ES2377049T3 - Dispositivo de enfriamiento de una pared - Google Patents

Dispositivo de enfriamiento de una pared Download PDF

Info

Publication number
ES2377049T3
ES2377049T3 ES09745932T ES09745932T ES2377049T3 ES 2377049 T3 ES2377049 T3 ES 2377049T3 ES 09745932 T ES09745932 T ES 09745932T ES 09745932 T ES09745932 T ES 09745932T ES 2377049 T3 ES2377049 T3 ES 2377049T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cooling
wall
turbojet
temperature
parts
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
ES09745932T
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Mons
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
Original Assignee
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 SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Application granted granted Critical
Publication of ES2377049T3 publication Critical patent/ES2377049T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • 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
    • F01D25/12Cooling
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02K3/077Plants 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 the plant being of the multiple flow type, i.e. having three or more flows
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/12Shape memory
    • 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
    • F05D2260/221Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2214Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface
    • 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
    • F05D2260/221Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2214Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface
    • F05D2260/22141Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface using fins or ribs
    • 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
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/505Shape memory behaviour
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005Thermal joints
    • F28F2013/008Variable conductance materials; Thermal switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/04Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes comprising shape memory alloys or bimetallic elements
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Turborreactor para aeronave que comprende un dispositivo de enfriamiento de la cara externa de una pared (10) del conjunto compresor de este, que tiene una primera cara sometida a una fuente de calentamiento y una segunda cara a lo largo de la cual circula un fluido externo a una temperatura inferior a T, para mantener la citada pared a una temperatura sensiblemente igual a la temperatura T, caracterizado porque el dispositivo de enfriamiento comprende al menos una pieza de enfriamiento (12) que comprende una parte de fijación (14) y una parte de enfriamiento (16) , estando realizada la citada pieza de una aleación con memoria de forma termoconductora que tiene una temperatura de transición T, comprendiendo la citada parte de fijación medios de fijación rígida a la segunda cara (10b) de la citada pared, estando conformada la citada parte de enfriamiento para tomar por sf misma una primera posición sensiblemente paralela a la citada pared cuando la temperatura de la pared es inferior a la citada temperatura T y, si la temperatura de la pared es al menos igual a T, para tomar por sí misma una segunda posición en la cual el plano medio de la citada segunda cara forma con un plano tangente a la citada pared un diedro comprendido entre 45 y 90 grados.

Description

Dispositivo de enfriamiento de una pared
La presente invenci6n tiene por objeto un turborreactor para aeronave que comprende un dispositivo de enfriamiento de acuerdo con el preambulo de la reivindicaci6n 1. El documento FR 2 873 167 divulga un sistema de este tipo.
El problema del enfriamiento de una pared se presenta, naturalmente, en numerosos ambitos tecnicos. Este es en particular el caso en los turborreactores para aeronaves en los cuales ciertas paredes pueden ser llevadas a temperaturas inaceptables y para las cuales hay que prever un sistema de enfriamiento.
De modo mas particular todavfa, la invenci6n se refiere a un dispositivo de enfriamiento de pared que produzca un efecto de enfriamiento solamente de modo intermitente, es decir, cuando la pared alcance efectivamente su temperatura crftica.
En el caso de los turborreactores para aeronaves, el enfriamiento de tales paredes o pieles se realiza en la actualidad generalmente con la ayuda de filas de tubos o de tubos perforados capaces, cuando estos estan alimentados de fluido de enfriamiento, de enfriar a la pared.
Un inconveniente de este sistema de enfriamiento es que necesita la colocaci6n de estructuras particulares y de un sistema de alimentaci6n de fluido de enfriamiento de esta estructura.
Un primer objeto de la presente invenci6n es facilitar un turborreactor para aeronave provisto de un dispositivo de enfriamiento de una pared que sea de estructura mas simple y que automaticamente produzca el efecto de enfriamiento solamente cuando la pared que hay que enfriar alcance la temperatura a la cual se la quiere mantener.
Para lograr este objetivo de acuerdo con la invenci6n, el dispositivo de enfriamiento de una pared que tiene una primera cara sometida a una fuente de calentamiento y una segunda cara a lo largo de la cual circula un fluido externo a una temperatura inferior a T, para mantener la citada pared a una temperatura sensiblemente igual a la temperatura T, se caracteriza porque comprende al menos una pieza de enfriamiento que comprende una parte de fijaci6n y una parte de enfriamiento, estando realizada la citada pieza de una aleaci6n con memoria de forma termoconductora que tiene una temperatura de transici6n T, comprendiendo la citada parte de fijaci6n medios de fijaci6n rfgida a la segunda cara de la citada pared, estando conforma la citada parte de enfriamiento para tomar por sf misma una primera posici6n sensiblemente paralela a la citada pared cuando la temperatura de la pared es inferior a la citada temperatura T y, si la temperatura de la pared es al menos igual a T, para tomar por sf misma una segunda posici6n en la cual el plano medio de la citada segunda parte forma con un plano tangente a la citada pared un diedro comprendido entre 45 y 90 grados.
Gracias a la utilizaci6n de piezas de enfriamiento realizadas de una aleaci6n con memoria de forma termoconductora, el efecto de enfriamiento se produce solamente cuando la temperatura de la pared que hay que enfriar llega efectivamente a la temperatura de transici6n de la aleaci6n con memoria de forma termoconductora debido a la conducci6n termica entre la pared y la pieza de enfriamiento. Cuando no se llega a la temperatura, la parte de enfriamiento de la pieza de enfriamiento queda adherida contra la pared y esta por tanto no produce ningun efecto de enfriamiento particular. Por el contrario, cuando se llega a esta temperatura, la pieza de enfriamiento pasa a su segundo estado y la parte de enfriamiento toma una angulaci6n comprendida entre 45 y 90 grados con respecto a la pared que hay que enfriar.
Se sabe que existen diferentes aleaciones con memoria de forma correspondientes a temperaturas de transici6n diferentes. Se sabe igualmente que es posible, en una fase preliminar de entrenamiento o de preformaci6n, someter a la pieza de material con memoria de forma a un acondicionamiento que la permite, cuando se llegue a su temperatura de transici6n, tomar una forma modificada definida completamente de antemano despues de que esta pieza haya sido forzada un cierto numero de veces. Se sabe igualmente que el cambio de forma de esta pieza puede ser realizado un gran numero de veces, por ejemplo cincuenta mil veces.
Ademas, se sabe que generalmente la temperatura a la cual la pieza de aleaci6n con memoria de forma recobra su forma inicial esta desplazada una veintena de grados con respecto a su temperatura de transici6n. Se evita, asf, un fen6meno de golpeteo en la regulaci6n de la temperatura de la pared.
De acuerdo con un primer modo de puesta en practica, el plano medio de la parte de enfriamiento es sensiblemente paralelo a la direcci6n de circulaci6n del fluido externo.
En este caso, cuando la parte de enfriamiento esta en su segunda posici6n, esta parte desempafa la funci6n de aleta de enfriamiento que aumenta la superficie de intercambio entre la pared y el fluido externo.
De acuerdo con un segundo modo de puesta en practica, el plano medio de la parte de enfriamiento de la pieza de enfriamiento es sensiblemente ortogonal a la direcci6n de circulaci6n del fluido externo.
Se comprende que en este segundo caso las partes de enfriamiento en posici6n activa, provocan turbulencias en el fluido externo en la proximidad inmediata de la pared que hay que enfriar aumentando asf el coeficiente de Reynols de esta circulaci6n y mejorando asf el efecto de enfriamiento.
Preferentemente todavfa y cualquiera que sea el modo de puesta en practica considerado, el dispositivo de enfriamiento comprende una pluralidad de piezas de enfriamiento sensiblemente alineadas segun al menos una recta perpendicular a la direcci6n de circulaci6n del flujo externo.
De acuerdo con otro modo de puesta en practica, la pared que hay que enfriar es sensiblemente de revoluci6n y el dispositivo de enfriamiento comprende una pluralidad de piezas de enfriamiento sensiblemente dispuestas segun al menos un cfrculo de la superficie de revoluci6n.
De acuerdo todavfa con otro modo de realizaci6n, las piezas de enfriamiento tienen temperaturas de transici6n diferentes.
Gracias a esta disposici6n, es posible adaptar el efecto de enfriamiento producido por el dispositivo en funci6n de un gradiente de temperatura que puede existir en raz6n de la naturaleza de la fuente de calentamiento dispuesta enfrente de la primera cara de la pared que hay que enfriar.
Otras caracterfsticas y ventajas de la invenci6n se pondran de manifiesto mejor con la lectura de la descripci6n que sigue de varios modos de realizaci6n de la invenci6n dados a tftulo de ejemplos no limitativos. La descripci6n se refiere a las figuras anejas, en las cuales:
las figuras 1A, 18, y 1C ilustran el principio de la invenci6n, representando la figura 1A en perspectiva la pieza de enfriamiento en reposo, representando la figura 18 la pieza de enfriamiento en posici6n activa y siendo la figura 1C un corte segun la lfnea CC de la figura 1A;
la figura 2 es una vista en corte longitudinal de un turborreactor para aeronave al cual puede ser aplicado el dispositivo de enfriamiento;
la figura 3 es una vista en corte vertical de una pared equipada con un dispositivo de enfriamiento de acuerdo con un primer modo de puesta en practica;
la figura 4 es una vista en corte vertical de un segundo modo de puesta en practica del dispositivo de enfriamiento;
la figura 5 es una vista en corte vertical de un tercer modo de puesta en practica del dispositivo de enfriamiento;
la figura 6A es una vista de un dispositivo de enfriamiento de acuerdo con la invenci6n que comprende una pluralidad de piezas de enfriamiento en posici6n de reposo;
la figura 68 es analoga a la figura 6A pero las piezas de enfriamiento estan en posici6n activa;
la figura 7 es una vista en perspectiva de una variante de realizaci6n del dispositivo de enfriamiento de acuerdo con las figuras 6A y 68.
la figura 8 es una vista en perspectiva de una pared de revoluci6n equipada con un dispositivo de enfriamiento de acuerdo con la invenci6n;
la figura 9 es una vista en perspectiva de un modo de realizaci6n de una pieza de enfriamiento utilizable en el caso de la figura 8;
la figura 10 muestra una variante de realizaci6n del dispositivo de enfriamiento de la figura 8; y
la figura 11 es una vista en perspectiva de otra variante de realizaci6n de la pieza de enfriamiento en posici6n activa.
Refiriendose en primer lugar a las figuras 1A, 18 y 1C, se va a describir el principio de la invenci6n a partir de una pieza de enfriamiento. En estas figuras, se ha representado una pared 10 que presenta una cara interna 10a vuelta hacia una fuente de calentamiento 11 y una cara externa 10b a lo largo de la cual circula un fluido de enfriamiento simbolizado por la flecha F. El problema que hay que resolver es mantener a la pared 10 a una temperatura sensiblemente igual a T, entendiendose que el flujo de fluido F esta a su vez a una temperatura inferior a T. La pieza de enfriamiento elemental 12 esta constituida por una primera parte de fijaci6n 14 y una segunda parte de enfriamiento
16. Estas dos partes estan unidas por una zona de plegado 18.
La totalidad de la pieza de enfriamiento 12 esta realizada con un material con memoria de forma cuya temperatura de transici6n esta adaptada a la temperatura a la cual se desea mantener la pared 10. Las aleaciones con memoria de forma son bien conocidas y por tanto no es necesario describirlas aquf mas en detalle. Aleaciones con memoria de forma tales como cobrealuminioberilio o tambien cobrealuminionfquel son bien conocidas. Para aleaciones con
memoria de forma que tienen una temperatura de transici6n mas elevada, se puede citar la aleaci6n reniopaladio cuya temperatura de transici6n es pr6xima a 1050 DC.
Como es conocido, en una fase inicial, la pieza 12 de aleaci6n con memoria de forma es preformada o "educada" de tal manera que a su temperatura de transici6n, esta toma espontaneamente la forma representada en la figura 18. En otras palabras, la parte de enfriamiento 16 de la pieza de enfriamiento 12 en esta posici6n activa forma un angulo alfa con el plano de la pared 10. Este angulo esta comprendido preferentemente entre 45 y 90 grados. La parte de fijaci6n 14 puede hacerse solidaria de la pared 10 por cualquier medio conveniente tal como por remachado 20 o tambien por soldadura.
El funcionamiento de esta pieza de enfriamiento es simple. Cuando la temperatura de la pared 10 es inferior a la temperatura deseada T, la parte de enfriamiento 16 esta en alineaci6n con la parte de fijaci6n 14, es decir sensiblemente aplicada contra la pared 10. La pieza de enfriamiento esta por tanto inactiva. Por el contrario, cuando la temperatura de la pared 10 se eleva, por conducci6n termica, la temperatura de la pieza de enfriamiento 12 se eleva de la misma manera y cuando esta llega a la temperatura de transici6n T, esta toma la forma representada en la figura 18 que hace a la parte de enfriamiento 16 activa, puesto que esta forma entonces el angulo α con la pared 10. El angulo α esta comprendido preferentemente entre 45 a 90 grados.
Es evidente que, cuando la pared 10 vuelve a tomar una temperatura inferior a T, la pieza de enfriamiento y de modo mas particular su parte de enfriamiento 16 volvera a su posici6n inicial.
De modo mas preciso, hay que indicar que, entre la temperatura de transici6n T y la temperatura a la cual la pieza de aleaci6n con memoria de forma recobra su forma inicial, existe un intervalo de temperaturas que generalmente es del orden de 20 grados. Esta diferencia de temperatura permite tener un funcionamiento estable del sistema y evitar fen6menos de golpeteo.
Es importante subrayar que la pieza de enfriamiento no necesita ningun sistema mecanico adicional para pasar de su estado inactivo a su estado activo.
En la figura 2, se ha representado de modo simplificado un turborreactor para aeronaves de forma estandar. Se ha representado su virola externa 24 y la pared externa 26 del conjunto de compresi6n constituido por el compresor de baja presi6n 28 y el compresor de alta presi6n 30. Una parte del flujo de aire FA1 que penetra entre la pared 26 y la virola externa 24 es derivada al conjunto compresor. Una parte igualmente de este flujo de aire FA1 indicada por FA2 es derivada para entrar en contacto con la piel 32 del conjunto compresor. Este flujo FA2 sirve especialmente para enfriar esta pared 32. En esta figura, se ha representado esquematicamente la colocaci6n de una pieza de enfriamiento 34 que se describira mas en detalle posteriormente. 8asta con indicar ahora que esta pieza de enfriamiento 34 permanece en posici6n de reposo en tanto que la pared 32 este a una temperatura inferior o igual a la temperatura de transici6n T de la aleaci6n con memoria de forma que haya servido para realizar la pieza de enfriamiento y que toma su posici6n activa cuando la pared 32 llega a esta temperatura.
En las figuras 3, 4 y 5, se han representado diferentes tipos posibles de montaje de una pieza de enfriamiento 12.
En el modo de puesta en practica de la figura 3, la pieza de enfriamiento 12a esta fijada a la pared 10 de tal manera que, cuando su parte de enfriamiento 16 esta en posici6n activa, esta parte no sea paralela al flujo de fluido F. De modo mas preciso, preferentemente, la zona de plegado 18 de la pieza de enfriamiento es ortogonal a la direcci6n del flujo de fluido F. En este caso, la pieza de enfriamiento 12a esta montada inicialmente de tal manera que la parte 16 en posici6n elevada forma un angulo inferior a 90 grados con la pared, comprendido preferentemente entre 45 y 75 grados y un angulo superior a 90 grados con la direcci6n F del flujo de fluido de enfriamiento.
En el caso de la figura 5, el montaje esta invertido y la parte de enfriamiento 16 de la pieza de enfriamiento 12b forma con la direcci6n del flujo de fluido externo un angulo inferior a 90 grados.
En el caso de la figura 3 como en el caso de la figura 5, cuando las partes de enfriamiento 16 de la piezas de enfriamiento 12a y 12b estan en posici6n activa, estas partes de enfriamiento forman remolinos R o R' aguas arriba o aguas abajo de la pieza de enfriamiento. Estas perturbaciones en la circulaci6n del fluido de enfriamiento en la proximidad de la pared 10 modifican en esta zona el coeficiente de Reynolds y esto como es bien conocido permite mejorar el enfriamiento de la pared 10.
En el modo de puesta en practica representado en la figura 4, la zona de plegado 18 de la pieza de enfriamiento 12c es paralela a la direcci6n de circulaci6n del flujo de fluido de enfriamiento F y preferentemente la parte de enfriamiento 16 de la pieza de enfriamiento 12c en posici6n activa es ortogonal con la pared 10. Cuando la parte de enfriamiento 16 esta en posici6n activa, es decir separada de la pared 10, la parte de enfriamiento 16 constituye el equivalente de una aleta de enfriamiento unida termicamente a la pared 10. Esta aleta de enfriamiento permite por tanto aumentar la superficie de intercambio entre el fluido de enfriamiento y la pared 10 mejorando asf el enfriamiento de esta. De modo mas preciso, si se considera la porci6n de superficie de la pared 10 recubierta por la parte de enfriamiento 16 cuando esta esta en reposo, esta misma superficie sera multiplicada por tres cuando la parte 16 llega a su posici6n puesto que estas dos caras participan en el intercambio termico.
Es evidente que una sola pieza de enfriamiento es generalmente insuficiente para producir el efecto de enfriamiento buscado y por otra parte las paredes que hay que enfriar son generalmente de revoluci6n y por tanto es deseable que el sistema de enfriamiento presente igualmente una simetrfa de revoluci6n. En el caso de las figuras 6A y 68, el dispositivo de enfriamiento 40 esta constituido por una pluralidad de piezas de enfriamiento 12a, 12b, 12c, etc. Las partes de fijaci6n 14 de estas piezas de enfriamiento estan, naturalmente, fijadas a la pared 10 que hay que enfriar previendo un intervalo e entre las partes de fijaci6n sucesivas. Como muestran las figuras, las partes de enfriamiento 16 recubren en gran parte las partes de fijaci6n 14 de las piezas de enfriamiento adyacentes. De modo mas preciso, en reposo, la zona de plegado 18 de cada pieza de enfriamiento esta curvada de tal manera que las partes de fijaci6n 14 y las partes de enfriamiento 16 son paralelas entre sf y estan desplazadas una distancia sensiblemente igual al espesor de las partes de fijaci6n. Se obtiene, asf, una densidad importante lineal de las piezas de enfriamiento. En este modo de realizaci6n, las zonas de plegado 18 de las piezas de enfriamiento 12a, 12b, etc., son paralelas a la direcci6n F del flujo de fluido de enfriamiento. Es evidente que en el conformado inicial de las piezas de enfriamiento, estas son conformadas de tal manera que estas presenten, en reposo, es decir por debajo de su temperatura de transici6n T, la forma representada en la figura 6A. Como se describi6 anteriormente y como muestra mejor la figura 68, en posici6n activa, las partes de enfriamiento 16 de las piezas de enfriamiento 12a, 12b, 12c, etc., son ortogonales a la pared 10 y paralelas entre sf. Las diferentes partes de enfriamiento 16 definen canales paralelos 42 de circulaci6n del fluido de enfriamiento.
Como ya se ha explicado con esta disposici6n, la superficie de intercambio entre la pared 10 y el flujo de fluido de enfriamiento queda multiplicada por tres cuando las partes de enfriamiento 16 estan en posici6n activa tales como estan representadas en la figura 68.
En la figura 7, se ha representado otra variante de realizaci6n del dispositivo de enfriamiento que lleva la referencia general 44. De manera general este sistema esta constituido por "tres capas" de elementos de piezas de enfriamiento. Cada pieza 12'a, 12'b, etc., comprende una parte de fijaci6n 14 que es identica a las partes de fijaci6n ya descritas y una parte de enfriamiento 16'. Esta parte de enfriamiento 16' esta empalmada a la parte de fijaci6n 14 por una zona de plegado 18. La parte de enfriamiento 16' comprende un primer resalto 46, una primera porci6n de enfriamiento 48, un segundo resalto 50 y una segunda porci6n de enfriamiento 52. Estos dos resaltos 46 y 50 permiten a la parte de enfriamiento 16' superponerse, por una parte, a la parte de fijaci6n de una pieza de enfriamiento desplazada dos filas y a la primera porci6n de enfriamiento de la parte de enfriamiento de la pieza de enfriamiento desplazada un nivel.
Cada pieza de enfriamiento 12'a, 12'b, etc., es "educada" inicialmente para que la parte de enfriamiento 16' forme un angulo recto con la parte de fijaci6n 14 por pivotamiento alrededor de la zona de plegado 18. De acuerdo con los modos de realizaci6n, se puede prever que en su estado final, el segundo resalto 50 desaparezca de tal manera que la parte de enfriamiento 16' sea plana o puede preverse igualmente que el resalto permanezca.
Se comprende que, en este modo de realizaci6n, se obtenga una densidad de enfriamiento mas elevada por unidad de superficie de la pared 10 que hay que enfriar. De modo mas preciso, si se denomina S la superficie de la parte de fijaci6n 14, se comprende que la superficie de intercambio termico valdra cuatro veces S.
Las figuras 8 y 10 ilustran piezas de enfriamiento 12 fijadas a una pared 60 que es una virola cilfndrica o de modo mas preciso troncoc6nica. En el caso de la figura 8, en posici6n activa, las partes de enfriamiento son paralelas al flujo F del fluido de enfriamiento. En el caso de la figura 10, estas mismas piezas de enfriamiento 12 tienen zonas de plegado que forman un angulo β con el eje ��' de la superficie troncoc6nica que hay que enfriar 60.
En los modos de utilizaci6n representados en las figuras 8 y 10, las zonas de plegado 18 de las piezas de enfriamiento son paralelas entre sf y por tanto funcionan como aletas de enfriamiento. Sin embargo, es evidente que las piezas de enfriamiento podrfan estar fijadas de tal manera que sus zonas de plegado queden dispuestas todas en una misma circunferencia de la pared que hay que enfriar. Puede igualmente haber varios "anillos" de piezas de enfriamiento desplazados segun el eje de revoluci6n de la pared.
La figura 9 muestra un ejemplo de piezas de enfriamiento 70 adaptado de modo mas particular a una fijaci6n a una superficie cilfndrica o troncoc6nica. La parte de fijaci6n 14' tiene la forma de una porci6n de superficie cilfndrica y puede quedar fijada a la superficie cilfndrica por remaches 72 o tambien por pernos o por soldadura. La parte de enfriamiento 16 es identica a las que se han representado en las figuras precedentes, la zona de plegado 18' esta conformada de tal manera que la lfnea de plegado LL' sea efectivamente rectilfnea, permitiendo esta zona de plegado 18' el paso de la superficie en forma de porci6n de superficie cilfndrica 14' a la parte de enfriamiento 16 que es plana.
En la figura 11, se ha representado todavfa otra variante de realizaci6n 80 de piezas de enfriamiento. En este caso, la parte de fijaci6n 14 es identica a las partes de fijaci6n descritas anteriormente y en posici6n y el conjunto de la pieza ha sido "educada" de tal manera que en posici6n activa, la parte de enfriamiento 82 es la forma de una porci6n de superficie cilfndrica cuyas generatrices son paralelas a la lfnea de plegado LL' definida por la zona de plegado
18.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Turborreactor para aeronave que comprende un dispositivo de enfriamiento de la cara externa de una pared (10) del conjunto compresor de este, que tiene una primera cara sometida a una fuente de calentamiento y una segunda cara a lo largo de la cual circula un fluido externo a una temperatura inferior a T, para mantener la citada pared a una temperatura sensiblemente igual a la temperatura T, caracterizado porque el dispositivo de enfriamiento comprende al menos una pieza de enfriamiento (12) que comprende una parte de fijaci6n (14) y una parte de enfriamiento (16), estando realizada la citada pieza de una aleaci6n con memoria de forma termoconductora que tiene una temperatura de transici6n T, comprendiendo la citada parte de fijaci6n medios de fijaci6n rfgida a la segunda cara (10b) de la citada pared, estando conformada la citada parte de enfriamiento para tomar por sf misma una primera posici6n sensiblemente paralela a la citada pared cuando la temperatura de la pared es inferior a la citada temperatura T y, si la temperatura de la pared es al menos igual a T, para tomar por sf misma una segunda posici6n en la cual el plano medio de la citada segunda cara forma con un plano tangente a la citada pared un diedro comprendido entre 45 y 90 grados.
  2. 2.
    Turborreactor de acuerdo con la reivindicaci6n 1, caracterizado porque el plano medio de la citada parte de enfriamiento (16) en su segunda posici6n es sensiblemente paralelo a la direcci6n (F) de circulaci6n del fluido externo.
  3. 3.
    Turborreactor de acuerdo con la reivindicaci6n 2, caracterizado porque, en su segunda posici6n, la citada parte de enfriamiento (16) forma un angulo sensiblemente igual a 90D con el plano tangente a la citada pared (10).
  4. 4.
    Turborreactor de acuerdo con la reivindicaci6n 1, caracterizado porque el plano medio de la citada parte de enfriamiento (16) en su segunda posici6n es sensiblemente ortogonal a la direcci6n (F) de circulaci6n del citado fluido externo.
  5. 5.
    Turborreactor de acuerdo con la reivindicaci6n 4, caracterizado porque la citada parte de enfriamiento (16), en su segunda posici6n, forma un angulo comprendido entre 45 y 75 grados con el semiplano tangente aguas abajo de la citada pieza segun la direcci6n (F) de circulaci6n del citado fluido externo.
  6. 6.
    Turborreactor para una pared sensiblemente plana, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque comprende una pluralidad de piezas de enfriamiento (12a, 12b, 12c) sensiblemente alineadas segun al menos una recta paralela a la direcci6n de circulaci6n del fluido externo.
  7. 7.
    Turborreactor para una pared sensiblemente de revoluci6n (60), de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado porque comprende una pluralidad de piezas (12) sensiblemente dispuestas segun al menos un cfrculo de la citada superficie de revoluci6n.
  8. 8.
    Turborreactor para una pared sensiblemente plana, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque comprende una pluralidad de piezas (12) dispuestas segun al menos una recta sensiblemente ortogonal a la direcci6n de circulaci6n del fluido externo.
  9. 9.
    Turborreactor para una pared sensiblemente de revoluci6n (60), de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque comprende una pluralidad de piezas (12) dispuestas en planos que contienen al eje de revoluci6n de la citada pared.
  10. 10.
    Turborreactor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque comprende una pluralidad de piezas (12) de enfriamiento dispuestas al menos en una misma lfnea.
  11. 11.
    Turborreactor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque las citadas piezas de enfriamiento (12) tienen temperaturas de transici6n T diferentes.
  12. 12.
    Turborreactor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 y 9, caracterizado porque la parte de fijaci6n de cada pieza de enfriamiento tiene la forma de una porci6n de superficie cilfndrica y porque la parte de enfriamiento es sensiblemente plana.
ES09745932T 2008-04-17 2009-04-15 Dispositivo de enfriamiento de una pared Active ES2377049T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0852609A FR2930324B1 (fr) 2008-04-17 2008-04-17 Dispositif de refroidissement d'une paroi
FR0852609 2008-04-17
PCT/FR2009/050688 WO2009138613A1 (fr) 2008-04-17 2009-04-15 Dispositif de refroidissement d'une paroi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2377049T3 true ES2377049T3 (es) 2012-03-22

Family

ID=40149747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09745932T Active ES2377049T3 (es) 2008-04-17 2009-04-15 Dispositivo de enfriamiento de una pared

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8561386B2 (es)
EP (1) EP2288862B1 (es)
CN (1) CN102007363A (es)
AT (1) ATE533022T1 (es)
BR (1) BRPI0911399A2 (es)
CA (1) CA2721381A1 (es)
ES (1) ES2377049T3 (es)
FR (1) FR2930324B1 (es)
RU (1) RU2010146634A (es)
WO (1) WO2009138613A1 (es)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10119059B2 (en) 2011-04-11 2018-11-06 Jun Cui Thermoelastic cooling
US9429071B2 (en) * 2011-06-23 2016-08-30 Continuum Dynamics, Inc. Supersonic engine inlet diffuser with deployable vortex generators
US10018385B2 (en) 2012-03-27 2018-07-10 University Of Maryland, College Park Solid-state heating or cooling systems, devices, and methods
US9671030B2 (en) * 2012-03-30 2017-06-06 General Electric Company Metallic seal assembly, turbine component, and method of regulating airflow in turbo-machinery
US9316152B2 (en) * 2012-06-13 2016-04-19 General Electric Company Active control of bucket cooling supply for turbine
EP2937510A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Turbine with improved cooling means
FR3028021B1 (fr) * 2014-10-30 2019-03-22 Safran Aircraft Engines Echangeur de chaleur turbomoteur comportant un tel echangeur
US9903274B2 (en) * 2014-11-07 2018-02-27 General Electric Company Variable geometry heat exchanger apparatus
JP2017040446A (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 いすゞ自動車株式会社 熱交換器
CN105066530B (zh) * 2015-08-31 2018-04-03 天津商业大学 一种固体压缩制冷方法及装置
US10113818B2 (en) 2016-01-27 2018-10-30 Garrett Transportation I Inc. Bimetallic fin with themo-adjusting turbulation feature
US11008943B2 (en) 2016-08-31 2021-05-18 Unison Industries, Llc Fan casing assembly with cooler and method of moving
US20180058472A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Unison Industries, Llc Fan casing assembly with cooler and method of moving
WO2018048649A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-15 Unison Industries, Llc Fan casing assembly with cooler
BR102017027998A2 (pt) * 2017-01-13 2018-12-04 Unison Industries, Llc refrigerante de revestimento de ventilador
FR3064735B1 (fr) * 2017-04-03 2021-01-01 Valeo Systemes Thermiques Dispositif d’echange thermique pour vehicule automobile
CN108344323A (zh) * 2018-02-22 2018-07-31 上海理工大学 一种换热装置
US11492972B2 (en) 2019-12-30 2022-11-08 General Electric Company Differential alpha variable area metering
US11674396B2 (en) 2021-07-30 2023-06-13 General Electric Company Cooling air delivery assembly
US11920500B2 (en) 2021-08-30 2024-03-05 General Electric Company Passive flow modulation device
US11692448B1 (en) 2022-03-04 2023-07-04 General Electric Company Passive valve assembly for a nozzle of a gas turbine engine
US11834993B1 (en) * 2023-03-29 2023-12-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Engine exhaust reverse flow prevention

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807433A (en) * 1983-05-05 1989-02-28 General Electric Company Turbine cooling air modulation
JPS60164192A (ja) * 1984-02-06 1985-08-27 Toshiba Corp 排熱回収用熱交換器
JPS61186785A (ja) 1985-02-15 1986-08-20 Matsushita Electric Works Ltd 熱搬送器
DE3542762A1 (de) * 1985-12-04 1987-06-11 Mtu Muenchen Gmbh Einrichtung zur steuerung oder regelung von gasturbinentriebwerken bzw. gasturbinenstrahltriebwerken
US5171024A (en) * 1988-05-23 1992-12-15 Westinghouse Electric Corp. Reactor coolant pump shaft seal utilizing shape memory metal
DE19919835A1 (de) * 1999-04-30 2000-11-09 Schott Rohrglas Gmbh Sonnenkollektor mit formvariablem Abstandshalter
US7204472B2 (en) * 2004-03-12 2007-04-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Active pressure relief valves and methods of use
FR2873167B1 (fr) * 2004-07-15 2007-11-02 Hurel Hispano Sa Dispositif de refroidissement de la tuyere primaire d'un turboreacteur a double flux
US7340883B2 (en) * 2004-11-12 2008-03-11 The Boeing Company Morphing structure
US8038389B2 (en) * 2006-01-04 2011-10-18 General Electric Company Method and apparatus for assembling turbine nozzle assembly
US8201413B2 (en) * 2006-07-24 2012-06-19 United Technologies Corporation Seal land with air injection for cavity purging
GB0700238D0 (en) * 2007-01-06 2007-02-14 Rolls Royce Plc Nozzle arrangement
FR2924168B1 (fr) * 2007-11-23 2015-09-04 Snecma Tuyere de soufflante a section reglable

Also Published As

Publication number Publication date
EP2288862A1 (fr) 2011-03-02
WO2009138613A1 (fr) 2009-11-19
US20110030337A1 (en) 2011-02-10
FR2930324B1 (fr) 2011-06-17
CN102007363A (zh) 2011-04-06
EP2288862B1 (fr) 2011-11-09
FR2930324A1 (fr) 2009-10-23
BRPI0911399A2 (pt) 2016-01-05
ATE533022T1 (de) 2011-11-15
US8561386B2 (en) 2013-10-22
RU2010146634A (ru) 2012-05-27
CA2721381A1 (fr) 2009-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2377049T3 (es) Dispositivo de enfriamiento de una pared
US10271458B2 (en) Cooling device, power conversion device, and cooling system
US20150129186A1 (en) Heat Exchanger Having A Reinforced Collector
US20120080174A1 (en) Heat exchangers for air conditioning systems
JP6177465B2 (ja) 鉄道車両用の冷却装置
KR960029756A (ko) 핀 튜브형 열교환기의 플레이트핀
US10274258B2 (en) Insert for heat exchanger
WO2016136194A1 (ja) 電池モジュール
EP3553449B1 (en) Asymmetric application of cooling features for a cast plate heat exchanger
JP2018100616A (ja) ランキンサイクルシステム
US9581048B2 (en) Panel attachment system
EP2853851B1 (en) Heat exchanger thermal fatigue stress reduction
US9551534B2 (en) Heat exchanger assembly having a seal
US20170067694A1 (en) Flat tube for heat exchanger
US20190003773A1 (en) Heat exchanger for a motor vehicle comprising flexible fluid lines and holding structure
JP4173959B2 (ja) 一体型熱交換器のコア部構造
GB2491187A (en) Header for a heat exchanger
US20160216038A1 (en) Heat exchange device and method for making such a device
JP6680160B2 (ja) 沸騰冷却装置
ES2641649T3 (es) Intercambiador térmico
JP6890914B2 (ja) 冷却装置
JP2009186108A (ja) 熱交換器
US20130248151A1 (en) Apparatus for cooling a heat source of a motor vehicle
CN207790313U (zh) 风扇框架及车辆
BR112016017121B1 (pt) Dispositivo para fixar tubo e fio elétrico