RU2803373C2 - Теплообменник воздух второго контура/текучая среда, способ его изготовления и двухконтурный газотурбинный двигатель, оснащенный таким теплообменником - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к теплообменнику (2) воздух второго контура/текучая среда для двухконтурного газотурбинного двигателя. Согласно изобретению, этот теплообменник (2) содержит кольцевую наружную обечайку (3) с двумя стенками, внутренней (32) и наружной (31), кольцевую внутреннюю обечайку (4), концентричную с наружной обечайкой (3), ряд спрямляющих лопаток OGV (5), которые соединяют указанную наружную обечайку (3) с указанной внутренней обечайкой (4), и контур (6) циркуляции указанной текучей среды, при этом обе обечайки ограничивают проточный тракт воздушного потока второго контура, причем указанный контур (6) циркуляции текучей среды выполнен в толщине указанной наружной обечайки (3) и в толщине по меньшей мере одной из указанных спрямляющих лопаток OGV (5), причем этот контур (6) циркуляции выходит на своих соответствующих двух концах во входное отверстие (34) и в выходное отверстие (35), выполненные в указанной наружной стенке (31) наружной обечайки, и обе обечайки (3, 4), спрямляющие лопатки OGV (5) и контур (6) циркуляции указанной текучей среды являются моноблочными. Благодаря этим отличительным признакам изобретения этот теплообменник можно установить вместо части наружного корпуса. Прямое интегрирование контура циркуляции текучей среды внутрь элементов, спрямляющих воздушный поток второго контура, позволяет не увеличивать объем и вес теплообменника и не нарушать прохождение воздушного потока второго контура. Моноблочное выполнение различных частей этого теплообменника упрощает его изготовление и позволяет также уменьшить его вес. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к теплообменнику воздух второго контура/текучая среда для двухконтурного газотурбинного двигателя, к газотурбинному двигателю, оснащенному таким теплообменником, и к способу изготовления этого теплообменника.

Уровень техники

Кратко напомним конструкцию двухконтурного газотурбинного двигателя, показанную на прилагаемой фиг. 1.

На этой фигуре показан двухконтурный газотурбинный двигатель 1, последовательно содержащий в направлении прохождения воздуха, то есть от входа (слева на фигуре) к выходу (справа на фигуре), воздухозаборник 10 и вентилятор 11, который направляет воздух в проточный тракт 12 первого контура и в проточный тракт 13 второго контура. Под «проточным трактом» следует понимать объем, через который проходит воздушный поток.

Продольная ось газотурбинного двигателя обозначена Х-Х’.

Воздушный поток, проходящий по проточному тракту 12 первого контура, последовательно проходит через компрессор 14а низкого давления, компрессор 14b высокого давления, камеру 15 сгорания, турбину 16а высокого давления и турбину 16b низкого давления.

Кроме того, воздушный поток второго контура, который проходит по проточному тракту 13 второго контура, выбрасывается отдельно через сопло потока второго контура, пройдя через ряд спрямляющих лопаток OGV 17, (OGV означает “Outlet guide Vanes”).

В газотурбинном двигателе вращающиеся валы поддерживаются опорными шарикоподшипниками или роликоподшипниками. Эти опорные подшипники необходимо охлаждать смазочным маслом, чтобы поддерживать их механическую целостность, так как они не должны подвергаться действию температур, превышающих 150°С. Следовательно, масло, которое выходит горячим после прохождения в опорном подшипнике, должно охлаждаться, чтобы его можно было опять использовать в этом опорном подшипнике.

В настоящее время существуют два способа охлаждения масла в газотурбинном двигателе. Согласно первому способу, в качестве текучей среды теплообмена с маслом используют топливо газотурбинного двигателя. При этом горячее масло направляют для его охлаждения в теплообменник масло/топливо. Согласно второму способу, масло направляют для его охлаждения в теплообменник воздух/масло на уровне одного из двух холодных потоков двигателя. Так, из документа FR 3 028 021 известен теплообменник, содержащий устройство, оснащенное подвижными створками, предназначенное для крепления на внутренней стороне наружного корпуса, ограничивающего проточный тракт второго контура газотурбинного двигателя.

Таким образом, этот теплообменник крепят на уровне метки А на фиг. 1, то есть вблизи сопла потока второго контура.

Однако в настоящее время все больше проявляются тенденции к повышению скоростей вращения и к увеличению используемых мощностей, что приводит к увеличению потребности в охлаждении смазочного масла. Следовательно, необходимо охлаждать более значительный объем масла или улучшить его охлаждение, причем на (газотурбинных) двигателях, которые уже и так сильно ограничены по габариту и по массе.

Кроме того, добавление теплообменника не должно оказывать отрицательное влияние на аэродинамику газотурбинного двигателя. Существующие теплообменники воздух/масло имеют значительный радиальный и азимутальный габарит, и, следовательно, необходимо улучшить их интегрирование в газотурбинный двигатель.

Из документа US 4 914 904 известен также теплообменник воздух второго контура/смазочное масло, который содержит наружную обечайку с двойной стенкой, внутреннюю обечайку, ряд лопаток, соединяющих указанную наружную обечайку с указанной внутренней обечайкой, и контур циркуляции охлаждаемого смазочного масла.

Однако входное и выходное отверстия контура циркуляции масла расположены на лопатках, что затрудняет доступ к ним и может даже нарушить аэродинамику газотурбинного двигателя. Кроме того, различные компоненты этого теплообменника не являются моноблочными, что требует их сборки и приводит к увеличению веса всего узла.

Раскрытие сущности изобретения

Задача изобретения состоит в создании теплообменника воздух/масло (и, в целом, воздух/текучая среда, причем эта текучая среда может быть любой охлаждаемой текучей средой, проходящей внутри газотурбинного двигателя), который:

- может быть установлен в ограниченном пространстве газотурбинного двигателя,

- не увеличивает в значительной степени вес этого газотурбинного двигателя, и

- не мешает прохождению воздуха внутри газотурбинного двигателя.

Для этого изобретением предложен теплообменник воздух второго контура/текучая среда для двухконтурного газотурбинного двигателя.

Согласно изобретению, этот теплообменник содержит:

- кольцевую наружную обечайку с двумя стенками, соответственно называемыми «внутренней» и «наружной»,

- кольцевую внутреннюю обечайку, концентричную с наружной обечайкой,

- ряд спрямляющих лопаток OGV, которые соединяют указанную наружную обечайку с указанной внутренней обечайкой,

- и контур циркуляции указанной текучей среды,

при этом обе обечайки ограничивают проточный тракт воздушного потока второго контура, при этом указанный контур циркуляции текучей среды выполнен в толщине указанной наружной обечайки между ее внутренней стенкой и ее наружной стенкой и в толщине по меньшей мере одной из указанных спрямляющих лопаток OGV, причем этом контур циркуляции выходит на своих соответствующих двух концах во входное отверстие и в выходное отверстие, выполненные в указанной наружной стенке наружной обечайки, при этом обе обечайки, спрямляющие лопатки OGV и контур циркуляции указанной текучей среды являются моноблочными, при этом теплообмен происходит между указанной текучей средой и воздухом второго контура, проходящим в проточном тракте второго контура.

Благодаря этим отличительным признакам изобретения, этот теплообменник можно установить вместо части наружного корпуса, ограничивающего проточный тракт второго контура, спрямляющих лопаток OGV и носка разделения между воздушными потоками первого контура и второго контура, так как его наружная обечайка. его внутренняя обечайка и спрямляющие лопатки позволяют направлять поток второго контура. Кроме того, с учетом того, что контур циркуляции охлаждаемой текучей среды выполнен непосредственно в толщине наружной обечайки и спрямляющих лопаток, это позволяет интегрировать его в ограниченную окружающую среду и комбинировать функцию направления воздушного потока второго контура и охлаждения текучей среды.

Это прямое интегрирование контура циркуляции текучей среды внутрь элементов, спрямляющих воздушный поток второго контура, позволяет не увеличивать объем и вес теплообменника и, следовательно, газотурбинного двигателя и не нарушать прохождение воздушного потока второго контура.

Наконец, моноблочное выполнение различных частей этого теплообменника упрощает его изготовление и позволяет также уменьшить его вес.

Согласно другим предпочтительным и не ограничительным отличительным признакам изобретения, рассматриваемым отдельно или в комбинации:

- теплообменник содержит множество охлаждающих ребер, которые выступают от внутренней стенки наружной обечайки в направлении внутренней обечайки, только на части расстояния между этой внутренней стенкой и внутренней обечайкой, причем эти охлаждающие ребра расположены по меньшей мере на участке окружности указанной внутренней стенки между спрямляющими лопатками OGV, и указанные охлаждающие ребра выполнены моноблочно с указанной внутренней стенкой наружной обечайки;

- по меньшей мере одна из указанных спрямляющих лопаток OGV имеет две перегородки, называемые соответственно «первой перегородкой» и «второй перегородкой», которые соединяются друг с другом на своих соответствующих входных концах и на своих соответствующих выходных концах, при этом между этими двумя перегородками от наружной стенки наружной обечайки выступает промежуточный разделитель, причем этот промежуточный разделитель проходит от соответствующих входных концов первой перегородки и второй перегородки до их соответствующих выходных концов и на высоте, меньшей высоты указанных перегородок, образуя переборку, которая позволяет направлять поток текучей среды, проходящий в контуре циркуляции из первого пространства, находящегося между внутренней стенкой и наружной стенкой наружной обечайки на входе указанной спрямляющей лопатки OGV, во второе пространство, образованное между первой перегородкой и промежуточным разделителем, затем в третье пространство, образованное между промежуточным разделителем и второй перегородкой, и, наконец, в другую часть первого пространства, находящуюся между внутренней стенкой и наружной стенкой наружной обечайки на выходе этой спрямляющей лопатки OGV по отношению к направлению прохождения текучей среды в контуре циркуляции указанной текучей среды, и этот промежуточный разделитель выполнен моноблочно с наружной стенкой наружной обечайки;

- первая перегородка и вторая перегородка спрямляющих лопаток OGV и промежуточный разделитель изогнуты по отношению к осевому направлению теплообменника;

- теплообменник содержит по меньшей мере первое так называемое отверстие «удаления порошка», выполненное в промежуточном разделителе на уровне точки соединения этого промежуточного разделителя с наружной стенкой наружной обечайки и с соответствующими входными концами первой перегородки и второй перегородки спрямляющей лопатки OGV, и по меньшей мере второе так называемое отверстие «удаления порошка», выполненное в промежуточном разделителе на уровне точки соединения этого промежуточного разделителя с наружной стенкой наружной обечайки и с соответствующими выходными концами первой перегородки и второй перегородки спрямляющей лопатки OGV;

- охлаждающие ребра являются изогнутыми в осевом направлении с таким же профилем, что и обе перегородки спрямляющих лопаток OGV;

- теплообменник содержит кольцевой разделительный носок, моноблочный с кольцевым входным концом внутренней обечайки и предназначенный для разделения воздушного потока второго контура и воздушного потока первого контура, проходящих в указанном двухконтурном газотурбинном двигателе, и указанный разделительный носок является полым и ограничивает четвертое пространство, которое образует участок контура циркуляции текучей среды;

- оба конца, входной и выходной, наружной обечайки загнуты наружу теплообменник, образуя входной крепежный фланец и выходной крепежный фланец;

- текучая среда является смазочным маслом.

Объектом изобретения является также двухконтурный газотурбинный двигатель. Согласно изобретению, он содержит вышеупомянутый теплообменник воздух второго контура/текучая среда, при этом наружная обечайка и внутренняя обечайка этого теплообменника закреплены соответственно на наружном корпусе и на внутреннем корпусе указанного газотурбинного двигателя, которые вместе ограничивают проточный тракт потока второго контура указанного двухконтурного газотурбинного двигателя, и входное отверстие и выходное отверстие контура циркуляции текучей среды соединены с источником охлаждаемой текучей среды указанного газотурбинного двигателя.

Наконец, объектом изобретения является способ изготовления вышеупомянутого теплообменника воздух второго контура/текучая среда. Согласно этому способу, этот теплообменник воздух/текучая среда получают путем аддитивного изготовления посредством лазерного расплавления на слое порошка.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки, задачи и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве исключительно иллюстративного и неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан известный двухконтурный газотурбинный двигатель, вид в осевом разрезе;

на фиг. 2 показан заявленный теплообменник, вид в перспективе;

на фиг. 3 показан теплообменник, вид в поперечном разрезе по плоскости, имеющей на фиг. 2 обозначение Р3;

на фиг. 4 детально показана нижняя часть фиг. 3;

на фиг. 5 детально показана нижняя часть теплообменника, изображенного на фиг. 2;

на фиг. 6 показана верхняя часть теплообменника, изображенного на фиг. 2, вид в частичном осевом разрезе;

на фиг. 7 показана нижняя часть теплообменника, вид в перспективе;

на фиг. 8 показана верхняя часть теплообменника, вид в осевом разрезе по плоскости, имеющей на фиг. 2 обозначение Р8;

на фиг. 9 показана спрямляющая лопатка OGV, вид в разрезе по плоскости, имеющей на фиг.4 обозначение Р9;

на фиг. 10 показан теплообменник, вид в поперечном разрезе по плоскости, имеющей на фиг.2 обозначение Р10.

На всех фигурах подобные элементы имеют одинаковые обозначения.

Осуществление изобретения

Далее следует подробное описание заявленного теплообменника 2 воздух/текучая среда. Он предназначен для установки на газотурбинном двигателе 1 на уровне метки В на этой фигуре, то есть вместо части наружного корпуса 18, ограничивающего проточный тракт второго контура, и спрямляющих лопаток OGV.

На фиг. 2 показано, что теплообменник 2 содержит наружную обечайку 3, внутреннюю обечайку 4 и ряд стоек 5, выполняющих роль спрямляющих лопаток OGV. В дальнейшем тексте описания и в формуле изобретения эти стойки 5 будут называться «спрямляющими лопатками OGV».

Предпочтительно этот теплообменник содержит также носок разделения между воздушными потоками первого контура и второго контура.

В частности, наружная обечайка 3 и внутренняя обечайка 4 являются кольцевыми, коаксиальными и концентричными с продольной осью Х1-Х’1, которая совпадает с продольной осью Х-Х’ газотурбинного двигателя 1, когда теплообменник 2 установлен на место. Поскольку обе обечайки 3 и 4 являются концентричными, внутренняя обечайка 4 меньшего диаметра расположена внутри наружной обечайки 3. Спрямляющие лопатки OGV 5 соединяют наружную обечайку 3 и внутреннюю обечайку 4 и выполняют роль конструктивной опоры для этих обечаек. Эти лопатки 5 проходят в радиальном или по существу радиальном направлении.

Кроме того, как более наглядно показано на фиг. 3 и 4, заявленный теплообменник 2 содержит контур 6 циркуляции охлаждаемой текучей среды.

Предпочтительно обе обечайки 3 и 4, спрямляющие лопатки OGV 5 и контур 6 являются моноблочными, то есть выполнены за одно целое и предпочтительно получены при помощи способа аддитивного изготовления, в частности, способа лазерного расплавления на слое порошка.

Как показано на фиг. 4, наружная обечайка 3 имеет двойную стенку, а именно наружную стенку 31 и внутреннюю стенку 32. Эти две стенки отстоят друг от друга на небольшое расстояние и образуют между собой первое кольцевое пространство 61, внутри которого может проходить охлаждаемая текучая среда и которое является частью контура 6. Эти внутренняя 32 и наружная 31 стенки соединяются на входе и на выходе теплообменника (по отношению к направлению прохождения воздушного потока внутри газотурбинного двигателя), закрывая сбоку первое пространство 61.

Как более наглядно показано на фиг. 6 и 8, наружная стенка 31 может быть менее широкой, чем внутренняя стенка 32, поэтому пространство 61 образовано только на части ширины теплообменника 2 (ширину измеряют в осевом направлении теплообменника).

Предпочтительно, как показано на фиг. 6, оба конца 33 наружной обечайки 3 загнуты наружу, образуя соответственно входной фланец 331 и выходной фланец 332. Эти два фланца обеспечивают крепление теплообменника 2 на наружном корпусе второго контура газотурбинного двигателя (например, корпус 18 на фиг. 1).

Кроме того, как показано на фиг. 7, через наружную стенку 31 проходят входное отверстие 34 и выходное отверстие 35, которые выходят внутрь пространства 61 контура 6. С указанными входным и выходным отверстиями 34, 35 можно соединить два изогнутых патрубка 341, соответственно 351. Они могут быть выполнены моноблочно с остальной частью теплообменника, хотя это и не является обязательным условием.

Предпочтительно, как наглядно показано на фиг. 4, входное 34 и выходное 35 отверстия выполнены с двух сторон от спрямляющей лопатки OGV 5 в окружном направлении теплообменника.

Далее следует более подробное описание конструкции лопаток OGV 5.

По меньшей мере одна лопатка OGV 5 теплообменника 2 и предпочтительно все лопатки OGV содержат две перегородки, называемые соответственно «первой перегородкой» 51 и «второй перегородкой» 52. Каждая перегородка 51, 52 соединяет внутреннюю стенку 32 наружной обечайки 3 с внутренней обечайкой 4.

Предпочтительно, как показано на фиг. 5 и 9, первая и вторая перегородки 51, 52 изогнуты по отношению к осевому направлению Х1-Х’1 теплообменника, чтобы направлять воздушный поток второго контура, проходящий между внутренней обечайкой 4 и наружной обечайкой 3, и спрямлять его после его прохождения через вентилятор 11.

Первая перегородка 51 имеет входной конец 511 и выходной конец 512, а вторая перегородка 52 имеет входной конец 521 и выходной конец 522 (по отношению к направлению прохождения воздуха второго контура).

Оба входных конца 511, 521 соединены, как и оба выходных конца 512, 522, образуя пространство между двумя перегородками 51, 52.

Предпочтительно между первой перегородкой 51 и второй перегородкой 52 расположен разделитель 53. Он проходит радиально внутрь теплообменника от наружной стенки 31 наружной обечайки 3 и на высоте, меньшей высоты первой и второй перегородок 51 и 52, поэтому он не входит в контакт с внутренней обечайкой 4. Этот разделитель 53 тоже выполнен изогнутым в том же направлении и с таким же радиусом кривизны, что и перегородки 51 и 52, если они выполнены изогнутыми.

Разделитель 53 проходит от точки соединения двух входных концов 511, 521 перегородок 51, 52 до точки соединения их двух выходных концов 512, 522.

Таким образом, промежуточный разделитель 53 выполняет роль переборки и ограничивает вместе с первой перегородкой 51 второе пространство 62, которое сообщается по текучей среде с частью первого пространства 61, находящейся на входе спрямляющей лопатки OGV 5, внутри которой расположен этот промежуточный разделитель 53. Разделитель 53 ограничивает также вместе со второй перегородкой 52 третье пространство 63, которое сообщается по текучей среде с частью первого пространства 61, находящейся на выходе спрямляющей лопатки OGV 5, внутри которой расположен этот промежуточный разделитель 53. Понятия «вход» и «выход» применены в данном случае относительно направления прохождения охлаждаемой текучей среды в контуре 6 циркуляции. Второе пространство 62 и третье пространство 63 сообщаются между собой и образуют часть контура 6.

Путь прохождения охлаждаемой текучей среды показан на фиг. 4 стрелкой F1. Горячая текучая среда поступает во входное отверстие 34, проходит в первое пространство 61, заходит радиально внутрь во второе пространство 62, огибает разделитель 53, заходит радиально наружу в третье пространство 63 и поступает в следующий участок первого пространства 61. Эта циркуляция продолжается, пока поток не пройдет по всей окружности наружной обечайки 3 и не выйдет через выходное отверстие 35 после своего охлаждения.

Таким образом, наружная обечайка 3 и спрямляющие лопатки OGV 5 обеспечивают большую площадь для теплообмена между потоком второго контура и текучей средой.

Предпочтительно теплообменник 2 содержит также множество охлаждающих ребер 7, которые выступают радиально от внутренней стенки 32 наружной обечайки 3 в направлении внутренней обечайки 4. Эти ребра 7 распределены по меньшей мере на участке указанной внутренней стенки 31 между спрямляющими лопатками OGV 5.

Высота этих ребер 7 меньше высоты спрямляющих лопаток OGV 5, поэтому они не соприкасаются с внутренней обечайкой 4. Предпочтительно эти ребра 7 тоже выполнены моноблочно с внутренней стенкой 32 наружной обечайки 3.

Предпочтительно, как показано на фиг. 5, охлаждающие ребра 7 тоже изогнуты по отношению к осевому направлению в ту же сторону и с таким же радиусом кривизны, что и спрямляющие лопатки OGV 5, и они следуют, таким образом, контуру этих лопаток. Эти охлаждающие ребра 7 увеличивают площадь контакта внутренней стенки 32 с воздухом потока второго контура.

Предпочтительно, как показано на фиг. 8, теплообменник 2 содержит также кольцевой носок 80 разделения воздушных потоков первого контура и второго контура, причем этот носок выполнен за одно целое с входным концом внутренней обечайки 4.

Предпочтительно носок 80 является полым и ограничивает четвертое пространство 64, которое образует часть контура 6 циркуляции текучей среды. Это кольцевое четвертое пространство 64 проходит по всей окружности внутренней обечайки 4 теплообменника 2.

Как показано на фиг. 2 и 7, между этим четвертым пространством 64 и первым пространством 61 выполнены дополнительный канал 65 в одну сторону и дополнительный канал 65’ в обратную сторону, которые обеспечивают сообщение по текучей среде между этими двумя пространствами. Предпочтительно эти дополнительные каналы 65, 65’ выходят в спрямляющую лопатку OGV 5, находящуюся со стороны двух отверстий входа 34 и выхода 35 охлаждаемой текучей среды (например, масла) или между этими отверстиями.

В этом случае текучая среда, которая поступает в четвертое пространство 64 в горячем состоянии, в основном служит для борьбы с обледенением носка 80, обеспечивая его нагрев.

Как было указано выше, предпочтительно весь теплообменник 2 воздух/текучая среда выполнен моноблочным и предпочтительно получен посредством аддитивного изготовления с лазерным расплавлением на слое порошка.

Для этого теплообменник 2 изготавливают слой за слоем, начиная от горизонтальной опоры Р в вертикальном направлении изготовления (показанном на фиг. 8 стрелкой F2).

Предпочтительно, чтобы использовать как можно меньше опорных элементов, теплообменник 2 изготавливают, начиная с его выходного конца (со стороны выходного фланца 332), до его входного конца.

Следует отметить, что, если выбрать почти цилиндрическую наружную обечайку 3, то есть почти перпендикулярную к плоскости опоры Р, и ребра 7, образующие максимальный угол 45° относительно вертикали, можно изготовить теплообменник 2, ограничивая число опор. Во время изготовления в опоре нуждаются только спрямляющие лопатки OGV 5, что значительно упрощает процесс изготовления.

Теплообменник можно также изготовить в другом порядке (от входа к выходу), но, поскольку носок 80 выступает относительно входного фланца 331, то этот фланец необходимо поддерживать или поместить в ту же плоскость, что и разделительный носок 80.

Когда теплообменник 2 печатают с применением вышеупомянутой технологии аддитивного изготовления, внутри некоторых полостей (которые образуют контур 6 циркуляции) остается порошок, который не затвердел при прохождении лазерного пучка, поэтому важно удалить порошок из изготовленной детали и освободить эти полости. Следовательно, необходимо убедиться, что порошок может выйти из теплообменника 2 во время процесса удаления порошка.

Для этого предпочтительно в промежуточном разделителе 53 на уровне точки соединения этого промежуточного разделителя 53 с наружной стенкой 31 наружной обечайки 3 и соответствующих входных концов 511, 521 первой перегородки 51 и второй перегородки 52 предусмотрено первое малоразмерное отверстие 530, называемое «отверстием удаления порошка», чтобы обеспечить выход порошка.

Аналогично, предпочтительно предусмотрено также второе отверстие 530’ удаления порошка в промежуточном разделителе 53 на уровне точки соединения этого промежуточного разделителя 53 с наружной стенкой 31 наружной обечайки 3 и соответствующих выходных концов 512, 522 первой перегородки 51 и второй перегородки 52.

Предпочтительно на уровне каждой спрямляющей лопатки OGV 5 предусмотрены два отверстия 530, 530’.

После изготовления теплообменник 2 встряхивают и переворачивают таким образом, чтобы порошок мог опуститься вниз в каждой лопатке, затем выйти через входное 34 и выходное 35 отверстия.

Следует отметить, что во время работы теплообменника масло должно пойти по тому же пути, что и порошок во время его удаления. Часть масла проходит прямо в место разделения 53, а часть будет огибать разделение. Отверстия 530, 530’ не открываются на наружную стенку теплообменника. Следовательно, нет риска утечки.

Затем теплообменник 2 можно закрепить в газотурбинном двигателе, показанном на фиг. 1, вместо участка наружного корпуса 18 и лопаток 17, используя, в частности, входной 331 и выходной 332 фланцы.

Claims (16)

1. Теплообменник (2) воздух второго контура/текучая среда для двухконтурного газотурбинного двигателя, отличающийся тем, что содержит:

- кольцевую наружную обечайку (3) с двумя стенками, соответственно называемыми «внутренней» (32) и «наружной» (31),

- кольцевую внутреннюю обечайку (4), концентричную с наружной обечайкой (3),

- ряд спрямляющих лопаток OGV (5), которые соединяют указанную наружную обечайку (3) с указанной внутренней обечайкой (4),

- и контур (6) циркуляции указанной текучей среды,

при этом обе обечайки (3, 4) ограничивают проточный тракт воздушного потока второго контура, причем указанный контур (6) циркуляции текучей среды выполнен в толщине указанной наружной обечайки (3) между ее внутренней стенкой (32) и ее наружной стенкой (31) и в толщине по меньшей мере одной из указанных спрямляющих лопаток OGV (5), причем этот контур (6) циркуляции выходит на своих соответствующих двух концах во входное отверстие (34) и в выходное отверстие (35), выполненные в указанной наружной стенке (31) наружной обечайки (3), при этом обе обечайки (3, 4), спрямляющие лопатки OGV (5) и контур (6) циркуляции указанной текучей среды являются моноблочными, при этом теплообмен происходит между указанной текучей средой и воздухом второго контура, проходящим в проточном тракте второго контура.

2. Теплообменник (2) по п. 1, отличающийся тем, что содержит множество охлаждающих ребер (7), которые выступают от внутренней стенки (32) наружной обечайки (3) в направлении внутренней обечайки (4), только на части расстояния между этой внутренней стенкой (32) и внутренней обечайкой (4), причем эти охлаждающие ребра (7) расположены по меньшей мере на участке окружности указанной внутренней стенки (32) между спрямляющими лопатками OGV (5), при этом указанные охлаждающие ребра (7) выполнены моноблочно с указанной внутренней стенкой (32) наружной обечайки (3).

3. Теплообменник (2) по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных спрямляющих лопаток OGV (5) имеет две перегородки, называемые соответственно «первой перегородкой» (51) и «второй перегородкой» (52), которые соединяются друг с другом на своих соответствующих входных концах (511, 521) и на своих соответствующих выходных концах (512, 522), при этом между этими двумя перегородками (51, 52) от наружной стенки (31) наружной обечайки (3) выступает промежуточный разделитель (53), причем этот промежуточный разделитель (53) проходит от соответствующих входных концов (511, 521) первой перегородки (51) и второй перегородки (52) до их соответствующих выходных концов (512, 522) и на высоте, меньшей высоты указанных перегородок (51, 52), образуя переборку, которая позволяет направлять поток текучей среды, проходящий в контуре циркуляции из первого пространства (61), находящегося между внутренней стенкой и наружной стенкой наружной обечайки на входе указанной спрямляющей лопатки OGV, во второе пространство (62), образованное между первой перегородкой (51) и промежуточным разделителем (53), затем в третье пространство (63), образованное между промежуточным разделителем (53) и второй перегородкой (52), и, наконец, в другую часть первого пространства (61), находящуюся между внутренней стенкой и наружной стенкой наружной обечайки на выходе этой спрямляющей лопатки OGV (5) по отношению к направлению прохождения текучей среды в указанном контуре (6) циркуляции указанной текучей среды, причем этот промежуточный разделитель (53) выполнен моноблочно с наружной стенкой наружной обечайки.

4. Теплообменник (2) по п. 3, отличающийся тем, что первая перегородка (51) и вторая перегородка (52) спрямляющих лопаток OGV (5) и промежуточный разделитель (53) изогнуты по отношению к осевому направлению теплообменника.

5. Теплообменник (2) по п. 2, отличающийся тем, что первая перегородка (51) и вторая перегородка (52) спрямляющих лопаток OGV (5) и промежуточный разделитель (53) изогнуты по отношению к осевому направлению теплообменника, при этом охлаждающие ребра (7) изогнуты в осевом направлении с таким же профилем, что и две перегородки (51, 52) спрямляющих лопаток OGV (5).

6. Теплообменник (2) по п. 3 или 4, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере первое так называемое отверстие (530) «удаления порошка», выполненное в промежуточном разделителе (53) на уровне точки соединения этого промежуточного разделителя (53) с наружной стенкой (31) наружной обечайки (3) и с соответствующими входными концами (511, 521) первой перегородки (51) и второй перегородки (52) спрямляющей лопатки OGV (5), и по меньшей мере второе так называемое отверстие (530’) «удаления порошка», выполненное в промежуточном разделителе (53) на уровне точки соединения этого промежуточного разделителя (53) с наружной стенкой (31) наружной обечайки (3) и с соответствующими выходными концами (512, 522) первой перегородки (51) и второй перегородки (52) спрямляющей лопатки OGV (5).

7. Теплообменник (2) по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что содержит кольцевой разделительный носок (80), моноблочный с кольцевым входным концом внутренней обечайки (4) и предназначенный для разделения воздушного потока второго контура и воздушного потока первого контура в указанном двухконтурном газотурбинном двигателе, при этом указанный разделительный носок (80) является полым и ограничивает четвертое пространство (64), которое образует участок контура (6) циркуляции текучей среды.

8. Теплообменник (2) по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что оба конца, входной и выходной, наружной обечайки (3) загнуты наружу теплообменника, образуя входной крепежный фланец (331) и выходной крепежный фланец (332).

9. Теплообменник (2) по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что текучая среда является смазочным маслом.

10. Двухконтурный газотурбинный двигатель, отличающийся тем, что содержит теплообменник (2) воздух второго контура/текучая среда по любому из пп. 1-9, при этом наружная обечайка (3) и внутренняя обечайка (4) этого теплообменника закреплены соответственно на наружном корпусе и на внутреннем корпусе указанного газотурбинного двигателя, которые вместе ограничивают проточный тракт потока второго контура указанного двухконтурного газотурбинного двигателя, при этом входное отверстие (34) и выходное отверстие (35) контура (6) циркуляции текучей среды соединены с источником охлаждаемой текучей среды указанного газотурбинного двигателя.

11. Способ изготовления теплообменника (2) воздух второго контура/текучая среда по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что этот теплообменник (2) воздух/текучая среда получают путем аддитивного изготовления посредством лазерного расплавления на слое порошка.

Images