CN110892140B - 包括气液热交换器的飞行器推进组件 - Google Patents

包括气液热交换器的飞行器推进组件 Download PDF

Info

Publication number
CN110892140B
CN110892140B CN201880026831.2A CN201880026831A CN110892140B CN 110892140 B CN110892140 B CN 110892140B CN 201880026831 A CN201880026831 A CN 201880026831A CN 110892140 B CN110892140 B CN 110892140B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall
network
liquid
propulsion assembly
ducts
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
CN201880026831.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110892140A (zh
Inventor
塞巴斯蒂安·奥里奥尔
穆罕默德-拉明·布塔勒布
文森特·吉恩-弗朗索瓦·佩龙
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.)
Safran Aircraft Engines SAS
Safran Nacelles SAS
Original Assignee
Safran Nacelles SAS
SNECMA SAS
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
Application filed by Safran Nacelles SAS, SNECMA SAS filed Critical Safran Nacelles SAS
Publication of CN110892140A publication Critical patent/CN110892140A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110892140B publication Critical patent/CN110892140B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D29/00Power-plant nacelles, fairings, or cowlings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14Casings modified therefor
    • 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
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/047Heating to prevent icing
    • 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
    • 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
    • F02K3/08Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan with supplementary heating of the working fluid; Control thereof
    • F02K3/105Heating the by-pass flow
    • F02K3/115Heating the by-pass flow by means of indirect heat exchange
    • 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
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/213Heat transfer, e.g. cooling by the provision of a heat exchanger within the cooling circuit
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明涉及一种飞行器推进组件(10),该推进组件包括由机舱(26)包围的涡轮发动机,该机舱包括环形的进气唇缘(30),该进气唇缘通过分别是内壁(34)和外壁(36)的两个环形壁围绕涡轮发动机延伸,至少当飞行器在飞行中时,该内壁和外壁旨在被空气流(28,40)吹扫,其特征在于,所述内壁和外部各自包括或支撑管道(42)的至少一个网络,以便形成热交换器,内壁的管道的网络具有与外壁的管道的网络的至少一个进液口串联连接的至少一个出液口,并且推进组件包括用于使液体循环的装置(46,50,52,54),该装置连接到内壁的管道的网络的至少一个进液口以向该网络供应液体,并且该装置连接到外壁的管道的网络的至少一个出液口以对液体进行回收。

Description

包括气液热交换器的飞行器推进组件
技术领域
本发明涉及一种飞行器推进组件,该飞行器推进组件包括气液热交换器,特别是气油热交换器。
背景技术
现有技术特别地包括文献FR-A1-3 001 253、FR-A1-3 027 624、US-A1-2016/131036、US-A1-2009/165995、FR-A1-3 039 208和US-A1-2014/209286。
飞行器推进组件包括被机舱包围的涡轮机类型的发动机,所述机舱特别是在发动机中包括环形的进气唇缘。
在涡轮机是双流式涡轮发动机的情况下,当飞行器在飞行时,通过进气唇缘的空气流通过风扇叶片,然后分成进入涡轮机的主空气流以及在机舱内部围绕涡轮机流动的次级空气流。
进气唇缘通过机舱的分别是内壁和外壁的两个同轴环形壁围绕涡轮机向下游延伸。机舱的内壁在外部界定了次级流的环形流动通道并因此在运行期间被该流吹扫。在运行期间,机舱的外壁被围绕机舱流动的空气流吹扫。
必须对涡轮机的磨损元件(诸如轴承)进行持续地润滑。用于对轴承进行润滑和冷却的油可能达到高温并且必须对该油进行冷却。已知的是,在将热油重新用于发动机中之前,使用气-油热交换器对热油进行冷却。交换器可以是表面空气冷却式油冷却器(SACOC,Surfacic Air Cooled Oil Cooler)类型的,该SACOC具有旨在被冷却空气流吹扫的突出翅片,或者该交换器可以是空气冷却式油冷却器(ACOC,Air Cooled Oil Cooler)类型的,该ACOC包括旨在被冷却空气流吹扫的表面。这些气/油交换器目前旨在被在机舱内部流动的次级流吹扫,这趋于增加压降并且导致涡轮机的整体效率下降。
本发明提出了对这种技术的简单、有效且经济的改进。
发明内容
为此,本发明提出了一种用于飞行器的推进组件,该推进组件包括由机舱包围的涡轮机,该机舱包括环形的进气唇缘,该进气唇缘通过分别是内壁和外壁的两个环形壁围绕涡轮机延伸,至少当飞行器在飞行中时,该内壁和外壁旨在被空气流吹扫,其特征在于:
-所述内壁和外壁各自包括或支撑管道的至少一个网络,该管道的至少一个网络旨在输送与所述内壁或所述外壁接触的液体,以便分别形成内部气液热交换器和外部气液热交换器,每个内部热交换器或外部热交换器的管道彼此并联连接,
-内壁的管道的网络具有至少一个出液口,该至少一个出液口与外壁的管道的网络的至少一个进液口串联连接,并且
-推进组件包括用于使液体循环的装置,该装置连接到内壁的管道的网络的至少一个进液口以为内壁的管道的网络供应液体,并且该装置连接到外壁的管道的网络的至少一个出液口以对液体进行回收。
作为在涡轮机中寻找新的热交换表面的一部分,已经开发出一种用于诸如发动机油的液体的冷却系统,该冷却系统与次级空气流和具有低的空气动力影响的外部空气流接触。该系统包括使用机舱的内壁和外壁作为液体与空气之间的交换表面。因此,本发明的目的在于通过对耗散的功率和产生的压降对以及机载质量进行优化,提出一种位于所谓的“冷却”机舱的壁的水平处的液体循环结构。
根据本发明的推进组件可以包括彼此孤立或彼此组合地采用的以下特征中的一个或更多个:
-涡轮机通过辅助管状臂的至少一个通道连接到机舱,所述内壁的管道的网络的至少一个进液口和所述外壁的管道的网络的至少一个出液口基本上位于该臂的水平处,
-所述臂位于类似于时钟的表盘上的12点钟的位置处,
-所述网络具有大致弯曲或环形的形状并且围绕彼此延伸,
-网络是分段的并且各自包括至少两个扇区,
-所述管道中的每一个包括两个扇区,每个扇区约为180°,
-所述网络包括至少部分基本上平行于推进组件或涡轮机的纵向轴线延伸的管道,
-所述内壁的管道的网络的至少一个出液口通过至少一个收集器连接到所述外壁的管道的网络的至少一个进液口,
-所述内壁的管道的网络的至少一个出液口连接到第一内部收集器,并且所述外壁的管道的网络的至少一个进液口连接到第二外部收集器,所述第一收集器和第二收集器通过相对于所述轴线基本上径向地延伸的一个或多个管线连接在一起,
-所述内壁的管道的网络的进液口连接到供给坡道,并且所述外壁的管道的网络的出液口连接到收集坡道,
-至少一个金属板例如通过钎焊(brasage)或焊接(soudage)被安装和固定到所述内壁和外壁中的每一个上并且成形为限定与该壁相对应的管道的所述网络,以及
-收集器和/或坡道例如通过钎焊或焊接被安装和固定到所述内壁和外壁上。
附图说明
当通过非限制性示例并且参考附图阅读以下描述时,将更好地理解本发明并且本发明的其他细节、特征和优点将更清楚地显现,在附图中:
-图1是推进组件的示意性轴向截面视图,
-图2是根据本发明的推进组件的机舱的一部分的非常示意性的轴向截面半视图,
-图3是图2的细节的放大图,
-图4是根据本发明的推进组件的机舱的示意性轴向截面视图,
-图5和图6包括框图,示出了机舱的内壁与外壁之间的油循环的原理,
-图7是曲线图,示出了在图5和图6的每个原理下对油进行冷却期间,在等压降下耗散功率随流率的变化,
-图8包括框图,示出了机舱的内壁与外壁之间保持的油循环的原理,
-图9是根据本发明的推进组件机舱的示意性横向截面视图,
-图10是根据本发明的推进组件机舱设计的另一实施例的示意性横向截面视图,
-图11是图1的细节的放大图并且示出了机舱的配备有管道的网络的下游端,和
-图12是图11的一部分的放大图。
具体实施方式
推进组件10包括由机舱包围的发动机或涡轮机。
参考图1,涡轮机是双流双体式涡轮发动机,该涡轮发动机在气体的流动方向上从上游到下游包括低压压缩机12、高压压缩机14、燃烧室16、高压涡轮18和低压涡轮20,这些部件限定了用于主气流22的流动通道。
高压涡轮18的转子与高压压缩机14的转子连接,以便形成高压体,而低压涡轮20的转子与低压压缩机12的转子连接,以便形成低压体。每个涡轮的转子在来自燃烧室16的气体的推力的影响下使相关的压缩机的转子围绕轴线24旋转。
机舱26围绕涡轮机延伸并且围绕该涡轮机限定次级流28的环形流动通道。机舱26的上游端限定环形的进气唇缘30,空气流进入该进气唇缘,该空气流通过涡轮机的风扇32,然后分开并且形成上述的主流22和次级流28。
唇缘30具有大致C形的轴向半截面,该唇缘的开口向下游轴向地定向。唇缘的内环形边缘和外环形边缘分别连接到机舱的内环形壁34和外环形壁36。壁34、36围绕彼此延伸并且在径向上彼此间隔开,以限定环形空间38,该环形空间用于为推进组件10安装设备。
如图1中所示,内壁34具有其径向内表面34a,该径向内表面在外部限定了次级流28的流动通道,该径向内表面被该次级流吹扫。外壁36具有其径向外表面36a,该径向外表面被围绕运行中的涡轮机流动的空气流(箭头40)吹扫。
图2至图4示出了本发明的一个方面,包括在机舱26的壁34、36上提供气液热交换器,优选的是气油热交换器。鉴于液体或油在内壁34上的循环以及与被次级流28吹扫的该壁34直接进行的热交换,将第一热交换器设置在内壁34的径向外表面34b上。鉴于液体或油在外壁36上的循环以及与被空气流40吹扫的该壁36直接进行的热交换,将第二热交换器设置在外壁36的径向内表面36b上。
为此,壁34、36包括或承载油的管道42的网络。每个壁上的一个或多个网络各自包括彼此并联连接的多个管道。每个管道网络在内壁34或外壁36上形成气液热交换器。在将多个这种热交换器设置在内壁34和/或外壁36上的情况下,同一内壁或外壁的热交换器可以彼此串联或并联地进行流体连接。
管道可以至少部分地具有大致轴向的取向,并因此在长度的一部分上基本上平行于轴线24延伸。在这种情况下,图2和图3的切割将基本上垂直于轴线24进行。
可替代地,管道可以至少部分地具有围绕轴线24延伸的环形或周向的大致取向。在这种情况下,图2和图3的截面将在穿过轴线24的平面中形成。在后一种情况下,可以沿着轴线24将管道设置成彼此相邻(图4)。
有利地,管道42与相应的壁34、36连接。
在图2和图3中所示的示例中,每个壁34、36的管道由金属板44形成,该金属板例如通过钎焊或焊接被安装和固定到相应的壁(图3)上。每个金属板44例如通过冲压成形为包括:基本上平坦的第一环形部分44a,该第一环形部分被施加和固定到相应的壁的上述表面上;和具有弯曲的轴向截面的第二环形部分44b,该第二环形部分与相应的壁共同限定了管道42。
根据交换器所需的性能,部分44a、44b的尺寸D1、D2以及特别是管道42的内部容积是预定的参数。
有利地,没有对与空气流(次级流28或外部流40)直接接触的表面34a、36a进行修改,以便与传统机舱相比不产生额外的空气动力学损失,该额外的空气动力学损失将导致额外的燃料消耗以对这些损失进行补偿。
优选地,通过机舱的内部空间38向管道42供应油(图4)。优选地,功率供应部的内部几何形状还应该遵循声学和可制造性约束,这导致对尺寸D1和D2的限制。
在同一表面34b、36b的水平处,管道由收集器48或供给坡道46并行地供应。然后,将油收集在并联地连接在所有管道上的收集器48或收集坡道50中。每个交换器的管道也彼此并联地连接。
包括管道42(即金属板44)、坡道和收集器的组件优选地被焊接或钎焊到壁34、36的相应的表面上。
次级流28和外部流40在温度、速度等方面不同,因此使表面34a、36a暴露的条件是不纯一的。因此,有必要设计一种功率供应结构,以使在所有飞行点处耗散的热功率最大化。尺寸D1和D2是设计的组成部分,因为这些参数直接影响流率分布和油中的压降。
优选地,目的在于在以下三个参数之间寻找到最佳值:真空热功率、压降和机载液体的质量。液体优选地是发动机油,但是能够使用除油以外的传热液体,以便通过专用的油/传热液体热交换器来对发动机油进行冷却。传热流体可以是对管道42进行供应的两相流体中的液相。
对两个不同的表面、即外表面36a和内表面34a的研究使我们知道可能的结构的趋势。考虑了对这两个表面进行的两种供油模式:串联(图5)或者并联(图6)。
在串联的情况下(图5),优选的是首先对内壁34进行供应,然后对外壁36进行供应。可以通过以下事实来解释这种选择:这种选择使空气与油之间的温度差最大化,以获得最大程度的热交换。
外表面36b具有低于次级流28中的空气温度的空气温度,但是该外表面具有较低的对流系数。因此,在内表面34a的水平处发生的油的冷却(通过与次级流28进行交换)仍然允许在空气与油之间保持足够的温度差,以在外表面36a的水平处进行交换。
在并联的情况下(图6),两个壁的管道的几何形状限定了这些壁之间的流率分布。然而,可能发生流率不均匀性的现象并且难以控制这种分布。实际上,不在相同条件下工作的两个表面之间的交换可能导致管道中油的粘度发生变化。这可能导致两个表面之间的流率分布发生变化,这在整个飞行域中难以预测。
并联结构或串联结构的选择将取决于所交换的功率/压降对。可以区分对结构的使用进行限定的两个流率区域(参见图7)。
应当注意的是,在一定的流率H下,并联结构的使用从热学的角度来看更加令人感兴趣。然而,并联结构的复杂性(流率分布和流率不均匀性的管理)表明,从全局的角度来看,使用串联结构是更令人感兴趣的,即使该串联结构产生的功率耗散较少。特别是由于功率差超过该流率值H时并不显著。
证明从串联结构转换到并联结构的流率值H非常高。作为冷却机舱26的一部分,通过机舱的表面观察到的平均流率远低于结构转换流率。因此,保留了将内壁和外壁的管道串联地连接在一起的结构。
因此,在存在多个热交换表面的情况下,优选的是在表面之间尽可能多地使用串联结构,以便使结构保持简单且有效。然而,所使用的所有表面的串联连接将在交换器中产生过高的压降。当前,机舱的管道中的压力限制迫使最多使用两个串联的表面。
如果所有表面以并联的方式进行连接,则功率耗散太低。实际上,将以低流率对每个表面进行供应,这将减小油的对流交换系数。另外,内表面与外表面之间的流率的不均匀性将对结构造成严重影响。
为了限制流率不均匀性并且使不同管道之间的热交换变得均匀,使用由两个串联的表面(外表面紧随内表面)的多个部分(该多个部分将被并行供应)组成的结构更令人感兴趣,如图8中所示。
这种结构允许对表面的最佳供应并且已经被保留在冷却机舱的使用框架内。实际上,对于所使用的相同表面而言,所有表面的串联结构都会产生过大的压降,因此是不可行的。并联结构将不会耗散足够的热功率。这就是为何所选择的结构通过采用混合的串联和并联结构来优化热功率/压降对的原因。
因此,内壁34的管道42的网络具有一个或多个出油口,该一个或多个出油口与外壁36的管道的网络的一个或多个进油口串联连接。在内壁34包括串联连接的两个或至少三个管道42网络的情况下,所涉及的一个或多个出油口是该壁在油的循环方向上的最后一个管道42网络的那些出油口。推进组件包括用于使来自涡轮机的油循环的装置,该装置连接到内壁的管道的网络的一个或多个进油口,以向这些进油口并联地供应油,并且该装置连接到外壁的管道的网络的一个或多个出油口,以从这些出油口并联地收集油。如上面所提到的,在外壁36包括串联连接的两个或至少三个管道42网络的情况下,所涉及的一个或多个进油口是该壁在油的循环方向上的第一个管道42网络的那些进油口,所涉及的一个或多个出油口是该壁在油的循环方向上的最后一个管道42网络的那些出油口。
在图9中所示的实施例的示例中,内壁34承载管道的至少两个网络,该至少两个网络各自延伸大约180°。还可以认为内壁包括管道的单个分段的网络,网络包括管道的各自延伸大约180°的扇区。类似地,外壁36承载管道的至少两个网络,该至少两个网络各自延伸大约180°。还可以认为外壁包括管道的单个分段的网络,网络包括管道的各自延伸大约180°的扇区。
涡轮机通过至少一个管状臂52连接到机舱26,以使辅助部件通过。在这些辅助部件中,可以提供油管线54、56,特别是出油管线54,该出油管线在臂52的内部基本上径向地延伸并且允许来自发动机的热油流向机舱的热交换器的方向,以及回油管线56,该回油管线也在臂的内部基本上径向地延伸并且允许来自热交换器的冷却油流向发动机,以便再次使用,以对诸如轴承的发动机部件进行润滑和/或冷却。该出油管线54和回油管线56在图9和图10中以虚线示出。
出油管线54通过至少一个供给坡道46(图4)连接到内壁34的管道。在臂52位于类似于时钟表盘上的12点钟的位置处的情况下,坡道46也位于臂的径向外端在12点钟的位置处。回油管线56通过至少一个收集坡道(诸如,例如坡道50(图4))连接到外壁上的管道,该收集坡道也位于上述示例中的12点钟的位置处。通常,为了不损害系统的整体尺寸和质量,优选的是具有单个供给坡道和单个收集坡道。两个坡道可以形成在相同的部件中。
内壁的管道的网络的出油口通过收集器48连接到外壁的管道的网络的进油口,该收集器位于上述示例中的6点钟的位置处。在所示的示例中,由于管道的每个网络分为两个扇区,存在两个收集器:第一收集器,该第一收集器用于将内壁的管道的网络的第一管道扇区连接到外壁的管道的网络的第一管道扇区;和第二收集器,该第二收集器用于将内壁的管道的网络的第二管道扇区连接到外壁的管道的网络的第二管道扇区。在所示的示例中,由第一管道扇区形成的第一液体冷却回路与由第二管道扇区形成的第二液体冷却回路相对于机舱的中间纵向平面对称。该平面也是辅助臂52的对称平面,因此该平面在上述示例中是竖直的。
混合结构允许第一步通过油在内壁的水平处的循环(从12h到6h),然后通过油在外壁的水平处的循环(从6h返回到12h),来使管道的数量最小化。
当然,第一液体冷却回路和第二液体冷却回路的管道与来自涡轮机的油的循环装置的连接不一定在12点钟的位置处发生。这取决于被出油管线54和回油管线56穿过的辅助臂52的取向。另外,管道扇区通过收集器48进行的连接不一定在6点钟的位置处发生。这特别是取决于管道扇区的角度范围。在第一液体冷却回路和第二液体冷却回路中的每一个包括约180°的两个管道扇区的情况下,收集器位于6点钟的位置处。
用于连接内壁和外壁的管道扇区的收集器48可以各自是“单体式的(monocorps)”并且在机舱的壁34、36之间的整个径向空间上延伸。可替代地,每个单体式收集器可以被由以下两个部分形成的收集器代替:安装在机舱的内壁上的内部收集器,和安装在机舱的外壁上的外部收集器。这些收集器将通过一个或多个管线彼此连接,该一个或多个管线将根据径向于或者倾斜于或者甚至平行于机舱的表面的方向穿过机舱的空间38。仅有一个或两个管线的布置将省出在机舱内部的在收集器的两个部分之间的空间,使得如果必要的话,可以对侵占该自由空间的设备进行集成,或者可以使其他管道或电线穿过该自由空间。
机舱的内壁34的管道42的网络不一定与外壁36的管道42的网络径向相对。换句话说,内部气液热交换器和外部气液热交换器可以分别在机舱的纵向方向和/或周向方向上彼此分开。因此,内壁的管道的网络的出液口不一定位于外壁的管道的网络的与出液口串联连接的进液口的前方。在上述内部收集器(安装在机舱的内壁上)连接到外部收集器(安装在机舱的外壁上)的情况下,内部收集器与外部收集器之间的一个连接管线或多个连接管线可以根据机舱的纵向方向和/或周向方向是相对长的。同样在这种情况下,优选的是具有单个供给坡道和单个收集坡道。
图10示出了本发明的另一实施例,其中,由管道42的网络形成的单个液体冷却回路被设置在机舱上。机舱的每个内壁34或每个外壁36的管道42的网络在周向方向上仅在该壁的一部分上延伸。在所示的示例中,每个网络围绕轴线24延伸约120°的角度。根据对图9中的示例进行的上述说明,应当理解的是,内壁的管道的网络的至少一个出油口与外壁的管道的网络的至少一个进油口通过位于4点钟或5点钟周围的至少一个收集器48串联连接。出油管线54通过位于辅助臂52的径向外端的在12点钟的位置处的至少一个供给坡道46连接到内壁34的管道。回油管线56通过也位于12点钟的位置处的至少一个收集坡道连接到外壁36的管道。
图11和图12示出了应用于图1的机舱26的下游端的本发明的另一实施例。图11是图1的框架部分的细节图并且示出了机舱的下游套圈60,该下游套圈通过壁34、36的下游端的接近和接合形成。
机舱26包括滑动盖推力反向器。滑动盖承载套圈60,于是其可以相对于被布置在机舱26的固定部分上的供油坡道平移。
油借助于泵送装置(未示出)循环到管道42的网络。管道42围绕套圈60的轴线24周向地延伸。
每个管道的宽度例如介于一毫米至一百毫米之间。术语“宽度”应当理解为根据所涉及的管道的纵向截面的宽度。
出于效率的原因,套圈60和管道42由适于有效地耗散热量的材料制成。
根据实施例的优选示例,套圈60和管道42也可以由复合材料或钛制成。
图12示出了具有半圆形横截面的管道42的网络。内壁34承载管道42的至少一个网络,且外壁36承载管道42的至少一个网络。
如附图中所示,壁34的管道42与壁36的管道42规则地交替布置。
每个管道42由与相应的壁34、36一体形成的分隔部62限定,该分隔部62具有大致弯曲的形状,该分隔部的凹面朝向相应的壁34、36定向。一个壁的每个分隔部62通过肋部64连接到另一个壁,肋部64也与壁34、36一体形成。每个肋部64从每个分隔部62的凸面的顶部延伸到相对的壁34、36并且基本上在该相对的壁的法向平面中延伸。
这种设计优化了壁34、36的温度,以便使经由管道42进行交换的热功率最大化。
套圈60可以通过挤压型的制造方法获得,该制造方法产生被弯曲成套圈60的形状的型材,或者套圈60可以通过拉挤成型直接获得。
在根据本发明的实施例的上述示例中采用的混合结构使得热交换器(每个热交换器由并联地定位在机舱的外壁或内壁上的液体管道组成)以使液体首先通过内壁的一个或多个交换器然后通过外壁的一个或多个交换器进行循环的方向进行串联设置,该混合结构使得将机舱的内表面和外表面结合用作热交换表面变得可行和有益。传统的并联结构无法提供充分的热交换。这同样适用于串联结构,该串联结构因为由于压降过大导致的压力限制而不能确保交换壁的可制造性。
提出的混合结构是最佳的,因为该混合结构既确保了令人满意的液体的热量的热耗散,又确保减少了所使用的表面的数量,同时对流率不均匀性的现象具有鲁棒性。在其中管道42的网络输送发动机油的实施例的特定示例中,这种混合结构产生了以下益处(达到目标热耗散的要求):
-减轻了12kg的机载油的重量,
-减少了所使用的表面的数量:在并联结构所需的二十个单位的交换表面中,存在六个单位的交换表面(每个管道),即特别地通过减少管道的数量来使结构的质量减少70%,
-使并联的管道更少,即管道之间的流率分布更简单,并且减少了接口和管道的数量,以及
-协调了在所有飞行点处在管道中进行的交换,即减少了流率的不均匀性,使每个表面块在类似的条件下工作。

Claims (14)

1.一种用于飞行器的推进组件(10),所述推进组件包括由机舱(26)包围的涡轮机,所述机舱包括环形的进气唇缘(30),所述进气唇缘通过分别是内壁(34)和外壁(36)的两个环形壁围绕所述涡轮机延伸,至少当飞行器在飞行中时,所述内壁和所述外壁旨在被空气流(28,40)吹扫,其特征在于:
-所述内壁和所述外壁各自包括或支撑管道(42)的至少一个网络,所述至少一个网络旨在输送与所述内壁或所述外壁接触的液体,以便分别形成内部气液热交换器和外部气液热交换器,每个内部热交换器或外部热交换器的管道(42)彼此并联连接,
-所述内壁的管道的网络具有至少一个出液口,所述至少一个出液口与所述外壁的管道的网络的至少一个进液口串联连接,并且
-所述推进组件包括用于使液体循环的装置(46,50,52,54),所述装置连接到所述内壁的管道的网络的至少一个进液口以为所述内壁的管道的网络供应液体,并且所述装置连接到所述外壁的管道的网络的至少一个出液口以对液体进行回收。
2.根据权利要求1所述的推进组件(10),其中,所述涡轮机通过辅助管状臂(52)的至少一个通道连接到所述机舱(26),所述内壁(34)的管道(42)的网络的至少一个进液口和所述外壁(36)的管道(42)的网络的至少一个出液口基本上位于所述臂的水平处。
3.根据权利要求2所述的推进组件(10),其中,所述臂(52)位于类似于时钟的表盘上的12点钟的位置处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的推进组件(10),其中,管道(42)的所述网络具有大致弯曲或环形的形状并且围绕彼此延伸。
5.根据权利要求4所述的推进组件(10),其中,管道(42)的所述网络是分段的并且各自包括至少两个扇区。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的推进组件(10),其中,所述内壁(34)的管道(42)的网络的至少一个出液口通过至少一个收集器(48)连接到所述外壁(36)的管道(42)的网络的至少一个进液口。
7.根据权利要求6所述的推进组件(10),其中,所述内壁(34)的管道(42)的网络的至少一个出液口连接到第一内部收集器,并且所述外壁(36)的管道(42)的网络的至少一个进液口连接到第二外部收集器,所述第一内部收集器和第二外部收集器通过相对于所述推进组件的纵向轴线基本上径向地延伸的一个或多个管线连接在一起。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的推进组件(10),其中,所述内壁(34)的管道(42)的网络的进液口连接到供给坡道(46),并且所述外壁(36)的管道的网络的出液口连接到收集坡道(50)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的推进组件(10),其中,至少一个金属板(44)被安装和固定到所述内壁(34)和所述外壁(36)中的每一个上并且成形为限定与所述壁相对应的管道(42)的所述网络。
10.根据权利要求7所述的推进组件(10),其中,所述内壁(34)的管道(42)的网络的进液口连接到供给坡道(46),并且所述外壁(36)的管道的网络的出液口连接到收集坡道(50),所述第一内部收集器和第二外部收集器和/或所述供给坡道和收集坡道被安装和固定到所述内壁(34)和所述外壁(36)上。
11.根据权利要求9所述的推进组件(10),其中,所述至少一个金属板(44)通过钎焊被安装和固定到所述内壁(34)和所述外壁(36)中的每一个上。
12.根据权利要求9所述的推进组件(10),其中,所述至少一个金属板(44)通过焊接被安装和固定到所述内壁(34)和所述外壁(36)中的每一个上。
13.根据权利要求10所述的推进组件(10),所述第一内部收集器和第二外部收集器和/或所述供给坡道和收集坡道通过钎焊被安装和固定到所述内壁(34)和所述外壁(36)上。
14.根据权利要求10所述的推进组件(10),所述第一内部收集器和第二外部收集器和/或所述供给坡道和收集坡道通过焊接被安装和固定到所述内壁(34)和所述外壁(36)上。
CN201880026831.2A 2017-04-24 2018-04-12 包括气液热交换器的飞行器推进组件 Active CN110892140B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1753539 2017-04-24
FR1753539A FR3065490B1 (fr) 2017-04-24 2017-04-24 Ensemble propulsif pour aeronef comportant des echangeurs de chaleur air-liquide
PCT/EP2018/059478 WO2018197232A1 (fr) 2017-04-24 2018-04-12 Ensemble propulsif pour aeronef comportant des echangeurs de chaleur air-liquide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110892140A CN110892140A (zh) 2020-03-17
CN110892140B true CN110892140B (zh) 2023-01-06

Family

ID=59153121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880026831.2A Active CN110892140B (zh) 2017-04-24 2018-04-12 包括气液热交换器的飞行器推进组件

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11698004B2 (zh)
EP (1) EP3615780B1 (zh)
CN (1) CN110892140B (zh)
CA (1) CA3060430A1 (zh)
FR (1) FR3065490B1 (zh)
RU (1) RU2764489C2 (zh)
WO (1) WO2018197232A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3078369B1 (fr) * 2018-02-23 2020-03-20 Safran Aircraft Engines Turbomachine comportant un echangeur de chaleur constitue d'au moins une plateforme inter aubes
FR3094750B1 (fr) * 2019-04-03 2021-11-26 Safran Nacelles Système de refroidissement de turboréacteur pour aéronef
FR3094753B1 (fr) * 2019-04-03 2021-04-30 Safran Nacelles Echangeur de chaleur surfacique pour système de refroidissement de turboréacteur pour aéronef
FR3138671A1 (fr) * 2022-08-02 2024-02-09 Safran Nacelles Système d’échappement pour turbomachine comprenant un échangeur de chaleur
FR3142456A1 (fr) * 2022-11-24 2024-05-31 Safran Aircraft Engines Ensemble propulsif pour un aeronef
FR3142457A1 (fr) 2022-11-24 2024-05-31 Safran Aircraft Engines Ensemble propulsif pour un aeronef
FR3142458A1 (fr) * 2022-11-24 2024-05-31 Safran Aircraft Engines Ensemble propulsif pour un aeronef

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228643A (en) * 1992-06-25 1993-07-20 Mcdonnell Douglas Corporation Energy-exchange system incorporating small-diameter tubes
CN101178027A (zh) * 2006-10-19 2008-05-14 通用电气公司 操作燃气轮机换热器的方法和装置
CN105604699A (zh) * 2014-11-20 2016-05-25 中航商用航空发动机有限责任公司 涡扇发动机进气道防冰结构及防冰方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1322405A (en) * 1970-10-02 1973-07-04 Secr Defence Oil systems for gas turbine engines
US3818696A (en) * 1972-10-25 1974-06-25 A Beaufrere Regenerative air-cooled gas turbine engine
US3939904A (en) * 1972-10-25 1976-02-24 Beaufrere Albert H Rotary disc regenerator
AU2001238654A1 (en) * 2000-02-23 2001-09-03 Andrew J. Becwar A heat exchanger for cooling and for a pre-cooler for turbine intake air conditioning
US7588212B2 (en) * 2003-07-08 2009-09-15 Rohr Inc. Method and apparatus for noise abatement and ice protection of an aircraft engine nacelle inlet lip
RU2411161C2 (ru) * 2005-06-22 2011-02-10 Эрбюс Франс Система защиты от обледенения и борьбы с обледенением гондолы двигателя летательного аппарата, содержащая резистивный слой
US8776952B2 (en) * 2006-05-11 2014-07-15 United Technologies Corporation Thermal management system for turbofan engines
US20080053060A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Bypass lip seal
EP2075194B1 (fr) * 2007-12-27 2017-08-16 Techspace Aero Echangeur de chaleur air-huile pour turboréacteur, turboréacteur associé et utilisation dudit échangeur
US8979484B2 (en) * 2012-01-05 2015-03-17 Pratt & Whitney Canada Corp. Casing for an aircraft turbofan bypass engine
FR2987602B1 (fr) * 2012-03-02 2014-02-28 Aircelle Sa Nacelle de turbomoteur equipe d'un echangeur de chaleur
GB201208586D0 (en) * 2012-05-16 2012-06-27 Rolls Royce Plc A heat exchanger
EP2740905B1 (fr) * 2012-12-07 2020-03-18 Safran Aero Boosters SA Bec de séparation d'une turbomachine axiale, compresseur et turbomachine axiale associés
FR3001253B1 (fr) 2013-01-22 2017-06-23 Snecma Systeme regule de refroidissement d'huile d'un turboreacteur avec degivrage de la nacelle
US20140209286A1 (en) * 2013-01-30 2014-07-31 General Electric Company Gas turbine engine integrated heat exchanger
FR3007738B1 (fr) * 2013-06-28 2015-07-31 Aircelle Sa Dispositif de degivrage et de conditionnement pour aeronef
CN105992867B (zh) * 2013-10-25 2018-01-30 肖特兄弟公司 用于飞机的防冰系统及其方法
FR3027624B1 (fr) 2014-10-27 2019-04-19 Safran Aircraft Engines Circuit de degivrage d'une levre d'entree d'air d'un ensemble propulsif d'aeronef
EP3018304B1 (en) * 2014-11-06 2020-10-14 United Technologies Corporation Thermal management system for a gas turbine engine
FR3039208B1 (fr) * 2015-07-24 2018-01-19 Safran Aircraft Engines Degivrage d’une levre d’entree d’air et refroidissement d’un carter de turbine d’un ensemble propulsif d’aeronef
US11125160B2 (en) * 2015-12-28 2021-09-21 General Electric Company Method and system for combination heat exchanger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228643A (en) * 1992-06-25 1993-07-20 Mcdonnell Douglas Corporation Energy-exchange system incorporating small-diameter tubes
CN101178027A (zh) * 2006-10-19 2008-05-14 通用电气公司 操作燃气轮机换热器的方法和装置
CN105604699A (zh) * 2014-11-20 2016-05-25 中航商用航空发动机有限责任公司 涡扇发动机进气道防冰结构及防冰方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019135285A3 (zh) 2021-11-18
FR3065490A1 (fr) 2018-10-26
EP3615780A1 (fr) 2020-03-04
WO2018197232A1 (fr) 2018-11-01
FR3065490B1 (fr) 2019-07-12
EP3615780B1 (fr) 2021-06-02
US20200049028A1 (en) 2020-02-13
CA3060430A1 (fr) 2018-11-01
RU2019135285A (ru) 2021-05-25
CN110892140A (zh) 2020-03-17
US11698004B2 (en) 2023-07-11
RU2764489C2 (ru) 2022-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110892140B (zh) 包括气液热交换器的飞行器推进组件
CN110081461B (zh) 用于径向管状换热器的方法及系统
US11125160B2 (en) Method and system for combination heat exchanger
JP5336618B2 (ja) ガスタービンエンジン組立体
US8601791B2 (en) Integration of a surface heat exchanger to the wall of an aerodynamic flowpath by a structure of reinforcement rods
CN105222616B (zh) 用于径向管状管道热交换器的方法和系统
EP3239479A1 (en) Fluid cooling system for a gas turbine engine and corresponding gas turbine engine
CN107438707B (zh) 设置有叶片扇区和冷却回路的涡轮发动机
US20090165995A1 (en) Air-oil heat exchanger placed at the location of the air separator nose of a turbojet, and a turbojet including such an air-oil heat exchanger
RU2591068C2 (ru) Разделитель потока газа с устройством для предотвращения обледенения, содержащим тепловой мост
US20140202158A1 (en) Gas turbine engine heat exchangers and methods of assembling the same
CN111336016A (zh) 飞行器表面冷却器组件
EP3203039A1 (en) Gas turbine engine cooling system, corresponding gas turbine engine and method of cooling
US20180171871A1 (en) Surface Cooler with Flow Recirculation
JP2020501066A (ja) 改良設計の屈曲潤滑剤通路を包含する航空機ターボマシン出口ガイドベーン
US11766747B2 (en) Surface cooler assembly

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