JP5266364B2 - 騒音低減を備えた表面冷却器 - Google Patents

Description

本願に開示された主題は、表面冷却器、特に、騒音低減を備えた表面冷却器に関する。

表面冷却器は一般に、航空エンジンのターボファンバイパスダクトの壁に取り付けられる。表面冷却器は通常、エンジン油を冷却するのに使用されるが、他の流体を冷却するのにも使用可能である。この油は油層部を通って移動し、この油層部のすぐ上にある第２の表面フィンが、バイパスダクトを通って移動する空気流に突出している。空気流と第２の表面フィンとの間の熱移動によって、第２の表面フィンと、第２の表面フィンが接続された平らな第１の表面隔離板とを介して高温の油から熱が除去される。

航空エンジンのバイパスダクトは一般に、防音ライニングでライニングされている。この防音ライニングは、ファンによって生じる騒音を低減し、それによって、エンジンの騒音全体が低減される。しかしながら、表面冷却器および防音ライニングは位置が共通なので、それぞれの取り付けを可能とするには、防音ライニングのセクションを取り外す必要がある。従ってエンジンの騒音レベルが増加する傾向がある。

本発明の一態様によれば、表面冷却器が提供され、表面冷却器は、油が通って流れる油層部と、空気流路内に延在するフィンであって油層部の第１の面に油と伝熱連通して配置されたフィンと、空気流路内に存在しまたは空気流路を伝わる騒音を低減する防音ライニングであって油層部の第１の面とは反対側の第２の面に配置された防音ライニングと、油層部を通って延在する騒音伝達管であって空気流路内に存在しまたは空気流路を伝わる騒音を防音ライニングに伝達する騒音伝達管と、を備える。

本発明の別の態様によれば、表面冷却器が提供され、表面冷却器は、貫通孔を画成するように形成された第１および第２の隔離板であって油が通って流れる油層部の互いに反対側にある第１および第２の面にそれぞれ配置された第１および第２の隔離板と、空気流路内に延在するフィンであって第１の隔離板の貫通孔から離れた位置で第１の隔離板に結合されたフィンと、第２の隔離板に結合された防音ライニングであって第２の隔離板の貫通孔の周りに形成された複数のセルで形成された防音ライニングと、油層部を通って延在する騒音伝達管であって第１および第２の隔離板の貫通孔と流体連通する騒音伝達管と、を備える。

これらと他の利点および特徴は、図面に関連してなされる以下の説明からより明らかになるであろう。

本発明と見なされる主題は、本明細書の結論にある特許請求の範囲において得に指摘され、個別に請求される。本発明の上述の特徴、利点および他の特徴、利点は、添付の図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかである。

詳細な説明は、図面を参照する実施例を通して、本発明の利点および特徴とともに実施例を説明する。

実施例による表面冷却器の斜視図である。 図１の表面冷却器の拡大切欠き斜視図である。 実施例による伝熱フィンの側面図である。 実施例による隔離板の上面図である。 実施例による油層部の上面図である。 実施例による防音ライニング層の上面図である。

図１、図２、図５を参照すると、防音ライニング１０が表面冷却器３０の表面２０に設けられている。油層部５０を通って騒音が移動できるように騒音伝達管１０１（図５参照）が油層部５０を通って画成される。

図１、図２に示されるように、油層部５０は第１の隔離板５１と第２の隔離板５２との間に画成され、そこでは、第１の隔離板５１は、油層部５０の前面に関連し、第２の隔離板５２は、油層部５０の背面または裏面に関連する。高温の油６０が油層部５０に流入し、油層部５０を通って任意の数のさまざまな通路に沿って流れ、油層部５０から冷却された油６３として排出される。伝熱油ピン６５（図５参照）が第１の隔離板５１および高温の油６０と接触するように油層部５０内に配置される。

フィン７０が第１の隔離板５１に接触してその直ぐ近くに配置される。フィン７０は、第１の隔離板５１に結合された比較的薄い冷却フィン７１と、冷却フィン７１間に延在する横棒７２とを備える。横棒７２は、除去可能であり、あるいは、その数は、製造条件に応じてかなり低減可能であり、また、表面冷却器３０の組立時に冷却フィン７１を支持するためだけに使用可能でもある。低温空気８０がフィン７０に流入し、低温空気８０によってフィン７０の露出表面から熱が除去される。これによって、第１の隔離板５１および伝熱油ピン６５から熱が除去され、次いで、油層部５０を通って流れる高温の油６０から熱が除去される。図３を参照すると、横棒７２は、低温空気８０の流れに対して偏倚していることも可能であり、あるいは、低温空気８０の流れを制限しないようにまたは熱除去の度合いを制限しないように完全に除去されることも可能である。

図２に戻り、さらに図４〜図６を参照すると、防音ライニング層９０が第２の隔離板５２に接触してその直ぐ近くに配置されており、低温空気８０の流れ内に存在しまたは低温空気８０の流れを伝わるエンジン騒音などの騒音を低減するヘルムホルツ共鳴効果または類似の効果を利用するように構成されている。防音ライニング層９０は、内部に配列されたセル９２を有するハニカム構造９１または類似の閉容積部構造（ｃｌｏｓｅｄ−ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）で形成可能である。

図４〜図６に示されるように、第１、第２の隔離板５１、５２は、貫通孔１００を画成するように形成可能である。これらの貫通孔１００は、騒音が油層部５０の前面から防音ライニング層９０へと伝達可能となるように油層部５０を通って延在する騒音伝達管１０１と同心に配置されかつ騒音伝達管１０１と流体連通する。第１の隔離板５１の貫通孔１００は、冷却フィン７１間に配置可能であり、一方、第２の隔離板５２の貫通孔１００は、対応するセル９２の中心のすぐ近くに配置可能である。例えば斜めの配置を有するリガメント（ｌｉｇａｍｅｎｔ）１１０が強度を付加しかつ貫通孔１００と騒音伝達管１０１の位置合わせを維持するように油層部５０内に配置可能でもある。リガメント１１０は、条件に応じて任意の方向に配置可能である。すなわちリガメント１１０は、斜めに、直列に、または直交流形（ｃｒｏｓｓ−ｆｌｏｗ）の配置で配置可能である。

上述した特徴部は、積層製造技術を用いて構成可能である。例えば、積層製造技術は、積層されて結合（すなわち一般にろう付けまたは拡散接合）される薄いシート部品（すなわち薄板）を備えることが可能である。

本発明は、限られた数の実施例のみに関連して詳細に説明したが、本発明がそのような開示の実施例に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ本発明は、本発明の趣旨および範囲に相応するがこれまでに説明されなかった任意の数の変形物、代替物、置換物または均等構成を組み込むように修正可能である。また本発明のさまざまな実施例を説明したが、本発明の態様が開示の実施例の一部のみを含み得ることは理解されるはずである。従って本発明は上述した説明によって限定されるものと見なしてはならず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (20)

1. 油が通って流れる油層部と、
   空気流路内に延在するフィンであって油層部の第１の面に油と伝熱連通して配置されたフィンと、
   空気流路内に存在する騒音を低減する防音ライニングであって油層部の第１の面とは反対側の第２の面に配置された防音ライニングと、
   油層部を通って延在する騒音伝達管であって空気流路内に存在する騒音を防音ライニングに伝達する騒音伝達管と、
   を備えることを特徴とする表面冷却器。
2. フィンに結合されかつ油層部を通って延在する伝熱ピンをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の表面冷却器。
3. 油層部を補強するように配置されたリガメントをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の表面冷却器。
4. リガメントは、斜めに、直列に、および直交流形の配置でのうち少なくとも１つで配置されることを特徴とする請求項３記載の表面冷却器。
5. フィンは、横棒によって支持された冷却フィンを備えることを特徴とする請求項１記載の表面冷却器。
6. 横棒は、空気流路に沿った空気流の方向に対して偏倚していることを特徴とする請求項５記載の表面冷却器。
7. 防音ライニングは、ハニカム構造で形成されることを特徴とする請求項１記載の表面冷却器。
8. 防音ライニングは、閉容積部構造で形成されることを特徴とする請求項１記載の表面冷却器。
9. 貫通孔を画成するように形成された第１および第２の隔離板であって油が通って流れる油層部の互いに反対側にある第１および第２の面にそれぞれ配置された第１および第２の隔離板と、
   空気流路内に延在するフィンであって第１の隔離板の貫通孔から離れた位置で第１の隔離板に結合されたフィンと、
   第２の隔離板に結合された防音ライニングであって第２の隔離板の貫通孔の周りに形成された複数のセルで形成された防音ライニングと、
   油層部を通って延在する騒音伝達管であって第１および第２の隔離板の貫通孔と流体連通する騒音伝達管と、
   を備えることを特徴とする表面冷却器。
10. 第１および第２の隔離板は、互いに略平行に配置されることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
11. 油の温度が比較的高い油層部の入口から油の温度が比較的低い油層部の出口へと油が油層部を通って流れることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
12. 油層部を通って延在しかつ第１の隔離板に結合された伝熱ピンをさらに備えることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
13. 油層部を補強するように配置されたリガメントをさらに備えることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
14. リガメントは、斜めに、直列に、および直交流形の配置でのうち少なくとも１つで配置されることを特徴とする請求項１３記載の表面冷却器。
15. フィンは、第１の隔離板に結合されかつ横棒によって支持された冷却フィンを備えることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
16. 横棒は、空気流路に沿った空気流の方向に対して偏倚していることを特徴とする請求項１５記載の表面冷却器。
17. 第１の隔離板の貫通孔は、フィン間に配置されることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
18. 防音ライニングは、ハニカム構造で形成されることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
19. 防音ライニングは、閉容積部構造で形成されることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。
20. 第２の隔離板の貫通孔は、実質的に複数のセルの各セルの中心に配置されることを特徴とする請求項９記載の表面冷却器。

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