JP2017129349A - 複合熱交換器のための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
[実施態様1]
熱交換器システムであって、
環状ダクト(150)の流れストリーム(156)内で周方向に互いに離間された複数の翼形部材(202)を備える第1の熱交換器アセンブリ(200)であって、前記翼形部材(202)のそれぞれが、半径方向内端(204)および半径方向外端(206)を備え、前記翼形部材(202)のそれぞれが、第1の内部流路(208)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第1の内部流路(208)をさらに備える第1の熱交換器アセンブリ(200)と、
前記流れストリーム(156)の近傍に延在する第2の熱交換器アセンブリ(300)であって、該第2の熱交換器アセンブリ(300)が、第2の内部流路(306)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第2の内部流路(306)を備える第2の熱交換器アセンブリ(300)と、
前記第1の熱交換器アセンブリ(200)と前記第2の熱交換器アセンブリ(300)とを流れ連通するように結合するよう構成された導管を備えるヘッダシステムであって、該ヘッダシステムが、1つ以上の熱負荷からの比較的高温の流体の流れを受け入れるように構成された入口接続部および冷却された流体を前記1つ以上の熱負荷に送るように構成された出口接続部をさらに備えるヘッダシステムと
を備える熱交換器システム。
[実施態様2]
前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)に誘導するように構成されている、実施態様1に記載の熱交換器システム。
[実施態様3]
前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)および前記第2の熱交換器アセンブリ(300)にほぼ同時に誘導するように構成されている、実施態様1に記載の熱交換器システム。
[実施態様4]
前記出口接続部が、前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れを受け入れるように構成されている、実施態様1に記載の熱交換器システム。
[実施態様5]
前記出口接続部が、前記第1の熱交換器アセンブリ(200)および前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れをほぼ同時に受け入れるように構成されている、実施態様1に記載の熱交換器システム。
[実施態様6]
熱交換の方法であって、
第1の熱交換器(200)への入口で比較的高温の流体の流れを受け入れるステップであって、前記第1の熱交換器(200)が、半径方向外壁(119)から半径方向内壁(151)まで空気ストリーム(156)内に半径方向に延在する複数のガイドベーン(152)を備えるステップと、
前記第1の熱交換器(200)内の1つ以上の流体流路(208)を通して前記比較的高温の流体を誘導するステップであって、前記比較的高温の流体が、該比較的高温の流体に含まれる熱の一部を前記空気ストリーム(156)に放出するステップと、
第2の熱交換器(300)への入口で、部分的に冷却された流体の流れを受け入れるステップであって、前記第2の熱交換器(300)が、複数のフィン(304)を備え、前記第2の熱交換器(300)が、前記半径方向外壁(119)および前記半径方向内壁(151)の少なくとも1つに結合され、前記空気ストリーム(156)内に延在するステップと、
前記第2の熱交換器(300)内の1つ以上の流体流路(306)を通して前記部分的に冷却された流体の流れを誘導するステップであって、前記部分的に冷却された流体の流れが、前記複数のフィン(304)を介して、前記部分的に冷却された流体の流れに含まれる熱の一部を前記空気ストリーム(156)に放出するステップと
を含む方法。
[実施態様7]
前記部分的に冷却された流体の流れを前記第1の熱交換器(200)から前記第2の熱交換器(300)に誘導するステップをさらに含む、実施態様6に記載の方法。
[実施態様8]
前記部分的に冷却された流体の流れを前記第2の熱交換器(300)から熱負荷に誘導するステップをさらに含む、実施態様6に記載の方法。
[実施態様9]
比較的高温の流体の流れを熱負荷から前記第1の熱交換器(200)に誘導するステップをさらに含む、実施態様6に記載の方法。
[実施態様10]
比較的高温の流体の流れを熱負荷から前記第1の熱交換器(200)および前記第2の熱交換器(300)にほぼ同時に誘導するステップをさらに含む、実施態様6に記載の方法。
[実施態様11]
前記部分的に冷却された流体の流れを前記第1の熱交換器(200)および前記第2の熱交換器(300)から熱負荷にほぼ同時に誘導するステップをさらに含む、実施態様6に記載の方法。
[実施態様12]
ガスタービンエンジン(110)であって、
コアエンジン(116)と、
前記コアエンジン(116)を少なくとも部分的に囲み、環状ダクト(150)を形成する固定環状ケーシングと、
熱交換器システムであって、
前記環状ダクト(150)の流れストリーム(156)内で周方向に互いに離間された複数の翼形部材(202)を備える第1の熱交換器アセンブリ(200)であって、前記翼形部材(202)のそれぞれが、半径方向内端(204)および半径方向外端(206)を備え、前記翼形部材(202)のそれぞれが、第1の内部流路(208)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第1の内部流路(208)をさらに備える第1の熱交換器アセンブリ(200)、
前記流れストリーム(156)の近傍に延在する第2の熱交換器アセンブリ(300)であって、該第2の熱交換器アセンブリ(300)が、第2の内部流路(306)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第2の内部流路(306)を備える第2の熱交換器アセンブリ(300)、ならびに
前記第1の熱交換器アセンブリ(200)と前記第2の熱交換器アセンブリ(300)とを流れ連通するように結合するよう構成された導管を備えるヘッダシステムであって、該ヘッダシステムが、前記コアエンジン(116)からの比較的高温の流体の流れを受け入れるように構成された入口接続部および冷却された流体を前記コアエンジン(116)に送るように構成された出口接続部をさらに備えるヘッダシステム
を備える熱交換器システムと
を備えるガスタービンエンジン(110)。
[実施態様13]
前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)に誘導するように構成されている、実施態様12に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様14]
前記出口接続部が、前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れを受け入れるように構成されている、実施態様13に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様15]
前記第2の熱交換器アセンブリ(300)が、表面冷却器を備える、実施態様14に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様16]
前記第1の熱交換器アセンブリ(200)内の前記翼形部材(202)が、ハイブリッド直列−並列流れ構成で構成されている、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様17]
前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)および前記第2の熱交換器アセンブリ(300)にほぼ同時に誘導するように構成されている、実施態様12に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様18]
前記出口接続部が、前記第1の熱交換器アセンブリ(200)および前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れをほぼ同時に受け入れるように構成されている、実施態様17に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様19]
前記第2の熱交換器アセンブリ(300)が、表面冷却器を備える、実施態様18に記載のガスタービンエンジン(110)。
[実施態様20]
前記第1の熱交換器アセンブリ(200)内の前記翼形部材(202)が、ハイブリッド直列−並列流れ構成で構成されている、実施態様19に記載のガスタービンエンジン(110)。
112 長手方向軸線
114 ファンセクション
116 コアタービンエンジン
118 外側ケーシング
119 半径方向外面
120 環状入口
122 低圧圧縮機
124 高圧圧縮機
126 燃焼セクション
128 高圧タービン
130 低圧タービン
132 ジェット排気ノズルセクション
134 高圧シャフトまたはスプール
136 低圧シャフトまたはスプール
137 コア空気流路
138 可変ピッチファン
140 ファンブレード
142 ディスク
144 ピッチ変更機構
146 パワーギヤボックス
148 前方ハブ
150 ナセル
151 半径方向内面
152 出口ガイドベーン
154 下流セクション
156 バイパス空気流通路
157 表面冷却器
158 大量の空気
160 関連する入口
162 空気の第1の部分
164 空気の第2の部分
166 燃焼ガス
168 高圧タービンステータベーン
170 高圧タービンロータブレード
172 低圧タービンステータベーン
174 低圧タービンロータブレード
176 ファンノズル排気セクション
178 高温ガス通路
200 出口ガイドベーン熱交換器(OGVHE)
202 翼形本体
204 半径方向内端
206 半径方向外端
208 内部流路
210 OGVHE入口
212 OGVHE出口
300 表面冷却器
302 表面
304 フィン部材
306 内部流路
308 表面冷却器入口
310 表面冷却器出口
400 ブリッククーラ
402 本体
404 ブリッククーラ入口
406 ブリッククーラ出口
408 内部流路
500 熱交換器システム
502 熱交換器アセンブリ
504 熱交換器アセンブリ
506 熱交換器アセンブリ
508 熱交換器アセンブリ
510 熱交換器入口
512 熱交換器出口
514 ヘッダシステム
516 導管
518 導管
520 導管
522 導管
524 導管
600 熱交換器システム
602 熱交換器アセンブリ
604 熱交換器アセンブリ
606 熱交換器アセンブリ
608 熱交換器アセンブリ
610 熱交換器入口
612 熱交換器出口
614 ヘッダシステム
616 入口ヘッダ
618 出口ヘッダ
620 入口導管
622 入口導管
624 入口導管
626 入口導管
628 出口導管
630 出口導管
632 出口導管
634 出口導管
636 被冷却流体入口
638 被冷却流体出口
700 熱交換器システム
702 熱交換器アセンブリ
704 熱交換器アセンブリ
706 熱交換器アセンブリ
708 熱交換器アセンブリ
710 熱交換器入口
712 熱交換器出口
714 ヘッダシステム
716 入口ヘッダ
718 出口ヘッダ
720 入口導管
722 入口導管
724 出口導管
726 出口導管
728 移送導管
730 移送導管
732 被冷却流体入口
734 被冷却流体出口
800 熱交換器システム
802 熱負荷
804 OGVHE
806 表面冷却器
808 ヘッダシステム
810 入口ヘッダ
812 移送ヘッダ
814 出口ヘッダ
900 熱交換器システム
902 熱負荷
904 OGVHE
906 表面冷却器
908 ヘッダシステム
910 入口ヘッダ
912 出口ヘッダ
1000 熱交換器システム
1002 熱負荷
1004 OGVHE
1006 表面冷却器
1008 OGVHE
1010 表面冷却器
1012 ヘッダシステム
1014 入口ヘッダ
1016 移送ヘッダ
1018 移送ヘッダ
1020 出口ヘッダ
1100 熱交換器システム
1102 熱負荷
1104 OGVHEネットワーク
1106 表面冷却器
1108 ヘッダシステム
1110 OGVHE
1112 入口ヘッダ
1114 移送ヘッダ
1116 出口ヘッダ
1200 熱交換器システム
1202 熱負荷
1204 OGVHEネットワーク
1206 表面冷却器
1208 ヘッダシステム
1210 OGVHE
1212 入口ヘッダ
1214 出口ヘッダ
Claims (10)
- 熱交換器システムであって、
環状ダクト(150)の流れストリーム(156)内で周方向に互いに離間された複数の翼形部材(202)を備える第1の熱交換器アセンブリ(200)であって、前記翼形部材(202)のそれぞれが、半径方向内端(204)および半径方向外端(206)を備え、前記翼形部材(202)のそれぞれが、第1の内部流路(208)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第1の内部流路(208)をさらに備える第1の熱交換器アセンブリ(200)と、
前記流れストリーム(156)の近傍に延在する第2の熱交換器アセンブリ(300)であって、該第2の熱交換器アセンブリ(300)が、第2の内部流路(306)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第2の内部流路(306)を備える第2の熱交換器アセンブリ(300)と、
前記第1の熱交換器アセンブリ(200)と前記第2の熱交換器アセンブリ(300)とを流れ連通するように結合するよう構成された導管を備えるヘッダシステムであって、該ヘッダシステムが、1つ以上の熱負荷からの比較的高温の流体の流れを受け入れるように構成された入口接続部および冷却された流体を前記1つ以上の熱負荷に送るように構成された出口接続部をさらに備えるヘッダシステムと
を備える熱交換器システム。 - 前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)に誘導するように構成されている、請求項1に記載の熱交換器システム。
- 前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)および前記第2の熱交換器アセンブリ(300)にほぼ同時に誘導するように構成されている、請求項1に記載の熱交換器システム。
- 前記出口接続部が、前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れを受け入れるように構成されている、請求項1に記載の熱交換器システム。
- 前記出口接続部が、前記第1の熱交換器アセンブリ(200)および前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れをほぼ同時に受け入れるように構成されている、請求項1に記載の熱交換器システム。
- ガスタービンエンジン(110)であって、
コアエンジン(116)と、
前記コアエンジン(116)を少なくとも部分的に囲み、環状ダクト(150)を形成する固定環状ケーシングと、
熱交換器システムであって、
前記環状ダクト(150)の流れストリーム(156)内で周方向に互いに離間された複数の翼形部材(202)を備える第1の熱交換器アセンブリ(200)であって、前記翼形部材(202)のそれぞれが、半径方向内端(204)および半径方向外端(206)を備え、前記翼形部材(202)のそれぞれが、第1の内部流路(208)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第1の内部流路(208)をさらに備える第1の熱交換器アセンブリ(200)、
前記流れストリーム(156)の近傍に延在する第2の熱交換器アセンブリ(300)であって、該第2の熱交換器アセンブリ(300)が、第2の内部流路(306)であって、これを通る冷却される流体の流れを誘導するように構成された第2の内部流路(306)を備える第2の熱交換器アセンブリ(300)、ならびに
前記第1の熱交換器アセンブリ(200)と前記第2の熱交換器アセンブリ(300)とを流れ連通するように結合するよう構成された導管を備えるヘッダシステムであって、該ヘッダシステムが、前記1つ以上の熱負荷(116)からの比較的高温の流体の流れを受け入れるように構成された入口接続部および冷却された流体を前記1つ以上の熱負荷(116)に送るように構成された出口接続部をさらに備えるヘッダシステム
を備える熱交換器システムと
を備えるガスタービンエンジン(110)。 - 前記入口接続部が、前記比較的高温の流体の流れを前記第1の熱交換器アセンブリ(200)に誘導するように構成されている、請求項6に記載のガスタービンエンジン(110)。
- 前記出口接続部が、前記第2の熱交換器アセンブリ(300)からの前記冷却された流体の流れを受け入れるように構成されている、請求項7に記載のガスタービンエンジン(110)。
- 前記第2の熱交換器アセンブリ(300)が、表面冷却器を備える、請求項8に記載のガスタービンエンジン(110)。
- 前記第1の熱交換器アセンブリ(200)内の前記翼形部材(202)が、ハイブリッド直列−並列流れ構成で構成されている、請求項9に記載のガスタービンエンジン(110)。
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