CN106958485B - 用于嵌入式发动机应用的热交换器:曲线板 - Google Patents

用于嵌入式发动机应用的热交换器:曲线板 Download PDF

Info

Publication number
CN106958485B
CN106958485B CN201610979141.1A CN201610979141A CN106958485B CN 106958485 B CN106958485 B CN 106958485B CN 201610979141 A CN201610979141 A CN 201610979141A CN 106958485 B CN106958485 B CN 106958485B
Authority
CN
China
Prior art keywords
curve ruler
groove
defines
channel
outside plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610979141.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106958485A (zh
Inventor
M.R.切尔尼
J.R.梅纳
T.库皮塞夫斯基
J.佩格拉姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US14/990864 priority Critical
Priority to US14/990,864 priority patent/US11002290B2/en
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN106958485A publication Critical patent/CN106958485A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106958485B publication Critical patent/CN106958485B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5826Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/14Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/16Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02Stamping using rigid devices or tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D27/009Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by bleeding, by passing or recycling fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/20Manufacture essentially without removing material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/30Manufacture with deposition of material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0021Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for aircrafts or cosmonautics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

本发明涉及用于嵌入式发动机应用的热交换器:曲线板。具体而言,提供了用于热交换器的曲线板[100]。曲线板[100]可包括限定了多个第一凹槽[104]的内板[102],和限定了多个第二凹槽[108]的外板[106]。外板[106]附连至内板[102],其中多个第一凹槽[104]和多个第二凹槽[108]实质上对准以在它们之间限定多个通道[110]。各通道[110]从曲线板[100]的第一端[124]的第一部分[122]上的第一开口[120]延伸至第一端[124]的第二部分[130]上的第二开口[128]。通常还提供了用于形成曲线板[100]的方法。

Description

用于嵌入式发动机应用的热交换器:曲线板
[0001] 联邦资助的研究
[0002] 本发明是在海军部门的合同号为N00014-10-D-0010的政府支持下进行的。政府在 本发明中可具有某些权利。
技术领域
[0003] 本发明大体上涉及燃气涡轮发动机,并且更具体地,涉及在燃气涡轮发动机的风 扇管道中用于冷却高压热泄放空气的热交换布置。
背景技术
[0004] 许多商用的飞机燃气涡轮发动机采用从核心发动机压缩机泄放的高压热空气供 飞机上的不同系统使用。特别是,高压空气为飞机上各种任务所需,比如防结冰和客舱冷 却。然而,在使用该空气之前,空气的温度必须根据各特定任务的要求而被降低至合理的水 平。
[0005] 冷却高压压缩机泄放空气的一种当前的方法是从嵌入发动机罩内的发动机风扇 管道提取或泄放空气。来自风扇管道的更冷的泄放空气和来自核心发动机压缩机的高压更 热的泄放空气随后经过热交换器,在这里,较热的高压空气释放一部分其热能至更冷的风 扇管道泄放空气。
[0006] 尽管,热交换工艺的使用是必须的,但是,当前的用于实现传热的系统过于复杂。 在一系统中,采用了管道的精心布局,以用于将高压泄放空气通到飞机和将更冷的风扇管 道泄放空气引导至热交换器的位置。在更冷的风扇管道泄放空气到达热交换器并执行其冷 却任务时,它已经由于因为管道的各种弯管和回转的摩擦损耗而损失了其大部分压力(推 力势)。在从热交换器离开后,风扇管道泄放空气以可忽略的推力益处而从飞机结构排到飞 机外。风扇管道泄放空气推力损失对发动机特定燃油消耗的影响是显著的。另外,过于复杂 的泄放空气管道布置显著增加了飞机的重量。
[0007] 因此,仍然需要对用于执行传热操作的布置进行改进,其将避免现有技术所经受 的风扇管道泄放空气的损失。
附图说明
[0008] 本发明的方面和优点将在以下描述中部分地得以阐释或者可以从该描述中显而 易见,或者可通过本发明的实践来学会。
[0009] 总体上提供了曲线板。在一个实施例中,曲线板包括限定了多个第一凹槽的内板 和限定了多个第二凹槽的外板。外板附连至内板,其中多个第一凹槽和多个第二凹槽是实 质上对准的,以在它们之间限定多个通道。各通道从曲线板的第一端的第一部分上的第一 开口延伸至第一端的第二部分上的第二开口。
[0010] 总体上也提供了用于形成曲线板的方法。在一个实施例中,该方法包括,冲压第一 金属片材以形成限定了多个第一凹槽的第一板;冲压第二金属片材以形成限定了多个第二 凹槽的第二板;和之后,将第一片材层压至第二片材以形成曲线板,使得多个第一凹槽和多 个第二凹槽是实质上对准的,以在它们之间限定多个通道。各通道从曲线板的第一端的第 一部分上的第一开口延伸通过在各通道中限定的弯曲部,并且延伸至第一端的第二部分上 的第二开口。
[0011] 总体上还提供了横贯管道段。在一个实施例中,横贯管道段包括主管、下平台和上 平台,主管从第一端延伸至第二端并且限定了从中穿过的中空通路,下平台在主管内限定 的孔口的第一侧附连至主管的外表面,上平台在与第一侧相反的孔口的第二侧上附连至主 管的外表面。上平台与下平台形成为一个整体,以在它们之间限定供应通道,并且供应通道 与主管的中空通路处于流体连通,所述中空通路通过主管限定的孔口。下平台和上平台限 定了接口,所述接口限定了多个通道,所述多个通道与主管限定的中空通路处于流体连通。
[0012] 在一个实施例中,总体上为燃气涡轮发动机提供了环形热交换器。环形热交换器 可包括第一环形环,所述第一环形环包括由多个横贯管道段限定的第一主管;第二环形环, 所述第二环形环包括由多个横贯管道段(比如如上所述的)限定的第二主管,和曲线板,所 述曲线板在其中限定了至少一个通道,所述至少一个通道与第一主管的横贯管道段和第二 主管的横贯管道段处于流体连通。
[0013] 还总体上提供了冷却在燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法。在一个实 施例中,该方法包括,将热流体引导通过在环形管道内径向地分层以限定传热区域的多个 冷却通道,并且使冷却流体经过环形管道使得冷却流体经过径向地分层的冷却通道之间。 附加地或者备选地,该方法可包括,引导热流体通过在环形管道内径向地分层以限定传热 区域的多个冷却通道,并且使冷却流体经过环形管道,使得冷却流体经过径向地分层的冷 却通道之间。附加地或者备选地,该方法可包括,使热流体经过第一径向的内管中,通过在 环形管道内径向地分层的多个曲线板内限定的多个冷却通道,并进入第二径向的内管;和 使冷却流体经过环形管道。
[0014] 根据本发明的第一实施方式,一种曲线板,包括:
[0015] 限定了多个第一凹槽的内板;和
[0016] 限定了多个第二凹槽的外板,其中所述外板附连至所述内板,其中多个第一凹槽 和多个第二凹槽实质上对准以在它们之间限定多个通道,并且其中各通道从所述曲线板的 第一端的第一部分上的第一开口延伸至所述第一端的第二部分上的第二开口。
[0017] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述通道限定了非线性的 路径,所述非线性的路径具有从所述第一开口通过所述曲线板延伸至所述第二开口的至少 一个弯曲部。
[0018] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述外板限定了从第一端 至第二端测得为最短距离的弦长度,并且其中所述外板限定了跨越它的外表面从所述第一 端至所述第二端测得的弧长度,并且进一步其中所述弧长度为所述弦长度的大约105%至大 约150%。
[0019] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,槽口被限定在所述第一端 中的所述曲线板中,处于所述第一部分和所述第二部分之间。
[0020] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述槽口具有大体上U形 的形状,并且其中各通道在所述曲线板中限定的所述槽口周围,以大体上U形的形状从所述 曲线板的第一端的第一部分上的第一开口延伸至所述第一端的第二部分上的第二开口。
[0021] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述内板和所述外板中的 至少一个包括从与所述第一端相对的第二端延伸的接片。
[0022] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述接片限定孔口。
[0023] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,进一步包括:
[0024] 整体式壁,其被定位在所述内板和所述外板之间,使得各通道在其中限定了第一 通路和第二通路。
[0025] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述整体式壁限定了多个 孔,使得允许在所述通道内的所述第一通路和所述第二通路之间的流体流。
[0026] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述整体式壁限定了多个 凹痕,使得流体流在所述通道内的所述第一通路和所述第二通路内被搅动。
[0027] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述整体式壁由铜,银, 钛,钛合金,铝或铝合金构成。
[0028] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述内板具有大约400μπι 至大约800μηι的厚度。
[0029] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述外板具有大约400μπι 至大约800μηι的厚度。
[0030] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,所述内板和所述外板由 钛,铝或奥氏体合金构成。
[0031] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,多个凹痕由所述内板沿着 所述多个第一凹槽来限定。
[0032] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,其中所述多个凹痕由所述 外板沿着所述多个第二凹槽来限定。
[0033] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,各个所述第一凹槽具有为 其最大弦长度的大约1.5至大约20倍的最大截面弧长度,所述最大截面弧长度,并且其中, 各个所述第二凹槽具有为其最大弦长度的大约1.5至大约20倍的最大截面弧长度。
[0034] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的曲线板,其中,每个所述第一凹槽和每个 所述第二凹槽都具有半椭圆形的形状。
[0035] 根据本发明的另一实施方式,一种用于形成曲线板的方法,所述方法包括:
[0036] 冲压第一金属片材以形成限定了多个第一凹槽的第一板;
[0037] 冲压第二金属片材以形成限定了多个第二凹槽的第二板;和
[0038] 之后,将所述第一片材层压至所述第二片材以形成所述曲线板,使得所述多个第 一凹槽和所述多个第二凹槽是实质上对准的,以在它们之间限定多个通道,并且其中各通 道从所述曲线板的第一端的第一部分上的第一开口,延伸通过在各通道中限定的弯曲部, 并且延伸至所述第一端的第二部分上的第二开口。
[0039] 根据本发明的另一实施方式,如上所述的方法,其中,在层压之前,在所述第一片 材和所述第二片材之间定位整体式壁,使得各通道在其中限定了第一通路和第二通路。
[0040] 参考以下描述和所附权利要求,可以更好地理解本发明的这些和其它特征、方面 和优点。结合到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图,图示了本发明的实施例,并且 连同说明书描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
[0041] 在结合所附附图的说明书中,对于本领域的普通技术人员,阐述了本发明的全面 的和具备可实施性的公开,包括其最佳实施方式,在附图中:
[0042] 图1显示了根据一个用于燃气涡轮发动机的实施例的示例性的环形热交换器;
[0043] 图2显示了图1的示例性的环形热交换器的径向的截面图;
[0044] 图3显示了图1的示例性的环形热交换器的周向的截面图;
[0045] 图4显示了从内看去的图2的示例性的环形热交换器的径向的截面图;
[0046] 图5显示了附连至曲线板一端的横贯管道段的接口的放大图;
[0047] 图6显示了沿着它们的主管流体地相连的示例性的横贯管道段的周向的截面图;
[0048] 图7显示了限定了主管和接口的示例性的横贯管道段;
[0049] 图8显示了图7的示例性的横贯管道段的周向的截面图;
[0050] 图9显示了如图7所示的多个横贯管道段,其中相邻的横贯管道段沿着主管流体地 相连;
[0051] 图10显示了限定了多个通道的示例性的曲线板,所述多个通道从曲线板的第一端 的第一部分上的第一开口延伸通过在各通道中限定的弯曲部,并且延伸至第一端的第二部 分上的第二开口;
[0052] 图11显不了图10的不例性的曲线板的另一视图;
[0053] 图12显示了图10和11的示例性的曲线板的第一端的一部分的放大图;和
[0054] 图13显示了燃气涡轮发动机的一个实施例的截面图,其可包括根据一个实施例的 示例性的环形热交换器。
[0055] 在本说明书和附图中的附图标记的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特 征或元件。
[0056] 附图标记清单:
[0057]
Figure CN106958485BD00071
Figure CN106958485BD00081
Figure CN106958485BD00091
具体实施方式
[0058] 现在将详细参照本发明的实施例,在图中示出实施例的一个或多个示例。以解释 本发明而非限制本发明的方式提供各个示例。实际上,对本领域技术人员显而易见的将是, 可对本发明作出各种修改和变型,而不偏离本发明的范围或精神。例如,被示为或描述成一 个实施例的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因而,意于的是本发明覆盖落 在所附权利要求和它们等效物的范围内的这样的修改和变型。
[0059] 如本文所用,用语“第一”、“第二”和“第三”可互换地用来区分一个构件与另一个 构件,而且不意表示单独的构件的位置或重要性。
[0060] 用语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流的相对方向。例如,“上 游”指的是流体流出的方向,而“下游”指的是流体流往的方向。
[0061] 如本文所用,用语"流体"可以是气体或液体。本发明的方法不受到所使用的流体 的类型的限制。在优选的应用中,冷却流体是风扇空气,并且冷却的流体是泄放空气。然而, 本发明的方法可以用于其它类型的液体和气态流体,其中冷却的流体和冷却流体是相同的 流体或不同的流体。冷却的流体和冷却流体的其它示例包括空气,液压流体,燃烧气体,制 冷剂,制冷剂混合物,介电的流体用于冷却航空电子设备或其它飞机电子系统,水,水基化 合物,混有防冻添加剂(举例来说,酒精或乙二醇化合物)的水,和在高温或低温下能够保持 热传输的任何其它有机或无机的传热流体或流体共混物。
[0062] 总体上提供了热交换器,其包括改进性能的几何形状,加成制造技术促进了其实 践应用。尽管这里所述的热交换器系统宽泛地适用于包含多种流体类型的各种热交换器应 用,但是,在这里描述了用于燃气涡轮发动机中的泄放空气(举例来说,热流)与风扇空气 (举例来说,冷流)的高效冷却。应当注意,尽管本说明书涉及在大功率双路式涡轮发动机中 使用的热交换器,但是本领域的技术人员应当理解,本说明书并不限于在大功率双路式涡 轮发动机中的使用。而是,提供的热交换器可以用在任何发动机和/或要求热交换的装置 中。通常提供了用于涡轮发动机的热交换器,其联接至涡轮发动机的风扇罩和发动机罩的 至少一个上。在一示例性的实施例中,热交换器包括环形主体。
[0063] 参考图1-4,环形喷气发动机空气管道10被显示用于燃气涡轮发动机,比如涡扇、 涡轮螺旋桨和涡喷发动机。环形喷气发动机空气管道10包括由第一环形环14、第二环形环 16,和多个曲线板100形成的环形热交换器12,多个曲线板100将第一环形环14流体地连接 至第二环形环16。第一环形环14具有由多个横贯管道段20限定的第一主管15,多个横贯管 道段20彼此串联地连接,使得相邻的横贯管道组件20的至少一部分是沿着第一主管15流体 地相连的。类似地,第二环形环16具有由多个横贯管道段20限定的第二主管17。曲线板100 限定了至少一个通道110,其与第一主管15的横贯管道段20和第二主管17的横贯管道段20 处于流体连通。热流体(举例来说,泄放空气)可经过曲线板100的至少一个通道102,用于与 经过曲线板100上面的冷却流体进行传热。如所示,曲线板100限定了弯曲的表面,其是径向 向内地定向的。然而,在备选的实施例中,曲线板100可限定径向向外定向的弯曲部。
[0064] 多个曲线板100是径向地分层的,以在相邻的曲线板100之间限定间隙,冷却流体 (举例来说,风扇空气)可通过该间隙在轴向方向上流动。在一个实施例中,多个曲线板100 总体围绕环形管道以均匀的方式周向地定向,使得冷却流体流被迫撞击在曲线板100上(用 于从中穿过的传热),而没有发现任何显著的备选路径。因此,大多数的热流体流过环形管 道的此传热区域(即,在内带和外带之间限定的间隙内,径向地分层的板位于其中)。例如, 至少90%的冷却流体流过环形管道的传热区域,比如至少95% (举例来说,至少99%)。这样,冷 却流体流的捕获率就最大化,以增加传热率的效率。
[0065] 如所示,第一环形环14通常相邻于和平行于第二环形环16。然而,在其它实施例 中,第一环形环14和第二环形环16可以具备彼此不同的形状,和/或以非平行的方式定向。
[0066] 在所示的实施例中,第一环形环14的第一主管15和第二环形环16的第二主管17中 的每一个各自划分成多个独立的分段22,23。其中各独立的分段22,23由多个横贯管道段20 形成形成,所述多个横贯管道段20形成通过各自的第一主管15和第二主管17的单独的腔。 独立的分段22,23在多个独立的分段22,23的横贯管道段20的端部内的边界壁24处是分离 的。在特定的实施例中,各横贯管道段20跨过环形环14,16的周向的长度的大约5°至大约 20°。然而,横贯管道段20可以形成为任何所需的长度和/或形状。
[0067] 供应管26被显示为各自在第一主管15和第二主管17的各分段22,23内,用于向其 中供应流体。例如,流体可以是用于冷却(举例来说,泄放空气从发动机)的压缩空气。在所 示的实施例中,供应流体30 (举例来说,热空气)通过入口供应管28被引入第二环形环16中, 从第二主管17通过曲线板100的通道110 (如下所述)进入第一主管15中,并且作为冷却的流 体34通过出口管32离开。特别地,冷却流体36 (举例来说,风扇空气)在环形环14,16和径向 外壁40之间经过空气管道100。应当理解,任一种流体的流动方向可以根据所需而改变。
[0068] 如下文中更详细地所述,曲线板100允许在其中的更热的更高压力的流体和经过 管道的更冷的更低压力的流体之间的热传递。此传热是通过曲线板100的几何形状增强的, 该几何形状具有可用于传热的增加的表面积。
[0069] 如图6-9更特别地显示,各横贯管道段20通常包括主管200,其从第一端202延伸至 第二端204并且限定了从中穿过的中空通路206。相邻的横贯管道段20通过其各自端部的附 连件沿着主管200而彼此之间处于流体连通。也就是说,一个横贯管道段20的第一端202附 连至相邻的横贯管道段20的第二端204。如图8更特别地显示,由第二端204限定阳插入件 240,并且在第一端202限定阴腔,以允许在相邻的横贯管道段20之间的阳-阴连接。然而,可 以采用任何其它合适的连接机构(举例来说,钎焊,焊接,0形圈,螺栓,等等)。
[0070] 主管200也限定了至少一个孔口 208,其与供应通道210处于流体连通,所述供应通 道210限定在下平台212和上平台218之间,下平台212附连至在孔口 208的第一侧216主管 200的外表面214,并且上平台218在孔口 218的与第一侧216相反的第二侧220附连至主管 200的外表面214。这样,供应通道210与通过主管200限定的孔口 208的、主管200的中空通路 206处于流体连通。多个孔口 218显示为被限定在主管200中,在环形方向上具有细长的形 状。也就是说,孔口218可具有在环形方向上(S卩,从主管的第一端延伸至主管的第二端)的 最大长度,其大于在垂直于环形方向的垂直方向上(即,轴向方向)的最大宽度。
[0071] 在所示的实施例中,主管200在第一端202和第二端204都限定了椭圆形的横截面。 例如,椭圆形的横截面可具有最大宽度,该最大宽度为它的最大高度的大约1.5倍至大约至 大约20倍。这种椭圆形的形状允许冷却流体(举例来说,风扇空气)在经过管道100时的最小 阻力。然而,主管可具有其它所需的截面形状。
[0072] 在一个实施例中,上平台218与下平台212形成为一个整体,以在它们之间限定供 应通道210。附加地,上平台218和下平台212可以与主管200形成为一个整体,以形成单个一 体化构件。例如,横贯管道段20可以借助于加成制造工艺一起形成为一个整体,并且可以由 加成的材料形成,包括但不限于钛,钛合金,铝,铝合金,和奥氏体合金,比如镍-铬基超级合 金(举例来说,可以从特种合金公司得到的名为Inconel ®的合金)。
[0073] 在它的终端221 (相对于在主管200的孔口208),下平台212和上平台218限定了接 口 222,所述接口 222限定了与主管200限定的中空通路206处于流体连通的多个通道224。在 一个实施例中,在从主管200的外表面214的第二端204延伸的最上部切线226和从下平台 212的内表面213延伸的切线228之间限定了叉开角度Θ,其中该叉开角度为大约10°至大约 30。。
[0074] 在所示的实施例中,下平台212的内表面230在接口 222处限定了多个下凹槽232, 并且上平台218的内表面234在接口 222处限定了多个上凹槽238。多个下凹槽232通常与多 个上凹槽236对准,以限定多个通道224。附加地,槽口 238在接口 222处被限定在下平台212 的内表面230和上平台218的内表面234之间。如所示,槽口 238延伸通过在上平台218和下平 台212之间限定的多个通道224以便在其中接收曲线板100的第一端124,如图5更特别地显 示。在一个实施例中,借助于钎焊、焊接或任何其它合适的附连机构,曲线板100的第一端 124被定位并且附连至槽口内的接口。在所示的实施例中,限定在横贯管道段200的接口 222 中的各通道234与曲线板100的各自的通道110处于流体连通,如下文中更详细地所述。
[0075] 参考图8,内部横梁242可以如图所示设置,并定位在上平台218和下平台212之间, 并且从供应通道210延伸至接口 222以限定多个通路244,所述多个通路244在接口 222处对 应于曲线板100的各自的通道110,使得各通路244与其中一个通道110处于流体连通。附加 地,横梁242可在上平台218和下平台212之间提供结构支撑。在一个实施例中,主管200限定 了多个孔口208,所述多个孔口208与各自的通路244处于流体连通,并且因此,与曲线板100 的各自的通道110处于流体连通。
[0076] 参考图2和4,横贯管道段20可进一步包括第一翼252,所述第一翼252从主管200的 第一侧251延伸并且配置为用于附连至发动机的框架(未示出)。同样,横贯管道段可进一步 包括第二翼254,所述第二翼254从主管200的与第一侧251相反的第二侧253延伸,并且配置 为用于附连至相邻的横贯管道段200的翼254。因此,第一翼252和第二翼254在椭圆形的横 截面的最大宽度的轴向方向上延伸,并且允许相邻的环14,16连接在一起以形成环形热交 换器12。相邻的横贯管道段20的第二翼254可以彼此成为一个整体,或者通过附连机构(举 例来说,螺钉、螺栓、焊接、钎焊,等等)彼此连接。
[0077] 图10-12显示了示例性的曲线板100,其包括限定了多个第一凹槽104的内板102和 限定了多个第二凹槽108的外板106。通常,内板102附连至外板106,其中多个第一凹槽104 和多个第二凹槽108是实质上对准的,以在它们之间限定多个通道110。图11的实施例包括 可选择的整体式壁112,其被定位在内板102和外板106之间,使得各通道110在其中限定了 第一通路114和第二通路116。
[0078] 在一个实施例中,内板102和外板106,连同可选择的整体式壁112,借助于扩散结 合被结合在一起,而无需任何钎焊或其它焊接。然而,可以采用任何用来结合内板102和外 板106的合适的附连手段,包括但不限于粘合结合,焊接,钎焊,等等。
[0079] 在所示的实施例中,各通道112从曲线板100的第一端124的第一部分122上的第一 开口 120,延伸通过在各通道112中限定的弯曲部126,并且延伸至第一端124的第二部分130 上的第二开口 128。这样,经过各通道112的流体就围绕弯曲部126从第一部分122的第一开 口 120穿过曲线板,并且流出第二部分130的第二开口 128 (或者,反之亦然,在相反的方向上 从第二开口 128流至第一开口 120)。因此,其中各通道112限定了非线性的路径,其具有从第 一开口 120延伸至第二开口 128的至少一个弯曲部126。
[0080] 图12显示了第一凹槽104和第二凹槽108中的每一个具有实质上半椭圆形的形状, 以便限定实质上椭圆形的通道110。此形状不仅允许用于在通道110内的用于传热的增加的 表面积,而且也允许第一凹槽104和第二凹槽108由片材(举例来说,金属片材)通过冲压工 艺形成。在所示的实施例中,其中各第一凹槽104具有最大截面弧长度,其为它的最大弦长 度的大约1.5至大约20倍。类似地,其中各第二凹槽108具有最大截面弧长度,其为它的最大 弦长度的大约1.5至大约20倍。然而,其它几何形状可以根据所需被采用。
[0081] 在一个实施例中,第一凹槽104和/或第二凹槽108可限定多个凹痕或其它表面特 征,以便在通道110内搅动流体流以及用于提供增加的表面积用于热传递。
[0082] 曲线板100通常限定了从第一端124至第二端132的曲率(S卩,非平面的)路径。在所 示的实施例中,曲率通常是恒定的以限定圆的弧长度。然而,在其它实施例中,曲线板100可 具有在外板126上变化的不均匀的曲率(S卩,恒定的),并且可包括弯曲部,曲部,接合处,平 面的部分,等等。不管特定的截面形状如何,外板126都限定了从第一端124至第二端132测 得为最短距离的弦长度,并且外板126限定了在它的外表面127上从第一端124至第二端132 测得的弧长度。使用相同的起点和终点(对于弦长度和弧长度),弧长度为弦长度的大约 105%至大约150%。也就是说,弧长度为弦长度的大约1.05倍至大约1.5倍。这样,曲线板100 的曲率与平面的板相比允许更多的表面积用于热传递。
[0083] 在图10和11所示的实施例中,槽口 134被限定在曲线板100的第一端124中,处于第 一部分122和第二部分130之间。通常,槽口 134允许曲线板100在附连至横贯管道200的各自 接口 222上的第一部分122和第二部分130之间的挠曲。尽管被显示为具有大体上U形的形 状,但是,槽口 134可具有任何所需的几何形状。类似地,各通道110被显示为以大体上U形的 形状在曲线板100中限定的槽口 134周围从第一端124的第一部分122上的第一开口 120延 伸,并且延伸至第一端124的第二部分130上的第二开口 128。然而,通道110在曲线板100内 可米取任何所需的路径。
[0084] 内板102和外板106可以由具有所需的热传递性能的任何合适的材料形成。例如, 内板102和外板106可以由钛,钛合金,铝,铝合金,和奥氏体合金比如镍-铬基超级合金(举 例来说,可以从特种合金公司得到的名为Inconel ®的合金)构成。
[0085] 同样地,整体式壁112 (如果存在的话)可以由任何合适的材料制成。在一个实施例 中,整体式壁112由相对高导热的材料制成,以便促进在通道110内的第一通路114和第二通 路116之间的热传递。例如,整体式壁可以由电镀的铜,钛,钛合金,铝,铝合金,和奥氏体合 金比如镍-络基超级合金(举例来说,可以从特种合金公司得到的名为Inconel ®的合金)制 成。在大多数实施例中,内板102和外板106具有越过各个各自表面的实质上相等的厚度,尽 管凹槽104,108各自可以比更平的部分要稍微更薄一些。在大多数实施例中,内板102和外 板106独立地具有大约400μπι至大约800μπι的厚度。整体式壁112(如果存在的话)可具有为大 约400μηι至大约800μηι的厚度。
[0086] 在某些实施例中,整体式壁112能够限定多个孔(举例来说,槽口或其它孔口),以 允许在通道110内的第一通路114和第二通路116之间的流体流。备选地或附加地,整体式壁 112可限定多个凹痕或其它表面特征,以搅动在通道110中的第一通路114和第二通路116内 的流体流并且提供增加的表面积以用于在它们之间的热传递。
[0087] 如图10和11所示,内板102和外板106的至少一者(或二者)包括至少一个接片140, 其从与第一端124相对的第二端132延伸。参考图3,接片140延伸到在环形热交换器12的罩 44内限定的槽口 42中。罩44通常包括结构支撑46和径向的外壁40。这样,各曲线板100在结 构上受到支撑,所以各曲线板100相对于环形管道的热膨胀在至少一个方向上是不受约束 的。也就是说,各曲线板100可以仅仅在第一端124的第一和第二部分122,130处附连,以允 许沿着曲线板100的长度的热膨胀远离各自的横贯管道段20延伸,而同时也允许在轴向方 向上的挠曲,这是由于在它们之间存在槽口。接片140允许稍微的运动和/或膨胀,同时通常 保持就位而不约束这种运动和/或膨胀。
[0088] 在所示的实施例中,结构支撑46包括第一环形环47,平行于第一环形环47的第二 环形环49,和将第一环形环47连接至第二环形环49的多个横臂51。横臂51可限定用于接收 至少一个接片140的腔53。
[0089] 在所示的实施例中,其中至少一个接片140限定了孔口 142,用于接收从中穿过的 附连件(未示出),以便通过附连件(举例来说,螺栓,螺钉,销钉,或其它附连部件)将第二端 132固定至结构支撑46。在一些实施例中,其中至少一个接片140可以被可滑动地定位在罩 44的结构支撑46内限定的各自的槽口 42内。例如,附连件可将接片140固定在槽口 42内,同 时允许在其中的一些运动(举例来说,细长的孔口可允许在孔口的更长方向上的运动)。例 如,可以采用被可滑动地定位的接片140和固定的接片140的组合,以允许用于曲线板100的 第二端132的挠曲和/或稍微的运动,同时实质上保持它就位。因此,曲线板100可关于罩运 动,从而允许在使用中的热膨胀,挠曲,振动运动,或其它稍微的运动。可以注意到,图10显 示了一个实施例,其中各接片140限定了用于接收从中穿过的附连件的孔口 142,而图11的 实施例仅仅显示了限定孔口 142的中心接片140,连同外接片142被配置为用于无需任何固 定附连件的槽口定位。
[0090] 如所述,曲线板100可以借助于冲压工艺形成。在一个实施例中,曲线板100可以这 样来形成:冲压第一金属片材以形成限定了多个第一凹槽所的第一板;冲压第二金属片材 以形成限定了多个第二凹槽的第二板;和之后,将第一片材层压至第二片材上以形成曲线 板,使得多个第一凹槽和多个第二凹槽实质上对准,以在它们之间限定多个通道。在一个实 施例中,在层压之前,整体式壁可以是被定位在第一片材和第二片材之间,使得各通道在其 中限定了第一通路和第二通路。
[0091] 在一个实施例中,环形管道被用在冷却燃气涡轮发动机的热流体的方法中。引导 热流体通过多个冷却通道,所述多个冷却通道在环形管道内是径向地分层的,以限定传热 区域;和使冷却流体经过环形管道,使得冷却流体在径向地分层的冷却通道之间经过。例 如,冷却流体通常在燃气涡轮发动机的轴向方向上流动通过环形管道。
[0092] 例如,图13图示了燃气涡轮发动机310的包括一个或多个环形热交换器10的一个 实施例的截面图。环形热交换器的定位可以根据需要而变化,但是在特别的实施例中处于 核心发动机314内。例如,环形热交换器可利用风扇空气354作为冷却流体(或者直接地,或 被引导进入环形管道),并且热流体可以是来自燃气涡轮发动机的核心的泄放空气。燃气涡 轮发动机可以根据本发明主题的一些方面而被用在飞机中,其中发动机310被显示为具有 从中穿过地延伸的纵向的或轴向的中心线轴线312,用于参考目的。
[0093] —般而言,发动机310可包括核心燃气涡轮发动机(通常由参考标号314标示)和被 定位在其上游的风扇分段316。核心发动机314可通常包括实质上管状的外罩318,其限定了 环形入口 320。另外,外罩318可进一步包封和支撑升压压缩机322,用于将进入核心发动机 314的空气的压力增加至第一压力水平。高压、多级、轴流式压缩机324于是可接收来自升压 压缩机322的压缩空气,以及进一步增加这种空气的压力。离开高压压缩机324的压缩空气 可随后流至燃烧器326,在所述燃烧器326内,燃料可被注入到压缩空气的流中,所得到的混 合物于是在燃烧器326内燃烧。高能量燃烧产物从燃烧器326沿着发动机310的热气体路径 被引导至第一(高压)涡轮328,用于借助于第一(高压)驱动轴30驱动高压压缩机324,随后 被引导至第二(低压)涡轮332,用于借助于第二(低压)驱动轴334来驱动升压压缩机322和 风扇分段316,所述第二(低压)驱动轴334通常与第一驱动轴330共轴。在驱动各个涡轮328 和332之后,燃烧产物可以借助于排气喷嘴336从核心发动机314被排出,以便提供推进的喷 气推力。
[0094] 应当理解,各压缩机322,324可包括多个压缩机级,其中各级都包括静态的压缩机 静叶的环形阵列和被定位在压缩机静叶的直接下游处的旋转的压缩机叶片的环形阵列二 者。类似地,各涡轮328,332可包括多个涡轮级,其中各级都包括静态喷嘴静叶的环形阵列 和被定位在喷嘴静叶的直接下游处的旋转的涡轮叶片的环形阵列二者。
[0095] 附加地,如图13所示,发动机310的风扇分段316通常可包括可旋转的轴流式风扇 转子组件338,其被配置为由环形风扇罩340包围。本领域的普通技术人员应当理解,风扇罩 340可以被配置为由多个实质上径向地延伸、周向地间隔开的出口导叶342而相对于核心发 动机314支撑。这样,风扇罩340可包封风扇转子组件338和它的相应的风扇转子叶片344。此 夕卜,风扇罩340的下游分段346可延伸越过核心发动机314的外部分,从而限定辅助的或旁通 的气流导管48,它提供了额外的推进的喷气推力。
[0096] 应当理解,在若干实施例中,第二(低压)驱动轴334可以被直接地联接至风扇转子 组件338,以便提供直接驱动的构造。备选地,第二驱动轴334可以借助于减速装置337 (举例 来说,减速齿轮或齿轮箱)而联接至风扇转子组件338,以便提供间接驱动或齿轮传动的构 造。这种减速装置也可如所需或所要求而设在发动机310内的任何其它合适的轴和/或线轴 之间。
[0097] 应当理解,在发动机310的操作期间,初始空气流(由箭头350所示)可通过风扇罩 340的相关联的入口 352进入发动机310。空气流350随后经过风扇叶片344并分成通过导管 348运动的第一压缩空气流(由箭头354所示)和进入升压压缩机322的第二压缩空气流(由 箭头356所示)。第二压缩空气流356的压力于是增加,并且进入高压压缩机324 (由箭头358 所示)。在与燃料混合并且在燃烧器326内燃烧之后,燃烧产物360离开燃烧器326并且流过 第一涡轮328。之后,燃烧产物360流过第二涡轮332并离开排气喷嘴336,以便提供用于发动 机310的推力。
[0098] 如所述,热流体(举例来说,泄放空气)可以通过当前描述的装置和方法在燃气涡 轮发动机的环形管道内被冷却。在一个实施例中,热流体可以被引导通过在环形管道内径 向地分层的多个冷却通道,以限定传热区域(举例来说,如上所述在多个分层的曲线板内限 定),并且冷却流体可以经过环形管道,使得冷却流体在径向地分层的冷却通道之间经过。
[0099] 该书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使本领域技术人员能 够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本发明可申请 专利的范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它 示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的字面 语言无实质差异的等同结构要素,则意在使这些其它示例处于权利要求的范围内。

Claims (19)

1. 一种曲线板,包括: 限定了多个第一凹槽的内板; 限定了多个第二凹槽的外板,其中所述外板附连至所述内板,其中多个第一凹槽和多 个第二凹槽实质上对准以在它们之间限定多个通道,并且其中各通道从所述曲线板的第一 端的第一部分上的第一开口延伸至所述第一端的第二部分上的第二开口;和 整体式壁,其被定位在所述内板和所述外板之间,使得各通道在其中限定了第一通路 和第二通路。
2. 如权利要求1所述的曲线板,其还包括第二端,其中,所述通道限定了非线性的路径, 所述非线性的路径具有从所述第一开口通过所述曲线板延伸至所述第二开口的至少一个 弯曲部,其中所述曲线板限定了从所述第一端至所述第二端的弯曲的非平面的路径。
3. 如权利要求2所述的曲线板,其中,所述外板限定了从第一端至所述第二端测得为最 短距离的弦长度,并且其中所述外板限定了跨越它的外表面从所述第一端至所述第二端测 得的弧长度,并且进一步其中所述弧长度为所述弦长度的105%至150%。
4. 如权利要求2所述的曲线板,其中,槽口被限定在所述第一端中的所述曲线板中,处 于所述第一部分和所述第二部分之间,其中所述弯曲的非平面路径包括大致恒定的曲率。
5. 如权利要求4所述的曲线板,其中,所述槽口具有大体上U形的形状,并且其中各通道 在所述曲线板中限定的所述槽口周围,以大体上U形的形状从所述曲线板的第一端的第一 部分上的第一开口延伸至所述第一端的第二部分上的第二开口。
6. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述内板和所述外板中的至少一个包括从与所述 第一端相对的第二端延伸的接片,所述接片延伸到在环形热交换器的罩内限定的槽口。
7. 如权利要求6所述的曲线板,其中,所述接片限定孔口,并且其中所述接片进一步配 置为可滑动地定位在所述槽口中,所述罩提供结构支撑。
8. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述整体式壁限定了多个孔,使得允许在所述通 道内的所述第一通路和所述第二通路之间的流体流,其中所述内板、所述外板和所述整体 式壁扩散结合在一起,而无需任何钎焊或焊接。
9. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述整体式壁限定了多个凹痕,使得流体流在所 述通道内的所述第一通路和所述第二通路内被搅动。
10. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述整体式壁由铜,银,钛,钛合金,铝或铝合金 构成。
11. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述内板具有400μπι至800μπι的厚度。
12. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述外板具有400μπι至800μπι的厚度。
13. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述内板和所述外板由钛,铝或奥氏体合金构 成。
14. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述内板沿着所述多个第一凹槽限定了多个凹 痕。
15. 如权利要求1所述的曲线板,其中,所述外板沿着所述多个第二凹槽限定了多个凹 痕。
16. 如权利要求1所述的曲线板,其中,各个所述第一凹槽具有为其最大弦长度的1.5至 20倍的最大截面弧长度,所述最大截面弧长度,并且其中,各个所述第二凹槽具有为其最大 弦长度的1.5至20倍的最大截面弧长度,并且其中各个所述第一凹槽和各个所述第二凹槽 具有半椭圆形的形状。
17. 如权利要求16所述的曲线板,其中,所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽经金属 冲压工序形成; 其中,位于所述多个第一凹槽与所述多个第二凹槽之间对准处的所述整体式壁的一部 分限定了多个水平部分,并且其中每个所述第一凹槽和每个所述第二凹槽比所述水平部分 更薄。
18. —种用于形成曲线板的方法,所述方法包括: 冲压第一金属片材以形成限定了多个第一凹槽的第一板; 冲压第二金属片材以形成限定了多个第二凹槽的第二板;和 之后,将所述第一金属片材层压至所述第二金属片材以形成所述曲线板,使得所述多 个第一凹槽和所述多个第二凹槽是实质上对准的,以在它们之间限定多个通道,并且其中 各通道从所述曲线板的第一端的第一部分上的第一开口,延伸通过在各通道中限定的弯曲 部,并且延伸至所述第一端的第二部分上的第二开口; 其中,在层压之前,在所述第一金属片材和所述第二金属片材之间定位整体式壁,使得 各通道在其中限定了第一通路和第二通路。
19. 如权利要求18所述的方法,其中,使得所述曲线板由所述限定了多个凹槽的第一 板、限定了多个凹槽的第二板和所述整体式壁所限定; 其中,位于所述多个第一凹槽与所述多个第二凹槽之间对准处的所述整体式壁的一部 分限定了多个水平部分,并且其中至少一个所述第一凹槽和/或至少一个所述第二凹槽比 所述水平部分更薄。
CN201610979141.1A 2016-01-08 2016-11-08 用于嵌入式发动机应用的热交换器:曲线板 Active CN106958485B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/990864 2016-01-08
US14/990,864 US11002290B2 (en) 2016-01-08 2016-01-08 Heat exchanger for embedded engine applications: curvilinear plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106958485A CN106958485A (zh) 2017-07-18
CN106958485B true CN106958485B (zh) 2018-12-11

Family

ID=57288166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610979141.1A Active CN106958485B (zh) 2016-01-08 2016-11-08 用于嵌入式发动机应用的热交换器:曲线板

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11002290B2 (zh)
EP (1) EP3190285A1 (zh)
JP (1) JP2017125491A (zh)
CN (1) CN106958485B (zh)
CA (1) CA2947350C (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10126062B2 (en) 2016-01-08 2018-11-13 General Electric Company Heat exchanger for embedded engine applications
US10450957B2 (en) * 2017-01-23 2019-10-22 United Technologies Corporation Gas turbine engine with heat pipe system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5797450A (en) * 1996-05-02 1998-08-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Oil cooler for automobiles
US6446712B1 (en) * 1999-02-23 2002-09-10 Long Manufacturing Ltd. Radial flow annular heat exchangers
CN1939654A (zh) * 2005-09-16 2007-04-04 日立电线机械技术株式会社 热交换用多孔管及其制造方法
DE102007039757A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-19 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Wärmeübertragerplatte für Hochdruckkältemittel
CN104779422A (zh) * 2014-01-13 2015-07-15 新普科技股份有限公司 散热件及电池模块

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB581742A (en) 1943-04-27 1946-10-23 Bristol Aeroplane Co Ltd Improvements in or relating to heat-exchangers
US4086910A (en) 1976-04-14 1978-05-02 Tranter, Inc. Solar absorber panel
US4513807A (en) 1983-04-29 1985-04-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for making a radial flow ceramic rotor for rotary type regenerator heat exchange apparatus: and attendant ceramic rotor constructions
US5004044A (en) 1989-10-02 1991-04-02 Avco Corporation Compact rectilinear heat exhanger
WO1999066280A1 (en) * 1998-06-12 1999-12-23 Chart Heat Exchangers Limited Heat exchanger
FR2797039B1 (fr) * 1999-07-27 2001-10-12 Ziepack Echangeur de chaleur en module d'echange s'y rapportant
WO2001062372A1 (en) 2000-02-23 2001-08-30 Schlom, Leslie A heat exchanger for cooling and for a pre-cooler for turbine intake air conditioning
US6460353B2 (en) 2001-03-02 2002-10-08 Honeywell International Inc. Method and apparatus for improved aircraft environmental control system utilizing parallel heat exchanger arrays
US6904747B2 (en) * 2002-08-30 2005-06-14 General Electric Company Heat exchanger for power generation equipment
US8387362B2 (en) 2006-10-19 2013-03-05 Michael Ralph Storage Method and apparatus for operating gas turbine engine heat exchangers
US8763363B2 (en) 2007-07-06 2014-07-01 General Electric Company Method and system for cooling fluid in a turbine engine
US8919426B2 (en) 2007-10-22 2014-12-30 The Peregrine Falcon Corporation Micro-channel pulsating heat pipe
US8132408B2 (en) 2007-11-30 2012-03-13 Caterpillar Inc. Annular intercooler having curved fins
WO2010099535A2 (en) 2009-02-27 2010-09-02 Purdue Research Foundation Liquid-gas heat exchanger
US20130056190A1 (en) 2011-09-02 2013-03-07 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling structure
US9243563B2 (en) 2012-01-25 2016-01-26 Honeywell International Inc. Gas turbine engine in-board cooled cooling air system
US9200855B2 (en) 2012-03-06 2015-12-01 Honeywell International Inc. Tubular heat exchange systems
WO2014207784A1 (ja) 2013-06-26 2014-12-31 住友精密工業株式会社 航空機用エンジンの熱交換器
US10344678B2 (en) 2014-01-20 2019-07-09 United Technologies Corporation Additive manufactured non-round, septum tied, conformal high pressure tubing
US10184400B2 (en) 2016-01-08 2019-01-22 General Electric Company Methods of cooling a fluid using an annular heat exchanger
US10126062B2 (en) 2016-01-08 2018-11-13 General Electric Company Heat exchanger for embedded engine applications
US10344674B2 (en) 2016-01-08 2019-07-09 General Electric Company Heat exchanger for embedded engine applications: transduct segments

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5797450A (en) * 1996-05-02 1998-08-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Oil cooler for automobiles
US6446712B1 (en) * 1999-02-23 2002-09-10 Long Manufacturing Ltd. Radial flow annular heat exchangers
CN1939654A (zh) * 2005-09-16 2007-04-04 日立电线机械技术株式会社 热交换用多孔管及其制造方法
DE102007039757A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-19 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Wärmeübertragerplatte für Hochdruckkältemittel
CN104779422A (zh) * 2014-01-13 2015-07-15 新普科技股份有限公司 散热件及电池模块

Also Published As

Publication number Publication date
US11002290B2 (en) 2021-05-11
US20170198719A1 (en) 2017-07-13
CN106958485A (zh) 2017-07-18
CA2947350C (en) 2019-02-19
JP2017125491A (ja) 2017-07-20
EP3190285A1 (en) 2017-07-12
CA2947350A1 (en) 2017-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170108291A1 (en) Plate-like air-cooled engine surface cooler with fluid channel and varying fin geometry
JP6657199B2 (ja) マルチブランチ分岐流熱交換器
US9903274B2 (en) Variable geometry heat exchanger apparatus
EP2927426B1 (en) Cooling system with a bearing compartment bypass and corresponding method
JP6612272B2 (ja) ジェットエンジン冷気冷却システム
JP2017120082A (ja) 圧縮機およびタービンの冷却のための方法およびシステム
JP6401581B2 (ja) 表面冷却器の支持機構
US8256229B2 (en) Rear hub cooling for high pressure compressor
US9765694B2 (en) Gas turbine engine heat exchangers and methods of assembling the same
Min et al. High temperature heat exchanger studies for applications to gas turbines
JP5226981B2 (ja) ヒートパイプを用いたタービンエンジン用熱伝達装置
JP6746335B2 (ja) ターボ機械のためのヒートパイプ温度管理システム
EP2519724B1 (en) Gas turbine engine and cooling system
US10100733B2 (en) Turbine engine with anti-ice valve assembly, bleed air valve, and method of operating
US7861512B2 (en) Turbofan bypass duct air cooled fluid cooler installation
US7578369B2 (en) Mixed-flow exhaust silencer assembly
US20160298542A1 (en) Diffusing gas turbine engine recuperator
CA2743279C (en) Cooler in nacelle with radial coolant
JP6196700B2 (ja) タービンエンジンを冷却するためのシステム
US7946806B2 (en) Gas turbine engine systems and related methods involving heat exchange
US9243563B2 (en) Gas turbine engine in-board cooled cooling air system
US8826641B2 (en) Thermal management system integrated pylon
US10100740B2 (en) Curved plate/fin heater exchanger
US10240531B2 (en) Heat exchange module for a turbine engine
EP2696056A2 (en) Gas turbine engine heat exchangers and methods of assembling the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant