para direcionar o fluido resfriado para as uma ou mais cargas térmicas (1102).
7. 7. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita conexão de entrada é configurada para canalizar o dito fluxo de fluido relativamente aquecido ao dito primeiro conjunto de trocador de calor (200).
8. 8. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita conexão de saída é configurada para receber o dito fluxo de fluido resfriado do dito segundo conjunto de trocador de calor (300).
9. 9. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito segundo conjunto de trocador de calor (300) compreende um resfriador de superfície.
10. 10. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os ditos membros de aerofólio (202) dentro do dito primeiro conjunto de trocador de calor (200) são configurados em uma configuração de fluxo paralelo-em série híbrida.

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