CN111022190B - 涡轮发动机中的热管 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于减轻涡轮发动机处的转子弯曲的系统。该系统包括周向围绕转子组件的壳体，其中热管附接到壳体并围绕转子组件周向延伸。

Description

涡轮发动机中的热管
技术领域
本发明大体涉及用于减轻涡轮发动机处的转子弯曲的结构。
背景技术
涡轮发动机的空气动力学和热力学性能的进步导致涡轮发动机旋转部件上的热梯度越来越大。较大的热梯度以及涡轮发动机工作循环会引起高周疲劳(HCF)和低周疲劳(LCF)，最终会缩短旋转部件的结构寿命。另外，由于涡轮发动机关闭(shutdown)后的不对称冷却，热梯度至少部分地导致旋转部件(例如轴)中的热弯曲或弯曲转子。
HCF，LCF和弯曲转子可导致涡轮发动机操作期间的旋转部件故障或者需要以更小的间隔更换旋转部件，从而增加涡轮发动机的操作成本。由于相邻旋转部件的变形，HCF，LCF和弯曲转子还可能对其他涡轮发动机部件(例如轴承和壳体)造成损坏，这可能导致涡轮发动机效率，性能和结构寿命降低。
已知使用更高密度的材料增加旋转部件厚度并将来自推进热力循环的冷却空气引导到旋转部件，以减少热梯度，从而增加结构寿命并减轻弯曲转子。另外，已知在涡轮发动机关闭期间或在关闭和重启之间建立更长的冷却时间段以减轻弯曲转子。然而，引导来自推进热力循环的空气并使用更厚或更高密度的材料降低了涡轮发动机效率，并且由于减少了可用能量用于推进推力或需要额外能量用于推进推力而增加燃料消耗。此外，较长的冷却方案增加了涡轮发动机可以重新启动之前的时间量，这可能具有类似于降低发动机效率或增加燃料消耗的经济影响。
其他已知的解决方案包括转子转动系统，例如将转子的较冷部分暴露于较热的温度，以及将转子的较热部分暴露于较冷的温度，从而减小转子处的热梯度并减轻转子弯曲。然而，这种系统可包括复杂的硬件或软件，以在发动机关闭时旋转转子。这种复杂性可由于增加重量，复杂性和降低发动机效率来抵消或消除转子弯曲减轻的优势。
因此，需要一种用于减轻转子弯曲，同时减轻对涡轮发动机性能，效率和经济性的不利影响的结构。
本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。
本公开涉及一种用于减轻涡轮发动机处的转子弯曲的系统。该系统包括周向围绕转子组件的壳体，其中热管附接到壳体并围绕转子组件周向延伸。
在一个实施例中，热管不可分离地附接到壳体。
在另一个实施例中，壳体包括轴向相邻布置的多个热管。
在各种实施例中，热管附接到壳体的内径。在一个实施例中，该系统包括热管、转子组件和流体，热管附接到壳体的内径，转子组件在热管的径向内侧，流体在热管和转子组件之间直接热连通。在另一个实施例中，热管附接到壳体的内径并且直接邻近转子组件的外径。
在一个实施例中，该系统包括在热管和壳体的内径之间的钎焊材料。
在各种实施例中，热管包括外周壁，外周壁包括工作流体和其中的毛细管。在一个实施例中，工作流体包括铯，钾或钠，或其组合。在另一个实施例中，工作流体包括氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，锂，银，或其组合。
本公开的另一方面涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括用于减轻转子弯曲的系统。涡轮发动机包括转子组件、壳体和热管，壳体周向围绕转子组件，热管附接到壳体并围绕转子组件周向延伸。热管设置成在转子组件和热管之间与流体直接热连通。
在各种实施例中，涡轮发动机还包括燃烧区段，该燃烧区段周向围绕转子组件的至少一部分。壳体在压缩机出口导向轮叶和涡轮喷嘴轮叶之间延伸。在一个实施例中，热管在压缩机出口导向轮叶和涡轮喷嘴轮叶之间附接到壳体。在另一个实施例中，壳体包括多个热管，多个热管在壳体处周向延伸并且在压缩机出口导向轮叶和涡轮喷嘴轮叶之间轴向相邻布置。
在其它各种实施例中，热管附接到壳体的内径。在一个实施例中，热管附接到壳体的内径并且邻近转子组件的外径。在另一个实施例中，腔限定在转子组件的外径和壳体的内径之间。腔中的流体与热管和转子组件的外径直接流体连通。
在一个实施例中，发动机还包括在热管和壳体的内径之间的钎焊材料。
在另一个实施例中，热管包括外周壁，其中流体与外周壁和转子组件热连通。工作流体设置在热管内。毛细管位于外周壁内。蒸汽腔限定在毛细管的内侧。在一个实施例中，工作流体包括铯，钾，钠，氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，锂，银，或其组合。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：
图1是结合根据本公开的一个方面的弯曲转子减轻系统的示例性实施例的示例性热发动机的示意性横截面视图；
图2是根据本公开的一个方面的图1中示出的示例性发动机的燃烧区段的示例性实施例的轴向横截面视图；
图3是根据本公开的一个方面的图1中大致示出的发动机的壳体，热管和转子组件的示例性实施例的横截面视图；
图4是根据本公开的一个方面的关于图1-3大致示出的发动机的热管的示意示例性实施例；
图5是关于图4大致示出的热管的示例性实施例的立体剖面图；和
图6是根据本公开的另一方面的图1中大致示出的发动机的壳体，热管和转子组件的另一示例性实施例的横截面视图。
在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
大体提供包括用于减轻转子弯曲同时进一步减轻对发动机性能，效率和经济性的不利影响的结构的发动机的实施例。本文大体提供的发动机的实施例可以减少或消除用于旋转转子以减轻或消除转子弯曲的复杂硬件或软件系统。本文大体提供的实施例提供了一种用于减轻发动机转子组件处的转子弯曲的被动结构和系统。该结构包括设置在壳体的内径处的热管，该热管接近邻近热管的转子组件或以其他方式与邻近热管的转子组件直接热和流体连通。本文大体提供的实施例的被动结构可以在发动机关闭之后实现热传递。示例性实施例使得能够在6点钟或下死点(bottom dead center,BDC)位置与12点钟或上死点(topdead center,TDC)位置之间进行相对较小的差值温度的热传递。在一个示例性实施例中，壳体处的热管使得能够热传递大约100°F的差值温度，以便减轻发动机关闭之后的转子弯曲的形成。本文大体提供的发动机的实施例可提供优于已知的用于减轻转子弯曲的系统和结构的益处，例如通过消除旋转转子组件的主动系统所需的部件和控制，从而降低系统复杂性，重量，潜在的误差源或故障，减少关闭后的发动机停机时间，以便改善发动机和飞行器操作的成本和整体经济性，或以其他方式改善发动机效率。
现在参考附图，图1是本文中称为“发动机10”的示例性涡轮机或热发动机10的示意性局部横截面侧视图，该“发动机10”可以结合本公开的各种实施例。尽管下面参考涡轮风扇发动机进一步描述，但是本公开一般也适用于涡轮机械，包括涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴燃气涡轮发动机或蒸汽涡轮发动机，包括船用和工业涡轮发动机和辅助动力单元，或通常包括转子组件的布雷顿循环机器。如图1所示，发动机10具有延伸通过其中以用于参考目的的纵向或轴向中心线轴线12。提供了与轴向中心线轴线12同方向的参考轴向方向A。还提供了从轴向中心线轴线12延伸的参考径向方向R。发动机10还限定了参考上游端99和下游端98，其大体指示流过发动机10的轴向方向。
通常，发动机10可包括风扇组件14和设置在风扇组件14下游的核心发动机16。核心发动机16通常可包括基本上管状的外核心壳体18，其限定环形入口20。外核心壳体18以串行流动关系包围或至少部分地形成：压缩机区段21，其具有增压器或低压(LP)压缩机22，高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段31，其包括高压(HP)涡轮28，低压(LP)涡轮30；喷射排气喷嘴区段32。外核心壳体18限定入口开口20，空气流80通过入口开口20进入核心发动机16。
高压(HP)转子轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36还可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以通过减速齿轮40(例如以间接驱动或齿轮传动构造)连接到风扇轴38。在其他实施例中，发动机10还可包括中压(IP)压缩机和可与中压轴一起旋转的涡轮。
如图1所示，风扇组件14包括多个风扇叶片42，风扇叶片42联接到风扇轴38并且从风扇轴38径向向外延伸。环形风扇壳体或机舱44周向地围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。在一个实施例中，机舱44可以通过多个周向间隔开的出口导向轮叶或支柱46相对于核心发动机16被支撑。此外，机舱44的至少一部分可以在核心发动机16的外部分上延伸，以便在它们之间限定旁路气流通道48。
风扇组件14，压缩机区段21和涡轮区段31的组合可以限定发动机10的一个或多个转子组件90。在各种实施例中，HP压缩机24，HP涡轮28和HP轴34一起包括限定HP转子组件的转子组件90。在另一个实施例中，LP压缩机22，LP涡轮30和LP轴36一起包括限定LP转子组件的转子组件90。在又一个实施例中，限定LP转子组件的转子组件90还可包括风扇轴38，风扇毂42和风扇叶片40。在又一些实施例中，转子组件90可以限定IP转子组件，该IP转子组件包括IP压缩机和IP涡轮(未示出)。
图2是如图1所示的核心发动机16的示例性燃烧区段26的横截面侧视图。如图2所示，燃烧区段26通常可包括环形类型的燃烧器组件50，其具有环形内衬52，环形外衬54和在内衬52和外衬54的上游端之间径向延伸的隔板56。在燃烧区段26的其他实施例中，燃烧器组件50可以是罐或罐环形类型。如图2所示，内衬52相对于轴向中心线12(图1)与外衬54径向间隔开，并在内衬52和外衬54之间限定大致环形的燃烧室62。在特定实施例中，内衬52和/或外衬54可以至少部分或全部由金属合金或陶瓷基质复合(CMC)材料形成。
外流动通道66可围绕内衬52和/或外衬54限定，例如在衬52,54与燃烧区段26的外扩散器壳110和内扩散器壳120之间。外扩散器壳110和内扩散器壳120可一起限定围绕燃烧器组件50的压力容器。内衬52和外衬54可以从隔板56朝向入口或涡轮喷嘴轮叶68延伸到HP涡轮28，因此至少部分地限定燃烧器组件50和HP涡轮28之间的热气路径。燃料喷嘴200可以至少部分地延伸通过隔板56并且向燃烧室62提供燃料-空气混合物72。在各种实施例中，燃料喷嘴200延伸通过外扩散器壳110并附接到其。
在发动机10的操作期间，如图1和图2中共同示出的，由箭头74示意性指示的一定量的空气通过机舱44和/或风扇组件14的相关入口76进入发动机10。当空气74穿过风扇叶片42时，由箭头78示意性所示的一部分空气被引导或导向到旁路气流通道48中，而由箭头80示意性所示的另一部分空气被引导或导向到LP压缩机22中。当空气80流过LP压缩机22和HP压缩机24朝向燃烧区段26时，空气80逐渐被压缩。如图2所示，由箭头82示意性所示的现在的压缩空气流过压缩机出口导向轮叶(CEGV)67并通过预扩散器65进入燃烧区段26的扩散器腔或头端部分84。
预扩散器65和CEGV 67调节压缩空气82到燃料喷嘴200的流动。压缩空气82对扩散器腔84加压。压缩空气82进入燃料喷嘴200以与燃料71混合。燃料喷嘴200混合燃料71和空气82以产生离开燃料喷嘴200的燃料-空气混合物72。在燃料喷嘴200处预混合燃料71和空气82之后，燃料-空气混合物72在燃烧室62中燃烧以产生燃烧气体86，以驱动涡轮区段31处的转子的旋转。
通常，LP压缩机22和HP压缩机24向扩散器腔84提供比燃烧所需的压缩空气更多的压缩空气。因此，由箭头82(a)示意性所示的第二部分压缩空气82可用于除燃烧之外的各种目的。例如，如图2所示，压缩空气82(a)可以被导向到外流动通道66中，以向内衬52和外衬54提供冷却。除此之外或作为另外一种选择，压缩空气82(a)的至少一部分可以从扩散器腔84导出。例如，压缩空气82(a)的一部分可以被引导通过各种流动通道，以向HP涡轮28或LP涡轮30中的至少一个提供冷却空气。
再次参见图1和图2，在燃烧室62中产生的燃烧气体86从燃烧器组件50流入HP涡轮28，因此使HP转子轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。如图1所示，然后燃烧气体86被导向通过LP涡轮30，因此使LP转子轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇轴38的旋转。然后燃烧气体86通过核心发动机16的喷射排气喷嘴区段32排出，以提供推进推力。
在发动机10的一个实施例中，当空气80,82离开压缩机区段21并进入燃烧区段26时，流过核心流动路径的空气80,82可接近或超过1200F。在进入涡轮区段31之前，在与未燃烧的空气(例如，通常冷却空气，或淬火空气等)混合之前，燃烧区段26中所得的燃烧气体86可接近或超过3300F。HP涡轮28处的核心流动路径中所得的燃烧气体86可接近或超过2500F。
由于其定期循环使用或操作，发动机10可经历工作循环(duty cycle)。在一个实施例中，发动机10限定商用飞行器发动机并且通常可以经历包括滑行，起飞，爬升，巡航，进近和着陆的工作循环。在起飞时，发动机10可以产生最大起飞推力，接着是较小的推力水平，在飞行空转(flight idle)时具有最低的飞行中推力水平，并且关闭之上的最低推力水平是地面空转。当发动机10经过循环的每个阶段时，核心流动路径中的空气80,82,86的温度随时间和推力状况增加和减少。此外，尽管核心流动路径中的温度以及随后核心流动路径中的转子组件90的部分(例如，转子叶片，盘等)随着压力增加以及空气80,82变成燃烧气体86而变得更热，在转子组件90的径向向内部分处(例如在一个或多个轴34,36,38处)，温度通常要低得多。发动机10内和横跨转子组件90的温度差异，以及温度差异的变化限定了热梯度，该热梯度影响转子组件90和发动机10中的周围静态部件的结构寿命。
大的热梯度可使转子组件90翘曲，例如引起卷曲或弯曲，或转子弯曲，或弯曲转子状况。限定弯曲转子状况的转子组件90可以相对于中心线轴线12和周向围绕转子组件90的壳体100限定相对大的非同心度或偏心率，使得转子组件90的径向向外部分(例如，叶片尖端)可能不可接受地接触或摩擦周围的壳体或护罩。在其他情况下，弯曲转子状况可能在轴承组件处引起不可接受的高振动，从而增加磨损并减少结构寿命。
现在参考图2，为了减小热梯度，或者通常减轻或消除转子组件90处的弯曲转子状况，发动机10包括附接到壳体100的热管102。热管102围绕转子组件90周向延伸(例如图3中所示)。热管102设置成直接在转子组件90和热管102之间与流体，例如由箭头85示意性地描绘，热连通。在各种实施例中，例如图2中所示，热管102附接到壳体100的内径112。热管102还设置在转子组件90和壳体100的内径112之间的腔115中。
在特定实施例中，腔115中的流体85与热管102和转子组件90直接热连通。在一个实施例中，流体85与热管102和转子组件90的外径92直接热连通。在另一个实施例中，流体85与热管102和沿着径向方向R从热管102直接向内的转子组件90的外径92直接热连通。在又一个实施例中，流体85与热管102和转子组件90的外径92直接流体连通。换句话说，热管102的各种实施例附接到壳体100的内径112，内径112邻近转子组件90的外径92，其间仅有流体85。
发动机10的各种实施例可包括沿轴向方向A相邻布置的多个热管102，例如关于图2所示。在一个实施例中，壳体100包括在发动机10的燃烧区段26中。壳体100可以沿着燃烧区段26的径向方向R向内围绕转子组件90的一部分(即，基本在压缩机区段21和涡轮区段31之间)。在一个实施例中，热管102或多个热管102在CEGV 67和涡轮喷嘴轮叶68之间附接到壳体100的一部分101。仍然参考图2，包括热管102的壳体100的各种实施例可包括燃烧区段26的内扩散器壳120。在一个实施例中，包括热管102的壳体100沿轴向方向A从CEGV 67延伸到涡轮喷嘴68。在各种实施例中，热管102或多个热管102附接到壳体100，壳体100在CEGV67和涡轮喷嘴轮叶68之间，并且沿着围绕内扩散器壳120的外扩散器壳110的径向方向R向内限定内扩散器壳120。
壳体100的部分101可以限定基本上高的温度，例如来自从压缩机区段21进入燃烧区段26的空气82传递的热量，或者来自燃烧室62处的燃烧气体86传递的热量，并且进一步如上所述。转子组件90处的来自对应于部分101从燃烧区段26径向向内传递的热量的基本上高的温度可以在转子组件90处引起转子弯曲。例如，转子组件90处的转子弯曲可以由转子组件90处的热梯度产生，例如燃烧区段26的径向向内的，相较于涡轮区段31或压缩机区段21的径向向内的，或者例如相对于发动机10的下部198(例如，下半部)的，相较于发动机10的上部199(例如，上半部)的，例如关于图3所示。
现在参考图4-5，大体提供示例性热管102的示意性横截面视图。热管102包括由箭头212示意性描绘的工作流体212和外周壁220。外周壁220限定了封闭的蒸汽腔205，例如，环形空间。热管102包括设置在发动机10的上部199(图3)处的蒸发器部分230和设置在发动机10的下部198(图3)处的冷凝器部分232。在一个实施例中，热管102还可以在外周壁220的内侧限定内周壁222。毛细管240限定在外周壁220的内侧。毛细管240的各种实施例可以限定芯结构(例如筛芯)，或从外周壁220延伸的开口通道或凹槽，或多个动脉或管，或波纹筛，或其组合。在各种实施例中，毛细管240可限定在外周壁220和内周壁222之间。在一个实施例中，在毛细管240的内侧限定蒸汽腔205。在另一个实施例中，在毛细管240和内周壁222的内侧限定了蒸汽腔205。
参考图2-5，将热管102整合到壳体100的内表面112中或其上，可以提供被动热管理，以通过将从转子组件90的上部199(即，热接近热管102的蒸发器端230)发出的热量传递到转子组件90的下部198(即，热接近热管102的冷凝器端232)来减小转子组件90处的热梯度。热管102结合热导率和相变以通过采用蒸发冷却来通过工作流体212的蒸发和冷凝的循环将热能从热管102的蒸发器端230传递到热管102的冷凝器端232来有效地管理热传递。
在各种实施例中，在发动机10的操作期间产生的热能218(例如可以从如上所述的燃烧区段26发出的热能)被传递到热管102的蒸发器端230，这在蒸发器端处加热了经由箭头212(a)描绘的工作流体，并在热管102内蒸发，以变成热管102的蒸汽腔205内的气相工作流体，例如经由箭头212(b)描绘的。气相工作流体212(b)将热能从热管102的蒸发器端230传递到冷凝器端232，并且因此从发动机10和热接近热管102的蒸发器端230的转子组件90的上部199传递到发动机10和热接近热管102的冷凝器端232的转子组件90的下部198。气相工作流体212(b)在冷凝器端232处的毛细管240处冷却并冷凝(如箭头212(c)所示)为液相工作流体212(a)。
应当理解，包括图4-5中所示并且在本文进一步描述的热管102的壳体100还可以在蒸发器端230和冷凝器端232之间限定近似隔热区段，其中热能既不能大幅度进入热管也不能大幅度排出热管。
参考图3-4，发动机10的横截面视图还示出了壳体100和转子组件90之间的腔115内的流体85的热能流。在各种实施例中，发动机10和转子组件90的下部198处的相对较冷的流体85(a)使得工作流体212(c)(图4)能够冷凝，并且发动机10和转子组件90的上部199处的相对较热的流体85(b)使得热管102内的工作流体212(b)(图4)能够蒸发。通过热管102的热能流(经由箭头87描绘(为了清楚起见在热管外部描绘))，然后从发动机10和转子组件90的上部199到发动机10和转子组件90的下部198。这样，来自围绕转子组件90的发动机10的热能218被提供给蒸发器部分230处的热管102，并且被传递到冷凝器部分232并被释放，例如经由箭头219所示。从转子组件90的相对较热的上部230到转子组件90的相对较冷的下部232的热能流能够降低转子组件90处的高温和低温差，或热梯度。这样，可以经由围绕转子组件90的壳体100处的热管102的被动热传递结构来减轻或消除转子组件90的弯曲。
仍然参考图4-5，热管102中的工作流体212是两相流体，其可以在发动机10处的热管102的期望温度范围内操作，例如上面关于燃烧区段26描述的。然而，应当理解，热管102可以设置在发动机10的其他部分处(例如但不限于压缩机区段21，涡轮区段31或排气喷嘴32)的壳体100处。
在热管102的蒸发器端230处，工作流体212应当蒸发，而在冷凝器端232处，工作流体212应当冷凝。在各种实施例中，热管102中的工作流体212包括但不限于氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，铯，钾，钠，锂，银或其组合。
另外，期望的工作流体212至少部分地是工作流体212位于其中的热管102(例如外周壁220)的材料的功能。在一个实施例中，壳体100是第一材料，并且热管102的外周壁220是与第一材料不同成分的第二材料。包括用于热管102的外周壁220的不同材料成分可以使得某些工作流体212能够被使用，其与诸如钛，钛合金，镍或镍合金之类的材料不相容。
在各种实施例中，壳体100的第一材料可以是钛合金，镍合金或复合材料。热管102的外周壁220的第二材料可以是铝。相容的工作流体212可包括氨，三氯氟甲烷，三氯三氟乙烷，二氯氟甲烷，庚烷或其组合。作为另一个非限制性示例，在另一个实施例中，外周壁220的第二材料可以是不锈钢。相容的工作流体212可包括水，甲醇，钠，铯或汞。
在壳体100是第一材料并且热管102的外周壁220是第二材料的实施例中，热管102可以附接到壳体100的表面112上，或者整体地铸造在壳体100的表面112之间，或通过增材制造，焊接，钎焊，粘接或机械紧固件附接。壳体100的表面112可以限定凹槽，狭槽，腔或处理过的表面，包括外周边壁220的热管102可以定位在该凹槽，狭槽，腔或处理过的表面上或其之间。
然而，应当理解，安装到壳体100的表面112上或壳体100的表面112之间的热管102(包括热管102的外周壁220)可包括其他材料，例如但不限于钢，不锈钢，铜，二氧化硅，镍，钛，铝，铁，黄铜，钨，钽，钼，铌，或每一个的合金或组合，或其组合。
简要地参考图6，大体提供发动机10的实施例的另一示例性横截面。发动机10可以基本上例如关于图1-5所示和所述的类似地构造。然而，在图6中，在热管102和壳体100的内径112之间描绘了一层钎焊材料300。在各种实施例中，钎焊材料300可包括铝-硅，铜，铜-银，铜-锌，铜-锡，金-银，镍或镍合金，银，铁，硅，硼，磷或其他合适的基于热管102的外周壁220的材料和壳体100的材料的填充材料。
可以使用包括焊剂，惰性气体环境，真空或其他大气环境(包括但不限于燃烧的燃料气体，氨，氢气，氮气，一氧化碳，惰性气体或其组合)的一种或多种方法将热管102钎焊到壳体100上。该方法可以进一步或替代地包括炉钎焊，焊炬钎焊，浸焊，或用于将热管102钎焊到壳体100的其他合适的方法。
本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结合的方法。本发明的可专利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他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种用于减轻涡轮发动机处的转子弯曲的系统，所述系统包括：壳体，所述壳体周向围绕转子组件，其中热管附接到所述壳体并围绕所述转子组件周向延伸。
2.根据任何在前条项的系统，其中所述热管不可分离地附接到所述壳体。
3.根据任何在前条项的系统，其中所述壳体包括轴向相邻布置的多个所述热管。
4.根据任何在前条项的系统，其中所述热管附接到所述壳体的内径。
5.根据任何在前条项的系统，其中所述系统包括所述热管、所述转子组件和流体，所述热管附接到所述壳体的所述内径，所述转子组件在所述热管的径向内侧，所述流体在所述热管和所述转子组件之间直接热连通。
6.根据任何在前条项的系统，其中所述热管附接到所述壳体的所述内径并且直接邻近所述转子组件的外径。
7.根据任何在前条项的系统，进一步包括钎焊材料，所述钎焊材料在所述热管和所述壳体的内径之间。
8.根据任何在前条项的系统，其中所述热管包括外周壁，所述外周壁包括工作流体和其中的毛细管。
9.根据任何在前条项的系统，其中所述工作流体包括铯，钾，或钠，或其组合。
10.根据任何在前条项的系统，其中所述工作流体包括氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，锂，银或其组合。
11.一种包括用于减轻转子弯曲的系统的涡轮发动机，所述涡轮发动机包括：转子组件；壳体，所述壳体周向围绕所述转子组件；和热管，所述热管附接到所述壳体并围绕所述转子组件周向延伸，其中所述热管设置成在所述转子组件和所述热管之间与流体直接热连通。
12.根据任何在前条项的涡轮发动机，进一步包括：燃烧区段，所述燃烧区段周向围绕所述转子组件的至少一部分，其中所述壳体在压缩机出口导向轮叶和涡轮喷嘴轮叶之间延伸。
13.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中所述热管在所述压缩机出口导向轮叶和所述涡轮喷嘴轮叶之间附接到所述壳体。
14.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中所述壳体包括多个所述热管，所述热管在所述壳体处周向延伸并且在所述压缩机出口导向轮叶和所述涡轮喷嘴轮叶之间轴向相邻布置。
15.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中所述热管附接到所述壳体，所述壳体限定所述燃烧区段的内扩散器壳体。
16.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中所述热管附接到所述壳体的内径并且邻近所述转子组件的外径。
17.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中在所述转子组件的所述外径和所述壳体的所述内径之间限定腔，并且其中所述腔中的所述流体与所述热管和所述转子组件的所述外径直接流体连通。
18.根据任何在前条项的涡轮发动机，进一步包括钎焊材料，所述钎焊材料在所述热管和所述壳体的内径之间。
19.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中所述热管包括：外周壁，其中所述流体与所述外周壁和所述转子组件热连通；工作流体，所述工作流体设置在所述热管内；和毛细管，所述毛细管在所述外周壁内，其中蒸汽腔限定在所述毛细管的内侧。
20.根据任何在前条项的涡轮发动机，其中所述工作流体包括铯，钾，钠，氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，锂，银或其组合。

Claims (20)

1.一种用于减轻涡轮发动机处的转子弯曲的系统，其特征在于，所述系统包括：
壳体，所述壳体周向围绕转子组件，
其中热管附接到所述壳体的内表面并围绕所述转子组件的整周连续延伸，并且
其中所述热管被构造成迫使来自所述壳体的内表面和所述转子组件之间的热能从所述热管的最上部流到所述热管的最下部。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述热管不可分离地附接到所述壳体。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述壳体包括轴向相邻布置的多个所述热管。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述热管附接到所述壳体的内径。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其中所述系统包括所述热管、所述转子组件和流体，所述热管附接到所述壳体的所述内径，所述转子组件在所述热管的径向内侧，所述流体在所述热管和所述转子组件之间直接热连通。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，其中所述热管附接到所述壳体的所述内径并且直接邻近所述转子组件的外径。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括钎焊材料，所述钎焊材料在所述热管和所述壳体的内径之间。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述热管包括外周壁，所述外周壁包括工作流体和其中的毛细管。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，其中所述工作流体包括铯，钾，或钠，或其组合。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，其中所述工作流体包括氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，锂，银或其组合。
11.一种包括用于减轻转子弯曲的系统的涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮发动机包括：
转子组件；
壳体，所述壳体周向围绕所述转子组件；和
热管，所述热管附接到所述壳体的内表面并围绕所述转子组件的整周连续延伸，
其中所述热管设置成在所述转子组件和所述热管之间与流体直接热连通，并且
其中所述热管被构造成迫使来自所述壳体的内表面和所述转子组件之间的热能从所述热管的最上部流到所述热管的最下部。
12.根据权利要求11所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括：
燃烧区段，所述燃烧区段周向围绕所述转子组件的至少一部分，其中所述壳体在压缩机出口导向轮叶和涡轮喷嘴轮叶之间延伸。
13.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述热管在所述压缩机出口导向轮叶和所述涡轮喷嘴轮叶之间附接到所述壳体。
14.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述壳体包括多个所述热管，所述热管在所述壳体处周向延伸并且在所述压缩机出口导向轮叶和所述涡轮喷嘴轮叶之间轴向相邻布置。
15.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述热管附接到所述壳体，所述壳体限定所述燃烧区段的内扩散器壳体。
16.根据权利要求11所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述热管附接到所述壳体的内径并且邻近所述转子组件的外径。
17.根据权利要求16所述的涡轮发动机，其特征在于，其中在所述转子组件的所述外径和所述壳体的所述内径之间限定腔，并且其中所述腔中的所述流体与所述热管和所述转子组件的所述外径直接流体连通。
18.根据权利要求11所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括钎焊材料，所述钎焊材料在所述热管和所述壳体的内径之间。
19.根据权利要求11所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述热管包括：
外周壁，其中所述流体与所述外周壁和所述转子组件热连通；
工作流体，所述工作流体设置在所述热管内；和
毛细管，所述毛细管在所述外周壁内，其中蒸汽腔限定在所述毛细管的内侧。
20.根据权利要求19所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述工作流体包括铯，钾，钠，氦气，氮气，氨气，三氯氟甲烷，二氯氟甲烷，戊烷，三氯三氟乙烷，丙酮，甲醇，全氟甲基环己烷，乙醇，庚烷，水，甲苯，全氟甲基萘，二苯醚，汞，锂，银或其组合。
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